JP5968521B2 - タービンディスクボア内のタイロッド上の空気アクセラレータ - Google Patents

タービンディスクボア内のタイロッド上の空気アクセラレータ Download PDF

Info

Publication number
JP5968521B2
JP5968521B2 JP2015509165A JP2015509165A JP5968521B2 JP 5968521 B2 JP5968521 B2 JP 5968521B2 JP 2015509165 A JP2015509165 A JP 2015509165A JP 2015509165 A JP2015509165 A JP 2015509165A JP 5968521 B2 JP5968521 B2 JP 5968521B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bore
rotor
stage
axially
ribs
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015509165A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015514928A (ja
Inventor
フォン・デア・エシュ,ロバート・クレイトン
ペピ,ジェイソン・フランシス
ノルコット,ケビン・パトリック
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2015514928A publication Critical patent/JP2015514928A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5968521B2 publication Critical patent/JP5968521B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • 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
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
    • 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
    • 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
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/20Mounting or supporting of plant; Accommodating heat expansion or creep
    • 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

Description

本発明は、概してガスタービンエンジンのタービンディスクの熱制御に関し、より詳細にはタービンディスクボアにおける熱伝達率の制御に関する。
いくつかのタイプのガスタービンエンジンは、軸流高圧タービン(HPT)を高圧圧縮機(HPC)と接合して高圧ロータを形成させている高圧ロータを含む。HPTは、典型的には、1つまたは複数の接続された段を含む。各段は、タービンディスクの環状外縁から半径方向外向きに延びるタービンブレードまたはエアフォイルの列を含む。ディスクウェブは、ディスクボアからディスクの外縁へと半径方向外向きに延びる。高圧ロータの高圧ボアを通る1本のタイボルトまたはタイロッドが、高圧ロータを1つに締め付け圧縮状態で配置するのに使用されるロックナットにより硬く固着される。ディスクボアは、タイロッドから離間してそれを取り囲む。そのようなロータは周知であり、その一例が1996年7月23日に本出願人であるGeneral Electric Company社に交付された「ガスタービンエンジンの高圧ガス発生器ロータタイロッドシステム」と題される米国特許第5537814号に開示されており、これを参照により本明細書に組み込む。
エンジンの加速中、第2段タービンディスクの外縁は、高温流路に最も近いため、急激に加熱される。ディスクボアははるかに大きく、それほど速くは加熱されない。周縁とボアのこの温度差は、第2段タービンディスクでの熱誘導応力の原因となる。エンジンの減速中、第2段タービンディスクの外縁は、ディスク周りを流れる空気が冷却されるため、急速に冷却される。この間ディスクボアは、タービンディスク全体が熱均衡に達するまで、外縁よりもかなり高温のままである。ディスクボアははるかに大きく、ディスク周縁ほど急速に冷却および加熱されない。周縁とボアのこの温度差は、第2段タービンディスクでの熱誘導応力の原因となる。熱制御空気がディスクボアとタイロッドの間の環状通路を流れる。
このように、エンジンの加速中と減速中の第2段タービンディスク外縁とボアの温度および熱条件の差を原因とする第2段タービンディスクの熱誘導応力を低減する必要性が依然として存在する。エンジンの加速中と減速中の第2段タービンディスクの外縁に対する第2段タービンディスクボアの熱応答時間を減じる必要性が依然として存在する。
米国特許出願公開第2011/052372号明細書
ガスタービンエンジン高圧ロータ(12)が、第1および第2段ディスクボア(154、156)がそれぞれ貫通する第1および第2段ディスクハブ(154、156)を有する第1および第2段ディスク(60、62)を有する第1および第2高圧タービン段(55、56)を含む。第1および第2段ディスクボア(164、166)を通って配置される1本のタイロッド(170)。第1および第2ボア環状流路(184、186)が、第1および第2段ディスクハブ(154、156)とタイロッド(170)との間に半径方向に配置され、第2段ディスクボア(166)内で冷却および/または加熱を増加する手段が第2段ディスクボア(166)内で軸方向に配置されている。第1段ボア環状流路(184)は、第1段ディスクハブ(154)とタイロッド(170)との間にほぼ一定の第1流路断面(200)を含み得る。
