JP7389574B2 - aircraft gas turbine - Google Patents

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この発明は、航空機用ガスタービンに関する。 The present invention relates to an aircraft gas turbine.

特許文献1には、軸線方向に交互に動翼段と静翼段とを備えた航空機用ガスタービンが開示されている。この特許文献の動翼段は、周方向に間隔をあけて配置された複数の動翼を備えている。複数の動翼は、それぞれチップシュラウドを備えている。これら周方向で隣り合うチップシュラウドが連結されることで環状をなしている。 Patent Document 1 discloses an aircraft gas turbine that includes rotor blade stages and stator vane stages alternately in the axial direction. The rotor blade stage of this patent document includes a plurality of rotor blades arranged at intervals in the circumferential direction. Each of the plurality of rotor blades is provided with a tip shroud. These circumferentially adjacent tip shrouds are connected to form an annular shape.

特開2011-174419号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-174419

特許文献1に記載されているような航空機用ガスタービンにあっては、更なる軽量化が要望されている。航空機用ガスタービンの動翼の形状は、一般に、翼ピッチと翼コード長との比を維持した場合、一つの動翼段当たりの動翼枚数が多いほど、動翼の翼型が細くなる。そのため、一つの動翼段当たりの動翼の枚数を増加させれば、航空機用ガスタービンの動翼段を軽量化することができる。
しかしながら、動翼の後縁損失は、動翼枚数の増加に伴い増加してしまう。さらに、振動に対する強度の観点では、動翼枚数を少なくした方が翼型を太くできるため有利となる。
つまり、動翼の枚数(言い換えれば、重量)と、航空機用ガスタービンの性能及び振動に対する強度とは、トレードオフの関係にあり、更なる航空機用ガスタービンの軽量化が困難になっている。
In aircraft gas turbines such as those described in Patent Document 1, there is a demand for further weight reduction. Regarding the shape of the rotor blades of an aircraft gas turbine, generally, when the ratio between the blade pitch and the blade chord length is maintained, the larger the number of rotor blades per one rotor blade stage, the narrower the shape of the rotor blade. Therefore, by increasing the number of rotor blades per rotor blade stage, the weight of the rotor blade stage of an aircraft gas turbine can be reduced.
However, the trailing edge loss of the rotor blade increases as the number of rotor blades increases. Furthermore, from the viewpoint of strength against vibration, it is advantageous to reduce the number of rotor blades because the airfoil can be made thicker.
In other words, there is a trade-off relationship between the number of rotor blades (in other words, the weight) and the performance and vibration strength of the aircraft gas turbine, making it difficult to further reduce the weight of the aircraft gas turbine.

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、振動に対する動翼の強度を確保しつつ更なる軽量化が可能な航空機用ガスタービンを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an aircraft gas turbine that can further reduce the weight while ensuring the strength of the rotor blades against vibration.

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、航空機用ガスタービンは、離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンであって、軸線回りに回転するロータ軸と、タービン動翼段と、タービンケーシングと、第一上流側静翼段と、下流側静翼段と、を備える。タービン動翼段は、前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有する。タービンケーシングは、前記ロータ軸を外周側から覆う。第一上流側静翼段は、タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置されている。第一上流側静翼段は、複数のタービン静翼本体を有するタービン静翼段である。第一上流側静翼段の複数の静翼本体は、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置されている。前記タービン動翼は、前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有する。前記タービン動翼段は、前記周方向で隣り合う前記タービン動翼のシュラウド同士が連結されて、50枚以上で且つ、72枚以下の前記動翼本体を備える。前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記下流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である。
In order to solve the above problems, the following configuration is adopted.
According to a first aspect of the invention, an aircraft gas turbine has a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs, and includes a rotor shaft that rotates around an axis, a turbine rotor blade stage, and a turbine casing. , a first upstream stator vane stage and a downstream stator vane stage. The turbine rotor blade stage extends from the rotor shaft toward the outside in a radial direction centered on the axis, and has a plurality of turbine rotor blades arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. The turbine casing covers the rotor shaft from the outer peripheral side. The first upstream stator vane stage is arranged upstream of the turbine rotor blade stage in the axial direction. The first upstream stator blade stage is a turbine stator blade stage that includes a plurality of turbine stator blade bodies. The plurality of stator vane bodies of the first upstream stator vane stage extend inward in the radial direction from the turbine casing, and are arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. The turbine rotor blade includes a rotor blade body having an airfoil cross section extending in the radial direction, and a shroud provided at a tip of the rotor blade body. The turbine rotor blade stage includes shrouds of the turbine rotor blades that are adjacent to each other in the circumferential direction, and includes 50 or more and 72 or less rotor blade bodies. The absolute value of the difference between the number of stator blade bodies in the first upstream stator blade stage and the number of stator blade bodies in the downstream stator blade stage is 1 or more and 3 or less.

動翼のシュラウド同士が周方向で連結されたいわゆるインテグラルシュラウド翼を有し、離陸時推力が15000から40000lbsのいわゆる中小型の航空機用ガスタービンにおいて、動翼段の動翼本体を50枚以上で且つ、72枚以下とすることで、動翼の振動モードのうち一次モードの固有振動周波数が、主要運転範囲において低い回転次数で共振することを回避できる。一般に、一次モードの固有振動周波数を低く設定すると、低い回転次数で共振し、振動応力が高くなる傾向がある。しかし、第一態様では、主要運転範囲において一次モードの固有振動周波数をより高くできるため、回転次数が3H(ハーモニクス)以下の低い回転次数での共振を回避して主要運転範囲で動翼に作用する振動応力を低減できる。さらに、第一上流側静翼段の静翼本体の枚数と、下流側静翼段の静翼本体の枚数との差の絶対値を1以上で且つ3以下とすることで、流体の乱れを抑制して振動が励起されることを回避できる。したがって、振動応力を低減したり共振を回避したりした分、振動に対する動翼の強度を確保しつつ更なる軽量化が可能になる。 In gas turbines for small and medium-sized aircraft, which have so-called integral shroud blades in which the shrouds of the rotor blades are connected to each other in the circumferential direction and have a thrust of 15,000 to 40,000 lbs at takeoff, the rotor blade body of the rotor blade stage has 50 or more blades. In addition, by setting the number of blades to 72 or less, it is possible to avoid resonance of the natural vibration frequency of the primary mode among the vibration modes of the rotor blade at a low rotational order in the main operating range. Generally, when the natural vibration frequency of the first mode is set low, resonance occurs at a low rotational order, and vibration stress tends to increase. However, in the first aspect, since the natural vibration frequency of the first mode can be made higher in the main operating range, resonance at low rotational orders of 3H (harmonics) or less is avoided and it acts on the rotor blades in the main operating range. vibration stress can be reduced. Furthermore, by setting the absolute value of the difference between the number of stator vane bodies in the first upstream stator vane stage and the number of stator vane bodies in the downstream stator vane stage to be 1 or more and 3 or less, fluid turbulence can be reduced. It is possible to prevent vibration from being excited by suppressing it. Therefore, by reducing vibration stress and avoiding resonance, it is possible to further reduce the weight while ensuring the strength of the moving blade against vibration.

この発明の第二態様によれば、第一態様に係る航空機用ガスタービンにおいて、前記動翼本体の高さを「H」、前記動翼本体の軸コード長を「Cx」とすると、H/Cxの値が2以上且つ6以下であってもよい。
このように構成することで、いわゆるインテグラルシュラウド翼である動翼において、動翼本体が大型化して重量増加することを抑制できる。
According to a second aspect of the invention, in the aircraft gas turbine according to the first aspect, when the height of the rotor blade body is "H" and the shaft cord length of the rotor blade body is "Cx", H/ The value of Cx may be 2 or more and 6 or less.
With this configuration, in a rotor blade that is a so-called integral shroud blade, it is possible to suppress an increase in the size and weight of the rotor blade body.

この発明の第三態様によれば、航空機用ガスタービンは、離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンであって、軸線回りに回転するロータ軸と、タービン動翼段と、ケーシングと、第一上流側静翼段と、下流側静翼段と、を備える。動翼段は、前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有する。タービンケーシングは、前記ロータ軸を外周側から覆う。第一上流側静翼段は、タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置されている。第一上流側静翼段は、複数の静翼本体を有するタービン静翼段である。第一上流側静翼段の複数の静翼本体は、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置されている。下流側静翼段は、前記タービン動翼段の前記軸線方向下流側に配置されている。下流側静翼段は、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である。前記タービン動翼は、前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有する。前記動翼本体の高さを「H」、前記動翼本体の軸コード長を「Cx」とすると、H/Cxの値が2以上且つ6以下である。前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記下流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である。 According to a third aspect of the present invention, an aircraft gas turbine has a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs, and includes a rotor shaft that rotates around an axis, a turbine rotor blade stage, and a casing. It includes a first upstream stator vane stage and a downstream stator vane stage. The rotor blade stage extends from the rotor shaft toward the outside in a radial direction about the axis, and has a plurality of turbine rotor blades arranged in parallel in a circumferential direction about the axis. The turbine casing covers the rotor shaft from the outer peripheral side. The first upstream stator vane stage is arranged upstream of the turbine rotor blade stage in the axial direction. The first upstream stator vane stage is a turbine stator vane stage having a plurality of stator vane bodies. The plurality of stator vane bodies of the first upstream stator vane stage extend inward in the radial direction from the turbine casing, and are arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. The downstream stationary blade stage is arranged downstream of the turbine rotor blade stage in the axial direction. The downstream stationary blade stage is a turbine stationary blade stage that extends inward in the radial direction from the turbine casing and has a plurality of stationary blade bodies arranged in a line in a circumferential direction centered on the axis. The turbine rotor blade includes a rotor blade body having an airfoil cross section extending in the radial direction, and a shroud provided at a tip of the rotor blade body. Assuming that the height of the rotor blade body is "H" and the shaft cord length of the rotor blade body is "Cx", the value of H/Cx is 2 or more and 6 or less. The absolute value of the difference between the number of stator blade bodies in the first upstream stator blade stage and the number of stator blade bodies in the downstream stator blade stage is 1 or more and 3 or less.

