JPH10325303A - ファンブレードインタープラットフォームシール - Google Patents
ファンブレードインタープラットフォームシールInfo
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- JPH10325303A JPH10325303A JP10109033A JP10903398A JPH10325303A JP H10325303 A JPH10325303 A JP H10325303A JP 10109033 A JP10109033 A JP 10109033A JP 10903398 A JP10903398 A JP 10903398A JP H10325303 A JPH10325303 A JP H10325303A
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Classifications
-
- 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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
- F01D11/008—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor by spacer elements between the blades, e.g. independent interblade platforms
-
- 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
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- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/083—Sealings especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 隣り合うファンブレードプラットフォーム間
の流体流を減少させると共に、ファンブレードの保守を
容易にする。 【解決手段】 本発明は、軸流ガスタービンエンジン１
０におけるファン１４用のブレード３４のプラットフォ
ーム４６間に挿設されたシール８６に関する。現代の耐
衝撃ファンブレード３４は大きなインタープラットフォ
ームギャップを持っている。結局、インタープラットフ
ォーム８６は大きなギヤップをシールしなければならな
い。シール８６は、ファン動作による遠心力に耐えるこ
とが出来るように強化される。加えて、種々な構造の詳
細は強化されたシールのために開発される。
の流体流を減少させると共に、ファンブレードの保守を
容易にする。 【解決手段】 本発明は、軸流ガスタービンエンジン１
０におけるファン１４用のブレード３４のプラットフォ
ーム４６間に挿設されたシール８６に関する。現代の耐
衝撃ファンブレード３４は大きなインタープラットフォ
ームギャップを持っている。結局、インタープラットフ
ォーム８６は大きなギヤップをシールしなければならな
い。シール８６は、ファン動作による遠心力に耐えるこ
とが出来るように強化される。加えて、種々な構造の詳
細は強化されたシールのために開発される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンエン
ジンに係り、特にエンジンファン用のブレードのプラッ
トフォーム間に配置されたシールに関する。
ジンに係り、特にエンジンファン用のブレードのプラッ
トフォーム間に配置されたシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機用ターボファンエンジンのような
ガスタービンエンジンは、ファンセクション，コンプレ
ッサセクション，燃焼セクション，およびタービンセク
ションを含んでいる。エンジンの軸は、エンジン内の中
央に配置されており、これらのセクションを通して縦方
向に伸びている。作動媒体流ガスに対する主流路はエン
ジンのセクションを通して軸方向に伸びている。作動媒
体ガスに対する２次の通路は、主流路に平行にして該主
流路の外方に放射状に伸びている。
ガスタービンエンジンは、ファンセクション，コンプレ
ッサセクション，燃焼セクション，およびタービンセク
ションを含んでいる。エンジンの軸は、エンジン内の中
央に配置されており、これらのセクションを通して縦方
向に伸びている。作動媒体流ガスに対する主流路はエン
ジンのセクションを通して軸方向に伸びている。作動媒
体ガスに対する２次の通路は、主流路に平行にして該主
流路の外方に放射状に伸びている。
【０００３】ファンセクションはロータアッセンブリー
とステータアッセンブリーを含んでいる。ファンのロー
タアッセンブリーはロータディスクと複数の外方に伸び
るロータブレードを含んでいる。各ロータブレードはエ
アフォイル部，ダブテール根本部，およびプラットフォ
ームを含んでいる。エアフォイル部は、流路を通して伸
びるとともに、作動媒体ガスと相互作用して、ロータブ
レードと作動媒体ガスとの間のエネルギーを移動させ
