JP5968459B2 - ガスタービンエンジン構成要素 - Google Patents

ガスタービンエンジン構成要素 Download PDF

Info

Publication number
JP5968459B2
JP5968459B2 JP2014545852A JP2014545852A JP5968459B2 JP 5968459 B2 JP5968459 B2 JP 5968459B2 JP 2014545852 A JP2014545852 A JP 2014545852A JP 2014545852 A JP2014545852 A JP 2014545852A JP 5968459 B2 JP5968459 B2 JP 5968459B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
inner ring
turbine engine
gas turbine
engine component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014545852A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015500427A (ja
Inventor
クレンバリ,フレードリク
Original Assignee
ゲーコーエヌ エアロスペース スウェーデン アーベー
ゲーコーエヌ エアロスペース スウェーデン アーベー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ゲーコーエヌ エアロスペース スウェーデン アーベー, ゲーコーエヌ エアロスペース スウェーデン アーベー filed Critical ゲーコーエヌ エアロスペース スウェーデン アーベー
Publication of JP2015500427A publication Critical patent/JP2015500427A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5968459B2 publication Critical patent/JP5968459B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162Bearing supports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/06Arrangements of bearings; Lubricating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

本発明は、請求項1の前文に記載のガスタービンエンジン構成要素に関する。詳細には、本発明は、内側リングを外側リングと接続する要素と、ガスタービンエンジン構成要素内の中心に位置決めされたタービンシャフト用の軸受構造物との間で負荷を伝達するために、構成要素の内側リングの内部に位置決めされた環状負荷伝達構造物に関する。本発明は、また、係る構成要素を含むガスタービンエンジンに関する。
航空機「ジェットエンジン」などのアキシャルガスタービンエンジンは、一般に、吸気口、圧縮機部分、燃料燃焼室、タービン部分、対応する圧縮機及びタービンを接続する1つ又は幾つかの回転駆動シャフト、排気口、及び駆動シャフトを支持しエンジンを例えば航空機に取り付けるための構造物を含む。
典型的には、支持構造物は、軸受及び中心に配置された駆動シャフトに接続するための内側シェル又はリングと、エンジンケーシング又は外部取付け箇所に接続するための外側シェル又はリングとを有する静止部品であり、円周方向に分散されたストラットが、内側シェル/リングと外側シェル/リングの間に延在しそれらを接続する。支持構造物は、駆動シャフトとエンジンケーシング/取付け箇所との間で負荷を伝達できるように設計される。エンジン内の軸方向ガス流は、一般に空気力学的に設計されたストラットの間に流される。本明細書で述べるタイプの支持構造物は、きわめて厳しい不平衡負荷及び熱的に生成された負荷に晒される。
内側リングの内部に位置決めされた支持構造物の部分(即ち、シャフトの軸受座と内側リングとの間で負荷を伝達する部分)は、通常、内側リングの内側に固定され軸受の方に半径方向の内側に延在する環状負荷伝達構造を有する。典型的には、この環状負荷伝達構造は、半径方向と軸方向両方に延在して、特許文献1及び特許文献2に示された軸受コーンなどの円錐形部材を構成する。
