特許 5743385 シールラビリンスのための少なくとも１つのアブレイダブルリングを含む、長手方向軸回りの回転体を構成する熱機械的部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5743385

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月1日

(54)【発明の名称】シールラビリンスのための少なくとも１つのアブレイダブルリングを含む、長手方向軸回りの回転体を構成する熱機械的部品

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20150611BHJP

   F16J 15/453 20060101ALI20150611BHJP

   F01D 11/02 20060101ALI20150611BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20150611BHJP

   F02C 7/28 20060101ALI20150611BHJP

   F04D 29/12 20060101ALI20150611BHJP

【ＦＩ】

   F01D25/00 M

   F16J15/453

   F01D25/00 L

   F01D11/02

   F02C7/00 C

   F02C7/28 B

   F02C7/28 E

   F04D29/12 Z

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2009-103683(P2009-103683)

(22)【出願日】2009年4月22日

(65)【公開番号】特開2009-275700(P2009-275700A)

(43)【公開日】2009年11月26日

【審査請求日】2012年4月13日

(31)【優先権主張番号】0852718

(32)【優先日】2008年4月23日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】505277691

【氏名又は名称】スネクマ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100140523

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 千尋

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100103920

【弁理士】

【氏名又は名称】大崎 勝真

(74)【代理人】

【識別番号】100124855

【弁理士】

【氏名又は名称】坪倉 道明

(72)【発明者】

【氏名】マテユー・コーシユトウー

(72)【発明者】

【氏名】フランソワ・ガルサン

(72)【発明者】

【氏名】ジヤン−ピエール・ロンバール

(72)【発明者】

【氏名】ニコラ・トリコネ

【審査官】 米澤 篤

(56)【参考文献】

【文献】 特開平９−２５８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２８０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平３−７５７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−１４４５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２４８９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１５０９０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０１Ｄ １１／０２

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｃ ７／２８

Ｆ０４Ｄ ２９／１２

Ｆ１６Ｊ １５／４５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）回りの回転体を形成し、ロータおよびステータアセンブリのロータまたはステータを構成し、ロータおよびステータアセンブリのラビリンスシール（６０）のための少なくとも１つのアブレイダブルリング（５８、４９、５８’、４９’）を含むターボ機械の熱機械的部品（５６、４８）であって、アブレイダブルリング（５８、４９、５８’、４９’）が、隣接する角度セクタの組間で異なる剛性を呈する角度セクタ（５８１、５８２、４９１、４９２、５８１’、５８２’、４９１’、４９２’）からなり、アブレイダブルリング（５８、５８’）の所与の剛性の角度セクタ（５８１、５８２、５８１’、５８２’）の数がロータの抑止されるべき振動モードの波数の倍数に等しくないことを特徴とする、熱機械的部品。

【請求項2】

アブレイダブルリング（５８、４９）の２つの隣接する角度セクタ（５８１、５８２、４９１、４９２）が、異なるヤング率を有するアブレイダブル材料からなることを特徴とする、請求項１に記載の熱機械的部品（５６、４８）。

【請求項3】

アブレイダブルリング（５８’、４９’）の２つの隣接する角度セクタ（５８１’と５８２’、４９１’、４９２’）が、異なる厚さを有するアブレイダブル材料の層からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱機械的部品（５６、４８）。

【請求項4】

ターボ機械のロータ部を形成する熱機械的部品（４８）であって、アブレイダブルリング（４９、４９’）が熱機械的部品（４８）の外面に配置されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱機械的部品（４８）。

【請求項5】

ターボ機械のステータ部を形成する熱機械的部品（５６）であって、アブレイダブルリング（５８、５８’）が熱機械的部品（５６）の内面に配置されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱機械的部品（５６）。

【請求項6】

アブレイダブルリング（５８、４９、５８’、４９’）が、第１の剛性と第１の角度セクタ寸法とを有する第１のタイプの要素、および第１の剛性とは異なる第２の剛性と第１の角度セクタ寸法と同じである第２の角度セクタ寸法とを有する第２のタイプの要素を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱機械的部品（５６、４８）。

