JP5494457B2 - ガスタービンエンジン - Google Patents

Description

本発明は、燃焼器からの燃焼ガスによって回転するタービンと燃焼器に圧縮空気を供給する圧縮機とを備えるガスタービンエンジンに関する。

従来のガスタービンエンジンとして、例えば、特開平１１−２２９８１３号公報に記載されたガスタービンのシール部構造を備えるものが知られている。このガスタービンのシール部構造は、燃焼器からタービンへの燃焼ガスの流路を形成するためのケーシングとタービンブレードとの間から流路内側に燃焼ガスが侵入することを防止するための構造であって、ケーシングからタービンブレードに向かって突出するように形成された複数のシール板部材と、タービンブレードの径方向においてそれらのシール板部材と重なり合うようにタービンブレード側からケーシングに向かって突出して形成された一対のシーリング突起とを備えている。

特開平１１−２２９８１３号公報

上述したガスタービンのシール部構造においては、上記のようなシール板部材とシーリング突起とを備えることに加えて、圧縮機からケーシング内部に高圧の二次空気を供給することにより、ケーシング内部への燃焼ガスの侵入を確実に防止することを図っている。

しかしながら、このようなガスタービンのシール部構造において、ケーシング内部に高圧の二次空気を供給するためには、上記の構造に加えて、二次空気の流路を形成するためにダクトを追加する必要がある。このため、省スペース化及び低コスト化の面で改善の余地があった。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、二次空気の供給により燃焼ガスの進入を防止しつつ省スペース化及び低コスト化を実現可能なガスタービンエンジンを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するために、本発明のガスタービンエンジンは、燃焼器からの燃焼ガスによって回転するタービンと、タービンの回転の軸方向においてタービンと併設された圧縮機とを備えるガスタービンエンジンであって、回転の軸方向へのタービンの位置ずれを防止する翼押さえプレートを備え、翼押さえプレートは、タービンのタービンディスクから圧縮機にわたって延在すると共に、タービンの前段及び後段のそれぞれに二次空気を供給するための二次空気流路を形成する一の部材からなることを特徴とする。

このガスタービンエンジンにおいては、タービンの位置ずれを防止するための翼押さえプレートを、タービンディスクから圧縮機にわたって延在すると共に二次空気流路を形成する一の部材によって構成している。このため、追加部品等を用いることなく二次空気の流路を形成することができる。よって、このガスタービンエンジンによれば、二次空気の供給により燃焼ガスの進入を防止しつつ省スペース化及び低コスト化を実現することができる。

本発明によれば、二次空気の供給により燃焼ガスの進入を防止しつつ省スペース化及び低コスト化を実現可能なガスタービンエンジンを提供することができる。

本発明に係るガスタービンエンジンの一実施形態の構成を示す部分断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るガスタービンエンジンの好適な実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係るガスタービンエンジンの一実施形態の構成を示す部分断面図である。

図１に示されるように、本実施形態に係るガスタービンエンジン１は、燃焼器からの燃焼ガスによって回転するタービン１０と、タービン１０の回転の軸方向においてタービン１０と併設された圧縮機２０とを備える。

タービン１０は、タービンディスク１１とタービンディスク１１の先端に設けられた動翼１２とを有している。タービン１０は、燃焼器からの燃焼ガスの主流Ｆを動翼１２に受けることにより回転する。

タービン１０と圧縮機２０とは、回転軸（その中心線Ａ（タービン１０の回転の軸）のみを図示する）によって連結されている。圧縮機２０は、タービン１０の回転による回転軸の回転によって駆動して空気を吸入し、吸入した空気を圧縮する。そして、圧縮機２０は、圧縮した空気を燃焼器に供給する。

ガスタービンエンジン１は、タービン１０の回転の軸方向についてのタービン１０の位置ずれを防止するための翼押さえプレート３０をさらに備えている。翼押さえプレート３０は、圧縮機２０からタービンディスク１１の先端にわたって延在する一つの部材からなる。

このような翼押さえプレート３０は、圧縮機側部分３１が回転軸に沿うように形成されると共に、タービン側部分３２がタービンディスク１１から離間しつつタービンディスク１１に沿うように湾曲して形成されている。

