JP2017133503A - 高opr(t3)エンジン用圧縮機後方ロータリムの冷却 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機の使用温度を上げることができる冷却回路を有するガスタービンエンジンを提供する。【解決手段】ガスタービンエンジン用の冷却回路100は、接続部分116を有する動翼76と、第1の軸方向側面130および第2の軸方向側面を有するロータディスク92とを含む。ロータディスク92は、接続スロット114と、第1の軸方向側面130と第2の軸方向側面との間に延在する冷却流路101とを画定する。接続スロット114は、動翼76をロータディスク92に連結する接続部分116を受ける。冷却空気は、冷却流路101を通って流れる。【選択図】図3
Description
本開示は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジン用の冷却回路に関する。
ガスタービンエンジンは、通常、直列流れ順に、吸気セクション、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクションおよび排気セクションを含む。稼働時に、空気が吸気セクションに入り、圧縮機セクションに流れ、そこで1つ以上の軸流圧縮機が、空気が燃焼セクションに到達するまで、該空気を徐々に圧縮する。燃料が圧縮された空気と混合し、燃焼セクションで燃焼し、それによって燃焼ガスが作られる。燃焼ガスがタービンセクション内に画定された高温ガス路を通って燃焼セクションから流れ、排気セクションを経由してタービンセクションを出ていく。
特定の構成では、圧縮セクションは、直列流れ順に、低圧圧縮機(「LP圧縮機」)および高圧圧縮機(「HP圧縮機」)を含む。LP圧縮機およびHP圧縮機は、1つ以上の軸方向に離間配置した段を含み得る。各段は、円周方向に離間配置した静翼の列、および該静翼の列の下流に位置する円周方向に離間配置した動翼の列を含み得る。静翼は、圧縮機セクションを通って流れる空気を、該空気に運動エネルギーを与えてその圧力を増加させる動翼上に指向させる。
一般的に、ガスタービンエンジンは、全体圧力比(「OPR」)、すなわち圧縮機セクションの入口と出口における動圧の比が高いことが望ましい。典型的には、OPRが高いほど、高いガスタービン効率を示す。しかしながら、高いOPRによって、圧縮機排出温度が高くなり、また圧縮機セクションの後方または下流段の温度が高くなる。
動翼は、ガスタービンエンジンのOPRを限定する材料で構成される場合がある。すなわち、動翼の材料特性によって、圧縮機が曝され得る温度が限定される。この点において、動翼の材料特性によって、ガスタービンエンジンの効率が下がる可能性がある。したがって、圧縮機の使用温度を上げることができる冷却回路を有するガスタービンエンジンが、こうした技術において進んで受け入れられるであろう。
本発明の態様および利点は、部分的に、次の説明で述べ、または説明から自明であり得、または、本発明の実行を通じて知り得る。
一態様では、本開示はガスタービンエンジン用の冷却回路に関する。該冷却回路は、接続部分を有する動翼と、第1の軸方向側面および第2の軸方向側面を有するロータディスクとを含む。該ロータディスクは、接続スロットと、第1の軸方向側面と第2の軸方向側面との間に延在する冷却流路とを画定する。該接続スロットは、動翼をロータディスクに連結する接続部分を受ける。冷却空気は、該冷却流路を通って流れる。
本開示のさらなる態様は、圧縮機セクション、燃焼セクション、およびタービンセクションを有するガスタービンエンジンに関する。圧縮機セクションは、圧縮ガス経路を画定する静翼の列および動翼の列を含む。各動翼は、接続部分ならびに第1の軸方向側面および第2の軸方向側面を有するロータディスクを含む。該ロータディスクは、第1の軸方向側面と第2の軸方向側面との間に延在する冷却流路と、動翼の接続部分を受けて動翼をロータディスクに連結する1つ以上の接続スロットとを画定する。スペーサは、ロータディスクに連結し、静翼の列と摺接する。該スペーサは、冷却流路と流体連通してスペーサを介して延在する吸気ポートを画定する。圧縮ガス経路からの冷却空気は、吸気ポートを介して冷却流路に流れる。
本発明のこれらの、ならびに他の、特徴、態様および利点は、以下の、記載および添付する特許請求の範囲を参照してより理解されるであろう。本明細書に含まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を図示し、その説明と共に本発明の原理を説明する。
本発明の最良の形態を含み、当業者を対象にした、本発明の完全かつ実施可能な程度の開示は、以下の添付図面を参照して本明細書に説明されている。図面の説明は以下のとおりである。
本明細書に開示の実施形態による例示的な高バイパスターボファン型ガスタービンエンジンの概略断面図である。
画定された冷却回路の一実施形態を例示する、図1に示すターボファンのHP圧縮機の横断面図である。
複数の軸方向ダブテール、複数の対応する軸方向ダブテールスロット、および複数の冷却流路を例示する、図2に示すHP圧縮機における動翼の列の正面図である。
円周方向ダブテール、対応する円周方向ダブテールスロット、および複数の冷却流路を例示する、図2に示すHP圧縮機における静翼の列および動翼の列の側面図である。
画定された冷却回路の他の実施形態を例示する、図2と同様のHP圧縮機の横断面図である。
円周方向ダブテール、対応する円周方向ダブテールスロット、および複数の冷却流路の代替の実施形態を例示する、図4と同様のHP圧縮機における静翼の列および動翼の列の側面図である。
本明細書および図面において参照符号を繰り返し使用することで、本発明の同じまたは類似の特徴または要素を表すことが意図される。
本発明の実施形態がここで詳細に言及され、その1つ以上の実施例が図面の中で説明される。各実施例は本発明を説明するために提供され、本発明を限定するものではない。実際には、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、本発明に種々の修正や変更がなされ得ることは、当業者に明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または記載された特徴は、さらなる実施形態を生み出すために別の実施形態で使用してもよい。そのため、本発明は添付の請求項およびその等価物の範囲内でのこのような修正および変更を網羅している。
本明細書で使用されるように、用語「第1」、「第2」および「第3」は、1つの部品と別の部品を区別するために交換可能に使用されてもよく、個々の部品の位置あるいは重要性を示すことを意図しない。
用語「上流」および「下流」は、流路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば「上流」は流体が流れてくる方向を指し、「下流」は、流体が流れていく方向を指す。
ここで図面を参照すると、同一の数字は図面全体で同じ要素を示し、図1は例示的な高バイパスターボファン型ガスタービンエンジン10(「ターボファン10」)の概略断面図であり、本明細書に開示の様々な実施形態に援用することができる。図1に示されるように、ターボファン10は、参考のために、貫通して延在する長手方向または軸方向の中心線軸12を画定する。一般的に、ターボファン10は、ファンセクション16から下流方向に配置されたコアタービンまたはガスタービンエンジン14を有することができる。
コアタービンエンジン14は、一般的に環状吸気口20を画定する実質的に筒状の外部ケーシング18を含み得る。外部ケーシング18は、単一のケーシングまたは複数のケーシングから形成され得る。外部ケーシング18は、直列流れの関係で、ブースターまたは低圧圧縮機22(「LP圧縮機22」)および高圧圧縮機24(「HP圧縮機24」)を有する圧縮機セクション、燃焼セクション26、高圧タービン28(「HPタービン28」)および低圧タービン30(「LPタービン30」)を有するタービンセクション、ならびに排気セクション32を含む。高圧シャフトまたはスプール34(「HPシャフト34」)は、HPタービン28とHP圧縮機24とを駆動的に結合する。低圧シャフトまたはスプール36(「LPシャフト36」)は、LPタービン30とLP圧縮機22とを駆動的に結合する。LPシャフト36はまた、ファンセクション16のファンスプールまたはシャフト38とも結合することができる。いくつかの実施形態では、LPシャフト36は、ファンシャフト38と直接結合することができる(いわゆる直接駆動構成)。代替の構成では、LPシャフト36は、減速ギア39を介してファンシャフト38と結合することができる(いわゆる間接駆動構成またはギア駆動構成)。
