JPH04224237A - プレテンションを与えたフレーム - Google Patents
プレテンションを与えたフレームInfo
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- JPH04224237A JPH04224237A JP3080612A JP8061291A JPH04224237A JP H04224237 A JPH04224237 A JP H04224237A JP 3080612 A JP3080612 A JP 3080612A JP 8061291 A JP8061291 A JP 8061291A JP H04224237 A JPH04224237 A JP H04224237A
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- connecting rods
- frame
- hub
- casing
- rods
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/20—Mounting or supporting of plant; Accommodating heat expansion or creep
-
- 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
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/60—Assembly methods
- F05B2230/604—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centering, e.g. pins
- F05B2230/606—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centering, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/60—Assembly methods
- F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
- F05D2230/642—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンエンジンフ
レームに関し、特に、圧縮座屈荷重を受けやすくかつ熱
膨縮を起こしやすいフレームに関する。
レームに関し、特に、圧縮座屈荷重を受けやすくかつ熱
膨縮を起こしやすいフレームに関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンエンジンは回転軸を支承す
る軸受を支持するフレームを有する。例えば、タービン
フレームは従来のタービンの下流に配置され、それから
排出される高温燃焼ガスを受ける。タービンフレームは
またファンに連結した軸も支持しているので、軸と連結
したファンの羽根の破損時にかなりの羽根離脱荷重を受
け、その結果不均衡力が軸を経て伝達される。
る軸受を支持するフレームを有する。例えば、タービン
フレームは従来のタービンの下流に配置され、それから
排出される高温燃焼ガスを受ける。タービンフレームは
またファンに連結した軸も支持しているので、軸と連結
したファンの羽根の破損時にかなりの羽根離脱荷重を受
け、その結果不均衡力が軸を経て伝達される。
【0003】タービンフレームを通流し得る高温燃焼ガ
スによるタービンフレームの熱膨縮と、タービンフレー
ムに支持された軸を経て伝達されるファン羽根離脱荷重
とに対処するため、タービンフレームは従来比較的複雑
で重い構造体であった。
スによるタービンフレームの熱膨縮と、タービンフレー
ムに支持された軸を経て伝達されるファン羽根離脱荷重
とに対処するため、タービンフレームは従来比較的複雑
で重い構造体であった。
【0004】
【発明の目的】従って、本発明の目的はガスタービンエ
ンジン用の新規改良フレームを提供することである。
ンジン用の新規改良フレームを提供することである。
【0005】本発明の他の目的は熱膨縮に適応するフレ
ームを提供することである。
ームを提供することである。
【0006】本発明の他の目的はフレームに伝達された
ファン羽根離脱荷重の適応に有効なフレームを提供する
ことである。
ファン羽根離脱荷重の適応に有効なフレームを提供する
ことである。
【0007】本発明の他の目的は比較的簡単で軽量のフ
レームを提供することである。
レームを提供することである。
【0008】本発明の他の目的はガスタービンエンジン
において比較的低い応力で作用し得るフレームを提供す
ることである。
において比較的低い応力で作用し得るフレームを提供す
ることである。
【0009】
【発明の概要】ガスタービンエンジン用のプレテンショ
ンを与えたフレームが、環状ケーシングから離間した環
状ハブを有するとともに、ハブをケーシングに連結する
軸方向に相隔たる第1および第2列の周方向に相隔たる
連結棒を有する。連結棒には、それらに所定量の引張り
を生じるようにプレテンションを与えておく。
ンを与えたフレームが、環状ケーシングから離間した環
状ハブを有するとともに、ハブをケーシングに連結する
軸方向に相隔たる第1および第2列の周方向に相隔たる
連結棒を有する。連結棒には、それらに所定量の引張り
