JPH10238364A - 最適化された圧縮システムをもつタービンエンジン - Google Patents
最適化された圧縮システムをもつタービンエンジンInfo
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
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Abstract
させることにより圧縮機およびタービンの段数を減らす
ことができ、かつ三重胴体型タービンエンジンより簡単
で安価な構造の、最適化された圧縮システムをもつター
ビンエンジンを実現する。 【解決手段】 第1の圧縮機である高圧圧縮機を駆動す
る高圧タービンを備えており、減速機(21、22、2
3、24)を介して高圧タービン(6)により駆動され
る少なくとも一つの第2の圧縮機である低圧圧縮機
(1)をさらに備えている。本発明はとくにターボプロ
ップエンジンまたはターボブロワに適用される。
Description
システムをもつタービンエンジンに関する。より詳細に
は、本発明は、ターボプロップエンジンまたはターボブ
ロワに適用される。
またはターボブロワは一般に、独立回転式低圧および高
圧回転ロータ群を備えており、各群は圧縮機とこの圧縮
機を駆動するタービンとを含んでおり、低圧圧縮機は排
出する空気の少なくとも一部を高圧圧縮機に供給し、低
圧タービンは高圧タービンの下流側に取り付けられてお
り、低圧回転ロータ群は、減速機を介してプロペラに連
結される(ターボプロップエンジンの場合)か、ブロワ
に直接連結される(ターボブロワの場合)。
が高いエンジンの場合、この構造は多数段の圧縮機およ
びタービンの使用を必要とし、そのためエンジンのコス
トが上昇する。
ビンでそれぞれ駆動される三つの圧縮機に圧縮を分散さ
せることができる三重式タービンエンジンを使用するこ
とが知られている。しかしながら三重胴体構造は複雑で
あり、コストも高い。
速度をよりよく適合させることにより圧縮機およびター
ビンの段数を減らすことができ、かつ三重胴体型タービ
ンエンジンより簡単で安価な構造のタービンエンジンを
実現することである。
は減速機を介して高圧タービンにより低圧圧縮機を駆動
することから成る。
ることにより圧縮機およびタービンの回転速度が調節さ
れ、これらの機能を最適化することができ、したがって
圧縮機およびタービンの段数を減らすことができる。
圧縮機を駆動する高圧タービンを備える、最適化された
圧縮システムをもつタービンエンジンは、減速機を介し
て高圧タービンにより駆動される少なくとも一つの第2
の圧縮機である低圧圧縮機をさらに備えていることを特
徴とする。
例として示しかつ添付の図面を参照して行う以下の説明
を読むことにより明らかになろう。
圧、中圧、低圧という用語は相対関係を表すものとして
使用する。図1に示すタービンエンジンは、環状空気取
入口2に連結された低圧圧縮機1を含む。低圧圧縮機の
出口は中間カバー4を介して高圧圧縮機3に連結され
る。高圧圧縮機3を出た圧縮空気は燃焼室5に入り、燃
焼室は高圧タービン6および低圧タービン7に高温ガス
を供給する。排気カバー8は、低圧タービン7の下流側
に配設される。
方エンクロージャ内に取り付けられた第1の減速機を介
して低圧シャフト10によりプロペラ9に連結される。
低圧タービン7および低圧シャフト10は軸受11、1
2により支持され、軸受11、12はそれぞれ排気カバ
ー8および減速機のカバー14によって支承される。プ
ロペラを駆動する第1の減速機は既知の種類のものであ
る。図1に示す例では、第1の減速機は、低圧タービン
7の低圧シャフト10に固定された第1のホイールギア
(couronne dentee)15を含み、第1のホイールギア
15は遊星歯車(satellite)を駆動し、各遊星歯車は第
1のおよび第2のピニオンギア(pignon dente)16、
17を含む。第2のピニオンギア17は、プロペラ9を
支持するシャフト19に固定された第2のホイールギア
18と噛合する。
高圧圧縮機3に連結される。高圧タービン6は、低圧圧
縮機1の回転速度を最適化することができるタービンエ
ンジンの前方エンクロージャ内に取り付けられた第2の
減速機を介して、低圧圧縮機1も駆動する。第2の減速
機は、高圧シャフト20に固定された第3のホイールギ
ア21を含み、第3のホイールギア21は遊星歯車を駆
動し、各遊星歯車は第3および第4のピニオンギア2
2、23を含む。第4のピニオンギア23は、低圧圧縮
機1に連結されたシャフト25に固定された第4のホイ
