JPS58152108A - タ−ボ機械のケ−シング - Google Patents
タ−ボ機械のケ−シングInfo
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- JPS58152108A JPS58152108A JP58014698A JP1469883A JPS58152108A JP S58152108 A JPS58152108 A JP S58152108A JP 58014698 A JP58014698 A JP 58014698A JP 1469883 A JP1469883 A JP 1469883A JP S58152108 A JPS58152108 A JP S58152108A
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- Japan
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- casing
- wall
- turbomachine
- rotor
- stator
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/14—Casings modified therefor
- F01D25/145—Thermally insulated casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/16—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means
- F01D11/18—Adjusting 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/5853—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps heat insulation or conduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｌ１匹１Ｅ
本発明はガスタービンエンジンに関し、具体的には過渡
的なエンジン運転期間の際の、圧縮機の性能を改善した
エンジンに関する。
的なエンジン運転期間の際の、圧縮機の性能を改善した
エンジンに関する。
例えばガスタービンの圧縮機のような、ターボ機械にお
ける現在の問題７は、スロットル・バーストおよびスロ
ットル・チョップとして知られるエンジンの運転期間の
際の過渡的熱応答に関係している。これら過渡的なエン
ジンの運転期間の際、ステータ部品およびロータ部品の
両方に、半径方向の大きな移動が生ずる。これらの過渡
的な移動の際の圧縮機のステータとロータの間の干渉を
防ぐだめに、静翼と動翼の間にクリヤランスが設けられ
る。典型的な圧縮機における、これらのクリヤランスは
、過渡的並びに非過渡的な運転に際し望ましくないほど
大きなものであり、即ち圧縮機の効率および失速マージ
ンに悪影響を与える。史に詳しく言うと、典型的なガス
タービン圧縮機のステータにおけるケーシング外側壁は
、比較的肉薄な金属であり、スロットルバースト（急進
的又は過度のス［１ツトル）あるいはスロットルチョッ
プ（絞ったスロットル）のような過渡的なエンジン性能
の際、温度変化に対して急速に応答４る。
ける現在の問題７は、スロットル・バーストおよびスロ
ットル・チョップとして知られるエンジンの運転期間の
際の過渡的熱応答に関係している。これら過渡的なエン
ジンの運転期間の際、ステータ部品およびロータ部品の
両方に、半径方向の大きな移動が生ずる。これらの過渡
的な移動の際の圧縮機のステータとロータの間の干渉を
防ぐだめに、静翼と動翼の間にクリヤランスが設けられ
る。典型的な圧縮機における、これらのクリヤランスは
、過渡的並びに非過渡的な運転に際し望ましくないほど
大きなものであり、即ち圧縮機の効率および失速マージ
ンに悪影響を与える。史に詳しく言うと、典型的なガス
タービン圧縮機のステータにおけるケーシング外側壁は
、比較的肉薄な金属であり、スロットルバースト（急進
的又は過度のス［１ツトル）あるいはスロットルチョッ
プ（絞ったスロットル）のような過渡的なエンジン性能
の際、温度変化に対して急速に応答４る。
従って、本発明の目的は、過渡的な運転に際しクリヤラ
ンスを減少することにより、ガスタービン性能を改善す
ることである。
ンスを減少することにより、ガスタービン性能を改善す
ることである。
本発明の別な目的は、過渡的な運転に際し極端な加熱お
よび冷却の影響から、圧縮機のケーシングの外側フープ
荷重支持構造（ｈｏｏｐ １ｏａｄ ｃａｒｒｙｉ
ｎｇ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ＞を隔離さけることにより、
ガスタービンエンジンの性能を改善Ｊることである。
よび冷却の影響から、圧縮機のケーシングの外側フープ
荷重支持構造（ｈｏｏｐ １ｏａｄ ｃａｒｒｙｉ
ｎｇ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ＞を隔離さけることにより、
ガスタービンエンジンの性能を改善Ｊることである。
本発明のまた別な目的は、ケーシング外側壁を横切る温
度勾配を減少させるために、外側ケーシングに熱的遅延
をもたらづことである。
度勾配を減少させるために、外側ケーシングに熱的遅延
