JP2926694B2 - ターボジェットエンジン - Google Patents

ターボジェットエンジン

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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タービンディスクなど
のロータ要素に空気を吹き付けるための装置を備えるタ
ーボエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】航空機用ターボジェットエンジンに対し
て求められている絶え間ない性能向上要求には、推力と
重量の比を高くすることがとくに含まれる。
【０００３】ロータを軽量にし、この比を高くするため
の１つの可能な装置は、英語でＤＡＭｓ（モノブロック
ブレード付きディスク）または「ＢＬＩＳＫ」としてし
ばしば知られている一体ロータディスクを使用するもの
である。それらのディスクは現在までは燃焼室の上流側
に配置される圧縮機用に用いられていた。というのは、
タービン燃焼室の下流側に配置されたタービンディスク
は、とくに羽根の支柱への連結部を支えるディスクの周
縁部が、高温の推進ガスによる過大な熱にさらされ、そ
の結果としてディスク中において半径方向に過大な温度
勾配が生ずるからである。加熱された要素への通気を確
保するために、新鮮な空気またはガスをターボエンジン
の別の領域から取り込むことができることが知られてい
るが、この場合には次のような問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、タービンデ
ィスクの冷却に際して周縁部の接線方向速度が高すぎる
ために、この周縁部と、それに向き合う固定環との間の
間隙を覆う、機械的な環状ガスケット、ブラシガスケッ
トまたはラビリンスガスケットを設けてそこから通気ガ
スを吹き出させることができない。したがって、推進ガ
スを流すための通路の中に通気ガスが漏れること、およ
び通気の効果が低下することを受け容れる必要がある。
【０００５】本発明はこの困難を解決し、過剰な熱によ
り影響されるディスクの周縁部領域を十分に冷却するこ
とができる。これは通気される領域への通気ガスを加速
する装置を使用する必要がなく、単一ブロックから成る
一層軽いディスクを使用するものである。この通気ガス
を加速する装置を用いると、推進ガスを流す通路へ向か
う漏れは減少するが、通気の効果には依然として悪影響
がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のターボジェット
は、羽根を備えるモノブロックロータ要素によって部分
的に構成されるタービンの上流側の燃焼室と、燃焼室か
らのガスを導いて羽根に近接するロータの周縁部領域に
吹き付けるための通路とを含み、この通路が羽根に近接
する領域の前方において１つの内部通路と、この内部通
路を囲む１つの外部通路とに分割されており、ガスの大
部分が内部通路を通る点、ガスの残りを加速して、内部
通路を通ったガスが外部へ向かって分散するのを防止す
るように、外部通路が狭くなっている点で独自なもので
ある。通気を確保するために燃焼室から取り出された高
圧ガスの流れの大部分は、内部通路の短い経路を通って
タービンモノブロックロータへ向かって自由に流れる。
そのため加速装置の使用は不要である。エンジンの推進
ガス循環通路の外部でのガスの拘束は、外部通路を通る
ガス部分によって行われる。この装置は、２つの重なり
合った通路が、連続する主流を確保する一様な断面をも
つ１つの外部通路と、エンジンの高速時にだけ開いて追
加の通気を行う弁によって塞がれている１つの内部通路
とから構成されている、英国特許ＧＢ−Ａ−２２４６８
３６号の装置にはほとんど使用できない。本発明におい
ては２つの通路は開かれているままである。
【０００７】英国特許ＧＢ−Ａ−２１００３６０号明細
書には、単一の通路によって吹き出された通気ガスをよ
り高い圧力へ上昇させることによって、またはほとんど
ディスクまで伸長するノズルを設けることによって、冷
却すべきディスクにその通気ガスが効果的に到達するよ
うに配置を行うことがどのようにして可能であるかにつ
いて詳しく述べられている。
【０００８】冷却すべきロータの部分の接線方向速度に
近い速度まで通気ガスを上昇させるように、かつ通気ガ
スをロータ中をより長く通らせることによって、更に、
とくに、冷却すべき領域に設けられている凹部にガスが
留まるようにガスが入り込む開口部が設けられているな
