JP2000186502A - Gas turbine - Google Patents

Gas turbine

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JP2000186502A
JP2000186502A JP10366556A JP36655698A JP2000186502A JP 2000186502 A JP2000186502 A JP 2000186502A JP 10366556 A JP10366556 A JP 10366556A JP 36655698 A JP36655698 A JP 36655698A JP 2000186502 A JP2000186502 A JP 2000186502A
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JP
Japan
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wheel
refrigerant
moving blade
gas turbine
blade
Prior art date
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Application number
JP10366556A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Ento
信也 圓島
Manabu Matsumoto
学 松本
Takashi Ikeguchi
隆 池口
Kazuhiko Kawaike
和彦 川池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine which can control a wheel metal temperature at a fitting part between a wheel and a moving blade within a permissible value without using a special device and sufficiently suppress thermal stress which is generated by temperature difference in a radial direction of the moving blade. SOLUTION: This gas turbine is provided with a moving blade 1 which has a coolant flowing passage in interior thereof, a rotating wheel 5 which holds the moving blade by uneven engagement and has a coolant feeding passage which feeds a coolant to the moving blade via the uneven engagement part, and a seal member 53 which is provided at a gap of the uneven engagement part and prevents a leak of the fed coolant. The turbine is formed so as to be cooled by the coolant fed from the rotating wheel 5, and is provided with a covering plate 57 at one end side in the axial direction of the uneven engagement part between the wheel 5 and the moving blade 1 and a leakage coolant flowing passage 1a which penetrates in the axial direction at a connection projecting part between the moving blade 1 and the wheel 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンの改良
に係わり、特に内部に冷媒流通路を有する動翼と、この
動翼に冷媒を供給する冷媒供給路を有する回転ホイール
とを備え、前記動翼が、前記回転ホイールから供給され
る冷媒により冷却されるように形成されているガスター
ビンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a gas turbine, and more particularly to a gas turbine having a moving blade having a refrigerant flow passage therein and a rotating wheel having a refrigerant supply passage for supplying a refrigerant to the moving blade. The present invention relates to a gas turbine in which blades are formed to be cooled by a coolant supplied from the rotating wheel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来一般に採用されているこの種のガス
タービンは、ホイールの外周に、内部に冷媒流通路を有
する動翼が複数個保持され、夫々の動翼は、回転ホイー
ル側から供給される冷媒により冷却されるように形成さ
れているのが普通である。この場合、動翼とホイールの
凹凸嵌合部,すなわち結合部には冷却のための冷媒流通
路を形成することは難しく、高温になりがちである。
2. Description of the Related Art In a gas turbine of this type, which has been generally employed, a plurality of moving blades having a refrigerant flow passage therein are held on the outer periphery of a wheel, and each moving blade is supplied from a rotating wheel side. It is usually formed to be cooled by a cooling medium. In this case, it is difficult to form a coolant flow passage for cooling in the concave / convex fitting portion between the rotor blade and the wheel, that is, the joining portion, and the temperature tends to be high.

【0003】動翼とホイールの嵌合部の冷却について
は、例えば特開平6−307202号公報に記載されて
いるような翼結合部冷却構成が知られている。この場合
には、動翼はセラミック材形成され、ホイールにはメタ
ル材が使用されている。セラミック動翼は無冷却で使用
されるためその温度は高く、嵌合部分でホイール側のメ
タル温度が許容値を超える可能性がある。よって、ホイ
ールとホイールの外周の溝に嵌合するセラミック動翼と
の嵌合部分に、嵌合部冷却専用の冷却空気を供給し嵌合
部分の温度を下げるようにしている。この構成では嵌合
部に冷却専用空気を導入しているので、冷却に適した温
度、圧力、流量の空気を供給することが可能である。
With respect to cooling of a fitting portion between a moving blade and a wheel, for example, a cooling structure of a blade coupling portion as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-307202 is known. In this case, the rotor blade is made of a ceramic material, and the wheel is made of a metal material. Since the ceramic blade is used without cooling, its temperature is high, and the metal temperature on the wheel side at the fitting portion may exceed the allowable value. Therefore, cooling air dedicated to cooling the fitting portion is supplied to the fitting portion between the wheel and the ceramic moving blade fitted into the groove on the outer periphery of the wheel to lower the temperature of the fitting portion. In this configuration, since air dedicated to cooling is introduced into the fitting portion, it is possible to supply air at a temperature, pressure, and flow rate suitable for cooling.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】最近のようにガスター
ビンの高効率化、高出力化が進むにつれ、ガスタービン
燃焼温度もますます上昇する傾向にある。一方で動翼の
メタル材として単結晶の耐熱材が使用されるようにな
り、許容温度も900℃以上に上昇してきている。しか
しながら、ホイールは低コストの材料を用いることが要
求されるために、その許容温度は450℃〜550℃程
度である。
As the efficiency and output of gas turbines have been increasing recently, the combustion temperature of gas turbines has been increasing. On the other hand, a single crystal heat-resistant material has been used as a metal material for the rotor blade, and the allowable temperature has been increased to 900 ° C. or more. However, since the wheels are required to use low-cost materials, the permissible temperature is about 450 ° C. to 550 ° C.