る。ダブテール根本部はロータディスクの取付け手段に
係合する。プラットフォームは、典型的には、ロータブ
レードから隣り合うロータブレードのプラットフォーム
まで円周方向に伸びる。プラットフォームはエアフォイ
ル部と根本部の間に放射状に配設されている。ステータ
アッセンブリーはファンケースを含み、このファンケー
スはロータアッセンブリーとロータブレードの先端の近
くに境界を定める。
とステータアッセンブリーを含んでいる。ファンのロー
タアッセンブリーはロータディスクと複数の外方に伸び
るロータブレードを含んでいる。各ロータブレードはエ
アフォイル部，ダブテール根本部，およびプラットフォ
ームを含んでいる。エアフォイル部は、流路を通して伸
びるとともに、作動媒体ガスと相互作用して、ロータブ
レードと作動媒体ガスとの間のエネルギーを移動させ
る。ダブテール根本部はロータディスクの取付け手段に
係合する。プラットフォームは、典型的には、ロータブ
レードから隣り合うロータブレードのプラットフォーム
まで円周方向に伸びる。プラットフォームはエアフォイ
ル部と根本部の間に放射状に配設されている。ステータ
アッセンブリーはファンケースを含み、このファンケー
スはロータアッセンブリーとロータブレードの先端の近
くに境界を定める。
【０００４】図５を参照すると、軸流ターボファンガス
タービン１０は、ファンセクション１４，コンプレッサ
ーセクション１６，燃焼器セクション１８およびタービ
ンセクション２０によって構成されている。エンジンの
軸Ａｒは、エンジン内の中央に配設され、かつこれらの
セクションを通して縦方向に伸びる。作動媒体ガス用の
主流路２２は軸Ａｒに沿って縦方向に伸びる。作動媒体
ガス用の２次流路は、主流路２２に平行にして、かつ該
主流路２２の外方に放射状に伸びる。
タービン１０は、ファンセクション１４，コンプレッサ
ーセクション１６，燃焼器セクション１８およびタービ
ンセクション２０によって構成されている。エンジンの
軸Ａｒは、エンジン内の中央に配設され、かつこれらの
セクションを通して縦方向に伸びる。作動媒体ガス用の
主流路２２は軸Ａｒに沿って縦方向に伸びる。作動媒体
ガス用の２次流路は、主流路２２に平行にして、かつ該
主流路２２の外方に放射状に伸びる。
【０００５】ファンセクション１４はステータアッセン
ブリー２７とロータアッセンブリー２８を含む。ステー
タアッセンブリーは縦方向に伸びるファンケース３０を
有し、このファンケース３０は２次流路２４の外部壁を
形成する。ファンケースは外部壁３１を有する。ロータ
アッセンブリー２８はロータディスク３２と複数のロー
タブレード３４を含んでいる。各ロータブレード３４
は、作動媒体流路２２と２４を介して、ロータディスク
３２からファンケース３０の近くまで外方に伸びてい
る。各ロータブレード３４は、根本部３６，対向する先
端３８，およびそれらの間に伸びるミッドスパン部４０
を持っている。
ブリー２７とロータアッセンブリー２８を含む。ステー
タアッセンブリーは縦方向に伸びるファンケース３０を
有し、このファンケース３０は２次流路２４の外部壁を
形成する。ファンケースは外部壁３１を有する。ロータ
アッセンブリー２８はロータディスク３２と複数のロー
タブレード３４を含んでいる。各ロータブレード３４
は、作動媒体流路２２と２４を介して、ロータディスク
３２からファンケース３０の近くまで外方に伸びてい
る。各ロータブレード３４は、根本部３６，対向する先
端３８，およびそれらの間に伸びるミッドスパン部４０
を持っている。
【０００６】図６は図５に示す軸流ガスタービンエンジ
ン１０におけるファン用の従来技術のブレードを示す。
ファンブレード３４は、根本部４４，プラットフォーム
部４６，およびエアフォイル部４８を含んでいる。
ン１０におけるファン用の従来技術のブレードを示す。
ファンブレード３４は、根本部４４，プラットフォーム
部４６，およびエアフォイル部４８を含んでいる。
【０００７】動作中に、ファンは作動媒体ガス特に空気
をエンジン内に引き付ける。ファンは、２次流路に沿っ
て引きつけられた空気の圧力を上昇させ、有用な推力を
生じる。主流路に沿ってコンプレッサセクションに引き
つけられた空気は圧縮される。圧縮された空気は燃焼セ
クションに通され、燃料が圧縮された空気に添加され、
空気−燃料混合物が燃焼される。燃焼の生成物はタービ
ンセクションに放出される。タービンセクションはこれ
らの生成物からワークを引き抜きファンとコンプレッサ
を駆動する。ファンとコンプレッサを駆動するのに必要
でない燃焼生成物からのエネルギーは、有用な推力とし
て役に立つ。
をエンジン内に引き付ける。ファンは、２次流路に沿っ
て引きつけられた空気の圧力を上昇させ、有用な推力を
生じる。主流路に沿ってコンプレッサセクションに引き
つけられた空気は圧縮される。圧縮された空気は燃焼セ
クションに通され、燃料が圧縮された空気に添加され、
空気−燃料混合物が燃焼される。燃焼の生成物はタービ
ンセクションに放出される。タービンセクションはこれ
らの生成物からワークを引き抜きファンとコンプレッサ
を駆動する。ファンとコンプレッサを駆動するのに必要
でない燃焼生成物からのエネルギーは、有用な推力とし
