(57)【要約】  ガスタービンエンジンのファンブレードプラットフォーム、関連のローター組立体、及びガスタービンエンジン、並びにこれを組み立てる方法を開示する。プラットフォームは、回転軸の近位にある前方部、後方部、及び前方部と後方部との間の移行部を有する。前方部は軸方向前方に向いた前方境界面を有し、後方部は半径方向外向きの後方境界面を有し、移行部は少なくとも１つの取付け特徴部を有する。組み立て方法に関して、後方支持部をファンディスク及びブースタースプール組立体に組み込む。複数のファンブレードをファンディスクに組み込み、その後、ファンプラットフォームを隣接するブレードの間に組み込み、取付け特徴部をディスクに固定し、これによってファンディスクのアニュラスを塞ぐ。最後に、前方支持部をファンディスク上に組み込む。【選択図】      図２
2016509646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向前方に向いた前方境界面（２６）を有する前方部（２０）と、
半径方向外向きの後方境界面（２８）を有する後方部（２２）と、
少なくとも１つの取付け特徴部（３０）を有する移行部（２４）と、
を備え、
前記移行部が、前記前方部と前記後方部との間で連結配置される、ことを特徴とするファンブレードプラットフォーム（１０）。
【請求項２】
前記取付け特徴部は、少なくとも１つのファスナーを受け入れるように構成される、請求項１に記載のプラットフォーム。
【請求項３】
前記取付け特徴部は、係合タングを有する、請求項１に記載のプラットフォーム。
【請求項４】
前記前方部及び前記後方部は、非締結となるように構成される、請求項１に記載のプラットフォーム。
【請求項５】
ディスクリム（５４）、複数のダブテールスロット（７６）、及び複数のディスクポスト（３８）を有し、前記ディスクポストが前記リムの周りで円周方向に配置され、前記ダブテールスロットが前記ディスクポストの間で円周方向に配置された、ディスク（３２）と、
前記ダブテールスロット内に配置されたダブテール根元（４８）を有する複数のファンブレード（４６）と、
複数のファンプラットフォーム（１０）であって、該ファンプラットフォームの各々が、軸方向前方に向いた前方境界面（２６）を有する前方部（２０）と、半径方向外向きの後方境界面（２８）を有する後方部（２２）と、少なくとも１つの取付け特徴部（３０）を有する移行部（２４）とを有し、前記移行部が、前記前方部と前記後方部との間で連結配置され、前記ファンプラットフォームが、前記ファンブレードの間で円周方向に配置される、ファンプラットフォームと、
複数のアタッチメント部材（５０）と、
を備え、
前記アタッチメント部材の各々が、前記ファンブレードの間で円周方向に配置され、前記プラットフォーム移行部と前記ディスクポストとの間に連結配置される、ガスタービンエンジンのローター組立体。
【請求項６】
前記取付け特徴部及び前記アタッチメント部材は、少なくとも１つのファスナーを受け入れるように構成される、請求項５に記載のガスタービンエンジンのローター組立体。
【請求項７】
前記アタッチメント部材によって、前記ファンプラットフォームと前記ディスクポストとの間の円周方向の相対運動が可能になる、請求項５に記載のガスタービンエンジンのローター組立体。
【請求項８】
前記前方部及び前記後方部は、非締結となるように構成される、請求項５に記載のガスタービンエンジンのローター組立体。
【請求項９】
ディスクリム（３４）、複数のダブテールスロット（７６）、及び各々が少なくとも１つのディスクポストフック（５２）を含む複数のディスクポスト（３８）を有し、前記ディスクポストが前記リムの周りで円周方向に配置され、前記ダブテールスロットが前記ディスクポストの間で円周方向に配置された、ディスク（３２）と、
前記ダブテールスロット内に配置されたダブテール根元（４８）を有する複数のファンブレード（４６）と、
複数のファンプラットフォーム（１０）であって、該ファンプラットフォームの各々が、軸方向前方に向いた前方境界面（２６）を有する前方部（２０）と、半径方向外向きの後方境界面（２８）を有する後方部（２２）と、少なくとも１つの取付け特徴部（３０）を有する移行部（２４）とを有し、前記取付け特徴部が少なくとも１つの係合タング（５４）を有し、前記移行部が、前記前方部と前記後方部との間で連結配置され、前記ファンプラットフォームが、前記ファンブレードの間で円周方向に配置される、ファンプラットフォームと、
各々が係合端部を有する複数の拘束クリップ（５６）と、
を備え、
前記拘束クリップの各々が、前記ファンブレードの間で円周方向に配置され、前記ディスクと前記ファンプラットフォームとの間で半径方向に配置されて、前記係合端部が前記係合タングを前記ディスクポストフックに連結する、ガスタービンエンジンのローター組立体。
【請求項１０】
前記拘束クリップによって、前記ファンプラットフォームと前記ディスクポストとの間の円周方向の相対運動が可能になる、請求項９に記載のガスタービンエンジンのローター組立体。
