JPH04279734A - 回転装置のステータ - Google Patents
回転装置のステータInfo
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- JPH04279734A JPH04279734A JP3273353A JP27335391A JPH04279734A JP H04279734 A JPH04279734 A JP H04279734A JP 3273353 A JP3273353 A JP 3273353A JP 27335391 A JP27335391 A JP 27335391A JP H04279734 A JPH04279734 A JP H04279734A
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Classifications
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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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
- F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
-
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
-
- 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
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- 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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-
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- Y10T29/49316—Impeller making
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (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】この発明は、回転装置の作動媒体
の通路を区画するステータに関するものである。特に、
本発明は、作動媒体通路に近接してハニカム状材料を持
つステータのシール装置及びシールの形成方法に関する
ものである。本発明は、作動媒体ガスを軸線方向通路を
有する軸流型ロータリエンジンに関して開発されたもの
であるが、本発明の構成及び方法は高熱ガス通路を有す
るいかなる装置へも適用可能なものである。
の通路を区画するステータに関するものである。特に、
本発明は、作動媒体通路に近接してハニカム状材料を持
つステータのシール装置及びシールの形成方法に関する
ものである。本発明は、作動媒体ガスを軸線方向通路を
有する軸流型ロータリエンジンに関して開発されたもの
であるが、本発明の構成及び方法は高熱ガス通路を有す
るいかなる装置へも適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】航空機のガスタービンエンジン等の軸流
型回転装置は、シール構造によって区画された高熱ガス
通路を有する装置の一つの例である。こうしたエンジン
は、コンプレッサ部と、燃焼室とタービン部とを有して
いる。環状の作動媒体ガス通路はこれらの各部を通って
軸線方向に延長形成されている。ステータは、作動媒体
ガスの通路を区画してエンジンの軸線方向に延びている
。
型回転装置は、シール構造によって区画された高熱ガス
通路を有する装置の一つの例である。こうしたエンジン
は、コンプレッサ部と、燃焼室とタービン部とを有して
いる。環状の作動媒体ガス通路はこれらの各部を通って
軸線方向に延長形成されている。ステータは、作動媒体
ガスの通路を区画してエンジンの軸線方向に延びている
。
【０００３】ロータは、エンジンの軸線方向に延びてお
り、タービン部においてロータブレード列を有している
。ロータブレードは、作動媒体通路を横断して放射方向
外向きに設けられており、作動媒体のエネルギによって
ロータを回転軸線を中心に回転駆動する。コンプレッサ
部において、ロータはコンプレッサロータブレードを有
しており、このコンプレッサロータブレードは媒体通路
を横断して放射方向外向きに設けられている。これらの
コンプレッサブレードは、流入する作動媒体ガスの圧縮
に使用される。
り、タービン部においてロータブレード列を有している
。ロータブレードは、作動媒体通路を横断して放射方向
外向きに設けられており、作動媒体のエネルギによって
ロータを回転軸線を中心に回転駆動する。コンプレッサ
部において、ロータはコンプレッサロータブレードを有
しており、このコンプレッサロータブレードは媒体通路
を横断して放射方向外向きに設けられている。これらの
コンプレッサブレードは、流入する作動媒体ガスの圧縮
に使用される。
【０００４】ステータは、コンプレッサ部及びタービン
部のロータの周囲に配置されたシール装置を有している
。これらのシール装置は、作動媒体通路に対して、放射
方向外向きまたは放射方向内向きに対向している。シー
ル装置は、ロータとステータ間の例えばロータブレード
先端部からの作動媒体ガスの漏洩を阻止してエンジンの
運転効率を向上させるように構成されている。
部のロータの周囲に配置されたシール装置を有している
。これらのシール装置は、作動媒体通路に対して、放射
方向外向きまたは放射方向内向きに対向している。シー
ル装置は、ロータとステータ間の例えばロータブレード
先端部からの作動媒体ガスの漏洩を阻止してエンジンの
運転効率を向上させるように構成されている。
【０００５】いくつかの因子が、タービン部のシール装
置の設計に影響を与える。
置の設計に影響を与える。
【０００６】シール装置はタービン部において、高熱に
よって寸法を変化してロータブレード先端部と衝合して
破損の原因となる。こうした衝合の問題は、航空機の操
縦操作によりロータに慣性負荷が作用した場合に発生す
ることがある。さらに、シール装置の作成方法は、シー
ル装置の摩耗率の上昇を抑制して、保守の必要性を減少
させる必要がある。
よって寸法を変化してロータブレード先端部と衝合して
破損の原因となる。こうした衝合の問題は、航空機の操
縦操作によりロータに慣性負荷が作用した場合に発生す
ることがある。さらに、シール装置の作成方法は、シー
ル装置の摩耗率の上昇を抑制して、保守の必要性を減少
させる必要がある。
【０００７】タービン部において使用される代表的なシ
ール装置４０は、基盤４２とハニカム状金属構造４７を
有しており、金属構造４７はロータブレード列２８に近
接した内側端面を有している。ハニカム状金属構造は、
比較的剛性の基盤に取り付けられている。基盤は、一般
的に金属板材または鍛造リングで形成されており、ロー
タブレードを包囲して設けられるとともに熱膨張を吸収
するために複数のセグメントに分離して形成されている
。基盤は、一方、ステータに支持されており、ロータブ
レード列の放射方向外側に位置している。
ール装置４０は、基盤４２とハニカム状金属構造４７を
有しており、金属構造４７はロータブレード列２８に近
接した内側端面を有している。ハニカム状金属構造は、
比較的剛性の基盤に取り付けられている。基盤は、一般
的に金属板材または鍛造リングで形成されており、ロー
タブレードを包囲して設けられるとともに熱膨張を吸収
するために複数のセグメントに分離して形成されている
。基盤は、一方、ステータに支持されており、ロータブ
レード列の放射方向外側に位置している。
【０００８】こうした金属構造の一例は図３に示されて
いる。基盤４２は上流側端部４９と下流側端部５０を有
しており、これらの端部においてステータの隣接部分に
係合している。基盤は基準軸Ａｓを有している。第一の
面４４は、基準軸Ａｓに対して軸線方向に延びており円
錐台のアーチ状に形成されている。第二の面４６は、Ａ
ｓと平行な第一の面の方向に対して鈍角αを持って形成
