(57)【要約】  ガスタービンエンジン（１０）における曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）は、入口端部（１２）、出口端部、及び複数のプロパルサー構成要素（１３）を有する。ステータシュラウドベーン組立体（３０）は、略円形断面を有するステータシュラウド（３２）をさらに備え、このシュラウドが、前端（３４）と、後端（３６）と、前記前端及び後端の間に延びる少なくとも１つの面とを有する。シュラウドは、ベーン（４０）のトラニオン（４４）を支持するため該シュラウドの周りに円周方向に配置された複数の枢動部（３８）を有し、可変高さからなる前記少なくとも１つの面が前記複数の枢動部に隣接して円周方向に延びている。【選択図】      図１
2015537150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口端部（１２）、出口端部、及び複数のプロパルサー構成要素（１３）を有するガスタービンエンジン（１０）における曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）であって、略円形断面を有するステータシュラウド（３２）を備え、前記シュラウドが、前端（３４）と、後端（３６）と、前記前端及び後端の間に延びる少なくとも１つの面とを有し、前記シュラウドが、ベーン（４０）のトラニオン（４４）を支持するため該シュラウドの周りに円周方向に配置された複数の枢動部（３８）を有し、可変高さからなる前記少なくとも１つの面が前記複数の枢動部に隣接して円周方向に延びている、曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの面の可変高さの面が、前記ベーンの縁部に隣接して配置される、請求項１に記載の曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）。
【請求項３】
前記可変高さの面が、前記ベーンの縁部の回転によって定められる湾曲に近づくよう湾曲される、請求項２に記載の曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）。
【請求項４】
前記ベーンが枢動するときに、前記ベーンの張り出し面及び前記可変高さの面によって漏洩が抑制される、請求項３に記載の曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）。
【請求項５】
前記複数の枢動部が各々、複数のベーン（４０）の底部を受ける、請求項１に記載の曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）。
【請求項６】
前記可変高さの面の湾曲の軸線が、エンジン軸線に略平行である、請求項１に記載の曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体（３０）。
【請求項７】
曲線輪郭のステータシュラウド（３２）であって、
前端（３４）、後端（３６）、並びに前記前端及び後端の間に延びて前記前端から前記後端までテーパが付けられた少なくとも１つの面と、
前記少なくとも１つの面の周りに配置され、山部と谷部を各々が有する可変高さの複数領域と、
前記少なくとも１つの面の前端の周りに離間して配置された複数の枢動アパーチャと、
を備える、曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項８】
前記可変高さの複数の領域が、第１の高さから第２の高さまで円周方向で湾曲している、請求項７に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項９】
前記複数の可変高さが、第１の高さから第２の高さまで円周方向で線形である、請求項７に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１０】
前記シュラウドが、軸方向で高さが変化する、請求項７に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１１】
前記変化する高さが湾曲している、請求項１０に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１２】
