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JP2845971B2 - ロータ・ブレード・リテイナ - Google Patents

ロータ・ブレード・リテイナ

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Publication number
JP2845971B2
JP2845971B2 JP1218774A JP21877489A JP2845971B2 JP 2845971 B2 JP2845971 B2 JP 2845971B2 JP 1218774 A JP1218774 A JP 1218774A JP 21877489 A JP21877489 A JP 21877489A JP 2845971 B2 JP2845971 B2 JP 2845971B2
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blade
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rotor blade
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JP1218774A
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ロバート・ジェームズ・コースメイアー
ロナルド・ユージン・シュレチトウェグ
リチャード・ウィリアム・アルブレチト，ジュニア
デニス・ポール・ドライ
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JENERARU EREKUTORITSUKU CO
Original Assignee
JENERARU EREKUTORITSUKU CO
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 この発明は、ターボ機械のロータ構造に関し、具体的
にはロータ・ブレード（動翼）をターボ機械のロータ・
ディスク上で軸線方向に保持する構造に関する。
発明の背景 ターボ機械、たとえば高性能ガスタービンエンジンは
圧縮機およびタービンを備え、それらはいずれも軸線方
向に間隔をあけた１つ以上の環状バンク又は列の固定ス
テータ・ベーン（静翼）を回転するロータ・ブレードの
列間に配置した構成をとっている。各ロータ・ブレード
にはロータ先端、エアーホイル及びダブテイル形基部又
はルートが設けられ、そのダブテイル形ルートがロータ
・ディスク（動翼円板）のウェブ（腹材）またはリムに
支持された隣接するダブテイル形ポスト間に画定された
対応する軸線方向溝に嵌まる。ロータ・ブレードのダブ
テイル形ルートとロータ・ディスクの隣接ダブテイル形
ポスト間の軸線方向溝との連結により、各ロータ・ブレ
ードのロータ・ディスクに対する半径方向および隣接方
向の移動を阻止する。
ロータ・ブレードの軸線方向移動、即ちロータ・ディ
スクおよびエンジンの長さ方向軸線に沿った移動を阻止
するために。１個以上のブレード・リテイナ（動翼保持
装置）をロータ・ディスクの軸線方向溝に隣接配置して
いる。これらのブレードリテイナはロータ・ディスクに
固着して、ロータ・ブレードを所定位置に持続できるだ
けでなく、ロータ・ブレードを取り替えるために簡単に
取外すことができなければならない。
ブレード・リテイナをロータ・ディスクに固定するに
は、ボルトとナットをロータ・ディスクのまわりに円周
方向に離して用いる方法がもっとも普通である。ボルト
はブレード・リテイナとロータ・ディスクとを強固に連
結するが、多くの問題がある。ブレード・リテイナおよ
びロータ・ディスクに形成したボルト穴が応力の局部的
に集中する区域となり、このためこれらの部品のサイク
ル寿命が短くなる。このことは、ロータ・ディスクおよ
びロータ・ブレードが高性能ガスタービンエンジン内で
作動する際の高温と高速とを考慮すると特に顕著であ
る。
このような局部的な応力を軽減するために、従来の設
計のなかには、ブレード・リテイナおよびロータ・ディ
スクのリム両方について、ボルト穴を形成する区域に別
の材料を付加するものがある。この方法は局部的応力を
軽減できるが、そのような材料を追加するとブレード・
リテイナだけでなく、ロータ・ディスクも含めた全体重
量が増加する。さらに、ブレード・リテイナを製作する
のに用いる高強度鍛造品は機械加工が困難であり、代表
的には電気化学的切削加工を用いる必要がある。
軸線方向ブレード・リテイナをロータ・ディスクに固
定するのにボルトを用いることには組立および性能上の
問題もある。ブレード・リテイナを所定位置に装着する
には比較的多数のボルトとナットを円周方向に間隔をあ
けて取付けなければならず、また後でロータ・ブレード