されている。第二の面は半円筒の形状とされている。
いる。基盤４２は上流側端部４９と下流側端部５０を有
しており、これらの端部においてステータの隣接部分に
係合している。基盤は基準軸Ａｓを有している。第一の
面４４は、基準軸Ａｓに対して軸線方向に延びており円
錐台のアーチ状に形成されている。第二の面４６は、Ａ
ｓと平行な第一の面の方向に対して鈍角αを持って形成
されている。第二の面は半円筒の形状とされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ハニカム状材料の二つ
の片は、基盤に接着されており、一方のハニカム片４７
ａは、円錐台面に接着され、他方のハニカム片４７ｂは
円筒面に接着されている。
の片は、基盤に接着されており、一方のハニカム片４７
ａは、円錐台面に接着され、他方のハニカム片４７ｂは
円筒面に接着されている。
【００１０】ハニカム片と基盤の円筒面に取り付けるこ
とにはほとんど何等の問題も生じない。しかしながら、
一方、円錐台状のハニカム片を円錐台面に取り付ける場
合に多くの問題が生じる。特に、軸線Ａｓから最も離れ
たハニカム部分において、図３に示すようにハニカム部
材の剥離が生じる。この剥離は、最初に溶接を行い、次
いで接着をした部分に生じる。
とにはほとんど何等の問題も生じない。しかしながら、
一方、円錐台状のハニカム片を円錐台面に取り付ける場
合に多くの問題が生じる。特に、軸線Ａｓから最も離れ
たハニカム部分において、図３に示すようにハニカム部
材の剥離が生じる。この剥離は、最初に溶接を行い、次
いで接着をした部分に生じる。
【００１１】部品の製造は、一般的に二つのステップを
有している。第一のステップは、ハニカム部材を基盤に
ＴＩＧタック溶接を用いることが出来るが、一般的には
抵抗溶接により溶接するものである。この場合、ハニカ
ム部材と基盤の接合を良好とするために、ハニカム部材
を基盤に押圧する必要がある。一般に、ハニカム部材を
軸線方向に位置決めするためには、特別の固定装置が使
用される。接着後、ハニカム構造の基盤からの剥離が、
円錐台部においてしばしば発見される。
有している。第一のステップは、ハニカム部材を基盤に
ＴＩＧタック溶接を用いることが出来るが、一般的には
抵抗溶接により溶接するものである。この場合、ハニカ
ム部材と基盤の接合を良好とするために、ハニカム部材
を基盤に押圧する必要がある。一般に、ハニカム部材を
軸線方向に位置決めするためには、特別の固定装置が使
用される。接着後、ハニカム構造の基盤からの剥離が、
円錐台部においてしばしば発見される。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このため、科学者や技術
者によって、ハニカム構造の基盤からの剥離の問題を解
消する方法が検討され、剥離の発生率を減少させるとと
もに、特別な固定装置を使用する必要性を減少する方法
が開発された。
者によって、ハニカム構造の基盤からの剥離の問題を解
消する方法が検討され、剥離の発生率を減少させるとと
もに、特別な固定装置を使用する必要性を減少する方法
が開発された。
【００１３】本発明は、ハニカム構造を基盤の円錐台面
に押圧する場合に、円錐台状の接合面と基盤面間の許容
接合誤差を非常に小さくする（０．００４インチ未満）
にすることが必要であるとの知見に一部を依存して推論
されたものである。ハニカム構造と公称半径が２０乃至
３０インチの基盤の接合面間の間隙が０．００４インチ
以上である場合には、溶接作業中に許容範囲を超える力
がハニカム構造に作用して、ハニカム構造が基盤の円錐
面にそって変形する。このレベルの放射方向の力を加え
ることにより、ハニカム構造の下流側端部近傍のハニカ
ムセル列の変形を生じる。この結果、ハニカムセルが拡
開した形状となってしまい、十分な空力特性を得る為に
は、ハニカム構造を交換する必要が生じる。
に押圧する場合に、円錐台状の接合面と基盤面間の許容
接合誤差を非常に小さくする（０．００４インチ未満）
にすることが必要であるとの知見に一部を依存して推論
されたものである。ハニカム構造と公称半径が２０乃至
３０インチの基盤の接合面間の間隙が０．００４インチ
以上である場合には、溶接作業中に許容範囲を超える力
がハニカム構造に作用して、ハニカム構造が基盤の円錐
面にそって変形する。このレベルの放射方向の力を加え
ることにより、ハニカム構造の下流側端部近傍のハニカ
ムセル列の変形を生じる。この結果、ハニカムセルが拡
開した形状となってしまい、十分な空力特性を得る為に
は、ハニカム構造を交換する必要が生じる。
【００１４】また、ハニカム構造の基盤の接合面の間隔
が、０．００４インチを超える場合に付加的な力を加え
ることにより、これに関連して二つの問題が生じる。第
一は、ハニカム構造が、基盤の円錐面の滑落する結果生
じる位置決め誤差の問題である。これを防止するために
は、付加的な固定装置が必要となる。この付加的な固定
装置を使用することにより、溶接作業の工程が増加する
。第二に、ハニカム構造の一部には張力が発生する。 この張力は、溶接作業においてハニカム構造を基盤に密
接させるために放射方向距離の大きな部分で大きな変形
をさせる結果を生じるものである。従って、ハニカム構
造の大径部には張力が蓄積されるため、剥離が生じ易く
なる。こうした引っ張り張力に対して、ハニカム構造の
この部分での溶接の保持力を増強することによって剥離
も問題を解消する必要がある。この溶接は、室温及びエ
ンジンの運転温度において、保持される。
が、０．００４インチを超える場合に付加的な力を加え
ることにより、これに関連して二つの問題が生じる。第
一は、ハニカム構造が、基盤の円錐面の滑落する結果生
じる位置決め誤差の問題である。これを防止するために
は、付加的な固定装置が必要となる。この付加的な固定
装置を使用することにより、溶接作業の工程が増加する
。第二に、ハニカム構造の一部には張力が発生する。 この張力は、溶接作業においてハニカム構造を基盤に密
接させるために放射方向距離の大きな部分で大きな変形
をさせる結果を生じるものである。従って、ハニカム構
造の大径部には張力が蓄積されるため、剥離が生じ易く
なる。こうした引っ張り張力に対して、ハニカム構造の
この部分での溶接の保持力を増強することによって剥離
も問題を解消する必要がある。この溶接は、室温及びエ
ンジンの運転温度において、保持される。
【００１５】発明者等は、張力を蓄積した状態における
溶接が、接着温度において問題を生じることを発見した
。基盤とハニカム構造を、接着炉に装入して、ハニカム
構造を接着に必要な温度まで加熱すると、溶接力が減少
して蓄積されていたハニカムの張力により剥離が生じる
。このため、この方法においては、非常に高い不良率が
生じてしまう。
溶接が、接着温度において問題を生じることを発見した
。基盤とハニカム構造を、接着炉に装入して、ハニカム
構造を接着に必要な温度まで加熱すると、溶接力が減少
して蓄積されていたハニカムの張力により剥離が生じる
。このため、この方法においては、非常に高い不良率が
生じてしまう。
【００１６】そこで、本発明の目的は、ハニカム構造と
基盤の接合部における従来の問題を解消して、この種の
シール装置の製造における不良率を飛躍的に減少させる
とともに、特別の固定装置の必要性を減少させて、この
種のシール装置の生産性を向上させることにある。
基盤の接合部における従来の問題を解消して、この種の
シール装置の製造における不良率を飛躍的に減少させる
とともに、特別の固定装置の必要性を減少させて、この
種のシール装置の生産性を向上させることにある。
【００１７】上記の目的を達成する為に、本発明の第一
の構成によれば、回転軸を有し、ガスタービンエンジン
の軸線方向に延長形成され、作動媒体ガス通路を横断し
て配設される多数のロータブレードを放射方向外向きに
配設したロータと、エンジンの軸線方向に配設され作動
媒体ガス通路を区画するとともに前記ロータを回転可能
に支持するとともに、ロータを包囲して円周方向に配設
されたシール装置を有するステータで構成され、前記シ
ール装置がロータの近傍に配設されるとともに複数の相
互に円周方向に離間して配設された基盤を有し、該基盤
の少なくとも一つは、作動媒体ガス通路に面し、前記回
転軸線を含む放射面において軸線に対して軸線方向に延