図1に示されるように、ファンセクション16は、ファンシャフト38に結合し、およびファンシャフト38から半径方向外側に延在する複数のファン動翼40を含む。環状ファンケーシングまたはナセル42は、ファンセクション16および/または少なくとも一部のコアタービン14を周方向に取り囲む。ナセル42は、コアタービン14に対して、複数の円周方向に離間配置された後置静翼44によって支持され得る。さらに、ナセル42の下流セクション46は、コアタービン14の外側部分を囲み、その間のバイパス空気流路48を画定することができる。
図1で説明するように、ターボファン10の作動中に、空気50がターボファン10の吸気部52に流入する。空気50の第1の部分54がバイパス流路48に流れ、空気50の第2の部分56がLP圧縮機22の吸気口20に流れる。LP圧縮機静翼70、およびLPシャフト36に結合したLP圧縮機動翼72の1つ以上の連続した段が、LP圧縮機22を通ってHP圧縮機24へ向かって流れる空気50の第2の部分56を徐々に圧縮する。続いて、HP圧縮機静翼74、およびHPシャフト34に結合したHP圧縮機動翼76の1つ以上の連続した段が、HP圧縮機24を通って流れる空気50の第2の部分56をさらに圧縮する。これによって、圧縮された空気58は燃焼セクション26に供給され、そこで、燃料と混合し燃焼されて、燃焼ガス60が供給される。
燃焼ガス60はHPタービン28を通って流れ、そこで、HPタービン静翼66、およびHPシャフト34に結合したHPタービン動翼68の1つ以上の連続的な段が、燃焼ガス60からの運動エネルギーおよび/または熱エネルギーの第1の部分を抽出する。このエネルギーの抽出はHP圧縮機24の動作を支持する。その後、燃焼ガス60はLPタービン30を通って流れ、そこで、LPタービン静翼62、およびLPシャフト36に結合したLPタービン動翼64の1つ以上の連続的な段が、燃焼ガス60からの熱エネルギーおよび/または運動エネルギーの第2の部分を抽出する。このエネルギーの抽出によって、LPシャフト36が回転し、それによって、LP圧縮機22の動作および/またはファンシャフト38の回転を支持する。燃焼ガス60は、次いで、コアタービン14から、その排気セクション32を介して流出する。
ターボファン10の他に、コアタービン14が、同様の目的を果たし、ならびに、空気50の第2の部分56に対する空気50の第1の部分54の比がターボファンにおける比よりも小さい地上設置ガスタービン、ターボジェットエンジン、およびファンセクション16がナセル42を欠くアンダクテッドファンエンジンにおいて、同様の環境となる。ターボファン、ターボジェット、およびアンダクテッドエンジンのそれぞれに、減速装置(例えば減速ギアボックス39)がシャフトとスプールの間に含まれていてもよい。例えば、減速ギアボックス39が、LPシャフト36とファンセクション16のファンシャフト38との間に配置されていてもよい。
図2は、HP圧縮機24をより詳細に示す。図2に示すように、HP圧縮機24は、軸方向A、半径方向R、および円周方向Cを画定する。一般的には、軸方向Aは、長手方向軸12に概して平行に延在し、半径方向Rは、長手方向軸12と直交してその外側に延在し、円周方向Cは、長手方向軸12の周りを同心円状に延在する。
HP圧縮機24は、1つ以上の連続的な段を含む。例えば、図2に示す実施形態は、第1の段78、第1の段78の軸方向下流に配置された第2の段80、第2の段80の軸方向下流に配置された第3の段82、第3の段82の軸方向下流に配置された第4の段84、および第4の段84の軸方向下流に配置された第5の段86を含む。しかしながら、HP圧縮機24は、必要または要求に応じて、より多くの段またはより少ない段を有してもよい。図2に示すように、HP圧縮機24のいくつかの実施形態は、円周方向に離間配置した後置静翼の列111、または最後列の段(例えば、図2に示す実施形態では第5の段86)の軸方向下流に配置されたディフューザ静翼112を含む。
各段78、80、82、84、86は、静翼74の列88と、動翼76の列90とを含む。列88における静翼74は、円周方向に離間配置される。同様に、列90における動翼76も、円周方向に離間配置される。図2に示す実施形態では、動翼76の列90は、静翼74の列88の軸方向下流に配置される。以下に詳細に論じるように、動翼76はそれぞれ、動翼76から半径方向内側に延在した、対応するロータディスク92と連結するための接続部分を含む。接続部分は、軸方向ダブテール116(図3)、円周方向ダブテール122(図4)、ファーツリー(fir tree)(図示せず)、または任意の他の適切な接続部分形状であってもよい。
各段78、80、82、84、86の静翼74の列88および動翼76の列90は、合わせて、空気50の第2の部分56が貫流する圧縮ガス経路96を画定する。詳細には、静翼74は、空気50の第2の部分56を、該空気50の第2の部分56に運動エネルギーを与える動翼76上に指向させる。そこで、動翼76は、HP圧縮機24を通って流れる空気50の第2の部分56を圧縮空気58に変換する。後置静翼112が含まれる場合には、後置静翼112によって、圧縮空気58の流れが燃焼セクション26に指向する。
また、各段78、80、82、84、86は、対応する動翼76の列90と連結したロータディスク92を含む。図2に示す実施形態では、HP圧縮機24は、HPシャフト34と連結した、第5の段86のロータディスク92の軸方向下流に配置された圧縮機吐出圧力(「CDP」)シール138を含む。CDPシール138の半径方向外側端は、図2に示す実施形態において、ロータディスク92の半径方向外側端から半径方向内側に配置される。このように、図2に示すHP圧縮機24は、5つのロータディスク92と、1つのCDPシール138とを含む。しかしながら、HP圧縮機24は、必要または要求に応じて、より多くの、またはより少ないロータディスク92を含んでもよい。
各ロータディスク92は、対応する列90における動翼76の接続部分(例えば、軸方向ダブテール116、円周方向ダブテール122、ファーツリー等)を受ける1つ以上の接続スロットを含む。HP圧縮機24の第2の段から第5の段80、82、84、86におけるロータディスク92は、複数の軸方向ダブテールスロット114を画定する。図3にさらに具体的に示されるように、軸方向ダブテールスロット114は、軸方向Aに、ロータディスク92の第1の軸方向面130と、第1の軸方向面130の下流に配置されたロータディスク92の第2の軸方向面132(図2および図4)との間で延在する。複数の軸方向ダブテールスロット114はそれぞれ、ロータディスク92に沿って円周方向に離間配置される。そこで、動翼76の軸方向ダブテール116はそれぞれ、軸方向ダブテールスロット114のうちの1つに滑入して、円周方向に離間配置した動翼76の列90を形成する。再度図2を参照すると、第1の段76のロータディスク92は、単一の円周方向ダブテールスロット120を画定する。図4にさらに具体的に示すように、円周方向ダブテールスロット120は、ロータディスク92の周りに連続しておよび円周方向に延在する。そこで、動翼76の円周方向ダブテール122はそれぞれ、円周方向ダブテールスロット120に順次滑入して、円周方向に離間配置した動翼76の列90を形成する。一方で、代替の実施形態において、段78、80、82、84、86のロータディスク92は、軸方向ダブテールスロット114、円周方向ダブテールスロット120、ファーツリースロット、および/または任意の他の適切な接続スロットを画定してもよい。さらに、HP圧縮機24は、軸方向ダブテールスロット114、円周方向ダブテールスロット120、ファーツリースロット、および/または任意の他の適切な接続スロットのいかなる組み合わせを含んでもよい。図2に示す実施形態において、CDPシール138は、接続スロットを画定しない。
