JPS60132036A - ガスタ−ビンエンジン - Google Patents
ガスタ−ビンエンジンInfo
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- JPS60132036A JPS60132036A JP59087656A JP8765684A JPS60132036A JP S60132036 A JPS60132036 A JP S60132036A JP 59087656 A JP59087656 A JP 59087656A JP 8765684 A JP8765684 A JP 8765684A JP S60132036 A JPS60132036 A JP S60132036A
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- radial
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- turbine engine
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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
- 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
-
- 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
- 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
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
-
- 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
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (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】
本発明はガスタービンエンジンに係り、更に詳しくは羽
根とケーシングの間の翼端間隙の変動を防止する装置、
特にガス発生装置の単軸羽根車装１Ｗの一部である複合
軸流−半径流圧縮機であって、本質的に該複合軸流−半
径流圧縮機の全長にわたって外殻と内殻とからなる圧縮
機ケーシングが設けられている複合軸流−半径流圧縮機
の半径流最終段の外径領域における翼端間隙の変動を防
止する装置を備えだガスタービンエンジンに関する。
根とケーシングの間の翼端間隙の変動を防止する装置、
特にガス発生装置の単軸羽根車装１Ｗの一部である複合
軸流−半径流圧縮機であって、本質的に該複合軸流−半
径流圧縮機の全長にわたって外殻と内殻とからなる圧縮
機ケーシングが設けられている複合軸流−半径流圧縮機
の半径流最終段の外径領域における翼端間隙の変動を防
止する装置を備えだガスタービンエンジンに関する。
複合軸流−半径流圧縮機の半径流最終段の外径領域にお
ける翼端間隙は効率、及び圧縮機並びにエンジン全体の
運転状態に決定的な影響を及ぼす。
ける翼端間隙は効率、及び圧縮機並びにエンジン全体の
運転状態に決定的な影響を及ぼす。
１１０００ｋの出力クラスのエンジンについては上記翼
端間隙が０．１ ｔｎ、ｍ〜０．３藺にひろがるとき、
圧縮機の効率は約１％低下し、その結果同時に単位流量
当りの出力も２％低下したときには燃料消費率は１．６
ヴ増加してしまう。
端間隙が０．１ ｔｎ、ｍ〜０．３藺にひろがるとき、
圧縮機の効率は約１％低下し、その結果同時に単位流量
当りの出力も２％低下したときには燃料消費率は１．６
ヴ増加してしまう。
単層の殻の圧縮機ケーシングを有し、且つ固定軸受が圧
縮機の吸気口に設けられている従来のエンジンの構造の
場合、圧縮機ケーシングの殻の熱膨張が他の部分の熱膨
張よりも大きいので、組立てたときと無負荷運転時と全
負荷運転時とでは翼端間隙が比較的大きく変化してしま
う。
縮機の吸気口に設けられている従来のエンジンの構造の
場合、圧縮機ケーシングの殻の熱膨張が他の部分の熱膨
張よりも大きいので、組立てたときと無負荷運転時と全
負荷運転時とでは翼端間隙が比較的大きく変化してしま
う。
半径流圧縮機の後で且つ高圧駆動もしくは圧縮機駆動の
タービンの前にガス発生装置の固定軸受を設けることに
より、翼端間隙を比較的許容しうる値に保持することが
できる。しかし、固定軸受の潤滑剤の供給及び排出装置
には、その供給管路が主流を通らざるを得す、それも、
特にディフューザ装置の領域の主流を通らざるを得ない
という不利な点があり、それによって圧縮機の効率に関
する無視できない欠点が付加されてし捷い、それも比較
的厚壁のディフューザ案内羽根を通して供給管路を導く
ことにより、ディフューザ案内羽根によって伴流の乱流
がひきおこされる結果前記欠点が付加されてしまう。即
ち、上記したように玉軸受として利用されるガス発生装