【請求項１１】
前記前方部及び前記後方部は、非締結となるように構成される、請求項９に記載のガスタービンエンジンのローター組立体。
【請求項１２】
ガスタービンエンジンのローター組立体を有するバイパスファン（２２２）を含むガスタービンエンジンであって、
ディスクリム（５４）、複数のダブテールスロット（７６）、及び複数のディスクポスト（３８）を有し、前記ディスクポストが前記リムの周りで円周方向に配置され、前記ダブテールスロットが前記ディスクポストの間で円周方向に配置された、ディスク（３２）と、
前記ダブテールスロット内に配置されたダブテール根元（４８）を有する複数のファンブレード（４６）と、
複数のファンプラットフォーム（１０）であって、該ファンプラットフォームの各々が、軸方向前方に向いた前方境界面（２６）を有する前方部（２０）と、半径方向外向きの後方境界面（２８）を有する後方部（２２）と、少なくとも１つの取付け特徴部（３０）を有する移行部（２４）とを有し、前記移行部が、前記前方部と前記後方部との間で連結配置され、前記ファンプラットフォームが、前記ファンブレードの間で円周方向に配置される、ファンプラットフォームと、
複数のアタッチメント部材（５０）と、
を備え、
前記アタッチメント部材の各々が、前記ファンブレードの間で円周方向に配置され、前記プラットフォーム移行部と前記ディスクポストとの間に連結配置される、ガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前記取付け特徴部及び前記アタッチメント部材は、少なくとも１つのファスナーを受け入れるように構成される、請求項１２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記アタッチメント部材によって、前記ファンプラットフォームと前記ディスクポストとの間の円周方向の相対運動が可能になる、請求項１２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
前記前方部及び前記後方部は、非締結となるように構成される、請求項１２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
ディスクリム（３４）、複数のダブテールスロット（７６）、及び各々が少なくとも１つのディスクポストフック（５２）を含む複数のディスクポスト（３８）を有し、前記ディスクポストが前記リムの周りで円周方向に配置され、前記ダブテールスロットが前記ディスクポストの間で円周方向に配置された、ディスク（３２）と、
前記ダブテールスロット内に配置されたダブテール根元（４８）を有する複数のファンブレード（４６）と、
複数のファンプラットフォーム（１０）であって、該ファンプラットフォームの各々が、軸方向前方に向いた前方境界面（２６）を有する前方部（２０）と、半径方向外向きの後方境界面（２８）を有する後方部（２２）と、少なくとも１つの取付け特徴部（３０）を有する移行部（２４）とを有し、前記取付け特徴部が少なくとも１つの係合タング（５４）を有し、前記移行部が、前記前方部と前記後方部との間で連結配置され、前記ファンプラットフォームが、前記ファンブレードの間で円周方向に配置される、ファンプラットフォームと、
各々が係合端部を有する複数の拘束クリップ（５６）と、
を備え、
前記拘束クリップの各々が、前記ファンブレードの間で円周方向に配置され、前記ディスクと前記ファンプラットフォームとの間で半径方向に配置されて、前記係合端部が前記係合タングを前記ディスクポストフックに連結する、ガスタービンエンジン。
【請求項１７】
前記拘束クリップによって、前記ファンプラットフォームと前記ディスクポストとの間の円周方向の相対運動が可能になる、請求項１６に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１８】
前記前方部及び前記後方部は、非締結となるように構成される、請求項１６に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１９】
ガスタービンエンジンのローター組立体を組み立てる方法であって、
ａ）ファンディスク及びブースタースプール組立体を準備する段階と、
ｂ）後方支持部を前記ブースタースプールに組み込む段階と、
ｃ）ファンブレードを前記ファンディスクに組み込む段階と、
ｄ）段階ｃ）の前記ファンブレードに隣接した前記ファンディスクにファンブレードを組み込む段階と、
ｅ）取付け特徴部を含むファンプラットフォームを隣接する前記ファンブレードの間に組み込む段階と、
ｆ）前記取付け特徴部を前記ファンディスクに固定する段階と、
ｇ）前記ファンディスクにファンブレード及び固定された取付け特徴部が実装されるまで、段階ｃ）からｆ）を繰り返す段階と、
ｈ）前方支持部を前記ファンディスクに組み込む段階と、
を含む方法。
【請求項２０】
