KR20160076474A - 엔진 및 상기 엔진을 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

엔진 및 상기 엔진을 작동시키기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160076474A
KR20160076474A KR1020150182859A KR20150182859A KR20160076474A KR 20160076474 A KR20160076474 A KR 20160076474A KR 1020150182859 A KR1020150182859 A KR 1020150182859A KR 20150182859 A KR20150182859 A KR 20150182859A KR 20160076474 A KR20160076474 A KR 20160076474A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow
compressor
guide vane
shaft
engine
Prior art date
Application number
KR1020150182859A
Other languages
English (en)
Inventor
까를로스 사이몬-델가도
올리버 죠세프 타니
스벤 올름
알민 뷰섹로스
루카 알베르티
다니엘 제모라
유제니오 로시
크리스토프 시모네
Original Assignee
제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 filed Critical 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
Publication of KR20160076474A publication Critical patent/KR20160076474A/ko

Links

Images

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
    • F01D5/085—Heating, heat-insulating or cooling means cooling fluid circulating inside the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • F02C7/185—Cooling means for reducing the temperature of the cooling air or gas
    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • 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
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • 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
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • 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
    • 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
    • F01D5/084—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades the fluid circulating at the periphery of a multistage rotor, e.g. of drum type
    • 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
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/06—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/06—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
    • F02C6/08—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas the gas being bled from the gas-turbine compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28—Arrangement of seals
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • 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
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F04D29/544—Blade shapes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/14—Preswirling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

엔진이 개시되며, 상기 엔진은 압축기, 팽창기, 및 회전 방향을 가지는 샤프트(21)를 포함한다. 엔진은 압축 유체 메인 유동 경로, 압축 유체 메인 유동 경로에 배열되고 이에 유동적으로 연결되는 유동 분배기 수단(4), 및 유동 분배기와 팽창기의 구성요소를 유동적으로 연결하는 덕트(12)를 포함한다. 덕트는 엔진이 작동될 대, 유체(7)가 유동 분배기로부터 상기 팽창기 구성요소들로 덕트를 통해 가이드되도록 배열된다. 유동 편향기 디바이스(8)는 유동 분배기 수단 및/또는 상기 덕트 중 어느 것에 의해 제공된 유동 경로 내에 배열되고, 상기 유동 편향기 디바이스는 접선 방향으로 유동 분배기로부터 팽창기 구성요소를 향하여 안내된 유동 편향기 디바이스를 관통한 유동을 편향시키고 이에 의해 가속하도록 배열되고 조정되며, 상기 편향은 특히 샤프트 회전 방향으로 실행된다.

Description

엔진 및 상기 엔진을 작동시키기 위한 방법{ENGINE AND METHOD FOR OPERATING SAID ENGINE}
본 발명은 청구항 제1항에 기술된 바와 같은 엔진의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 엔진, 특히 작동 가스 터빈에 관한 것이다. 본 발명은 특히 이러한 엔진의 터보 압축기에서 사용하는데 적절한 가이드 베인 요소(guide vane element)에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 엔진의 구성요소들을 냉각하기 위한 방법에 관한 것이다.
고효율 엔진은 일반적으로 높은 작업 온도를 요구한다. 내연기관들은 특히 동시에 기계적 강도를 유지할 필요가 있을 때, 대부분의 재료들에 의해 견딜 수 있는 온도를 훨씬 초과하는 온도를 작업 유체에 제공한다. 그러므로, 고온의 압축 작업 유체의 팽창에 기여하는 엔진의 구성요소들은 적절한 냉각을 요구할 수 있다. 이러한 것은 특히 가스 터빈 엔진의 팽창 터빈의 고온 가스 경로에 있는 구성요소들의 경우와 같이 고온 가스, 특히 연소 가스의 비간헐적인 유동에 노출되는 구성요소들에서 적용된다. 오늘날 내연 가스 터빈의 적어도 제1 스테이지의 연소기와 가이드 베인 및 회전 블레이드들은 신뢰 가능한 냉각을 요구한다. 또한, 예를 들어 압축기로부터 하류에 배열된 샤프트 또는 샤프트의 부분과 같은 터빈 스테터, 로터의 부분들이 냉각을 요구할 수 있다. 냉각제를 제공하는 하나의 방법은 가스 터빈 압축기 내에 또는 뒤로부터 일부 공기를 추출하고, 상기 추출된 기류가 연소기를 우회하여 냉각을 요구하는 구성요소들로 상기 공기를 가이드하는 것이다. 그런 다음 적어도 부분적으로 열역학적 공정을 우회하는 압축기로부터 공기의 추출은 비싸고, 그러므로 냉각 공기는 냉각 공기를 추출하는 것에 의해 유발되는 효율 손실을 감소시키기 위하여 가능한 효율적으로 사용되어야 한다는 것을 이해할 것이다.
가스 터빈의 고정 부분들로 냉각 공기를 가이드하는 것이 비교적 용이하지만, 냉각 공기를 로터 부분들로 가이드하는 것은 보다 어려운 과제이다. 적어도 압축기 블레이드와 베인 열(vane row)들 사이에서 공기를 추출하는 것은 종래에 공지되어 있다. 이러한 것은 통상적으로 로터 샤프트가 정지 커버를 만나는 경우이다. 이 위치에서, 냉각제를 추출하기 위해 사용될 수 있는 환형 누설 갭이 제공된다. 추출된 냉각제는 그런 다음 예를 들어 로터 내에 형성된 덕트를 통해 또는 로터 또는 샤프트 외부면과 커버의 내벽 사이에 형성된 환상 갭을 통하여 회전하는 터빈 부분들로 가이드된다.
그러나, 첫번째 터빈 베인 열을 통하여 유동하는 가스의 압력비가 최종 압축기 베인 열에 의해 실행된 것보다 상당히 높음에 따라서, 이러한 냉각제 덕트의 하류측 단부에 복잡한 밀봉 메커니즘이 제공될 필요가 있으며, 통상적으로 특정의 조치들이 예를 들어 회전하는 터빈 블레이드들에 급송되고 그런 다음 터빈 고온 가스 유동으로 방출되기 전에 냉각제의 압력을 조정하도록 적용된다. 또한, 압축기로부터 추출시에 냉각을 위해 적용된 유체의 온도가 엔진 압력비 및 주위 온도에 의존하여 용이하게 300 내지 500℃ 이상의 범위에 있을 수 있다는 것을 유념하여야 한다.
본 명세서에 설명된 디바이스 및 방법의 목적은 종래 기술을 개선하는 것이다. 본 명세서에 설명된 디바이스 및 방법의 추가의 목적은 종래 기술, 특히 상기된 종래 기술의 특정 결점을 극복하는 것이다.
이러한 것은 청구항 제1항에 기술된 바와 같은 엔진에 의해, 또한 추가의 독립항에 기술된 구성요소들과 방법에 의해 달성된다.
본 발명은 엔진을 교시하고, 상기 엔진은 압축기, 팽창기(expansion machine), 및 일정 회전 방향을 가지는 샤프트를 포함한다. 상기 엔진은 작동 엔진이다. 또한 상기 엔진은 가스 터빈, 특히 내연 가스 터빈일 수 있다.
본 명세서 내에서, "샤프트" 및 "로터"는 크게 동의어로 사용되고, 이에 의해, 로터는 샤프트와, 샤프트에 고정되거나 그렇지 않으면 장착된, 회전 블레이드들, 열차폐물 등과 같은 임의의 회전 부분들을 포함하는 것을 유념하여야 한다.
또한, 본 명세서 내에서, 베인들은 엔진 스테터에 고정되거나 또는 그렇지 않으면 연결된 고정 유동 가이드 요소들을 지시하는 한편, 블레이드들은 엔진 로터에 고정되거나 또는 그렇지 않으면 장착된 회전 유동 편향 요소를 지시한다.
