JPH076520B2 - ガスタ−ビン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根すきまを最善化するための装置 - Google Patents

ガスタ−ビン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根すきまを最善化するための装置

Info

Publication number
JPH076520B2
JPH076520B2 JP62033584A JP3358487A JPH076520B2 JP H076520 B2 JPH076520 B2 JP H076520B2 JP 62033584 A JP62033584 A JP 62033584A JP 3358487 A JP3358487 A JP 3358487A JP H076520 B2 JPH076520 B2 JP H076520B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
impeller
turbine engine
gas turbine
annular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62033584A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62206290A (ja
Inventor
ヨーゼフ・リープル
Original Assignee
エムテ−ウ−・モ−トレン − ウント・ツルビ−ネン − ウニオン・ミュンヘン・ゲ−エムベ−ハ−
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エムテ−ウ−・モ−トレン − ウント・ツルビ−ネン − ウニオン・ミュンヘン・ゲ−エムベ−ハ− filed Critical エムテ−ウ−・モ−トレン − ウント・ツルビ−ネン − ウニオン・ミュンヘン・ゲ−エムベ−ハ−
Publication of JPS62206290A publication Critical patent/JPS62206290A/ja
Publication of JPH076520B2 publication Critical patent/JPH076520B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/16Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means
    • F01D11/18Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means using stator or rotor components with predetermined thermal response, e.g. selective insulation, thermal inertia, differential expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/085Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガスタービン機関の軸流圧縮機において、可
動羽根を有する羽根車円盤が、圧縮機からの圧力空気を
通風され、熱的に制御されるガスタービン機関の軸流圧
縮機における径方向の羽根すきまを最善化するための装
置に関するものである。
従来の技術 蒸気タービンや、ガスタービンのようなターボ・マシン
の回転子及びハウジングは、強度上及び重量上の理由か
ら、通常、比較的小さな重量を有するハウジングが、比
較的大きな重量を有している回転子に対向するように設
計されている。それ故、以下の性質がある。
例えば、特別の荷重の場合にだけ、最善の径方向の可動
羽根と案内羽根のすきま、例えば、1/数100mmのすきま
を提供することができるだけである。他の荷重の場合に
は、このすきまを最善化する方法により間に合わせなけ
ればならない。しかしながら、すきまの大きさは、荷重
ばかりでなく、低温と高温の場合や、熱の移行状態にお
ける異なる荷重の際の可動羽根と案内羽根の行動によっ
ても変化するものである。
熱の移行状態において余りにも大きな相違がある場合に
は、前述の径方向すきまを、ある移行状態の場合には、
可動羽根と案内羽根の径方向の接触を避けるために、よ
り大きく設計することを必要とすることがある。
上述の点は、同様に、径方向のシールのすきまの大きさ
に対しても、当てはまる。
上述の従来の構造の欠点は、次のようである。
任意のすきまの設計に対して荷重が偏っている場合に
は、動力や効率の損失ないしは大きな燃料消費が生じ、
明らかに、運転開始や高速運転の際に、圧縮機のポンプ
に対する故障が生じやすいことである。
状態が変化するという観点から、より安全な利益を提供
するために、例えば米国特許第4,329,114号は、機関の
出力パラメータの関数として制御可能なガスタービン機
関の圧縮機における径方向のすきまの制御装置を提案し
ているが、この装置においては、圧縮機の比較的低温領
域から取り入れられる空気が、外側のハウジングにある
フラップ制御弁によって、対応する内部案内羽根支持構
造体の外側に沿って、その全部に流れるかかまたは一部
に流れるかを変えられ、したがって、空気取り入れ部分
からほぼ最後の圧縮機段階までその長手方向に沿って流
れることができるようにされている。
米国特許第4,338,061号に示されるガスタービン機関の
圧縮機の可動羽根とそれに対応する構造体との間のすき
ま制御装置は、主として電子的(コンピュータ)に作動
し、比較的低温の空気をタービンの冷却と内部漏洩の制
御のために供給するものである。低温の空気は、比較的
早期の圧縮段階の、例えば、第五圧縮段階から、径方向
のすきまの大きさの制御のためにバイパスとして供給さ
れる。この場合、この供給箇所は、外部の圧縮機ハウジ
ングの長手方向の最後の段階にまで延びている第一の案
内導溝と、これに対して平行に設けられた第二の案内導
溝とも連通し、したがって、制御弁は可変の空気供給量
を両方の導溝によって、外部ハウジングの種々の冷却の
程度に対して提供する。この場合、それぞれの運転条件