を生じるようにプレテンションを与えておく。
【0010】
【実施例の記載】添付図面を参照して本発明の好適実施
例を説明する。
例を説明する。
【0011】図1は長手軸方向中心線12を有するガス
タービンエンジン10を示す。エンジン10は、複数の
周方向に相隔たるファン羽根を備えた従来のファン14
を有し、その後方に従来の圧縮機16と燃焼器18と高
圧タービン20と低圧タービン22と出口案内羽根24
が順に設けられ、これらは全て環状で中心線12を中心
として周方向に配設されている。ファン14は従来の低
圧タービン軸26によって低圧タービン22に連結され
ており、圧縮機16は従来の高圧タービン軸28によっ
て高圧タービン20に連結されている。
タービンエンジン10を示す。エンジン10は、複数の
周方向に相隔たるファン羽根を備えた従来のファン14
を有し、その後方に従来の圧縮機16と燃焼器18と高
圧タービン20と低圧タービン22と出口案内羽根24
が順に設けられ、これらは全て環状で中心線12を中心
として周方向に配設されている。ファン14は従来の低
圧タービン軸26によって低圧タービン22に連結され
ており、圧縮機16は従来の高圧タービン軸28によっ
て高圧タービン20に連結されている。
【0012】本発明の一実施例によるタービンフレーム
30が出口案内羽根24の下流に配置され、従来の軸受
32を支持しており、この軸受は低圧タービン軸26の
下流端を支持している。フレーム30から下流方向に従
来の排気用中央円錐体34が突出している。エンジンの
周囲には従来の外側ケーシング36と排気ノズル38が
あり、このノズルはケーシング36から下流方向に延在
しかつ中央体34の半径方向外方に隔置されている。
30が出口案内羽根24の下流に配置され、従来の軸受
32を支持しており、この軸受は低圧タービン軸26の
下流端を支持している。フレーム30から下流方向に従
来の排気用中央円錐体34が突出している。エンジンの
周囲には従来の外側ケーシング36と排気ノズル38が
あり、このノズルはケーシング36から下流方向に延在
しかつ中央体34の半径方向外方に隔置されている。
【0013】運転中、周囲空気40がファン14に吸引
されて圧縮機16を通り、そこで圧縮されて燃焼器18
に導入され燃料と混合して燃焼する。この燃焼により高
温燃焼ガス42が発生し、燃焼器18から出て高圧ター
ビン20に入る。燃焼ガス42により高圧タービン20
が回転し、軸28を介して圧縮機16を回す。次いでガ
ス42は低圧タービン22を通り、その結果低圧タービ
ン22が回転し、軸26を介してファン14を回す。ガ
ス42はさらに出口案内羽根24とタービンフレーム3
0を経て排気ノズル38を通りエンジンから排出される
。
されて圧縮機16を通り、そこで圧縮されて燃焼器18
に導入され燃料と混合して燃焼する。この燃焼により高
温燃焼ガス42が発生し、燃焼器18から出て高圧ター
ビン20に入る。燃焼ガス42により高圧タービン20
が回転し、軸28を介して圧縮機16を回す。次いでガ
ス42は低圧タービン22を通り、その結果低圧タービ
ン22が回転し、軸26を介してファン14を回す。ガ
ス42はさらに出口案内羽根24とタービンフレーム3
0を経て排気ノズル38を通りエンジンから排出される
。
【0014】図2には、出口案内羽根24の下流に配置
されかつ軸受32を介して低圧タービン軸26を支持し
ている本発明の一実施例によるタービンフレーム30を
さらに詳細に示す。フレーム30は環状内側ハブ44と
、このハブから半径方向外方に離れている環状外側ケー
シング46を有する。ケーシング46は従来のように低
圧タービン22に、例えば、低圧タービン22のケーシ
ングに結合され、ファンダクト36の半径方向内側に配
置されている。外側ケーシング46は好ましくは多角形
に、例えば、図示のごとく10辺を持つように形成され
、従って外側ケーシング46とファンダクト36との間
に比較的大きな環状流路が形成されてファン空気を導く
。代替的に、外側ケーシング46は所望に応じ円筒形で
もよい。
されかつ軸受32を介して低圧タービン軸26を支持し
ている本発明の一実施例によるタービンフレーム30を
さらに詳細に示す。フレーム30は環状内側ハブ44と
、このハブから半径方向外方に離れている環状外側ケー
シング46を有する。ケーシング46は従来のように低
圧タービン22に、例えば、低圧タービン22のケーシ
ングに結合され、ファンダクト36の半径方向内側に配
置されている。外側ケーシング46は好ましくは多角形
に、例えば、図示のごとく10辺を持つように形成され
、従って外側ケーシング46とファンダクト36との間
に比較的大きな環状流路が形成されてファン空気を導く
。代替的に、外側ケーシング46は所望に応じ円筒形で
もよい。
【0015】図2と図3に示すように、外側ケーシング
46は、等間隔に周方向に相隔たる4対の従来のリンク
48(図3に1対だけを示す)によりファンダクト36
に従来のように連結されている。フレーム30はさらに
、ハブ44を外側ケーシング46に連結する複数の周方
向に相隔たる細長い第1連結棒52からなる上流側の第
1棒列50と、ハブ44を外側ケーシング46に連結し
かつ第1棒列50から軸方向下流に離れた複数の周方向
に相隔たる細長い第2連結棒56からなる下流側の第2
棒列54とを有する。第1および第2連結棒52、56
は、それらに所定量の引張りが生じるように予定のプレ
