JPH04318229A - Scroll installation structure for gas-turbine engine - Google Patents
Scroll installation structure for gas-turbine engineInfo
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- JPH04318229A JPH04318229A JP8411391A JP8411391A JPH04318229A JP H04318229 A JPH04318229 A JP H04318229A JP 8411391 A JP8411391 A JP 8411391A JP 8411391 A JP8411391 A JP 8411391A JP H04318229 A JPH04318229 A JP H04318229A
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンエンジンに
関し、特に燃焼器で発生した燃焼ガスをタービンロータ
に導くスクロールのコンプレッサ本体への取付構造に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine engine, and more particularly to a structure for attaching a scroll to a compressor body for guiding combustion gas generated in a combustor to a turbine rotor.
【０００２】0002
【従来の技術】ガスタービンエンジンは、コンプレッサ
からの高圧空気を燃焼器に導入して燃焼させ、その燃焼
ガスをタービンロータに吹きつけることによりタービン
を回転させ、動力を得るものであって近年、車両駆動用
内燃機関としても注目されている。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, a gas turbine engine generates power by introducing high-pressure air from a compressor into a combustor and burning it, and then blowing the combustion gas against a turbine rotor to rotate a turbine. It is also attracting attention as an internal combustion engine for driving vehicles.
【０００３】ところでこのガスタービンエンジンにおい
ては、通常、燃焼ガスをタービンロータに導入するため
、ロータ上流側にスクロールが設けられるようになって
おり、その取り付けは図３に示すように、まずスクロー
ル３１をタービンノズル３２に対しボルト３３で固定し
、更にこのスクロール３１を備えたタービンノズル３２
を別のボルト３４でコンプレッサ本体３５の軸受ハウジ
ング部３６に取り付ける形を採っている。即ち、スクロ
ール３１はタービンノズル３２を介してコンプレッサ本
体３５に取り付けられている（実開平２−６７０４３号
、同１−１１３１４０号公報参照）。By the way, in this gas turbine engine, a scroll is normally provided on the upstream side of the rotor in order to introduce combustion gas into the turbine rotor, and as shown in FIG. is fixed to the turbine nozzle 32 with bolts 33, and the turbine nozzle 32 is further equipped with this scroll 31.
is attached to the bearing housing portion 36 of the compressor main body 35 with another bolt 34. That is, the scroll 31 is attached to the compressor main body 35 via the turbine nozzle 32 (see Japanese Utility Model Application Nos. 2-67043 and 1-113140).
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスクロール取付構造は、スクロール内では燃焼ガス上
流側に位置して比較的雰囲気温度が高いスクロール周部
分３１ａの近傍でタービンノズル３２に取り付けている
ため、スクロール固定のためのボルト３３が高温となり
焼き付いたりする不具合がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, the scroll mounting structure described above is mounted to the turbine nozzle 32 in the vicinity of the scroll peripheral portion 31a, which is located upstream of the combustion gas and has a relatively high ambient temperature. There is a problem that the bolt 33 for fixing the scroll becomes hot and seizes.
【０００５】加えてこの構造はノズル固定のためのボル
ト３４でスクロール３１とタービンノズル３２とを支持
する形態となるため、スクロール３２の熱歪によりター
ビンノズル組立体が傾斜したりして上記ボルト３４に曲
げ荷重が作用し切損する問題がある。In addition, in this structure, the scroll 31 and the turbine nozzle 32 are supported by bolts 34 for fixing the nozzle, so the turbine nozzle assembly may be tilted due to thermal strain of the scroll 32, and the bolts 34 may be tilted. There is a problem of breakage due to bending load applied to the steel.
