JP4590955B2 - Stator segment, stator, and stator blade - Google Patents
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Description
本発明は、ガスタービンエンジンにおける軸流ファン又は軸流圧縮機のステータに用いられるステータ、該ステータのセグメントであるステータセグメント、及び該ステータセグメントの構成要素である静翼に関する。 The present invention relates to a stator used for an axial fan or a stator of an axial compressor in a gas turbine engine, a stator segment that is a segment of the stator, and a stationary blade that is a component of the stator segment.
ジェットエンジン等のガスタービンエンジンにおける軸流圧縮機のステータは、通常、セグメント化されてあって、複数のステータセグメントを環状に配置してなるものである。そして、前記ステータセグメントの従来技術としては、例えば、図8(a)(b)に示すステータセグメント1と、図10(a)(b)に示すステータセグメント3がある。なお、図中、「F」は、前方向を指し、「R」は、後方向を指す。
A stator of an axial compressor in a gas turbine engine such as a jet engine is usually segmented, and a plurality of stator segments are annularly arranged. And as a prior art of the said stator segment, there exist the
まず、第1の従来技術に係わるステータセグメント1の構成について説明する。
First, the configuration of the
図8(a)(b)に示すように、ステータセグメント1は、円弧状のアウターバンド5を具備しており、このアウターバンド5は、前側に、円弧状のフロントリム7を有しており、後側に、円弧状のリアリム9を有している。なお、フロントリム7及びリアリム9は、前記ガスタービンエンジンにおけるエンジンケース11に適宜の手段によって支持されるものである。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
アウターバンド5に対向する位置には、環状のインナーバンド13が配設されており、インナーバンド13には、複数のインナー係合穴15が円弧方向に沿って等間隔に形成されている。
An annular
アウターバンド5とインナーバンド13の間には、複数枚の静翼17が連結するように配設されており、各静翼17の具体的な構成は、次のようになる。
A plurality of
即ち、各静翼17は、正圧面Fpと負圧面Fnをそれぞれ有してあって、胴体部19をそれぞれ備えている。また、胴体部19は、翼スパン方向Dへ延びるように構成されてあって、図9に示すように、ステータセグメント1の製造の際に保持具21によって保持されるものである。
That is, each
胴体部19の先端には、突き刺し部23が連続して形成されており、突き刺し部23は、翼スパン方向Dへ延びるように構成されてあって、チップ側に、エッジ23eを有している。また、胴体部19のハブ側には、対応関係にあるインナー係合穴15に係合可能な係合突起25が形成されている。
A
前述の構成に基づいて、第1の従来技術に係わるステータセグメント1にあっては、胴体部19は、翼スパン方向Dに対して平行に構成されて、突き刺し部23は、翼スパン方向Dに対して平行に構成されてあって、チップ側にエッジ23eを有しているため、保持具21によって胴体部19を保持した状態の下で、保持具21をアウターバンド5の内側面に対して接近させることにより、静翼17をアウターバンド5の内側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて静翼17とアウターバンド5を連結することができる。そのため、ステータセグメント1の製造する際に、複数枚の静翼17の一部が係合可能な複数のアウター係合穴をアウターバンド5に形成する必要がなくなって、ステータセグメント1の製造コストの低減を図ることができる。
Based on the above-described configuration, in the
続いて、第2の従来技術に係わるステータセグメント3の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図10(a)(b)に示すように、ステータセグメント3は、円弧状のアウターバンド27を具備しており、このアウターバンド27は、前側に、円弧状のフロントリム29を有しており、後側に、円弧状のリアリム31を有している。なお、フロントリム29及びリアリム31は、前記ガスタービンエンジンにおけるエンジンケース33に適宜の手段によって支持されるものである。また、アウターバンド27には、複数のアウター係合穴35が円弧方向に沿って等間隔に形成されている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
アウターバンド27に対向する位置には、インナーバンド37が配設されており、インナーバンド37には、複数のインナー係合穴39が円弧方向に沿って等間隔に形成されている。
An
アウターバンド27とインナーバンド37の間には、複数枚の静翼41が連結するように配設されており、各静翼41の具体的な構成は、次のようになる。
Between the
即ち、各静翼41は、正圧面Fpと負圧面Fnをそれぞれ有してあって、胴体部43をそれぞれ備えており、胴体部43は、スパン方向Dへ延びるように構成されている。また、胴体部43のチップ側には、アウター傾斜部45が形成されており、アウター傾斜部45は、翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されている。
That is, each
胴体部43のハブ側には、インナー傾斜部47が形成されており、インナー傾斜部47は、翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されている。また、アウター傾斜部45のチップ側には、対応関係にあるアウター係合穴35に係合可能な係合片49が形成されており、インナー傾斜部47のハブ側には、対応関係にあるインナー係合穴39に係合可能な係合突起51が形成されている。
An inner
