JPH1054207A - タービンエンジンのベーンアッセンブリを交換する方法及び装置 - Google Patents

タービンエンジンのベーンアッセンブリを交換する方法及び装置

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JPH1054207A
JPH1054207A JP9148914A JP14891497A JPH1054207A JP H1054207 A JPH1054207 A JP H1054207A JP 9148914 A JP9148914 A JP 9148914A JP 14891497 A JP14891497 A JP 14891497A JP H1054207 A JPH1054207 A JP H1054207A
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casing
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James L Deal
エル．ディール ジェイムズ
Foster P Lamm
ピー．ラム フォスター
Gustavo Moreno
モレノ ガスタボ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タービンエンジンの損傷したファン後置ガイ
ドベーンアッセンブリを交換するための、迅速かつ簡便
な方法及び関連する装置を提供する。 【解決手段】 タービンエンジンの使用不能なベーンア
ッセンブリを交換する修理装置は、根端部に結合したベ
ース１３４を備える使用可能なエアフォイル１２４と、
使用可能なエアフォイルにスライド可能な対向ベース１
５６と、を備える使用可能なベーンサブアッセンブリを
１２０を有する。対向ベースは、エアフォイルの先端部
を通って、結合ベースに向かってスライドする。該対向
ベースは、外部ケーシングにスタッド１９６及びナット
１９８によって固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンエン
ジンの使用不能なステータベーンアッセンブリを迅速か
つ簡便に交換する方法及びこの方法を実行するのに便利
な交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンでは、ファン部に
回転ブレード及び非回転ステータベーンアッセンブリの
列が軸方向に交互に設けられている。ガスタービンエン
ジンはまた、作用媒体流体とエネルギーを交換し、作用
媒体流体をエンジンを通って流通させるコンプレッサ及
びタービン部を有する。ファンブレードは、回転するハ
ブに取り付けられており、ファンの流通経路を横切って
径方向に伸び、外部ケーシングと近接する。ファンステ
ータベーンアッセンブリもまた、ファンの流通経路を横
切って径方向に伸び、外部ケーシングと、外部ケーシン
グと同軸上に位置する内部ケーシングに固定されてい
る。
【０００３】タービンエンジンのファン部に配置されて
いるブレード及びベーンアッセンブリは、時々ファンの
流通経路に吸い込まれる異物による損傷を受けやすい。
更に、作用媒体流体中に混入する粒子状物質によって、
ブレードのエアフォイル表面及びベーンアッセンブリが
次第に侵食される可能性もある。このような浸食によ
り、ブレード及びベーンアッセンブリの効率は低下し、
よって、エンジン全体の性能も低下する。現在の航空機
用のタービンエンジンでは、ファン後置ガイドベーンア
ッセンブリは、エンジンの重量を最小にするために非金
属材料で製造されている。その非金属材料は、衝突によ
る損傷及び浸食に対しての耐性が大きくないので、異物
や粒子状物質によってベーンアッセンブリが使用不能と
なることは決してまれではない。
【０００４】ファン後置ガイドベーンアッセンブリが破
損または浸食した場合、航空機オペレータが取り得る方
法には様々な選択肢がある。最も単純な選択肢は、使用
不能となったベーンアッセンブリをエンジンから取り外
しかつ、使用可能なベーンアッセンブリを設置しないま
まにしておく方法である。使用不能なベーンアッセンブ
リの取り外しは非常に容易だが、使用可能な交換用ベー
ンをほぼ完全に組み立てられているエンジンに設置する
ことは遥かに困難なので、この方法は魅力的である。し
かし、残念ながら、一つまたはそれ以上のベーンアッセ
ンブリが欠如すると、動的空気力の再分配が起こり、残
るベーンアッセンブリにかかる応力が増加する。更に、
