(57)【要約】【課題】ロック用スペーサアセンブリを提供する。【解決手段】隣り合うロータ羽根を固定するためのロック用スペーサアセンブリが、プラットフォーム部分と根元部分とを有する第１の端部ピースを備え、プラットフォーム部分および根元部分が、第１の端部ピースの斜めの第１の内面を定めている。根元部分は、取り付けスロットの凹部に突出するように構成された第１の突出部を定めている。第２の端部ピースが、第１の内面と取り付けスロットの側壁部分との間に収まり、プラットフォーム部分と、取り付けスロットの凹部に突出する第２の突出部を定める根元部分とを備えている。プラットフォーム部分および根元部分が、第１の内面と結合する斜めの第２の内面を定めている。貫通穴が、第１の端部ピースのプラットフォーム部分および第２の端部ピースの根元部分を貫いて延び、固定具が、この貫通穴を貫いて延びる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合うロータ羽根（３０）のプラットフォーム（５０）の間において周方向の取り付けスロット（５４）に挿入されるロック用スペーサアセンブリ（１００）であって、
前記隣り合うロータ羽根（３０）のプラットフォーム（５０）の間の空間に収まるように構成され、プラットフォーム部分（１１０）および根元部分（１１２）を備えており、前記根元部分（１１２）が前記取り付けスロット（５４）の凹部に突出するように構成された外形を有する第１の突出部（１２２）を定めており、前記プラットフォーム部分（１１０）および前記根元部分（１１２）が第１の内面（１２０）を定めており、前記第１の内面（１２０）は径方向に広がる平面に対して傾けられている第１の端部ピース（１０２）と、
前記第１の内面（１２０）と前記取り付けスロット（５４）の側壁部分との間に収まるように構成され、プラットフォーム部分（１２８）および根元部分（１３０）を備えており、前記根元部分（１３０）が前記取り付けスロット（５４）の凹部に突出するように構成された外形を有する第２の突出部（１４０）を定めており、前記プラットフォーム部分（１２８）および前記根元部分（１３０）が前記径方向に広がる平面に対して傾けられた第２の内面（１３８）を定めており、前記第２の内面（１３８）が前記第１の内面（１２０）と結合するように構成されている第２の端部ピース（１０４）と、
前記第１の端部ピース（１０２）のプラットフォーム部分（１１０）および前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）を貫いて延びる貫通穴（１４６）と、
前記貫通穴（１４６）を通って延びる固定具（１０６）と
を備えており、
前記固定具（１０６）の一端が前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）に係合するように構成されているロック用スペーサアセンブリ（１００）。
【請求項２】
前記第１の内面（１２０）の角度および前記第２の内面（１３８）の角度が、合同である請求項１に記載のロック用スペーサアセンブリ（１００）。
【請求項３】
前記貫通穴（１４６）のうちの前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）を貫いて延びる部分が、ねじ山を有している請求項１に記載のロック用スペーサアセンブリ（１００）。
【請求項４】
前記貫通穴（１４６）が、前記第１および第２の端部ピース（１０２、１０４）を径方向に貫いて延びている請求項１に記載のロック用スペーサアセンブリ（１００）。
【請求項５】
前記固定具（１０６）の少なくとも一部分が、ねじ山を有している請求項１に記載のロック用スペーサアセンブリ（１００）。
【請求項６】
前記固定具（１０６）の頭部が、前記第１の端部ピース（１０２）に凹まされている請求項１に記載のロック用スペーサアセンブリ（１００）。
【請求項７】
前記固定具（１０６）が、セットねじまたは圧入ピンの一方を備えている請求項１に記載のロック用スペーサアセンブリ（１００）。
【請求項８】
周方向に延びる連続的な取り付けスロット（５４）を定めている前側および後ろ側ポスト（５６）を備えているロータディスク（２８）と、
複数のプラットフォーム（５０）のうちの１つからそれぞれ延びており、前記複数のプラットフォーム（５０）の各々が内側に延びている根元によって前記取り付けスロット（５４）に固定される複数のロータ羽根（３０）と、
前記複数のプラットフォーム（５０）のうちの少なくとも２つの間の空間に配置されるロック用スペーサアセンブリ（１００）と
を備えるロータアセンブリであって、
前記ロック用スペーサアセンブリ（１００）が、
前記プラットフォーム（５０）の間の前記空間に収まるように構成され、プラットフォーム部分（１１０）および根元部分（１１２）を備えており、前記根元部分（１１２）が前記取り付けスロット（５４）の凹部に突出するように構成された外形を有する第１の突出部（１２２）を定めており、前記プラットフォーム部分（１１０）および前記根元部分（１１２）が第１の内面（１２０）を定めており、前記第１の内面（１２０）は径方向に広がる平面に対して傾けられている第１の端部ピース（１０２）と、
前記第１の内面（１２０）と前記取り付けスロット（５４）の側壁部分との間に収まるように構成され、プラットフォーム部分（１２８）および根元部分（１３０）を備えており、前記根元部分（１３０）が前記取り付けスロット（５４）の凹部に突出するように構成された外形を有する第２の突出部（１４０）を定めており、前記プラットフォーム部分（１２８）および前記根元部分（１３０）が前記径方向に広がる平面に対して傾けられた第２の内面（１３８）を定めており、前記第２の内面（１３８）が前記第１の内面（１２０）と結合するように構成されている第２の端部ピース（１０４）と、