【請求項7】

アブレイダブルリング（５８、４９、５８’、４９’）が、第１の剛性と第１の角度セクタ寸法とを有する第１のタイプの要素、および第１の剛性とは異なる第２の剛性と第１の角度セクタ寸法とは異なる第２の角度セクタ寸法とを有する第２のタイプの要素を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱機械的部品（５６、４８）。

【請求項8】

長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）回りの回転体を形成し、隣接する角度セクタの組間で異なる剛性を呈する角度セクタ（５８１、５８２、４９１、４９２、５８１’、５８２’、４９１’、４９２’）からなる少なくとも１つのアブレイダブルリング（５８、４９、５８’、４９’）を含む第１のターボ機械の熱機械的部品（５６、４８）を備えるロータおよびステータアセンブリであって、前記第１の熱機械的部品が、ステータおよびロータのうちの１つの部品を形成し、第２の熱機械的部品（５６、４８）が、ステータおよびロータのうちの他方の部品で、かつ前記アブレイダブルリング（５８、５８’、４９、４９’）と協働してラビリンスシールを形成する環状ワイパー（４７）を含む回転体を形成する、ロータおよびステータアセンブリ。

【請求項9】

アブレイダブルリング（５８、４９）の２つの隣接する角度セクタ（５８１、５８２、４９１、４９２）が、異なるヤング率を有するアブレイダブル材料からなることを特徴とする、請求項８に記載のロータおよびステータアセンブリ。

【請求項10】

アブレイダブルリング（５８’、４９’）の２つの隣接する角度セクタ（５８１’、５８２’、４９１’、４９２’）が、異なる厚さのアブレイダブル材料の層からなることを特徴とする、請求項８に記載のロータおよびステータアセンブリ。

【請求項11】

請求項１から７のいずれか一項に記載の熱機械的部品（５６、４８）を含む圧縮機。

【請求項12】

請求項１から７のいずれか一項に記載の熱機械的部品（５６、４８）を含むタービン。

【請求項13】

請求項１から７のいずれか一項に記載の熱機械的部品（５６、４８）を含むターボ機械、特にターボジェット。

【請求項14】

ステータおよびロータのうちの１つに配置されるアブレイダブルリング（５８、５８’、４９、４９’）と、ステータおよびロータのうちの他方に配置される環状ワイパー（４７）とからなるラビリンスシールを含む、ターボ機械のロータおよびステータアセンブリ内の接触時に現れる不安定を防止する方法であって、隣接する角度セクタの組間で異なる剛性を呈する角度セクタ（５８１、５８２、５８１’、５８２’、４９１、４９２、４９１’、４９２’）の形でアブレイダブルリング（５８、５８’、４９、４９’）を配置することを含むことを特徴とする方法。

【請求項15】

アブレイダブルリング（５８、５８’）がステータ（５６）に配置されること、かつアブレイダブルリング（５８、５８’）の同じ剛性を有する角度セクタ（５８１、５８２、５８１’、５８２’）の数が、ロータ（４８）の抑止されるべき振動モードの波数の倍数に等しくないことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールラビリンスのための少なくとも１つのアブレイダブルリングを含む、長手方向軸回りの回転体を構成する熱機械的部品に関する。本発明は、ターボ機械、特に、航空機エンジンの熱機械的部品に関する。

【背景技術】

【0002】

シールラビリンスは、ラビリンスシールとしても知られているが、フィン（またはワイパー）とアブレイダブル材料のライニングまたは高温に耐えることができるハニカム構造で覆われた固定穴とを有する回転部を備える。

【0003】

エンジンがスタートすると、シールのフィンがライニングを軽く擦り、ライニングに食い込み、このために間隔が最小になる。この隙間は、さまざまな周期の間に、部品の膨張や可動部分の自然な可撓性に応じて変わる。

【0004】

ラビリンスワイパーは、異なる圧力の空気を含むエンクロージャ間の空気力学的な封止を行う働きをする。一般に、ラビリンスワイパーは、アブレイダブル材料のライニングの形で覆われたステータ部に対向するロータ部に位置する。ラビリンスワイパーは、主に、連続的で円周方向に区分された環状の「ブレード」で構成され、半径方向の内側または外側に向けられている。