【0005】一般に、ホイールと動翼との嵌合部分には
加工精度および組み立て性を考慮して、径方向の隙間が
設けてあり、その隙間は上流側のホイール側面と下流側
のホイール側面を軸方向に連通している。また、ホイー
ル外周部の主流ガス上流側の側面および下流側の側面に
は高温の主流ガスの侵入を少なくするために侵入防止空
気を導入しており、主流ガスの侵入空気と侵入防止空気
の混合空気が前記嵌合部隙間を上流側から下流側へ流れ
る。
In general, a radial gap is provided in a fitting portion between a wheel and a moving blade in consideration of machining accuracy and assemblability, and the gap is formed between an upstream wheel side surface and a downstream wheel side surface. It communicates in the axial direction. In addition, intrusion-preventing air is introduced into the outer periphery of the wheel on the upstream and downstream sides of the mainstream gas to reduce the inflow of high-temperature mainstream gas. Air flows from the upstream side to the downstream side in the gap between the fitting portions.

【0006】ガスタービンの高効率化のためには主流ガ
ス温度を上げ、かつこの侵入防止空気量を少なくする必
要があるが、侵入防止空気量を減らすことにより嵌合部
隙間を流れる空気温度が上昇し嵌合部のホイールメタル
温度が上昇してしまう。ホイール側の嵌合部は動翼の遠
心力を受け持つので高い応力が発生する。ホイールメタ
ル温度が上昇すると、ホイール側の嵌合部の許容応力も
低下するので信頼性が低下する。
In order to increase the efficiency of the gas turbine, it is necessary to raise the temperature of the mainstream gas and to reduce the amount of air for preventing intrusion. As a result, the temperature of the wheel metal of the fitting portion rises. Since the fitting portion on the wheel side bears the centrifugal force of the rotor blade, high stress is generated. When the temperature of the wheel metal increases, the allowable stress of the fitting portion on the wheel side also decreases, so that the reliability decreases.

【0007】ガスタービンの高温化が進むにつれ、上流
側ホイール側面にある高温空気が嵌合(係合)部隙間を
すり抜けるだけでなく、動翼とホイールの接触部からの
熱侵入によりホイール温度が上昇する可能性がある。前
記従来の技術に記載されているように嵌合部隙間の冷却
専用に冷媒を供給することが考えられるが、動翼には翼
冷却用の冷媒がホイールを通して供給されるため、嵌合
部隙間専用の冷媒を供給すると2種類の冷媒供給系統が
必要になりホイールおよび嵌合部の構造が複雑化して信
頼性が低下してしまう。
[0007] As the temperature of the gas turbine increases, the high-temperature air on the side surface of the upstream wheel not only passes through the clearance of the fitting (engagement) portion, but also increases the wheel temperature due to heat intrusion from the contact portion between the moving blade and the wheel. May rise. As described in the related art, it is conceivable to supply a coolant exclusively for cooling the fitting portion gap. However, since the blade cooling coolant is supplied to the moving blades through the wheel, the fitting portion gap is supplied. When a dedicated refrigerant is supplied, two types of refrigerant supply systems are required, which complicates the structure of the wheel and the fitting portion and lowers the reliability.

【0008】このことから、動翼を冷却する前の冷媒の
一部を分岐して嵌合部隙間を冷却することが有効である
と考えられる。しかしながら、動翼を冷却する前の冷媒
の圧力は翼冷却に伴う圧力損失を考慮して充分高圧に設
定しおり、かつ翼に供給される冷媒の温度は250℃〜
300℃程度とホイールの許容温度に比べても充分低温
である。この高圧で低温の冷媒を嵌合部隙間に導入する
と冷媒の出口位置である下流側のホイール側面との圧力
差が大きいために必要以上の冷媒が流れてしまい動翼側
嵌合部を過冷却してしまう恐れがある。
From this, it is considered effective to branch a part of the refrigerant before cooling the rotor blades to cool the gap at the fitting portion. However, the pressure of the refrigerant before cooling the moving blades is set to a sufficiently high pressure in consideration of the pressure loss due to the cooling of the blades, and the temperature of the refrigerant supplied to the blades is from 250 ° C.
The temperature is about 300 ° C., which is sufficiently lower than the allowable temperature of the wheel. When this high-pressure and low-temperature refrigerant is introduced into the gap between the fitting portions, the pressure difference between the refrigerant and the downstream wheel side, which is the outlet position of the refrigerant, is large. There is a risk that it will.

【0009】動翼側嵌合部を過冷却し嵌合部の温度が低
下すると、動翼嵌合部と動翼が主流ガスに接触する部分
との温度差により熱応力が大きくなる問題がある。ま
た、動翼側嵌合部を冷却した冷媒は下流側のホイール側
面を通って主流ガスに合流するので、動翼側嵌合部冷媒
流量が多いと主流ガスへの混合損失およびポンピング損
失が増加しかつ主流ガス温度を降下させるためガスター
ビン熱効率の低下につながる。
If the temperature of the fitting portion is lowered by supercooling the moving blade side fitting portion, there is a problem that thermal stress increases due to a temperature difference between the moving blade fitting portion and a portion where the moving blade comes into contact with the mainstream gas. In addition, since the refrigerant that has cooled the moving blade side fitting portion joins the mainstream gas through the downstream wheel side surface, if the moving blade side fitting portion refrigerant flow rate is large, the mixing loss and pumping loss to the mainstream gas increase and Lowering the mainstream gas temperature leads to lower gas turbine thermal efficiency.

