JPH0792002B2 - ガスタービンエンジン支柱用のダンパアセンブリ - Google Patents
ガスタービンエンジン支柱用のダンパアセンブリInfo
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- JPH0792002B2 JPH0792002B2 JP4285782A JP28578292A JPH0792002B2 JP H0792002 B2 JPH0792002 B2 JP H0792002B2 JP 4285782 A JP4285782 A JP 4285782A JP 28578292 A JP28578292 A JP 28578292A JP H0792002 B2 JPH0792002 B2 JP H0792002B2
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Classifications
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- 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
- F01D25/04—Antivibration arrangements
-
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- F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
における中空支柱用のダンパに関し、特に、ガスタービ
ンエンジンにおける支柱用の着脱自在で改造に用い得る
ガスタービンエンジン支柱用のダンパアセンブリに関す
る。尚、米国政府は、米国空軍省によって与えられた契
約第Ｆ３３６５７−８４Ｃ−２０１１号に基づいて本発
明における権利を有する。
における中空支柱用のダンパに関し、特に、ガスタービ
ンエンジンにおける支柱用の着脱自在で改造に用い得る
ガスタービンエンジン支柱用のダンパアセンブリに関す
る。尚、米国政府は、米国空軍省によって与えられた契
約第Ｆ３３６５７−８４Ｃ−２０１１号に基づいて本発
明における権利を有する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンの一種として、遷
音速ガスタービンエンジンとして知られるエンジンがあ
る。このような遷音速エンジンは、例えば、遷音速又は
超音速で動作し得るターボファン型のものである。遷音
速エンジンは通例、フロントフレームとファンとを含ん
でおり、フロントフレームの前端は所定の空気流を通す
寸法の入口を形成している。ファンはフロントフレーム
の直後にあって、入口空気流を圧縮する。ファンの下流
にはコアエンジンが設けられており、コアエンジンは圧
縮空気と混合した燃料を燃焼して燃焼ガスを発生し、燃
焼ガスの排出によりエンジンの推進力が得られる。
音速ガスタービンエンジンとして知られるエンジンがあ
る。このような遷音速エンジンは、例えば、遷音速又は
超音速で動作し得るターボファン型のものである。遷音
速エンジンは通例、フロントフレームとファンとを含ん
でおり、フロントフレームの前端は所定の空気流を通す
寸法の入口を形成している。ファンはフロントフレーム
の直後にあって、入口空気流を圧縮する。ファンの下流
にはコアエンジンが設けられており、コアエンジンは圧
縮空気と混合した燃料を燃焼して燃焼ガスを発生し、燃
焼ガスの排出によりエンジンの推進力が得られる。
【０００３】フロントフレームは通例、鋳造外側筒形ケ
ース又はシュラウドと、内側周方向支持体又はハブリン
グと、外側筒形ケースと内側周方向ハブリングとの間に
配置されており周方向に相隔たっていると共に半径方向
外向きに延在している複数の固定支柱とを含んでいる。
内部支柱補強材が支柱壁の座屈に抗するべく、支柱の両
壁間に一般に配置されている。ファンは通例、ファンロ
ータを含んでおり、ファンロータは少なくとも１つの列
又は段を成している複数の動翼アセンブリを回転させ
る。ファンの組立て又は使用中に、動翼アセンブリ内又
は相互間に物理的変化が生ずる可能性がある。例えば、
ロータの周囲の動翼アセンブリの間隔に周方向変動が生
じ得る。更に、動翼アセンブリの前縁に切欠き又は鈍化
が起こるおそれがある。ファン動翼が遷音速又は超音速
で動作するとき、ファンの第１段動翼アセンブリの物理
的変化が、「多重純音」として知られる空気流圧力パル
ス又は変動を引き起こす。これらの多重純音は前方に進
んで支柱をその固有振動数で励振する。この純音励振は
広い振動数範囲にわたって生ずる。通常の運転中、支柱
の振動は高サイクル疲労による支柱の割れ（クラッキン
グ）を引き起こすおそれがあり、又、エンジンの前端に
吸込まれる破片によって、破損が生ずるおそれがある。
このような破片は時には異物破片（ＦＯＤ）と呼ばれ
る。支柱の割れと破片による破損とは共に、フロントフ
レームの修理を必要とする。支柱の振動をなくするか減
らすこと、及び高サイクル疲労割れにより必要となる修
理を容易にすることが望ましい。フロントフレームに設
けられている支柱は、取替え費の高いエンジン構成部で
ある。更に、ろう付け又は溶接を要するフロントフレー
ムの任意の要素の修理も同様に修理費がかかる。なぜな
ら、後続割れの開始点となるおそれのある局所応力を除
去するために、フロントフレーム全体に熱処理を施すか
らである。
ース又はシュラウドと、内側周方向支持体又はハブリン
グと、外側筒形ケースと内側周方向ハブリングとの間に
配置されており周方向に相隔たっていると共に半径方向
外向きに延在している複数の固定支柱とを含んでいる。
内部支柱補強材が支柱壁の座屈に抗するべく、支柱の両
