JP5922237B2 - 翼構造体 - Google Patents

Description

本発明は請求項１のおいて書き部に記載の翼構造体に関する。

このような翼構造体は広範囲に存在する従来技術から非常に良く知られている。既知の翼構造体は、コンプレッサの静翼列にも、動翼列にも用いられ、翼支持体には、列の全ての翼を受容するための周囲溝が設けられている。翼を周囲溝に固定することは、ハンマー状または蟻継状の形状接続を用いて、相応に形成された翼底部が保持溝の側壁から突出する突起に係合することによって行われる。翼が保持溝内に隙間なく、磨耗が少なく、かつ確実に留めつけられるように、翼底部下面と溝底部との間にキーの形体、螺旋バネの形のバネ要素の形体、または長手方向にも横方向にもスリットが設けられている締結スリーブの形体での下部構造を挿入することが知られている。これにより、径方向において翼および溝の間にある取り付けおよび製造のための遊びが補償され、それにより容易な製造と取り付けが可能となる。径方向における遊びによって、溝の周方向における許容誤差を確保する際に困難が生じ得ることが問題である。従って、径方向の間隙を調整するために、翼ブレード先端部と当該翼ブレード先端部に直接的に対向するダクト境界部との間で、形状端部は研削されるか、あるいはひねることによって大きさが調整され、その一方で溝に取り付けられた翼は外に向かって押されていることが知られている。これとは別に、頻繁に生じる問題は、わずかな製造コストにおいて翼と下部構造とを簡単に取り付け、および取り外しできるようにすることである。

従って本発明は、取り付けおよび取り外しが容易でありながら、翼を周囲溝に持続的、確実かつ堅牢に固定することが保証されている翼構造体を提供することを課題とする。

上記の課題は、請求項１の特徴による翼構造体によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されており、当該従属請求項は、任意に互いに組み合わせられてよい。

本発明によれば、個々の要素は、プレート状に形成されており、溝内で翼を押し付けるための、溝底部への翼ブレードの投影において翼ブレードの下方に設けられた少なくとも一つのビードを有しており、保持溝の長手方向において当該要素に押し付けられている翼底部によって部分的にのみ覆われている。本発明に係る要素を用いると、当該要素が特に好適な形を有することが可能であり、当該形は、局所的に柔軟性のある下部構造と、他の局所的な箇所においては剛性を有するように作用する下部構造と、を可能にする。また、当該要素は、特に簡単に製造されるとともに、特に簡単に取り付けおよび取り外しがなされる。補強効果は、単独のビードまたは複数のビードによって作り出される。簡単に取り付けおよび取り外しができることは、保持溝の長手方向において該当する要素が、当該要素に押し付けられている翼底部によって部分的にのみ覆われていることによって達成される。これにより要素の一部分は常に張り出しており、当該要素は取り外し器具にとって特に容易に到達可能である。さらに、要素のプレート状の幾何形状によって、場所を取らない構成と翼構造体が可能になる。

保持溝において二つの翼の間にそれぞれ、単独の部材から成る、または複数の部材からなる中間部材が挿入されている実施形態は特に好適である。当該中間部材は、翼底部によって覆われていない要素の部分によって、突起に押し付けられている。この場合、翼と中間部材と要素とは、同一の数で存在し、当該要素は、長手方向に延在しており、当該長手方向延在は、翼底部と中間部材との長手方向延在と等しい。要素の取り付けは、中間部材および翼に対してずらされて行われており、それによって、要素は、保持溝の長手方向において見た場合、完全に翼底部の下を通過してそれぞれ部分的に、当該翼底部に隣接する二つの中間部材の下まで延在している。これにより、個々の中間部材は、二つの要素によって保持溝の突起に押し付けられる。