【0010】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、特に、特殊な装置を用いることな
く、ホイールと動翼との嵌合部分のホイールメタル温度
を許容値内に抑えることができ、動翼の径方向温度差に
より発生する熱応力を充分抑制することが可能なこの種
のガスタービンを提供することにある。
The present invention has been made in view of the foregoing, and has as its object to suppress the wheel metal temperature at the fitting portion between the wheel and the moving blade within an allowable value without using a special device. It is an object of the present invention to provide a gas turbine of this type which can sufficiently suppress a thermal stress generated by a radial temperature difference of a moving blade.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、内部
に冷媒流通路を有する動翼と、この動翼を凹凸係合によ
り保持するとともに、前記凹凸係合部を介して前記動翼
に冷媒を供給する冷媒供給路を有する回転ホイールと、
前記凹凸係合部の間隙部に設けられ、前記供給冷媒の漏
れを防止するシール部材とを備え、前記動翼が、前記回
転ホイールから供給される冷媒により冷却されるように
形成されているガスタービンにおいて、前記ホイールと
前記動翼との凹凸係合部の軸方向一方端部側に塞ぎ板を
設けるとともに、前記動翼とホイールとの結合凸部に、
軸方向に貫通する漏洩冷媒流通路を設けるようになし所
期の目的を達成するようにしたものである。
That is, according to the present invention, there is provided a moving blade having a refrigerant flow passage therein, and holding the moving blade by concave and convex engagement. A rotating wheel having a refrigerant supply path for supplying
A seal member provided in a gap between the concave and convex engaging portions to prevent leakage of the supplied refrigerant, wherein the moving blade is formed so as to be cooled by the refrigerant supplied from the rotating wheel. In the turbine, a closing plate is provided on one axial end side of the concave-convex engagement portion between the wheel and the moving blade, and a coupling convex portion between the moving blade and the wheel includes
An intended purpose is achieved by providing a leakage refrigerant flow passage penetrating in the axial direction.

【0012】また、本発明は、内部に冷媒流通路を有す
る動翼と、この動翼を凹凸係合により保持するととも
に、前記凹凸係合部を介して前記動翼に冷媒を供給また
回収する冷媒供給路および冷媒回収路を有する回転ホイ
ールと、前記凹凸係合部の間隙部に設けられ、前記供給
冷媒の漏れを防止するシール部材とを備え、前記動翼
が、前記回転ホイールから供給される冷媒により冷却さ
れ、かつ冷却後の冷媒がホイール側に回収されるように
形成されているガスタービンにおいて、前記ホイールと
前記動翼との凹凸係合部の軸方向一方端部側に塞ぎ板を
設けるとともに、前記動翼とホイールとの結合凸部に軸
方向に貫通する漏洩冷媒流通路を設け、かつこの漏洩冷
媒流通路の前記反塞ぎ板側の端部を前記ホイールの冷媒
回収路に連結するようにしたものである。
Further, according to the present invention, a moving blade having a refrigerant flow passage therein, the moving blade is held by uneven engagement, and refrigerant is supplied to and recovered from the moving blade via the uneven engaging portion. A rotating wheel having a refrigerant supply path and a refrigerant recovery path, and a seal member provided in a gap between the concave and convex engaging portions to prevent leakage of the supplied refrigerant, wherein the moving blade is supplied from the rotary wheel. In the gas turbine, which is cooled by the cooling medium and is formed such that the cooled cooling medium is collected on the wheel side, a blocking plate is provided on one end side in the axial direction of the concave / convex engaging portion between the wheel and the moving blade. A leakage refrigerant flow passage penetrating in the axial direction is provided in the coupling convex portion between the rotor blade and the wheel, and an end of the leakage refrigerant flow passage on the side of the anti-blocking plate is provided as a refrigerant recovery passage of the wheel. To connect One in which the.

【0013】また、内部に冷媒流通路を有する動翼と、
この動翼を凹凸係合により保持するとともに、前記凹凸
係合部を介して前記動翼に冷媒を供給また回収する冷媒
供給路および冷媒回収路を有する回転ホイールと、前記
凹凸係合部の間隙部に設けられ、前記冷媒の漏れを防止
するシール部材とを備え、前記動翼が、前記回転ホイー
ルから供給される冷媒により冷却され、かつ冷却後の冷
媒がホイール側に回収されるように形成されているガス
タービンにおいて、前記ホイールと前記動翼との凹凸係
合部の軸方向両端部に塞ぎ板を設けるとともに、前記動
翼とホイールとの結合凸部に軸方向に貫通する漏洩冷媒
流通路を設け、かつ前記いずれか一方の塞ぎ板のホイー
ル側空隙を前記ホイールの冷媒回収路に連結するように
形成したものである。
A rotor blade having a refrigerant flow passage therein;
A rotating wheel having a coolant supply path and a coolant recovery path for supplying and recovering a coolant to and from the rotor blade via the recess and protrusion engagement portion while holding the rotor blade by the recess and protrusion engagement; And a sealing member provided to prevent leakage of the refrigerant, wherein the rotor blades are cooled by the refrigerant supplied from the rotating wheel, and the cooled refrigerant is collected on the wheel side. In the gas turbine described above, blocking plates are provided at both axial ends of the concave-convex engagement portion between the wheel and the moving blade, and leakage refrigerant flowing through the connecting convex portion between the moving blade and the wheel in the axial direction. A path is provided, and the wheel-side gap of one of the closing plates is formed so as to be connected to the refrigerant recovery path of the wheel.

