(57)【要約】【課題】アウター流路部材１９が翼幅方向に対して略平行になるように構成されてあっても、取付治具３１に対するタービンノズルセグメント１のがたつきを抑制して、タービンノズル５の取付作業の作業能率を向上させる。【解決手段】複数の静翼７と、複数の静翼７の内側に一体に成型された円弧状のインナーバンド９と、複数の静翼７の外側に一体に成型された円弧状のアウターバンド１１とを具備してあって、アウターバンド１１は、アウター流路部材１９と、フロントアウターリム２１と、リアアウターリム２３と、アウター流路部材１９の後端における円弧方向の中央部に形成され引掛け部材２９とを備えたこと。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空エンジンにおけるタービンケースに後方向から取付られるタービンノズルの一部を構成するセグメントであって、複数の静翼と、複数の前記静翼の内側に一体に成型された円弧状のインナーバンドと、複数の前記静翼の外側に一体に成型された円弧状のアウターバンドとを具備したタービンノズルセグメントにおいて、
前記インナーバンドは、
複数の前記静翼の内側に形成され、後端に内方向へ突出したフランジ部を有してあって、外側にインナー流路面を有したインナー流路部材と、
前記インナー流路部材の内側に形成され、内側に支持弧を有したインナーリムとを備えてあって、
前記アウターバンドは、
複数の前記静翼の外側に形成され、内側にアウター流路面を有したアウター流路部材と、
前記アウター流路部材の外側に形成され、先端側に前記タービンケースのインサート部に嵌挿可能な嵌挿部を有したフロントアウターリムと、
前記アウター流路部材の外側における前記フロントアウターリムの後方に形成されたリアアウターリムと、
前記アウター流路部材の後端における円弧方向の中央部に形成され、前記タービンノズルを前記タービンケースに取付ける際に使用される取付治具におけるアウターロック片が引掛かり可能な引掛け部材とを備えてなることを特徴とするタービンノズルセグメント。
【請求項２】
前記リアアウターリムの後面は、基端側から前記被保持部近傍にかけて前記翼幅方向に対して後方に向かって拡がるようにように傾斜して構成され、
前記引掛け部材の前面は、前記リアアウターリムの後面に対して略平行かつ対向するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のタービンノズルセグメント。
【請求項３】
前記アウター流路部材の円弧方向の長さをＭとした場合における前記引掛け部材の前記円弧方向の長さｍは、０．１５Ｍ以上であって０．３Ｍ以下になるように構成され、
前記アウター流路部材と前記リアアウターリムの前記被保持部との高さ間隔をＨとした場合における前記引掛け部材の高さｈは、０．１Ｈ以上であって０．２５Ｈ以下になるように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタービンノズルセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空エンジンにおけるタービンケースに後方向から装着されるタービンノズルの一部を構成するタービンノズルセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空エンジンの技術分野においては、タービンノズルの高温強度を向上させる等の理由によって、前記タービンノズルを複数のタービンノズルセグメントに分割することが広く行われている。一般に、前記タービンノズルセグメントは、複数の静翼と、複数の前記静翼の内側に一体に成型された円弧状のインナーバンドと、複数の前記静翼の外側に一体に成型された円弧状のアウターバンドとを備えている。
【０００３】
前記インナーバンドの具体的な構成は、次のようになる。
【０００４】
即ち、複数の前記静翼の内側（ハブ側）にはインナー流路部材が形成されており、このインナー流路部材の後端には内方向へ突出したフランジ部を有してあって、前記インナー流路部材の外側にはインナー流路面を有している。また、前記インナー流路部材の内側にはインナーリムが形成されており、このインナーリムの内側には支持弧を有している。
【０００５】
前記アウターバンドの具体的な構成は、次のようになる。
【０００６】
即ち、複数の前記静翼の外側（チップ側）にはアウター流路部材が形成されており、このアウター流路部材の内側にはアウター流路面を有している。また、前記アウター流路部材の外側にはフロントアウターリムが形成されており、このフンフロントアウターリムの先端側には前記タービンケースのインサート部に嵌挿可能な嵌挿部を有している。更に、前記アウター流路部材の外側における前記フロントアウターリムの後方にはリアアウターリムが形成されている。
【０００７】
前述の構成を具備した複数の前記タービンノズルセグメントからなる前記タービンノズルを前記タービンケースに後方から取付ける場合は、取付治具を用いて次のように行う。なお、前記取付治具は前記タービンノズルセグメントの数と同数のインナーロック片とアウターロック片を備えている。
【０００８】
即ち、まず、複数の前記タービンノズルセグメントを環状に配置する。これにより、複数の前記タービンノズルセグメントによって前記タービンノズルを構成することができる。
