JP4921220B2 - ターボ機械のタービンケーシングを冷却する装置 - Google Patents

ターボ機械のタービンケーシングを冷却する装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4921220B2
JP4921220B2 JP2007084055A JP2007084055A JP4921220B2 JP 4921220 B2 JP4921220 B2 JP 4921220B2 JP 2007084055 A JP2007084055 A JP 2007084055A JP 2007084055 A JP2007084055 A JP 2007084055A JP 4921220 B2 JP4921220 B2 JP 4921220B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle assembly
annular
rim
upstream
casing
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.)
Active
Application number
JP2007084055A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007270834A5 (ja
JP2007270834A (ja
Inventor
アレクサンドル・ニコラ・デルボー
フイリツプ・ジエラール・マリー・アゼビ
ルノー・マルテ
フイリツプ・ジヤン−ピエール・パビオン
ステフアニー・ドミニク・ロジエ
エリツク・シユワルツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Publication of JP2007270834A publication Critical patent/JP2007270834A/ja
Publication of JP2007270834A5 publication Critical patent/JP2007270834A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4921220B2 publication Critical patent/JP4921220B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/20Actively adjusting tip-clearance
    • F01D11/24Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/06Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/10Manufacture by removing material
    • F05D2230/11Manufacture by removing material by electrochemical methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/205Cooling fluid recirculation, i.e. after cooling one or more components is the cooling fluid recovered and used elsewhere for other purposes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

