JPH0639908B2 - 高圧圧縮機を備えたガスタービンジェット推進装置 - Google Patents
高圧圧縮機を備えたガスタービンジェット推進装置Info
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- JPH0639908B2 JPH0639908B2 JP62287215A JP28721587A JPH0639908B2 JP H0639908 B2 JPH0639908 B2 JP H0639908B2 JP 62287215 A JP62287215 A JP 62287215A JP 28721587 A JP28721587 A JP 28721587A JP H0639908 B2 JPH0639908 B2 JP H0639908B2
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- Japan
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- pressure compressor
- propulsion device
- gas turbine
- hollow shaft
- jet propulsion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine
-
- 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
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- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
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- 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
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- Thermal Sciences (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高圧圧縮機を備え、該高圧圧縮機のロータ
が、本質的に中空軸として形成されており、該中空軸
が、高圧圧縮機の最後のタービン羽根車円板の後ろにお
いて、円錐形先細りの断面部を有し、且つ低圧圧縮機か
ら空気を供給することによって高圧圧縮機を冷却する装
置を備えたガスタービンジェット推進装置に関する。
が、本質的に中空軸として形成されており、該中空軸
が、高圧圧縮機の最後のタービン羽根車円板の後ろにお
いて、円錐形先細りの断面部を有し、且つ低圧圧縮機か
ら空気を供給することによって高圧圧縮機を冷却する装
置を備えたガスタービンジェット推進装置に関する。
ガスタービンジェット推進装置の軸方向断面図を示す商
社スネクマーエス・シー・エヌ（ＳＮＥＣＭＡ−ＳＣ
Ｎ）の案内書シー・エフ・エム（ＣＦＭ）2074/11/84か
ら、低圧圧縮機から分枝され、且つ高圧圧縮機円板と低
圧圧縮機タービン軸の間の隙間に沿って導かれる空気流
れによって、圧縮機の冷却がおこなわれ、前記空気流
が、流れを下って、タービンマウンティング室（Turbin
elagerkammer）を冷却する、この種の高圧圧縮機が知ら
れている。
社スネクマーエス・シー・エヌ（ＳＮＥＣＭＡ−ＳＣ
Ｎ）の案内書シー・エフ・エム（ＣＦＭ）2074/11/84か
ら、低圧圧縮機から分枝され、且つ高圧圧縮機円板と低
圧圧縮機タービン軸の間の隙間に沿って導かれる空気流
れによって、圧縮機の冷却がおこなわれ、前記空気流
が、流れを下って、タービンマウンティング室（Turbin
elagerkammer）を冷却する、この種の高圧圧縮機が知ら
れている。
しかしながら、その圧縮機の場合、圧縮機円板の半径方
向外側領域に対する冷却効果が少ない。そのために、特
に最近の高圧圧縮機のエンジンの最後の圧縮機段の円板
において、大きな半径方向の温度勾配のために、構成部
材の応力が、円板が、外側で暖かい圧縮機主流により洗
われ、且つ、内側で冷却空気により洗われることによっ
て生じる大きな応力となる。
向外側領域に対する冷却効果が少ない。そのために、特
に最近の高圧圧縮機のエンジンの最後の圧縮機段の円板
において、大きな半径方向の温度勾配のために、構成部
材の応力が、円板が、外側で暖かい圧縮機主流により洗
われ、且つ、内側で冷却空気により洗われることによっ
て生じる大きな応力となる。
このことからと、遠心力により制限される応力によっ
て、圧縮機円板には、強く応力が加えられるので、高圧
圧縮機の最後の段が、耐熱性ニッケル合金により作られ
ている。しかしながら、これは、ニッケル合金の大きな
密度のために、圧縮機が高重量を有するという欠点を有
する。
て、圧縮機円板には、強く応力が加えられるので、高圧
圧縮機の最後の段が、耐熱性ニッケル合金により作られ
ている。しかしながら、これは、ニッケル合金の大きな
密度のために、圧縮機が高重量を有するという欠点を有
する。
本発明の課題は、熱的に高い応力が加えられる圧縮機構
成部材の外側領域も冷却することが出来、その結果、熱
的応力の減少を可能とし、且つ構成部材を、軽金属材料
により作ることを可能とした装置を作ることである。