前記変化する高さが線形である、請求項１０に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１３】
最下縁部を有するベーン（４０）を更に備える、請求項７に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１４】
前記最下縁部が、前記ベーンの枢動移動中に前記可変高さの複数の領域と係合する、請求項１３に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１５】
前記可変高さの複数の領域が更に、ベーンの下側縁部の回転によって定められる湾曲に近づくように湾曲される、請求項７に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１６】
曲線輪郭のステータシュラウド（３２）であって、
前端（３４）、後端（３６）、並びに前記前端及び後端の間に延びた少なくとも１つの面と、
前記前端及び後端の間に円周方向に配置される複数のベーン装着部位と、
を備え、前記少なくとも１つの面が、円周方向に延びる貝殻様翼弦張り出し領域を有する、曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１７】
前記貝殻様翼弦張り出し領域が、前記ステータシュラウドの下側高さから上側高さまで湾曲している、請求項１６に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１８】
前記複数のベーン装着部に動作可能に接続された複数のベーン（４０）を更に備える、請求項１６に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項１９】
前記複数のベーン（４０）が各々、前縁と後縁との間に延びる縁部を有する、請求項１８に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【請求項２０】
前記縁部が、前記ベーンの枢動移動中に前記貝殻様翼弦張り出し領域に係合する、請求項１に記載の曲線輪郭のステータシュラウド（３２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、ガスタービンエンジンに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、ガスタービンエンジン内で枢動ベーンと共に利用されるシュラウドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンにおいて、典型的なガスタービンエンジンは一般に、前端と後端とを有し、これらの間に直列に複数の構成要素が続く。空気入口又は吸気口は、エンジンの前端に位置する。吸気口の後に、後端に向かって順番に、圧縮機、燃焼室、タービン、及びエンジン後端のノズルが続く。また、例えば、低圧及び高圧圧縮機、高圧及び低圧タービン、並びに外部シャフトなど、追加の構成要素をエンジンに含めることができる点は、当業者であれば理解されるであろう。しかしながら、これは網羅的な記載ではない。エンジンはまた、典型的には、エンジンの中心長手方向軸線を通って軸方向に配置された内部シャフトを有する。内部シャフトは、タービン及び空気圧縮機の両方に接続され、タービンが空気圧縮機に回転入力を提供して圧縮機ブレードを駆動するようにする。
【０００３】
作動時には、空気は、圧縮機において加圧され、燃焼器内で燃料と混合されて高温燃焼ガスを発生し、燃焼ガスはタービン段を通って下流側に流れる。これらのタービン段は、燃焼ガスからエネルギーを取り出す。最初に、高圧タービンが燃焼器から高温燃焼ガスを受け取り、該高圧タービンは、支持ロータディスクから半径方向外向きに延びる高圧タービンロータブレードの列を通って燃焼ガスを下流側に配向するステータノズル組立体を含む。２段タービンにおいて、第２段タービンステータノズル組立体は、第１段ブレードの下流側に位置付けられ、その後に第２の支持ロータディスクから半径方向外向きに延びる第２段ロータブレードの列が続く。タービンは、燃焼ガスエネルギーを機械エネルギーに変換する。
【０００４】
