JPS63500193A - 複式導入ラジアルタ−ビンガスゼネレ−タ - 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】 エ　ラジアルタービンガスゼネレータ 本発明は遠心圧縮機と輻流入タービンとを使用する高性能ガスタービンガスゼネ レータに関するものであり、該ガスゼネレータは燃料消費率の点に関して高効率 を形成する。

例えば車輌用や他のコンパクトで燃料消費率の低い軽量エンジンを必要とする所 での使用にディーゼルエンジンの代わりとしてガスタービン動力設備の必要性が 実証されている。実際の実験では普通のガスタービンを用いてスペースと重量の 十分な節約が有利にされることが示された。しかし、定格動力が減少するときの 単純サイクルエンジンの燃料消費率の悪化は従来技術の装置では一般に認められ た事実であり主な欠点であった。

ガスタービン動力設備を提供する試みの前に遠心成分及び輻流成分を具体化する 多（の異なる形状が使用された。例えば、公知のガスタービン補助動力装置は複 式導入低圧遠心圧縮段と単式導入高圧遠心圧縮段を有し、両圧縮段は燃焼器内で の燃料による燃焼のためと、外部使用のための流出空気としての両方に圧縮空気 を提供するため直列的に作動する。燃焼器からの高温ガスは次いで単膜幅流人タ ービンに導かれ、該単膜幅流人タービンは両方の圧縮機を駆動し、そして付加的 に単軸エンジンと調和した方法での外部使用のための軸動力取出部を形成する。

容認できる成分効率で十分な圧力比を形成することが従来できなかったことは、 小形動力設備で低圧力比（すなわち約１２：１以下）で対比できる動力の高速デ ィーゼルエンジンより燃料消費率が十分に高いという結果となった。これらの制 限を克服するための努力に、産業界では代表的に最終遠心圧縮段の上棟に１つ又 は多数の輻流圧縮段を、又は、エンジンのガス発生器部分のために普通の輻流タ ービンと共に２つの単式導入遠心段を使用した。これらの形状のいづれかをもつ 最上の最新式の１０００）Ｐガスタービンのために、産業界は現在は約１５：１ 以下の全圧力比で約０．４５の燃料消費率を期待する。

普通のガスタービンガスゼネレータシステムの上記欠点の結果として、同軸のマ ツチした遠心圧縮機成分を駆動するため輻流入タービンを使用する高圧力比ガス タービンガスゼネレータを提供することが本発明の目的である。

単一サイクル構造（すなわち復熱器（ｒｅｃｕｐｅｒａ　ｔｏｒ　／　ｒｅｇｅ ｎａｒａ　ｔｏｒ）なし）を維持し、ディーゼルエンジンと比較できる燃料消費 率を有するガスタービンガスゼネレータを提供することが又本発明の目的である 。

比較的低動力（代表的には４００）Ｐ以下）の用途のために特に適し只２個の圧 縮段を使用する高圧力比ガスタービンガスゼネレータを提供するのが又更に本発 明の目的である。

従来技術の小形ガスタービンエンジンの燃料消費率の前記の悪化は、以下により 詳細に説明する本発明により変えられたので、小形タービンエンジンでも大きな エン・ジン効率を持つことができ、斯くして単純サイクルガスタービンエンジン も燃料消費率では１０００）Ｐ以下に下がっても高速ディーゼルエンジンと競う ことを可能にする。斯くして本発明は新しいエンジン開発で全てのガスタービン 会社によって採用される普通の形状によって立証された種類のステンプファンク ションを構成する。

本発明は空気流の順序に以下の成分を特徴としているガスタービンガスゼネレー タ流路形状を含む（第１図参照）： １、第一段として基本的に輻流の複式導入遠心圧縮機、２、第２段として単式導 入遠心圧縮機、３、　ガスゼネレータタービンとして輻流入タービン。

本発明によるサイクルは特に低動力範囲、例えば４０００）Ｐ以下のエンジンに 使用するとき普通のガスタービンエンジンより十分に高い圧力比を利用する。圧 力比は効率に寄与する重要な因子の１つであるので、本発明によるサイクルは低 動力範囲の現存するタービンエンジンより高い熱効率を形成する。