を交換するときにはそれを取外さなければならない。そ
の上、連結部に過剰な応力がかかるのを避けるためにボ
ルトに慎重にトルクをかけなければいけないが、このた
め組立時間が長くかかる。ボルト頭とナットはロータ・
ディスクのリムから突出しているので、周囲空気の温度
を上昇させ、ディスクを横切る空気流にじょう乱、すな
わち「気擦（ウィンディジ）」を生じ、その両方の結果
としてエンジン性能が低下する。
上述した問題に鑑みて、種々のボルトなしブレード・
リテイナが開発されており、たとえばいずれも本出願人
に譲渡されたコースマイア（Corsmeier）らの米国特許
第3,768,924号、ブリスケン（Brisken）らの米国特許第
4,171,930号及びコースマイアからの米国特許第4,304,5
23号に開示されている。これらの特許に開示された形式
その他の設計は、ロータ・ディスクのリムおよびブレー
ド・リテイナへの局部的応力集中の問題を軽減し、組立
時間およびその難しさを軽減し、ブレード・リテイナお
よびロータ・ディスクの重量を軽くし、そして場合によ
ってはコストを下げる。それでもなお克服しなければな
らない問題が残されている。
たとえば、米国特許第3,768,924号に示されたような
設計では、ボルトなしブレード・リテイナの半径方向内
側部分に複数個のタブを形成し、これらをロータ・ディ
スクに切削加工した複数個のスロットと連動させる。こ
の構成は、ブレード・リテイナをロータ・ディスクに固
定する手段として有効であるが、タブやスロットを製作
するのに比較的多量の切削を必要とし、このためコスト
が上昇する。
米国特許第4,171,930号に示されたような他の形式の
ブレード・リテイナは、クリップまたはシャーワイヤ
（剪断張り線）を用いてブレード・リテイナをロータ・
ディスクに固定する。このようなクリップまたは張り線
は、ブレード・リテイナとディスクとをしっかり連結す
るのに有効であるが、大抵の場合ターボ機械の圧縮機ま
たはタービン内の空気流の中に突出する。このため気擦
問題を起こし、空気の温度を上昇するおそれがあり、結
果としてエンジン性能が低下する。
したがって、ブレード・リテイナをロータ・ディスク
に固定する構造を、ターボ機関の圧縮機またはタービン
を通過する空気の流路から取り除くのが好ましい。たと
えば米国特許第4,304,523号に示されているように、ボ
ルトなしブレード・リテイナを、ロータ・ディスクに形
成した凹所またはスロットルに嵌めた保持部材により所
定位置に保持する設計が考案されている。保持部材を凹
所内にブレード・リテイナとロータ・ディスクの一部と
の間でくさび状にはさみ、こうしてブレード・リテイナ
をロータ・ディスクに対して軸線方向に固定された位置
に保持する。
米国特許第4,304,523号に示された形式のボルトなし
ブレード・リテイナには気擦作用を軽減する効果がある
が、このような設計では、ブレード・リテイナをロータ
・ディスク上の所定位置にしっかりロックするために、
保持部材をブレード・リテイナおよびロータ・ディスク
に関して着座したロック位置に移動しなければならな
い。保持部材をロック位置に確実に入れるためのフェイ
ルセーフ構造が設けられておらず、したがってもしも組
立操作を適切に行なわないと、ブレード・リテイナをあ
る位置に保持することはできても、所定位置にロックで
きないことがありうる。
発明の要旨 したがって、この発明の目的は、ロータ・ブレードを
ロータ・ディスクに対して軸線方向に固定した位置を維
持し、気擦作用を軽減し、軽量であり、組立と分解が容
易であり、ロータ・ブレードのロータ・ディスクへの適
正な組み付けを要求するフェイルセーフ機構をもち、破
損があってもブレード・リテイナまたはインペラを所定
位置に維持できる。ターボ機関のロータ・ブレード用ボ
ルトなしブレード・リテイナを提供することにある。
このような目的を達成するこの発明のブレード保持構
造では、環状延長部またはフックがロータ・ディスクの
ウェブ（桁腹）上のダブテイル形ポストそれぞれに形成
されている。各ダブテイル形ポスト上のフックは半径方
向内方へロータ・ディスクのハブに向って延在し、ダブ
テイル形ポストの本体から離間しており、相互間に空所
を画定する。環状ブレード・リテイナまたはインペラ
は、その内端がロータ・ディスクのウェブに支持され、
その外端がロータ・ディスクの隣接するダブテイル形ポ
スト間の軸線方向溝に装着された各ロータ・ブレードの
一端に接続するようになっている。インペラは半径方向
外方へ延在するフランジを有し、このフランジはダブル
テイル形ポストのフックにより画定された空所内に、フ
ックから離れて配置される。保持リングがダブルテイル
形ポストのフックとインペラのフランジとの間に介在
し、こうしてインペラをダブテイル形ポストに関して軸
線方向に固定し、かくしてインペラがロータ・ブレード