【0005】

特に、ブレードが連続形状の場合、ワイパーは一定の動作形態においてステータと接触しやすい。このような状態で、ワイパーが破損されるのを避けるために、ステータは、界面を形成し「アブレイダブル」として知られている被覆が取り付けられる。このような状況で、ワイパーのアブレイダブルライニングへの通常の連続した進入は、軸方向運動（旋削式加工）に付随して半径方向の切り込みを作ることになる。

【0006】

上述したように、ラビリンスシールワイパーは回転部またはロータ上で形成されるが、ラビリンスシールワイパーが固定部またはステータ上で形成される場合もあることが推測される。この場合、対向するアブレイダブルリングはロータに位置する。

【0007】

ワイパーと対向するアブレイダブルリングとの接触時に、ロータおよびステータにより構成されるシステムを振動の点で不安定にする特定の形態が存在する。

【0008】

図１は、アブレイダブルリングがラビリンスシールに使用され、ワイパーに対向して配置される一実施形態を示す。この実施形態は、燃焼チャンバ１０６から下流側に位置する高圧タービンを通気する回路に関係する。

【0009】

特に、軸Ｘ−Ｘ’回りに回転可能なロータホイールを有するタービン１０８である。

【0010】

タービン１０８のロータは、ブレード４２を取り付けられたタービンディスク４０と、ディスク４０から上流側に位置するウェブ４４とを備える。ディスク４０およびウェブ４４はそれぞれ、ディスク４０用上流フランジ４０ａおよびウェブ用上流フランジ４４ａを有し、このことによりディスク４０およびウェブ４４がタービン１０８のロータにより駆動される高圧圧縮機の下流側４８の下流側端部４６に締結されるのを可能にする。

【0011】

冷却回路のこの構成は、３つの連続抽気ラビリンスを有する。

【0012】

第１の抽気ラビリンス６０は、チャンバ端壁からウェブ４４を分離するエンクロージャ５２から上流側、かつ燃焼チャンバ１０６の内側ケーシング５０から高圧圧縮機の下流側コーン４８を分離するエンクロージャ５４から下流側に形成される。この第１の抽気ラビリンス６０は、下流側コーン４８および内側ケーシング５０に固定されるウェブ５６の端部に取り付けられたアブレイダブル材料のリング５８上に形成されるワイパー４７を備える。

【0013】

第２の抽気ラビリンス６２は、エンクロージャ５２から下流側のインジェクタ６４の下に位置する。この第２の抽気ラビリンス６２は、ウェブ４４のワイパー４４ｂおよびインジェクタ６４に取り付けられたアブレイダブル材料のリング６４ａからなる。

【0014】

第３の抽気ラビリンス６６は、インジェクタ６４の上方に位置し、ウェブ４４の傾斜部４４ｄに形成された３つの連続ワイパー４４ｃと、内側ケーシング６８に取り付けられたアブレイダブルシールリング６８ａとを備える。

【0015】

以下では、本発明を説明するために、第１の抽気ラビリンス６０についてのみ言及するが、この説明は第２の抽気ラビリンス６２および／または第３の抽気ラビリンス６６についても同様に言えることである。

【0016】

アブレイダブルリング５８とワイパー４７との接触が生じると、下流側コーン４８が振動性の高いレベルの応力を受ける場合があり、このことが１つ以上の共振モードの振動を引き起こす可能性があることは理解できる。このような状況では、振動のレベルは非常に速く高くなり、下流側コーン４８に接続された可動部品からなるロータを疲れ限度を越えやすいレベルで変形させてしまう。このことは、さらにアブレイダブルリング５８を損傷させ、場合によっては、ロータの１つ以上の部品を損傷させ、またロータ破損にさえつながる。

【0017】

一般に、外部的事象（ロータの回転速度の変化、熱過渡性、．．．）がこの現象を止めるために、あるいは損傷したロータの共振周波数が異なり、それによりロータおよびステータシステムがチューニングしなくなるために、この現象は一時的なものである。

【0018】

一般に、このような損傷を制限するために、適切なアブレイダブル材料と共に、固有な形状または他のいくらかのワイパー数のワイパーが選択され、あるいは、アブレイダブル材料のリング５８を支持するステータ部（ウェブ５６）の剛性が変更される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

