JPS62276226A - ガスタービン・エンジンの冷却空気転送手段 - Google Patents
ガスタービン・エンジンの冷却空気転送手段Info
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- JPS62276226A JPS62276226A JP62096399A JP9639987A JPS62276226A JP S62276226 A JPS62276226 A JP S62276226A JP 62096399 A JP62096399 A JP 62096399A JP 9639987 A JP9639987 A JP 9639987A JP S62276226 A JPS62276226 A JP S62276226A
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Classifications
-
- 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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
- F01D5/082—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (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・エンジンの改良に関するもので
あり、更に詳しくはガスタービン・エンジンのタービン
羽根の冷却の改良に関するものである。
あり、更に詳しくはガスタービン・エンジンのタービン
羽根の冷却の改良に関するものである。
発明の背景
従来のガスタービン・エンジンは通常、燃料を燃焼させ
て高温ガス流を発生するために空気を加圧するための圧
縮機を含んでいる。高温ガス流は圧縮機に連結されたタ
ービンを駆動し、エンジンから推進出力または動力軸出
力を得るために使用される。より高い動作効率と動力出
力を得るため、高温ガス流は、タービンを通過するとき
、しばしばタービンを製造する材料の物理的能力を超え
る温度にされることがある。この場合、特にタービン・
ロータに高い応力が加わることになる。このため、ター
ビン特に高温ガス流にさらされる部分を冷却するシステ
ムが多数提案されてきた。一般に、タービン羽根に所要
の冷却を加えるために、高温ガス流とは別の流路に沿っ
て圧縮機からタービン羽根に比較内冷たい空気を送るの
が普通であった。しかし、このような冷却システムでは
、圧縮機から高速で回転しているタービンへ、更にター
ビン・ロータの羽根自体へ冷却空気を送る機構に問題が
あった。
て高温ガス流を発生するために空気を加圧するための圧
縮機を含んでいる。高温ガス流は圧縮機に連結されたタ
ービンを駆動し、エンジンから推進出力または動力軸出
力を得るために使用される。より高い動作効率と動力出
力を得るため、高温ガス流は、タービンを通過するとき
、しばしばタービンを製造する材料の物理的能力を超え
る温度にされることがある。この場合、特にタービン・
ロータに高い応力が加わることになる。このため、ター
ビン特に高温ガス流にさらされる部分を冷却するシステ
ムが多数提案されてきた。一般に、タービン羽根に所要
の冷却を加えるために、高温ガス流とは別の流路に沿っ
て圧縮機からタービン羽根に比較内冷たい空気を送るの
が普通であった。しかし、このような冷却システムでは
、圧縮機から高速で回転しているタービンへ、更にター
ビン・ロータの羽根自体へ冷却空気を送る機構に問題が
あった。
タービン羽根の空気冷却を行なうために採用されてきた
１つのシステムは、タービン・ディスクの少し前側に直
径の大きな環状シールを設けて環状シールとディスクと
の間に室を形成し、この室に圧縮機から冷却空気を受け
、次いでタービン・ディスクのリムに装着されたタービ
ン羽根に該冷却空気を送るようにするものである。しか
し、この形式のシステムでは環状シールの直径が大きい
ので本質的に重量が大きく、またかなり大きな空気の漏
洩が生じる。他のシステムでは直径が比較的小さい環状
シールを使い、これに対応してシールとタービン・ディ
スクの間に一層小さな環状室を形成し、シール上に装着
されたインペラーによって上記小さな環状室から冷却空
気をディスク表面に沿ってタービン羽根に送っている。
１つのシステムは、タービン・ディスクの少し前側に直
径の大きな環状シールを設けて環状シールとディスクと
の間に室を形成し、この室に圧縮機から冷却空気を受け
、次いでタービン・ディスクのリムに装着されたタービ