本発明に係るガスゼネレータの別の重要な特徴は、第１段と第２段の間の圧力比 が分かれるのを慎重に調節することによって一部で比較回転数（Ｓｐｅｃｉｆｉ ｃ　５ｐｅｅｄ）に関して第１圧縮機段と第２圧縮機段の「マツチング」である 、輻流入タービンと第１段圧縮機と第２段圧縮機の全てが同じ角速度で回転する 「シングルスプール（ｓｉｎｇｌｅ　５ｐｏｏｌ）　Ｊ配列のマツチした圧縮機 を直接駆動するために、利用することは少なくとも３つの独特の利点となる。第 １は輻流入タービンの機械的強度が最適にした全圧縮機成分となる比較回転数に 関して最適レベル付近で各遠心圧縮機の操作を十分に許容することである。第２ はこれらの条件の下で作動する輻流入タービンは最適にされたガスゼネレータと なるそれ自身の最適の比較回転数の近くで驚くほどに作動する。第３に輻流入タ ービンの結果として高周速度がタービンブレードに衝突する高温圧縮ガスの停滞 温度を下げる結果となる。結果としてターヒン入口温度は更に熱効率を高めるた めに上げられることができ。又はタービン成分作動寿命は延ばされることができ る。

ここに広く説明するように本発明に関してコンパクトで高効率のガスタービンガ スゼネレータは約１５：１より大きい全圧縮比を形成するための圧縮機装置から なる。

圧縮機装置は一対の入口と共通の１つの出口を有する第１段複式導入遠心空気圧 縮機と；第１段圧縮機に隣接配置され第１段共通出口に流れの上で接続されてい る１つの入口と又第２段山口とを有する第２段車式導入遠心空気圧縮機と；同角 速度で回転するように第１段と第２段を機械的に連続するための軸アッセンブリ とを包含する。

ガスゼネレータは又圧縮空気を受け入れるためそして燃焼ガスを発生するため燃 料を圧縮空気を用いて燃焼するため第２段山口に作動連結される燃焼手段を包含 する。

更に又ガスゼネレータは１つの入口と１つの出口を有する一膜幅流入タービンを 利用し、タービンは軸アッセンブリに直接作動的に連結され又タービン入口で受 入れ、部分的に膨張するために燃焼手段に流れの上で接続され、燃焼ガスは第１ 圧縮段と第２圧縮段を駆動する。排気手段は部分的に膨張された燃焼ガスを更に 仕事を作り出す（ｗｏｒｋ−ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　）膨張のために送り出すよう にタービン出口と流れ接続されている。重要なのは第１圧縮段の圧力比が第２圧 縮段の圧力比の約２倍よりも大きく；第１段複式導入圧縮機の入口マツハ数は約 １．４より大であり；第１圧縮段と第２圧縮段の比較回転数は夫々その最適値に 接近し、夫々約０．６０より大であることである。

好ましくは第１圧縮段と第２圧縮段にわたるガスゼネレータ全圧力比は約２０： １以上であり第１圧縮段圧力比は約６：１と９：１の間であり、一方第２圧縮段 圧力比は約２＝１と約４＝１の間である。

各圧縮段の比較回転数は約０．６５〜０．８０であり、同時にタービン成分の比 較回転数は約０．５〜０．７５であり圧縮機とタービン両者の効率はそのピーク 値に近いということが好ましい。

定常作動の間第１段を出る圧縮空気のほとんど全てが第２段圧縮機に受入れられ 、第２段圧縮機に達するほとんど全ての圧縮空気が燃焼器により受け入れられて いる。

ここに広く説明するように本発明の単一スプール２段高性能圧縮機ユニットは複 式導入遠心圧縮機第１段と；第２段圧縮機が第１段圧縮機を排出するガスを受入 れるために作動連結されている、単式導入遠心圧ｗｉ機第２段と； 同速度で従属回転するため第１段圧縮機と第２段圧縮機の両者を共軸状に取付け るため゛の軸アッセンブリとを包含する。圧縮機ユニットにわたる全圧力比は約 １５：１以上であり；第１圧縮段の圧力比は第２圧縮段の圧力比の２倍より大で あり、第１段圧縮機と第２段圧縮機の夫々の比較回転数は約６．０以上である。