テンションを与えられており、フレーム30を構成する
要素44、46、50、54の組立体に構造剛性を与え
るとともに、後に詳述のように運転時の熱荷重とファン
14の羽根離脱故障とに対処し得る。
46は、等間隔に周方向に相隔たる4対の従来のリンク
48(図3に1対だけを示す)によりファンダクト36
に従来のように連結されている。フレーム30はさらに
、ハブ44を外側ケーシング46に連結する複数の周方
向に相隔たる細長い第1連結棒52からなる上流側の第
1棒列50と、ハブ44を外側ケーシング46に連結し
かつ第1棒列50から軸方向下流に離れた複数の周方向
に相隔たる細長い第2連結棒56からなる下流側の第2
棒列54とを有する。第1および第2連結棒52、56
は、それらに所定量の引張りが生じるように予定のプレ
テンションを与えられており、フレーム30を構成する
要素44、46、50、54の組立体に構造剛性を与え
るとともに、後に詳述のように運転時の熱荷重とファン
14の羽根離脱故障とに対処し得る。
【0016】第1および第2連結棒52、56はそれぞ
れ、好ましくは、第1端に頭部58を持つ細長いボルト
からなり、頭部58はハブ44の半径方向内面に配置さ
れている。各連結棒52、56はまた反対側の第2端に
調整自在ナット60を有し、ナット60は調整自在に連
結棒ボルト52、56にねじつけられている。ナット6
0は外側ケーシング46の半径方向外面に配置され、従
って、ハブ44と外側ケーシング46はそれぞれボルト
頭部58とナット60との間に存在する。連結棒ボルト
52、56はハブ44と外側ケーシング46とのそれぞ
れの穴62を滑動自在に貫通している。
れ、好ましくは、第1端に頭部58を持つ細長いボルト
からなり、頭部58はハブ44の半径方向内面に配置さ
れている。各連結棒52、56はまた反対側の第2端に
調整自在ナット60を有し、ナット60は調整自在に連
結棒ボルト52、56にねじつけられている。ナット6
0は外側ケーシング46の半径方向外面に配置され、従
って、ハブ44と外側ケーシング46はそれぞれボルト
頭部58とナット60との間に存在する。連結棒ボルト
52、56はハブ44と外側ケーシング46とのそれぞ
れの穴62を滑動自在に貫通している。
【0017】本発明の一目的によれば、連結棒52、5
6は、ナット60を締付けてハブ44と外側ケーシング
46を互いに引寄せることにより、予定のプレテンショ
ンを与えられる。第1および第2連結棒52、56は、
それら全てに所定量の引張りが生じるように、均等にプ
レテンションを与えられることが好ましい。この時、外
側ケーシング46は圧縮フープ応力を受け、ハブ44は
引張フープ応力を受ける。プレテンションの量は、通常
のエンジン運転中、例えば、巡航中の航空機を駆動する
ガスタービンエンジン10の運転中に連結棒52、56
に生じると推定される熱膨張の量に基づいて選定される
。運転中、燃焼ガス42は連結棒52、56を加熱して
長さ方向に膨張または伸長させ、これに応じて連結棒5
2、56におけるプレテンションの量が減る。連結棒5
2、56におけるプレテンションの量は連結棒52、5
6の熱膨張の推定量に十分対応するほど多いことが好ま
しく、これにより、通常のエンジン運転中、連結棒52
、56に少なくとも最少量のプレテンションが残るよう
に、プレテンションが減少する。この最少量はゼロとし
得るが、プレテンショニングの不均等に対処するため、
あるいは例えば個別または累積公差による不正確さのた
め、適当な比較的多い量のプレテンションをかけるべき
である。
6は、ナット60を締付けてハブ44と外側ケーシング
46を互いに引寄せることにより、予定のプレテンショ
ンを与えられる。第1および第2連結棒52、56は、
それら全てに所定量の引張りが生じるように、均等にプ
レテンションを与えられることが好ましい。この時、外
側ケーシング46は圧縮フープ応力を受け、ハブ44は
引張フープ応力を受ける。プレテンションの量は、通常
のエンジン運転中、例えば、巡航中の航空機を駆動する
ガスタービンエンジン10の運転中に連結棒52、56
に生じると推定される熱膨張の量に基づいて選定される
。運転中、燃焼ガス42は連結棒52、56を加熱して
長さ方向に膨張または伸長させ、これに応じて連結棒5
2、56におけるプレテンションの量が減る。連結棒5
2、56におけるプレテンションの量は連結棒52、5
6の熱膨張の推定量に十分対応するほど多いことが好ま
しく、これにより、通常のエンジン運転中、連結棒52
、56に少なくとも最少量のプレテンションが残るよう
に、プレテンションが減少する。この最少量はゼロとし
得るが、プレテンショニングの不均等に対処するため、
あるいは例えば個別または累積公差による不正確さのた
め、適当な比較的多い量のプレテンションをかけるべき
である。
【0018】ハブ44と外側ケーシング46は半径方向
に相隔てられて相互間に環状流路64を画成する。さら
に詳述すると、フレーム30は、上側流路壁を形成する
ために外側ケーシング46近くに適当に固定された外側
流路ライナパネル66と、下側流路壁を形成するために
ハブ44近くに適当に固定された内側流路ライナパネル
68とを含む。外側および内側流路ライナパネル66、
68は燃焼ガスを封じ込めそして外側ケーシング46と
ハブ44を燃焼ガスから保護する遮蔽体として働く。
に相隔てられて相互間に環状流路64を画成する。さら
に詳述すると、フレーム30は、上側流路壁を形成する
