JP5461828B2 - 半径方向間隙を改善するための装置を備えるターボ機械モジュール - Google Patents

半径方向間隙を改善するための装置を備えるターボ機械モジュール Download PDF

Info

Publication number
JP5461828B2
JP5461828B2 JP2008310568A JP2008310568A JP5461828B2 JP 5461828 B2 JP5461828 B2 JP 5461828B2 JP 2008310568 A JP2008310568 A JP 2008310568A JP 2008310568 A JP2008310568 A JP 2008310568A JP 5461828 B2 JP5461828 B2 JP 5461828B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbomachine
annular
shock absorbing
cover plate
module according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008310568A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009144706A (ja
JP2009144706A5 (ja
Inventor
アントワーヌ・ブルネ
クロード・シヨメール
セバスチヤン・ジユスト
エマニユエル・ウラドウ
ドミニク・ロラン
フレデリツク・ルノー
ジユリアン・セドラツク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Publication of JP2009144706A publication Critical patent/JP2009144706A/ja
Publication of JP2009144706A5 publication Critical patent/JP2009144706A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5461828B2 publication Critical patent/JP5461828B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/16Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means
    • F01D11/18Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means using stator or rotor components with predetermined thermal response, e.g. selective insulation, thermal inertia, differential expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/105Final actuators by passing part of the fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14Casings modified therefor
    • F01D25/145Thermally insulated casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/06Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
    • F02C6/08Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas the gas being bled from the gas-turbine compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、半径方向間隙を改善するための装置を備えるターボ機械モジュールに関する。本発明はターボ機械、特に航空機のターボジェットおよび航空機のターボプロップに適用可能である。
ターボ機械は一般に、3つのモジュール、すなわち圧縮機モジュール、チャンバモジュールおよびタービンモジュールの組で構成される。圧縮機モジュールはターボ機械の上流側から下流側に通過する気流を圧縮する。タービンモジュールは、ターボ機械の上流側から下流側にタービンを通過する圧縮された気流を膨張させ、気体の膨張により得られる力を圧縮機に伝達する。圧縮機モジュールおよびタービンモジュールは、ロータ、内部ケーシングおよび内部ケーシングを囲む外部ケーシングから構成される。ロータは、少なくとも1つのディスクであって、その周囲に分散配置された複数のブレードを有するものを備える。シェルはブレードに面して配置され、圧縮機の内部ケーシングを強化するために組み込まれている。内部ケーシングは、1つまたは複数の衝撃吸収リングを介して、外部ケーシングを形成する固定された外側シェルに接続される。
