JP2003148167A - ガスタービンエンジンにおける抽気弁装置 - Google Patents
ガスタービンエンジンにおける抽気弁装置Info
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- JP2003148167A JP2003148167A JP2001347515A JP2001347515A JP2003148167A JP 2003148167 A JP2003148167 A JP 2003148167A JP 2001347515 A JP2001347515 A JP 2001347515A JP 2001347515 A JP2001347515 A JP 2001347515A JP 2003148167 A JP2003148167 A JP 2003148167A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンエンジンにおいてのサージ等の
発生を防ぐための抽気弁装置におけるフラップ弁の開閉
を円滑に行うことができ、かつ開閉を行うためのアクチ
ュエータの小型軽量化を図ることのできる抽気弁装置を
提供する。 【解決手段】 空気取入れ口１７から取り入れた空気を
圧縮するための低圧圧縮機２３及び高圧圧縮機９を備
え、前記低圧圧縮機２３と高圧圧縮機の間において空気
を一時的に逃すためのフラップ弁５５を開閉可能に備え
たガスタービンエンジンにおける抽気弁装置において、
前記フラップ弁５５の回動支点位置３９を当該フラップ
弁５５の前端部５５Ａと後端部５５Ｂの間であって、前
記フラップ弁５５を閉じた状態にあるとき、フラップ弁
５５の前側部分に作用する圧力と後側部分に作用する圧
力とがほぼ等しくなる位置に前記回動支点位置３９を設
定してある。
発生を防ぐための抽気弁装置におけるフラップ弁の開閉
を円滑に行うことができ、かつ開閉を行うためのアクチ
ュエータの小型軽量化を図ることのできる抽気弁装置を
提供する。 【解決手段】 空気取入れ口１７から取り入れた空気を
圧縮するための低圧圧縮機２３及び高圧圧縮機９を備
え、前記低圧圧縮機２３と高圧圧縮機の間において空気
を一時的に逃すためのフラップ弁５５を開閉可能に備え
たガスタービンエンジンにおける抽気弁装置において、
前記フラップ弁５５の回動支点位置３９を当該フラップ
弁５５の前端部５５Ａと後端部５５Ｂの間であって、前
記フラップ弁５５を閉じた状態にあるとき、フラップ弁
５５の前側部分に作用する圧力と後側部分に作用する圧
力とがほぼ等しくなる位置に前記回動支点位置３９を設
定してある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンエン
ジンにおいてのサージ等の発生を防ぐための抽気弁装置
に係り、さらに詳細には、抽気弁装置に備えたフラップ
弁の開閉を軽快円滑に行うことができ、延ては全体的構
成の軽量化を図ることのできる抽気弁装置に関する。
ジンにおいてのサージ等の発生を防ぐための抽気弁装置
に係り、さらに詳細には、抽気弁装置に備えたフラップ
弁の開閉を軽快円滑に行うことができ、延ては全体的構
成の軽量化を図ることのできる抽気弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンとしてのジェット
エンジン１は、図３に概略的に示すように、中空の筒状
のカウル３の内部には全体的構成が筒状のエンジン用の
ケーシング５を備えている。このケーシング５は、筒状
の外側壁５Ａと内側壁５Ｂとの間に環状の空間部５Ｃを
形成した構造であって、前記カウル３の内周面とケーシ
ング５における外側壁５Ａとの間には環状のバイパス路
７が形成されている。
エンジン１は、図３に概略的に示すように、中空の筒状
のカウル３の内部には全体的構成が筒状のエンジン用の
ケーシング５を備えている。このケーシング５は、筒状
の外側壁５Ａと内側壁５Ｂとの間に環状の空間部５Ｃを
形成した構造であって、前記カウル３の内周面とケーシ
ング５における外側壁５Ａとの間には環状のバイパス路
７が形成されている。
【０００３】前記ケーシング５の内側壁５Ｂ内には高圧
圧縮機９、燃焼器１１及び高圧タービン１３を備えたコ
アエンジン１５が設けてあり、このコアエンジン１５に
おける高圧圧縮機９の前側には、空気取り入れ口１７側
から、インレットコーン１９と一体に回転するファン動
翼２１及び低圧圧縮機２３が設けられており、前記高圧
タービン１３の後側には前記ファン動翼２１及び低圧圧
縮機２３へ回転を伝達する低圧タービン２５が配置して
あると共にテールコーン２７が配置してある。
圧縮機９、燃焼器１１及び高圧タービン１３を備えたコ
アエンジン１５が設けてあり、このコアエンジン１５に
おける高圧圧縮機９の前側には、空気取り入れ口１７側