そのような負荷伝達構造物の様々な設計が知られており、そのような設計を開構造と閉構造に分けることができ、開という用語は、(破損などを検出する)検査を可能にする機能を指す。従来の軸受コーンは、通常、両側から検査することができる開構造を構成する。特許文献3は、少なくとも部分的閉構造の例を示す。閉構造は、高負荷に耐えるように設計するのが容易であるが、特に航空機用途では、負荷伝搬部品を検査する機能が非常に望ましいので、一般に開構造が好ましい。航空機用途では、使用される構造物の重量を減らすことも重要である。
従来の軸受コーンは、作成が簡単でコスト効率が高いが、大きい局所応力が生じるので、支持構造物の制限された耐久性を超えることがある。別の既知の開環状負荷伝達構造は、互いから軸方向距離で内側リングの内側に接続された第1及び第2の平行環状ビーム要素を含む。前方/上流環状ビームは、シャフトの軸受座に順々に接続される。2つの環状ビーム要素が軸方向で曲がるのを防ぎ、したがって要素の形状を保つために、2つの環状ビーム要素を接続する幾つかの円周方向に分散されたリブが提供される。多くの場合、この開構造は、うまく動作するが、幾つかの用途では、この設計は、支持構造物全体の耐久性に影響を及ぼすことがあるきわめて大きい局部応力をまねくことが発見された。
耐久性が改善された上記のタイプの支持構造物が必要である。
米国特許出願公開第2008/134688号明細書 米国特許出願公開第2008/022692号明細書 欧州特許出願公開第1 482 130号明細書
本発明の目的は、従来の構造と比較して改善された耐久性を示すガスタービンエンジン用の支持構造物を提供することである。この目的は、独立請求項1に含まれる技術的特徴によって定義された構成要素によって達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態、更には開発物及び変形物を含む。
本発明は、外側リングと、内側リングと、内側リングと外側リングの間に延在し複数の円周方向に離間された要素であって、要素間に軸方向ガス流用の主要ガス流路が規定され、構成要素が、ガス流入用の入口側とガス流出用の出口側とを有する要素と、構成要素内の中心に位置決めされたタービンシャフト用の軸受構造物と前記要素との間で負荷を伝達するために、内側リングの内部に位置決めされた環状負荷伝達構造物とを有するガスタービンエンジン構成要素に関し、環状負荷伝達構造物は、内側リングの内側の少なくとも一部分に沿って円周方向かつ構成要素の半径方向内方に延在し、環状負荷伝達構造物は、第1の部分と第2の部分を有し、第1の部分は、第2の部分より内側リング近くにある。
本発明は、第1の部分が、内側リングの近くの第1の位置と、軸方向にずらされた第2の位置との間で半径方向に傾斜され、第2の部分が、第2の位置から延在し、第1の部分に対して傾斜され、環状負荷伝達構造物が、第1の部分の第2の位置の方向に軸方向に向いた側に配置された複数の円周方向に離間された負荷伝搬部材を有し、負荷伝搬部材は、内側リングを介して軸受構造物と前記要素との間に負荷伝搬接続を構成するように配置されることを特徴とする。
環状負荷伝達構造物に傾斜部分を提供し、また第1の斜面部分を負荷伝搬部材で支持することによって、負荷を既知の開構造よりも均一に分散させることができ、それにより、耐久性が改善される。そのような既知の構造物において、内側リングに近い負荷は、大部分又は全範囲に伝達され、通常は内側にきわめて高い局部応力をもたらす環状負荷伝達構造物の第1の部分と、内側リングの反対側の外側に位置決めされた要素(ストラット)の(内側リングに近い)前方/上流部分とよって支持される。
本発明の構成要素において、この負荷は、主に、負荷伝搬部材によって伝達される。第1の部分の傾斜及び負荷伝搬部材の配置のため、負荷は、第1の部分の外側部分に集中する代わりに、負荷伝搬部材の軸方向長さわたって分散され、その結果、特にストラットの内側の前方/上流部分における最大局部負荷が減少する。更に、最大局部負荷は、内側リングからある程度の半径方向距離で、第1の部分と内側リングとの接続部からある程度の軸方向距離の点になり、その点で負荷伝搬部材は第1の部分を支持しなくなる。
負荷伝搬部材が、環状負荷伝達構造物の最大負荷の点を内側リングの近くから構成要素の中心の方に移動させることは、最大負荷の点が、温度が低い方の領域に移動されることを意味する。これにより、環状負荷伝達構造物の強度が向上する。更に、内側リングの内部スペースは、エアロ設計の制約に依存せず、これにより、最大負荷がストラットの一部分にある場合よりも最大負荷に晒される部分の設計が単純になる。
更に、負荷伝搬部材が、環状負荷伝達構造物の補強点を構成要素の中心の方(トロイド運動量の中心の方)に移動させるので、トロイド変形が減少する。
負荷がより均一に分散するため、内側リングとストラットとの間により均一な厚さを有するより薄い溶接境界面を形成することができる。
更に、負荷伝搬部材が、負荷をストラットとの間で分散させるための主要素になるので、本発明の構成要素は、内側リングの負荷を半径方向と円周方向の両方でよりよく分散させることができる。