前記第１の端部ピース（１０２）のプラットフォーム部分（１１０）および前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）を貫いて延びる貫通穴（１４６）と、
前記貫通穴（１４６）を通って延びる固定具（１０６）と
を備えており、
前記固定具（１０６）の一端が前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）に係合するように構成されているロータアセンブリ。
【請求項９】
前記第１の端部ピース（１０２）の前記第１の内面（１２０）の角度および前記第２の端部ピース（１０４）の前記第２の内面（１３８）の角度が、合同である請求項８に記載のロータアセンブリ。
【請求項１０】
前記貫通穴（１４６）の少なくとも一部分が、ねじ山を有している請求項８に記載のロータアセンブリ。
【請求項１１】
前記貫通穴（１４６）が、前記第１および第２の端部ピース（１０２、１０４）を径方向に貫いて延びている請求項８に記載のロータアセンブリ。
【請求項１２】
前記固定具（１０６）の少なくとも一部分が、ねじ山を有している請求項８に記載のロータアセンブリ。
【請求項１３】
前記固定具（１０６）が、頭部を備えており、該頭部が、前記第１の端部ピース（１０２）の前記プラットフォーム部分（１１０）に凹まされている請求項８に記載のロータアセンブリ。
【請求項１４】
前記ロータディスク（２８）が、前記取り付けスロット（５４）に前記第１および第２の端部ピース（１０２、１０４）を挿入するために、前記前側および後ろ側ポストの少なくとも一方に定められたハーフピッチの切り欠きを備えている請求項８に記載のロータアセンブリ。
【請求項１５】
圧縮機と、
燃焼器と、
タービンと
を備えており、
前記圧縮機または前記タービンの少なくとも一方が、
周方向に延びる連続的な取り付けスロット（５４）を定めている前側および後ろ側ポストを備えているロータディスク（２８）と、
複数のプラットフォーム（５０）のうちの１つからそれぞれ延びており、前記複数のプラットフォーム（５０）の各々が内側に延びている根元によって前記取り付けスロット（５４）に固定される複数のロータ羽根（３０）と、
前記複数のプラットフォーム（５０）のうちの少なくとも２つの間の空間に配置されるロック用スペーサアセンブリ（１００）と
を備え、
前記ロック用スペーサアセンブリ（１００）が、
隣り合うロータ羽根（３０）のプラットフォーム（５０）の間の前記空間に収まるように構成され、プラットフォーム部分（１１０）および根元部分（１１２）を備えており、前記根元部分（１１２）が前記取り付けスロット（５４）の凹部に突出するように構成された外形を有する第１の突出部（１２２）を定めており、前記プラットフォーム部分（１１０）および前記根元部分（１１２）が第１の内面（１２０）を定めており、前記第１の内面（１２０）は径方向に広がる平面に対して傾けられている第１の端部ピース（１０２）と、
前記第１の内面（１２０）と前記取り付けスロット（５４）の側壁部分との間に収まるように構成され、プラットフォーム部分（１２８）および根元部分（１３０）を備えており、前記根元部分（１３０）が前記取り付けスロット（５４）の凹部に突出するように構成された外形を有する第２の突出部（１４０）を定めており、前記プラットフォーム部分（１２８）および前記根元部分（１３０）が前記径方向に広がる平面に対して傾けられた第２の内面（１３８）を定めており、前記第２の内面（１３８）が前記第１の内面（１２０）と結合するように構成されている第２の端部ピース（１０４）と、
前記第１の端部ピース（１０２）のプラットフォーム部分（１１０）および前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）を貫いて延びる貫通穴（１４６）と、
前記貫通穴（１４６）を通って延びる固定具（１０６）と
を備えており、
前記固定具（１０６）の一端が前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）に係合するように構成されているターボ機械。
【請求項１６】
前記第１の端部ピース（１０２）の前記第１の内面（１２０）の角度および前記第２の端部ピース（１０４）の前記第２の内面（１３８）の角度が、合同である請求項１５に記載のターボ機械。
【請求項１７】
前記貫通穴（１４６）のうちの前記第２の端部ピース（１０４）の根元部分（１３０）を貫いて延びる部分が、ねじ山を有している請求項１５に記載のターボ機械。
【請求項１８】
前記貫通穴（１４６）が、前記第１および第２の端部ピース（１０２、１０４）を径方向に貫いて延びている請求項１５に記載のターボ機械。
【請求項１９】
前記固定具（１０６）の少なくとも一部分が、ねじ山を有している請求項１５に記載のターボ機械。
【請求項２０】
前記固定具（１０６）の頭部が、前記第１の端部ピース（１０２）に凹まされている請求項１５に記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ターボ機械に関する。より具体的には、本発明は、ターボ機械のロータ羽根をロータディスクに固定するためのロック用スペーサアセンブリに関する。
【０００２】