【0014】また、この場合、前記漏洩冷媒流通路に流
通する冷媒量を、前記シール部材のシール能力を調節す
ることにより調整するようにしたものである。また、前
記ホイールの外周近傍の側壁に突出部を設けるととも
に、この突出部に前記塞ぎ板を掛止させるように形成し
たものである。
Further, in this case, the amount of the refrigerant flowing through the leaked refrigerant flow passage is adjusted by adjusting the sealing ability of the sealing member. Further, a protrusion is provided on a side wall near the outer periphery of the wheel, and the closing plate is hooked on the protrusion.

【0015】すなわちこのように形成されたガスタービ
ンであると、ホイールと動翼との係合部の軸方向一方側
の端部には塞ぎ板が設けられ、かつ動翼とホイールとの
結合凸部に漏洩冷媒流通路が設けられていることから、
シール部を通過した冷媒は係合部の間隙および前記漏洩
冷媒流通路を流通して係合部を冷却し、したがって、特
に特別な冷媒や冷媒供給装置を用いることなく、ホイー
ルと動翼との係合部分のホイールメタル温度を許容値内
に抑えることができ、動翼の径方向温度差により発生す
る熱応力を充分抑制することができるのである。
That is, in the gas turbine formed as described above, a closing plate is provided at one axial end of the engaging portion between the wheel and the moving blade, and the connecting protrusion between the moving blade and the wheel is provided. Since the leak refrigerant flow passage is provided in the part,
The coolant that has passed through the seal portion flows through the gap between the engagement portions and the leaked refrigerant flow passage to cool the engagement portion, and therefore, without using a special coolant or a coolant supply device, the wheel and the rotor blade The wheel metal temperature at the engagement portion can be kept within an allowable value, and the thermal stress generated due to the radial temperature difference between the moving blades can be sufficiently suppressed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図1にはそのガスタービンのタ
ービンロータ部が断面で示されている。1〜4が動翼で
あり、5〜8がホイール、9〜11はスペーサ、12は
ディスタントピース、13はスタブシャフトである。ま
た、矢印15は、動翼冷却空気の流れを示している。な
お、動翼の冷媒としては、空気、水蒸気、窒素、水素等
の気体および水等の液体が考えられるが、ここでは空気
を冷媒とした場合を例に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a cross section of a turbine rotor portion of the gas turbine. Reference numerals 1 to 4 are blades, 5 to 8 are wheels, 9 to 11 are spacers, 12 is a distant piece, and 13 is a stub shaft. The arrow 15 indicates the flow of the moving blade cooling air. In addition, as a refrigerant for the moving blade, a gas such as air, water vapor, nitrogen, and hydrogen and a liquid such as water can be considered. Here, the case where air is used as the refrigerant will be described as an example.

【0017】タービンロータは、外周部に1段動翼1、
2段動翼2、3段動翼3、4段動翼4を有する1段ホイ
ール5、2段ホイール6、3段ホイール7、4段ホイー
ル8、とホイールとホイールの中間に位置する1−2ス
ペーサ9、2−3スペーサ10、3−4スペーサ11、
さらにタービンホイールと圧縮機ホイールを連結するデ
ィスタントピース12、4段ホイール8と連結するスタ
ブシャフト13で構成さている。
The turbine rotor has a single-stage moving blade 1 on its outer peripheral portion.
A first-stage wheel 5, a two-stage wheel 6, a three-stage wheel 7, a four-stage wheel 8, having a two-stage bucket 2, a three-stage bucket 3, and a four-stage bucket 4, and 1 located between the wheels. 2 spacer 9, 2-3 spacer 10, 3-4 spacer 11,
Further, it comprises a distant piece 12 for connecting the turbine wheel and the compressor wheel, and a stub shaft 13 for connecting to the four-stage wheel 8.

【0018】ディスタントピース、ホイール、スペー
サ、スタブシャフトは、軸方向にスタッキングされ、か
つ同一半径位置にある複数のスタッキングボルト14に
より軸方向に締め付けられ、一体化されている。動翼
は、その内部に冷媒流通路を有し、また凹凸係合により
回転するホイールの外周に保持されている。
The distant piece, the wheel, the spacer, and the stub shaft are stacked in the axial direction, and are tightened in the axial direction by a plurality of stacking bolts 14 at the same radial position to be integrated. The rotor blade has a refrigerant flow passage therein, and is held on the outer periphery of the wheel that rotates by the concave and convex engagement.