本発明はターボ機械のタービンケーシング、詳細には航空機用ターボジェットエンジンまたはターボプロップのタービンケーシングを冷却する装置に関する。
この種類のタービンは複数のステージを備え、各ステージは、タービンのケーシングにより保持される固定翼の環状の列から形成されるディストリビュータと、C形またはU形の留め具によってタービンのケーシングのフックの周囲に固定されたリングセクタにより形成される円筒形シュラウド内で、ノズルアセンブリの下流で回転するように取り付けられた回転翼とを含む。
第1ステージの翼または上流ステージのノズルアセンブリは、高温に曝され、さらに、ターボ機械コンプレッサの上流から抽気され、タービンの上流のノズルアセンブリの周りでケーシング内に形成されるある容積部分にダクトにより輸送される、冷却空気の流れに対する内部空洞を備える。円筒形の接合管は上述の容積内に取り付けられ、それぞれ、上述の容積を上流のノズルアセンブリの翼の内部空洞に接続する。冷却空気は翼の半径方向内側端でこの空洞を離れ、翼の後縁はさらに、空洞に通じるオリフィスを備えて冷却空気が離れるようにしている。
リングセクタを固定するフック、詳細には、上流ステージのノズルアセンブリの翼の直ぐ下流に配置されるフックは、ケーシングのフックを収容する環状空間に半径方向外向きの気流からのガスが通過するのを制限するために、リングセクタとノズルアセンブリの翼の外端の間に装着される、環状のシーリング板により熱から遮蔽される。
しかし、シーリングは不十分であり、タービンの気流からの高温ガスの漏出によりケーシングフックの温度が上昇し、ひび割れまたは亀裂を生じてフックを破壊する可能性がある。
さらに、複雑性、空間的な制限および関連の費用のため、これらの懸垂フックに燃焼室の上流から冷却空気を抽気する追加の冷却回路を、タービンに装着することは不可能であろう。
本発明の特定の目的は、簡単に、効果的におよび経済的にこの問題に対応することである。
この目的のために、本発明は、ターボ機械、詳細には、航空機用ターボジェットエンジンまたはターボプロップのタービンのケーシングを冷却する装置を提案する。このタービンは、複数のステージを備え、各ステージは、タービンのケーシングにより保持される固定翼の環状の列から形成されるノズルアセンブリと、ケーシングの周囲に固定されたリングセクタにより形成される円筒形シュラウド内のケーシング内部で回転するように取り付けられた回転翼と、上流ステージのノズルアセンブリの翼を冷却する冷却回路とを含み、冷却回路は、ノズルアセンブリの翼内に形成される空洞に冷却空気を輸送するダクトと、上流ステージの回転翼の周囲でリングセクタを懸垂するケーシングの上流のフックに空気を輸送する手段と、を備え、これらの空気輸送手段は、上流ステージのノズルアセンブリの翼の内部空洞を上流のフックが位置する環状空間に接続し、翼の内部空洞はノズルアセンブリに取り付けられた板により半径方向外側端部で閉じられ、空気輸送手段は、これらの板に形成された穿孔と、翼を冷却する空洞の半径方向外側の壁面とリングセクタを懸垂するための上流のフックとの間に半径方向に延びる、ノズルアセンブリの外側環状リムに形成された穿孔とを備える。
ケーシングの上流ステージのノズルアセンブリの翼の空洞から抽気される空気は、ケーシングの上流のフックを収容する環状空間に輸送され、これにより温度を低下させ、タービンケーシングに冷却空気を輸送するダクトを追加する必要なく、フックのひび割れまたは亀裂の危険性の明らかな低減をもたらす。
この空気はさらに、フックが収容される環状空間を、タービンを通過する燃焼ガスより高い圧力に維持することを可能にし、この空気自体がフックを収容する環状空間へのこれらのガスの進入を防止する。
上流のフックを冷却する抽気された気流は、ノズルアセンブリの翼を冷却するために使用される気流全体の小部分を表し、したがって、上流ステージのノズルアセンブリの翼の冷却およびターボ機械の出力にほとんど影響を与えない。
本発明の別の特徴によると、上流のケーシングのフックに空気を輸送する手段は、ノズルアセンブリの周辺に分散され、各固定翼内に形成される。
空気輸送手段は、上流ステージのノズルアセンブリの翼冷却空洞を密閉するために翼の半径方向外側端に取り付けられる板に形成される穿孔と、翼を冷却する空洞の半径方向外側の壁面とリングセクタを懸垂するための上流のフックとの間に放射状に延びる、ノズルアセンブリの外側環状リムに形成される穿孔とを備える。
穿孔は放電加工により形成され、約0.1〜5mmの直径を有する。
本発明の一実施形態においては、ノズルアセンブリの外側環状リムに形成される穿孔はこのリムに対しておよび回転軸に対して斜めに延びる。
これらの穿孔は、下流端で、ケーシングの上流のフックが位置する環状空間に直接通じる。
代替形態として、穿孔は外部の環状リムの内側周囲に形成され、下流端で、ノズルアセンブリの外側環状リムとノズルアセンブリの下流の外側端の一部に取り付けられ固定される環状のデフレクタとの間に形成される環状通路に通じる。