【０００９】
次に、前記取付治具における各インナーロック片を対応する前記タービンノズルセグメントにおける前記インナー流路部材と前記支持弧の間に挿入して回転させることにより、各インナーロック片を対応する前記タービンノズルセグメントおける前記フランジ部にそれぞれ引掛ける。同様に、前記取付治具における各アウターロック片を対応する前記タービンノズルセグメントにおける前記アウター流路部材と前記リアアウターリムの間に挿入して回転させることにより、各アウターロック片を対応する前記タービンノズルセグメントおける前記アウター流路部材の後端付近にそれぞれ引掛ける。これにより、前記タービンノズルを前記取付治具に一時的に装着することができる。
【００１０】
そして、前記取付治具を前記タービンケースに後方向から接近させて、各タービンノズルセグメントにおける前記フロントアウターリムの前記嵌挿部を前記タービンケースの前記インサート部にそれぞれ嵌挿する。更に、各インナーロック片の引掛け状態及び各アウターロック片の引掛け状態をそれぞれ解除して、前記取付治具を前記タービンケースから離反させる。
【００１１】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１に示すものがある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−２６００４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記インナー流路部材の後端には前記フランジ部を有してあって、前記タービンノズルを装着した際における前記インナーロック片の引掛け状態は安定するものの、前記アウター流路部材が前記静翼の翼幅方向に対して略平行になるように構成された場合には、前記タービンノズルを装着した際における前記アウターロック片の引掛け状態が非常に不安定なものになる。そのため、このような場合にあっては、前記ノズルセグメントが前記取付治具に対してがたつき易くなり、例えば、前記ノズルセグメントの前記嵌挿部を前記タービンケースの前記インサート部に嵌挿させることが困難になる等して、前記タービンノズルの取付作業が煩雑化するという問題がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、航空エンジンにおけるタービンケースに後方向から取付られるタービンノズルの一部を構成するセグメントであって、複数の静翼と、複数の前記静翼の内側に一体に成型された円弧状のインナーバンドと、複数の前記静翼の外側に一体に成型された円弧状のアウターバンドとを具備したタービンノズルセグメントにおいて、
前記インナーバンドは、
複数の前記静翼の内側に形成され、後端に内方向へ僅かに突出したフランジ部を有し、外側にインナー流路面を有したインナー流路部材と、
前記インナー流路部材の内側に形成され、内側に支持弧を有したインナーリムとを備えてあって、
前記アウターバンドは、
複数の前記静翼の外側に形成され、内側にアウター流路面を有するアウター流路部材と、
前記アウター流路部材の外側に形成され、先端側に前記タービンケースのインサート部に嵌挿可能な嵌挿部を有したフロントアウターリムと、
前記アウター流路部材の外側における前記フロントアウターリムの後方に形成されたリアアウターリムと、
前記アウター流路部材の後端における円弧方向の中央部に形成され、前記タービンノズルを前記タービンケースに取付ける際に使用される取付治具におけるアウターロック片が引掛かり可能な引掛け部材とを備えてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明特定事項を具備した複数のタービンノズルセグメントからなる前記タービンノズルを前記タービンケースに後方から取付ける場合は、前記取付治具を用いて次のように行う。なお、前記取付治具は前記タービンノズルセグメントの数と同数のインナーロック片とアウターロック片を備えている。
【００１６】
即ち、まず、複数の前記タービンノズルセグメントを環状に配置する。これにより、複数の前記タービンノズルセグメントによって前記タービンノズルを構成することができる。
【００１７】
次に、前記取付治具における各インナーロック片を対応する前記タービンノズルセグメントにおける前記インナー流路部材と前記支持弧の間に挿入して回転させることにより、各インナーロック片を対応する前記タービンノズルセグメントおける前記フランジ部にそれぞれ引掛ける。同様に、各アウターロック片を対応する前記タービンノズルセグメントにおける前記アウター流路部材と前記リアアウターリムの間に挿入して回転させることにより、各アウターロック片を対応する前記タービンノズルセグメントおける前記引掛け部材にそれぞれ引掛ける。これにより、前記タービンノズルを前記取付治具に一時的に装着することができる。ここで、前記インナー流路部材の後端には前記フランジ部を有してあって、前記アウター流路部材の後端における円弧方向の中央部には前記引掛け部材が形成されているため、前記タービンノズルを前記取付治具に装着した際における前記インナーロック片の引掛け状態及び前記アウターロック片の引掛け状態が安定する。
【００１８】
