JPS6316564B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般的にガスタービン機関、更に
具体的に云えば、定常状態及び過渡状態の両方の
運転中、回転子とシユラウドのすき間を最小限に
抑える装置に関する。

タービン機関が、方法、設計並びに材料を変更
することによつて更に信頼性並びに効率を高める
のにつれて、相対的に回転する部品の間のすき間
が過大であることによつて生ずる損失が、いろい
ろな設計上の観点から次第に重大になつて来た。
タービン機関の多くの用途では、可変の定常状態
の速度で運転すると共に、正規の運行中に希望に
応じてこういう速度の間で切換えることが要求さ
れる。例えば、航空機の動力に使われる形式のジ
エツト機関では、操縦士が、自分が選んだ時、所
望の速度に変われることが必要である。この結果
起る温度並びに回転子速度の変化により、回転子
とそれを取巻くシユラウドとの間に相対的な伸び
に対処しなければならない。主な関心事は、回定
子と回転子との間に摩擦を起す様な干渉がある
と、擦り合いが生じ、その後の運転中に半径方向
のすき間が増加するので、この様な干渉を防止し
ながら、その間のすき間を最小限に保つことであ
る。前に述べた過渡時の運転条件を考えると、回
転子とシユラウドとの間の機械的並びに熱的な相
対的な伸びのパターンが非常に難しい問題を生ず
る。

回転子とシユラウドの間のすき間を小さくする
為に、機関の運転パラメータに応答して、不動の
シユラウドの位置を可変にする種々の方式が工夫
されている。この１つの方式が米国特許第
3966354号に記載されている熱作動弁である。こ
の装置では、弁が冷却空気の温度に応答して動作
し、冷却空気の温度が機関の速度に関係する範囲
で、過渡状態を考慮に入れている。然し、この装
置は応答が比較的遅いと共に、過渡時の運転中の
相対的な伸びに合せようとしても、比較的精度が
悪い傾向がある。

恐らく、速度応答計画のみに基づいて動作する
冷却空気装置が不適切である主な理由は、こうい
う装置が、過渡時の考えられる全ての動作順序に
対して、回転子の加熱及び冷却時の熱時定数を考
慮に入れることが出来ないからであろう。即ち、
現在の装置は、過渡状態の動作順序が判つている
時に、回転子の熱時定数を合せることしか出来な
い。勿論、特定の運転様式並びに動作順序は、そ
の時々の条件によるものであるから、これでは十
分ではない。

簡単に云うと、この発明の１面では、調時弁が
回転子速度信号に応答して、タービンのシユラウ
ド支持体に対する空気の流れに対する温度変化を
計画して、回転子の熱時定数に合う様にする。こ
うすることにより、過渡時並びに定常状態の両方
の運転中、回転子とシユラウドとの間のすき間を
最小限に抑えることが出来る。

この発明の別の面として、調時弁は予定のレベ
ルの回転子速度に達した時に作動される。その
後、弁は一定の速度で前進し、空気の温度に増分
的な上昇を計画する。

この発明の別の１面として、温度の異なる２つ
の空気源を使うことにより、空気温度を変える。
これらの源は、４種類の異なる空気流の状態が得
られる様に、独立に又は混合して、選択的に使わ
れる。

この発明の更に別の１面として、調時弁は、回
転子が予定の速度レベルまで下がつた時、その初
めの位置に向つて一定の速度で後退を開始する。
後退速度は前進速度より遅く、があつても回転子
とシユラウドの間の干渉が起らない様にする。後
退段階では、空気の送出しは回転子速度によつて
決定され、調時弁の位置には無関係である。

この発明の別の１面として、調時弁は、最高温
度空気流状態に達した後、予定の時間の間前進を
続け、こうして後退期間中、その為に得られた余
分の時間により、回転子が十分に冷却して、擦り
合いを伴わずに回転子の速度急増が出来る様にす
る。

この発明の別の目的として、調時弁の計画作用
が、回転子が予定の速度で動作することによつて
予め定められる。この時、送出される空気の温度
は、回転子速度のみによつて決定され、調時弁の
位置には無関係である。

第１図には典型的なガスタービン機関の一部分
が示されている。このガスタービン機関は、円周
方向に相隔たる１列の高圧タービン羽根１１を含
み、それに密に接近して、円周方向に相隔たる複
数個のシユラウド部分１２が取巻いている。１段
形高圧タービンの普通の運転では、燃焼装置（図
に示してない）からの高温排ガスが１列の高圧ノ
ズル１３、１列のタービン羽根１１を通過し、こ
の羽根に回転運動を伝え、更に下流側の１列の低
圧ノズル１４へ流れる。周知の様に、冷却用高圧
室１６，１７から、高圧ノズル１３及び低圧ノズ
ル１４に対して冷却用空気が供給される。