ベーン又は翼形部は通常、ベーン又は翼形部は通常、基本的動作位置すなわち最適な動作位置で設計される。しかしながら、タービンエンジンの所望の動作条件に応じて、ベーンは、別の位置に作動される場合がある。現行のステータシュラウド設計は、ベーンを作動させるのに円形断面を利用している。ベーンが開放設計位置から設計外の閉鎖位置に移動すると、シュラウドの湾曲、流路幾何形状、及びベーンの下側縁部形状（これら全てが圧縮機動作要件に適合しなければならない）に起因してベーンとシュラウドとの間のクリアランスが増大する。
【０００５】
このクリアランスが増大すると、流れの乱れがベーン形状の機能及び構造の本体の目的に影響を及ぼす可能性がある。例えば、ベーンの設計外の閉鎖角度位置におけるベーンとシュラウドとの間のクリアランスが低減されるように、これら及び他の欠陥を克服することが望ましいことになる。
【発明の概要】
【０００６】
少なくとも一部の実施形態によれば、入口端部、出口端部、及び複数のプロパルサー構成要素を有するガスタービンエンジンにおける曲線輪郭のステータシュラウドベーン組立体は、略円形断面を有するステータシュラウドを備え、シュラウドが、前端と、後端と、前端及び後端の間に延びる少なくとも１つの面とを有し、該シュラウドが、ベーンのトラニオンを支持するため該シュラウドの周りに円周方向に配置された複数の枢動部を有し、可変高さからなる少なくとも１つの面が複数の枢動部に隣接して円周方向に延びている。
【０００７】
少なくとも一部の実施形態によれば、曲線輪郭のステータシュラウドは、前端、後端、並びに前端及び後端の間に延びて前端から後端までテーパが付けられた少なくとも１つの面と、少なくとも１つの面の周りに配置され、山部と谷部を各々が有する可変高さの複数領域と、少なくとも１つの面の前端の周りに離間して配置された複数の枢動アパーチャと、を備える。
【０００８】
更に別の実施形態によれば、曲線輪郭のステータシュラウドは、前端、後端、並びに前端及び後端の間に延びた少なくとも１つの面と、前端及び後端の間に円周方向に配置される複数のベーン装着部位と、を備え、少なくとも１つの面が、円周方向に延びる貝殻様翼弦張り出し領域を有する。
【０００９】
以下の図において本発明の実施形態が示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガスタービンエンジンの側断面図。
【図２】ステータシュラウドベーン組立体の分解斜視図。
【図３】ステータシュラウドベーン組立体の斜視図。
【図４】例示的なステータシュラウドベーン組立体の側断面図。
【図５】ステータシュラウドベーン組立体の詳細な斜視図。
【図６】第１の位置にあるステータシュラウドベーン組立体の後面図。
【図７】第２の位置にあるステータシュラウドベーン組立体の後面図。
【図８】第３の位置にあるステータシュラウドベーン組立体の後面図。
【図９】シュラウドとベーンとの間のクリアランスに関連付けられたベーン位置のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、その１つ又はそれ以上の実施例が図面に示されている提示された実施形態について詳細に説明する。各実施例は、例証として提供され、本開示の実施形態を限定するものではない。実際に、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を本発明において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。
【００１２】
枢動ベーンと共に用いることができる曲線輪郭のステータシュラウドの種々の実施形態である、図１〜９を参照する。ステータシュラウドは、エンジン作動中にその上でベーンが枢動するステータシュラウド張り出し面を含む。ステータシュラウド張り出し面は、ベーンがシュラウドの外面を枢動するときに通常は発生することになるベーン及びシュラウド間の漏洩を排除するために、変化する高さを有する。これにより、ベーン又は翼形部に沿った何らかの流れの乱れ又は流れ外乱が低減される。
【００１３】
本明細書で使用される用語「軸方向」又は「軸方向に」は、エンジンの長手方向軸線に沿った寸法を指す。「軸方向」又は「軸方向に」と共に使用される用語「前方」は、エンジン入口に向かう方向の移動を指し、又は構成要素が別の構成要素と比べてエンジン入口に相対的に近接していることを意味する。「軸方向」又は「軸方向に」と共に使用される用語「後方」は、エンジンノズルに向かう方向の移動を指し、又は構成要素が別の構成要素と比べてエンジンノズルに相対的に近接していることを意味する。
【００１４】
