JPH03168396A - 軸流圧縮機の静翼段 - 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】 （産業上の利用分野〉 本発明は、例えば英国特許出願公開第６２２，　７６７
号に開示され、特許請求の範囲第１項の前書き部分に特
定されるようなガスタービンエンジンの軸流圧縮機の静
翼段に関する。

（従来の技術） ガスタービンエンジンの典型的な軸流圧縮機において、
徐々に減少する面積の環状空気流路は圧縮機のケースと
そのケース内のロータすなわち回転体間で定められる。

ロー夕の環状の動翼段は空気流路に気流を生じさせ、動
翼段間の環状の静翼段は空気流を両配向する。可変形状
の軸流圧縮機においては，静翼はケースのスポーク状の
放射方向の軸線の回りで回転可能である。静翼の内側の
放射方向の端部でのハブ状の囲いリングは気流が静弯を
通る空気流路の内側境界を定め、漏れを最少にするシー
ルを支持する。ケースが組み立ての目的のため圧縮機の
水平中央゛ト面で分割されているような固定あるいは可
変形状の割りケース軸流圧縮機においては、囲いリング
も一対の１８０度の円弧の囲いリング部分に同様に分割
される。

割りケース軸流圧縮機にあって囲いリング、部分を静翼
に取り付けるための多くの構成が提案されている。固定
形状の軸流圧縮機の提案においては、一対の単一すなわ
ち一片の構造の１８０度の円弧の囲いリング部分は静翼
にその内側端部のフック状突出部を介して取り付けられ
、これら突出部は単一構造の囲いリング部分の個別のソ
ケットに据え付けられる。ある従来の可変形状の軸流圧
縮機においては、短い円弧状の囲いリング部分は対応す
る静翼群を備えて組み立てられ、次いで端板あるいは同
様の接続装置によって１８０度の円弧部分に組み立てら
れる。他の従来の可変形状の軸流圧縮機においては、１
８０度の円弧の囲いリング部分は２つの１８０度の円弧
の端部片を共にボルト締めを行うことによって形成され
る．このような構成においては，静翼の内側のボタンす
なわち突出部は共にボルト締めされた端部片間で回転可
能なようにサンドイッチ構造とされてぃる．このような
共にボルト締めされた描成は多囲いリング部分の構成ほ
ど個別の片を数多く必要とはしないが，囲いリング部分
の直径が内側翼ボタンと端部片を互いに保持するボルト
あるいは他の取り付け装置との両者を収容するのに充分
大きくなければならないために、比較的大きな圧縮機に
限定される。

本発明による静翼段およびそれを製造する方法は可変形
状の静翼に回転可能に接続される単一で一片構造の１８
０度円弧の囲いリング部分を特徴とする。

軸流圧縮機のケースに可変形状の環状静翼段を作る方法
は特許請求の範囲第１項の特徴部分で特定された内容で
特徴付けられている。

本発明は割りケースの可変形状の軸流圧縮機のための新
規で改良した環状静翼段並びにそれを製造する方法に関
する。本発明による静翼段は複数の静翼を含んでおり、
それぞれの静翼はケースの上方および下方半部で静翼を
回転可能にして支持するための外側端の枢軸を有し、ま
た上記静翼段は上方または下方の単一構造の１８０度の
円弧の囲いリング部分の対応するものの相補的な円筒ソ
ケットに回転可能に受けられる外側端の円筒状の翼ボタ
ンを含んでいる。ケースの各半部は放射方向の穴の１８
０度の配列を有し、これら穴はブッシングおよび翼の枢
軸のそれぞれを受け、それにより静翼は１８０度のスポ
ーク状配列でケースの上方および下方半部に回転可能に
支持される。静翼のこのスポーク状装着により，ハブ状
囲いリング部分の放射方向あるいは横方向の一体的な変
位移動が防止され，囲いリング部分のための付加的な支
持が不必要となる。上述した静翼段を製造する本発明に
よる方法は、ブッシング無しで放射方向の穴に翼の枢軸
をはめ込むことによってケースの上方および下方半部に
緩いスポーク状の静翼配列体を形成する段階と、単一構
造の囲いリング部分の両端部を放射方向内側に加圧する
ことによってその囲いリング部分を屈曲させる段階と、
静翼の翼ボタン上に翼ボタンソケットを順次合わせる段
階と，囲いリング部分がそれらの真の半円形状にばね復
帰するようにそれら囲いリング部分を解放する段階と、
翼の枢軸とケースの対応ずる放射方向の穴との間にブッ
シングを挿入する段階と，ケースの上方および下方半部
を互いにボルト締めすることによって囲いリングを仕上
げる段階とを含んでいる。

