JP4165880B2 - ターボ機関内のディストリビュータセクターのアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ターボ機関のステータを取り囲むケーシング内の、ディストリビュータセクターの組み立てに関する。ディストリビュータセクタは、固定羽根を支え、ターボ機関の気体流れを修正するのを確実にするものである。

ターボ機関からの気体の外側ストリームは、機関に沿って交互に配置されているるディストリビュータセクターとフェルールセクターとによって境界が定められ、それらセクターは、主にフックの重なり合いによって相互の間に、且つケーシング上に装着される。図１を参照すると、これは既に公知であるアセンブリを例示し、整流セクター（secteur de redresseur）１が、それぞれ前部および後部にある一対のアセンブリフランジ２および３を有し、これらはいずれも機関の長手方向に伸びる端フック４および５が備えている。前部の端フック４は、一対の相互支持面８によってケーシング７のフック６上に配置され、面８は、機関の向心性半径方向運動に対してセクター１を保持する。他方のフランジ３の端フック５は、一対の面９によってケーシング７に対して半径方向外部に向けて当接し、且つ、一対の平らな停止面１１によってケーシング７の第２のフック１０に対して、後部に向けて当接する。クリップ１２は、第２の端フック５の下まで第２のフック１０のまわりに配置され、向心性半径方向運動に対してセクター１を保護する。セクター1は、前部へ向かう突起１３も具備し、これは、それらと第１のフックとの間にフェルールセグメント１４の後部を取り巻く。

このアセンブリは、後部へ向けて方向付けられた、運転中に受ける半径方向力および軸方向力によって生起される運動に対してセクター１を保持する。取付けは、実行するにはあまり便利ではないが、それは、前部で端フック４を中心にして旋回させる前に、後部のリップ３が第２のフック１０に入るように、傾斜したセクター１がケーシング７内になければならず、、そのため、端フック５が外部へ向けた半径方向運動でフック１０の後ろに入るからである。この組み立てを行うために、内側ストリームにロータ−ステータの２つの主要セットを有する必要があり、このことはロータとスタータとの間のシールに有害である。最後に、恐らくこのアセンブリのもっとも深刻な不利点は、まさに、ケーシング７とすべてが一体になっているフック６および１０の存在であり、これらは、熱気体のストリームの近くにあるため、大きな機械的および熱的応力を受けやすい。それらは十分に抵抗がある材料から作る必要があり、ケーシング７自体も同様であるが、これは低温を受けるため必要ではないものである。疲労クラックがフック６および１０に発生し、ケーシング７全体を取り替える必要がある点まで広がる可能性がある。

高価であり且つ脆いケーシングの設計を修正し、整流セクターをより簡単に取付けることができ、より剛性がありあまり複雑ではないアセンブリとなるようにすることが適切である。

本発明は、これらの様々な要求を満足させる。そのもっとも一般的な形態において、ケーシング上のディストリビュータリングのセクターのアセンブリに関し、セクターは、ケーシング上に配置される支持面を備える２つのフランジを具備し、フックがフランジの一方の湾曲した縁の下に入り向心性運動に対してセクターを支持するアセンブリであって、フランジの間に配置された可動端プレートと、端プレートをケーシングに固定するための手段とを具備し、フックは端プレートに配置され、端プレートおよびケーシングは、軸方向に配向された平らな相互支持面を具備し、固定手段はケーシングを半径方向に貫くスラグを具備し、端プレートはケーシングとスラグとの間に保持され、端プレートは上記湾曲した縁を有するフランジへ向けて取付け方向を有することを特徴とする。

フックは、アセンブリのもっとも応力のかかる部分であるが、可動端プレート上にありしたがってケーシングから分離されるため、かなり自由に作ることができ、また必要に応じて容易に取り替えることもできる。最後に、セクターのジョイント旋回運動よりも簡単な単一の端プレートの直線運動によって取付けが行われる。

フックが湾曲した縁の下で少なくとも中央部分に円錐状外側面を具備し、上記湾曲した縁を有するフランジへ向けてテーパする場合は、組み立てが非常に容易となる。

米国特許第０８９２４９７号明細書および米国特許第５６８１６１号明細書には、ケーシングから分離されているフックのキャリヤによってディストリビュータセクターが保持される装置が開示されているが、端プレートは他のところに配置され、平行移動によっては装着されず、傾斜によることに注意すべきである。それらはセクターに分割されなければならず、装置および装着は、複雑なままである。

