JPH0861084A - ガスタービンエンジン及びガスタービンエンジンのディフューザ - Google Patents
ガスタービンエンジン及びガスタービンエンジンのディフューザInfo
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- JPH0861084A JPH0861084A JP7193220A JP19322095A JPH0861084A JP H0861084 A JPH0861084 A JP H0861084A JP 7193220 A JP7193220 A JP 7193220A JP 19322095 A JP19322095 A JP 19322095A JP H0861084 A JPH0861084 A JP H0861084A
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- 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
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- 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
- F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/02—Influencing flow of fluids in pipes or conduits
- F15D1/04—Arrangements of guide vanes in pipe elbows or duct bends; Construction of pipe conduit elements for elbows with respect to flow, e.g. for reducing losses of flow
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- 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
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/444—Bladed diffusers
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- 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
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体流がベンドの内壁から分離することな
く、拡散と急な転回が行われるように軸線方向から半径
方向に流体流を移送する湾曲ダクトの提供。 【解決手段】 第１と第２の軸流コンプレッサ（１４，
２２）とその間にインタークーラー（２０）とを有する
ガスタービンエンジン（１０）は、軸線（Ａ）から第１
の半径方向の距離（Ｒ1）にある第１の軸線方向の流れ
コンプレッサ（１４）の下流を出た空気を軸線（Ａ）か
ら第２の半径方向の距離（Ｒ2）にあるインタークーラ
ー（２０）の上流端に拡散するベンドディフューザ（１
６）と半径方向流のディフューザ（１８）とを備えてい
る。ベンドディフューザ（１６）は、半径方向の第１の
外壁（５４）と半径方向の第２の内壁（５６）とを有す
る。第１の壁（５４）は、長楕円形であり、第２の壁
（５６）は、前記第１の壁から流体流の分離が生じない
ようにベンドディフューザで迅速な拡散が起こるように
弧の周りでローカルエリア比と通路の長さとの間の関係
から導かれる輪郭を有する。
く、拡散と急な転回が行われるように軸線方向から半径
方向に流体流を移送する湾曲ダクトの提供。 【解決手段】 第１と第２の軸流コンプレッサ（１４，
２２）とその間にインタークーラー（２０）とを有する
ガスタービンエンジン（１０）は、軸線（Ａ）から第１
の半径方向の距離（Ｒ1）にある第１の軸線方向の流れ
コンプレッサ（１４）の下流を出た空気を軸線（Ａ）か
ら第２の半径方向の距離（Ｒ2）にあるインタークーラ
ー（２０）の上流端に拡散するベンドディフューザ（１
６）と半径方向流のディフューザ（１８）とを備えてい
る。ベンドディフューザ（１６）は、半径方向の第１の
外壁（５４）と半径方向の第２の内壁（５６）とを有す
る。第１の壁（５４）は、長楕円形であり、第２の壁