ために外側ケーシング46近くに適当に固定された外側
流路ライナパネル66と、下側流路壁を形成するために
ハブ44近くに適当に固定された内側流路ライナパネル
68とを含む。外側および内側流路ライナパネル66、
68は燃焼ガスを封じ込めそして外側ケーシング46と
ハブ44を燃焼ガスから保護する遮蔽体として働く。
【0019】フレーム30はさらに複数の流路整形体7
0を含み、各整形体70は、図2に第1および第2連結
棒52A、56Aに関して例示したように、1対の軸方
向に相隔たる第1および第2連結棒52、56を包囲し
ている。整形体70はハブ44から外側ケーシング46
まで延在し、例えば、内側パネル68から外側パネル6
6まで延在する。
0を含み、各整形体70は、図2に第1および第2連結
棒52A、56Aに関して例示したように、1対の軸方
向に相隔たる第1および第2連結棒52、56を包囲し
ている。整形体70はハブ44から外側ケーシング46
まで延在し、例えば、内側パネル68から外側パネル6
6まで延在する。
【0020】フレーム30はさらに従来の軸受支持ハウ
ジング72を含み、このハウジングはハブ44から半径
方向内方かつ軸方向に延在しハブ44に従来のように固
定されている。ハウジング72は一体の軸受支持体74
を有し、この支持体は軸受32を支持し、図示の実施例
では第1および第2連結棒列50、54の両方から軸方
向上流に離れている。低圧タービン軸26は軸受32の
半径方向内側に従来のように配置され、軸受32によっ
て支持されている。
ジング72を含み、このハウジングはハブ44から半径
方向内方かつ軸方向に延在しハブ44に従来のように固
定されている。ハウジング72は一体の軸受支持体74
を有し、この支持体は軸受32を支持し、図示の実施例
では第1および第2連結棒列50、54の両方から軸方
向上流に離れている。低圧タービン軸26は軸受32の
半径方向内側に従来のように配置され、軸受32によっ
て支持されている。
【0021】エンジン10の運転中にファン14の羽根
の1枚以上またはその破片が飛出したような羽根離脱状
態では、かなりの不均衡荷重が低圧タービン軸26と軸
受32を経て伝達される。羽根離脱による不均衡荷重は
さらに軸受支持ハウジング72を経てハブ44に伝えら
れる。フレーム30は、ハブ44に伝達された圧縮荷重
とも言えるこのような羽根離脱荷重に対処する安定化手
段を含むことが好ましい。安定化手段は、一実施例では
、羽根離脱圧縮荷重を受ける各連結棒52、56のねじ
部に取付けた1対の薄ナット76を包含する。好適実施
例では、第1および第2連結棒52、56の全てに薄ナ
ット対76を設ける。薄ナット対76は、ハブ44に隣
接して連結棒52、56の各々に取付けられ各連結棒5
2、56がハブ44の穴62内を滑動することを阻止す
る第1薄ナット76Aと、外側ケーシング46に隣接し
て連結棒52、56の各々に取付けられ各連結棒52、
56がケーシング46の穴62内を滑動することを阻止
する第2薄ナット76Bとからなる。
の1枚以上またはその破片が飛出したような羽根離脱状
態では、かなりの不均衡荷重が低圧タービン軸26と軸
受32を経て伝達される。羽根離脱による不均衡荷重は
さらに軸受支持ハウジング72を経てハブ44に伝えら
れる。フレーム30は、ハブ44に伝達された圧縮荷重
とも言えるこのような羽根離脱荷重に対処する安定化手
段を含むことが好ましい。安定化手段は、一実施例では
、羽根離脱圧縮荷重を受ける各連結棒52、56のねじ
部に取付けた1対の薄ナット76を包含する。好適実施
例では、第1および第2連結棒52、56の全てに薄ナ
ット対76を設ける。薄ナット対76は、ハブ44に隣
接して連結棒52、56の各々に取付けられ各連結棒5
2、56がハブ44の穴62内を滑動することを阻止す
る第1薄ナット76Aと、外側ケーシング46に隣接し
て連結棒52、56の各々に取付けられ各連結棒52、
56がケーシング46の穴62内を滑動することを阻止
する第2薄ナット76Bとからなる。
【0022】薄ナット対76を利用することにより、軸
受支持ハウジング72を経てハブ44に伝達された羽根
離脱圧縮荷重は連結棒52、56を経て外側ケーシング
46に効果的に伝達される。なぜなら、連結棒52、5
6は穴62内を滑動できないからである。薄ナット対7
6は羽根離脱圧縮荷重を伝達するための剛性を高めるこ
とによりフレーム30に安定性を与える。連結棒52、
56には羽根離脱圧縮荷重により圧縮応力成分が生じ、
連結棒52、56におけるプレテンション応力を減らす
。プレテンション応力は羽根離脱荷重が十分高い場合そ
れに圧倒されることすらあり得る。従って、薄ナット対
76は、フレーム30を安定させそして羽根離脱圧縮荷
重が第1および第2連結棒列50、54を経て外側ケー
シング46に伝達されることを可能にする有効な手段と
して役立つ。
受支持ハウジング72を経てハブ44に伝達された羽根
離脱圧縮荷重は連結棒52、56を経て外側ケーシング
46に効果的に伝達される。なぜなら、連結棒52、5
6は穴62内を滑動できないからである。薄ナット対7
6は羽根離脱圧縮荷重を伝達するための剛性を高めるこ
とによりフレーム30に安定性を与える。連結棒52、
56には羽根離脱圧縮荷重により圧縮応力成分が生じ、
連結棒52、56におけるプレテンション応力を減らす
。プレテンション応力は羽根離脱荷重が十分高い場合そ
れに圧倒されることすらあり得る。従って、薄ナット対