ロータディスクの可動ブレードの頂点部は、対向する内部ケーシングシェルから、ある半径方向間隙だけ分離している。この半径方向間隙はターボ機械の性能を高めるために可能な限り小さく保たれなければならない。しかし、作動中、特に様々なターボ機械作動状態の間を変化している間、半径方向間隙は、第1にロータと内部ケーシング間の熱膨張の差に起因して、および第2に内部ケーシングと外部ケーシングの間の、特に内部および外部ケーシングに対する衝撃吸収リングの膨張速度の差に起因して変化する。衝撃吸収リングの質量は、ターボ機械の質量を増加させないようにするため、内部および外部ケーシングより大幅に小さい。したがって、これらの衝撃吸収リングの熱慣性は、ケーシングの慣性より大幅に小さく、これにより、内部ケーシングの位置が変化し、可動ブレードと内部ケーシングとの間の半径方向間隙が増加または減少する。このように半径方向間隙が変化すると、ターボ機械の効率が低下し、ブレードの頂点部およびシェルの表面を磨耗させる。
米国特許第5330321号明細書 米国特許第6035929号明細書 英国特許第2388407号明細書 米国特許第5653581号明細書 米国特許第5562408号明細書 欧州特許出願公開第1698761号明細書 欧州特許出願公開第1059420号明細書
ターボ機械の半径方向間隙を改善するための装置は、先行技術、特にUS5330321、US6035929およびGB2388407において知られている。しかし、これらの装置はすべて能動隙間制御装置であり、すなわち、ターボ機械に流入する気流の一部が抜き出されない限り、装置が作動できないことを意味する。しかし、空気を抜き出すと、圧縮機から出力される空気量が低減されるため、ターボ機械の効率が低下する。さらに、これらの装置には、大容積の部品が追加されることになり、および/または工業的に製作が難しい部品を追加することになり、したがって、ターボ機械には特別な配置が必要となる。
本発明の目的は、上述の欠点を克服し、大きな構造的変更や、気流の抜き出しまたは複雑な部品の追加なしに容易に実装できる、半径方向間隙を改善する装置を備えるターボ機械モジュールを製作し、応答時間とロータに対する内部ケーシングの変位振幅とを調和させることによって、局所的な動きを半径方向間隙に近づけることを可能にし、ロータディスクブレードに対する衝撃吸収リングの速過ぎる膨張に起因する望ましくない影響を局所的に低減することである。
この目的を達成するために、本発明は、外部ケーシングと、ターボ機械の一次流が通過するターボ機械内部ケーシングと、上記ケーシング同士を接続する少なくとも1つの衝撃吸収リングとを含む、半径方向間隙を改善する装置を備えるターボ機械モジュールであって、上記モジュールはさらに、上記衝撃吸収リングの下流側に、内部に通路が形成された環状空洞を備え、当該通路を通って気流が上記一次流からの抜き出されるターボ機械モジュールを提供する。本発明によれば、半径方向間隙を改善するための装置は、衝撃吸収リングの下流側に、該衝撃吸収リングに取り付けられた、衝撃吸収リングのための熱慣性制御装置を備え、当該熱慣性制御装置は、少なくとも1つの断熱被覆を備え、上記環状空洞をその下流側において少なくとも部分的に画定する。
有利なことに、本発明は、特に断熱層に起因して、衝撃吸収リングの温度が変化するのに必要な時間を増やし、これにより、衝撃吸収リングの膨張速度を、内部ケーシングおよび外部ケーシングの膨張速度に合わせるように調和させることができる。
好ましくは、断熱被覆は、衝撃吸収リング内の環状アームの内側面に接触している。
有利には、熱慣性制御装置はさらに、衝撃吸収リング内の環状アームに取り付けられたカバープレートと、カバープレートと内側アームとの間に配置された空洞とを備え、断熱層は空洞内に収容されている。
あるいは、断熱層は、衝撃吸収リングの内側アームの内側面上に被覆される熱被覆である。
本発明はまた、ターボ機械圧縮機またはターボ機械タービンにおける上述のターボ機械モジュールの使用に関する。
最後に、本発明の別の目的は上述のモジュールを少なくとも1つ備えるターボ機械である。
非限定的な例として、添付図面を参照して以下に示す詳細説明を読むことにより、本発明はより詳しく理解され、その利点がより明確になるであろう。
先行技術によるターボ機械の一例の軸方向断面図を示す。 先行技術によるターボ機械圧縮機の一例の軸方向断面図を示す。 本発明の第1実施形態の軸方向断面図を示す。 本発明の第1実施形態の軸方向断面図を示す。 本発明の第1実施形態の軸方向断面図を示す。 本発明の第1実施形態の変形形態の軸方向断面図を示す。 本発明の第1実施形態の変形形態の軸方向断面図を示す。 本発明の第1実施形態の変形形態の軸方向断面図を示す。 本発明の第2実施形態の軸方向断面図を示す。
