JPH0842359A - タービン入口流路構造 - Google Patents
タービン入口流路構造Info
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- JPH0842359A JPH0842359A JP18148594A JP18148594A JPH0842359A JP H0842359 A JPH0842359 A JP H0842359A JP 18148594 A JP18148594 A JP 18148594A JP 18148594 A JP18148594 A JP 18148594A JP H0842359 A JPH0842359 A JP H0842359A
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- rotor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タービン入口流路構造において、粒子の衝突
によりタービンロータの耐久性低下を招くことを抑え
る。 【構成】 放射状に拡がる複数の翼を有してその回転径
方向から導かれるガス流により回転駆動されるタービン
ロータ１０と、タービンロータ１０の翼先端部１２へと
導かれるガス流に予旋回を与える複数の第一タービンノ
ズル３と、第一タービンノズル３へと導かれるガス流を
タービンロータ１０の回転軸Ｃ方向に曲げる湾曲流路部
１３と、湾曲流路部１３とタービンロータ１０の翼根元
部１８に面する背後空間２８を連通するバイパス通路６
とを備える。
によりタービンロータの耐久性低下を招くことを抑え
る。 【構成】 放射状に拡がる複数の翼を有してその回転径
方向から導かれるガス流により回転駆動されるタービン
ロータ１０と、タービンロータ１０の翼先端部１２へと
導かれるガス流に予旋回を与える複数の第一タービンノ
ズル３と、第一タービンノズル３へと導かれるガス流を
タービンロータ１０の回転軸Ｃ方向に曲げる湾曲流路部
１３と、湾曲流路部１３とタービンロータ１０の翼根元
部１８に面する背後空間２８を連通するバイパス通路６
とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タービン入口流路構造
の改良に関するものである。
の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービンエンジンに備えられ
るタービン入口流路構造として、例えば図７に示すよう
なものがある(特開平２−２７１０３３号公報、参照)。
るタービン入口流路構造として、例えば図７に示すよう
なものがある(特開平２−２７１０３３号公報、参照)。
【０００３】これについて説明すると、図示しない燃焼
器から送られる燃焼ガスをタービンロータ１０へと導く
入口流路１１は、インナシュラウド１とアウターシュラ
ウド２の間に画成される。インナシュラウド１とアウタ
ーシュラウド２は互いに平行に配置され、入口流路１１
は直線的な流路断面を持って径方向に拡がっている。
器から送られる燃焼ガスをタービンロータ１０へと導く
入口流路１１は、インナシュラウド１とアウターシュラ
ウド２の間に画成される。インナシュラウド１とアウタ
ーシュラウド２は互いに平行に配置され、入口流路１１
は直線的な流路断面を持って径方向に拡がっている。
【０００４】入口流路１１には複数の第一タービンノズ
ル３がタービンロータ１０の翼先端部１２を囲むように
して配設され、タービンロータ１０に流入するガス流に
予旋回を与えるようになっている。
ル３がタービンロータ１０の翼先端部１２を囲むように
して配設され、タービンロータ１０に流入するガス流に
予旋回を与えるようになっている。
【０００５】図中矢印で示すように入口流路１１から導
かれるガス流は、第一タービンノズル３を介してタービ
ンロータ１０に対して旋回しながら流入し、タービンロ
ータ１０を回転駆動する。
かれるガス流は、第一タービンノズル３を介してタービ
ンロータ１０に対して旋回しながら流入し、タービンロ
ータ１０を回転駆動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のタービン入口流路構造にあっては、燃焼器か
ら送られるガス中に混入したカーボン粒子あるいはある
いは酸化スケール等の微細な粒子がタービンロータ１０
の肉厚の小さい翼先端部１２に衝突するため、粒子の衝
突による衝撃とタービンロータ１０に働く遠心力が合成
されてタービンロータの翼根元部に応力が集中し、ター
ビンロータ１０の耐久性を十分に確保することが難しい
という問題点があった。
うな従来のタービン入口流路構造にあっては、燃焼器か
ら送られるガス中に混入したカーボン粒子あるいはある
いは酸化スケール等の微細な粒子がタービンロータ１０