のロータ・ディスクに対する軸線方向移動を阻止する。
この構造には従来技術と比べて多数の利点がある。ダ
ブテイル形ポストの環状フックとロータ・ディスクのウ
ェブとの間に画定された空所は保持リングをほぼ囲み、
気擦作用を軽減するかなくす。保持リングは、ターボ機
械内を通過する空気から、その外端が保持リングの片側
に配置されたインペラにより隔離されている。ダブテイ
ル形ポストのフック、インペラおよびブレードのダブテ
イル形基部は保持リングをかなりな範囲まで包囲ている
ので、保持リングが折れたり破損して２つ以上の破片に
なったとしても、それらの破片がダブテイル形ポストの
フック、ブレードのダブテイル形基部、およびインペラ
のフランジの間の位置に保留され、インペラはロータ・
ディスクに関して所定位置に維持される。１実施態様で
は、保持リングをもう１つ追加の構造で包囲して破損に
も保持リングを所定位置に保持する。すなわち、保持リ
ングのうしろに位置する各ロータ・ブレードのルートに
延長部を形成し、一方インペラには保持リングの前方部
分を囲む前面を有するスロットを形成する。
好ましい実施態様では、保持リングが平行な脚部を有
する環状のＵ字形部材である。Ｕ字形保持リングの片方
の脚部はロータ・ディスクのダブテイル形ポストに設け
たフックの対向面とインペラのフランジとの間に配置さ
れて、インペラのロータ・ディスクに関する軸線方向移
動を阻止する。Ｕ字形保持リングの他方の脚部はインペ
ラの一部の上にのり、組立、分解が容易になっている。
Ｕ字形保持リングは、組立操作が適切に行なわれたこ
とを確認するフェイルセーフ機能もそなえる。Ｕ字形保
持リングを形成する２つの脚部の長さは、保持リングが
ダブテイル形ポストおよびインペラに関して着座ロック
位置に入っていないと、保持リングが隣接するダブテイ
ル形ポスト間の軸線方向溝内に挿入されたロータ・ブレ
ードのダブテイル形基部またはルートの邪魔をするよう
な長さになっている。すなわち、Ｕ字形保持リングがダ
ブテイル形ポストのフックとインペラのフランジとの間
に完全に着座していないと、保持リングがロータ・ディ
スクのダブテイル形ポスト間の軸線方向溝内に挿入する
ロータ・ブレードの通路内にはみ出る。この特徴により
インペラをロータ・ディスクに装着する際の作業者の間
違いがなくなる。
好ましい実施態様では、この発明の保持構造をダブテ
イル形ポストの前側に配置して、ロータ・ブレードの軸
線方向前方への移動を拘束する。インペラまたは他のブ
レード・リテイナをタブテイル形ポストの前側に装着す
るための組立作業は、つぎのように行なう。保持リング
を各ダブテイル形パストのフックと本体部分との間に画
定された空所に配置する。つぎにインペラをロータ・デ
ィスクの上に、その上端がロータ・ブレードのルートと
係合する位置にくるとともに、そのフランジがフックと
ロータ・ディスクのウェブとの間の空所内のダブテイル
形ポストのフック部分に面するように、配置する。つぎ
に、Ｕ字形保持リングを半径方向内方へロータ・ディス
クのハブに向けて移動し、片方の脚部をフックとフラン
ジの向かい合う表面間に挿入するとともに、他方の脚部
をインペラの一部の上にのせる。保持リングがこの着座
ロック位置にあれば、つぎにロータ・ブレードをそれぞ
れ隣接するダブテイル形ポスト間の軸線方向溝に、ロー
タ・ディスクに軸線方向に固定されたインペラに当たる
まで挿入することができる。
ロータ・ブレードの対向の後側は、コースマイアらの
米国特許第4,304,523号に開示されているような構造に
より所定位置に保持する。インペラの下端をロータ・デ
ィスクに装着するのにもこの同じ構造を用いることがで
きる。
この発明の現在のところ好適な実施態様の構造、作用
および効果をさらに明瞭にするために、以下に図面を参
照しながらさらに説明する。
具体的な構成 第１図および第２図に、ターボ機関、たとえば高性能
ガスタービンエンジンの圧縮機またはタービンの一部を
概略的に示す。第１図はロータ・ブレートおよびロータ
・ディスクを後方に見た立面図で、第２図はインペラ、
ロータ・ディスクおよびロータ・ブレード間の連結部を
示す。ロータ・ディスク10は、ガスタービンエンジン
（図示せず）の中心線14に軸線方向に平行に延在するハ
ブ12、ハブ12から半径方向外方に延在するウエブ（腹
材）16、およびウエブ16に支持された複数個のダブテイ
ル形ポスト18を有する。通常、ロータ・ディスク10およ
びその全ての構成要素は形状が環状で、１つ以上の円周
方向に延在する列またはバンクに配列されたロータ・ブ
レード20を支持する（第１図には１列の一部を図示）。
各ロータ・ブレード20は、ブレード先端を有するエアー
ホイル22、プラットホーム26、およびダブテイル形ルー
ト28を有する。
各ロータ・ブレード20のダブテイル形ルート28は、ロ
ータ・ディスク10の隣接するダブテイル形ポスト18間に
