JPH116445A - Gas turbine engine - Google Patents

Gas turbine engine

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JPH116445A
JPH116445A JP16097397A JP16097397A JPH116445A JP H116445 A JPH116445 A JP H116445A JP 16097397 A JP16097397 A JP 16097397A JP 16097397 A JP16097397 A JP 16097397A JP H116445 A JPH116445 A JP H116445A
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JP
Japan
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compressor
gas turbine
turbine
turbine engine
heat
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Application number
JP16097397A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirohiko Maekawa
裕彦 前川
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine engine to improve compressor performance and engine performance. SOLUTION: A heat insulation structure member 42 is inserted between a turbine nozzle plate 40 and a compressor diffuser plate 41 and fastened against each other by means of bolts, not shown. In the heat insulation structure member 42, recesses are respectively formed on the turbine nozzle plate 40 side and the compressor diffuser plate 41 side and a space is formed. Further, an annular fin 45 is attached to the outer peripheral part of the heat insulation structure member 42.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンエン
ジンに関する。
[0001] The present invention relates to a gas turbine engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のガスタービンエンジンとしては、
例えば特開平2−238132号公報に開示されている
ように、図9〜図12に示すような構造のものがあっ
た。
2. Description of the Related Art Conventional gas turbine engines include:
For example, as disclosed in JP-A-2-238132, there has been a structure as shown in FIGS.

【0003】この従来技術の構成は、以下のようなもの
である。ガスタービン1は、コンプレッサ2、燃焼器
3、タービン4の基本コンポーネントから成り立ち、高
温ガスによって駆動されるタービンロータ11と低温ガ
スを加圧する遠心式コンプレッサインペラ12とはシャ
フト13を介して同軸上に連結され、シャフト13は一
対の転がり軸受けを介して負荷を駆動する。
The configuration of this prior art is as follows. The gas turbine 1 comprises the basic components of a compressor 2, a combustor 3, and a turbine 4, and a turbine rotor 11 driven by hot gas and a centrifugal compressor impeller 12 for pressurizing cold gas are coaxial via a shaft 13. Connected, the shaft 13 drives a load via a pair of rolling bearings.

【0004】タービン4から排出される高温排気ガス
は、図中矢印で示すように、タービンハウジング26か
らディフューザを介してレキュペレータ(熱交換器)5
に流入し、排気ガスの熱を吸収して燃料消費率を減らす
ようになっている。図11にも示すように、ディフュー
ザ25は、プレナムチャンバ27を介してタービンハウ
ジング26に接続し、タービンハウジング26側に対す
る接合フランジ25Aは円形に、プレナムチャンバ27
に対する接合フランジ25Bは四角形にそれぞれ形成さ
れている。
The high-temperature exhaust gas discharged from the turbine 4 is supplied from a turbine housing 26 via a diffuser to a recuperator (heat exchanger) 5 as indicated by an arrow in the drawing.
And absorbs the heat of the exhaust gas to reduce the fuel consumption rate. As shown in FIG. 11, the diffuser 25 is connected to the turbine housing 26 via the plenum chamber 27, and the joining flange 25A to the turbine housing 26 side is circular, and the plenum chamber 27
Are formed in a quadrangular shape.

【0005】レキュペレータ5は、タービン4から送ら
れる高温排気ガスを通過させる流路(図示せず)がシャ
フト13の回転方向に形成され、タービン4から排出さ
れる排気ガスの流れ方向に沿うように配置される。この
排気ガス流路に対してコンプレッサ2から送られる低温
圧縮空気を通過させる流路とが互いに伝熱壁を介して平
行に対向して形成される。
In the recuperator 5, a flow path (not shown) for passing high-temperature exhaust gas sent from the turbine 4 is formed in the rotation direction of the shaft 13 so that the flow path is along the flow direction of the exhaust gas discharged from the turbine 4. Be placed. A flow path through which the low-temperature compressed air sent from the compressor 2 passes is formed in parallel with and opposed to the exhaust gas flow path via a heat transfer wall.

