JPH0452364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸流型回転機械に係り、より詳細に
は軸流型ガスタービンエンジンの如き軸流型回転
機械のロータ組立体に係る。

本発明は、ターボフアンガスタービンエンジン
のフアンセクシヨンより一つのフアンブレードを
分解（取り外し）し得るよう、航空機用ガスター
ビンエンジン工業界に於て開発されたものである
が、ガスタービンエンジン工業界だけでなく他の
工業界に於ても広く適用可能なものである。

現今の航空機用ガスタービンエンジンは通常そ
の前端部に大きいロータブレードを有するターボ
フアン型のものである。ブレードはフアンブレー
ドと呼ばれ、プロペラと同様の要領にてそれに導
かれた空気を加速するために使用される。

ブレードはエンジンの前端部に配置されている
ので、空港の滑走路に沿つて移動している際にピ
ツクアツプしエンジン内に取込まれた異物による
損傷を受け易い。大きな鳥などはフアンの損傷の
原因となることが多いものである。フアンの空気
力学的効率を回復し破壊的なロータの不釣合を防
止するためには、損傷されたブレードが交換され
なければならない。

フアンブレードのルートは通常鳩尾形断面のジ
オメトリーに形成されており、支持デイスクのリ
ムを横切つて前方より後方へ延在している。ルー
トの取付け部は通常エンジンの中心線又は軸線に
対し周縁方向に傾斜されている。ロングスパンの
ブレードはそのブレードのスパン両端間の位置に
又はブレードの先端部に一つ又はそれ以上のシユ
ラウドを有している。かかるシユラウドはブレー
ドの吸入側及び圧力側より横方向に延在して隣接
するブレードのシユラウド要素と対向する要素に
て形成されている。互いに隣接するブレードのシ
ユラウド要素は互いに共働してエンジンの軸線に
沿つて見て環状をなすリングを構成する。隣接す
るシユラウド要素間の対向平面はブレードの取付
け部の軸線とは平行でなく、これにより個々のブ
レードが組立てられた状態に固定されるようにな
つている。

一つのブレードを交換するためにロータ組立体
の全てのブレードを取り外す必要性及びその際の
出費を回避すべく、当工業界の科学者やエンジニ
アは新規なブレード及びロータ組立体の構造を希
求し続けている。

本発明によれば、軸流型回転機械よりシユラウ
ドを有する一つのブレードを分解することは、デ
イスクのブレード取付け溝のベース部に楔形の突
起を設け、これによりブレードが取付け溝より部
分的に引き抜かれた際にブレードが楔形突起の周
りに揺動して隣接するブレードのシユラウドより
ブレードの係合が解除されるように構成すること
によつて可能にされている。

本発明の主要な特徴は、デイスクの各ブレード
取付け溝のベース部より半径方向外方へ突出する
楔形突起、及び対応するブレードのルートセクシ
ヨンの底面に設けられたテーパ面である。対応す
る取付け溝よりブレードのルートセクシヨンを部
分的に引き抜くことにより、それらの間の半径方
向の間隙が増大し、ブレードは楔形突起の周りに
揺動し得るようになる。

本発明の一つの主要な利点は、ロータ組立体よ
り１つのブレードを取り外すことができるという
ことである。航空機の場合には、エンジンを航空
機より取り外す必要もなくフアンブレードを現場
に於て取り外すことができる。ブレードの分解は
装着された状態に於ける部材間の間隙を増大させ
る必要もなく行われる。ブレードを楔形突起の周
りに第一の方向に揺動させることにより、ブレー
ド取付け溝の軸線と互いに隣接するシユラウドの
当接面とが平行ではないにも拘らず、ブレードを
部分的に引き抜くことが可能になる。またブレー
ドを第二の方向に揺動させることにより、隣接す
るブレードのトレーリングエツジの周りにブレー
ドのシユラウドを周縁方向に変位させることがで
き、これによりブレードはその取付け溝より完全
に引き突抜かれ得るようになる。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。

これより本発明を実施するための最良の形態を
ターボフアンガスタービンエンジンのフアンセク
シヨンについて説明する。第１図にフアンロータ
組立体の一部が正面図にて示されている。複数個
のロータブレード１２がロータデイスク１４の周
縁部より半径方向外方へ延在している。各ロータ
ブレードはエーロフオイルセクシヨン１６と、プ
ラツトフオームセクシヨン１８と、ルートセクシ
ヨン２０とを有している。各プラツトフオームセ
クシヨン１８は作動媒体ガスのための流路２２の
内壁の一部を郭定している。各ルートセクシヨン
２０はデイスク１４の周縁部に設けられた対応す
る取付け溝２４に係合している。各ブレード１２
のエーロフオイルセクシヨン１６は吸入側２６と
圧力側２８とを有している。シユラウドセグメン
ト３０及び３２がそれぞれブレード１４の吸入側
２６及び圧力側２８より横方向に延在して、隣接
するブレードのシユラウドセグメントと対向して
いる。互いに隣接するブレードのシユラウドセグ
メントは互いに共働してエンジンの周りに周縁方
向に延在する環状リングを構成している。図示の
シユラウドはブレードのスパン両端間の位置に配
置されており、「ミツドスパン」シユラウドと呼
ばれる。シユラウドのスパン方向の位置はエンジ
ンの設計に応じて変化されてよい。実施例によつ
ては複数個のシユラウドが使用され、また実施例
によつては一つのシユラウドがブレードの先端に
配置される。

