JPH03249304A - カム付勢式シュラウドセグメント位置決め機構を用いたブレード先端クリアランス制御装置 - Google Patents
カム付勢式シュラウドセグメント位置決め機構を用いたブレード先端クリアランス制御装置Info
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- JPH03249304A JPH03249304A JP2269708A JP26970890A JPH03249304A JP H03249304 A JPH03249304 A JP H03249304A JP 2269708 A JP2269708 A JP 2269708A JP 26970890 A JP26970890 A JP 26970890A JP H03249304 A JPH03249304 A JP H03249304A
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- cam element
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- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/20—Actively adjusting tip-clearance
- F01D11/22—Actively adjusting tip-clearance by mechanically actuating the stator or rotor components, e.g. moving shroud sections relative to the rotor
-
- 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
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/18—Mechanical movements
- Y10T74/18888—Reciprocating to or from oscillating
- Y10T74/1892—Lever and slide
- Y10T74/1896—Cam connections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
関連出願の表示
本出願は、本出願人に１渡された以下の米国特許出願と
技術的に関連している。
技術的に関連している。
１）チオカシュロ（Ｊｏｈｎ Ｊ、 Ｃ１ｏｋａｊｌｏ
）の米国特許出願第４０５，３６９号（ｉ９８９年９月
８日出願）「ガスタービンエンジン用プレート先端クリ
アランス制御装置」 ２）チオカジュロの米国特許出願第４０４，９２３号（
ｉ９８９年９月８日出願）「ガスタービンエンジン用機
械的ブレード先端クリアランス制御装置」 ３）コースマイヤー（Ｒｏｂｅｒｔ Ｊ、 Ｃｏｒｓｍ
ｃｉｅｒ ）の米国特許出願第４４０．６３３号（ｉ９
８９年１１！２２日出願）「ベルクランク機構を用いた
ブレード先端クリアランス制御装置」 ウドセグメント位置調整によるプレート先端クリアラン
ス制御装置」 技術分野 この発明は一般にガスタービンエンジン、特にガスター
ビンエンジンの隣接する回転要素と非回転要素との間の
クリアランスを制御する装置に関する。
）の米国特許出願第４０５，３６９号（ｉ９８９年９月
８日出願）「ガスタービンエンジン用プレート先端クリ
アランス制御装置」 ２）チオカジュロの米国特許出願第４０４，９２３号（
ｉ９８９年９月８日出願）「ガスタービンエンジン用機
械的ブレード先端クリアランス制御装置」 ３）コースマイヤー（Ｒｏｂｅｒｔ Ｊ、 Ｃｏｒｓｍ
ｃｉｅｒ ）の米国特許出願第４４０．６３３号（ｉ９
８９年１１！２２日出願）「ベルクランク機構を用いた
ブレード先端クリアランス制御装置」 ウドセグメント位置調整によるプレート先端クリアラン
ス制御装置」 技術分野 この発明は一般にガスタービンエンジン、特にガスター
ビンエンジンの隣接する回転要素と非回転要素との間の
クリアランスを制御する装置に関する。
従来技術
ガスタービンエンジンの効率は多くの要因に依存するが
、その一つに隣接する回転要素と非回転要素、たとえば
ロータブレードの外側先端とそのロータブレード先端を
包囲するケーシングシュラウドとの間の半径方向クリア
ランスがある。クリアランスが大きすぎると、許容でき
ない程のガス漏れが生し、効率が低下する。クリアラン
スが小さすぎると、条件によっては両要素間に接触が生
しるおそれかある。
、その一つに隣接する回転要素と非回転要素、たとえば
ロータブレードの外側先端とそのロータブレード先端を
包囲するケーシングシュラウドとの間の半径方向クリア
ランスがある。クリアランスが大きすぎると、許容でき
ない程のガス漏れが生し、効率が低下する。クリアラン
スが小さすぎると、条件によっては両要素間に接触が生
しるおそれかある。
接触が起こる可能性は、エンジンの回転速度か増加中、
減少中のいずれにしろ変化するときに特に大きい。エン
ジン断面での温度差のため、回転要素と非回転要素か半
径方向に異なる割合で膨張および収縮することがしばし
ば起こるからである。
減少中のいずれにしろ変化するときに特に大きい。エン
ジン断面での温度差のため、回転要素と非回転要素か半
径方向に異なる割合で膨張および収縮することがしばし
ば起こるからである。
たとえば、エンジンの加速時、代表的にはロータの熱成
長がケーシングのそれより遅れる。定常状態運転の間、
通常ケーシングの成長はロータの成長によく合致する。
長がケーシングのそれより遅れる。定常状態運転の間、
通常ケーシングの成長はロータの成長によく合致する。
エンジン減速時には、ケーシングの方かロータより速く
収縮する。
収縮する。
従来、プレート先端クリアランスを実質的に一定に維持
するために、通常機械的または熱的に付勢される制御機
構が提案されている。しかし、これらのいずれもクリア
ランスを制御する設計案として最適ではない。したがっ
て、エンジンの運転範囲全域にわたってロータブレード
先端−ンニラウド間クリアランスを最小に維持でき、そ
れによりエンジン性能を改善し、燃料消費量を低減する
ことかできるクリアランス制御機構か望まれている。
するために、通常機械的または熱的に付勢される制御機
構が提案されている。しかし、これらのいずれもクリア
ランスを制御する設計案として最適ではない。したがっ
て、エンジンの運転範囲全域にわたってロータブレード
先端−ンニラウド間クリアランスを最小に維持でき、そ
れによりエンジン性能を改善し、燃料消費量を低減する
ことかできるクリアランス制御機構か望まれている。
発明の要旨
この発明は上述した要求を満たし、上述した目的を達成
するブレード先端クリアランス制御装置を提供する。ブ
レード先端クリアランス制御装置は、重量を大きく増加
することなくこれらの目的を達成する構成要素からなる
カム付勢式ンユラウドセグメント位置決め機構を使用す
る。カム面を含む位置決め機構の構成要素はケーシング
の外側に位置するので、メインテナンスが容易である。
するブレード先端クリアランス制御装置を提供する。ブ
レード先端クリアランス制御装置は、重量を大きく増加
することなくこれらの目的を達成する構成要素からなる
カム付勢式ンユラウドセグメント位置決め機構を使用す
る。カム面を含む位置決め機構の構成要素はケーシング
の外側に位置するので、メインテナンスが容易である。
さらに、カム面の寸法は、摩耗を減らし、を効寿命を延
ばすのに必要な程度に大きくすることかできる。位置決
め機構の構成要素は、部品数が少なく、製造および組立
