JPH0223204A - 軸流回転機用静翼アセンブリ及びこれに用いるスプリング - Google Patents

軸流回転機用静翼アセンブリ及びこれに用いるスプリング

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JPH0223204A
JPH0223204A JP1142006A JP14200689A JPH0223204A JP H0223204 A JPH0223204 A JP H0223204A JP 1142006 A JP1142006 A JP 1142006A JP 14200689 A JP14200689 A JP 14200689A JP H0223204 A JPH0223204 A JP H0223204A
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inner air
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ジョン　エル．パノン
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ロータアセンブリ及びステイタアセンブリ
を有する軸流回転機に関し、特書こ、ステイタアセンブ
リにおける振動減衰を可能とする軸流回転機に関する。
［従来の技術］ 軸流回転機としては、例えば、航空機を駆動するための
ガスタービンエンジンがある。このガスタービンエンジ
ンは、エンジンの軸方向に配されるロータアセンブリと
、これを覆うエンジンケースを有し、半径方向に離間し
て配されるステイタアセンブリとから構成される。作動
ガス用の流路はステイタアセンブリとロータアセンブリ
間においてエンジンの軸方向に形成される。
ロータアセンブリには、複数の動翼が配列されており、
各！！＆翼は、作動ガス川原路を横切ってエンジンの半
径方向外方に向かって延び、その先端はエンジンケース
近傍に達している。ステイタアセンブリには、複数の静
翼が配列されており、各静翼は、エンジンの軸方向にお
いて動翼と交互に配される。静翼は、作動ガス川流路を
横切って半径方向内方に向かって延び、その先端′はロ
ータ近傍に達している。静翼は、動翼から送出される作
動ガスを案内するａ能を有する。
静翼ユニットは、静翼とイナーエアシールとから構成さ
れており、このイナーエアシールは、静翼の内方端に取
り付けられている。イナーエアシールは、ロータ近傍に
配されており、流路からの作動ガスを遮断して洩れを防
いている。この構成は、米国特許第４，４３１．３７３
号に開示されている。この米国特許において、ステイタ
アセンブリは、エンジンの円周方向に延びてロータアセ
ンブリとの間に作動ガス川流路を形成するアウタケース
とイナーケースとを有している。各静翼は、その外方端
においてイナーケースに結合されており、その内方端に
おいてイナーエアシールξこ結合されている。イナーエ
アシールは、静翼と一体構造となっており、ロータを中
心にその円周方向に延びている。イナーエアシールは、
複数のセグメントから構成されており、これにより、イ
ナーケースがエンジンの作動温度の変化等により半径方
向に変位したときに、この変位をイナーエアシールの直
径を変化することにより許容することが可能となる。
また、仏閣特許第２，４０４，１０２号においても、同
様の構成が開示されている。この仏国特許において、静
翼はエンジンケースから半径方向内方に延びており、そ
の外方端はエンジンケースに一体に取り付けられている
。静翼の内方端は、イナーエアシールζこ取り付けられ
ている。イナーエアシールは、Ｕ字状のチャンネルを有
しており、各静翼の係着部が挿入される細長孔が形成さ
れている。Ｕ字状チャンネルには、磨耗性のシール材が
充填されており、このシール材は、ロータに対向して配
されロータに対するシール面を構成している。シール材
はまた、静翼にも対向して配されており、これにより、
静翼に生じる振動を減衰する効果が奏される。
静翼の１勅は、作動ガスが静翼を通過するときにこれに
空気力を及ぼずことにより発生する。この空気力は、主
に、上流側に位置する動翼からの伴流（＾ＥＲＯＤＹＮ
ＡＭＩＣＷＡＫＩ＜Ｓ）及び下流側動翼からのバラウニ
イブ（ＢＯ１’ｌ胃八ＶＥＳへに起因しており、上流側
動翼及び下流側動翼の数に関連する。振動の減衰は極め
て重要であり、振動を減衰してその振幅を小さくするこ
とにより、ＤＨに生じる応力を減少することができ、静
翼の耐用年数を増大することが可能となる。発生ずる応
力としては、静翼のたわみに起因する曲げ応力及び多モ
ード応力、並びに、静翼のねじれに起因するねじり応力
がある。
［発明が解決しようとするｌｌＨｆ１点コ上述の従来例
においては、静翼振動の減衰効果が充分ではなく、従っ
て、静翼に生じる上記応力を効率的に押さえることがで
