JPH02248629A - 回転機械用ケーシング構造及びその製造方法 - Google Patents
回転機械用ケーシング構造及びその製造方法Info
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- JPH02248629A JPH02248629A JP2042317A JP4231790A JPH02248629A JP H02248629 A JPH02248629 A JP H02248629A JP 2042317 A JP2042317 A JP 2042317A JP 4231790 A JP4231790 A JP 4231790A JP H02248629 A JPH02248629 A JP H02248629A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
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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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/21—Utilizing thermal characteristic, e.g., expansion or contraction, etc.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、回転機械に関し、特に、作動流体導路に隣
接して配されるケーシングを有するステータアセンブリ
の構造及びその製造方法に関する。
接して配されるケーシングを有するステータアセンブリ
の構造及びその製造方法に関する。
［従来の技術］
回転機械の一例として、航空機の推進力を得るために用
いられる軸流式のガスタービンエンジンが知られている
。このガスタービンエンジンは、通常、圧縮機セクショ
ン、燃焼室セクション及びタービンセクションから構成
されており、環状の作動ガス通路がエンジーンの軸線方
向に沿って形成されている。エンジンを構成するロータ
アセンブリは、エンジンの軸線方向に沿って配され、そ
の外側には、同様に、エンジンの軸線方向に沿ってステ
ータアセンブリが配されて両アセンブリ間に上記作動ガ
ス通路が形成されている。
いられる軸流式のガスタービンエンジンが知られている
。このガスタービンエンジンは、通常、圧縮機セクショ
ン、燃焼室セクション及びタービンセクションから構成
されており、環状の作動ガス通路がエンジーンの軸線方
向に沿って形成されている。エンジンを構成するロータ
アセンブリは、エンジンの軸線方向に沿って配され、そ
の外側には、同様に、エンジンの軸線方向に沿ってステ
ータアセンブリが配されて両アセンブリ間に上記作動ガ
ス通路が形成されている。
ロータアセンブリは、上記圧縮機セクション及びタービ
ンセクションにおいて複数の動翼から構成される動翼列
を複数有しており、各動翼は、ロータから半径方向外方
に向かって作動ガス通路内を延びている。
ンセクションにおいて複数の動翼から構成される動翼列
を複数有しており、各動翼は、ロータから半径方向外方
に向かって作動ガス通路内を延びている。
ステータアセンブリは、エンジンケースをその構成要素
として有しており、このエンジンケース内に上記ロータ
アセンブリ及び作動ガス通路が配されている。また、ス
テータアセンブリは、上記圧縮機セクシジン及びタービ
ンセクションにおいて複数の静翼から成る静翼列を複数
有しており、各静翼は、エンジンケースから半径方向内
方に向かって作動ガス通路内を延び、ロータアセンブリ
のロータ近傍に至っている。各静翼列は、対応する動翼
列の上流側に配されており、対応する動翼列に作動ガス
を効果的に導くように構成されている。
として有しており、このエンジンケース内に上記ロータ
アセンブリ及び作動ガス通路が配されている。また、ス
テータアセンブリは、上記圧縮機セクシジン及びタービ
ンセクションにおいて複数の静翼から成る静翼列を複数
有しており、各静翼は、エンジンケースから半径方向内
方に向かって作動ガス通路内を延び、ロータアセンブリ
のロータ近傍に至っている。各静翼列は、対応する動翼
列の上流側に配されており、対応する動翼列に作動ガス
を効果的に導くように構成されている。
ステータアセンブリ及びロータアセンブリを有するガス
タービンエンジンの一例が、米国特許第４．６２７，２
３３号に開示されている。この米国特許に示される構成
において、ステータアセンブリは、アウタケース及び該
アウタケースの内側に配されて作動ガス通路を画成する
隔壁を有している。尚、この隔壁は、エンジンの周方向
に延びる複数のセグメントから構成されている。さらに
、周方向に延びるイナーケースがアウタケースと隔壁間
に配されてイナーケースとアウタケース間に冷却空気室
が形成されており、これにより、作動ガス通路内の高温
ガスが冷却空気室内に混入するのを防止し、又は、冷却
空気室内の空気が作動ガス通路内に混入するのを防止す
るようにしている。
タービンエンジンの一例が、米国特許第４．６２７，２
３３号に開示されている。この米国特許に示される構成
において、ステータアセンブリは、アウタケース及び該
アウタケースの内側に配されて作動ガス通路を画成する
隔壁を有している。尚、この隔壁は、エンジンの周方向
に延びる複数のセグメントから構成されている。さらに
、周方向に延びるイナーケースがアウタケースと隔壁間
に配されてイナーケースとアウタケース間に冷却空気室
が形成されており、これにより、作動ガス通路内の高温
ガスが冷却空気室内に混入するのを防止し、又は、冷却
空気室内の空気が作動ガス通路内に混入するのを防止す
るようにしている。
上記イナーケースは、比較的肉薄のシートメタルから一
体に形成されている。この結果、エンジンの過渡的作動
状態において、イナーケースに亀裂又は反り等が発生す
る可能性が高い。即ち、エンジン作動温度の変化時にお
いて、アウタケースの直径はイナーケースの直径と異な
る比率で変化するため、イナーケースが周方向において
一体に形成されている場合、上述のように亀裂等が発生
する可能性が高くなるものである。
体に形成されている。この結果、エンジンの過渡的作動
状態において、イナーケースに亀裂又は反り等が発生す
る可能性が高い。即ち、エンジン作動温度の変化時にお
いて、アウタケースの直径はイナーケースの直径と異な
る比率で変化するため、イナーケースが周方向において
一体に形成されている場合、上述のように亀裂等が発生
する可能性が高くなるものである。
ガスタービンエンジンの他の例が、米国特許第４．４３
１，３７３号に開示されている。この米国特許において
は、エンジンの圧縮機セクションにイナーケース及びア
ウタケースが設けられている。イナーケースはアウタケ
ースに取り付けられており、環状の作動ガス通路の半径
方向外方において軸線方向に配設されている。イナーケ
ースは、複数のアーチ形状セグメントを順次周方向に隣
接配列して構成されており、隣接するセグメント間には
、周方向に所定ギャップＧが設けられている。
１，３７３号に開示されている。この米国特許において
は、エンジンの圧縮機セクションにイナーケース及びア
ウタケースが設けられている。イナーケースはアウタケ
ースに取り付けられており、環状の作動ガス通路の半径
方向外方において軸線方向に配設されている。イナーケ
ースは、複数のアーチ形状セグメントを順次周方向に隣
接配列して構成されており、隣接するセグメント間には
、周方向に所定ギャップＧが設けられている。
また、アウタケースの外面には、その周方向に延びる複
数の冷却用チューブが設けられており、該冷却用チュー
ブは、エンジンの所定作動時にアウタケースに冷却空気
を吹き付け、これにより、イナーケースとロータアセン
ブリ間の半径方向ギャップを調整するように構成されて
いる。冷却空気がアウタケースに吹き付けられると、ア
ウタケースは収縮してその直径を減少させる。この結果
、イナーケースの直径が減少し、上記隣接するセグメン
ト間の周方向ギャップＧが小さくなるとともに、ロータ
アセンブリとステータアセンブリ間の半径方向ギャップ
もまた小さくなる。
数の冷却用チューブが設けられており、該冷却用チュー
ブは、エンジンの所定作動時にアウタケースに冷却空気
を吹き付け、これにより、イナーケースとロータアセン
ブリ間の半径方向ギャップを調整するように構成されて
いる。冷却空気がアウタケースに吹き付けられると、ア
ウタケースは収縮してその直径を減少させる。この結果
、イナーケースの直径が減少し、上記隣接するセグメン
ト間の周方向ギャップＧが小さくなるとともに、ロータ
アセンブリとステータアセンブリ間の半径方向ギャップ
もまた小さくなる。
上記の周方向ギャップＧにより、複数のセグメントから
構成されるイナーケースは、アウタケースの半径方向内
方及び外方への変位を許容することが可能となる。即ち
、周方向ギャップＧによりアウタケースの上記変位に対
するイナーケースの抵抗力を減少させ、イナーケースと