엔진은 압축기 메인 유동 경로를 포함한다. 본 명세서의 용어에서, 압축 유체 메인 유동 경로는 압축기 내의 메인 유동 경로를 포함하고, 마찬가지로 압축기 출구로부터 연소기로 또는 임의의 다른 압축 유체 가열 디바이스로의 유동 경로를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 유동 분배기(flow divider) 수단이 압축 유체 메인 유동 경로에 배열되고 유동적으로 연결된다. 덕트는 유동 분배기 및 팽창기의 구성요소들을 유동적으로 연결하고, 엔진이 작동될 때 유체는 유동 분배기로부터 상기 구성요소들로 덕트를 통하여 가이드된다. 또한, 유동 편향기 디바이스는 유동 분배기 수단 및/또는 상기 덕트에 의해 제공되는 유동 경로 내에 배열된다. 유동 편향기 디바이스는 접선 방향으로 유동 분배기로부터 상기된 팽창기 구성요소들을 향하여 유동 편향기 디바이스를 관통하는 유체 유동을 편향시키고, 이에 의해 유체 유동을 가속하도록 배열되고 조정된다. 편향기 디바이스는 상류측 또는 특히 덕트의 단부에 배열될 수 있다. 이러한 경우에, 덕트를 통해 유동하는 유체 유동을 편향시키는 효과는 전체 덕트 내에서 효과적으로 된다.
본 발명의 한 양태에서, 편향기 디바이스는 상기 편향이 샤프트의 회전 방향으로 실행되도록 설계되고 배열된다. 그러나, 편향이 샤프트의 회전 방향에 반대로 실행되도록 편향기 디바이스가 설계되고 배열되는 실시예들이 예상 가능하다.
명벽한 바와 같이, 압축성 유체를 가속시키는데 있어서, 온도 및 정지 압력모두 강하된다. 더욱 명백한 바와 같이, 상기 추출된 압축 유체 부분 유동은 엔진 구성요소들을 위한 냉각제로서 기여하도록 의도된다. 온도 감소로 인하여, 냉각 효율은 향상된다. 특히, 냉각제가 샤프트의 외부면을 따라서 또는 로터 드럼을 통해 가이드될 때, 다음에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 로터 냉각이 개선되거나, 또는 매체로부터, 그 자체가 로터의 부분을 형성하는 샤프트로의 열 흡수가 감소된다. 냉각제 덕트에서 정지 압력의 감소로 인하여, 냉각제 덕트의 하류의 고온 가스측에서의 냉각제의 누설이 감소되고 및/또는 냉각제 덕트와 고온 작업 유체 메인 유동 사이의 밀봉이 덜 비쌀 수 있다는 것이 또한 예상될 수 있다. 접선 방향으로 냉각제 유동을 가속하는데 있어서, 상기 가속이 냉각제 덕트 단면을 변경함이 없이 실행될 수 있다는 것을 또한 예상할 것이다. 추가의 이점은 샤프트 회전 방향으로 냉각제 유동을 유도하는 것에서 알 수 있다. 즉, 한편으로는, 특히 냉각제 덕트가 샤프트와 고정 부분, 예를 들어 다음에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 커버 사이의 갭, 예를 들어, 환상 갭에 형성될 때, 냉각제와 로터 사이의 마찰 손실이 감소된다. 특히, 고정 발전소 가스 터빈과 같은 대형 엔진의 경우에, 샤프트의 외부면에서의 접선 속도는 100m/s를 훨씬 초과하는 상당한 규모에 달할 수 있다. 예상할 수 있는 바와 같이, 그리고 이러한 샤프트의 큰 표면적을 고려하여, 샤프트가 외부면에 대해 크게 다른 접선 속도를 가지는 냉각제 유동과 샤프트 사이의 마찰 손실이 고려될 수 있다. 제안된 유동의 접선 속도로 인하여, 유동의 접선 속도는 샤프트 외부면의 접선 속도에 보다 밀접하게 일치할 수 있으며, 상기 마찰 손실은 상당히 감소될 수 있다. 압축 유체 부분 유동이 하류에서 터보 압축기 회전 블레이드 열로부터 추출되면, 특히 회전 블레이드들이 샤프트 상에 배열됨에 따라서, 이미 추출된 유동은 샤프트 회전 방향으로 일정 접선 속도를 가지며, 그러므로 필요한 효과를 달성하도록 편향기에서 보다 적은 추가 유동 가속 및 편향이 요구된다.
가속으로 인하여 추출된 유체 유동의 레이놀드 상수를 증가(boost)시키는데 있어서, 구성요소들과 추출된 유체 유동 사이의 열전달은 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 양태에서, 압축 유체 부분 유동이 로터 캐비티 내부에서 실행되면, 편향기는 예를 들어 방사상으로 내향하여 접경한 로터를 향하여 유도된 추출 매체 유동에 추가의 속도 성분을 추가하도록 형상화될 수 있다. 편향기는 방사상 내향 접경에서 뿐만 아니라 원주 방향으로 추출된 유체를 편향시키도록 조정, 구성, 배열될 것이다. 특히, 이러한 방사상 내향 접경, 샤프트의 회전 방향에서 구심 속도 성분(centripetal velocity component), 및 상기된 접선 속도 성분에 추가하여, 유동은, 샤프트 또는 로터의 외부 및 로터 캐비티 사이, 또는 다시 말하면 추출된 유체 유동과 로터 또는 샤프트 캐비티 사이에 유체 연결을 제공하는 샤프트의 입구 개구들을 향하여 유도될 수 있다. 유동의 접선 속도 성분은 로터 샤프트 외부, 결과적으로 입구 개구들의 접선 속도와 일치할 수 있다. 이러한 일치 및 상기 개구들을 향한 유동의 방향으로 인하여, 입구 개구들 내로 매체의 유입은 상기 입구 개구들의 값비싼 기하학적 형상을 제공함이 없이 크게 촉진될 수 있다.
명확히 설명되거나 설명되지 않을 수 있는 본 발명의 교시의 추가의 효과 및 이점은 당업자에게 고유하거나 또는 자명하게 될 것이다.
제안된 엔진에 적용되는 바와 같은 유동 분배기에서, 상기된 추가의 특성이 유익하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어 가능한 매끄러운 유동 편향을 얻은 것은 이러한 유동 분배기를 설계하는데 있어서 유익한 것으로 입증되었다. 특히, 와류 유동을 유발하는 예리한 편향은 회피되어야 한다. 그러므로, 정압(static pressure)에서의 감소가 바람직한 것으로 보였지만, 전체적인 엔진 효율에 유해한 추출 유체 유동의 전체 압력 손실은 회피되거나 또는 적어도 최소로 감소되게 된다.
엔진의 실시예에서, 압축기는 샤프트 상에 배열된 회전 또는 구동 블레이드들의 적어도 하나의 열, 상기 구동 블레이드들의 열로부터 하류에 배열된 고정 베인들의 대응하는 열을 포함하는 터보 압축기이며, 유동 분배기는 상기 블레이드들의 열과 상기 베인들의 대응하는 열 사이에 배열된다. 상기 배열의 하나의 이점은 유동 분배기에 의해 추출될 때 압축 유체는 회전 블레이드들에 의해 실행된 유체의 가속으로 인하여, 이미 샤프트 또는 로터 회전의 방향으로 제1 접선 속도 성분을 가지거나, 또는 즉, 압축기 스테이지에서 정압 빌드업이 완전히 실행되지 않았다는 것이다. 그러므로, 필요한 효과를 달성하도록 편향기 디바이스에 요구되는 편향이 적다. 추가의 실시예에서, 터보 압축기는 멀티스테이지 터보 압축기이며, 유동 분배기는 가장 하류의(즉 최종) 압축기 스테이지의 대응하는 블레이드 열과 베인 열 사이에 배열될 수 있다.
유동 편향기 디바이스는 다수의 에어포일들을 포함할 수 있다. 이것들은 상류 공칭 유동 각도(upstream nominal flow angle)와 하류 공칭 유동 각도(downstream nominal flow angle), 또는 유동 덕트에 있는 에어포일의 어레이에 대해 전형적으로 지칭되는 바와 같이, 유입 각도 및 유출 각도를 제공하도록 배열될 수 있으며, 각 각도는 유체 유동의 축방향에 대해 측정된다. 상기 유체 유동의 축방향은 특히 축방향 유동 터보 엔진에서 샤프트의 축방향과 동일한 것으로 고려될 수 있다. 상기 각도들은 각각 예를 들어 선단 및 후미 가장자리에서 에어포일 캠버선(airfoil camber line)의 방향에 의해 한정된다. 특히, 하류 공칭 각도 또는 유출 각도는 상류 공칭 각도 또는 유입 각도보다 크고, 각각 에어포일을 통하여 또는 에어포일들의 어레이를 통하여 유동할 때, 유체 유동이 샤프트 회전 방향으로 편향되도록 샤프트 회전 방향을 향해 틸팅된다. 그러므로, 편향기 디바이스는 유동 분배기 상에 또는 냉각제 덕트에 배치된 가이드 베인 열과 유사할 수 있다. 유동이 샤프트 회전 방향에 반대로 또한 편향될 수 있고, 이는 큰 편향 각도를 요구하게 된다는 것을 이해하여야 한다. 샤프트 회전 방향에 반대로 향한 접선 속도를 가지도록 큰 편향 각도를 적용하는 이점은 다음에 상세하게 설명된다.