が容易であり、例えば１５０対１のように機械的機に有
利な比を達成するように配列され、シュラウドセグメン
トの半径方向上下移動を連動リングの移動に対して極め
て鈍感にすることができる。
ばすのに必要な程度に大きくすることかできる。位置決
め機構の構成要素は、部品数が少なく、製造および組立
が容易であり、例えば１５０対１のように機械的機に有
利な比を達成するように配列され、シュラウドセグメン
トの半径方向上下移動を連動リングの移動に対して極め
て鈍感にすることができる。
したがって、この発明のクリアランス制御装置は中心軸
線および外側に先端のあるブレードの列を有する回転可
能なロータと、このロータと同心関係で配置された、シ
ュラウドを有する静止ケーシングとを含むガスタービン
エンジンに設けられる。クリアランス制御装置は、ロー
タブレード先端とケーシングシュラウドとの間のクリア
ランスを制御する作用をなし、（ａ）シュラウドセグメ
ントが上記ケーシングシュラウドの円周方向の１部分を
画定し、上記ケーシングとは別体で、かつケーシングか
ら半径方向内方へ離間しており、（ｂ）少なくとも１つ
の装着構造が上記静止ケーシングの上に設けられ、ケー
シングの外部側と内部側の間に通路を画定し、上記シュ
ラウドセグメントがら半径方向外方へ離間しており、（
ｃ）シュラウドセグメント位置決め機構か上記装着構造
により支持され、上記シュラウドセグメントに連結され
、この位置決め機構は、上記シュラウドセグメントをロ
ータに対して近づけたり遠さけたりして、上記シュラウ
ドセグメントとロータブレード先端との間に所望のクリ
アランスを確立する、ロータに対する位置に移動するよ
うに付勢でき、（ｄ）レバーアームの形態の付勢部材か
上記位置決め機構を付勢するように回転できる構成とな
っている。
線および外側に先端のあるブレードの列を有する回転可
能なロータと、このロータと同心関係で配置された、シ
ュラウドを有する静止ケーシングとを含むガスタービン
エンジンに設けられる。クリアランス制御装置は、ロー
タブレード先端とケーシングシュラウドとの間のクリア
ランスを制御する作用をなし、（ａ）シュラウドセグメ
ントが上記ケーシングシュラウドの円周方向の１部分を
画定し、上記ケーシングとは別体で、かつケーシングか
ら半径方向内方へ離間しており、（ｂ）少なくとも１つ
の装着構造が上記静止ケーシングの上に設けられ、ケー
シングの外部側と内部側の間に通路を画定し、上記シュ
ラウドセグメントがら半径方向外方へ離間しており、（
ｃ）シュラウドセグメント位置決め機構か上記装着構造
により支持され、上記シュラウドセグメントに連結され
、この位置決め機構は、上記シュラウドセグメントをロ
ータに対して近づけたり遠さけたりして、上記シュラウ
ドセグメントとロータブレード先端との間に所望のクリ
アランスを確立する、ロータに対する位置に移動するよ
うに付勢でき、（ｄ）レバーアームの形態の付勢部材か
上記位置決め機構を付勢するように回転できる構成とな
っている。
更に具体的には、上記位置決め機構は支持部材と、第１
カム要素と、第２カム要素とを含む。支持部材は上記装
着構造により画定された通路内に、装着構造に対してか
つロータ中心軸線に近づいたり遠ざかる半径方向移動自
在に装着されている。
カム要素と、第２カム要素とを含む。支持部材は上記装
着構造により画定された通路内に、装着構造に対してか
つロータ中心軸線に近づいたり遠ざかる半径方向移動自
在に装着されている。
この支持部材は長さ方向軸線と互いに反対側の内端およ
び外端とを有し、シュラウドセグメントが上記ケーシン
グの内部側でこの支持部材の内端に連結されている。第
１カム要素は、上記支持部材の外端に固定して取り付け
られ、上記ケーシングの外部側に配置され、上記装着構
造から外方へ離間している。第２カム要素は、上記レバ
ーアームの内端に取り付けられ、位置決め機構を付勢す
るためレバーアームが回転する際装着構造に対してかつ
支持部材の長さ方向軸線のまわりに回転できるように装
着構造に装着されている。さらにこの第２カム要素は、
上記ケーシングの外部側で装着構造と第１カム要素との
間に配置され、上記第１カム要素と係合しており、上記
レバーアームを回転することにより位置決め機構を付勢
する際、第２カム要素が回転すると、第１カム要素の半
径方向移動が生じ、そしてそれと共に支持部材（シャフ
ト）およびシュラウドセグメントのロータに近づいたり
遠ざかる半径方向移動が生じ、こうしてシュラウドセグ
メントかロータに対して所定の位置に到達する。また、
位置決め機構は、シャフトの内端に連結され、ケーシン
グの内部側に配置され、シュラウドセグメントを枢動自
在に支持する手段を含む。
び外端とを有し、シュラウドセグメントが上記ケーシン
グの内部側でこの支持部材の内端に連結されている。第
１カム要素は、上記支持部材の外端に固定して取り付け
られ、上記ケーシングの外部側に配置され、上記装着構
造から外方へ離間している。第２カム要素は、上記レバ
ーアームの内端に取り付けられ、位置決め機構を付勢す
るためレバーアームが回転する際装着構造に対してかつ
支持部材の長さ方向軸線のまわりに回転できるように装
着構造に装着されている。さらにこの第２カム要素は、
上記ケーシングの外部側で装着構造と第１カム要素との
間に配置され、上記第１カム要素と係合しており、上記
レバーアームを回転することにより位置決め機構を付勢
する際、第２カム要素が回転すると、第１カム要素の半
径方向移動が生じ、そしてそれと共に支持部材（シャフ
ト）およびシュラウドセグメントのロータに近づいたり
遠ざかる半径方向移動が生じ、こうしてシュラウドセグ
メントかロータに対して所定の位置に到達する。また、
位置決め機構は、シャフトの内端に連結され、ケーシン
グの内部側に配置され、シュラウドセグメントを枢動自
在に支持する手段を含む。
本発明のこれらのまた他の特徴、効果および利点は、当
業者には、図面を参照した以下の発明の具体的な実施例
についての詳細な説明から明らかであろう。
業者には、図面を参照した以下の発明の具体的な実施例
についての詳細な説明から明らかであろう。
実施例の記載
以下の説明においては、一連の図面中の同じ符号は同じ
または対応する部品を示す。また、以下の説明において
、「前」、「後」、「左」、「右」「−Ｌ」、「下Ｊな
どの用語は便宜」二相いた用語であって、限定的な用語
と考えるべきてはない。
または対応する部品を示す。また、以下の説明において
、「前」、「後」、「左」、「右」「−Ｌ」、「下Ｊな
どの用語は便宜」二相いた用語であって、限定的な用語
と考えるべきてはない。
全般
第１図に、この発明を適用できるガスタービンエンジン
を１０で総称して示す。エンジン１０は長さ方向中心線
または軸線Ａのまわりに同軸かつ同心的に配置された環
状ケーシング１２を有する。
を１０で総称して示す。エンジン１０は長さ方向中心線
または軸線Ａのまわりに同軸かつ同心的に配置された環
状ケーシング１２を有する。
エンジン１０はコアガス発生機エンジン１４を含み、そ
のコアエンジン１４は圧縮機１６、燃焼器１８および単
段または多段の高圧タービン２０を、すべてエンジン１
０の長さ方向軸線または中心線へのまわりに同軸的に直
列かつ軸流関係で配置して構成されている。環状駆動シ
ャフト２２が圧縮機１６と高圧タービン２０を剛固に相
互連結している。
のコアエンジン１４は圧縮機１６、燃焼器１８および単
段または多段の高圧タービン２０を、すべてエンジン１
０の長さ方向軸線または中心線へのまわりに同軸的に直
列かつ軸流関係で配置して構成されている。環状駆動シ
ャフト２２が圧縮機１６と高圧タービン２０を剛固に相
互連結している。
コアエンジン１４は燃焼ガスを発生する作用をなす。圧
