JPH0647922B2 - ステータ組立体 - Google Patents

ステータ組立体

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JPH0647922B2
JPH0647922B2 JP59161446A JP16144684A JPH0647922B2 JP H0647922 B2 JPH0647922 B2 JP H0647922B2 JP 59161446 A JP59161446 A JP 59161446A JP 16144684 A JP16144684 A JP 16144684A JP H0647922 B2 JPH0647922 B2 JP H0647922B2
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stator
duct
outer case
airfoil
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ウオルター・ジヨセフ・バラン・ジユニア
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ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン
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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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • 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
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/11—Shroud seal segments
    • 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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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ガスタービンエンジンに係り、更に詳細には
ガスタービンエンジンの作動媒体ガスのための流路に近
接したステータ組立体に係る。本発明は航空機用のガス
タービンエンジンの分野に於て開発されたものである
が、作動媒体ガスを導く数列のステータベーンが組込ま
れた他の技術分野のガスタービンエンジンにも適用可能
なものである。
背景技術 本発明が適用される型式のガスタービンエンジンの一つ
の例は、圧縮セクションと燃焼セクションとタービンセ
クションとを有するガスタービンエンジンである。作動
媒体ガスのための環状の流路がエンジンを貫通して軸線
方向に延在している。ロータ組立体が圧縮セクション及
びタービンセクションを貫通して軸線方向に延在してお
り、ステータ組立体により囲繞されている。ステータ組
立体はエンジンケースを含んでいる。数列のロータブレ
ードがタービンセクション及び圧縮セクションに於て作
動媒体ガス流路を横切ってロータ組立体より半径方向外
方へ延在している。エンジンの作動媒体ガスをエンジン
の次の作動ステーションへ導く一列のステータベーン
が、大抵のロータブレードの列の下流側端部に於て作動
媒体ガス流路を横切ってエンジンケースより半径方向内
方へ延在している。
アウタケースより半径方向内方の位置にロータブレード
及びステータベーンが組込まれたエンジン構造体の幾つ
かの例が米国特許第３，９６６，３５４号、同第３，９
９２，１２６号、同第４，０１１，７１８号に開示され
ている。
これらの米国特許に開示されている如く、エンジンの燃
焼セクションはエンジン内於て燃料を燃焼しこれにより
作動媒体ガスにエネルギを付与するために使用される。
高温の作動媒体ガスがエンジンのタービンセクション内
に於て膨張されるので、燃焼セクションのすぐ下流側に
設けられた数列のロータブレード及びステータベーンは
高温の作動媒体ガスに曝される。エンジンのこの領域に
於ては、ステータベーンの温度を許容し得る温度レベル
に維持すべく、アウタケースの内側にてステータベーン
の内部へ冷却空気が流される。
冷却される数列のステータベーンより下流側の幾つかの