複数の隣接するベーンアッセンブリが欠如すると、ファ
ンを通るねじれた流れの領域が形成されてしまい、ファ
ンの空気力学的な安定が崩れる可能性がある。従って、
このような方法で取り外すことができるベーンアッセン
ブリ及び隣接するベーンアッセンブリの数には限界があ
る。即ち、欠如している各ベーンアッセンブリに代わっ
て、一つまたはそれ以上の使用可能なベーンアッセンブ
リを設置する必要がある。
【０００５】第二の、より大掛かりな方法としては、エ
ンジンのファン部を実質的に分解する方法がある。ベー
ンアッセンブリの径方向の外側端と外接して結合するフ
ァンの外部ケーシングから、ベーンアッセンブリを取り
外して除去する。その後に、交換用のベーンアッセンブ
リが径方向にベーン配列に挿入され、ベーンアッセンブ
リに外部ケーシングが再度取り付けられる。この方法
は、明らかにかなりの時間と労力を伴い、従って、ファ
ン部の広範囲に渡る分解が他の理由で正当化されない限
りは魅力がない。
【０００６】第三の方法では、使用不能のベーンアッセ
ンブリ又は先に除去されたベーンアッセンブリによって
残された間隙部に周方向に隣接した、隣り合うベーンア
ッセンブリのセクタを特定している。特定されたセクタ
内の各ベーンアッセンブリの外側端は、外接する外部ケ
ーシングから取り外される。外部ケーシングから取り外
した後、セクタ内の各ベーンアッセンブリは、内側端で
内部ケーシングとのピンによる連結を保ちながら、使用
不能なベーンアッセンブリから離れるように周方向に傾
けられる。各ベーンアッセンブリは、その外側端に取り
付けられたプラットフォームが、近接するベーンアッセ
ンブリの外部プラットフォームを周方向に覆う即ち重な
り合う程度まで傾けられる。ベーンアッセンブリのある
程度大きなセクタが重なり合うことにより、周方向に十
分な間隙が形成される。使用不能のベーンアッセンブリ
が除去済みでない場合は、そのベーンアッセンブリを同
様に周方向に傾け、ピンによる連結点より取り外して軸
方向にベーン配列から取り出すことができる。また、上
記で説明した操作を逆に行うことによって使用可能なベ
ーンアッセンブリを設置することができる。この重ねる
操作による方法は、ファン部を分解する方法よりも単純
で時間もかからない。しかし、適任な技術者によって約
６時間の作業を要するので、労働集約的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のことから、現在
行われている損傷したファン後置ガイドベーンアッセン
ブリの設置及び交換の方法は、どれも適当でなく、過度
に時間がかかり、労働集約的であることがわかる。
【０００８】よって、本発明の目的は、タービンエンジ
ンの損傷したファン後置ガイドベーンアッセンブリを交
換するための、迅速かつ簡便な方法及び関連する装置を
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によると、エアフ
ォイル及び結合ベースを備える使用可能なベーンサブア
ッセンブリは、同軸上の内部ケーシング及び外部ケーシ
ングの間に、対向ベースをはめ込んだ状態で配置され
る。結合ベースは、一方のケーシングと近接するように
配置され、対向ベースは、エアフォイルを覆うが、エア
フォイルに固着されてはいない。対向ベースは、他方側
のケーシングに向かって移動して、そこでエアフォイル
と結合し、そのケーシングに固定される。
【００１０】本発明の実施例の一つでは、結合ベースに
近接するケーシングは、最低一つの支持ピンを備え、結
合ベースは、各支持ピンに対応するレセプタソケットを
備える。このサブアッセンブリは、各支持ピンが対応す
るレセプタソケットとかみ合うまで、実質的に側面軸を
支点に回転する。
【００１１】上記と異なる更に詳細な実施例では、対向
ベースは、使用可能なエアフォイルとの間に周囲間隙を
形成するスリーブを備える。対向ベースを使用可能なエ
アフォイルに結合する工程は、対向ベースが定位置に向
かって移動する前に適当な接着剤をエアフォイルの先端
部に近い表面に塗る工程を含む。対向ベースが定位置に
移動された後に、接着剤は硬化してベースをエアフォイ
ルに接着する。
【００１２】本発明はまた、ベースサブアッセンブリを
用いた修理装置を含む。このベーンサブアッセンブリ
は、その一端にベースが結合した使用可能なエアフォイ
ルと、使用可能なエアフォイルにスライド可能に取り付
けることができるが、そのエアフォイルに結合していな