アウタケースの熱膨張の差に起因するイナーケースの破
損又は伸張を防止することが可能となる。
構成されるイナーケースは、アウタケースの半径方向内
方及び外方への変位を許容することが可能となる。即ち
、周方向ギャップＧによりアウタケースの上記変位に対
するイナーケースの抵抗力を減少させ、イナーケースと
アウタケースの熱膨張の差に起因するイナーケースの破
損又は伸張を防止することが可能となる。
米国特許第４．４３１，３７３号の第４図に示されるよ
うに、隣接するセグメ・ントは相互にオーバーラツプす
るように配されており、これによりイナーケース内外の
シーリングが行われるように構成されている。尚、上記
オーバーラツプ構造に代えて、隣接するセグメント間に
周方向に延びるシーリング手段を設けるように構成して
もよ、い。
うに、隣接するセグメ・ントは相互にオーバーラツプす
るように配されており、これによりイナーケース内外の
シーリングが行われるように構成されている。尚、上記
オーバーラツプ構造に代えて、隣接するセグメント間に
周方向に延びるシーリング手段を設けるように構成して
もよ、い。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記構成においては、イナーケースの耐
久性に問題があり、要求される疲労寿命を満足すること
ができなかった。
久性に問題があり、要求される疲労寿命を満足すること
ができなかった。
そこで、本発明の目的は、要求される耐久性を満足する
一方、アウタケースとイナーケースの熱膨張の差を吸収
し、且つ、イナーケース内外のシーリングを効果的に行
うことのできる、回転機械のケーシング構造及びその製
造方法を提供することにある。
一方、アウタケースとイナーケースの熱膨張の差を吸収
し、且つ、イナーケース内外のシーリングを効果的に行
うことのできる、回転機械のケーシング構造及びその製
造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、本発明の第１の構成によ
れば、 作動流体通路を有する回転機械のステータアセンブリ構
造であって、 前記作動流体通路に対して周方向に延びる第１のケース
と、 該第１ケースから半径方向に離間して配されるとともに
該第１ケースにより半径方向に位置決めされ、各々周方
向に延びるとともに周方向において相互にオーバーラツ
プして配される少なくとも第１及び第２のセグメントを
有し、該第１及び第２のセグメントは周方向において相
対的変位可能に配される一方、第１のセグメントは、第
２のセグメントの隣接する一端と周方向において整合配
置される一端を有し、且つ、両端間に周方向ギャップが
形成されている、第２のケースとから成り、前記第１の
セグメントの前記一端近傍に周方向に延びるスロットが
形成されている一方、前記第２のセグメントは、前記ス
ロット内に半径方向に挿通されて前記第１及び第２のセ
グメント間の周方向における相対的変位を許容する第１
の手段と、非半径方向に延びて前記第１のセグメントを
前記第２のセグメントに対して半径方向において位置決
めする第２の手段とから成る取付手段を有して構成され
る回転機械用ステータアセンブリ構造が提供される。
れば、 作動流体通路を有する回転機械のステータアセンブリ構
造であって、 前記作動流体通路に対して周方向に延びる第１のケース
と、 該第１ケースから半径方向に離間して配されるとともに
該第１ケースにより半径方向に位置決めされ、各々周方
向に延びるとともに周方向において相互にオーバーラツ
プして配される少なくとも第１及び第２のセグメントを
有し、該第１及び第２のセグメントは周方向において相
対的変位可能に配される一方、第１のセグメントは、第
２のセグメントの隣接する一端と周方向において整合配
置される一端を有し、且つ、両端間に周方向ギャップが
形成されている、第２のケースとから成り、前記第１の
セグメントの前記一端近傍に周方向に延びるスロットが
形成されている一方、前記第２のセグメントは、前記ス
ロット内に半径方向に挿通されて前記第１及び第２のセ
グメント間の周方向における相対的変位を許容する第１
の手段と、非半径方向に延びて前記第１のセグメントを
前記第２のセグメントに対して半径方向において位置決
めする第２の手段とから成る取付手段を有して構成され
る回転機械用ステータアセンブリ構造が提供される。
また、本発明の第２の構成によれば、
作動流体通路に対して周方向に配される、ガスタービン
エンジンのステータアセンブリ構造であって、 前記作動流体通路に対して周方向に延びるアウタケース
と、 前記作動流体通路を規制するとともにアーチ形状を有す
る複数の構成部材から形成され、各構成部材は周方向に
延びる一方、前記アウタケースにより半径方向において
支持され、且つ、前記アウタケースに対して周方向にお
いて摺動可能である、隔壁と、 前記作動流体通路に対して周方向において延びるととも
に前記アウタケースと前記隔壁間において保持され、各
々周方向に延びるとともに相互間に周方向ギャップを形
成して配６れる複数のアーチ形状セグメントを有し、各
セグメントが隣接するセグメントに対して周方向におい
て変位可能である、イナーケースとから成り、 前記隣接するセグメントの少なくとも一対が、第１゛端
部と、第２端部と、周方向に条設されたスロットとを有
する第１のセグメントと、各々周方向に延びるとともに
相互間に半径方向ギャップを形成して配される一対のプ
レートと、該両プレート間を半径方向に延びて配される
取付手段とを有する第２のセグメントとを有し、前記ス
ロットが、前記第１端部に隣接する第１の端部と、前記
第１セグメントの第１端部及び前記スロットの第１端部
から周方向に離間して配される第２の端部と、前記スロ
ットの第１及び第２端部間を延びる下流側端部と、該下
流側端部から軸線方向に離間して配されるとともに前記
スロットの第１及び第２端部間を延びる上流側端部とを
有し、 前記第１＋！Ｉグメントの第１端部は、前記一対のプレ
ートが前記スロットとオーバーラツプするように前記プ
レート間に介挿される一方、前記取付手段は前記スロッ
ト内を半径方向において貫通して配され、 前記イナーケースは、前記アウタケースにより半径方向
において位置決めされるとともに、前記スロット内にお
ける前記取付手段の周方向における相対的変位により許
容される前記セグメント間の周方向における相対的変位
により前記イナーケースの直径変化を吸収し、且つ、 前記取付手段は、前記スロットの第１端部と当接するこ
とにより前記周方向ギャップの最大値を規制し、これに
より、前記両プレートが、前記第１セグメントとの前記
オーバーラツプが解消される位置まで変位することを防
止するように構成される、ガスタービンエンジンのステ
ータアセンブリ構造が提供される。
エンジンのステータアセンブリ構造であって、 前記作動流体通路に対して周方向に延びるアウタケース
と、 前記作動流体通路を規制するとともにアーチ形状を有す
る複数の構成部材から形成され、各構成部材は周方向に
延びる一方、前記アウタケースにより半径方向において
支持され、且つ、前記アウタケースに対して周方向にお
いて摺動可能である、隔壁と、 前記作動流体通路に対して周方向において延びるととも
に前記アウタケースと前記隔壁間において保持され、各
々周方向に延びるとともに相互間に周方向ギャップを形
成して配６れる複数のアーチ形状セグメントを有し、各
セグメントが隣接するセグメントに対して周方向におい
て変位可能である、イナーケースとから成り、 前記隣接するセグメントの少なくとも一対が、第１゛端
部と、第２端部と、周方向に条設されたスロットとを有
する第１のセグメントと、各々周方向に延びるとともに
相互間に半径方向ギャップを形成して配される一対のプ
レートと、該両プレート間を半径方向に延びて配される
取付手段とを有する第２のセグメントとを有し、前記ス
ロットが、前記第１端部に隣接する第１の端部と、前記
第１セグメントの第１端部及び前記スロットの第１端部
から周方向に離間して配される第２の端部と、前記スロ
ットの第１及び第２端部間を延びる下流側端部と、該下
流側端部から軸線方向に離間して配されるとともに前記
スロットの第１及び第２端部間を延びる上流側端部とを
有し、 前記第１＋！Ｉグメントの第１端部は、前記一対のプレ
ートが前記スロットとオーバーラツプするように前記プ
レート間に介挿される一方、前記取付手段は前記スロッ
ト内を半径方向において貫通して配され、 前記イナーケースは、前記アウタケースにより半径方向
において位置決めされるとともに、前記スロット内にお
ける前記取付手段の周方向における相対的変位により許
容される前記セグメント間の周方向における相対的変位
により前記イナーケースの直径変化を吸収し、且つ、 前記取付手段は、前記スロットの第１端部と当接するこ
とにより前記周方向ギャップの最大値を規制し、これに
より、前記両プレートが、前記第１セグメントとの前記
オーバーラツプが解消される位置まで変位することを防
止するように構成される、ガスタービンエンジンのステ
ータアセンブリ構造が提供される。