ン羽根に該冷却空気を送るようにするものである。しか
し、この形式のシステムでは環状シールの直径が大きい
ので本質的に重量が大きく、またかなり大きな空気の漏
洩が生じる。他のシステムでは直径が比較的小さい環状
シールを使い、これに対応してシールとタービン・ディ
スクの間に一層小さな環状室を形成し、シール上に装着
されたインペラーによって上記小さな環状室から冷却空
気をディスク表面に沿ってタービン羽根に送っている。
この形式のシステムはより大きな環状シールを用いた場
合に生じる漏洩を若干防止できるが、なおかなり重量が
大きく、また環状シールによりインペラーの形のかなり
大きな荷重を支持する必要がある。
合に生じる漏洩を若干防止できるが、なおかなり重量が
大きく、また環状シールによりインペラーの形のかなり
大きな荷重を支持する必要がある。
発明の目的
本発明の１つの目的はガスタービン・エンジンのタービ
ン羽根に冷却空気を送るための改良されたシステムを提
供することである。
ン羽根に冷却空気を送るための改良されたシステムを提
供することである。
本発明のもう１つの目的は直径の大きな環状シールを必
要とせず、かつシールの空気漏洩を少なくした、タービ
ン羽根に冷却空気を送るための改良されたシステムを提
供することである。
要とせず、かつシールの空気漏洩を少なくした、タービ
ン羽根に冷却空気を送るための改良されたシステムを提
供することである。
本発明のもう１つの目的はディスク自体の中に直接に冷
却孔または冷却スロットを配置することを避けることに
よりディスクの構造強度を維持するようにした、タービ
ン羽根に冷却空気を送るための改良されたシステムを提
供することである。
却孔または冷却スロットを配置することを避けることに
よりディスクの構造強度を維持するようにした、タービ
ン羽根に冷却空気を送るための改良されたシステムを提
供することである。
本発明の更にもう１つの目的は圧縮機股間空気供給シス
テムと外部配管の必要のない、高圧タービン・ディスク
から低圧タービン拳ディスクへ冷却空気を送るための改
良されたシステムを提供することである。
テムと外部配管の必要のない、高圧タービン・ディスク
から低圧タービン拳ディスクへ冷却空気を送るための改
良されたシステムを提供することである。
本発明の上記および他の目的、ならびに本発明の特徴と
利点は図面を参照した以下の詳細な説明により明らかと
なろう。図面では同一の構成品は同じ参照番号で表わし
である。
利点は図面を参照した以下の詳細な説明により明らかと
なろう。図面では同一の構成品は同じ参照番号で表わし
である。
発明の要約
本発明は、そこからタービン羽根が半径方向に高温ガス
流の中へ延在しているタービン・ディスク、加圧された
冷却空気を供給する役目を果す圧縮機、および圧縮機か
らタービンに冷却空気を転送するための冷却空気転送装
置を含むガスタービン・エンジンで使用するためのもの
である。本発明による冷却空気転送手段は、冷却空気を
タービン・ディスクに対してほぼ接線方向に向けるイン
デューサ手段、および冷却空気を受けてこれをタービン
羽根に送る半径方向のインペラー手段を含む。
流の中へ延在しているタービン・ディスク、加圧された
冷却空気を供給する役目を果す圧縮機、および圧縮機か
らタービンに冷却空気を転送するための冷却空気転送装
置を含むガスタービン・エンジンで使用するためのもの
である。本発明による冷却空気転送手段は、冷却空気を
タービン・ディスクに対してほぼ接線方向に向けるイン
デューサ手段、および冷却空気を受けてこれをタービン
羽根に送る半径方向のインペラー手段を含む。
本発明の特定の一実施例では、冷却空気転送装置は更に
、第２のタービン・ディスクに対してほぼ接線方向に冷
却空気の第２の部分を向ける第２のインデューサ手段、
および冷却空気の第２の部分を受けてこれをタービン羽
根に送る第２の半径方向のインペラー手段を含む。
、第２のタービン・ディスクに対してほぼ接線方向に冷
却空気の第２の部分を向ける第２のインデューサ手段、
および冷却空気の第２の部分を受けてこれをタービン羽
根に送る第２の半径方向のインペラー手段を含む。
本発明ならびに本発明の」二足以外の目的および利点に
ついて図面を参照して更に詳しく説明する。
ついて図面を参照して更に詳しく説明する。
発明の詳細な説明
第１図は、本発明の一実施例による冷却空気転送装置１
２を含む軸流ガスタービン・エンジン１０を示している
。エンジン１０は、直列流の関係で、ファン１４、圧縮
機１６、燃焼器１８、高圧タービン２０および低圧ター
ビン２６を含む。
２を含む軸流ガスタービン・エンジン１０を示している
