JPH02233804A - ガスタービンエンジンの動翼端隙間制御装置 - Google Patents

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】 本発明はガスタービンエンジンのための動翼端隙間制御
装置に関する。

代表的なガスタービンエンジンにおいて、要素効率が外
方ガス流路を画成する円環形部材と回転するローター動
翼の間の隙間に左右される度合が高まっている。円環形
部材を形成するケーシング装置は、理想的には、ロータ
ーの伸張に一敗した熱反応特性を有しなければならない
。ローターの伸張は、ローターの比較的遅い熱伸張成分
に重なる初期の速い遠心力伸張成分を特徴とする。さら
に、ローターのリムにおけるローターの熱伸張成分は、
主としてローターリムとローターハブの間の合成熱ひず
みである。ローターリムはガス主流に直接に接触するの
で、早い熱伸張速さを有するが、しかしローターハブの
熱伸張速さは逸かに遅い。このことから、ローターの半
径方向変位の態様は、ガスタービンエンジンの状態の変
化に対する多重速さの応答系と見なすことができる。

幾つかの設計原理を用いることにより、多くの動翼端隙
間制御装置がローターの伸張に対応しようと試みた。第
１の仕組みは熱膨張率の高い材料が大きな範囲の半径方
向変位を与える、′象，速応答ケーシングの装置を用い
た。第２の仕組みは熱膨張率の低い材料が小さな範囲の
半径方向変位を与える、緩速応答ケーシングの装五を使
用した。第３の仕組みは、第１と第２の装置の組合せを
用い、本出願人による英国特許ＧＢｌ４８４２８８、Ｃ
Ｂ１４８４９３６およびＧＢ２０８７９７９Ｂはその実
例である。

不幸にして、それらは他のエンジン運転状態をぎせいに
して或るエンジン運転状態において小さな翼端隙間を達
成するので、実質的に単一速さの熱応答系であるから、
これらの動翼端隙間制御の仕組みは理想的な解決を生む
ことができなかった。

本発明は、ガスタービンエンジンのための改良された動
翼瑞隙間制わ口装置を与えることを目的とする。

よって本発明はローターとステータを有するガスタービ
ンエンジンのための動翼端隙間制御装置を与え、ロータ
ーは少なくとも１段の円周方向に配置され半径方向に延
在するローター動翼を有し、ステータは温度変化に応じ
て急速に膨張または収縮するように比較的早い応答速さ
を有する第１の円環形制御部材を有し、第１の円環形制
御部材は比較的膨張率の低い材料から成形され、第１の
円環形制御部材は或る隙間だけ動翼端から半径方向に隔
置されてガスタービンエンジンを通る流路の一部分を画
威し、少なくとも１個の第２の円環形制御部材は温度変
化に応じてゆっくり膨張または収縮するように、比較的
遅い応答速さを有し、第２の円環形制御部材は比較的膨
張率の高い材料から形成され、第１の円環形制御部材は
半径方向に弾力のある円環形支持部材により第２の円環
形制御部材から同軸状に半径方向内方に支持され、それ
により、熱膨張の第１段階にて、第１の円環形制′４１
１部材が充分に熱膨張する迄、弾力性円環形支持部材と
第２の円環形制御部材との合成弾性に反抗する第１の円
環形制御部材の膨張速さに従って、第１の円環形制御部
材が最初に比較的象，速に膨張し、熱膨張の第２段階に
て、作カ性円環形支持部材の弾性により、第２の円環形
制御部材の膨張速さに従って、第ｌの円環形制御部材が
比較的ゆっ《り膨張するようにされ、熱収縮の第１段階
にて、弾力性円環形支持部材と第２の円環形制御部材と
の合成弾性に反抗する第１の円環形制１′１１部材の収
縮速さに従って、第１の円環形制御部材が最初は比較的
象、速に収縮し、熱収縮の第２段階にて、弾力的円環形
支持部材の弾性により、第２の円環形制御部材の収縮速
さに従って、第１の円環形制御部材が比較的ゆっくり収
縮するようにされる。