前述の構成に基づいて、第2の従来技術に係わるステータセグメント3にあっては、アウター傾斜部45及びインナー傾斜部47が翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流圧縮機の稼動中に、静翼41におけるチップT近傍部分及びハブH近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。そのため、図7(b)に示すように、静翼41間におけるチップT近傍及びハブH近傍に全圧損失の大きい領域Gが小さくなって、前記軸流圧縮機の空力性能の向上を図ることができる。ここで、図7(b)における全圧損失の大きい領域Gは、3次元定常粘性CFD(Computational Fluid Dynamics)解析により求められる。
Based on the above-described configuration, the
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1に示すものがある。
ところで、第1の従来技術に係わるステータセグメント1にあっては、ステータセグメント1の製造コストの低減を図ることができるものの、前記軸流圧縮機の稼動中に、静翼17におけるチップT近傍部分及びハブH近傍部分に空気の剥離が生じる。そのため、図7(a)に示すように、静翼17間におけるチップT近傍及びハブH近傍に全圧損失の大きい領域Gが大きくなって、前記軸流圧縮機の空力性能の低下するという問題がある。ここで、図7(a)における全圧損失の大きい領域Gは、3次元定常粘性CFD解析により求められる。
Incidentally, in the
一方、第2の従来技術に係わるステータセグメント3の場合にあっては、前記軸流圧縮機の空力性能の向上を図ることができるものの、アウター傾斜部45が翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されてあって、静翼41をアウターバンド27の内側面に垂直に突き刺すことができない。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて静翼41とアウターバンド27を連結することができない。そのため、ステータセグメント3の製造する際に、アウターバンド27に複数枚の静翼41の係合片49が係合可能な複数のアウター係合穴35を形成する必要があって、ステータセグメント3の製造コストの高くなるという問題がある。
On the other hand, in the case of the
なお、前記ガスタービンエンジンにおける軸流ファンのステータのセグメントであるステータセグメントにあっても、前述の問題と同様の問題がある。 The stator segment, which is the stator segment of the axial fan in the gas turbine engine, has the same problem as described above.
請求項1に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンにおける軸流ファン又は軸流圧縮機のステータのセグメントであるステータセグメントにおいて、
円弧状のアウターバンドと;
前記アウターインナーバンドに対向する位置に配置された円弧状のインナーバンドと;
前記アウターバンドと前記インナーバンドの間に連結するように配設された複数枚の静翼と;
を具備しており、
更に、各静翼は、
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
前記アウター傾斜部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、チップ側にエッジを有した突き刺し部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とする。
In the invention according to
An arc-shaped outer band;
An arc-shaped inner band disposed at a position facing the outer inner band;
A plurality of stationary blades arranged to be connected between the outer band and the inner band;
It has
In addition, each vane
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the tip side of the outer inclined portion and is configured in parallel with the blade span direction and is held by a holding tool during manufacture;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction, and having an edge on the tip side;
It is characterized by having each.
請求項1に記載の発明特定事項によると、前記被保持部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されて、前記突き刺し部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、チップ側に前記エッジを有しているため、前記保持具によって前記被保持部を保持した状態の下で、前記保持具を前記アウターバンドの内側面に対して接近させることにより、前記静翼を前記アウターバンドの内側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて前記静翼と前記アウターバンドを連結することができる。 According to the invention specific matter of the first aspect, the held portion is configured parallel to the blade span direction, and the piercing portion is configured parallel to the blade span direction. Since the edge is provided on the tip side, the stationary blade is moved closer to the inner side surface of the outer band while the held portion is held by the holding tool. Can be pierced perpendicularly to the inner surface of the outer band. In other words, the stationary blade and the outer band can be connected using a so-called stubbing method.
