JPH01187323A - ガスタービン機関及びガスタービン機関用の支持構造体 - Google Patents

ガスタービン機関及びガスタービン機関用の支持構造体

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JPH01187323A JP63276384A JP27638488A JPH01187323A JP H01187323 A JPH01187323 A JP H01187323A JP 63276384 A JP63276384 A JP 63276384A JP 27638488 A JP27638488 A JP 27638488A JP H01187323 A JPH01187323 A JP H01187323A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願との関係 この出願は同日に出願された係属中の米国特許出願番号
箱１１７，１８３号（１９８７年１１月５日）と関連を
有する。この発明は下流側の部材を冷却する為の冷却空
気を吐出する手段を含む枠構造に関する。
発明の背景 この発明は全般的に側路空気通路及びタービン吐出通路
を構成する全体的に同心の円筒形ケーシングを持つ形式
のガスタービン機関と、タービン吐出通路の下流側に配
置される支持構造とに関する。
ガスタービン・ジェット中エンジンの１形式として、タ
ーボファンがあり、これは「バイパス」エンジンと呼ば
れることがある。こう云う機関は環状側路空気通路又は
単に側路ダクトと呼ばれるものを、内側ライナとジェッ
ト中エンジンのケーシングの間に持っている。低圧圧縮
機からの吐出空気が、側路ダクト空気と、高圧圧縮機、
燃焼器及び少なくとも１つのタービンを含むガス発生器
との間で分割されるのが典型的である。高温のタービン
吐出ガス及び低温の側路空気が、混合器と呼ばれる環状
装置により、タービンの下流側で一緒にされ又は混合さ
れる。上に述べたことの他に、ジェット・エンジンでは
、典型的にはアフタバーナと呼ばれる推力増強手段を使
うことが知られている。即ち、燃料／空気混合物か燃焼
室及びタービンを通過した後、利用し得る酸素の全部が
消費されていないので、高温のタービン吐出ガスには、
幾分か余分の推力を発生する余地がある。従って、更に
多くの燃料を追加すると共に、アフタバーナで富化した
燃料／ガス混合物を点火する手段を設けることにより、
余分の推力を実現することが出来る。
一層高級な機関はタービン入口温度が一層高い為、ター
ビン出口に於ける下流側の温度も一層高くなり、これは
現在のある機関のタービン入口温度に近付くことがある
。従って、高温排気通路にある他の装置と共に、構造的
な枠部材の冷却を改善すること、並びにアフタバーナ・
エンジンの場合は、逆火が起る傾向を下げる様な環境を
設けることが重要である。逆火は、アフタバーナの火炎
の前端が保炎器に於ける設計された場所を通越して、上
流側に移動することである。この逆火の傾向は、火炎器
の入口温度が自動点火レベルに接近してそれを通越す時
に強くなることがあり、従って、排気温度が高いことは
、保炎器の耐久力の問題となるだけでなく、逆火による
動作上の制限にもなる。最後に、こう云う問題を取上げ
る時、アフタバーナのディフューザ部分を閉塞したり或
いは流れを乱すことによって、余分の圧力損失を生ずる
と、機関の全体的な性能が低下するので、こう云う圧力
損失を生じないことが重要である。
従って、この発明の１つの目的は、ガスタービン機関に
対する改良された支持構造を提供することによって、機
関の性能を高める裏付けとすることである。
この発明の別の目的は、支持構造の冷却を改善すること
である。
この発明の別の目的は、支持構造より下流側の機関の部
品の冷却を改善することである。
この発明の別の目的は、アフタバーナの人口ディフュー
ザの性能を高める為の改良された支持構造を提供するこ
とである。
この発明の別の目的は、アフタバーナを持つ機関で、下
流側の保炎器の動作能力を改善することである。
この発明の別の目的は、下流側の部品の赤外線によって
検出される可能性を少なくする為に、下流側の部品に対
する冷却空気の源を提供することである。
発明の要約 同心の側路空気通路及びタービン吐出ガス通路を構成す
る全体的に円筒形のケーシングを持つ形式のガスタービ
ン機関に対する支持構造を説明する。この支持構造は内
側及び外側リングを半径方向に伸びる中空支柱によって
接続して構成される。