画定された対応するダブテイル（あり）溝30に軸線方向
に摺動できる。ロータ・ブレード20が第１図に示す通り
の位置にあるとき、各ロータ・ブレードは半径方向およ
び接線方向両方の移動ができない所定位置に保持されて
いる。ダブテイル形ポスト18はロータ・ブレード20の軸
線方向の移動を妨げない。
この明細書において、用語「半径方向」はロータ・デ
ィスク・ハブ12の中心線14に向かうかそこから遠ざかる
方向を指し、たとえば「半径方向外方」は中心線14から
遠ざかる方向を示し、「半径方向内方」は中心線14に近
づく方向を示す。用語「軸線方向」は長さ方向軸線また
は中心線14に平行な方向を示す。第２図および第３図で
見て、用語「前方」は図面の左側を指し、用語「後方」
は図面の右側を指す。また用語「接線方向」は中心線14
に垂直にかつ紙面に垂直な方向を指す。
第２図および第３図に、ロータ・ブレード20の軸線方
向前方への移動を防止するリテイナ構造の好適な実施例
を示す。ロータ・ディスク10のダブテイル形ポスト18に
はそれぞれ、後面34を有する半径方向内方に延在するフ
ック32が形成されている。フック32はダブテイル形ポス
ト18の本体から離れ、相互間に空所36を画定する。
第１〜３図の実施例および第４図では、ダブテイル形
ポスト18およびロータ・ブレード20を、ロータ・ディス
ク10に支持された一体の環状インペラ38で空気冷却す
る。インペラ38の冷却機能はこの発明の一部を構成する
ものではないので、ここでは説明しない。
インペラ38はその内端40がロータ・ディスク10のウエ
ブ16に形成された突起42に装着され、またその上端44が
隣接するダブテイル形ポスト18間に画定されたダブテイ
ル溝30をまたぐ。インペラ38の内端40をウェブ16に装着
する特殊構造について詳しく説明しよう。好ましい実施
例では、インペラ38には複数個のリブ46が設けられてい
る（第２図および第３図ではその１つを示す）。これら
のリブ46は冷却空気の流れを半径方向外方へダブテイル
形ポスト18およびロータ・ブレード20に導いてこれらの
部品を冷却するように構成されている。インペラ38に
は、前面49を有する半径方向外方に延在するフランジ48
が設けられ、また多数のタブ50がインペラ38の円周にそ
って間隔をあけて配列されている（第２図および第３図
ではその１つを示す）。インペラ38がロータ・ディスク
10に対して所定の位置にあるとき、フランジ48の前面49
はフック32の後面34と向かい合い、またタブ50はダブテ
イル形ポスト18のフック32に接触してロータ・ディスク
10に対するインペラ38の回転を阻止する。
環状の割りリング・シール52がインペラ38の外端44に
形成された溝54にはまり、ダブテイル形ポスト18に密着
している。この割りリング・シール52は、インペラ38に
沿って半径方向外方へロータ・ブレード20に通過してゆ
く冷却空気の漏れを防止する。
第３図に示すように、インペラ38の外端44は、Ｕ字形
保持リング56によりロータ・ディスク10に対して軸線方
向固定位置に装着される。保持リング56は、図面で見
て、前脚部58および後脚部60を有し、後脚部60の方が前
脚部58よりすこし短い。後述する組立操作の際、保持リ
ング56は第２図および第３図に示す通りの着座したロッ
ク位置に移動でき、この位置で前脚部58はフック32の後
面34とフランジ48の前面49との間にはさまれ、また保持
リング56の後脚部60はインペラ38のフランジ48の上にの
る。
保持リング56が着座ロック位置にあるとき、インペラ
38の軸線方向前方への移動は、保持リング56とダブテイ
ル形ポスト18のフック32との係合により阻止される。イ
ンペラ38の軸線方向後方への移動は、インペラ38に形成
されたノッチ62とロータ・ディスク10のウェブ16に形成
された肩部64との係合により、またインペラ38の内端40
をウェブ16に装着する後述の構造により阻止される。一
方、隣接するダブテイル形ポスト18間に画定されたダブ
テイル溝30内でのロータ・ブレード20の軸線方向移動
は、軸線方向前方にはインペラ38の外端44により拘束さ
れる。
この発明の重要な特徴の１つは、保持リング56が空所
36内に以下の態様で捕捉されていることである。即ち、
例え保持リング56が折れたり破損して２つ以上の破片に
なったとしても、それでもなおフック32とフランジ48の
間の位置に留まってインペラ38、したがてロータ・ブレ
ード20の軸線方向前方への移動を効果的に防止しようと
する。第１〜３図の実施例に示すように、ロータ・ブレ
ード20はダブテイル溝30内で軸線方向に摺動し、Ｕ字形
保持リング56から半径方向外方へ若干距離離れている。
したがって、保持リング56は、半径方向の移動をロータ
・ブレード20により、軸線方向前方への移動をダブテイ