らば、ロータと一体の可動マークに関して全体の温度を
低下させることによって、熱交換を改善するように通気
ガスを循環速度に置くためのギムレットによって内部通
路を占めると有利である。そうすると熱取り出しの効果
が非常に高くなる。
【０００９】
【実施例】図１はターボジェットエンジンを表すもので
あって、ケロシン噴射器２が設けられている燃焼室１を
中央部に示す。そのケロシン噴射器２へ、低圧圧縮機３
と高圧圧縮機４を通ってきた空気が供給される。２つの
圧縮機はガス流通路５の２つの部分を占める。推進ガス
流通路５は環状であって、燃焼室１の下流側へ伸長し、
そこでそれの区間の２つが高圧タービン６と低圧タービ
ン７によって占める。それらのタービンはシャフト（図
示せず）によって圧縮機３と４を駆動する。圧縮機とタ
ービンは、羽根を備えたディスクで構成され、ターボジ
ェットエンジンのロータに属する。更に、通路５は固定
されている分配羽根の段すなわち修正羽根の段によって
占められる。それらの通路はタービンの羽根の段および
圧縮機の羽根の段と交番する。それらの段の１つは、燃
焼室１と高圧タービン６との間に設けられている高圧分
配器８に属する。
【００１０】次に図２を参照する。
【００１１】高圧分配器８の羽根がその下端部において
リング９によって組合わされる。そのリング９は中空で
あって、その外面１０が、高圧タービン６のディスク２
６の１つの外面１２と、曲げられている内向き壁１３と
の間で通路５のための境界を形成する。その内向き壁１
３は燃焼室１で発生されたガスを導く。
【００１２】リング９は１つの内面１１を有する。この
内面は燃焼室１の縁部１４に向き合って配置される。縁
部１４は前記リングと同様に半径方向に向けられる。曲
げられている内向き壁１３は、燃焼室１における、ケロ
シン噴射器２がガスへのエネルギー寄与を行う縁部１４
によって範囲を定められている部分を分離する。したが
って、ケロシン噴射器２から離れているその部分は、装
置における、燃焼室１の下流側の燃焼ガスがより高温に
なって循環する通路５に最も近い部分を通ることができ
る、比較的新鮮な空気によって占められる。
【００１３】縁部１４には凹部１５が設けられる。下側
の面１１に凹部１６を設けるのと同じやり方で凹部１５
が設けられるから、新鮮な通気空気はその圧力によって
軸線方向下流側へ流れてリング９の凹部１７に入り、そ
れから、ディスク２６における羽根との連結領域１８へ
流れる。連結領域は羽根６と同様に、通気と冷却を行う
べき領域である。
【００１４】次に図３を参照する。凹部１７は１つの内
部開口部１９と１つの外部開口部２０によって連結領域
１８へ向かって終端する。それらの開口部は両方とも環
状であり、またはある円周部分が少なくとも不連続であ
って、１つの内部通路２１の出口と１つの外部通路２２
の出口とに対応する。凹部１７はディスク１２の側がそ
れらの通路２１と２２との間で分割される。通気空気の
最大部分が内部通路２１へ流れ込み、らせん板によって
形成されて内部通路２１の一部分を占めるギムレット２
３を通ることによってディスク１２の回転の向きに加速
される。外部通路２２については、この通路を（狭くさ
れている入り口部分のために内部通路２１より少ない流
量で）流れる空気がこの通路を出て、残りの通気空気を
囲んで、残りの通気空気が外部および流れ通路５へ向か
って早く分散することを阻止する高速の薄いさや状空気
層を形成するように、開口部２０を狭くする。いいかえ
ると、外部通路２２の空気の動圧力が内部通路２１の空
気の静圧力と平衡する。したがって、空気のほとんど全
てが、内部通路２１の出口１９の前方に設けられている
開口部２４内へ、連結領域１８の前面を通って吹き込ま
れ、そこから連結領域１８の凹部２５へ流れ込んで、そ
の凹部において通気空気はディスク２６のこの周辺領域
の熱の一部を吸収してから、中空羽根の方向に凹部２５
を出る。ディスク２６の外面１２を貫通している孔３０
を通って通気空気は凹部２５から、タービン６の羽根３
２の内側の空所３１へ向かって流れることができる。羽
根３２はその空所を流れる通気空気によって冷却され
る。通気空気は最後に通路５へ流れ込み、ディスク２６
の周縁部および羽根３２の材料に比較的長く接触するこ
とによる冷却器としての役割を完全に終了した後で、推
進に寄与する。
【００１５】ディスク２６には「ルチェット（ｌｅｃｈ
ｅｔｔｅｓ）」２７が設けられる。このルチェットは先
端部が半径方向に向けられ、その伸長方向前方には、こ
の技術においてこすり合わせることができる材料として
しばしば知られている、柔らかい材料２９で覆われたベ