ガスタービンまたは蒸気タービンなどの種々のターボ機械は、シャフトと、シャフトに結合した複数のロータディスクと、ロータディスクに取り付けられた種々のロータ羽根とを備える。従来のガスタービンは、その圧縮機およびタービン部分に、種々のロータ羽根をディスクに取り付けて有している回転可能なシャフトを備えている。各々のロータ羽根が、加圧された空気、燃焼ガス、または蒸気などの他の流体が流れる翼と、空気または流体の流れについて径方向内側の境界を定める翼の基部のプラットフォームとを備えている。
【０００３】
ロータ羽根は、典型的には取り外し可能であり、したがってロータディスクの外周に位置する相補的な取り付けスロットに係合するように構成されたＴ字形の根元部分などの適切な根元部分を備えている。根元は、ディスクの外周に形成された対応する軸方向または周方向のスロットに係合する軸方向進入の根元または周方向進入の根元のいずれかであってよい。典型的な根元は、最小の断面積の首部と、根元から取り付けスロット内に位置する１対の側方の凹所に延びる根元突出部とを備える。
【０００４】
周方向の根元については、ただ１つの取り付けスロットが、ロータディスクの前面および後面の全周を巡って周状に延びる前側および後ろ側の連続的な周方向のポストまたは輪の間に形成される。周状の取り付けスロットの断面形状は、ロータディスクの前側および後ろ側のポストまたは輪によって定められ、タービンの稼働時にロータ羽根の根元突出部と協働して個々の羽根を径方向について保持する側方の凹所を備える。
【０００５】
例えば、ガスタービンの圧縮機部分において、ロータディスクの外周を巡ってロータ羽根の段を完成させるために、ロータまたは圧縮機の羽根（具体的には、根元部分）が、周状のスロットの周囲において周状のスロットに挿入され、ロータ羽根の根元突出部を側方の凹所に接触させるべく約９０度回転させられる。ロータ羽根は、スロットの周囲に当接して係合できる翼の基部のプラットフォームを備えている。他の実施形態においては、隣接するロータ翼のプラットフォームの間において、スペーサを周状のスロットに設置することができる。ひとたびすべての羽根（および、スペーサ）が設置されると、取り付けスロットにおける最終的な残りの空間が、典型的には、技術的に広く知られているように、特別に設計されたスペーサアセンブリで埋められる。
【０００６】
周状のスロットへの最後のスペーサアセンブリの挿入を容易にするために使用される一般的な技術は、ロータディスクに軸対称でない装てんスロットを備えることである。種々の従来のスペーサアセンブリが、ロータディスクの装てんスロットの必要性をなくすように設計されている。しかしながら、これらのアセンブリは、複雑な装置を備える。これらの従来のアセンブリは、一般に、組み立てが難しく、製造コストが高く、ロータの不釣り合いにつながる可能性がある。したがって、ガスタービンの圧縮機および／またはタービンのロータ羽根など、ターボ機械の隣り合うロータ羽根のプラットフォームの間の最終的な空間に比較的容易に組み込むことができる改善されたロック用スペーサアセンブリについて、ニーズが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８，１７６，５９８号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明の態様および利点が、以下の説明において後述され、あるいは明細書から自明であると考えられ、もしくは本発明を実施することによって習得されるであろう。
【０００９】
本発明の一実施形態は、隣り合うロータ羽根のプラットフォームの間において周方向の取り付けスロットに挿入されるロック用スペーサアセンブリである。ロック用スペーサアセンブリが、隣り合うロータ羽根のプラットフォームの間の空間に収まるように構成された第１の端部ピースを備える。第１の端部ピースは、プラットフォーム部分および根元部分を備えている。根元部分は、取り付けスロットの凹部に突出するように構成された外形を有している第１の突出部を定めている。プラットフォーム部分および根元部分が、ロック用スペーサアセンブリの軸方向の中心線に垂直な径方向に広がる平面に対して傾けられた第１の内面を定めている。
【００１０】
第２の端部ピースが、前記第１の内面と取り付けスロットの側壁部分との間に収まるように構成される。第２の端部ピースは、プラットフォーム部分および根元部分を備えている。根元部分が、取り付けスロットの凹部に突出するように構成された外形を有している第２の突出部を定めている。プラットフォーム部分および根元部分が、ロック用スペーサアセンブリの軸方向の中心線に垂直な径方向に広がる平面に対して傾けられた第２の内面を定めている。この第２の内面は、前記第１の内面と結合するように構成されている。貫通穴が、前記第１の端部ピースのプラットフォーム部分および前記第２の端部ピースの根元部分を貫いて延び、固定具が、この貫通穴を貫いて延びる。固定具の一端が、前記第２の端部ピースの根元部分に係合するように構成されている。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、ロータアセンブリである。ロータアセンブリが、前側ポストおよび後ろ側ポストを有するロータディスクを備えている。前側および後ろ側ポストが、周方向に延びる連続的な取り付けスロットを少なくとも部分的に定めている。さらにロータアセンブリは、複数のロータ羽根を備える。複数のロータ羽根の各々が、複数のプラットフォームのうちの１つから延びる。複数のプラットフォームの各々が、内側に延びる根元によって取り付けスロットに固定される。ロック用スペーサアセンブリが、複数のプラットフォームのうちの少なくとも２つの間の空間に配置される。ロック用スペーサアセンブリは、プラットフォームの間の空間に収まるように構成された第１の端部ピースを備える。第１の端部ピースは、プラットフォーム部分および根元部分を備えている。根元部分は、取り付けスロットの凹部に突出するように構成された外形を有している第１の突出部を定めている。プラットフォーム部分および根元部分が、ロック用スペーサアセンブリの軸方向の中心線に垂直な径方向に広がる平面に対して傾けられた第１の内面を定めている。