動翼のシュラウド同士が周方向で連結されたいわゆるインテグラルシュラウド翼を有し、離陸時推力が15000から40000lbsのいわゆる中小型の航空機用ガスタービンにおいて、第一上流側静翼段の静翼本体の枚数と、下流側静翼段の静翼本体の枚数との差の絶対値を1以上且つ3以下とすることで、ガスタービンの燃焼ガスの流れが乱れて振動が励起されることを回避できる。また、H/Cxの値を2以上且つ6以下にすることで、動翼本体32が大型化して重量増加することを抑制できる。したがって、振動応力を低減した分、振動に対する動翼の強度を確保しつつ更なる軽量化が可能になる。 In gas turbines for small and medium-sized aircraft, which have so-called integral shroud blades in which the shrouds of rotor blades are connected to each other in the circumferential direction and have a thrust of 15,000 to 40,000 lbs at takeoff, the stator blade body of the first upstream stator blade stage. By setting the absolute value of the difference between the number of blades and the number of stator blade bodies of the downstream stator blade stage to be 1 or more and 3 or less, the flow of combustion gas in the gas turbine is prevented from being disturbed and vibrations are excited. can. Moreover, by setting the value of H/Cx to be 2 or more and 6 or less, it is possible to suppress the rotor blade main body 32 from increasing in size and weight. Therefore, since the vibration stress is reduced, it is possible to further reduce the weight while ensuring the strength of the moving blade against vibration.

この発明の第四態様によれば、第一から第三態様の何れか一つの態様に係る航空機用ガスタービンは、前記タービン動翼段としての上流側動翼段と、前記タービン静翼段としての第二上流側静翼段と、を備えていてもよい。上流側動翼段は、前記第一上流側静翼段の前記軸線方向上流側に配置されている。第二上流側静翼段は、前記上流側動翼段の前記軸線方向上流側に配置されている。前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記第二上流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下であってもよい。
このように構成することで、軸線方向で隣り合う静翼段である第一上流側静翼段と第二上流側静翼段とにおける静翼本体の枚数差が大きくなることで振動が励起されることを抑制できる。
According to a fourth aspect of the present invention, the aircraft gas turbine according to any one of the first to third aspects includes an upstream rotor blade stage as the turbine rotor blade stage , and an upstream rotor blade stage as the turbine stationary blade stage. and a second upstream stator vane stage. The upstream moving blade stage is arranged upstream of the first upstream stator vane stage in the axial direction. The second upstream stationary blade stage is arranged upstream of the upstream rotor blade stage in the axial direction. The absolute value of the difference between the number of stator blade bodies of the first upstream stator vane stage and the number of stator blade bodies of the second upstream stator vane stage may be 1 or more and 3 or less. good.
With this configuration, vibration is excited due to a large difference in the number of stator blade bodies between the first upstream stator vane stage and the second upstream stator vane stage, which are adjacent stator vane stages in the axial direction. This can be suppressed.

この発明の第五態様によれば、第一から第四態様の何れか一つの態様に係るタービン動翼は、TiAl合金であってもよい。
このようにすることで、振動強度を確保しつつ、動翼の更なる軽量化を図ることができる。
According to the fifth aspect of the invention, the turbine rotor blade according to any one of the first to fourth aspects may be made of a TiAl alloy.
By doing so, it is possible to further reduce the weight of the rotor blade while ensuring vibration strength.

この発明の第六態様によれば、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る動翼本体は、ホロー翼であってもよい。
このようにすることで、中実に形成された動翼と比較して動翼の更なる軽量化を図ることができる。
According to the sixth aspect of the invention, the moving blade main body according to any one of the first to fifth aspects may be a hollow blade.
By doing so, the weight of the rotor blade can be further reduced compared to a rotor blade formed solidly.

この発明の第七態様によれば、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る動翼本体は、翼高さ方向の少なくとも一部が中空に形成されていてもよい。
このようにすることで、中実に形成された動翼と比較して動翼の更なる軽量化を図ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the rotor blade body according to any one of the first to fifth aspects may be formed so that at least a portion in the blade height direction is hollow.
By doing so, the weight of the rotor blade can be further reduced compared to a rotor blade formed solidly.

この発明の第八態様によれば、航空機用ガスタービンは、離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンである。航空機用ガスタービンは、ロータ軸と、タービン動翼段と、タービンケーシングと、第一上流側静翼段と、上流側動翼段と、第二上流側静翼段と、を備える。ロータ軸は、軸線回りに回転する。タービン動翼段は、前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有する。タービンケーシングは、前記ロータ軸を外周側から覆う。第一上流側静翼段は、前記タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である。上流側動翼段は、前記第一上流側静翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン動翼段である。第二上流側静翼段は、前記上流側動翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン静翼段である。前記タービン動翼は、前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有している。前記タービン動翼段は、前記周方向で隣り合う前記タービン動翼のシュラウド同士が連結されて、50枚以上で且つ、72枚以下の前記動翼本体を備えている。前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記第二上流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である。 According to an eighth aspect of the invention, the aircraft gas turbine is an aircraft gas turbine having a take-off thrust of 15,000 to 40,000 lbs. The aircraft gas turbine includes a rotor shaft, a turbine rotor blade stage, a turbine casing, a first upstream stator blade stage, an upstream rotor blade stage, and a second upstream stator vane stage. The rotor shaft rotates around the axis. The turbine rotor blade stage extends from the rotor shaft toward the outside in a radial direction centered on the axis, and has a plurality of turbine rotor blades arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. The turbine casing covers the rotor shaft from the outer peripheral side. The first upstream stationary blade stage is disposed upstream of the turbine rotor blade stage in the axial direction, extends from the turbine casing toward the inside in the radial direction, and is arranged in a circumferential direction around the axis. This is a turbine stator vane stage having a plurality of stator vane bodies arranged. The upstream rotor blade stage is a turbine rotor blade stage disposed upstream in the axial direction of the first upstream stator vane stage. The second upstream stator vane stage is a turbine stator vane stage disposed upstream in the axial direction of the upstream rotor blade stage. The turbine rotor blade includes a rotor blade body having an airfoil cross section extending in the radial direction, and a shroud provided at a tip of the rotor blade body. The turbine rotor blade stage includes shrouds of the turbine rotor blades that are adjacent to each other in the circumferential direction, and includes 50 or more and 72 or less rotor blade bodies. The absolute value of the difference between the number of stator blade bodies in the first upstream stator blade stage and the number of stator blade bodies in the second upstream stator blade stage is 1 or more and 3 or less.

この発明の第九態様によれば、航空機用ガスタービンは、離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンである。航空機用ガスタービンは、ロータ軸と、タービン動翼段と、タービンケーシングと、第一上流側静翼段と、上流側動翼段と、第二上流側静翼段と、を備える。ロータ軸は、軸線回りに回転する。タービン動翼段は、前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有する。タービンケーシングは、前記ロータ軸を外周側から覆う。第一上流側静翼段は、前記タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有する。上流側動翼段は、前記第一上流側静翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン動翼段である。第二上流側静翼段は、前記上流側動翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン静翼段である。前記タービン動翼は、前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有している。前記動翼本体の高さを「H」、前記動翼本体の軸コード長を「Cx」とすると、H/Cxの値が2以上且つ6以下である。前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記第二上流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である。 According to a ninth aspect of the invention, the aircraft gas turbine is an aircraft gas turbine having a take-off thrust of 15,000 to 40,000 lbs. The aircraft gas turbine includes a rotor shaft, a turbine rotor blade stage, a turbine casing, a first upstream stator blade stage, an upstream rotor blade stage, and a second upstream stator vane stage. The rotor shaft rotates around the axis. The turbine rotor blade stage extends from the rotor shaft toward the outside in a radial direction centered on the axis, and has a plurality of turbine rotor blades arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. The turbine casing covers the rotor shaft from the outer peripheral side. The first upstream stationary blade stage is disposed upstream of the turbine rotor blade stage in the axial direction, extends from the turbine casing toward the inside in the radial direction, and is arranged in a circumferential direction around the axis. It has a plurality of stator vane bodies arranged. The upstream rotor blade stage is a turbine rotor blade stage disposed upstream in the axial direction of the first upstream stator vane stage. The second upstream stator vane stage is a turbine stator vane stage disposed upstream in the axial direction of the upstream rotor blade stage. The turbine rotor blade includes a rotor blade body having an airfoil cross section extending in the radial direction, and a shroud provided at a tip of the rotor blade body. Assuming that the height of the rotor blade body is "H" and the shaft cord length of the rotor blade body is "Cx", the value of H/Cx is 2 or more and 6 or less. The absolute value of the difference between the number of stator blade bodies in the first upstream stator blade stage and the number of stator blade bodies in the second upstream stator blade stage is 1 or more and 3 or less.

