JP2001065498A - 回転機械用のステータアッセンブリおよびステータアッセンブリ用のクリップ部材 - Google Patents
回転機械用のステータアッセンブリおよびステータアッセンブリ用のクリップ部材Info
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- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
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- 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
- F01D5/3023—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
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- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
- F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
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- 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
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/60—Assembly methods
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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
- F05D2300/13—Refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W
- F05D2300/133—Titanium
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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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 許容できる水準の耐久性、交換可能性を備え
たステータベーンの列を有するステータアッセンブリを
提供する。 【解決手段】 シュラウドを有する回転機械用のステー
タアッセンブリが開示される。シュラウドにより制限さ
れることにより流路内へのステータベーン(28)の動
きを制限する、様々な構成の詳細が展開される。一具体
的実施態様において、クリップ部材(62)が、ステー
タベーン(28)のベーン先端部(52)にある開口部
(64)を通って延びており、さらにクリップ部材(6
2)は、内向きの動きに対してステータベーン(28)
のベーン先端部(52)を制限するように、内側シュラ
ウド(56)の流路でない表面に配置される。
たステータベーンの列を有するステータアッセンブリを
提供する。 【解決手段】 シュラウドを有する回転機械用のステー
タアッセンブリが開示される。シュラウドにより制限さ
れることにより流路内へのステータベーン(28)の動
きを制限する、様々な構成の詳細が展開される。一具体
的実施態様において、クリップ部材(62)が、ステー
タベーン(28)のベーン先端部(52)にある開口部
(64)を通って延びており、さらにクリップ部材(6
2)は、内向きの動きに対してステータベーン(28)
のベーン先端部(52)を制限するように、内側シュラ
ウド(56)の流路でない表面に配置される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転機械に使用さ
れるタイプのステータ構造体に関し、特に、作動媒体ガ
スを圧縮セクションを通して導くための圧縮セクション
の構造体に関する。
れるタイプのステータ構造体に関し、特に、作動媒体ガ
スを圧縮セクションを通して導くための圧縮セクション
の構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】航空機用のガスタービンエンジンなどの
軸流回転機械は、圧縮セクション、燃焼セクション、タ
ービンセクションを有する。作動媒体ガス用の環状の流
路が、エンジンのこれらのセクションを通って軸方向に
延びている。ガスは、圧縮セクション内で圧縮され、そ
の温度、圧力が上昇する。燃焼セクションにおいて、燃
料が作動媒体ガスとともに燃焼され、熱い加圧ガスの温
度を更に上昇させる。熱い作動媒体ガスは、タービンセ
クションを通して膨張され、ここで推力を発生させると
ともに、ガスから回転力としてエネルギーを抽出する。
回転力は、圧縮セクションに伝達され、流入するガスの
圧力を上昇させる。
軸流回転機械は、圧縮セクション、燃焼セクション、タ
ービンセクションを有する。作動媒体ガス用の環状の流
路が、エンジンのこれらのセクションを通って軸方向に
延びている。ガスは、圧縮セクション内で圧縮され、そ
の温度、圧力が上昇する。燃焼セクションにおいて、燃
料が作動媒体ガスとともに燃焼され、熱い加圧ガスの温
度を更に上昇させる。熱い作動媒体ガスは、タービンセ
クションを通して膨張され、ここで推力を発生させると
ともに、ガスから回転力としてエネルギーを抽出する。
回転力は、圧縮セクションに伝達され、流入するガスの