て役に立つ。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ファン性能の改良は、
多くの場合において、ファンのいかなる点での流体流漏
れを減少させることに依存する。これらの場所の一つは
隣り合うブレードプラットフォーム間である。ギャップ
は、典型的に、隣り合うブレードプラッフォーム間に存
在し、適正なシールが設けられていなければ、ブレード
プラッフォームはファンブレード空気ロスを生じる。フ
ァンブレード間に存在するインタープラットフォームギ
ャップは、通常、狭い空間であり、この狭い空間は、ギ
ャップを通して進みかつ上昇するブレード後縁からファ
ン流路内までの漏れの再循環を防ぐために、シールされ
なければならない。シールは、ファンブレードプラット
フォームの一つの下側に取付けられたシールの一つの側
部を有する薄くかつ狭いラバーストリップである。シー
ルの他の側の部分は隣り合うプラットフォーム間のギャ
ップのもとでゆるく保持し、ファンが回転を始めると、
シールは遠心力によってギャップに対して外方放射状に
押され、効果的なシールが得られる。
多くの場合において、ファンのいかなる点での流体流漏
れを減少させることに依存する。これらの場所の一つは
隣り合うブレードプラットフォーム間である。ギャップ
は、典型的に、隣り合うブレードプラッフォーム間に存
在し、適正なシールが設けられていなければ、ブレード
プラッフォームはファンブレード空気ロスを生じる。フ
ァンブレード間に存在するインタープラットフォームギ
ャップは、通常、狭い空間であり、この狭い空間は、ギ
ャップを通して進みかつ上昇するブレード後縁からファ
ン流路内までの漏れの再循環を防ぐために、シールされ
なければならない。シールは、ファンブレードプラット
フォームの一つの下側に取付けられたシールの一つの側
部を有する薄くかつ狭いラバーストリップである。シー
ルの他の側の部分は隣り合うプラットフォーム間のギャ
ップのもとでゆるく保持し、ファンが回転を始めると、
シールは遠心力によってギャップに対して外方放射状に
押され、効果的なシールが得られる。
【０００９】そのようなシールは一般的には有効なもの
であるが、ある種の適用にあたっては不満足である。例
えば、現代の耐衝撃ファンブレードに関連するようなあ
る種のファンブレードは大きなインタープラットフォー
ムギャップを持っている。同様に、他のブレード構造が
存在し、このブレード構造はプラットフォーム間の局部
的なギャップを増す必要がある。従来技術におけるシー
ルは、漏れを効果的にシールするか又は遠心力による大
きなギャップをブリッジすることが出来ない。シール
は、ギャップを介して押されるべきであり、シールする
場合に効果のないものである。効果のないシーリングに
よる流体流の総合的な漏れはファン流路に入る。ファン
流路における流体と漏れ流体流の混合により、ファンは
効果のないものになる。
であるが、ある種の適用にあたっては不満足である。例
えば、現代の耐衝撃ファンブレードに関連するようなあ
る種のファンブレードは大きなインタープラットフォー
ムギャップを持っている。同様に、他のブレード構造が
存在し、このブレード構造はプラットフォーム間の局部
的なギャップを増す必要がある。従来技術におけるシー
ルは、漏れを効果的にシールするか又は遠心力による大
きなギャップをブリッジすることが出来ない。シール
は、ギャップを介して押されるべきであり、シールする
場合に効果のないものである。効果のないシーリングに
よる流体流の総合的な漏れはファン流路に入る。ファン
流路における流体と漏れ流体流の混合により、ファンは
効果のないものになる。
【００１０】加えて、インタープラットフォームシール
はファンブレードの保守ができるものでなければならな
い。シールは、ファンブレードの組立てと解体中に放射
方向と周方向の運動を調節しなければならない。かくし
て、最良なタイプのシールは、関連するファンブレード
の保守が容易なものでインタープラットフォームからの
漏れ循環を防ぐものでなければならない。従来技術のシ
ールは、可撓性のものであるけれども、現代の耐衝撃フ
ァンブレードに関連する相対的に大きなインタープラッ
トフォームギャップをブリッジするために充分な硬さで
はない。
はファンブレードの保守ができるものでなければならな
い。シールは、ファンブレードの組立てと解体中に放射
方向と周方向の運動を調節しなければならない。かくし
て、最良なタイプのシールは、関連するファンブレード
の保守が容易なものでインタープラットフォームからの
漏れ循環を防ぐものでなければならない。従来技術のシ
ールは、可撓性のものであるけれども、現代の耐衝撃フ
ァンブレードに関連する相対的に大きなインタープラッ
トフォームギャップをブリッジするために充分な硬さで
はない。
【００１１】本発明の目的は、隣り合うファンブレード
プラットフォーム間の流体流を減少させると共に、ファ
ンブレードの保守を容易にすることである。
プラットフォーム間の流体流を減少させると共に、ファ
ンブレードの保守を容易にすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のファンブレードインタープラットフォーム
