JP2001012203A - タービンの冷却装置 - Google Patents
タービンの冷却装置Info
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- JP2001012203A JP2001012203A JP11178927A JP17892799A JP2001012203A JP 2001012203 A JP2001012203 A JP 2001012203A JP 11178927 A JP11178927 A JP 11178927A JP 17892799 A JP17892799 A JP 17892799A JP 2001012203 A JP2001012203 A JP 2001012203A
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- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タービンロータの冷却のために構造の簡略化
を図る。 【解決手段】 エンジン流路７に上流から順に配置して
ある可変静翼９、動翼１１、固定静翼１２のうち、可変
静翼９に、タービン内外径方向に貫通する冷却通路２８
を設ける。冷却通路２８の出口２８ｂ部に、チューブ２
７の一端を位置させて連通させ、チューブ２７の他端
を、タービンロータ１４の内部通路２１への連通口２２
に近接させる。冷却空気１８を、可変静翼９の冷却通路
２８からチューブ２７を通してタービンロータ１４の内
部通路２１へ導入する。
を図る。 【解決手段】 エンジン流路７に上流から順に配置して
ある可変静翼９、動翼１１、固定静翼１２のうち、可変
静翼９に、タービン内外径方向に貫通する冷却通路２８
を設ける。冷却通路２８の出口２８ｂ部に、チューブ２
７の一端を位置させて連通させ、チューブ２７の他端
を、タービンロータ１４の内部通路２１への連通口２２
に近接させる。冷却空気１８を、可変静翼９の冷却通路
２８からチューブ２７を通してタービンロータ１４の内
部通路２１へ導入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はジェットエンジン又
はガスタービンに装備されているタービンの冷却装置に
関するものである。
はガスタービンに装備されているタービンの冷却装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一例としてジェットエンジンについて説
明すると、航空機用ジェットエンジンとして用いられて
いる高バイパスターボファンエンジンは、図２にその一
例の概略を示す如く、先端側より順にファン１、圧縮機
２、燃焼器３、タービン４をタービン軸方向（軸心Ｏで
示す）に配列し、タービン４により駆動されるファン１
の回転で空気取入口５から空気を取り入れて、その大部
分をバイパスダクト６から噴出させて推進力とし、残り
の一部をタービン４により駆動される圧縮機２で圧縮
し、該圧縮空気により燃焼器３で燃料を燃焼させ、高速
燃焼空気流によりタービン４を駆動するようにしてあ
る。
明すると、航空機用ジェットエンジンとして用いられて
いる高バイパスターボファンエンジンは、図２にその一
例の概略を示す如く、先端側より順にファン１、圧縮機
２、燃焼器３、タービン４をタービン軸方向（軸心Ｏで
示す）に配列し、タービン４により駆動されるファン１
の回転で空気取入口５から空気を取り入れて、その大部
分をバイパスダクト６から噴出させて推進力とし、残り
の一部をタービン４により駆動される圧縮機２で圧縮
し、該圧縮空気により燃焼器３で燃料を燃焼させ、高速
燃焼空気流によりタービン４を駆動するようにしてあ
る。
【０００３】上記高バイパスターボファンエンジンで使
用されているタービン４の高圧段部分では、図３に一例
を示す如く、燃焼空気流を流すエンジン流路７に、操作
機構８の作動によって向きが変えられるようにしてある
可変静翼９と、タービン軸１０と一体に周方向に回転す
る動翼１１と、固定静翼１２と、動翼１１とが上流側か
ら順に配列してあり、上記動翼１１とこれを支持するデ
ィスク１３及びタービン軸１０によりタービンロータ１
４が形成されるようにしてある。
用されているタービン４の高圧段部分では、図３に一例
を示す如く、燃焼空気流を流すエンジン流路７に、操作
機構８の作動によって向きが変えられるようにしてある
可変静翼９と、タービン軸１０と一体に周方向に回転す
る動翼１１と、固定静翼１２と、動翼１１とが上流側か
ら順に配列してあり、上記動翼１１とこれを支持するデ