ル形ポスト18のフック32により、そして軸線方向後方へ
の移動をインペラ38のフランジ48により阻止されてい
る。
第４図の別の実施例に示すように、保持リング56は、
ロータ・ブレード20のダブテイル形ルート28に半径方向
内方に延在するタブ66を、またインペラ38にスロット67
を設けることにより、空所36内に拘束または捕捉するこ
とができる。タブ66を保持リング56の後脚部60より僅か
に後方に配置して、破損時の保持リング56の軸線方向後
方への移動を阻止する。インペラ38のスロット67を、イ
ンペラ38のフランジ48の前面49とこの前面49に向かい合
う後面70を有する肩部68との間に形成する。保持リング
50の前脚部58をスロット67内にはめ、保持リング56を軸
線方向に拘束する。こうすれば、たとえ保持リング56が
折れたり破損して２つ以上の破片になったとしても、保
持リング56をダブテイル形ポスト18のフック32に当接し
た位置に保つのに役立つ。第４図に示す実施例の残りの
構造は第１〜３図に関連して説明したものと同じであ
る。
次に第５図に移って、この発明のブレード・リテイナ
の別の実施例を説明する。この実施例では、インペラ38
の代りにブレード・リテイナ72を用いる。ブレード・リ
テイナ72は、ガスタービンエンジンを通過する空気で冷
却しないロータ・ディスク20と組合わせて用いるのに特
に適当である。第５図のダブテイル形ポスト18、フック
32および保持リング56は第１〜４図に示したものと同じ
である。ブレード・リテイナ72はこのような構造とイン
ペラ38と同じように協働するようになっているが、イン
ペラ38よりはるかに軽く、小さい。
ブレード・リテイナ72は大体Ｌ字形で、その外端74が
隣接するダブテイル形ポスト18間のダブテイル溝30をま
たぐようになっており、またその内端76がロータ・ディ
スク10のウェブ16に形成した肩部78の下側にくる。ブレ
ード・リテイナ72には、凹所80および半径方向外方に延
在する突起82が設けられている。第５図に示す位置でロ
ータ・ディスク10に装着したとき、Ｕ字形保持リング56
はブレード・リテイナ72の凹所80にすべりこみ、ダブテ
イル形ポスト18のフック32とブレード・リテイナ72の突
起82との間にくさび状にはまるようになっている。この
位置で、保持リング56は、ブレード・リテイナ72のロー
タ・ディスク10に対する軸線方向前方への移動を拘束
し、したがってブレード・リテイナ72の外側74がロータ
・ブレード20の軸線方向前方への移動を阻止する。
つぎに第6A〜6D図に移る。これらの図は、インペラ38
をロータ・ディスク10に装着する手順を説明する。ブレ
ード・リテイナ72をロータ・ディスク10に取付ける際に
も同じ手順をとる。
第6A図に示すように、まず保持リング56をダブテイル
形ポスト18のフック32により画定された空所36内に完全
に入れる。保持リング56は第１図に86で示すように割り
リングであるので、これを圧縮し、１列の円周方向に間
隔をあけて配列されたダブテイルポスト18により画定さ
れた環状空所36内に挿入することができる。保持リング
56の前脚部58はダブテイスポスト18のフック32の長さに
大体等しいので、前脚部58がフック32を越えて突き出る
ことはない。少なくとも１つのクランプまたはワイヤ88
をダブテイルポスト18の半径方向外端と保持リング56の
後脚部60の底面との間に配置し、保持リング56を空所36
内の所定位置に維持するのが好ましい。クランプ（ワイ
ヤ）88はダブテイル溝30を通してダブテイルポスト18お
よび保持リング56に近づける。
第6B図に示すように、組立操作の次の工程はインペラ
38をロータ・ディスク10に対して適切に配置する工程
で、その外端44がダブテイルポスト18間に画定されたダ
ブテイル溝30をまたぎ、そのノッチ62がウェブ16の肩部
64に当るようにする。後でさらに詳しく説明するよう
に、インペラ38の内端40をウェブ16に形成された突起42
に装着する。インペラ38の外端44のタブ50はフック32に
装着し、インペラ38がロータ・ディスク10に関して固定
するのを阻止する。
第6C図に移る。クランプ（ワイヤ）88をダブテイル溝
30に沿って後方に引っ張って、クランプ88を外し、保持
リング56を解放する。保持リング56を半径方向内方へす
べらせ、その前脚部58をフック32とフランジ48との間で
すべらせる。保持リング56の半径方向内方への移動は、
後脚部60の底面がインペラ38のフランジ48と係合するこ
とで停止する。保持リング56のこの着座ロック位置で、
インペラ38は、ロータ・ディスク10に関して軸線方向に
固定された位置にロックされ、ロータ・ブレード20の前
方移動を阻止する。
つぎに、第6D図に示すように、ロータ・ブレード20を
軸線方向前方へロータ・ディスク10のダブテイル溝30中