【0006】レキュペレータ5と燃焼器3は互いに並列
に配置され、レキュペレータ5と燃焼器3を共に覆うチ
ャンバ21が設けられ、コンプレッサ2から吐出する低
温圧縮空気がこのチャンバ21内を通ってレキュペレー
タ5に導かれる。
The recuperator 5 and the combustor 3 are arranged in parallel with each other, and a chamber 21 is provided to cover both the recuperator 5 and the combustor 3. Low-temperature compressed air discharged from the compressor 2 passes through the chamber 21 to the recuperator 5. Be guided.

【0007】コンプレッサ2から圧送される低温圧縮空
気は、図中矢印で示すように、フランジ22に形成され
た環状流路23を通ってチャンバ21内に流入する。チ
ャンバ21は、フランジ22の外周端に複数のボルト2
4を介して締結されている。
[0007] Low-temperature compressed air pumped from the compressor 2 flows into the chamber 21 through an annular flow path 23 formed in the flange 22, as indicated by an arrow in the figure. The chamber 21 has a plurality of bolts 2
4 are fastened.

【0008】レキュペレータ5には、チャンバ21内に
開口する低温圧縮空気の流入口5Aが形成され、この流
入口5Aから流入してレキュペレータ5を通って加熱さ
れた圧縮空気は、ヘッダ5Cで曲げられた後、接合フラ
ンジ5Bを介して燃焼器に流入する。
The recuperator 5 is formed with an inlet 5A for low-temperature compressed air that opens into the chamber 21, and the compressed air that flows in from the inlet 5A and is heated through the recuperator 5 is bent by the header 5C. After that, it flows into the combustor via the joint flange 5B.

【0009】なお、この従来技術では対向式レキュペレ
ータ5を用いたが、排気ガスと低温圧縮空気が互いに直
交して交差する直交流式レキュペレータを用いても良
く、その場合、燃焼器3に対する開口部が比較的に大き
くなる。
Although the opposed recuperator 5 is used in the prior art, a cross-flow recuperator in which the exhaust gas and the low-temperature compressed air intersect at right angles to each other may be used. Is relatively large.

【0010】燃焼器3では燃料噴射弁6から噴射された
燃料が燃焼して高温ガスとなり、燃焼器3から流出する
燃焼ガスは、プレナムチャンバ27と断熱材33の間で
画成される流路28で曲げられた後、タービンハウジン
グ外周壁34の間で渦巻き状に画成される流路29を通
ってタービンロータ11に導かれ膨張し、タービンロー
タ11に回転力を付与するようになっている。
In the combustor 3, the fuel injected from the fuel injection valve 6 is burned to produce a high-temperature gas, and the combustion gas flowing out of the combustor 3 is supplied to a flow path defined between the plenum chamber 27 and the heat insulating material 33. After being bent at 28, it is guided to the turbine rotor 11 through a flow path 29 defined spirally between the turbine housing outer peripheral walls 34, expands, and applies a rotational force to the turbine rotor 11. I have.

【0011】プレナムチャンバ27は、ディフューザ2
5に対する接合フランジ27Aと、燃焼器外側チャンバ
34に対する接合フランジ27Bがそれぞれ形成されて
いる。断熱材33は、フランジ22側に接合して設けら
れ、タービンロータ11に導かれる燃焼ガスを断熱す
る。
The plenum chamber 27 includes a diffuser 2.
5 and a joining flange 27B for the combustor outer chamber 34, respectively. The heat insulating material 33 is provided to be joined to the flange 22 side, and insulates the combustion gas guided to the turbine rotor 11.

【0012】図12にも示すように、燃焼器3の端部に
取り付けられるキャップ35には燃料噴射弁6と点火栓
7が取り付けられ、中空構造のキャップ35内に形成さ
れた流路36には、入口37から配管を介してチャンバ
21から取り出した低温圧縮ガスが流入し、複数の出口
38から燃焼器外側チャンバ34内に流入させることに
より、燃料噴射弁6と点火栓7を冷却するとともに、燃
焼器3を断熱するようになっている。
As shown in FIG. 12, a fuel injection valve 6 and a spark plug 7 are attached to a cap 35 attached to the end of the combustor 3, and the cap 35 has a flow path 36 formed in the hollow cap 35. In addition to cooling the fuel injection valve 6 and the spark plug 7, the low-temperature compressed gas taken out of the chamber 21 flows from the inlet 37 through a pipe and flows into the combustor outer chamber 34 from a plurality of outlets 38. , The combustor 3 is insulated.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のガスタービンエンジンにあっては、タービン
段の燃焼ガスの熱の一部が、背板合わせとなっているコ
ンプレッサ段に流入し、コンプレッサ段の性能を低下さ
せるという問題点があった。
However, in such a conventional gas turbine engine, a part of the heat of the combustion gas in the turbine stage flows into the compressor stage, which is back-to-back, and the compressor stage is There is a problem that the performance of the step is reduced.