望ましくは、２個の第２の円環形制？ｆｆｌ１部材が軸
方向に隔置され、第１の円環形制御部材は半径方向に弾
力性を有する円環形支持部材により、第２の円環形制御
部材から同軸状に半径方向内方に支持され、弾力性円環
形支持部材の軸方向端は第２の円環形制御部材に固定さ
れ、第１の円環形制御部材は弾力性円環形支持部材のほ
ぼ中間部分にて、連結装置により弾力性円環形支持部材
に連結される。

第１の円環形制御部材と、弾力性円環形支持部材と、連
結装置と、は一体に形成されることができる． ローターは軸方向に隔置された複数段のローター動翼を
有し、ステータは、それぞれの段の動翼翼端から成る隙
間だけ半径方向に各々が隔置された複数の第１の円環形
制御部材と複数の第２の円環形制御部材とを有し、各第
１の円環形制御部材はそれぞれの弾力性円環形支持部材
により、１対の第２の円環形制御部材から同軸状に半径
方向内方に支持され、各弾力性円環形支持部材の軸方向
端はそれぞれの対の第２の円環形制御部材に固定され、
各第１の円環形制御部材は、弾力性円環形支持部材のほ
ぼ中間部分にある連結装置によりそれぞれの弾力性円環
形支持部材に連結される。

少なくとも１対の第２の円環形制御部材のうち軸方向上
流の第２の円環形制御部材は、上流方向に軸方向に隣接
する１対の第２の円環形制御部材のうち軸方向下流の第
２の円環形制御部材に、円環形ケーシングによって固定
されて、第２の円環形制御部材と弾力性円環形支持部材
と円環形ケ−シング部材とがステータケーシングを画成
するようになる。

１段のステータ静翼は隣り合せの段のロークー動大の軸
方向中間に配置されることができ、ステータ静翼の各段
はその−ヒ疏端と下流端にて第１の円環形制？！Ｉ＋部
材に固定される。

第２の制御部材は断熱されることができる。

口−ターはタービンローターであることができる。

ローターは圧縮機ローターであることができる。

少なくとも１対の第２の円環形制ｆＴＨ部ｔオのうし、
軸方向上疏の第２の円環形制御部｝Ａと、上流方向に軸
方向に隣り合せのｌ対の第２の円環形制御部材のうち、
軸方向下流の第２の円環形制ｉｎ部材と、円環形ケーシ
ング部材と、は一体に形成されることができる。

ローターとローター動翼はチタニウムから形成されるこ
とができる。

少なくとも１個の第２の円環形制御部材の熱膨張係数と
、第１の円環形制御部材の熱膨張係数との比は１〜２、
望ましくは１．３〜１．４であることができる。

第１の円環形制御部材は耐熱鋼から形成され、第２の円
環形制御部材はニソケル合金から形成されることができ
る。

第１と第２の円環形制御部材は耐熱鋼から形成されるこ
とができる。

第１の円環形制御部材は複数の円周方向に配置されたセ
グメントを含むことができる．以下に、添付図面を参照
しつつ、本発明の実施例を説明する。

第１図にターボファン・ガスタービンエンジン１０が示
され、これは流れの順に、空気取入口１２、ファンｌ４
、圧縮機部ｌ６、燃焼器部１８、タービン部２０および
排気ノズル２２を有する。

ガスタービンエンジン１０の作動は全く従来通りである
から、ここでは触れない。

第２図と第３図も参照すると、圧縮機部１６の一部がよ
り明瞭に示され、これは外側ステータケー冫ング２４と
、その内向に同軸状に配置される内｛ｊｊ＋１ステータ
ゲーシング２６とを有する。内側ケーンング２６は複数
段のステータ静翼２８を！Ｕ持し、ステータ静翼２８の
段と軸方向に隔置される。圧縮機ローター３０は軸受（
図示せず）により内側ケーシング２６の内部に同軸状に
回転自在に取付けられ、圧縮機ローター３０は円周方向
に配置され半径方向外方に延在するローター動翼の複数
段を有する。ローター動翼の段は軸方向に隔置され、ス
テータ静入２８と軸方向に交替に配置される。