の肉厚の小さい翼先端部１２に衝突するため、粒子の衝
突による衝撃とタービンロータ１０に働く遠心力が合成
されてタービンロータの翼根元部に応力が集中し、ター
ビンロータ１０の耐久性を十分に確保することが難しい
という問題点があった。
【０００７】本発明は上記の問題点に着目し、タービン
入口流路構造において、粒子の衝突によるタービンロー
タの耐久性低下を抑えることを目的とする。
入口流路構造において、粒子の衝突によるタービンロー
タの耐久性低下を抑えることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のタービ
ン入口流路構造は、放射状に拡がる複数の翼を有してそ
の回転径方向から導かれるガス流により回転駆動される
タービンロータと、タービンロータの翼先端部へと導か
れるガス流に予旋回を与える複数の第一タービンノズル
と、第一タービンノズルへと導かれるガス流をタービン
ロータの回転軸方向に曲げる湾曲流路部と、湾曲流路部
とタービンロータの翼根元部に面する背後空間を連通す
るバイパス通路と、を備える。
ン入口流路構造は、放射状に拡がる複数の翼を有してそ
の回転径方向から導かれるガス流により回転駆動される
タービンロータと、タービンロータの翼先端部へと導か
れるガス流に予旋回を与える複数の第一タービンノズル
と、第一タービンノズルへと導かれるガス流をタービン
ロータの回転軸方向に曲げる湾曲流路部と、湾曲流路部
とタービンロータの翼根元部に面する背後空間を連通す
るバイパス通路と、を備える。
【０００９】請求項２に記載のタービン入口流路構造
は、放射状に拡がる複数の翼を有してその回転径方向か
ら導かれるガス流により回転駆動されるタービンロータ
と、タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予
旋回を与える複数の第一タービンノズルと、第一タービ
ンノズルへと導かれるガス流をタービンロータの回転軸
方向に曲げる環状突起部と、環状突起部の延長方向に位
置し、ガス流に対向して開口する捕集凹部と、捕集凹部
とタービンロータの翼根元部に面する背後空間を連通す
るバイパス通路と、を備える。
は、放射状に拡がる複数の翼を有してその回転径方向か
ら導かれるガス流により回転駆動されるタービンロータ
と、タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予
旋回を与える複数の第一タービンノズルと、第一タービ
ンノズルへと導かれるガス流をタービンロータの回転軸
方向に曲げる環状突起部と、環状突起部の延長方向に位
置し、ガス流に対向して開口する捕集凹部と、捕集凹部
とタービンロータの翼根元部に面する背後空間を連通す
るバイパス通路と、を備える。
【００１０】請求項３に記載のタービン入口流路構造
は、請求項１または２に記載の発明において、バイパス
通路を通って背後空間からタービンロータの翼根元部へ
と導かれるガス流に予旋回を与える複数の第二タービン
ノズルを備える。
は、請求項１または２に記載の発明において、バイパス
通路を通って背後空間からタービンロータの翼根元部へ
と導かれるガス流に予旋回を与える複数の第二タービン
ノズルを備える。
【００１１】請求項４に記載のタービン入口流路構造
は、請求項３に記載の発明において、第二タービンノズ
ルの設定角度および枚数を、第一タービンノズルと略等
しく設定する。
は、請求項３に記載の発明において、第二タービンノズ
ルの設定角度および枚数を、第一タービンノズルと略等
しく設定する。
【００１２】
【作用】請求項１に記載のタービン入口流路構造におい
て、第一タービンノズルを介して旋回しながらタービン
ロータの翼先端部から流入するガス流は、タービンロー
タを回転駆動しつつ、タービンロータの翼間流路でター
ビンロータの回転軸方向に向きを変えながら排出され
る。
て、第一タービンノズルを介して旋回しながらタービン
ロータの翼先端部から流入するガス流は、タービンロー
タを回転駆動しつつ、タービンロータの翼間流路でター
ビンロータの回転軸方向に向きを変えながら排出され
る。
【００１３】第一タービンノズルの上流側で湾曲流路部
を通過するガス流は、タービンロータの回転軸方向に曲
げられる。このとき、ガス流中に混入したカーボン粒子
あるいは酸化スケール等の微細な粒子は、ガス流ととも
に湾曲流路部を流れる過程で曲げられ、慣性力によりバ
イパス通路に流入し、バイパス通路を通って背後空間か
らタービンロータの翼根元部に流入し、タービンロータ
を回転駆動しつつ、タービンロータの翼間流路でタービ
ンロータの回転軸方向に向きを変えながら排出される。
を通過するガス流は、タービンロータの回転軸方向に曲
げられる。このとき、ガス流中に混入したカーボン粒子
あるいは酸化スケール等の微細な粒子は、ガス流ととも
