JPH04284105A - ウインデイジ・シールド - Google Patents
ウインデイジ・シールドInfo
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- JPH04284105A JPH04284105A JP3292003A JP29200391A JPH04284105A JP H04284105 A JPH04284105 A JP H04284105A JP 3292003 A JP3292003 A JP 3292003A JP 29200391 A JP29200391 A JP 29200391A JP H04284105 A JPH04284105 A JP H04284105A
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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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
- F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
-
- 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
- F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05B2260/301—Retaining bolts or nuts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/97—Reducing windage losses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
- F16B2200/50—Flanged connections
- F16B2200/506—Flanged connections bolted or riveted
-
- 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
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S411/00—Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
- Y10S411/91—Antitamper means
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンエンジンに
関し、特に、流体流路内の突出物と関連する温度上昇を
最少にする改良ウインデイジ（伴風）シールドに関する
。
関し、特に、流体流路内の突出物と関連する温度上昇を
最少にする改良ウインデイジ（伴風）シールドに関する
。
【０００２】
【従来の技術】本発明の譲受人（本件出願人）に譲渡さ
れた米国特許第４１９０３９７号にはガスタービンエン
ジンにおけるウインデイジ・シールドの必要性と用法が
詳述されている。特に、この引用特許では、エンジンの
効率を比較的高いタービン入口温度でのエンジン運転能
力と直接関係するものとして示し得ることが指摘されて
いる。すなわち、タービン使用温度を高くする必要があ
るので、冷却空気をエンジンの様々な構成部に供給して
、構成部が熱応力による破損なしに高温で作用し得るよ
うにしなければならない。冷却空気をこれらの構成部に
構成部使用温度を下げるのに有効な温度で供給するため
に、冷却空気をエンジンの圧縮機部から抽出し様々な流
路によりタービン部に導く。冷却空気はこれらの流路を
通流する際に仕事すなわちエネルギーを加えられるので
、冷却空気の温度が上昇する。冷却空気流のエネルギー
にかなりの影響を与えるものとわかっている機素は、タ
ービンの様々な部分の結合に利用するナットとボルト頭
部である。これらのナットとボルト頭部は冷却空気流路
内に突出しており「抗力」を発生するので、冷却空気は
さらに多くのエネルギーを受けるように速度を変える。 前述の米国特許には、従来のウインデイジ・シールドよ
りガスタービンエンジンの性能を高くするウインデイジ
・シールドが記載されている。この引例のウインデイジ
・シールドは、流体流路内に突出しているボルト止めフ
ランジ結合部に特に有用であり、このような結合部のフ
ランジは流体流路内に頭部をもつボルトにより合体して
いる。前記引例のウインデイジ・シールドは、ボルト頭
部と最も上流側のフランジとの間に捕捉された概してＬ
形輪郭の連続リングからなる。シールドの捕捉されたフ
ランジ部分に複数の周方向に相隔たるスロットがフライ
ス削りにより設けられ、Ｄ形ボルト頭部を受入れるよう
に形成されている。これらのボルト頭部はシールドの捕
捉された上流部分と同じ平面をなすように設けられ、従
って、開いた接近孔と突出ボルトを無くする。Ｄ形ボル
ト頭部とそれを受入れる形のスロットとの組合せはボル
トにトルクをかける手段となる。Ｌ形シールドの筒形部
は合体フランジの下流に延在しそしてボルト結合部のナ
ット側を通り越しており、従って冷却空気をナットを通
り越すように導いてナットによる減速を最少にする。
れた米国特許第４１９０３９７号にはガスタービンエン
ジンにおけるウインデイジ・シールドの必要性と用法が
