JPH07500399A - 改良型の冷却用流体エジェクタ - Google Patents

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】 改良型の冷却用流体エジェクタ 技術分野 本発明は、ガスタービンエンジン、特にタービン静翼装置に関する。

背景技術 典型的なガスタービンエンジンは圧縮機部、燃焼部及びタービン部を有している 。ガスタービンエンジンは、作動流体を順次圧縮機、燃焼器及びタービン部に導 く環状流路を内包している。圧縮機は１列の回転羽根と非回転羽根を有している 。回転羽根は作動流体を圧縮し、これによって同作動流体に運動量を付与してい る。また、非回転静止羽根はエネルギの最適な転移のために作動流体の流れを配 向するものである。次いで、燃焼部における圧縮した作動流体に燃料が添加され る。燃料と作動流体の混合物は燃焼プロセスにおいて燃焼され、作動流体にエネ ルギを与えている。次いで、熱作動流体はタービン部を通じて膨張される。この タービン部は別の列の回転羽根と非回転静止羽根を包含している。作動流体とタ ービン羽根との相互作用によって、エネルギはタービン羽根に移行する。タービ ン羽根は圧縮機羽根に連結した回転軸に連結されている。この方法で、作動流体 がらタービン羽根に移行したエネルギは圧縮機内にて進入する作動流体を圧縮す るのに用いられる。

燃焼プロセスは、追加したエネルギに直接比例して作動流体の温度を上昇させる 。作動流体の温度と、これに関して追加できるエネルギの量は、タービン部に用 いた材料の温度特性によって限定されている。運転中、回転力はタービン部内の 回転構造体に対し有意な応力を伝えている。また、温度増加は許容応力を低減し 、タービン材料の構造上の一体性を下げている。それ故に、タービン部内の構造 体は許容温度レベル内に維持しなければならない。これは、最高温度を有する作 動流体に出会うタービン部の第１段にとっては特に重大なことである。

タービン部において殊に重要な構造体は、静翼装置の内径間の回転シールと動翼 装置間を軸方向に延在するシールランナーである。回転シールは羽根間をう廻す る作動流体の量を最小とし、これによって作動流体と羽根のエアフォイル部分と の間の相互作用を最大としている。典型的な回転シールは、静止羽根の径方向内 側端に配置した摩滅性材料製の環状シュラウドに係合する、シールランナーに配 置され径方向に延在したナイフェツジを複数含んでいる。ナイフェツジとシュラ ウドとの間には間隙がある。この間隙の寸法は、回転シールの適切な運転を維持 するように最小にしなければならない。運転条件を変更することは、熱膨張の量 を変えると共に、これによって可変の間隙寸法の量を変えることになる。従って 、回転シールに隣接した温度を制御することが、この間隙を許容眼内に維持する うえで必要である。

従来技術で周知のように、タービン部の第１段を許容温度レベル内に維持する方 法は、タービン静止羽根に冷却系を装備することである。この種の１つの冷却系 は中空静止羽根の本体内に冷却用空気を噴射または導入する手段から構成されて いる。冷却用空気源としては典型的な圧縮機抽気空気を用いている。この方法で は、流路を通って延在する静止羽根の部分に対して冷却は適用される。冷却用流 体は静止羽根の径方向内側部分を通じて排気される。静止羽根の径方向内向きに 配置したシール空胴は、静止羽根からの冷却用空気流を受取っている。次に、こ の冷却用流体は回転シールやノール空胴に対し局所の他の構造体を冷却する。

回転する流れ表面は空胴内で流体の周方向に流れる環状本体を生じる。この種の 冷却系のいずれにとっても欠点は、作動流体が圧縮機部から転向する結果として 、タービンエンジンの効率が低減することである。

静止羽根及びシール空胴用の冷却系は、ガスタービンに関する多くの研究開発の 中心であった。生たる中心は、シール空胴内の冷却用流体をできる限り効率的に 使用し、これによって必要とされる冷却用流体の量を最小にする点にあった。圧 縮機部から取る冷却用流体を最小にすることによって、ガスタービンエンジンの 効率を増大させることができる。

