JPH0476020B2 - - Google Patents
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- JPH0476020B2 JPH0476020B2 JP61091147A JP9114786A JPH0476020B2 JP H0476020 B2 JPH0476020 B2 JP H0476020B2 JP 61091147 A JP61091147 A JP 61091147A JP 9114786 A JP9114786 A JP 9114786A JP H0476020 B2 JPH0476020 B2 JP H0476020B2
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- compressor
- cooling air
- turbine
- valve
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Links
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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
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、下流側に圧縮機を備え、且つ案内羽
根又は圧縮機から大気中に又はタービンの二次ダ
クト中に圧縮空気を放出するための放出弁の位置
を機械的に調節する手段を備え、前記圧縮機の下
流側には高圧タービンがあり、前記圧縮機は案内
羽根の角度的位置の調整又は前記放出弁の調節に
より制御されるガスタービンに関する。
根又は圧縮機から大気中に又はタービンの二次ダ
クト中に圧縮空気を放出するための放出弁の位置
を機械的に調節する手段を備え、前記圧縮機の下
流側には高圧タービンがあり、前記圧縮機は案内
羽根の角度的位置の調整又は前記放出弁の調節に
より制御されるガスタービンに関する。
高級な循環過程を有するガスタービンは圧縮機
圧力比が高いこと、タービン入口温度が高いこ
と、内部損失が低いこと、漏れ損失が低いこと、
及びガスタービンの構造を経て送られる内部熱量
が低いことを特徴とする。圧縮機圧力比が機械の
比燃費を先ず決定するのに対して、タービン入口
温度は比出力に対して影響を及ぼす数量であり、
またガスタービン及びその設備（例えば吸気管路
及び排気管路）の重量及び外側寸法に対して影響
を及ぼす数量である。
圧力比が高いこと、タービン入口温度が高いこ
と、内部損失が低いこと、漏れ損失が低いこと、
及びガスタービンの構造を経て送られる内部熱量
が低いことを特徴とする。圧縮機圧力比が機械の
比燃費を先ず決定するのに対して、タービン入口
温度は比出力に対して影響を及ぼす数量であり、
またガスタービン及びその設備（例えば吸気管路
及び排気管路）の重量及び外側寸法に対して影響
を及ぼす数量である。
タービン入口温度が一定限界値を越えるときに
は、一定の構造群の冷却が必要である。この限界
値は今日利用できる多結晶凝固ニツケルベース合
金の場合約1300〓にあり、近い将来に経済的に適
当な価格で利用できるようになる単結晶の凝固さ
れた或いは酸化分散硬化された合金系の場合1380
〜1400〓にある。ガスタービンの構成部分の冷却
はほとんど空気によつて行われ、空気はたいてい
圧縮機のあとで循環過程から取り去られ、タービ
ンの動作を行うためにタービン中でほとんど失わ
れる。それであるから空気は機械の出力データに
ネガテイブに影響する。例えば通過量が約3.6
Kg／ｓであり、圧縮機圧力比は約13であり、また
タービン入口温度は約1500〓である100KW−級
の最近のガスタービンの場合、１％の冷却空気を
節約することは0.9％の比燃費が改良し、同時に
1.9％の比出力を増大させることを意味する。上
記出力級のガスタービンの代表的な冷却空気消費
量は一段高圧タービンの場合約1.5〜２％であり、
二段高圧タービンの場合総送り量の約３〜５％で
ある。出力損失及び消費損失は出力と温度を対応
させたことにより、高圧タービン羽根は冷却をも
