JPS61145303A - 回転機械の改良された冷却可能なステータ組立体 - 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】 技術分野 本発明は、作動媒体ガスのための流路を有する型式の軸
流回転機械に係り、更に詳細には作動媒体流路に近接し
て設けられる冷却空気の流路のためのダクトに係る。本
発明は軸流ガスタービンエンジンの技術分野に於ける研
究の結果考え出されたものであるが、本発明は回転機械
を使用する他の技術分野にも適用されてよいものである
。

背景技術 一般に軸流ガスタービンエンジンは圧縮セクションと燃
焼セクションとタービンセクションとを有している。作
動媒体ガスのための環状の流路がエンジンのこれらのセ
クションを貫通して軸線方向に延在している。作動媒体
流路の周りには作動媒体ガスをその流路内に閉込め作動
媒体ガスをその流路に沿って導くステータ組立体が延在
している。

ガスはその流路に沿って流される過程に於て圧縮セクシ
ョンに於て加圧され、燃焼セクションに於て燃料と共に
燃焼され、これによりガスにエネルギが付与される。か
くして生じる高温の加圧されたガスはタービンセクショ
ンを経て流れる過程に於て膨張され、これにより有用な
仕事が発生される。かかる仕事の主要な部分はフリータ
ービンを駆動し又は航空機用の推力を発生させるべく出
力として使用される。

タービンセクションにより発生された仕事の残りの部分
は出力としては使用されない。かかる残りの部分はエン
ジンの圧縮セクションに於て作動媒体ガスを圧縮するた
めに使用される。エンジンにはかかる仕事をタービンセ
クションより圧縮Ｃクションヘ伝達するロータ組立体が
設けられている。ロータ組立体は作動媒体ガスより仕事
を受ける数列のロータブレードをそのタービンセクショ
ンに有している。ステータ組立体はロータブレードの列
の間にて作動媒体流路を横切って半径方向内方へ延在す
る数列のステータベーンを有している。ステータベーン
はそれらへ流れる作動媒体ガスの流れを成る所望の角度
にてロータブレードへ導（。ロータブレードは作動媒体
流路を横切って半径方向外方へ延在するエーロフオイル
を有しており、該エーロフオイルは作動媒体ガスより仕
事を受けて回転軸線の周りにロータ組立体を回転駆動す
べく近付いてくる作動媒体ガスの流れに対し傾斜されて
いる。

更にステータ組立体はアウタケースと、該アウタケース
より支持され作動媒体流路の周りに周縁方向に延在する
数列の壁セグメントとを含んでいる。壁セグメントは作
動媒体ガスをその流路に閉込めるべく作動媒体流路に近
接して配置されている。これらの壁セグメントは互いに
周縁方向に隔置されて間隙Ｇを郭定する半径方向面を有
している。間隙Ｇはアウタケースが加熱されることによ
り膨張し、或いは冷却されることにより収縮するので、
エンジンの運転条件に応答して壁セグメントの列の直径
が変化することを受は入れるために設けられている。

壁セグメントの列の一つの例はステータベーンの列であ
る。ステータベーンの列の各壁セグメントは作動媒体流
路の境界を郭定しており、作動媒体流路を横切って半径
方向内方へ延在する一つ以上のエーロフオイルを有して
いる。また壁セグメントの列の他の一つの例は、作動媒
体ガスをその流路に閉込めるべくエーロフオイルに間近
に近接してロータブレードの列の周りに延在し周縁方向
に互いに隣接する複数個の壁セグメントにて形成された
アウタエアシールである。

アウタエアシール及びステータベーンの壁セグメントは
高温の作動媒体ガスに密に接触し、ガスより熱を受ける
。これらの壁セグメントはそれらの温度を許容し得る限
度内に維持すべく冷却される。かかる冷却可能な壁セグ
メントの列の一例が米国特許第３．５８３．８２４号に
開示されている。この米国特許に於ては、ロータブレー
ドの列の外方に配置されたアウタエアシールが使用され
ている。アウタエアシールとエンジンケースとの間にて
アウタエアシールの周りに周縁方向に延在するキャとテ
ィ内の一次流路に沿って冷却空気が流される。冷却空気
はその流れを正確に計量し、また冷却空気の流れを壁セ
グメントの外面に対し正確に導くべく、衝突板を貫通し
て流される。冷却空気は衝突空気キャビティ内に収集さ
れ、該衝突空気キャビティより作動媒体流路内へ排出さ
れ、これにより衝突板を貫通して壁セグメントに対し導
かれる冷却空気の連続的な流れが形成される。