편향기 디바이스가 적절하게 형상화된 노즐 또는 오리피스, 또는 각각 다수의 노즐들 또는 오리피스들일 수 있는 추가의 실시예가 예상될 수 있다.
편향기가 엔진의 고정 구성요소인 것을 이해할 것이다.
추가의 실시예에서, 편향기 디바이스는 엔진의 고정 부분 상에 배열되고, 특히 로터 샤프트와 상기 고정 부분 사이에 형성된 갭 내에 배열될 수 있다. 편향기 디바이스는 특히 샤프트를 둘러싸는 커버, 가이드 베인 방사상 내부 부분(가이드 베인 방사상 내부 부분), 특히 가이드 베인의 방사상 내부 셔랴우드 중 하나에 제공될 수 있다. 또한, 유동 분배기는 커버 또는 가이드 베인 방사상 내부 부분, 특히 가이드 베인의 방사상 내부 셔라우드 중 하나에 의해 형성될 수 있다.
엔진의 실시예에서, 터보 압축기의 가이드 베인 열, 특히 멀티스테이지 터보 압축기의 가장 하류의 가이드 베인 열은 방사상 내부 셔라우드 또는 셔라우드 요소들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 스테이지의 베인들은 엔진 하우징을 향한, 특히 엔진 하우징에 베인들을 부착하기 위한 수단이 제공되는 베인 열의 방사상 외측 상에 배열된 발, 및 샤프트를 향한 방사상 내측 상에 배열된 팁을 포함한다. 상기 팁들은 셔라우드에 연결될 수 있고 및/또는 셔라우드 요소들이 제공될 수 있다. 상기 셔라우드 요소들은 베인들을 구비한 일체 주조 요소들일 수 있으며, 즉 베인들과 원피스로 제조되어 있을 수 있다. 셔라우드는 그런 다음 샤프트를 둘러싸는 커버의 부분을 형성할 수 있다. 편향기 디바이스는 차례로 압축기 가이드 베인들의 방사상 내부 셔라우드 상에 배열될 수 있으며, 셔라우드의 일체 부분 또는 셔라우드 요소들과 원피스로, 그리고 이러한 것으로서 형성될 수 있다.
예를 들어 냉각제 유동으로서 추출된 압축 유체 부분 유동이 유도되는 엔진 구성요소들은 회전 엔진 구성요소들일 수 있고, 샤프트 상에 배열될 수 있다. 실시예에서, 엔진은 가스 터빈 엔진, 특히 내부 연소 가스 터빈일 수 있다. 이러한 가스 터빈 엔진이 적어도 하나의 터보 압축기와 적어도 하나의 팽창 터빈을 포함하는 것을 예측할 것이다. 팽창 터빈의 적어도 일부 회전 블레이드들은 그런 다음 전형적으로 적어도 일부 터보 압축기 회전 블레이드들을 구비한 공통 샤프트 상에, 또는 그렇지 않으면 터보 압축기 샤프트에 구동 가능하게 연결된 샤프트 상에 배열되고, 그러므로 터보 압축기에 구동력을 제공할 수 있다. 고정 발전 가스 터빈 엔진들에 적용되는 것으로서 구동 단부를 구비한 단일 샤프트 가스 터빈에, 예를 들어 항공기 추진을 위해 적용되는 것으로서 다중 샤프트 가스 터빈 엔진들에 이러한 것을 어떻게 적용하는지 당업자에 의해 예측될 수 있으며, 가스 터빈 엔진들은 전용의 유용한 동력 팽창 터빈과, 예를 들어 자동차 구동 또는 일부 헬리콥터 또는 터보프롭(turboprop) 엔진 및 다른 형태의 엔진을 위에 적용될 수 있는 것으로서 전용 구동 샤프트를 포함한다. 상기 엔진 구성요소들은 회전 구성요소들이며, 특히 샤프트 상에 배열되고, 예를 들어 회전 블레이드들 또는 샤프트 커버 또는 냉각제를 위해 요구되는 차폐 요소들일 수 있다.
개시된 엔진의 실시예에서, 편향기 디바이스는 샤프트 내부의 캐비티에 의해 제공된 내부 로터 드럼 내로 추출된 압축 유체를 가이드하도록 설계될 수 있다. 추출된 유체 유동 또는 냉각제를 가이드하기 위한 유동 덕트는 상기 로터 드럼을 포함한다. 다른 실시예에서, 유동 덕트는 갭, 특히 회전 샤프트와 고정 커버 사이에 형성된 환상 갭에 제공된다. 또한, 외형화된 유동 채널들을 형성하는 회전 에어포일들 또는 다른 적절한 수단은 샤프트 상에 배열되거나 또는 형성될 수 있으며, 상기 에어포일들 또는 다른 수단은 로터 회전 방향으로 유동을 편향시키기 위해 배열된 고정 편향기 디바이스 하류의 덕트에 배열된다. 회전 에어포일들은 로터 회전 방향에 반대로 배향된 편향을 가진다. 보다 일반적으로, 회전 유동 채널들은 회전 채널들 내에서 유체의 가속, 및 유동의 절대 접선 속도의 감속을 실행하도록 제공되게 된다. 이러한 수단은 샤프트에 제공된 링일 수 있으며, 상기 링은 차례로 적절하게 배열되고 배향된 노즐들 또는 오리피스들이 제공된다. 그러므로, 팽창 터빈 스테이지는 샤프트와 커버 사이의 갭 내에 형성되고, 덕트 내에서 추출된 유체 또는 냉각제 유동의 전체 압력(및 온도)를 감소시키는데 기여하는 한편 샤프트에 유용한 구동력을 추가한다. 갭 내에 추가의 고정 편향기 디바이스, 예를 들어 고정 에어포일들의 추가의 열을 배열하는 것이 유익하다는 것을 알 수 있으며, 상기 편향기 디바이스는 샤프트 회전 방향으로 또는 이와 반대로 유도된 접속 속도 성분을 더욱 추가하고, 그러므로 다시 유동을 가속하고 정압 및 온도를 더욱 낮추도록 배열되고 구성된다.
본 발명의 양태에서, 엔진은 가스 터빈 엔진이고, 및/또는 냉각제가 가이드될 팽창기 구성요소들은 회전 구성요소들이며, 특히 샤프트 상에 배열된다.
본 발명의 추가의 양태에서, 가이드 베인 요소, 특히 상기된 엔진의 압축기를 위한 가이드 베인 요소가 설명된다. 가이드 베인 요소는 가이드 베인의 발로부터 가이드 베인의 팁으로 연장하는 걸침 폭(span width)을 가지는 적어도 하나의 가이드 베인 에어포일을 가지며, 베인의 발은 가이드 베인 링의 외경에 위치되도록 설계되며, 그러므로, 발은 가이드 베인 또는 가이드 베인 요소의 방사상 외측을 구성하고, 팁은 가이드 베인 링의 내경에 위치되도록 설계되고, 그러므로 팁은 가이드 베인 또는 가이드 베인 요소의 방사상 내측을 구성한다. 가이드 베인 요소는 가이드 베인 에어포일의 팁에 있는 셔라우드를 추가로 포함한다. 셔라우드는 에어포일을 향하여 배치된 제1 면과, 셔라우드의 반대편 측부에 배치된 제2 면을 포함한다. 적어도 하나의 편향기 에어포일은 제2 면에 제공된다. 엔진에 장착된 상태에서, 편향기 에어포일은 그런 다음 갭, 특히 환상 갭에 배치될 수 있다. 상기 환상 갭은 셔라우드의 샤프트 또는 로터 사이에 형성된다. 편향기 에어포일은 상기된 바와 같은 편향기 디바이스의 부분이다. 본 발명의 한 양태에서, 가이드 베인 요소 상에 제공된 다수의 편향기 에어포일들은 가이드 베인 요소 상에 제공된 가이드 베인 에어포일들의 수를 초과할 수 있다. 장착된 상태에서, 편향기 에어포일들의 결과적인 피치는 가이드 베인 에어포일들의 피치보다 작을 것이다. 이러한 것은 편향기 에어포일들에 의해 형성된 편향기 디바이스에 의해 제공되는 유동 편향이 가이드 베인 에어포일들에 의해 제공된 가이드 베인 열에 의해 제공되는 유동 편향을 초과하면 유익한 것으로 입증할 수 있다. 그러나, 추가의 예상 가능한 실시예에서, 편향기 에어포일의 수는 유동이 편향기 에어포일들을 따라서 유동하는 동안 가속된다는 사실로 인하여 가이드 베인 에어포일들의 수와 같거나 또는 적을 수 있다.