該手段は、第2段ディスクボア(166)内に軸方向に配置されるタイロッド(170)上の1つまたは複数の環状リブ(190)などの空気流加速体(188)を含み得る。第2段ディスクハブ(156)とリブ(190)との間のボア環状流路断面(200)は、第2段ディスクハブ(156)とタイロッド(170)との間よりもかなり小さくされ得る。
第2ボア環状流路(186)への軸方向に妨げられない入口(206)が、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れ軸方向に妨げられず入口(206)に流入するのに用いられ得る。第2ボア環状流路(186)からの軸方向に妨げられない出口(208)が、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れ軸方向に妨げられず出口(208)から流出するのに用いられ得る。第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)が入口(206)にあり得、入口(206)において、リブ(190)のうちの最も前方側のものの最も前方側の平坦域(210)まで先細になり得る。第2ボア環状流路(186)の末広区画(209)が出口(208)にあり得、出口(208)において、リブ(190)のうちの最も後方側のものの最も後方側の平坦域(210)から後方に向けて末広になり得る。
空気流加速体(188)の1つの特定の実施形態は、環状リブ(190)を2つだけと、第2段ディスクボア(166)内でタイロッド(170)に沿って軸方向不均等に配分されている2つの環状リブ(190)を含む。該2つの環状リブ(190)は、第2段ディスクボア(166)のボア軸方向長さ(218)のだいたい前半または上流半分に軸方向に配置され得る。
第2段タービンディスクボア内でタイロッド上に空気流アクセラレータを有するガスタービンエンジンの断面概略図である。 図1に示す高圧ロータの燃焼器と高圧タービンの拡大断面図である。 高圧タービンにおいてタイロッド上に環状リブを有する空気流アクセラレータを有する、図2に示す高圧タービンの拡大断面図である。 図3に示す高圧タービンのタイロッド上の空気流アクセラレータの拡大断面図である。 図4に示す高圧タービンのタイロッド上のリブの斜視図である。 図4に示すリブよりも軸方向に長いリブを有する空気流アクセラレータの拡大断面図である。 図3に示す高圧タービンのタイロッド上に単一の軸方向に長いリブを有する空気流アクセラレータの拡大断面図である。 図3に示す高圧タービンのタイロッド上に2つのリブを有する空気流アクセラレータの拡大断面図である。
図1および図2には、エンジンのセンターライン軸線8を中心とする、航空機の翼または胴体への取付けに適した設計の、例示的な航空機用ターボファンガスタービンエンジン10を示す。エンジン10は、下流に連続的に流れ連通する、ファン14、低圧圧縮機またはブースタ16、高圧圧縮機(HPC)18、燃焼器20、高圧タービン(HPT)22および低圧タービン(LPT)24を含む。HPTまたは高圧タービン22は高圧駆動シャフト23により高圧圧縮機18と接合されており、これを高圧ロータ12と呼ぶ。LPTまたは低圧タービン24は、低圧駆動シャフト25によりファン14とブースタ16の両方と接合されている。ファン14は、ファンディスク114から半径方向外向きに延びる複数の円周方向に離間したファンブレード116を有するファンロータ112を含む。ファンディスク114と低圧圧縮機またはブースタ16は、低圧駆動シャフト25に接続されかつLPT24から動力を供給されるファンシャフト118と接続される。
図1を参照すると、典型的な運転では、空気26がファン14により圧縮される。ファン14直後でブースタ16を囲むフロースプリッタ34は、ファン14に圧縮されたファン空気26を、ブースタ16に通される半径方向内側の空気流15と、バイパスダクト36に通される半径方向外側の空気流17とに分ける鋭い前縁32を含む。内側空気流15はブースタ16によりさらに圧縮される。ファン14を囲むファンケーシング30は、環状ファンフレーム31で支持される。圧縮空気は次いでこれをさらに圧縮する高圧圧縮機18へと流される。ここに示す高圧圧縮機18は、図2に示すように高圧圧縮機18から出てディフーザ42を通り燃焼器20内の燃焼室45に入る圧縮機排気圧力(CDP)空気76と呼ばれるものを生成する、最終高圧段40を含む。
図2を参照すると、圧縮機排気圧力(CDP)空気76は、環状半径方向外側および内側燃焼器ケーシング46、47で囲まれた燃焼室45に入る。燃焼室45は、燃焼ゾーン21を囲む環状半径方向外側および内側燃焼ライナ123、125を含む。圧縮空気は、複数の燃料ノズル48により供給される燃料と混合され、この混合物は燃焼器20の燃焼ゾーン21で点火してHPT22とLPT24を下流に流れる高圧燃焼ガス28を生成する。燃焼により高圧タービン22を通る高圧燃焼ガス28流が生成して高圧ロータ12を回転させ、次にさらに下流に流れて低圧タービン24でさらに仕事を引き出す。
ここに示すエンジンの例示的な実施形態では、高圧タービン22は、下流に連続的に流れ連通する、第1および第2段ディスク60、62を有する第1および第2高圧タービン段55、56を含む。第1段ノズル66は第1高圧タービン段55のすぐ上流にあり、第2段ノズル68は第2高圧タービン段56のすぐ上流にある。ディフーザ42から排出される圧縮機排気圧力(CDP)空気76は、燃焼と、高圧燃焼ガス28を受けるタービンの構成要素の冷却とに使用される。
図2および図3を参照すると、CDP空気76により冷却されるタービン構成要素には、第1段ノズル66、第1段シュラウド71および第1段ディスク60が含まれる。環状空隙74が内側燃焼器ケーシング47と高圧ロータ12の高圧駆動シャフト23との間に半径方向に配置されている。環状空隙74は、前方および後方推力バランスシール126、128により軸方向に封止されている。前方推力バランスシール126は、高圧圧縮機18と高圧タービン22との間で高圧駆動シャフト23の半径方向外側表面135に配置されている。前方推力バランスシール126は、内側燃焼器ケーシング47の半径方向内側表面136に取り付けられた前方推力バランスランド133に対し封止する。後方推力バランスシール128は、ボルトレスブレード押さえ96上に配置され、内側燃焼器ケーシング47に取り付けられた後方推力バランスランド134に対し封止する。