はや必要としないので、出力及び消費の損失は総
ての部分負荷点において同様に許容される。
は、一定の構造群の冷却が必要である。この限界
値は今日利用できる多結晶凝固ニツケルベース合
金の場合約1300〓にあり、近い将来に経済的に適
当な価格で利用できるようになる単結晶の凝固さ
れた或いは酸化分散硬化された合金系の場合1380
〜1400〓にある。ガスタービンの構成部分の冷却
はほとんど空気によつて行われ、空気はたいてい
圧縮機のあとで循環過程から取り去られ、タービ
ンの動作を行うためにタービン中でほとんど失わ
れる。それであるから空気は機械の出力データに
ネガテイブに影響する。例えば通過量が約3.6
Kg／ｓであり、圧縮機圧力比は約13であり、また
タービン入口温度は約1500〓である100KW−級
の最近のガスタービンの場合、１％の冷却空気を
節約することは0.9％の比燃費が改良し、同時に
1.9％の比出力を増大させることを意味する。上
記出力級のガスタービンの代表的な冷却空気消費
量は一段高圧タービンの場合約1.5〜２％であり、
二段高圧タービンの場合総送り量の約３〜５％で
ある。出力損失及び消費損失は出力と温度を対応
させたことにより、高圧タービン羽根は冷却をも
はや必要としないので、出力及び消費の損失は総
ての部分負荷点において同様に許容される。
上記の従来のガスタービンは比較的大きな消費
量で冷却空気供給量の調節のための装置に結合さ
れる。更に、その場合全駆動領域を通して比較的
大きな冷却空気量が循環過程から取り去られる。
または冷却空気用制御弁の機能が全くのオン−オ
フ機能に制限される。即ち従来の装置における冷
却空気用制御弁は負荷に依存した冷却空気の放出
を可能にするものでない。
量で冷却空気供給量の調節のための装置に結合さ
れる。更に、その場合全駆動領域を通して比較的
大きな冷却空気量が循環過程から取り去られる。
または冷却空気用制御弁の機能が全くのオン−オ
フ機能に制限される。即ち従来の装置における冷
却空気用制御弁は負荷に依存した冷却空気の放出
を可能にするものでない。
本発明が解決しようとする問題点は、下流側に
圧縮機を備え、且つ案内羽根又は圧縮機から大気
中に又はタービンの二次ダクト中に圧縮空気を放
出するための放出弁の位置を機械的に調節する手
段を備え、前記圧縮機の下流側には高圧タービン
があり、前記圧縮機は案内羽根の角度的位置の調
整又は前記放出弁の調節により制御されるガスタ
ービンであつて、調節可能な案内羽根か又は調節
可能な放出装置による圧縮機の調節を行う場合に
おいて、比較的簡単な手段によつて、正確な、負
荷の状態に適合するように調整される可変制御可
能な又は遮断可能な冷却空気の分与を可能にす
る、出力損失が少ないガスタービンを提供するこ
とである。
圧縮機を備え、且つ案内羽根又は圧縮機から大気
中に又はタービンの二次ダクト中に圧縮空気を放
出するための放出弁の位置を機械的に調節する手
段を備え、前記圧縮機の下流側には高圧タービン
があり、前記圧縮機は案内羽根の角度的位置の調
整又は前記放出弁の調節により制御されるガスタ
ービンであつて、調節可能な案内羽根か又は調節
可能な放出装置による圧縮機の調節を行う場合に
おいて、比較的簡単な手段によつて、正確な、負
荷の状態に適合するように調整される可変制御可
能な又は遮断可能な冷却空気の分与を可能にす
る、出力損失が少ないガスタービンを提供するこ
とである。
本発明は上記の問題点を解決するもので、〓下
流側に圧縮機を備え、且つ案内羽根又は圧縮機か
ら大気中に又はタービンの二次ダクト中に圧縮空
気を放出するための放出弁の位置を機械的に調節
する手段を備え、前記圧縮機の下流側には高圧タ
ービンがあり、前記圧縮機は案内羽根の角度的位
置の調整又は前記放出弁の調節により制御される
ガスタービンにおいて、圧縮機２は、その出口端
に冷却空気放出部を有し、該冷却空気放出部と高
圧タービン３の上流の間に位置し、また前記ター
ビン３に負荷に依存して制御された量の冷却空気
を供給するための冷却空気遮断弁５を有し、前記
冷却空気遮断弁５は制御部材５′を備え、該制御
部材は、前記タービン３への負荷に依存して制御
された量の冷却空気流が案内羽根１０又は前記放
出弁の調節された位置に直接に依存するように、
