JPH08165903A - タービン静翼の固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タービン静翼が燃焼ガス流から受ける空力的
な荷重をタービンケーシング側に設けた固定側フランジ
のフランジ面で負担できるようにする。 【構成】 タービン静翼１３のアウターバンド２７の前
端側外周部に、複数の静翼側フランジ２８を周方向に所
要の間隔を隔てて突設すると共に、タービンケーシング
１２の内周部に、複数の固定側フランジ２９を静翼側フ
ランジ２８に対応するよう周方向に所要の間隔を隔てて
突設し、各固定側フランジ２９の間を通して静翼側フラ
ンジ２８を固定側フランジ２９の後方から前方に先行さ
せた位置でアウターバンド２７を周方向に回動すること
により固定側フランジ２９の前面に静翼側フランジ２８
の後面を重合せしめて両フランジ２９，２８をボルト締
結具２６により締結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンにおいて
タービン静翼をタービンケーシングに固定する為の構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は航空機に用いられているガスター
ビンエンジンの一例を示すもので、一般にターボファン
エンジンと呼ばれているものであり、図中１は入口ディ
フューザ２から空気を取入れて圧縮する低圧圧縮部、３
は該低圧圧縮部１で圧縮された空気の一部を更に圧縮す
る高圧圧縮部、４は該高圧圧縮部３で圧縮された空気に
燃料を混合して燃焼させる燃焼室、５は該燃焼室４から
噴出される燃焼ガスにより回転力を得て高圧圧縮部３を
駆動する高圧タービン部、６は該高圧タービン部５から
噴出される燃焼ガスにより回転力を得て低圧圧縮部１を
駆動する低圧タービン部を夫々示している。

【０００３】前記低圧圧縮部１は、回転自在なファンデ
ィスク７の外周部に複数列にわたって取付けられたファ
ン動翼８と、各ファン動翼８の後方に位置するよう入口
ディフューザ２の内周部に固定取付けされたファン静翼
９とを備え、前記低圧タービン部６は、回転自在な低圧
タービンディスク１０の外周部に複数列にわたって取付
けられた低圧タービン動翼１１と、各低圧タービン動翼
１１の前方に位置するようタービンケーシング１２の内
周部に固定取付けされた低圧タービン静翼１３とを備え
ており、前記ファンディスク７と低圧タービンディスク
１０とが機械的に連結されている。

【０００４】また、前記高圧圧縮部３は、回転自在な圧
縮機ディスク１４の外周部に複数列にわたって取付けら
れた圧縮機動翼１５と、各圧縮機動翼１５の前方に位置
するよう圧縮機ケーシング１６の内周部に固定取付けさ
れた圧縮機静翼１７とを備え、前記高圧タービン部５
は、回転自在な高圧タービンディスク１８の外周部に複
数列にわたって取付けられた高圧タービン動翼１９と、
各高圧タービン動翼１９の前方に位置するようタービン
ケーシング１２の内周部に固定取付けされた高圧タービ
ン静翼２０とを備えており、前記圧縮機ディスク１４と
高圧タービンディスク１８とが機械的に連結されてい
る。

【０００５】このようなターボファンエンジンにおける
低圧タービン部６のタービン静翼１３の固定構造を図５
により詳細に示すと、タービン静翼１３の外側端部は、
燃焼ガスの流路を形成する外筒となる環状のアウターバ
ンド２１に取付けられ、且つ内側端部は燃焼ガスの流路
を形成する内筒となる環状のインナーバンド２２に取付
けられており、前記アウターバンド２１は、燃焼ガスの
流れ方向Ａに対する前端側外周部に鍔状に形成した静翼
側フランジ２３を、タービンケーシング１２側に取付け
た支持具２４のリング状の固定側フランジ２５にボルト
締結具２６を介して締結されることによりタービンケー
シング１２側に固定支持されている。

