JPS60249605A - タービン用ベーン組立体 - Google Patents

タービン用ベーン組立体

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JPS60249605A
JPS60249605A JP60100351A JP10035185A JPS60249605A JP S60249605 A JPS60249605 A JP S60249605A JP 60100351 A JP60100351 A JP 60100351A JP 10035185 A JP10035185 A JP 10035185A JP S60249605 A JPS60249605 A JP S60249605A
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sleeve
flange
turbine
case
vane
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    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
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    • F05B2230/606Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centering, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
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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】 技術分野 本発明は、ベーンが軸線方向に支持され、ディフューザ
ケース内に配置されたリングによりトルクの制御が行わ
れるよう構成されたガスタービンエンジンの第1段のタ
ービンベーンの支持構造に係る。
背景技術 タービンベーンをタービン構造体内に組付けることに於
ては、エンジンの運転中にベーンが膨張することにより
発生する熱応力をケースより解放することが益々重要に
なってきている。またケースを高温のタービンベーンよ
り遮蔽してエンジン運転時のケースの温度を低減するこ
とが望ましい。
米国特許第3,043,564号に開示された発明は、
ケース内に発生する熱応力を低減し、シュラウドを有し
ないベーンをケース内にて半径方向に膨張し得るシュラ
ウドリング内に配置することに関するものである。この
米国特許の発明はシュラウドを備えたベーンを使用する
構造体に関するものではない。また米国特許第4,27
4.805号に開示された発明は、ベーンよりアウタケ
ースへ熱応力が伝達されることがないようベーンをケー
スより支持することに関するものである。しかしベーン
のアウタシュラウドはそれを囲繞するケースに直Ill
されているので、ベーンのシュラウドよりの輻射熱によ
ってケースのエンジン運転時の温度が増大され得る。更
にアウタケースはタービンのシュラウドを通過する高温
の漏洩ガスより遮熱されるようにはなっていない。
発明の開示 本発明の一つの特徴は、ベーンとそれらを囲繞するケー
スとの間に配置されそれらの間に遮熱手段を形成する支
持リングである。本発明の他の一つの特徴は、支持リン
グが熱的に両立し得る領域に於て支持リングを囲繞する
ケースと接触することにより、熱による荷重がケースに
殆ど伝達されないよう支持リングが装着されることであ
る。この場合支持リングは各ベーンの外端部に於て各ベ
ーンを軸線方向に支持する作用を成す。本発明の更に他
の一つの特徴は、個々のベーンとそれを囲繞するリング
との間に個々のベーンに作用するトルク荷重をピックア
ップするアンチトルク手段が設けられることである。更
に支持リングは冷却空気孔を与え、パワーガスより冷却
空気を遮断する。
本発明の一つの特殊な特徴は、個々のアンチトルク手段
が支持リング内へ延在する状態にてベーンを組立て得る
ようアンチトルク構造体が構成されていることである。
本発明によれば、スリーブがディフューザケース内に支
持され且該ディフューザケースより隔置され、スリーブ
はタービンベーンのアウタシュラウドに設けられたラグ
がスリーブの内面に設けられたフランジの間に受入れら
れることによってタービンベーンを支持する。各ベーン
よりのトルクはベーンのラングに担持されスリーブの一
方のフランジに係合するピンにより吸収され、かくして
スリーブへ伝達されたトルクはスリーブに設けられたト
ルクラグを経てケースへ伝達される。スリーブに設けら
れた一方のフランジはその内端部に後方へ延在する横方
向フランジを有しており、これによりインターモジュラ
−シールを支持するようになっている。スリーブはそれ
を囲繞するケースのための遮熱手段を構成するに十分な
ほど広く、熱がケースへ伝達されることを低減すべくそ
の内面を横切って冷却流体を導く作用を成すようになっ
ている。
以下に添附の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明づる。
発明を実施するための最良の形態 添付の第1図に本発明がガスタービン構造体に組込まれ
た状態にて示されている。ガスタービン構造体は半径方
向外方へ延在するフランジ12を有するディフューザケ
ース10を含んでおり、図示の実施例に於てはフランジ
12はボルト14によりタービンケース16のフランジ
18にポル1−締結されている。ディフューザケース1
0は半径方向内方へ延在するフランジ20を有しており
、該フランジは後方へ延在するフック22とスロット2
4とを有している。ディフューザケース10内にはスリ
ーブ26が設けられており、該スリーブはフック23及
びラグ25を有しており、これらはディフューザケース