【００１２】
第２の端部ピースが、前記第１の内面と取り付けスロットの側壁部分との間に収まるように構成される。第２の端部ピースは、プラットフォーム部分および根元部分を備えている。根元部分が、取り付けスロットの凹部に突出するように構成された外形を有している第２の突出部を定めている。プラットフォーム部分および根元部分が、ロック用スペーサアセンブリの軸方向の中心線に垂直な径方向に広がる平面に対して傾けられた第２の内面を定めている。この第２の内面は、前記第１の内面と結合するように構成されている。貫通穴が、前記第１の端部ピースのプラットフォーム部分および前記第２の端部ピースの根元部分を貫いて延び、固定具が、この貫通穴を貫いて延びる。固定具の一端が、前記第２の端部ピースの根元部分に係合するように構成されている。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、ターボ機械である。ターボ機械が、圧縮機、燃焼器、およびタービンを備える。圧縮機またはタービンの少なくとも一方が、前側および後ろ側ポストを有するロータディスクを備える。前側および後ろ側ポストが、周方向に延びる連続的な取り付けスロットを少なくとも部分的に定める。さらにターボ機械は、複数のロータ羽根を備える。各々のロータ羽根が、複数のプラットフォームのうちの該当の１つのプラットフォームから延びる。複数のプラットフォームの各々が、内側に延びる根元によって取り付けスロットに固定される。ロック用スペーサアセンブリが、複数のプラットフォームのうちの少なくとも２つの間の空間に配置される。ロック用スペーサアセンブリは、プラットフォームの間の空間に収まるように構成された第１の端部ピースを備える。第１の端部ピースは、プラットフォーム部分および根元部分を備えている。根元部分は、取り付けスロットの凹部に突出するように構成された外形を有している第１の突出部を定めている。
【００１４】
プラットフォーム部分および根元部分が、ロック用スペーサアセンブリの軸方向の中心線に垂直な径方向に広がる平面に対して傾けられた第１の内面を定めている。第２の端部ピースが、前記第１の内面と取り付けスロットの側壁部分との間に収まるように構成される。第２の端部ピースは、プラットフォーム部分および根元部分を備えている。根元部分が、取り付けスロットの凹部に突出するように構成された外形を有している第２の突出部を定めている。プラットフォーム部分および根元部分が、ロック用スペーサアセンブリの軸方向の中心線に垂直な径方向に広がる平面に対して傾けられた第２の内面を定めている。この第２の内面は、前記第１の内面と結合するように構成されている。貫通穴が、前記第１の端部ピースのプラットフォーム部分および前記第２の端部ピースの根元部分を貫いて延び、固定具が、この貫通穴を貫いて延びる。固定具の一端が、前記第２の端部ピースの根元部分に係合するように構成されている。
【００１５】
当業者であれば、このような実施形態の特徴および態様などを、本明細書を検討することによって、よりよく理解できるであろう。
【００１６】
当業者にとって、本発明の最良の態様を含む本発明の充分かつ本発明を実施可能にする開示が、添付の図面の参照を含む本明細書の残りの部分において、さらに詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の技術的範囲に包含される典型的なガスタービンの機能図である。
【図２】周方向進入のロータ羽根における根元および取り付けスロットの構成の実施形態の一部分の断面図である。
【図３】ロック用スペーサアセンブリを挿入することができる最終的な空間または装てん空間を含む典型的なロータディスクの一部分の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による図３に示したとおりのロータディスクの一部分の上面図である。
【図５】本発明の種々の態様によるロック用スペーサアセンブリの実施形態の構成要素の分解図である。
【図６】本発明の一実施形態による図５に示したとおりのロック用スペーサアセンブリの上面図である。
【図７】本発明の一実施形態による図５に示したとおりのロック用スペーサアセンブリの上面図である。
【図８】本発明の一実施形態による図５に示したとおりのロック用スペーサアセンブリの上面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリの順次の組み立ての図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリの順次の組み立ての図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリの順次の組み立ての図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリの順次の組み立ての図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリの順次の組み立ての図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリの順次の組み立ての図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリを含むロータディスクの一部分の斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の現在の実施形態（その１つ以上の例が、添付の図面に示されている）を、詳細に説明する。詳細な説明においては、数字および文字による記号表示を、図中の各特徴を指して使用する。図面および説明における類似または同様の記号表示は、本発明の類似または同様の部分を指して用いられている。本明細書において使用されるとき、用語「第１」、「第２」、および「第３」は、或る構成要素を別の構成要素から区別するために入れ換え可能に使用することができ、個々の構成要素の場所または重要性を意味するものではない。