をもたらづことである。
本発明の目的は更に、エンジンの効率および圧縮機の失
速マージンを改善するため、ステータケーシングとロー
タの間のクリヤランスを最適にすることである。
速マージンを改善するため、ステータケーシングとロー
タの間のクリヤランスを最適にすることである。
本発明の別の目的は、最適なりリヤランスのための更に
良好なステータとロータの組合わせを得るために外側壁
の熱的応答を遅らせることである。
良好なステータとロータの組合わせを得るために外側壁
の熱的応答を遅らせることである。
本発明の別な目的は、ロータを取囲むターボ機械のケー
シングに内側壁を取付は且つ該内側壁をケーシングから
熱的に絶縁して、ロータと内側壁の間の半径方向クリヤ
ランスを調整し、ターボ機械の運転に際し所定のりｉリ
ヤランスを設けることである。
シングに内側壁を取付は且つ該内側壁をケーシングから
熱的に絶縁して、ロータと内側壁の間の半径方向クリヤ
ランスを調整し、ターボ機械の運転に際し所定のりｉリ
ヤランスを設けることである。
本発明の別な目的は、内側壁から荷重支持外側壁への圧
力並びに温度の負荷経路を切断することにより、ガスタ
ービン性能を改善することである。
力並びに温度の負荷経路を切断することにより、ガスタ
ービン性能を改善することである。
１１１艷ＬＬ
本発明の１形態では、ロータを取囲むターボ機械のケー
シングが設けられる。ケーシングは構造用外側壁を有し
ている。ロータと内側壁間の半径り向クリヤランス調整
の為、非構造用内壁が外側壁に取付けられ且つ外側壁か
ら熱的に絶縁され、ターボ機械の運転の際に所定のクリ
ヤランスを提供づる。
シングが設けられる。ケーシングは構造用外側壁を有し
ている。ロータと内側壁間の半径り向クリヤランス調整
の為、非構造用内壁が外側壁に取付けられ且つ外側壁か
ら熱的に絶縁され、ターボ機械の運転の際に所定のクリ
ヤランスを提供づる。
の− な舌
第１図を参照すると、ガスタービンエンジンの圧縮機部
分１０の一部分が断面として示されでいる。圧縮機１０
は、軸線り向に延在する、はぼ円筒状のロータスプール
（図示せず）よりなり、この［１−タスブールは比較的
薄いケーシング壁２５に対し半径方向内側で且つ壁から
離隔し−Ｃ設けられ、ガスの環状流路（図示せず）を形
成している。
分１０の一部分が断面として示されでいる。圧縮機１０
は、軸線り向に延在する、はぼ円筒状のロータスプール
（図示せず）よりなり、この［１−タスブールは比較的
薄いケーシング壁２５に対し半径方向内側で且つ壁から
離隔し−Ｃ設けられ、ガスの環状流路（図示せず）を形
成している。
ケーシング壁２５は上半分および下半分〈図示せず）を
有し、これらがフランジとボルト（図示せず）によって
結合されている。複数個の段の動翼１２．１４．１６が
、このようなロータスプールから半径方向外側に延びて
おり、動翼はガス流路を横切って延在している。スツー
ル並びに動翼１２．１４．１６は、ガス通路内でガス流
を圧縮づる為に駆動軸手段（図示せず）により回転駆動
される。
有し、これらがフランジとボルト（図示せず）によって
結合されている。複数個の段の動翼１２．１４．１６が
、このようなロータスプールから半径方向外側に延びて
おり、動翼はガス流路を横切って延在している。スツー
ル並びに動翼１２．１４．１６は、ガス通路内でガス流
を圧縮づる為に駆動軸手段（図示せず）により回転駆動
される。
支持レール端部の保持用突出部２４．２６．２８が夫々
の動１１１’２．１４．１６に直接に向い合って配置さ
れ、この突出部は夫々のねじ付ボルト３０．３２．３４
によってケーシング２５へ固定されている。動翼１２．
１４．１６の先端は突出部２４．２６．２８から距離ｄ
だけ離隔している。
の動１１１’２．１４．１６に直接に向い合って配置さ
れ、この突出部は夫々のねじ付ボルト３０．３２．３４
によってケーシング２５へ固定されている。動翼１２．
１４．１６の先端は突出部２４．２６．２８から距離ｄ
だけ離隔している。
ケーシング２５と夫々の保持用突出部２４．２６゜２８
の間に適当な離隔関係を保つため、ケーシング２５と突
出部２４，２６．２８の間にスペーサ３１．３３．３５
が介在配置される。保持用突出部２４．２６．２８は第
７４図の斜視図に、更に詳しく示されており、また棚部
４２．４３と傾斜部材４４．４５の間に夫々形成された
側部スロット４０．４１を明瞭に図示している。壇８７
が突出部２４に設けられるが、その目的は後で述べる。
の間に適当な離隔関係を保つため、ケーシング２５と突
出部２４，２６．２８の間にスペーサ３１．３３．３５
が介在配置される。保持用突出部２４．２６．２８は第
７４図の斜視図に、更に詳しく示されており、また棚部
４２．４３と傾斜部材４４．４５の間に夫々形成された
側部スロット４０．４１を明瞭に図示している。壇８７
が突出部２４に設けられるが、その目的は後で述べる。
第１図に戻り、静翼又は翼１８．２０．２２は夫々取付
用中子５０．５２．５４，５６．５８゜６０．６２を有
している。取付用中子５０，５２゜５４．．５６，５８
，６０．６２はスロット４０゜４１．４７．４９．５１
．・５３．５５に夫々整合して係合し、こうして静翼１
８．２０．２２はステータケーシング２５に取付けられ
る。ステータ取付相ブラーットフォーム又は中子５２．
５４゜５６．５８．６０．６２の直ぐ上でありケーシン
グ２５の内側表面には空間６４．６６．６８が夫々在り
、ここに絶縁体２７，２９．３１を挿入し５得る。出口
案内翼である貿２２は、静翼１８，２０よりも更に寸法