に対する制御弁の最善の位置と、同時に、それぞれ実際
に必要とされる径方向のすきまの大きさとが現される
が、この値は、コンピュータシステムによって、関係す
る機関のパラメータの引き入れの下に、実際のハウジン
グ温度(実際値)と、当該の運転状態に対してあらかじ
め与えられているハウジング温度(目標値)との間の差
から計算されるものである。
前に挙げた両方の米国特許明細書に記載されたすきま制
御方式は、本質的に次の欠点を有している。
高価な電子的構造の必要 構造的に複雑な空気案内並びにこのための制御手段の必
要 付加構造物による比較的に大きな重量増大 機関における比較的大きな直径、特に、圧縮機領域の大
きな直径の必要 圧縮を制約する圧縮された空気の比較的大量の取り出し
の必要 全体として無視することのできない故障発生程度 である。
雑誌“INTERAVIA"1983年2(2月)、第102ページ、中
央の章、最後の節の記載から、ガスタービン機関の圧縮
機における、当該の圧縮機回転子への高温空気の導入に
よる、いわゆる羽根列の径方向のすきま調節の達成を望
まれていることが、既に、知られている。
ガスタービン機関の軸流圧縮機における羽根すきまの最
善化のために、圧縮機の領域内に圧縮機主シールから逃
げる漏れ空気流れを、圧縮機の中の主流出方向と反対
に、まず、最後のまたは少なくともそれに続く他の羽根
車支持円盤ないしは羽根車円盤に導き、それから、場合
によっては、他の応用目的、例えば、冷却のために供給
することが提案されている。
この場合、供給される空気は、荷重の状態により変動す
るシールのすきまに依存し、このようなシールは、一般
的ラビリンスシールとして形成されているので、漏洩す
る空気量は比較的強い変動を受け、それにより、当該の
羽根車構造の得ようとする連続的な加熱効果を得ること
はできない。
この提案の他の本質的な欠点は、局部的な構造部分の加
熱ないしは通風のために使用される、圧縮機主シールか
ら流出する漏れ空気は、比較的極端に高温を有している
ことである。すなわち、最後の圧縮段階から取り出され
た、比較的高温の圧縮空気は、主シールの回転する部分
と静止部分との間の空気摩擦により、少なくとも15%の
追加の温度上昇を受ける。このために、場合によって
は、更に空気温度の上昇が生じる。これは、例えば、静
止している案内壁、例えば、燃焼室外壁と、回転するシ
ール部分の担体として形成された羽根車円盤との間の空
気摩擦から生ずる。このことから、ここに提案された配
置においては、少なくとも、最後から前の3個の羽根車
円盤が、それらの回転子軸の近くの、最大の円盤重量の
領域内において、本質的に同一の、比較的高い供給空気
と接触させられる。換言すると、径方向のすきまを改善
するための、圧縮機ないしは圧縮機導溝の中の圧縮空気
の流れの連続的な温度上昇に比例する、局部的に正確
な、熱的な圧縮機羽根車の制御が、何ら保証されない。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、公知ないしは既に提案されている装置につい
て述べられた欠点を除去すること及び同時に比較的簡単
な構成によって、局部的に要求される通風温度及び通風
量を、急激な荷重変化を考慮しても保証できる装置を提
供するという課題に基礎を置くものである。
問題点を解決するための手段 この課題は、本発明によると、特許請求の範囲第1項に
記載の特徴事項により解決される。
すなわち、中間リングの下流領域内において圧縮機の内
部導溝の壁に開口が形成され、相互に連続する多数の圧
縮段階において、これらの開口を介して案内羽根及び可
動羽根の間から圧縮空気が取り出され、当該の環状室に
供給されるようになっているので、局部的な、羽根車円
盤のリム側の構成部材の温度を、局部的な隣接する回転
子構成部材温度ないしは円盤温度に、あるいは、逆に後
者を前者に適合させることを、比較的簡単に可能とさせ
る。
本発明のある特別に有利な変形は、更に、「特許請求の
範囲第1〜5項」に記載の特徴事項を組み合わせること
により、圧縮機の案内導溝の中の比較的低い圧力空気レ
ベルの際にも、羽根車構成部材の熱的制御のために、十
分な供給量ないしは通風空気量に対して十分な圧力差を
十分に導くことができる。
「特許請求の範囲第5項」に記載の、2個の隣接する羽
根車円盤の間ないしは1個の羽根車円盤と1個の支持円
盤との間の空気室の通路において、供給空気ないしは抽
出空気は、構造部材に関係されたないしは回転構造部材
に関係する周辺速度を受ける。それ故、当該空気室の内
部には、回転部材により強制された空気のうずが形成
し、圧力が低下するけれども、分割された外部及び内部
の環状室の中においては、空気流れはそれほど周辺速度
の影響を受けない。上述の局部的な配置のつながりも、
空気室の形成も、与えられる小さな圧力変動を可能と
し、それ故、制御空気ないしは通風空気に対する局部的
な取り出し圧力が、対応して低く選ばれることが保証さ
れることができ、あるいは、換言すると、十分に高い圧
力差を、当該の圧縮機の内部導溝の壁側の通風空気の進
入開口に生じさせることが可能となる。
本発明の有利な他の実施態様が、残りの「特許請求の範
囲の各項」に記載されている。
実施例 以下に詳細に説明される第1〜5図に基づく本発明の実
施例においては、本質的に同一の構成部材には、同じ参
照数字が付けられている。
第1〜5図によると、軸流圧縮機の一部が見られ、それ
ぞれ、左から右方に見て軸方向に隣接している羽根車円
盤36,35,5から成り、これらは可動羽根36′,35′及び
5′を備えている。
当該の前記圧縮段階の固定の案内羽根は、例えば、第4
図の中においては、L3,L2,L1の符号を付けられた列をな
している。この場合、最後の羽根車円盤5は、軸方向に
後続された支持円盤22に結合されているが、この円盤22
は、その外周領域内に、回転するシール部材Rとして、
例えば、ラビリンス状の回転主シールが形成されてい
る。
第1及び4図に示されるように、軸流圧縮機におけるそ
れぞれの可動羽根は、外周領域内に配置された中間リン
グ37,38を有しており、これらにより、個々の羽根車円
盤5,35,36は、軸方向に相互に間隔を置かれている。上
述の中間リング37,38は、それぞれ、一体に形成された
径方向のウェブの両側方に開放したくぼみA,Bを有して