に、ロータ・ブレード20の前方端縁がインペラ38に係合
するまで、すべりこませる。この位置で、保持リング56
が着座ロック位置にあれば、ロータ・ブレード20のダブ
テイル基部またはルート28の底面または内面は保持リン
グ56より半径方向外方にくる。このことは、第6A〜6D図
に関連して説明した組立操作が適切に行なわれたことを
確認する有効なフェイルセーフ手段となる。保持リング
56がインペラ38および／またはダブテイルポスト18に対
する完全に着座したロック位置にきていない場合には、
ダブデイル形ルート28の内側部分が保持リング５に係合
し、ロータ・ブレード20のダブテイル溝30への挿入を阻
止する。保持リング56が着座ロック位置にあるときし
か、ロータ・ブレード20をロータ・ディスク10に装着で
きない。その上、ロータ・ブレード20は保持リング56の
半径方向移動を阻止するので、保持リング56はフック32
とフランジ48との間のロック位置に留まる。
上述した説明は、インペラ38またはブレード・リテイ
ナ27をロータ・ディスク10の前側に取付け、ロータ・ブ
レード20の軸線方向前方への移動を阻止することに関す
るものである。第２図に示すように、ロータ・ディスク
10の後側にも保持構造を設けて、ロータ・ブレード20の
軸線方向後方への移動を阻止する。この構造は、本出願
人に譲渡された米国特許第4,304,523号に開示されてい
う。さらに、この同じ構造を用いてインペラ38の内端40
をロータ・ディスクのウェブ16の突起42に装着する。
第２図に示した後部ブレード・リテイナの詳細な構造
はこの発明の一部を構成するものではなく、その詳しい
説明については米国特許第4,304,523号を参照せれた
い。簡単に説明しておくと、ロータ・ディスクのウェブ
16の後側90に、空所94を画定するＬ字形アーム92が設け
られている。後部ブレード・リテイナ96はウェブ16およ
びダブテイルポスト18に対して、その外端98がダブテイ
ル溝30をまたぎ、その内端100が半径方向内方にＬ字形
アーム92で画定された空所94まで延在するように配置さ
れる。後部保持リング102が空所94内に収容されてい
る。
米国特許第4,304,523号に詳しく説明されているよう
に、後部ブレード・リテイナ96および後部保持リング10
2は、後部保持リング102が後部ブレード・リテイナ96の
内端100とロータ・ディスクのウェブ16のＬ字形アーム9
2との間にすべりこむように組み立てる。この位置で、
後部保持リング102は後部ブレード・リテイナ96をダブ
テイルポスト18に関して軸線方向に固定された位置に固
定する。一方、後部ブレード・リテイナ96の外端98はロ
ータ・ブレード20の軸線方向後方への移動を阻止する。
こうして、ロータ・ブレード20はインペラ38と後部ブレ
ード・リテイナ96との間に捕捉される。
上述したように、この同じ構造が第５図の実施例のロ
ータ・ブレード20の後側およびインペラ38の内端40に使
用されている。第５図では、ブレード・リテイナ104が
ウェブ16の後側で、第２図に図示しまた米国特許第4,30
4,523号に開示したのと同じ型の後部保持リング102によ
り、Ｌ字形アーム92に装着されている。同様に、インペ
ラ38の下端40はウェブ16の突起42に、上述したのと同様
に保持リング102により固定されている（第２図参
照）。
この発明を好ましい実施例について説明してきたが、
当業者に明らかなように、種々の変更が可能であり、ま
た図示の構成要素をその均等物に置き換えることができ
る。その上、特定の状況または材料をこの発明の教示に
適合させるため、この発明の要旨を逸脱せぬ範囲内で色
々な変更が可能である。したがって、この発明はこの発
明を実施する上で考えられる最良の態様として説明した
特定の実施例に限定されず、発明の要旨の範囲内に入る
すべての実施態様を包含する。
【図面の簡単な説明】
第１図はロータ・ブレードおよびロータ・ディスクを後
方に見た概略正面図、 第２図はインペラ、ロータ・ディスクおよびロータ・ブ
レードの連結部を一部断面にて示す側面図、 第３図は第２図の一部の拡大図、 第４図はこの発明の別の実施例を示す第３図と同様の
図、 第５図はこの発明のさらに他の実施例を示す第３図と同
様の図、 第6A〜6D図はこの発明のブレード・リテイナ構造を用い
た組立操作の工程を順次示す第３図と同様の図である。 主な符号の説明 10……ロータ・ディスク、12……ハブ、16……ウェブ、
18……ダブテイル形ポスト、20……ロータ・ブレード、
28……ダブテイル形ルート、30……ダブテイル溝、32…
…フック、34……フック後面、36……空所、38……イン
ペラ、40……インペラ内端、42……突起、44……上端、
46……リブ、48……フランジ、50……タブ、52……シー
ル・リング、56……保持リング、58……前脚部、60……
