DE112016004816T5

DE112016004816T5 - Kompressorrotor, damit versehener Gasturbinenrotor und Gasturbine

Info

Publication number: DE112016004816T5
Application number: DE112016004816.5T
Authority: DE
Inventors: Shinya Hashimoto; Keita Takamura
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-07-05
Also published as: KR20180053389A; KR102056045B1; CN108138656A; WO2017069201A1; JP6773404B2; JP2017082606A; CN108138656B; US10883381B2; US20200165935A1

Abstract

Ein Lüftungsströmungsweg (22) zum Leiten eines Druckgases, das zwischen zwei in Axialrichtung (Da) benachbarten Laufschaufelreihen (51) strömt, zu einem Innenraum einer Kompressorrotorwelle (21) wird in der Kompressorrotorwelle (21) gebildet. Der Lüftungsströmungsweg (22) weist ein Einführungsteil (23), eine Mehrzahl von Verzweigungsteilen (27) und ein Sammelteil (28) auf. Das Einführungsteil (23) leitet das Druckgas, das zwischen den zwei Laufschaufelreihen (51) strömt, in die Kompressorrotorwelle (21). Die Mehrzahl von Verzweigungsteilen (27) zweigen vom Einführungsteil (23) ab und sind in jeweils unterschiedlichen Positionen in Axialrichtung (Da) gebildet. Das Sammelteil (28) ist mit jedem der Mehrzahl von Verzweigungsteilen (27) verbunden. Das Druckgas strömt in das Sammelteil (28), nachdem es durch die Mehrzahl von Verzweigungsteilen (27) geströmt ist, und dann strömt das Druckgas, das eingeströmt ist, durch das Sammelteil (28) aus.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressorrotor, einen damit versehenen Gasturbinenrotor und eine Gasturbine.
Diese Anmeldung beansprucht Priorität auf der Grundlage von JP 2015-208945 A , eingereicht in Japan am 23. Oktober 2015, dessen Inhalte durch Bezugnahme hierin eingeschlossen sind.
Stand der Technik
Ein Kompressor ist mit einem Gehäuse und einem Rotor, der sich um eine Axiallinie in dem Gehäuse dreht, bereitgestellt. Ein Rotor eines Axialkompressors hat eine Rotorwelle, die in Axialrichtung verläuft und auf einer Axiallinie zentriert ist, und eine Mehrzahl von Laufschaufelreihen, die in Axialrichtung ausgerichtet und an einem Außenumfang der Rotorwelle befestigt sind.
Diese Art von Axialkompressorrotor ist in Patentdokument 1, nachstehend beschrieben, offenbart. Die Rotorwelle bei diesem Rotor ist mit einer Mehrzahl von Rädern (Scheiben), die in Axialrichtung aufeinander gestapelt sind, konfiguriert. Eine Laufschaufelreihe ist an einem ersten Rad der Mehrzahl von Rädern befestigt. Ein Einströmungsweg ist zwischen dem ersten Rad und einem zweiten Rad, das dem ersten Rad benachbart ist, an einer axial nachgeschalteten Seite gebildet. Druckluft strömt von zwischen der Laufschaufelreihe, die am ersten Rad befestigt ist, und einer Laufschaufelreihe, die am zweiten Rad befestigt ist, in den Einströmungsweg. Außerdem ist ein Ausströmungsweg zwischen dem ersten Rad und einem dritten Rad, das dem ersten Rad auf einer axial vorgeschalteten Seite benachbart ist, gebildet. Druckluft aus dem Einströmungsweg strömt aus dem Ausströmungsweg zu zwischen der Laufschaufelreihe, die an dem ersten Rad befestigt ist, und einer Laufschaufelreihe, die an dem dritten Rad befestigt ist. Daher wird eine in Richtung der axial vorgeschalteten Seite vertiefte Rille in einer dem ersten Rad axial vorgeschalteten Seite gebildet, um den Einströmungsweg zu bilden. Daher wird eine in Richtung der axial nachgeschalteten Seite vertiefte Rille in einer dem ersten Rad axial vorgeschalteten Seite gebildet, um den Ausströmungsweg zu bilden.
Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie wird eine thermische Reaktion der Rotorwelle auf eine Temperaturänderung der Druckluft in einem Luftkompressionsströmungsweg erhöht, da Druckluft in dem Luftkompressionsströmungsweg in die Rotorwelle geleitet wird.
Dokumente des Stands der Technik
Patentdokumente
Patentdokument 1: JP 2013-204593 A
Kurzdarstellung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie wird für jedes Rad Druckluft in einem Luftkompressionsströmungsweg zu einer Radialrichtungsinnenseite geleitet, und dann strömt die Druckluft zurück in den Luftkompressionsströmungswegs. Deshalb wird bei der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie für jedes Rad anfänglich druckbeaufschlagte Druckluft neu druckbeaufschlagt. Somit gibt es insofern ein Problem mit der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie, als das Bereitstellen einer großen Anzahl solcher Räder zum Anheben der thermischen Reaktivität der Rotorwelle über einen breiten Bereich eine Strömungsrate von Druckluft, die neu druckbeaufschlagt werden soll, erhöht, was den Wirkungsgrad des Kompressors senkt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Kompressorrotors, der in der Lage ist, eine Verschlechterung des Kompressorwirkungsgrads zu verhindern, während ein Innenraum über einen breiten Bereich mithilfe eines Druckgases belüftet wird, und das Bereitstellen eines Gasturbinenrotors, der mit dem Kompressorrotor bereitgestellt ist, und einer Gasturbine.
Mittel für die Problemlösung
Ein Kompressorrotor eines ersten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe hat eine Kompressorrotorwelle, die sich um eine Axiallinie dreht, und eine Mehrzahl von Schaufelreihen, die an einem Außenumfang der Kompressorrotorwelle befestigt und in Axialrichtung ausgerichtet ist, wobei ein Lüftungsströmungsweg zum Leiten eines Druckgases, das zwischen zwei Laufschaufelreihen der Mehrzahl von Laufschaufelreihen strömt, in Axialrichtung an einen Innenraum der Kompressorrotorwelle angrenzend in der Kompressorrotorwelle gebildet wird, und wobei der Lüftungsströmungsweg einen Einführungsteil zum Leiten des Druckgases, das zwischen den zwei Laufschaufelreihen in die Kompressorrotorwelle strömt, aufweist, eine Mehrzahl von Verzweigungsteilen, die vom Einführungsteil abzweigen und in jeweils unterschiedlichen Positionen in Axialrichtung für das Einströmen des Druckgases aus dem Einführungsteil gebildet sind, und in das das Druckgas von dem Einführungsteil fließt, und ein Sammelteil, das mit jedem der Mehrzahl von Verzweigungsteilen verbunden ist und in das das Druckgas nach dem Durchströmen durch die Mehrzahl von Verzweigungsteilen strömt, und durch das das Druckgas, das eingeströmt ist, ausströmt.
Da Druckgas, das in den Einführungsteil geströmt ist, in die Mehrzahl von Verzweigungsteilen strömt, ist es bei dem Kompressorrotor möglich, den Innenraum der Kompressorrotorwelle mithilfe des Druckgases, das in den Einführungsteil geströmt ist, weitgehend zu belüften. Außerdem strömt bei dem Kompressorrotor, nachdem sich das Druckgas, das durch die Mehrzahl von Verzweigungsteilen geströmt ist, im Sammelteil gesammelt hat, das Druckgas aus dem Sammelteil. Deshalb ist es bei dem Kompressorrotor möglich, eine Verschlechterung im Wirkungsgrad des Kompressors im Vergleich zu einem Leiten des Druckgases in eine Rotorwelle für jede Laufschaufelreihe und anschließendes Zurückführen des Druckgases zu einem Gaskompressionsströmungsweg effizienter zu verhindern.
Ein Kompressorrotor eines zweiten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Kompressorrotor gemäß dem ersten Gesichtspunkt, bei dem das Einführungsteil ein Einströmungsteil aufweist, in dem ein Einlassanschluss, in dem Druckgas, das zwischen den zwei Schaufelreihen strömt, gebildet wird und das vom Einlassanschluss sich zu einer radial inneren Seite bezüglich der Axiallinie verläuft, und ein Verteilungsteil, das vom Einströmungsteil in Axialrichtung verläuft, und wobei die Mehrzahl von Verzweigungsteilen mit dem Verteilungsteil verbunden ist.
Ein Kompressorrotor eines dritten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Kompressorrotor gemäß dem zweiten Gesichtspunkt, bei dem sich das Verteilungsteil zu einer axial vorgeschalteten Seite des Einströmungsteils erstreckt.
Ein Kompressorrotor eines vierten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Kompressorrotor gemäß dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt, bei dem sich das Verteilungsteil zu einer vom Einströmungsteil axial nachgeschalteten Seite erstreckt.
Ein Kompressorrotor eines fünften Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Kompressorrotor gemäß einem der ersten bis vierten Gesichtspunkte, bei denen das Sammelteil sich sich zu der axial nachgeschalteten Seite vom Verzweigungsteil, das am weitesten auf der axial vorgeschalteten Seite der Mehrzahl von Verzweigungsteilen liegt, erstreckt, und ein Auslassanschluss, durch den das Druckgas, das das Innere passiert hat, nach außen fließt, in dem Sammelteil gebildet wird.
Ein Kompressorrotor eines sechsten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Kompressorrotor gemäß einer der ersten bis fünften Gesichtspunkte, bei denen das Sammelteil bezüglich der Axiallinie weiter auf der radial inneren Seite als das Einführungsteil gebildet wird.
Ein Kompressorrotor eines siebenten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Kompressorrotor gemäß einer der ersten bis sechsten Gesichtspunkte, bei denen ein Auslassanschluss, durch den das Druckgas in Axialrichtung von einer Endoberfläche in Axialrichtung der Kompressorrotorwelle ausströmt, im Sammelteil gebildet.
Wenn das Druckgas, das den Innenraum der Kompressorrotorwelle belüftet hat, zum Gaskompressionsströmungsweg des Kompressors zurückkehrt, wird das Druckgas, das anfangs komprimiert wurde, erneut komprimiert, und somit verschlechtert sich der Wirkungsgrad des Kompressors. Hingegen kann bei dem vorstehenden Kompressorrotor, da das Druckgas, das den Innenraum der Kompressorrotorwelle belüftet hat, in Axialrichtung von der Endoberfläche in Axialrichtung der Kompressorrotorwelle ausströmt, so dass das Druckgas nicht zum Gaskompressionsströmungsweg zurückkehrt, die Verschlechterung des Kompressionswirkungsgrads unterdrückt werden kann.
Ein Gasturbinenrotor eines achten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Kompressorrotor gemäß einer der ersten bis siebenten Gesichtspunkte, und ein Turbinenrotor, der auf der Axiallinie angeordnet ist und mit dem Kompressorrotor verbunden ist, und der sich zusammen mit dem Kompressorrotor um die Axiallinie dreht, versehen, wobei ein Kühlluft-Strömungsweg, der mit dem Lüftungsströmungsweg des Kompressorrotors verbunden ist, und in den das Druckgas aus dem Lüftungsströmungsweg strömt, in dem Turbinenrotor gebildet ist.
Bei dem Gasturbinenrotor kann eine Verschlechterung des Kompressionswirkungsgrads unterdrückt werden, da das Druckgas, das den Innenraum der Kompressorrotorwelle belüftet hat, nicht zu dem Luftkompressionsströmungsweg des Kompressors zurückkehrt. Außerdem kann bei dem Gasturbinenrotor das Druckgas durch Verwenden des Druckgases, das den Innenraum der Kompressorrotorwelle belüftet hat, zum Kühlen des Turbinenrotors effektiv verwendet werden.
Ein Gasturbinenrotor eines neunten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Gasturbinenrotor gemäß dem achten Gesichtspunkt, bei der der Turbinenrotor eine Turbinenrotorwelle aufweist, die sich um die Axiallinie dreht, und eine Mehrzahl von Laufschaufelreihen, die an einem Außenumfang der Turbinenrotorwelle befestigt und in Axialrichtung ausgerichtet ist, wobei der Kühlluft-Strömungsweg durch einen Innenraum der Turbinenrotorwelle mit einer Laufschaufelreihe verbunden ist, die weiter auf der axial nachgeschalteten Seite liegt als eine erste Laufschaufelreihe der Mehrzahl von Schaufelreihen, die am weitesten auf der axial vorgeschalteten Seite liegt.
Ein Gasturbinenrotor eines zehnten Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist der Gasturbinenrotor gemäß dem neunten Gesichtspunkt, bei dem ein Kühlluft-Strömungsweg zum Leiten von Kühlluft mit einer niedrigeren Temperatur als der des Druckgases, das durch den Lüftungsströmungsweg strömt, zur ersten Laufschaufelreihe in der Turbinenrotorwelle gebildet.
Bei dem Gasturbinenrotor kann die erste Laufschaufelreihe, die die Reihe der Mehrzahl von Laufschaufelreihen des Turbinenrotors ist, die Verbrennungsgas mit hoher Temperatur ausgesetzt ist, mithilfe von Niedertemperatur-Kühlluft gekühlt werden.
Eine Gasturbine eines elften Gesichtspunkts gemäß der Erfindung zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist mit dem Gasturbinenrotor gemäß einem der achten bis zehnten Gesichtspunkte und ein Gasturbinengehäuse, das den Gasturbinenrotor bedeckt, bereitgestellt.
Wirkungen der Erfindung
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine Verschlechterung im Kompressionswirkungsgrad zu verhindern, während ein Innenraum einer Kompressorrotorwelle mithilfe von Druckgas weithin belüftet wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht von Gasturbinenausstattung in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen eines Kompressors in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
3A und 3B veranschaulichen Rotorscheiben des Kompressors in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 3A eine Querschnittsansicht der Rotorscheiben ist, und 3B eine Ansicht gemäß Pfeil B von 3A ist.
4 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen um eine Laufschaufel und eine Leitschaufel des Kompressors in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Querschnittsansicht um eine Brennkammer der Gasturbine in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen einer Turbine in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen um eine Laufschaufel und eine Leitschaufel der Turbine in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Gasturbine in einem Vergleichsbeispiel.
9 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen eines Kompressors in einem ersten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen eines Kompressors in einem zweiten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen eines Kompressors in einem dritten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen eines Kompressors in einem vierten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Querschnittsansicht von Hauptbestandteilen einer Turbine in einem Modifikationsbeispiel der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Ausführungsform und verschiedene Modifikationsbeispiele einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung sind nachstehend im Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Ausführungsform
Eine Ausführungsform der Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung ist bezugnehmend auf 1 bis 8 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, weist eine Gasturbine 1 der vorliegenden Ausführungsform mit einem Kompressor 10 zum Erzeugen von Druckluft Acom durch Komprimieren von Außenluft A, einer Brennkammer 80 zum Erzeugen eines Verbrennungsgases durch Verbrennen eines Brennstoffs F von einer Brennstoffquelle in der Druckluft Acom und einer Turbine 110, die von dem Verbrennungsgas angetrieben wird, auf. In der vorliegenden Ausführungsform besteht die Gasturbinenausstattung aus der Gasturbine 1 und einem Kühlsystem 200 zum Erzeugen von Kühlluft.