好適に要素は、該当する中間部材が、該当する要素によって突起に押し付けられている翼底部よりも小さな力で突起に対して押し付けられるように形成されている。これにより、特に、要素の様々な剛性は異なる要求に対して特に好適に利用される。すなわち、中間部材の取り付けのためには、要素の弾性力が比較的小さいことが望ましく、弾性力は、必要とされてもいない。運転中は中間部材に大きな力がかからないからである。これに対して、翼支持体に固定された翼は、運転中に流れ力にさらされている。これにより、翼を翼支持体に、比較的確実に固定することが必要となり、これは比較的大きな押し付け力を必要とさせる。比較的大きな押し付け力は、要素の剛性が局所的に比較的大きいことによって実現される。要素の剛性が局所的に比較的大きいことは、要素に設けられた単数または複数のビードによって生み出される。

翼の下部構造の剛性が比較的大きいとき、取り付けとそれに続く運転に対して、好適に異なるように働く作用原理が用いられ得る。一方で取り付けの際の製造許容誤差を平均化するためにビードの材料に局所的に可塑性を持たせることが行われ、他方で残留弾性が利用され、それによって作動力を受容する。このために好適に、降伏強度（ＲＰ０．２）に対する最大引っ張り強さ（Ｒｍａｘ）を表す指標の比率が比較的高い（指標 Ｒｍａｘ／Ｒｐ０．２＞１．５）ことを特徴とする材料が要素のために使用され、材料の選択の際、降伏強度は同時に作動力に対してなお十分な大きさである必要がある。

要素の局所的に剛性の高い領域は、好ましくはビードとして実施されている。ビードの形成は、特に好ましくは、力と経路との関係において屈曲した特性曲線が生じるように行われている。これにより広い範囲にわたって作動力を受容するための残留弾性が確保される。これは、第一のビード幾何形状によって実現され得る。当該幾何形状において要素は壁厚Ｓを有しており、ビードは断面においてビード幅ｂと、半径Ｒ２を有する二つの凸形の部分と、その間に設けられている半径Ｒ１と弦長Ａを有する凹形の部分とを有している。当該幾何形状には以下の式が当てはまる。
Ｒ１＞１．５Ｓ
３＊Ｒ２＞Ｒ１＞０．７＊Ｒ２および
１０＞ｂ／ａ＞１．７

同様の特性を有する第二のビード幾何形状は、Ｒ１＞５Ｓであり、３＊Ｒ２＞Ｒ１およびａ＜０．９ｂであるとき実現される。

最初の二つのビード幾何形状の組み合わせとして同様の特性を有する第三のビード幾何形状は、ダブルビードとして表される二重のビードとなり、当該二重のビードはさらに拡大された弾性的領域を有している。

ビードは、要素内に設置されており、そのため、溝底部への翼ブレードの投影において、当該ビードは、当該翼ブレードの下方に設けられている。言い換えれば、要素が周囲溝に沿って常に翼に対してずらされて設置されているので、ビードは、原則的に要素の内部領域または要素の縁に設けられている。これにより、要素の取り付けおよび取り外しが容易になる。

さらに好適に、要素は、当該要素の翼底部によって覆われていない領域に、少なくとも一つの開口部を有している。当該開口部に取り外しフックまたは器具が係合してもよく、それによって、要素を当該要素の作動位置から取り外す。

要素が容易に取り付けられることは、保持溝の溝底部において、または翼底部下面において、保持溝の長手方向に延在する溝が取り外し溝として設置されている場合に実現される。取り外しの際、保持溝の溝底部、または翼底部下面には比較的容易にスライディング・ハンマを取り付けることができ、取り付けの際には要素を翼と溝との間にタペットを用いて打ち込む／押し込むことが容易に行われ得る。

好適に要素は、溝底部に向かう翼ブレードの投影（径方向視軸）において、概ね矩形である外部輪郭を有している。当該投影において該当する要素は、当該要素に押し付けられている翼によって半分しか覆われていない。このような輪郭を有する要素は、特に廉価かつ容易に製造可能である。

要素の少なくとも一つの長手方向縁が屈曲されている実施形態は特に有利である。当該長手方向の縁は、これに対応して形成されている翼底部にプレストレスをかけられた状態で当接している。翼構造体において中間部材が用いられる限り、屈曲された長手方向の縁は、これに対応して形成されている中間部材にもプレストレスをかけられた状態で当接し得る。当該構成は、翼が溝の幾何形状および翼底部の幾何形状のみに基づいて位置調整されるのではなく、個々の隣接部材、すなわち翼または中間部材に基づいても位置調整されることを可能にする。この特徴は、接触摩耗を好適に低減することに役立つ。