おり、これらのくぼみは、境界を接している羽根車円盤
部分に向かって、殆ど閉塞されており、ないしは、長手
方向において、これらの羽根車円盤と境界を接してい
る。
更に、空気室28,47,48が設けられており、これらの空気
室は、それぞれ、軸方向支持体として役立っている外部
及び内部壁部分D2,D3ないしはD2′,D3′の中に含まれて
いる。これらの空気室28,47,48及びこれらの壁部分によ
り、相互に隣接している羽根車円盤5,35ないしは35,36
の間のすきまが、外部環状室45,46及び内部環状室45′,
46′に分割される。同じことが、最後の羽根車円盤5及
び軸方向に間隔を置いた支持円盤22の配置と関連しても
当てはまる。当該の外部環状室及び内部環状室には、27
及び27′の符号が付けられている。
前に述べられた中間リング37,38は、更に、それらが、
それらの外方の週面と端面側面とで、当該の可動羽根
5′,35′,36′の羽根基部板と長手方向に整列されて、
一体に境界を接しているように形成されている。本発明
によると、圧縮機における案内導溝から、可動羽根車円
盤の熱的制御のために使用される供給空気が、第1図に
矢印39,42により示すように、中間リング37,38の後部上
方正面端部と、それと境を接している当該の羽根基部板
の正面端部との間に形成された、角の漏れ流れ径路の中
に供給される。取り出された空気ないし制御空気は、中
間リング37,38の空間Aを介して、主としてスリット状
に形成された流入開口40,43に到達するが、これらの開
口は、それそれ、中間リング37,38の下方後部のウエブ
端部と境界を接している羽根基部板側の羽根車円盤正面
との間に形成されている。前述の流入開口40,43を介し
て、それから、供給空気ないし制御空気は、矢印方向39
ないし42に従って、外部環状室45ないし46に供給され
る。最後に述べられた外部環状室45,46から取り出され
た制御空気あるいは通風空気は、外部壁部分D2,D3の中
の穴41ないしは44を介して、当該の空気室47,48に到達
する。これらの空気室47,48の中において、供給された
圧力空気は、構造部材に関して周速度を、最初に述べた
方向に与えられる。更に、それぞれ、内部壁部分D2′な
いしはD3′の中には、出口開口41′,44′が配置されて
おり、それらから、供給空気ないし制御空気は図示され
た矢印方向に、ボス側に向かって厚くされた、当該の羽
根車円盤5,35,36の内部部分に向けられ、それから、同
軸の羽根車円盤の内面を軸方向に回って流される(矢印
の連続F′)。最後に述べられた流れ方向から、全体の
取り出し空気F′は、あらかじめ与えられた圧力降下の
途中において、空気熱動力学的回路過程の枠内において
も、なお他の利用目的に供給されることができ、例え
ば、遮断シール空気として、又は、例えば、タービン構
成部材の冷却の目的で、しかも、組み合わされた圧縮機
−タービン−羽根車系統の途中に供給されることができ
る。
第1及び第4図から、更に、羽根車の支持円盤22が、外
周に配置された回転するシール部材Rの途中において、
同様に、最後の羽根車円盤5と、支持円盤22との間の軸
方向の間隔手段として働くことも分かるところである。
取り出し空気ないし制御空気の供給(矢印25)と関連す
る形成及び配置は、特に、第5図に付いて、後に詳細に
説明する。
第4図による実施例は、第1〜3図による実施例とは、
主として、取り出し空気開口40′,43′が、中間リング3
7,38の外部ウエブ壁部分の後部の供給側の角の端部と、
可動羽根5′,35′の境界を接する基部板との間に形成
されている点で相違している。第1図に対して他の相違
は、特に、中間リング37,38の内部のウエブ端部におい
て、好適には、横断面が、だ円形の流入開口40,43が配
置されるべきであることにある。
第1図に対すると同様に、第4図においては、当該の開
口、例えば、40,40′は、それぞれ、一つの圧縮段階の
中間、すなわち、ここでは、案内羽根L1と、可動羽根
5′との間の中間に配置されるべきである。前述のそれ
ぞれの取り出し空気流れ39ないし42は、他の点について
は、第1図について既に述べたように、外部回転子環状
室45ないしは46並びに空気室47,48を介して当該の内部
回転子環状室45′ないしは46′に供給される。
それ故、第1及び4図に示すように、与えられた羽根車
円盤の位置の上における通風ないしは熱的制御を、希望
に沿うように分配することができる。その場合、一般的
に、比較的上流に横たわっている羽根車領域における空
気供給ないしは制御空気供給に対して、十分に高い圧縮
機導溝内の空気圧力ないし段階圧力が存在することを前
提としている。従って、それ故、取り出し空気流入温度
は、広範に、回転子のボス側を支配している制御空気温
度に対応する。それ故、第1〜4図による図示された変
形には、当該の羽根車円盤部分の最善の通風及び熱的制
御に対する、円盤ボスと、それぞれのリムとの間のつり
合わされた構造温度により、しかも、定常運転の場合
も、非定常運転の場合にも、温度のつり合いが生ずるも
のである。
この場合、更に、特に、第1図による構造に鑑み、その
都度の取り出し空気供給位置26,40及び43における、圧
縮機の主流れ方向に増加する圧力上昇によるその都度の
流入横断面の調和が、羽根車の内部の室27,28並びに45
〜48内部の空気圧力をできる限り低く保持し、したがっ
て、前方の位置(穴43)において、なお十分な通風を保
証するために、必要であることを考慮すべきである。
より長い運転においては、取り出し空気ないし制御空気
に対する流入横断面が、場合によっては、環状構造部分
37,38と羽根車円盤との間の載置面における摩耗によ
り、わずかに縮小することを考慮すべきである。回転子
室ないしは空気室28,47及び48の間の圧力は、その場
合、羽根車円盤5並びに35に配置されている穴49及び50
を介して、つり合わされることができる。
前に、第1〜4図の中において述べられた空気室28,47,
48は、特に、一様に、周辺の上に分割して配置されてお
り、すなわち、それ故、径方向のウエブにより相互に分
離されている。
第5図に示すように、最後の軸流圧縮機段の案内羽根列
1に機関の燃焼室(図示されていない)と連通している
軸方向ディフューザ2が後続されている。軸方向ディフ
