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JP5724258B2 - Gas turbine engine - Google Patents

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JP5724258B2
JP5724258B2 JP2010205648A JP2010205648A JP5724258B2 JP 5724258 B2 JP5724258 B2 JP 5724258B2 JP 2010205648 A JP2010205648 A JP 2010205648A JP 2010205648 A JP2010205648 A JP 2010205648A JP 5724258 B2 JP5724258 B2 JP 5724258B2
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、ガスタービンエンジンに関するものである。   The present invention relates to a gas turbine engine.

ジェットエンジン等のガスタービンエンジンでは、圧縮機において圧縮した空気を燃焼器に送り込み、燃焼器において圧縮空気と燃料との混合気を燃焼させることによって高温ガスを発生させ、当該高温ガスによりタービンを駆動している。   In a gas turbine engine such as a jet engine, air compressed in a compressor is sent to a combustor, and a high-temperature gas is generated by burning a mixture of compressed air and fuel in the combustor, and the turbine is driven by the high-temperature gas. doing.

このようなガスタービンエンジンの圧縮機は、ケーシング等に固定されて回転駆動されずに空気の整流を行う静翼がシャフト周りに複数配列されてなる静翼列と、シャフトに固定されて回転駆動される動翼が複数配列されてなる動翼列とを交互に複数段備えており、静翼列と動翼列とを交互に通過させることで空気を圧縮する。   Such a compressor of a gas turbine engine is fixed to a casing or the like and is not rotationally driven, but a stationary blade row in which a plurality of stationary blades that rectify air is arranged around the shaft, and is fixed to the shaft and rotationally driven. A plurality of moving blade rows in which a plurality of moving blades are arranged are alternately provided, and air is compressed by alternately passing the stationary blade rows and the moving blade rows.

特開2009−52546号公報JP 2009-52546 A

ところで、圧縮機の静翼及び動翼が配置される流路(コア流路)は、外部からガスタービンエンジンへの空気の取込口と比較して非常に狭い。このため、当該取込口から取込まれた空気はコア流路で加速して静翼及び動翼を通過することとなる。そして、静翼及び動翼を通過する空気の流速は、空気の流量に比例することとなる。
ここで、静翼を通過する空気の流速が速くなるに連れて、静翼間における圧力損失が増大する。そして、静翼を通過する空気の流速が非常に速い(例えば、マッハ1を超える)場合には、空気の流れが詰まり、いわゆるチョークが発生することとなる。
By the way, the flow path (core flow path) in which the stationary blades and the moving blades of the compressor are arranged is very narrow compared to the air intake port from the outside to the gas turbine engine. For this reason, the air taken in from the intake port is accelerated in the core flow path and passes through the stationary blade and the moving blade. The flow velocity of the air passing through the stationary blade and the moving blade is proportional to the air flow rate.
Here, as the flow velocity of the air passing through the stationary blades increases, the pressure loss between the stationary blades increases. When the flow velocity of the air passing through the stationary blade is very fast (for example, exceeding Mach 1), the air flow is clogged and so-called choke is generated.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ガスタービンエンジンにおいて、圧縮機における圧力損失を低減すると共にチョークの発生を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce pressure loss in a compressor and suppress generation of choke in a gas turbine engine.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。   The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.

第1の発明は、空気を圧縮して燃焼器に送り込む圧縮機を備えるガスタービンエンジンであって、上記圧縮機が備える静翼が配置されるコア流路に設けられ、最も上流側の静翼である最上流静翼同士の間のスロート部よりもさらに上流側にて上記空気を抽気する抽気手段を備えるという構成を採用する。   1st invention is a gas turbine engine provided with the compressor which compresses air and sends it to a combustor, Comprising: It is provided in the core flow path in which the stationary blade with which the said compressor is arrange | positioned, The most upstream stationary blade A configuration is adopted in which bleeding means for bleeding the air is further provided upstream of the throat portion between the most upstream stationary vanes.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記抽気手段が、上記最上流静翼の前縁よりも後流側でかつ上記最上流静翼同士の間のスロート部よりも上流側に開口される抽気口を備えるという構成を採用する。   According to a second invention, in the first invention, the bleed means opens on the rear stream side with respect to the front edge of the uppermost stream stationary blade and on the upstream side with respect to the throat portion between the uppermost stream stationary blades. The structure of having a bleed port to be used is adopted.

第3の発明は、上記第1の発明において、上記抽気手段が、上記最上流静翼の前縁よりも上流側に開口される抽気口を備えるという構成を採用する。   According to a third aspect, in the first aspect, the bleeder includes a bleed port that is opened upstream of the leading edge of the most upstream stationary blade.

第4の発明は、上記第2または第3の発明において、上記抽気口が、上記コア流路において上記最上流静翼のチップ側に設けられているという構成を採用する。   According to a fourth invention, in the second or third invention, a configuration is adopted in which the extraction port is provided on a tip side of the most upstream stationary blade in the core flow path.