本発明の目的は、先行技術の欠点を克服できる解決策、特に、ロータおよびステータアセンブリの振動リスクを避けるのを可能にする解決策を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0020】

この目的を達成するために、本発明は、隣接する角度セクタの組間で異なる剛性を呈する角度セクタからなるアブレイダブルリングを提供する。

【0021】

このようにして、本発明により、アブレイダブルリングの循環対称性が崩され、幾何学的に同じである一連のセクタを示さなくなることは理解できる。アブレイダブルリングは、異なる剛性のセクタを交互にするか、または異なる剛性のセクタを不規則に連続したものとなる。

【0022】

この解決策はさらに、既存の装置に適用できるように、アブレイダブルリングを担持するステータ（またはロータ）部を適応させるだけで、また隣接する部品に何の影響も与えずに、結合現象のリスクを低減できるさらなる利点を有する。

【0023】

好ましくは、上記不安定防止装置を形成するために、アブレイダブルリングは、第１の剛性を呈する第１のタイプの角度セクタと、第１の剛性とは異なる第２の剛性を呈する第２のタイプの角度セクタとを有する。第１のタイプの角度セクタは第１の角度寸法を呈し、第２のタイプの角度セクタは第２の角度寸法を呈する。

【0024】

モデリングや構造を簡潔にするために、第１のタイプの要素と第２のタイプの要素とが同一の角度範囲を有するように、第１の角度セクタ寸法と第２の角度セクタ寸法とは同じであることが好ましい。

【0025】

しかし、本発明の第１の角度セクタと本発明の第２の角度セクタとが異なる構成を想定することも可能である。

【0026】

本発明はまた、上記不安定防止装置において、アブレイダブルリングが第１のタイプの角度セクタと第２のタイプの角度セクタだけでなく、他の剛性を呈する角度セクタも含むことにより、不安定防止装置がアブレイダブルリングの外周にわたって３種類以上の異なる剛性を有する場合にも適用される。

【0027】

同様に、本発明は、ステータおよびロータのうちの１つの第１の熱機械的部品と、ステータおよびロータのうちの他方の部品である回転体を形成し、ラビリンスシールを形成するために上記アブレイダブルリングと協働するための環状ワイパーを含む第２の熱機械的部品とを形成する上述の熱機械的部品を備えるロータおよびステータアセンブリを提供する。

【0028】

本発明はまた、ロータまたはステータ内に、上述したような熱機械的部品を含む、低圧、中間圧力または高圧で動作する軸流圧縮機、または実際には遠心圧縮機を提供する。

【0029】

本発明はまた、ロータまたはステータ内に、上述したような熱機械的部品を含む、低圧、中間圧力または高圧で動作するタービンに関する。

【0030】

同様に、本発明はまた、上述したような熱機械的部品を含む、ターボ機械、特にターボジェットを提供する。

【0031】

最後に、本発明は、ステータおよびロータのうちの１つに配置されたアブレイダブルリングにより形成されるラビリンスシールと、ステータおよびロータのうちの他方に配置された環状ワイパーとを含むターボ機械のロータおよびステータアセンブリ内の接触時に現れる不安定を防止する方法を提供する。方法は、隣接する角度セクタの組間で異なる剛性を呈する角度セクタとして、外周にわたってアブレイダブルリングを配置するステップを含むことを特徴とする。

【0032】

アブレイダブルリングがステータ上に配置される時、アブレイダブルリング内の同じ剛性を有する角度セクタの数は、ロータの抑止されるべき振動モードの波数の倍数に等しくないのが好ましい。

【0033】

このように、アブレイダブルリングの位置でステータの剛性において方位非対称性を生じさせることが可能であり、この非対称性は、ロータとステータとの結合の現象を防止するために、ロータの所望の振動モードを抑止するように選択される。

【0034】

アブレイダブルリングがロータ上に配置される時、アブレイダブルリング内の同じ剛性を有する角度セクタの数を、部品（この場合は一般にワイパーを担持するステータである）の抑止されるべき振動モードの波数の倍数に等しくないように選択することが好ましい。