【００１９】
本明細書において使用されるとき、用語「上流」および「下流」は、流路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流」は、流体が流れてくる方向を指し、「下流」は、流体が流れていく方向を指す。用語「径方向」は、特定の構成要素の軸方向の中心線に実質的に垂直な平面における相対的な方向を指し、用語「軸方向」は、特定の構成要素の軸方向の中心線に実質的に平行な平面における相対的な方向を指す。
【００２０】
各々の例は、本発明の説明の目的で提示されており、本発明を限定するものではない。実際、本発明において、本発明の技術的範囲および技術的思想から離れることなく、変更および変種が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、或る実施形態の一部として例示または説明される特徴を、別の実施形態について使用して、またさらなる実施形態をもたらすことが可能である。このように、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の技術的範囲に含まれるような変更および変種を包含するように意図される。
【００２１】
本発明の典型的な実施形態を、例示の目的で、おおむねガスタービンの文脈において説明するが、本発明の実施形態が、蒸気タービンなど、シャフトとシャフトに結合した回転する羽根とを有する任意のターボ機械に適用可能であり、特許請求の範囲に特に記載されない限りは、ガスタービンに限られないことを、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【００２２】
次に図面を参照すると、同一の数字が、すべての図を通して同じ構成要素を指し示しており、図１が、本発明の種々の実施形態を取り入れることができるターボ機械（この場合には、典型的なガスタービン１０）の一実施形態の機能図を示している。この開示が、ガスタービンに限られず、むしろ蒸気タービンまたは任意の他の適切なターボ機械がこの開示の技術的範囲および技術的思想に包含されることを、理解すべきである。図示のとおり、ガスタービン１０は、大まかには、ガスタービン１０の上流端に配置された圧縮機１４を含む圧縮機部分１２と、圧縮機１４の下流の少なくとも１つの燃焼器１８を有している燃焼部分１６と、燃焼部分１６の下流のタービン２２を含んでいるタービン部分２０とを備えている。シャフト２４が、圧縮機１４および／またはタービン２２を少なくとも部分的に貫いて、ガスタービン１０の軸方向の中心線２６に沿って延びている。特定の構成においては、シャフト２４が、複数の個別のシャフトで構成されてもよい。
【００２３】
複数のロータホイールまたはディスク２８が、圧縮機１４および／またはタービン２２においてシャフト２４に沿って同軸に配置されている。各々のロータディスク２８は、ロータディスク２８の周囲に周方向に間隔を空けつつ配置され、ロータディスク２８に着脱可能に固定される複数の径方向に延びるロータ羽根３０を、受け入れるように構成されている。ロータ羽根３０を、圧縮機のロータ羽根３２など、圧縮機１４において使用されるように構成でき、あるいはタービンバケットまたはタービンのロータ羽根３４など、タービン２２において使用されるように構成することができる。各々の羽根３０は、長手方向の中心線の軸３６を有し、前縁４０および後縁４２を有する翼部分３８を備えている。
【００２４】
稼働時、空気などの作動流体４４が圧縮機１４に導かれ、圧縮機１４において、燃焼部分１６に向かって導かれるときに、一つには圧縮機のロータ羽根３２によって徐々に圧縮される。圧縮された作動流体４６が、圧縮機１４から流れ、燃焼部分１６に供給される。圧縮された作動流体４６は、各々の燃焼器１８に分配され、燃焼器１８において燃料と混合され、可燃性の混合物をもたらす。可燃性の混合物が燃焼し、比較的高い温度および高い速度の燃焼ガス４８を生み出す。燃焼ガス４８が、タービン２２を通って導かれ、タービン２２において熱および運動エネルギをタービンのロータ羽根３４に伝えることにより、シャフト２４を回転させる。特定の用途においては、シャフト２４が、電気を生成するために発電機（図示されていない）に接続される。
【００２５】
図２が、Ｔ字形の根元および取り付けスロットの構成を有する典型的なロータ羽根３０を備える典型的なロータディスク２８の一部分の拡大断面図である。図２に示されるように、各々のロータ羽根３０は、ガスタービン１０の稼働時に翼３８を過ぎる空気の流れ、燃焼ガスの流れ、または蒸気などの他の流体の流れについて径方向内側の境界の一部分をもたらすプラットフォーム５０をさらに備えることができる。さらに、各々のロータ羽根３０は、プラットフォーム５０から径方向内側に延びる一体の根元部分５２を備えている。根元部分５２は、技術的に広く知られているとおり、ロータディスク２８の前側および後ろ側の輪またはポスト要素５６によって少なくとも部分的に定められる周方向に延びる取り付けスロット５４に滑り込み、この取り付けスロット５４に沿ってスライドする。代案においては、周方向に延びる取り付けスロット５４を、ロータディスク２８によって機械加工、鋳造、または他のやり方で定めることができる。
