(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機エンジン圧縮機のディスク／ブレードアセンブリであって、ディスクおよび前記ディスクに搭載された複数のブレードを含み、各ブレードは、ハンマー取り付け部を備え、前記ハンマー取り付け部は、前記ディスクの周方向溝に収容されるブレード根元部を有し、各ブレードは、径方向内側へ連続的に、前縁および所与のオフセット方向に前記前縁から周方向にオフセットする後縁を含むエアフォイルと、プラットフォームと、支柱と、ブレード根元部とを含み、前記ブレード根元部が、エアフォイルの前縁側に位置する上流支持表面および前記エアフォイルの後縁側に位置する下流支持表面が設けられ、ディスクには周方向溝が設けられ、前記複数のブレードの各々の前記ブレード根元部が、前記周方向溝に対面する前記支持表面によって保持され、前記複数のブレードの各々について、下流支持表面が、前記所与のオフセット方向に上流支持表面から周方向にオフセットし、
前記複数のブレードの各々について、ブレード根元部が、前記支持表面のどちらかの側に配置された２つの対向する周方向端部表面を有し、前記周方向端部表面が、各々実質上凹形状を有する、ディスク／ブレードアセンブリ。
【請求項２】
前記複数のブレードの各々が、前記ブレードに関して上方から見て、前記ブレード根元部が、前記ブレード根元部の上流支持表面から前記ブレード根元部の下流支持表面へ展延する主要方向が、０．５〜１０°の間の角度Ａだけ前記ディスクの中心軸からオフセットするように設計される、請求項１に記載の圧縮機用ディスク／ブレードアセンブリ。
【請求項３】
前記角度Ａが３°である、請求項２に記載の圧縮機用ディスク／ブレードアセンブリ。
【請求項４】
前記ブレードに関して上方から見て、ブレード根元部の前記上流支持表面と下流支持表面の重心が、前記上方から見て、前記上流支持表面および下流支持表面の対称中心を形成するように、前記複数のブレードの各々が設計される、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧縮機用ディスク／ブレードアセンブリ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のディスク／ブレードアセンブリの少なくとも１つを取り付けた、航空機エンジン圧縮機。
【請求項６】
請求項５に記載の圧縮機を少なくとも１つ含む、航空機エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に、航空機エンジン圧縮機のディスク／ブレードアセンブリに関し、ディスク／ブレードアセンブリは、ディスクと、ハンマー取り付け部を備える複数のブレードとを含み、ハンマー取り付け部は、このディスクに、さらに詳細には、ディスクの周方向溝中に搭載される。
【０００２】
本出願は、好ましくは、ターボジェットまたはターボプロップなどの航空機エンジンの高圧圧縮機、好ましくはこの圧縮機の後段に関する。しかし、本発明は、本発明の概念から逸脱することなく、同様に低圧圧縮機に適用することもできるであろう。
【０００３】
また、本発明は、少なくともそのようなディスク／ブレードアセンブリを取り付けた高圧航空機エンジン圧縮機または低圧航空機エンジン圧縮機、および少なくともそのような圧縮機を装着した航空機エンジンにも関する。
【背景技術】
【０００４】
従来技術は、ディスクおよびこのディスク上に搭載されたハンマー取り付け部を備える複数のブレードを含む航空機エンジン圧縮機のディスク／ブレードアセンブリを実際に開示し、各ブレードは、径方向内側へ連続的に、エアフォイルと、プラットフォームと、支柱と、エアフォイルの前縁側に位置する上流支持表面およびこのエアフォイルの後縁側に位置する下流支持表面が設けられたブレード根元部とを含む。
【０００５】
さらに、ディスクには周方向溝が設けられ、各ブレードのブレード根元部は、この目的のために設けられたこの周方向溝に対面する支持表面によって保持される。したがって、これは、それらのブレード根元部が収容されるディスクに対して外側に向かって径方向にブレードを保持することを可能にする。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２１９７８２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４１０８９３０号明細書
【特許文献３】国際公開第９７／４９９２１号パンフレット
【特許文献４】特開昭５７−１８６００４号公報
【特許文献５】英国特許出願公開第２２７１８１７号明細書