成部材の外側領域も冷却することが出来、その結果、熱
的応力の減少を可能とし、且つ構成部材を、軽金属材料
により作ることを可能とした装置を作ることである。
上記課題の解決は、本発明にしたがって、 ａ）中空軸には、円錐形先細りの部分の内側に、内部か
ら流れてくる冷却空気を円錐形に広がる方向に供給する
ための、複数の翼状リブが設けられていることと、 ｂ）最後のタービン羽根車円板３には、その外周辺近く
に、周方向に分配されている、半径方向外側に供給され
る冷却空気の流れの道に存在する複数の軸方向穴が設け
られていることの組み合わせによって達成される。
ら流れてくる冷却空気を円錐形に広がる方向に供給する
ための、複数の翼状リブが設けられていることと、 ｂ）最後のタービン羽根車円板３には、その外周辺近く
に、周方向に分配されている、半径方向外側に供給され
る冷却空気の流れの道に存在する複数の軸方向穴が設け
られていることの組み合わせによって達成される。
複数の翼状リブは、中空軸の回転により、軸の近くを流
れていく冷却空気の一部を、最後のタービン羽根車円板
の半径方向側領域へ供給し、そこで、冷却空気は、軸方
向の穴を通って、２枚の最後方の羽根車円板の間の中空
空間に進む。さらに、半径方向内側でこの冷却空気は新
鮮な低圧圧縮機から流れてくる冷却空気と一緒になり、
そのように循環する流れを形成する。
れていく冷却空気の一部を、最後のタービン羽根車円板
の半径方向側領域へ供給し、そこで、冷却空気は、軸方
向の穴を通って、２枚の最後方の羽根車円板の間の中空
空間に進む。さらに、半径方向内側でこの冷却空気は新
鮮な低圧圧縮機から流れてくる冷却空気と一緒になり、
そのように循環する流れを形成する。
このように、中空軸と最後方のタービン羽根車円板の著
しく良好な冷却を行うことが出来、それによってチタン
のような軽金属材料をこの構成部材用に利用することが
可能である。これによって得ることが出来る重量の節減
は、力及びモーメントの減少、及び燃料の節約等のいろ
いろな長所を生む。
しく良好な冷却を行うことが出来、それによってチタン
のような軽金属材料をこの構成部材用に利用することが
可能である。これによって得ることが出来る重量の節減
は、力及びモーメントの減少、及び燃料の節約等のいろ
いろな長所を生む。
さらに、冷却空気を供給する役目を果たす複数のリブ
は、有利に、中空軸の表面を拡げ、その熱の放出を大変
良くする。
は、有利に、中空軸の表面を拡げ、その熱の放出を大変
良くする。
とくに、翼状リブは、供給効果を高めるために、周方向
に湾曲しており、その結果、十分な超過圧力の空気が、
最後方のタービン羽根車円板の複数の穴を通して流れる
ことが出来る。
に湾曲しており、その結果、十分な超過圧力の空気が、
最後方のタービン羽根車円板の複数の穴を通して流れる
ことが出来る。
他の実施例においては、より良い供給効果を得るため
に、複数の穴を、、タービン羽根車軸に対してある角度
で、周方向に設けることが出来る。
に、複数の穴を、、タービン羽根車軸に対してある角度
で、周方向に設けることが出来る。
本発明の実施例につき、図面を参照して詳しく説明す
る。
る。
図面において、第１図は高圧圧縮機の後方部分及びそれ
に接続する円錐形先細りの中空軸部分を横切る軸方向断
面図であり、第２図はリブ付きの前記円錐形先細りの中
空軸部分の模式的な軸の図である。
に接続する円錐形先細りの中空軸部分を横切る軸方向断
面図であり、第２図はリブ付きの前記円錐形先細りの中
空軸部分の模式的な軸の図である。
第１図のように、中空軸１は、高圧圧縮機２の最後のタ
ービン羽根車円板３に固定されている。中空軸１は、流
れの下流の力で、図示されていない高圧タービンのロー
タと結合されている。半径方向内側を軸４が延びてお
り、その軸４は、同様に図示されていない低圧圧縮機を
低圧タービンと接続している。最も後ろのタービン羽根
車円板３のベーンリング（Schaufelkranz）８の後ろに
図示されていない燃焼器に所属する内側ケーシング５が
配置されている。中空軸１の円錐形先細りの部分には、
その内側に多数の周方向に分配された翼状リブ９が設け
られている。その場合、リブ９は、第２図示のように、
周方向に湾曲して形成されている。タービン羽根車円板
３には、その中空軸１の固定部の近くの半径方向外側部
分に、周方向に分配された軸方向穴７が設けられてい
る。
ービン羽根車円板３に固定されている。中空軸１は、流
れの下流の力で、図示されていない高圧タービンのロー
タと結合されている。半径方向内側を軸４が延びてお
り、その軸４は、同様に図示されていない低圧圧縮機を
低圧タービンと接続している。最も後ろのタービン羽根
車円板３のベーンリング（Schaufelkranz）８の後ろに
図示されていない燃焼器に所属する内側ケーシング５が
配置されている。中空軸１の円錐形先細りの部分には、
その内側に多数の周方向に分配された翼状リブ９が設け
られている。その場合、リブ９は、第２図示のように、
周方向に湾曲して形成されている。タービン羽根車円板
３には、その中空軸１の固定部の近くの半径方向外側部
分に、周方向に分配された軸方向穴７が設けられてい
る。
図示されていない低圧圧縮機より流出された冷却空気
は、高圧圧縮機２のボスを通り過ぎて流れ、高圧圧縮機
２の後ろに達し、一部はリブ９の作用領域に達する。中
空軸１及びリブ９の回転により、冷却空気は、半径方向
圧縮機の作用原理と同様に、中空軸１に沿って半径方向
