JPH03149302A - 遊び調節手段を結合したタービンエンジンの固定翼 - Google Patents

遊び調節手段を結合したタービンエンジンの固定翼

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JPH03149302A
JPH03149302A JP2273151A JP27315190A JPH03149302A JP H03149302 A JPH03149302 A JP H03149302A JP 2273151 A JP2273151 A JP 2273151A JP 27315190 A JP27315190 A JP 27315190A JP H03149302 A JPH03149302 A JP H03149302A
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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】 本発明はタービンエンジンの固定翼とそれに対応する回
転翼の間の径方向遊びの調節を作動状態で得ることを可
能ならしめる装置と結合した前記固定翼に係る。
タービンエンジンの性能を向上されようとする探究はタ
ービンエンジンの回転翼と固定翼の間の径方向遊びの最
適化を求めるべくエンジン設計者達を鼓舞した。実際あ
らる作動条件内で、最小ではあるが回転翼と固定翼の間
の充分な遊びの保持はタービンエンジンの効率に対して
、更に最大推力を得るためにはポンプ現象の出現条件に
対して直接的な影響もたらす。
遊び調節を得るため様々な方法が試みられた。
特に、それらのうち幾つかは共通して送風系統の配置と
利用を共通して持ぢ、送風系統はタービンエンジンの作
動位相に従って、例えば翼、円板、ケーシング、タービ
ン固定翼リング等の固定翼と回転翼の結合体を構成する
様々な固定又は回転部分に対する冷却なり加熱なりを行
う気流を運ぶ。
求める結果に応じて抽気は圧縮機の各段において或いは
例えば燃焼室の囲い内で実行される。普通気流輸送径路
は調節弁を備えており、これを制御することによって流
量の調節及び場合によっては例えば様々な供給源から排
出される混合気を用いて温度調節を得ることができる。
多数の具体例がこれらの探究を証明している。
フランス特許出願ＦＲ−Ａ−２４９６７５３号、フラン
ス特許出願ＦＲ−Ａ−１！　４６４３７１号、フランス
特許出願ＦＲ−Ａ−２４３１６０９号、フランス特許出
願ＦＲ−Ａ−２３１１０７５０号、フランス特許出願Ｐ
Ｒ−Ａ−２３６Ｇ７４９号を挙げることができ、これら
においては分配器又は弁のような気流量調節器官の制御
は、温度、回転速度又は直接には所定の瞬間における遊
びの測定といった大きさのセンサによる測定から出発し
てタービンエンジンの作動パラメータに支配される。幾
つかの場合には、油圧機械式調節によって予め設定され
前もってプログラム化された開き法則から出発して気流
量の調節弁の開きが制御される。しかしながらこれらの
公知法の有効性は、回転翼と固定翼との間に同心度不良
及び径方向円周遊びの不規則な分布が表れるときは限界
がある。
検証や観測された不良に場合によっては修正をもたらす
ための解決法もまた提案された。この種の機械的調節に
よる方法は例えばフランス特許出願Ｆトト２４３４１１
６９号またはヨーロッパ特許出願１：Ｐ−Ａ−Ｉ　Ｏ７
９Ｎ！号に開示されれている。
これらの公知の従来型は、タービンエンジンの回転翼と
固定翼との間に作動中に表われる回転翼と固定翼との間
の余分な遊びが特にタービンエンジンの気流量の空気力
学的流れの中に攪乱を引き起し、不平等円周分布の遊び
の表われることによって効率の損失を引き起す偏心の問
題を解決するためには不充分であり且つ適用力が劣るこ
とが判明している。更にここから結論できることは、タ
ービンエンジンの幾つかの作動位相において、特に遷移
条件の下で回転部分と固定部分は限定された周縁部分に
おいて接触し、摩損部及び翼列の摩耗とその後の余分の
遊びの生成を引き起すということである。これらの現象