【特許文献６】英国特許出願公開第７７８６６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の実施形態において、支持表面と支柱とが受ける機械的応力の強さは非常に不均一であることが注目され、明らかに設計の問題を意味する。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、従来技術の実施形態に関する上述の問題を取り除いたハンマー取り付け部を備えるディスク／ブレードアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これを行うために、本発明の目的は、航空機エンジン圧縮機のディスク／ブレードアセンブリであり、ディスク／ブレードアセンブリは、ディスクと、ハンマー取り付け部を備える複数のブレードとを含み、ハンマー取り付け部は、このディスクに搭載され、各ブレードは、径方向内側へ連続的に、前縁および所与のオフセット方向に前縁から周方向にオフセットした後縁を含むエアフォイルと、プラットフォームと、支柱と、エアフォイルの前縁側に位置する上流支持表面およびこのエアフォイルの後縁側に位置する下流支持表面が設けられたブレード根元部とを含み、ディスクには周方向溝が設けられ、複数のブレードの各々のブレード根元部は、この周方向溝に対面する支持表面によって保持される。本発明によれば、複数のブレードの各々について、下流支持表面は、前述の所与のオフセット方向に上流支持表面から周方向にオフセットされる。
【０００９】
したがって、本発明は、各根元部をその上流支持表面からその下流支持表面へディスクの中心軸に平行に展延して構成する、従来用いられたブレード根元部の幾何形状を変更することを有利に提案する。詳細には、下流支持表面が、エアフォイルの前縁に対してエアフォイルの後縁のオフセット方向に一致する所与のオフセット方向に、上流支持表面から周方向にオフセットする提案の構成において、有利な結果は、ブレード根元部およびその付属支柱が実質上エアフォイルの輪郭に従うことである。したがって、言い換えれば、上方から所与のブレードを見るとき、ブレード根元部とエアフォイルとの間の交差の大きさは、ディスクの中心軸に沿う根元部の向きとエアフォイル輪郭の幾何形状との間の適合性が小さいため、この交差の大きさが比較的小さかった従来技術のものに比べて大きく増加する。
【００１０】
したがって、これは、支持表面と支柱とが受ける機械的応力の強さをより良好に均一化することができ、したがって、これまで経験した設計の困難さを有利に大きく低減する。
【００１１】
さらに、この特別な特徴によって、周方向の支持表面の展延部の増加を期待することができ、したがって、より良好なブレードの保持とピーニング圧力の低減が可能になる。
【００１２】
本発明によるアセンブリは、全く同一のブレードの上流および下流支持表面が、付属ディスクの中心軸に沿って見て、周方向に互いに部分的に「重なり合う」ように設計されるのが好ましいことに留意すべきである。
【００１３】
複数のブレードの各々については、このブレードの上方から見て、ブレード根元部がその上流支持表面からその下流支持表面へ展延する主要方向は、ディスクの中心軸から０．５〜１０°の間の角度Ａ、例えば、約３°オフセットするように設計されることが好ましい。したがって、これは、支持表面と支柱とが受ける機械的応力の強さと、加わるピーニング圧力の強さを同時に満足できる均一性を得ることを可能にする。
【００１４】
複数のブレードの各々については、ブレード根元部が、支持表面のいずれかの側に配置された２つの対向する周方向端部表面を有し、これらの周方向端部表面は、各々実質上平坦な形状を有することが好ましい。代替として、それらは、実質上凹形状を有することができ、これによってその範囲の実質的な増加を期待することができ、にもかかわらず、このブレード全体の重量を著しく不利にすることなく、ブレードの保持とピーニング圧力の分布を向上させることができる。実際に凹の幾何形状によって、ブレード根元部および必要な場合に付属の支柱は、くびれ形状を有し、その中心部分は、前述の中心部分のいずれかの側に配置された、ディスク軸方向の２つの軸方向端部部分よりも小さな周方向長さを有することを意味し、各々上流支持表面と下流支持表面を受け入れる。
【００１５】
最終的に、複数のブレードの各々について、このブレードの上方から見て、ブレード根元部の上流と下流支持表面の重心が、この見方で、上流と下流支持表面の対称中心を形成するような設計を提供することができる。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、少なくとも１個のそのようなディスク／ブレードアセンブリが取り付けられ、好ましくは少なくとも部分的にこの圧縮機、特に高圧圧縮機の後段を形成するように提供された航空機エンジン圧縮機である。