幾つかの動翼端隙間制′４Ｉｎ装置２５Ａ、２５Ｂおよ
び２５Ｃが第２図および第３図に示される。中間の動翼
端隙間制’＜１０装置２５Ｂは、比較的小さな隙間だけ
ローター動翼１２の段の１つの翼端から半径方向に隔置
された第１の制御部材５６を有する。第１の円環形制御
部材５６は圧縮機部ｌ６を通るガス、空気の流路の一部
を画成する。第ｌの円環形制ＩＩ部材５６は膨張係数が
比較的低い材料から形成される。

第１の円環形制Ｊｌｌ１部材５６は１対の第２の円環形
制御部材４８、５０と同軸状にその半径方向内方に配置
される。第１の円環形制？Ｎ１１部材５６は半径方向に
弾力的な円環形支持部材５２により第２の円環形支持部
材４８、５０から支持される。弾力性円環形支持部材５
２の端は半径方向に延在するフランジを有し、このフラ
ンジにより、弾力性円環形支持部材は、ボルト結合の仕
組みまたは他の適当な結合装置によって第２の円環形制
御部材４８、５０に固定される。

第１の円環形制御部材５６は半径方向に延在する円環形
連結部材５４により弾力性円環形支持部材５２に連結さ
れ、円環形連結部材５４は弾力性円環形支持部材５２の
中間部分に固定される。第１の円環形支持部材５６と、
円環形連結部材５４と弾力性円環形支持部材５２とは一
体に形成されることが望ましい。

第２の円環形制御部材４８、５０は膨張係数が比較的高
い材料から形成される。

上流の翼端隙間制御装置２５Ａは、上流段の動翼翼端か
ら小さな隙間だけ半径方向に隔置される第１の円環形制
御部材４２を含み、第１の円環形制御部材４２は圧縮機
部６を通るガス、空気の流路の一部分を画成する。第１
の円環形制御部材４２は膨張係数が比較的低い材料から
形成される。

第ｌの円環形制御部材４２は１対の第２の円環形制御部
材３４、３６ｋ同軸状にその半径方向内方に配置され、
第１の円環形制ｉｆｆ１部材４２は半径方向に弾力的な
円環形支持部材３８により第２の円環形制御部材３４、
３６から支持される。弾力性円環形支持部ｔオ３８の端
は半径方向に延在するフランジを有し、このフランジに
より弾力性円環形支持部材は第２の円環形制ｉＴＯ部材
３４、３６に、ボルト結合の仕組みまたは他の適当な結
合装置によって固定される。

第１の円環形制ｊ■部材４２は半径方向に延在ずる円環
形連結部材４０により弾力性円環形支持部材３Ｂに連結
され、円環形連結部材４０は弾力性円環形支持部材３８
の中間部分に固定される。第１の円環形制ｉ１Ｕ部材４
２と、円環形連結部材４０と、弾力性円環形支持部材３
８とは、一体に形成される。

第２の円環形制御部材３４、３６は膨張係数が比較的高
い祠料から形成される。

同様に、下流の動Ｍ端隙間制御装置２５Ｃは第１の円環
形制御部材７０と、１対の第２の円環形制御部材６２、
６４と、半径方向に弾力的な円環形支持部材６６と、半
径方向に延在する円環形連結部材６８と、を含む。

第１の円環形制御部材７０は膨張係数が比較的低い材料
から形成され、第２の円環形制（ｆｆｌｔ部材６２、６
４は膨張係数が比較的高い材料から形成される。

第１の円環形制御部材７０、円環形連結部ｔオ６８およ
び弾力性円環形支持部材６６も一体に形成される。

大体において、外側ケーシング２４は、上流の翼情隙間
制御装置２５Ａの第２の円環形制御部材３４、３６およ
び弾力性円環形支持部材３８、中間翼端隙間制御装置２
５Ｂの第２の円環形制御部材４８、５０および弾力性円
環形支持部材５２、ならびに下流翼端隙間制御装置２（
ｉＣの第２の円環形制ｊ＾Ｕ部材６２、６４および弾力
性円環形支持部材６６を含む。