各ブレードのルートセクシヨンの形状及び対応
する取付け溝のジオメトリーが第２図の分解斜視
図に示されている。取付け部のジオメトリーは
「鳩尾形ルート」として知られる一般的な型式の
ものである。しかしこの取付け部のジオメトリー
は、ブレードのルートセクシヨン２０の底面３４
がリーデイングエツジ３６よりトレーリングエツ
ジ３８まで先細り状になつており、徐々に断面積
が減少するルートを構成している点に於て従来の
構造より修正されている。取付け溝２４はデイス
ク１４の前方側４２から後方側４４まで取付け溝
の底面の中心部より突出した状態にて延在する楔
形の突起４０を有している。楔形の突起４０の上
面４６及びブレードのルートセクシヨン２０の底
面３４はエンジンの中心線に平行な平面に対し角
度φにて傾斜されている。ロータブレード１２の
ルートセクシヨン２０及びデイスク１４の取付け
溝２４は、ブレードが取付け溝より軸線方向に引
き抜かれる際、ブレードのルートセクシヨンの底
面と取付け溝との間の間隙が増大するような形状
に形成されている。ブレード１２はそが組付けら
れた状態に於ては、図には特には示されていない
通常の装置によりデイスク１４上に軸線方向に捕
捉された状態に保持される。

上述の如き構成によれば、ブレードが異物によ
り損傷されたことによりエンジン運転後にその必
要性が生じる一つのブレードを現場で取り外した
り再組付けしたりすることが可能になる。従来の
構造に於ては、隣接するシユラウドセグメントが
周縁方向に相互に干渉し、またシユラウドセグメ
ントが隣接するブレードのエーロフオイルセクシ
ヨンの前方へ延在する部分と干渉するため、一つ
のブレードを現場に於て取り外したり再組付けし
たりすることができない。第３図より解る如く、
ブレードのルートの取付け部の軸線Ａはシユラウ
ドセグメントの接触部の平面Ｂとは平行でなく、
従つてデイスク１４上の軸線方向位置に保持され
た各ブレードは互いにロツクされた状態にある。
かかる直接的拘束がない場合に於ても、各ブレー
ドはそのブレードの吸入側のシユラウドセグメン
ト３０と隣接するブレードのエーロフオイルセク
シヨン１６との間の距離Ｙよりも長い距離を軸線
方向に変位することはできない。

本発明による改良されたルートセクシヨン２０
及び取付け溝２４のジオメトリーによれば、ブレ
ードは軸線方向及び周縁方向に変位することが可
能であり、これによりブレードのシユラウドセグ
メントを隣接するシユラウドセグメント及び隣接
するブレードのエーロフオイルセクシヨンによる
干渉を受けることなく自由に引き抜くことができ
る。第４図はブレードのルートセクシヨン２０の
底面３４と取付け溝２４のベース部に設けられた
楔形突起４０の上面４６との間の間隙が増大され
ていることを示している。図示の状態に於ては、
上述の間隙はC₁であり、第４図に於て破線にて
示されている如くブレードが部分的に引き抜かれ
た状態に於ては、上述の問題はC₂である。

ブレードが部分的に軸線方向に引き抜かれると
上述の間隙が増大することにより、ブレードはそ
のルートセクシヨンの軸線Ａと隣接するシユラウ
ドセグメントの接触平面Ｂとの非整合を受入れる
べく、楔形突起４０の周りにまず揺動し、次いで
隣接するエーロフオイルセクシヨンの干渉を受け
ることなく自由に吸入側のシユラウドセグメント
が周縁方向に回動し得るように楔形突起４０の周
りに揺動することができる。かくしてブレードが
部分的に引き抜かれた状態に於てそれが楔形突起
の周りに揺動し得ることが第５図に示されてい
る。

第６図乃至第８図に一つの実施例に於てロータ
デイスクより一つのロータブレードを引き抜く一
連の工程が示されている。ロータ組立体がガスタ
ービンエンジンに装着された状態にては示されて
いないが、ブレード１２をロータデイスク１４よ
り取り外す原理とそれをロータデイスクに再組付
けする原理とは同一である。ブレードが完全に組
付けられた状態に於てブレードをデイスク上に捕
捉する直接的な軸線方向の拘束手段は除去されて
いる。

