JPH0116961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタービンエンジンのロータ円板、例え
ば前キヤツプが固定されるコンプレツサ円板に於
ける羽根の付根の軸方向固定装置に係る。これら
の羽根の付根は、円板のリムに設けられた軸方向
みぞ内に径方向に固定されており、これらの付根
部は円板の中心に径方向に向かう円板上流面に対
して突出部を有しており、円板はその上流面上に
羽根の付根に軸方向鎖錠手段の少くとも一部を受
容する径方向に外部に開いた円周みぞを支えるフ
ランジを有する。

ロータに羽根を軸方向に固定し、ロータ全体に
対する複雑な装置を必要とせずに破損した羽根を
単一で取外したり取付けたりすることを可能にす
るため、多数の解決法が提案された。

かくしてフランス特許第2028539号は羽根の固
定と羽根の付根の冷却を可能ならしめる封止とを
行う装置を記載している。ロータ円板はその外周
上に、羽根の付根が固定される軸方向みぞを有し
ている。

みぞの底部によつて限定されるフランジよりも
小径のフランジが円板の上流面上に設けられてお
り、径方向に外側に向かう円周みぞを有してい
る。羽根の付根は円板の中心に向いた開口を備え
る横断方向のみぞが設けられた突起部をその上部
に有している。数枚のプレートが円板の円周みぞ
内及び羽根の付根のみぞ内に径方向に嵌合され、
クリツプによつて仮に保持されている。すべての
プレートが置かれると、これらを固定するための
ボルトを受けとる、みぞのフランジ内に設けられ
たねじみぞ付きオリフイスの前に円周移動によつ
てプレートを位置決めする。各々のプレートは数
個の羽根付根部を含み、これらの部分と共に、冷
却流体が循環する円形通路を形成する。１枚の羽
根を取外すには、対応するプレートから固定ボル
トを抜き去り、このプレートを前方へ傾けてみぞ
から取り出し、従つて羽根の付根はそのみぞ内を
上流方向に軸方向に摺動して自由になり、羽根の
抜去を可能ならしめる。

フランス特許第2090105号は前記の装置に似た
機能を持つ装置を記載している。

ロータ円板はその下流面上にフランジを有し、
フランジの円周みぞは径方向に外部に開く。羽根
の付根はその下部に、みぞ内に収容されたＬ字形
の封止セグメントの分枝に対して当接する支え面
を有する。抑止セグメントはＬ字形セグメントの
内側に置かれる。クランプねじはみぞのフランジ
内に固定され、Ｌ字形セグメントと抑止セグメン
トの位置を保つ。抑止セグメント内に設けられた
ねじみぞと共働する緊めつけねじは封止セグメン
トに働きかけることを可能にする。みぞの縁部は
ぎざぎざを刻まれており、緊めつけねじに接近す
ることができる。所定の羽根の取外しは抑止セグ
メントとこれに対応する封止セグメントを抜去し
た後にのみ可能である。この装置の主たる目的は
羽根の交換作業を単純化することではなく、むし
ろ冷却回路の封止性を確保することにある。

本発明は前記諸点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、羽根の故障において
も、羽根をロータ円板から容易に取外すことがで
きる装置を提供することにある。

本発明によれば前記目的は、前キヤツプによつ
て少くとも部分的に支えられる手段によつて保持
される一定数の部材を含む羽根の付根の軸方向固
定装置によつて達成される。

すなわち前記目的は、本発明によれば、ガスタ
ービンの羽根の付根を受け入れるべく、ロータ円
板の外周に設けられた軸方向溝と、前記軸方向溝
に隣接して配置され、ロータ円板の上流側に突出
したフランジ部と、このフランジ部に固着された
キヤツプと、該フランジ部に設けられた環状溝
と、前記環状溝に対向し、軸方向溝に収容された
羽根の付根を横断するように形成された切欠き部
と、端部が互いに対向し、対向した端部間に前記
羽根の付根の下部の幅と同じ幅を有する間隙を生
じさせるように、前記環状溝内に配置され、羽根
を軸方向に固定すべく前記切欠き部に嵌合する縁
部を有するリング装置と、キヤツプに固着され、
リング装置の円周方向の移動を阻止すべく、前記
間隙に嵌合した突起部材とからなるガスタービン
のロータ円板における羽根の付根の軸方向固定装
置によつて達成される。