シユラウド部分１２はシユラウド支持構造１８
によつて支持されている。この支持構造が内側フ
ランジ１９，２１を持ち、それらが、環状締付け
ブラケツト２２及び支持ブラケツト２３によつて
シユラウド部分と相互接続されている。シユラウ
ド部分１２を冷却する為、空所２４からの冷却空
気を支持ブラケツト２３を介して空所２６に通
し、そこでじやま板２７に設けた孔を通過して、
シユラウド部分１２に当り、それを冷却する様に
構成するのが普通である。

シユラウド支持リング１８が、その前端では燃
焼装置のケーシング２８に取付けることによつて
支持され、その後端ではノズル支持要素２９及び
低圧タービン・ケーシング３１に取付けられるこ
とによつて支持されていて、中間フランジ３２及
び後側フランジ３５を持つている。これらのフラ
ンジはかなりの厚さ及び半径方向の高さを持ち、
シユラウド支持構造１８全体の質量のかなりの部
分を占める。こういうフランジの温度、従つてそ
の熱による伸びを選択的に制御することにより、
シユラウド支持構造１８並びにシユラウド部分１
２の半径方向の位置を、回転羽根１１の機械的並
びに熱による伸びに追従する様に変調して、定常
状態並びに過渡状態の運転中、羽根１１とシユラ
ウド部分１２との間のすき間を最小限に抑えるこ
とが出来ることが理解されよう。

マニホルド３３がシユラウド支持構造を取囲ん
でいる。マニホルド３３は前端が複数個の結合部
材３４によつて、燃焼装置のケーシング２８に接
続され、後端が複数個の結合部材３６によつて、
タービン・ケーシング３１に接続されている。マ
ニホルド３３は高圧冷却空気高圧室３７及び低圧
冷却空気高圧室３８の外側を構成しており、２つ
の高圧室３７，３８は壁３９によつて分離されて
いる。壁３９には、矢印で示す様に、高圧室の間
で若干空気の流れが起る様にする手段を設けるこ
とが出来る。即ち、高圧冷却空気高圧室３７か
ら、又は空気がフランジ１９に当つた後、その頂
部を横切ることにより、並びに／又は図示の様に
別個の供給導管４１を設けることにより、低圧冷
却空気高圧室３８に冷却空気を供給することが出
来る。低圧ノズルの冷却は周知の方法で行われ
る。

高圧冷却空気高圧室３７には抽気導管４２が通
じている。この抽気導管が、変化する温度の抽出
空気を圧縮機から受取るが、その態様は後で更に
詳しく説明する。冷却空気高圧室の半径方向内側
の境界並びに内側の高圧室４３の半径方向外側の
境界が衝突リング４４によつて構成されている。
このリングには円周方向に相隔たる複数個の孔４
６が設けられていて、高圧室３７からの比較的高
い圧力の空気を中間フランジ３２及び後側フラン
ジ３５の面にぶつけて、その温度を制御する。こ
の後、衝突した空気は相対的に中間圧力の高圧室
４３から普通の形で出て行き、機関の他の要素を
冷却する。

抽気導管４２を介して高圧冷却空気高圧室３７
へ送られる冷却空気の流れが、第２図に全体的に
示した装置によつて計画される。この図で、回転
子速度を表わす入力を受取る主燃料制御装置４７
が、タイマ４８と、夫々空気弁５５，６０を持つ
１対の空気弁作動装置４９，５１とを作動するの
に使われる複数個の流体圧出力を発生し、マニホ
ルド５２、従つて導管４２を介してシユラウド支
持体に送られる空気を計画する。

主燃料制御装置４７の中には、１対の圧力平衡
形流体圧信号弁５３，５４（第３図参照）があ
り、これが夫々プランジヤ５６，５７を持つてい
て、このプランジヤの位置は、夫々の弁棒５９，
６１に係合するカム５８によつて制御される。カ
ム５８が、加速用の燃料の流量並びに圧縮機の固
定子の位置を計画するのに普通使われるコア速度
タコメータに応答して位置ぎめされる。この２つ
の弁を持つ装置は、各々の切換え点に特定の速度
ヒステリシス帯を持ち、切換え点速度の近くで動
作する時、装置が様式の間を行つたり来たりしな
い様にする。カムの形は、一旦切換え点の変位を
達成すると、捕捉されているプランジヤが、差圧
によつて、弁棒のストツパの範囲内に於けるその
行程の反対側の極限まで移動する様に、各々の弁
の内側の弁棒を駆動する様になつている。従つ
て、信号が弁のもとのすき間に復帰するには、そ
の前にプランジヤの行程に対応する分だけ、速度
が変わらなければならない。プランジヤの行程
は、速度ヒステリシス帯に対応する範囲に制限さ
れているから、この結果シユラウドのすき間に及
ぼす影響はごく小さい。