環状壁106は、ロータディスク92のそれぞれの隣接する対を連結する。図2に示す実施形態において、例えば、第1の環状壁106は、第1の段78および第2の段80のロータディスク92を連結する。第2の環状壁106は、第2の段80および第3の段82のロータディスク92を連結する。第3の環状壁106は、第3の段82および第4の段84のロータディスク92を連結する。第4の環状壁106は、第4の段84および第5の段86のロータディスク92を連結する。図2に示す実施形態は、さらに、第5の段86のロータディスク92と、HPシャフト34に固着したCDPシール138とを連結する円錐状壁136をさらに含む。そこで、HPタービン28がHPシャフト34を駆動する際に、ロータディスク92は全て一体となって回転する。さらに、環状壁106および円錐状壁136の各々は、連結されたロータディスク92および/またはCDPシール138のそれぞれの対応する隣接対と組み合わさって、ロータディスク空間94を画定する。
ラビリンスシール102等のカップリングは、同様にロータディスク92のそれぞれの隣接対の間に配置される。図2に示す実施形態において、例えば、第1のラビリンスシール102は、第1の段78および第2の段80のロータディスク92間に配置される。第2のラビリンスシール102は、第2の段80および第3の段82のロータディスク92間に配置される。第3のラビリンスシール102は、第3の段82および第4の段84のロータディスク92間に配置される。第4のラビリンスシール102は、第4の段84および第5の段86のロータディスク92間に配置される。図2に示す実施形態は、さらに、第5の段86のロータディスク92とCDPシール138との間に配置された円錐状フランジ110をさらに含む。この点において、ラビリンスシール102、ロータディスク92、および円錐状フランジ110は、合わせて圧縮ガス経路96の半径方向内側の境界を画定する。ラビリンスシール102は、空気50の第2の部分54が圧縮機段78、80、82、84、86にわたって段間で漏出することを防ぐ。さらに、ラビリンスシール102は、静翼74の列88の各々と、隣接するロータディスク92との間で相対回転を可能にする。これにより、動翼76は回転可能になる一方、静翼74は静止したままになる。他の実施形態では、カップリングは、ブラシシール(図示せず)または任意の種類の適切なシールであってもよい。
ラビリンスシール102はそれぞれ、対応する環状壁106および対応する隣接ロータディスク92の対と組み合わさって、環状キャビティ104を画定する。環状キャビティ104はそれぞれ、対応するロータディスク空間94と軸方向に位置合わせされ、および対応するロータディスク空間94から半径方向外側に配置される。さらに、円錐状フランジ110および円錐状壁136は、合わせて、その間におおむね円錐状のキャビティ140を画定する。
ここで図2および図3を参照すると、HPタービン24は、冷却回路100の一実施形態を規定する。一般に、冷却回路100は、圧縮ガス経路96に沿って流れる空気50の第2の部分56のうちの一部を受ける。冷却回路100を通って流れる空気50の一部は、以下冷却空気98と称される。冷却回路100は、以下により詳細に記載するように、次いで、冷却空気98をHP圧縮機24の種々の領域を通って循環させる。続いて、冷却回路は、冷却空気98を圧縮ガス経路96に戻して排気するか(図2)、またはHPタービン28に排気する(図5)。
冷却回路100は、ラビリンスシール102のうちの1つによって画定された、およびラビリンスシール102のうちの1つを介して半径方向に延在した吸気ポート118を含む。図2に示す実施形態において、吸気ポート118は、第4の段84のラビリンスシール102を介して延在する。しかしながら、吸気ポート118は、HP圧縮機24の任意の他の段78、80、82、86においてラビリンスシール102を介して延在してもよい。図2に示す実施形態において、吸気ポート118は、同様に、対応する環状壁106を貫通して半径方向に延在する。他の実施形態では、吸気ポート118は、ラビリンスシール102のみを介して半径方向に延在し、圧縮ガス経路96と、対応するキャビティ104との間に流体連通をもたらし得る。吸気ポート118によって、HP圧縮機24を通って流れる空気50の第2の部分56の一部(すなわち、冷却空気98)が冷却回路100に流入できるようになる。
図2に示す冷却回路100は、貫通して延在するコンジット124を画定するパイプ134をさらに含む。詳細には、コンジット124はパイプ134の吸気口128とパイプ134の排気口126との間に延在する。吸気口128は、吸気ポート118に連結し、また吸気ポート118と流れ連通している。排気口124は、吸気口128から半径方向内側に、ロータディスク92の半径方向内側に位置したLPシャフト36に近接して配置される。この点に関して、パイプ134は、ロータディスク空間94内に配置され、そこで概して半径方向に延在する。一方、代替の実施形態では、パイプ134を含まない場合がある。すなわち、吸気ポート118が、冷却空気98を、対応する環状キャビティ106またはロータディスク空間94に供給してもよい。
また、冷却回路100は、1つ以上の冷却流路101を含む。具体的には、1つ以上の冷却流路101はそれぞれ、ロータディスク92のうちの1つによって画定される。図2に示す実施形態では、第2の段80、第3の段82、第4の段84および第5の段86におけるロータディスク92はそれぞれ、冷却流路101のうちの1つを画定する。しかしながら、他の実施形態では、より多くのまたはより少ないロータディスク92が、冷却流路101を画定する場合もある。実際には、少なくとも1つのロータディスク92が冷却流路101を画定する限り、HP圧縮機24における任意の数のロータディスク92は、冷却流路101を画定し得る。さらに、各ロータディスク92は、2つ以上の冷却流路101を画定してもよい。
冷却流路101はそれぞれ、対応するロータディスク92を貫通して軸方向に延在する。詳細には、各冷却流路101は、ロータディスク92の第1の軸方向側面130と、第1の軸方向側面130の軸方向下流に配置されたロータディスク92の第2の軸方向側面132との間に延在する。この点において、各冷却流路101は、それぞれの隣接する環状キャビティ104の間に流体連通をもたらす。第5の段86のロータディスク92によって画定される冷却流路101は、円錐状キャビティ140と流体連通し得る。図3に示す実施形態では、冷却流路101は、軸方向ダブテールスロット114から半径方向内側に配置される。また、冷却流路101は、図2に示すように、半径方向に位置合わせされてもよい。さらに、冷却流路101は、他の種類の接続スロットから半径方向内側に同様に配置される。いくつかの実施例では、図3に示すように、冷却流路101は、ロータディスク92において円周方向に離間配置され、軸方向ダブテールスロット114と円周方向に位置合わせされてもよい。図3に示すように、冷却流路101は円形断面を有してもよいが、冷却流路101は任意の適切な断面(例えば、楕円、半球形状、長方形等)を有してもよい。いくつかの実施形態では、冷却流路101を含まない場合がある。
さらに、図2に示す冷却回路100は、ラビリンスシール102のうちの1つによって画定された、およびラビリンスシール102のうちの1つを介して半径方向に延在した排気ポート108を含む。図2に示す実施形態において、排気ポート108は、第2の段80のラビリンスシール102を介して画定される。しかしながら、排気ポート108は、HP圧縮機24の任意の他の段78、82、84、86においてラビリンスシール102を介して同様に画定されてもよい。図2に示す実施形態において、排気ポート108は、圧縮ガス経路96と、対応する環状キャビティ104との間の流体連通を可能にする。このように、排気ポート108により、冷却空気98が冷却回路100から流出できるようになる。