Der Kompressor 10 hat einen Kompressorrotor 20, der sich um eine Axiallinie Ar dreht, und ein zylindrisches Kompressorgehäuse 11, das den Kompressorrotor 20 bedeckt. Es ist zu beachten, dass eine Richtung, in der die Axiallinie Ar verläuft, im Folgenden als Axialrichtung Da bezeichnet wird. Außerdem wird eine Seite in der Axialrichtung Da als axial vorgeschaltete Seite Dau und die andere Seite der Axialrichtung Da als axial nachgeschaltete Seite Dad bezeichnet. Eine Radialrichtung auf der Grundlage der Axiallinie Ar wird einfach als Radialrichtung Dr bezeichnet. Zudem wird eine Seite, die in Radialrichtung Dr weit von der Axiallinie Ar entfernt ist, als radial äußere Seite Dro bezeichnet, und eine Seite, die in Radialrichtung Dr nah an der Axiallinie Ar ist, als radial innere Seite Dri bezeichnet.
Der Kompressor 10 ist ein Axialkompressor. Deshalb hat der Kompressorrotor 20 eine Kompressorrotorwelle 21, die in Axialrichtung Da auf der Axiallinie Ar zentriert verläuft, und eine Mehrzahl von Laufschaufelreihen 51, die in Axialrichtung Da ausgerichtet und an einem Außenumfang der Kompressorrotorwelle 21 befestigt sind. Ein Ende an der axial vorgeschalteten Seite Dau des Kompressorgehäuses 11 ist offen, und diese Öffnung bildet einen Lufteinlassanschluss 12. Eine Leitschaufelreihe 61 ist an einer Position auf der axial nachgeschalteten Seite Dad jeder Laufschaufelreihe 51 an einer Innenumfangsseite des Kompressorgehäuses 11 befestigt. Jede Leitschaufelreihe 61 hat eine Mehrzahl von Leitschaufeln 62. Die Mehrzahl von Leitschaufeln 62 ist in einer Umfangsrichtung Dc auf der Axiallinie Ar zentriert ausgerichtet, und bildet eine der Leitschaufelreihen 61. Außerdem weist jede Laufschaufelreihe 51 eine Mehrzahl von Laufschaufeln 52 auf. Die Mehrzahl von Laufschaufeln 52 ist in der Umfangsrichtung Dc auf der Axiallinie Ar zentriert ausgerichtet, und bildet eine der Laufschaufelreihen 51.
Die Turbine 110 ist an der axial nachgeschalteten Seite Dad des Kompressors 10 bereitgestellt. Die Turbine 110 hat einen Turbinenrotor 120, der sich um die Axiallinie Ar dreht, und ein zylindrisches Turbinengehäuse 111, das den Turbinenrotor 120 bedeckt. Der Turbinenrotor 120 hat eine Turbinenrotorwelle 121, die in der Axialrichtung Da auf der Axiallinie Ar zentriert verläuft, und eine Mehrzahl von Laufschaufelreihen 151, die in Axialrichtung Da ausgerichtet und an einem Außenumfang der Turbinenrotorwelle 121 befestigt sind. Eine Leitschaufelreihe 161 ist an einer Position an der vorgeschalteten Seite jeder Laufschaufelreihe 151 an einer Innenumfangsseite des Turbinengehäuses 111 befestigt. Jede Leitschaufelreihe 161 hat eine Mehrzahl von Leitschaufeln 162. Die Mehrzahl von Leitschaufeln 162 ist in der Umfangsrichtung Dc auf der Axiallinie Ar zentriert ausgerichtet, und bildet eine der Leitschaufelreihen 161. Außerdem weist jede Laufschaufelreihe 151 eine Mehrzahl von Laufschaufeln 152 auf. Die Mehrzahl von Laufschaufeln 152 ist in der Umfangsrichtung Dc auf der Axiallinie Ar zentriert ausgerichtet, und bildet eine der Laufschaufelreihen 151.
Die Gasturbine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist auch eine Zwischenrotorwelle 171, eine Zwischenrotorwellenabdeckung 181, ein Kühlluftrohr 189 und ein Zwischengehäuse 191 auf. Die Zwischenrotorwelle 171 verbindet den Kompressorrotor 20 und den Turbinenrotor 120 miteinander. Deshalb ist die Zwischenrotorwelle 171 zwischen dem Kompressorrotor 20 und dem Turbinenrotor 120 in Axialrichtung Da angeordnet. Der Kompressorrotor 20, die Zwischenrotorwelle 171 und der Turbinenrotor 120 sind auf derselben Axiallinie Ar angeordnet und drehen sich zusammen um die Axiallinie Ar. Diese bilden einen Gasturbinenrotor 2. Ein Rotor von beispielsweise einem Generator 9 ist mit dem Gasturbinenrotor 2 verbunden. Das Zwischengehäuse 191 bedeckt eine Außenumfangsseite der Zwischenrotorwelle 171. Deshalb ist das Zwischengehäuse 191 zwischen dem Kompressorgehäuse 11 und dem Turbinengehäuse 111 in Axialrichtung Da angeordnet. Das Kompressorgehäuse 11, das Zwischengehäuse 191 und das Turbinengehäuse 111 sind miteinander verbunden, um ein Gasturbinengehäuse 3 zu bilden. Die Brennkammer 80 ist an dem Zwischengehäuse 191 befestigt. Die Druckluft Acom aus dem Kompressor 10 strömt in das Zwischengehäuse 191. Die Druckluft Acom strömt aus dem Zwischengehäuse 191 in die Brennkammer 80. Die Zwischenrotorwellenabdeckung 181 ist an der radial inneren Seite Dri des Gasturbinengehäuses 3 angeordnet und bedeckt die radial äußere Seite Dro der Zwischenrotorwelle 171. Die Zwischenrotorwellenabdeckung 181 ist am Gasturbinengehäuse 3 befestigt. Ein erstes Ende des Kühlluftrohrs 189 ist am Zwischengehäuse 191 befestigt, und ein zweites Ende des Kühlluftrohrs 189 ist an der Zwischenrotorwellenabdeckung 181 befestigt.
Das Kühlsystem 200 ist mit einer Kühlluftleitung 201 und einem Kühler 205 versehen. Die Kühlluftleitung 201 ist an einer Außenseite des Gasturbinengehäuses 3 bereitgestellt. Ein erstes Ende der Kühlluftleitung 201 ist mit dem Zwischengehäuse 191 verbunden, und ein zweites Ende der Kühlluftleitung 201 ist mit dem Kühlluftrohr 189 der Gasturbine 1 verbunden. Die Druckluft Acom innerhalb des Zwischengehäuses 191 strömt vom ersten Ende der Kühlluftleitung 201 in die Kühlluftleitung 201. Der Kühler 205 ist an der Kühlluftleitung 201 bereitgestellt. Der Kühler 205 kühlt die Druckluft Acom, die in die Kühlluftleitung 201 geströmt ist, um somit Kühlluft Ac aus der Druckluft Acom zu erzeugen. Beispielsweise ist der Kühler 205 ein Wärmetauscher, der bewirkt, dass zwischen der Druckluft Acom in der Kühlleitung 201 und einem Kühlmedium ein Wärmeaustausch erfolgt, und der somit die Druckluft Acom kühlt. Es ist zu beachten, dass der Kühler 205 mit einem Strahler, durch dessen Innenraum die Druckluft Acom strömt, und einem Gebläse zum Blasen von Luft auf das Äußere des Strahlers konfiguriert sein kann. Die vom Kühler 205 erzeugte Kühlluft Ac strömt durch die Kühlluftleitung 201 in das Kühlluftrohr 189.
Wie in 2 dargestellt, hat das Kompressorgehäuse 11 einen Kompressorgehäuse-Hauptkörper 13 und einen Leitschaufelhaltering 14, der innerhalb des Kompressorgehäuse-Hauptkörpers 13 bereitgestellt ist. Der Leitschaufelhaltering 14 bildet eine Ringform, die auf der Axiallinie Ar zentriert ist. Der Leitschaufelhaltering 14 ist am Kompressorgehäuse-Hauptkörper 13 befestigt. Die Mehrzahl von Leitschaufeln 62 ist am Leitschaufelhaltering 14 befestigt.
Wie in 4 dargestellt, hat die Leitschaufel 62 einen Leitschaufelkörper 63, der in Radialrichtung Dr verläuft, eine Außenhülle 64, die an der radial äußeren Seite Dro des Leitschaufelkörpers 63 bereitgestellt ist, und eine Innenhülle 65, die an der radial inneren Seite Dri des Leitschaufelkörpers 63 bereitgestellt ist. Die Außenhülle 64 ist an der radial inneren Seite Dri des Leitschaufelhalterings 14 befestigt. Ein Dichtungsring 66 ist an der Innenhülle 65 an der radial inneren Seite Dri davon bereitgestellt. Die Laufschaufel 52 hat einen Laufschaufelkörper 53, der in Radialrichtung Dr verläuft, eine Plattform 54, die an der radial inneren Seite Dri des Laufschaufelkörpers 53 bereitgestellt ist, und einen Laufschaufelfuß 55, der an der radial inneren Seite Dri der Plattform 54 bereitgestellt ist. Der Laufschaufelfuß 55 ist in die Kompressorrotorwelle 21 eingebettet.
Wie in 2 dargestellt, bildet ein Luftkompressionsströmungsweg 15, durch den Luft in einem Kompressionsvorgang strömt, eine Ringform, die auf der Axiallinie Ar in dem Kompressor 10 zentriert ist. Eine Außenumfangsseite des Luftkompressionsströmungswegs 15 ist durch das Kompressorgehäuse 11 und die Außenhüllen 64 der Leitschaufeln 62 definiert. Außerdem ist eine Innenumfangsseite des Luftkompressionsströmungswegs 15 durch die Plattformen 54 der Laufschaufeln 52 und die Innenhüllen 65 der Leitschaufeln 62 definiert.
Ein Diffusor 16 ist an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Leitschaufelreihe 61, die von der Mehrzahl von Leitschaufelreihen 61 am weitesten an der axial nachgeschalteten Seite Dad ist, bereitgestellt. Der Diffusor 16 hat einen ringförmigen Außendiffusor 16o und einen ringförmigen Innendiffusor 16i, die an der radial inneren Seiten Dri des Außendiffusors 16o bereitgestellt sind. Der Außendiffusor 16o erweitert sich, und ein Innendurchmesser davon wird allmählich größer, von der Außenhülle 64 der Mehrzahl von Leitschaufeln 62, die die Leitschaufelreihe 61 bilden, die am weitesten an der axial nachgeschalteten Seite Dad ist, hin zu der axial nachgeschalteten Seite Dad. Der Innendiffusor 16i erweitert sich unterdessen, und ein Außendurchmesser davon wird allmählich kleiner, von der Innenhülle 65 der Mehrzahl von Leitschaufeln 62, die die Leitschaufelreihe 61 bilden, die am weitesten an der axial nachgeschalteten Seite Dad ist, hin zu der axial nachgeschalteten Seite Dad. Ein ringförmiger Freiraum zwischen dem ringförmigen Außendiffusor 16o und dem ringförmigen Innendiffusor 16i bildet einen Luftauslassströmungsweg 17, der mit dem ringförmigen Luftkompressionsströmungsweg 15 verbunden ist. Ein Ende an der axial nachgeschalteten Seite Dad des Luftauslassströmungswegs 17 ist zum Zwischengehäuse 191 hin offen. Diese Öffnung bildet einen Luftauslassanschluss 18 in dem Kompressor 10.
Die Drehung des Kompressorrotors 20 bewirkt, dass die Außenluft A vom Lufteinlassanschluss 12 in den Luftkompressionsströmungsweg 15 strömt (siehe 1), und die Außenluft A von der axial vorgeschalteten Seite Dau zu der axial nachgeschalteten Seite Dad strömt, während sie im Inneren des Luftkompressionsströmungswegs 15 komprimiert wird. Die Druckluft Acom, die die innerhalb des Luftkompressionsströmungswegs 15 komprimierte Luft ist, strömt in den Luftauslassströmungsweg 17. Die Druckluft Acom strömt von dem Luftauslassanschluss 18 in das Zwischengehäuse 191.
Eine Mehrzahl von Hohlräumen 33 ist getrennt voneinander in Radialrichtung Dr in der Kompressorrotorwelle 21 gebildet, und bilden Ringformen, die auf der Axiallinie Ar in jeder Position in Axialrichtung Da jeweils zwischen der Mehrzahl von Laufschaufelreihen 51 zentriert sind, das heißt, in jeder Position in Axialrichtung Da der Mehrzahl von Leitschaufelreihen 61. Eine Mehrzahl von Hohlräumen 33, die in einer Position in Axialrichtung Da zwischen einem Paar in Axialrichtung benachbarter Laufschaufelreihen 51 gebildet sind, bilden eine Hohlraumgruppe 32. Deshalb wird eine Mehrzahl von Hohlraumgruppen 32 entlang der Axialrichtung Da in der Kompressorrotorwelle 21 gebildet.
Jede der Hohlraumgruppen 32 besteht aus drei der Hohlräume 33: einem Außenhohlraum 33o, der am weitesten an der radial äußeren Seite Dro in der Kompressorrotorwelle 21 gebildet ist; einem Zwischenhohlraum 33m, der weiter an der radial inneren Seite Dri als der Außenhohlraum 33o gebildet ist; und einem Innenhohlraum 33i, der am weitesten an der radial inneren Seite Dri innerhalb der Kompressorrotorwelle 21 gebildet ist.
Ferner ist ein in radial äußerer Strömungsweg 31, der den Außenhohlraum 33o und den Luftkompressionsströmungsweg 15 verbindet, in der Kompressorrotorwelle 21 gebildet.
Die Kompressorrotorwelle 21 hat eine Mehrzahl von Rotorscheiben 41, die in Axialrichtung Da aufeinander gestapelt sind, einen Spindelbolzen 29, der die Mehrzahl von Rotorscheiben 41 und eine Mehrzahl der Zwischenhohlräume 33m in der Axialrichtung Da durchdringt, und einen zylindrischen Drehmomentstift 39 zum Regulieren relativer Drehung zwischen benachbarten Rotorscheiben 41.
Eine der Laufschaufelreihen 51 ist jeweils an den Rotorscheiben 41 befestigt. Deshalb gibt es eine der Rotorscheiben 41 für jede der Mehrzahl von Laufschaufelreihen 51.