第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記燃焼器で発生した高温ガスを噴射する主ノズルと、上記主ノズルから噴射される高温ガスに空気を噴出して騒音を低減するマイクロジェットノズルとを備え、上記抽気手段が、上記マイクロジェットノズルに抽気した空気を供給するという構成を採用する。   According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, a main nozzle that injects high-temperature gas generated in the combustor, and noise is generated by injecting air into the high-temperature gas injected from the main nozzle. A configuration is adopted in which the microjet nozzle is provided, and the extraction means supplies the extracted air to the microjet nozzle.

本発明によれば、抽気手段によって、最も上流側の静翼である最上流静翼のスロート部よりも上流側にて空気が抽気される。
最も上流側の静翼である最上流静翼同士の間のスロート部は、上流側との流路面積差が最も大きく、空気が最も急加速する領域である。本発明によれば、当該スロート部よりも上流側において空気の一部が抽気されるため、スロート部における流量を減少し、これによって最上流静翼を通過する空気の流速を低減することができる。
このため、本発明によれば、スロート部における圧力損失を低下し、チョーク余裕(チョークが発生するまでの余裕)を確保することができ、圧縮機における圧力損失を低減すると共にチョークの発生を抑制することが可能となる。
According to the present invention, air is extracted by the extraction means on the upstream side of the throat portion of the most upstream stator blade that is the most upstream stator blade.
The throat portion between the most upstream stationary blades, which are the most upstream stationary blades, is the region where the flow path area difference from the upstream side is the largest and the air is most rapidly accelerated. According to the present invention, since a part of the air is extracted upstream from the throat portion, the flow rate in the throat portion is reduced, and thereby the flow velocity of the air passing through the most upstream stationary blade can be reduced. .
For this reason, according to the present invention, the pressure loss in the throat portion can be reduced, and a choke margin (a margin until the choke is generated) can be secured, reducing the pressure loss in the compressor and suppressing the occurrence of the choke. It becomes possible to do.

本発明の第1実施形態におけるジェットエンジンの概略構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the jet engine in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるジェットエンジンが備えるインレットガイドベーンを含む模式図である。It is a mimetic diagram containing the inlet guide vane with which the jet engine in a 1st embodiment of the present invention is provided. 本発明の第1実施形態におけるジェットエンジンの効果を声明するグラフである。It is a graph which states the effect of the jet engine in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるジェットエンジンの概略構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the jet engine in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるジェットエンジンの効果を声明するグラフである。It is a graph which states the effect of the jet engine in 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係るガスタービンエンジンの一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、ガスタービンエンジンの一例として、2軸のジェットエンジンを挙げて説明を行う。   Hereinafter, an embodiment of a gas turbine engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size. In the following description, a biaxial jet engine will be described as an example of a gas turbine engine.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態のジェットエンジンS1の概略構成を模式的に示す断面図である。この図に示すように、本実施形態のジェットエンジンS1は、アウターカウル1と、インナーカウル2と、ファン3と、低圧圧縮機4と、高圧圧縮機5と、燃焼器6と、高圧タービン7と、低圧タービン8と、シャフト9と、主ノズル10と、マイクロジェットノズル11と、抽気部12とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the jet engine S1 of the present embodiment. As shown in this figure, the jet engine S1 of this embodiment includes an outer cowl 1, an inner cowl 2, a fan 3, a low pressure compressor 4, a high pressure compressor 5, a combustor 6, and a high pressure turbine 7. A low-pressure turbine 8, a shaft 9, a main nozzle 10, a microjet nozzle 11, and an extraction unit 12.

アウターカウル1は、ジェットエンジンS1のなかで最も上流側に配置された円筒形部材であり、空気の流れ方向の上流端及び下流端が開口端とされ、上流端が空気取込口1aとして機能するものである。
そして、アウターカウル1は、図1に示すように、その内部にインナーカウル2の上流側及びファン3を収容している。
The outer cowl 1 is a cylindrical member arranged on the most upstream side in the jet engine S1, and an upstream end and a downstream end in the air flow direction are open ends, and the upstream end functions as an air intake port 1a. To do.
As shown in FIG. 1, the outer cowl 1 houses the upstream side of the inner cowl 2 and the fan 3 therein.

インナーカウル2は、アウターカウル1よりも小径の円筒形部材であり、アウターカウル1と同様に、空気の流れ方向の上流端及び下流端が開口端とされている。
このインナーカウル2は、ジェットエンジンS1の主要部である低圧圧縮機4と、高圧圧縮機5と、燃焼器6と、高圧タービン7と、低圧タービン8と、シャフト9と、主ノズル10等を内部に収容している。
The inner cowl 2 is a cylindrical member having a smaller diameter than the outer cowl 1, and the upstream end and the downstream end in the air flow direction are open ends, like the outer cowl 1.
The inner cowl 2 includes a low-pressure compressor 4, a high-pressure compressor 5, a combustor 6, a high-pressure turbine 7, a low-pressure turbine 8, a shaft 9, a main nozzle 10 and the like that are main parts of the jet engine S1. Housed inside.

