JP2001342803A - ガスタービンの空気流可変装置 - Google Patents
ガスタービンの空気流可変装置Info
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- JP2001342803A JP2001342803A JP2000164867A JP2000164867A JP2001342803A JP 2001342803 A JP2001342803 A JP 2001342803A JP 2000164867 A JP2000164867 A JP 2000164867A JP 2000164867 A JP2000164867 A JP 2000164867A JP 2001342803 A JP2001342803 A JP 2001342803A
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可変静翼の向きを変えても、翼端面と流路壁
面との間の隙間を微小一定に保持する。 【解決手段】 ハブ側シュラウド２とチップ側シュラウ
ド３との間に形成された流路１に、上流側より順に可変
静翼６、動翼８、固定静翼９が配列してあるガスタービ
ンのタービンにおいて、可変静翼６のハブ側翼端面６ａ
とチップ側翼端面６ｂを、流路１壁面の湾曲に沿う形状
に加工して、翼端面６ａ，６ｂと流路１壁面との間の隙
間Ｃａ，Ｃｂを微小に設定する。可変静翼６の向きを変
えても、隙間Ｃａ，Ｃｂを流路１方向に微小一定に保持
させる。
面との間の隙間を微小一定に保持する。 【解決手段】 ハブ側シュラウド２とチップ側シュラウ
ド３との間に形成された流路１に、上流側より順に可変
静翼６、動翼８、固定静翼９が配列してあるガスタービ
ンのタービンにおいて、可変静翼６のハブ側翼端面６ａ
とチップ側翼端面６ｂを、流路１壁面の湾曲に沿う形状
に加工して、翼端面６ａ，６ｂと流路１壁面との間の隙
間Ｃａ，Ｃｂを微小に設定する。可変静翼６の向きを変
えても、隙間Ｃａ，Ｃｂを流路１方向に微小一定に保持
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は航空機用ガスタービ
ンエンジン等として用いられるガスタービンにおけるタ
ービンや圧縮機、ファン等の部分で空気流の方向を調整
するために使用する空気流可変装置に関するものであ
る。
ンエンジン等として用いられるガスタービンにおけるタ
ービンや圧縮機、ファン等の部分で空気流の方向を調整
するために使用する空気流可変装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは、圧縮機で圧縮した空気
に燃料を混合して燃焼させ、それによって生じる高温高
圧の燃焼空気流で直接タービンのロータを高速回転させ
て動力を得るようにしたもので、図４に上記タービンの
部分の一例を示す如く、内周側に位置するハブ側シュラ
ウド２とその外周側に位置するチップ側シュラウド３と
の間に形成されて、上流の燃焼器からの燃焼空気流を流
すようにしてある流路１に、操作機構４の作動により軸
５の回転を介して向き（角度）が変えられるようにして
ある可変静翼６と、タービン軸７と一体に周方向に回転
する動翼８と、固定静翼９とが上流側から順に配列して
あり、負荷に応じて、上記可変静翼６の向きを変えて動
翼８に導入する燃焼空気流の方向を調整することによ
り、効率のよい運転を行うことができるようにしてあ
る。１０は上記動翼８とこれを支持するディスク１１及
びタービン軸７とからなるタービンロータを示す。
に燃料を混合して燃焼させ、それによって生じる高温高
圧の燃焼空気流で直接タービンのロータを高速回転させ
て動力を得るようにしたもので、図４に上記タービンの
部分の一例を示す如く、内周側に位置するハブ側シュラ
ウド２とその外周側に位置するチップ側シュラウド３と
の間に形成されて、上流の燃焼器からの燃焼空気流を流
すようにしてある流路１に、操作機構４の作動により軸
５の回転を介して向き（角度）が変えられるようにして
ある可変静翼６と、タービン軸７と一体に周方向に回転
する動翼８と、固定静翼９とが上流側から順に配列して
あり、負荷に応じて、上記可変静翼６の向きを変えて動
翼８に導入する燃焼空気流の方向を調整することによ
り、効率のよい運転を行うことができるようにしてあ
る。１０は上記動翼８とこれを支持するディスク１１及
びタービン軸７とからなるタービンロータを示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ガスタ
ービンのタービンの場合、可変静翼６のハブ側翼端面６
ａ及びチップ側翼端面６ｂは単に平面加工された形状と
なっているだけであるため、流路１の壁面となるハブ側
シュラウド２の外周面及びチップ側シュラウド３の内周
面と、可変静翼６のハブ側翼端面６ａ及びチップ側翼端
面６ｂとの間の隙間が流路１方向に一定とはならず、可
変静翼６の向きによっては部分的に隙間が大きくなり、
隙間から燃焼空気流がリークすることによる圧力損失が
大きくなるため、可変静翼採用のデメリットとなってい
た。
ービンのタービンの場合、可変静翼６のハブ側翼端面６
ａ及びチップ側翼端面６ｂは単に平面加工された形状と
