(57)【要約】【課題】熱変形によるブレード先端の間隙を、可能な限り小さくなるように調整するできる方法を提供する。【解決手段】ターボマシンの高圧タービンの環状ステータ１０のセクタに分けられた部材１４、２４を、タービンの縦軸Ｘ−Ｘ周りに組み立てる方法であって、角度分配パターンは、ステータの要素を所定の角度セクタΨにわたって分配するために規定され、前記パターンは、ステータ要素１４、２４のセクタ間領域１４ａ、２４ａが径方向に整列されることを妨げるように規定され、前記領域は、同じステータ要素の２つの隣接するセクタ間に画定される。さらに前記パターンは、前記分散パターンをステータの周囲全体の周りに繰り返すように規定される。【選択図】      図１
2005264935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボマシンの高圧タービンの環状ステータ（１０）のセクタに分けられた要素（１４、２４）を、タービンの縦軸（Ｘ−Ｘ）周りに組み立てる方法であって、
ステータが、
高圧タービンの縦軸（Ｘ−Ｘ）周りに配置された環状ケーシング（１２）と、
複数のスペーサとを備え、該複数のスペーサが、環状ケーシング（１２）でセクタに分けられ、かつ環状ケーシング（１２）に取り付けられ、前記スペーサに複数のリングセクタ（１６）が固定され、前記リングセクタが、タービンロータのロータブレードを囲む連続的な環状表面を形成するように、タービンの縦軸（Ｘ−Ｘ）の周辺周りに配置され、前記ステータがさらに、
タービンロータブレードの先端の間隙を調整可能にするために、ケーシング（１２）の周辺周りに配置され、かつケーシングに空気を排出するように構成された、複数の角度空気流ダクトセクタ（２４）を備え、
前記方法が、
ステータの要素を所定の角度セクタ（Ψ）に分配するための角度分配パターンを規定することを含み、前記分配パターンは、２つの隣接するスペーサ（１４）間に画定されるスペーサ間領域（１４ａ）が、２つの隣接するダクトセクタ（２４）間に画定されるダクトのセクタ間領域（２４ａ）と径方向に整列されることを妨げるように規定され、方法がさらに、
前記分配パターンをステータの周辺全体の周りで繰り返すことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
角度分配パターンが、所定の角度セクタ（Ψ）に対して回転対称で繰り返されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステータ要素が、さらに複数の空気供給口（３０）を備え、該複数の空気供給口（３０）が、ケーシング（１２）を貫通して配置され、かつ空気をターボマシンの低圧ディストリビュータのステージに供給するように構成され、前記ステージが、高圧タービンの下流側に配置され、
前記方法はさらに、各空気供給口（３０）を、ダクトのセクタ間領域（２４ａ）と径方向に整列させることを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
角度空気流ダクトセクタ（２４）が、所定の角度セクタ（Ψ）と一致していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
３つのスペーサ（１４）および１つの空気供給口（３０）が、各角度空気流ダクトセクタ（２４）に結合されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
２つのリングセクタ（１６）が、各スペーサ（１４）に結合されていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ターボマシンの高圧タービンのステータであり、
高圧タービンの縦軸（Ｘ−Ｘ）周りに配置された環状ケーシング（１２）と、
複数のスペーサ（１４）とを備え、該複数のスペーサ（１４）が、ケーシング（１２）でセクタに分けられ、かつケーシング（１２）に取り付けられ、前記スペーサに複数のリングセクタ（１６）が固定され、前記リングセクタは、高圧タービンロータのロータブレードを囲む連続的な環状表面を形成するように、高圧タービンの縦軸（Ｘ−Ｘ）の周辺周りに配置され、前記ステータがさらに、
高圧タービンロータブレードの先端の間隙を調整可能にするために、ケーシング（１２）の周辺周りに配置され、かつケーシングに空気を排出するように構成された、複数の角度空気流ダクトセクタ（２４）と、
複数の空気供給口（３０）とを備え、該複数の空気供給口（３０）は、ケーシング（１２）を貫通して配置され、かつ空気を、ターボマシンの低圧ディストリビュータのステージに供給するように構成され、前記ステージが、高圧タービンの下流側に配置される、ターボマシンの高圧タービンのステータであって、
ステータの要素は、２つの隣接するスペーサ（１４）間に画定されるスペーサ間領域（１４ａ）が、２つの隣接するダクトセクタ（２４）間に画定されるダクトのセクタ間領域（２４ａ）と径方向に整列されることを妨げるように、高圧タービンの縦軸（Ｘ−Ｘ）周りに角度分配されることを特徴とする、ステータ。