要素は、さらに好適に、少なくとも一つの縁部に、局所的に補強するため、および当該要素をガイド溝においてガイドするために、少なくとも一つのさらなるビードを有している。縁部、好ましくは横断方向の縁に設けられたこのさらなるビードは、取り付けを容易にする。局所的な補強部に、要素を翼底部下面と溝底部との間に打ち込む／押し込むためのタペットが取り付けられ得、それに続いて打ち込む際に当該要素が局所的に曲がることはない。

ビードが内側ビードとして形成されており、当該内側ビードが当該内側ビードを少なくとも部分的に包囲している外側ビード内に設置されている実施形態は、特に好適である。ダブルビードとも表される当該実施形態は、要素の弾性領域のさらなる拡大を可能にする。同様に三重ビード、あるいはｎ重ビードの使用さえ想定可能であり、当該ｎ重ビードにおいては相応の数のビードが内側から外側に向かっていわばスタックされた状態で、もしくは階層的に設けられている。
翼構造体がガスタービンの軸方向に貫流可能なコンプレッサにおいて、動翼リングに対して、および／または静翼リングに対して用いられる実施形態は、特に好適である。これは確実かつ安全で、特に効率的なガスタービンの作動を保証する。当該構成によって、翼ブレード先端と対向するコンプレッサの流路のダクト壁との間の径方向間隙は特に小さく形成され得るためである。

以下の図面の説明において、複数の実施形態に基づき、本発明をより詳しく説明するが、当該実施形態は本発明を限定するものではない。以下の説明においてさらなる特徴とさらなる有利点が記載される。図面に示すのは以下の通りである。

ガスタービンの長手方向部分断面を示す図である。 第一実施形態による翼構造体の細部の平面を示す図である。 図２に示す翼構造体を線ＩＩＩ−ＩＩＩによって切断した断面を示す図である。 図２に示す翼構造体を線ＩＶ−ＩＶによって切断した断面を示す図である。 第二実施形態に対して、翼構造体を同様に線ＩＶ−ＩＶによって切断した断面を示す図である。 第三実施形態に対して、翼構造体を同様に線ＩＶ−ＩＶによって切断した断面を示す図である。 第四実施形態による翼構造体（中間部材を有さない）の部分の平面を示す図である。 図７に示す第四実施形態の二つの変化形態を線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面において示す図である。 図７に示す第四実施形態の二つの変化形態を線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面において示す図である。 第五実施形態による翼構造体（中間部材を有さない）の部分の平面を示す図である。 図７に示す第五実施形態の二つの変化形態を線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面において示す図である。 図７に示す第五実施形態の二つの変化形態を線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面において示す図である。 力と弾性との関係を示すグラフである。 ビードの異なる幾何形状を有する要素の断面を示す図である。 ビードの異なる幾何形状を有する要素の断面を示す図である。 ダブルビードの形でのビード幾何形状の断面を示す図である。

図において同一の特徴は同じ参照番号を付されている。

図１は定置式のガスタービン１０を長手方向部分断面において示している。ガスタービン１０は内部に、回転軸１２周りにピボット軸受けされたロータ１４を有しており、当該ロータはタービンロータとも称される。ロータ１４に沿って、吸引ハウジング１６と、軸流式ターボコンプレッサ１８と、互いに回転対称に設けられている複数のバーナ２２を有するトーラス状の環状燃焼室２０と、タービンユニット２４と、排気ハウジング２６とは、連続的に設けられている。