この場合、穿孔はノズルアセンブリの回転体の外側壁に近接したノズルアセンブリの外側リムに形成され、これにより、ノズルアセンブリの外側リムにおける温度勾配の生成を回避できる。このような温度勾配は、リムの放射状の広がりにわたりリムの熱膨張差を生じ、ノズルアセンブリの翼に大きな応力を発生させる。
環状デフレクタは例えば、ノズルアセンブリの外側の環状溝に係合および固定され、リングセクタの上流端上に軸方向に保持されており、これにより、タービン気流からのガスが半径方向の外側に向かって、ケーシングのフックを収容する環状通路に流れ込むのを制限する。
有利には、環状デフレクタは複数の部分に分割され、シーリングストリップを介して端と端を連結して組み立てられた複数の部分から形成される。
さらに別の代替形態では、ノズルアセンブリの外側環状リムに形成される穿孔は、このリムに対してほぼ垂直であり、このリムがタービンのケーシングを保持する領域に形成されるスロットを通して冷却空気を供給される。
本発明はまた、航空機用ターボジェットエンジンまたはターボプロップのようなターボ機械のタービンに関し、タービンは上述の冷却装置を備える。
本発明はまた、半径方向内側端で回転体の内側壁に連結され、および半径方向外側端で回転体の外側壁に連結された翼の環状の列を備える、ターボ機械タービンの上流のノズルアセンブリに関し、翼は冷却空気の流れに対する内部空洞を備え、外側壁はその下流端に外側環状リムを備え、リムはターボ機械のケーシングを保持する手段を用いて形成され、翼の内部空洞は、半径方向外側端で、ノズルアセンブリの外側壁に取り付けられる板により閉じられ、これらの板およびノズルアセンブリの環状リムは冷却空気の通過する穿孔を備える。
穿孔は環状リムの内側周囲に形成され得る。これら穿孔はまた、環状リムに対して斜めにまたは垂直に形成され得る。
環状デフレクタはさらに、この環状リムの下流のノズルアセンブリの回転体の外側壁に固定され得る。
本発明はより十分に理解され、本発明の他の特徴、詳細および利点は、添付図面を参照した非限定の例により与えられる、以下の説明を読むことによりさらに明らかになるであろう。
図1では、参照符号10は燃焼室14の出口に配置された高圧モジュール12および高圧モジュール12の下流に置かれる低圧モジュール16からなるターボ機械のタービンを表す。タービンは4つのステージを備え、各ステージは、タービンの外部ケーシング22により保持される固定翼20の環状の列から形成されるノズルアセンブリ18およびノズルアセンブリ18の下流の回転翼24を含む。
回転翼24は、環状フランジ28によって相互に軸方向に組み合わされたディスク26を備え、放射状翼30を保持する。回転翼24はディスク26の環状フランジ28に固定されたドライブコーン32によりタービンシャフト(図示せず)に連結される。
各回転翼24は、C形またはU形の固定部品(以下により詳細に説明される)によりタービンのケーシング22の周囲に固定されるリングセクタ34から形成される円筒形シュラウドにより、小さな隙間を備えて外側を囲まれる。
ノズルアセンブリ18は、それぞれ回転体の内側壁36および外側壁38を備え、これらの間で、タービンを通るガスの流れに対する気流を区切り、これらの間で翼20は放射状に延びる。
図2aで最も明らかに示される上流ステージのノズルアセンブリ18の外側壁38は、軸方向の環状突起部44を含む、上流40および下流42の半径方向外側の環状リムを備え、突起部44は、上流方向に向けられ、タービンのケーシング22の対応する軸方向の環状溝45に係合される。
このノズルアセンブリ18の翼20は、冷却空気の循環を、ノズルアセンブリの外側壁38に対して半径方向外側の供給容積48から発生させる(矢印43で示される)内部空洞46を備え、この空気は、翼20の後縁近くに形成され、内部空洞46に通じるオリフィス50を通してタービンのガス気流中に一部を除去され(矢印51)、ノズルアセンブリの内側壁36に対して半径方向内側の容積52内に一部を除去される(矢印53)。冷却空気は、ターボ機械のコンプレッサから上流に抽気され、図示されていないダクトにより供給容積に輸送される。
翼の空洞46はそれぞれ円筒形管54および55により外側容積48および内側容積52に接続される。外側容積48と翼の空洞46との間に空気を通過する各管54は、外側環状リム40と42との間のノズルアセンブリの壁38に形成され、翼の内部空洞46に通じるオリフィスに固定されるブッシング56に気密に係合される一端を有する。この端部のもう一方はタービンのケーシング22に形成されるオリフィスに固定されるブッシング57に気密に係合される。翼の空洞46と内側容積52との間に空気を通過する管55は、それぞれ、ノズルアセンブリのおよび容積52のケーシング60の環状リムの、壁36のオリフィス58、59に気密に係合される端部を有する。
ノズルアセンブリ18の各翼の空洞46は、ブッシング56が固定されるオリフィス近くのノズルアセンブリの外側壁38に形成される開口部を備える。板64は、翼の空洞46を密閉して閉鎖するために、図3で確認できるとおり、壁38に取り付けられ固定される。