（５６）は、前記第１の壁から流体流の分離が生じない
ようにベンドディフューザで迅速な拡散が起こるように
弧の周りでローカルエリア比と通路の長さとの間の関係
から導かれる輪郭を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンエン
ジンに関し、特に軸流コンプレッサを有するガスタービ
ンエンジンに関する。
ジンに関し、特に軸流コンプレッサを有するガスタービ
ンエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】軸流コンプレッサを有するガスタービン
エンジンにおいて、第１の半径方向の位置で１つの軸流
コンプレッサの下流端を出る流体を第２の半径方向の位
置で他の軸流コンプレッサの上流端に送る必要がある場
合が多い。流体の移送は、それを行う十分な軸線方向の
スペースがあるとき２つの軸流コンプレッサの間に「ス
ワンネック型」ダクトを配置することによって達成され
る。また、第１の半径方向の位置の１つの軸流コンプレ
ッサの下流端を出た流体を第２の半径方向の位置のイン
タークーラーに送る必要がある場合が多い。次にインタ
ークーラーは、冷却流体を他の軸流コンプレッサに供給
する。第１の軸流コンプレッサからインタークーラーへ
の流体の移送は、通常「スワンネック型」ダクトによっ
て達成される。
エンジンにおいて、第１の半径方向の位置で１つの軸流
コンプレッサの下流端を出る流体を第２の半径方向の位
置で他の軸流コンプレッサの上流端に送る必要がある場
合が多い。流体の移送は、それを行う十分な軸線方向の
スペースがあるとき２つの軸流コンプレッサの間に「ス
ワンネック型」ダクトを配置することによって達成され
る。また、第１の半径方向の位置の１つの軸流コンプレ
ッサの下流端を出た流体を第２の半径方向の位置のイン
タークーラーに送る必要がある場合が多い。次にインタ
ークーラーは、冷却流体を他の軸流コンプレッサに供給
する。第１の軸流コンプレッサからインタークーラーへ
の流体の移送は、通常「スワンネック型」ダクトによっ
て達成される。
【０００３】しかしながら、「スワンネック型」ダクト
を配置するスペースが不十分な場合、流体は、いくつか
の他の方法で転送しなければならない。もし流体が半径
方向に転送されるならば、このような制限された軸線方
向の距離における圧力の回復は、流体流のモーメントに
非常に迅速に打ち勝ち、過剰な境界層の形成及び大きな
領域の逆流を生じる。
を配置するスペースが不十分な場合、流体は、いくつか
の他の方法で転送しなければならない。もし流体が半径
方向に転送されるならば、このような制限された軸線方
向の距離における圧力の回復は、流体流のモーメントに
非常に迅速に打ち勝ち、過剰な境界層の形成及び大きな
領域の逆流を生じる。
【０００４】１９９４年に出願された英国特許出願は、
過剰な境界層と逆流を形成することなく、比較的短い軸
線方向の長さで空気を拡散することができるように半径
方向に伸びる複数の通路を形成する翼を有する半径方向
の流れディフューザを使用することを示している。
過剰な境界層と逆流を形成することなく、比較的短い軸
線方向の長さで空気を拡散することができるように半径
方向に伸びる複数の通路を形成する翼を有する半径方向
の流れディフューザを使用することを示している。
【０００５】しかし、半径方向の流れディフューザを使
用することは、軸線方向から半径方向に流体流を移送す
るためにダクトを曲げる必要がある。この湾曲ダクト
は、比較的に鋭い流体流転回ベンドを必要とし、この曲
がったダクトは、ベンドの内壁から流体流が分離する高
い可能性を有する。
用することは、軸線方向から半径方向に流体流を移送す
るためにダクトを曲げる必要がある。この湾曲ダクト
は、比較的に鋭い流体流転回ベンドを必要とし、この曲
がったダクトは、ベンドの内壁から流体流が分離する高
い可能性を有する。
【０００６】本発明の目的は、ベンドの内壁から流れが
分離することなく、拡散と急な転回が達成されるように
軸線方向から半径方向に流体流を移送する湾曲ダクトを
提供することである。
分離することなく、拡散と急な転回が達成されるように
軸線方向から半径方向に流体流を移送する湾曲ダクトを
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、ガス
タービンエンジンの前記中央軸線から第１の半径方向の
距離に下流端を有する軸流コンプレッサと、前記ガスタ