さらに、本発明の第３の構成によれば、作動流体通路を
有する回転機械用のイナーケース及びアウタケースの組
立方法であって、周方向において連続面を有するととも
に、前記作動流体通路の周囲に配されるアウタケースを
形成する工程と、 周方向に延びる少なくとも２つのセグメントを有し、各
セグメントが隣接するセグメントと周方向においてオー
バーラツプするとともに周方向において相互に相対的変
位可能であり、且つ、隣接するセグメントの周方向にお
いて対向する端部において周方向に延びるスロットが一
方のセグメントに形成されており、前記スロットが２つ
の端部を有する一方、他方のセグメントは、前記スロッ
ト内を半径方向に貫通するとともに前記スロットの端部
間に配されて前記セグメント間の周方向における相対的
変位の最大値を規制する取付手段を有している、自立構
造のイナーケースを形成する工程と、 前記取付手段と前記スロットにより前記セグメントが周
方向及び軸線方向において整合配置されている前記イナ
ーケースを一体として前記アウタケース内に挿入する工
程と、 前記イ・ナーケースが少なくともその一部において前記
アウタケースから半径方向に１１１間し、且つ、前記イ
ナーケースが前記アウタケースにより位置決めされるよ
うに、前記イナーケースを前記アウタケースに取り付け
る工程とから構成される、回転機械用イナーケースおよ
びアウタケースの組立方法が提供される。
有する回転機械用のイナーケース及びアウタケースの組
立方法であって、周方向において連続面を有するととも
に、前記作動流体通路の周囲に配されるアウタケースを
形成する工程と、 周方向に延びる少なくとも２つのセグメントを有し、各
セグメントが隣接するセグメントと周方向においてオー
バーラツプするとともに周方向において相互に相対的変
位可能であり、且つ、隣接するセグメントの周方向にお
いて対向する端部において周方向に延びるスロットが一
方のセグメントに形成されており、前記スロットが２つ
の端部を有する一方、他方のセグメントは、前記スロッ
ト内を半径方向に貫通するとともに前記スロットの端部
間に配されて前記セグメント間の周方向における相対的
変位の最大値を規制する取付手段を有している、自立構
造のイナーケースを形成する工程と、 前記取付手段と前記スロットにより前記セグメントが周
方向及び軸線方向において整合配置されている前記イナ
ーケースを一体として前記アウタケース内に挿入する工
程と、 前記イ・ナーケースが少なくともその一部において前記
アウタケースから半径方向に１１１間し、且つ、前記イ
ナーケースが前記アウタケースにより位置決めされるよ
うに、前記イナーケースを前記アウタケースに取り付け
る工程とから構成される、回転機械用イナーケースおよ
びアウタケースの組立方法が提供される。
［作 用コ
以上のように構成したことにより、本発明においては、
第２ケースを構成する複数のセグメントが周方向におい
て相対的変位可能に配されているため、第２ケースの熱
による膨張及び収縮が効果的に吸収される。
第２ケースを構成する複数のセグメントが周方向におい
て相対的変位可能に配されているため、第２ケースの熱
による膨張及び収縮が効果的に吸収される。
［実 施 例］
以下に、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、軸流ガスタービンエンジン１０の側面図を示
しており、ガスタービンエンジンｌＯは回転軸線Ａｒを
有している。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機セク
ション１２、燃焼室セクション１４及びタービンセクシ
ョン１６を有しており、環状の作動ガス通路夏８が上記
セクションを介して軸線Ａｒ方向に形成されている。ス
テータアセンブリ２０が軸線Ａｒ方向に配されており、
その内部に作動ガス通路１８を画成している。ステータ
アセンブリ２０を構成するアウタケース２２は、ガスタ
ービンエンジン１０の軸線Ａｒ方向及び周方向に作動ガ
ス通路１８を覆うように配されている。
しており、ガスタービンエンジンｌＯは回転軸線Ａｒを
有している。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機セク
ション１２、燃焼室セクション１４及びタービンセクシ
ョン１６を有しており、環状の作動ガス通路夏８が上記
セクションを介して軸線Ａｒ方向に形成されている。ス
テータアセンブリ２０が軸線Ａｒ方向に配されており、
その内部に作動ガス通路１８を画成している。ステータ
アセンブリ２０を構成するアウタケース２２は、ガスタ
ービンエンジン１０の軸線Ａｒ方向及び周方向に作動ガ
ス通路１８を覆うように配されている。
複数の冷却空気用チューブ２４がタービンセクション１
６に設けられている。これらのチューブ２４は、圧縮機
セクション１２等の冷却空気供給源と連絡しており、ガ
スタービンエンジンＩＯの所定の動作時にアウタケース
２２に冷却空気を吹き付け、これにより、米国特許第４
，４３１．３７３号に関連して述べたように、タービン
セクション１６における部材間ギャップを調整するよう
に構成されている。
６に設けられている。これらのチューブ２４は、圧縮機
セクション１２等の冷却空気供給源と連絡しており、ガ
スタービンエンジンＩＯの所定の動作時にアウタケース
２２に冷却空気を吹き付け、これにより、米国特許第４
，４３１．３７３号に関連して述べたように、タービン
セクション１６における部材間ギャップを調整するよう
に構成されている。
タービンセクション１６は、高圧タービン２６及び低圧
タービン２８から構成されている。高圧タービン２６内
に配されている複数の動翼３０は、各々作動ガス通路１
８内を半径方向外方に延びている。また、エアシールア
センブリ３１が、各動翼３０の外方端から半径方向に所
定距離離間してアウタケース内面に取り付けられており
、その内部に作動ガス通路１８を画成している。
タービン２８から構成されている。高圧タービン２６内
に配されている複数の動翼３０は、各々作動ガス通路１
８内を半径方向外方に延びている。また、エアシールア
センブリ３１が、各動翼３０の外方端から半径方向に所
定距離離間してアウタケース内面に取り付けられており
、その内部に作動ガス通路１８を画成している。
一方、低圧タービン２８において、ステータアセンブリ
２０は複数の静翼３２を有しており、アウタケース内面
に取り付けられたエアシールアセンブリの隔壁３４によ
りその内部に作動ガス通路１８が画成されている。隔壁
３４の形状は、拡散部３６において作動ガス通路１８内
の作動ガスが拡散するように構成されている。
２０は複数の静翼３２を有しており、アウタケース内面
に取り付けられたエアシールアセンブリの隔壁３４によ
りその内部に作動ガス通路１８が画成されている。隔壁
３４の形状は、拡散部３６において作動ガス通路１８内
の作動ガスが拡散するように構成されている。
第２図は、第１図に示すガスタービンエンジン１０のス
テータアセンブリ２０を示す拡大断面図である。
テータアセンブリ２０を示す拡大断面図である。
隔壁３４は、アウタケース２２から半径方向内方に所定
距離離間して配されており、両部材間に周方向に延びる
キャビティが形成されている。また、隔壁３４は、アー
チ形状の複数の構成部材３７を順次周方向に隣接配設し
て構成されており、各構成部材３７は、フランジ４２を
有する上流端３８とフランジ４６を有する下流端４４と
を有する。
距離離間して配されており、両部材間に周方向に延びる
キャビティが形成されている。また、隔壁３４は、アー
チ形状の複数の構成部材３７を順次周方向に隣接配設し
て構成されており、各構成部材３７は、フランジ４２を
有する上流端３８とフランジ４６を有する下流端４４と
を有する。
フランジ４２．４６は、各々アウタケース２２に対して
半径方向において支持されており、これにより、各構成
部材３７は、アウタケースにより半径方向において支持
されるように構成されている。例えば、下流端フランジ
４６は、静翼３２の半径方向に離間した一対のフランジ
４８．５０によりアウタケースに取り付けられ、該一対
のフランジ４８．５０は、アウタケース２２のフランジ
５２に係合するとともに下流端フランジ４６とオーバー
ラツプするように配される。一方、上流端フランジ４２
は、アウタケース２２のフランジ５４と係合するように
配され、これにより、アウタケース２２に取り付けられ
ることとなる。尚、フランジ４２．４６は、各々アウタ
ケース２２に対して周方向に変位可能に配されている。
半径方向において支持されており、これにより、各構成
部材３７は、アウタケースにより半径方向において支持
されるように構成されている。例えば、下流端フランジ
４６は、静翼３２の半径方向に離間した一対のフランジ
４８．５０によりアウタケースに取り付けられ、該一対
のフランジ４８．５０は、アウタケース２２のフランジ
５２に係合するとともに下流端フランジ４６とオーバー
ラツプするように配される。一方、上流端フランジ４２
は、アウタケース２２のフランジ５４と係合するように
配され、これにより、アウタケース２２に取り付けられ
