JPS62258103A

JPS62258103A - 冷却翼

Info

Publication number: JPS62258103A
Application number: JP62053906A
Authority: JP
Inventors: コリン・ゴドフリー; ロドニー・カー・ウェブスター
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1987-11-10
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: DE3711024C2; JPH0739804B2; US4767261A; GB2189553A; FR2597922A1; GB8610181D0; FR2597922B1; GB2189553B; DE3711024A1

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】本発明は冷却翼、特にガスタービンエンジンに適した冷
却翼に関する。

ガスタービンエンジンは通常、燃焼ガス？エンジンのタ
ービンの第１段ローターに振向けるためにエンジンの燃
焼装置の直ぐ下流に環状の静翼列を具えている。通常、
ノズルガイドベーンと称せられるそのような静翼は翫（
高い温度にさらされ、その結果、静翼に成る形式の内部
冷却を与えることが必要となる。これは一般にエンジン
の圧縮１部から抽出した冷却用空気全静翼の内部に送る
ことにより行われる。

必要な度合の翼冷却を得るために、静翼の半径方向内方
端および外方端の双方に冷却用空気？送ることが時には
望ましい。翼の一端に供給される冷却用空気の圧力が他
端に供給されるそれよりも高いことがよくある。両方の
冷却用空気流が翼内の共通の室に送られる場合、圧力の
高い方の冷却用空気流が翼に入ろうとする圧力の低い方
の冷却用空気流を妨げ、ひいては冷却効率の低下を生ず
ることが間々ある。実際に、圧力の高い方の冷却用空気
流が、圧力の低い方の冷却用空気の翼内へ流れることを
妨げるような状況が起り得る。

例えば英国特許第１５０６０９６号に、冷却用空気の２
つの流れを隔離するために翼内に邪魔板金設けることが
提案された。これは２つの冷却用空気流が隔離を保って
相互に影響されないことを確実にする上で有効ではある
が、邪魔板の区域の冷却用空気流がよどんで翼の局部的
過熱を生ずることがないように保証することが困難であ
ることがある。

そのような局部的過熱が実質的に避けられるような冷却
翼を与えることが本発明の一目的である。

本発明によれば、ガスタービンエンジンに適した冷却翼
は、内部室と該内部室を第１および第２の部分に分割す
る邪魔板とを有する翼形断面部を含み、作動中に前記画
部分にそれぞれ第１および第２の冷却流体が供給され、
前記第１の冷却流体流は前記第２の冷却流体流よシも高
い圧力を有し、前記翼形部は前記室部分の両方から冷却
流体を放出させて前記翼形部の冷却を助けるための孔を
有し、圧力の高い方の冷却流を前記第１の室部分から前
記第２の室部分へ制限しつつ流すような形態を前記邪魔
板が有し、前記制限流は前記第２の室部分内の冷却流体
圧力を前記第２の冷却流体の圧力に等しいかそれを超え
る高さにまで上げるのには不充分であるが、前記邪魔板
装置の区域に冷却流体流を与えて前記邪魔板装置の区域
の前記翼形部の冷却金与えるのには充分である。

以下に添付図面を参照しつつ、実例により本発明を記載
する。

第１図を参照すると、ダクテット９ファン・ガスタービ
ンエンジン１０は、推進用ダクテンビファン１１．中圧
圧縮機１２、高圧圧縮機１３、燃焼装置１４、高圧、中
圧、低圧各タービン１５．１６．１７および推進ノズル
１８を含む。ダクテッドファン１１は低圧タービン１７
に連結され、中圧圧縮機１２は中圧タービン１６に連結
され、高圧圧縮機１３は高圧タービン１５に連結される
。ダクテッドファン１１、中圧圧縮機１２および高圧圧
縮機１３によって圧縮された空気が燃料と混合され、こ
の混合気が燃焼装置１４の中で燃焼されるという意味に
おいて、このエンジンは普通の態様で機能する。

つぎに燃焼生成物は高圧、中圧、低圧各タービン１５．
１６．１７に通って膨張した後、推進ノズル１８？通っ
て排出されて、ダクテッドファン１１により与えられる
推力に追加される推力全与える。