【００１７】
最終的に、本発明のさらに他の目的は、そのような圧縮機の少なくとも１個を含むターボジェットなどの航空機エンジンである。
【００１８】
本発明の他の利点および特徴は、以下の非制限的な詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００１９】
この説明は添付図面に関して行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
最初に図１を参照すれば、ターボジェットなどの航空機エンジンの高圧圧縮機用ディスク／ブレードアセンブリ１を見ることができ、好ましくはこの高圧圧縮機の１つの後段の一部を形成するように設計されたこのアセンブリ１は、本発明の好ましい実施形態の形である。
【００２１】
当業者に知られているやり方で、このアセンブリは、第一に、ターボジェットの長手軸に一致する中心軸４を有するディスク２を含む。このディスク２の周方向の径方向端部に、ディスク２は、ハンマー取り付け部を備えるブレードと呼ばれる複数のブレード６を支持し、したがって、ブレード６は、中心軸４の周り全てに角度を付けて配分される。これらのハンマー取り付け部を備えるブレード６は、ディスク２の周方向溝１０に収容されるように設計されたブレード根元部８を含む特別な特徴を有し、したがって、このディスクの周方向溝は、ディスク２の径方向端部に配置され、径方向外側に開放している。当業者に知られているように、この周方向溝１０は、各ブレードを溝中に挿入することを可能にする拡大された切欠きを有し、したがって、これらのブレードは溝１０の内部を周方向に動かされる。さらに、ブレードの全てが、周方向溝１０の内部に挿入され配置されると、次いで小さなハンマー（図示されない）を挿入してアセンブリ全体の保持を提供することができる。図１から明瞭に見ることができるように、周方向溝１０は、全体的に径方向外側に開放したＣ形状を有し、本明細書において説明するように、このＣの２つの端部の間にブレードの支柱を通すことが可能である。
【００２２】
特に、各ブレード６は、当業者に知られているやり方で、矢印１２で示される径方向内側に連続的に、エアフォイル１４と、プラットフォーム１６と、支柱１８と、最終的に前述のブレード根元部８とを含む。したがって、従来、エアフォイルは、前縁２０および後縁２２を有し、後縁２２は、このエアフォイルの輪郭に応じて、所与のオフセット方向に前縁２０に対してディスクの周方向にオフセットしていることが注目される。したがって、プラットフォームは、それが支えるエアフォイル１４よりもはるかに長い周方向長さを有し、それに直接隣接するアセンブリの２つのブレード６のプラットフォームにできる限り近接するように設計されることが好ましい。したがって、ブレードの全てが溝１０の内部に搭載されるとき、これらのブレードのプラットフォーム１６は、実質上軸４を中心とする円形リングを形成する。
【００２３】
支柱１８は、ディスクの軸方向および周方向の両方とも、ディスクに対して径方向外側に向けられたプラットフォームの寸法よりもはるかに小さな寸法を有する。前述のように、この支柱１８は、径方向内側にブレード根元部８を支持し、それが搭載されるディスク２に対してブレードを保持する働きをする。
【００２４】
図１および図２に見ることができるように、ブレード根元部８は、その中心軸４の傍に所与のディスクの軸方向に３つの連続的な部分を有するものと定義することができるが、ブレード根元部８全体、および好ましくはブレード６の全体は、当業者に知られている技術によって単一部品から作ることができることが注目される。したがって、ブレード根元部は、実際に支柱１８の内部径方向展延部に球状に配置された中心部分２６を有する。この中心部分２６の上流に、参照符号２８の上流の軸方向端部部分があり、全体的に径方向外側に向けられた上流支持表面３２を有する。同様に、この中心部分２６の下流に、参照符号３０の下流の軸方向端部部分があり、やはり全体的に径方向外側に向けられた下流支持表面３４を有する。
【００２５】
これに関しては、説明に用いられる上流および下流の用語は、アセンブリ１を通る流体の流れの主要方向に対して与えられ、この方向は、矢印４０によって図示され、したがって、このアセンブリの軸方向およびその中心軸４に平行である。
【００２６】
最終的に、ブレード根元部８は、図２において各々参照符号３６、３８を有する２つの対向する周方向端部表面を有し、図２にさらに明瞭に見ることができるように、これらの表面は、好ましくは支柱１８の対向する周方向端部表面に連続して配置される。したがって、これらの２つの表面３６、３８は、図３を参照して説明されるように、実質上平坦であり、前述の径方向１２に平行であると明記することができる。