（実施例） 第１および２図において、概略的に示されたガスタービ
ンエンジン１０は、縦方向の軸線１４を有する円筒状の
ケース１２を含んでいる。このケースは軸線１４を含ん
だ水平中央平面で分割されており、第１の上方のケース
半部１６と第２の下方のケース半部１８とを含んでいる
。上方のケース半部は一対の縦方向の縁部２ＯＡ，２０
１３と、それぞれの縁部２ＯＡ，２０Ｂの位置の一対の
一体的なフランジ２２Ａ．２２Ｂとを含んでいる。Ｆ方
のケース半部は対応する一対の縦方向の縁部２４Ａ１２
４Ｂとその縁部２４Ａ，２４＋３の位置の対応する一対
の一体的なフランジ２６Ａ，２６Ｂとを含んでいる。−
Ｌ方および下方のケース半部は縁部２ＯＡ．２４Ａおよ
び２０Ｂ、２４８で当接し、フランジの適切な穴を通っ
て伸びるボルト２８により互いに保持される。

ケース１２内で、エンジンＩＯは、割りケースの可変形
状の軸流圧縮機３０と、環状燃焼器３２と圧縮機タービ
ン３４とを含んでいる。空気はケースの正面端３６で圧
縮機に入り，高圧状態で燃焼器３２に供給される。燃焼
器３２内の燃料／空気混合物の燃焼体は高温ガス流動体
の流れとなり、ノズルリング３８とタービン３４の羽根
４ｏの環状段とを通る。流動体は図示しないノズルおよ
びエンジンの背面端４２を通して排出される。

可変形状の圧縮機３０は、燃焼器３２に向かって横断面
域が徐々に減少する環状軸流チャンネルすなわち流路を
定めるに当り，互いにボルト締めされた上方および下方
のケース半部１６、１８と協働する裁頭円錐形の動翼す
なわちロータ４４を含んでいる。ロータ４４は複数の環
状段４８Ａ−４８Ｄに円周位置に配列された複数の翼形
状の羽根を流路４６内に設けている。複数の概略的に図
示した調和リング５　０　Ａ　−　５　０　Ｃはケース
１２を取り囲み、複数の概略的に図示されたクランク腕
５２Ａ−５２Ｃを動作させる。各クランク腕は、動翼羽
根段４８Ａ−４８Ｃ間で本発明に従った複数の環状静翼
段５４Ａ−５４Ｃに配列された複数の静翼の対応するも
のに接続される。

静翼段５４Ａは段５４Ａ−５４Ｇを代表して第２−４図
により詳細に示されている。段５４Ａは、互いにボルト
締めされた上方および下方のケース半部１６、１８と割
り構造のハブ状囲いリング５８との間でホイール・スポ
ーク形態をなして環状に配列きれた複数の静翼５６を含
んでいる。各静翼５６は翼６０と翼の頂部の円盤状軸受
６２と軸受６２の外側の円筒状枢軸６４と翼の底部の円
筒状静翼底部６６とを含んでいる。各枢軸６４の外側端
部の心棒はねじ切りされ，一対の平坦部６８を定めるよ
うにミル表面什上げされてそれにクランク腕５２Ａの対
応するものが取り付けられ一体的に回転するようにされ
る。