が大きい。出口案内翼はケーシングの後方端部に位置し
、圧縮機部分における最後の貿である。中子６２に整合
するスロット５５は、ケーシングフランジ２５ａとフレ
ームフランジ９７の間に挾まれたリング９５に設けられ
ている。リング９５は、ボトルとナツトの組合せ９８に
よって所定の位置でフランジ部材２５ａ、９７に保持さ
れる。
用中子５０．５２．５４，５６．５８゜６０．６２を有
している。取付用中子５０，５２゜５４．．５６，５８
，６０．６２はスロット４０゜４１．４７．４９．５１
．・５３．５５に夫々整合して係合し、こうして静翼１
８．２０．２２はステータケーシング２５に取付けられ
る。ステータ取付相ブラーットフォーム又は中子５２．
５４゜５６．５８．６０．６２の直ぐ上でありケーシン
グ２５の内側表面には空間６４．６６．６８が夫々在り
、ここに絶縁体２７，２９．３１を挿入し５得る。出口
案内翼である貿２２は、静翼１８，２０よりも更に寸法
が大きい。出口案内翼はケーシングの後方端部に位置し
、圧縮機部分における最後の貿である。中子６２に整合
するスロット５５は、ケーシングフランジ２５ａとフレ
ームフランジ９７の間に挾まれたリング９５に設けられ
ている。リング９５は、ボトルとナツトの組合せ９８に
よって所定の位置でフランジ部材２５ａ、９７に保持さ
れる。
圧縮機１０は、１段以上より成り、各々の段は回転する
多連翼のロータと非回転の多連貿のステータより成り、
こうして通常軸流圧縮機は多段構造である。各々の段に
於て、空気流は、加速並びに減速されその結果圧力が上
昇する。圧力が上昇した空気の軸方向速麿を維持するた
めに、低圧端部から高圧端部へ向け、流れ断面積は圧縮
機の各々の段で徐々に減少している。圧縮機を横切って
の実質的な影響は気圧が大幅に増加するだけでなく、温
磨が大幅に上昇することもある。
多連翼のロータと非回転の多連貿のステータより成り、
こうして通常軸流圧縮機は多段構造である。各々の段に
於て、空気流は、加速並びに減速されその結果圧力が上
昇する。圧力が上昇した空気の軸方向速麿を維持するた
めに、低圧端部から高圧端部へ向け、流れ断面積は圧縮
機の各々の段で徐々に減少している。圧縮機を横切って
の実質的な影響は気圧が大幅に増加するだけでなく、温
磨が大幅に上昇することもある。
本発明で利用される、実施例の支持レールの半径方向断
面図を示す第２図を参照すると、支持リング又はレール
７０（第３図、第３Ａ図参照）が、保持用突出部７３内
の保持ボルト７４の貫通ねじ孔を介してケーシング２５
に取付けられて示されている。公知のニッケ）Ｌｌ−ベ
ース合金のインコネル（１ｎｃｏｎｅｌ ） ７１８
′ｅツ＜られた、支持レール７０は耐熱性が高く並びに
熱膨張係数も高い。別の保持用突出部７２．７６がレー
ル７０に沿って設けられ、ケーシング２５の半径方向内
側表面８０と界面接続している。セクタ状レール７０の
端部８２．８４は夫々段８３．８５で形成され、これら
の段は支持レール端部の保持用突出部２４，２４ａに形
成された夫々の壇８７．８９と整合するようになってい
る。支持レール突出部２４．２４８に対して、端部８２
．８４に周方向クリヤランス９２．９４が設けられて、
セクタ状レール７０の周方向膨張を許容していることに
注意されたい。
面図を示す第２図を参照すると、支持リング又はレール
７０（第３図、第３Ａ図参照）が、保持用突出部７３内
の保持ボルト７４の貫通ねじ孔を介してケーシング２５
に取付けられて示されている。公知のニッケ）Ｌｌ−ベ
ース合金のインコネル（１ｎｃｏｎｅｌ ） ７１８
′ｅツ＜られた、支持レール７０は耐熱性が高く並びに
熱膨張係数も高い。別の保持用突出部７２．７６がレー
ル７０に沿って設けられ、ケーシング２５の半径方向内
側表面８０と界面接続している。セクタ状レール７０の
端部８２．８４は夫々段８３．８５で形成され、これら
の段は支持レール端部の保持用突出部２４，２４ａに形
成された夫々の壇８７．８９と整合するようになってい
る。支持レール突出部２４．２４８に対して、端部８２
．８４に周方向クリヤランス９２．９４が設けられて、
セクタ状レール７０の周方向膨張を許容していることに
注意されたい。
換言すれば、エンジン温度の上昇時のスロットル・バー
ストの際、インコネル製セクタ状レール７０は長さが伸
びることにより周方向に移動してクリヤランス９２．９
４に吸収される。また、インコネル製のレールは、保持
用突出部７２．７６をケーシング壁２５に押付けて位置
決めすることにより半径方向に保持されている。その結
果、セクタ状内側レール７０によりもたらされる遅延機
能により加熱後のケーシング２５の熱時定数は遅延され
た。
ストの際、インコネル製セクタ状レール７０は長さが伸
びることにより周方向に移動してクリヤランス９２．９
４に吸収される。また、インコネル製のレールは、保持
用突出部７２．７６をケーシング壁２５に押付けて位置
決めすることにより半径方向に保持されている。その結
果、セクタ状内側レール７０によりもたらされる遅延機
能により加熱後のケーシング２５の熱時定数は遅延され
た。
重量を最小に減少させるために、１１個の軽量化ポケッ
ト７１がセクタ状レール７０の長さに沿っＣ設けられる
。別の空間９１が軽量化ポケット７１゛の上方に設けら
れ、ブランケット型の様な絶縁体が、ケーシング外側壁
２５とセクタ状レール７０の間に置くことが出来る。こ
の絶縁体は、支持レールをケーシング外側壁から熱的に
絶縁する′のと同様にケーシング外側壁を熱的に保護す