【００２７】
図１に最も良好に見ることができるように、ディスク２に対してブレード６の径方向外側の保持は、周方向溝１０によって形成されるＣの２つの分岐と、実質上径方向外側に向けられた２つの支持表面３２、３４との接触によって提供されることを見ることができる。これに関しては、支持表面３２、３４が必要とする上流と下流の接触は、平坦接触であることが好ましい。
【００２８】
ここで図３を参照すれば、本発明の特別な特徴の１つを見ることができ、これによれば、上流支持表面３２は、下流支持表面３４から周方向にオフセットしている。さらに正確には、エアフォイル１４の後縁２２は、後縁２０に対して、所与のオフセットの周方向にディスク２の周方向にオフセットしていることを見ることができ、この図３では矢印４２で図示される。この同じ図において、明瞭さのために点線で部分的に示され、やはりこの同じ図に示される２つのブレード６の間に位置する中央ブレードに対応して、上方から見て、中央ブレード６のいずれかの側に位置するこれらの２つのブレードの１つの前縁２０と後縁２２との間の周方向のオフセットは、参照符号４４で寸法が図示されている。このように、下流支持表面３４が上流支持表面３２に対してオフセットしているのは、特にこの同じ所与の周方向のオフセット４２であり、本明細書において、オフセットは参照符号４６で寸法が図示されている。
【００２９】
この図３に明瞭に見ることができるように、２つの支持表面３２、３４の周方向のオフセットは、関連エアフォイル１４の前縁２０と後縁２２との間に現れるオフセットよりもはるかに小さい。これは特に、目的が幾何形状１６を得ることであり、それによってブレード根元部の主要方向４８が、中心軸４から０．５〜１０°の角度Ａ、例えば３°オフセットしていることによって説明される。「ブレード根元部の主要方向」は、このブレード根元部が、その上流支持表面からその下流支持表面へ展延する方向を意味し、特にこの方向は図３に示した上方から見て、２つの前述の支持表面各々の重心を通過する直線で表すことができる。
【００３０】
本発明のこの好ましい実施形態において、対向する周方向端部表面３６、３８各々が、実質上平坦な形状を有し、すなわち両方ともブレードの径方向および上述の主要方向４８に平行であることが実際に提供される。
【００３１】
図４に示したように、本発明の他の好ましい実施形態において、これらの２つの周方向端部表面３６、３８の各々は、凹形状を有することが可能であり、それによって支柱およびブレード根元部が全体的にくびれ形状を有し、特に支持表面３２、３４に周方向の拡大を可能にする。この好ましい実施形態において、これらの凹形状表面は、実質上ブレードの径方向に平行のままであることが提供される。さらに、それらは、同じ凹を有する支柱１８の周方向端部表面の展延部に配置される。
【００３２】
考えられる好ましい実施形態にかかわらず、任意のブレード６の上面図において、図４においてＱで参照される、組み合わされた上流と下流支持表面３２、３４の重心に一致する重心は、この同じ上面図で考慮して、同じブレード６に付属する、これらの２つの支持表面３２、３４の対称中心を確実に形成することが提供される。
【００３３】
無論、当業者であれば、非制限的な実施例としてのみ説明した本発明に様々な修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の好ましい実施形態による、航空機エンジン圧縮機用のハンマー取り付け部を備えるディスク／ブレードアセンブリを示す断面図である。
【図２】図１に示すアセンブリの一体化された部分を形成するハンマー取り付け部を備えるブレードの１つを示す斜視図である。
【図３】このアセンブリの所与のブレードに関して上方から見た、図１に示したディスク／ブレードアセンブリの部分図である。
【図４】本発明の他の好ましい実施形態による、このアセンブリの所与のブレードに関して上方から見たディスク／ブレードアセンブリを示す部分図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  高圧圧縮機用ディスク／ブレードアセンブリ
２  ディスク
４  中心軸
６  ブレード
８  ブレード根元部
１０  周方向溝
１４  エアフォイル
１６  プラットフォーム
１８  支柱
２０  前縁
２２  後縁
２６  中心部分
２８  上流の軸方向端部部分
３２  上流支持表面
３４  下流支持表面
３６、３８  周方向端部表面
４２  オフセット
４８  主要方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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