好ましくは圧縮機ユニットは更に第１段圧縮機と第２段圧縮機の両者を同速度で 駆動するための軸アッセンブリに取付けられている一膜幅流入タービンを含み、 タービンの比較回転数は約０．５０〜０．７５である。

本明細書に関連し、本発明の一部を構成する添付図は本発明の一実施例を示し、 その説明と共に本発明の詳細な説明するのに寄与する。

第１図は本発明に係るガスタービンガスゼネレータの略横断面図であり、 第２Ａ図と第２Ｂ図は本発明により作られたガスゼネレータにおいて比較回転数 にマツチした圧縮機成分とタービン成分を使用することにより得られる効率の改 善を示すグラフである。

添付図に示されている本発明の好ましい実施例により詳細を説明する。

本発明によるガスゼネレータは約１５：１以上の全圧力比を形成するための、そ して１対の入口と単一出口をもつ複式導入遠心低圧第１段を有する圧縮機を包含 する。

第１図に具体的に示すように、本発明の好ましい実施例は低圧第１圧縮段１４を 含む圧縮機１２を具え、全体をｌＯで示すガスタービンガスゼネレータの形で示 される。

第１圧縮段１４は軸アッセンブリ２０により回転するように取付けられた圧縮機 ロータ１８を有し、夫々矢印２２．２４で示された２つの軸線方向に対向する流 路を具える複式導入圧縮機モジュール１６を含む。第１圧縮段１４は又空気をロ ータ１８の圧縮機ブレードアセンブリー３２．３４に向けるための軸方向に対向 した流れ対称状の一対の入口２８．３０を形成する囲みハウジング２６を含む。

特に本出願に適した改良された複式導入圧縮機は米国特許出願第５７７．３５９ 号に記されている。

複式導入圧縮機モジュール１６はデフユーザアッセンブリ３８に作動的に連結さ れる単一環状の半径方向に向けられた圧縮機出口３６を有する。デフユーザアッ センブリ３８は出口３６から高速空気を受け入れ、高圧圧縮段４０にそして燃焼 器６０に究極的に伝送するため、高速空気を高圧低速空気に変換する。デフユー ザアッセンブリ３８は出口３６を離れる空気の動的ヘッド（ｄｙｎａｎｉｃ　ｈ ｅａｄ）の一部を保持するように設計された図示しないマニホールドアッセンブ リに置き変えられることができる。デフユーザアッセンブリ３８に有利に使用さ れることができる色々の形状のデフユーザ装置は米国特許出願第５７７　、３８ ３号に開示されている。

第１図を続けて参照し、デフユーザアッセンブリ３８は放散される空気を集める ための環状空気溜り（ｐｌｅｎｕｍ）４２を具備する。第１図に示す実施例では 空気溜り４２は交叉ダクト４４と連結され、該交叉ダクトは更に後で詳述する高 圧圧縮段４０の入口空気溜り４６と連結されいてる。他の交叉ダクト配置は米国 特許第６１０．５８０号に詳述され付加的構造的利点及び成分性能の利点を与え る構造を含んで使用されることができる。

又本発明により圧縮機装置は第１段圧縮機に隣接配置され、単一人口と単一出口 を有する高圧遠心圧縮機第２段を含む。第１図の実施例に示すように圧縮機装置 １２は更に入口空気溜り４６から圧縮空気を受け入れるため圧縮機人口５０を形 成するハウジング４８をもつ単式導入輻流圧縮機である高圧圧縮段４０を含む。

高圧圧縮機ハウジング４８は又第２段デフェーザアッセンブリ５６を介して燃焼 器供給空気溜り５４と流れ接続される第２段圧縮機出口５２を形成する。高圧圧 縮機ロータ５８はハウジング４８内に配置され回転するように軸アッセンブリ２ ０に取付けられている。斯くして圧縮空気流路は複式導入圧縮機モジュール１６ の収集空気溜４２からは交叉ダクト４４を経て高圧圧縮段入口空気溜４６に、高 圧圧縮機ローラ５８を過ぎて燃焼器供給空気溜り５４に進む。

