JPH02218824A - ガスタービンエンジン用フレーム組立体 - Google Patents

ガスタービンエンジン用フレーム組立体

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JPH02218824A
JPH02218824A JP1322815A JP32281589A JPH02218824A JP H02218824 A JPH02218824 A JP H02218824A JP 1322815 A JP1322815 A JP 1322815A JP 32281589 A JP32281589 A JP 32281589A JP H02218824 A JPH02218824 A JP H02218824A
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JP
Japan
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frame assembly
outer casing
assembly
frame
inner ring
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Pending
Application number
JP1322815A
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English (en)
Inventor
John J Ciokajlo
ジョン・ジョセフ・シオカジロ
Daniel S Vogt
ダニエル・スコット・ボグト
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ （発明の分野） 本発明は簡単な構造を有するタービンフレームに関し、
特に、心合わせされた内外フレーム部材を堅固に連結す
るとともに熱的に拘束されない熱遮蔽組立体を支持する
ためのスポーク配列状のボルトと離間用支柱とを組込ん
だタービンフレーム組立体に関する。
（先行開発の説明） 航空機タービンエンジンではフレームとして知られる２
つ以上の組立構造体が用いられ、エンジンロータをステ
ータ内に支持しかつ正確に位置づれる。各フレームは、
エンジン内の流れとの干渉が極めて少ないように形成さ
れた複数の半径方向支柱によって静止外側ケーシング内
に支持された静止内側ケーシングを含む。エンジンの後
部、通常、タービン後方のフレームは、通例、流路ライ
ナとフェアリング（整形部材）とを含む空冷熱遮蔽体に
よって極めて高いタービン排出ガス温度から保護される
。
従来のタービンエンジンフレームの構造では、外側ケー
シングと支柱と内側ケーシングと熱遮蔽体相互間に多数
の溶接継手を形成しなければならなかった。その結果得
られた溶接フレームは充分に機能するが、個々のフレー
ム部品の交換と修理が容易でないような永久に固定され
た構造物であった。さらに、溶接フレームはしばしば重
くかつ製造が比較的困難であった。また、その結果得ら
れたフレーム組立体は、通例、適度な運転期間後に交換
または修理を必要とした。このような特性は、修理の簡
単化と重量軽減と寿命延長が極めて望ましい航空機用途
において作用上かつ整備上の重大な問題を呈するもので
あった。
内側及び外側ケーシングを保護する熱遮蔽体は流路ライ
ナとして知られ、フェアリングとともに後ろ側エンジン
フレーム全体を熱的に遮蔽する。
熱遮蔽体がエンジンフレームの保護に必要なわけは、利
用可能なフレーム構造材料の熱余裕度が限られているか
らである。熱遮蔽体はまた、フレームの熱膨張と熱ひず
みを制限するために用いられる。熱勾配によるフレーム
の過度の膨張とひずみはエンジン内のロータの心合わせ
に悪影響を与え、従ってエンジン性能に悪影響を与える
。
最近のガスタービンエンジンの燃焼器およびタービン部
から出る高温ガスは熱遮蔽構造に用い得る材料の融点以
上になりうるので、熱遮蔽体自体を効率良く冷却しなけ
ればならない。熱遮蔽体冷却装置の効率が良ければ良い