縮機１６からの圧縮空気を燃焼器１８て燃料と混合し、
点火し、こうして燃焼ガスを発生する。高圧タービン２
０により燃焼ガスから一部の仕事を抽出し、これにより
圧縮機１６を駆動する。燃焼ガスの残りをコアエンジン
１４から低圧動力（パワー）タービン２４に排出する。
縮機１６からの圧縮空気を燃焼器１８て燃料と混合し、
点火し、こうして燃焼ガスを発生する。高圧タービン２
０により燃焼ガスから一部の仕事を抽出し、これにより
圧縮機１６を駆動する。燃焼ガスの残りをコアエンジン
１４から低圧動力（パワー）タービン２４に排出する。
低圧動力タービン２４は環状ドラムロータ２６およびス
テータ２８を含む。ロータ２６は適当な軸受３０により
回転自在に装着され、そこから半径方向外方に延在する
タービンプレートの複数の列３４を軸線方向に間隔をあ
けて備える。ステータ２８はロータ２６の半径方向外方
に配置され、静止ケーシング１２に固着されそこから半
径方向内方に延在するステータベーンの複数の列３６を
偏える。ステータベーン列３６は軸線方向に間隔をあけ
て配置され、タービンプレート列３４と交互になってい
る。ロータ２６は駆動シャフト３８に固着され、差動軸
受３２を介して駆動シャフト２２に相互連結されている
。一方、駆動シャフト３８は前部ブースタロータ３９を
回転駆動する。
テータ２８を含む。ロータ２６は適当な軸受３０により
回転自在に装着され、そこから半径方向外方に延在する
タービンプレートの複数の列３４を軸線方向に間隔をあ
けて備える。ステータ２８はロータ２６の半径方向外方
に配置され、静止ケーシング１２に固着されそこから半
径方向内方に延在するステータベーンの複数の列３６を
偏える。ステータベーン列３６は軸線方向に間隔をあけ
て配置され、タービンプレート列３４と交互になってい
る。ロータ２６は駆動シャフト３８に固着され、差動軸
受３２を介して駆動シャフト２２に相互連結されている
。一方、駆動シャフト３８は前部ブースタロータ３９を
回転駆動する。
前部ブースタロータ３９はブースタ圧縮機４０の一部を
形成するとともに、前部ファンプレート列４１を支持し
、そして前部ファンブレード列４１は静止ケーシング１
２のまわりに複数個のストラットまたは支柱４３（ｉ本
のみ図示）で支持されたナセル４２内に収容されている
。ブースタ圧縮機４０は、ブースタロータ３９に固着さ
れそこから半径方向外方に延在しそれとともに回転する
ブースタブレードの複数の列４４と、静止ケーシング１
２に固着されそこから半径方向内方に延在するブースタ
ステータベーンの複数の列４６とから構成される。ブー
スタブレード列４４およびステータベーン列４６は共に
軸線方向に間隔をあけて、交互になるように配置されて
いる。
形成するとともに、前部ファンプレート列４１を支持し
、そして前部ファンブレード列４１は静止ケーシング１
２のまわりに複数個のストラットまたは支柱４３（ｉ本
のみ図示）で支持されたナセル４２内に収容されている
。ブースタ圧縮機４０は、ブースタロータ３９に固着さ
れそこから半径方向外方に延在しそれとともに回転する
ブースタブレードの複数の列４４と、静止ケーシング１
２に固着されそこから半径方向内方に延在するブースタ
ステータベーンの複数の列４６とから構成される。ブー
スタブレード列４４およびステータベーン列４６は共に
軸線方向に間隔をあけて、交互になるように配置されて
いる。
従来のクリアランス制御装置
第２図、第３図および第４図に従来のクリアランス制御
装置の３つの異なる例を４８で総称して示す。これらの
従来の装置は、カラエキ著「タービンンユラウドの熱応
答の研究Ｊ、１９７９年７月イ寸テクニカル・レポート
ＡＦＡＰＬ−ＴＲ−７９−２０８７（ｒＴｈｅｒｍａｌ
Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ Ｔｕｒｂｉｎｅ ５ｈｒｏｕｄ
５ｔｕｄｙ Ｊ ｂｙ Ｅ、Ｊ、Ｋａｗｅｃｋｉ）の第
８頁および１５頁に開示されている。クリアランスの制
御装置４８は、ガスタービンエンジン、たとえば上述し
たエンジン１０の静止ケーシング５２に結合されたステ
ータベーン５０と回転自在なロータ５６との間のチップ
（先端）クリアランス隙間Ｃ１および／または回転自在
なロータブレード５４とケーシングシュラウド５３との
間の先端クリアランス隙間Ｃ°を変更する作動をなす。
装置の３つの異なる例を４８で総称して示す。これらの
従来の装置は、カラエキ著「タービンンユラウドの熱応
答の研究Ｊ、１９７９年７月イ寸テクニカル・レポート
ＡＦＡＰＬ−ＴＲ−７９−２０８７（ｒＴｈｅｒｍａｌ
Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ Ｔｕｒｂｉｎｅ ５ｈｒｏｕｄ
５ｔｕｄｙ Ｊ ｂｙ Ｅ、Ｊ、Ｋａｗｅｃｋｉ）の第
８頁および１５頁に開示されている。クリアランスの制
御装置４８は、ガスタービンエンジン、たとえば上述し
たエンジン１０の静止ケーシング５２に結合されたステ
ータベーン５０と回転自在なロータ５６との間のチップ
（先端）クリアランス隙間Ｃ１および／または回転自在
なロータブレード５４とケーシングシュラウド５３との
間の先端クリアランス隙間Ｃ°を変更する作動をなす。
第２図の例では、シュラウドセグメント５３はケーシン
グ５２とは別体であり、スクリュ６４の端部にケーシン
グ５２に対して半径方向移動自在にかつロータブレード
５４の先端に近づいたり遠ざかる方向に移動自在に装着
され、両者間のクリアランス隙間Ｃ°を調節できるよう
になっている。
グ５２とは別体であり、スクリュ６４の端部にケーシン
グ５２に対して半径方向移動自在にかつロータブレード
５４の先端に近づいたり遠ざかる方向に移動自在に装着
され、両者間のクリアランス隙間Ｃ°を調節できるよう
になっている。
第３図および第４図の例では、ステータベーン５０かシ
ャンク５８に装着され、そのシャンク５８かケーシング
５２の開口６０内にロータ５６に近づいたり遠ざかる半
径方向移動自在に配置されている。各シャンク５８は、
ケーシング５２に固着された取付具６６にねじ係合され
たスクリュ６４によりレバーアーム６２に連結されてい
る。また連動リング６８は、円周方向に移動すると、レ
バーアーム６２を介してスクリュ６４を回転してクリア
ランス隙間を調節する。クリアランス制御装置４８への
熱膨張の影響を軽減するために、各スクリュ６４のねじ
山７０は正方形断面のものとする。これらの実施例のい
ずれても、シュラウドセグメント５３は静止ケーシング
５２に取り付けられているか、第３図の例ではンユラウ
ドセグメントが静止ケーシングに固定され、第４図の例
では移動自在に取り付けられている。
ャンク５８に装着され、そのシャンク５８かケーシング
５２の開口６０内にロータ５６に近づいたり遠ざかる半
径方向移動自在に配置されている。各シャンク５８は、
ケーシング５２に固着された取付具６６にねじ係合され
たスクリュ６４によりレバーアーム６２に連結されてい
る。また連動リング６８は、円周方向に移動すると、レ
バーアーム６２を介してスクリュ６４を回転してクリア
ランス隙間を調節する。クリアランス制御装置４８への
熱膨張の影響を軽減するために、各スクリュ６４のねじ
山７０は正方形断面のものとする。これらの実施例のい
ずれても、シュラウドセグメント５３は静止ケーシング
５２に取り付けられているか、第３図の例ではンユラウ
ドセグメントが静止ケーシングに固定され、第４図の例
では移動自在に取り付けられている。
なお、第３図の実施例では、クリアランス制御装置４８
はステータベーン５０先端とロータ５６との間のクリア
ランス隙間Ｃを調節する作動をなすか、ロータブレード
５４の先端とシュラウドセグメント５３との間のクリア