−例としては、“制御温度の回転シール”と題する、ンユワルッ（５ｃｈｗａｒ ｚ）等の米国特許第４．８６９．６４０号ｉ）＜ある。シュワルツ等は、共働し てシール空胴内に複式の混合容積部を画定する軸方向に延在し重複している複数 のそらせ板を有する構造を開示している。作動流体と最内容積部との間に中間容 積部を配置し、これら両者間に熱バッファを形成している。この最内空胴は部分 的に画定されていて、回転シール用に冷却用流体を与えている。熱バッファは、 熱作動流体が最内容積部内に直接アクセスするのを防止している。この方法では 、最内容積部と回転シールは中間容積部よりも低い温度に維持されている。

また、局部構造体が風損を生じることから、シール空胴の空気力学も関心事であ る。風損とは、周方向に非連続な流れ表面とシール空胴内の流体の径方向に回転 する環状体との間の相互作用の結果である。風損は熱を生じると共に、冷却系の 、即ちガスタービンエンジンの効率の低下を招くものである。“ターボ機械用の 動翼装置”と題するアントネリス（Ａｎｔｏｎｅｌｌｉｓ）の米国特許第４．８ ４６．６２８号は、シール空胴内の風損を低減する構造の例である。アントネリ スは、動翼装置に取外し自在に固着され滑らかな環状の流れ表面を有する側板を 開示している。この滑らかな環状流れ表面は、シール空胴内の非連続性を低減し 、その結果風損を低減させている。

°　上述の技術にもかかわらず、本出願人の譲受人の指揮のもとに科学者及び技 術者は、ガスタービンエンジンのタービン部第１段用の効率的な冷却系の開発に 従事してきた。

発明の開示 本発明の目的は、ガスタービンエンジンのシール空胴を効率よく冷却することで ある。

本発明の他の目的は、風損を低減したシール空胴を提供することである。

本発明によれば、ガスタービンエンジン用の静翼装置は、冷却用流体がシール空 胴内に噴出できるようにし、シール空胴内に滑らかな環状の流れ表面を形成する ようにした壁手段を有する複数の冷却用流体エジェクタを包含している。

本発明の特定実施例によれば、壁手段は、カスケード配置に対偶して、効果的に 連続した流れ表面を周方向の流れ方向に形成する周方向縁部を有する複数の壁部 分を含んでいる。周方向の流れ方向において効果的に連続した流れ表面は、シー ル空胴内の流体の周方向に流れる環状本体の周方向流れを阻止する流れ表面とし て定義される。

更に、本発明によれば、エジェクタは、冷却用流体がシール空胴内の流体の速度 に匹敵する大きさと方向を有する速度で７−ル空胴内に噴出される内部ダクトと 穴とを含んでいる。その大きさは、前記ダクトと穴の寸法を決めて、冷却用空気 を空胴内の流体が穴を通り過ぎる速度の大きさで、またはその近くで噴出するこ とによって決まる。また、その方向は、前記穴に隣接するダクトの一部分をシー ル空胴内の流れの方向に可及的に厳密に正接するように角度付けすることによっ て近づけることができる。

本発明の代りの実施例によれば、複数対の対偶縁部間の開口は、密封シュラウド 固着手段に対するアクセスを可能にすると共に、効果的に連続した流れ表面を対 偶縁部の近傍に形成するようになっている。

本発明の主要な特長は、複数の壁部分の対偶縁部をカスケード配置することによ って効果的に連続した流れ表面を形成したことである。他の特長は、下流側の対 偶縁部に丸削り加工した角部があることである。更に他の特長は、角度付けした ダクトをエジェクタ内に設けたことである。

従って、本発明の利点は、シール空胴内の風損を低減した結果としてガスタービ ンエンジンの効率がアップしたことである。シール空胴内の周方向に連続した滑 らかな流れ表面によって、風損は最小になっている。