圧力を上昇させる。
【0003】圧縮セクション、タービンセクションは、
エンジンを通って軸方向に延びるロータを有する。この
ロータは、回転軸Arを中心に配置されている。ロータ
は、ロータと熱い作動媒体ガスとの間で回転力を伝達す
るロータブレードの列を含む。各ロータブレードは、こ
の目的のためにエアフォイルを有し、このエアフォイル
は、作動媒体流路に亘って外向きに延びている。作動媒
体ガスは、エアフォイルを通過するように導かれる。タ
ービンセクションのエアフォイルは、作動媒体ガスから
エネルギーを受け取り、回転軸を中心にロータを高速で
駆動する。圧縮セクションのエアフォイルは、エアフォ
イルがロータによって回転軸を中心に駆動されるのに従
って、作動媒体ガスを圧縮して作動媒体ガスにエネルギ
ーを伝達する。
エンジンを通って軸方向に延びるロータを有する。この
ロータは、回転軸Arを中心に配置されている。ロータ
は、ロータと熱い作動媒体ガスとの間で回転力を伝達す
るロータブレードの列を含む。各ロータブレードは、こ
の目的のためにエアフォイルを有し、このエアフォイル
は、作動媒体流路に亘って外向きに延びている。作動媒
体ガスは、エアフォイルを通過するように導かれる。タ
ービンセクションのエアフォイルは、作動媒体ガスから
エネルギーを受け取り、回転軸を中心にロータを高速で
駆動する。圧縮セクションのエアフォイルは、エアフォ
イルがロータによって回転軸を中心に駆動されるのに従
って、作動媒体ガスを圧縮して作動媒体ガスにエネルギ
ーを伝達する。
【0004】エンジンは、ロータの周囲に配置されたス
テータを含む。このステータは、外側ケースと、作動媒
体流路に亘って内向きに延びるステータベーンの列と、
を有する。このステータは、作動媒体流路を規定するよ
うに、この流路を中心に周方向に延びている。ステータ
は、この目的のために、外側流路壁(外側ケース)と、
この壁に支持されたシール要素とを含む。このようなシ
ール要素の例としては、周方向に延びるシール部材(ラ
ブストリップ)を有する内側シュラウドアッセンブリが
挙げられる。ラブストリップは、回転構造体の周囲に径
方向に配置されるとともに、例えば、内側シュラウドを
通ってベーンにより支持され得る。ラブストリップは、
関連するナイフの刃のように鋭いシール要素にかなり近
接して設けられており、このシール要素は、ロータ上に
周方向に延びるとともに、全体として作動媒体ガスが流
路から漏れることを防止するシールを形成する。
テータを含む。このステータは、外側ケースと、作動媒
体流路に亘って内向きに延びるステータベーンの列と、
を有する。このステータは、作動媒体流路を規定するよ
うに、この流路を中心に周方向に延びている。ステータ
は、この目的のために、外側流路壁(外側ケース)と、
この壁に支持されたシール要素とを含む。このようなシ
ール要素の例としては、周方向に延びるシール部材(ラ
ブストリップ)を有する内側シュラウドアッセンブリが
挙げられる。ラブストリップは、回転構造体の周囲に径
方向に配置されるとともに、例えば、内側シュラウドを
通ってベーンにより支持され得る。ラブストリップは、
関連するナイフの刃のように鋭いシール要素にかなり近
接して設けられており、このシール要素は、ロータ上に
周方向に延びるとともに、全体として作動媒体ガスが流
路から漏れることを防止するシールを形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ステータベーンとロー
タブレードは、作動媒体ガスがエンジンを通って流れる
間に、この作動媒体ガスを、受け入れ、相互作用し、放
出するように、設計されている。ステータベーンの列
は、圧縮セクションとタービンセクションの両方におい
て、ロータブレードの列の上流に配置される。ステータ
ベーンは、それぞれ、作動媒体ガスをロータブレードに
導くように、隣接するステータベーンに関して所定の方
法で配置されたエアフォイルを有する。圧縮セクション
の前方部分にあるエアフォイルは、流入するガスの流れ
とともにエンジンに流入する異物により、しばしば、衝
突を受ける。これらの異物は、野鳥や運転状態において
隣接する構造体から離脱し得る氷片などの大きな異物を
含む可能性がある。ファンブレードのすぐ下流にあるス
テータベーンは、隣接する構造体から外れずに、また、
回転するロータブレードの隣接する段の中の後方へ移動
せずに、これらの衝撃に耐える必要がある。
タブレードは、作動媒体ガスがエンジンを通って流れる
間に、この作動媒体ガスを、受け入れ、相互作用し、放
出するように、設計されている。ステータベーンの列
は、圧縮セクションとタービンセクションの両方におい
て、ロータブレードの列の上流に配置される。ステータ
ベーンは、それぞれ、作動媒体ガスをロータブレードに
導くように、隣接するステータベーンに関して所定の方
法で配置されたエアフォイルを有する。圧縮セクション
の前方部分にあるエアフォイルは、流入するガスの流れ
とともにエンジンに流入する異物により、しばしば、衝
突を受ける。これらの異物は、野鳥や運転状態において
隣接する構造体から離脱し得る氷片などの大きな異物を
含む可能性がある。ファンブレードのすぐ下流にあるス
テータベーンは、隣接する構造体から外れずに、また、
回転するロータブレードの隣接する段の中の後方へ移動
せずに、これらの衝撃に耐える必要がある。
【0006】さらに、ステータベーンは、エンジンの寿
命がある間は、たびたび交換される。交換されるベーン
は、圧縮ベーンの列の空気力学的特性が維持されるよう
に再現性のある方法で、配置されるのが好ましい。最後
に、ステータベーンにより支持されるシリコーンゴム製