上記航空機用ガスタービンによれば、振動に対する動翼の強度を確保しつつ更なる軽量化が可能になる。 According to the above-mentioned aircraft gas turbine, it is possible to further reduce the weight while ensuring the strength of the rotor blade against vibration.

この発明の実施形態の航空機用ガスタービンの概略構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an aircraft gas turbine according to an embodiment of the present invention. 図1のタービン動翼段及びタービン静翼段を拡大した図である。FIG. 2 is an enlarged view of a turbine rotor blade stage and a turbine stationary blade stage in FIG. 1; この発明の実施形態におけるタービン動翼の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a turbine rotor blade in an embodiment of the present invention. 動翼本体のコード長を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the cord length of the rotor blade body. 縦軸を振動周波数(Frequency)、横軸を回転速度(Rotational Speed)、斜軸を回転次数(H)としたキャンベル線図である。It is a Campbell diagram in which the vertical axis represents vibration frequency (Frequency), the horizontal axis represents rotational speed (Rotational Speed), and the oblique axis represents rotational order (H). この発明の実施形態の変形例における図3に相当する図である。FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 3 in a modification of the embodiment of the present invention.

(実施形態)
次に、この発明の実施形態における航空機用ガスタービンを図面に基づき説明する。
図1は、この発明の実施形態の航空機用ガスタービンの概略構成を示す構成図である。図2は、図1のタービン動翼段及びタービン静翼段を拡大した図である。
この実施形態に係る航空機用ガスタービン100は、中小型の航空機用のガスタービンである。この航空機用ガスタービン100は、中小型の航空機の離陸時推力(例えば、15000から40000lbs程度)を得るためのガスタービンである。図1に示すように、この航空機用ガスタービン100は、主に、圧縮機1と、燃焼室2と、タービン3と、を備えている。
(Embodiment)
Next, an aircraft gas turbine according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an aircraft gas turbine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the turbine rotor blade stage and the turbine stationary blade stage of FIG. 1.
The aircraft gas turbine 100 according to this embodiment is a gas turbine for small and medium-sized aircraft. This aircraft gas turbine 100 is a gas turbine for obtaining takeoff thrust (for example, about 15,000 to 40,000 lbs) for small and medium-sized aircraft. As shown in FIG. 1, this aircraft gas turbine 100 mainly includes a compressor 1, a combustion chamber 2, and a turbine 3.

圧縮機1は、吸気ダクト10から取り込まれた空気を圧縮することで高圧空気を生成する。この圧縮機1は、圧縮機ロータ軸11と、圧縮機ケーシング12と、圧縮機動翼段13と、圧縮機静翼段15と、を備えている。圧縮機ケーシング12は、圧縮機ロータ軸11を外周側から覆っており、軸線Amの延びる方向(以下、軸線方向Daと称する)に延びている。 The compressor 1 generates high-pressure air by compressing air taken in from the intake duct 10. The compressor 1 includes a compressor rotor shaft 11 , a compressor casing 12 , a compressor moving blade stage 13 , and a compressor stator vane stage 15 . The compressor casing 12 covers the compressor rotor shaft 11 from the outer peripheral side, and extends in the direction in which the axis Am extends (hereinafter referred to as the axial direction Da).

圧縮機動翼段13は、圧縮機ロータ軸11に複数設けられている。これら圧縮機動翼段13は、軸線方向Daに間隔をあけて配列されている。複数の圧縮機動翼段13は、それぞれ複数の圧縮機動翼14を備えている。各圧縮機動翼段13の圧縮機動翼14は、圧縮機ロータ軸11の外周面上で軸線Amを中心とした方向(以下、周方向Dcと称する)に配列されている。 A plurality of compressor rotor stages 13 are provided on the compressor rotor shaft 11 . These compressor blade stages 13 are arranged at intervals in the axial direction Da. Each of the plurality of compressor rotor blade stages 13 includes a plurality of compressor rotor blades 14 . The compressor rotor blades 14 of each compressor rotor blade stage 13 are arranged on the outer peripheral surface of the compressor rotor shaft 11 in a direction centered on the axis Am (hereinafter referred to as the circumferential direction Dc).

圧縮機静翼段15は、圧縮機ケーシング12に複数設けられている。これら圧縮機静翼段15は、軸線方向Daに間隔をあけて配列されている。圧縮機静翼段15は、軸線方向Daで上記圧縮機動翼段13と交互に配置されている。複数の圧縮機静翼段15は、それぞれ複数の圧縮機静翼16を備えている。各圧縮機静翼段15の圧縮機静翼16は、圧縮機ケーシング12の内周面上で周方向Dcに配列されている。 A plurality of compressor stator vane stages 15 are provided in the compressor casing 12. These compressor stator vane stages 15 are arranged at intervals in the axial direction Da. The compressor stator blade stages 15 are arranged alternately with the compressor rotor blade stages 13 in the axial direction Da. Each of the plurality of compressor stator blade stages 15 includes a plurality of compressor stator blades 16. The compressor stator vanes 16 of each compressor stator vane stage 15 are arranged on the inner peripheral surface of the compressor casing 12 in the circumferential direction Dc.

燃焼室2は、圧縮機1で生成された高圧空気に燃料Fを混合して燃焼させることで、燃焼ガスGを生成する。燃焼室2は、圧縮機ケーシング12とタービン3のタービンケーシング(ケーシング)22との間に設けられている。この燃焼室2によって生成された燃焼ガスGは、タービン3に供給される。 The combustion chamber 2 generates combustion gas G by mixing fuel F with high-pressure air generated by the compressor 1 and combusting the mixture. Combustion chamber 2 is provided between compressor casing 12 and turbine casing (casing) 22 of turbine 3 . Combustion gas G generated by this combustion chamber 2 is supplied to a turbine 3.

タービン3は、燃焼室2で生成された高温高圧の燃焼ガスGによって駆動する。より具体的には、タービン3は、高温高圧の燃焼ガスGを膨張させて、燃焼ガスGの熱エネルギーを、回転エネルギーに変換する。このタービン3は、タービンロータ軸(ロータ軸)21と、タービン動翼段(動翼段)23と、タービンケーシング(ケーシング)22と、タービン静翼段(静翼段)25と、を備えている。 The turbine 3 is driven by high-temperature, high-pressure combustion gas G generated in the combustion chamber 2 . More specifically, the turbine 3 expands the high-temperature, high-pressure combustion gas G and converts the thermal energy of the combustion gas G into rotational energy. This turbine 3 includes a turbine rotor shaft (rotor shaft) 21, a turbine rotor blade stage (rotor blade stage) 23, a turbine casing (casing) 22, and a turbine stationary blade stage (stator blade stage) 25. There is.

タービンロータ軸21は、軸線方向Daに延びている。このタービンロータ軸21と、上述した圧縮機ロータ軸11とは、軸線方向Daに並んで相対移動不能にされている。これらタービンロータ軸21と圧縮機ロータ軸11とによって、ガスタービンロータ91が構成されている。このガスタービンロータ91は、ガスタービンケーシング92の内部で軸線Am回りに一体に回転可能とされている。 The turbine rotor shaft 21 extends in the axial direction Da. This turbine rotor shaft 21 and the above-mentioned compressor rotor shaft 11 are lined up in the axial direction Da and are immovable relative to each other. These turbine rotor shaft 21 and compressor rotor shaft 11 constitute a gas turbine rotor 91. This gas turbine rotor 91 can rotate integrally around an axis Am inside a gas turbine casing 92.

タービン動翼段23は、タービンロータ軸21の外周面に、軸線方向Daに間隔をあけて複数設けられている。これら複数のタービン動翼段23は、それぞれ複数のタービン動翼(動翼)24(詳細は後述する)を有している。一つのタービン動翼段23が備える複数のタービン動翼24は、周方向Dcに等ピッチで並んで配置されている。タービン動翼段23を構成するタービン動翼24は、例えば、TiAl(チタン・アルミニウム)合金で形成することができる。 A plurality of turbine rotor blade stages 23 are provided on the outer peripheral surface of the turbine rotor shaft 21 at intervals in the axial direction Da. These plurality of turbine rotor blade stages 23 each have a plurality of turbine rotor blades (rotor blades) 24 (details will be described later). The plurality of turbine rotor blades 24 included in one turbine rotor blade stage 23 are arranged in line at equal pitches in the circumferential direction Dc. The turbine rotor blades 24 constituting the turbine rotor blade stage 23 can be made of, for example, a TiAl (titanium-aluminum) alloy.

タービンケーシング22は、タービンロータ軸21を外周側から覆っている。タービンケーシング22と、上述した圧縮機ケーシング12とは、軸線Amに沿って一体に接続されている。これら圧縮機ケーシング12とタービンケーシング22とによってガスタービンケーシング92が構成されている。 The turbine casing 22 covers the turbine rotor shaft 21 from the outer peripheral side. The turbine casing 22 and the compressor casing 12 described above are integrally connected along the axis Am. The compressor casing 12 and the turbine casing 22 constitute a gas turbine casing 92.

タービン静翼段25は、タービンケーシング22の内周面に、軸線方向Daに間隔をあけて複数設けられている。これら複数のタービン静翼段25は、軸線方向Daで上記タービン動翼段23と交互に配置されている。これらタービン静翼段25は、それぞれ複数のタービン静翼(静翼)26を備えている。各タービン静翼段25に設けられたタービン静翼26は、タービンケーシング22の内周面上で周方向Dcに等ピッチで並んで配列されている。 A plurality of turbine stationary blade stages 25 are provided on the inner peripheral surface of the turbine casing 22 at intervals in the axial direction Da. These plurality of turbine stationary blade stages 25 are arranged alternately with the turbine rotor blade stages 23 in the axial direction Da. Each of these turbine stator blade stages 25 includes a plurality of turbine stator blades (stator vanes) 26 . The turbine stator blades 26 provided in each turbine stator blade stage 25 are arranged on the inner peripheral surface of the turbine casing 22 at equal pitches in the circumferential direction Dc.

図2に示すように、この実施形態では、タービン3が、三つのタービン動翼段23と、三つのタービン静翼段25とをそれぞれ備える場合を例示している。このタービン3において、燃焼ガスGの主流は、タービンケーシング22内を図2の左から右に向かって流れる。そのため、以下の説明においては、図2の左側を上流側、右側を下流側と称する場合がある。 As shown in FIG. 2, this embodiment illustrates a case where the turbine 3 includes three turbine rotor blade stages 23 and three turbine stationary blade stages 25, respectively. In this turbine 3, the main stream of combustion gas G flows inside the turbine casing 22 from left to right in FIG. Therefore, in the following description, the left side of FIG. 2 may be referred to as the upstream side, and the right side may be referred to as the downstream side.

この実施形態では、タービン動翼段23として、上流側から順に、第一タービン動翼段23A、第二タービン動翼段23B、及び第三タービン動翼段23Cを備えている。同様に、この実施形態では、タービン静翼段25として、上流側から順に、第一タービン静翼段25A、第二タービン静翼段25B、及び第三タービン静翼段25Cを備えている。第一タービン静翼段25Aは、第一タービン動翼段23Aの上流側に配置され、第二タービン静翼段25Bは、第二タービン動翼段23Bの上流側に配置され、第三タービン静翼段25Cは、第三タービン動翼段23Cの上流側に配置されている。なお、以下の説明では、第一タービン動翼段23A、第二タービン動翼段23B、及び第三タービン動翼段23Cを、タービン動翼段23と総称する場合がある。 In this embodiment, the turbine rotor blade stages 23 include, in order from the upstream side, a first turbine rotor blade stage 23A, a second turbine rotor blade stage 23B, and a third turbine rotor blade stage 23C. Similarly, in this embodiment, the turbine stator vane stage 25 includes, in order from the upstream side, a first turbine stator vane stage 25A, a second turbine stator vane stage 25B, and a third turbine stator vane stage 25C. The first turbine stator blade stage 25A is arranged upstream of the first turbine rotor blade stage 23A, the second turbine stator blade stage 25B is arranged upstream of the second turbine rotor blade stage 23B, and the third turbine stator blade stage 25B is arranged upstream of the second turbine rotor blade stage 23B. The blade stage 25C is arranged upstream of the third turbine blade stage 23C. In addition, in the following description, the first turbine rotor blade stage 23A, the second turbine rotor blade stage 23B, and the third turbine rotor blade stage 23C may be collectively referred to as the turbine rotor blade stage 23.

上述した構成の航空機用ガスタービン100を運転するに当たっては、まず外部の駆動源によって圧縮機ロータ軸11(ガスタービンロータ91)を回転駆動する。圧縮機ロータ軸11の回転に伴って外部の空気が順次圧縮され、高圧空気が生成される。この高圧空気は、圧縮機ケーシング12を通じて燃焼室2内に供給される。燃焼室2内では、この高圧空気に燃料が混合されたのち燃焼され、高温高圧の燃焼ガスが生成される。燃焼ガスGは、タービンケーシング22を通じてタービン3内に供給される。 In operating the aircraft gas turbine 100 configured as described above, first, the compressor rotor shaft 11 (gas turbine rotor 91) is rotationally driven by an external drive source. As the compressor rotor shaft 11 rotates, external air is sequentially compressed to generate high-pressure air. This high pressure air is supplied into the combustion chamber 2 through the compressor casing 12. In the combustion chamber 2, this high-pressure air is mixed with fuel and then combusted, producing high-temperature, high-pressure combustion gas. Combustion gas G is supplied into the turbine 3 through the turbine casing 22.

タービン3内では、タービン動翼段23、及びタービン静翼段25に燃焼ガスGが順次衝突することで、タービンロータ軸21(ガスタービンロータ91)に対して回転駆動力が与えられる。この回転エネルギーは、主に、圧縮機1の駆動に利用される。タービン3を駆動した燃焼ガスGは、排気ノズル4により流速が増加されて推力を生む噴流となり、噴射口27から外部に排出される。なお、この実施形態においては、航空機用ガスタービンとして1軸のターボジェットエンジンを一例にして説明した。しかし、1軸のターボジェットエンジンに限られず、航空機用ガスタービンであれば如何なる形態であっても良い。特に、多軸のターボファンエンジンの低圧タービンに好適である。 In the turbine 3, the combustion gas G sequentially collides with the turbine rotor blade stage 23 and the turbine stationary blade stage 25, thereby providing rotational driving force to the turbine rotor shaft 21 (gas turbine rotor 91). This rotational energy is mainly used to drive the compressor 1. The combustion gas G that has driven the turbine 3 has its flow velocity increased by the exhaust nozzle 4 to become a jet that generates thrust, and is discharged to the outside from the injection port 27. In this embodiment, a single-shaft turbojet engine has been described as an example of an aircraft gas turbine. However, the present invention is not limited to a single-shaft turbojet engine, and may be any type of aircraft gas turbine. In particular, it is suitable for a low pressure turbine of a multi-shaft turbofan engine.

図3は、この発明の実施形態におけるタービン動翼の概略構成を示す図である。
図3に示すように、上述したタービン動翼段23のタービン動翼24は、いわゆるインテグラルシュラウド翼(ISB)であって、動翼本体32と、シュラウド33と、を備えている。
動翼本体32は、正圧面と負圧面とを有する翼型断面を有し、径方向Drに延びている。この実施形態で例示する動翼本体32は、タービン動翼24のプラットフォーム34から径方向Drの外側に向かって延びている。このタービン動翼24は、プラットフォーム34よりも軸線Amに近い側に形成された翼根(図示せず)を介してタービンロータ軸21に固定されている。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a turbine rotor blade in an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the turbine rotor blade 24 of the turbine rotor blade stage 23 described above is a so-called integral shroud blade (ISB), and includes a rotor blade body 32 and a shroud 33.
The rotor blade body 32 has an airfoil-shaped cross section having a pressure surface and a suction surface, and extends in the radial direction Dr. The rotor blade body 32 illustrated in this embodiment extends from the platform 34 of the turbine rotor blade 24 toward the outside in the radial direction Dr. The turbine rotor blade 24 is fixed to the turbine rotor shaft 21 via a blade root (not shown) formed closer to the axis Am than the platform 34 .

シュラウド33は、動翼本体32の先端に設けられている。シュラウド33は、周方向Dc及び軸線方向Daに延びている。周方向Dcで隣り合うタービン動翼24のシュラウド33同士は、連結されて、例えば、軸線Amを中心とした環状をなしている。 The shroud 33 is provided at the tip of the rotor blade body 32. The shroud 33 extends in the circumferential direction Dc and the axial direction Da. The shrouds 33 of the turbine rotor blades 24 adjacent in the circumferential direction Dc are connected to form, for example, an annular shape centered on the axis Am.

一方で、タービン静翼段25のタービン静翼26は、静翼本体42を有している(図2参照)。これら静翼本体42は、タービンケーシング22から径方向Drの内側に向かって延びている。タービン静翼26が周方向Dcに並んで配置されることで、複数の静翼本体42が周方向Dcに並んで配置されている。 On the other hand, the turbine stator blade 26 of the turbine stator blade stage 25 has a stator blade body 42 (see FIG. 2). These stationary blade bodies 42 extend inward from the turbine casing 22 in the radial direction Dr. Since the turbine stator blades 26 are arranged side by side in the circumferential direction Dc, the plurality of stator blade bodies 42 are arranged side by side in the circumferential direction Dc.

タービン動翼段23が備えるタービン動翼24の動翼本体32は、高さ(言い換えれば、翼高さ)を「H」、軸コード長を「Cx」とすると、H/Cx(アスペクト比ともいう)の値が2以上且つ6以下となるように形成されている。H/Cxの値は、4以上且つ6以下とすることもできる。この実施形態における、軸コード長Cxは、動翼本体32の翼高さ方向における軸コード長の平均値を意味している。 The rotor blade main body 32 of the turbine rotor blade 24 provided in the turbine rotor blade stage 23 has a height (in other words, blade height) of "H" and a shaft cord length of "Cx", and has an aspect ratio of H/Cx. ) is set to be 2 or more and 6 or less. The value of H/Cx can also be set to 4 or more and 6 or less. In this embodiment, the axial chord length Cx means the average value of the axial chord lengths in the blade height direction of the rotor blade body 32.

