JPS5925002A - クリアランス制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンエンジンに係り、特にエンジンケ
ースに対して熱気及び冷気を吹付ける様式であり、■前
記エンジンケースの内壁に沿って断熱材を有する様式で
あるクリアランス制御装置に係る。

ガスタービン技術に於ては、回転羽根の先端とその周辺
部のシールとの間のギャップを狭く維持することにより
燃料が節約されることが知られてイル。１９７７年４月
２６日付で１．ト１．　Ｒｅｄｉｎｇｅｒ、Ｊ　ｒ、、
　Ｄ　、　Ｓ　ａｄｏｗｓｋｙ及びＰ　、　Ｓ　、　Ｓ
　ｔｒｉｐｉｎｉｓに対して与えられ、本特許出願と同
一の譲受人に譲渡された米国特許第４．０・１９，３２
０月ば、かようなシステム及びここで参照されている事
項を例示している。

本発明はクリアランス制御装置の作動部付近のエンジン
ケースの内壁に沿って断熱材を設けることを意図してい
る。断熱！ｖｌを利用するため、断熱性によって不都合
が生じるような成る種の作動状態に於てエンジンケース
の膨張を許容するようエンジンケースに影響を及ぼすた
めの熱源を設けることも必要である。Ｊ−ンジンケース
に対する断熱加熱及び冷却作用の組合せが広範なりリア
ランス制御効果を可能にする。例えばギャップ変化が０
゜７６２ｍｍ以内の場合には本発明によって１．２７ｍ
ｎ＋まで増大させることができる。更に、本発明はエン
ジンケースの膨張収縮量が減少Ｊるよう用いられるフラ
ンジの設置により利点をもたらし、エンジンケースの収
縮に必要な冷却用空気量が減少する。

本発明の一つの目的は、回転羽根と対応ザる周辺部のシ
ールとの間のギャップが最小限度値を維持するようエン
ジンケースに対して加熱冷ムＯを行う手段をガスタービ
ンエンジンに設けることである。

他の特徴、利点については詳細な説明及び本発明の実施
例を例解した添付の図によって明らかとなるであろう。

上記の如くクリアランス制御の！こめ（２航空機用エン
ジンのケースを冷却することは米国特許第４゜０１９．
３２０号に於て開示され且特許請求がなされており、プ
ラット・・アンジ・ボイットニー・１アクラフト社及び
ユナイテッド・チクノロシーズ・］−ボレイションの一
部局ににって製造されたＪＴ９Ｄモデルによって代表さ
れるかような型式のエンジンはクリアランス制御装置を
有しており、簡便のため参照としてここに組み入れられ
るものとする。

上記の両側に於ても、クリアランス制御を明確にするた
めに裏地のない］ニンジンケースの外側に冷気が吹イ」
（）られている。一般にエンジンの作動エンベロープ−
にの成る所定点に於て、冷却用空気は導入され、羽根と
ロータの収縮に従ってエンジンケースが収縮するように
エンジンケースの外表面に吹付けられる。第１図に示さ
れるように参照符号１０によって示されるターボファン
エンジン（ま一般に、ファン部分１２と圧縮機部分１４
と燃焼部分１６とタービン部分１８と耕気部分２０どを
有する。クリアランス制御装置は前記ファンの送出空気
の吸入［１２２ど導管２４とを含み、該導管２４は前記
エンジンケースを取囲み該エンジンケースに空気を吹付
けるための複数の噴射管２６に前記ファンの送出空気を
分配する。このようにフライトエンベロープに於ける所
定時に参照符号２８によって解図的に示される弁が作動
しファン送出空気がエンジンケースに吹イ」りられる。

第１図及び第２図に示されるよ−うに、本発明によれば
、前記エンジンケースには適当な薄板金Ｊ−りなるシー
ス３４によって内径に接した状態に保持された断熱材３
２が設りられている。

前記シース３４は断熱材の欠如にＪ、って生ずる高温箇
所或いは低温箇所を避りるためにケーシング３６の内表
面に対し−Ｃ断熱材を保持づるのに役立っている。前記
断熱材は前記エンジンケース内５− を流れる約５４０℃の冷却空気の影響を除去し、エンジ
ンケースを該ケースの外表面に対して噴射される冷即用
空気の影響を受は易く保つ。このようにエンジンケース
の内表面に設（プられた断熱材と熱気及び冷気を用いる
ことにより、従来と同−最のギャップ制御を得るために
必要とされる冷却用空気量は減少する。或いは、例えば
０．７６２ｍｍから１．２７ｎ＋ｍへどエンジンケース
の膨張量を延ばすことが可能となり、従来Ｊ、りも精密
なりリアランス制御が達成される。また、熱気及び冷気
の噴射を受（プるフランジ４４の質量は従来よりも軽減
Ｊることが可能どなる。