のラブストリップなどのシール要素は、回転する構造体
からの激しい摩擦に耐える必要がある。そのような摩擦
は、エンジンの通常の運転状態において、あるいは、例
えば異物がエンジンに対して衝突した後に起こり得る異
常な運転状態において、発生する可能性がある。ラブス
トリップは、剥離(粘着性のない破損)せずに、また、
流路の中に移動せずに、このような激しい摩擦に耐える
必要がある。
命がある間は、たびたび交換される。交換されるベーン
は、圧縮ベーンの列の空気力学的特性が維持されるよう
に再現性のある方法で、配置されるのが好ましい。最後
に、ステータベーンにより支持されるシリコーンゴム製
のラブストリップなどのシール要素は、回転する構造体
からの激しい摩擦に耐える必要がある。そのような摩擦
は、エンジンの通常の運転状態において、あるいは、例
えば異物がエンジンに対して衝突した後に起こり得る異
常な運転状態において、発生する可能性がある。ラブス
トリップは、剥離(粘着性のない破損)せずに、また、
流路の中に移動せずに、このような激しい摩擦に耐える
必要がある。
【0007】従って、交換後に再現性のある方法で配置
され得るステータベーンの列であって、許容できる水準
の耐久性、交換可能性を備えたステータベーンの列を有
するステータアッセンブリが求められている。
され得るステータベーンの列であって、許容できる水準
の耐久性、交換可能性を備えたステータベーンの列を有
するステータアッセンブリが求められている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によると、ステー
タアッセンブリのベーンは、内側シュラウドの外側に配
置されたクリップ部材を有し、このクリップ部材は、ス
テータベーンに関して翼弦方向に、かつ周方向に延びて
おり、ステータベーンの先端部とクリップ部材は、内側
シュラウドアッセンブリを形成するように、弾性材料の
中に配置されている。
タアッセンブリのベーンは、内側シュラウドの外側に配
置されたクリップ部材を有し、このクリップ部材は、ス
テータベーンに関して翼弦方向に、かつ周方向に延びて
おり、ステータベーンの先端部とクリップ部材は、内側
シュラウドアッセンブリを形成するように、弾性材料の
中に配置されている。
【0009】本発明の一実施態様においては、クリップ
部材は、ステータベーン上の細いストリップに係合する
L形部材を有する。
部材は、ステータベーン上の細いストリップに係合する
L形部材を有する。
【0010】詳細な一実施態様においては、クリップ部
材は、開口部に配置されており、開口部を規定するステ
ータベーンから翼幅方向に離れている。
材は、開口部に配置されており、開口部を規定するステ
ータベーンから翼幅方向に離れている。
【0011】具体的な実施態様においては、クリップ部
材は、一方向においてステータベーンから翼弦方向に離
れており、他の方向においてステータベーンに係合す
る。
材は、一方向においてステータベーンから翼弦方向に離
れており、他の方向においてステータベーンに係合す
る。
【0012】本発明の重要な利点は、内側シュラウドに
おけるベーンアッセンブリの拘束にあり、この利点は、
ステータベーンの先端部を拘束するように、異物による
衝撃において内側シュラウドに係合するように移動する
クリップ部材に起因する。他の利点は、摩擦による接触
によってステータベーンに係合するクリップ部材により
与えられる、ステータベーンにおける振動の減衰にあ
る。
おけるベーンアッセンブリの拘束にあり、この利点は、
ステータベーンの先端部を拘束するように、異物による
衝撃において内側シュラウドに係合するように移動する
クリップ部材に起因する。他の利点は、摩擦による接触
によってステータベーンに係合するクリップ部材により
与えられる、ステータベーンにおける振動の減衰にあ
る。
【0013】本発明の上述した特徴と利点は、以下の実
施の形態、添付図面によって更に明らかとなる。
施の形態、添付図面によって更に明らかとなる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、ターボファンガスタービ
ンエンジンなどの回転機械10の概略側面図である。エ
ンジンは、対称軸Aを中心に配置されており、回転軸A
rを有する。エンジンは、圧縮セクション12、燃焼セ
クション14、タービンセクション16を含む。作動媒
体ガス用の環状の主流路18が、エンジンのこれらのセ
クションを通って軸方向に延びている。バイパス流路2
0が、主流路18の外側に位置する。
ンエンジンなどの回転機械10の概略側面図である。エ
ンジンは、対称軸Aを中心に配置されており、回転軸A
rを有する。エンジンは、圧縮セクション12、燃焼セ
クション14、タービンセクション16を含む。作動媒
体ガス用の環状の主流路18が、エンジンのこれらのセ
クションを通って軸方向に延びている。バイパス流路2
0が、主流路18の外側に位置する。
【0015】エンジンは、圧縮セクション12における
ステータ22とロータ24を示すために、部分的に切り
欠いてある。ステータ22は、主流路18の周囲で周方
向に延びる外側ケース26(流路壁)を含む。ステータ
22は、圧縮セクション12におけるステータベーン2
8、ステータベーン32により示される、ステータベー
ンの列を含む。ロータ24は、ロータブレード38、ロ
ータブレード42により示される、ロータブレードの列
を有する。
ステータ22とロータ24を示すために、部分的に切り
欠いてある。ステータ22は、主流路18の周囲で周方
向に延びる外側ケース26(流路壁)を含む。ステータ
22は、圧縮セクション12におけるステータベーン2