ることとなる。尚、フランジ４２．４６は、各々アウタ
ケース２２に対して周方向に変位可能に配されている。
イナーケース又はバッフル５６が、隔壁３４及びアウタ
ケース２２間に介装されている。イナーケース５６は、
ガスタービンエンジンｌＯの周方向に延びるとともに上
流端フランジ４２から下流端フランジ４６まで延びて、
キャビティ３５を冷却空気用チャンバ５８と作動ガス緩
衝域６２とに分割している。
ケース２２間に介装されている。イナーケース５６は、
ガスタービンエンジンｌＯの周方向に延びるとともに上
流端フランジ４２から下流端フランジ４６まで延びて、
キャビティ３５を冷却空気用チャンバ５８と作動ガス緩
衝域６２とに分割している。
アウタケースの上流側フランジ５４には、複数の透孔６
４が形成されており、これにより、冷却空気用チャンバ
５８は上流側の冷却空気供給源と連絡される。一方、下
流側フランジ５２にも複数の透孔６６が形成されており
、これにより、冷却空気用チャンバ５８は、下流側の冷
却空気域７２と連通している。従って、冷却空気用通路
７４は、アウタケース２２と隔壁３４間においてエンジ
ンの軸線Ａｒ方向に沿って形成されることとなり、第２
図に示す部位においては、アウタケース２２とイナーケ
ース５６間に形成されることとなる。
４が形成されており、これにより、冷却空気用チャンバ
５８は上流側の冷却空気供給源と連絡される。一方、下
流側フランジ５２にも複数の透孔６６が形成されており
、これにより、冷却空気用チャンバ５８は、下流側の冷
却空気域７２と連通している。従って、冷却空気用通路
７４は、アウタケース２２と隔壁３４間においてエンジ
ンの軸線Ａｒ方向に沿って形成されることとなり、第２
図に示す部位においては、アウタケース２２とイナーケ
ース５６間に形成されることとなる。
第３図は、第１図の３−３線断面図であり、説明の便宜
上、イナーケース５６のみを示している。
上、イナーケース５６のみを示している。
イナーケース５６は、各々アーチ形状を有する４つのセ
グメント７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄから構成され
ている。尚、イナーケース５６を構成するセグメントの
数は４つに限定されるものではなく、２つ以上であれば
よい。各セグメントは、第１端部７８及び第２端部８２
を有しており、第ｌのセグメントの第１端部７８は、第
２のセグメントの第２端部８２から周方向にギャップＧ
だけ離間して配されている。第２のセグメントは、その
第２端部８２において一対のプレート８４．８６を有し
ており、該一対のプレート８４．８６は半径方向に所定
ギャップ離間して配されている。
グメント７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄから構成され
ている。尚、イナーケース５６を構成するセグメントの
数は４つに限定されるものではなく、２つ以上であれば
よい。各セグメントは、第１端部７８及び第２端部８２
を有しており、第ｌのセグメントの第１端部７８は、第
２のセグメントの第２端部８２から周方向にギャップＧ
だけ離間して配されている。第２のセグメントは、その
第２端部８２において一対のプレート８４．８６を有し
ており、該一対のプレート８４．８６は半径方向に所定
ギャップ離間して配されている。
第１のセグメントは周方向及び軸線方向に延びており、
その第１端部７８においてプレート８４．８６間の所定
ギャップ内に介挿されている。
その第１端部７８においてプレート８４．８６間の所定
ギャップ内に介挿されている。
第４図は、第１セグメント７６ａと第２セグメント７６
ｂとの関係を示す一部分解斜視図である。
ｂとの関係を示す一部分解斜視図である。
上記一対のプレートは、イナープレート８４ｂ及びアウ
タプレート８６ｂから成り、各プレートは、接着、爆接
等の適切な固着手段により第２セグメント７６ｂに固着
されて第２セグメントの一部を構成している。尚、他の
セグメントも同様に構成されている。各プレートは、第
１セクシジン８８、第２セクシジン９２及び第３セクシ
ジン９４を有している。第２セグメント７６ｂの第２端
部８２ｂにおいて、各セクシタンには透孔９６が形成さ
れており、各透孔９６は、イナープレート８４ｂに形成
された対応する透孔９８と整合するように配置されてい
る。
タプレート８６ｂから成り、各プレートは、接着、爆接
等の適切な固着手段により第２セグメント７６ｂに固着
されて第２セグメントの一部を構成している。尚、他の
セグメントも同様に構成されている。各プレートは、第
１セクシジン８８、第２セクシジン９２及び第３セクシ
ジン９４を有している。第２セグメント７６ｂの第２端
部８２ｂにおいて、各セクシタンには透孔９６が形成さ
れており、各透孔９６は、イナープレート８４ｂに形成
された対応する透孔９８と整合するように配置されてい
る。
第１セグメント７６ａは、その第１端部７８ａにおいて
プレート８４ｂ、８６ｂ間の半径方向ギャップ内に挿入
されている（以下、挿入されるセグメントを°ネストセ
グメント”と称する）。尚、ネストセグメントの第２端
部８２ａは、第２セグメントの第２端部８２ｂと同様に
構成されている。
プレート８４ｂ、８６ｂ間の半径方向ギャップ内に挿入
されている（以下、挿入されるセグメントを°ネストセ
グメント”と称する）。尚、ネストセグメントの第２端
部８２ａは、第２セグメントの第２端部８２ｂと同様に
構成されている。
ネストセグメントの第１端部７８ａには、周方向に延び
る３つのスロット！０２が形成されている。
る３つのスロット！０２が形成されている。
各スロットは、イナープレート及びアウタプレートの対
応する透孔９８．９６と整合するように配置されている
。各スロット内にはスペーサ１０６が嵌入されており、
スペーサ１０６には透孔１０８が形成されている。ネス
トセグメントは、リベット１０４を透孔９８．１０８．
９６に挿入することによりプレート８４ｂ、８６ｂに取
り付けられる。
応する透孔９８．９６と整合するように配置されている
。各スロット内にはスペーサ１０６が嵌入されており、
スペーサ１０６には透孔１０８が形成されている。ネス
トセグメントは、リベット１０４を透孔９８．１０８．
９６に挿入することによりプレート８４ｂ、８６ｂに取
り付けられる。
第５図は、第４図の一部拡大斜視図であり、リベット１
０４、スペーサ１０６、スロット１０２及びアウタプレ
ート８６ｂ間の相互関係を示している。スロット１０２
は、第１端部１１２と、該第１端部１１２から周方向に
離間した第２端部１１４と、上流側端部１１６と、該上
流側端部１１６から軸線方向に離間した下流側端部１１
８とを有している。上流側端部１１６及び下流側端部Ｉ
ＩＳは、第１及び第２端部間を周方向に延びている。
０４、スペーサ１０６、スロット１０２及びアウタプレ
ート８６ｂ間の相互関係を示している。スロット１０２
は、第１端部１１２と、該第１端部１１２から周方向に
離間した第２端部１１４と、上流側端部１１６と、該上
流側端部１１６から軸線方向に離間した下流側端部１１
８とを有している。上流側端部１１６及び下流側端部Ｉ
ＩＳは、第１及び第２端部間を周方向に延びている。
スペーサ１０６は厚さＴｓを有しており、この結果、プ
レート８４ｂ、８６ｂは相互に距離Ｔｓだけ離間して配
されることとなる。尚、スペーサの厚さＴｓは、各プレ
ート及びセグメントの肉厚Ｔｐよりも若干大きな値に設
定される。また、スペーサの直径りは、スロット１０２
の上流側端部１１６と下流側端部１１８間の距離と等し
く設定される。
レート８４ｂ、８６ｂは相互に距離Ｔｓだけ離間して配
されることとなる。尚、スペーサの厚さＴｓは、各プレ
ート及びセグメントの肉厚Ｔｐよりも若干大きな値に設
定される。また、スペーサの直径りは、スロット１０２
の上流側端部１１６と下流側端部１１８間の距離と等し
く設定される。
尚、イナープレートを省略し、これに代えて、リベット
１０４のヘッド１１２がスロットの上下流側端部まで至
るように構成し、このヘッドによリネストセグメントを
プレートに対して半径方向に付勢するようにしてもよい
。さらにまた、第７図に示すように、スペーサにカラー
を設け、このカラーによりスロットの上下流側端部を押
圧するように構成してもよい。
１０４のヘッド１１２がスロットの上下流側端部まで至
るように構成し、このヘッドによリネストセグメントを
プレートに対して半径方向に付勢するようにしてもよい
。さらにまた、第７図に示すように、スペーサにカラー
を設け、このカラーによりスロットの上下流側端部を押
圧するように構成してもよい。
第６図は、第２図の６−６線断面図であり、第１セグメ
ント７６１と、第２セグメント７６ｂと、プレート８４
ｂ、８６ｂと、スペーサ１０６及びリベット１０４から
構成される取付手段との相互関係を示している。第６図
に示すように、ネストセグメント７６ａとプレート８４
ｂ、８６ｂとの間隔は各々Ｒ／２となるように構成する
ことが好ましい。尚、ここで、Ｒは、スペーサ１０６の
厚さＴｓとセグメントの肉厚Ｔｐとの差である。
ント７６１と、第２セグメント７６ｂと、プレート８４
