(57)【要約】【課題】外側ケーシングに対するボアスコープ用ポートの位置の誤差ないし変位を小さくし、ポートを最小化して高圧空気の漏洩を抑制する。【解決手段】ガスタービンエンジン内部へのボアスコープのアクセスを可能とするアダプタ４０は、ほぼ円筒状をなす本体部４２と、フランジ部５０と、を備える。本体部４２の孔４４を通してボアスコープが挿入可能である。フランジ部５０によって、コンプレッサステータセグメント５２ａ，５２ｂがそれぞれ外側ケーシング５１に周方向に結合される。本体部４２の外壁５６には平坦面をなす２箇所の周方向部分５８ａ，５８ｂを有し、これが、少なくとも一つのコンプレッサステータセグメント５２の同様の形状をなす部分と係合して、コンプレッサステータセグメントと外側ケーシング５１との相対回転を阻止する。ポートと外側ケーシングとの位置の誤差が小さくなるので、ポートを最小にできる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのコンプレッサステータセグメントを有するコンプレッサステータと、外側ケーシングと、を備えてなるガスタービンエンジンにおいて、ボアスコープのエンジン内部への挿入を可能とするアダプタであって、
上記外側ケーシングの外側面に隣接して位置する第１端部から上記少なくとも１つのコンプレッサステータセグメントの内側面に隣接して位置する第２端部へと延びた長手方向に貫通した孔を画定し、この孔を通してボアスコープの挿入を許容する本体部と、
少なくとも１つのコンプレッサステータセグメントを上記外側ケーシングに周方向に結合するためのアタッチメント部と、
を備えたことを特徴とするアダプタ。
【請求項２】
上記アタッチメント部はフランジ部を含むことを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
【請求項３】
上記フランジ部は、１つのコンプレッサステータセグメントを外側ケーシングに結合するために、本体部から一方へ延びた第１部分と、他のコンプレッサステータセグメントを外側ケーシングに結合するために、本体部から上記第１部分とほぼ反対側の方向へ向かって延びた第２部分と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載のアダプタ。
【請求項４】
上記フランジ部の第１部分および第２部分には、対応するコンプレッサステータセグメントを外側ケーシングに結合する固定具を受容する孔が貫通形成されていることを特徴とする請求項３に記載のアダプタ。
【請求項５】
上記本体部は、断面においてほぼ円形をなすことを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
【請求項６】
上記本体部の外壁の少なくとも１つの周方向部分は、少なくとも一つのコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合する形状をなしていることを特徴とする請求項５に記載のアダプタ。
【請求項７】
上記本体部の外壁の少なくとも１つの周方向部分は、少なくとも一つのコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合するほぼ平坦面をなしていることを特徴とする請求項５に記載のアダプタ。
【請求項８】
上記本体部の外壁の互いにほぼ反対側となる２つの周方向部分は、対応するコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、それぞれ該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合する形状をなしていることを特徴とする請求項５に記載のアダプタ。
【請求項９】
上記本体部の外壁の互いにほぼ反対側となる２つの周方向部分は、対応するコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、それぞれ該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合するほぼ平坦面をなしていることを特徴とする請求項５に記載のアダプタ。
【請求項１０】
上記本体部によって画成される孔がほぼ円形であることを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
【請求項１１】
外側ケーシングとコンプレッサステータとロータとを有し、上記コンプレッサステータが複数個のコンプレッサステータセグメントを備えるコンプレッサセクションと、
空気流の方向として上記コンプレッサセクションの下流側に位置する燃焼セクションと、
空気流の方向として上記燃焼セクションの下流側に位置するタービンセクションと、
上記ステータセグメントの少なくとも１つを上記外側ケーシングに周方向に結合するアダプタと、
を備え、
上記アダプタは、少なくとも対応するコンプレッサステータセグメントの外側面から内側面にまで延びた貫通した孔を画定する本体部を有し、この孔を通してボアスコープの挿入が可能であることを特徴とするガスタービンエンジン。
【請求項１２】
上記アダプタは、対応するコンプレッサステータセグメントを外側ケーシングに結合するためのフランジ部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１３】
上記フランジ部は、１つのコンプレッサステータセグメントを外側ケーシングに結合するために、本体部から一方へ延びた第１部分と、他のコンプレッサステータセグメントを外側ケーシングに結合するために、本体部から上記第１部分とほぼ反対側の方向へ向かって延びた第２部分と、を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
上記フランジ部の第１部分および第２部分には、対応するコンプレッサステータセグメントを外側ケーシングに結合する固定具を受容する孔が貫通形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