置の固定軸受の、浮動軸受に比して高い熱量は多量の潤
滑剤の供給及び排出を必要とし、そのだめ大きな断面積
の供給管路が必要とされ、その大きな断面積の供給管路
によって、無視できない望ましくかい程度に迄主流が妨
げられ、その結果比較的強いきわたった伴流の乱流が生
じる。おおむね、局部的なエンジ ７− ン環境のだめ、最適な程度に熱を奪う上記固定軸、受の
配置は非常に困難となる。
タービンの前にガス発生装置の固定軸受を設けることに
より、翼端間隙を比較的許容しうる値に保持することが
できる。しかし、固定軸受の潤滑剤の供給及び排出装置
には、その供給管路が主流を通らざるを得す、それも、
特にディフューザ装置の領域の主流を通らざるを得ない
という不利な点があり、それによって圧縮機の効率に関
する無視できない欠点が付加されてし捷い、それも比較
的厚壁のディフューザ案内羽根を通して供給管路を導く
ことにより、ディフューザ案内羽根によって伴流の乱流
がひきおこされる結果前記欠点が付加されてしまう。即
ち、上記したように玉軸受として利用されるガス発生装
置の固定軸受の、浮動軸受に比して高い熱量は多量の潤
滑剤の供給及び排出を必要とし、そのだめ大きな断面積
の供給管路が必要とされ、その大きな断面積の供給管路
によって、無視できない望ましくかい程度に迄主流が妨
げられ、その結果比較的強いきわたった伴流の乱流が生
じる。おおむね、局部的なエンジ ７− ン環境のだめ、最適な程度に熱を奪う上記固定軸、受の
配置は非常に困難となる。
更に上記の問題の範囲に一致させて翼端間隙を最適にす
ること、特に強度の負荷の変動又はひんばんに生じる非
定常の運転状態のもとての翼端間隙を最適にすることを
確実に行なうことに関しては、比較的大きな困齢があり
、特に利用される圧縮機ケーシング、及び／又は羽根車
の材料についての困難がある。
ること、特に強度の負荷の変動又はひんばんに生じる非
定常の運転状態のもとての翼端間隙を最適にすることを
確実に行なうことに関しては、比較的大きな困齢があり
、特に利用される圧縮機ケーシング、及び／又は羽根車
の材料についての困難がある。
上記の問題の範囲で本発明の課題は斜上の従来の欠点を
解消すること、即ち、特に圧縮機（半径流圧縮機）の半
径方向最終段のうしろに固定軸受を配置することの欠点
を解消し、それと共に比較的広い運転領域（定常／非定
常）にわたって最小の極カ一定の翼端間隙を特に複合軸
流−半径流圧縮機の半径流圧縮機について得ることにあ
る。
解消すること、即ち、特に圧縮機（半径流圧縮機）の半
径方向最終段のうしろに固定軸受を配置することの欠点
を解消し、それと共に比較的広い運転領域（定常／非定
常）にわたって最小の極カ一定の翼端間隙を特に複合軸
流−半径流圧縮機の半径流圧縮機について得ることにあ
る。
本発明の課題は
ａ）圧縮機ケーシングの外殻が該外殻のエンジン長軸方
向の熱膨張係数が圧縮機の羽根車の構成材料のエンジン
長軸方向の熱膨張係数よりも明ら ８− かに少ない材料により構成されていること、ｂ）圧縮機
ケーシングの内殻が該内殻の周方向の熱膨張係数が圧縮
機の羽根車の構成材料の同周方向の熱膨張係数よりも低
く、且つ該内殻の長手方向の熱膨張係数が圧縮機の羽根
車の構成材料の同長手方向の熱膨張係数とはソ同一であ
る材料により構成されていること、 Ｃ）圧縮機ケーシングの外殻がエンジン構造の一部であ
って、複合軸流−半径流圧縮機の軸流部分及び半径流部
分を含む全長にわたって圧縮機流によって影響を受けず
、内殻と一面においてのみ連結されており、該内殻は本
質的に圧縮機流の変形力のみを受け、それ以外の負荷を
受けないようにガスタービンエンジンを構成することに
よって解決される。
向の熱膨張係数が圧縮機の羽根車の構成材料のエンジン
長軸方向の熱膨張係数よりも明ら ８− かに少ない材料により構成されていること、ｂ）圧縮機
ケーシングの内殻が該内殻の周方向の熱膨張係数が圧縮
機の羽根車の構成材料の同周方向の熱膨張係数よりも低
く、且つ該内殻の長手方向の熱膨張係数が圧縮機の羽根
車の構成材料の同長手方向の熱膨張係数とはソ同一であ
る材料により構成されていること、 Ｃ）圧縮機ケーシングの外殻がエンジン構造の一部であ
って、複合軸流−半径流圧縮機の軸流部分及び半径流部
分を含む全長にわたって圧縮機流によって影響を受けず
、内殻と一面においてのみ連結されており、該内殻は本
質的に圧縮機流の変形力のみを受け、それ以外の負荷を
受けないようにガスタービンエンジンを構成することに
よって解決される。
本発明によりエンジンの吸気口又は吸気口ケーシングの
領域に固定軸受を設け、且つ所定の圧縮機ケーシングの
材料及び標準によると共に圧縮機ケージ゛ングを二重殻
構造に形成することにより斜上の従来の欠点を解消し、
無負荷運転と全負荷運私曲の翼端間隙の変動を最小に保
つことができる。
領域に固定軸受を設け、且つ所定の圧縮機ケーシングの
材料及び標準によると共に圧縮機ケージ゛ングを二重殻
構造に形成することにより斜上の従来の欠点を解消し、
無負荷運転と全負荷運私曲の翼端間隙の変動を最小に保
つことができる。