エジェクタ壁は、エジェクタ及び他の静翼装置の構造体をシール空胴から隔離し て、非回転構造体によって画定された台状容積部を創造している。対偶縁部をカ スケード配置することによって、空胴内の流れに段差が与えられるが、これは不 連続物体としての対偶縁部間の分離を効果的に排除している。なお、各下流側縁 部は丸削り加工されていて、シール空胴内の流体が対偶縁部間で軸方向に流れる のを阻止している。

本発明の更に別の利点は、冷却用流体がシール空胴内に正接噴出する結果として 、ガスタービンエンジンの効率を改善したことである。噴出の前に、各エジェク タ内の角度付はダクトは冷却用流体がシール空胴内の流体の周方向に流れる環状 本体に正接した方向に流れるように同冷却用流体を転向させている。なお、ダク ト及び穴の長さ対直径の比によって、冷却用流体は穴を通り過ぎる際シール空胴 内流体の本体の速度に匹敵する速度で確実に噴出される。この特長によって、噴 出した流体を回転構造体の速度までアップさせるために局部回転構造体がなさね ばならぬ仕事量を低減することができる。

本発明の上述の、また他の目的、特長及び利点は、添付図面を参照し、その典型 的な実施例の以下の詳細な説明に照らしてより明白になるであろう。

図面の簡単な説明 図１は、従来技術により第１タービン動翼装置と第２タービン動翼装置との間に 配置した静翼装置の側面図である。

図２は、従来技術による静翼装置の図１の線２−２から見た図である。

図３は、本発明により第１タービン動翼装置と第２図４は、図３の線４−４がら 見た図である。

図５は、図４の線５−５がらみた静翼装置の断面図である。

図６は、隣接するエジェクタ壁の一対の対偶縁部の図である。

図７は、代りの実施例にょる静翼装置の図である。

図８は、図７の線８−８から見た代りの実施例にょる静翼装置の断面図である。

本発明を実施するための最良の形態 図１及び図２に図示したのは、ガスタービンエンジン用の従来技術の静翼装置１ ２である。静翼装置１２はガスタービンエンジンの縦軸まわりを周方向に、かつ 作動流体流路１３を通って延在している。静翼装置１２は第１段タービン動翼装 置１４の下流で軸方向に、かつ第２段タービン動翼装置１６の上流で軸方向に位 置しである。

動翼装置１４．１６は、軸方向に配置した回転するディスク１７のまわりを周方 向に延在し、作動流体流路１３を通って径方向に延在している。

第１段タービン動翼装置１４は、複数の羽根１８と、対応する複数のプラットホ ーム２ｏと、方形シール２４を有する側板２２を包含している。個々の羽根は作 動流体流路１３内に延在するエアフォイル部分２５とディスク１７に取付けたル ート部分２６を含んでいる。プラットホーム゛２０は作動流体流路１３のために 径方向の内側流れ表面２７を形成している。方形シール２４は側板２２から径方 向外向きに延在し、静翼装置１２と係合している。月形シール２４は第１段ター ビン動翼装置１４と静翼装置１２との間に密封手段を与え、作動流体が径方向内 向きに流れるのを阻止している。

第２段タービン動翼装置１６は、複数の羽根２８とプラットホーム２９を包含し ている。個々の羽根は作動流体流路１３内に延在するエアフォイル部分３０とデ ィスク１７に取付けたルート部分３１を含んでいる。また、個々のプラットホー ム２９は同プラットホーム２９の上流端に配置した方形ノール３２を有している 。月形シールは径方向外向きに延在し、かつ静翼装置１２と係合して、静翼装置 １２と第２段タービン動翼装置１６との間に密封手段を与え、作動流体が径方向 内向きに流れるのを阻止している。