中間翼端隙間制′４：ｆＤ装置２５Ｂの１対の第２の円
環形制御部材４８、５０のうちの上流の第２の円環形制
御部材４日は、上流の翼端隙間制御装置２５Ａの１対の
第２の円環形制御部材３４、３６のうちの下流の第２の
円環形制御部材３６に、円環形ケーシング部材７４によ
って固定される。同様に、下流の翼端隙間制御装置２５
Ｃの１対の第２の円環形制御部材６２、６４のうちの上
流の第２の円環形制？１１１部材６２は、中間の入婿隙
間制御装置２５Ｂの１対の第２の円環形制御部材４８、
５０のうちの下流の第２の円環形制御部材５０に、第２
の円環形ケーシング部材７６によって固定される。

翼端隙間制御装置２５＾、２５Ｂ、２５Ｃの第１の円環
形制？１０部材４２、５６、７０はステータ静翼２８の
段を担持するように装置される。第１の円環形制御部材
４２はその上流と下流の面に円環形溝４４、４６が設け
られ、同様に、第１の円環形制御部材５６はその上流と
下流の面に円環形溝５８、６０が設けられ、第１の円環
形制御部材７０はその上流面に円環形溝７２を有する。

ステータ静翼２８の外側プラットホーム７８、８４は軸
方向に延在する足８０、８２および８６、８８を有し、
これらが円環形溝４６、５８および６０、７２にはまり
込んでステータ静翼２８を保持する。

弾力性円環形支持部材３８、第２の円環形制御部材３６
、円環形ケーシング部材７４、第２の円環形制御部材４
８、弾力性円環形支持部材５２と、第１の円環形制御部
材４２、プラントホーム７８、第１の円環形制御部材５
６と、の半径方向中間に円環形室９０が形成される。同
様に、弾力性円環形支持部材５２′、第２の円環形制御
部材５０、第２の円環形ケーシング部材７６、第２の円
環形制御部材６２、弾力性円環形支持部材６６と、第１
の円環形制御部材５６、プラットホーム８４、第１の円
環形制御部材７０と、の半径方向中間に第２の円環形室
９２が形成される。円環形室９０、９２には、断熱材、
例えば空気または他の適当な物質、が満たされる。第２
の円環形制′４ｆｆｌ１部材に、断熱被膜を施すことも
できる。

第３図を参照すると、動翼端隙間制御装置２５Ｂは主と
して２つの熱応答性の異なる円環形制御部材４８、５０
および５６を含む。第１の円環形制御部材５６は主ガス
流に直接接触して、ほとんど直ちに加熱される。第１の
円環形制御部材５６は弾力性円環形支持部材５２により
２個の第２の円環形制御部材４８、５０から効果的に懸
架されている。第２の円環形制御部材４８、５０への熱
輸送は、フランジ個所の接触面における弾力性円環形支
持部材５２からの熱伝導に限定されることができる。第
１の円環形制御部材５６から伝導される熱は連結部材５
４によって抑止、または制約される。

第３図を参照して、熱が加えられる運転時に、つまりエ
ンジン加速時に、第１の円環形制御部材５６がまず先ず
急速に膨張し、第２の円環形制御部材４８、５０がゆっ
くり膨張するが、弾ノＪ性円環形支持部材５２が半径方
向外方に曲って、両制御部材の熱膨張速さの違いに順応
する。第１の円環形制御部材５６は固有の熱膨張速さに
従って膨張するが、弾力性円環形支持部材５２と第２の
円環形制御部材４８、５０との組合せ弾性に反抗して膨
張し、これらの部材４８、５０、５２が第１の円環形制
御部材５６の膨張速さを制１１ロする。成る点にて、第
１の円環形制御部材５６は充分に熱膨張してしまう、つ
まり最大の半径方向の熱変位量に達するが、しかし、第
２の制御部材４８、５０はその熱膨張係数が高く、熱応
答速さが遅いので、熱膨張を続ける．究極的に、第２の
円環形制御部材４８、５０は第１の円環形制御部材５６
の半径方向の最大熱変位よりも大きく半径方向に膨張し
、よって、第１の円環形制御部材５６と第２の円環形制
御部材４８、５０との連結があるために、第１の円環形
制御部材５６は第２の円環形制御部材４８、５０の膨張
速さに従って、比較的ゆっくりと、さらに膨張する．熱
膨張の第２段階において、弾力性円環形支持部材５２は
、第１の円環形制御部材５６の、それ以上の膨張に対す
る抵抗のために、半径方向内方に曲るようにされる。成
る点にて、第２の制御部材４８、５０は充分に熱膨張し
、つまり最大の半径方向の熱変位量に達する。