なお、インナーカウル2の内部は、アウターカウル1に取込まれた空気の一部及び燃焼器6で生成される高温ガスが通る流路(以下、コア流路13と称する)とされている。
また、図1に示すように、アウターカウル1とインナーカウル2とは、空気の流れ方向から見て同心円状に配置されており、隙間を空けて配置されている。そして、アウターカウル1とインナーカウル2との隙間は、アウターカウル1内に取込まれた空気のうち、コア流路13に流れこまない残部を外部に排出するバイパス流路14とされている。
また、アウターカウル1及びインナーカウル2は、不図示のパイロンにより航空機の機体に取り付けられている。
The inner cowl 2 has a flow path (hereinafter referred to as a core flow path 13) through which a part of the air taken into the outer cowl 1 and high-temperature gas generated by the combustor 6 pass.
As shown in FIG. 1, the outer cowl 1 and the inner cowl 2 are arranged concentrically when viewed from the air flow direction, and are arranged with a gap therebetween. A gap between the outer cowl 1 and the inner cowl 2 serves as a bypass flow path 14 that discharges a remaining portion of the air taken into the outer cowl 1 that does not flow into the core flow path 13 to the outside.
The outer cowl 1 and the inner cowl 2 are attached to the aircraft body by a pylon (not shown).

ファン3は、アウターカウル1内に流れ込む空気流を形成するものであり、シャフト9に固定される複数のファン動翼3aと、バイパス流路14に配置される複数のファン静翼3bとを備えている。
なお、後に詳説するシャフト9は、空気の流れ方向から見て、半径方向に2つに分割されている。より詳細には、シャフト9は、芯部である中実の第1シャフト9aと、第1シャフト9aを囲って外側に配置される中空の第2シャフト9bとによって構成されている。
そして、ファン動翼3aは、シャフト9の第1シャフト9aに固定されている。
The fan 3 forms an air flow that flows into the outer cowl 1, and includes a plurality of fan rotor blades 3 a fixed to the shaft 9 and a plurality of fan stationary blades 3 b disposed in the bypass flow path 14. ing.
The shaft 9 described in detail later is divided into two in the radial direction when viewed from the air flow direction. More specifically, the shaft 9 is constituted by a solid first shaft 9a that is a core portion and a hollow second shaft 9b that is disposed outside the first shaft 9a.
The fan rotor blade 3 a is fixed to the first shaft 9 a of the shaft 9.

低圧圧縮機4は、図1に示すように、高圧圧縮機5よりも上流側に配置されており、ファン3によってコア流路13に送り込まれた空気を圧縮するものである。
この低圧圧縮機4は、シャフト9の第2シャフト9bに固定される動翼4aと、インナーカウル2の内壁に固定される静翼4bとを備えている。
なお、動翼4aは、環状に等間隔で複数配列されて1つの動翼列を構成している。また、静翼4bも環状に等間隔で複数配列されて1つの静翼列を構成している。そして、低圧圧縮機4では、空気の流れ方向において、静翼列から始まり、静翼列と動翼列とが交互に複数配置されている。
そして、低圧圧縮機4が備える静翼列のうち、最も上流側に位置する静翼列を構成する静翼4bは、ジェットエンジンS1の半径方向に向く回転軸を中心として回動可能とされており、コア流路13に流れ込む空気の流れ方向を調節するインレットガイドベーン4b1(最上流静翼)として機能する。
As shown in FIG. 1, the low-pressure compressor 4 is disposed on the upstream side of the high-pressure compressor 5, and compresses the air sent to the core flow path 13 by the fan 3.
The low-pressure compressor 4 includes a moving blade 4 a fixed to the second shaft 9 b of the shaft 9 and a stationary blade 4 b fixed to the inner wall of the inner cowl 2.
The moving blades 4a are arranged in a ring shape at equal intervals to form one moving blade row. A plurality of stationary blades 4b are also arranged in a ring at regular intervals to form one stationary blade row. In the low-pressure compressor 4, a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged starting from the stationary blade row in the air flow direction.
And among the stationary blade row | line | column with which the low pressure compressor 4 is provided, the stationary blade | wing 4b which comprises the stationary blade row | line | column located in the most upstream side is made to be able to rotate centering | focusing on the rotating shaft which faces the radial direction of jet engine S1. And functions as an inlet guide vane 4b1 (uppermost stationary vane) that adjusts the flow direction of the air flowing into the core flow path 13.