선단 가장자리로부터 후미 가장자리까지 편향기 에어포일의 만곡부는 가이드 베인 에어포일의 만곡부와 반대로 배향될 수 있다. 또한, 편향기 에어포일의 캠버 각도(camber angle)는 가이드 베인 에어포일의 캠버 각도를 초과할 수 있다. 즉, 가이드 베인 에어포일들의 편향은 샤프트 회전 방향에 반대로 배향될 수 있으며, 그러므로 가이드 베인 열을 통한 유동의 감속 및 압축기에서 유동하는 작업 유체의 빌드업을 유발하는 한편, 편향기 에어포일들은 편향기 디바이스를 통한 유동의 가속, 그러므로 정압의 감소를 유발하도록 제공될 수 있다. 각각의 상기된 기하학적 조건은 가이드 베인 에어포일이 비틀린 에어포일인 경우에 가이드 베인 에어포일 팁에서 측정된 적어도 가이드 베인 기하학적 형태를 위해 실현될 수 있다.
가이드 베인 요소의 여전히 또 다른 실시예에서, 셔라우드의 제2 면은 상기 제2 면을 따라서 가이드되는 유동이 가이드 베인 링에 대하여 방사상으로 내향하여 편향되도록 외형화된다. 그러므로, 셔라우드의 제2 또는 방사상 내부면은 이 실시예에서 편향기 디바이스의 일부분을 구성한다. 상기된 바와 같이, 상기 제2 면에 의해 한정된 유동 덕트는 방사상으로 내향하여 배향된 매끄러운 유동 편향을 실행하도록 외형화될 수 있다. 이러한 것은 전체 압력 손실을 피하거나 또는 감소시키는데 유익한 것으로 보여질 수 있는 한편, 추출된 유체 부분 유동의 정압에서의 감소는 얻어질려고 노력한다.
또한, 셔라우드가 커버의 상류측에 배열되면, 셔라우드는 그 자체가 압축기 메인 유동으로부터 압축 유체 부분 유동을 추출하기 위한 유동 분배기 요소를 구성할 수 있다.
여전히 또 다른 양태에서, 편향기 에어포일 셔라우드는 가이드 베인 셔라우드 제2 표면에 반대인 적어도 하나의 편향기 에어포일의 팁 상에 배열될 수 있으며, 특히 장착된 상태에서 편향기 에어포일 셔라우드와 샤프트 사이에 존재하는 갭을 밀봉하기 위한 적어도 하나의 밀봉 요소는 편향기 에어포일 셔라우드 상에 배열될 수 있다. 이러한 조치는 편향기 디바이스를 우회하는 누설 유동을 감소시키는데 기여하며, 그러므로 편향 효율을 향상시킨다.
방법은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 상기 엔진은 압축기, 팽창기, 로터, 및 스테터를 포함하는 엔진을 작동시키기 위하여 추가로 개시되며, 엔진의 구성요소들을 냉각하기 위한 방법을 포함한다. 추가로 설명되는 바와 같은 냉각 방법은, 압축 유체 메인 유동으로부터 압축 유체 부분 유동을 추출하는 단계, 압축 유체 부분 유동의 접선 속도 성분을 가속하여, 부분 유동이 압축 유체 메인 유동으로부터 추출된 후에 추출된 압축 유체 부분 유동의 정압, 결과적으로 온도를 낮추는 단계, 및 팽창기 구성요소, 특히 회전하는 터빈 구성요소로 가속된 접선 속도 성분을 가지는 압축 유체 부분 유동을 급송하는 단계를 포함한다. 특히, 접선 속도 성분의 방향은 로터 회전과 동일한 방향을 가진다. 그러나, 로터 회전 방향에 반대인 결과적인 접선 속도가 절대값으로 편향 전의 접선 속도 성분보다 크도록, 유동을 편향시키고 로터 회전 방향에 반대로 향한 접선 속도 성분을 추가하는 것이 가능하다. 이러한 것은 정압과 온도가 낮추어지고 큰 상대 속도가 샤프트 표면과 냉각제 유동 사이에 발생되는 것을 의미하고, 이는 샤프트와 냉각제 사이의 열전달을 크게 증대할 수 있다.
상기된 바와 같은 유동 분배기는 유동을 추출하기 위하여 적용될 수 있다. 상기된 바와 같은 편향기 디바이스는 추출된 압축 유체 부분 유동의 가속을 실행하도록 적용될 수 있으며, 이는 이어서 팽창기 구성요소를 위한 냉각제로서 적용될 것이다.
상기 방법에 적용된 압축기는 터보 압축기일 수 있으며, 터보 압축기는 회전 압축기 블레이드들의 적어도 하나의 열 및 고정 압축기 가이드 베인들의 대응하는 열을 포함하며, 상기 대응하는 가이드 베인들은 압축기 블레이드들로부터 하류에 배열된다. 상기 방법은 그런 다음 압축 유체 부분 유동이 압축기로부터 추출될 때 로터 회전 방향으로 제1 접선 속도 성분을 가지도록, 압축기 회전 블레이드 열로부터 하류 및 대응하는 압축기 고정 베인 열 상류에서 압축 유체 부분 유동을 추출하는 단계, 및 로터 회전 방향으로 제2 접선 속도 성분을 추가하도록 압축 유체 부분 유동을 더욱 편향시키고, 그러므로 접선 속도 성분의 가속을 실행하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 상기 블레이드 열과 베인 열은 멀티스테이지 압축기의 최종 스테이지, 즉, 최종 또는 가장 하류 스테이지의 블레이드 및 베인 열들이다.
방법은 가속된 후에 및 구성요소로 급송하기 전에 작업 기계에서 상기 추출된 압축 유체를 팽창시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 범위까지, 예를 들어, 터빈 블레이드들은 샤프트 상에, 특히 샤프트의 고정 커버 사이에 형성된 갭에, 보다 상세하게 환상 갭에 배열될 수 있으며, 상기 갭은 냉각제 유동 덕트로서 기여하고, 상기 터빈 블레이드들은 편향기 디바이스 하류에 배열된다. 터빈 블레이드들은 샤프트 또는 로터 상에 고정 배열되고 로터 회전 방향에 반대로 향한 편향 각도를 가지는 것을 특징으로 한다. 회전하는 터빈 블레이드들의 열을 통하여 가이드되는데 있어서, 유체는 터빈 블레이드들을 구동하는 동안 접선 속도와 전체 압력을 상실할 것이다. 이러한 범위까지, 상기 방법은 추출된 압축 유체 부분 유동, 즉 냉각제를 팽창시키는데 있어서 샤프트에 유용한 구동력을 추가하는 단계를 포함한다.
