JPS5947136B2 - ガスタ−ビンエンジン抽気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンエンジンにおける抽気装置に関
するものである。

ガスタービンエンジンにおいて、幾つかの場合、補助的
機能を達成したりまた補助装置を駆動したりする為の空
気流れの源を得ることが必要である。

例えば、発電、空調設備の作動或いは乗客室の加圧とい
った作用がその例である。

一般に１この空気流れは汚染されていないものでなけれ
ばならずそしてエンジン内の様々の部位において得られ
る抽出空気から供給される。

抽出空気が抜出される部位がどこかに依存して、様々の
問題、即ち抽出空気の汚染、抽出空気に内蔵されるエネ
ルギーの不充分さ、抽気によるエンジン自体のエネルギ
ーの過大損失或いは抽出空気の温度が高すぎることとい
った問題が発生する。

従って、本発明の目的は、エンジン出力の重大な損失な
く、抽出した補助空気流れの汚染を最小限になし且つそ
の温度を制御しつつ高エネルギー補助空気流れを得る為
の空気抽出装置を提供することである。

本発明に従えば、遠心圧縮機段につながる環状ディフュ
ーザを備えるガスタービンエンジンにおいて、ディフュ
ーザの半径方向に伸延する翼は、その後端に沿ってカス
プ（ＣＵＳＰ ）と呼ばれる半円断面状の彎入溝を形成
して構成される。

補助設備に高エネルギー空気を供給する為ディフユーザ
壁において空気抽出用の抽気口が上記翼後端溝と合致す
る位置のところに設けられる。

ディフューザ翼に沿って流れる空気は溝両側のところで
流れ方向を転向するので、連行される空気より重い汚染
粒子はその転向地点で空気から分離される。

汚染粒子を分離した清浄な空気は溝に沿って効率的に抽
気口に高エネルギー抽出空気として吸引され、マニホル
ドから下流の使用地点に送られる。

例えば、このディフューザからの高エネルギー抽出補助
空気流れはエゼクタノズルにおける一次空気流れとして
使用される。

エゼクタノズルは弾性的に偏倚されるノズルスパイクを
具備しそしてこのスパイクは抽出空気圧力に応じて一次
空気流れ量を変更するべく可動である。

一次空気流れは伶い周囲空気を誘引し、そしてこの冷い
周囲空気はエゼクタの二次空気流れを形成しそして一次
空気流れと合流してその温度を下げる。

この態様で、高エネルギーの、清浄な、温度制御された
補助空気流れが得られる。

以下、図面を参照して、本発明について具体的に説明す
る。

ガスタービンエンジンにおいて、第１及び２図に示され
るような環状ディフューザ（誘導羽根）１は遠心圧縮機
羽根２から高エネルギー空気流れを受取る。

ディフューザトはその誘導路を横切って半径方向に伸延
する多数の翼３を備えて構成される。

翼３ばその前縁４から後縁５まで次第にその巾を拡大し
ている。

第２ａ及び２ｂ図に明示されるようにディフューザ翼３
の後縁５に沿って青火溝６が機械加工によって形成され
ている。

抽気ロアが、ディフューザ１の壁において、ディフュー
ザ翼３の後縁５における青火溝６と合致する範囲内に形
成される。

抽気ロアは抽気マニホルド８に通じそしてディフューザ
翼３からの高エネルギー空気をマニホルド８内に導入す
る。

第２ｃ図に矢印で示すように、ディフューザ翼３に沿っ
て流れてきた空気流れは、その後端の青火溝６の彎曲面
に沿って方向を大きく変えて転向し、その際空気流れに
連行される、空気より重い汚染物質粒子Ｓは慣性により
空気流れ外に分離される。

汚染物質を除去された清浄な空気は溝６を通って抽出ロ
アに効果的に差向けられる。

抽出空気のろ過の必要性は排除され、抽出空気のエネル
ギーは実質保存される。

エンジン出力の重大なる損失も生じない。

マニホルド８に集められた抽出空気は爾後の利用に供せ
られる。

第１図において、補助空気ダクト９が抽気マニホルド８
と直結している。

第３図に示されるようなエゼクタノズル組立体１０が、
抽出した空気がエゼクタノズル組立体１０の一次ノズル
１１を通しての一次流れを形成するよう補助空気ダクト
９に連結されている。

抽出空気より冷い周囲空気がエンジンの外側からエゼク
タノズル組立体１０の二次ノズル１２を通して吸引され
る。

一次ノズル１１の開度は軸方向に可動のスパイク（釘状
体）１３により制御される。

スパイク１３の後方部分は閉成された室１５内で直線移
動するピストン１４として形成されている。

ピストン１４ばはね１６によって第３図左方に偏倚され
て最大−欠字気流れを提供する。

抽気マニホルド８内の圧力は開口１７を通して空気を室
１５の凹所１８に送り込みそしてピストン１４の背面に
力を行使してばね１６に抗してのスパイク１３の一次ノ
ズル１１に向けての移動をもたらして一次ノズル１１を
絞りそれにより一次空気流れを減じる。

一次空気量に応じて誘引される二次空気量が変化するの
で一次対二次空気比率が制御される。

作動において、圧縮機羽根２からの高エネルギー空気ば
、ディフューザ翼３の後縁５において溝６に沿って転向
して汚染粒子を分離しそして溝６から抽気ロアを通して
出ていきそしてマニホルド８に入って、ここから補助空
気ダクト９に通される。

低いエンジン速度においては、抽出した空気は比較的低
エネルギーであり、従ってエゼクタノズル組立体１０は
周囲空気の導入を実質上排除する最大−次流れを与える
よう設定されている。

エンジン速度が増大するにつれ、もつと高くなったエネ
ルギーを持つ抽出空気ばばね１６に抗してスパイク１３
に力を行使して一次ノズル１１内を流れる一次空気量を
減する方向にスパイク１３を移行せしめる。

こうなると、二次空気流れが増大して、補助設備を作動
するに適当な低い温度の補助空気流れをもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組込んだガスタービンエンジンの一部
の断面図である。 第２図は本発明のディフューザ翼の一部の拡大図であり
、そして第２ａ図は翼、その後端青火溝部および抽気口
の拡大図であり、第２ｂ図は第２図Ｘ−Ｘ方向からの翼
、青火溝及び抽気口の斜視図であり、そして第２ｃ図は
空気流れ方向を示す説明図である。 第３図は本発明と関連するエゼクタノズルの断面図であ
る。 １・・・・・・ディフューザ、３・・・・・・翼、４・
・・・・・前縁、５・・・・・・後縁、６・・・・・・
青火溝、７・・・・・・抽気口、８・・・・・・抽気マ
ニホルド、９・・・・・・ダクト、１０・・・・・・エ
ゼクタノズル組立Ｌ１１・・・・・・一次ノズル、１２
・・・・・・二次ノズル、１３・・・・・・スパイク、
１４・・・・・・ピストン、１６・・・・・・ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ディフューザを通して高エネルギー空気流れを推進
   する圧縮機段を備えるガスタービンエンジンにおいてデ
   ィフューザから空気を抽出する為の装置であって、該デ
   ィフューザ内に取付けられそして後縁に彎入溝を具備す
   る複数のディフューザ翼と、ディフューザに形成されそ
   して前記ディフューザ翼後縁青火溝と連通しうる抽気口
   と、該抽気口からの抽出空気を受取る抽気マーホルトと
   を包含するガスタービンエンジン抽気装置。