JPH0467568B2 - - Google Patents
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- JPH0467568B2 JPH0467568B2 JP14074884A JP14074884A JPH0467568B2 JP H0467568 B2 JPH0467568 B2 JP H0467568B2 JP 14074884 A JP14074884 A JP 14074884A JP 14074884 A JP14074884 A JP 14074884A JP H0467568 B2 JPH0467568 B2 JP H0467568B2
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
この発明はガスタービン機関に使うタービン冷
却空気装置に関する。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION This invention relates to a turbine cooling air system for use in a gas turbine engine.
従来技術
ガスタービン機関の効率をよくする為にタービ
ンの入口温度が高くなるにつれて、こういう部品
の温度を、こういう部品を作るのに使われる材料
が耐え得るレベルに制限する為に、タービンの羽
根及び静翼に冷却空気を供給することが必要にな
つた。機関が航空機の動力に使われる時の離陸の
様に、動作温度が更に高い状態では、必要な冷却
空気の量が比較的大きい。これと対照的に、アイ
ドリングの様に温度がこれより低い動作状態で
は、タービンの部品に必要な冷却空気は、あると
しても比較的少ない。この様に非常に違う運転状
態があるにもかゝわらず、簡単さ並びに安全性の
理由で、タービン部品に対する冷却空気の流量を
変調するのが望ましいとは一般的には考えられて
いなかつた。その結果、機関は最高温度の状態で
必要な量の冷却空気流を供給する様に設計しなけ
ればならないから、他の運転状態の間は過剰な量
の冷却空気が供給され、こういう運転期間の間、
機関の効率を下げる傾向がある。こういう状態で
の過剰の流量はむだであり、性能不良になり、
各々の特定の運転状態で必要な最少量にこの流量
を減少した場合よりも、燃料の消費量が一層多く
なる。BACKGROUND OF THE INVENTION As turbine inlet temperatures increase to improve the efficiency of gas turbine engines, turbine blades and It became necessary to supply cooling air to the stator blades. At higher operating temperatures, such as during takeoff when the engine is used to power the aircraft, the amount of cooling air required is relatively large. In contrast, at lower temperature operating conditions, such as idling, relatively little, if any, cooling air is required for the turbine components. Despite these very different operating conditions, it has not generally been considered desirable to modulate the flow of cooling air to turbine components for reasons of simplicity and safety. . As a result, since the engine must be designed to provide the required amount of cooling air flow during the hottest conditions, an excess amount of cooling air may be provided during other operating conditions and during these periods of operation. while,
It tends to reduce the efficiency of the institution. Excessive flow under these conditions is wasteful and results in poor performance.
More fuel is consumed than if this flow rate were reduced to the minimum amount required for each particular operating condition.
この効率の問題に応えて、タービンの冷却流を
制御又は変調して、要らざる性能損失をなくすい
ろいろな考えが提案され、検討されて来た。一般
的にその装置は、源から吸込み部までの一連の流
れの区域内の何処かに配置された流量変調弁又は
装置で構成されている。多くの装置は実質的に機
関の内部に配置された多数の可動部品を用いてい
て、非常に複雑であり、その為、検査、調節又は
修理の為の接近が比較的簡単ではなかつた。こう
いう複雑な装置の多くは、特に部品の潤滑又は手
入れが出来なかつたり、或いは困難である様な高
温で接近しにくい区域内で動作しなければならな
い場合が多いので、膠着又はジヤミングの様な信
頼性の問題もある。 In response to this efficiency problem, various ideas have been proposed and explored for controlling or modulating the turbine cooling flow to eliminate unnecessary performance losses. Typically, the device consists of a flow modulating valve or device located somewhere within the flow chain from source to suction. Many devices are very complex, employing a large number of moving parts located essentially within the engine, and are therefore relatively inaccessible for inspection, adjustment, or repair. Many of these complex devices often have to operate in hot, hard-to-access areas where it may be difficult or impossible to lubricate or maintain parts, especially if they are susceptible to unreliable conditions such as sticking or jamming. There are also gender issues.
従つて、この発明の目的は、ガスタービン機関
に対する改良された変調式冷却装置を提供するこ
とである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved modulated cooling system for a gas turbine engine.