添付図面を参照して本発明の具体例につき以下
に詳しく説明する。

第１図は、ロータの一部の軸方向断面図をあら
わす。

ロータ円板１のリムは羽根３の付根２が半径方
向に固定される軸方向みぞを支える。

前キヤツプ４は羽根のプラツトフオーム５の延
長部のロータ円板１の上流面に固定される。

羽根の付根はそれらの上流端上に円板１に対し
て突出し、径方向にその中心部に向かう付加部ま
たは突起部６を支えている。この突起部は羽根の
軸方向運動を直接的にまたは間接的に防ぐことを
目的としている。

第１図及び第５図に示された具体例によれば、
突起部６は羽根の付根の高さまで伸び、その下端
は羽根の付根の下部と同じ半径であるか、または
これより僅かに大きな半径かである。この突起部
６は半径方向面内に切欠き部としての、横断みぞ
７を有し、このみぞの下流の縁部は羽根が位置を
保つている時に円板１の平面８内にある。突起部
６のこの形状は円板１の下流面または上流面によ
つて羽根を位置に支えることを可能ならしめる。

第７図の具体例では、突起部９は羽根の付根の
下部面の下側まで伸び、さらに円板１の上流面８
と噛み合い、羽根が上流から下流へ軸方向へ移動
するのを防いでいる。

円板１の上流面８（第１図）はフランジ１０を
有し、このフランジ内には環状溝としての円周み
ぞ１１が設けられており、このみぞ１１は径方向
に外側に開口して羽根の付根の軸方向鎖錠手段の
少くとも一部を受容する。

前キヤツプ４は開放端を有する円筒リング１２
の形を持つ内部固定部材を支えており、この開放
端に羽根の付根の突起部６と直接的または間接的
に共働する鎖錠手段の少くとも別の部分が設けら
れている。

みぞ１１と共働する鎖錠手段の一部は少くとも
２個の半リングとしての部分リング１３，１４で
構成される。先端と先端とをつき合わされたこれ
らの部分リングによつて形成されるセグメントリ
ングの長さは完全環の円周長に比して少くとも軸
方向みぞの幅だけ短い。

かくして、部分リングすなわちセグメントリン
グ１３，１４の先端間で、もう一方の先端かまた
は中間セグメントの先端が接触している間に得ら
れる開口は装置の円周の滑動によつて羽根の交換
が行われる任意の軸方向みぞの前に導かれること
ができる。

第１図乃至第３図は２個の半径方向フランジに
よつて限定された部分円筒リングの形状のセグメ
ントリング１３及び１４の具体例の詳細図であ
る。断面は枝部が不等なＵ字形を呈し、その幅は
円周みぞ１１の幅にひとしい。滑動を容易にする
ため、みぞの底部は、リング部分の円筒形内壁１
７が当接するようになつた円形支え面１６を含
む。Ｕ字形断面の長い方の枝部は最も幅の広いフ
ランジ１８に等しい。その寸法は円板の上流面８
と突起部のみぞ７の間に位置を保つことができる
ようにして突起部６内に形成されるみぞ７の幅と
深さにほぼ等しい。Ｕ字形の短い方の枝部は最も
狭いフランジ１９に相当し、そしてその高さは支
え面１６の表面に限定される円周みぞ１１の深さ
に多くとも等しい。

キヤツプ４の支える鎖錠手段は、ロータ円板と
同軸の円筒リング１２によつて形成され、その自
由縁２０は直線方向に配置された２本のピン２１
を支える。好ましくは、これらのピンは軸方向み
ぞの半幅即ち羽根の付根の下部にほぼ等しい同じ
幅を持つ。キヤツプ固定用の径方向カバー２２が
ロータ円板上に固定されると、ピン２１の高さは
セグメント１３，１４の縁間、さらに詳細には２
個の隣接するセグメントのフランジ１８の縁間に
各々のピンが位置するような高さになる。この位
置でセグメント１３及び１４は羽根の付根の円周
長の半分に等しい）または僅かに長い）間隙１５
（第３図参照）の各端に残す。この間隙は軸方向
みぞに入つた羽根の付根の下部の幅と同じ幅を有
する。第３図は第１図の−線に従う断面でセ
グメント１３，１４の間に位置してこれらを円周
方向に鎖錠するピン２１を示す。

この同軸リングは例えば第５図及び第７図に符
号２７及び３４で示したような内側径方向フラン
ジによつて置換可能である。

第４図はセグメント１３，１４の先端部がその
上縁内に長方形の切欠き２３を有している本発明
の別の具体例を示す。この切欠きの寸法は、２個
のセグメント１３，１４が円周みぞ１１内に先端
と先端をつき合わせて挿入されるとき、隣接しな
い２つの先端の切欠きが羽根を径方向に固定する
軸方向みぞから下部全体がはみ出してしまうかあ
るいは少くとも突起部６の通過を可能にするよう
な寸法となつている。この具体例はセグメント１
３，１４の下縁の先端間に、垂直縁に対して半分
の幅の、従つてこれらのセグメントがみぞ内に正
しく収納されるべく開口１５が設けられる。

