JP4226566B2 - タービンエンジンおよびガスタービンエンジンの設計方法 - Google Patents
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Description
52A〜52G…内側環状突出部
54A〜54G…外側周辺部
55A〜55G…ディスクの中心開口部
56…シャフトの部分
62A〜62F…スペーサ
64A〜64F…内部環状キャビティ
66A〜66F…外部環状キャビティ
70…前方端部
72…後方端部
74…カラー部
76…スリーブ部
78…カラー部の内側面部分
80…シャフトの外側面部分
82…前方端部のリム面
84…予圧縮リテーナ
90…後部ハブ
92…遠位端部
94…遠位端部の外側面
96…遠位端部のリム面
98…カラー部の内側面
100…カラー部
104,110…前部
106,112…後部
108,114…溶接部
210A…リングセグメント
Claims (21)
- 内側開口部から外側周辺部までそれぞれ径方向に延在する複数のディスクと、
前記ディスクの隣接する対の間にそれぞれ設けられる複数のスペーサと、
前記複数のディスクと前記複数のスペーサとを含むロータ群の両端部を支持し、かつ軸を中心にこのロータ群と共に一体に回転するとともに、該ロータ群から中間部で離間された中心シャフトと、を有し、
前記スペーサは、長手方向断面を有する1つまたは複数の第1のスペーサを含み、前記長手方向断面は、静止状態において内側に凹となるように湾曲した第1の部分を有することを特徴とするタービンエンジン。 - 第1の部分は、2.0cm以上の長手方向長さを有することを特徴とする請求項1記載のタービンエンジン。
- 第1のスペーサの少なくとも1つは、前記ディスクの隣接する対のうちの少なくとも第1のディスクと一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載のタービンエンジン。
- 第1のスペーサの少なくとも1つは、前記ディスクの隣接する対の第1のディスクの部分内に締まりばめされた端部を有することを特徴とする請求項1記載のタービンエンジン。
- 複数のディスクと複数のスペーサとを圧縮状態で保持する偏心連結部材を含まないことを特徴とする請求項1記載のタービンエンジン。
- 前記長手方向断面の第1の部分は、少なくとも速度が5000rpmの動作状態において、内側に凹となるように湾曲していることを特徴とする請求項1記載のタービンエンジン。
- 前記シャフトは、高速シャフトであり、
前記複数のディスクは、高速圧縮機セクションのディスクであることを特徴とする請求項1記載のタービンエンジン。 - 前記ディスクの隣接する対の第1のディスクと一体に形成されているか、または第1のディスクと係合する面を有する第1の端部と、
前記ディスクの隣接する対の第2のディスクと一体に形成されているか、または第2のディスクと係合する面を有する第2の端部と、
内側に凹となるように湾曲した長手方向断面中心線を有する環状の中間部と、を有し、前記長手方向断面中心線は、シール歯がないと仮定して定められ、
径方向内側に延在するボア周縁構造部を含まないことを特徴とする請求項1に記載のスペーサ。 - 前記中間部は、2.0cm以上の長手方向長さを有することを特徴とする請求項8記載のスペーサ。
- 第1および第2の端部と前記中間部とは、金属材料で一体に形成されており、
前記スペーサは、径方向外側に延在する少なくとも1つのシール歯をさらに含むことを特徴とする請求項8記載のスペーサ。 - 第1および第2のディスクと請求項8のスペーサとを組み合わせた装置であって、
前記スペーサの第1の端部は、第1のディスクと一体に形成されており、
前記スペーサの第2の端部は、第2のディスクのカラー部内に締まりばめされていることを特徴とする装置。 - 中心シャフトと、
前記中心シャフトと一体に回転するように該シャフトに両端部で支持されるとともに、該中心シャフトの中間部から離間されたロータと、を有し、
前記ロータは、
内側開口部から外側周辺部までそれぞれ径方向に延在する複数のディスクと、
前記複数のディスクを連結するとともに、前記ロータにわたる長手方向圧縮力を静止状態における第1の力から動作状態における第2の力へと増加させるスペーサと、を含み、このスペーサは、長手方向断面を有する1つまたは複数の第1のスペーサを含み、前記長手方向断面は、静止状態において内側に凹となるように湾曲した第1の部分を有することを特徴とするタービンエンジン。 - 前記動作状態は、5000rpmを超える速度によって特徴づけられ、
前記圧縮力は、第1の力と第2の力との間で速度に応じて連続的に増加することを特徴とする請求項12記載のタービンエンジン。 - 第1の力は、50〜200kNであることを特徴とする請求項12記載のタービンエンジン。
- 前記スペーサの長手方向断面は、
前記静止状態において、第1の値を有する特徴的な凹形状で内側に凹となるように湾曲しており、
前記動作状態において、第1の値よりも小さい第2の値を有する特徴的な凹形状で内側に凹となるように湾曲していることを特徴とする請求項12記載のタービンエンジン。 - 前記スペーサを少なくとも3つ含むことを特徴とする請求項15記載のタービンエンジン。
- 前記複数のディスクと複数のスペーサとを圧縮状態で保持する偏心連結部材を含まないことを特徴とする請求項12記載のタービンエンジン。
- 請求項1に記載のタービンエンジンの設計方法であって、
第1の速度によって特徴づけられる少なくとも第1の状態において、前記ロータ群にわたる第1の長手方向圧縮力を求め、
第2の速度によって特徴づけられる少なくとも第2の状態において、前記ロータ群にわたる第2の長手方向圧縮力を求め、
第2の長手方向圧縮力が第1の長手方向圧縮力を目標値だけ超えるように、前記複数のスペーサの少なくとも1つを変更することを含むことを特徴とするタービンエンジンの設計方法。 - シミュレーションとして実行されることを特徴とする請求項18記載のタービンエンジンの設計方法。
- 第1の速度は、ゼロであることを特徴とする請求項18記載のタービンエンジンの設計方法。
- 初期構造から再設計構造へのエンジン構造の再設計として実行される請求項18記載のタービンエンジンの設計方法であって、
再設計構造の第1の長手方向圧縮力は、初期構造の第1の長手方向圧縮力よりも小さく、
再設計構造の第2の長手方向圧縮力は、初期構造の第2の長手方向圧縮力と少なくとも同程度であることを特徴とするタービンエンジンの設計方法。
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