【００２６】
根元部分５２は、取り付けスロット５４内に定められ、ポスト要素５６の凹状の壁部分６２によって少なくとも部分的に定められる側方の凹所６０に収容される突出部５８を備えることができる。前側および後ろ側のポスト要素５６ならびに／あるいはロータディスク２８は、取り付けスロット５４の側壁部分６４をさらに定めることができる。図２に提示した根元部分５２および取り付けスロット５４の構成が、あくまでも例示の目的のためのものにすぎず、根元およびスロットの構成が、本発明の主題の技術的範囲および技術的思想の範囲内で、幅広くさまざまであってよいことを、容易に理解できるであろう。
【００２７】
図３が、典型的なロータディスク２８の一部分の斜視図であり、特にロータディスク２８の前側および後ろ側のポスト要素５６の間の取り付けスロット５４（図２）に設定された複数のロータ羽根３０を示している。図２および３に示されるとおり、各々のロータ羽根３０が、プラットフォーム５０を備えている。図３に示されるとおり、従来のスペーサ６４が、技術的に広く知られているように、隣り合うロータ羽根３０のプラットフォーム５０の間に配置される。
【００２８】
図４が、本発明の一実施形態による図３に示したとおりのロータディスク２８の一部分の上面図である。図３に示されるとおり、周方向の幅７０を有している１つ以上の最終的な空間または装てん空間６８が、隣り合うロータ羽根３０のプラットフォーム５０の間に定められている。最終的な空間または装てん空間６８は、通常は、ロータディスク２８へのロータ羽根３０の組み付けおよび／または取り外しの際に、ロータ羽根３０を取り付けスロット５４に挿入するために使用される。特定の実施形態においては、図４に示されるように、最終的な空間または装てん空間６８を、さらに詳しく後述されるロック用スペーサアセンブリ１００の種々の実施形態によって埋めることができる。
【００２９】
特定の実施形態において、ロック用スペーサアセンブリ１００を、圧縮機１４内に位置する圧縮機のロータ羽根３２および／またはタービン２２内に位置するタービンのロータ羽根３４など、隣り合うロータ羽根３０のプラットフォーム５０の間の最終的な空間６８を埋めるために使用できることを、理解すべきである。このように、ロック用スペーサアセンブリ１００が、おおむね隣り合うロータ羽根３０のプラットフォーム５０の間に設置されるものとして後述され、プラットフォーム５０は、圧縮機のロータ羽根３２またはタービンのロータ羽根３４の一部であってよく、どちらの用途も充分に包含される。
【００３０】
図５が、ここでは「アセンブリ１００」と称される本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリ１００の構成要素の分解図を示している。図示のように、アセンブリ１００は、第１の端部ピース１０２と、第２の端部ピース１０４と、固定具１０６とを備えている。第１の端部ピース１０２および第２の端部ピース１０４が、隣り合うロータ羽根３０のプラットフォーム５０（図４）の間の最終的な空間または装てん空間６８（図２）にはまり込むように構成される。したがって、端部ピース１０２、１０４は、幅、長さ、厚さ、または任意の他の特徴によって端部ピース１０２、１０４をプラットフォーム５０間に挿入することが可能になるような任意の寸法設定を有することができる。例えば、端部ピース１０２、１０４は、通常は、隣り合う翼またはロータ羽根３０のプラットフォーム５０の間にぴったりとはまるような周方向の幅１０８（図４）を有することができる。
【００３１】
図５に示されるとおり、第１の端部ピース１０２は、プラットフォーム部分１１０および根元部分１１２を備えている。プラットフォーム部分１１０は、通常は、径方向の高さ１１４、軸方向の長さ１１６、および周方向の幅１１８を有する。  根元部分１１２は、プラットフォーム部分１１０から径方向内側に延びている。  プラットフォーム部分１１０および根元部分１１２が、第１の内面１２０を定めている。第１の内面１２０は、ロック用スペーサアセンブリ１００および／または第１の端部ピース１０２を通って延びる軸方向の平面および／または軸方向の中心線に対して垂直である径方向に広がる平面に対して傾けられている。特定の実施形態においては、第１の内面１２０の角度が、０度よりも大きく、９０度よりも小さい。
【００３２】
根元部分１１２が、第１の突出部１２２を定めている。第１の突出部１２２は、取り付けスロット５４の第１の側方の凹所１２４に突き出すように構成された外形を有している。例えば、第１の突出部１２２は、ポスト要素５６の曲面を反映するように実質的に湾曲した上部を有することができる。さらに、第１の突出部１２２は、図示のＴ字形の取り付けスロット５４に突き出すようにポスト要素５６と第１の側方の凹所１２４との間に形成される角において外側に延びる下部を備えることができる。第１の突出部１２２が任意の所望の外形を有することができ、必ずしも図５に示した特定の外形を有する必要がないことを、容易に理解できるであろう。第１の突出部１２２の外形は、大きくは、取り付けスロット５４の特定の形状および構成に依存すると考えられる。
【００３３】
