JP4165279B2 - Telemeter cooling device in gas turbine engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば航空機用のガスタービンエンジンの開発に当り、当該開発用ガスタービンエンジンにおける翼振動など回転系の状態を検出するためのテレメータを備えたガスタービンエンジンにおけるテレメータ冷却装置に係り、さらに詳細には、ガスタービンエンジンの停止後においても前記テレメータを冷却することのできるガスタービンエンジンにおけるテレメータ冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば航空機用のガスタービンエンジンを開発するに当り、翼振動など回転系の計測データをガスタービンエンジン外部に取出すために、航空機用開発ガスタービンエンジン内にテレメータ等を組み込むことが行われている。
【0003】
一般にテレメータは高価であり、かつ他の構成部品に比較して許容温度が低く、高温に耐えられないので、ガスタービンエンジン内に組み込んだテレメータはオイルによって冷却されているのが一般的である。このようにオイルでもってテレメータの冷却を行う場合、開発用のガスタービンエンジンを停止すると給油ポンプも停止してしまうので、ガスタービンエンジンの余熱によってテレメータの温度が上昇してしまうことがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来は、ガスタービンエンジンの回転停止後であってもテレメータの冷却が行われ得るように、スタータでもってロータを回転して給油ポンプを駆動する必要があり、ガスタービンエンジンの開発に当ての各種の計測システム上及び運転手順上に大きな制約がある、という問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、本発明は、ガスタービンエンジンにおける回転部又は回転部に近接した位置に、前記回転部の状態を検出するためのテレメータを配置して設け、前記テレメータに近接した位置に、当該テレメータへ冷却エアーを噴出するためのエアー噴出口を設け、前記エアー噴出口は接続路を介して外部のエアー源に接続してあり、当該接続路にはガスタービンエンジンの停止時に開作動する開閉弁が配置してある。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明するに、理解を容易にするために、本発明を適用したガスタービンエンジン全体の概略的構成について説明する。
【0008】
図1を参照するに、本実施の形態に係るガスタービンエンジン1としてはジェットエンジンが例示してある。上記ガスタービンエンジン1は筒状のカウル3を備えており、このカウル3内には複数のステー5を介して筒状のケーシング7が配置してある。そして、前記カウル3の内周面と前記ケーシング7の外周面との間には環状のバイパス路9が形成してある。
【0009】
前記ケーシング7内には、高圧圧縮機11、燃焼機13及び高圧タービン15を備えたコアエンジン17が備えられている。上記高圧圧縮機11と高圧タービン15は中空状の高圧タービン軸19によって一体的に回転するように構成してあり、この高圧タービン軸19は、回転軸受21を介して固定部23に回転自在に支持されている。
【0010】
前記コアエンジン17の前側には、空気取入れ口25から空気を取入れるファン動翼27及び低圧圧縮機29が設けてあると共に、前記高圧タービン15の後側には低圧タービン31が設けてある。前記ファン動翼27及び低圧圧縮機29は、前記高圧タービン軸19を貫通した低圧タービン軸33を介して前記低圧タービン31と一体的に回転するように構成してある。この低圧タービン軸33は複数の軸受35を介して固定部23に回転自在に支持されている。
【0011】
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27が回転して空気取入れ口25から空気が取入れられる。ファン動翼27の回転によって取入れられた空気はバイパス路9へ流入するバイパス流35Aとコアエンジン17側へ流入するコア流35Bとに分流される。
【0012】
前記コア流35Bは低圧圧縮機29及び高圧圧縮機11によって次第に高温高圧のガスに圧縮され、この高温高圧のガスが燃焼器13へ噴出されると共に燃焼器13へ燃料が噴射されて着火されると、高温高圧の燃焼ガスが後方向へ噴射される。高温高圧の燃焼ガスの後方向への噴出により高圧タービン15及び低圧タービン31が回転される。
【0013】
上記高圧タービン15の回転は高圧タービン軸19を介して高圧圧縮機11へ伝達され、低圧タービン31の回転は低圧タービン軸33を介してファン動翼27及び低圧圧縮機29へ伝達される。
【0014】
上記構成のごときガスタービンエンジン1において、開発用エンジンには、例えば翼振動等回転系の回転状態を検出するために、テレメータ37(図2参照)が組み込まれている。
【0015】
図2は図1おけるA部分の拡大図であって、本実施の形態においては高圧タービン軸19にテレメータ37を設けた場合を例示してある。上記テレメータ37は、本実施の形態においては、高圧タービン軸19に取付けた環状のカップ状のシールリング39と前記回転軸受21の間において前記高圧タービン軸19に取付けてある。
【0016】
そして、前記固定部23には前記シーリング39を囲撓した環状のシール支持部材41が取付けてあり、このシール支持部材41には高圧タービン軸19に設けたラビリンスパッキン(図示省略)と協働してラビリンスシールを構成するラビリンスシール部材43が設けてあると共に、前記シールリング39の外周面に接触した環状のシール部材45が前記シール支持部材41の内周面に設けられている。
【0017】
また、前記固定部23には、環状の受信部支持部材47が取付けてあり、この受信部支持部材47には、前記テレメータ37から測定データを受信するためのレシーバ49が前記テレメータ37に近接して設けてある。