位置に於ては、冷却空気はステータベーンの内部へは流
されない。かかる構造体の一例が米国特許第３，６４
４，０５７号に開示されている。ステータベーンはその
内部に於て冷却される訳ではないが、ステータベーン及
びそれに関連する構成要素が高温の作動媒体ガスによっ
て許容し難いほど加熱されることがないようにする種々
の努力が払われている。従って科学者及びエンジニア
は、ステータベーン及びステータベーンに関連する種々
の構成要素が許容し難いほど加熱されることを回避する
ステータベーンが組込まれたステータ組立体の開発研究
を従来より行っている。
発明の開示 本発明によれば、作動媒体ガス流路と、該流路の周りに
延在するアウタケースと、アウタケースより支持された
一例のステータベーンとを有するガスタービンエンジン
は、或る位置に於て一列のステータベーンと係合し、他
の一つの位置に於てステータベーン及びアウタケースと
係合し、作動媒体ガスより一列のステータベーンを遮蔽
すべく前記二つの位置の間に延在するダクトを含んでい
る。
本発明の一つの実施例によれば、ダクトは円弧状の複数
個のセグメントよりなり、各セグメントはアウタケース
とステータベーンとダクトとの係合部に近接して冷却空
気室を郭定すべく、隣接するステータ要素に近接した位
置まで延在する片持ち支持された延在部を有している。
本発明の一つの主要な特徴は、ガスタービンエンジンの
ためのステータ構造体である。ステータ構造体は周縁方
向に延在する複数個のセグメントよりなるダクトを含ん
でいる。ダクトは軸線方向に延在する部分を有してお
り、該部分は作動媒体ガス流路を画定している。本発明
の他の一つの特徴は一列のステータベーンである。各ス
テータベーンは作動媒体ガス流路を横切って延在する少
なくとも一つのエーロフォイルを有している。各ステー
タベーンはアウタケースに係合している。ダクトは一つ
の位置に於てステータベーンに係合しており、他の一つ
の位置に於てステータベーンとアウタケースとの間に挟
持されている。一つの実施例に於ては、ダクトは片持ち
支持された延在部を有している。この延在部はダクトの
アウタケースに対する取付点に近接して第一の冷却空気
室を郭定すべく、隣接するステータ構造体に近接した位
置まで延在している。ステータベーンは第二の冷却空気
室を郭定すべくアウタケースより半径方向内方へ隔置さ
れている。複数個の孔が前記取付点に近接してアウタケ
ースを貫通して延在しており、これにより一方の冷却空
気室より他方の冷却空気室へ前記孔を経て冷却空気を導
くための通路が与えられている。一つの実施例に於て
は、各エーロフォイルはリーディングエッジと、トレー
リングエッジと、翼弦寸法Ｌとを有している。リーディ
ングエッジよりアウタケースの前記取付点までの長さ
は、翼弦寸法Ｌよりも大きいか又はこれに等しい距離
Ｌ′である。
本発明の一つの主要な利点は、ステータベーンのアウタ
ケースへの取付点に於けるステータ構造体の疲労寿命及
びクリープ寿命が長くなるということであり、該寿命は
作動媒体ガスよりステータベーンのエーロフォイルを経
てアウタケースへ熱が伝達されることを抑制することに
より得られる。本発明の他の一つの利点は空気力学的効
率が高くなるということであり、該効率は軸線方向に延
在するダクトにて作動媒体ガス流路を郭定することによ
り得られる。本発明の更に他の一つの利点は高圧タービ
ンを低圧タービンと交換し得ることであり、このことは
異なる形状を有する他のダクトに容易に交換されるダク
トであって、交換されたダクトがステータベーン及びア
ウタケースと係合する態様と同一の態様にて低圧タービ
ンのステータベーン及びアウタケースに係合するよう構
成されたダクトを設けることにより得られる。
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。
発明を実施するための最良の形態 第１図は回転軸線Ｒを有する軸流型ガスタービンエンジ
ン１０を示している。エンジンの一部は明瞭化の目的で
破断されている。エンジンは圧縮セクション１２と、燃
焼セクション１４と、タービンセクション１６とを有し
ている。作動媒体ガスのための環状の流路１８がエンジ
ンの各セクションを貫通して軸線方向に延在している。
またステータ組立体２０が作動媒体ガス流路を画定すべ
く各セクションを貫通して軸線方向に延在している。ス
テータ組立体２０は作動媒体ガス流路の周りに周縁方向
に延在するアウタケース２２を含んでいる。
タービンセクション１６に於けるアウタケース２２の周
りには複数個の冷却空気チューブ２４が周縁方向に延在