きない。
そこで、本発明の目的は、静翼の振動を効果的に減衰し
、静翼に生じる応力を充分に小さ（することのできる軸
流回転機の静翼子Ｓ造を提供すること１こある。
［問題点を解決するための手段コ −［−記及び−に３以外の目的を達成するためζこ、本
発明の第１の構成によれば、 回転軸と、該回転軸に対して半径方向外方に位置してそ
の内部に作動媒体流路を画成するケーシングと、該ケー
シングから半径方向内方に延びる複数の静翼とを有する
ｌｌ１ｌ流回転機であって、前記１１１転軸に対して円
周方向に延設されるととも１こ、１）１ｆ記静翼の′１
１径方向内方端部と係合するイナーエアシールと、該イ
ナーエアシールを半径方向に付４ｐ）し、これにより、
該イブ・−エアシールと前記静翼とが、前記静翼の半径
方向内方端部において所定のｒ′Ｉ擦力をもって相対的
に摺動可能となるようにする付９手段 とから構成されることを特徴とする軸流回転機が提供さ
れる。
本発明の第２の構成によれば、 回転軸と、該回転軸に対して半径方向外方に位置してそ
の内部に環状の作動媒体流路を画成するケーシングとを
有する軸流回転機であって、 複数の静翼と、 イナーエアシールと、 円周方向に延設されるスプリングとを有し、各静翼は、
前記ケーシングから半径方向内方に前記作動媒体流路を
横切って延びるとともに、円周方向に延びる内方基板を
有し、該内方基板は、隣接する静翼の内方基板から円周
方向にギャップＧを有して離間配置されるとともに、上
流側フランジと下流側フランジとを有しており、１１を
起上流側フランジは、前記回転軸方向に面するとともに
円周方向に延びる凹部を有し、該凹部は、半径方向外方
に面するとともに前記回転軸方向に延びるフランジ面に
より画成され、前記下流側フランジは、前記下流側フラ
ンジから前記回転軸方向に離間して配され、これにより
、前記上下流側フランジ間に円周方向に延びるチャンネ
ルを画成している一方、前記下流側フランジは、前記回
転軸方向において前記上流側フランジの凹部と反対側に
面するとともに円周方向に延びる凹部を有し、該凹部は
、半径方向外方に面するとともに前記回転軸方向に延び
るフランジ直により画成されており、 １１り記イナーエアシールは、円周方向に延びるととも
に前記上下流側フランジ間を前記回転軸方向に延びて前
記チャンネルを画成するプレートを有し、該プレートは
、上流側フランジと下流側フランジとを有し、前記イナ
ーエアシールの下流側フランジは、前記内方基板の上流
側凹部内に嵌入している一方、前記イナーエアシールの
下流側フランジは、前記内方基板の下流側凹部に嵌入し
ており、前記イナーエアシールの各フランジは、前記半
径方向外方に面するフランジ直とオーバーラツプすると
ともに摺動可能に当接する半径方向内方に面するフラン
ジ面を有し、これにより、１１ｉ７記内方基板の上下流
側フランジと前記イナーエアシールの上下流側フランジ
とがｌｌＡ働して、許容値を越える前記イナーエアシー
ルの半径方向及び前記回転軸方向への変位を規制し、前
記スプリングは、前記チャンネル内に配されて前記イナ
ーエアシールを半径方向内方に付勢し、これにより、前
記イナーエアシールが前記静翼と当接するように作用す
るとともに、円周方向に延びる基部と、該基部に結合さ
れ円周方向に延びるとともに相互に近接する方向に傾斜
する２つのアームとを有しており、前記基部は、非装着
時において前記両アームに向かって湾曲する部分を有す
る一方、装着時においては、前記湾曲部分の曲率が小さ
くなって前記静翼と当接し、各アームは、前記基部の回
転軸方向の端部と結合され、非装着時における前記スプ
リングの高さをｈｆとし、装着時における前記スプリン
グの高さをｈｉとすると、ｈｉはｈｆに比して小となり
、前記基部は、隣接関係にある静翼と面する１対のスロ
ットを有し、該スロットは、それぞれ前記スプリング内
を１１１ｉ記回転軸方向に延びて形成されており、これ
により、前記スプリングに半径方向における柔軟性を与
えるとともに、相互に前記回転軸方向に離間配置されて
その間に前記ギャップＧを横架するシール部を形成し、
これにより、前記作動媒体流路からの作動媒体を遮断し
、さらに、＋ｌｉｆ記基部は前記静翼に摺動可能に係合
するとともに前記両アームは前記イナーエアシールに摺
動可能に係合し、摩擦力により前記静翼及び前記イナー
エアシールの振動動作を減衰する ことを特徴とする軸流回転様が提供される。
本発明の第３の構成によれば、 円周方向に延びる基ｉＴＢと、円周方向に延びるととも
に相互に近接する方向に傾斜する２つのアームを有し、
各アームは、前記基部の回転軸方向の端部と結合してお
り、前記基部は、非装着時において前記両アームに向か
って半径方向内方に湾曲する部分を有する一方、装着時
においては前記湾曲部分の曲率が小さくなって静翼に係
合し、非装着時のスプリングの高さをｈｆとし、装着時