軸流式ターボコンプレッサ１８は、リング状に形成されたコンプレッサ流路であって、当該コンプレッサ流路内にカスケード式に連続的に設けられている、動翼リングと静翼リングとから成るコンプレッサ段を有するコンプレッサ流路を含んでいる。ロータ１４に設けられている動翼２７は、当該動翼の自由に終端する翼ブレード先端部２９によって、コンプレッサ流路の外側のダクト壁４２と対向している。同様に、静翼２５は、コンプレッサ流路に突出しており、当該静翼は、外側のダクト壁４２またはコンプレッサ静翼支持体に固定されている。コンプレッサ流路は、コンプレッサ出口ディフィューザ３６を介してプレナム３８に出口を有する。プレナムにおいてリング燃焼室２０には、当該リング燃焼室の燃焼空間２８が設けられており、当該燃焼空間は、タービンユニット２４のリング状の高温ガス流路３０と連通している。タービンユニット２４には、連続的に接続された４つのタービン段３２が設けられている。ロータ１４には、発電機または作業機械（それぞれ図に示されていない）が連結されている。

ガスタービン１０の運転中、軸流式ターボコンプレッサ１８は、吸引ハウジング１６を介して圧縮すべき媒体として、周囲空気３４を吸引するとともに、当該周囲空気を圧縮する。圧縮された空気は、コンプレッサ出口ディフィューザ３６を介してプレナム３８に導入され、当該プレナムからバーナ２２に流入する。バーナ２２を介して燃料も燃焼空間２８内に到達する。当該燃焼空間において、燃料は、圧縮された空気を添加されながら燃焼されて高温ガスＭになる。高温ガスＭは、続いて高温ガス流路３０に流入し、当該高温ガス流路において、高温ガスは、作用を果たしながらタービンユニット２４のタービン翼において膨張する。この間に自由にされたエネルギーはロータ１４によって受容され、一方では、軸流式ターボコンプレッサ１８を駆動するために用いられ、他方では、作業機械または発電機を駆動するために用いられる。

図２は、翼構造体４０の細部の平面図を示しており、当該平面図では、二つのみの翼２５，２７であって間に設置された中間部材４４を有する二つの翼と、その下に設けられた二つの要素４６と、が概略的に表されている。翼２５，２７は、概略的に暗示された翼ブレード４８と、翼底部５０と、を含んでいる。当該平面図は、ガスタービン１０の径方向において、すなわち翼ブレードから翼底部５０に向かって見られている。図２において、翼支持体と当該支持体に設けられた保持溝とは、表されていない。要素４６は、矩形の外部輪郭を有しているとともにプレート状に形成されている。俗称ではシート状とも表される。第一実施形態（図２）において、翼構造体の翼底部５０と翼２５，２７とは、保持溝の長手方向延在に対して、もしくは周方向Ｕに対して斜めに設けられている。このような配置は、動翼に対して典型的である。

個々の要素４６は、二つのビード５２と、それぞれ二つの開口部５４と、を有している。要素４６は、周方向Ｕにおいて翼底部５０および中間部材４４を合わせたものと等しい長さである。しかしながら、要素４６は、中央において該当する翼２５，２７の下方に設けられており、それによって、二つの隣接する要素４６それぞれは、当該隣接する要素の対向する端部が中間部材４４の下方の中央で終結している。

図３は、翼２５，２７の翼底部５０と翼支持体５６とを線ＩＩＩ−ＩＩＩによって切断した断面を示している。翼ブレードは、図３において（図５，図６，図８，図９，図１１および図１２においても）示されていない。翼支持体５６内には、保持溝５８が延在しており、当該保持溝には、翼２５，２７が、詳細には翼２５，２７の翼底部５０が、形状接続的に導入されている。形状接続を形成するために、保持溝５８の側壁６０は、アンダーカット６４を形成するために、長手方向に延在する突起６２を有している。アンダーカット６４内には、相応に実施されたハンマー状の底部領域６６が係合している。

翼底部下面６８と保持溝５８の溝底部７０との間には、要素４６が留め付けられている。さらに、溝底部７０には、保持溝５８に沿って延在する、さらなる取り外し溝７２が設けられている。当該さらなる溝７２は、取り外し器具、例えばスライディング・ハンマのアクセスのために役立つ。