びる第一の円錐台面と、作動媒体ガス通路に面し、前記
回転軸線を含む放射面において軸線に対して軸線方向に
延びるとともに、前記第一の面と鈍角領域を介して接合
する実質的に円筒状の第二の円筒面とを有し、前記基盤
が前記第一の円錐台面と前記第二の円筒面間に所定の鈍
角を有しており、軸線方向に連続し、前記基盤の第二の
面の実質的に平行な作動媒体通路に対向する内側端面と
前記第一及び第二の面に固着される外側端面とを有し、
前記基盤の前記第一及び第二の面間の鈍角部に跨がる一
体形成のハニカム状金属構造とによって、構成され、前
記一体形成されたハニカム状金属構造の外側端面の前記
基盤の第二の面への取付が、一体形成されたハニカム状
金属構造の前記鈍角部両側の前記第一の面及び第二の面
において前記一体形成のハニカム状金属構造に作用する
引っ張り応力に対向して前記ハニカム状構造の保持を補
助するようにしたことを特徴とする軸流型回転装置が提
供される。
の構成によれば、回転軸を有し、ガスタービンエンジン
の軸線方向に延長形成され、作動媒体ガス通路を横断し
て配設される多数のロータブレードを放射方向外向きに
配設したロータと、エンジンの軸線方向に配設され作動
媒体ガス通路を区画するとともに前記ロータを回転可能
に支持するとともに、ロータを包囲して円周方向に配設
されたシール装置を有するステータで構成され、前記シ
ール装置がロータの近傍に配設されるとともに複数の相
互に円周方向に離間して配設された基盤を有し、該基盤
の少なくとも一つは、作動媒体ガス通路に面し、前記回
転軸線を含む放射面において軸線に対して軸線方向に延
びる第一の円錐台面と、作動媒体ガス通路に面し、前記
回転軸線を含む放射面において軸線に対して軸線方向に
延びるとともに、前記第一の面と鈍角領域を介して接合
する実質的に円筒状の第二の円筒面とを有し、前記基盤
が前記第一の円錐台面と前記第二の円筒面間に所定の鈍
角を有しており、軸線方向に連続し、前記基盤の第二の
面の実質的に平行な作動媒体通路に対向する内側端面と
前記第一及び第二の面に固着される外側端面とを有し、
前記基盤の前記第一及び第二の面間の鈍角部に跨がる一
体形成のハニカム状金属構造とによって、構成され、前
記一体形成されたハニカム状金属構造の外側端面の前記
基盤の第二の面への取付が、一体形成されたハニカム状
金属構造の前記鈍角部両側の前記第一の面及び第二の面
において前記一体形成のハニカム状金属構造に作用する
引っ張り応力に対向して前記ハニカム状構造の保持を補
助するようにしたことを特徴とする軸流型回転装置が提
供される。
【００１８】なお、前記一体形成されたハニカム状金属
構造は、第一の部分において前記第一の面に溶接及びろ
う付けされ、第二の部分において前記第二の面に溶接及
びろう付けされ、前記第一の部分及び第二の部分は、前
記基盤の鈍角部に隣接した位置であり、軸線方向に連続
する一体形成のハニカム状金属構造は前記の鈍角部を跨
いで前記第一及び第二の部分間に延長形成することが出
来る。また、前記一体形成されたハニカム状金属構造の
外側端面は、前記基盤の鈍角部より放射方向に離間させ
ることが可能である。
構造は、第一の部分において前記第一の面に溶接及びろ
う付けされ、第二の部分において前記第二の面に溶接及
びろう付けされ、前記第一の部分及び第二の部分は、前
記基盤の鈍角部に隣接した位置であり、軸線方向に連続
する一体形成のハニカム状金属構造は前記の鈍角部を跨
いで前記第一及び第二の部分間に延長形成することが出
来る。また、前記一体形成されたハニカム状金属構造の
外側端面は、前記基盤の鈍角部より放射方向に離間させ
ることが可能である。
【００１９】前記の金属構造は、多数のセルを持ったハ
ニカム構造であり、各セルは軸線方向の長さＬを有し、
ハニカムの外側端面は少なくとも長さＬで前記第一の面
に接着されるとともに、少なくとも長さＬで前記第二の
面に接着する構成とすることが出来る。なお、前記内側
端面は、ステップ状の面を有し、ステップの両側部分は
前記基盤の第二の面に対して実質的に平行とすることが
可能である。前記基盤の第二の面はハニカム金属構造の
内側端面に対して所定角度βを有しており、該角度は１
０゜未満、好ましくは５゜未満とする。
ニカム構造であり、各セルは軸線方向の長さＬを有し、
ハニカムの外側端面は少なくとも長さＬで前記第一の面
に接着されるとともに、少なくとも長さＬで前記第二の
面に接着する構成とすることが出来る。なお、前記内側
端面は、ステップ状の面を有し、ステップの両側部分は
前記基盤の第二の面に対して実質的に平行とすることが
可能である。前記基盤の第二の面はハニカム金属構造の
内側端面に対して所定角度βを有しており、該角度は１
０゜未満、好ましくは５゜未満とする。
【００２０】本発明の第二の構成によれば、軸線の周囲
に配置された基盤を有し、該基盤は軸線から放射方向に
延びる基準面と、前記軸線に対して軸線方向に延びる第
一の面と該第一の面と前記基準面内において鈍角を持つ
第二の面を有し、前記基盤が前記第一及び第二の面の接
合部に鈍角領域を有する回転装置において、軸線方向に
連続し、前記基盤の第二の面の実質的に平行な作動媒体
通路に対向する内側端面と前記第一及び第二の面に固着
される外側端面とを有し、前記基盤の前記第一及び第二
の面間の鈍角部に跨がる一体形成のハニカム状金属構造
を形成し、前記一体形成のハニカム状金属構造の外側端
面が前記鈍角領域を跨いで前記第一の面及び第二の面に
接合するように押圧して該一体形成のハニカム状金属構
造を基盤に対して位置決めし、前記金属構造と前記基盤
に電流を通して金属構造を、前記鈍角領域に隣接した第
一の面と鈍角領域に隣接した第二の面を含む多数の部分
で溶接してシール装置を組立て、前記金属構造と前記基
盤間の接合部に接着媒体を介装し、該接着媒体の接着温
度に前記シール装置を加熱して前記接合部を接着し、前
記シール装置を冷却する工程とによって構成され、前記
第一及び第二の面の前記鈍角領域近傍の溶接部が、前記
接着工程において金属構造と基盤間の接合を保持すると
ともに剥離を防止し、前記第二の面における溶接部が前
記金属構造を前記第一の面の所定位置に保持するように
したことを特徴とするシール装置の形成方法が提供され
る。
に配置された基盤を有し、該基盤は軸線から放射方向に
延びる基準面と、前記軸線に対して軸線方向に延びる第
一の面と該第一の面と前記基準面内において鈍角を持つ
第二の面を有し、前記基盤が前記第一及び第二の面の接
合部に鈍角領域を有する回転装置において、軸線方向に
連続し、前記基盤の第二の面の実質的に平行な作動媒体
通路に対向する内側端面と前記第一及び第二の面に固着
される外側端面とを有し、前記基盤の前記第一及び第二
の面間の鈍角部に跨がる一体形成のハニカム状金属構造
を形成し、前記一体形成のハニカム状金属構造の外側端
面が前記鈍角領域を跨いで前記第一の面及び第二の面に
接合するように押圧して該一体形成のハニカム状金属構
造を基盤に対して位置決めし、前記金属構造と前記基盤
に電流を通して金属構造を、前記鈍角領域に隣接した第
一の面と鈍角領域に隣接した第二の面を含む多数の部分
で溶接してシール装置を組立て、前記金属構造と前記基
盤間の接合部に接着媒体を介装し、該接着媒体の接着温
度に前記シール装置を加熱して前記接合部を接着し、前
記シール装置を冷却する工程とによって構成され、前記
第一及び第二の面の前記鈍角領域近傍の溶接部が、前記
接着工程において金属構造と基盤間の接合を保持すると
ともに剥離を防止し、前記第二の面における溶接部が前
記金属構造を前記第一の面の所定位置に保持するように
したことを特徴とするシール装置の形成方法が提供され
る。
【００２１】なお、前記接着媒体がろう付け材料とする
ことが出来る。また、前記金属構造を基盤に押圧する工
程において、電極が金属構造に接合され、金属構造の外
側端面を第一の面の傾斜面及び第二の面に向かって押圧
し、前記通電工程において溶接電流が電極から金属構造
を経て基盤に流れるようにすることも可能である。さら
に、前記の基盤の第二の面は前記軸線に実質的に平行と
することが出来る。
ことが出来る。また、前記金属構造を基盤に押圧する工
程において、電極が金属構造に接合され、金属構造の外
側端面を第一の面の傾斜面及び第二の面に向かって押圧
し、前記通電工程において溶接電流が電極から金属構造
を経て基盤に流れるようにすることも可能である。さら