【０００６】本発明はかかる従来ガスタービンエンジン
の問題点に鑑み、スクロールの熱歪によるノズル固定用
ボルトの折損や、スクロール固定用ボルトの焼き付きを
防止できるようなガスタービンエンジンのスクロール取
付構造を提供することを目的とするものである。In view of the problems of conventional gas turbine engines, the present invention provides a scroll mounting structure for a gas turbine engine that can prevent breakage of nozzle fixing bolts and seizure of scroll fixing bolts due to thermal distortion of the scroll. The purpose is to
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によれば、ガスタービンエンジンのタービンロー
タ外方に設けられ燃焼器からの燃焼ガスをタービンロー
タに導くスクロールを、該スクロールの開口部近傍にお
いてインシュレータに固定し、該インシュレータをコン
プレッサ本体に取り付けると共に、上記スクロールの開
口部に近接して設けられるタービンノズルを直接コンプ
レッサ本体に取り付けるガスタービンエンジンのスクロ
ール取付構造が提供される。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, according to the present invention, a scroll provided outside a turbine rotor of a gas turbine engine for guiding combustion gas from a combustor to the turbine rotor is provided with an opening in the scroll. A scroll mounting structure for a gas turbine engine is provided in which the insulator is fixed to an insulator in the vicinity of the scroll, the insulator is attached to a compressor body, and a turbine nozzle provided close to an opening of the scroll is directly attached to the compressor body.
【０００８】[0008]
【作用】スクロール周部分よりも燃焼ガス下流側に位置
するスクロール開口部近傍でスクロールをインシュレー
タに取り付けるため、この領域の雰囲気温度はスクロー
ル周部分近傍の雰囲気温度よりも低くなりスクロール固
定用ボルトが焼き付きにくくなる。またスクロールを取
り付けるインシュレータはタービンノズルとは別個にコ
ンプレッサ本体に取り付けられ、タービンノズルは直接
コンプレッサ本体に取り付けられるため、インシュレー
タとタービンノズルは互いに固定された関係でなくなり
、スクロール熱歪のタービンノズルへの影響度は小さく
なり、タービンノズル固定用ボルトの折損を防止できる
。[Operation] Since the scroll is attached to the insulator near the scroll opening located on the downstream side of the combustion gas from the scroll circumference, the ambient temperature in this area is lower than the ambient temperature near the scroll circumference, causing the scroll fixing bolt to seize. It becomes difficult. In addition, the insulator to which the scroll is attached is attached to the compressor body separately from the turbine nozzle, and the turbine nozzle is attached directly to the compressor body, so the insulator and turbine nozzle are no longer in a fixed relationship with each other, and the scroll thermal strain on the turbine nozzle is reduced. The degree of influence is reduced, and breakage of the bolt for fixing the turbine nozzle can be prevented.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１０】図１及び図２は本発明の一実施例としての
２軸式ガスタービンエンジンのタービン部分（詳しくは
コンプレッサタービン部分）の断面とその部分的拡大図
を示しており、１はタービン翼２を備えるタービンロー
タで、軸受３を介して回転可能にコンプレッサ本体４の
軸受ハウジング５に支持されている。FIGS. 1 and 2 show a cross section and a partially enlarged view of a turbine section (more specifically, a compressor turbine section) of a two-shaft gas turbine engine as an embodiment of the present invention, and 1 shows a turbine blade. 2, which is rotatably supported by a bearing housing 5 of a compressor main body 4 via a bearing 3.
【００１１】又、この軸受ハウジング５にはタービンノ
ズル６が、タービンロータ軸線Ａを中心として周方向等
間隔に設けられる複数のボルト（以下、これをノズル固
定用ボルトと呼ぶ）７を介して取り付けられる。このタ
ービンノズル６は固定翼として周方向に配列された複数
のノズル翼８と、その外周側に位置する外周リング９及
び内周側に位置する内周リング１０と、内周リング１０
より更に内周側に延びるフランジ１１との一体構造物と
して形成されており、そのノズル翼８に近接して前出の
タービン翼２を外周リング９内に配置するように取り付
けられる。A turbine nozzle 6 is attached to the bearing housing 5 via a plurality of bolts (hereinafter referred to as nozzle fixing bolts) 7 provided at equal intervals in the circumferential direction around the turbine rotor axis A. It will be done. This turbine nozzle 6 includes a plurality of nozzle blades 8 arranged in the circumferential direction as fixed blades, an outer circumferential ring 9 located on the outer circumferential side, an inner circumferential ring 10 located on the inner circumferential side, and an inner circumferential ring 10.
It is formed as an integral structure with a flange 11 extending further inward, and is attached so that the aforementioned turbine blade 2 is disposed within the outer ring 9 in close proximity to the nozzle blade 8 .