この冷却空気はそれがアウタエアシールを経て作動媒体
流路内へ流れる際にアウタエアシールのエツジ領域及び
これに隣接する構造体を対流冷却する。

現代のエンジンに於ては、周縁方向に隔置された８対の
壁セグメントの間にはシール部材が設けられている。シ
ール部材は隣接するセグメントの間の間隙を跨ぎ、これ
によりセグメントの間を経て作動媒体流路内へ冷却空気
が漏洩することを阻止する。かかる特徴を有する壁セグ
メントの一例が米国特許第３．３４１．１７２号に開示
されている。この米国特許に於ては、その第３図及び第
６図に示されている如く、エンジンの外部より作動媒体
流路内へ冷却空気が漏洩することを阻止すべく、ブロッ
ク５５ｔｌの間に延在するＣ形のシール部材が開示され
ている。

シール部材が設けられた壁セグメントの列の他の一つの
例が米国特許第３，７５２，５９８号に開示されている
。この米国特許の第１図及び第２図には、隣接するステ
ータベーンの間に延在する周縁方向に延びるシール部材
を有するステータベーンの列が図示されている。流路３
６及び３８の如き冷却空気のための一次流路がステータ
ベーンの端部に設けられた孔を経てベーンの内部へ冷却
空気を供給するようになっている。シール部材は隣接す
るセグメントの間にて互いに対向する溝内に配置された
シールプレート５ｏである。このシールプレートは隣接
するセグメントの間の間隙を跨ぎ、これにより隣接する
セグメントの間に設けられ一次流路より作動媒体流路ま
で延在する漏洩経路に沿う冷却空気の漏洩を阻止するよ
うになっている。これらのシールプレートは流路に沿う
作動媒体ガスの漏洩を阻止する点に於ては有効なもので
あるが、漏洩を完全に阻止するシールを構成するもので
はない。冷却空気の漏洩は、半径方向の面及び周縁方向
の面の両方に於て作動媒体ガスにより加熱される壁セグ
メントの間隙Ｇに近接する部分を冷却するので許容され
る。

冷却空気を使用すれば冷却されない壁セグメント及び冷
却されないエーロフオイルの場合に比して壁セグメント
及びエーロフオイルの寿命が増大されるので冷却空気を
使用することは許容されるが、冷却空気を使用するとエ
ンジンの運転効率が低下される。かかる運転効率の低下
は、エンジンの有用な仕事の一部が圧縮セクションに於
て冷却空気を加圧するために使用され、そのため出力と
して使用し得る有用な仕事の量が減少することにより発
生する。運転効率を増大させる一つの方法は、エンジン
内の冷却空気流路よりの冷却空気の漏洩を低減すること
である。運転効率を増大させる他の一つの方法は、同量
の冷却空気を使用して増大された冷却が得られるよう、
或いは受層の冷却空気を使用して同量の冷却が得られる
よう、冷却空気をより一層効果的に使用することである
。

従って科学者及びエンジニアはシール構造体を改善し、
また各構成要素へ供給される冷却空気をより一層効果的
に使用することにより、壁セグメントの如き構成要素へ
より一層効率的に冷却空気を供給することを研究してい
る。

発明の開示 本発明は、一部には、壁セグメントを冷却した俊に作動
媒体流路内へ排出される冷却空気は、空気のためのダク
トが形成されなければ作動媒体流路内へ直接流れる状態
よりエンジンの他の領域へ偏向されるであろう成る量の
排出された冷却空気を含んでいるという認識に基づくも
のである。

本発明によれば、作動媒体流路を有する回転機械は周縁
方向に隔置された互いに隣接する一対の壁セグメントと
、壁セグメントの間に軸線方向に延在し作動媒体流路に
近接して冷却空気を流すためのダクトを形成する一対の
シール部材とを含んでいる。

更に本発明は、一部には、第一には成る９　セグメント
の間に於ける冷却空気の漏洩は壁セグメントより外方の
高圧流路と作動媒体ガスとの間の差圧に直接関連してい
るということ、第二には冷却空気の漏洩に与えるかかる
差圧の影響が成る中間の圧力にて作動するダクトをセグ
メントの間に設け、冷却空気がエンジンの他の圧力の低
い領域より供給されるようにすることによって低減され
ることの認識に基づくものである。

本発明の一つの実施例によれば、（１）一対の壁セグメ
ントが高圧の冷却空気のための流路より作動媒体流路を
分離し、（２）壁セグメントの間のダクトが隣接する列
の壁セグメントを経て成る中間圧力にて排出される冷却
空気にて加圧され、これにより冷却空気の流路より作動
媒体流路まで延在する壁セグメントの間の漏洩経路が遮
断される。

また本発明の一つの実施例によれば、ダクトは壁セグメ
ントの周縁方向に互いに対向する側面と、壁セグメント
の側面の全軸線方向長さに沿って延在する一対の半径方
向に隔置されたシールプレートとにより形成される。