壁間に一般に配置されている。ファンは通例、ファンロ
ータを含んでおり、ファンロータは少なくとも１つの列
又は段を成している複数の動翼アセンブリを回転させ
る。ファンの組立て又は使用中に、動翼アセンブリ内又
は相互間に物理的変化が生ずる可能性がある。例えば、
ロータの周囲の動翼アセンブリの間隔に周方向変動が生
じ得る。更に、動翼アセンブリの前縁に切欠き又は鈍化
が起こるおそれがある。ファン動翼が遷音速又は超音速
で動作するとき、ファンの第１段動翼アセンブリの物理
的変化が、「多重純音」として知られる空気流圧力パル
ス又は変動を引き起こす。これらの多重純音は前方に進
んで支柱をその固有振動数で励振する。この純音励振は
広い振動数範囲にわたって生ずる。通常の運転中、支柱
の振動は高サイクル疲労による支柱の割れ（クラッキン
グ）を引き起こすおそれがあり、又、エンジンの前端に
吸込まれる破片によって、破損が生ずるおそれがある。
このような破片は時には異物破片（ＦＯＤ）と呼ばれ
る。支柱の割れと破片による破損とは共に、フロントフ
レームの修理を必要とする。支柱の振動をなくするか減
らすこと、及び高サイクル疲労割れにより必要となる修
理を容易にすることが望ましい。フロントフレームに設
けられている支柱は、取替え費の高いエンジン構成部で
ある。更に、ろう付け又は溶接を要するフロントフレー
ムの任意の要素の修理も同様に修理費がかかる。なぜな
ら、後続割れの開始点となるおそれのある局所応力を除
去するために、フロントフレーム全体に熱処理を施すか
らである。
【０００４】これらの問題を解消するために、通常実行
されていることは、多重純音により励起される支柱振動
を減衰させることである。振動減衰（ダンピング）は通
常、摩擦減衰（しばしばクーロン減衰と呼ばれる）、拘
束層減衰、又はシリコンゴム注入減衰により達成され
る。各方法は有効であるが、それぞれ制限がある。摩擦
ダンパは、機素がプレスばめにより結合される境界での
微小滑りによる航空機構造体内の共振応力の低減に有効
である。摩擦ダンパの効率はダンパ部品の整合接触圧力
に依存する。摩擦ダンパは最適圧力、従って、摩擦ダン
パの効果を低減する部品摩耗を起こし易い。摩擦ダンパ
は又、製造中及び改造中に最適寸法決めを必要とするの
で手間がかかる。製造及び改造のどちらも多くの摩擦ダ
ンパ寸法を必要とするので、費用が高くなる。
されていることは、多重純音により励起される支柱振動
を減衰させることである。振動減衰（ダンピング）は通
常、摩擦減衰（しばしばクーロン減衰と呼ばれる）、拘
束層減衰、又はシリコンゴム注入減衰により達成され
る。各方法は有効であるが、それぞれ制限がある。摩擦
ダンパは、機素がプレスばめにより結合される境界での
微小滑りによる航空機構造体内の共振応力の低減に有効
である。摩擦ダンパの効率はダンパ部品の整合接触圧力
に依存する。摩擦ダンパは最適圧力、従って、摩擦ダン
パの効果を低減する部品摩耗を起こし易い。摩擦ダンパ
は又、製造中及び改造中に最適寸法決めを必要とするの
で手間がかかる。製造及び改造のどちらも多くの摩擦ダ
ンパ寸法を必要とするので、費用が高くなる。
【０００５】拘束層減衰では、粘弾性材料を薄い金属層
間に挟んで支柱の外面に接合する。振動エネルギは粘弾
性層において散逸し得る。拘束層ダンパは絶縁材として
作用して支柱の氷結防止を妨げる可能性があると共に、
異物破片（ＦＯＤ）により破損し易く、そして支柱の厚
さを増すことにより入口空気流を減らす。更に、拘束層
減衰は適用及び修理に手間がかかる。ここで用いる粘弾
性材料は、外部応力に対して通常ひずみと呼ばれる伸び
応答を示す種類の材料に与えられた名称であり、その応
答は初期応力と、外部応力と、応力のかかる速度又はひ
ずみの変化速度とに依存する。このような材料は通常、
応力に対してひずみの時間遅れを示すと共に、通常、一
定の付加応力のもとでクリープを示す。例えば、拘束層
減衰に用い得る典型的な粘弾性材料には、例えば様々な
会社により製造されるシリコンゴム、及びデュポン・ケ
ミカル・カンパニイにより製造されるカルレズ（Kalre
z）のようなＲＴＶ材料が含まれる。
間に挟んで支柱の外面に接合する。振動エネルギは粘弾
性層において散逸し得る。拘束層ダンパは絶縁材として
作用して支柱の氷結防止を妨げる可能性があると共に、
異物破片（ＦＯＤ）により破損し易く、そして支柱の厚
さを増すことにより入口空気流を減らす。更に、拘束層
減衰は適用及び修理に手間がかかる。ここで用いる粘弾
性材料は、外部応力に対して通常ひずみと呼ばれる伸び
応答を示す種類の材料に与えられた名称であり、その応
答は初期応力と、外部応力と、応力のかかる速度又はひ
ずみの変化速度とに依存する。このような材料は通常、
応力に対してひずみの時間遅れを示すと共に、通常、一
定の付加応力のもとでクリープを示す。例えば、拘束層
減衰に用い得る典型的な粘弾性材料には、例えば様々な
会社により製造されるシリコンゴム、及びデュポン・ケ
ミカル・カンパニイにより製造されるカルレズ（Kalre
z）のようなＲＴＶ材料が含まれる。
【０００６】シリコンゴム注入減衰は一種の粘弾性材減
衰であり、良好な減衰特性を有すると共に、幾つかの他
の減衰方法の制限の一部を克服するが、それでも尚、航
空機エンジンの支柱における使用に関して欠点がある。
装着中に、粘弾性材料は支柱空洞内に注入され、硬化さ
れる。この空洞内の粘弾性材料は支柱の一体部分を成
す。任意の修理作業中、修理しない支柱を含むすべての
支柱から粘弾性材料を除去するのに余計な時間がかか
る。１つの支柱をろう付け又は溶接する必要があれば、
フロントフレーム全体を次のような温度、即ち、支柱内
の粘弾性材料が溶融、燃焼を起こして支柱内部を閉塞す
るような温度で熱処理しなければならない。支柱が除氷