している。これらの冷却空気チューブは圧縮セクション
１２の如き冷却空気源に連通接続されている。またチュ
ーブ２４はタービンセクション１６内の運転間隙を調節
すべく、エンジンの所定の運転条件中には冷却空気をア
ウタケース２２に衝突させるようになっている。
タービンセクション１６は高圧タービン２６と低圧ター
ビン２８とを含んでいる。図に於て単一のロータブレー
ド３０により示されている如く、高圧タービン２６内に
は一列のロータブレードが設けられており、該ロータブ
レードは作動媒体ガス流路を横切って半径方向外方へ延
在している。アウタエアシール組立体３１がロータブレ
ードの列より半径方向外方に隔置されており、アウタケ
ース２２に取付けられている。低圧タービン２８内に於
ては、ステータ組立体２０は図に於て単一のステータベ
ーン３２により示されている如き一列のステータベーン
を含んでいる。また図に於て単一のセグメントにより示
されている如き複数個の円弧状のダクトセグメント３４
a により形成されたダクト３４が低圧タービン２８のス
テータベーン３２と高圧タービン２６のアウタエアシー
ル組立体３１との間に延在している。このダクトはアウ
タケース２２より半径方向内方に隔置されてそれらの間
に第一の冷却空気室３６を郭定している。このダクトよ
り半径方向内方の流路１８は環状の遷移領域３７を含ん
でおり、該遷移領域は高圧タービンのロータブレードの
列より低圧タービンのステータベーンの列まで延在して
いる。
第２図は第１図に示されたガスタービンエンジンの一部
を示す拡大部分断面図であり、アウタケース２２、アウ
タエアシール組立体３１、ステータベーン３２の列、ダ
クト３４の如きステータ組立体２０の構成要素の詳細を
示している。
アウタケース２２は該アウタケースより半径方向内方へ
延在する第一のフランジ３８の如き第一のステータ要素
を有している。フランジ３８は第一の軸線方向位置Ａ１
に溝４０を有しており、これによりステータベーン３２
及びダクト３４を挟持し得るようになっている。第二の
フランジ４２の如き第二のステータ要素がアウタケース
２２より半径方向内方へ延在している。この第二のフラ
ンジ４２は第一の軸線方向位置より軸線方向に隔置され
た第二の軸線方向位置Ａ２に設けられている。隣接する
アウタエアシール組立体３１の如き第三のステータ要素
が第一のフランジ３８より軸線方向に隔置されている。
アウタエアシール組立体３１は円弧状の複数個のシール
セグメント４４を含んでおり、各シールセグメントはロ
ータブレード３０の列より半径方向外方に隔置されてい
る。複数個の円環状のリング４６がアウタケース２２よ
り円弧状のシールセグメント４４まで半径方向内方へ延
在しており、シールセグメントの下流側端部をアウタケ
ースより支持している。
ステータベーン３２の列は作動媒体ガスのための環状の
流路１８の周りに周縁方向に延在している。各ステータ
ベーンは互に隣接するステータベーンより周縁方向に隔
置されており、またアウタケース２２より半径方向内方
に隔置されてそれらの間に第二の冷却空気室４８を郭定
している。ステータベーン３２はプラットフォーム５０
と、作動媒体ガス流路１８を横切ってプラットフォーム
より半径方向内方へ延在する少なくとも一つのエーロフ
ォイル５２とを有している。エーロフォイルはリーディ
ングエッジ５４と、トレーリングエッジ５６と、リーデ
ィングエッジとトレーリングエッジとの間に延在する翼
弦寸法Ｌとを有している。翼弦寸法Ｌはプラットフォー
ムに近接した位置にてリーディングエッジ及びトレーリ
ングエッジに対し垂直に測定された値である。ステータ
ベーンはエーロフォイルのリーディングエッジより距離
Ｌ′に亙り延在する第一のフット部５８を有している。
距離Ｌ′は翼弦寸法Ｌよりも大きいか又はこれに等しい
（Ｌ′≧Ｌ）。
ステータベーンの第一のフット部５８は第一及び第二の
冷却空気室３６及び４８を横切ってアウタケース２２ま
で軸線方向に延在しており、アウタケースの第一のフラ
ンジ３８により挟持されている。ステータベーン３２は
第二のフット部６０を有しており、該フット部はアウタ
ケースの第二のフランジ４２に近接して設けられてい
る。各第二のフット部は孔６２を有している。第二のフ
ランジ４２は複数個のボルト孔６４を有しており、各ボ
ルト孔はステータベーンに設けられた孔６２がそれらに
整合するよう、互に隣接する孔より周縁方向に隔置され
ている。これらの孔及びボルト孔が設けられていること
により、フランジ４２及びステータベーン３２はステー