この発明の別の目的は、ガスタービン機関に対
する冷却装置として、接近及び手入れが容易な外
部の作動装置を持つ変調装置を含む改良された冷
却装置を提供することである。 Another object of the invention is to provide an improved cooling system for a gas turbine engine that includes a modulator having an external actuator that is easy to access and service.
この発明の別の目的は、ガスタービン機関に対
する冷却装置として、過度の圧力損失を避ける様
な構造的に複雑でない形を用いた冷却流変調方式
の改良された冷却装置を提供することである。 Another object of the invention is to provide an improved cooling flow modulation cooling system for a gas turbine engine using a structurally uncomplicated form that avoids excessive pressure losses.
この発明の上記並びにその他の目的及び特徴
は、以下の説明から容易に明らかになろう。 The above and other objects and features of the present invention will become readily apparent from the following description.
発明の概要
この発明の1実施態様では、冷却空気流変調装
置が機関の回転タービン部分に対する高圧冷却空
気を集めてその源とする円周方向のマニホルドを
有する。タービン部分に対する冷却空気流の変調
は、円周方向のマニホルドに流れ込む圧縮機吐出
空気の源を変調することによつて行われる。圧縮
機吐出空気は、圧縮機部分を出て行く圧縮空気が
それらの通路に連続的に流れ込むことが出来る様
に、その入口ポートを圧縮空気の吐出口に接近し
て配置された1つ又は更に多くの局部的な通路に
物理的に差し向けられる。これらの通路は、比較
的低温の圧縮機吐出空気を半径方向内向きに、そ
の後軸方向下流側に差し向けて、マニホルドの場
所に送る様に構成されている。1つ又は更に多く
の通路の入口ポートの近くに弁手段を設けて、こ
れらの通路を通る冷却空気の流量を変調する。こ
の変調によつて、マニホルドに対する空気の供給
が制御される。弁手段を機関の運転状態に応じて
作動し、機関の変化する運転状態の間、機関のタ
ービン羽根に対して適切な量の冷却空気流を供給
する。SUMMARY OF THE INVENTION In one embodiment of the invention, a cooling airflow modulator includes a circumferential manifold that collects and sources high pressure cooling air for a rotating turbine portion of an engine. Modulation of the cooling airflow to the turbine section is accomplished by modulating the source of compressor discharge air flowing into the circumferential manifold. The compressor discharge air has one or more inlet ports located close to the compressed air outlet so that the compressed air exiting the compressor section can flow continuously into those passages. Physically directed into many local passageways. These passages are configured to direct relatively cool compressor discharge air radially inward and then axially downstream to the manifold location. Valve means are provided near the inlet ports of the one or more passageways to modulate the flow rate of cooling air through those passageways. This modulation controls the supply of air to the manifold. The valve means is actuated in response to engine operating conditions to provide an appropriate amount of cooling air flow to the engine turbine blades during changing engine operating conditions.
この発明の要旨は特許請求の範囲に明確に且つ
具体的に記載してあるが、この発明は以下図面に
ついて説明する所から明確に理解されると思われ
る。 Although the gist of this invention is clearly and specifically described in the claims, it is believed that this invention will be clearly understood from the following description of the drawings.