ほど、熱遮蔽体の冷却に要する冷却空気は少なくなり、
タービンエンジンサイクルの効率が高まる。
熱遮蔽体を冷却する最も荷動な方法の一つは衝突冷却と
膜冷却との組合せである。この二重冷却方法では、冷却
空気は衝突仕切板として知られる多孔板を通り抜ける。
この衝突仕切板は冷却空気を多数の小さな高速噴流に分
け、これらの噴流は流路ライナを形成する金属熱遮蔽体
の背面に衝突して同面を冷却する。冷却方法のこの部分
は衝突冷却と呼ばれる。
冷却空気はその後、流路ライナを貫通している冷却空気
膜噴射孔として知られるスロットまたは穴を経てエンジ
ン流路に導入される。、これは高温排気に直接さらされ
る流路ライナの表面に冷却空気の防熱膜を形成する。冷
却方法のこの部分は膜冷却と呼ばれる。
タービンエンジンフレーム用熱遮蔽体の設計における永
い間の問題は、エンジンフレーム；こ熱遮蔽体を固定し
かつ補強するために用いられる様々な構造部材によって
生ずる高温流路内の熱遮蔽体表面の熱膨張の拘束するこ
とであった。熱遮蔽体の熱膨張の拘束は、熱遮蔽体表面
の差屈と割れをもたらし、最新高性能エンジン内に設け
たタービンフレーム熱遮蔽装置の有用寿命に厳しい制限
を課してきた。
従って、使用寿命が長くかつ永久溶接継手の使用を回避
する比較的簡単な設計の軽量かつ廉価なタービンエンジ
ンフレームが必要である。また、組立ておよび製造方法
を便利にし、特別な組立工具を使わないですみ、かつフ
レーム部材の交換と修理を容易にするタービンエンジン
フレーム設計が必要である。さらに、エンジン運転中の
熱応力を最少にするために事実上拘束なしに熱膨縮し得
る自由浮動熱遮蔽体を包含するタービンエンジンフレー
ムが必要である。
［発明の要約］ 本発明は前述の問題を解決するために開発されたもので
あり、従って、その主要目的は、高価な溶接継手の使用
を避けるために、鋳物を広範に用いる簡単な構造の廉価
な軽量タービンエンジンフレームを提供することである
。好ましい実施例は従来の機械加工技術で製造し得るの
で、より高価で特殊な機械加工方法は不要である。
本発明の他の目的は、ボルトと離間用支柱を用いてター
ビンフレームの内側構造リングを外側ケーシングに連結
するタービンエンジンフレームを提供することである。
他の目的は、タービンエンジンの熱サイクリング際の熱
遮蔽体における熱応力を最少にして熱遮蔽体の寿命を延
ばすようにした事実上自由浮動の熱遮蔽体を取り入れた
タービンエンジンフレームを提供することである。
これらの目的と他の目的は、本発明によれば、スポーク
配列状に周方向に配置されて内側リングを外側ケーシン
グに堅固に連結する複数の半径方向延在ボルトを有する
タービンエンジンフレームの提供によって達成される。
熱遮蔽体はボルトの周囲に自由に配置され、この配置は
、熱サイクリング中を受けた時に熱遮蔽体が軸方向、半
径方向および周方向に自由に膨張し得るようになされる
。
本発明の前述の目的と特徴と利点は、添付図面と関連す
る以下の詳述からさらに明らかとなろう。
添付図面の各図において同符号は同部分を表す。
［好ましい実施例の説明］ まず、ガスタービンエンジンの主要特徴を簡単に述べる
。これにより、自由浮動熱遮蔽体を適用するタービンフ
レーム組立体の位置と構成を確認すれば本発明を理解し
やすい。第１図はガスタービンエンジン（１０）の一部
を示す部分断面図である。エンジン（１０）には外側ケ
ーシング（１２）が含まれ、エンジン（１０）の両端に
ある入口（１６）と排気口（１８）との間に軸方向に延
在する環状流路（１４）を囲んでいる。
エンジン運転中、周囲の空気が入口（１６）に吸引され
、圧縮機（２０）で高圧に圧縮され、そこから圧縮空気
が環状燃焼器（２２）内に放出され、燃料の燃焼により
高エネルギー燃焼生成物が発生する。燃焼器（２２）か
ら原動流体がタービン（２４）を通り、そこで流体エネ
ルギーの一部が抽出されて圧縮機（２０）を駆動する。
次いで、流体は高エネルギー流として排気口（１８）か
ら排出される。
エンジンの種々の構成部品を相互に適正な作用位置に保
持するために、エンジンフレーム組立体が設けられて静
止ステータ部品同士を相互に堅固に連結しかつロータの
