JPH0278735A - 圧縮機の低圧段用フープ・シュラウド - Google Patents
圧縮機の低圧段用フープ・シュラウドInfo
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- JPH0278735A JPH0278735A JP1208042A JP20804289A JPH0278735A JP H0278735 A JPH0278735 A JP H0278735A JP 1208042 A JP1208042 A JP 1208042A JP 20804289 A JP20804289 A JP 20804289A JP H0278735 A JPH0278735 A JP H0278735A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
- F01D21/045—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
-
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- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、ジェットエンジンの圧縮機、特に、バイパ
ス型ジェットエンジン用圧縮機の低圧段に関する。この
発明では、低圧段のロータブレード各々のエアーホイル
のルートと先端９中間に連続した一体のフープ・シュラ
ウドを装着する。
ス型ジェットエンジン用圧縮機の低圧段に関する。この
発明では、低圧段のロータブレード各々のエアーホイル
のルートと先端９中間に連続した一体のフープ・シュラ
ウドを装着する。
発明の背景
バイパス型ジェット・エンジンで圧縮空気を燃焼室に送
るのに通常軸流圧縮機が使用されている。
るのに通常軸流圧縮機が使用されている。
これらの圧縮機は代表的には多段装置であり、各段はロ
ータディスクに連結されたロータブレードの列と、これ
に隣り合う圧縮機ケーシングに装着されたステータ・ベ
ーンの列とからなる。圧縮機の数段は直列に作動して、
そこを通る空気流の圧力を後方にゆくにしたがって次第
に上げてから、空気流を燃焼室に噴射する。
ータディスクに連結されたロータブレードの列と、これ
に隣り合う圧縮機ケーシングに装着されたステータ・ベ
ーンの列とからなる。圧縮機の数段は直列に作動して、
そこを通る空気流の圧力を後方にゆくにしたがって次第
に上げてから、空気流を燃焼室に噴射する。
バイパス型ジェットエンジンでは、圧縮機の前端に進入
した空気の一部だけが高圧段を通過する。
した空気の一部だけが高圧段を通過する。
残りの空気は圧縮機の高圧段のまわりのダクトに導かれ
、その後排気系で高圧空気と混合されてから、ジェット
エンジンの推進ノズルに達する。
、その後排気系で高圧空気と混合されてから、ジェット
エンジンの推進ノズルに達する。
バイパス型ジェットエンジン用の軸流圧縮機の空気力学
的性能を改善するために、圧縮機の低圧段のローターブ
レードのエアーホイルに、そのルート（付け根部）と先
端との中間位置でフロー・スプリッタ（空気流分流部材
）を装着することがある。スプリッタの目的は、圧縮機
の吸入端または前端で空気流を、圧縮機の高圧段のまわ
りのダクトに導かれる低圧バイパス空気流と、圧縮機の
高圧段に流入する高圧内側空気流とに分流することにあ
る。このように空気流を分割または層化することにより
ジェットエンジンの空気力学的性能を上げ、したがって
燃料消費量を下げることができる。
的性能を改善するために、圧縮機の低圧段のローターブ
レードのエアーホイルに、そのルート（付け根部）と先
端との中間位置でフロー・スプリッタ（空気流分流部材
）を装着することがある。スプリッタの目的は、圧縮機
の吸入端または前端で空気流を、圧縮機の高圧段のまわ
りのダクトに導かれる低圧バイパス空気流と、圧縮機の
高圧段に流入する高圧内側空気流とに分流することにあ
る。このように空気流を分割または層化することにより
ジェットエンジンの空気力学的性能を上げ、したがって
燃料消費量を下げることができる。
従来、圧縮機の低圧段のロータ・ブレードのエアーホイ
ルに装着されたスプリッタは、「部分的径間」のシュラ
ウド、即ち低圧段のロータブレードそれぞれのエアーホ
イルに溶接その他の手段で永久的に固着された金属合金
の短い円弧状部分であった。ひとつのエアーホイルの部
分的径間シュラウドの端部が隣りのエアーホイルの部分
的径間シュラウドの端部に当接し、かくしてこれらのシ