本発明の一つの主要な特徴は、周縁方向に延在する壁セ
グメントの列である。各壁セグメントは隣接する壁セグ
メントより周縁方向に隔置され、これによりそれらの間
に間隙Ｇが形成される。本発明の他の一つの特徴は、間
隙Ｇ内に配置され壁セグメントの一端より他端まで延在
する冷却空気ためのダクトを形成するよう半径方向に隔
置された一対の軸線方向及び周縁方向に延在するシール
部材である。一つの実施例に於ては、隣接する一対の壁
セグメントは、一対のインナ溝及び一対のアウタ溝によ
り壁セグメントの一端より他端まで延在するシールプレ
ートを受入れ得るよう構成された互いに対向する側面を
有している。また一つの実施例に於ては、冷却空気のた
めの二次流路が作動媒体流路まで半径方向内方へ延在し
ており。

またダクト内を加圧すべくダクトと流体的に連通してい
る。隣接する壁セグメントの間の周縁方向の間隙Ｇは、
ダクトより半径方向外方の冷却空気のための一次流路と
流体的に連通している。

本発明の一つの主要な利点は、作動媒体流路に近接して
冷却空気流路のためのダクトを設けることによって冷却
空気を効果的に使用することにより得られるエンジンの
運転効率である。本発明の他の一つの利点は、作動媒体
流路へ通ずる流路より冷却空気が作動媒体流路内へ流入
する前に他の一つの位置に於ける冷却のために冷却空気
を使用する流路まで冷却空気の一部を偏向することによ
って冷却空気を効果的に使用することにより得られるエ
ンジンの運転効率である。本発明の更に他の一つの利点
は、隣接する壁セグメントの列を経て作動媒体流路へ向
けて流される冷却空気にてダクト内を加圧することによ
り得られるエンジンの運転効率である。ダクトは冷却空
気のための高圧流路より作動媒体流路内へ延在する一対
のセグメントの間の漏洩経路を遮断する。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

発明を実施するための最良の形体 第１図はタービンセクション１２の一部及びエンジンの
回転軸線Ａ「を示す軸流ガスタービンエンジン１０の部
分断面図である。タービンセクション１２は回転軸線Ａ
ｒの周りに設けられた作動媒体ガスのための環状の流路
１４を含んでいる。

ロータ組立体１６が回転軸線の周りにてエンジンを貫通
して軸線方向に延在している。ロータ組立体１６の周り
にはステータ組立体１８がエンジンを貫通して軸線方向
に延在している。

タービンセクション１２に於ては、ロータ組立体１６は
一つのロータブレード２２及び一つのロータブレード２
４により示された数列のロータブレードを含んでいる。

これらのロータブレードは作動媒体流路１４を横切って
半径方向外方へ延在している。ステータ組立体１８は作
動媒体流路１４の周りに周縁方向に延在するエンジンケ
ース２６と、該エンジンケースより半径方向内方へ隔置
された壁２８とを含んでいる。流路３２により示されて
いる如く、冷却空気のための少なくとも一つの一次流路
が壁２８とエンジンケース２６との間にてエンジンを貫
通して軸線方向に延在している。

壁２８はロータブレード２２及び〇−タブレード２４に
間近に近接して作動媒体流路１４の周りに周縁方向に延
在しており、これにより作動媒体流路の外周部の境界を
郭定している。また壁２８は一つの壁セグメント３４、
一つの壁セグメント３６、一つの壁セグメント３８によ
り示されている如き三つの列の円弧状壁セグメントを含
んでいる。これらの壁セグメントの列は互いに軸線方向
に隣接しており、隣接する列の壁セグメントの対応する
端部に間近に近接した端部を有している。

第一の列の壁セグメント３４は上流側端部４２及び下流
側端部４４を有している。第二の列の壁セグメント３６
は上流側端部４６及び下流側端部４８を有している。第
三の列の壁セグメント３８は上流側端部５２及び下流側
端部５４を有している。

第一の列の壁セグメントの下流側端部４４は第二の列の
壁セグメントの上流側端部４６に近接している。第二の
列の壁セグメントの下流側端部４８は第三の列の壁セグ
メントの上流側端部５２より軸線方向に隔置されており
、端部５２との間に周縁方向に延在するキャピテイ５６
が郭定されている。

第一の列の壁セグメント３４はロータブレード２２の周
りに周縁方向に延在するアウタエアシール５８を形成し
ている。第二の列の壁セグメント３６は一つ以上のエー
ロフオイル６２を担持しており、該エーロフオイルは作
動媒体流路を横切って半径方向内方へ延在し、これによ
り一列のステータベーン６４を構成している。第三の列
の壁セグメント３８はロータブレード２４の周りに周縁
方向に延在するアウタエアシール６６を形成している。

