JPH01305132A - 支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は全般的にガスタービン機関の機関枠を、機関
の流路から吐出される高温ガスから遮蔽して保護するこ
と、特に、冷却空気の流れパターンを妨げずに、流路ラ
イナ及び出口案内ベーンの熱膨張が出来る様にした、自
由に浮く流路ライナ及び出口案内ベーンの支持構造に関
する。

従来技術の説明 航空機用タービン機関は、機関の回転子を固定子内に支
持して、正確に位置ぎめする、枠と呼ばれる２つ又は更
に多くの構造集成体を用いている。

各々の枠が不動のケーシング内に、機関の流れとの干渉
を最小限にする様な輪郭にした、多数の半径方向の支柱
によって支持された不動のハブを有する。機関の後側、
普通はタービンより後方の枠は、流路ライナ及び出口案
内ベーンを含む空冷熱遮蔽体により、極端なタービン吐
出ガスの温度から保護するのが典型的である。

利用し得る枠構造材料の熱に対する許容容量が限られて
いる為、機関の枠を保護する熱遮蔽体が必要である。熱
遮蔽体は、枠の熱による膨張及び歪みを制限する為にも
使われる。温度勾配によって枠の過度の膨張及び歪みが
あると、機関内に於ける回転子の整合に悪影響が出て、
機関の性能に悪影響を及ぼす。

今日の機関では、後側の枠の支柱を包み込む熱遮蔽体は
、タービンの吐出流に旋回が残らない様な輪郭になって
いる。旋回を除くことは、機関の推力増強装置及び排気
ノズルの正しい作用にとって必要である。支柱を保護す
る、この様な輪郭にしだ熱遮蔽体は、出口案内ベーンと
呼ばれている。

ハブ及びケーシングを保護する熱遮蔽体は流路ライナと
呼ばれており、出口案内ベーンと共に、機関の後側の枠
金体を熱的に遮蔽する。

高級なガスタービン機関の燃焼及びタービン部分を出て
行く高温ガスは、熱遮蔽体構造に使われる利用し得る材
料の融点より高くなることがあるから、熱遮蔽体自体も
効率よく冷却しなければならない。熱遮蔽体の冷却装置
の効率がよければよい稈、熱遮蔽体を冷却するのに必要
な冷却空気が少なくて済み、タービン機関のサイクル全
体の効率もよくなる。

熱遮蔽体を冷却する最も効率のよい１つの方法は、衝突
冷却と境膜冷却とを組合せている。この二種冷却方法で
は、冷却空気が最初は衝突じゃま板と呼ばれる穿孔板を
通過する。衝突じゃま板が冷却空気を多数の小さな高速
のジェットに分割し、このジェットが流路ライナを形成
する金属の熱遮蔽体の後面に衝突して、それを冷却する
。冷却方法のこの部分が衝突冷却と呼ばれる。

その後、冷却空気が、流路ライナを通抜ける、空冷境膜
噴射孔と呼ばれるスロット又は角度を付けた孔を介して
、機関の流路内に導入される。これによって、流路ライ
ナの内、高温の排ガスに直接的に露出する面の上に、熱
に対して保護する冷却空気の膜が作られる。冷却方法の
この部分が境膜冷却と呼ばれる。

こう云う種類の冷却装置は、十分な冷却空気の流れを維
持する為に、流路ライナの中及び背後を流れる冷却空気
と、機関の流路を流れる高温ガスの間に、かなりの差圧
が存在することを必要とする。熱遮蔽体支持構造は、ガ
スタービン機関、特に航空機に使われる機関に使うのに
要求される軽量構造とする為に、この比較的大きい圧力
荷重に耐えて、流路ライナを構造的に効率のよい形で支
持する様に設計しなければならない。

タービン機関の枠に対する熱遮蔽体を設計する時の長年
の懸案の聞届は、熱遮蔽体を補強する為に使われる一層
温度の低い構造リブによって、高温の流路の熱遮蔽体の
面の熱膨張を制限することであった。こう云うリブは、
熱遮蔽体が冷却空気の圧力荷重に耐えることが出来る様
にする為に、熱遮蔽体を補強する為に必要であった。比
較的質量の大きい構造リブによって、熱遮蔽体の熱膨張
を制限する結果、流路ライナの面の座屈及びひＶ割れが
生じ、今日の高性能の機関に取入れたタービン枠熱遮蔽
体装置の有効寿命に著しい制約が加えられた。

前に述べた様に、タービン機関の枠の熱遮蔽装置を設計
する時、重量がもう１つの困難な問題である。熱遮蔽体
はハブ、支柱及びケーシングを含めて、枠構造全体を囲
んで包み込むものであるから、かなりの熱遮蔽表面積が
要求され、従って、この為の熱遮蔽体の設計では、かな
りの重量になる傾向がある。

