JPH01200005A

JPH01200005A - ガスタービン用の静翼リング

Info

Publication number: JPH01200005A
Application number: JP63282637A
Authority: JP
Inventors: Guenter Albrecht; ギュンター・アルブレヒト
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1989-08-11
Also published as: GB2212223A; IT8822598A0; FR2623243A1; GB2212223B; CA1300030C; US4909708A; FR2623243B1; GB8826603D0; DE3738439C1; IT1229813B

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ガスタービン用の静翼リングであって、内側
のリングと、この内側のリングに対して同心的に配置さ
れた外側のリングと、これら２つのリングの間で周方向
に分配配置され、これら２つのリングのうちの一方のリ
ング（２若しくは４）に固定された静翼とを存している
形式のものに関する。

従来の技術作業媒体が動翼に最適に流入するようにするために、ガ
スタービンの圧縮室及びタービンに静翼リングを設ける
必要がある。特に、作業媒体流れ方向で燃焼室のすぐ後
ろに配置された第１のタービン段の静翼リングは、高温
及び高圧のために高い熱負荷を受ける燃焼室のすぐ後ろ
に配置されている。従って静翼リングは、相応の耐熱性
の材料より成っているか又は、冷却媒体（空気）によっ
て低温に維持される。

このような形式の静翼リングは完全に組み込まれている
（一体に）かあるいは、単翼、複翼又は３翼群より組み
合わされる。後者の場合、つまり複数の翼群より組み合
わされる場合は、製造コストが高くしかも冷却空気流の
漏れ損失が大きいという欠点があるのに対して、前者の
場合、つまり静翼リングが完全に組み込まれている場合
にはこのような欠点はほとんど避けられてはいるが、別
の欠点がある。つまり、静翼リングが完全に組み込まれ
ている場合には、案内翼リングは、半径方向及び接線方
向の高い温度疲労負荷にさらされることになる。また、
小さい冷却室気孔を製造する際に及び高温ガス耐腐食層
及び耐熱層をコーティングする際に困難がある。

発明が解決しようとする課題そこで本発明の課題は、静翼リングを完全に組み込んだ
場合の利点（製造が安価で漏れ流が少ない）を損なわず
、しかもその場合に生じる前記欠点、特に高い熱疲労を
避けることができるような、ガスタービンのための静翼
リングを提供することである。

課題を解決するだめの手段前記課題を解決した本発明によれば、２つのリングのう
ちの他方のリングが軸方向しゅう動可能に別個に配置さ
れており、外側の駆動装置ケーシング若しくは内側の駆
動装置ケーシングに支えられた緊張装置によって前記２
つのリングのうちの一方のリングに軸方向力が加えられ
、これによっ、て前記別個に配置された他方のリングと
静翼の軸方向に面取りされた先端部とが互いに押しつけ
られるようになっている。

効　　果本発明の構造によれば、静翼リングの静翼は、半径方向
の温度変化に応じて膨張し、翼及び内側若しくは外側の
リングの種々異なる熱膨張に基づいて従来上じていた応
力が避けられるという利点が得られる。静翼は、応力を
受けることなしに半径方向で膨張し、この時に別個に配
置されたリングが相応に半径方向でずらされることによ
って運動掌上の補償が行なわれる。つまり、静翼とリン
グとの間の接触が維持されるさらに、固く結合されたリ
ングを有する静翼は一体に組み込まれた構造部として形
成され、この場合、製造が容易であるということ以外に
、漏れ流が生じないという構造が得られる。

本発明の別の特徴によれば、静翼は外側のリング及び内
側のリングと固く結合されている。

これは、流路若しくは燃焼室のそのつどの構造に応じて
選択される。また、別個のリングが定置の翼に対して押
しつけられるか、又はそれとは逆に別個のリングがケー
シング固定されていて静翼に設けられたリングが押しつ
けられるように、緊張装置を配置してもよい。