ランス隙間Ｃ′を調節できない。しかし、第４図の実施
例では、クリアランス制御装置４８はステータベーン５
０の先端とロータ５６との間のクリアランス隙間Ｃを調
節するたけでなく、それと同時にロータブレード５４の
先端とシュラウドセグメント５３との間のクリアランス
隙間Ｃ° も調節するよう作動する。
はステータベーン５０先端とロータ５６との間のクリア
ランス隙間Ｃを調節する作動をなすか、ロータブレード
５４の先端とシュラウドセグメント５３との間のクリア
ランス隙間Ｃ′を調節できない。しかし、第４図の実施
例では、クリアランス制御装置４８はステータベーン５
０の先端とロータ５６との間のクリアランス隙間Ｃを調
節するたけでなく、それと同時にロータブレード５４の
先端とシュラウドセグメント５３との間のクリアランス
隙間Ｃ° も調節するよう作動する。
この発明のクリアランス制御装置
第５〜９図に、この発明による機械的なりリアランス制
御装置の第１実施態様を７２で総称して示す。この装置
７２は、第１図に示すエンジン１０のような、ロータが
ンユラウドで囲まれた滑らかな外側流路を有し、エンジ
ンの運転範囲全体にわたってロータブレード先端−シュ
ラウド間の作動クリアランスを最小に保つ必要のある、
ガスタービンエンジンのすべての圧縮機およびタービン
ロータに用いるのに有利である。また、クリアランス制
御装置７２は航空機または据置型ガスタービンエンジン
いずれにも適用できる。
御装置の第１実施態様を７２で総称して示す。この装置
７２は、第１図に示すエンジン１０のような、ロータが
ンユラウドで囲まれた滑らかな外側流路を有し、エンジ
ンの運転範囲全体にわたってロータブレード先端−シュ
ラウド間の作動クリアランスを最小に保つ必要のある、
ガスタービンエンジンのすべての圧縮機およびタービン
ロータに用いるのに有利である。また、クリアランス制
御装置７２は航空機または据置型ガスタービンエンジン
いずれにも適用できる。
クリアランス制御装置７２は、静止ケーシング７４と、
そのケーシング７４に静止固定され、そこから半径方向
内方へ延在するステータベーン（図示せず）と交互にな
るようにロータ（図示せず）から半径方向外方へ延在す
る、複数のブレード７６（第５および８図に示す）の外
側先端７６Ａとの間の隙間またはクリアランスＧを制御
する作用をなす。さらに詳しくは、複数のクリアランス
制御装置７２（第５図に１つたけ示す）か、円周方向に
延在する連動リング７８に一緒に連結され、装置７２の
可動部品を作動させて、クリアランスＧをロータブレー
ド先端７６Ａおよび静止ケーシング７４のまわりに３６
０度全体にわたって制御する。
そのケーシング７４に静止固定され、そこから半径方向
内方へ延在するステータベーン（図示せず）と交互にな
るようにロータ（図示せず）から半径方向外方へ延在す
る、複数のブレード７６（第５および８図に示す）の外
側先端７６Ａとの間の隙間またはクリアランスＧを制御
する作用をなす。さらに詳しくは、複数のクリアランス
制御装置７２（第５図に１つたけ示す）か、円周方向に
延在する連動リング７８に一緒に連結され、装置７２の
可動部品を作動させて、クリアランスＧをロータブレー
ド先端７６Ａおよび静止ケーシング７４のまわりに３６
０度全体にわたって制御する。
各クリアランス制御装置７２は、それぞれ細長い円弧状
本体を宵する少なくとも１個の、好ましくは２つ以上の
シュラウドセグメント８０を含む（第８図参照）。これ
らのシュラウドセグメント８０はケーシングシュラウド
の連続した円周方向部分を画定し、ケーシング７４とは
別体でかっケーシング７４から半径方向内方へ離間して
いる。
本体を宵する少なくとも１個の、好ましくは２つ以上の
シュラウドセグメント８０を含む（第８図参照）。これ
らのシュラウドセグメント８０はケーシングシュラウド
の連続した円周方向部分を画定し、ケーシング７４とは
別体でかっケーシング７４から半径方向内方へ離間して
いる。
シュラウドセグメント８０に加えて、各クリアランス制
御装置７２は、ケーシング７４の上に形成した円筒状ボ
ス８２の形態の１対の装着構造と、１つのシュラウドセ
グメント位置決め機構８４と、この位置決め機構８４を
付勢する作用をなすレバーアーム８６の形態の１対の付
勢部材とを含む。
御装置７２は、ケーシング７４の上に形成した円筒状ボ
ス８２の形態の１対の装着構造と、１つのシュラウドセ
グメント位置決め機構８４と、この位置決め機構８４を
付勢する作用をなすレバーアーム８６の形態の１対の付
勢部材とを含む。
装着用ボス８２は、ケーシング７４と一体で、それぞれ
ケーシング７４の外側（または外部）と内側（または内
部）との間に延在する通路８８を画定し、シュラウドセ
グメント８０から半径方向外方へ離間し、ケーシング７
４の外部側から外方へ突出している。装置７２の位置決
め機構８４は、静止ケーシングボス８２で支持され、ン
ユラウトセグメント８０に連結されている。連動リング
７８によりレバーアーム８６（第５図では１つだけか見
える）を回転して、位置決め機構８４を付勢して、シュ
ラウドセグメント８０をロータブレート先端７６Ａに近
づけたり遠ざけたりし、シュラウドセグメント８０とロ
ータブレード先１７６Ａとの間に所望のクリアランスか
確立される、プレート先端に対する所定の位置にンユラ
ウドセグメント８０を到達させる。
ケーシング７４の外側（または外部）と内側（または内
部）との間に延在する通路８８を画定し、シュラウドセ
グメント８０から半径方向外方へ離間し、ケーシング７
４の外部側から外方へ突出している。装置７２の位置決
め機構８４は、静止ケーシングボス８２で支持され、ン
ユラウトセグメント８０に連結されている。連動リング
７８によりレバーアーム８６（第５図では１つだけか見
える）を回転して、位置決め機構８４を付勢して、シュ
ラウドセグメント８０をロータブレート先端７６Ａに近
づけたり遠ざけたりし、シュラウドセグメント８０とロ
ータブレード先１７６Ａとの間に所望のクリアランスか
確立される、プレート先端に対する所定の位置にンユラ
ウドセグメント８０を到達させる。
具体的には、各位置決め機構８４は１対の円周方向に離
間した支持シャフト９０、ンユラウトハン力またはホル
ダ９２、および２対の外側カム要素９４および内側カム
要素９６を含む。各シャフト９０は１つのボス８２に装
着され、エンジンおよびそのロータの中心軸線Ａに対し
て近ついたり遠ざかる半径方向摺動自在にボスの通路８
８に貫通する。支持シャフト９０のボス８２の通路８８
内を貫通する部分は、断面形状が大体円筒形である細長
い中実な棒の形態になっており、半洋方向に延在する長
さ方向軸線Ｒを有する。
間した支持シャフト９０、ンユラウトハン力またはホル
ダ９２、および２対の外側カム要素９４および内側カム
要素９６を含む。各シャフト９０は１つのボス８２に装
着され、エンジンおよびそのロータの中心軸線Ａに対し
て近ついたり遠ざかる半径方向摺動自在にボスの通路８
８に貫通する。支持シャフト９０のボス８２の通路８８
内を貫通する部分は、断面形状が大体円筒形である細長
い中実な棒の形態になっており、半洋方向に延在する長
さ方向軸線Ｒを有する。
クリアランス制御装置７２には、さらに、１対の支承（
ベアリング）部材９８か設けられている。
ベアリング）部材９８か設けられている。
支承部材９８はそれぞれボス８２の内部に嵌合され、ボ
スの通路８８を貫通している。各支承部材９８は、シャ
フト９０と摺動自在に係合した内部支承面を画定する管
状本体９８Ａと、この管状本体９８Ａの互いに反対側の
外端および内端の間で管状本体９８Ａの外部に取り付け
られ、そこから外方へ突出する円周フランジ９８Ｂとを
含む。支承部材９８のフランジ９８Ｂは管状本体９８Ａ
