(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータスペーサディスクに軸方向に装着される複数のリムシールのための軸方向保持システムであって、
前記ロータスペーサディスクの環状の円周溝と、前記リムシールの端面に形成された半径方向ノッチとの間に挿入される剪断キーと、
前記リムシールが前記スペーサディスク上で軸方向に装着される場合、前記ロータスペーサディスク及び前記リムシールのそれぞれに形成される第１の凹部と第２の凹部との間を移動するように寸法決めされて構成されるロックブロックと、
を備え、
前記ロックブロックは、前記ロックブロックを前記第１の凹部及び第２の凹部をまたがる位置に移動するアクチュエータと共に設けられる、
軸方向保持システム。
【請求項２】
前記端面から延び、次の隣接するリムシールの端面に形成されたノッチに収容可能なバックアップストップピンを更に備える、請求項１に記載の軸方向保持システム。
【請求項３】
前記剪断キーは実質的にＬ形であり、基部は前記円周溝に収容され、直立ステム部は前記半径方向ノッチに収容される、請求項１または２に記載の軸方向保持システム。
【請求項４】
前記第１の凹部、前記第２の凹部、及び前記ロックブロックは、前記ロックブロックの回転を防止するように形作られる、請求項１から３のいずれかに記載の軸方向保持システム。
【請求項５】
前記ロックブロックは、少なくとも部分的に延びるねじ付きボアを備える、請求項４に記載の軸方向保持システム。
【請求項６】
前記アクチュエータは、工具で係合可能なスタッドを備える、請求項５に記載の軸方向保持システム。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記ボアが受け入れる、ねじ付き端部をもつ細長いボルトを備える、請求項５に記載の軸方向保持システム。
【請求項８】
前記ロックブロックは、楕円形又は長円形である、請求項４から７のいずれかに記載の軸方向保持システム。
【請求項９】
ロータスペーサディスクに軸方向に装着される複数のリムシールのための軸方向保持システムであって、
最後に装着されるロッカーシール以外の各々に関して、前記ロータスペーサディスクの環状の円周溝と、前記リムシールの端面に形成された半径方向ノッチとの間に挿入される剪断キーと、
前記端面から延び、次の隣接するリムシールの端面に形成されたノッチに収容可能なバックアップストップピンと、
を備える、軸方向保持システム。
【請求項１０】
前記最後に装着されるロッカーシールは、最後に装着されるリムシールが前記スペーサディスク上で軸方向に装着されるときに、前記スペーサディスクに形成される第１の凹部と前記リムシールに形成される第２の凹部との間を移動するように寸法決めされて構成されるロックブロックと共に設けられ、
前記ロックブロックは、前記ロックブロックを前記第１の凹部及び第２の凹部をまたがる位置に移動させて、前記リムシールを前記スペーサディスクに係止する、アクチュエータと共に設けられる、
請求項９に記載の軸方向保持システム。
【請求項１１】
前記第１の凹部、前記第２の凹部、及び前記ロックブロックは、前記ロックブロックの回転を防止するように形作られる、請求項１０に記載の軸方向保持システム。
【請求項１２】
前記ロックブロックは、少なくとも部分的に延びるねじ付きボアを備える、請求項１１に記載の軸方向保持システム。
【請求項１３】
前記アクチュエータは、工具で係合可能なスタッドを備える、請求項１２に記載の軸方向保持システム。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、前記ボアが受け入れる、ねじ付き端部をもつ細長いボルトを備える、請求項１２に記載の軸方向保持システム。
【請求項１５】
前記スペーサディスクの前記第１の凹部は、脆弱シムで覆われた延長された収容部を備え、前記延長された収容部は、前記スタッドを受け入れて、前記ロックブロックが、前記第１の凹部及び前記第２の凹部にまたがる位置から、前記ロックブロックの全てが前記第２の凹部に収容される解放位置へ移動することを可能にする、請求項１３に記載の軸方向保持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的にはタービンロータに関し、詳細にはタービンロータのスペーサディスクに取り付けられたタービンロータリムシールの軸方向保持のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンロータのスペーサディスクは、装着時に３６０度シールを形成するアーチ形シールセグメントの形態の複数のリムシールと共に設けられる。各シールセグメント（又は、単純にシール又はリムシール）は、リムシールのスペーサディスク上への軸方向装着を可能にするように構成される嵌合ダブテール表面特徴部によって、スペーサディスクに固定される。リムシールがスペーサディスク上に装着されると、ダブテール領域へのアクセスが制限される。