上記本体部は、断面においてほぼ円形をなすことを特徴とする請求項１１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
上記本体部の外壁の少なくとも１つの周方向部分は、少なくとも一つのコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合する形状をなしていることを特徴とする請求項１５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１７】
上記本体部の外壁の少なくとも１つの周方向部分は、少なくとも一つのコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合するほぼ平坦面をなしていることを特徴とする請求項１５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１８】
上記本体部の外壁の互いにほぼ反対側となる２つの周方向部分は、対応するコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、それぞれ該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合する形状をなしていることを特徴とする請求項１５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１９】
上記本体部の外壁の互いにほぼ反対側となる２つの周方向部分は、対応するコンプレッサステータセグメントと外側ケーシングとの相対回転を阻止するように、それぞれ該ステータセグメントにおける同様の形状をなす部分と係合するほぼ平坦面をなしていることを特徴とする請求項１５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２０】
上記本体部によって画成される孔がほぼ円形であることを特徴とする請求項１１に記載のガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスタービンエンジンに関し、特に、ガスタービンエンジンのボアスコープ検査用のポートを構成する装置に関する。なお、本発明は、米国海軍による米国政府の支援の下になされたものであり、米国政府は所定の権利を有する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般に、ボアスコープの使用を可能とするために、その外側ケーシングに、プラグ（栓）で閉塞することが可能な孔つまりポートを備えている。ボアスコープは、光ファイバ装置であり、エンジン内部の視覚的な検査を、エンジンを分解することなく行うことができることが作業者にとって大きな利点である。しかしながら、ケーシングに孔が存在すると、エンジンを通る空気流のケーシング内壁面に沿った円滑な流れを局部的に乱しやすい。また、高圧空気がエンジン性能に寄与しない箇所へと漏洩する経路ともなり得る。これは、ボアスコープ使用時に取り外すようにしたプラグをポートに装填した場合でも、同様である。プラグの装填は、必ずしも完全でない場合が多く、むしろ一般には不完全であるためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ボアスコープ用点検孔は、一般に、ガスタービンエンジンの複数の構成要素を貫通するように設けられるので、各構成要素相互の位置のずれに対応するために、多少の余裕を設ける必要がある。これは、通常は、ボアスコープの挿入に本来必要な孔よりも大きな孔を形成することにより行われる。このように孔のサイズを大きくすると、空気流の乱れや漏洩の問題はさらに悪化する。
【０００４】
ガスタービンエンジンのコンプレッサの一つの一般的な設計として、複数個のステータベーンセグメントをケーシング内に差し込むようにしたものがある。設計上の特徴である回転防止ラグ（耳部）のような構造によって、ステータセグメントがケーシング内で周方向に固定され、その位置の回転が防止される。このような構成はいくつかの利点を有するが、この場合には、ボアスコープ点検孔を貫通形成しなくてはならない部品が、エンジン部品の”スタック”の中に追加されることになる。ボアスコープ点検孔の位置は、一般に、ケーシング外側の構成要素の位置や設計、エンジンが搭載される飛行機やその他の配置における位置や設計、によって固定的に定まる。ステータセグメントにおけるボアスコープ用ポートの位置が回転防止ラグから離れるほど、着脱可能なプラグ自体を通常位置決めする外側の構造物に対し、ポートの位置の誤差が大きくなる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上述した従来の問題を解決したボアスコープポートおよびこのポートを備えたガスタービンエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの側面では、少なくとも１つのコンプレッサステータセグメントを有するコンプレッサステータと、外側ケーシングと、を備えてなるガスタービンエンジンにおいて、ボアスコープのエンジン内部への挿入を可能とするアダプタが提供され、このアダプタは、上記外側ケーシングの外側面に隣接して位置する第１端部から上記少なくとも１つのコンプレッサステータセグメントの内側面に隣接して位置する第２端部へと延びた長手方向に貫通した孔を画定する本体部を有する。上記孔によってボアスコープの挿入が許容される。またアダプタは、さらに、少なくとも１つのコンプレッサステータセグメントを上記外側ケーシングに周方向に結合するアタッチメント部を備える。
【０００７】