い対向ベースとを備える。修理装置のより詳細な実施例
では、使用可能なベーンサブアッセンブリが容易に回転
して定位置に収まるように、使用可能なエアフォイル
は、特別な形状を有する。
【００１３】本発明の第一の利点は、使用不能となった
ベーンアッセンブリを使用可能なものと容易にかつ簡便
に交換することができるということである。
【００１４】以上で説明した本発明の特徴や利点は、続
く発明の実施形態や図面を参照することでより明らかに
なる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、航空機に推進
力を与えるために使用されるタイプのガスタービンエン
ジン１０は、ハブ１８から径方向外向きに伸びる代表的
なブレード１４のようなファンブレードの配列を含むフ
ァン部１２を有する。ハブ及びブレードは、エンジン軸
２０の周りで回転可能となっている。ファン部は、ま
た、例示したガイドベーンアッセンブリ２４のようなフ
ァン後置ガイドベーンの配列をも含む。ガイドベーンア
ッセンブリ２４は、内部ケーシング２６と外部ケーシン
グ２８との間で径方向に伸びる。内部ケーシング及び外
部ケーシングのそれぞれの軸３２及び３４は、エンジン
軸２０と共通である。ファン流通経路３８は、ファン部
を通って伸び、空気のような作用媒体流体はこの流通経
路を通って矢印４０の方向に流れる。
【００１６】図２及び図３では、ベーンアッセンブリの
付加的な特徴が示されている。各ベーンアッセンブリ
は、内側端４４、外側端４６、前縁４８及び後縁５０を
備えるエアフォイル４２を有する。各ベーンアッセンブ
リは、また、プラットフォーム５８及び内部に弾性のあ
るポリウレタン素材が配置されているスリーブ６０を備
える非金属の内部ベース６０を有する。エアフォイルの
内側端は、ポリウレタン素材内に伸びるように配置され
ている。このポリウレタン素材によってエアフォイルの
振動が減衰され、また、ポリウレタン素材は、エアフォ
イルの内側端としっかりかみ合って、エアフォイルを内
部ベースに結合させる。米国特許第５，４１１，３７０
号で詳しく説明しているように、内部ベースは、更に、
ポリウレタン又はシリコーンゴム素材を含む前部及び後
部のピンレセプタソケット６６及び６８と、エンジンの
異常な振動時にベースを保護する金属性のシュー７０
と、を備える。各レセプタソケットは、内部ケーシング
より径方向外向きへ伸びる支持ピン２６に対応する。図
２では、ピンとレセプタソケットが見えるように図を部
分的に分解している。完全に組み立てられた状態では、
各支持ピンは、対応するレセプタソケットとかみ合っ
て、内部ベースを内部ケーシングに固定し、それによっ
てベーンアッセンブリも内部ケーシングに固定される。
この構成によって、ベースは内部ケーシングと径方向に
空隙部を有し、この空隙部によって熱による膨張及び収
縮が可能となっている。軸方向及び横方向への移動が起
こらないように、また、その一方でベーンアッセンブリ
とケーシングとの径方向での分離が制限されないよう
に、ピンによる連結部は、ベースを内部ケーシングに固
定している。軸方向での移動は、方向７６で示すように
エンジン軸に平行であり、側面への移動は、方向７８で
示すようにケースに対してタンジェントである。また、
径方向は方向８０によって示される。典型的な実施例で
は、内部ケーシングと、隣り合う内部ベースの隣接する
プラットフォーム及び隣り合う内部ベースに設けられた
スリーブによって境界づけられた空隙部８４には、フォ
ームシール（図示省略）が設置される。このフォームシ
ールは、流路から隣接するプラットフォーム間の継目８
６へ漏れる空気を最小に押さえる。
【００１７】ベーンアッセンブリは、また、外部ベース
９０を備える。外部ベースは、プラットフォーム９２及
びポリウレタン素材９６を内部に配置したスリーブ９４
を備える。エアフォイルの外側端は、ポリウレタン素材
内に伸びるように配置されている。このポリウレタン素
材によってエアフォイルの振動が減衰され、また、ポリ
ウレタン素材は、エアフォイルの外側端としっかりかみ
合って、エアフォイルを外部ベースに結合させる。スタ
ッド９８は、外部ベースより径方向外向きに突出してお
り、外部ケーシング２８に設けられた孔１００を通って
伸びている。図３では、外部スリーブとスタッドが見え
るように図を部分的に分解している。スタッドにねじ留
めされたナット１０２は、外部ベースを外部ケーシング
にしっかりと固定し、それによってベーンアッセンブリ