【0019】動翼を冷却するための冷却空気15は、軸
端から供給されスタブシャフト13の中心孔を通って4
段ホイール8の側面に至る。4段ホイール8の側面から
はホイール、スペーサのスタッキング部を軸方向に貫通
する様に周方向に複数設けられた孔16を通って3段ホ
イール7の上流側側面に達する。そして、ここで3段動
翼3の冷却空気を供給するために3段ホイール7の側面
に径方向に設けられたスリット30に分岐流通される。
Cooling air 15 for cooling the rotor blades is supplied from the shaft end, passes through the center hole of
It reaches the side of the step wheel 8. From the side surface of the four-stage wheel 8, it reaches the upstream side surface of the three-stage wheel 7 through a plurality of holes 16 provided in the circumferential direction so as to penetrate the stacking portions of the wheel and the spacer in the axial direction. Then, here, in order to supply the cooling air of the three-stage moving blade 3, the air is branched and circulated to a slit 30 provided in the side surface of the three-stage wheel 7 in the radial direction.

【0020】また、孔16を通って2段ホイール6の下
流側側面に達した冷却空気は、2段動翼2を冷却するた
めに2段ホイール6の側面に径方向に設けられたスリッ
ト17に分岐流通される。同様に、孔16を通って1段
ホイール5の側面に達した冷却空気は、1段ホイール5
の側面に径方向に設けたスリット18に達し、キャビテ
ィ19を通って複数ある1段動翼1の各々に冷却空気を
導く孔20から1段動翼1に供給される。
The cooling air that has reached the downstream side surface of the two-stage wheel 6 through the hole 16 is provided with a slit 17 formed in the side surface of the two-stage wheel 6 in a radial direction to cool the two-stage bucket 2. Branched and distributed. Similarly, the cooling air reaching the side of the first wheel 5 through the hole 16 is
Is supplied to the first-stage moving blade 1 from a hole 20 that reaches the slit 18 provided in the radial direction on the side surface and guides cooling air to each of the plurality of first-stage moving blades 1 through the cavity 19.

【0021】そして、2段ホイール6の側面に径方向に
設けたスリット17に達した冷却空気は、キャビティ2
1を通って複数ある2段動翼2各々に冷却空気を導く孔
22から2段動翼2に供給される。また、3段ホイール
7の側面に径方向に設けたスリット30に達した冷却空
気は、キャビティ31を通って複数ある3段動翼3各々
に冷却空気を導く孔32から3段動翼3に供給される。
3段動翼3を冷却した空気は主流ガス中40に放出され
る。
The cooling air that has reached the radially provided slit 17 on the side surface of the two-stage wheel 6
The cooling air is supplied to the two-stage moving blade 2 from a hole 22 that guides the cooling air to each of the plurality of two-stage moving blades 2 through the first moving blade 2. Further, the cooling air reaching the slits 30 provided in the side surface of the three-stage wheel 7 in the radial direction passes through the cavity 31 to the three-stage moving blades 3 from the holes 32 for guiding the cooling air to each of the plurality of three-stage moving blades 3. Supplied.
The air that has cooled the three-stage bucket 3 is discharged into the mainstream gas 40.

【0022】1段動翼1を冷却した空気は主流ガス中3
7、38に放出せずに孔23、キャビティ24、スリッ
ト25を通ってスタッキング部を軸方向に貫通する様に
周方向に複数設けられた孔26に達する。2段動翼2を
冷却した空気も主流ガス中38、39に放出せずに孔2
7、キャビティ28、スリット29を通って孔26に達
する。孔26に達した冷却後の空気はディスタントピー
ス12からロータ外に回収される。
The air that has cooled the first-stage moving blades 1
A plurality of holes 26 are provided in the circumferential direction so as to penetrate the stacking portion in the axial direction through the holes 23, the cavities 24, and the slits 25 without being discharged to the holes 7 and 38. The air that has cooled the two-stage bucket 2 also does not discharge into the mainstream gas 38, 39, and the hole 2
7. Reach the hole 26 through the cavity 28 and the slit 29. The cooled air that has reached the holes 26 is collected from the distant piece 12 to the outside of the rotor.

【0023】1段動翼1の上流側には1段動翼1および
2段動翼2を冷却しロータ外に放出した空気の一部の空
気33が流れ主流ガス37に合流する。この流れ33は
高温の主流ガス37が1段ホイール5側面およびディス
タントピース12外周面に侵入することを防いでいる。
1段ホイール5と2段ホイール6の間の空間、2段ホイ
ール6と3段ホイール7の間の空間、3段ホイール7と
4段ホイール8の間の空間もそれぞれ外側ケーシングを
通して主流ガスの侵入防止空気34、35、36を供給
している。これらの侵入防止空気により主流ガスがホイ
ール外周部への侵入を防止している。
On the upstream side of the first-stage moving blade 1, a part of the air 33 that has cooled the first-stage moving blade 1 and the second-stage moving blade 2 and discharged to the outside of the rotor flows and joins the mainstream gas 37. This flow 33 prevents the hot mainstream gas 37 from entering the side surface of the first-stage wheel 5 and the outer peripheral surface of the distant piece 12.
The space between the first wheel 5 and the second wheel 6, the space between the second wheel 6 and the third wheel 7, and the space between the third wheel 7 and the fourth wheel 8 also enter the mainstream gas through the outer casing. The protection air 34, 35, 36 is supplied. The mainstream gas is prevented from entering the outer periphery of the wheel by these intrusion preventing air.