図1は、ターボ機械を囲むポッド201内に組み込まれたターボ機械の例を示している。ターボ機械は、上流から下流の方向に配置される空気入口208と、第1ロータディスクに装着された複数のブレードを備えるファン202と、少なくとも1つのブレード付きのロータおよびステータを備える低圧圧縮機203と、少なくとも1つのブレード付きのロータおよびステータを備える高圧圧縮機204と、燃焼室205と、少なくとも1つのブレード付きのロータおよびステータを備える高圧タービン206と、少なくとも1つのブレード付きのロータおよびステータを備える低圧タービン207と、を備える。
中心線200はターボ機械の回転の中心線である。
図示したターボ機械の例では、外部空気は空気入口208を通って流入し、ファンブレード202を通過する。ファンブレードからの出口では、気流が2つの流れに分割される。一次流Fpと称される第1流れは低圧圧縮機203の入口に向かって誘導され、二次流Fsと称される第2流れはターボ機械の後部に向かって誘導される。低圧圧縮機203は最初に一次気流Fpを圧縮すると、これを高圧圧縮機204に向けて誘導する。高圧圧縮機は、2度目に一次流Fpを圧縮すると、これを燃焼室205に吹き込む。高圧圧縮機を通過する一次流Fpの一部は、ターボ機械による空気の必要性のためだけでなく、航空機による圧縮空気の必要性のためにも抜き出される。
燃焼室205では、一次流Fpは超高温に加熱される。燃焼室205からの出口では、高温気流が高圧タービン206に注入され、次に低圧タービン207に注入され、そこで高温気体の膨張は機械エネルギーに変換される。高圧タービン206により回収されたパワーは、第1軸シャフトを介して高圧圧縮機204を駆動する。低圧タービン207は第1シャフトと同心の第2軸シャフトを介して低圧圧縮機203およびファンブレード202を回転させる。
図2は、先行技術による圧縮機の一例の、軸方向の断面図を示している。圧縮機は、複数のディスクを含む回転アセンブリすなわちロータ3を備え、各ディスクはその周辺まわりおよび各ディスクの外周上に分散配置された、複数のブレード11を備える。
圧縮機はまた、複数の固定ガイドベーン20を含む固定アセンブリすなわちステータ2を備える。各ガイドベーンは、下端が環状内側シェル13に固定され、上端が環状外側シェル24に固定された複数の固定ブレード20から構成される。外側シェル24は断熱性で、摩耗性の被覆を備えるリング23により互いに接続されている。それぞれのガイドベーン内の外側シェル24および摩耗性リング23の組が圧縮機の内部ケーシング21を形成する。
ステータ2はまた、外部環状シェル26の組から構成される外部ケーシング22を備える。
ロータ3のブレード11の頂点部はこれらに対向する摩耗性リング23から、半径方向間隙12だけ間隔が空いている。
半径方向の外側を画定する一次流Fpが通過する内部ケーシング21は、少なくとも1つの衝撃吸収リング5により外部ケーシング22に接続されている。この例では、衝撃吸収リング5は、両端、すなわち上端88および下端89を有する環状ピンと、環状の外側アーム51と、環状の内側アーム52と、円筒形の補強材脚部53とから構成される。内側アーム52および外側アーム51は相互に接続されてVまたはU型を形成し、その先端が圧縮機の下流側に面する。ここでは、下流の用語は、ターボ機械を通過する気体の全体的な流れ方向を基準に考えなければならないことに留意すべきである。内側面55および外側面56を備える円筒形の補強材脚部53は、内側および外側アームの接続部に固定された2つの内側および外側アームの延長部に沿って配置される。衝撃吸収リング5の外側アーム51は第1環状フランジ58によって外部ケーシングに接続される。衝撃吸収リング5の内側アーム52は第2環状フランジ59により内部ケーシングの外側シェル24に接続される。
図2に示す例では、フランジ58および59は衝撃吸収リングの上端88および下端89に固定されている。フランジ59はまた、リング28の1つに固定され、これにより、衝撃吸収リング5を内部ケーシング21内の他のシェルに接続することができる。
内部ケーシング21の下流側には、圧縮機から流出した一次流Fpを燃焼室の方向に誘導する目的を有するディフューザ9が存在する。ディフューザ9は、内部ディフューザシェル93と外部ディフューザシェル92とにより相互に接続されている複数のブレード94から構成される固定環状部である。ディフューザ9は環状アーム91を介して外部ケーシング22に接続されている。内部ケーシング21は、通路42と称される軸方向の隙間だけ、ディフューザの外側シェル92から離れて位置する。圧縮機とディフューザとの間にある空洞41を通って一次流Fpから抜き出される、気流4は、この隙間42を通過できる。さらに、衝撃吸収リングの内側アーム52とディフューザ9のアーム91との間の間隔は、気流4が通過する環状空洞43を形成する。
気流4は、航空機の翼の除氷や、いくつかのターボ機械構成要素の冷却といった様々な用途のために抜き出される空気である。気流4は空洞41内に抜き出され、次に、空洞43内に広がり、衝撃吸収リング5の内側アーム52の内側面57と接触し、内側面57を温めるかまたは冷やす。この流れは次に、衝撃吸収リング5の外側アーム51と外部ケーシング22との間に配置された環状空洞44内に広がる。