回転自在のディスク１７にはノールランナー３６が配置され第１段タービン動翼 装置１４と第２段タービン動翼装置１６との間で軸方向に延在している。ノール ランナー３６は環状構造体であって、径方向外向きに延在する複数の方形ノール ３８を含んでいる。月形シール３８は静翼装置１２に係合して、第１段タービン 動翼装置１４と第２段タービン動翼装置１６との間に密封手段を与えている。

静翼装置１２は、羽根４４、プラットホーム４６、エジェクタ４８及び密封シュ ラウド５２を包含している。この空力学的形状の羽根４４は、作動流体流路１３ を横切って延在し、タービンエンジンの径方向外部ケーシング（図示せず）に取 付けである。羽根４４は冷却用流体が同羽根４４内を径方向に流れるように中空 になっている。冷却用流体（図示せず）を圧縮機部がら導出して羽根内に噴射す る手段は、外部ケーシングの外に配置しである。羽根４４とエジェクタ４８との 間の開口は、この中実羽根とエジェクタ間を連通させ、冷却用流体がエジェクタ ４８内に流れるようにしている。

プラットホーム４６は、作動流体流路１３のための径方向の内側表面５４及び月 形シール２４．３２と係合して密封手段を与えるようにした摩滅性表面５５を形 成している。

表面５５と方形シール２４．３２とによって与えられる密封手段は作動流体が径 方向内向きに、かっ流路１３から流れ出るのを阻止している。

エジェクタ４８は、羽根４４の中空領域に連通する立方構造体である。また、エ ジェクタ４８は穴５８を有する空胴壁５６を含んでいる。穴５８はエジェクタ４ ８からの冷却用流れを通すための手段を形成している。

密封シュラウド５２は静翼装置１２に機械式固着具６ｏによって固定しである。

また、密封シュラウド５２はシールランナー３６の月形シール３８に係合する径 方向内側表面６２を形成している。この径方向内側表面６２は、方形シール３８ と共働して、密封手段を与えシール３６と静翼装置１２との間で気体の軸方向流 れを阻止する摩滅性表　−面である。

第１段タービン動翼装置１４、静翼装置１２及びソールランナー３６の間を分離 することによって、上流側シール空胴６４が画定される。方形シール２４と表面 ５５は、作動流体がこの空胴に進入するのを阻止している。また、方形シール３ ８と表面６２はこのシール空胴６４内の流体が軸方向下流側に流れるのを阻止し ている。

静翼装置１２、第２段タービン動翼装置１６及びシールランナー３６の下流側端 部の間を分離することによって、下流側シール空胴６６が画定される。このシー ル空胴６６は、表面５５及び６２と月形シール３２及び３８との各々の係合によ って密封されている。冷却用流体はエジェクタ４８から下流側シール空胴６６内 に排気されることはない。

運転中は、第１段タービン動翼装置１４及びシールランナー３６の回転流れ表面 からの摩擦によって、上流側ノール空胴６４内の流体本体は縦軸まわりに回転す ることになる。このシール空胴６４は、矢印６７で示すように、流体の周方向に 流れる環状本体と成っている。尚、シール空胴内の流体は、エジェクタ４８から の冷却用流体と月形シール２４まわりに漏出する作動流体との混合物から成るも のである。エジェクタ４８からの冷却用流体はンール２４まわりに漏出する熱作 動流体と相殺して、シール空胴６４内に十分な冷却を与えるに充分なものでなけ ればならない。高応力を受ける回転構造体の構造上の一体性を維持し、かつ密封 手段の適切な運転を維持するうえで、冷却は必要である。タービン部における冷 却を達成するために圧縮空気を圧縮機部から転向させたり、或いは外部の冷却用 空気源を用意することは、総合エンジン効率を低減させることになる。

また、複数のエジェクタ４８と複数の機械式固着具６゜は、シール空胴６４内の 流体の周方向に流れる環状本体に不連続の障害物を挿入することになる。即ち、 これらの障害物はシール空胴６４内を流れる流体を順次加熱する風損を生じる。