軸受支持をなす。さらに詳述すると、エンジン（１０）
は、前側軸受（２８）を支持する前側フレーム組立体（
２６）と、中間軸軸受（３２）を支持する中間フレーム
組立体（３０）と、後ろ側軸受（３６）を支持するター
ビンフレーム（３４）とを含む。ロータ（３８）は軸受
（２８，３２，３６）に回転自在に装着されている。
フレーム組立体（２６，３０，３４）はそれぞれ複数の
半径方向支柱（４０，４２，４４）を含み、これらの支
柱は環状流路（１４）を横切って延在しフレーム組立体
の内側および外側フレーム部材を互いに連結する。流路
（１４）を通流する原動流体の温度は、過渡的なエンジ
ン運転中非常に急速に変化するので、もし支柱の加熱と
冷却の度合いが内側及び外側フレーム部材のそれとかな
り異なれば、剛性フレーム組立体にかなりの熱応力が生
じ得る。これはタービンフレーム組立体（３４）に関し
て特にそうである。なぜなら、タービンフレーム組立体
に接する排気の作用温度とその結果生じる熱応力は最も
急速かつ最大の変化をなすからである。
従って、本発明の熱遮蔽組立体は、このような破壊的な
熱応力を最少にするもので、タービンフレーム（３４）
と類似の改良タービンフレーム組立体に関連して例示し
である。しかし、本発明の熱遮蔽体とエンジンフレーム
は他の剛性組立体、例えば、やはり多大かつ急速な温度
変化をなす原動流体にさらされうる前側および中間フレ
ーム組立体（２６，３０）にも同等に適用可能である。
第２図と第３図と第４図に見られるように、タービンフ
レーム（３４）は、３６０度にわたって一体に鋳造され
た環状外側ケーシング（１２）を含み、このケーシング
は、周方向に延在する中央の多角形のリブ付き部分（４
６）を有する。リブ付き部分（４６）は円形フランジ付
き前側リム（４８）と円形後ろ側リム（５０）との間に
軸方向の境界を有する。リブ付き部分（４６）の多角形
状は最少の材料と重量で外側ケーシング（１２）の堅固
さと剛性を高める。外側ケーシング（１２）の重量軽減
は特に望ましい。なぜなら、外側ケーシングはタービン
フレーム（３４）の最も重い部材の一つだからである。
外側ケーシング（１２）はフレーム半径方向ばね定数を
制御し、この定数はニンジンロータカ学特性に強い影響
を与える。リブ付き多角形形状の外側ケーシングの半径
方向ばね定数は従来の筒形外側ケーシングと比べて約３
０％増加する。
均等に離間した外向き半径方向荷重を受けるリングと異
なり、このような荷重が各内角部に外向きにかかる多角
体では、多角形の平らな各辺に引張り荷重がかかるだけ
である。リングでは、荷重点間に延在する弓形部に引張
り荷重と曲げ荷重の両方がかかる。リング形フレームに
存在するこの追加の曲げ荷重は構造体の剛性またはばね
定数を減らす。多角形外側ケーシングによるフレーム剛
性の増加は、エンジンの静止要素と回転要素は剛性外側
ケーシングの助けにより適所に正確に整合されかつ維持
され得るから、大変望ましい。
内側リング（５２）が、好ましくは、一体の前側および
後ろ側構造用フランジ（５１，５３）を設けた一体リン
グとして鋳造される。内側リング（５２）は一連の半径
方向に延在する鋳造された離間用支柱（５４）によって
外側ケーシング（１２）内に同心的に装着される。離間
支柱（５４）は中空軽量で、ねじ付き棒またはボルト（
５６゜５７）のような取外し可能な半径方向に整合した
引張り部材によって内側リング（５２）と外側ケーシン
グ（１２）との間に締付けられることが好ましい。
第２図と第４図と第５図と第６図に明示のように、各離
間支柱（５４）は一対の前側および後ろ側ボルト（５６
，５７）間に軸方向に拘束される。
各離間支柱に一対のボルトを用いることが望ましいが、
用途によっては、中空の離間支柱（５４）の内側に単一
のボルト（５６）を設けても機能上充分である。一対の
ボルトは離間支柱の軸方向前面および後面（６０，６２
）に形成した正確な寸法の半径方向延在溝（５８）内に
部分的に受入れられる。溝（５８）は、好ましくは、ボ
ルト（５６，５７）の輪郭と補完関係にあり、ボルト付
きタービンフレームから軸方向、半径方向および周方向
の支持を得る。