図3を参照すると、高圧タービン第1および第2段ブレード91、92は、第1および第2段ディスク60、62のそれぞれ第1および第2外縁99、101内の軸方向に延びるブレードルートスロット97内のブレードルート93により取り付けられる。ディスクウェブ162が、第1および第2段ディスクハブ154、156から第1および第2段ディスク60、62のそれぞれ第1および第2外縁99、101まで半径方向外向きに延びる。第1段ディスクハブ154の前方延在環状ディスクアーム167が、カービック連結器160を用いて高圧駆動シャフト23に接続されている。第1および第2段ディスクハブ154、156は、それらを貫通する第1および第2段ディスクボア164、166を含む。1本のタイボルトまたはタイロッド170が、第1および第2段ディスクボア164、166を通ることも含め高圧ロータ12のロータボア172(図2に示す)を通って配置される。タイロッド170上のねじ部140(図5に示す)を通すロックナット174は、高圧ロータ12を締め、固着し、1つに締め付けて圧縮状態にするのに用いられる。ボルトレスブレード押さえ96が、第1段ディスク60のブレードルートスロット97内のブレードルート93を軸方向に押さえる。ボルトレスブレード押さえ96は、差込み接続部103により第1段ディスク60の外縁101に固着される。ブレード押さえ96は、押さえプレート109よりも半径方向内向きに配置され、押さえプレート109により差込み接続部103に接続される、押さえボア107を含む。第1および第2段ブレード91、92は、高圧タービン(HPT)22の高温流路110の両端間で半径方向外向きに延びる。
内側燃焼器ケーシング47の冷却空気開口157は、圧縮機排気圧力空気76からのタービンブレード冷却空気80が、プレナムケーシング158内の環状冷却空気プレナム163に流入するのを可能にする。ブレード冷却空気80は、プレナムケーシング158の冷却空気プレナム163後方端に取り付けられた1つまたは複数のアクセラレータ165により加速される。アクセラレータ165は、ブレード冷却空気80を、押さえプレート109の冷却穴169を通じて第1段ディスク前方空隙168に吹き込む。第1段ディスク前方空隙168は、押さえプレート109と第1段ディスク60のディスクウェブ162との間に軸方向に配置されている。アクセラレータ165は、アクセラレータ165の半径方向位置でブレード冷却空気80を第1段ディスク60のホイール速度に近い高接線速度で噴出する。するとブレード冷却空気80は第1段ディスク前方空隙168を通過して第1段ディスク60と第1段ブレード91を冷却する。
エンジンの加速中、第1および第2段ディスク60、62の外縁101は、高温流路110に最も近いため、急激に加熱される傾向がある。冷却空気80は、第1段ディスク60、第1外縁99および第1外縁99に取り付けられた第1段ブレード91を冷却する。ロータボア172からのロータボア冷却空気176は、第1および第2段ボア冷却空気178、180ならびに第2段ブレード冷却空気182を供給する。ロータボア冷却空気176は、第2段ディスクハブ156を冷却する前に第1段ディスクハブ154と第2段ブレード92を冷却するのに使用されるので、加速や減速などのエンジン過渡期の熱応答速度は第2段ディスクハブ156よりも第1段ディスクハブ154のほうが速い。第2段ディスクハブ156は第2段ディスク62の第2外縁101よりもはるかに大きく嵩もあるので、それほど速く加熱または冷却されない。周縁とボアのこの温度差は、タービン第2段ディスク62において、第1段ディスクハブ154は経験しないほどの熱誘導応力の原因となる。第1および第2段ボア冷却空気178、180は、それぞれ第1および第2段ディスクハブ154、156の冷却と加熱の両方に使用されることに注意されたい。
図3を参照すると、第1および第2段ディスクハブ154、156の冷却は、第1および第2段ディスク60、62の第1および第2段ディスクボア164、166内の第1および第2段ディスクハブ154、156とタイボルトまたはタイロッド170との間に半径方向に位置する第1および第2ボア環状流路184、186により提供される。第2段ディスク62における熱応力を緩和するため、第2段ディスクハブ156は、第2段ディスクボア166内に軸方向に配置される空気流アクセラレータ188により、より速く冷却または加熱される。空気流アクセラレータ188は、第2段ディスクボア166内の第2ボア環状流路186における第2段ボア冷却空気180の流速を増加させる。ここに示す空気流アクセラレータ188は、1つまたは複数のリブ190とそれに対応する1つまたは複数の平坦域210を含む。
図2から図6に示す例示的な空気流アクセラレータ188は、タイロッド170上に3つの環状リブ190を含み、図7に示す例示的な空気流アクセラレータ188は、タイロッド170上に1つのリブ190を含む。リブは、ランドとも呼ばれる。これは、第2段ディスクハブ156とタイロッド170上のリブ190の平坦域210との間のボア環状流路断面200を縮小させる。これによりディスク下の流速が増加し、より良好な熱伝達係数と、第2段ディスクハブ156への熱伝達率の増加が得られる。第2段ディスクハブ156とリブ190との間のボア環状流路断面200は、第2段ディスクハブ156とタイロッド170との間のボア環状流路断面200よりもかなり小さい。空気流アクセラレータ188の複数リブの実施形態は、3つのリブに限定されないので、空気流アクセラレータ188は1つまたは複数のリブを有し得る。