第６図に於て、複数個のブレードのうちの一つ
のブレード１２Ａが、その吸入側のシユラウドセ
グメント３０Ａが隣接するブレードのエーロフオ
イルセクシヨン１６に当接するまで、デイスク１
４上にて前方へ移動される。この場合ブレードは
ルートセクシヨンの軸線とシユラウドセグメント
の当接面との非整合を受入れるべく、取付け溝内
にて時計廻り方向に僅かに揺動される。次いで第
７図に示されている如く、ブレード１２Ａに隣接
する第二のブレード１２Ｂが、その吸入側のシユ
ラウドセグメント３０Ｂが隣接するブレードのエ
ーロフオイルセクシヨン１６Ａに当接するまで、
デイスク内にて前方へ移動される。図示の実施例
に於ては、圧力側のシユラウドセグメント３２Ｂ
はそれに隣接するブレード１２Ｃの吸入側のシユ
ラウドセグメント３０Ｃとは周縁方向に干渉する
ことがないようになつている。前方へ移動されな
ければならないブレード１２の数は、シユラウド
セグメントの幅、シユラウドセグメント近傍に於
ける隣接するエーロフオイルセクシヨンのジオメ
トリーの如き因子により実施例毎に異なる。

更に第８図に示されている如く、ブレード１２
Ｂが、そのブレードの吸入側のシユラウドセグメ
ント３０Ｂが隣接するブレードのエーロフオイル
セクシヨン１６Ａを越えて軸線方向に自由に運動
し得る位置まで取付け溝内にて反時計廻り方向へ
回動される。ブレードがかかる位置にあるときに
はそのブレードをデイスクより完全に引き抜くこ
とができる。尚一つのブレードの再組付けは上述
の分解の場合とは逆の手続きにより行われる。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はターボフアンガスタービンエンジンの
フアン組立体の一部を示す部分正面図である。第
２図はブレード及びデイスクの取付け部を示す分
解斜視図である。第３図は第１図の線３−３に沿
う解図である。第４図は第１図の線４−４による
拡大部分断面図である。第５図はブレードのルー
トセクシヨンの拡大図であり、部分的に引き抜か
れたブレードが取付け溝のベース部に設けられた
楔形突起の周りに揺動し得ることを示している。
第６図は一つのブレードがロータ組立体より部分
的に引き抜かれた状態を示す斜視図である。第７
図は二つの互いに隣接するブレードが連続的に部
分的に引き抜かれた状態を示す斜視図であり、特
により前方へ引き抜かれたブレードのシユラウド
が隣接するブレードのシユラウドと干渉すること
がない状態を示している。第８図はより前方へ引
き抜かれたブレードが、そのシユラウドが隣接す
るブレードのエーロフオイルセクシヨンと干渉す
ることがない位置まで周縁方向に移動された状態
を示す斜視図である。 １２…ブレード、１４…デイスク、１６…エー
ロフオイルセクシヨン、１６…プラツトフオーム
セクシヨン、２０…ルートセクシヨン、２２…流
路、２４…取付け溝、２６…吸入側、２８…圧力
側、３０，３２…シユラウドセグメント、３４…
底面、３６…リーデイングエツジ、３８…トレー
リングエツジ、４０…楔形突起、４２…前方側、
４４…後方側、４６…上面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロータデイスクの周縁部より半径方向外方へ
   延在する一列のロータブレードを含む形式のロー
   タ組立体にして、 前記ロータブレードの各々のエーロフオイル部
   はその吸入側及び圧力側より横方向に延在するシ
   ユラウドセグメントを有し、前記シユラウドセグ
   メントの各々は隣接する前記ロータブレードの対
   応するシユラウドセグメントと当接するように構
   成され、前記ロータデイスクはあり溝を有し、前
   記ロータブレードの各々は前記ロータデイスクの
   あり溝と係合するあり形のルート部を有し、前記
   ロータデイスクのあり溝は該ロータデイスクの前
   方側より後方側に向けて傾斜し前記ロータデイス
   クの軸線からの距離が該ロータデイスクの前方側
   より後方側にてより大きくなるように該軸線より
   隔置された底面を有しており、前記ロータブレー
   ドのルート部は前記ロータデイスクのあり溝の底
   面に対応した傾斜を有する底面を有しており、前
   記ロータブレードが前記ロータデイスクのあり溝
   より該軸線方向に引抜かれるとき前記ロータブレ
   ードのルート部と前記ロータデイスクのあり溝と
   の間の間〓が増加し、これによつて前記ロータブ
   レードのルート部が前記ロータデイスクのあり溝
   内で円周方向に揺動し、その揺動によつて一つの
   ロータブレードのみを取外すことができるように
   構成されていることを特徴とするロータ組立体。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載されたロータ組
   立体にして、前記ロータデイスクのあり溝の底面
   に係合している前記ロータブレードのルート部の
   底面は前記ロータデイスクのあり溝の底面の中央
   部分より延在する楔形突起上に配置されるように
   構成されていることを特徴とするロータ組立体。