ｂ、８６ｂと、スペーサ１０６及びリベット１０４から
構成される取付手段との相互関係を示している。第６図
に示すように、ネストセグメント７６ａとプレート８４
ｂ、８６ｂとの間隔は各々Ｒ／２となるように構成する
ことが好ましい。尚、ここで、Ｒは、スペーサ１０６の
厚さＴｓとセグメントの肉厚Ｔｐとの差である。
第６図は、ネストセグメントの第１端＄ ７８ ａと第
２セグメントの第２端部８２ｂとの距離Ｇが最も離間し
た状態を示している。この状態において、スペーサ１０
６は、ネストセグメント７６ａに形成されたスロット１
０２の第２端部１１４から周方向、に距離Ｌｌだけ離間
して配されている。
２セグメントの第２端部８２ｂとの距離Ｇが最も離間し
た状態を示している。この状態において、スペーサ１０
６は、ネストセグメント７６ａに形成されたスロット１
０２の第２端部１１４から周方向、に距離Ｌｌだけ離間
して配されている。
また、ネストセグメントの第１端部７８ユは、第２セグ
メントの第２端部８２ｂから周方向に距離Ｌ２（ギャッ
プＧ）だけ離間して配されている。
メントの第２端部８２ｂから周方向に距離Ｌ２（ギャッ
プＧ）だけ離間して配されている。
ここで、Ｌ２はＬｌよりも小さな値に設定されているの
で、アウタケースが収縮してイナーケースの直径を最小
とした場合に、ネストセグメントの第１端部７８ａは第
２セグメントの第２端部８２ｂと図中Ｃ点において当接
することとなるが、このとき、スロット１０２の第２端
部１１４とスペーサ１０６は距離Ｌｌ−Ｌ２だけ離間し
ており、リベット１０４にせん断力が負荷されることは
ない。一方、Ｌ２がＬｌよりも大きな値に設定されると
、イナーケースの直径が最小となったときに、スロット
１０２の第２端部１１４が図中ＰＩ点を越えてしまい、
リベット１０４にせん断力が負荷されることとなる。尚
、第１セグメント７６ａの第１端部７８λと第２セグメ
ント７６ｂの第２端部８２ｂとが半径方向において整合
配置されていることはいうまでもない。
で、アウタケースが収縮してイナーケースの直径を最小
とした場合に、ネストセグメントの第１端部７８ａは第
２セグメントの第２端部８２ｂと図中Ｃ点において当接
することとなるが、このとき、スロット１０２の第２端
部１１４とスペーサ１０６は距離Ｌｌ−Ｌ２だけ離間し
ており、リベット１０４にせん断力が負荷されることは
ない。一方、Ｌ２がＬｌよりも大きな値に設定されると
、イナーケースの直径が最小となったときに、スロット
１０２の第２端部１１４が図中ＰＩ点を越えてしまい、
リベット１０４にせん断力が負荷されることとなる。尚
、第１セグメント７６ａの第１端部７８λと第２セグメ
ント７６ｂの第２端部８２ｂとが半径方向において整合
配置されていることはいうまでもない。
第７図は、第６図に示す実施例の変更例を示す断面図で
ある。この変更例においては、ショルダ一部１２６を有
するスペーサ１２２を用いることにより、一方のプレー
トが省略されている。スペーサ１２２のイナーセクショ
ン１２４の直径は第６図に示すスペーサ１０Ｂと同様の
値に設定されている。スペーサ１２２のショルダ一部１
２６はディスク形状を有しており、その直径は、ネスト
セグメント７６ａと軸線方向において、または周方向に
おいて、または、軸線方向及び周方向においてオーバー
ラツプし得る値に設定される。尚、この変更例において
は、距離Ｌｌと距離Ｌ２は等しい値に設定されており、
従って、ネストセグメントの第１端部が図中Ｃ点におい
て第２セグメントの第２端部に当接したとき、スロット
の第２端部１１４がスペーサに当接することとなる。
ある。この変更例においては、ショルダ一部１２６を有
するスペーサ１２２を用いることにより、一方のプレー
トが省略されている。スペーサ１２２のイナーセクショ
ン１２４の直径は第６図に示すスペーサ１０Ｂと同様の
値に設定されている。スペーサ１２２のショルダ一部１
２６はディスク形状を有しており、その直径は、ネスト
セグメント７６ａと軸線方向において、または周方向に
おいて、または、軸線方向及び周方向においてオーバー
ラツプし得る値に設定される。尚、この変更例において
は、距離Ｌｌと距離Ｌ２は等しい値に設定されており、
従って、ネストセグメントの第１端部が図中Ｃ点におい
て第２セグメントの第２端部に当接したとき、スロット
の第２端部１１４がスペーサに当接することとなる。
第８図は、第３図に示す周方向に延びる４つのセグメン
トを示す斜視図である。何れか１つのセグメントには、
開口１３２が形成されており、この開口１３２に対応し
てアウタケース２２及び隔壁３４に設けられた開口を介
してエンジンの内部へのアクセスが可能となっている。
トを示す斜視図である。何れか１つのセグメントには、
開口１３２が形成されており、この開口１３２に対応し
てアウタケース２２及び隔壁３４に設けられた開口を介
してエンジンの内部へのアクセスが可能となっている。
尚、第８図においては、イナープレート８４ｃを分解図
として示しており、これにより、イナープレートと、ス
ロット１０２、スペーサ！０６及びリベット１０４との
位置関係を明確にしている。ステータアセンブリの組み
立て時において、イナーケースは自立構造体として一体
に取り扱われ、各セグメントはセグメント相互間の配列
を破壊することなく周方向に所定値だけ変位することが
可能であるため、その取り扱いが極めて容易である。
として示しており、これにより、イナープレートと、ス
ロット１０２、スペーサ！０６及びリベット１０４との
位置関係を明確にしている。ステータアセンブリの組み
立て時において、イナーケースは自立構造体として一体
に取り扱われ、各セグメントはセグメント相互間の配列
を破壊することなく周方向に所定値だけ変位することが
可能であるため、その取り扱いが極めて容易である。
イナーケースの組み立て時において、スペーサ１０６は
ネストセグメント７６ｂの各スロット１０２内に嵌入さ
れ、次いで、ネストセグメント７６ｂは周方向に摺動さ
れ第２セグメント７６ｃに嵌入される。スペーサ１０６
は、プレート８４ｃ。
ネストセグメント７６ｂの各スロット１０２内に嵌入さ
れ、次いで、ネストセグメント７６ｂは周方向に摺動さ
れ第２セグメント７６ｃに嵌入される。スペーサ１０６
は、プレート８４ｃ。
８６ｃに設けられた透孔９８．９Ｇと対応する位置に配
されており、リベット１０４がイナープレート８４ｃ１
スペーサ１０６及びアウタプレート８６ｃを貫通して配
されることにより、ネストセグメント７６ｂが第２セグ
メント７６ｃに装着される。
されており、リベット１０４がイナープレート８４ｃ１
スペーサ１０６及びアウタプレート８６ｃを貫通して配
されることにより、ネストセグメント７６ｂが第２セグ
メント７６ｃに装着される。
リベット、セグメント及びスペーサは、任意の材料から
形成することが可能であり、例えば、リベットとして米
国航空宇宙材料仕様書（ＡＭＳ）７２３２ニッケル合金
、セグメントとしてＡＭＳ５５９８ニッケル合金、スペ
ーサとしてＡＭＳ ５５３６ニツケル合金を用いること
が可能である。
形成することが可能であり、例えば、リベットとして米
国航空宇宙材料仕様書（ＡＭＳ）７２３２ニッケル合金
、セグメントとしてＡＭＳ５５９８ニッケル合金、スペ
ーサとしてＡＭＳ ５５３６ニツケル合金を用いること
が可能である。
また、プレート及びセグメントの肉厚は各々約０゜０３
０インチに設定される一方、スペーサの肉厚は、セグメ
ントよりも約０．００３インチだけ厚い値に設定され、
これにより、イナーケース組立時及びエンジンの作動時
におけるセグメントの周方向への変位を可能としている
。
０インチに設定される一方、スペーサの肉厚は、セグメ
ントよりも約０．００３インチだけ厚い値に設定され、
これにより、イナーケース組立時及びエンジンの作動時
におけるセグメントの周方向への変位を可能としている
。
尚、イナーケースの組立時においてリベットの内端をア
ウタプレートとオーバーラツプするように変形すること
により、両プレートをスペーサに対して付勢し、これに
より、プレートとスペーサ間の半径方向ギャップＲ／２
が保持されるようにしている。他のセグメントもまた同
様にして組み立てられ、最終的に、イナーケースを自立
構造として仕上げる。この自立構造として仕上げられた
イナーケース５６をアウタケース２２内に挿入して軸線
方向に移動させ、各セグメントに設けられたストッパ１
３４（第２図参照）をアウタケース２２の下流側フラン
ジ５２と当接させることにより、イナーケースの軸線方
向における位置決めを行う。隔壁３４の上流側フランジ
４２は、イナーケースの上流側端部を挟持するようにし
てアウタケース２２の上流側フランジ５４と係合し、隔
壁３４の下流側フランジ４６は、静翼３２の両フランジ
４８．５０によりイナーケースの下流側端部とともにア
ウタケース２２の下流側フランジ５２とフランジ５０間
に挟持される。このようにしてイナーケース及び隔壁の
取り付けが行われる。尚、イナーケース及び隔壁は周方
向において摺動変位可能に配される。
ウタプレートとオーバーラツプするように変形すること
により、両プレートをスペーサに対して付勢し、これに