前記取付け特徴部を前記ファンディスクに固定する段階は、アタッチメント部材を用いて実現される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２１】
前記取付け特徴部を前記ファンディスクに固定する段階は、拘束クリップを用いて実現される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記取付け特徴部を前記ファンディスクに固定する段階は、アタッチメント部材及び分離可能ダブテールインサートを用いて実現される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記取付け特徴部を前記ファンディスクに固定する段階は、非締結である、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の主題は、全体的にはガスタービンエンジンの構成要素及び組立体に関し、より具体的には、バイパスファンに用いる当該構成要素及び組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機を推進させるために用いられるターボファン式ガスタービンエンジンは、ローターディスクから半径方向外向きに延びる複数の円周方向に相隔たるファンブレードを有するファン組立体を含む。空気流は、各ブレードの間に送られて圧縮され、航空機を作動させる推力を発生する。一般に、ファン組立体は、複数の円周方向に相隔たるファンブレードを含み、各々は、ローターディスクの周囲又はリムにおいて相補的に軸方向に延びるダブテール溝又はスロットに配置されたダブテール根元を有する。ダブテール溝は、ダブテールポストで定められ、ブレードをローターディスクに対して半径方向に保持するために、ブレードのダブテール根元と相補的な形態である。また、ブレードは、ローターディスクに軸方向に固定されており、ブレードの上流及び下流方向への軸方向の移動を防ぐようになっている。スピナは、ファン組立体の前端部に取り付けられており、空気流が滑らかにファンに流入するようになっている。各ブレードの間を流れる空気流に関する半径方向内側流路境界は、ブレード根元の一体型又は非一体型のプラットフォームで与えられる。
【０００３】
ファン組立体を通過する空気流を増やして推力を増大させることを目的とすることが常である。この推力増大は、ファンブレード先端の半径を大きくすることで実現できる。しかしながら、このファンブレードの変更は、回転翼形部及び半径方向に隣接するファンケースの両方に影響を及ぼし、作動時にファン組立体のローターハードウェアによって支持する必要がある高い半径位置での重量が増える。ファンブレード先端の半径を大きくすることなく空気流を増大させる他の選択肢が存在する。ハブと呼ばれる場合もある内側流路境界は、半径方向内側に移動させることができるので、小径ハブとしてデザインされる。しかしながら、内側流路境界はディスク前端部においてディスクダブテールポストの上端に接触する傾向があるので、小径ハブは、プラットフォームとディスクとの間の組み立ての課題を提起し、結果的にプラットフォーム境界面及び取付け特徴部のための空間が制限される。
【０００４】
さらに、ファン組立体、特にファンブレードは、鳥の衝突及びファンブレード喪失イベントといった種々の衝突及び高い動的負荷イベントに対して試験される。このような衝突及びイベントの間に離脱するファンブレードを最小限にすることを目的とする場合が多い。一般的に、このイベントの間にプラットフォームはファンブレード面と接触し、ファンブレードの損傷及び潜在的なファンブレード部の離脱の可能性が高くなる。ファンブレード部の損傷及び潜在的な離脱を最小限にすることが望ましい。
【０００５】
鳥の衝突及びファンブレード喪失イベントの間にファンブレードの損傷及び潜在的な離脱を最小限にしながら、小径ハブ設計を可能にするための特徴部を組み込んだ、改良されたファンプラットフォームに対するニーズが依然としてさる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第2287446号明細書
【発明の概要】
【０００７】
ファンブレードの間でファンディスク上に配置され、ローター組立体の構成要素であるガスタービンエンジンのファンブレードプラットフォームが開示される。ローター組立体は、ガスタービンエンジンのバイパスファンに用いられる。プラットフォームは、回転軸の近位にある前方部、後方部、及び前方部と後方部との間の移行部を有する。前方部は軸方向前方に向いた前方境界面を有し、後方部は半径方向外向きの後方境界面を有し、移行部は少なくとも１つの取付け特徴部を有する。
【０００８】
ガスタービンエンジンのローター組立体を組み立てる方法が開示され、後方支持部をファンディスク及びブースタースプール組立体に組み込む。ファンブレードをファンディスクに組み込み、その後、他のファンブレードを最初のものに隣接するディスクに組み込む。次に、ファンプラットフォームを組み込み、隣接するブレード間の隙間を塞ぎ、取付け特徴部をディスクに固定する。ファンブレード及びファンプラットフォームの組み込みを繰り返してディスクのアニュラスを塞ぐ。最後に、前方支持部をファンディスク上に組み込む。