タベーンをフランジに固定すべくボルト／ナット組立体
６６の如き締結要素を受入れ得るようになっている。ま
たステータベーンはプラットフォーム５０及びステータ
ベーンの第一のフット部５８により郭定された溝６８を
有している。溝６８は第一の軸線方向位置Ａ１と第二の
軸線方向位置Ａ２との間に位置する第三の軸線方向位置
Ａ３に於てステータベーンの列内にて周縁方向に延在し
ている。
ダクト３４の各ダクトセグメント３４a は回転軸線Ｒと
同軸の曲率中心軸線Ｒ１を有している。各ダクトセグメ
ントは流路１８の遷移領域３７を郭定する凹状の側７０
と、アウタケース２２より半径方向内方に隔置されそれ
らの間に周縁方向に延在する第一の冷却空気室３６を郭
定する凸状の側７２とを有している。また各ダクトセグ
メントは第一の端部７５に回転軸線Ｒに対し垂直に半径
方向に延在する第一のフット部７４を有している。この
第一のフット部は第一の冷却空気室３６を横切ってアウ
タケース２２まで半径方向外方へ延在している。各ダク
トセグメントの第一のフット部は第一の軸線方向位置Ａ
１にて対応するステータベーン３２の列とアウタケース
の第一のフランジ３８との間に挟持されている。ダクト
セグメントの第二の端部７７には第二のフット部７６が
設けられている。この第二のフット部は回転軸線Ｒに対
し垂直に半径方向に配向されており、第一のフット部７
４より距離Ｄ１にて軸線方向に隔置されている。各ダク
トセグメントの第二のフット部７６はステータベーン３
２の溝６８内へ延在しており、第三の軸線方向位置Ａ３
に於てステータベーンにより挟持されている。第一のフ
ット部５８より半径方向内方の位置には遷移片７８が配
置されている。遷移片７８は曲率中心軸線Ｒ１に対し傾
斜しており、ダクトセグメントの第一のフット部７４と
第二のフット部７６との間に軸線方向に延在している。
遷移片７８は延在部８０を有しており、該延在部は第一
のフット部７４よりアウタエアシール組立体３１に近接
した位置まで第二の距離Ｄ２に亙り片持ち支持された状
態にて延在している。第二の距離Ｄ２は第一の距離Ｄ１
に等しいか又はこれよりも大きい。延在部８０は湾曲し
たノーズ部８２を有しており、該ノーズ部はアウタエア
シール組立体３１上に軸線方向に延在している。第２図
に於て破線はガスタービンエンジンが運転される前に於
けるアウタエアシール組立体とダクトセグメントとの間
の位置関係を示している。
アウタケース２２の第一のフランジ３８には複数個の冷
却空気孔７９が設けられており、これらの孔はダクト３
４とアウタケース２２との間に設けられた第一の冷却空
気室３６と、ステータベーン３２の列とアウタケースと
の間に設けられた第二の冷却空気室４８とを連通接続し
ている。第一の冷却空気室３６はダクトの第一のフット
部７４により上流側室３６u と下流側室３６d とに分割
されている。上流側室は、第一のステータ要素に近接し
た小さい室を郭定すべく、ダクトの第一のフット部７４
と、ダクトの延在部８０と、アウタケース２２と、アウ
タエアシール組立体３１とにより画定されている。アウ
タエアシール組立体３１には複数個の孔８４が設けられ
ており、これらの孔は上流側室３６u を圧縮セクション
１２の如き高圧の冷却空気源と流体的に連通接続してい
る。シール部材８６が第二の冷却空気室４８内にて周縁
方向に且第一の軸線方向位置Ａ１に設けられた第一のフ
ランジ３８より第二の軸線方向位置Ａ２に設けられた第
二のフランジ４２まで軸線方向に延在しており、これに
よりステータベーンとアウタケースとの間の第二の冷却
空気室にシールを与えている。インナ冷却空気室４８i
がステータベーンとシール部材８６との間に形成されて
いる。
第３図は第２図に示されたアウタケース２２と、ステー
タベーン３２の列と、ダクトセグメント３４a の列とを
示す部分斜視図である。この第３図に於ては、第二のフ
ランジ４２とステータベーンの第二のフット部６０との
間の関係をより良好に示すべく、シール部材８６及び第
二のフランジが破断されている。第３図に示されている
如く、各ステータベーンは作動媒体ガス流路１８を横切
って半径方向内方へ延在する三つのエーロフォイル５２
を含んでいる。各ダクトセグメントは互に隣接するダク
トセグメントより周縁方向に隔置されており、フェザー
シール８１を受入れる溝を有している。各ダクトセグメ
ント３４a の第一のフット部７４は該ダクトセグメント
のフープ強さを低減すべく、少なくとも一つの溝９０と
周縁方向に延在する孔９２とを有している。上流側室３
