JPH03164529A - 斜流圧縮機を備えたガス・タービン駆動装置 - Google Patents
斜流圧縮機を備えたガス・タービン駆動装置Info
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- JPH03164529A JPH03164529A JP2150099A JP15009990A JPH03164529A JP H03164529 A JPH03164529 A JP H03164529A JP 2150099 A JP2150099 A JP 2150099A JP 15009990 A JP15009990 A JP 15009990A JP H03164529 A JPH03164529 A JP H03164529A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/08—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising at least one radial stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
- F01D5/082—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/54—Reverse-flow combustion chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
灸哩！！２ ｆ？ ２’ｔ−
本発明は、斜流圧縮機及びそれに接続された斜流ディフ
ューザを備えているガス・タービン駆動装置に関する。
ューザを備えているガス・タービン駆動装置に関する。
。
公知の構成の斜流圧縮機及びそれに後続する斜流ディフ
ューザを備えるガス・タービン駆動装置には、半径流圧
縮機（ラジアル圧縮機）及び後続の半径流ディフューザ
（ラジアル・ディフューザ）を備えたガス・タービン駆
動装置と比較して構造長が大きいという欠点がある。
ューザを備えるガス・タービン駆動装置には、半径流圧
縮機（ラジアル圧縮機）及び後続の半径流ディフューザ
（ラジアル・ディフューザ）を備えたガス・タービン駆
動装置と比較して構造長が大きいという欠点がある。
また、ガス・タービン駆動装置における公知の斜流圧縮
機の慴成らしくは配設には、燃焼室が！１１ｉ流方式で
圧縮空気を供給されるため、その結果として燃焼室の火
炎管外壁により加熱された圧縮空気が、火炎管の出口領
域で、温度を降下する三次空気として熱ガス流に混合さ
れると言う別の欠点がある。
機の慴成らしくは配設には、燃焼室が！１１ｉ流方式で
圧縮空気を供給されるため、その結果として燃焼室の火
炎管外壁により加熱された圧縮空気が、火炎管の出口領
域で、温度を降下する三次空気として熱ガス流に混合さ
れると言う別の欠点がある。
発明の概要
本発明の課題は、冒頭に述べた形式のガス・タービン駆
動装置において、半径流圧縮機が達成することができる
不変の圧縮機出力で、小さいまたは少なくとも同等の＄
＋Ｓｉ造長で誠少した外径を杓゛するガス・タービン駆
動装置を提供することにある。
動装置において、半径流圧縮機が達成することができる
不変の圧縮機出力で、小さいまたは少なくとも同等の＄
＋Ｓｉ造長で誠少した外径を杓゛するガス・タービン駆
動装置を提供することにある。
この課題は、斜流圧縮機及びそれに接続された斜流ディ
フューザを備えたガス・タービン駆動装置において、上
記斜流ディフューザを、１つの環状燃焼室かまたは複数
個の環状に配置役された個々の燃焼室から形成された環
状空間内に配設したことにより達成される。
フューザを備えたガス・タービン駆動装置において、上
記斜流ディフューザを、１つの環状燃焼室かまたは複数
個の環状に配置役された個々の燃焼室から形成された環
状空間内に配設したことにより達成される。
本発明の構成による１つの利点は、斜流ディフューザの
構造長が、該斜流ディフューザが燃焼室内に配設されて
いるため、ガス・タービン駆動装置の全長を増大しない
点にある。これにより、半径流圧縮機、それに後続する
半径流ディフューザ並びに水平方向に流れを偏向するた
めの曲り管を備えた同じ圧縮機出力を有するガス・ター
ビン駆動装置よりもコンパクトな構造で半径を小さくす
ることが可能となる。更に加えて、斜流圧縮機のロータ
を、ロータ・リング及びロータの直径・＋１２びに減速