【0035】

本発明の他の利点および特徴は、以下の一例として挙げられた、添付図面を参照した説明を読めば明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】ターボジェットのタービンロータの軸方向の片側断面図であり、ウェブおよびシールラビリンスがメインインジェクタから上流側に配置される方法を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態のアブレイダブル層を示す、図１のＩＩ−ＩＩの方向に沿って見た断面図である。

【図3】図２のアブレイダブル層の材料の配置に対応する、波数４の波の方位表示である。

【図4】本発明の第２の実施形態のアブレイダブル層を示す、図１のＩＩ−ＩＩの方向に沿って見た断面図である。

【図5】アブレイダブルリングがロータ上にある時の図３に対応する断面図である。

【図6】アブレイダブルリングがロータ上にある時の図４に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下で、循環対称性のある円形システムに適用するとき、用語「波数」または「節直径」または「振動モードの位相シフトインデックス」は、当該波の半径方向の正負の振幅の極大をそれぞれ表す山と谷の数を示す。節の数、すなわち、波の振幅が０である位置の数は、波数の２倍である。

【0038】

一例として、３つの節直径に対応する３つの波数を有する波は、６節の波である。

【0039】

したがって図３では、波Ｗは、円筒状基準系（方位表示）で示されており、波Ｗの４つの谷と４つの山との間に位置する８つの振動節に関連して示されている４つの節直径Ｄ１からＤ４を有する。したがって、波Ｗは４つの波数を呈する。波Ｗは、４つの連続的な同一の正弦波形状からなり、図３では、４つの空間周期Ｗ１からＷ４は、直径Ｄ１とＤ３とにより画定される。

【0040】

本発明の種々の実施形態を説明するために、本発明のアブレイダブルリング５８が取り付けられたケーシング５０であって、２つの異なる剛性を呈し、同じ角度寸法を有する一連の１４個の要素に対応する２つのタイプの１４個の角度セクタからなるアブレイダブルリングにより具現化された不安定防止装置を備えたケーシング５０が選択された。隣接する２つの要素はいずれも異なる剛性を呈する要素である。

【0041】

したがって、本発明によれば、７（不安定防止装置の同じ剛性を有する角度セクタの要素の数）は、４（波Ｗの波数）の倍数ではない。

【0042】

より正確には、図示した、以下で説明される２つの実施形態の各々に関して、各々異なる剛性を有する２つのタイプの角度セクタのみが設けられている。

【0043】

図２に示された第１の実施形態では、本発明は、異なるヤング率のアブレイダブル材料ＡおよびＢからなるアブレイダブルリング５８内に隣接する角度セクタを有することにより、ウェブ５６の環状自由端部の内面に不安定防止装置を作成するステップを含む。

【0044】

より正確には、アブレイダブルリング５８は、アブレイダブル材料Ａの層により構成される第１のタイプの角度セクタ５８１と、異なるヤング率を有するアブレイダブル材料Ｂの層により構成される第２のタイプの角度セクタ５８２とを交互に備える。

【0045】

簡潔にするために、第１のタイプの角度セクタ５８１と第２のタイプの角度セクタ５８２とは、同じ厚さであり、ウェブ５６の環状自由端部の内面全体、すなわち、外周全体を覆うように選択される。

【0046】

実際には、材料Ａからなる７個の第１のタイプの角度セクタ５８１と材料Ｂからなる７個の第２のタイプの角度セクタ５８２とを備える１４個のセクタからなるこのセクタ化されたアブレイダブル層５８を形成するために、使用される材料Ａと材料Ｂとは同種であるが、その組成物を構成する材料の比率は、異なるヤング率、すなわち異なる剛性が得られるように変えられる。

【0047】

異なる種類の２つの材料ＡおよびＢを使用して、第１の材料Ａからなる第１のタイプの要素５８１と、第２の材料Ｂからなる第２のタイプの要素５８２にすることも可能である。

【0048】

例えば、第１の材料Ａは、Ｍｅｔｃｏ（Ｒ）タイプの材料としてもよい。これは、粒子がアルミナシリカ粉末で覆われた（例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの）ポリマーからなる微粉末と結合剤から得られる。このタイプの粉末は、一般にプラズマ溶射され、溶射でＰＥＴを気化して、高温に耐える一定の能力を有する多孔質堆積膜を形成する。