【００１２】図示しない燃焼器で燃焼され高温、高圧と
なった燃焼ガスは、図中矢印で示すようにスクロール１
２を通ってノズル翼８、タービン翼２に導かれ、ガス通
路１３へと流動するが、その際タービン翼２が回転され
、以てタービンロータ１が駆動されることになる。[0012] The combustion gas that has been combusted in a combustor (not shown) and has become high temperature and high pressure is passed through the scroll 1 as shown by the arrow in the figure.
2, the gas is guided to the nozzle blades 8, the turbine blades 2, and flows into the gas passage 13, at which time the turbine blades 2 are rotated, thereby driving the turbine rotor 1.
【００１３】スクロール１２は、図示するように略楕円
形断面のスクロール周部分１４を有する環状部材として
形成され、その内周側にタービンノズル６に通じる燃焼
ガス出口としての開口部１５を有する。尚、この開口部
１５はタービンノズル６の外周リング９と内周リング１
０が気密状に嵌合されるように寸法決められている。As shown in the figure, the scroll 12 is formed as an annular member having a scroll peripheral portion 14 having a substantially elliptical cross section, and has an opening 15 on the inner circumferential side thereof as a combustion gas outlet communicating with the turbine nozzle 6. Note that this opening 15 is located between the outer circumferential ring 9 and the inner circumferential ring 1 of the turbine nozzle 6.
0 is sized to fit in an airtight manner.
【００１４】以上のように形成されるスクロール１２は
更に、開口部１５近くにその内方へと延びるフランジ１
６が設けられ、複数のボルト（以下、これをスクロール
固定用ボルトと呼ぶ）１７によって略ラッパ状のインシ
ュレータ（断熱部材）１８に取り付けられる。このイン
シュレータ１８はタービンロータ軸線Ａを中心として軸
受ハウジング５側に形成された凹部１９に嵌合されると
共に、この凹部１９より突出するめねじ付きピン２０に
対して、インシュレータ周縁に形成された穴２１を嵌合
し、更にインシュレータ固定用おねじ２２をインシュレ
ータ側からピン１９にねじ込むことによりコンプレッサ
本体４に取り付けられる構造となっている。The scroll 12 formed as described above further includes a flange 1 near the opening 15 extending inwardly.
6 is provided, and is attached to a substantially trumpet-shaped insulator (insulation member) 18 with a plurality of bolts (hereinafter referred to as scroll fixing bolts) 17. This insulator 18 is fitted into a recess 19 formed on the bearing housing 5 side with the turbine rotor axis A as the center, and a hole 21 is formed at the periphery of the insulator for a female threaded pin 20 protruding from the recess 19. The structure is such that it can be attached to the compressor main body 4 by fitting the insulator, and further screwing the insulator fixing male screw 22 onto the pin 19 from the insulator side.
【００１５】即ち、本実施例によればスクロール１２は
、スクロール周部分１４よりも燃焼ガス下流側に位置す
ることになるスクロール開口部１５においてインシュレ
ータ１８に取り付けられるため、この取り付け部近傍の
雰囲気温度はスクロール周部分１４近傍の雰囲気温度よ
りも低くなり、それだけスクロール固定用ボルト１７の
焼き付き傾向を低減することができる。That is, according to this embodiment, the scroll 12 is attached to the insulator 18 at the scroll opening 15 which is located downstream of the combustion gas from the scroll circumferential portion 14, so that the ambient temperature near this attachment point is is lower than the ambient temperature near the scroll circumferential portion 14, and the tendency of the scroll fixing bolts 17 to seize can be reduced accordingly.
【００１６】また、以上のようにしてスクロール１２を
装着するインシュレータ１８は、直接コンプレッサ本体
４に固定され、タービンノズル６のコンプレッサ本体４
への固定からは完全に独立した固定形態であるため、組
み立て状態ではスクロール１２の開口部１５とタービン
ノズル６とが互いに係合する関係にあっても、ノズル固
定用ボルト７へのスクロール熱歪の影響度は、互いにボ
ルトで固定した従来のものよりも格段と小さく、従って
ノズル固定用ボルト７の切損を防止することができる。Further, the insulator 18 to which the scroll 12 is attached as described above is directly fixed to the compressor body 4 and is attached to the compressor body 4 of the turbine nozzle 6.