ューザ2及び案内羽根列1は、一緒に、回転子主シール
の静止部材23の上方に配置されているが、主シールの静
止部材23は、回転するシール部材Rを、支持円盤22に径
方向外部に形成されている。この場合、更に、主シール
の静止部材及び回転部材の前方部分と、最後の羽根車円
盤5の後部の羽根基部板側の可動羽根との間に、環状導
溝11が形成されるべきである。この環状導溝11は、更
に、軸方向ディフューザ2の下流において取り出された
圧縮機空気9を供給し、この空気は、最後の圧縮段階の
可動羽根5′と案内羽根列1との間に配置された環状す
きま13を経て圧縮機の案内導溝に導かれる。このため
に、可動羽根5′と案内羽根列1との間において圧縮機
の案内導溝と連通している。それ故、環状導溝11から、
主シールへも、最後の羽根車円盤5と支持円盤22との間
に形成された環状室27へも、圧力空気を供給ないし通風
させることができる。
第5図に、第2図を組み合わせて考えることにより、前
に述べられた環状導溝11は、圧力空気供給開口、又は、
スリット26を介して、環状室27ないしは27′と連結可能
であることが分かる。
それ故、第2及び5図に示すように、前に述べられた回
転するシール部材Rの前方の正面と最後の可動の羽根車
円盤5の境界を接する対向面との間には、スリット開口
26が形成される。
本発明においては、更に、前に述べられた圧力空気供給
開口10(第5図)の分布、個数及び寸法を、必要な通風
量に関係して選択することができる。
その場合、更に、圧縮機軸に関する圧力空気開口10の径
方向の配置高さが、本質的に、最大に局部的に形成され
る空気摩擦の径方向の位置と一致することが、本発明に
おいて特に重要である。
第5図に示すように、更に、局部的な、スリット状の流
入開口26が、最後の段階の羽根車円盤5と、支持円盤22
との間の領域の外部に設けられ、これにより、支持円盤
22を、後方において閉塞して排出させることができるよ
うにすることが有利である。比較的広く径方向外方に設
置された流入開口26の決定的な利点は、取り出し空気の
供給ないしは制御空気の供給を、空気摩擦による二次空
気加熱と無関係に並びに更にラビリンス状の回転子主シ
ールのすきま状態と無関係に、広範に実施することがで
きることにある。
第5図から、更に、環状導溝11は、主シールの静止部材
23と案内羽根列1の内壁部分との間及び長手方向ディフ
ューザ2との間に配置された圧力空気導溝Pと連通して
おり、これにより、圧力空気供給開口10を介して圧縮機
出口空気9を供給されることが、明らかなところであ
る。
第5図による本発明のこの実施態様と組み合わされて、
更に、次に有利な観点ないしは発明の判定基準がある。
環状導溝11の内部の圧力は、環状すきま13を経て、羽根
車出口圧力ないし案内羽根列の圧力に流入圧力がつり合
わされる。
圧力空気案内導溝Pと組み合わされて圧力空気供給開口
10により、その時には、案内羽根列1と、ディフューザ
出口8との間における圧力上昇により、圧縮機出口空気
9による環状導溝11の十分な通風が行われることができ
る。
環状導溝11の中に存在する空気量から、運転条件に関係
する漏れ空気流れ12が、例えば、タービンの二次空気系
統の境界を接する室50の中に入る。残りの空気量14は、
環状すきま13を経て、主空気流れないしは圧縮機主流れ
に供給され、それから、案内羽根列1及びディフューザ
2の内部を、側を流れる圧縮機導溝の中の主空気ないし
は圧力空気により、主空気速度ないしは局部的な圧縮機
主流れの速度に急速な加速度を受ける。
第5図は、その他、更に、第1及び4図とは、羽根車円
盤5の熱制御の目的で、圧縮機の主流れ方向とは反対
に、後部から前部へないしは右方から左方へ向けて、空
気室28ないし47′を介して通風を行うことができる点で
相違している。
第2及び3図によると、前に述べられたスリット状の流
入開口26の形態が、回転子円盤5と支持円盤22との間の
分離箇所に沿って、前に述べられた構成部材の一つ、又
は、両方において実現されることができる。
最大のスリット長さ30(第3図)、最大のくぼみ深さ3
1、形状半径32及び33、周辺分布ないしは最大個数(ス
リット26のピッチ34)のような当該の流入開口26の寸法
は、設計における強度の要求を満たすものである。それ
から生ずる最大の開口横断面積は、最大可能な取り出し
空気量ないしは制御空気量25、従って、環状室27ないし
は27′並びに羽根車の内部の空気室28の中の圧力を決定
する。
前に述べられた環状室27(第1及び5図)の内部におい
て、内部へ流れる空気量25により更に外部から空気摩擦
により加熱される支持円盤22の冷却を行う。その後、取
り出し空気量25は、外部の室開口29を経て、支持円盤22
と可動羽根車円盤5との間の空気室28の中に流入する。
ここで、前に述べられた空気25の更なる分割が、再び重
要になる。すなわち、取り出された空気ないし制御空気
は、径方向内部にある穴29′を経て内部の環状室27′の
中に流れ込むが、この環状室27′は、羽根車円盤5と支
持円盤22の厚くされたボス部分の間に形成されている。
第5図において、壁構成部材3により、燃焼室、しか
も、特に、環状燃焼室を取り扱っていることが認められ
る。換言すると、開口10を介して供給された空気量9
は、火炎管と壁構成部材3との間のハウジングの中間空
気から供給されることもできる。しかしながら、本発明
によると、前に述べられた圧力空気供給開口10は、径方
向内部にある燃焼室の二重ハウジング室と連通すること
も可能であり、この場合、この二重ハウジング室へは、
燃焼室の二次空気分から、ディフューザ2の下流におい
て供給されることもできる。
発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているの
で、従来、公知ないし提案されている装置における種々
の欠点を除去し、比較的簡単な構成により、急激な負荷
変動の際にも、局部的に要求される通風温度及び空気量
を保証することができるガスタービン機関の軸流圧縮機
における径方向の羽根すきまを最善化するための装置を
提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、軸流圧縮機の回転子の部分断面図、第2図
は、第1図の拡大部分断面図、第3図は、第2図の線II