詳述されている。特に、この引用特許では、エンジンの
効率を比較的高いタービン入口温度でのエンジン運転能
力と直接関係するものとして示し得ることが指摘されて
いる。すなわち、タービン使用温度を高くする必要があ
るので、冷却空気をエンジンの様々な構成部に供給して
、構成部が熱応力による破損なしに高温で作用し得るよ
うにしなければならない。冷却空気をこれらの構成部に
構成部使用温度を下げるのに有効な温度で供給するため
に、冷却空気をエンジンの圧縮機部から抽出し様々な流
路によりタービン部に導く。冷却空気はこれらの流路を
通流する際に仕事すなわちエネルギーを加えられるので
、冷却空気の温度が上昇する。冷却空気流のエネルギー
にかなりの影響を与えるものとわかっている機素は、タ
ービンの様々な部分の結合に利用するナットとボルト頭
部である。これらのナットとボルト頭部は冷却空気流路
内に突出しており「抗力」を発生するので、冷却空気は
さらに多くのエネルギーを受けるように速度を変える。 前述の米国特許には、従来のウインデイジ・シールドよ
りガスタービンエンジンの性能を高くするウインデイジ
・シールドが記載されている。この引例のウインデイジ
・シールドは、流体流路内に突出しているボルト止めフ
ランジ結合部に特に有用であり、このような結合部のフ
ランジは流体流路内に頭部をもつボルトにより合体して
いる。前記引例のウインデイジ・シールドは、ボルト頭
部と最も上流側のフランジとの間に捕捉された概してＬ
形輪郭の連続リングからなる。シールドの捕捉されたフ
ランジ部分に複数の周方向に相隔たるスロットがフライ
ス削りにより設けられ、Ｄ形ボルト頭部を受入れるよう
に形成されている。これらのボルト頭部はシールドの捕
捉された上流部分と同じ平面をなすように設けられ、従
って、開いた接近孔と突出ボルトを無くする。Ｄ形ボル
ト頭部とそれを受入れる形のスロットとの組合せはボル
トにトルクをかける手段となる。Ｌ形シールドの筒形部
は合体フランジの下流に延在しそしてボルト結合部のナ
ット側を通り越しており、従って冷却空気をナットを通
り越すように導いてナットによる減速を最少にする。
【０００３】前述の米国特許第４１９０３９７号に記載
の発明はガスタービンエンジンの流体流路内のウインデ
イジ（伴風）効果を減らす効果があるが、この引用特許
に記載のウインデイジ・シールドでは、複数の成形スロ
ットを流体流路に面するウインデイジ・シールドの表面
に機械加工する必要があり、また、ボルトの頭部をシー
ルドの精密機械加工スロット内にはめ込む必要がある。 さらに、上記引用特許のウインデイジ・シールドはＬ形
断面を有し、その一部分は流体流路内の流体流の方向と
平行に延在する。これは主流体流をボルト止めフランジ
の反対側でボルト頭部を通り越すように導くためである
。しかし、この延在部分は２次循環流体場によるボルト
頭部上の流れを除去しない。従って、次のようなウイン
デイジ・シールド、すなわち、流体流路内に延在せず、
そして特殊設計のボルト頭部と、各ボルト頭部を受入れ
る複数の精密機械加工スロットとを必要とせず、さらに
２次流体流に対処し得るウインデイジ・シールドを設け
ることが望ましい。
の発明はガスタービンエンジンの流体流路内のウインデ
イジ（伴風）効果を減らす効果があるが、この引用特許
に記載のウインデイジ・シールドでは、複数の成形スロ
ットを流体流路に面するウインデイジ・シールドの表面
に機械加工する必要があり、また、ボルトの頭部をシー
ルドの精密機械加工スロット内にはめ込む必要がある。 さらに、上記引用特許のウインデイジ・シールドはＬ形
断面を有し、その一部分は流体流路内の流体流の方向と
平行に延在する。これは主流体流をボルト止めフランジ
の反対側でボルト頭部を通り越すように導くためである
。しかし、この延在部分は２次循環流体場によるボルト
頭部上の流れを除去しない。従って、次のようなウイン
デイジ・シールド、すなわち、流体流路内に延在せず、
そして特殊設計のボルト頭部と、各ボルト頭部を受入れ
る複数の精密機械加工スロットとを必要とせず、さらに
２次流体流に対処し得るウインデイジ・シールドを設け
ることが望ましい。
【０００４】
【発明の目的】従って、本発明の主目的は、突出物、特
に、冷却流体流路内のフランジ結合部と関連するナット
とボルトの突出部による冷却流体流の温度上昇を最少に
するためにガスタービンエンジン内で用いる改良ウイン
デイジ・シールドを提供することである。
に、冷却流体流路内のフランジ結合部と関連するナット
とボルトの突出部による冷却流体流の温度上昇を最少に
するためにガスタービンエンジン内で用いる改良ウイン
デイジ・シールドを提供することである。
【０００５】
【発明の概要】上記および他の目的と利点は、流体流路
内に突出しているボルト頭部とナットとを有するボルト
頭部・フランジ結合部とともに用いる改良ウインデイジ
・シールドで達成される。本発明のシールドは実質的に
長方形断面の連続リングからなり、このリングの第１表
面に複数の周方向に相隔たる弧状溝が形成される。これ
らの溝は、リングをボルト頭部に被着しそしてボルト頭
部をリングの溝に入れることができるように配設される
。複数の穴がリングを貫通するように形成され、隣合う
弧状溝間の位置に配列される。各穴はリングの溝を有す
る側と反対の外側に皿もみ部（ｃｏｕｎｔｅｒｓｕｎｋ
ｐｏｒｔｉｏｎ ）を有する。リングをボルト頭部上
に保持するために、フランジを結合するボルトの少なく