ールギア24と噛合する。
つの減速機のカバー14に固定された軸受26、27に
よって支承される。
圧シャフト20は、それぞれ中間カバー4、低圧タービ
ン7のカバー13、および二つの減速機のカバー14に
固定された軸受28、29、30によって支承される。
は、図1に示すタービンエンジンと同様の構造である。
プロペラはブロワ31に置き換えられ、第1の減速機は
なくなっている。したがってブロワ31は低圧タービン
7により直接駆動される。低圧圧縮機は、タービンエン
ジンの前方エンクロージャ内に位置する減速機33を介
して高圧タービン6により駆動される中圧圧縮機32に
置き換えられる。この構造は、最少の段数で最大の効果
が得られるように回転数を調節することにより、圧縮が
中圧圧縮機と高圧圧縮機との間で適切に分散されるとい
う利点を有する。
は、図1に示すタービンエンジンと同様の構造である。
図2と同様にプロペラはブロワ31に置き換えられる
が、ブロワは、タービンエンジンの前方エンクロージャ
内に位置する第1の減速機34を介して低圧タービン7
により駆動される。
ることは限定的ではなく、図1および図2に示すよう
に、低圧タービン7は、減速機を介してプロペラを駆動
するか、あるいはブロワを直接駆動することができる。
圧縮機3との間に位置する第2の減速機35を介して高
圧タービン6により駆動される。第2の減速機の位置
は、それにより高圧シャフト20を短かくし、低圧シャ
フト10の支持体となる軸受48を使用することができ
ることから、力学的見地から見てきわめて有利である。
前述の構成(図1および図2)で同じ結果を得るために
は、高圧シャフト20と低圧シャフト10との間に軸間
軸受(roulement inter-arbre)を配設する必要があろ
う。
成により、圧力を二つの軸方向圧縮機に分散することが
できる。
タービンエンジンにも適用される。図4は二つの軸方向
低圧および中圧圧縮機40、41および高圧遠心圧縮機
42を含むタービンエンジンの構成例を示す図である。
してブロワ31を駆動する。高圧タービン6は高圧遠心
圧縮機42を直接駆動し、第2の減速機47を介して二
つの軸方向低圧および中圧圧縮機40、41を駆動す
る。第1および第2の減速機34、47はタービンエン
ジンの前方エンクロージャ内に位置する。
ものではない。とくに、図1から図4に示す減速機の構
成は限定的ではなく、他の構成を使用することができ
る。同様に、低圧および/または中圧圧縮機を駆動する
減速機の位置が異なっていてもよい。圧縮機の数は三つ
より多くてもよい。
ン構造の軸方向縦半断面図である。
半断面図である。
半断面図である。
ン構造の軸方向縦半断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 第1の圧縮機である高圧圧縮機を駆動す
る高圧タービンを備えるタービンエンジンであって、第
1の減速機(15、16、17、18)を介して低圧タ
ービン(7)により駆動されるプロペラ(9)と、第2
の減速機(21、22、23、24)を介して高圧ター
ビン(6)により駆動される少なくとも一つの第2の圧
縮機である低圧圧縮機(1)とをさらに備えていること
を特徴とする、最適化された圧縮システムをもつタービ
ンエンジン。 - 【請求項2】 プロペラ(9)がブロワ(31)に置き
換えられることを特徴とする請求項1に記載のタービン
エンジン。 - 【請求項3】 ブロワ(31)が低圧タービン(7)に
より直接駆動されることを特徴とする請求項2に記載の
タービンエンジン。 - 【請求項4】 低圧圧縮機(1)が、前記第2の減速機
を介して高圧タービン(6)により駆動される中圧圧縮
機(32)に置き換えられることを特徴とする請求項1
に記載のタービンエンジン。 - 【請求項5】 第2の圧縮機である低圧圧縮機(40)
および第3の圧縮機である中圧圧縮機(41)を備えて
おり、該第2および第3の圧縮機が、前記第2の減速機
を介して高圧タービン(6)により駆動されることを特
徴とする請求項1に記載のタービンエンジン。 - 【請求項6】 前記第2の減速機がタービンエンジンの
前方エンクロージャ内に配置されていることを特徴とす
る請求項1から5のいずれか一項に記載のタービンエン
ジン。 - 【請求項7】 前記第2の減速機が中圧圧縮機および高
圧圧縮機間に配置されていることを特徴とする請求項4
または5に記載のタービンエンジン。
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