JPS581241B2 - ガスタ−ビン・エンジンのステ−タ−翼作動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガスタービン・エンジンの調整可能な翼の作
動装置に関する。

軸流ガス圧縮機又はガスタービン・エンジンに、種々の
エンジン作動条件におけるエンジン性能を改善するため
調整可能な段階（ステージ）のステーター（固定部）翼
を設けることが良く知られている。

これら調整可能な翼を作動する装置は、大きい作動反力
がエンジン・ケーシングに直接伝達されるような状態で
エンジン・ケーシングに取付けられており、この状態は
しばしば装置のたわみおよびヒステリシスを減少するた
め、ケーシング又は作動装置支持部材を強化することを
要求し、したがってエンジンに望ましくない重量を付加
する。

また、取付け構造体は通常幾つかの点でエンジン・ケー
シングに剛直に固定されているから、この構造体はケー
シングのたわみ（変形）および熱増大（膨張）による応
力を受け、これは重量のより強い要素を要求する。

調和リングは通常同一方向に作動され、その反（動）力
が付加され、ケーシングに伝達される。

ステーター翼作動装置を介してエンジン・ケーシングに
と伝達される反力を最小にすることがこの発明の一目的
である。

この発明の別の目的はエンジン・ケースの増大およびエ
ンジン・ケースの変形により、作動装置支持構造体に伝
えられる応力を減少させることである。

したがって、この発明において翼作動支持構造体はでき
るだけエンジン・ケーシングから独立して配置される。

翼作動装置はベルクランク装置に連結され、両者はこの
支持構造体に完全に支持される。

対をなす調和リングがベルクランク装置に連結され、そ
れにより反対方向に作動され、したがって支持構造体に
伝達される反力は平衡されて最小にされる。

作動装置およびベルクランク装置を支持構造体に完全に
取付けることにより、作動装置の反力はエンジン・ケー
シングに伝達されない。

従来は反力をそれがエンジン・ケーシングに伝達される
前に相互に平衡させる努力がなされなかった。

ベルクランクが直接エンジン・ケーシングに固定される
ことが多い。

また、通常、調和リングは同一方向に回転し、作動装置
はケーシングに直接固定されている。

したがって、種々の調和リングのそれぞれを作動するの
に必要なすべての力が付加され、さらにエンジン・ケー
シングに対して直接負荷通路（径路）が形成される。

この発明は種々の反力を相互に作用し合わせてエンジン
・ケーシングに作用する力を小さくする共通の負荷ルー
プを提供している。

ワーレン等に与えられた米国特許２９−９９６３０号明
細書において２つの前部調和リングが反対力向に作動さ
れているが、これは第１ベルクランクがエンジン・ケー
シングに直接ピボット結合されているから、エンジン・
ケーシングに作用する力を減少させるという点では何ら
効果をもたらしていない。

この発明の前述および他の目的、形態および利点は図を
参照した下記の実施例の説明から明らかになるであろう
。

図において、１０は軸流ガスタービン・エンジンの圧縮
機部の環状ケーシングを示す。

ケーシングの一部だけを図示してあり、ケーシングの前
端部又はエンジンの吸入端部は図において左方である。

この実施例においてエンジンは５段階（５段）の調整可
能な圧縮機ステークー（固定）翼を含み、その数はこの
発明において、臨界値ではない。

翼自体は図に見られないが、各段階の幾つかの翼のステ
ムがケーシング１０の開口を通って半径外方へ延びるよ
うに図示されている。

最前方段階の翼ステムは１２で示し、次に続く段階の翼
ステムはそれぞれ１４，１６．１８および２０で示す。

各段階は関連する調和リングを有する。

最前方段階の調和リングは２２で示し、次に続く段階の
調和リングはそれぞれ２４，２６，２８お び３０で示
す。

調和リングは従来良く知られている型式のものである。

各段階の翼は良く知られた方法により作動アーム３２に
より各調和リングに連結される。

調和リング２２はベルクランク３４に連結され、調和リ
ング２４ ．２６はベルクランク３６に連結され、調和
リング２８はベルクランク３８に連結され、そして調和
リング３０はベルクランク４０に連結される。

調和リングとベルクランクとの間の連結装置は、調和リ
ングに固定されたブラケット４４に取付けられたリンク
４２である。

ベルクランクはすべて４６で総体的に示す支持構造体に
枢着されている。

支持構造体４６はベルクランク保持部材４８を有し、こ
れはここでは管状形であり、実質的にエンジンの軸に平
行に延びている。

支持構造体４６はベルクランク保持部材をケーシングに
固定するケーシング結合装置をも含む。

この例示実施例においてケーシング結合装置は前部およ
び後部支持部材又はブラケット５０．５２を含み、これ
らはボルトのような適当な装置により、例えば５４およ
び５６においてケーシング１０のフランジに固定される
。