にその内端より外端にずっと近いところで取り付けられ
ている。したがって、フランジ９８Ｂは対応する１つの
ボス８２の外端８２Ａの上に着座し、本体９８Ａの外端
部分９８Ｃがボス８２およびフランジ９８Ｂから突出す
る。フランジ９８Ｂおよび外端部分９８Ｃは、ケーシン
グ７４の外部側で露出され、そこに画定する外部支承面
が装置７２の対応する１つの付勢用レバーアーム８６の
内端８６Ａに係合し、それを回転自在に支持する。
スの通路８８を貫通している。各支承部材９８は、シャ
フト９０と摺動自在に係合した内部支承面を画定する管
状本体９８Ａと、この管状本体９８Ａの互いに反対側の
外端および内端の間で管状本体９８Ａの外部に取り付け
られ、そこから外方へ突出する円周フランジ９８Ｂとを
含む。支承部材９８のフランジ９８Ｂは管状本体９８Ａ
にその内端より外端にずっと近いところで取り付けられ
ている。したがって、フランジ９８Ｂは対応する１つの
ボス８２の外端８２Ａの上に着座し、本体９８Ａの外端
部分９８Ｃがボス８２およびフランジ９８Ｂから突出す
る。フランジ９８Ｂおよび外端部分９８Ｃは、ケーシン
グ７４の外部側で露出され、そこに画定する外部支承面
が装置７２の対応する１つの付勢用レバーアーム８６の
内端８６Ａに係合し、それを回転自在に支持する。
位置決め機構８４のシュラウドホルダ９２はケーシング
７４の内部側で、シュラウドセグメント３０に隣接して
配置されている。シュラウドホルダ９２は細長い円弧形
状の本体からなり、このホルダ本体はシャフト９０の内
端９０Ａ間に延在し、両端で枢軸ビン１００によりシャ
フト９０の内端９０Ａに枢動自在に連結されている。枢
軸ビン１００はシャフトの内端９０Ａに形成された横方
向穴１０２を貫通している。シュラウドホルダ９２には
１対の円周方向に延在する溝１０４が軸線方向に間隔を
あけて設けられている。これらの溝１０４は、第５およ
び８図かられかるように、互いに向かい合い、シュラウ
ドセグメント８０を、その長さ方向に離間したエツジ部
分でかつ端部同士を間隔をあけて突き合わせたタンデム
関係にて、摺動自在に収容し、着脱自在に保持する。シ
ュラウドセグメント８０の隣り合う端部同士の間の狭い
空間と、一方のシャフト内端の穴１０２の１つのだ円形
断面形状とにより、シュラウドセグメント８０が半径方
向に移動してロータブレード先端７６Ａに近づいたり遠
ざかる際の、複数のシュラウドセグメント８０が形成す
るシュラウドの円周の変化を吸収する。なお、第８およ
び９図から、２つの隣接するシュラウドホルダ９２が１
つのシャフト９０を共有していることがわかる。
７４の内部側で、シュラウドセグメント３０に隣接して
配置されている。シュラウドホルダ９２は細長い円弧形
状の本体からなり、このホルダ本体はシャフト９０の内
端９０Ａ間に延在し、両端で枢軸ビン１００によりシャ
フト９０の内端９０Ａに枢動自在に連結されている。枢
軸ビン１００はシャフトの内端９０Ａに形成された横方
向穴１０２を貫通している。シュラウドホルダ９２には
１対の円周方向に延在する溝１０４が軸線方向に間隔を
あけて設けられている。これらの溝１０４は、第５およ
び８図かられかるように、互いに向かい合い、シュラウ
ドセグメント８０を、その長さ方向に離間したエツジ部
分でかつ端部同士を間隔をあけて突き合わせたタンデム
関係にて、摺動自在に収容し、着脱自在に保持する。シ
ュラウドセグメント８０の隣り合う端部同士の間の狭い
空間と、一方のシャフト内端の穴１０２の１つのだ円形
断面形状とにより、シュラウドセグメント８０が半径方
向に移動してロータブレード先端７６Ａに近づいたり遠
ざかる際の、複数のシュラウドセグメント８０が形成す
るシュラウドの円周の変化を吸収する。なお、第８およ
び９図から、２つの隣接するシュラウドホルダ９２が１
つのシャフト９０を共有していることがわかる。
位置決め機構８４の各外側カム要素９４は環状ワッシャ
９４の形態であり、この環状ワッシャ９４の内側にらせ
ん状カム面９４Ａか画定されている。第６図かられかる
ように、ワッシャ９４にはＤ形量口９４Ｂも設けられ、
ここに相捕的なり形断面を有するシャフト９０の外端９
０Ｂが挿入される。ワッシャ開口９４Ｂおよびシャフト
外端９０Ｂをこのような形状とすることにより、ワッシ
ャ９４とシャフト９０間の相対回転を防止する。
９４の形態であり、この環状ワッシャ９４の内側にらせ
ん状カム面９４Ａか画定されている。第６図かられかる
ように、ワッシャ９４にはＤ形量口９４Ｂも設けられ、
ここに相捕的なり形断面を有するシャフト９０の外端９
０Ｂが挿入される。ワッシャ開口９４Ｂおよびシャフト
外端９０Ｂをこのような形状とすることにより、ワッシ
ャ９４とシャフト９０間の相対回転を防止する。
シャフト９０の外端９０Ｂおよびワッシャ９４は、ケー
シング７４の外部側に配置され、ボス８２の外端８２Ａ
から外方へ離間している。
シング７４の外部側に配置され、ボス８２の外端８２Ａ
から外方へ離間している。
レバーアーム８５の内端８６Ａは、ボス８２の外端８２
Ａに着座した支承部材９８のフランジ９８Ｂとワンシャ
９４との間にはさまれている。レバーアーム８６の内端
８６Ａには円形の穴８６Ｂがあけられ（第７図）、この
穴８６Ｂにシャフト９０および支承部材９８の外端部分
９８Ｇが貫通して、レバーアーム８６かその内端８６Ａ
でシャフト９０の長さ方向軸１ｉ１Ｈのまわりを回転す
るようになっている。内側カム要素９６は、レバーアー
ム８６の内端８６Ａの外側に画定されたらせん状カム面
９６Ａを有し、このカム面９６Ａはワッシャ９４上のカ
ム面と相捕的な形状になっており、相互に係合している
。したがって、レバーアーム８６が回転して内側カム要
素９６が回転すると、外側カムワッシャ９４が、またそ
れに伴って支持シャフト９０およびシュラウドホルダ９
２が半径方向に移動し、したかってシュラウドセグメン
ト８０がロータブレード先端７６Ａに近づいたり遠ざか
るよう半径方向に移動する。
Ａに着座した支承部材９８のフランジ９８Ｂとワンシャ
９４との間にはさまれている。レバーアーム８６の内端
８６Ａには円形の穴８６Ｂがあけられ（第７図）、この
穴８６Ｂにシャフト９０および支承部材９８の外端部分
９８Ｇが貫通して、レバーアーム８６かその内端８６Ａ
でシャフト９０の長さ方向軸１ｉ１Ｈのまわりを回転す
るようになっている。内側カム要素９６は、レバーアー
ム８６の内端８６Ａの外側に画定されたらせん状カム面
９６Ａを有し、このカム面９６Ａはワッシャ９４上のカ
ム面と相捕的な形状になっており、相互に係合している
。したがって、レバーアーム８６が回転して内側カム要
素９６が回転すると、外側カムワッシャ９４が、またそ
れに伴って支持シャフト９０およびシュラウドホルダ９
２が半径方向に移動し、したかってシュラウドセグメン
ト８０がロータブレード先端７６Ａに近づいたり遠ざか
るよう半径方向に移動する。
そのほかに、位置決め機構８４は１対のロックナツト１
０６を含む。第５図かられかるように、各ナツト１０６
はシャフト９０の外端のおねじ部分にねじ係合されてい
る。ロックナツト１０６は、シャフト９０の内端９０Ｂ
に着脱自在に取り付けられた外側カムワッシャ９４を押
える。また、位置決め機構８４にはばね部材１０８が設
けられている。各ばね部材１０８は各ボス８２の外端８
２Ａに取り付けられ、シャフト９０の先端をまたぎ、シ
ャフト先端に形成された溝１１０に係合し、こうして外
側カム要素９４を内側カム要素９６に向かってバイアス
して両者の係合を維持する。エンジン１０の運転中は、
冷却空気の圧力かシュラウドセグメント８０を内方に押
圧した状態に保つ。
０６を含む。第５図かられかるように、各ナツト１０６
はシャフト９０の外端のおねじ部分にねじ係合されてい