本発明の一実施形態において、各負荷伝搬部材は、第1の部分の側面に沿って半径方向に延在し、各負荷伝搬部材は、内側リングの内側に沿って軸方向に延在する。負荷伝搬部材は、第1の部分全体に沿って延在して、その点における負荷を第2の部分に伝達できるようにすることが好ましい。
負荷伝搬部材は、負荷を伝達するように内側リングに堅く接続されることが好ましい。負荷伝搬部材は、負荷を伝達するように第1の部分に堅く接続されることが好ましい。負荷伝搬部材と第1の部分との間に第1の位置から第2の位置まで連続的な接続があることが好ましい。
本発明の一実施形態において、各負荷伝搬部材は皿状形状を有し、負荷伝搬部材の第1の縁側が、第1の部分の側面に沿って延在し、負荷伝搬部材の別の縁側が、内側リングの内側に沿って軸方向に延在する。
負荷伝搬部材は、三角形形状を有し、内側リングにおける第2の位置と第3の位置との間に負荷伝搬部材の第3の縁側が延在することが好ましい。負荷伝搬部材と内側リングとの間に、第1の位置から第3の位置まで連続的な接続があることが好ましい。
本発明の一実施形態において、各負荷伝搬部材は、内側リングの反対の外側にある対応する要素の半径方向内方に位置決めされ、その結果、特定の負荷伝搬部材とその対応する要素との間で実質的に真っ直ぐ半径方向に負荷を伝達させることができる。
本発明の一実施形態において、内側リングに沿った負荷伝搬部材の軸方向拡張が、実質的に、内側リングの反対側に沿った対応する要素の軸方向拡張の少なくとも一部分に対応する。
本発明の一実施形態において、負荷伝搬部材は、1組の対で配置され、前記組の対はそれぞれ、内側リングの反対の外側に配置された対応する要素の半径方向内方に位置決めされ、その結果、特定対の負荷伝搬部材と前記対に対応する要素との間で実質的に真っ直ぐ半径方向に負荷を伝達させることができる。
本発明の一実施形態において、内側リングに沿った対のそれぞれの負荷伝搬部材の軸方向拡張は、実質的に、内側リングの反対側に沿った対応する要素の第1と第2の側面の軸方向拡張にそれぞれ対応する。
本発明の一実施形態において、対の2つの負荷伝搬部材は、互いの方に傾斜され、その結果、2つの負荷伝搬部材の間の距離は、構成要素の中心点に近いほど半径方向に増大する。
本発明の一実施形態において、負荷伝搬部材は、第1の部分に沿って第1の位置から第2の位置まで延在する。
本発明の一実施形態において、環状負荷伝達構造物は、軸受構造物に直接又は間接的に接続される。
本発明の一実施形態において、第2の位置は、第1の位置の軸方向下流にある。
本発明の一実施形態において、第2の部分は、構成要素の軸方向下流位置から入口側の方に半径方向に傾斜される。
本発明の一実施形態において、負荷伝搬部材は、環状負荷伝達構造物の一体部分を構成する。
本発明の一実施形態において、軸受構造物は、構成要素内の主ガス流方向における要素の前方の軸方向位置に位置決めされ、第2の部分は、軸受構造物の方に傾斜される。
本発明の一実施形態において、環状負荷伝達構造物の第1の部分は、軸方向断面が実質的に直線経路を示す実質的に円錐形である。
本発明の一実施形態において、環状負荷伝達構造物の第2の部分は、軸方向断面が実質的に直線経路を示す実質的に円錐形である。
本発明の一実施形態において、前記第2の位置における第1と第2の部分間の接続点が、実質的に、軸受構造物より内側リングに近い。
本発明の一実施形態において、第1の部分は、要素の前縁近くの位置から前記軸方向下流位置まで延在する。
本発明の一実施形態において、前記第2の位置は、要素の後縁によりも要素の前縁に近い。
本発明は、また、上記タイプの支持構造物を含むガスタービンエンジンに関する。本発明の更に他の実施形態において、ガスタービンの発明は、航空機を推進させるように構成される。
以下に示す発明の説明では、以下の図が参照される。
本発明によるガスタービンエンジン構成要素を有するアキシャルフロー航空機ガスタービンエンジンの概略図である。 本発明のガスタービンエンジン構成要素の一実施形態の前方斜視図である。 図2による実施形態の後方斜視図である。 図2による断面図である。 図2による斜視断面図である。
図1は、本発明の構成要素による支持構造物27及び37を有するアキシャルフロー航空機ガスタービンエンジン1の概略図である。一般に、図1に示されたガスタービンエンジン1は、吸気口3、低圧圧縮機4、高圧圧縮機5、燃焼装置6、高圧タービン7、低圧タービン8及び排気口9を、軸流直列に含む従来構造のものである。動作中、高圧圧縮機5は、第1の中空シャフト(高圧(HP)タービンシャフト10)を介して、高圧タービン7によって駆動される。同様に、低圧圧縮機4は、第1のタービンシャフト10内に同軸で配置された第2の中空シャフト(低圧(LP)タービンシャフト11)を介して、低圧タービン8によって駆動される。共通軸2も示される。