방법은 또한 냉각제 유동을 감속시키는 것으로서, 특히 상기 터빈 블레이드들의 열을 통한 유동을 가이드하는데 있어서 샤프트 회전 방향으로 냉각제 유동의 접선 속도 성분을 감소시키는 것으로서 또한 설명될 수 있다. 방법은 제2 고정 편향기 디바이스에 있는 상기 작업 기계에서 팽창된 후에 샤프트 회전 방향으로 냉각제를 가속시키고, 그러므로 냉각제 정압을 더욱 감소시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 양태에서 방법은 또한 편향기 디바이스로부터 하류의 냉각제 덕트에 있는 샤프트 상에, 즉 특히 샤프트와 커버 사이에 형성된 갭에 배열되거나 또는 형성된 터빈 블레이드 열을 제공하는 단계를 포함하고, 터빈 블레이드 열 하류의 냉각제 유동 덕트에, 특히 샤프트와 커버 사이에 형성된 상기 갭에 제2 고정 편향기 디바이스를 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
다중의 이러한 냉각제 팽창 단계를 제공하고, 결과적으로 상기된 다수의 냉각제 팽창 터빈들을 제공하고, 엔진이 갭 내에서 샤프트 상에 제공되는 팽창 터빈 블레이드들의 다수의 열들을 포함할 수 있다는 것이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해하여야 하지만, 특정 실시예에서, 압력이, 냉각제가 밀봉구들에서 또는 추출된 유체 또는 냉각제가 고온 가스 유동과 혼합하도록 위도된 위치에서 고온 가스 유동을 만나도록 의도된 위치의 팽창 엔진의 고온 작업 유체의 압력보다 위에 유지되어야 한다는 것은 명백하게 될 것이다. 이러한 것은 특히 냉각될 구성요소들이 예를 들어 확산 냉각 터빈 구성요소들의 필름, 예를 들어 필름 또는 확산 냉각 블레이드들을 제공하도록 작업 기계에서 고온 가스 유동과 추출된 유체 부분 유동을 혼합하도록 구멍들을 구비한 블레이드들 또는 다른 구성요소들일 때이다. 이 경우에, 본 명세서에서 청구된 엔진과 방법은 상기 구성요소들들로부터 냉각제 유출이 터빈 메인 유동과의 보다 적은 간섭을 유발할 수 있음에 따라서 냉각제 압력을 낮추는 것에 의해 개선될 수 있다.
상기된 엔진은 예를 들어 공기 흡입식 엔진(air breathing engine)일 수 있다. 추출된 유체는 그런 다음 압축 공기이다. 방법은 압축 공기, 특히 최종 압축 압력 아래의 압력에서 압축 공기를 추출하는 단계를 포함한다. 특히, 엔진은 공기 흡입식 가스 터빈, 특히 공기 흡입식 내연 가스 터빈이다. 그러나, 개시된 발명이 이러한 특정 형태의 엔진들에 대해 다음에 상세히 설명되지만, 본 발명이 다른 형태의 엔진들에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
상기된 특징들이 서로 용이하게 조합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 설명된 디바이스들과 방법들이 예를 들어 로터 냉각에 관련되지만, 이는 엔진의 샤프트 및/또는 샤프트 상에 배열된 및/또는 로터에 연결된 구성요소의 냉각이며, 이것들은 다른 목적을 위하여 또한 적용될 수 있다. 하나의 엔진에서 이것들은 임의의 다른 시스템들과 조합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 터빈 가이드 베인들 또는 연소기 라이너와 같지만 이에 한정되지 않는 고정 구성요소들은 다른 특징 및 지금 또는 추후에 공지된 방법들에 의해 달성될 수 있으며, 액체 냉각같은 기술과 조합될 수 있는 한편, 여전히 본 발명의 교시 내에, 특히 본 명세서에서 청구된 디바이스들과 방법들의 범위 내에 있다.
설명 및/또는 청구된 요지는 다음에 설명되는 예시적인 실시예들에 의해 보다 명백하게 된다. 그러나, 이러한 예시적인 실시예들이 예시적인 실시예들에 제공되는 특정으로 본 발명을 제한하지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 교시는 지금 첨부된 도면을 참조하여 상이한 예시적인 실시예들의 수단에 의해 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 최종 압축기 스테이지, 제1 팽창 터빈 스테이지들 및 팽창 터빈 회전 구성요소들에 냉각제를 제공하기 위한 냉각제 경로를 도시하는 가스 터빈 엔진의 예시적인 실시예의 일부를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 교시 내에 있는 유동 분배기 및 편향기 수단을 포함하는 최종 터보 압축기 스테이지의 상세도;
도 3은 유동 분배기를 통합하는 가이드 베인 요소 및 가이드 베인 셔라우드의 방사상 내측부 상에 배치된 편향기 수단의 예시적인 실시예를 도시한 도면;
도 4는 가이드 베인 및 편향기 에어포일들을 도시하는 가이드 베인 요소를 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 교시 내에서 유동 분배기와 편향기 수단을 포함하는 최종 터보 압축기 스테이지의 추가의 실시예의 상세를 도시한 도면;
도 6은 냉각제 유동을 팽창시키기 위한 추가의 수단을 포함하는, 최종 터보 압축기 스테이지 및 냉각제 덕트의 부분의 제3 예시적인 실시예의 상세를 도시한 도면;
도 7은 셔라우드된 편향기의 제1 예시적인 실시예를 도시한 도면;
도 8은 셔라우드된 편향기의 제2 예시적인 실시예를 도시한 도면.
도면들은 많이 개략적이다. 본 발며의 이해를 위하여 요구되지 않는 상세는 이해 및 묘사를 용이하게 하기 위하여 생략되었다.
상기된 디바이스들과 방법들은 다음에 보다 상세하게 설명된 예시적인 실시예들의 관점에서 보다 명백하게 된다. 이러한 예시적인 실시예들이 이해 및 제시의 용이를 위하여 단일 샤프트 내연 가스 터빈들로 제한되지만, 다른 형태의 엔진들에 적용될 수 있고, 전형적으로 항공기 추진을 위해 적용되는 것으로서 다중 샤프트 가스 터빈 엔진, 예를 들어 자동차에 적용되는 것과 같은 전용의 유용한 동력 구동축을 포함하는 가스 터빈 및 다른 형태의 엔진으로 제한되지 않는다는 것을 유념하여야 한다.
본 발명의 교시를 적용하는 가스 터빈 엔진의 제1 예시적인 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 가스 터빈 엔진(1)은 압축기(2)와 팽창 터빈(3)을 포함한다. 가스 터빈 엔진은 스테터(10)와 로터(20)를 추가로 포함한다. 단지 최종 스테이지의 압축기(3)와 제1 스테이지의 터빈(3)이 이 도면에 도시되어 있다. 최종 압축기 스테이지는 압축기 블레이드(201)와 압축기 베인(101)을 포함한다. 추가의 압축기 베인 및 블레이드들(도면부호 없음)이 도시된다. 터빈의 제1 스테이지 베인(102), 제1 스테이지 블레이드(202), 제2 스테이지 베인(103) 및 제2 스테이지 블레이드(203)들이 이 도면에 도시되어 있다. 회전 블레이드들은 샤프트(21) 상에 배열되고, 로터(20)의 부분을 형성한다. 고정 베인들은 하우징에 고정되고, 스테터의 부분을 형성한다. 압축기와 터빈 사이의 영역에서, 고정 커버(11)가 샤프트(21)를 둘러싸도록 배열된다. 환상 덕트(12)는 커버(11)와 샤프트(21) 사이에 형성되고, 압축기로부터 터빈으로 연장한다. 최종 압축기 블레이드(201)들의 열과 최종 압축기 베인(101)들의 열 사이에서, 덕트는 압축기 메인 유동(5)을 향해 개방된다. 덕트(12)는 압축기로부터 터빈으로 회전 터빈 부분들을 위한 냉각제로서 기여하는 냉각 유체의 부분 유동을 가이드하도록 사용될 수 있다. 유동 분배기 수단(4)은 덕트(12)의 상류측 단부에 배열된다. 본 발명에 따라서, 편향기 수단은 유동 분배기(4)에 또는 덕트(12) 내의 다른 위치에 배열된다.