第２および３図に最も良く示されるように、各枢軸６４
は上方および下方のケース半部１６−１８のそれぞれの
より大きな径の穴７０に配置されている。各穴７０は軸
線１４に垂直な平面に位置決めされており，ケース１２
の一対のほぼ放射状のホイール・スポーク軸線の対応す
るものと整合せしめられている。各穴７０と対応する枢
軸６４との間のブッシング７４は枢軸と」一方および下
方ケース半部ケース半部の対応するものとの間でジャー
ナル軸受を定める。このようにして、静翼５６は１８０
度の配列体としてかつホイール・スポークの態様でそれ
ぞれの放射状の軸線７２の回りで回転するようにそれぞ
れの枢軸を介して上方および下方ケース半部に支持され
る．各静翼５６の軸受６２と上方およびＦ方ケース半部
の対応する部分面７８との間の第１のワッシャー７６は
、上方および下方ケース半部に静翼を保持する上で、こ
れらケース半部の外側の各枢軸の心棒での第２のワッシ
ャー８０およびナット８２と協働する。調和リング５０
Ａが縦方向軸線１４の方向に前後に変位せしめられると
、枢軸６４の心棒に取り付けられたクランク腕５２Ａは
静翼５６をそれらのそれぞれの放射軸線７２の回りで回
転させる。

静翼段５４Ａの割り構造の囲いリング５８は第１の上方
問いリング部分８４と第２の下方囲いリング部分８６と
を含んでいる。各囲いリング部分は、従来のサンドイッ
チ型の囲いリング部分の特徴であるボルトあるいは他の
取り付け装置を備えていない単体で一片構造の１８０度
の円弧形状の部材である。

Ｌ方囲いリング部分８４は上方ケース半部１６に而した
外側表面８８と，外側表面８８と反対側の内側表面９０
と，−・対の平面端９２Ａ．９２１３とを有している。

下方囲いリング部分８６はｆ方ケース半部１８に面した
外側表面９４と、外側表＋ｆ＋ｉ　９　４と反対側の内
側表面９６と，一対の平面端９８Ａ、９８ｌ３とを有し
ている。↑而端９２Ａ、９　８　Ａと９２Ｂ，９８Ｂは
、上方および下方ケース半部１６、１８が互いにボルト
締めされると、ケース１２のＬ述した水平中火！Ｆ面で
はいに当接する。

第２−３図に最も良く示されるように、静翼５６の円筒
状翼ボタン６６は、上方および下方囲いリング部分８４
、８６の外側表面８８、９４の円筒穴によって定められ
るそれぞれの翼ボタンソケット１００に受け入れられる
。ソケット１００はケースの放射方向の軸線７２に中心
決めされ、ブッシング１０２は、静翼が放射軸線７２の
回りで上方および下方囲いリング部分に関して回転可能
になるようにソケット１００のそれぞれに翼ボタン６６
を回転可能に支承する。囲いリング部分の内側表面９０
，９６は、囲いリングの内側での気流を防止する上で、
ロータ４４の隆起した縁部１０６と協働する気密材料１
０４を支持する。

静翼５６は圧縮機の上方および下方ケース半部に囲いリ
ング部分８４．８６を堅く支持するように車輪のスポー
クのように機能する。上方およびＦ方ケース半部がフラ
ンジ２２Ａ．２６Ａおよび２２Ｂ．２６Ｂで互いにボル
ト締めされると、Ｌ方および下方囲いリング部分８４、
８６は平面端９２Ａ、９８Ａおよび９２Ｂ，９８Ｂで互
いに当接し、堅固な囲いリング５８を定めるように６い
に協働する。囲いリング部分の外側表面８８、９４は、
気流が静翼段５４Ａを通る流路４６の内側壁を定める上
で協働する。

本発明に従って代表的な静翼段５４Ａを形成する方法は
、上述したように上方およびＦ方ケース半部に放射方向
の穴７０を形成する段階と、−Ｅ方および下方の単一構
造で１８０度の円弧の囲いリング部分８４、８６に円筒
状翼ボタンソケット１００を形成する段階とを含んでい
る。本方法は更に以下の段階を含んでいる。］二方およ
び下方ケース半部を分離した状態で、対応ずる静翼５６
のそれぞれの枢軸はブッシング７４無しで七方および下
方ケース半部の放射状の穴７０のそれぞれのものにはめ
込まれ、それにより第５Ａ図に部分的に示されるように
静翼５６の１８０度のスポーク状の配列体を」―方およ
び下方ケース半部に緩く締まっていない状態で定めるよ
うにする。