熱が減ずる、つまりエンジン減速時には、第１の円環形
制御部材５６が先ず急速に収縮し、弾力性円環形支持部
材５２は半径方向内方に曲って、制御部材間の熱収縮速
さの違いに順応する．第１の円環形制御部材５６は固有
の熱収縮速さに従って収縮するが、弾力性円環形支持部
材５２と第２の円環形制御部材４日、５０との組合せ弾
性に抗して収縮し、これらの部材４８、５０、５２が第
１の円環形制御部材５６の収縮速さを制御する。弾力性
円環形支持部材５２の弾性は第１の円環形制御部材５６
が充分に熱収縮するのを妨げるが、第２の制御部材４日
、５０が収縮するに従い、第１の制御部材５６は第２の
制′４１日部材４８、５０の収縮速さに応じてゆっくり
収縮することが可能になる。

第１の円環形制御部材５６および第２の円環形制１■部
材４８、５０の半径方向変位と加速の時間との関係が第
４図に示される。曲線Ａは第１の円環形制御部材５６の
自由な半方向変位と加速の時間との関係を示すが、第１
の円環形制御部材は最初、急速に膨張し、つぎに最大の
半径方向熱変位に達した後、ほぼ一定値を保つことが判
る。曲線Ｂは、加速時の第２の円環形制ｎｌ１部材４８
、５０の自山な半径方向変位と時間との関係を示すが、
第２の円環形制御部材４８、５０は図示の時間長の全体
にわたって比較的ゆっくりと膨張することが判る。曲線
Ｃは、第１の円環形制御部材５６を弾力性円環形支持部
材５２によって第２の円環形制御部材４日、５０に結合
した・ことが第１の円環形制？１部材５６に与える影響
を示すもので、第１の円環形制御部材は最初、比較的急
速に膨張してから、つぎに第２の円環形制御部材に従っ
て比較的ゆっくり膨張することが判る．点Ｂからあとは
、第１の円環形制御部材はその自然の完全熱膨張状態よ
りも大きく、つまり最大変位量よりも大きく膨張させら
れることが判る。

実例として、従来技術の急速応答ケーシングの仕組みは
、概して、過渡時のオーバーシュートのぎせいにおいて
、つまり運転により加熱された時に大きな過渡的動翼端
隙間を生じることに眼をつぶって、冷態時の小さな初期
動翼端隙間を画成することを可能にする。他方、従来技
術の遅速応答性ケーシングの仕組みでは、大きな初朋冷
態時動翼端隙間が必要となる。この大きな隙間は、ガス
タービンエンジンの運転サイクルの離陸部分にかなり入
るまでは、充分に減少しない。

本発明の目的の一つは、少なくとも２段の速さの半径方
向変位量の、対時間曲線を得ることにある。２段速さの
半径方向変位量の対時間曲線は、初期段階の比較的早い
膨張速さと、運転最終段階の、よりゆるやかな、しかし
連続的な膨張速さとを含む。受動的動翼端隙間制御は遠
心力負荷の下でのほとんど瞬間的なローターの応答に対
抗することはできないとはいえ、本発明は、動翼端接触
の危険をかなり減殺し、過渡時のオーハーンユートの危
険を無くして、比較的小さな初凹冷態動翼端隙間を画成
させる。そのため、本発明は、最も必要とされる時、つ
まり秀れた操瞳性を得るために、過渡時のサージ余裕を
著しく増すことができる。多段速さの応答性の概念は、
より最通なローターリム伸長との整合性を保証し、様々
な安定運転状態において効率向上のための小さな動翼端
隙間を生ずる。