また、前記アウター傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるチップ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。 In addition, since the outer inclined portion is configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction, a portion near the tip in the stationary blade during operation of the axial fan or the axial compressor. It is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation.
請求項2に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンにおける軸流ファン又は軸流圧縮機のステータのセグメントであるステータセグメントにおいて、
円弧状のアウターバンドと;
前記アウターバンドに配設された複数枚の静翼と;
を具備しており、
更に、各静翼は、
ステータの径方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
前記アウター傾斜部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、チップ側にエッジを有した突き刺し部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とする。
In the invention according to claim 2, in the stator segment which is the segment of the stator of the axial fan or the axial compressor in the gas turbine engine,
An arc-shaped outer band;
A plurality of stationary blades disposed on the outer band;
It has
In addition, each vane
A fuselage configured to extend in a radial direction of the stator;
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the tip side of the outer inclined portion and is configured in parallel with the blade span direction and is held by a holding tool during manufacture;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction, and having an edge on the tip side;
It is characterized by having each.
請求項2に記載の発明特定事項によると、前記被保持部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されて、前記突き刺し部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、チップ側に前記エッジを有しているため、前記保持具によって前記被保持部を保持した状態の下で、前記保持具を前記アウターバンドの内側面に対して接近させることにより、前記静翼を前記アウターバンドの内側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて前記静翼と前記アウターバンドを連結することができる。 According to the invention specific matter of claim 2, the held portion is configured in parallel with the blade span direction, and the piercing portion is configured in parallel with the blade span direction. Since the edge is provided on the tip side, the stationary blade is moved closer to the inner side surface of the outer band while the held portion is held by the holding tool. Can be pierced perpendicularly to the inner surface of the outer band. In other words, the stationary blade and the outer band can be connected using a so-called stubbing method.
また、前記アウター傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるチップ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。 In addition, since the outer inclined portion is configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction, a portion near the tip in the stationary blade during operation of the axial fan or the axial compressor. It is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation.
請求項3に記載の発明にあっては、請求項1又は請求項2に記載の発明特定事項の他に、各静翼は、
前記胴体部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたインナー傾斜部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とする。
In the invention according to
An inner inclined portion formed on the hub side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
It is characterized by having each.
請求項3に記載の発明特定事項によると、請求項1又は請求項2に記載の発明特定事項による作用の他に、前記インナー傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるハブ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。
According to the invention specific matter of
請求項4に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンにおける軸流ファン又は軸流圧縮機のステータのセグメントであるステータセグメントにおいて、
円弧状のアウターバンドと;
前記アウターインナーバンドに対向する位置に配置された円弧状のインナーバンドと;
前記アウターバンドと前記インナーバンドの間に連結するように配設された複数枚の静翼と;
を具備しており、
更に、各静翼は、
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたインナー傾斜部と;
前記インナー傾斜部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、ハブ側にエッジを有した突き刺し部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とする。
In the invention according to claim 4, in the stator segment which is the segment of the stator of the axial fan or the axial compressor in the gas turbine engine,
An arc-shaped outer band;
An arc-shaped inner band disposed at a position facing the outer inner band;
A plurality of stationary blades arranged to be connected between the outer band and the inner band;
It has
In addition, each vane
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An inner inclined portion formed on the hub side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the hub side of the inner inclined portion and is configured to be parallel to the blade span direction, and is held by a holder during manufacture;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction and having an edge on the hub side;
It is characterized by having each.
請求項4に記載の発明特定事項によると、前記被保持部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されて、前記突き刺し部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、ハブ側に前記エッジを有しているため、前記保持具によって前記被保持部を保持した状態の下で、前記保持具を前記インナーバンドの外側面に対して接近させることにより、前記静翼を前記インナーバンドの外側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて前記静翼と前記インナーバンドを連結することができる。 According to the invention specific matter of claim 4, the held portion is configured in parallel to the blade span direction, and the piercing portion is configured in parallel to the blade span direction. Since the edge is provided on the hub side, the stationary blade is moved closer to the outer surface of the inner band in a state where the held portion is held by the holding tool. Can be pierced perpendicularly to the outer surface of the inner band. In other words, the stationary blade and the inner band can be connected using a so-called stubbing method.
また、前記インナー傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるハブ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。 Further, since the inner inclined portion is configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction, a portion near the hub in the stationary blade during operation of the axial fan or the axial compressor. It is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation.