そして、前記取付治具を前記タービンケースに後方向から接近させて、各タービンノズルセグメントにおける前記フロントアウターリムの前記嵌挿部を前記タービンケースの前記インサート部にそれぞれ嵌挿する。更に、各インナーロック片の引掛け状態及び各アウターロック片の引掛け状態をそれぞれ解除して、前記取付治具を前記タービンケースから離反させる。
【００１９】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、前記リアアウターリムの後面は、基端側から前記被保持部近傍にかけて前記翼幅方向に対して後方に向かって拡がるようにように傾斜して構成され、
前記引掛け部材の前面は、前記リアアウターリムの後面に対して略平行かつ対向するように構成されたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、前記引掛け部材の前面は前記リアアウターリムの後面に対して略平行かつ対向するように構成されため、前記アウターロック片を前記アウター流路部材と前記リアアウターリムの間に挿入して回転させると、前記アウターロック片によって前記リアアウターリムの後面及び前記引掛け部材の前面を反対方向へ局部的に押圧することができ、前記引掛け部材の円弧方向の長さが長くなくても又は前記引掛け部材の高さが高くなくても、前記アウターロック片の引掛け状態を安定させることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、前記アウター流路部材の円弧方向の長さをＭとした場合における前記引掛け部材の前記円弧方向の長さｍは、０．１５Ｍ以上であって０．３Ｍ以下になるように構成され、
前記アウター流路部材と前記リアアウターリムの前記被保持部との高さ間隔をＨとした場合における前記引掛け部材の高さｈは、０．１Ｈ以上であって０．２５Ｈ以下になるように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用の他に、前記引掛け部材の前記円弧方向の長さｍは０．１５Ｍ以上であって０．３Ｍ以下になるように構成され、前記引掛け部材の高さｈは０．１Ｈ以上であって０．２５Ｈ以下になるように構成されているため、前記引掛け部材の前記円弧方向の長さ及び高さを制限しつつ、前記アウターロック片の引掛け状態をより安定させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図５を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係わるタービンノズルセグメントの側面図であって、図２は、図６におけるＡ部の拡大図であって、図３は、本発明の実施の形態に係わるタービンノズルセグメントを背面図であって、図４は、図１におけるＢ部の拡大図であって、図５は、本発明の実施の形態に係わるタービンノズルを取付治具に装着した状態を示す模式図であって、図６は、本発明の実施の形態に係わるタービンノズルの取付作業を説明する模式図である。
【００２５】
ここで、「前後」とは、図１及び図４において左右，図２及び図６において下上，図３及び図５において紙面に向かって裏表のことをいい、「内側」とは、図１，図３，図４において下側，図２において右側のことをいい、「外側」とは、図１，図３，図４において上側，図２において左側のことをいう。
【００２６】
図１、図３、図５に示すように、本発明の実施の形態に係わるタービンノズルセグメント１は、航空エンジンにおけるタービンケース３に後方から取付られるタービンノズル５の一部を構成するセグメントであって、複数の静翼７と、複数の静翼７の内側に一体に成型された円弧状のインナーバンド９と、複数の静翼７の外側に一体に成型された円弧状のアウターバンド１１と、インナーバンド９の内側にろう付けにより設けられたハニカム構造のシール部材１３を具備している。なお、タービンノズル５を構成するタービンノズルセグメント１の実際の個数は、図５に示されたタービンノズル５の個数よりも多いものである。
【００２７】
インナーバンド９の具体的な構成は次のようになる。
【００２８】
即ち、図１及び図３に示すように、複数の静翼７の内側にはインナー流路部材１５が形成されており、このインナー流路部材１５の外側にはインナー流路面１５ｓを有してあって、インナー流路部材１５の後端には内方向に突出したフランジ部１５ａを有している。ここで、インナー流路部材１５は静翼の翼幅方向（換言すればエンジン軸方向、図１において左右方向、図２において上下方向）に対して後方に向かって拡がるように傾斜して構成されている。また、インナー流路部材１５の内側にはインナーリム１７が形成されており、このインナーリム１７の内側には支持弧１７ａを有している。
【００２９】
アウターバンドの具体的な構成は次のようになる。
【００３０】
即ち、図１から図４に示すように、複数の静翼７の外側にはアウター流路部材１９が形成されており、このアウター流路部材１９の内側にはアウター流路面１９ｓを有している。ここで、アウター流路部材１９は翼幅方向に対して略平行になるように構成されている。
【００３１】