構造的な各々の支柱が中空保護整形体の中に封入されて
いる。この整形体はタービン吐出通路に冷却空気を吐出
して、機関の効率を更に高くする手段を持っている。
この発明の実施例では、各々の整形体はその後縁に吐出
シュートが形成されており、吐出シュートは全体的に整
形体に対して垂直である。支持構造がタービン吐出通路
内に取付けられ、各々の整形体には、側路通路内に取付
けられていて、各々の整形体の中空内部と流体が連通ず
る少なくとも１つの空気スクープにより、その中空内室
に低圧圧縮機の吐出空気又は側路空気を供給する。この
為、冷却空気が各々の整形体の中空内部に送込まれ、シ
ュートから排出される。シュートは環状の配列になって
おり、こうして冷却空気の通路と整合させることの出来
る機関の下流側の部品に対し、冷却空気の環状の層流を
供給する。更に、支持構造を機関のディフューザ部分に
配置することが出来、吐出シュートを使うことによって
、拡散速度を制御し、これによってディフューザの性能
を改善することが出来る。吐出シュートの環状配列の出
口平面の静圧を低くすることによって、支柱の冷却空気
入口に対する差圧を高くすることによって冷却の流れを
強めることにより、冷却作用がよくなる。下流側のアフ
タバーナ部品の耐久力が、冷却空気が局部的に限られる
ことによってよくなり、逆火及び自動点火が起る傾向が
低下する。
この発明に特有と考えられる新規な特徴は特許請求の範
囲に記載しであるが、この発明の好ましい実施例、及び
その他の目的並びに利点は、以下図面について詳しく説
明する所から明らかになろう。
発明の詳細な説明 第１図はガスタービン機関１１の断面図である。
機関１１は側路又はターボファン・エンジンと呼ばれる
形式の軸流機関であるが、この発明がこの他の形式の機
関にも用いることが出来ることは云うまでもない。機関
１１が空気取入口１３及び排出出口１５を持ち、こうし
て機関の中の全体的な流れの方向を定める。取入口１３
が、機関の前端にある普通の低圧圧縮機（ＬＰＧ）１７
を収容している。ＬＰＣ１７の下流側で、機関１１が、
半径方向内側のケーシング１９及びそれを取巻く外側ケ
ーシング２１を含む全体的に円筒形の２つのケーシング
に分割されている。ＬＰＧ吐出流の一部分が環状側路空
気通路又はダクト２３に差向けられる。内側ケーシング
１９が普通のガス発生器２５を持っている。これは直列
に接続された高圧圧縮機（ＲＰＣ）２７、燃焼器２９、
高圧タービン（ＨＰＴ）３０及び低圧タービン（ＬＰＴ
）３１を含む。ＨＰＴ　　３０がＨＰＣ２７を駆動し、
これに対してＬＰＴ　　３１が同軸の第１及び第２の軸
３２．３４を介してＬＰＣ１７を駆動する。燃料が燃料
管３３を介して燃焼器２９に供給される。ケーシング１
９より下流側の容積はタービン吐出通路又は出口３５と
見なすことが出来る。
この発明の１実施例による環状支持構造又は単に支持体
と呼ぶ構造３７が、タービン出口３５に位置ぎめされて
おり、これを他の図面について詳しく説明する。普通の
設計の外側支持部材３９が側路ダクト２３内に位置ぎめ
される。普通の混合器４１が、環状形又はひまわり（半
径方向ローブ）形であってよいが、側路ダクト２３とタ
ービン出口３５の間に設けられ、低温のＬＰＧ吐出空気
を高温のタービン吐出ガスと混合する。図示の実施例で
は、機関１１が普通のアフタバーナ１５１を持っている
。このアフタバーナは、アフタバーナ１５１に燃料を供
給する複数個のアフタバーナ燃料管４３を有する。少な
くとも１つの環状保炎器４５がアフタバーナ燃料管４３
より下流側に配置される。支持構造３７を別とすると、
機関１１の残りの部分は普通のものであり、調節自在の
排気ノズル５１と、タービン出口３５及びアフタバーナ
１５１内に配置されたセンタボディ５３とを含む。
次に第２図についてこの発明の詳細な説明する。第２図
は主に支持体３７を示しており、この図は、第１図の線
２−２で示す様に、アフタバーナ１５１から機関１１を
上流側に見た図である。
支持構造３７が、半径方向内側のリング６１及び半径方
向外側のリング６５を、その間を伸びる複数個の半径方
向部材又は整形体６７で接続して構成される。内側リン
グ６１が普通の後側機関支承ケーシング７１　（第１図
）を支持し、これに対して外側リング６５がケーシング
１９を支持する。
支持体３７がＬＰＴ　　３１より下流側で、タービン出
ロ３５内に配置される。各々の整形体６７がウィング又
は混合シュート７５を持っている。このシュートを以下
詳しく説明する。
第３図は支持体３７の一部分の側面断面図であり、特に