のスプリングの高さをｈｉとすると、ｈｉはｈｆに比し
で小となり、前記両アームが装着中に押圧されてたわむ
につれて前記基部の前記曲率が小さくなることにより、
１１１記スプリングに生じる応力が減少されることを特
徴とするスプリングが提供される。
［作　川］ 軸流回転機の作動中において静翼に許容値を越える振動
が発生ずると、静翼及びイナーエアシールが所定の摩擦
力をもって相対的に変位し、この１１擦力により上記振
動が効果的に減衰される。
［実施例］ 以ドに、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。
第１図は、ガスタービンエンジンの圧縮機１０を示して
いる。
圧縮４ａ１０は、回転軸へを有するとともに、上流側端
１４から下流側端１６に向かって延びる作動ガス川流路
１２を有する。
（，１−タアセンブリ１８は、ドラムロータ２０及び複
数の動翼２２から構成され、各動翼２２は、流路１２を
横切って半径方向外方に延びている。ステイタアセンブ
リ２４は、ロータアセンブリ１８の円周方向及び軸方向
に延びており、ロータアセンブリ１８及びステイタアセ
ンブリ２４間に原語１２を画成している。
ステイタアセンブリ２４は、アウタケース２６、イナー
ケース２８及び複数の静翼ユニット３０から構成されて
おり、各静翼ユニッ）３０は、圧縮機の軸方向において
動翼２２と交互に配されている。各＋ｎＷｌ　：”ニッ
ト３０は、イナーケース２８から流路１２を横切って半
径方向内方に延びている。
イナーク・−ス２８は、圧縮機の軸方向に延びており、
作動ガス川流路１２の半径方向外方端を画成している。
イナーケース２８は、複数の弧状セグメント３２から構
成されており、各セグメント３２が円周方向に隣接して
配設されている。
γウタケース２６は、環状のスリーブであり、イナーケ
ース２８の半径方向外方に位置して弧状セグメント３２
と係着している。
アウタケース２６は、イナーケース２８と異なりその同
門方向において連続面ををし、大直径の端部３４及び小
直径の端部３６を有する。アウタケース２６は、その内
側面に円周方向に延びる複数のフランジ３８を有してお
り、このフランジ３８により、弧状セグメント３２の円
周方向における配列を保持している。各７ランシ３８は
、大直径＃Ｊ部３４側に開口した満４０を有する。
イナーケース２８を構成する各弧状セグメント３２は、
円周方向に延びる複数のフランジ４２を有し、各フラン
ジ４２は、半径方向外方に延びるとともにその外方端に
おいて小直径端部３６側に屈曲してフランジ３８のｔｓ
４０内に円周方向に摺動可能に嵌合している。フランジ
３８は、イナーケース２８上の何れのフランジよりも半
径方向において外方に位置しており、これによ−リ、ア
ウタケース２６がイナーケース２８の弧状セグメント３
２上を円周方向に摺動可能となるように構成している。
各静翼ユニット３０は、複数の静翼４４及びイナーエア
シール（シュラウドリング）４６，４８．５０から構成
され、６静ｖＡ４４は、半径方向内方端５２及び外方端
５４を有するとともに、該両端間を延びる少なくとも１
枚のエアフォイル５５を有する。外方端５４は、イナー
ケース２８と一体に動作するようにイナーケース２８に
ＳＲ着されている。即ち、静翼４４は、イナーケース２
８と一体に形成されてもよいし、ボルト、溶接、はんだ
付は等により付設されてもよい。
イナーエアシール４６，４８，５０は、Ｄ′ｙ＆４４の
内方端によりドラムロータ２０の半径方向外方において
位置決め支持されている。各イナーエアシールは、ドラ
ムロータ２０の外周面と極めて近接した状態においてド
ラムロータ２０の円周方向に延びている。各イナーエア
シールは、磨耗性材料又はハニカムシール材等から成る
可？耗面５６を有し、該可磨耗面５６は、ドラムロータ
２０に対向して配置されている。シール部材である複数
のナイフェツジ５８が、ドラムロータ２０から外方に延
びてイナーエアシールと極めて近接した状態に配置され
ている。ナイフェツジと可磨耗面５６との半径方向の間
隔は、図中ギャップＣにて示される。
４−）−−エアシール４６を構成する各セグメントは、
静翼４４の内方端５２と一体に構成されており、通常４
枚又は５枚のエアフォイル５５が＠設されている。この
構成は、米国特許第４，４３１．３７３号に示されてお
り、この米国特許において、イナーエアシールには３枚
のエアフォイルがＩ？ｔｌ設されている。
４−１−一部７シール４８及びイナーエアシール５０は
、各々が１つ以上の静翼と摺動可能に係合する複数のセ
グメントから構成されている。各静翼は、１枚のエアフ
ォイル又は、それぞれの内方端において内方基板により
結合される複数枚のエアフォイル５５から構成される。
例えば、１つの静翼が、内方端において内方基板により
結合される２枚又は３枚のエアフォイルを有するように
構成することも可能である。このような複数枚のエアフ