実施例の記載
第1図について説明すると、ガスタービン機関
の一部分10が、流れに対して直列に配置された
圧縮機12、燃焼器14、高圧タービン16及び
低圧タービン18を持つている。普通の運転で
は、入口の空気を圧縮機12で加圧した後、この
空気が全体的に燃焼器14の領域へ通過する。こ
の圧縮空気の大部分が燃焼器14に入り、そこで
燃料と混合され、点火されて、高温で高圧のガス
を形成し、このガスが高圧タービン16に流れ込
んで、個々のタービン羽根20を回転させ、こう
して軸22を介して圧縮機12に機械的な動力を
伝達する手段となる。高圧タービンがこのガスを
下流側の流路24から低圧タービン18に吐出
し、そこで再びガスがタービン羽根を回転させ
て、フアン、出力軸等(図に示してない)に機械
的な動力を伝達する手段となる。低圧タービン1
8から吐出されたガスは、この後排気ダクト又は
ノズル(図に示してない)を介してガスタービン
機関10から出て行く。DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a gas turbine engine portion 10 has a compressor 12, a combustor 14, a high pressure turbine 16, and a low pressure turbine 18 arranged in flow series. In normal operation, after compressor 12 pressurizes the inlet air, the air passes entirely to the combustor 14 region. A large portion of this compressed air enters the combustor 14 where it is mixed with fuel and ignited to form a hot, high pressure gas that flows into the high pressure turbine 16 to rotate the individual turbine blades 20. , thus providing a means for transmitting mechanical power to the compressor 12 via the shaft 22. The high-pressure turbine discharges this gas through the downstream flow path 24 to the low-pressure turbine 18, where the gas again rotates the turbine blades and transmits mechanical power to the fan, output shaft, etc. (not shown). It becomes a means to do so. low pressure turbine 1
The gas discharged from 8 then leaves the gas turbine engine 10 via an exhaust duct or nozzle (not shown).
全体的に燃焼器14の領域に入る圧縮機吐出空
気の一部分は、タービン機関10の高温部分を冷
却する為に循環させられる。燃焼器14を取り囲
む空気の幾分かが燃焼器の壁に入つて、対流並び
に/又は境膜冷却過程により、燃焼器の内面を冷
却する。この空気の別の部分が第1段タービン翼
26に入る様に差し向けられ、こうして衝突及び
拡散過程によつて冷却作用を行う。圧縮機吐出空
気の更に別の部分が第1図に矢印で示す通路に沿
つて送られ、高圧タービン16のタービン羽根2
0を冷却する。 A portion of the compressor discharge air that generally enters the region of the combustor 14 is circulated to cool the hot portions of the turbine engine 10. Some of the air surrounding the combustor 14 enters the combustor walls and cools the interior surfaces of the combustor through convection and/or film cooling processes. Another portion of this air is directed into the first stage turbine blades 26, thus providing cooling through impingement and diffusion processes. A further portion of the compressor discharge air is routed along the path indicated by the arrows in FIG.
Cool down 0.
大動力の運転様式の間、高温動作状態が支配的
になり、タービンの高温部分を冷却する為に相当
量の冷却空気が必要であることを承知されたい。
然し、冷却空気の量がそれ程必要でない機関の他
の運転様式がある。更に冷却空気を全く必要とし
ない機関の或る運転様式さえある。この発明の意
図する所並びに目的とする所は、機関を冷却する
必要に対処すると同時に、機関効率を高める為
に、可能な時には、何時でも冷却空気の使い方を
経済的にする様に、冷却空気流を変調することで
ある。 It should be appreciated that during high power operating regimes, high temperature operating conditions prevail and a significant amount of cooling air is required to cool the hot portions of the turbine.
However, there are other modes of engine operation that require less cooling air. Furthermore, there are even certain modes of engine operation that do not require cooling air at all. It is an intent and object of the present invention to provide cooling air in a manner that addresses the need for cooling the engine and at the same time makes the use of cooling air economical whenever possible to increase engine efficiency. It is to modulate the flow.
第2図には、ガスタービン機関の一部分の中に
設けられるこの発明の1実施例の冷却空気流変調
装置30が示されている。図示の装置は、遠心形
圧縮機を利用する機関に組込まれていて、その出
口32が燃焼器14の半径方向外側に配置されて
いる。圧縮機が高圧圧縮機吐出空気を燃焼器を取
巻く領域34に供給する。前に述べた様に、この
圧縮機吐出空気の大部分は燃焼器14に送り込ま
れ、燃焼器の内部で起る燃焼過程を助ける。 FIG. 2 shows one embodiment of a cooling airflow modulator 30 of the present invention installed within a portion of a gas turbine engine. The illustrated device is incorporated into an engine that utilizes a centrifugal compressor, the outlet 32 of which is located radially outside of the combustor 14. A compressor provides high pressure compressor discharge air to a region 34 surrounding the combustor. As previously mentioned, a large portion of this compressor discharge air is directed to the combustor 14 to assist in the combustion process occurring within the combustor.