６u よりの冷却空気はこれらの溝及び孔を経て下流側室
３６d へ流れるようになっている。少量の冷却空気が下
流側室へ流入し、互に隣接するステータベーンセグメン
トの間の間隙を経て周縁方向に延在するシール部材８６
とステータベーンの列との間に形成されたインナ冷却空
気室４８i 内へ流入する。かくしてステータベーンの第
一のフット部５８及び第一のフット部７４はそれらの全
ての側にて冷却空気に曝されるようになっている。
第４図は第２図に示された第一のフランジ３８の他の一
つの実施例を示している。第２図に示された実施例に於
てはフランジ３８及びアウタケース２２は一体的な構造
体であるが、第４図に示された実施例に於てはフランジ
３８はアウタケースに一体的に取付けられ周縁方向に延
在するリング９４を含んでいる。
ガスタービンエンジンの運転中には、作動媒体ガスがエ
ンジンを貫通して軸線方向に延在する環状の流路１８に
沿って流される。作動媒体ガスは圧縮セクション１２内
に於て圧縮され、燃焼セクション１４内に於て燃料と混
合される。混合ガスは燃焼されて作動媒体ガスにエネル
ギを付与する。かくして生じた高温且高圧のガスは燃焼
セクション１４よりタービンセクション１６へ流され
る。ガスはタービンセクション内に於て数列のロータブ
レード３０及びステータベーン３２を通過する過程に於
て膨張され、そのガスより有用な仕事が取出される。
ガスは高圧タービン２６の下流側端部に於てロータブレ
ード３０の列より吐出されると、遷移領域３７に通され
る。ガスはそれが低圧タービン２８へ流入する前に遷移
領域３７内に於て急激に膨張される。かくして作動媒体
ガスが急激に膨張されることにより、その高温の作動媒
体ガスの流速が低下し、その静圧が増大し、流路が流れ
損失を回避するような形状に形成されていない場合に
は、かなりの流れ損失が発生される。
従ってダクト３４の遷移片７８は作動媒体ガスが急激に
膨張されることに起因する流れ損失を最小限に抑えるよ
うな空気力学的形状に形成されている。かかる形状の一
つの例は遷移片７８のノーズ部８２であり、ノーズ部８
２はロータブレード３０の下流側に於ける流路形状Ｃと
ダクト及びステータベーンのプラットフォーム５０の長
さ方向に沿う流路形状Ｃ′との間に滑かな遷移領域を与
えるべく丸く形成されている。
第２図に示された低圧タービン２８の代りに、膨張率の
異なる設計変更された低圧タービ又は低圧タービンの入
口に形状変更されたプラットフォーム５０を有する設計
変更された低圧タービンが採用されてもよい。ダクト３
４は、交換以前より使用されている高圧タービンを新た
な低圧タービンに接続する滑かな遷移領域を与えるべ
く、形状変更されたダクトと容易に交換されるステータ
構造体の独立の要素を与えることにより、上述の如き設
計変更を容易なものにしている。同様に新たな高圧ター
ビンが交換以前より使用されている低圧タービンに接続
されてもよい。
高温の作動媒体ガスが遷移領域３７を通過する際には、
作動媒体ガスの熱がステータ組立体２０へ伝達されるこ
とによって失われる。特にステータベーン３２の列の冷
却されないエーロフォイル５２は高温の作動作動媒体ガ
スに曝される。エーロフォイルへ伝達される熱の一部
は、ステータベーンのアウタケースへの取付点に於て該
ベーンを経てアウタケースへ伝達される。
第一のフランジ３８に於ける取付点はクリープとして知
られる現象を特に受け易い。何故ならば、熱がフランジ
３８に於てステータベーンよりアウタケースへ伝達さ
れ、また作動媒体ガスによりエーロフォイルに及ぼされ
る力が第一のフランジ３８に於てアウタケースに伝達さ
れるからである。従ってステータ組立体２０の幾つかの
構造的要素は作動媒体ガスよりアウタケースの第一のフ
ランジへ熱が伝達されることを制限するよう設計され、
これによりアウタケースのその部分の運転温度が制限さ
れ、そのクリープ寿命が増大される。ダクト３４はかか
る設計の重要な要素である。
遷移領域３７に於ける作動媒体ガスの温度は該領域への
入口に於て最も高く、ガスが膨張するにつれて軸線方向
下流側へ向けて低下する。作動媒体ガスが遷移領域を通
過するので、ダクト３４の遷移片７８の延在部８０は第
一のフランジ３８の上流側へ延在しており、これにより
第一のフランジ３８を高温の作動媒体ガスよりシールド
し、また作動媒体ガスと第一のフランジとが直接接触す
ることを阻止するようになっている。
熱は対流及び輻射により作動媒体ガスより遷移片７８へ
伝達される。かくして熱が伝達されることにより遷移片
内に生じる温度勾配は作動媒体ガス中の温度勾配に従