本発明の別の有利な特徴によれば外側のリングは別個に
配置されている。これは何よりも、逆転燃焼室を有する
小型のタービンにおいて有利である。何故ならば、この
場合は外側のリングが内側のリングよりも円すい度の大
きい円すい影輪郭形状を有しているからである。内側の
リングが、外側のリングよりも円すい度の大きい輪郭形
状を有するようにする場合は、別個の内側のリングを設
けてもよい。

静翼の自由端部と別個のリングとの間の接触箇所は有利
には、静翼の翼前縁部の範囲に設けられている。何故な
らば、この範囲の翼の壁厚は他の範囲よりも厚くなって
いるので、より大きい接触および押圧面が得られるから
である。

また本発明の別の特徴によれば、静翼と自由なリングと
の間の翼後縁部範囲に狭い半径方向ギャップが設けられ
ている。これによって静翼は温度に基づいて半径方向で
膨張するので、運転中にこの箇所での接触は避けられる
か又は、わずかな接触面しか生じない。

この半径方向ギャップは有利には、空気力学的な損失を
減少させるために、外側のリングの半径方向外側の室か
ら孔を通って掃気される。

この場合、ガイドブレート冷却空気の一部が吹き出され
る。

半径方向ギャップ範囲の翼端部を適当に形成することに
よって翼端部の周囲の流れが減少せしめられる。

接触箇所における摩擦腐食を避けるために、本発明の別
の特徴によれば、翼端部及び／又は別個のリングに耐摩
耗層が施されている。

実施例次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図には、内側のリング２と外側のリング４との間に
配置された静翼ｌが示されている。

静翼ｌは内側のリング２に固く結合されており、内側の
リング２はガスタービンの内側ケーシング１２に固定さ
れている。

別個の外側のリング４は押圧ばねとして構成された緊張
装置５を介して駆動装置ケーシング８に接続されている
ので、外側のリング４は軸方向でしゅう動可能である。

この場合、ガイド装置１７．１８を介して、外側のリン
グ４が駆動装置ケーシング８内で軸方向ガイドされ、特
に周方向での回動が阻止される。外周部シール９は、流
路からガスが室１９内に侵入するのを阻止するために設
けられている。

運転中、加熱され圧縮された作業ガスが燃焼室２０から
符号２１で示された方向に流れ、内側のリング２の外周
に分配配置された静翼ｌを負荷する。この時にガス流は
、後続の回転するタービン翼３に可能な限り少ない損失
で流れ込むようにするために周方向で変向される。下流
ではさらに、後続するタービン段の図示していない静翼
及び動翼がガス流によって負荷される図示の静翼１は、
翼先端全体にわたって外側のリング４に接触するのでは
なく、前方の部分範囲（接触範囲６）でのみ接触する。

この接触範囲６で静翼ｌは面取りされていて、これに向
き合う外側のリング４は、静翼ｌと外側のリング４との
間で軸方向の押しつけ力を得るために円すい形の形状を
有している。静翼先端の後部には、温度に基づいて静翼
ｌを半径方向で熱膨張させる半径方向ギャップ７が形成
されている。この半径方向ギャップ７は孔２２によって
室１９に接続されているので、空気は流出することがで
き、これによって半径方向ギャップ７における空気力学
的な損失が避けられる。

第２図には別個の外側のリング４の１部が断面図で示さ
れている。周方向で分配配置された２つの静翼ｌは外側
のリング４で半径方向内側に向き合って位置している。

外側のリング４は、静翼ｌとの接触箇所６の範囲ＩＯで
壁厚の厚い箇所を有している。中間範囲１１には壁厚の
薄い箇所が設けられており、これによって、壁厚が一様
であるものよりも、外側のリング４全体のの、より弾性
的な特性が得られる。