【請求項８】
ステータの要素が、各空気供給口（３０）がダクトのセクタ間領域（２４ａ）と径方向に整列されるように、高圧タービンの縦軸（Ｘ−Ｘ）周りに角度分配されることを特徴とする、請求項７に記載のステータ。
【請求項９】
Ｎ個の角度空気流ダクトセクタ（２４）と、３Ｎ個のスペーサ（１４）と、Ｎ個の空気供給口（３０）とを有することを特徴とする、請求項７または８に記載のステータ。
【請求項１０】
６Ｎ個のリングセクタ（１６）を有することを特徴とする、請求項９に記載のステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボマシンの高圧タービンにおけるロータブレード先端の間隙を調整する分野全般に関する。さらに詳細には、本発明は、ターボマシンの高圧タービンのステータを構成する、セクタに分けられた要素（ｓｅｃｔｏｒｅｄ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を組み立てる組立方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ターボマシンの高圧タービンのステータは、主に、タービンの縦軸の周りに配置された環状ケーシングと、ケーシングに取り付けられた複数のセクタに分けられたスペーサと、スペーサに固定された複数のリングセグメントとを備え、リングセグメントは、タービンロータのブレードを囲む環状表面を形成する。
【０００３】
このようなタービンの効率を向上させるために、タービンのロータブレードの先端と、前記先端に面するステータの部分との間に存在する間隙を、可能な限り小さくする必要があることは知られている。
【０００４】
ブレード先端における間隙は、タービンの作動速度に応じて、タービンのケーシングの直径を変更することで低減される。一般に、タービンステータの環状パイプは、ケーシングの周りに配置され、ターボマシンの他の部分から吸引される空気は、それらパイプを通り流れる。空気はケーシングに噴射され、これにより、タービンステータを熱膨張または熱収縮させて、その直径を変更する。空気流パイプは、ブレード先端の間隙を調整するユニットを構成する。
【０００５】
ブレード先端の間隙調整ユニットの存在により、タービンケーシングの周辺部全体にわたり優れた温度均一性が常に得られるとは限らず、その結果、高圧タービンの効率および寿命に対して特に有害となるケーシングの変形を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、高圧タービンの環状ステータのセクタに分けられた要素を組み立てる方法を提供することにより、そのような欠点を低減することであり、この方法により、可能な限り小さく、かついずれにしても繰り返す熱変形とともに、ブレード先端の間隙を調整することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明は、ターボマシンの高圧タービンの環状ステータのセクタに分けられた要素を、前記タービンの縦軸の周りに組み立てる方法を提供し、前記方法は、所定の角度セクタにわたってステータの要素を分配するための角度分配パターンを規定することを含み、前記分配パターンは、ステータの単一要素の２つの隣接するセクタ間に画定されるステータ要素のセクタ間領域が、径方向に整列されることを妨げるように規定され、前記方法はさらに、前記分配パターンを、ステータの周囲全体の周りに繰り返すことを含むことを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、角度分配パターンは、所定の角度セクタを基準として回転対称で繰り返される。
【０００９】
ステータの要素が、環状ケーシングと、複数のリングセクタが固定される複数のセクタに分けられたスペーサとを備え、前記リングセクタは、タービンロータのロータブレードを囲む連続的な環状表面を形成し、ステータの要素はさらに、高圧タービンロータブレードの先端の間隙が調整されることを可能にするように、ケーシングに空気を排出するように構成された複数の角度空気流ダクトセクタを備え、ステータの要素の角度分配パターンは、２つの隣接するスペーサ間に画定されるスペーサ間領域が、２つの隣接するダクトセクタ間に画定されるダクトのセクタ間領域と径方向に整列されることを妨げるように、有利には規定される。
【００１０】
このように、空気流ダクトセクタからの空気が排出されないケーシング領域は、スペーサ間領域との径方向の整列が妨げられる。ケーシングの温度が、所定の角度セクタにわたり均一に分布していると、結果としての熱変形もまた均一である。
【００１１】
さらに、角度分配が、対称に繰り返される場合、ケーシングの温度は、前記ケーシング周辺部全体の周りに対称に分布される。この結果、ケーシングの熱変形は、実質的に繰り返しになり、熱変形を制御し易くする。
【００１２】