タービンフレームは任意の数の均等に分布した離間支柱
を含み得るが、全部で１０または１２の離間支柱がボル
ト付きタービンフレーム（３４）に適当な剛性と強度を
与えるのに好ましい。第２図に明示のように、ボルト（
５６，５７）は内側リング（５２）と外側ケーシング（
１２）の間にかつそれらを貫いて車輪スポーク式に周方
向に配列され内側リングと外側ケーシング間の締付け力
を均等に分布させる。
位置決めスロット（６４）で好ましくは長方形のもの（
第７図）が、リブ付き帯状部（４６）の相接する多角形
側部または弧面（６６）の各交差部の下に軸方向に延在
する。スロット（６４）は外側ケーシング（１２）の内
面（６８）に形成されて各離間支柱（５４）の補完的な
長方形の半径方向外端部（６９）を受入れ、離間支柱を
内部に支持し係留する。
外側ケーシング（１２）内の離間支柱（５４）の軸方向
に長いまたは長方形はめ合いにより、離間支柱がその半
径方向縦軸線の周りに回転またはねじれを阻止される。
補強リブ（７０）が離間支柱の表面に沿って鋳造され得
、これにより支柱（５４）にさらに大きな強度と剛性を
与えかつファン空気を熱遮蔽体内部空洞内に導いてフェ
アリング前縁を冷却するとともに内部流路を冷却する。
離間支柱（５４）の半径方向内端は内側リング（５２）
の外面（７２）に着座する。各離間支柱は、組立て中、
小形のねじ突き締結具（７４）で内側リングに固定され
得る。離間支柱の半径方向内端を確実に着座させるため
に、表面（７２）に平面部（７６）を形成し得る。
前側および後ろ側ボス（７１，７３）（第８図）が内側
リング（５２）の内側に鋳造され、機械加工されて直交
するランド（７５）を形成する。ランド（７５）はボル
ト（５６，５７）の合わせ面（第６図の７７）用の段付
き座となる。好ましくは、ボルト（５６，５７）は組立
て中の回り止め用のＤ形頭部（７９）を有するように形
成される。
第２図と第３図と第４図にさらに示すように、タービン
フレーム（３４）のボルト締め又はクランプ構造は、熱
遮蔽組立体（７８）を事実上自由浮動はめ合い状に支承
するのに特に有効な装着構成となる。熱遮蔽組立体（７
８）は、３６０度にわたって連続的に鋳造または加工さ
れた一体の外側流路ライナ（８０）（第９図にその一新
片を示す）と、軸方向線に沿って分割されて鋳造された
内側流路ライナ（８２）（第１０図にその一七グメント
を示す）と、両流路ライナ（８０，８２）間に半径方向
に延在しかつそれらを相互連結する鋳造フェアリング（
８４）（第２図）とか、らなる一体のろう付け構造体と
して形成される。外側流路ライナ（８０）を鋳造または
フライス削りすることにより、金属を効率よく使用でき
、従って軽量組立体が得られる。
各フェアリング（８４）は半径方向外端がろう付け継目
（８５）（第２図、第７図、第１１図）に沿って外側流
路ライナ（８０）にろう付けされさらに半径方向内端が
ろう付け継目（８７）（第２図）に沿って内側流路ライ
ナ（８２）にろう付けされ、これにより一体の鋳造ろう
付け熱遮蔽組立体（７８）を形成する。経済的な単段ろ
う付け方法を用い得るので、より高価な多段ろう付けサ
イクルは不要である。
熱遮蔽組立体（７８）が熱サイクル中に軸方向、半径方
向および周方向に自由に膨張し得るように、熱遮蔽組立
体は単一のボルト（５７）によってタービンフレーム（
３４）に配設されかつ案内される（第１１図）。外側流
路ライナ（８０）に形成したアーチ形ブラケット（８６
）に正確に機械加工された案内孔（８８）が設けられて
（第２図）、硬化処理ずみ摩耗スリーブ（８９）を受入
れ、このスリーブは後ろ側ボルト（５７）を密接滑りは
め合い状に受入れる。数ミルの含入りに調整した間隙を
後ろ側ボルト（５７）と摩耗スリーブ（８９）との間に
維持することにより、熱遮蔽体がボルト（５７）の外周
を滑動して半径方向に膨張し収縮し得る。後ろ側ボルト
（５７）は摩耗スリーブ（８９）内の滑り接触により熱
遮蔽組立体を支持することにより半径方向案内とともに
軸方向および周方向の支持をなす。
熱遮蔽組立体（７８）とタービンフレーム（３４）の間
の唯一の定常接触が後ろ側ボルト（５７）を介してなさ