い、軸線方向下流側へ向かうにつれて低下する。ダクト
３４の第一のフット部７４は延在部８０により遷移片７
８の高温の上流側部分より隔置されている。このことに
より第一のフット部が遷移片の高温の部分に固定された
構造の場合に比して該第一のフット部内に於ける半径方
向の温度勾配が低減され、また遷移片より第一のフラン
ジ３８へ半径方向外方へ熱が伝達されることが低減され
る。更に第３図に示されている如く、第一のフット部
は、熱が半径方向に流れる領域を低減し、これにより熱
の流れに対する第一のフット部の熱的抵抗を増大させる
べく、拡大された孔９２を有している。
エーロフォイル５２を経てステータベーンのプラットフ
ォームのリーディングエッジ５４の側の領域へ伝達され
る熱は、第一のフット部５８により第一のフランジ３８
伝達される。ステータベーンの第一のフット部の長さが
長いので、第一のフット部の長さが短い構造体の場合に
比して、ステータベーンの熱的抵抗が増大されている。
かくしてステータベーンの熱的抵抗が増大されているこ
とにより、第一のフット部の長さが短い構造体の場合に
比して、ステータベーンのリーディングエッジの領域よ
り第一のフランジへ伝達される熱量が低減される。更に
ダクト３４の第一のフット部７４及びステータベーン３
２の第一のフット部５８は第一の冷却空気室３６の上流
側及び下流側室３６u 、３６d 及び第二の冷却空気室４
８のインナ冷却空気室４８i 内に於て冷却空気に曝され
る。更に第一の冷却空気室３６を第二の冷却空気室４８
と流体的に連通接続する冷却空気孔７９により、第一の
フランジのベース部を冷却するための複数個の冷却空気
導管が与えられている。
これらの措置により、第一のフランジに与えられるシー
ルド、ダクトの第一のフット部７４及びステータベーン
の第一のフット部５８の如き第一のフランジに接触する
構成要素の熱伝導に対する抵抗の増大、第一のフランジ
を貫通する孔７９により与えられる第一のフランジの直
接冷却、アウタケース２２及び該アウタケースに熱を伝
達する要素５８、７４に対し第一の冷却空気室３６及び
第二の冷却空気室４８により与えられる冷却などの措置
が採用されていない同様の場合に比して、第一のフラン
ジ３８及びアウタケース２２の第一のフランジの周りの
領域は遥かに低い温度にて作動する。クリープは温度に
比例するので、温度が低くなればシールドが行われず冷
却空気室及び冷却空気孔により冷却されない構造体に比
して、第一のフランジの周りに於けるアウタケースのク
リープ寿命が増大される。
第一のフランジ３８の領域に於けるアウタケースの温度
を低下させる上述の如き種々の措置は非常に効果的であ
るので、第一のフランジの周りの領域に於ける温度は第
二のフランジ４２の周りの領域に於ける温度よりも低
い。かくして温度差が存在することにより半径方向の熱
成長の差が生じる。かかる半径方向の熱成長の差により
ステータベーンは第二のフランジの周りに軸線方向に僅
かに回動され、これによりエーロフォイルが僅かな量だ
け後方へ傾斜される。またステータベーンの第一のフッ
ト部５８及びダクト３４の第一のフット部７４の半径方
向長さの公差のばらつきによってもステータベーンが僅
かな量だけ回動される。
ステータベーンの回動によるエーロフォイルの傾斜は、
第二のフランジに於ける回動中心よりステータベーンの
回動に抗する第一のフランジまでの距離、即ちエーロフ
ォイルの回動半径に反比例する。図示の実施例に於て
は、回動半径はステータベーンの軸線方向の全長に等し
い。ステータベーンの軸線方向の全長は、エーロフォイ
ルの翼弦寸法Ｌに少なくとも等しい距離に亙り延在する
ステータベーンの長い第一のフット部により長くされて
いる。かくしてステータベーンの軸線方向の全長が長く
されていることにより、該全長が短いステータベーンの
場合に比して、或る与えられた公差のばらつき又は半径
方向の熱成長の差に対するエーロフォイル５２の傾斜が
低減される。その結果エーロフォイルの傾斜に起因して
生じる流れの損失が低減され、エンジンの空気力学的効
率が改善される。
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
は当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図はタービンセクションの一部を示すべくアウタケ
ースの一部が破断された状態にて軸流型ガスタービンエ
ンジンを示す側面図である。 第２図は第１図に示されたタービンセクションの一部を