シールは、放射状に伸びるとともに円周方向に離間した
複数のブレードを有するブレードアレイを含み、各ブレ
ードが流体を流すための表面を形成する外部表面と該外
部表面の放射状内方に位置する内表面を有する軸流ガス
タービンエンジンのファンにおいて、円周方向に隣り合
うブレードプラットフォーム間のギャップを通して流れ
る流体を減らすためのシールが、大きな円周方向のギャ
ップを有するプラットフォーム間をシーリングする時に
遠心荷重に耐えるように補強材を挾持する多重層のエラ
ストマーによって構成されていることを特徴とする。
に、本発明のファンブレードインタープラットフォーム
シールは、放射状に伸びるとともに円周方向に離間した
複数のブレードを有するブレードアレイを含み、各ブレ
ードが流体を流すための表面を形成する外部表面と該外
部表面の放射状内方に位置する内表面を有する軸流ガス
タービンエンジンのファンにおいて、円周方向に隣り合
うブレードプラットフォーム間のギャップを通して流れ
る流体を減らすためのシールが、大きな円周方向のギャ
ップを有するプラットフォーム間をシーリングする時に
遠心荷重に耐えるように補強材を挾持する多重層のエラ
ストマーによって構成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明のファ
ンブレード３４は、根本部３４，プラットフォーム４６
およびエアフォイル部４８を含んでいる。エアフォイル
部は、前縁５０，後縁５２，圧力側５４および吸引側５
６を持っている。エアフォイル部は作動媒体ガスに対す
る流路２２，２４を介して伸びるように使用される。根
本部４４は、エアフォイル部４８の内方に放射状に配置
され、ダブテールネック６０とダブテール取付け部６２
を含んでいる。プラットフォーム４６はエアフォイル部
４８と根本部４４との間に放射状に配設されている。プ
ラットフォーム４６はブレードから円周方向に伸びてい
る。プラットフォーム４６は、エアフォイル部前縁５０
の前方と、エアフォイル部後縁５２の後尾である前縁部
６４を含んでいる。また、プラットフォーム４６は、流
路の流面を形成する外面６８と、外面の内方に放射状で
ある内面７０を、含んでいる。
ンブレード３４は、根本部３４，プラットフォーム４６
およびエアフォイル部４８を含んでいる。エアフォイル
部は、前縁５０，後縁５２，圧力側５４および吸引側５
６を持っている。エアフォイル部は作動媒体ガスに対す
る流路２２，２４を介して伸びるように使用される。根
本部４４は、エアフォイル部４８の内方に放射状に配置
され、ダブテールネック６０とダブテール取付け部６２
を含んでいる。プラットフォーム４６はエアフォイル部
４８と根本部４４との間に放射状に配設されている。プ
ラットフォーム４６はブレードから円周方向に伸びてい
る。プラットフォーム４６は、エアフォイル部前縁５０
の前方と、エアフォイル部後縁５２の後尾である前縁部
６４を含んでいる。また、プラットフォーム４６は、流
路の流面を形成する外面６８と、外面の内方に放射状で
ある内面７０を、含んでいる。
【００１４】本発明のファンブレード３４はくぼんだ領
域を形成するアンダーカット７２を含んでおり、ファン
ブレードが破損すると、割れ口はダブテールネック６０
内に位置する。アンダーカット７２は、プラットフォー
ムの内面７０に配置されており、根本部４４のダブテー
ルネック６０内に伸びる。このアンダーカット７２はプ
ラットフォーム４６の内面とダブテールネック６０間の
歯底の丸みを後続のブレードから周方向に動く。結果と
して、プラットフォーム４６が破損すると、割れ口の縁
は根本部４４のダブテールネック６０内に位置する。
域を形成するアンダーカット７２を含んでおり、ファン
ブレードが破損すると、割れ口はダブテールネック６０
内に位置する。アンダーカット７２は、プラットフォー
ムの内面７０に配置されており、根本部４４のダブテー
ルネック６０内に伸びる。このアンダーカット７２はプ
ラットフォーム４６の内面とダブテールネック６０間の
歯底の丸みを後続のブレードから周方向に動く。結果と
して、プラットフォーム４６が破損すると、割れ口の縁
は根本部４４のダブテールネック６０内に位置する。
【００１５】図１に示すように、本発明のファンブレー
ド３４は、もちろん、プラットフォーム４６の外面６８
上の溝７４を含んでおり、この溝７４は、プラットフォ
ーム４６の内面７０とアンダーカット７２内のダブテー
ルネック６０間の歯底丸みと一致する。溝７４は、プラ
ットフォーム４６の破損がこの溝７４で起こることを確
実にする弱い領域である。さらに、根本部４４における
ダブテールネック６０の前縁は、該ダブテールネック６
０の前方コーナを鈍くするスパンワイズ部屋７６を含ん
でいる。部屋７６は、後続するブレードエアフォイル５
０の前縁の衝撃でエアフォイル４８を損傷しないように
鈍くされたコーナを提する。
ド３４は、もちろん、プラットフォーム４６の外面６８
上の溝７４を含んでおり、この溝７４は、プラットフォ
ーム４６の内面７０とアンダーカット７２内のダブテー
ルネック６０間の歯底丸みと一致する。溝７４は、プラ
ットフォーム４６の破損がこの溝７４で起こることを確
実にする弱い領域である。さらに、根本部４４における