前部ブラケット５０は軸方向に弾性を有し、保持部材４
８に付与される応力を減じるように軸方向のケーシング
増大およびたわみに適合するようになっている。

保持部材４８はケーシング増大およびたわみから干渉さ
れない。

保持部材をさらにケーシングからの干渉を受けないよう
にするため、部材をケーシングに増付けるのにただ２つ
の隔置された支持部材が利用される。

作動装置５８も６０におけるピンおよびＵリンク結合の
ような適当な装置によりベルクランク保持装置４８に取
付けられる。

作動装置５８は連結ロツド６２によりベルクランク３４
， ３６ ， ３８および４０に連結され、前記ロツ
ド６２はこの実施例に示すように幾つかの連結された部
片で形成されるか、又は一部片として形成される。

良く知られているように、連結ロツド６２が作動装置５
８により前方又は後方へ移動されると、ベルクランク３
４，３６，３８および４０はそれぞれの軸の回りに旋動
し、したがって調和リング２２，２４，２６，２８およ
び３０が回転されて、関係する段階の翼が作動アーム３
２を介して回転される。

この発明の一形態において、調整可能な翼段階（ステー
ジ）は、以後１対をなす平衡段階」と呼ばれる状態に分
けられる。

調和リング２４および２６に関連する２つの段階の翼は
前述のような対の一例である。

この発明において、一対の一段階の作動アームと調和リ
ングはその関連する段階の翼の後方に位置され、前述の
ような対の他の段階の作動アームと調和リングは関連す
る段階の翼の前方に位置される。

したがって、調和リング２４は翼ステム１４の後方に位
置され、調和リング２６は翼ステム１６の前方に位置さ
れる。

またこの発明において、各対の平衡段階はベルクランク
３６のアーム６４および６６のような関連する一対のベ
ルクランク・アームを有する。

対のアームの一方はそのピボットピンの前方に延びるた
とえばアーム６４であり、他力のアームはそのピボット
ピンの後方に延びるたとえばアーム６６である。

この特別の場合において、両アームは単一ベルクランク
３６の一部であり、したがって共通軸６８の回りに旋動
（ピボット）する。

各対のアーム６４，６６はリンク４２により調和リング
２４，２６の一方に連結される。

作動にあたり、作動装置５８が連結ロツド６２を移動す
る時、ベルクランク３６は軸６８の回りに回転し、そし
てリンク４２を介して調和リング２４．２６を反対方向
に回転する。

調和リングがその各翼段階の両側に位置されるから、両
段階の翼は同一方向に回転する。

この構成において重要な点はベルクランク３６とベルク
ランク保持装置４８との間の連結部（すなわち、軸６８
に沿って）における反力が、調和リング２４ ，２６の
反対方向の作動中に実質的に等しく反対方向のアーム６
４．６６に作用する力により実質的に消去されることで
ある。

調和リング２４．２６による反力の間の差だけがベルク
ランク保持装置４８に受けられ、ブラケツｌ−５０ ，
５２を介してケーシング１０へ伝えられる。

別の対の平衡段階も第１図に示してある。

これは調和リング２８と３０に関連する段階である。

対の平衡段階に関連する対の調和リングはそれぞれの段
階の翼の両側に配置されている。

調和リング２８はその段階の翼の前方に位置され、調和
リング３０はその段階の翼の後方に位置される。

しかし、この対の平衡Ｊａは２つの調和リングを作動す
るベルクランク３６のような共通ベルクランクではなく
て、個々のベルクランク３８，４０を介して作動される
。

前述の対の平衡段階のように、この対の平衡段階も関連
する一対のベルクランク・アーム７０，７２を有する。

ベルクランク・アーム７０はそのピボットピンの後方に
延び、ベルクランク・アーム７２はそのピボットピンの
前方に延びている。

したがって、連結ロンドがベルクランク３８．４０を同
一方向に移動すると、調和リング２８，３０は反対方向
に回転され、対の平衡段階のすべての翼は同一方向に回
転される。

ベルクランク保持装置４８がベルクランク３８，４０に
対して共通であるから、実質的に等しく反対方向の反力
がベルクランク３８と４０のピボット位置において、再
び相互に逆方向に作用する。