ォイルを（ｆする静翼は、しばしば静翼集団（ＶＡＮＥ
　ＣＬＵＳＴＥ１１Ｓ）と呼ばれる。
イナーエアシール４８は、フランジ６２．６４を有し、
該フランジ６２，６４は、静翼の内方基板６０と軸方向
においてオーバラップするように構成されている。イナ
ーエアシール５０は、７ランシ６６．６８を有し、該フ
ランジ６６．６８は、静翼の内方基板６０と軸方向にお
いてオーバラップするようξこ構成されている。
第２図は、イナーケース２８の弧状セグメント３２ａ、
３２ｂ及び静翼ユニット３０を示す一部斜視図であり、
イナーエアシール４８に摺動可能に取り付けられた静＋
ＸＡ４４とイナーエアシール５０に摺動可能に取り付け
られた静翼４４が示されている。静翼４４は、１枚のエ
アフォイル５５ａと、該エアフォイル５５ａと一体の内
方基板６０を有している。イナーエアシール４８のフラ
ンジ６２，６４は、静翼のフランジ７２．７８よりも軸
方向外方に位置しており、それぞれのフランジが相互に
軸方向においてオーバーラツプしている。一方、静翼の
フランジ１７２，１７８は、イナーエアシール５０のフ
ランジ６６．６８よりも軸方向外方に位置しており、そ
れぞれのフランジが相互に軸方向においてオーバーラツ
プしている。
イナーエアシール４８．５０の何れにおいても、静翼は
、１枚の内方基板６０に２枚のエアフォイル５５ｂを装
着する構成としてもよいし、１枚の内方基板６０に３枚
のエアフォイル５５ｃを装着する構成としてもよい。
イナーケース２８は、夾角９０度の４つのセグメント３
２がら構成されている。各セグメントは、隣接するセグ
メントから円周方向にギャップＤを有して離間配置され
ている。イナーエアシール４８又は５０を構成する各セ
グメントは、隣接するセグメントから円周方向にギャッ
プＥを有して離間配置されている。イナーエアシールは
、夾角９０度のセグメントから構成されてもよいが、組
み立ての容易性を考慮すると、夾角３０度の３つのセグ
メントで構成し、これを１つのセグメント３２に対応す
るように構成することが好ましい。
第３図は、第２図の３−３線部分断面図であり、静翼４
４の−部、イナーエアシール４８及び半径方向にイナー
エアシールを付勢するための手段であるスプリング７０
を示している。スプリング７０は、内方基板（静翼内方
端部）６０とイナーエアシール４８　１１　ｓこ介装さ
れている。内方基板は、上流側フランジ７２を有してお
り、該フランジの図中下方には円周方向に延びるととも
に上流側に向かって開口する凹部７４が形成されている
。凹部７４は、゛μ径方向外方書こ面するとともに軸方
向に延びるフランジ面７６を有する。内方基板の下流側
フランジ７８は、上流側フランジ７２から軸方向に離間
して配されており、両フランジ間に円周方向に延びる凹
部７９が形成されている。この凹部７９内にスプリング
７０が配される。下流側フランジ７８の図中下方に、円
周方向に延びるとともに下流側に向かって開口する凹部
８０が形成されており、この凹部は、軸方向に延びると
ともに半径方向外方に面するフランジ面８２を有する。
イナーエアシール４８は、円周方向に延びるとともに両
フランジ７２，７８間を軸方向に延びるプレート８４を
有する。このプレート８４には、上流側７ランシ６２が
形成されており、この上流側フランジ６２は、上流側凹
部７４内に嵌入している。上流側フランジ６２は、半径
方向内方に面するフランジ面８６を有し、このフランジ
面８６は、半径方向外方に面するフランジ面７６と摺動
可能に当接している。イナーエアシール４８はまた、下
流側フランジ６４を有し、この下流側フランジ６４は、
軸方向上流側に向かって延びて下流側凹部８０内に嵌入
している。下流側フランジ６４は、半径方向内方に面す
るフランジＷｉ８Ｂを有しており、このフランジ面８８
は、半径方向外方に面するフランジ面８２と摺動可能に
当接している。
上述のように、静翼側のフランジ７２とイナーエアシー
ル側のフランジ６２並びにＩＯ翼側のフランジ７８とイ
ナーエアシール側のフランジ６４とがそれぞれ軸方向に
おいて反対方向に延びているため、関連するフランジが
）ｉ！ｆｉｌしてイナーエアシールの半径方向及び軸方
向の変位を規制することができる。尚、イナーエアシー
ルと静翼側のフランジ間に設けられた組み立て用ギャッ
プ内におけるイナーエアシールの変位は許容されること
となり、例えば、プレート８４は、静翼側のフランジか
らギャップＲだけ離間して配されている。　円周方向に
延在するスプリング７０は、凹部７９内に配されてイナ
ーエアシール４８を半径方向内方に付勢しており、これ
により、イナーエアシール４８は、静翼４４に対して７
ランシ面７６．８６，８２．８８において押接されるこ
とになる。本実施例において、スプリング７０は、円周
方向において夾角９０度のイナーケースセグメントの半
分−以上の長さＩこ亘って延在するように構成されてい