【０００９】
本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、１つ又はそれ以上の実施形態を例証しており、本明細書と共にこれらの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】バイパスファンを有するガスタービンエンジンの概略図。
【図２】ガスタービンエンジンのバイパスファン及びガスタービンエンジンのローター組立体の例示的な実施形態の断面図。
【図３】ガスタービンエンジンのバイパスファン及びガスタービンエンジンのローター組立体の他の例示的な実施形態の断面図。
【図４】図３のディスク、ファンプラットフォーム、及びファンブレードの斜視図。
【図５】ガスタービンエンジンのバイパスファン及びガスタービンエンジンのローター組立体の他の例示的な実施形態の断面図。
【図６】ガスタービンエンジンのバイパスファン及びガスタービンエンジンのローター組立体の他の例示的な実施形態の断面図。
【図７】ガスタービンエンジンのバイパスファン及びガスタービンエンジンのローター組立体の他の例示的な実施形態の断面図。
【図８】図７のディスク及びアタッチメント特徴部をセクション８−８で後方から見た断面図。
【図９】ガスタービンエンジンのバイパスファン及びガスタービンエンジンのローター組立体の他の例示的な実施形態の断面図。
【図１０】ガスタービンエンジンのバイパスファン及びガスタービンエンジンのローター組立体の他の例示的な実施形態の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、ガスタービンエンジン２２０の方向を提示すると共に、バイパスファン２２２、低圧圧縮機２２４、高圧圧縮機２２６、燃焼器２２８、高圧タービン２３０、及び低圧タービン２３２を含む選択された構成要素を示す。
【００１２】
図２を参照すると、ガスタービンエンジンのバイパスファン２２２及びガスタービンエンジンのローター組立体４００の例示的な実施形態の断面図が示されている。ローター組立体４００は、回転軸３００を囲むディスク３２を含み、該ディスクから、軸方向に配置された単列の円周方向に相隔たるファンブレード４６が半径方向外向きに延びる。ファンブレードのプラットフォーム１０は、ディスク３２から半径方向外向きで、隣接するファンブレード４６の間に円周方向に配置される。各ファンブレードのプラットフォーム１０は、前方支持部６４と軸方向で端と端を接して、軸方向前方に向いた前方境界面２６と、後方支持部６６と半径方向に接した半径方向外向きの後方境界面２８とを有する。さらに、各ファンブレードのプラットフォーム１０は、回転軸３００の近位にある前方部２０、後方部２２、及び前方部２０と後方部２２を接続する移行部２４を有する。移行部２４は取付け特徴部３０を有する。この例示的な実施形態において、取付け特徴部３０は、前方部２０及び後方部２２よりも大きな厚さのセクションと、取付け特徴部３０を貫通するクリアランスホール７０と、カウンタボア７２とを有する。クリアランスホール７０及びカウンタボア７２は同心であり、これらの共有中心線は、移行部２４の半径方向外面に対して略直交している。この最大厚さセクションに沿って、取付け特徴部３０は、クリアランスホール７０の中心線に対して略直交する半径方向内向き取付け面７４をさらに含む。
【００１３】
さらに図２を参照すると、ディスク３２は、前方ディスク端部４０、後方ディスク端部４２、ディスクリム３４、及びリム外面４４を有する。この例示的な実施形態において、前方ディスク端部４０の近傍では、リム外面４４が半径方向外向きに隆起して、リム３４の全域で円周方向に延在する円周方向ダブテールスロット７６を形成する。各取付け特徴部３０と対になるのはアタッチメント部材５０であり、該部材は、半径方向内向き取付け面７４に結合する半径方向外向き取付け面７８、固定された（ｓｔａｋｅｄ）ネジ付きインサート８０、及びダブテール形の半径方向内側端部８２を有する。アタッチメント部材５０は、円周方向ダブテールスロット７６に挿入され、次に、ファスナー６８、剪断ボルトが取付け特徴部３０を貫通してネジ付きインサート８０にネジ留めされ、結果的にファンプラットフォーム１０をアタッチメント部材５０に対して一致させて固定し、ディスク３２に対してダブテール形半径方向内側端部８２及び円周方向ダブテールスロット７６によって連結する。
【００１４】
円周方向ダブテールスロット７６の底部とダブテール形半径方向内側端部８２との間の半径方向の組み立て用ギャップは、必要に応じて約０．０１３ｃｍから０．３８ｃｍとすることができ、この例示的な実施形態では約０．１３ｃｍである。必要に応じて、円周方向ダブテールスロット７６の円周方向形状、嵌合するダブテール形半径方向内側端部８２、及び半径方向組み立て用ギャップによって、プラットフォーム１０は、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に移動することができる。さらに、前方支持部６４及び後方支持部６６に対するファンプラットフォーム１０の境界面は締結されておらず、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に相対移動できる。
