(57)【要約】  タービンアッセンブリは、外側ケーシング（３６）と、内側構造リング（３８）と、タービンアッセンブリを流通するガス流を案内するための外側流路壁（４４）と内側流路壁（４６）との間に画定された環状ガス路（４２）と、を有している。複数の構造ストラット（５２）が、周方向で互いに間隔を空けて位置していて、各ストラット（５２）は、内側構造リング（３８）を外側ケーシング（３６）に支持するために半径方向で延在するストラットボディ（５２ａ）を含んでいる。ストラットボディ（５２ａ）の半径方向外側端部における第１のストラット端部（６４）は、外側ケーシング（３６）に係合する第１の締結構造（６８）により外側ケーシング（３６）に取り外し可能に取り付けられており、ストラットボディ（５２ａ）の半径方向内側端部における第２のストラット端部（６６）は、内側構造リング（３８）に係合する第２の締結構造（７０）により内側構造リング（３８）に取り外し可能に取り付けられている。
2017525883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリであって、該タービンアッセンブリは、外側ケーシングと、内側構造リングと、前記タービンアッセンブリを軸方向で流通するガス流を案内するための外側流路壁と内側流路壁との間に画定された環状ガス路と、を有しており、さらに、
周方向で互いに間隔を空けて位置する複数の構造ストラットを有していて、各ストラットは、前記内側構造リングと前記外側ケーシングとの間に半径方向で延在し、かつ前記内側構造リングを前記外側ケーシングに支持するストラットボディを含んでおり、
前記外側流路壁と内側流路壁との間に延在する領域において前記各ストラットを取り囲むフェアリングを有していて、
前記ストラットボディの半径方向外側端部に第１のストラット端部を有していて、該第１のストラット端部は、前記外側ケーシングに係合する第１の締結構造によって前記外側ケーシングに取り外し可能に取り付けられており、
前記ストラットボディの半径方向内側端部に第２のストラット端部を有していて、該第２のストラット端部は、前記内側構造リングに係合する第２の締結構造によって前記内側構造リングに取り外し可能に取り付けられている、
タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリ。
【請求項２】
前記外側ケーシングは、開口面によって画定されるストラット開口を含み、前記第１のストラット端部は、前記開口面に係合する外側ボス面を有したボスを含み、前記第１のストラット端部はさらに、半径方向に対して垂直に延在する外側フランジを含み、該外側フランジは、前記外側ケーシングの一部の上に延在し、前記外側ケーシングの一部に接触して位置している、請求項１記載のタービンアッセンブリ。
【請求項３】
前記第１の締結構造はボルトを含み、該ボルトは前記外側フランジを貫通して前記外側ケーシングに設けられた穴に係合する、請求項２記載のタービンアッセンブリ。
【請求項４】
前記ストラットボディは、所定の直径寸法を有していて、該直径寸法は、前記ストラットボディの当該直径寸法に対して平行な前記外側ボス面の直径寸法よりも小さく、これにより前記ストラットボディは、該ストラットボディが前記開口面に半径方向で隣接するところで、前記開口面から間隔を空けて位置している、請求項２記載のタービンアッセンブリ。
【請求項５】
前記第２のストラット端部は、前記ストラットボディから外側に向かって、前記ストラットの半径方向に対して垂直に延在する内側フランジを含み、該内側フランジは、半径方向外側に面した前記内側リング構造の平らな面に係合する、半径方向内側に面した平らな面を含んでいる、請求項１記載のタービンアッセンブリ。
【請求項６】
前記第２の締結構造はボルトを含み、該ボルトは前記内側フランジを貫通して前記内側構造リングに設けられた穴に係合する、請求項５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項７】
前記内側に面した平らな面から突出する栓を含み、該栓は、前記第２のストラット端部を、半径方向に対して垂直な方向に関して予め規定された場所に配置するために、前記外側に面した平らな面に設けられた凹部内に係合する、請求項５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項８】
前記内側フランジは、前記内側構造リングに形成されたＴ字形のスロット内に位置する、請求項５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項９】
前記内側構造リングは、第１リング部分と第２リング部分とを有しており、これら第１リング部分及び第２リング部分は互いに連結されて、これらリング部分の間に前記内側フランジを挟み込む、請求項８記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１０】
前記第１リング部分と前記第２リング部分とは接合部で連結されて、前記内側フランジに重なっている、請求項９記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１１】
前記第２の締結構造は、前記第１及び第２リング部分を貫通して延在し前記第１及び第２リング部分を互いに係合状態に保持する締結部材を有している、請求項９記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１２】