Since the fixing method is completely independent from fixing to the bolt 7, even if the opening 15 of the scroll 12 and the turbine nozzle 6 are in an engaged relationship with each other in the assembled state, thermal distortion of the scroll to the nozzle fixing bolt 7 will not occur. The degree of influence of the nozzle fixing bolts 7 is much smaller than that of the conventional structure in which the nozzle fixing bolts 7 are fixed together with bolts, and breakage of the nozzle fixing bolts 7 can therefore be prevented.
【００１７】加えて、本実施例によるタービンノズル６
は、図３に示す従来のタービンノズル３２と異なり、ス
クロール固定のためのフランジ３２ａを形成する必要が
なく、この結果タービンノズル自体を軽量化することが
できる。In addition, the turbine nozzle 6 according to this embodiment
Unlike the conventional turbine nozzle 32 shown in FIG. 3, there is no need to form a flange 32a for fixing the scroll, and as a result, the weight of the turbine nozzle itself can be reduced.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
クロール周部分よりも燃焼ガス下流側に位置するスクロ
ール開口部近傍でスクロールをインシュレータに取り付
けるため、この領域の雰囲気温度はスクロール周部分近
傍の雰囲気温度よりも低くなりスクロール固定用ボルト
が焼き付きにくくなる。またスクロールを取り付けるイ
ンシュレータはタービンノズルとは別個にコンプレッサ
本体に取り付けられ、タービンノズルは直接コンプレッ
サ本体に取り付けられるため、スクロール熱歪のタービ
ンノズルへの影響度は小さくなり、タービンノズル固定
用ボルトの折損を防止できる。As explained above, according to the present invention, since the scroll is attached to the insulator near the scroll opening located on the downstream side of the combustion gas from the scroll circumference, the ambient temperature in this area is lower than that near the scroll circumference. The temperature will be lower than the ambient temperature, making it difficult for the scroll fixing bolts to seize. In addition, the insulator that attaches the scroll is attached to the compressor body separately from the turbine nozzle, and the turbine nozzle is attached directly to the compressor body, so the effect of scroll thermal distortion on the turbine nozzle is reduced, and the bolts used to fix the turbine nozzle break. can be prevented.
【図１】本発明のガスタービンエンジンのタービンロー
タ部を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a turbine rotor portion of a gas turbine engine according to the present invention.
【図２】図１の部分的拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1;
【図３】図１に対応した従来ガスタービンエンジンのタ
ービンロータ部断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a turbine rotor portion of a conventional gas turbine engine corresponding to FIG. 1;
１…タービンロータ ４…コンプレッサ本体 ６…タービンノズル ７…ノズル固定用ボルト １２…スクロール １４…スクロールの周部分 １５…スクロールの開口部 １７…スクロール固定用ボルト １８…インシュレータ Ａ…タービンロータ軸線 1...Turbine rotor 4...Compressor body 6...Turbine nozzle 7...Nozzle fixing bolt 12...Scroll 14...Round part of scroll 15...Scroll opening 17...Scroll fixing bolt 18...Insulator A...Turbine rotor axis
Claims (1)
タ外方に設けられ燃焼器からの燃焼ガスをタービンロー
タに導くスクロールを、該スクロールの開口部近傍にお
いてインシュレータに固定し、該インシュレータをコン
プレッサ本体に取り付けると共に、上記スクロールの開
口部に近接して設けられるタービンノズルを直接コンプ
レッサ本体に取り付けるガスタービンエンジンのスクロ
ール取付構造。1. A scroll provided outside a turbine rotor of a gas turbine engine for guiding combustion gas from a combustor to the turbine rotor is fixed to an insulator near an opening of the scroll, and the insulator is attached to a compressor body. , a scroll mounting structure for a gas turbine engine in which a turbine nozzle provided close to an opening of the scroll is directly mounted on a compressor body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8411391A JPH04318229A (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Scroll installation structure for gas-turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8411391A JPH04318229A (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Scroll installation structure for gas-turbine engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318229A true JPH04318229A (en) | 1992-11-09 |
Family
ID=13821472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8411391A Pending JPH04318229A (en) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | Scroll installation structure for gas-turbine engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318229A (en) |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP8411391A patent/JPH04318229A/en active Pending
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