上記に加えて適合されることができる他の装置は、本発明が提供する利点を増加させる。その様々な態様が、下記の図面の説明から良好に現れる。

ケーシングは、ここでは、参照符号２１で示されているが、この一般的な形態は、先行技術のものの形態に類似している。直径は前部へ向けて減少し、その形態はしたがって、本発明ではわずかに円錐状である。

新規の整流セクターは、参照符号２０で示され、先行技術のものと同様に、前部及び後部にフランジ２２および２３を具備し、これらには端フック２４および２５が設けられ、両方とも後部へ向けて湾曲している。端フック２４および２５はここで、半径方向に配向された相互支持面２６および２７によって、および、軸方向および反対方向に配向された平らな支持面２８および２９によって、ケーシング２１上に支持される。先行技術の設計とは対照的に、アセンブリはかなりしっかりとしたものである。本発明の本質的な要素は、軸方向に配向された平らな相互支持面３１によってやはりケーシング２１上に支持される端プレート３０であり、これは、前部に面し且つ第１のフランジ２２の端フック２４の下を進むフック３２をその縁に支持する。端プレート３０は、全周に延在する。先行技術と同様に、整流セクター２０は、隣接するフェルールセクター３４を下に保持するために、突起物３３を前部へ向けて支持する。別の突起物３５に注目することができる。これは、第２の端フック２５の下に見られ、その目的は、前述するものと反対側のフェルールセクター３５を支持することである。

スラグ３７は、ケーシング２１を貫いて半径方向に調整され、端プレート３０の後ろで係合し端プレート３０を軸方向に固定することによって、端プレート３０がケーシング２１に対して支持されたままにする。

先行技術のケーシング７のフック６はなくなっており、端プレート３０のフック３２がこれに取って代わり、その結果、ケーシング７の弱点が排除されている。他方のフランジ３用のフック１０は完全にはなくなっていないが、これは、第２の端フック２５がケーシング２１の溝１９の後ろに配置されているからである。これは、フランジク２３用の同一の支持機能を確実にするが、溝１９は、フック１０よりも重厚でありそれほど突出しておらず、かけられる応力がかなり少ないことを強調しなければならない。図１の設計においてフック１０をそのように修正しても、フック６がある限り、ほとんど役に立たず、フック６は、整流セクター１を軸方向運動次いで旋回運動によって装着されることを実質的に可能にするために、突出していなければならない。要するに、フック６によって構成されるケーシング７の弱点を排除することにより、フック１０によって構成される他の弱点を排除することに関心を向けることが可能になる。

フック６および１０を排除するかまたはそれらをより簡単な構造物に取り替えることによって、ケーシング２１にかかる応力および危険が減少し、同時に、その製造を簡略化する。これは、ケーシング７よりも高価ではない材料から作ることができる。フック３２およびその端プレート３０のみが大きな過熱を受けるままであり、そのため適合した材料から作られなければならない。

整流セクター２０は、完全な半径方向運動によって外部へ向けて上昇し（図３）、これは対の支持面２８および２９による摺動を意味し、これはまた、端プレート３０を面３１の停止のところまで前部へ向けて動かすことによって形成されることができる。フック３２は外側面を備えており、その中心表面３８は少なくとも円錐状であり、前部へ向けてテーパし、フック３２を前進させながら、第１の端フック２４をこの表面３８に上げる。端フック２４がこの表面３８を通って、フック３２の上部表面の後部円筒形部分３９に載置されるときには、整流セクター２０が適所に置かれる。次いで、スラグ３７がその内孔に導入され、端プレート３０を軸方向に固定する。

端プレート３０の前部へ向かう運動は、ターボ機関の組み立ておよび分解作業を行うために頻繁に見られるような、特別な工具によって非常に簡単に行うことができる。適切な工具は、整流セクター１を支持するケーシングに装着されたプラテンと、他方のフランジ３２を貫いてくりぬかれた穴４２を通って端プレート３０の後部を押圧するためのスラスタとを具備する。