ィスク１３及びタービン軸１０によりタービンロータ１
４が形成されるようにしてある。
【０００４】上記のような構成のタービンの場合、図２
に示す如き燃焼器３からの燃焼空気流によって駆動され
るものであることから、各部が高温になる問題があり、
とりわけ、エンジン流路７の上流側に位置する可変静翼
９が通常最も高温雰囲気に曝されることになる。
に示す如き燃焼器３からの燃焼空気流によって駆動され
るものであることから、各部が高温になる問題があり、
とりわけ、エンジン流路７の上流側に位置する可変静翼
９が通常最も高温雰囲気に曝されることになる。
【０００５】そのため、従来では、可変静翼９に、可変
静翼本体部１６から突設された外側スピンドル１５ａと
内側スピンドル１５ｂのうちの外側スピンドル１５ａの
部分から可変静翼本体部１６を通してエンジン流路７の
下流側へ向けて開口するように分岐通路１７ａを有する
冷却通路１７を設けて、該冷却通路１７に冷却空気１８
を流して分岐通路１７ａに流すことにより可変静翼９の
本体部１６及びその摺動部を冷却するようにし、且つ上
記可変静翼９の更に上流側にストラット１９（又は翼）
を設けて、該ストラット１９に設けたタービン内外径方
向に貫通する冷却通路２０を通してタービンロータ１４
の内部通路２１へ連通口２２を通し冷却空気１８を導く
ようにしているものがある。なお、上記可変静翼９の更
に上流側に固定静翼がある場合は、その固定静翼に冷却
通路２０を設けるようにしている。２３はエンジン流路
７の外周に形成された冷却空気導入路を示す。
静翼本体部１６から突設された外側スピンドル１５ａと
内側スピンドル１５ｂのうちの外側スピンドル１５ａの
部分から可変静翼本体部１６を通してエンジン流路７の
下流側へ向けて開口するように分岐通路１７ａを有する
冷却通路１７を設けて、該冷却通路１７に冷却空気１８
を流して分岐通路１７ａに流すことにより可変静翼９の
本体部１６及びその摺動部を冷却するようにし、且つ上
記可変静翼９の更に上流側にストラット１９（又は翼）
を設けて、該ストラット１９に設けたタービン内外径方
向に貫通する冷却通路２０を通してタービンロータ１４
の内部通路２１へ連通口２２を通し冷却空気１８を導く
ようにしているものがある。なお、上記可変静翼９の更
に上流側に固定静翼がある場合は、その固定静翼に冷却
通路２０を設けるようにしている。２３はエンジン流路
７の外周に形成された冷却空気導入路を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記冷却構
造の場合、タービンロータ１４を冷却するための冷却空
気１８は、可変静翼９の部分を冷却する冷却空気１８と
は別系統で流すようにしているため、冷却空気１８を流
すための固定静翼がロータ冷却空気系統上都合のよい位
置にないときには、エンジン流路７の上流側位置に冷却
空気導入用のストラット１９（又は翼）を設ける必要が
あり、そのため、構造が複雑になる問題がある。
造の場合、タービンロータ１４を冷却するための冷却空
気１８は、可変静翼９の部分を冷却する冷却空気１８と
は別系統で流すようにしているため、冷却空気１８を流
すための固定静翼がロータ冷却空気系統上都合のよい位
置にないときには、エンジン流路７の上流側位置に冷却
空気導入用のストラット１９（又は翼）を設ける必要が
あり、そのため、構造が複雑になる問題がある。
【０００７】そこで、本発明は、タービンロータを冷却
するために新たにストラットや翼などを設けなくても済
むようにして構造の簡略化を図ることができるようにし
ようとするものである。
するために新たにストラットや翼などを設けなくても済
むようにして構造の簡略化を図ることができるようにし
ようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、燃焼空気流を流す流路に、上流側より順
に可変静翼、動翼、固定静翼を配列して、上記動翼とこ
れを支持するディスク及びタービン軸によりタービンロ
ータを形成するようにしてあるタービンの上記可変静翼
内に、該可変静翼の本体部から突設した外側スピンドル
の側面に入口を有し且つ内側スピンドルの端面に出口を
有する冷却通路を貫通させて設け、更に、上記冷却通路
の出口部分に、タービン内外径方向に配したチューブの
一端を位置させて冷却通路に連通させ、該チューブの他
端を、タービンロータの内部通路への連通口に近接させ
て配置し、冷却空気を、上記可変静翼内の冷却通路から
チューブを通してタービンロータの内部通路へ導くよう
にした構成とする。
決するために、燃焼空気流を流す流路に、上流側より順