従来のタービン機関の枠の熱遮蔽体に伴うもう１つの問
題は、衝突じゃま板に穿孔を一様に分布させること、並
びに流路ライナに空冷境膜噴射孔を一様に分布させるこ
とが事実上出来なかったことである。即ち、普通の設計
のタービン機関の枠の熱遮蔽体は、流路ライナを機関の
枠に取付けると共に、その間の相対的な熱膨張に対する
自由が得られる様にする為に、レール及びトラック集成
体を使っていた。この取付は形式では、衝突じゃま板が
使えないか、又はそれを効率よく設計することが出来な
かったり、流路ライナに空冷境膜噴射孔を一様に配置す
るのが複雑になったり妨げられる場合が多かった。この
結果、衝突じゃま板及び流路ライナを通る冷却空気の流
れが一様でなくなるか或いは障害があって、流路ライナ
にホット−スポットを生ずる原因になった。

従って、熱膨張に自由に対処すると共に、衝突じゃま板
が使える様に容易に改造し得る様な構造的に効率がよく
て軽量のタービン機関の熱遮蔽体集成体に対する要望が
ある。更に、タービン機関の枠に対する熱遮蔽体集成体
として、流路ライナ及び出口案内ベーンにわたって一様
な分布で空冷境膜噴射孔が形成された熱遮蔽体集成体に
対する要望もある。更に、冷却空気と排ガスの間の極端
な差圧に耐えることが出来る様なタービン枠に対する熱
遮蔽体集成体に対する要望がある。

発明の要約 この発明は、上に述べた様な要望を充たす為に開発され
たものであり、従ってその目的は、衝突じゃま板を用い
ても用いなくても使うことが出来る様な構造的に効率が
よくて軽量のタービン機関に対する熱遮蔽体集成体を提
供することである。

衝突じゃま板を使う場合、衝突じゃま板の範囲全体にわ
たって、冷却空気の自由な流れが生ずる様にすることが
目的である。

別の目的は、タービン機関に対する熱遮蔽体集成体の内
、高温の排ガスに直接的に露出する面全体にわたって、
一様な境膜冷却を行なう様に配置された一様な分布の空
冷境膜噴射孔を持つタービジ機関熱遮蔽体集成体を提供
することである。

この発明のおそらく最も重要な目的は、あらゆる方向の
熱による膨張及び収縮の際、流路ライナの略自由な動き
が出来る様にすることにより、従来熱によって誘起され
た反り及び疲労によるひゾ割れの問題を事実上なくした
タービン機関熱遮蔽体集成体を提供することである。

この発明の別の目的は、重い構造的な補強リブを使わな
いが、従来の集成体よりも、冷却空気と排ガスの間の一
層大きな、差圧に耐えることが出来る様なタービン機関
熱遮蔽体集成体を提供することである。

この発明のタービン機関熱遮蔽体集成体では、固定の補
強リブ及び重い補強部分を軽量の熱遮蔽体支持集成体に
置換え、この集成体が流路ライナを直接的に支持すると
共に、流路ライナが熱遮蔽体支持集成体に対して自由に
浮く様にすることによって、熱膨張に容易に対処するこ
とにより、上に述べた目的が達成される。

簡単に云うと、この発明は少なくとも１つの流路ライナ
支持構造を提供する。この構造は、流路ライナが熱によ
って膨張及び収縮する時、それに対して同等機械的な拘
束を事実上加えない。熱膨張の際、流路ライナの剛性の
拘束を事実上全て除いたことにより、熱応力が最小限に
減少する。流路ライナ支持構造が流路ライナ支持ブラケ
ットを持ち、このブラケットがタービン機関のケーシン
グ及び／又はハブにしっかりとボルト締めされていて、
流路ライナからの荷重を機関の枠に伝達する。流路ライ
ナ支持ブラケットが支持柱を介して流路ライナに取付け
られる。この支持柱は略一様な分布で、流路ライナにろ
う付けすることが好ましい。流路ライナ支持ブラケット
には、支持柱を受入れるすき間孔が形成される。こう云
うすき間孔は、支持柱の周りに軸方向及び円周方向の十
分な横方向のすき間を作って、流路ライナが支持ブラケ
ットに対して自由に動ける様にする。出口案内ベーンと
内側流路ライナの間の滑り継手によって半径方向の自由
が得られる。

この発明の上に述べた目的、特徴及び利点は、一部分は
具体的に説明したが、一部分は以下図面についてこの発
明の詳細な説明する所から明らかになろう。図面全体に
わたり、同様な部分には同じ参照数字を用いている。