Wie in 3A und 3B dargestellt, sind eine Mehrzahl von Hohlräumen 33, die eine der Hohlraumgruppen 32 bildet, und der radial äußere Strömungsweg 31 jeweils zwischen zwei der Rotorscheiben 41 in Axialrichtung Da benachbart angeordnet. Es ist zu beachten, dass 3A eine Querschnittsansicht der Rotorscheiben 41 ist und 3B eine Ansicht gemäß Pfeil B von 3A ist.
Ein Laufschaufelbefestigungsteil 49 zum Befestigen der Laufschaufelfüße 55 der Mehrzahl von Laufschaufeln 52, die jede der Laufschaufelreihen 51 bilden, ist an der radial äußeren Seite Dro jeder der Rotorscheiben 41 gebildet.
Ein vorgeschalteter erster konkaver Teil 43u, ein vorgeschalteter zweiter konkaver Teil 45u und ein vorgeschalteter dritter konkaver Teil 47u sind in jeder der Rotorscheiben 41 gebildet. Um den Außenhohlraum 33o an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Rotorscheibe 41 zu bilden, ist der vorgeschaltete erste konkave Teil 43u von der axial vorgeschalteten Seite Dau zur axial nachgeschalteten Seite Dad in der Rotorscheibe 41 vertieft. Um den Zwischenhohlraum 33m an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Rotorscheibe 41 zu bilden, ist der vorgeschaltete zweite konkave Teil 45u von einem Teil der axial vorgeschalteten Seite Dau in der Rotorscheibe 41 an einer Position, die weiter an der radial inneren Seite Dri als das vorgeschaltete erste konkave Teil 43u zur axial nachgeschalteten Seite Dad vertieft. Um den Zwischenhohlraum 33i an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Rotorscheibe 41 zu bilden, ist der vorgeschaltete dritte konkave Teil 45u von einem Teil der axial vorgeschalteten Seite Dau der Rotorscheibe 41 an einer Position, die weiter an der radial inneren Seite Dri als das vorgeschaltete zweite konkave Teil 45u zur axial nachgeschalteten Seite Dad vertieft. Deshalb ist ein ringförmiger vorgeschalteter erster Armteil 42u, der zur axial vorgeschalteten Seite Dau bezogen auf eine Bodenoberfläche des vorgeschalteten ersten konkaven Teils 43u hervorsteht, an der radial äußeren Seite Dro des vorgeschalteten ersten konkaven Teils 43u gebildet. Außerdem ist ein ringförmiger vorgeschalteter zweiter Armteil 44u, der zur axial vorgeschalteten Seite Dau bezogen auf die untere Oberfläche des vorgeschalteten ersten konkaven Teils 43u und eine Bodenoberfläche des vorgeschalteten zweiten konkaven Teils 45u hervorsteht, zwischen dem vorgeschalteten ersten konkaven Teil 43u und dem vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 45u gebildet. Außerdem ist ein ringförmiger vorgeschalteter dritter Armteil 46u, der zur axial vorgeschalteten Seite Dau bezogen auf die untere Oberfläche des vorgeschalteten zweiten konkaven Teils 45u und eine Bodenoberfläche des vorgeschalteten dritten konkaven Teils 47u hervorsteht, zwischen dem vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 45u und dem vorgeschalteten dritten konkaven Teil 47u gebildet. Zudem ist ein ringförmiger vorgeschalteter hervorstehender Teil 48u, der zur axial vorgeschalteten Seite Dau bezogen auf die Bodenoberfläche des vorgeschalteten dritten konkaven Teils 47u hervorsteht, an der radial inneren Seite Dri des vorgeschalteten dritten konkaven Teils 47u gebildet.
Eine Mehrzahl von vorgeschalteten Stiftrillen 44up, die zur axial nachgeschalteten Seite Dad hin vertieft ist, um den vorgeschalteten ersten konkaven Teil 43u und den vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 45u zu verbinden, ist in dem ringförmigen vorgeschalteten zweiten Armteil 44u gebildet. Die Mehrzahl von vorgeschalteten Stiftrillen 44up ist in Umfangsrichtung Dc ausgerichtet.
Außerdem sind ein nachgeschalteter erster konkaver Teil 43d, ein nachgeschalteter zweiter konkaver Teil 45d und ein nachgeschalteter dritter konkaver Teil 47d in jeder der Rotorscheiben 41 gebildet. Um den Außenhohlraum 33o an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 41 zu bilden, ist der nachgeschaltete erste konkave Teil 43d von einem Teil auf der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 41 zur axial vorgeschalteten Seite Dau vertieft. Um den Zwischenhohlraum 33m an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 41 zu bilden, ist der nachgeschaltete zweite konkave Teil 45d von einem Teil der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 41 an einer Position, die weiter an der radial inneren Seite Dri als das nachgeschaltete erste konkave Teil 43d zur axial vorgeschalteten Seite Dau vertieft. Um den Zwischenhohlraum 33i an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 41 zu bilden, ist der nachgeschaltete dritte konkave Teil 47d von einem Teil der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 41 an einer Position, die weiter an der radial inneren Seite Dri als das nachgeschaltete zweite konkave Teil 45d zur axial vorgeschalteten Seite Dau vertieft. Deshalb ist ein ringförmiger nachgeschalteter erster Armteil 42d, der zur axial nachgeschalteten Seite Dad bezogen auf eine Bodenoberfläche des nachgeschalteten ersten konkaven Teils 43d hervorsteht, an der radial äußeren Seite Dro des nachgeschalteten ersten konkaven Teils 43d gebildet. Außerdem ist ein ringförmiger nachgeschalteter zweiter Armteil 44d, der zur axial nachgeschalteten Seite Dad bezogen auf die Bodenoberfläche des nachgeschalteten ersten konkaven Teils 43d und eine Bodenoberfläche des nachgeschalteten zweiten konkaven Teils 45d hervorsteht, zwischen dem nachgeschalteten ersten konkaven Teil 43d und dem nachgeschalteten zweiten konkaven Teil 45d gebildet. Außerdem ist ein ringförmiger nachgeschalteter dritter Armteil 46d, der zur axial nachgeschalteten Seite Dad bezogen auf die Bodenoberfläche des nachgeschalteten zweiten konkaven Teils 45d und eine Bodenoberfläche des nachgeschalteten dritten konkaven Teils 47d hervorsteht, zwischen dem nachgeschalteten zweiten konkaven Teil 45d und dem nachgeschalteten dritten konkaven Teil 47d gebildet. Zudem ist ein ringförmiger nachgeschalteter hervorstehender Teil 48d, der zur axial nachgeschalteten Seite Dad bezogen auf die Bodenoberfläche des nachgeschalteten dritten konkaven Teils 47d hervorsteht, an der radial inneren Seite Dri des nachgeschalteten dritten konkaven Teils 47d gebildet.
Eine Mehrzahl von nachgeschalteten Stiftrillen 44dp, die zur axial vorgeschalteten Seite Dau hin vertieft ist, um den nachgeschalteten ersten konkaven Teil 43d und den nachgeschalteten zweiten konkaven Teil 45d zu verbinden, ist in dem ringförmigen nachgeschalteten zweiten Armteil 44d gebildet. Die Mehrzahl von nachgeschalteten Stiftrillen 44dp ist in Umfangsrichtung Dc ausgerichtet.
Der Außenhohlraum 33o ist durch den nachgeschalteten ersten konkaven Teil 43d in der Rotorscheibe 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 41, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und den vorgeschalteten ersten konkaven Teil 43u in der Rotorscheibe 41 an der axial nachgeschalteten Seite Dad definiert. Der Zwischenhohlraum 33m ist durch den nachgeschalteten zweiten konkaven Teil 45d in der Rotorscheibe 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 41, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und den vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 45u in der Rotorscheibe 41 an der axial nachgeschalteten Seite Dad definiert. Der Innenhohlraum 33i ist durch den nachgeschalteten dritten konkaven Teil 47d in der Rotorscheibe 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 41, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und den vorgeschalteten dritten konkaven Teil 47u in der Rotorscheibe 41 an der axial nachgeschalteten Seite Dad definiert.
Der nachgeschaltete erste Armteil 42d in der Rotorscheibe 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 41, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und der vorgeschaltete erste Armteil 42u in der Rotorscheibe 41 an der axial nachgeschalteten Seite Dad weisen zueinander und sind voneinander in Axialrichtung Da getrennt. Der radial äußere Strömungsweg 31 ist durch den nachgeschalteten ersten Armteil 42d in der Rotorscheibe 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 41, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und den vorgeschalteten ersten Armteil 42u in der Rotorscheibe 41 an der axial nachgeschalteten Seide Dad definiert.
Die Mehrzahl von nachgeschalteten Stiftrillen 44dp in der Rotorscheibe 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 41, die in Axialrichtung Da benachbart ist, und die Mehrzahl von vorgeschalteten Stiftrillen 44up in der Rotorscheibe 41 an der axial nachgeschalteten Seite Dad weisen in Axialrichtung Da zueinander. Das Stiftloch, in dem der Drehmomentstift 39 montiert ist, ist durch die nachgeschaltete Stiftrille 44dp und die vorgeschaltete Stiftrille 44up definiert. Das Stiftloch, in dem der Drehmomentstift 39 montiert ist, ist zylindrisch ausgebildet, damit es der Form des zylindrischen Drehmomentstifts 39 entspricht.
Ein Bolzen-Durchgangsloch 38, in das der Spindelbolzen 29 eingeführt wird, ist in der Rotorscheibe 41 eingeführt, damit es von der Bodenoberfläche des vorgeschalteten zweiten konkaven Teils 45u bis zur Bodenoberfläche des nachgeschalteten zweiten konkaven Teils 45d dringt.
Ferner ist ein Lüftungsströmungsweg 22 zum Führen von Luft, die zwischen zwei der Laufschaufelreihen 51 der Mehrzahl von Laufschaufelreihen 51 strömt, in Axialrichtung Da an einen Innenraum der Kompressorrotorwelle 21 angrenzend an die Kompressorrotorwelle 21 gebildet, wie in 1 und 2 dargestellt. Hier sind die zwei Laufschaufelreihen 51 der Mehrzahl von Laufschaufelreihen 51, die in Axialrichtung Da benachbart sind, zwei Laufschaufelreihen 51 zwischen der Laufschaufelreihe 51, die am weitesten an der axial nachgeschalteten Seite Dad ist, und der Laufschaufelreihe 51, die am weitesten an der axial vorgeschalteten Seite Dau ist. Somit werden diese zwei Laufschaufelreihen 51 nachstehend als Zwischenlaufschaufelreihe 51a bezeichnet. Außerdem wird die Rotorscheibe 41, an der die Zwischenlaufschaufelreihe 51a befestigt ist, als intermediäre Rotorscheibe 41a bezeichnet. Es ist zu beachten, dass die Rotorscheibe 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau (linke Seite in 3A), die in 3A dargestellt ist, die intermediäre Rotorscheibe 41a der zwei intermediären Rotorscheiben 41a ist, die an der axial nachgeschalteten Seite Dad ist. Außerdem ist die Rotorscheibe 41 an der axial nachgeschalteten Seite Dad (rechte Seite in 3A), die in 3A dargestellt ist, eine Rotorscheibe 41, die an die axial nachgeschaltete Seite Dad der intermediären Rotorscheibe 41a grenzt, die an der axial nachgeschalteten Seite Dad ist.
Der Lüftungsströmungsweg 22 hat ein Einführungsteil 23, eine Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 und ein Sammelteil 28. Das Einführungsteil 23 weist ein Einströmungsteil 24 und ein Verteilungsteil 26 auf. Ein Einlassanschluss 25, in den die Druckluft Acom, die zwischen den beiden Zwischenlaufschaufelreihen 51a strömt, als aus dem Kompressor extrahierte Luft Bcom strömt, ist in dem Einströmungsteil 24 gebildet. Das Einströmungsteil 24 verläuft vom Einlassanschluss 25 zur radial inneren Seite Dri. Das Verteilungsteil 26 verläuft vom Einströmungsteil 24 zur axial vorgeschalteten Seite Dau und der axial nachgeschalteten Seite Dad. Die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 zweigen vom Verteilungsteil 26 des Einführungsteils 23 ab und sind in jeweils unterschiedlichen Positionen in Axialrichtung Da gebildet. Strömungswege der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 verlaufen in Radialrichtung Dr. Das Sammelteil 28 ist mit jedem Ende der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 an der radial inneren Seite Dri verbunden. Das Sammelteil 28 verläuft in Axialrichtung Da und ist an einer Endoberfläche an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Kompressorrotorwelle 21 offen. Diese Öffnung bildet einen Auslassanschluss 25o des Lüftungsströmungswegs 22. Luft strömt zuerst durch die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 und dann in das Sammelteil 28, und die Luft, die eingeströmt ist, strömt aus dem Auslassanschluss 25o aus.
Wie in 2 und 3A und 3B dargestellt, ist der Einlassanschluss 25 des Einströmungsteils 24 durch eine Öffnung an der radial äußeren Seite Dro des radial äußeren Strömungswegs 31, die zwischen den beiden intermediären Rotorscheiben 41a gebildet ist, gebildet. Ein Durchgangsloch 37, das in Axialrichtung Da durchdringt, ist in den zwei intermediären Rotorscheiben 41a gebildet. Das Durchgangsloch 37, das mit dem Durchgangsloch 37 der intermediären Rotorscheibe 41a verbunden ist, ist auch in einer oder einer Mehrzahl der Rotorscheiben 41 gebildet, die weiter an der axial vorgeschalteten Seite Dau sind als die intermediäre Rotorscheibe 41a der zwei intermediären Rotorscheiben 41a, das heißt, an der axial vorgeschalteten Seite Dau. Außerdem ist das Durchgangsloch 37, das mit dem Durchgangsloch 37 der intermediären Rotorscheibe 41a verbunden ist, auch in einer oder einer Mehrzahl der Rotorscheiben 41 gebildet, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als die intermediäre Rotorscheibe 41a der zwei intermediären Rotorscheiben 41a, das heißt, an der axial nachgeschalteten Seite Dad. Alle dieser Durchgangslöcher 37 dringen von einem Rillenboden der vorgeschalteten Stiftrille 44up der Rotorscheibe zu einem Rillenboden der nachgeschalteten Stiftrille 44dp.
Der Drehmomentstift 39 ist nicht in einem oder mehreren der Stiftlöcher der Mehrzahl von Stiftlöchern bereitgestellt, die von der Mehrzahl von nachgeschalteten Stiftrillen 44dp in der intermediären Rotorscheibe 41a an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei intermediären Rotorscheiben 41a und der Mehrzahl von vorgeschalteten Stiftrillen 44up in der intermediären Rotorscheibe 41a an der axial nachgeschalteten Seite Dad gebildet sind. Daher bildet das Stiftloch einen ersten Zwischenströmungsweg 34, der den Außenhohlraum 33o und den Zwischenhohlraum 33m verbindet, die zwischen den beiden intermediären Rotorscheiben 41a gebildet sind. Die Durchgangslöcher 37, die in den zwei intermediären Rotorscheiben 41a gebildet sind, sind mit dem ersten Zwischenströmungsweg 34 verbunden. Es ist zu beachten, dass während das Drehmomentloch hier als der erste Zwischenströmungsweg 34 verwendet wird, ein separates Loch zusätzlich zu dem Drehmomentloch gebildet sein kann, und dieses Loch als der erste Zwischenströmungsweg 34 verwendet werden kann.
Ein Drehmomentstift 39a ist in mindestens einem der Stiftlöcher der Mehrzahl von Stiftlöchern bereitgestellt, die zwischen der intermediären Rotorscheibe 41a an der axial vorgeschalteten Seite Dau und einer oder mehreren der Rotorscheiben 41 weiter an der axial vorgeschalteten Seite Dau als die intermediäre Rotorscheibe 41a, von einer Zwischenposition in Radialrichtung Dr der Stiftlöcher zur radial äußeren Seite Dro verlaufend, gebildet. Deshalb wird eine Öffnung an der radial äußeren Seite Dro des Stiftlochs durch den Drehmomentstift 39a blockiert, während andererseits eine Öffnung an der radial innen Seite Dri des Stiftlochs nicht durch den Drehmomentstift 39a blockiert wird. In dem Stiftloch bildet ein Teil der radial äußeren Seite Dro einen zweiten Zwischenströmungsweg 34a, der mit dem Zwischenhohlraum 33m verbunden ist.
Ein Drehmomentstift 39a ist in mindestens einem der Stiftlöcher der Mehrzahl von Stiftlöchern bereitgestellt, die zwischen der intermediären Rotorscheibe 41a an der axial nachgeschalteten Seite Dad und einer oder mehreren der Rotorscheiben 41 weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad als die intermediäre Rotorscheibe 41a, von einer Zwischenposition in Radialrichtung Dr der Stiftlöcher zur radial äußeren Seite Dro verlaufend, gebildet. Deshalb wird eine Öffnung an der radial äußeren Seite Dro des Stiftlochs durch den Drehmomentstift 39a blockiert, während andererseits eine Öffnung an der radial innen Seite Dri des Stiftlochs nicht durch den Drehmomentstift 39a blockiert wird. Ein Teil der radial äußeren Seite Dro dieses Stiftlochs bildet auch einen zweiten Zwischenströmungsweg 34a, der mit dem Zwischenhohlraum 33m verbunden ist. Es ist zu beachten, dass während ein Teil des Drehmomentlochs hier als der zweite Zwischenströmungsweg 34a verwendet wird, ein separates Loch zusätzlich zu dem Drehmomentloch gebildet sein kann und dieses Loch als der zweite Zwischenströmungsweg 34a verwendet werden kann.
Die Durchgangslöcher 37, die in den Rotorscheiben 41, einschließlich der intermediären Rotorscheiben 41a, gebildet ist, ist mit dem zweiten Zwischenströmungsweg 34a verbunden.
Das Einströmungsteil 24 des Lüftungsströmungswegs 22 ist durch den radial äußeren Strömungsweg 31, den Außenhohlraum 33o und einem Teil an der radial äußeren Seite Dro des ersten Zwischenströmungswegs 34 gebildet, die alle zwischen den intermediären Rotorscheiben 41a gebildet sind. Das Verteilungsteil 26 des Lüftungsströmungswegs 22 ist durch die Durchgangslöcher 37 gebildet, die in den Rotorscheiben 41, einschließlich der intermediären Rotorscheiben 41a, gebildet sind.
Ein Durchgangsloch, das sich in Axialrichtung Da erstreckt, ist in der Rotorscheibe 41 gebildet, die, aus der Mehrzahl von Rotorscheiben 41, in denen das Durchgangsloch 37 gebildet ist, sich am weitesten an der vorgeschalteten Axialrichtungsseite Dau, und in allen Rotorscheiben 41, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als diese Rotorscheibe 41, in einer Position weiter an der radial inneren Seite Dri als der Innenhohlraum 33i befindet. Der Sammelteil 28 des Lüftungsströmungswegs 22 wird von diesem Loch gebildet.
Ein erster innerer Strömungsweg 35, der den Zwischenhohlraum 33m und den Innenhohlraum 33i verbindet, und ein zweiter innerer Strömungsweg 36, der den Innenhohlraum 33i und das Sammelteil 28 verbindet, sind jeweils zwischen den Rotorscheiben 41, einschließlich der intermediären Rotorscheiben 41a, gebildet. Ein Verzweigungsteil 27 der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 in dem Lüftungsströmungsweg 22 wird von einem Teil einer radial inneren Seite Dri des ersten Zwischenströmungswegs 34, dem Zwischenhohlraum 33m, der mit dem ersten Zwischenströmungsweg 34 verbunden ist, dem ersten inneren Strömungsweg 35, der mit dem Zwischenhohlraum 33m verbunden ist, dem Innenhohlraum 33i, der mit dem ersten inneren Strömungsweg 35 verbunden ist, und dem zweiten inneren Strömungsweg 36, der mit dem Innenhohlraum 33i verbunden ist, gebildet. Außerdem wird ein anderer Verzweigungsteil 27 der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 in dem Lüftungsströmungsweg 22 von dem zweiten Zwischenströmungsweg 34a, dem Zwischenhohlraum 33m, der mit dem zweiten Zwischenströmungsweg 34a verbunden ist, dem ersten inneren Strömungsweg 35, der mit dem Zwischenhohlraum 33m verbunden ist, dem Innenhohlraum 33i, der mit dem ersten inneren Strömungsweg 35 verbunden ist, und dem zweiten inneren Strömungsweg 36, der mit dem Innenhohlraum 33i verbunden ist, gebildet.
Wie in 5 dargestellt, hat eine Zwischenrotorwelle 171 einen zylinderförmigen, zylindrischen Teil 172, der auf der Axiallinie zentriert ist, einen vorgeschalteten Flanschteil 173, der zur radial inneren Seite Dri von einem Teil der axial vorgeschalteten Seite Dau des zylindrischen Teils 172 hervorsteht, und einen nachgeschalteten Flanschteil 175, der zur radial inneren Seite Dri von einem Teil der axial nachgeschalteten Seite Dad des zylindrischen Teils 172 hervorsteht. Ein Hohlraum befindet sich an der radial inneren Seite Dri des zylindrischen Teils 172, des vorgeschalteten Flanschteils 173 und des nachgeschalteten Flanschteils 175. Dieser hohle Teil bildet einen Mischraum 177. Ein Bolzen-Durchgangsloch 174, in das der Spindelbolzen 29 des Kompressors 10 eingeführt wird, ist im vorgeschalteten Flanschteil 173 gebildet. Die Zwischenrotorwelle 171 und die Kompressorrotorwelle 21 werden durch den Spindelbolzen 29 verbunden. Ein Bolzen-Durchgangsloch 176, in das ein Spindelbolzen 129 der Turbine 110, später beschrieben, eingeführt wird, ist in dem nachgeschalteten Flanschteil 175 gebildet. Die Zwischenrotorwelle 171 und die Turbinenrotorwelle 121 werden durch den Spindelbolzen 129 verbunden.
Ein erster Kühlluft-Strömungsweg 178, der den Mischraum 177 durch den nachgeschalteten Flanschteil 175 von der radial äßeren Seite Dro der Zwischenrotorwelle 171 durchdringt, ist in der Zwischenrotorwelle 171 gebildet.
Die Zwischenrotorwellenabdeckung 181 ist in dem Zwischengehäuse 191 bereitgestellt. Die Zwischenrotorwellenabdeckung 181 hat eine zylindrische Innenabdeckung 183, die die radial äußere Seite Dro der Zwischenrotorwelle 171 bedeckt, und eine zylindrische Außenabdeckung 182, die die radial äußere Seite Dro der Innenabdeckung 183 bedeckt. Ein Ende an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Außenabdeckung 182 ist durch den Diffusor 16 des Kompressors 10 am Gasturbinengehäuse 3 befestigt. Außerdem ist ein Ende an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Außenabdeckung 182 durch eine erste Leitschaufelreihe 161a, die am weitesten an der axialen vorgeschalteten Seite der Mehrzahl von Leitschaufelreihen 161 der Turbine 110 ist, am Gasturbinengehäuse 3 befestigt. Die Innenabdeckung 183 bedeckt eine Fläche, die sich an der radial äußeren Seite Dro der Zwischenrotorwelle 171 befindet und eine Öffnung des ersten Kühlluft-Strömungswegs 178 in der Außenumfangsoberfläche der Zwischenrotorwelle 171 einschließt. Ein Ende an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Innenabdeckung 183 ist mit der Innenumfangsoberfläche der Außenabdeckung 182 verbunden. Alle Teile, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als das Ende an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Innenabdeckung 183, sind zur radial inneren Seite Dri von der Innenumfangsoberfläche der Außenabdeckung 182 getrennt. Ein Freiraum zwischen der Innenumfangsoberfläche der Außenabdeckung und der Außenumfangsoberfläche der Innenabdeckung bildet einen Lufteinführungsraum 184. Das Kühlluftrohr 189 ist mit der Außenabdeckung 182 verbunden. Ein Durchgangsloch 185, das von der radial äußeren Seite Dro zur radial inneren Seite Dri dringt, ist in der Innenabdeckung 183 in einer Position bereitgestellt, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Öffnung des ersten Kühlluft-Strömungswegs 178 der Zwischenrotorwelle 171 in Axialrichtung Da. Außerdem sind eine vorgeschaltete Dichtung 186 und eine nachgeschaltete Dichtung 187 zum Abdichten eines Freiraums zwischen der Innenabdeckung 183 und der Zwischenrotorwelle 171 in der Innenumfangsoberfläche der Innenabdeckung 183 bereitgestellt. Die vorgeschaltete Dichtung 186 ist weiter an der axial vorgeschalteten Seite Dau bereitgestellt als das Durchgangsloch 185 der Innenabdeckung 183. Die nachgeschaltete Dichtung 187 ist weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad bereitgestellt als das Durchgangsloch 185 der Innenabdeckung 183.
Ein Kühlluft-Einführungselement 188 zum Leiten der Kühlluft Ac vom Kühlsystem 200 zum Gasturbinenrotor 2 ist mit dem Kühlluftrohr 189 und der Zwischenrotorwellenabdeckung 181 konfiguriert.
Das Sammelteil 28 des Lüftungsströmungswegs 22, das in der Kompressorrotorwelle 21 gebildet ist, ist mit dem Mischraum 177 verbunden. Deshalb strömt die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom zuerst durch den Lüftungsströmungsweg 22 der Kompressorrotorwelle 21 und dann in den Mischraum 177. Außerdem strömt die Kühlluft Ac aus dem Kühlluftrohr 189 in den Lufteinführungsraum 184 der Zwischenrotorwellenabdeckung 181. Die Kühlluft Ac in dem Lufteinführungsraum 184 strömt durch das Durchgangsloch 185 der Innenabdeckung 183 und den ersten Kühlluft-Strömungsweg 178 der Zwischenrotorwelle 171 in den Mischraum 177 der Zwischenrotorwelle 171. Deshalb werden die Kühlluft Ac aus dem Kühlsystem 200 und die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom aus der Kompressorrotorwelle 21 im Mischraum 177 gemischt.
Wie in 6 dargestellt, hat das Turbinengehäuse 111 einen Turbinengehäusekörper 112, einen Laufschaufelring 113, der im Turbinengehäusekörper 112 bereitgestellt ist, und einen Spaltring 114, der an der radial inneren Seite Dri des Laufschaufelrings 113 bereitgestellt ist. Der Laufschaufelring 113 ist an der radial inneren Seite Dri des Turbinengehäusekörpers 112 befestigt. Das Ringsegment 114 ist an einer Position an der radial äußeren Seite Dro der Laufschaufelreihe 151 der Turbine 110 bereitgestellt. Die Mehrzahl von Leitschaufeln 162 und die Mehrzahl der Ringsegmente 114 sind an der radial inneren Seite Dri des Laufschaufelrings 113 befestigt.
Wie in 7 dargestellt, hat die Leitschaufel 162 der Turbine 110 einen Leitschaufelkörper 163, der in Radialrichtung Dr verläuft, eine Außenhülle 164, die an der radial äußeren Seite Dro des Leitschaufelkörpers 163 bereitgestellt ist, und eine Innenhülle 165, die an der radial inneren Seite Dri des Leitschaufelkörpers 163 bereitgestellt ist. Die Außenhülle 164 ist an der radial inneren Seite Dri des Laufschaufelrings 113 befestigt. Ein Dichtungsring 166 ist an der Innenhülle 165 an der radial inneren Seite Dri davon bereitgestellt. Die Laufschaufel 152 der Turbine 110 hat einen Laufschaufelkörper 153, der in Radialrichtung Dr verläuft, eine Plattform 154, die an der radial inneren Seite Dri des Laufschaufelkörpers 153 bereitgestellt ist, und einen Laufschaufelfuß 155, der an der radial inneren Seite Dri der Plattform 154 bereitgestellt ist. Der Laufschaufelfuß 155 ist in die Turbinenrotorwelle 121 eingebettet. Ein Luftströmungsweg 156 ist in der Schaufel 152 gebildet. Der Luftströmungsweg 156 ist an einer Außenoberfläche des Laufschaufelfußes 155 offen und verläuft durch den Laufschaufelfuß 155 und die Plattform 154 zum Laufschaufelkörper 153.
Ein Verbrennungsgas-Strömungsweg 115, durch den ein Verbrennungsgas G aus der Brennkammer 80 in die Turbine 110 strömt, bildet eine zylindrische Form, die auf der Axiallinie Ar zentriert ist. Eine Außenumfangsseite des Verbrennungsgas-Strömungswegs 115 ist durch die Ringsegmente 114 und die Außenhüllen 164 der Leitschaufeln 162 definiert. Außerdem ist die Innenumfangsseite des Verbrennungsgas-Strömungswegs 115 durch die Plattformen 154 der Laufschaufeln 152 und die Innenhüllen 165 der Leitschaufeln 162 definiert.
Eine Mehrzahl von Hohlräumen 133 ist getrennt voneinander in Radialrichtung Dr in der Turbinenrotorwelle 121 gebildet, und bilden Ringformen, die auf der Axiallinie Ar in jeder Position in Axialrichtung Da jeweils zwischen der Mehrzahl von Laufschaufelreihen 151 zentriert sind, das heißt, in jeder Position in Axialrichtung Da der Mehrzahl von Leitschaufelreihen 161. Eine Mehrzahl von Hohlräumen 133, die in einer Position in Axialrichtung Da zwischen einem Paar in Axialrichtung benachbarter Laufschaufelreihen 151 gebildet sind, bildet eine Hohlraumgruppe 132. Deshalb ist eine Mehrzahl von Hohlraumgruppen 132 entlang der Axialrichtung Da in der Turbinenrotorwelle 121 gebildet.
Jede der Hohlraumgruppen 132 ist aus zwei der Hohlräume 133 konfiguriert: einem Außenhohlraum 133o, der am weitesten an der radial äußeren Seite Dro in der Turbinenrotorwelle 121 gebildet ist; und einem Innenhohlraum 133i, der weiter an der radial inneren Seite Dri als der Außenhohlraum 133o gebildet ist.
Die Turbinenrotorwelle 121 hat eine Mehrzahl von Rotorscheiben 141, die in Axialrichtung Da aufeinander gestapelt sind, und den Spindelbolzen 129, der die Mehrzahl von Rotorscheiben 141 und Innenhohlräume 133i in Axialrichtung Da durchdringt. Eine Zahnkupplung (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zum Regulieren relativer Drehung zwischen in Axialrichtung Da benachbarten Rotorscheiben 141 ist für jede der Mehrzahl von Rotorscheiben 141 gebildet.
Eine der Laufschaufelreihen 151 ist jeweils an den Rotorscheiben 141 befestigt. Deshalb gibt es eine der Rotorscheiben 141 für jede der Mehrzahl von Laufschaufelreihen 151.
Die Mehrzahl von Hohlräumen 133, die jede Hohlraumgruppe 132 konfiguriert, ist zwischen zwei der in Axialrichtung Da benachbarten Rotorscheiben 141 gebildet, wie die Hohlräume 33 der Kompressorrotorwelle 21.
Ein Laufschaufelbefestigungsteil 149 zum Befestigen der Laufschaufelfüße 155 der Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die jede der Laufschaufelreihen 151 bilden, ist an der radial äußeren Seite Dro jeder der Rotorscheiben 141 gebildet.
Ein vorgeschalteter erster konkaver Teil 143u und ein vorgeschalteter zweiter konkaver Teil 145u sind in jeder der Rotorscheiben 141 gebildet. Um den Außenhohlraum 133o an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Rotorscheibe 141 zu bilden, ist der vorgeschaltete erste konkave Teil 143u von der axial vorgeschalteten Seite Dau zur axial nachgeschalteten Seite Dad in der Rotorscheibe 141 vertieft. Um den Innenhohlraum 133i an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Rotorscheibe 141 zu bilden, ist der vorgeschaltete zweite konkave Teil 145u von einem Teil der axial vorgeschalteten Seite Dau in der Rotorscheibe 141 an einer Position, die weiter an der radial inneren Seite Dri als das vorgeschaltete erste konkave Teil 143u zur axial nachgeschalteten Seite Dad vertieft. Deshalb ist ein ringförmiger vorgeschalteter erster Armteil 142u, der zur axial vorgeschalteten Seite Dau bezogen auf eine Bodenoberfläche des vorgeschalteten ersten konkaven Teils 143u hervorsteht, an der radial äußeren Seite Dro des vorgeschalteten ersten konkaven Teils 143u gebildet. Außerdem ist ein ringförmiger vorgeschalteter zweiter Armteil 144u, der zur axial vorgeschalteten Seite Dau bezogen auf die untere Oberfläche des vorgeschalteten ersten konkaven Teils 143u und eine Bodenoberfläche des vorgeschalteten zweiten konkaven Teils 145u hervorsteht, zwischen dem vorgeschalteten ersten konkaven Teil 143u und dem vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 145u gebildet.
Eine Mehrzahl von vorgeschalteten Verbindungsrillen 144up, die zur axial nachgeschalteten Seite Dad hin vertieft ist, um den vorgeschalteten ersten konkaven Teil 143u und den vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 145u zu verbinden, ist in dem ringförmigen vorgeschalteten zweiten Armteil 144u gebildet. Die Mehrzahl von vorgeschalteten Verbindungsrillen 144up ist in Umfangsrichtung Dc ausgerichtet. Die vorgeschaltete Verbindungsrille 144up ist zum Beispiel durch das Herausschneiden eines Spitzenteils eines Zahns der vorstehend genannten Zahnkupplung in der Rotorscheibe 141 gebildet.
Außerdem sind ein nachgeschalteter erster konkaver Teil 143d und ein nachgeschalteter zweiter konkaver Teil 145d in jeder der Rotorscheiben 141 gebildet. Um den Außenhohlraum 33o an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 141 zu bilden, ist der nachgeschaltete erste konkave Teil 143d von einem Teil auf der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 141 zur axial vorgeschalteten Seite Dau vertieft. Um den Innenhohlraum 33i an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 141 zu bilden, ist der nachgeschaltete zweite konkave Teil 145d von einem Teil der axial nachgeschalteten Seite Dad der Rotorscheibe 141 an einer Position, die weiter an der radial inneren Seite Dri als das nachgeschaltete erste konkave Teil 143d zur axial vorgeschalteten Seite Dau vertieft. Deshalb ist ein ringförmiger nachgeschalteter erster Armteil 142d, der zur axial nachgeschalteten Seite Dad bezogen auf eine Bodenoberfläche des nachgeschalteten ersten konkaven Teils 143d hervorsteht, an der radial äußeren Seite Dro des nachgeschalteten ersten konkaven Teils 143d gebildet. Außerdem ist ein ringförmiger nachgeschalteter zweiter Armteil 144d, der zur axial nachgeschalteten Seite Dad bezogen auf die Bodenoberfläche des nachgeschalteten ersten konkaven Teils 143d und eine Bodenoberfläche des nachgeschalteten zweiten konkaven Teils 145d hervorsteht, zwischen dem nachgeschalteten ersten konkaven Teil 143d und dem nachgeschalteten zweiten konkaven Teil 145d gebildet.
Eine Mehrzahl von nachgeschalteten Verbindungsrillen 144dp, die zur axial vorgeschalteten Seite Dau hin vertieft ist, um den nachgeschalteten ersten konkaven Teil 143d und den nachgeschalteten zweiten konkaven Teil 145d zu verbinden, sind in dem ringförmigen nachgeschalteten zweiten Armteil 144d gebildet. Die Mehrzahl von nachgeschalteten Verbindungsrillen 144dp sind in Umfangsrichtung Dc ausgerichtet. Die nachgeschaltete Verbindungsrille 144dp ist zum Beispiel durch das Herausschneiden eines Spitzenteils eines Zahns der vorstehend genannten Zahnkupplung in der Rotorscheibe 141 gebildet.
Der Außenhohlraum 133o ist durch den nachgeschalteten ersten konkaven Teil 143d in der Rotorscheibe 141 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 141, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und den vorgeschalteten ersten konkaven Teil 143u in der Rotorscheibe 141 an der axial nachgeschalteten Seite Dad definiert. Der Innenhohlraum 133i ist durch den nachgeschalteten zweiten konkaven Teil 145d in der Rotorscheibe 141 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 141, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und den vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 145u in der Rotorscheibe 141 an der axial nachgeschalteten Seite Dad definiert.
Der nachgeschaltete erste Armteil 142d in der Rotorscheibe 141 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 141, die in Axialrichtung Da benachbart sind, und der vorgeschaltete erste Armteil 142u in der Rotorscheibe 141 an der axial nachgeschalteten Seite Dad weisen zueinander und sind voneinander in Axialrichtung Da getrennt.
Die Mehrzahl von nachgeschalteten Verbindungsrillen 144dp in der Rotorscheibe 141 an der axial vorgeschalteten Seite Dau der zwei Rotorscheiben 141, die in Axialrichtung Da benachbart ist, und die Mehrzahl von vorgeschalteten Verbindungsrillen 144up in der Rotorscheibe 141 an der axial nachgeschalteten Seite Dad weisen in Axialrichtung Da zueinander. Ein Verbindungsloch ist durch die nachgeschaltete Verbindungsrille 144dp und die vorgeschaltete Verbindungsrille 144up definiert.
Ein Bolzen-Durchgangsloch 138, in das der Spindelbolzen 129 eingeführt wird, ist in der Rotorscheibe 141 eingeführt, damit es von der Bodenoberfläche des vorgeschalteten zweiten konkaven Teils 145u bis zur Bodenoberfläche des nachgeschalteten zweiten konkaven Teils 145d dringt. Das Spindelloch 129 hat eine runde Querschnittsform in einer Richtung, die senkrecht zur Axialrichtung Da ist. Unterdessen ist die Querschnittsform des Bolzen-Durchgangslochs 138 in Axialrichtung Da eine Eiform und dergleichen. Deshalb wird, wenn der Spindelbolzen 129 in das Bolzen-Durchgangsloch 138 eingeführt wird, ein Spalt 138s zwischen einem Teil einer Außenumfangsoberfläche des Spindelbolzens 129 und einem Teil einer Innenumfangsoberfläche des Bolzen-Durchgangslochs 138 gebildet. Der Spalt 138s bildet einen ersten Mischluft-Strömungsweg 134 von der unteren Oberfläche des vorgeschalteten zweiten konkaven Teils 145u zur unteren Oberfläche des nachgeschalteten zweiten konkaven Teils 145d. Es ist zu beachten, dass die Querschnittsform des Bolzen-Durchgangslochs jede Form sein kann, solange der Spalt 138s zwischen einem Teil der Außenumfangsoberfläche des Spindelbolzens 129 und einem Teil der Innenumfangsoberfläche des Bolzen-Durchgangslochs 138 gebildet ist, und zum Beispiel eine Form, die zwei Kreise, die jeweils unterschiedliche Mittenpositionen aufweisen und einander teilweise überlappen, und dergleichen sein kann.
Wie in 6 dargestellt, weist ein Teil, der weiter an der radial äußeren Seite Dro ist als der vorgeschaltete zweite Armteil 144u der ersten Rotorscheibe 141a, die am weitesten an der axial vorgeschalteten Seite Dau der Mehrzahl von Rotorscheiben 141 ist, zum Lufteinführungsraum 184. Ein zweiter Kühlluft-Strömungsweg 122 ist in der ersten Rotorscheibe 141a gebildet. Der zweite Kühlluft-Strömungsweg 122 durchdringt eine Außenoberfläche des Laufschaufelbefestigungsteils 149 ausgehend von einer Oberfläche, die zum Lufteinführungsraum 184 in der ersten Rotorscheibe 141a weist. Deshalb wird die Kühlluft Ac in dem Lufteinführungsraum 184 durch den zweiten Kühlluft-Strömungsweg 122 und das Laufschaufelbefestigungsteil 149 zu den Laufschaufeln 152 einer ersten Laufschaufelreihe 151a geführt, die an der ersten Rotorscheibe 141a befestigt ist.
Ein Teil, der weiter an der radial inneren Seite Dri ist als der vorgeschaltete zweite Armteil 144u der ersten Rotorscheibe 141a, insbesondere eine Oberfläche, die den vorgeschalteten zweiten konkaven Teil 45u bildet, weist zum Mischraum 177. Deshalb strömt Mischluft Am in den ersten Mischluft-Strömungsweg 134, der in der ersten Rotorscheibe 141a gebildet ist und in der unteren Oberfläche des vorgeschalteten zweiten konkaven Teils 45u davon offen ist. Die Mischluft Am strömt vom ersten Mischluft-Strömungsweg 134 der ersten Rotorscheibe 141a in den Innenhohlraum 133i, der zwischen der ersten Rotorscheibe 141a und einer zweiten Rotorscheibe 141b gebildet ist. Anschließend strömt die Mischluft Am durch den ersten Mischluft-Strömungsweg 134, der in jeder der Rotorscheiben 141 gebildet ist, in den Innenhohlraum 133i, der jeweils zwischen den Rotorscheiben 141 gebildet ist.
Die vorstehend genannte Mehrzahl von Verbindungslöchern, die zwischen jeder der ersten Rotorscheibe 141a und der Mehrzahl von Rotorscheiben 141, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als die erste Rotorscheibe 141a, gebildet sind, bilden einen zweiten Mischluft-Strömungsweg 135, der den Außenhohlraum 133o und den Innenhohlraum 133i verbindet, die zwischen den zwei Rotorscheiben 141 gebildet ist, die in Axialrichtung Da benachbart sind. Deshalb strömt die Mischluft Am in dem Innenhohlraum 133i, der in der ersten Rotorscheibe 141a und der Mehrzahl von Rotorscheiben 141, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als die erste Rotorscheibe 141a, gebildet ist, durch den zweiten Mischluft-Strömungsweg 135 in den Außenhohlraum 133o, der jeweils zwischen diesen Rotorscheiben 141 gebildet ist. Es ist zu beachten, dass während hier ein Verbindungsloch, das durch Ausschneiden eines Spitzenteils eines Zahns der vorstehend genannten Zahnkupplung in der Rotorscheibe 141, als zweiter Mischluft-Strömungsweg 135 verwendet wird, ein separates Loch gebildet werden kann und dieses Loch als zweiter Mischluft-Strömungsweg 135 verwendet werden kann.
Ein dritter Mischluft-Strömungsweg 136, der von einer Oberfläche, die den vorgeschalteten ersten konkaven Teil 143u bildet, der zu einer Außenoberfläche des Laufschaufelbefestigungsteils 149 dringt, in der Mehrzahl von Rotorscheiben 141 gebildet ist, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als die erste Rotorscheibe 141a. Deshalb strömt die Mischluft Am in dem Innenhohlraum 133i, der zwischen jeder der ersten Rotorscheibe 141a und der Mehrzahl von Rotorscheiben 141, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als die erste Rotorscheibe 141a, gebildet ist, durch den dritten Mischluft-Strömungsweg 136 in den Luftströmungsweg 156 der Laufschaufeln 152, die an der Mehrzahl von Rotorscheiben 141 befestigt sind, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite Dad sind als die erste Rotorscheibe 141a.
Ein Mischluft-Strömungsweg (oder ein Kühlluft-Luftströmungsweg) 137 der Turbinenrotorwelle 121, durch den die Mischluft Am strömt, ist so konfiguriert, dass er den ersten Mischluft-Strömungsweg 134, den Innenhohlraum 133i, den zweiten Mischluft-Strömungsweg 135, den Außenhohlraum 133o und den dritten Mischluft-Strömungsweg 136 aufweist.
Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Gasturbinenausstattung wird im Folgenden beschrieben.
Wie in 1 und 2 dargestellt, strömt bei Drehung des Kompressorrotors 20 die Außenluft A vom Lufteinlassanschluss 12 des Kompressors 10 in den Luftkompressionsströmungsweg 15. Die Luft A wird durch den Prozess des Strömens von der axial vorgeschalteten Seite Dau zur axial nachgeschalteten Seite Dad in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 allmählich komprimiert, so dass sie Druckluft Acom wird. Die Druckluft Acom aus dem Luftkompressionsströmungsweg 15 strömt aus dem Luftauslassanschluss 18 des Kompressors 10 durch den Luftauslassströmungsweg 17 in das Zwischengehäuse 191.
Ein Teil der Druckluft Acom, die in das Zwischengehäuse 191 geströmt ist, strömt in die Brennkammer 80, wie in 1 und 5 dargestellt. Der Brennstoff F wird ebenfalls von der Brennstoffquelle in die Brennkammer 80 geführt.
In der Brennkammer 80 wird der Brennstoff F in der Druckluft Acom verbrannt, um das Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen.
Wie in 1 und 6 dargestellt, strömt das Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur und hohem Druck aus der Brennkammer 80 in den Verbrennungsgas-Strömungsweg 115 der Turbine 110. Durch den Prozess des Strömens in dem Verbrennungsgas-Strömungsweg 115 dreht das Verbrennungsgas G den Turbinenrotor 120. Eine Temperatur des Verbrennungsgases G hat mehrere Tausend Grad Celsius und mehrere Hundert Grad Celsius erreicht, wenn es aus der Brennkammer 80 hinaus im Verbrennungsgas-Strömungsweg 115 der Turbine 110 strömt. Die Temperatur des Verbrennungsgases G nimmt allmählich ab, während das Verbrennungsgas G im Verbrennungsgas-Strömungsweg 115 strömt.
Ein anderer Teil der Druckluft Acom, die in das Zwischengehäuse 191 geströmt ist, strömt durch die Kühlluftleitung 201 des Kühlsystems 200 in den Kühler 205, wie in 1 und 5 dargestellt. Die Druckluft Acom strömt in den Kühler 205 und wird von diesem gekühlt, wodurch sie Kühlluft Ac wird. Hier beträgt eine Temperatur der Druckluft Acom, die in das Zwischengehäuse 191 geströmt ist, zum Beispiel 500 °C. Außerdem beträgt die Temperatur der vom Kühler 205 gekühlten Druckluft Acom, das heißt der Kühlluft Ac, zum Beispiel 200 °C. Die Kühlluft Ac strömt in den Lufteinführungsraum 184 der Zwischenrotorwellenabdeckung 181 durch das Kühlluftleitung 201 und das Kühlluftrohr 189, das in dem Zwischengehäuse 191 bereitgestellt ist. Ein Teil der Kühlluft Ac, die in den Lufteinführungsraum 184 geströmt ist, strömt durch den zweiten Kühlluft-Strömungsweg 122, der in der ersten Rotorscheibe 141a der Turbine 110 gebildet ist, in den Luftströmungsweg 156 jedes die Schaufel 152 der ersten Schaufelreihe 151a, die an der ersten Rotorscheibe 141a befestigt ist. Die Kühlluft Ac kühlt die Laufschaufel 152 durch den Prozess des Strömens durch den Luftströmungsweg 156 der Leitschaufel 152. Die Kühlluft Ac strömt außerhalb der Laufschaufel 152, das heißt, sie strömt durch den Luftströmungsweg 156 in den Verbrennungsgas-Strömungsweg 115. Deshalb werden mit der vorliegenden Ausführungsform die Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die an der ersten Rotorscheibe 141a befestigt ist, mit anderen Worten eine Mehrzahl von Laufschaufeln 152 der ersten Stufe, durch die Kühlluft Ac zum Beispiel auf 200 °C gekühlt.
Der Teil der Druckluft Acom, der im Luftkompressionsströmungsweg 15 des Kompressors 10 strömt, strömt aus dem Einlassanschluss 25 des Lüftungsströmungswegs 22, der in der Kompressorrotorwelle 21 gebildet ist, als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in den Lüftungsströmungsweg 22, wie in 1 und 2 dargestellt. Mit anderen Worten strömt der Teil der Druckluft Acom, der in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 des Kompressors 10 strömt, zwischen den intermediären Rotorscheiben 41a, die in Axialrichtung Da benachbart sind, als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom ein. Die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die aus dem Einlassanschluss 25 des Lüftungsströmungswegs 22 in den Lüftungsströmungsweg 22 geströmt ist, strömt durch das Einströmungsteil 24, das in Radialrichtung Dr verläuft, in dem Lüftungsströmungsweg 22 in das Verteilungsteil 26, das in Axialrichtung Da verläuft. Die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die in das Verteilungsteil 26 geströmt ist, strömt in die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27, die in jeweils unterschiedlichen Positionen in Axialrichtung Da gebildet sind. Die gesamte vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die in jedes der Verzweigungsteile 27 geströmt ist, strömt in das Sammelteil 28, das in Axialrichtung Da verläuft, und strömt aus dem Auslassanschluss 25o durch das Sammelteil 28 aus in den Mischraum 177 in der Zwischenrotorwelle 171.
Nebenbei gibt es, wie in 4 dargestellt, einen Freiraum zwischen einem Ende einer radial äußeren Seite Dro der Laufschaufel 52 des Kompressors 10 und einer Innenumfangsoberfläche des Kompressorgehäuses 11, die zu diesem Ende an der radial äußeren Seite Dro in Radialrichtung Dr weist. Dieser Freiraum wird im Allgemeinen als Spitzenfreiraum CC bezeichnet und ist im Hinblick auf die Kompressorleistung so klein wie möglich.
Die Abmessung in Radialrichtung Dr des Kompressorrotors 20 und insbesondere die der Kompressorrotorwelle 21 ist größer als die Dickenabmessung in Radialrichtung Dr des Kompressorgehäuses 11. Deshalb hat der Kompressorrotor 20 eine größere Wärmekapazität als das Kompressorgehäuse 11, und somit ist die thermische Reaktivität des Kompressorrotors 20 auf Temperaturänderungen in der Druckluft Acom, die durch den Luftkompressionsströmungsweg 15 strömt, niedriger als die des Kompressorgehäuses 11. Deshalb ändert sich bei Temperaturänderung der Druckluft Acom, die durch den Luftkompressionsströmungsweg 15 strömt, der Spitzenfreiraum CC aufgrund von Unterschieden in der thermischen Reaktivität zwischen dem Kompressorrotor 20 und dem Kompressorgehäuse 11.
Wenn die Änderungen des Spitzenfreiraums CC groß sind, muss der reguläre Freiraum vergrößert werden. Es ist zu beachten, dass der reguläre Freiraum der Spitzenfreiraum CC ist, wenn der stabile Betrieb der Gasturbine 1 kontinuierlich ist und die Temperaturen von sowohl dem Kompressorrotor 20 als auch dem Kompressorgehäuse 11 kontinuierlich gleich sind. Wenn der reguläre Freiraum groß ist, nimmt die Fließgeschwindigkeit der Druckluft Acom, die zwischen dem Ende an der radial äußeren Seite Dro der Laufschaufel 52 und der Innenumfangsoberfläche des Kompressorgehäuses 11 strömt, während des Dauerbetriebs der Gasturbine 1 zu. Deshalb nimmt, wenn der reguläre Freiraum groß ist, nicht nur die Kompressorleistung während des Dauerbetriebs der Gasturbine 1 ab, sondern auch die Gasturbinenleistung nimmt ab.
Somit nimmt bei der vorliegenden Ausführungsform, da die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die aus dem Luftkompressionsströmungsweg 15 extrahiert wurde, in die Kompressorrotorwelle 21 strömt und somit den Innenraum der Kompressorrotorwelle 21 belüftet, wie vorstehend beschrieben wurde, die thermische Reaktivität des Kompressorrotors 20 auf Temperaturänderungen in der Druckluft Acom, die durch den Luftkompressionsströmungsweg 15 strömt, zu, der dann die Änderungen im Spitzenfreiraum CC senkt. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da Änderungen im Spitzenfreiraum CC während der Inbetriebnahme so klein sind, der reguläre Freiraum klein ausgeführt sein. Deshalb kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Kompressorleistung während des Dauerbetriebs der Gasturbine 1 erhöht werden, und als Folge kann auch die Gasturbinenleistung erhöht werden.
Bei einem Axialkompressor nehmen der Druck und die Temperatur des Kompressors beide aufgrund eines Prozesses des Strömens von der axial vorgeschalteten Seite Dau zur axial nachgeschalteten Seite Dad zu. Deshalb sind Temperaturänderungen zwischen Nichtbetrieb und Betrieb des Axialkompressors in Teilen an der axial nachgeschalteten Seite Dad davon größer als in Teilen an der axial vorgeschalteten Seite Dau davon. Somit, wie in 2 dargestellt, strömt bei der vorliegenden Ausführungsform ein Teil der Druckluft Acom, die zwischen den beiden Zwischenschaufelreihen 51a strömt, zwischen der Mehrzahl von Rotorscheiben 41 an der axial vorgeschalteten Seite Dau, einschließlich der Rotorscheibe 41, die am weitesten an der axial nachgeschalteten Seite Dad von der Rotorscheibe 41 ist, als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die somit die thermische Reaktivität des Teils an der axial nachgeschalteten Seite Dad innerhalb des Kompressorrotors 20 anhebt.
Wie in 1 und 5 dargestellt, strömt die vom Kühlsystem 200 erzeugte Kühlluft Ac zusätzlich zu der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom aus der Kompressorrotorwelle 21 auch in den Mischraum 177 in der Zwischenrotorwelle 171. Die vom Kühler 205 des Kühlsystems 200 erzeugte Kühlluft Ac strömt durch die Kühlluftleitung 201 und das Kühlluftrohr 189, die in dem Zwischengehäuse 191 bereitgestellt sind, in den Lufteinführungsraum 184 der Zwischenrotorwellenabdeckung 181. Ein Teil der Kühlluft Ac, die in den Lufteinführungsraum 184 geströmt ist, strömt durch den ersten Kühlluft-Strömungsweg 178, der in der Zwischenrotorwelle 171 gebildet ist, in den Mischraum 177 in der Zwischenrotorwelle 171. Wie vorstehend beschrieben wurde, beträgt die Temperatur der Kühlluft Ac zum Beispiel 200 °C. Außerdem beträgt die Temperatur der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom, die aus der Kompressorrotorwelle 21 in den Mischraum 177 strömt, zum Beispiel 400 °C. Die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom aus der Kompressorrotorwelle 21 und die Kühlluft Ac aus dem Kühlsystem 200 werden im Mischraum 177 gemischt, wobei sie zum Beispiel 300 °C warme Mischluft Am werden.
Die Mischluft Am strömt durch den ersten Mischluft-Strömungsweg 134, der in der ersten Rotorscheibe 141a der Turbine 110 gebildet ist, in den Innenhohlraum 133i zwischen der ersten Rotorscheibe 141a und der zweiten Rotorscheibe 141b, wie in 1 und 6 dargestellt. Ein Teil der Mischluft Am, die in den Innenhohlraum 133i geströmt ist, strömt durch den zweiten Mischluft-Strömungsweg 135 in den Außenhohlraum 133o zwischen der ersten Rotorscheibe 141a und der zweiten Rotorscheibe 141b. Die Mischluft Am strömt durch den dritten Mischluft-Strömungsweg 136, der in der zweiten Rotorscheibe 141b gebildet ist, in die Luftströmungswege 156 der Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die an der zweiten Rotorscheibe 141b befestigt sind. Die Mischluft Am kühlt die Laufschaufel 152 durch den Prozess des Strömens durch den Luftströmungsweg 156 der Laufschaufel 152. Die Mischluft Am strömt außerhalb der Laufschaufel 152, das heißt, sie strömt durch den Luftströmungsweg 156 in den Verbrennungsgas-Strömungsweg 115.
Ein anderer Teil der Mischluft Am, die in den Innenhohlraum 133i zwischen der ersten Rotorscheibe 141a und der zweiten Rotorscheibe 141b geströmt ist, strömt durch den ersten Mischluft-Strömungsweg 134, der in der zweiten Rotorscheibe 141b gebildet ist, in den Innenhohlraum 133i zwischen der zweiten Rotorscheibe 141b und einer dritten Rotorscheibe 141c. Ein Teil der Mischluft Am, die in den Innenhohlraum 133i geströmt ist, strömt durch den zweiten Mischluft-Strömungsweg 135 in den Außenhohlraum 133o zwischen der zweiten Rotorscheibe 141b und der dritten Rotorscheibe 141c. Die Mischluft Am strömt durch den dritten Mischluft-Strömungsweg 136, der in der dritten Rotorscheibe 141c gebildet ist, in die Luftströmungswege 156 der Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die an der dritten Rotorscheibe 141c befestigt sind. Die Mischluft Am kühlt die Laufschaufel 152 durch den Prozess des Strömens durch den Luftströmungsweg 156 der Laufschaufel 152. Die Mischluft Am strömt außerhalb der Laufschaufel 152, das heißt, sie strömt durch den Luftströmungsweg 156 in den Verbrennungsgas-Strömungsweg 115.
Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform die Turbinenrotorwelle 121 durch zum Beispiel die 300 °C warme Mischluft Am gekühlt. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform die Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die an der zweiten Rotorscheibe 141b und der dritten Rotorscheibe 141c befestigt sind, ebenfalls durch die 300 °C warme Mischluft Am gekühlt.
Angenommen, dass die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die aus der Kompressorrotorwelle 21 ausgeströmt ist, wird so, wie sie ist, zur Turbinenrotorwelle 121 geleitet. In diesem Fall würde die Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die an der Turbinenrotorwelle 121 befestigt ist, durch zum Beispiel 400 °C warme Luft gekühlt werden. Hingegen wird in der vorliegenden Ausführungsform jede der Laufschaufeln 152 der ersten Laufschaufelreihe 151a der Turbine 110 durch die Kühlluft Ac (zum Beispiel bei 200 °C) aus dem Kühlsystem 200 gekühlt. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform jede die Laufschaufeln 152 der Laufschaufelreihe 151 an der axial nachgeschalteten Seite Dad von der ersten Laufschaufelreihe 151a der Turbine 110 durch die Mischluft Am (zum Beispiel bei 300 °C) der Kühlluft Ac aus dem Kühlsystem und der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom aus der Kompressorrotorwelle 21 gekühlt.
Deshalb kann in der vorliegenden Ausführungsform die Laufschaufel 152 der Turbine 110 durch Niedertemperaturluft gekühlt werden, auch wenn die Laufschaufel 152 der Turbine 110 von der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom gekühlt wird, die aus der Kompressorrotorwelle 21 geströmt ist. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform jede der Laufschaufeln 152 der ersten Laufschaufelreihe 151a von den Laufschaufeln 152 der Turbine 110, die dem Verbrennungsgas G mit der höchsten Temperatur ausgesetzt sind, von 200 °C warmer Kühlluft Ac gekühlt. Deshalb kann in der vorliegenden Ausführungsform die Temperatur des Verbrennungsgases G, das von der Brennkammer 80 erzeugt wird, erhöht werden, und als Folge kann eine Ausgabe der Gasturbine 1 verbessert werden.
Ein Vergleichsbeispiel einer Gasturbine wird hier beschrieben, um weitere Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform ausführlicher zu beschreiben.
Wie in 8 dargestellt, ist eine Gasturbine 1x in dem Vergleichsbeispiel auch mit einem Kompressor 10x, einer Brennkammer 80x und einer Turbine 110x versehen, wie die Gasturbine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Kompressor 10x weist einen Kompressorrotor 20x und das Kompressorgehäuse 11, das den Kompressorrotor 20x bedeckt, auf. Der Kompressor 10x ist auch ein Axialkompressor. Deshalb hat der Kompressorrotor 20x eine Kompressorrotorwelle 21x, die in Axialrichtung Da auf der Axiallinie Ar zentriert verläuft, und die Mehrzahl von Laufschaufelreihen 51, die in Axialrichtung Da ausgerichtet ist und an einem Außenumfang der Kompressorrotorwelle 21x befestigt ist.
Hier wird zur Einfachheit der folgenden Beschreibung die Laufschaufelreihe, die am weitesten an der axial nachgeschalteten Seite der Mehrzahl von Laufschaufelreihen 51 ist, als Laufschaufelreihe der Stufe n 51n bezeichnet. Nachstehend wird die Laufschaufelreihe, die der Laufschaufelreihe der Stufe n 51n an der axial vorgeschalteten Seite benachbart ist, als Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 bezeichnet, die Laufschaufelreihe, die der Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 an der axial vorgeschalteten Seite benachbart ist, wird als Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51-2 bezeichnet, die Laufschaufelreihe, die der Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51-2 an der axial vorgeschalteten Seite benachbart ist, wird als Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 bezeichnet, und die Laufschaufelreihe, die der Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 an der axial vorgeschalteten Seite benachbart ist, wird als Laufschaufelreihe der Stufe (n-4) 51-4 bezeichnet.
Es sind mehrere Belüftungsströmungswege 22x1 und 22x2 mit unterschiedlichen Systemen in der Kompressorrotorwelle 21x gebildet. Jeder der Belüftungsströmungswege 22x1 und 22x2 hat einen Einführungsströmungsweg 23x, einen Verbindungsströmungsweg 26x und einen Auslassströmungsweg 28x. Der Einführungsströmungsweg 23x eines ersten Lüftungsströmungswegs 22x1 der Mehrzahl von Belüftungsströmungswege 22x1 und 22x2 leitet die Druckluft Acom, die zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe n 51n und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 strömt, als vom Kompressor extrahierte Luft Bcom zur radial inneren Seite Dri in die Kompressorrotorwelle 21x. Der Verbindungsströmungsweg 26x des ersten Lüftungsströmungswegs 22x1 verläuft von einem Ende an der radial inneren Seite Dri des Einführungsströmungswegs 23x zur axial vorgeschalteten Seite Dau hin zu einer Position zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51-2. Der Auslassströmungsweg 28x des ersten Lüftungsströmungswegs 22x1 verläuft von einem Ende der axial vorgeschalteten Seite Dau des Verbindungsströmungswegs 26x zur radial äußeren Seite Dro, und ist in einem Außenumfang der Kompressorrotorwelle 21x an einer Position zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51-2 offen. Der Einführungsströmungsweg 23x eines zweiten Lüftungsströmungswegs 22x2 der Mehrzahl von Belüftungsströmungswegen 22x1 und 22x2 leitet die Druckluft Acom, die zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51n-2 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 strömt, als vom Kompressor extrahierte Luft Bcom zur radial inneren Seite Dri in die Kompressorrotorwelle 21x. Der Verbindungsströmungsweg 26x des zweiten Lüftungsströmungswegs 22x2 verläuft von einem Ende an der radial inneren Seite Dri des Einführungsströmungswegs 23x zur axial vorgeschalteten Seite Dau hin zu einer Position zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-4) 51-4. Der Auslassströmungsweg 28x des zweiten Lüftungsströmungswegs 22x2 verläuft von einem Ende der axial vorgeschalteten Seite Dau des Verbindungsströmungswegs 26x zur radial äußeren Seite Dro, und ist in einem Außenumfang der Kompressorrotorwelle 21x an einer Position zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-4) 51-4 offen.
Deshalb kann der Innenraum der Kompressorrotorwelle 21x weithin auch durch die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom mithilfe der Mehrzahl von Belüftungsströmungswegen 22x1 und 22x2 in dem Kompressorrotor 20x des Vergleichsbeispiels belüftet werden.
Bei dem Kompressorrotor 20x des Vergleichsbeispiels wird die Druckluft Acom, die durch den Luftkompressionsströmungsweg 15 zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51-2 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 strömt, zum Luftkompressionsströmungsweg 15 zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-4) 51-4 durch den zweiten Lüftungsströmungsweg 22x2 als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom zurückgeführt. Die Druckluft Acom, die zum Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt wurde, wird durch einen Prozess des Strömens zur axial nachgeschalteten Seite Dad erneut komprimiert. Außerdem wird die Druckluft Acom, die durch den Luftkompressionsströmungsweg 15 zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe n 51n und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 strömt, zum Luftkompressionsströmungsweg 15 zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51-2 durch den ersten Lüftungsströmungsweg 22x1 als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom zurückgeführt. Die Druckluft Acom, die zum Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt wurde, wird durch einen Prozess des Strömens zur axial nachgeschalteten Seite Dad erneut komprimiert. Außerdem werden die Druckluft Acom, die zum Luftkompressionsströmungsweg 15 zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-1) 51-1 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-2) 51-2 durch den ersten Lüftungsströmungsweg 22x1 zurückgeführt wurde, und die Druckluft Acom, die zum Luftkompressionsströmungsweg 15 zwischen der Laufschaufelreihe der Stufe (n-3) 51-3 und der Laufschaufelreihe der Stufe (n-4) 51-4 durch den zweiten Lüftungsströmungsweg 22x2 zurückgeführt wurde, im Luftkompressionsströmungsweg 15 zwischen der Stufe n und der Stufe (n-1) erneut komprimiert.
Deshalb gibt es bei dem Kompressorrotor 20x in dem Vergleichsbeispiel viele Strömungswege zum Neukomprimieren der Druckluft Acom, was somit den Wirkungsgrad des Kompressors 10x reduziert.
Unterdessen führt der Lüftungsströmungsweg 22 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Druckluft Acom als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom von einer Stelle in Axialrichtung Da im Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle 21 ein, verteilt die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in jeweils unterschiedliche Positionen in Axialrichtung Da, sammelt die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom und bewirkt dann, dass die Luft zum Mischraum 177 in der Zwischenrotorwelle 171 ausströmt. Deshalb kann bei dem Kompressorrotor 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Innenraum der Kompressorrotorwelle 21 weithin mithilfe der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom auf gleiche Weise wie bei dem Kompressorrotor 20x in dem Vergleichsbeispiel belüftet werden. Außerdem ist es bei dem Kompressorrotor 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die durch den Lüftungsströmungsweg 22 geströmt ist, in den Mischraum 177 in der Zwischenrotorwelle 171 ausströmt, ohne zum Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeleitet zu werden, möglich, eine Abnahme im Wirkungsgrad des Kompressors 10 zu verhindern. Da der Turbinenrotor 120 durch die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die in den Mischraum 177 ausströmt, gekühlt wird, ist es zudem in der vorliegenden Ausführungsform somit möglich, die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom effektiv zu nutzen.
Erstes Modifikationsbeispiel des Kompressorrotors
Ein erstes Modifikationsbeispiel des vorstehend in der Ausführungsform beschriebenen Kompressorrotors wird anhand von 9 beschrieben.
Bei dem Kompressorrotor 20 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 von einer Stelle in Axialrichtung Da der Kompressorrotorwelle 21 als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in die Kompressorrotorwelle 21 geleitet. Das heißt, der Lüftungsströmungsweg 22 gemäß der vorstehend genannten Ausführungsform hat den Einlassanschluss 25 an der einen Stelle in Axialrichtung Da.
Jedoch, wie bei einem Kompressorrotor 20a gemäß dem in 9 dargestellten vorliegenden Modifikationsbeispiel, kann die Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 von einer Mehrzahl von Stellen in Axialrichtung Da einer Kompressorrotorwelle 21a als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in die Kompressorrotorwelle 21a geleitet werden. Das heißt, ein Lüftungsströmungsweg 22a gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel hat den Einlassanschluss 25 an der Mehrzahl von Stellen in Axialrichtung Da. In diesem Fall wird nach dem Leiten der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom in die Kompressorrotorwelle 21a durch ein Einführungsteil 23d23, in dem der Einlassanschluss 25 an einer Stelle in Axialrichtung Da der Kompressorrotorwelle 21a offen ist, die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom an die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 verteilt, die in jeweils unterschiedlichen Positionen in Axialrichtung Da der Kompressorrotorwelle 21a gebildet sind. Außerdem wird nach dem Leiten der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom in die Kompressorrotorwelle 21a durch ein anderes Einführungsteil 23d23, in dem der Einlassanschluss 25 an einer anderen Stelle in Axialrichtung Da der Kompressorrotorwelle 21a offen ist, die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom an die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 verteilt, die in jeweils unterschiedlichen Positionen in Axialrichtung Da der Kompressorrotorwelle 21a gebildet sind. Zudem wird die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die von der Mehrzahl von Stellen in Axialrichtung Da der Kompressorrotorwelle 21a in die Kompressorrotorwelle 21a eingeführt wird, zu einem Sammelteil 28 geleitet, und dann strömt die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom durch das Sammelteil 28 aus zum Mischraum 177.
Zweites Modifikationsbeispiel des Kompressorrotors
Ein zweites Modifikationsbeispiel des vorstehend in der Ausführungsform beschriebenen Kompressorrotors wird anhand von 10 beschrieben.
Bei dem Kompressorrotor 20 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird nach dem Leiten der Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle 21 als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom an die axial vorgeschaltete Seite Dau und die axial nachgeschaltete Seite Dad verteilt. Das heißt, der Lüftungsströmungsweg 22 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nutzt den Einströmungsteil 24 als Referenz für den Verlauf des Verteilungsteils 26 hin zur axial vorgeschalteten Seite Dau und zur axial nachgeschalteten Seite Dad und zum Verbinden der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 mit jedem des Verteilungsteils 26 an der axial vorgeschalteten Seite Dau bzw. dem Verteilungsteil 26 an der axial nachgeschalteten Seite Dad.
Jedoch, wie bei einem Kompressorrotor 20b des vorliegenden Modifikationsbeispiels, das in 10 dargestellt ist, kann nach dem Leiten der Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle 21b als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom nur an einige Stellen an der axial vorgeschalteten Seite Dau verteilt werden. Das heißt, ein Lüftungsströmungsweg 22b gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel verwendet ein Einströmungsteil 24b als Referenz für den Verlauf eines Verteilungsteils 26b nur hin zur axial vorgeschalteten Seite Dau und zum Verbinden der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 mit dem Verteilungsteil 26b. Wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 mit einem Sammelteil 28 verbunden.
Drittes Modifikationsbeispiel des Kompressorrotors
Ein drittes Modifikationsbeispiel des vorstehend in der Ausführungsform beschriebenen Kompressorrotors wird anhand von 11 beschrieben.
Bei dem Lüftungsströmungsweg 22b in dem Kompressorrotor 20b gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Modifikationsbeispiel wird nach dem Leiten der Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle 21b als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom nur an einige Stellen an der axial vorgeschalteten Seite Dau verteilt.
Jedoch, wie bei einem Kompressorrotor 20c des vorliegenden Modifikationsbeispiels, das in 11 dargestellt ist, kann nach dem Leiten der Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle 21c als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom nur an einige Stellen an der axial nachgeschalteten Seite Dad verteilt werden. Das heißt, der Lüftungsströmungsweg 22c gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel verwendet ein Einführungsteil 24c als Referenz für den Verlauf eines Verteilungsteils 26c nur hin zur axial nachgeschalteten Seite Dad und zum Verbinden der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 mit dem Verteilungsteil 26c. Wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und dem zweiten Modifikationsbeispiel sind die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 mit einem Sammelteil 28 verbunden.
Viertes Modifikationsbeispiel des Kompressorrotors
Ein viertes Modifikationsbeispiel des vorstehend in der Ausführungsform beschriebenen Kompressorrotors wird anhand von 12 beschrieben.
Bei den Kompressorrotoren gemäß der vorstehend beschrieben Ausführungsform und Modifikationsbeispielen strömt nach dem Leiten der Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom die Luft aus einer Endoberfläche an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Kompressorrotorwelle aus, ohne in den Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt zu werden. Das heißt, der Auslassanschluss des Lüftungsströmungswegs gemäß der vorstehend beschrieben Ausführungsform und Modifikationsbeispielen ist an einer Endoberfläche an der axial nachgeschalteten Seite Dad der Kompressorrotorwelle gebildet.
Jedoch, wie bei einem Kompressorrotor 20d des vorliegenden Modifikationsbeispiels, das in 12 dargestellt ist, kann nach dem Leiten der Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle 21d als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in den Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt werden. Das heißt, während der Lüftungsströmungsweg 22d gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel ein Einführungsteil 23d, die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 und ein Sammelteil 28d aufweist, wie die Lüftungsströmungswege gemäß der vorstehend beschrieben Ausführungsform und Modifikationsbeispielen, bewirkt das Sammelteil 28d, dass die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom von der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 in den Luftkompressionsströmungsweg 15 ausströmt.
Das Sammelteil 28d in dem Lüftungsströmungsweg 22d gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel weist ein verzweigtes Luftaufnahmeteil 28di auf, in das die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom aus der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 strömt, und ein Auslassteil 28do durch das die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die in das verzweigte Luftaufnahmeteil 28di geströmt ist, in den Luftkompressionsströmungsweg 15 ausströmt. Das verzweigte Luftaufnahmeteil 28di verläuft in Axialrichtung Da und ist mit den Enden an der radial inneren Seite Dri der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 verbunden. Das Auslassteil 28do verläuft von einem Ende der axial vorgeschalteten Seite Dau des verzweigten Luftaufnahmeteils 28di zur radial äußeren Seite Dro und ist im Außenumfang der Kompressorrotorwelle 21d offen. Diese Öffnung bildet einen Auslassanschluss 25do der kompressorextrahierten Luft Bcom. Der Auslassanschluss 25do wird von einer Öffnung an der radial äußeren Seite Dro in dem radial äußeren Strömungsweg 31 gebildet, der zwischen den zwei Rotorscheiben 41 der Mehrzahl von Rotorscheiben 41, die die Kompressorrotorwelle 21d konfigurieren und in Axialrichtung Da benachbart sind, gebildet ist (siehe 3A und 3B).
Wenn die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in den Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt wurde, nachdem die Druckluft Acom im Luftkompressionsströmungsweg 15 als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in die Kompressorrotorwelle 21d geführt wurde, muss der Druck im Auslassanschluss 25do des Lüftungsströmungswegs 22d niedriger sein als Druck in einem Einlassanschluss 25di des Lüftungsströmungswegs 22d. Deshalb ist der Auslassanschluss 25do des Lüftungsströmungswegs 22d gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel weiter zur axial vorgeschalteten Seite Dau hin angeordnet als der Einlassanschluss 25di des Lüftungsströmungswegs 22d.
Bei dem vorliegenden Modifikationsbeispiel, wie bei dem vorstehend anhand von 8 beschriebenen Vergleichsbeispiel, wird nach dem Leiten der Druckluft Acom in dem Luftkompressionsströmungsweg 15 in die Kompressorrotorwelle 21d als die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in den Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt. Deshalb wird, wie in dem Vergleichsbeispiel, die Druckluft Acom, die bereits druckbeaufschlagt worden war, in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel auch neu druckbeaufschlagt.
Bei dem Vergleichsbeispiel sind die Mehrzahl von Belüftungsströmungswege 22x1 und 22x2, die das Verzweigungsteil 27 nicht aufweisen, bereitgestellt, um den Innenraum der Kompressorrotorwelle 21x über einen breiten Bereich zu belüften. Deshalb wird in dem Vergleichsbeispiel die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom innerhalb des Luftkompressionsströmungswegs 15 in jedem der Mehrzahl von Belüftungsströmungswege 22x1 und 22x2, die das Verzweigungsteil 27 nicht aufweisen, aufgenommen, und dann wird die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in den Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt. Unterdessen wird in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die in das Einführungsteil 23d geströmt ist, an die Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 verteilt, und die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom aus der Mehrzahl von Verzweigungsteilen 27 wird vom Sammelteil 28d gesammelt und dann von dem Sammelteil 28d in den Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt. Dementsprechend kann in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel eine Fließgeschwindigkeit der Druckluft Acom, die neu druckbeaufschlagt werden soll, niedriger als die des Vergleichsbeispiels gemacht werden. Deshalb wird in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel nicht nur der Innenraum der Kompressorrotorwelle 21d über einen weiten Bereich belüftet, es kann auch eine Abnahme des Wirkungsgrads des Kompressors besser unterdrückt werden als in dem Vergleichsbeispiel.
Es ist zu beachten, dass in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel, da die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom in den Luftkompressionsströmungsweg 15 zurückgeführt wird, die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom aus dem Lüftungsströmungsweg 22d nicht in einen Freiraum 177d an der Innenumfangsseite der Zwischenrotorwelle 171 strömt. Deshalb dient in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel der Freiraum 177d in der Zwischenrotorwelle 171 nicht als Raum zum Mischen der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom und der Kühlluft Ac.
Modifikationsbeispiel des Gasturbinenrotors
Ein Modifikationsbeispiel des vorstehend in der Ausführungsform beschriebenen Gasturbinenrotors wird anhand von 13 beschrieben.
Eine Innenumfangsseite der Zwischenrotorwelle 171 des Gasturbinenrotors 2 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist hohl, und dieser Freiraum bildet den Mischraum 177. Außerdem ist der erste Kühlluft-Strömungsweg 178, der zum Mischraum 177 von der radial äußeren Seite Dro aus vordringt, in der Zwischenrotorwelle 171 gebildet.
Wie jedoch eine Zwischenrotorwelle 171e gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel, das in 13 dargestellt ist, muss der erste Kühlluft-Strömungsweg 178, der zu einem Freiraum 177e an der radial inneren Seite Dri von der radial äußeren Seite Dro vordringt, nicht ausgebildet sein. In diesem Fall wird die Kühlluft Ac nicht zu dem Freiraum 177e in der Zwischenrotorwelle 171e gesendet, und somit strömt nur die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom aus der Kompressorrotorwelle hinein. Deshalb bildet der Freiraum 177e einen Freiraum für extrahierte Luft und dient somit nicht als Mischraum.
Im Falle des vorliegenden Modifikationsbeispiels strömt die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom, die in den Freiraum 177e geströmt ist, wie bei der Mischluft Am in der ersten Ausführungsform, durch den ersten Mischluft-Strömungsweg 134, der in der ersten Rotorscheibe 141a der Turbine 110 gebildet ist, in den Innenhohlraum 133i zwischen der ersten Rotorscheibe 141a und der zweiten Rotorscheibe 141b. Ein Teil der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom, die in den Innenhohlraum 133i geströmt ist, strömt durch den zweiten Mischluft-Strömungsweg 135 in den Außenhohlraum 133o zwischen der ersten Rotorscheibe 141a und der zweiten Rotorscheibe 141b. Die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom strömt durch den dritten Mischluft-Strömungsweg 136, der in der zweiten Rotorscheibe 141b gebildet ist, in die Luftströmungswege 156 der Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die an der zweiten Rotorscheibe 141b befestigt sind.
Außerdem strömt ein anderer Teil der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom, die in den Innenhohlraum 133i zwischen der ersten Rotorscheibe 141a und der zweiten Rotorscheibe 141b geströmt ist, durch den ersten Mischluft-Strömungsweg 134, der in der zweiten Rotorscheibe 141b gebildet ist, in den Innenhohlraum 133i zwischen der zweiten Rotorscheibe 141b und der dritten Rotorscheibe 141c. Ein Teil der vom Kompressor extrahierten Luft Bcom, die in den Innenhohlraum 133i geströmt ist, strömt durch den zweiten Mischluft-Strömungsweg 135 in den Außenhohlraum 133o zwischen der zweiten Rotorscheibe 141b und der dritten Rotorscheibe 141c. Die vom Kompressor extrahierte Luft Bcom strömt durch den dritten Mischluft-Strömungsweg 136, der in der dritten Rotorscheibe 141c gebildet ist, in die Luftströmungswege 156 der Mehrzahl von Laufschaufeln 152, die an der dritten Rotorscheibe 141c befestigt sind.
Es ist zu beachten, dass, wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, auch in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel die Kühlluft Ac in die Mehrzahl von Laufschaufeln 152 strömt, die an der ersten Rotorscheibe 141a befestigt sind.
Sonstige
Alle Kompressoren gemäß der vorstehend beschrieben Ausführungsform und Modifikationsbeispielen konfigurieren einen Teil einer Gasturbine. Jedoch braucht der Kompressor keinen Teil einer Gasturbine zu konfigurieren. Deshalb kann der Kompressorrotor ein Rotor sein, der nicht mit einem Turbinenrotor einer Gasturbine verbunden ist. Wenn der Kompressor keine Position einer Gasturbine auf diese Weise bildet, muss ein Gas, das vom Kompressor komprimiert wird, nicht Luft sein.
Industrielle Anwendbarkeit
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine Verschlechterung im Kompressionswirkungsgrad zu verhindern, während ein Innenraum einer Kompressorrotorwelle mithilfe von Druckgas weithin belüftet wird.
Bezugszeichenliste

1: Gasturbine
2: Gasturbinenrotor
3: Gasturbinengehäuse
9: Generator
10: Kompressor
11: Kompressorgehäuse
12: Lufteinlassöffnung
13: Kompressorgehäuse-Hauptkörper
14: Leitschaufelhaltering
15: Luftkompressionsströmungsweg
16: Diffusor
17: Luftauslassströmungsweg
18: Luftauslassanschluss
20, 20a, 20b, 20c, 20d: Kompressorrotor
21, 21a, 21b, 21c, 21d: Kompressorrotorwelle
22, 22a, 22b, 22c, 22d: Lüftungsströmungsweg
23, 23d: Einführungsteil
24, 24b: Einströmungsteil
25, 25di: Einlassanschluss
25o, 25do: Auslassanschluss
26: Verteilungsteil
27: Verzweigungsteil
28, 28d: Sammelteil
28di: Verzweigtes Luftaufnahmeteil
28do: Auslassteil
29: Spindelbolzen
32: Hohlraumgruppe
33: Hohlraum
33o: Außenhohlraum
33m: Zwischenhohlraum
33i: Innenhohlraum
38: Bolzen-Durchgangsloch
39, 39a: Drehmomentstift
41: Rotorscheibe
41a: Intermediäre Rotorscheibe
49: Laufschaufelbefestigungsteil
51: Laufschaufelreihe
51a: Zwischenschaufelreihe
52: Laufschaufel
61: Leitschaufelreihe
62: Leitschaufel
80: Brennkammer
110: Turbine
111: Turbinengehäuse
115: Verbrennungsgas-Strömungspfad
120, 120a: Turbinenrotor
121, 121a: Turbinenrotorwelle
122: Zweiter Kühlluft-Strömungsweg
123: Dritter Kühlluft-Strömungsweg
129: Spindelbolzen
132: Hohlraumgruppe
133: Hohlraum
133o: Außenhohlraum
133i: Innenhohlraum
134: Erster Mischluft-Strömungsweg
135: Zweiter Mischluft-Strömungsweg
136: Dritter Mischluft-Strömungsweg
137: Mischluft-Strömungsweg (oder Kühlluft-Strömungsweg)
138: Bolzen-Durchgangsloch
138s: Spalt
141: Rotorscheibe
141a: Erste Rotorscheibe
141b: Zweite Rotorscheibe
141c: Dritte Rotorscheibe
149: Laufschaufelbefestigungsteil
151: Laufschaufelreihe
151a: Erste Laufschaufelreihe
151b: Zweite Schaufelreihe
151c: Dritte Laufschaufelreihe
152: Laufschaufel
156: Luftströmungsweg
161: Leitschaufelreihe
161a: Erste Leitschaufelreihe
162: Leitschaufel
171, 171e: Zwischenrotorwelle
177: Mischraum
178: Erster Kühlluft-Strömungsweg (oder einfach Kühlluft-Strömungsweg)
181: Zwischenrotorwellenabdeckung
184: Lufteinführungsraum
188: Kühlluft-Einführungselement
189: Kühlluftrohr
191: Zwischengehäuse
200: Kühlsystem
201: Kühlluftleitung
205: Kühler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015208945 A [0002]
JP 2013204593 A [0006]

Claims

Kompressorrotor, umfassend: eine Kompressorrotorwelle, die sich um eine Axiallinie dreht; und eine Mehrzahl von Laufschaufelreihen, die an einem Außenumfang der Kompressorrotorwelle befestigt und in einer Axiallinie ausgerichtet ist, wobei ein Lüftungsströmungsweg zum Leiten von Druckgas, das zwischen zwei in Axialrichtung benachbarten Laufschaufelreihen der Mehrzahl von Laufschaufelreihen strömt, zu einem Innenraum der Kompressorrotorwelle in der Kompressorrotorwelle gebildet ist, und der Lüftungsströmungsweg Folgendes aufweist ein Einführungsteil zum Leiten des Druckgases, das zwischen den zwei Laufschaufelreihen strömt, in den Kompressorrotorwelleninnenraum, eine Mehrzahl von Verzweigungsteilen, die vom Einführungsteil abzweigt und gebildet in jeweils unterschiedlichen Positionen in Axialrichtung, und in die das Druckgas vom Einführungsteil einströmt, und ein Sammelteil, das mit jedem der Mehrzahl von Verzweigungsteilen verbunden ist, in die das Druckgas nach dem Durchlaufen der Mehrzahl von Verzweigungsteilen strömt, und durch das das eingeströmte Druckgas ausströmt.
Kompressorrotor nach Anspruch 1, wobei das Einführungsteil ein Einströmungsteil aufweist, in dem ein Einlassanschluss, in den das Druckgas strömt, das zwischen den zwei Laufschaufelreihen strömt, gebildet wurde und der sich vom Einlassanschluss zu einer radial inneren Seite im Bezug auf die Axiallinie erstreckt, und ein Verteilungsteil, das sich vom Einströmungsteil in Axialrichtung erstreckt, und die Mehrzahl von Verzweigungsteilen mit dem Verteilungsteil verbunden ist.
Kompressorrotor nach Anspruch 2, wobei das Verteilungsteil vom Einströmungsteil zu einer axial vorgeschalteten Seite verläuft.
Kompressorrotor nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Verteilungsteil vom Einströmungsteil zu einer axial nachgeschalteten Seite verläuft.
Kompressorrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Sammelteil vom Verzweigungsteil, das am weitesten an der axial vorgeschalteten Seite der Mehrzahl von Verzweigungsteilen ist, zur axial nachgeschalteten Seite verläuft, und ein Auslassanschluss, durch den das Druckgas, das durch einen Innenraum geströmt ist, ausströmt, im Sammelteil gebildet ist.
Kompressorrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Sammelteil weiter an der radial inneren Seite im Bezug auf die Axiallinie gebildet ist als das Einführungsteil.
Kompressorrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Auslassanschluss, durch den das Druckgas in Axialrichtung von einer Endoberfläche in Axialrichtung der Kompressorrotorwelle ausströmt, in dem Sammelteil gebildet ist.
Gasturbinenrotor, umfassend: den Kompressorrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und einen Turbinenrotor, der an der Axiallinie angeordnet ist, mit dem Kompressorrotor verbunden ist und sich zusammen mit dem Kompressorrotor um die Axiallinie dreht, wobei ein Kühlluft-Strömungsweg, der mit dem Lüftungsströmungsweg des Kompressorrotors verbunden ist, und in den das Druckgas aus dem Lüftungsströmungsweg strömt, in dem Turbinenrotor gebildet ist.
Gasturbinenrotor nach Anspruch 8, wobei der Turbinenrotor eine Turbinenrotorwelle, die sich um die Axiallinie dreht, und eine Mehrzahl von Schaufelreihen, die an einem Außenumfang der Turbinenrotorwelle befestigt und in Axialrichtung ausgerichtet ist, aufweist und der Kühlluft-Strömungsweg durch einen Innenraum der Turbinenrotorwelle mit einer Laufschaufelreihe, die weiter an der axial nachgeschalteten Seite als eine erste Laufschaufelreihe der Mehrzahl von Laufschaufelreihen, die am weitesten an der axial vorgeschalteten Seite ist, verbunden ist.
Gasturbinenrotor nach Anspruch 9, wobei ein Kühlluft-Strömungsweg zum Leiten von Kühlluft, die eine niedrigere Temperatur als das Druckgas, das durch den Lüftungsströmungsweg strömt, aufweist, zur ersten Schaufelreihe in der Turbinenrotorwelle gebildet ist.
Gasturbine, umfassend: den Gasturbinenrotor nach einem der Ansprüche 8 bis 10; und ein Gasturbinengehäuse, das den Gasturbinenrotor bedeckt.