【0049】

一例として、第２の材料Ｂは、ＲＴＶ（Ｒ）タイプの材料としてもよい。これは、すなわち、シリコーンゴム化合物であり、密度を高くするために圧力下で重合して得られるので、温度変化に耐える。あるいは、第２の材料Ｂは、Ｓｉｌａｓｔｉｃ（Ｒ）、すなわち、シリコーンエラストマーとしてもよい。

【0050】

このセクタ化されたアブレイダブル材料層１２０を堆積するのに使用される技術に変わりはなく、これらの技術は、当然、使用される特有の材料と結び付けて考えられる。

【0051】

例えば、ニッケル系、モリブデン系、クロム系の合金、特に、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（Ｒ）タイプの合金を使用することも可能である。この合金は、プラズマ溶射により、または実際にはレーザ溶射（粉末がレーザビームにより生成された局部溶解槽に放出される）により堆積される。

【0052】

上述のようにして、セクタ化されたアブレイダブルリング５８を作成することができる。アブレイダブルリング５８では、ターボ機械の軸Ｘ−Ｘ’とセクタ化されたアブレイダブルリング５８の内面との間の半径方向の距離Ｒ１は一定であり、ロータワイパー４７の半径にほぼ等しい。

【0053】

波Ｗがロータの共振モードの１つに対応し、その結果、抑止することが望ましい波である状況を考える。

【0054】

図３に示されるように、波Ｗがケーシング５０と図２に示されるようなアブレイダブルリング５８を担持するウェブ５６とを含むステータに関係する場合、波の各空間周期は、アブレイダブルリング５８がセクタ化されるので、異なる剛性のアブレイダブルリング５８の対応する角度領域に関係する。

【0055】

具体的には、波Ｗの第１の空間周期Ｗ１は、アブレイダブルリング５８の外周の最初の４分の１（図３の右側）に関係する。この部分は、第１のタイプの２つの角度セクタ５８１（材料Ａ）と、第２のタイプの１つの角度セクタ５８２（材料Ｂ）とを有し、これらの角度セクタは（右回りに）互いにＡＢＡの順に並ぶ。

【0056】

同様に、波Ｗの第２の空間周期Ｗ２は、アブレイダブルリング５８の外周の第２番目の４分の１（図３の上部）に関係し、この部分は、第１のタイプの２つ角度セクタ５８１（材料Ａ）と、第２のタイプの２つの角度セクタ５８２（材料Ｂ）とを有し、これらの角度セクタは互いにＡＢＡＢの順に並ぶ。

【0057】

波Ｗの第３の空間周期Ｗ３およびアブレイダブルリング５８の外周の第３番目の４分の１（図３の左側）には、一連の材料ＢＡＢがあり、波Ｗの第４の空間周期およびアブレイダブルリング５８の外周の第４番目の４分の１（図３の下）には、一連の材料ＢＡＢＡがある。

【0058】

したがって、このシステムから、波Ｗの各空間周期Ｗ１からＷ４は、アブレイダブルリング５８の対応する角度部分の異なる剛性に関係することがわかる。その結果、波Ｗがロータとステータとの間で生じる接触現象時にアブレイダブルリング５８に組み込まれないように、波Ｗの各空間周期Ｗ１からＷ４は異なる速度で伝播する。

【0059】

本発明の第２の実施形態では、図４に示されるように、セクタ化されたアブレイダブル材料層５８’が使用され、アブレイダブルリング５８’の２つの角度セクタ５８１’、５８２’は異なる厚さのアブレイダブル材料の層である。

【0060】

したがって、第１のタイプの角度セクタ５８１’と第２のタイプの角度セクタ５８２’とは、異なる厚さを有し、ウェブ５６の環状自由端部の内面に角度セクタに配置されたアブレイダブル材料の層である。

【0061】

より正確には、同じ材料からなり、したがって、同じヤング率を有し、ウェブ５６の環状自由端部の内面全体にわたって配置される第１のタイプの角度セクタ５８１’および第２のタイプの角度セクタ５８２’が選択される。

【0062】

このためには、確実に（ターボ機械の軸Ｘ−Ｘ’とセクタ化されたアブレイダブルリング５８’の表面との間の）半径方向の距離Ｒ１’が一定であるように、刻み状の内面を有するウェブ５６’が使用される。