各々の信号弁５３，５４は３つの流体圧入力を
受取るが、これらの入力は従来の現存の燃料制御
装置から容易に得られる。この入力はP_B（ブース
ト圧力）、P_CR（P_B＋100_psi）及びP_C（P_B＋200_psi）で
ある。夫々のプランジヤ５６，５７は、出力ター
ビンすき間信号TC₂及びTC₁がP_B又はP_Cに等しく
なる様な、これらの圧力の組合せが夫々の信号弁
に得られる様に、カム５８によつて位置ぎめされ
る。２つの流体圧信号TC₁及びTC₂が、流体圧信
号P_Bと共にタイマ４８に送られ、このタイマが
夫々空気弁作動装置５１，４９を作動する流体圧
信号を線６２，６３に発生する。これらの弁作動
装置は、基準圧力として使う為、圧力入力信号
P_CRをも受取る。作動装置が、タイマ４８からの
流体圧信号に応答して、空気弁６０，５５を作動
し、シユラウド支持体の温度を制御するのに使う
為、第５段及び第９段冷却空気の相異なる組合せ
を空気弁の吐出ポート又はマニホルド５２に送出
す。

第４図について説明すると、タイマ装置４８が
２種類の直径を持つシリンダ６４と２種類の直径
を持つピストン６６とを含むことが示されてい
る。シリンダの大きい方の端６７の中には、その
一方の壁６８とピストンの大きい方の端６９との
間に螺旋ばね７１が配置され、これはピストンを
シリンダ６４の左側の端にあるヘツド側空所７０
に向つて偏圧する傾向を持つ。ピストンの小さい
方の端７２に軸方向に相隔たる３つのランド７
３，７４，７６があり、これらのランドは半径方
向外向きに伸出して、シリンダの小さい方の端７
７の内壁と密なすき間を形成している。ピストン
６６の１端から他端まで通路７８が軸方向に通抜
けており、その１端にあるオリフイス８０がヘツ
ド側空所７０に対する流体の流れを計量する。ピ
ストンのポート７９が通路７８をランド７４，７
６の間にある空所８１と流体接続する。ピストン
の小さい方の端７２にも通路８２があり、これが
ランド７３，７４の間の空所８３をシリンダの大
きい方の端６７と流体接続する。

シリンダ６４に対する流体圧接続が、小さい方
の端では配管８４，８６，８７により、そして大
きい方の端では配管８８によつて行われる。配管
８４はシリンダの小さい方の部分７７の端に入
り、主燃料制御装置４７に設けられた信号弁５３
から来る圧力TC₂の圧力流体を伝える。配管８６
の１端がシリンダの小さい方の部分７７の側面に
接続され、他端が最高圧力選択器８９の１端に接
続される。配管８７の１端がシリンダの小さい方
の端７７に接続され、他端が最高圧力選択器９１
の１端に接続される。配管８８の１端がシリンダ
の大きい方の端６７の壁６８に接続され、他端が
混合弁９２に接続される。混合弁９２は両面ピス
トン９４をその中に配置したシリンダ９３と、ピ
ストン９４を図示の様に下側の位置へ偏圧する螺
旋ばね９６とで構成される。シリンダ９３の上端
が配管９７によつて主燃料制御装置４７の信号弁
５３に流体接続され、それに対して流体圧力TC₂
を加える。混合弁９２の下端が流体配管９８によ
つて主燃料制御装置４７の他方の信号弁５４に接
続され、流体圧力信号TC₁を受取る。流体配管８
８は、シリンダの大きい方の端６７に接続されて
いるが、混合弁９２の両端の中間点に入り、圧力
P_Bの流体を伝える別の流体配管９９も、軸方向
に大体同じ点でシリンダ９３に入る。最後に、流
体配管１０１がシリンダ９３の下端にある点から
最高圧力選択器８９の他端まで伸びている。いろ
いろな状態に於ける混合弁９２の動作を後で説明
する。

次に最高圧力選択器又は選択弁８９，９１につ
いて説明すると、夫々がボール１０２，１０３を
持ち、このボールの位置がそれに作用する圧力に
よつて決定され、ボールが受けた最高圧力だけが
夫々の空気弁作動装置５１，５９へ流れることが
出来る様になつている。例えば最高圧力選択弁８
９では、ボール１０２が配管８６，１０１の圧力
を受け、高い方の圧力だけが配管６２に入り、空
気弁作動装置５１の１端に入れる様に移動する。
同様に、弁９１は、配管８７及び配管９８からの
高い方の圧力だけが配管６３に入り、空気弁作動
装置４９の１端に入れる様に作用する。