る。ロックナツト１０６は、シャフト９０の内端９０Ｂ
に着脱自在に取り付けられた外側カムワッシャ９４を押
える。また、位置決め機構８４にはばね部材１０８が設
けられている。各ばね部材１０８は各ボス８２の外端８
２Ａに取り付けられ、シャフト９０の先端をまたぎ、シ
ャフト先端に形成された溝１１０に係合し、こうして外
側カム要素９４を内側カム要素９６に向かってバイアス
して両者の係合を維持する。エンジン１０の運転中は、
冷却空気の圧力かシュラウドセグメント８０を内方に押
圧した状態に保つ。
この結果、カム要素の衝合面も密着状態に保たれる。エ
ンジンか動いていないときには、カム面は多少開きがち
である。この傾向が望ましくなければ、ばね部材１０８
を用いてカム面を互いに密着させておくことかできる。
ンジンか動いていないときには、カム面は多少開きがち
である。この傾向が望ましくなければ、ばね部材１０８
を用いてカム面を互いに密着させておくことかできる。
以上まとめると、複数のクリアランス制御装置７２の位
置決め機構８４は、連動リング７８に一緒に連結され、
シュラウドセグメント８０を半径方向にロータブレード
先端７６Ａに対して近づいたり遠ざかる方へ移動し、シ
ュラウドセグメント８０とロータブレード先１７６Ａと
の間に所望のクリアランス（第５および８図の隙間Ｇ）
を設定する、ロータ（図示せず）に対する所定の位置に
シュラウドセグメント８０を到達させるように、作動す
る。さらに、位置決め機構８４はンユラウトセグメント
８０を所定の位置に保持して、連動リング７８の回転終
了後にもシュラウドセグメントとロータブレード先端と
の間に所望のクリアランスを維持する。ばね部＋（ｉ０
８は、シャフト９０の半径方向位置にかかわりなく、シ
ャフト９０を介してシュラウドセグメント８０に内向き
のパイアスカをかけ続け、カム面同士の密着係合を確保
すると共に、これらの部品の振動やがたつきを防市する
。
置決め機構８４は、連動リング７８に一緒に連結され、
シュラウドセグメント８０を半径方向にロータブレード
先端７６Ａに対して近づいたり遠ざかる方へ移動し、シ
ュラウドセグメント８０とロータブレード先１７６Ａと
の間に所望のクリアランス（第５および８図の隙間Ｇ）
を設定する、ロータ（図示せず）に対する所定の位置に
シュラウドセグメント８０を到達させるように、作動す
る。さらに、位置決め機構８４はンユラウトセグメント
８０を所定の位置に保持して、連動リング７８の回転終
了後にもシュラウドセグメントとロータブレード先端と
の間に所望のクリアランスを維持する。ばね部＋（ｉ０
８は、シャフト９０の半径方向位置にかかわりなく、シ
ャフト９０を介してシュラウドセグメント８０に内向き
のパイアスカをかけ続け、カム面同士の密着係合を確保
すると共に、これらの部品の振動やがたつきを防市する
。
位置決め機構８４を上述した構成とすれは、第５図から
れかるように、レバーアーム８６の長さ、連動リング７
８の軍１γおよびカム面の半径の関係を、連動リング７
８を所定の円周方向短！移動することにより作り出され
る、シャフト９０およびシュラウドセグメント８０の半
径方向移動の二に関して、大きな機械的利点を生む関係
とすることかできる。たとえは、連動リンクの移動とン
ユラウドセグメントの移動との比を１５０対１とするこ
とができ、シュラウドセグメントの半径方向移動をレバ
ー／連動リングの移動に対して比較的鈍感にすることが
できる。
れかるように、レバーアーム８６の長さ、連動リング７
８の軍１γおよびカム面の半径の関係を、連動リング７
８を所定の円周方向短！移動することにより作り出され
る、シャフト９０およびシュラウドセグメント８０の半
径方向移動の二に関して、大きな機械的利点を生む関係
とすることかできる。たとえは、連動リンクの移動とン
ユラウドセグメントの移動との比を１５０対１とするこ
とができ、シュラウドセグメントの半径方向移動をレバ
ー／連動リングの移動に対して比較的鈍感にすることが
できる。
ケーシング外部から外方へ突出する位置決め機構８４の
全体的輪郭を小さくするために、連動リング７８の半径
を小さくシ、レバーアーム８６の長さを短くし、ボス８
２の高さを低くしたい場合には、この発明の範囲内でこ
れらの変更を補償するいくつかの修正を行なうことかで
き、これについて以下に説明する。
全体的輪郭を小さくするために、連動リング７８の半径
を小さくシ、レバーアーム８６の長さを短くし、ボス８
２の高さを低くしたい場合には、この発明の範囲内でこ
れらの変更を補償するいくつかの修正を行なうことかで
き、これについて以下に説明する。
第１０および１１図に、位置決め機構８４の第２の実施
例としてボスの背の低い設計を示す。この実施例は、上
述した第５〜９図に示した、ホスの背の高い設計の第１
実施例と比較して、僅かに変更した形態をとっている。
例としてボスの背の低い設計を示す。この実施例は、上
述した第５〜９図に示した、ホスの背の高い設計の第１
実施例と比較して、僅かに変更した形態をとっている。
装置７２の第２実施例の女史箇所だけを説明する。簡単
に述べると、ケーシングボス８２の高さを著しく短くし
、連動リング７８の半径を小さくし、レバーアーム８６
を短くしたので、連動リング７８はケーシングフランジ
１１２に抵触しない。具体的には、この例では、支承部
材９８のフランジ９８Ｂが管状本体９８Ａの外端および
内端からほぼ等距離に位置する。外側カム要素９４およ
び内側カム要素９６の直径を拡大して、内側カム要素９
６の円弧状移動行程を増加し、こうして第２実施例での
連動リング７８の半径およびレバーアーム９６の長さが
減少していることによる、連動リング７８およびレバー
アーム９６の回転円弧の不足を補なう。レバーアーム８
６の長さを短くしたにもかがわらす、これらの変更で機
械的に有利な比か維持される。
に述べると、ケーシングボス８２の高さを著しく短くし
、連動リング７８の半径を小さくし、レバーアーム８６
を短くしたので、連動リング７８はケーシングフランジ
１１２に抵触しない。具体的には、この例では、支承部
材９８のフランジ９８Ｂが管状本体９８Ａの外端および
内端からほぼ等距離に位置する。外側カム要素９４およ
び内側カム要素９６の直径を拡大して、内側カム要素９
６の円弧状移動行程を増加し、こうして第２実施例での
連動リング７８の半径およびレバーアーム９６の長さが
減少していることによる、連動リング７８およびレバー
アーム９６の回転円弧の不足を補なう。レバーアーム８
６の長さを短くしたにもかがわらす、これらの変更で機
械的に有利な比か維持される。
外側カムワッシャ９４およびロックナツト１０６の形状
は、このボスの背の低い設計における位置決め機構８４
の全体的輪郭を低くてきるように、変更しである。
は、このボスの背の低い設計における位置決め機構８４
の全体的輪郭を低くてきるように、変更しである。
通常のロータクリアランス・センサ（図示せず）を用い
て、実際のロータブレード先端−シュラウドクリアラン
スを検知することができ、信号を制御装置に送ると、制
御装置がアクチュエータを付勢して連動リング７８を回
転させ、クリアランスを上述した態様で変える。クリア
ランスセンサおよびその構成要素はこの発明の一部を構
成しないので、その詳しい説明は不要である。
て、実際のロータブレード先端−シュラウドクリアラン
スを検知することができ、信号を制御装置に送ると、制
御装置がアクチュエータを付勢して連動リング７８を回
転させ、クリアランスを上述した態様で変える。クリア
ランスセンサおよびその構成要素はこの発明の一部を構
成しないので、その詳しい説明は不要である。
この発明の構成およびその効果は上述の説明から明らか
である。この発明の要旨を逸脱することなく、またその