ービンエンジンの前記中央軸線から第２の半径方向の距
離に上流端を有する軸流コンプレッサの下流の前記少な
くとも１つの他の部材と、前記軸流コンプレッサの下流
端と、少なくとも１つの他の部材との間に流れに直列に
配置されたベンドディフューザとを有し、ベンドディフ
ューザは、軸流コンプレッサの下流端を出る流体流を軸
線方向から半径方向に曲げる湾曲ダクトを有し、前記湾
曲ダクトは環状であり、第１の壁及び第２の壁によって
規定され、前記第１の壁は、上流端で小さい曲率を有
し、曲率は下流方向に次第に増大し、前記第２の壁は、
前記第１の壁から流体流の分離が生じないようにベンド
ディフューザで迅速な拡散が起こるように弧の周りでロ
ーカルエリア比と通路の長さとの間の関係から導かれる
輪郭を有するガスタービンエンジンを提供する。
タービンエンジンの前記中央軸線から第１の半径方向の
距離に下流端を有する軸流コンプレッサと、前記ガスタ
ービンエンジンの前記中央軸線から第２の半径方向の距
離に上流端を有する軸流コンプレッサの下流の前記少な
くとも１つの他の部材と、前記軸流コンプレッサの下流
端と、少なくとも１つの他の部材との間に流れに直列に
配置されたベンドディフューザとを有し、ベンドディフ
ューザは、軸流コンプレッサの下流端を出る流体流を軸
線方向から半径方向に曲げる湾曲ダクトを有し、前記湾
曲ダクトは環状であり、第１の壁及び第２の壁によって
規定され、前記第１の壁は、上流端で小さい曲率を有
し、曲率は下流方向に次第に増大し、前記第２の壁は、
前記第１の壁から流体流の分離が生じないようにベンド
ディフューザで迅速な拡散が起こるように弧の周りでロ
ーカルエリア比と通路の長さとの間の関係から導かれる
輪郭を有するガスタービンエンジンを提供する。
【０００８】好ましくは、第１の壁は、長楕円形の輪郭
を有する。
を有する。
【０００９】好ましくは、第２の壁は、（ローカルエリ
ア比−１）n（ここでｎは乗数）に比例する関係通路長
さから引き出される輪郭を有する。
ア比−１）n（ここでｎは乗数）に比例する関係通路長
さから引き出される輪郭を有する。
【００１０】第２の壁は、上流端に最初の曲がり部を有
する。
する。
【００１１】好ましくは、半径方向のディフューザは、
半径方向に伸びる第１の壁と半径方向に伸びる第２の壁
との間に規定され、半径方向に伸びる第１の壁と半径方
向に伸びる第２の壁との間に角度的に離れた複数のディ
フューザ翼が配置されており、前記ディフューザの翼
は、半径方向に伸びる複数の拡散通路を規定するために
半径方向に伸びている。
半径方向に伸びる第１の壁と半径方向に伸びる第２の壁
との間に規定され、半径方向に伸びる第１の壁と半径方
向に伸びる第２の壁との間に角度的に離れた複数のディ
フューザ翼が配置されており、前記ディフューザの翼
は、半径方向に伸びる複数の拡散通路を規定するために
半径方向に伸びている。
【００１２】好ましくは、ディフューザ翼は、半径方向
の内端から半径方向の外端まで断面が増加する。
の内端から半径方向の外端まで断面が増加する。
【００１３】好ましくは、ディフューザ翼は断面がくさ
び形状である請求項５に記載のガスタービンエンジン。
び形状である請求項５に記載のガスタービンエンジン。
【００１４】好ましくは、ディフューザ翼は、半径方向
の内端から半径方向の外端まで断面が一様に増加する。
の内端から半径方向の外端まで断面が一様に増加する。
【００１５】好ましくは、第１の壁は半径方向外壁であ
り、前記第２の壁は半径方向内壁であり、曲がりダクト
は軸線方向から半径方向外側の方向に流体流を曲げる。
り、前記第２の壁は半径方向内壁であり、曲がりダクト
は軸線方向から半径方向外側の方向に流体流を曲げる。
【００１６】好ましくは、少なくとも１つの部材は、流
れに直列に配置された第２のコンプレッサ及び燃焼装置
を有する。
れに直列に配置された第２のコンプレッサ及び燃焼装置
を有する。
【００１７】少なくとも１つの部材は、流れに直列に配
置されたインタークーラーと、第２のコンプレッサ及び
燃焼装置を有する。
置されたインタークーラーと、第２のコンプレッサ及び
燃焼装置を有する。
【００１８】好ましくは、第２のコンプレッサは軸流コ
ンプレッサである。
ンプレッサである。
【００１９】本発明は、流体流をほぼ９０°曲げる曲が
りダクトを有し、曲がりダクトは、第１の壁及び第２の
壁を有し、前記第１の壁は第１の端部で小さい曲率を有
し、曲率は第２の端部に向かって次第に増大し、前記第
２の壁は、前記第１の壁から流体流の分離が生じないよ
