(57)【要約】【課題】ブレードを支持し、スペーサ片によって結合された連続するディスクを備えるロータ装置を提供する。【解決手段】連続するロータディスクにおいて、両端部ディスクのみが、ボルト結合延長部によって主構造体に接続され、中間部ディスクが、センタリングと回転防止接続部によって剛性スペーサ片から垂下される。端部ディスクは、アセンブリを軸方向にクランプするように相互接続される。連続するディスクの間にボルト接続部がない。アセンブリは、非常に容易である。ディスクとスペーサ片は、交互に共にスタックされ、スペーサ片端部リムに係合する歯を形成するブレードルートの突出端によって形成される多数の咬合継手歯の使用のために、アセンブリは、ねじれに対して非常に高剛性である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードを支持し、スペーサ片によって結合された連続するディスクを備えるロータ装置であって、前記連続するディスクの内の両端にある、２個のディスクが延長部を備え、前記延長部は、結合されたフランジで会うようにテーパー状とされ、前記ディスクの各々が軸方向に離間された複数の環状棚を有し、前記スペーサ片は、軸方向に離間された環状リムを備え、各リムは、関連する棚に係合し、前記ディスクと前記リムは、咬合継手歯と前記歯を収容すると共に前記リムの回りに延出するための凹部との協働アレイを備えることを特徴とする、ロータ装置。
【請求項２】
ブレードのルートは、前記ディスクの個々のスロットに係合すると共に前記ディスクを貫通し、前記歯は、前記スロットから突出する前記ブレードのルートの端部によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記延長部は、また咬合継手歯と前記歯のための凹部とのアレイによって連結されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記スペーサ片の一つは、前記リムの対応する一つのみに対する咬合継手を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記スペーサ片のリムが半径方向内方へ延出し、シェルリングが関連するスペーサ片と同軸の各隣接対のリング同士間に延出し、各シェルリングと関連するスペーサ片は、前記関連するディスクのスロットが開口する通気室を形成することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記各スペーサ片のリムの内の一方が半径方向内方へ、他方が半径方向外方へ延出することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、ターボ機械ロータ装置である。
【背景技術】
【０００２】
このようなロータは、しばしば、ロータブレードステージを支持し且つスペーサ片によって結合される個々のディスクを備える。スペーサ片の主目的は、これらのステージ同士間のガス流を制限するシールを提供することである。ディスクは、通常、延長部を有し、延長部は、これらの延長部がボルトによって固定されるロータの中心構造部へ向かって延出する。また、ディスクは、スペーサ片の下方へ延出し、それらの端部でボルトによって一緒に結合されるリムを備える。このように、各ディスクは、ロータの中央構造部を介して間接接続部を備えると共に隣接するディスクに直接に結合される。しかしながら、この装置が希望されている程の剛性はなく、これらのボルト接続された手段の全ては組み付けおよび分解に多くの時間がかかり、大きな負担となるので、かえってますます期待はずれのものであることがわかる。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明に従い、ブレードを支持し、スペーサ片によって結合された連続するディスクを備えるロータ装置であって、前記連続するディスクの内の両端にある２個のディスクが延長部を備え、前記延長部は、結合されたフランジで会う（ｍｅｅｔ）ようにテーパー状とされ、前記ディスクの各々が軸方向に離間された複数の環状棚（ｌｅｄｇｅ）を有し、前記スペーサ片は、軸方向に離間された環状リムを備え、各リムは、関連する棚に係合し、前記ディスクと前記リムは、咬合継手歯と前記歯を収容すると共に前記リムの回りに延出するための凹部との協働アレイを備えることを特徴とするロータ装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、この装置は、ディスクとスペーサ片との間の接続に関し、ここで、スペーサ片は、中間ディスクを保持するように働き、接続部をロータの軸回りにセンタリングするための手段と、これらのディスクに位置される相補手段に同調する回転を防止する手段と、を備える剛性片である。従って、中間ディスクのロータの中心構造体への接続が可能であるために、ディスク同士間のボルト接続部が、消滅出来る。従って、中間ディスクがスペーサ片から垂下される。
【０００５】