示す拡大部分断面図である。 第３図はタービンセクションの一部を示す部分斜視図で
ある。 第４図は第２図に示されたフランジの他の一つの実施例
を示す拡大部分断面図である。 １０……ガスタービンエンジン，１２……圧縮セクショ
ン，１４……燃焼セクション，１６……タービンセクシ
ョン，１８……（作動媒体ガス）流路，２０……ステー
タ組立体，２２……アウタケース，２４……冷却空気チ
ューブ，２６……高圧タービン，２８……低圧タービ
ン，３０……ロータブレード，３１……アウタエアシー
ル組立体，３２……ステータベーン，３４……ダクト，
３４a ……ダクトセグメント，３６……第一の冷却空気
室，３６u ……上流側室，３６d ……下流側室，３７…
…遷移領域，３８……第一のフランジ，４０……溝，４
２……第二のフランジ，４４……シールセグメント，４
６……リング，４８……第二の冷却空気室，４８i ……
インナ冷却空気室，５０……プラットフォーム，５２…
…エーロフォイル，５４……リーディングエッジ，５６
……トレーリングエッジ，５８……第一のフット部，６
０……第二のフット部，６２……孔，６４……ボルト
孔，６６……ボルト／ナット組立体，６８……溝，７０
……凹状の側，７２……凸状の側，７４……第一のフッ
ト部，７５……第一の端部，７６……第二のフット部，
７７……第二の端部，７８……遷移片，７９……冷却空
気孔，８０……延在部，８１……フェザーシール，８２
……ノーズ部，８４……孔，８６……シール部材，９０
……溝，９２……孔，９４……リング

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガスタービンエンジンを通って軸線方向に
    延在するガス状作動媒体のための環状通路（１８）を有
    するガスタービンエンジンのステータ組立体にして、前
    記環状通路の周りに延在するアウタケース（２２）と、
    各々がエーロフォイル（５２）と第一のフット部（５
    ８）とを有するステータベーン（３２）の列と、前記環
    状通路を囲むダクト（３４）とを有し、前記ダクトは複
    数個の弧状のセグメント（３４ａ）により形成されてお
    り、各ダクトセグメントは前記エーロフォイルより軸線
    方向に隔置された第一の位置（７５）にて前記アウタケ
    ースと第一のフランジ部（３８）を経て係合し前記エー
    ロフォイルにより近い第二の位置（７７）にて前記エー
    ロフォイルの根元部と係合し前記第一及び第二の位置の
    間に延在する遷移片（７８）を有し、前記ステータベー
    ンの第一のフット部（５８）は前記エーロフォイル（５
    ２）より前記第一のフランジ部（３８）まで延在してお
    り、前記遷移片（７８）は前記ステータベーンの第一の
    フット部（５８）より前記環状通路（１８）の側にあっ
    て該第一のフット部に重なり合っていることを特徴とす
    るステータ組立体。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項によるステータ組立
    体にして、前記ダクトセグメント（３４ａ）の各々は前
    記第一の位置を越えて前記第一のフランジ部（３８）よ
    り前記エーロフォイル（５２）から軸線方向に更に隔た
    った位置にあるリング状シール部（４４，４６）まで延
    在して前記第一のフランジ部（３８）をガス状作動媒体
    より遮閉する延在部（８０）を含んでいることを特徴と
    するステータ組立体。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項によるステータ組立
    体にして、前記延在部の前記リング状シール部側の端部
    は丸められたノーズ部（８２）を形成されていることを
    特徴とするステータ組立体。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか
    によるステータ組立体にして、前記ステータベーンの第
    一のフット部（５８）と前記ダクトセグメントの遷移片
    （７８）と前記延在部（８０）と前記アウタケース（２
    ２）と前記リング状シール部（４４，４６）とは前記第
    一のフランジ部（３８）の周りに冷却空気源と接続され
    た冷却室（３６）を形成していることを特徴とするステ
    ータ組立体。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項によるステータ組立