燃焼装置１４の直ぐ後流に１等間隔の、はぼ同形の半径
方向に延在するノズル案内翼１９の環状列が設けられ、
その翼の１枚が第２図に、より明らかに示される。各ノ
ズル案内翼１９は半径方向内方および外方のプラントホ
ーム２１．２２と一体になった翼形断面部２０ヲ有する
。隣接するノズル案内翼１９のプラットホーム２１．２
２は相互に協働して、高圧タービン１５を通るガスの通
路の一部分の半径方向内方壁および外方壁をそれぞれ画
成する。翼形部２０は燃焼装置１４から排出される燃焼
ガスを高圧タービン１５の動翼上に指向させる役目を有
する。

各翼形部分２０は矢印２３．２４によって指示されるよ
うに、その半径方向内方および外方端の両方に送られる
冷却用空気によシ冷却されるようになっている。冷却用
空気は従来の態様で高圧圧縮機１３から抽出される。

翼形部２０の半径方向内方端に送られる冷却用空気は２
つの流れに分割される。第１の流れは翼形部２０の前縁
に隣接する行き止まシ通路２５に向けられる。第３図に
示されるように、複数の孔２６が通路２５ヲ翼形部２０
の外面に連結するので、通路２５に送られた空気は孔２
６全通って流れて、矢印２７により示されるように、翼
形部１９の前縁区域における外面にフィルム冷却を与え
る。翼形部２０の半径方向内方端に送られる冷却空気の
残りは、凸形側壁３０と凹形側壁３１ヲ連結するウェブ
２９により通路２５から隔離されて翼形部２０の後縁区
域３２に延びる、翼長方向に延在する室２８に向けられ
る。

矢印２４によって示される翼形部分２０の半径方向外方
端に送られる冷却空気も室２８の中に向けられ、半径方
向内方端に送られる冷却空気よりも低圧にある。翼形部
２０の半径方向外方端に送られる冷却用空気がより高圧
にある冷却用空気流２３に妨げられずに室２８に流入し
得るように保証するために、室２８の中にそのほぼ翼長
の中間位置に翼弦方向に延在する邪魔板３３が配置され
て、室２８′ｆ、半径方向内方区域および外方区域に分
割し、それにより半径方向内方および外方室部分３４．
３５を画成している。

邪魔板３３は板部材３６に取付けられ、板部材３６は第
３図および第４図に示されるように翼形部２０の凸形側
壁３１に隣接して室２８内に設けられる。

板部材３６は凸形側壁３１の壁面から隔置され、複数の
孔３７金有する。室部分３４．３５に送られる冷却空気
の一部は矢印２８に示されるように板部材３６にある孔
３７を通過して、凸形側壁３１の内面に衝突冷却を与え
る。凸形壁３１に対流冷却を与えた後、凸形側壁３１に
ある孔３９全通して翼形部２０の内部から排出されて、
凸形側壁３１の後縁区域３２の外面にフィルム冷却を与
える。室部分３４．３５に送られた冷却空気のさらに一
部は凸形側壁３１と凹形側壁３０の双方の内面に設けら
れたイデスタル（受台）の間を通過した後、後縁区域３
２に設けられた翼長方向に延在する隙間４１全通して翼
形部２０の内部から排出される。室部分３４．３５に送
られる冷却空気の残りは翼形部２０の凹形側壁３０に設
けられた複数の孔４２ヲ通して排出されて凹形側壁３０
の外面のフィルム冷却を与えるようになっている。

第４図に示されるように、邪魔板３３は室２８ヲ横切っ
て完全に延在してはいないので、邪魔板３３と対向する
凹形側壁３０の内面との間に隙間４３が画成される。半
径方向内方室部分３４の中の、より高い圧力の冷却用空
気が半径方向外方室部分３５の低圧区域に流れるのに充
分な大きさ？隙間４３が有するような形態を邪魔板３３
がとっている。

しかし、半径方向内方室部分３４から半径方向外方室部
分３５へ流れることが許される冷却空気の量が、半径方
向外方室部分３５内の空気圧？半径方向外方室部分３５
に送られる冷却用空気流の圧力に等しいかそれよりも高
いレベルにまで上げるには不充分であるように、この邪
魔板３３の形態が決められる。

この隙間４３ヲ通る冷却室気流は、邪魔板３３の区域に
冷却空気のよどみが無くて邪魔板３３の区域における翼
形部２０の１Δ当な冷却が達成されることを保証する。

掌部分３４．３５の間で冷却用空気の限定流を許すこと
により得られる。いま一つの利点は、掌部分３４．３５
への冷却用空気流の変動がある場合に、成る程度の冷却
用空気流の安定化が行われることである。