本明細書で使用される用語「半径方向」又は「半径方向に」とは、エンジンの中心長手方向軸線とエンジン外周との間に延びる寸法を指す。単独で又は用語「半径方向」もしくは「半径方向に」と併せて使用される用語「近位」又は「近位方向」は、中心長手方向軸線に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較して中心長手方向軸線に相対的に近接していることを意味する。単独で又は用語「半径方向に」もしくは「半径方向に」と併せて使用される「遠位」又は「遠位方向に」とは、エンジン外周に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン外周に近接していることを意味する。
【００１５】
本明細書で使用される用語「横方向」又は「横方向に」とは、軸方向及び半径方向寸法の両方に垂直な寸法を意味する。
【００１６】
最初に図１を参照すると、エンジン入口端部１２を有するガスタービンエンジン１０の概略側断面図が示され、ここで、圧縮機１４、燃焼器１６、及び多段高圧タービン２０によって全体的に定義されるプロパルサー１３に空気が流入する。全体として、プロパルサー１３は、作動中に推力又は出力を提供する。ガスタービン１０は、航空機、発電、産業、船舶、又は同様のものに用いることができる。用途に応じて、エンジン入口端部１２は、代替として、ファンではなく多段圧縮機を含むことができる。ガスタービン１０は、エンジン軸線２６又はシャフト２４の周りに軸対称であり、種々のエンジン構成要素がその周りを回転するようになる。作動時には、空気がエンジン１０の空気入口１２を通って流入し、少なくとも１つの圧縮段を移動し、ここで空気圧が増大して燃焼器１６に送られる。加圧空気が燃料と混合され燃焼して、高温燃焼ガスをもたらし、燃焼器１６から高圧タービン２０に向けて流出する。高圧タービン２０において、高温燃焼ガスからエネルギーが取り出されてタービンブレードの回転を生じさせ、その結果、シャフト２４の回転が生じる。シャフト２４は、エンジンの前方に向けて通過し、タービン設計に応じて、１又はそれ以上の圧縮機段１４、ターボファン１８又は入口ファンブレードの回転を継続させる。
【００１７】
軸対称のシャフト２４は、タービンエンジン１０を貫通して前端１２から後端まで延びる。シャフト２４は、長さに沿ってジャーナル接続される。シャフト２４は、シャフト２４の回転とは独立して内部での低圧タービンシャフト２８の回転を可能にするよう中空とすることができる。シャフト２４、２８の両方は、エンジンの中心軸線２６の周りを回転することができる。動作中、シャフト２４、２８は、該シャフトに接続されたタービン２０及び圧縮機１４のロータ組立体のような他の構造体と共に回転し、例えば、発電、産業又は航空機などの使用領域に応じて出力又は推力を生成するようにする。
【００１８】
図１を更に参照すると、入口１２は、複数のブレードを有するターボファン１８を含む。ターボファン１８は、シャフト２８により低圧タービン１９に接続され、ターボファンエンジン１０に対する推力を生成する。低圧空気は、エンジンの構成要素の冷却を支援するのにも用いることができる。
【００１９】
ここで図２を参照すると、ステータシュラウドベーン組立体３０の拡大斜視図が示される。複数のベーン４０がシュラウド３２の周りに離間して配置され、その大部分は図示されていない。３つのベーン４０がシュラウドの外面から分解された状態で図示されている。但し、分かり易くする目的で、複数のベーン４０がシュラウド３２の周りに配置されている点を理解されたい。例示的な実施形態のシュラウド３２は、円形断面で且つ前端３４及び後端３６を有する円錐形状である。シュラウドの中空の中心部分内で、ガスタービンエンジン１０のプロパルサー構成要素１３が通過することができる。例示的なシュラウド３２は、エンジンの圧縮機１４領域内に配置される。例えば、多段圧縮機は通常、ロータ上に装着された複数列の回転ブレードと、ステータケーシングとシュラウド３２との間に装着される複数列のステータベーン４０とを含む。シュラウドは、エンジン１０のシャフト２４（図１）に対して軸対称である。
【００２０】