図4は、動翼本体のコード長を説明するための図である。
ここで、図4に示す軸コード長C1は、翼端の軸コード長である。この軸コード長C1は、軸線方向Daにおける動翼本体32の前縁32fから後縁32eまでの長さである。図4に示す「100」、「90」という数字は、前縁32fと後縁32eとにおける翼高さ方向の位置を百分率(%)で示したものである。つまり、軸コード長C1は、前縁32fの翼端である100%の高さ位置と、後縁32eの翼端である100%の高さ位置とにおける軸コード長である。同様に、軸コード長C2は、前縁32fの90%の高さ位置と、後縁32eの90%の高さ位置とにおける軸コード長である。なお、軸コード長Cxは、前縁32fの50%の高さ位置と後縁32eの50%の高さ位置との軸コード長を用いてもよい。
FIG. 4 is a diagram for explaining the cord length of the rotor blade body.
Here, the axial cord length C1 shown in FIG. 4 is the axial cord length of the blade tip. This axial cord length C1 is the length from the leading edge 32f to the trailing edge 32e of the rotor blade body 32 in the axial direction Da. The numbers "100" and "90" shown in FIG. 4 indicate the positions of the leading edge 32f and the trailing edge 32e in the blade height direction in percentage (%). That is, the axial chord length C1 is the axial chord length at the 100% height position, which is the blade tip of the leading edge 32f, and at the 100% height position, which is the blade tip of the trailing edge 32e. Similarly, the shaft cord length C2 is the shaft cord length at the 90% height position of the leading edge 32f and the 90% height position of the trailing edge 32e. Note that the shaft cord length Cx may be the shaft cord length between the 50% height position of the leading edge 32f and the 50% height position of the trailing edge 32e.

また、上記動翼本体32の高さ(H)とは、動翼本体32のうち、燃焼ガスGの流れる主流路に露出している部分における径方向Drの長さを意味している。この高さ(H)も、軸コード長(Cx)と同様に、前縁32fから後縁32eまでの動翼本体32の高さの平均値を意味している。なお、高さ(H)は、動翼本体32の翼型のキャンバーライン(図示せず)の延びる方向で、前縁32fと後縁32eとの中心における高さを用いてもよい。 Further, the height (H) of the rotor blade body 32 means the length in the radial direction Dr of the portion of the rotor blade body 32 that is exposed to the main flow path through which the combustion gas G flows. This height (H) also means the average value of the height of the rotor blade body 32 from the leading edge 32f to the trailing edge 32e, similarly to the shaft cord length (Cx). Note that the height (H) may be the height at the center of the leading edge 32f and the trailing edge 32e in the direction in which the camber line (not shown) of the airfoil of the rotor blade body 32 extends.

図3に示すように、動翼本体32は、その内部に空洞c1を有した中空状に形成されている。この実施形態における動翼本体32は、プラットフォーム34から翼端(言い換えれば、シュラウド33の径方向Dr内側面)に至る範囲に空洞c1を有する、いわゆるホロー翼である。 As shown in FIG. 3, the rotor blade main body 32 is formed in a hollow shape with a cavity c1 therein. The rotor blade main body 32 in this embodiment is a so-called hollow blade having a cavity c1 in a range from the platform 34 to the blade tip (in other words, the inner surface of the shroud 33 in the radial direction Dr).

タービン動翼段23は、一つのタービン動翼段23当たり、50枚以上で且つ72枚以下の動翼本体32を備えている。具体的には、第一タービン動翼段23Aは、50枚以上で且つ72枚以下の動翼本体32を備えている。同様に、第二タービン動翼段23Bも、50枚以上で且つ72枚以下の動翼本体32を備えている。さらに、第三タービン動翼段23Cも、50枚以上で且つ72枚以下の動翼本体32を備えている。 Each turbine rotor blade stage 23 includes 50 or more rotor blade bodies 32 and 72 or less rotor blade bodies 32 . Specifically, the first turbine rotor blade stage 23A includes 50 or more rotor blade bodies 32 and 72 or less rotor blade bodies 32. Similarly, the second turbine rotor blade stage 23B also includes 50 or more rotor blade bodies 32 and 72 or less rotor blade bodies 32. Further, the third turbine rotor blade stage 23C also includes 50 or more rotor blade bodies 32 and 72 or less rotor blade bodies 32.

図5は、縦軸を振動周波数(Frequency)、横軸を回転速度(Rotational Speed)、斜軸を回転次数(H;ハーモニクス)としたキャンベル線図である。
図5では、一つのタービン動翼段23に設ける動翼本体32の枚数をそれぞれ72枚、60枚、50枚としたときのタービン動翼24の一次モードの固有振動周波数をそれぞれ実線で示している。また、図5では、離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービン100における、主要運転範囲の回転速度(rpm)を網掛けで示している。
FIG. 5 is a Campbell diagram in which the vertical axis is vibration frequency (Frequency), the horizontal axis is rotational speed (Rotational Speed), and the oblique axis is rotational order (H; harmonics).
In FIG. 5, the natural vibration frequencies of the primary mode of the turbine rotor blade 24 are shown by solid lines when the number of rotor blade bodies 32 provided in one turbine rotor blade stage 23 is 72, 60, and 50, respectively. There is. Further, in FIG. 5, the rotational speed (rpm) in the main operating range of the aircraft gas turbine 100 whose thrust at takeoff is 15,000 to 40,000 lbs is indicated by hatching.

ここで、各動翼本体32の翼ピッチと軸コード長との比は、動翼本体32の枚数にかかわらず、それぞれ一定である。つまり、動翼本体32の枚数が増加するほど、動翼本体32は細い翼型となる。 Here, the ratio of the blade pitch to the shaft chord length of each rotor blade body 32 is constant regardless of the number of rotor blade bodies 32. In other words, as the number of rotor blade bodies 32 increases, the rotor blade body 32 becomes thinner.

図5において、タービン動翼24の固有振動周波数と回転次数の斜軸とが交差する回転速度となったときに共振して振動の振幅が大きくなる傾向がある。さらに、この共振時の振動の振幅は、回転次数が低いほど大きくなる傾向がある。そのため、タービン動翼24の固有振動周波数が高いほど振動の振幅を小さくできる。 In FIG. 5, when the rotational speed reaches a point where the natural vibration frequency of the turbine rotor blade 24 and the oblique axis of the rotational order intersect, resonance tends to occur and the amplitude of vibration tends to increase. Furthermore, the amplitude of vibration during resonance tends to increase as the rotational order becomes lower. Therefore, the higher the natural vibration frequency of the turbine rotor blade 24, the smaller the amplitude of vibration can be.

図5に示すように、動翼本体32が72枚の場合、一次モードの固有振動周波数は、主要運転範囲にて3H(ハーモニクス)以上となる。さらに、動翼本体32の枚数を少なくして60枚とした場合、72枚の場合よりも、一次モードの固有振動周波数が全体的に高くなる。そして、動翼本体32を更に少ない50枚とすれば、60枚の場合よりも一次モードの固有振動周波数が全体的に高くなり、主要運転範囲にて4H以上となる。 As shown in FIG. 5, when there are 72 rotor blade bodies 32, the natural vibration frequency of the first mode is 3H (harmonics) or more in the main operating range. Furthermore, when the number of rotor blade bodies 32 is reduced to 60, the natural vibration frequency of the primary mode becomes higher overall than when the number of rotor blade bodies 32 is 72. If the number of rotor blade bodies 32 is further reduced to 50, the natural vibration frequency of the primary mode will be higher overall than in the case of 60 blades, and will be 4H or more in the main operating range.

一方で、動翼本体32を49枚以下とした場合、動翼本体32が大型化して、上述したH/Cxの値が2以上且つ6以下の範囲内ではなくなる場合がある。これは、言い換えれば、タービン動翼段23の重量増加を意味する。一方で、動翼本体32を73枚以上とした場合、主要運転範囲にて動翼本体32の固有振動周波数が3H(ハーモニクス)の直線と交差して、低い回転次数で共振する可能性がある。 On the other hand, if the number of rotor blade bodies 32 is 49 or less, the rotor blade body 32 becomes large and the above-described value of H/Cx may not be within the range of 2 or more and 6 or less. In other words, this means an increase in the weight of the turbine blade stage 23. On the other hand, when the rotor blade body 32 has 73 or more blades, there is a possibility that the natural vibration frequency of the rotor blade body 32 intersects the 3H (harmonics) straight line in the main operating range and resonates at a low rotational order. .

上述した通り、タービン静翼段25は、タービン動翼段23の上流側及び下流側に配置されている。より具体的には、第一タービン動翼段23Aの上流側に第一タービン静翼段(第二上流側静翼段)25Aが配置され、第二タービン動翼段23Bの上流側(且つ、第一タービン動翼段23Aの下流側)に第二タービン静翼段(第一上流側静翼段)25Bが配置され、第三タービン動翼段23Cの上流側(且つ、第二タービン動翼段23Bの下流側)に第三タービン静翼段(下流側静翼段)25Cが配置されている。 As described above, the turbine stationary blade stages 25 are arranged upstream and downstream of the turbine rotor blade stages 23. More specifically, a first turbine rotor blade stage (second upstream stator vane stage) 25A is arranged upstream of the first turbine rotor blade stage 23A, and upstream of the second turbine rotor blade stage 23B (and A second turbine rotor blade stage (first upstream stator vane stage) 25B is arranged downstream of the first turbine rotor blade stage 23A), and a second turbine rotor blade stage 25B is disposed upstream of the third turbine rotor blade stage 23C (and downstream of the second turbine rotor blade stage 23A). A third turbine stator vane stage (downstream stator vane stage) 25C is arranged downstream of the stage 23B.