要素４６の壁厚Ｓ（図１４）は、翼底部下面６８と溝底部７０との間の間隙の大きさよりも小さい。要素４６において深絞りまたは圧入によって製造されるビード５２は、間隙の大きさを超えて要素４６の高さＨを拡大しており、それによって、翼底部５０は、突起６２に押し付けられる。これにより、保持溝５８における翼２５，２７の明瞭に規定された位置が得られる。

図４は、図２に示す実施形態を線ＩＶ−ＩＶに沿って切断した長手方向断面を示している。図２，図３および図４に示されている翼構造体４０の実施形態は、ガスタービン１０のコンプレッサの動翼リング１２の細部である。従って、翼支持体５６は、ロータディスクによって形成されており、翼２５，２７は、動翼として形成されている。

要素４６は、概ね平坦であり、したがって、保持溝５８の湾曲に沿っていない。それにより、要素４６は、当該要素の中央領域であって、ビード５２が設けられている中央領域によって、比較的大きな力で翼底部下面６８と溝底部７０とが互いに離れるように押している。その場合、要素４６の横断方向縁８２に隣接する部分は、当該要素４６の平坦な形成と湾曲した保持溝ゆえに、比較的小さな力で中間部材４４の下面に弾性的に当接している。したがって、要素４６は、中間部材４４と翼２５，２７とを、局所的に異なる剛性ゆえに異なる大きさの力で、保持溝５８の突起６２に押し付ける。

翼構造体４０の第二実施形態は図５に表示されている。図５は、概ね図３に示す断面を表示している。このとき、図５において、図３と同一である特徴には、同一の参照番号が付されている。図５を詳細に説明するにあたり、図３の詳細な説明が最大限に参照される。しかしながら、第二実施形態によれば、要素４６の長手方向縁７４は、保持溝５８の溝開口部に向かって湾曲している。湾曲された長手方向縁７４（図２参照）は、翼底部下面に設けられている面取り部７６に、プレストレスをかけられた状態で当接している。中間部材４４は、翼２５，２７の翼底部５０と類似の方法で形成されているので、中間部材４４の下方に設置されている要素４６の長手方向縁７４の領域も、プレストレスをかけられた状態で対応する面取り部に当接している。要素４６の長手方向縁７４が湾曲されていることと、要素４６が翼底部５０もしくは中間部材４４にプレストレスをかけられた状態で当接していることと、により、隣接する構成要素、すなわち翼底部５０と中間部材４４との摩擦接続的な連結が生み出され、当該摩擦接続的な連結は、翼底部と中間部材の位置合わせを改善するとともに、構成要素同士の接触摩耗を低減させる。

翼構造体４０の第三実施形態は図６に概略的に表示されている。図６も可能な限り図３と等しい断面を示しており、それによって、図６において図３と同一である特徴には、同一の参照番号が付されている。図３に示す構成と異なる点として、図６に示す第三実施形態は、翼底部下面６８に、比較的幅が広いがわずかな深さしか有さない、保持溝５８の長手方向に延在する溝７８を有している。溝７８は、要素４６を受容することに役立っており、それによって、溝７８の溝深さは、概ね要素４６の壁厚Ｓに相当する。要素４６の長手方向縁７４（図２参照）は、溝７８の傾斜した側壁に当接している。第三実施形態による中間部材４４においても、翼底部５０の場合と同じ大きさで、当該中間部材の下面に設けられた溝７８が備えられており、それによって、要素４６の長手方向縁７４は、中間部材４４に設けられた溝７８の側壁にも当接している。要素４６が翼２５，２７と中間部材４４とに同時に当接することにより、隣接する翼リング構成要素の連結が生み出され、当該連結は、摩耗、特に接触摩耗を低減させる。本発明に係る翼構造体４０における図５に示す第二実施形態においても、図６に示す第三実施形態においても、翼は、動翼２７として形成されている。