の原因はタービンエンジンの回転翼及び固定翼の作動中
の変形にある。
軸線に沿って、特に幾つかの特定適用例において、添付
図面の第１図に示す通り、輪受の撓み及び第１図の軸Ｒ
によって示される下部方向への撓みを生じる回転子の固
有曲げによる回転翼の移動が確認され、他方では固定翼
の中心線の幾何学軸Ｓｌは変形を受けないか又は異なる
変形を受け、これが上記のような効果を持つ歪を引き起
す、本発明の特に目的とする航空学的適用において、例
えばエンジン停止の際、ケーシングの下部及び従って回
転翼と逆方向の第１図の輪Ｓ２によって表わされる撓み
を生じるエンジン固定翼の更に急速な冷却が観察できる
。
本発明の目的の１つは、タービンエンジンのすべての作
動条件において、そして特に遷移状態においてタービン
エンジンの固定翼の中心線の縦方　　　向幾何学的輪と
回転翼軸との合致を横断面における回転翼と固定翼との
間の平等な径方向遊びを全周上に各段について得るよう
にして得ることである。これらの結果はタービンエンジ
ンの固定部分と固定翼を、前記固定部分の温度の不均一
な周縁分布のおかげで働くそれらの形状の修正手段に結
合することによって得られる。
以上のように提起された問題に有利に答えるタービンエ
ンジンの固定翼は、回転翼の、その回転軸に対応するタ
ービンエンジンの縦方向に従う対称軸が変形を受けると
き、前記固定翼がその少なくとも１部の温度の不均一な
周縁上の分布のおかげで回転翼と固定翼の各々の縦軸に
合致させよるようにして働く変形手段に結合されること
を特徴とする特 様々な有利な手段が、特に回転翼の軸によって形成され
る凹みの側に位置する前記固定翼のケーシング部分、特
に冷却気流中に障害を形成するケーシングの外部又は内
部面に突き出す部材であれ、ケーシングの限定された対
応周縁部に向かわせる冷却気流分配装置であれ局部化さ
れた冷却の増大を得るために用いられることができる。
ケーシングの局部化された冷却の増大は、同様に対応す
る限定された周縁部におけるタービンの分配器の通　１
１　一 通断面の相対的増加によっても得られることができる。
更にいわゆるタービンエンジンの外部装置も、タービン
エンジンの固定翼の温度の不均一な周縁分布を得るため
の冷却又は加熱気流の分離分配手段も考慮されることが
できる。同じ結果が、限定された周縁部の加速冷却の代
りに回転翼軸によって形成される凸状の側に位置する周
縁部に配置された類似手段のおかげで補足部分の加熱を
目指すことによって得られることができる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して
様々な本発明実施例についての以下の説明から更に詳し
く理解されるであろう。
第２図はタービンエンジンの固定翼の概略図であって、
第２図には示されていないが回転翼は作動中に撓み又は
自然曲げに対応する変形を表わし、これが第１図に示す
回転翼に類似の方法で、特に航空機用ターボジェットエ
ンジンの場合に下方へ向けられる凸状を呈するようにし
てその幾何学的軸の変形を促す。回転翼軸の凹面状の側
に位置する固定翼の周縁部１が−第２図の場合は上側部
分が問題となる一回転翼軸の凸状部の側に位置する固定
翼の周縁部２−第２図の場合は下側部分−の温度Ｔ、に
より低い温度Ｔ１に達するとき、固定翼の縦軸が回転翼
に類似の変形を示すようにして固定翼の変形が得られ、
そして前記変形の理想値については回転翼と固定翼の各
々の縦軸Ｒ及びＳが合致する。
その結果、タービンエンジンの回転翼と固定翼との間の
径方向遊びの円周上での均等化が得られ、これによって
特に、摩損部及び翼列の破損並びにエンジンの性能の低
下を誘起する回転部分と対応する固定部分との間の接触
が防止される。
本発明は、第２図を参照して以上説明したように観察さ
れた回転翼の対応する変形に適応する固尾翼の求める変
形を生じるタービンエンジンの固定翼の温度の不均一な
周縁分布を得るために固有の手段の様々な実施方法を目
指す。
この種の手段の１実施例を第３Ａ図及び第３Ｂ図に示す
。タービンエンジンの固定翼ケーシング３は前記ケーシ