特性に関して最適化される。前方に大きく湾曲されたロ
ータ羽根が特にｆｆ利であることが判明した。と３°う
のは、この領域において大きい減速が発生するからであ
る。
構造長が、該斜流ディフューザが燃焼室内に配設されて
いるため、ガス・タービン駆動装置の全長を増大しない
点にある。これにより、半径流圧縮機、それに後続する
半径流ディフューザ並びに水平方向に流れを偏向するた
めの曲り管を備えた同じ圧縮機出力を有するガス・ター
ビン駆動装置よりもコンパクトな構造で半径を小さくす
ることが可能となる。更に加えて、斜流圧縮機のロータ
を、ロータ・リング及びロータの直径・＋１２びに減速
特性に関して最適化される。前方に大きく湾曲されたロ
ータ羽根が特にｆｆ利であることが判明した。と３°う
のは、この領域において大きい減速が発生するからであ
る。
本発明の特に有利な構造形態は、斜流ディフューザを、
環状燃焼室とと６にまたは環状に配設された個々の燃焼
室とともに共通の環状ハウジング内に配設することによ
り実現される。これにより更に有利なことにも、ガス・
タービン駆動装置のコンパクト性が改善される。同時に
、斜流ディフューザの機能に影響を与えることなく、該
斜流ディフューザの環形状の人１１開１コから環形状の
出ができる。この利点は、後続の半径流ディフューザを
備えた半径流圧縮機では達成することはできない。 斜
流ディフューザの出１］からの圧縮空気を半径方向外側
に配設されている燃焼室に偏向するために、バッフル室
（そらせ室）涜びそらせ壁を設けるのが有利である。バ
フフル室内で、圧縮空気は渦流し、そらせ壁に沿って最
短距離で燃焼室に供給される。
環状燃焼室とと６にまたは環状に配設された個々の燃焼
室とともに共通の環状ハウジング内に配設することによ
り実現される。これにより更に有利なことにも、ガス・
タービン駆動装置のコンパクト性が改善される。同時に
、斜流ディフューザの機能に影響を与えることなく、該
斜流ディフューザの環形状の人１１開１コから環形状の
出ができる。この利点は、後続の半径流ディフューザを
備えた半径流圧縮機では達成することはできない。 斜
流ディフューザの出１］からの圧縮空気を半径方向外側
に配設されている燃焼室に偏向するために、バッフル室
（そらせ室）涜びそらせ壁を設けるのが有利である。バ
フフル室内で、圧縮空気は渦流し、そらせ壁に沿って最
短距離で燃焼室に供給される。
そらせ壁を燃焼室の１１冒」領域に配設するという有利
な構成によれば、燃焼室もしくは環状燃焼室は向流とし
て圧縮空気を供給される。これにより、膏利にら、加熱
されていない圧縮空気が、火炎管の出【コ領域で温度降
下用三次空気として熱ガス流に混合される。
な構成によれば、燃焼室もしくは環状燃焼室は向流とし
て圧縮空気を供給される。これにより、膏利にら、加熱
されていない圧縮空気が、火炎管の出【コ領域で温度降
下用三次空気として熱ガス流に混合される。
また圧縮機出力は、ナｆ利にも、斜流圧縮機に、多段の
軸流圧縮機を前置接続することにより高めることができ
る。この構成によれば、バッフル室及びそらせ板に高い
圧縮空気１１：が供給されるという利点が得られる。
軸流圧縮機を前置接続することにより高めることができ
る。この構成によれば、バッフル室及びそらせ板に高い
圧縮空気１１：が供給されるという利点が得られる。
しくは、第１タービン段のタービン円板の半径方向外側
の領域により形成することができる。この構成によれば
、（ｆ利に６、材料及び重Ｆｉ１を軽紘できると共に、
同時にタービン円板を冷却することが可能である。
の領域により形成することができる。この構成によれば
、（ｆ利に６、材料及び重Ｆｉ１を軽紘できると共に、
同時にタービン円板を冷却することが可能である。
そらせ壁の有利な構成においては、バッフル室の内壁と
第１タービン段のタービン円板との間に周囲シールが設
けられる。その場合、周囲シールはタービン円板により
形成されるそらせ壁の内縁部に配設する。バッフル室の
内壁及びタービン円板の内縁部に配設される周囲シール
を含むごの構造によれば、イｆ利にら、全そら仕壁を、
タービン円板の−・部分から形成することができる。こ
の構造の更に別の利点は、例えば、共に回転するシュラ
ウド板のような付加的な接続要素を必要とすることなく
圧縮空気の一部を別の消費装置のタービン円板に供給す
ることができる。従って、本発明のイｆ利な実施態様に
おいては、タービン円板の縁；１＜領域に開［１が設け
られ、タービン円板の縁部領域に存在するタービン羽根