とも幾本かをリングの穴に挿通する。リングを貫通する
ボルトは頭部が皿もみ部内にはめ込まれ、ボルト頭部の
上端面はリングの外面と同じ平面内にある。好ましくは
、皿もみ部はボルト頭部の周囲とぴったりはまり合い、
流体流路内に露出して流れを乱すおそれのある空洞の面
積を最少にする。リングは、ボルト頭部上の使用位置に
置かれた時、リングの溝を形成した下面がフランジとぴ
ったり接触しそしてリングの一縁もフランジを取付けた
環状部材と当接するように設計される。この特徴により
、流体はウインデイジ・シールドの下を通らなくなり、
また流体が環状部材とウインデイジ・シールドとの間に
入る可能性を最少にする。所望に応じ、ウインデイジ・
シールドの両縁のどちらかにテ−パを付けて空力特性を
良くし得る。
内に突出しているボルト頭部とナットとを有するボルト
頭部・フランジ結合部とともに用いる改良ウインデイジ
・シールドで達成される。本発明のシールドは実質的に
長方形断面の連続リングからなり、このリングの第１表
面に複数の周方向に相隔たる弧状溝が形成される。これ
らの溝は、リングをボルト頭部に被着しそしてボルト頭
部をリングの溝に入れることができるように配設される
。複数の穴がリングを貫通するように形成され、隣合う
弧状溝間の位置に配列される。各穴はリングの溝を有す
る側と反対の外側に皿もみ部（ｃｏｕｎｔｅｒｓｕｎｋ
ｐｏｒｔｉｏｎ ）を有する。リングをボルト頭部上
に保持するために、フランジを結合するボルトの少なく
とも幾本かをリングの穴に挿通する。リングを貫通する
ボルトは頭部が皿もみ部内にはめ込まれ、ボルト頭部の
上端面はリングの外面と同じ平面内にある。好ましくは
、皿もみ部はボルト頭部の周囲とぴったりはまり合い、
流体流路内に露出して流れを乱すおそれのある空洞の面
積を最少にする。リングは、ボルト頭部上の使用位置に
置かれた時、リングの溝を形成した下面がフランジとぴ
ったり接触しそしてリングの一縁もフランジを取付けた
環状部材と当接するように設計される。この特徴により
、流体はウインデイジ・シールドの下を通らなくなり、
また流体が環状部材とウインデイジ・シールドとの間に
入る可能性を最少にする。所望に応じ、ウインデイジ・
シールドの両縁のどちらかにテ−パを付けて空力特性を
良くし得る。
【０００６】本発明は添付図面と関連する以下の詳述に
よりさらに良く理解されよう。
よりさらに良く理解されよう。
【０００７】
【実施例の記載】添付図面の全図を通じて同符号は同要
素を表す。図１は総体的に符号１０で表したガスタービ
ンエンジンの概略を示す。エンジン１０は、空気入口１
４を形成するケーシング１２と、静翼２０の列と交互に
配置された動翼１８の列を有する圧縮機ロータ１６とを
含み、静翼２０は外端がハウジング１２の内面に取付け
られている。圧縮機１６の下流端には１列の圧縮機出口
案内羽根（ＯＧＶ）２２があり、そのあとに、総体的に
２４で表した環状ディフューザ通路または圧縮機吐出し
通路が続いている。ディフューザ通路２４から圧縮空気
が放出されて燃焼器２６に入り、そこから高温燃焼生成
物がタービン２８を通過してそれを駆動し、タービン２
８はガスタービンエンジンの通常の仕方で軸３０を介し
て圧縮機１６を駆動する。次いで、高温ガス流はノズル
３２から噴射されエンジンの推進力を発生する。
素を表す。図１は総体的に符号１０で表したガスタービ
ンエンジンの概略を示す。エンジン１０は、空気入口１
４を形成するケーシング１２と、静翼２０の列と交互に
配置された動翼１８の列を有する圧縮機ロータ１６とを
含み、静翼２０は外端がハウジング１２の内面に取付け
られている。圧縮機１６の下流端には１列の圧縮機出口
案内羽根（ＯＧＶ）２２があり、そのあとに、総体的に
２４で表した環状ディフューザ通路または圧縮機吐出し
通路が続いている。ディフューザ通路２４から圧縮空気
が放出されて燃焼器２６に入り、そこから高温燃焼生成
物がタービン２８を通過してそれを駆動し、タービン２
８はガスタービンエンジンの通常の仕方で軸３０を介し
て圧縮機１６を駆動する。次いで、高温ガス流はノズル
３２から噴射されエンジンの推進力を発生する。
【０００８】以上の説明はガスタービンエンジンの代表
的な説明であり、それを限定するものではない。以下の
説明からただちに明らかとなるように、本発明は任意の
ガスタービンエンジンに適用できるものであり、ターボ
ジェット型のエンジンに限定されない。例えば、本発明
は、当業者に明らかなようにガスターボファン型のエン
ジンと、先進混合サイクルエンジンとに適用可能である
。従って、図１に示したエンジンの上記の説明は１種の
適用を例示するものに過ぎない。
的な説明であり、それを限定するものではない。以下の
説明からただちに明らかとなるように、本発明は任意の
ガスタービンエンジンに適用できるものであり、ターボ
ジェット型のエンジンに限定されない。例えば、本発明
は、当業者に明らかなようにガスターボファン型のエン
ジンと、先進混合サイクルエンジンとに適用可能である
。従って、図１に示したエンジンの上記の説明は１種の
適用を例示するものに過ぎない。
【０００９】図２に示すように、ディフューザ２４は１
対の同心の内壁３４と外壁３６からなり、両壁は下流方
向に末広でありそして出口案内羽根２２の段と一体に形
成されている。ディフューザ外側フレーム３８とディフ
ューザ内側フレーム４０が、出口案内羽根２２を上流の
圧縮機１６と下流の燃焼器２６との間の適所に図示のよ