【0018】
さらに、前記固定部23には、前記テレメータ37へ冷却用のオイルミストを噴射するオイルミスト噴射口(図示省略)が設けてあると共に、前記テレメータ37へ冷却エアーを噴出するエアー噴出口51を備えたノズル部材53が設けてある。前記エアー噴出口51は、固定部23に形成した流路及び前記ステー5内に配置した配管57を介して外部のエアー源(図示省略)に接続してあり、上記配管57には例えばソレノイドバルブのごとき開閉弁59(図1参照)が配置してある。
【0019】
前記エアー源は例えば工場内に設けられたエアー配管等である。前記開閉弁59は常態においては閉じた状態にあり、開発用のガスタービンエンジン1の回転が停止されたときに制御装置(図示省略)の制御の下に開作動されるものである。
【0020】
以上のごとき構成において、ガスタービンエンジン1の駆動時には、例えば高圧タービン軸19の回転状態がテレメータ37によって検出され、その計測データはレシーバ49によって受信され、ステー5の部分に配置した引出し線(図示省略)を介して外部へ取出される。そして、ガスタービンエンジン1の回転に連動して給油ポンプが回転駆動され、オイルミスト噴射口から前記テレメータ37へ指向してオイルミストが噴射されてテレメータ37の冷却が行われる。
【0021】
そして、ガスタービンエンジン1の停止時には、制御装置の制御の下に開閉弁59が開作動されて、エアー噴射口51からテレメータ37方向へ冷却エアーが噴出される。前記エアー噴出口51から噴出された冷却エアーは、受信部支持部材47に設けた穴47Hを通過してテレメータ37へ直接噴射され、テレメータ37の冷却が行われる。
【0022】
上述のごとくテレメータ37へ冷却エアーを噴射してテレメータ37の冷却を行い、ガスタービンエンジン1が停止してから所定時間が経過したこと、或はガスタービンエンジン1の温度が所定温度以下に低下したことを検出すると、前記開閉弁59が閉作動されて冷却エアーの噴出が停止される。
【0023】
既に理解されるように、本実施形態においては、ガスタービンエンジン1の駆動停止後には、外部のエアー源から冷却エアーをガスタービンエンジン1内に導入し、ガスタービンエンジン1内に組込んであるテレメータへ冷却エアーを噴射してテレメータの冷却を行う構成であるから、ガスタービンエンジン1の回転停止後に、給油のためにスタータによって給油ポンプを回転する必要がなく、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【0024】
なお、本発明は前述の実施の形態のみに限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でも実施可能である。すなわち、前述の説明においては、テレメータ37へオイルミストを噴射する噴射口と冷却エアーを噴射するエアー噴出口51とを個別に設ける旨説明したが、前記エアー噴出口51とオイルミストを噴射する噴射口とを共通の構成とすることも可能である。
【0025】
また、ガスタービンエンジン1の回転時にオイルミストをテレメータ37へ噴射する構成に代えて、エアー噴出口51から常に冷却エアーを噴出してテレメータ37を冷却する構成とすることも可能である。
【0026】
【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、ガスタービンエンジンの回転停止後には外部のエアー源から冷却エアーを導入してテレメータへ噴射し冷却する構成であるから、ガスタービンエンジンの回転停止後にスタータによって給油ポンプを回転する必要がなく、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したガスタービンエンジンの全体的構成を概略的に示した説明図である。
【図2】図1におけるA部分の拡大説明図である。
【符号の説明】
1…ガスタービンエンジン
5…ステー
11…高圧圧縮機
13…燃焼機
15…高圧タービン
17…コアエンジン
19…高圧タービン軸
23…固定部
29…低圧圧縮機
31…低圧タービン
33…低圧タービン軸
37…テレメータ
47…受信部支持部材
49…レシーバ
51…エアー噴出口
53…ノズル部材
55…流路
57…配管
59…開閉弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a telemeter cooling device in a gas turbine engine provided with a telemeter for detecting the state of a rotating system such as blade vibration in the development of the gas turbine engine for aircraft, for example. More specifically, the present invention relates to a telemeter cooling device in a gas turbine engine that can cool the telemeter even after the gas turbine engine is stopped.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when developing a gas turbine engine for an aircraft, for example, a telemeter or the like has been incorporated into the developed gas turbine engine for an aircraft in order to extract measurement data of a rotating system such as blade vibration outside the gas turbine engine. Yes.
