(57)【要約】複数のベーン（２２）と、各開口部が内部に配置されたグロメット（２８）を備えた複数の開口部（５４）を有する少なくとも１つの環状シュラウドリング（３４）と、を備えるガスタービンエンジン（１０）用のベーンアッセンブリ（２０）。グロメットは、内部を通って画定されるベーン末端部を受ける切抜き穴（４４）を有し、ベーンを隔離する手段として働き、シュラウドリング（３４）の軸方向の広がりを完全に覆う連続したガス通路面（５２）を形成するように形状づけられる。グロメット（２８）は、アッセンブリの振動を減衰させることができるように、好ましくは、ゴムなどの可撓性、かつ弾性のある材料から形成される。アッセンブリは、異物による損傷の場合に有利であり、接着剤の必要性を減らすことによってベーンの取付および交換を単純にする。
2009508031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュラウドリングの軸方向に沿って延びる内側面および外側面を有する少なくとも１つの環状のシュラウドリングを含むシュラウドであって、前記内側面が、ベーンアッセンブリを通って画定される流体流路に面し、前記シュラウドリングが、前記内側面と前記外側面との間に延び、かつ前記環状のシュラウドリングの円周の周りに分布する複数の開口部を画定するシュラウドと、
前記シュラウドによって支持され、かつ前記シュラウドリングから半径方向に延び、各々が、前記複数の開口部の対応する１つの開口部内で受けられる末端部を有する、複数のベーンと、
前記複数の開口部のそれぞれに位置し、かつ前記シュラウドリングから前記ベーン末端部を隔離するグロメットであって、前記ベーン末端部を受けるように切抜き穴が貫通して画定され、各々が、前記内側面と接触するとともに隣接するグロメットに当接するベース部を有し、前記軸方向の少なくとも一部分に沿って前記内側面上に前記グロメットベース部の連続するガス通路面を形成するグロメットと、
を備えるベーンアッセンブリ。
【請求項２】
前記複数のグロメットの各々の前記ベース部が、概ね前記軸方向に沿って延びる対向する側面を含み、該側面が、前記連続するガス通路面を形成するように、隣接する前記複数のグロメットの隣接する側面に当接することを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項３】
前記複数のグロメットの各々の前記ベース部が、前記連続するガス通路面を形成するように隣接する前記複数のグロメットのベース部と一体であることを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項４】
前記複数のグロメットが、前記連続するガス通路面を画定する一体の円環を形成することを特徴とする請求項３に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項５】
前記シュラウドリングが、インナシュラウドの一部であることを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項６】
前記ベーン末端部が、ベーン先端部であることを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項７】
ガスタービンエンジン用のベーンアッセンブリであって、
ベーンアッセンブリを通って画定された流体流路に面する円周および軸方向に延びる面を画定するシュラウドリングであって、内部に画定され、かつ前記円周の周りに分布する開口部を有する、シュラウドリングと、
前記シュラウドリングによって支持され、かつ該シュラウドリングから半径方向に延び、各々が、前記開口部の対応する１つの開口部内で受けられる末端部を有する、複数のベーンと、
前記シュラウドリングから前記ベーン末端部を隔離する手段であって、前記開口部の前記対応する開口部内に配置され、かつ前記シュラウドリングの前記軸方向に延びる面の少なくとも一部分を完全に覆う連続するガス通路面を形成するように協働した隔離する手段と、
を備えるベーンアッセンブリ。
【請求項８】
前記隔離する手段がそれぞれ、前記連続するガス通路面を形成するように隣接する前記手段に当接することを特徴とする請求項７に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項９】
全ての前記開口部内の前記隔離する手段が、一体であり、前記連続するガス通路面を画定する円環を形成することを特徴とする請求項７に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項１０】
ガスタービンエンジンのベーンアッセンブリ内に連続するガス通路面を形成する方法であって、
軸方向に第１の距離だけ延びる円周面を画定する環状のシュラウドリングを形成するステップと、
前記シュラウドリングに前記円周の周りに分布する複数の開口部を形成するステップと、
複数のグロメットの１つを前記複数の開口部のそれぞれに挿入するステップと、