好ましい実施例の詳しい説明 ガスタービン機関の主な特徴を簡単に説明すれば、熱遮
蔽体を用いるタービン枠集成体の場所及び配置を確認す
ることにより、この発明の理解を助けることになろう。

最初に第１図について説明すると、ガスタービン機関１
０の一部分が断面図で示されている。機関１０が外側ケ
ーシング１２を持ち、これが機関１０の両端に配置され
た入口１６及び排気出口１８の間を軸方向に伸びる環状
流路１４を取巻いている。

機関の運転中、周囲空気を入口１６に吸込み、圧縮機２
０で一層高い圧力に圧縮し、そこから圧縮空気を環状燃
焼器２２に吐出し、そこで燃料を燃焼して、高エネルギ
の燃焼生成物を発生する。

燃焼器１２から、動力流体がタービン２４に通され、そ
こでそのエネルギの一部分を抽出して、圧縮機２０を駆
動すると共に、その後流体を排気出口１８から高エネル
ギの流れとして吐出する。

機関の種々の部品を互いに正しい動作位置に保つ為、不
動の固定子部品を堅固に相互接続すると共に、回転子に
対する軸受支持を行なう為に、機関枠集成体が設けられ
ている。具体的に云うと、機関１０が前側軸受２８を支
持する前側枠集成体２６と、軸中実軸受３２を支持する
中間枠集成体３０と、後側軸受３６を支持するタービン
枠３４とを有する。回転子３８が軸受２８．　３２．　
３６に回転自在に装着されている。

各々の枠集成体２６．３０．３４が複数個のエーロフオ
イル形半径方向支柱４０，４２．４４を持ち、これらが
環状流路１４に突き出て、枠集成体の内側及び外側枠部
材を相互接続する。流路１４の中を流れる動力流体の温
度が機関の過渡的な運転中、非常に急速に変化するから
、支柱を内側及び外側枠部材とは大幅に異なる割合で加
熱並びに冷却されるのにまかせた場合、堅固な枠集成体
には相当の熱応力が発生することがある。これはタービ
ン枠集成体３４の場合、特にそうである。

それは、タービン枠集成体を取囲む排ガスが動作温度が
最も急速で最大の変化、並びにそれによる熱応力を受け
るからである。

この理由で、破壊的な熱応力を防止するこの発明が、タ
ービン枠３４と同様なタービン枠に関連して例示されて
いる。然し、この発明は、温度の実質的で急速な変化を
受ける動力流体にやはり露出されることのある前側及び
中間枠集成体２６゜３０の様な他の堅固な集成体にも同
じく適用し得る。

第２図は高温タービン機関に対する従来の枠の設計の典
型である熱遮蔽形タービン枠集成体３４を示す。堅固な
枠集成体３４が、その１つを第３図に示した一連の円周
方向に配置されたライナーセグメント４６により、高温
のタービン排ガスがら遮蔽される。各々のライナ・セグ
メントは出口案内ベーン４８、内側流路ライナ５０及び
外側流路ライナ５２で構成される。

出口案内ベーン４８が半径方向に伸びる支柱４４（第１
図）を取囲み、それを機関の高温の排ガスによって発生
される極端な温度の環境から遮蔽する。出口案内ベーン
４８は、空気力学的な損失を最小限に抑えると共に、タ
ービンの残留の旋回を除く様な輪郭になっている。外側
流路ライナ５２及び内側流路ライナ５０が夫々外側枠部
材、即ち外側ケーシング１２と、内側枠部材、即ち内側
ハブ５４とを高温の排ガスから遮蔽する。

第３図に見られる様に、内側及び外側流路ライナ５０．
５２はその前端及び後端だけで支持されており、従って
、冷却空気圧力と高温の流路ガスの圧力との間に存在す
る大きな差圧に耐える様に補強しなければならない。こ
の圧力荷重に耐えるのに必要な構造強度が、太いリブ５
６によって得られる。こう云うリブは、圧力荷重に耐え
るのに構造的には適切であるが、熱応力の問題と共に重
量の問題がある。

リブ５６が冷却空気に直接的にさらされ、従って夫々内
側及び外側流路ライナ５０．５２の熱に露出された流路
の面５８．６０よりもかなり低い温度で動作する。リブ
５６と流路ライナの面５８゜６０の間の温度差により、
ライナ材料の降伏強度を越える熱応力が生じ、その結果
、流路ライナの歪みが生ずる。こう云う形式の典型的な
歪みが面のでこぼこ６２として第２図に示されている。