ダブテールネック６０の前縁は、該ダブテールネック６
０の前方コーナを鈍くするスパンワイズ部屋７６を含ん
でいる。部屋７６は、後続するブレードエアフォイル５
０の前縁の衝撃でエアフォイル４８を損傷しないように
鈍くされたコーナを提する。
【００１６】図１を参照すると、プラットフォームの前
縁６４には切欠き部７８が設けられており、鈍いコーナ
が得られる。前縁コーナがエアフォイル４８に衝撃を与
える場合に、切欠き部７８は後続のブレードフォイル４
８の前縁５０への損傷の危険性をさらに小さくする。さ
らに、プラットフォーム４６は、隣り合うプラットフォ
ームで大きなギャップを形成するために、周方向に寸法
どりされている。このギャップは隣り合うブレードプラ
ットフォームの近くに形成される。ギャップを増すこと
により、後続する隣り合ったブレードのプラットフォー
ムが接触し合う可能性を減少させる。隣り合うプラット
フォーム縁間の接触は、プラットフォーム４６への損傷
を引き起こし、後続のブレードプラットフォーム４６を
破損させる。
縁６４には切欠き部７８が設けられており、鈍いコーナ
が得られる。前縁コーナがエアフォイル４８に衝撃を与
える場合に、切欠き部７８は後続のブレードフォイル４
８の前縁５０への損傷の危険性をさらに小さくする。さ
らに、プラットフォーム４６は、隣り合うプラットフォ
ームで大きなギャップを形成するために、周方向に寸法
どりされている。このギャップは隣り合うブレードプラ
ットフォームの近くに形成される。ギャップを増すこと
により、後続する隣り合ったブレードのプラットフォー
ムが接触し合う可能性を減少させる。隣り合うプラット
フォーム縁間の接触は、プラットフォーム４６への損傷
を引き起こし、後続のブレードプラットフォーム４６を
破損させる。
【００１７】さらに、エアフォイル前縁５０はプラット
フォームから径方向の間隔で厚み付けされており、エア
フォイル４８は関連しないブレードによって最も衝撃が
与えられる。増加した厚みは、強力な前縁を提する放射
状の内部位置の前縁におけるリセス５１によって規定さ
れる。
フォームから径方向の間隔で厚み付けされており、エア
フォイル４８は関連しないブレードによって最も衝撃が
与えられる。増加した厚みは、強力な前縁を提する放射
状の内部位置の前縁におけるリセス５１によって規定さ
れる。
【００１８】図２は本発明のファンブレードに関連する
シール８６を示す。シール８６は一般に弾性である。シ
ールは隣り合うプラットフォーム間の局部的に大きなギ
ャップをシールするために用いられる。シールは、プラ
ットフォーム４６の前縁６４における切欠きによって規
定されるギャップをシールするために使用される三角形
状の立上り部８８を含んでいる。
シール８６を示す。シール８６は一般に弾性である。シ
ールは隣り合うプラットフォーム間の局部的に大きなギ
ャップをシールするために用いられる。シールは、プラ
ットフォーム４６の前縁６４における切欠きによって規
定されるギャップをシールするために使用される三角形
状の立上り部８８を含んでいる。
【００１９】図３を参照すると、シール８６は２つの隣
り合うファンブレードプラットフォーム間に挿設されて
いる。シールは径方向外部の表面を持っている。外表面
は２つの対向する側部を含んでいる。弾性のシール８６
の一側部は例えば接着剤接合によって一つのプラットフ
ォーム４６の内面に固定されている。シール８６の第２
の側部は、２つの隣り合うファンブレードプラットフォ
ーム４６間の空間によって形成されるインタープラット
フォーム４６の空間によって形成されるインタープラッ
トフォームにおいて、ゆるく取り付けられている。
り合うファンブレードプラットフォーム間に挿設されて
いる。シールは径方向外部の表面を持っている。外表面
は２つの対向する側部を含んでいる。弾性のシール８６
の一側部は例えば接着剤接合によって一つのプラットフ
ォーム４６の内面に固定されている。シール８６の第２
の側部は、２つの隣り合うファンブレードプラットフォ
ーム４６間の空間によって形成されるインタープラット
フォーム４６の空間によって形成されるインタープラッ
トフォームにおいて、ゆるく取り付けられている。
【００２０】図４は、図１に示されている本発明のシー
ル８６の拡大図を示す。シールは前方部９０と縦方向部
９２を有する。前方部９０はプラットフォーム４６の前
縁領域６４をシールする。縦方向後部９２は残りのイン
タープラットフォームギャップをシールする。
ル８６の拡大図を示す。シールは前方部９０と縦方向部
９２を有する。前方部９０はプラットフォーム４６の前
縁領域６４をシールする。縦方向後部９２は残りのイン
タープラットフォームギャップをシールする。
【００２１】前方部９０は、ファイバーグラス繊維で強
化された複数のシリコンゴム９４によって構成される。
複数のステンレススチールメッシュ９８は弾性層間に挾
持されている。図４に示されている特殊な実施例は、フ
ァイバーグラスで強化された４層のシリコンゴム９４と
このシリコンゴムに埋設された２層のステンレススチー
ルメッシュ９８を含んでいる。
化された複数のシリコンゴム９４によって構成される。
複数のステンレススチールメッシュ９８は弾性層間に挾