しかしながら、同時に、リムシールは、特にエンジン輸送時／運転時のスリップを防止するために軸方向に保持する必要がある。アクセスが制限されるので、従来の軸方向保持スキームを用いることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８０９６７７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、いずれか１以上のシールの望ましくない移動を防止するように、単純で安価でありながら、全円周方向のリムシールのセットをロータスペーサディスク上で個別及び集合的に保持する有効な構成に対するニーズが依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の例示的であるが非限定的な実施形態では、第２の回転機械部品上に軸方向に装着される第１の回転機械部品を所定の軸方向位置で保持するための保持デバイスが提供され、保持デバイスは、第１の回転機械部品及び第２の回転機械部品において整列された第１の凹部と第２の凹部との間を移動するように寸法決めされて構成されるブロックと、アクチュエータとを備え、整列された凹部の各々はブロックの回転を防止するように形作られており、ブロックは少なくとも部分的に延びるねじ付きボアを有し、アクチュエータは、ボアにねじ止めされ、使用時、アクチュエータの回転によって、ブロックが整列された第１の凹部から少なくとも部分的に整列された第２の凹部に入る。
【０００６】
第２の態様において、本発明は、ロータスペーサディスクに軸方向に装着される複数のリムシールのための軸方向保持システムに関し、軸方向保持システムは、ロータスペーサディスクの環状の円周溝とリムシールの端面に形成された半径方向ノッチとの間に挿入される剪断キーと、リムシールがスペーサディスク上で軸方向に装着される場合、ロータスペーサディスク及びリムシールのそれぞれに形成される第１の凹部と第２の凹部との間を移動するように寸法決めされて構成されるロックブロックとを備え、ロックブロックは、ロックブロックを第１の凹部及び第２の凹部をまたがる位置に移動するアクチュエータと共に設けられる。
【０００７】
他の例示的であるが非限定的な実施形態では、本発明は、ロータスペーサディスクに軸方向に装着される複数のリムシールのための軸方向保持システムに関し、軸方向保持システムは、最後に装着されるロッカーシール以外の各々に関して、ロータスペーサディスクの環状の円周溝とリムシールの端面に形成された半径方向ノッチとの間に挿入される剪断キーと、端面から延び、次の隣接するリムシールの端面に形成されたノッチに収容可能なバックアップストップピンとを備える。
【０００８】
以下に添付図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スペーサディスクの周りに装着されたリムシールと共に選択的に用いられる軸方向移動防止デバイスと組み合わせたロータスペーサディスクリムシールを示す概略図。
【図２】図１の拡大詳細図。
【図３】図１の３つの保持部品の２つを利用する、装着されたリムシールを備えるタービンスペーサディスクの部分斜視図。
【図４】図３に示すリムシールの端面に形成された単独のストップキーノッチを示す部分斜視図。
【図５】図３のストップキーの斜視図。
【図６】隣接リムシールに形成されたノッチ内に係合される１つのリムシール上のストップピンの相互作用を示す部分斜視図。
【図７】図６に示すストップピンを受け入れるリムシールに形成されたノッチを示す部分斜視図。
【図８】スペーサディスクに形成されたロッカーパック凹部を示す部分斜視図。
【図９】図８に示す凹部内に部分的に収容されたロッカーパックを他の観点から示す斜視図。
【図１０】図９のロッカーパックをスペーサディスクに装着されたリムシールと一緒に示す断面図。
【図１１】リムシールとスペーサディスクとの間に配置されたロッカーパックを示す部分斜視図。
【図１２】他の例示的な実施形態によるボルトアクチュエータを示す図。
【図１３】ロッカーパックが取り付けられた図１２のボルトを示す図。
【図１４】他の例示的な実施形態によるスペーサディスクの周りに装着されたリムシールに用いる軸方向移動防止デバイスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
例示的であるが非限定的な実施形態では、ロータスペーサディスクリムシールのための軸方向保持システムは、３つの部品で構成される。以下に詳細に説明するように、全ての部品は全てのリムシールに使用するものではないない。この点に関して、リムシールはスペーサディスク上に軸方向に装着されることを理解されたい。組み立ては逐次的方法で行われ、本明細書に記載するようなシステムは、最終的に装着される以外の全てのリムシールに対して部品の少なくとも２つを用いる。第３の部品は、最終的に装着されるシール（「ロッカーシール」と呼ぶ場合もある）と一緒に用いて、全てのシールアレイをスペーサディスクに対して有効に係止する。
【００１１】
従って、まず図１及び２を参照すると、概略的外形のリムシール１０は、ロータスペーサディスク１２上に軸方向に装着される。リムシール１０は、従来から公知の隣接するタービン部品１４、１６と相互連結する。図示のように、装着又は取り付け方向は右から左である。例示的であるが非限定的な実施形態による３つの軸方向保持部品は、剪断キー１８、バックアップピン２０、及びロッカー「パック」（本明細書ではロックブロックと呼ぶ場合もある）２２を含む。図１及び２は、便宜的に理解を容易にするために装着時に用いる部品を示すことが意図されるが、スペーサディスク１２に装着される１つを除く全てのリムシール１０に対しては、剪断キー１８及びバックアップピン２０だけが使用される。スペーサディスクに装着される最後のリムシール又はロッカーシール１０は、以下に説明するように、ロッカーパック２２を使用するが剪断キー１８又はバックアップピン２０は使用しない。
【００１２】
図３及び４を参照すると、リムシール１０の１つの円周端面２４には、半径方向に方向付けられてスペーサディスクスロット２７の入口端部に隣接するノッチ２６が形成され、ノッチ２６はリムシールのフランジ部３０の底面２８並びに端面２４から開口する。ノッチ２６は、それ以外では円周方向及び軸方向に塞がれる。ノッチ２６は、リムシール１０（単に「シール１０」と呼ぶ場合もある）の装着時にスペーサディスク１２に形成される不連続な環状溝３４と半径方向に整列するように配置される。所望であれば、溝３４及びノッチ２６はディスクスロット２７の入口端部から更に離れて配置できることを理解されたい。
【００１３】
Ｌ形剪断キー１８（図５参照）は、図３から容易に理解できるように溝３４及びノッチ２６に配置される。剪断キー１８は、装着を間違えないように一方向でのみ配置できる寸法及び形状である。詳細には、Ｌ形剪断キーの半径方向外側に延びる脚部又はステム３６には、ノッチ２６の対応する形状の角度付きコーナ部４０に一致する角度付きコーナ部３８が形成される。Ｌ形剪断キー１８の水平方向（又は、円周方向）脚部又は基部４２は、溝３４に配置される。剪断キー１８は、シール１０がスペーサディスク１２へ軸方向に装着された後に溝３４及びノッチ２６に配置できること、もしくは、剪断キー１８は、シール１０から水平方向に離れて溝３４に配置して、装着後にノッチ２６と係合するよう移動できることを理解されたい。
【００１４】
また、剪断キー１８の基部４２に形成される開口部４４に留意されたい。開口部により、適切な工具（図示せず）を用いて剪断キーを容易に取り外すことができる。しかしながら、ノッチ２６及び／又は溝３４内に剪断キー１８を取り付けること／固定することは必須ではない。隣接するリムシールは、リムシール１０に当接してキー１８の基部４２と重なるので、剪断キーの更なる移動は阻止される。従って、剪断キー１８はリムシール１０の軸方向のいずれの方向での移動を阻止し、剪断キー自体は次の隣接シールによって所定位置に係止される。
【００１５】
また、シール１０の円周端面２４には、剪断キー１８の端面２４の反対側にブラインドボア４６（図６）が形成される。ボア４６は、バックアップストップピン２０（本実施形態では円筒形）を圧入又は他の適切な方法で受け入れ、ピン２０の一部が露出している。剪断キー１８と同様に、ストップピン２０は、以下に詳細に説明するように、リムシール１０の軸方向の少なくとも一方の移動を阻止するので、シールの装着時に不注意で剪断キー１８を入れるのを忘れた場合のバックアップ機能をもたらす。
【００１６】
特に図３及び６を参照すると、次の隣接するシールは、スペーサディスクに形成されたダブテール溝４８に沿って、剪断キー１８の基部４２のそばを通って（又は横切って）軸方向に摺動でき、軸方向ストップピン２０が次に隣接するシール５４の円周端面５２に形成された開放ノッチ５０（図６、７）内で係合する場合に停止することを理解されたい。従って、ノッチ壁５６は、次に隣接シールの軸方向装着移動の一方向のストップ端として機能し、また、次に装着される剪断キーは、装着方向及び反対方向のいずれかの軸方向移動を阻止する。
【００１７】
次に、図８−１１を参照すると、最後のシール５８を所定位置に係止するために、第３の保持部品を使用する。楕円形又は長円形ロッカー「パック」２２は、それぞれスペーサディスク１２及びシール５８に形成されて垂直方向に隣接する凹部６０、６２の間に嵌合する形状及び寸法である。詳細には、楕円形又は長円形の凹部６０は、スペーサディスクポスト６６（図８）の（半径方向外側）上面６４に形成される。凹部６２（図１０−１１）は、シールフランジ部７０の半径方向内側面６８に形成される。シール５８をスペーサディスク１２に装着すると、凹部６０及び６２は垂直方向（又は半径方向）に整列する。
【００１８】
