JP3751636B2 - ガスタービンブレードの保持 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、ガスタービンブレードのディスクへの保持に関し、特にこの装置を保持、緩衝及びシールするクリップに関する。
従来の技術
ディスクに設けられた鳩尾もみの木形溝を用いてガスタービンブレードをガスタービンディスクに固定することは従来技術である。ブレードに設けられたもみの木形根端がこれらの溝とかみ合う。つまり、ブレードの径方向外向きでの正確な配置は、二つのもみの木形の正確なかみ合わせによって決定される。従って、上記根端は、ブレードが径方向に最大限外向きに突出した位置で、支持面がブレードを支持するように設計されている。一方でブレードの挿入を可能とするように、上記溝と根端との間にクリアランスを設けることが必要なことは自明である。
このような装置においては、ブレードを軸方向の所望位置に保持するためのなんらかの手段が必要とされる。
一分当たりの回転数が高い場合には、ブレードは遠心力によってその最も外側の位置に配置される。しかし、均衡速度（１０００ｒｐｍ）でも先端研削速度（１００ｒｐｍ）でも、共にブレードを実質的同位置に保持することが必要である。
また、ブレード上流側のガス流路から、各ブレードのプラットフォーム間を通って、ブレード下流側に位置する空間へとガスが流通するのを防ぐために、シールが必要である。
ブレードの緩衝は、運転時におけるブレードの振動による応力を減少させるためにも有用である。
本発明の概要
ガスタービンブレードの保持装置は、周辺部に鳩尾溝を設けたガスタービンディスクを有し、溝を設けた結果、溝間には死荷重材料が残る。複数のガスタービンブレードは、鳩尾溝に一致する根端を有し、各根端は、各溝の１つに配置される。ブレードの一方側に設けられている保持タングは、ディスク縁の第一面に隣接する。
各ブレードには、周方向に伸びるプラットフォームが設けられている。ディスクと、隣接するプラットフォームとの間には、軸方向に伸びる間隙が設けられている。この間隙には、細長い保持ストリップが配置されており、このストリップの第一面の端部は、隣接するガスタービンブレードと接触するように径方向外向きに曲げられている。この曲げ加工は、保持ストリップの設置後に行われる。保持ストリップの他方端は、設置前に径方向内側へ曲げられ、ディスクの死荷重材料との弾性接触が維持される。従って、この弾性端は、第一面側の曲がったタブがガスタービンブレードを保持するように、ディスクに対して力を及ぼす。
保持ストリップはまた、ブレードを弾性的に押し出し、そのブレードに常に径方向外向きの力が加わるように、径方向に湾曲している。
【図面の簡単な説明】
図１は、ディスクと、ガスタービンブレード及びブレードプラットフォームをガスタービンステージより径方向内向きに見た説明図である。
図２は、周方向から見た図１の２−２段面図である。
図３は、上流側に向かって見た図２の軸方向の説明図である。
図４は、下流側に向かって見た図２の軸方向の説明図である。
図５は、挿入前の保持ストリップの側面図である。
図６は、挿入前の保持ストリップの平面図である。
好適実施例の説明
図１を参照すると、ガスタービンブレードの保持装置１０は、ガスタービンディスク１２と、ガス流路１５に設けられた複数のガスタービンブレード１４と、を有する。図２、図３及び図４も同時に参照すると、ディスクの周辺部には複数の鳩尾形溝１６が示されている。これらの溝が形成されることによって、各溝の間には、静荷重材料１８が残される。各ガスタービンブレードは、鳩尾形溝１６と一致する根端２０を備える。各根端は、一つの溝に一致して、その溝内に位置する。保持タング２２は、各ブレードの一方側に設けられている。このタングが設けられた側が、ディスクの第一面側に隣接する。ブレードは、この第一面から溝内にスライドされ、タング２２がブレードの移動を阻止する位置にまで挿入される。
周方向に伸びるプラットフォーム２６は、各ブレードに設けられている。ディスクと、このディスクに隣接するブレードプラットフォームと、の間には、軸方向に伸びる間隙２８が設けられている。
この間隙には、細長い保持ストリップが配置される。このストリップは、ディスク縁の第二面３２より挿入される。弾性タブ３４は、保持ストリップを配置する前にこのストリップ上に形成される。このストリップは、面３２と弾性接触するまで挿入され、その後、弾性接触を更に強めるために付加的な力が加えられる。ストリップをこの位置に保ちながら、第一端に位置するタブ３６は、隣接するタービンブレードと接触するように上向き即ち外向きに曲げられる。このことによって、力が解除されても、弾性タブ３４と面の間の弾性接触は持続する。また、ガスタービンブレードに加わる一定の力は維持され、その力はタブ２２に加わる力に対抗して働く。この時、タブ３４の先端３５のみがディスクと接触する。
図５及び図６は、保持ストリップ３０の設置前の形状を示す。ディスクと弾性接触する先端３４は、既に曲がっている。更に、このストリップは湾曲部３８を有することがわかる。図２を参照すると、この湾曲部は、位置４０でブレードを径方向外向きに押し出す力を生じさせている。このことによって、ブレードは外側へ押し出されて、約１００ｒｐｍで先端を研削する時及び約１０００ｒｐｍでガスタービンセクションが均衡している時に、ブレードの位置は保持される。
このブレードに加わる力は、ストリップの弾性的な保持と共に、ブレード間の緩衝器として、振動も減衰させる。この保持ストリップはまた、ギャップ４２を通る流れを制限する。このような制限を行わない場合、図２の矢印４４で示されるように、ガス流は、ブレード上流側のガス流路内の帯域４６からギャップ４２を通って、ブレード下流側空間の領域４８へ流通するおそれがある。
図６は保持ストリップ３０の平面図であり、曲がっていない状態のタブ３６を示す。
本発明は、タービンディスク内でタービンブレードを保持し、ブレードがディスクに固定されている位置にシールを提供する。本発明はまた、ブレード間の緩衝器として機能し、また、均衡保持及び先端研削を促進するために径方向への負荷を発生させる。