に、前記の基盤の第二の面は前記軸線に実質的に平行と
することが出来る。
【００２２】また、前記金属構造の形成工程は、前記鈍
角領域に対応する外側端面部分を切り欠く工程を含んで
おり、前記位置決め工程において、金属構造の外側端面
は前記鈍角領域から離間して配置することが好ましい。
角領域に対応する外側端面部分を切り欠く工程を含んで
おり、前記位置決め工程において、金属構造の外側端面
は前記鈍角領域から離間して配置することが好ましい。
【００２３】なお、前記基盤はリング状に形成され、前
記金属構造もリング状に形成され、前記の冷却工程後に
、円周方向の所定の長さで切断されて、円周方向に相互
に離間して配設されるシール装置を形成することが出来
る。また、前記の内側端面は、前記接着工程終了まで、
前記軸線からの径が同一に維持され、前記の方法が前記
金属構造の一つの領域の軸線からの径が他の領域の径と
異なるように機械加工する工程を含む構成とすることも
可能である。
記金属構造もリング状に形成され、前記の冷却工程後に
、円周方向の所定の長さで切断されて、円周方向に相互
に離間して配設されるシール装置を形成することが出来
る。また、前記の内側端面は、前記接着工程終了まで、
前記軸線からの径が同一に維持され、前記の方法が前記
金属構造の一つの領域の軸線からの径が他の領域の径と
異なるように機械加工する工程を含む構成とすることも
可能である。
【００２４】本発明の第三の構成によれば、軸線の周囲
に配設される基盤を有し、該基盤は前記軸線に放射方向
で対向し、前記軸線を含む放射面において軸線に対して
所定の角度を有する第一の面と、前記軸線に放射方向で
対向し、前記回転軸線を含む放射面において軸線に対し
て軸線方向に延びるとともに、前記第一の面と鈍角領域
を介して接合する実質的に円筒状の第二の面とを有し、
前記基盤が前記第一の面と前記第二の間に所定の鈍角を
有しており、軸線方向に連続し、前記基盤の第二の面の
実質的に平行な作動媒体通路に対向する内側端面と前記
第一及び第二の面に固着される外側端面とを有し、前記
基盤の前記第一及び第二の面間の鈍角部に跨がる一体形
成のハニカム状金属構造とによって、構成され、前記一
体形成されたハニカム状金属構造の外側端面の前記基盤
の第二の面への取付が、一体形成されたハニカム状金属
構造の前記鈍角部両側の前記第一の面及び第二の面にお
いて前記一体形成のハニカム状金属構造に作用する引っ
張り応力に対向して前記ハニカム状構造の保持を補助す
るようにしたことを特徴とする軸流型回転装置のシール
装置が提供される。
に配設される基盤を有し、該基盤は前記軸線に放射方向
で対向し、前記軸線を含む放射面において軸線に対して
所定の角度を有する第一の面と、前記軸線に放射方向で
対向し、前記回転軸線を含む放射面において軸線に対し
て軸線方向に延びるとともに、前記第一の面と鈍角領域
を介して接合する実質的に円筒状の第二の面とを有し、
前記基盤が前記第一の面と前記第二の間に所定の鈍角を
有しており、軸線方向に連続し、前記基盤の第二の面の
実質的に平行な作動媒体通路に対向する内側端面と前記
第一及び第二の面に固着される外側端面とを有し、前記
基盤の前記第一及び第二の面間の鈍角部に跨がる一体形
成のハニカム状金属構造とによって、構成され、前記一
体形成されたハニカム状金属構造の外側端面の前記基盤
の第二の面への取付が、一体形成されたハニカム状金属
構造の前記鈍角部両側の前記第一の面及び第二の面にお
いて前記一体形成のハニカム状金属構造に作用する引っ
張り応力に対向して前記ハニカム状構造の保持を補助す
るようにしたことを特徴とする軸流型回転装置のシール
装置が提供される。
【００２５】なお、前記ハニカム状金属構造は前記第二
の面に直角な放射方向に延びる壁を有する構成とする事
が出来る。
の面に直角な放射方向に延びる壁を有する構成とする事
が出来る。
【００２６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照
しながら説明する。図１は、軸流ガスタービンエンジン
１０の側面図である。エンジンは、回転軸線Ａｒを有し
ている。コンプレッサ部１２、燃焼室１４及びタービン
部１６が、それぞれ回転軸線Ａｒの周囲に形成されてい
る。主作動媒体ガス通路は、軸Ａｒの周囲に形成されエ
ンジンの各部を通って後方に延びている。二次作動媒体
ガス通路２６は、主通路２４の外側に形成され、エンジ
ンに後方に延びている。
しながら説明する。図１は、軸流ガスタービンエンジン
１０の側面図である。エンジンは、回転軸線Ａｒを有し
ている。コンプレッサ部１２、燃焼室１４及びタービン
部１６が、それぞれ回転軸線Ａｒの周囲に形成されてい
る。主作動媒体ガス通路は、軸Ａｒの周囲に形成されエ
ンジンの各部を通って後方に延びている。二次作動媒体
ガス通路２６は、主通路２４の外側に形成され、エンジ
ンに後方に延びている。
【００２７】タービン部のロータは、ロータディスクと
多数のロータブレードを有しており、各個のロータブレ
ードは参照符号２８で示されている。ロータブレード２
８は、放射方向外向きに主通路２４を横断して配置され
ている。ロータは、コンプレッサ部１２に延びており、
コンプレッサ１８及びファン２２を駆動する。
多数のロータブレードを有しており、各個のロータブレ
ードは参照符号２８で示されている。ロータブレード２
８は、放射方向外向きに主通路２４を横断して配置され
ている。ロータは、コンプレッサ部１２に延びており、
コンプレッサ１８及びファン２２を駆動する。
【００２８】各ロータブレード２８は先端部３２を有し
ており、この先端部３２には複数のナイフエッジ突出部
３４が設けられている。ナイフエッジ突出部３４は、主
通路２４の作動媒体ガスのロータブレード２８の先端部
周囲を通る流れを規制することにより、作動媒体ガスの
エネルギのロータブレードへの伝達を確実として、ロー
タの軸線Ａｒに対する回転駆動効率を向上させる。
ており、この先端部３２には複数のナイフエッジ突出部
３４が設けられている。ナイフエッジ突出部３４は、主
通路２４の作動媒体ガスのロータブレード２８の先端部
周囲を通る流れを規制することにより、作動媒体ガスの
エネルギのロータブレードへの伝達を確実として、ロー
タの軸線Ａｒに対する回転駆動効率を向上させる。
【００２９】ステータ３６は、エンジンの軸線方向に延
びており、主通路２４を区画している。ステータ３６は
、図示しない軸受を有しており、この軸受によりロータ
を軸線Ａｒを中心に回転可能に支持している。ステータ
３６は、さらに、シール装置列を有している。各シール
装置は符号３８で示されている。シール装置３８はブレ
ード２８の周囲に延びておりロータブレード２８のナイ
フエッジ３４に近接した主通路を閉塞している。
びており、主通路２４を区画している。ステータ３６は
、図示しない軸受を有しており、この軸受によりロータ
を軸線Ａｒを中心に回転可能に支持している。ステータ
３６は、さらに、シール装置列を有している。各シール
装置は符号３８で示されている。シール装置３８はブレ
ード２８の周囲に延びておりロータブレード２８のナイ
フエッジ３４に近接した主通路を閉塞している。
【００３０】図２に示すように、シール装置３８の列は
、複数の基盤４２を有している。各基盤４２は、各基盤
は軸線Ａｒの周囲に延びている。本実施例において、軸
線Ａｓは、回転軸線Ａｒに一致している。
、複数の基盤４２を有している。各基盤４２は、各基盤
は軸線Ａｒの周囲に延びている。本実施例において、軸
線Ａｓは、回転軸線Ａｒに一致している。
【００３１】各基盤４２は、隣接する基盤と円周方向に
間隙Ｇｃをおいて配列されている。各基盤４２は、第一
の円錐台面４４と第二の実質に円筒状の円筒面４６とを
有しており、これらの面は主通路２４に面している。軸
線Ａｓを含む各放射方向面Ｒは、放射方向及び軸線方向
に基盤４２と線Ｓで交差するように延びている。放射面
が、軸線Ａｒ及びＡｓを通って延びている。円筒状の第
二の面におけるこの線Ｓは、軸線Ａｒ及びＡｓと実質的
に平行に形成されている。線Ｓと円筒面は、面の線の角
度βが放射面Ｒにおいて軸線Ａｓに対して１０゜以下の
角度である場合には、実質的に平行と考えられる。なお
、好ましくは、上記の角度は約５゜以下とする。
間隙Ｇｃをおいて配列されている。各基盤４２は、第一