変調装置30に対する1つ又は更に多くの入口
ポート36が、圧縮機吐出空気に入つている砂又
はごみの粒子が装置の入口ポート36に直接的に
入らない様にする為に、燃焼器14の半径方向外
側で圧縮機の出口32の上流側に配置されてい
る。この装置に入る冷却空気は、極めて小さい冷
却空気通路を持つタービン羽根を冷却する為に利
用するものであるから、ごみの粒子が入り込まな
い様にすることは非常に重量である。この装置内
にごみが入り込むと、このごみがこういう冷却空
気通路を塞ぐ傾向を持ち、その為に冷却過程が妨
げられて、タービンの高温部品の損傷を招く惧れ
がある。 One or more inlet ports 36 to the modulator 30 are connected to the combustor 14 to prevent sand or dirt particles present in the compressor discharge air from directly entering the inlet ports 36 of the device. It is arranged radially outward and upstream of the outlet 32 of the compressor. Since the cooling air entering this system is used to cool the turbine blades, which have very small cooling air passages, it is very important to keep them free of dirt particles. If dirt enters the system, it will tend to block these cooling air passages, thereby interfering with the cooling process and potentially damaging the hot components of the turbine.
入口ポート36が圧縮機吐出空気を冷却装置の
対応するダクト38に送り込む。一般的にダクト
の寸法と機関の設計条件とに応じて、機関には任
意の数の入口ポート36並びにそれに対応するダ
クト38を設けることが出来ることは言うまでも
ない。各々のダクト38が圧縮機吐出空気を燃焼
器14より上流側の位置で半径方向内向きに送り
込み、その後機関内部で、全体的に高圧タービン
16の領域に向つて軸方向下流側に差し向ける。 An inlet port 36 directs compressor discharge air into a corresponding duct 38 of the cooling system. It goes without saying that the engine can be provided with any number of inlet ports 36 and corresponding ducts 38, generally depending on the dimensions of the ducts and the design requirements of the engine. Each duct 38 channels compressor discharge air radially inwardly at a location upstream from the combustor 14 and then directed axially downstream within the engine generally toward the region of the high pressure turbine 16 .
タービン部分に入る前に、冷却空気が360゜の円
周方向マニホルド40で集められる。このマニホ
ルドはタービン部分の内部冷却を行う為の高圧冷
却空気の源として作用する。この源から、冷却空
気の流れが接線流加速器42を介して回転するタ
ービン回転子43の方向に送られる。冷却空気が
入口孔44を通つて、回転子冷却板室46に入
る。空気は室46から半径方向外向きに、タービ
ン羽根20の内部に分配される。空気流がタービ
ン羽根20を冷却し、タービン羽根の冷却孔から
タービン流路24に出て行く。 Before entering the turbine section, cooling air is collected in a 360° circumferential manifold 40. This manifold serves as a source of high pressure cooling air to provide internal cooling of the turbine section. From this source, a flow of cooling air is directed through a tangential flow accelerator 42 towards a rotating turbine rotor 43 . Cooling air enters rotor cold plate chamber 46 through inlet hole 44 . Air is distributed radially outwardly from chamber 46 into the interior of turbine blade 20 . The airflow cools the turbine blades 20 and exits into the turbine flow path 24 through cooling holes in the turbine blades.
加速器42が、タービン回転子の冷却流入孔4
4の速度に大体釣合う様な速度レベルまで、接線
方向の流れの加速を行つて、タービン回転子に対
して冷却板室46内の静圧を高め、こうしてター
ビン羽根の内部圧力を高める。冷却流が逆になつ
て、逆流と呼ばれる羽根内部への高温排ガスの吸
込みを防止する為に、羽根20内には十分な圧力
レベルが必要である。 The accelerator 42 is connected to the cooling inlet hole 4 of the turbine rotor.
The acceleration of the tangential flow to a speed level approximately commensurate with the speed of 4 increases the static pressure in the cold plate chamber 46 relative to the turbine rotor, thus increasing the internal pressure of the turbine blades. Sufficient pressure levels are required within the vanes 20 to prevent the cooling flow from reversing and drawing hot exhaust gases into the interior of the vanes, referred to as backflow.
