JPH0658045B2 - タービン用ベーン組立体 - Google Patents

タービン用ベーン組立体

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JPH0658045B2
JPH0658045B2 JP60100351A JP10035185A JPH0658045B2 JP H0658045 B2 JPH0658045 B2 JP H0658045B2 JP 60100351 A JP60100351 A JP 60100351A JP 10035185 A JP10035185 A JP 10035185A JP H0658045 B2 JPH0658045 B2 JP H0658045B2
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turbine
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ロジヤー・ジヨセフ・カミユー
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ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ベーンが軸線方向に支持され、ディフューザ
ケース内に配置されたリングによりトルクの制御が行わ
れるよう構成されたガスタービンエンジンの第１段のタ
ービンベーンの支持構造に係る。
背景技術 タービンベーンをタービン構造体内に組付けることに於
ては、エンジンの運転中にベーンが膨張することにより
発生する熱応力をケースより開放することが益々重要に
なってきている。またケースを高温のタービンベーンよ
り遮蔽してエンジン運転時のケースの温度を低減するこ
とが望ましい。米国特許第３，０４３，５６４号に開示
された発明は、ケース内に発生する熱応力を低減し、シ
ュラウドを有しないベーンをケース内にて半径方向に膨
張し得るシュラウドリング内に配置することに関するも
のである。この米国特許の発明はシュラウドを備えたベ
ーンを使用する構造体に関するものではない。また米国
特許第４，２７４，８０５号に開示された発明は、ベー
ンよりアウタケースへ熱応力が伝達されることがないよ
うベーンをケースより支持することに関するものであ
る。しかしベーンのアウタシュラウドはそれを囲繞する
ケースに直接曝されているので、ベーンのシュラウドよ
りの輻射熱によってケースのエンジン運転時の温度が増
大され得る。更にアウタケースはタービンのシュラウド
を通過する高温の漏洩ガスより遮熱されるようにはなっ
ていない。
発明の開示 本発明の一つの特徴は、ベーンとそれらを囲繞するケー
スとの間に配置されそれらの間に遮熱手段を形成する支
持リングである。本発明の他の一つの特徴は、支持リン
グが熱的適合性を有する領域に於て支持リングを囲繞す
るケースと接触することにより、熱負荷がケースに殆ん
ど伝達されないよう支持リングを装着することである。
この場合支持リングは各ベースの外端部に於て各ベーン
を軸線方向に支持する作用を成す。本発明の更に他の一
つの特徴は、個々のベーンとそれを囲繞するリングとの
間に個々のベーンに作用するトルク荷重をピックアップ
するアンチトルク手段が設けられることである。更に支
持リングは冷却空気孔を与え、パワーガスより冷却空気
を遮断する。本発明の一つの特殊な特徴は、個々のアン
チトルク手段が支持リング内へ延在する状態にてベーン
を組立て得るようアンチトルク構造体が構成されている
ことである。
本発明によれば、スリーブがディフューザケース内に支
持され且該ディフューザケースより隔置され、スリーブ
はタービンベーンのアウタシュラウドに設けられたラグ
がスリーブの内面に設けられたフランジの間に受入れら
れることによってタービンベーンを支持する。各ベーン
よりのトルクはベーンのラグに担持されスリーブの一方
のフランジに係合するピンにより吸収され、かくしてス
リーブへ伝達されたトルクはスリーブに設けられたトル
クラグを経てケースへ伝達される。スリーブに設けられ
た一方のフランジはその内端部に後方へ延在する横方向
フランジを有しており、これによりインターモジュラー
シールを支持するようになっている。スリーブはそれを
囲繞するケースのための遮熱手段を構成するに十分なほ
ど広く、熱がケースへ伝達されることを低減すべくその
内面を横切って冷却流体を導く作用を成すようになって
いる。
以下に添附の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