上流ステージのノズルアセンブリ18の直ぐ下流に配置されるリングセクタ34(図2aおよび図2bはそれぞれ、上流端に、ケーシング22の一部である円筒体の一部の形で対応する円周のフック72に押し付けられる、シリンダの一部の形状の周辺フック70を備え、周辺フック70および72を覆って上流側から係合されるC形またはU形の留め具74により所定の位置に保持される。
留め具74およびフック70、72は、ケーシングとノズルアセンブリ18との間のリングセクタ34の周りに広がる、環状空間76内に収容される。留め具74は、その上流端を、ノズルアセンブリの外側壁38の下流側環状リム42の下流側面に接触して保持する。
リングセクタ34およびケーシング22の留め具74および周辺フック70および72は、リングセクタ34とノズルアセンブリの環状リム42の下流面との間に装着される、環状のシーリングシート78により熱から遮蔽され、これにより、ケーシングフック72を収容する環状空間76内への半径方向外側からのタービン気流のガスの通過を制限する。
ケーシングフック72は、動作中に、破壊を生じる可能性のあるひび割れまたは亀裂を発生させ得る高温に曝される。
本発明は、これらのフックに冷却空気を輸送する手段によりこの問題に対する容易な解決法を提供する。
図2(a、b)および図3に示される本発明の第1実施形態では、これらの手段は、フック70、72を収容する環状空間76に翼の内部空洞46を接続するために、各翼の板64に形成される穿孔80およびノズルアセンブリの外側壁38の下流の外側リム42に斜めに形成される穿孔82を備え、穿孔80および82はタービンの軸の周りに均一に分散される。
図示されている例では、各板64はほぼ中間に円筒形穿孔80を備え(図3)、この穿孔80は、タービンの軸に対してほぼ放射状に方向付けられ、一方では対応する翼の空洞46に、他方ではノズルアセンブリの外側壁38の半径方向の外側に置かれ、ノズルアセンブリの外側環状リム40、42により軸方向に囲まれる環状通路79に通じる。代替として、板の一部だけに、穿孔80を有するか、または板は2つ以上の穿孔80を備えてもよい。穿孔は、タービンの軸に対して均一に傾斜し、例えば、下流側および外側に方向付けられ得る。
ノズルアセンブリ18の外側環状リム42に形成される穿孔82は、タービンの軸に対して傾斜しており、下流側および外側に方向付けられる。上流端では、環状通路79に通じ、下流端では、フック70、72にはめ込まれる留め具74の内側の円筒面に面している。
ノズルアセンブリ18の翼の空洞46を通って循環する気流の一部は、板64の穿孔80を通って環状通路79に入り、その後、矢印84により示されているとおり、ノズルアセンブリの環状リム42の穿孔82を通ってフック70、72を収容する環状空間76に入る。その結果、フック72は十分に冷却され、フックのひび割れまたは亀裂の危険性を無くする。
この空気の供給はまた、フックを収容する環状空間76をタービンを通って流れる高温ガスより高い圧力に維持でき、その結果、これらのガスが、環状シーリングシート78の位置でリングセクタ34とノズルアセンブリ18の環状リム42との間を通過するのを防止する。
図示されている例における板64に形成される穿孔80の数は、ノズルアセンブリ18の環状リム42に形成される穿孔82の数より多い。穿孔80の数は、例えば約96個であり、穿孔82の数は、例えば約72個である。
代替として、板64に形成される穿孔80の数は、ノズルアセンブリ18の環状リム42に形成される穿孔82の数と等しいかまたは少なくてもよい。
図4aおよび図4bに示されている本発明の実施形態の代替形態では、ノズルアセンブリの板64に形成される穿孔80は、図2a、図2bおよび図3を参照して説明されるものと同一であり、環状通路79はノズルアセンブリの外側環状リム42に形成される軸方向の穿孔90によりおよびこの外部リム42の環状突起部44に形成される軸方向のスロット92により、フックを収容する環状空間76に接続される。穿孔90およびスロット92は、タービンの軸の周りに均一に分散される。
ノズルアセンブリ18の外側環状リム42に形成される穿孔90は、タービンの軸にほぼ平行で、リム42に垂直である。穿孔90の上流端は、その面が環状の嵌合突起部44の外側に半径方向に位置する環状リム42の上流面に通じ、穿孔90の下流端は、フック70、72を収容する環状空間76内の環状リム42の下流面に通じている。
スロット92は、ケーシング22の環状溝45に係合される環状突起部の内側円筒面94および外側円筒面96に形成される。
外側円筒面96上のスロット92は、下流端では穿孔90の上流端の周辺に通じ、上流端では溝45の底部に通じ、内側円筒面94上のスロットは、上流端では溝45の底部に通じ、下流端では環状通路79に通じる。
図示されている例では、各穿孔90はそれぞれ、環状突起部44の内側円筒面94および外側円筒面96に形成される2つのスロット92と連通しており、スロットは穿孔90と同一の半径方向平面に位置してもしなくてもよい。
翼の内部空洞46から発生する環状通路79内の空気は、矢印98により示されているとおり、ノズルアセンブリの外側リム42の環状突起部44の内側面上の、次いで外側面上のスロット92により、その後外側リム42の穿孔90により、フックを収容する環状空間76内に輸送される。