本発明は増力運転中のチップシールクリアランスの減少
を意図している。エンジンの始動時、加速時、及び高出
力時に於て、高温空気弁４６は図示されてはいない外部
制御装置によって開かれ続け、低温空気弁２８は閉じ続
１２］る。この」−うに、噴射管２６と圧縮部分とを結
ぶ導管４７を通る高温空気は、エンジンケースに当りこ
れを膨張させ、短時間に支障なくタービンが膨張するこ
とが可能Ｇ− であるような回転半径方向のデツプシールクリアランス
を保つ。最も重要なことは、この新しい特徴が、通常は
急激な応答を妨げるであろう断熱祠の存在にも拘らず、
例えば離陸時出力への急激な加速といった短時間の急速
なエンジンケースの膨張を可能にし、また、エンジンケ
ースが膨張するロータの妨げとならないようにすること
ができることである。即ら、本システムのこの部分によ
り前記タービンのデツプシールは急激な変化にも対応し
得るのである。

本システムのこの部分の負荷的々利点は、エンジンケー
ス温度が定常状態に維持されることであり、このように
して以下に記述される如くより大きい温度低下能力を有
する冷温空気システムが得られることである。

部分出力運転がなされる時には、外部の制御装置が高Ｆ
Ｍ空気弁４６をとじ、且低温空気弁２８を開く。低温空
気がエンジンケースに当りそれによってタービンケース
が収縮１ノ、チップシールクリアランスが閉ざされる。

ケース内を通過する約５４０℃の冷却空気の影響を取り
除き、またケースの外表面に噴射される低温空気に対し
てケースが影響を受（プ易い状態に保つが故に、断熱さ
れたタービンケースはかような作動に於ては不可欠な要
素となっている１４かくの如き新しい特徴がなければ、
ケース内を流れる空気はケース温度を完全に支配するで
あろうからタービンケースは温度効果の可能な部分とし
てのみ捕えられるであろう。

分析的研究によれば本システムはケースに空気を噴射覆
ること以外の如何なる処遇を施さないシステムに比較し
てタービンのチップシールクリアランスの減少が二倍と
なり得ることが解っている。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて於て種々の修正並びに省略が可
０ヒであることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は航空機用タービン型発動機の部分図であって、
本発明立面図で解図的に示している。 第２図は第１図の線２−２方向に沿って見た断面図の部
分図であって、本発明の細部を例解しエンジンケースの
内側部を示している。 １０・・・′ガスタービンエンジン、１２・・・ファン
部分、１４・・・圧縮機部分、１６・・・燃焼部分、１
８・・・タービン部分、２０・・・排気部分、２２・・
・吸入口。 ４・・・導管、２６・・・噴射管、２８・・・低温空気
弁、３２・・・断熱月、３４・・・シース、３６・・・
ケーシング。 ４４・・・フランジ、４６・・・高温空気弁、４７・・
・導管特許出願人　　ユナイテッド・デクノロシーズ・
］−ボレイション 代　　理　　人　　　弁　　理　　士　　　明　　石　
　昌　　毅９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 航空機用のファンジェットエンジンであってファン部分
   、圧縮機部分、燃焼部分、タービン部分を伴うエンジン
   ケースを有する如きファンジェットエンジンに適用し得
   るクリアランス制御装置にして、 前記各部分の一つの部分の回転羽根に近接する前記エン
   ジンケースの外表面を取囲む複数の噴射管と、 前記圧縮機部分に於ける第一空気源と前記ファン部分に
   於ける第二空気源と、 前記噴射管と前記ファン部分に於ける前記空気源及び前
   記圧縮機部分に於ける前記空気源とを連絡する導管と、 前記導管内にあってフライトエンベロープの所定時に前
   記空気源が接続されるよう各空気源を選択的に作動或い
   は停止させるための弁装置と、前記回転羽根と前記噴射
   管の間の前記エンジンケースの内表面に張付けられ該エ
   ンジンケース周辺の熱から該エンジンケースを絶縁する
   断熱材の内張りと、 を含んでいることを特徴とするクリアランス制御装置。