外側に供給される。
は、高圧圧縮機２のボスを通り過ぎて流れ、高圧圧縮機
２の後ろに達し、一部はリブ９の作用領域に達する。中
空軸１及びリブ９の回転により、冷却空気は、半径方向
圧縮機の作用原理と同様に、中空軸１に沿って半径方向
外側に供給される。
タービン羽根車円板３にある穴７によって、冷却空気
は、最も後ろの二つのタービン羽根車円板３の間の中空
空間に供給され、且つ低圧圧縮機からの新しい空気と混
合するように、二つのタービン羽根車円板３を冷却して
半径方向内側へ流れ、その結果循環する空気の流れが生
じる。空気の一部は、下流の方でそのように循環する循
環流内に達して新しくされ、空気の他の一部は、軸方向
にさらに図示されていないタービンマウンティング（Tu
rbinen-Lagerkammer）の方向へ流れる。
は、最も後ろの二つのタービン羽根車円板３の間の中空
空間に供給され、且つ低圧圧縮機からの新しい空気と混
合するように、二つのタービン羽根車円板３を冷却して
半径方向内側へ流れ、その結果循環する空気の流れが生
じる。空気の一部は、下流の方でそのように循環する循
環流内に達して新しくされ、空気の他の一部は、軸方向
にさらに図示されていないタービンマウンティング（Tu
rbinen-Lagerkammer）の方向へ流れる。
このように、本発明によれば、中空軸と最後方の羽根車
円板の著しく良好な冷却を行うことが出来、それによっ
てチタンのような軽金属材料をこの構成部材用に利用す
ることが可能である。これによって得ることが出来る重
量の節減は、力及びモーメントの減少、及び燃料の節約
等のいろいろな長所を生む。
円板の著しく良好な冷却を行うことが出来、それによっ
てチタンのような軽金属材料をこの構成部材用に利用す
ることが可能である。これによって得ることが出来る重
量の節減は、力及びモーメントの減少、及び燃料の節約
等のいろいろな長所を生む。
さらに、冷却空気を供給する役目を果たす複数のリブ
は、有利に、中空軸の表面を拡げ、その熱の放出を大変
良くする。
は、有利に、中空軸の表面を拡げ、その熱の放出を大変
良くする。
とくに、翼状リブは、供給効果を高めるために、周方向
に湾曲しており、その結果、十分な超過圧力の空気が、
最後方のタービン羽根車円板の複数の穴を通して流れる
ことが出来る。
に湾曲しており、その結果、十分な超過圧力の空気が、
最後方のタービン羽根車円板の複数の穴を通して流れる
ことが出来る。
第１図は高圧圧縮機の後方部分，及びそれに接続する円
錐形先細りの中空軸部分を横切る軸方向断面図であり、
第２図はリブ付きの前記円錐形先細りの中空軸部分の模
式的な軸の図である。 １……中空軸、２……高圧圧縮機、３……タービン羽根
車円板、４……軸、５……内側ケーシング、７……穴、
８……ベーンリング、９……リブ。
錐形先細りの中空軸部分を横切る軸方向断面図であり、
第２図はリブ付きの前記円錐形先細りの中空軸部分の模
式的な軸の図である。 １……中空軸、２……高圧圧縮機、３……タービン羽根
車円板、４……軸、５……内側ケーシング、７……穴、
８……ベーンリング、９……リブ。
フロントページの続き (72)発明者 ハンス−ジィルゲン・シュミュール ドイツ連邦共和国 8031 ヴェルスジー ブリッケンウェグ ５エー (56)参考文献 特開 昭62−206295（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−23527（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】高圧圧縮機を備え、該高圧圧縮機のロータ
は、本質的に中空軸として形成されており、該中空軸
は、高圧圧縮機の最後のタービン羽根車円板の後ろにお
いて、円錐形先細りの部分を有し、且つ低圧圧縮機から
空気を供給することによって高圧圧縮機を冷却する装置
を備えるガスタービンジェット推進装置において、 ａ）中空軸１には、円錐形先細りの部分の内側に、内側
から流れてくる冷却空気を、円錐形に広がる方向に供給
するための、複数の翼状リブ９が設けられていること，
及び ｂ）最後のタービン羽根車円板３には、その外周近く
に、周方向に分配されている、半径方向外側に供給され
る冷却空気の流れの道に存在する複数の軸方向穴７が設
けられていることを特徴とする高圧圧縮機を備えたガス
タービンジェット推進装置。 - 【請求項２】中空軸１の円錐形部分の内壁にある複数の
リブ９が、周方向に湾曲してい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ジェット推進装
置。 - 【請求項３】複数の穴７の軸が、タービン羽根車円板３
の軸に対して、或る角度だけ傾いていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項，及び第２項のいずれかに記載
のガスタービンジェット推進装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3638960.9 | 1986-11-14 | ||
| DE3638960A DE3638960C1 (de) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Gasturbinenstrahltriebwerk mit einem gekuehlten Hochdruckverdichter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63134822A JPS63134822A (ja) | 1988-06-07 |