【0024】図2に1段動翼1と1段ホイール5の外周
部を、また図3に、図2に示した1段動翼1と1段ホイ
ール5の嵌合部、および図4に示した2段動翼2と2段
ホイール6の嵌合部のA−A断面が示されている。図3
に示した動翼とホイールの嵌合部には動翼をホイールに
軸方向に挿入する時の組み立て性や加工精度を考慮して
通常約0.2mmから0.3mm程度の隙間50が必要
である。
FIG. 2 shows an outer peripheral portion of the first-stage moving blade 1 and the first-stage wheel 5, FIG. 3 shows a fitting portion of the first-stage moving blade 1 and the first-stage wheel 5 shown in FIG. An AA cross section of the fitting portion between the two-stage bucket 2 and the two-stage wheel 6 is shown. FIG.
A gap 50 of about 0.2 mm to 0.3 mm is usually required at the fitting part between the moving blade and the wheel shown in above, in consideration of the assemblability and processing accuracy when inserting the moving blade into the wheel in the axial direction. is there.

【0025】1段動翼1の各々に冷却空気を導く孔20
と動翼根元孔63の接続部56にも隙間50があり、接
続部56にシール部材53、55および圧力の高い動翼
供給冷却空気の一部が圧力の低い動翼回収冷却空気に合
流するのを防止するシール部材54が設置されている。
図5にこのシール部材53、54、55の外観図が示さ
れている。シール部材の外周面91がホイールダブテー
ルの溝に密着し、側面92が動翼溝に密着している。
A hole 20 for guiding cooling air to each of the first-stage moving blades 1
There is also a gap 50 at the connecting portion 56 of the blade root hole 63 and the sealing member 53, 55 and a part of the high-pressure moving blade supply cooling air merge with the low-pressure moving blade recovery cooling air at the connecting portion 56. Is provided.
FIG. 5 is an external view of the seal members 53, 54, 55. The outer peripheral surface 91 of the seal member is in close contact with the groove of the wheel dovetail, and the side surface 92 is in close contact with the blade groove.

【0026】ロータの回転により嵌合部に動翼の遠心荷
重が作用して嵌合部隙間50が約0.02mmから0.
03mm拡大するためシール部材53、54、55の外
周面91にも少なくとも約0.02mmから0.03m
mの隙間が生じる。よって、動翼供給冷却空気がホイー
ル上流側側面に向かう流れ60、動翼供給冷却空気が動
翼回収冷却空気に向かう流れ61、動翼回収冷却空気が
ホイール下流側側面に向かう流れ62が生じることにな
る。
Due to the rotation of the rotor, the centrifugal load of the rotor blade acts on the fitting portion, and the fitting portion gap 50 is reduced from about 0.02 mm to 0.1 mm.
In order to enlarge by 03 mm, the outer peripheral surface 91 of the sealing members 53, 54, 55 is also at least about 0.02 mm to 0.03 m.
m gaps occur. Therefore, a flow 60 of the moving blade supply cooling air toward the wheel upstream side surface, a flow 61 of the moving blade supply cooling air toward the moving blade recovery cooling air, and a flow 62 of the moving blade recovery cooling air toward the wheel downstream side surface occur. become.

【0027】ホイールに設けられた冷却空気供給孔20
のホイール外周部溝連通位置56に近いホイール側面
に、嵌合部を覆う側板(塞ぎ板)57を外周フック58
と内周フック59の間に設置することにより、高温ガス
が嵌合部隙間50を作動ガス上流から下流へ軸方向に通
過してホイール外周部のメタル温度が許容温度を超える
ことを防止している。
A cooling air supply hole 20 provided in the wheel
A side plate (blocking plate) 57 that covers the fitting portion is attached to an outer peripheral hook 58 on the side surface of the wheel near the wheel outer peripheral groove communication position 56.
To prevent the hot metal from passing through the gap 50 in the axial direction from the upstream to the downstream of the working gas in the axial direction, thereby preventing the metal temperature of the wheel outer peripheral portion from exceeding the allowable temperature. I have.

【0028】動翼供給冷却空気がホイール上流側側面に
向かう流れ60は側板57と動翼とホイールで形成され
るキャビティ66に流入し、嵌合部隙間50を主流ガス
流れの上流側から下流側に向って流れ、ロータ外に放出
される。側板57を用いることにより動翼冷却空気の漏
洩空気を用いて嵌合部を冷却することができる。
The flow 60 of the moving blade supply cooling air toward the upstream side of the wheel flows into the cavity 66 formed by the side plate 57, the moving blade and the wheel, and the fitting portion gap 50 is moved from the upstream to the downstream of the mainstream gas flow. And is discharged outside the rotor. By using the side plate 57, the fitting portion can be cooled using the leakage air of the moving blade cooling air.