第2図には2つの円周方向のマニホルド40が
示されていることが認められよう。予定数の多重
空気ダクト38が1個のマニホルド40に空気を
供給し、こういう予定の空気ダクトには、入口ポ
ート36の直ぐ下流側に弁手段48を設けてあ
る。弁手段48を設けたのは、こういう予定の空
気ダクト38を通る空気流を変調して、1つのマ
ニホルド40、従つて1つの加速器42に対する
冷却空気流を変調する為である。この構成の利点
は後で説明する。 It will be appreciated that two circumferential manifolds 40 are shown in FIG. A predetermined number of multiple air ducts 38 supply air to a single manifold 40, and these predetermined air ducts are provided with valve means 48 immediately downstream of the inlet port 36. Valve means 48 are provided to modulate the airflow through these intended air ducts 38 to modulate the cooling airflow to one manifold 40 and therefore one accelerator 42. The advantages of this configuration will be explained later.
いろいろな形式の弁のどれでも、弁手段48を
構成するのに用いることが出来る。考えられる装
置の例としては、プラグ形の弁、ちよう形弁又は
第2図に示すフラツプ弁(flapper valve)があ
る。 Any of a variety of types of valves may be used to construct valve means 48. Examples of possible devices are plug-type valves, bow-type valves or flapper valves as shown in FIG.
図示のフラツプ弁は旋回フラツプ50で構成さ
れ、このフラツプはダクト38の壁に当てゝ、ダ
クトを開いた状態にしておくことが出来る。フラ
ツプ弁を閉じるには、作動アーム52を伸ばし、
こうしてフラツプを破線で示した位置へ旋回させ
て、空気ダクト38を閉じる。 The illustrated flap valve consists of a pivoting flap 50 which rests on the wall of the duct 38 and can keep the duct open. To close the flap valve, extend the actuation arm 52 and
The flap is then pivoted into the position shown in phantom to close the air duct 38.
作動アーム52の伸出し及び後退は外部作動装
置54によつて行われる。この作動装置は機械
形、電気形、空気圧形、流体圧形又はその他のい
ろいろな種類のどの作動装置であつてもよい。ど
ういう形式の作動装置を使うかは特に重要ではな
いが、装置54が機関の表皮部56の外部に配置
されていると、非常に楽である。そうすると、例
えば作動装置の手入れをする為に、作動装置54
への接近が容易になる。作動装置を外部に配置す
ると、作動装置が機関の燃焼器領域34内の高温
にさらされることも防止される。機関の異なる運
転様式の間、作動装置を正しく作動する為に、ど
んな制御手段にしても、必要な制御手段を作動装
置54まで伸ばすのが比較的簡単である。 Extension and retraction of the actuation arm 52 is effected by an external actuation device 54. The actuating device may be mechanical, electrical, pneumatic, hydraulic, or any other type of actuating device. The type of actuating device used is not critical, but it is most convenient if the device 54 is located outside the skin 56 of the engine. The actuating device 54 can then be used, for example in order to service the actuating device.
becomes easier to access. Locating the actuator externally also prevents the actuator from being exposed to high temperatures within the combustor region 34 of the engine. It is relatively simple to extend the necessary control means to the actuator 54, whatever the control means, in order to operate the actuator correctly during different operating modes of the engine.
前に述べた様に、第2図に示した実施例の冷却
空気流変調装置は、互いに隣接して上下に並べて
設けられた2つの360゜のマニホルド40を持つて
いる。図示の実施例では、この2つのマニホルド
の各々が1つ又は更に多くの対応する空気ダクト
38に直結になつている。この形の構成により、
或る予定の空気ダクト38が弁手段48によつて
閉じられた時、残りの空気ダクトは変調されない
マニホルド40に対して開いたまゝになるという
固有の利点が得られる。開いている空気ダクト3
8に接続された変調されていないマニホルドは、
弁を閉じたことによつて起り得る圧力損失がある
としても、その影響を比較的受けないまゝでい
る。 As previously mentioned, the embodiment of the cooling airflow modulator shown in FIG. 2 has two 360 DEG manifolds 40 mounted one above the other adjacent to each other. In the illustrated embodiment, each of the two manifolds is connected directly to one or more corresponding air ducts 38. With this configuration,
An inherent advantage is obtained that when a certain air duct 38 is closed by the valve means 48, the remaining air ducts remain open to the unmodulated manifold 40. open air duct 3
The unmodulated manifold connected to 8 is
It remains relatively unaffected by any pressure loss that may occur due to closing the valve.