| JPH0639908B2 true JPH0639908B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=6313957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62287215A Expired - Lifetime JPH0639908B2 (ja) | 1986-11-14 | 1987-11-12 | 高圧圧縮機を備えたガスタービンジェット推進装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4808073A (ja) |
| JP (1) | JPH0639908B2 (ja) |
| DE (1) | DE3638960C1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5350278A (en) * | 1993-06-28 | 1994-09-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Joining means for rotor discs |
| US5789825A (en) * | 1996-05-02 | 1998-08-04 | Chrysler Corporation | Compressor of turboalternator for hybrid motor vehicle |
| US6672072B1 (en) | 1998-08-17 | 2004-01-06 | General Electric Company | Pressure boosted compressor cooling system |
| US6267553B1 (en) | 1999-06-01 | 2001-07-31 | Joseph C. Burge | Gas turbine compressor spool with structural and thermal upgrades |
| US20110232260A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Richard Cary Phillips | Ion impulse turbine |
| US8256229B2 (en) | 2010-04-09 | 2012-09-04 | United Technologies Corporation | Rear hub cooling for high pressure compressor |
| US8540482B2 (en) | 2010-06-07 | 2013-09-24 | United Technologies Corporation | Rotor assembly for gas turbine engine |
| US9091172B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-07-28 | Rolls-Royce Corporation | Rotor with cooling passage |
| CH705840A1 (de) * | 2011-12-06 | 2013-06-14 | Alstom Technology Ltd | Hochdruck-Verdichter, insbesondere in einer Gasturbine. |
| EP2961931B1 (en) | 2013-03-01 | 2019-10-30 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | High pressure compressor thermal management and method of assembly and cooling |
| US9670780B2 (en) | 2013-03-11 | 2017-06-06 | United Technologies Corporation | Tie shaft flow trip |
| US10323573B2 (en) * | 2014-07-31 | 2019-06-18 | United Technologies Corporation | Air-driven particle pulverizer for gas turbine engine cooling fluid system |
| US20160237903A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | United Technologies Corporation | High Pressure Compressor Rotor Thermal Conditioning Using Conditioned Compressor Air |
| US20170292532A1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | United Technologies Corporation | Compressor secondary flow aft cone cooling scheme |