の冷却通路に、斜流ディフューザの出口に発生する圧縮
空気の一：１Ｓが供給される。
第１タービン段のタービン円板との間に周囲シールが設
けられる。その場合、周囲シールはタービン円板により
形成されるそらせ壁の内縁部に配設する。バッフル室の
内壁及びタービン円板の内縁部に配設される周囲シール
を含むごの構造によれば、イｆ利にら、全そら仕壁を、
タービン円板の−・部分から形成することができる。こ
の構造の更に別の利点は、例えば、共に回転するシュラ
ウド板のような付加的な接続要素を必要とすることなく
圧縮空気の一部を別の消費装置のタービン円板に供給す
ることができる。従って、本発明のイｆ利な実施態様に
おいては、タービン円板の縁；１＜領域に開［１が設け
られ、タービン円板の縁部領域に存在するタービン羽根
の冷却通路に、斜流ディフューザの出口に発生する圧縮
空気の一：１Ｓが供給される。
更に、本発明によれば、好ましくは、タービン軸の軸受
室を斜流ディフューザ内部で半径方向に配設することに
より、該軸受室を、半径方向外側に配設されている燃焼
室の熱から保護することがでさるという利点が得られる
。
室を斜流ディフューザ内部で半径方向に配設することに
より、該軸受室を、半径方向外側に配設されている燃焼
室の熱から保護することがでさるという利点が得られる
。
伍庭呈ス、塵夛ｊｐ−悦Ｊ］
以゛ド、添付図面を参照し、本発明の実施例について説
明する。
明する。
第１図は、８段の軸流圧縮機に接続され斜流圧縮機１と
して構成された圧縮機段が示されており、そのうち８段
目の案内バッフル■７が示しである。
して構成された圧縮機段が示されており、そのうち８段
目の案内バッフル■７が示しである。
斜流圧縮機１から２５°乃至２９°の角度で流出する流
れは、水３１２方向に揺動する２分割された案内バッフ
ル、即ち、４０枚の羽根をイｊ゛する案内パブフル１８
ａ及び８０枚の羽根をイ１する案内バッフル＋８ｂへと
偏向される。しかる後に、流れは、バッフル室４に述す
るまで外径及び内径が減少する例えば羽根を備えていな
い斜流ディフューザ２内で約０．３５から０．１５ Ｍ
ａに減速される。圧縮空気は、次いで、環状室７内に配
設されて斜流ディフューザ２と共に環状ハウジング８を
形成している燃焼室６にそらせ壁５を介して供給される
。
れは、水３１２方向に揺動する２分割された案内バッフ
ル、即ち、４０枚の羽根をイｊ゛する案内パブフル１８
ａ及び８０枚の羽根をイ１する案内バッフル＋８ｂへと
偏向される。しかる後に、流れは、バッフル室４に述す
るまで外径及び内径が減少する例えば羽根を備えていな
い斜流ディフューザ２内で約０．３５から０．１５ Ｍ
ａに減速される。圧縮空気は、次いで、環状室７内に配
設されて斜流ディフューザ２と共に環状ハウジング８を
形成している燃焼室６にそらせ壁５を介して供給される
。
上記の構造は、従来知られているラジアル構造の圧縮機
終段よりも高い効率を存するばかりではなく、更に付加
的に、構造長及び構造高さが小さいという利点を有する
。と言うのは、斜流圧縮機終段の相当の部分を燃焼室６
の下側に収容することができるからである。
終段よりも高い効率を存するばかりではなく、更に付加
的に、構造長及び構造高さが小さいという利点を有する
。と言うのは、斜流圧縮機終段の相当の部分を燃焼室６
の下側に収容することができるからである。
第２図は、燃焼室６及び第１のタービン段２０を備えた
斜流圧縮機１としての圧縮機終段を示す。
斜流圧縮機１としての圧縮機終段を示す。
同図を参照するに、タービン円板ｌＯの一部は、流れを
、燃焼室６の出口領域２１の方向に偏向するためのそら
せ壁５を形成している。該燃焼室の出口領域２１におい
て、燃焼室内の熱ガス流の温度は、圧縮空気から分流さ
れた三次空気の添加混合により冷却され、しかる後に空
気／熱ガス混合流はタービン羽根１２及びタービン円板
ＩＯを介してタービン軸１６を駆動する。タービン羽根
１２は、同時にそらせ壁５としての働きをなすタービン
円板１０の領域に形成された開口１４及び冷却通路１３
を介して冷却空気を供給される。この冷却空気は、斜流
ディフューザ２からの圧縮空気から直接分流して得られ
る冷却空気である。この［１的で、開［＋１４は羽根も
しくはリブが形成された口状）カ２２として実現するこ
とができる。
、燃焼室６の出口領域２１の方向に偏向するためのそら
せ壁５を形成している。該燃焼室の出口領域２１におい
て、燃焼室内の熱ガス流の温度は、圧縮空気から分流さ