冷却可能なステータ組立体１８は各列の壁セグメントを
アウタケースより支持する手段を含んでいる。アウタエ
アシール５８を支持する手段は一ヒ流側支持体６８及び
下流側支持体７２を含んでいる。これらの支持体はロー
タブレードの周りに半径方向にアウタエアシールを支持
し位置決めすべくエンジンケース２６に取付けられてい
る。またこれらの支持体はエンジンケース２６より壁セ
グメント３４の上流側端部４２及び下流側端部４４まで
半径方向内方へ延在している。各壁セグメント３４は上
流側フック７４及び下流側フック７６によりそれぞれ対
応する支持体に係合し得るよう構成されている。アウタ
エアシール６６も上流側支持体７８、下流側支持体８２
、フック８４及び８６によりエンジンケース２６より同
様に支持されている。第二の列のステータベーンの各壁
セグメント３６は一つ以上のエーロフオイル６２を担持
するプラットフォーム８８を有している。プラットフォ
ーム８８には上流側支持体８９及び下流側支持体９０が
取付けられており、これらの支持体はエンジンケース２
６に係合してプラットフォームを支持すべくプラットフ
ォームより半径方向外方へ延在している。

アウタエアシール５８、ステータベーン６４の列、及び
アウタエアシール６６はエンジンケースより半径方向内
方へ隔置されており、エンジンケースとの間にそれぞれ
キャビティ９２．９４．９６を郭定している。各壁セグ
メントは外向きの面９２ａ　、９４ａ　、９６ａにより
キャビティ９２．９４．９６の境界を郭定している。衝
突板９８及び衝突板１０２の如き周縁方向に延在する衝
突板がアウタエアシール５８及び６６より半径方向外方
へ隔置されており、またエンジンケース２６より半径方
向内方へ隔置されている。衝突板９８はキャピテイ９２
をインナキャビティ１０４とアウタキャピテイ１０６と
に分割している。同様に衝突板１０２はキャピテイ９６
をインナキャビティ１０８とアウタキャピテイ１１２と
に分割している。

冷却空気のための一次（第一の）流路３２は、エンジン
を貫通して、また作動媒体流路１４より半径方向外方に
て孔（図示せず）を経てアウタキャピテイ１０６内へ軸
線方向に延在している。この流路３２はアウタキャビテ
ィ１０６より支持体７２．８９及びエンジンケース２６
に設けられた孔（図示せず）を経てキャビティ９４内へ
延在しており、更に支持体９０．７８及びエンジンケー
スに設けられた孔（図示せず）を経てアウタキャビティ
１１２へ延在している。尚冷却空気はエンジンケース２
６を経てキャピテイ９４及びキャビティ９６まで延在す
る他の一つの一次流路に沿つて供給されてもよい。アウ
タキャビティ１０６内に於ては、一次流路３２は衝突板
９８まで半径方向内方へ延在している。冷却空気のため
の二次流路１１４の如き第二の流路がアウタエアシール
５８の半径方向外方にてインナキャビティ１０４内を軸
線方向及び周縁方向に延在している。衝突板９８に設け
られた複数個の衝突孔１１６により一次流路３２が二次
流路１１４と連通接続されている。これらの衝突孔１１
６の大きさは、アウタキャビティ１０６よりの冷却空気
の流れを計量し、その冷却空気の流れをアウタエアシー
ル５８に対し導き得るよう設定されている。各壁セグメ
ント３４は周縁方向に延在する基体１１８を含んでおり
、上流側フック７４及び下流側フック７６は基体１１８
より延在している。これらのフックは上流側フックに設
けられた満１２２及び下流側フックに設けられた溝１２
４の如く、アウタエアシール５８より半径方向外方のイ
ンナキャピテイ１０４内より空気を排出させるための溝
を有している。

図示の如く二次流路１１４はアウタエアシール５８の外
面に衝突し、アウタエアシール５８の下流側フック７６
に設けられた溝１２４を経て流れることにより第一の点
１２６まで壁セグメントを貫通して後方へ流れ、次いで
互いに隣接する基体１１８の間及び基体とステータベー
ンとの間を経て作動媒体流路１４内へ流れる。

ステータベーン６４の列を構成する隣接する列の壁セグ
メントの各壁セグメント３６はインナ溝１２８及びアウ
タ溝１３２を有している。これらの溝は壁セグメントが
図に於て断面にて示されているインナシールプレート１
３４及びアウタシールプレート１３６の如きインナ及び
アウタシール部材を受入れ得るようにしている。冷却空
気のための第三の流路１３８が隣接するステータベーン
のＵｔ−グメントの間及びシールプレートの間にてステ
ータベーンの上流側端部４６から下流側端部４８まで軸
線方向後方へ延在しており、従ってステータベーンとア
ウタエアシール６６との間のキャビティ５６と流体的に
連通している。この第三の流路１３８は第の一点１２６
と作動媒体流路１４との間に位置する第二の流路上の点
１４２に於て第二の流路と流体的に連通している。