るために使用される。１個のセクタ状レール７０につい
てのみ説明したが、実際には各々円周１８０゜にわたる
２つの部分をカバーするに充分なレールが利用されてい
ることを認識されたい。
ト７１がセクタ状レール７０の長さに沿っＣ設けられる
。別の空間９１が軽量化ポケット７１゛の上方に設けら
れ、ブランケット型の様な絶縁体が、ケーシング外側壁
２５とセクタ状レール７０の間に置くことが出来る。こ
の絶縁体は、支持レールをケーシング外側壁から熱的に
絶縁する′のと同様にケーシング外側壁を熱的に保護す
るために使用される。１個のセクタ状レール７０につい
てのみ説明したが、実際には各々円周１８０゜にわたる
２つの部分をカバーするに充分なレールが利用されてい
ることを認識されたい。
好ましくは、絶縁体９１は、取扱い並びに設置のために
ステンレス鋼製シートホルダーに内蔵されたガラスウー
ル型の絶縁物よりなる。例えば、バブコック・アンド・
ウィルコックス（３ａｂｃｏｃｋ＆Ｗｉｌｃｏｘ ）社
から名称ＫＡＯ−ＷＯＯＬで市販されるガラスウール型
絶２縁物を利用することができる。所望により、絶縁物
は、ジョンズーマンビ）Ｌｔ （Ｊ ｏｈｎｓ−Ｍ ａ
ｎｖｉ ｌｅ）社からＭＩＮ−にとして市販されるよう
な粉末状のものであってよい。更に、図示のブランケッ
ト型の絶縁体に代えて、メツ３１社（ＭＥＴＣＯ）から
のニッケル、クロム。
ステンレス鋼製シートホルダーに内蔵されたガラスウー
ル型の絶縁物よりなる。例えば、バブコック・アンド・
ウィルコックス（３ａｂｃｏｃｋ＆Ｗｉｌｃｏｘ ）社
から名称ＫＡＯ−ＷＯＯＬで市販されるガラスウール型
絶２縁物を利用することができる。所望により、絶縁物
は、ジョンズーマンビ）Ｌｔ （Ｊ ｏｈｎｓ−Ｍ ａ
ｎｖｉ ｌｅ）社からＭＩＮ−にとして市販されるよう
な粉末状のものであってよい。更に、図示のブランケッ
ト型の絶縁体に代えて、メツ３１社（ＭＥＴＣＯ）から
のニッケル、クロム。
アルミニウム／ベントナイト（ＮｉＣｒΔ１−１３ ｃ
ｎｔｏｎｉｔｅ）の様な火焔スプレー熱障壁被覆を使用
することができる。また熱的に外側ケーシング壁を絶−
縁するため、イトリアージルコニア（Ｙ ｔｔｒｉａ−
１１ｒｃｏｎｉａ ＞のようなセラミックをも使用する
こともできる。
ｎｔｏｎｉｔｅ）の様な火焔スプレー熱障壁被覆を使用
することができる。また熱的に外側ケーシング壁を絶−
縁するため、イトリアージルコニア（Ｙ ｔｔｒｉａ−
１１ｒｃｏｎｉａ ＞のようなセラミックをも使用する
こともできる。
本発明の１形態によれば、第２図に示す鋼製のケーシン
グ外側壁２５は構造用壁、即ち、フープ荷重支持であり
、一方ケーシング外側壁に取付けられたインコーネル製
のケーシング内側壁７ｏは、非構造用壁である。鋼製の
外側ケーシング２５が比較的薄い点で、１つの壁から成
るケーシングの使用では、特にエンジンの過渡状態（例
えばス１１ットル・バーストあるいはス「１ツトル・チ
ョップを適用）の際、空気の温良変化に急速に応答した
。
グ外側壁２５は構造用壁、即ち、フープ荷重支持であり
、一方ケーシング外側壁に取付けられたインコーネル製
のケーシング内側壁７ｏは、非構造用壁である。鋼製の
外側ケーシング２５が比較的薄い点で、１つの壁から成
るケーシングの使用では、特にエンジンの過渡状態（例
えばス１１ットル・バーストあるいはス「１ツトル・チ
ョップを適用）の際、空気の温良変化に急速に応答した
。
スロットル・バーストの際、空気湿度の−Ｆ昇に対して
［］−夕の熱応答よりも早く、ケーシング２５は半径方
向膨張して熱応答する。その結果、ステータケーシング
と動翼先端の間の半径方向クリヤランス１１ｄｌｌは実
質的に増大し、こうしてタービンエンジンの効率が下が
る。この現象は第５図のこのカーブは圧縮機の典型的な
段のグラフであり、エンジン性能の期間にわたり、動翼
先端とステータケーシングの間の過渡的なりリヤランス
の平均を示している。点線カーブのこぶはスロットル・
バーストの結果増大したロータクリヤランスを図示して
いる。こぶ形成の直前の点線カーブの凹みは、応力に因
る、ステータケーシングに対する０−タ寸法の増大によ
るものであり、この応力は金属の弾性特性に関係しでい
る。
［］−夕の熱応答よりも早く、ケーシング２５は半径方
向膨張して熱応答する。その結果、ステータケーシング
と動翼先端の間の半径方向クリヤランス１１ｄｌｌは実
質的に増大し、こうしてタービンエンジンの効率が下が
る。この現象は第５図のこのカーブは圧縮機の典型的な
段のグラフであり、エンジン性能の期間にわたり、動翼
先端とステータケーシングの間の過渡的なりリヤランス
の平均を示している。点線カーブのこぶはスロットル・
バーストの結果増大したロータクリヤランスを図示して
いる。こぶ形成の直前の点線カーブの凹みは、応力に因
る、ステータケーシングに対する０−タ寸法の増大によ
るものであり、この応力は金属の弾性特性に関係しでい
る。
ス［］ットル・チョップの際ケーシング壁２５は、従来
ロータの熱収縮よりも早く熱収縮しようとする。また弾
性特性の要因に依りこの時点でロータ１法の初期の急速
減少も２ある。これらの状況により、安定状態のテーク
オフ状態に到達した後、クリヤランスの増大を発生させ
、チョップ開始点の近くで点線カーブに凹みを生じさせ
る。
ロータの熱収縮よりも早く熱収縮しようとする。また弾
性特性の要因に依りこの時点でロータ１法の初期の急速
減少も２ある。これらの状況により、安定状態のテーク