特定の実施形態においては、アーチ形の溝１２６あるいは融合部または隅肉などの他の応力緩和の造作が、第１の突出部１２２が定められ、あるいは第１の端部ピース１０２の根元部分１１２からおおむね軸方向に外側に延びている場所の近くにおいて、第１の端部ピース１０２によって定められる。アーチ形の溝１２６を、第１の端部ピース１０２上に低応力の地点または応力緩和のための場所をもたらすために備えることができる。後述されるように、アーチ形の溝１２６は、前側のポスト要素５６と第１の側方の凹所１２４との間に形成される角において、根元部分１１２に位置することができる。
【００３４】
第２の端部ピース１０４が、第１の端部ピース１０２の第１の内面１２０と取り付けスロット５４の一方の側壁部分６４との間に収まるように構成される。図５に示されるとおり、第２の端部ピース１０４は、プラットフォーム部分１２８および根元部分１３０を備えている。プラットフォーム部分１２８は、通常は、径方向の高さ１３２、軸方向の長さ１３４、および周方向の幅１３６を有する。根元部分１３０は、プラットフォーム部分１２８から径方向内側に延びている。プラットフォーム部分１２８および根元部分１３０が、第２の内面１３８を定めている。
【００３５】
第２の内面１３８は、第１の内面１２０と結合するように構成される。例えば、第１および第２の内面１２０、１３８は、平坦であってよく、あるいは符合するような湾曲または溝を有してもよい。第２の内面１３８は、ロック用スペーサアセンブリ１００および／または第２の端部ピース１０４を通って延びる軸方向の平面に対して垂直である径方向に広がる平面に対して傾けられている。特定の実施形態においては、第２の内面１３８の角度が、０度よりも大きく、９０度よりも小さい。一実施形態においては、第１の内面１２０の角度および第２の内面１３８の角度が、実質的に同様である。一実施形態においては、第１の内面１２０の角度および第２の内面１３８の角度が、合同である。
【００３６】
根元部分１３０が、第２の突出部１４０を定めている。第２の突出部１４０は、取り付けスロット５４の第２の側方の凹所１４２に突き出すように構成された外形を有している。例えば、第２の突出部１４０は、ポスト要素５６の曲面を反映するように実質的に湾曲した上部を有することができる。さらに、第２の突出部１４０は、図示のＴ字形の取り付けスロット５４に突き出すようにポスト要素５６と第２の側方の凹所１４２との間に形成される角において外側に延びる下部を備えることができる。第２の突出部１４０が任意の所望の外形を有することができ、必ずしも図５に示した特定の外形を有する必要がないことを、容易に理解できるであろう。第２の突出部１４０の外形は、大きくは、取り付けスロット５４の特定の形状および構成に依存すると考えられる。
【００３７】
特定の実施形態においては、アーチ形の溝１４４あるいは融合部または隅肉などの他の応力緩和の造作が、第２の突出部１４０が定められ、あるいは第２の端部ピース１０４の根元部分１３０からおおむね軸方向に外側に延びている場所の近くにおいて、第２の端部ピース１０４によって定められる。アーチ形の溝１４４を、第２の端部ピース１０４上に低応力の地点または応力緩和のための場所をもたらすために備えることができる。図示のとおり、アーチ形の溝１４４は、後ろ側のポスト要素５６と第２の側方の凹所１４２との間に形成される角において、根元部分１３０に位置することができる。
【００３８】
第２の突出部１４０が任意の所望の外形を有することができ、必ずしも図５に示した特定の外形を有する必要がないことを、容易に理解できるであろう。第２の突出部１４０の外形は、大きくは、取り付けスロット５４の特定の形状および構成に依存すると考えられる。
【００３９】
図５に示されるとおり、貫通穴１４６が、第１の端部ピース１０２および第２の端部ピース１０４を連続的に貫いて延びている。貫通穴１４６を、第１および第２の端部ピース１０２、１０４によって少なくとも部分的に定めることができる。ロック用スペーサアセンブリが設置されたとき、貫通穴１４６は、第１の端部ピース１０２および第２の端部ピース１０４を貫いて連続的に延びる。一実施形態においては、貫通穴１４６が、第１の端部ピース１０２のプラットフォーム部分１１０および第２の端部ピース１０４の根元部分１３０を貫いて延びる。貫通穴１４６は、第２の端部ピース１０４の根元部分１３０によって定められる底壁１４８を貫いて延びる。一実施形態においては、貫通穴１４６が、第１および第２の端部ピース１０２、１０４を貫いておおむね径方向に延びる。
【００４０】
特定の実施形態においては、貫通穴１４６が、第１の端部ピース１０２または第２の端部ピース１０４の少なくとも一方にねじ山を有してもよい。一実施形態においては、貫通穴１４６が、第１の端部ピース１０２のプラットフォーム部分１１０に定められる座ぐり１５０または段差の造作を備える。
【００４１】
固定具１０６が、貫通穴１４６を通って延びるねじ、ボルト、またはピン、などの任意の固定具を備えることができる。固定具１０６は、固定具１０６の軸部に沿って配置されたねじ山１５２を備えることができる。ねじ山１５２は、第１および／または第２の端部ピース１０２、１０４に定められるねじ山と相補的であってよい。
【００４２】
図６、図７、および図８が、本発明の種々の実施形態による図５に示したとおりのロック用スペーサアセンブリ１００の上面図を示している。図６および８に示されるように、凹所１５４を、第１の端部ピース１０２のプラットフォーム部分１１０に形成することができる。代案においては、図７に示されるように、凹所１５４を、第２の端部ピース１０４のプラットフォーム部分１２８に形成することができる。凹所１５４を、第１の端部ピース１０２および第２の端部ピース１０４が取り付けスロット５４に組み込まれたときに第１の端部ピース１０２のプラットフォーム部分１１０または第２の端部ピース１０４のプラットフォーム部分１２８に形成された相補的なカラー１５６を受け入れるように構成することができる。例えば、凹所１５４およびカラー１５６は、第１および第２の端部ピース１０２、１０４の間に噛み合いの作用を生み出すための矩形、台形、アーチ形、または任意の形状であってよい。