より、プレートとスペーサ間の半径方向ギャップＲ／２
が保持されるようにしている。他のセグメントもまた同
様にして組み立てられ、最終的に、イナーケースを自立
構造として仕上げる。この自立構造として仕上げられた
イナーケース５６をアウタケース２２内に挿入して軸線
方向に移動させ、各セグメントに設けられたストッパ１
３４（第２図参照）をアウタケース２２の下流側フラン
ジ５２と当接させることにより、イナーケースの軸線方
向における位置決めを行う。隔壁３４の上流側フランジ
４２は、イナーケースの上流側端部を挟持するようにし
てアウタケース２２の上流側フランジ５４と係合し、隔
壁３４の下流側フランジ４６は、静翼３２の両フランジ
４８．５０によりイナーケースの下流側端部とともにア
ウタケース２２の下流側フランジ５２とフランジ５０間
に挟持される。このようにしてイナーケース及び隔壁の
取り付けが行われる。尚、イナーケース及び隔壁は周方
向において摺動変位可能に配される。
第１図に示すガスタービンエンジンの作動時において、
作動ガスはエンジンの軸線方向に形成された環状の通路
１８内を流れる。作動ガスはまず圧縮機セクション１２
において圧縮され、次いで、燃焼室セクシジン１４にお
いて燃料と混合されて燃焼され、高温高圧ガスとなる。
作動ガスはエンジンの軸線方向に形成された環状の通路
１８内を流れる。作動ガスはまず圧縮機セクション１２
において圧縮され、次いで、燃焼室セクシジン１４にお
いて燃料と混合されて燃焼され、高温高圧ガスとなる。
この高温高圧ガスは、燃焼室セクションからタービンセ
クション１６に導入され、動翼列及び静翼列を介して膨
張され、その熱エネルギーが機械仕事として取り出され
る。
クション１６に導入され、動翼列及び静翼列を介して膨
張され、その熱エネルギーが機械仕事として取り出され
る。
高圧タービン２６の下流側端部から流出した作動ガスは
、拡散域３６に流入し、低圧タービン２８内に流入する
前に急激に拡散する。この急激な拡散により、作動ガス
の流速が減少して静圧が上昇する。作動ガスの熱は、隔
壁３４及びその下流側の静翼列に伝達される。一方、冷
却空気がアウタケースとイナーケースにより画成される
通路７４内を流れている。
、拡散域３６に流入し、低圧タービン２８内に流入する
前に急激に拡散する。この急激な拡散により、作動ガス
の流速が減少して静圧が上昇する。作動ガスの熱は、隔
壁３４及びその下流側の静翼列に伝達される。一方、冷
却空気がアウタケースとイナーケースにより画成される
通路７４内を流れている。
作動ガスの熱はイナーケース及びアウタケースへと伝達
されていくが、イナーケースが作動ガスに対してより近
接して配されていること、及び、イナーケースの熱容量
がアウタケースの熱容量に比して小さいことに起因して
、イナーケースの熱反応はアウターケースの熱反応に比
して速くなる。
されていくが、イナーケースが作動ガスに対してより近
接して配されていること、及び、イナーケースの熱容量
がアウタケースの熱容量に比して小さいことに起因して
、イナーケースの熱反応はアウターケースの熱反応に比
して速くなる。
この結果、イナーケースを構成する各セグメントの周方
向の長さはアウターケースに比して相対的に大きくなり
、隣接するセグメント間の周方向ギャップＧは小さくな
る。ここで、アウタケースの温度が上昇して熱膨張を始
めると、アウタケースの直径が大きくなり、これにつれ
て、イナーケースの直径も大きくなる。この結果、隣接
するセグメント間の周方向ギャップＧが大きくなるが、
このとき、周方向ギャップＧの変化は一様ではなく、そ
の値は各周方向ギャップにより異なる。これは、アウタ
ケースの直径変化が周方向において不均一に発生するこ
と、及び、イナーケース取付構造によりイナーケースに
負荷される摩擦力が各部位において一様でないことに起
因する。この不均一な摩擦力は、交差変動及び他の構造
的変動、並びに、イナーケース取付構造によりイナーケ
ースに負荷される法線力の各部位における差等により引
き起こされる。従って、隣接するある一対のセグメント
間の周方向ギャップＧの変化が、隣接する他の一対のセ
グメント間の周方向ギャップＧの変化よりも大きくなる
という事態が生じる。
向の長さはアウターケースに比して相対的に大きくなり
、隣接するセグメント間の周方向ギャップＧは小さくな
る。ここで、アウタケースの温度が上昇して熱膨張を始
めると、アウタケースの直径が大きくなり、これにつれ
て、イナーケースの直径も大きくなる。この結果、隣接
するセグメント間の周方向ギャップＧが大きくなるが、
このとき、周方向ギャップＧの変化は一様ではなく、そ
の値は各周方向ギャップにより異なる。これは、アウタ
ケースの直径変化が周方向において不均一に発生するこ
と、及び、イナーケース取付構造によりイナーケースに
負荷される摩擦力が各部位において一様でないことに起
因する。この不均一な摩擦力は、交差変動及び他の構造
的変動、並びに、イナーケース取付構造によりイナーケ
ースに負荷される法線力の各部位における差等により引
き起こされる。従って、隣接するある一対のセグメント
間の周方向ギャップＧの変化が、隣接する他の一対のセ
グメント間の周方向ギャップＧの変化よりも大きくなる
という事態が生じる。
こうして、ある一対のセグメント間（第６図において第
１及び第２セグメント７６ａ、７６ｂ間）の周方向ギャ
ップＧが増大して距離Ｌ２に達すると、セグメント取付
手段を構成するスペーサがスロット１０２の第１端部１
１２に当接する。従って、セグメント間の周方向ギャッ
プＧは距離Ｌ２をその最大値として規制されることとな
る。この結果、第１セグメントの第１端部７８ａは、ス
ペーサとリベットから構成される取付手段及び第２セグ
メントのプレートを介して第２セグメントを周方向に引
き寄せ、第２セグメントの第１端部と隣接する第３セグ
メントの第２端部間の周方向ギャップＧを最大値Ｌ２と
する。そして、第２セグメントが対応するセグメント取
付手段及び第３セグメントのプレートを介して第３セグ
メントを引き寄せることにより隣接する第４セグメント
との周方向ギャップＧを増大させる。このようにして、
イナーケースの直径の増大変化が、各周方向ギャップＧ
により略均−に分担されることとなる。従って、イナー
ケースの直径の増大変化が隣接する単一対のセグメント
間の周方向ギャップにより吸収されることにより、当該
セグメント間に所定値を越える周方向ギャップが生じ、
この結果、当該セグメント間にガス漏れの原因となる開
口部等が形成されるという事態を防ぐことが可能となり
、高い機関効率を確保することが可能となる。
１及び第２セグメント７６ａ、７６ｂ間）の周方向ギャ
ップＧが増大して距離Ｌ２に達すると、セグメント取付
手段を構成するスペーサがスロット１０２の第１端部１
１２に当接する。従って、セグメント間の周方向ギャッ
プＧは距離Ｌ２をその最大値として規制されることとな
る。この結果、第１セグメントの第１端部７８ａは、ス
ペーサとリベットから構成される取付手段及び第２セグ
メントのプレートを介して第２セグメントを周方向に引
き寄せ、第２セグメントの第１端部と隣接する第３セグ
メントの第２端部間の周方向ギャップＧを最大値Ｌ２と
する。そして、第２セグメントが対応するセグメント取
付手段及び第３セグメントのプレートを介して第３セグ
メントを引き寄せることにより隣接する第４セグメント
との周方向ギャップＧを増大させる。このようにして、
イナーケースの直径の増大変化が、各周方向ギャップＧ
により略均−に分担されることとなる。従って、イナー
ケースの直径の増大変化が隣接する単一対のセグメント
間の周方向ギャップにより吸収されることにより、当該
セグメント間に所定値を越える周方向ギャップが生じ、
この結果、当該セグメント間にガス漏れの原因となる開
口部等が形成されるという事態を防ぐことが可能となり
、高い機関効率を確保することが可能となる。
冷却空気によりアウタケースが冷却されるに従い、アウ
ターケースは収縮してその直径を減少させ、これにつれ
て、イナーケースの直径も減少する。ここで、ネストセ
グメントと対応するイナープレート及びアウタプレート
間には、それぞれ所定の半径方向ギャップＲ／２が形成
されているので、各セグメントは周方向に変位すること
が可能である。尚、半径方向ギャップＲ／２の値は、ア
ウタケース２２とイナーケース５６間に画成された冷却
空気室５８から、イナープレートとホストセグメント間
（ギャップＲ／２）、周方向ギャップＧ及びネストセグ
メントとアウタプレート間（ギャップＲ／２）により形
成された通路を介して漏出する冷却空気が最小となるよ
うに設定される。
ターケースは収縮してその直径を減少させ、これにつれ
て、イナーケースの直径も減少する。ここで、ネストセ
グメントと対応するイナープレート及びアウタプレート
間には、それぞれ所定の半径方向ギャップＲ／２が形成
されているので、各セグメントは周方向に変位すること
が可能である。尚、半径方向ギャップＲ／２の値は、ア
ウタケース２２とイナーケース５６間に画成された冷却
空気室５８から、イナープレートとホストセグメント間