うに支持している。前述のように、ガスタービンエンジ
ンのタービン部は、通例、圧縮機により圧縮される空気
により冷却される。この冷却空気は圧縮機流路４２から
動翼１８の最終段と出口案内羽根２２との間の環状間隙
４４を経て抽出され、その後、円錐台形ロータ部材４６
に沿って通路４８に流入する。冷却空気流量は圧縮機吐
出し圧力（ＣＤＰ）シール５０により規制され、シール
５０は回転シール部５２と静止シール部５４とからなる
。ＣＤＰ静止シール部５４はディフューザ内側フレーム
４０と関連し、そして過度のシール摩耗の場合に交換で
きるように形成されている。この静止シール部は、はち
の巣シール材５８を図示のように段状に接着した剛性シ
ール支持体５６からなる。ＣＤＰ静止シール部５４は、
半径方向内方に延在するフランジ６０、６２をボルトで
結合することにより、またシール支持体５６とディフュ
ーザ内側フレーム４０との間の６４、６６で示す箇所で
の接触により、ディフューザ内側フレーム４０に支持さ
れている。ＣＤＰ回転シール部５２は図示のように円錐
台形圧縮機ロータ部材４６と軸３０との間に保持されて
おり、軸方向に相隔たる複数の環状ラビリンスシール歯
６８を含んでいる。これらの歯ははちの巣シール材５８
に近接するように延在する。所望流量の冷却空気流を確
保ししかもエンジンの総合性能の低下を最少にするため
に、シール５０はラビリンスシール歯６８と静止はちの
巣シール材５８との間の動間隙を最小にして作用するよ
うに設計される。この最小間隙は矢印で示すようにシー
ルを通る空気の温度上昇を引起こすので、シールを出る
空気はその有用冷却能力の一部を既に失った状態で、軸
３０とディフューザ内側フレーム４０との間の環状通路
７０に入り、そこから当該技術において周知の態様でタ
ービンに通される。
対の同心の内壁３４と外壁３６からなり、両壁は下流方
向に末広でありそして出口案内羽根２２の段と一体に形
成されている。ディフューザ外側フレーム３８とディフ
ューザ内側フレーム４０が、出口案内羽根２２を上流の
圧縮機１６と下流の燃焼器２６との間の適所に図示のよ
うに支持している。前述のように、ガスタービンエンジ
ンのタービン部は、通例、圧縮機により圧縮される空気
により冷却される。この冷却空気は圧縮機流路４２から
動翼１８の最終段と出口案内羽根２２との間の環状間隙
４４を経て抽出され、その後、円錐台形ロータ部材４６
に沿って通路４８に流入する。冷却空気流量は圧縮機吐
出し圧力（ＣＤＰ）シール５０により規制され、シール
５０は回転シール部５２と静止シール部５４とからなる
。ＣＤＰ静止シール部５４はディフューザ内側フレーム
４０と関連し、そして過度のシール摩耗の場合に交換で
きるように形成されている。この静止シール部は、はち
の巣シール材５８を図示のように段状に接着した剛性シ
ール支持体５６からなる。ＣＤＰ静止シール部５４は、
半径方向内方に延在するフランジ６０、６２をボルトで
結合することにより、またシール支持体５６とディフュ
ーザ内側フレーム４０との間の６４、６６で示す箇所で
の接触により、ディフューザ内側フレーム４０に支持さ
れている。ＣＤＰ回転シール部５２は図示のように円錐
台形圧縮機ロータ部材４６と軸３０との間に保持されて
おり、軸方向に相隔たる複数の環状ラビリンスシール歯
６８を含んでいる。これらの歯ははちの巣シール材５８
に近接するように延在する。所望流量の冷却空気流を確
保ししかもエンジンの総合性能の低下を最少にするため
に、シール５０はラビリンスシール歯６８と静止はちの
巣シール材５８との間の動間隙を最小にして作用するよ
うに設計される。この最小間隙は矢印で示すようにシー
ルを通る空気の温度上昇を引起こすので、シールを出る
空気はその有用冷却能力の一部を既に失った状態で、軸
３０とディフューザ内側フレーム４０との間の環状通路
７０に入り、そこから当該技術において周知の態様でタ
ービンに通される。
【００１０】前述の米国特許第４１９０３９７号による
ウインデイジ・シールド８４が、ボルト８７の変形ボル
ト頭部８６と上流側フランジ６０との間に捕捉された概
してＬ形輪郭の連続リング（周方向分割形でもよい）か
らなるものとして示されている。捕捉された部分８８に
、概してＤ形輪郭のフライス削りされたスロット９０の
形態をなす複数の周方向に相隔たる凹み部が設けられて
いる。変形ボルト頭部８６はフライス削りスロットと同
様の輪郭をもち、スロット内にはめ込まれ固定されるよ
うになっているので、ボルトはフライス削りスロットの
側部により回り止めされる。ボルト頭部の厚さとスロッ
トの深さは同程度であるので、ボルト頭部はスロット内
に平らに装着され、従って、シールドの捕捉された上流
側面における周囲面部とほぼ平らな境界面をなし、こう
して、開いた接近孔と上流に突出するボルト頭部８６と
を無くする。Ｌ形シールド８４の筒形部９２は合体フラ
ンジ６０、６２の下流に延在しそしてボルト結合部の下
流ナット側を通り越しており、従って冷却空気流をナッ
ト７４を通り越すように導いて、ナットによる冷却空気
の乱れを最少にする。筒形部９２の長さはナット７４を
通り越す流れを案内するに十分であればよく、そして筒
形部９２は、９４で示すように、通路７０に入る流れの
拡散と転向をもたらすように形成され得る。被捕捉部８
８と筒形部９２との間の遷移部は大転向半径部９６を含
むものとして示されており、ウインデイジ損失をさらに
減らす。筒形部９２は３６０度の筒であるから、部片間