又は防氷を要する場合、熱処理中にフロントフレームの
どれかの支柱内に残留した粘弾性材料部分が支柱内の防
氷空気流を妨げるおそれがある。
衰であり、良好な減衰特性を有すると共に、幾つかの他
の減衰方法の制限の一部を克服するが、それでも尚、航
空機エンジンの支柱における使用に関して欠点がある。
装着中に、粘弾性材料は支柱空洞内に注入され、硬化さ
れる。この空洞内の粘弾性材料は支柱の一体部分を成
す。任意の修理作業中、修理しない支柱を含むすべての
支柱から粘弾性材料を除去するのに余計な時間がかか
る。１つの支柱をろう付け又は溶接する必要があれば、
フロントフレーム全体を次のような温度、即ち、支柱内
の粘弾性材料が溶融、燃焼を起こして支柱内部を閉塞す
るような温度で熱処理しなければならない。支柱が除氷
又は防氷を要する場合、熱処理中にフロントフレームの
どれかの支柱内に残留した粘弾性材料部分が支柱内の防
氷空気流を妨げるおそれがある。
【０００７】
【発明の概要】本発明の一態様の実施において、粘弾性
振動ダンパがガスタービンエンジン内の支柱用として設
けられており、この支柱は、外側筒形ケースと内側周方
向ハブリングとの間に半径方向に延在していると共に、
前縁と後縁との間に軸方向に延在している一対の相隔た
る壁と、両支柱壁間に配置されており複数のセルを形成
している支柱補強材とを含んでおり、これら複数のセル
は支柱のほぼ全長にわたって延在している。振動ダンパ
は少なくとも１つの支柱セル内に配置されている粘弾性
材料を有している。粘弾性材料は一対の相隔たる壁と接
触している。粘弾性材料は外側ケースの出入り孔を通っ
て少なくとも１つの支柱セル内に挿入され得る。粘弾性
材料を１つ以上の支柱セル内に挿入してもよいが、他の
支柱セルに粘弾性減衰材を加えることにより実現される
減衰効果の増大は極めて少ない。粘弾性材料は通常非常
に柔軟であるが、補強手段に接合されるとセル内に挿入
可能になる。ねじ付きダンパプラグが出入り孔内に装着
されており、このダンパプラグは、ダンパプラグが補強
手段の一端と係合し、所定のトルクがダンパプラグにか
けられたときに、支柱セル内の粘弾性ダンパの適切な着
座を確実にするように作用する。所定のトルクは、粘弾
性ダンパの全長に沿って粘弾性材料と支柱壁との接触を
確保するように選定される。好適実施例では、粘弾性ダ
ンパを新しい又は既存のジェットエンジン支柱に装着で
きること、及び後の修理のために粘弾性ダンパを除去で
きることが望ましい。支柱は通常、外側ケースに位置し
ている出入り孔を含んでいる支柱端からハブリングに結
合されている支柱端までテーパが付けられている。粘弾
性ダンパは薄い金属帯に接合されている２つの粘弾性材
料帯を含んでいる。これら２つの粘弾性材料帯は等しい
厚さのものでよく、そしてテーパ付き支柱壁と整合して
両壁と接触するように、且つ粘弾性材料と隣接セル壁と
の間に間隙域を保つように形成されている。薄い金属帯
は一端にループを有していると共に粘弾性材料のための
バックボーンを形成しており、粘弾性材料に十分な剛性
を与えて粘弾性ダンパの支柱セルへの挿入及び支柱セル
からの除去に役立つ。ループは、除去用の把持手段とな
り、又、運転中に、粘弾性ダンパと支柱壁とを接触状態
に保つダンパプラグのための支承面となるように形成さ
れている。特定のエンジンの用途に必要であれば、防氷
空気が支柱のセルを通って循環し得るように幾つかの貫
通孔を粘弾性材料に形成することができる。
振動ダンパがガスタービンエンジン内の支柱用として設
けられており、この支柱は、外側筒形ケースと内側周方
向ハブリングとの間に半径方向に延在していると共に、
前縁と後縁との間に軸方向に延在している一対の相隔た
る壁と、両支柱壁間に配置されており複数のセルを形成
している支柱補強材とを含んでおり、これら複数のセル
は支柱のほぼ全長にわたって延在している。振動ダンパ
は少なくとも１つの支柱セル内に配置されている粘弾性
材料を有している。粘弾性材料は一対の相隔たる壁と接
触している。粘弾性材料は外側ケースの出入り孔を通っ
て少なくとも１つの支柱セル内に挿入され得る。粘弾性
材料を１つ以上の支柱セル内に挿入してもよいが、他の
支柱セルに粘弾性減衰材を加えることにより実現される
減衰効果の増大は極めて少ない。粘弾性材料は通常非常
に柔軟であるが、補強手段に接合されるとセル内に挿入
可能になる。ねじ付きダンパプラグが出入り孔内に装着
されており、このダンパプラグは、ダンパプラグが補強
手段の一端と係合し、所定のトルクがダンパプラグにか
けられたときに、支柱セル内の粘弾性ダンパの適切な着
座を確実にするように作用する。所定のトルクは、粘弾
性ダンパの全長に沿って粘弾性材料と支柱壁との接触を
確保するように選定される。好適実施例では、粘弾性ダ
ンパを新しい又は既存のジェットエンジン支柱に装着で
きること、及び後の修理のために粘弾性ダンパを除去で
きることが望ましい。支柱は通常、外側ケースに位置し
ている出入り孔を含んでいる支柱端からハブリングに結
合されている支柱端までテーパが付けられている。粘弾
性ダンパは薄い金属帯に接合されている２つの粘弾性材
料帯を含んでいる。これら２つの粘弾性材料帯は等しい
厚さのものでよく、そしてテーパ付き支柱壁と整合して
両壁と接触するように、且つ粘弾性材料と隣接セル壁と
の間に間隙域を保つように形成されている。薄い金属帯
は一端にループを有していると共に粘弾性材料のための
バックボーンを形成しており、粘弾性材料に十分な剛性
を与えて粘弾性ダンパの支柱セルへの挿入及び支柱セル
からの除去に役立つ。ループは、除去用の把持手段とな
り、又、運転中に、粘弾性ダンパと支柱壁とを接触状態
に保つダンパプラグのための支承面となるように形成さ