１つの整形体６７を示している。整形体６７の一部分を
切欠いて、種々の流体流路を示しである。整形体６７は
ＬＰＴ　　３１のガス吐出部と整合しており、タービン
出口３５内に位置ぎめされている。内側ケーシング１９
及び外側ケーシング２１か環状側路ダクト２３を構成す
ることが示されている。整形体６７自体は、その構造が
十分理解される様に、第３図、第４Ａ図、第５Ａ及び第
５Ｂ図について更に説明する。整形体がエーロフオイル
の形をした外面８１を持ち、それが支持体３７の内側及
び外側リング６１．６５の間を半径方向に伸びる。第４
Ａ図に一番よく示されているが、各々の整形体６７は半
径方向内側のスカート部８３と半径方向外側のスカート
部８５を持っていてよく、これらが整形体を内側及び外
側リング６１．６５に夫々結合する構造になる。
第３図、第４Ａ図及び第４Ｂ図と共に第５Ａ図及び第５
Ｂ図を見れば、整形体６７が中空内室８９を持つことが
一番よく判る。室８９が整形体の前縁９１から後縁９３
まで、整形体の軸方向の幅全体にわたって伸びている。
構造用の中空内側部材又は支柱９５が室８９内に位置ぎ
めされ、リング６１．６５に取付けられて、構造支持体
となる。
支柱９５が内側流路９７を持ち、その中を冷却空気（実
線の矢印で示す）を普通の様に通して、後側支承部７１
の様な機関の内側部品へ送ることが出来る。この流路９
７は潤滑用配管（図面に示してない）に対する流路とし
ても用いることが出来、これによっても冷却空気流の利
点が得られる。
整形体６７０室８９が１対のじゃま板を持ち、これらの
じゃま板が冷却空気を整形体６７の前縁９１から後縁９
３へ差向ける。整形体を通る流体の流れの方向に対し、
上流側のじゃま板１０１の後に下流側のじゃま仮１０３
が続く。上流側のじゃま板１０１が整形体６７の半径方
向外側の縁から途中まで整形体の中に伸び、これに対し
て下流側のじゃま板１０３が整形体６７の半径方向内側
の縁から途中まで整形体の中に伸び、第３図に一番よく
示されている様に、整形体６７の内部で、整形体６７の
前縁９１から後縁９３まで曲りくねった流路を作る。こ
の曲りくねった流路は、整形体６７内部の３回パス冷却
通路と見なすことが出来る。第３図と共に第４Ｂ図を見
ればはっきり判る様に、冷却用の流れの比較的小さい部
分が、流線形部材の後縁から複数個の空気分流孔１０７
を介して排出され、整形体６７の中を冷却空気が流れて
、それを冷却する様に保証する。
各々の整形体６７には下流側の方向に冷却空気を吐出す
る手段が形成されている。この手段は、前に第４Ａ図及
び第４Ｂ図について述べたシュート７５を含んでおり、
これが第５Ａ図及び第５Ｂ図に更に詳しく示されている
。第５Ａ図は、図面を見易くする為に、半径方向外側の
スカート部８５を除いた整形体６７の平面図である。更
に具体的に云うと、第５Ｂ図をも参照して説明すれば、
シュート７５は、円周方向に見た幅寸法が、半径方向に
見たその高さ寸法よりも大幅に大きい。シュート７５は
整形体６７の一部分としての三角翼の形をしている。シ
ュート７５は整形体６７に対して全体的に垂直に形成さ
れた冷却空気の吐出部である。シュート７５の横方向の
後縁が半径方向の軸線に対して全体的に垂直に整合して
いることが好ましく、隣合ったシュート７５の後縁が１
つの軸方向平面、即ち、共通の円周に沿って配置されて
いる。この配置は、ＬＰＴ　　３１からのガス流の吐出
旋回角を釣合わせる為に、整形体６７自体が機関の軸方
向中心に対して典型的には傾いているにも拘らず、後で
説明する様な冷却空気の好ましい環体を得るのに役立つ
。
シュート７５には、整形体６７から一番遠く離れている
横方向外側の１対の円形流路１１１、整形体６７に一番
接近した横方向内側の１対の細長い流路１１３、及び外
側及び内側の流路１１１゜１１３の間にある１対の中間
の細長い流路１１５を含む複数個の流路を形成すること
が出来る。第１の１対の分割壁１１９が外側流路１１１
をそれに隣接した中間流路１１５から隔て、第２の１対
の分割壁１２１が内側流路１１３をそれに隣接した中間
流路１１５から隔てる。整形体６７に設けられた上流側
の１組の孔１３１が整形体の内室８９と１対の外側流路
１１１の間で流体を連通させる。整形体６７の中流の１
組の孔１３３が、整形体の内室８９と１対の中間流路１
１５の間で流体を連通させる。整形体６７にある下流側
の１組の孔１３５が、整形体の内室８９と１対の内側流
路１１３の間で流体を連通させる。上流側の孔１３１は
上流側のじゃま板１０１より上流側にあり、中流の孔１