るが、仙の値とすることも勿論可能である。
スプリング７０は、円周方向に延びるとともに下流側端
９４及び下流側端９６を有する基部９２を有している。
円周方向に延びる第１のアーム９８が上流側端９４に取
り付けられている一方、円周方向に延びる第２のアーム
１００が下流側端に取り付けられている。両アーム９８
，１００は、相互に近接する方向に傾斜して配されてい
る。スプリング７０の装着状態においては、両アームは
イナーエアシール４８により圧縮されており、基部から
の高さはｈｉとなる。スプリング７０は、基部９２にお
いて内方基板６０とほぼその軸方向全長に亘り当ｔＪ２
している。スプリング７０は、イナーエアシール及び静
翼の少なくとも何れか一方に対して摺動可能に構成され
る必要がある。本実施例においては、スプリングは、イ
ナーエアシール及び静翼の双方に対して軸方向及び円周
方向に摺動可能に配されている。この結果、静翼、イナ
ーエアシール及びスプリングは、図中Ｉ、１１、１１Ｉ
において相互に′摺動可能となる。
第４図は、第３図に示される静翼ユニソ）３０を示す部
分斜視図であり、イナーエアシール４８の静翼４４への
取付構造を示している。曲述のように、静翼４４は、内
方基板６０に１枚のエアフォイル５５ａが配されて構成
されている。イナーエアシールを静翼に取り付ける前に
、凹部７９内にスプリング７０を配してお（。取り付け
の間、イナーエアシールは静翼に対して円周方向に摺動
する。即ち、イナーエアシールの上流側フランジ６２及
び下ｊＡｆ側フランジ６４が、内方基板６０の上流側凹
部７４及び下流側Ｉｕｌ＄８０内をこれらに案内されて
摺動することとなる。これに伴ってスプリングの両アー
ム９８，１００は、イナーエアシールにより押圧され圧
縮される。
静翼４４の内方基板６０ａは、隣接する静翼の内方基板
６０ｂと円周方向にギャップＧを有して離間配置されて
いる。このギャップＧは、ガスタービンエンジンの作動
温度の変化に応じてイナーケース３２が半径方向におい
て内外方に変位したときに、この変位を静翼配列の内径
の変化により許容するために設けられている。
スプリング７０には、複数対のスリットが形成されてい
る。１対のスリット１０２ａ、１０２ｂは、それぞれギ
ャップＧを挟んで隣接する内方基板のエツジ部１０６ａ
、１０６ｂに対向して設けられており、他の１対のスロ
７）１０４ａ、１０４ｂもまた同様に配されている。各
スロットは、スプリングの基部９２を横切って軸方向に
条設されており、スプリングのアーム９８，１００内に
延設することも可能である。このスロットは、スプリン
グに半径方向の柔軟性を付与するために設けられており
、これにより、スプリングの円周方向における一部分が
他の部分に対して独立してたわむことが許容され、この
結果、スプリングは、内方基板に対して円周方向におけ
る各部分が独立して係合することとなる。
各１対のスロット間に位置するシール８１０８は、ギャ
ップＧを介して原人してくる作動ガスをシールするため
に配されている。
尚、スロットはまた、スプリングに円周方向の柔軟性を
も付与することとなり、これにより、イナーエアシール
の静翼への取り付けが容易となる。
第５図は、スプリング７０を示す斜視図である。前述の
ように、本実施例においては、イナーケース２８を夾角
９０度のセグメント３２から構成しているが、この場合
、１つのスプリング７０の長さを、内方基板の夾角３０
度分に相当する円周方向長さに相当する値とし、これを
１つのセグメント３２について３つ用いることとなる。
第６図は、スプリング７０の側面図であり、スプリング
の装着状態と非装着状態との関係を示している。実線に
て示されるのが、非装着状態のスプリングであり、この
状態において基部９２は、図中、上方に向かって湾曲し
ている。非装着状態におけるスプリングの高さはｈｆに
て示される。破線にて示されるのが、装粁状態のスプリ
ングであり、このときのスプリングの高さはｈ目ごて示
される。アーム９８，１００が図において下方に押圧さ
れて基部９２に向かってたわむにつれて基部９２は平面
状態に近づき、スプリングの高さがｈｉとなった時点で
、基部９２は平面状態となる。この結果、基部９２のシ
ール部１０８が内方基板６０ａ。
６０ｂのエツジ部１０６ａ、１０６ｂに押圧されること
となり、作動ガスのシールが達成されることとなる。ア
ーム９８，１００が図において下方に押圧されるにつれ
て基部９２の平面状態への変位を許容することにより、
スプリング内に生じる最大応力を減少することが可能と
なり、この結果、スプリングの伸性特性を効果的に保持
することが可能となる。尚、基部９２が完全な平面状態
とならなくても、平面状態に近づくように構成すること
により、同様の効果が得られる。
第７図は、第２図に示ず静翼ユニット３０の一部破断側
面図であり、平面状態の基部９２のシール部１０８と、