ング３の内壁の沿ってそれ自体公知の方法で循環する冷
却気流の進路上に障害を形成する突出部品４を含む。こ
れらの部品４は第３Ａ図に示すようにケーシング３の外
面上であれ、第３Ｂ図に示すようにケーシングの内面上
であれ、冷却回路の配置に従って配置されることができ
る。
本発明によれば、前記障害部材１は前記固定翼に関連し
た回転翼の軸によって形成される凹状の側に位置するケ
ーシング３の好ましい周縁部上にのみ配置されることが
注目される。これらの障害部材４はケーシング３と冷却
気流との間の熱交換面を増加することを可能にする。こ
うしてこの部分の冷却の増大が得られ、ここから固定翼
でＴ１〈Ｔ２の温度の不均一な周縁分布と第２図に示す
ような固定翼の変形が得られる。第３Ａ図及び第３８図
の矢印ｆは冷却気流の作用を表わす。
第４図は、固定翼のケーシング３がそれ自体公知の配管
手段６によって導かれる冷却気分配器５に結合されてい
る別の実施例を表わす。分配器５は、回転翼の軸によっ
て形成された凹面側に位置する固定翼ケーシング部分に
先行例と同様に対応するケーシング３の限定された周縁
部に配置され、その作動は第２図及び第３図を参照して
先に説明した通りである。それ自体公知の弁形の流量調
節手段７はより有利には装置に隣接することができる。
更に別の実施例を第５図及び第６図に概略図として示す
。タービンエンジンの固定部は燃焼室９を覆うケーシン
グ３を含み、その出口で気流は高圧タービンに供給する
分配器１０に再び取入れられる。前記ケーシング８はそ
れ自体公知の方法で矢印ｆｔで表わされる空気流束によ
って冷却され、これが内壁に沿って循環し、主として前
記燃焼室９に希釈気として供給する。本発明の特記すべ
き方法として、分配器ｌ◎の固定翼セクタ１１は、回転
翼軸によって形成される凹状側に先行例のように対応す
る限定された周縁領域内により大きな通過断面を得るよ
うにして取付けられる。この領域でこのようにして得ら
れたより大量の流量は、第２図に略示した結果を得るよ
うにしてより強力に冷却されるケーシング８の対応領域
内の冷却気流束ｆｔのより大きな流量をもたらす。これ
らの結果は固定翼の前記セクタ１１の選択によって主と
して得られ、最も開いたセクタｌｌａは先に指摘した変
形の仮説に従って上部に描かれ、最も閉じたセクタｆｌ
ｂは下部に描かれている。タービンの分配器セクタの分
布は燃焼室の温度分布と固定翼上へのその放射にも影響
を与えることを可能にする。その結果固定翼の対応部分
間に温度差が生じる。開いたセクタｌ１ｇと閉じたセク
タｌｌｂとの間の遷移は燃焼室の温度とケーシング８の
周縁全体にわたる冷却流速の適正な分布を保証するよう
にして決定される。高圧タービンの場合に第５図及び第
６図を参照して説明した装置は、特定適用例の関数とし
てタービン又はタービンエンジンの別のレベルで実施さ
れることができる。
第６図を参照しあるいはこれに補足して説明した装置の
変形例として用いられる冷却気流束ｆ１の別の流量調節
手段を第５図及び第７図に示す。
前記冷却気流束ｆｔの循環領域内に流速制御リング１５
が配置されている。このリング１５は、冷却空気の通過
を計量し従って流束ｆ１の流量を調節する周縁上に分配
された穴１Ｇを含む。本発明の特記すべき方法によって
、回転翼の軸によって形成された凹状側に前記のように
対応してより大きな通過流量が、限定された周縁領域内
で得られる。図に例として示した適用例によれば、より
多量の流量がこうして、下部に配置された穴１６ｂに比
べてより大径又はより多数個の穴１６ｉの配置された上
部に用意される。先行例と同様に適正な遷移がリング１
６の周縁上の穴１６ｍと１６ｂの間に設けられる。
補足配置によって、１７１及び１７ｂに略示したような
遮蔽板が固定−の対応する部分上への燃焼室の放射を適
正にするため燃焼室内壁上に配置されている。前と同じ
目的で、前記遮蔽板１７ａ、　１７ｂの分布は又定めら
れた周縁領域に限定されもする。
この手段は求める温度分配を得るためにも役立つ。
エンジン上への取付けの容易性によって、タービンエン