に可変静翼、動翼、固定静翼を配列して、上記動翼とこ
れを支持するディスク及びタービン軸によりタービンロ
ータを形成するようにしてあるタービンの上記可変静翼
内に、該可変静翼の本体部から突設した外側スピンドル
の側面に入口を有し且つ内側スピンドルの端面に出口を
有する冷却通路を貫通させて設け、更に、上記冷却通路
の出口部分に、タービン内外径方向に配したチューブの
一端を位置させて冷却通路に連通させ、該チューブの他
端を、タービンロータの内部通路への連通口に近接させ
て配置し、冷却空気を、上記可変静翼内の冷却通路から
チューブを通してタービンロータの内部通路へ導くよう
にした構成とする。
【０００９】冷却空気は、先ず、可変静翼の冷却通路に
入口から入って出口から抜け出るが、このとき、可変静
翼の本体部とスピンドルの部分が冷却され、更に、上記
冷却通路の出口から抜け出た冷却空気は、チューブを通
ってタービンロータ内部通路に導かれるため、タービン
ロータが冷却されることになる。
入口から入って出口から抜け出るが、このとき、可変静
翼の本体部とスピンドルの部分が冷却され、更に、上記
冷却通路の出口から抜け出た冷却空気は、チューブを通
ってタービンロータ内部通路に導かれるため、タービン
ロータが冷却されることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１１】図１は本発明の実施の一形態を示すもの
で、図３に示したと同様に、燃焼器で発生させた燃焼空
気流を流すエンジン流路７に、上流側より順に可変静翼
９、動翼１１、固定静翼１２、動翼１１を配列して、上
記動翼１１とこれを支持するディスク１３及びタービン
軸１０によりタービンロータ１４を形成するようにして
あるタービンにおいて、上記可変静翼９に、該可変静翼
９の本体部１６から突設した外側スピンドル１５ａの上
流方向の側面部を入口２８ａとして内側スピンドル１５
ｂの端面を出口２８ｂとするように冷却通路２８をター
ビン内外径方向に貫通させて設け、入口２８ａから冷却
通路２８に入った冷却空気１８が出口２８ｂから内方へ
向けて抜け出るようにする。
で、図３に示したと同様に、燃焼器で発生させた燃焼空
気流を流すエンジン流路７に、上流側より順に可変静翼
９、動翼１１、固定静翼１２、動翼１１を配列して、上
記動翼１１とこれを支持するディスク１３及びタービン
軸１０によりタービンロータ１４を形成するようにして
あるタービンにおいて、上記可変静翼９に、該可変静翼
９の本体部１６から突設した外側スピンドル１５ａの上
流方向の側面部を入口２８ａとして内側スピンドル１５
ｂの端面を出口２８ｂとするように冷却通路２８をター
ビン内外径方向に貫通させて設け、入口２８ａから冷却
通路２８に入った冷却空気１８が出口２８ｂから内方へ
向けて抜け出るようにする。
【００１２】又、上記可変静翼９の内側スピンドル１５
ｂを支持するシュラウド２４の部分と隣りの動翼１１の
ディスク１３の部分とを仕切るようにするシールリング
２５の外周部に連通孔２６を設けて、該連通孔２６に、
タービン内外径方向に配したチューブ２７の一端を連通
させると共に、該チューブ２７の他端を、タービンロー
タ１４の内部通路２１への連通口２２に近接させて配置
し、上記冷却通路２８の出口２８ｂから抜け出た冷却空
気１８を、連通孔２６からチューブ２７を通し、連通口
２２を経て内部通路２１へ導けるようにする。
ｂを支持するシュラウド２４の部分と隣りの動翼１１の
ディスク１３の部分とを仕切るようにするシールリング
２５の外周部に連通孔２６を設けて、該連通孔２６に、
タービン内外径方向に配したチューブ２７の一端を連通
させると共に、該チューブ２７の他端を、タービンロー
タ１４の内部通路２１への連通口２２に近接させて配置
し、上記冷却通路２８の出口２８ｂから抜け出た冷却空
気１８を、連通孔２６からチューブ２７を通し、連通口
２２を経て内部通路２１へ導けるようにする。
【００１３】図１において、図３と同一部分には同一符
号が付してある。
号が付してある。
【００１４】上記構成としてあるため、上流側より送ら
れてきた冷却空気導入路２３内の冷却空気１８は、先
ず、可変静翼９に設けられた冷却通路２８内に入口２８
ａより入って出口２８ｂから抜け出ることになるが、冷
却空気１８が冷却通路２８を通過することにより、可変
静翼９の本体部１６及びスピンドル１５ａ，１５ｂの部
分が冷却される。
れてきた冷却空気導入路２３内の冷却空気１８は、先
ず、可変静翼９に設けられた冷却通路２８内に入口２８
ａより入って出口２８ｂから抜け出ることになるが、冷
却空気１８が冷却通路２８を通過することにより、可変