76は、フレーム30を安定させそして羽根離脱圧縮荷
重が第1および第2連結棒列50、54を経て外側ケー
シング46に伝達されることを可能にする有効な手段と
して役立つ。
【0023】軸受32は第1および第2連結棒列50、
54の少なくとも一方そして図示の実施例では両方から
軸方向上流に離れていてそれらと同一面内にないので、
羽根離脱荷重による転倒モーメントも軸受支持ハウジン
グ72を経てハブ44に伝達される。軸方向に相隔たる
両連結棒列50、54を利用することにより、羽根離脱
転倒モーメントは連結棒列50、54によって効果的に
対処される。これに対し、もし単一の連結棒列がこのよ
うな羽根離脱転倒モーメントを受ければ、単一連結棒列
に対するハブ44の回動が起こり、フレームに望ましく
ないひずみと応力を導入するおそれがある。
54の少なくとも一方そして図示の実施例では両方から
軸方向上流に離れていてそれらと同一面内にないので、
羽根離脱荷重による転倒モーメントも軸受支持ハウジン
グ72を経てハブ44に伝達される。軸方向に相隔たる
両連結棒列50、54を利用することにより、羽根離脱
転倒モーメントは連結棒列50、54によって効果的に
対処される。これに対し、もし単一の連結棒列がこのよ
うな羽根離脱転倒モーメントを受ければ、単一連結棒列
に対するハブ44の回動が起こり、フレームに望ましく
ないひずみと応力を導入するおそれがある。
【0024】さらに、薄ナット対76を利用する本発明
の一実施例では、連結棒52、56の熱膨張時に薄ナッ
ト対76によりハブ44と外側ケーシング46が熱膨張
に対抗するので、連結棒52、56に圧縮荷重がかかる
。連結棒52、56は細長いので、圧縮荷重を受けると
座屈を起こしやすい。本発明の好適実施例によれば、安
定化手段はさらに、図2と図3に示すようなボス78を
持つ整形体70を包含し、ボス78は第1および第2連
結棒52、56に沿う所定半径位置で連結棒52、56
を囲み、ボス78の位置における連結棒52、56の横
方向の拘束をなす。図2に明示のように、ボス78は整
形体70の一体部分であり、連結棒52、56を囲みか
つそれらと接触して連結棒52、56を横方向に拘束し
それらの座屈耐性を高める。図3に示すように、ボス7
8はケーシング46とハブ44との中間にあることが好
ましく、そうすれば、連結棒52、56の単純第1モー
ドの曲げに対して最も有効な横方向の拘束をもたらし座
屈耐性を高め得る。座屈耐性をさらに高めるために所望
に応じて連結棒52、56に沿う他の半径位置に別のボ
ス78を設けてもよい。
の一実施例では、連結棒52、56の熱膨張時に薄ナッ
ト対76によりハブ44と外側ケーシング46が熱膨張
に対抗するので、連結棒52、56に圧縮荷重がかかる
。連結棒52、56は細長いので、圧縮荷重を受けると
座屈を起こしやすい。本発明の好適実施例によれば、安
定化手段はさらに、図2と図3に示すようなボス78を
持つ整形体70を包含し、ボス78は第1および第2連
結棒52、56に沿う所定半径位置で連結棒52、56
を囲み、ボス78の位置における連結棒52、56の横
方向の拘束をなす。図2に明示のように、ボス78は整
形体70の一体部分であり、連結棒52、56を囲みか
つそれらと接触して連結棒52、56を横方向に拘束し
それらの座屈耐性を高める。図3に示すように、ボス7
8はケーシング46とハブ44との中間にあることが好
ましく、そうすれば、連結棒52、56の単純第1モー
ドの曲げに対して最も有効な横方向の拘束をもたらし座
屈耐性を高め得る。座屈耐性をさらに高めるために所望
に応じて連結棒52、56に沿う他の半径位置に別のボ
ス78を設けてもよい。
【0025】薄ナット対76を用いる、図2に示した本
発明の実施例では、正常運転中連結棒52、56が高温
燃焼ガス42により加熱されて膨張する傾向があるので
圧縮応力が発生する。また、第1および第2連結棒52
、56におけるプレテンションは、燃焼ガス42によっ
て連結棒52、56に生じる圧縮応力より好ましくは大
きいようにあらかじめ選定される。
発明の実施例では、正常運転中連結棒52、56が高温
燃焼ガス42により加熱されて膨張する傾向があるので
圧縮応力が発生する。また、第1および第2連結棒52
、56におけるプレテンションは、燃焼ガス42によっ
て連結棒52、56に生じる圧縮応力より好ましくは大
きいようにあらかじめ選定される。
【0026】図4は内側ハブ44と外側ケーシング46
とそれらの間に延在する連結棒52、56とを含むフレ
ーム30の略図である。図4に示す各スポークは第1連
結棒52または第2連結棒56の位置を示す。フレーム
30の組立て中、ハブ44は複数の周方向に相隔たる内
側支持取付具80、好ましくは各連結棒対52、56に
対して1個ずつの取付具に適当に支持される。外側ケー
シング46は複数の周方向に相隔たる外側支持取付具8
2、好ましくは各連結棒対52、56に対して1個ずつ
の取付具に同様に支持される。第1および第2連結棒5
2、56をハブ44と外側ケーシング46のそれぞれの
穴62に個別に挿通し、そしてナット60、76を緩く
取付ける。次いで、ナット60にトルクをかけることに
より連結棒52、56を好適な順序で個別に締付けてフ
レーム30に均等なプレテンションを与える。連結棒5
2、56の好適な締付け順序の一例は、図4に示した番
号を用いると、連結棒を次の順序、すなわち、1、6、