ねじ付きボア７２は、パック２２を貫通して垂直方向又は半径方向に延び、ねじ付き調整スタッド又はねじ７４は、パック２２を貫通して延びる。ボア７６は、シールに形成することができ、工具を挿入できるアクセス位置まで半径方向外側に延びる。工具は、スタッド又はねじ７４の端部に形成された表面特徴部７８（例えば、アレンレンチ凹部）に係合するようにデザインされる。スタッド７４を工具で回すと、パック２２は、非円形凹部に保持されているのでスタッドに沿って移動する。従って、スタッド７４を時計回りに回すと、パック２２は凹部６０、６２の両方と部分的に係合する図９−１１に示す位置まで半径方向外側に移動する。従って、ロッカーパック２２は、最後のシール５８を所定位置に係止すが、その際に、剪断キー及びバックアップピンと相まって、スペーサディスク１２内の全てのリムシールをいずれかの軸方向移動に逆らって係止する。この点において、全ての剪断キーの装着を忘れると、バックアップピンは一方の軸方向移動だけを阻止するので、最後に装着されるシール以外の全てのシールは一方向にだけ係止されることに留意されたい。
【００１９】
また、最後のリムシール５８に関して、剪断キー１８又はバックアップピン２０のいずれも使用されないことに留意されたい。
【００２０】
もしくは、ねじ付き端部８２を備える細長いボルト８０（図１２、１３）は、パック２２を係合するために使用できる。ボルト８０はボア７６を貫通して延びることができ、ボルトを回すと、パック２２は、実質的に前述したように、ねじ付き端部８２に沿って軸方向（及び、スペーサディスクに対して半径方向）に移動できる。ボルト軸８６には、ねじ付き端部８２に隣接して溝８４の形態の破損又は脆弱箇所を設けることができ、必要に応じて、装着後のボルト軸の切断又は除去を助ける。
【００２１】
他の実施例において、図１４に示すように、脆弱シム８８は、ディスクに設けられた凹部６０の半径方向内側の延長収容部９２と一緒にねじ付き軸７４の下部に一体的に取り付けられる。これにより、軸７４は半径方向に押し込まれて収容部９０に入り、パック２２はロータディスクに戻るので、リムシールの軸方向移動を解除する他の手法がもたらされる。
【００２２】
前述の構成に関して、全ての部品、つまり、剪断キー３６、ロッカーパック２２、及びストップピン２０は、リムシール／スペーサディスク内に収容されているので、故障時に、部品は、ロータの内部ホイール空間に落下することが実質的に防止される。
【００２３】
ロッカーパック２２は、前述の３部品システムで利用できること、もしくは、リムシールの任意の１つ又は全てに関連して使用される独立した保持デバイスとして利用できることを理解されたい。更に、ロッカーパック２２は、第２の部品に形成されたスロットにおいて第１の部品の保持が望まれる、任意の他の用途に利用できる。
【００２４】
現時点で最も実用的且つ好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に添付の請求項の技術的思想及び範囲内に含まれる様々な修正形態及び均等な構成を保護するものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２５】
１０  リムシール
１２  ロータスペーサディスク
１４  タービン部品
１６  タービン部品１８剪断キー
２０  バックアップピン
２２  ロッカーパック又はロックブロック
２４  リムシール端面
２６  半径方向に配向されたノッチ
２７  スペーサディスクスロット
２８  底面
３０  フランジ部
３２  リムシールダブテール
３４  環状溝
３６  ステム
３８  剪断キー１８の角度付きコーナ部
４０  ノッチ２６の角度付きコーナ部
４２  脚部又は基部
４４  開口部
４６  ブラインドボア
４８  ダブテール溝
５０  開放ノッチ
５２  端面
５４  シール
５６  ノッチ壁
５８  最後のシール
６０  ディスク１２の凹部
６２  シール５８の凹部
６４  上面
６６  スペーサディスクポスト
６８  半径方向内側面
７０  シールフランジ部
７２  ねじ付きボア
７４  スタッド又はねじ
７６  ボア
７８  表面特徴部
８０  ボルト
８２  ねじ付き端部
８４  溝
８６  ボルト軸
８８  脆弱シム
９０  収容部
【図１】
0006302160.tif 000002
【図２】
0006302160.tif 000003
【図３】
0006302160.tif 000004
【図４】
0006302160.tif 000005
【図５】
0006302160.tif 000006
【図６】
0006302160.tif 000007
【図７】
0006302160.tif 000008
【図８】
0006302160.tif 000009
【図９】
0006302160.tif 000010
【図１０】
0006302160.tif 000011
【図１１】
0006302160.tif 000012
【図１２】
0006302160.tif 000013
【図１３】
0006302160.tif 000014
【図１４】
0006302160.tif 000015