更に本発明により、第１圧縮段と第２圧縮段の圧力比は、第１低圧段の圧力比が 第２高圧段の圧力比の約２倍より大であるように選定される。更に第１圧縮段の 流路寸法は後に詳述するように、その段のために選ばれた圧力比に相当する好ま しい比較回転数を形成するように選択される。実施例に示すように第１圧・線膜 と第２圧縮段の両方にわたる全圧縮比は、第１圧縮段１４の圧力比が約６：１か ら９：１であり、第２圧縮段４ｏの圧力比が約２：１から約４：１において、約 １５：１より大である。比較的低い第２段圧力比は第２段の比較回転数（以下の 説明参照）を出来るだけ高く保つようにしである。

第一段圧縮機入口２８．３０での典型的インデューサチップ相対入口マツハ数が 約１．４又はそれ以上であり、定格動力での作動の間ブレード３２．３４の前縁 の外側チップで生じる。１．０以上のマツハ数は圧縮機入口に衝撃を起こすよう になるが、これらは比較的弱い斜めの衝撃であり、全性能にはひどくは影響を及 ぼさない。本発明は圧縮機成分の比較回転数の制御が低い入口マツハ数を維持す ることより重要であるという設計哲学がら由来する。このことは従来の普通の設 計のブラクチスから離れている。

ポンプ、圧縮機、タービンの成分効率は最良のいわゆる比較回転数を選択するこ とに密に依存している。このことはその特別の成分内で最も効率的エネルギーを 形成するスピード・フロー・ワーク（ｓｐｅｅｄ−ｆｌｏｗ−ｗｏｒｋ）関係で ある。比較回転数（Ｎｓ）はここではで表され、ここで ω＝回転速度　ラジアン／秒 Ｑ−容積流量　Ｍ３／秒 ΔＨ＝比出力　ｗａｔｔ／　ｋｇ’ｓ である。

本発明の高圧比での両正線膜の好ましい比較回転数のための要求を満足するため に、第１圧縮段と第２圧縮段との間での前記圧力比分割は限界的であることが見 出された、更に全圧縮機セクション性能が最適の比較回転数の近くで作動される べき輻流入タービン成分を許容することは共に驚くべきことであり非常に有利で ある。このマツチングは単一スプール配置を使用するにもかかわらず達成され、 その際圧縮段１４と４０は直接タービン６６により駆動される。これらの条件は 第１図に示すガスゼネレータ１０のような高効率高性能単独サイクルガスゼネレ ータを形成する。

更に本発明により、ガスゼネレータは燃焼ガスを発生するため圧縮空気を使用す る燃焼燃料と圧縮空気とを受け入れるための第２圧縮段の出口に作動的に連結さ れる燃焼手段を含む。実施例に示すように２つのキャン燃焼器（ｃａｎ　ｃｏｍ ｂｕｓｔｏｒ）　６０は二重層タービン入口マニホールド６２（第１図には単一 燃焼器のみを示す）を通して空気溜り５４と流れにおいて接続されている。任意 の数の燃焼器が使用されることができ、又米国特許願第６１０゜５８５号に示さ れるような非円形横断面の燃焼器が使用されることができる。好ましくは定常作 動の間冷却又は密封目的のために使用されるものを除いて、第２圧縮段４０を出 る圧縮空気の全ては空気溜り５４とマニホールド６２の壁の間を経て燃焼器６０ に流される。