なっているだけであるため、流路１の壁面となるハブ側
シュラウド２の外周面及びチップ側シュラウド３の内周
面と、可変静翼６のハブ側翼端面６ａ及びチップ側翼端
面６ｂとの間の隙間が流路１方向に一定とはならず、可
変静翼６の向きによっては部分的に隙間が大きくなり、
隙間から燃焼空気流がリークすることによる圧力損失が
大きくなるため、可変静翼採用のデメリットとなってい
た。
【０００４】そこで、本発明は、可変静翼の向きを変え
ても翼端面と流路壁面との間の隙間を微小一定に保持す
ることができるようにしようとするものである。
ても翼端面と流路壁面との間の隙間を微小一定に保持す
ることができるようにしようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、空気流を流す流路に取り付けてある可変
静翼の内端側及び外端側の翼端面を、上記流路の壁面の
湾曲面に沿う形状に形成した構成とする。
決するために、空気流を流す流路に取り付けてある可変
静翼の内端側及び外端側の翼端面を、上記流路の壁面の
湾曲面に沿う形状に形成した構成とする。
【０００６】可変静翼の翼端面が流路壁面の湾曲に沿う
形状としてあることから、可変静翼の向きを変えても翼
端面と流路壁面との間の隙間を微小一定に保持すること
ができる。
形状としてあることから、可変静翼の向きを変えても翼
端面と流路壁面との間の隙間を微小一定に保持すること
ができる。
【０００７】又、空気流を流す流路に取り付けてある可
変静翼の取付部付近の流路壁面を、可変静翼の回転軸心
延長線とタービン軸心との交点を中心とする半径の球面
状に形成し、且つ上記可変静翼の内端側及び外端側の翼
端面を、上記球面状とした流路壁面と同心の球面状又は
球面に近似する形状に形成した構成とすることにより、
可変静翼を如何なる向きに変えても、翼端面と流路壁面
との間の隙間を常に微小一定に保持することができる。
変静翼の取付部付近の流路壁面を、可変静翼の回転軸心
延長線とタービン軸心との交点を中心とする半径の球面
状に形成し、且つ上記可変静翼の内端側及び外端側の翼
端面を、上記球面状とした流路壁面と同心の球面状又は
球面に近似する形状に形成した構成とすることにより、
可変静翼を如何なる向きに変えても、翼端面と流路壁面
との間の隙間を常に微小一定に保持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【０００９】図１は本発明の実施の一形態を示すもの
で、図４に示したと同様に、ハブ側シュラウド２とチッ
プ側シュラウド３との間に形成されて燃焼空気流をター
ビン軸７方向へ流すようにしてある流路１に、上流側よ
り順に可変静翼６と動翼８と固定静翼９とが配列してあ
るガスタービンのタービンにおいて、上記可変静翼６の
内側端となるハブ側翼端面６ａと外端側となるチップ側
翼端面６ｂを、いずれも、流路１の壁面の湾曲面に沿う
湾曲形状として、翼端面６ａ，６ｂと流路１の壁面との
間の隙間Ｃａ，Ｃｂを微小に設定するようにする。その
他の構成は図４に示したものと同じであり、同一部分に
は同一符号が付してある。
で、図４に示したと同様に、ハブ側シュラウド２とチッ
プ側シュラウド３との間に形成されて燃焼空気流をター
ビン軸７方向へ流すようにしてある流路１に、上流側よ
り順に可変静翼６と動翼８と固定静翼９とが配列してあ
るガスタービンのタービンにおいて、上記可変静翼６の
内側端となるハブ側翼端面６ａと外端側となるチップ側
翼端面６ｂを、いずれも、流路１の壁面の湾曲面に沿う
湾曲形状として、翼端面６ａ，６ｂと流路１の壁面との
間の隙間Ｃａ，Ｃｂを微小に設定するようにする。その
他の構成は図４に示したものと同じであり、同一部分に
は同一符号が付してある。
【００１０】タービンの可変静翼６の角度調整範囲は、
通常、１５〜２０度程度であるため、可変静翼６の翼端
面６ａ，６ｂが流路１の壁面に沿う形状に形成してある
と、可変静翼６の向きを変えても、隙間Ｃａ，Ｃｂを微
小一定に保持することができて、従来のように大きな隙
間が形成されることがなくなり、圧力損失を抑えること
ができて、性能向上を図ることができる。
通常、１５〜２０度程度であるため、可変静翼６の翼端
面６ａ，６ｂが流路１の壁面に沿う形状に形成してある
と、可変静翼６の向きを変えても、隙間Ｃａ，Ｃｂを微
小一定に保持することができて、従来のように大きな隙
間が形成されることがなくなり、圧力損失を抑えること
ができて、性能向上を図ることができる。
【００１１】次に、図２は本発明の実施の他の形態を示
すもので、図１に示したと同様な構成において、可変静
翼６の取付部付近の流路１の壁面となるハブ側シュラウ
ド２の外周面とチップ側シュラウド３の内周面を、可変
静翼６の回転軸心延長線ＯＢとタービン軸心ＯＴとの交
点を中心Ｏとする半径Ｒ１とＲ２の球面状に形成し、且
つ可変静翼６のハブ側翼端面６ａを、上記半径Ｒ１より
も僅かに長い半径Ｒ３とした同心の球面状に形成すると
共に、可変静翼６のチップ側翼端面６ｂを、上記半径Ｒ
２よりも僅かに短い半径Ｒ４とした同心の球面状に形成
したものである。
すもので、図１に示したと同様な構成において、可変静
翼６の取付部付近の流路１の壁面となるハブ側シュラウ