8、ステータベーン32により示される、ステータベー
ンの列を含む。ロータ24は、ロータブレード38、ロ
ータブレード42により示される、ロータブレードの列
を有する。
【0016】図2は、明確にするために一部を断面で示
すとともに切り欠いた、図1で示したエンジンの一部拡
大側面図である。図1、図2に示されるように、各ステ
ータベーン28、32は、エアフォイル34、エアフォ
イル36により示される、エアフォイルを有する。これ
らのエアフォイルは、作動媒体ガスが圧縮セクション1
2とタービンセクション16を通る間に、この作動媒体
ガスの流れを導くように、外側ケースから内向きに延び
ている。
すとともに切り欠いた、図1で示したエンジンの一部拡
大側面図である。図1、図2に示されるように、各ステ
ータベーン28、32は、エアフォイル34、エアフォ
イル36により示される、エアフォイルを有する。これ
らのエアフォイルは、作動媒体ガスが圧縮セクション1
2とタービンセクション16を通る間に、この作動媒体
ガスの流れを導くように、外側ケースから内向きに延び
ている。
【0017】各ロータブレード38、42は、エアフォ
イル44、エアフォイル46により示される、エアフォ
イルを有する。これらのロータブレードのエアフォイル
は、作動媒体流路に亘って径方向外向きに、ステータ2
2にかなり接近して、延びている。
イル44、エアフォイル46により示される、エアフォ
イルを有する。これらのロータブレードのエアフォイル
は、作動媒体流路に亘って径方向外向きに、ステータ2
2にかなり接近して、延びている。
【0018】図2は、外側ケースから径方向内向きに延
びるステータベーン28の列を示している。各ステータ
ベーン28は、実質的に径方向に延びる翼幅方向軸As
を中心に配置されている。ステータベーン28は、基部
48とベーン先端部52を有する。ベーン先端部52
は、エアフォイル34の延長部である。複数のエアフォ
イルセクションが、エアフォイルの形状を規定するよう
に、翼幅方向軸Asを中心に翼弦方向に亘って配置され
ている(ここで、複数とは、2つまたはそれ以上の不確
定な数を意味する)。エアフォイルは、基準方向となる
翼弦方向C、翼幅方向Sを有する。翼幅方向は、回転軸
Arに対して実質的に垂直である。
びるステータベーン28の列を示している。各ステータ
ベーン28は、実質的に径方向に延びる翼幅方向軸As
を中心に配置されている。ステータベーン28は、基部
48とベーン先端部52を有する。ベーン先端部52
は、エアフォイル34の延長部である。複数のエアフォ
イルセクションが、エアフォイルの形状を規定するよう
に、翼幅方向軸Asを中心に翼弦方向に亘って配置され
ている(ここで、複数とは、2つまたはそれ以上の不確
定な数を意味する)。エアフォイルは、基準方向となる
翼弦方向C、翼幅方向Sを有する。翼幅方向は、回転軸
Arに対して実質的に垂直である。
【0019】内側シュラウドアッセンブリ54は、回転
軸Arを中心に周方向に、ロータ24の外向きに、延び
ている。内側シュラウドアッセンブリ54は、周方向に
連続していてもよいし、周方向にセグメントに分けられ
ていてもよい。内側シュラウドアッセンブリ54は、内
側シュラウド56とラブストリップ58を含む。内側シ
ュラウド56は、アルミニウム製である。一実施態様に
おいては、内側シュラウド56は、周方向に連続した環
状となる。ラブストリップ58は、シリコーンゴムなど
の弾性材料により形成される。
軸Arを中心に周方向に、ロータ24の外向きに、延び
ている。内側シュラウドアッセンブリ54は、周方向に
連続していてもよいし、周方向にセグメントに分けられ
ていてもよい。内側シュラウドアッセンブリ54は、内
側シュラウド56とラブストリップ58を含む。内側シ
ュラウド56は、アルミニウム製である。一実施態様に
おいては、内側シュラウド56は、周方向に連続した環
状となる。ラブストリップ58は、シリコーンゴムなど
の弾性材料により形成される。
【0020】ステータベーン28のベーン先端部52
は、内側シュラウド56を通って径方向に延びている。
チタン製のクリップ部材62が、ステータのベーン先端
部52において開口部64を通って周方向に延びてい
る。クリップ部材62とベーン先端部52は、第2の弾
性材料により形成された注封部材63の中に配置され
る。注封部材63は、ベーン先端部52とクリップ部材
62を封じ込める。第2の弾性材料は、各ベーンに局部
的に配置されてもよいし、周方向に連続したバンドとし
て周方向に延びていてもよい。第3の弾性材料製の基部
層65が、ラブストリップ58を支持するように、周方
向に延びている。
は、内側シュラウド56を通って径方向に延びている。
チタン製のクリップ部材62が、ステータのベーン先端
部52において開口部64を通って周方向に延びてい
る。クリップ部材62とベーン先端部52は、第2の弾
性材料により形成された注封部材63の中に配置され
る。注封部材63は、ベーン先端部52とクリップ部材
62を封じ込める。第2の弾性材料は、各ベーンに局部
的に配置されてもよいし、周方向に連続したバンドとし
て周方向に延びていてもよい。第3の弾性材料製の基部
層65が、ラブストリップ58を支持するように、周方
向に延びている。
【0021】図3は、図2において示したステータベー
ン28の列の一部斜視図である。図に示されるように、
外側ケースは、3つのリベット穴により示される、締結
用の複数の開口部66を有する。
ン28の列の一部斜視図である。図に示されるように、
外側ケースは、3つのリベット穴により示される、締結
用の複数の開口部66を有する。
【0022】ステータベーン28の基部48は、対応す