（ギャップＲ／２）、周方向ギャップＧ及びネストセグ
メントとアウタプレート間（ギャップＲ／２）により形
成された通路を介して漏出する冷却空気が最小となるよ
うに設定される。
この冷却空気の漏出は、冷却空気室５８内の圧力が当該
通路内の圧力よりも高くなったときに発生するものであ
る。但し、当該通路内においては、急激な膨張及び収縮
が発生し、これが流体抵抗として作用するため、冷却空
気の漏出をさらに小さく抑えることが可能となる。
通路内の圧力よりも高くなったときに発生するものであ
る。但し、当該通路内においては、急激な膨張及び収縮
が発生し、これが流体抵抗として作用するため、冷却空
気の漏出をさらに小さく抑えることが可能となる。
尚、第７図に示す構造は、第６図に示す構造と同様に機
能するものである。第６図に示す構造においては、２枚
のプレート８４．８６が用いられており、一方、第７図
に示す構造においては、１枚のプレートが用いられてい
る結果、隣接するセグメント間のシーリングは、単一の
シール面により行われることになるが、スペーサ及びリ
ベットによりセグメントとプレート間のオーバーラツプ
構造が周方向及び軸線方向において保持されるため、同
様の効果を得ることが可能である。
能するものである。第６図に示す構造においては、２枚
のプレート８４．８６が用いられており、一方、第７図
に示す構造においては、１枚のプレートが用いられてい
る結果、隣接するセグメント間のシーリングは、単一の
シール面により行われることになるが、スペーサ及びリ
ベットによりセグメントとプレート間のオーバーラツプ
構造が周方向及び軸線方向において保持されるため、同
様の効果を得ることが可能である。
また、第６図において、プレート８４ｂ、８６ｂのネス
トセグメント７６ａへの取付は、リベットの代わりにボ
ルドーナツトにより行ってもよいし、ブラインドリベッ
トを用いて、これをプレート８４ｂ、８６ｂの一方に貫
通させてスロット内に導くように構成してもよい。また
、第７図において、スペーサ１２２に代えて第６図にお
けるスペーサ１０６を用い、ショルダ一部１２６と同様
のプレートを備えたリベットを用いる構造としてもよい
。
トセグメント７６ａへの取付は、リベットの代わりにボ
ルドーナツトにより行ってもよいし、ブラインドリベッ
トを用いて、これをプレート８４ｂ、８６ｂの一方に貫
通させてスロット内に導くように構成してもよい。また
、第７図において、スペーサ１２２に代えて第６図にお
けるスペーサ１０６を用い、ショルダ一部１２６と同様
のプレートを備えたリベットを用いる構造としてもよい
。
以上、本発明を実施例に基づいて説明してきたが、本発
明はこれに限定されるものではない。要すれば、本発明
は、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
件を満足する全ての構成は本発明に含まれるものである
。
明はこれに限定されるものではない。要すれば、本発明
は、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
件を満足する全ての構成は本発明に含まれるものである
。
［効 果コ
本発明においては、イナーケースを構成する複数のセグ
メントをセグメント相互間において及びアウタケースに
対して周方向において相対的変位可能としたことにより
、アウタケースとイナーケースの熱膨張の差に起因する
イナーケースの破損等を効果的に防止することが可能で
ある。また、セグメント間の連結部をオーバーラツプ構
造とし、上記セグメントの相対的変位を、一方のセグメ
ントに設けたスロットと対応するセグメントに設けられ
上記スロット内に挿通される取付手段により達成する構
成としたことにより、イナーケース内外のシーリングを
効果的に行うことができるとともに、イナーケースの耐
久性を向上させることが可能である。
メントをセグメント相互間において及びアウタケースに
対して周方向において相対的変位可能としたことにより
、アウタケースとイナーケースの熱膨張の差に起因する
イナーケースの破損等を効果的に防止することが可能で
ある。また、セグメント間の連結部をオーバーラツプ構
造とし、上記セグメントの相対的変位を、一方のセグメ
ントに設けたスロットと対応するセグメントに設けられ
上記スロット内に挿通される取付手段により達成する構
成としたことにより、イナーケース内外のシーリングを
効果的に行うことができるとともに、イナーケースの耐
久性を向上させることが可能である。
第１図は、本発明の実施例に係る軸流式ガスタービンエ
ンジンを示す側面図であり、第２図は、第１に示すター
ビンセクションの一部を示す拡大断面図であり、第３図
は、第２図に示すタービンセクションのイナーケースを
示す第１図３−３線断面図であり、第４図は、第３図に
示すイナーケースの一部を示す分解斜視図であり、第５
図は、ネストセグメントの取付状態を示す分解斜視図で
あり、第６図は、第３図に示すイナーケースの一部を示
す拡大断面図であり、第７図は、第６図に示すイナーケ
ースの変更例を示す拡大断面図であリ、第８図は、 挽回である。 ｌＯｏ。 １８、。 ２０、。 ２２、。 ３７、。 ５６、。 ７６、。 ８４、。 ８６、。 １０２、。 １０４、。 １０６、。 １２２、。 イナーケースの全体構成を示す斜 ガスタービンエンジン 作動ガス通路 ステータアセンブリ アウタケース 隔壁 イナーケース セグメント イナーブレート アウタプレート スロット リベット スペーサ スベーサ
ンジンを示す側面図であり、第２図は、第１に示すター
ビンセクションの一部を示す拡大断面図であり、第３図
は、第２図に示すタービンセクションのイナーケースを
示す第１図３−３線断面図であり、第４図は、第３図に
示すイナーケースの一部を示す分解斜視図であり、第５
図は、ネストセグメントの取付状態を示す分解斜視図で
あり、第６図は、第３図に示すイナーケースの一部を示
す拡大断面図であり、第７図は、第６図に示すイナーケ
ースの変更例を示す拡大断面図であリ、第８図は、 挽回である。 ｌＯｏ。 １８、。 ２０、。 ２２、。 ３７、。 ５６、。 ７６、。 ８４、。 ８６、。 １０２、。 １０４、。 １０６、。 １２２、。 イナーケースの全体構成を示す斜 ガスタービンエンジン 作動ガス通路 ステータアセンブリ アウタケース 隔壁 イナーケース セグメント イナーブレート アウタプレート スロット リベット スペーサ スベーサ
Claims (17)
- （１）作動流体通路を有する回転機械のステータアセン
ブリ構造であって、 前記作動流体通路に対して周方向に延びる第１のケース
と、 該第１ケースから半径方向に離間して配されるとともに
該第１ケースにより半径方向に位置決めされ、各々周方
向に延びるとともに周方向において相互にオーバーラッ
プして配される少なくとも第１及び第２のセグメントを
有し、該第１及び第２のセグメントは周方向において相
対的変位可能に配される一方、第１のセグメントは、第
２のセグメントの隣接する一端と周方向において整合配
置される一端を有し、且つ、両端間に周方向ギャップが
形成されている、第２のケースとから成り、前記第１の
セグメントの前記一端近傍に周方向に延びるスロットが
形成されている一方、前記第２のセグメントは、前記ス
ロット内に半径方向に挿通されて前記第１及び第２のセ
グメント間の周方向における相対的変位を許容する第１
の手段と、非半径方向に延びて前記第１のセグメントを
前記第２のセグメントに対して半径方向において位置決
めする第２の手段とから成る取付手段を有する、ことを
特徴とする回転機械のステータアセンブリ構造。 - （２）前記スロット内にスペーサが配されているととも
に、該スペーサは、前記第２セグメントの前記第１セグ
メントとのオーバーラップ部と前記第２手段間に配され
ており、これにより、前記第１セグメントの周方向にお
ける変位を許容するための第１の半径方向ギャップが形
成されることを特徴とする請求項（１）に記載のステー
タアセンブリ構造。 - （３）前記スペーサは、前記取付手段の一部を構成する
ことを特徴とする請求項（２）に記載のステータアセン
ブリ構造。 - （４）前記スロットは、周方向に延びる上流側端部と下
流側端部とを有し、前記スペーサは、前記上流側端部及
び下流側端部と摺動可能に係合して配され、前記第１及
び第２のセグメントを軸線方向において整合配置するこ
とを特徴とする請求項（２）又は（３）に記載のステー
タアセンブリ構造。 - （５）前記第１セグメントは、軸線方向に延びるととも
に前記周方向ギャップと前記取付手段間に配される端部
を有しており、これにより、前記回転機械の作動状態に
応答して前記第１セグメントが前記第２セグメントから
離間する方向に変位したときに、前記第１セグメントの
軸線方向に延びる端部が前記取付手段と当接することに
より前記周方向ギャップの最大値が規制されることを特
徴とする請求項（１）、（３）又は（４）に記載のステ
ータアセンブリ構造。 - （６）前記第２セグメントは相互に半径方向に離間して
配されるイナープレートとアウタプレートとを有してお
り、各プレートは前記スロットとオーバーラップして配