作動時に、冷却空気98は冷却回路100を通って流れ、HP圧縮機24の種々の領域を冷却する。図3に示す実施形態では、冷却空気98は、吸気ポート118を介して冷却回路100に流入し、その後にコンジット124を通って半径方向内側に流れる。冷却空気98は、ロータディスク92のうちの少なくとも一部から半径方向内側に位置したコンジット124の排気口126から流出した後に、CDPシール138まで、LPシャフト36に沿って、またはロータディスク92とLPシャフト36の間で半径方向に配置された任意の他の部品に沿って、軸方向下流に流れる。冷却空気98は、次いで、半径方向外側に流れて、円錐状キャビティ140内に流れる。冷却空気98は、円錐状キャビティ140から、第5の段86のロータディスク92における冷却流路101を通って、第5の段86の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に流れる。次に、冷却空気98は、第4の段84のロータディスク92における冷却流路101を通って、第4の段84の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に流れる。続いて、冷却空気98は、第3の段82のロータディスク92における冷却流路101を通って、第3の段82の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に流れる。その後、冷却空気98は、第2の段80のロータディスク92における冷却流路101を通って、第2の段80の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に流れる。冷却空気98は、次いで、冷却回路100から排気ポート108を介して流出し、圧縮ガス経路96に還流する。
冷却流路101を含まない実施形態では、冷却空気98は、軸方向接続スロット114の軸方向接続スロット流路142を通って流れる。図3に示すように、軸方向接続部分122は、軸方向接続スロット114全体を占めなくてもよい。この点に関して、軸方向接続スロット流路142は、軸方向接続スロット114内に形成される。このように、冷却空気98は、冷却流路101と同様に、軸方向接続スロット流路142を通って流れてもよい。冷却空気98は、冷却流路101に加えて、またはその代わりに、軸方向接続スロット流路142を通って流れてもよい。
そこで、冷却回路100を通って流れる冷却空気98は、ロータディスク92、ラビリンスシール102、静翼74、および/または動翼76からの熱を吸収して、それらを冷却する。これにより、HP圧縮機24は、従来のHP圧縮機よりも高い温度で作動可能になり、したがって、ターボファン10がより高いOPRで作動可能になる。
図2に示す実施形態では、冷却空気98は、冷却流路101を通って上流方向(つまり、圧縮ガス経路96における流れ方向に対して)に流れる。すなわち、冷却空気98は、ロータディスク92の第2の軸方向側面132から、第2の軸方向側面132の軸方向上流に配置されたロータディスク92の第1の軸方向側面130に流れる。しかしながら、他の実施形態では、冷却空気98は、下流(つまり、圧縮ガス経路96を通る流れに対して)に冷却流路101を通って流れてもよい。
さらに、排気ポート108は、図2に示す実施形態において、吸気ポート118の軸方向上流に配置される。一方で、代替の実施形態では、排気ポート108は、吸気ポート118の軸方向下流に同様に配置されてもよい。
図5および図6は、HP圧縮機24によって画定される冷却回路100' の代替の実施形態を示す。詳細には、冷却空気98は、概して下流(つまり、圧縮ガス経路96における流れ方向に対して)に冷却回路100' を通って流れ、HPタービン28に排気される。この点に関して、冷却回路100' は、HP圧縮機24のラビリンスシール102のうちの1つによって画定される排気ポート108を含まない。さらに、吸気ポート118は、HP圧縮機24の概して上流部分(つまり、冷却回路100に対して)に配置される(例えば、図5に示す実施形態では第2の段80に配置される)。図5に示されたHP圧縮機24は、図2に示されたものと実質的に同じである。
冷却流路の代替の実施形態を、図5および図6に示す。より具体的には、ロータディスク92はそれぞれ、第1の冷却流路部分101(a)および第2の冷却流路部分101(b)を画定する。第1の冷却流路部分101(a)は、ロータディスク92の第1の軸方向側面130と円周方向ダブテールスロット120との間に延在する。同様に、第2の冷却流路部分101(b)は、円周方向ダブテールスロット120とロータディスク92の第2の軸方向側面132との間に延在する。この点において、第1の冷却流路部分101(a)は、対応するロータディスク92の上流で隣接する環状キャビティ104と、画定された円周方向ダブテールスロット120とを流体連結する。同様に、第2の冷却流路部分100(b)は、対応するロータディスク92の下流で隣接する環状キャビティ104と、画定された円周方向ダブテールスロット120とを流体連結する。図6に示す実施形態では、第1の冷却流路部分101(a)および第2の冷却流路部分101(b)は、円周方向ダブテールスロット120に向けて傾斜して半径方向外側に延出する。代替の実施形態では、冷却回路100' は、第1の冷却流路部分101(a)および第2の冷却流路部分101(b)の代わりに、またはこれらに加えて、図2および図4に示す冷却流路101を含んでもよい。
作動時に、冷却空気98は冷却回路100' を通って流れ、冷却回路100と同様にHP圧縮機24の種々の領域を冷却する。詳細には、冷却空気98は、冷却回路100' に、より具体的には第2の段80の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に、吸気ポート118を介して流入する。その後、冷却空気98は、第2の段80のロータディスク92によって画定される第1の冷却流路部分101(a)、円周方向ダブテールスロット120、および第2の冷却流路部分101(b)を通って、第3の段82の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に流れる。次に、冷却空気98は、第3の段82のロータディスク92によって画定される第1の冷却流路部分101(a)、円周方向ダブテールスロット120、および第2の冷却流路部分101(b)を通って、第4の段84の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に流れる。次いで、冷却空気98は、第4の段84のロータディスク92によって画定される第1の冷却流路部分101(a)、円周方向ダブテールスロット120、および第2の冷却流路部分101(b)を通って、第5の段86の静翼74と軸方向に位置合わせされた環状キャビティ104に流れる。冷却空気98は、続いて、第5の段86のロータディスク92によって画定される第1の冷却流路部分101(a)、円周方向ダブテールスロット120、および第2の冷却流路部分101(b)を通って、円錐状キャビティ140に流れる。冷却空気98は、円錐状キャビティ140を通って流れた後に、第5の段86のロータディスク92とCDPシール138との間にあるロータディスク空間94を通って半径方向内側に流れ、その後、CDPシール138とLPシャフト36の間を軸方向下流に高圧タービン28まで流れる。
図5に示す実施形態では、冷却空気98は、冷却流路101を通って下流方向(つまり、圧縮ガス経路96における流れ方向に対して)に流れる。すなわち、冷却空気98は、ロータディスク92の第1の軸方向側面130から、第1の軸方向側面130の軸方向下流に配置されたロータディスク92の第2の軸方向側面132に流れる。
冷却回路100、100' は、HP圧縮機24の種々の実施形態の文脈において以下に記載されるが、冷却回路100、100' は、LP圧縮機22、HPタービン28、および/またはLPタービン30に同様に使用されてもよい。