【００１５】
以下の全ての図面において、図示の種々の実施形態の全体にわたって同じ参照符号は同じ要素を参照するために用いられる。
【００１６】
ここで図３を参照すると、ガスタービンエンジンのバイパスファン２２２及びガスタービンエンジンのローター組立体４００の例示的な実施形態の断面図を示す。この例示的な実施形態において、取付け特徴部３０は、前方部２０及び後方部２２に比較して大きな厚さのセクション及び取付け特徴部３０を貫通する一対の皿穴８４を有する。皿穴８４の中心線は、移行部２４の半径方向外面に対して略直交する。この最大厚さセクションに沿って、取付け特徴部３０は、皿穴８４の中心線に対して略直交する半径方向内向き取付け面７４をさらに含む。
【００１７】
さらに図３を参照すると、前方ディスク端部４０の近傍では、リム外面４４が半径方向外向きに隆起して、リム３４の全域で円周方向に延在するチャンネル８６を形成する。各取付け特徴部３０と対になるのはアタッチメント部材５０であり、該部材は、半径方向内向き取付け面７４に結合する半径方向外向き取付け面７８、一対の貫通穴８８、及び軸方向前方に延びるリップ９０を有する。アタッチメント部材５０は、チャンネル８６に挿入され、次に、皿頭ファスナー９２が取付け特徴部３０を貫通してナット９４にネジ留めされ、結果的にファンプラットフォーム１０をアタッチメント部材５０に対して一致させて固定し、ディスク３２に対してチャンネル８６及び軸方向前方に延びるリップ９０によって連結する。
【００１８】
軸方向前方に延びるリップ９０とリム外面４４との間の半径方向組み立て用ギャップは、必要に応じて、約０．０１３ｃｍから０．３８ｃｍとすることができ、この例示的な実施形態では約０．１３ｃｍである。チャンネル８６の円周方向形状、嵌合する軸方向前方に延びるリップ９０、及び半径方向組み立て用ギャップによって、プラットフォーム１０は、必要に応じて、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に移動することができる。さらに、ファンプラットフォーム１０の前方支持部６４及び後方支持部６６に接する部分は締結されておらず、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に相対移動できる。
【００１９】
図３のローター組立体４００の別の例示的な実施形態の斜視図を示し、ディスク３２に対して半径方向外向きに配置されたファンプラットフォーム１０及びファンブレード４６が記載される。また、１６個の円周方向に離間したダブテールスロット３６を含むディスク３２の特徴部が記載されており、該ダブテールスロット３６は、リム３４の周りに配置され、ディスクポスト３８の間で円周方向に延び、前方ディスク端部４０から後方ディスク端部４２へ軸方向に延び、ディスクリム外面４４から半径方向内向きに延びる。この別の例示的な実施形態に関して、ダブテールスロット３６内に配置されたダブテール根元４８を有する相補的な１６枚のファンブレード４６のセット及び円周方向に隣接するファンプラットフォーム１０が示されるが、ローター組立体４００の別の例示的な実施形態を上手く説明するために、３つのファンブレード４６及びファンプラットフォーム１０だけが示されている。１６のスロット３６及びブレード４６が記載されるが、ローター組立体４００には任意数のスロット３６、プラットフォーム１０、及びブレード４６を用いることができる。図４には、ファンプラットフォーム１０の前方境界面２６、後方境界面２８、回転軸３００の近くにある前方部２０、後方部２２、及び前方部２０と後方部２２を接続する移行部２４の詳細がさらに記載されている。これらの部分の半径方向外面は、各ファンブレード４６の間の内側流路境界を形成する。
【００２０】
ここで図５を参照すると、ガスタービンエンジンのバイパスファン２２２及びガスタービンエンジンのローター組立体４００の別の例示的な実施形態の断面図を示す。この例示的な実施形態において、取付け特徴部３０は、前方部２０及び後方部２２に比較して大きな厚さのセクション、取付け特徴部３０を貫通するクリアランスホール７０、及びカウンタボア７２を有する。クリアランスホール７０及びカウンタボア７２は同心であり、これらの共有中心線は、移行部２４の半径方向外面に対して略直交している。この最大厚さセクションに沿って、取付け特徴部３０は、クリアランスホール７０の中心線に対して略直交する半径方向内向きの取付け面７４をさらに含む。
【００２１】