の間隙も存在しない。
ウインデイジ・シールド８４が、ボルト８７の変形ボル
ト頭部８６と上流側フランジ６０との間に捕捉された概
してＬ形輪郭の連続リング（周方向分割形でもよい）か
らなるものとして示されている。捕捉された部分８８に
、概してＤ形輪郭のフライス削りされたスロット９０の
形態をなす複数の周方向に相隔たる凹み部が設けられて
いる。変形ボルト頭部８６はフライス削りスロットと同
様の輪郭をもち、スロット内にはめ込まれ固定されるよ
うになっているので、ボルトはフライス削りスロットの
側部により回り止めされる。ボルト頭部の厚さとスロッ
トの深さは同程度であるので、ボルト頭部はスロット内
に平らに装着され、従って、シールドの捕捉された上流
側面における周囲面部とほぼ平らな境界面をなし、こう
して、開いた接近孔と上流に突出するボルト頭部８６と
を無くする。Ｌ形シールド８４の筒形部９２は合体フラ
ンジ６０、６２の下流に延在しそしてボルト結合部の下
流ナット側を通り越しており、従って冷却空気流をナッ
ト７４を通り越すように導いて、ナットによる冷却空気
の乱れを最少にする。筒形部９２の長さはナット７４を
通り越す流れを案内するに十分であればよく、そして筒
形部９２は、９４で示すように、通路７０に入る流れの
拡散と転向をもたらすように形成され得る。被捕捉部８
８と筒形部９２との間の遷移部は大転向半径部９６を含
むものとして示されており、ウインデイジ損失をさらに
減らす。筒形部９２は３６０度の筒であるから、部片間
の間隙も存在しない。
【００１１】前述のウインデイジ・シールドは他のシー
ルドより改良されたものであるが、ガスタービンエンジ
ンの効率を高める必要が存続するので、さらに良好な特
性をもつシールド、特に、循環流路または２次流路に改
良流れ特性をもたらすシールドが必要である。図３と図
４は本発明の教示によるウインデイジ・シールド１００
の斜視図である。詳述すると、シールド１００は実質的
に長方形の断面をもつ環状リングからなり、複数の周方
向に相隔たる弧状溝１０２が第１表面すなわち内面１０
４に形成されている。溝１０２はボルト頭部８６の少な
くとも幾つかとはまり合ってそれらを覆うように配設さ
れている。ただし、ボルト頭部を特殊形状に変える必要
はない。各対の隣合う溝１０２間に穴１０６があり、ボ
ルト８７の軸部を通すのに充分な直径を有する。各穴１
０６は、溝１０２を形成した第１表面とは反対側のシー
ルドの第２側面または表面１１０に皿もみ部１０８を有
する。皿もみ部１０８は、フランジ６０への装着時にボ
ルト頭部８６の上端面が表面１１０と同じ平面内にある
ように充分な深さを有する。各皿もみ部１０８の直径は
ボルト頭部とほぼ同じで、開いた空洞部を極めて小さく
する。しかし、皿もみ部１０８の直径は、標準のボルト
頭部を締付けるためのソケットの受入れにちょうど足り
る大きさにしてもよい。あるいは、皿もみ部は、止め座
金または特殊適合形状体により締付け中のボルトを拘束
することによりボルト頭部と緊密にはまるように形成さ
れ得る。
ルドより改良されたものであるが、ガスタービンエンジ
ンの効率を高める必要が存続するので、さらに良好な特
性をもつシールド、特に、循環流路または２次流路に改
良流れ特性をもたらすシールドが必要である。図３と図
４は本発明の教示によるウインデイジ・シールド１００
の斜視図である。詳述すると、シールド１００は実質的
に長方形の断面をもつ環状リングからなり、複数の周方
向に相隔たる弧状溝１０２が第１表面すなわち内面１０
４に形成されている。溝１０２はボルト頭部８６の少な
くとも幾つかとはまり合ってそれらを覆うように配設さ
れている。ただし、ボルト頭部を特殊形状に変える必要
はない。各対の隣合う溝１０２間に穴１０６があり、ボ
ルト８７の軸部を通すのに充分な直径を有する。各穴１
０６は、溝１０２を形成した第１表面とは反対側のシー
ルドの第２側面または表面１１０に皿もみ部１０８を有
する。皿もみ部１０８は、フランジ６０への装着時にボ
ルト頭部８６の上端面が表面１１０と同じ平面内にある
ように充分な深さを有する。各皿もみ部１０８の直径は
ボルト頭部とほぼ同じで、開いた空洞部を極めて小さく
する。しかし、皿もみ部１０８の直径は、標準のボルト
頭部を締付けるためのソケットの受入れにちょうど足り
る大きさにしてもよい。あるいは、皿もみ部は、止め座
金または特殊適合形状体により締付け中のボルトを拘束
することによりボルト頭部と緊密にはまるように形成さ
れ得る。
【００１２】図５は図２と同様の簡略断面図であり、装
着したウインデイジ・シールド１００を示す。主流体流
路が矢印１１２で示されそして２次循環流体流路が矢印
１１４で示されている。ボルト頭部８６は溝１０２内に
はまっており、外面１１０が２次流の滑らかな流路にな
っている。内面１０４はフランジ６２に密着し、また一
縁部１１６が環状部材４０に当接している。縁部１１６
は、図示のように隆起頭部をもつように形成されるか、
または、部材４０と係合して空洞の形成を防止するのに
適する任意の他の形状を有し得る。
着したウインデイジ・シールド１００を示す。主流体流
路が矢印１１２で示されそして２次循環流体流路が矢印
１１４で示されている。ボルト頭部８６は溝１０２内に
はまっており、外面１１０が２次流の滑らかな流路にな
っている。内面１０４はフランジ６２に密着し、また一
縁部１１６が環状部材４０に当接している。縁部１１６
は、図示のように隆起頭部をもつように形成されるか、