記載したこの記述は、例を用いて、最良の形態を含むこの発明を開示して、かつ、いかなる当業者に対しても、任意の装置またはシステムを作成し用いることおよび任意の統合された方法を実行することを含んだこの発明の実施をすることができるようにもする。特許を受けることができるこの発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の実施例を含みうる。このような他の実施例であっても、実施例が、特許請求の範囲の字義どおりの用語と異なるものではない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の字義どおりの用語と実体実質的に差異ない同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内であることが意図される。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
[実施態様1]
ガスタービンエンジン(10)用の冷却回路(100、100' )であって、接続部分(116、122)を含む動翼(64、68、72、76)と;
第1の軸方向側面(130)および第2の軸方向側面(132)を含むロータディスク(92)であって、接続スロット(114、120)と、前記第1の軸方向側面(130)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する冷却流路(101、101(a)、101(b))とを画定する前記ロータディスク(92)と、を含み;
前記接続スロット(114、120)が、前記動翼(64、68、72、76)を前記ロータディスク(92)に連結する前記接続部分(116、122)を受け;および、
冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))を通って流れる、前記冷却回路(100、100' )。
ガスタービンエンジン(10)用の冷却回路(100、100' )であって、接続部分(116、122)を含む動翼(64、68、72、76)と;
第1の軸方向側面(130)および第2の軸方向側面(132)を含むロータディスク(92)であって、接続スロット(114、120)と、前記第1の軸方向側面(130)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する冷却流路(101、101(a)、101(b))とを画定する前記ロータディスク(92)と、を含み;
前記接続スロット(114、120)が、前記動翼(64、68、72、76)を前記ロータディスク(92)に連結する前記接続部分(116、122)を受け;および、
冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))を通って流れる、前記冷却回路(100、100' )。
[実施態様2]
前記動翼(76)および前記ロータディスク(92)が、前記ガスタービンエンジン(10)の高圧圧縮機部(24)に配置される、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
前記動翼(76)および前記ロータディスク(92)が、前記ガスタービンエンジン(10)の高圧圧縮機部(24)に配置される、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様3]
前記接続部分(116、122)がダブテール(116、122)であり、前記接続スロット(114、120)がダブテールスロット(114、120)である、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
前記接続部分(116、122)がダブテール(116、122)であり、前記接続スロット(114、120)がダブテールスロット(114、120)である、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様4]
前記ダブテールスロット(114、120)が軸方向ダブテールスロット(114)である、実施態様3に記載の冷却回路(100、100' )。
前記ダブテールスロット(114、120)が軸方向ダブテールスロット(114)である、実施態様3に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様5]
前記ダブテールスロット(114、120)が円周方向ダブテールスロット(120)である、実施態様3に記載の冷却回路(100、100' )。
前記ダブテールスロット(114、120)が円周方向ダブテールスロット(120)である、実施態様3に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様6]
前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記第1の軸方向側面(130)と前記円周方向ダブテールスロット(120)との間に延在する第1の部分(101(a))と、前記円周方向ダブテールスロット(120)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する第2の部分(101(b))とを含み、および冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第1の部分(101(a))と、前記円周方向ダブテールスロット(120)と、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第2の部分(101(b))とを通って流れる、実施態様5に記載の冷却回路(100、100' )。
前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記第1の軸方向側面(130)と前記円周方向ダブテールスロット(120)との間に延在する第1の部分(101(a))と、前記円周方向ダブテールスロット(120)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する第2の部分(101(b))とを含み、および冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第1の部分(101(a))と、前記円周方向ダブテールスロット(120)と、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第2の部分(101(b))とを通って流れる、実施態様5に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様7]
前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記接続スロット(114、120)から半径方向内側に配置された、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記接続スロット(114、120)から半径方向内側に配置された、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様8]
前記冷却空気(98)が、前記ガスタービンエンジン(10)の圧縮機部(22、24)から抽気される、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
前記冷却空気(98)が、前記ガスタービンエンジン(10)の圧縮機部(22、24)から抽気される、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様9]
前記動翼(64、68、72、76)が、複数の円周方向に離間配置した動翼(64、68、72、76)を含み;前記接続スロット(114、120)が、複数の円周方向に離間配置した接続スロット(114)を含み、前記複数の円周方向に離間配置した接続スロット(114)のそれぞれが、前記円周方向に離間配置した動翼(64、68、72、76)のうちの1つを受け;および前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、複数の冷却流路(101、101(a)、101(b))を含む、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
