JP3848485B2 - ターボジェットエンジンのライナーとタービンディストリビュータとの間の間隙を減少させる方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛行機を推進するためのターボジェットエンジンで使用されるようなガスタービンの高圧タービンに関する。より正確には、本発明は、高圧タービンのディストリビュータの内部にライナーを取り付けることに関し、より詳細には、下部プラットホームのところのこのディストリビュータとそれのライナーとの間にある間隙を減少させて、そのアセンブリのシーリングを改善することに関する。
【０００２】
また、本発明は、金属部品の部分的または完全なろう付けに関する。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
２つの図面に基づいて従来技術および本発明による方法を説明する。
【０００４】
民間機および軍用機に取り付けられるターボジェットエンジンのような、今日および将来のガスタービンエンジンは、現在、これらのターボジェットの性能及びメンテナンスを改善することが研究課題である。これらの改善の結果として、エンジンが飛行機に取り付けられていようと、あるいはオーバーホールのために整備工場にあろうと、エンジンの燃料消費量および維持費を減少させることができる。したがって、これらの目的を考慮するならば、航空技術者は、これらのターボジェットエンジンに存在するいくつかの部品の仕様を考え直さざるをえない。このことは、高圧タービンのディストリビュータの下部プラットホームのところのシールに関する現況においても事実である。
【０００５】
図１は、本発明による方法を用いたターボジェットの部分断面図を示す。エンジン内のガス循環経路の左側と上流側には、燃焼室１とそれに続く高圧タービン２とがあることがわかる。高圧タービン２の出口で、かつ、低圧タービンの上流側には、一方が、ホットチャンネルとコールドチャンネルとの間に配置された上部プレート５に取り付けられ、他方が、環状の空気循環ダクト７からホットチャンネルを分離する下部プラットホーム６に取り付けられた一連の整流器３がある。ライナー８は、整流器３の両側において、とくに、下部プラットホーム６の領域にある環状空気循環ダクト７において、空気または冷却ガスを自由に循環させる。各ディストリビュータ３を通過すると、空気供給ダクト７に開口するライナー８によって形成される管路が存在する。このライナーは、ターボジェットの一部分とりわけディストリビュータおよびその他の部品に必要な冷却回路をなす構成部品である。
【０００６】
図２は、ライナー８が存在する領域、すなわち、下流にある低圧タービンへの流れを整流するように、空気の流れる方向に傾斜したスチフナー３の中央部分をより詳細に示すものである。
【０００７】
ライナー８は、スチフナー３に取り付けられなければならないことがわかる。ライナー８は、上部プレート５のところで、ろう９によって、スチフナー３の上部に固定される。ガスタービンエンジンの動作中に生じる公知の温度差を考えれば、あらゆる金属部品においてきわめて大きな膨張が発生する。したがって、ライナー８に自由度を与える必要があり、ライナー８は、その下部を下部プラットホーム６に固定されてはならない。このために、下部プラットホーム６のところでライナー８とスチフナー３との間に間隙が存在する。
【０００８】
下部プラットホーム６のところのこの間隙は、スチフナーの領域におけるシールを損なうものであり、ターボジェットエンジンの効率にかなりの影響を及ぼす。したがって、本発明の目的は、高圧タービンのスチフナー３にあるライナー８の下部領域におけるシールに関しての問題を解決することによって、この欠点を除去することである。
【０００９】
【発明の概要】
このために、本発明の趣旨は、下部プラットホームの領域の、ターボジェットエンジンの高圧タービンディストリビュータと、そのようなディストリビュータを貫通しかつ上部プレートのところで、ディストリビュータの内部に固定されなければならないライナーとの間にある間隙を減少させるための方法にある。
【００１０】
本発明によれば、この方法は、ろうがライナーに接触することなく、下部プラットホームのところに存在する間隙をろう付けすることからなる。この方法は、以下のそれぞれのステップからなる。すなわち、
− ライナーの下部外面に保護付着物を塗布するステップと、
− ディストリビュータにライナーを取り付けるステップと、
− ディストリビュータの上部領域、および上部プレートのところで、ディストリビュータにライナーを固定するステップと、
付着物で被覆されたライナーの下部外面と下部プラットホームの領域のディストリビュータの内面との間の間隙をろう付けによって減少させるステップとからなる。
【００１１】
本発明による方法の主な実施の形態においては、ろう付けによる間隙の減少は、拡散ろう付けによる充填によってなされる。
【００１２】
この場合には、接合化合物を超合金よりも溶融しやすいものにする添加剤をとくに含んだ超合金のための接合化合物を超合金に塗布することによって充填するのが好ましい。
【００１３】
ろう付けは、ライナーとディストリビュータとの間の間隙に化合物が拡散するように、アセンブリを炉に送り込むことからなる操作で終了する。
【００１４】
