JP4087057B2 - ガスタービンロータのためのカバープレート - Google Patents

Description

【０００２】
【技術分野】
本発明は、ガスタービンエンジンに関する。より詳しくは、本発明は、タービンロータおよび、タービンロータのエアホイルブレードとディスクとの間の結合部分をシールするための改良を施したカバープレートに関する。
【０００３】
【背景技術】
タービンロータは、通常、ロータディスクの周囲に取り付けた複数の個別のエアホイルロータブレードを使って組み立てる。それぞれのブレードは、ディスクの周囲に形成した個別のスロットの中に滑り込むルートを備える。カバープレートは、ルートとプラットホームとの間の結合部分およびエリアをシールする必要がある。この結合部分およびエリアは、ガス流路の内側の境界に位置する。そのような、カバープレートは、比較的重量があり、ロータのバランスを損なう可能性がある。例えば、カバープレートを取り付けるために、リベットやその他の留め具が必要である。
【０００４】
ペリーによる１９８２年８月１０日に発行された米国特許第４，３４３，５９４号は、従来技術の一例である。この特許は、ブレードプラットホームとディスクとの間のエリアをシールするために使用するカバーの重量に関連している。この特許では、ルートの間のディスクを貫通するリベットを使ってカバーを接続することが、提案されている。実際、リベットは、カバーによって避けられない重量の増加となる。
米国特許第４，５０５，６４０号には、ロータアッセンブリ上のブレードアタッチメントのためのシール装置が説明されている。ここでは、エンドピースを二ヘッドリベットにより保持する。このリベットは、ブレード保持スロットを通って延びている。リベットのヘッドは、円錐台形であり、エンドピース内の円錐台形のシート部に納まる。
英国公開特許第２３００６７７号には、ロータのいずれかの側面上にワッシャを備えた類似のリベットが示されている。さらに、このリベットは、リベットの円錐台形のヘッドを納めるために、ワッシャの中に円錐形のシート部を備える。この英国特許でも、傾斜したリベットを検討している。
【０００５】
【発明の要旨】
本発明の目的は、留め具を追加する必要のない、ディスクのルートエリアをシールするためのカバーのリング状の列を提供することにある。これによって、カバーにより増加する重量を低く維持することができる。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、既存の留め具を利用するカバープレートの列を提供することである。
【０００７】
本発明の構成は、ブレードロータとともに使用するカバープレートを備える。ロータはディスクを備え、このディスクは、リング状リムと、ディスクのリム周囲に画定した複数のスロットとを備える。それぞれのスロットは、ロータの回転軸に対して鋭角に延びている。ブレードは、エアホイル、ブレードプラットホーム、ルートを備える。ルートは、スロットに差し込んである。ディスクに取り付けたブレードを保持するために、リベットが、ブレードのルートとスロットとの間に延びている。加圧された気体がリムの軸方向に逃げないようにルートとスロットとをシールするために、カバープレートのリング状の列を、リムに沿って半径方向に設ける。個別のカバープレートは、リベットにより、適所に保持してある。このリベットは、スロット内のブレードのルートを保持するために使用してある。
【０００８】
より具体的には、遠心力に対して半径方向にカバープレートを保持するために、ショルダを、ディスクのリムに、半径方向外向きに、カバープレートに隣接して設ける。
【０００９】