結果としてのアセンブリは、がたつくように見えるが、既知の方法のアセンブリよりもむしろ剛性がある。一つの理由は、使用されるボルトの数が少ないが、本発明の重要な実施の形態によると、咬合継手歯は、ディスクを貫通するディスク中の個々のスロットに係合する、スロットから突出するブレードのルートの端部に対応するという事実は疑いない。従って、咬合継手接続は、それが追加の部品を必要とせず且つ従来の実施の場合と比較してブレードのルートを延ばすことが単に必要であるに過ぎないので、装置を複雑にすることなく、非常に多くの歯に依存する。
【０００６】
従って、本発明に従う装置は、単一のボルト止めフランジによってロータの中心構造体へ接合され得る単一でコンパクトな構造体である。更に、端部ディスクの継ぎ足し部は、端部ディスク同士間により高い剛性接続を直接行うように、咬合継手歯とそれらの歯のための凹部とのアレイによって接合されることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
最初に図１を参照すると、ロータは、詳細には記述されないが、ボルト止めによって組み付けられた構成要素よりなる、多くの公知のターボ機械において通常公知のタイプの中心構造体１を備える。ディスクアセンブリは、全体的な参照番号２を有し、中心構造体１の一部の回りに延出する。ディスクアセンブリの主コンポーネントは、上流と下流端部ディスク３と４、この端部ディスク３と４の間に位置する中間部ディスク５と６、およびディスクを（夫々、参照番号３と５、５と６、および６と４で示される）連続する対に接続する３個のスペーサ片７、８および９である。ディスク３、４、５および６は、幾分平らであり、互いに平行であり、軸方向に離間されて連続するように配置される。ディスク３、４、５および６は、全て、ロータ−ブレードステージ１０をガス流の中に延出するように支持することが意図されており、各ロータブレードステージ１０は、夫々のステータ−ブレードステージ１１同士間に配置される。スペーサ片７、８および９は、それぞれのステータ−ブレードステージ１１の回りに延出する磨耗可能材料１３の夫々のリングと係合する夫々の環状クレスト形状のワイパー１２を支持し、ガスがロータブレード１１を回り流れ効率のロスが発生することを困難にするラビリンスシールを形成する。これらの詳細は、周知であるので、それは、更には詳述されない。
【０００８】
上流と下流の端部ディスク３と４の各々は、外部リング１４、内部リング１５およびこれら二つのリングを接合するウエブ１６を備える。延長部１７は、上流端部ディスク３のリング１５から延出し、且つ延長部１８は、下流端部ディスク１８のリング１５から延出する。延長部１７と１８は、テーパー状の円錐形状に半径方向内方へ延出する。これら二つの延長部１７と１８は、互いに向かって収束し、下流端部ディスク４の延長部１８は、上流端部ディスク３の延長部１７に設けられる円形ベアリング表面２０と係合し、この延長部１７の当接面２１に載る端部リング１９を備える。ナット２２は、ベアリング表面２０を越えて延出している、延長部１７のねじ切り面２３に螺子込まれて当接面２１に対してリング１９を保持している。更に、リング１９と延長部１７は、円形咬合継手２４を形成するように中間凹部に入れ子になっている歯を装備している。この接続部によって、ディスク３と４が互いに対して不動の位置に固く保持されることが出来る。延長部１７は、ベアリング表面２０を越えてロータの中心に向かって続き、ボルト止めされたフランジ２５の配置を介して中心構造体１へ接合される。
【０００９】
中間ディスク５と６は、このような内部延出部を備えず、従って、他のディスクへもロータの中心構造体１へも直接的には接続されない。これらのディスク５と６は、図２を参照して記述されるジョイントによってスペーサ片７、８および９によってのみ支持される。
【００１０】
スペーサ片７、８および９は、各々、当該スペーサ片８、８、９の夫々の両端から半径方向内方へ延出する二つの平坦なリム２６と２７を備える。平坦なリム２６、２７は、関連するスペーサ片７、８、９によって離間される対のディスク３、４、５および６の軸方向に延出する環状棚２８と２９上に載っており、一方の棚２８は、一方のディスクに設けられ、他方の棚２９は、他方のディスクに設けられる。リム２６と２７は、夫々の凹部３０を備え、各凹部３０は、ロータブレード１０のルート３１の各端部を収容する。ロータブレードをディスクに組み付けるためにしばしば使用される装置は、軸又は斜め方向にディスクの外側リングを貫通するスロット３２を造ることよりなる。各スロット３２の断面は、球根状、はとの尾形、クリスマスツリーや同様の形状をしており、ロータブレードのルートを保持するために狭い首部を介してディスクの外側に開口している。本装置では、ルート３１は、それらの断面の一部で長くされており、図２に示されているように、スロット３２から突出している。また、ルート３１がスロット３２内でスライドすることを防止するために特別な手段は無く、この防止機能は、外面が外側リング１４の側面に対して当接するリム２６と２７によって行われ、従って、ルート３１の非延長部によって占められるスロット３２の一部を塞ぐことによってロータブレード１０が移動することを防止することに留意すべきである。