[0003]
In general, telemeters are expensive and have a lower allowable temperature than other components and cannot withstand high temperatures, so telemeters incorporated in gas turbine engines are typically cooled by oil. When the telemeter is cooled with oil in this way, the oil pump is also stopped when the development gas turbine engine is stopped. Therefore, the temperature of the telemeter may increase due to residual heat of the gas turbine engine.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, conventionally, it is necessary to rotate the rotor with a starter and drive the oil pump so that the telemeter can be cooled even after the rotation of the gas turbine engine is stopped. There is a problem that there are significant restrictions on various measurement systems and operation procedures.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and in the present invention, a telemeter for detecting the state of the rotating part is disposed at the rotating part or a position close to the rotating part in the gas turbine engine. An air outlet for ejecting cooling air to the telemeter is provided at a position close to the telemeter, and the air outlet is connected to an external air source via a connection path. Is provided with an on-off valve that opens when the gas turbine engine is stopped.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding, a general configuration of a gas turbine engine to which the present invention is applied will be described.
[0008]
Referring to FIG. 1, a jet engine is illustrated as a gas turbine engine 1 according to the present embodiment. The gas turbine engine 1 includes a
[0009]
In the casing 7, a
[0010]
A
[0011]
In the above configuration, when the gas turbine engine 1 is started, the
[0012]
The
[0013]
The rotation of the
[0014]
In the gas turbine engine 1 having the above-described configuration, a telemeter 37 (see FIG. 2) is incorporated in the development engine in order to detect the rotational state of a rotating system such as blade vibration.
[0015]
FIG. 2 is an enlarged view of portion A in FIG. 1, and in this embodiment, a case where a
[0016]
An annular
[0017]
Further, an annular
[0018]
Further, the
[0019]
The air source is, for example, an air pipe provided in a factory. The on-off
[0020]
In the above-described configuration, when the gas turbine engine 1 is driven, for example, the rotation state of the high-
[0021]
When the gas turbine engine 1 is stopped, the open /
[0022]
As described above, cooling air is injected into the
[0023]
As already understood, in the present embodiment, after the driving of the gas turbine engine 1 is stopped, cooling air is introduced into the gas turbine engine 1 from an external air source and incorporated into the gas turbine engine 1. Since the telemeter cools the telemeter by injecting cooling air into the telemeter, it is not necessary to rotate the oil pump with a starter for refueling after the gas turbine engine 1 stops rotating, eliminating the conventional problems described above. It is possible.
[0024]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in other forms by making appropriate modifications. That is, in the above description, it has been described that the injection port for injecting oil mist to the
[0025]
Further, instead of the configuration in which the oil mist is injected to the
[0026]
【The invention's effect】
As will be understood from the above description, according to the present invention, after the rotation of the gas turbine engine is stopped, the cooling air is introduced from the external air source, injected into the telemeter, and cooled. Therefore, it is not necessary to rotate the oil pump by the starter after the rotation stops, so that the conventional problems as described above can be solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an overall configuration of a gas turbine engine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a portion A in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas turbine engine 5 ... Stay 11 ...
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