オフ状態に到達した後、クリヤランスの増大を発生させ
、チョップ開始点の近くで点線カーブに凹みを生じさせ
る。
第５図の点線（従来技術）から、エンジン運転中、圧縮
機に安定状態のグランド・アイドルに関するクリヤラン
スの大きな変動があり、これはエンジンの最適性能に対
して好ましいものではないことが理解されよう。実線は
、ここで説明する本発明の１形態による圧縮機のクリヤ
ランス変動を図示している。過渡的な運転の際のクリヤ
ランスの極端な変動が大幅に除去され、改善されｌご」
−ンジン運転がもたらされることが容易に理解される。
機に安定状態のグランド・アイドルに関するクリヤラン
スの大きな変動があり、これはエンジンの最適性能に対
して好ましいものではないことが理解されよう。実線は
、ここで説明する本発明の１形態による圧縮機のクリヤ
ランス変動を図示している。過渡的な運転の際のクリヤ
ランスの極端な変動が大幅に除去され、改善されｌご」
−ンジン運転がもたらされることが容易に理解される。
更に、絶縁材料の存在により、安定状態、例えば巡行（
ｃｒｕｉｓｅ）並びにグランド・アイドルの際のクリヤ
ランスを好ましく減少させる。
ｃｒｕｉｓｅ）並びにグランド・アイドルの際のクリヤ
ランスを好ましく減少させる。
第６図を参照すると、本発明の別な実施例が図示され、
静翼１０１並び動翼１０２，１０３に近接した圧縮機の
後方端部の近くに、異った構成が設けられている。圧縮
機の後り端部近くの変形は、２つのラブ・ライナ１００
，１０４．１１５よび２つの支持レール１０５．１０６
を有する一体化ライノー１１３を使用していることであ
る。２つの対向して位置するスロット１１４．１１５が
支持レール１０５，１０６に設けられ、スロットは夫々
の中子１０７．１０８と整合するようになっており、静
翼１０１を所定の位置に保持している。一体化ライナー
１１３はその中に絶縁体１１１．１１２を置く２つのポ
ケット１０９，１１０を備えている。前述の方法により
、一体化ライナー１１３は非常構造用部材であって、外
側構造用ケーシング壁２５、即ちフープ荷重支持に取付
けられている。
静翼１０１並び動翼１０２，１０３に近接した圧縮機の
後方端部の近くに、異った構成が設けられている。圧縮
機の後り端部近くの変形は、２つのラブ・ライナ１００
，１０４．１１５よび２つの支持レール１０５．１０６
を有する一体化ライノー１１３を使用していることであ
る。２つの対向して位置するスロット１１４．１１５が
支持レール１０５，１０６に設けられ、スロットは夫々
の中子１０７．１０８と整合するようになっており、静
翼１０１を所定の位置に保持している。一体化ライナー
１１３はその中に絶縁体１１１．１１２を置く２つのポ
ケット１０９，１１０を備えている。前述の方法により
、一体化ライナー１１３は非常構造用部材であって、外
側構造用ケーシング壁２５、即ちフープ荷重支持に取付
けられている。
一体化ライナー１１３は絶縁体１１１，１１２と共に、
ケーシング外側壁２５を過渡的運転の際、熱的に絶縁す
るように設計され、こうして外側ケーシングとロータと
間の半径方向の不整合を最小にり−る。
ケーシング外側壁２５を過渡的運転の際、熱的に絶縁す
るように設計され、こうして外側ケーシングとロータと
間の半径方向の不整合を最小にり−る。
本発明の非構造用内側壁の構成は、鋼製外側ケーシング
２５の熱時定数を増加し、こうして半径方向の不整合を
最小にする。熱的時定数は、加熱後のケーシング２５が
、′加熱湿度の６６％に到達する時間である。従来技術
の薄い壁のケーシングの使用においては、時定数は小さ
く、即らケーシングの加熱湿度の６６％までかなり急速
に加熱される。この急速な加熱は、前述のケーシングの
熱的膨張あるい収縮に基づく、半径方向の不整合のよう
な付随的な半径方向のずれの原因となる。
２５の熱時定数を増加し、こうして半径方向の不整合を
最小にする。熱的時定数は、加熱後のケーシング２５が
、′加熱湿度の６６％に到達する時間である。従来技術
の薄い壁のケーシングの使用においては、時定数は小さ
く、即らケーシングの加熱湿度の６６％までかなり急速
に加熱される。この急速な加熱は、前述のケーシングの
熱的膨張あるい収縮に基づく、半径方向の不整合のよう
な付随的な半径方向のずれの原因となる。
本発明において、スロットルバーストおよびチョップの
際、セクタ状ケ〜シングの内側壁の周り内端部の空間は
自由に開閉する。これは、内側壁からケーシング外側壁
への、圧力並びに温度の両方の負荷経路を切断している
。これらの負荷経路を切断することにより、ケーシング
の外側壁の応力−たわみ特性を改善し、一方、動翼の先
端とケーシングの内側壁の間の半径方向クリアランスを
調整出来るようにしている。
際、セクタ状ケ〜シングの内側壁の周り内端部の空間は
自由に開閉する。これは、内側壁からケーシング外側壁
への、圧力並びに温度の両方の負荷経路を切断している
。これらの負荷経路を切断することにより、ケーシング
の外側壁の応力−たわみ特性を改善し、一方、動翼の先
端とケーシングの内側壁の間の半径方向クリアランスを
調整出来るようにしている。
本発明は圧縮機に関連して記載したが、他の形態のター
ボ機械、例えば、高圧および低圧タービンに適用し得る
。また、所望のエンジン運転特性を提供するため各種の
形態の絶縁体が使用できることを理解されたい。例えば
、熱ｇｉ壁被覆および他の型式の絶縁体を使用すること
ができる。
ボ機械、例えば、高圧および低圧タービンに適用し得る
。また、所望のエンジン運転特性を提供するため各種の