代替として、スロット92はタービンの軸に平行ではなくてもよい。これらのスロット92はまた、環状突起部44の円筒面94、96が接触して保持される、溝45の円筒面上に形成されてもよく、これらのスロットは、上述のとおり、環状通路79に穿孔90の周辺で通じる。
図5から図7に示されている代替形式では、ノズルアセンブリ18の外側環状リム42の穿孔100は、リム42の中心または半径方向外側の部分には形成されないが、ノズルアセンブリの外側壁38に近接して形成され、この壁にほぼ平行に延びる。
穿孔100は、その上流端で環状通路79に通じ、その下流端で第2環状通路102に通じる。この、第2環状通路102は、タービンの軸に対して横方向に延び、その外側周辺でフック72を収容する環状空間76に連通する。
環状通路102はノズルアセンブリの外側壁38を取り囲み、外部リム42の下流で、ノズルアセンブリのリム42により、およびノズルアセンブリの外側壁38に取り付けられ固定されたデフレクタ104により、軸方向に囲まれる。
図示されている例では、穿孔100は、下流端で外側に開き、リム42の下流で、ノズルアセンブリの外側壁38に形成される環状溝106に通じ、また半径方向の壁108を備え、この壁108に対して、デフレクタ104の半径方向内側端の部分が押し付けられ、蝋付けまたは溶接により固定される。
デフレクタ104は、半径方向外側端の一部を押すことにより軸方向に付勢して、リングセクタ34の上流端上に取り付けられた環状のシーリングシート78に押し付けられ、これにより、フック70、72を収容する環状空間76内への半径方向外側からのタービン気流のガスの通過を制限する。
代替として、デフレクタ104はリングセクタ34の下流端に直接軸方向に保持することができる。
第1環状通路79からの空気は穿孔100を通り第2環状通路102に入り、その後、矢印110に示されているとおりフックを収容する環状空間76に輸送される。
図6に示されている例では、穿孔100の数は板64に形成される穿孔80の数より多い(図3)。穿孔100の数は例えば360から504の間である。
好ましくは、デフレクタ104は複数のセクタに分割され、シーリングストリップによって端と端を連結して組み立てられた複数の部分112から形成される。
図7で示されている例では、部分112は、その各端部で、その中にシーリングストリップがはめ込まれる手段114と結合され(図示されていないが)、各ストリップの一端は1つの部分112の手段114内に係合され、反対端は近接部分114の手段112内に係合される。
リングセクタ34上の留め具74およびフック70はまた、空気の通路のための穿孔116および118を備え、これによりケーシング22のフック72を冷却する(図5)。
穿孔80、82、90、100、116および118はまた、約0.1〜5mmの直径を有し、放電加工または任意のほかの適切な技法により形成され得る。
図5から図7の実施形態では、ノズルアセンブリの外側環状リム42における温度勾配の生成を回避できる。このような温度勾配は、リムの放射状の広がりにわたりリムの熱膨張差を生じ、ノズルアセンブリ18の翼に大きな応力を発生させる。多数の穿孔100により、リム42の内側周辺の温度を均一にでき、この温度を大幅に低下できる。
デフレクタ104により、リム42を冷却するのに用いられた空気を回収して、ケーシングフック72を冷却することができる。冷却空気の流量の僅かな増加は、エンジン性能を低下させることなく、環状リム42を冷却することによって僅かに温められるという事実を補償する。
本発明による装置が装備されているターボ機械の軸方向断面の概略部分図である。 図1の一部の拡大図であり、タービンの上流ステージのノズルアセンブリを示す。 図2aの細部Iの拡大図である。 側面および上流端から見た、タービンの上流ステージのノズルアセンブリの概略部分斜視図である。 図2aに対応する図であって、本発明による装置の実施形態の代替形式を示す。 図4aの細部Iの拡大図である。 本発明による装置の実施形態の別の代替形式の軸方向断面の概略部分図である。 図5のノズルアセンブリの外側環状リムの概略部分斜視図である。 図5のノズルアセンブリの外側環状リムの概略部分斜視図である。
12 高圧モジュール
14 燃焼室
16 低圧モジュール
18 ノズルアセンブリ
20 固定翼
22 外部ケーシング
24 回転翼
26 ディスク
28 環状フランジ
30 放射状翼
32 ドライブコーン
34 リングセクタ
36 内側壁
38 外側壁
40、42 外側環状リム
43、51、53、98 矢印
44 環状突起部
45 環状溝
46 内部空洞
48 供給容積
50、58、59 オリフィス
80、82、90、100、116、118 穿孔
52 内側容積
54、55 円筒形管
56、57 ブッシング
64 板
70、72 周辺フック
74 留め具
76 環状空間
78 シーリングシート
79 環状通路
92 スロット
94 内側円筒面
96 外側円筒面
102 第2環状通路
104 デフレクタ
108 壁
112 部分
114 近接部分