または、部材４０と係合して空洞の形成を防止するのに
適する任意の他の形状を有し得る。
【００１３】従来、回転構造体に近接した静止ボルト接
合部における露出ボルト頭部は、主として流体流路内の
高速特定物質による壊食から保護されるようにシールド
すなわち遮蔽手段を設けられた。これらの保護シールド
から発展したウインデイジ・シールドは、シールド内に
存在し得る漏流路を均等に除去するものではなかった。 このような漏流路により冷却空気がシールド内かつボル
ト頭部上を再循環して冷却空気の接線速度成分を引き下
げる。一般に、この過程が起こるのは、シールド周囲の
再循環空気が最終的に主流体流内に戻るように漏れるか
らで、その結果冷却空気の温度が上昇する。この温度上
昇は、再循環空気になされる仕事が上述の接線速度を上
げて主流体流の接線速度まで戻す結果である。本発明は
、ガスタービンエンジン内のフランジの結合に用いるボ
ルトの大部分を完全に覆うような溝を片側に設けた全周
シールドを提供する。同時に、フランジを結合するボル
トの選定した少数本がシールドをフランジに取付けるた
めに用いられる。シールドを取付けるボルトの頭部は、
冷却流体の再循環を許容しない全体的に行き止まりの受
け穴にはめ込まれる。こうした受け口または皿もみ部は
、ボルト頭部がシールドと同じ平面をなすように設計さ
れ、これにより比較的滑らかな表面を呈して抗力を最少
にする。図５に示すように、シールドは、フランジおよ
びエンジンの隣接構造体との全ての境界において緊密な
はめ合いを保つ。図２に示した従来のシールドと比べれ
ばわかるように、再循環流路は、主流体流路の下流側に
あるボルトまたはナットにより影響されるとともに、矢
印１１２で示した主流体流の滑らかな流路の設定を助長
するように設けたＬ形フランジの延長部９２によって影
響される。図５に示すような本発明の実施例では、前方
フランジの延長部が除去されており、そしてフランジ６
２の底部は前方シールドの底部および後方シールドの底
部と同等に延在するように形成されている。
合部における露出ボルト頭部は、主として流体流路内の
高速特定物質による壊食から保護されるようにシールド
すなわち遮蔽手段を設けられた。これらの保護シールド
から発展したウインデイジ・シールドは、シールド内に
存在し得る漏流路を均等に除去するものではなかった。 このような漏流路により冷却空気がシールド内かつボル
ト頭部上を再循環して冷却空気の接線速度成分を引き下
げる。一般に、この過程が起こるのは、シールド周囲の
再循環空気が最終的に主流体流内に戻るように漏れるか
らで、その結果冷却空気の温度が上昇する。この温度上
昇は、再循環空気になされる仕事が上述の接線速度を上
げて主流体流の接線速度まで戻す結果である。本発明は
、ガスタービンエンジン内のフランジの結合に用いるボ
ルトの大部分を完全に覆うような溝を片側に設けた全周
シールドを提供する。同時に、フランジを結合するボル
トの選定した少数本がシールドをフランジに取付けるた
めに用いられる。シールドを取付けるボルトの頭部は、
冷却流体の再循環を許容しない全体的に行き止まりの受
け穴にはめ込まれる。こうした受け口または皿もみ部は
、ボルト頭部がシールドと同じ平面をなすように設計さ
れ、これにより比較的滑らかな表面を呈して抗力を最少
にする。図５に示すように、シールドは、フランジおよ
びエンジンの隣接構造体との全ての境界において緊密な
はめ合いを保つ。図２に示した従来のシールドと比べれ
ばわかるように、再循環流路は、主流体流路の下流側に
あるボルトまたはナットにより影響されるとともに、矢
印１１２で示した主流体流の滑らかな流路の設定を助長
するように設けたＬ形フランジの延長部９２によって影
響される。図５に示すような本発明の実施例では、前方
フランジの延長部が除去されており、そしてフランジ６
２の底部は前方シールドの底部および後方シールドの底
部と同等に延在するように形成されている。
【００１４】以上、本発明の好適実施例と考えられるも
のを説明したが、もちろん本発明の範囲内で様々な改変
が可能である。
のを説明したが、もちろん本発明の範囲内で様々な改変
が可能である。
【図１】本発明を利用し得るガスタービンエンジンの部
分断面図である。
分断面図である。
【図２】先行技術によるウインデイジ・シールドの使用
を示す。
を示す。
【図３】本発明によるウインデイジ・シールドの下側す
なわち第１側面の斜視図である。
なわち第１側面の斜視図である。
【図４】本発明によるウインデイジ・シールドの外側す
なわち第２側面の斜視図である。
なわち第２側面の斜視図である。
【図５】線５−５に沿う図３のウインデイジ・シールド
の断面図である。
の断面図である。
４０ ディフューザ内側フレーム
６２ フランジ
８６ ボルト頭部
１００ ウインデイジ・シールド
１０２ 弧状溝
１０４ 第１側面（内面）
１０６ 穴
１０８ 皿もみ部
１１０ 第２側面（外面）
Claims (6)
- 【請求項１】 ガスタービンエンジン内の流体流路内
にそれぞれの一部分が延在するような複数の周方向に相
隔たる締結具に沿って流れる流体によって発生する流体
抗力を減らすために前記流体流路内で用いるウインデイ
ジ・シールドであって、第１側面に第１複数の周方向に
相隔たる弧状開口を設けた環状部材を含み、前記開口は
前記締結具の前記流体流路内に延在するそれぞれの部分
の少なくとも幾つかを受入れるように配置され、前記シ
