JPH0331900B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0331900B2 JPH0331900B2 JP59211859A JP21185984A JPH0331900B2 JP H0331900 B2 JPH0331900 B2 JP H0331900B2 JP 59211859 A JP59211859 A JP 59211859A JP 21185984 A JP21185984 A JP 21185984A JP H0331900 B2 JPH0331900 B2 JP H0331900B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- turbine
- compressor
- heat exchanger
- combustor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
- F02C7/10—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases by means of regenerative heat-exchangers
-
- 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
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、再生式ガスタービンの改良に関す
る。
る。
（従来の技術）
自動車用のガスタービンとして、例えば第４図
に示すようなものがある（自動車工学全書６巻ロ
ータリエンジン、ガスタービン…山海堂、昭和55
年１月20日発行）。 これは２軸再生式ガスター
ビンと呼ばれ、燃料噴射ノズルから噴射した燃料
を圧縮機１からの圧縮空気と共に燃焼器２で燃焼
させて高温ガスを生成し、これをスクロール３お
よびガス通路４を経て膨張させることにより、圧
縮機１を駆動するタービン（圧縮機駆動タービ
ン）５とエンジン出力を得るタービン（出力ター
ビン）６を回転駆動するのであり、さらに出力タ
ービン６を駆動した排ガスは回転蓄熱式の熱交換
器７に導かれ、圧縮機１から燃焼器２に送られる
圧縮空気を加熱するようになつている。
に示すようなものがある（自動車工学全書６巻ロ
ータリエンジン、ガスタービン…山海堂、昭和55
年１月20日発行）。 これは２軸再生式ガスター
ビンと呼ばれ、燃料噴射ノズルから噴射した燃料
を圧縮機１からの圧縮空気と共に燃焼器２で燃焼
させて高温ガスを生成し、これをスクロール３お
よびガス通路４を経て膨張させることにより、圧
縮機１を駆動するタービン（圧縮機駆動タービ
ン）５とエンジン出力を得るタービン（出力ター
ビン）６を回転駆動するのであり、さらに出力タ
ービン６を駆動した排ガスは回転蓄熱式の熱交換
器７に導かれ、圧縮機１から燃焼器２に送られる
圧縮空気を加熱するようになつている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、このようなガスタービンにあつて
は、高温ガスの温度が1000℃以上、熱交換器７を
通つた圧縮空気の温度が900℃以上にもなるため、
外部への伝熱を防ぐよう、図示しないがガスター
ビンを収装するハウジングの内側に断熱材がはら
れたものがある（General Motors社製AGT−
100） この断熱材としては、例えばアルミナ、シリ
カ、グラスセラミツクス等のセラミツク系材料が
用いられ、塗布や成形体の接着等によつて施工さ
れている。
は、高温ガスの温度が1000℃以上、熱交換器７を
通つた圧縮空気の温度が900℃以上にもなるため、
外部への伝熱を防ぐよう、図示しないがガスター
ビンを収装するハウジングの内側に断熱材がはら
れたものがある（General Motors社製AGT−
100） この断熱材としては、例えばアルミナ、シリ
カ、グラスセラミツクス等のセラミツク系材料が
用いられ、塗布や成形体の接着等によつて施工さ
れている。
しかしながら、セラミツクの塗布にあつては、
施工にかなり手間がかかり、一定の品質が得にく
い。成形セラミツクは高価であり、振動等に弱
い。また、断熱材の表面が使用中にエロージヨン
（溶出）によつて摩滅し、摩滅した細片によつて
さらに他の部品にエロージヨンを起こすという問
題点があつた。
施工にかなり手間がかかり、一定の品質が得にく
い。成形セラミツクは高価であり、振動等に弱
い。また、断熱材の表面が使用中にエロージヨン
（溶出）によつて摩滅し、摩滅した細片によつて
さらに他の部品にエロージヨンを起こすという問
題点があつた。
また、熱交換器７のシール付近が高温ガスによ
り熱変形を起こしてシール性が悪化し、ガスター
ビンの出力が低下してしまうという問題点もあつ
た。
り熱変形を起こしてシール性が悪化し、ガスター
ビンの出力が低下してしまうという問題点もあつ