第２図は壁セグメントの一部が破断された状態にて隣接
する一対の壁セグメント３６（即ち３６ａ及び３６ｂ）
を示す部分斜視図である。各壁セグメントは第一の周縁
方向に面する第一の側面１４４と第二の、即ち反対の周
縁方向に面する第二の側面１４６とを有している。一対
のセグメントの第一の側面は隣接するセグメントの第二
の側面に面している。これらの側面は間隙Ｇが形成され
るよう互いに周縁方向に隔置されている。各側面はイン
ナ溝１２８を有しており、該インナ溝はそのセグメント
の上流側端部（第一の端部）４６より下流側端部（第二
の端部）４８まで延在しており、また隣接するセグメン
トの対向する側面に設けられたインナ溝１２８に面して
いる。また各側面はインナ溝より半径方向外方へ隔置さ
れたアウタ溝１３２を有しており、該アウタ溝はそのセ
グメントの上流側端部よりそのセグメントの下流側端部
まで延在しており、また隣接するセグメントの対向する
側面に設けられたアウタ溝に面している。インナシール
プレート１３４はインナ溝内に配置されており、間隙Ｇ
を横切って周縁方向に第一の端部より第二の端部まで軸
線方向に延在している。同様にアウタシールプレート１
３６はアウタ溝内に配置されており、間隙Ｇを横切って
周縁方向にそのセグメントの第一の端部よりそのセグメ
ントの第二の端部まで軸線方向に延在している。

これら二つのシールプレート及びインナ溝とアウタ溝と
の間に延在するセグメントの側面は、二次流路１１４と
流体的に連通ずる冷却空気のためのダクト１４８を郭定
している。

第３図はステータベーン６４の列の壁セグメント３６を
示す部分斜視図である。各ステータベーンはそれぞれエ
ーロフオイルの部分に孔１５２を有しており、合孔はエ
ーロフオイルの内部を冷却空気のための一次流路３２と
流体的に連通接続している。一次流路３２はステータベ
ーンの下方にてキャビティ９４内へ軸線方向に延在して
おり、また下流側支持体９ｏに設けられた孔１５４を経
て第二のアウタエアシール６６より半径方向外方のキャ
ビティ９６内へ延在している。−泡流路３２よりの冷却
空気の一部は冷却空気のための一次流路３２′に沿って
エーロフオイル内の孔１５２内へ流される。−泡流路３
２よりの冷却空気の他の一部は、−泡流路より作動媒体
流路１４まで延在する漏洩流路３２＃に沿って流れる。

この流路はインナシールプレート１３４、アウタシール
プレート１３６、及びダクト１４８内の加圧された空気
により遮断される。

第４図はダクト１４８がシールセグメントの隣接する側
面に受けられた互いにオーバラップする肩部により形成
された他の実施例を示す第３図に示された型式の壁セグ
メントのダクト領域を示す断面図である。図示の実施例
に於ては、第一の壁セグメント３６ａは作動媒体流路１
４に而する内向きの面１５６を有する軸線方向に延在す
る肩部を有している。突起１５８の如きシール部材の一
つが第二の壁セグメント３６ｂと一体に形成されており
、第一の壁セグメント３６ａの肩部の面１５６にオーバ
ラップする外向き面１６２を有している。これと同様の
構造が、第二の肩部及び第二の突起構造１５６’　、１
５８’　、１６２’　または仮想線のシールプレートに
より示されている如きシールプレート１３４′に使用さ
れてよい。或いはこれらの肩部及び突起の両方が一つの
シールプレート１３４″との組合せ、又は仮想線のシー
ルプレート１３４′及びシールプレート１３６により示
されている如き一対の半径方向に面するシールプレート
との組合せにて互いに隣接する壁セグメントに設けられ
てもよい。

ガスタービンエンジン１０の運転中には、冷却空気が一
次流路３２に沿って流され、高温の作動媒体ガスが環状
の流路１４に沿ってエンジンのタービンセクション１２
内へ流される。タービンセクションの構成要素は作動媒
体ガスより受けた熱によって加熱され、また冷却空気へ
熱を伝達することによって冷却される。これらの構成要
素はエンジンケース２６、アウタエアシール５８の壁セ
グメント３４、ステータベーン６４の列の壁セグメント
３６、アウタエアシール６６の壁セグメント３８、これ
らの壁セグメントのための支持体、即ち支持体６８．７
２．８９．９０，７８．８２を含んでいる。