10のフック22及びスロット24に各々係合している
ディフューザケース10とスリーブ26との間の連結に
よりスリーブが半径方向及び周縁方向に支持されており
、またスリーブがディフューザケースに対し半径方向に
隔置されている。スリーブ26は実質的に円筒形を成し
ており、軸線方向の−支持機能を果たすタービンケース
16まで後方へ延在している。スリーブ・26の前端部
とディフューザケースのフランジ20との間には充分な
間隙が設けられており、これによりスリーブはそれを囲
繞するディフューザケースに応力を及ぼすことなく熱膨
張し得るようになっている。スリーブ26とタービンケ
ース16との間には、スリーブがタービンケースと接触
するその後端部に於て半径方向の間隙30が設けられて
いる。
スリーブ26の内面は互に隔置されたフランジ32及び
34を有しており、タービンベーン40のアウタシュラ
ウド38に設けられた半径方向外方へ延在する装着フラ
ンジ、即ちラグ36がフランジ32及び34の間に受入
れられている。タービンベーン40は作動空気流部分4
2を有しており、該部分を越えてパワーガスが流れるよ
うになっている。上流側のフランジ32はその内周縁部
より半径方向外方へ延在する切欠き44及び47を有し
ており、これらの切欠きはベーンのアウタシュラウド3
8に設けられたラグ36に固定されたトルクピン46を
受入れている。トルクピン47は軸線方向に延在してお
り、ラグ36より前方へ延在゛して切欠き内にてフラン
ジ32に固定的に係合するようラグ36に固定されてお
り、これによりベーンのためのトルク伝達手段を与えて
おり、またベーンがスリーブ26に対し相対的に周縁方
向へ延在することを阻止す゛るようになっている。
ラグ36は、スリーブ26に対し相対的にベーンが軸線
方向へ運動することを阻止し、これによりベーンに作用
する軸線方向のスラストを吸収するよう、スリーブに設
けられた二つのフランジ32及び34の間に嵌合してい
る。切欠き47.44の深さ及びフ、ランジ32と34
との間の空間の深さは、タービンの運転中にスリーブ2
6に対し相対的にベーンが熱膨張することを許すに十分
な深さである。スリーブがかくして構成されているので
、各ベーンの先端のラグ36にトルクピン46を固定し
、ラグ36をフランジ32と34との間の空間内へ半径
方向内方へ摺動させ、トルクビンン46を対応する切欠
き内に位置決めすることにより、全てのベーンを組付け
ることができる。周縁方向に順次組付けられるベーンう
ちの最後のベーンもかくして組付けることができる。何
故ならば、切欠き47により既に組付けられている他の
ベーンが周縁方向へ変位することが許され、また各々の
ベーンのアウタシュラウドの間には最後のベーンの組付
けを可能にするに十分な間隙が与えられるからである。
この場合に必ずしも全てのベーンがトルクピンを担持す
る必要はないことに留意されたい。図示の実施例に於て
は、例えば一つおきのベーンのみがトルクピンを担持す
るよう、トルクピン用の切欠きの数はベーンの数よりも
少ない。かくして最後に組付けられるベーンの組付は時
にはその最後のベーンにトルクピンが配置される必要は
ない。何故ならば、かくして最後に組付けられたベーン
に作用するトルクは隣接するベーンのアウタシュラウド
へ接線方向へ伝達され、更にその隣接するベーンのトル
クピンに伝達されるからである。
フランジ34はスリーブ26に近接した位置にて該フラ
ンジを貫通する複数個の冷却空気孔48を有しており、
これによりフランジ20より上流側であってスリーブ2
6より内側の空間50よりスリーブの内面上を通過する
冷却空気流が、切欠き44のベース部及びベーンに設け
られたラグ36の間の空間を経て、フランジ32と34
との間の空間52内へ流入し、更に孔48を経てフラン
ジ34より下流側のスリーブ26内の空間53内へ流入
し得るようになっている。ラグ36を通過し、フランジ
32と34との間の空間52内へ流入し、更に空間53
内へ流入する冷却空気は実質的に漏洩空気であることに
留意されたい。従ってかかる領域に於てタービン内を通
過する冷却空気の量をできるだけ制限することが望まし
い。
フランジ34の内周部には一列の半径方向に延在する複
数個の孔64が設けられている。これらの孔はフランジ
34のすぐ内側のキャビティ65内へ冷却空気を半径方
向内方へ噴射する。かくして噴射される空気は、半径方
向外方へ向かう流れをパワーガス流内へ導き、これによ
り高温のパワーガスがフランジ34及びこれに隣接する
部材土へ半径方向外方へ流れることを低減する。
フランジ34の内端部には横方向に延在するフランジ5
4が設けられており、該フランジはその内面に於て円錐
形のリングの形態を成すインナモジュラ−シール56を
支持している。このシールの内縁部はシール56が軸線
方向へ運動することを阻止すべくフランジ54に設けら
れた溝58内に保持されている。シール56の外縁部は
組立体の固定構造要素60と横方向に係合している。要
素60は半径方向面62を有しており、該面に対しシー
ル56が当接している。要素60はタービンケース16
に対し固定された関係にある。
スリーブ26のそれが組立体内に装着された場合の機能
は、−列のタービンベーンのための支持体を与え、ベー
ンの外端部のためのトルク吸収構造体を与え、ディフュ
ーザケースを囲繞する遮熱手段を与えることである。ま
た上述の如き構造はアウタエアシールを冷却する空気通
路を与え、またガス流路より冷却空気をシールする。こ
の場合シールはスリーブとそれを囲繞する構造体との間
に作用する応力を解放すべく支持構造体内にて半径方向
及び軸線方向に運動可能であるよう装着される。スリー
ブの前方部分は遮熱手段として作用し、該スリーブを囲
繞するケース及び装着用のフランジを圧縮機空気による
荷重及び熱による荷重より保護する。更に横方向フラン
ジ54はガス流路よりスリーブ内の空間を遮断するシー
ルを与え、またそれが設けられた位置に於てインナモジ