前記動翼(64、68、72、76)が、複数の円周方向に離間配置した動翼(64、68、72、76)を含み;前記接続スロット(114、120)が、複数の円周方向に離間配置した接続スロット(114)を含み、前記複数の円周方向に離間配置した接続スロット(114)のそれぞれが、前記円周方向に離間配置した動翼(64、68、72、76)のうちの1つを受け;および前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、複数の冷却流路(101、101(a)、101(b))を含む、実施態様1に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様10]
前記複数の冷却流路(101、101(a)、101(b))のそれぞれが、円周方向に離間配置した、実施態様9に記載の冷却回路(100、100' )。
前記複数の冷却流路(101、101(a)、101(b))のそれぞれが、円周方向に離間配置した、実施態様9に記載の冷却回路(100、100' )。
[実施態様11]
ガスタービンエンジン(10)であって、
燃焼セクション(26)と;
タービンセクション(28、30)と;
圧縮機セクション(22、24)であって、
静翼(70、74)の列(88)と;
動翼(72、76)の列(90)であって、各動翼(72、76)が接続部分(116、122)を含み、前記静翼(70、74)の列(88)および前記動翼(72、76)の列(90)が、圧縮ガス経路(96)を画定する前記動翼(72、76)の列(90)と;
第1の軸方向側面(130)および第2の軸方向側面(132)を含むロータディスク(92)であって、前記第1の軸方向側面(130)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する冷却流路(101、101(a)、101(b))と、前記動翼(72、76)の前記接続部分(116、122)を受けて前記動翼(72、76)を前記ロータディスク(92)に連結する1つ以上の接続スロット(114、120)とを画定する、前記ロータディスク(92)と;
前記ロータディスク(92)に連結され、前記静翼(70、74)の列(88)と摺接したスペーサ(102)であって、貫通して延在した、および前記冷却流路(101、101(a)、101(b))と流体連通した吸気ポート(118)を画定する前記スペーサ(102)と、を含む前記圧縮機セクション(22、24)と、を含み;
前記圧縮ガス経路(96)からの冷却空気(98)が、前記吸気ポート(118)を介して前記冷却流路(101、101(a)、101(b))に流れる、前記ガスタービンエンジン(10)。
ガスタービンエンジン(10)であって、
燃焼セクション(26)と;
タービンセクション(28、30)と;
圧縮機セクション(22、24)であって、
静翼(70、74)の列(88)と;
動翼(72、76)の列(90)であって、各動翼(72、76)が接続部分(116、122)を含み、前記静翼(70、74)の列(88)および前記動翼(72、76)の列(90)が、圧縮ガス経路(96)を画定する前記動翼(72、76)の列(90)と;
第1の軸方向側面(130)および第2の軸方向側面(132)を含むロータディスク(92)であって、前記第1の軸方向側面(130)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する冷却流路(101、101(a)、101(b))と、前記動翼(72、76)の前記接続部分(116、122)を受けて前記動翼(72、76)を前記ロータディスク(92)に連結する1つ以上の接続スロット(114、120)とを画定する、前記ロータディスク(92)と;
前記ロータディスク(92)に連結され、前記静翼(70、74)の列(88)と摺接したスペーサ(102)であって、貫通して延在した、および前記冷却流路(101、101(a)、101(b))と流体連通した吸気ポート(118)を画定する前記スペーサ(102)と、を含む前記圧縮機セクション(22、24)と、を含み;
前記圧縮ガス経路(96)からの冷却空気(98)が、前記吸気ポート(118)を介して前記冷却流路(101、101(a)、101(b))に流れる、前記ガスタービンエンジン(10)。
[実施態様12]
前記第1の軸方向側面(130)が、前記第2の軸方向側面(132)の上流に配置され、および前記冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))を通って前記第1の軸方向側面(130)から前記第2の軸方向側面(132)に流れる、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記第1の軸方向側面(130)が、前記第2の軸方向側面(132)の上流に配置され、および前記冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))を通って前記第1の軸方向側面(130)から前記第2の軸方向側面(132)に流れる、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様13]
前記第1の軸方向側面(130)が、前記第2の軸方向側面(132)の上流に配置され、および前記冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))を通って前記第2の軸方向側面(132)から前記第1の軸方向側面(130)に流れる、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記第1の軸方向側面(130)が、前記第2の軸方向側面(132)の上流に配置され、および前記冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))を通って前記第2の軸方向側面(132)から前記第1の軸方向側面(130)に流れる、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様14]
前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記第1の軸方向側面(130)と前記接続スロット(114、120)との間に延在する第1の部分(101(a))と、前記接続スロット(114、120)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する第2の部分(101(b))とを含み、および冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第1の部分(101(a))と、前記接続スロット(114、120)と、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第2の部分(101(b))とを通って流れる、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記第1の軸方向側面(130)と前記接続スロット(114、120)との間に延在する第1の部分(101(a))と、前記接続スロット(114、120)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する第2の部分(101(b))とを含み、および冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第1の部分(101(a))と、前記接続スロット(114、120)と、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第2の部分(101(b))とを通って流れる、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様15]