整流セクター１または２０にかけられている大きな応力の１つは、横切る空気の流れによって生成される後部への力であることを強調しておく。この力は、ケーシング７または２１上のセクターの支持点のまわりの傾斜運動によって、および、フック６または３２の損傷を引き起こしえるフック６または３２上の向心性半径方向力によって、平行移動される。しかし、破壊の影響は、フック６よりもフック３２の方が少ないであろう。それは、ケーシング７全体の代わりに端プレート３０を取り替えることで十分だからである。フック６がセクター１に提供するのと同様に、フック３２は、セクター２０の内部に半径方向支持を提供し、これは、端フック２４がセクター１に配置されるからである。しかし、これは、ケーシング２１とすべてが一体になっていなくても、端フック２４が支持面２６上でケーシング２１に対して押圧されたままにすることによって、フック６よりも剛性のアセンブリを提供する。フック３２の表面の後部部分３９の直径は、所望の押圧力をこの点にかけるように選択されることが可能である。

表面３８の円錐性によって、常に端プレート３０を問題なく配置することができ、フック３２はコーナーの役割を演じる。後部へのフェルール３６が、クリップ１２の代わりに、突起物３５上に配置されフランジ２３の端フック２５に導入される突出する前端４３を具備する場合には、アセンブリは、簡略化されていながら依然として剛性がある。

端プレート３０を取り替えなければならない場合には、内側ねじ山５３のようにねじ立て点が適所にあるならば、取り出すことは容易であり、それによって、穴４２を通って導入されたねじ山を切った軸によって把持されることが可能になり、整流セクター２０が解放されるまで後部へ引くことによって取り出すことができる。

第１のフランジ２２の端フック２４が後部へ方向づけられ、フック３２は、第１のフランジがそれと一緒に組み立てられるが、図１のような従来の装置とは対照的に、前部へ向けて方向づけられたことに注意が向けられる。本発明の利点は、整流セクター２０を装着するときに旋回運動を排除することによって可能にされるが、ディストリビュータセクター２０によって気体の温度から隔離された容量で、フック３２およびその端プレート３０がフランジ２２と２３との間にあることである。

先行技術のアセンブリの特徴を示す図である。 本発明のアセンブリを示す図である。 アセンブリのモードを表す図である。

Claims (4)

1. ケーシング（２１）上のディストリビュータのセクター（２０）のアセンブリであって、前記セクターは、前記ケーシング（２１）上に配置される支持面（２６、２７、２８、２９）を備える２つのフランジ（２２、２３）を具備し、フック（３２）が前記フランジのうちの一方（２２）の湾曲した縁（２４）の下に入り向心性運動に対して前記セクター（２０）を支持するアセンブリであって、前記フランジ（２２、２３）の間に配置された可動端プレート（３０）と、前記端プレートを前記ケーシングに固定するための手段（３７）とを具備し、前記フック（３２）は前記端プレートに配置され、前記端プレート（３０）および前記ケーシング（２１）は、軸方向に配向された平らな相互支持面（３１）を具備し、固定手段は前記ケーシングを半径方向に貫くスラグ（３７）を具備し、前記端プレートは前記ケーシングと前記スラグとの間に保持され、前記端プレートは前記湾曲した縁（２４）を有する前記フランジ（２２）へ向けて取付け方向を有することを特徴とする、アセンブリ。
2. 前記フックは、前記湾曲した縁（２４）の下に少なくとも中央部分（３８）に円錐状外側面を具備し前記湾曲した縁（２４）を有する前記フランジ（２２）へ向けてテーパすることを特徴とする、請求項１に記載のケーシング上のセクターのアセンブリ。
3. 前記ケーシング（２１）上の前記フランジ（２２、２３）の前記支持面は、半径方向に配向された２つの面（２６、２７）と、互いに反対な軸方向に配向された２つの面（２８、２９）とを具備することを特徴とする、請求項１または２に記載のケーシング上のセクターのアセンブリ。
4. 前記セクター（２０）に隣接するフェルールセクター（３６）の突出する端（４３）は、前記フランジのうちの他方（２３）の湾曲した縁（２５）の下に且つ前記フランジのうちの他方（２３）の突起（３５）上に来ることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のケーシング上のセクターのアセンブリ。

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