うにベンドディフューザで迅速な拡散が起こるように弧
の周りでローカルエリア比と通路の長さとの間の関係か
ら導かれる輪郭を有するベンドディフューザを提供す
る。
りダクトを有し、曲がりダクトは、第１の壁及び第２の
壁を有し、前記第１の壁は第１の端部で小さい曲率を有
し、曲率は第２の端部に向かって次第に増大し、前記第
２の壁は、前記第１の壁から流体流の分離が生じないよ
うにベンドディフューザで迅速な拡散が起こるように弧
の周りでローカルエリア比と通路の長さとの間の関係か
ら導かれる輪郭を有するベンドディフューザを提供す
る。
【００２０】第１の壁は、長楕円形の輪郭を有する。
【００２１】第２の壁は、（ローカルエリア比−１）n
（ここでｎは乗数）に比例する関係通路長さから引き出
される輪郭を有する。
（ここでｎは乗数）に比例する関係通路長さから引き出
される輪郭を有する。
【００２２】曲がりダクトは環状である。
【００２３】第１の壁は半径方向外壁であり、前記第２
の壁は半径方向内壁であり、曲がりダクトは軸線方向か
ら半径方向外側の方向に流体流を曲げる。
の壁は半径方向内壁であり、曲がりダクトは軸線方向か
ら半径方向外側の方向に流体流を曲げる。
【００２４】第２の壁は、上流端で最初の曲がり部を有
する。
する。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
てさらに詳細に説明する。
てさらに詳細に説明する。
【００２６】図１に示すガスタービンエンジン１０は、
流れ方向に連続して入口１２と、第１の軸流コンプレッ
サ１４と、ベンドディフューザ１６と、軸流ディフュー
ザ１８と、インタークーラー２０と、第２の軸流コンプ
レッサ２２と、燃焼装置２４と、第１のタービン２６
と、第２のタービン２８と、パワータービン３０と、排
出口３２とを有する。第１のガスタービン２６は、軸
（図示せず）を介して第２の軸流コンプレッサ２２を駆
動するように配置されている。第２のタービン２８は、
軸を介して第１の軸流コンプレッサ２０を駆動するよう
になっている。パワータービン３０は、軸３４を介して
発電機３６を駆動するようになっている。またパワータ
ービン３０は、船舶のプロペラ、ポンプまたは他の装置
を駆動するようになっていてもよい。
流れ方向に連続して入口１２と、第１の軸流コンプレッ
サ１４と、ベンドディフューザ１６と、軸流ディフュー
ザ１８と、インタークーラー２０と、第２の軸流コンプ
レッサ２２と、燃焼装置２４と、第１のタービン２６
と、第２のタービン２８と、パワータービン３０と、排
出口３２とを有する。第１のガスタービン２６は、軸
（図示せず）を介して第２の軸流コンプレッサ２２を駆
動するように配置されている。第２のタービン２８は、
軸を介して第１の軸流コンプレッサ２０を駆動するよう
になっている。パワータービン３０は、軸３４を介して
発電機３６を駆動するようになっている。またパワータ
ービン３０は、船舶のプロペラ、ポンプまたは他の装置
を駆動するようになっていてもよい。
【００２７】ガスタービンエンジン１０の能率を上げる
目的で空気が第２の軸流コンプレッサ２２に入る前に、
第１の軸流コンプレッサ１４を出る空気を冷却するため
に第１の軸流コンプレッサ１４と第２の軸流コンプレッ
サ２２との間に流れに直列にインタークーラー２０が配
置されている。
目的で空気が第２の軸流コンプレッサ２２に入る前に、
第１の軸流コンプレッサ１４を出る空気を冷却するため
に第１の軸流コンプレッサ１４と第２の軸流コンプレッ
サ２２との間に流れに直列にインタークーラー２０が配
置されている。
【００２８】第１の軸流コンプレッサ１４の下流端３８
は、ガスタービンエンジン１０の回転の中央軸線Ａから
中間の半径方向の距離Ｒ1にある。インタークーラー２
０への入口４０は、中央軸線Ａから半径方向の距離Ｒ2
にあり、Ｒ2はＲ1よりも大きい。液体を移送するため
に、第１の軸流コンプレッサ１４の下流端３８を出た空
気は、インタークーラー２０の入口４０に入るが、入口
４０の前に、図２及び図３にさらに詳細に示すようなベ
ンドディフューザ１６及び半径方向流ディフューザ１８
が設けられている。
は、ガスタービンエンジン１０の回転の中央軸線Ａから
中間の半径方向の距離Ｒ1にある。インタークーラー２
０への入口４０は、中央軸線Ａから半径方向の距離Ｒ2
にあり、Ｒ2はＲ1よりも大きい。液体を移送するため
に、第１の軸流コンプレッサ１４の下流端３８を出た空
気は、インタークーラー２０の入口４０に入るが、入口