た。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、圧縮機からの高圧空気が供給され
る燃焼器と、燃焼器からの高温ガスで駆動される
タービンと、圧縮機から燃焼器に供給される高圧
空気をタービンの排ガスで予熱する回転蓄熱式熱
交換器とを備え、これらをハウジングに収装して
なる再生式ガスタービンにおいて、前記ハウジン
グを二重構造に形成し、その外殻と内殻との間に
前記圧縮機からの高圧空気を熱交換器に導く空気
通路を形成すると共に、該空気通路を前記熱交換
器のシール取付座面に開口させるようにした。
る燃焼器と、燃焼器からの高温ガスで駆動される
タービンと、圧縮機から燃焼器に供給される高圧
空気をタービンの排ガスで予熱する回転蓄熱式熱
交換器とを備え、これらをハウジングに収装して
なる再生式ガスタービンにおいて、前記ハウジン
グを二重構造に形成し、その外殻と内殻との間に
前記圧縮機からの高圧空気を熱交換器に導く空気
通路を形成すると共に、該空気通路を前記熱交換
器のシール取付座面に開口させるようにした。
（作用）
空気通路を通る圧縮機からの高圧空気によつて
ハウジングが強制的に冷却されるようになり、し
たがつてセラミツク断熱材を用いずとも外部への
伝熱が防止されると共に、熱交換器のシール付近
が空気通路からの吐出空気により冷却されるため
熱変形によるシール性の悪化も防止される。
ハウジングが強制的に冷却されるようになり、し
たがつてセラミツク断熱材を用いずとも外部への
伝熱が防止されると共に、熱交換器のシール付近
が空気通路からの吐出空気により冷却されるため
熱変形によるシール性の悪化も防止される。
（実施例）
第１図は本発明の実施例を示す要部分解斜視図
で、再生式ガスタービンのハウジング８の部分を
表している。
で、再生式ガスタービンのハウジング８の部分を
表している。
このハウジング８は、前記第４図の各構成部品
を収装するようになつており、例えばハウジング
８の前面には圧縮機１の支持プレート９とそのス
クロールカバー１０を取付けるフランジ部１１
が、後面には出力タービン６と連結する出力軸１
２の軸穴１３が形成されている。
を収装するようになつており、例えばハウジング
８の前面には圧縮機１の支持プレート９とそのス
クロールカバー１０を取付けるフランジ部１１
が、後面には出力タービン６と連結する出力軸１
２の軸穴１３が形成されている。
ハウジング８の上面には回転蓄熱式の熱交換器
７を取付ける環状の段部１４が形成され、ハウジ
ング８の中央部には圧縮機駆動タービン５と出力
タービン６を組付ける二重のバルクヘツド１５が
前面に形成されている。
７を取付ける環状の段部１４が形成され、ハウジ
ング８の中央部には圧縮機駆動タービン５と出力
タービン６を組付ける二重のバルクヘツド１５が
前面に形成されている。
このバルクヘツド１５により仕切られる前室１
６には、燃焼器２と、燃焼器２からの高温ガスを
タービン５に導くスクロール３が配設され、後室
１７にはタービン６からの排ガスを熱交換器７に
導くデイフユーザ１８が配設されるようになつて
いる。
６には、燃焼器２と、燃焼器２からの高温ガスを
タービン５に導くスクロール３が配設され、後室
１７にはタービン６からの排ガスを熱交換器７に
導くデイフユーザ１８が配設されるようになつて
いる。
そして、本実施例ではこのハウジング８を外殻
１９としてハウジング８を二重構造とするよう
に、ハウジング８の前室１６と後室１７にそれぞ
れ薄肉構造の内殻２０，，２１が設けられる。
１９としてハウジング８を二重構造とするよう
に、ハウジング８の前室１６と後室１７にそれぞ
れ薄肉構造の内殻２０，，２１が設けられる。
内殻２０は前室１６の壁面２３とほぼ同一形状
で、壁面２３との間に所定の隙間があくように形
成され、その前面には対応するハウジング８のフ
ランジ部１１に合わせて円筒部２４が、上面には
同じく環状段部１４の底縁に合わせて半円筒部２
５が、後面には同じくバルクヘツド１５の周縁に
合わせて縁部２６が設けられる。この場合、内殻
２０の下部は壁面２３との隙間が大きくなるよう
に凹状に形成される。ただし、２７は燃焼器２が
貫通するダクトである。
で、壁面２３との間に所定の隙間があくように形
成され、その前面には対応するハウジング８のフ
ランジ部１１に合わせて円筒部２４が、上面には
同じく環状段部１４の底縁に合わせて半円筒部２
５が、後面には同じくバルクヘツド１５の周縁に
合わせて縁部２６が設けられる。この場合、内殻
２０の下部は壁面２３との隙間が大きくなるよう
に凹状に形成される。ただし、２７は燃焼器２が
貫通するダクトである。
内殻２１は後室１７の壁面２８とほぼ同一形状
で、同様に壁面２８との間に所定の隙間があくよ
うに、かつ下部の隙間が大きくなるように形成さ
れると共に、その前面にはバルクヘツド１５の周
縁に対する縁部２９が、上面には環状段部１４の
底縁に対する半円筒部３０が、後面には軸穴１３
に対する円筒部３１が設けられる。
で、同様に壁面２８との間に所定の隙間があくよ