4、9、2、7、5、10、3、8の順序で締付けるこ
とである。この締付け順序の各段階で、第1連結棒52
とそれに対応して軸方向に隔たる第2連結棒56とを締
付け、それから次の段階に進む。この締付け順序は、基
本的に、任意のすなわち第1の連結棒対から始まり、そ
の後第1連結棒対からほぼ180 ゜ 離れた反対側の
第2連結棒対に進み、次いで第1および第2連結棒対間
の概して等間隔の位置にある第3連結棒対に進み、さら
に第3連結棒対からほぼ180 ゜ 離れた第4連結棒
対に進む。そしてこの順序を、全ての連結棒52、56
が均等に締付けられて全連結棒に均等なプレテンション
がかかるまで続ける。所望のプレテンションに達するま
で前記順序を数回繰返すことが好ましく、各回毎にナッ
ト60のトルクを増してゆく。次いで、薄ナット76を
それぞれハブ44と外側ケーシング46に対して締付け
る。
とそれらの間に延在する連結棒52、56とを含むフレ
ーム30の略図である。図4に示す各スポークは第1連
結棒52または第2連結棒56の位置を示す。フレーム
30の組立て中、ハブ44は複数の周方向に相隔たる内
側支持取付具80、好ましくは各連結棒対52、56に
対して1個ずつの取付具に適当に支持される。外側ケー
シング46は複数の周方向に相隔たる外側支持取付具8
2、好ましくは各連結棒対52、56に対して1個ずつ
の取付具に同様に支持される。第1および第2連結棒5
2、56をハブ44と外側ケーシング46のそれぞれの
穴62に個別に挿通し、そしてナット60、76を緩く
取付ける。次いで、ナット60にトルクをかけることに
より連結棒52、56を好適な順序で個別に締付けてフ
レーム30に均等なプレテンションを与える。連結棒5
2、56の好適な締付け順序の一例は、図4に示した番
号を用いると、連結棒を次の順序、すなわち、1、6、
4、9、2、7、5、10、3、8の順序で締付けるこ
とである。この締付け順序の各段階で、第1連結棒52
とそれに対応して軸方向に隔たる第2連結棒56とを締
付け、それから次の段階に進む。この締付け順序は、基
本的に、任意のすなわち第1の連結棒対から始まり、そ
の後第1連結棒対からほぼ180 ゜ 離れた反対側の
第2連結棒対に進み、次いで第1および第2連結棒対間
の概して等間隔の位置にある第3連結棒対に進み、さら
に第3連結棒対からほぼ180 ゜ 離れた第4連結棒
対に進む。そしてこの順序を、全ての連結棒52、56
が均等に締付けられて全連結棒に均等なプレテンション
がかかるまで続ける。所望のプレテンションに達するま
で前記順序を数回繰返すことが好ましく、各回毎にナッ
ト60のトルクを増してゆく。次いで、薄ナット76を
それぞれハブ44と外側ケーシング46に対して締付け
る。
【0027】上述の基本的なフレーム30は、ハブ44
と外側ケーシング46と第1および第2連結棒列50、
54を含むが別の支柱を含まないので、比較的簡単で軽
量の組立体であり、エンジン10の重量をかなり減らす
。さらに、第1および第2連結棒52、56は組立て時
にプレテンションをかけられるので、常用温度で運転中
のエンジンで利用される時、例えば、エンジン10が巡
航回転数で航空機を駆動する時、連結棒52、56はほ
とんど無応力の状態になり得る。なぜなら、プレテンシ
ョンは、運転時の連結棒52、56の熱荷重または熱膨
張の結果として連結棒52、56に生じる圧縮応力に等
しいかまたはそれよりわずかに大きいようにあらかじめ
選定され得るからである。
と外側ケーシング46と第1および第2連結棒列50、
54を含むが別の支柱を含まないので、比較的簡単で軽
量の組立体であり、エンジン10の重量をかなり減らす
。さらに、第1および第2連結棒52、56は組立て時
にプレテンションをかけられるので、常用温度で運転中
のエンジンで利用される時、例えば、エンジン10が巡
航回転数で航空機を駆動する時、連結棒52、56はほ
とんど無応力の状態になり得る。なぜなら、プレテンシ
ョンは、運転時の連結棒52、56の熱荷重または熱膨
張の結果として連結棒52、56に生じる圧縮応力に等
しいかまたはそれよりわずかに大きいようにあらかじめ
選定され得るからである。
【0028】横方向支持用のボス78と、薄ナット対7
6とを含む安定化手段により、比較的細長い連結棒ボル
ト52、56を用いてもファン羽根離脱状態発生時のか
なり大きな圧縮荷重を支承できる。このような細長い連
結棒52、56は、フレーム30の重量をかなり減らす
一要因である。さらに、調整自在ナット60を利用する
連結棒52、56がフレーム30に存在するので、フレ
ーム30を特定の運転状態に対して最適にし得る。例え
ば、エンジン10を燃焼排出ガス42の比較的高い温度
で運転したい場合、それに応じてナット60を締め増し
して引張りを強めれば、連結棒52、56における熱荷
重と圧縮応力の増加に対処できる。
6とを含む安定化手段により、比較的細長い連結棒ボル
ト52、56を用いてもファン羽根離脱状態発生時のか
なり大きな圧縮荷重を支承できる。このような細長い連
結棒52、56は、フレーム30の重量をかなり減らす
一要因である。さらに、調整自在ナット60を利用する
連結棒52、56がフレーム30に存在するので、フレ
ーム30を特定の運転状態に対して最適にし得る。例え
ば、エンジン10を燃焼排出ガス42の比較的高い温度
で運転したい場合、それに応じてナット60を締め増し
して引張りを強めれば、連結棒52、56における熱荷