    体にして、前記冷却室（３６）は前記第一のフランジ部
    （３４）より上流側の部分（３６ｕ）と下流側の部分
    （３６ｄ）とを含んでおり、これら両部分は前記ダクト
    セグメント（３４ａ）の間の溝（９０）及び前記ダクト
    セグメントの第一のフット部（７４）に設けられた孔
    （９２）を経て互いに連通していることを特徴とするス
    テータ組立体。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか
    によるステータ組立体にして、前記エーロフォイル（５
    ２）はリーディングエッジ（５４）とトレーリングエッ
    ジ（５６）とを有し、前記リーディングエッジより前記
    ダクトセグメントの第一のフット部（５８）の端部まで
    の距離Ｌ′は前記リーディングエッジと前記トレーリン
    グエッジの間の翼弦長さ（Ｌ）に等しいかそれより大き
    いことを特徴とするステータ組立体。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか
    によるステータ組立体にして、前記ダクトセグメント
    （３４ａ）の各々は前記第二の位置（７７）に第二のフ
    ット部（７６）をし、該ダクトセグメントの第二のフッ
    ト部は前記ステータベーン（３２）の第一のフット部
    （５８）と該ステータベーンのプラットフォーム部（５
    ０）の間にある溝（６８）内に受入れられていることを
    特徴とするステータ組立体。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項によるステータ組立
    体にして、前記ダクトセグメント（３４ａ）の前記延在
    部（８０）の軸線方向長さ（Ｄ２）は該ダクトセグメン
    トの前記第一のフット部（７４）と該ダクトセグメント
    の第二のフット部（７６）の間の軸線方向距離（Ｄ１）
    に等しいかそれより大きいことを特徴とするステータ組
    立体。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれか
    によるステータ組立体にして、前記アウタケースの第一
    のフランジ部（３８）は該アウタケースの一部に一体に
    組込まれたリング（９４）であることを特徴とするステ
    ータ組立体。
  10. 【請求項１０】ガスタービンエンジンを通って軸線方向
    に延在するガス状作動媒体のための環状通路（１８）を
    有するガスタービンエンジンのステータ組立体にして、
    前記環状通路の周りに延在するアウタケース（２２）
    と、各々がエーロフォイル（５２）と第一のフット部
    （５８）とを有するステータベーン（３２）の列と、前
    記環状通路を囲むダクト（３４）とを有し、前記ダクト
    は複数個の弧状のセグメント（３４ａ）により形成され
    ており、各ダクトセグメントは前記エーロフォイルより
    軸線方向に隔置された第一の位置（７５）にて前記アウ
    タケースと第一のフランジ部（３８）を経て係合し前記
    エーロフォイルにより近い第二の位置（７７）にて前記
    エーロフォイルの根元部と係合し前記第一及び第二の位
    置の間に延在する遷移片（７８）を有し、前記ステータ
    ベーンの第一のフット部（５８）は前記エーロフォイル
    （５２）より前記第一のフランジ部（３８）まで延在し
    ており、前記遷移片（７８）は前記ステータベーンの第
    一のフット部（５８）より前記環状通路（１８）の側に
    あって該第一のフット部に重なり合っており、前記アウ
    タケース（２２）は更に第二のフランジ部（４２）を有
    し、前記ステータベーン（３２）は前記第二のフランジ
    部に固定された第二のフット部（６０）を有することを
    特徴とするステータ組立体。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲第１０項によるステータ
    組立体にして、前記第二の位置（７７）は前記第一のフ
    ランジ部（３８）と前記第二のフランジ部（４２）の間
    の軸線方向位置にあることを特徴とするステータ組立
    体。
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