個々のダクトとマニホルドの組合せをこの様な
構成にすることにより、開いている空気ダクトと
マニホルドの組合せに対して正常の一杯の圧力レ
ベルが保たれ、その結果変調されていない接線流
加速器の前後に一杯の圧力比が得られ且つ流れの
加速が最大限に行われると共に、冷却空気室46
及びタービン羽根20内の圧力が一層高くなる。
前に述べた様に、羽根20に逆流の余裕を保つ為
に、一層高い圧力が必要である。この逆流の余裕
により、タービンの運転中、タービン部分の高温
ガスが羽根20の中に流れ込むことが防止され
る。 By configuring the individual duct and manifold combinations in this way, a normal full pressure level is maintained for the open air duct and manifold combination, resulting in an unmodulated tangential flow across the accelerator. A full pressure ratio is obtained and flow acceleration is maximized, and the cooling air chamber 46 is
And the pressure within the turbine blade 20 becomes even higher.
As previously mentioned, higher pressures are required to maintain backflow margin in the vanes 20. This backflow allowance prevents hot gases from the turbine section from flowing into the blades 20 during operation of the turbine.
全てのマニホルドと加速器の組合せに対する流
れを変調すれば、加速器の前後の圧力比、加速器
を出て行く空気の接線方向の速度、そして最後に
は羽根20内の空気圧力が低下する。 Modulating the flow for all manifold and accelerator combinations reduces the pressure ratio across the accelerator, the tangential velocity of the air leaving the accelerator, and finally the air pressure within the vanes 20.
この為、2つの加速器42、マニホルド40及
びダクト38を使い、1つのダクト、マニホルド
及び加速器の組合せだけを変調することにより、
変調されていない加速器の前後の圧力比が一杯に
保たれ、羽根の圧力損失が避けられる。この為、
十分な逆流の余裕を保ちながら、冷却空気流を一
層大幅に減少することが出来る。マニホルド40
の総数並びに変調されない加速器42に対応する
マニホルドの数を変えることが出来ることは云う
までもない。 Therefore, by using two accelerators 42, manifolds 40 and ducts 38 and modulating only one duct, manifold and accelerator combination,
The pressure ratio across the unmodulated accelerator is kept full and vane pressure losses are avoided. For this reason,
The cooling airflow can be reduced even more significantly while still maintaining sufficient backflow margin. manifold 40
It goes without saying that the total number of manifolds, as well as the number of manifolds corresponding to unmodulated accelerators 42, can be varied.
図示の様に、圧縮機の出口32の上流側にダク
トの入口の場所を選択したことにより、燃焼器吐
出空気に巻込まれた粒子の運動量によつて、こう
いう粒子はダクトの入口36を側路する様な軌跡
をたどるから、比較的きれいな冷却空気を取り入
れることが出来ることが理解されよう。ダクトの
入口36が機関の外側表皮部に接近していること
により、作動装置54及び全ての可動部品を外部
に取付けることが出来、こうして信頼性、簡単さ
並びに保守のし易さが改善される。 As shown, by choosing the location of the duct inlet upstream of the compressor outlet 32, the momentum of particles entrained in the combustor discharge air causes such particles to bypass the duct inlet 36. It will be understood that relatively clean cooling air can be taken in because it follows a trajectory like this. The proximity of the duct inlet 36 to the outer skin of the engine allows the actuator 54 and all moving parts to be mounted externally, thus improving reliability, simplicity and ease of maintenance. .
第3図には別の実施例の冷却空気流変調装置3
0が示されている。この場合も、機関は遠心形圧
縮機を利用して、燃焼器14を取巻く領域34に
圧縮機吐出空気を吐出する。 FIG. 3 shows another embodiment of the cooling air flow modulator 3.
0 is shown. Again, the engine utilizes a centrifugal compressor to deliver compressor discharge air to a region 34 surrounding the combustor 14.