に湾曲流路部を流れる過程で曲げられ、慣性力によりバ
イパス通路に流入し、バイパス通路を通って背後空間か
らタービンロータの翼根元部に流入し、タービンロータ
を回転駆動しつつ、タービンロータの翼間流路でタービ
ンロータの回転軸方向に向きを変えながら排出される。
【００１４】このようにガス流中に含まれる粒子がバイ
パス通路を通ってタービンロータの翼先端部を迂回して
流れることにより、肉厚の小さい翼先端部に衝突するこ
とを防止できる。
パス通路を通ってタービンロータの翼先端部を迂回して
流れることにより、肉厚の小さい翼先端部に衝突するこ
とを防止できる。
【００１５】バイパス通路を通って導かれる粒子は、タ
ービンロータの翼根元部に衝突するが、翼根元部は肉厚
が大きいので耐久性上問題はない。また、粒子の衝突に
よる衝撃とタービンロータに働く遠心力が合成されてタ
ービンロータの翼根元部に応力が集中することを抑制
し、タービンロータの耐久性を十分に確保することがで
きる。
ービンロータの翼根元部に衝突するが、翼根元部は肉厚
が大きいので耐久性上問題はない。また、粒子の衝突に
よる衝撃とタービンロータに働く遠心力が合成されてタ
ービンロータの翼根元部に応力が集中することを抑制
し、タービンロータの耐久性を十分に確保することがで
きる。
【００１６】請求項２に記載のタービン入口流路構造に
おいて、第一タービンノズルを介して旋回しながらター
ビンロータの翼先端部から流入するガス流は、タービン
ロータを回転駆動しつつ、タービンロータの翼間流路で
タービンロータの回転軸方向に向きを変えながら排出さ
れる。
おいて、第一タービンノズルを介して旋回しながらター
ビンロータの翼先端部から流入するガス流は、タービン
ロータを回転駆動しつつ、タービンロータの翼間流路で
タービンロータの回転軸方向に向きを変えながら排出さ
れる。
【００１７】第一タービンノズルの上流側で環状突起部
に沿って流れるガス流は、タービンロータの回転軸方向
に曲げられる。このとき、ガス流中に混入したカーボン
粒子あるいは酸化スケール等の微細な粒子は、ガス流と
ともに環状突起部に沿って流れる過程で曲げられ、慣性
力により環状突起部の延長方向に開口した捕集凹部に集
まり、バイパス通路を通って背後空間からタービンロー
タの翼根元部に流入し、タービンロータを回転駆動しつ
つ、タービンロータの翼間流路でタービンロータの回転
軸方向に向きを変えながら排出される。
に沿って流れるガス流は、タービンロータの回転軸方向
に曲げられる。このとき、ガス流中に混入したカーボン
粒子あるいは酸化スケール等の微細な粒子は、ガス流と
ともに環状突起部に沿って流れる過程で曲げられ、慣性
力により環状突起部の延長方向に開口した捕集凹部に集
まり、バイパス通路を通って背後空間からタービンロー
タの翼根元部に流入し、タービンロータを回転駆動しつ
つ、タービンロータの翼間流路でタービンロータの回転
軸方向に向きを変えながら排出される。
【００１８】捕集凹部を環状突起部の延長方向に配置す
ることにより、粒子を捕捉する確率を高めて、粒子がタ
ービンロータの翼先端部に衝突することを有効に防止で
きる。
ることにより、粒子を捕捉する確率を高めて、粒子がタ
ービンロータの翼先端部に衝突することを有効に防止で
きる。
【００１９】このようにガス流中に含まれる粒子が捕集
凹部からバイパス通路を通ってタービンロータの翼先端
部を迂回して流れることにより、粒子が肉厚の小さい翼
先端部に衝突することを防止できる。
凹部からバイパス通路を通ってタービンロータの翼先端
部を迂回して流れることにより、粒子が肉厚の小さい翼
先端部に衝突することを防止できる。
【００２０】バイパス通路を通って導かれる粒子は、タ
ービンロータの翼根元部に衝突するが、翼根元部は肉厚
が大きいので耐久性上問題はない。また、粒子の衝突に
よる衝撃とタービンロータに働く遠心力が合成されてタ
ービンロータの翼根元部に応力が集中することを抑制
し、タービンロータの耐久性を十分に確保することがで
きる。
ービンロータの翼根元部に衝突するが、翼根元部は肉厚
が大きいので耐久性上問題はない。また、粒子の衝突に
よる衝撃とタービンロータに働く遠心力が合成されてタ
ービンロータの翼根元部に応力が集中することを抑制
し、タービンロータの耐久性を十分に確保することがで
きる。
【００２１】請求項３に記載のタービン入口流路構造
は、背後空間から第二タービンノズルを介してタービン
ロータの翼根元部へと導かれるガス流に予旋回を与える
ことにより、ガス流の持つエネルギーをタービンロータ
の回転エネルギーに変換する効率を高められる。
は、背後空間から第二タービンノズルを介してタービン
ロータの翼根元部へと導かれるガス流に予旋回を与える
ことにより、ガス流の持つエネルギーをタービンロータ
の回転エネルギーに変換する効率を高められる。
【００２２】請求項４に記載のタービン入口流路構造
は、第二タービンノズルの設定角度および枚数を、第一
タービンノズルと等しく設定することにより、タービン
ロータの効率を有効に高められる。
は、第二タービンノズルの設定角度および枚数を、第一
タービンノズルと等しく設定することにより、タービン
ロータの効率を有効に高められる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を適用したガスターピンエンジ
ンの実施例を添付図面に基づいて説明する。
ンの実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】図１、図２に示すように、図示しない燃焼
器から送られる燃焼ガスをタービンロータ１０に導く入
口流路１１は、インナシュラウド１とアウターシュラウ
ド２の間に画成される。
器から送られる燃焼ガスをタービンロータ１０に導く入
口流路１１は、インナシュラウド１とアウターシュラウ
ド２の間に画成される。
【００２５】図中矢印で示すように入口流路１１から導
かれるガス流は、第一タービンノズル３を介してタービ
ンロータ１０に対して旋回しながら流入し、タービンロ
ータ１０を回転駆動する。タービンロータ１０に流入し
たガス流は、翼間流路９を流れる過程で回転軸Ｃ方向に
向きを変えて、出口流路１９に排出される。
かれるガス流は、第一タービンノズル３を介してタービ
ンロータ１０に対して旋回しながら流入し、タービンロ
ータ１０を回転駆動する。タービンロータ１０に流入し
たガス流は、翼間流路９を流れる過程で回転軸Ｃ方向に
向きを変えて、出口流路１９に排出される。
【００２６】図３に示すように、タービンロータ１０の
翼先端部１２のまわりには２１枚の第一タービンノズル
３が一定の間隔を持って配設される。第一タービンノズ
ル３はタービンロータ１０の接線に対して２０°の設定
角度を持って配置される。第一タービンノズル３はこれ
を通過するガス流に対してタービンロータ１０の回転方
向に予旋回を与えるようになっている。
翼先端部１２のまわりには２１枚の第一タービンノズル
３が一定の間隔を持って配設される。第一タービンノズ
ル３はタービンロータ１０の接線に対して２０°の設定
角度を持って配置される。第一タービンノズル３はこれ
を通過するガス流に対してタービンロータ１０の回転方
向に予旋回を与えるようになっている。
【００２７】入口流路１１は第一タービンノズル３の上
流側でタービンロータ１０の回転軸Ｃ方向に湾曲した流
路断面を持って径方向に拡がる湾曲流路部１３を有す
る。湾曲流路部１３より上流側に位置する上流側流路部
１４と、湾曲流路部１３より下流側に位置する下流側流
路部１５は、それぞれ直線的な流路断面を持って径方向
に拡がっている。
流側でタービンロータ１０の回転軸Ｃ方向に湾曲した流
路断面を持って径方向に拡がる湾曲流路部１３を有す
る。湾曲流路部１３より上流側に位置する上流側流路部
１４と、湾曲流路部１３より下流側に位置する下流側流
路部１５は、それぞれ直線的な流路断面を持って径方向
に拡がっている。
【００２８】湾曲流路部１３は、インナーシュラウド１
の内壁から環状に突出する環状突起部１６と、アウター
シュラウド２の内壁から凹状に窪む環状凹部１７の間に
画成される。
の内壁から環状に突出する環状突起部１６と、アウター
シュラウド２の内壁から凹状に窪む環状凹部１７の間に
画成される。
【００２９】インナーシュラウド１の環状突起部１６
は、入口流路１１の上流側から下流側にかけてタービン
ロータ１０の背後に向けて傾斜する上流側傾斜面２１
と、入口流路１１の上流側から下流側にかけてタービン
ロータ１０の出口流路１９側に向けて傾斜する下流側傾
斜面２２と、上流側傾斜面２１と下流側傾斜面２２を円
弧状の断面を持って結ぶ先端湾曲部２３を有する。
は、入口流路１１の上流側から下流側にかけてタービン
ロータ１０の背後に向けて傾斜する上流側傾斜面２１
と、入口流路１１の上流側から下流側にかけてタービン
ロータ１０の出口流路１９側に向けて傾斜する下流側傾
斜面２２と、上流側傾斜面２１と下流側傾斜面２２を円
弧状の断面を持って結ぶ先端湾曲部２３を有する。
【００３０】湾曲流路部１３の外周部から分岐してター
ビンロータ１０の翼根元部１８に面する背後空間２８を
連通するバイパス通路６が配設される。バイパス通路６
はタービンロータ１０の回転径方向に直線状に延び、下
流側流路部１５と平行に配設される。
ビンロータ１０の翼根元部１８に面する背後空間２８を
連通するバイパス通路６が配設される。バイパス通路６
はタービンロータ１０の回転径方向に直線状に延び、下
流側流路部１５と平行に配設される。
【００３１】アウターシュラウド２には湾曲流路部１３
の外周部からその接線方向に窪む捕集凹部２６が環状に
形成され、この捕集凹部２６の底部にバイパス通路６が
開口している。
の外周部からその接線方向に窪む捕集凹部２６が環状に
形成され、この捕集凹部２６の底部にバイパス通路６が
開口している。
【００３２】ガス流中に含まれる粒子や異物を効率良く
捕集するため、捕集凹部２６は、インナーシュラウド１
の環状突起部１６の上流側傾斜面２１の延長方向に位置
してガス流に対向して開口している。
捕集するため、捕集凹部２６は、インナーシュラウド１
の環状突起部１６の上流側傾斜面２１の延長方向に位置
してガス流に対向して開口している。
【００３３】アウターシュラウド２には、捕集凹部２６
と湾曲流路部１３を仕切る分流壁部２７が形成される。
分流壁部２７はタービンロータ１０の回転径方向に向け
て環状に突出して形成される。分流壁部２７の先端部は
円弧状の断面を持って突出して形成される。
と湾曲流路部１３を仕切る分流壁部２７が形成される。
分流壁部２７はタービンロータ１０の回転径方向に向け
て環状に突出して形成される。分流壁部２７の先端部は
円弧状の断面を持って突出して形成される。
【００３４】アウターシュラウド２とバックプレート４
の間には、タービンロータ１０の翼根元部１８の背後に
面して背後空間２８が環状に画成される。
の間には、タービンロータ１０の翼根元部１８の背後に
面して背後空間２８が環状に画成される。
【００３５】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００３６】図中矢印で示すように入口流路１１から導
かれるガス流の大部分は、湾曲流路部１３を通過した
後、下流側流路部１５に配設された第一タービンノズル
３を介してタービンロータ１０の翼先端部１２から旋回
しながら流入し、タービンロータ１０を回転駆動しつ
つ、タービンロータ１０の翼間流路９でタービンロータ
１０の回転軸Ｃ方向に向きを変えて、出口流路１９に排
出される。
かれるガス流の大部分は、湾曲流路部１３を通過した
後、下流側流路部１５に配設された第一タービンノズル
３を介してタービンロータ１０の翼先端部１２から旋回
しながら流入し、タービンロータ１０を回転駆動しつ
つ、タービンロータ１０の翼間流路９でタービンロータ
１０の回転軸Ｃ方向に向きを変えて、出口流路１９に排
出される。
【００３７】一方、入口流路１１から導かれるガス流の
一部は、湾曲流路部１３を通過した後、バイパス通路６
を通り、タービンロータ１０の翼根元部１８から流入
し、タービンロータ１０の翼間流路９でタービンロータ
１０の回転軸Ｃ方向に向きを変えて、出口流路１９に排
出される。
一部は、湾曲流路部１３を通過した後、バイパス通路６
を通り、タービンロータ１０の翼根元部１８から流入
し、タービンロータ１０の翼間流路９でタービンロータ
１０の回転軸Ｃ方向に向きを変えて、出口流路１９に排
出される。
【００３８】第一タービンノズル３の上流側で環状突起
部１６に沿って流れるガス流は、タービンロータ１０の
回転軸Ｃ方向に曲げられる。このとき、ガス流中に混入
したカーボン粒子あるいは酸化スケール等の微細な粒子
は、ガス流とともに環状突起部１６に沿って流れる過程
で曲げられ、慣性力により環状突起部１６の延長方向に
開口した捕集凹部２６に集まり、バイパス通路６を通っ
て背後空間２８からタービンロータ１０の翼根元部１８
から流入し、タービンロータ１０を回転駆動しつつ、タ
ービンロータ１０の翼間流路９でタービンロータ１０の
回転軸Ｃ方向に向きを変えながら排出される。
部１６に沿って流れるガス流は、タービンロータ１０の
回転軸Ｃ方向に曲げられる。このとき、ガス流中に混入
したカーボン粒子あるいは酸化スケール等の微細な粒子
は、ガス流とともに環状突起部１６に沿って流れる過程
で曲げられ、慣性力により環状突起部１６の延長方向に
開口した捕集凹部２６に集まり、バイパス通路６を通っ
て背後空間２８からタービンロータ１０の翼根元部１８
から流入し、タービンロータ１０を回転駆動しつつ、タ
ービンロータ１０の翼間流路９でタービンロータ１０の
回転軸Ｃ方向に向きを変えながら排出される。
【００３９】燃焼器から送られるガス中に混入したカー
ボン粒子あるいはあるいは酸化スケール等の微細な粒子
は、ガス流とともに湾曲流路部１３を流れる過程でター
ビンロータ１０の回転軸Ｃ方向に曲げられ、慣性力によ
り湾曲流路部１３の外周部に位置してガス流に対向して
開口した捕集凹部２６に集められる。すなわち、ガス流
中に混入した粒子は、湾曲流路部１３を通過するガス流
とともに環状突起部１６の上流側傾斜面２１に沿ってタ
ービンロータ１０の回転軸Ｃ方向に曲げられ、その慣性
力により上流側傾斜面２１の延長方向に位置してガス流
に対向して開口した捕集凹部２６に流入する。
ボン粒子あるいはあるいは酸化スケール等の微細な粒子
は、ガス流とともに湾曲流路部１３を流れる過程でター
ビンロータ１０の回転軸Ｃ方向に曲げられ、慣性力によ
り湾曲流路部１３の外周部に位置してガス流に対向して
開口した捕集凹部２６に集められる。すなわち、ガス流
中に混入した粒子は、湾曲流路部１３を通過するガス流
とともに環状突起部１６の上流側傾斜面２１に沿ってタ
ービンロータ１０の回転軸Ｃ方向に曲げられ、その慣性
力により上流側傾斜面２１の延長方向に位置してガス流
に対向して開口した捕集凹部２６に流入する。
【００４０】捕集凹部２６に集められた粒子はガス流と
ともに、バイパス通路６を通り、背後空間２８を経てタ
ービンロータ１０の翼根元部１８から翼間流路９に流入
し、タービンロータ１０を通って出口流路１９へと排出
される。
ともに、バイパス通路６を通り、背後空間２８を経てタ
ービンロータ１０の翼根元部１８から翼間流路９に流入
し、タービンロータ１０を通って出口流路１９へと排出
される。
【００４１】このようにガス流中に含まれる粒子が捕集
凹部２６からバイパス通路６を通ってタービンロータ１
０の翼先端部１２を迂回して流れることにより、粒子が
翼先端部１２に衝突することを防止できる。
凹部２６からバイパス通路６を通ってタービンロータ１
０の翼先端部１２を迂回して流れることにより、粒子が
翼先端部１２に衝突することを防止できる。
【００４２】バイパス通路６を通って導かれる粒子は、
タービンロータ１０の翼根元部１８に衝突するが、翼根
元部１８は肉厚が大きいので耐久性上問題はない。ま
た、粒子の衝突による衝撃とタービンロータ１０に働く
遠心力が合成されてタービンロータ１０の翼根元部１８
に応力が集中することを抑制し、タービンロータ１０の
耐久性を十分に確保することができる。
タービンロータ１０の翼根元部１８に衝突するが、翼根
元部１８は肉厚が大きいので耐久性上問題はない。ま
た、粒子の衝突による衝撃とタービンロータ１０に働く
遠心力が合成されてタービンロータ１０の翼根元部１８
に応力が集中することを抑制し、タービンロータ１０の
耐久性を十分に確保することができる。
【００４３】次に、図４〜図６に示す他の実施例につい
て説明する。なお、図１〜図３との対応部分には同一符
号を用いて説明する。
て説明する。なお、図１〜図３との対応部分には同一符
号を用いて説明する。
【００４４】タービンロータ１０の翼先端部１２のまわ
りには２１枚の第一タービンノズル３が一定の間隔を持
って配設される。第一タービンノズル３はタービンロー
タ１０の接線に対して２０°の設定角度を持って配置さ
れる。第一タービンノズル３はこれを通過するガス流に
対してタービンロータ１０の回転方向に予旋回を与える
ようになっている。
りには２１枚の第一タービンノズル３が一定の間隔を持
って配設される。第一タービンノズル３はタービンロー
タ１０の接線に対して２０°の設定角度を持って配置さ
れる。第一タービンノズル３はこれを通過するガス流に
対してタービンロータ１０の回転方向に予旋回を与える
ようになっている。
【００４５】タービンロータ１０の翼根元部１８に面し
て画成される背後空間２８には２１枚の第二タービンノ
ズル２９が第一タービンノズル３と等しいピッチを持っ
て配設される。翼型断面持つ第二タービンノズル２１
は、第一タービンノズル３と同じくタービンロータ１０
の接線に対して２０°の設定角度を持って配置される。
第二タービンノズル２９はこれを通過するガス流に対し
てタービンロータ１０の回転方向に予旋回を与えるよう
になっている。
て画成される背後空間２８には２１枚の第二タービンノ
ズル２９が第一タービンノズル３と等しいピッチを持っ
て配設される。翼型断面持つ第二タービンノズル２１
は、第一タービンノズル３と同じくタービンロータ１０
の接線に対して２０°の設定角度を持って配置される。
第二タービンノズル２９はこれを通過するガス流に対し
てタービンロータ１０の回転方向に予旋回を与えるよう
になっている。
【００４６】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００４７】背後空間２８から第二タービンノズル２９
を介してタービンロータ１０の翼根元部１８へと導かれ
るガス流に予旋回を与えることにより、ガス流の持つエ
ネルギーをタービンロータ１０の回転エネルギーに変換
する効率を高められる。
を介してタービンロータ１０の翼根元部１８へと導かれ
るガス流に予旋回を与えることにより、ガス流の持つエ
ネルギーをタービンロータ１０の回転エネルギーに変換
する効率を高められる。
【００４８】第二タービンノズル２９の設定角度および
枚数を、第一タービンノズル３と等しく設定することに
より、タービンロータ１０の効率を有効に高められる。
枚数を、第一タービンノズル３と等しく設定することに
より、タービンロータ１０の効率を有効に高められる。
【００４９】なお、前記各実施例では、第一タービンノ
ズル３または第二タービンノズル２９を固定して設ける
構造として説明したが、第一タービンノズル３と第二タ
ービンノズル２９をタービンロータ１０へと導かれるガ
ス流量に応じて設定角度を調節する構成としてもよい。
この場合、ガスターピンエンジンの広い運転範囲に渡っ
てタービンロータ１０の効率を維持することができる。
ズル３または第二タービンノズル２９を固定して設ける
構造として説明したが、第一タービンノズル３と第二タ
ービンノズル２９をタービンロータ１０へと導かれるガ
ス流量に応じて設定角度を調節する構成としてもよい。
この場合、ガスターピンエンジンの広い運転範囲に渡っ
てタービンロータ１０の効率を維持することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載のター
ビン入口流路構造は、放射状に拡がる複数の翼を有して
その回転径方向から導かれるガス流により回転駆動され
るタービンロータと、放射状に拡がる複数の翼を有して
タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予旋回
を与える複数の第一タービンノズルと、第一タービンノ
ズルへと導かれるガス流をタービンロータの回転軸方向
に曲げる湾曲流路部と、湾曲流路部とタービンロータの
翼根元部に面する背後空間を連通するバイパス通路とを
備えたため、ガス流中に混入した粒子は、バイパス通路
を通って背後空間からタービンロータの翼根元部に流入
するので、肉厚の小さい翼先端部に衝突することを防止
でき、タービンロータの耐久性を十分に確保することが
できる。
ビン入口流路構造は、放射状に拡がる複数の翼を有して
その回転径方向から導かれるガス流により回転駆動され
るタービンロータと、放射状に拡がる複数の翼を有して
タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予旋回
を与える複数の第一タービンノズルと、第一タービンノ
ズルへと導かれるガス流をタービンロータの回転軸方向
に曲げる湾曲流路部と、湾曲流路部とタービンロータの
翼根元部に面する背後空間を連通するバイパス通路とを
備えたため、ガス流中に混入した粒子は、バイパス通路
を通って背後空間からタービンロータの翼根元部に流入
するので、肉厚の小さい翼先端部に衝突することを防止
でき、タービンロータの耐久性を十分に確保することが
できる。
【００５１】請求項２記載のタービン入口流路構造は、
放射状に拡がる複数の翼を有してその回転径方向から導
かれるガス流により回転駆動されるタービンロータと、
タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予旋回
を与える複数の第一タービンノズルと、第一タービンノ
ズルへと導かれるガス流をタービンロータの回転軸方向
に曲げる環状突起部と、環状突起部の延長方向に位置
し、ガス流に対向して開口する捕集凹部と、捕集凹部と
タービンロータの翼根元部に面する背後空間を連通する
バイパス通路とを備えたため、捕集凹部を介して粒子を
捕捉する確率を高めて、粒子がタービンロータの翼先端
部に衝突することを有効に防止できる。
放射状に拡がる複数の翼を有してその回転径方向から導
かれるガス流により回転駆動されるタービンロータと、
タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予旋回
を与える複数の第一タービンノズルと、第一タービンノ
ズルへと導かれるガス流をタービンロータの回転軸方向
に曲げる環状突起部と、環状突起部の延長方向に位置
し、ガス流に対向して開口する捕集凹部と、捕集凹部と
タービンロータの翼根元部に面する背後空間を連通する
バイパス通路とを備えたため、捕集凹部を介して粒子を
捕捉する確率を高めて、粒子がタービンロータの翼先端
部に衝突することを有効に防止できる。
【００５２】請求項３記載のタービン入口流路構造は、
請求項１または２に記載の発明において、バイパス通路
を通って背後空間からタービンロータの翼根元部へと導
かれるガス流に予旋回を与える複数の第二タービンノズ
ルを備えたため、ガス流の持つエネルギーをタービンロ
ータの回転エネルギーに変換する効率を高められ、ガス
タービンエンジンの燃費や出力を改善することができ
る。
請求項１または２に記載の発明において、バイパス通路
を通って背後空間からタービンロータの翼根元部へと導
かれるガス流に予旋回を与える複数の第二タービンノズ
ルを備えたため、ガス流の持つエネルギーをタービンロ
ータの回転エネルギーに変換する効率を高められ、ガス
タービンエンジンの燃費や出力を改善することができ
る。
【００５３】請求項４記載のタービン入口流路構造は、
請求項３に記載の発明において、第二タービンノズルの
設定角度および枚数を、第一タービンノズルと略等しく
設定したため、タービンロータの効率を有効に高められ
る。
請求項３に記載の発明において、第二タービンノズルの
設定角度および枚数を、第一タービンノズルと略等しく
設定したため、タービンロータの効率を有効に高められ
る。
【図１】本発明の実施例を示すタービンの断面図図。
【図２】同じくタービンの断面図。
【図３】同じくタービンノズルの配置図。
【図４】他の実施例を示すタービンの断面図図。
【図５】同じくタービンの断面図。
【図６】同じくタービンノズルの配置図。
【図７】従来例を示すタービンの断面図。
１ インナーシュラウド ２ アウターシュラウド ３ 第一タービンノズル ４ バックプレート ６ バイパス通路 ９ 翼間流路 １０ タービンロータ １１ 入口流路 １２ 翼先端部 １３ 湾曲流路部 １６ 環状突起部 １８ 翼根元部 １９ 出口流路 ２６ 捕集凹部 ２８ 背後空間 ２９ 第二タービンノズル
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】放射状に拡がる複数の翼を有してその回転
径方向から導かれるガス流により回転駆動されるタービ
ンロータと、 タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予旋回
を与える複数の第一タービンノズルと、 第一タービンノズルへと導かれるガス流をタービンロー
タの回転軸方向に曲げる湾曲流路部と、 湾曲流路部とタービンロータの翼根元部に面する背後空
間を連通するバイパス通路と、 を備えたことを特徴とするタービン入口流路構造。 - 【請求項２】放射状に拡がる複数の翼を有してその回転
径方向から導かれるガス流により回転駆動されるタービ
ンロータと、 タービンロータの翼先端部へと導かれるガス流に予旋回
を与える複数の第一タービンノズルと、 第一タービンノズルへと導かれるガス流をタービンロー
タの回転軸方向に曲げる環状突起部と、 環状突起部の延長方向に位置し、ガス流に対向して開口
する捕集凹部と、 捕集凹部とタービンロータの翼根元部に面する背後空間
を連通するバイパス通路と、 を備えたことを特徴とするタービン入口流路構造。 - 【請求項３】バイパス通路を通って背後空間からタービ
ンロータの翼根元部へと導かれるガス流に予旋回を与え
る複数の第二タービンノズルを備えたことを特徴とする
請求項１または２に記載のタービン入口流路構造。 - 【請求項４】第二タービンノズルの設定角度および枚数
を、第一タービンノズルと略等しく設定したことを特徴
とする請求項３に記載のタービン入口流路構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18148594A JPH0842359A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | タービン入口流路構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18148594A JPH0842359A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | タービン入口流路構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842359A true JPH0842359A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16101591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18148594A Pending JPH0842359A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | タービン入口流路構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0842359A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017129117A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | タービンエンジン用入口粒子分離装置 |
-
1994
- 1994-08-02 JP JP18148594A patent/JPH0842359A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017129117A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | タービンエンジン用入口粒子分離装置 |
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