さらにステータ要素が、複数の空気供給口を備え、これらの空気供給口が、ケーシングを貫通して配置され、かつ空気を、ターボマシンの低圧ディストリビュータのステージに供給するように構成されるとき、前記ステージは、高圧タービンの下流側に配置され、この方法はさらに、各空気供給口をダクトのセクタ間領域と径方向に整列させることを含む。
【００１３】
好ましくは、所定の角度セクタは、角度空気流ダクトセクタに一致する。さらに、有利には、３つのスペーサおよび１つの空気供給口が、各角度空気流ダクトセクタに結合される。
【００１４】
本発明はさらに、セクタに分けられた要素の角度分配を有する高圧タービンステータを提供することにより、弱くかつ繰り返す熱変形を結果として生じる。
【００１５】
高圧タービンステータは、ステータ要素を高圧タービンの縦軸周りに角度分配され、２つの隣接するスペーサ間に画定されるスペーサ間領域が、２つの隣接するダクトセクタ間に画定されるダクトのセクタ間領域と径方向に整列されることを妨げる。
【００１６】
好ましくは、ステータ要素は、高圧タービンの縦軸周りに角度分配され、各空気供給口を、ダクトのセクタ間領域と径方向に整列させる。
【００１７】
有利には、ステータは、Ｎ個の角度空気流ダクトセクタ、３Ｎ個のスペーサ、Ｎ個の空気供給口、および６Ｎ個のリングセクタを有する。
【００１８】
本発明の他の特徴および利点は、非限定の実施形態を表す添付図面を参照する以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
高圧タービンのステータ１０は、高圧タービンの縦軸Ｘ−Ｘ周りに配置された環状ケーシング１２を有する。
【００２０】
環状ケーシング１２の内側面には、前記タービンの縦軸Ｘ−Ｘ周りの周辺に配置された複数のセクタに分けられたスペーサ１４が取り付けられている。説明においては、用語「セクタに分けられた」は、指定された要素が、端と端とをつなげて配置されたとき環状であるアセンブリを形成する角度セクタの形態になることを意味する要素に使用される。
【００２１】
リングセクタ１６は、スペーサ１４の内側面に固定される。前記リングセクタ１６は、タービンの縦軸Ｘ−Ｘ周りの周辺に配置され、高圧タービンのロータ（図示せず）のブレード（図示せず）を囲む連続する環状表面を形成する。
【００２２】
リングセクタ１６の内側面は、ガスがターボマシンの燃焼室（図示せず）から流入して、高圧タービンを通過するためのチャネルの一部を画定する。
【００２３】
間隙（図示せず）は、前記ロータブレードを回転させることを可能にするために、リングセクタ１６の内側面とタービンロータのロータブレードとの間に残される。
【００２４】
タービン効率を向上させるため、前記間隙は可能な限り小さくする必要がある。この目的のために、間隙制御装置１８が設けられる。詳細には、前記装置は、チューブ状空気マニホールド２０からなり、このチューブ状空気マニホールド２０は、ケーシング１２の周りに配置され、かつ少なくとも１本の供給パイプ２２（図１では、供給パイプを１本だけ示す）により空気が供給される。
【００２５】
チューブ状空気マニホールド２０は、複数の角度空気流ダクトセクタ２４に空気を供給し、前記ダクトは、固定帯２６によりケーシング１２の周辺に固定される。空気流ダクトセクタ２４は、チューブ状空気マニホールド２０に接続された気密Ｖ形カラー２８を介して供給される。
【００２６】
図１においては、各ダクトセクタ２４は、３つの空気流ダクトからなり、これらの空気流ダクトは、軸に沿って間隔を空けられ、かつ相互にほぼ平行である。前記ダクトそれぞれは、複数の穴（図示せず）が空けられ、これらの穴は、ケーシングの温度を変更するために、空気をケーシング１２に排出する。
【００２７】
さらに、複数の空気供給口３０が、ケーシング１２を貫通して配置される。前記空気供給口３０は、空気をターボマシンの低圧ディストリビュータ（図示せず）のステージに供給するように構成され、前記ステージは、高圧タービンの下流側に配置される。
【００２８】
本発明は、タービンステータの前記各種要素を、ステータの縦軸Ｘ−Ｘ周りに組み立てる方法を提供する。
【００２９】
本発明において、前記方法は、ステータ１０の要素を所定の角度セクタΨに分配するために角度分配パターンを規定することと、このパターンを、ステータの周辺全体の周りに繰り返すこととを含む。
【００３０】
ステータ１０の要素を所定の角度セクタΨに分配するための分配パターンは、ステータ要素のセクタ間領域が径方向に整列されることを妨げるように規定される。セクタ間領域は、ステータの単一の要素の２つの隣接するセクタ間に位置する領域として規定される。
【００３１】
有利には、所定の角度セクタΨは、１つの角度ダクトセクタ２４に一致するように選択される。
【００３２】
図２は、本発明の方法の１つの実施形態を示す。この図では、所定の角度セクタΨａとして６０°のセクタが選択されている。
【００３３】
前記角度セクタΨａにおいて、ステータ１０の要素は、前記ステータ要素のセクタ間領域が、径方向に整列されることを妨げるように配置される。さらに詳細には、角度分配は、２つの隣接するスペーサ１４間に画定されるスペーサ間領域１４ａが、２つの隣接するダクトセクタ２４間に画定されるダクトのセクタ間領域２４ａと径方向に整列されることを妨げるように選択される。