３３は上流側及び下流側のじゃま板１０１．１０３の間
にある。下流側の孔１３５は下流側のじゃま仮１０３の
下流側にある。
上に述べた配置は、流体の最適の流れ及び流体の最適の
流れの分割を作り出すと共に、これから説明する様に、
支持部材の下流側に環状の流れパターンを確実に発生す
るものである。第５Ｂ図はシュート７５の出口側の端の
輪郭を示しており、対の流路１１１，１１３，１１５を
示している。
具体的に云うと、孔１３１，１３３，１３５及び流路１
１１，１１５，１１３は、シュート７５の後縁に対する
空気流を計量して送込んで、隣接したシュート７５と共
に、冷却空気の環体を発生する為に、その幅に沿って全
体的に一様に空気を吐出することを保証する様な寸法で
ある。好ましい実施例のシュート７５を示したが、空気
が一様に吐出される様にするこの他の構成を用いてもよ
い。
第３図に戻って説明すると、空気スクープ１４１が側路
ダクト２３内に位置ぎめされ、ＬＰＧ吐出空気の一部分
を取出して、それを整形体６７に送出す。好ましい実施
例では、整形体６７毎に１つの空気スクープを設けるこ
とが出来る。スクープ１４１が高圧室１４５と流れが連
通していて、これに空気を供給し、この高圧室が、流れ
を示す白抜きの矢印で表わす様に、整形体の内室８９と
流れが連通して、それに空気を供給する。この後、冷却
空気が整形体６７の前縁９１から、この前縁に沿って半
径方向内向きに流れ、上流側のじゃま板１０１に沿って
半径方向上向きに流れ、その後下流側のじゃま板１０３
に沿って３回パス流路で後縁９３まで流れ、最後に後縁
の空気分流孔１０７及びシュート７５から、これから説
明する下流側の部材を冷却する様に吐出される。
各々の整形体６７がそれ自身の空気スクープを持つこと
は必要ではない。従って、整形体６７よりも少ない数の
スクープ１４１を用いてもよく、高圧室１４５は、隣接
する整形体６７又は全ての整形体６７に空気を供給する
ことが出来る様な範囲まで、円周方向に高圧室を延長し
てもよい。更に、支柱９５の内側流路９７に対する冷却
空気が、支持体３７の円周に沿って配置されたこの他の
適当な手段又は同様なスクープ（図面に示してない）か
ら取出されることに注意されたい。整形体６７の内室８
９に対する空気流は、整形体６７の前縁９１及び後縁９
３の間で独立に分割して、前に述べた３回バス流路に代
る構成として、前縁の冷却空気が支持体３７の半径方向
の内側部分から外へ送出される様にしてもよいことを承
知されたい。
第２図、第４Ｂ図、第５Ｂ図を参照すれば、支持体３７
及びそれに取付けられた吐出シュート７５からの冷却空
気の吐出パターンは、主に環状空気の層状の環体又はリ
ングの形であることは明らかである。各々の整形体６７
が前に述べた様なシュート７５を備えていて、シュート
７５が円周方向の両方向に伸びて、シュート７５の夫々
半分が、隣合った整形体６７の間の距離の約１／３にわ
たって伸びる様にすれば、こう云うことか保証される。
即ち、隣合った整形体６７の間の距離の約２／３が、隣
合ったシュートの部分によって占められ、これに対して
距離の１／３が開放している。
この発明の１つの目的として、シュート７５から出て来
る空気を使って、航空機用機関内の下流側の部材を冷却
する。この発明の別の目的として、シュート７５から出
て来る空気を使って、アフタバーナ１５１に於ける逆火
の惧れを少なくする。
第１図に戻って説明すると、機関のアフタバーナ１５１
は一般的に燃焼ライナ１５３を持っている。
アフタバーナの燃料手段４３から送出された燃料が、タ
ービン吐出ガス及びＬＰＧ吐出空気と、支持体３７の直
ぐ下流側の領域内で混合される。保炎器４５は環状構造
であって、アフタバーナの燃料が点火してアフタバーナ
の炎が安定にとＶまる様にするのに十分な位に低速のポ
ケットを作る。
然し、タービンの人口温度が一層高い為に、タービンの
排気温度が上昇すると、逆火の余裕、又は炎が適当に下
流側にとＶまる傾向が減少する。保炎器の入口領域に於
ける温度が増加する傾向を持つと、燃料／ガス混合物の
点火が、保炎器４５より前側の領域へと上流側へ移動す
る傾向を持ち、そこで保炎器４５を傷める慣れがある。
更に、タービン吐出温度が上昇するにつれて、自己点火
又は自発燃焼を起す傾向が強まる。
この発明の１実施例では、支持体３７には、シュート７
５からの冷却空気を、前に述べた様に下流側に向って環
状の流れパターンで吐出する手段が設けられている。シ
ュート７５は、保炎器４５と整合したタービン吐出ガス