される一方、前記取付手段が前記両プレート間を貫通し
て配されることにより該両プレート間に第２の半径方向
ギャップが保持されることを特徴とする請求項（１）に
記載のステータアセンブリ構造。 - （７）前記スロットは、周方向に延びる上流側端部と下
流側端部とを有する一方、前記スロット内に前記上流側
端部及び下流側端部と摺動可能に係合してスペーサが配
されており、これにより、前記第１及び第２のセグメン
トが軸線方向において整合配置されることを特徴とする
請求項（６）に記載のステータアセンブリ構造。 - （８）前記第１セグメントは、軸線方向に延びるととも
に前記周方向ギャップと前記取付手段間に配される端部
を有しており、これにより、前記回転機械の作動状態に
応答して前記第１セグメントが前記第２セグメントから
離間する方向に変位したときに、前記第１セグメントの
軸線方向に延びる端部が前記取付手段と当接することに
より前記周方向ギャップの最大値が規制されることを特
徴とする請求項（７）に記載のステータアセンブリ構造
。 - （９）前記第１のケースはアウタケースであり、前記第
２のケースはイナーケースであることを特徴とする請求
項（１）乃至（８）のいずれか１項に記載のステータア
センブリ構造。 - （１０）作動流体通路に対して周方向に配される、ガス
タービンエンジンのステータアセンブリ構造であって、 前記作動流体通路に対して周方向に延びるアウタケース
と、 前記作動流体通路を規制するとともにアーチ形状を有す
る複数の構成部材から形成され、各構成部材は周方向に
延びる一方、前記アウタケースにより半径方向において
支持され、且つ、前記アウタケースに対して周方向にお
いて摺動可能である、隔壁と、 前記作動流体通路に対して周方向において延びるととも
に前記アウタケースと前記隔壁間において保持され、各
々周方向に延びるとともに相互間に周方向ギャップを形
成して配される複数のアーチ形状セグメントを有し、各
セグメントが隣接するセグメントに対して周方向におい
て変位可能である、イナーケースとから成り、 前記隣接するセグメントの少なくとも一対が、第１端部
と、第２端部と、周方向に条設されたスロットとを有す
る第１のセグメントと、 各々周方向に延びるとともに相互間に半径方向ギャップ
を形成して配される一対のプレートと、該両プレート間
を半径方向に延びて配される取付手段とを有する第２の
セグメントとを有し、前記スロットが、前記第１端部に
隣接する第１の端部と、前記第１セグメントの第１端部
及び前記スロットの第１端部から周方向に離間して配さ
れる第２の端部と、前記スロットの第１及び第２端部間
を延びる下流側端部と、該下流側端部から軸線方向に離
間して配されるとともに前記スロットの第１及び第２端
部間を延びる上流側端部とを有し、 前記第１セグメントの第１端部は、前記一対のプレート
が前記スロットとオーバーラップするように前記プレー
ト間に介挿される一方、前記取付手段は前記スロット内
を半径方向において貫通して配され、 前記イナーケースは、前記アウタケースにより半径方向
において位置決めされるとともに、前記スロット内にお
ける前記取付手段の周方向における相対的変位により許
容される前記セグメント間の周方向における相対的変位
により前記イナーケースの直径変化を吸収し、且つ、 前記取付手段は、前記スロットの第１端部と当接するこ
とにより前記周方向ギャップの最大値を規制し、これに
より、前記両プレートが、前記第１セグメントとの前記
オーバーラップが解消される位置まで変位することを防
止するように構成されたことを特徴とするガスタービン
エンジンのステータアセンブリ構造。 - （１１）前記イナーケースは、少なくとも３つのセグメ
ントを有し、隣接するセグメントの隣接する端部間は、
前記スロット及び前記取付手段により連結されており、
前記スロットの第１端部が対応する取付手段と当接する
ことにより、前記エンジンの作動時において、前記隣接
する端部間の各周方向ギャップが所定値に規制されるこ
とを特徴とする請求項（１０）に記載のステータアセン
ブリ構造。 - （１２）前記周方向ギャップが各々同一の最大値に規制
され、これにより、前記セグメントの半径方向における
変位及び前記セグメント間の周方向における相対的変位
が前記複数の周方向ギャップにより均一に配分吸収され
るように構成したことを特徴とするステータアセンブリ
構造。 - （１３）前記一対のプレートは、イナープレートとアウ
タプレートであり、前記取付手段は、前記イナープレー
ト及びアウタプレートを貫通して配されるとともに、前
記イナープレートと係合してこれを半径方向外方に付勢
する第１の端部と、前記アウタプレートと係合してこれ
を半径方向内方に付勢する第２の端部とを有することを
特徴とする請求項（１１）に記載のステータアセンブリ
構造。 - （１４）前記取付手段は、前記両プレート間に配される
スペーサを有しており、前記両プレートが前記取付手段
により前記スペーサに対して半径方向に付勢されること
により、前記両プレート間に前記第１セグメントの厚み
よりも大きな値の半径方向ギャップが保持されることを
特徴とする請求項（１１）に記載のステータアセンブリ
構造。 - （１５）前記取付手段は、前記一対のプレートの少なく
とも一方に設けられていることを特徴とする請求項（１
１）に記載のステータアセンブリ構造。 - （１６）前記取付手段は、前記スロットの上流側端部と
下流側端部間を軸線方向に延びるとともに前記両プレー
ト間を半径方向に延びるスペーサを有しており、該スペ
ーサは、前記上流側端部及び下流側端部と摺動可能に係
合する一方、前記両プレートと当接して配されて所定の
半径方向ギャップを前記両プレート間に保持し、これに
より、前記セグメント間の相対的周方向変位を許容する
一方、前記セグメント間の軸線方向における相対的変位
を規制するように構成したことを特徴とするステータア
センブリ構造。 - （１７）作動流体通路を有する回転機械用のイナーケー
ス及びアウタケースの組立方法であって、周方向におい
て連続面を有するとともに、前記作動流体通路の周囲に
配されるアウタケースを形成する工程と、 周方向に延びる少なくとも２つのセグメントを有し、各
セグメントが隣接するセグメントと周方向においてオー
バーラップするとともに周方向において相互に相対的変
位可能であり、且つ、隣接するセグメントの周方向にお
いて対向する端部において周方向に延びるスロットが一
方のセグメントに形成されており、前記スロットが２つ
の端部を有する一方、他方のセグメントは、前記スロッ
ト内を半径方向に貫通するとともに前記スロットの端部
間に配されて前記セグメント間の周方向における相対的
変位の最大値を規制する取付手段を有している、自立構
造のイナーケースを形成する工程と、 前記取付手段と前記スロットにより前記セグメントが周
方向及び軸線方向において整合配置されている前記イナ
ーケースを一体として前記アウタケース内に挿入する工
程と、 前記イナーケースが少なくともその一部において前記ア
ウタケースから半径方向に離間し、且つ、前記イナーケ
ースが前記アウタケースにより位置決めされるように、
前記イナーケースを前記アウタケースに取り付ける工程
と、から構成されることを特徴とする回転機械用イナー
ケース及びアウタケースの組立方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/314,535 US4921401A (en) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Casting for a rotary machine |
| US314,535 | 1989-02-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248629A true JPH02248629A (ja) | 1990-10-04 |
| JP2792990B2 JP2792990B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=23220341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2042317A Expired - Fee Related JP2792990B2 (ja) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | 回転機械用ケーシング構造及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4921401A (ja) |
| JP (1) | JP2792990B2 (ja) |
| KR (1) | KR970011034B1 (ja) |
| FR (1) | FR2643416B1 (ja) |
| GB (1) | GB2228539B (ja) |
Cited By (4)
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