熱によって誘起されたこの流路の歪みは、機関の流路の
面の形を変更して歪め、こうして空気力学的な損失を持
込むので、望ましくない。流路の歪みは、流路ライナ５
０，５２の焼損となるホット・スポット、疲労による゛
ひソ割れの原因になると共に、時間が経つと、流路ライ
ナ及び機関の枠部材の構造的な完全さを失うことがあり
、冷却空気及び排ガスの差圧荷重によって、潰れる原因
になる。勿論、この様な熱による歪み及び疲労によるひ
Ｖ割れの損傷を避ける為には、タービン枠の熱遮蔽体の
設計に一層よい構造方式が必要である。

上に述べた問題に対して特に有効な解決策が第４図に示
されている。この図では、タービン枠熱遮蔽体セグメン
ト４６に少なくとも１つの流路ライナ支持構造６４を設
け、この構造は流路ライナ５０．５２が温度変化によっ
て自由に膨張及び収縮が出来る様にしている。固定の機
械的な拘束は、支持構造６４から流路ライナ５０．５２
に実質的に加えられていない。熱膨張の間の流路ライナ
の全ての堅固な拘束を除くことにより、流路ライナの熱
応力及び疲労によるひＶ割れが最小限に抑えられ、実質
的になくなる。

第４図に示した多数の熱遮蔽セグメント４６が、第５図
に示す様に、タービン枠構造内に取付けられ、第６図に
示す様に円周方向に配置される。この様に配置した時、
熱遮蔽体セグメントが、枠の構造要素を、機関の流路１
４内を流れる高温ガスから有効に隔離して保護する。

第５図及び第６図に一番よく示されているが、タービン
枠構造が堅固な円筒形外側ケーシング１２及び堅固な円
筒形内側ハブ５４を持ち、それらが流路１４を横切って
伸びる半径方向の支柱４４によって相互接続されている
。熱遮蔽体がセグメント４６に分割され、隣合ったセグ
メントの間に密封されたすき間６６があって、円周方向
の熱膨張が出来る様にしている。１つ゛のセグメント当
たり１つの出口案内ベーン４８を設けて、半径方向支柱
４４を取囲んで遮蔽する。流路ライナの内面６８．７０
に対する冷却空気の圧力荷重による力が、内側及び外側
流路ライナ５０．５２に取付けられていて、機関の枠構
造、即ち内側ハブ５４及び外側ケーシング１２にボルト
締めされた流路ライナ支持構造６４を通じて、内側ハブ
５４及び外側ケーシング１２に直接的に伝達される。

従来の熱遮蔽形タービン枠集成体に見られる様な熱によ
って誘起される流路の歪みの為、タービン枠を熱的に遮
蔽する内側及び外側流路ライナ５０．５２は、わざと重
い又は厚手の材料の部分や深い補強リブを使うことを避
けている。最も重要なこと＼して、内側及び外側流路ラ
イナ５０，５２は十分に補強されているが、熱によって
発生される力のもとて依然として自由に浮いている。冷
却空気の圧力荷重が直接的に流路ライナ支持ブラケット
７２及び支持柱７４によって、第５図に見られる様に外
側ケーシング１２及び内側ハブ５４に伝えられる。こう
云う形式の直接的な支持により、第３図に示した重いリ
ブ５６の必要がなくなる。

従って、第３図に示した冷却材の圧力荷重に対して流路
ライナを支持するのに必要な重いリブが、この発明では
、第４図及び第５図に示す様に、均一に分布した流路ラ
イナ支持ブラケット７２の直接的な支持に置換えられる
。流路ライナ支持ブラケット７２は、最小限の材料で最
大の支持が得られる様に、Ｃ字形断面を持つ３辺を持つ
溝形部材として形成することが好ましい。第２図及び第
３図に示した従来の構造を持つ同等の寸法の熱遮蔽形タ
ービン枠に比較すると、この発明の第４図、第５図及び
第６図に示した熱遮蔽構造は、枠集成当たり約４０ボン
ドの重量を節約し、この発明の熱遮蔽装置は一層高い機
関の運転温度で、２倍の圧力荷重に耐えることが出来る
。

第３図、第５図及び第７図に示す様に、少なくとも１つ
、好ましくは幾つかの流路ライナ支持ブラケット７２が
、半径方向に伸びる支持柱７４を介して内側及び外側流
路ライナ５０．５２に取付けられる。流路ライナ５０，
５２を支持する１つの支持柱７４の詳しい断面図が第７
図に示されている。各々の支持柱には基部又は支持パッ
ド７６が形成され、少なくとも１つ、好ましくは幾つか
の支持柱が内側及び外側流路ライナ５０，５２に設けら
れる。支持パッドが、ろう付は等により、内側及び外側
流路ライナ５０．５２の内面６８゜７０に直接的にしっ
かりと固定され、圧力荷重を受ける流路ライナの内面６
８．７０にわたって一様な支持作用有する様に配置され
る。支持パッドの幅の広い基部が、内側及び外側流路ラ
イナとの大きな接触表面積を持ちながら、圧力荷重を均
一に分配する助けとなる。