更に又本発明により、ガスゼネレータは、１つの入口と１つの出口を有する一膜 幅流入タービンを含む。タービンは圧縮段が取付けられている軸アッセンブリに 直接駆動するために作動的に連結され、そして又受は入れ、部分的に膨張するた め燃焼手段に流れの上で接続されている。実施例に示すように、ガスゼネレータ １０はブレードチップ７０ａを具えるブレード７０を有するタービンロータ６８ を含む輻流入タービン６６を包含する。タービン６６は燃焼器６０からタービン 入口ノズルアッセンブリ７７を通り、タービン入口マユホールド６２を経て高温 度燃焼ガスを受け入れる。タービンロータ６８は高圧圧縮段４０のロータ５８と 低圧圧縮段１４のローラ保持体１８の両者を回転するため軸アッセンブリ２０に 直接接続されている。米国特許出願第６１０，５８０号は軸アッセンブリ２０に 特に適した共通の詳細を提供する。

更に本発明により、ガスゼネレータは部分的に膨張した燃焼ガスを更に外部への 仕事をなす膨張のために導くようにタービン出口に流れの上で接続される排気手 段を包含する。実施例に示すようにガスゼネレータ１０は部分的に膨張された燃 焼ガスをタービン６６から受け入れ、例えば下流の自動動力ガスタービンユニッ ト（ｆｒｅｅ　ｐｏｗｅｒ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｕｎｉｔ　）　９０又はフリージ ェット推力装置９２（第１Ａ図）に送るために作動的に接続されたマニホールド ７４を包含する。自由動力タービンユニット９０は１段又はそれ以上の個々の段 をもつことができる（第１図には２段が示される）。

第２図には本発明により設計されたガスゼネレータの２つの圧縮段と輻流タービ ン段の比較回転数曲線が示されている。ガスゼネレータは１．４以上の入口マツ ハ数をもつ約９：１の圧力比の複式導入遠心圧縮機と約３．５＝１の圧力比（す なわち第１段の圧力比の５０％以下）の第２段車式導入遠心圧縮機とを使用し、 ２０：１以上の全圧力比を有する。図で見られるように、輻流入タービンの効率 はガスゼネレータの一部として同軸で一緒に全てが回転するとき第２圧縮段の効 率のピークの近くでピークになる。このことは圧縮機比較回転数的０．６５〜０ ．８５で及び輻流入タービン比較回転数的０．５０〜０．７５で得られるタービ ン比較回転数的０．５０〜０．７５で得られる第２図のＡで示す領域で表されて いる。

領域Ｂは従来技術の高圧比ガスゼネレータについての教唆により作られた仮想代 替低圧第１段としての１段又はそれ以上の軸流段又は単一人口遠心圧縮機が続く 第２段遠心圧縮機が最適領域より可成り下に落ちることを示す、第２図は又輻流 入ガスゼネレータタービンは低比較回転数圧縮機部にマツチさせるべきときには 最適値以下に下がることを示す。したがって本発明によるガスゼネレータ流路の 回転成分は全て高い最適比較回転数で回転し、ロータの物理的寸法は小さくなり 製造費用が安（なる。又ロータアッセンブリの慣性が小さくなり、栄、速起動に 好都合になる。

複式導入第１段圧縮機は比較できる寸法の単式導入圧縮機と比べて流量（ｍａｓ ｓ　ｆｌｏｗ　）は２倍になる。定常作動条件の下では空気が第１段で設計基準 に圧縮されると、後者の流路形状は全第１段圧縮ガス流量（ｆｌｏｔｎ　ｒａｔ ｅ）に調和する。しかし起動の間及び第１段の前では容積流量は設計基準まで低 減され、第２段圧縮機は設計値より大なる容積流量を収容することができない。

そこで起動条件の間第１圧縮段を出る圧縮空気を流出するための手段が好ましく 形成され、流出された空気は第２圧縮段を回避する。第１図の実施例に示すよう に、流出ダクト７６は、起動の開弁７８が作動されると第１圧縮段１４からの圧 縮空気を受入れるため、交叉ダクト４４に接続されている。自動コントローラ８ ０は弁７８を制御するのを示されているが、手動操作がコントローラ８００代わ りに切換利用されることができる。当業者は本明細書に示されるコントローラ８ ０の機能を形成するための適切な装置を容易に選択することができる。流出空気 は簡単に第１図に示すように大気に排出されることができる。