。エンジン１０は、直列流の関係で、ファン１４、圧縮
機１６、燃焼器１８、高圧タービン２０および低圧ター
ビン２６を含む。
高圧タービン２０は高圧タービン・ディスク２２および
ディスク２２から半径方向外向きに延在する１（数の円
周方向に間隔を置いて配置された高圧タービン羽根２４
を含む。低圧タービン２６は低圧タービン・ディスク２
８およびディスク２８から半径方向外向きに延在する複
数の円周方向に間隔を置いて配置された低圧タービン羽
根３０を含む。
ディスク２２から半径方向外向きに延在する１（数の円
周方向に間隔を置いて配置された高圧タービン羽根２４
を含む。低圧タービン２６は低圧タービン・ディスク２
８およびディスク２８から半径方向外向きに延在する複
数の円周方向に間隔を置いて配置された低圧タービン羽
根３０を含む。
動作中、入口空気３２が圧縮機１６によって加圧され、
次いで加圧された空気の大部分が燃焼器１８に送られて
燃焼器１８で燃料と混合され、比較的高圧の燃焼ガスを
発生する。燃焼ガスは高圧タービン２０に流れ、これに
より相互連結軸３４を介して圧縮機１６に動力を与える
。次に燃焼ガスは低圧タービン２６を通過し、これによ
り相互連結軸１５を介して低圧圧縮機（図示しない）お
よび／またはファン１４に動力を与え、その後エンジン
１０から排出される。
次いで加圧された空気の大部分が燃焼器１８に送られて
燃焼器１８で燃料と混合され、比較的高圧の燃焼ガスを
発生する。燃焼ガスは高圧タービン２０に流れ、これに
より相互連結軸３４を介して圧縮機１６に動力を与える
。次に燃焼ガスは低圧タービン２６を通過し、これによ
り相互連結軸１５を介して低圧圧縮機（図示しない）お
よび／またはファン１４に動力を与え、その後エンジン
１０から排出される。
圧縮機１６から吐出される加圧された空気の一部は、第
２図に示す加圧された冷却空気３６として用いられ、燃
焼ガスによって囲まれるロータ部品を冷却する。内側燃
焼器ケーシング（図示しない）ならびにタービン・ノズ
ル支持構造４０および４２によって形成される環状内側
ダクト３８により、冷却空気３６は空気転送装置１２へ
送られる。
２図に示す加圧された冷却空気３６として用いられ、燃
焼ガスによって囲まれるロータ部品を冷却する。内側燃
焼器ケーシング（図示しない）ならびにタービン・ノズ
ル支持構造４０および４２によって形成される環状内側
ダクト３８により、冷却空気３６は空気転送装置１２へ
送られる。
第２図および第３図に示された本発明の一実施例による
空気転送装置は、環状インデューサ手段４４を含んでお
り、冷却空気３６を高圧タービン・ディスク２２に対し
てほぼ接線方向に向け、次いで点ＡおよびＢで高圧ター
ビン・ディスク２２に装着された半径方向のインペラー
４６の中に流入させる。
空気転送装置は、環状インデューサ手段４４を含んでお
り、冷却空気３６を高圧タービン・ディスク２２に対し
てほぼ接線方向に向け、次いで点ＡおよびＢで高圧ター
ビン・ディスク２２に装着された半径方向のインペラー
４６の中に流入させる。
第３図に示すように、環状インデューサ手段４４は静ｉ
７６を含む。静翼７６は通常のように、冷却空気３６を
インペラー４６の接線方向速度にほぼ等しい速度まで加
速するような大きさになっている。更に詳しく述べると
、隣り合う静翼７６の前縁７６ａおよび後縁７６ｂが入
口および出口流れ断面！ｔ２Ａ１およびＡ２を定める。
７６を含む。静翼７６は通常のように、冷却空気３６を
インペラー４６の接線方向速度にほぼ等しい速度まで加
速するような大きさになっている。更に詳しく述べると
、隣り合う静翼７６の前縁７６ａおよび後縁７６ｂが入
口および出口流れ断面！ｔ２Ａ１およびＡ２を定める。
冷却空気３６を適切に加速するために人口流れ面積Ａ１
は出口流れ面ｔａＡ２よりも大きくなるように定められ
る。
は出口流れ面ｔａＡ２よりも大きくなるように定められ
る。
次に冷却空気３６は、第２図に示すように、インペラー
４６を通って高圧タービン羽根２４に送られて、高圧タ
ービン羽根２４を冷却する。インペラー４６の前側に環
状ラビリンスシール４８が配置され、静止構造５０と回
転する高圧タービン・ディスク２２およびインペラー４
６との間に空気シールを形成する。インペラー４６はそ
の内周および外周にそれぞれ環状のフランジ付きの壁５
２および５４をそなえる。壁５２は環状の保持リング５
６によってインペラーを高圧タービン・ディスク２２に
取り付けるために用いられる。一方、外側の壁５４はデ
ィスク２２および高圧タービン羽根２４の根元に合わさ
って、その内径の所でシール要素を構成する。