前記タービン３に対して冷却空気流を遮断または
放出するように調節可能であることを特徴とする
ガスタービン〓を要旨とする。
流側に圧縮機を備え、且つ案内羽根又は圧縮機か
ら大気中に又はタービンの二次ダクト中に圧縮空
気を放出するための放出弁の位置を機械的に調節
する手段を備え、前記圧縮機の下流側には高圧タ
ービンがあり、前記圧縮機は案内羽根の角度的位
置の調整又は前記放出弁の調節により制御される
ガスタービンにおいて、圧縮機２は、その出口端
に冷却空気放出部を有し、該冷却空気放出部と高
圧タービン３の上流の間に位置し、また前記ター
ビン３に負荷に依存して制御された量の冷却空気
を供給するための冷却空気遮断弁５を有し、前記
冷却空気遮断弁５は制御部材５′を備え、該制御
部材は、前記タービン３への負荷に依存して制御
された量の冷却空気流が案内羽根１０又は前記放
出弁の調節された位置に直接に依存するように、
前記タービン３に対して冷却空気流を遮断または
放出するように調節可能であることを特徴とする
ガスタービン〓を要旨とする。
好ましくは高圧タービンの冷却空気量制御装置
には回転すべり弁状の冷却空気遮断弁が高圧ター
ビンの入口側に設けられており、遮断弁は圧縮機
ケーシングに固定された導棹により操作すること
ができる。
には回転すべり弁状の冷却空気遮断弁が高圧ター
ビンの入口側に設けられており、遮断弁は圧縮機
ケーシングに固定された導棹により操作すること
ができる。
案内羽根により制御される圧縮機を有するガス
タービンの場合、導棹は両側てこを有し、前記両
側てこの半分には一定の回転数領域において定常
に且つ圧縮機回転数により圧縮機のすくなくとも
いくつかの案内羽根のくいちがい配置角を調整す
る制御装置がとりつけられており、また圧縮機ケ
ーシング内に支承された回転すべり弁調整てこが
ヒンジ式に連結されており、回転すべり弁調整て
この他側の広がつた端部を介して回転すべり弁調
整てこは回転すべり弁のつなぎリンクにとりつけ
られている。
タービンの場合、導棹は両側てこを有し、前記両
側てこの半分には一定の回転数領域において定常
に且つ圧縮機回転数により圧縮機のすくなくとも
いくつかの案内羽根のくいちがい配置角を調整す
る制御装置がとりつけられており、また圧縮機ケ
ーシング内に支承された回転すべり弁調整てこが
ヒンジ式に連結されており、回転すべり弁調整て
この他側の広がつた端部を介して回転すべり弁調
整てこは回転すべり弁のつなぎリンクにとりつけ
られている。
それであるから、本発明によれば中程度の圧力
比及び高い圧力比の圧縮機に存在するガスの放出
弁或いは可変案内羽根のような制御装置をガスタ
ービンの高圧タービン部の冷却空気量を制御する
ためにも利用することができ、しかも冷却空気量
の制御装置が圧縮機の制御装置に固定して連結さ
れているので圧縮機の制御に直接依存して高圧タ
ービンに供給する冷却空気量の制御を行うことが
できる。
比及び高い圧力比の圧縮機に存在するガスの放出
弁或いは可変案内羽根のような制御装置をガスタ
ービンの高圧タービン部の冷却空気量を制御する
ためにも利用することができ、しかも冷却空気量
の制御装置が圧縮機の制御装置に固定して連結さ
れているので圧縮機の制御に直接依存して高圧タ
ービンに供給する冷却空気量の制御を行うことが
できる。
タービン領域における駆動用の羽根の冷却の必
要条件ないしは冷却空気の必要度は圧縮機の部分
負荷の必要条件ないし必要度と適合する。それ故
被冷却ガスタービンエンジンにおいては、冷却空
気の量は総じてエンジンの操作点に依存して制御
される。
要条件ないしは冷却空気の必要度は圧縮機の部分
負荷の必要条件ないし必要度と適合する。それ故
被冷却ガスタービンエンジンにおいては、冷却空
気の量は総じてエンジンの操作点に依存して制御
される。
そのとき、冷却空気は量的に循環過程から取り
去られ、冷却空気の供給量が部分負荷点において
減少せしめられるか又は完全に遮断される。これ
は非常にしばしば深い部分負荷領域において駆動
されるヘリコプターの駆動に利用されるガスター
ビンの場合に特に有利である。出力領域の一部分
で高圧タービンの衝動のために高圧タービンに冷
却空気を供給するのを完全に或いは部分的に遮断