【００３４】
ダクトセクタ２４に対するスペーサ１４のこのような分配は、間隙制御装置１８によって空気が排出されないケーシング１２の領域（すなわち、ダクトのセクタ間領域２４ａの近傍）が、スペーサ間領域１４ａと径方向に整列されることを妨げるのに役立つ。
【００３５】
これは、ケーシング１２の温度は、角度セクタΨａにわたりほぼ均一に分布し、結果としての熱変形はほぼ均一になることを保証する。
【００３６】
次に、角度セクタΨａに対してこのように規定された分配パターンが、ステータ１０の周辺全体の周りに繰り返される。図１の例においては、分配パターンは、ステータの周辺全体をカバーするためにさらに５回繰り返される。
【００３７】
本発明の有利な特徴によれば、分配パターンは、ケーシング周辺全体の周りに、所定の角度セクタΨａを基準として回転対称で繰り返される。
【００３８】
したがって、ケーシング１２の温度は、ケーシング周辺全体の周りに対称に分布する。この結果、ケーシング１２の熱変形は、実質的に繰り返し、制御をより容易にする。
【００３９】
本発明の別の有利な特徴によれば、所定の角度セクタにおけるステータ１０の要素の角度分配パターンもまた、各空気供給口３０が、ダクトのセクタ間領域２４ａに径方向に整列するように規定される。空気供給口３０のこのような特定の配置もまた、ケーシング１２の温度均一性を向上させる一因となる。
【００４０】
図２においては、空気を低圧ディストリビュータのステージに供給するように構成された各空気供給口３０は、２つの隣接するダクトセクタ２４間に配置されることが容易に分かる。
【００４１】
図３は、本発明の方法の別の実施形態を示す。この図では、所定の角度セクタΨｂとして９０°のセクタが選択される。前記角度セクタΨｂは、角度ダクトセクタ２４に一致する。
【００４２】
前記角度セクタΨｂにおいて、ステータ１０の要素は、最初に、前記ステータ要素のセクタ間領域が径方向に整列されることを妨げるように配置され、次に、各空気供給口３０がダクトのセクタ間領域２４ａが径方向に整列させるように配置される。
【００４３】
前記角度配置はまた、本発明のさらなる実施形態を示す図４のステータでも満たされている。この図では、角度ダクトセクタ２４に対応する所定の角度セクタΨｃとして、３０°のセクタが選択される。
【００４４】
本発明の別の有利な特徴によれば、各角度空気流ダクトセクタ２４が、３つのスペーサ１４および１つの空気供給口３０に結合されている。さらに、有利には、２つのリングセクタ１６が各スペーサ１４に結合されている。
【００４５】
言い換えると、本発明の高圧タービンステータ１０は、Ｎ個の角度空気流ダクトセクタ２４、３Ｎ個のスペーサ１４、Ｎ個の空気供給口３０、および６Ｎ個のリングセクタ１６を有する。
【００４６】
このように、下の表は、３つの構成Ａ、Ｂ、およびＣを示し、これらの構成は、それぞれ図２、図３、および図４に示されるステータの実施形態に相当する。この表は、構成Ａ、Ｂ、およびＣのそれぞれについてのセクタに分けられた要素の数を表す。
【表１】
2005264935.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による高圧タービンステータの斜視図である。
【図２】図１のステータの概略断面図である。
【図３】ステータの概略断面図であり、本発明の別の実施形態を示している。
【図４】ステータの概略断面図であり、本発明の別の実施形態を示している。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ステータ
１２  環状ケーシング
１４  セクタスペーサ
１４ａ  スペーサ間領域
１６  リングセクタ
１８  間隙制御装置
２０  チューブ状空気マニホールド
２２  供給パイプ
２４  角度空気流ダクトセクタ
２４ａ  セクタ間領域
２６  固定帯
２８  気密Ｖ形カラー
３０  空気供給口
【図１】
2005264935.tif 000004
【図２】
2005264935.tif 000005
【図３】
2005264935.tif 000006
【図４】
2005264935.tif 000007
【外国語明細書】
2005264935.tif 000008
2005264935.tif 000009
2005264935.tif 000010
2005264935.tif 000011
2005264935.tif 000012
2005264935.tif 000013
2005264935.tif 000014
2005264935.tif 000015
2005264935.tif 000016
2005264935.tif 000017
2005264935.tif 000018
2005264935.tif 000019
2005264935.tif 000020
2005264935.tif 000021
2005264935.tif 000022
2005264935.tif 000023