第４図に示す様に、空気弁５５は常閉であり、
その作動装置４９は、圧力P_CRの圧力流体と共に
螺旋ばね１０４によつて偏圧されている。空気弁
６０は常開弁であり、その作動装置５１は螺旋ば
ね１０６及び圧力P_CRの圧力流体によつて偏圧さ
れている。

定常状態のアイドリング速度状態に於けるタイ
マ４８の動作を次に説明する。アイドリング速度
では、カム５８（第３図参照）が、TC₁及びTC₂
の両方の信号点に低圧P_Bが存在する様な位置へ
とプランジヤ５６，５７を移動させる。この時、
この低い流体圧力が第４図に示す配管８４、シリ
ンダの小さい方の端７７、通路７８及びヘツド側
空所７０に存在し、ピストンの大きい方の端６９
に作用する。ピストン６９の大きい方の端の反対
側は、配管８８及び混合弁９２を介して、配管９
９からの同じ低圧P_Bの作用を受ける。圧力が等
しいから、ピストン６６はこの位置にとゞまる。
同じ低圧が配管８６にあり、流体が圧力P_Bで配
管９９を介して混合弁９２に入るから、配管１０
１の圧力も低圧P_Bである。この為、配管６２の
圧力はP_Bであり、ばね１０６及び圧力P_CRの流体
が作動装置５１を後退状態、弁６０を開位置に保
ち、第９段空気が弁の吐出ポート５２に流れる様
にする。

同時に、低圧P_Bの流体が最高圧力選択器９１
に通ずる配管９８，８７、及び空気弁作動装置４
９の左側の端にある配管６３にも存在する。空気
弁作動装置４９の反対側には、ばね１０４の力並
びに流体圧力P_CRが作用しており、従つて弁５５
は常閉位置に保持され、第５段空気が空気弁の吐
出ポート５２に流れるのを妨げる。

混合弁９２は、その両端に低圧P_Bの圧力流体
を受け、従つてピストン９４は図示の下側に偏圧
された位置にとゞまる。

定常状態のアイドリング動作様式に於ける装置
の動作は、比較的高温の第９段空気を用いて、シ
ユラウドの位置を即座に設定すると共に、動作の
為に必要なすき間の余裕を持たせることである
が、これは後で更に詳しく説明する。アイドリン
グ動作様式の他に、装置はコア速度範囲全体にわ
たつて動作する様に設計されており、説明の便宜
上、第５図の表に示す様に、定常状態の動作様
式、即ち、巡航、上昇及び離陸の場合について、
標準日の場合を示してある。定常状態のこういう
動作様式では、回転子の熱による伸びに合せる
為、機関の速度及び温度が上昇すると、次第に高
温の空気を用いることが理解されよう。即ち、最
初の始動並びにアイドリング動作の後、第５段か
らの最も低温の空気源を10000乃至13400rpmの巡
航範囲で使い、次に13400乃至14000rpmの上昇範
囲では第５段及び第９段を混合し、最後に
14000rpmより高い定常状態の離陸動作様式では、
第９段の空気だけを使つて、暑い日の離陸動作で
適切なすき間が得られる様に保証する。

第５図の表を見れば、アイドリング及び巡航の
両方の動作様式で、タイマのピストン６６は第４
図に示す様に後退位置にとゞまるか、或いは後で
明らかになるが、機関が一層高い速度で運転され
ていて、このいずれかの速度範囲まで下がると、
タイマのピストン６６が後退して、第４図に示す
位置に向つて左へ移動することが理解されよう。
他の２つの動作様式、即ち上昇並びに離陸では、
タイマのピストン６６は、図示の様に次第に高く
なる空気温度を計画する様に前進する。

第６図には、夫々の定常状態の動作様式に対応
する種々の制御信号、ピストンの最終位置、用い
る空気源及び回転子とシユラウドの間のすき間
が、グラフで示されている。アイドリング様式の
間、TC₁及びTC₂の両方は低圧信号P_Bであり、従
つてピストンは一番左の位置にある。第９段空気
だけを使い、回転子とシユラウドのすき間は、こ
の速度でとり得る最高レベルにある。速度が巡航
範囲まで上昇すると、制御信号TC₁がP_Cレベルま
で増加し、第９段空気をオフに転じ、第５段空気
をオンに転ずる。この結果、回転子とシユラウド
のすき間が実質的に減少し、速度が上昇範囲まで
増加するのにつれて、このすき間が引続いて減少
する。上記範囲まで速度が増加すると、信号TC₂
がP_Cレベルまで増加し、順序タイマのピストン
は一番右の最終位置へ移動する。この時第９段空
気をオンに転じ、第５段及び９段空気を混合し、
回転子とシユラウドのすき間を図示の許容し得る
レベルまで増加する。速度が離陸レベルまで増加
する時、このすき間が減少し、信号TC₁はP_Bレベ
ルまで下がり、第５段空気を切つて、回転子とシ
ユラウドのすき間を増大し、更に速度を上昇して
も、それに伴つて擦れ合いが生じない様にする。