リブ190は、完全に第2段ディスクボア166内で第2段ディスクボア166のボア前縁と後縁202、204の間に軸方向に配置されている。これにより、第2段ディスクボア166内に、第2ボア環状流路186への軸方向に妨げられない入口206と、第2ボア環状流路186からの軸方向に妨げられない出口208が提供される。第2ボア環状流路186は、入口206において、リブ190のうちの最も前方側のものの平坦域210に達するまで入口206において先細になる、先細区画207を含む。第2ボア環状流路186は、出口208において、リブ190のうちの最も後方側のものの平坦域210から出口208において末広になる、末広区画209を含む。軸方向に妨げられない入口および出口206、208は、入口206から流入し、出口208から流出する、完全に軸方向であり軸方向に妨げられない第2段ボア冷却空気180の流れを供給し、ボアの加熱と冷却を補助する。ボア内側表面領域212と平坦域表面領域214は互いに筒状に同心である。第2段ディスクハブ156と(リブ190がないところの)タイロッド170との間の流路断面200は、第1段ディスクハブ154とタイロッド170との間の流路断面200よりも小さい。第1段ディスクハブ154とリブ190がないタイロッド170との間の流路断面200は、ほぼ一定している。
図6は、タイロッド170上に3つの環状リブ190と、図3および図4に示す3リブの実施形態よりも軸方向に長い平坦域210を有する空気流アクセラレータ188を示す。リブ190のリブ数と平坦域の軸方向長さ218は、リブにより増加する重量と、大きな空気空隙220は第2段ボア冷却空気180を減速する傾向があるのでリブ190間の空気空隙220を最小限にしたいという要望とを考慮に入れている。
図8は、タイロッド170上に2つの環状リブ190を有する空気流アクセラレータ188の2リブの実施形態を示す。なお、この2リブの実施形態では、2つの環状リブ190は第2段ディスクボア166内でタイロッド170に沿って軸方向不均等に配分され示されている。2つの環状リブ190は、第2段ディスクボア166のボア前縁と後縁202、204の間で、第2段ディスクボア166のボアの軸方向長さ218のだいたい前半または上流半分に配置されている。
図7は、完全に第2段ディスクボア166内で第2段ディスクボア166のボア前縁と後縁202、204の間に軸方向に配置されている、タイロッド170上の単一のリブ190を示す。このリブも、第2段ディスクボア166内に、第2ボア環状流路186への妨げられない入口206と、第2ボア環状流路186からの妨げられない出口208を有する。
エンジンの加速中、第2段ディスク62の外縁101は、高圧タービン(HPT)22の高温流路110に最も近いため、急激に加熱される。第2段ディスク62の第2段ディスクハブ156ははるかに大きく、それほど速く加熱されない。周縁とハブのこの温度差はディスクでの熱誘導応力の原因となる。空気流アクセラレータ188は、第2段ディスクハブ156とタイロッド170上の1つまたは複数のリブ190との間の流路断面200を縮小され第2段ディスクハブ156をより速く加熱することで、この熱応力を軽減する。これにより、第2ボア環状流路186内の第2段ボア冷却空気180のディスク下での流速が増し、より良好な熱伝達係数とディスクハブへの熱伝達率の増加が得られる。
エンジンの減速中、第2段ディスク62の外縁101は急速に冷却され、第2段ディスク62の第2段ディスクハブ156は温度が上昇したままである。周縁とハブのこの温度差は、ディスクでのエンジン加速を原因とする熱応力とは逆方向の熱応力の原因となる。エンジンの減速中、第2段ボア冷却空気180はエンジン減速前のレベル以下に冷却される。空気流アクセラレータ188は、第2段ディスクハブ156とタイロッド170上の1つまたは複数のリブ190との間の流路断面200を減少させて第2段ディスクハブ156をより速く冷却することで、この熱応力を軽減する。これにより第2段ボア冷却空気180の流速が第2段ディスクハブ156下で増加し、より良好な熱伝達係数と、ディスクハブから第2段ボア冷却空気180への熱伝達率の増加が得られる。
本発明にとって好ましく例示的な実施形態と考えられるものについて説明してきたが、本明細書の教示から当業者には本発明の他の変形が自明であろう。したがって、本発明の真の精神と範囲内であるそのような変形すべてを添付の請求項において保護されたい。したがって、特許証では、以下の請求項で定義され分化されるものを保護されたい。
12 高圧ロータ
55 第1タービン段
56 第2タービン段
60 第1段ディスク
62 第2段ディスク
154 第1ディスクハブ
156 第2ディスクハブ
164 第1ディスクボア
166 第2ディスクボア
170 タイロッド

Claims (41)

  1. ガスタービンエンジン高圧ロータ(12)であって、
    第1および第2段ディスクハブ(154、156)をそれぞれ有する第1および第2段ディスク(60、62)を含む第1および第2高圧タービン段(55、56)と、
    前記第1および第2段ディスクハブ(154、156)をそれぞれ通る第1および第2段ディスクボア(164、166)を通って配置される1本のタイロッド(170)と、
    前記第1および第2段ディスクハブ(154、156)それぞれと前記タイロッド(170)との間に半径方向に配置される第1および第2ボア環状流路(184、186)と、
    前記第2段ディスクボア(166)内で前記第2段ディスクハブ(156)の冷却および/または加熱を増加させる手段と
    を含む、ロータ(12)。
  2. 前記第2段ディスクボア(166)内で軸方向に配置される空気流アクセラレータ(188)を含む前記手段をさらに含む、請求項1に記載のロータ(12)。
  3. 前記タイロッド(170)上に1つまたは複数の環状リブ(190)を含む前記空気流アクセラレータ(188)をさらに含む、請求項2に記載のロータ(12)。
  4. 前記第2段ディスクハブ(156)と前記タイロッド(170)との間よりもかなり小さい、前記第2段ディスクハブ(156)と前記リブ(190)の平坦域(210)との間のボア環状流路断面(200)をさらに含む、請求項3に記載のロータ(12)。