【００４３】
図９、図１０、図１１、図１２、図１３、および図１４が、本発明の一実施形態によるロック用スペーサアセンブリ１００の順次の組み立ての図である。図９に示されるように、第２の端部ピース１０４の根元部分１３０が、対向する側壁部分６４の間の取り付けスロット５４に下げられる。図１０に示されるように、第２の突出部１４０が、第２の側方の凹所１４２内に配置される。図１１に示されるように、第１の端部ピース１０２の根元部分１１２が、第１の内面１２０と第２の内面１３８とが互いに面するように、第２の端部ピース１０４に隣接させて取り付けスロット５４に下げられる。図１１および１２に示されるように、第１および第２の内面１２０、１３８の角度が実質的に同様または合同であるがゆえ、第２の端部ピース１０４を取り付けスロット５４内に位置させた状態で、第１の端部ピース１０２を取り付けスロット５４に配置し、第１の突出部１２２を第１の側方の凹所１２４に挿入することができる。
【００４４】
次いで、図１３に示されるとおり、固定具１０６が貫通穴１４６に挿入され、第２の端部ピース１０２に係合するまで回転させられ、ねじ込まれ、打ち込まれ、あるいは他のやり方で貫通穴１４６を通って移動させられることで、ロック用スペーサアセンブリが所定の位置に係止され、隣り合うロータ羽根３０がロータディスク２８に固定される。特定の実施形態においては、図１４に示されるように、固定具１０６が、第２の端部ピース１０４の底壁１４８を貫いて延びる。固定具１０６は、取り付けスロット５４の底壁部分１５８に当接して、第１および第２の突出部１２２、１４０と第１および第２の凹所１２４、１４２の上壁部分１６２との間に上向きまたは径方向に作用する力１６０を生み出すことで、ロック用スペーサアセンブリを所定の位置に係止し、隣り合うロータ羽根３０がロータディスク２８に固定することができる。ロック用スペーサアセンブリ１００の分解を、本明細書に記載の組み立ての工程を単純に逆にすることによって達成できることが、当業者にとって自明であろう。図１５が、取り付けスロット５４に設置されたロック用スペーサアセンブリ１００を含むロータディスク２８の一部分の斜視図である。
【００４５】
本明細書においては、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本発明の特許可能な技術的範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者であれば想到できる他の実施例を包含することができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を備えており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ガスタービン
１２  圧縮機部分
１４  圧縮機
１６  燃焼部分
１８  燃焼器
２０  タービン部分
２２  タービン
２４  シャフト
２６  軸方向の中心線
２８  はロータディスク、ディスク
３０  ロータ羽根、羽根
３２  圧縮機のロータ羽根
３４  タービンのロータ羽根
３６  長手方向の中心線の軸
３８  翼、翼部分
４０  前縁
４２  後縁
４４  作動流体
４６  圧縮された作動流体
４８  燃焼ガス
５０  プラットフォーム
５２  根元部分
５４  取り付けスロット
５６  前側および後ろ側のポストまたは輪要素
５８  突出部
６０  側方の凹所
６２  凹状の壁部分
６４  側壁部分、スペーサ
６８  最終的な空間、装てん空間
７０  周方向の幅
１００  ロック用スペーサアセンブリ、アセンブリ
１０２  第１の端部ピース
１０４  第２の端部ピース
１０６  固定具
１０８  周方向の幅
１１０  プラットフォーム部分
１１２  根元部分
１１４  径方向の高さ
１１６  軸方向の長さ
１１８  周方向の幅
１２０  第１の内面
１２２  第１の突出部
１２４  第１の側方の凹所
１２６  アーチ形の溝
１２８  プラットフォーム部分
１３０  根元部分
１３２  径方向の高さ
１３４  軸方向の長さ
１３６  周方向の幅
１３８  第２の内面
１４０  第２の突出部
１４２  第２の側方の凹所
１４４  アーチ形の溝
１４６  貫通穴
１４８  底壁
１５０  座ぐり、段差
１５２  ねじ山
１５４  凹所
１５６  カラー
１５８  底壁部分
１６０  力
１６２  上壁部分
【図１】
2015078692.tif 000003
【図２】
2015078692.tif 000004
【図３】
2015078692.tif 000005
【図４】
2015078692.tif 000006
【図５】
2015078692.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2015078692.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015078692.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2015078692.tif 000014
【図１３】
2015078692.tif 000015
【図１４】
2015078692.tif 000016
【図１５】
2015078692.tif 000017
【外国語明細書】
2015078692000001.pdf