セグメント１３，１４の別の具体例を第５図及
び第６図に示す。これらのセグメントはほぼ閉じ
たリングを形成する。最も幅の広いフランジ１８
はその外縁上に歯２４を持つように切抜かれてい
る。隣接する２つの歯間の距離は２個の軸方向み
ぞの間の距離に相当する。セグメントの円周みぞ
１１内の滑動によつて、歯２４は突起部６のみぞ
７内かロータのリムの歯２５の前かに導かれる。
これらの位置は各々がすべての羽根を鎖錠しまた
は鎖錠解除することを可能にする。セグメントを
羽根の鎖錠位置に支えるため、これらのセグメン
トはボスまたはピン２６によつて形成される位置
決め手段を備えており、これらのボスまたはピン
２６は、キヤツプ４及び特に詳細にはキヤツプ内
に設けられた同軸リングまたは径方向フランジ２
７によつて支えられる鎖錠手段の一部と共働し、
さらにその自由縁はこれらのボスまたはピンが位
置する収容部または切欠き２８を有している。ロ
ータ円板上へのキヤツプの固定は円周方向にセグ
メントを鎖錠する。

セグメントの鎖錠は第１図の例のようにキヤツ
プに支えられ、最も幅の狭いフランジ１９内に設
けられた収容部内かまたはセグメントの２枚また
は数枚の歯の間に位置を占めるピンによつて行わ
れることもできる。

第７図乃至第９図に示した第三の具体例は特に
詳細には、羽根の付根の下部面の下側に中心に向
かつて径方向に伸びる突出部または突起部２９の
ある羽根に適用する。

この構造は突起部の下流面をロータ円板の上流
面８に押圧させることによつて羽根がみぞ内を上
流から下流に向かつて軸方向に移動するのを防
ぎ、さらに羽根が上流方向のみに取外せるように
している。

羽根の取外しを可能にするためには、円周みぞ
１１の上流縁３０内に軸方向みぞに面して、鎖錠
手段の一部を構成する歯３２を間に形成する刻み
目３１を設ける。キヤツプの支える鎖錠手段のも
う一方の部分も、みぞ１１の縁の刻み目３１内を
通過することができ、さらに羽根の突起部２９の
上流面とみぞ１１の縁部の歯３２の間に位置し得
るような寸法及び形状の歯３３により構成され
る。歯３３はキヤツプ内に設けられた径方向フラ
ンジ３４または円筒形リングの自由縁内に形成さ
れる。羽根の鎖錠もしくは鎖錠解除はキヤツプの
取付けに際して、ロータ円板の隣接する歯と軸方
向みぞとの間の距離に相当する半ピツチだけキヤ
ツプを回転させることによつて得られる。歯３２
は中間フランジ部材をを形成し、重量的にハンデ
イ・キヤツプのありすぎる厚さを持つことなしに
応力を回復することができる。

上述のさまざまな具体例は第７図に示されたよ
うな軸上で上流から下流に傾斜した軸方向みぞ内
に嵌合する付根部を持つ羽根に適用することがで
きる。この斜面穴ぐりは上流方向への応力を軽減
し、キヤツプをより軽量な構造にすることを可能
ならしめる。

本発明は上記構成を有するが故に、少ない部品
で確実に羽根の軸線方向の移動を防止し得、更に
羽根に故障の部分が生じ、その羽根を交換する必
要が生じた場合に、キヤツプを取り外し、リング
を所定の羽根の付根まで回転させ、リングの端部
から羽根を引き抜くことによつて容易に所定の羽
根を円板から取り外すことができる。

本発明のいくつかの実施態様を以下に要約す
る。

(1) 前キヤツプが装着され得るタービンエンジン
のロータ円板内で羽根の付根を軸方向に固定す
る装置において、これらの羽根の付根は円板の
リムに設けられた軸方向みぞ内に径方向に固定
されており、これらの付根部は円板の上流面に
対して突出しており円板の中心に向つて径方向
に誘導される部分を有しており、円板はその上
流面上に羽根の付根の軸方向鎖錠手段の少なく
とも一部を受容する径方向で外部に開いた円周
みぞを支えるフランジを有しており、前キヤツ
プが、内側で固定されており且つ自由端の側に
羽根の付根の突起部と直接または間接に共働す
る鎖錠手段の少なくとももう一方の部分を支え
る部材を含むことを特徴とする軸方向固定装
置。