４６を通って高圧タービン羽根２４に送られて、高圧タ
ービン羽根２４を冷却する。インペラー４６の前側に環
状ラビリンスシール４８が配置され、静止構造５０と回
転する高圧タービン・ディスク２２およびインペラー４
６との間に空気シールを形成する。インペラー４６はそ
の内周および外周にそれぞれ環状のフランジ付きの壁５
２および５４をそなえる。壁５２は環状の保持リング５
６によってインペラーを高圧タービン・ディスク２２に
取り付けるために用いられる。一方、外側の壁５４はデ
ィスク２２および高圧タービン羽根２４の根元に合わさ
って、その内径の所でシール要素を構成する。
第３図および第４図に示すように、半径方向のインペラ
ー４６は、遠心ポンプ作用によって圧力を増大させてタ
ービン羽根２４（第２図に示す）に冷却空気３６を送る
ために、半径方向の溝または通路５８をそなえた環状デ
ィスクを基本構成要素として含む。インペラー４６の半
径方向の通路５８はもちろん空気が通過できるようにそ
の両端が開放しているが、それ以外は完全に閉じられて
いる。通路５８は、実際には、インペラー４６の構造的
強度と形を維持するために薄い半径方向の仕切りまたは
ウェブ６０だけにより互いに隔てられた、横断面がほぼ
楕円形、円形等の形状の通路とすることができる。これ
に関連して、低い圧力損失で所要量の加圧された冷却空
気３６（第２図に示す）を高圧タービン羽根２４（第２
図に示す）に送る通路が得られるようにインペラー４６
の断面形状を定めるべきである。
ー４６は、遠心ポンプ作用によって圧力を増大させてタ
ービン羽根２４（第２図に示す）に冷却空気３６を送る
ために、半径方向の溝または通路５８をそなえた環状デ
ィスクを基本構成要素として含む。インペラー４６の半
径方向の通路５８はもちろん空気が通過できるようにそ
の両端が開放しているが、それ以外は完全に閉じられて
いる。通路５８は、実際には、インペラー４６の構造的
強度と形を維持するために薄い半径方向の仕切りまたは
ウェブ６０だけにより互いに隔てられた、横断面がほぼ
楕円形、円形等の形状の通路とすることができる。これ
に関連して、低い圧力損失で所要量の加圧された冷却空
気３６（第２図に示す）を高圧タービン羽根２４（第２
図に示す）に送る通路が得られるようにインペラー４６
の断面形状を定めるべきである。
第２図に於いて、本発明のインデューサおよびインペラ
ーの組合わせによって、インデューサ吐出側の冷却空気
圧力を、インペラー４６がない場合に必要とされる冷却
空気圧力よりも低い値に下げることができる。このよう
に圧力を低くすることにより、環状ラビリンスシール４
８を通過する漏洩空気流が少なくなり、タービン効率に
及ぼす悪影響が軽減される。更に、インデューサ吐出圧
力を低くすることにより、インデューサ圧力比および吐
出マツハ数を大きくすることができる。その結果、イン
デューサ４４を出る流れの接線方向速度が大きくなるの
で、冷却空気をインペラーの通路５８（第３図および第
４図に示す）に流入させる際にタービンが冷却空気３６
に対して行なわなければなら・ない仕事量が少なくなる
。
ーの組合わせによって、インデューサ吐出側の冷却空気
圧力を、インペラー４６がない場合に必要とされる冷却
空気圧力よりも低い値に下げることができる。このよう
に圧力を低くすることにより、環状ラビリンスシール４
８を通過する漏洩空気流が少なくなり、タービン効率に
及ぼす悪影響が軽減される。更に、インデューサ吐出圧
力を低くすることにより、インデューサ圧力比および吐
出マツハ数を大きくすることができる。その結果、イン
デューサ４４を出る流れの接線方向速度が大きくなるの
で、冷却空気をインペラーの通路５８（第３図および第
４図に示す）に流入させる際にタービンが冷却空気３６
に対して行なわなければなら・ない仕事量が少なくなる
。
インデューサ４４を出る空気の接線方向速度がタービン
・ディスクの速度よりも大きい場合には、ディスクに対
して仕事が行なわれ、その結果としてタービン効率が向
上するとともにタービン羽根２４の入口での冷却空気温
度が下るという付加的な利点が得られる。またこのイン
デューサおよびインペラーの組合わせによってディスク
速度とタービン羽根２４の入口での冷却空気の接線方向
速度との間の不整合も解消するので、流れをタービン羽
根２４に導入することに伴なう圧力損失が解消する。
・ディスクの速度よりも大きい場合には、ディスクに対
して仕事が行なわれ、その結果としてタービン効率が向
上するとともにタービン羽根２４の入口での冷却空気温
度が下るという付加的な利点が得られる。またこのイン
デューサおよびインペラーの組合わせによってディスク
速度とタービン羽根２４の入口での冷却空気の接線方向
速度との間の不整合も解消するので、流れをタービン羽
根２４に導入することに伴なう圧力損失が解消する。
第２図に示すように、タービン冷却空気転送装置１２の
代替実施例では、加圧された冷却空気３６の第２の部分
３６Ａが旋回除去′８６２に送られ、これにより冷却空
気３６Ａの流れの方向を空気力学的に変えて、高圧ター
ビン・ディスク２２の内側にある環状路６４の中に空気
を導く。旋回除去器６２は相互連結軸３４に直接取付け
られているので、全く同じ様に回転する。この特徴によ
り旋回除去器６２は冷却空気３６Ａの角運動量を維持し
ながら、高圧タービン・ディスク２２の接線方向速度と
整合するように冷却空気３６Ａの接線方向速度を下げる
ことができる。次に冷却空気３６Ａは一連の孔６５を通
って第２の回転するインデューサ６６に送られる。第２
のインデューサ６６は低圧タービン・ディスク２８に対
してほぼ接線方向に冷却空気３６を方向づけるように働
く。インデューサ６６はまた冷却空気３６Ａに含まれて
いる圧力エネルギのうちの幾分かを抽出して、これを高
圧タービン・ディスク２２の駆動を助ける仕事に変換す
る役目も果す。空気のエネルギのうちの幾分かをタービ
ンに伝達することにより、冷却空気の温度が低下する。
代替実施例では、加圧された冷却空気３６の第２の部分
３６Ａが旋回除去′８６２に送られ、これにより冷却空
気３６Ａの流れの方向を空気力学的に変えて、高圧ター
ビン・ディスク２２の内側にある環状路６４の中に空気
を導く。旋回除去器６２は相互連結軸３４に直接取付け
られているので、全く同じ様に回転する。この特徴によ
り旋回除去器６２は冷却空気３６Ａの角運動量を維持し
ながら、高圧タービン・ディスク２２の接線方向速度と
整合するように冷却空気３６Ａの接線方向速度を下げる
ことができる。次に冷却空気３６Ａは一連の孔６５を通
って第２の回転するインデューサ６６に送られる。第２
のインデューサ６６は低圧タービン・ディスク２８に対
してほぼ接線方向に冷却空気３６を方向づけるように働
く。インデューサ６６はまた冷却空気３６Ａに含まれて
いる圧力エネルギのうちの幾分かを抽出して、これを高
圧タービン・ディスク２２の駆動を助ける仕事に変換す
る役目も果す。空気のエネルギのうちの幾分かをタービ
ンに伝達することにより、冷却空気の温度が低下する。
冷却空気の温度が低下すると冷却空気流を少なくするこ
とができるので、タービンの効率とエンジンの性能が向
上する。
とができるので、タービンの効率とエンジンの性能が向
上する。
第２のインデューサ６６と第２の環状のインペラー６８
の入口との間では、冷却空気３６Ａの角運動量が実質的
に維持されるとともに、その接線方向速度が低下して第
２の環状のインペラー６８に到達する。そこで冷却空気
３６Ａと低圧タービン・ディスク２８の接線方向速度が
ほぼ等しくなる。
の入口との間では、冷却空気３６Ａの角運動量が実質的
に維持されるとともに、その接線方向速度が低下して第
２の環状のインペラー６８に到達する。そこで冷却空気
３６Ａと低圧タービン・ディスク２８の接線方向速度が
ほぼ等しくなる。
インペラー６８は低圧タービン・ディスク２８に装着さ
れていて、これに通路７０が設けられている。通路７０
を通って、冷却空気３６Ａが低圧タービン・ディスク２
８のリムに達し、そこから低圧タービン羽根３０に流入
する。前面シール７２がインペラー６８の前側に設けら
れ、高圧タービン・ディスク２２と低圧タービン・ディ
スク２８との間のシールを構成する。
れていて、これに通路７０が設けられている。通路７０
を通って、冷却空気３６Ａが低圧タービン・ディスク２
８のリムに達し、そこから低圧タービン羽根３０に流入
する。前面シール７２がインペラー６８の前側に設けら
れ、高圧タービン・ディスク２２と低圧タービン・ディ
スク２８との間のシールを構成する。
本発明では半径方向のインペラーを使用することにより
、直径の大きい重いシールを用いる必要がなくなり、ま
たエンジンの中心の同心の回転軸に比較的接近してシー
ルを設けることによって空気漏洩が最小限になる利点を
有する。更に、インデューサおよびインペラーの組合わ
せを使うことにより、タービン・ディスク自体の中に直
接に冷却孔または冷却スロットを設けることなく冷却空
気を回転するタービン羽根に送ることができるので、タ
ービン・ディスクの構造強度が維持される。
、直径の大きい重いシールを用いる必要がなくなり、ま
たエンジンの中心の同心の回転軸に比較的接近してシー
ルを設けることによって空気漏洩が最小限になる利点を
