JP2016504527A - 排出流の補助周囲領域の内部を空気を排出する、動的に周囲を冷却する外側ケースを具備するガスタービン - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2011年12月8日に出願された米国特許出願第13/314311号に基づく優先権を主張する部分的な継続出願である。当該特許出願は、参照により本出願に組み込まれている。
遮熱/冷却システムが、
外側ケースの外面の反対側に位置する外側ケースの内面において支持されている内側絶縁層であって、外側ケースの内面に沿って周方向に延在しており、外側ケースからラジアル方向内方に配置されている排出ガス通路からの放射エネルギに対する耐熱性を有している内側絶縁層と、
ラジアル方向において外側ケースの外面に対して離隔して配置されているパネル構造体によって形成されており、外側ケースの外面の周囲に延在している冷却チャネルであって、略アキシアル方向において内側絶縁層と位置合わせされており、外側ケースの外面を冷却する周囲空気流のための流路を形成している冷却チャネルと、
を含んでいる。
11 外側ケース
12 タービンセクション
14 タービン排出ケース
16 排出スプール構造体
18 下流側排出ケースフランジ
20 上流側スプール構造体フランジ
21 上流側排出ケースフランジ
22 結合部
23 フランジ
24 支持ハウジング
25 ロータ
26 ディフューザ(ダクト)
28 (ディフューザ26の)内壁
30 (ディフューザ26の)外壁
31 高温の排出ガス
32 ストラット構造体
34 ストラット
35 放射シールド
35a フレア状壁部
35b フレア状壁部
35c 端部壁
25d 端部壁
31 高温の排出ガス
36 (タービン排出ケース14の)接続部
37 ストラットシールド間隙
38 (支持ハウジング24の)接続部
40 ストラットシールド(フェアリング)
41 固定具
42 (タービン排出ケース14の)ケース内面
43 ケーススロット
44 遮熱/冷却システム
46 内側絶縁層
46a 絶縁層セグメント
47 シールド内側端部
48 対流冷却チャネル
49 周囲冷却空気
50 (絶縁層セグメント46aの)先縁部
51 内径キャビティ(トンネルキャビティ)
52 (絶縁層セグメント46aの)後縁部
54 (絶縁層セグメント46aの)側縁部
56 (絶縁層セグメント46aの)側縁部
57 後方ディスクキャビティ
58 金属薄板層
59 最終段ディスク構造体
60 金属薄板層
61 ラジアル方向シール構造体(ラジアル方向密封仕切り)
61a 指状シール
61b ラジアル方向形体
62 保温層
63 内側シール接合部
64 金属ブッシュ
65 接合部
66 スペーサ
67 スタッド
68 ケース外面
69 ナット
70 下流側スプール構造体フランジ
72 パネル構造体
72a パネルセクション(パネルセグメント、パネル構造体)
72b 縁部
74 上流側位置
76 下流側位置
78 第1の冷却チャネル部分
80 (スプール構造体16の)外面
82 第2の冷却チャネル部分
84 主冷却空気供給入口
86 排出空気出口
88 (排出セクション10の)上側半体
90 (排出セクション10の)下側半体
92 水平結合面
94 拡大側部(側面部分)
97 結合部
98 合じゃくり接合部(パネル結合部)
99 結合部
100 (拡大側部94の)下側部分
102 補助空気入口構造体
104 第1の補助空気入口開口部
106 第2の補助空気入口開口部
108 カバープレート
110 カバープレート
112 固定具
114 主対流空気供給流れ
116 補助周囲空気(補助空気流)
118 排出空気
120 ファンユニット
122 外側絶縁層
124 第2の内側絶縁層
130 空気ダクト
130a (空気ダクト130の)第1のセクション
130b (空気ダクト130の)第2のセクション
Claims (19)
- 中央長手方向軸線を規定している外側ケースであって、前記外側ケースの外面が、前記中央長手方向軸線の周囲に周方向に延在している、前記外側ケースと、
前記外側ケースの前記外面に形成されている冷却チャネルであって、チャネル入口とチャネル出口とを有している前記冷却チャネルと、
前記チャネル出口と流通してる入口端部と、ガスタービンエンジンのタービンセクションからの排出ガス流と流通している出口端部とを含んでいる空気ダクトと、
前記空気ダクトの前記出口端部に配置されている出口構造体であって、前記空気ダクトの前記入口端部から前記空気ダクトの前記出口端部に至るまで流れを導くために、前記空気ダクトの前記出口端部に補助周囲圧力を付与する前記出口構造体と、
を備えていることを特徴とするガスタービンエンジン。 - 前記出口構造体が、前記冷却チャネルから前記空気ダクトの内部に向かって空気を引き込むように前記出口端部において圧力を低減させるために、前記出口構造体を越えて通過する前記排出ガス流の一部分と相互作用していることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 前記出口構造体が、前記空気ダクトの前記出口端部を部分的に覆っており、前記出口端部の上流側を遮蔽しており、前記出口端部の下流側に隣り合って下流に面している開口部を形成していることを特徴とする請求項2に記載のガスタービンエンジン。
- 前記出口構造体が、前記空気ダクトの内部において補助周囲圧力を発生させるために、且つ、加熱された冷却空気を前記冷却チャネルから前記空気ダクトの内部に向かって引き込むために、前記空気ダクトの前記出口端部において噴射ポンプ効果を発揮することを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 前記外側ケースの表面が、前記外側ケースの外面とされ、
前記冷却チャネルが、前記外面からラジアル方向外方に配置されているパネル構造体によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。 - 前記冷却チャネルが、前記外側ケースの周囲に延在していることを特徴とする請求項5に記載のガスタービンエンジン。
- 前記チャネル入口が、第1の周方向位置に配置されており、
前記チャネル出口が、周方向において前記第1の周方向位置から離隔されている第2の周方向位置に配置されていることを特徴とする請求項6に記載のガスタービンエンジン。 - 前記チャネル入口の前記第1の周方向位置が、前記チャネル出口の前記第2の周方向位置の対角線上反対側に位置していることを特徴とする請求項7に記載のガスタービンエンジン。
- 前記冷却チャネルが、排出ディフューザのアキシアル方向位置に配置されており、
前記空気ダクトの出口が、排出マニホールドにおいて前記排出ディフューザの下流に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。 - 前記空気ダクトの前記入口端部が、周囲冷却空気を前記冷却チャネルに供給するために、前記ガスタービンエンジンの外側の周囲空気に対して開口していることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 中央長手方向軸線を規定している外側ケースであって、前記外側ケースの外面が、前記中央長手方向軸線の周囲に周方向に延在している、前記外側ケースと、
ガスタービンエンジンのタービンセクションから排出ガス流を導くために、前記外側ケースの内部に形成されている排出ガス通路と、
前記外側ケースの前記外面の周囲に周方向に延在している冷却チャネルであって、チャネル入口と、前記チャネル入口に対して周方向に離隔して配置されているチャネル出口とを有している前記冷却チャネルと、
前記チャネル出口と流通している入口端部と、前記排出ガス流と流通している出口端部とを含んでいる空気ダクトと、
前記空気ダクトの前記出口端部において圧力を低減させることによって、前記冷却チャネルから前記空気ダクトの内部に空気を引き込むために、前記排出ガス流と相互作用する前記空気ダクトの前記出口端部に配置されている出口構造体と、
を備えていることを特徴とするガスタービンエンジン。 - 前記冷却チャネルが、排出ディフューザのアキシアル方向位置に配置されており、
前記空気ダクトの出口が、排出マニホールドにおいて前記排出ディフューザの下流に配置されていることを特徴とする請求項11に記載のガスタービンエンジン。 - 前記空気ダクトが、前記外側ケースの前記外面の外側に配置されており、前記排出ディフューザと前記排出マニホールドとの間においてアキシアル方向に延在していることを特徴とする請求項12に記載のガスタービンエンジン。
- 前記排出マニホールドが、マニホールド外面及びマニホールド内面を有しているマニホールド壁を含んでおり、
マニホールド開口部が、前記マニホールド外面と前記マニホールド内面との間に延在しており、
前記空気ダクトが、前記マニホールド外面に取り付けられており、
前記出口構造体が、前記マニホールド内面に取り付けられていることを特徴とする請求項12に記載のガスタービンエンジン。 - 前記出口構造体が、前記マニホールド開口部の上流において前記マニホールド内面に取り付けられている第1の周縁部を有している、板状の出口シールドプレートによって形成されており、
前記出口シールドが、前記第1の周縁部の下流に位置する第2の周縁部であって、前記マニホールド内面からラジアル方向内方に離隔している前記第2の周縁部を有していることを特徴とする請求項14に記載のガスタービンエンジン。 - 前記空気ダクトが、前記空気ダクトを通過する空気流に対して略平行に延在している中心軸線を規定しており、
前記中心軸線が、前記出口シールドと交差していることを特徴とする請求項15に記載のガスタービンエンジン。 - 前記出口シールドが、前記排出マニホールドの排出ガス流を前記マニホールド開口部から離隔するように発散させ、前記空気ダクトの前記出口端部において圧力を低減させることを特徴とする請求項15に記載のガスタービンエンジン。
- 前記ガスタービンエンジンが、前記外側ケースの温度を制御するための遮熱/冷却システムを含んでおり、
前記遮熱/冷却システムが、
前記外側ケースの前記外面の反対側に位置する前記外側ケースの内面において支持されている内側絶縁層であって、前記外側ケースの前記内面に沿って周方向に延在しており、前記外側ケースからラジアル方向内方に配置されている前記排出ガス通路からの放射エネルギに対する耐熱性を有している前記内側絶縁層と、
ラジアル方向において前記外側ケースの前記外面に対して離隔して配置されているパネル構造体によって形成されており、前記外側ケースの前記外面の周囲に延在している前記冷却チャネルであって、略アキシアル方向において前記内側絶縁層と位置合わせされており、前記外側ケースの前記外面を冷却する周囲空気流のための流路を形成している前記冷却チャネルと、
を含んでいることを特徴とする請求項11に記載のガスタービンエンジン。 - 前記ガスタービンエンジンが、前記パネル構造体に支持されている外側絶縁層であって、前記パネル構造体を覆っている前記外側絶縁層を含んでいることを特徴とする請求項18に記載のガスタービンエンジン。
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