次に過渡状態に於ける装置の動作を説明する
為、第７図を参照する。第７図には、アイドリン
グ状態から離陸位置まで動作し、その後巡航／ア
イドリング状態に戻る機関に対するタイマ弁のピ
ストンの位置並びに空気弁の位置がグラフで示さ
れている。この順序をたどつて、第８Ａ図乃至第
８Ｍ図を参照しながら、制御パラメータ並びに時
間に対して弁の位置を検討する。

第４図に示す様に、機関がアイドリング位置に
ある時、第９段空気がシユラウド支持体に送出さ
れ、回転子とシユラウドとの間に適切なすき間を
作る。機関が離陸範囲まで加速されると、装置は
第８Ａ図に示す様に作用し始め、時間が経つと、
第８Ｂ図、第８Ｃ図及び第８Ｄ図で示す作用を順
次とる。

第８Ａ図では、流体圧信号TC₁は低レベルP_Bに
あり、信号TC₂は高レベルP_Cにある。従つて、配
管８４の高圧流体が通路７８、オリフイス８０を
介して、ピストン６６の左側のヘツド側空所７０
に入り、こうしてピストンを右へ移動させ始め
る。同時に、配管８６の高圧流体が最高圧力選択
器８９のボール１０２を下降させ、高圧流体が配
管６２に入つて、ばね１０６及び空気弁作動装置
５１の圧力P_CRに対抗して作用し、ピストンを伸
出させると共に、第９段空気を締切る様に作用す
る。回路の他の部分は低圧P_B状態にとゞまる。
この流れのない状態が最初の30秒の動作によつて
表わされている。この時、タイマ弁のピストン
は、第７図に示す様に、その行程の20％だけ右へ
移動している。

30秒の後、ピストンは第８Ｂ図に示す位置まで
右へ移動している。この点で、高圧流体がポート
７９及び空所８１に入り、その後配管８７に流
れ、そこで最高圧力選択器９１のボール１０３が
図示の様に下降する。高圧流体が配管６３に入
り、ばねの力及び圧力P_CRに打ち勝つて、作動装
置４９を伸出させ、常閉弁５５を開き、こうして
第５段空気が弁の吐出ポート５２に入れる様にす
る。この状態は、第７図に示す様に、ピストン６
６が30％の位置まで移動する時、15秒の間続く。

45秒の後、ピストン６６のランド７３が配管８
６に通ずるポートの右側に来て、この配管に対す
る高圧流体の供給を遮断する（第８Ｃ図参照）。
この時配管８６は配管８８、シリンダの大きい方
の端６７、通路８２及び空所８３を介して入る低
圧P_Bの流体の作用を受ける。この時、配管６２
の圧力は低レベルP_Bに落ち、圧力P_CRが作動装置
を後退させ、空気弁６０を常開位置へ移動させ
る。この時第９段空気が吐出ポート５２に入り、
第５段及び第９段の空気を混合し、この状態は、
ピストン６６が第７図に示す様に57％の位置に前
進するまで、この後の40秒の間続く。

合計85秒の後（第８Ｄ図参照）、ランド７６が
配管８７に通ずるポートの右側に来て、低圧P_B
の流体が配管８８及びシリンダの大きい方の端６
７にあり、最高圧力選択器９１には低圧状態が加
えられる。最高圧力選択器９１の両側に低圧が加
わるから、低圧流体が配管６３にあり、圧力P_CR
が作動装置４９を左へ復帰させ、空気弁５５を図
示の条片位置にして、第５段空気の供給を締切
る。第７図に示す様に、この状態は、ピストン６
６が一番右の位置まで移動する85秒から150秒ま
での期間の間存続する。空気弁５５が閉じる点を
越えて引続いて前進することを行過ぎと呼び、こ
れを設計に入れたのは、タイマのピストンの後退
時間を延ばして、回転子が十分冷却して、速度の
急増があつても、それに伴つて擦れ合いが生じな
い様にする為である。これは後で更に詳しく説明
する。