重と圧縮応力の増加に対処できる。
【0029】さらに、軸方向に相隔たる棒列50、54
をなす連結棒52、56の使用により、軸受支持ハウジ
ング72を経てフレーム30のハブ44に伝達される羽
根離脱転倒モーメントが効果的に対処される。このよう
な状態において、薄ナット対76は連結棒52、56に
おける圧縮応力に対抗することにより転倒モーメントへ
の適応を助ける。羽根離脱状態では、両連結棒列50、
54の一方が引張力を受けるのに対し連結棒列50、5
4の他方が圧縮力を受けるような場合があり得る。この
ような場合、薄ナット対76とボス78を利用して前者
の連結棒が引張りに耐えるのに対し後者の連結棒は圧縮
に耐える。
をなす連結棒52、56の使用により、軸受支持ハウジ
ング72を経てフレーム30のハブ44に伝達される羽
根離脱転倒モーメントが効果的に対処される。このよう
な状態において、薄ナット対76は連結棒52、56に
おける圧縮応力に対抗することにより転倒モーメントへ
の適応を助ける。羽根離脱状態では、両連結棒列50、
54の一方が引張力を受けるのに対し連結棒列50、5
4の他方が圧縮力を受けるような場合があり得る。この
ような場合、薄ナット対76とボス78を利用して前者
の連結棒が引張りに耐えるのに対し後者の連結棒は圧縮
に耐える。
【0030】以上、本発明の好適実施例を説明したが、
もちろん本発明の範囲内で様々な改変が可能である。
もちろん本発明の範囲内で様々な改変が可能である。
【図1】本発明の一実施例によるフレームを有するガス
タービンエンジンの略図である。
タービンエンジンの略図である。
【図2】図1に示したタービンフレームの拡大、部分断
面側面図である。
面側面図である。
【図3】図2に示したフレームの線3ー3に沿う端面図
でタービンフレームの四半分を示す。
でタービンフレームの四半分を示す。
【図4】タービンフレームの諸要素の組立てを例示する
同フレームの略図である。
同フレームの略図である。
26 低圧タービン軸
30 タービンフレーム
44 ハブ
46 ケーシング
50 第1連結棒列
52 第1連結棒
54 第2連結棒列
56 第2連結棒
58 ボルト頭部
60 調整自在ナット
70 整形体
72 軸受支持ハウジング
74 軸受支持体
76A 第1薄ナット
76B 第2薄ナット
78 ボス
Claims (17)
- 【請求項1】 環状ハブと、このハブから半径方向外
方に離れた環状ケーシングと、前記ハブを前記ケーシン
グに連結する複数の周方向に相隔たる第1連結棒からな
る第1棒列と、前記ハブを前記ケーシングに連結しかつ
前記第1棒列から軸方向に離れた複数の周方向に相隔た
る第2連結棒からなる第2棒列とからなり、前記第1お
よび第2連結棒に所定量の引張りを生じるように前記第
1および第2連結棒にプレテンションを与えた、ガスタ
ービンエンジン用のプレテンションを与えたフレーム。 - 【請求項2】 前記第1および第2連結棒はそれぞれ
、第1端に頭部をそして他端に調整自在ナットを有する
細長いボルトからなり、前記ナットは前記ボルトに前記
所定量の引張りを選択的に適用するために前記ボルトに
対して調整自在である、請求項1記載のフレーム。 - 【請求項3】 前記ハブと前記ケーシングは半径方向
に相隔たって相互間に流路を画成し、また前記フレーム
はさらに複数の整形体を含み、これらの整形体はそれぞ
れ1対の軸方向に相隔たる前記第1および第2連結棒を
包囲しそして前記ハブから前記ケーシングまで延在する
、請求項1記載のフレーム。 - 【請求項4】 前記ハブに固定した軸受支持ハウジン
グをさらに含む請求項1記載のフレーム。 - 【請求項5】 前記ハウジングは前記第1および第2
連結棒列の両方から軸方向に離間した軸受支持体を含む
、請求項4記載のフレーム。 - 【請求項6】 前記第1および第2連結棒は細長くそ
して圧縮荷重により座屈を起こしやすいものであり、ま
た前記フレームはさらに、前記第1および第2連結棒に
おける前記圧縮荷重に対処する安定化手段を含む、請求
項1記載のフレーム。 - 【請求項7】 前記安定化手段は、前記ハブと前記ケ
ーシングとの間に配置し、かつ圧縮荷重を受ける前記第
1および第2連結棒の各々に取付けた1対の薄ナットを
包含し、両薄ナットは、前記ハブに隣接して前記連結棒
に取付けられ前記連結棒が前記ハブを貫通して滑ること
を阻止する第1薄ナットと、前記ケーシングに隣接して
前記連結棒に取付けられ前記連結棒が前記ケーシングを
貫通して滑ることを阻止する第2薄ナットとからなる、
請求項6記載のフレーム。 - 【請求項8】 前記安定化手段は、圧縮荷重を受ける
1対の軸方向に相隔たる前記第1および第2連結棒を包
囲する1個の整形体を包含し、この整形体は、前記1対
の第1および第2連結棒に沿う所定半径位置で両連結棒
を囲むボスを含みこれらのボスの所で前記第1および第
2連結棒の横方向の拘束をなす、請求項6記載のフレー
ム。 - 【請求項9】 前記所定半径位置は前記ケーシングと
前記ハブの中間にある、請求項8記載のフレーム。 - 【請求項10】 前記ハブに固定した軸受支持ハウジ
ングをさらに含み、このハウジングは前記第1および第
2連結棒列の両方から軸方向に離れた軸受支持体を含み
、前記第1および第2連結棒はそれぞれ、圧縮荷重によ
り座屈を起こしやすくかつ第1端に頭部をそして他端に
調整自在ナットを有する細長いボルトからなり、前記ナ
ットは前記第1および第2連結棒の各々に前記所定量の