前記動翼(72、76)の列(90)が複数の前記動翼(72、76)の列(90)を含み、前記ロータディスク(92)が複数のロータディスク(92)を含み、および前記スペーサ(102)が前記複数の動翼(72、76)の列(90)のうちの2つの間に軸方向に配置された、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記動翼(72、76)の列(90)が複数の前記動翼(72、76)の列(90)を含み、前記ロータディスク(92)が複数のロータディスク(92)を含み、および前記スペーサ(102)が前記複数の動翼(72、76)の列(90)のうちの2つの間に軸方向に配置された、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様16]
前記複数のロータディスク(92)のそれぞれの前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、半径方向に位置合わせされた、実施態様15に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記複数のロータディスク(92)のそれぞれの前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、半径方向に位置合わせされた、実施態様15に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様17]
前記複数のロータディスク(92)のうちの2つを連結する前記スペーサ(102)から半径方向内側に配置された環状壁(106)であって、前記環状壁(106)、前記スペーサ(102)、および前記2つのロータディスク(92)が、合わせて、前記吸気ポート(118)と前記2つのロータディスク(92)の前記冷却流路(101、101(a)、101(b))とに流体連通した、キャビティ(104)を画定する、前記環状壁(106)をさらに含む、実施態様15に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記複数のロータディスク(92)のうちの2つを連結する前記スペーサ(102)から半径方向内側に配置された環状壁(106)であって、前記環状壁(106)、前記スペーサ(102)、および前記2つのロータディスク(92)が、合わせて、前記吸気ポート(118)と前記2つのロータディスク(92)の前記冷却流路(101、101(a)、101(b))とに流体連通した、キャビティ(104)を画定する、前記環状壁(106)をさらに含む、実施態様15に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様18]
前記スペーサ(102)が、第1のスペーサ(102)、および前記第1のスペーサ(102)から下流に配置された第2のスペーサを含み、ならびに前記第1のスペーサ(102)が、排気ポート(108)を画定し、および前記第2のスペーサ(102)が、前記排気ポート(108)と流体連通した吸気ポート(118)を画定する、実施態様15に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記スペーサ(102)が、第1のスペーサ(102)、および前記第1のスペーサ(102)から下流に配置された第2のスペーサを含み、ならびに前記第1のスペーサ(102)が、排気ポート(108)を画定し、および前記第2のスペーサ(102)が、前記排気ポート(108)と流体連通した吸気ポート(118)を画定する、実施態様15に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様19]
前記吸気ポート(118)と流体連通し、前記吸気ポート(118)から半径方向内側に延在したコンジット(124)であって、前記冷却空気(98)が、前記吸気ポート(118)から前記コンジット(124)を介して前記ロータディスク(92)の半径方向内側の位置まで流れ、および前記冷却空気(98)が、前記ロータディスク(92)の半径方向内側の前記位置から前記冷却流路(101、101(a)、101(b))まで半径方向外側に流れる、前記コンジット(124)をさらに含む、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
前記吸気ポート(118)と流体連通し、前記吸気ポート(118)から半径方向内側に延在したコンジット(124)であって、前記冷却空気(98)が、前記吸気ポート(118)から前記コンジット(124)を介して前記ロータディスク(92)の半径方向内側の位置まで流れ、および前記冷却空気(98)が、前記ロータディスク(92)の半径方向内側の前記位置から前記冷却流路(101、101(a)、101(b))まで半径方向外側に流れる、前記コンジット(124)をさらに含む、実施態様11に記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様20]
円錐状フランジ(110)であって、前記冷却空気(98)が、前記円錐状フランジ(110)に沿って前記ロータディスク(92)の半径方向内側の前記位置から前記冷却流路(101、101(a)、101(b))まで流れる、前記円錐状フランジ(110)をさらに含む、実施態様19に記載のガスタービンエンジン(10)。
円錐状フランジ(110)であって、前記冷却空気(98)が、前記円錐状フランジ(110)に沿って前記ロータディスク(92)の半径方向内側の前記位置から前記冷却流路(101、101(a)、101(b))まで流れる、前記円錐状フランジ(110)をさらに含む、実施態様19に記載のガスタービンエンジン(10)。
10 ターボファンジェットエンジン
12 長手方向または軸方向の中心線
14 ファンセクション
16 コア/ガスタービンエンジン
18 外部ケーシング
20 吸気口
22 低圧圧縮機
24 高圧圧縮機
26 燃焼セクション
28 高圧タービン
30 低圧タービン
32 ジェット排気セクション
34 高圧シャフト/スプール
36 低圧シャフト/スプール
38 ファンスプール/シャフト
40 ファン動翼
42 ファンケーシングまたはナセル
44 後置静翼
46 下流セクション
48 バイパス空気流路
50 空気
52 吸気部
54 空気の第1の部分
56 空気の第2の部分
58 圧縮された空気
60 燃焼ガス
62 LPタービン静翼
64 LPタービン動翼
66 HPタービン静翼
68 HPタービン動翼
70 LP圧縮機静翼
72 LP圧縮機動翼
74 HP圧縮機静翼
76 HP圧縮機動翼
78 圧縮機段
80 圧縮機段
82 圧縮機段
84 圧縮機段
86 圧縮機段
88 静翼の列
90 動翼の列
92 ロータディスク
94 ロータディスク空間
96 圧縮ガス経路
98 冷却流れ
100 冷却回路
100’ 冷却回路
101 冷却流路
101(a) 第1の冷却流路部分
101(b) 第2の冷却流路部分
102 ラビリンスシール
104 キャビティ
106 壁
108 出口開口部
110 円錐状フランジ
111 列
112 後置静翼
114 軸方向接続スロット
116 軸方向接続部分
118 吸気ポート
120 円周方向接続スロット
122 円周方向接続部分
124 コンジット
126 コンジット排気口
128 コンジット吸気口
130 第1の軸方向側面
132 第2の軸方向側面
134 パイプ
136 円錐状壁
138 圧縮機吐出圧力シール
140 円錐状のキャビティ
142 軸方向接続スロット流路
12 長手方向または軸方向の中心線
14 ファンセクション
16 コア/ガスタービンエンジン
18 外部ケーシング
20 吸気口
22 低圧圧縮機
24 高圧圧縮機
26 燃焼セクション
28 高圧タービン
30 低圧タービン
32 ジェット排気セクション
34 高圧シャフト/スプール
36 低圧シャフト/スプール
38 ファンスプール/シャフト
40 ファン動翼
42 ファンケーシングまたはナセル
44 後置静翼
46 下流セクション
48 バイパス空気流路
50 空気
52 吸気部
54 空気の第1の部分