−IIによる断面図、第4図は、第1図のものと取り出し
開口ないしは流入開口が相違している軸流圧縮機の部分
縦断面図、第5図は、軸流圧縮機の主シールに関して本
発明の有利な形態が具体化されている軸流圧縮機の回転
子の縦断面図である。 1……案内羽根列、2……軸方向ディフューザ、5,35,3
6……羽根車円盤、5′,35′……可動羽根、9……圧縮
空気、10……圧縮空気供給開口、11……環状導溝、13…
…環状すきま、22……支持円盤、37,38……中間リン
グ、39,42……すきま流れ、40,40′,43,43′……開口、
41,41′,44,44′……穴、45,46,45′,46′……環状室、
47,48……空気室、49,50……圧力つり合い穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−34931(JP,A) 特公 昭53−27842(JP,B2)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスタービン機関の軸流圧縮機であって、
    圧縮機が可動羽根(36′;35′;5′)を備えた複数の羽
    根車円盤(36;35;5)を有していると共にそれらの間に
    環状室(46,46′;45,45′)を形成し、各羽根車円盤(3
    6;35;5)は、中間リング(38;37)を介して間隔を保持
    し、中間リング(38;37)は、境界を接している羽根基
    部板と一緒に圧縮機の内部導溝の壁を形成し、また、各
    羽根車円盤(36;35;5)は、個々の環状室(46,46′;45,
    45′)に供給される圧縮空気(42;39)により通風され
    ると共に熱的に制御されるようになっている軸流圧縮機
    における径方向の羽根すきまを最善化するための装置に
    おいて、中間リング(38;37)の下流領域内において圧
    縮機の内部導溝の壁に開口(43,43′;40,40′)が形成
    され、相互に連続する多数の圧縮段階において、これら
    の開口(43,43′;40,40′)を介して案内羽根(L2,L1
    及び可動羽根(35′;5′)の間から圧縮空気が取り出さ
    れ、当該の環状室(46,46′;45,45′)に供給されるよ
    うになっていることを特徴とするガスタービン機関の軸
    流圧縮機における径方向の羽根すきまを最善化するため
    の装置。
  2. 【請求項2】開口(40′;43′)が、中間リング(37;3
    8)の下流側の正面と、それと境界を接している羽根車
    円盤(5;35)の側方の正面との間に形成されている特許
    請求の範囲第1項記載のガスタービン機関の軸流圧縮機
    における径方向の羽根すきまを最善化するための装置。
  3. 【請求項3】中間リング(37)には、タービン羽根車円
    盤(5;35)と隣接する両側方に、一体の径方向のウエブ
    により相互に分離されている、外側正面に向かって開放
    している中空空間(A;B)が形成されており、開口(4
    0′;40)が、中間リング(37)の下流側で壁部分の端部
    及び/又は内部に配置されていると共に当該の1個の中
    間空間(A)と連通している特許請求の範囲第1項記載
    のガスタービン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根
    すきまを最善化するための装置。
  4. 【請求項4】圧縮機の流れ導溝から中空空間(A)の中
    への圧縮空気の供給が、中間リング(37;38)の下流側
    の壁部分の端面と、羽根車円盤(35;5)の隣接する対向
    面との間から行われる特許請求の範囲第3項記載のガス
    タービン機関の軸流圧縮機の径方向における羽根すきま
    を最善化するための装置。
  5. 【請求項5】隣接する羽根車円盤(36;35;5)の間の環
    状室(46,46′;45,45′)が、羽根車円盤(36;35;5)の
    長手方向の壁部分(D2,D2′;D3,D3′)と一体化され
    た、周囲を壁部分によって同軸に相互に分離された空気
    室(47;48)により、外方環状室(45,46)及び内方環状
    室(45′,46′)に分割されており、これらの環状室(4
    5,46;45′,46′)は、長手方向の壁部分(D2,D2′;D3,D
    3′)の外部壁部分(D2,D3)及び内部壁部分(D2′,D
    3′)に形成された開口(41,41′:44,44')を介して連
    通している特許請求の範囲第1〜4項のいずれか1項に
    記載のガスタービン機関の軸流圧縮機における径方向の
    羽根すきまを最善化するための装置。
  6. 【請求項6】軸流圧縮機の最後の圧縮段階の案内羽根列
    (1)には、機関燃焼室に連通している長手方向ディフ
    ューザ(2)が接続され、この長手方向ディフューザ
    (2)は、案内羽根列(1)と一緒に羽根車主シールの
    静止シール部材(23)に配置されており、一方、羽根車
    主シールの回転シール部材(R)は、支持円盤(22)の
    外方に、最後の段階の羽根車円盤(5)と支持円盤(2
    2)との間の間隔保持体として形成されており、そし
    て、 主シールの静止シール部材(23)及び回転シール部材
    (R)の前方と、最後の段階の羽根車円盤(5)の後方
    の羽根車基部板側の羽根車円盤との間に、環状導溝(1
    1)が形成され、 この環状導溝(11)は、軸方向ディフューザ(2)の下
    流から取り出された圧縮空気(9)を供給するために、
    最後の圧縮段階の可動羽根(5′)と案内羽根列(1)
    との間に配置された環状すきま(13)を介して圧縮機の
    流れ導溝と連通しており、 主シール並びに最後の段階の羽根車円盤(5)と支持円
    盤(22)との間に形成されている環状室(27)には、環
    状導溝(11)からの圧縮空気が供給されるようになって
    いる、特許請求の範囲第1〜5項のいずれか1項に記載
    のガスタービン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根