ジンの外部手段を考えてもよい。第８図は、こうして外
部断熱手段１３がタービンエンジンの回転翼の変形され
た軸の凸状側に位置する局部円周領域内に付は足された
タービンエンジン１２を概略図で示す。このようにして
タービンエンジンの固定翼の対応する局部周縁領域の加
熱が得られる。これが第２図に表わされ、そして凸面が
下方に向かうという仮説に基づいてこの図を参照すれば
先に説明した機能が理解される。更に、断熱手段１３は
エンジン停止の際保護領域の冷却を遅らせることを可能
にする。
同じく第９図に概略図として示した通り、回転翼の変形
された軸によって形成された凹状側に対応する局部周縁
部に配置された冷却ガスの外部分配装置１４を、タービ
ンエンジン１２に付は加えることができる。
特に第４図及び第９図を参照して先に説明した実施例に
おいて、冷却ガスの代りにタービンエンジンに設けられ
た設備の縦レベル及び特定の適用と結びついた様々な実
施のし易さの関数として、加熱ガスが用いられることが
できることが注目されよう。
この場合、分配器５又は１４の配置のために選ばれた限
定された周縁領域は回転翼の変形された軸によって形成
された凸状側にこれらを配置するようにして、更に固定
翼の対応する周縁部の加熱を得るようにして、更に第２
図に概略図として示した機能を得させる固定翼の温度の
不均一な周縁部分布を先のように再び見出すようにして
修正されるであろう。
以上説明した、本発明固定翼の変形を調節する手段は、
例えば空気排出又は取入れ管のような固定翼に取付けら
れた部品及び機構の幾何学的位置を制御することをも又
可能にする。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用する以前のタービンエンジンの回
転翼と固定翼のそれぞれの軸の変形又は移動の一例を表
わす概略図、第２図は本発明手段が適用されたタービン
エンジンについて得られる結果を表わす概略図、第３Ａ
図及び第３Ｂ図はそれぞれ、本発明タービンエンジンの
固定翼のケーシングの縦軸を通る面に従う概略的部分断
面図、第４図は本発明変形手段に結合したタービンエン
ジンの固定翼のケーシングの、第３図に類似の縦軸を通
る面による部分概略断面図、第５図は本発明に基づいて
修正したタービンエンジンの固定翼の固定部分縦軸を通
る面による部分概略断面図、第６図は本発明に基づいて
修正された高圧タービンの分配器を表わす第５図のＶＩ
　−ｉ１線に従うタービンの縦軸に対して垂直な横断面
による概略断面図、第７図は冷却気流の周辺部の分布の
調節リングを表わす第５図の■−■線に従う縦軸に対し
て垂直な横断面による部分概略断面図、第８図は本発明
に従う固定翼の固定部分の外部変形手段に結合したター
ビンエンジンの縦軸を通る面による部分概略断面図、第
９図は本発明の別の実施例に従う固定翼の固定部分の外
部変形手段に結合したタービンエンジンの縦軸を通る面
による部分概略断面図である。 ３．８・・・・・・ケーシング、　　４・・・・・・障
害部材、５・・・・・・分配器、　　７・・・・・・弁
、　１１・・・・・・固定翼セクタ、　１３・・・・・
外部断熱手段、　　１４・・・・・外部分配器、　１５
・・・・・・リング。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）タービンエンジンの固定翼とそれに対応する回転
    翼との間の各点の半径方向遊びを作動状態において、タ
    ービンエンジンに対する横断面において全周縁上に規則
    的な遊びを主として得るように調節するための装置と結
    合したタービンエンジンの固定翼であって、回転翼の、
    その回転軸に対応するタービンエンジンの縦方向に従う
    対称軸が変形を受けるときは、前記固定翼が、固定翼の
    少なくとも１部の温度の不均一な周縁上の分布のおかげ
    で回転翼と固定翼の各々の縦軸がすべての点で合致させ
    るように働く変形手段に結合されていることを特徴とす
    るタービンエンジンの固定翼。
  2. （２）回転翼軸によって形成される凹状側に位置する前