４０の前に、図２及び図３にさらに詳細に示すようなベ
ンドディフューザ１６及び半径方向流ディフューザ１８
が設けられている。
【００２９】半径方向の流れディフューザ１８は、第１
の軸線方向の上流の半径方向に伸びる壁４２と軸線方向
の下流の半径方向に伸びる壁４４とによって規定されて
いる。壁４２及び４４はほぼ平行である。等角度に間隔
を置いた翼４６が半径方向に伸びた壁４２と４４に固定
されそれらの壁の間で伸びており、翼４６は、半径方向
に伸びる多数の拡散通路を形成する。例えば１０の通路
を規定するために１０個の翼４６が設けられる。翼４６
は断面がくさび型であり、翼４６の鋭い先端部は半径方
向の最内端部に配置されており、広い部分はその半径方
向の最外端に配置されている。拡散通路は二次元の寸法
を有し、拡散通路４８の特徴は、図３で破線によって示
すように異なる角度のくさびを使用することによって種
々の適用において調整可能である。くさびは端部５０か
ら端部５２まで直線的な側面で一様にまたは湾曲側面で
非一様に増大する。通路４８は断面が矩形であり、複数
の通路４８はそれぞれ等しい流れ面積を有する。
の軸線方向の上流の半径方向に伸びる壁４２と軸線方向
の下流の半径方向に伸びる壁４４とによって規定されて
いる。壁４２及び４４はほぼ平行である。等角度に間隔
を置いた翼４６が半径方向に伸びた壁４２と４４に固定
されそれらの壁の間で伸びており、翼４６は、半径方向
に伸びる多数の拡散通路を形成する。例えば１０の通路
を規定するために１０個の翼４６が設けられる。翼４６
は断面がくさび型であり、翼４６の鋭い先端部は半径方
向の最内端部に配置されており、広い部分はその半径方
向の最外端に配置されている。拡散通路は二次元の寸法
を有し、拡散通路４８の特徴は、図３で破線によって示
すように異なる角度のくさびを使用することによって種
々の適用において調整可能である。くさびは端部５０か
ら端部５２まで直線的な側面で一様にまたは湾曲側面で
非一様に増大する。通路４８は断面が矩形であり、複数
の通路４８はそれぞれ等しい流れ面積を有する。
【００３０】半径方向の流れディフューザ１８は、過剰
な境界層や逆流を生成することなく比較的短い軸線方向
の長さで空気を拡散することができる。
な境界層や逆流を生成することなく比較的短い軸線方向
の長さで空気を拡散することができる。
【００３１】ベンドディフューザ１６は、第１の半径方
向外壁５４と、第２の半径方向内壁５６とによって規定
されている。第１の壁の上流端５８は、第１の軸流コン
プレッサ１４の下流端で半径方向外壁に固定されてい
る。第１の壁５４の下流端６０は、半径方向の流れディ
フューザ１８の半径方向に伸びる第１の壁４２の半径方
向内端６６に固定されている。第１の壁５４は、上流端
５８で小さい半径の曲率で、すなわち小さい曲率で、始
まり、下流端６０まで下流方向に、曲率半径が次第に増
加し、すなわち、曲率が大きくなるように規定される。
例えば第１の壁５４は、半径方向外側に円滑に曲がる長
楕円的な形状を有する。
向外壁５４と、第２の半径方向内壁５６とによって規定
されている。第１の壁の上流端５８は、第１の軸流コン
プレッサ１４の下流端で半径方向外壁に固定されてい
る。第１の壁５４の下流端６０は、半径方向の流れディ
フューザ１８の半径方向に伸びる第１の壁４２の半径方
向内端６６に固定されている。第１の壁５４は、上流端
５８で小さい半径の曲率で、すなわち小さい曲率で、始
まり、下流端６０まで下流方向に、曲率半径が次第に増
加し、すなわち、曲率が大きくなるように規定される。
例えば第１の壁５４は、半径方向外側に円滑に曲がる長
楕円的な形状を有する。
【００３２】第２の壁５６の上流端６２は、第１の軸線
方向の流れコンプレッサ１４の下流端３８で半径方向内
壁に固定されている。第２の壁５６の下流端は、半径方
向の流れディフューザ１８の第２の半径方向に伸びる壁
４４の半径方向内端６４に固定されている。第２の壁５
６は、ローカルエリア比と弧の周りの通路長との間の関
係から導かれる輪郭を有する。
方向の流れコンプレッサ１４の下流端３８で半径方向内
壁に固定されている。第２の壁５６の下流端は、半径方
向の流れディフューザ１８の第２の半径方向に伸びる壁
４４の半径方向内端６４に固定されている。第２の壁５
６は、ローカルエリア比と弧の周りの通路長との間の関
係から導かれる輪郭を有する。
【００３３】例えば、Ｌα（ＡＲ−１）n ここでＬは通路の長さ ＡＲはローカルエリア比 ｎは、乗数である。