尚、エジェクタ４８から噴出される冷却用流体は、穴５８の長さ対直径の比が小 さいために、矢印６８で示すように、シール空胴６４内に拡散放出されるが、こ れは環状流れに対し低い速度を有している。

この拡散分散と低速度によって、シール空胴６４に進入する冷却用流体のソール ランナー３６及び第１段タービン動翼装置１４の回転表面との摩擦が生じる。こ の摩擦は、冷却用流体をシール空胴６４内の環状流れの速度までにする一方で、 シール空胴６４内の流体の温度を上昇させている。風損と冷却用流体の拡散放出 との違反する作用は、冷却用流体の量によって相殺するようにしなければならな い。シール空胴内のこれらの損失を相殺するために、追加の圧縮空気を圧縮機部 より転向させたり、或いは追加の外部冷却用空気源を用意することは、総合エン ジン効率を更に低減させることになる。

次に、図３から図６に図示したのは、本発明による静翼装“置１００である。こ の静翼装置１００はミガスタービンエンジンの縦軸まわりを周方向に、かつ作動 流体流路１０１を通って延在している。また、この静翼装置１００は第１段ター ビン動翼装置１０２と第２段タービン動翼装置１０４との間に軸方向に配置しで ある。尚、これら第１及び第２タービン動翼装置１０２及び１０４両者は従来技 術として開示した動翼装置１４及び１６（図１及び図２参照）と同一である。更 に、従来技術のシールランナー３６と同一のシールランナー１０６が、第１段タ ービン動翼装置１０２と第２段タービン動翼装置１０４との間で軸方向に延在し ている。動翼装置１０２及び１０４とシールランナー１０６とは、軸方向に配置 した回転自在のディスク１０７のまわりを周方向に延在している。また、静翼装 置１００と動翼装置１０２及び１０４とは作動流体流路１０１を通って径方向に 延在している。第１段タービン動翼装置１０２、静翼装置１００及びシールラン ナー１０６の間を分離することによって上流側シール空胴１０８が画定されてい る。

静翼装置１００は、羽根１１０、プラットホーム１１２、エジェクタ１１４及び 密封シュラウド１１６を包含している。

従来技術におけるように、羽根１１０は中空で空力学的形状をしており、それに 作動流体流路１０１を横切って延在している。この羽根１１０は、径方向外部ケ ーシング（図示せず）に配置してあり、冷却用流体（図示せず）を同羽根１１０ 内に導入する手段を連通している。

プラットホーム１１２は作動流体流路のための径方向内側流れ表面１１８を形成 している。また、密封ツユラウド１１６はプラットホーム１１２に機械式固着具 １２２によって固着しである。この密封ツユラウド１１６は、シールランナー１ ０６上の複数の月形シール１２５に係合される摩滅性で周方向の内側密封表面１ ２４を形成している。

エジェクタ１１４は羽根１１０の中空部分と連通しており、箱状構造体である。

このエジェクタ１１４は内部流れ溝１２６、矩形の穴１２８それに周方向に延在 する壁１３２を含んでいる。流れ溝１２６は長さ変数ｌを有する線状部分１２７ を備えている。この直線部分１２７は、穴１２８の寸法に対して長さ変数ｌを延 ばすことによって、エジェクタ１１４を出て行く冷却用流体に方向性を与えるも のである。冷却用流体は、シール空胴１０ｇ内の流れの方向に対して角度αで噴 出される。この角度αは、冷却用流体がノール空胴１０８内の流体の周方向に流 れる環状本体に実質的に正接してシール空胴１０ｇ内に噴出されるように、可及 的に小さい。可及的に小さな角度αを有することが望ましいけれども、実際には 、角度αは、空間上の束縛によって、例えば冷却用流体を方向付けるに必要な長 さｌや十分な冷却用流体を７−ル空胴１０８内に噴出するに必要な穴寸法によっ て、制限してもいる。実質的な正接は４５″未満又は４５°に等しい角度αとし て定規される。