Claims (6)

1. ガスタービンブレード保持装置であって、
   ガスタービンディスク（１２）と、
   前記ディスクの周辺部に設けられ、結果としてその間に静荷重材料（１８）を残す鳩尾形溝（１６）と、
   前記溝（１６）と一致してその溝内に配置される根端（２０）をそれぞれ備える複数のガスタービンブレード（１４）と、
   各ブレードの一方側に設けられて、前記ディスク（１２）の第一面（２４）に隣接する保持タング（２２）と、
   前記各ブレードに設けられた周方向に伸びるブレードプラットフォーム（２６）と、
   前記ディスクと、該ディスクに隣接する前記ブレードプラットフォームと、の間に軸方向に伸びる間隙（２８）と、
   前記間隙内に設置された保持ストリップ（３０）を有し、前記保持ストリップのディスク縁の第一面側に位置する端部（２６）は、２つの隣接するガスタービンブレードと接触するように径方向外向きに曲げられており、
   かつ、前記保持ストリップの他方端（３４）は、前記ディスクの前記静荷重材料（１８）と弾性接触するように径方向内向きに曲げられていることを特徴とする装置。
2. 前記保持ストリップは、前記ディスクと前記ブレードプラットフォームとの間で、径方向に弾性的に偏向された部位（３８）を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記他方端の先端（３５）のみが前記ディスクと接触していることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 前記タング（２２）は、タービンを流通するガス流（１５）に対して、前記ガスタービンブレードの下流側（２４）に設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 前記根端（２０）がもみの木形であることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. ガスタービンエンジンブレード保持装置を組み立てる方法であって、
   第一ガスタービンブレードを一方側より軸方向にスライドさせて、ストッパがタービンディスクに接触するように、前記第一ガスタービンブレードを前記タービンディスクへ装着し、
   第二ガスタービンブレードを前記一方側より軸方向にスライドさせて、ストッパが前記タービンディスクに接触するように、前記第二ガスタービンブレードを前記タービンディスクへ装着し、
   前記タービンディスクの他方側から前記ディスクと、前記第一ブレード及び前記第二ブレードのそれぞれと、の間に軸方向に保持ストリップを挿入し、前記ストリップの一部が前記ディスクと前記他方側で弾性接触するようにし、
   前記ストリップの前記他方側より力を加え、弾性接触を更に強め、前記力を保ちながら、前記一方側で、前記第一ブレード及び前記第二ブレードと接触するようにストリップの端部を曲げて、
   前記ストリップと前記ディスクが弾性接触している状態を維持しつつ、前記力を解除することを特徴とする方法。

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