好ましくは、保護付着物は、ジルコン酸塩系の非粘着性セラミック付着物である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２、とりわけ、ろうを示す参照符号１０を参照すると、ろう付けの第１の機能は固定する機能であるにもかかわらず、本発明によって提案される方法によれば、間隙の減少はろう付けによってなされる。しかしながら、ライナー８は、ろう９によって、上部プレート５のところで、すでにスチフナーに固定されているので、下部プラットホーム６の領域においては、ライナー８を整流器３にろう付けしないことが必須である。
【００１６】
したがって、ライナー８が整流器３に挿入される前に、整流器３にある孔１１の内面と向かい合うライナー８の外面のわずかな高さの範囲に保護付着物が塗られ、その範囲は、ライナー８の下部に存在する。換言すれば、ライナー８の下部外面は、下部プラットホーム６の領域において付着物で被覆される。
【００１７】
この保護付着物の唯一の目的は、その後のろう付けによって、ライナー８がスチフナー３に溶接され、または固定されないようにするためのものである。ジルコン酸塩系化合物かまたはその他の等価な製品からなる非粘着性のセラミック系付着物を使用することを推奨する。より詳細には、ＮＥＴＣＯ ２０４ ＮＳという商品名でＳＵＬＺＥＲ社から市販されている製品が使用される。
【００１８】
そして、ライナー８が、整流器３の孔１１に挿入され、図２に示されるように、ろう９によってそのライナーの上部で固定される。ライナー８の外面とライナーが挿入された整流器３の孔１１との間の下部プラットホーム６の領域における間隙の減少は、拡散ろう付け（ＲＢＤ）による充填によって得られる。
【００１９】
この種の拡散ろう付けによる充填は、ライナー８の下部の周囲に塗られる化合物を用いて、ろう付けしたい部分に実施される。そして、化合物を溶融させ拡散させるために、熱処理を施さなければならない。そして、このようにして組み立てられたアセンブリが、充填されるべき間隙に化合物を拡散させるために炉へ送り込まれる。そして、この領域においては、ライナーが整流器３に固定されることなく、図２に示されるろう１０が形成される。化合物は、シーリングされるべき間隙に毛管現象によって拡がる。好ましくは、化合物は、プラットホーム６および下部プレートが組み立てられるときに所定の位置に配置されることに注意すべきである。
【００２０】
拡散ろう付けは、ろう付けに関係する２つの部品を構成する合金かまたは金属からなる粉末を主に含んだペーストを使用する方法であることに注意されたい。このペーストをより溶融しやすいものにするために、添加剤がこのペーストに添加される。一般には、添加剤の液相線温度が粉末基剤を構成する合金および金属の固相線温度よりも低くなるような量だけ、ニッケルベースの添加剤が使用される。
【００２１】
ターボジェットのディストリビュータにライナーを配置することに関するこの出願に関連して、これらの構成要素を一般的に構成する金属は、ニッケルかまたはコバルトベースの超合金である。
【００２２】
ライナー８と整流器３との間に存在する間隙を、下部プラットホーム６の領域からほぼ完全に取り除くことによって、この領域からの洩れを除去することができる。それによって、ターボジェットの性能が相当に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を用いたターボジェットの部分縦断面図である。
【図２】本発明による方法を用いた高圧タービンのディストリビュータの部分断面図である。
【符号の説明】
３ 整流器
５ 上部プレート
６ 下部プラットホーム
８ ライナー
９ ろう
１０ 非粘着性のろう

Claims (5)

1. 下部プラットホーム（６）のところのターボジェットの高圧タービンのディストリビュータ（３）と、そのようなディストリビュータ（３）を貫通しかつ上部プレート（５）のところでこのディストリビュータ（３）の内側に固定されなければならないライナー（８）との間にある間隙を減少させる方法であって、
   ライナー（８）の下部外面に保護付着物を塗布するステップと、
   ディストリビュータ（３）にライナー（８）を組み立てるステップと、
   上部で、ディストリビュータ（３）にライナーを固定するステップと、
   付着物で被覆されたライナー（８）の下部外面と、下部プラットホーム（６）の領域のディストリビュータ（３）の内面との間の間隙をろう付けによって減少させるステップとを備えたことを特徴とする方法。
2. ろう付けによる間隙の減少が、拡散ろう付けによる充填によってなされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 接合ペーストをライナー（８）およびディストリビュータ（３）を構成する超合金よりも溶融しやすいものにする添加剤を含んだ超合金のための前記接合ペーストを前記超合金に塗布することによって充填がなされることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. ライナー（８）とディストリビュータ（３）との間の間隙にペーストが拡散するように、その後に、炉においてアセンブリに熱処理を施すことを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 保護付着物が、ジルコン酸塩系の非粘着性セラミック付着物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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