ここで、ガスタービンエンジン１においては、タービンディスク１１の径方向に沿って配列された複数の流路形成部材１３と、ケーシング４０とによって燃焼ガスの主流Ｆの流路が形成されている。このケーシング４０と流路形成部材１３との間には隙間４１が形成されており、流路形成部材１３同士の間にも所定の隙間が形成されている。

このため、ガスタービンエンジン１においては、これらの隙間からケーシング４０の内部に燃焼ガスが侵入することを防止するために、又は、オイル室の加圧や主流Ｆの巻き込み防止やタービン１０の冷却のために、ケーシング４０の内部（特にタービン１０の周囲）に二次空気を供給している。

このような二次空気の供給に際しては、タービン１０の前段の圧力と後段の圧力とが異なるため、タービン１０の前段及び後段のそれぞれに異なる二次空気流を形成する必要がある。そのために、ガスタービンエンジン１においては、翼押さえプレート３０が、タービン１０の前段及び後段のそれぞれに別個に二次空気を供給するための二次空気流路を形成する機能を有している。

より具体的には、翼押さえプレート３０は、圧縮機側部分３１の先端近傍に位置する回転軸のハメアイ箇所Ｃ１と、圧縮機側部分３１とタービン側部分３２との境界部分近傍に位置する回転軸のハメアイ箇所Ｃ２とにおいて、二次空気流路を分離している。

これにより、ケーシング４０の内部に供給される二次空気は、ハメアイ箇所Ｃ１からタービンディスク１１の基端部を通ってタービン１０の後段に向かう二次空気流Ｆ１と、ハメアイ箇所Ｃ２からタービンディスク１１の前面に沿ってタービン１０の前段に向かう二次空気流Ｆ２とに分離される。なお、二次空気流Ｆ２の少なくとも一部は、流路形成部材１３同士の隙間を介して、燃焼ガスの主流Ｆの流路に至る。

その結果、タービン１０の前段及び後段のそれぞれに別個に二次空気を供給することが可能となり、タービン１０の前段の圧力と後段の圧力とが異なる場合においても、ケーシング４０の内部に燃焼ガスが侵入することを好適に防止することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るガスタービンエンジン１においては、タービン１０の回転軸Ａに沿った方向についての位置ずれを防止するための翼押さえプレート３０を利用して、タービン１０の前段及び後段のそれぞれに別個に二次空気を供給している。

このため、ガスタービンエンジン１においては、タービン１０の前段及び後段のそれぞれに別個に二次空気を供給するためにダクト等の追加部品を用いる必要がない。よって、このガスタービンエンジン１によれば、二次空気の供給により燃焼ガスの進入を防止すると共に、オイル室の加圧や主流Ｆの巻き込み防止やタービン１０の冷却を好適に行いつつ、省スペース化及び低コスト化を実現することができる。

以上の実施形態は、本発明に係るガスタービンエンジンの一実施形態を説明したものであり、本発明に係るガスタービンエンジンは、上記のガスタービンエンジン１に限定されるものではない。すなわち、ガスタービンエンジン１は、請求項の要旨を変更しない範囲において、任意に変形することができる。

例えば、ガスタービンエンジン１において、翼押さえプレート３０は、二次空気のリークを抑えるためのシール機能をさらに有するものとすることができる。この場合、二次空気のリークを抑えるためのシール部材を新たに追加する場合に比べて、部品点数や組み立て工数の増加を抑えることができ、ひいては、さらなる省スペース化及び低コスト化を実現することができる。

１…ガスタービンエンジン、１０…タービン、２０…圧縮機、３０…翼押さえプレート、Ａ…回転軸。

Claims (1)

1. 燃焼器からの燃焼ガスによって回転するタービンと、前記タービンの回転の軸方向において前記タービンと併設された圧縮機とを備えるガスタービンエンジンであって、
   前記回転の軸方向への前記タービンの位置ずれを防止する翼押さえプレートを備え、
   前記翼押さえプレートは、前記タービンのタービンディスクから前記圧縮機にわたって延在すると共に、前記タービンの前段及び後段のそれぞれに二次空気を供給するための二次空気流路を形成する一の部材からなるガスタービンエンジン。

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