Claims (14)

  1. ターボ機械、詳細には航空機用ターボジェットエンジンまたはターボプロップのタービンのケーシングを冷却する装置であって、このタービンは、複数のステージを備え、
    各ステージは、
    タービンのケーシングにより保持される固定翼の環状の列から形成されるノズルアセンブリと、ケーシングの周囲に固定されたリングセクタにより形成される円筒形シュラウド内のケーシング内部で回転するように取り付けられた回転翼と、上流ステージのノズルアセンブリの翼を冷却する冷却回路と、を含み、
    冷却回路は、
    ノズルアセンブリの翼内に形成される空洞に冷却空気を輸送するダクトと、
    上流ステージの回転翼の周囲でリングセクタを懸垂するケーシングの上流のフックに空気を輸送する手段と、を備え、
    これらの空気輸送手段は、上流ステージのノズルアセンブリの翼の内部空洞を上流のフックが位置する環状空間に接続し、
    翼の内部空洞はノズルアセンブリに取り付けられた板により半径方向外側端部で閉じられ、
    空気輸送手段は、冷却空気が翼の内部空洞から出ることができるようにそれらの板に形成された穿孔と、翼を冷却する空洞の半径方向外側の壁面とリングセクタを懸垂するための上流のフックとの間に半径方向に延びる、ノズルアセンブリの外側環状リムに形成された穿孔とを備える、前記装置。
  2. 上流側のケーシングフックに空気を輸送する手段が、ノズルアセンブリの周辺に分散され、各固定翼に形成される、請求項1に記載の装置。
  3. 穿孔が放電加工により形成される、請求項1または2に記載の装置。
  4. ノズルアセンブリの外側環状リムに形成される穿孔がこのリムに対しておよび回転軸に対して斜めに延びる、請求項1から3の一項に記載の装置。
  5. 穿孔が、下流端で、ケーシングの上流側フックが収容されている環状空間に直接通じる、請求項4に記載の装置。
  6. 穿孔が外側環状リムの内側周辺に形成され、穿孔の下流端は、ノズルアセンブリの外側環状リムとノズルアセンブリの下流端の部分に取り付けられ固定された環状デフレクタとの間に形成される環状通路に通じている、請求項1から4の一項に記載の装置。
  7. 環状デフレクタがノズルアセンブリの外側環状溝に係合および固定され、リングセクタの上流端上に軸方向に保持されている、請求項6に記載の装置。
  8. 環状デフレクタが複数のセクタに分割され、シーリングストリップによって端と端を連結して組み立てられた複数の部分から形成されている、請求項6または7に記載の装置。
  9. ノズルアセンブリの外側環状リムに形成される穿孔が、このリムに対してほぼ垂直であり、このリムがタービンのケーシング上に保持する領域に形成されるスロットを通して冷却空気を供給される、請求項1から3の一項に記載の装置。
  10. 航空機用ターボジェットエンジンまたはターボプロップなどのターボ機械のタービンであって、請求項1から9の一項に記載の冷却装置を備えるタービン。
  11. 半径方向内側端で回転体の内側壁に連結され、半径方向外側端で回転体の外側壁に連結された翼の環状の列を備える、ターボ機械タービンの上流のノズルアセンブリであって、
    翼は冷却空気の流れに対する内部空洞を備え、
    外側壁はその下流端に外側環状リムを備え、リムはターボ機械のケーシングを保持する手段を用いて形成されている、ノズルアセンブリであって、
    翼の内部空洞は、半径方向外側端で、ノズルアセンブリの外側壁に取り付けられる板により閉じられ、
    これらの板が、冷却空気を翼の内部空洞から出すための穿孔を備えており、ノズルアセンブリの環状リムが、冷却空気を通過させる穿孔を備えている、前記ノズルアセンブリ。
  12. 穿孔が環状リムの内側周囲に形成されている、請求項11に記載のノズルアセンブリ。
  13. 穿孔が環状リムに対して斜めにまたは垂直に形成されている、請求項11または12に記載のノズルアセンブリ。
  14. 環状デフレクタが環状リムの下流の回転体の外側壁に固定されている、請求項11または12に記載のノズルアセンブリ。
JP2007084055A 2006-03-30 2007-03-28 ターボ機械のタービンケーシングを冷却する装置 Active JP4921220B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0602749 2006-03-30
FR0602749A FR2899281B1 (fr) 2006-03-30 2006-03-30 Dispositif de refroidissement d'un carter de turbine d'une turbomachine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007270834A JP2007270834A (ja) 2007-10-18
JP2007270834A5 JP2007270834A5 (ja) 2011-06-02
JP4921220B2 true JP4921220B2 (ja) 2012-04-25