うに、かつ下部の隙間が大きくなるように形成さ
れると共に、その前面にはバルクヘツド１５の周
縁に対する縁部２９が、上面には環状段部１４の
底縁に対する半円筒部３０が、後面には軸穴１３
に対する円筒部３１が設けられる。
この内殻２０，２１は、それぞれ円筒部２４，
３１、半円筒部２５，３０、縁部２６，２９がハ
ウジング８の対応する部分に溶接され、固定され
る。
３１、半円筒部２５，３０、縁部２６，２９がハ
ウジング８の対応する部分に溶接され、固定され
る。
なお、内殻２０，２１の外面には補強用のリブ
３２が設けられ、また内殻２０，２１を予め３
３，３４の部分にて分割して形成しても良い。
３２が設けられ、また内殻２０，２１を予め３
３，３４の部分にて分割して形成しても良い。
一方、圧縮機１の支持プレート９とハウジング
８のフランジ部１１を貫通して、スクロールカバ
ー１０の吐出口３５，３６を内殻２０と前室壁面
２３との隙間に接続する入口孔３７と、環状段部
１４側に開口する入口孔３８とが設けられ、バル
クヘツド１５の下部には内殻２０，２１の下部の
隙間を接続する連通孔３９が形成される。
８のフランジ部１１を貫通して、スクロールカバ
ー１０の吐出口３５，３６を内殻２０と前室壁面
２３との隙間に接続する入口孔３７と、環状段部
１４側に開口する入口孔３８とが設けられ、バル
クヘツド１５の下部には内殻２０，２１の下部の
隙間を接続する連通孔３９が形成される。
そして、環状段部１４の下面に、その周囲に沿
つて環状段部１４を内殻２０，２１と前室１６、
後室１７の壁面２３，２４との隙間に接続する多
数の連通孔４０が形成される。また、バルクヘツ
ド１５の上面にも連通孔４１が形成される。
つて環状段部１４を内殻２０，２１と前室１６、
後室１７の壁面２３，２４との隙間に接続する多
数の連通孔４０が形成される。また、バルクヘツ
ド１５の上面にも連通孔４１が形成される。
このようにして形成されたハウジング８を第２
図に示す。ただし、第２図は回転蓄熱式の熱交換
器７とそのカバー４６を組付けた状態を表し、熱
交換器７の周縁部と中央部には気密性を保つシー
ル４２，４３を設けている。
図に示す。ただし、第２図は回転蓄熱式の熱交換
器７とそのカバー４６を組付けた状態を表し、熱
交換器７の周縁部と中央部には気密性を保つシー
ル４２，４３を設けている。
即ち、ハウジング８前面の圧縮機１から送られ
た高圧空気は、フランジ部１１の入口孔３７，３
８より流入し、直接熱交換器７の回りに、および
内殻２０と外殻１９との隙間を通り、シール取付
座面である環状段部１４の連通孔４０から熱交換
器７の回りに導入される。
た高圧空気は、フランジ部１１の入口孔３７，３
８より流入し、直接熱交換器７の回りに、および
内殻２０と外殻１９との隙間を通り、シール取付
座面である環状段部１４の連通孔４０から熱交換
器７の回りに導入される。
また、内殻２０と外殻１９との隙間を通る高圧
空気は、一部がバルクヘツド１５の連通孔３９か
ら内殻２１と外殻１９との隙間に流入し、環状段
部１４の連通孔４０から熱交換器７の回りに導入
される。
空気は、一部がバルクヘツド１５の連通孔３９か
ら内殻２１と外殻１９との隙間に流入し、環状段
部１４の連通孔４０から熱交換器７の回りに導入
される。
そして、これらの高圧空気は、熱交換器７の新
気導入通路たる片側４４に集められ、その上面か
ら熱交換器７の片側４４を通り、燃焼器２が設置
されるハウジング８の前室１６へと送られるので
ある。なお、バルクヘツド１５の内部に流入した
高圧空気は、その上面から前室１６へと流入す
る。
気導入通路たる片側４４に集められ、その上面か
ら熱交換器７の片側４４を通り、燃焼器２が設置
されるハウジング８の前室１６へと送られるので
ある。なお、バルクヘツド１５の内部に流入した
高圧空気は、その上面から前室１６へと流入す
る。
このようにハウジング８を二重構造に形成し、
そのハウジング８の外殻１９と内殻２０，２１と
の隙間を、圧縮器１からの高圧空気を熱交換器７
に導く空気通路４５となるようにしたので、その
高圧空気によつてハウジング８が充分に冷却され
るようになると共に、圧縮空気の予熱にも寄与す
る。
そのハウジング８の外殻１９と内殻２０，２１と
の隙間を、圧縮器１からの高圧空気を熱交換器７
に導く空気通路４５となるようにしたので、その
高圧空気によつてハウジング８が充分に冷却され
るようになると共に、圧縮空気の予熱にも寄与す
る。
したがつて、従来例のようにセラミツク等の断
熱材を用いずとも、外部への伝熱を防止すること
ができ、ハウジング８が全体にコンパクトになる
と共に、軽量化を図ることができる。
熱材を用いずとも、外部への伝熱を防止すること
ができ、ハウジング８が全体にコンパクトになる
と共に、軽量化を図ることができる。
また、セラミツク断熱材のようにエロージヨン
によつて摩滅するようなことはなく、高い信頼性
も得られる。さらには、圧縮器１からの高圧空気
の一部を熱交換器７のシールとその座面の回りで