請求項5に記載の発明にあっては、請求項4に記載の発明特定事項の他に、各静翼は、
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とする。
In the invention according to
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
It is characterized by having each.
請求項5に記載の発明特定事項によると、請求項4に記載の発明特定事項による作用の他に、前記アウター傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるチップ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。 According to the invention specific matter of the fifth aspect, in addition to the action by the invention specific matter of the fourth aspect, the outer inclined portion is configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation in the vicinity of the tip of the stationary blade during operation of the axial fan or the axial compressor.
請求項6に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンにおける軸流ファン又は軸流圧縮機に用いられるステータにおいて、
請求項1から請求項5のうちのいずれかの請求項に記載のステータセグメントを環状に配置したことを特徴とする。
In the invention according to claim 6, in the stator used in the axial fan or the axial compressor in the gas turbine engine,
The stator segment according to any one of
請求項6に記載の発明特定事項によると、請求項1から請求項5のうちのいずれかの請求項に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
According to the invention specific matter described in claim 6, the same effect as the effect of the invention specific matter described in any one of
請求項7に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンにおける軸流ファン又は軸流圧縮機のステータセグメントの構成要素の1つである静翼において、
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
前記アウター傾斜部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、前記ステータセグメントの製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、チップ側にエッジを有した突き刺し部と;
を具備したことを特徴とする。
In the invention according to
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the tip side of the outer inclined portion, is configured in parallel to the blade span direction, and is held by a holder when the stator segment is manufactured;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction, and having an edge on the tip side;
It is characterized by comprising.
請求項7に記載の発明特定事項によると、前記被保持部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されて、前記突き刺し部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、チップ側に前記エッジを有しているため、前記保持具によって前記被保持部を保持した状態の下で、前記保持具を前記アウターバンドの内側面に対して接近させることにより、前記静翼を前記アウターバンドの内側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて前記静翼と前記アウターバンドを連結することができる。
According to the invention specific matter of
また、前記アウター傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるチップ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。 In addition, since the outer inclined portion is configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction, a portion near the tip in the stationary blade during operation of the axial fan or the axial compressor. It is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation.
請求項8に記載の発明にあっては、請求項7に記載の発明特定事項の他に、前記胴体部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたインナー傾斜部と;
を具備したことを特徴とする。
In the invention according to claim 8, in addition to the matters specifying the invention according to
It is characterized by comprising.
請求項8に記載の発明特定事項によると、請求項7に記載の発明特定事項による作用の他に、前記インナー傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記静翼におけるハブ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。 According to the invention specific matter of the eighth aspect, in addition to the action of the invention specific matter of the seventh aspect, the inner inclined portion is configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation in the vicinity of the hub in the stationary blade.
請求項9に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンにおける軸流ファン又は軸流圧縮機のステータセグメントの構成要素の1つである静翼において、
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたインナー傾斜部と;
前記インナー傾斜部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、前記ステータセグメントの製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、ハブ側にエッジを有した突き刺し部と;
を具備したことを特徴とする。
In the invention according to
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An inner inclined portion formed on the hub side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the hub side of the inner inclined portion, is configured parallel to the blade span direction, and is held by a holder when the stator segment is manufactured;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction and having an edge on the hub side;
It is characterized by comprising.
請求項9に記載の発明特定事項によると、前記被保持部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されて、前記突き刺し部は、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、ハブ側に前記エッジを有しているため、前記保持具によって前記被保持部を保持した状態の下で、前記保持具を前記インナーバンドの外側面に対して接近させることにより、前記静翼を前記インナーバンドの外側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて前記静翼と前記インナーバンドを連結することができる。 According to the invention specific matter of the ninth aspect, the held portion is configured in parallel with the blade span direction, and the piercing portion is configured in parallel with the blade span direction. Since the edge is provided on the hub side, the stationary blade is moved closer to the outer surface of the inner band in a state where the held portion is held by the holding tool. Can be pierced perpendicularly to the outer surface of the inner band. In other words, the stationary blade and the inner band can be connected using a so-called stubbing method.
また、前記インナー傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるハブ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。 Further, since the inner inclined portion is configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction, a portion near the hub in the stationary blade during operation of the axial fan or the axial compressor. It is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation.