次いで、Ｌ方および下方囲いリング部分８４，８６のそ
れぞれは，平面端９２Ａ−９２　Ｂを亙いの方向にかつ
平面端９８Ａ−９８Ｂを互いの方向に弾力的に偏向させ
るように求心方向に加圧すなわち引締められる。図示し
ない引締めねじあるいは類似の装置が囲いリング部分の
上述した弾性的偏向を行わせこれを維持ずるために使川
されてもよい。直径が３０．４８ｃｍ（１２インチ）の
糧度の囲いリングを有する動翼段にあっては，囲いリン
グ部分の平面端の互いの方向への仲性的偏向は約１０．
１６ｍｍ（０．４インチ）であってもよい。

上方および下方囲いリング部分８４、８６は、第５Ｂ図
に示されるように翼ボタンソケット！００の対応するも
のに翼ボタン６６のそれぞれを順次神人することによっ
て、緩い配列体の静翼の対応するものに対して組み立て
られる。囲いリング部分の平面端９２Ａ，Ｂおよび９８
Ａ．Ｉ３の対応するものに近接した１８０度の翼配列体
の静翼５６の外側の一端の翼ボタンとソケット１００と
で−上記組立を開始することでこの方法の段階を実行し
、次いで外側の静翼の他方と対応する翼ボタンソケット
とに上記組立を舶次進めることが有利であると見い出さ
れた。次ぎに，引締めねじをゆるめて、囲いリング部分
の平面端を亙いに加圧する力を解放し、第５Ｃ図に示さ
れるように囲いリング部分がそれらの真の１８０度の円
弧の形にばね作用で戻るようにされる。その位置におい
て、囲いリング部分８４．８６は静！ＦＣ５６の［述し
たスポーク状の配向のため静翼ボタン６６で捕捉される
。