冷却空気は一次流路３２に沿ってアウタキャビティ１０
６内へ流され、次いでステータベーンより半径方向外方
のキャビティ９４へ流され、更にはアウタエアシール６
６より半径方向外方のアウタキャビティ１１２へ流され
る。冷却空気及び高温の作動媒体ガスが上述の如く流れ
ることにより、冷却空気のための一次流路と作動媒体ガ
スのための流路との間には差圧が存在する。これらの差
圧は一部には環状流路１４に沿う圧力レベルの変化に依
存し、また流れ損失及び−泡流路３２より流路１１４の
如き二次流路へ冷却空気の一部が偏向されることにより
惹起こされる圧力レベルの変化に依存している。種々の
位置に於ける圧力が第１図に示されており、それらの圧
力は以下の圧力を含んでいる。

Ｐ＋−アウタキャビティ１０６内の圧力Ｐ２−インナキ
ャビティ１０４内の圧力Ｐ５−第一の点１２６と第二の
点１４２との間の領域に於ける二次流路１１４に沿う圧
力 Ｐ４−ステータベーンより半径方向外方のキャビティ９
４内の圧力 Ｐｖ−アウタエアシール６６より半径方向外方のアウタ
キャピテイ１１２内の圧力 また環状の作動媒体流路１４に沿う種々の位置に於ける
圧力は以下の圧力を含んでいる。

Ｐ３−第一の列の壁セグメントの上流側端部４２に於け
る圧力 Ｐ６−二次流路１１４が作動媒体流路１４に流入する位
置に於ける第一の列の壁セグメントの下流側端部４４及
び第二の列の壁セグメントの上流側端部４６に近接した
領域の圧力 Ｐ８−第二の列の壁セグメントの下流側端部４８と第三
の列の壁セグメントの上流側端部５２との間のキャピテ
イ５６内の圧力これらの圧力の大きさの関係は以下の如
くである。

Ｐ＋はＰ２よりも僅かに大きい。

Ｐ２はＰ３よりも大きい。

Ｐ３はＰ４よりも大きい。

Ｐ４はＰ５よりも大きい。

Ｐ５はＰ６よりも大きい。

Ｐ６はＰｒよりも大きい。

ＰｒはＰ８よりも大きい。

エンジンの運転中には、ダクト１４８と作動媒体流路１
４との間の差圧によりインナシールプレート１３４がシ
ールセグメントに対し半径方向内方へ付勢され、また一
次流路３２とダクト１４８との間の差圧によりアウタシ
ールプレート１３６がシールセグメントに対し半径方向
内方へ付勢されてシールセグメントとシール接触せしめ
られる。

冷却空気が流路３２に沿ってキャピテイ９４内へ流され
ると、そのキャピテイの圧力Ｐ４とダクト４８の圧力Ｐ
ｄとの間の差圧により、一次流路３２よりダクト１４８
内へ延在する漏洩経路３２′が形成される。その結果ダ
クト１４８内が第二の点１４２より二次流路１１４（は
ぼ圧力Ｐ５の圧力状態にあり、ダクト１４８と流体的に
連通している）に沿って流される冷却空気により加圧さ
れる。この冷却空気はダクト内を加圧し、キャビティ９
４と作動媒体流路１４との間の差圧が中間圧力によって
中断されることのない構造体の場合に比して、一次流路
３２よりキャピテイ９４内への冷却空気の漏洩が低減さ
れる。ダクト１４８のための冷却空気は壁セグメント３
４を経て二次流路１１４に沿って排出された点１４２よ
りの冷却空気（圧力Ｐｓ　）により供給されるので、更
に他の一つの効果が得られる。二次流路１１４はさもな
くば作動媒体流路１４内に於て浪費されるであろう過剰
の冷却空気を含んでいるので、ダクト１４８を加圧する
ことによってはエンジンの性能に悪影響は及ばない。ダ
クト１４８を軽て流される冷却空気はその流路に近接し
た重要な位置にあるステータベーンの側面を冷却し、キ
ャビティ５６内へ排出されるので、更に他の一つの効果
が得られる。この冷却空気は第三の列の壁セグメントの
上流側端部５２の如きキャビティ５６と流体的に連通ず
る構成要素を更に冷却する。二次流路１１４よりの冷却
空気はミロ使用される。即ち冷却空気はアウタエアシー
ル５８を冷却するために使用され、ダクト１４８を加圧
して冷却空気のための一次流路よりキャピテイ９４への
漏洩を低減するために使用され、更に冷却空気はダクト
１４８内に流され且該ダクトより排出されてステータベ
ーン及びキャビティ５６の上流側端部を冷却するために
使用される。

壁セグメントの上流側端部４６より下流側端部４８まで
延在するインナ溝１２８及びアウタ溝１３２の如きシー
ルプレートのための溝を使用することにより、組立て中
に更に他の一つの効果が得られる。インナ溝及びアウタ
溝はこれらの溝の端部をシールすることに関する注意を
払うことなく、壁セグメントの一端より他端までシール
溝を研削によって単純に形成される。更に各シールプレ
ートはステータベーンがエンジンケース内に装着された
後にステータベーンの列の後方より容易に組込まれる。