請求項10に記載の発明にあっては、請求項9に記載の発明特定事項の他に、前記アウター傾斜部が前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるチップ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。
In the invention according to claim 10, in addition to the matters specifying the invention according to
請求項1から請求項3、請求項6から請求項8のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、所謂スタビング手法を用いて前記静翼と前記アウターバンドを連結することができるため、前記ステータセグメントの製造する際に、前記アウターバンドに前記静翼の一部が係合可能なアウター係合穴を形成する必要がなくなって、前記ステータセグメントの製造コストの低減を図ることができる。
According to the invention of any one of
また、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるチップ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができるため、前記静翼間におけるチップ近傍に全圧損失の大きい領域が小さくなって、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の空力性能の向上を図ることができる。 Further, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of air separation in the vicinity of the tip of the stationary blade during the operation of the axial fan or the axial compressor. The region where the loss is large can be reduced and the aerodynamic performance of the axial fan or the axial compressor can be improved.
つまり、前記ステータセグメントの製造コストの低減と、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の空力性能の向上を両立して図ることができる。 That is, it is possible to achieve both reduction of the manufacturing cost of the stator segment and improvement of aerodynamic performance of the axial fan or the axial compressor.
特に、請求項3、請求項6、請求項8のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記静翼における前記チップ近傍部分及びハブ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができるため、前記静翼間におけるチップ近傍及びハブ近傍に全圧損失の大きい領域が小さくなって、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の空力性能のより一層の向上を図ることができる。
In particular, according to the invention according to any one of
更に、請求項4、請求項5、請求項9、請求項10のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、所謂スタビング手法を用いて前記静翼と前記インナーバンドを連結することができるため、前記ステータセグメントの製造する際に、前記インナーバンドに前記静翼の一部が係合可能なインナー係合穴を形成する必要がなくなって、前記ステータセグメントの製造コストの低減を図ることができる。
Furthermore, according to the invention of any one of
また、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の稼動中に、前記静翼におけるハブ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができるため、前記静翼間におけるハブ近傍に全圧損失の大きい領域が小さくなって、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の空力性能の向上を図ることができる。 Further, it is possible to sufficiently prevent air separation in the vicinity of the hub in the stationary blade during the operation of the axial fan or the axial compressor, so that the total pressure in the vicinity of the hub between the stationary blades can be suppressed. The region where the loss is large can be reduced and the aerodynamic performance of the axial fan or the axial compressor can be improved.
つまり、前記ステータセグメントの製造コストの低減と、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の空力性能の向上を両立して図ることができる。 That is, it is possible to achieve both reduction of the manufacturing cost of the stator segment and improvement of aerodynamic performance of the axial fan or the axial compressor.
特に、請求項5又は請求項10に記載の発明によれば、前記静翼における前記チップ近傍部分及びハブ近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができるため、前記静翼間におけるチップ近傍及びハブ近傍に全圧損失の大きい領域が小さくなって、前記軸流ファン又は前記軸流圧縮機の空力性能のより一層の向上を図ることができる。
In particular, according to the invention described in
以下、本発明をより詳細に説明するために、本発明の各実施形態につき、適宜に図面を参照して説明する。なお、図面中において、「F」は、前方向を指してあって、「R」は、後方向を指している。 Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.