도 2는 최종 압축기 스테이지와 유동 분배기(4)를 보다 상세하게 도시한다. 최종 압축기 베인은 발(111)로부터 팁(112)으로 걸치는 가이드 베인 에어포일을 포함한다. 발은 가스 터빈의 하우징에 베인을 고정하기 위한 디바이스를 공지된 방식으로 장비한다. 베인 에어포일의 팁에서, 셔라우드(113)가 제공된다. 셔라우드(113)는 가이드 베인 에어포일을 향한 제1 면(114)과, 에어포일로부터 멀리 향하는 제2 면(115)을 포함한다. 베인의 발이 가이드 베인 열의 방사상 외측에 배열되는 한편, 셔라우드를 포함하는 가이드 베인의 팁이 가이드 베인 열의 방사상 내측에 배열된다는 것을 이해하여야 한다. 유동 분배기 수단(4)은 가이드 베인 팁과 로터 샤프트(21) 사이에 배열된다. 유동 분배기(4)는 이 예시적인 실시예에서 가이드 베인 셔라우드(113)에 의해 제공된다. 유동 분배기 수단(4)은 공지된 방식으로 연소기 또는 터빈 작업 유체를 가열하기 위한 수단에 제공되는 작업 유체 유동(5)과 압축 유체 추출 부분 유동(7)으로 최종 압축기 스테이지 블레이드(201)들로부터 오는 유체 유동(6)을 분할하는데 기여한다. 작업 유체 유동의 추가의 부분 유동이 이어서 엔진의 고정 부분들을 위한 냉각 공기를 제공하도록 작업 유체 유동(5)로부터 추출되는 것을 이해할 것이며; 그러나, 이것이 본 발명의 요지가 아님에 따라서, 이러한 것은 보다 상세하게 설명되지 않는다. 유체 유동(5 및 6)들이 압축기 메인 유동인 것을 추가로 이해할 것이다. 회전 압축기 회전 블레이드(201)들 열로부터 나오는 유체 유동(6)이 로터 또는 샤프트 회전 방향으로 배향된 접선 속도를 가지는 것을 예측할 것이다. 부분 유동(7)은 샤프트(21)와 커버(11) 사이에 형성된 환상 덕트(12) 내로 가이드된다. 또한 유동 분배기 수단(4)은 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명될 편향기 수단(8)을 포함한다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 가이드 베인(101)의 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 셔라우드(113)의 제2 방사상 내부면(115)은 유동 분배기(4)를 형성한다. 셔라우드 제2 표면을 따라서 유동하는 추출된 압축 공기 부분 유동은 한편으로는 덕트(12)에 들어가도록 방사상 내향하여 편향된다. 다른 한편으로, 편향기(8)는 방사상 내부 셔라우드 면(115) 상에 배열된다. 편향기 디바이스(8)는 편향기 에어포일(81)들을 포함한다. 편향기 에어포일(81)들은 접선 방향으로 상기 에어포일들을 따라서 유동하는 유체 유동을 편향시키도록 배열되고 조정된다.
도 4에서, 가이드 베인(101)은 방사상 방향으로의 시야에서 개략적으로 도시된다. 화살표(U)는 로터 회전 방향을 나타낸다. 화살표(Ax)는 엔진을 통한 축선 유동 방향을 나타낸다. 베인(101)은 셔라우드(113)의 제1 면 상의 가이드 베인 에어포일(110)과 셔라우드(113)의 제2 면에 배치된 편향기 에어포일(81)을 포함한다. 유체 유동은 각각 에어포일 선단 가장자리로부터 에어포일 후미 가장자리로 다수의 에어포일들에 의해 걸쳐있는 에어포일들을 따라서 또는 채널들을 통하여 유동하고, 이에 의해 에어포일들에 의해 편향된다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 가이드 베인(101)은 하나의 가이드 베인 에어포일(110)과 다수의 편향기 에어포일(81)들을 포함한다. 본 발명의 범위 내에서 다수의 가이드 베인 에어포일들을 포함하는 가이드 베인 요소를 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 특정 실시예에서, 다수의 편향기 에어포일들은 가이드 베인 에어포일들의 수를 초과하고, 가이드 베인 에어포일들의 피치보다 작은 편향기 에어포일 피치를 유발한다. 이러한 것은 편향기 에어포일들에 의해 더욱 큰 편향을 보다 효율적으로 허용하도록 움직이는데 기여할 수 있다. 또한 상기된 바와 같이, 회전 압축기 블레이드의 열로부터 나오는 입사 유속은 로터 회전 방향으로, 즉 화살표(U)에 의해 지시된 방향으로 접선 속도 성분을 가질 것이다. 에어포일 선단 가장자리에서 에어포일 캠버선에 의해 한정된 바와 같은 에어포일들의 상류 공칭 유동 각도는 유입 각도와 적어도 본질적으로 동일하도록 배열될 것이며, 또는 즉 선단 가장자리에서 에어포일의 캠버선이 설계 작동 상태에서 적어도 일부 작동 조건에서 유입에 적어도 본질적으로 평행할 것이다. 압축 유체 메인 유동은 로터 회전 방향에 반대로 가이드 베인 에어포일(110)에 의해 편향된다. 그러므로, 가이드 베인 에어포일(110)을 따라서 또는 가이드 베인 에어포일들의 어레이를 통하여 유동하는 유체 유동의 접선 속도는 각각 감소되는 한편, 축방향 속도 성분은 크게 변하지 않고 남게 되고, 정압 빌드업을 유발한다. 추출된 유체 부분 유동은 회전 방향으로 편향기 에어포일(81)들에 의해 편향되고, 즉, 접선 속도가 추가되고, 정압, 따라서 유체의 정적 온도(static temperature)는 하강된다. 그러므로, 샤프트의 원주 속도에 더욱 밀접한 일치를 제공하는 감소된 온도 및 정압 및 접선 속도를 가지는, 덕트(12)를 통한 냉각 유체 유동이 제공될 수 있다.
상기된 바와 같은 엔진의 추가 실시예는 도 5에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 로터 캐비티(23)는 로터(20)에 제공되고, 로터 냉각제 유동을 위한 덕트를 제공한다. 보어(22)가 제공되어, 로터(20)의 외부와 캐비티(23)를 연결한다. 압축기 블레이드(201)들의 열로부터 나오는 유체 유동(6)은 작업 유체 유동(5)으로 분할되고, 작업 유체 유동은 상기된 바와 같이 가이드 베인(101)들의 열을 통하여 유도되고 이에 의하여 감소된다. 또한, 유동 분배기와 편향기 디바이스(4, 8)는 압축기 가이드 베인(101)의 방사상 내측부 상에 제공된다. 부분 유동(7)은 유체 유동(6)으로부터 추출되고, 로터 보어(22)를 통해 로터 캐비티(23) 내로 가이드된다. 유동 분배기와 편향기(4, 8)는 한편으로는 방사상 내향하여, 또한 로터 회전 방향으로 추출된 유동을 편향시키는데 기여한다. 그러므로, 추출된 유체 유동은 로터 보어(22)의 외부 개구를 향하여 유도되고, 로터(20)의 외부 원주에서 로터 보어(22)의 외부 개구의 원주 방향 속도에 적어도 밀접하게 일치할 수 있는 접선 속도를 수용한다. 그러므로, 로터 보어(22) 내로 추출된 유체 유동(7)의 진입은 로터 보어(22)의 복잡한 입구 개구 기하학적 형태를 제공할 필요가 없이 측면으로 크게 촉진될 수 있다. 냉각제 추출의 이러한 모드는 각 압축기 블레이드 열과 후속의 압축기 베인 열 사이에서 실현될 수 있다.
도 6의 실시예는 심지어 추가의 회전 터빈 구성요소들에 제공된 냉각제의 압력을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이전에 설명된 바와 같이, 회전 압축기 블레이드(201)들의 열로부터 나오는 유체 유동(6)은 작업 유체 유동(5)과 추출된 유체 부분 유동(7)으로 분할된다. 추출된 유체 부분 유동(7)은 샤프트(21)와 커버(11) 사이에 형성된 갭 내로 유동 분배기(4)에 의해 가이드된다. 이것은 로터 회전 방향으로 편향기(8)에 의해 더욱 가속된다. 터빈 블레이드(204)들은 환상 갭 내에서 및 편향기(8)의 하류에서 로터 상에 제공된다. 터빈 블레이드(204)들은 로터 회전 방향 반대로 터빈 블레이드들의 열을 통하여 유동을 편향시키도록 형상화된다. 그러므로, 터빈 블레이드(204)들의 열을 통하여 유동하는 추출된 유체 유동(7)은 감속되며, 전체 압력을 느슨하게 하는 한편 로터에 유용한 작업을 추가한다. 제2 편향기(9)들은 터빈 블레이드(204)들의 열 하류에 배열되고, 로터 회전 방향으로 부분 유체 유동(7)을 편향시키도록 형상화되고 배열되며, 그러므로 추출된 유체 유동(7)의 정압을 다시 낮춘다.