| US11060530B2 (en) * | 2018-01-04 | 2021-07-13 | General Electric Company | Compressor cooling in a gas turbine engine |
| US11371513B2 (en) | 2020-03-04 | 2022-06-28 | Solar Turbined Incorporated | Integrated gas compressor |
| US11674396B2 (en) | 2021-07-30 | 2023-06-13 | General Electric Company | Cooling air delivery assembly |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH223615A (de) * | 1939-11-21 | 1942-09-30 | Sulzer Ag | Turbine, insbesondere für Treibgase von hoher Temperatur. |
| CH225231A (de) * | 1940-11-16 | 1943-01-15 | Sulzer Ag | Gekühlte Hohlschaufel. |
| CH267499A (de) * | 1945-11-30 | 1950-03-31 | Atkinson Joseph | Mit Schaufeln versehener Rotor für Axial-Strömungsmaschine. |
| US2750147A (en) * | 1947-10-28 | 1956-06-12 | Power Jets Res & Dev Ltd | Blading for turbines and like machines |
| FR978608A (fr) * | 1948-11-23 | 1951-04-16 | Schneider Et Cie | Dispositif de refroidissement pour rotors à disques soudés de turbines à gaz |
| US2858102A (en) * | 1954-09-03 | 1958-10-28 | Gen Electric | Turbomachine wheels and methods of making the same |
| GB789197A (en) * | 1956-01-06 | 1958-01-15 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in cooling systems for high temperature turbines |
| US2973938A (en) * | 1958-08-18 | 1961-03-07 | Gen Electric | Cooling means for a multi-stage turbine |
| US3647313A (en) * | 1970-06-01 | 1972-03-07 | Gen Electric | Gas turbine engines with compressor rotor cooling |
| US3632221A (en) * | 1970-08-03 | 1972-01-04 | Gen Electric | Gas turbine engine cooling system incorporating a vortex shaft valve |
| US3742706A (en) * | 1971-12-20 | 1973-07-03 | Gen Electric | Dual flow cooled turbine arrangement for gas turbine engines |
| GB2108202B (en) * | 1980-10-10 | 1984-05-10 | Rolls Royce | Air cooling systems for gas turbine engines |
| JPS5872603A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Hitachi Ltd | 空冷式ガスタ−ビンロ−タ |
-
1986
- 1986-11-14 DE DE3638960A patent/DE3638960C1/de not_active Expired
-
1987
- 1987-11-12 JP JP62287215A patent/JPH0639908B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-16 US US07/120,990 patent/US4808073A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63134822A (ja) | 1988-06-07 |
| DE3638960C1 (de) | 1988-04-28 |
| US4808073A (en) | 1989-02-28 |
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