れることに特に注意されたい。外側流路ライナ（８０）
には軸方向に細長い間隙スロット（９０）（第２図、第
９図）が形成され、さらに同様の間隙スロット（９４）
（第２図、第１０図）が内側流路ライナ（８２）に形成
され、離ｌＬ’ｌ支柱（５４）と前側ボルト（５Ｂ）及
び潤滑剤補給管路（９２）が両スロットを自由に貫通し
得る。間隙スロット（９４）はさらに後ろ側ボルト（５
７）用の間隙として役立つ。
熱遮蔽組立体（７８）は、温度変化にさらされる時、離
間支柱（５４）とボルト（５６，５？）からの拘束なし
に軸方向と周方向に完全に自由に膨張収縮し得る。一体
の熱遮蔽組立体（７８）は、ボルト（５７）に沿って半
径方向に案内されながら、第３図に方向指示用矢印で示
すように、タービンフレーム（３４）内を半径方向に昇
降する。
さらに、内側リング（５２）と外側ケーシング（１２）
は熱遮蔽組立体（７８）に荷重をかけずに全方向に膨張
収縮し得る。こうして、熱遮蔽組立体における熱応力は
事実上除かれる。なぜなら、この自由滑動または「自由
浮動（ｆ’ｒｅｅ（ｌｏａｔｉｎｇ　）」設計により熱
膨張収縮に対する抵抗が無くなるからである。
第２図と第１０図に見られる内側流路ライナ（８２）は
一連の個別環状セグメント（９６）により３６０度環状
殻として形成される。アーチ形ブラケット（９７）が各
内側流路ライナセグメン）（９６）に形成され、そして
含入りに寸法法めした間隙孔（９９）がブラケット（９
７）を貫通して形成されボルト（５６）と離間支柱（５
４）の輪郭と補完関係となる。
第一１２図を参照するに、間隙孔（９９）に隣接するブ
ラケット縁部（１０１）は支持点（１０３）においてボ
ルト（５６，５７）と離間支柱（５４）により局所的な
支持を受ける。この支持は熱遮蔽組立体（７８）にかか
る接線荷重に抗する助けとなる。しかし、内側流路ライ
ナはボルトと離間支柱から軸方向支持を受けない。この
構造は内側流路ライナ（８２）の自由な半径方向移動を
可能にする。
軸方向に延在する小さな間隙スロットまたはギャップ（
９Ｂ）が、隣合うセグメント（９６）間に保たれ、そし
て弾性シール（１００）がセグメントの溝付き縁部（１
０２）内に装着されて、流路（工４）を通流するガスに
対して密閉通路を維持する。各ギャップ（９８）は隣合
う内側流路ライナセグメント間の周方向熱膨張を許容す
るのに必要な間隙として働き、熱遮蔽組立体（７８）全
体がボルト（５７）に沿って半径方向に滑るのを可能に
する。
内側流路ライナの分割式構造により熱遮蔽組立体（７８
）は内側流路ライナ（８２）と外側流路ライナ（８０）
とで異なる比率で膨張し得る。この構成は熱遮蔽組立体
（７８）における熱応力の発生をさらに減らす。
内側流路ライナ（８２）ではなく、外側流路ライナ（８
０）を一体の密実鋳造または加工物として形成する方が
冷却用空気の漏れのおそれを最少にするのに好適である
。すなわち、短いギャップ（９８）に沿う漏れの方が外
側流路ライナの比較的長い対応ギャップに沿う漏れより
発生の可能性が少ない。この一体構造はまたフレーム組
立体を軽量にしかつ外側流路ライナ（８０）の座屈を抑
止する。
半径方向に突出する支持ビン（１０４）（第９図）が外
側流路ライナ（８０）の外面（１０６）に鋳造され、熱
遮蔽組立体（７８）に対して多孔衝突仕切板（１０ｇ）
（第１３図）を半径方向に位置づけかつ自由に支持する
。支持ピン（１０４）はまた外側流路ライナ（８０）の
追加的に対流冷却用のフィンとして作用する。衝突仕切
板（１０８）は、第１３図に詳細に示すように、冷却空
気の流れを多数のジェット流に拡散して外側流路ライナ
（８０）の外面（１０６）を冷却するために設けられる
。
第４図に方向矢印で示すように、冷却空気は、外側ケー
シング（１２）に形成された入口（１１０）を通ってタ
ービンフレーム（３４）内に導入される。冷却空気は衝
突仕切板（１０ｇ）に沿ってかつそれを貫通して流れ外
側流路ライナ（８０）の外面（１０６）を冷却する。薄
い金属板の形態をなす３６０度環状シール（１１５）が
外側ケーシング（１２）と外側流路ライナ（８ｏ）との
間に冷却空気を封じ込める。