後脚部、62……ノッチ、64……肩部、66……タブ、67…
…スロット、68……肩部、70……肩部後面、72……ブレ
ード・リテイナ、74……リテイナ外端、76……リテイナ
内端、78……肩部、80……凹所、82……突起、88……ク
ランプ。
フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ウィリアム・アルブレチ ト，ジュニア アメリカ合衆国、オハイオ州、フェアフ ィールド、パーク、メドウズ、ドライ ブ、５番 (72)発明者 デニス・ポール・ドライ アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナ ティ、インブラー・ドライブ、30番 (56)参考文献 特開 昭57−35104（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01D 5/30

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハブ（12）と、このハブから半径方向外方
    へ延在するウェブ（16）と、前記ウェブに支持され、各
    々が本体部分を含み、相互に間隔をあけて配列されて相
    互間にロータ・ブレードを装着する軸線方向溝（30）を
    形成する複数個のロータ・ブレード装着用ポスト（18）
    とを有するロータ・ディスク（10）に、それぞれがエア
    ーホイル（22）、プラットホーム（26）、及びダブテイ
    ル形ルート（28）を有する複数個のロータ・ブレード
    （20）を軸線方向に保持する装置において、 半径方向内方に延在するフック（32）が各々の上記ロー
    タ・ブレード装着用ポストに設けられ、各々該フックは
    上記ロータ・ブレード装着用ポストの本体部分から離間
    しその間に空所（36）を画定する第１表面（34）を有
    し、上記第１表面が第１方向に面し、 ブレード・リテイナが上記ロータ・ブレードと係合可能
    な外端（44）を有し、該ブレード・リテイナには上記フ
    ックの第１表面とは反対の第２方向に面する第２表面を
    有するフランジ（48）が形成され、 保持リング（56）が上記空所（36）内に配置され、上記
    フックの第１表面と上記フランジの第２表面との間に介
    在して上記ブレード・リテイナの上記外端（44）を上記
    ロータ・ディスクに関して軸線方向に固定された位置に
    押さえ、上記ブレード・リテイナの外端が上記ロータ・
    ブレードのロータ・ディスクに対する軸線方向移動を阻
    止し、且つ、上記保持リングが上記ブレードのルートの
    下側に半径方向に隣接して配置される、ロータ・ブレー
    ド保持装置。
  2. 【請求項２】上記ブレード・リテイナのフランジ（48）
    が最外側端を有し、上記保持リングが第２脚部（60）に
    接続された第１脚部（58）を有するＵ字形部材からな
    り、該第１脚部が上記フックの第１表面と上記フランジ
    の第２表面との間に挿入でき、該第２脚部が上記フラン
    ジの最外側端の上に配置できる請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】上記ロータ・ブレードそれぞれに延長部
    （66）が形成され、ロータ・ブレードが隣接するロータ
    ・ブレード装着用ポスト間に画定された軸線方向溝内に
    軸線方向に挿入でき、その際上記ブレード延長部が上記
    Ｕ字形部材の第２脚部に面して上記保持リングの軸線方
    向移動を阻止する請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】ハブ（12）と、このハブから半径方向外方
    へ延在するウェブ（16）と、このウェブに支持され、各
    々が本体部分を含み、相互に間隔をあけて配列されて相
    互間にロータ・ブレードを装着する軸線方向溝（30）を
    画定する複数個のロータ・ブレード装着用ポスト（18）
    とを有するロータ・ディスクに、それぞれがエアーホイ
    ル（22）、プラットホーム（26）、及びダブテイル形ル
    ート（28）を有する複数個のロータ・ブレードを軸線方
    向に保持する装置において、 半径方向内方に延在するフック（32）が上記ロータ・ブ
    レード装着用ポストそれぞれに設けられ、これらのフッ
    クはそれぞれ上記ロータ・ブレード装着用ポストの本体
    部分から離間した第１表面（34）を有し、 ブレード・リテイナが凹所（67）と、隣接するロータ・
    ブレード装着用ポスト間の上記軸線方向溝に支持された
    上記ロータ・ブレードと係合可能な外端（44）とを有
    し、 保持リング（56）が上記ブレード・リテイナに形成され