    すきまを最善化するための装置。
  7. 【請求項7】環状導溝(11)が、圧力空気供給開口、又
    は、圧力空気供給スリット(26)を介して環状室(27,2
    7′)と連通しており、これらの環状室(27,27′)が、
    主シールの回転シール部材(R)の上流端部又はその前
    部の正面と、隣接している最後の段階の羽根車円盤
    (5)の対向面との間に形成されている特許請求の範囲
    第6項に記載のガスタービン機関の軸流圧縮機における
    径方向の羽根すきまを最善化するための装置。
  8. 【請求項8】環状導溝(11)が、主シールの静止シール
    部材(23)と、案内羽根列(1)の内壁部分との間に配
    置された圧力空気導溝(P)と連通しており、これらの
    空気導溝が、それぞれ、燃焼室外ハウジング壁の内部部
    分(3)の中の圧力空気供給開口(10)を介して、ディ
    フューザ(2)の下流にある燃焼室からの二次空気供給
    系統に接続されている特許請求の範囲第6又は7項のい
    ずれかに記載のガスタービン機関の軸流圧縮機における
    径方向の羽根すきまを最善化するための装置。
  9. 【請求項9】圧力空気供給開口(10)が、燃焼室の内部
    の二重ハウジング環状室に接続されている特許請求の範
    囲第8項に記載のガスタービン機関の軸流圧縮機におけ
    る径方向の羽根すきまを最善化するための装置
  10. 【請求項10】開口(26;40;43)が、少なくとも、部分
    的にスリット状に形成されている特許請求の範囲第1〜
    9項のいずれか1項に記載のガスタービン機関の軸流圧
    縮機における径方向の羽根すきまを最善化するための装
    置。
  11. 【請求項11】それぞれの中間リング(37;38)のウエ
    ブの後部の内方端部の中に配置されている開口(40;4
    3)が、だ円形状の横断面を有している穴として形成さ
    れている特許請求の範囲第1〜9項のいずれかに記載の
    ガスタービン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根す
    きまを最善化するための装置。
  12. 【請求項12】圧力空気供給開口(10)の分布、個数及
    び寸法が、必要とされる通風量に関係して決定される特
    許請求の範囲第6又は8項のいずれか1項に記載のガス
    タービン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根すきま
    を最善化するための装置。
  13. 【請求項13】圧力空気供給開口(10)の圧縮機軸に関
    する配置高さが、最大の空気摩擦の径方向位置とほぼ一
    致している特許請求の範囲第12項記載のガスタービン機
    関の軸流圧縮機における径方向の羽根すきまを最善化す
    るための装置。
  14. 【請求項14】空気室(28;47;48)が、羽根車円盤(5;
    35)の中の圧力つり合い穴(49;50)を介して相互に連
    通している特許請求の範囲第1〜13項のいずれか1項に
    記載のガスタービン機関の軸流圧縮機における径方向の
    羽根すきまを最善化するための装置。
JP62033584A 1986-02-28 1987-02-18 ガスタ−ビン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根すきまを最善化するための装置 Expired - Lifetime JPH076520B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3606597A DE3606597C1 (de) 1986-02-28 1986-02-28 Schaufel- und Dichtspaltoptimierungseinrichtung fuer Verdichter von Gasturbinentriebwerken
DE3606597.8 1986-02-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62206290A JPS62206290A (ja) 1987-09-10
JPH076520B2 true JPH076520B2 (ja) 1995-01-30

Family

ID=6295212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62033584A Expired - Lifetime JPH076520B2 (ja) 1986-02-28 1987-02-18 ガスタ−ビン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根すきまを最善化するための装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4795307A (ja)
EP (1) EP0235641B1 (ja)
JP (1) JPH076520B2 (ja)
AT (1) ATE65287T1 (ja)
DE (2) DE3606597C1 (ja)
NO (1) NO169794C (ja)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5054996A (en) * 1990-07-27 1991-10-08 General Electric Company Thermal linear actuator for rotor air flow control in a gas turbine
US5232335A (en) * 1991-10-30 1993-08-03 General Electric Company Interstage thermal shield retention system
FR2695161B1 (fr) * 1992-08-26 1994-11-04 Snecma Système de refroidissement d'un compresseur de turbomachine et de contrôle des jeux.