囲いリング部分８４、８６が静翼５６に組み立てられた
後に、それぞれのブッシング７４がそれぞれの静翼の枢
軸に取付けられ、放射方向の穴７０にはめ込まれる。ブ
ッシングはワッシャー８０及びナット８２により上方お
よびＦ方ケース半部に保持される。ロータが上方および
下方ケース半部間に位置決めされた後になされる最終の
段階で、上方および下方ケース半部は２２Ａ、２６Ａお
よび２２Ｂ、２６Ｂで互いにボルト締めされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従った静翼段を含んだ割りケースの可
変形状軸流圧縮機を有するガスタービンエンジンの部分
破断した概略側部立面図である。 第２図は第１図の２−２線により示された平面に一般的
に沿って取られた部分分解、部分破断した拡大断面図で
ある。 第３図は第２図の３−３線により示された平而に一般的
に沿って取られた拡大断而図である。 第４図は第３図の４−４線により示された平而に一般的
に沿って取られた断面図である。 第５Ａ−５Ｃ図は本発明に従った方法の段階を概略的に
示す図である。 （主要部分の符号の説明〉 １２一一一ケース， １４−一一ケースの縦方向軸線、 １６−−一第１のケース半部、 １８一一一第２のケース半部， ２０Ａ．　２０Ｂ．２４Ａ、２４Ｂ−一一縦方向の縁部
、３０−一一軸流ＩＥ縮機、 ５４Ａ−−一環状静翼段、 ５６−−一静翼、 ５８−一一中央囲いリング， ６４−−一枢軸、 ６６一一一翼ボタン、 ７０−一一放Ｑ＝ｔ方向の穴、 ７４−一一ブッシング、 ８４−−一第１のｑｉ一構遣の１８０度の円弧の囲いリ
ング部分、 ８６一一一第２の単一構造の１８０度の円弧の囲いリン
グ部分， ８８、９４−−一外側表面、 ９２Ａ．９２Ｂ．９ＢＡ．９８Ｂ−一一平面端、１００
−一一翼ボタンソケット。 Ｆｉｇ−　３ Ｆｉｇ．　５Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸流圧縮機（３０）のケース（１２）の縦方向軸線
   （１４）に垂直な平面で上記ケース（１２）に形成され
   た複数の放射方向の穴 （７０）によってかつ上記ケース（１２）内に支持され
   た静翼（５６）の数に等しい数 を有し中央囲いリング（５８）の外側表面 （８８、９４）に形成された複数のソケット（１００）
   によって静翼（５６）が上記ケース（１２）と上記中央
   囲いリング（５８）との間で放射方向に支持されるよう
   にして軸流圧縮機（３０）のケース（１２）に可変形状
   の静翼（５６）の環状段（５４Ａ）を作る方法において
   、 上記ケース（１２）はその水平中央面で第 １のケース半部（１６）と第２のケース半部（１８）と
   に分割されており、これらケース半部はそのそれぞれの
   縦方向の縁部（２０Ａ、２０Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ）で上
   記水平面において互いに当接し、上記静翼（５６）のそ
   れぞれは一端で枢軸（６４）をかつ他端で翼ボタン（６
   ６）を有しており、上記方法が、 上記第１および第２のケース半部のそれぞ れに上記放射方向の穴（７０）の１８０度の配列を形成
   する段階と、 上記枢軸（６４）のそれぞれを上記放射方 向の穴（７０）のそれぞれのものに緩く挿入する段階と
   、第１の単一構造の１８０度の円弧の形状の囲いリング
   部分（８４）に第１の平面端（９２Ａ）と第２の平面端
   （９２Ｂ）とを形成すると共に上記第１のケース半部 （１６）での上記１８０度の配列の上記静翼（５６）と
   数が等しい複数の翼ボタンソケット（１００）をその外
   側表面（８８）に形成しかつ第２の単一構造の１８０度
   の円弧の形状の囲いリング部分（８６）に第１の平面端
   （９８Ａ）と第２の平面端（９８Ｂ）とを形成すると共
   に上記第２のケース半部（１８）での上記１８０度の配
   列の上記静翼（５６）と数が等しい複数の翼ボタンソケ
   ット（１００）をその外側表面（９４）に形成すること
   に よって上記中央囲いリング（５８）を形成する段階と、 上記第１および第２の平面端（９２Ａ、 ９２Ｂ、９８Ａ、９８Ｂ）を互いの方向に弾性的に偏向
   することによって達成される圧縮された状態に上記第１
   および第２の囲いリング部分（８４、８６）を維持する
   段階と、 上記翼ボタン（６６）を上記第１の囲いリ ング部分（８４）での上記翼ボタンソケット（１００）
   のそれぞれのものに挿入することによって上記第１の囲
   いリング部分（８４）を上記ケース半部（１６）での上
   記静翼（５６）の上記１８０度の配列体にはめ合わせる
   段階と、 上記翼ボタン（６６）を上記第２の囲いリ ング部分（８６）での上記翼ボタンソケット（１００）
   のそれぞれのものに挿入することによって上記第２の囲
   いリング部分（８６）を上記第２のケース半部（１８）
   での上記静翼（５６）の上記１８０度の配列体にはめ合
   わせる段階と、 上記第１および第２の囲いリング部分（８４、８６）の
   それぞれを上記圧縮された状態から解放する段階と、 上記静翼（５６）のそれぞれを上記第１お よび第２のケース半部（１６、１８）のそれぞれのもの
   に回転可能に装着するように上記静翼の上記枢軸（６４
   ）のそれぞれと上記放射方向の穴（７０）の対応するも
   のとの間にブッシング（７４）を挿入する段階と、 上記第１および第２のケース半部（１６、 １８）をその上記縦方向の縁部（２０Ａ、 ２０Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ）で結合する段階とからなるこ
   とを特徴とする方法。 ２、上記第１および第２の囲いリング部分（８４、８６
   ）を上記第１および第２のケース半部（１６、１８）で
   の上記静翼（５６）の上記１８０度の配列体にはめ合わ
   せる上記段階は、上記第１のケース半部（１６）での上
   記静翼（５６）の上記１８０度の配列体における上記静
   翼 （５６）の一端の上記翼ボタン（６６）を上記第１の囲
   いリング部分（８４）の上記第１の平面端（９２Ａ）に
   近接した上記翼ボタンソケット（１００）の対応した端
   部のものに挿入し、上記第１の囲いリング部分（８４）
   の上記第２の平面端（９２Ｂ）に近接した上記翼ボタン
   ソケット（１００）の端部のものに達するまで残りの翼
   ボタン（６６）を順次引き続いて挿入する段階と、上記
   第２のケース半部（１８）での上記静翼（５６）の上記
   １８０度の配列体における上記静翼（５６）の端部のも
   のの上記翼ボタン（６６）を上記第２の囲いリング部分
   （８６）の上記第１の平面端（９８Ａ）に近接した上記
   翼ボタンソケット（１００）の対応した端部のものに挿
   入し、上記第２の囲いリング部分（８６）の上記第２の
   平面端（９２Ｂ）に近接した上記翼ボタンソケット（１
   ００）の端部のものに達するまで残りの翼ボタンを順次
   引き続いて挿入する段階とを含んだことを特徴とする請
   求項１記載の方法。 ３、ケース（１２）を有し、そのケース（１２）が一対
   の縦方向の縁部（２０Ａ、２０Ｂ）を有する第１のケー
   ス半部（１６）と上記ケース（１２）の水平中央平面で
   上記第１のケース半部（１６）の上記縦方向縁部（２０
   Ａ、 ２０Ｂ）のそれぞれのものと当接する一対の縦方向縁部
   （２４Ａ、２４Ｂ）を有する第２のケース半部（１８）
   とを含んでいる割り ケース軸流圧縮機（３０）の静翼段（５４Ａ）であって
   、上記ケース（１２）の縦方向軸線（１４）に垂直な平
   面で上記第１および第２のケース半部（１６、１８）の
   それぞれに形成されかつ上記第１および第２のケース半
   部の対応するものの上記縦方向縁部（２０Ａ、２０Ｂ、
   ２４Ａ、２４Ｂ）間に対称的に配列された複数の放射方
   向の穴（７０）と、上記上方および下方のケース半部（
   １６、１８）のを記放射方向の穴（７０）のそれぞれの
   ものに緩く受け入れられる第１の端部での枢軸（６４）
   と第２の端部での円筒状翼ボタン （６６）とをそれぞれが有する複数の静翼 （５６）と、上記静翼の枢軸（６４）のそれぞれと上記
   放射方向の穴（７０）の対応するものとの間に介挿され
   て上記静翼（５６）のそれぞれが上記ケース（１２）の
   放射方向の軸線（７２）の回りで回転するように上記第
   １および第２のケース半部（１６、１８）の対応するも
   ので支持されるようにする複数のブッシング（７４）と
   、上記静翼（５６）の上記円筒状翼ボタン（６６）を収
   容する中央囲いリング（５８）とからなる静翼段（５４
   Ａ）において、上記中央囲いリング（５６）は第１の単
   一構造の１８０度の円弧の形状の囲いリング部分（８４
   ）と第２の単一構造の１８０度の円弧の形状の囲いリン
   グ部分（８６） とから形成され、上記第１の囲いリング部 分（８４）はその一対の平面端（９２Ａ、 ９２Ｂ）間で対称的に隔てられて形成された複数の円筒
   穴（１００）を備えた外側表面 （８８）を有し、上記穴（１００）のそれぞれは上記第
   １のケース半部（１６）での上記翼ボタン（６６）の対
   応するものを回転可能にして受け入れるようになってお
   り、上記第２の囲いリング部分（８６）はその一対の平
   面端（９８Ａ、９８Ｂ）間で対称的に隔てられて形成さ
   れた複数の円筒穴（１００）を備えた外側表面（９４）
   を有し、上記穴（１００）のそれぞれは上記第２のケー
   ス半部（１８）での上記静翼（５６）の上記翼ボタン（
   ６６）の対応するものを回転可能にして受け入れるよう
   になったことを特徴とする静翼段（５４Ａ）。