エジェクタ１１４を退出する冷却用流体の速度の大きさは、エジェクタ１１４と シール空胴１０８との間の圧力差に、そして線状部分１２７と穴１２８の断面積 とに依存している。また、圧力差はタービンエンジンの運転条件に依存する。線 状部分１２７と穴１２８の寸法は、所定の圧力差のために、エジェクタから退出 する冷却用流体の速度の大きさが空胴内の流体がエジェクタを流れ去る流速の大 きさに匹敵するような寸法である。匹敵するものとして出願人が示唆するのは、 冷却用流体の速度の大きさが空胴内流体の流速の大きさの十分の−（１／１０） 以上である。

また、穴１２８は同大１２８の寸法を増大させるために矩形である。穴１２８の 面積によって、シール空胴１０８に進入する冷却剤流れの容積流量は制限される 。シール空胴１０８内に存在する空間上の束縛によって、矩形の穴が同大の有効 径を最大にすることができる。しかしながら、非矩形の形状を有する穴でも十分 な冷却用流れが得られることは理解するべきである。壁１３２は、エジェクタ１ １４の周方向の次元を超えて延在しており、そして隣接する壁の周方向前縁部１ ３６に密接している周方向後縁部１３４を有している。また、Ｗ２Ｂ５は密封ツ ユラウド１１６とプラットホーム１１２との間で径方向Ｃ二延在している。各々 の壁１３２はシール空胴１０８に面する流れ表面１４２を有している。複数の壁 １４４は周方向にお（ゝて効果的に連続したシール空胴１０８用の流れ表面１４ ６を画定する壁手段を形成している。

図６に示すように、周方向の対偶縁部１３４．１３６はシ。

−ル空胴１０８内の流体の周方向環状本体に対し流形、即ちカスケード形配置の 形状となっている。カスケード形配置は流路に軸方向のオフセット、即ち段差を 与えるが、その量はΔで示す。この段差により、空胴内の流体は周方向に連続し て流れる。そうすることによって、カスケード配置は流体が壁１３２間の分離部 １４７を流れるのを阻止している。この軸方向オフセット、即ち段差Δの寸法は 壁１３２の厚さより小さいか、或いは等しいことを示唆しておく。

上流側の対偶縁部１３４はシール空胴１０８内の流れに対して後縁部であり、下 流側の対偶縁部１３６はシール空胴１０８内の流れに対して前縁部である。シー ル空胴１０８に最も近い対偶縁部１３６の角部は、丸削り加工しである。角部を 丸削り加工することによっても、流れを周方向において連続せしめると共に、軸 方向に向った流れが分離部１４７を通るのを阻止している。

なお、穴１２８は、ノール空胴１０８内の流体の周方向に流れる環状本体に対す る構造上の障害物ではないらしい。エジェクタ１１４を退出する冷却用流体の圧 力がシール空胴内の圧力に比例して高いために、かつ正接噴出のために、冷却用 流体がシール空胴１０８内の流体の周方向の形勢に対し支障をきたすのは極微に すぎないからである。

運転中、壁１３２はエジェクタ１１４及び機械式固着具１２２をシール空胴１０ ８内の流れから切り離し、羽根１１０の往方向内向きに台状容積部１４８を画定 している。エジェクタ１１４及び機械式固着具１２２をシール空胴１０８内の流 れから切り離すことは、これらの障害物を除くことであり、風損を生じる支障を 低減させることになる。台状容積部１４８は、シール空胴１０８内の環状流れと 比較して、相対的に静的である流体を含んでいる。台状容積部１４８内のこの流 体は静翼装置１００に対し限定されｔこ冷却を与えている。しかしながら、静翼 装置１００↓よ、非回転構造体であるので、高応力を受ける他の回転構造体より も冷却が必要ではない。

シール空胴１０８内の流れに対し実質的に正接した十分な速度を有するシール空 胴１０８に進入する冷却剤流れは、回転表面とシール空胴１０８に進入する冷却 用流れとの間の摩擦量を低減する。この摩擦は、これらの回転する流れ表面が同 流れ表面に隣接した流体よりも大きい速度を有している結果である。摩擦を低減 することによって、摩擦によって生じる熱の量を低減することができる。

