JPS6189933A - 再生式ガスタ−ビン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

（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巻口　゛−タリエン
ジン、ガスタービン・・・山海室、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ｌうの圧縮空気と共に
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♂ることにより、
圧縮別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、圧縮は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って
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っては、高温ガ
スの温度が１０００℃以上、熱交換器７を通った圧縮空
気の温度が９００°Ｃ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（　Ｑ　ｅ
ｎｅｒａｌ　　Ｍ　ｏｔｏｒｓ社ｔｌ　ＡＧＴ−１００
＞ この断熱材としては、例えばアルミナ、シリカ、グラス
ごラミグラス等のセラミック系材料が用いられ、塗付や
成形体の接着等によって施工されている。

しかしながら、セラミックの塗付にあっては、施工にか
なり手間がかかり、一定の品質が得にくいａ成形セラミ
ックは高価であり、１辰動等に弱い。

また、断熱材の表面が使用中にエロージョン（溶出）に
よって摩滅し、摩滅した細片によってさらに他の部品に
エロージョンを起こすという問題点があった。

（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
１１改から燃焼器に供給される高圧空気をタービンの排
ガスで予熱する熱交１ｆＡ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、その外殻と内殻どの間
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。

（作用） 空気通路を通る圧縮機からの高圧空気によってハウジン
グが強制的に冷却されるようになり、したがってセラミ
ック断熱材を用いずとも外部への伝熱が防止されるので
ある。

（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。

このハウジング８は、前記第４図の各構成部品を収装す
るようになっており、例えばハウジング８の前面には圧
縮機１の支持プレートつとそのスクロールカバー１０を
取付けるフランジ部１１か、後面には出力タービン６と
連結する出力軸１２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１灸器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
る二重のバルクヘッド１５が全面に形成されている。

このバルクヘッド１５により仕切られる前室１６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に導くディフューザ１８が配設
されるようになっている。

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。

内殻２０は前空１６の壁面２３と（Ｊ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２５が、後面には同じくバルクヘッ
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ど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ｖ１７の壁面２８とほぼ同一形４Ｉりで、
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
前面にはバルクヘッド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。

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３３゜３４の部分に
て分割して形成しても良い。

一方、圧縮殿１の支持プレートつとハウジング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、而２３との隙間に接続
する入口孔３７と、環状段部１４側に間口する入口孔３
８とが設けられ、バルクヘッド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、その周囲に冶って環状
段部１４を内殻２０，２１と前室１６、後￥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、バルクヘッド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４２．４．３を設けている
。

即ち、ハウジング８前而の圧縮機１から送られた高圧空
気は、７ランジ部１１の入口孔３７．３８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１つと
の隙間を通り、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、
一部がバルクヘッド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が設胃されるハウジング８の
前室１６へと送られるのである。なお、バルクヘッド１
５の内部に流入した高圧空気は、その上面から前空１６
へと流入づる。

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Ｐｉ２２０，２１との隙間を、
圧縮器１からの高圧空気を熱交換器７に導（空気通路４
５となるようにしたので、その高圧空気によってハウジ
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。

したがって、従来例のようにセラミック等の断熱材を用
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。

また、セラミック断熱材のようにエロージョンによって
摩滅するようなことはなく、高い信頼性もｉｑられる。

ざらには、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ッ
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４２゜４３付近を冷却することができ、この
ため熱変形によってシール性が悪化することがなく、ガ
スタル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「クジング外殻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。

（発明の効果） 良好な断熱性がＩＪられ、ハウジングの小型化、軽量化
が図れる。ざらには、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。

【図面の簡単な説明】

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図は従来のカ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。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   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したことを特
   徴とする再生式ガスタービン。