る3つのリベット穴68を有し、各リベット穴68は、
モネル(Monel)材料などの銅ニッケル組成により
形成された関連するリベットを受け入れる。リベット
は、中実のリベットであり、ステータベーン28の基部
48を外側ケースと係合するように、完全にリベット穴
をふさぎしっかりと固定するように圧縮されて、拡大さ
れる。
る3つのリベット穴68を有し、各リベット穴68は、
モネル(Monel)材料などの銅ニッケル組成により
形成された関連するリベットを受け入れる。リベット
は、中実のリベットであり、ステータベーン28の基部
48を外側ケースと係合するように、完全にリベット穴
をふさぎしっかりと固定するように圧縮されて、拡大さ
れる。
【0023】外側ケースは、開口部70、70aにより
示される、周方向に離れた複数の開口部を有する。開口
部70は、部分的にさら穴にされて、すなわち端ぐりさ
れて、開口部70を規定する棚部71を残している。外
側ケースは、外向きに面した流路でない表面72を有
し、この表面72は、周方向に延びており、ステータベ
ーン28の基部48を押し付けている。外側ケース用の
十分な材料の1つは、アルミニウムである。外向きに面
した表面72は、複数の平坦部74、すなわち開口部7
0に隣接して配置された外側表面に加工された平らな表
面を有する。この表面は、周方向に離れていても、境界
で接していてもよい。「平坦」という用語は、妥当な加
工公差内の平面状であることを意味しており、湾曲して
いないことを意味する。
示される、周方向に離れた複数の開口部を有する。開口
部70は、部分的にさら穴にされて、すなわち端ぐりさ
れて、開口部70を規定する棚部71を残している。外
側ケースは、外向きに面した流路でない表面72を有
し、この表面72は、周方向に延びており、ステータベ
ーン28の基部48を押し付けている。外側ケース用の
十分な材料の1つは、アルミニウムである。外向きに面
した表面72は、複数の平坦部74、すなわち開口部7
0に隣接して配置された外側表面に加工された平らな表
面を有する。この表面は、周方向に離れていても、境界
で接していてもよい。「平坦」という用語は、妥当な加
工公差内の平面状であることを意味しており、湾曲して
いないことを意味する。
【0024】ステータベーン28は、外側ケースの外側
の表面(すなわち平坦部74)に合う内向きに面した表
面76を有する。ステータベーン28の基部48にある
内向きに面した表面76は、平坦であり、当たり表面に
おける平面に位置する。基部48のこの平面は、仕上げ
表面領域の平面(すなわち平坦部74)と平行になって
いる。別の実施態様においては、外側ケースの仕上げ表
面は、同一平面に位置する2つの平坦部から成っていて
もよく、この2つの平坦部は、互いに角度をなしている
か、あるいは、互いに平行でしかし少しだけ径方向に離
れた平面に位置している。最も単純な方法は、外側ケー
スの各位置において仕上げ表面領域のために単一平面の
表面を提供し、この単一平面の表面に当たるステータベ
ーン28の仕上げ表面領域のために合わせ平面を提供す
ることである。単一平面の表面は、製造の単純性、点検
の容易性、ステータベーン28への係合可能性などの多
数の利点を有する。
の表面(すなわち平坦部74)に合う内向きに面した表
面76を有する。ステータベーン28の基部48にある
内向きに面した表面76は、平坦であり、当たり表面に
おける平面に位置する。基部48のこの平面は、仕上げ
表面領域の平面(すなわち平坦部74)と平行になって
いる。別の実施態様においては、外側ケースの仕上げ表
面は、同一平面に位置する2つの平坦部から成っていて
もよく、この2つの平坦部は、互いに角度をなしている
か、あるいは、互いに平行でしかし少しだけ径方向に離
れた平面に位置している。最も単純な方法は、外側ケー
スの各位置において仕上げ表面領域のために単一平面の
表面を提供し、この単一平面の表面に当たるステータベ
ーン28の仕上げ表面領域のために合わせ平面を提供す
ることである。単一平面の表面は、製造の単純性、点検
の容易性、ステータベーン28への係合可能性などの多
数の利点を有する。
【0025】ステータベーン28は、作動媒体の主流路
18の中へ、作動媒体の主流路18に亘って径方向内向
きに延びている。エアフォイル34のスロットすなわち
開口部64によって、エアフォイル34がクリップ部材
62を受け入れるようになっている。この開口部64
は、エアフォイル34の端部近くまで延びているが、端
部からは離れており、開口部64を規定する比較的細い
材料の支持ストリップ78を残している。
18の中へ、作動媒体の主流路18に亘って径方向内向
きに延びている。エアフォイル34のスロットすなわち
開口部64によって、エアフォイル34がクリップ部材
62を受け入れるようになっている。この開口部64
は、エアフォイル34の端部近くまで延びているが、端
部からは離れており、開口部64を規定する比較的細い
材料の支持ストリップ78を残している。
【0026】図4は、より詳細に、クリップ部材62を
含む周方向に延びる内側シュラウドアッセンブリ54を
示しており、このクリップ部材62は、ステータベーン
28のベーン先端部52にある開口部64に配置されて
いる。図に示されるように、開口部64とクリップ部材
62は、内側シュラウドアッセンブリ54の内向きに面
した表面82から径方向に離れている。クリップ部材6
2は、ベーン先端部52にあるスロット状の開口部64
を規定する翼幅方向に面した表面88、92から、翼幅
方向に離れている。クリップ部材62は、翼弦方向に面
した表面94、96から、翼弦方向に離れている。