流路ライナ支持ブラケット７２には夫々少なくとも１つ
、好ましくは幾つかの大きめの寸法のすき間孔７８が形
成されており、これが半径方向に伸びる支持柱７４の軸
線に対して適切な横方向のすき間を持っていて、支持柱
が限られた範囲で、横方向に自由に浮く状態、即ち、す
き間孔７８の中で軸方向及び円周方向に浮く様にする。

このすき間ばめが、流路ライナを自由にして、支持ブラ
ケット７２に対して自由に動ける様にする。

この横方向のすき間により、支持柱７４を介して流路ラ
イナ５０，５２を自由に浮いた状態に支持することによ
り、流路ライナは一層低温の外側ケーシング１２及び内
側ハブ５４に対して、どの方向にも熱膨張することが出
来る。この特徴は流路ライナ５０，５２内の熱応力を最
小限に抑えると共に、それに関連した熱によって誘起さ
れる流路ライナの歪みを事実上なくする。

第５図に示す環状空所８０．８２内にある流路ライナの
内面６８．７０に対する冷却空気の圧力荷重に対し、内
側ハブ５４及び外側ケーシング１２が、軸方向及び円周
方向に伸びる複数個の係合面によって反作用する。好ま
しくは係合面は座金８４によって形成する。これらの座
金が、ろう付は等により、各々の支持柱７４の上側又は
外側の半径方向端部に永久的に取付けられる。各々の座
金８４が、支持ブラケットの内面と係合する係合面分を
持っていて、こうして機関の流路１４に向かう方向の流
路ライナ５０，５２の半径方向内向きの動きを制限する
。各々の流路ライナ支持ブラケット７２が、内側ハブ５
４及び外側ケーシング１２の様な夫々のタービン枠部材
に堅固にボルト締めされ、冷却材の圧力荷重に対して、
流路ライナを支持するのに必要な強度を持たせる。

支持パッド７６は、大体５ボンド／平方吋の圧力荷重を
受ける厚さ０．０１０吋の衝突じゃま板８６をも支持す
ることが出来る。この衝突じゃま板が少なくとも１つの
流路ライナ５０．５２に取付けられて、流路ライナ５０
，５２の面にわたって冷却空気を一様に分配する。支持
柱及び支持ブラケットのこの配置により、冷却空気の流
れを制限せずに、冷却空気を衝突じゃま板の中に均一に
流れさせることが出来る。第４図、第５図及び第７図か
ら判る様に、各々の流路ライナ５０．５２の範囲全体に
わたって、冷却空気噴射孔８８を一様に配置することが
出来る。

機関の運転中、熱遮蔽体構造の一部分を形成する衝突じ
ゃま板８６は、流路ライナ５０．５２よりも低い温度に
保たれる。その結果、衝突じゃま板８６と流路ライナ５
０．５２の間で差別的な熱膨張が起る。小さな半径方向
のすき間９０を設けて、その間で相対運動が起る時の、
支持ブラケット及び衝突じゃま板の間の接触又は疲労を
避け、こうして流路ライナと支持ブラケットの間の自由
に浮いた相互接続を保証することが出来る。

差別的な熱膨張によるこの動きに更に対処する為、少な
くとも１つ、好ましくは幾つかの大きめの寸法の孔８５
を衝突じゃま板８６に設けて、支持柱７４の周りに軸方
向及び円周方向のすき間を設ける。衝突じゃま板８６の
内、大きめの寸法の孔８５に隣接する部分は、座金８７
を用いて局部的に補強する。この座金は、衝突じゃま板
にろう付けして、前に述べた小さなすき間９０を残すこ
とが出来る。座金８７が、支持柱７４と支持ブラケット
７２の間の相対運動の間、薄手の衝突じゃま板を損傷か
ら保護する。

冷却空気噴射孔８８は支持バッド７６と共に、流路ライ
ナにも設けて、流路ライナ支持構造６４が効率のよい一
様な空気境膜冷却を促進することが出来る。更に、流路
ライナ支持構造６４は衝突じゃま板８６を収容するのが
容品であり、その中の一様な空気流を促進する。従来の
設計では、流路ライナ支持構造に一様な間隔の空気噴射
孔を設けることが出来ないか或いはそうすると差支えが
あった。