羽根板とケーシング間の間隙の成立に本質に羽根車及び
ケーシングの熱膨張及び引張伸びが関係しており、この
熱膨張及び引張伸びはエンジンの負荷の程度により方向
と値が種々異なるものである。更にエンジンの非定常運
転中の個々の伸び値は種々に急速に変化する。引張伸び
（例えば羽根車の半径方向伸び及び横方向収縮、及びケ
ーシングの圧力変形）は回転数の変化（−負荷の伸張）
に従い、一方、熱膨張は、エンジンの構成部分の温度変
化がいわゆる時定数によっておこり、時定数は上記出力
クラスのエンジンの場合、３分に及ぶので、時間的な遅
延を伴なっておきる。
ケーシングの熱膨張及び引張伸びが関係しており、この
熱膨張及び引張伸びはエンジンの負荷の程度により方向
と値が種々異なるものである。更にエンジンの非定常運
転中の個々の伸び値は種々に急速に変化する。引張伸び
（例えば羽根車の半径方向伸び及び横方向収縮、及びケ
ーシングの圧力変形）は回転数の変化（−負荷の伸張）
に従い、一方、熱膨張は、エンジンの構成部分の温度変
化がいわゆる時定数によっておこり、時定数は上記出力
クラスのエンジンの場合、３分に及ぶので、時間的な遅
延を伴なっておきる。
すべての構成部分は（エンジンの回転によっておきる）
引張伸び及び熱膨張から明らかである三次元の引張状態
下におかれるので、半径方向と軸方向の全ての膨張は異
なった法則性に従う。
引張伸び及び熱膨張から明らかである三次元の引張状態
下におかれるので、半径方向と軸方向の全ての膨張は異
なった法則性に従う。
１０００ ｋｗの出力クラスのエンジンについては、そ
れは三つの軸方向段と一つの半径方向最終段とから構成
される圧縮機の半径方向最終段の変位（＝伸び）の例で
明らかにされる。
れは三つの軸方向段と一つの半径方向最終段とから構成
される圧縮機の半径方向最終段の変位（＝伸び）の例で
明らかにされる。
軸方向の変位には、
圧縮機の軸流部分の熱膨張と
圧縮機の半径流部分の横方向収縮
とが関与しており、両者は合わせられると羽根車の軸流
部分の長さが短かくなる。
部分の長さが短かくなる。
半径流最終段の熱膨張と横方向収縮は合わせられるとは
ソ零になるので、全羽根車の軸方向変位は本質的に軸方
向の羽根車の変位によって示される。
ソ零になるので、全羽根車の軸方向変位は本質的に軸方
向の羽根車の変位によって示される。
この例で考察された半径流最終段の引張伸びと熱膨張の
みが半径方向の変位に関与している。二つの変位はポジ
ティブである。
みが半径方向の変位に関与している。二つの変位はポジ
ティブである。
これはケーシングの変位についても同様にあてはまる。
羽根車の変位とケーシングの変位の和は翼端間隙を決定
するので、軸方向と半径方向の間隙は異なった法則に従
って変化する。
するので、軸方向と半径方向の間隙は異なった法則に従
って変化する。
上記の説明から、本発明において、ａ）圧縮機ケーシン
グの外殻を該外殻のエンジン長軸方向の＝１１− 熱膨張係数が圧縮機の羽根車の構成材料のエンジン長軸
方向の熱膨張係数よりも明らかに少ない材料により構成
し、且つｂ）圧縮機ケーシングの内殻を該内殻の周方向
の熱膨張係数が圧縮機の羽根車の構成材料の同周方向の
熱膨張係数よりも低く、且つ長手方向の熱膨張係数が圧
縮機の羽根車の構成材料の同長手方向の熱膨張係数とは
ソ同一である材料により構成していることとそれにより
奏せられる翼端間隙の最適化との関連性があきらかであ
る。
グの外殻を該外殻のエンジン長軸方向の＝１１− 熱膨張係数が圧縮機の羽根車の構成材料のエンジン長軸
方向の熱膨張係数よりも明らかに少ない材料により構成
し、且つｂ）圧縮機ケーシングの内殻を該内殻の周方向
の熱膨張係数が圧縮機の羽根車の構成材料の同周方向の
熱膨張係数よりも低く、且つ長手方向の熱膨張係数が圧
縮機の羽根車の構成材料の同長手方向の熱膨張係数とは
ソ同一である材料により構成していることとそれにより
奏せられる翼端間隙の最適化との関連性があきらかであ
る。
圧縮機の翼端間隙特性に関する有利な影響のほかに、二
重殻のケーシングは次の利点を提供する。
重殻のケーシングは次の利点を提供する。
−エンジンの周囲がなめらかである。
−外側のケーシング殻が前方のエンジン領域の全ての構
造上の機能をひきうけているので、幾何学的に複雑な、
流れに直接にさらされる内殻を、その負荷が減じられて
いることによりコスト的に有利に、例えば軽金属合金又
は場合により配向された又は無配向の炭素短繊維入りモ
ールディングコンパウンドからなる成形品により構成す
るとと１２− ができる。
造上の機能をひきうけているので、幾何学的に複雑な、
流れに直接にさらされる内殻を、その負荷が減じられて
いることによりコスト的に有利に、例えば軽金属合金又
は場合により配向された又は無配向の炭素短繊維入りモ
ールディングコンパウンドからなる成形品により構成す
るとと１２− ができる。
一圧縮機の領域の管路及び調整、制御装置を保欣するこ
とができる（例えば軍事上用いられたとき銃撃に対して
）。
とができる（例えば軍事上用いられたとき銃撃に対して
）。
一羽根又は羽根車が損傷したときのケーシングの破壊又