回転子速度が14000rpmのレベルより高い値に
とゞまる限り、ピストンは一番右側の位置にとゞ
まり、第９段空気が引続いてシユラウド支持体へ
流れる。速度が14000rpmの離陸速度から、例え
ば13400乃至14000rpmの様な別の定常状態の様式
或いは10000乃至13400rpmの巡航範囲を要求する
低速に下がると、装置は別の冷却様式を行う様に
変化する。例えば、速度が13400乃至14000rpmの
範囲に下がると、第５段及び第９段の混合した流
れが直ちに発生する。速度が巡航範囲に下がる
と、装置は第５段空気だけをマニホルドに供給す
る様に直ちに調節される。この点で、速度が
13400rpmのレベルより下がると、タイマが後退
し始め、第７図に示す下向きの勾配をたどる。タ
イマ・ピストンは完全に右まで前進するのに150
秒しか要せず、完全に左側に後退するのに650秒
かゝることに注意されたい。回転子は、高速の時
に加熱されるのに要する時間より、低速の冷却に
は一層長い時間を要するから、高推力状態への急
増再発の際、回転子とシユラウドの擦り合いを防
止する為に、この様に後退を遅くすることが必要
である。云う迄もないが、65秒の期間にわたるピ
ストンの行過ぎにより、約280秒の余分の後退時
間が生ずる。この時間により、シユラウド冷却装
置が高温の動作様式にとゞまる間に、慣性の大き
い回転子が十分に冷却することが出来、例えば上
昇への急増の再発によつても擦れ合いが生じな
い。

速度が13400rpmより低いレベルに下がると、
ピストンが左へ向つて後退し、第５段空気弁は第
８Ｅ図乃至第８Ｈ図に示す様に開いたまゝであ
る。第８Ｅ図で、速度が13400rpmのレベルより
下がると、信号TC₁及びTC₂が切換わり、TC₁が
高圧P_Cになり、TC₂が低圧P_Bになる。レベルの高
い方の圧力信号TC₁が配管９８、最高圧力選択器
９１及び配管６３にあつて、P_Cによつて常閉空
気弁５５を開いて、第５段空気が空気弁吐出ポー
ト５２に流れることが出来る様にする。同時に、
高圧TC₁の信号が混合弁９２に入り、ピストン９
４を上側の位置へ移動し、配管１０１、最高圧力
選択器８９及び配管６２に高圧流体を設定して、
常開空気弁６０を閉じ、第９段空気が空気弁吐出
ポート５２に入らない様にする。通路７８及びオ
リフイス８０を介してヘツド側空所７０へ通過す
る低圧P_Bの信号TC₂は、螺旋ばね７１の力に打ち
勝つ程大きくはなく、その為、ピストン６６が左
に向つて後退を開始する。280秒期間の終りに、
ピストン６６は第８Ｆ図に示す位置に来ており、
ランド７６が配管８７に入るポートの左側へ通過
していて、配管８４からの低圧がポート７９、空
所８１及び配管８７にある。最高圧力選択器９１
のボール１０３がこの時図示の様に上側位置へ移
動し、依然として高圧流体が配管９８から配管６
３へ流れ、最終的に空気弁作動装置４９へ流れ
て、空気弁５５を開位置に保つ。

450秒の後、ピストン６６は第８Ｇ図に示す位
置に移動し、この時ランド７３は配管８６に入る
ポートの左側へ通過している。ボール１０２の上
側に低圧があり、ボールの下側、及び配管６２及
び空気弁５１には高圧があつて、空気弁６０を閉
位置に保つ。

650秒の巡航動作の後、ピストン６６は第８Ｈ
図に示す一番左側の位置へ移動しており、ランド
７４は配管８７に入るポートの左側へ通過してい
て、この配管を低圧P_Bに露出し、この圧力の流
体が配管８８を介して通路８２及び空所８３へ通
る。この時も、配管９８からの高圧流体が最高圧
力選択器９１及び配管６３を通過し、空気弁５５
を開位置に保つ、巡航速度が維持されている限
り、装置はこの状態にとゞまる。

ピストン６６が、第７図の下向きの勾配の線で
示す様に、後退しつゝある期間の間、速度が
13400rpmの巡航様式の閾値より高くなつた場合、
ピストン６６は前に述べた前進計画に従つて逆に
右へ前進を開始する。然し、ピストン６６の前進
は一番左側の位置から始まる代りに、後退が停止
した所から始まる。例えば、200秒の後退の後、
速度が14000rpmの離陸レベルに上昇すると、ピ
ストン６６は第７図のグラフに示した行程の70％
の位置Ａまで後退している。その後、ピストンは
図示の位置Ｂから前進計画に沿つて前進を開始
し、その時、第５段冷却空気のみから、第９段冷
却空気のみに変わる。

機関が200秒の間巡航速度で運転されていて、
ピストン６６が第７図の位置Ａにあり、その後機
関が13400乃至14000rpmの上昇範囲まで加速され
ると、装置は第８Ｉ図に示す状態に調節される。
この図で、信号TC₁及びTC₂の両方が高圧P_Cにあ
り、高圧流体が通路７８、オリフイス８０及びヘ
ツド側空所７０に入つて、ピストン６６の向きを
反転すると共に、第７図の点Ｂから前進計画に沿
つて逆向きに進める。高圧信号TC₁が配管９８に
沿つて、最高圧力選択器９１、配管６３を介して
空気弁作動装置４９へ流れ、弁５５を開位置に保
ち、第５段空気が流れられる様にする。この時、
混合弁９２には、両端に高圧があり、従つて、ピ
ストン９４は図示のばねで偏圧された下側位置に
とゞまり、低圧信号P_Bが配管１０１，８６及び
最高圧力選択器８９にあつて、配管６２及び空気
弁作動装置５１に入る圧力流体は低圧であつて、
空気弁６０を開き、第９段空気が空気弁の吐出ポ
ート５２に流れる様にする。この為、この混合流
様式は、機械が13400乃至14000rpmの上昇速度範
囲内で運転される間続けられる。