第５図に示す動翼端隙間制御装置は第２図および第３図
に示すものとほぼ等しい。これも２つの熱応答性の異な
る円環形制御部材＋３４、１３６および１４２を有する
。第１の円環形制御部材１４２は主ガス流に直接接触し
、ほとんど直ちに加熱される。第１の円環形制：１１１
部材１４２は弾力性円環形支持部材１３８により２個の
第２の円環形制ｊ″Ｉ１部材１３４、１３１３から懸架
される。この実施例と第２図、第３図に示すものとの主
な違いは、第２の円環形制御部材１３４が円環形ケーシ
ング部材１４４と一体に形成され、第２の円環形制御部
材１３６が円環形ケーシング部材１４６と一体に形成さ
れることである。事実上、円環形ケーシング部材のフラ
ンジが第２の円環形制御部材を形成する。

第２図および第３図に示す実施例に優るこの装置の利点
は、ケーシング２４を形成する要素の数がσ友少し、重
量が軽減されることである。しかし、この装置は第２図
、第３図の実施例同様に、動翼端隙間を制御するのに有
効である。

第１の円環形制ｉ１１１部材の半径方向変位、ひいては
動翼端隙間は主として、第１と第２の円環形制御部材の
走行作用により制御されるけれども、多段速さ半径方向
変位の対時間曲線は、熱膨張と熱拡敗性に関する材料の
適当な選択、第１と第２の制御部材の熱慣性および半径
方向の構造的弾性によって達成することもできる。

第２の円環形制御部材の熱膨張係数と第１の円環形制御
部材の熱膨張係数の比は１．０〜２，０になるように、
また望ましくは１３〜１．４になるように選ばれる。

半径方向に弾力性のある円環形支持部材はさらに、その
固有の熱情性と構造的弾性によって、第１と第２の円環
形制御部材との相互作用を制ＩＪｌｌする。

弾力性円環形支持部材の軸方向長さと厚みは第１の円環
形制御部材と第２の円環形制１１口部材の間のこわさを
制御する。弾力性円環形支持部材は第１の円環形制１１
■部材の膨張／収縮の速さを制１１（ｌする。弾力性円
環形支持部材の材料、軸方向長さおよび厚さは、所要の
特性を与えるように選択される。

チタニウムのローター動翼を有するチタニウム高圧圧縮
機ローターに応用される本発明の一例として、第１の円
環形制御部材と弾力性支持部材は、商品名ＦＶ　５３５
の下で市阪される、耐熱性と耐クリープ性の高い鋼から
製作され、第２の円環形制御部材は商品名ＩＮｃＯ　９
０１の下で市販される二冫ケル系合金から製作される。

ＦＶ　５３５の呼称キ■成は、１０％クじ１ム、６％コ
ハルト、０，８％モリブデン、そして残りが鉄である。

Ｉｎｃｏ　９０１の呼称組成は、３５％銖、１２％クロ
ム、６％モリブデン、３％チタニウム、残りニッケルで
、微量のコバルトが添加される。

チタニウム動翼を有するチタニウム高圧圧縮機ローター
に応用される本発明のいま一つの例では、第１の円環形
制御部材、弾力性円環形支持部材および第２の円環形制
御部材はＦＶ　５３５の商品名で市販される日から製作
される。全て鋼の装置を用いることの利点は製作費の軽
σ友である。

高圧圧縮機の低温・低圧段または低圧圧縮機には、ジエ
シート（Ｊｅｔｈｃｔｅ）の商品名で市販される鋼を使
用することができる。

１　ｉｎ（２．５ｃｍ）の翼弦長を有する動翼にとって
最適の翼端隙間は０．２５ｍ１ａであり、本発明は高出
ノ〕状態で、動翼端隙間を０．１５〜０．３０ｍｍの範
囲内に制？］ＩＩすることができる。