れた三次空気の添加混合により冷却され、しかる後に空
気／熱ガス混合流はタービン羽根１２及びタービン円板
ＩＯを介してタービン軸１６を駆動する。タービン羽根
１２は、同時にそらせ壁５としての働きをなすタービン
円板１０の領域に形成された開口１４及び冷却通路１３
を介して冷却空気を供給される。この冷却空気は、斜流
ディフューザ２からの圧縮空気から直接分流して得られ
る冷却空気である。この［１的で、開［＋１４は羽根も
しくはリブが形成された口状）カ２２として実現するこ
とができる。
タービンの軸受２３の軸受室１５は、第２図に示すよう
に、軸受室１６が羽根の５１１（い環状の斜流ディフュ
ーザ２の内部に位置するように配設され、それにより、
斜流ディフューザ２は、同時に、燃焼室６と軸受室１５
との間の熱障壁としての機能をら満たず。
に、軸受室１６が羽根の５１１（い環状の斜流ディフュ
ーザ２の内部に位置するように配設され、それにより、
斜流ディフューザ２は、同時に、燃焼室６と軸受室１５
との間の熱障壁としての機能をら満たず。
第１図は、燃焼室を備えた斜流圧縮機として構成された
圧縮機終段を示す簡略図、そして第２図は、燃焼室及び
第１のタービン段を備えた斜流圧縮機としての圧縮機終
段の構成を示す図である。 ！・・・斜流圧縮機 ４・・・パブフル室 ５・・・そらせ壁 ６・・・環状燃焼室 ９・・・斜流ディフューザの出［コ ＩＱ・・・タービン円板 １１・・・周囲シール ！２・・・空冷タービン羽根 １３・・・冷却通路 １４・・・開［１ １５・・・軸受室 １６・・・タービン軸
圧縮機終段を示す簡略図、そして第２図は、燃焼室及び
第１のタービン段を備えた斜流圧縮機としての圧縮機終
段の構成を示す図である。 ！・・・斜流圧縮機 ４・・・パブフル室 ５・・・そらせ壁 ６・・・環状燃焼室 ９・・・斜流ディフューザの出［コ ＩＱ・・・タービン円板 １１・・・周囲シール ！２・・・空冷タービン羽根 １３・・・冷却通路 １４・・・開［１ １５・・・軸受室 １６・・・タービン軸
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、斜流圧縮機及びそれに接続された斜流ディフューザ
を備えたガス・タービン駆動装置において、前記斜流デ
ィフューザ（２）を、１つの環状燃焼室（６）かまたは
複数個の環状に配設された個々の燃焼室から形成された
環状空間（７）内に配設したことを特徴とするガス・タ
ービン駆動装置。 ２、環状燃焼室（６）または個々の燃焼室並びに斜流デ
ィフューザ（２）を共通の環状ハウジング（８）内に配
設した請求項１に記載のガス・タービン駆動装置。 ３、斜流ディフューザの出口（９）の領域に、バッフル
室（４）及びそらせ壁（５）を配設した請求項１または
２に記載のガス・タービン駆動装置。 ４、バッフル室（４）及びそらせ壁（５）が、環状燃焼
室（６）または個々の燃焼室が圧縮機からの圧縮空気を
向流として受けるように配設されている請求項１乃至３
のいずれかに記載のガス・タービン駆動装置。 ５、斜流圧縮機（１）が複数段の軸流圧縮機の最終段を
構成している請求項１乃至４のいずれかに記載のガス・
タービン駆動装置。 ６、タービン円板（１０）が、そらせ壁（５）の一部を
形成するように配設されている請求項１乃至５のいずれ
かに記載のガス・タービン駆動装置。 ７、そらせ壁（５）が第１のタービン段のタービン円板
（１０）の半径方向外側領域により形成されている請求
項３乃至６のいずれかに記載のガス・タービン駆動装置
。 ８、バッフル室（４）の内壁と第１のタービン段のター
ビン円板（１０）との間に周囲シール（１１）を設け、
該周囲シールを、タービン円板（１０）により形成され
るそらせ壁（５）の内周部に配設した請求項３乃至７の
いずれかに記載のガス・タービン駆動装置。９、タービ
ン円板（１０）の縁部領域に、冷却通路（１３）を備え
た空冷タービン羽根（１２）を取付け、該冷却通路を、
タービン円板により形成されたそらせ板（５）に設けら
れている開口（１４）を介し、直接、斜流ディフューザ
（２）の出口（９）と接続した請求項１乃至８のいずれ
かに記載のガス・タービン駆動装置。 １０、タービン軸（１６）の軸受室（１５）を斜流ディ
フューザの内部に半径方向に配設した請求項１乃至９の
いずれかに記載のガス・タービン駆動装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3919097 | 1989-06-10 | ||