本発明の第二の側面では、ガスタービンエンジンは、コンプレッサセクションを備え、このコンプレッサセクションは、外側ケーシングとコンプレッサステータとロータとを有する。上記コンプレッサステータは複数個のコンプレッサステータセグメントを備える。このコンプレッサセクションに連通した燃焼セクションは、空気流の方向として上記コンプレッサセクションの下流側に位置する。またこの燃焼セクションに連通したガスタービンセクションは、空気流の方向として上記燃焼セクションの下流側に位置する。アダプタが、上記ステータセグメントの少なくとも１つを上記外側ケーシングに周方向に結合する。このアダプタは、少なくとも対応するコンプレッサステータセグメントの外側面から内側面にまで延びた貫通した孔を画定する本体部を有する。この孔を通してボアスコープの挿入が可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、ガスタービンエンジン１０の一例を単純化して示した側面図である。この図は、エンジン内部の構成要素を示すために部分的に切り欠いてある。エンジン１０は、圧縮セクション１２、燃焼セクション１４、およびタービンセクション１６を有する。作動媒体ガス用の空気流路１８はエンジン１０を通して軸方向に延びている。エンジン１０は、第１つまり低圧ロータアッセンブリ２２と、第２つまり高圧ロータアッセンブリ２４と、を備えている。高圧ロータアッセンブリ２４は、シャフト２８を介して高圧タービン３２に接続された高圧コンプレッサ２６を含む。低圧ロータアッセンブリ２２は、シャフト３６を介して低圧タービン３８に接続されたファンおよび低圧コンプレッサ３４を含む。
【０００９】
エンジン１０の運転中に、作動媒体ガスは、低圧コンプレッサ３４および高圧コンプレッサ２６を通して流路１８に沿って流れる。このガスは、燃焼セクション１４において燃料が混合され、ガスにエネルギを加えるべく燃焼する。高温高圧となった作動媒体ガスは、燃焼セクション１４からタービンセクション１６へと放出される。低圧タービン３８および高圧タービン３２によって回収されたエネルギは、それぞれシャフト３６，２８を介して低圧コンプレッサ３４および高圧コンプレッサ２６に伝達される。
【００１０】
図２〜図４は、図１に例示したエンジン１０のようなガスタービンエンジンの内部の点検つまりボアスコープのアクセスを可能とするアダプタ４０を示している。このアダプタ４０は、ほぼ円筒状をなす本体部４２を有し、この本体部４２によって、第１端部４６から第２端部４８へと軸方向に貫通するように延びた孔４４が構成されている。図２および図３に示すように、この本体部４２によって画成される孔４４は、ほぼ円形であるが、他の形状であってもよい。このアダプタ４０は、さらに、コンプレッサステータセグメント５２ａ，５２ｂを外側ケーシング５１に周方向に結合するためのアタッチメント部、例えば、フランジ部５０を備えている。より詳しくは、上記フランジ部５０は、コンプレッサステータセグメント５２ａを外側ケーシング５１に結合するために、本体部４２から一方へ延びた第１部分５０ａと、コンプレッサステータセグメント５２ｂを外側ケーシング５１に結合するために、本体部４２から上記第１部分５０ａとほぼ反対側の方向へ向かって延びた第２部分５０ｂと、を備えている。これらのフランジ部５０の第１部分５０ａおよび第２部分５０ｂには、コンプレッサステータセグメント５２ａ，５２ｂを外側ケーシング５１に結合する固定具（図示せず）が通る孔５４がそれぞれ貫通形成されている。
【００１１】
好ましくは、本体部４２の外壁５６の周方向部分は、少なくとも一つのコンプレッサステータセグメント５２の同様の形状をなす部分と係合し得る形状をなし、この係合により、コンプレッサステータセグメントと外側ケーシング５１との相対回転を阻止するようになっている。図２および図３に最もよく示されているように、例えば、アダプタ４０は、本体部４２の外壁５６に、互いに反対側となる２方向へ向かって２つの周方向部分５８ａ，５８ｂを備える。これらの周方向部分５８ａ，５８ｂは、それぞれほぼ平坦面をなし、コンプレッサステータセグメントと外側ケーシング５１との相対回転を阻止するために、対応するコンプレッサステータセグメントにおける同様の形状の部分と係合する。
【００１２】
このように、ボアスコープ挿入用の孔４４を有するとともにコンプレッサステータセグメント５２を外側ケーシング５１に周方向に結合するアダプタ４０を用いることによって、ガスタービンエンジンにおける外側ケーシングに対するボアスコープ用ポートの位置の誤差ないし変位を小さくすることができる。本発明のアダプタ４０を用いることにより、ボアスコープ用ポートをより小さくした設計が可能となり、それだけ漏洩も少なくなり、エンジン性能が向上する。また本発明のアダプタを備えたガスタービンエンジンは、機械加工される部品の点数が少なくなり、エンジンの軽量化および低コスト化に寄与する。
【００１３】
なお、本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】コンプレッサセクションを示すように一部を切り欠いたガスタービンエンジンの側面図。
【図２】本発明におけるボアスコープ挿入用のアダプタの一実施例を示す斜視図。
【図３】このアダプタをガスタービンエンジンのコンプレッサセクションに取り付けた状態を示す斜視図。
【図４】このアダプタをガスタービンエンジンのコンプレッサセクションに取り付けた状態を示す正面図。
【符号の説明】
【００１５】
１２…コンプレッサセクション
４０…アダプタ
４２…本体部
４４…孔
５０…フランジ部
５１…外側ケーシング
５２，５２ａ，５２ｂ…コンプレッサステータセグメント
【図２】
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【図３】
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【図１】
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【図４】
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