軸線方向Daで隣り合うタービン静翼段25同士の静翼本体42の枚数の差の絶対値は、1以上で且つ3以下となっている。この実施形態では、第二タービン動翼段23Bの上流側に配置された第二タービン静翼段25Bの有する静翼本体42の枚数と、第二第タービン動翼段23Bの下流側に配置された第三タービン静翼段25Cの有する静翼本体42の枚数との差の絶対値が、1以上で且つ3以下となっている。 The absolute value of the difference in the number of stator blade bodies 42 between adjacent turbine stator blade stages 25 in the axial direction Da is greater than or equal to 1 and less than or equal to 3. In this embodiment, the number of stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stage 25B disposed upstream of the second turbine rotor blade stage 23B and the number of stator blade bodies 42 disposed downstream of the second turbine rotor blade stage 23B are determined. The absolute value of the difference from the number of stator blade bodies 42 of the third turbine stator blade stage 25C is greater than or equal to 1 and less than or equal to 3.

さらに、この実施形態では、第一タービン動翼段23Aの上流側に配置された第一タービン静翼段25Aの有する静翼本体42の枚数と、上記第二タービン静翼段25Bの有する静翼本体42の枚数との差の絶対値が、1以上で且つ3以下となっている。ここで、第一タービン静翼段25Aの静翼本体42の枚数と、第二タービン静翼段25Bの静翼本体42の枚数との差の絶対値については、3以下としてもよいが、3以下に限られるものではない。 Furthermore, in this embodiment, the number of stator blade bodies 42 of the first turbine stator blade stage 25A disposed upstream of the first turbine stator blade stage 23A and the stator blades of the second turbine stator blade stage 25B are The absolute value of the difference from the number of sheets in the main body 42 is greater than or equal to 1 and less than or equal to 3. Here, the absolute value of the difference between the number of stator blade bodies 42 of the first turbine stator blade stage 25A and the number of stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stage 25B may be 3 or less, but may be 3 or less. It is not limited to the following.

したがって、上述した実施形態によれば、インテグラルシュラウド翼を有し、離陸時推力が15000から40000lbsの中小型の航空機用ガスタービン100において、タービン動翼段23の動翼本体32を50枚以上で且つ、72枚以下とすることで、タービン動翼24の振動モードのうち一次モードを、主要運転範囲において3H(ハーモニクス)以上にすることができる。一次モードの固有振動周波数を低く設定すると、低い回転次数で共振し、振動応力が高くなる傾向がある。しかし、主要運転範囲において一次モードの固有振動周波数を3H(ハーモニクス)以上にできるため、3H(ハーモニクス)以下での共振を回避して主要運転範囲でタービン動翼24に作用する振動応力を低減できる。さらに、軸線方向Daで隣り合う第二タービン静翼段25Bの有する静翼本体42の枚数と第三タービン静翼段25Cの有する静翼本体42の枚数との差の絶対値を1以上で且つ3以下とすることで、燃焼ガスGの乱れを抑制して振動が励起されることを回避できる。その結果、振動応力を低減したり共振を回避したりした分、振動に対するタービン動翼24の強度を確保しつつ更なる軽量化が可能になる。 Therefore, according to the embodiment described above, in the gas turbine 100 for small and medium-sized aircraft having an integral shroud blade and having a thrust of 15,000 to 40,000 lbs at takeoff, the rotor blade body 32 of the turbine rotor blade stage 23 has 50 or more blades. In addition, by setting the number of blades to 72 or less, the primary mode among the vibration modes of the turbine rotor blade 24 can be made to be 3H (harmonics) or higher in the main operating range. When the natural vibration frequency of the first mode is set low, resonance occurs at a low rotational order and vibration stress tends to increase. However, since the natural vibration frequency of the first mode can be made higher than 3H (harmonics) in the main operating range, it is possible to avoid resonance below 3H (harmonics) and reduce the vibration stress acting on the turbine rotor blade 24 in the main operating range. . Furthermore, the absolute value of the difference between the number of stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stages 25B adjacent to each other in the axial direction Da and the number of stator blade bodies 42 of the third turbine stator blade stage 25C is 1 or more, and By setting it to 3 or less, disturbance of the combustion gas G can be suppressed and vibrations can be prevented from being excited. As a result, by reducing vibration stress and avoiding resonance, it is possible to further reduce the weight while ensuring the strength of the turbine rotor blade 24 against vibration.

さらに、H/Cxの値を2以上且つ6以下にすることで、インテグラルシュラウド翼であるタービン動翼24において、動翼本体32が大型化して重量増加することを抑制できるとともに、1次モードを3H以上にすることができる。その結果、更なる軽量化を図ることができる。 Furthermore, by setting the value of H/Cx to 2 or more and 6 or less, it is possible to suppress the increase in size and weight of the rotor blade body 32 in the turbine rotor blade 24, which is an integral shroud blade, and also to prevent the primary mode can be made 3H or more. As a result, further weight reduction can be achieved.

上記実施形態では、第二タービン静翼段25Bの上流側に第一タービン動翼段23Aを備え、第一タービン動翼段23Aの上流側に第一タービン静翼段25Aを備えている。そして、第二タービン静翼段25Bの静翼本体42の枚数と、第一タービン静翼段25Aの静翼本体42の枚数との差の絶対値が、1以上で且つ3以下となっている。そのため、軸線方向Daで隣り合うタービン静翼段25である第一タービン静翼段25Aと第二タービン静翼段25Bとにおける静翼本体42の枚数差が大きくなることで振動が励起されることを抑制できる。 In the above embodiment, the first turbine rotor blade stage 23A is provided upstream of the second turbine rotor blade stage 25B, and the first turbine rotor blade stage 25A is provided upstream of the first turbine rotor blade stage 23A. The absolute value of the difference between the number of stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stage 25B and the number of stator blade bodies 42 of the first turbine stator blade stage 25A is 1 or more and 3 or less. . Therefore, the difference in the number of stator blade bodies 42 between the first turbine stator blade stage 25A and the second turbine stator blade stage 25B, which are the turbine stator blade stages 25 adjacent to each other in the axial direction Da, increases, and vibrations are excited. can be suppressed.

さらに、タービン動翼24が、TiAl合金で形成されているため、振動強度を確保しつつ、タービン動翼24の更なる軽量化を図ることができる。
また、動翼本体32がホロー翼であるため、動翼本体が中実に形成された場合と比較して、タービン動翼24の更なる軽量化を図ることができる。
Furthermore, since the turbine rotor blade 24 is formed of a TiAl alloy, it is possible to further reduce the weight of the turbine rotor blade 24 while ensuring vibration strength.
Further, since the rotor blade body 32 is a hollow blade, the weight of the turbine rotor blade 24 can be further reduced compared to a case where the rotor blade body is formed solid.

(実施形態の変形例)
この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
(Modified example of embodiment)
This invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications to the embodiments described above without departing from the spirit of the invention. That is, the specific shapes, configurations, etc. mentioned in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.

上記実施形態では、一つのタービン動翼段23当たり、動翼本体32を50枚以上72枚以下の範囲で備え、且つ、軸線方向Daで隣り合う第二タービン静翼段25Bの静翼本体42の枚数と第三タービン静翼段25Cの静翼本体42の枚数との差の絶対値が、1以上で且つ3以下となる場合について説明した。しかし、上記実施形態の構成に限られない。例えば、離陸時推力が15000から40000lbsのいわゆる中小型の航空機用ガスタービン100において、タービン動翼24がインテグラルシュラウド翼であり、動翼本体32のアスペクト比であるH/Cxの値が2以上且つ6以下である場合に、第二タービン静翼段25Bの静翼本体42の枚数と第三タービン静翼段25Cの静翼本体42の枚数との差の絶対値が、1以上で且つ3以下となるようにしてもよい。 In the above embodiment, one turbine rotor blade stage 23 is provided with rotor blade bodies 32 in the range of 50 to 72 blade bodies, and the stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stages 25B adjacent in the axial direction Da are provided. The case where the absolute value of the difference between the number of stator blade bodies 42 and the number of stator blade bodies 42 of the third turbine stator blade stage 25C is 1 or more and 3 or less has been described. However, the configuration is not limited to the above embodiment. For example, in a gas turbine 100 for a so-called small and medium-sized aircraft with a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs, the turbine rotor blades 24 are integral shroud blades, and the aspect ratio of the rotor blade body 32, H/Cx, is 2 or more. and 6 or less, the absolute value of the difference between the number of stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stage 25B and the number of stator blade bodies 42 of the third turbine stator blade stage 25C is 1 or more, and 3 The following may be used.

上記実施形態では、第一タービン動翼段23A、第二タービン動翼段23B及び第三タービン動翼段23Cの全ての動翼段23が、動翼本体32を50枚以上72枚以下の範囲で備える場合について説明した。しかし、第一タービン動翼段23Aと第三タービン動翼段23Cとは、動翼本体32を50枚以上72枚以下の範囲で備えていなくてもよい。また、第一タービン動翼段23A、第二タービン動翼段23B及び第三タービン動翼段23Cを備える場合について説明したが、第一タービン動翼段23Aと第三タービン動翼段23Cは省略してもよい。 In the above embodiment, all the rotor blade stages 23, the first turbine rotor blade stage 23A, the second turbine rotor blade stage 23B, and the third turbine rotor blade stage 23C, have rotor blade bodies 32 in the range of 50 to 72 rotor blade bodies 32. We have explained how to prepare for this. However, the first turbine rotor blade stage 23A and the third turbine rotor blade stage 23C do not need to include rotor blade bodies 32 in the range of 50 to 72 blade bodies. Furthermore, although a case has been described in which the first turbine rotor blade stage 23A, the second turbine rotor blade stage 23B, and the third turbine rotor blade stage 23C are provided, the first turbine rotor blade stage 23A and the third turbine rotor blade stage 23C are omitted. You may.