の流線に沿って、冷却空気の環体を形成する様に、整形
体６７上に半径方向に位置ぎめされている。これによっ
て保炎器４５の近辺に於ける空気の温度が低下し、その
為逆火の余裕が増加し、炎の先頭が望ましくない程保炎
器４５に接近するのを防止する。この発明のこの実施例
は、下流側の部材をも冷却する。例えば、保炎器４５を
冷却するが、これは、それが−層低い温度で動作する為
に、その耐久力を延ばす。
従って、支持体３７の下流側に冷却空気の流れを作って
、下流側部材の領域に於けるガスの温度を下げると共に
、下流側の部材を冷却することが、この発明のこの実施
例の重要な一部分である。後の場合、温度が一層低いこ
とによって、逆火の余裕が増加し、自己点火の惧れが少
なくなる。
下流側の部材は上に述べた様に、冷却空気の環状の流れ
パターンと整合して、冷却効果を最大にするのが望まし
いこと、従って、下流側の部材が、その半径方向の位置
に関する限り、支持部材の吐出シュートとも整合するこ
とに注意されたい。途中シュート７５から出て行く冷却
空気は、保炎器の入口と整合した幅の狭い環状区域で層
状である。
１実施例では、この整合により、アフタバーナの保炎器
の入口ガス温度が８０″Ｆ程度低下した。
勿論、その耐久力が温度上昇の影響を受ける様な機関の
他の支持部材等の様に、この他の下流側の部材（保炎器
以外の）を冷却することも出来る。
赤外線（ＩＲ）検出による傷み易さを低下させる為に、
ある下流側部材の温度を下げることが出来ることも、こ
の発明のこの実施例の一部分である。
機関１１がディフューザ１７５（第３図）をも持ち、こ
れはＬＰＴ　　３１から保炎器４５まで伸びる流路であ
る。タービン吐出ガスは比較的高速であるから、アフタ
バーナ１５１内で適正な燃焼が出来る様にする為には、
この速度をディフューザによって下げなければならない
。他の場合には、アフタバーナに於ける炎の不安定性を
招く様な流速を下げる為に、流れを減速することが出来
る様にするのは、このディフューザ１７５に於てＶある
。その壁に於ける望ましくない流れの剥離を下げる為に
、この拡散は比較的低い割合で行なわなければならない
。整形体６７がディフューザ１７５内に配置されており
、それらが発散してから収斂する形を持つエーロフオイ
ル形部材である為、それが拡散の割合に影響を与える。
整形体６７の後縁部分、即ち収斂部分が、その収斂する
形の為に、局部的な拡散の割合を高める。然し、整形体
６７の後縁部分に取付けたシュート７５を使うことによ
り、流れを遮る面積を増やし、こうして他の場合に起る
様な拡散の割合の局部的な増加を打消し、こうして拡散
の割合を制御する。更に、シュート７５が分流器として
作用して、ディフューザの全体的なりカバリ−を改善す
る。この分流器、即ち、シュート７５がディフューザの
等価壁用を減少し、こうしてディフューザの性能を改善
する。
云い換えれば、典型的なディフューザは相隔たる第１及
び第２の壁を持ち、各々の壁が予め選ばれた角度で発散
する。壁の間に分流器を利用することにより、２つの流
路が作られ、各々の流路の等価壁用は、分流器の壁用が
ゼロである為に、予め選ばれた角度よりも小さい。この
様に壁用を減少することが、拡散の割合を低下させるの
で望ましい。更に、シュート７５からの吐出流が、普通
のひまわり形混合器の基準に従って、ディフューザから
の流れを更に流線形にする。
この発明のディフューザの分流作用、拡散の割合の制御
及びンユートの閉塞作用と云う利点は、第６Ａ図、第６
Ｂ図及び第６Ｃ図を参照すれば、更によく理解されよう
。第６Ａ図は典型的なディフューザの形、即ち、ディフ
ューザ１７５を示しており、典型的なエーロフオイル形
の支柱を追加しである。拡散の割合（又はガスの減速度
）は、支柱を挿入したことを別とすれば、比較的−様で
あることが容易に理解されよう。支柱を追加したことに
より、局部的なガス流の閉塞が起り、従って支持構造の
最大の厚さ（即ち、軸方向の部位Ｃ）の点まで、拡散の
割合が減少する。厚さが最大である点Ｃから支柱の後縁
ｄまでの支柱部分では、面積変化が急に大きくなること
が判る。この様な局部的に高い拡散の割合は、流れの剥
離を促進する慣れがあり、従って圧力損失が増加する為
に、性能の低下を招く。流れの面積が、発散する内側及
び外側の壁の為、並びに更に断面積が第６Ａ図の上側の
図に示す様に、支柱の間で半径方向に減少する為に、流
れの面積か２方向に発散する。
第６Ｂ図に示すこの発明で提案する形の場合、シュート
７５を追加したことにより、Ｃ及びｄの間の領域で、シ