相互に隣接する内方基板６０ａ、６０ｂ間のギャップＧ
との関係、並びに、内方基板６０ａ、・６０ｂに対向し
て配される１対のスロット１０２ａ。
１０２ｂと、静翼のエツジ部１０６との関係を示してい
る。
第８図は、第１図に示すイナーエアシール５０の内方基
板６０への取付構造を示している。静翼の内方基板６０
のフランジ１７２．１７８及び凹部１７４，１８０は、
それぞれ軸方向において対向して配されている。イナー
エアシール５０はフランジ６６゜６８を有しており、該
両フランジは、それぞれ軸方向において相反する側に延
びているとともに、それぞれ内方基板６０の凹部１７４
．１８０内に嵌入している。半径方向内方に面するイナ
ーエアシールのフランジ面１８６，１８８は、半径方向
外方に面する内方基板のフランジ面１７６．１８２とそ
れぞれ摺動可能に１債している。
ガスタービンエンジンの作動時において、−１−タアセ
ンブリは、回転＠八を中心にして回転し、作動ガスがガ
スタービンエンジンの圧Ｆ１１４３内を渣れる０作動ガ
スが液路１２内を流れるにつれて、各静翼４４は、回転
中の１涼側動翼２２からの空力伴流（ＡＥＲＯＤＶＮＡ
ＭＩＣ１１ＡＫＥｓ）及び回転中の下流側動翼２２から
のバラウニイブ（Ｂｏｌｌｌ　１１ＡＶＥｓ）　ニ、に
り影響を受ける。コノ空力摂動（ＡＥＲＯＤＶＮＡＭＩ
Ｃｒ’ＨＲＴＵＲＢＡＴＩ　０ＮＳ）は、これに対応す
る振動を静翼に誘起するこ１ととなり、この振動により
、静翼に曲げ応力、ねじり応力及び多モード応力が作用
することとなる。
静翼と、スプリング及びイナーエアシール間の領域１．
ｎ、１１Ｉにおける相対的摺動動作により、それぞれの
当接面において摩擦力が生じ、この摩擦力が静翼の振動
動作に対抗して振動エネルギーを減衰することとなる。
この摩擦力は、スプリングにより作用する法線力に比例
し、具体的には、スプリングのバネ定数と、スプリング
の装着時にスプリングに加えられた予圧により決定され
る。このようにして、静翼の振動が減衰され、この結果
、静翼内に生じる曲げ応力、ねじり応力及び多モード応
力を減少することができる。
また、スプリング７０のシール部１０８によりンＡｆ路
１２からの作動ガスを遮断してその損失を防ぐことがで
きるため、エンジン効率をＣ１めることが可能となる。
さらに、スプリング７０に複数のスロット１０２，１０
４を形成したことにより、圧縮機の円周方向及び半径方
向における柔軟性が改善され、この結果、スプリングと
内方バ板間に少なくとも１つの当接点が確保されること
となる。
上述のように、スプリングを設けることにより、各静翼
４４及びイナーエアシール４８．５０の振動を減衰する
ことができるとともに、各静翼間のシールを許容法線振
動下のおいて達成することができる。
尚、スプリングによる減衰効果は表に示す通りである。
表においては、３種類の共振状態において発生する最大
応力を、従来例による実験結果と本実施例による実験結
果により比較している。
本実施例による実験は、単一のエアフォイルによる場合
、２枚のエアフォイルによる場合並びに３枚のエアフォ
イルによる場合について行っている。従来例による実験
には、１つのイナーエアシール４６に４又は５枚のエア
フォイルが直接取り付けられている構成について行って
いる。
表に示されている数値は、最大応力値を記録したロータ
回転速度Ｒ２における従来例の数値を標準値１として示
されている。
実験の結果、弔−のエアフォイルを用いた場合の数値が
いずれの共振状態においても最も小さくなることが確認
された。従うて、本実施例に基づいて単一のエアフォイ
ルを用いた場合に、静翼に生じる応力は最小となる。こ
のことは、複数枚のエアフォイルを用いた場合、単一の
エアフォイルに比して、内方基板とイナーエアシール間
における相対的摺動変位が困難であること、並びに、各
エアフォイルの許容振動値及び共振周波数が異なること
に起因していると考えられる。このようよこして、単一
のエアフォイルの場合において最大の振動減衰効果を得
られることが判明した。
尚、２枚又は３枚のエアフォイルを用いた場合には、単
一のエアフォイルの場合に比して、その＠！ｉｊ＋減衰
力は小さいが、従来例と比較した場合には、表からも明
かなようにその減衰効果は顯著であり、従って、本発明
は単一のエアフォイルの場合のみに限定されるものでな
いことは言うまでもない。
また、第１図においては、イナーエアシール４６．４８
．５０有する静翼ユニットを示しているが、イナーエア
シール４６を存する静翼ユニットは従来公知のものであ
り、また、イナーエアシール４８．５０を有する静翼ユ
ニットは、１台の圧ｔ＠機内において併設してもよいが
、一方の静翼ユニットのみを用いてもよい。
さらに、本発明は、」ユ記の実施例の構成に限定される
ものではな（、本発明の要旨の範囲に含まれる全ての変
形、変更を含むものであり、従って、特許請求の範囲に