れている。特定のエンジンの用途に必要であれば、防氷
空気が支柱のセルを通って循環し得るように幾つかの貫
通孔を粘弾性材料に形成することができる。
【０００８】従って、本発明は多重純音支柱励振により
生ずるエネルギの散逸に十分な振動減衰をもたらす。本
発明は支柱の粘弾性振動減衰をもたらしてエネルギを散
逸させると共に、支柱の割れを減少させる。更に、本発
明は、支柱の修理及び熱処理の際に容易に除去され、次
いで再び装着されてその振動減衰能力を維持し得るよう
なダンパアセンブリを提供する。ダンパを機能を損なう
ことなく再装着できることは、修理費を減らし、そして
エンジンの休止時間を減らすのでエンジン所有者にとっ
て重要である。
生ずるエネルギの散逸に十分な振動減衰をもたらす。本
発明は支柱の粘弾性振動減衰をもたらしてエネルギを散
逸させると共に、支柱の割れを減少させる。更に、本発
明は、支柱の修理及び熱処理の際に容易に除去され、次
いで再び装着されてその振動減衰能力を維持し得るよう
なダンパアセンブリを提供する。ダンパを機能を損なう
ことなく再装着できることは、修理費を減らし、そして
エンジンの休止時間を減らすのでエンジン所有者にとっ
て重要である。
【０００９】更に、本発明は現場の既存エンジンに装着
し得るものである。ダンパアセンブリは様々なガスター
ビンエンジン支柱設計に適合し得る。更に、本発明は第
１及び第２の撓み及びねじり固有振動数と、エンジン運
転環境において存在する更に高次モードの形状とに対し
て支柱の振動減衰を増大させる。
し得るものである。ダンパアセンブリは様々なガスター
ビンエンジン支柱設計に適合し得る。更に、本発明は第
１及び第２の撓み及びねじり固有振動数と、エンジン運
転環境において存在する更に高次モードの形状とに対し
て支柱の振動減衰を増大させる。
【００１０】更に、本発明は、振動減衰機能を果たすと
共に、防氷空気が支柱内を循環し得るようにするダンパ
を提供する。本発明の他の特徴及び利点は、添付図面と
関連する以下の説明から明らかとなろう。
共に、防氷空気が支柱内を循環し得るようにするダンパ
を提供する。本発明の他の特徴及び利点は、添付図面と
関連する以下の説明から明らかとなろう。
【００１１】
【実施例の記載】本発明を例示する添付図面において、
同じ参照番号は同じ構成要素に対応する。図１には、ガ
スタービンエンジン１０、例えばターボファン型ガスタ
ービンエンジンの一部分が示されている。ガスタービン
エンジン１０は、総括的に１６で示すファン動翼を含ん
でおり、これらのファン動翼は遷音速又は超音速で動作
し得る適当な型のものでよいことを理解されたい。
同じ参照番号は同じ構成要素に対応する。図１には、ガ
スタービンエンジン１０、例えばターボファン型ガスタ
ービンエンジンの一部分が示されている。ガスタービン
エンジン１０は、総括的に１６で示すファン動翼を含ん
でおり、これらのファン動翼は遷音速又は超音速で動作
し得る適当な型のものでよいことを理解されたい。
【００１２】ジェット推進エンジン１０は総体的に１２
で示すフロントフレームを含んでおり、フロントフレー
ム１２の上流端は所定の入口空気流を通す寸法の入口１
４を形成している。ジェット推進エンジン１０はフロン
トフレーム１２の下流にファン１６を含んでいる。ファ
ン１６は入口１４からの空気流を圧縮し、この圧縮空気
の少なくとも一部は下流方向にコアエンジン（図示せ
ず）に送られ、燃焼器内で加熱される。加熱された圧縮
空気は、コアエンジンを通過した後、ファンタービン
（図示せず）を通流してファンタービンを回転させる。
ファンタービンは軸（図示せず）のような手段によって
ファン１６と連結している。コアエンジンには通例、軸
流圧縮機（図示せず）が含まれており、ファンを出た空
気を圧縮し、この圧縮空気は排出されて燃焼器（図示せ
ず）に達する。燃焼器内の燃料の燃焼により高エネルギ
燃焼ガスが発生し、これにより高圧タービンが駆動され
て、圧縮機を駆動する。次いで、燃焼ガスはファンター
ビンを通流してファンタービンを駆動し、ファンタービ
ンはその際、ファン１６を駆動する。ガスタービンエン
ジン１０の更に詳細な説明は、サーギソン（Sargisson)
の米国特許番号第３８７９９４１号又はコフ（Koff）等
の米国特許番号第４０８０７８５号に開示されており、
両引用特許は本発明と同じ譲受人（本件出願人）に譲渡
されたもので、両引用特許の開示内容は参照によりここ
に包含される。
で示すフロントフレームを含んでおり、フロントフレー
ム１２の上流端は所定の入口空気流を通す寸法の入口１
４を形成している。ジェット推進エンジン１０はフロン
トフレーム１２の下流にファン１６を含んでいる。ファ
ン１６は入口１４からの空気流を圧縮し、この圧縮空気
の少なくとも一部は下流方向にコアエンジン（図示せ
ず）に送られ、燃焼器内で加熱される。加熱された圧縮
空気は、コアエンジンを通過した後、ファンタービン
（図示せず）を通流してファンタービンを回転させる。
ファンタービンは軸（図示せず）のような手段によって
ファン１６と連結している。コアエンジンには通例、軸
流圧縮機（図示せず）が含まれており、ファンを出た空
気を圧縮し、この圧縮空気は排出されて燃焼器（図示せ
ず）に達する。燃焼器内の燃料の燃焼により高エネルギ
燃焼ガスが発生し、これにより高圧タービンが駆動され
て、圧縮機を駆動する。次いで、燃焼ガスはファンター
ビンを通流してファンタービンを駆動し、ファンタービ
ンはその際、ファン１６を駆動する。ガスタービンエン
ジン１０の更に詳細な説明は、サーギソン（Sargisson)
の米国特許番号第３８７９９４１号又はコフ（Koff）等
の米国特許番号第４０８０７８５号に開示されており、
両引用特許は本発明と同じ譲受人（本件出願人）に譲渡