形態の絶縁体が使用できることを理解されたい。例えば
、熱ｇｉ壁被覆および他の型式の絶縁体を使用すること
ができる。
図により例示した上述の装置は、本発明の好ましい実施
例を述べたものであり、本発明の精神あるいは原理の範
囲から逸ＩＲ−することなく、多くの選択が当業者によ
って容易になし得ることを理解されたい。
例を述べたものであり、本発明の精神あるいは原理の範
囲から逸ＩＲ−することなく、多くの選択が当業者によ
って容易になし得ることを理解されたい。
第１図は軸線方向に沿った圧縮機の一部の断面図ぐあっ
て、本発明の１形態の実施例を示す。第２図は外側ケー
シングに対する圧縮機の段の支持レールの断面図で、第
３図はセクタ状支持レールの平面図で、第３Ａ図は線３
Ａ−３Ａに沿う断面図で、第４図はセクタ状支持レール
の保持用突出部の斜視図で、第５図は本発明の１形態の
圧縮機の段の過渡的なりリヤランスを、同じ段で達成さ
れる過渡的なりリヤランスと比較したグラフであり、第
６図は第１図のように示した、本発明のまた別な実施例
である。 主な符号の説明 １２、 １４． １６：”動翼 １８．２０．２２：静翼 ２２：出口案内翼 ２５：ケーシング壁 ２４．２６．２８：保持用突出部 ５２．５４，５６．５８．６０．６２：取付用中子 ６４．６６．６８ ：空間 ７０：セクタ状支技レール ７１：軽量化ポケット 特許出願人
て、本発明の１形態の実施例を示す。第２図は外側ケー
シングに対する圧縮機の段の支持レールの断面図で、第
３図はセクタ状支持レールの平面図で、第３Ａ図は線３
Ａ−３Ａに沿う断面図で、第４図はセクタ状支持レール
の保持用突出部の斜視図で、第５図は本発明の１形態の
圧縮機の段の過渡的なりリヤランスを、同じ段で達成さ
れる過渡的なりリヤランスと比較したグラフであり、第
６図は第１図のように示した、本発明のまた別な実施例
である。 主な符号の説明 １２、 １４． １６：”動翼 １８．２０．２２：静翼 ２２：出口案内翼 ２５：ケーシング壁 ２４．２６．２８：保持用突出部 ５２．５４，５６．５８．６０．６２：取付用中子 ６４．６６．６８ ：空間 ７０：セクタ状支技レール ７１：軽量化ポケット 特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １〉ロータを取囲むターボ機械のケーシングに於て、（
ａ ）構造用外側壁と、（ｂ ）該ターボ機械の運転の
際に、前記ロータと内側壁の間の半径方面のクリヤラン
スを調整するため前記外側壁に取付けられ且つ該外側壁
から熱的に絶縁された、所定のクリヤランスを提供する
非構造用内側壁を含むターボ機械のケーシング。 ２、特許請求の範囲第１項記載のターボ機械のケーシン
グに於て、前記内側壁が前記外側壁に取外し自在に取付
けられた少なくとも２つの翼プラットフォーム支持レー
ルより成り、且つ少なくとも１つの翼プラットフォーム
が該外側壁と離隔した関係でその間に支持されているタ
ーボ機械のケーシング。 ３〉特許請求の範囲第１項記載のターボ機械のケーシン
グに於て、前記内側壁は該外側壁に取外し自在に取付け
られた少なくとも１つの買プラットフォーム支持レール
より成り、且つ少なくとも１つの翼プラットフォームが
前記外側壁と離隔した関係でその上に受持されているタ
ーボ機械ケーシング。 ４）特許請求の範囲第２項記載のターボ機械のケーシン
グに於て、前記外側壁と前記翼プラットフォームの間の
空間が、所定の熱抵抗値を有する熱絶縁材料を包含して
いるターボ機械のケーシング。 ５）特許請求の範囲第４項記載のターボ機械のケーシン
グに於て、前記熱絶縁材料がブランケット型絶縁体を含
むターボ機械のケーシング。 ６）特許請求の範囲第、５項記載のターボ機械のケーシ
ングに於て、前記熱ブランケット型絶縁材料がガラスウ
ールを含むターボ機械のケーシング。 ７）特許請求の範囲第５項記載のターボ機械のケーシン
グに於て、該熱ブランケット式絶縁材料が粉末よりなる
ターボ機械のケーシング。 ８）特許請求の範囲第４項記載のターボ機械のケーシン
グに於て、前記熱絶縁材料がＮｌＣｒＡｌ−ベントナイ
トの一体化型の被覆を含むターボ機械のケーシング。 ９）特許請求の範囲第４項に記載のターボ機械のケーシ
ングに於て、前記熱絶縁材料がイトリアージルｍｌ ニ
ア （Ｙ ｔｔｒｉａ −Ｚ １ｒｃｏｎｉａ ）セラ
ミックを含むターボ機械のケーシング。 １０）ロータを取囲むターボ機械のケーシングに於て、
（ａ ）高温に対し比較的低い耐久性且つ比較的小さい
熱膨張係数を有する構造用外側壁と、（ｂ）比較的大き
い熱膨張係数を有し且つ高温に対し比較的高い耐久性を
有する、前記外側壁に取付けられた非構造用内側壁を含
み、（Ｃ）ターボ機械の運転の際前記ロータと該内側壁
の間の半径方向クリヤランスを調整するために内側壁は
外側壁から熱的に絶縁されているターボ機械のケーシン
グ。 １１）特許請求の範囲第１０項に記載のターボ機械のケ
ーシングに於て、前記内側壁は複数個のセクターよりな
り、該セクターの隣接−するものは周方向端部の間隙に
より分離されているターボ機械のケーシング。 １２）ロータを取囲むターボ機械のケーシングに於て、
（ａ ）ターボ機械の過渡的な運転の際均−なりリヤラ
ンスを維持するためにターボ機械のステータケーシング
と動翼先端の間のクリヤランスを半径方向に調整する手
段を有し、（ｂ）該手段は該ケーシングに接続され且つ
該ケーシングから絶縁される非構造用のセクター状内側
壁よりなり、（Ｃ）該ターボ機械の過渡的な運転の際、