ガスタービンエンジン1は、一般に、従来の方式で動作し、それにより、吸気口3から流れ込んだ空気が、低圧圧縮機4によって圧縮され、その後で高圧圧縮機5に通されてそこで更に圧縮される。次に、圧縮空気は、燃焼装置6に流れ込み、そこで燃料と混合され、混合物が燃焼される。次に、生じた高温燃焼生成物が、高圧及び低圧タービン7,8内で膨張し、その後で排気口9から大気に排出される。
エンジン1は、更に、駆動シャフトを支持しエンジンを航空機に取り付けるための前記後方支持構造物27及び前方支持構造物37を有する。
以下に、本発明を主に後方支持構造物27について述べる。そのような支持構造物は、一般に、タービン後方フレーム(TRF)、タービン排気ケース、又はテール軸受ハウジングと呼ばれる。
一般に、ジェットエンジンの後方支持構造物は、1本又は2本のシャフトをころ軸受によって支持し、即ち、半径方向の負荷だけが、構造物によって伝達される(軸方向の負荷はシャフト前方軸受のみ)。負荷は、内側支持構造物(支持コーン)を介して、半径方向の「スポーク」によって外側構造物(シュラウド)に接続された内側ハブに伝達され、更にエンジンマウントに伝達される。空力抵抗を減らすか又は低圧タービンから出る主ガス流の流出角を真っすぐにするため、これらの「スポーク」は、通常、エーロフォイル構造物で覆われるか、構造に一体的に作成される。一体化されたエーロフォイル又は羽根は、ここで「ストラット」と呼ばれる。ストラットは、空気力学的負荷と、構造的負荷と熱誘導負荷の組み合わせの両方を支持することができる。最新のジェットエンジンのほとんどは、そのようなストラットを、後方支持構造物27などのリング−ストラット−リング構成要素内で利用する。
図2と図3はそれぞれ、本発明の構成要素の一実施形態の前面図と後面図を示し、後方支持構造物27は、第2のタービン駆動シャフト11を収容する内側ハウジング又はハブの形の内側環状部材又はリング20と外側環状部材又はリング21とを有し、2つの環状部材20,21は、共通軸2のまわりに同心で配置される。支持構造物27は、更に、半径方向に延在し内側環状部材20と外側環状部材21を接続する、複数の円周方向に離間されたストラット22を有する。ストラット22は、ガス流路を規定し、示された例では、各半径方向要素22は、断面がエアフォイル形状を有し、支持構造物27に構造的に一体化される。図2は、構成要素27のガス入口側を示し、図3は、ガス出口側を示す。
環状負荷伝達構造物23は、ストラット22と、構成要素27内の中心に配置されたタービンシャフト11用の軸受構造物24との間で負荷を伝達するために、内側リング20の内部に配置される。図2と図3に示されたように、環状負荷伝達構造物23は、内側リング20の内側に沿って円周方向、かつ構成要素27の半径方向の内方に延在する。また、環状負荷伝達構造物23は、構成要素27内で主ガス流方向のストラット22の前方/上流の軸方向位置に配置された軸受構造物24の方に軸方向に延在する。
図3(及び図4乃至図5)で分かるように、各ストラットの下側の中心部分25は、内側リング20の内側から突出する。
図2乃至図3にはエンジンマウント19も示されている。
図4と図5は、図2の表示による構成要素27の部分の様々な様子を示す。図4に明らかに示されたように、環状負荷伝達構造物23は、第1の部分23aと第2の部分23bを有し、第1の部分23aは、第2の部分23よりも内側リング20の近くに配置される。両方の部分23a,23bは、実質的にまっすぐであり(即ち、これらの断面は、図4乃至図5に示されたように実質的に直線である)、第1の部分23aは、内側リング20における第1の位置30と、第1と第2の部分23a,23bが湾曲部分で繋がっている軸方向下流の第2の位置31との間で半径方向に傾斜されている。第2の部分23bは、第2の位置31から、構成要素27の入口側の軸受構造物24の方に半径方向に傾斜した方向に延在する。したがって、第2の部分23bは、第1の部分23aに対しても傾斜される。
第1の部分23aは、ストラット22の前縁(即ち、ストラット22の上流縁)の近くの位置から、ストラットの後縁(即ち、ストラット22の下流縁)によりもストラット22の前縁に近い軸方向下流位置31の方に延在する。
環状負荷伝達構造物23には、複数の円周方向に離間された負荷伝搬部材32が提供され、この複数の負荷伝搬部材32は、第1の部分23aの出口側に第2の位置31の方向に向いて軸方向に配置され、また内側リング20を介して第1の部分23aとストラット22との間に負荷伝搬接続を構成するように配置される。図4乃至図5で分かるように、各負荷伝搬部材32は、皿状形状を有し、第1の縁側が、半径方向に第1の部分23aの出口側に沿って第1の位置30から第2の位置31まで延在し、別の縁側が、軸方向に内側リング20の内側に沿って第2の位置31の下流の点まで延在する。
ここに示された例では、負荷伝搬部材32は、対で配置され、各対及びそれに対応するスラット22は、内側リング20の両側(それぞれ内側と外側)に位置決めされ、それにより、特定対の負荷伝搬部材32と前記対に対応するストラット22との間で実質的に真っ直ぐ半径方向に負荷を伝達することができる。内側リング20に沿った各対の負荷伝搬部材32の軸方向拡張は、実質的に、内側リング20の反対側に沿った対応するストラット22の第1及び第2の側壁の軸方向拡張にそれぞれ対応する。ストラット22は中空であり、その結果、負荷はその側面により伝達される。
更に、各対の2つの負荷伝搬部材32は、互いの方に傾斜され、その結果、2つの負荷伝搬部材32間の距離は、構成要素27の中心点に近いほど半径方向に大きくなる。
負荷伝搬部材32は、負荷の大部分をストラット22と環状負荷伝達構造物23の第2の部分23bとの間で直接伝達し、したがって、第1の部分23aが、大きな負荷を伝達しなくてもよい。更に、負荷伝搬部材32によって伝達された負荷は、負荷伝搬部材32の軸方向長さに沿って分散される。これにより局所最大応力が減少する。また、対になった2つの負荷伝搬部材32間の傾斜によって、負荷が円周方向に向きを変えられ好都合である。
この場合、負荷伝搬部材32は、環状負荷伝達構造物23の一体部分を構成するが、代替として、内側リング20に固定された別個の部分又は対を構成してもよい。
独立した負荷伝搬部材32が、半径方向と軸方向(かつ円周方向ではなく)に延在するので、環状負荷伝達構造物23は、検査が可能な開構造を構成する。
用語「皿状」は、負荷伝搬部材32が、縁側を有する壁構造を構成することを意味する。そのような部材の厚さ(即ち、縁側の幅)は、負荷を保持するのに十分である。上に示されたように、皿状負荷伝搬部材32は、互いにストラット22の側壁の平面に対して傾斜される。皿状負荷伝搬部材32は、少なくとも僅かに湾曲され十分な剛性のものでよい。
本発明は、前述の実施形態によって限定されず、特許請求の範囲内の様々な方法で改良され得る。例えば、本発明は、上に例示したような後方フレーム構造(TEC/TRF)27に限定されない。また、本発明は、前方フレーム(入口フレーム)37、中間ケース(IMC)、タービン中央構造(TMF,TMS)などのガスタービンエンジン構造における他の支持構造にも適用される。更に、本発明は、飛行ジェットエンジンだけでなく定置ガスタービン(発電機)にも適用可能である。
負荷伝搬部材32は、必ずしも対で配置されなくてもよい。しかしながら、要素/ストラットが、前述した例のように中空壁構造を構成するとき、負荷は、その側壁を介して、内側リングとの間で伝達される。そのような場合、内側リングの内側に沿った拡張が内側リングの外側の羽根の2つの側壁の拡張に対応する、対応するストラットの半径方向内方に配置された対の皿状負荷伝搬部材を使用して、負荷を効率的に伝達させることができ、それにより、内側リングの内側の対の負荷伝搬部材の「占有領域」が、内側リングの外側上の2つの羽根側壁の占有領域に対応する。円周方向にも延在する固体の負荷伝搬部材(即ち、皿ではなくブロック)が、そのような負荷を適切に伝達させることができるが、1組の皿より重量を増やすことになる。したがって、皿状負荷伝搬部材は、羽根の湾曲側壁と対応して内側リングの内側に沿った曲線に沿って延在してもよい。環状負荷伝達構造内の円周方向に負荷を分散させるため、皿状負荷伝搬部材は、羽根側壁の半径方向に対して傾斜されてもよい。負荷伝搬部材は、少なくとも部分的に湾曲されてもよい。
環状負荷伝達構造23などの部分が、一方向(例えば、半径方向)に延在するということは、その部分が別の方向(例えば、軸方向)にも延在することを除外しない。
内側リング20に沿った各対の負荷伝搬部材32の軸方向拡張が、実質的に、内側リング20の反対側に沿った対応する要素/ストラット22の第1及び第2の側面の軸方向拡張にそれぞれ対応するということは、負荷伝搬部材32が、要素22の側面の軸方向長さ全体に沿って延在することを意味しない。即ち、負荷伝搬部材32は、ストラット22の側壁の軸方向長さの少なくとも一部分を構成する長さにわたって軸方向に延在し、この長さにわたって、負荷伝搬部材32の上側外縁が、実質的に、負荷伝搬部材32(の上)の外方に配置されたストラット側壁の下側内縁の形状に対応する形状を有し、それにより、負荷を実質的に真っ直ぐ半径方向に伝達することができる。したがって、負荷伝搬部材32は、この長さにわたって対応するストラット側壁と同じ湾曲又は軸方向傾きを正確に有する必要がない。
11 タービンシャフト
20 内側リング
21 外側リング
22 要素
23 環状負荷伝達構造物
24 軸受構造物
27 ガスタービンエンジン構成要素
32 負荷伝搬部材

Claims (28)

  1. ガスタービンエンジン構成要素(27)であって、
    外側リング(21)と、
    内側リング(20)と、
    前記内側リング(20)と前記外側リング(21)の間に延在する複数の円周方向に離間された要素(22)であって、前記要素(22)間に軸方向ガス流用の主要ガス流路が規定され、前記構成要素(27)が、ガス流入用の入口側とガス流出用の出口側とを有する要素(22)と、
    前記内側リング(20)の内部に位置決めされて、前記要素(22)と、前記構成要素(27)内の中心に位置決めされたタービンシャフト(11)用の軸受構造物(24)との間で負荷を伝達するための環状負荷伝達構造物(23)とを有し、
    前記環状負荷伝達構造物(23)が、前記内側リング(20)の内側の少なくとも一部分に沿って円周方向かつ前記構成要素(27)の半径方向内方に延在し、前記環状負荷伝達構造物(23)が、第1の部分(23a)と第2の部分(23b)を有し、前記第1の部分(23a)が、前記第2の部分(23b)より前記内側リング(20)近くにある、ガスタービンエンジン構成要素(27)において、
    前記第1の部分(23a)が、前記内側リング(20)の近くの第1の位置(30)と、軸方向にずらされた第2の位置(31)との間で半径方向に傾斜され、前記第2の部分(23b)が、前記第2の位置(31)から延在し、前記第1の部分(23a)に対して傾斜されており、
    前記環状負荷伝達構造物(23)は、前記第1の部分(23a)の前記第2の位置(31)の方向に軸方向に向いた側に配置された、複数の円周方向に離間された負荷伝搬部材(32)を有し、
    前記負荷伝搬部材(32)が、前記軸受構造物(24)と前記要素(22)との間に前記内側リング(20)を介して負荷伝搬接続を構成するように配置されるとともに、1組の対で配置され、前記組の対がそれぞれ、前記内側リング(20)の反対の外側に配置された対応する要素(22)の半径方向内方に位置決めされ、その結果、特定対の負荷伝搬部材(32)と、前記対に対応する要素(22)との間で実質的に真っ直ぐ半径方向に負荷を伝達させることができ、
    前記対の前記2つの負荷伝搬部材(32)が、互いの方に傾斜され、その結果、前記2つの負荷伝搬部材(32)間の距離が、前記構成要素(27)の中心点に近いほど半径方向に大きくなることを特徴とするガスタービンエンジン構成要素(27)。
  2. 前記負荷伝搬部材(32)がそれぞれ、前記第1の部分(23a)の前記側に沿って半径方向に延在し、また前記負荷伝搬部材(32)がそれぞれ、前記内側リング(20)の前記内側に沿って軸方向にも延在することを特徴とする、請求項1に記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  3. 前記負荷伝搬部材(32)がそれぞれ、皿状形状を有し、前記負荷伝搬部材(32)の第1の縁側が、前記第1の部分(23a)の前記側に沿って延在し、前記負荷伝搬部材(32)の別の縁側が、前記内側リング(20)の前記内側に沿って軸方向に延在することを特徴とする、請求項1又は2に記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  4. 前記負荷伝搬部材(32)がそれぞれ、前記内側リング(20)の反対の外側にある対応する要素(22)の半径方向内方に位置決めされ、その結果、特定の負荷伝搬部材(32)とその対応する要素(22)との間で実質的に真っ直ぐ半径方向に負荷を伝達させることができることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  5. 前記内側リング(20)に沿った前記負荷伝搬部材(32)の前記軸方向拡張が、実質的に、前記内側リング(20)の前記反対側に沿った前記対応する要素(22)の軸方向拡張の少なくとも一部分に対応することを特徴とする、請求項4に記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  6. 前記内側リング(20)に沿った前記対のそれぞれにおける前記負荷伝搬部材(32)の軸方向拡張が、実質的に、前記内側リング(20)の反対側に沿った前記対応する要素(22)の第1の側と第2の側のそれぞれの軸方向拡張に対応することを特徴とする、請求項に記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  7. 前記負荷伝搬部材(32)が、前記第1の部分(23a)に沿って前記第1の位置(30)から前記第2の位置(31)まで延在することを特徴とする、請求項1乃至のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  8. 前記第2の位置(31)が、前記第1の位置(30)の軸方向下流にあることを特徴とする、請求項1乃至のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  9. 前記第2の部分(23b)が、前記軸方向下流位置(31)から前記構成要素(27)の前記入口側の方に半径方向に傾斜されたことを特徴とする、請求項に記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  10. 前記負荷伝搬部材(32)が、前記環状負荷伝達構造物(23)の一体部分を構成することを特徴とする、請求項1乃至のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  11. 前記軸受構造物(24)が、前記構成要素(27)内の主ガス流方向において前記要素(22)の前方の軸方向位置に位置決めされ、前記第2の部分(23b)が、前記軸受構造物(24)の方向に傾斜されたことを特徴とする、請求項1乃至10のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  12. 前記第2の位置(31)における前記第1と第2の部分(23a,23b)の間の接続点が、実質的に、前記軸受構造物(24)によりも前記内側リング(20)に近いことを特徴とする、請求項1乃至11のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  13. 前記第1の部分(23a)が、前記要素(22)の前縁近くの位置から前記第2の位置(31)まで延在することを特徴とする、請求項1乃至12のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素(27)。
  14. 請求項1乃至13のいずれかに記載の構成要素(27)を有することを特徴とするガスタービンエンジン(1)。
  15. ガスタービンエンジン構成要素であって、
    外側リングと、
    内側リングと、
    前記内側リングと前記外側リングとの間に延在する、複数の円周方向に離間された要素であって、前記軸方向ガス流用の主要ガス流路が、前記要素間に規定され、前記構成要素が、ガス流入用の入口側とガス流出用の出口側とを有する要素と、
    前記要素と、前記構成要素内の中心に位置決めされたタービンシャフト用の軸受構造物との間で負荷を伝達するために前記内側リングの内部に位置決めされた環状負荷伝達構造物とを有し、
    前記環状負荷伝達構造物が、前記内側リングの内側の少なくとも一部分に沿って円周方向に、前記構成要素の半径方向内方に延在し、前記環状負荷伝達構造物が、第1の部分と第2の部分を有し、前記第1の部分が、前記第2の部分より前記内側リングに近くにあり、
    前記第1の部分が、前記内側リングの近くの第1の位置と、軸方向にずらされた第2の位置との間に半径方向に傾斜され、前記第2の部分が、前記第2の位置から延在し、前記第1の部分に対して傾斜され、
    前記環状負荷伝達構造物が、前記第1の部分の前記第2の位置の方向に軸方向に向いた側に配置された、複数の円周方向に離間された負荷伝搬部材を有し、
    前記負荷伝搬部材が、前記軸受構造物と前記要素との間に前記内側リングを介した負荷伝搬接続を構成するように配置されるとともに、1組の対で配置され、前記組の対がそれぞれ、前記内側リングの反対の外側にある対応する要素の半径方向内方に位置決めされ、その結果、特定対の負荷伝搬部材と前記対に対応する要素との間で実質的に真っ直ぐ半径方向に負荷を伝達することができ、
    前記対の前記2つの負荷伝搬部材が、互いの方に傾斜され、その結果、前記2つの負荷伝搬部材間の距離が、前記構成要素の中心点に近いほど半径方向に大きくなることを特徴とするガスタービンエンジン構成要素。
  16. 負荷伝搬部材がそれぞれ、前記第1の部分の前記側に沿って半径方向に延在し、また前記負荷伝搬部材がそれぞれ、前記内側リングの前記内側に沿って軸方向にも延在することを特徴とする、請求項15に記載のガスタービンエンジン構成要素。
  17. 前記負荷伝搬部材がそれぞれ、皿状形状を有し、前記負荷伝搬部材の第1の縁側が、前記第1の部分の前記側に沿って延在し、前記負荷伝搬部材の別の縁側が、前記内側リングの前記内側に沿って軸方向に延在することを特徴とする、請求項15又は16に記載のガスタービンエンジン構成要素。
  18. 前記負荷伝搬部材がそれぞれ、前記内側リングの反対の外側にある対応する要素の半径方向内方に位置決めされ、その結果、特定の負荷伝搬部材とその対応する要素との間で実質的に真っ直ぐ半径方向に負荷を伝達することができることを特徴とする、請求項15乃至17のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素。
  19. 前記内側リングに沿った前記負荷伝搬部材の軸方向拡張が、実質的に、前記内側リングの反対側に沿って前記対応する要素の軸方向拡張の少なくとも一部分に対応することを特徴とする、請求項18に記載のガスタービンエンジン構成要素。
  20. 前記内側リングに沿って前記対のそれぞれにおける前記負荷伝搬部材の軸方向拡張が、実質的に、前記内側リングの前記反対側に沿った前記対応する要素の第1と第2の側の軸方向拡張にそれぞれ対応することを特徴とする、請求項15に記載のガスタービンエンジン構成要素。
  21. 前記負荷伝搬部材が、前記第1の部分に沿って前記第1の位置から前記第2の位置まで延在することを特徴とする、請求項15乃至20のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素。
  22. 前記第2の位置が、前記第1の位置の軸方向下流にあることを特徴とする、請求項15乃至21のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素。
  23. 前記第2の部分が、前記軸方向下流位置から前記構成要素の前記入口側の方に半径方向に傾斜されたことを特徴とする、請求項22に記載のガスタービンエンジン構成要素。
  24. 前記負荷伝搬部材が、前記環状負荷伝達構造物の一体部分を構成することを特徴とする、請求項15乃至23のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素。
  25. 前記軸受構造物が、前記構成要素内の主ガス流方向において前記要素の前方の軸方向位置に位置決めされ、前記第2の部分が、前記軸受構造物の方に傾斜されたことを特徴とする、請求項15乃至24のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素。
  26. 前記第2の位置における前記第1と第2の部分との接続点が、実質的に、前記軸受構造物によりも前記内側リングに近いことを特徴とする、請求項15乃至25のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素。
  27. 前記第1の部分が、前記要素の前縁の近くの位置から前記第2の位置まで延在することを特徴とする、請求項15乃至26のいずれかに記載のガスタービンエンジン構成要素。
  28. 請求項15乃至27のいずれかに記載の構成要素を有することを特徴とする、ガスタービンエンジン。
JP2014545852A 2011-12-08 2011-12-08 ガスタービンエンジン構成要素 Active JP5968459B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2011/000225 WO2013085435A1 (en) 2011-12-08 2011-12-08 Gas turbine engine component