記載した要件を溝足する全ての構成は本発明に含まれる
ものである。
〔効　果〕
本発明においては、静翼とイナーエアシールが所定の摩
擦力をもって摺動可能に構成されているため、軸流回転
機の作動中において静翼及びイナーエアシール（こ発生
する振動を上記摩擦力により効果的にＭ衰することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ガスタービンエンジンの圧１１ｉ１機を示す
部分縦断面図であり、′ｒｊＳ２図は、イナーケースを
構成するセグメント並びに本発明に基づ〈実施例に係る
静翼ユニットを示す部分斜視図であり、第３図は、第２
図の３−３線断面図であり、第４図は、第２図に示す静
翼ユニットの部分斜視図であり、第５図は、スプリング
を示す部分斜視図であり、第６図は、スプリングの装管
時及び非装着時の状態を示す側面図であり、第７図は、
静翼ユニットを示す一部破断図であり、第８図は、第２
図に示ず静翼ユニットを示す断面図である。 ＦＩｏ、６

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）回転軸と、該回転軸に対して半径方向外方に位置
    してその内部に作動媒体流路を画成するケーシングと、
    該ケーシングから半径方向内方に延びる複数の静翼とを
    有する軸流回転機であって、前記回転軸に対して円周方
    向に延設されるとともに、前記静翼の半径方向内方端部
    と係合するイナーエアシールと、該イナーエアシールを
    半径方向に付勢し、これにより、該イナーエアシールと
    前記静翼とが、前記静翼の半径方向内方端部において所
    定の摩擦力をもって相対的に摺動可能となるようにする
    付勢手段 とから構成されることを特徴とする軸流回転機。
  2. （２）前記摺動は、前記静翼の半径方向端部と前記イナ
    ーエアシールの半径方向外方端部間の前記回転軸方向に
    延びる当接面により行われることを特徴とする請求項（
    １）に記載の軸流回転機。
  3. （３）前記付勢手段は、前記イナーエアシール及び前記
    静翼に半径方向の力を作用するスプリングであり、該ス
    プリングは、前記イナーエアシール及び前記静翼の少な
    くとも何れか一方と摺動可能に構成されていることを特
    徴とする請求項（１）又は（２）に記載の軸流回転機。
  4. （４）前記静翼は、前記ケーシングから半径方向内方に
    延びる単一のエアフォイルを有することを特徴とする請
    求項（１）又は（２）に記載の軸流回転機。
  5. （５）各静翼は円周方向に延設される内方基板を有し、
    該内方基板は、隣接する静翼との間に円周方向ギャップ
    Ｇを有して離間配置されており、前記スプリングは、前
    記ギャップを横架して配され、これにより、作動媒体流
    路からの作動媒体を遮断することを特徴とする請求項（
    ３）に記載の軸流回転機。
  6. （６）前記静翼は、前記ケーシングから半径方向内方に
    延びる単一のエアフォイルを有し、該エアフォイルは、
    前記内方基板と一体に構成されることを特徴とする請求
    項（５）に記載の軸流回転機。
  7. （７）前記スプリングは、円周方向に延びる基部と、円
    周方向に延びるとともに相互に近接する方向に傾斜する
    ２つのゲームを有し、各アームは、前記基部の回転軸方
    向の端部と結合しており、前記基部は、非装着時におい
    て前記両アームに向かって半径方向内方に湾曲する部分
    を有する一方、装着時においては前記湾曲部分の曲率が
    小さくなって前記静翼に係合し、非装着時のスプリング
    の高さをｈｆとし、装着時のスプリングの高さをｈｉと
    すると、ｈｉはｈｆに比して小となり、前記両アームが
    前記イナーエアシール及び前記静翼により押圧されてた
    わむにつれて前記基部の前記曲率が小さくなることによ
    り、前記スプリングに生じる応力が減少されることを特
    徴とする請求項（６）に記載の軸流回転機。
  8. （８）前記基部は、前記ギャップＧを横架して配される
    一方、前記ギャップＧの近傍において回転軸方向に条設
    されるとともに前記静翼に面して配されるスロットを有
    し、これにより、一の静翼に面する前記基部の一部分が
    、隣接する他の静翼に面する前記基部の一部分に対して
    独立して半径方向に変位することが可能であることを特
    徴とする請求項（７）に記載の軸流回転機。
  9. （９）回転軸と、該回転軸に対して半径方向外方に位置
    してその内部に環状の作動媒体流路を画成するケーシン
    グとを有する軸流回転機であって、 複数の静翼と、 イナーエアシールと、 円周方向に延設されるスプリングとを有し、各静翼は、