から、インレットコーン１９と一体に回転するファン動
翼２１及び低圧圧縮機２３が設けられており、前記高圧
タービン１３の後側には前記ファン動翼２１及び低圧圧
縮機２３へ回転を伝達する低圧タービン２５が配置して
あると共にテールコーン２７が配置してある。
【０００４】上記構成において、ガスタービンエンジン
１を始動すると、ファン動翼２１が回転されて空気取入
れ口１７から空気が取入れられる。この取入れられた空
気は、前記バイパス路７を流れるバイパス流２９Ａと前
記コアエンジン１５側へ流れるコア流２９Ｂとに分流さ
れる。
１を始動すると、ファン動翼２１が回転されて空気取入
れ口１７から空気が取入れられる。この取入れられた空
気は、前記バイパス路７を流れるバイパス流２９Ａと前
記コアエンジン１５側へ流れるコア流２９Ｂとに分流さ
れる。
【０００５】前記コア流２９Ｂは前記低圧圧縮機２３お
よび高圧圧縮機によって断熱圧縮されて次第に高温高圧
となる。そして、この高温高圧の空気が前記燃焼器１１
内へ噴出されると共に燃焼器１１内へ燃料が噴射され着
火されることにより、高温高圧の燃焼ガスが後方向（図
３において右方向）へ噴射される。
よび高圧圧縮機によって断熱圧縮されて次第に高温高圧
となる。そして、この高温高圧の空気が前記燃焼器１１
内へ噴出されると共に燃焼器１１内へ燃料が噴射され着
火されることにより、高温高圧の燃焼ガスが後方向（図
３において右方向）へ噴射される。
【０００６】上記燃料ガスの噴出及び膨張により前記高
圧タービン１３が回転され、この高圧タービン１３の回
転は前記高圧圧縮機９へ伝達される。また前記低圧ター
ビン２５が回転され、この低圧タービン２５の回転は前
記ファン動翼２１及び低圧圧縮機２３へ伝達される。
圧タービン１３が回転され、この高圧タービン１３の回
転は前記高圧圧縮機９へ伝達される。また前記低圧ター
ビン２５が回転され、この低圧タービン２５の回転は前
記ファン動翼２１及び低圧圧縮機２３へ伝達される。
【０００７】前述のごとくガスタービンエンジン１を始
動するときや、回転数が低いアイドリング時等に、サー
ジング、旋回失速等を生じることがある。
動するときや、回転数が低いアイドリング時等に、サー
ジング、旋回失速等を生じることがある。
【０００８】上記対策として、入口案内翼および圧縮機
の初めの数段の静翼の取付け角を変えて、動翼に対する
迎え角をできるだけ適正な値に調整して失速を抑制しよ
うとする考え方があるが、構造が複雑になるという問題
がある。
の初めの数段の静翼の取付け角を変えて、動翼に対する
迎え角をできるだけ適正な値に調整して失速を抑制しよ
うとする考え方があるが、構造が複雑になるという問題
がある。
【０００９】また、サージング等を抑制するに簡便かつ
有効な構成として、圧縮機の中間の位置、図３において
は低圧圧縮機２３と高圧圧縮機９との間に、前記コア流
２９Ｂの１部を逃すための開閉可能な抽気弁装置３１を
ケーシング５の中空部５Ｃ内部に設けた構成が採用され
ている。この構成においては、抽気弁装置３１を開作動
してコア流２９Ｂの１部を逃すことによって低圧圧縮機
２３を通る空気流量（軸流速度）を増大することによ
り、サージ等の発生を抑制するものである。そして、サ
ージ等の発生が抑制されると、前記抽気弁装置３１は閉
じられるものである。
有効な構成として、圧縮機の中間の位置、図３において
は低圧圧縮機２３と高圧圧縮機９との間に、前記コア流
２９Ｂの１部を逃すための開閉可能な抽気弁装置３１を
ケーシング５の中空部５Ｃ内部に設けた構成が採用され
ている。この構成においては、抽気弁装置３１を開作動
してコア流２９Ｂの１部を逃すことによって低圧圧縮機
２３を通る空気流量（軸流速度）を増大することによ
り、サージ等の発生を抑制するものである。そして、サ
ージ等の発生が抑制されると、前記抽気弁装置３１は閉
じられるものである。
【００１０】ところで、従来の抽気弁装置３１は、図４
に示すごとき構成である。すなわち、ケーシング５にお
ける内側壁５Ｂの周方向には適宜間隔に複数の抽気口３
３が設けてあり、各抽気口３３にはフラップ弁３５が開
閉可能に設けられている。上記フラップ弁３５は、当該
フラップ弁３５の一端側に設けたブラケット３７を、前
記抽気口３５の一端側に設けたヒンジピン３９によって
回動可能に支持した構成でもって開閉自在に設けられて
いる。
に示すごとき構成である。すなわち、ケーシング５にお
ける内側壁５Ｂの周方向には適宜間隔に複数の抽気口３
３が設けてあり、各抽気口３３にはフラップ弁３５が開
閉可能に設けられている。上記フラップ弁３５は、当該
フラップ弁３５の一端側に設けたブラケット３７を、前
記抽気口３５の一端側に設けたヒンジピン３９によって
回動可能に支持した構成でもって開閉自在に設けられて
いる。
【００１１】前記フラップ弁３５を開閉する構成として
は、次のごとき構成である。すなわち、前記ケーシング
５の内側壁５Ｂに設けたブラケット４１に設けた枢軸４
２に、自動調心形軸受４３を介して揺動自在に支持され
たベルクランク４５の一端部と前記フラップ弁３５に大
きく突出して設けたブラケット４７とが連結ロッド４９
を介して連動連結してある。上記連結ロッド４９は、例
えばターンバックルに類似の構成でもって長さを調整可
能であって、自動調心形軸受等を介して、その両端部は
前記ベルクランク４５の一端部及び前記ブラケット４７
に枢支連結してある。
は、次のごとき構成である。すなわち、前記ケーシング
５の内側壁５Ｂに設けたブラケット４１に設けた枢軸４
２に、自動調心形軸受４３を介して揺動自在に支持され
たベルクランク４５の一端部と前記フラップ弁３５に大
きく突出して設けたブラケット４７とが連結ロッド４９
を介して連動連結してある。上記連結ロッド４９は、例
えばターンバックルに類似の構成でもって長さを調整可
能であって、自動調心形軸受等を介して、その両端部は
前記ベルクランク４５の一端部及び前記ブラケット４７
に枢支連結してある。
【００１２】そして、前記ベルクランク４５の他端部
は、前記内側壁５Ｂを囲撓して回動可能のリング部材５
１と自動調心形軸受等を介して適宜に枢支連結してあ
る。このリング部材５１は、適宜のアクチュエータ（図
示省略）によって周方向に往復回動されるものである。
は、前記内側壁５Ｂを囲撓して回動可能のリング部材５
１と自動調心形軸受等を介して適宜に枢支連結してあ
る。このリング部材５１は、適宜のアクチュエータ（図
示省略）によって周方向に往復回動されるものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記構成において、ア
クチュエータによって前記リング部材５１を往復回動す
ると、このリング部材５１に他端部を枢支連結したベル
クランク４５が枢軸４２を中心として往復動動される。
したがって、ベルクランク４５の一端部に枢支連結した
連結ロッド４９を介してフラップ弁３５の開閉が行われ
ることになる。
クチュエータによって前記リング部材５１を往復回動す
ると、このリング部材５１に他端部を枢支連結したベル
クランク４５が枢軸４２を中心として往復動動される。
したがって、ベルクランク４５の一端部に枢支連結した
連結ロッド４９を介してフラップ弁３５の開閉が行われ
ることになる。
【００１４】ところで、前述のごとくフラップ弁３５の
一端部がヒンジピン３９を介して枢支されていることに
より、フラップ弁３５を開作動するときには、フラップ
弁３５に全面的に作用するコア流２９Ｂ側の圧力によっ
て容易に開くことができる。しかし、前記フラップ弁３
５を閉じるときには、当該フラップ弁３５に全面的に作
用するコア流２９Ｂ側の圧力に抗して閉じなければなら
ず、また閉じた後においては抽気口３３とフラップ弁３
５との間の密封効果を保持するために、前記圧力に抗し
て強力に押圧する必要があり、その動力源として前記ア
クチュエータを比較的大型にする必要があり、小型軽量
化を図る上において問題がある。
一端部がヒンジピン３９を介して枢支されていることに
より、フラップ弁３５を開作動するときには、フラップ
弁３５に全面的に作用するコア流２９Ｂ側の圧力によっ
て容易に開くことができる。しかし、前記フラップ弁３
５を閉じるときには、当該フラップ弁３５に全面的に作
用するコア流２９Ｂ側の圧力に抗して閉じなければなら
ず、また閉じた後においては抽気口３３とフラップ弁３
５との間の密封効果を保持するために、前記圧力に抗し
て強力に押圧する必要があり、その動力源として前記ア
クチュエータを比較的大型にする必要があり、小型軽量
化を図る上において問題がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は前述のごとき問
題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、空
気取入れ口から取り入れた空気を圧縮するための低圧圧
縮機及び高圧圧縮機を備え、前記低圧圧縮機と高圧圧縮
機の間において空気を一時的に逃すためのフラップ弁を
開閉可能に備えたガスタービンエンジンにおける抽気弁
装置において、前記フラップ弁の回動支点位置を当該フ
ラップ弁の前端部と後端部の間に設けた構成である。
題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、空
気取入れ口から取り入れた空気を圧縮するための低圧圧
縮機及び高圧圧縮機を備え、前記低圧圧縮機と高圧圧縮
機の間において空気を一時的に逃すためのフラップ弁を
開閉可能に備えたガスタービンエンジンにおける抽気弁
装置において、前記フラップ弁の回動支点位置を当該フ
ラップ弁の前端部と後端部の間に設けた構成である。
【００１６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
ガスタービンエンジンにおける抽気弁装置において、前
記フラップ弁を閉じた状態にあるときに、前記回動支点
位置の前側部分に作用する圧力と後側部分に作用する圧
力とがほぼ等しくなる位置に前記回動支点位置を設定し
てある。
ガスタービンエンジンにおける抽気弁装置において、前
記フラップ弁を閉じた状態にあるときに、前記回動支点
位置の前側部分に作用する圧力と後側部分に作用する圧
力とがほぼ等しくなる位置に前記回動支点位置を設定し
てある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図１，図２を用いて本発明
の実施の形態について説明するに、前述した従来の構成
と同一機能を奏する構成部分には同一符号を付すること
として重複した説明は省略する。
の実施の形態について説明するに、前述した従来の構成
と同一機能を奏する構成部分には同一符号を付すること
として重複した説明は省略する。
【００１８】本発明の実施の形態に係る抽気弁装置５３
においては、抽気口３３を開閉可能のフラップ弁５５を
開閉自在（回動自在）に支持するヒンジピン３９の位
置、すなわちフラップ弁５５の回動支点位置はフラップ
弁５５の前端部５５Ａと後端部５５Ｂとの間に設けてあ
る。
においては、抽気口３３を開閉可能のフラップ弁５５を
開閉自在（回動自在）に支持するヒンジピン３９の位
置、すなわちフラップ弁５５の回動支点位置はフラップ
弁５５の前端部５５Ａと後端部５５Ｂとの間に設けてあ
る。
【００１９】より詳細には、前記フラップ弁５５が抽気
口３３を閉じた状態にある場合であって、前記ヒンジピ
ン３９より前端部５５Ａ側部分に作用するコア流２９Ｂ
側の圧力が前記フラップ弁５５を、図１において前記ヒ
ンジピン３９を中心として時計回り方向に回動しようと
する力と、前記フラップ弁５５の後端部５５Ｂ側部分に
作用するコア流２９Ｂ側の圧力によってフラップ弁５５
を反時計回り方向に回動しようとする力とがほぼ等しく
なる中間位置に、前記回動支点位置（ヒンジピン３９の
位置）を設定してある。
口３３を閉じた状態にある場合であって、前記ヒンジピ
ン３９より前端部５５Ａ側部分に作用するコア流２９Ｂ
側の圧力が前記フラップ弁５５を、図１において前記ヒ
ンジピン３９を中心として時計回り方向に回動しようと
する力と、前記フラップ弁５５の後端部５５Ｂ側部分に
作用するコア流２９Ｂ側の圧力によってフラップ弁５５
を反時計回り方向に回動しようとする力とがほぼ等しく
なる中間位置に、前記回動支点位置（ヒンジピン３９の
位置）を設定してある。
【００２０】したがって、フラップ弁５５によって抽気
口３３を閉じた状態においては、コア流２９Ｂ側の圧力
によってフラップ弁５５を、図１において時計回り方向
に回動しようとする力と反時計回り方向に回動しようと
する力が均衡することになる。よって、前記フラップ弁
５５を開閉するためのアクチュエータは、フラップ弁５
５と抽気口３３との密封を保持し得る程度にフラップ弁
５５に回動力を付与すれば良いものであり、前記アクチ
ュエータの小型軽量化を図ることができるものである。
口３３を閉じた状態においては、コア流２９Ｂ側の圧力
によってフラップ弁５５を、図１において時計回り方向
に回動しようとする力と反時計回り方向に回動しようと
する力が均衡することになる。よって、前記フラップ弁
５５を開閉するためのアクチュエータは、フラップ弁５
５と抽気口３３との密封を保持し得る程度にフラップ弁
５５に回動力を付与すれば良いものであり、前記アクチ
ュエータの小型軽量化を図ることができるものである。
【００２１】前記フラップ弁５５を開作動するときに
は、フラップ弁５５を僅かに開作動すると、フラップ弁
５５の前端部側にコア流２９Ｂ側の１部が動圧として作
用するので、開作動が容易である。また、閉作動すると
きには、コア流２９Ｂ側の圧力に抗する力は従来の構成
に比較して小さくなるものである。
は、フラップ弁５５を僅かに開作動すると、フラップ弁
５５の前端部側にコア流２９Ｂ側の１部が動圧として作
用するので、開作動が容易である。また、閉作動すると
きには、コア流２９Ｂ側の圧力に抗する力は従来の構成
に比較して小さくなるものである。
【００２２】よって、フラップ弁５５の開閉に要する力
は従来より小さくて良いものであり、前記アクチュエー
タの小型軽量化を容易に図ることができるものである。
は従来より小さくて良いものであり、前記アクチュエー
タの小型軽量化を容易に図ることができるものである。
【００２３】
【発明の効果】以上のごとき説明より理解されるよう
に、本発明によれば、フラップ弁によって抽気口を閉じ
た状態にあるとき、上記フラップ弁の前端部側および後
端部側に作用するコア流側の圧力は、前記フラップ弁を
それぞれ逆方向に回動すべく作用し、かつ均衡している
ので、抽気口とフラップ弁との密封を保持する力は比較
的小さくて良いものである。また、フラップ弁の開閉に
要する力は従来に比較して小さくでき、フラップ弁を開
閉するためのアクチュエータの小型軽量化を図ることが
できて、前述したごとき従来の問題を解消し得るもので
ある。
に、本発明によれば、フラップ弁によって抽気口を閉じ
た状態にあるとき、上記フラップ弁の前端部側および後
端部側に作用するコア流側の圧力は、前記フラップ弁を
それぞれ逆方向に回動すべく作用し、かつ均衡している
ので、抽気口とフラップ弁との密封を保持する力は比較
的小さくて良いものである。また、フラップ弁の開閉に
要する力は従来に比較して小さくでき、フラップ弁を開
閉するためのアクチュエータの小型軽量化を図ることが
できて、前述したごとき従来の問題を解消し得るもので
ある。
【図１】本発明の実施の形態に係る抽気弁装置の断面、
作用説明図である。
作用説明図である。
【図２】同上の平面説明図である。
【図３】ガスタービンエンジンの全体的構成を概略的に
示した断面説明図である。
示した断面説明図である。
【図４】従来の抽気弁装置の断面説明図である。
１…ジェットエンジン
３…カウル
５…ケーシング
７…バイパス路
９…高圧圧縮機
１１…燃焼器
１３…高圧タービン
２３…低圧圧縮機
２５…低圧タービン
２９Ｂ…コア流
３３…抽気口
３９…ヒンジピン
５１…リング部材
５３…抽気弁装置
５５…フラップ弁
５５Ａ…前端部
５５Ｂ…後端部
Claims (2)
- 【請求項１】 空気取入れ口から取り入れた空気を圧縮
するための低圧圧縮機及び高圧圧縮機を備え、前記低圧
圧縮機と高圧圧縮機の間において空気を一時的に逃すた
めのフラップ弁を開閉可能に備えたガスタービンエンジ
ンにおける抽気弁装置において、前記フラップ弁の回動
支点位置を当該フラップ弁の前端部と後端部の間に設け
たことを特徴とするガスタービンエンジンにおける抽気
弁装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のガスタービンエンジン
における抽気弁装置において、前記フラップ弁を閉じた
状態にあるときに、前記回動支点位置の前側部分に作用
する圧力と後側部分に作用する圧力とがほぼ等しくなる
位置に前記回動支点位置を設定してあることを特徴とす
るガスタービンエンジンにおける抽気弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347515A JP2003148167A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | ガスタービンエンジンにおける抽気弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001347515A JP2003148167A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | ガスタービンエンジンにおける抽気弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003148167A true JP2003148167A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19160509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001347515A Pending JP2003148167A (ja) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | ガスタービンエンジンにおける抽気弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003148167A (ja) |
Cited By (7)
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| CN107035536A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-08-11 | 中国航发南方工业有限公司 | 放气活门辅助装置及具有其的航空发动机 |
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-
2001
- 2001-11-13 JP JP2001347515A patent/JP2003148167A/ja active Pending
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