本発明と従来技術の図には十分に違いがある。比較回転数と、全圧力比と、機械 的及び空気力学的にマツチした駆動要素すなわち輻流入ガスゼネレータタービン と連結される第１段圧縮機と第２段圧縮機の間の圧力比分割の絶対域（、ｂ５゜ １ｕｔｅ　ｒａｎｇｅ）について示す形状は、例えば１０００ＩＰ以下のタービ ンエンジンで２０：１以上の圧縮比を得るため、先ず予期せぬ好機を形成する。

この好機は航空エンジン及びタービン産業によって、「エアロノーティカル　ジ ャーナル　オブ　ザ　ローヤル　エアロノーティカル　ソサイエテイ（Ａｅｒｏ ｎａｕｔｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒｏｙａｌ　Ａｅｒｏｎａ ｕｔｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ）　Ｊ　１９　Ｂ　４年り月／２月ロールスロイ スヨーロビアシンポジウム（ＲＯＩＩｓ　Ｒｏｙｃｅ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｓｙ ｍｐｏｓｉｕｍ）よりの「小形エンジン技術（Ｓｍａｌｌ　Ｅｎｇｉｎｅ　Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ｊと題する上リング、ジー、ラッフル（Ｐｈｉｌｉｐ　Ｇ 　Ｒｕｆｆ１ｅｓ）著の論文により立証されるように完全に無視されてきた。論 文では斯かるエンジンサイズのための最も期待される圧力比は１４：１〜１６： １である。

例えば本発明の約７００ｍ／ｓ以上（ａｂｏｖｅ　ａｂｏｕｔ　７００＋ｎ／ｓ ）のタービンブレード先端７０ａに衝突する燃焼ガスの停滞温度したがってター ビンの金属温度は同じノズル入口温度にさらされる軸流タービン段の温度よりは ずっと低い（約１００〜２００°Ｃ以下）。斯くして圧縮機要件によって指令さ れている本発明の輻流入タービンのブレード先端の高速は実際に金属温度が低い 点で付加的な利点を形成している。このことは本発明の高圧力比と共に燃料消費 率を非常に低くする使用されるべき高いタービン入口温度を可能にする。本発明 の高圧力比サイクルはタービンロータに冷却を導入することなく現在の材料（ｃ ｕｒｒｅｎｔ　ｍａｔｅｒｉａｌ）で約１２００°Ｃまでの燃焼温度で高い熱効 率を形成することができる。この温度レベルでは全ての現存の軸流タービンは冷 却を必要とする。本発明によるガスゼネレータが２０〜１以上の圧力比を使用す ると輻流タービンを冷却すること、又はロータとして非金属材料を使用すること は好ましくなることができ、それは効率が更に改善されるだろうからである。冷 却は又たとえ熱効率が改善されないとしても比効力を増大するために使用される ことができる。

目下意図されるように第１図に示すガスゼネレータは理論的には約２０＝１の全 圧力比で作動し、約４．Ｏ１ｂ／Ｓの空気流で約２２００°Ｆ以上のタービン入 口温度で約７００）Ｐの当量の軸動力を作り出し、約３５％の熱効率をもち、約 ５．０　：　１のガスゼネレータタービン膨張比を使用する。タービンロータ速 度は約７５０ｍ／ｓのタービンブレード先端速度と当量の約９２０００ｒｐｎ＋ となる。設計された当量エンジン燃料消費は約０．３５〜０．４０ｆｉｂ／）Ｐ ／ｈとなり、それは開発下で最新式の回復されり（ｒｅｃｕｐｅｒａ　ｔｅｄ） ガスタービンエンジンのガスゼネレータに対比できることが重要なことである。

本ガスゼネレータを使用するエンジンの比重量は対比されるディーゼルエンジン のそれの約１０％に過ぎない。

従来は上に引用した熱効率は軸流成分を使用する非常に大きな（例えば３０００ ０）Ｐ以上）ガスタービンエンジン又は低圧力比を用いレキユバレータ／リゼネ レータ（ｒｅｃｕｐｅｒａ　ｔｏｒ　／　ｒｅｇｅｎａｒａ　ｔｏｒ）を使用す る手動カニニットでのみ得ることができた。勿論従来ディーゼルエンジンは良好 な熱効率を示すが寸法と重量の点で可成りの不利な点を示す。