図８および図９は、図３に示す断面と類似の方法で、第四実施形態による翼構造体４０の断面を示している。前記の実施形態に対して、図７，図８および図９に示されている構成は、静翼リングとして形成されており、動翼リングとして形成されていない。それによって、保持溝５８および翼底部５０の断面輪郭は、わずかしか相違しない。上記実施形態に対するさらなる相違点は、隣接する静翼２５同士の間に中間部材４４が設けられていないことである。従って、翼２５は、図７に表示するように、平坦に設けられているとともに翼底部５０が互いに接しながら傾いていない。この場合、要素４６は、隣接する一対の翼２５の下に、それぞれ半分ずつ設けられている。その結果、補強を行うビード５２も要素４６における内部領域に設置されておらず、要素４６の対向する二つの横断方向縁８２に設けられている。その他の点で、図８に示す第四実施形態の第一変化形態は、要素４６の長手方向縁７４が湾曲されている図５に示す第二実施形態と類似の方法で構成されている。図９に示されている第四実施形態の第二変化形態は、構成上は概ね図６に示す第三実施形態に対応している。当該第三実施形態において、要素４６は、翼底部下面６８に設けられている溝７８に大部分が埋め込まれている。

翼構造体４０の第五実施形態は、図１０に示す平面図に示されており、当該第五実施形態に対して二つの変化形態、すなわち図１１に第一変化形態が断面で示されており、図１２に第二変化形態が断面で示されている。図５に示す第五実施形態は、概ね、図２に示す第一実施形態に基づいている。しかしながら、要素４６の内部領域に設けられているビード５２に加え、横断方向縁８２に接してさらなるビード８６が、図７に示す第四実施形態と同様の方法で設けられている。縁に接するさらなるビード８６を用いることにより、翼底部下面６８と溝底部７０との間に要素４６を打ち込む際に、要素４６がたわむこと、あるいは曲がることが確実に回避される。それと同時に、さらなるビード８６は、取り外し溝７２（図１１）か、要素４６の位置合わせまたはガイドを行うために翼底部下面に設けられている溝７８（図１２）のいずれかに係合している。

図１４および図１５は要素４６の実施形態を、それぞれ図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにより切断した断面において示している。図２に表示される要素４６に対して、図１４、図１５では単独のビード５２のみが示されており、二つのビード５２は示されていない。個々のビード５２は凸形に湾曲した二つの部分Ｘと、その間に設けられている凹形の部分Ｖとを含んでいる。凸形の部分Ｘはそれぞれ半径Ｒ２を有しており、凹形の部分Ｖは半径Ｒ１を有している。凹形の部分Ｖはさらに弦長ａを有し、ビード５２はビード幅ｂを有している。ビード５２自体が、比較的高い負荷力と比較的高いバネ定数のための塑性変形領域を有するとともに、小さなバネ定数を有する弾性変形を行う領域のためのビードを得るために、要素の二つの実施形態が提案される。第一実施形態は、以下の場合に実現される。
Ｒ１＞１．５Ｓ，３＊Ｒ２＞Ｒ１＞０．７＊Ｒ２であり、かつ１０＞ｂ／ａ＞１．７
例えば、パラメータは、以下の大きさを有し得る。
Ｒ１＝２ｍｍ；Ｒ２＝２ｍｍ；Ｓ＝１ｍｍ；ａ＝３．５ｍｍ、およびｂ＝１０ｍｍである。

要素４６の第二実施形態は、以下の通りである。すなわち、
Ｒ１＞５＊Ｓ
３＊Ｒ２＜Ｒ１および
ａ＜０．９＊ｂである。

例えばパラメータは以下の大きさを有し得る。
Ｒ１＝２０ｍｍ；Ｒ２＝２ｍｍ；Ｓ＝１ｍｍ；ａ＝６ｍｍ、およびｂ＝１０ｍｍである。

図に示す実施形態により、部分Ｖが比較的高い負荷力と比較的高いバネ定数とを有する塑性変形の領域を表し、部分Ｘが小さなバネ定数を有する弾性変形のための領域を表すことが可能である。図１３もこれを示している。