【0063】

より正確には、ウェブ５６’の内面は、一定間隔で離間した長手方向の溝５６２’を有する。この例では、溝間の距離は、各長手方向の溝５６２’の角度セクタに等しくなるように選択される。２つの隣接する長手方向の溝５６２’の間には、同じ角度範囲を有する長手方向のリブ５６１’が形成される。

【0064】

このように、本発明の第２の実施形態では、ウェブ５６’の環状自由端部の内面は、長手方向のリブ５６１’と長手方向の溝５６２’とを交互に形成するように機械加工され、その後、アブレイダブル材料５８’が堆積される。

【0065】

このためには、初めは一定の厚さを呈する、つまり、ウェブ５６’の環状自由端部の内表面の像を構成する凹凸の刻み部分を呈する単一のアブレイダブル層５８’を作製することが可能である。層は、その後、ウェブ５６’の環状自由端部の半径Ｒ１’のハウジングが得られるように、表面機械加工される。

【0066】

あるいは、第１のタイプの角度セクタ５８１’および第２のタイプの角度セクタ５８２’を形成する材料をそれぞれ、ウェブ５６’の環状自由端部の内表面の長手方向のリブ５６１’および長手方向の溝５６２’上に別々に堆積するのが可能であり、その後、第１のタイプの角度セクタ５８１’と第２のタイプの角度セクタ５８２’とで異なる厚さのまま堆積が行われる。具体的には、第１のタイプの角度セクタ５８１’と第２のタイプの角度セクタ５８２’との厚さの差は、長手方向の溝５６２’の深さに等しい。より具体的には、長手方向のリブ５６１’を覆う第１のタイプの角度セクタ５８１’は、長手方向の溝５６２’を覆う第２の角度セクタ５８２’とは同じ厚さではない。

【0067】

図２、図３を参照して上述した本発明の第１、第２の実施形態は、ターボ機械のステータの一部を形成する熱機械的部品を形成するウェブ５６／５６’の内面に配置されるアブレイダブルリング５８、５８’に対応する。

【0068】

このような状況では、備えられる角度セクタの総数（この例では１４個）は、タービンロータ１０８の抑止されるべき振動モードの波数（この例では４つ）の倍数に等しくないように選択される。

【0069】

したがって、ステータの熱機械的部品を形成する本発明のアブレイダブルリングに関しては、第１のタイプの角度セクタおよび第２のタイプの角度セクタの数をロータの抑止されるべき振動モードの波数の倍数に等しくないように選択することにより、ロータとステータとの間で生じる接触現象時にステータの上記振動モードの伝播が妨げられることが理解できる。

【0070】

これらの実施形態は、関連する不安定防止装置に対して、ある特定の（４つの波数を有する）波Ｗと、ある特定の第１のタイプおよび第２のタイプの角度セクタの数（すなわち、７個）にのみ関する。

【0071】

概して言えば、一連の第１のタイプの角度セクタと第２のタイプの角度セクタ、すなわち、それらの数と個々の角度範囲とを適応させて、妨げるのが望ましいロータの振動モードの波数に適応するパターンを有するアブレイダブルリングを作り上げることが必要である。

【0072】

本発明では、アブレイダブル材料は、「固体」の材料、または「ハニカム」として知られている多孔構造としてもよいことが理解されるべきである。

【0073】

したがって、図２の第１の実施形態では、同じ厚さを有する第１のタイプの角度セクタ５８１および第２のタイプの角度セクタ５８２は、それぞれ異なるヤング率の２つのアブレイダブル材料ＡおよびＢで、全剛性が異なるハニカム構造の材料からなることも可能である。例えば、異なる剛性のセクタは、ハニカム構造をつくるのに、異なる幾何学的構造のハニカム構造を使用することにより、または異なる弾性特性を有する材料を使用することにより得られることができる。

【0074】

アブレイダブル材料Ａは「固体」材料であるが、アブレイダブル材料Ｂはハニカム構造材料であることも想定できる。

【0075】

同様に、図４の第２の実施形態は、アブレイダブルリング５８’の隣接する角度セクタ５８１’および５８２’の組間で異なる厚さを有するアブレイダブル材料のハニカム構造にするのが適していると理解されたい。