以上のように本発明の性質を一般的に説明したので、次に本発明の好ましい実施態様を図によって示している添付図面を参照する。
【００１０】
【好ましい実施態様の説明】
ここで図面を、特に図１を参照すると、ガスタービンエンジンのためのタービンアッセンブリの一部が示してある。この図では、ロータ１２を軸方向の断面図で示す。ロータ１２は、ディスクリム２０を備える。このディスクリム２０に、半径方向に延びる複数のブレード１４が取り付けてある。それぞれのブレード１４は、ブレードプラットホーム１６を備える。具体的には、ブレード１４は、ディスクリム２０内に形成したスロット内に差し込むルート２４を備える。このディスクリム２０は、上流リング面２０ａと、平行する下流面２０ｂとを備える。
【００１１】
段付のショルダ３５を、ディスクリム２０の下流面２０ｂの半径方向外側端部に形成する。
【００１２】
第１のカバー３４が、ディスクリム２０の上流に位置し、リム面２０ａをカバーする。さらに、第１のカバー３４は、冷却空気をブレード１４に向けるために利用することができる。ディスクリム２０の下流側において、薄い複数のカバー１８を、プラットホーム１６の直ぐ下にあるディスクリム面２０ｂ上に、リング状の列状に、配置する。カバー１８の目的は、ロータ１２のリムにあるスロット３６内のルート２４の間のエリアを、加圧された気体から、シールすることである。
【００１３】
それぞれのカバー１８は、カバー１８の表面から突き出た、複数のシート部３０を備える。このシート部３０は、以下に説明するように、外広がり円錐台形面３２を備える。
【００１４】
リベット２６を、通常の方法で設ける。このリベット２６は、ディスクリム２０を通してその片側からもう片側に延びる。このリベット２６は、ルート２４とディスクリム２０の材料との間におおむね接触している。
【００１５】
リベット２６は、ロータ１２のディスクリム２０内において、ブレード１４を固定するのに役立つ。
【００１６】
図３、図４に示すように、リベットの軸は、ロータの回転軸に対して鋭角αであり、ブレード１４のルートに対してはおおむね平行である。好ましい実施態様では、この角度αは、１８°である。
【００１７】
カバープレート１８のシート部３０は、リベット２６と位置を合わせる。シート部３０は、外広がり円錐台形面３２を備える。この外広がり円錐台形面３２の軸は、図３、図４に示すように、リベット２６の軸と一致する。ブレード１４のルートを固定するために使用するリベット２６は、プレート１８のシート部３０に納められる。外広がり円錐台形面３２が、リベットのヘッド２８を納める。（リベットヘッド２８は、図２には示していない。）
従って、理解されるように、ルートを固定するための同一のリベット２６を、カバープレート１８を取り付けるために使用できる。これは、カバープレートを備えるときに増える重量を低く抑える結果をもたらす。なぜなら、リベットは既にロータ構造の部品になっているからである。
【００１８】
遠心力に対して、カバープレートを半径方向に保持するのを補うために、図１に示すように、カバープレート１８は、さらに、ショルダ３５に対して接触している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施態様を示す、ガスタービンエンジンの具体的なタービンアッセンブリを通して取った軸方向の断面図。
【図２】 本発明のカバープレートを備えるブレードロータを示す、一部後面図。
【図３】 本発明の特徴を示すために一部切り欠いた、ブレードの上面から取った一部放射断面図。
【図４】 図２の４−４線に沿った、一部拡大接線断面図。
【図５】 カバープレートの一部を切り欠いた、図２と同様の一部拡大後面図。