    前記ケーシングから半径方向内方に前記作動媒体流路を
    横切って延びるとともに、円周方向に延びる内方基板を
    有し、該内方基板は、隣接する静翼の内方基板から円周
    方向にギャップＧを有して離間配置されるとともに、上
    流側フランジと下流側フランジとを有しており、前記上
    流側フランジは、前記回転軸方向に面するとともに円周
    方向に延びる凹部を有し、該凹部は、半径方向外方に面
    するとともに前記回転軸方向に延びるフランジ面により
    画成され、前記下流側フランジは、前記上流側フランジ
    から前記回転軸方向に離間して配され、これにより、前
    記上下流側フランジ間に円周方向に延びるチャンネルを
    画成している一方、前記下流側フランジは、前記回転軸
    方向において前記上流側フランジの凹部と反対側に面す
    るとともに円周方向に延びる凹部を有し、該凹部は、半
    径方向外方に面するとともに前記回転軸方向に延びるフ
    ランジ面により画成されており、 前記イナーエアシールは、円周方向に延びるとともに前
    記上下流側フランジ間を前記回転軸方向に延びて前記チ
    ャンネルを画成するプレートを有し、該プレートは、上
    流側フランジと下流側フランジとを有し、前記イナーエ
    アシールの上流側フランジは、前記内方基板の上流側凹
    部内に嵌入している一方、前記イナーエアシールの下流
    側フランジは、前記内方基板の下流側凹部に嵌入してお
    り、前記イナーエアシールの各フランジは、前記半径方
    向外方に面するフランジ面とオーバーラップするととも
    に摺動可能に当接する半径方向内方に面するフランジ面
    を有し、これにより、前記内方基板の上下流側フランジ
    と前記イナーエアシールの上下流側フランジとが協働し
    て、許容値を越える前記イナーエアシールの半径方向及
    び前記回転軸方向への変位を規制し、前記スプリングは
    、前記チャンネル内に配されて前記イナーエアシールを
    半径方向内方に付勢し、これにより、前記イナーエアシ
    ールが前記静翼と当接するように作用するとともに、円
    周方向に延びる基部と、該基部に結合され円周方向に延
    びるとともに相互に近接する方向に傾斜する２つのアー
    ムとを有しており、前記基部は、非装着時において前記
    両アームに向かって湾曲する部分を有する一方、装着時
    においては、前記湾曲部分の曲率が小さくなって前記静
    翼と当接し、各アームは、前記基部の回転軸方向の端部
    と結合され、非装着時における前記スプリングの高さを
    ｈｆとし、装着時における前記スプリングの高さをｈｉ
    とすると、ｈｉはｈｆに比して小となり、前記基部は、
    隣接関係にある静翼と面する１対のスロットを有し、該
    スロットは、それぞれ前記スプリング内を前記回転軸方
    向に延びて形成されており、これにより、前記スプリン
    グに半径方向における柔軟性を与えるとともに、相互に
    前記回転軸方向に離間配置されてその間に前記ギャップ
    Ｇを横架するシール部を形成し、これにより、前記作動
    媒体流路からの作動媒体を遮断し、さらに、前記基部は
    前記静翼に摺動可能に係合するとともに前記両アームは
    前記イナーエアシールに摺動可能に係合し、摩擦力によ
    り前記静翼及び前記イナーエアシールの振動動作を減衰
    する ことを特徴とする軸流回転機。
  10. （１０）前記静翼の上流側凹部は、前記静翼の下流側凹
    部と対向して配されることを特徴とする請求項（９）に
    記載の軸流回転機。
  11. （１１）前記静翼の上流側凹部は、前記静翼の下流側凹
    部と相反する側に開口していることを特徴とする請求項
    （９）に記載の軸流回転機。
  12. （１２）円周方向に延びる基部と、円周方向に延びると
    ともに相互に近接する方向に傾斜する２つのアームを有
    し、各アームは、前記基部の回転軸方向の端部と結合し
    ており、前記基部は、非装着時において前記両アームに
    向かって半径方向内方に湾曲する部分を有する一方、装
    着時においては前記湾曲部分の曲率が小さくなって静翼
    に係合し、非装着時のスプリングの高さをｈｆとし、装
    着時のスプリングの高さをｈｉとすると、ｈｉはｈｆに
    比して小となり、前記両アームが装着中に押圧されてた
    わむにつれて前記基部の前記曲率が小さくなることによ
    り、前記スプリングに生じる応力が減少されることを特
    徴とするスプリング。
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