さらに図５を参照すると、前方ディスク端部４０の近傍では、リム外面４４が半径方向外向きに隆起して、リム３４の全域で円周方向に延在する円周方向開口９６を形成する。各取付け特徴部３０と対になるのはアタッチメント部材５０であり、該部材は、半径方向内向き取付け面７４に結合する半径方向外向き取付け面７８、及び反対側の接合端部９８を有するアーチ型断面を有する。アタッチメント部材５０は、円周方向開口９６に挿入され、次に、ファスナー６８、平頭剪断ボルトが取付け特徴部３０を貫通してナット９４にネジ留めされ、結果的にファンプラットフォーム１０をアタッチメント部材５０に対して一致させて固定し、ディスク３２に対して反対側の両接合端部９８及び円周方向開口９６によって連結する。
【００２２】
円周方向開口９６の底部と、反対側の両接合端部９８との間の半径方向組み立て用ギャップは、必要に応じて約０．０１３ｃｍから０．３８ｃｍとすることができ、この例示的な実施形態では約０．１３ｃｍである。必要に応じて、円周方向開口９６の円周方向形状、嵌合する反対側の各接合端部９８、及び半径方向組み立て用ギャップによって、プラットフォーム１０は、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に移動することができる。さらに、ファンプラットフォーム１０の前方支持部６４及び後方支持部６６に接する部分は締結されておらず、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に相対移動できる。
【００２３】
図６を参照すると、ガスタービンエンジンのバイパスファン２２２及びガスタービンエンジンのローター組立体４００の別の例示的な実施形態の断面図を示す。この例示的な実施形態において、取付け特徴部３０は、半径方向内向き及び軸方向前方に延びる係合タング５４を有する。取付け特徴部３０の半径方向内向き面の大部分は、回転軸３００に対してほぼ平行な半径方向内向き取付け面７４をさらに含む。
【００２４】
さらに図６を参照すると、前方ディスク端部４０の近傍で、リム外面４４は半径方向外向きに隆起して、リム３４の全域で円周方向に延在するディスクポストフック５２を形成する。ディスクポストフック５２は、半径方向内向き取付け面７４に結合する半径方向外向き面７８を有する。係合端部５８、拘束端部６０、及び拘束端部６０を係合端部５８に連結するブリッジ部６２を有する拘束クリップ５６は、リム外面４４の半径方向外側、及びファンプラットフォーム１０の前方部２０の半径方向内側に配置される。係合端部５８は、Ｃ形断面であり、係合タング５４及びディスクポストフック５２に取り付けられるので、ファンプラットフォーム１０及びディスク３２を一致させて固定する。
【００２５】
係合端部５８の底部とリム外面４４との間の半径方向組み立て用ギャップは、必要に応じて、約０．０１３ｃｍから０．３８ｃｍとすることができ、この例示的な実施形態では約０．１３ｃｍである。必要に応じて、ディスクポストフック５２の円周方向形状、嵌合する係合タング５４、係合端部５８、及び半径方向組み立て用ギャップによって、プラットフォーム１０は、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に移動することができる。さらに、ファンプラットフォーム１０の前方支持部６４及び後方支持部６６、並びに取付け特徴部３０に接する全ての部分は締結されておらず、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に相対移動できる。
【００２６】
図７は、ガスタービンエンジンのバイパスファン２２２及びガスタービンエンジンのローター組立体４００の別の例示的な実施形態の断面図を示す。この例示的な実施形態において、取付け特徴部３０は、半径方向内向き及び軸方向前方に延びる係合タング５４を有する。取付け特徴部３０は、いずれも回転軸３００に対してほぼ平行な半径方向内向き間隙面１００及び半径方向外向き取付け面７８をさらに含む。
【００２７】
さらに図７を参照すると、前方ディスク端部４０の近傍で、リム外面４４は半径方向外向きに隆起して、ディスクポストフック５２を形成する。この別の例示的な実施形態において、図７のセクション８−８で切り取り後方から前方を見た断面図である図８に示すように、ディスクポストフック５２は、リム３４に沿って軸方向で、ディスクリム外面４４上を半径方向に延びる軸方向Ｔスロット１０２を有する。係合端部５８、拘束端部６０、及び拘束端部６０を係合端部５８に連結するブリッジ部６２を有する拘束クリップ５６は、リム外面４４の半径方向外側、及びファンプラットフォーム１０の前方部２０の半径方向内側に配置される。図７及び図８に示すように、係合端部は、半径方向内向き取付け面７４、及びディスクフック５２の軸方向Ｔスロット１０２に相補的な軸方向Ｔ形セクション１０４を有する。係合端部５８は、係合タング５４をディスクポストフック５２に取り付けられるので、ファンプラットフォーム１０及びディスク３２を一致させて固定する。
【００２８】
半径方向内向き間隙面とリム外面４４との間の半径方向組み立て用ギャップは、必要に応じて、約０．０１３ｃｍから０．３８ｃｍとすることができ、この例示的な実施形態では約０．１３ｃｍである。必要に応じて、係合タング５４の円周方向形状及び嵌合する係合端部５８、さらに半径方向組み立て用ギャップによって、プラットフォーム１０は、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に移動することができる。さらに、ファンプラットフォーム１０の前方支持部６４及び後方支持部６６、並びに取付け特徴部３０に接する全ての部分は締結されておらず、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に相対移動できる。
【００２９】
図６及び図７に示すガスタービンエンジンのローター組立体４００の別の例示的な実施形態において、拘束端部６０は、前方境界面２６の下で軸方向前方及び半径方向に延び、ディスク前方端部４０の軸方向前方先端部の直前で終端する。拘束端部６０は、ディスク外面４４に載っており、前方支持部６４及び前方部２０によって拘束される。拘束端部６０を保持する別の方法としては、例えば、拘束端部６０を前方かつ半径方向内向きに延ばして、拘束端部６０をディスク前方端部４０の軸方向前方先端部上で入れ子にする方法を挙げることができる。このような延長された拘束端部６０は、同様に前方支持部６４及び前方部２０によって半径方向に保持すること、もしくはディスク前方端部４０に固定することができる。
【００３０】
図９は、ガスタービンエンジンのバイパスファン２２２及びガスタービンエンジンのローター組立体４００の別の例示的な実施形態の断面図を示す。この例示的な実施形態において、取付け特徴部３０は、前方部２０及び後方部２２に比較して大きな厚さのセクション及び取付け特徴部３０を貫通する一対の皿穴８４を有する。皿穴８４の中心線は、移行部２４の半径方向外面に略直交する。この最大厚さセクションに沿って、取付け特徴部３０は、皿穴８４の中心線に対して略直交する半径方向内向きの取付け面７４をさらに含む。
【００３１】
さらに図９を参照すると、ディスク３２は、前方ディスク端部４０及び後方ディスク端部４２を有する。後方ディスク端部４２において、各ディスクポスト３８は、垂直取付け部１０６を有する。各取付け特徴部３０と対になるのはアタッチメント部材５０であり、該部材は、半径方向内向き取付け面７４と相補的な半径方向外向き取付け面７８、トラスアーム１０８、及び後方取付け面１１０を有する。回転軸３００を囲むブースタースプール１１２は、ディスク３２の半径方向外側で、後方ディスク端部４２及びアタッチメント部材５０の両者の後方に配置され、垂直ボルトフランジ１１４を有する。アタッチメント部材５０の後方取付け面１１０は、垂直取付け部１０６及び垂直ボルトフランジ１１４に適合させる。次に、ファスナー６８を垂直取付け部１０６、垂直ボルトフランジ１１４、及びアタッチメント部材５０に挿入して、ナット９４にボルト留めする。組み立てを続けて、プラットフォーム１０をアタッチメント部材５０に設けて皿頭ファスナー９２を取付け特徴部３０及びアタッチメント部材５０に貫通させてナット９４にボルト留めされ、結果的にファンプラットフォーム１０をアタッチメント部材５０に対して一致させて固定し、ディスク３２に対して後方取付け面１１０及び垂直取付け部１０６によって連結する。
【００３２】
トラスアーム１０８、後方部２２、後方支持部６６、及びブースタースプール１１２の組み合わせは、断面で見た場合、概して四角ボックス構造を形成し、これはローター組立体４００の作動時に、プラットフォーム１０の質量の大部分を効率的に支持する。この効率的なボックス構造によって、ファンプラットフォーム１０の前方支持部６４との境界面を非締結とすることができ、ディスクリム外面４４上の複雑な追加のディスクが必要なくなり、結果的に、小径ハブ設計を可能にしながら、プラットフォームが軽量になり、組み立ての複雑性が低減され、組み立て時間が短縮される。
【００３３】
図１０を参照すると、ガスタービンエンジンのバイパスファン２２２及びガスタービンエンジンのローター組立体４００の別の例示的な実施形態の断面図を示す。この例示的な実施形態において、同様に、取付け特徴部３０は、前方部２０及び後方部２２に比較して大きな厚さのセクション、取付け特徴部３０を貫通するクリアランスホール７０、及びカウンタボア７２を有する。クリアランスホール７０及びカウンタボア７２は同心であり、これらの共有中心線は、移行部２４の半径方向外面に対して略直交している。この最大厚さセクションに沿って、取付け特徴部３０は、クリアランスホール７０の中心線に対して略直交する半径方向内向き取付け面７４をさらに含む。この例示的な実施形態において、取付け特徴部３０及びアタッチメント部材５０の各々は、分離可能なダブテールインサート１１６に結合する。インサート１１６は、半径方向内向き取付け面７４に結合する取付け面１１８、固定されたネジ付きインサート８０、及びダブテール形半径方向内側端部８２を有する。アタッチメント部材５０の半径方向外向き取付け面７８は、インサート１１６のダブテール形半径方向内側端部８２と相補的な円周方向ダブテールスロットとして形作られている。インサート１１６は、アタッチメント部材５０に挿入されてダブテール形特徴部に嵌合し、次に、ファスナー６８、剪断ボルトが取付け特徴部３０を貫通してネジ付きインサート８０にネジ留めされ、結果的にファンプラットフォーム１０をインサート１１６に対して一致させて固定し、アタッチメント部材５０に対してダブテール形半径方向内側端部８２及びアタッチメント部材５０の半径方向外向き取付け面７８によって連結する。