ある全周およびバルクヘツド１５の上面を通すよ
うにしたので、熱交換器７の高温摺動シール４
２，４３付近を冷却することができ、このため熱
変形によつてシール性が悪化することがなく、ガ
スタービンの出力性能を向上することができる。
によつて摩滅するようなことはなく、高い信頼性
も得られる。さらには、圧縮器１からの高圧空気
の一部を熱交換器７のシールとその座面の回りで
ある全周およびバルクヘツド１５の上面を通すよ
うにしたので、熱交換器７の高温摺動シール４
２，４３付近を冷却することができ、このため熱
変形によつてシール性が悪化することがなく、ガ
スタービンの出力性能を向上することができる。
なお、本実施例ではハウジング外殻１９を強度
部材とし、さらに内殻２０，２１を組付けるよう
にしたが、第３図に示すように内殻４７を強度部
材とし、この外側に外殻４８を取付けるようにし
ても良い。
部材とし、さらに内殻２０，２１を組付けるよう
にしたが、第３図に示すように内殻４７を強度部
材とし、この外側に外殻４８を取付けるようにし
ても良い。
（発明の効果）
良好な断熱性が得られ、ハウジングの小型化、
軽量化が図れる。さらには、ハウジングの熱変形
が抑えられ、熱交換器部分のシール性が向上する
ので、ガスタービンの出力性能が改善されるとい
う効果も得られる。
軽量化が図れる。さらには、ハウジングの熱変形
が抑えられ、熱交換器部分のシール性が向上する
ので、ガスタービンの出力性能が改善されるとい
う効果も得られる。
第１図は本発明の実施例を示す要部分解斜視
図、第２図はその構成断面図、第３図は本発明の
他の実施例を示す部分断面図、第４図は従来のガ
スタービンの概略構成図である。 １……圧縮機、２……燃焼器、５，６……ター
ビン、７……熱交換器、８……ハウジング、１９
……外殻、２０，２１……内殻、４５……空気通
路。
図、第２図はその構成断面図、第３図は本発明の
他の実施例を示す部分断面図、第４図は従来のガ
スタービンの概略構成図である。 １……圧縮機、２……燃焼器、５，６……ター
ビン、７……熱交換器、８……ハウジング、１９
……外殻、２０，２１……内殻、４５……空気通
路。
Claims (1)
- １ 圧縮機からの高空気圧が供給される燃焼器
と、燃焼器からの高温ガスで駆動されるタービン
と、圧縮機から燃焼器に供給される高圧空気をタ
ービンの排ガスで予熱する回転蓄熱式熱交換器と
を備え、これらをハウジングに収装してなる再生
式ガスタービンにおいて、前記ハウジングを二重
構造に形成し、その外殻と内殻との間に前記圧縮
機からの高圧空気を熱交換器に導く空気通路を形
成すると共に、該空気通路を前記熱交換器のシー
ル取付座面に開口させたことを特徴とする再生式
ガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21185984A JPS6189933A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 再生式ガスタ−ビン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21185984A JPS6189933A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 再生式ガスタ−ビン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6189933A JPS6189933A (ja) | 1986-05-08 |
| JPH0331900B2 true JPH0331900B2 (ja) | 1991-05-09 |
Family
ID=16612780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21185984A Granted JPS6189933A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 再生式ガスタ−ビン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6189933A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5855331A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-04-01 | Seiichi Kondo | 疎水性シリカゲルとその製法 |
-
1984
- 1984-10-09 JP JP21185984A patent/JPS6189933A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6189933A (ja) | 1986-05-08 |
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