内側及び外側流路ライナ５０，５２の前縁及び後縁９２
．９４は、縁で支持するような、そして冷却材の漏れを
制御する様な形にする。熱膨張に更に対処する為、縁９
２．９４はスカロップ９６を設けて、流路ライナのこう
云う低温部分の歪み能力を増加する。スカロップが前縁
及び後縁９２゜９４に沿った熱的な拘束を少なくシ、そ
れに対応して、高温の排ガスに露出する流路ライナの面
の歪みを減少し又はなくする。更に、漏れ制御封じを持
つ溝形のセグメント間の縁９８はこじんまりしていて、
断面の深さが浅く、熱膨張の拘束を制限する。

外側ケーシング１２及び内側ハブ５４から内側及び外側
流路ライナ５０．５２を独立に支持する為、出口案内ベ
ーン４８の半径方向の熱膨張に対して半径方向の自由度
を設けることが必要である。

これが必要なのは、出口案内ベーン４８は冷却された支
柱４４よりも膨張が大きいからである。必要な自由度は
、漏れ制御封じ１０２を備えた滑り継手１００（第５図
）によって達成される。滑り継手及び漏れ制御封じの詳
細が第４図及び第９図に示されている。

出口案内ベーン４８は、ろう付けによって、外側流路ラ
イナ５２に永久的に固定することが好ましく、漏れ制御
封じ１０２によって、内側流路ライナに形成された開口
の中で弾力的に、半径方向に可動に支持される。漏れ制
御封じ１０２は、弾力的な締まりばめで出口案内ベーン
を囲んでつかむ金属の薄板、帯又は管で形成することが
出来る。

第４図に見られる様に、漏れ制御封じ１０２は出口案内
ベーンが、半径方向の矢印で方向を示す様に、内側流路
ライナ５０内の開口の中で半径方向に滑ることが出来る
ようにする。出口案内ベーンが滑り継手１００によって
半径方向及び円周方向に膨張及び収縮が出来る様にする
ことにより、内側及び外側流路ライナと出口案内ベーン
の間の熱応力が防止される。

滑り継手１００の別の利点は、出口案内ベーンの動きが
ある場合、それと共に、ばね荷重の漏れ制御封じ１０２
が軸方向及び円周方向に膨張及び収縮することが出来、
こうしてその間の有効な冷却材に対する封じを常に保゛
つことが出来ることである。更に、漏れ制御封じの軸方
向及び円周方向のばね荷重により、出口案内ベーン４８
と内側流路ライナ５０の間の集成体の許容公差を大きく
することが出来る。

出口案内ベーンが内側及び外側流路ライナの両方に堅固
に固定されていた従来の設計では、支柱４４に対して出
口案内ベーン４８が差別的に膨張出来る様にする為に、
内側流路ライナ５０を枠ハブ５４に取付けたり、外側流
路ライナ５２をケーシング１２に取付けることを避けて
いた。これによって相対的な膨張は出来るが、出口案内
翼自体以外に、流路ライナに対する支持体がないことに
より、リブ５６に一層強く頼ることになり、その結果、
前に述べた様な熱による歪みが生じた。

第４図乃至第８図に示したタービン枠集成体の設計及び
製造を簡単にする為、第１０図及び第１１図に示すター
ビン機関枠集成体１０４は衝突じゃま板を用いずに設計
されている。更に、タービン機関枠集成体１０４の全体
的な設計は、内側流路ライナ５０から支持構造６４を省
略することによって、更に簡単にしている。

境膜冷却が外側流路ライナ５２及び出口案内ベーン４８
だけに適用される。高温に耐える材料で作られた内側流
路ライナ５０は、出口案内ベーンを流れる冷却空気によ
って、対流だけによって冷却し、こうして支柱４４を冷
却すると共に、最後に内側ハブ５４を冷却してから、機
関の流路１４に吐出される。内側流路ライナをセグメン
トに分けて形成する代りに、連続的な一体の部材としそ
れを形成し、セグメントの間からの冷却材の漏れをなく
すと共に、セグメント間の封じを必要としないで済ます
。この別の構造は、冷却効率が若干低下するが、それに
引替えてコストが安くなり、これは基本的な設計に対し
考えられる変更の典型である。

第４図乃至第８図の前に説明した流路ライナ支持構造６
４の場合と同じく、第１０図及び第１１図に示した支持
ブラケット７２が均一に分布していることにより、流路
ライナの上に自由で一様な空気の流れが得られ、流路ラ
イナ５２に対して一様な構造支持が得られる。