されたもので、両引用特許の開示内容は参照によりここ
に包含される。
【００１３】ファン１６はファンロータ２０の周囲に周
方向に相隔たっている複数の動翼アセンブリ１８を含ん
でいる第１又は前側ファン段を含んでいる。前側動翼ア
センブリ１８の各々には部分スパンシュラウド２２が含
まれており、この部分スパンシュラウド２２は動翼の全
翼弦を越えて延在しており、隣接している動翼アセンブ
リ１８の部分スパンシュラウド２２と当接関係にある。
ファン１６は複数の列又は段を成している動翼アセンブ
リ１８を含み得ることを理解されたい。
方向に相隔たっている複数の動翼アセンブリ１８を含ん
でいる第１又は前側ファン段を含んでいる。前側動翼ア
センブリ１８の各々には部分スパンシュラウド２２が含
まれており、この部分スパンシュラウド２２は動翼の全
翼弦を越えて延在しており、隣接している動翼アセンブ
リ１８の部分スパンシュラウド２２と当接関係にある。
ファン１６は複数の列又は段を成している動翼アセンブ
リ１８を含み得ることを理解されたい。
【００１４】フロントフレーム１２はファンロータ２０
の直前又はすぐ上流に配置されている。フロントフレー
ム１２には、鋳造外側筒形ケース又はシュラウド２４が
含まれており、入口１４を形成している。又、フロント
フレーム１２には総体的に２６で示す周方向に相隔たっ
ている複数の支柱が含まれており、これら複数の支柱は
内側周方向支持体又はハブリング２８から外側筒形ケー
ス２４まで半径方向外向きに延在している。支柱２６の
各々は可変角の後縁フラップ又は入口案内翼（ＩＧＶ）
３０を含み得るもので、このフラップ又はＩＧＶは、各
支柱２６の直後又はすぐ下流に配置されている。内側周
方向ハブリング２８には、内方且つ前方に延在している
円錐形延長体３２が含まれており、前側ファン軸受３４
を支持している。支柱２６は外側筒形ケース２４と内側
周方向ハブリング２８とに固定されている。
の直前又はすぐ上流に配置されている。フロントフレー
ム１２には、鋳造外側筒形ケース又はシュラウド２４が
含まれており、入口１４を形成している。又、フロント
フレーム１２には総体的に２６で示す周方向に相隔たっ
ている複数の支柱が含まれており、これら複数の支柱は
内側周方向支持体又はハブリング２８から外側筒形ケー
ス２４まで半径方向外向きに延在している。支柱２６の
各々は可変角の後縁フラップ又は入口案内翼（ＩＧＶ）
３０を含み得るもので、このフラップ又はＩＧＶは、各
支柱２６の直後又はすぐ下流に配置されている。内側周
方向ハブリング２８には、内方且つ前方に延在している
円錐形延長体３２が含まれており、前側ファン軸受３４
を支持している。支柱２６は外側筒形ケース２４と内側
周方向ハブリング２８とに固定されている。
【００１５】図１及び図２を参照するに、支柱２６には
一対の支柱壁３６が含まれており、概して弧状の前縁３
８から、開いた後縁４０まで延在している。支柱２６に
は、支柱壁３６間に配置されている概してＵ形の端支持
部材４２が含まれており、支柱後縁４０を閉ざしてい
る。支持部材４２は通例、ろう付けにより支柱壁３６に
固定され得る。内部支柱補強材４４が支柱壁３６間に支
柱２６の前縁３８から後縁４０まで配置されていると共
に、支柱壁３６に沿って半径方向に延在している。内部
支柱補強材４４は波形のものでよく、好ましくはハニコ
ム形又は正方形の波形に類似した形状を有し得る。内部
支柱補強材４４は、前縁３８と後縁４０との間に延在し
ている支柱２６の中立軸線４６に沿って延在している。
内部支柱補強材４４は支柱２６の中空内部を、総括的に
４８で示す複数のセルに分割している。図２に示すよう
に、各セル４８は追加参照文字で表されている。即ち、
前縁３８近辺のセル４８から始まって後縁４０近辺で終
わる１３個のセルに連続文字（ａ〜ｍ）が付されてい
る。内部支柱補強材４４の各セル４８は、水平壁５２の
各端上の概して傾斜した垂直壁５０によって形成されて
いる。水平壁５２は支柱壁３６の内面の輪郭に従って形
成されていると共に、ろう付け等の手段によって支柱壁
３６に固定されている。
一対の支柱壁３６が含まれており、概して弧状の前縁３
８から、開いた後縁４０まで延在している。支柱２６に
は、支柱壁３６間に配置されている概してＵ形の端支持
部材４２が含まれており、支柱後縁４０を閉ざしてい
る。支持部材４２は通例、ろう付けにより支柱壁３６に
固定され得る。内部支柱補強材４４が支柱壁３６間に支
柱２６の前縁３８から後縁４０まで配置されていると共
に、支柱壁３６に沿って半径方向に延在している。内部
支柱補強材４４は波形のものでよく、好ましくはハニコ
ム形又は正方形の波形に類似した形状を有し得る。内部
支柱補強材４４は、前縁３８と後縁４０との間に延在し
ている支柱２６の中立軸線４６に沿って延在している。
内部支柱補強材４４は支柱２６の中空内部を、総括的に
４８で示す複数のセルに分割している。図２に示すよう
に、各セル４８は追加参照文字で表されている。即ち、
前縁３８近辺のセル４８から始まって後縁４０近辺で終
わる１３個のセルに連続文字（ａ〜ｍ）が付されてい
る。内部支柱補強材４４の各セル４８は、水平壁５２の
各端上の概して傾斜した垂直壁５０によって形成されて
いる。水平壁５２は支柱壁３６の内面の輪郭に従って形
成されていると共に、ろう付け等の手段によって支柱壁
３６に固定されている。
【００１６】図１及び図２には、本発明によるダンパア
センブリ５４を組み込んだ支柱２６が示されている。ダ
ンパアセンブリ５４には薄い金属帯５６が含まれてお
り、第１の粘弾性部片５８と第２の粘弾性部片６０とに
それぞれ接合されている。第１の粘弾性部片５８は長方
形断面を有しており、第２の粘弾性部片６０は台形断面
を有している。粘弾性ダンパアセンブリ５４全体は図２