【0014】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、コンプレッサ性能を向上させ、エ
ンジン性能を向上させることのできるガスタービンエン
ジンを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a gas turbine engine capable of improving compressor performance and improving engine performance.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、排気ガスにより回転駆動されるラジアル
タービンロータと、このロータと同軸に配置されるラジ
アルインペラにより燃焼器に送られる空気を圧縮してな
るガスタービンエンジンにおいて、コンプレッサ段とタ
ービン段との間の断熱構造部材の外周部分に、軸方向厚
さの中央位置よりコンプレッサ側に、放熱フィンを外径
方向に設け、コンプレッサディフューザ外径より外側
で、コンプレッサ段下流の流路に露出させる構造とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a radial turbine rotor that is driven to rotate by exhaust gas and air sent to a combustor by a radial impeller disposed coaxially with the rotor. In the gas turbine engine obtained by compressing the gas turbine engine, radiating fins are provided in the outer radial direction on the outer peripheral portion of the heat insulating structural member between the compressor stage and the turbine stage, on the compressor side from the center position of the axial thickness, and the compressor diffuser is provided. It is structured to be exposed outside the outer diameter to the flow path downstream of the compressor stage.

【0016】また、上記ガスタービンエンジンにおい
て、放熱フィンの外周先端に整流ベーンを有する構造と
する。
Further, in the above-described gas turbine engine, a structure is provided in which a rectifying vane is provided at an outer peripheral end of the radiation fin.

【0017】また、上記ガスタービンエンジンにおい
て、放熱フィンが最大外径位置でタービン出口方向に曲
がり、タービンプレナム外壁との間に空間をはさんで軸
方向に重合する構造とする。
Further, the gas turbine engine has a structure in which the radiation fins are bent in the direction of the turbine outlet at the maximum outer diameter position, and overlap with the outer wall of the turbine plenum in the axial direction.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるガスタービン
エンジンの実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a gas turbine engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0019】(第1の実施の形態)図1〜図4は、本発
明によるガスタービンエンジンの第1の実施の形態を示
す図である。まず、構成を説明すると、図1に示すよう
に、タービンノズルプレート40とコンプレッサディフ
ューザプレート41との間に、断熱構造部材42が挿入
され、図示しないボルトで締結されている。図1の要部
拡大図である図2に示すように、断熱構造部材42に
は、タービンノズルプレート40側、コンプレッサディ
フューザプレート41側にそれぞれ凹みが設けられてお
り、空間43,44を形成している。また、断熱構造部
材42の外周部分42aには、環状フィン45が取り付
けられている。その平面図を図3に示す。インペラ12
の下流には、図1の断面A−Aである図4に示すよう
な、ベーン46付ディフューザが取り付けられており、
先の環状フィン45の先端の外周45aの径は、ベーン
46の外周49の径よりも大きく、環状フィン45は、
コンプレッサ出口流路48に突出している。また、環状
フィン45の軸方向位置は、断熱構造部材42の軸方向
厚さの中央位置50よりコンプレッサディフューザプレ
ート41側となっている。
(First Embodiment) FIGS. 1 to 4 are views showing a first embodiment of a gas turbine engine according to the present invention. First, the structure will be described. As shown in FIG. 1, a heat insulating structural member 42 is inserted between a turbine nozzle plate 40 and a compressor diffuser plate 41 and fastened with bolts (not shown). As shown in FIG. 2 which is an enlarged view of a main part of FIG. 1, the heat insulating structural member 42 is provided with recesses on the turbine nozzle plate 40 side and the compressor diffuser plate 41 side, respectively, and forms spaces 43 and 44. ing. An annular fin 45 is attached to an outer peripheral portion 42a of the heat insulating structural member 42. The plan view is shown in FIG. Impeller 12
A diffuser with a vane 46 as shown in FIG. 4 which is a cross section AA in FIG.
The diameter of the outer circumference 45a at the tip of the previous annular fin 45 is larger than the diameter of the outer circumference 49 of the vane 46.
It projects into the compressor outlet channel 48. The axial position of the annular fin 45 is closer to the compressor diffuser plate 41 than the center position 50 of the axial thickness of the heat insulating structural member 42.