静翼９の本体部１６及びスピンドル１５ａ，１５ｂの部
分が冷却される。
【００１５】次に、上記冷却通路２８を通過した冷却空
気１８は、シールリング２５の連通孔２６からチューブ
２７内に入り、該チューブ２７を通過して連通口２２を
通してタービンロータ１４の内部通路２１内へ導入さ
れ、流通させられる。したがって、冷却空気１８が内部
通路２１を流通することにより、タービンロータ１４が
冷却される。
気１８は、シールリング２５の連通孔２６からチューブ
２７内に入り、該チューブ２７を通過して連通口２２を
通してタービンロータ１４の内部通路２１内へ導入さ
れ、流通させられる。したがって、冷却空気１８が内部
通路２１を流通することにより、タービンロータ１４が
冷却される。
【００１６】このように、可変静翼９とタービンロータ
１４の冷却を１つの冷却空気系統で行うことができるこ
とから、図３に示すようなストラット１９や別の翼を新
たに設ける必要性をなくすことができる。
１４の冷却を１つの冷却空気系統で行うことができるこ
とから、図３に示すようなストラット１９や別の翼を新
たに設ける必要性をなくすことができる。
【００１７】なお、上記実施の形態では、可変静翼９に
冷却通路２８を貫通して設けた場合を示したが、可変静
翼９の材質によっては、図３に示した冷却通路１７に分
岐通路１７ａを有している場合と同様に、エンジン流路
７の下流側へ向けて開口する分岐通路を有する構成とし
て可変静翼９の冷却ができるようにしてもよいこと、
又、上記実施の形態では、航空機用ジェットエンジンの
タービンに適用した場合を示したが、ガスタービンにも
適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
冷却通路２８を貫通して設けた場合を示したが、可変静
翼９の材質によっては、図３に示した冷却通路１７に分
岐通路１７ａを有している場合と同様に、エンジン流路
７の下流側へ向けて開口する分岐通路を有する構成とし
て可変静翼９の冷却ができるようにしてもよいこと、
又、上記実施の形態では、航空機用ジェットエンジンの
タービンに適用した場合を示したが、ガスタービンにも
適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のタービンの冷
却装置によれば、燃焼空気流を流す流路に、上流側より
順に可変静翼、動翼、固定静翼を配列して、上記動翼と
これを支持するディスク及びタービン軸によりタービン
ロータを形成するようにしてあるタービンの上記可変静
翼内に、該可変静翼の本体部から突設した外側スピンド
ルの側面に入口を有し且つ内側スピンドルの端面に出口
を有する冷却通路を貫通させて設け、更に、上記冷却通
路の出口部分に、タービン内外径方向に配したチューブ
の一端を位置させて冷却通路に連通させ、該チューブの
他端を、タービンロータの内部通路への連通口に近接さ
せて配置し、冷却空気を、上記可変静翼内の冷却通路か
らチューブを通してタービンロータの内部通路へ導くよ
うにした構成としてあるので、冷却空気を、可変静翼の
冷却通路からチューブを通してタービンロータの内部通
路に導くことができ、これにより１つの空気冷却系統で
可変静翼とタービンロータを冷却することができて、別
系統の冷却系統のためにストラットや別の翼などを設け
る必要性をなくすことができ、構造の簡略化を図ること
ができる、という優れた効果を発揮する。
却装置によれば、燃焼空気流を流す流路に、上流側より
順に可変静翼、動翼、固定静翼を配列して、上記動翼と
これを支持するディスク及びタービン軸によりタービン
ロータを形成するようにしてあるタービンの上記可変静
翼内に、該可変静翼の本体部から突設した外側スピンド
ルの側面に入口を有し且つ内側スピンドルの端面に出口
を有する冷却通路を貫通させて設け、更に、上記冷却通
路の出口部分に、タービン内外径方向に配したチューブ
の一端を位置させて冷却通路に連通させ、該チューブの
他端を、タービンロータの内部通路への連通口に近接さ
せて配置し、冷却空気を、上記可変静翼内の冷却通路か
らチューブを通してタービンロータの内部通路へ導くよ
うにした構成としてあるので、冷却空気を、可変静翼の
冷却通路からチューブを通してタービンロータの内部通
路に導くことができ、これにより１つの空気冷却系統で
可変静翼とタービンロータを冷却することができて、別
系統の冷却系統のためにストラットや別の翼などを設け
る必要性をなくすことができ、構造の簡略化を図ること
ができる、という優れた効果を発揮する。
【図１】本発明のタービンの冷却装置の実施の一形態を
示す部分図である。
