JPH108911A - 二重殻タービンケーシング - Google Patents
二重殻タービンケーシングInfo
- Publication number
- JPH108911A JPH108911A JP15775996A JP15775996A JPH108911A JP H108911 A JPH108911 A JP H108911A JP 15775996 A JP15775996 A JP 15775996A JP 15775996 A JP15775996 A JP 15775996A JP H108911 A JPH108911 A JP H108911A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- wall
- double
- turbine casing
- surrounding
- 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.)
- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な冷却能力を有し、動翼隙間の制御が可
能であり、コンテインメント能力を保持したまま軽量化
でき、かつ外壁の温度上昇を抑えられ、構造が簡単で小
型化でき費用がかからない、ガスタービンのタービンケ
ーシングを提供する。 【解決手段】 ガスタービンの動翼部を囲むタービンケ
ーシング１０。タービン動翼５ａを各段毎に囲み、その
間に中空環状チャンバー１１を形成する二重殻１２を備
える。二重殻１２は外壁１３と内壁１４からなり、チャ
ンバー１１内に冷却空気がタービン動翼を囲んで周方向
に流れるようになっている。更に、冷却空気の流量を調
節して動翼隙間を制御する隙間制御装置１８を備える。
能であり、コンテインメント能力を保持したまま軽量化
でき、かつ外壁の温度上昇を抑えられ、構造が簡単で小
型化でき費用がかからない、ガスタービンのタービンケ
ーシングを提供する。 【解決手段】 ガスタービンの動翼部を囲むタービンケ
ーシング１０。タービン動翼５ａを各段毎に囲み、その
間に中空環状チャンバー１１を形成する二重殻１２を備
える。二重殻１２は外壁１３と内壁１４からなり、チャ
ンバー１１内に冷却空気がタービン動翼を囲んで周方向
に流れるようになっている。更に、冷却空気の流量を調
節して動翼隙間を制御する隙間制御装置１８を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジェットエンジン
におけるガスタービンの二重殻タービンケーシングに関
する。
におけるガスタービンの二重殻タービンケーシングに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のジェットエンジン１は、図３に示
すように、空気を取り入れるファン２、取り入れた空気
を圧縮する圧縮機３、圧縮した空気により燃料を燃焼さ
せる燃焼器４、燃焼器４の燃焼ガスによりファン２及び
圧縮機３を駆動するタービン５を備え、ファン２による
空気流を噴射し、またタービン５からの燃焼排ガスを排
気ノズル７から後方に噴射して、推力を発生させるよう
になっている。
すように、空気を取り入れるファン２、取り入れた空気
を圧縮する圧縮機３、圧縮した空気により燃料を燃焼さ
せる燃焼器４、燃焼器４の燃焼ガスによりファン２及び
圧縮機３を駆動するタービン５を備え、ファン２による
空気流を噴射し、またタービン５からの燃焼排ガスを排
気ノズル７から後方に噴射して、推力を発生させるよう
になっている。
【０００３】タービン５は、複数段の動翼列と静翼列か
らなり、その上流側の段が高圧タービンとして圧縮機３
を駆動するために用いられ、残りが低圧タービンとして
ファン２を駆動するために用いられる。
らなり、その上流側の段が高圧タービンとして圧縮機３
を駆動するために用いられ、残りが低圧タービンとして
ファン２を駆動するために用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかるガスタービンで
は、動翼先端とケーシング内面との間に隙間があり（以
下、動翼隙間という）、この動翼隙間を燃焼ガスの一部
が流れて、ガスリーク流量が増加しタービン性能が低下
する問題点がある。特に、タービンの上段部のように、
ケーシングが高温（例えば５００〜６００℃）に曝され
る箇所では、ケーシングの熱膨張により動翼隙間が増大
し、主流ガスのバイパスが増大しタービンロスが益々大
きくなる。このため、ケーシングを冷却して動翼隙間の
増大を抑制するために、図４に模式的に示すような
（Ａ）軸方向の強制対流冷却、（Ｂ）インピンジ冷却等
が従来から行われていた。なお、図４において、５ａは
動翼、８はシュラウド背板（バックプレート）、９はケ
ーシング、８ａはハニカムである。
は、動翼先端とケーシング内面との間に隙間があり（以
下、動翼隙間という）、この動翼隙間を燃焼ガスの一部
が流れて、ガスリーク流量が増加しタービン性能が低下
する問題点がある。特に、タービンの上段部のように、
ケーシングが高温（例えば５００〜６００℃）に曝され
る箇所では、ケーシングの熱膨張により動翼隙間が増大
し、主流ガスのバイパスが増大しタービンロスが益々大
きくなる。このため、ケーシングを冷却して動翼隙間の
増大を抑制するために、図４に模式的に示すような
（Ａ）軸方向の強制対流冷却、（Ｂ）インピンジ冷却等
が従来から行われていた。なお、図４において、５ａは
動翼、８はシュラウド背板（バックプレート）、９はケ
ーシング、８ａはハニカムである。
【０００５】図４（Ａ）の対流冷却は、ファン２から導
いたベンチレーション空気をケーシング９の外面に沿っ
て流し、ケーシング９を冷却するものである。この冷却
手段は、構造は簡単であるが、十分な冷却空気速度を得
ることが難しく、冷却効果が小さい問題点がある。ま
た、この対流冷却（Ａ）では、冷却空気の流量がファン
の流量により受動的に決まってしまうため、積極的な制
御が全くできない問題点がある。
いたベンチレーション空気をケーシング９の外面に沿っ
て流し、ケーシング９を冷却するものである。この冷却
手段は、構造は簡単であるが、十分な冷却空気速度を得
ることが難しく、冷却効果が小さい問題点がある。ま
た、この対流冷却（Ａ）では、冷却空気の流量がファン
の流量により受動的に決まってしまうため、積極的な制
御が全くできない問題点がある。
【０００６】一方、図４（Ｂ）のインピンジ冷却は、ケ
ーシング外側に周方向にダクトを配し、ファン２又は圧
縮機３からの抽気をバルブを介して導きダクトに設けら
れたノズルから冷却空気の噴流をケーシングに当ててイ
ンピンジ冷却するものであり、冷却能力が高くかつ制御
が可能である。しかし、この冷却手段は、複雑なダクト
をタコの足のようにケーシング９のまわりに張りめぐら
せる必要があり、構造が複雑で図体が大きくなり、費用
がかかる問題点がある。
ーシング外側に周方向にダクトを配し、ファン２又は圧
縮機３からの抽気をバルブを介して導きダクトに設けら
れたノズルから冷却空気の噴流をケーシングに当ててイ
ンピンジ冷却するものであり、冷却能力が高くかつ制御
が可能である。しかし、この冷却手段は、複雑なダクト
をタコの足のようにケーシング９のまわりに張りめぐら
せる必要があり、構造が複雑で図体が大きくなり、費用
がかかる問題点がある。
【０００７】更に、図４（Ａ）（Ｂ）に示した従来のタ
ービンケーシングでは、動翼５ａの破損時のコンテイン
メント能力を確保するように、動翼５ａを囲むシュラウ
ド背板８（バックプレート）及びタービンケーシング外
壁の板厚が定められる。しかし、このバックプレート８
及び外壁９は高温になって材料強度が低下するため、そ
の分厚くなり重量が大きくなる問題点がある。
ービンケーシングでは、動翼５ａの破損時のコンテイン
メント能力を確保するように、動翼５ａを囲むシュラウ
ド背板８（バックプレート）及びタービンケーシング外
壁の板厚が定められる。しかし、このバックプレート８
及び外壁９は高温になって材料強度が低下するため、そ
の分厚くなり重量が大きくなる問題点がある。
【０００８】本発明は、上述した種々の問題点を解決す
るために創案されたものである。すなわち本発明の目的
は、十分な冷却能力を有し、動翼隙間の制御が可能であ
り、コンテインメント能力を保持したまま軽量化でき、
かつ内外壁の温度上昇を抑えられ、構造が簡単で小型化
でき費用がかからない、ガスタービンのタービンケーシ
ングを提供することにある。
るために創案されたものである。すなわち本発明の目的
は、十分な冷却能力を有し、動翼隙間の制御が可能であ
り、コンテインメント能力を保持したまま軽量化でき、
かつ内外壁の温度上昇を抑えられ、構造が簡単で小型化
でき費用がかからない、ガスタービンのタービンケーシ
ングを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ガスタ
ービンの動翼部を囲むタービンケーシングであって、タ
ービン動翼を各段毎に囲みその間に中空環状チャンバー
を形成する二重殻を備え、該チャンバー内に冷却空気が
タービン動翼を囲んで周方向に流れるようになってい
る、ことを特徴とする二重殻タービンケーシングが提供
される。
ービンの動翼部を囲むタービンケーシングであって、タ
ービン動翼を各段毎に囲みその間に中空環状チャンバー
を形成する二重殻を備え、該チャンバー内に冷却空気が
タービン動翼を囲んで周方向に流れるようになってい
る、ことを特徴とする二重殻タービンケーシングが提供
される。
【００１０】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
冷却空気の流量を調節して動翼隙間を制御する隙間制御
装置を更に備える。また、前記タービンケーシングの内
側に、動翼先端を間隔を隔てて囲むシュラウド背板を取
り付けるようになっている。更に、前記二重殻は外壁と
内壁からなり、中空環状チャンバー内の空気により内外
壁を低温に保持し、これにより、外壁、内壁及びシュラ
ウド背板の組合せでコンテイン能力を備えるようになっ
ている。
冷却空気の流量を調節して動翼隙間を制御する隙間制御
装置を更に備える。また、前記タービンケーシングの内
側に、動翼先端を間隔を隔てて囲むシュラウド背板を取
り付けるようになっている。更に、前記二重殻は外壁と
内壁からなり、中空環状チャンバー内の空気により内外
壁を低温に保持し、これにより、外壁、内壁及びシュラ
ウド背板の組合せでコンテイン能力を備えるようになっ
ている。
【００１１】上記本発明の構成によれば、タービン動翼
の各段毎に、中間に中空環状チャンバーを形成する二重
殻を備え、チャンバー内に冷却空気を導入し、タービン
動翼を囲んでケーシングの周方向に空気の流れを形成す
るので、以下の効果がある。 空気の流れに十分な速度をもたせることにより、高い
冷却能力を得ることができる。 動翼コンテインメントにおいては、シュラウド背板と
合わせて三重殻構造となるため、特に外壁強度が高いこ
とから、従来以上に高いコンテインメント能力が得られ
薄肉／軽量化できる。 二重殻の内壁は、輻射伝熱を遮るシールド効果が得ら
れ、外壁の温度上昇を抑えることができる。 隙間制御装置により冷却空気の流量を調節することに
より，動翼隙間を制御することができる。
の各段毎に、中間に中空環状チャンバーを形成する二重
殻を備え、チャンバー内に冷却空気を導入し、タービン
動翼を囲んでケーシングの周方向に空気の流れを形成す
るので、以下の効果がある。 空気の流れに十分な速度をもたせることにより、高い
冷却能力を得ることができる。 動翼コンテインメントにおいては、シュラウド背板と
合わせて三重殻構造となるため、特に外壁強度が高いこ
とから、従来以上に高いコンテインメント能力が得られ
薄肉／軽量化できる。 二重殻の内壁は、輻射伝熱を遮るシールド効果が得ら
れ、外壁の温度上昇を抑えることができる。 隙間制御装置により冷却空気の流量を調節することに
より，動翼隙間を制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略す
る。図１は、本発明の二重殻タービンケーシングの側面
断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における模式的
断面図である。これらの図に示すように、本発明の二重
殻タービンケーシング１０は、ガスタービンの動翼部を
囲むタービンケーシングであり、タービン動翼５ａを各
段毎に囲み、その間に中空環状チャンバー１１を形成す
る二重殻１２を備えている。また、図２に示すように、
中空環状チャンバー１１内に冷却空気がタービン動翼５
ａを囲んで周方向に流れるようになっている。この構成
により、冷却空気の流れに十分な速度をもたせることに
より、高い冷却能力を備えることができる。
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略す
る。図１は、本発明の二重殻タービンケーシングの側面
断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における模式的
断面図である。これらの図に示すように、本発明の二重
殻タービンケーシング１０は、ガスタービンの動翼部を
囲むタービンケーシングであり、タービン動翼５ａを各
段毎に囲み、その間に中空環状チャンバー１１を形成す
る二重殻１２を備えている。また、図２に示すように、
中空環状チャンバー１１内に冷却空気がタービン動翼５
ａを囲んで周方向に流れるようになっている。この構成
により、冷却空気の流れに十分な速度をもたせることに
より、高い冷却能力を備えることができる。
【００１３】二重殻１２は、外壁１３と内壁１４とから
なる。中空環状チャンバー１１内の空気により外壁１３
と内壁１４が低温に保持され、これにより、外壁１３、
内壁１４及びシュラウド背板１６の組合せで従来以上に
コンテイン能力を備えるようになっている。すなわち、
二重殻の外壁１３と内壁１４がチャンバー１１内の空気
により冷却されて、材料強度を高く保持しており、かつ
この内壁１４が輻射伝熱を遮るシールド効果を発揮する
ので、外壁１３の温度上昇を抑えることができ、外壁１
３の材料強度を更に高く保持することができる。従っ
て、外壁１３、内壁１４及びシュラウド背板１６の三重
殻構造となり、かつ特に外壁１３が高い材料強度を保持
するので、高いコンテインメント能力が得られ、その分
各々の壁厚を薄肉／軽量化できる。
なる。中空環状チャンバー１１内の空気により外壁１３
と内壁１４が低温に保持され、これにより、外壁１３、
内壁１４及びシュラウド背板１６の組合せで従来以上に
コンテイン能力を備えるようになっている。すなわち、
二重殻の外壁１３と内壁１４がチャンバー１１内の空気
により冷却されて、材料強度を高く保持しており、かつ
この内壁１４が輻射伝熱を遮るシールド効果を発揮する
ので、外壁１３の温度上昇を抑えることができ、外壁１
３の材料強度を更に高く保持することができる。従っ
て、外壁１３、内壁１４及びシュラウド背板１６の三重
殻構造となり、かつ特に外壁１３が高い材料強度を保持
するので、高いコンテインメント能力が得られ、その分
各々の壁厚を薄肉／軽量化できる。
【００１４】本発明の二重殻タービンケーシング１０
は、更に、冷却空気の流量を調節して動翼隙間を制御す
る隙間制御装置１８を備えている。
は、更に、冷却空気の流量を調節して動翼隙間を制御す
る隙間制御装置１８を備えている。
【００１５】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】上述したように、本発明の二重殻タービ