Family

ID=37654800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007084055A Active JP4921220B2 (ja) 2006-03-30 2007-03-28 ターボ機械のタービンケーシングを冷却する装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7972107B2 (ja)
EP (1) EP1847687B1 (ja)
JP (1) JP4921220B2 (ja)
CA (1) CA2583132C (ja)
FR (1) FR2899281B1 (ja)
RU (1) RU2416028C2 (ja)
UA (1) UA97087C2 (ja)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2914017B1 (fr) * 2007-03-20 2011-07-08 Snecma Dispositif d'etancheite pour un circuit de refroidissement, carter inter-turbine en etant equipe et turboreacteur les comportant
FR2923525B1 (fr) * 2007-11-13 2009-12-18 Snecma Etancheite d'un anneau de rotor dans un etage de turbine
FR2930592B1 (fr) * 2008-04-24 2010-04-30 Snecma Distributeur de turbine pour une turbomachine
US8300220B2 (en) * 2009-02-25 2012-10-30 Vanderbilt University Device and method for non-invasively evaluating a target of interest of a living subject
GB0916432D0 (en) * 2009-09-21 2009-10-28 Rolls Royce Plc Separator device
FR2954401B1 (fr) * 2009-12-23 2012-03-23 Turbomeca Procede de refroidissement de stators de turbines et systeme de refroidissement pour sa mise en oeuvre
US8360716B2 (en) * 2010-03-23 2013-01-29 United Technologies Corporation Nozzle segment with reduced weight flange
FR2960590B1 (fr) * 2010-05-25 2014-04-11 Snecma Distributeur de turbine pour une turbomachine
RU2547351C2 (ru) * 2010-11-29 2015-04-10 Альстом Текнолоджи Лтд Осевая газовая турбина
JP5751950B2 (ja) * 2011-06-20 2015-07-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン及びガスタービンの補修方法
US8961108B2 (en) * 2012-04-04 2015-02-24 United Technologies Corporation Cooling system for a turbine vane
EP2719867B1 (de) 2012-10-12 2015-01-21 MTU Aero Engines GmbH Gehäusestruktur mit verbesserter Abdichtung und Kühlung
US10072520B2 (en) 2013-02-18 2018-09-11 United Technologies Corporation Acoustic treatment to mitigate fan noise
DE102013212501A1 (de) * 2013-06-27 2014-12-31 MTU Aero Engines AG Leitschaufelsegment mit stirnseitiger Ausnehmung
EP2846001B1 (de) 2013-09-06 2023-01-11 MTU Aero Engines AG Montage- und Demontageverfahren eines Gasturbinenrotors und zugehörige Werkzeug
EP2863020A1 (de) * 2013-10-16 2015-04-22 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel, Ringsegment, zugehörige Turbinenschaufelanordnung, Stator, Rotor, Turbine und Kraftwerksanlage
US9982560B2 (en) * 2015-01-16 2018-05-29 United Technologies Corporation Cooling feed orifices
US9850818B2 (en) * 2015-06-29 2017-12-26 General Electric Company Power generation system exhaust cooling
US9988934B2 (en) 2015-07-23 2018-06-05 United Technologies Corporation Gas turbine engines including channel-cooled hooks for retaining a part relative to an engine casing structure
FR3058458B1 (fr) * 2016-11-09 2020-11-20 Safran Aircraft Engines Etage de turbine de turbomachine pourvu de moyens d'etancheite
DE102016222608A1 (de) * 2016-11-17 2018-05-17 MTU Aero Engines AG Dichtungsanordnung für eine Leitschaufelanordnung einer Gasturbine
FR3061741B1 (fr) * 2017-01-09 2021-04-02 Safran Aircraft Engines Turbine pour turbomachine
FR3066225B1 (fr) * 2017-05-12 2019-05-10 Safran Aircraft Engines Turbine pour turbomachine
US10895167B2 (en) * 2017-05-30 2021-01-19 Raytheon Technologies Corporation Metering hole geometry for cooling holes in gas turbine engine
FR3074521B1 (fr) * 2017-12-06 2019-11-22 Safran Aircraft Engines Secteur de distributeur de turbine pour une turbomachine d'aeronef
DE102018210599A1 (de) 2018-06-28 2020-01-02 MTU Aero Engines AG Strömungsmaschinenbauteilanordnung
FR3094034B1 (fr) 2019-03-20 2021-03-19 Safran Aircraft Engines Chemise tubulaire de ventilation pour un distributeur de turbomachine
US11248481B2 (en) * 2020-04-16 2022-02-15 Raytheon Technologies Corporation Turbine vane having dual source cooling
FR3109406B1 (fr) 2020-04-17 2022-10-07 Safran Aircraft Engines Dispositif de refroidissement d’un carter de turbine
KR20230153447A (ko) * 2021-04-19 2023-11-06 미츠비시 파워 가부시키가이샤 익환 어셈블리, 가스 터빈, 및 가스 터빈의 개수 방법
FR3129981A1 (fr) 2021-12-03 2023-06-09 Safran Aircraft Engines Turbine pour turbomachine
FR3129980A1 (fr) 2021-12-03 2023-06-09 Safran Aircraft Engines Turbine pour turbomachine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE755567A (fr) * 1969-12-01 1971-02-15 Gen Electric Structure d'aube fixe, pour moteur a turbines a gaz et arrangement de reglage de temperature associe
US4173120A (en) * 1977-09-09 1979-11-06 International Harvester Company Turbine nozzle and rotor cooling systems
US4157232A (en) * 1977-10-31 1979-06-05 General Electric Company Turbine shroud support
DE3424208A1 (de) * 1984-06-30 1986-01-16 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Verfahren und vorrichtung zur umsatzsteigerung von mit wasserstoffbildung ablaufenden gasreaktionen
US5224818A (en) * 1991-11-01 1993-07-06 General Electric Company Air transfer bushing
GB9510833D0 (en) * 1995-05-27 1995-07-19 Procter & Gamble Cleansing compositions
US6227798B1 (en) * 1999-11-30 2001-05-08 General Electric Company Turbine nozzle segment band cooling
FR2803871B1 (fr) * 2000-01-13 2002-06-07 Snecma Moteurs Agencement de reglage de diametre d'un stator de turbine a gaz
US6431820B1 (en) * 2001-02-28 2002-08-13 General Electric Company Methods and apparatus for cooling gas turbine engine blade tips
US6612809B2 (en) * 2001-11-28 2003-09-02 General Electric Company Thermally compliant discourager seal
US6902371B2 (en) * 2002-07-26 2005-06-07 General Electric Company Internal low pressure turbine case cooling
US7186078B2 (en) * 2003-07-04 2007-03-06 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Turbine shroud segment
FR2877390B1 (fr) * 2004-10-29 2010-09-03 Snecma Moteurs Secteur de distribution de turbine alimente en air de refroidissement
JP4867203B2 (ja) * 2005-05-31 2012-02-01 株式会社日立製作所 ガスタービン