の外側端も外部ケーシングに固定される。典型的な実施
例では、外部ケーシングと、隣り合う外部ベースの隣接
するプラットフォーム及び隣り合う外部ベースに設けら
れたスリーブによって境界づけられた空隙部１０４に
は、フォームシール（図示省略）が設置される。このフ
ォームシールは、流路から隣接するプラットフォーム間
の継目１０６へ漏れる空気を最小に押さえる。
【００１８】工場での新しいエンジンの組立作業におい
て、後置ベーンアッセンブリを設置する時には、ケーシ
ング軸３２が垂直になるように内部ケーシングを支持面
に配置する。内部ケーシングの配置後、各ベーンアッセ
ンブリ２４は、内部ベース５６に設けられたレセプタソ
ケット６６内にピンが挿入されるように、対になった支
持ピン７２上に軸方向にスライドされる。その後、外部
ケーシング２８は、ベーンアッセンブリの各外部ベース
９０と外部ケーシングが外接するように、また、内部ケ
ーシングと同軸上に位置するように、支持面に配置され
る。外部ケーシングの設置後、外部スリーブ９４が外部
ケーシング２８と接触する位置まで、各ベーンアッセン
ブリは径方向外向きにピンに沿ってスライドされる。ス
タッド９８は、外部プラットフォーム９２及びケーシン
グ孔１００を貫くように挿入され、外部ベースを外部ケ
ーシングに、即ちベーンアッセンブリを外部ケーシング
に固定するために、ナット１０２は、スタッドにねじ留
めされる。分解が必要な時には、この組立作業を逆に行
うことによって目的は達成される。
【００１９】ガイドベーン配列を組み立てる上記作業
は、工場での新エンジン製造時に行われる。それに対応
する、再組立てを伴った分解作業は、エンジンの大掛か
りなオーバーホール及び整備の時にも行われる。しか
し、このような規模の大きい分解及び再組立ての費用は
高額で、時間も要する。そのため、単に一つまたは少数
の使用不能な後置ベーンアッセンブリを交換するためだ
けにこの作業を行うことを正当化することは困難であ
る。更に、外部ケーシングとガイドベーンアッセンブリ
を分離して、ベーンアッセンブリへのアクセスが可能と
なるように外部ケーシングを取り外す前の段階で、ガイ
ドベーン配列と内部及び外部ケーシングを、一つのユニ
ットとしてエンジンから分離する必要がある。よって、
上記で説明した作業にかかる労力と時間を回避する方法
が求められている。
【００２０】ベーンアッセンブリを交換するための代替
技術には、シングリングと呼ばれるベーンアッセンブリ
を重ねる工程を含むものがある。図４を参照すると、使
用不能なベーンアッセンブリ２４ａ、または既に取り外
されたベーンアッセンブリによってできた間隙に周方向
に隣接する、隣り合うベーンアッセンブリのセクタ１１
０が示されている。使用不能であるベーンアッセンブリ
から最も遠いベーンアッセンブリ２４ｂの外側端を、周
囲のファンケーシング２８より分離する。この分離され
たベーンアッセンブリは、ケーシング支持ピン７２に沿
って径方向内側にスライドし、その外部プラットフォー
ムは、隣り合う２４ｃ及び２４ｄのプラットフォームよ
り径方向に分離する。Ｆのような周方向に向かう力は、
ベーンアッセンブリの外側端に作用する。ピンレセプタ
ソケット６６及び６８（図２参照）内の弾性のあるポリ
ウレタン材料は、この力によって弾性的に変形し、ベー
ンアッセンブリは支持ピンより分離せずに傾いて、使用
不能であるベーンアッセンブリから離れる。外部プラッ
トフォーム９２ｂが隣り合うプラットフォーム９２ｃに
重なり合うように配置されるまで、ベーンアッセンブリ
の外側端にこの周方向の力が作用する。セクタ内の各ベ
ーンアッセンブリは、同様に分離されて隣り合うベーン
アッセンブリに重なり合うように配置される。十分に大
きなベーンアッセンブリのセクタを重ねることによっ
て、周方向に十分な間隙を確保することができ、使用不
能なベーンアッセンブリ２４ａを既に取り外していない
場合には、同様に周方向に傾けてその支持ピンより分離
させることが可能となる。使用不能なベーンアッセンブ
リは、ベーン配列より軸方向に取り出される。また、上
記の作業を逆に行うことによって使用可能なベーンアッ
センブリが設置される。この重ねる工程を含む作業は、
ファン部を分解する作業よりも単純であり、時間もかか
らないが、一つのベーンアッセンブリを交換するのに、
熟練した修理工によって約６時間の作業を要するため、
労働集約的である。
【００２１】図５、図６及び図７を参照すると、使用不
能である後置ベーンガイドアッセンブリの交換を実質的
に単純化する修理装置が示されている。この修理装置