なお、壁１３２は、シール空胴の軸方向幅も低減させている。シール空胴１０８ の軸方向幅を低減すること（ま、同シール空胴１０８内の横方向循環の可能性を 低減することになる。この横方向循環は、縦軸を径方向力・つ軸方向に延在する 面内の非局方向流れである。この型の非周方向流れは、シール空胴１０８内の周 方向流れを粉砕し、そして損失を招く渦を生じ、かつ冷却角流体の有効性を低減 するようである。

次に、図７及び図８を参照し、本発明の別の実施例を説明する。静翼装置１５０ は隣接する壁１５８の対偶縁部１５４、１５６間に開口１５２を有している。開 口１５２は、密封ツユラウド１６４を静翼装置１５０に保持する機械式固着具１ ６２にアクセスするためのものである。図３から図６に図示した実施例における ように、複数の対偶縁部１５４゜１５６はカスケード形配置の形状となっている 。なお、下流側の対偶縁部１５４は周方向流れに対し前縁部であり、丸削り加工 したリップ１６６を有している。この丸削りリップ１６６とカスケード配置とに よって、開口１５２によって生じる環状流れに対する支障が低減される。

その他の点については、いずれも、この別の実施例は、図３から図６に示した実 施例と同じである。

なお、複数の壁が壁手段を画定している点留意すべきである。即ち、壁手段は、 シール空胴のために効果的に連続した周方向の流れ表面を形成すると共に、エジ ェクタや他の不連続な非回転物体をシール空胴内で周方向に流れる流体の環状本 体から隔離するようになっている。なお、壁手段は、図３から図８に示したよう な複数の壁から構成してもよいが、各壁セグメントが対応する数のエジェクタに 連通した１つ又はそれ以上の穴を含んでいる複数の弧状の壁セグメントであって もよいし、また複数のエジェクタに連通した複数の穴を有する単一の環状プレー トであってもよ（蔦。