するのであるから即ち、実際の冷却の必要性に応
じて冷却空気量を制御するのであるから出力デー
タはあきらかに改良される。
去られ、冷却空気の供給量が部分負荷点において
減少せしめられるか又は完全に遮断される。これ
は非常にしばしば深い部分負荷領域において駆動
されるヘリコプターの駆動に利用されるガスター
ビンの場合に特に有利である。出力領域の一部分
で高圧タービンの衝動のために高圧タービンに冷
却空気を供給するのを完全に或いは部分的に遮断
するのであるから即ち、実際の冷却の必要性に応
じて冷却空気量を制御するのであるから出力デー
タはあきらかに改良される。
本発明によりなるガスタービンは従来のものに
比較して比燃費、特に中間の部分負荷領域、及び
深い部分負荷領域における比燃費があきらかに改
良され、且つ冷却空気の遮断装置の特性によつて
冷却空気量が実際の必要度に適合せしめられると
いう利点を有するのみならず、冷却されるべき構
成部分の温度が十分に一定不変の温度になる。さ
らに熱負荷サイクルの一部を省略することによつ
て前記構成部分の寿命が改良される。さらにガス
発生装置の回転数が低いときエンジンの部分負荷
点に到達することができ、それ故、ガス発生装置
のすべての回転する構成部分の寿命を長くするこ
とができる。制御技術的には従来のガスタービン
よりもコスト高となることはない。
比較して比燃費、特に中間の部分負荷領域、及び
深い部分負荷領域における比燃費があきらかに改
良され、且つ冷却空気の遮断装置の特性によつて
冷却空気量が実際の必要度に適合せしめられると
いう利点を有するのみならず、冷却されるべき構
成部分の温度が十分に一定不変の温度になる。さ
らに熱負荷サイクルの一部を省略することによつ
て前記構成部分の寿命が改良される。さらにガス
発生装置の回転数が低いときエンジンの部分負荷
点に到達することができ、それ故、ガス発生装置
のすべての回転する構成部分の寿命を長くするこ
とができる。制御技術的には従来のガスタービン
よりもコスト高となることはない。
実例をあげれば、二段高圧タービンを有するガ
スタービンエンジンの基本循環過程の場合、 高圧タービンにおける冷却空気消費量は３％
（そのうち段１については２％、段２については
１％）、タービン入口温度T41による冷却空気量
制御比ｍ・Ｋ／ｍ・gesは第３図示の法則性の通りで
ある。
スタービンエンジンの基本循環過程の場合、 高圧タービンにおける冷却空気消費量は３％
（そのうち段１については２％、段２については
１％）、タービン入口温度T41による冷却空気量
制御比ｍ・Ｋ／ｍ・gesは第３図示の法則性の通りで
ある。
本発明のさらに別の実施態様は特許請求の範囲
第４項に記載した通りである。この実施態様によ
れば圧縮機入口温度にり向きが変えられる補正装
置が案内羽根の調整ににより向きが変えられる冷
却媒体の弁に弁特性の零位シフトの意味で影響を
及ぼすので、冷却空気量の制御をタービン入口温
度により行うことができる。
第４項に記載した通りである。この実施態様によ
れば圧縮機入口温度にり向きが変えられる補正装
置が案内羽根の調整ににより向きが変えられる冷
却媒体の弁に弁特性の零位シフトの意味で影響を
及ぼすので、冷却空気量の制御をタービン入口温
度により行うことができる。
高度ゼロで駆動されるガスタービン（例えばヘ
リコプター、船舶、及び工業用ガスタービン）の
冷却媒体の送り量をもつぱら回転数ににり制御す
ることにより上記のような改良がなされるのに対
して、上記実施態様はより高い高度でも使用でき
る航空用ガスタービンの普通のレーテイング構造
を考慮したものである。このようなレーテイング
構造の特徴は飛行高度及び飛行速度により決まる
圧縮機入口温度によりタービン入口温度を制限す
ることである。
リコプター、船舶、及び工業用ガスタービン）の
冷却媒体の送り量をもつぱら回転数ににり制御す
ることにより上記のような改良がなされるのに対
して、上記実施態様はより高い高度でも使用でき
る航空用ガスタービンの普通のレーテイング構造
を考慮したものである。このようなレーテイング
構造の特徴は飛行高度及び飛行速度により決まる
圧縮機入口温度によりタービン入口温度を制限す
ることである。
例えば始動時出力、最大連続出力などの二三の