前記内側壁の膨張が最初は円周方向に発生し、その後、
該ケーシングと前記内側壁は均一な挙動で半径方向に膨
張して、前記ター ボ機械のロータは該二手ケーシング
壁と共に７半径方向に膨張するターボ機械のケーシング
。 １３）ターボ機械の略円筒状のステータケーシングとロ
ータ間の半径方向クリヤランスを調整する方法において
、（ａ ）該ステータケーシングにより支持され且つ該
ステータから半径方向に離隔された非構造用内側壁を設
け、（ｂ ）該内側壁の温度変化で生ずる該ケーシング
の熱応答の大きざを減少させ、（Ｃ）こうして所定の期
間の間、前記ケーシングの前記熱応答を遅延させる諸工
程よりなる前記方法。 １４）特許請求の範囲第１３項記載の半径方向クリアラ
ンスを調整する方法に於て、工程（ａ ）が、２つの翼
プラットフォーム支持レールを該ステータケーシングへ
取外し自在に取付けていで、該プラットフォーム支持レ
ールは、少なくとも１つの翼プラットフォームを前記ス
テータケーシングと離隔関係でその間に支持することを
含む前記方法。 １５）特許請求の範囲第１３項記載の半径方向クリアラ
ンスを調整する方法に於て、工程（ｂ）が、所定の熱抵
抗値を有する熱絶縁性材料を、前記ステータケーシング
と前記貿プラットフォームとの中間の前記空間に設ける
工程を含む前記方法。 １６）特許請求の範囲第１５項記載の半径方向クリアラ
ンスを調整する方法に於て、工程（ｂ）が、ブラケット
型絶縁体を該ステータケーシングと前記翼プラットフォ
ームの中間の前記空間に設けることを含む前記方法。 １７）特許請求の範囲第１５項記載の半径方向クリアラ
ンスを調整する方法に於て、工程（ｂ）が、火焔スプレ
ー熱障壁を前記ステータケーシングと前記翼プラットフ
ォームとの中間の空間中に沈積させることを含む前記方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US35049082A | 1982-02-19 | 1982-02-19 | |
| US350490 | 1982-02-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58152108A true JPS58152108A (ja) | 1983-09-09 |
| JPH0261603B2 JPH0261603B2 (ja) | 1990-12-20 |
Family
ID=23376950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58014698A Granted JPS58152108A (ja) | 1982-02-19 | 1983-02-02 | タ−ボ機械のケ−シング |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58152108A (ja) |
| DE (1) | DE3305170C2 (ja) |
| FR (1) | FR2522067B1 (ja) |
| GB (1) | GB2115487B (ja) |
| IT (1) | IT1168258B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016520754A (ja) * | 2013-05-21 | 2016-07-14 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． | 熱遮蔽体を有する圧縮機および運転方法 |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4728255A (en) * | 1985-02-25 | 1988-03-01 | General Electric Company | Removable stiffening disk |
| DE8507551U1 (ja) * | 1985-03-14 | 1990-10-11 | Mtu Muenchen Gmbh | |
| DE3509193A1 (de) * | 1985-03-14 | 1986-09-25 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Stroemungsmaschine mit innengehaeuse |
| KR950008505B1 (ko) * | 1985-11-04 | 1995-07-31 | 카롤 앤 맥키 | 윤활유 제한장치 |
| US4728257A (en) * | 1986-06-18 | 1988-03-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thermal stress minimized, two component, turbine shroud seal |
| FR2607198B1 (fr) * | 1986-11-26 | 1990-05-04 | Snecma | Carter de compresseur adapte pour le pilotage actif de ses dilatations et son procede de fabrication |
| FR2635562B1 (fr) * | 1988-08-18 | 1993-12-24 | Snecma | Anneau de stator de turbine associe a un support de liaison au carter de turbine |