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015500427A JP2015500427A (ja) 2015-01-05
JP5968459B2 true JP5968459B2 (ja) 2016-08-10

Family

ID=48574673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014545852A Active JP5968459B2 (ja) 2011-12-08 2011-12-08 ガスタービンエンジン構成要素

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9765648B2 (ja)
EP (1) EP2788585B1 (ja)
JP (1) JP5968459B2 (ja)
WO (1) WO2013085435A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2997444B1 (fr) * 2012-10-31 2018-07-13 Snecma Moyeu de carter pour une turbomachine
FR3040734B1 (fr) * 2015-09-09 2017-09-22 Snecma Turbine de turbomachine comprenant un etage distributeur en materiau composite a matrice ceramique
US11274563B2 (en) * 2016-01-21 2022-03-15 General Electric Company Turbine rear frame for a turbine engine
US11415015B2 (en) 2019-10-23 2022-08-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Sleeve for oil service tubes
US11629615B2 (en) * 2021-05-27 2023-04-18 Pratt & Withney Canada Corp. Strut reinforcing structure for a turbine exhaust case

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB918692A (en) 1958-07-11 1963-02-13 Ass Elect Ind Improvements relating to turbine nozzle blocks
US4920742A (en) 1988-05-31 1990-05-01 General Electric Company Heat shield for gas turbine engine frame
US4987736A (en) 1988-12-14 1991-01-29 General Electric Company Lightweight gas turbine engine frame with free-floating heat shield
US4989406A (en) 1988-12-29 1991-02-05 General Electric Company Turbine engine assembly with aft mounted outlet guide vanes
US5483792A (en) 1993-05-05 1996-01-16 General Electric Company Turbine frame stiffening rails
US5438756A (en) * 1993-12-17 1995-08-08 General Electric Company Method for assembling a turbine frame assembly
FR2738283B1 (fr) * 1995-08-30 1997-09-26 Snecma Agencement de turbomachine comprenant une grille d'aubes et un carter intermediaire
US5634767A (en) * 1996-03-29 1997-06-03 General Electric Company Turbine frame having spindle mounted liner
GB2324833B (en) * 1997-02-22 2000-10-04 Rolls Royce Plc Gas turbine engine support structure
US6547518B1 (en) 2001-04-06 2003-04-15 General Electric Company Low hoop stress turbine frame support
US6511284B2 (en) * 2001-06-01 2003-01-28 General Electric Company Methods and apparatus for minimizing gas turbine engine thermal stress
US6612807B2 (en) * 2001-11-15 2003-09-02 General Electric Company Frame hub heating system
JP4481823B2 (ja) 2002-08-14 2010-06-16 ボルボ エアロ コーポレイション 静翼または動翼構成部材の製造方法
US7200933B2 (en) 2002-08-14 2007-04-10 Volvo Aero Corporation Method for manufacturing a stator component
US6860716B2 (en) 2003-05-29 2005-03-01 General Electric Company Turbomachine frame structure
CA2533425C (en) 2003-07-29 2012-09-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbofan case and method of making
WO2005116405A1 (en) 2004-05-27 2005-12-08 Volvo Aero Corporation A support structure in a turbine or compressor device and a method for assembling the structure
SE528006C2 (sv) * 2004-12-23 2006-08-01 Volvo Aero Corp Statisk gasturbinkomponent och förfarande för reparation av en sådan komponent
US7775049B2 (en) * 2006-04-04 2010-08-17 United Technologies Corporation Integrated strut design for mid-turbine frames with U-base
US7594404B2 (en) * 2006-07-27 2009-09-29 United Technologies Corporation Embedded mount for mid-turbine frame
US7762087B2 (en) * 2006-12-06 2010-07-27 United Technologies Corporation Rotatable integrated segmented mid-turbine frames
US7797946B2 (en) * 2006-12-06 2010-09-21 United Technologies Corporation Double U design for mid-turbine frame struts
US7762509B2 (en) 2007-10-18 2010-07-27 United Technologies Corp. Gas turbine engine systems involving rotatable annular supports
US8113768B2 (en) * 2008-07-23 2012-02-14 United Technologies Corporation Actuated variable geometry mid-turbine frame design
US8099962B2 (en) * 2008-11-28 2012-01-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Mid turbine frame system and radial locator for radially centering a bearing for gas turbine engine
US8245518B2 (en) * 2008-11-28 2012-08-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Mid turbine frame system for gas turbine engine
US8371810B2 (en) 2009-03-26 2013-02-12 General Electric Company Duct member based nozzle for turbine
FR2944558B1 (fr) 2009-04-17 2014-05-02 Snecma Moteur a turbine a gaz double corps pourvu d'un palier de turbine bp supplementaire.
EP2421667B1 (en) 2009-04-24 2019-10-02 GKN Aerospace Sweden AB A method for manufacturing an engine component

Also Published As

Publication number Publication date
US9765648B2 (en) 2017-09-19
EP2788585B1 (en) 2018-11-21
EP2788585A1 (en) 2014-10-15
EP2788585A4 (en) 2015-10-14
JP2015500427A (ja) 2015-01-05
WO2013085435A1 (en) 2013-06-13
US20140341730A1 (en) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7730715B2 (en) Fan frame
US9598981B2 (en) Industrial gas turbine exhaust system diffuser inlet lip
US9587519B2 (en) Modular industrial gas turbine exhaust system
JP6039059B2 (ja) ガスタービンエンジンの支持構造
US8894361B2 (en) Gas turbine compressor inlet with reduced flow distortion
JP5968459B2 (ja) ガスタービンエンジン構成要素
US9644497B2 (en) Industrial gas turbine exhaust system with splined profile tail cone
US9540956B2 (en) Industrial gas turbine exhaust system with modular struts and collars
US9512740B2 (en) Industrial gas turbine exhaust system with area ruled exhaust path
US20130177410A1 (en) Casing for an aircraft turbofan bypass engine
US9689312B2 (en) Gas turbine engine component
CN112392552A (zh) 保持于涡轮机可旋转环形外鼓转子内的叶片的整体密封件
EP2795071B1 (en) Gas turbine engine component
JP6189432B2 (ja) ガスタービンエンジン用支持構造
CN112392549A (zh) 用于涡轮机的叶片保持特征

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160202

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20160323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5968459

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250