負荷についてのタービン入口温度／圧縮機入口温
度比（＝レーテイング）は普通本質的に一定であ
るので、飛行高度が高くなり、それとともに周囲
の温度及び圧縮機入口温度が低くなる結果、それ
にともななつてタービン入口温度も低下せしめら
れる。
負荷についてのタービン入口温度／圧縮機入口温
度比（＝レーテイング）は普通本質的に一定であ
るので、飛行高度が高くなり、それとともに周囲
の温度及び圧縮機入口温度が低くなる結果、それ
にともななつてタービン入口温度も低下せしめら
れる。
その結果熱い構造群の構成部材温度が下がり、
一定の構成部材の寿命を保持するために必要な冷
却空気量がより少なくてすむ、しかも構成部材の
冷却については駆動中完全にあきらめなければな
らない場合も生じる。
一定の構成部材の寿命を保持するために必要な冷
却空気量がより少なくてすむ、しかも構成部材の
冷却については駆動中完全にあきらめなければな
らない場合も生じる。
以下、本発明の実施例につき、図面を参照しな
がら詳細に説明する。
がら詳細に説明する。
第１図は被冷却ガスタービンの模式的軸方向部
分断面図、第２図は圧縮機端部と高圧タービンの
始めの部分の間の冷却空気制御装置の結合部の拡
大断面図、第３図はタービン入口温度による冷却
空気量制御比を示すグラフである。
分断面図、第２図は圧縮機端部と高圧タービンの
始めの部分の間の冷却空気制御装置の結合部の拡
大断面図、第３図はタービン入口温度による冷却
空気量制御比を示すグラフである。
第１図にガスタービン入口部１の一部が案内羽
根で制御される。高圧タービン３のあとに配置さ
れる圧縮機２として図示されている。圧縮空気タ
ービンの冷却空気の進路は一点鎖線によつて示さ
れている。特に冷却空気の進路は圧縮機２の半径
方向最終段の羽根車の背後のガスの放出部から高
圧タービン３の第１段の前の前回転ノズル迄のび
ている。第１図には第２図示の如く圧縮機２の制
御装置４と固定して連結されている回転すべり弁
５の形状の冷却空気弁が示されている。
根で制御される。高圧タービン３のあとに配置さ
れる圧縮機２として図示されている。圧縮空気タ
ービンの冷却空気の進路は一点鎖線によつて示さ
れている。特に冷却空気の進路は圧縮機２の半径
方向最終段の羽根車の背後のガスの放出部から高
圧タービン３の第１段の前の前回転ノズル迄のび
ている。第１図には第２図示の如く圧縮機２の制
御装置４と固定して連結されている回転すべり弁
５の形状の冷却空気弁が示されている。
案内羽根１０は中心ピンＤによつて角度（迎え
角）が調節可能にケーシング内に支承されてい
る。揺りてこＳは中心ピンＤと堅固に結合されて
いる。揺りてこＳの自由端には調節リングＶが可
動に付いており、該調節リングＶは玉軸受状軸受
（複数の玉Ｋ）を介して周方向に調節可能に配置
されている。
角）が調節可能にケーシング内に支承されてい
る。揺りてこＳは中心ピンＤと堅固に結合されて
いる。揺りてこＳの自由端には調節リングＶが可
動に付いており、該調節リングＶは玉軸受状軸受
（複数の玉Ｋ）を介して周方向に調節可能に配置
されている。
第２図示の如く高圧タービン３の冷却空気Ａの
量を制御する装置は両側てこ９を有する導棹８を
有し、両側てこ９の一半分に一定の回転数領域に
おいて定常に且つ圧縮機回転数により圧縮機の少
なくともいくつかの案内羽根１０，１１の食い違
い角を調整する制御装置４が取り付けられてい
る。また両側てこ９の他端に圧縮機ケーシング７
内に支承される回転すべり弁調整てこ１２がヒン
ジ式に連結されており、回転すべり弁調整てこ１
２はその他側の広がつた端部１３を介して回転す
べり弁調整てこ１２は遮断弁５のつなぎリンク１
４にとりつけられている。両側てこ９は水圧調整
シリンダー１５によつて操作される。
量を制御する装置は両側てこ９を有する導棹８を
有し、両側てこ９の一半分に一定の回転数領域に
おいて定常に且つ圧縮機回転数により圧縮機の少
なくともいくつかの案内羽根１０，１１の食い違
い角を調整する制御装置４が取り付けられてい
る。また両側てこ９の他端に圧縮機ケーシング７
内に支承される回転すべり弁調整てこ１２がヒン
ジ式に連結されており、回転すべり弁調整てこ１
２はその他側の広がつた端部１３を介して回転す