の円錐台面４４と第二の実質に円筒状の円筒面４６とを
有しており、これらの面は主通路２４に面している。軸
線Ａｓを含む各放射方向面Ｒは、放射方向及び軸線方向
に基盤４２と線Ｓで交差するように延びている。放射面
が、軸線Ａｒ及びＡｓを通って延びている。円筒状の第
二の面におけるこの線Ｓは、軸線Ａｒ及びＡｓと実質的
に平行に形成されている。線Ｓと円筒面は、面の線の角
度βが放射面Ｒにおいて軸線Ａｓに対して１０゜以下の
角度である場合には、実質的に平行と考えられる。なお
、好ましくは、上記の角度は約５゜以下とする。
【００３２】基盤４２の第二の面４６は鈍角域において
基盤の第一の面４４と交差する。第一の円錐台面と第二
の円筒面の形成する鈍角αは、１８０゜よりも小さく９
０゜よりも大きな角度となっている。一般にこの角度は
１３５゜乃至１６０゜の範囲となる。
基盤の第一の面４４と交差する。第一の円錐台面と第二
の円筒面の形成する鈍角αは、１８０゜よりも小さく９
０゜よりも大きな角度となっている。一般にこの角度は
１３５゜乃至１６０゜の範囲となる。
【００３３】一体に形成されたハニカム状金属構造４８
は、基盤の第一及び第二の面４４，４６に取り付けられ
る。ここで、「ハニカム状」の語は、多角形状に形成さ
れ基盤に接する角部を有し、構造の面を通過する作動媒
体ガスのを捕捉しまたは遮断するいかなる形状をも包含
する形状とする。このハニカム構造は、金属薄板を組み
合わせて軽量構造に形成される。本実施例において、一
体のハニカム構造は、ガスタービンエンジンにおいて一
般にハニカムと呼ばれるハニカム材料で形成されている
。
は、基盤の第一及び第二の面４４，４６に取り付けられ
る。ここで、「ハニカム状」の語は、多角形状に形成さ
れ基盤に接する角部を有し、構造の面を通過する作動媒
体ガスのを捕捉しまたは遮断するいかなる形状をも包含
する形状とする。このハニカム構造は、金属薄板を組み
合わせて軽量構造に形成される。本実施例において、一
体のハニカム構造は、ガスタービンエンジンにおいて一
般にハニカムと呼ばれるハニカム材料で形成されている
。
【００３４】ハニカムは、基盤に形状に一致した外側端
面５４と、軸線Ａｓに対向する内側端面５６とを有して
いる。内側端面５６は、基盤の第二の面４６と実質的に
平行であり交差する面の放射方向線Ｒは、１０゜以下、
好ましくは５゜以下となっている。内側端面は、形成後
に機械加工によりステップ状輪郭とする事が出来る。空
力的及び構造的な理由により、ハニカムセルは放射状に
配置される。
面５４と、軸線Ａｓに対向する内側端面５６とを有して
いる。内側端面５６は、基盤の第二の面４６と実質的に
平行であり交差する面の放射方向線Ｒは、１０゜以下、
好ましくは５゜以下となっている。内側端面は、形成後
に機械加工によりステップ状輪郭とする事が出来る。空
力的及び構造的な理由により、ハニカムセルは放射状に
配置される。
【００３５】ハニカム構造４８は、基盤の鈍角部Ｉにお
いて第一及び第二の面４４，４６間に延びている。ハニ
カム構造の外側端面の第二の面への取付は、第二の面に
ハニカム構造を保持して、第二の面における保持を補助
としてハニカムの鈍角領域を隣接する第一の面に配置す
る。
いて第一及び第二の面４４，４６間に延びている。ハニ
カム構造の外側端面の第二の面への取付は、第二の面に
ハニカム構造を保持して、第二の面における保持を補助
としてハニカムの鈍角領域を隣接する第一の面に配置す
る。
【００３６】図４には、製造過程における図２のシール
装置３８が示されている。図４は、ハニカム構造４８と
基盤４２の関係及びシール装置全体と溶接電極６２との
関係及び接地部材６４を示している。ハニカムセルは第
一及び第二の面４４，４６に溶接され、次いでろう付け
等により接着される。
装置３８が示されている。図４は、ハニカム構造４８と
基盤４２の関係及びシール装置全体と溶接電極６２との
関係及び接地部材６４を示している。ハニカムセルは第
一及び第二の面４４，４６に溶接され、次いでろう付け
等により接着される。
【００３７】シール装置の形成方法は、図２に示すよう
に角度を存して接合する面４４，４６を持った基盤の形
成を含んでいる。これは、鍛造または賃具の機械加工に
よって行われる。また、基盤は、相互に接合された板状
金属片によって形成することも出来る。いずれの場合に
おいても、基盤は軸線Ａｓに対して軸線方向に延びる第
一の面４４と、第一の面に対して鈍角の第二の面４６に
よって構成される。
に角度を存して接合する面４４，４６を持った基盤の形
成を含んでいる。これは、鍛造または賃具の機械加工に
よって行われる。また、基盤は、相互に接合された板状
金属片によって形成することも出来る。いずれの場合に
おいても、基盤は軸線Ａｓに対して軸線方向に延びる第
一の面４４と、第一の面に対して鈍角の第二の面４６に
よって構成される。
【００３８】ハニカム構造４８は、内側端面５６を形成
され、この内側端面は第二の面４６と実質的に平行とな
っている。この場合においても、放射面Ｒが形成する内
側端面５６と第二の面の接合線が１０゜以下、好ましく
は５゜以下の時に面が実質的に平行なものとする。ハニ
カム構造４８は、外側端面５４を有しており、この外側
端面５４は基盤の第一の面４４及び第二の面４６に一致
した形状となっている。ハニカム構造は、一体または一
体として機能するように構成され、一部を固定した時に
他の部分が軸方向に変位しない構造とされている。
され、この内側端面は第二の面４６と実質的に平行とな
っている。この場合においても、放射面Ｒが形成する内
側端面５６と第二の面の接合線が１０゜以下、好ましく
は５゜以下の時に面が実質的に平行なものとする。ハニ
カム構造４８は、外側端面５４を有しており、この外側
端面５４は基盤の第一の面４４及び第二の面４６に一致
した形状となっている。ハニカム構造は、一体または一
体として機能するように構成され、一部を固定した時に
他の部分が軸方向に変位しない構造とされている。
【００３９】ハニカム構造４８の形成後に、電極６２は
内側端面５６に対向して配設され、接地部材６４が基盤
４２に対向して配設される。電極６２にはハニカム構造
４８を基盤側に押圧する押圧力が作用される。ハニカム
構造の外側面は、第一及び第二のそれぞれの軸線方向の
対向位置に一致する形状に形成される。押圧力が、ほぼ
第二の面４６の法線方向に作用される。第一の面４４の
傾斜角によって、ハニカム構造４８には放射方向の分力
と、軸線方向の分力が作用する。これに双方の面におい
て良好な電気接触を得ることが出来るが、一方、円錐面
部分においてハニカム構造に局部的な変形を生じする。 例えば、ハニカム構造４８の上流側端部６６と下流側端
部６８が放射方向に僅かでも突出した場合、軸方向中心
が放射方向の分力によって内側に変位する。これによっ
て、ハニカム構造は基盤に固定されているために、ハニ
カム構造には放射方向の張力が生じる。
内側端面５６に対向して配設され、接地部材６４が基盤
４２に対向して配設される。電極６２にはハニカム構造
４８を基盤側に押圧する押圧力が作用される。ハニカム
構造の外側面は、第一及び第二のそれぞれの軸線方向の
対向位置に一致する形状に形成される。押圧力が、ほぼ
第二の面４６の法線方向に作用される。第一の面４４の
傾斜角によって、ハニカム構造４８には放射方向の分力
と、軸線方向の分力が作用する。これに双方の面におい
て良好な電気接触を得ることが出来るが、一方、円錐面
部分においてハニカム構造に局部的な変形を生じする。 例えば、ハニカム構造４８の上流側端部６６と下流側端
部６８が放射方向に僅かでも突出した場合、軸方向中心
が放射方向の分力によって内側に変位する。これによっ
て、ハニカム構造は基盤に固定されているために、ハニ
カム構造には放射方向の張力が生じる。
【００４０】基盤からも押圧によって生じた分力が、ハ
ニカム構造の軸線方向に作用するのでハニカム構造に局
部変形が生じる。この変形は、基盤の鈍角部分に隣接し
たい位置が最も放射方向寸法が大きいため、この部分で
大きくなる。さらに、軸線方向の分力は、円錐台面の下
方にハニカム構造を押圧する。しかしながら、法線方向
の分力による摩擦力と円筒面とハニカム構造の摩擦力が
、この変位力に対向して作用して、円錐台面上のハニカ
ム構造は僅か基盤に向かって変形するが、ハニカム構造
を積極的に位置決めする。