図１６は、特殊なビードの幾何形状の断面を示している。当該特殊なビードの幾何形状は、多重ビード５５であり、当該多重ビードでは、内側ビード５５ｉが単独または複数のビード５５ａによって包囲されている。多重ビード５５のビード５５ｉ，５５ａは、いわばスタックされた状態で、もしくは階層的に、共通の中心Ｍを有して設けられている。図１６に示される多重ビード５５は、二重ビードであり、ダブルビードとも称される。このとき、ダブルビードとは、第一の（その場合外側の）ビード５５ａの基本的に凹形の部分Ｖａに、第二の（その場合内側の）ビード５５ｉが設置されていることを意味する。これらのビードの組み合わせは、一重のビードと称され得る上記幾何形状に対して、さらに増大された弾性を有しており、それによって、翼底部５０に対して、場合によっては中間部材４４および保持溝５８に対して、比較的大きな製造許容誤差が許容され得る。その場合、図１６に示すビードの幾何形状に対する大きさは、例えば以下の通りである。
Ｒ２０＝２０ｍｍ；Ｒ１．２＝２ｍｍ；Ｒ２＝２ｍｍ；ｂａ＝１１ｍｍ，ａａ＝ｂｉ＝７．４ｍｍ，Ｒ３＝２ｍｍ、およびａｉ＝３．２ｍｍである。

全体として、本発明は、翼支持体５６と、当該翼支持体内に設けられた保持溝５８と、を有する翼構造体４０に関する。当該保持溝は、当該保持溝の側壁６０に、アンダーカット６４を形成するための長手方向に延在する突起６２を有しており、当該保持溝内には、ターボ機関の翼リングを形成するための多数の翼２５，２７が挿入されており、個々の翼２５，２７は、翼ブレード４８のほかに、固定を行うために、アンダーカット６４に係合するハンマー状の翼底部５０を有しており、翼底部下面６８と保持溝５８の溝底部７０との間に設けられた要素４６によって、突起６２に押し付けられている。特に堅牢、確実で、持続的かつ摩耗が少ない固定であって、特に簡単な取り付けおよび取り外しを可能とする固定を記載するにあたり、以下の点が行われる。すなわち、個々の要素４６は、プレート状に形成されており、翼ブレード４８の溝底部７０への投影において、当該翼ブレード４８の下方に設けられている、押し付けるための少なくとも一つのビード５２を有しており、保持溝５８の長手方向において当該要素によって押し付けられている翼底部５０によって部分的にのみ覆われている。

１０ ガスタービン、１２ 回転軸、１４ ロータ、１６ 吸引ハウジング、１８ 軸流式ターボコンプレッサ、２０ 環状燃焼室、２２ バーナ、２４ タービンユニット、２５ 静翼、２６ 排気ハウジング、２７ 動翼、２８ 燃焼空間、２９ 翼ブレード先端部、３０ 高温ガス流路、３２ タービン段、３４ 周囲空気、３６ コンプレッサ出口ディフィューザ、３８ プレナム、４０ 翼構造体、４４ 中間部材、４６ 要素、４８ 翼ブレード、５０ 翼底部、５２ ビード、５４ 開口部、５５ 多重ビード、５５ｉ 内側ビード、５５ａ 外側ビード、５６ 翼支持体、５８ 保持溝、６０ 側壁、６２ 突起、６４ アンダーカット、６６ 底部領域、６８ 翼底部下面、７０ 溝底部、７２ 取り外し溝、７４ 長手方向縁、７６ 面取り部、７８ 溝、８２ 横断方向縁、８６ ビード、Ｈ 高さ、Ｍ 高温ガス、Ｓ 壁厚、Ｕ 周方向、Ｖ 凹形の部分、Ｘ 凸形の部分、ａ 弦長、ｂ ビード幅、Ｒ１ 半径、Ｒ１．２ 半径、Ｒ２ 半径、Ｒ３ 半径、Ｒ２０ 半径、Ｖａ 凹形の部分、ａａ 外側弦長、ａｉ 内側弦長、ｂａ 外側ビード幅、ｂｉ 内側ビード幅

Claims (13)