GB2280478A (en) * 1993-07-31 1995-02-01 Rolls Royce Plc Gas turbine sealing assemblies.
DE4411616C2 (de) * 1994-04-02 2003-04-17 Alstom Verfahren zum Betreiben einer Strömungsmaschine
DE19531290A1 (de) * 1995-08-25 1997-02-27 Abb Management Ag Rotor für thermische Turbomaschinen
US6190127B1 (en) * 1998-12-22 2001-02-20 General Electric Co. Tuning thermal mismatch between turbine rotor parts with a thermal medium
DE10217389A1 (de) * 2002-04-18 2003-10-30 Siemens Ag Turbinenschaufel
US6868363B2 (en) * 2003-01-14 2005-03-15 General Electric Company Methods and systems for calculating steam turbine radial clearance
US6854736B2 (en) 2003-03-26 2005-02-15 Siemens Westinghouse Power Corporation Seal assembly for a rotary machine
EP1577493A1 (de) * 2004-03-17 2005-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Strömungsmaschine und Rotor für eine Strömungsmaschine
DE102004042295A1 (de) * 2004-09-01 2006-03-02 Mtu Aero Engines Gmbh Rotor für ein Triebwerk
JP4835475B2 (ja) * 2007-03-09 2011-12-14 トヨタ自動車株式会社 ガスタービンの焼ばめ締結構造
FR2930589B1 (fr) * 2008-04-24 2012-07-06 Snecma Prelevement d'air centripete dans un rotor de compresseur d'une turbomachine
US8727702B2 (en) * 2008-05-30 2014-05-20 United Technologies Corporation Hoop snap spacer
US8534991B2 (en) * 2009-11-20 2013-09-17 United Technologies Corporation Compressor with asymmetric stator and acoustic cutoff
US8376689B2 (en) * 2010-04-14 2013-02-19 General Electric Company Turbine engine spacer
EP2418352B1 (en) * 2010-08-10 2019-09-11 Ansaldo Energia Switzerland AG Gas turbine engine comprising a compressor with longitudinal cooling passages
EP2450531B1 (de) * 2010-11-04 2013-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Axialverdichterkühlung
US20120134782A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 Creston Lewis Dempsey Purge systems for rotary machines and methods of assembling same
DE102010063071A1 (de) * 2010-12-14 2012-06-14 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Kühlvorrichtung für ein Strahltriebwerk
GB201108842D0 (en) * 2011-05-26 2011-07-06 Rolls Royce Plc A vortex reducer
EP2551453A1 (de) * 2011-07-26 2013-01-30 Alstom Technology Ltd Kühlvorrichtung eines Gasturbinenkompressors
EP2586968B1 (en) * 2011-10-28 2019-07-10 United Technologies Corporation Secondary flow arrangement for slotted rotor
US8961132B2 (en) * 2011-10-28 2015-02-24 United Technologies Corporation Secondary flow arrangement for slotted rotor
US9068507B2 (en) * 2011-11-16 2015-06-30 General Electric Company Compressor having purge circuit and method of purging
RU2506436C2 (ru) * 2012-02-06 2014-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Устройство оптимизации радиальных зазоров многоступенчатого осевого компрессора авиационного газотурбинного двигателя
FR2987864B1 (fr) * 2012-03-12 2017-06-16 Snecma Turbomachine a disques de rotor et moyen de guidage radial d’air, et compresseur et/ou turbine avec de tels disques et moyen de guidage.