アウター流路部材１９の外側にはフロントアウターリム２１が形成されており、このフロントアウターリム２１の先端側にはタービンケース３のインサート部３ａに嵌挿可能な嵌挿部２１ａを有している。更に、アウター流路部材１９の外側におけるフロントアウターリム２１の後方にはリアアウターリム２３が形成されており、このリアアウターリム２３の先端側に後段シュラウドセグメント２５によって保持される被保持部２３ａを有している。ここで、リアアウターリム２３の被保持部２３ａには回止めピン２７に係合可能な切欠き２３ｂが形成されてあって、リアアウターリム２３の被保持部２３ａは回止めピン２７により回転しないように保持される。また、リアアウターリム２３の後面２３ｓは基端側から被保持部２３ａ近傍（先端部近傍）にかけて翼幅方向に対して後方に向かって拡がるように傾斜して構成されている。
【００３２】
アウター流路部材１９の後端における円弧方向の中央部には引掛け部材２９が形成されており、この引掛け部材２９は、タービンノズル５をタービンケース３に取付ける際に使用される取付治具３１におけるアウターロック片３３が引掛かり可能である。ここで、引掛け部材２９の前面２９ｓはリアアウターリム２３の後面２３ｓに対して略平行かつ対向するように構成されている。また、アウター流路部材１９の円弧方向の長さをＭとした場合における引掛け部材２９の円弧方向の長さｍは、０．１５Ｍ以上であって０．３Ｍ以下になるように構成されてあって、アウター流路部材１９とリアアウターリム２３の被保持部２３ａとの高さ間隔をＨとした場合における引掛け部材２９の高さｈは、０．１Ｈ以上であって０．２５Ｈ以下になるように構成されている。
【００３３】
ここで、図５及び図６に示すように、取付治具３１は環状の治具ベース３５を備えており、この治具ベース３５の外縁部にはタービンノズルセグメント１と同数の前記アウターロック片３３が等間隔に設けられてあって、治具ベース３５の内縁部にはタービンノズルセグメント１と同数のインナーロック片３７が等間隔に設けられている。また、各アウターロック片３３はアウターレバー３９の操作によってそれぞれ回転可能であって、各インナーロック片３７はインナーレバー４１の操作によってそれぞれ回転可能である。
【００３４】
前述の構成を具備した複数のタービンノズルセグメント１からなるタービンノズル５をタービンケース３に後方から取付ける場合は、取付治具３１を用いて次のように行う。
【００３５】
即ち、まず、複数のタービンノズルセグメント１を配置用治具（図示省略）を用いて環状に配置する。これにより、複数のタービンノズルセグメント１によってタービンノズル５を構成することができる。
【００３６】
次に、図２及び図５に示すように、取付治具３１における各インナーロック片３７を対応するタービンノズルセグメント１におけるインナー流路部材１５と支持弧１７ａの間に挿入して、インナーレバー４１の操作によって回転させることにより、各インナーロック片３７を対応するタービンノズルセグメント１おけるフランジ部１５ａにそれぞれ引掛ける。同様に、取付治具３１における各アウターロック片３３を対応するタービンノズルセグメント１におけるアウター流路部材１９とリアアウターリム２３の間に挿入して、アウターレバー３９の操作によって回転させることにより、各アウターロック片３３を対応するタービンノズルセグメント１おける引掛け部材２９にそれぞれ引掛ける。これにより、タービンノズル５を取付治具３１に一時的に装着することができる。
【００３７】
ここで、インナー流路部材１５の後端にはフランジ部１５ａを有してあって、アウター流路部材１９の後端における円弧方向の中央部には引掛け部材２９が形成されているため、タービンノズル５を取付治具３１に装着した際におけるインナーロック片３７の引掛け状態及びアウターロック片３３の引掛け状態を安定させることができる。また、引掛け部材２９の前面２９ｓはリアアウターリム２３の後面２３ｓに対して略平行かつ対向するように構成されため、アウターロック片３３をアウター流路部材１９とリアアウターリム２３の間に挿入して回転させると、アウターロック片３３によってリアアウターリム２３の後面２３ｓ及び引掛け部材２９の前面２９ｓを反対方向へ局部的に押圧することができ、引掛け部材２９の円弧方向の長さが長くなくても又は引掛け部材２９の高さが高くなくても、アウターロック片３３の引掛け状態を安定させることができる。更に、引掛け部材２９の円弧方向の長さｍは０．１５Ｍ以上であって０．３Ｍ以下になるように構成され、引掛け部材２９の高さｈは０．１Ｈ以上であって０．２５Ｈ以下になるように構成されているため、引掛け部材２９の円弧方向の長さ及び高さを制限しつつ、アウターロック片３３の引掛け状態をより安定させることができる。
【００３８】
そして、図１及び図６に示すように、取付治具３１をタービンケース３に後方向から接近させて、各タービンノズルセグメント１におけるフロントアウターリム２１の嵌挿部２１ａをタービンケース３のインサート部３ａにそれぞれ嵌挿する。更に、各タービンノズルセグメント１におけるリアアウターリム２３の被保持部２３ａの切欠き２３ｂを回止めピン２７に係合させて、各インナーロック片３７の引掛け状態及び各アウターロック片３３の引掛け状態をそれぞれ解除して、取付治具３１をタービンケース３から離反させる。最後に、後段シュラウドセグメント２５によってリアアウターリム２３の被保持部２３ａを保持されるようにする。