に示すように、セルｊの断面形状に概して合致するよう
に形成されている。第１の粘弾性部材５８は厚さＴ２を
有しており、第２の粘弾性部材６０は厚さＴ１を有して
いる。Ｔ１とＴ２とをほぼ等しくして最高性能を得るよ
うにしてあるが、これらの寸法をかなり変えても本発明
の範囲を逸脱しない。
センブリ５４を組み込んだ支柱２６が示されている。ダ
ンパアセンブリ５４には薄い金属帯５６が含まれてお
り、第１の粘弾性部片５８と第２の粘弾性部片６０とに
それぞれ接合されている。第１の粘弾性部片５８は長方
形断面を有しており、第２の粘弾性部片６０は台形断面
を有している。粘弾性ダンパアセンブリ５４全体は図２
に示すように、セルｊの断面形状に概して合致するよう
に形成されている。第１の粘弾性部材５８は厚さＴ２を
有しており、第２の粘弾性部材６０は厚さＴ１を有して
いる。Ｔ１とＴ２とをほぼ等しくして最高性能を得るよ
うにしてあるが、これらの寸法をかなり変えても本発明
の範囲を逸脱しない。
【００１７】粘弾性ダンパ５４の最高性能は、Ｔ１対Ｔ
２の比（Ｔ１／Ｔ２）が１／２と２との間にあるときに
得られる。粘弾性ダンパの適切な作用は、第１の粘弾性
部材５８及び第２の粘弾性部材６０が支柱壁３６の内面
５７及び５９にそれぞれ接触しているときに得られる。
補強材５６は通常金属製であるが、他の適材で製造して
もよい。ステンレス鋼製の場合、適当な寸法は厚さ０．
０２５インチである。或いは、他のなんらかの材料製の
場合、同等な剛性を有する厚さが適当である。図１及び
図２に示すように、ダンパアセンブリ５４は支柱２６内
において参照文字ｊのセル４８内に配置されている。ダ
ンパアセンブリ５４は支柱２６に沿って半径方向に延在
していると共に、ダンパアセンブリ５４の形状中心６２
が支柱２６の中心線４６とほぼ一致するように配向され
ている。１つ以上のダンパアセンブリ５４を支柱の中心
近辺に支柱壁３６の撓みの大きな区域に配置することが
好適であり、ダンパアセンブリ５４は支柱２６の長さに
沿って半径方向に部分的にのみ延在してもよい。ダンパ
アセンブリ５４を異なる参照文字のセル４８内に配置し
てもよいことを理解されたい。又、１つより多いダンパ
アセンブリ５４を用いてもよく、更に、ダンパアセンブ
リ５４を任意の適当な支柱補強材４４と共に用いてもよ
いことを理解されたい。
２の比（Ｔ１／Ｔ２）が１／２と２との間にあるときに
得られる。粘弾性ダンパの適切な作用は、第１の粘弾性
部材５８及び第２の粘弾性部材６０が支柱壁３６の内面
５７及び５９にそれぞれ接触しているときに得られる。
補強材５６は通常金属製であるが、他の適材で製造して
もよい。ステンレス鋼製の場合、適当な寸法は厚さ０．
０２５インチである。或いは、他のなんらかの材料製の
場合、同等な剛性を有する厚さが適当である。図１及び
図２に示すように、ダンパアセンブリ５４は支柱２６内
において参照文字ｊのセル４８内に配置されている。ダ
ンパアセンブリ５４は支柱２６に沿って半径方向に延在
していると共に、ダンパアセンブリ５４の形状中心６２
が支柱２６の中心線４６とほぼ一致するように配向され
ている。１つ以上のダンパアセンブリ５４を支柱の中心
近辺に支柱壁３６の撓みの大きな区域に配置することが
好適であり、ダンパアセンブリ５４は支柱２６の長さに
沿って半径方向に部分的にのみ延在してもよい。ダンパ
アセンブリ５４を異なる参照文字のセル４８内に配置し
てもよいことを理解されたい。又、１つより多いダンパ
アセンブリ５４を用いてもよく、更に、ダンパアセンブ
リ５４を任意の適当な支柱補強材４４と共に用いてもよ
いことを理解されたい。
【００１８】図３は支柱２６の部分断面図であって、こ
の図から粘弾性ダンパアセンブリ５４の装着の仕方を理
解できる。粘弾性ダンパアセンブリ５４は出入り孔７０
を通って支柱２６内に挿入され、ダンパアセンブリ５４
の全長にわたって第１の内面５７と第２の内面５９とに
接触するまでセル４８内に押し込まれる。ダンパプラグ
７２を出入り孔７０内にねじつけ、ループ端６８と係合
するまで出入り孔７０内にねじ込むことができる。こう
すると、ダンパ５４はセル４８内に圧縮ばめされ、セル
壁５７及び５９と密着する。
の図から粘弾性ダンパアセンブリ５４の装着の仕方を理
解できる。粘弾性ダンパアセンブリ５４は出入り孔７０
を通って支柱２６内に挿入され、ダンパアセンブリ５４
の全長にわたって第１の内面５７と第２の内面５９とに
接触するまでセル４８内に押し込まれる。ダンパプラグ
７２を出入り孔７０内にねじつけ、ループ端６８と係合
するまで出入り孔７０内にねじ込むことができる。こう
すると、ダンパ５４はセル４８内に圧縮ばめされ、セル
壁５７及び５９と密着する。
【００１９】工具スロット７４と係合する工具によっ
て、所定のトルクをダンパプラグ７２にかけて、粘弾性
ダンパアセンブリ５４をセル４８内に適切に着座させ
る。粘弾性ダンパアセンブリ５４の適切な着座は、粘弾
性材料の表面が図１及び図２に示すように支柱壁３６の
内面５７及び５９と接触したときに達成される。図４は
ダンパプラグ７２の代替実施例を組み込んだ支柱２６の
部分断面図であって、この場合、ダンパプラグ７２はそ
の中央を貫通するねじ付きプラグ孔８６を有している。
プラグねじ７８が粘弾性ダンパアセンブリ５４のループ
端６８と係合するまで、プラグ孔８６を貫通してねじ込
まれる。図４に示すように、プラグねじ７８は、所定の
トルクにより粘弾性ダンパアセンブリ５４がセル４８内
に適切に着座するまでねじ込まれる。
て、所定のトルクをダンパプラグ７２にかけて、粘弾性
ダンパアセンブリ５４をセル４８内に適切に着座させ
る。粘弾性ダンパアセンブリ５４の適切な着座は、粘弾
性材料の表面が図１及び図２に示すように支柱壁３６の