破裂を補助的に防ぐことができる。
破裂を補助的に防ぐことができる。
−羽根車とタービン領域のケーシングの軸方向膨張差を
明りように減じることができる。それであるからとくに
いわゆる６とぎ合せるラビリンス”としてタービン領域
にラビリンスパツキンを設けることができる。又、比較
的高い密封作用が期待でき、且つガス発生装置（高圧タ
ービン）の圧縮機タービンに関しても有利な効率が期待
できる。
明りように減じることができる。それであるからとくに
いわゆる６とぎ合せるラビリンス”としてタービン領域
にラビリンスパツキンを設けることができる。又、比較
的高い密封作用が期待でき、且つガス発生装置（高圧タ
ービン）の圧縮機タービンに関しても有利な効率が期待
できる。
以下本発明につき図面を参照しながら詳細に説明する。
図面は本発明に係るガスタービンエンジンの実施例を示
す。この図において、ガスタービンエンジンの上半分は
軸方向断面図で示し、一方下半分は同軸を中心に回るガ
スタービンエンジンの外側ケーシングの下端が切欠され
た構造図によって示されている。
す。この図において、ガスタービンエンジンの上半分は
軸方向断面図で示し、一方下半分は同軸を中心に回るガ
スタービンエンジンの外側ケーシングの下端が切欠され
た構造図によって示されている。
図示のガスタービンエンジンは単軸の複合軸流−半径流
圧縮機を有する単軸のガス発生装置を有するものであり
、図において、１は軸流圧縮機。
圧縮機を有する単軸のガス発生装置を有するものであり
、図において、１は軸流圧縮機。
２け半径流圧縮機を示す。ガスタービンエンジンには羽
根車とケーシングの間の翼端間隙の変動を防止する装置
が設けられており、それは特に複合軸流−半径流圧縮機
の半径流最終段の半径外側領域に設けらｎ、でいる。複
合軸流−半径流圧縮機１゜２け圧縮機の全長にわたって
のびている二つの殻よりなる圧縮機ケーシングを有する
。圧縮機ケージツクの外殻３はガスタービンエンジンの
構造の構成要素であり、圧縮機ケーシングの内殻４は本
質的に圧縮機流の力にのみさらさｎる。図示の本発明の
ガスタービンエンジンにおいて、ガス発生装置の固定軸
受５が圧縮機の吸気口の領域に設けられている。圧縮機
ケーシングの外殻３は該外殻３のエンジン長軸方向の熱
膨張係数が圧縮機羽根車の構成材料のエンジン長軸方向
の熱膨張係数よりも明らかに低い材料からなる。又、圧
縮機ケーシングの外殻３けどの場所においても圧縮空気
。
根車とケーシングの間の翼端間隙の変動を防止する装置
が設けられており、それは特に複合軸流−半径流圧縮機
の半径流最終段の半径外側領域に設けらｎ、でいる。複
合軸流−半径流圧縮機１゜２け圧縮機の全長にわたって
のびている二つの殻よりなる圧縮機ケーシングを有する
。圧縮機ケージツクの外殻３はガスタービンエンジンの
構造の構成要素であり、圧縮機ケーシングの内殻４は本
質的に圧縮機流の力にのみさらさｎる。図示の本発明の
ガスタービンエンジンにおいて、ガス発生装置の固定軸
受５が圧縮機の吸気口の領域に設けられている。圧縮機
ケーシングの外殻３は該外殻３のエンジン長軸方向の熱
膨張係数が圧縮機羽根車の構成材料のエンジン長軸方向
の熱膨張係数よりも明らかに低い材料からなる。又、圧
縮機ケーシングの外殻３けどの場所においても圧縮空気
。
又は場合によっては圧縮機からの放出もしくは吐出され
る空気による衝撃を受けないことが必要である。
る空気による衝撃を受けないことが必要である。
又、本発明の図示のガスタービンエンジンにおいて、圧
縮機ケーシングの内殻４は該内殻４の周方向の熱膨張係
数が圧縮機の羽根車の構成材料の同周方向の熱膨張係数
よりも少なく、該内殻４の長手方向の熱膨張係数は圧縮
機の羽根車の構成材料の同長手方向の熱膨張係数とはソ
同一である材料からなる。
縮機ケーシングの内殻４は該内殻４の周方向の熱膨張係
数が圧縮機の羽根車の構成材料の同周方向の熱膨張係数
よりも少なく、該内殻４の長手方向の熱膨張係数は圧縮
機の羽根車の構成材料の同長手方向の熱膨張係数とはソ
同一である材料からなる。
本発明のエンジンの別の形成において、圧縮機ケーシン
グの外殻３及び／又は内殻４は繊維入り材料、特にカー
ボン繊維補強樹脂により作られている。
グの外殻３及び／又は内殻４は繊維入り材料、特にカー
ボン繊維補強樹脂により作られている。
本発明の別の合目的的な形成において、圧縮機ケーシン
グの外殻３は破裂を防ぐだめに、及び／又は圧縮機を外
部から受ける損傷１例えば武器による銃撃による損傷を
防止するために、構造上の機能を果たす金属材料又は繊
維補強材料と保護機能を果す極めて高い耐衝撃性の繊維
１例えばケブラー（Ｋｅｖｌａｒ ）とからなる複合構
造とＩ〜てつくられでいる、ここにおいてケブラー繊維
は芳香族ポリイミドの有機繊維である。
グの外殻３は破裂を防ぐだめに、及び／又は圧縮機を外
部から受ける損傷１例えば武器による銃撃による損傷を
防止するために、構造上の機能を果たす金属材料又は繊
維補強材料と保護機能を果す極めて高い耐衝撃性の繊維
１例えばケブラー（Ｋｅｖｌａｒ ）とからなる複合構