ールドはさらに第２複数の周方向に相隔たる穴を有し、
これらの穴の少なくとも一つが各対の隣合う前記開口間
に配置され、各穴は前記第１側面とは反対側の前記シー
ルドの第２側面に皿もみ部を有し、各穴は前記シールド
を前記流体流路内に延在する前記締結具部分の前記の少
なくとも幾つかに被着するための頭付き締結具を受入れ
る、各頭付き締結具の頭部が前記皿もみ部内において前
記シールドの前記第２側面とほぼ同じ平面をなし、前記
シールドの前記第２側面は前記流体流路に対して実質的
に連続する表面を呈してウインデイジ加熱を最少にする
ウインデイジ・シールド。 - 【請求項２】 前記の相隔たる締結具は環状フランジ
の一表面を貫通して同面の外に延在し、そして前記シー
ルドの前記第１側面は前記フランジの前記表面と密封状
に係合するように形成されて両面間の流体流を阻止する
、請求項１記載のウインデイジ・シールド。 - 【請求項３】 前記シールドの前記第２側面の少なく
とも一つの環状縁部にテ−パを付けて該縁部による流体
抗力を減らすようにした請求項２記載ののウインデイジ
・シールド。 - 【請求項４】 前記穴の前記皿もみ部を前記頭付き締
結具の対応頭部の周囲と緩くはめ合わせた請求項２記載
のウインデイジ・シールド。 - 【請求項５】 前記フランジは、前記ガスタービンエ
ンジンのほぼ軸方向に向けられた環状部材から半径方向
に延在し、前記シールドの一縁が前記環状部材と接触す
るように延在して前記環状部材と前記シールドとの間の
流体流を阻止する、請求項２記載のウインデイジ・シー
ルド。 - 【請求項６】 流体流路の一境界を画成するように端
と端を当接させて配向した１対の環状部材の各々が両環
状部材を互いに結合するためにそれぞれの当接端部に半
径方向延在フランジを有し、両フランジは複数の周方向
に相隔たるボルトにより結合され、各ボルトは前記流体
流路内に突出した頭部とナットを有するような両環状部
材と共に用いるウインデイジ・シールドであって、環状
リングからなり、この環状リングは複数の周方向に相隔
たる弧状溝を形成した第１表面を有し、各溝は前記リン
グが対応フランジと接するように配置された時予め選定
した数のボルト頭部を受入れるように形成され、前記リ
ングはまた前記第１表面とは反対側に第２表面を有し、
この第２表面は前記リングを貫通して前記第１表面に達
する複数の穴を有し、各穴は前記弧状溝の隣合う１対の
溝間に配設され、各穴は前記第２表面に皿もみ部を有し
、前記シールドは、前記ボルトの少なくとも幾本かを前
記穴に通してそれらのボルト頭部を前記皿もみ部内には
め込むことにより前記フランジに取付けられ、前記ボル
トの前記の少なくとも幾本かの各々の上端面が前記第２
表面と同じ平面内にあり、そして前記ボルト頭部のうち
の他のものが前記リングの前記第１表面の前記弧状溝内
に収容されるウインデイジ・シールド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/600,792 US5090865A (en) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | Windage shield |
| US600,792 | 1990-10-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04284105A true JPH04284105A (ja) | 1992-10-08 |
| JPH0778363B2 JPH0778363B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=24405064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3292003A Expired - Fee Related JPH0778363B2 (ja) | 1990-10-22 | 1991-10-14 | ウインデイジ・シールド |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5090865A (ja) |
| EP (1) | EP0482791B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0778363B2 (ja) |
| CA (1) | CA2048800C (ja) |
| DE (1) | DE69118098T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5745512A (en) * | 1993-04-30 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Tunable lasers based on absorbers in standing waves |
| JP2006083858A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | General Electric Co <Ge> | スワールが強化されたターボ機械用空気力学的ファスナシールド |
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| US5259725A (en) * | 1992-10-19 | 1993-11-09 | General Electric Company | Gas turbine engine and method of assembling same |