本発明は圧縮機の効率とサージ余裕を向上させるために
動翼端隙間を制１１する。

実施例を参ｎ．ｌ＜　Ｌて説明した第１の制（７１１部
｛オは完全に円環形の部材であり、このことは、第１の
制ｉ１１１部材が全ての半径方向に均等に膨張または収
縮するようにする。第１の制？１０部材は、組合せて完
全μ円環体を形成する、？Ｕ数の円周方向に配置される
セグメントを含むことができる。しかし、セグメント状
の第１の制御部材のセグメントは運転中に、半径方向と
共に、円周方向にも熱的に膨張収縮するから、セグメン
ト状の第１の制？ｆｆ１部材は望ましい解決ではない。

従って、セグメン１状の第１の制？ＴＩｌ部ｔ才は、１
１−ターリムのや神な伸長に対処するのに、完全円環形
の第１の制ｊ′ｌｌｌ部月ほど迅速には応答しない。セ
グメント状の第１の制御部材はまた隣り合一已のセグメ
ン１・の間からガスが４ｉｌれるという欠点をも有する
。

圧ｉｉ？ｉ機を引用して本発明を明ＩＩＩ書および図面
で説明したけれども、本発明はガスタービンエンジンの
タービンにも同様に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を示す、ガスタービンエンジンの部分
切断図、 第２図は、第１図に示す実施例の細部の拡大断面図、 第３図は、第２図の実施例の一部のさらに拡大された断
面図、 第４図は、本発明による半径方向変位対時間のグラフ、 第５図は、本発明のいま一つの実施例の、第３図と同じ
縮尺の拡大断面図である。 ２５Ａ，　Ｂ，　Ｃ−−一動Ｈ瑞隙間制御装置４８、５
０−−一第２制１１部材 ５２−一一支持部材 ５６一一一第１制′４１■部材 Ｆｉｇ．３ （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ローターとステータを有するガスタービンエンジン
   のための動翼端隙間制御装置であって：ａ、前記ロータ
   ーは少なくとも１段の、円周方向に配置されて半径方向
   に延在するローター動翼を有し、前記ローター動翼は翼
   端を有し、ｂ、前記ステータは、第１の円環形制御部材
   と、少なくとも１個の第２の円環形制御部材と、半径方
   向に弾力的な円環形支持部材と、を有し、ｃ、前記第１
   の円環形制御部材は温度変化に応じて急速に膨張または
   収縮するように、比較的早い応答速さを有し、前記第１
   の円環形制御部材は膨張係数が比較的低い材料から形成
   され、前記第１の円環形制御部材は或る隙間だけ前記動
   翼端から半径方向に隔置され、ガスタービンエンジンの
   流路の一部分を画成しており、 ｄ、前記少なくとも１個の第２の円環形制御部材は、温
   度変化に応じてゆっくり膨張または収縮するように比較
   的遅い応答速さを有し、前記第２の円環形制御部材は膨
   張係数が比較的高い材料から形成され、 ｅ、前記第１の円環形制御部材は前記半径方向に弾力的
   な円環形支持部材により、前記第２の円環形制御部材か
   ら同軸状にその半径方向内方に支持され、それにより、
   前記第１の円環形制御部材は、先ず熱膨張の第１段階に
   おいて、前記第１の円環形制御部材が完全に熱膨張する
   まで、前記弾力性円環形支持部材と前記第２の円環形制
   御部材との合成弾性に反抗する前記第１の円環形制御部
   材の膨張速さに従って比較的急速に膨張し、熱膨張の第
   ２段階において、前記弾力性円環形支持材により、前記
   第２の円環形制御部材の膨張速さに従って比較的ゆっく
   りと前記第１の円環形制御部材が膨張させられ、前記第
   １の円環形制御部材は先ず熱収縮の第１段階において、
   前記弾力性円環形支持部材と前記第２の円環形制御部材
   との合成弾性に反抗する前記第１の円環形制御部材の収
   縮速さに従って、比較的急速に収縮し、熱収縮の第２段
   階において、前記弾力性円環形支持部材により、前記第
   ２の円環形制御部材の収縮速さに従って比較的ゆっくり