【００３４】これは、迅速な拡散、大きい減速、また第
２の壁の上流端６２での最初の曲がり部６３を生じる。
この曲がり部６３は、第１の軸流コンプレッサ１４の下
流端３８の半径方向内端から半径方向内側に伸びてい
る。従って、第２の壁５６は、半径方向外側にゆっくり
と曲がって半径方向のディフューザ１８の第２の半径方
向に伸びる壁４４の半径方向内端６８と接合している。
第２の壁による急な減速の直ぐ後で少量の分離が起こる
が、流体流は容易に戻り、さらに重要なのは、流体の流
れの分離が、第１の壁５４の境界層を曲がりのディフュ
ーザ１６の周りに密着したままにすることを補助するこ
とである。急激な減速はベンドディフューザ１６の下流
端でほぼ一様な速度プロフィールを生じ、これは、半径
方向の流れディフューザ１８の拡散に対して非常によ
く、さらに拡散を容易にする。
２の壁の上流端６２での最初の曲がり部６３を生じる。
この曲がり部６３は、第１の軸流コンプレッサ１４の下
流端３８の半径方向内端から半径方向内側に伸びてい
る。従って、第２の壁５６は、半径方向外側にゆっくり
と曲がって半径方向のディフューザ１８の第２の半径方
向に伸びる壁４４の半径方向内端６８と接合している。
第２の壁による急な減速の直ぐ後で少量の分離が起こる
が、流体流は容易に戻り、さらに重要なのは、流体の流
れの分離が、第１の壁５４の境界層を曲がりのディフュ
ーザ１６の周りに密着したままにすることを補助するこ
とである。急激な減速はベンドディフューザ１６の下流
端でほぼ一様な速度プロフィールを生じ、これは、半径
方向の流れディフューザ１８の拡散に対して非常によ
く、さらに拡散を容易にする。
【００３５】空気流がインタクーラ２０に入る前に残り
空気流の拡散を行うようにディフューザ１８とインター
クーラー２０との間に軸線方向室７０が設けられてい
る。
空気流の拡散を行うようにディフューザ１８とインター
クーラー２０との間に軸線方向室７０が設けられてい
る。
【００３６】１つの実施例において、第１の壁５４の特
定の形状は、主軸対第２の軸のアクセス比が２対１の長
楕円形である。第２の壁５６の弧の周りのローカル比と
通路長との間の関係はＬ／ΔＲ＝４．７（ＡＲ−１）
1.64であり、ここでＬは通路長であり、ＡＲはローカル
エリア比であり、ΔＲは、ベンドディフューザへの入口
の通路の高さである。
定の形状は、主軸対第２の軸のアクセス比が２対１の長
楕円形である。第２の壁５６の弧の周りのローカル比と
通路長との間の関係はＬ／ΔＲ＝４．７（ＡＲ−１）
1.64であり、ここでＬは通路長であり、ＡＲはローカル
エリア比であり、ΔＲは、ベンドディフューザへの入口
の通路の高さである。
【００３７】ベンドディフューザ１６は、流れを軸線方
向から半径方向に変え、半径方向のディフューザによっ
て完了する拡散処理を開始し、それは、全体の圧力損失
を最小限にし、出口で合理的な流れ輪郭を形成、すなわ
ち、流体流がベンドの周りの壁に密着したままであるよ
うにする。さらに、第１の壁に流れが密着したままであ
ることを保証するためにコアンダ効果を利用する。これ
によって、最小限の軸線方向の空隙で全体の圧力損をで
きる限り最小限にする高水準の拡散を達成することがで
きる。
向から半径方向に変え、半径方向のディフューザによっ
て完了する拡散処理を開始し、それは、全体の圧力損失
を最小限にし、出口で合理的な流れ輪郭を形成、すなわ
ち、流体流がベンドの周りの壁に密着したままであるよ
うにする。さらに、第１の壁に流れが密着したままであ
ることを保証するためにコアンダ効果を利用する。これ
によって、最小限の軸線方向の空隙で全体の圧力損をで
きる限り最小限にする高水準の拡散を達成することがで
きる。
【００３８】また、断面積は、ベンドディフューザの上
流端から下流端に増大する。
流端から下流端に増大する。
【００３９】ベンドディフューザの使用によって上述し
た問題を小さくし、それに打ち勝つことができる。
た問題を小さくし、それに打ち勝つことができる。
【００４０】本発明は流体流を軸線方向から半径方向外
側に曲げる環状ディフューザに関して説明したが、流体
流を軸線方向から半径方向内側に曲げる環状ディフュー
ザを設置することも明らかに可能である。また本発明
は、他のタイプの９０°のベンドを通る流体を供給する
ために使用することができ、またディフューザは環状デ
ィフューザに制限する必要はない。
側に曲げる環状ディフューザに関して説明したが、流体
流を軸線方向から半径方向内側に曲げる環状ディフュー