ニカム構造の軸線方向に作用するのでハニカム構造に局
部変形が生じる。この変形は、基盤の鈍角部分に隣接し
たい位置が最も放射方向寸法が大きいため、この部分で
大きくなる。さらに、軸線方向の分力は、円錐台面の下
方にハニカム構造を押圧する。しかしながら、法線方向
の分力による摩擦力と円筒面とハニカム構造の摩擦力が
、この変位力に対向して作用して、円錐台面上のハニカ
ム構造は僅か基盤に向かって変形するが、ハニカム構造
を積極的に位置決めする。
【００４１】ハニカム構造が、基盤に接合した後、電流
がハニカム構造及び基盤を通じて流れて、抵抗溶接によ
りハニカム構造は多くの部分で基盤に溶接される。
がハニカム構造及び基盤を通じて流れて、抵抗溶接によ
りハニカム構造は多くの部分で基盤に溶接される。
【００４２】図５に示すように、鈍角領域Ｉの基盤４２
は半径Ｆｒのすみ肉７２を有している。すみ肉７２は、
第一及び第二の面４４，４６の間の遷移を滑らかにして
いる。しかしながら、ハニカム構造の円筒部が、このす
み肉に乗り上げてしまう可能性がある。これによりハニ
カム構造と基盤間に大きな間隙が生じたり、ハニカム構
造を円筒面に接合させる為に押圧された場合にハニカム
構造の放射方向の変形量が増大してしまうことがある。 従って、ハニカム構造は、鈍角領域Ｉに近接する部分で
僅かに切り欠かれる。これにより、ハニカム構造の基盤
への接合が容易となり、ハニカム構造のすみ肉への乗り
上げが防止される。
は半径Ｆｒのすみ肉７２を有している。すみ肉７２は、
第一及び第二の面４４，４６の間の遷移を滑らかにして
いる。しかしながら、ハニカム構造の円筒部が、このす
み肉に乗り上げてしまう可能性がある。これによりハニ
カム構造と基盤間に大きな間隙が生じたり、ハニカム構
造を円筒面に接合させる為に押圧された場合にハニカム
構造の放射方向の変形量が増大してしまうことがある。 従って、ハニカム構造は、鈍角領域Ｉに近接する部分で
僅かに切り欠かれる。これにより、ハニカム構造の基盤
への接合が容易となり、ハニカム構造のすみ肉への乗り
上げが防止される。
【００４３】円筒面とハニカム構造との接合及び円錐台
面とハニカム構造との接合を良好とするために、電流に
よる溶接は鈍角領域近傍の部分を含む第二の面４６の多
くの部分で行われる。こうした溶接は、接着過程におい
て重要である。
面とハニカム構造との接合を良好とするために、電流に
よる溶接は鈍角領域近傍の部分を含む第二の面４６の多
くの部分で行われる。こうした溶接は、接着過程におい
て重要である。
【００４４】タングステン不活性ガス溶接（ＴＩＧ溶接
）を、大きく平坦な電極を使用した抵抗溶接に換えて使
用することが出来る。好ましくは、ハニカム構造の下流
側円筒部は最初に仮止め溶接されて円筒部を基盤に固定
する。円筒部の面に作用される力は、法線方向の力であ
り、最初の数列のセルにおける拡開を生じることなく、
基盤面とハニカム構造の間の不整合を除去することが出
来る。その後に、円錐台部が、ＴＩＧ溶接により仮止め
溶接される。この状態で、本発明においては、単純に円
錐台形状に形成された従来のハニカム構造に比較して大
きな押圧力を付与することが可能となる。これによりハ
ニカム構造の円錐台部と基盤との不整合をさらに減少さ
せることが出来、この際に純粋に円錐形状のハニカム構
造において生じていた最初のいくつかの列における拡開
やハニカム構造の活動といったような問題は生じないも
のとなる。
）を、大きく平坦な電極を使用した抵抗溶接に換えて使
用することが出来る。好ましくは、ハニカム構造の下流
側円筒部は最初に仮止め溶接されて円筒部を基盤に固定
する。円筒部の面に作用される力は、法線方向の力であ
り、最初の数列のセルにおける拡開を生じることなく、
基盤面とハニカム構造の間の不整合を除去することが出
来る。その後に、円錐台部が、ＴＩＧ溶接により仮止め
溶接される。この状態で、本発明においては、単純に円
錐台形状に形成された従来のハニカム構造に比較して大
きな押圧力を付与することが可能となる。これによりハ
ニカム構造の円錐台部と基盤との不整合をさらに減少さ
せることが出来、この際に純粋に円錐形状のハニカム構
造において生じていた最初のいくつかの列における拡開
やハニカム構造の活動といったような問題は生じないも
のとなる。
【００４５】その後に、シール装置３８の基盤４２とハ
ニカム構造は、接着用炉に挿入される。接着用炉は、例
えば負圧またはアルゴン、水素またはその組み合わせ等
の不活性ガスの非酸化性雰囲気とされている。溶接材料
は、例えばＡＭＳ（航空宇宙材料仕様）４７７７のろう
付け材料であり、粉末状、ペースト状またはテープ状で
炉内に、ハニカム構造４８の外側端部及び基盤の第一及
び第二の面４４，４６間の界面に隣接して装入される。
ニカム構造は、接着用炉に挿入される。接着用炉は、例
えば負圧またはアルゴン、水素またはその組み合わせ等
の不活性ガスの非酸化性雰囲気とされている。溶接材料
は、例えばＡＭＳ（航空宇宙材料仕様）４７７７のろう
付け材料であり、粉末状、ペースト状またはテープ状で
炉内に、ハニカム構造４８の外側端部及び基盤の第一及
び第二の面４４，４６間の界面に隣接して装入される。
【００４６】ハニカム構造を基盤に近接して溶接された
シール装置３８は、約１９５０゜Ｆの温度で加熱されて
接着剤がハニカム構造と基盤間で溶解して接着を行う。 この点において、溶接部が臨界状態でハニカム構造を基
盤に保持する。溶接は、引っ張り応力に抗し、基盤の円
錐台形状面におけるハニカム構造の変形を防止してハニ
カム構造の剥離を防止する。円筒面における溶接は強固
であり、この部分に生じる引っ張り応力は小さいので、
円錐台面にてハニカム構造に付加される引っ張り応力に
抗してこの部分の溶接を保持することが出来る。これは
、双方の面における溶接力が、接着過程の熱によって弱
まるので、重要であり、接着過程において、これらの引
っ張り応力が熱応力と組み合わされて円錐台部における
溶接力よりも大きくなるため、これに抗してハニカム構
造を基盤に保持するために重要である。
シール装置３８は、約１９５０゜Ｆの温度で加熱されて
接着剤がハニカム構造と基盤間で溶解して接着を行う。 この点において、溶接部が臨界状態でハニカム構造を基
盤に保持する。溶接は、引っ張り応力に抗し、基盤の円
錐台形状面におけるハニカム構造の変形を防止してハニ
カム構造の剥離を防止する。円筒面における溶接は強固
であり、この部分に生じる引っ張り応力は小さいので、
円錐台面にてハニカム構造に付加される引っ張り応力に
抗してこの部分の溶接を保持することが出来る。これは
、双方の面における溶接力が、接着過程の熱によって弱
まるので、重要であり、接着過程において、これらの引
っ張り応力が熱応力と組み合わされて円錐台部における
溶接力よりも大きくなるため、これに抗してハニカム構
造を基盤に保持するために重要である。
【００４７】従って、基盤の鈍角領域Ｉの近傍における
第一の面４４への溶接部と第二の面４６に対する溶接部
が、ハニカム構造４８を基盤上に保持して、ハニカム構
造の剥離を防止する。
第一の面４４への溶接部と第二の面４６に対する溶接部
が、ハニカム構造４８を基盤上に保持して、ハニカム構
造の剥離を防止する。
【００４８】接着工程を完了した後に、組み立てられた
シール装置は冷却され、使用に供され、または他の処理
が行われる。この他の処理には、図５に示すように、シ
ール装置をステップ形状とするための加工処理が含まれ
る。
シール装置は冷却され、使用に供され、または他の処理
が行われる。この他の処理には、図５に示すように、シ
ール装置をステップ形状とするための加工処理が含まれ
る。
【００４９】
【発明の効果】このシール装置の３８の製造方法は、基
盤が完全な円形状に形成されている場合にも適用するこ
とが出来、この場合には、ハニカム構造もリング状に形
成される。製造後に、リングは円周方向の適当な長さに
切断されて、複数の円周方向に離間配列されるシール装
置を形成する。また、各基盤はこれに接着されるハニカ
ム構造のアーチ状部分またはアーチ状片で形成すること
が出来る。
盤が完全な円形状に形成されている場合にも適用するこ
とが出来、この場合には、ハニカム構造もリング状に形
成される。製造後に、リングは円周方向の適当な長さに
切断されて、複数の円周方向に離間配列されるシール装