【００３４】
図９で説明したのと同様の効率的なボックス構造がこの例示的な実施形態に提示され、ディスクリム外面４４上の複雑な追加のディスクが必要なくなり、プラットフォームが軽量になり、組み立ての複雑性が低減され、組み立て時間が短縮され、小径ハブ設計が可能になる。ダブテール形半径方向内側端部８２とアタッチメント部材５０の半径方向外向き取付け面７８との間の半径方向組み立て用ギャップは、必要に応じて、約０．０１３ｃｍから０．３８ｃｍとすることができ、この例示的な実施形態では約０．１３ｃｍである。さらに、必要に応じて、ダブテール形半径方向内側端部８２の円周方向形状及び半径方向外向き取付け面７８、さらに半径方向組み立て用ギャップによって、プラットフォーム１０は、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に移動することができる。さらに、ファンプラットフォーム１０の前方支持部６４及び後方支持部６６、並びに取付け特徴部３０に接する全ての部分は留められておらず、衝突及び動的負荷イベント時、ディスク３２に対して円周方向に相対移動できる。この例示的な実施形態において、ファンプラットフォーム１０の前方支持部６４及び後方支持部６６との境界面を非締結とすることができ、衝突及び動的負荷イベント時、ファンプラットフォーム１０は、ディスク３２に対して円周方向に移動することができる。
【００３５】
アタッチメント部材５０、拘束クリップ５６、又は他のアタッチメント部材５０及び分離可能インサート１１６を用いて取付け特徴部３０をファンディスク３２に固定するための組立体の説明は、前述のローター組立体４００の例示的な実施形態の各々の詳細な説明に含まれる。大型ローター組立体４００を組み立てるために、最初にファンディスク３２及びブースタースプール１１２の組立体が提供される。次に後方支持部６６を設けてブースタースプール１１２に締結する。次に、ファンブレード４６をファンディスク３２のダブテールスロット３６に挿入し、その後、２番目のファンブレード４６を隣のディスクスロット３６に挿入する。次に、ファンプラットフォーム１０を各ファンブレード４６の間で円周方向かつディスク３２上で半径方向に挿入し、後方支持部６６によって軸方向に位置決めして、ディスク３２とほぼ一致させる。次に、ファンプラットフォーム１０の取付け特徴部３０をディスク３２に固定する。次に、このファンブレード４６の導入で始まる順序を、ファンディスク３２の全てのアニュラスにファンブレード４６、取付け特徴部３０、及び関連のファンプラットフォーム１０が実装されるまで、後続のダブテールスロット３６に対して繰り返す。最後に、前方支持部６４をディスク３２の前方ディスク端部４０に固定する。
【００３６】
ローター組立体４００の例示的な実施形態の個々の構成要素の適切な製造方法及び材料は、航空宇宙産業では公知であり、例えば、スチール、アルミニウム、又はチタニウム板の機械加工、並びにポリマー組成物のオートクレーブ処理及び圧縮成形等の一般的な航空宇宙製造方法を含む。ボルトトルク、潤滑等の適切な組立規格は、航空宇宙産業では公知である。
【００３７】
本発明の実施形態の以上の説明は、例示目的であり特許請求の範囲で定義される本発明の範囲を限定するものではない。本発明の他の変更例は、当業者には本明細書の教示から明らかであり、従って、本発明の真の精神の範囲内にあるこのような変更例は、特許請求の範囲によって保護されることが望ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ファンプラットフォーム
２０  前方部
２２  後方部
２４  移行部
２６  前方境界面
２８  後方境界面
３０  取付け特徴部
３２  ディスク
３４  ディスクリム
４０  前方ディスク端部
４２  後方ディスク端部
４４  リム外面
４６  ファンブレード
４８  ダブテール根元
５０  アタッチメント部材
６４  前方支持部
６６  後方支持部
６８  ファスナー
７０  クリアランスホール
７２  カウンタボア
７４  半径方向内向き取付け面
７６  円周方向ダブテールスロット
７８  半径方向外向き取付け面
８０  ネジ付きインサート
８２  ダブテール形半径方向内側端部
３００  回転軸
４００  ローター組立体
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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