US20130264779A1 (en) * 2012-04-10 2013-10-10 General Electric Company Segmented interstage seal system
RU2484257C1 (ru) * 2012-04-23 2013-06-10 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Ротор компрессора турбовентиляторного двигателя
US9032738B2 (en) * 2012-04-25 2015-05-19 Siemens Aktiengeselischaft Gas turbine compressor with bleed path
CN102661201B (zh) * 2012-04-28 2014-02-12 中国航空动力机械研究所 发动机的引气结构
US20150362463A1 (en) 2013-03-01 2015-12-17 Kyocera Corporation Sensor
US9988935B2 (en) * 2014-07-31 2018-06-05 United Technologies Corporation Gas turbine engine with axial compressor with internal cooling pathways
US9879537B2 (en) * 2014-07-31 2018-01-30 United Technologies Corporation Gas turbine engine axial compressor rear hub
US9890645B2 (en) * 2014-09-04 2018-02-13 United Technologies Corporation Coolant flow redirection component
US10161251B2 (en) 2014-09-12 2018-12-25 United Technologies Corporation Turbomachine rotors with thermal regulation
US10837288B2 (en) * 2014-09-17 2020-11-17 Raytheon Technologies Corporation Secondary flowpath system for a gas turbine engine
BE1023233B1 (fr) * 2015-07-01 2017-01-05 Safran Aero Boosters S.A. Tambour perfore de compresseur de turbomachine axiale
JP6773404B2 (ja) * 2015-10-23 2020-10-21 三菱パワー株式会社 圧縮機ロータ、これを備えるガスタービンロータ、及びガスタービン
US10612383B2 (en) * 2016-01-27 2020-04-07 General Electric Company Compressor aft rotor rim cooling for high OPR (T3) engine
US11066998B2 (en) * 2016-03-30 2021-07-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Compressor rotor, compressor and gas turbine
US11473510B2 (en) 2019-04-18 2022-10-18 Raytheon Technologies Corporation Active multi-effector control of high pressure turbine clearances
US11352903B2 (en) 2020-01-20 2022-06-07 Raytheon Technologies Corporation Rotor stack bushing with adaptive temperature metering for a gas turbine engine
CN113898610B (zh) * 2021-10-10 2024-08-02 中国航发沈阳发动机研究所 一种压气机转子轮盘盘心引气结构

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2628066A (en) * 1946-10-02 1953-02-10 Rolls Royce Turbine disk
GB612097A (en) * 1946-10-09 1948-11-08 English Electric Co Ltd Improvements in and relating to the cooling of gas turbine rotors
BE488010A (ja) * 1947-03-11 1900-01-01
GB696133A (en) * 1950-07-05 1953-08-26 Rolls Royce Improvements in or relating to axial flow compressors
GB1152331A (en) * 1966-05-18 1969-05-14 Rolls Royce Improvements in Gas Turbine Blade Cooling
US3647313A (en) * 1970-06-01 1972-03-07 Gen Electric Gas turbine engines with compressor rotor cooling
GB1370887A (en) * 1970-09-26 1974-10-16 Secr Defence Aircraft and gas turbine engines therefor
US3742706A (en) * 1971-12-20 1973-07-03 Gen Electric Dual flow cooled turbine arrangement for gas turbine engines
US3844110A (en) * 1973-02-26 1974-10-29 Gen Electric Gas turbine engine internal lubricant sump venting and pressurization system
US3957391A (en) * 1975-03-25 1976-05-18 United Technologies Corporation Turbine cooling
DE2633291C3 (de) * 1976-07-23 1981-05-14 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Gasturbinenanlage mit Kühlung durch zwei unabhängige Kühlluftströme
JPS5327842A (en) * 1976-08-27 1978-03-15 Wacoal Corp Slip
US4329114A (en) * 1979-07-25 1982-05-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Active clearance control system for a turbomachine
US4338061A (en) * 1980-06-26 1982-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Control means for a gas turbine engine
US4576547A (en) * 1983-11-03 1986-03-18 United Technologies Corporation Active clearance control
DE3428892A1 (de) * 1984-08-04 1986-02-13 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Schaufel- und dichtspaltoptimierungseinrichtung fuer verdichter von gasturbinentriebwerken, insbesondere gasturbinenstrahltriebwerken

Also Published As

Publication number Publication date
DE3606597C1 (de) 1987-02-19
JPS62206290A (ja) 1987-09-10
US4795307A (en) 1989-01-03
EP0235641B1 (de) 1991-07-17
NO870824D0 (no) 1987-02-27
EP0235641A2 (de) 1987-09-09
NO169794B (no) 1992-04-27
NO870824L (no) 1987-08-31
DE3771351D1 (de) 1991-08-22
NO169794C (no) 1992-08-05
ATE65287T1 (de) 1991-08-15
EP0235641A3 (en) 1989-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH076520B2 (ja) ガスタ−ビン機関の軸流圧縮機における径方向の羽根すきまを最善化するための装置
US4961309A (en) Apparatus for venting the rotor structure of a compressor of a gas turbine power plant
EP2309109B1 (en) Gas turbine and method of operating gas turbine
EP1630354B1 (en) Cooled gas turbine aerofoil
US5399065A (en) Improvements in cooling and sealing for a gas turbine cascade device
US5641267A (en) Controlled leakage shroud panel
AU2005284134B2 (en) Turbine engine vane with fluid cooled shroud
US9157331B2 (en) Radial active clearance control for a gas turbine engine
US6659716B1 (en) Gas turbine having thermally insulating rings
EP2419609B1 (en) Cooled one piece casing of a turbo machine
US4662821A (en) Automatic control device of a labyrinth seal clearance in a turbo jet engine
EP0532303A1 (en) System and method for improved engine cooling
US4668163A (en) Automatic control device of a labyrinth seal clearance in a turbo-jet engine
WO2013151813A1 (en) Cooling system for a turbine vane
EP3022503B1 (en) Spacer for a compressor of a gas turbine.
US7028486B2 (en) Coolant recovery type gas turbine
US5440874A (en) Turbo-engine provided with a device for blowing air onto a rotor element
EP0909878B1 (en) Gas turbine
US7140836B2 (en) Casing arrangement
CN100535415C (zh) 闭路冷却叶片涡轮机
JPH1077804A (ja) タービンブレードの間隙制御装置
EP2551467A1 (en) Gas turbine engine active clearance control system and corresponding method
EP0965726B1 (en) Refrigerant recovery type gas turbine
US2859935A (en) Cooling of turbines
US11781434B2 (en) Components for gas turbine engines