1. 翼支持体（５６）と保持溝（５８）とを有する翼構造体（４０）であって、
   前記保持溝が、前記翼支持体内に設けられ、当該保持溝の側壁（６０）に、アンダーカット（６４）を形成するための長手方向に延在する突起（６２）を有しており、当該保持溝内にターボ機関の翼リングを形成するための多数の翼（２５，２７）が挿入され、
   個々の翼（２５，２７）は、翼ブレード（４８）のほかに、固定を行うために、前記アンダーカット（６４）に係合する翼底部（５０）を有しており、翼底部下面（６８）と前記保持溝（５８）の溝底部（７０）との間に設けられ、少なくとも一つのビード（５２，５５）を有するプレート状の要素（４６）によって前記突起（６２）に押し付けられている、翼構造体において、
   個々の要素（４６）は、前記保持溝（５８）の長手方向において、当該要素によって押し付けられている前記翼底部（５０）によって部分的にのみ覆われており、
   二つの前記翼（２５，２７）間の前記保持溝（５８）には、前記翼（２５，２７）とは別個の中間部材（４４）が挿入されており、
   前記中間部材は、前記翼底部（５０）によって覆われていない前記要素（４６）の部分によって、前記突起（６２）に押し付けられていることを特徴とする翼構造体。
2. 請求項１に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記要素（４６）は、該当する前記中間部材（４４）を前記突起（６２）に対して、該当する前記翼底部（５０）を押し付けるよりも小さな力で押し付ける翼構造体。
3. 請求項２に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記要素（４６）の前記翼底部（５０）によって覆われている領域は、該当する前記要素（４６）の残りの部分よりも、部分的により大きな剛性を有して形成されている翼構造体。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記要素（４６）は、該当する前記翼底部（５０）によって覆われていない当該要素の領域に、取り外しのための少なくとも一つの開口部を有している翼構造体。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記保持溝（５８）の前記溝底部（７０）には、または、前記翼底部下面（６８）には、長手方向に延在する溝（７２，７８）が設けられている翼構造体。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記要素（４６）は、投影において、概ね矩形である外部輪郭を有している翼構造体。
7. 請求項６に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記要素（４６）の少なくとも一つの長手方向縁（７４）は、屈曲されており、当該長手方向縁は、当該長手方向縁に対応して形成されている前記翼底部（５０）にプレストレスをかけられた状態で当接している翼構造体。
8. 請求項７に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記要素（４６）の少なくとも一つの長手方向縁（７４）は、屈曲されており、当該長手方向縁は、当該長手方向縁に対応して形成されている前記翼底部（５０）に、かつ当該長手方向縁に対応して形成されている前記中間部材（４４）に、プレストレスをかけられた状態で当接している翼構造体。
9. 請求項６または請求項７に記載の翼構造体（４０）であって、
   前記要素（４６）の少なくとも一つの縁には、少なくとも一つのさらなるビード（８６）が設けられている翼構造体。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の翼構造体（４０）であって、
    前記要素（４６）は、壁厚（Ｓ）を有しており、
    前記ビード（５２，５５，８６）は、断面においてビード幅（ｂ）と、半径（Ｒ２）を有する二つの凸形の部分（Ｘ）と、その間に設けられ、半径（Ｒ１）と弦長（ａ）を有する凹形の部分（Ｖ）と、を有しており、以下の式、すなわち
    Ｒ１＞１．５＊Ｓ
    ３＊Ｒ２＞Ｒ１＞０．７＊Ｒ２および
    １０＞ｂ／ａ＞１．７
    または
    Ｒ１＞５＊Ｓ
    ３＊Ｒ２＜Ｒ１および
    ａ＜０．９＊ｂ
    が当てはまる翼構造体。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の翼構造体（４０）であって、
    前記ビードは、多重ビードとして形成されている翼構造体。
12. 請求項１１に記載の翼構造体（４０）であって、
    前記多重ビード（５５）は、内側ビード（５５ｉ）を有しており、
    前記内側ビードは、当該内側ビードを少なくとも部分的に包囲する少なくとも一つの外側ビード（５５ａ）内に設置されている翼構造体。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の翼構造体（４０）として形成された動翼リングおよび／または静翼リングを有する、ガスタービン（１０）のための軸流式コンプレッサ。

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