ザを設置することも明らかに可能である。また本発明
は、他のタイプの９０°のベンドを通る流体を供給する
ために使用することができ、またディフューザは環状デ
ィフューザに制限する必要はない。
【図１】本発明によるガスタービンエンジンの一部を破
断して示す全体図である。
断して示す全体図である。
【図２】第１図に示す軸流コンプレッサ及びディフュー
ザの下流端の拡大断面図である。
ザの下流端の拡大断面図である。
【図３】第２図の矢印Ｂの方向から見た図面である。
１０ ガスタービンエンジン １４，２２ 第１と第２の軸流コンプレッサ １６ ベンドディフューザ １８ 半径方向流れディフューザ ２０ インタークーラー ３８ 下流端 ５４ 第１の壁 ５６ 第２の壁
フロントページの続き (72)発明者 ガブリエル・シモンズ イギリス国バーミンガム ビー17・８エイ チピー，ウィロー・アベニュー 21 (72)発明者 ジョン・エドモンド・ハットフィールド イギリス国ウォーリックシャー シーヴイ ８・１イーダブリュー，ケニルワース，シ ドレイ・アベニュー 24
Claims (19)
- 【請求項１】 軸流コンプレッサと軸流コンプレッサの
下流に少なくとも１つの他の部材とを備え、中央軸線を
有するガスタービンエンジンであって、 前記軸流コンプレッサはガスタービンエンジンの前記中
央軸線から第１の半径方向の距離に下流端を有し、 前記少なくとも１つの他の部材は、前記ガスタービンエ
ンジンの前記中央軸線から第２の半径方向の距離に上流
端を有し、 前記軸流コンプレッサの下流端と少なくとも１つの他の
部材の上流端との間に流れに直列にベンドディフューザ
が配置され、ベンドディフューザは、軸流コンプレッサ
の下流端を出る流体流を軸線方向から半径方向に曲げる
曲がりダクトを有し、前記曲がりダクトは環状であり、
第１の壁及び第２の壁によって規定され、前記第１の壁
は上流端と下流端とを有し、上流端で小さい曲率を有
し、曲率は下流方向に次第に増大し、前記第２の壁は、
前記第１の壁から流体流の分離が生じないようにベンド
ディフューザで迅速な拡散が起こるように弧の周りでロ
ーカルエリア比と通路の長さとの間の関係から導かれる
輪郭を有するガスタービンエンジン。 - 【請求項２】 前記第１の壁は、長楕円形の輪郭を有す
る請求項１に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項３】 前記第２の壁は、（ローカルエリア比−
１）n（ここでｎは乗数）に比例する関係通路長さから
引き出される輪郭を有する請求項１に記載のガスタービ
ンエンジン。 - 【請求項４】 半径方向のディフューザはベンドディフ
ューザと少なくとも１つの他の部材の上流端との間で流
れに直立して配置され、半径方向のディフューザは、半
径方向に伸びる第１の壁と半径方向に伸びる第２の壁と
の間に規定され、半径方向に伸びる第１の壁と半径方向
に伸びる第２の壁との間に角度的に離れた複数のディフ
ューザ翼が配置されており、前記ディフューザの翼は、
半径方向に伸びる複数の拡散通路を規定するために半径
方向に伸びている請求項１に記載のガスタービンエンジ
ン。 - 【請求項５】 前記ディフューザ翼は、半径方向の内端
から半径方向の外端まで断面が増加する請求項４に記載
のガスタービンエンジン。 - 【請求項６】 ディフューザ翼は断面がくさび形状であ
る請求項５に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項７】 前記ディフューザ翼は、半径方向の内端
から半径方向の外端まで断面が増加する請求項５に記載
のガスタービンエンジン。 - 【請求項８】 前記第１の壁は半径方向外壁であり、前
記第２の壁は半径方向内壁であり、曲がりダクトは軸線
方向から半径方向外側の方向に流体流を曲げる請求項１
に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項９】 前記少なくとも１つの部材は、流れに直
列に配置された第２のコンプレッサ及び燃焼装置を有す
る請求項１に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項１０】 前記少なくとも１つの部材は、流れに
直列に配置されたインタークーラーと、第２のコンプレ
ッサ及び燃焼装置を有する請求項１に記載のガスタービ
ンエンジン。 - 【請求項１１】 前記第２のコンプレッサは軸流コンプ
レッサである請求項９または１０に記載のガスタービン