支持バット７６の別の設計が第１２図に示されており、
この場合、各々の支持バットの底に位置ぎめ突起１０６
が設けられる。流路ライナ５０゜５２が相補形のそれと
合さる位置ぎめ凹部１０８を持っていて、突起を受入れ
る。この設計は、各々の支持バッド７６と流路支持柱７
４を流路ライナ５０．５２の上に正しく、正確に位置ぎ
めすることを保証する。

以上、この発明の現在考えられる最良の実施例を説明し
た。然し、この発明の範囲内で、種々の変更が可能であ
ることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービン機関の一部分を断面で示した簡略
側面図で、ガスタービン機関の全体的な形並びに機関の
枠の場所を示【７ている。 第２図は流路ライナ及び熱遮蔽体セグメントの歪みによ
って損傷を受けた普通の熱遮蔽形タービン枠の斜視図、 第３図は普通の熱遮蔽体セグメントの斜視図、第４図は
この発明の環状タービン枠熱遮蔽体の１つのセグメント
の一部分を断面で示した斜視図で、流路ライナ支持集成
体の配置を示している。 第５図は外側ケーシング、ハブ及び流路ライナに流路ラ
イナ支持ブラケットを取付けた様子を一部分断面で示し
た側面図、 第６図は第４図に示す複数個のセグメントを組立てた環
状タービン枠構造の正面図、 第７図は自由に浮く流路ライナ支持集成体の拡大断面図
、 第８図は第４図のセグメントを組立てた熱遮蔽体及びタ
ービン枠を後側から見た斜視図、第９図は第５図の部分
的な拡大図で、出口案内ベーンと内側流路ライナの間に
形成される密封された滑り継手を示す。 第１０図は衝突じゃま板を用いずに、そして内側流路ラ
イナの境膜冷却を用いずに作用する別の実施例の流路ラ
イナ支持集成体の一部分を断面で示した側面図、 第１１図は第１０図の自由に浮く流路ライナ支持集成体
の部分的な平面図、 第１２図は自由に浮く流路ライナ支持集成体に対する更
に別の実施例の支持バットの部分的な断面図である。 主な符号の説明 １２：外側ケーシング １４：流路 ５０．５２：流路ライナ ６４ニブラケツト支持構造 ７２：支持ブラケット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービン機関の枠部材の流路ライナを支持する支持
   構造に於て、 タービン機関の枠部材に接続された支持ブラケットと、 前記流路ライナに接続されていて、自由に浮いた相互接
   続によって前記支持ブラケットと係合して、前記流路ラ
   イナの軸方向及び円周方向の熱による膨張及び収縮に自
   由に対処する支持手段とを有する支持構造。 ２、前記支持手段が前記流路ライナから突出する支持柱
   を有し、該支持柱が前記支持ブラケットに作動的に付設
   されている請求項１記載の支持構造。 ３、前記支持手段が前記流路ライナに接続された支持パ
   ッドであり、該支持パッドが前記流路ライナに均一に荷
   重を分配する幅の広い基部を有する請求項１記載の支持
   構造。 ４、前記支持パッドが前記流路ライナにろう付けされる
   請求項１記載の支持構造。 ５、前記支持ブラケットにすき間孔が形成され、前記支
   持手段が該すき間孔から突出して、その間の自由に浮い
   た相互接続を行なう請求項１記載の支持構造。 ６、前記支持手段が前記支持ブラケットに係合すると共
   に、前記流路ライナからの圧力荷重を前記タービン機関
   の枠部材に対して反作用として伝える係合手段を有する
   請求項５記載の支持構造。 ７、前記係合手段が前記支持手段の端部に設けられた座
   金で構成される請求項６記載の支持構造。 ８、前記支持手段が位置ぎめ突起を有し、前記流路ライ
   ナが前記位置ぎめ突起を受入れて、前記支持手段を前記
   流路ライナ上に正確に位置ぎめする位置ぎめ凹部を有す
   る請求項１記載の支持構造。 ９、前記流路ライナが前記流路ライナに装着された衝突
   冷却手段を有し、該衝突冷却手段は前記流路ライナとタ
   ービン機関の枠部材の間に配置されて、前記流路ライナ
   に冷却空気を差向ける請求項１記載の支持構造。 １０、前記衝突冷却手段が前記支持手段によって支持さ
   れる衝突じゃま板を有する請求項９記載の支持構造。 １１、前記衝突じゃま板が、前記流路ライナを一様に冷
   却する為の一様に分布した穿孔を有する請求項１０記載