【０００６】一般にタービン静翼１３のアウターバンド
２１は、アウターバンド２１とインナーバンド２２との
間に形成される燃焼ガスの流路がエンジン後方に拡張さ
れるように、燃焼ガスの流れ方向Ａに向けて漸次径が大
きくなるよう形成される為、タービン静翼１３の各段を
タービン動翼１９（図４参照）を介在させつつタービン
ケーシング１２内の軸方向に組付けていく際には、アウ
ターバンド２１及びインナーバンド２２に組付けたター
ビン静翼１３を、タービンケーシング１２に取付けた支
持具２４に対し後方から組付けざるを得ず、従来では支
持具２４の固定側フランジ２５の後方にアウターバンド
２１の静翼側フランジ２３が配置されるのが通常であっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タービ
ン静翼１３が燃焼ガス流から受ける空力的な荷重は前方
の高圧側から後方の低圧側に向う方向となり、タービン
静翼１３にかかる空力的な荷重はボルト締結具２６だけ
で負担されることになる為、該ボルト締結具２６に多大
な引張り応力が作用し、ボルト締結具２６を周方向に多
数配置しなければならなくなって重量増加を招くという
問題やタービン静翼１３を固定する上での信頼性が低い
等の問題があった。

【０００８】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、タービン静翼が燃焼ガス流から受ける空力的な荷重
をタービンケーシング側に設けた固定側フランジのフラ
ンジ面で負担できるようにしたタービン静翼の固定構造
を提供することによって、ボルト締結具の数を削減して
重量軽減を図ると共に、タービン静翼を固定する上での
信頼性を向上することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、環状のアウタ
ーバンドの内周部にタービン静翼の外側端部を取付けた
固定構造であって、前記アウターバンドの前端側外周部
に周方向に所要の間隔を隔てて複数の静翼側フランジ
を、またタービンケーシングの内周部に周方向に所要の
間隔を隔てて前記静翼側フランジに対応するよう複数の
固定側フランジを夫々突設し、隣り合う静翼側フランジ
の間を固定側フランジが、また隣り合う固定側フランジ
の間を静翼側フランジが夫々通過し得るよう形成し、且
つ前記各固定側フランジの間を通して前記静翼側フラン
ジを固定側フランジの後方から前方に先行させた位置で
前記アウターバンドを周方向に回動することにより前記
固定側フランジの前面に静翼側フランジの後面が重合す
るよう構成すると共に、重合する両フランジをボルト締
結具により締結し得るよう構成したことを特徴とするも
のである。

【００１０】また、前記固定側フランジは、タービンケ
ーシングと一体に成形しても良いが、タービンケーシン
グ側に取付けた支持具により形成するようにしても良
い。

【００１１】

【作用】従って本発明では、アウターバンドをタービン
ケーシングに固定する際に、タービンケーシング側に対
しアウターバンド側の位相を周方向にずらし、各固定側
フランジの間を通して静翼側フランジを固定側フランジ
の後方から前方に先行させ、この位置で前記アウターバ
ンドを周方向に回動することにより前記固定側フランジ
の前面に静翼側フランジの後面を重合せしめて両フラン
ジを締結するようにしているので、固定側フランジの前
方にアウターバンドの静翼側フランジが配置されること
になり、タービン静翼が燃焼ガス流から受ける空力的な
荷重が固定側フランジのフランジ面で負担され、前記重
合した両フランジを締結するボルト締結具に多大な引張
り応力がかかるという不具合が解消される。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

【００１３】図１〜図３は本発明の一実施例を示すもの
で、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わして
いる。

【００１４】図中２７は前述した図４のターボファンエ
ンジンにおける低圧タービン部６の各タービン静翼１３
を周方向に取り囲むよう配置されて各タービン静翼１３
の外側端部を内周部に取付けた環状のアウターバンドを
示し、該アウターバンド２７の燃焼ガス流れ方向Ａに対
する前端側外周部には、複数の静翼側フランジ２８が周
方向に所要の間隔を隔てて外向きに突設されており、更
に低圧タービン部６全体の外殻をなすタービンケーシン
グ１２の内周部には、前記静翼側フランジ２８に対応す
るよう周方向に所要の間隔を隔てて内向きに突設した複
数の固定側フランジ２９を有する支持具３０が取付けら
れている。

【００１５】ここで、前記各固定側フランジ２９の相互
間及び各静翼側フランジ２８の相互間に夫々形成される
切欠部２９ａ，２８ａは、タービンケーシング１２側に
対しアウターバンド２７側の位相を周方向にずらした際
に、前記各固定側フランジ２９及び各静翼側フランジ２
８が夫々相手側に形成される切欠部２８ａ，２９ａに互
い違いに配置されるような充分な大きさを有して形成さ
れている（図３参照）。