持されている。図４に示されている特殊な実施例は、フ
ァイバーグラスで強化された４層のシリコンゴム９４と
このシリコンゴムに埋設された２層のステンレススチー
ルメッシュ９８を含んでいる。
【００２２】シールの縦方向後部９２は、ファイバーグ
ラス繊維で強化された複数層のシリコンゴム９４によっ
て構成される。図４に示されている特殊な実施例は、フ
ァイバーグラス繊維で強化された２層のシリコンゴム９
４を含んでいる。
ラス繊維で強化された複数層のシリコンゴム９４によっ
て構成される。図４に示されている特殊な実施例は、フ
ァイバーグラス繊維で強化された２層のシリコンゴム９
４を含んでいる。
【００２３】ガスタービンエンジンの動作中に、動作媒
体ガスはファンセクション１４とコンプレッサセクショ
ン１６において圧縮される。ガスは燃焼セクション１８
において燃料と共に燃焼され、ガスにエネルギーが加え
られる。熱い高圧のガスはタービンセクション２０を通
して膨張され、有用なワークにおいて推力を生ずる。ガ
スを膨張させることによってなされたワークは、例え
ば、回転Ａｒの軸のまわりのファンセクション１４まで
伸びるロータアッセンブリー２８の如き、エンジンのロ
ータアッセンブリーを駆動する。
体ガスはファンセクション１４とコンプレッサセクショ
ン１６において圧縮される。ガスは燃焼セクション１８
において燃料と共に燃焼され、ガスにエネルギーが加え
られる。熱い高圧のガスはタービンセクション２０を通
して膨張され、有用なワークにおいて推力を生ずる。ガ
スを膨張させることによってなされたワークは、例え
ば、回転Ａｒの軸のまわりのファンセクション１４まで
伸びるロータアッセンブリー２８の如き、エンジンのロ
ータアッセンブリーを駆動する。
【００２４】ガスは、作動媒体流路に沿って高速度で、
ファンセクションのロータアッセンブリー内に流れる。
ロータアッセンブリーが高速で回転されるにつれて、フ
ァンブレードは回転の軸のまわりに高速で移動し、作動
媒体ガスはファン流路において圧縮される。結果とし
て、ファンブレードプラットフォームの前縁６６の圧力
は、前縁６４の圧力よりも高い。
ファンセクションのロータアッセンブリー内に流れる。
ロータアッセンブリーが高速で回転されるにつれて、フ
ァンブレードは回転の軸のまわりに高速で移動し、作動
媒体ガスはファン流路において圧縮される。結果とし
て、ファンブレードプラットフォームの前縁６６の圧力
は、前縁６４の圧力よりも高い。
【００２５】プラットフォーム後縁６６からの流体流
は、ファン流路におけるインタープラットフォームを通
して前方と上方に循環する。この循環は本発明のインタ
ープラットフォームギャップシールによって小さくされ
る。
は、ファン流路におけるインタープラットフォームを通
して前方と上方に循環する。この循環は本発明のインタ
ープラットフォームギャップシールによって小さくされ
る。
【００２６】シールの径方向外表面の一側部分はプラッ
トフォーム４６の内表面７０に接合される。ファン動作
中に、シールの径方向外表面の第２の対向する部分は、
隣り合うプラットフォーム間のギャップに対して径方向
外方に押圧され、有効なインタープラットフォームを提
供する。
トフォーム４６の内表面７０に接合される。ファン動作
中に、シールの径方向外表面の第２の対向する部分は、
隣り合うプラットフォーム間のギャップに対して径方向
外方に押圧され、有効なインタープラットフォームを提
供する。
【００２７】シールは近年の耐衝撃ファンブレードに関
連するインタープラットフォームにとって有効であり、
ファンブレードは相対的に狭いプラットフォームを持っ
ている。好ましい実施例においては、プラットフォーム
間のギャップは０．７５インチまで増加できる。このこ
とは、インタープラットフォームギャップを、シールの
所定の径方向位置とファン回転速度に対する従来のギャ
ップよりも、１２倍まで増加できることを、示す。シー
ル能力の測定は、シールがいかに大きなギャップと遠心
力をブリッジしなければならないかということである。
前述したシールの径方向位置とファン回転速度は、シー
ルが耐えなければならない遠心力を供給する。
連するインタープラットフォームにとって有効であり、
ファンブレードは相対的に狭いプラットフォームを持っ
ている。好ましい実施例においては、プラットフォーム
間のギャップは０．７５インチまで増加できる。このこ
とは、インタープラットフォームギャップを、シールの
所定の径方向位置とファン回転速度に対する従来のギャ
ップよりも、１２倍まで増加できることを、示す。シー
ル能力の測定は、シールがいかに大きなギャップと遠心
力をブリッジしなければならないかということである。
前述したシールの径方向位置とファン回転速度は、シー
ルが耐えなければならない遠心力を供給する。
【００２８】実施例におけるステンレススチールメッシ
ュ９８のような強化物質はシールを補強する。このこと
は、シールがファン動作による遠心力に耐えることが出
来るので、インタープラットフォームギャップが増加さ
れた時に重要である。さらに、シールがブレードプラッ
トフォームから分離される場合に、ステンレススチール
メッシュ９８はエンジンを損傷することがない。さら
に、ファンブレードの組立と分解を容易にするために、