  5. 前記第2ボア環状流路(186)への軸方向に妨げられない入口(206)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記入口(206)に流入する、請求項4に記載のロータ(12)。
  6. 前記第2ボア環状流路(186)からの軸方向に妨げられない出口(208)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記出口(208)から流出する、請求項5に記載のロータ(12)。
  7. 前記入口(206)において前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)をさらに含み、前記先細区画(207)は、前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、請求項5に記載のロータ(12)。
  8. 前記入口(206)における前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、先細区画(207)と、
    前記出口(208)における前記第2ボア環状流路(186)の末広区画(209)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も後方側のものの最も後方側の前記平坦域(210)から前記出口(208)において後方に向けて末広になる、末広区画(209)、をさらに含む、請求項6に記載のロータ(12)。
  9. 前記環状リブ(190)を2つだけと、対応する2つの平坦域(210)さらに含む、請求項3に記載のロータ(12)。
  10. 前記第2段ディスクボア(166)内で前記タイロッド(170)に沿って軸方向不均等に配分されている前記2つの環状リブ(190)をさらに含む、請求項9に記載のロータ(12)。
  11. 前記第2段ディスクボア(166)のボア軸方向長さ(218)のだいたい前半または上流半分に軸方向に配置されている前記2つの環状リブ(190)をさらに含む、請求項9に記載のロータ(12)。
  12. 前記第2段ディスクボア(166)内に軸方向に配置される空気流アクセラレータ(188)と、前記第1段ディスクハブ(154)と前記タイロッド(170)との間のほぼ一定の第1流路断面(200)を含む前記手段をさらに含む、請求項1に記載のロータ(12)。
  13. 前記タイロッド(170)上に1つまたは複数の環状リブ(190)を含む前記空気流アクセラレータ(188)をさらに含む、請求項12に記載のロータ(12)。
  14. 前記第2段ディスクハブ(156)と前記タイロッド(170)との間よりもかなり小さい、前記第2段ディスクハブ(156)と前記リブ(190)の平坦域(210)との間の第2ボア環状流路断面(200)をさらに含む、請求項13に記載のロータ(12)。
  15. 前記第2ボア環状流路(186)への軸方向に妨げられない入口(206)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記入口(206)に流入する、請求項14に記載のロータ(12)。
  16. 前記第2ボア環状流路(186)からの軸方向に妨げられない出口(208)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記出口(208)から流出する、請求項15に記載のロータ(12)。
  17. 前記入口(206)において前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)をさらに含み、前記先細区画(207)は、前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、請求項15に記載のロータ(12)。
  18. 前記入口(206)における前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、先細区画(207)と、
    前記出口(208)における前記第2ボア環状流路(186)の末広区画(209)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も後方側のものの最も後方側の前記平坦域(210)から前記出口(208)において後方に向けて末広になる、請求項16に記載のロータ(12)。
  19. 前記環状リブ(190)を2つだけと、対応する2つの平坦域(210)さらに含み、前記2つの環状リブ(190)は、前記第2段ディスクボア(166)内で前記タイロッド(170)に沿って軸方向不均等に配分されている、請求項13に記載のロータ(12)。
  20. 前記第2段ディスクボア(166)のボア軸方向長さ(218)のだいたい前半または上流半分に軸方向に配置されている前記2つの環状リブ(190)をさらに含む、請求項19に記載のロータ(12)。
  21. ガスタービンエンジン高圧ロータ(12)であって、
    高圧駆動シャフト(23)で高圧圧縮機(18)に接合されている高圧タービン(22)であって、
    第1および第2段ディスクハブ(154、156)をそれぞれ有する第1および第2段ディスク(60、62)を含む第1および第2高圧タービン段(55、56)を含む、高圧タービン(22)と、
    前記第1および第2段ディスクハブ(154、156)をそれぞれ通る第1および第2段ディスクボア(164、166)を通って配置される1本のタイロッド(170)と、
    前記第1および第2段ディスクハブ(154、156)それぞれと前記タイロッド(170)との間に半径方向に配置される第1および第2ボア環状流路(184、186)と、
    前記第2段ディスクボア(166)内で前記第2段ディスクハブ(156)の冷却および/または加熱を増加させる手段と
    を含む、ロータ(12)。
  22. 前記第2段ディスクボア(166)内で軸方向に配置される空気流アクセラレータ(188)を含む前記手段をさらに含む、請求項21に記載のロータ(12)。
  23. 前記タイロッド(170)上に1つまたは複数の環状リブ(190)を含む前記空気流アクセラレータ(188)をさらに含む、請求項22に記載のロータ(12)。