(第1の実施形態)
図1(a)(b)及び図2に示すように、第1の実施形態に係わるステータセグメント53は、ジェットエンジン等のガスタービンエンジンにおける軸流圧縮機のステータのセグメントであって、円弧状のアウターバンド55を具備している。また、アウターバンド55は、前側に、円弧状のフロントリム57を有しており、後側に、円弧状のリアリム59を有している。なお、フロントリム57及びリアリム59は、前記ガスタービンエンジンにおけるエンジンケース61に適宜の手段によって支持されるものである。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1A, 1B and 2, a
アウターバンド55に対向する位置には、環状のインナーバンド63が配設されており、インナーバンド63には、複数のインナー係合穴65が円弧方向に沿って等間隔に形成されている。
An annular
アウターバンド55とインナーバンド63の間には、複数枚の静翼67が連結するように配設されており、各静翼67の具体的な構成は、次のようになる。
A plurality of
即ち、静翼67は、正圧面Fpと負圧面Fnを有してあって、胴体部69を備えてあって、胴体部69は、翼スパン方向Dへ延びるように構成されている。また、胴体部69のチップ側には、アウター傾斜部71が形成されており、アウター傾斜部71は、翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されている。更に、胴体部69のハブ側には、インナー傾斜部73が形成されており、インナー傾斜部73は、翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されている。
That is, the
アウター傾斜部71のチップ側には、被保持部75が形成されており、被保持部75は、図3に示すように、ステータセグメント53の製造の際に保持具77によって保持されるものであって、翼スパン方向Dに対して平行に構成されている。なお、本発明の実施形態にあっては、被保持部75の翼スパン方向Dの長さは、0.5mm以上であって1.0mm以下になるように設定されている。また、被保持部75には、突き刺し部79が連続して形成されており、突き刺し部79は、翼スパン方向Dへ延びるように構成されてあって、チップ側に、エッジ79eを有している。
A held
インナー傾斜部73には、対応関係にあるインナー係合穴65に係合可能な係合突起81が形成されている。
The inner
次に、第1の実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
被保持部75は、翼スパン方向Dに対して平行にそれぞれ構成されて、突き刺し部79は、翼スパン方向Dに対して平行にそれぞれ構成されてあって、チップ側にエッジ79eを有しているため、保持具77によって被保持部75を保持した状態の下で、保持具77をアウターバンド55の内側面に対して接近させることにより、静翼67をアウターバンド55の内側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて静翼67とアウターバンド55を連結することができる。
The held
また、アウター傾斜部71及びインナー傾斜部73が翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流圧縮機の稼動中に、静翼67におけるチップT近傍部分及びハブH近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。
In addition, since the outer
以上の如き、第1の実施形態によれば、所謂スタビング手法を用いて静翼67とアウターバンド55を連結することができるため、ステータセグメント53の製造する際に、アウターバンド55に静翼67の一部が係合可能なアウター係合穴を形成する必要がなくなって、ステータセグメント53の製造コストの低減を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment, since the
また、前記軸流圧縮機の稼動中に、静翼67におけるチップT近傍部分及びハブH近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができるため、図6(a)に示すように、静翼67間におけるチップT近傍及びハブH近傍に全圧損失の大きい領域Gが小さくなって、前記軸流圧縮機の空力性能の向上を図ることができる。ここで、図6(a)における全圧損失の大きい領域Gは、3次元定常粘性CFD解析により求められる。
Further, during operation of the axial compressor, air separation can be sufficiently prevented from occurring in the vicinity of the tip T and the vicinity of the hub H in the
つまり、ステータセグメント53の製造コストの低減と、前記軸流圧縮機の空力性能の向上を両立して図ることができる。
That is, it is possible to achieve both reduction in manufacturing cost of the
なお、本発明は、前述の第1の実施形態の説明に限るものではなく、例えば、次のように種々の態様で実施可能である。 The present invention is not limited to the description of the first embodiment described above, and can be implemented in various modes as follows, for example.
即ち、ステータセグメント53からインナーバンド63を省略しても、同様の作用、効果を奏するものである。
That is, even if the
また、前記ガスタービンエンジンにおける軸流ファンのステータのセグメントとして、ステータセグメント53を用いても、同様の作用、効果を奏するものである。
Further, even if the
(第2の実施形態)
図4(a)(b)に示すように、第2の実施形態に係わるステータセグメント83は、第1の実施形態に係わるステータセグメント53と同様に、ジェットエンジン等のガスタービンエンジンにおける軸流圧縮機のステータのセグメントであって、円弧状のアウターバンド85を具備している。また、アウターバンド85は、前側に、円弧状のフロントリム87を有しており、後側に、円弧状のリアリム89を有している。更に、アウターバンド85には、複数のアウター係合穴91が円弧方向に沿って等間隔に形成されている。なお、フロントリム87及びリアリム89は、前記ガスタービンエンジンにおけるエンジンケース93に適宜の手段によって支持されるものである。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
アウターバンド85に対向する位置には、環状のインナーバンド95が配設されている。
An annular
アウターバンド85とインナーバンド95の間には、複数枚の静翼97が連結するように配設されており、各静翼97の具体的な構成は、次のようになる。
A plurality of
即ち、静翼97は、正圧面Fpと負圧面Fnを有してあって、胴体部99を備えてあって、胴体部99は、翼スパン方向Dへ延びるように構成されている。また、胴体部99のチップ側には、アウター傾斜部101が形成されており、アウター傾斜部101は、翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されている。更に、胴体部99のハブ側には、インナー傾斜部103が形成されており、インナー傾斜部103は、翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されている。
That is, the
インナー傾斜部103のハブ側には、被保持部105が形成されており、被保持部105は、図5に示すように、ステータセグメント83の製造の際に保持具107によって保持されるものであって、翼スパン方向Dに対して平行に構成されている。なお、本発明の実施形態にあっては、被保持部105の翼スパン方向Dの長さは、0.5mm以上であって1.0mm以下になるように設定されている。また、被保持部105には、突き刺し部109が連続して形成されており、突き刺し部109は、翼スパン方向Dへ延びるように構成されてあって、ハブ側に、エッジ109eを有している。
A held
アウター傾斜部101には、対応関係にあるアウター係合穴91に係合可能な係合突起111が形成されている。
The outer
次に、第2の実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the second embodiment will be described.