次に、装置が650秒全部にわたつて巡航様式で
動作していて、ピストン６６がその為一番左側の
位置まで移動した場合、別の定常状態の様式が要
求されるまで、第５段空気が引続いて流れる。こ
の時速度を13400乃至14000rpmの上昇範囲まで進
めると、タイマが第７図のゼロ位置から再び前進
を開始し、第８Ｊ図乃至第８Ｍ図に示す種々の状
態を順次進む。第８Ｊ図では、TC₁及びTC₂の両
方が高圧信号P_Cである。高圧信号TC₂が配管８
４、配管８６及び配管６２にあつて、空気弁６０
を閉位置に保つ。高圧信号TC₁が配管９８及び配
管６３を介して空気弁作動装置４９へ通過し、弁
５５を開位置に保ち、第５段空気が空気弁の吐出
ポート５２に入れる様にする。

30秒の後、ピストン６６は第８Ｋ図に示す位置
へ移動しており、この時ランド７４は配管８７に
対する入口の右側へ通過している。この為、配管
８４からの高圧流体がポート７９、空所８１及び
配管８７に入り、ボール１０３の両側に高圧流体
を加える。依然として配管６３及び空気弁作動装
置４９に対して高圧が加えられ、弁５５を前と同
じ開位置に保つ。

45秒の後、ピストン６６は第８ｌ図に示す位置
へ前進し、この時ランド７３は配管８６に入るポ
ートの右側に通過している。この時、配管８８、
通路８２、空所８３及び配管８６からの低圧P_B
の流体が配管６２に低圧状態を生じ、空気弁６０
が常開位置へ移動して、第９段空気をも利用し得
る吐出ポート５２に通す様にする。

85秒の動作の後、ピストン６６は第８Ｍ図に示
す位置へ移動し、この時ランド７６は配管８７に
入るポートの右側へ通過している。これによつて
最高圧力選択器９１に低圧流体が加わり、ボール
１０３が図示の位置へ移動出来る様になる。然
し、配管９８からの高圧流体が依然として配管６
３及び空気弁作動装置４９に送られ、弁５５を開
位置に保つ。上昇運転様式が続く限り、第５段及
び第９段空気の混合が持続されて、ピストン６６
は行過ぎ様式を開始する。その後速度が巡航様式
又はアイドリング様式に下がると、ピストンは第
７図に示す勾配の後退計画に再び入る。