前記Ｔ字形のスロットは、半径方向外側に延在し、内側に向かって角度付けられた側面を含み、前記内側フランジは、前記角度付けられた側面に対して係合する鳩尾形横断面を有している、請求項８記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１３】
前記内側に面した面は、前記内側フランジの突出領域上に形成されていて、該突出領域は、周方向での前記内側フランジの幅より小さい周方向の寸法を有している、請求項１２記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１４】
前記ストラットボディは、前記環状ガス路を流通するガス流の方向に対して平行な対向面を含む翼形状の横断面を有している、請求項１記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１５】
タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリであって、該タービンアッセンブリは、外側ケーシングと、内側構造リングと、前記タービンアッセンブリを軸方向で流通するガス流を案内するための外側流路壁と内側流路壁との間に画定された環状ガス路と、を有しており、さらに、
周方向で互いに間隔を空けて位置する複数の構造ストラットを有していて、各ストラットは、前記内側構造リングと前記外側ケーシングとの間に半径方向で延在し、かつ前記内側構造リングを前記外側ケーシングに支持するストラットボディを含んでおり、
前記外側流路壁と内側流路壁との間に延在する領域において前記各ストラットを取り囲むフェアリングを有していて、
前記ストラットボディの半径方向外側端部に第１のストラット端部を有していて、該第１のストラット端部は、前記外側ケーシングに係合する第１の締結構造によって前記外側ケーシングに取り外し可能に取り付けられており、前記第１の締結構造は、前記第１のストラット端部を前記外側ケーシングに保持する複数のボルトを含み、
前記ストラットボディの半径方向内側端部に第２のストラット端部を有していて、該第２のストラット端部は、第２の締結構造によって前記内側構造リングに取り外し可能に取り付けられていて、前記第２の締結構造は、前記内側構造リングに係合する複数のボルトを含む、
タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリ。
【請求項１６】
前記第１のストラット端部は、半径方向に対して垂直に延在する外側フランジを含み、前記第１の締結構造のボルトは、前記外側フランジを貫通して前記外側ケーシングに設けられた穴に係合する、請求項１５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１７】
前記第２のストラット端部は、前記ストラットボディから外側に向かって、前記ストラットの半径方向に対して垂直に延在する内側フランジを含み、該内側フランジは、半径方向外側に面した前記内側リング構造の面に係合する、半径方向内側に面した面を含んでいる、請求項１５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１８】
前記第２の締結構造のボルトは前記内側フランジを貫通して前記内側構造リングに設けられた穴に係合する、請求項１７記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１９】
前記内側構造リングは、第１リング部分と第２リング部分とを有しており、これら第１リング部分及び第２リング部分は互いに協働して、前記内側フランジを前記内側リング構造にクランプする、請求項１７記載のタービンアッセンブリ。
【請求項２０】
前記第２の締結構造のボルトは前記第１及び第２のリング部分を貫通して、前記第２のストラット端部を、前記内側リング構造との係合状態に保持する、請求項１９記載のタービンアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンの半径方向外側のケーシングに対して半径方向内側のリング構造を支持する構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンでは、ベアリングハウジングのような半径方向内側の構造体は、エンジンの外側ケーシングに対して、半径方向に延在するストラットによって支持されることができる。ストラットは外側ケーシングに溶接されてよく、このストラットは、高温の作動ガス流路の外側境界を画定する外側ダクト構造を半径方向で貫通して延在して、流路を貫通し、そして流路の境界を画定する内側ダクト構造を貫通して延在してベアリングハウジング上の溶接される取り付け個所へ到る。このような構造は、溶接された構造として形成されるので、修理には通常、構造体の一部の切断、及び新しい構造体への溶接が必要となる。
【０００３】