高圧圧縮機5は、図1に示すように、低圧圧縮機4よりも下流側に配置されており、低圧圧縮機4から送り込まれた空気をさらに高圧に圧縮するものである。
この高圧圧縮機5は、シャフト9の第2シャフト9bに固定される動翼5aと、インナーカウル2の内壁に固定される静翼5bとを備えている。
なお、低圧圧縮機4と同様に、動翼5aは、環状に等間隔で複数配列されて1つの動翼列を構成している。また、静翼5bも環状に等間隔で複数配列されて1つの静翼列を構成している。そして、空気の流れ方向において、静翼列と動翼列とが交互に複数配置されている。
As shown in FIG. 1, the high-pressure compressor 5 is disposed on the downstream side of the low-pressure compressor 4, and compresses the air fed from the low-pressure compressor 4 to a higher pressure.
The high-pressure compressor 5 includes a moving blade 5 a that is fixed to the second shaft 9 b of the shaft 9 and a stationary blade 5 b that is fixed to the inner wall of the inner cowl 2.
As with the low-pressure compressor 4, the moving blades 5 a are arranged in a ring shape at equal intervals to constitute one moving blade row. A plurality of stationary blades 5b are also arranged in a ring at regular intervals to constitute one stationary blade row. A plurality of stationary blade rows and moving blade rows are alternately arranged in the air flow direction.

燃焼器6は、高圧圧縮機5の下流側に配置されており、高圧圧縮機5から送り込まれる圧縮空気と、不図示のインジェクタから供給される燃料との混合気を燃焼することによって高温ガスを生成するものである。   The combustor 6 is disposed on the downstream side of the high-pressure compressor 5, and burns a mixture of compressed air fed from the high-pressure compressor 5 and fuel supplied from an injector (not shown) to generate high-temperature gas. Is to be generated.

高圧タービン7は、燃焼器6の下流側に配置されており、燃焼器6から排出される高温ガスから回転動力を回収するものである。
この高圧タービン7は、シャフト9の第2シャフト9bに固定される複数のタービン動翼7aと、コア流路13に固定される複数のタービン静翼7bとを備えており、タービン静翼7bに整流された高温ガスをタービン動翼7aで受けて第2シャフト9bを回転駆動する。
The high-pressure turbine 7 is disposed on the downstream side of the combustor 6 and recovers rotational power from the high-temperature gas discharged from the combustor 6.
The high-pressure turbine 7 includes a plurality of turbine rotor blades 7a fixed to the second shaft 9b of the shaft 9 and a plurality of turbine stationary blades 7b fixed to the core flow path 13. The rectified high temperature gas is received by the turbine rotor blade 7a, and the second shaft 9b is rotationally driven.

低圧タービン8は、高圧タービン7の下流側に配置されており、高圧タービン7を通過した高温ガスからさらに回転動力を回収するものである。
この低圧タービン8は、シャフト9の第1シャフト9aに固定される複数のタービン動翼8aと、コア流路13に固定される複数のタービン静翼8bとを備えており、タービン静翼8bによって整流された高温ガスをタービン動翼8aで受けて第1シャフト9aを回転駆動する。
The low-pressure turbine 8 is disposed on the downstream side of the high-pressure turbine 7, and further collects rotational power from the high-temperature gas that has passed through the high-pressure turbine 7.
The low-pressure turbine 8 includes a plurality of turbine rotor blades 8a fixed to the first shaft 9a of the shaft 9 and a plurality of turbine stationary blades 8b fixed to the core flow path 13, and the turbine stationary blade 8b The rectified high temperature gas is received by the turbine rotor blade 8a, and the first shaft 9a is rotationally driven.

シャフト9は、空気の流れ方向に向いて配置される棒状部材であり、タービン(高圧タービン7及び低圧タービン8)にて回収された回転動力をファン3及び圧縮機(低圧圧縮機4及び高圧圧縮機5)に伝達するものである。
このシャフト9は、上述のように、半径方向に2つ分割されて、第1シャフト9aと、第2シャフト9bとによって構成されている。
そして、第1シャフト9aは、上流側に低圧圧縮機4の動翼4a及びファン3のファン動翼3aが取り付けられ、下流側に低圧タービン8のタービン動翼8aが取り付けられている。
また、第2シャフト9bは、上流側に高圧圧縮機5の動翼5aが取り付けられ、下流側に高圧タービン7のタービン動翼7aが取り付けられている。
The shaft 9 is a rod-like member arranged in the air flow direction, and the rotational power recovered by the turbine (the high pressure turbine 7 and the low pressure turbine 8) is converted into the fan 3 and the compressor (the low pressure compressor 4 and the high pressure compression). Machine 5).
As described above, the shaft 9 is divided into two in the radial direction, and is constituted by the first shaft 9a and the second shaft 9b.
The first shaft 9a has the moving blade 4a of the low-pressure compressor 4 and the fan moving blade 3a of the fan 3 attached to the upstream side, and the turbine moving blade 8a of the low-pressure turbine 8 attached to the downstream side.
Further, the second shaft 9b has the moving blade 5a of the high-pressure compressor 5 attached to the upstream side and the turbine moving blade 7a of the high-pressure turbine 7 attached to the downstream side.