ュート７５の軸方向に形がきめられた阻止作用により、
局部的な過大な拡散を実質的になくすことが出来る。更
に、シュート７５からの冷却用の流れを導入することに
より、シュート７５の下流側の領域か埋められ、こうし
てンユート７５を空気力学的に流線形にする。即ち、シ
ュートの吐出平面に於ける流れの面積の突然の増加は、
この領域を埋める冷却空気の吐出によって実効的にゼロ
にすることが出来る。この様な冷却空気を導入すること
は、第６Ｂ図に破線で示す様に、延長したシュート７５
を設けること″−類似している。
従って、シュート７５を追加したことが、ディフューザ
の分流作用（第６Ｂ図の流れ１及び２）を行ない、シュ
ート７５の物理的な形が支持体３７の後側部分に於ける
過大な拡散の割合を低下させることが理解されよう。こ
のことが第６Ｃ図に例示されている。第６Ｃ図は、整形
体／支柱を持つ場合及び持たない場合の第６Ａ図のディ
フューザ１７５の軸方向の距離に対する流れの面積を示
している。支柱がない場合、点ａ及びｅの間では拡散の
割合は線形になる。支柱があると、拡散の割合は、前縁
及び後縁に対応する点す及びｄの間で影響を受ける。支
柱にシュート７５を追加すると、第６Ｂ図に示す構造に
なり、拡散の割合は第６Ｃ図に示す様に制御される。こ
の為、第６Ｃ図に示す様に、点Ｃ及びｄの間で過大な拡
散の割合が避けられる。
これによって、シュート７５に要求される様な追加の流
線形構造（例えば第６Ｂ図の破線）が避けられる。こう
云う構造を使えば、他の流れが存在しない場合、軸方向
に於けるディフューザの長さが長くなる。こうすること
により、シュート７５は、比較的低温の圧縮機の吐出空
気をタービンの吐出ガスと組合せるひまわり形混合器と
似たものになる。
以上の説明から、機関の空冷の後側支持部材が、その中
に支持部材を配置したディフューザの空気力学的な性能
を改善すると共に、空冷によって耐久力か増す様になる
ことにより、機関の性能を高めることが可能になったこ
とが理解されよう。更に、支持部材を通る空気流を利用
して、下流側の部材と共に下流側のガスを選択的に冷却
して、下流側の部材の耐久力を高め、そのＩＲ分布を低
下させ、更にアフタバーナの逆火の余裕を増加する。
この発明の好ましい実施例と考えられるものを説明した
が、当業者にはこの他の変更か考えられよう。この様な
全ての変更は、この発明の範囲内に含まれることを承知
されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図はガスタービン機関の側面断面図で、主な構成部
分を示す。 第２図はアフタバーナの入口部分から上流側に機関の中
を見た支持構造の端面図、 第３図はこの発明の１実施例による支持構造の支柱及び
整形体の一部分を切欠いた断面図、第４Ａ図及び第４Ｂ
図はその前側及び後側近くで見た支柱及び整形体の図、 第５Ａ図及び第５Ｂ図は上部を取除いた支柱及び整形体
の平面図並びに整形体の吐出シュートの一部分の端面図
、 第６Ａ図乃至第６Ｃ図はこの発明の１実施例によるディ
フューザ内の流れの様子を示すグラフである。 主な符号の説明 １９．２１；ケーシング ２３；側路ダクト ３５：タービン吐出通路 ６１：内側リング ６５：外側リング ６７：整形体 ７５；吐出シュート ８９：中空内室 ９５：支柱 １４１：空気スクープ Ｆ；３．＋ ＃ｇ、２ Ｉ Ｆｉｌ・５Ａ Ｆ；１．５Ｆ３

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、同心の側路空気通路及びタービン吐出通路を構成す
    る全体的に円筒形のケーシングを持つ形式のガスタービ
    ン機関に於て、 前記タービン吐出通路内にあって、外側リング及び内側
    リングを半径方向に伸びる複数個の部材で接続して構成
    され、各々の部材が中空内室を持っている様な支持体と
    、 半径方向に伸びる各々の部材の中空内室にある量の冷却
    空気を送出す手段と、 機関の下流側の部材を冷却する為に前記半径方向に伸び
    る部材から冷却空気を吐出する手段とを有するガスター
    ビン機関。 ２、冷却空気を吐出する手段が、少なくとも１つの半径
    方向に伸びる部材に設けられた吐出シュートを含み、該
    シュートは半径方向の高さよりも実質的に大きな円周方
    向の幅を持っており、前記シュートが夫々の半径方向に
    伸びる部材の中空内室と流体が連通していて、下流側に
    向う方向に空気を吐出する少なくとも１つの流路を持っ