【0029】シール部材53を設置しない場合は嵌合部
隙間50は0.2〜0.3mm程度と大きいため、キャ
ビティ66の圧力がほぼ動翼冷却空気の圧力になる。よ
って、大量の冷却空気が嵌合部隙間50を通過すること
により動翼側の嵌合部が過冷却になる可能性がある。動
翼冷却空気温度を300℃とし、動翼側の嵌合部の過冷
却によりメタル温度が300℃程度に低下したとする
と、作動ガスと接触する部分の温度は最大900℃程度
であることから、動翼の半径方向に最大600℃の温度
差が生じこの温度差により動翼に作用する熱応力が問題
となる。
When the sealing member 53 is not provided, the pressure in the cavity 66 is substantially equal to the pressure of the moving blade cooling air because the gap 50 of the fitting portion is as large as about 0.2 to 0.3 mm. Therefore, there is a possibility that a large amount of cooling air passes through the fitting portion gap 50 so that the fitting portion on the moving blade side becomes overcooled. If the blade cooling air temperature is set to 300 ° C. and the metal temperature is reduced to about 300 ° C. due to supercooling of the fitting part on the blade side, since the temperature of the portion in contact with the working gas is about 900 ° C. at the maximum, A maximum temperature difference of 600 ° C. occurs in the radial direction of the moving blade, and this temperature difference causes a problem of thermal stress acting on the moving blade.

【0030】さらに、1段動翼1の場合大量の冷却空気
が主流ガス37に合流することから、主流ガスへの混合
損失およびポンピング損失が増加しかつ主流ガス温度を
降下させるためガスタービン熱効率の低下につながる。
よって、シール部材53を設置し外周面91の隙間を小
さくすることにより流路抵抗を増加してキャビティ66
の圧力を動翼冷却空気の圧力よりも低下させ、嵌合部隙
間50を通過する流量を抑制している。
Further, in the case of the single-stage rotor blade 1, a large amount of cooling air merges with the mainstream gas 37, so that the mixing loss and the pumping loss to the mainstream gas increase and the temperature of the gas turbine decreases because the mainstream gas temperature decreases. Leads to a decline.
Therefore, the flow path resistance is increased by installing the seal member 53 and making the gap between the outer peripheral surfaces 91 smaller, so that the cavity 66
Is lower than the pressure of the moving blade cooling air, and the flow rate passing through the fitting portion gap 50 is suppressed.

【0031】図4に示した2段動翼2と2段ホイール6
の外周部についても同様にシール部材70、72および
圧力の高い動翼供給冷却空気が圧力の低い動翼回収冷却
空気に合流するのを防止するシール部材71を設置して
いる。さらに、ホイールに設けた冷却空気供給孔22の
ホイール外周部溝連通位置73に近い下流側のホイール
側面に、嵌合部を覆う側板74を外周フック75と内周
フック76の間に設置することにより、高温ガスが嵌合
部隙間50を作動ガス上流から下流へ軸方向に通過して
ホイール外周部のメタル温度が許容温度を超えることを
防止している。
The two-stage bucket 2 and the two-stage wheel 6 shown in FIG.
Are also provided with seal members 70 and 72 and a seal member 71 for preventing the high-pressure moving blade supply cooling air from joining the low-pressure moving blade recovered cooling air. Further, a side plate 74 covering the fitting portion is provided between the outer hook 75 and the inner hook 76 on the downstream side surface of the cooling air supply hole 22 provided in the wheel near the wheel outer circumferential groove communication position 73. This prevents the high temperature gas from passing through the fitting portion gap 50 in the axial direction from the upstream to the downstream of the working gas and preventing the metal temperature of the wheel outer peripheral portion from exceeding the allowable temperature.

【0032】さらに側板74と2段動翼2、2段ホイー
ルで形成されるキャビティ77にシール部材72を通過
した動翼供給冷却空気78を導くことにより、嵌合部隙
間50を300℃程度の低温空気が作動ガス下流から上
流へ軸方向に通過することになる。シール部材72を設
置し外周面91の隙間を小さくすることにより流路抵抗
を増加してキャビティ77の圧力を動翼冷却空気の圧力
よりも低下させ、嵌合部隙間50を通過する流量を抑制
し2段ホイール2翼側嵌合部の過冷却を防止している。
Further, by introducing the blade supply cooling air 78 that has passed through the seal member 72 to the cavity 77 formed by the side plate 74 and the two-stage bucket 2 and the two-stage wheel, the fitting section gap 50 is reduced to about 300 ° C. Low temperature air will pass axially from downstream to upstream of the working gas. By installing the seal member 72 and reducing the gap between the outer peripheral surfaces 91, the flow path resistance is increased, the pressure in the cavity 77 is made lower than the pressure of the moving blade cooling air, and the flow rate passing through the fitting portion gap 50 is suppressed. This prevents overcooling of the two-stage wheel two-blade side fitting portion.

【0033】さらに1段動翼供給冷却空気のシール部材
53や2段動翼供給冷却空気のシール部材72とホイー
ル溝との間に通過空気量を設定する隙間を予め設けるこ
とにより、翼側嵌合部およびホイール側嵌合部のメタル
温度を調節することも可能である。
Further, a gap for setting the amount of passing air is previously provided between the seal member 53 for cooling cooling air supplied to the first stage and the sealing member 72 for cooling air supplied to the second stage and the wheel groove, so that the blade-side fitting is achieved. It is also possible to adjust the metal temperature of the part and the wheel side fitting part.