【0020】次に、第1の実施の形態の作用を説明す
る。タービンノズルプレート40は、タービンロータ1
1に流入する燃焼ガスによって加熱され、高温となる。
この熱が、コンプレッサへ流入すると、圧縮行程の途中
で加熱されることとなり、コンプレッサの性能を低下さ
せることとなる。
Next, the operation of the first embodiment will be described. The turbine nozzle plate 40 is provided for the turbine rotor 1.
The fuel gas is heated by the combustion gas flowing into the fuel cell 1 and has a high temperature.
When this heat flows into the compressor, it is heated in the middle of the compression stroke, which lowers the performance of the compressor.

【0021】第1の実施の形態では、タービンノズルプ
レート40とコンプレッサディフューザプレート41と
が断熱構造部材42を介して締結されている。高温のタ
ービンノズルプレート40の熱は、断熱構造部材42へ
流入するが、断熱構造部材42のタービン側の面には凹
みがあり、タービンノズルプレート40との固体接触面
積は、面42b,42cと小さくしてあり、大部分は空
間43内の熱伝導率の小さい空気層を介してタービンノ
ズルプレート40と相対している。これにより、タービ
ンノズルプレート40から、断熱構造部材42へ流入す
る熱量を低減している。
In the first embodiment, a turbine nozzle plate 40 and a compressor diffuser plate 41 are fastened via a heat insulating structural member 42. Although the heat of the high-temperature turbine nozzle plate 40 flows into the heat-insulating structural member 42, the surface of the heat-insulating structural member 42 on the turbine side has a depression, and the solid contact area with the turbine nozzle plate 40 is equal to the surfaces 42 b and 42 c. It is made small and mostly faces the turbine nozzle plate 40 via a low thermal conductivity air layer in the space 43. As a result, the amount of heat flowing from the turbine nozzle plate 40 to the heat insulating structural member 42 is reduced.

【0022】また、断熱構造部材42のコンプレッサ側
の面にも凹みがあり、コンプレッサディフューザプレー
ト41との固体接触面積は、面42d,42eと小さく
してあり、大部分は空間43内の熱伝導率の小さい空気
層を介してコンプレッサディフューザプレート41と相
対している。これにより、断熱構造部材42から、コン
プレッサディフューザプレート41へ流入する熱量を低
減している。
The compressor-side surface of the heat insulating structural member 42 also has a recess, and the solid contact area with the compressor diffuser plate 41 is reduced to the surfaces 42d and 42e. It is opposed to the compressor diffuser plate 41 via a low-efficiency air layer. Thereby, the amount of heat flowing from the heat insulating structural member 42 to the compressor diffuser plate 41 is reduced.

【0023】さらに、断熱構造部材42の外周部分42
aに取り付けられている環状フィン45により、断熱構
造部材42からコンプレッサ出口流路48中の低温圧縮
空気へと放熱され、コンプレッサディフューザプレート
41へ流入する熱量を小さくしている。ここで、インペ
ラ12を流出した空気は、ベーン46の間の流路47を
通る間に減速、圧縮され、コンプレッサ出口流路48へ
流入する。環状フィン45の先端の外周45aの径は、
ベーン46の外周49の径よりも大きく、コンプレッサ
出口流路48に突出しているので、環状フィン45に
は、流路の中では流速が大きい空気と接するため、熱伝
導率が高くなり、断熱構造部材42からコンプレッサ出
口流路48中の低温圧縮空気へ放熱される熱量が増え、
コンプレッサディフューザプレート41へ流入する熱量
をより小さくしている。
Further, the outer peripheral portion 42 of the heat insulating structural member 42
The heat is radiated from the heat insulating structural member 42 to the low-temperature compressed air in the compressor outlet channel 48 by the annular fin 45 attached to the a, and the amount of heat flowing into the compressor diffuser plate 41 is reduced. Here, the air flowing out of the impeller 12 is decelerated and compressed while passing through the flow path 47 between the vanes 46 and flows into the compressor outlet flow path 48. The diameter of the outer circumference 45a at the tip of the annular fin 45 is
Since the diameter of the outer periphery 49 of the vane 46 is larger than the diameter of the outer periphery 49 and protrudes into the compressor outlet flow path 48, the annular fin 45 comes into contact with air having a high flow velocity in the flow path, so that the heat conductivity is increased and the heat insulation structure is increased. The amount of heat radiated from the member 42 to the low-temperature compressed air in the compressor outlet channel 48 increases,
The amount of heat flowing into the compressor diffuser plate 41 is further reduced.