重要な利点を犠牲にすることなく、構成部品の形状、構
成および配置を種々に変更することができ、上述した形
態は発明の好適な例示にすぎないと理解すべきである。
である。この発明の要旨を逸脱することなく、またその
重要な利点を犠牲にすることなく、構成部品の形状、構
成および配置を種々に変更することができ、上述した形
態は発明の好適な例示にすぎないと理解すべきである。
第１図はガスタービンエンジンの概略図、第２図はロー
タブレード先端とステータケーシング・シュラウドとの
間のクリアランスを制御する従来の機械的装置の軸線方
向断面図、第３図はロータとステータベーン先端との間
のクリアランスを制御する従来の機械的装置の軸線方向
断面図、 第４図はロータブレード先端とステータケーシング・シ
ュラウドとの間のクリアランスおよびロータとステータ
ベーン先端との間のクリアランスを制御する従来の機械
的装置の軸線方向断面図、第５図はこの発明のブレード
先端クリアランス制御装置の第１実施例の軸線方向断面
図、第６図は第５図の６−６線方向に見たカムワンシャ
の内側平面図、 第７図は第５図の７−７線方向に見た装置の付勢アーム
および支承ブッシングの上面図およびホルダシャフトの
断面図、 第８図は第５図の８−８線方向に見た装置の横方向断面
図、 第９図は第８図の９−９線方向に見た装置の上面図、 第１０図はこの発明のブレード先端クリアランス制御装
置の第２実施例の軸線方向断面図、そして 第１１図は第１０図の１１−１１線方向に見た装置の付
勢アーム、カムワッシャおよび取付ナツトの上面図であ
る。 主な符号の説明 Ａ・・エンジン中心軸線、１０・・・エンジン、１２・
・・ケーシング、７２・・・クリアランス制御装置、７
４・・・静止ケーシング、７６・・・ロータブレード、
７６Ａ・・・先端、７８・・・連動リング、８０・・・
シュラウドセグメント、８２・・・ボス、８２Ａ・・・
外端、８４・・・位置決め機構、８６・・・レバーアー
ム、８６Ａ・・・内端、８６Ｂ・・・穴、８８・・・通
路、９０・・・支持シャフト、９０Ａ・・・内端、９０
Ｂ・・・外端、９２・・・シュラウドホルダ、９４・・
・外側カム要素（ワッシャ）、９６・・・内側カム要素
、９８・・・支承部材、９８Ａ・・本体、９８Ｂ・・・
フランジ、９８Ｃ・・・外端部分、１００・・・ビン、
１０２・・・穴、１０６−ロックナツト。
タブレード先端とステータケーシング・シュラウドとの
間のクリアランスを制御する従来の機械的装置の軸線方
向断面図、第３図はロータとステータベーン先端との間
のクリアランスを制御する従来の機械的装置の軸線方向
断面図、 第４図はロータブレード先端とステータケーシング・シ
ュラウドとの間のクリアランスおよびロータとステータ
ベーン先端との間のクリアランスを制御する従来の機械
的装置の軸線方向断面図、第５図はこの発明のブレード
先端クリアランス制御装置の第１実施例の軸線方向断面
図、第６図は第５図の６−６線方向に見たカムワンシャ
の内側平面図、 第７図は第５図の７−７線方向に見た装置の付勢アーム
および支承ブッシングの上面図およびホルダシャフトの
断面図、 第８図は第５図の８−８線方向に見た装置の横方向断面
図、 第９図は第８図の９−９線方向に見た装置の上面図、 第１０図はこの発明のブレード先端クリアランス制御装
置の第２実施例の軸線方向断面図、そして 第１１図は第１０図の１１−１１線方向に見た装置の付
勢アーム、カムワッシャおよび取付ナツトの上面図であ
る。 主な符号の説明 Ａ・・エンジン中心軸線、１０・・・エンジン、１２・
・・ケーシング、７２・・・クリアランス制御装置、７
４・・・静止ケーシング、７６・・・ロータブレード、
７６Ａ・・・先端、７８・・・連動リング、８０・・・
シュラウドセグメント、８２・・・ボス、８２Ａ・・・
外端、８４・・・位置決め機構、８６・・・レバーアー
ム、８６Ａ・・・内端、８６Ｂ・・・穴、８８・・・通
路、９０・・・支持シャフト、９０Ａ・・・内端、９０
Ｂ・・・外端、９２・・・シュラウドホルダ、９４・・
・外側カム要素（ワッシャ）、９６・・・内側カム要素
、９８・・・支承部材、９８Ａ・・本体、９８Ｂ・・・
フランジ、９８Ｃ・・・外端部分、１００・・・ビン、
１０２・・・穴、１０６−ロックナツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、中心軸線および外側に先端のあるブレードの列を有
する回転可能なロータと、このロータと同心関係に配置
された、シュラウドを有する静止ケーシングとを備える
ガスタービンエンジンに用いられ、ロータブレード先端
とケーシングシュラウドとの間のクリアランスを制御す
る装置において、 （ａ）シュラウドセグメントが上記ケーシングシュラウ
ドの円周方向の１部分を画定し、上記ケーシングとは別
体で、かつケーシングから半径方向内方へ離間しており
、 （ｂ）少なくとも１つの装着構造が上記静止ケーシング
の上に設けられ、ケーシングの外部側と内部側の間に通
路を画定し、上記シュラウドセグメントから半径方向外
方へ離間しており、（ｃ）シュラウドセグメント位置決
め機構が上記装着構造により支持され、上記シュラウド
セグメントに連結され、この位置決め機構は、上記シュ
ラウドセグメントを上記ロータブレード先端に対して近
づけたり遠ざけたりして、上記シュラウドセグメントと
ロータブレード先端との間に所望のクリアランスを確立
する、ロータブレード先端に対する位置に移動するよう
に付勢でき、（ｄ）付勢部材が上記位置決め機構を付勢
するように回転でき、 （ｅ）上記位置決め機構は（ｉ）支持部材と、（ｉｉ）
第１カム要素と、（ｉｉｉ）第２カム要素とを含み、 （ｉ）支持部材は上記装着構造により画定 された通路内に、装着構造に対してかつ上記ロータ軸線
に近づいたり遠ざかる半径方向移動自在に装着され、こ
の支持部材は長さ方向軸線と互いに反対側の内端および
外端とを有し、上記シュラウドセグメントが上記ケーシ
ングの内部側で上記支持部材の内端に連結され、 （ｉｉ）第１カム要素は、上記支持部材の外端に取り付
けられ、上記ケーシングの外部側に配置され、上記装着
構造から外方へ離間しており、（ｉｉｉ）第２カム要素
は、上記付勢部材の内端に取り付けられ、上記付勢部材
が回転する際装着構造に対してかつ支持部材の長さ方向
軸線のまわりに回転できるように装着構造に装着され、
さらにこの第２カム要素は、上記ケーシングの外部側で
装着構造と第１カム要素との間に配置され、上記第１カ
ムと係合しており、上記付勢部材の回転により第２カム
要素が回転すると、第１カム要素の半径方向移動が生じ
、そしてそれと共に支持部材およびシュラウドセグメン
トの上記ロータブレード先端に近づいたり遠ざかる半径
方向移動が生じるクリアランス制御装置。 ２、上記装着構造が上記ケーシングに形成され、通路を
画定し、ケーシングの外部側から突出する円筒形ボスで
あり、 上記支持部材がこのボスの通路を貫通する円筒形シャフ
トである請求項１に記載の装置。 ３、上記位置決め機構がさらに、上記支持部材の内端に
連結されたシュラウドホルダを含み、このシュラウドホ
ルダには円周方向に延在する溝が軸線方向に間隔をあけ
て設けられ、これらの溝がシュラウドセグメントをその
長さ方向エッジ部分で摺動自在に収容し保持する請求項
２に記載の装置。 ４、さらに上記装着構造に嵌合しており、その通路を貫
通する支承部材を含み、この支承部材は、上記支持部材
と摺動自在に係合する内部支承面を画定する管状本体と
、管状本体にその互いに反対側の外端および内端の間の
位置で取り付けられ、そこから外方へ突出する円周フラ
ンジとを含み、このフランジは上記装着構造の外端に着
座し、したがって上記管状本体の外端が上記装着構造か