  24. 前記第2段ディスクハブ(156)と前記タイロッド(170)との間よりもかなり小さい、前記第2段ディスクハブ(156)と前記リブ(190)の平坦域(210)との間のボア環状流路断面(200)をさらに含む、請求項23に記載のロータ(12)。
  25. 前記第2ボア環状流路(186)への軸方向に妨げられない入口(206)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記入口(206)に流入する、請求項24に記載のロータ(12)。
  26. 前記第2ボア環状流路(186)からの軸方向に妨げられない出口(208)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記出口(208)から流出する、請求項25に記載のロータ(12)。
  27. 前記入口(206)において前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)をさらに含み、前記先細区画(207)は、前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、請求項25に記載のロータ(12)。
  28. 前記入口(206)における前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、先細区画(207)と、
    前記出口(208)における前記第2ボア環状流路(186)の末広区画(209)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も後方側のものの最も後方側の前記平坦域(210)から前記出口(208)において後方に向けて末広になる、末広区画(209)をさらに含む、請求項26に記載のロータ(12)。
  29. 前記環状リブ(190)を2つだけと、対応する2つの平坦域(210)さらに含む、請求項23に記載のロータ(12)。
  30. 前記第2段ディスクボア(166)内で前記タイロッド(170)に沿って軸方向不均等に配分されている前記2つの環状リブ(190)をさらに含む、請求項29に記載のロータ(12)。
  31. 前記第2段ディスクボア(166)のボア軸方向長さ(218)のだいたい前半または上流半分に軸方向に配置されている前記2つの環状リブ(190)をさらに含む、請求項29に記載のロータ(12)。
  32. 前記第2段ディスクボア(166)内で軸方向に配置される空気流アクセラレータ(188)と、前記第1段ディスクハブ(154)と前記タイロッド(170)との間のほぼ一定の第1流路断面(200)を含む前記手段をさらに含む、請求項21に記載のロータ(12)。
  33. 前記タイロッド(170)上に1つまたは複数の環状リブ(190)を含む前記空気流アクセラレータ(188)をさらに含む、請求項32に記載のロータ(12)。
  34. 前記第2段ディスクハブ(156)と前記タイロッド(170)との間よりもかなり小さい、前記第2段ディスクハブ(156)と前記リブ(190)の平坦域(210)との間の第2ボア環状流路断面(200)をさらに含む、請求項33に記載のロータ(12)。
  35. 前記第2ボア環状流路(186)への軸方向に妨げられない入口(206)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記入口(206)に流入する、請求項34に記載のロータ(12)。
  36. 前記第2ボア環状流路(186)からの軸方向に妨げられない出口(208)をさらに含み、第2段ボア冷却空気(180)が完全に軸方向に流れて軸方向に妨げられず前記出口(208)から流出する、請求項35に記載のロータ(12)。
  37. 前記入口(206)において前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)をさらに含み、前記先細区画(207)は、前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、請求項35に記載のロータ(12)。
  38. 前記入口(206)における前記第2ボア環状流路(186)の先細区画(207)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も前方側のものの前記平坦域(210)のうちの最も前方側のものまで前記入口(206)において先細になる、先細区画(207)と、
    前記出口(208)における前記第2ボア環状流路(186)の末広区画(209)であって、
    前記リブ(190)のうちの最も後方側のものの最も後方側の前記平坦域(210)から前記出口(208)において後方に向けて末広になる、末広区画(209)をさらに含む、請求項36に記載のロータ(12)。
  39. 前記環状リブ(190)を2つだけと、対応する2つの平坦域(210)さらに含む、請求項33に記載のロータ(12)。
  40. 前記第2段ディスクボア(166)内で前記タイロッド(170)に沿って軸方向不均等に配分されている前記2つの環状リブ(190)をさらに含む、請求項39に記載のロータ(12)。
  41. 前記第2段ディスクボア(166)のボア軸方向長さ(218)のだいたい前半または上流半分に軸方向に配置されている前記2つの環状リブ(190)をさらに含む、請求項39に記載のロータ(12)。
JP2015509165A 2012-04-27 2013-04-26 タービンディスクボア内のタイロッド上の空気アクセラレータ Expired - Fee Related JP5968521B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261639429P 2012-04-27 2012-04-27
US61/639,429 2012-04-27
PCT/US2013/038330 WO2014014535A2 (en) 2012-04-27 2013-04-26 Air accelerator on tie rod within turbine disk bore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015514928A JP2015514928A (ja) 2015-05-21
JP5968521B2 true JP5968521B2 (ja) 2016-08-10

Family

ID=49584768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015509165A Expired - Fee Related JP5968521B2 (ja) 2012-04-27 2013-04-26 タービンディスクボア内のタイロッド上の空気アクセラレータ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150096304A1 (ja)
EP (1) EP2841698A2 (ja)
JP (1) JP5968521B2 (ja)
CN (1) CN104246135B (ja)
BR (1) BR112014026637A2 (ja)
CA (1) CA2870707C (ja)
WO (1) WO2014014535A2 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5834876B2 (ja) * 2011-12-15 2015-12-24 株式会社Ihi インピンジ冷却機構、タービン翼及び燃焼器
JP5927893B2 (ja) * 2011-12-15 2016-06-01 株式会社Ihi インピンジ冷却機構、タービン翼及び燃焼器
US9890645B2 (en) 2014-09-04 2018-02-13 United Technologies Corporation Coolant flow redirection component
KR101624054B1 (ko) * 2014-11-21 2016-05-24 두산중공업 주식회사 복수 개의 타이로드를 구비한 가스터빈 및 그의 조립방법
FR3028883B1 (fr) * 2014-11-25 2019-11-22 Safran Aircraft Engines Arbre de rotor de turbomachine comportant une surface d'echange thermique perfectionnee
EP3124742B1 (de) * 2015-07-28 2018-11-07 MTU Aero Engines GmbH Gasturbine
HUE056340T2 (hu) * 2015-09-29 2022-02-28 Kaip Pty Ltd Levegõ befúvó
US10400603B2 (en) * 2016-06-23 2019-09-03 United Technologies Corporation Mini-disk for gas turbine engine
US10364688B2 (en) * 2016-11-04 2019-07-30 United Technologies Corporation Minidisk balance flange
US10544702B2 (en) * 2017-01-20 2020-01-28 General Electric Company Method and apparatus for supplying cooling air to a turbine
KR102010143B1 (ko) * 2017-10-23 2019-08-12 두산중공업 주식회사 디스크 조립체, 이를 포함하는 가스 터빈 및 가스 터빈 제조 방법
US11428104B2 (en) 2019-07-29 2022-08-30 Pratt & Whitney Canada Corp. Partition arrangement for gas turbine engine and method
GB201918695D0 (en) * 2019-12-18 2020-01-29 Rolls Royce Plc Gas turbine engine and operation method
KR102367002B1 (ko) * 2020-08-28 2022-02-23 두산중공업 주식회사 타이로드의 인장 조립구조와 이를 포함하는 가스 터빈 및 타이로드의 인장 조립방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907748A1 (de) * 1979-02-28 1980-09-04 Motoren Turbinen Union Einrichtung zur minimierung und konstanthaltung der bei axialturbinen vorhandenen schaufelspitzenspiele, insbesondere fuer gasturbinentriebwerke
US5537814A (en) * 1994-09-28 1996-07-23 General Electric Company High pressure gas generator rotor tie rod system for gas turbine engine
GB9610018D0 (en) * 1996-05-14 1996-07-17 Rolls Royce Plc Gas turbine engine turbine
US6267553B1 (en) * 1999-06-01 2001-07-31 Joseph C. Burge Gas turbine compressor spool with structural and thermal upgrades
US6539627B2 (en) * 2000-01-19 2003-04-01 General Electric Company Method of making turbulated cooling holes
DE102005052819A1 (de) * 2005-11-05 2007-05-10 Mtu Aero Engines Gmbh Turbomaschine, insbesondere Gasturbine
EP1970530A1 (de) * 2007-03-12 2008-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Läufer einer thermischen Strömungsmaschine sowie thermische Strömungsmaschine
US20090175718A1 (en) * 2007-12-31 2009-07-09 Carlos Diaz System and method for passive cooling of gas turbine engine control components
US8186939B2 (en) * 2009-08-25 2012-05-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine disc and retaining nut arrangement
US9115586B2 (en) * 2012-04-19 2015-08-25 Honeywell International Inc. Axially-split radial turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015514928A (ja) 2015-05-21
CA2870707A1 (en) 2014-01-23
CA2870707C (en) 2017-02-14
CN104246135B (zh) 2016-08-31
EP2841698A2 (en) 2015-03-04
WO2014014535A8 (en) 2014-11-06
US20150096304A1 (en) 2015-04-09
WO2014014535A2 (en) 2014-01-23
BR112014026637A2 (pt) 2017-06-27
WO2014014535A3 (en) 2014-03-20
CN104246135A (zh) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5968521B2 (ja) タービンディスクボア内のタイロッド上の空気アクセラレータ
US10920611B2 (en) Vented tangential on-board injector for a gas turbine engine
EP2584142B1 (en) Gas turbine engine cooling systems having hub-bleed impellers
JP4974857B2 (ja) 複合間隙制御エンジン
JP5460294B2 (ja) 遠心圧縮機前方スラスト及びタービン冷却装置
JP5080943B2 (ja) 複合ノズル冷却式エンジン
EP2855884B1 (en) High pressure turbine coolant supply system
US10107206B2 (en) High pressure compressor rotor thermal conditioning using discharge pressure air
CN106567749B (zh) 燃气涡轮冷却系统和方法
JP2008121673A (ja) 複合タービン冷却エンジン
EP2944794B1 (en) Fan by-pass duct for intercooled turbo fan engines
CA2638715C (en) Centrifugal impeller with internal heating
US20140234073A1 (en) Casing cooling duct
JPH073186B2 (ja) ガスタービンエンジンの抽出空気の温度勾配を減少させるケーシングアセンブリ、ガスタービンエンジン用抽気装置、及びガスタービンエンジンのケーシング歪みを制御する方法
JP2011085141A (ja) ガスタービンエンジン温度調節冷却流
JP2017530299A (ja) 遠心圧縮機のディフューザ通路の境界層制御
JP2009156261A (ja) マルチソース型ガスタービン冷却
JPH06294329A (ja) 冷却システム
US8137075B2 (en) Compressor impellers, compressor sections including the compressor impellers, and methods of manufacturing
JP2006083858A (ja) スワールが強化されたターボ機械用空気力学的ファスナシールド
JP2006083846A (ja) ターボ機械用の空力ファスナシールド
EP3012405B1 (en) Gas turbine engine with coolant flow redirection component
US10480533B2 (en) Fluid injector for cooling a gas turbine engine component
US10113561B2 (en) Secondary flow baffle for turbomachinery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151020

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160315

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: 20160607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5968521

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees