特許ウォッチ

公開番号2024174582
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092478
出願日2023-06-05
発明の名称ガスタービンエンジン
出願人三菱重工航空エンジン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F01D 25/24 20060101AFI20241210BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】重量を増加させずにコンテインメント性能を向上させる。
【解決手段】タービンケーシング51と、排気ケーシング52と、タービンケーシング51の内周面に取り付けられる金属製の遮熱シールド80と、タービンケーシング51と排気ケーシング52を連結する連結部90と、を備え、タービンケーシング51は、本体部51aと、本体部51aの内周面51a1から軸線に向けて突出するとともに軸線に沿って排気ケーシング52に向けて延びる突出部51bと、を有し、遮熱シールド80は、突出部51bの排気ケーシング52側の先端部51b1に係止されるフック81を有し、突出部51bの排気ケーシング52側の先端部51b1は、排気ケーシング52のタービンケーシング51側の端部52aに対して、径方向RDで内側となり、かつ軸線方向ADで重なる位置に配置されるガスタービンエンジン100を提供する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
軸線回りに回転する複数の圧縮動翼を有し、外部空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、
前記圧縮機により生成された圧縮空気を燃料とともに燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記軸線回りに回転する複数のタービン動翼を有し、前記燃焼器が生成する燃焼ガスによって駆動されるタービンと、
前記圧縮機と前記タービンとを連結するとともに前記軸線に沿って延びるシャフトと、
前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記軸線に対して前記タービンの外周側に配置されるタービンケーシングと、
前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記タービンを通過した燃焼ガスを外部へ導く排気ケーシングと、
前記タービンケーシングと前記排気ケーシングを連結する連結部と、を備え、
前記タービンケーシングは、
前記タービンケーシングの外殻を形成する本体部と、
前記本体部の内周面から前記軸線に向けて突出するとともに前記軸線に沿って前記排気ケーシングに向けて延びる突出部と、を有し、
前記突出部の前記排気ケーシング側の先端部は、前記排気ケーシングの前記タービンケーシング側の端部に対して、前記軸線に直交する径方向の内側に接触または近接した状態で配置されるガスタービンエンジン。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記突出部は、前記先端部と、前記本体部の内周面および前記先端部を接続するとともに前記径方向に沿って内側に向けて延びる接続部と、を有し、
前記先端部は、前記径方向の厚さが前記軸線に沿った方向の各位置で一定となるように形成されている請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３】
前記突出部は、前記先端部と、前記本体部の内周面および前記先端部を接続するとともに前記径方向に沿って内側に向けて延びる接続部と、を有し、
前記先端部は、前記径方向の厚さが前記軸線に沿って前記排気ケーシングに近づくにつれて減少するように形成されている請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項４】
前記突出部は、前記軸線回りに筒状に形成され、前記先端部と、前記本体部の前記内周面および前記先端部を接続するとともに前記径方向に沿って内側に向けて延びる接続部と、を有し、
前記先端部は、前記軸線回りの周方向に沿って前記径方向の厚さが周期的に変化するように形成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガスタービンエンジン。
【請求項５】
前記先端部の前記径方向の厚さが最も厚くなる頂部の前記周方向における間隔は、前記突出部が配置される前記軸線に沿った方向の位置における前記本体部の前記軸線に対する外径の２％未満に設定されている請求項４に記載のガスタービンエンジン。
【請求項６】
前記タービンケーシングは、前記軸線に沿った方向の前記排気ケーシング側の端部に形成されるとともに前記軸線に直交する第１接触面を有する第１フランジ部を有し、
前記排気ケーシングは、前記軸線に沿った方向の前記タービンケーシング側の端部に形成されるとともに前記軸線に直交する第２接触面を有する第２フランジ部を有し、
前記連結部は、前記第１接触面と前記第２接触面とを接触させた状態で前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを連結し、
前記先端部の前記径方向の厚さは、前記本体部の前記径方向の厚さの１／３以上かつ２／３以下に設定されている請求項４に記載のガスタービンエンジン。
【請求項７】
前記周方向において前記先端部の前記径方向の厚さが最も厚くなる複数の位置に前記軸線に沿って貫通する貫通穴が形成されている請求項４に記載のガスタービンエンジン。
【請求項８】
前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記タービンケーシングの内周面に取り付けられる金属製の遮熱部を備え、
前記遮熱部は、前記排気ケーシング側の端部に形成されるとともに前記突出部の前記排気ケーシング側の先端部に係止されるフックを有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガスタービンエンジン。
【請求項９】
前記先端部は、
前記排気ケーシングの前記タービンケーシング側の端部に対して、前記径方向で内側となり、かつ前記軸線に沿った方向で重なる位置に配置される第１部分と、
前記排気ケーシングの前記タービンケーシング側の端部に対して、前記径方向で内側となり、かつ前記軸線に沿った方向で重ならない位置に配置される第２部分と、を有し、
前記第１部分と前記第２部分とが前記軸線回りの周方向に沿って交互に配置されており、
前記フックが前記第２部分に係止されている請求項８に記載のガスタービンエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービンエンジンに関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、航空機等に用いられるガスタービンエンジンでは、ブレード等の回転体が破断した場合に外部に飛び出さないように内部に閉じ込めるコンテインメント性能が求められる。特許文献１には、潤滑油を貯留するオイルタンクをファンケースの外側に設置することで、ファンケースの内部に配置されるファンブレードが破損した際に、破損物の外部への飛散を防止することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１２７７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、ファンブレードに対応する軸方向位置にオイルタンクを配置するものであるため、燃焼ガスにより回転する高圧タービンおよび低圧タービンが破損した際に、オイルタンクは破損物の外部への飛散防止には寄与しない。高圧タービンおよび低圧タービンが破損した際の破損物の外部への飛散防止性能は、外部ケースおよび内部ケースの強度に依存する。
【０００５】
しかしながら、外部ケースおよび内部ケースの強度を高めるためにそれぞれの厚さを厚くすると重量が増加してしまい、例えば、航空機に用いられるガスタービンエンジンでは燃費が悪化してしまう。また、外部ケースおよび内部ケースに加えて更に飛散防止用リングを配置する場合にも重量の増加となってしまう。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、燃焼ガスによって駆動されるタービンが破損した際に破損物が外部へ飛散することを防止するコンテインメント性能を、重量を増加させずに向上させることが可能なガスタービンエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るガスタービンエンジンは、軸線回りに回転する複数の圧縮動翼を有し、外部空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮機により生成された圧縮空気を燃料とともに燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記軸線回りに回転する複数のタービン動翼を有し、前記燃焼器が生成する燃焼ガスによって駆動されるタービンと、前記圧縮機と前記タービンとを連結するとともに前記軸線に沿って延びるシャフトと、前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記軸線に対して前記タービンの外周側に配置されるタービンケーシングと、前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記タービンを通過した燃焼ガスを外部へ導く排気ケーシングと、前記タービンケーシングと前記排気ケーシングを連結する連結部と、を備え、前記タービンケーシングは、前記タービンケーシングの外殻を形成する本体部と、前記本体部の内周面から前記軸線に向けて突出するとともに前記軸線に沿って前記排気ケーシングに向けて延びる突出部と、を有し、前記突出部の前記排気ケーシング側の先端部は、前記排気ケーシングの前記タービンケーシング側の端部に対して、前記軸線に直交する径方向の内側に接触または近接した状態で配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、燃焼ガスによって駆動されるタービンが破損した際に破損物が外部へ飛散することを防止するコンテインメント性能を、重量を増加させずに向上させることが可能なガスタービンエンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の第１実施形態に係るガスタービンエンジンを示す縦断面図である。
図１に示すガスタービンエンジンのＡ部分の部分拡大図である。
本開示の第２実施形態に係るガスタービンエンジンの部分拡大図である。
本開示の第３実施形態に係るガスタービンエンジンのタービンケーシングを排気ケーシング側からみた側面図である。
本開示の第４実施形態に係るガスタービンエンジンの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔第１実施形態〕
以下、本開示の第１実施形態に係るガスタービンエンジン１００について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の第１実施形態に係るガスタービンエンジン１００を示す縦断面図である。本実施形態のガスタービンエンジン１００は、例えば、航空機の推力発生装置として用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許