造とＩ〜てつくられでいる、ここにおいてケブラー繊維
は芳香族ポリイミドの有機繊維である。
本発明の他の形成において、圧縮機ケーシングの外殻３
の全体も１−くけ一部分が炭素繊維入りのエポキシ樹脂
又はポリイミド′樹脂のマトリクスをベースとする繊維
入り複合材料からなり、比較的高い分量の炭素繊維が圧
縮機ケーシングの長手方向に配向さね、エンジンの長軸
方向の前記複合材料の熱膨張係数が２々いし５ｘｔｏ−
６℃−１とさｎ７、但し、チタン製圧縮機の羽根車が用
いらｎるとき、特に４．５Ｘ１０′℃〜１ とさｎ、る
。
の全体も１−くけ一部分が炭素繊維入りのエポキシ樹脂
又はポリイミド′樹脂のマトリクスをベースとする繊維
入り複合材料からなり、比較的高い分量の炭素繊維が圧
縮機ケーシングの長手方向に配向さね、エンジンの長軸
方向の前記複合材料の熱膨張係数が２々いし５ｘｔｏ−
６℃−１とさｎ７、但し、チタン製圧縮機の羽根車が用
いらｎるとき、特に４．５Ｘ１０′℃〜１ とさｎ、る
。
このガスタービンエンジンの好ましい実施例において、
圧縮機ケーシングの内殻４の全部もしくは一部分が配向
さｆｌり又は無配向の短炎素繊維よりなるモールディン
グコンパウンドからなる成形品として構成されている。
圧縮機ケーシングの内殻４の全部もしくは一部分が配向
さｆｌり又は無配向の短炎素繊維よりなるモールディン
グコンパウンドからなる成形品として構成されている。
更に図示の如く、圧縮機ケーシングの内殻４がエア抜き
部（排気用スロット［６） ’ｌ ’！ｒ形成するため
に少なくとも二つの部分的殻７，８に分割さ１１、該部
分的殻は局部的な運転条件により種々に構成されている
。
部（排気用スロット［６） ’ｌ ’！ｒ形成するため
に少なくとも二つの部分的殻７，８に分割さ１１、該部
分的殻は局部的な運転条件により種々に構成されている
。
図面に示す如く、本発明のガスよ一ビンエンジンにおい
ても同様に単段の半径流圧縮機２（最終段）が設けらｎ
−ており１図示の複合軸流−半径流圧縮機の場合、半径
流部分の曲に接続さｎた圧縮機の軸流部分１け三段に形
成さｎている。しかしそ几以上の多段の軸流部分の構成
もあり得る。
ても同様に単段の半径流圧縮機２（最終段）が設けらｎ
−ており１図示の複合軸流−半径流圧縮機の場合、半径
流部分の曲に接続さｎた圧縮機の軸流部分１け三段に形
成さｎている。しかしそ几以上の多段の軸流部分の構成
もあり得る。
図面において、９けガス発生装置の固定軸受５を支持す
る固定の二重壁の圧縮機吸気口ケーシングを示す。圧縮
機吸気口ケーシング９け担持構造部分として形成さねで
おり、圧縮機吸気ロケ−７ング９に圧縮機ケーシングの
外６３が核外殻の前方の殻部分１０によって固定さｎ、
ている。更に外殻３は一方の側の前方殻部分１０と他側
の半径流ディフューザ１２との間に固定さ扛た別の殻部
分１１ヲ有する。
る固定の二重壁の圧縮機吸気口ケーシングを示す。圧縮
機吸気口ケーシング９け担持構造部分として形成さねで
おり、圧縮機吸気ロケ−７ング９に圧縮機ケーシングの
外６３が核外殻の前方の殻部分１０によって固定さｎ、
ている。更に外殻３は一方の側の前方殻部分１０と他側
の半径流ディフューザ１２との間に固定さ扛た別の殻部
分１１ヲ有する。
更に図面に示す如く、圧縮機ケーシングの内−殻４の部
分８け半径流圧縮機カバーディスクとして同軸の排気ス
ロット６によって圧縮機の軸流部分１の一部である内殻
構造から分離ζ几、且つ半径流ディフューザ１２に隣接
して、外殻３と内殻４の間の環状空間部１３の内部で該
環状空間部１３内へ突出する補強部材１４に軸流圧縮機
１の内殻部分７が固守さね、でいる。
分８け半径流圧縮機カバーディスクとして同軸の排気ス
ロット６によって圧縮機の軸流部分１の一部である内殻
構造から分離ζ几、且つ半径流ディフューザ１２に隣接
して、外殻３と内殻４の間の環状空間部１３の内部で該
環状空間部１３内へ突出する補強部材１４に軸流圧縮機
１の内殻部分７が固守さね、でいる。
玉軸受とし７て形成さｆ′Ｌだ固定軸受５の吸気口側の
上記した配置に関して、別の浮動軸受１５として形成さ
１．たガス発生装置の軸受が半径流圧縮機２のあとで且
つ高圧タービン１６の前に配置さすることか前提とされ
る。
上記した配置に関して、別の浮動軸受１５として形成さ
１．たガス発生装置の軸受が半径流圧縮機２のあとで且
つ高圧タービン１６の前に配置さすることか前提とされ
る。
半径流ディフューザ１２は圧縮機の空気の流ｎ１本質的
に９０ 軸方向に方向転換するエルボ１７ヲ有しており
、且つ該エルボ１７に空気の流ね１に更に遅くする軸流
静止翼列（軸流ガイドバッフル）１９が接続さｎ、且つ
該軸流静止翼列から出て環状逆流燃焼室１８は間知の如
く必要な一次燃焼空気、及び必要ガ冷却、二次及び三次
空気によって衝撃を与えら力る。前記軸流静止翼列の一
つ又は多数の静止羽根は浮動軸受１５への供給及び該軸
受１５からの排出用の導管２０により貫通せしめられて
いる。
に９０ 軸方向に方向転換するエルボ１７ヲ有しており
、且つ該エルボ１７に空気の流ね１に更に遅くする軸流