ステンレススチールメッシュは、シールによって必要と
される屈曲性を提する。シールは、ファンブレード保守
中の径方向および円周方向の運動を供給する。
ュ９８のような強化物質はシールを補強する。このこと
は、シールがファン動作による遠心力に耐えることが出
来るので、インタープラットフォームギャップが増加さ
れた時に重要である。さらに、シールがブレードプラッ
トフォームから分離される場合に、ステンレススチール
メッシュ９８はエンジンを損傷することがない。さら
に、ファンブレードの組立と分解を容易にするために、
ステンレススチールメッシュは、シールによって必要と
される屈曲性を提する。シールは、ファンブレード保守
中の径方向および円周方向の運動を供給する。
【００２９】発明は詳細な説明について開示されている
けれども、発明の精神と範囲から逸脱することなく、種
々な変形がなされることは、当業者にとって明白であ
る。
けれども、発明の精神と範囲から逸脱することなく、種
々な変形がなされることは、当業者にとって明白であ
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、軸流ガスタービンエン
ジンにおけるファン用の隣り合うプラットフォーム間の
大きなギャップを介しての流体流を減らすために、シー
ルは強化される。大きなインタープラットフォームギャ
ップは現代の耐衝撃ファンブレードに関連する。増加し
たギャップにより、シールは、ファンが回転する時に大
きなシーリング面を介しての遠心力に耐えなければなら
ない。
ジンにおけるファン用の隣り合うプラットフォーム間の
大きなギャップを介しての流体流を減らすために、シー
ルは強化される。大きなインタープラットフォームギャ
ップは現代の耐衝撃ファンブレードに関連する。増加し
たギャップにより、シールは、ファンが回転する時に大
きなシーリング面を介しての遠心力に耐えなければなら
ない。
【００３１】本発明の主な特徴は、隣り合うブレードの
プラットフォーム間の大きなギャップをシールするため
に用いられるシールである。シールは、このシールを強
化する物質の溝片を含んでいる。他の特徴は、シール
が、弾性層間に挾設された強化物質を含むシールである
ことである。本発明の特殊な実施例によれば、強化物質
が複数のステンレススチールメッシュ層によって構成さ
れている。他の特徴は立上り部を含むシールである。
プラットフォーム間の大きなギャップをシールするため
に用いられるシールである。シールは、このシールを強
化する物質の溝片を含んでいる。他の特徴は、シール
が、弾性層間に挾設された強化物質を含むシールである
ことである。本発明の特殊な実施例によれば、強化物質
が複数のステンレススチールメッシュ層によって構成さ
れている。他の特徴は立上り部を含むシールである。
【００３２】本発明の主な利点は、円周状に隣り合うフ
ァンブレードプラットフォーム間のインタープラットフ
ォームを通しての流体流を減少させることである。他の
利点は、放射状のブレードの組立てと解体中に非干渉で
あるブレードプラットフォームの屈曲性である。このこ
とはファンブレード保守を容易にする。
ァンブレードプラットフォーム間のインタープラットフ
ォームを通しての流体流を減少させることである。他の
利点は、放射状のブレードの組立てと解体中に非干渉で
あるブレードプラットフォームの屈曲性である。このこ
とはファンブレード保守を容易にする。
【００３３】前述のおよび他の目的，特徴および利点
は、発明を実施するための上述の最良な形態の説明と発
明の実施例を示す添付図面からより明白になる。
は、発明を実施するための上述の最良な形態の説明と発
明の実施例を示す添付図面からより明白になる。
【図１】図５に示されているエンジンにおけるファン用
の本発明のブレードの斜視図。
の本発明のブレードの斜視図。
【図２】関連するシールを有するファンブレードを示す
斜視図。
斜視図。
【図３】２つの隣り合うファンブレード間で使用される
シールの斜視図。
シールの斜視図。
【図４】図２に示す本発明のシールの拡大図。
【図５】軸流ターボファンガスタービンエンジンの斜視
図。
図。
【図６】図５のエンジンにおけるファン用の従来技術の
ブレードの斜視図。
ブレードの斜視図。
１０…ターボファンガスタービンエンジン １４…ファンセクション １６…コンプレッサセクション １８…燃焼器セクション ２０…タービンセクション ２２…一次流路 ２４…二次流路 ２７…ステータアッセンブリー ２８…ロータアッセンブリー ３０…ファンケース ３１…外部表面 ３２…ロータディスク ３４…ロータブレード ３４…ファンブレード ４４…根本部 ４６…プラットフォーム ４８…エアフォイル部 ５０…前縁 ５１…リセス ５２…後縁 ５４…圧力側 ５６…吸引側 ６０…ダブテールネック ６２…ダブテールアタッチメント ６４…前縁 ６６…後縁 ６８…外表面 ７０…内表面 ７２…アンダーカット ７４…溝 ７６…部屋 ７８…切り欠き ８６…シール ８８…立上り部 ９０…前方部 ９２…縦方向後部 ９４…シリコンゴム ９８…メッシュ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリス エル．カーズ アメリカ合衆国，コネチカット，ヘブロ ン，ホール ロード 73 (72)発明者 ジェフリー エス．レシェーン アメリカ合衆国，コネチカット，グラスト ンベリー，コーンストーガ ウェイ 70
Claims (5)
- 【請求項１】 放射状に伸びるとともに円周方向に離間
した複数のブレードを有するブレードアレイを含み、各
ブレードが流体を流すための表面を形成する外部表面と
該外表面の放射状内方に位置する内表面を有する軸流ガ
スタービンエンジンのファンにおいて、円周方向に隣り
合うブレードプラットフォーム間のギャップを通して流
れる流体を減らすためのシールが、 大きな円周方向のギャップを有するプラットフォーム間
をシーリングする時に遠心荷重に耐えるように補強材を
挾持する多重層のエラストマーによって構成されている
ことを特徴とする、 ファンブレードインタープラットフォームシール。 - 【請求項２】 前記補強材が複数層のステンレススチー
ルメッシュによって構成されていることを特徴とする、
請求項１に記載のファンブレードインタープラットフォ
ームシール。 - 【請求項３】 前記エラストマーの各々が該エラストマ
ーに設けられたファイバーグラス繊維で補強されている
ことを特徴とする、請求項１に記載のファンブレードイ
ンタープラットフォームシール。 - 【請求項４】 放射状に伸びるとともに円周方向に離間
した複数のブレードを有するブレードアレイを含み、各
ブレードが流体を流すための表面を形成する外部表面
と、該外部表面の放射状内方に位置する内表面と、ギャ
ップを形成する隣り合うプラットフォームを含み、各プ
ラットフォームが切り欠かれた前縁を含む軸流ガスター
ビンのファンにおいて、円周方向に隣り合うプラットフ
ォーム間のギャップをシーリングするためのシールが、 複数層の物質を含むプラットフォーム前縁の切り欠きに
よって形成される前記ギャップの拡大された前端内に配
設された三角形状の立上り部によって構成され、前記シ
ールが前記プラットフォームの内表面に取り付けられる
時に前記シールはプラットフォームの外表面における流
体流に対する連続する面を形成することを特徴とする、 ファンブレードインタープラットフォームシール。 - 【請求項５】 縦方向の軸のまわりに配設され、作動媒
体ガス用の通路を形成する軸流路を含むガスタービンに
おけるファンであって、該ファンが、 放射状に伸びるとともに円周方向に離れた複数のブレー
ドを有するブレードアレイを含み、各ブレードはプラッ
トフォームを有し、該プラットフォームは、 エアフォイル部分前縁の前方の前縁部分と、 エアフォイル部分後縁の後方の後縁部分と、 流路の流面を形成する外部表面、および外表面の放射状
内方の内部表面とを含み、 隣り合うブレードプラットフォームがギャップによって
分離され、かつシールが前方部と縦方向後方部を含み、
前方部は、ファイバーグラス繊維によって強化された複
数の弾性層と挾持された複数のステンレススチールメッ
シュを含み、後方部はファイバーグラス繊維によって強
化された複数の弾性層を含み、 前記シールは、さらに、円周方向に離間された第１およ
び第２の対向する側部を含む放射状の外表面を有し、第
１の側部は前記プラットフォームの放射状内部面に接合
され、第２の側部はどの面にも取り付けられておらず、 ファン動作中に、シールの第２の側部は、隣り合うプラ
ットフォームの内表面と放射状に係合され、プラットフ
ォーム間の前記ギャップにおいて流体流を減少させる、 ことを特徴とするファンブレードインタープラットフォ
ームシール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/839,999 US5820338A (en) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Fan blade interplatform seal |
| US08/839999 | 1997-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325303A true JPH10325303A (ja) | 1998-12-08 |
| JP4098395B2 JP4098395B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=25281203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10903398A Expired - Fee Related JP4098395B2 (ja) | 1997-04-24 | 1998-04-20 | ファンブレードインタープラットフォームシール |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5820338A (ja) |
| EP (1) | EP0874132B1 (ja) |
| JP (1) | JP4098395B2 (ja) |
| DE (1) | DE69822543T2 (ja) |
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