前記円周面の全周に延びる連続する環状のガス通路面を形成するように、隣接する前記複数のグロメットを配置するステップであって、前記ガス通路面が、前記円周面に沿って前記軸方向の前記第１の距離の少なくとも一部分だけ延びる、配置するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記円周面が、隣接する前記ベース部をその側面に沿って当接させることによって覆われるとともに、前記側面が、概ね前記軸方向に沿って延びることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ガスタービンのベーンアッセンブリを通る流体流路に面する面を有する環状のシュラウドリングに画定された対応する開口部内で受けられる少なくとも１つの末端部を有する複数のベーンを含む、前記ガスタービンエンジンのベーンアッセンブリ用のグロメットであって、
前記シュラウドリングの各開口部内で受けることが可能であり、内部で受けられるように適合された前記ベーン末端部に対応する内部を通る切抜き穴を画定し、これにより、前記シュラウドリングから前記ベーン末端部を隔離するリセス部と、
前記リセス部の一端に連結され、前記リセス部が前記開口部内に配置されたときに、前記環状のシュラウドリングの面と接するように適合されたベース部であって、対向する側面の各々が、すぐ隣で隣接するグロメットのベース部の隣接する側面に当接し、前記シュラウドリングの前記内側面に前記グロメットのベース部の連続するガス通路面を形成するように、前記開口部の横方向の間隔に応じて所定の横方向の距離だけ間隔を開けて配置された対向する２つの側面を画定するベース部と、
を備えるグロメット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、詳細には、ガスタービンエンジン内でエンジンファンまたは低圧圧縮機の下流に設けられる改良型の入口ガイドベーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンのベーンアッセンブリは、通常、高速圧縮機に入る空気流中の渦を低減するように、エンジンファンおよび／または低圧圧縮機の下流に設けられる。このようなガイドベーンアッセンブリは、最低限の重量でありながら異物による損傷に対して抵抗力がなければならない。
【０００３】
ベーン先端部を保持するためにこれらを受けるスロットをインナシュラウドに設けることが知られている。このような構成では、グロメットが、ベーン先端部を取り囲むようにスロットに挿入され、これにより、ベーン先端部をシュラウドから隔離する。しかし、異物による損傷が起きる間には、衝突を受けたベーンは、その衝撃後に後方に移動し、鋭利なものでありがちなベーンの縁部が、グロメットの切断および周囲の他の構成要素の損傷を生じさせる恐れがある。また、グロメットを囲む空気流は、グロメットを浮揚し離脱させる傾向のある力を発生させることが多く、したがって、グロメットが定位置にとどまることを保証するように接着剤または他の同様の手段の使用を必要とする。このように接着剤を使用することにより、ベーンの取付および交換が複雑になる。さらに、突出するグロメットが空気流を乱す可能性があり、エンジンの性能を変化させる恐れがある。
【０００４】
したがって、改良型のベーンアッセンブリを提供することが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、改良型のベーンアッ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】
【０００６】
一態様では、本発明は、シュラウドリングの軸方向に沿って延びる内側面および外側面を有する少なくとも１つの環状のシュラウドリングを含むシュラウドであって、その内側面が、ベーンアッセンブリを通って画定される流体流路に面し、シュラウドリングが、内側面と外側面との間に延び、かつ環状のシュラウドリングの円周の周りに分布する複数の開口部を画定するシュラウドと、このシュラウドによって支持され、かつシュラウドリングから半径方向に延びており、各ベーンが、複数の開口部の対応する１つ内で受けられる末端部を有する複数のベーンと、複数の開口部のそれぞれに位置し、シュラウドリングからベーン末端部を隔離するグロメットであって、ベーン末端部を受けるように切抜き穴が貫通して画定され、各グロメットが、内側面と接触し、かつ隣接するグロメットに当接するベース部を有し、軸方向の少なくとも一部分に沿って内側面上にグロメットベース部の連続するガス通路面を形成するグロメットと、を備えるベーンアッセンブリを提供する。
【０００７】
他の態様では、本発明は、ベーンアッセンブリを通って画定された流体流路に面する円周および軸方向に延びる面を画定するシュラウドリングであって、内部に画定され、かつ円周の周りに分布する開口部を有するシュラウドリングと、このシュラウドリングによって支持され、かつこのシュラウドリングから半径方向に延び、ベーンがそれぞれ、開口部の対応する１つ内で受けられる末端部を有する複数のベーンと、シュラウドリングからベーン末端部を隔離する手段であって、開口部の対応する開口部内に配置され、シュラウドリングの軸方向に延びる面の少なくとも一部分を完全に覆う連続するガス通路面を形成するように協働した隔離する手段と、を備えるガスタービンエンジン用のベーンアッセンブリを提供する。
【０００８】