56 空気の第2の部分
58 圧縮された空気
60 燃焼ガス
62 LPタービン静翼
64 LPタービン動翼
66 HPタービン静翼
68 HPタービン動翼
70 LP圧縮機静翼
72 LP圧縮機動翼
74 HP圧縮機静翼
76 HP圧縮機動翼
78 圧縮機段
80 圧縮機段
82 圧縮機段
84 圧縮機段
86 圧縮機段
88 静翼の列
90 動翼の列
92 ロータディスク
94 ロータディスク空間
96 圧縮ガス経路
98 冷却流れ
100 冷却回路
100’ 冷却回路
101 冷却流路
101(a) 第1の冷却流路部分
101(b) 第2の冷却流路部分
102 ラビリンスシール
104 キャビティ
106 壁
108 出口開口部
110 円錐状フランジ
111 列
112 後置静翼
114 軸方向接続スロット
116 軸方向接続部分
118 吸気ポート
120 円周方向接続スロット
122 円周方向接続部分
124 コンジット
126 コンジット排気口
128 コンジット吸気口
130 第1の軸方向側面
132 第2の軸方向側面
134 パイプ
136 円錐状壁
138 圧縮機吐出圧力シール
140 円錐状のキャビティ
142 軸方向接続スロット流路
Claims (10)
- ガスタービンエンジン(10)用の冷却回路(100、100’)であって、
接続部分(116、122)を含む動翼(64、68、72、76)と;
第1の軸方向側面(130)および第2の軸方向側面(132)を含むロータディスク(92)であって、接続スロット(114、120)と、前記第1の軸方向側面(130)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する冷却流路(101、101(a)、101(b))とを画定する前記ロータディスク(92)と
を含み;
前記接続スロット(114、120)が、前記動翼(64、68、72、76)を前記ロータディスク(92)に連結する前記接続部分(116、122)を受け;
冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))を通って流れる、前記冷却回路(100、100’)。 - 前記接続部分(116、122)がダブテール(116、122)であり、前記接続スロット(114、120)がダブテールスロット(114、120)である、請求項1に記載の冷却回路(100、100’)。
- 前記ダブテールスロット(114、120)が軸方向ダブテールスロット(114)である、請求項3に記載の冷却回路(100、100’)。
- 前記ダブテールスロット(114、120)が円周方向ダブテールスロット(120)である、請求項3に記載の冷却回路(100、100’)。
- 前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記第1の軸方向側面(130)と前記円周方向ダブテールスロット(120)との間で延在する第1の部分(101(a))と、前記円周方向ダブテールスロット(120)と前記第2の軸方向側面(132)との間で延在する第2の部分(101(b))とを含み、
冷却空気(98)が、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第1の部分(101(a))と、前記円周方向ダブテールスロット(120)と、前記冷却流路(101、101(a)、101(b))の前記第2の部分(101(b))とを通って流れる、請求項5に記載の冷却回路(100、100’)。 - 前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、前記接続スロット(114、120)から半径方向内側に配置された、請求項1に記載の冷却回路(100、100’)。
- 前記冷却空気(98)が、前記ガスタービンエンジン(10)の圧縮機部(22、24)から抽気される、請求項1に記載の冷却回路(100、100’)。
- 前記動翼(64、68、72、76)が、複数の円周方向に離間配置した動翼(64、68、72、76)を含み;前記接続スロット(114、120)が、複数の円周方向に離間配置した接続スロット(114)を含み、前記複数の円周方向に離間配置した接続スロット(114)のそれぞれが、前記円周方向に離間配置した動翼(64、68、72、76)のうちの1つを受け;前記冷却流路(101、101(a)、101(b))が、複数の冷却流路(101、101(a)、101(b))を含む、請求項1に記載の冷却回路(100、100’)。
- 前記複数の冷却流路(101、101(a)、101(b))のそれぞれが、円周方向に離間配置した、請求項9に記載の冷却回路(100、100’)。
- ガスタービンエンジン(10)であって、
燃焼セクション(26)と;
タービンセクション(28、30)と;
圧縮機セクション(22、24)と
を含み、
前記圧縮機セクション(22、24)は、
静翼(70、74)の列(88)と;
動翼(72、76)の列(90)であって、各動翼(72、76)が接続部分(116、122)を含み、前記静翼(70、74)の列(88)および前記動翼(72、76)の列(90)が、圧縮ガス経路(96)を画定する前記動翼(72、76)の列(90)と;
第1の軸方向側面(130)および第2の軸方向側面(132)を含むロータディスク(92)であって、前記第1の軸方向側面(130)と前記第2の軸方向側面(132)との間に延在する冷却流路(101、101(a)、101(b))と、前記動翼(72、76)の前記接続部分(116、122)を受けて前記動翼(72、76)を前記ロータディスク(92)に連結する1つ以上の接続スロット(114、120)とを画定する、前記ロータディスク(92)と;
前記ロータディスク(92)に連結され、前記静翼(70、74)の列(88)と摺接したスペーサ(102)であって、貫通して延在した、および前記冷却流路(101、101(a)、101(b))と流体連通した吸気ポート(118)を画定する前記スペーサ(102)と、を含む前記圧縮機セクション(22、24)と
を含み;
前記圧縮ガス経路(96)からの冷却空気(98)が、前記吸気ポート(118)を介して前記冷却流路(101、101(a)、101(b))に流れる、前記ガスタービンエンジン(10)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/007,257 | 2016-01-27 | ||
| US15/007,257 US10612383B2 (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Compressor aft rotor rim cooling for high OPR (T3) engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017133503A true JP2017133503A (ja) | 2017-08-03 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017003754A Pending JP2017133503A (ja) | 2016-01-27 | 2017-01-13 | 高opr(t3)エンジン用圧縮機後方ロータリムの冷却 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10612383B2 (ja) |
| EP (1) | EP3225780A1 (ja) |
| JP (1) | JP2017133503A (ja) |
| CN (1) | CN107013335B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR20190049219A (ko) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 두산중공업 주식회사 | 로터의 냉각구조 |
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