主ノズル10は、低圧タービン8のさらに下流側に設けられると共に、ジェットエンジンS1の後方に向けて低圧タービン8を通過した高温ガスを噴射するものである。
そして、この主ノズル10から高温ガスが噴射される際の反作用によってジェットエンジンS1の推力が得られる。
The main nozzle 10 is provided further downstream of the low-pressure turbine 8 and injects high-temperature gas that has passed through the low-pressure turbine 8 toward the rear of the jet engine S1.
The thrust of the jet engine S1 is obtained by the reaction when the high temperature gas is injected from the main nozzle 10.

マイクロジェットノズル11は、主ノズル10周りに複数設けられ、主ノズル10から噴射されたジェット噴流に対して空気を吹き付けることによって騒音の低減を図るためのものである。   A plurality of micro jet nozzles 11 are provided around the main nozzle 10 and are intended to reduce noise by blowing air against a jet jet jetted from the main nozzle 10.

抽気部12は、空気を圧縮して燃焼器6に送り込む圧縮機(低圧圧縮機4及び高圧圧縮機5)が備える最も上流側の静翼である、低圧圧縮機4のインレットガイドベーン4b1同士の間のスロート部Sよりもさらに上流側にてコア流路13に流れ込んだ空気を抽気するものである。   The bleeder 12 is the most upstream stationary vane provided in the compressor (the low pressure compressor 4 and the high pressure compressor 5) that compresses the air and sends it to the combustor 6, and between the inlet guide vanes 4b1 of the low pressure compressor 4 The air that has flowed into the core flow path 13 further upstream than the throat portion S is extracted.

図2は、インレットガイドベーン4b1の周囲を示す模式図であり、(a)が図1と同一方向から見た断面図であり、(b)が(a)における矢印A方向から見た矢視図であり、(c)が(a)における矢印B方向からインレットガイドベーン4b1のみを見た矢視図である。
これらの図に示すように、抽気部12は、インレットガイドベーン4b1の前縁よりも後流側でかつインレットガイドベーン4b1同士の間のスロート部Sよりも上流側に開口される抽気口12aを備えている。
なお、抽気口12aは、インレットガイドベーン4b1同士の間ごとに設けられており、インレットガイドベーン4b1のチップ側(すなわちインナーカウル2)に楕円形状で設けられている。
2 is a schematic view showing the periphery of the inlet guide vane 4b1, wherein (a) is a cross-sectional view seen from the same direction as FIG. 1, and (b) is an arrow view seen from the arrow A direction in (a). It is a figure and (c) is an arrow view which looked at only the inlet guide vane 4b1 from the arrow B direction in (a).
As shown in these drawings, the bleeder 12 has a bleed port 12a that is opened downstream from the front edge of the inlet guide vane 4b1 and upstream from the throat S between the inlet guide vanes 4b1. I have.
The bleed port 12a is provided between the inlet guide vanes 4b1, and is provided in an elliptical shape on the tip side (that is, the inner cowl 2) of the inlet guide vane 4b1.

また、抽気部12は、抽気口12aから流入した空気をマイクロジェットノズル11に供給する空気流路12bを備えている。
この空気流路12bは、全ての抽気口12aと全てのマイクロジェットノズル11とを連通している。ただし、1つの抽気口12aと1つのマイクロジェットノズル11とをのみを繋ぐ空気流路を複数設けるようにしても良い。
In addition, the extraction unit 12 includes an air flow path 12b that supplies the air flowing in from the extraction port 12a to the micro jet nozzle 11.
The air flow path 12b communicates all the bleed ports 12a and all the micro jet nozzles 11 with each other. However, a plurality of air flow paths that connect only one extraction port 12a and one micro jet nozzle 11 may be provided.