選択的に、ベアリングハウジングは、ベアリングハウジングを半径方向で位置決めするために、外側ケーシングからベアリングハウジングまで半径方向に延在するタイロッドによって外側ケーシングに対して支持されてもよい。このような半径方向ロッド支持構造は、半径方向での良好な荷重伝達を提供することができるが、このような構造は通常、半径方向の張力において保持されなければならず、ベアリングハウジングに加えられる軸方向の荷重に対しては十分な支持を提供しない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様によれば、タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリであって、タービンアッセンブリは、外側ケーシングと、内側構造リングと、タービンアッセンブリを軸方向で流通するガス流を案内するための外側流路壁と内側流路壁との間に画定された環状ガス路と、を有しており、さらに、周方向で互いに間隔を空けて位置する複数の構造ストラットを有していて、各ストラットは、内側構造リングと外側ケーシングとの間に半径方向で延在し、かつ内側構造リングを外側ケーシングに支持するストラットボディを含んでおり、外側流路壁と内側流路壁との間に延在する領域において各ストラットを取り囲むフェアリングを有していて、ストラットボディの半径方向外側端部に第１のストラット端部を有していて、第１のストラット端部は、外側ケーシングに係合する第１の締結構造によって外側ケーシングに取り外し可能に取り付けられており、ストラットボディの半径方向内側端部に第２のストラット端部を有していて、第２のストラット端部は、内側構造リングに係合する第２の締結構造によって内側構造リングに取り外し可能に取り付けられている、タービンアッセンブリが提供される。
【０００５】
外側ケーシングは、開口面によって画定されるストラット開口を含んでいてよく、第１のストラット端部は、開口面に係合する外側ボス面を有したボスを含んでいてよく、第１のストラット端部はさらに、半径方向に対して垂直に延在する外側フランジを含んでいてよく、外側フランジは、外側ケーシングの一部の上に延在し、外側ケーシングの一部に接触して位置している。
【０００６】
第１の締結構造はボルトを含んでいてよく、ボルトは外側フランジを貫通して外側ケーシングに設けられた穴に係合する。
【０００７】
ストラットボディは、所定の直径寸法を有していてよく、直径寸法は、ストラットボディの直径寸法に対して平行な外側ボス面の直径寸法よりも小さく、これによりストラットボディは、ストラットボディが開口面に半径方向で隣接するところで、開口面から間隔を空けて位置している。
【０００８】
第２のストラット端部は、ストラットボディから外側に向かって、ストラットの半径方向に対して垂直に延在する内側フランジを含んでいてよく、内側フランジは、半径方向外側に面した内側リング構造の平らな面に係合する、半径方向内側に面した平らな面を含んでいてよい。
【０００９】
第２の締結構造はボルトを含んでいてよく、ボルトは内側フランジを貫通して内側構造リングに設けられた穴に係合する。
【００１０】
内側に面した平らな面から突出する栓が設けられてよく、栓は、第２のストラット端部を、半径方向に対して垂直な方向に関して予め規定された場所に配置するために、外側に面した平らな面に設けられた凹部内に係合する。
【００１１】
内側フランジは、内側構造リングに形成されたＴ字形のスロット内に位置していてよい。
【００１２】
内側構造リングは、第１リング部分と第２リング部分とを有していてよく、これら第１リング部分及び第２リング部分は互いに連結されて、これらリング部分の間に内側フランジを挟み込む。
【００１３】
第１リング部分と第２リング部分とは、１つの接合部で連結されてよく、内側フランジに重なっている。
【００１４】
第２の締結構造は、第１及び第２リング部分を貫通して延在し、第１及び第２リング部分を互いに係合状態に保持する締結部材を有していてよい。
【００１５】
Ｔ字形のスロットは、半径方向外側に延在し、内側に向かって角度付けられた側面を含んでいてよく、内側フランジは、角度付けられた側面に対して係合する鳩尾形横断面を有していてよい。
【００１６】
内側に面した面は、内側フランジの突出領域上に形成されていてよく、突出領域は、周方向での内側フランジの幅より小さい周方向の寸法を有している。
【００１７】
ストラットボディは、環状ガス路を流通するガス流の方向に対して平行な対向面を含む翼形状の横断面を有していてよい。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリであって、タービンアッセンブリは、外側ケーシングと、内側構造リングと、タービンアッセンブリを軸方向で流通するガス流を案内するための外側流路壁と内側流路壁との間に画定された環状ガス路と、を有しており、さらに、周方向で互いに間隔を空けて位置する複数の構造ストラットを有していて、各ストラットは、内側構造リングと外側ケーシングとの間に半径方向で延在し、かつ内側構造リングを外側ケーシングに支持するストラットボディを含んでおり、外側流路壁と内側流路壁との間に延在する領域において各ストラットを取り囲むフェアリングを有していて、ストラットボディの半径方向外側端部に第１のストラット端部を有していて、第１のストラット端部は、外側ケーシングに係合する第１の締結構造によって外側ケーシングに取り外し可能に取り付けられており、第１の締結構造は、第１のストラット端部を外側ケーシングに保持する複数のボルトを含み、ストラットボディの半径方向内側端部に第２のストラット端部を有していて、第２のストラット端部は、第２の締結構造によって内側構造リングに取り外し可能に取り付けられていて、第２の締結構造は、内側構造リングに係合する複数のボルトを含む、タービンアッセンブリが設けられている。
【００１９】
第１のストラット端部は、半径方向に対して垂直に延在する外側フランジを含んでいてよく、第１の締結構造のボルトは、外側フランジを貫通して外側ケーシングに設けられた穴に係合してよい。
【００２０】
第２のストラット端部は、ストラットボディから外側に向かって、ストラットの半径方向に対して垂直に延在する内側フランジを含んでいてよく、内側フランジは、半径方向外側に面した内側リング構造の面に係合する、半径方向内側に面した面を含んでいてよい。
【００２１】
第２の締結構造のボルトは内側フランジを貫通してよく、内側構造リングに設けられた穴に係合する。
【００２２】
内側構造リングは、第１リング部分と第２リング部分とを有していてよく、これら第１リング部分及び第２リング部分は互いに協働して、内側フランジを内側リング構造にクランプする。
【００２３】
第２の締結構造のボルトは第１及び第２のリング部分を貫通してよく、第２のストラット端部を内側リング構造との係合状態に保持する。
【００２４】
明細書は、本発明を特に指摘し、かつ本発明を明瞭に請求する請求項によって結論づけるが、本発明は、同じ参照符号が同じ要素を表している添付の図面に関連した以下の説明からよりよく理解されると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による態様を組み込むことができる航空機転用型工業用ガスタービンエンジンを概略的に示す図である。
【図２】本発明の態様を示す、エンジンのタービン排出ケーシング部分の断面図である。
【図３】図２における線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４】本発明の別の態様を示すエンジンのタービン排出ケーシング部分の断面図である。
【図４Ａ】図４における線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４Ｂ】本発明の態様による選択的な構造を示す図４Ａと同様の断面図である。
【図５】タービン排出ケーシング内の複数のストラットアッセンブリを示す概略的な断面図を軸方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
好適な実施の形態の以下の詳細な説明において、その一部を形成する添付の図面が参照され、図面には、例として、限定としてではなく、発明が実施されてよい特定の好適な実施の形態が示されている。本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、その他の実施の形態が使用されてもよく、変更がなされてもよいことが理解されるべきである。
【００２７】
図１には、本発明を組み込むことができるガスタービンエンジン１０が概略的に示されている。図１に示した特別なエンジンは、航空機転用型工業用ガスタービンエンジンを有しているが、本発明はここで説明する特別なエンジンに限定されるものではないことに注意されたい。ガスタービンエンジン１０は、高圧圧縮機１２、低圧圧縮機１４、燃焼器１６、高圧タービン１８と低圧タービン２０とパワータービン２２とを含むタービンセクション１７、及び発電機２４を有している。低圧タービン２０とパワータービン２２との間には中間ケーシング２１が延在しており、この中間ケーシング２１は、タービン排出ケーシング２５（図２）を有している。低圧圧縮機１４は、連続する段によって周囲空気を圧縮して低圧空気を発生させ、高圧圧縮機１２は、低圧圧縮機出口からの部分的に圧縮された空気を連続する圧縮機段によって圧縮して、高圧空気を発生させる。高圧圧縮機１２及び低圧圧縮機１４は、本明細書ではまとめて「圧縮機装置」と呼ぶ。
【００２８】
燃焼器１６は、圧縮機装置からの圧縮空気の一部を燃料と混合し、混合物に点火して、高温の作動ガスを形成する燃焼生成物を生じる。作動ガスは、燃焼器１６からタービンセクション１７へと流れる。タービンセクション１７の各タービン１８，２０，２２内には、固定ベーン（図示せず）及び回転ブレード（図示せず）の列が設けられている。ブレードの各列のために、個別のディスク（図示せず）が設けられている。高圧タービン１８部分を形成するディスクは、第１の回転可能な軸２６（図１参照）に連結されていて、この軸２６は、高圧圧縮機１２を駆動するために高圧圧縮機１２に連結されている。低圧タービン２０部分を形成するディスクは、第２の回転可能な軸２８（図１に概略的に示されている）に連結されていて、この軸２８は、低圧圧縮機１４を駆動するために低圧圧縮機１４に連結されている。図１に示すように、第２の回転可能な軸２８は、第１の回転可能な軸２６内に位置していて、軸２６と同心的である。パワータービン２２部分を形成するディスクは、第３の回転可能な軸３０（図１参照）に連結されていて、この軸３０は、発電機２４を駆動するために発電機２４に連結されている。作動ガスがタービン１８，２０，２２によって膨張させられると、作動ガスは、タービン１８，２０，２２内の回転可能なブレードの列を回転させ、対応するディスクと第１、第２、第３の軸２６，２８，３０とを回転させる。タービンディスクと軸２６，２８，３０とによって形成される構造体は、一般にタービンロータと呼ばれる。
【００２９】
図２には、最終段のベーン列（図示せず）及び最終段のブレード列３４を含む低圧タービン２０の最終段の出口又は排気部に位置するタービン排出ケーシング２５が示されている。タービン排出ケーシング２５は、外側の構造体リング又はケーシング３６と内側の構造体リング又はケーシング３８を含み、これらの間にはタービン排出ケーシングキャビティ４０が画定されている。
【００３０】
環状の排気ガス路４２は、外側の流路壁４４と内側の流路壁４６との間に画定される。ガス路４２は、高温ガスを軸方向で低圧タービン２０からパワータービン２２へと伝え、排出ケーシングキャビティを、外側ケーシングキャビティ又はキャビティ部分４０ａと内側排出ケーシングキャビティ又はキャビティ部分４０ｂとに分割する。外側排出ケーシングキャビティ４０ａは通常、排出ケーシング２５の外側リング３６と外側流路壁４４との間に画定され、内側ケーシングキャビティ４０ｂは通常、内側流路壁４６と、内側リング３８とパワータービン２２の前端部又は上流端部との間に延在するコーン４９との間に画定される。
【００３１】
図２及び図５に示すように、複数のストラットアッセンブリ４８が、タービン排出ケーシング２５の回りに周方向で間隔を空けて配置されており、内側リング３８を支持するために外側リング３６から内側リング３８まで半径方向内側に延在している。内側リング３８の半径方向内側にベアリングハウジング５０が支持されている。このベアリングハウジング５０は、点線によって概略的に符号５１で示す、タービンロータを支持するための後方ベアリングを取り囲むために設けられている。各ストラットアッセンブリ４８は、外側リング３６及び内側リング３８に固定された構造的ストラット５２と、ストラット５２を取り囲むフェアリング５４とを含む。フェアリング５４は、ガス路４２を通過する高温ガスからストラット５２を絶縁し保護するために、外側流路壁４４と内側流路壁４６との間に延在している（図３も参照）。
【００３２】
ここでは６つのストラット５２が図示されているが（図５）、本発明の範囲内で、その他の数のストラット５２が設けられてもよいことに注意されたい。例えば、８つのストラット５２又は他の任意の数のストラットが設けられていてよい。
【００３３】
図３に示すように、各ストラット５２は、エンジンの軸方向で延長されているストラットボディ５２ａを含んでいて、このストラットボディ５２ａは、ガス流の軸方向に対して平行に延在する外側の側壁５６，５８を画定している。ストラット５２は、半径方向、軸方向、及び周方向での内側リング３８の位置決めのための堅固な構造的支持体を提供するために、一般に頑丈な、即ち、曲がりにくい構造部材として形成されている。これに関連して、ケーシングキャビティ４０内には、後方への「ブローオフ」荷重を発生させる実質的に大きな圧力が存在する場合があることに注意されたい。さらに、各ストラット５２は、半径方向に延在するキャビティ６０を有するように形成することができ、このキャビティ６０は、オイル供給ライン６１又はその他のサービスライン用の通路を提供することができる。
【００３４】
図２に示すように、本発明の態様によれば、ストラット５２は取り外し可能に取り付けられていて、例えば、外側リング３６と内側リング３８に対して溶接されておらず、又は一体的に取り付けられていない。図示した態様では、ストラット５２は、外側リング３６及び内側リング３８に当接されていて、取り外し可能な締結装置接続により外側リング３６と内側リング３８とに取り付けられている。特に、各ストラット５２のストラットボディ５２ａは、半径方向外側の第１のストラット端部６４と半径方向内側の第２のストラット端部６６との間に半径方向で延在している。第１のストラット端部６４は、外側ケーシング３６に係合する第１の締結構造６８により外側ケーシング３６に取り外し可能に取り付けられており、第２のストラット端部６６は、内側リング３８に係合する第２の締結構造７０により内側リング３８に取り外し可能に取り付けられている。
【００３５】
図２に示した本発明の態様によれば、外側ケーシング３６は、開口面７２ａによって画定されたストラット開口７２を含んでいる。第１のストラット端部６４はボス７４を含み、ボス７４は、開口面７２ａに係合する外側ボス面７４ａを備え、ストラット開口７２の断面形状に対応する断面形状を有している。ストラットボディ５２ａは直径寸法ｄ２を画定する。直径寸法ｄ２は、ストラットボディ５２ａの直径寸法ｄ２に対して平行な外側ボス面７４ａの直径寸法ｄ１よりも小さい。これにより、ストラットボディ５２ａは、ストラットボディ５２ａが開口面７２ａに半径方向で整列するところ又は隣接するところで、開口面７２ａから間隔を空けて位置している。開口面７２ａと外側ボス面７４ａとの間には締まり嵌めが形成されるので、側方荷重、即ち周方向及び／又は軸方向の荷重は、ストラット５２から外側ケーシング３６に直接伝達され、第１の締結構造６８における締結接続部により支持されない。これについては、より詳しく後述する。
【００３６】
第１のストラット端部６４は、外側フランジ７６を有して形成されている。この外側フランジ７６は、第１の締結構造６８の一部を形成し、ストラット５２の半径方向軸線ＡＲによって規定することができるようなストラット５２の半径方向に対して垂直に延在している。外側フランジ７６は、外側ケーシング３６の一部の上に延在していて、外側ケーシング３６の一部に接触して位置している。例えば、外側ケーシング３６は、門状構造体７８を有して形成されてよい。門状構造体７８は、ストラット開口７２の少なくとも一部を画定し、外側フランジ７６の平らな内側対向面７６ａと協働するために平らな外側対向面７８ａを提供する。第１の締結構造６８はさらに、第１のストラット端部６４の外周の周りに位置するボルト８０を含んでよい。このボルト８０は、外側フランジ７６に設けられた穴に通されて、外側ケーシング３６に設けられた穴８２、例えばねじ山付き穴に螺合する。門状構造体７８の協働面７８ａ上に外側フランジ７６が位置することにより、予め規定された半径方向内側の位置にストラット５２の第２端部６６が位置するように操作することができる。ボルト８０は付加的に、外側ケーシング３６の門状構造体７８への係合状態に外側フランジ７６を保持するために、外側ケーシング３６に設けられたねじ山付き穴８２内に位置するスタッドとこのスタッドに係合するナットと、を有することができることが理解されるだろう。
【００３７】
図２に示した本発明のさらなる態様によれば、第２のストラット端部６６は内側フランジ８４を有していてよく、この内側フランジ８４は、第２の締結構造７０の一部を形成し、ストラットボディ５２ａから外側に、ストラット５２の半径方向、即ち半径方向軸線ＡＲに対して垂直に延在している。内側フランジ８４は、平らな内側対向面８４ｓを有していてよく、この平らな内側対向面８４ｓは、内側リング構造３８の平らな外側対向面３８ｓに係合する。第２の締結構造７０はさらに、第２のストラット端部６６の外周の周りに位置するボルト８６を含んでよい。このボルト８６は、内側フランジ８４に設けられた穴８７に通されて、内側リング３８に設けられた穴８８に通される。内側フランジ８４は、ボルト８６に螺合するナット９０によって内側リング３８に係合した状態に保持されることができ、予め規定された半径方向位置に対する内側リング３８及び協働するベアリング５１の正確な位置決めを提供する。ボルト８６は付加的に、第２のストラット端部６６への係合状態に内側リング３８を保持するために、例えば内側リング３８に設けられたねじ山付き穴８８内に位置するスタッドとこのスタッドに係合するナットと、を有していてよいことが理解されるだろう。
【００３８】
図２及び図３に示すように、第２のストラット端部６６は、内側対向面８４ｓから突出し、外側対向面３８ｓ内に延在する凹部９４に係合する栓９２を含んでいる。栓９２は、円形又は環状の突出部であってよく、凹部９４内に締まり嵌めするように延在している。凹部９４内の栓９２の位置決めは、第２のストラット端部６６と内側リング３８との確実な係合を提供する。即ち、栓９２は、半径方向に対して垂直な方向に関して予め規定された位置において、内側リング３８に対する第２のストラット端部６６の整列を提供することができ、ストラット５２と内側リング３８との間の軸方向及び周方向での力の伝達のために半径方向で延在する係合面を提供する。従って、ストラット５２に内側リング３８を保持するボルト８６は、ストラット５２と内側リング３８との間で伝達される荷重の全てを支持する必要はない。
【００３９】
図４に示す本発明の別の態様によれば、第２のストラット端部１６６は、内側リング１３８にストラット５２を接続するための選択的な第２の締結構造１７０を有することができる。図示した構造におけるストラット５２は、ガス路４２に隣接する場所から第２のストラット端部１６６へと延在する内側に減径する部分１５３を有することができる。第２の締結構造１７０は、ストラットボディ５２ａの最小横断面部又は減少横断面部から外側に向かって、ストラット５２の半径方向、即ち半径方向軸線ＡＲに対して垂直に延在する内側のラグ構造又は内側フランジ１８４を含む。内側フランジ１８４は、平らな内側対向面１８４ｓを有していてよく、この平らな内側対向面１８４ｓは、内側リング１３８の平らな外側対向面１３８ｓに係合する。
【００４０】
内側フランジ１８４は、軸方向横断面で周方向に見た場合、内側リング１３８内に形成されたＴ字形のスロット１９６内に位置している。「Ｔ」の字は、半径方向軸線ＡＲに対して平行な垂直脚と、外側対向面１３８ｓに対して平行な、軸方向に延在する水平脚とによって規定される。内側リング１３８は第１及び第２のリング部分１３８ａ，１３８ｂを有していて、これらのリング部分１３８ａ，１３８ｂは互いに連結されて、これら第１及び第２のリング部分１３８ａ，１３８ｂの間に内側フランジを挟み込み、内側リング１３８に形成されている第２の締結構造１７０の一部を画定する。特に、リング部分１３８ａ，１３８ｂは、これらリング部分１３８ａ，１３８ｂ内に形成されたＴ字形のスロット１９６の水平脚のそれぞれ前方部分と後方部分とを有していて、内側フランジ１８４の対応する前方部分及び後方部分１８４ａ，１８４ｂを収容する。内側フランジ１８４の前方部分及び後方部分１８４ａ，１８４ｂと、ストラット５２の第２端部１６６とは、Ｔ字形のスロット１９６に対応するＴ字形の内側端部を形成する。ストラットボディ５２ａの減少横断面部は、Ｔ字形のスロット１９６の半径方向外側端部に形成された通路１９８を通って延在していて、ストラットボディ５２ａと通路１９８の縁部との間には通路１９８の縁部に対して相対的なストラットボディ５２ａの軸方向の動きの限定的な量を吸収するために隙間が設けられてよく、半径方向では第２端部１６６は内側リング１３８との係合状態に保持されている。
【００４１】
第１及び第２のリング部分１３８ａ，１３８ｂは、内側フランジ１８４を閉じ込めるために、軸方向で内側フランジ１８４に重なりながら、接合部２００で互いに接合されている。付加的に図４Ａに示すように、第２のリング部分１３８ｂは、周方向で互いに間隔を空けて位置する複数の締結部材によって第１のリング部分１３８ａとの係合状態に保持される。締結部材は、リング部分１３８ａ，１３８ｂを軸方向で貫通して延在するボルト２０２を有していてよく、このボルト２０２は協働するナット２０３と共に、第２の締結構造１７０を完成する。さらに、内側フランジ１８４は周方向に延在するフランジセグメント１８４ｃ，１８４ｄを含んでいてよく、これらのフランジセグメント１８４ｃ，１８４ｄは、スロット１９６の軸方向に延在する対応するスロットセグメント内に締まり嵌めにより嵌合し、ストラット５２を内側リング１３８に整列させる。ストラットボディ５２ａと、スロット１９６の半径方向外側端部における通路１９９の縁部との間には、通路１９９の縁部に対して相対的なストラットボディ５２ａの周方向の動きの制限された量を吸収するために隙間が設けられてよい。
【００４２】
周方向横断面で軸方向に見た場合、周方向に延在するフランジセグメント１８４ｃ，１８４ｄは、Ｔ字形の横断面を画定する。周方向に延在するフランジセグメント１８４ｃ，１８４ｄによって形成されたＴ字形の横断面は、内側フランジ１８４の周方向Ｔ字形横断面と呼ぶことができ、前方のフランジ部分及び後方のフランジ部分１８４ａ，１８４ｂによって形成された内側フランジ１８４のその前に説明したＴ字形の横断面は、内側フランジ１８４の軸方向Ｔ字形横断面と呼ぶことができる。ストラット５２の第２端部１６６は、第１のリング部分１３８ａへと組み付けられることが理解されるだろう。この組み付けは、前方のフランジ部分１８４ａをスロット１９６内に係合させ、次いで、第２のリング部分１３８ｂを後方のフランジ部分１８４ｂ上へ係合させて、第１のリング部分１３８ａと係合させる相対的な軸方向の動きにより行われる。
【００４３】
図４Ｂには、図４Ａに示された構造の選択的な構造が示されている。図４Ｂに示す本発明の態様によれば、内側フランジ１８４’は周方向に延在するフランジセグメント１８４ｃ’，１８４ｄ’を有していることが図示されている。これらのフランジセグメント１８４ｃ’，１８４ｄ’は、半径方向外側方向でストラット５２の周面に向かって傾けられた側方部分２０４，２０６によって形成されていて、内側フランジ１８４’のために鳩尾形状を画定する。フランジ１８４’は、図４に示した態様とほぼ同じ軸方向断面を有していてよいことが理解されるだろう。
【００４４】
Ｔ字形のスロット１９６は、同様に半径方向外側で傾けられた側面によって形成されていて、これら側面は側方部分２０４，２０６に係合して協働するために、周方向で互いに向かって傾けられている。内側フランジ１８４’の鳩尾形構造は、フランジに対して比較的大きな構造的横断面を提供し、内側フランジ１８４’とＴ字形のスロット１９６との間の接触のために比較的大きな面積を提供することができる。
【００４５】
付加的に図４Ｂには、内側対向面１８４ｓ’によって図示されたように内側フランジ１８４’の内側対向面の選択的な構造が示されている。特に内側対向面１８４ｓ’は、周方向での内側フランジ１８４’の最大幅Ｗ２より小さい周方向での幅Ｗ１を有した内側フランジ１８４の半径方向に突出する領域１８５上に形成されている。内側対向面１８４ｓ’は、外側対向面１３８ｓに係合し、半径方向で内側リング１３８の位置決めをするための、ストラット５２上の半径方向基準面を提供し、第２のストラット端部１６６と内側リング１３８との間の接触面積を減じている。接触面積の部分が減じられることにより、内側リング１３８へのストラット５２の組み付けが容易にされ、鳩尾形フランジセグメント１８４ｃ’，１８４ｄ’を、外側対向面１３８ｓ及び内側対向面１８４ｓ’からの最小の又は減じられた干渉により、隣接する協働スロット面に係合するように整列させることができる。図４Ｂに記載された構造の組立は、図４及び図４Ａの構造に関して説明したのと同様の形式で行うことができることが理解されるだろう。
【００４６】
さらに、図４に示したストラット５２の構造は、減径部分１５３を有しているが、ストラットの他の構造に、第２の締結構造１７０を設けてよいことが理解されるだろう。例えば、第２の締結構造１７０は、図２に示したように、まっすぐなストラット構造と共に設けられていてよい。
【００４７】
記載した構造は、タービン排出ケーシング２５に容易に組み付けることができ、かつケーシング２５から容易に取り外すことができる、除去可能又は取り外し可能なストラット５２を提供する。上述したように、ストラット５２は、ケーシング２５内の高いブローオフ荷重のような荷重下での動きに抵抗する頑丈な構造部材として構成されており、タービンの後方ベアリング５１のために定置の頑丈な支持体を提供するために、付加的なフレーム又は支持体を有していない。さらに、ストラット５２と外側ケーシング３６及び内側リング３８（１３８）との外側及び内側の接続は、所定の軸線及び半径方向位置に対して内側リング３８（１３８）を正確に整列させるように構成されていて、これにより、組立中にベアリング５１が正確に位置決めされる。上述した整列の提供に加えて付加的に、例えば半径方向外側ボス７４と半径方向内側栓９２とを含むストラット５２の端部構造により、せん断荷重を受けることができる。さもないと、せん断荷重は、第１の締結構造６８及び第２の締結構造７０と協働するボルト内にかけられるだろう。
【００４８】
本発明の特定の実施の形態が例示及び説明されているが、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく様々なその他の変更及び改変をなし得ることは当業者に明らかであろう。従って、本発明の範囲に包含される全てのこのような変更及び改変を添付の請求項において網羅しようとするものである。
【図１】
2017525883.tif 000003
【図２】
2017525883.tif 000004
【図３】
2017525883.tif 000005
【図４】
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【図４Ａ】
2017525883.tif 000007
【図４Ｂ】
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【図５】
2017525883.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月21日(2017.3.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリであって、該タービンアッセンブリは、外側ケーシングと、内側構造リングと、前記タービンアッセンブリを軸方向で流通するガス流を案内するための外側流路壁と内側流路壁との間に画定された環状ガス路と、を有しており、さらに、
周方向で互いに間隔を空けて位置する複数の構造ストラットを有していて、各ストラットは、前記内側構造リングと前記外側ケーシングとの間に半径方向で延在し、かつ前記内側構造リングを前記外側ケーシングに支持するストラットボディを含んでおり、
前記外側流路壁と内側流路壁との間に延在する領域において前記各ストラットを取り囲むフェアリングを有していて、
前記ストラットボディの半径方向外側端部に第１のストラット端部を有していて、該第１のストラット端部は、前記外側ケーシングに係合する第１の締結構造によって前記外側ケーシングに取り外し可能に取り付けられており、
前記ストラットボディの半径方向内側端部に第２のストラット端部を有していて、該第２のストラット端部は、前記内側構造リングに係合する第２の締結構造によって前記内側構造リングに取り外し可能に取り付けられている、
タービンエンジンにおけるタービンアッセンブリ。
【請求項２】
前記外側ケーシングは、開口面によって画定されるストラット開口を含み、前記第１のストラット端部は、前記開口面に係合する外側ボス面を有したボスを含み、前記第１のストラット端部はさらに、半径方向に対して垂直に延在する外側フランジを含み、該外側フランジは、前記外側ケーシングの一部の上に延在し、前記外側ケーシングの一部に接触して位置している、請求項１記載のタービンアッセンブリ。
【請求項３】
前記第１の締結構造はボルトを含み、該ボルトは前記外側フランジを貫通して前記外側ケーシングに設けられた穴に係合する、請求項２記載のタービンアッセンブリ。
【請求項４】
前記ストラットボディは、所定の直径寸法を有していて、該直径寸法は、前記ストラットボディの当該直径寸法に対して平行な前記外側ボス面の直径寸法よりも小さく、これにより前記ストラットボディは、該ストラットボディが前記開口面に半径方向で隣接するところで、前記開口面から間隔を空けて位置している、請求項２記載のタービンアッセンブリ。
【請求項５】
前記第２のストラット端部は、前記ストラットボディから外側に向かって、前記ストラットの半径方向に対して垂直に延在する内側フランジを含み、該内側フランジは、半径方向外側に面した前記内側リング構造の平らな面に係合する、半径方向内側に面した平らな面を含んでいる、請求項１記載のタービンアッセンブリ。
【請求項６】
前記第２の締結構造はボルトを含み、該ボルトは前記内側フランジを貫通して前記内側構造リングに設けられた穴に係合する、請求項５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項７】
前記内側に面した平らな面から突出する栓を含み、該栓は、前記第２のストラット端部を、半径方向に対して垂直な方向に関して予め規定された場所に配置するために、前記外側に面した平らな面に設けられた凹部内に係合する、請求項５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項８】
前記内側フランジは、前記内側構造リングに形成されたＴ字形のスロット内に位置する、請求項５記載のタービンアッセンブリ。
【請求項９】
前記内側構造リングは、第１リング部分と第２リング部分とを有しており、これら第１リング部分及び第２リング部分は互いに連結されて、これらリング部分の間に前記内側フランジを挟み込む、請求項８記載のタービンアッセンブリ。
【請求項１０】
前記第１リング部分と前記第２リング部分とは接合部で連結されて、前記内側フランジに重なっている、請求項９記載のタービンアッセンブリ。
【国際調査報告】
2017525883.tif 000010
2017525883.tif 000011
2017525883.tif 000012