は、前縁１２６、後縁１２８、先端部１３０、根端部１
３２及び根端部に結合した非金属のベース１３４を備え
る使用可能なエアフォイル１２４を有する、使用可能な
ベーンサブアッセンブリ１２０を含む。このエアフォイ
ルは、前縁に沿って耐侵食コーティングとステンレス鋼
侵食ガードを備える樹脂含浸炭素繊維を圧縮成形したエ
アフォイルである。しかし、エアフォイルは、アルミフ
ォイルや他の適当な材料で構成してもよい。エアフォイ
ルの翼弦Ｃ（図７参照）は、前縁から後縁までの全長に
渡って伸び、エアフォイルの翼幅Ｓは、根端部から先端
部までの全長に渡って伸びる。結合ベース１３４は、プ
ラットフォーム１４０及び内部に弾性的なポリウレタン
ダンピング素材が配置されたスリーブ１４２を有する。
使用可能なエアフォイルの根端部は、ポリウレタン素材
内に伸びるように配置されている。このポリウレタン素
材は、エアフォイルの根端部としっかりかみ合って、使
用可能なエアフォイルをベースに結合し、また、エアフ
ォイルの振動を減衰させる。結合ベースは、ポリウレタ
ン又はシリコーンゴム素材を含む前部及び後部のピンレ
セプタソケット１４８及び１５０と、エンジンの異常な
振動時にベースを保護する金属性のシュー１５２をも備
える。修理装置はまた、プラットフォーム１５８と、ス
リーブ１６０と、を備える対向ベース１５６を含む。ポ
リウレタンダンピング素材１６２（図６参照）は、スリ
ーブの内部壁１６４に接着しており、使用可能であるエ
アフォイル１２４より僅かに大きく、上記エアフォイル
と全体的に同じ形状である開口部１６６がその間隙によ
って形成される。対向ベース１５６は、使用可能である
エアフォイルに結合していないが、開口部１６６がエア
フォイルよりも大きいために、エアフォイルにスライド
可能に取り付けることができる。即ち、対向ベースを、
エアフォイルの先端部に通して、結合したベース１３４
に向かって翼幅方向にスライドすることができ、そのこ
とによって、エアフォイルの先端部は、スリーブ内を通
って突出し、スリーブによって包含される。上記の結合
によって、スリーブ内のダンピング素材は、使用可能な
エアフォイルと共に、エアフォイルの周囲に周辺間隙１
７０を形成する。
【００２２】使用可能なエアフォイルは、従来のエアフ
ォイルと異なり、後縁から前縁に向かって翼弦の２８％
から翼弦の１００％の範囲で先細となっている先細部１
７４を有する。この時、後縁翼幅はＳTは、前縁翼幅ＳL
の約９７％である。更に、使用可能であるエアフォイル
の前縁翼幅は、交換前のエアフォイルの前縁翼幅の約９
８％である。以下で詳しく説明するように、使用可能な
エアフォイルの先端部が先細になっており、翼幅が交換
前のものよりも狭くなっていることで、使用可能なベー
ンサブアッセンブリのベーン配列への設置が容易とな
る。
【００２３】本発明によると、上記で説明した修理装置
を使用することによって、使用不能なベーンアッセンブ
リの交換は実質的に単純化される。まず、図２及び図３
によって最もよく示されているように、エアフォイルの
前縁４８から後縁５０の間を（例えば線４９に沿って）
切断して、その結果生じる外側切断片５１と外部ベース
を外部ケーシングから分離するためにナット１０２を取
り外し、内側切断片５３と内部ベースをスライドさせる
ことで支持ピンから取り外すことによって、使用不能な
ベーンアッセンブリをタービンエンジンのベーン配列か
ら除去することができる。
【００２４】図８、図９及び図１０を参照すると、使用
不能なベーンアッセンブリを交換する方法は、対向ベー
ス１５６を使用可能なエアフォイル１２４の先端部に通
して、結合ベースに向かって翼幅方向にスライドさせ、
使用可能なエアフォイルが対向ベース内を通って突出
し、そのベースに包含されるようにする工程を含む。図
８で最もよく示されているように、使用可能なベーンサ
ブアッセンブリと対向ベースとは、結合ベースが内部ケ
ーシング２６に近接し、前部レセプタソケット１４８が
対応する支持ピン７２と部分的にかみ合うように配置さ
れる。サブアッセンブリは、実質的に側面軸（横軸）１
７６を支点に回転し、各支持ピンが対応するレセプタソ
ケットと完全にかみ合うように支持ピンに沿って径方向
内側に移動する。使用可能なエアフォイルの先端部１３
０の先細部１７４は、従来のエアフォイルに比較して短
くなったエアフォイルの長さと共に、ベーンサブアッセ
ンブリが定位置へ回転する時に先端部と外部ケーシング
２８間の干渉を防止する。対向ベースを、続いて使用可