ら突出し、フランジおよび本体外端が上記ケーシングの
外部側に露出し、それぞれ外部支承面を画定し、これら
の外部支承面は上記付勢部材の内端と係合しかつ内端を
回転自在に支持する請求項１に記載の装置。 ５、上記支承部材のフランジが管状本体にその内端より
外端に著しく近い位置で取り付けられている請求項４に
記載の装置。 ６、上記支承部材のフランジが管状本体にその外端およ
び内端からほぼ等距離の位置で取り付けられている請求
項４に記載の装置。 ７、上記位置決め機構がさらに、上記装着構造に取り付
けられたばね部材を含み、このばね部材は上記支持部材
の外端と係合して上記第１カム要素を上記第２カム要素
に向かってバイアスし両者の係合を維持する請求項１に
記載の装置。 ８、上記位置決め機構がさらに、上記支持部材の外端に
着脱自在に取り付けられ、上記支持部材の外端に着脱自
在に取り付けられた第１カム要素を保持するロック要素
を含む請求項１に記載の装置。 ９、上記第１カム要素が、上記支持部材の外端に着脱自
在に取り付けられた環状ワッシャであり、このワッシャ
の内側にらせん状カム面が画定された請求項１に記載の
装置。 １０、上記第２カム要素が、上記付勢部材の内端の外側
に画定されたらせん状カム面で、上記ワッシャのカム面
と係合する請求項９に記載の装置。 １１、中心軸線および外側に先端のあるブレードの列を
有する回転可能なロータと、このロータと同心関係に配
置された、シュラウドを有する静止ケーシングとを備え
るガスタービンエンジンに用いられ、ロータブレード先
端とケーシングシュラウドとの間のクリアランスを制御
する装置において、 （ａ）シュラウドセグメントが上記ケーシングシュラウ
ドの円周方向の１部分を画定し、上記ケーシングとは別
体で、かつケーシングから半径方向内方へ離間しており
、 （ｂ）１対の装着構造が上記静止ケーシングの上に円周
方向に間隔をあけて設けられ、ケーシングの外部側と内
部側の間に通路を画定し、上記シュラウドセグメントか
ら半径方向外方へ離間しており、 （ｃ）シュラウドセグメント位置決め機構が上記装着構
造により支持され、上記シュラウドセグメントに連結さ
れ、この位置決め機構は、上記シュラウドセグメントを
上記ロータブレード先端に対して近づけたり遠ざけたり
して、上記シュラウドセグメントとロータブレード先端
との間に所望のクリアランスを確立する、ロータブレー
ド先端に対する位置に移動するように付勢でき、（ｄ）
１対の付勢部材がそれぞれ上記位置決め機構を付勢する
ように回転でき、 （ｅ）上記位置決め機構はそれぞれ（ｉ）１対の支持部
材と、（ｉｉ）シュラウドホルダと、（ｉｉｉ）１対の
第１カム要素と、（ｉｖ）１対の第２カム要素とを含み
、 （ｉ）１対の支持部材は円周方向に間隔を あけて配置され、それぞれ対応する上記装着構造により
画定された通路内に、装着構造に対してかつ上記ロータ
軸線に近づいたり遠ざかる半径方向移動自在に装着され
、この支持部材は長さ方向軸線と互いに反対側の内端お
よび外端とを有し、（ｉｉ）シュラウドホルダは上記支
持部材の内端間に延在しかつ両端で支持部材の内端に枢
動自在に連結され、このシュラウドホルダはシュラウド
セグメントを上記ケーシングの内部側で着脱自在に保持
し、 （ｉｉｉ）１対の第１カム要素はそれぞれ、対応する上
記支持部材の外端に取り付けられ、上記ケーシングの外
部側に配置され、対応する上記装着構造から外方へ離間
しており、 （ｉｖ）１対の第２カム要素はそれぞれ、対応する上記
付勢部材の内端に取り付けられ、上記付勢部材が回転す
る際装着構造に対してかつ支持部材の長さ方向軸線のま
わりに回転できるように装着構造に装着され、さらにこ
れらの第２カム要素は、上記ケーシングの外部側で装着
構造と第１カム要素との間に配置され、上記第１カム要
素と係合しており、上記付勢部材の回転により第２カム
要素が回転すると、第１カム要素の半径方向移動が生じ
、そしてそれと共に支持部材およびシュラウドセグメン
トの上記ロータブレード先端に近づいたり遠ざかる半径
方向移動が生じるクリアランス制御装置。 １２、上記シュラウドホルダには１対の円周方向に延在
する溝が軸線方向に間隔をあけてかつ互いに向かい合っ
て設けられ、これらの溝がシュラウドセグメントをその
長さ方向エッジ部分で摺動自在に収容し保持する請求項
１１に記載の装置。 １３、上記位置決め機構がさらに、上記シュラウドホル
ダの反対側端部それぞれを対応する上記支持部材に枢動
自在に連結する１対の細長いピンを含む請求項１１に記
載の装置。 １４、上記装着構造それぞれが上記ケーシングに形成さ
れ、通路を画定し、ケーシングの外部側から突出する円
筒形ボスであり、 上記支持部材それぞれが対応するボスの通路を貫通する
円筒形シャフトである請求項１１に記載の装置。 １５、さらに対応する上記装着構造に嵌合しており、そ
の通路を貫通する１対の支承部材を含み、この支承部材
はそれぞれ、対応する上記支持部材と摺動自在に係合す
る内部支承面を画定する管状本体と、管状本体にその互
いに反対側の外端および内端の間の位置で取り付けられ
、そこから外方へ突出する円周フランジとを含み、この
フランジは上記装着構造の外端に着座し、したがって上
記管状本体の外端が上記装着構造から突出し、フランジ
および本体外端が上記ケーシングの外部側に露出し、そ
れぞれ外部支承面を画定し、これらの外部支承面は対応
する上記付勢部材の内端と係合しかつ内端を回転自在に
支持する請求項１１に記載の装置。 １６、上記支承部材のフランジが管状本体にその内端よ
り外端に著しく近い位置で取り付けられている請求項１
５に記載の装置。 １７、上記支承部材のフランジが管状本体にその外端お
よび内端からほぼ等距離の位置で取り付けられている請
求項１５に記載の装置。 １８、上記位置決め機構がさらに、対応する上記装着構
造に取り付けられた１対のばね部材を含み、このばね部
材それぞれは対応する上記支持部材の外端と係合して上
記第１カム要素を上記第２カム要素に向かってバイアス
し両者の係合を維持する請求項１１に記載の装置。 １９、上記位置決め機構がさらに、対応する上記支持部
材の外端に着脱自在に取り付けられ、上記支持部材の外
端に着脱自在に取り付けられた第１カム要素を保持する
１対のロック要素を含む請求項１１に記載の装置。 ２０、上記第１カム要素それぞれが、対応する上記支持
部材の外端に着脱自在に取り付けられた環状ワッシャで
あり、このワッシャの内側にらせん状カム面が画定され
た請求項１１に記載の装置。 ２１、上記第２カム要素それぞれが、対応する上記付勢
部材の内端の外側に画定されたらせん状カム面で、上記
ワッシャのカム面と係合する請求項２０に記載の装置。
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| GB2099515A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-08 | Rolls Royce | Shroud clearance control on a gas turbine engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5049033A (en) | 1991-09-17 |
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| IT9021704A0 (it) | 1990-10-11 |
| CA2027389A1 (en) | 1991-08-21 |
| IT9021704A1 (it) | 1992-04-11 |
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