(2) 円周みぞに支持された鎖錠手段が前記みぞ内
及び羽根の付根の突出部と円板の下流面との間
に収容される少なくとも２個の部分リングを含
んでおり、これらの部分リングの幅は円周みぞ
の底部を軸方向みぞの底部から離間する距離よ
りも大きく、これらの部分リングの先端と先端
をつき合わせて形成される環状セグメントの長
さは完全環の円周長に比して少なくとも軸方向
みぞ幅だけ短く、これらの部分リングはキヤツ
プ上に設けられた鎖錠手段の部分と共働するこ
とを特徴とする前記(1)に記載の装置。

(3) キヤツプ上に設けられた鎖錠手段の部分が部
分リングの先端間に配置され得るピンによつて
構成されることを特徴とする前記(2)に記載の装
置。

(4) 部分リングが枝部が不等なＵ字形断面を有し
ており、横方向の枝部は円周みぞの底部と共働
する円筒セグメントに相当し側方向の枝部は径
方向フランジに相当しており、羽根の付根の突
出部内に形成された横方向みぞと共働するフラ
ンジの方が広い幅を有し円周みぞの下流縁と共
働するフランジの方が狭い幅を有することを特
徴とする前記(2)又は(3)に記載の装置。

(5) 部分リングの幅の広い方のフランジがその外
縁上に歯を備えており、隣接する２つの歯間の
距離が２個の隣接する軸方向みぞ間の距離に等
しいことを特徴とする前記(4)に記載の装置。

(6) 部分リングの幅の狭い方のフランジがキヤツ
プによつて支えられた鎖錠手段の部分と共働し
得る位置決め手段を径方向に支持していること
を特徴とする前記(5)に記載の装置。

(7) 位置決め手段がボスによつて構成されてお
り、キヤツプによつて支持される鎖錠手段が切
欠きによつて構成されることを特徴とする前記
(6)に記載の装置。

(8) 円周みぞが軸方向みぞに面して、少なくとも
羽根の付根の突出部の通過を可能ならしめる刻
み目を備えていること、及びキヤツプの支持す
る鎖錠手段の部分が、刻み目と羽根の付根の突
出部の上流面との間に形成される歯の間にキヤ
ツプを半ピツチ回転させることによつて噛み合
う、刻み目にほぼ相当する形状及び寸法の歯に
よつて構成されることを特徴とする前記(1)に記
載の装置。

(9) 羽根の軸方向固定みぞが軸上で上流から下流
に傾斜していることを特徴とする前記(1)から(8)
のいずれかに記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う固定装置の第一の具体例
を伴うロータの部分の軸方向断面図、第２図は第
１図の−線に従う説明図、第３図は第１図の
−線に従う説明図、第４図は部分リングのも
う一つの具体例の第３図と同様の説明図、第５図
は固定装置の第二の具体例を伴うロータの部分の
軸方向断面図、第６図は第５図の−線に従う
説明図、第７図は固定装置の第三の具体例を伴う
ロータの部分の軸方向断面図、第８図は第７図の
−線に従う説明図、第９図は第７図の−
線に従う説明図である。 １……ロータ、２……付根、３……羽根、４…
…前キヤツプ、５……羽根プラツトフオーム、６
……突起部、７……横断みぞ、１３，１４……部
分リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガスタービンの羽根の付根を受け入れるべ
   く、ロータ円板の外周に設けられた軸方向溝と、
   前記軸方向溝に隣接して配置され、ロータ円板の
   上流側に突出したフランジ部と、このフランジ部
   に固着されたキヤツプと、該フランジ部に設けら
   れた環状溝と、前記環状溝に対向し、軸方向溝に
   収容された羽根の付根を横断するように形成され
   た切欠き部と、端部が互いに対向し、対向した端
   部間に前記羽根の付根の下部の幅と同じ幅を有す
   る間隙を生じさせるように、前記環状溝内に配置
   され、羽根を軸方向に固定すべく前記切欠き部に
   嵌合する縁部を有するリング装置と、キヤツプに
   固着され、リング装置の円周方向の移動を阻止す
   べく、前記間隙に嵌合した突起部材とからなるガ
   スタービンのロータ円板における羽根の付根の軸
   方向固定装置。 ２ 前記リング装置は、Ｕ字形断面を有し、２つ
   の縁部を備えており、切欠き部に嵌合する縁部
   は、他方の縁部より長いことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記軸方向溝は、ロータ円板の円周上に複数
   個設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の装置。 ４ 前記リング装置は、円周上に直列に配置され
   た第１と第２の半リングからなる特許請求の範囲
   第１項から第３項のいずれかに記載の装置。