ュラ−シール56を支持する。更にフランジ32に上述
の如き構成にて切欠きが設けられていることにより、ト
ルクピンが固定されたベーンをスリーブ26に組付ける
ことができる。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図はガスタービンのベーン支持構造体を示すその長
手方向に沿う部分断面図である。 第2図はトルクピンを受ける切欠きの配置態様を示す第
1図の矢印2に沿う断面図である。 10・・・ディフューザケース、12・・・フランジ。 14・・・ボルト、16・・・タービンケース、18.
2O・・・フランジ、22.23・・・フック、24・
・・スロット、25・・・ラグ、26・・・スリーブ、
30・・・半径方向の間隙、32.33・・・フランジ
、36・・・ラグ。 38・・・アウタシュラウド、40・・・タービンベー
ン。 42・・・作動空気流部分、44・・・切欠き、46・
・・トルクピン、47・・・切欠き、48・・・孔、5
0,52.53・・・空間、54・・・横方向フランジ
、56・・・インナモジュラ−シール、58・・・溝、
60・・・固定構造要素、62・・・半径方向面、64
・・・孔、65・・・キャビティ 特許出願人 ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレ
イション 代 理 人 弁 理−士 明 石 昌 毅1.1面の子
方(内容に俊更なし) (方式)(自 発) 手続補正書 昭和60年6月19日 特許庁長官 志 賀 学 殿 2、発明の名称 タービン用ベーン組立体 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国コネチカット州、バー1−フォ
ード、フィナンシャル・プラザ 1 名 称 ユナイデツド・チクノロシーズ・−1−ボレイ
ション4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1〉外面に装着用のフランジを有し、内面に前記装着
    用のフランジより軸線方向前方へ隔置されたスペーサフ
    ランジを有する囲繞ケースと、前記ケース内に配置され
    たスリーブであって、その前端に近接した位置にして前
    記スペーサフランジにより支持されたスリーブと、 前記スリーブの内面に互に隔置された状態にて設けられ
    たフランジであって、該フランジの一方はその内周縁に
    半径方向に延在するスロットを有するフランジと、 前記スリーブ内に配置された一列のタービンベーンであ
    って、各ベーンはアウタシュラウドと該アウタシュラウ
    ドより半径方向外方へ延在するラグとを有しており、前
    記ラグは前記スリーブに設けられた前記フランジの間に
    配置されており、前記ラグの幾つかは前記スロットに係
    合すべく軸線方向に延在するトルクピンを担持している
    一列のタービンベーンと、 を含むタービン用ベーン組立体。 (2)下流側端部にパイロット面を有し該パイロット面
    より上流側方向へ隔置された位置に半径方向内方へ延在
    するフランジ有するディフューザケースと、 前記スリーブをその前記パイロット面を除き前記ディフ
    ューザケースより隔置された状態に保持すべく前記フラ
    ンジにより支持されたスリーブと、前記スリーブに設け
    られ半径方向内方へ延在し互に隔置された上流側及び下
    流側フランジであって、上流側フランジは半径方向に延
    在するスロットを有する上流側及び下流側フランジと、
    それぞれアウタシュラウドと該アウタシュラウドより半
    径方向外方へ延在するラグとを有する一列のタービンベ
    ーンであって、前記ラグは前記スリーブに設けられた前
    記上流側及び下流側フランジの間に配置されており、前
    記ラグの幾つかは前記スロットに係合するトルクピンを
    担持している−列のタービンベーンと、 前記スリーブ及び前記ディフューザケースは互に共働し
    て前記スリーブが前記ディフューザケース内にて回転す
    ること阻止するトルクラグ及び切欠きを有していること
    と、 を含むタービン組立体。
JP60100351A 1984-05-11 1985-05-11 タービン用ベーン組立体 Expired - Lifetime JPH0658045B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US609911 1984-05-11
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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60249605A true JPS60249605A (ja) 1985-12-10
JPH0658045B2 JPH0658045B2 (ja) 1994-08-03

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ID=24442861

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60100351A Expired - Lifetime JPH0658045B2 (ja) 1984-05-11 1985-05-11 タービン用ベーン組立体

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US (1) US4566851A (ja)
EP (1) EP0161203B1 (ja)
JP (1) JPH0658045B2 (ja)
DE (2) DE3563551D1 (ja)

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