静止翼列（軸流ガイドバッフル）１９が接続さｎ、且つ
該軸流静止翼列から出て環状逆流燃焼室１８は間知の如
く必要な一次燃焼空気、及び必要ガ冷却、二次及び三次
空気によって衝撃を与えら力る。前記軸流静止翼列の一
つ又は多数の静止羽根は浮動軸受１５への供給及び該軸
受１５からの排出用の導管２０により貫通せしめられて
いる。
図面に示す如く、ガス発生装置の高圧タービンないし圧
縮機駆動タービン１６には二段の軸流有効タービン２１
が接続され、その軸糸２２けガス発生装置の中空軸によ
ってエンジンの前側に案内さ几、有効タービン２１の軸
糸２２の一部である固定軸受け２３で示さ１ている。
縮機駆動タービン１６には二段の軸流有効タービン２１
が接続され、その軸糸２２けガス発生装置の中空軸によ
ってエンジンの前側に案内さ几、有効タービン２１の軸
糸２２の一部である固定軸受け２３で示さ１ている。
ガス発生装置の全ての羽根車装置はとくに圧縮機の軸流
部分１の羽根車ディスク部２４ 、２５及び２６と半径
流圧縮機２の羽根車ディスク２７及び高圧タービン１６
の羽根車ディスク２８からなり、前記羽根車ディスク部
ないしは羽根車ディスクはガス発生装置の共通の羽根車
装置を形成するように相互に羽根車ディスクを横断する
ウェブないしは円筒部分によ４されている。
部分１の羽根車ディスク部２４ 、２５及び２６と半径
流圧縮機２の羽根車ディスク２７及び高圧タービン１６
の羽根車ディスク２８からなり、前記羽根車ディスク部
ないしは羽根車ディスクはガス発生装置の共通の羽根車
装置を形成するように相互に羽根車ディスクを横断する
ウェブないしは円筒部分によ４されている。
Ｅ記の圧縮機吸気口ケーシング９は外側管路部分２９及
び内側管路部分３０からなり、前記部分９゜３０け支持
ささえとして形成された中空羽根３１を介して相互に結
合さｎている。支持羽根３１全通して、アクセサリ駆動
軸３２が導びかれ、エンジンの前側の伝導装置３３ヲ介
してガス発生製蓋の軸と確実伝動しうるように結合さｎ
ている。
び内側管路部分３０からなり、前記部分９゜３０け支持
ささえとして形成された中空羽根３１を介して相互に結
合さｎている。支持羽根３１全通して、アクセサリ駆動
軸３２が導びかれ、エンジンの前側の伝導装置３３ヲ介
してガス発生製蓋の軸と確実伝動しうるように結合さｎ
ている。
更に、図面から明らかなように圧縮機の多段の軸流部分
１の場合２個々の軸流圧縮機の段の静止羽根は調節でき
るように形成されている。ここにおいて、個々の静止羽
根に左から右に順［３４，３５゜３６の番呆が附せらｎ
ている。
１の場合２個々の軸流圧縮機の段の静止羽根は調節でき
るように形成されている。ここにおいて、個々の静止羽
根に左から右に順［３４，３５゜３６の番呆が附せらｎ
ている。
図面は本発明のガスタービンエンジンを示す半断面半側
面図〒ある。 １ ・・・・・軸流圧縮機、２・・・・・・半径流圧縮
機、３・・・・・・外殻、４・・・・・内殻、５・・・
・・固定軸受−１６・・・排気スロット、７・・・・・
内殻を構成する部分的殻。 ８・・・・・・内殻を構成する部分的殻、９・・・・・
圧縮機吸気口ケーシング、１０・・・・・・外殻の殻部
分、１１・・・・・・外殻の殻部分、１２・・・・・半
径流ディフューザ、１３・・・・・・環状空間部、１４
・・・・・補強部材、１５・・・・・浮動軸受、１６
・・・高圧タービン５１７・・・・・・エルボ、１８・
・・・・環状逆流燃焼室、１９・・・・・軸流静止翼列
、２０・・・・・・導管、２１・・・・・・軸流有効タ
ービン、２２・・・・・有効タービンの軸糸、２３・・
・・・固定軸受、２４，２５．２６・・・・・・羽根車
ディスク部分、２７・・・・・・半径流圧縮機の羽根車
ディスク、２８・・・・・・高圧タービンの羽根車ディ
スク、２９・・・・・・圧縮機吸気口ケーシングの外側
管路部分、３０・・・・・・圧縮機吸気口ケーシングの
内側管路部分、３１・・・・・・支持羽根、３２・・・
・・・アクセサリ駆動軸、３３・・・・・・伝導装置、
３４ 、３５ 、３６ ・・・・・・静止羽根。 −゛“＼４ 代理人弁理士 石 戸 冗 ゛）−゛
面図〒ある。 １ ・・・・・軸流圧縮機、２・・・・・・半径流圧縮
機、３・・・・・・外殻、４・・・・・内殻、５・・・
・・固定軸受−１６・・・排気スロット、７・・・・・
内殻を構成する部分的殻。 ８・・・・・・内殻を構成する部分的殻、９・・・・・
圧縮機吸気口ケーシング、１０・・・・・・外殻の殻部
分、１１・・・・・・外殻の殻部分、１２・・・・・半
径流ディフューザ、１３・・・・・・環状空間部、１４
・・・・・補強部材、１５・・・・・浮動軸受、１６
・・・高圧タービン５１７・・・・・・エルボ、１８・
・・・・環状逆流燃焼室、１９・・・・・軸流静止翼列
、２０・・・・・・導管、２１・・・・・・軸流有効タ
ービン、２２・・・・・有効タービンの軸糸、２３・・
・・・固定軸受、２４，２５．２６・・・・・・羽根車
ディスク部分、２７・・・・・・半径流圧縮機の羽根車
ディスク、２８・・・・・・高圧タービンの羽根車ディ
スク、２９・・・・・・圧縮機吸気口ケーシングの外側