べり弁調整てこ１２は遮断弁５のつなぎリンク１
４にとりつけられている。両側てこ９は水圧調整
シリンダー１５によつて操作される。
第２図の実施例において、遮断弁５は回転軸
Axの回りで調節可能な回転弁（制御体）５′を備
え、該回転弁によつて環状部分Ｒは周方向に旋回
可能である。図示の配置（弁が完全に開いている
配置）においてＲの開口０１はケーシング部分Ｔ
の開口０２と連結している。該ケーシング部分は
室Ｒ１，Ｒ２を互いに分離している。回転弁５に
おいて、開口０１を有する環状部分Ｒはケーシン
グ部分Ｔの開口０２に対して周方向に調節されて
おり、その結果、開口０１の間の環状部分Ｒの壁
部分が開口０２を遮断する。回転弁５にはそれ自
体既知の普通のピストン−ユニツトが設けられ
る。調節可能な制御体５′は可動部分９，Ｖ及び
Ｓ（第２図）と機械的に連結されている。即ち、
可動部分９，Ｖ，Ｓの正常な姿勢（臨界的な負荷
条件はなく、また圧縮機ポンプの危険はなく、弁
５が閉じられた状態）から、それとは異なつた姿
勢への調節移動が案内羽根１０の角度を変化させ
る。実施例において、５′は１２（中間てこ）を
介して点Ｐを中心として旋回可能な制御棒９に連
結されている。冷却空気−遮断用の回転弁５が開
いているとき、圧縮機（半径流車輪）の端の箇所
St（隙間）に冷却空気として取り出された遮断空
気は矢印ＡのようにＲ１，０２，０１，Ｒ２を通
り、開通孔Ofより別の環状空間R3（第１図）に流
れ、そこからタービン３の方に流れ去る。
Axの回りで調節可能な回転弁（制御体）５′を備
え、該回転弁によつて環状部分Ｒは周方向に旋回
可能である。図示の配置（弁が完全に開いている
配置）においてＲの開口０１はケーシング部分Ｔ
の開口０２と連結している。該ケーシング部分は
室Ｒ１，Ｒ２を互いに分離している。回転弁５に
おいて、開口０１を有する環状部分Ｒはケーシン
グ部分Ｔの開口０２に対して周方向に調節されて
おり、その結果、開口０１の間の環状部分Ｒの壁
部分が開口０２を遮断する。回転弁５にはそれ自
体既知の普通のピストン−ユニツトが設けられ
る。調節可能な制御体５′は可動部分９，Ｖ及び
Ｓ（第２図）と機械的に連結されている。即ち、
可動部分９，Ｖ，Ｓの正常な姿勢（臨界的な負荷
条件はなく、また圧縮機ポンプの危険はなく、弁
５が閉じられた状態）から、それとは異なつた姿
勢への調節移動が案内羽根１０の角度を変化させ
る。実施例において、５′は１２（中間てこ）を
介して点Ｐを中心として旋回可能な制御棒９に連
結されている。冷却空気−遮断用の回転弁５が開
いているとき、圧縮機（半径流車輪）の端の箇所
St（隙間）に冷却空気として取り出された遮断空
気は矢印ＡのようにＲ１，０２，０１，Ｒ２を通
り、開通孔Ofより別の環状空間R3（第１図）に流
れ、そこからタービン３の方に流れ去る。
尚、図において例えばターンバツクルとか偏心
ブツシユのような調整要素は省略されている。
ブツシユのような調整要素は省略されている。
第３図示のグラフには、圧縮機により運ばれる
空気量ｍ ges分の全実冷却空気量mkの相対比％
対発生するタービン入口温度T41〔Ｋ〕が示され
ている。本発明によれば、実冷却空気量mkも、
図示のようにまた以下のように制御することがで
きる。即ち、約1370〔Ｋ〕（点P1）の入口温度T41
までの曲線のように制御され、冷却空気量が実
際に零である（0.005は弁５の一定の操作上の漏
れを示しているにすぎない）。曲線は下方部分
負荷領域を示し、該領域において、（例えばヘリ
コプターにおける）タービンが主として駆動され
る。P1からP2までの曲線は点P1から点P2
（1500〔Ｋ〕）（ここにおいてP2において必要とさ
れる空気＝0.03＝３％）における全負荷まで連続
的に上昇する制御可能な冷却空気量mkを示す。
空気量ｍ ges分の全実冷却空気量mkの相対比％
対発生するタービン入口温度T41〔Ｋ〕が示され
ている。本発明によれば、実冷却空気量mkも、
図示のようにまた以下のように制御することがで
きる。即ち、約1370〔Ｋ〕（点P1）の入口温度T41
までの曲線のように制御され、冷却空気量が実
際に零である（0.005は弁５の一定の操作上の漏
れを示しているにすぎない）。曲線は下方部分