内面５７及び５９と接触したときに達成される。図４は
ダンパプラグ７２の代替実施例を組み込んだ支柱２６の
部分断面図であって、この場合、ダンパプラグ７２はそ
の中央を貫通するねじ付きプラグ孔８６を有している。
プラグねじ７８が粘弾性ダンパアセンブリ５４のループ
端６８と係合するまで、プラグ孔８６を貫通してねじ込
まれる。図４に示すように、プラグねじ７８は、所定の
トルクにより粘弾性ダンパアセンブリ５４がセル４８内
に適切に着座するまでねじ込まれる。
【００２０】図５は支柱２６の断面図であって、粘弾性
ダンパアセンブリ５４が装着された様々なセルを示して
いる。粘弾性ダンパアセンブリ５４を装着する際、ダン
パ第１端８２が、ループ６６を手で押し進めることがで
きなくなるまで、セル４８内に挿入される。粘弾性ダン
パアセンブリ５４の構造が詳細に示されている。粘弾性
材料の第１端８２は補強材６４の挿入端９０を越えて延
在しており、補強材６４の全長を覆っておらず、ループ
６６に達する前に第２端８４で終わっている。支柱２６
の防氷要件に従って、防氷通気孔７６をダンパアセンブ
リ５４の長さに沿って分布させ得る。幾つかの小形ファ
ンの例では、１つの防氷通気孔７６で十分であるが、代
替的に、図５に示すように幾つかの防氷通気孔７６を設
け得る。
ダンパアセンブリ５４が装着された様々なセルを示して
いる。粘弾性ダンパアセンブリ５４を装着する際、ダン
パ第１端８２が、ループ６６を手で押し進めることがで
きなくなるまで、セル４８内に挿入される。粘弾性ダン
パアセンブリ５４の構造が詳細に示されている。粘弾性
材料の第１端８２は補強材６４の挿入端９０を越えて延
在しており、補強材６４の全長を覆っておらず、ループ
６６に達する前に第２端８４で終わっている。支柱２６
の防氷要件に従って、防氷通気孔７６をダンパアセンブ
リ５４の長さに沿って分布させ得る。幾つかの小形ファ
ンの例では、１つの防氷通気孔７６で十分であるが、代
替的に、図５に示すように幾つかの防氷通気孔７６を設
け得る。
【００２１】図６は図５の断面６−６に沿った支柱及び
装着ずみ粘弾性ダンパ５４の断面図である。ダンパ第１
端８２は支柱２６のほぼ全長の距離だけ挿入されてい
る。補強材６４は粘弾性ダンパアセンブリ５４のほぼ中
央を貫通している。１つ以上の防氷通気孔７６が粘弾性
ダンパアセンブリ５４を貫通するように形成されてお
り、防氷空気が支柱２６内を循環することを可能にす
る。補強材６４は粘弾性ダンパアセンブリ５４の第２端
に形成されているループ６６を含んでおり、除去を容易
にすると共に前述のように装着押圧点として作用する。
装着ずみ粘弾性ダンパ５４の断面図である。ダンパ第１
端８２は支柱２６のほぼ全長の距離だけ挿入されてい
る。補強材６４は粘弾性ダンパアセンブリ５４のほぼ中
央を貫通している。１つ以上の防氷通気孔７６が粘弾性
ダンパアセンブリ５４を貫通するように形成されてお
り、防氷空気が支柱２６内を循環することを可能にす
る。補強材６４は粘弾性ダンパアセンブリ５４の第２端
に形成されているループ６６を含んでおり、除去を容易
にすると共に前述のように装着押圧点として作用する。
【００２２】運転中、ファン動翼が遷音速又は超音速で
動作しているとき、図１に示すように、例えば、第１段
動翼アセンブリ１８の物理的変化により多重純音が前述
のように発生し得る。多重純音は前方に進んで支柱２６
を励振する。この励振は支柱壁３６の曲げ又は撓み及び
（又は）ねじり運動を引き起こす。粘弾性ダンパアセン
ブリ５４はこのような運動の結果撓むが、この動きは撓
み応力より遅れる。その結果、粘弾性ダンパアセンブリ
５４は支柱励振により生ずるエネルギを吸収し放散す
る。
動作しているとき、図１に示すように、例えば、第１段
動翼アセンブリ１８の物理的変化により多重純音が前述
のように発生し得る。多重純音は前方に進んで支柱２６
を励振する。この励振は支柱壁３６の曲げ又は撓み及び
（又は）ねじり運動を引き起こす。粘弾性ダンパアセン
ブリ５４はこのような運動の結果撓むが、この動きは撓
み応力より遅れる。その結果、粘弾性ダンパアセンブリ
５４は支柱励振により生ずるエネルギを吸収し放散す
る。
【００２３】従って、図１〜図６に示すような粘弾性ダ
ンパアセンブリ５４は、粘弾性ダンパアセンブリ５４と
支柱壁３６との境界においてエネルギを散逸させる。粘
弾性ダンパアセンブリ５４はほぼすべての励振モード
と、ほぼすべての多重純音振動数とに対して、支柱２６
の振動減衰をかなり増大する。以上、本発明の実施例を
説明したが、用いた術語は説明用であって本発明を限定
するものではないことを理解されたい。以上の開示に関
して本発明の範囲内で様々な改変が可能である。例え
ば、本発明は、動翼の上流にある支柱又は静翼のような
任意の静止中空翼形部に適用可能である。このような翼
形部の一例は後置ファンの前にある中空案内翼であり、
他の例は圧縮機動翼の前にある中空静翼である。
ンパアセンブリ５４は、粘弾性ダンパアセンブリ５４と
支柱壁３６との境界においてエネルギを散逸させる。粘
弾性ダンパアセンブリ５４はほぼすべての励振モード
と、ほぼすべての多重純音振動数とに対して、支柱２６
の振動減衰をかなり増大する。以上、本発明の実施例を
説明したが、用いた術語は説明用であって本発明を限定
するものではないことを理解されたい。以上の開示に関
して本発明の範囲内で様々な改変が可能である。例え
ば、本発明は、動翼の上流にある支柱又は静翼のような
任意の静止中空翼形部に適用可能である。このような翼
形部の一例は後置ファンの前にある中空案内翼であり、
他の例は圧縮機動翼の前にある中空静翼である。
【図１】本発明によるダンパアセンブリを組み込んだ支
柱を有しているガスタービンエンジンのフロントフレー
ム及びファンの部分斜視図である。