管路部分、３０・・・・・・圧縮機吸気口ケーシングの
内側管路部分、３１・・・・・・支持羽根、３２・・・
・・・アクセサリ駆動軸、３３・・・・・・伝導装置、
３４ 、３５ 、３６ ・・・・・・静止羽根。 −゛“＼４ 代理人弁理士 石 戸 冗 ゛）−゛
Claims (9)
- （１）羽根とケーシングの間の翼端間隙の変動を防止す
る装置、特にガス発生装置の単軸羽根車装置の一部であ
る複合軸流−半径流圧縮機であって、本質的に該複合軸
流−半径流圧縮機の全長にわたって外殻と内殻とからな
る圧縮機ケーシングが設けられている複合軸流−半径流
圧縮機の半径流最終段の外径領域における翼端間隙の変
動を防止する装置を備えたガスタービンエンジンにおい
て、 ａ）圧縮機ケーシングの外殻３が該外殻のエンジン長軸
方向の熱膨張係数が圧縮機の羽根車の構成材料のエンジ
ン長軸方向の熱膨張係数よりも明らかに少々い材料によ
り構成されていること、 ｂ）圧縮機ケーシングの内殻４が該内殻の周方向の熱膨
張係数が圧縮機の羽根車の構成材料の同周方向の熱膨張
係数よりも低く、且つ該内殻の長手方向の熱膨張係数が
圧縮機の羽根車の構成材料の同長手方向の熱膨張係数と
はソ同一である材料により構成されていること、 Ｃ）圧縮機ケーシングの外殻３がエンジン構造の一部で
あって、複合軸流−半径流圧縮機の軸流部分及び半径流
部分を含む全長にわたって圧縮機流によって影響を受け
ず、内殻４と一面においてのみ連結されており、該内殻
４は本質的に圧縮機流の変形力のみを受け、それ以外の
負荷を受けないことを特徴とするガスタービンエンジン
。 - （２）外殻３及び／又は内殻４が繊維入り複合材料。 特に炭素繊維補強樹脂からなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のガスタービンエンジン。 - （３）圧縮機ケーシングの外殻３が破裂の防止及ｙ又は
圧縮機の外部から受ける損傷例えば兵器による銃撃によ
る圧縮機の損傷の防止のために、構造上の機能を果たす
金属材料又は繊維補強材料と保護機能を果たす極めて高
い耐衝撃性の繊維とを有する繊維入り複合材料、例えば
ケブラー （Ｋｅｖｌａｒ ）とからなる複合構造とし
てつくられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載のガスタービンエンジン。 - （４）圧縮機ケーシングの外殻３の全体もしくは一部分
が岸素繊維入りのエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂のマ
トリクスをベースとする繊維入り複合材料からなり、比
較的高い分量の炭素繊維が圧縮機ケーシングの長手方向
に配向され、エンジン長軸方向の前記複合材料の熱膨張
係数が２ないし８×１０ ℃−とされ、但し、チタン製
圧縮機の羽根車が用いられるときは、特に４．５Ｘ１０
’Ｃとされることを特徴とする特許請求の範囲餓１項
、第２項、又は第３項記載のガスタービンエンジン。 - （５） ＝、圧縮機ケーシングの内殻４の全部もしくは
一部分が配向された又は無配向の短炭素繊維よりなるモ
ールディングコンパウンドからなる成形品として構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項、又は第４項記載のガスタービンエンジン。 - （６）内殻４が圧縮機からのエア抜き部例えば６を形成
するように少なくとも二つの部分的殻（７゜８）に分割
され、該部分的殻は局部的な運転条件により種々な構造
に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項、第２項、第３項、第４項、又は第５項記載のガスタ
ービンエンジン。 - （７）半径流最終段を有する複合軸流−半径流圧縮機（
１，２）の半径流最終段の前に接続された軸流部分が周
知の方法で多段に形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、
又は第６項記載ツカスタービンエンジン。 - （８）ガス発生装置の固定軸受５を支持する固定の二重
壁の圧縮機吸気口ケーシング９が担持構造部品として形
成され、該圧縮機吸気口ケーシング９に外殻３が該外殻
３の前方殻部分１０によって固定されていることを特徴
とする特許請求の ３− 範囲部１頂、第２項、第３項、第４項、第５項。 第６項、又は第７項記載のガスタービンエンジン。 - （９）外殻３が一方の側の前方殻部分１０と他側の半径
流ディフューザ１２との間に固定された別の殻部分１１
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項、第４項、第５項。 第６項、第７項、又は第８項記載のガスタービンエンジ
ン。 叫 内殻４の部分８が半径流圧縮機カバーディスクとし
て同軸の排気スロット６によって圧縮機の軸流部分１の
一部である内殻構造から分離され、且つ半径流ディフュ
ーザ１２に隣接して、外殻３と内殻４の間の環状空間部
１３の内部で該環状空間部１３内へ突出する補強部材１