ンケーシングは、十分な冷却能力を有し、動翼隙間の制
御が可能であり、コンテインメント能力を保持したまま
軽量化でき、かつ外壁の温度上昇を抑えられ、構造が簡
単で小型化でき費用がかからない、等の優れた効果を有
する。
ンケーシングは、十分な冷却能力を有し、動翼隙間の制
御が可能であり、コンテインメント能力を保持したまま
軽量化でき、かつ外壁の温度上昇を抑えられ、構造が簡
単で小型化でき費用がかからない、等の優れた効果を有
する。
【図１】本発明の二重殻タービンケーシングの側面断面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における模式的断面図である。
【図３】ターボファンジェットエンジンの全体構成図で
ある。
ある。
【図４】従来のタービンケーシングの部分断面図であ
る。
る。
１ ジェットエンジン ２ ファン ３ 圧縮機 ４ 燃焼器 ５ タービン ５ａ 動翼 ７ 排気ノズル ８ シュラウド背板 ８ａ ハニカム ９ ケーシング １０ 二重殻タービンケーシング １１ 中空環状チャンバー １２ 二重殻 １３ 外壁 １４ 内壁 １６ シュラウド背板（バックプレート） １８ 隙間制御装置
Claims (3)
- 【請求項１】 ガスタービンの動翼部を囲むタービンケ
ーシングであって、タービン動翼を各段毎に囲みその間
に中空環状チャンバーを形成する二重殻を備え、該チャ
ンバー内に冷却空気がタービン動翼を囲んで周方向に流
れるようになっている、ことを特徴とする二重殻タービ
ンケーシング。 - 【請求項２】 前記冷却空気の流量を調節して動翼隙間
を制御する隙間制御装置を更に備える、ことを特徴とす
る請求項１に記載の二重殻タービンケーシング。 - 【請求項３】 前記二重殻は、外壁と内壁からなり、中
空環状チャンバー内の空気により内外壁を低温に保持
し、これにより、外壁、内壁及びシュラウド背板の組合
せで動翼コンテインメント能力を備えるようになってい
る、ことを特徴する請求項１に記載の二重殻タービンケ
ーシング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15775996A JPH108911A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 二重殻タービンケーシング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15775996A JPH108911A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 二重殻タービンケーシング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108911A true JPH108911A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15656714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15775996A Pending JPH108911A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 二重殻タービンケーシング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH108911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226653A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Rolls Royce Plc | ケーシング装置 |
| WO2011105132A1 (ja) | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 航空用ガスタービン |
-
1996
- 1996-06-19 JP JP15775996A patent/JPH108911A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226653A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Rolls Royce Plc | ケーシング装置 |
| WO2011105132A1 (ja) | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 航空用ガスタービン |
| US9945250B2 (en) | 2010-02-24 | 2018-04-17 | Mitsubishi Heavy Industries Aero Engines, Ltd. | Aircraft gas turbine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060627 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061026 |