ド２の外周面とチップ側シュラウド３の内周面を、可変
静翼６の回転軸心延長線ＯＢとタービン軸心ＯＴとの交
点を中心Ｏとする半径Ｒ１とＲ２の球面状に形成し、且
つ可変静翼６のハブ側翼端面６ａを、上記半径Ｒ１より
も僅かに長い半径Ｒ３とした同心の球面状に形成すると
共に、可変静翼６のチップ側翼端面６ｂを、上記半径Ｒ
２よりも僅かに短い半径Ｒ４とした同心の球面状に形成
したものである。
【００１２】図２の実施の形態によれば、可変静翼６の
翼端面６ａ，６ｂと流路１の壁面とがすべて同心の球面
状に形成されているため、可変静翼６を如何なる向きに
変えても、隙間Ｃａ，Ｃｂを常に流路１方向に微小一定
に保持することができる。したがって、可変静翼６の角
度調整範囲を拡大することができて、性能をより向上さ
せることができる。
翼端面６ａ，６ｂと流路１の壁面とがすべて同心の球面
状に形成されているため、可変静翼６を如何なる向きに
変えても、隙間Ｃａ，Ｃｂを常に流路１方向に微小一定
に保持することができる。したがって、可変静翼６の角
度調整範囲を拡大することができて、性能をより向上さ
せることができる。
【００１３】次いで、図３は本発明の実施の更に他の形
態を示すもので、図２に示したと同様な構成において、
可変静翼６のハブ側翼端面６ａ及びチップ側翼端面６ｂ
を球面状に形成することに代えて、翼端面６ａ及び６ｂ
を、ハブ側シュラウド２の外周面及びチップ側シュラウ
ド３の内周面の球面形状に沿うような多面近似形状とし
たものである。
態を示すもので、図２に示したと同様な構成において、
可変静翼６のハブ側翼端面６ａ及びチップ側翼端面６ｂ
を球面状に形成することに代えて、翼端面６ａ及び６ｂ
を、ハブ側シュラウド２の外周面及びチップ側シュラウ
ド３の内周面の球面形状に沿うような多面近似形状とし
たものである。
【００１４】図３に示すような構成としても、図２の実
施の形態の場合とほぼ同等な作用効果が奏し得られる。
施の形態の場合とほぼ同等な作用効果が奏し得られる。
【００１５】なお、可変静翼６の翼端面６ａ，６ｂと流
路壁面との間の隙間Ｃａ，Ｃｂは小さければ小さいほど
よいが、熱膨張等を考慮して任意に設定し得ること、
又、実施の形態では、ガスタービンにおけるタービンの
可変静翼と、その部分への適用例について示したが、圧
縮機やファン等の同様な部分にも適用できること、その
他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を
加え得ることは勿論である。
路壁面との間の隙間Ｃａ，Ｃｂは小さければ小さいほど
よいが、熱膨張等を考慮して任意に設定し得ること、
又、実施の形態では、ガスタービンにおけるタービンの
可変静翼と、その部分への適用例について示したが、圧
縮機やファン等の同様な部分にも適用できること、その
他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を
加え得ることは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のガスタービン
の空気流可変装置によれば、空気流を流す流路に取り付
けてある可変静翼の内端側及び外端側の翼端面を、上記
流路の壁面の湾曲面に沿う形状に形成した構成としてあ
るので、可変静翼の向きを変えても、可変静翼の翼端面
と流路壁面との間の隙間を微小一定に保持することがで
き、これにより、圧力損失を抑えることができて、性能
向上を図ることができ、又、空気流を流す流路に取り付
けてある可変静翼の取付部付近の流路壁面を、可変静翼
の回転軸心延長線とタービン軸心との交点を中心とする
半径の球面状に形成し、且つ上記可変静翼の内端側及び
外端側の翼端面を、上記球面状とした流路壁面と同心の
球面状又は球面に近似する形状に形成した構成とするこ
とにより、可変静翼を如何なる向きに変えても翼端面と
流路壁面との間の隙間を常に微小一定に保持することが
でき、可変静翼の角度調整範囲を拡大できて、性能のよ
り向上化を図ることができる、という優れた効果を発揮
する。
の空気流可変装置によれば、空気流を流す流路に取り付
けてある可変静翼の内端側及び外端側の翼端面を、上記
流路の壁面の湾曲面に沿う形状に形成した構成としてあ
るので、可変静翼の向きを変えても、可変静翼の翼端面
と流路壁面との間の隙間を微小一定に保持することがで
き、これにより、圧力損失を抑えることができて、性能
向上を図ることができ、又、空気流を流す流路に取り付
けてある可変静翼の取付部付近の流路壁面を、可変静翼
の回転軸心延長線とタービン軸心との交点を中心とする
半径の球面状に形成し、且つ上記可変静翼の内端側及び
外端側の翼端面を、上記球面状とした流路壁面と同心の
球面状又は球面に近似する形状に形成した構成とするこ
とにより、可変静翼を如何なる向きに変えても翼端面と
流路壁面との間の隙間を常に微小一定に保持することが
でき、可変静翼の角度調整範囲を拡大できて、性能のよ
り向上化を図ることができる、という優れた効果を発揮
する。
【図１】本発明のガスタービンの空気流可変装置の実施
の一形態を示す概要図である。
の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す静翼部分の拡大
図である。
図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す静翼部分の
拡大図である。
拡大図である。
【図４】従来のガスタービンのタービン部分の一例を示
す概要図である。
す概要図である。
１ 流路 ２ ハブ側シュラウド ３ チップ側シュラウド ６ 可変静翼 ６ａ ハブ側翼端面 ６ｂ チップ側翼端面 Ｏ 中心 ＯＢ 回転軸心延長線 ＯＴ タービン軸心 Ｃａ，Ｃｂ 隙間
Claims (2)
- 【請求項１】 空気流を流す流路に取り付けてある可変
静翼の内端側及び外端側の翼端面を、上記流路の壁面の
湾曲面に沿う形状に形成したことを特徴とするガスター
ビンの空気流可変装置。 - 【請求項２】 空気流を流す流路に取り付けてある可変
静翼の取付部付近の流路壁面を、可変静翼の回転軸心延
長線とタービン軸心との交点を中心とする半径の球面状
に形成し、且つ上記可変静翼の内端側及び外端側の翼端
面を、上記球面状とした流路壁面と同心の球面状又は球
面に近似する形状に形成したことを特徴とするガスター
ビンの空気流可変装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164867A JP2001342803A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | ガスタービンの空気流可変装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164867A JP2001342803A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | ガスタービンの空気流可変装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001342803A true JP2001342803A (ja) | 2001-12-14 |
Family
ID=18668428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000164867A Pending JP2001342803A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | ガスタービンの空気流可変装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001342803A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102644609A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-08-22 | 北京航空航天大学 | 一种能提高轴流式压气机性能的转子/可控静子运动机构 |
| JP2014218940A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | 三井造船株式会社 | 軸流圧縮機のステータ構造 |
| CN104343738A (zh) * | 2013-07-30 | 2015-02-11 | 三井造船株式会社 | 轴流压缩机的静叶构造 |
| JP2015045324A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-03-12 | 三井造船株式会社 | 軸流圧縮機の静翼構造 |
-
2000
- 2000-06-01 JP JP2000164867A patent/JP2001342803A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102644609A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-08-22 | 北京航空航天大学 | 一种能提高轴流式压气机性能的转子/可控静子运动机构 |
| JP2014218940A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | 三井造船株式会社 | 軸流圧縮機のステータ構造 |
| CN104343738A (zh) * | 2013-07-30 | 2015-02-11 | 三井造船株式会社 | 轴流压缩机的静叶构造 |
| JP2015045324A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-03-12 | 三井造船株式会社 | 軸流圧縮機の静翼構造 |
| CN104343738B (zh) * | 2013-07-30 | 2018-10-16 | 三井易艾斯机械有限公司 | 轴流压缩机的静叶构造 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070425 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090929 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100209 |