発明を実施するための最良の形態 添付の第１図に本発明がガスタービン構造体に組込まれ
た状態にて示されている。ガスタービン構造体は半径方
向外方へ延在するフランジ１２を有するディフューザケ
ース１０を含んでおり、図示の実施例に於てはフランジ
１２はボルト１４によりタービンケース１６のフランジ
１８にボルト締結されている。ディフューザケース１例
は半径方向内方へ延在するフランジ２０を有しており、
該フランジは後方へ延在するフック２２とスロット２４
とを有している。ディフューザケース１０内にはスリー
ブ２６が設けられており、該スリーブはフック２３及び
ラグ２５を有しており、これらはディフューザケース１
０のフック２２及びスロット２４には各々係合してい
る。
ディフューザケース１０とスリーブ２６との間の連結に
よりスリーブが半径方向及び周縁方向に支持されてお
り、またスリーブがディフューザケースに対し半径方向
に隔置されている。スリーブ２６は実質的に円筒形を成
しており、軸線方向の支持機能を果たすタービンケース
１６まで後方へ延在している。スリーブ２６の前端部と
ディフューザケースのフランジ２０との間には充分な間
隙が設けられており、これによりスリーブはそれを囲繞
するディフューザケースに応力を及ぼすことなく熱膨張
し得るようになっている。スリーブ２６とタービンケー
ス１６との間には、スリーブがタービンケースと接触す
るその後端部に於て半径方向の間隙３０が設けられてい
る。
スリーブ２６の内面は互に隔置されたフランジ３２及び
３４を有しており、タービンベーン４０のアウタシュラ
ウド３８に設けられた半径方向外方へ延在する装着フラ
ンジ、即ちラグ３６がフランジ３２及び３４の間に受入
れられている。タービンベーン４０は作動空気流部分４
２を有しており、該部分を越えてパワーガスが流れるよ
うになっている。上流側のフランジ３２はその内周縁部
より半径方向外方へ延在する切欠き４４及び４７を有し
ており、これらの切欠きはベーンのアウタシュラウド３
８に設けられたラグ３６に固定されたトルクピン４６を
受入れている。トルクピン４６は軸線方向に延在してお
り、ラグ３６より前方へ延在して切欠き内にてフランジ
３２に固定的に係合するようラグ３６に固定されてお
り、これによりベーンのためのトルク伝達手段を与えて
おり、またベーンがスリーブ２６に対し相対的に周縁方
向へ運動することを阻止するようになっている。
ラグ３６は、スリーブ２６に対し相対的にベーンが軸線
方向へ運動することを阻止し、これによりベーンに作用
する軸線方向のスラストを吸収するよう、スリーブに設
けられた二つのフランジ３２及び３４の間に嵌合してい
る。切欠き４７、４４の深さ及びフランジ３２と３４と
の間の空間の深さは、タービンの運転中にスリーブ２６
に対し相対的にベーンが熱膨張することを許すに十分な
深さである。スリーブがかくして構成されているので、
各ベーンの先端のラグ３６にトルクピン４６を固定し、
ラグ３６をフランジ３２と３４との間の空間内へ半径方
向内方へ摺動させ、トルクピン４６を対応する切欠き内
に位置決めすることにより、全てのベーンを組付けるこ
とができる。周縁方向に順次組付けられるベーンのうち
の最後のベーンもかくして組付けることができる。何故
ならば、切欠き４７により既に組付けられている他のベ
ーンが周縁方向へ変位することが許され、また各々のベ
ーンのアウタシュラウドの間には最後のベーンの組付け
を可能にする十分な間隙が与えられるからである。この
場合に必ずしも全てのベーンがトルクピンを担持する必
要はないことに留意されたい。図示の実施例に於ては、
例えば一つおきのベーンのみがトルクピンを担持するよ
う、トルクピン用の切欠きの数はベーンの数よりも少な
い。かくして最後に組付けられるベーンの組付け時には
その最後のベーンにトルクピンが配置される必要はな
い。何故ならば、かくして最後に組付けられたベーンに
作用するトルクは隣接するベーンのアウタシュラウドへ
接線方向へ伝達され、更にその隣接するベーンのトルク
ピンに伝達されるからである。
フランジ３４はスリーブ２６に近接した位置にて該フラ
ンジを貫通する複数個の冷却空気孔４８を有しており、
これによりフランジ２０より上流側であってスリーブ２
６より内側の空気５０よりスリーブの内面上を通過する
冷却空気流が、切欠き４４のベース部及びベーンに設け
られたラグ３６の間の空間を経て、フランジ３２と３４
との間の空間５２内へ流入し、更に孔４８を経てフラン
ジ３４より下流側のスリーブ２６内の空間５３内へ流入
し得るようになっている。ラグ３６を通過し、フランジ
３２と３４との間の空間５２内へ流入し、更に空間５３
内へ流入する冷却空気は実質的に漏洩空気であることに
留意されたい。従ってかかる領域に於てタービン内を通
過する冷却空気の量をできるだけ制限することが望まし
い。
フランジ３４の内周部には一列の半径方向に延在する複
数個の孔６４が設けられている。これらの孔はフランジ
３４のすぐ内側のキャビティ６５中へ冷却空気を半径方
向内方へ噴射する。かくして噴射される空気は、半径方
向外方へ向かう流れをパワーガス流内へ導き、これによ
り高温のパワーガスがフランジ３４及びこれに隣接する
部材上へ半径方向外方へ流れることを低減する。
フランジ３４の内端部には横方向に延在するフランジ５
４が設けられており、該フランジはその内側に於て円錘
形のリングの形態を成すインナモジュラーシール５６を
支持している。このシールの内縁部はシール５６が軸線
方向へ運動することを阻止すべくフランジ５４に設けら
れた溝５８内に保持されている。シール５６の外縁部は
組立体の固定構造要素６０と横方向に係合している。要
素６０は半径方向面６２を有しており、該面に対しシー
ル５６が当接している。要素６０はタービンケース１６
に対し固定された関係にある。
スリーブ２６のそれが組立体内に装着された場合の機能
は、一列のタービンベーンのための支持体を与え、ベー
ンの外端部のためのトルク吸収構造体を与え、ディフュ
ーザケースを囲繞する遮熱手段を与えることである。ま
た上述の如き構造はアウタエアシールを冷却する空気通
路を与え、またガス流路より冷却空気をシールする。こ
の場合シールはスリーブとそれを囲繞する構造体との間
に作用する応力を開放すべく支持構造体内にて半径方向
及び軸線方向に運動可能であるよう装着される。スリー
ブの前方部分は遮熱手段として作用し、該スリーブを囲
繞するケース及び装着用のフランジを圧縮機空気による
荷重及び熱による荷重より保護する。更に横方向フラン
ジ５４はガス流路よりスリーブ内の空間を遮断するシー
ルを与え、またそれが設けられた位置に於てインナモジ
ュラーシール５６を支持する。更にフランジ３２に上述
の如き構成にて切欠きが設けられていることにより、ト
ルクピンが固定されたベーンをスリーブ２６に組付ける
ことができる。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図はガスタービンのベーン支持構造体を示すその長
手方向に沿う部分断面図である。 第２図はトルクピンを受ける切欠きの配置態様を示す第
１図の矢印２の方向からみた断面図である。 １０……デュフューザケース，１２……フランジ，１４
……ボルト，１６……タービンケース，１８、２０……
フランジ，２２、２３……フック，２４……スロット，
２５……ラグ，２６……スリーブ，３０……半径方向の
間隙，３２、３４……フランジ，３６……ラグ，３８…
…アウタシュラウド，４０……タービンベーン，４２…
…作動空気流部分，４４……切欠き，４６……トルクピ
ン，４７……切欠き，４８……孔，５０、５２、５３…
…空間，５４……横方向フランジ，５６……インナモジ
ュラーシール，５８……溝，６０……固定構造要素，６
２……半径方向面，６４……孔，６５……キャビティ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外面に装着用のフランジ（１２）を有し、
    内面に前記装着用のフランジより軸線方向前方へ隔置さ
    れたスペーサフランジ（２０）を有する囲繞ケース（１
    ０）と、 前記ケース内に配置され、前端に近接した位置にて前記
    スペーサフランジにより径方向及び軸線方向に支持され
    たスリーブ（２６）と、 前記スリーブの内面に互に隔置された状態にて設けられ
    た一対のフランジ（３２、３４）であって、該フランジ
    の一方がその内周縁に半径方向に延在する複数個の切欠
    き（４４、４７）を有するフランジと、 前記装着用フランジに固定され、前記スリーブの後端に
    係合してこれを軸線方向にのみ支持するタービンケース
    （１６）と、 前記スリーブ内に配置された一列のタービンベーン（４
    ０）であって、各ベースがアウタシュラウド（３８）と
    該アウタシュラウドより半径方向外方へ延在するラグ
    （３６）とを有し、前記ラグが前記スリーブに設けられ
    た前記フランジの間に配置され、前記ラグの幾つかが前
    記切欠きに係合すべく軸線方向に延在するトルクピン
    （４６）を担持するよう構成された一列のタービンベー
    ンと、を含み、 前記スリーブの前記フランジの一方は他方より上流側に
    位置し、該上流側フランジ（３２）には前記切欠き（４
    ４、４７）が設けられ、下流側フランジ（３４）には前
    記スリーブに近接した位置にて冷却空気用通路（４８）
    が設けられ、前記切欠きの幾つかは組立て時に前記ベー
    ンの周縁方向の動きを許容すべく細長く形成され、前記
    ラグの下流側の前記フランジはその内端部に横方向フラ
    ンジ（５４）を有し、前記横方向フランジはインナモジ
    ュラーシール（５６）を支持していることを特徴とする
    タービン用ベーン組立体。
  2. 【請求項２】下流側端部に装着用フランジ（１２）を有
    し該装着用フランジより上流側方向へ隔置された位置に
    半径方向内方へ延在する内方向フランジ（２０）を有す
    るディフューザケース（１０）と、 前記内方向フランジにより支持され前記内方向フランジ
    の部分を除き前記ディフューザケースより隔置された状
    態に保持されたスリーブ（２６）と、 前記装着用フランジに固定され、前記スリーブの後端に
    係合してこれを軸線方向にのみ支持するタービンケース
    （１６）と、 前記スリーブに設けられ半径方向内方へ延在し互に隔置
    された上流側及び下流側フランジ（３２、３４）であっ
    て、上流側フランジには半径方向に延在する切欠き（４
    ４、４７）が設けられ、前記切欠きの幾つかは周縁方向
    に細長く形成されていることを特徴とする上流側及び下
    流側フランジと、 アウタシュラウド（３８）と該アウタシュラウドより半
    径方向外方へ延在するラグ（３６）とを有する一列のタ
    ービンベーン（４０）であって、前記ラグは前記スリー
    ブに設けられた前記上流側及び下流側フランジの間に配
    置されており、前記ラグの幾つかは前記切欠きに係合す
    るトルクピン（４６）を担持している一列のタービンベ
    ーンと、を含み、 前記スリーブ及び前記ディフューザケースは互に共働し
    て前記スリーブが前記ディフューザケース内にて回転す
    ること阻止するトルクラグ（２５）及びスロット（２
    ４）を有しており、 前記スリーブの前記フランジの一方は他方より上流側に
    位置し、該上流側フランジ（３２）には前記切欠き（４
    ４、４７）が設けられ、下流側フランジ（３４）には前
    記スリーブに近接した位置にて冷却空気用通路（４８）
    が設けられ、前記切欠きの幾つかは組立て時に前記ベー
    ンの周縁方向の動きを許容すべく細長く形成され、前記
    ラグの下流側の前記フランジはその内端部に横方向フラ
    ンジ（５４）を有し、前記横方向フランジはインナモジ
    ュラーシール（５６）を支持していることを特徴とする
    タービン用ベーン組立体。
JP60100351A 1984-05-11 1985-05-11 タービン用ベーン組立体 Expired - Lifetime JPH0658045B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/609,911 US4566851A (en) 1984-05-11 1984-05-11 First stage turbine vane support structure
US609911 1984-05-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60249605A JPS60249605A (ja) 1985-12-10
JPH0658045B2 true JPH0658045B2 (ja) 1994-08-03

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ID=24442861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60100351A Expired - Lifetime JPH0658045B2 (ja) 1984-05-11 1985-05-11 タービン用ベーン組立体

Country Status (4)

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US (1) US4566851A (ja)
EP (1) EP0161203B1 (ja)
JP (1) JPH0658045B2 (ja)
DE (2) DE161203T1 (ja)

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