    ている請求項１記載のガスタービン機関。 ３、前記吐出シュートが複数個設けられ、その各々が夫
    々１つの半径方向に伸びる部材に取付けられており、前
    記シュートが併せて、前記下流側の部材を冷却する為の
    冷却空気の環状流れパターンを構成している請求項２記
    載のガスタービン機関。 ４、前記ある量の冷却空気を各々の半径方向に伸びる部
    材の中空内室に送出す手段が、前記側路空気通路内に位
    置ぎめされていて、各々の半径方向に伸びる部材の中空
    内室に空気を送込む少なくとも１つのスクープを含む請
    求項２記載のガスタービン機関。 ５、前記機関の下流側の部材が環状保炎器である請求項
    ３記載のガスタービン機関。 ６、冷却空気側路通路及びタービン吐出通路を構成する
    全体的に円筒形のケーシングを持つ形式のガスタービン
    機関に対する支持構造に於て、中空内室を持つ整形体と
    、 該整形体と共に形成されていて、全体的にそれに対して
    垂直に配置され、前記内室と流体が連通する吐出シュー
    トとで構成されている支持構造。 ７、前記整形体が前記冷却空気側路通路と流体が連通す
    る様になっていると共に、前記内室の中に配置された中
    空内側構造部材を持っている請求項６記載の支持構造。 ８、前記整形体が前記側路通路と流体が連通する様にな
    っており、該整形体が 前記内室の中に配置されていて、冷却空気を該内室を通
    って吐出シュートへ差向ける少なくとも１つのじゃま板
    を有する請求項６記載の支持構造。 ９、前記内室の中に上流側のじゃま板及び下流側のじゃ
    ま板が配置されていて、前記内室を通って吐出シュート
    へ冷却空気を差向け、更に、前記内室と流体が連通する
    様に吐出シュート内に形成されていて、冷却空気を横方
    向に分布させる複数個の吐出流路を有する請求項８記載
    の支持構造。 １０、前記吐出流路が、前記整形体から一番遠い横方向
    に外側の１対の流路と、前記整形体に最も近い１対の内
    側流路と、前記外側及び内側の流路の間にある１対の中
    間流路とを有し、前記外側流路は前記上流側のじゃま板
    の上流側と流体が連通し、前記中間流路は前記上流側及
    び下流側のじゃま板の中間の空気と流体が連通し、前記
    内側流路は前記下流側のじゃま板の下流側と流体が連通
    する請求項９記載の支持構造。 １１、外側部材の後縁に複数個の分流孔を有し、該分流
    孔は前記下流側のじゃま板の下流側と流体が連通してい
    る請求項９記載の支持構造。 １２、同心の側路空気通路及びタービン吐出通路を構成
    する全体的に円筒形のケーシングを持つ形式のガスター
    ビン機関に対する支持構造に於て、半径方向に伸びる複
    数個の部材によって接続された外側リング及び内側リン
    グと、 各々の半径方向の部材に形成されていて、全体的にそれ
    に対して垂直に配置され、前記支持構造を通る拡散流量
    を制御するウイング部材とを有する支持構造。 １３、前記半径方向の部材が夫々中空内室を持つ整形体
    で構成され、前記ウイング部材が前記内室と流体が連通
    する吐出シュートを有する請求項１２記載の支持構造。 １４、各々の整形体が側路空気通路と流体が連通する様
    になっていて、更に、前記内室の中に配置された中空内
    側構造部材を有する請求項１３記載の支持構造。 １５、各々の整形体が側路冷却空気通路と流体が連通す
    る様になっており、更に各々の整形体は整形体の各々の
    内室の中に配置された上流側のじゃま板及び下流側のじ
    ゃま板を持っていて、冷却空気を前記内室を通って吐出
    シュートへ差向ける様になっており、更に、 前記吐出シュートには、前記内室と流体が連通して、吐
    出空気を横方向に分布させる複数個の吐出流路が形成さ
    れている請求項１３記載の支持構造。 １６、各々の吐出シュートが、前記整形体から最も遠い
    横方向に外側の１対の流路と、前記整形体に最も近い横
    方向に内側の１対の流路と、前記外側及び内側の流路の
    間にある１対の中間流路とを有し、前記外側の流路は前
    記上流側のじゃま板の上流側と流体が連通し、前記中間
    流路は前記上流側及び下流側のじゃま板の間の空気と流
    体が連通し、前記内側の流路は前記下流側のじゃま板の