| DE3919097.8 | 1989-06-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03164529A true JPH03164529A (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=6382561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150099A Pending JPH03164529A (ja) | 1989-06-10 | 1990-06-11 | 斜流圧縮機を備えたガス・タービン駆動装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5094069A (ja) |
| EP (1) | EP0402693B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03164529A (ja) |
| CA (1) | CA2018576A1 (ja) |
| DE (1) | DE59010207D1 (ja) |
| ES (1) | ES2085298T3 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5279126A (en) * | 1992-12-18 | 1994-01-18 | United Technologies Corporation | Diffuser-combustor |
| DE4419338A1 (de) * | 1994-06-03 | 1995-12-07 | Abb Research Ltd | Gasturbine und Verfahren zu ihrem Betrieb |
| US6363706B1 (en) | 1998-12-24 | 2002-04-02 | Alliedsignal | Apparatus and method to increase turbine power |
| US7080515B2 (en) * | 2002-12-23 | 2006-07-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine can annular combustor |
| US7010921B2 (en) * | 2004-06-01 | 2006-03-14 | General Electric Company | Method and apparatus for cooling combustor liner and transition piece of a gas turbine |
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| EP1892378A1 (de) * | 2006-08-22 | 2008-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbine |
| FR2927950B1 (fr) * | 2008-02-27 | 2011-12-23 | Snecma | Ensemble diffuseur-redresseur pour une turbomachine |
| DE102011108887A1 (de) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Gasturbinenzentripetalringbrennkammer sowie Verfahren zur Strömungsführung |
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| US10465907B2 (en) | 2015-09-09 | 2019-11-05 | General Electric Company | System and method having annular flow path architecture |
| US10598380B2 (en) | 2017-09-21 | 2020-03-24 | General Electric Company | Canted combustor for gas turbine engine |
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