４に軸流圧縮機部分の内殻部分７が固定されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、
第４項、第５項、第６項、第７項、第８項。 又は第９項記載のガスタービンエンジン。 α〃 浮動軸受１５として形成されたガス発生装置の
４− 別の軸受が半径流圧縮機２のあとで且つ高圧タービン１
６の前に設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、
第７項、第８項、第９項、又は第１０項記載のガスター
ビンエンジン。 αの 半径流ディフューザ１２が圧縮機の空気の流れを
本質的に９０軸方向に方向転換するエルボ１７を有して
おり、且つ環状逆流燃焼室１８への入口の前の圧縮機の
空気の流れを更に遅くする軸流静止翼列１９が設けられ
、該軸流静止翼列１９の１つ又は多数の静止翼が浮動軸
受への供給用の導管２０により貫通せしめられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲筒１頂、第２項、第３項
、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項、
第１０項、又は第１１項記載のガスタービンエンジン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833315914 DE3315914A1 (de) | 1983-05-02 | 1983-05-02 | Gasturbinentriebwerk mit einrichtungen zur schaufelspaltminimierung |
| DE3315914.9 | 1983-05-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60132036A true JPS60132036A (ja) | 1985-07-13 |
| JPH0411728B2 JPH0411728B2 (ja) | 1992-03-02 |
Family
ID=6197911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59087656A Granted JPS60132036A (ja) | 1983-05-02 | 1984-04-27 | ガスタ−ビンエンジン |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4578942A (ja) |
| JP (1) | JPS60132036A (ja) |
| DE (1) | DE3315914A1 (ja) |
| FR (1) | FR2545538B1 (ja) |
| GB (1) | GB2139292B (ja) |
| IT (1) | IT1176121B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003529015A (ja) * | 2000-03-29 | 2003-09-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンエンジンのステータケース |
| JP2012122390A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボ回転機械及びその運転方法 |
Families Citing this family (18)
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| DE3428892A1 (de) * | 1984-08-04 | 1986-02-13 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Schaufel- und dichtspaltoptimierungseinrichtung fuer verdichter von gasturbinentriebwerken, insbesondere gasturbinenstrahltriebwerken |
| DE3509192A1 (de) * | 1985-03-14 | 1986-09-25 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Stroemungsmaschine mit mitteln zur kontrolle des radialspaltes |
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- 1984-04-27 FR FR8406733A patent/FR2545538B1/fr not_active Expired
- 1984-04-27 JP JP59087656A patent/JPS60132036A/ja active Granted
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