圧縮吐出空気が入口ポート36を介して空気ダ
クト38に入る。この入口ポート36の空気流が
突出するプラグ弁58によつて制御される。この
弁は、いろいろな形式のどの作動装置54によつ
ても作動することが出来る。 Compressed discharge air enters air duct 38 via inlet port 36. Air flow in this inlet port 36 is controlled by a projecting plug valve 58. This valve can be actuated by any of a variety of types of actuating device 54.
この場合も、冷却空気が空気ダクト38によつ
て半径方向内向きに送られ、その後、全体的にタ
ービン部分の領域に向つて軸方向下流側に送られ
る。第3図に示す実施例では、冷却空気が1個の
360゜の円周方向のマニホルド40に入り、そこで
空気を集めてから、接線方向加速器42を介して
回転するタービン部分に送り込まれる。 Again, cooling air is directed radially inwardly by the air ducts 38 and then axially downstream generally towards the region of the turbine section. In the embodiment shown in FIG.
The air enters a 360° circumferential manifold 40 where it is collected before being pumped through a tangential accelerator 42 to a rotating turbine section.
この発明を好ましい実施例及び変形の実施例に
ついて具体的に説明したが、この発明の考えはこ
の他の実施形式に改造することも容易であり、当
業者であればこの発明の範囲内でその構造を変え
ることが出来よう。例えば、回転する高圧タービ
ン部品に冷却空気の流れを差し向ける場合につい
てこの発明を説明したが、この発明はガスタービ
ン機関の他の回転区域又は静止区域の冷却にも用
いることが出来る。この他の変更にも当業者には
容易に膏えられよう。こういう変更は特許請求の
範囲によつて限定されたこの発明の範囲内に含ま
れることを承知されたい。 Although this invention has been specifically described with reference to preferred embodiments and modified embodiments, the idea of this invention can easily be modified to other embodiments, and those skilled in the art will be able to do so within the scope of this invention. We can change the structure. For example, although the invention has been described in connection with directing a flow of cooling air to rotating high pressure turbine components, the invention may be used to cool other rotating or stationary sections of a gas turbine engine. Other modifications will be readily apparent to those skilled in the art. It is to be understood that such modifications are included within the scope of the invention as defined by the claims.
第1図は典型的なタービン冷却空気装置を用い
たガスタービン機関の一部分の簡略断面図、第2
図はこの発明の実施例を用いたガスタービン機関
の一部分の簡略断面図、第3図はこの発明の別の
実施例を用いたガスタービン機関の一部分の簡略
断面図である。
主な符号の説明、12:圧縮機、14:燃焼
器、16:高圧タービン、32:出口、36:入
口ポート、38:ダクト、40:マニホルド、4
2:接線流加速器、48:弁手段、52:作動ア
ーム、54:作動装置。
FIG. 1 is a simplified cross-sectional view of a portion of a gas turbine engine using a typical turbine cooling air system;
FIG. 3 is a simplified sectional view of a portion of a gas turbine engine using an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a simplified sectional view of a portion of a gas turbine engine using another embodiment of the invention. Explanation of main symbols, 12: Compressor, 14: Combustor, 16: High pressure turbine, 32: Outlet, 36: Inlet port, 38: Duct, 40: Manifold, 4
2: tangential flow accelerator, 48: valve means, 52: actuation arm, 54: actuation device.