含む周方向に延びる内側シュラウドアッセンブリ54を
示しており、このクリップ部材62は、ステータベーン
28のベーン先端部52にある開口部64に配置されて
いる。図に示されるように、開口部64とクリップ部材
62は、内側シュラウドアッセンブリ54の内向きに面
した表面82から径方向に離れている。クリップ部材6
2は、ベーン先端部52にあるスロット状の開口部64
を規定する翼幅方向に面した表面88、92から、翼幅
方向に離れている。クリップ部材62は、翼弦方向に面
した表面94、96から、翼弦方向に離れている。
【0027】注封部材63は、シリコーンゴム、その他
の適切なゴムなどの弾性材料から成り、粘着性の材料と
して内側シュラウド56内に配置されており、この粘着
性の材料は、内側シュラウドアッセンブリ54の一部を
形成するように、ベーン先端部52とクリップ部材62
とを内側シュラウド56に接着するように、組み立てる
間、ベーン先端部52とクリップ部材62の周囲を流れ
る。材料の基部層65は、この材料の周囲を流れる。こ
の構成の具体的な利点は、クリップ部材62が、エアフ
ォイル34のベーン先端部52の内側シュラウド56か
ら離れる内向きの移動を阻止することである。これは、
異物による突然の衝撃の際に起こる可能性があり、この
衝撃は、エアフォイル34をロータアッセンブリの流路
の中に移動させる可能性があるか、そうでなければ、エ
アフォイル34を外側ケースから遊離させる可能性があ
る。具体的な利点は、内側シュラウド56からのベーン
先端部52の間隔にある。これは、内側ケースと外側ケ
ースとの間の熱による寸法増大の不釣合いにより引き起
こされる直径の変化に応じて、内側シュラウド56とス
テータベーン28とクリップ部材アッセンブリとの間の
所定量の従順な動きを可能にする。通常、熱による寸法
増大の不釣合いは、小さい。しかしながら、より重要な
問題は、エアフォイル34に対する異物の衝撃の際ある
いは衝撃後のエネルギーの吸収にある。衝撃力は、エア
フォイル34に伝わり、ベーン先端部52を径方向内向
きに引っ張ることになる。弾性材料は、衝撃のエネルギ
ーの一部を吸収し、そのうえ、内側シュラウド56がク
リップ部材62と係合する間に、内側シュラウド56
は、残りのエネルギーを吸収する。弾力性のある材料
は、加速度の急激な変化に起因し、また、適用された力
に応じたステータベーン28の加速度の割合に起因する
突然の衝撃の影響を低減する。
の適切なゴムなどの弾性材料から成り、粘着性の材料と
して内側シュラウド56内に配置されており、この粘着
性の材料は、内側シュラウドアッセンブリ54の一部を
形成するように、ベーン先端部52とクリップ部材62
とを内側シュラウド56に接着するように、組み立てる
間、ベーン先端部52とクリップ部材62の周囲を流れ
る。材料の基部層65は、この材料の周囲を流れる。こ
の構成の具体的な利点は、クリップ部材62が、エアフ
ォイル34のベーン先端部52の内側シュラウド56か
ら離れる内向きの移動を阻止することである。これは、
異物による突然の衝撃の際に起こる可能性があり、この
衝撃は、エアフォイル34をロータアッセンブリの流路
の中に移動させる可能性があるか、そうでなければ、エ
アフォイル34を外側ケースから遊離させる可能性があ
る。具体的な利点は、内側シュラウド56からのベーン
先端部52の間隔にある。これは、内側ケースと外側ケ
ースとの間の熱による寸法増大の不釣合いにより引き起
こされる直径の変化に応じて、内側シュラウド56とス
テータベーン28とクリップ部材アッセンブリとの間の
所定量の従順な動きを可能にする。通常、熱による寸法
増大の不釣合いは、小さい。しかしながら、より重要な
問題は、エアフォイル34に対する異物の衝撃の際ある
いは衝撃後のエネルギーの吸収にある。衝撃力は、エア
フォイル34に伝わり、ベーン先端部52を径方向内向
きに引っ張ることになる。弾性材料は、衝撃のエネルギ
ーの一部を吸収し、そのうえ、内側シュラウド56がク
リップ部材62と係合する間に、内側シュラウド56
は、残りのエネルギーを吸収する。弾力性のある材料
は、加速度の急激な変化に起因し、また、適用された力
に応じたステータベーン28の加速度の割合に起因する
突然の衝撃の影響を低減する。
【0028】図5は、ベーン先端部52とクリップ部材
62とエアフォイル34の先端部との間の係合を示して
いる。クリップ部材62は、エアフォイル34の端部に
隣接して配置されている。クリップ部材62は、L形の
ばね部材(すなわち保持部材)84を有する。L形のば
ね部材84は、ノッチ(すなわちへこみ)86を有し、
このノッチ86は、エアフォイル34の先端部において
細い材料の支持ストリップ78の1つの側面に係合する
ようにL形のばね部材84を適合させる。クリップ部材
62は、エアフォイル34の細い支持ストリップ78に
係合するように、もう1つの側面に別のノッチ87を有
する。クリップ部材62は、ステータベーン28と同じ
く、チタン製である。この具体的な構成において、内側
シュラウドアッセンブリ54の内側シュラウド56は、
アルミニウム材料により形成される。チタン材料は、軽
量さにより選択されており、また、L形のばね部材84
が恒久的に変形せずに細いストリップ状のエアフォイル
34に係合するように撓むことが確実に可能となるよう
な偏向弾性率、降伏強さにより選択されている。部分的
な係合は、L形のばね部材84により可能となる。この
L形のばね部材84は、クリップ部材62の本体に平行
して、クリップ部材62の1つの側面から延びる1つの
部分を有し、さらに、クリップ部材62に再び平行して
いるが、クリップ部材62の最初の部分に対して直角に
なって延びてL字形を完成させているもう1つの部分を
有する。クリップ部材62により及ぼされた力は、組み
立てる間、クリップ部材62を所定の位置に保持する。
さらに、クリップ部材62は、エアフォイル34の先端
部に摩擦によって係合し、クーロン摩擦によりエアフォ
イル34における振動を減衰させており、また、さらに
ステータベーン28におけるあるいはステータベーン2
8からの振動エネルギーを吸収するようにエアフォイル
34における振動の一部を弾性材料に伝えることによ
り、エアフォイル34における振動を減衰させている。
摩擦による係合は、クリップ部材62が開口部64の翼
幅方向の壁から離れているので、ノッチ86、87にお
いて起こる。
62とエアフォイル34の先端部との間の係合を示して
いる。クリップ部材62は、エアフォイル34の端部に
隣接して配置されている。クリップ部材62は、L形の
ばね部材(すなわち保持部材)84を有する。L形のば
ね部材84は、ノッチ(すなわちへこみ)86を有し、
このノッチ86は、エアフォイル34の先端部において
細い材料の支持ストリップ78の1つの側面に係合する
ようにL形のばね部材84を適合させる。クリップ部材
62は、エアフォイル34の細い支持ストリップ78に
係合するように、もう1つの側面に別のノッチ87を有
する。クリップ部材62は、ステータベーン28と同じ
く、チタン製である。この具体的な構成において、内側
シュラウドアッセンブリ54の内側シュラウド56は、
アルミニウム材料により形成される。チタン材料は、軽
量さにより選択されており、また、L形のばね部材84
が恒久的に変形せずに細いストリップ状のエアフォイル
34に係合するように撓むことが確実に可能となるよう
な偏向弾性率、降伏強さにより選択されている。部分的
な係合は、L形のばね部材84により可能となる。この
L形のばね部材84は、クリップ部材62の本体に平行
して、クリップ部材62の1つの側面から延びる1つの
部分を有し、さらに、クリップ部材62に再び平行して
いるが、クリップ部材62の最初の部分に対して直角に
なって延びてL字形を完成させているもう1つの部分を
有する。クリップ部材62により及ぼされた力は、組み
立てる間、クリップ部材62を所定の位置に保持する。
さらに、クリップ部材62は、エアフォイル34の先端
部に摩擦によって係合し、クーロン摩擦によりエアフォ
イル34における振動を減衰させており、また、さらに
ステータベーン28におけるあるいはステータベーン2
8からの振動エネルギーを吸収するようにエアフォイル
34における振動の一部を弾性材料に伝えることによ
り、エアフォイル34における振動を減衰させている。
摩擦による係合は、クリップ部材62が開口部64の翼
幅方向の壁から離れているので、ノッチ86、87にお
いて起こる。
【0029】本発明を、その詳細な実施態様に基づいて
開示、説明してきたが、当業者であれば理解されるよう
に、請求項に係る発明の趣旨、範囲から逸脱することな
く、その形態、詳細に種々の変更を加えることができ
る。
開示、説明してきたが、当業者であれば理解されるよう
に、請求項に係る発明の趣旨、範囲から逸脱することな
く、その形態、詳細に種々の変更を加えることができ
る。
【図1】エンジンの圧縮セクションを示すガスタービン
エンジンの一部切り欠き概略側面図である。
エンジンの一部切り欠き概略側面図である。
【図2】図1において示した圧縮セクションの一部側面
図である。
図である。
【図3】図1において示したガスタービンエンジンから
のステータベーンの斜視図である。
のステータベーンの斜視図である。
【図4】図3の外側ケースとステータベーンの下からの
斜視図であり、ステータベーンの先端部と内側シュラウ
ドを示す。
斜視図であり、ステータベーンの先端部と内側シュラウ
ドを示す。
【図5】図4において示した斜視図の下からの拡大斜視
図である。
図である。
28…ステータベーン 52…ベーン先端部 56…内側シュラウド 62…クリップ部材 64…開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ビー.リチャードソン アメリカ合衆国,メイン,ケンネバンク, ローズウッド サークル 28 (72)発明者 ステヴェン ジェイ.フェイルソン アメリカ合衆国,メイン,ファルマウス, マーストン ストリート 3 (72)発明者 ケイス ティー.ホンダ アメリカ合衆国,コネチカット,エリント ン,ドッグウッド レーン 5 (72)発明者 クリストファー ジー.デマース アメリカ合衆国,コネチカット,ウィリン トン,メイソン ロード 48 (72)発明者 マイケル エイ.セーヴァディオ アメリカ合衆国,コネチカット,トルラン ド,グース レーン 156 (72)発明者 ケヴィン エイ.ウァルトン アメリカ合衆国,コネチカット,マンチェ スター,キャリエッジ ドライヴ 29 (72)発明者 ジェイムス ホイットン アメリカ合衆国,コネチカット,イースト バーリン,グローヴ ストリート 266 (72)発明者 ジェフリー エス.レシャイン アメリカ合衆国,コネチカット,グラスト ンベリー,コネストガ ウェイ 70 (72)発明者 チャールズ アール.ワトソン アメリカ合衆国,コネチカット,ウィンザ ー,メアリー キャサリン サークル 60 (72)発明者 デニス アール.トレブレイ アメリカ合衆国,メイン,ビッドフォー ド,ウィルソン ストリート 5 (72)発明者 カール エス.リチャードソン アメリカ合衆国,メイン,サウス バーウ ィック,ナイツ ポンド ロード 205
Claims (6)
- 【請求項1】 回転機械用のステータアッセンブリであ
って、前記回転機械は、軸Aを中心に配置されており、
さらに前記回転機械は、実質的に径方向に、かつ作動媒
体流路に亘って内向きの取り付け状態で、延びる複数の
ステータベーンを有する、回転機械用のステータアッセ
ンブリであって、前記ステータアッセンブリは、 前記ベーンを受け入れるように、前記軸Aに関して周方
向に延びるシュラウドであって、前記シュラウドは、前
記流路に向かって面する第1の側面と、取り付け状態
と、前記第1の側面から径方向に離れた第2の側面とを
有し、さらに前記シュラウドは、複数の開口部を有し、
前記開口部のそれぞれは、関連するステータベーンを受
け入れるように前記シュラウドを適合させる、シュラウ
ドと、 前記シュラウドに係合する弾性材料であって、前記シュ
ラウドの前記第2の側面において、前記ステータベーン
の周囲に配置された弾性材料と、 翼幅方向に延びるエアフォイルを有する少なくとも1つ
のステータベーンであって、前記ステータベーンは、前
記シュラウドにある前記開口部を通って延びており、さ
らに前記ステータベーンは、前記シュラウドの前記第2
の側面において、先端部を有し、前記先端部は、前記シ
ュラウドの前記第2の側面から離れたロック開口部を有
し、前記ロック開口部は、2つの翼幅方向に面する表面
と2つの翼弦方向に面する表面とにより規定されてい
る、ステータベーンと、 前記シュラウドの前記第2の側面において、前記ロック
開口部に配置されたクリップ部材であって、前記クリッ
プ部材は、前記シュラウドを通る前記ステータベーンの
ための前記開口部から翼幅方向に離れており、さらに前
記クリップ部材は、前記シュラウドにある前記ロック開
口部を越えるように、前記ステータベーンに関して翼弦
方向に、かつ前記ステータベーンに関して周方向に延び
ている、クリップ部材と、を備えたステータアッセンブ
リであって、 前記ステータベーンの前記先端部と前記クリップ部材
は、内側シュラウドアッセンブリを形成するように、前
記弾性材料の中に配置されており、さらに運転状態にお
いて、前記シュラウドを通る前記ステータベーンの前記
先端部の動きが、前記シュラウドに対して働きかけると
ともに係合する前記クリップ部材によって止められるこ
とを特徴とする回転機械用のステータアッセンブリ。 - 【請求項2】 前記クリップ部材は、前記ステータベー
ンの前記先端部にある前記ロック開口部の前記翼幅方向
に面する表面から径方向に離れていることを特徴とする
請求項1記載のステータアッセンブリ。 - 【請求項3】 前記クリップ部材は、前記ステータベー
ンの前記先端部にある前記ロック開口部を規定する前記
ステータベーンの前記翼弦方向に面する表面の1つに係
合しており、前記クリップ部材と前記ステータベーンと
の摩擦による接触が、前記ステータベーンにおける振動
を減衰させることを特徴とする請求項2記載のステータ
アッセンブリ。 - 【請求項4】 回転機械のステータアッセンブリのステ
ータベーン用のクリップ部材であって、前記クリップ部
材は、基部と、前記基部から延びる保持部材とを有し、
前記保持部材は、前記基部から離れて前記基部と前記保
持部材との間に隙間を残し、前記隙間は、前記ステータ
ベーンに係合するように前記クリップ部材を適合させ、
前記保持部材は、取り付け状態で、前記基部を前記ステ
ータベーンに押し付けるように、前記基部のばね率より
大きいばね率を有していることを特徴とする回転機械の
ステータアッセンブリのステータベーン用のクリップ部
材。 - 【請求項5】 前記保持部材は、前記基部に取り付けら
れたL形部材であることを特徴とする請求項4記載のク
リップ部材。 - 【請求項6】 前記保持部材は、前記基部に面したノッ
チを有し、前記ノッチは、前記ステータベーンに係合す
るようにクリップ部材を適合させることを特徴とする請
求項5記載のクリップ部材。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14797899P | 1999-08-09 | 1999-08-09 | |
US09/629306 | 2000-07-31 | ||
US60/147978 | 2000-07-31 | ||
US09/629,306 US6409472B1 (en) | 1999-08-09 | 2000-07-31 | Stator assembly for a rotary machine and clip member for a stator assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001065498A true JP2001065498A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=26845400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000241189A Pending JP2001065498A (ja) | 1999-08-09 | 2000-08-09 | 回転機械用のステータアッセンブリおよびステータアッセンブリ用のクリップ部材 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6409472B1 (ja) |
EP (2) | EP1079075B1 (ja) |
JP (1) | JP2001065498A (ja) |
DE (1) | DE60024541T2 (ja) |
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