第３図の実施例では、別個の外側のリング４が駆動装置
ケーシング８内に固定配置されている。これに対して静
翼１に接続された内側のリング２は、駆動装置１２内に
軸方向しゅう動可能に支承されている。この場合、静翼
ｌと別個の外側のリング４との間の接触箇所６で押しつ
け力を生ぜしめる緊張装置１４が設けられている。内側
の駆動装置ケーシング１２と内側のリング２との間のガ
イド装置１７は、内側のリング２の正確な軸方向可動性
を得るためのものである。シール１６は、アグレッシブ
な燃焼ガスが流路から室１５内に侵入するのを防止する
。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の１実施例による静翼リングを備えた
ガスタービンの部分的な軸方向断面図、第２図は、第１
図に使用した外側のリングの一部の横断面図、第３図は
、別の実施例による静翼リングを備えたガスタービンの
部分的な軸方向断面図である。 ■・・・静翼、２・・・内側のリング、３・・・タービ
ン翼、４・・・外側のリング、５・・・緊張装置、６・
・・接触箇所、７・・・半径方向ギャップ、８・・・駆
動装置ケーシング、９・・・外周部シール、１０・・・
範囲、１１・・・中間範囲、１２・・・内側の駆動装置
ケーシング、１４・・・緊張装置、１６・・・シール、
１７゜１８・・・ガイド装置、１９・・・室、２０・・
・燃焼室、２１・・・方向、２２・・・孔 ■・・・静翼２・・・内側のリングＦＩＧ、　１

Claims

【特許請求の範囲】１、ガスタービン用の静翼リングであって、内側のリン
グ（２）と、この内側のリング（２）に対して同心的に
配置された外側のリング（４）と、これら２つのリング
（２、４）の間で周方向に分配配置され、これら２つの
リング（２、４）のうちの一方のリング（２若しくは４
）に固定された静翼（１）とを有している形式のものに
おいて、２つのリングのうちの他方のリング（４若しく
は２）が軸方向しゅう動可能に別個に配置されており、
外側の駆動装置ケーシング（８）若しくは内側の駆動装
置ケーシング（１２）に支えられた緊張装置（５、１４
）によって前記２つのリングのうちの一方のリング（２
若しくは４）に軸方向力が加えられ、これによって前記
別個に配置された他方のリング（２若しくは４）と静翼
（１）の軸方向に面取りされた先端部とが互いに押しつ
けられることを特徴とする、ガスタービン用の静翼リン
グ。２、静翼（１）が内側のリング（２）に固く結合されて
いて、緊張装置（５）が外側のリング（４）と駆動装置
ケーシング（８）との間に配置されている、請求項１記
載の静翼リング。３、静翼（１）が内側のリング（２）に固く結合されて
いて、該内側のリング（２）と駆動装置ケーシング（１
２）との間に緊張装置（５）が配置されている、請求項
１記載の静翼リング。４、静翼（１）が外側のリング（４）に固く結合されて
いる、請求項１記載の静翼リング。５、静翼（１）の自由端部と別個の他方のリング（２若
しくは４）との間の接触箇所（６）が静翼（１）の翼前
縁部範囲に設けられている、請求項１から３までのいず
れか１項記載の静翼リング。６、静翼（１）と自由なリング（２若しくは４）との間
の翼後縁部範囲に狭い半径方向ギャップ（７）が設けら
れている、請求項５記載の静翼リング。７、半径方向ギャップ（７）が別個に設けられた孔（２
２）によって室（１９）から掃気される、請求項６記載
の静翼リング。８、前記半径方向ギャップ（７）に、静翼冷却空気の一
部を吹き出すための装置が設けられている、請求項１か
ら７までのいずれか１項記載の静翼リング。９、緊張装置（５、１４）に接続されたリング（２、４
）が、周方向の回動を阻止するガイド装置（１７、１８
）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記
載の静翼リング。１０、静翼（１）と別個のリング（２、４）との間の接
触面（６）に耐摩耗層が施されている、請求項１から９
までのいずれか１項記載の静翼リング。１１、別個のリング（２、４）が接触箇所（６）の範囲
（１０）でその他の範囲におけるよりも厚い壁厚を有し
ている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の静
翼リング。１２、静翼（１）、内側のリング（２）及び／又は外側
のリング（４）がセラミック又は金属の材料より成って
いる、請求項１から１１までのいずれか１項記載の静翼
リング。