別の態様では、本発明は、ガスタービンエンジンのベーンアッセンブリ内に連続するガス通路面を形成する方法であって、軸方向に第１の距離だけ延びる円周面を画定する環状のシュラウドリングを形成するステップと、シュラウドリングに円周の周りに分布する複数の開口部を形成するステップと、複数のグロメットの１つを複数の開口部のそれぞれに挿入するステップと、円周面の全周に延びる連続する環状のガス通路面を形成するように、隣接する複数のグロメットを配置するステップであって、ガス通路面が、円周面に沿って軸方向の第１の距離の少なくとも一部分だけ延びる、配置するステップと、を含む方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、ガスタービンのベーンアッセンブリを通る流体流路に面する面を有する環状のシュラウドリングに画定された対応する開口部内で受けられる少なくとも１つの末端部を有する複数のベーンを含むガスタービンエンジンのベーンアッセンブリ用のグロメットであって、シュラウドリングの各開口部内で受けることが可能であり、かつ内部で受けられるように適合されたベーン末端部に対応する内部を通る切抜き穴を画定し、これにより、シュラウドリングからベーン末端部を隔離するリセス部と、このリセス部が開口部内に配置される場合に、リセス部の一端に連結され、かつ環状のシュラウドリングの面と接するように適合されたベース部であって、対向する側面の各々が、すぐ隣で隣接するグロメットベース部の隣接する側面に当接し、シュラウドリングの内側面にグロメットベース部の連続するガス通路面を形成するように、開口部の横方向の間隔に応じて所定の横方向の距離だけ間隔を開けて配置された対向する２つの側面を画定するベース部と、を備えるグロメットがさらに提供される。
【００１０】
本発明のこれらのおよび他の態様のさらなる詳細は、以下に含まれる詳細な説明および図から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、好ましくは亜音速飛行に使用するために提供される形式のガスタービンエンジン１０を示し、一般的に、周囲空気が推進されるファン１２と、この空気を圧縮する多段圧縮機１４と、圧縮空気が燃料と混合され高温の燃焼ガスの環状流を生成するように点火される燃焼器１６と、燃焼ガスからエネルギを抽出するタービン１８と、を備え、これらが連続的に流体連通している。
【００１２】
図２を参照すると、ベーンアッセンブリ２０は、必ずしもそれに限らないが好ましくはガイドベーンアッセンブリであり、ファン１２の下流に位置する。ベーンアッセンブリ２０は、インナシュラウド２６および複数のベーン２２を含み、この複数のベーン２２は、インナシュラウド２６とエンジンケーシングつまりアウタシュラウド２１との間に半径方向に延びる。インナシュラウド２６は、シュラウドリング３４およびシュラウドウェブ３６を含む。ベーン２２はそれぞれ、ベーン先端部２４とベーン根元部２５との間に延びるエアフォイル部２３を有する。ベーンの根元部２５は、アウタシュラウド２１に取り付けられており、ベーン先端部２４は、シュラウドリング３４の開口部５４（図５参照）内に挿入されたグロメット２８に保持される。この説明全体を通して、軸方向、半径方向および円周方向は、それぞれシュラウドリング３４の中心軸、半径および円周に関して定義される。
【００１３】
図３で最もよくわかるように、各ベーン２２のエアフォイル部２３は、ベーンアッセンブリ２０を通る空気流が前縁２７から後縁２９に流れるように、前縁２７および後縁２９を画定する。ベーン先端部２４は、内部で画定され、かつ前縁２７と後縁２９との間に位置するスロット３８を含む。スロット３８は、概ね長方形であり、ベーン先端部２４から半径方向に延びる。
【００１４】
図４を参照すると、グロメット２８はそれぞれ、リセス部４８によってリップ４６に連結されるベース部５０を含む。ベース部５０は、概ね軸方向に沿って延びる２つの対向する細長い側面４９を画定する。離間した２つの舌部４０は、円周方向に沿ってリップ４６から直角に延びており、これらの間にスロット４２を画定する。形状がベーン先端部２４に対応する切抜き穴４４が、グロメット２８内に画定されており、ベース部５０およびリセス部４８を通って延び、リップ４６によって縁取られている。また、グロメット２８は、前縁３０および後縁３２も有し、前縁３０および後縁３２は、側面４９を接続し、図２でわかるように、関連するベーン２２の前縁２７および後縁２９に対応する。グロメット２８は、アッセンブリの振動を減衰させることができるように、好ましくは、ゴムなどの可撓性の材料から形成される。
【００１５】
図２および図５を参照すると、シュラウドリング３４は、シュラウド２６の円周を画定する内側面３５および外側面３７を有する。シュラウドウェブ３６は円形であり、シュラウドリング３４の円周全体の周りにシュラウドリング３４の内側面３５から概ね半径方向に延びる。開口部５４は、シュラウドリング３４の円周に沿って分布する。開口部５４はそれぞれ、形状が１つのグロメット２８のリセス部４８に対応し、空気流内のベーン２２の所望の方向に従って方向付けされる。したがって、各開口部５４内でグロメット２８を受けることが可能であり、ベース部５０は外側面３７に当接し、リップ４６は内側面３５に当接する。係合スロット５６が、シュラウドウェブ３６内に各開口部５４に隣接して画定される。