このような構成を有する本実施形態のジェットエンジンS1においては、定常状態では、ファン3の駆動によってアウターカウル1内に空気が取込まれ、その一部がコア流路13に流入する。
そして、コア流路13に流入した空気は、低圧圧縮機4及び高圧圧縮機5によって順次圧縮され、燃焼器6に供給される。
燃焼器6に供給された圧縮空気は、燃料と混合されて混合気とされる。そして、当該混合気が燃焼器6によって燃焼されることによって高温ガスが生成される。
燃焼器6において生成された高温ガスは、高圧タービン7及び低圧タービン8を通過して主ノズル10からジェットエンジンS1の後方に噴射される。これによって推進力が得られる。
In the jet engine S1 of the present embodiment having such a configuration, in a steady state, air is taken into the outer cowl 1 by driving the fan 3, and a part thereof flows into the core flow path 13.
The air flowing into the core flow path 13 is sequentially compressed by the low pressure compressor 4 and the high pressure compressor 5 and supplied to the combustor 6.
The compressed air supplied to the combustor 6 is mixed with fuel to form an air-fuel mixture. The air-fuel mixture is combusted by the combustor 6 to generate high temperature gas.
The hot gas generated in the combustor 6 passes through the high-pressure turbine 7 and the low-pressure turbine 8 and is injected from the main nozzle 10 to the rear of the jet engine S1. This provides a driving force.

なお、高温ガスが高圧タービン7を通過する際に、高圧タービン7によって回転動力が回収され、第2シャフト9bを介して高圧圧縮機5の動翼5aが回転駆動される。
また、高温ガスが低圧タービン8を通過する際に、低圧タービン8によって回転動力が回収され、第1シャフト9aを介して低圧圧縮機4の動翼4a及びファン3のファン動翼3aが回転駆動される。
When the high-temperature gas passes through the high-pressure turbine 7, the rotational power is recovered by the high-pressure turbine 7, and the rotor blade 5a of the high-pressure compressor 5 is rotationally driven through the second shaft 9b.
Further, when the high-temperature gas passes through the low-pressure turbine 8, the rotational power is recovered by the low-pressure turbine 8, and the rotor blade 4a of the low-pressure compressor 4 and the fan rotor blade 3a of the fan 3 are rotationally driven through the first shaft 9a. Is done.

そして、本実施形態のジェットエンジンS1においては、抽気部12によって、インレットガイドベーン4b1同士の間のスロート部Sよりも上流側にてコア流路13を流れる空気の一部が抽気される。
インレットガイドベーン4b1同士の間のスロート部Sは、上流側との流路面積差が最も大きく、空気が最も急加速する領域であり、空気の詰まりが生じやすい箇所である。これに対して、本実施形態のジェットエンジンS1によれば、上記スロート部Sよりも上流側において空気の一部が抽気されるため、スロート部Sにおける流量を減少し、これによってインレットガイドベーン4b1を通過する空気の流速を低減することができる。
このため、本実施形態のジェットエンジンS1によれば、スロート部Sにおける圧力損失を低下し、チョーク余裕を確保することができ、圧縮機における圧力損失を低減すると共にチョークの発生を抑制することができる。
And in jet engine S1 of this embodiment, a part of the air which flows through the core flow path 13 is extracted by the extraction part 12 upstream from the throat part S between inlet guide vanes 4b1.
The throat portion S between the inlet guide vanes 4b1 is the region where the flow path area difference from the upstream side is the largest, the air is most rapidly accelerated, and the air is easily clogged. On the other hand, according to the jet engine S1 of the present embodiment, since a part of the air is extracted upstream from the throat portion S, the flow rate in the throat portion S is reduced, and thereby the inlet guide vane 4b1. The flow rate of air passing through the can be reduced.
For this reason, according to the jet engine S1 of the present embodiment, the pressure loss in the throat portion S can be reduced, the choke margin can be secured, the pressure loss in the compressor can be reduced, and the occurrence of choke can be suppressed. it can.

図3は、チップ近傍におけるインレットガイドベーンの翼面マッハ数とコード方向距離との関係を示すグラフである。この図から分かるように、本実施形態のジェットエンジンS1が備えるインレットガイドベーン4b1の負圧面側の翼面マッハ数は、抽気部12を備えない従来のジェットエンジンのインレットガイドベーンよりも低減している。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the Mach number of the inlet guide vane blade surface near the tip and the cord direction distance. As can be seen from this figure, the blade surface Mach number on the suction surface side of the inlet guide vane 4b1 provided in the jet engine S1 of the present embodiment is reduced as compared with the inlet guide vane of the conventional jet engine not provided with the bleed portion 12. Yes.

また、本実施形態のジェットエンジンS1では、抽気部12の抽気口12aがインレットガイドベーン4b1の前縁よりも後流側に位置している。
このため、抽気部12において多少でも昇圧された空気を抽気することができるため、容易に空気の抽気を行うことができる。
なお、本実施形態のジェットエンジンS1においては、マイクロジェットノズル11に対して抽気した空気が供給される。そして、上述のように昇圧された空気が抽気されるため、抽気部12は、ポンプ等の駆動源を備えることなく、抽気した空気をマイクロジェットノズル11に供給することができる。
つまり、本実施形態のジェットエンジンS1では、マイクロジェットノズル11から空気を噴射するに当たり、別途駆動源を備える必要がなく、容易にマイクロジェットノズル11から空気を噴出することができる。
Further, in the jet engine S1 of the present embodiment, the bleed port 12a of the bleed portion 12 is located on the rear stream side with respect to the front edge of the inlet guide vane 4b1.
For this reason, since the air whose pressure has been slightly increased in the extraction unit 12 can be extracted, air can be extracted easily.
In the jet engine S1 of the present embodiment, air extracted from the micro jet nozzle 11 is supplied. Since the pressurized air is extracted as described above, the extraction unit 12 can supply the extracted air to the microjet nozzle 11 without providing a drive source such as a pump.
That is, in the jet engine S1 of the present embodiment, it is not necessary to provide a separate drive source when injecting air from the micro jet nozzle 11, and air can be easily ejected from the micro jet nozzle 11.