被保持部105は、翼スパン方向Dに対して平行にそれぞれ構成されて、突き刺し部109は、翼スパン方向Dに対して平行にそれぞれ構成されてあって、ハブ側にエッジ109eを有しているため、保持具107によって被保持部105を保持した状態の下で、保持具107を治具113にセットしたインナーバンド95の外側面に対して接近させることにより、静翼97をインナーバンド95の外側面に垂直に突き刺すことができる。換言すれば、所謂スタビング手法を用いて静翼97とインナーバンド95を連結することができる。
The held
また、アウター傾斜部101及びインナー傾斜部103が翼スパン方向Dに対して負圧面Fn側へ傾斜するように構成されているため、前記軸流圧縮機の稼動中に、静翼97におけるチップT近傍部分及びハブH近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができる。
Further, since the outer
以上の如き、第2の実施形態によれば、所謂スタビング手法を用いて静翼97とインナーバンド95を連結することができるため、ステータセグメント83の製造する際に、インナーバンド95に静翼97の一部が係合可能なインナー係合穴を形成する必要がなくなって、ステータセグメント83の製造コストの低減を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment, since the
また、前記軸流圧縮機の稼動中に、静翼97におけるチップT近傍部分及びハブH近傍部分に空気の剥離が生じることを十分に抑えることができるため、図6(b)に示すように、静翼97間におけるチップT近傍及びハブH近傍に全圧損失の大きい領域Gが小さくなって、前記軸流圧縮機の空力性能の向上を図ることができる。ここで、図6(b)における全圧損失の大きい領域Gは、3次元定常粘性CFD解析により求められる。
Further, during operation of the axial compressor, air separation can be sufficiently prevented from occurring in the vicinity of the tip T and the vicinity of the hub H of the
つまり、ステータセグメント83の製造コストの低減と、前記軸流圧縮機の空力性能の向上を両立して図ることができる。
That is, it is possible to achieve both reduction in manufacturing cost of the
なお、本発明は、前述の第2の実施形態の説明に限るものではなく、前記ガスタービンエンジンにおける軸流ファンのステータのセグメントとして、ステータセグメント83を用いても、同様の作用、効果を奏するものである。
The present invention is not limited to the description of the second embodiment described above, and the same operation and effect can be achieved even when the
53 ステータセグメント
55 アウターバンド
63 インナーバンド
67 静翼
69 胴体部
71 アウター傾斜部
73 インナー傾斜部
75 被保持部
77 保持具
79 突き刺し部
79e エッジ
83 ステータセグメント
85 アウターバンド
95 インナーバンド
97 静翼
99 胴体部
101 アウター傾斜部
103 インナー傾斜部
105 被保持部
107 保持具
109 突き刺し部
109e エッジ
53
Claims (10)
円弧状のアウターバンドと;
前記アウターインナーバンドに対向する位置に配置された円弧状のインナーバンドと;
前記アウターバンドと前記インナーバンドの間に連結するように配設された複数枚の静翼と;
を具備しており、
更に、各静翼は、
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
前記アウター傾斜部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、チップ側にエッジを有した突き刺し部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とするステータセグメント。 In a stator segment, which is a segment of an axial fan or an axial compressor stator in a gas turbine engine,
An arc-shaped outer band;
An arc-shaped inner band disposed at a position facing the outer inner band;
A plurality of stationary blades arranged to be connected between the outer band and the inner band;
It has
In addition, each vane
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the tip side of the outer inclined portion and is configured in parallel with the blade span direction and is held by a holding tool during manufacture;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction, and having an edge on the tip side;
Each of the stator segments is provided with a stator segment.
円弧状のアウターバンドと;
前記アウターバンドに配設された複数枚の静翼と;
を具備しており、
更に、各静翼は、
ステータの径方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
前記アウター傾斜部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、チップ側にエッジを有した突き刺し部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とするステータセグメント。 In a stator segment, which is a segment of an axial fan or an axial compressor stator in a gas turbine engine,
An arc-shaped outer band;
A plurality of stationary blades disposed on the outer band;
It has
In addition, each vane
A fuselage configured to extend in a radial direction of the stator;
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the tip side of the outer inclined portion and is configured in parallel with the blade span direction and is held by a holding tool during manufacture;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction, and having an edge on the tip side;
Each of the stator segments is provided with a stator segment.
前記胴体部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたインナー傾斜部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のステータセグメント。 Each vane
An inner inclined portion formed on the hub side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
The stator segment according to claim 1 or 2, wherein each of the stator segments is provided.
円弧状のアウターバンドと;
前記アウターインナーバンドに対向する位置に配置された円弧状のインナーバンドと;
前記アウターバンドと前記インナーバンドの間に連結するように配設された複数枚の静翼と;
を具備しており、
更に、各静翼は、
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたインナー傾斜部と;
前記インナー傾斜部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成されてあって、製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、ハブ側にエッジを有した突き刺し部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とするステータセグメント。 In a stator segment, which is a segment of an axial fan or an axial compressor stator in a gas turbine engine,
An arc-shaped outer band;
An arc-shaped inner band disposed at a position facing the outer inner band;
A plurality of stationary blades arranged to be connected between the outer band and the inner band;
It has
In addition, each vane
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An inner inclined portion formed on the hub side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the hub side of the inner inclined portion and is configured to be parallel to the blade span direction, and is held by a holder during manufacture;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction and having an edge on the hub side;
Each of the stator segments is provided with a stator segment.
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項4に記載のステータセグメント。 Each vane
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
The stator segment according to claim 4, wherein each of the stator segments is provided.
請求項1から請求項5のうちのいずれかの請求項に記載のステータセグメントを環状に配置したことを特徴とするステータ。 In a stator used for an axial fan or an axial compressor in a gas turbine engine,
A stator, wherein the stator segments according to any one of claims 1 to 5 are annularly arranged.
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたアウター傾斜部と;
前記アウター傾斜部のチップ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、前記ステータセグメントの製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、チップ側にエッジを有した突き刺し部と;
を具備したことを特徴とする静翼。 In a stationary blade that is one of the components of a stator segment of an axial fan or an axial compressor in a gas turbine engine,
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the tip side of the outer inclined portion, is configured in parallel to the blade span direction, and is held by a holder when the stator segment is manufactured;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction, and having an edge on the tip side;
A stationary blade characterized by comprising:
を具備したことを特徴とする請求項7に記載の静翼。 An inner inclined portion formed on the hub side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
The stator blade according to claim 7, comprising:
翼スパン方向へ延びるように構成された胴体部と;
前記胴体部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して負圧面側へ傾斜するように構成されたインナー傾斜部と;
前記インナー傾斜部のハブ側に形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、前記ステータセグメントの製造の際に保持具によって保持される被保持部と;
前記被保持部に連続して形成され、前記翼スパン方向に対して平行に構成され、ハブ側にエッジを有した突き刺し部と;
を具備したことを特徴とする静翼。 In a stationary blade that is one of the components of a stator segment of an axial fan or an axial compressor in a gas turbine engine,
A fuselage configured to extend in the wing span direction;
An inner inclined portion formed on the hub side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
A held portion that is formed on the hub side of the inner inclined portion, is configured parallel to the blade span direction, and is held by a holder when the stator segment is manufactured;
A piercing portion formed continuously with the held portion, configured parallel to the blade span direction and having an edge on the hub side;
A stationary blade characterized by comprising:
を具備したことを特徴とする請求項9に記載の静翼。
An outer inclined portion formed on the tip side of the body portion and configured to be inclined toward the suction surface side with respect to the blade span direction;
The stator blade according to claim 9, comprising:
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