有する。更に、インデューサおよびインペラーの組合わ
せを使うことにより、タービン・ディスク自体の中に直
接に冷却孔または冷却スロットを設けることなく冷却空
気を回転するタービン羽根に送ることができるので、タ
ービン・ディスクの構造強度が維持される。
更に、低圧タービンのインデューサおよびインペラーの
組合わせにより、冷却空気を低圧タービンに送ることが
できるので、圧縮機段間空気供給システムと外部配管を
必要としない。
組合わせにより、冷却空気を低圧タービンに送ることが
できるので、圧縮機段間空気供給システムと外部配管を
必要としない。
本発明のインペラーによって、従来技術のようにタービ
ン・ディスク自体の中に構造を弱くする冷却孔または冷
却スロットを直接設ける必要がなくなり、同時に唯一つ
のディスク状またはフランジ付き壁構造としたことによ
り別個の部材にインペラー構造またはその同等のものを
装着することによる効率の悪さが避けられる。したがっ
て本発明により、エンジンの性能の向上、構造強度の増
大、空気漏洩の低減という大きな利点が得られる。
ン・ディスク自体の中に構造を弱くする冷却孔または冷
却スロットを直接設ける必要がなくなり、同時に唯一つ
のディスク状またはフランジ付き壁構造としたことによ
り別個の部材にインペラー構造またはその同等のものを
装着することによる効率の悪さが避けられる。したがっ
て本発明により、エンジンの性能の向上、構造強度の増
大、空気漏洩の低減という大きな利点が得られる。
本発明はここに説明し図示した特定の実施例に限定され
るものでないことは当業者には明らかであろう。
るものでないことは当業者には明らかであろう。
図面に示した寸法ならびに比例関係および構造関係は例
に過ぎず、これらの図示例は本発明のタービン冷却空気
転送手段に使用される実際の寸法または比例構造関係と
見なすべきでない。
に過ぎず、これらの図示例は本発明のタービン冷却空気
転送手段に使用される実際の寸法または比例構造関係と
見なすべきでない。
特許請求の範囲内において本発明を逸脱することなく多
数の変形や変更、ならびに全面的および部分的に同等物
との置換を行なうことができる。
数の変形や変更、ならびに全面的および部分的に同等物
との置換を行なうことができる。
第１図は高圧タービン・ディスクおよび低圧タービン・
ディスクをそなえたガスタービン・エンジンの概略図で
ある。第２図は冷却空気転送装置を示す部分断面図であ
る。第３図は第２図の線３−３に沿って見た本発明のイ
ンデューサおよびインペラーの一部を示す展開図である
。第４図は第２図の線４−４に沿って見た本発明のイン
ペラーの断面図である。 ［主な符号の説明］ １０・・・軸流ガスタービン・エンジン、１２・・・冷
却空気転送装置、１５・・・相互連結軸、１６・・・圧
縮機、２２・・・高圧タービン・ディスク、２４・・・
高圧タービン羽根、２８・・・低圧タービン・ディスク
、３４・・・相互連結軸、３６．３６Ａ・・・冷却空気
、４４・・・インデューサ、４６・・・インペラー、４
８・・・ラビリンスシール、５８・・・インペラーの通
路、６２・・・旋回除去器、６６・・・第２のインデュ
ーサ、６８・・・第２のインペラー、７６・・・静翼。
ディスクをそなえたガスタービン・エンジンの概略図で
ある。第２図は冷却空気転送装置を示す部分断面図であ
る。第３図は第２図の線３−３に沿って見た本発明のイ
ンデューサおよびインペラーの一部を示す展開図である
。第４図は第２図の線４−４に沿って見た本発明のイン
ペラーの断面図である。 ［主な符号の説明］ １０・・・軸流ガスタービン・エンジン、１２・・・冷
却空気転送装置、１５・・・相互連結軸、１６・・・圧
縮機、２２・・・高圧タービン・ディスク、２４・・・
高圧タービン羽根、２８・・・低圧タービン・ディスク
、３４・・・相互連結軸、３６．３６Ａ・・・冷却空気
、４４・・・インデューサ、４６・・・インペラー、４
８・・・ラビリンスシール、５８・・・インペラーの通
路、６２・・・旋回除去器、６６・・・第２のインデュ
ーサ、６８・・・第２のインペラー、７６・・・静翼。
Claims (16)
- （１）タービン羽根がそこから半径方向に高温ガス流の
中に延在するように設けられているタービン・ディスク
および加圧された冷却空気を供給するように働く圧縮機
を含むガスタービン・エンジンで、高温ガス流から分離
して冷却空気を圧縮機からタービン・ディスクに転送す
るための冷却空気転送装置に於いて、 上記タービン・ディスクに対してほぼ接線方向に上記冷
却空気を向けるインデューサ手段、および上記冷却空気
を受けて該冷却空気を上記タービン羽根に送る半径方向