また、本実施形態のジェットエンジンS1では、抽気部12の抽気口12aがインレットガイドベーン4b1のチップ側、すなわちインナーカウル2に設けられている。
アウターカウル1に取込まれた空気がインナーカウル2に入り込む際に、インナーカウル2の内壁面には乱流が形成され、この乱流が圧力損失増大の1つの原因となる。
これに対して、本実施形態ジェットエンジンS1では、上述のようにインナーカウル2に対して抽気口12aが設けられているため、上記乱流を抽気口12aから吸込むことができ、コア流路13における圧力損失をより低減させることが可能となる。
Further, in the jet engine S1 of the present embodiment, the extraction port 12a of the extraction unit 12 is provided on the tip side of the inlet guide vane 4b1, that is, the inner cowl 2.
When the air taken into the outer cowl 1 enters the inner cowl 2, turbulent flow is formed on the inner wall surface of the inner cowl 2, and this turbulent flow is one cause of increased pressure loss.
On the other hand, in the jet engine S1 of the present embodiment, the bleed port 12a is provided for the inner cowl 2 as described above, so that the turbulent flow can be sucked from the bleed port 12a, and the core channel 13 It is possible to further reduce the pressure loss at.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment, the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted or simplified.

図4は、インレットガイドベーン4b1の周囲を示す模式図であり、(a)が図1と同一方向から見た断面図であり、(b)が(a)における矢印A方向から見た矢視図である。
これらの図に示すように、抽気部12は、インレットガイドベーン4b1の前縁よりも上流側に開口される環状の抽気口13cを備えている。
なお、抽気口12aは、インレットガイドベーン4b1同士の間ごとに設けられており、インレットガイドベーン4b1のチップ側(すなわちインナーカウル2)に設けられている。
4 is a schematic view showing the periphery of the inlet guide vane 4b1, where (a) is a cross-sectional view seen from the same direction as FIG. 1, and (b) is an arrow view seen from the arrow A direction in (a). FIG.
As shown in these drawings, the bleeder 12 includes an annular bleed port 13c that is opened upstream of the front edge of the inlet guide vane 4b1.
The bleed port 12a is provided between the inlet guide vanes 4b1, and is provided on the tip side of the inlet guide vane 4b1 (that is, the inner cowl 2).

このような構成を採用する本実施形態のジェットエンジンによれば、上記第1実施形態と比較して、抽気する空気の圧力は低下するが、より多くの空気を抽気することができ、インレットガイドベーン4b1における翼面マッハ数をより低下させることができる。   According to the jet engine of this embodiment that employs such a configuration, the pressure of the air to be extracted is lower than that of the first embodiment, but more air can be extracted and the inlet guide can be extracted. The blade surface Mach number in the vane 4b1 can be further reduced.

図5は、チップ近傍におけるインレットガイドベーンの翼面マッハ数とコード方向距離との関係を示すグラフである。この図から分かるように、本実施形態のジェットエンジンが備えるインレットガイドベーン4b1の負圧面側及び正圧面側の翼面マッハ数は、抽気部12を備えない従来のジェットエンジンのインレットガイドベーンよりも低減している。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the Mach number of the inlet guide vane blade surface near the tip and the cord direction distance. As can be seen from this drawing, the blade surface Mach number on the suction surface side and the pressure surface side of the inlet guide vane 4b1 provided in the jet engine of the present embodiment is higher than that of the inlet guide vane of the conventional jet engine that does not include the bleed portion 12. Reduced.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、本発明のガスタービンエンジンをジェットエンジンに適用した例について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他のガスタービンエンジンに適用することも可能である。
For example, in the above embodiment, an example in which the gas turbine engine of the present invention is applied to a jet engine has been described.
However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other gas turbine engines.

また、上記実施形態においては、抽気部12が備える抽気口が、楕円あるいは環状の形状をしている例について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、抽気口の形状は、環状、円、楕円、四角形、多角形等の他の形状を採用することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, the extraction port with which the extraction part 12 was provided demonstrated the example which is carrying out the ellipse or cyclic | annular shape.
However, the present invention is not limited to this, and the shape of the bleed port can adopt other shapes such as an annular shape, a circle shape, an ellipse shape, a quadrangular shape, and a polygonal shape.

また、上記実施形態においては、抽気部12で抽気した空気をマイクロジェットノズル11に供給する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、抽気部12で抽気した空気を他の用途に使用、若しくは、排気しても良い。
Moreover, in the said embodiment, the structure which supplies the air extracted by the extraction part 12 to the micro jet nozzle 11 was demonstrated.
However, the present invention is not limited to this, and the air extracted by the extraction unit 12 may be used for other purposes or exhausted.

S1……ジェットエンジン(ガスタービンエンジン)、1……アウターカウル、1a……空気取込口、2……インナーカウル、3……ファン、3a……ファン動翼、3b……ファン静翼、4……低圧圧縮機(圧縮機)、4a……動翼、4b……静翼、4b1……インレットガイドベーン(最上流静翼)、5……高圧圧縮機、5a……動翼、5b……静翼、6……燃焼器、7……高圧タービン、7a……タービン動翼、7b……タービン静翼、8……低圧タービン、8a……タービン動翼、8b……タービン静翼、9……シャフト、9a……第1シャフト、9b……第2シャフト、10……主ノズル、11……マイクロジェットノズル、12……抽気部(抽気手段)、12a……抽気口、12b……空気流路、13……コア流路、14……バイパス流路、S……スロート部   S1 ... Jet engine (gas turbine engine), 1 ... Outer cowl, 1a ... Air intake port, 2 ... Inner cowl, 3 ... Fan, 3a ... Fan blade, 3b ... Fan stationary blade, 4 ... Low pressure compressor (compressor), 4a ... moving blade, 4b ... static blade, 4b1 ... inlet guide vane (uppermost stationary vane), 5 ... high pressure compressor, 5a ... moving blade, 5b ...... Static blade, 6 ... Combustor, 7 ... High pressure turbine, 7a ... Turbine blade, 7b ... Turbine blade, 8 ... Low pressure turbine, 8a ... Turbine blade, 8b ... Turbine blade , 9 ... Shaft, 9a ... First shaft, 9b ... Second shaft, 10 ... Main nozzle, 11 ... Micro jet nozzle, 12 ... Extraction part (extraction means), 12a ... Extraction port, 12b ... Air channel, 13 ... Core channel, 14 ... By Scan channel, S ...... throat

Claims (5)

空気を圧縮して燃焼器に送り込む圧縮機を備えるガスタービンエンジンであって、
前記圧縮機が備える静翼が配置されるコア流路に設けられ、最も上流側の静翼である最上流静翼同士の間のスロート部よりもさらに上流側にて前記空気を抽気する抽気手段を備え
前記抽気手段は、前記コア流路の内壁面に開口される抽気口を備える
ことを特徴とするガスタービンエンジン。
A gas turbine engine comprising a compressor that compresses air and feeds it into a combustor,
A bleeder that is provided in a core flow path in which the stationary blades of the compressor are disposed and bleeds the air further upstream than the throat portion between the most upstream stationary blades that are the most upstream stationary blades. equipped with a,
The gas turbine engine according to claim 1, wherein the extraction unit includes an extraction port opened on an inner wall surface of the core flow path .
前記抽気口は、前記最上流静翼の前縁よりも後流側でかつ前記最上流静翼同士の間のスロート部よりも上流側に開口されことを特徴とする請求項1記載のガスタービンエンジン。 The bleed ports are according to claim 1, wherein a gas, wherein the Ru is opened on the upstream side of the throat portion between and the most upstream vanes between a downstream side of the front edge of the most upstream vanes Turbine engine. 前記抽気口は、前記最上流静翼の前縁よりも上流側に開口されことを特徴とする請求項1記載のガスタービンエンジン。 The bleed ports are gas turbine engine according to claim 1, wherein the Ru is opened on the upstream side of the front edge of the most upstream vanes. 前記抽気口は、前記コア流路において前記最上流静翼のチップ側に設けられていることを特徴とする請求項2または3記載のガスタービンエンジン。   4. The gas turbine engine according to claim 2, wherein the bleed port is provided on a tip side of the most upstream stationary blade in the core flow path. 前記燃焼器で発生した高温ガスを噴射する主ノズルと、前記主ノズルから噴射される高温ガスに空気を噴出して騒音を低減するマイクロジェットノズルとを備え、
前記抽気手段は、前記マイクロジェットノズルに抽気した空気を供給する
ことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のガスタービンエンジン。
A main nozzle for injecting high-temperature gas generated in the combustor; and a micro-jet nozzle for injecting air into the high-temperature gas injected from the main nozzle to reduce noise.
The gas turbine engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the extraction unit supplies the extracted air to the micro jet nozzle.
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