外側流路ライナ（８０）に１列の空気噴射孔（１１２）
が貫通孔として形成されており、冷却空気はこれらを通
って外側流路ライナの後方内面に沿って流れ流路（１４
）に入る。冷却空気はまた外側流路ライナのスロット（
９０）を通りそして離間支柱（５４）とボルト（５６，
５７）の周囲を流れフェアリング（８４）内を通って内
側流路ライナ（８２）を従来の方法で冷却する。
タービンフレーム（３４）の組立ては従来のタービンフ
レームの溶接組立てより迅速かつ容易である。離間支柱
（５４）をねじ付き締結具（７４）で固定した状態で、
ボルト（５６，５７）を内側リングのボルト穴（１１４
）に通す。次いで、両ボルトを内側流路ライナ（８２）
のスロット（９４）に通し外側流路ライナ（８０）まで
進める。
その後、この部分組立体を外側ケーシング（１２）内に
整合し、次いでボルト（５６，５７）を外側ケーシング
のボルト孔（１１６）に通しそして両ボルトにねじ付き
ナツト（１１ｇ）を低いトルクで締付けて、ボルト（５
６，５７）に最大許容荷重の約１０％まで予め応力をか
ける。次いでこのボルト締め構造体全体を、第２図と第
３図に示すように、締結具を取付け穴（１２２）に通し
て環状内側ケーシング部材（１２０）に取付け得る。外
側ケーシング（１２）には外側ダクトまたはカバー（１
２４）を従来の方法でリンク（１２６）により取付け得
る。
各離間支柱（５４）の半径方向長さは機械加工によって
正確に定められ、各平面部（７６）と各位置決めスロッ
ト（６４）の深さと内面も同様である。ナツト（１１ｇ
＞に最少のトルクをかけて離間支柱（５４）をスロット
（６４）内の合わせ面と平面部（７６）に着座させる。
さらにボルトに予め荷重を与えれば、エンジン運転中に
タービンの羽根が消失した場合のボルトとフレームの最
大引張り荷重負担能力が減る。この構造の特有な利点は
、フレーム組立ての際標準的工具を使用できるので特殊
な組立工具がいらないことである。
このボルト締めフレーム構造体は溶接構造体より早くか
つ容易に製造し得ることは明らかである。
加えて、ボルト（５６，５７）は同等な強度の溶接継手
より軽量かつ廉価である。実際には、直径が約１／２イ
ンチのボルト（５６，５７）が航空機エンジン用に適す
ることがわかった。
ボルト（５６，５７）はエンジンの運転および「停止」
中引張り力を受けており、これに対し、離間支柱（５４
）は一般に、ボルトに初期荷重をかけることから圧縮力
を受けた状態にある。エンジン始動時にエンジン温度が
上がるにつれ、内側リング（５２）と離間支柱（５４）
が外側ケーシング（１２）より多く半径方向外向きに熱
膨張し、従って支柱は外側ケーシングを突き上げる。こ
れは離間支柱（５４）にかかる圧縮荷重を高めそして外
側ケーシングを引張られた状態に保つ。多角形リブ付き
部分（４６）は、引張られたボルト（５６，５７）と協
力して、この引張りまたはフープ応力を適切に受容する
。
このように、ボルト（５６，５７）は締結具であるとと
も重要な支持構造部材として作用し、内側リングを外側
ケーシングに連結するとともにタービンフレームフープ
応力を許容ししかも熱遮蔽組立体（７８）の支持をなす
。ボルトはまた、ずれた軸受により生じる曲げ荷重を吸
収しフレーム構造体における曲げ荷重を減らす。
このボルト付きタービンフレーム組立体の他の利点は、
タービンの羽根が消失した場合のエンジン（１０）の損
傷を局限し得ることである。すなわち、タービン羽根の
消失時には、エンジンフレームにかかる荷重力（増加し
、他のエンジン部品に二次的な損傷を引起こすおそれが
ある。引張り力を受けるボルト付きの構造は、圧縮力を
受ける離間支柱とともに、損傷を隔離して二次損傷を防
ぎエンジンの運転継続を可能にすることがわかった。
以上、本発明の現在最善と思われる実施例を開示したが
、これに対し本発明の範囲内で様々な改変が可能である
ことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図はガスタービンエンジンの全体的な構成ト各エン
ジンフレームの位置を示すガスタービンエンジンの概略