置を形成する。また、各基盤はこれに接着されるハニカ
ム構造のアーチ状部分またはアーチ状片で形成すること
が出来る。
【００５０】双方の方法において、円筒面と円錐台面が
組み合わせて使用され、ハニカム構造は双方の面に跨が
って配置される。これによって、シール装置が、３部材
ではなく、２部材で構成され、構造を簡素化するととも
に、製造を容易とする。さらに、ハニカム構造を一体的
なものとし、基盤面に実質的に平行な面５６と基盤面に
実質的に直角なセルの機械的な一体性を増加させること
が出来る。これにより、円筒部に作用する法線方向の力
が、ハニカム構造の位置決め力として作用するので、セ
ルの拡開または滑動を防止することが出来る。さらに、
円筒面の溶接部に作用する装置の応力は、円錐台面の溶
接部における応力に較べて格段に小さくなる。従って、
溶接炉内における溶接は、従来のものに較べて強固とな
る。これにより、ハニカム構造の製造における公差を大
きく設定することが可能となり、製造が容易となり製造
誤差による不良率及び剥離の発生を減少することが出来
る。
組み合わせて使用され、ハニカム構造は双方の面に跨が
って配置される。これによって、シール装置が、３部材
ではなく、２部材で構成され、構造を簡素化するととも
に、製造を容易とする。さらに、ハニカム構造を一体的
なものとし、基盤面に実質的に平行な面５６と基盤面に
実質的に直角なセルの機械的な一体性を増加させること
が出来る。これにより、円筒部に作用する法線方向の力
が、ハニカム構造の位置決め力として作用するので、セ
ルの拡開または滑動を防止することが出来る。さらに、
円筒面の溶接部に作用する装置の応力は、円錐台面の溶
接部における応力に較べて格段に小さくなる。従って、
溶接炉内における溶接は、従来のものに較べて強固とな
る。これにより、ハニカム構造の製造における公差を大
きく設定することが可能となり、製造が容易となり製造
誤差による不良率及び剥離の発生を減少することが出来
る。
【００５１】本発明の基盤４２は、重量が軽減され、ガ
スタービンエンジン効率を向上することが出来る付随的
な利点がある。特に円錐台形状における問題の解決策と
して用いられる円筒面のみを使用した構造に較べて重量
を軽減して、ガスタービンエンジン効率を向上させるこ
とができる。
スタービンエンジン効率を向上することが出来る付随的
な利点がある。特に円錐台形状における問題の解決策と
して用いられる円筒面のみを使用した構造に較べて重量
を軽減して、ガスタービンエンジン効率を向上させるこ
とができる。
【００５２】なお、本発明は、上記の実施例の構成に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発
明の要旨を逸脱しない範囲におけるいかなる構成をも包
含するものである。例えば、ハニカム形状は、金属薄片
を組み合わせて多孔形状に形成する全ての形状を包含す
るものである。また、ハニカムを組立前に内側端面をス
テップ形状に形成することも可能である。いかなる場合
においても、ハニカム構造の基盤の第二の円筒面に隣接
する内側端面は、基盤の第二の面に対して平行となる。 こうした形状においては、ＴＩＧ溶接または抵抗溶接の
使用が可能となる。抵抗溶接を用いる場合には、最初に
円筒面に隣接する部分のハニカム構造の内側端面に電極
を当接して溶接し、次いで円錐台面に隣接した部分を溶
接する二つの工程で溶接作業が行われる。
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発
明の要旨を逸脱しない範囲におけるいかなる構成をも包
含するものである。例えば、ハニカム形状は、金属薄片
を組み合わせて多孔形状に形成する全ての形状を包含す
るものである。また、ハニカムを組立前に内側端面をス
テップ形状に形成することも可能である。いかなる場合
においても、ハニカム構造の基盤の第二の円筒面に隣接
する内側端面は、基盤の第二の面に対して平行となる。 こうした形状においては、ＴＩＧ溶接または抵抗溶接の
使用が可能となる。抵抗溶接を用いる場合には、最初に
円筒面に隣接する部分のハニカム構造の内側端面に電極
を当接して溶接し、次いで円錐台面に隣接した部分を溶
接する二つの工程で溶接作業が行われる。
【００５３】なお、ハニカム構造の内側端面に当接され
る電極をガスタービンエンジンの半径に一致するものと
して、一回溶接作業で、全ての部分の溶接を行い、次い
でハニカム構造をステップ形状に機械加工することも可
能である。
る電極をガスタービンエンジンの半径に一致するものと
して、一回溶接作業で、全ての部分の溶接を行い、次い
でハニカム構造をステップ形状に機械加工することも可
能である。
【００５４】なお、本発明においては、ハニカム材料の
鈍角部は基盤に溶接及びろう付け等の接着の双方によっ
て取り付けされるので、特に良好な接着を得ることが出
来る。
鈍角部は基盤に溶接及びろう付け等の接着の双方によっ
て取り付けされるので、特に良好な接着を得ることが出
来る。
【図１】ステータ部分で一部切り欠いて、作動媒体ガス
の流路、ロータ装置及びシール装置の一部を示す、本発
明の軸流型回転装置の側面図である。
の流路、ロータ装置及びシール装置の一部を示す、本発
明の軸流型回転装置の側面図である。
【図２】図１のシール装置部分を拡大して示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】従来技術におけるシール装置の概略断面図であ
る。
る。
【図４】図２に示すシール装置の製造工程における溶接
電極とシール装置との関係を示す断面図である。
電極とシール装置との関係を示す断面図である。
【図５】図４の要部の拡大断面図である。
【図６】ハニカム構造を機械加工して製造作業を完成し
た状態のシール装置の断面図である。
た状態のシール装置の断面図である。
１０ ガスタービンエンジン
１２ コンプレッサ部
１４ 燃焼室
１６ タービン部
３８ シール装置
４２ 基盤
４４ 第一の円錐台面
４６ 第二の円筒面
４８ ハニカム構造
６２ 溶接電極
６４ 接地電極
Claims (23)
- 【請求項１】 回転軸Ａｒを有し、ガスタービンエン
ジンの軸線方向に延長形成され、作動媒体ガス通路を横
断して配設される多数のロータブレードを放射方向外向
きに配設したロータと、エンジンの軸線方向に配設され
作動媒体ガス通路を区画するとともに前記ロータを回転
可能に支持するとともに、ロータを包囲して円周方向に
配設されたシール装置を有するステータで構成され、前
記シール装置がロータの近傍に配設されるとともに複数
の相互に円周方向に離間して配設された基盤を有し、該
基盤の少なくとも一つは、作動媒体ガス通路に面し、前
記回転軸線Ａｒを含む放射面Ｒにおいて軸線Ａｒに対し
て軸線方向に延びる第一の円錐台面と、作動媒体ガス通
路に面し、前記回転軸線Ａｒを含む放射面Ｒにおいて軸
線Ａｒに対して軸線方向に延びるとともに、前記第一の
面と鈍角領域を介して接合する実質的に円筒状の第二の
円筒面とを有し、前記基盤が前記第一の円錐台面と前記
第二の円筒面間に所定の鈍角を有しており、軸線方向に
連続し、前記基盤の第二の面の実質的に平行な作動媒体
通路に対向する内側端面と前記第一及び第二の面に固着
される外側端面とを有し、前記基盤の前記第一及び第二
の面間の鈍角部に跨がる一体形成のハニカム状金属構造
とによって、構成され、前記一体形成されたハニカム状
金属構造の外側端面の前記基盤の第二の面への取付が、
一体形成されたハニカム状金属構造の前記鈍角部両側の
前記第一の面及び第二の面において前記一体形成のハニ
カム状金属構造に作用する引っ張り応力に対向して前記
ハニカム状構造の保持を補助するようにしたことを特徴
とする軸流型回転装置。 - 【請求項２】 前記一体形成されたハニカム状金属構
造は、第一の部分において前記第一の面に溶接及びろう
付けされ、第二の部分において前記第二の面に溶接及び
ろう付けされ、前記第一の部分及び第二の部分は、前記
基盤の鈍角部に隣接した位置であり、軸線方向に連続す
る一体形成のハニカム状金属構造は前記の鈍角部を跨い
で前記第一及び第二の部分間に延びている請求項１の回
転装置。 - 【請求項３】 前記一体形成されたハニカム状金属構
造の外側端面は、前記基盤の鈍角部より放射方向に離間
している請求項１の回転装置。 - 【請求項４】 前記の金属構造は、多数のセルを持っ