前端３４付近には、複数の枢動部３８があり、これらは、例示的な実施形態では複数の円形ポケットとして表されており、ここにベーン４０がシュラウド３２に対して回転するよう嵌装される。シュラウド３２はまた、前端３４付近の小直径から後端３６付近の大直径までテーパが付けられる。本開示を更に読むことによってより理解されるように、ベーン４０が枢動部３８内に嵌装されたときに、ベーン４０の下側縁部とシュラウド３２の外面との間にクリアランスが生成される。通常のシュラウドでは、円形断面は、ベーンが設計外位置まで回転したときにベーンとシュラウドとの間のクリアランスの増大をもたらすことになる。しかしながら、本発明の実施形態は、波形の又は可変の表面高さを提供し、ベーン４０の設計外位置においてクリアランスを低減する。
【００２１】
ベーン４０は、外側スピンドル４４と内側スピンドル４５とを含む。スピンドル４４、４５は、垂直線に沿って又は垂直に対してある角度で形成することができる。例えば、図示のスピンドルは、垂直線から１０〜１５度の角度にある。内側スピンドル４５には、スピンドル４５と共に枢動部３８内に嵌装されるボタン４２がある。上側ボタン５６はまた、エンジンのケーシング内の回転を制御し、該ボタンを外側スピンドルが貫通している。
【００２２】
ここで図３を参照すると、ステータシュラウドベーン組立体３０の斜視図が描かれる。上述のように、本発明のシュラウド組立体３０は、タービンエンジンの圧縮機１４内に配置される。しかしながら、曲線輪郭のステータシュラウド３２において具現化される原理は、シュラウド並びにベーン又は翼形部（例えば、タービンのステータベーンなど）が利用されるエンジンの代替の位置においても利用することができる。図示のステータシュラウド３２は、ベーン４０の内径に位置する。エンジンケーシング（図示せず）を用いて、ベーン４０用の外径枢動位置を提供することができる。ステータシュラウドベーン組立体３０は、前端３４及び後端３６を有するシュラウド３２を利用する。シュラウド３２は、図示の図面に部分的に示されるように略円形断面である。前端３４での直径は、後端３６での直径よりも大きくすることができる。前端は、ベーン４０を位置付けることができる複数の枢動部３８を含む。枢動部３８は、ボタン又はガイド部４２を利用してベーン又は翼形部４０が枢動可能に位置付けられる凹状領域である。ベーン４０の半径方向外向き位置には、ベーン４０の第２の端部を装着してガイド付き枢動又は回転を提供するのに利用できるスピンドル４４がある。スピンドル４４は、エンジンケーシング内のアパーチャを貫通して該スピンドルを安定化し、枢動運動を可能にすることができる。レバーアーム（図示せず）は、異なる位置を提供する所望の角度変位によって回転を誘導し、複数の作動条件でのエンジンの効率及び性能を改善する。複数のベーン４０は、シュラウドの前端３４付近でシュラウド３２の周囲の周りに延びるが、分かり易くするために一部は図示していない。
【００２３】
少なくとも１つのシュラウド面４６、例えば、ステータ翼弦張り出し面４６が枢動部３８から後方に延びる。ステータ翼弦張り出し面４６は、枢動部３８付近の小直径から後端３６付近の大直径までテーパが付けられる。この軸方向のテーパ又は高さの変化は、湾曲又は直線状とすることができる。
【００２４】
このテーパに加えて、ステータ翼弦張り出し面４６は、円周方向で高度が変化するように曲線輪郭が付けられる。破線４８が円周方向に延びて図示されるように、破線４８の湾曲は、円周方向の下側高さと上側高さとの間で変化するステータ翼弦張り出し面４６の曲線輪郭を描いている。従って、破線は、円形面を有するのではなく、波形又は正弦波状の面４６に沿った曲線輪郭を描いている。本開示の１つの実施形態によれば、ステータ翼弦張り出し面４６は、ベーン４０の移動中にベーン４０とシュラウド３２との間のクリアランスを低減するような波形の曲線輪郭４８を有する。代替の実施形態によれば、円周方向の高さの変動は線形とすることができる。何れの実施形態においても、面４８は、複数の山部と谷部とを含む。山部及び谷部の軸線は、エンジン２６（図１）の軸線に略平行であるか又はエンジン軸線２６に対してある角度が付けられ、該エンジン軸線２６は、前端から後端までシュラウドのテーパが付けられている。本明細書で更に説明されるように、曲線輪郭４８は、ベーン４０とシュラウド３２との間のクリアランスによって生成される流動場の乱れを有意に低減する。これらのクリアランスは、通常は、ベーンが開放角度位置と閉鎖角度位置との間で移動するときに、ベーン翼形部の形状、機能及び構造の本来の目的に悪影響を及ぼすことになる。
【００２５】