Claims (1)
関のケーシング内に同軸に配置されていて、前記
圧縮機は前記燃焼器より前側に配置されており、
前記タービン部分が前記燃焼器より後方に配置さ
れており、前記圧縮機が前記タービン部分を冷却
する為の圧縮機吐出空気を供給する様に作用する
ガスタービン機関で、前記タービン部分に対する
冷却空気を変調する装置に於て、前記燃焼器に対
して半径方向外側に配置されていて後向きの前記
圧縮機の出口と、第1及び第2の端を持つてい
て、前記第1の端が前記燃焼器の半径方向外側に
配置されると共に前記第2の端が前記燃焼器の半
径方向内側に配置されており、更に前記第1の端
で前記圧縮機の出口より前側に配置された入口ポ
ートを持つダクトと該ダクトの前記第2の端と流
れが連通していて、該ダクトから吐出された冷却
空気を集めて前記タービン部分を冷却する為の冷
却空気の源とするマニホルドと、該マニホルドと
流れが連通する様に配置されていて、前記冷却空
気を前記タービン部分に差し向ける様に作用する
接線流加速器と、前記ダクト内の冷却空気の流れ
を変調する様に作用する弁手段とを有し、該弁手
段は、前記ケーシングの半径方向外側に配置され
た作動装置、該作動装置から前記ケーシングを通
り抜ける作動アーム、及び前記ダクトを通る空気
流を変調する為に前記ダクト内で位置ぎめが可能
であつて、前記作動アームに作動的に接続された
弁を含んでいる装置。 2 特許請求の範囲1に記載した装置に於て、前
記弁が前記入口ポート内で位置ぎめ可能なプラグ
弁で構成される装置。 3 特許請求の範囲1に記載した装置に於て、前
記弁が位置ぎめ可能なフラツプ弁で構成される装
置。 4 特許請求の範囲1に記載した装置に於て、前
記タービン部分が複数個のタービン羽根、及び該
タービン羽根に分配する為に冷却空気を受取る様
に作用する室を持つており、前記ダクトが第1及
び第2の平行流ダクトで構成され、前記マニホル
ドが第1及び第2の平行流円周方向マニホルドで
構成され、前記接線流加速器が前記タービン部分
の前記室と流れが連通する様に配置された第1及
び第2の平行流円周方向接線流加速器で構成さ
れ、前記弁手段が前記第1のダクト、第1のマニ
ホルド及び第1の接線流加速器に対する空気流だ
けを変調する様に作用し、前記第2のダクト、第
2のマニホルド及び第2の接線流加速器は、前記
圧縮機からタービン部分まで流れを制限しない流
路となる様に作用する装置。[Scope of Claims] 1. A centrifugal compressor, a combustor, and a turbine portion are disposed coaxially within a casing of an engine, and the compressor is disposed in front of the combustor,
A gas turbine engine in which the turbine section is disposed aft of the combustor, and the compressor acts to supply compressor discharge air for cooling the turbine section, the gas turbine engine providing cooling air to the turbine section. a modulating apparatus having an outlet of the compressor disposed radially outwardly relative to the combustor and facing rearward; and first and second ends, the first end being the outlet of the combustor. the second end is located radially inward of the combustor, and the first end further includes an inlet port located forward of the outlet of the compressor. a manifold in flow communication with a duct having a duct and the second end of the duct, the manifold collecting cooling air discharged from the duct as a source of cooling air for cooling the turbine section; a tangential flow accelerator disposed in flow communication and operative to direct said cooling air to said turbine section; and valving means operative to modulate the flow of cooling air within said duct. and the valve means includes an actuator disposed radially outwardly of the casing, an actuator arm extending from the actuator through the casing, and a valve means positioned within the duct for modulating airflow through the duct. and including a valve operatively connected to said actuation arm. 2. The apparatus of claim 1, wherein said valve comprises a plug valve positionable within said inlet port. 3. The device according to claim 1, wherein the valve is a positionable flap valve. 4. The apparatus of claim 1, wherein the turbine section has a plurality of turbine blades and a chamber operative to receive cooling air for distribution to the turbine blades, and the duct comprises first and second parallel flow ducts, the manifolds comprising first and second parallel flow circumferential manifolds, the tangential flow accelerator being in flow communication with the chamber of the turbine section; first and second parallel flow circumferential tangential flow accelerators arranged such that said valve means modulates only the airflow to said first duct, first manifold and first tangential flow accelerator; wherein the second duct, second manifold and second tangential flow accelerator act to provide an unrestricted flow path from the compressor to the turbine section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14074884A JPS6125922A (en) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Method and apparatus for modulating cooling air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14074884A JPS6125922A (en) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Method and apparatus for modulating cooling air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6125922A JPS6125922A (en) | 1986-02-05 |
JPH0467568B2 true JPH0467568B2 (en) | 1992-10-28 |
Family
ID=15275813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14074884A Granted JPS6125922A (en) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Method and apparatus for modulating cooling air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6125922A (en) |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP14074884A patent/JPS6125922A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6125922A (en) | 1986-02-05 |
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