【0076】

図１では、アブレイダブルリング５８は、ステータに配置され、ターボ機械の回転軸Ｘ−Ｘ’に向かって半径方向に面する。

【0077】

しかし、本発明は、回転軸Ｘ−Ｘ’から離れて半径方向に面するロータに配置されるアブレイダブルリングにも同じように十分に適用できることはすぐに理解される。このような状況では、アブレイダブルリングにおける所定の剛性の角度セクタの数を、部品、この場合は一般にワイパーを担持するステータの抑止されるべき振動モードの波数に等しくないように選択することが好ましい。

【0078】

したがって、本発明の第１および第２の実施形態の代替形態では、図５、図６に示されるように、アブレイダブルリングはターボ機械のロータの熱機械的部品の外面に配置される。

【0079】

この代替形態が図１の第１の抽気ラビリンス６０をつくるのに適用される場合、ワイパー４７が取り付けられるのではなく、アブレイダブルリング４９または４９’の形で不安定防止装置が取り付けられるのは下流側コーン４８の外面であるが、図１のアブレイダブルリング５８（または５８’）はワイパーと交換される（図示せず）。

【0080】

図５では、下流側コーン４８の外表面は、同じ角度範囲および同じ厚さを有し、材料Ａからなる７個の第１のタイプの角度セクタ４９１と材料Ｂからなる７個の第２のタイプの角度セクタ４９２とが交互に区分けされた１４個の角度セクタからなるセクタ化されたアブレイダブルリング４９で覆われる。このアブレイダブルリング４９は、ターボ機械の軸Ｘ−Ｘ’から半径方向の距離Ｒ２だけ離間した外面を有する。

【0081】

図６では、下流側コーン４８の外表面は、１４個の角度セクタに細分されたトラックにより刻み状である環状トラックを有し、各々の角度セクタは同じ角度範囲を有し、７個の長手方向のリブ４８１’と７個の長手方向の溝４８２’として交互に区分される。アブレイダブルリング４９’の外面は、ターボ機械の軸Ｘ−Ｘ’から半径方向の距離Ｒ２の位置にある。

【0082】

アブレイダブルリング４９’は、厚さのみが互いに異なる７個の第１のタイプの角度セクタ４９１’と７個の第２のタイプの角度セクタ４９２’とを交互に備え、その厚さの差は長手方向の溝４８２’の深さに等しく、長手方向のリブ４８１’を覆う第１のタイプの角度セクタ４９１’は長手方向の溝４８２’を覆う第２のタイプの角度セクタ４９２’より薄い。

【0083】

図面では、本発明の適用は、高圧軸流圧縮機の下流側部分に関して示されている。

【0084】

しかし、本発明はターボ機械の他の領域、特に、中間圧力の軸流圧縮機の他の部分、低圧軸流圧縮機、遠心圧縮機、または実際には高圧、低圧、中間圧力のタービンで使用できることは理解すべきである。

【符号の説明】

【0085】

４０ ディスク
４０ａ、４４ａ フランジ
４２ ブレード
４４、５６、５６’ ウェブ
４４ｂ、４７ ワイパー
４４ｃ 連続ワイパー
４４ｄ 傾斜部
４６ 下流側端部
４８ 下流側コーン
４９、４９’、５８、６４ａ、５８’ アブレイダブルリング
５０、６８ 内側ケーシング
５２、５４ エンクロージャ
６０ 第１の抽気ラビリンス
６２ 第２の抽気ラビリンス
６４ インジェクタ
６６ 第３の抽気ラビリンス
６８ａ アブレイダブルシールリング
１０６ 燃焼チャンバ
１０８ タービン
４８１’、５６１’ 長手方向のリブ
４８２’、５６２’ 長手方向の溝
４９１、４９１’、５８１、５８１’ 第１のタイプの角度セクタ
４９２、４９２’、５８２、５８２’ 第２のタイプの角度セクタ
Ａ、Ｂ アブレイダブル材料
Ｗ 波
Ｒ１、Ｒ１’、Ｒ２ 半径方向の距離
Ｘ−Ｘ’ 軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】