図3aは、本発明の第1実施形態の詳細図を示す。本発明のこの第1実施形態によれば、衝撃吸収リング5はその熱慣性を制御するための装置を備え、この装置は、好ましくは内側アーム52の内側面57に接触して、当該内側面57の下流側に置かれ、ディフューザ9の外側シェル92および環状アーム91に面している。熱慣性制御装置は、衝撃吸収リング5の内側アーム52に接触して、当該アーム52の下流側に配置される断熱層8を備える。熱エネルギー制御装置はまた、それぞれ衝撃吸収リング5の下端89に接続される上流端64と、衝撃吸収リング5の補強材脚部53に接続される下流端65と、を備える環状カバープレート6を備える。
このように、内側アーム52の下流側に配置された環状カバープレート6は内側アーム52の内側面57を覆うが、内側アームとカバープレートとの間に環状空洞7を形成するように空間を残す。空洞7は少なくとも1つの断熱材料8、例えば空気、ガラスファイバ、シリカウールのフェルトまたはその他の断熱性を有することで知られてい材料で充填されて、上記の断熱層を形成する。カバープレート6は所定の位置に断熱材料を保持する。カバープレート6は単一の開口部63を備え、この開口部により、気流4から流出した高温空気が空洞7を満たし、空洞7と43との間の圧力を平衡させる。好ましくは、ターボ機械の中心線を通る断面上の空洞7の断面は、開口部63の同等の表面積よりも少なくとも5倍大きい。空洞7内の空気圧は、圧縮機内の周囲温度に依存して、1から25バールで変化する。空洞7に隣接する部分の変形を防止するために、空洞7の内部圧を調節しなければならない。単一の開口部63が存在する。カバープレート6に第2の開口部が設けられれば、2つの開口部の間で空気が循環され、空洞7内に含まれる空気が断熱材として作用することを防止する。例えば、厚さ0.3から2mmの間の環状カバープレート6に対して、開口部63の断面の表面積は1から200mmである。
内側アーム52は、衝撃吸収リング5において気流43に最も露出し、且つ温度変化を最も強く受ける部分であるため、カバープレート6は、この内側アーム52上に取り付けられることが好ましい。
衝撃吸収リング5の下端89が軸方向フランジ54を備え、カバープレート6の上流端66が衝撃吸収リング5の軸方向フランジ54と直径が等しい軸方向フランジ64を備えることが好ましい。2つのフランジ54および64は、例えば、TIGといった溶接工程や、構成要素同士を恒久的に接続させる任意の他の手段を用いて互いに接続される。
カバープレート6の下流端67は、補強材脚部53の内側面55に対する単純な支持点(bearing)である環状タブ65から構成される。カバープレート6は、こうして補強材脚部53に接触する。カバープレートの寸法および厚さは、2つの部品間の接触が機密性を有するように選択される。例えば、補強材脚部53の内側面55の直径より大きい直径の環状タブ65を形成すると、ばね作用によって機密性が得られる。
空洞7内に閉じ込められた断熱層8により、衝撃吸収リング5の熱慣性が増加する。断熱層8は気流4から衝撃吸収リング5への熱を遮断し、衝撃吸収リング5の熱上昇を遅らせる。しかし、この装置は、衝撃吸収リング5への熱を完全に遮断することを目的としているものではない。本発明による装置は空洞7の容積および開口部63の断面を調整することにより衝撃吸収リング5の熱慣性を調節する。空洞7の容積は、カバープレート6を衝撃吸収リング5に近付けたり、は離したりすることにより調節できる。空洞7の容積が増加すると、衝撃吸収リング5の熱慣性もまた増加する。開口部63の断面が増加すると衝撃吸収リング5の熱慣性は減少する。
本発明のこの第1実施形態はまた別の利点を有する。フランジ54および64は、ディフューザ9の外側シェル92およびターボ機械の中心線208に平行で、長さがLのシリンダを形成する。長さがLであるこのシリンダは、半径方向間隔Rだけディフューザの外側シェル92から離れて位置し、これにより軸方向のバッフルCを形成する。気流4はまず、間隙42を通過するとき半径方向の流れに制約される。気流4は次に、円筒形フランジ54および64とシェル92との間の軸方向のバッフルCにより形成される第1制限部を通って流れるように制約され、その後にカバープレート6とディフューザ9の環状アーム91との間の空洞43内に達する。気流4は次に、補強材脚部53とディフューザ9の環状アーム91との間によって形成される第2制限部を通過し、その後に空洞44内に広がる。2つの空洞がそれぞれ後に続く、連続する2つの制限部によって、外部ケーシングと接触する空気の速度が低減され、ケーシングと気流4との間の熱交換が低減される。ただし、気流4が停止するときの損失水頭を制限するために、空洞43および44の断面は、バッフルより大きくなければならない。長さLは、半径方向間隔Rの0.5から5倍であることが好ましい。図3aでは、補強材脚部53の面55および56は円筒形であり、円筒形の軸はターボ機械の軸200である。