翼弦方向に延在する邪腎板３３が設けられるノズル案内
翼全引用して本発明を記載したけれども、望ましければ
、他の邪魔板の形態を使用し得ることは明らかである。

さらに、邪魔板３３は免長の中間の位置にあるように説
明されたが、事情により翼長の中間以外の個所に配電す
ることが望ましいかも知れない。

また、前縁に隣接する隔離された冷却用空気通路２５を
有する冷却翼を引用して、本発明が記載されたけれども
、本発明はそのような通路を設けられていない冷却翼に
も適用され得ることは明らかである。そのような情況に
おいて、邪魔板３３は翼の前縁区域まで延在するであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第４図は本発明による冷却翼を組込むダクテッドファン
・ガスタービンエンジンの部分断面側面図、第２図は本発明による冷却翼の１部分切断された斜視図
、第３図は第２図に示す翼の翼形部の円周方向にそう断面
図、第４図は第３図のＡ−Ａ線にそう断面図である。２０・・・翼形断面図　　　２６・・・孔３３・・・邪
魔板　　　　　３６・・・板部材３９・・・孔４０・・
・ヘテスタル４２・・・孔Ｆｉｇ、２゜Ｆｉｇ、３゜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部室と該内部室を第１および第２の部分に分割
する邪魔板とを有する翼形断面部を含み、作動中に前記
両部分にそれぞれ第１および第２の冷却用流体が供給さ
れ、前記第１の冷却流体流は前記第２の冷却流体流より
も高い圧力を有し、前記翼形部は前記室部分の両方から
冷却流体を放出させて前記翼形部の冷却を助けるための
孔を有し、圧力の高い方の冷却流体の制限流を前記第１
の室部分から前記第２の室部分へ流すような形態を前記
邪魔板が有し、前記制限流は前記第２の室部分内の冷却
流体圧力を前記第２の冷却流体の圧力に等しいかそれを
超える高さにまで上げるのには不充分であるが、前記邪
魔板装置の区域に冷却流体流を与えて前記邪魔板装置の
区域の前記翼形部の冷却を与えるのには充分であること
を特徴とする、ガスタービンエンジンに適した冷却翼。
（２）前記室がほぼ翼長方向に延在する、特許請求の範
囲第（１）項に記載の冷却翼。
（３）前記邪魔板装置がほぼ翼弦方向に延在する、特許
請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
（４）前記室が複数の孔を有する板部材を含み、前記板
部材が前記翼形部の内壁に隣接しそれとは隔置関係に配
置されているので、前記孔を通して排出される冷却流体
が前記翼形部の内壁に衝突してその冷却を与える、特許
請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
（５）前記板部材が前記翼形部の凸形側壁に隣接する、
特許請求の範囲第（４）項に記載の冷却翼。
（６）前記邪魔板装置が前記板部材に取付けられている
、特許請求の範囲第（４）項に記載の冷却翼。
（７）前記邪魔板装置は前記翼形部の凹形側壁の内面に
対し隔置関係になるような形態を有するので、前記邪魔
板装置の区域に前記冷却流体を流して、前記邪魔板装置
の区域における前記翼形部の凹形側壁の冷却を与えるよ
うになつている、特許請求の範囲第（６）項に記載の冷
却翼。
（８）前記翼形部には、前記室を前記翼形部の外面に連
結する複数の孔が設けられているので、前記孔から排出
される冷却流体が前記翼形部外面のフィルム冷却を与え
る、特許請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
（９）前記翼形部は前記室に連通する翼長方向に延在す
る隙間を有する後縁を含んでいるので、前記後縁の隙間
を通して前記室から前記翼の外部に冷却流体を排出させ
ることにより前記後縁区域の冷却を与えるようになつて
いる、特許請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
（１０）前記第１および第２の冷却流体流は作動中にそ
れぞれ前記翼形部の翼長方向の両極端に送られる、特許
請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
（１１）前記翼形部は第３の冷却流体流を供給されるよ
うにされ、前記翼形部は前記第３の冷却流体流を受ける
ために前記前縁区域に隣接して内部通路が設けられ、前
記前縁通路を前記翼形部の外面に連結する複数の孔が設
けられているので、前記前縁通路から作動時に排出され
る冷却流体が前記前縁区域のフィルム冷却を与える、特
許請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。