Also Published As

Publication number Publication date
US7972107B2 (en) 2011-07-05
RU2007111671A (ru) 2008-10-10
FR2899281B1 (fr) 2012-08-10
US20070231123A1 (en) 2007-10-04
UA97087C2 (ru) 2012-01-10
JP2007270834A (ja) 2007-10-18
CA2583132A1 (fr) 2007-09-30
RU2416028C2 (ru) 2011-04-10
FR2899281A1 (fr) 2007-10-05
EP1847687B1 (fr) 2013-02-20
EP1847687A1 (fr) 2007-10-24
CA2583132C (fr) 2014-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4921220B2 (ja) ターボ機械のタービンケーシングを冷却する装置
JP2007270834A5 (ja)
US10920611B2 (en) Vented tangential on-board injector for a gas turbine engine
JP4731156B2 (ja) タービンシュラウドの非対称冷却要素
JP4975990B2 (ja) ロータ組立体の先端間隙を維持するための方法及び装置
JP5436594B2 (ja) 中間冷却タービンエンジン
JP4130321B2 (ja) ガスタービンエンジン構成部品
US6769865B2 (en) Band cooled turbine nozzle
US9091173B2 (en) Turbine coolant supply system
US8087249B2 (en) Turbine cooling air from a centrifugal compressor
US9845691B2 (en) Turbine nozzle outer band and airfoil cooling apparatus
JP4981273B2 (ja) ターボ機械用の空力ファスナシールド
JP2005155626A5 (ja)
US20130192257A1 (en) Turbine shroud hanger with debris filter
JP2017072128A (ja) ステータ部品
JP2004060656A (ja) 低圧タービンケースの内部冷却
JP2017133503A (ja) 高opr(t3)エンジン用圧縮機後方ロータリムの冷却
JP2010164054A (ja) ガスタービン中の2次空気流を低減する装置およびシステム
JP2006105141A (ja) 隅部が冷却されるタービンノズル
JP2000257448A (ja) ベイ冷却タービンケーシング
JP2012013080A (ja) ガスタービンエンジンに用いるロータ組立体、およびそれを組み立てる方法
JP2007192213A (ja) タービンエアフォイルおよびタービンエアフォイルアッセンブリを冷却する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090507

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110411

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20110411

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110809

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111208

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20111216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4921220

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150210

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250