【0024】また、環状フィン45の軸方向位置は、断
熱構造部材42の軸方向厚さの中央位置50よりコンプ
レッサディフューザプレート41側となっているため、
タービンノズルプレート40及びプレナム外壁51と環
状フィン45の間の空気層が厚くなり、タービンノズル
プレート40及びプレナム外壁51から環状フィン45
へ流入する熱量を小さくすることができる。よって、環
状フィン45がタービンノズルプレート40よりにある
場合と比較して、タービンから熱が逃げることによるタ
ービン入口温度の低下を小さくすることができる。
The axial position of the annular fin 45 is closer to the compressor diffuser plate 41 than the central position 50 of the axial thickness of the heat insulating structural member 42.
The air layer between the turbine nozzle plate 40 and the plenum outer wall 51 and the annular fin 45 becomes thicker, and the annular fin 45
The amount of heat flowing into the air can be reduced. Therefore, compared with the case where the annular fin 45 is located on the turbine nozzle plate 40, it is possible to reduce a decrease in the turbine inlet temperature due to the heat escaping from the turbine.

【0025】(第2の実施の形態)図5、図6は、本発
明によるガスタービンエンジンの第2の実施の形態を示
す図である。
(Second Embodiment) FIGS. 5 and 6 show a second embodiment of the gas turbine engine according to the present invention.

【0026】まず、構成を説明すると、第1の実施の形
態の構成に加えて、第2の実施の形態では、環状フィン
45の外周45aに、整流ベーン52を取り付けた。整
流ベーン52の前縁52aの軸方向位置は、コンプレッ
サディフューザのベーン46の軸方向厚さの中央とし、
半径方向位置は、実験により決定する。また、整流ベー
ン52の断面はR形状とする。また、環状フィン45に
は、整流ベーン52内周の径からコンプレッサディフュ
ーザのベーン46の外周49の径までの間に貫通穴53
が設けられている。整流ベーン52は、全周にわたって
取り付ける場合だけでなく、例えば図6に示すように、
下側180度のみ取り付けても良い。この場合、貫通穴
53の周方向範囲も整流ベーン52の範囲とほぼ同一と
する。
First, the structure will be described. In addition to the structure of the first embodiment, a rectifying vane 52 is attached to the outer periphery 45a of the annular fin 45 in the second embodiment. The axial position of the leading edge 52a of the straightening vane 52 is set at the center of the axial thickness of the vane 46 of the compressor diffuser,
The radial position is determined by experiment. In addition, the cross section of the rectifying vane 52 has an R shape. The annular fin 45 has a through hole 53 between the inner diameter of the rectifying vane 52 and the outer diameter 49 of the vane 46 of the compressor diffuser.
Is provided. The rectifying vane 52 is not limited to the case where the rectifying vane 52 is attached over the entire circumference, for example, as shown in FIG.
Only the lower 180 degrees may be attached. In this case, the circumferential range of the through hole 53 is also substantially the same as the range of the rectifying vane 52.