    記固定翼のケーシング部分が、前記部分上の冷却を局部
    化して増強する装置に結合されている請求項１に記載の
    タービンエンジンの固定翼。
  3. （３）冷却を局部化して増強する前記装置が、冷却流束
    でもって熱交換面を増大する障害物を形成する、限定さ
    れた周縁部分上におけるケーシングの前記部分の外面上
    での突出部品によって構成される請求項２に記載のター
    ビンエンジンの固定翼。
  4. （４）前記局部化した冷却増強装置が、冷却流束でもっ
    て熱交換面を増大する障害物を形成する、限定された周
    縁領域上におけるケーシングの前記部分の内面上での突
    出部品によって構成される請求項２に記載のタービンエ
    ンジンの固定翼。
  5. （５）前記局部化した冷却増強装置が、弁による流量調
    節手段に結合し且つケーシングの限定された周縁対応領
    域上に所定の流束を向かわせる冷却ガス分配器によって
    構成される請求項２に記載のタービンエンジンの固定翼
    。
  6. （６）タービンの分配器の固定翼のセクタが、前記限定
    された周縁領域内のより大きな冷却流束を受け且つ燃焼
    室の温度によってより微弱な放射効果を受けるケーシン
    グの前記部分に対応する限定された周縁領域内でより大
    量の流量を得るように、それらの通過断面の関数として
    分配されている請求項２に記載のタービンエンジンの固
    定翼。
  7. （７）前記局部化した冷却増強装置が、ケーシングの冷
    却流束の通路内に配置され且つ前記流束を通す穴を含む
    リングによって構成され、前記穴の不規則な周縁分布及
    び／又は異なる直径が、より大量の冷却流量がケーシン
    グの前記限定された周縁領域内に加えられるようにして
    冷却流束流量の調節を得ることを可能ならしめる請求項
    ２に記載のタービンエンジンの固定翼。
  8. （８）固定翼の少なくとも１部の温度の不均一な分布効
    果が、所定の周縁領域に限定された分配に従って燃焼室
    の内壁上に配置された遮蔽板のおかげて得られる請求項
    １に記載のタービンエンジンの固定翼。
  9. （９）結合された変形手段が絶縁部品によって構成され
    、該絶縁部品が、熱的に更に絶縁度の高い固定翼の対応
    する部分の冷却又は加熱の減少を得るように回転翼軸に
    よって形成された凸状の側に位置する限定された周縁領
    域内でタービンエンジンの外部に配置されることを特徴
    とする請求項１に記載のタービンエンジンの固定翼。
  10. （１０）回転翼軸によって形成された凸状の側に位置し
    た前記固定翼のケーシングの限定された周縁部が、前記
    ケーシング部分の局部化された加熱手段に結合している
    請求項１に記載のタービンエンジンの固定翼。
  11. （１１）前記局部化した加熱手段が加熱ガス分配器によ
    って構成され、該分配器が、弁によって流量を調節する
    手段を含み且つケーシングの限定された周縁対応領域上
    に限定された流束を向かわせる回路によって供給される
    請求項１０に記載のタービンエンジンの固定翼。
  12. （１２）結合した変形手段が、固定翼の対応する部分の
    冷却を得るようにして回転翼軸によって形成された凹状
    の側に位置する限定された周縁領域内のタービンエンジ
    ンの外部に配置された冷却ガス分配器より成ることを特
    徴とする請求項１に記載のタービンエンジンの固定翼。
  13. （１３）結合された変形手段が、タービンエンジンの外
    部に、固定翼の対応部分の加熱を得るようにして回転翼
    軸によって形成される凸状の側に位置する限定された周
    縁領域内に配置された加熱ガス分配器により成ることを
    特徴とする請求項１に記載のタービンエンジンの固定翼
    。
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