負荷領域を示し、該領域において、（例えばヘリ
コプターにおける）タービンが主として駆動され
る。P1からP2までの曲線は点P1から点P2
（1500〔Ｋ〕）（ここにおいてP2において必要とさ
れる空気＝0.03＝３％）における全負荷まで連続
的に上昇する制御可能な冷却空気量mkを示す。
本発明の実施例において冷却空気量制御比ｍ・
Ｋ／ｍ・gesは第３図示のように他入口温度T41に
依存して調整される（冷却空気消費高圧タービン
の場合３％、そのうち段１について２％、段２に
ついて１％である）。
Ｋ／ｍ・gesは第３図示のように他入口温度T41に
依存して調整される（冷却空気消費高圧タービン
の場合３％、そのうち段１について２％、段２に
ついて１％である）。
以上詳記した通り本発明によれば、圧縮機の案
内羽根の制御装置又は圧縮機から大気中に又はタ
ービンの二次ダクト中に圧縮空気を放出するため
の放出弁の制御装置を高圧タービンの冷却空気量
の量を制御する装置に機械的に結合してガスター
ビンの臨界的な運転段階を防止すると共に高圧タ
ービンの過熱段階を排除でき、従来のガスタービ
ンに比較して比燃費を改良することができ、しか
も高圧タービンに供給する冷却空気の量を実際の
必要度に適合させることができる。また高圧ター
ビンの冷却すべき部分を十分に一定不変の温度に
冷却することができる。さらに熱負荷サイクルの
一部を省略することによつて高圧タービンの冷却
すべき部分の寿命を長くすることができる。また
ガス発生装置の回転数が低いときにエンジンの部
分負荷迄に到達することができるのでガス発生装
置のすべての回転部分の寿命を長くすることがで
きる。
内羽根の制御装置又は圧縮機から大気中に又はタ
ービンの二次ダクト中に圧縮空気を放出するため
の放出弁の制御装置を高圧タービンの冷却空気量
の量を制御する装置に機械的に結合してガスター
ビンの臨界的な運転段階を防止すると共に高圧タ
ービンの過熱段階を排除でき、従来のガスタービ
ンに比較して比燃費を改良することができ、しか
も高圧タービンに供給する冷却空気の量を実際の
必要度に適合させることができる。また高圧ター
ビンの冷却すべき部分を十分に一定不変の温度に
冷却することができる。さらに熱負荷サイクルの
一部を省略することによつて高圧タービンの冷却
すべき部分の寿命を長くすることができる。また
ガス発生装置の回転数が低いときにエンジンの部
分負荷迄に到達することができるのでガス発生装
置のすべての回転部分の寿命を長くすることがで
きる。
第１図は被冷却ガスタービンの模式的軸方向部
分断面図、第２図は圧縮機端部と高圧タービンの
始めの部分の間の冷却空気制御装置の結合部の拡
大断面図、第３図はタービン入口温度による冷却
空気量制御比を示すグラフである。 ２……圧縮機、３……高圧タービン、４……制
御装置、５……回転すべり弁、７……圧縮機ケー
シング、８……導棹、９……両側てこ、１０……
案内羽根、１２……回転すべり弁調整てこ、１３
……端部、１４……リンク、Ａ……冷却空気。
分断面図、第２図は圧縮機端部と高圧タービンの
始めの部分の間の冷却空気制御装置の結合部の拡
大断面図、第３図はタービン入口温度による冷却
空気量制御比を示すグラフである。 ２……圧縮機、３……高圧タービン、４……制
御装置、５……回転すべり弁、７……圧縮機ケー
シング、８……導棹、９……両側てこ、１０……
案内羽根、１２……回転すべり弁調整てこ、１３
……端部、１４……リンク、Ａ……冷却空気。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下流側に圧縮機を備え、且つ案内羽根又は圧
縮機から大気中に又はタービンの二次ダクト中に
圧縮空気を放出するための放出弁の位置を機械的
に調節する手段を備え、前記圧縮機の下流側には
高圧タービンがあり、前記圧縮機は案内羽根の角
度的位置の調整又は前記放出弁の調節により制御
されるガスタービンにおいて、 圧縮機２は、その出口端に冷却空気放出部を有
し、該冷却空気放出部と高圧タービン３の上流の
間に位置し、また前記タービン３に負荷に依存し
て制御された量の冷却空気を供給するための冷却
空気遮断弁５を有し、 前記冷却空気遮断弁５は制御部材５′を備え、