【0027】次に、第2の実施の形態の作用を説明す
る。環状フィン45の外周に取り付けられた整流ベーン
52の前縁52aの軸方向位置は、コンプレッサディフ
ューザのベーン46の軸方向厚さの中央としてあるの
で、コンプレッサディフューザのベーン46の間の流路
47より流出した空気の流量は、整流ベーン52をはさ
んで、ほぼ半分ずつに分けられる。整流ベーン52の前
縁のタービン側に流入した空気54は、ベーンに沿って
流れ、環状フィン45に空けられた貫通穴53を通っ
て、下流に流れる。このように、流れの方向が90度変
わる場合、整流ベーン52を取り付けた場合、剥離を押
さえることにより、圧力損失が減ることは一般的に知ら
れている。また、環状フィン45からの熱が、整流ベー
ン52の両面より空気に放熱されるので、第1の実施の
形態の場合よりも、断熱構造部材42からコンプレッサ
出口流路48中の低温圧縮空気へ放熱される熱量が増
え、コンプレッサディフューザプレート41へ流入する
熱量をより小さくしている。
Next, the operation of the second embodiment will be described. Since the axial position of the leading edge 52a of the rectifying vane 52 attached to the outer periphery of the annular fin 45 is located at the center of the axial thickness of the compressor diffuser vane 46, the flow path 47 between the compressor diffuser vanes 46 The flow rate of the outflowing air is divided approximately by half with the flow straightening vane 52 interposed therebetween. The air 54 that has flowed into the turbine side of the leading edge of the straightening vane 52 flows along the vane, and flows downstream through the through hole 53 formed in the annular fin 45. As described above, it is generally known that when the flow direction changes by 90 degrees, when the rectifying vanes 52 are attached, pressure loss is reduced by suppressing separation. Further, since the heat from the annular fins 45 is radiated to the air from both surfaces of the rectifying vanes 52, the heat from the heat insulating structural member 42 to the low-temperature compressed air in the compressor outlet flow path 48 is higher than in the first embodiment. The amount of heat dissipated is increased, and the amount of heat flowing into the compressor diffuser plate 41 is further reduced.

【0028】(第3の実施の形態)図7、図8は、本発
明によるガスタービンエンジンの第3の実施の形態を示
す図である。
(Third Embodiment) FIGS. 7 and 8 show a third embodiment of the gas turbine engine according to the present invention.

【0029】まず、構成を説明すると、第1の実施の形
態の構成に加えて、図7に示すように、環状フィン45
が最大外径位置でタービン出口方向に曲がり、タービン
プレナム外壁55との間に空間56をはさんで軸方向に
重合する部分58をもつ。曲がり部57の断面はR形状
である。なお、重合する長さは、実験により決定する。
重合する部分58は、全周にわたってある場合だけでな
く、例えば図8に示すように、下側180度のみある場
合もある。
First, the structure will be described. In addition to the structure of the first embodiment, as shown in FIG.
Has a portion 58 that bends toward the turbine outlet at the maximum outer diameter position and overlaps with the turbine plenum outer wall 55 in the axial direction with a space 56 interposed therebetween. The cross section of the bent portion 57 has an R shape. The length of polymerization is determined by experiments.
The portion 58 to be superimposed may not only extend over the entire circumference, but also, for example, only at the lower 180 degrees as shown in FIG.

【0030】次に、第3の実施の形態の作用を説明す
る。第1の実施の形態の作用に加えて、コンプレッサデ
ィフューザのベーン46の間の流路47より流出した空
気は、環状フィン45の曲がりに沿って下流に流れる。
曲がり部57の断面はR形状のため、直角の場合と比べ
て剥離しにくく圧力損失を小さくできる。空間56の空
気は、ほとんど流動しないため、タービンプレナム外壁
55及び重合する部分58との間の熱伝達率は低く、プ
レナム外壁から重合する部分58へ流入する熱量は小さ
い。よって、重合する部分58が無い場合と比較して、
コンプレッサ出口流路48内の低温圧縮空気へタービン
から熱が逃げることによるタービン入口温度の低下を小
さくすることができる。
Next, the operation of the third embodiment will be described. In addition to the operation of the first embodiment, the air flowing out of the flow path 47 between the vanes 46 of the compressor diffuser flows downstream along the bend of the annular fin 45.
Since the cross section of the bent portion 57 has an R shape, the cross section is less likely to be peeled off than in the case of a right angle, and the pressure loss can be reduced. Since the air in the space 56 hardly flows, the heat transfer coefficient between the turbine plenum outer wall 55 and the overlapping portion 58 is low, and the amount of heat flowing from the plenum outer wall to the overlapping portion 58 is small. Therefore, compared with the case where there is no portion 58 to be polymerized,
A decrease in turbine inlet temperature due to heat escaping from the turbine to the low-temperature compressed air in the compressor outlet passage 48 can be reduced.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、その構成を、(1)排気ガスにより回転駆動さ
れるラジアルタービンロータと、このロータと同軸に配
置されるラジアルインペラにより燃焼器に送られる空気
を圧縮してなるガスタービンエンジンにおいて、コンプ
レッサ段とタービン段との間の断熱構造部材の外周部分
に、軸方向厚さの中央位置よりコンプレッサ側に、放熱
フィンを外径方向に設け、コンプレッサディフューザ外
径より外側で、コンプレッサ段下流の流路に露出させ
る。または、(2)上記(1)に加えて、放熱フィンの
外周先端に整流ベーンを有する。または、(3)上記
(1)に加えて、放熱フィンが最大外径位置でタービン
出口方向に曲がり、タービンプレナム外壁との間に空間
をはさんで軸方向に重合することとしたため、以下の効
果がある。
As described in detail above, according to the present invention, the structure is constituted by (1) a radial turbine rotor which is driven to rotate by exhaust gas and a radial impeller which is arranged coaxially with the rotor. In a gas turbine engine formed by compressing air sent to a combustor, a radiation fin is provided on an outer peripheral portion of a heat insulating structural member between a compressor stage and a turbine stage, at a position closer to the compressor than a central position in an axial thickness, and And exposed to the flow path downstream of the compressor stage outside the outer diameter of the compressor diffuser. Or (2) in addition to the above (1), a rectifying vane is provided at the outer peripheral end of the radiation fin. Or (3) In addition to the above (1), the radiation fin is bent in the direction of the turbine outlet at the maximum outer diameter position and overlaps with the outer wall of the turbine plenum in the axial direction. effective.

【0032】(第1の実施の形態)断熱構造部材42か
らコンプレッサ出口流路48中の低温圧縮空気へ放熱
し、コンプレッサディフューザプレート41へ流入する
熱量をより小さくすることにより、コンプレッサ性能を
向上させ、エンジン性能を向上させる。
(First Embodiment) The compressor performance is improved by dissipating heat from the heat insulating structural member 42 to the low-temperature compressed air in the compressor outlet flow path 48 and reducing the amount of heat flowing into the compressor diffuser plate 41. Improve engine performance.

【0033】(第2の実施の形態)第1の実施の形態の
効果に加え、断熱構造部材42からコンプレッサ出口流
路48中の低温圧縮空気への放熱量を増やし、コンプレ
ッサ性能をさらに向上させる。また、コンプレッサ出口
の曲がり流路での圧力損失を低減することにより、エン
ジン性能を向上させる。
(Second Embodiment) In addition to the effects of the first embodiment, the amount of heat radiation from the heat insulating structural member 42 to the low-temperature compressed air in the compressor outlet flow path 48 is increased to further improve the compressor performance. . Further, the engine performance is improved by reducing the pressure loss in the curved flow passage at the compressor outlet.

【0034】(第3の実施の形態)第1の実施の形態の
効果に加え、コンプレッサ出口流路48内の低温圧縮空
気へタービンから熱が逃げることによるタービン入口温
度の低下を小さくすることにより、エンジン性能を向上
させる。
(Third Embodiment) In addition to the effects of the first embodiment, the decrease in turbine inlet temperature caused by heat escaping from the turbine to the low-temperature compressed air in the compressor outlet passage 48 is reduced. Improve engine performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるガスタービンエンジンの第1の実
施の形態の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a gas turbine engine according to the present invention.

【図2】図1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】第1の実施の形態の環状フィン、断熱構造部材
の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the annular fin and the heat insulating structural member according to the first embodiment.

【図4】図1のA−A断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【図5】第2の実施の形態の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a second embodiment.

【図6】第2の実施の形態の環状フィン、断熱構造部材
の平面図である。
FIG. 6 is a plan view of an annular fin and a heat insulating structural member according to a second embodiment.

【図7】第3の実施の形態の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a third embodiment.

【図8】第3の実施の形態の環状フィン、断熱構造部材
の平面図である。
FIG. 8 is a plan view of an annular fin and a heat insulating structural member according to a third embodiment.

【図9】従来技術のガスタービンの側面断面図である。FIG. 9 is a side sectional view of a prior art gas turbine.

【図10】従来技術のガスタービンの正面図である。FIG. 10 is a front view of a conventional gas turbine.

【図11】従来技術のガスタービンの分解斜視図であ
る。
FIG. 11 is an exploded perspective view of a conventional gas turbine.

【図12】従来技術のガスタービンの要部断面図であ
る。
FIG. 12 is a sectional view of a main part of a conventional gas turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 タービンロータ 12 インペラ 40 タービンノズルプレート 41 コンプレッサディフューザプレート 42 断熱構造部材 42a 断熱構造部材42の外周部分 42b,42c,42d,42e 面 43,44 空間 45 環状フィン 45a 環状フィン45の先端の外周 46 ベーン 47 流路 48 コンプレッサ出口流路 49 ベーン46の外周 50 断熱構造部材42の軸方向厚さの中央位置 51 プレナム外壁 52 整流ベーン 52a 整流ベーン52の前縁 53 貫通穴 54 空気 55 タービンプレナム外壁 56 空間 57 曲がり部 58 重合する部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Turbine rotor 12 Impeller 40 Turbine nozzle plate 41 Compressor diffuser plate 42 Heat insulation structural member 42a Outer peripheral portion 42b, 42c, 42d, 42e of heat insulation structural member 42 Surface 43,44 Space 45 Annular fin 45a Outer periphery of annular fin 45 tip 46 Vane 47 flow path 48 compressor outlet flow path 49 outer periphery of vane 46 50 central position of axial thickness of heat insulation structural member 42 51 plenum outer wall 52 rectifying vane 52a leading edge 53 of rectifying vane 52 53 through hole 54 air 55 turbine plenum outer wall 56 space 57 Bent part 58 Overlapping part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気ガスにより回転駆動されるラジアル
タービンロータと、このロータと同軸に配置されるラジ
アルインペラにより燃焼器に送られる空気を圧縮してな
るガスタービンエンジンにおいて、 コンプレッサ段とタービン段との間の断熱構造部材の外
周部分に、軸方向厚さの中央位置よりコンプレッサ側
に、放熱フィンを外径方向に設け、コンプレッサディフ
ューザ外径より外側で、コンプレッサ段下流の流路に露
出させることを特徴とするガスタービンエンジン。
1. A gas turbine engine comprising: a radial turbine rotor rotatably driven by exhaust gas; and a radial impeller arranged coaxially with the rotor to compress air sent to a combustor. Radiation fins are provided on the outer peripheral portion of the heat insulating structural member between the central position of the thickness in the axial direction and on the compressor side in the outer diameter direction, and are exposed outside the outer diameter of the compressor diffuser and downstream of the compressor stage. A gas turbine engine characterized by the above.
【請求項2】 請求項1に記載のガスタービンエンジン
において、 前記放熱フィンの外周先端に整流ベーンを有することを
特徴とするガスタービンエンジン。
2. The gas turbine engine according to claim 1, wherein a rectifying vane is provided at an outer peripheral end of said radiating fin.
【請求項3】 請求項1に記載のガスタービンエンジン
において、 前記放熱フィンが最大外径位置でタービン出口方向に曲
がり、タービンプレナム外壁との間に空間をはさんで軸
方向に重合することを特徴とするガスタービンエンジ
ン。
3. The gas turbine engine according to claim 1, wherein the radiating fins are bent toward a turbine outlet at a maximum outer diameter position, and overlap with a turbine plenum outer wall in an axial direction. Characteristic gas turbine engine.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114526262A (en) * 2022-03-15 2022-05-24 势加透博(上海)能源科技有限公司 Volute component and air compressor
CN114542514A (en) * 2022-03-15 2022-05-27 势加透博(上海)能源科技有限公司 Volute assembly

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CN114526262B (en) * 2022-03-15 2024-07-09 势加透博(上海)能源科技有限公司 Volute component and air compressor
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