本発明の範囲及び精神から離れることなく本発明のガスタービンガスゼネレータ 装置で色々の修正、変形が為され得ることば当業者にとっては明らかなことであ る。

ＦＩＧ、２Ａ。

ＦＩＧ、２Ｂ。

宝　際　ｉＩＩ　審　赳　失 １ｍｊＭ自ＭＩＡｏｏｌｌ＋ｊｌｌａＡＮ＠、ＰＣＴ／ＮＯ８６１０００１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）（ｉ）一対の入力と１つの共通出口を有する第一段複式導入遠心空気 圧縮機と、 （ｉｉ）前記第１段共通出口と流れの上で接続されている１つの入口と第２段出 口とを有し、前記第１段圧縮機に隣接配置された第２段遠心空気圧縮機と、（ｉ ｉｉ）同角速度で回転するため前記第１段と前記第２段を機械的に連結する軸ア ッセンブリとを含む約１５．１より大きな全圧力比を形成する圧縮機装置と、（ ｂ）圧縮空気と、燃焼ガスを発生するため圧縮空気を使用する燃焼燃料とを受け 入れるため前記第２段出口に作動連結された燃焼手段と、 （ｃ）直接前記軸アッセンブリ駆動部に作動連結され又燃焼ガスを前記タービン 入力で受け入れ、部分的に膨張するため前記燃焼手段に流れ連結されており、１ つの入口と１つの出口を有する１段輻流入タービンと、（ｄ）更に外部の仕事を 為す膨張のため部分的に膨張した燃焼ガスを送るため前記タービン出口に流れ連 結された排気手段とを包含し、 （ｉ）前記第１圧縮段の圧力比が前記第２圧縮段の圧力比の２倍より大であり、 （ｉｉ）前記第１圧縮段と第２圧縮段の比較回転数が夫々それらの最適値に近く 、夫々約０．６０より大てある、 高効率シングルスプールガスタービンガスゼネレータ。 ２．前記第１圧縮段と第２圧縮段の夫々の比較回転数が約０．６５と約０．８５ との間に降下することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスゼネレー タ。 ３．前記第１圧縮段と第２圧縮段に当たる全圧力比が約２０：１より大であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスゼネレータ。 ４．第１圧縮段圧力比が約６：１と９：１の間であることを特徴とする特許請求 の範囲第１項に記載のガスゼネレータ。 ５．第２圧縮段圧力比が約２：１と４：１の間であることを特徴とする特許請求 の範囲第１項に記載のガスゼネレータ。 ６．前記第２圧縮段を離れる殆ど全ての圧縮空気が前記燃焼手段により受け入れ られることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスゼネレータ。 ７．前記第１圧縮段と第２圧縮段が前記輻流入タービンと共軸であり、該タービ ンが約７００ｍ／ｓより大なる周速度で作動することを特徴とする特許請求の範 囲第１項に記載のガスゼネレータ。 ８．前記第１段複式導入圧縮機の入口マッハ数に対しインデューサ先端が約１： ４又はそれ以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスゼネ レータ。 ９．起動条件の間前記第１圧縮段を出る圧縮空気の一部を流出する手段が設けら れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスゼネレータ。 １０．前記輻流入タービンの比較回転数が約０．５０と約０．７５の間にあるこ とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のガスゼネレータ。 １１．フリーパワータービンとの組合せで特許請求の範囲第１項のガスゼネレー タを有するガスタービンエンジン。 １２．前記輻流入タービンの比較回転数が約０．５０と約０．７５の間にあるこ とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスゼネレータ。 １３．