| GB2225587B (en) * | 1988-10-29 | 1992-07-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Interior material for fan case of turbo-fan engine |
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| US8784061B2 (en) * | 2011-01-31 | 2014-07-22 | General Electric Company | Methods and systems for controlling thermal differential in turbine systems |
| US8647055B2 (en) * | 2011-04-18 | 2014-02-11 | General Electric Company | Ceramic matrix composite shroud attachment system |
| GB2501918B (en) | 2012-05-11 | 2014-06-18 | Rolls Royce Plc | Casing |
| DE102012213622A1 (de) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbomaschine |
| DE102013213834A1 (de) * | 2013-07-15 | 2015-02-19 | MTU Aero Engines AG | Verfahren zum Herstellen eines Isolationselements und Isolationselement für ein Gehäuse eines Flugtriebwerks |
| FR3086691B1 (fr) | 2018-09-28 | 2020-12-11 | Safran Aircraft Engines | Ensemble annulaire pour turbomachine |
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| FR1339482A (fr) * | 1961-11-28 | 1963-10-04 | Licentia Gmbh | Joint de rotor à segments annulaires d'étanchéité radialement mobiles, notammentpour turbo-moteurs |
| US3425665A (en) * | 1966-02-24 | 1969-02-04 | Curtiss Wright Corp | Gas turbine rotor blade shroud |
| GB1501916A (en) * | 1975-06-20 | 1978-02-22 | Rolls Royce | Matching thermal expansions of components of turbo-machines |
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-
1983
- 1983-01-06 GB GB08300210A patent/GB2115487B/en not_active Expired
- 1983-02-02 JP JP58014698A patent/JPS58152108A/ja active Granted
- 1983-02-15 IT IT19599/83A patent/IT1168258B/it active
- 1983-02-15 DE DE3305170A patent/DE3305170C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1983-02-17 FR FR838302568A patent/FR2522067B1/fr not_active Expired
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Also Published As
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|---|---|
| FR2522067B1 (fr) | 1989-01-27 |
| GB2115487A (en) | 1983-09-07 |
| GB2115487B (en) | 1986-02-05 |
| IT1168258B (it) | 1987-05-20 |
| GB8300210D0 (en) | 1983-02-09 |
| IT8319599A0 (it) | 1983-02-15 |
| DE3305170C2 (de) | 1994-07-21 |
| FR2522067A1 (fr) | 1983-08-26 |
| DE3305170A1 (de) | 1983-08-25 |
| IT8319599A1 (it) | 1984-08-15 |
| JPH0261603B2 (ja) | 1990-12-20 |
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