【００１６】而して、アウターバンド２７をタービンケ
ーシング１２に固定する際には、図３に示す如くタービ
ンケーシング１２側に対しアウターバンド２７側の位相
を周方向にずらし、各固定側フランジ２９の相互間に形
成される切欠部２９ａを通して静翼側フランジ２８を固
定側フランジ２９の後方から前方に先行させ、且つこの
位置で前記アウターバンド２７を周方向に回動すること
により前記固定側フランジ２９の前面に静翼側フランジ
２８の後面を重合せしめて両フランジ２９，２８をボル
ト締結具２６により締結すれば、支持具３０の固定側フ
ランジ２９の前方にアウターバンド２７の静翼側フラン
ジ２８を配置して、タービン静翼１３が燃焼ガス流から
受ける空力的な荷重を支持具３０の固定側フランジ２９
のフランジ面で負担させることが可能となり、ボルト締
結具２６に多大な引張り応力がかかるという不具合を解
消してボルト締結具２６の負担を大幅に軽減し、ボルト
締結具２６の数を従来より大幅に削減して重量軽減を図
ることが可能となり、しかもタービン静翼１３を固定す
る上での信頼性を著しく向上することが可能となる。

【００１７】尚、一般的に、図４に示した如きターボフ
ァンエンジンの高圧タービン部５におけるタービン静翼
１３のアウターバンドは、燃焼室４の後端部に連結固定
されているケースが多く、タービンケーシング１２側か
ら支持具を介して固定する方式を採用しないのが通常で
あるが、タービンケーシング１２側に固定する必要が生
じた場合には、高圧タービン部５にも前述した固定構造
を適用することが可能である。

【００１８】また、本発明のタービン静翼の固定構造
は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、航空
機用ガスタービンエンジン以外にも適用できること、タ
ービン静翼は必ずしも外側端部及び内側端部をアウター
バンド及びインナーバンドに夫々取付けた両端固定式と
する必要はなく、外側端部のみをアウターバンドに取付
けた片持ち式としても良いこと、固定側フランジは図示
した例の如くタービンケーシング側に取付けた支持具に
より構成しても良いが、タービンケーシングの内周部に
一体成形するようにしても良いこと、その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】上記した本発明のタービン静翼の固定構
造によれば、タービンケーシング側に設けた固定側フラ
ンジの前方にアウターバンドの静翼側フランジを配置
し、タービン静翼が燃焼ガス流から受ける空力的な荷重
を固定側フランジのフランジ面で負担させることができ
るので、ボルト締結具に多大な引張り応力がかかること
を解消でき、これによって、ボルト締結具の数を大幅に
削減できて重量軽減を図ることができ、しかもタービン
静翼を固定する上での信頼性を著しく向上することがで
きる等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。

【図３】図２の固定側フランジに対し静翼側フランジの
位相を周方向にずらした状態を示す図である。

【図４】ガスタービンエンジンの一例を示す概略図であ
る。

【図５】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１２ タービンケーシング １３ 低圧タービン静翼 ２６ ボルト締結具 ２７ アウターバンド ２８ 静翼側フランジ ２９ 固定側フランジ ３０ 支持具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状のアウターバンドの内周部にタービ
   ン静翼の外側端部を取付けた固定構造であって、前記ア
   ウターバンドの前端側外周部に周方向に所要の間隔を隔
   てて複数の静翼側フランジを、またタービンケーシング
   の内周部に周方向に所要の間隔を隔てて前記静翼側フラ
   ンジに対応するよう複数の固定側フランジを夫々突設
   し、隣り合う静翼側フランジの間を固定側フランジが、
   また隣り合う固定側フランジの間を静翼側フランジが夫
   々通過し得るよう形成し、且つ前記各固定側フランジの
   間を通して前記静翼側フランジを固定側フランジの後方
   から前方に先行させた位置で前記アウターバンドを周方
   向に回動することにより前記固定側フランジの前面に静
   翼側フランジの後面が重合するよう構成すると共に、重
   合する両フランジをボルト締結具により締結し得るよう
   構成したことを特徴とするタービン静翼の固定構造。
2. 【請求項２】 固定側フランジがタービンケーシング側
   に取付けた支持具により形成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載のタービン静翼の固定構造。