このことによりシールプレート等を容易に組立てること
ができ、またシール用の溝の端部を視覚的に観察して全
てのシールプレートが所定の位置に組込まれているか否
かを容易に検査することができる。組立てが完了した後
には、シールプレートは下流側支持体７２及び第一の列
の壁セグメントによって軸線方向に拘束され、またアウ
タエアシール６６のための上流側支持体７８によって軸
線に沿う下流側方向に拘束される。公差の変動により冷
却空気がステータベーンの下流側端部に於てキャビティ
５６内へ漏洩し得るようになる。或いはダクト１４８と
流体的に連通ずる冷却空気孔が下流側支持体に設けられ
てもよい。

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図はタービンセクションの一部及びエンジンの回転
軸線を示す軸流ガスタービンエンジンの部分断面図であ
る。 第２図は壁セグメントの一部が明瞭化の目的で破断され
た状態にて互いに隣接する二つの壁セグメントを示す部
分斜視図である。 第３図は壁セグメントに摺動可能に係合する一対の軸線
方向に延在するシールプレートを示すべく一部破断され
た一列の壁セグメントの一つの壁セグメントを示す部分
斜視図である。 第４図は壁セグメントの一つと一体に形成されたシール
部材を使用する他の一つの実施例を示す第１図の線ＩＶ
−ＩＶに沿う部分断面図である。 １０・・・ガスタービンエンジン、１２・・・タービン
セクション、１４・・・作＃Ｊ媒体流路、１６・・・ロ
ータ組立体、１８・・・ステータ組立体、２２．２４・
・・ロータブレード、２６・・・エンジンケース、２８
・・・壁。 ３２・・・−激流路、３４．３６．３８・・・壁セグメ
ント、４２・・・上流側端部、４４・・・下流側端部、
４６・・・上流側端部、４８・・・下流側端部、５２・
・・上流側端部、５４・・・下流側端部、５６・・・キ
ャビティ、５８・・・アウタエアシール、６２・・・エ
ーロフオイル。 ６４・・・ステータベーン、６６・・・アウタエアシー
ル。 ６８・・・上流側支持体、７２・・・下流側支持体、７
４・・・上流側フック、７６・・・下流側フック、７８
・・・上流側支持体、８２・・・下流側支持体、８４．
８６・・・フック、８８・・・プラットフォーム、８つ
・・・上流側支持体、９０・・・下流側支持体、９２．
９４．９６・・・キャピテイ、９８．１０２・・・衝突
板、１０４・・・インナキャビティ、１０６・・・アウ
タキャピテイ。 １０８・・・インナキャビティ、１１２・・・アウタキ
ャビティ、１１４・・・二次流路、１１６・・・衝突孔
、１１８・・・基体、１２２．１２４・・・溝、１２６
・・・第一の点、１２８・・・インナ溝、１３２・・・
アウタ溝、１３４・・・インナシールプレート、１３６
・・・アウタシールプレート、１３８・・・第三の流路
、１４４・・・第一の側面、１４６・・・第二の側面、
１４８・・・ダクト。 １５２．１５４・・・孔、１５６・・・面、１５８・・
・突起。 １６２・・・外向き面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸線方向に延在する環状の作動媒体流路と、冷却
   空気のための軸線方向に延在する流路と、互いに周縁方
   向に隔置されてエンジンの運転条件に応じて変化する間
   隙Ｇを郭定する互いに対向する側面を有する周縁方向に
   隣接する一対の壁セグメントを含み前記作動媒体流路の
   境界を郭定する周縁方向に隣接する壁セグメントの列と
   を有する型式の回転機械に於ける改良された冷却可能な
   ステータ組立体にして、 互いに半径方向に隔置され前記一対の壁セグメントの前
   記側面の間にて前記間隙Ｇを横切って軸線方向及び周縁
   方向に延在する一対のシール部材を有し、前記シール部
   材及び前記壁セグメントの前記互いに対向する側面は冷
   却空気の流路のためのダクトを構成しており、前記ダク
   トの境界は半径方向外方については前記シール部材によ
   り、周縁方向については前記壁セグメントの前記側面に
   より郭定されている改良された冷却可能なステータ組立
   体。
2. （２）環状の作動媒体流路と、前記作動媒体流路の外方
   に設けられた冷却空気のための第一の流路と、ステータ
   組立体とを有し、前記ステータ組立体は前記作動媒体流
   路の外周の境界を郭定する壁セグメントであって該壁セ
   グメントを貫通して第一の点まで半径方向内方へ延在し
   且前記第一の点より前記作動媒体流路まで流れる冷却空
   気のための第二の流路を有する周縁方向に延在する壁セ
   グメントの第一の列と、前記作動媒体流路の外周の境界