【００３９】
以上の如き、本発明の実施の形態によれば、タービンノズル５を取付治具３１に装着した際におけるインナーロック片３７の引掛け状態及びアウターロック片３３の引掛け状態を安定させることができるため、アウター流路部材１９が翼幅方向に対して略平行になるように構成されてあっても、取付治具３１に対するタービンノズルセグメント１のがたつきを抑制して、タービンノズル５の取付作業の作業能率を向上させることができる。
【００４０】
また、引掛け部材２９の円弧方向の長さが長くなくても又は引掛け部材２９の高さが高くなくても、タービンノズル５を取付治具３１に装着した際におけるアウターロック片３３の引掛け状態を安定させることができるため、引掛け部材２９の円弧方向の長さを長くしたり、引掛け部材２９の高さを高くしたりする必要がなくなって、タービンノズルセグメント１の軽量化を促進することができる。
【００４１】
特に、引掛け部材２９の円弧方向の長さ及び高さを制限しつつ、タービンノズル５を取付治具３１に装着した際におけるアウターロック片３３の引掛け状態を安定させることができるため、タービンノズルセグメント１の軽量化を促進しつつ、タービンノズル５の取付作業の作業能率をより一層向上させることがきる。
【００４２】
なお、本発明は、前述の発明の実施の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、前記タービンノズルを前記取付治具に装着した際における前記インナーロック片の引掛け状態及び前記アウターロック片の引掛け状態を安定させることができるため、前記アウター流路部材が前記翼幅方向に対して略平行になるように構成されてあっても、前記取付治具に対する前記タービンノズルセグメントのがたつきを抑制して、前記タービンノズルの取付作業の作業能率を向上させることができる。
【００４４】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明の効果の他に、前記引掛け部材の円弧方向の長さが長くなくても又は前記引掛け部材の高さが高くなくても、前記アウターロック片の引掛け状態が安定するため、前記引掛け部材の円弧方向の長さを長くしたり、前記引掛け部材の高さを高くしたりする必要がなくなって、前記タービンノズルセグメントの軽量化を促進することができる。
【００４５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果の他に、前記引掛け部材の前記円弧方向の長さ及び高さを制限しつつ、前記アウターロック片の引掛け状態をより安定させることができるため、前記ノズルセグメントの軽量化を促進しつつ、前記タービンノズルの取付作業の作業能率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるタービンノズルセグメントの側面図である。
【図２】図６におけるＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わるタービンノズルセグメントを背面図である。
【図４】図１におけるＢ部の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わるタービンノズルを取付治具に装着した状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わるタービンノズルの取付作業を説明する模式図である。
【符号の説明】
１            タービンノズルセグメント
３            タービンケース
５            タービンノズル
７            静翼
９            インナーバンド
１１            アウターバンド
１３            シール部材
１５            インナー流路部材
１５ｓ          インナー流路面
１５ａ          フランジ部
１７            インナーリム
１７ａ          支持弧
１９            アウター流路部材
１９ｓ          アウター流路面
２１            フロントアウターリム
２１ａ          嵌挿部
２３            リアアウターリム
２３ａ          被保持部
２３ｂ          切欠き
２３ｓ          後面
２５            後段シュラウドセグメント
２７            回止めピン
２９            引掛け部材
２９ｓ          前面
３１            取付治具
３３            アウターロック片
３５            治具ベース
３７            インナーロック片
３９            アウターレバー
４１            インナーレバー
【図１】
2004324614.tif 000003
【図２】
2004324614.tif 000004
【図３】
2004324614.tif 000005
【図４】
2004324614.tif 000006
【図５】
2004324614.tif 000007
【図６】
2004324614.tif 000008