以上、本発明をその実施例に関して図示し詳述してきたけれども、請求した発明 の精神及び範囲を逸脱することなく、その形態及び詳部におＬｌてさまざまな変 更ができることは当業者にとって理解されるであろう。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成６年８月５日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．縦軸まわりに配置され、前記軸まわりを周方向に配置した軸方向に延在する 流路を有し、更に前記軸まわりを周方向に配置した第１動翼装置と、前記軸まわ りを周方向に、かつ前記第１動翼装置の下流側で軸方向に配置した第２動翼装置 と、前記軸まわりを周方向に配置され、かつ前記第１動翼装置と前記第２動翼装 置との間で軸方向に延在していて、密封手段を含んでいるシールランナーとを包 含するタービン部を有する型式の、前記第１動翼装置、第２動翼装置及びシール ランナーは運転状態では前記軸まわりに回転するようになっているガスタービン エンジン用の改良型静翼装置において、 前記静翼装置は、前記第１動翼装置と前記第２動翼装置との間を軸方向に、かつ 前記シールランナーの外方を径方向に配置してあり、前記静翼装置によって環状 の上流側シール空胴が部分画定され、前記上流側シール空胴は効果的に連続した 流れ表面を周方向に有しており、また前記静翼装置によって下流側シール空胴が 部分画定されており、更に 前記静翼装置は、複数の中空羽根であって、冷却用流体が前記羽根を通るように した中空羽根と、前記羽根の内方を径方向に装着した密封シュラウドであって、 前記シールランナーに係合して前記上流側シール空胴と前記下流側空胴との間の 気体連通を阻止するようになっている密封シュラウドと、複数のエジェクタであ って、前記各エジェクタが前記複数の中空羽根の１つの内方を径方向に配置され 、かつこれと連通しており、各エジェクタは冷却用流体が前記シール空胴内へと 流れるようにした穴を含んでおり、かつ前記複数のエジェクタは前記上流側シー ル空胴のために効果的に連続した周方向の流れ表面を形成し、かつ前記エジェク タを前記シール空胴から隔離するようにした壁手段を画定しているエジェクタと を包含していることを特徴とする静翼装置。
2. ２．請求項１に記載の静翼装置において、前記エジェクタは前記冷却用流体に速 度を付与するようにした内部ダクトを含んでおり、前記冷却用流体に付与される 前記速度の大きさは運転状態において前記上流側シール空胴内の流体の周方向に 流れる環状本体の速度の大きさの十分の一（１／１０）よりも大きく、かつ付与 される前記速度の方向は運転状態において前記上流側シール空胴内の流体の周方 向に流れる環状本体の方向に実質的に正接していることを特徴とする静翼装置。
3. ３．請求項１に記載の静翼装置において、前記壁手段は、複数の壁部分から成り 、前記各壁部分は前記エジェクタに配置されていて、前縁部と後縁部を有してお り、前記前縁部及び前記後縁部は前記壁部分の周方向対向端に配置してあり、更 に前記後縁部は、前記流路内の流れの方向に対して、周方向に隣接する壁部分の 前縁部の対応する流れ表面の上流側を軸方向に、有限の距離△を置いて配置した 流れ表面を有していることを特徴とする静翼装置。
4. ４．請求項３に記載の静翼装置において、前記前縁部は丸削り加工されていて、 これによって前記上流側シール空胴内の冷却用流体を周方向に流れるようにし、 かつ前記前縁部と前記後縁部との間で流体の軸方向流れを阻止することを特徴と する静翼装置。
5. ５．請求項３に記載の静翼装置において、更に前記密封シュラウドに係合した機 械式固着具を包含しており、前記前縁部と前記後縁部が隣接する壁部分間に開口 を画定しており、前記開口は前記機械式固着具に対するアクセスを可能にしてお り、更に前記前縁部は丸削り加工されていて、これによって前記上流側シール空 胴内の冷却用流体を周方向に流れるようにし、かつ前記前縁部と前記後縁部との 間で流体の軸方向流れを阻止することを特徴とする静翼装置。
6. ６．請求項１に記載の静翼装置において、前記密封手段は径方向外方に、かつ周 方向に延在する複数の刃形シールから成り、かつ前記密封シュラウドは更に前記 刃形シールに係合するようになっている摩減性表面から構成されていることを特 徴とする静翼装置。
7. ７．請求項３に記載の静翼装置において、前記各壁部分は壁厚を有しており、か つ前記有限距離△は前記壁厚より小か、又はこれに等しいことを特徴とする静翼 装置。
8. ８．請求項２に記載の静翼装置において、前記内部タクトは長きｌを有する直線 部分を含んでおり、前記直線部分は前記冷却用流体を正接方向に流れるように転 向させており、更に前記穴は有効径を有し、前記長さｌは前記穴の前記有効径よ りも大きいことを特徴とする静翼装置。
9. ９．請求項２に記載の静翼装置において、前記壁手段は複数の壁部分から成り、 前記各壁部分は前記エジェクタ上に配置されていて、前緑部と後縁部を有してお り、前記前縁部及び前記後縁部は前記壁部分の周方向対向端に配置してあり、更 に前記後縁部は周方向に隣接する壁部分の前縁部の対応する流れ表面の上流側を 軸方向に有限の距離△を置いて配置された流れ表面を有していることを特徴とす る静翼装置。
10. １０．請求項９に記載の静翼装置において、更に前記密封シュラウドに係合した 機械式固着具を包含しており、前記前縁部と前記後縁部が隣接する壁部分間に開 口を画定していて、前記開口は前記機械式固着具に対するアクセスを可能にして おり、更に前記前縁部は丸削り加工されていて、これによって前記上流側シール 空胴内の冷却用流体を周方向に流れるようにしたことを特徴とする静翼装置。