能なエアフォイルの先端部に接着できるように、使用可
能なエアフォイルの先端部近くにウレタン接着剤１８２
が塗られる。図８で示されるように、好適実施例では、
ベースとエアフォイルが確実に結合されるように、接着
剤はエアフォイルの全周囲に、先端部の先から根端部に
向かって、ダンピング素材１６２の縦長ｄ2にほぼ等し
い距離ｄ1の幅で塗られる。
【００２５】サブアッセンブリの一端を所定位置にあわ
せて、内部ケーシング及び外部ケーシングの間にこのサ
ブアッセンブリを配置した後に、対向ベースは、エアフ
ォイルの先端部に向かって径方向外向きに移動される。
この結果、摂氏２１度（華氏７０度）で約４時間で硬化
する接着剤１８２がエアフォイルとダンピング素材１６
２（図６参照）とを接着させ、それによって、ベースと
エアフォイルが結合する。好適実施例では、対向ベース
を径方向外向きに移動する前に、外部ケーシングにマス
ク１８４が施される。このマスクは、ポリエステルフィ
ルムのマスキングテープまたはケースに非永久的に付着
する他のどのようなマスクでもよい。外部ベースの径方
向外向きの移動中に、周囲の間隙１７０（図６参照）か
ら押し出された接着剤１８２は、外部ケーシングよりも
むしろテープに接着する。よって、マスクは、対向ベー
スまたはエアフォイルと外部ケーシングとの間が接着剤
によって結合されることを防ぎ、それによって、エアフ
ォイルと対向ベースは、必要時に確実に外部ケーシング
から取り外すことが可能となっている。好適実施例で金
属性のペグ１８８を使用している保持器は、ペグがファ
ンの流通経路３８（図１０参照）に僅かに突出するよう
に、エアフォイルと対向ベースの孔１９０及び１９２に
挿入される。この保持器は、対向ベースとエアフォイル
との相対的な位置関係を保持し、エアフォイルと対向ベ
ース間の接着剤の剥離時に、対向ベースとベーンサブア
ッセンブリとの相対的な位置のずれを制限する。付加接
着剤１９４は、接着を強固にし、また、保持用ペグを所
定の位置に保つために、エアフォイルとダンピング素材
の接合部に塗られる。図９で最もよく示されているよう
に、対向ベースは、プラットフォーム１５８が近接する
プラットフォームと平坦面を形成するように（図２のフ
ァンブレード配列の従来例参照）、スタッドやナット１
９６及び１９８によって確実に外部ケーシングに固定さ
れている。
【００２６】本発明を要約すると、タービンエンジンの
使用不能なベーンアッセンブリを交換する修理装置は、
根端部に結合したベース１３４を備える使用可能なエア
フォイル１２４と、使用可能なエアフォイルにスライド
可能に取り付けることができるが、該エアフォイルに結
合していない対向ベース１５６と、を備える使用可能な
ベーンサブアッセンブリ１２０を有する。対向ベース
は、エアフォイルの先端部を通って、結合ベースへ向か
ってスライドする。ベーンサブアッセンブリと対向ベー
スは、内部ケーシング及び外部ケーシング間で、支点上
を回転することによって定位置に設置される。この時、
結合ベースに設けられたレセプタソケット１４８及び１
５０は、内部ケーシングより伸びた支持ピン７２とかみ
合う。接着剤１８２が、使用可能なエアフォイルの先端
部に塗られた後、対向ベースは、エアフォイルの先端部
近くの設置位置に移動する。接着剤の硬化により、対向
ベースはエアフォイルに結合する。該対向ベースは、外
部ケーシングにスタッド１９６及びナット１９８によっ
て固定される。
【００２７】本発明は、航空機用のガスタービンエンジ
ンに基づいて説明してきたが、蒸気タービンとともに地
上及び海上ガスタービンにも同様に使用することができ
る。更に、本発明は、ファン後置ガイドベーンアッセン
ブリ以外のベーンアッセンブリの設置にも有用となり得
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】タービンエンジンの側面の部分断面概略説明図
である。
【図２】ファン後置ガイドベーンアッセンブリと、その
ガイドベーンアッセンブリが内部ケーシングに固定され
る手段と、を有するタービンエンジンのファン部の一部
を示す、部分分解透視図である。
【図３】ファン後置ガイドベーンアッセンブリと、その
ガイドベーンアッセンブリが外部ケーシングに固定され
る手段と、を有するタービンエンジンのファン部の一部
を示す、部分分解透視図である。
【図４】使用不能なベーンアッセンブリを交換する従来
方法を説明するための、ファン後置ガイドベーン配列の