当業者であれば、こゝで説明した特定の冷却装
置のいろいろな組合せを選ぶことが出来、その様
な組合せにしてもこの発明の範囲を逸脱しないこ
とが理解されよう。例えば、この発明を特定のコ
ア速度及び範囲で運転する場合について説明した
が、任意の特定の運転条件に合う様な他の計画、
速度及び用途によつても同じ様に実施することが
出来る。更に、経年によつて生じた性能の変化を
埋合せるのに必要であれば、この計画は周期的に
若干変更することが出来る。この他の可能性とし
て、別の空気源、速度感知装置及び／又は支持体
冷却装置を使うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好ましい実施例によるター
ビン・シユラウド支持体の軸方向断面図、第２図
はこの発明の好ましい実施例によるタービン・シ
ユラウド冷却装置の略図、第３図はこの発明の好
ましい実施例の速度感知部分を一部分略図で示し
た断面図、第４図はこの発明のタイマ及び空気弁
を一部分略図で示した断面図、第５図はこの発明
の定常状態の動作様式を示す表、第６図は定常状
態の運転中の種々のパラメータの関係を示すグラ
フ、第７図は種々の順序弁の位置及び空気弁の位
置を時間の関数として示すグラフ、第８Ａ図乃至
第８Ｍ図は典型的な運転サイクルを経由する時の
弁並びに空気弁の一連の位置を示す略図である。 主な符号の説明、１１…回転羽根、１２…シユ
ラウド部分、１８…シユラウド支持構造、３７…
高圧冷却空気高圧室、４２…抽気導管、４７…主
燃料制御装置、４８…タイマ、５５，６０…空気
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、回転子、シユラウド、回転子を取囲
   むシユラウド支持体を有する形式の装置に組合せ
   る、該シユラウド支持体に対して温度の変化する
   空気を供給する空気送出し装置に於て、該空気送
   出し装置が、 (a) 第２の空気源の温度が第１の空気源の温度よ
   り高い様な第１及び第２の空気源と、 (b) 該第１及び第２の空気源からマニホルドへの
   空気の流れを夫々制御する第１及び第２の空気
   弁と、 (c) 前記マニホルドから前記支持体に空気を送出
   す手段と、 (d) 前記回転子の速度並びに予定の回転子速度に
   達した後の時間に応答して、前記第１及び第２
   の空気弁を作動する弁手段とを含み、該弁手段
   は回転子の速度が予定のレベルに達した時に作
   動されるタイマ弁を含み、該タイマ弁は第１の
   予定の回転子速度信号を受取つた時略一定の第
   １の速度で前進し、且つ第２の予定の回転子速
   度信号を受取つた時略一定の第２の速度で後退
   するピストンを含み、前記弁手段は該ピストン
   の並進に応答して前記第１及び第２の空気弁を
   作動する装置。 ２ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記第１及び第２の空気源が圧縮機抽気
   源である装置。 ３ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記第１の空気源が圧縮機の中間段で構
   成される装置。 ４ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記第２の空気源が圧縮機の後段で構成
   される装置。 ５ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記第１の空気弁は常閉の弁で構成され
   る装置。 ６ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記第２の空気弁は常開の弁で構成され
   る装置。 ７ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記弁手段は、予定の速度範囲を表わす
   ２つの流体圧信号に応答し、該２つの流体信号の
   差圧は略一定である装置。 ８ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記ピストンは、予定の回転子速度信号
   を受取つた後、予定の時間の間前進を続ける装
   置。 ９ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装置
   に於て、前記ピストンがばねで偏圧されている装
   置。 １０ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装
   置に於て、前記ピストンは、その１端に作用する
   流体圧力により、一定速度で移動させられる装
   置。 １１ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装
   置に於て、前記ピストンは縦方向に通抜ける流体
   通路を持つている装置。 １２ 特許請求の範囲１に記載した空気送出し装
   置に於て、前記弁手段は各々の空気弁に対する２
   つの圧力入力の内の一方を供給する装置。 １３ 圧縮機、可変速度回転子、シユラウド、回
   転子を取囲むシユラウド支持体を有する形式の装
   置に組合せる、回転子速度に応答してシユラウド
   支持体に対して空気流を供給する空気送出し装置
   に於て、該空気送出し装置が、 (a) 空気の温度を選択的に変える空気弁手段と、 (b) 予定の動作レベルまで加速された後の回転子
   の動作の時間を計る手段とを含み、該手段は回
   転子が予定の動作レベルに加速した時に第１の
   予定の速度で前進し、回転子が予定の動作レベ
   ルに減速した時に第２の予定の速度で後退す
   る、回転子速度に応答するピストンを含み、 (c) 更に該手段(b)の前記ピストンの並進に応答し
   て前記空気弁手段を作動する手段を有する装
   置。 １４ 特許請求の範囲１３に記載した空気送出し
   装置に於て、前記空気弁手段はオン／オフ形の第
   １及び第２の空気弁を含んでいる装置。 １５ 特許請求の範囲１３に記載した空気送出し
   装置に於て、前記空気弁手段は常開の弁及び常閉
   の弁を含んでいる装置。 １６ 特許請求の範囲１３に記載した空気送出し
   装置に於て、前記空気弁手段が圧縮機からの抽出
   空気の流れを制御する装置。 １７ 特許請求の範囲１４に記載した空気送出し
   装置に於て、前記空気弁手段は温度の異なる２つ
   の空気源を含んでいる装置。 １８ 特許請求の範囲１５に記載した空気送出し
   装置に於て、前記２つの空気源は圧縮機の中間段
   及び後段の抽出空気で構成されている装置。 １９ 特許請求の範囲１３に記載した空気送出し
   装置に於て、前記手段(b)は、回転子の速度が予定
   のレベルに達した時に作動される装置。 ２０ 特許請求の範囲１３に記載した空気送出し
   装置に於て、前記ピストンは予定の回転子速度信
   号を受取つた後に予定の時間前進を続け、前記手
   段(b)は前記予定の時間の一部分の間だけ作用する
   装置。 ２１ 特許請求の範囲１３に記載した空気送出し
   装置に於て、前記ピストンはその１端に作用する
   流体圧力によつて前進させられる装置。 ２２ 特許請求の範囲１３に記載した空気送出し
   装置に於て、前記空気弁手段はそれにかかる圧力
   入力に応答し、前記空気温度を変える手段が前記
   弁手段に対する基準圧力入力を供給する装置。 ２３ 特許請求の範囲２２に記載した空気送出し
   装置に於て、前記空気温度を変える手段は前記弁
   手段に対する高圧力入力と低圧力入力の両方を供
   給する装置。