본 명세서에 개시된 디바이스들의 예시적인 실시예들의 추가의 상세는 도 7 및 도 8에 도시된다. 예측되는 바와 같이, 특정 허용오차는 각각 고정 편향기들과 로터(20) 또는 샤프트(21) 사이에서 유지될 필요가 있다. 편향기들의 비교적 작은 크기로 인하여, 상기 허용오차를 통한 누설 유동은 비교적 크고, 차례로 편향 유효성을 감소시킨다. 도 7에 도시된 실시예에서, 편향기(8)는 밀봉 팁(83)들이 차례로 장비되는 방사상 내부 셔라우드(82)가 제공된다. 그러나, 로터와 샤프트 사이의 축방향 움직임으로 인하여, 회전 및 고정 부분들 사이의 접촉을 피하기 위하여 도 7의 실시예에서 비교적 높은 레벨에 유지되도록 허용오차가 여전히 필요하다. 그러므로, 도 8에 도시된 실시예에서, 로터는 편향기(8)가 연속적으로 테이퍼지지 않고, 단계적 방식으로 배열되고 설계된 영역에 있다. 그러므로, 로터와 샤프트 사이의 축방향 움직임이 일어날 때, 밀봉 팁(83)들은 일정한 지름의 섹션을 따라서 로터에 대해 움직일 수 있다. 이러한 것은 고정 밀봉 팁(83)들과 로터(20) 사이에 보다 작은 허용오차를 설계하고 유지하는 것을 허용한다.
본 발명이 가스 터빈 엔진의 예시적인 실시예들의 관점에서 설명되었지만, 당업자는 다른 형태의 엔진에 대한 본 명세서에 개시된 교시의 적용성을 예측할 것이다. 예를 들어, 편향기 디바이스는 덕트 내의 다른 위치에 제공될 수 있으며, 가이드 베인 셔랴우드들 대신에 커버에 부착될 수 있다. 또한, 제공된 실시예들이 본 발명의 교시의 이해를 용이하게 하기 위하여 단지 예로서 의도되며, 본 명세서에 개시되고 청구된 발명에 대한 제한을 결코 제공하지 않을 것이다. 제공된 예시적인 실시예들로부터의 일탈이 가능하고, 개시되고 청구된 발명의 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
1 가스 터빈 엔진
2 압축기
3 터빈
4 유동 분배기
5 압축 작업 유체 유동
6 최종 압축기 스테이지 블레이드 열로부터 유체 유동
7 추출된 압축 유체 부분 유동
8 편향기
9 편향기
10 스테터
11 커버
12 덕트
20 로터
21 샤프트
22 로터 보어
23 로터 캐비티
81 편향기 에어포일
82 편향기 셔라우드
83 밀봉 팁들
101 최종 압축기 스테이지 베인
102 제1 터빈 스테이지 베인
103 제2 터빈 스테이지 베인
110 가이드 베인 에어포일
111 가이드 베인 발
112 가이드 베인 팁
113 가이드 베인 셔라우드
114 셔라우드 제1 면
115 셔라우드 제2 면
201 최종 압축기 스테이지 블레이드
202 제1 터빈 스테이지 블레이드
203 제2 터빈 스테이지 블레이드
204 터빈 블레이드
U 샤프트/로터 회전 방향
Ax 축방향 유동 방향

Claims (15)

  1. 압축기(2), 팽창기(3), 및 샤프트(21)를 포함하는 엔진(1)으로서,
    샹기 샤프트(21)가 회전 방향(U)을 가지며,
    상기 엔진은, 압축 유체 메인 유동 경로,
    압축기 메인 유동 경로에 배열되고 상기 압축기 메인 유동 경로에 유동적으로 연결된 유동 분배기 수단(4),
    상기 유동 분배기와 상기 팽창기 구성요소들을 유동적으로 연결하는 덕트로서, 상기 엔진이 작동될 때, 유체(7)가 상기 유동 분배기로부터 상기 팽창기 구성요소들로 상기 덕트를 통해 가이드되도록 배열되는 상기 덕트(12)를 포함하는 엔진에 있어서,
    유동 편향기 디바이스(8)가 상기 유동 분배기 수단 및 상기 덕트 중 어느 것에 의해 제공된 유동 경로 내에 배열되며, 상기 유동 편향기 디바이스는 접선 방향으로 상기 유동 분배기로부터 상기 팽창기 구성요소들을 향하여 유도된, 상기 유동 편향기 디바이스를 통한 유동을 편향시키도록 배열되고 조정되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유동 편향기 디바이스(8)는 상기 덕트(12) 또는 상기 유동 경로의 상류측에 배열되는 엔진.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압축기는 상기 샤프트 상에 배열된 블레이드(201)들의 적어도 하나의 열과, 상기 블레이드들의 열의 하류에 배열된 베인(101)들의 대응하는 열을 포함하는 터보 압축기이며, 상기 유동 분배기(4)는 상기 블레이드들의 열과 상기 베인들의 열 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  4. 제3항에 있어서, 상기 터보 압축기는 멀티스테이지 터보 압축기이며, 상기 유동 분배기는 대응하는 블레이드(201) 열과 가장 하류에 배열된 압축기 스테이지의 베인(101) 열 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 편향기 수단은 상기 샤프트의 축방향 각도에 대해 측정되는 상류 공칭 유동 각도 및 하류 공칭 유동 각도를 각각 제공하는 다수의 편향기 에어포일(81)들을 포함하며, 특히, 상기 하류 공칭 각도는 상기 상류 공칭 각도보다 크고, 샤프트 회전 방향(U)으로 유체 유동을 편향시키도록 상기 샤프트 회전 방향을 향해 틸팅되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 디바이스(8, 9)는 엔진의 고정 부분(4, 11, 101) 상에 배열되고, 특히 상기 샤프트(21)와 상기 고정 부분(4, 11, 101) 사이에 형성된 갭(12) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 디바이스는 압축기 가이드 베인(101)들의 적어도 하나의 방사상 내부 셔라우드(113) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  8. 가이드 베인 요소(101), 특히 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 엔진의 압축기를 위한 가이드 베인 요소로서, 상기 가이드 베인 요소는 상기 가이드 베인의 발(111)로부터 상기 가이드 베인의 팁(112)으로 연장하는 걸침 폭을 가지는 적어도 하나의 가이드 베인 에어포일(101)을 포함하고, 상기 베인의 발은 가이드 베인 링의 외경에 위치되도록 설계되고, 상기 팁은 상기 가이드 베인 링의 내경에 위치되도록 설계되며, 상기 가이드 베인 요소는 상기 가이드 베인 에어포일의 팁에 제공되는 셔라우드(113)를 추가로 포함하고, 상기 셔라우드는 상기 에어포일을 향해 배치되는 제1 면(114)과 상기 셔라우드의 반대편 측부에 배치되는 제2 면(115)을 가지는 상기 가이드 베인 요소에 있어서,
    적어도 하나의 편향기 에어포일(81)이 상기 제2 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 가이드 베인 요소.
  9. 제8항에 있어서, 선단 가장자리로부터 후미 가장자리로의 편향기 에어포일의 만곡부는 상기 가이드 베인 에어포일의 편향에 반대로 배향되고 및/또는 상기 편향기 에어포일의 캠버 각도는 상기 가이드 베인 에어포일의 캠버 각도를 초과하고, 각 상태는 적어도 상기 가이드 베인 에어포일 팁에서 측정된 가이드 베인 편향을 위해 실현되는 것을 특징으로 하는 가이드 베인 요소.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 셔라우드(113)의 제2 면(115)은 상기 제2 면을 따라서 가이드된 유동이 가이드 베인 링에 대하여 방사상 내향하여 편향되도록 외형화되는 것을 특징으로 하는 가이드 베인 요소.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 편향기 셔라우드(82)가 상기 가이드 베인 셔라우드 제2 면(115) 반대편의 적어도 하나의 편향기 에어포일(81)의 팁에 제공되고, 특히 장착된 상태에서, 상기 편향기 셔라우드(82)와 로터 및/또는 샤프트(20; 21) 사이에 존재하는 갭을 밀봉하기 위한 적어도 하나의 밀봉 요소(83)는 장착된 상태에서 상기 편향기 에어포일 셔라우드에 제공되는 것을 특징으로 하는 가이드 베인 요소.