アリング２８がある。その柔らかい材料は、十分な不浸
透性をもたらす僅かな遊びを「ルチェット」２７と共に
単に形成するように、ルチェットのこすりによって刻ま
れる。このようにして、通気空気の流れがターボジェッ
トエンジンの軸へ向かって動くことを阻止する。
【００１６】障壁を構成するガス状導管を形成するため
の内部通気パイプと１本の外部パイプとのこの組合わせ
は、ターボジェットエンジンの他の部分へも応用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を装備できるターボジェットエンジンの
全体的な構造を表す。
【図２】本発明を応用した状態を示す。
【図３】本発明を詳細に示す図２の拡大図である。
【符号の説明】
１ 燃焼室 ２ ケロシン噴射器 ３ 低圧圧縮機 ４ 高圧圧縮機 ５ 通路 ６ 高圧タービン ７ 低圧タービン １８ 連結領域 ２１ 内部通路 ２２ 外部通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ザビエ・ジヤン・ミシエル・アンドレ・ ギヨネ フランス国、77310・サン・フアルノ ー・ポンチイエリ、リユ・ドウ・ラ・ソ セ、536 (72)発明者 ジヤン−ルイ・ピカール フランス国、77000・ブオ・ル・ペニル、 ルツト・ドウ・リブリ、243 (56)参考文献 特開 昭58−10123（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−151725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−100236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−155630（ＪＰ，Ａ) 英国特許出願公開2100360（ＧＢ，Ａ) 英国特許出願公開2246836（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02C 7/18 F02C 7/16 F01D 5/08 F01D 5/18 F01D 5/30 F01D 9/02 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 羽根が並んだモノブロックロータ要素
    （２６）によって部分的に構成されるタービン（６）の
    上流側の燃焼室（１）と、この燃焼室からのガスを導い
    て羽根に近接するロータの周縁部領域（１８）に吹き付
    けるための通路（１７、２１、２２）とを含み、この通
    路が、羽根に近接する領域の前方において１つの内部通
    路（２１）と、この内部通路（２１）を囲む１つの外部
    通路（２２）とに分割されるターボジェットエンジンで
    あって、ガスの大部分が内部通路（２１）を通り、外部
    通路（２２）は、ガスの残りを加速して内部通路の通過
    ガスが外部へ向かって分散するのを防止するように狭く
    なっていることを特徴とするターボジェットエンジン。
  2. 【請求項２】 ロータの周縁部領域（１８）に向き合っ
    た、連絡通路が貫通するリング（９）を含む分配器構造
    （８）によってタービンが燃焼室から分離されることを
    特徴とする請求項１に記載のターボジェットエンジン。
  3. 【請求項３】 内部通路は、ガスに回転を与えてその円
    運動をもたらすギムレット（２３）を備えることを特徴
    とする請求項１又は２に記載のターボジェットエンジ
    ン。
  4. 【請求項４】 周縁部領域（１８）に凹部（２５）が設
    けられ、この凹部が内部通路（２１）の前方に配置され
    るオリフィス（２４）により開口していることを特徴と
    する請求項１から３のいずれか一項に記載のターボジェ
    ットエンジン。
  5. 【請求項５】 凹部（２５）が孔（３０）によってロー
    タの羽根（３２）の空所（３１）に通じることを特徴と
    する請求項４に記載のターボジェットエンジン。
JP6164279A 1993-07-15 1994-07-15 ターボジェットエンジン Expired - Fee Related JP2926694B2 (ja)

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FR9308665 1993-07-15

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