   を郭定し且前記冷却空気のための第一の流路の内周の境
   界を郭定する周縁方向に延在する壁セグメントの第二の
   列とを含み、前記壁セグメントは外向きの周縁方向に延
   在するキャビティを郭定しており、前記冷却空気のため
   の第一の流路は前記キャビティを貫通して延在しており
   、前記壁セグメントの前記第二の列は互いに周縁方向に
   隔置されてエンジンの運転条件に応じて変化する間隙Ｇ
   を郭定する互いに対向する側面を有する一対の周縁方向
   に隣接する壁セグメントを有しており、漏洩経路が前記
   第一の流路より前記作動媒体流路まで前記間隙を貫通し
   て延在している型式の回転機械に於ける改良された冷却
   可能なステータ組立体にして、 互いに半径方向に隔置され、前記一対の壁セグメントの
   前記側面の間にて前記間隙Ｇを横切って軸線方向及び周
   縁方向に延在し前記漏洩経路に沿う冷却空気の流れを遮
   断する一対のシール部材を有し、前記シール部材及び前
   記壁セグメントの前記互いに対向する側面は冷却空気の
   流路ためのダクトを構成しており、前記ダクトの境界は
   半径方向外方及び半径方向内方については前記シール部
   材により、周縁方向については前記壁セグメントの前記
   側面により郭定されており、前記ダクトはエンジンの運
   転条件下に於て前記第二の流路よりの冷却空気にて前記
   ダクト内を加圧すべく前記第一の点と前記作動媒体流路
   との間の前記冷却空気流路上の点に於て前記冷却空気の
   ための第二の流路と流体的に連通している改良された冷
   却可能なステータ組立体。
3. （３）環状の作動媒体流路と、前記作動媒体流路より半
   径方向外方に設けられた冷却空気のための少なくとも一
   つの一次流路とを有する軸流回転機械ための冷却可能な
   ステータ組立体にして、前記作動媒体流路の境界を郭定
   すべく前記作動媒体流路の周りに周縁方向に延在し且前
   記冷却空気のための一次流路の一つより内方に延在する
   壁セグメントの第一の列であって、前記壁セグメントは
   第一の端部と、該第一の端部より軸線方向に隔置された
   第二の端部と、前記一次流路と流体的に連通し且前記壁
   セグメントの前記第二の端部を越えて前記作動媒体流路
   内まで半径方向内方へ延在する冷却空気のための二次流
   路とを有する壁セグメントの第一の列と、 前記作動媒体流路の境界を郭定すべく前記作動媒体流路
   の周りに周縁方向に延在し且前記冷却空気のための一次
   流路の境界を郭定すべく前記冷却空気のための一次流路
   の一つの内方に延在する壁セグメントの第二の列であっ
   て、前記壁セグメントは前記第一の列の壁セグメントの
   前記第二の端部に軸線方向に隣接する第一の端部を有し
   ており、互いに対向し周縁方向に隔置されて間隙Ｇを郭
   定する側面を有する少なくとも一対の壁セグメントを含
   んでおり、前記冷却空気のための一次流路より延在する
   冷却空気のための漏洩経路が前記一対の壁セグメントの
   間に形成されており、前記一対の壁セグメントは各壁セ
   グメントの前記側面に設けられ各壁セグメントの前記第
   一の端部より前記第二の端部まで延在し他方の壁セグメ
   ントに設けられたインナ溝に面するインナ溝と、各壁セ
   グメントの前記側面に設けられ前記インナ溝より半径方
   向外方へ隔置され各壁セグメントの第一の端部より前記
   第二の端部まで延在し他方の壁セグメントに設けられた
   アウタ溝に面するアウタ溝とを含む壁セグメントの第二
   の列と、 前記インナ溝内に配置され、前記間隙Ｇを横切って周縁
   方向に延在し且前記壁セグメントの前記第一の端部より
   前記第二の端部まで軸線方向に延在するインナシールプ
   レートと、 前記アウタ溝内に配置され、前記間隙Ｇを横切って周縁
   方向に延在し且前記壁セグメントの前記第一の端部より
   前記第二の端部まで軸線方向に延在するアウタシールプ
   レートと、 を含み、前記インナシールプレート、前記アウタシール
   プレート、及びこれらのシールプレートの間の前記一対
   のセグメントの前記側面は冷却空気のためのダクトを郭
   定しており、該ダクトは前記二次流路より前記ダクトへ
   冷却空気の一部を偏向させ、これにより前記ダクト内を
   加圧し、前記一次流路より前記作動媒体流路まで延在す
   る前記冷却空気ための漏洩経路に沿って前記一対の壁セ
   グメントの間に冷却空気が流れることを阻止すべく前記
   冷却空気のための二次流路と流体的に連通している冷却
   可能なステータ組立体。