柱を有しているガスタービンエンジンのフロントフレー
ム及びファンの部分斜視図である。
【図２】支柱内に装着されたダンパアセンブリの図１に
おける線２−２に沿った断面図である。
おける線２−２に沿った断面図である。
【図３】本発明による支柱の部分断面図であって、出入
り孔内に装着されていると共に粘弾性ダンパアセンブリ
と隣接しているダンパプラグを詳細に示す図である。
り孔内に装着されていると共に粘弾性ダンパアセンブリ
と隣接しているダンパプラグを詳細に示す図である。
【図４】支柱の部分断面図であって、出入り孔内に装着
されていると共にダンパアセンブリと隣接しているダン
パプラグの代替実施例を示す図である。
されていると共にダンパアセンブリと隣接しているダン
パプラグの代替実施例を示す図である。
【図５】ガスタービンエンジン用の支柱の断面図であっ
て、複数のセルと、粘弾性ダンパを装着した支柱とを示
す図である。
て、複数のセルと、粘弾性ダンパを装着した支柱とを示
す図である。
【図６】図５の線６−６に沿ったダンパの断面図であっ
て、粘弾性ダンパアセンブリの詳細を示す図である。
て、粘弾性ダンパアセンブリの詳細を示す図である。
１０ ガスタービンエンジン ２４ 外側ケース ２６ 支柱 ２８ 内側ハブリング ３６ 支柱壁 ３８ 支柱前縁 ４０ 支柱後縁 ４４ 支柱補強材 ４８ セル ５４ 粘弾性ダンパアセンブリ ５６ 金属帯（ダンパ補強材） ５８ 第１の粘弾性部片 ６０ 第２の粘弾性部片 ６４ 補強材 ６６ ループ ７０ 出入り孔 ７２ ダンパプラグ ７６ 防氷通気孔 ７８ プラグねじ
Claims (13)
- 【請求項１】 ガスタービンエンジン支柱用のダンパア
センブリであって、前記支柱は、外側筒形ケースと内側
周方向ハブリングとの間に半径方向に延在していると共
に前縁と後縁との間に軸方向に延在している一対の相隔
たる壁と、当該支柱内において前記両壁間に設けられて
いると共に複数のセルを形成している支柱補強材とを含
んでおり、 前記一対の相隔たる壁と接触するように前記セルの少な
くとも１つ内に設けられている粘弾性材料と、 該粘弾性材料を前記支柱セル内に挿入する手段と、 前記粘弾性材料を前記支柱セルから除去する手段とを備
えたガスタービンエンジン支柱用のダンパアセンブリ。 - 【請求項２】 前記挿入手段は、特定形状の粘弾性材料
と、該粘弾性材料を補強する手段とを含んでいる請求項
１に記載のダンパアセンブリ。 - 【請求項３】 前記補強手段は、第１端と第２端とを有
している金属帯を含んでいる請求項２に記載のダンパア
センブリ。 - 【請求項４】 前記除去手段は前記粘弾性材料を補強す
る手段を含んでおり、該補強手段は第１端と第２端とを
有していると共に、該補強手段の該第２端を把持する手
段を含んでいる請求項１に記載のダンパアセンブリ。 - 【請求項５】 前記補強手段は、第１端と第２端とを有
している金属帯を含んでいる請求項４に記載のダンパア
センブリ。 - 【請求項６】 前記把持手段は、前記補強手段の前記第
２端に形成されているループを含んでいる請求項４に記
載のダンパアセンブリ。 - 【請求項７】 防氷空気を前記ダンパアセンブリを通る
ように循環させる手段を更に含んでいる請求項１に記載
のダンパアセンブリ。 - 【請求項８】 前記循環手段は、前記支柱セル相互間の
連通をなすべく前記ダンパアセンブリを貫通している少
なくとも１つの通路を含んでいる請求項７に記載のダン
パアセンブリ。 - 【請求項９】 ガスタービンエンジン支柱用のダンパア
センブリであって、前記支柱は、外側筒形ケースと内側
周方向ハブリングとの間に半径方向に延在していると共
に前縁と後縁との間に軸方向に延在している一対の相隔
たる壁と、前記両壁間に設けられていると共に複数のセ
ルを形成している支柱補強材とを含んでおり、 粘弾性材料と、 該粘弾性材料が前記一対の相隔たる壁に接触するように
前記セルの少なくとも１つ内に設けられている補強手段
とを備えており、 前記粘弾性材料は、当該ダンパアセンブリを前記支柱セ
ル内に挿入することと前記支柱セルから除去することと
を可能にし、前記支柱に修理と高温での熱処理とを施し
得るように、特定形状を成していると共に前記補強手段
に接合されているガスタービンエンジン支柱用のダンパ
アセンブリ。 - 【請求項１０】 ガスタービンエンジン支柱用のダンパ
アセンブリであって、前記支柱は、外側筒形ケースと内
側周方向ハブリングとの間に半径方向に延在していると
共に前縁と後縁との間に軸方向に延在している一対の相
隔たる壁と、前記両壁間に設けられていると共に複数の
セルを形成している支柱補強材とを含んでおり、 当該粘弾性材料を補強する手段に接合されていると共
に、当該粘弾性材料が前記一対の相隔たる壁と接触する
ように前記支柱セルの少なくとも１つ内に設けられてい
る粘弾性材料と、 該粘弾性材料を除去するときに前記支柱の修理と高温で
の熱処理とを可能にすべく前記粘弾性材料を除去する除
去手段と、 防氷空気を当該ダンパアセンブリを通るように循環させ
る手段とを備えたガスタービンエンジン支柱用のダンパ
アセンブリ。 - 【請求項１１】 前記補強手段は、第１端と第２端とを
有している金属帯を含んでいる請求項１０に記載のダン
パアセンブリ。 - 【請求項１２】 前記除去手段は、第１端と第２端と有
していると共に該第２端に形成されているループを有し
ている金属帯に前記粘弾性材料を接合する手段を含んで
いる請求項１０に記載のダンパアセンブリ。 - 【請求項１３】 前記循環手段は、当該ダンパアセンブ
リを貫通している少なくとも１つの通路を含んでいる請
求項１０に記載のダンパアセンブリ。
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