ブラゲット５０と５２およびケーシング１０は差の力だ
けを受け、その力は通常は非常に小さい。

アーム７０，７２の軸又はビボット位置が隔置され、か
つ力が反対方向に作用するという事実から、ベルクラン
ク保持装置４８は局部的曲げモーメントを受ける。

そのため、アーム６４，６６のような共通軸の回りに作
用する一対のベルクランク・アームが、一対の平衡段階
を作動するのに好ましい。

一般に、エンジン・ケーシングの周囲の空間要件および
調整可能な翼段階の間の間隔が、一対の平衡段階を作動
するのに単一又は２つの別のベルクランクを利用するか
どうかを決定する。

２つの別のベルクランクを利用することが要求される場
合、それらのピボット位置をできるだけ接近させて配置
し、反力により生じる曲げモーメントを最小にすること
が好ましい。

したがって、強制的というわけではないが対の平衡段階
を第１図の実施例に示すような隣接段階にすることが好
ましい。

また、多段階圧縮機において、与えられた段階において
翼を回転するのに必要な力は、別の′段階において翼を
回転するのに必要な力と異なる傾向にあり、同様に、必
要な回転角度は段階と段階の間で異なる。

このような拘束内において、リンクの幾何形状および対
の平衡段階の構成は、ベルクランク保持装置４８に作用
する反力およびモーメントの和ができるだけ零に近く、
したがってブラケット５０と５２およびエンジン・ケー
シング１０に作用する力を最小にするように選定される
。

この実施例においては奇数の段階があり、したがって支
持構造体４６に作用する反力のすべてを平衡させること
はできない。

この実施例において最前部段階は奇数段階である。

好ましくは対にされていない段階を１つより多く配置し
ないようにする。

この実施例において、最後部段階が奇数段階にされ、前
方および次から終りの段階まで対をなす平衡段階にされ
得る。

ケーシング１０に伝えられる力を最小にする目的を有す
るこの発明のさらに重要な形態は作動装置が完全に支持
構造体４６に取付けられ、したがって関連する反力は支
持構造体４６、連結ロツド６２、ベルクランク３４，３
６，３８，４０および作動シリンダー５８で形成される
負荷ループ通路に限定されることである。

したがって反力は相互に平衡し、ケーシング１０に伝え
られない。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例を示す、ガスタービン・エンジ
ンの圧縮機の一音βの外部斜視図である。 １０：環状ケーシング、２２，２４，２６，２８，３０
：調和リング、３４，３６，３８，４０：ベルクランク
装置、４６：ベルクランク支持装置、４８：ベルクラン
ク保持部材、５８：作動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状ケーシングと、 前記ケーシング内に配置されかつ少なくとも一対の平衡
   段階を含む回動可能に取付けられた複数段階のステータ
   ー翼と、 前記各対の段階のうちの第一段階のステータ一翼に連結
   されかつそこから後方へ延びる複数個の第一の作動アー
   ムと、 前記各対の段階のうちの第二段階のステーター翼に連結
   されかつそこから前方へ延びる複数個の第二の作動アー
   ムと、 前記各対の段階に設けられ前記ケーシングを包囲しかつ
   前記各対の段階の前記第一段階のステーター翼の後方に
   配置されさらに前記第一の作動アームが連結された第一
   の調和リングと、 前記各対の段階に設けられ前記ケーシングを包囲しかつ
   前記各対の段階の前記第二段階のステーター翼の前方に
   配置されさらに前記第二の作動アームが連結された第二
   の調和リングと、 実質的に軸線方向に延びるベルクランク保持装置と、前
   記ベルクランク保持装置および前記ケーシングに固定さ
   れかつ前記ベルクランク保持装置を前記ケーシングのた
   わみおよび軸線方向の成長から実質的に隔離するよう構
   成されたケーシング連結装置とを含むベルクランク支持
   装置と、前記各対の段階に設けられ前記ベルクランク保
   持装置に枢動可能に連結された一対のベルクランク・ア
   ームを含み、前記一対のベルクランク・アームの一方は
   その枢点の前方へ延び、前記一対のベルクランク・アー
   ムの他方はその枢点の後方へ延びており、前記一対のベ
   ルクランク・アームの一方は前記第一の調和リングに連
   結され、前記一対のベルクランク・アームの他方は前記
   第二の調和リングに連結されたベルクランク装置と、前
   記ベルクランク支持装置上に全体的に装着され、かつ前
   記ベルクランク装置に連結され、さらニ前記各対のベル
   クランク・アームを同一方向に同時に枢動させて前記各
   対の段階の前記第一および第二の調和リングを互いに他
   に対し反対方向に回動させ、これにより前記各対のベル
   クランク・アームを介して前記ベルクランク保持装置に
   伝達される反力を平衡させかつ前記各対の段階のステー
   ター翼を同一方向に回動させるよう構成された作動装置
   と、 を有する軸流ガスタービン・エンジンのステーター翼作
   動装置。