Claims (7)

1. ガスタービンエンジンのためのブレードロータ（１２）であって、前記ブレードロータは、回転軸を備え、前記ブレードロータ（１２）はディスクを備え、前記ディスクは、リング状リム（２０）と、前記ディスクの前記リム（２０）周囲に画定した複数のスロット（３６）とを備え、それぞれの前記スロット（３６）は、回転軸に対して鋭角に延びており、さらに前記ブレードロータ（１２）は、それぞれのブレード（１４）を備え、前記ブレード（１４）は、エアホイル、ブレードプラットホーム（１６）、ルート（２４）を備え、前記ルート（２４）はそれぞれのスロット（３６）に差し込んであり、前記ブレードロータ（１２）は、さらに、リベット（２６）を備え、前記リベット（２６）は、前記ブレード（１４）を前記ディスクに保持するのに役立つように、前記それぞれのスロット（３６）において前記ルート（２４）と前記リム（２０）との間に接触して延びており、さらに前記ブレードロータ（１２）は、少なくとも１つのカバープレート（１８）を備え、前記カバープレート（１８）は、前記ディスクの前記リム（２０）に半径方向面に備えられ、前記カバープレート（１８）は、前記スロット（３６）を軸方向にカバーし、前記カバープレート（１８）は、前記リベット（２６）により、適所に保持され、前記カバープレート（１８）は、加圧された気体が前記リム（２０）の軸方向に逃げないように前記ルート（２４）とスロット（３６）とをシールするために、前記リム（２０）、リベット（２６）、ルート（２４）、スロット（３６）と協同する、ガスタービンエンジンのためのブレードロータ（１２）において、少なくとも１つのシート部（３０）が、対応する前記リベット（２６）のヘッド（２８）を納めるように前記カバープレート（１８）上に形成してある突起部を備え、前記シート部（３０）は、外広がり円錐面（３２）を備え、前記外広がり円錐面（３２）は、前記リベット（２６）の軸と一致する軸を備えることを特徴とするガスタービンエンジンのためのブレードロータ（１２）。
2. 前記リム（２０）は、前記リム（２０）の半径方向に離れた部分にショルダ（３５）を備え、前記ショルダ（３５）は、前記リム（２０）の半径方向の面から延びる軸方向部を備え、これによって、前記カバープレート（１８）を、前記ショルダ（３５）により遠心力に対して拘束することができることを特徴とする請求項１記載のブレードロータ（１２）。
3. 前記外広がり円錐面（３２）と前記リベット（２６）の軸は、前記スロット（３６）の軸と平行し、かつ、前記ロータ（１２）の回転軸に対して鋭角であることを特徴とする請求項１記載のブレードロータ（１２）。
4. 前記カバープレート（１８）のリング状の列を備え、前記列の前記それぞれのカバープレート（１８）は、複数の前記スロット（３６）をカバーすることを特徴とする請求項３記載のブレードロータ（１２）。
5. それぞれの前記カバープレート（１８）は、複数のシート部（３０）を備え、前記シート部（３０）は、前記それぞれのスロット（３６）に対応することを特徴とする請求項４記載のブレードロータ（１２）。
6. ガスタービンアッセンブリ（１０）のためのブレードロータ（１２）であって、前記ロータ（１２）は、回転軸と、半径方向に延びる複数のブレード（１４）とを備え、前記ブレードロータ（１２）はディスクを備え、前記ディスクは、リング状リム（２０）と、前記ディスクの前記リム（２０）周囲に画定した複数のスロット（３６）とを備え、それぞれの前記スロット（３６）は、回転軸に対して鋭角に延びており、前記ぞれぞれのブレード（１４）は、エアホイル、ブレードプラットホーム（１６）、ルート（２４）を備え、前記ルート（２４）はそれぞれのスロット（３６）に差し込んであり、さらに前記ブレードロータ（１２）は、リベット（２６）を備え、前記リベット（２６）は、前記ブレードを前記ディスクに保持するのに役立つように、前記スロット（３６）において前記ルート（２４）と前記リム（２０）との間に接触して延びており、さらに前記ブレードロータ（１２）は、複数のカバープレート（１８）を備え、前記カバープレート（１８）は、前記ディスクの前記リム（２０）に半径方向面に備えられ、前記カバープレート（１８）は、前記スロット（３６）を軸方向にカバーし、前記カバープレート（１８）は、前記リベット（２６）により、適所に保持される、ガスタービンアッセンブリ（１０）のためのブレードロータ（１２）であって、前記カバープレート（１８）はそれぞれ、それぞれのスロット（３６）に対応する少なくとも１つのシート部（３０）を備え、前記シート部（３０）は、前記カバープレート（１８）の突起部に設けられ、前記シート部（３０）は、対応するリベット（２６）のヘッド（２８）を納めるために、外広がり円錐面（３２）を備え、前記外広がり円錐面（３２）の軸は、前記リベット（２６）の軸と一致することを特徴とするガスタービンアッセンブリ（１０）のためのブレードロータ（１２）。
7. 前記カバープレート（１８）のリング状の列を備え、前記列の前記それぞれのカバープレート（１８）は、複数の前記スロット（３６）をカバーすることを特徴とする請求項６記載のブレードロータ（１２）。

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