的な部分断面側面図、 第２図は本発明のタービンエンジンフレームの断片的な
部分断面分解斜視図、 第３図は内側リングと外側ケーシングのスポーク式連結
を示すタービンエンジンフレームの断面端面図、 第４図は第３図の線４−４に沿う断面図、第５図は第４
図の線５−５に沿う断面図、第６図は離間用支柱とボル
トの組立てを示す斜視図、 第７図は外側ケーシングと離間用支柱とボルトと熱遮蔽
組立体との相互連結を示す断片的な部分断面部分分解斜
視図、 第８図は内側リングの内部を示す断片斜視図、第９図は
外側流路ライナの一部分を示す断片斜視図、 第１０図は内側流路ライナセグメントの底面斜視図、 第１１図は離間用支柱とボルトと熱遮蔽組立体との相互
連結を示す断片斜視図、 第１２図は内側流路ライナセグメントと離間用支柱とボ
ルトとの間の接触および支持点を示す断片的な部分断面
上面図、 第１３図は第７図の外側流路ライナの各部分にそれを覆
うように設ける衝突仕切板の斜視図である。 主な符号の説明 １２：外側ケーシング、２６：前側フレーム組立体、３
０：中間フレーム組立体、３４：タービンフレーム組立
体、４０．４２．４４：支柱、５２：内側リング、５４
：離間用支柱、５６，５７：ボルト、６４：位置決めス
ロット、７８：熱遮蔽組立体、８０：外側流路ライナ、
８２：内側流路ライナ、８４：フェアリング、１０８：
衝突仕切板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、外側支持構造部材として役立つ外側ケーシングと、 構造用内側支持部材として役立つ内側リングと、前記内
    側リングと前記外側ケーシングとの間に延在する複数の
    離間用支柱と、 前記内側リングと前記外側ケーシングとの間の前記離間
    用支柱に圧縮する引張り手段とを含むタービンエンジン
    用フレーム組立体。 ２、前記外側ケーシングは一体鋳造の環状部材からなる
    、請求項１記載のフレーム組立体。 ３、前記内側ケーシングは軸方向に分離された複数のセ
    グメントで形成した環状部材からなる、請求項１記載の
    フレーム組立体。 ４、前記外側ケーシングは多角形輪郭を有する周方向補
    強部分を含む、請求項１記載のフレーム組立体。 ５、前記外側ケーシングは、前記離間用支柱を受入れか
    つ位置決めするための複数のスロットを有するように形
    成されている、請求項１記載のフレーム組立体。 ６、前記引張り手段は、前記内側リングと前記外側ケー
    シングとの間に半径方向に延在しかつそれらを連結する
    複数の棒からなる、請求項１記載のフレーム組立体。 ７、前記複数の棒は前記内側リングと前記外側ケーシン
    グとの間にスポーク配列状に周方向に配置した複数のね
    じ付きボルトからなる、請求項６記載のフレーム組立体
    。 ８、前記フレーム組立体と作用上関連する熱遮蔽組立体
    をさらに含む、請求項１記載のフレーム組立体。 ９、前記熱遮蔽組立体を前記引張り手段に装着した請求
    項８記載のフレーム組立体。 １０、前記引張り手段は前記内側リングと前記外側ケー
    シングとの間に半径方向に延在する複数の棒からなり、
    そして前記熱遮蔽組立体は前記棒に装着されている、請
    求項８記載のフレーム組立体。 １１、前記熱遮蔽組立体は外側流路ライナと、内側流路
    ライナと、前記内側および外側流路ライナを連結するフ
    ェアリングとからなる、請求項８記載のフレーム組立体
    。 １２、前記熱遮蔽組立体は一体のろう付け組立体からな
    る、請求項１１記載のフレーム組立体。 １３、前記熱遮蔽組立体は前記外側流路ライナに設けた
    衝突仕切板をさらに含む、請求項１１記載のフレーム組
    立体。 １４、前記熱遮蔽組立体を前記引張り手段だけで支持し
    た請求項８記載のフレーム組立体。 １５、前記熱遮蔽組立体は前記引張り手段に自由に装着
    されて拘束なしに熱膨縮し得る、請求項８記載のフレー
    ム組立体。
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