さらに、上記実施形態では、第二タービン静翼段25Bの静翼本体42の枚数と、第三タービン静翼段25Cの静翼本体42の枚数との差の絶対値が、1以上で且つ3以下となる場合について説明した。しかし、上記実施形態の構成に限られない。
例えば、他の態様として、離陸時推力が15000から40000lbsのいわゆる中小型の航空機用ガスタービン100において、タービン動翼24がインテグラルシュラウド翼であり、第三タービン動翼段(動翼段)23Cが50枚以上で且つ72枚以下の動翼本体32を備え、第一タービン静翼段25Aの静翼本体42の枚数と、第二タービン静翼段25Bの静翼本体42の枚数との差の絶対値が、1以上で且つ3以下であるようにしてもよい。この場合、第二タービン動翼段23Bの動翼本体32の枚数は50枚以上で且つ72枚以下に限られない。
Furthermore, in the above embodiment, the absolute value of the difference between the number of stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stage 25B and the number of stator blade bodies 42 of the third turbine stator blade stage 25C is 1 or more, and 3 The following cases have been explained. However, the configuration is not limited to the above embodiment.
For example, as another aspect, in a gas turbine 100 for a so-called small and medium-sized aircraft with a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs, the turbine rotor blade 24 is an integral shroud blade, and the third turbine rotor blade stage (rotor blade stage) 23C has 50 or more and 72 or less rotor blade bodies 32, and the difference between the number of stator blade bodies 42 of the first turbine stator blade stage 25A and the number of stator blade bodies 42 of the second turbine stator blade stage 25B. The absolute value of may be greater than or equal to 1 and less than or equal to 3. In this case, the number of rotor blade bodies 32 of the second turbine rotor blade stage 23B is not limited to 50 or more and 72 or less.

さらに、上記他の態様では、第三タービン動翼段23Cが50枚以上で且つ72枚以下の動翼本体32を備えるようにしたが、上記他の態様において、第三タービン動翼段23Cが50枚以上で且つ72枚以下の動翼本体32を備えるという構成に代えて、第三タービン動翼段23Cが備える動翼本体32のアスペクト比であるH/Cxの値を2以上且つ6以下とする構成を採用するようにしてもよい。この場合も、第二タービン動翼段23Bの動翼本体32のアスペクト比であるH/Cxの値は、2以上且つ6以下に限られない。 Furthermore, in the other aspect described above, the third turbine rotor blade stage 23C includes 50 or more and 72 or less rotor blade bodies 32, but in the other aspect described above, the third turbine rotor blade stage 23C includes Instead of having the rotor blade body 32 of 50 or more and 72 or less, the value of H/Cx, which is the aspect ratio of the rotor blade body 32 provided in the third turbine rotor blade stage 23C, is set to be 2 or more and 6 or less. You may also adopt a configuration in which: Also in this case, the value of H/Cx, which is the aspect ratio of the rotor blade body 32 of the second turbine rotor blade stage 23B, is not limited to 2 or more and 6 or less.

図6は、この発明の実施形態の変形例における図3に相当する図である。
上述した実施形態においては、タービン動翼24が翼高さ方向の全域に空洞Cが形成されたホロー翼である場合を例示した。しかし、タービン動翼24は、ホロー翼に限られるものではない。
例えば、図6に示すように、タービン動翼24の翼高さ方向の一部に空洞c2が形成されるようにしてもよい。このようにすることで、動翼本体が中実に形成された場合と比較すれば、タービン動翼24の更なる軽量化を図ることができる。なお、動翼本体32の翼高さ方向の少なくとも一部が中空に形成される構成であれば、空洞c2の位置、形状、大きさは、図6に例示した位置、形状、大きさに限られない。
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 3 in a modification of the embodiment of the present invention.
In the embodiment described above, the turbine rotor blade 24 is a hollow blade in which the cavity C is formed over the entire blade height direction. However, the turbine rotor blade 24 is not limited to a hollow blade.
For example, as shown in FIG. 6, a cavity c2 may be formed in a portion of the turbine rotor blade 24 in the blade height direction. By doing so, the weight of the turbine rotor blade 24 can be further reduced compared to a case where the rotor blade body is formed solid. Note that if at least a portion of the rotor blade main body 32 in the blade height direction is formed hollow, the position, shape, and size of the cavity c2 are limited to the position, shape, and size illustrated in FIG. I can't do it.

上記実施形態では、三つのタービン動翼段23と、三つのタービン静翼段25とを備える場合について説明した。しかし、タービン動翼段23を設ける数は三つに限られない。例えば、タービン動翼段23を二つ設けたり、一つだけ設けたりしてもよい。またタービン静翼段25を設ける数も、タービン動翼段23と同様に三つに限られない。 In the above embodiment, a case has been described in which three turbine rotor blade stages 23 and three turbine stationary blade stages 25 are provided. However, the number of turbine blade stages 23 provided is not limited to three. For example, two or only one turbine rotor blade stage 23 may be provided. Further, the number of turbine stator blade stages 25 provided is not limited to three, similarly to the turbine rotor blade stages 23.

上記実施形態では、タービン動翼24がTiAl合金で形成される場合を例示したが、タービン動翼24は、TiAl合金以外の材料で形成されていてもよい。
上記実施形態では、軸線方向Daで隣り合うタービン静翼段25の各静翼本体42の枚数の差の絶対値が3以下の場合を例示したが、この差の絶対値は3よりも大きくしてもよい。
In the above embodiment, the turbine rotor blade 24 is made of a TiAl alloy, but the turbine rotor blade 24 may be made of a material other than the TiAl alloy.
In the above embodiment, the absolute value of the difference in the number of stator blade bodies 42 of adjacent turbine stator blade stages 25 in the axial direction Da is 3 or less, but the absolute value of this difference may be larger than 3. You can.

1 圧縮機
2 燃焼室
3 タービン
4 排気ノズル
10 吸気ダクト
11 圧縮機ロータ軸
12 圧縮機ケーシング
13 圧縮機動翼段
14 圧縮機動翼
15 圧縮機静翼段
16 圧縮機静翼
21 タービンロータ軸(ロータ軸)
22 タービンケーシング(ケーシング)
23 タービン動翼段
23A 第一タービン動翼段(上流側動翼段)
23B 第二タービン動翼段(動翼段)
23C 第三タービン動翼段(動翼段)
24 タービン動翼(動翼)
25 タービン静翼段(静翼段)
25A 第一タービン静翼段(第二上流側静翼段)
25B 第二タービン静翼段(第一上流側静翼段)
25C 第三タービン静翼段(下流側静翼段)
26 タービン静翼
27 噴射口
32 動翼本体
32e 後縁
32f 前縁
33 シュラウド
34 プラットフォーム
42 静翼本体
91 ガスタービンロータ
92 ガスタービンケーシング
100 航空機用ガスタービン
1 Compressor 2 Combustion chamber 3 Turbine 4 Exhaust nozzle 10 Intake duct 11 Compressor rotor shaft 12 Compressor casing 13 Compressor rotor stage 14 Compressor rotor blade 15 Compressor stator vane stage 16 Compressor stator vane 21 Turbine rotor shaft (rotor shaft )
22 Turbine casing (casing)
23 Turbine rotor blade stage 23A First turbine rotor blade stage (upstream rotor blade stage)
23B Second turbine rotor blade stage (rotor blade stage)
23C Third turbine rotor blade stage (rotor blade stage)
24 Turbine moving blade (moving blade)
25 Turbine stator blade stage (Stator blade stage)
25A First turbine stator vane stage (second upstream stator vane stage)
25B Second turbine stator vane stage (first upstream stator vane stage)
25C Third turbine stator vane stage (downstream stator vane stage)
26 Turbine stator blade 27 Injection port 32 Rotor blade body 32e Trailing edge 32f Leading edge 33 Shroud 34 Platform 42 Stator blade body 91 Gas turbine rotor 92 Gas turbine casing 100 Aircraft gas turbine

Claims (9)