ュラウドが一緒にロータ段全体のまわりに本質的に連続
な環状リングを形成する。部分的径間シュラウドの当接
端は相互間にシールを形成するように設計され、シュラ
ウドが画定する内側および外側流路間の空気の漏れを制
限する。
ルに装着されたスプリッタは、「部分的径間」のシュラ
ウド、即ち低圧段のロータブレードそれぞれのエアーホ
イルに溶接その他の手段で永久的に固着された金属合金
の短い円弧状部分であった。ひとつのエアーホイルの部
分的径間シュラウドの端部が隣りのエアーホイルの部分
的径間シュラウドの端部に当接し、かくしてこれらのシ
ュラウドが一緒にロータ段全体のまわりに本質的に連続
な環状リングを形成する。部分的径間シュラウドの当接
端は相互間にシールを形成するように設計され、シュラ
ウドが画定する内側および外側流路間の空気の漏れを制
限する。
圧縮機の低圧段のロータ・ブレードに隣接したステータ
・ベーンにも、ロータ・ブレードのシュラウドと同様の
構造のシュラウドが設けられる。
・ベーンにも、ロータ・ブレードのシュラウドと同様の
構造のシュラウドが設けられる。
ロータ・ブレードの部分的径間シュラウドもステータ・
ベーンのシュラウドも、それらの向かい合う円周縁に沿
って係合して両者間をシールするように形成されている
。回転するロータ・ブレードの固定されたステータベー
ンとの間のこの円周方向シールは、圧縮機を通る内側空
気流通路と外側（またはバイパス）空気流通路との間の
空気の漏れをさらに制限しようとするものである。
ベーンのシュラウドも、それらの向かい合う円周縁に沿
って係合して両者間をシールするように形成されている
。回転するロータ・ブレードの固定されたステータベー
ンとの間のこの円周方向シールは、圧縮機を通る内側空
気流通路と外側（またはバイパス）空気流通路との間の
空気の漏れをさらに制限しようとするものである。
上述した形式の部分的径間シュラウドは、空気力学的利
点をもつものの、いくつかの機械的な欠点をもつ、各部
分的径間シュラウドは本質的にエアーホイルにとって死
重であり、高速時にロータブレードの回転により遠心荷
重が生成すると、シュラウド−エアーホイル界面に対応
する大きな曲げ応力が誘引され、大きな局部的応力がエ
アーホイルに生じる。一方、シュラウドが生成する遠心
荷重はエアーホイルを介して直接ロータ・ディスクに伝
播され、この結果ロータ構造の全重量が増大する。
点をもつものの、いくつかの機械的な欠点をもつ、各部
分的径間シュラウドは本質的にエアーホイルにとって死
重であり、高速時にロータブレードの回転により遠心荷
重が生成すると、シュラウド−エアーホイル界面に対応
する大きな曲げ応力が誘引され、大きな局部的応力がエ
アーホイルに生じる。一方、シュラウドが生成する遠心
荷重はエアーホイルを介して直接ロータ・ディスクに伝
播され、この結果ロータ構造の全重量が増大する。
ロータの回転によりシュラウドにかかる大きな遠心力は
シュラウド自身に大きな曲げ応力を生成し、したがって
比較的大きなシュラウドたわみの原因となる。ひとつの
ロータ・ブレード・エアーホイルに装着されたシュラウ
ドが、隣りのローターブレード拳エアーホイルに装着さ
れたシュラウドに対して相対的に移動するかたわむと、
空気が両者間を漏れる。このため、空気力学的性能、す
なわ圧縮機に吸入された空気を低圧バイパス（または外
側）空気流と、圧縮機の高圧段に向かう高圧（または内
側）空気流とに分割する性能が低下する。
シュラウド自身に大きな曲げ応力を生成し、したがって
比較的大きなシュラウドたわみの原因となる。ひとつの
ロータ・ブレード・エアーホイルに装着されたシュラウ
ドが、隣りのローターブレード拳エアーホイルに装着さ
れたシュラウドに対して相対的に移動するかたわむと、
空気が両者間を漏れる。このため、空気力学的性能、す
なわ圧縮機に吸入された空気を低圧バイパス（または外
側）空気流と、圧縮機の高圧段に向かう高圧（または内
側）空気流とに分割する性能が低下する。
圧縮機を通る高圧空気流通路と低圧バイパス空気流通路
との間での空気の漏れは、圧縮機の低圧段においてロー
タブレードの列に装着された部分的径間シュラウドと、
隣りの列のステータベーンに装着された対応するシュラ
ウドとの互いに接触する円周縁に沿っても起り得る。こ
のような相対的なたわみは、代表的には、遠心荷重およ
びエアーホイルのひねり解除、すなわちエアーホイルが
大きな遠心荷重下で真直にのびようとする傾向によって
もたらされる。このエアーホイルのひねり解除が原因で
、ロータブレードおよびステータベーンの互いに接触す
るシュラウド面が互いに噛みあい、したがって互いにこ
すり合い、シュラウド応力を増したり、シュラウドの接
触面に表面疲労を起こす原因となる。
との間での空気の漏れは、圧縮機の低圧段においてロー
タブレードの列に装着された部分的径間シュラウドと、
隣りの列のステータベーンに装着された対応するシュラ
ウドとの互いに接触する円周縁に沿っても起り得る。こ
のような相対的なたわみは、代表的には、遠心荷重およ
びエアーホイルのひねり解除、すなわちエアーホイルが
大きな遠心荷重下で真直にのびようとする傾向によって
もたらされる。このエアーホイルのひねり解除が原因で
、ロータブレードおよびステータベーンの互いに接触す
るシュラウド面が互いに噛みあい、したがって互いにこ
すり合い、シュラウド応力を増したり、シュラウドの接
触面に表面疲労を起こす原因となる。
発明の要旨
したがって、この発明の目的は、圧縮機に入ってくる空
気の流れをバイパス外側空気流通路と、圧縮機の高圧段
につながる内側空気流通路とに分割するシュラウドを有
するバイパス型ジェット・エンジン用圧縮機の低圧段を
提供することにあり、このシュラウドは、ロータ・ブレ
ードのエアーホイルにかかる応力を低減し、ロータ段に
最小の重量しか付加せず、ロータ段に沿って効果的なシ
ールを形成し、圧縮機の低圧段のロータ・ブレードとス
テーターベーンとの間に有効なシールを形成し、遠心荷
重に応じた曲げに強く、表面接触応力を生じない。
気の流れをバイパス外側空気流通路と、圧縮機の高圧段
につながる内側空気流通路とに分割するシュラウドを有
するバイパス型ジェット・エンジン用圧縮機の低圧段を
提供することにあり、このシュラウドは、ロータ・ブレ
ードのエアーホイルにかかる応力を低減し、ロータ段に
最小の重量しか付加せず、ロータ段に沿って効果的なシ
ールを形成し、圧縮機の低圧段のロータ・ブレードとス
テーターベーンとの間に有効なシールを形成し、遠心荷
重に応じた曲げに強く、表面接触応力を生じない。
このような目的を達成する本発明は、バイパス型ジェッ
トエンジンにおける圧縮機の低圧段のロータ・ブレード
のエアー・ホイル用のシュラウドである。一体の連続環
状フープ・シュラウドを、細長い繊維を金属母材に埋設
してなる複合材料から形成する。圧縮機の低圧段のロー
タ・ブレードそれぞれのエアーホイルには、その後縁か
ら内方にかつその長さ方向軸線にほぼ直角に延在するノ
ツチを形成する。フープ・シュラウドをエアー・ホイル
の各ノツチに保持させ、アルミニウムろう付けによりノ
ツチに固定的に装着する。フープ・シュラウドの後縁、
すなわち後方の円周縁には、シールリップを形成し、こ
のシールリップが圧縮機の低圧段に配列された隣りの列
のステーターベーンのエアーホイルそれぞれの前縁に連
結されたステータ・シュラウドの表面と係合する。
トエンジンにおける圧縮機の低圧段のロータ・ブレード
のエアー・ホイル用のシュラウドである。一体の連続環
状フープ・シュラウドを、細長い繊維を金属母材に埋設
してなる複合材料から形成する。圧縮機の低圧段のロー
タ・ブレードそれぞれのエアーホイルには、その後縁か
ら内方にかつその長さ方向軸線にほぼ直角に延在するノ
ツチを形成する。フープ・シュラウドをエアー・ホイル
の各ノツチに保持させ、アルミニウムろう付けによりノ
ツチに固定的に装着する。フープ・シュラウドの後縁、
すなわち後方の円周縁には、シールリップを形成し、こ
のシールリップが圧縮機の低圧段に配列された隣りの列
のステーターベーンのエアーホイルそれぞれの前縁に連
結されたステータ・シュラウドの表面と係合する。
この発明の軽量な一体の環状フープ・シュラウドには、
従来用いられている部分的径間シュラウドと比べて、い
くつかの機械的な利点がある。フープ・シュラウドを連
続環状に形成するので、シュラウドがロータ・ブレード
のエアーホイル上で本質的に自己支持性になる。すなわ
ち、このフープ・シュラウドは、従来のそれぞれエアー
ホイルに装着された多数の個別の部分的径間シュラウド
と違って連続環状構造であるので、フープ・シュラウド
がひとつひとつのエアーホイルに加える重２は最小であ
る。その結果、回転するロータ構造により遠心力が働い
ても、エアーホイル−フープ中シュラウド界面にはほと
んどまたはまったく追加の応力が生じない。一方、なん
ら追加の荷重がエアーホイルからロータ・ディスクに伝
えられないので、ロータの全重量は増加しない。その上
、連続フープ・シュラウドは隣接するステータ・シュラ
ウドの当接端間のジヨイントをすべてなくす。
従来用いられている部分的径間シュラウドと比べて、い
くつかの機械的な利点がある。フープ・シュラウドを連
続環状に形成するので、シュラウドがロータ・ブレード
のエアーホイル上で本質的に自己支持性になる。すなわ
ち、このフープ・シュラウドは、従来のそれぞれエアー
ホイルに装着された多数の個別の部分的径間シュラウド
と違って連続環状構造であるので、フープ・シュラウド
がひとつひとつのエアーホイルに加える重２は最小であ
る。その結果、回転するロータ構造により遠心力が働い
ても、エアーホイル−フープ中シュラウド界面にはほと
んどまたはまったく追加の応力が生じない。一方、なん
ら追加の荷重がエアーホイルからロータ・ディスクに伝
えられないので、ロータの全重量は増加しない。その上
、連続フープ・シュラウドは隣接するステータ・シュラ
ウドの当接端間のジヨイントをすべてなくす。
このようなジヨイントは従来の圧縮機のシュラウド付き
低圧段のシール性能を限定する要因であった。
低圧段のシール性能を限定する要因であった。
この発明の連続フープ・シュラウドの別の利点が、その
繊維強化複合構造から得られる。好適な実施例では、フ
ープ構造が炭化ケイ素繊維をチタン金属母材に埋設して
構成される。繊維を円周方向に互いに平行に巻いて環状
、すなわちフープ形状を形成する。フープ・シュラウド
を構成する複合材料の体積分率は、約２／３がチタン母
材で約１／３が炭化ケイ素繊維であるのが好ましい。こ
の構成とすれば、フープ・シュラウドは温度にも疲労に
も強く、ロータ・ブレードの回転およびそれにともなう
ガス温度から遠心荷重および熱負荷がかかってもフープ
・シュラウドが受けるたわみは比較的限られている。
繊維強化複合構造から得られる。好適な実施例では、フ
ープ構造が炭化ケイ素繊維をチタン金属母材に埋設して
構成される。繊維を円周方向に互いに平行に巻いて環状
、すなわちフープ形状を形成する。フープ・シュラウド
を構成する複合材料の体積分率は、約２／３がチタン母
材で約１／３が炭化ケイ素繊維であるのが好ましい。こ
の構成とすれば、フープ・シュラウドは温度にも疲労に
も強く、ロータ・ブレードの回転およびそれにともなう
ガス温度から遠心荷重および熱負荷がかかってもフープ
・シュラウドが受けるたわみは比較的限られている。
最新のロータ設計では、ロータ・ブレードおよびロータ
・ディスクを一体に単一装置として形成するか、あるい
はロータφブレードをロータ◆ディスクに溶接する。遠
心荷重および熱負荷に応じたロータ・ブレードおよびロ
ータ・ディスクの半径方向外方へのたわみは最小となり
、フープ・シュラウドの全半径方向たわみと釣り合わせ
る、つまり等しくすることができる。その結果、フープ
・シュラウドからエアーホイルおよび／またはロータ・
ディスクへはほとんどまたはまったく遠心荷重がかから
ない。
・ディスクを一体に単一装置として形成するか、あるい
はロータφブレードをロータ◆ディスクに溶接する。遠
心荷重および熱負荷に応じたロータ・ブレードおよびロ
ータ・ディスクの半径方向外方へのたわみは最小となり
、フープ・シュラウドの全半径方向たわみと釣り合わせ
る、つまり等しくすることができる。その結果、フープ
・シュラウドからエアーホイルおよび／またはロータ・
ディスクへはほとんどまたはまったく遠心荷重がかから
ない。
この発明の好適な実施例の構造、作動および効果を明確
にするために、以下に図面を参照しながらこの発明をさ
らに詳細に説明する。
にするために、以下に図面を参照しながらこの発明をさ
らに詳細に説明する。
具体的な構成
第１にジェット・エンジンの軸流圧縮機１０の一部を示
す。この軸流圧縮機１０は低圧段１２を含み、低圧段１
２は、ロータ・ディスク１６に支持された円周方向に離
間したロータ・ブレード１４の列と、圧縮機１０の外側
ケーシング２０に支持された円周方向に離間したステー
タ・ベーン１８の列とを隣り合わせに有する。この好適
な実施例では、ロータ・ブレード１４をロータ・ディス
ク１６と一体に形成、すなわち一体の材料を切削するこ
とにより形成しても、ロータ・ブレード１４をロータ・
ディスク１６に溶接してもよい。
す。この軸流圧縮機１０は低圧段１２を含み、低圧段１
２は、ロータ・ディスク１６に支持された円周方向に離
間したロータ・ブレード１４の列と、圧縮機１０の外側
ケーシング２０に支持された円周方向に離間したステー
タ・ベーン１８の列とを隣り合わせに有する。この好適
な実施例では、ロータ・ブレード１４をロータ・ディス
ク１６と一体に形成、すなわち一体の材料を切削するこ
とにより形成しても、ロータ・ブレード１４をロータ・
ディスク１６に溶接してもよい。
圧縮機１０はほかに、低圧段１２に対して下流の低圧段
より高圧の段も含む。第１図には図示の便宜上中間段２
２を概略的に示してあり、この中間段２２はロータ・デ
ィスク２５に装着された円周方向に離間したロータ・ブ
レード２４の列と、ケーシング２０から半径方向内方に
離間した圧縮機内側ケース２７に装着された円周方向に
離間したステータ・ベーン２６の列とを隣り合わせに有
する。
より高圧の段も含む。第１図には図示の便宜上中間段２
２を概略的に示してあり、この中間段２２はロータ・デ
ィスク２５に装着された円周方向に離間したロータ・ブ
レード２４の列と、ケーシング２０から半径方向内方に
離間した圧縮機内側ケース２７に装着された円周方向に
離間したステータ・ベーン２６の列とを隣り合わせに有
する。
第１図および第２図に示すように、低圧段１２のロータ
・ブレード１４それぞれは、ロータ・ディスク１６に装
着されたルート（付け根部）２８、このルート２８から
半径方向外方に延在するエアーホイル３０、および圧縮
機ケーシング２０のごく近傍まで延在するブレード・チ
ップ（先端）３２からなる。各ロータ・ブレード１４に
は、そのエアーホイル３０にノツチ（溝）３４が設けら
れている。ノツチ３４はエアーホイル３０の後縁３６か
ら軸線方向内向きにかつほぼその長さ方向軸線に直角に
延在する。
・ブレード１４それぞれは、ロータ・ディスク１６に装
着されたルート（付け根部）２８、このルート２８から
半径方向外方に延在するエアーホイル３０、および圧縮
機ケーシング２０のごく近傍まで延在するブレード・チ
ップ（先端）３２からなる。各ロータ・ブレード１４に
は、そのエアーホイル３０にノツチ（溝）３４が設けら
れている。ノツチ３４はエアーホイル３０の後縁３６か
ら軸線方向内向きにかつほぼその長さ方向軸線に直角に
延在する。
各ロータ・ブレード２４のエアーホイル３０に形成した
ノツチ３４は、ロータ・ブレード１４の列または段全体
にわたって円周方向に延在する連続した環状フープ・シ
ュラウド３８を装着するように構成されている。第２図
に示すように、フープ・シュラウド３８は、炭化ケイ素
繊維（ファイバ）のような多数の繊維４０を円周方向に
平行に巻き、チタンのような金属母材４２に埋設して形
成したものである。好適な実施例では、フープ・シュラ
ウド３８は体積比で約１／３の炭化ケイ素繊維４０と約
２／３のチタン母材４２からなる。
ノツチ３４は、ロータ・ブレード１４の列または段全体
にわたって円周方向に延在する連続した環状フープ・シ
ュラウド３８を装着するように構成されている。第２図
に示すように、フープ・シュラウド３８は、炭化ケイ素
繊維（ファイバ）のような多数の繊維４０を円周方向に
平行に巻き、チタンのような金属母材４２に埋設して形
成したものである。好適な実施例では、フープ・シュラ
ウド３８は体積比で約１／３の炭化ケイ素繊維４０と約
２／３のチタン母材４２からなる。
フープ・シュラウド３８は、外面４４、内面４６、ロー
タφブレード１４のノツチ３４にはまる前端４８、およ
びロータ・ブレード１４のエアーホイル３０の後縁３６
から軸線方向に延在する後端５０を有する。後端５０に
は、シール先端５４で終端する凹所５２が円周方向に形
成されている。
タφブレード１４のノツチ３４にはまる前端４８、およ
びロータ・ブレード１４のエアーホイル３０の後縁３６
から軸線方向に延在する後端５０を有する。後端５０に
は、シール先端５４で終端する凹所５２が円周方向に形
成されている。
第４図に示すように、フープ・シュラウド３８はロータ
・ブレード１４に、アルミニウムろう付け材でフープ・
シュラウド３８の外面４４および内面４６に溶接部４３
．４５を形成することにより装着されている。
・ブレード１４に、アルミニウムろう付け材でフープ・
シュラウド３８の外面４４および内面４６に溶接部４３
．４５を形成することにより装着されている。
第１図および第３図に示すように、圧縮機１０の低圧段
１２のステータ・ベーン１８には、鋳造金属などで形成
された一体の環状ステータ・シュラウド５８が装着され
ている。ステータ・シュラウド５８は圧縮機内側ケース
２７の前縁から前方に延在し、その前方円周リップ６０
がフープ・シュラウド３８のシール先端５４のごく近く
に位置する（第１図参照）。
１２のステータ・ベーン１８には、鋳造金属などで形成
された一体の環状ステータ・シュラウド５８が装着され
ている。ステータ・シュラウド５８は圧縮機内側ケース
２７の前縁から前方に延在し、その前方円周リップ６０
がフープ・シュラウド３８のシール先端５４のごく近く
に位置する（第１図参照）。
フープ−シュラウド３８およびステータ・シュラウド５
８の目的は、軸流圧縮機１０に入ってくる空気流を、圧
縮機内側ケース２７と圧縮機外側ケース２０との間に延
在する外側通路６２と、圧縮機内側ケース２７に対して
半径方向内方に延在する内側通路６４とに転換または分
流することにある。外側空気流通路６２は、空気流の一
部をバイパスする通路を形成し、その空気流部分を下流
の排気ノズル（図示せず）に導く。フープ・シュラウド
３８により内側流路６４に分流された空気は圧縮機１０
のより高圧の段、たとえば第１図に概略的に示したよう
に、低圧段１２に対して下流または後方の中間段２２に
入る。フープ・シュラウド３８のシール先端５４をステ
ータ・シュラウド５８の前端６０に対して相対配置して
、内側および外側空気流通路６４．６２間の空気の漏れ
を防止し、これにより圧縮機１０の空気力学的性能を高
める。
８の目的は、軸流圧縮機１０に入ってくる空気流を、圧
縮機内側ケース２７と圧縮機外側ケース２０との間に延
在する外側通路６２と、圧縮機内側ケース２７に対して
半径方向内方に延在する内側通路６４とに転換または分
流することにある。外側空気流通路６２は、空気流の一
部をバイパスする通路を形成し、その空気流部分を下流
の排気ノズル（図示せず）に導く。フープ・シュラウド
３８により内側流路６４に分流された空気は圧縮機１０
のより高圧の段、たとえば第１図に概略的に示したよう
に、低圧段１２に対して下流または後方の中間段２２に
入る。フープ・シュラウド３８のシール先端５４をステ
ータ・シュラウド５８の前端６０に対して相対配置して
、内側および外側空気流通路６４．６２間の空気の漏れ
を防止し、これにより圧縮機１０の空気力学的性能を高
める。
この発明のフープ・シュラウド３８の重要な利点は、そ
れを連続環状に構成することによりシュラウドをロータ
・ブレード１４のノツチ３４内で本質的に自己支持性と
した点である。各ロータ・ブレード・エアーホイル３０
にはごくわずかの「死重」しかかからず、このためロー
タ・ディスク１６が回転する際にフープ・シュラウド３
８からロータ・ブレード１４にかかる応力が減少する。
れを連続環状に構成することによりシュラウドをロータ
・ブレード１４のノツチ３４内で本質的に自己支持性と
した点である。各ロータ・ブレード・エアーホイル３０
にはごくわずかの「死重」しかかからず、このためロー
タ・ディスク１６が回転する際にフープ・シュラウド３
８からロータ・ブレード１４にかかる応力が減少する。
その上、フープ・シュラウド３８にかかる遠心力は、フ
ープ・シュラウド３８を半径方向外方にたわませ、フー
プ・シュラウド３８のまわりに円周方向に巻かれた繊維
４０を張力下におく。フープ・シュラウド３８を形成す
る炭化ケイ素繊維４０は張力下で非常に強く、したがっ
てフープ・シュラウド３８の剛性も対応して高い。その
結果、フープ・シュラウド３８が受ける変位は限定され
、ロータ・ブレード１４およびロータ・ディスク１６が
遠心力および熱負荷に応じて受ける半径方向外向きの移
動またはたわみに大体等しい。したがって、フープ・シ
ュラウド３８からロータ・ブレード１４のエアーホイル
３０にかかる正味の曲げ応力はほとんどまたはまったく
ない。その上、フープ伊シュラウド３８のたわみが限定
されているので、ステータ・ベーン１８上のステータ・
シュラウド５８に対するフープ・シュラウド３８の移動
も小さい。このため、フープ・シュラウド３８のシール
先端５４とステータ・シュラウド５８の前端６０との間
のシール関係が向上する。
ープ・シュラウド３８を半径方向外方にたわませ、フー
プ・シュラウド３８のまわりに円周方向に巻かれた繊維
４０を張力下におく。フープ・シュラウド３８を形成す
る炭化ケイ素繊維４０は張力下で非常に強く、したがっ
てフープ・シュラウド３８の剛性も対応して高い。その
結果、フープ・シュラウド３８が受ける変位は限定され
、ロータ・ブレード１４およびロータ・ディスク１６が
遠心力および熱負荷に応じて受ける半径方向外向きの移
動またはたわみに大体等しい。したがって、フープ・シ
ュラウド３８からロータ・ブレード１４のエアーホイル
３０にかかる正味の曲げ応力はほとんどまたはまったく
ない。その上、フープ伊シュラウド３８のたわみが限定
されているので、ステータ・ベーン１８上のステータ・
シュラウド５８に対するフープ・シュラウド３８の移動
も小さい。このため、フープ・シュラウド３８のシール
先端５４とステータ・シュラウド５８の前端６０との間
のシール関係が向上する。
この発明を好適な実施例について説明したが、当業者で
あれば、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の
変更を行ない、また構成要素をその均等物に置換できる
ことが理解できるであろう。
あれば、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の
変更を行ない、また構成要素をその均等物に置換できる
ことが理解できるであろう。
また、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で、この発明
に適合するよう特定の状況や材料を改変する色々な変更
が可能である。したがって、この発明は上で説明した特
定の実施例に限定されず、その要旨の範囲内にあらゆる
構成を包含する。
に適合するよう特定の状況や材料を改変する色々な変更
が可能である。したがって、この発明は上で説明した特
定の実施例に限定されず、その要旨の範囲内にあらゆる
構成を包含する。
第１図は、この発明のフープ・シュラウドをロータ・ブ
レードのエアーホイルに装着した低圧段を含む、バイパ
ス型ジェットエンジンの圧縮機を一部切除して示す斜視
図、 第２図はロータ段およびフープ・シュラウドの一部を示
す分解斜視図、 第３図はフープ・シュラウドとステータ・ベーンシュラ
ウドとの間のジヨイント部を示す低圧ロータ段の一部の
断面図、 第４図はフープ・シュラウドとロータ・ブレードのエア
ーホイルの間のろう付け接合を示すロータ・ブレードの
後縁を見た図である。 １０：圧縮機、 １２：低圧段、１４：ロータ
・ブレード、 １６：ロータφディスク、 １８：ステータ・ベーン、 ２０：圧縮機外側ケース、 ２２：中間段、２４：ロータ・ブレード、２６：ステー
タ・ベーン、 ２７：圧縮機内側ケース、 ２８：ルート、３０：エアーホイル、 ３２：先端、３４：ノツチ、３６：後縁、３８：フープ
・シュラウド、 ４〇二繊維、４２：母材、４４：外面、４６；内面、４
８：前端、５０：後端、５２：凹所、５４：シール先端
、 ５８：ステータ・シュラウド、６０：リップ、６２：外
側空気流通路、６４：内側空気流通路。
レードのエアーホイルに装着した低圧段を含む、バイパ
ス型ジェットエンジンの圧縮機を一部切除して示す斜視
図、 第２図はロータ段およびフープ・シュラウドの一部を示
す分解斜視図、 第３図はフープ・シュラウドとステータ・ベーンシュラ
ウドとの間のジヨイント部を示す低圧ロータ段の一部の
断面図、 第４図はフープ・シュラウドとロータ・ブレードのエア
ーホイルの間のろう付け接合を示すロータ・ブレードの
後縁を見た図である。 １０：圧縮機、 １２：低圧段、１４：ロータ
・ブレード、 １６：ロータφディスク、 １８：ステータ・ベーン、 ２０：圧縮機外側ケース、 ２２：中間段、２４：ロータ・ブレード、２６：ステー
タ・ベーン、 ２７：圧縮機内側ケース、 ２８：ルート、３０：エアーホイル、 ３２：先端、３４：ノツチ、３６：後縁、３８：フープ
・シュラウド、 ４〇二繊維、４２：母材、４４：外面、４６；内面、４
８：前端、５０：後端、５２：凹所、５４：シール先端
、 ５８：ステータ・シュラウド、６０：リップ、６２：外
側空気流通路、６４：内側空気流通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ジェットエンジンの圧縮機の低圧段に進入する空気
流を分割する装置であって、 ジェットエンジンの圧縮機の低圧段に配列されたロータ
・ブレードそれぞれのエアーホイルのルートと先端の中
間位置に形成したノッチ内に一体の連続環状フープ・シ
ュラウドを装着し、 この環状フープ・シュラウドが、圧縮機進入空気の一部
を受け入れ、圧縮機の高圧段をバイパスさせる外側空気
流通路と、圧縮機進入空気の別の部分を受け入れ、高圧
段に流入させる内側空気流通路とを画定した空気流分割
装置。 ２、上記環状フープ・シュラウドが多数の繊維を円周方
向にほぼ平行に巻き、金属母材に埋設してなる請求項１
に記載の装置。 ３、上記繊維が炭化ケイ素フィラメントである請求項２
に記載の装置。 ４、上記金属母材がチタン金属である請求項２に記載の
装置。 ５、体積比で上記繊維が上記環状フープ・シュラウドの
約１／３を占め、上記金属母材が上記環状フープ・シュ
ラウドの約２／３を占める請求項２に記載の装置。 ６、圧縮機の低圧段は、上記ロータ・ブレードから軸線
方向に離間した位置に円周方向に離間したステータ・ベ
ーンの列を含み、これらのステータ・ベーンそれぞれに
ステータ・シュラウドが装着され、上記環状フープ・シ
ュラウドに設けられた環状シール先端が上記ステータ・
ベーンに装着されたステータ・シュラウドの表面と係合
して上記外側空気流通路を上記内側空気流通路からシー
ルする請求項１に記載の装置。 ７、上記フープ・シュラウドが上面および下面を有し、
このフープ・シュラウドの上面および下面両方にアルミ
ニウムろう付け材料から形成した溶接部により上記フー
プ・シュラウドを上記ロータ・ブレードのエアーホイル
のノッチに装着した請求項１に記載の装置。８、ロータ
・ディスクから半径方向外方にジェットエンジンの圧縮
機のケーシングに向けて延在する円周方向に離間したロ
ータ・ブレードの環状列を備え、各ロータ・ブレードの
エアーホイルにはその後方の後縁にロータ・ディスクか
ら半径方向に離間した位置でノッチが形成され、 上記ロータ・ブレードそれぞれのノッチには一体の連続
環状フープ・シュラウドが固定的に装着され、 圧縮機のケーシングから半径方向内方にロータ・ディス
クに向けて延在する円周方向に離間したステータ・ベー
ンの環状列を備え、これらのステータ・ベーンには上記
ロータ・ブレードに装着された環状フープ・シュラウド
にシール関係で係合する適切な位置にステータ・シュラ
ウドが装着されたジェットエンジンの圧縮機の低圧段。 ９、上記環状フープ・シュラウドが多数の繊維を円周方
向にほぼ平行に巻き、金属母材に埋設してなる請求項８
に記載の装置。 １０、体積比で上記繊維が上記環状フープ・シュラウド
の約１／３を占め、上記金属母材が上記環状フープ・シ
ュラウドの約２／３を占める請求項９に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/231,919 US4969326A (en) | 1988-08-15 | 1988-08-15 | Hoop shroud for the low pressure stage of a compressor |
| US231,919 | 1988-08-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278735A true JPH0278735A (ja) | 1990-03-19 |
Family
ID=22871152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1208042A Pending JPH0278735A (ja) | 1988-08-15 | 1989-08-14 | 圧縮機の低圧段用フープ・シュラウド |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4969326A (ja) |
| JP (1) | JPH0278735A (ja) |
| DE (1) | DE3926502A1 (ja) |
| FR (1) | FR2636375B1 (ja) |
| GB (1) | GB2222636B (ja) |
Cited By (1)
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-
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- 1989-08-14 JP JP1208042A patent/JPH0278735A/ja active Pending
- 1989-08-15 GB GB8918632A patent/GB2222636B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008163941A (ja) * | 2007-01-02 | 2008-07-17 | Sheng-An Yang | 組立て式羽根車 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8918632D0 (en) | 1989-09-27 |
| US4969326A (en) | 1990-11-13 |
| FR2636375A1 (fr) | 1990-03-16 |
| GB2222636A (en) | 1990-03-14 |
| FR2636375B1 (fr) | 1994-09-02 |
| GB2222636B (en) | 1993-04-21 |
| DE3926502A1 (de) | 1990-03-01 |
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