のインペラー手段を含むことを特徴とする冷却空気転送
装置。 - （２）特許請求の範囲第（１）項記載の冷却空気転送装
置に於いて、上記インペラー手段が上記タービン・ディ
スク上に支持されている冷却空気転送装置。 - （３）特許請求の範囲第（１）項記載の冷却空気転送装
置に於いて、上記インペラー手段が上記冷却空気を受け
て該冷却空気を上記タービン羽根に送る複数の半径方向
の通路を有している冷却空気転送装置。 - （４）特許請求の範囲第（３）項記載の冷却空気転送装
置に於いて、上記半径方向通路が上記インペラー手段の
中に囲まれている冷却空気転送装置。 - （５）特許請求の範囲第（１）項記載の冷却空気転送装
置に於いて、上記インデューサ手段が上記タービン・デ
ィスクに対してほぼ接線方向に上記冷却空気を向ける複
数の円周方向に間隔を置いて配置された静翼を有してい
る冷却空気転送装置。 - （６）特許請求の範囲第（１）項記載の冷却空気転送装
置に於いて、上記インペラー手段が環状の空気シールを
含んでいる冷却空気転送装置。 - （７）加圧された冷却空気を供給する役目を果す圧縮機
、ならびに同軸に相隔てて配置された第１および第２の
相互連結軸を介して上記圧縮機にそれぞれ連結された第
１および第２のタービン・ディスクを含むガスタービン
・エンジンで、高温ガス流から分離して冷却空気を上記
圧縮機から上記タービン・ディスクに転送するための冷
却空気転送装置に於いて、 上記冷却空気の第１の部分を上記第１のタービン・ディ
スクに対してほぼ接線方向に向け、かつ上記冷却空気の
第２の部分を旋回除去器手段に向けるインデューサ手段
、 上記冷却空気の上記第１の部分を受けて第１のタービン
羽根に送る第１の半径方向のインペラー手段、ならびに 上記冷却空気の上記第２の部分を受けて第２のタービン
羽根に送る第２の半径方向のインペラー手段、 を含むことを特徴とする冷却空気転送装置。 - （８）特許請求の範囲第（７）項記載の冷却空気転送装
置に於いて、上記第１のインペラー手段が上記第１のタ
ービン・ディスク上に支持されており、上記第２のイン
ペラー手段が上記第２のタービン・ディスク上に支持さ
れている冷却空気転送装置。 - （９）特許請求の範囲第（７）項記載の冷却空気転送装
置に於いて、上記第１および第２のインペラー手段の各
々が上記冷却空気を受けて上記第１および第２のタービ
ン羽根のうちの対応するタービン羽根に送る複数の半径
方向の通路を有している冷却空気転送装置。 - （１０）特許請求の範囲第（９）項記載の冷却空気転送
装置に於いて、上記半径方向の通路が上記第１および第
２のインペラー手段の中に囲まれている冷却空気転送装
置。 - （１１）特許請求の範囲第（７）項記載の冷却空気転送
装置に於いて、上記第１のインデューサ手段が上記第１
のタービン・ディスクに対してほぼ接線方向に上記冷却
空気を向ける複数の円周方向に間隔を置いて配置された
静翼を有している冷却空気転送装置。 - （１２）特許請求の範囲第（７）項記載の冷却空気転送
装置に於いて、上記旋回除去器手段が上記冷却空気の上
記第２の部分を上記第１のタービン・ディスクの回転方
向に対してほぼ接線方向に環状路に向ける複数の円周方
向に間隔を置いて配置された静翼を有している冷却空気
転送装置。 - （１３）特許請求の範囲第（７）項記載の冷却空気転送
装置に於いて、上記冷却空気の上記第２の部分が第２の
インデューサ手段を通って環状の上記第２のインペラー
手段に送られる冷却空気転送装置。 - （１４）特許請求の範囲第（１３）項記載の冷却空気転
送装置に於いて、上記第２のインデューサ手段が上記冷
却空気の上記箱２の部分に含まれている圧力エネルギの
うちの幾分かを抽出して、上記第１のタービン・ディス
クの駆動を助ける仕事に変換する役目を果す冷却空気転
送装置。 - （１５）特許請求の範囲第（１３）項記載の冷却空気転
送装置に於いて、上記第２のインデューサ手段が上記第
２のタービン・ディスクに対してほぼ接線方向に上記冷
却空気の上記第２の部分を向ける役目を果す冷却空気転
送装置。 - （１６）特許請求の範囲第（１３）項記載の冷却空気転
送装置に於いて、上記第２のインデューサ手段が上記第
１のタービン・ディスクとともに回転する冷却空気転送
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US85728286A | 1986-04-30 | 1986-04-30 | |
| US857282 | 1986-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62276226A true JPS62276226A (ja) | 1987-12-01 |