一部をタービンエンジンの回転軸に平行な方向から見た
概略説明図である。
【図５】本発明に係るベーンサブアッセンブリとベース
とを含む修理装置を示す透視図である。
【図６】対向ベースの詳細を示す、実質的な図５の６−
６断面図である。
【図７】本発明に係る使用可能なベーンサブアッセンブ
リの側面図である。
【図８】内部ケーシング及び外部ケーシング間で部分的
に支点上を回転して定位置に収まる、本発明に係る使用
可能なベーンサブアッセンブリと対向ベースを示す側面
図である。
【図９】内部ケーシング及び外部ケーシング間に設置後
の、本発明に係る使用可能なベーンサブアッセンブリと
対向ベースの側面図である。
【図１０】使用可能なエアフォイルの外側端に設けられ
た孔を通って突出し、対向ベースに挿入される保持ピン
を示す、エンジン軸に平行な方向から見た説明図であ
る。
【符号の説明】
２６…内部ケーシング ２８…外部ケーシング ７２…支持ピン １２４…エアフォイル １３０…先端部 １３４…結合ベース １４８，１５０…レセプタソケット １５６…対向ベース １５８…プラットフォーム １６０…スリーブ １６２…ダンピング素材 １７４…先細部 １７６…側面軸 １８２…接着剤 １８４…マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォスター ピー．ラム アメリカ合衆国，コネチカット，サウス ウィンザー，クリントン ドライヴ 56 (72)発明者 ガスタボ モレノ アメリカ合衆国，コネチカット，ウエスト ハートフォード，コッブス ロード ４

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンエンジンのステータベーン
    アッセンブリを交換する方法であって、 前記ガスタービンエンジンは、同軸上の内部ケーシング
    及び外部ケーシングによって形成された環状流路を横切
    って伸びるベーンアッセンブリアレイを有し、 前縁と、後縁と、先端部と、根端部と、根端部に結合し
    た結合ベースを備えるエアフォイルを有するベーンサブ
    アッセンブリを用意し、 対向ベースを用意し、 前記エアフォイルが前記対向ベースを通って突出し、か
    つ前記対向ベースによって覆われるように、前記対向ベ
    ースを前記エアフォイルの先端部上から被せて通し、前
    記対向ベースを前記結合ベースに向かって翼幅方向にス
    ライドさせ、 前記結合ベースが一方のケーシングと近接するように、
    前記用意したベーンサブアッセンブリと、前記対向ベー
    スと、をもとのベーンアッセンブリの代わりに配置し、 他方側のケーシング及び前記エアフォイルの前記先端部
    と近接する設置位置に、前記対向ベースを移動し、 前記対向ベースを前記エアフォイルと結合させ、前記対
    向ベースを近接するケーシングに固定するステップを有
    することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記結合ベースは、最低一つのピンレセ
    プタソケットを有し、 前記結合ベースに近接する一方のケーシングは、前記各
    レセプタソケットに対応する支持ピンを有し、 前記ベーンサブアッセンブリを配置するステップは、前
    記各支持ピンが対応する前記レセプタソケットにかみ合
    うように、前記ベーンサブアッセンブリを実質的に横軸
    を支点に回転させるステップを含むことを特徴とする請
    求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ベーンザブアッセンブリが回転によ
    って定位置へ配置される時に、前記先端部と、前記先端
    部と近接する一方のケーシングと、の間の干渉を防止す
    るために、前記エアフォイルの前記先端部は、翼弦の一
    部分より前記エアフォイルの一方の端部まで先細となっ
    ていることを特徴とする請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ベーンサブアッセンブリを容易に定
    位置に設置できるように、前記エアフォイルの翼幅は、
    もとのベーンアッセンブリのエアフォイルの翼幅よりも
    狭いことを特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記対向ベースは、前記エアフォイルと
    ともに、前記エアフォイルの周囲に間隙を形成するスリ