   と前記第１の円環形制御部材が収縮させられる； ことを特徴とする動翼端隙間制御装置。 ２、２個の第２の円環形制御部材が軸方向に隔置され、
   前記第１の円環形制御部材が前記半径方向に弾力的な円
   環形支持部材により前記第２の円環形制御部材から同軸
   状にその半径方向内方に支持され、前記弾力性支持部材
   の軸方向端は前記第２の円環形制御部材に固定され、前
   記第１の円環形制御部材は前記弾力性円環形支持部材の
   ほぼ中央部分にて連結装置により前記弾力性円環形支持
   部材に連結される、請求項１記載の動翼端隙間制御装置
   。 ３、前記第１の円環形制御部材、前記弾力性支持部材お
   よび前記連結装置は一体に形成される、請求項２記載の
   動翼端隙間制御装置。 ４、前記ローターは複数の軸方向に隔置されたローター
   動翼の段を含み、前記ステータは、前記ローター動翼の
   各段の動翼端から成る隙間だけ半径方向に各々が隔置さ
   れる複数の第１の円環形制御部材と複数の第２の円環形
   制御部材とを含み、前記各第１の円環形制御部材はそれ
   ぞれの弾力性円環形支持部材により１対の第２の円環形
   制御部材から同軸状にその半径方向内方に支持され、前
   記各弾力性円環形制御部材の軸方向端は前記それぞれの
   対の第２の円環形制御部材に固定され、前記各第１の円
   環形制御部材は前記円環形支持部材のほぼ中央部分にて
   連結装置により前記それぞれの弾力性円環形支持部材に
   連結される、請求項２記載の動翼端隙間制御装置。 ５、前記少なくとも１対の第２の円環形制御部材のうち
   、軸方向上流の第２の円環形制御部材が、上流方向の軸
   方向に隣りの対の第２の円環形制御部材のうち、軸方向
   下流の第２の円環形制御部材に、円環形ケーシング部材
   によって固定されて、前記第２の円環形制御部材、前記
   弾力性円環形部材および前記円環形ケーシング部材がス
   テータケーシングを画成するようにされている、請求項
   ４記載の動翼端隙間制御装置。 ６、１段のステータ静翼が隣り合せの段のローター動翼
   の軸方向中間に配置され、各段のステータ静翼はその上
   流端と下流端にて前記第１の円環形制御部材に固定され
   る、請求項５記載の動翼端隙間制御装置。 ７、前記少なくとも１対の第２の円環形制御部材のうち
   、軸方向上流の第２の円環形制御部材、上流方向の軸方
   向に隣り合せの対の第２の円環形制御部材のうち、軸方
   向下流の第２の円環形制御部材、および前記円環形ケー
   シング部材が一体に成形される、請求項５記載の動翼端
   隙間制御装置。 ８、前記少なくとも１個の第２の円環形制御部材の熱膨
   張係数と前記第１の円環形制御部材の熱膨張係数との比
   が１〜２である、請求項１記載の動翼端隙間制御装置。 ９、前記少なくとも１個の第２の円環形制御部材の熱膨
   張係数と前記第１の円環形制御部材の熱膨張係数との比
   が１．３〜１．４である、請求項８記載の動翼端隙間制
   御装置。 １０、前記第２の制御部材が断熱されている請求項１記
   載の動翼端隙間制御装置。 １１、前記ローターがタービンローターである、請求項
   １記載の動翼端隙間制御装置。 １２、前記ローターが圧縮機ローターである、請求項１
   記載の動翼端隙間制御装置。 １３、前記ローターおよびローター動翼がチタニウムか
   ら形成される、請求項１２記載の動翼端隙間制御装置。 １４、前記第１の円環形制御部材が耐熱鋼から形成され
   、前記第２の円環形制御部材がニッケル合金から形成さ
   れる、請求項１３記載の動翼端隙間制御装置。 １５、前記第１および第２の円環形制御部材が耐熱鋼か
   ら形成される、請求項１３記載の動翼端隙間制御装置。 １６、前記第１の円環形制御部材が複数の円周方向に配
   置されたセグメント（分割部分）を含む、請求項１記載
   の動翼端隙間制御装置。