示す部分図である。
【図２】ジェットエンジンの一例を示す高バイパスター
ボファンエンジンの概略図である。
ボファンエンジンの概略図である。
【図３】タービンの一部を拡大して示す概要図である。
９ 可変静翼 １０ タービン軸 １１ 動翼 １２ 固定静翼 １３ ディスク １４ タービンロータ １５ａ 外側スピンドル １５ｂ 内側スピンドル １６ 本体部 １８ 冷却空気 ２１ 内部通路 ２２ 連通口 ２７ チューブ ２８ 冷却通路 ２８ａ 入口 ２８ｂ 出口
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼空気流を流す流路に、上流側より順
に可変静翼、動翼、固定静翼を配列して、上記動翼とこ
れを支持するディスク及びタービン軸によりタービンロ
ータを形成するようにしてあるタービンの上記可変静翼
内に、該可変静翼の本体部から突設した外側スピンドル
の側面に入口を有し且つ内側スピンドルの端面に出口を
有する冷却通路を貫通させて設け、更に、上記冷却通路
の出口部分に、タービン内外径方向に配したチューブの
一端を位置させて冷却通路に連通させ、該チューブの他
端を、タービンロータの内部通路への連通口に近接させ
て配置し、冷却空気を、上記可変静翼内の冷却通路から
チューブを通してタービンロータの内部通路へ導くよう
にした構成を有することを特徴とするタービンの冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17892799A JP4389295B2 (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | タービンの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17892799A JP4389295B2 (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | タービンの冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001012203A true JP2001012203A (ja) | 2001-01-16 |
| JP4389295B2 JP4389295B2 (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=16057084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17892799A Expired - Lifetime JP4389295B2 (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | タービンの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4389295B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110043328A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-07-23 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种冷却式变几何低压涡轮导向叶片 |
-
1999
- 1999-06-24 JP JP17892799A patent/JP4389295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110043328A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-07-23 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种冷却式变几何低压涡轮导向叶片 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4389295B2 (ja) | 2009-12-24 |
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Legal Events
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090203 |
|
| A521 | Written amendment |
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