    た凹所内に、それぞれの上記ロータ・ブレード装着用ポ
    ストのフックの少なくとも一部と接触する位置へ挿入で
    き、上記保持リングは上記ブレード・リテイナの外端を
    上記ロータ・ブレード装着用ホストおよびロータ・ディ
    スクに関して軸線方向に固定された位置に押さえ、上記
    ブレード・リテイナの外端が前記ロータ・ブレードのロ
    ータ・ディスクに対する軸線方向移動を阻止し、且つ、
    上記保持リングが上記ブレードのルートの下側に半径方
    向に隣接して配置される、 ロータ・ブレード保持装置。
  5. 【請求項５】上記ロータ・ブレードそれぞれが延長部
    （66）の設けられたルート部を有し、このロータ・ブレ
    ードのそれぞれのルート部が隣接するロータ・ブレード
    装着用ポスト間に画定された軸線方向溝に挿入でき、こ
    の際上記ルート部の延長部が上記保持リングに軸方向に
    隣接配置される請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】ハブ（12）と、このハブから半径方向外方
    へ延在するウェブ（16）と、このウェブに支持され、各
    々が本体部分を含み、相互に間隔をあけて配列されて相
    互間にロータ・ブレードを装着する軸線方向溝（30）を
    画定する複数個のロータ・ブレード装着用ポスト（18）
    とを有するロータ・ディスク（10）上で、それぞれがエ
    アーホイル（22）、プラットホーム（26）、及びダブテ
    イル形ルート（28）を有する複数個のロータ・ブレード
    （20）の軸線方向前方への移動を阻止する装置におい
    て、 半径方向内方に延在する環状フック（32）が上記ロータ
    ・ブレード装着用ポストそれぞれに設けられ、上記フッ
    クは上記ロータ・ブレード装着用ポストの本体部分から
    離間しそれとの間に空所（36）を画定する後面（34）を
    有し、 環状インペラ（38）が上記ロータ・ディスクのウェブに
    装着するよう構成された内端（40）と、上記ロータ・デ
    ィスクの隣接するロータ・ブレード装着用ポスト間の軸
    線方向溝に嵌められたロータ・ブレードの端部と係合す
    る外端（44）を有し、このインペラには上記フックの後
    面と向かい合う前面（49）を有する環状フランジ（48）
    が形成され、 環状保持リング（56）が上記空所（36）内に配置され、
    上記フックの後面と上記フランジの前面との間に介在し
    て上記インペラの外端を上記ロータ・ブレード装着用ポ
    ストおよびロータ・ディスクに関して軸線方向に固定さ
    れた位置に押さえ、上記インペラの外端が上記ロータ・
    ブレードのロータ・ディスクに対する軸線方向前方への
    移動を阻止し、且つ、上記保持リングが上記ブレードの
    ルートの下側に半径方向に隣接して配置される、ロータ
    ・ブレードの前方移動阻止装置。
  7. 【請求項７】ターボ機関のロータ・ディスク（10）上の
    それぞれがエアーホイル（22）、プラットホーム（2
    6）、及びダブテイル形ルート（28）を有する複数個の
    ロータ・ブレード（20）を軸線方向前方への移動に対し
    て保持するにあたり、 保持リング（56）をロータ・ディスクの複数個のロータ
    ・ブレード装着用ポスト（18）それぞれに設けられた半
    径方向内方に延在するフック（32）と上記ロータ・ブレ
    ード装着用ポストの本体部分との間に画定された所定
    （36）内の第１非ロック位置に配置し、 フランジ（48）を有するブレード・リテイナをロータ・
    ディスクのウェブ（64）およびロータ・ブレード装着用
    ポストに対して適切に配置して、該フランジがロータ・
    ブレード装着用ポストに支持されたフックと向かい合
    い、かつ上記ブレード・リテイナの外端がロータ・ブレ
    ードの前方端と係合する位置にくるようにし、 上記保持リング（56）を上記第１非ロック位置から半径
    方向内方へ第２ロック位置に移動し、上記保持リングを
    上記ロータ・ブレード装着用ポストのフックと上記ブレ
    ード・リテイナのフランジとの間にはさんで上記ブレー
    ド・リテイナを上記ロータ・ディスクに関して軸線方向
    前方への移動に対して押さえ、こうして上記ブレード・
    リテイナにより上記ロータ・ブレードの軸線方向前方へ
    の移動を阻止し、且つ、上記保持リングが上記ブレード
    のルートの下側に半径方向に隣接して配置される、ロー
    タ・ブレード保持方法。
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