例示的なベーン又は翼形部４０は、前縁５０と、後縁５２と、これらの間に延びる対向面とを含む。対向面は、負圧側面と正圧側面とを定め、これらは当業者には理解されるであろう。ベーン４０の半径方向外向き端部には、外側拡大部又はボタン５６がある。スピンドル又はトラニオン４４は、レバーアーム又は他の特徴要素に接続され、ベーン４０を所望の位置まで作動させることができる。ベーン４０の回転は、ベーン又は翼形部に対する１つよりも多い最適条件を提供し、ガスタービンエンジン１０の異なる作動条件において効率及び性能を改善することができる。
【００２６】
ベーン４０の下側端部付近では、フィレット５４が、半径方向内側端部にてベーン４０をボタン４２に接続している。ベーン４０の下側縁部５８すなわちベーン張り出し部は湾曲しており、ベーン４０の移動中、下側縁部５８は、完全に円形断面で線７０で表される代表的シュラウド面（図６）から離れて移動する。これにより、ベーン下側縁部５８及び翼弦張り出し面４６の末広の幾何形状に起因してこれらの間にクリアランスが生成される。システムに対して従来技術で生じるクリアランスの増大は、性能の低下、空気流の転回、及びこの領域における望ましくない損失の増加をもたらし、エンジン性能の改善を妨げることになる。波形又は湾曲した破線４８で表される曲線輪郭は、シュラウド３２とベーン４０との間のクリアランスを減少させ、空気転回性能を改善し、この領域における損失を低減する。
【００２７】
ここで図４を参照すると、図３の組立体３０の側断面図が描かれている。シュラウド３２は、枢動部３８内で嵌装されるボタン４２が描かれるよう、前端３４と後端３６の間の垂直方向断面で示されている。ベーン４０は更に、該ベーン４０がシュラウド３２に枢動可能に固定されるように枢動部内に下向きに延びた下側スピンドル又はトラニオン４５を含み、上向きスピンドル４４は、エンジンケーシングを貫通して枢動可能に保持される。また、図に示されているように、ステータ翼弦張り出し面４６は、前端３４と後端３６の間、より具体的には枢動部３８の後方で軸方向に湾曲している。代替の実施形態によれば、面４６は、前端３４と後端３６の間の軸方向で直線的にテーパが付けられている。
【００２８】
ここで図５を参照すると、シュラウド３２及びベーン４０の詳細な斜視図が描かれている。この詳細図は、枢動部３８を空の状態とベーン４０で埋められた状態の両方を示している。ボタン４２は、略円形形状の枢動部３８内に嵌装され、ベーン４０は、フィレット５４によりボタン４２に接続される。ベーンの下側縁部５８とステータ翼弦張り出し面４６との間にクリアランス６０が示される。クリアランスは、前端３４と後端３６との間の軸方向の湾曲に起因して従来技術のステータに比べて縮小されている。同様に、クリアランスは、張り出し面４６の円周方向に沿った曲線輪郭４８に起因して、枢動部３８内でのベーン４０の弓状移動によって減少している。
【００２９】
図５において、曲線輪郭４８は、ステータシュラウド３２の曲線輪郭を表す破線４８が湾曲しているために、より明確に示される。ステータ３２の別の湾曲を描いた複数の軸方向に延びる曲線輪郭線４９もまた、ステータ翼弦張り出し面４６上に示されている。ベーン４０の下側縁部５８と組み合わせると、ベーン４０とステータ３２との間のクリアランスが減少し、これにより、枢動ベーン４０の複数の位置によってエンジン性能が改善される。エンジン１０の作動と関連して、エンジン速度がゼロ又はほぼゼロであるときにベーン４０が閉鎖される。この閉鎖位置において、ベーン４０は、曲線輪郭面４８の最上の高さ付近にある。或いは、エンジン速度が増大し、最大値に近づくと、ベーン４０は、曲線輪郭面４８の最下の高さに近づく。
【００３０】
ここで図６〜８を参照すると、シュラウド３２の前方を見た後面図が示され、ベーン４０は、複数位置での移動が示されている。ステータ翼弦張り出し面４６の曲線輪郭は、この図を参照して最も良好に説明される。波形又は正弦波状の面４８は、第１の高さと第２の高さの間で変化する複数の貝殻様隆起部により形成される。用語「正弦波状」が使用されるが、数学的に正確な正弦曲線に限定されるものではない。この用語は、高さの反復変化を示すのに一般的な意味で使用される。破線７０は、従来技術のシュラウドの基準円形形状を表すよう図示されている。線７０はまた、ステータ翼弦張り出し面４６のベース又は第１の高さを表すことができる。或いは、本発明の実施形態の線７０は、面４６が図示のように軸方向の高さも変化するので、ステータ翼弦張り出し面の谷部又は下側高さの上方又は下方にあってもよい。曲線輪郭４８の高さの変化は、曲線輪郭の第１の高さ７０と第２の上側高さ７２との間の差違を関連付けることにより示される。従って、張り出し面４６は、第１の高さと第２の高さとの間で変化し、このような高さの変化により、図６〜８に示された位置にわたってベーン４０との間のクリアランスが低減される。更に、ベーン４０との間のステータシュラウド３２にわたる空気流の方向を示し且つエンジン軸線２６（図１）に平行な軸方向にある軸方向流れ線７０が図示されている。