たハニカム構造であり、各セルは軸線方向の長さＬを有
し、ハニカムの外側端面は少なくとも長さＬで前記第一
の面に接着されるとともに、少なくとも長さＬで前記第
二の面に接着される請求項３の回転装置。 - 【請求項５】 前記内側端面は、ステップ状の面を有
し、ステップの両側部分は前記基盤の第二の面に対して
実質的に平行である請求項４の回転装置。 - 【請求項６】 前記基盤の第二の面はハニカム金属構
造の内側端面に対して所定角度βを有しており、該角度
は１０゜未満である請求項１の回転装置。 - 【請求項７】 前記角度は５゜未満である請求項６の
回転装置。 - 【請求項８】 軸線Ａｓの周囲に配置された基盤を有
し、該基盤は軸線Ａｓから放射方向に延びる基準面Ｒと
、前記軸線に対して軸線方向に延びる第一の面と該第一
の面と前記基準面内において鈍角を持つ第二の面を有し
、前記基盤が前記第一及び第二の面の接合部に鈍角領域
を有する回転装置において、軸線方向に連続し、前記基
盤の第二の面の実質的に平行な作動媒体通路に対向する
内側端面と前記第一及び第二の面に固着される外側端面
とを有し、前記基盤の前記第一及び第二の面間の鈍角部
に跨がる一体形成のハニカム状金属構造を形成し、前記
一体形成のハニカム状金属構造の外側端面が前記鈍角領
域を跨いで前記第一の面及び第二の面に接合するように
押圧して該一体形成のハニカム状金属構造を基盤に対し
て位置決めし、前記金属構造と前記基盤に電流を通して
金属構造を、前記鈍角領域に隣接した第一の面と鈍角領
域に隣接した第二の面を含む多数の部分で溶接してシー
ル装置を組立て、前記金属構造と前記基盤間の接合部に
接着媒体を介装し、該接着媒体の接着温度に前記シール
装置を加熱して前記接合部を接着し、前記シール装置を
冷却する工程とによって構成され、前記第一及び第二の
面の前記鈍角領域近傍の溶接部が、前記接着工程におい
て金属構造と基盤間の接合を保持するとともに剥離を防
止し、前記第二の面における溶接部が前記金属構造を前
記第一の面の所定位置に保持するようにしたことを特徴
とするシール装置の形成方法。 - 【請求項９】 前記接着媒体がろう付け材料である請
求項８の方法。 - 【請求項１０】 前記金属構造を基盤に押圧する工程
において、電極が金属構造に接合され、金属構造の外側
端面を第一の面の傾斜面及び第二の面に向かって押圧し
、前記通電工程において溶接電流が電極から金属構造を
経て基盤に流れるようにした請求項８の方法。 - 【請求項１１】 前記の基盤の第二の面は前記軸線に
実質的に平行である請求項１０の方法。 - 【請求項１２】 前記金属構造の形成工程は、前記鈍
角領域に対応する外側端面部分を切り欠く工程を含んで
おり、前記位置決め工程において、金属構造の外側端面
は前記鈍角領域から離間して配置される請求項８の方法
。 - 【請求項１３】 前記基盤はリング状に形成され、前
記金属構造もリング状に形成され、前記の冷却工程後に
、円周方向の所定の長さで切断されて、円周方向に相互
に離間して配設されるシール装置を形成する請求項８の
方法。 - 【請求項１４】 前記の内側端面は、前記接着工程終
了まで、前記軸線からの径が同一に維持され、前記の方
法が前記金属構造の一つの領域の軸線からの径が他の領
域の径と異なるように機械加工する工程を含んでいる請
求項１３の方法。 - 【請求項１５】 軸線Ａｓの周囲に配設される基盤を
有し、該基盤は、前記軸線に放射方向で対向し、前記軸
線Ａｓを含む放射面において軸線Ａｓに対して所定の角
度を有する第一の面と、前記軸線に放射方向で対向し、
前記回転軸線Ａｓを含む放射面において軸線Ａｓに対し
て軸線方向に延びるとともに、前記第一の面と鈍角領域
を介して接合する実質的に円筒状の第二の面とを有し、
前記基盤が前記第一の面と前記第二の間に所定の鈍角を
有しており、軸線方向に連続し、前記基盤の第二の面の
実質的に平行な作動媒体通路に対向する内側端面と前記
第一及び第二の面に固着される外側端面とを有し、前記
基盤の前記第一及び第二の面間の鈍角部に跨がる一体形
成のハニカム状金属構造とによって、構成され、前記一
体形成されたハニカム状金属構造の外側端面の前記基盤
の第二の面への取付が、一体形成されたハニカム状金属
構造の前記鈍角部両側の前記第一の面及び第二の面にお
いて前記一体形成のハニカム状金属構造に作用する引っ
張り応力に対向して前記ハニカム状構造の保持を補助す
るようにしたことを特徴とする軸流型回転装置のシール
装置。 - 【請求項１６】 前記ハニカム状金属構造は前記第二
の面に直角な放射方向に延びる壁を有している請求項１
５のシール装置。 - 【請求項１７】 前記の金属構造は、ハニカム構造で
ある請求項１６のシール装置。 - 【請求項１８】 前記基盤の第二の面はハニカム金属
構造の内側端面に対して所定角度βを有しており、該角
度は１０゜未満である請求項１７のシール装置。 - 【請求項１９】 前記角度は５゜未満である請求項１
８のシール装置。 - 【請求項２０】 前記ハニカム状金属構造は前記鈍角
部において基盤より放射方向に離間している請求項１５
のシール装置。 - 【請求項２１】 前記シール装置は、完全なリング状
に形成される請求項１５のシール装置。 - 【請求項２２】 前記シール装置は、アーチ状に形成
されている請求項１５のシール装置。 - 【請求項２３】 前記ハニカム状金属構造は前記鈍角
部において基盤に取り付けられている請求項２０のシー
ル装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58771590A | 1990-09-25 | 1990-09-25 | |
| US587,715 | 1990-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279734A true JPH04279734A (ja) | 1992-10-05 |
| JP3213623B2 JP3213623B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=24350905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27335391A Expired - Lifetime JP3213623B2 (ja) | 1990-09-25 | 1991-09-25 | 回転装置のステータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5281089A (ja) |
| EP (1) | EP0478494B1 (ja) |
| JP (1) | JP3213623B2 (ja) |
| DE (1) | DE69107944T2 (ja) |
| IE (1) | IE67360B1 (ja) |
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-
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- 1991-09-19 EP EP91630068A patent/EP0478494B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-25 JP JP27335391A patent/JP3213623B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-02-18 US US07/838,506 patent/US5281089A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000257402A (ja) * | 1998-11-13 | 2000-09-19 | General Electric Co <Ge> | ブレードを封じ込むタービンシュラウド |
| JP2017534467A (ja) * | 2014-08-28 | 2017-11-24 | サフラン・エアクラフト・エンジンズ | ターボマシン部材リング支持体の製造方法 |
Also Published As
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