【００１６】
図２，４，６を参照すると、シュラウドリング３４の開口部５４はそれぞれ、グロメット２８のリセス部４８を受ける。シュラウドウェブ３６は、係合スロット５６においてグロメット２８のスロット４２内に受けられており、舌部４０の一方がウェブ３６の片側に当接する。ベーン先端部２４は、グロメットの切抜き穴４４内に挿入され、舌部４０およびシュラウドウェブ３６はベーンスロット３８内で受けられる。あるいは、係合スロット５６の必要性を無くすように、より深いグロメットのスロット４２およびベーンのスロット３８を提供することも可能である。
【００１７】
図４および図７を参照すると、各グロメット２８のベース部５０は、シュラウド２６の全周および少なくとも軸方向の部分に沿って連続するガス通路面５２を互いに形成するように、グロメット２８の取付けの際に、各グロメット２８の側面４９が隣接するグロメット２８の側面４９と密接に接触するように形状づけられる。この構成は、ガスが、グロメットの間を流れその上に揚力を生成するのではなく、グロメットを半径方向内側に「押す」ようにグロメット上を流れるので、グロメットを定位置に維持するために接着剤または同様の手段を使用する必要を無くす。また、空気流は、間に空き領域を有する従来のグロメットで生成される平坦でない表面によって乱されないので、より滑らかである。
【００１８】
あるいは、単一のユニットを形成するように側面４９を介して互いに一体に接続された、グロメット２８の組み合わされたベース部５０によって形成される環状の部分または円環全体を設けることが可能である。円環全体の場合は、グロメット２８は、シュラウドの開口部５４にグロメットのリップ４６を挿入するために、その円環を伸長することができるように弾性が十分な材料から形成されなければならない。
【００１９】
したがって、ベーンアッセンブリ２０は、ベーン先端部を軸方向に効率的に保持し、ベーンの位置をさらに安定させ、これにより、異物の衝撃を受けた場合にベーン先端部２４が後方に移動する危険性が低減される。これは、異物の衝撃を受けた場合に、グロメット２８および隣接する構成要素に対する損傷の危険性を低減する。ベーンスロット３８および係合スロット５６は、機械加工が容易であり、舌部４０およびスロット４２を有するグロメット２８は、他の形式のグロメットと同じプロセスを利用して製造することができる。
【００２０】
ベーンアッセンブリ２０により、グロメットを定位置に維持する接着剤などの必要性がなくなり、これにより、コストが削減され、製造およびメンテナンス作業が単純になる。
【００２１】
上記の説明は、単なる例示に過ぎないことが意図されており、開示された本発明の範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に変更を加えることができることを、当業者ならば理解するであろう。例えば、ベーンアッセンブリ２０は、他の形式のエンジンステータに、ならびに換気システム内など、様々な分野において使用することができる。グロメット２８は、アウタシュラウドならびに他の形式のベーンまたはロータブレードに使用することができる。本発明の範囲内に包含されるさらに他の修正形態は、この開示の検討に照らして当業者には明らかであり、このような修正形態は、添付の特許請求の範囲内に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ガスタービンエンジンの部分断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるガイドベーンアッセンブリの断面図である。
【図３】図２に示すアッセンブリの一部であるガイドベーンの斜視図である。
【図４】図２に示すアッセンブリの一部であるグロメットの斜視図である。
【図５】図２に示すアッセンブリの一部であるインナシュラウドの一部を示す斜視図である。
【図６】ベーン、グロメットおよびインナシュラウドの係合を示す図２に示すアッセンブリの一部を示す斜視図である。
【図７】本発明によるインナシュラウドおよびグロメットアッセンブリの斜視図である。
【図１】
2009508031.tif 000003
【図２】
2009508031.tif 000004
【図３】
2009508031.tif 000005
【図４】
2009508031.tif 000006
【図５】
2009508031.tif 000007
【図６】
2009508031.tif 000008
【図７】
2009508031.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月12日(2007.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュラウドリングの軸方向に沿って延びる内側面および外側面を有する少なくとも１つの環状のシュラウドリングを含むシュラウドであって、前記内側面が、ベーンアッセンブリを通って画定される流体流路に面し、前記シュラウドリングが、前記内側面と前記外側面との間に延び、かつ前記環状のシュラウドリングの円周の周りに分布する複数の開口部を画定するシュラウドと、
前記シュラウドによって支持され、かつ前記シュラウドリングから半径方向に延び、各々が、前記複数の開口部の対応する１つの開口部内で受けられる末端部を有する、複数のベーンと、