（ａ）（ｉ）一対の入力と１つの共通出口を有する第一段複式導入遠心空 気圧縮機と、 （ｉｉ）前記第１段共通出口と流れの上で接続されている１つの入口と第２段出 口とを有し、前記第１段圧縮機に隣接配置された第２段遠心空気圧縮機と、（ｉ ｉｉ）同角速度で回転するため前記第１段と前記第２段を機械的に連結する軸ア ッセンブリとを含む約１５．１より大きな全圧力比を形成する圧縮機装置と、（ ｂ）圧縮空気と、燃焼ガスを発生するため圧縮空気を使用する燃焼燃料とを受け 入れるため前記第２段出口に作動連結された燃焼手段と、 （６）直接前記軸アッセンブリ駆動部に作動連結され又燃焼ガスを前記タービン 入力で受け入れ、部分的に膨張するため前記燃焼手段に流れ連結されており、１ つの入口と１つの出口を有する１段輻流入タービンと、（ｄ）更に外部の仕事を 為す膨張のため部分的に膨張した燃焼ガスを送るため前記タービン出口に流れ連 結された排気手段とを包含し、 （ｉ）前記第１圧縮段の圧力比が前記第２圧縮段の圧力比の２倍より大であり、 （ｉｉ）前記第１圧縮段と第２圧縮段の比較回転数が夫々それらの最適値に近く 、夫々約０．６５と約０．８５との間にあり、 （ｉｉｉ）前記輻流入タービンの比較回転数が又その最適値に近く約０．５０と 約０．７５の間にある、高効率シングルスプールガスタービンガスゼネレータ。 １４．前記第１圧縮段と第２圧縮段に当たる全圧力比が約２０：１より大である ことを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載のガスゼネレータ。 １５．第１圧縮段圧力比が約６：１と９：１の間であることを特徴とする特許請 求の範囲第１３項に記載のガスゼネレータ。 １６．第２圧縮段圧力比が約２：１と４：１の間であることを特徴とする特許請 求の範囲第１３項に記載のガスゼネレータ。 １７．複式導入遠心圧縮機第１段と、該第１段圧縮機を出るガスを受け入れるた めに作動連結されている単式導入遠心圧縮機第２段と、同速度で従属回転するた め前記第１段圧縮機と第２段圧縮機の両者を共軸に取付けるための軸アッセンブ リとを包含し、 （ａ）圧縮機ユニットの全圧力比が１５：１より大であり、 （ｂ）前記第１段圧縮機の圧力比が前記第２段圧縮機の圧力比の２倍より大であ り、 （ｃ）前記第１段圧縮機と第２段圧縮機の比較回転数が約０．６０より大である 、 単一スプール２段高性能圧縮機ユニット。 １８．各比較回転数が約０．６５と約０．８５の間にあることを特徴とする特許 請求の範囲第１７項に記載の圧縮機ユニット。 １９．圧縮機ユニット全圧力比が約２０：１より大であることを特徴とする特許 請求の範囲第１７項に記載の圧縮機ユニット。 ２０．圧縮機ユニット全圧力比が約２０：１より大であることを特徴とする特許 請求の範囲第１８項に記載の圧縮機ユニット。 ２１．前記第１段圧縮機と第２段圧縮機の両者を駆動するタービン装置を含み、 該タービン駆動装置が約０．５０より大なる比較回転数を有することを特徴とす る特許請求の範囲第１７項に記載の圧縮機ユニット。 ２２．前記タービン装置比較回転数が約０．５０と約０．７５との間にあること を特徴とする特許請求の範囲第２１項に記載の圧縮機ユニット。 ２３．前記第１段圧縮機と第２段圧縮機の両者を駆動するためのタービン装置を 含み、該タービン駆動装置が同速度で回転するため前記軸アッセンブリに取付ら れていることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の圧縮機ユニット。 ２４．前記第１段圧縮機と第２段圧縮機の両者を駆動するためのタービン装置を 含み、該タービン駆動装置が同速度で回転するため前記軸アッセンブリに取付ら れ、圧縮機ユニットが前記第１段圧縮機と第２段圧縮機の両者を同速度で駆動す るため前記軸アッセンブリに取付られている１段輻流入タービンを含み、該ター ビンの比較回転数が約０．５０と約０．７５との間に有ることを特徴とする特許 請求の範囲第１７項に記載の圧縮機ユニット。 ２５．出口ジェットノズルとの組合せに於ける特許請求の範囲第１項に記載のガ スゼネレータを有するジェットエンシン。