該制御部材は、前記タービン３への負荷に依存し
て制御された量の冷却空気流が案内羽根１０又は
前記放出弁の調節された位置に直接依存するよう
に、前記タービン３に対して冷却空気流を遮断ま
たは放出するように調節可能であることを特徴と
するガスタービン。 ２ 高圧タービン３の冷却空気量を制御する装置
が圧縮機の冷却空気放出部のあとであつて、且つ
高圧タービン３の前に位置する圧縮機ケーシング
７に固定された導棹８を介して操作される回転す
べり弁５状の冷却空気の遮断弁を有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスター
ビン。 ３ 導棹８が両側てこ９を有し、前記両側てこ９
の一半分には一定の回転数領域において定常に、
且つ圧縮機回転数により、圧縮機２の少なくとも
いくつかの案内羽根１０の食い違い角を調整する
制御装置４が取り付けられており、また前記両側
てこ９の他端にケーシング７内に支承された回転
すべり弁調整てこ１２がヒンジ式に連結されてお
り、該回転すべり弁調整てこ１２はその他端の広
がつた端部１３を介して回転すべり弁５のつなぎ
リング１４に取り付けられていることを特徴とす
る案内羽根で制御される一つの圧縮機を有する特
許請求の範囲第１項または第２項に記載のガスタ
ービン。 ４ 冷却空気Ａの量を制御する装置が、圧縮機入
口温度により向きが変えられるもので、且つ圧縮
機案内羽根による調整により、或は圧縮機２のガ
スの放出量により向きが変えられる回転すべり弁
５に弁特性の零位シフトの意味で影響を及ぼす補
正装置を有することを特徴とする特許請求の範囲
第２項または第３項記載のガスタービン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3514354.1 | 1985-04-20 | ||
| DE19853514354 DE3514354A1 (de) | 1985-04-20 | 1985-04-20 | Gekuehlte gasturbine mit lastabhaengig regelbarer kuehlluftmenge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61252838A JPS61252838A (ja) | 1986-11-10 |
| JPH0476020B2 true JPH0476020B2 (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=6268712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61091147A Granted JPS61252838A (ja) | 1985-04-20 | 1986-04-18 | ガスタ−ビン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4709546A (ja) |
| EP (1) | EP0203353B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61252838A (ja) |
| DE (2) | DE3514354A1 (ja) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1986
- 1986-04-18 US US06/853,477 patent/US4709546A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-18 JP JP61091147A patent/JPS61252838A/ja active Granted
- 1986-04-19 DE DE8686105447T patent/DE3661433D1/de not_active Expired
- 1986-04-19 EP EP86105447A patent/EP0203353B1/de not_active Expired
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