   の支持構造。 １２、前記流路ライナに前記流路ライナの境膜冷却用の
   複数個の冷却空気噴射孔を形成した請求項１記載の支持
   構造。 １３、前記冷却空気噴射孔は前記支持手段を通る様に形
   成されて、前記流路ライナに一様な分布の冷却空気噴射
   孔を設けた請求項１２記載の支持構造。 １４、前記支持ブラケットが前記タービン機関の枠部材
   にボルト締めになっている請求項１記載の支持構造。 １５、前記タービン機関の枠部材が外側ケーシングを有
   する請求項１記載の支持構造。 １６、前記タービン機関の枠部材が内側ハブを有する請
   求項１記載の支持構造。 １７、前記自由に浮く相互接続により、前記流路ライナ
   が、前記支持ブラケットに対し並びに前記タービン機関
   の枠部材に対して２次元の運動が出来る様にした請求項
   １記載の支持構造。 １８、前記流路ライナに、出口案内ベーンを弾力的に受
   入れて支持する滑り継手を設けた請求項１記載の支持構
   造。 １９、前記流路ライナに開口を設け、前記滑り継手が、
   該開口の周りに設けられていて、前記出口案内ベーンが
   前記流路ライナに対して軸方向、半径方向及び円周方向
   に移動出来る様にする漏れ制御封じを有する請求項１８
   記載の支持構造。 ２０、タービン機関の枠に対する浮き熱遮蔽体に於て、 タービン機関の枠を高温の排ガスから保護する流路ライ
   ナと、 該流路ライナに取付けた半径方向に伸びる複数個の支持
   柱と、 前記タービン機関の枠に取付けられていて前記流路ライ
   ナを支持する支持ブラケットとを有し、該支持ブラケッ
   トには少なくとも１つのすき間孔が形成されていて、前
   記半径方向に伸びる複数個の支持柱の内の１つをすき間
   ばめで受入れ、該すき間ばめにより、前記流路ライナが
   、該流路ライナの熱による膨張及び収縮の間、前記支持
   ブラケットに対して自由に動く自由度が得られる様にし
   た浮き熱遮蔽体。 ２１、前記半径方向に伸びる複数個の支持柱の各々１つ
   が、前記流路ライナの半径方向内向きの移動を制限する
   係合手段を有する請求項２０記載の浮き熱遮蔽体。 ２２、前記係合手段が、前記半径方向に伸びる複数個の
   支持柱の夫々１つの半径方向外側端部分に永久的に取付
   けた座金で構成される請求項２１記載の浮き熱遮蔽体。 ２３、前記流路ライナに衝突冷却手段が設けられている
   請求項２０記載の浮き熱遮蔽体。 ２４、内側ケーシング、外側ケーシング及び該内側及び
   外側ケーシングを相互接続する複数個の半径方向支柱を
   有するタービン機関の枠に対する浮き熱遮蔽体に於て、 前記外側ケーシングに堅固に接続されていて、少なくと
   も１つのすき間孔が形成されている少なくとも１つの支
   持ブラケットと、 係合部分を持っていて、半径方向に伸びる少なくとも１
   つの支持柱が堅固に固定されている外側流路ライナと、 前記支持ブラケット及び前記外側流路ライナを自由に相
   互接続する自由な浮き接続部とを有し、該自由な浮き接
   続部は前記支持柱が前記すき間孔をすき間ばめで通って
   、前記支持柱がその中で限られた範囲で横方向に移動出
   来る様にすると共に、前記係合部分が前記支持ブラケッ
   トと係合することによって、前記外側流路ライナの半径
   方向の動きを制限することによって構成されている浮き
   熱遮蔽体。 ２５、前記少なくとも１つの支持ブラケットが、前記外
   側ケーシングにボルト締めされた複数個の支持ブラケッ
   トを有し、前記少なくとも１つの支持柱が前記外側流路
   ライナにろう付けされた複数個の支持柱を有する請求項
   ２４記載の浮き熱遮蔽体。 ２６、前記係合手段が、前記支持柱の半径方向端部に永
   久的に取付けられた軸方向及び円周方向に伸びる係合面
   を有する請求項２４記載の浮き熱遮蔽体。 ２７、前記外側流路ライナに衝突じゃま板が取付けられ
   ており、該衝突じゃま板には、前記支持柱をすき間ばめ
   で受入れる少なくとも１つの大きめの寸法の孔が形成さ
   れている請求項２４記載の浮き熱遮蔽体。 ２８、前記衝突じゃま板には、前記大きめの寸法の孔を
   取巻く補強手段が設けられていて、前記支持柱及び支持
   ブラケットの間の相対運動の間、前記衝突じゃま板を保
   護する請求項２７記載の浮き熱遮蔽体。