前記複数の開口部のそれぞれに位置し、かつ前記シュラウドリングから前記ベーン末端部を隔離するグロメットであって、前記ベーン末端部を受けるように切抜き穴が貫通して画定され、各々が、前記内側面と接触するベース部を有し、該ベース部が、前記軸方向の少なくとも一部分に沿って前記内側面上に連続するガス通路面を形成するグロメットと、
を備えるベーンアッセンブリ。
【請求項２】
前記複数のグロメットの各々の前記ベース部が、概ね前記軸方向に沿って延びる対向する側面を含み、該側面が、前記連続するガス通路面を形成するように、隣接する前記複数のグロメットの隣接する側面に当接することを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項３】
前記複数のグロメットの各々の前記ベース部が、前記連続するガス通路面を形成するように隣接する前記複数のグロメットのベース部と一体であることを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項４】
前記複数のグロメットが、前記連続するガス通路面を画定する一体の円環を形成することを特徴とする請求項３に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項５】
前記シュラウドリングが、インナシュラウドの一部であることを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項６】
前記ベーン末端部が、ベーン先端部であることを特徴とする請求項１に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項７】
ガスタービンエンジン用のベーンアッセンブリであって、
ベーンアッセンブリを通って画定された流体流路に面する円周および軸方向に延びる面を画定するシュラウドリングであって、内部に画定され、かつ前記円周の周りに分布する開口部を有する、シュラウドリングと、
前記シュラウドリングによって支持され、かつ該シュラウドリングから半径方向に延び、各々が、前記開口部の対応する１つの開口部内で受けられる末端部を有する、複数のベーンと、
前記シュラウドリングから前記ベーン末端部を隔離する手段であって、前記開口部の前記対応する開口部内に配置され、かつ前記シュラウドリングの前記軸方向に延びる面の少なくとも一部分を完全に覆う連続するガス通路面を形成するように協働した隔離する手段と、
を備えるベーンアッセンブリ。
【請求項８】
前記隔離する手段がそれぞれ、前記連続するガス通路面を形成するように隣接する前記手段に当接することを特徴とする請求項７に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項９】
全ての前記開口部内の前記隔離する手段が、前記連続するガス通路面を画定する円環を形成することを特徴とする請求項７に記載のベーンアッセンブリ。
【請求項１０】
ガスタービンエンジンのベーンアッセンブリ内に連続するガス通路面を形成する方法であって、
軸方向に第１の距離だけ延びる円周面を画定する環状のシュラウドリングを形成するステップと、
前記シュラウドリングに前記円周の周りに分布する複数の開口部を形成するステップと、
ベース部を有する複数のグロメットの１つを前記複数の開口部のそれぞれに挿入するステップと、
前記円周面の全周に延びる連続する環状のガス通路面を形成するように、隣接する前記複数のグロメットを配置するステップであって、前記ガス通路面が、前記円周面に沿って前記軸方向の前記第１の距離の少なくとも一部分だけ延びる、配置するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記円周面が、隣接する前記ベース部をその側面に沿って当接させることによって覆われるとともに、前記側面が、概ね前記軸方向に沿って延びることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ガスタービンのベーンアッセンブリを通る流体流路に面する面を有する環状のシュラウドリングに画定された対応する開口部内で受けられる少なくとも１つの末端部を有する複数のベーンを含む、前記ガスタービンエンジンのベーンアッセンブリ用のグロメットであって、
前記シュラウドリングの各開口部内で受けることが可能であり、内部で受けられるように適合された前記ベーン末端部に対応する内部を通る切抜き穴を画定し、これにより、前記シュラウドリングから前記ベーン末端部を隔離するリセス部と、
前記リセス部の一端に連結され、前記リセス部が前記開口部内に配置されたときに、前記環状のシュラウドリングの面と接するように適合されたベース部であって、対向する側面の各々が、すぐ隣で隣接するグロメットのベース部の隣接する側面に当接し、前記シュラウドリングの前記内側面に前記グロメットのベース部の連続するガス通路面を形成するように、前記開口部の横方向の間隔に応じて所定の横方向の距離だけ間隔を開けて配置された対向する２つの側面を画定するベース部と、
を備えるグロメット。
【国際調査報告】
2009508031.tif 000010
2009508031.tif 000011