    下流側と流体が連通する請求項１５記載の支持構造。 １７、各々の整形体が該整形体の後縁に複数個の分流孔
    を持ち、該分流孔が前記下流側のじゃま板の下流側と流
    体が連通している請求項１６記載の支持構造。 １８、環状外側ケーシングと、 該外側ケーシングから半径方向内側に隔たって、その間
    に側路ダクトを構成する環状内側ケーシングと、 該内側ケーシングより上流側で前記外側ケーシング内に
    配置された圧縮機と、 該圧縮機より下流側で前記内側ケーシング内に配置され
    たガス発生器とを有し、 前記圧縮機は前記側路ダクト及び前記ガス発生器の両方
    と流れが連通しており、更に、 前記内側ケーシングの後端に配置されていて、前記ガス
    発生器と流れが連通して、前記ガス発生器の回転子要素
    を支持する環状支持体を有し、該環状支持体は、 外側リング、 該外側リングから半径方向内側に隔たっていて、その間
    に、前記ガス発生器から吐出されたガスを拡散させるデ
    ィフューザを構成する内側リング、前記内側及び外側リ
    ングの間を伸びる円周方向に相隔たる複数個の支柱、 前記内側及び外側リングの間を伸び、夫々１つの支柱の
    周りに隔たっていて、その間に前記側路ダクトと流れが
    連通する室を構成する複数個の中空整形体、及び 該整形体の室からの空気を下流側の方向に吐出する手段
    で構成されているガスタービン機関。 １９、前記吐出する手段が、少なくとも１つの整形体に
    、それと流れが連通する様に配置された横方向に伸びる
    シュートを有する請求項１８記載のガスタービン機関。 ２０、前記整形体が前縁、最大の幅を持つ幅広部分及び
    後縁を持ち、前記シュートが前記幅広部分及び前記後縁
    の間に配置されて、前記幅広部分から後縁まで拡散速度
    を減少する様になっている請求項１９記載のガスタービ
    ン機関。 ２１、前記シュートが下流側に向って幅が増加する三角
    形である請求項２０記載のガスタービン機関。 ２２、前記シュートが該シュートから空気を吐出する為
    の相隔たる複数個の流路を持っている請求項２０記載の
    ガスタービン機関。 ２３、各々の整形体が前記シュートを１つ持っていて、
    併せて下流側の方向に冷却空気の環体を吐出する請求項
    ２２記載のガスタービン機関。 ２４、前記支持体と流れが連通して、その下流側に配置
    されたアフタバーナを有し、該アフタバーナは前記シュ
    ートから吐出される冷却空気の環体と半径方向に整合し
    た環状保炎器を持ち、前記シュートは該保炎器を冷却す
    る冷却空気及びその上を流れるガス発生器の吐出ガスを
    供給する様になっている請求項２３記載のガスタービン
    機関。 ２５、前記シュートの下流側の端が、隣合った整形体の
    間の距離の１／３にわたって、前記整形体の両側を伸び
    る請求項２４記載のガスタービン機関。 ２６、前記整形体の中に上流側及び下流側のじゃま板が
    設けられていて、該整形体の室に送込まれる空気に対す
    る曲りくねった流路を構成している請求項２５記載のガ
    スタービン機関。 ２７、前記整形体が前記室に送込まれた空気の一部分を
    吐出する後縁分流孔を持ち、残りの空気は前記整形体の
    開口を通して前記シュートの流路に送込まれる請求項２
    ６記載のガスタービン機関。 ２８、燃焼ガスを吐出するガス発生器と、 該燃焼ガスを受取ると共に、保炎器を持っているアフタ
    バーナと、 該保炎器の上流側に配置されていて、前記燃焼ガスの中
    に冷却空気を吐出して、該ガス及び保炎器を冷却し、前
    記アフタバーナに於ける逆火を防止する手段とを有する
    ガスタービン機関。 ２９、前記吐出する手段が、前記ガス発生器及び前記保
    炎器の間に配置された環状支持体を有し、該支持体は円
    周方向に相隔たる同心の複数個の支柱及び半径方向に伸
    びる整形体で構成され、各々の整形体は下流側を向くシ
    ュートを持ち、該シュートは前記整形体及び支柱の間に
    形成された空間、並びにそれに対して冷却空気を供給す
    る手段と流れが連通しており、前記シュートは前記保炎
    器と半径方向に整合した後縁開口を持っていて、冷却空
    気の環体をそれに対して差向ける請求項２８記載のガス
    タービン機関。
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