    ーブを有し、 前記対向ベースを前記エアフォイルに結合するステップ
    は、前記対向ベースを前記エアフォイルに被せて通した
    後、前記対向ベースを設置位置に移動させる前に、前記
    エアフォイルの先端部近くに接着剤を塗布することを含
    むことを特徴とする請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記接着剤は、実質的に前記先端部の先
    から前記根端部に向かって、前記エアフォイルと前記対
    向ベースとが確実に接着されるのに十分な範囲に渡って
    塗布されることを特徴とする請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記対向ベースを前記エアフォイルに結
    合するステップは、前記対向ベースを設置位置へ移動す
    る前に、接着剤を前記エアフォイルの周囲の前記間隙に
    押し込むステップを含むことを特徴とする請求項６記載
    の前記方法。
  8. 【請求項８】 前記結合するステップは、前記接着剤の
    剥離時に、前記エアフォイルと、前記対向ベースと、の
    間の相対的な位置のずれを最小にするために、保持器を
    設置するステップを含むことを特徴とする請求項７記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 前記保持器は、前記エアフォイルの表面
    から伸びるペグであることを特徴とする請求項８記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記結合ベースは、最低一つの前記ピ
    ンレセプタソケットを有し、 前記結合ベースに近接するケーシングは前記内部ケーシ
    ングであり、 前記内部ケーシングは、前記各レセプタソケットに対応
    する支持ピンを有し、 前記結合ベースは、支持ピンによって内部ケーシングに
    固定され、この時、前記ベーンサブアッセンブリの横方
    向及び軸方向への変位が防止され、逆に前記ベーンサブ
    アッセンブリと、内部ケーシングと、の間での径方向へ
    の分離は制限されず、対向ベースは確実に外部ケーシン
    グに固定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ガスタービンエンジンのステータベー
    ンアッセンブリを交換するための修理装置であって、 前記ガスタービンエンジンは、同軸上の内部ケーシング
    及び外部ケーシングによって形成された環状流路を横切
    って伸びるベーンアッセンブリアレイを有し、前記ベー
    ンアッセンブリは、内側端と外側端とを備えるエアフォ
    イルと、前記エアフォイルの内側端に結合して前記内部
    ケーシングに固定された内部ベースと、前記エアフォイ
    ルの外側端に結合して前記外部ケーシングに固定された
    外部ベースと、を有するものにおいて、 前縁と、後縁と、先端部と、根端部と、根端部に結合し
    た結合ベースと、を備える交換用エアフォイルを有する
    ベーンサブアッセンブリと、 前記交換用エアフォイルの先端部に被せて通すことがで
    き、前記交換用エアフォイルがその中を通って突出し
    て、それによって覆われる位置まで結合ベースに向かっ
    てスライドできるように、前記交換用エアフォイルにス
    ライド可能に設けられている対向ベースを有することを
    特徴とする修理装置。
  12. 【請求項１２】 前記交換用エアフォイルの先端部とケ
    ーシングとが干渉せずに、前記ベーンサブアッセンブリ
    がベーンアレイ内の設置位置に回転によって設置可能で
    あるように、前記交換用エアフォイルの先端部が翼弦の
    一部分からそのエアフォイルの一端まで先細となってい
    ることを特徴とする請求項１１記載の修理装置。
  13. 【請求項１３】前記交換用エアフォイルの翼幅は、もと
    のベーンアッセンブリに結合したエアフォイルの翼幅よ
    りも狭いことを特徴とする請求項１２記載の修理装置。
JP9148914A 1996-06-06 1997-06-06 タービンエンジンのベーンアッセンブリを交換する方法及び装置 Ceased JPH1054207A (ja)

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