離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンであって、
軸線回りに回転するロータ軸と、
前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼段と、
前記ロータ軸を外周側から覆うタービンケーシングと、
前記タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である第一上流側静翼段と、
前記タービン動翼段の前記軸線方向下流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である下流側静翼段と、を備え、
前記タービン動翼は、
前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有し、
前記タービン動翼段は、
前記周方向で隣り合う前記タービン動翼のシュラウド同士が連結されて、50枚以上で且つ、72枚以下の前記動翼本体を備え、
前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記下流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である航空機用ガスタービン。
An aircraft gas turbine with a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs,
A rotor shaft that rotates around the axis,
a turbine rotor blade stage extending from the rotor shaft toward the outside in a radial direction about the axis and having a plurality of turbine rotor blades arranged in parallel in a circumferential direction about the axis;
a turbine casing that covers the rotor shaft from the outer peripheral side;
A plurality of stationary blade bodies are arranged on the upstream side in the axial direction of the turbine rotor blade stage, extend inward in the radial direction from the turbine casing, and are arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. a first upstream stator vane stage which is a turbine stator vane stage having;
A plurality of stationary blade bodies are arranged downstream of the turbine rotor blade stage in the axial direction, extend from the turbine casing toward the inside in the radial direction, and are arranged side by side in a circumferential direction centered on the axis. a downstream stator vane stage that is a turbine stator vane stage,
The turbine rotor blade is
a rotor blade body having an airfoil-shaped cross section extending in the radial direction; and a shroud provided at the tip of the rotor blade body,
The turbine rotor blade stage is
The shrouds of the turbine rotor blades adjacent in the circumferential direction are connected to each other, and the rotor blade body has 50 or more and 72 or less shrouds,
An aircraft gas turbine, wherein the absolute value of the difference between the number of stator blade bodies of the first upstream stator blade stage and the number of stator blade bodies of the downstream stator blade stage is 1 or more and 3 or less. .
前記動翼本体の高さを「H」、前記動翼本体の軸コード長を「Cx」とすると、H/Cxの値が2以上且つ6以下である請求項1に記載の航空機用ガスタービン。 The aircraft gas turbine according to claim 1, wherein the value of H/Cx is 2 or more and 6 or less, where the height of the rotor blade body is "H" and the axial cord length of the rotor blade body is "Cx". . 離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンであって、
軸線回りに回転するロータ軸と、
前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼段と、
前記ロータ軸を外周側から覆うタービンケーシングと、
前記タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である第一上流側静翼段と、
前記タービン動翼段の前記軸線方向下流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である下流側静翼段と、を備え、
前記タービン動翼は、
前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有し、
前記動翼本体の高さを「H」、前記動翼本体の軸コード長を「Cx」とすると、H/Cxの値が2以上且つ6以下であり、
前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記下流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である航空機用ガスタービン。
An aircraft gas turbine with a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs,
A rotor shaft that rotates around the axis,
a turbine rotor blade stage extending from the rotor shaft toward the outside in a radial direction about the axis and having a plurality of turbine rotor blades arranged in parallel in a circumferential direction about the axis;
a turbine casing that covers the rotor shaft from the outer peripheral side;
A plurality of stationary blade bodies are arranged on the upstream side in the axial direction of the turbine rotor blade stage, extend inward in the radial direction from the turbine casing, and are arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. a first upstream stator vane stage which is a turbine stator vane stage having;
A plurality of stationary blade bodies are arranged downstream of the turbine rotor blade stage in the axial direction, extend from the turbine casing toward the inside in the radial direction, and are arranged side by side in a circumferential direction centered on the axis. a downstream stator vane stage that is a turbine stator vane stage,
The turbine rotor blade is
a rotor blade body having an airfoil-shaped cross section extending in the radial direction; and a shroud provided at the tip of the rotor blade body,
When the height of the rotor blade body is "H" and the shaft cord length of the rotor blade body is "Cx", the value of H/Cx is 2 or more and 6 or less,
An aircraft gas turbine, wherein the absolute value of the difference between the number of stator blade bodies of the first upstream stator blade stage and the number of stator blade bodies of the downstream stator blade stage is 1 or more and 3 or less. .
前記第一上流側静翼段の前記軸線方向上流側に配置された前記タービン動翼段としての上流側動翼段と、
前記上流側動翼段の前記軸線方向上流側に配置された前記タービン静翼段としての第二上流側静翼段と、を備え、
前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記第二上流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である請求項1から請求項3の何れか一項に記載の航空機用ガスタービン。
an upstream rotor blade stage as the turbine rotor blade stage disposed on the axially upstream side of the first upstream stator vane stage;
a second upstream stator vane stage as the turbine stator vane stage disposed upstream of the upstream rotor blade stage in the axial direction;
The absolute value of the difference between the number of stator blade bodies of the first upstream stator vane stage and the number of stator blade bodies of the second upstream stator vane stage is 1 or more and 3 or less. The aircraft gas turbine according to any one of claims 1 to 3.
前記タービン動翼は、TiAl合金である請求項1から請求項4の何れか一項に記載の航空機用ガスタービン。 The aircraft gas turbine according to any one of claims 1 to 4, wherein the turbine rotor blade is made of a TiAl alloy. 前記動翼本体は、ホロー翼である請求項1から請求項5の何れか一項に記載の航空機用ガスタービン。 The aircraft gas turbine according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotor blade body is a hollow blade. 前記動翼本体は、翼高さ方向の少なくとも一部が中空に形成されている請求項1から請求項5の何れか一項に記載の航空機用ガスタービン。 The aircraft gas turbine according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a portion of the rotor blade body in the blade height direction is formed hollow. 離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンであって、
軸線回りに回転するロータ軸と、
前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼段と、
前記ロータ軸を外周側から覆うタービンケーシングと、
前記タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である第一上流側静翼段と、
前記第一上流側静翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン動翼段である上流側動翼段と、
前記上流側動翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン静翼段である第二上流側静翼段と、を備え、
前記タービン動翼は、
前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有し、
前記タービン動翼段は、
前記周方向で隣り合う前記タービン動翼のシュラウド同士が連結されて、50枚以上で且つ、72枚以下の前記動翼本体を備え、
前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記第二上流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である航空機用ガスタービン。
An aircraft gas turbine with a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs,
A rotor shaft that rotates around the axis,
a turbine rotor blade stage extending from the rotor shaft toward the outside in a radial direction about the axis and having a plurality of turbine rotor blades arranged in parallel in a circumferential direction about the axis;
a turbine casing that covers the rotor shaft from the outer peripheral side;
A plurality of stationary blade bodies are arranged on the upstream side in the axial direction of the turbine rotor blade stage, extend inward in the radial direction from the turbine casing, and are arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. a first upstream stator vane stage which is a turbine stator vane stage having;
an upstream rotor blade stage that is a turbine rotor blade stage disposed on the axially upstream side of the first upstream stationary blade stage;
a second upstream stator vane stage that is a turbine stator vane stage disposed on the upstream side of the upstream rotor blade stage in the axial direction;
The turbine rotor blade is
a rotor blade body having an airfoil-shaped cross section extending in the radial direction; and a shroud provided at the tip of the rotor blade body,
The turbine rotor blade stage is
The shrouds of the turbine rotor blades adjacent in the circumferential direction are connected to each other, and the rotor blade body has 50 or more and 72 or less shrouds,
The absolute value of the difference between the number of stator vane bodies of the first upstream stator vane stage and the number of stator vane bodies of the second upstream stator vane stage is greater than or equal to 1 and less than or equal to 3. gas turbine.
離陸時推力が15000から40000lbsの航空機用ガスタービンであって、
軸線回りに回転するロータ軸と、
前記ロータ軸から前記軸線を中心とした径方向の外側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼段と、
前記ロータ軸を外周側から覆うタービンケーシングと、
前記タービン動翼段の前記軸線方向上流側に配置され、前記タービンケーシングから前記径方向の内側に向かって延びるとともに、前記軸線を中心とした周方向に並んで配置された複数の静翼本体を有するタービン静翼段である第一上流側静翼段と、
前記第一上流側静翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン動翼段である上流側動翼段と、
前記上流側動翼段の前記軸線方向上流側に配置されたタービン静翼段である第二上流側静翼段と、を備え、
前記タービン動翼は、
前記径方向に延びる翼型断面を有した動翼本体と、前記動翼本体の先端に設けられたシュラウドと、を有し、
前記動翼本体の高さを「H」、前記動翼本体の軸コード長を「Cx」とすると、H/Cxの値が2以上且つ6以下であり、
前記第一上流側静翼段の前記静翼本体の枚数と、前記第二上流側静翼段の前記静翼本体の枚数との差の絶対値は、1以上で且つ3以下である航空機用ガスタービン。
An aircraft gas turbine with a takeoff thrust of 15,000 to 40,000 lbs,
A rotor shaft that rotates around the axis,
a turbine rotor blade stage extending from the rotor shaft toward the outside in a radial direction about the axis and having a plurality of turbine rotor blades arranged in parallel in a circumferential direction about the axis;
a turbine casing that covers the rotor shaft from the outer peripheral side;
A plurality of stationary blade bodies are arranged on the upstream side in the axial direction of the turbine rotor blade stage, extend inward in the radial direction from the turbine casing, and are arranged in line in a circumferential direction centered on the axis. a first upstream stator vane stage which is a turbine stator vane stage having;
an upstream rotor blade stage that is a turbine rotor blade stage disposed on the axially upstream side of the first upstream stationary blade stage;
a second upstream stator vane stage that is a turbine stator vane stage disposed on the upstream side of the upstream rotor blade stage in the axial direction;
The turbine rotor blade is
a rotor blade body having an airfoil-shaped cross section extending in the radial direction; and a shroud provided at the tip of the rotor blade body,
When the height of the rotor blade body is "H" and the shaft cord length of the rotor blade body is "Cx", the value of H/Cx is 2 or more and 6 or less,
The absolute value of the difference between the number of stator vane bodies of the first upstream stator vane stage and the number of stator vane bodies of the second upstream stator vane stage is greater than or equal to 1 and less than or equal to 3. gas turbine.
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