エンジン。 - 【請求項１２】 前記第２の半径方向の距離は、前記第
１の半径方向の距離より大きい請求項１に記載のガスタ
ービンエンジン。 - 【請求項１３】 前記関係はＬ／ΔＲ＝４．７（ＡＲ−
１）1.64であり、ここでＮは通路長さ、ＡＲはローカル
エリア比及びΔＲは、ベンドディフューザへの入口のダ
クト高さである請求項３に記載のガスタービンエンジ
ン。 - 【請求項１４】 流体流をほぼ９０°曲げる曲がりダク
トを有し、前記曲がりダクトは、第１の壁及び第２の壁
を有し、前記第１の壁は第１の端部と第２の端部とを有
し、第１の端部で小さい曲率を有し、曲率は第１の壁の
第２の端部に向かって次第に増大し、前記第２の壁は、
第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の壁から流
体流の分離が生じないようにベンドディフューザで迅速
な拡散が起こるように弧の周りでローカルエリア比と通
路の長さとの間の関係から導かれる輪郭を有するベンド
ディフューザ。 - 【請求項１５】 前記第１の壁は、長楕円形の輪郭を有
する請求項１４に記載のベンドディフューザ。 - 【請求項１６】 前記第２の壁は、（ローカルエリア比
−１）n（ここでｎは乗数）に比例する関係通路長さか
ら引き出される輪郭を有する請求項１４に記載のベンド
ディフューザ。 - 【請求項１７】 前記曲がりダクトは環状である請求項
１４に記載のベンドディフューザ。 - 【請求項１８】 前記第１の壁は半径方向外壁であり、
前記第２の壁は半径方向内壁であり、曲がりダクトは軸
線方向から半径方向外側の方向に流体流を曲げる請求項
１７に記載のベンドディフューザ。 - 【請求項１９】 前記関係はＬ／ΔＲ＝４．７（ＡＲ−
１）1.64であり、ここでＮは通路長さ、ＡＲはローカル
エリア比及びΔＲは、ベンドディフューザへの入口のダ
クト高さである請求項１６に記載のベンドディフュー
ザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9415685A GB9415685D0 (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | A gas turbine engine and a diffuser therefor |
| GB9415685.8 | 1994-08-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861084A true JPH0861084A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=10759348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7193220A Withdrawn JPH0861084A (ja) | 1994-08-03 | 1995-07-28 | ガスタービンエンジン及びガスタービンエンジンのディフューザ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5564898A (ja) |
| EP (1) | EP0695874B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0861084A (ja) |
| CA (1) | CA2153534A1 (ja) |
| DE (1) | DE69501372T2 (ja) |
| GB (1) | GB9415685D0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012036891A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | General Electric Co <Ge> | 曲線輪郭軸方向−半径方向ディフューザ |
| JP2015526691A (ja) * | 2012-09-04 | 2015-09-10 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 短縮された中間部分を有するガスタービンエンジン |
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1994
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