代替として、環状タブ65と補強材脚部53との間の気密性を保証するために、補強材脚部53の内側面55を、図3bおよび図3cに示すようにエンジンの中心線200から角度αだけ傾けてもよい。これにより、補強材脚部53の内側面55は円錐形となり、その最小直径は、ターボ機械の上流側の方向に向いている。角度αは5°から15°であることが好ましい。
図3cは、補強材脚部53の内側面55とエンジンの中心線200との間を角度αとすることにより、どのように環状タブ65と補強材脚部53との間の気密性を改善できるかを示している。カバープレート6の円筒形フランジ64および衝撃吸収リング5の円筒形フランジ54は、例えばTIG溶接により接続される。次に、円筒形フランジ64は溶接によって量Aだけ縮小する。したがって、カバープレート6および環状のタブ65もまた距離Aだけ移動し、環状タブ64は65b方向に移動する。すると、環状タブ65は、内側面55に、角度αおよび変位Aに依存する力Fを加える。円筒形フランジ64および54と内側面55の傾斜部との間の接続部を溶接することにより、環状タブ65と補強材脚部53との間の接触部の気密性を保証する。
図4は、本発明による熱慣性制御装置の第1実施形態の第1変形形態を示している。
カバープレート6は、接触部が機密性を有するように補強材脚部53と接触する。環状タブ65と補強材脚部53との間の接触は保持クリップ101により維持される。保持クリップ101は、一定のオメガ(Ω)形状の断面を備える弾性の環状金属部である。保持クリップ101の2つのタブ103は弾性により自然に閉じ、その結果クリップは、カバープレート6と補強材53の内側面55との間の恒久的な接触を維持する。
図5は、本発明による熱慣性制御装置の第1実施形態の第2変形形態を示している。
この変形形態によれば、カバープレート6の下流端は圧縮機の上流側に向けて曲げられ、補強材脚部53の外側面56を支持する環状タブ65によって延長されている。衝撃吸収リング5およびカバープレート6の熱膨張によって、衝撃吸収リング5の内側面と接触しているカバープレート6がぴんと張った事状態になり、カバープレート6の補強材脚部53の外側面56との接触が維持される傾向がある。
図6は、本発明による熱慣性制御装置の第1実施形態の第3変形形態を示している。カバープレート6の環状タブ65は空洞7の内側方向に曲げられ、これにより内側アーム52の内側面57を支持するU字型を形成する。カバープレートの寸法および厚さは、2つの部品間の接触がばね効果の結果として気密性を有するように選択される。
図7は、本発明による熱慣性制御装置の第2実施形態を示している。断熱層90が、衝撃吸収リング5の内側アーム52の内側面57上に被覆されている。この断熱層は、圧縮機の軸と平行で、かつ、ディフューザ9の外側シェル92と平行な円筒形の上流端71を備える。断熱層を、摩耗性材料として使用されるようなアルミナおよびシリカから構成されるポリウレタン発泡体から構成することによって、可動ブレード10と、それに面する固定シェル23との間の気密性を実現してもよい。断熱層はプラズマ溶射により被覆された後、当業者に知られているプロセスを用いて所望の形状を形成するように機械加工されることが好ましい。断熱層は0.5から4mmの間の厚さの、均一で規則的な層に被覆されることが好ましい。
特に、本発明の第1実施形態の衝撃吸収リングでのカバープレートの異なる結合方法に基づく、また、第2実施形態に基づく、本発明の異なる実施形態による半径方向間隙を改善する装置は、容易に既存のターボ機械に適合させられる。
この装置はまた、衝撃吸収リングに接する環境から抜き出される接線方向の気流の流速を著しく低減することができる。
本発明による装置の実現に対する様々な可能性は、同様の技術的問題が存在するターボ機械のいずれの部分にも適用することができる。例えば、半径方向間隙を改善するこのような装置は、気流と接触する小質量の部分を介して接続される外部ケーシングおよび内部ケーシングを備える高圧および低圧タービンモジュールに装着できる。
2 ステータ
3 ロータ
4、43 気流
5 衝撃吸収リング
6 カバープレート
7、41、43、44 空洞
8、90 断熱被覆
9 ディフューザ
10、11、94 ブレード
12 半径方向間隙
13 環状内側シェル
20 固定ガイドベーン
21 内部ケーシング
22 外部ケーシング
23 磨耗性リング
24 環状外側シェル
26 外部環状シェル
42 通路
51 外側環状アーム
52 内側環状アーム
53 補強材脚部
54、64 フランジ
55、57 内側面
56 外側面
58 第1環状フランジ
59 第2環状フランジ
63 開口部
65 環状タブ
66、71 上流端
67 下流端
88 上端
89 下端
91 環状アーム
92 外側シェル
93 内側シェル
101 保持クリップ
103 タブ
200 中心線
201 ポッド
202 ファンブレード
203 低圧圧縮機
204 高圧圧縮機
205 燃焼室
206 高圧タービン
207 低圧タービン
208 空気入口