【００１１】
ナット２２をねじ切り面２３に螺子止めすることによって、ディスク３、４、５、６をリム２６と２７を介して中間スペーサ片７、８、９で共にクランプすることでアセンブリの軸方向への結合を維持される。ディスクは、リム２６と２７を棚２８と２９に対して半径方向へ係合することによってセンタリングされる。最後に、相対回転は、ロータブレード１０のルート３１の長く延ばされた端部とリム２６と２７の対応する凹部３０によって提供される咬合継手によって防止され、これらの咬合継手が、アセンブリにより良好なねじり剛性を与える。上流と下流の端部ディスク３と４の延長部１７と１８の間に形成される咬合継手２４は、端部ディスク３と４との間で直接回転防止接続を確立する利点を有し、従って、そのねじり剛性に寄与する。しかしながら、ディスク３、４、５、６とスペーサ片７から９との間のジョイントに存在する咬合継手のために、この咬合継手２４が、常に必要であるわけではない。咬合継手が存在する場合、それがアセンブリを静的に不静定にすることに寄与して、その他の咬合継手の一つ、例えば、中心スペーサ片８を含む物の一つを削除することが得策である場合がある。
【００１２】
図１に戻って、アセンブリが３個のシェルリング３３、３４および３５によって補足されていることが理解される。シェルリング３３、３４、３５の各々は、ディスク３、４、５、６の内の関連する対の間に延出し、関連するスペーサ片７、８および９の半径方向内方にあってかつそれらと同心的であり、スロット３２の非占有部分を通過する通気の通路用の関連する室３６、３７および３８を画定する。通気は、上流ディスク３のフランジ４１とディスク３の上流の他の一つラビリンスシール４３に関連する追加のスペーサ片４２との間に形成された貫通ダクト４０に導かれる。この通気は下流端部ディスク４のスロット３２を通過した後、ガスストリームへと導かれる。参照番号４４は、アセンブリへの通気を可能とする通路を示し、穿孔４５と４６が端部ディスク３と４の延長部１７と１８に造られ、通気がアセンブリ２内の室４７、特に中間ディスク５と６を冷却することを可能とする。シェルリング３３から３５の各々は、その一端部に、関連するシェルリング３３、３４、３５から半径方向外方へ延出し、関連するディスクの棚２８に作られたノッチに入るラグ４８を備える。これらのラグは、回転することを防止する。
【００１３】
図３は、僅かに異なっている装置を示し、そこでは、分離された室３６から３８であるシェルリング３３から３５が省略されている。スロット３２を通過する通気流がガスストリームに直接流れ込む。図１と２のスペーサ片７、８および９は、それらに類似するスペーサ片１０７、１０８および１０９によって置き換えられているが、これらのスペーサ片１０７、１０８および１０９の各々において、上流リムがスペーサ片の主部分から外方へ延出する逆方向リム１２６によって置き換えられている。アセンブリの原理と利点は、変更のないままであり、特に、これらのリム１２６は、棚２８を押し続け、咬合継手接続を確立するように、ブレードのルート３１の延長端の収容用の凹部３０を備え、且つこれらのリムは、ルートのスライド移動を制限する部分を備える。
【００１４】
ロータ装置２のアセンブリは、ディスク、スペーサ片およびシェルリングを連続してスタックすることおよび端部ディスク３と４の延長部１７、１９が合った時に単一のナット２２を締めることよりなるので、それを組み立てることが非常に簡単であることが付け加えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ディスクアセンブリの支持する中心構造体によって形成されるターボ機械のロータを示す本発明の第１の実施の形態の図である。
【図２】このアセンブリのディスクへのアセンブリのスペーサ片の接続を示す図１のアセンブリの部分の斜視図である。
【図３】図１に類似する図であり、アセンブリの代替の形態を有する。
【符号の説明】
【００１６】
１  中心構造体
２  ディスクアセンブリ
３、４  端部ディスク
５、６  中間部ディスク
７、８、９、４２、１０７、１０８、１０９  スペーサ片
１０  ロータ−ブレードステージ
１１  ステータ−ブレードステージ
１２  ワイパー
１３  磨耗可能材料
１４  外部リング
１５  内部リング
１６  ウエブ
１７、１８  延長部
１９  端部リング
２０  円形ベアリング表面
２１  当接面
２２  ナット
２３  ねじ切り面
２４  円形咬合継手
２５  フランジ
２６、２７、１２６  リム
２８、２９  環状棚
３０  凹部
３１  ルート
３２  スロット
３３、３４、３５  シェルリング
３６、３７、３８、４７  室
４０  貫通ダクト
４１  フランジ
４３  ラビリンスシール
４４  通路
４５、４６  穿孔
４８  ラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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