| US5991765A (en) * | 1997-05-06 | 1999-11-23 | Birdstep Technology As | System and method for storing and manipulating data in an information handling system |
| US6558114B1 (en) | 2000-09-29 | 2003-05-06 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine with baffle reducing hot gas ingress into interstage disc cavity |
| US6761034B2 (en) * | 2000-12-08 | 2004-07-13 | General Electroc Company | Structural cover for gas turbine engine bolted flanges |
| US6612809B2 (en) * | 2001-11-28 | 2003-09-02 | General Electric Company | Thermally compliant discourager seal |
| FR2861129A1 (fr) * | 2003-10-21 | 2005-04-22 | Snecma Moteurs | Dispositif de joint a labyrinthe pour moteur a turbine a gaz |
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| US7704038B2 (en) * | 2006-11-28 | 2010-04-27 | General Electric Company | Method and apparatus to facilitate reducing losses in turbine engines |
| GB2489727B (en) | 2011-04-07 | 2013-07-10 | Rolls Royce Plc | Windage shield |
| FR2981122B1 (fr) * | 2011-10-06 | 2014-04-25 | Snecma | Dispositif de protection pour tole de fermeture de carter d'echappement d'un turboreacteur |
| US9567908B2 (en) | 2012-04-27 | 2017-02-14 | General Electric Company | Mitigating vortex pumping effect upstream of oil seal |
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| FR2991385B1 (fr) * | 2012-06-05 | 2017-04-28 | Snecma | Contre-plaque, et turbomachine comprenant une contre-plaque |
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| DE102013220455A1 (de) | 2013-10-10 | 2015-04-16 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Gasturbinentriebwerk mit Kühlluftringkammer |
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1990
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1991
- 1991-08-08 CA CA002048800A patent/CA2048800C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-09 DE DE69118098T patent/DE69118098T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-09 EP EP91309275A patent/EP0482791B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-14 JP JP3292003A patent/JPH0778363B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CA2048800C (en) | 2001-09-25 |
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| EP0482791A1 (en) | 1992-04-29 |
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