【００３１】
ベーン４０は、例えば、マイナス３度〜約２５度まで回転することができる。従って、例示的なベーン４０は、２つの回転方向の両方で中心位置から約１４度移動することができる。しかしながら、これは例証に過ぎず、ベーン移動に合わせて別の角度範囲を設計することができる。
【００３２】
ここで図７を参照すると、中心位置にあるベーンが示され、ベーンの下側縁部５８がより明確に図示されている。ベーン４０は、上述の例示的な範囲に従って、１１度の位置にある。これは、一般に中心位置である。図７にはクリアランスの矢印のペアが示されている。クリアランス６０は、ベーン４０の下側縁部５８と協働して曲線輪郭４８により設けられるクリアランスを示している。他方、下側縁部５８と線７０として上述した従来技術のシュラウド基準との間のより大きなクリアランスを示したクリアランスＰが図示されている。この実施形態から、曲線輪郭４８が差違の低減をもたらすことが当業者には明確に理解できる。
【００３３】
ここで図８を参照すると、例えば、２５度の位置にあるベーン４０の第２の極度位置が図示されている。この場合も同様に、クリアランス６０は、円形シュラウド基準７０と関連する従来技術のクリアランスＰよりも遙かに小さい。
【００３４】
ベーンは、エンジンの設計特性に応じて様々な形状及び形態をとることができる点は、当業者には理解されるはずである。従って、曲線輪郭の形状は、予め選択された弓状の動きによるベーンの下側縁部の形状に一致するよう形成することができる。シュラウド面、スピンドル角、ベーン翼弦張り出しの量、及び移動量は全て、可変ベーンシステムを最適化するときに考慮される損失の低減及び性能改善に合わせて低減されたクリアランスで設計／最適化される。
【００３５】
ここで図９を参照すると、度単位で測定したベーン角度と、ベーン下側縁部５８とシュラウド翼弦張り出し面４６との間のクリアランスとの関係を描いたグラフが示される。ダイアモンド形のデータ点を有する線８０で示されるように、マイナス１０度〜２５度の角度でクリアランスがほぼ一定で増大している。この従来技術の実施形態のステータシュラウド３２は、円形形状であり、本発明の実施形態の曲線輪郭形状は存在しない。これとは逆に、方形データ点で表される線８２は、マイナス３度の予め定義された範囲から始まり、２５度の位置まで進む。線８２により表されるクリアランスは、約０度から約１２度までほぼ一定であり、その後、２５度位置まで増大する。従って、線８０、８２に沿ったデータ点を比較することによって、従来技術と比べて曲線輪郭のステータシュラウドにおけるクリアランスが遙かに小さいことが当業者には理解されるであろう。
【００３６】
構造及び方法に関する上述の記載は、説明の目的で提示されている。この説明は、本発明を網羅すること、又は本発明を開示された厳密なステップ及び／又は形態に限定することを意図したものではなく、上述の教示に照らして多くの修正形態及び変形形態が実施可能であることは明らかである。本明細書で記載される特徴要素は、どのようにも組み合わせることができる。本明細書で記載される方法のステップは、物理的に実施可能なあらゆる順序で実施することができる。曲線輪郭のステータシュラウドの特定の形態を例示し説明してきたが、本発明はこれは限定されるものではなく、添付の請求項によってのみ限定されることは理解される。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ガスタービンエンジン
１２  エンジン入口端部
１３  プロパルサー
１４  圧縮機
１６  燃焼器
１８  ターボファン
１９  低圧タービン
２０  多段高圧タービン
２４  シャフト
２６  エンジン軸線
２８  低圧タービンシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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