Claims (16)

  1. 外部ケーシング(22)と、内部をターボ機械の一次流(Fp)が通過する内部ケーシング(21)と、前記ケーシング同士を接続する少なくとも1つの衝撃吸収リング(5)とを含んでおりロータのブレードの頂点部とこれらに対向する摩耗性リングとの間に形成される半径方向間隙を改善するための装置を備えターボ機械モジュールであって、
    前記モジュールはさらに、前記衝撃吸収リング(5)の下流側に、通路(42)が形成された環状空洞(43)を備え、該通路を通って気流(4)が前記一次流(Fp)から抜き出されるターボ機械モジュールであり、
    半径方向間隙を改善するための装置が、衝撃吸収リング(5)の下流側に、該衝撃吸収リングに取り付けられた熱慣性制御装置を備え、当該熱慣性制御装置が、少なくとも1つの断熱被覆(8、90)を備え、その下流側において前記環状空洞(43)を少なくとも部分的に画定することを特徴とする、ターボ機械モジュール。
  2. 断熱被覆(8、90)が、衝撃吸収リング(5)内の環状アーム(52)の内側面(57)と接触していることを特徴とする、請求項1に記載のターボ機械モジュール。
  3. 熱慣性制御装置がさらに、衝撃吸収リング(5)内の環状アーム(52)に取り付けられたカバープレート(6)と、カバープレート(6)と内側アーム(52)との間に配置される空洞(7)とを備え、断熱層(8、90)が空洞(7)内に収容されることを特徴とする、請求項2に記載のターボ機械モジュール。
  4. カバープレート(6)が空洞(7)内に開く単一の開口部(63)を備えることを特徴とする、請求項3に記載のターボ機械モジュール。
  5. 断熱材が、空気、ガラスファイバ、シリカウールのフェルトから選択されることを特徴とする、請求項2から4のいずれか一項に記載のターボ機械モジュール。
  6. 衝撃吸収リング(5)がまた、内側環状アーム(52)を延長する円筒形の補強材脚部(53)を備え、
    カバープレート(6)が、
    衝撃吸収リング(5)の下端(89)に接続される上流端(66)と
    円筒形の補強材脚部(53)に接続される下流端(67)と
    を備えることを特徴とする、請求項3から5のいずれか一項に記載のターボ機械モジュール。
  7. カバープレート(6)の下流端(67)が補強材脚部(53)の内側面(55)を支持する環状タブ(65)を備えることを特徴とする、請求項6に記載のターボ機械モジュール。
  8. 補強材脚部(53)の内側面(55)がターボ機械の中心線(200)と角度(α)を形成し、この角度値は5°から15°であることを特徴とする、請求項7に記載のターボ機械モジュール。
  9. カバープレート(6)の下流端(67)が、補強材脚部(53)の外側面(56)を支持する環状タブ(65)を備えることを特徴とする、請求項6に記載のターボ機械モジュール。
  10. カバープレート(6)の下流端(67)が、空洞(7)の内部に向けて曲げられたU字型を形成し、内側アーム(52)を支持する環状タブ(65)を備えることを特徴とする、請求項6に記載のターボ機械モジュール。
  11. 補強材脚部(53)の内側面(55)上でカバープレート(6)の環状タブ(65)を保持する保持クリップ(101)をさらに備えることを特徴とする、請求項7に記載のターボ機械モジュール。
  12. 断熱被覆が、衝撃吸収リング(5)の内側アーム(52)の内側面(57)上に被覆された熱層(90)であることを特徴とする、請求項1または2に記載のターボ機械モジュール。
  13. 熱層(90)が摩耗性材料であることを特徴とする、請求項12に記載のターボ機械モジュール。
  14. 請求項1から13のいずれか一項に記載のターボ機械モジュールを使用したターボ機械の圧縮機。
  15. 請求項1から13のいずれか一項に記載のターボ機械モジュールを使用したターボ機械のタービン。
  16. 請求項1から13のいずれか一項に記載のモジュールを少なくとも1つ備えるターボ機械。
JP2008310568A 2007-12-14 2008-12-05 半径方向間隙を改善するための装置を備えるターボ機械モジュール Active JP5461828B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0708709 2007-12-14
FR0708709A FR2925109B1 (fr) 2007-12-14 2007-12-14 Module de turbomachine muni d'un dispositif d'amelioration des jeux radiaux

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009144706A JP2009144706A (ja) 2009-07-02
JP2009144706A5 JP2009144706A5 (ja) 2013-08-22
JP5461828B2 true JP5461828B2 (ja) 2014-04-02

Family

ID=39689054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008310568A Active JP5461828B2 (ja) 2007-12-14 2008-12-05 半径方向間隙を改善するための装置を備えるターボ機械モジュール

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8052381B2 (ja)
EP (1) EP2071133B1 (ja)
JP (1) JP5461828B2 (ja)
CA (1) CA2646297C (ja)
FR (1) FR2925109B1 (ja)
RU (1) RU2472000C2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2078837A1 (de) * 2008-01-11 2009-07-15 Siemens Aktiengesellschaft Zapfluftentnahmevorrichtung für einen Verdichter eines Gasturbinentriebwerks
RU2525384C2 (ru) * 2012-11-07 2014-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Статор компрессора газотурбинного двигателя
WO2014204629A1 (en) 2013-06-19 2014-12-24 United Technologies Corporation Windback heat shield
CN106704266B (zh) * 2016-12-21 2023-04-25 浙江理工大学 一种双涵道轴流通风机
US20180313364A1 (en) * 2017-04-27 2018-11-01 General Electric Company Compressor apparatus with bleed slot including turning vanes
FR3071561B1 (fr) * 2017-09-25 2021-09-24 Safran Aircraft Engines Module de compresseur de turbomachine a flasque evide
US11242764B2 (en) * 2018-05-17 2022-02-08 Raytheon Technologies Corporation Seal assembly with baffle for gas turbine engine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3407945A1 (de) * 1984-03-03 1985-09-05 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Verfahren und mittel zur vermeidung der entstehung von titanfeuer
US5160241A (en) * 1991-09-09 1992-11-03 General Electric Company Multi-port air channeling assembly
FR2688539A1 (fr) * 1992-03-11 1993-09-17 Snecma Stator de turbomachine comprenant des dispositifs de reglage de jeu entre le stator et les aubes du rotor.
GB9210642D0 (en) 1992-05-19 1992-07-08 Rolls Royce Plc Rotor shroud assembly
US5653581A (en) * 1994-11-29 1997-08-05 United Technologies Corporation Case-tied joint for compressor stators
US5685693A (en) * 1995-03-31 1997-11-11 General Electric Co. Removable inner turbine shell with bucket tip clearance control
US5562408A (en) * 1995-06-06 1996-10-08 General Electric Company Isolated turbine shroud
FR2766231B1 (fr) 1997-07-18 1999-08-20 Snecma Dispositif d'echauffement ou de refroidissement d'un carter circulaire
US6116852A (en) * 1997-12-11 2000-09-12 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine passive thermal valve for improved tip clearance control
RU2151886C1 (ru) * 1998-08-04 2000-06-27 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Статор многоступенчатой газовой турбины
FR2794816B1 (fr) * 1999-06-10 2001-07-06 Snecma Stator de compresseur a haute pression
GB2388407B (en) 2002-05-10 2005-10-26 Rolls Royce Plc Gas turbine blade tip clearance control structure
US6732530B2 (en) * 2002-05-31 2004-05-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine compressor and clearance controlling method therefor
US6783324B2 (en) * 2002-08-15 2004-08-31 General Electric Company Compressor bleed case
FR2860041B1 (fr) * 2003-09-22 2005-11-25 Snecma Moteurs Realisation de l'etancheite dans un turboreacteur pour le prelevement cabine par tube a double rotule
US7249929B2 (en) * 2003-11-13 2007-07-31 United Technologies Corporation Bleed housing
FR2866079B1 (fr) * 2004-02-05 2006-03-17 Snecma Moteurs Diffuseur pour turboreacteur
GB2417762B (en) * 2004-09-04 2006-10-04 Rolls Royce Plc Turbine case cooling
FR2882573B1 (fr) * 2005-02-25 2007-04-13 Snecma Moteurs Sa Carter interne de turbomachine equipe d'un bouclier thermique

Also Published As

Publication number Publication date
EP2071133B1 (fr) 2018-06-13
EP2071133A1 (fr) 2009-06-17
US20090202341A1 (en) 2009-08-13
RU2472000C2 (ru) 2013-01-10
FR2925109A1 (fr) 2009-06-19
RU2008149153A (ru) 2010-06-20
US8052381B2 (en) 2011-11-08
JP2009144706A (ja) 2009-07-02
CA2646297C (en) 2015-06-16
FR2925109B1 (fr) 2015-05-15
CA2646297A1 (en) 2009-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5461828B2 (ja) 半径方向間隙を改善するための装置を備えるターボ機械モジュール
JP4972323B2 (ja) 熱遮蔽体を備えたターボ機械の内部ケーシング
JP5346382B2 (ja) ターボ機械における高圧タービンの通気
US8100635B2 (en) Control of clearance at blade tips in a high-pressure turbine of a turbine engine
JP5383973B2 (ja) ガスタービンエンジンアクティブクリアランス制御の使用済み冷却空気を排気するシステム及び方法
JP4185476B2 (ja) ガスタービン内のクリアランスを制御するための装置
US7946807B2 (en) Set of insulating sheets on a casing to improve blade tip clearance
US9528443B2 (en) Effusion cooled shroud segment with an abradable system
CN103380268B (zh) 包括环形扇体连接装置的涡轮机壳体
JP2015121224A (ja) ガスタービン用のシールシステム
RU2405940C1 (ru) Турбинная лопатка
JP2013520613A (ja) タービンシュラウド支持熱シールド
US8714918B2 (en) Turbine stage shroud segment
JPS62195402A (ja) タ−ビンロ−タ翼の先端間隙を制御するシユラウド装置
US10408075B2 (en) Turbine engine with a rim seal between the rotor and stator
JP2009144706A5 (ja)
CN110388236A (zh) 具备嵌件支持部的透平机静叶片
CN110017211B (zh) 具有密封件的涡轮发动机
JP5770970B2 (ja) ガスタービンエンジン用タービンノズル
WO2017162365A1 (en) Damping vibrations in a gas turbine
CN104126065A (zh) 燃气涡轮发动机
EP3896263B1 (en) Spoked thermal control ring for a high pressure compressor case clearance control system
US11788424B2 (en) Sealing ring for a wheel of a turbomachine turbine
JPH08177529A (ja) ガスタービン
FR2972484A1 (fr) Ensemble statorique de turbine comportant des moyens de protection thermique

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111028

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20121107

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20121207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130328

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130628

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20130628

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5461828

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250