引張りを適用するために前記ボルトに対して調整自在で
あり、また前記第1および第2連結棒における前記圧縮
荷重に対処する安定化手段を含む請求項1記載のフレー
ム。 - 【請求項11】 前記安定化手段は、前記ハブと前記
ケーシングとの間に配置し、かつ圧縮荷重により座屈を
起こしやすい前記第1および第2連結棒の各々に取付け
た1対の薄ナットを包含し、両薄ナットは、前記ハブに
隣接して前記連結棒に取付けられ前記連結棒が前記ハブ
を貫通して滑ることを阻止する第1薄ナットと、前記ケ
ーシングに隣接して前記連結棒に取付けられ前記連結棒
が前記ケーシングを貫通して滑ることを阻止する第2薄
ナットとからなる、請求項10記載のフレーム。 - 【請求項12】 前記ハブと前記ケーシングは半径方
向に相隔たって相互間に流路を画成し、また前記フレー
ムはさらに複数の整形体を含み、これらの整形体はそれ
ぞれ1対の軸方向に相隔たる前記第1および第2連結棒
を包囲しそして前記ハブから前記ケーシングまで延在し
ており、さらに前記安定化手段は、前記1対の第1およ
び第2連結棒に沿う所定半径位置で両連結棒を囲むよう
に各整形体内に設けられたボスを含みこれらのボスの所
で前記第1および第2連結棒の横方向の拘束をなす、請
求項11記載のフレーム。 - 【請求項13】 前記所定半径位置は前記ケーシング
と前記ハブの中間にある、請求項12記載のフレーム。 - 【請求項14】 前記ガスタービンエンジンは低圧タ
ービン軸に連結したファンと低圧タービンをさらに含み
、前記低圧タービン軸は後端が前記軸受支持体に支持さ
れ、前記流路は前記低圧タービンの下流にあってそれか
ら高温燃焼ガスを受入れ、そして前記第1および第2連
結棒は前記燃焼ガスによる加熱によって前記第1および
第2連結棒に発生する圧縮応力に対応する予定可能なプ
レテンションを与えられている、請求項13記載のフレ
ーム。 - 【請求項15】 前記第1および第2連結棒における
前記プレテンションは前記燃焼ガスによる前記加熱によ
って前記第1および第2連結棒に発生する前記圧縮応力
より大きい、請求項14記載のフレーム。 - 【請求項16】 前記ガスタービンエンジンは低圧タ
ービン軸に連結したファンと低圧タービンをさらに含み
、前記低圧タービン軸は後端が前記軸受支持体に支持さ
れ、前記流路は前記低圧タービンの下流にあってそれか
ら高温燃焼ガスを受入れ、そして前記第1および第2連
結棒は前記燃焼ガスによる加熱によって前記第1および
第2連結棒に発生する圧縮応力に対応する予定可能なプ
レテンションを与えられている、請求項10記載のフレ
ーム。 - 【請求項17】 前記第1および第2連結棒における
前記プレテンションは前記燃焼ガスによって前記第1お
よび第2連結棒に発生する前記圧縮応力より大きい、請
求項16記載のフレーム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US502,971 | 1990-04-02 | ||
| US07/502,971 US5076049A (en) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | Pretensioned frame |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224237A true JPH04224237A (ja) | 1992-08-13 |
| JPH073182B2 JPH073182B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=24000224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080612A Expired - Lifetime JPH073182B2 (ja) | 1990-04-02 | 1991-03-20 | プレテンションを与えたフレーム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5076049A (ja) |
| JP (1) | JPH073182B2 (ja) |
| CA (1) | CA2034470A1 (ja) |
| DE (1) | DE4109870A1 (ja) |
| FR (1) | FR2660369A1 (ja) |
| GB (1) | GB2242711A (ja) |
| IT (1) | IT1245266B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2015502496A (ja) * | 2011-12-23 | 2015-01-22 | ゲーコーエヌ エアロスペース スウェーデン アーベー | ガスタービンエンジン構成要素 |
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| EP1329593B1 (de) | 2002-01-17 | 2005-03-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbinenschaufel mit einer Heissgasplattform und einer Lastplattform |
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