  12. 압축기(2), 팽창기(3), 로터(20), 및 스테터(10)를 포함하는 엔진(1)의 구성요소들을 냉각하기 위한 방법에 있어서,
    압축 유체 메인 유동(6)으로부터 압축 유체 부분 유동(7)을 추출하는 단계,
    압축 유체 부분 유동의 접선 속도 성분을 가속하고, 그러므로 압축 유체 부분 유동이 압축 유체 메인 유동으로부터 추출된 후에 상기 부분 유동의 정압, 및 결과적인 정적 온도를 낮추는 단계,
    엔진 구성요소, 특히 회전 터빈 구성요소(202, 203) 및 로터 샤프트(21) 중 적어도 하나에 상기 접선 속도 성분을 가진 압축 유체 부분 유동을 급송하는 단계를 포함하며,
    특히 상기 접선 속도 성분의 방향은 로터 회전(U)과 동일한 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 엔진 구성요소 냉각 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 압축기는 터보 압축기이며, 상기 터보 압축기는 회전 압축기 블레이드(201)들의 적어도 하나의 열 및 고정 압축기 가이드 베인(101)들의 대응하는 열을 포함하며, 상기 대응하는 가이드 베인들은 상기 압축기 블레이드들로부터 하류에 배열되며, 상기 방법은 압축 유체 부분 유동이 압축기로부터 추출될 때 로터 회전 방향(U)으로 제1 접선 속도 성분을 가지도록, 상기 압축기 회전 블레이드 열로부터 하류 및 대응하는 압축기 고정 베인 열 상류의 압축 유체 부분 유동을 추출하는 단계, 및 상기 로터 회전 방향으로 제2 접선 속도 성분을 추가하도록 상기 압축 유체 부분 유동을 편향시키고, 그러므로 접선 속도 성분의 가속을 실행하는 단계를 포함하며, 특히 상기 블레이드 열과 베인 열은 멀티스테이지 압축기의 최종 스테이지의 블레이드 및 베인 열들인 것을 특징으로 하는 엔진 구성요소 냉각 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 작업 기계에서 상기 압축 유체 부분 유동을 팽창시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성요소 냉각 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 샤프트 상에 배열된 적어도 하나의 회전 요소에 의해 제공된 유동 채널들을 통해 유동을 가이드하는 단계, 상기 유동을 상기 샤프트 회전 방향 반대로 편향시키는 단계, 및 특히 유동이 가속된 후에 및 상기 엔진 구성요소로 유동을 급송하기 전에, 상기 샤프트 회전 방향에 반대로 배향된 편향 각도를 가지는 회전 블레이드(204)들의 열을 통하여 유동을 가이드하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 구성요소 냉각 방법.
KR1020150182859A 2014-12-22 2015-12-21 엔진 및 상기 엔진을 작동시키기 위한 방법 KR20160076474A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14199808.8 2014-12-22
EP14199808.8A EP3037674A1 (en) 2014-12-22 2014-12-22 Engine and method for operating said engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160076474A true KR20160076474A (ko) 2016-06-30

Family

ID=52146295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150182859A KR20160076474A (ko) 2014-12-22 2015-12-21 엔진 및 상기 엔진을 작동시키기 위한 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160177833A1 (ko)
EP (1) EP3037674A1 (ko)
JP (1) JP2016121690A (ko)
KR (1) KR20160076474A (ko)
CN (1) CN105715310A (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018206601A1 (de) * 2018-04-27 2019-10-31 MTU Aero Engines AG Schaufel, Schaufelsegment und Baugruppe für eine Turbomaschine und Turbomaschine
GB201807267D0 (en) * 2018-05-03 2018-06-20 Rolls Royce Plc Louvre offtake arrangement
US11499475B2 (en) 2018-11-23 2022-11-15 Pratt & Whitney Canada Corp. Fan assembly having flow recirculation circuit with rotating airfoils
US10900414B2 (en) 2018-11-23 2021-01-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Fan assembly having flow recirculation circuit with guide vanes
RU2729558C1 (ru) * 2019-09-16 2020-08-07 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Промежуточный корпус компрессора двухконтурного турбореактивного двигателя
IT202000013609A1 (it) 2020-06-08 2021-12-08 Ge Avio Srl Componente di un motore a turbina con un insieme di deflettori
EP4174286A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-03 ANSALDO ENERGIA S.p.A. Gas turbine assembly for power plant with improved rotor and turbine blades cooling and method for operating this gas turbine assembly
US11725530B1 (en) * 2022-05-20 2023-08-15 General Electric Company Offtake scoops for bleed pressure recovery in gas turbine engines
CN115614155B (zh) * 2022-08-30 2024-04-16 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种引气支板及含有引气支板的中介机匣

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2192229B (en) * 1986-07-04 1990-05-02 Rolls Royce Plc A compressor and air bleed system
US5155993A (en) * 1990-04-09 1992-10-20 General Electric Company Apparatus for compressor air extraction
DE4326799A1 (de) * 1993-08-10 1995-02-16 Abb Management Ag Vorrichtung zur Sekundärluftentnahme aus einem Axialverdichter
US5581996A (en) * 1995-08-16 1996-12-10 General Electric Company Method and apparatus for turbine cooling
US6438941B1 (en) * 2001-04-26 2002-08-27 General Electric Company Bifurcated splitter for variable bleed flow
US6578351B1 (en) * 2001-08-29 2003-06-17 Pratt & Whitney Canada Corp. APU core compressor providing cooler air supply
DE10233032A1 (de) * 2002-07-20 2004-01-29 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Strömungsarbeitsmaschine mit integriertem Fluidzirkulationssystem
DE10244192A1 (de) * 2002-09-23 2004-04-01 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbine mit Vorrichtung zur Arbeitsentnahme zur Kühlung von Scheiben
DE10355241A1 (de) * 2003-11-26 2005-06-30 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Strömungsarbeitsmaschine mit Fluidzufuhr
DE10355240A1 (de) * 2003-11-26 2005-07-07 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Strömungsarbeitsmaschine mit Fluidentnahme
DE102004030597A1 (de) * 2004-06-24 2006-01-26 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Strömungsarbeitsmaschine mit Aussenradstrahlerzeugung am Stator
DE102007029367A1 (de) * 2007-06-26 2009-01-02 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Schaufel mit Tangentialstrahlerzeugung am Profil
EP2011963B1 (de) * 2007-07-04 2018-04-04 Ansaldo Energia Switzerland AG Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine mit Axialschubausgleich
DE102007037924A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-12 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Strömungsarbeitsmaschine mit Ringkanalwandausnehmung
DE102008052409A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Strömungsarbeitsmaschine mit saugseitennaher Randenergetisierung
GB201015029D0 (en) * 2010-09-10 2010-10-20 Rolls Royce Plc Gas turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
CN105715310A (zh) 2016-06-29
JP2016121690A (ja) 2016-07-07
EP3037674A1 (en) 2016-06-29
US20160177833A1 (en) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160076474A (ko) 엔진 및 상기 엔진을 작동시키기 위한 방법
EP2204533B1 (en) Methods, systems and/or apparatus relating to inducers for turbine engines
CN107084004B (zh) 用于涡轮发动机部件的冲击孔
US10577955B2 (en) Airfoil assembly with a scalloped flow surface
JP2010156335A (ja) 改良型タービン翼プラットフォームの輪郭に関する方法および装置
US10815806B2 (en) Engine component with insert
US20180230839A1 (en) Turbine engine shroud assembly
US20180283180A1 (en) Turbine engine airfoil with a modified leading edge
US9175565B2 (en) Systems and apparatus relating to seals for turbine engines
US10619490B2 (en) Turbine rotor blade arrangement for a gas turbine and method for the provision of sealing air in a turbine rotor blade arrangement
CA2927037C (en) Rotor assembly with scoop
GB2536628A (en) HPT Integrated interstage seal and cooling air passageways
US9938848B2 (en) Rotor assembly with wear member
US10408075B2 (en) Turbine engine with a rim seal between the rotor and stator
US9765629B2 (en) Method and cooling system for cooling blades of at least one blade row in a rotary flow machine
EP3358142B1 (en) Turbine tip shroud leakage flow control
US20150167488A1 (en) Adjustable clearance control system for airfoil tip in gas turbine engine
EP3203023A1 (en) Gas turbine engine with a cooling fluid path
CN113833571A (zh) 具有成组的偏转器的涡轮发动机构件
US20200263553A1 (en) Cooled turbine rotor blade
US10508548B2 (en) Turbine engine with a platform cooling circuit
US20180347403A1 (en) Turbine engine with undulating profile
CN113446120B (zh) 用于冷却反向旋转涡轮发动机的一部分的方法和装置
US11536158B2 (en) Turbomachine

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant