JPS63230909A - 回転動力機械用ロータ組立体 - Google Patents

回転動力機械用ロータ組立体

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JPS63230909A
JPS63230909A JP63051442A JP5144288A JPS63230909A JP S63230909 A JPS63230909 A JP S63230909A JP 63051442 A JP63051442 A JP 63051442A JP 5144288 A JP5144288 A JP 5144288A JP S63230909 A JPS63230909 A JP S63230909A
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JP
Japan
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blade
rotor assembly
disk
seal
platform
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Pending
Application number
JP63051442A
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English (en)
Inventor
ケニス、リチャード、ラングリー
ジョン、デレク、カーノン
マーク、リチャード、サッチャー
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Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
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Publication date
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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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
    • 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
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Braking Arrangements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスタービンエンジンのような回転動力機械に
使用するロータ組立体に関する。
〔従来の技術〕
ガスタービンエンジンにおける軸流タービンの普通の構
造は、もみの木型基部を有する多数のブレードを、軸方
向にブローチ加工された対応するもみの木型溝に挿入す
ることによって、ロータディスクのリムに保持するよう
になっている。ついで環状のもしくは分割されたシール
板がロータディスクのリム下流側に、通常その外周をブ
レードプラットホームの下側に形成された溝に係合する
ことによりかつロータディスクのリムに密封接触するこ
とによって固定される。シール板の主目的はブレード基
部ともみの木型溝との隙間を通る漏洩を防止することで
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ブレードの振動緩衝とシール板の効果とを分離する問題
はきわめて重要である。したがってシール板が有効なシ
ールを達成するとともにブレードの運動を拘束しないこ
とが必要である。
英国特許第２０９５７６３Ａ号には、ブレードに対する
遠心力負荷を減少するが、ディスク上の支点の周りにお
けるシール板の半径方向外側部分の回転を利用して、ブ
レード基部にまたブレードのプラトホームの下側に軸方
向負荷を加えるシール板が開示されている。遠心力負荷
によるシール板の傾斜した半径方向外側部分の回転によ
って、シール板の半径方向内側部分をブレード基部およ
びディスクに押付けるように設計されている。それ故、
このシール板はブレードにかなりの負荷を加えて、ブレ
ードの振動を制限しまたは緩衝する傾向がある。この傾
向から、ブレードに作用するがシール板の作用に対抗し
ない、ブレードプラットホーム下側取付は用の振動緩衝
装置を設計するようになった。
本発明は、シール板がブレードに大きい遠心力および緩
衝負荷を加えることのない、ロータ組立体を提倶しよう
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、それを通して半
径方向負荷がシール板に加えられるディスク上のフック
装置を設けることにより、またシール板の外周がブレー
ドプラットホームに接触することなく、シたがって決し
てブレードプラットホームに半径方向または円周方向に
大きい負荷を加えることができないようにしている。ま
たフック装置はシール板を軸方向に拘束して、シール板
外周に軸方向にシール力を加える必要をなくする。
このようにして、シール板によってブレードプラットホ
ームに加えられるいかなる好ましくない緩衝負荷をも除
去することができた。
以下、本発明を図面に基いて例示として詳細に説明する
。
第１図は、リム１２を有するロータディスク１０、それ
ぞれ基部１６、プラットホーム１８および翼型２０を有
する多数のブレード１４、および環状シール板２２を備
えたロータ組立体を示す。
ロータディスク１０は、リム１２に機械加工されたもみ
の木型溝の形式のブレード保持装置を有する。ブレード
基部は対応するもみの木型をなし、この分野の技術にお
いて公知のようにリム１２のもみの木型構内に取付けら
れている。
シール板２２は、ディスク１０の下流側から後方への冷
却空気流をはＶ阻止することが必要である。適当な冷却
を確保するため、後方への流れをきわめて少く調節する
ことが好ましい。半径方向内向きの冷却空気流がロータ
集合体の前方に導入され、ブレード基部の溝へ外向きに
そしてブレードの（・図示しない）冷却孔を通って流れ
る。前方カバー板２４およびロータディスク自体はこの
冷却空気の流路を形成し、前方カバー板２４の周囲は矩
形形状で、ブレードの前方にフックに嵌装してブレード
を軸方向所定位置に保持するランドを形成している。
冷却空気の別の流れが半径方向外側の位置に導入され、
ブレードプラットホーム１８をも冷却することができる
。ワイヤシール２６は冷却流がこの段においてかなりの
圧力差をもつとき、二つの冷却流が混合するのを阻止す
る。同じ半径であるがシール板２２に設けられた別のシ
ール１２８が同じ目的を達成する。
上記のように、シール板２２が遠心力によりブレードプ
ラットホーム１８に負荷を加えることは好ましくな・い
。しかしシール板が、ロータ集合体を適切にシールする
ため、ブレードプラットホームまで延長することもまた
必要である。しかしながら、シール板２２がプラットホ
ームに接触してプラットホームとシール板周囲との隙間
をできるだけ小さくする必要はない。ロータディスクは
、それぞれ半径方向内向きの接触面３２を有する、多数
の拘束部材３０を含むフック装置を備えている。
拘束部材３０は、シール板を軸方向に拘束するため、図
示のように鉤状になっている。また、リム１２の半径方
向内端の別のフック２８は、軸方向拘束部を形成する。
シール板２２はブレード基部に隣接してロータディスク
リムの一側（後側または下流側）に位置し、シール板の
半径方向外側部分３４はブレードプラットホーム１８に
向って半径方向外向きに延長し、その間にきわめて小さ
い半径方向間隙を残している。
シール板の半径方向内側部分３６はリム１２およびブレ
ード基部１６に隣接して設置され、それに対してシール
する。外側および内側部分３４゜３６は互いに軸方向に
オフセットされ、接触装置３８が２部分間の軸方向に延
び接合部においてシール２２上に形成されている。接触
装置は、それぞれ半径方向外向きの接触面を有しロータ
ディスク１０に設けられたフック装置と係合する、多数
のフランジ４０（第２図）を備えている。シール板の軸
方向位置決めは各フランジ４０に係合するフック状拘束
部材３０によって達成され、軸方向拘束力を加えるいか
なる手段もシール板外周に対して設ける必要はない。
ロータ組立体が回転するとき、遠心力によって外向きに
動かされブレードプラットホーム１８に圧接しようとす
るシール板２２は、拘束部材３０によってブレードプラ
ットホームから拘束され、該拘束部材３０はシール板に
接触面４２を係合させる接触面３２の形式の停止Ｅ片を
形成する。そこでブレード１４はシール板２２が生ずる
過大な負荷を回避することができ、したがって一層薄（
かつ軽くなる。きわめて小さい公差をシール板の部分３
４とブレードプラットホーム１８との間に維、持し、決
して負荷がかからないようにすることができる。本発明
の別の利点は、肩部のないブレードが使用される場合、
ブレード間に位置する緩衝機構の作用がシール板によっ
て影響をうけ、ブレードに過大な負荷を加えることがな
いことである。
第２図において、シール板２２は多数の孔４４を備え、
その中に対応するブレード基部１２の部分が延長してい
る。ブレード基部を各孔内に取付けることにより、シー
ル板はロータディスクに対して円周方向に移動すること
ができなくなる。
各拘束部材は、リム１２の隣接するもみの木型溝間に延
びている。組立中、シール板は各フランジ４０を溝と整
合させてロータディスクに取付けられる。シール板は軸
方向に押され、ついで半ピッチ分（すなわち各もみの木
型溝間の距離の半分）ディスクに対して被られ、各拘束
部材３０は各フランジ間に位置する。ブレードは組立体
前方からディスク内に取付けることができる。
第３図において、半径方向外向きに延びる部分３４は、
好ましい型式において、その外周に多数の満４６を有し
、その溝４６は各ブレードプラットホーム１８の半径方
向内方にそれぞれ位置している。低密度シール部材４８
（たとえばセラミック）が各溝４６内に設けられ、遠心
力によって外向きに動かされ、各プラットホーム１８に
係合してそれに対してシールし、また冷却空気の圧力に
よって後方に押されシール板に対してシールする。
このようにして、一層信頼性のあるシールがブレードプ
ラットホーム１８とシール板２２との間に維持される。
ブレードプラットホームに加えられる半径方向および軸
方向負荷は、シール板２２がそれ０体ブレードプラット
ホームに負荷を加えないため、減少する。
可撓性ワイヤ５０がシール板２２の半径方向内端とロー
タディスク１０との間に設けられ、その間をシールする
。
第４図には本発明の第２実施例が示されているが、この
実施例は低密度シール部材４８を使用している点におい
て第３図の実施例とまったく同じである。シール板の外
周は、溝４６を形成するフランジの一方を有効に除去す
ることにより、一層軽くされている。シール板はディス
ク外周のフランジと共働して溝４６を形成し、その中に
シール部材４８が取付けられる。またシール板の外側部
分３４はディスクに向って傾斜し、少くともこの部分３
４の重心をディスクの一層近くにまた半径方向接触面３
２．４２を通る作用線の内側に移動する。このことはブ
レード背後においてブレードプラットホーム１８のオー
バーハング量を減少しつる重大な利点をも生ずる。
〔発明の効果〕
本発明はディスク上にフック装置を設けることにより、
またシール板の外周がブレードプラットホームに接触す
ることがなく、シたがってブレードプラットホームに確
実に半径方向または円周方向に大きい負荷を加えること
ができないようにすることによって、シール板によって
ブレードプラットホームに加えられるいかなる好ましく
ない緩衝負荷をも除去することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるロータ集合体の断面図、第２図は
第１図に示すシール板の一部分を示した断面図、第３図
は、シール板がシール部材を備えた、第１図の部分図、
第３Ａ図は第３図の矢印Ａ方向に見た部分断面図、第４
図は本発明の第２実施例の断面図である。 １０・・・ディスク、１２・・・リム、１４・・・ブレ
ード、１６・・・基部、１８・・・プラットホーム、２
２・・・シール板、２８・・・フック、３０．３２・・
・フック、３２・・・接触面、３４・・・外側部分、３
６・・・内側部分、３８・・・接触装置、４０・・・フ
ランジ、４２・・・接触面、４６・・・溝、４８・・・
可動シール部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、回転動力機械用ロータ組立体であって、リムおよび
    半径方向内向きの第１作用面を有するフックを有するロ
    ータディスク、それぞれ基部、プラットホームおよび翼
    型を含み、ディスクのリムに形成されたブレード保持装
    置に基部を設置することによりディスクに取付けられた
    多数のブレード、およびブレード基部およびディスクと
    密封係合し、ブレードプラットホームに向って延びる外
    周、ディスクに接触する内側部分、および第１作用面と
    係合する半径方向外向きの接触面を含む接触装置を有す
    る中間部分を有するシール板を含む前記回転機械用ロー
    タ組立体において、フック装置（３０）がディスクに向
    いた第２作用面（３２）を有し、接触装置（４０）が軸
    方向に向いた面（４２）を有しこの面に第２作用面が係
    合しシール板（２２）を押圧してディスク（１０）およ
    びブレード基部（１４）と密封係合させること、および
    シール板（２２）の外周がブレードプラットホーム（１
    ８）に大きい軸方向または半径方向負荷を加えることが
    なく、上記プラットホームがディスク（１０）に対する
    ブレード（１４）の運動を緩衝または制限することを特
    徴とする回転動力機械用ロータ組立体。 ２、シール板（２２）が環状であることをさらに特徴と
    する請求項１記載のロヘタ組立体。 ３、シール板（２２）がロータディスク （１０）と密封係合するようになった半径方向内側部分
    （３６）、およびブレードプラットホーム（１８）と密
    封係合する外側部分（３４）を含み、内側および外側部
    分（３４、３６）が軸方向にオフセットされ内側および
    外側部分（３４、３６）間に軸方向に延びる部分におい
    て接触装置（４０、４２）を形成すること、および少く
    とも外側部分（３６）半径方向平面内に延び、ロータが
    回転しているとき、シール板（２２）における遠心力負
    荷によりプラットホーム（１８）上ののシール（２２）
    外周による大きい軸方向負荷の発生を防止することをさ
    らに特徴とする請求項１ないし２記載のロータ組立体。 ４、ディスク（１０）がシール板の半径方向内端付近に
    フック（２８）を備えた請求項１ないし３のいずれか１
    項記載のロータ組立体。 ５、接触装置（４０、４２）がそれぞれフック装置（３
    ０、３２）と係合する半径方向外向きの接触面（４２）
    を有する多数の円周方向に離れたフランジ（４０）を含
    む請求項３記載のロータ組立体。 ６、フック装置（３０、３２）がフランジ （４０）と係合してフランジ（４０）したがってシール
    板を軸方向に拘束する多数の離れたフック（３０）を含
    む請求項６記載のロータ組立体。 ７、シール板（２２）がロータディスク （１０）とシール板（２２）との相対的運動を防止する
    ためブレード基部と係合する一つ以上の孔をさらに備え
    た請求項１ないし６のいずれか１項記載のロータ組立体
    。 ８、それぞれシール板の外周に形成された各円周方向に
    延びる溝（４６）に設置された多数の可動シール部材（
    ４８）を含み、各シール部材（４８）および各溝（４６
    ）がブレードプラットホーム（１８）の半径方向内側に
    設けられシール部材（４８）を前記ブレードプラットホ
    ーム（１８）に係合させて前記シール部材（４８）が遠
    心力を受けるときそれを密封する請求項１ないし７のい
    ずれか１項記載のロータ組立体。 ９、各シール部材（４８）がセラミック材料から作られ
    た請求項８記載のロータ組立体。
JP63051442A 1987-03-06 1988-03-04 回転動力機械用ロータ組立体 Pending JPS63230909A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB878705216A GB8705216D0 (en) 1987-03-06 1987-03-06 Rotor assembly
GB8705216 1987-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63230909A true JPS63230909A (ja) 1988-09-27

Family

ID=10613399

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Country Status (6)

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US (1) US4854821A (ja)
EP (1) EP0286227B1 (ja)
JP (1) JPS63230909A (ja)
DE (1) DE3880873T2 (ja)
ES (1) ES2040336T3 (ja)
GB (1) GB8705216D0 (ja)

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