| JPH079194B2 JPH079194B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=25325635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62096399A Expired - Lifetime JPH079194B2 (ja) | 1986-04-30 | 1987-04-21 | ガスタービン・エンジンの冷却空気転送手段 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079194B2 (ja) |
| DE (1) | DE3713923C2 (ja) |
| FR (1) | FR2598179B1 (ja) |
| GB (1) | GB2189845B (ja) |
| IT (1) | IT1208035B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054459A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-02-20 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジンにおける冷却空気流を供給するための方法及び装置 |
| JP2002349287A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-12-04 | General Electric Co <Ge> | タービン冷却回路 |
| JP2011021542A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Ihi Corp | ガスタービンの動翼冷却構造 |
| JP2014005829A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | General Electric Co <Ge> | ロータホイール内の流れを制御するシステムおよび方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2656657A1 (fr) * | 1989-12-28 | 1991-07-05 | Snecma | Turbomachine refroidie par air et procede de refroidissement de cette turbomachine. |
| EP0447886B1 (de) * | 1990-03-23 | 1994-07-13 | Asea Brown Boveri Ag | Axialdurchströmte Gasturbine |
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| DE4433289A1 (de) * | 1994-09-19 | 1996-03-21 | Abb Management Ag | Axialdurchströmte Gasturbine |
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| BE530136A (ja) * | 1953-07-06 | |||
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- 1987-04-24 FR FR8705805A patent/FR2598179B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-25 DE DE3713923A patent/DE3713923C2/de not_active Expired - Lifetime
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| DE3713923C2 (de) | 1998-02-12 |
| JPH079194B2 (ja) | 1995-02-01 |
| FR2598179B1 (fr) | 1993-05-21 |
| FR2598179A1 (fr) | 1987-11-06 |
| IT1208035B (it) | 1989-06-01 |
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