【0034】図6は1段動翼1と1段ホイール5の嵌合
部を上流側側面から見た図である。2段動翼2と2段ホ
イール6の嵌合部を下流側側面から見た図も図6と同様
である。側板57は、外周側フック(突出部)58と内
周側フック59で形成される溝に複数枚(本実施例では
動翼枚数分)設けられている。
FIG. 6 is a view of the fitting portion between the first-stage moving blade 1 and the first-stage wheel 5 as viewed from the upstream side surface. A view of the fitting portion between the two-stage bucket 2 and the two-stage wheel 6 as viewed from the downstream side is also the same as FIG. A plurality of side plates 57 (in the present embodiment, the number of blades) are provided in a groove formed by an outer peripheral hook (projecting portion) 58 and an inner peripheral hook 59.

【0035】この場合、全周のうち少なくとも一個所だ
け内周側フック59がなくさらに内周側に削り込んだ側
板挿入箇所100を設けておき(図6のB−B断面を示
した図7参照)、側板57を側板挿入箇所100に軸方
向に挿入し、外周フック58の内側に達したら外周方向
に移動して外周フック溝に合わせる。そして図6に示さ
れているように、外周フック58と内周フック59で形
成される溝に周方向にスライドして装着する。
In this case, at least one portion of the entire circumference does not have the inner peripheral side hook 59, and a side plate insertion portion 100 which is further cut into the inner peripheral side is provided (FIG. 7 showing a cross section taken along line BB of FIG. 6). ), The side plate 57 is axially inserted into the side plate insertion point 100, and when it reaches the inside of the outer peripheral hook 58, it is moved in the outer peripheral direction to match the outer peripheral hook groove. Then, as shown in FIG. 6, the outer peripheral hook 58 and the inner peripheral hook 59 are attached by sliding in a circumferential direction in a groove formed by the hook.

【0036】側板57は回転時に遠心力により外周フッ
ク58で固定される。外周フック58は動翼外周フック
58aとホイール外周フック58bで構成され、側板5
7により動翼が軸方向に動くことを拘束し、ホイールか
ら脱落することを防止している。側板57は回転時にホ
イール外周フック58bに接触し、動翼外周フック58
aには接触しないようにすることにより、側板57が動
翼の固有振動数に影響しないようにすることができる。
すなわち、動翼固有振動数解析誤差の増加を防止するこ
とができる。
The side plate 57 is fixed by the outer peripheral hook 58 by centrifugal force during rotation. The outer peripheral hook 58 includes a rotor blade outer peripheral hook 58a and a wheel outer peripheral hook 58b.
7 prevents the blade from moving in the axial direction and prevents the blade from falling off the wheel. The side plate 57 contacts the wheel outer peripheral hook 58b when rotating, and the rotor blade outer peripheral hook 58b.
By not making contact with a, it is possible to prevent the side plate 57 from affecting the natural frequency of the moving blade.
In other words, it is possible to prevent an increase in the blade natural frequency analysis error.

【0037】図8では、側板57の内周および内周フッ
ク59にテーパ部を設け、遠心力により側板57をホイ
ールに拘束し、動翼外周フック58aやホイール外周フ
ック58bに接触しない構造にしている。図8の方法で
も側板57が動翼の固有振動数に影響を与えないように
することができる。また、図9では内周フック59と側
板57の内周側に連通する孔を設け、そこに固定ピン9
5を挿入することにより側板57を固定ピン95を介し
てホイールの内周フック59に固定するようにしてい
る。この図9の方法でも側板57を外周フック58に接
触しない構造になっており、動翼の固有振動数に影響を
与えないようにすることができる。
In FIG. 8, the inner periphery of the side plate 57 and the inner periphery hook 59 are provided with a tapered portion so that the side plate 57 is restrained by the centrifugal force on the wheel so that the outer periphery hook 58a and the wheel outer periphery hook 58b are not contacted. I have. The method shown in FIG. 8 can also prevent the side plate 57 from affecting the natural frequency of the moving blade. In FIG. 9, a hole communicating with the inner peripheral hook 59 and the inner peripheral side of the side plate 57 is provided.
5, the side plate 57 is fixed to the inner peripheral hook 59 of the wheel via the fixing pin 95. Even in the method shown in FIG. 9, the side plate 57 does not come into contact with the outer peripheral hook 58, so that the natural frequency of the moving blade is not affected.

【0038】図10に側板57を装着完了した状態が示
されている。最後の1枚の側板を装着する時には側板挿
入箇所100以外は全て側板が挿入されている状態であ
る。側板挿入箇所100には内周フック59が無いた
め、最後の側板を側板挿入箇所100に装着しても側板
は容易に脱落する。運転中に脱落した場合は大事故につ
ながる。よって図10に示されているように、最後の1
枚の側板を側板挿入箇所100に挿入して全ての側板を
周方向に側板半ピッチ分だけ移動することにより全ての
側板を軸方向に固定するようにする。装着完了した状態
から運転中に周方向に側板が移動して側板挿入箇所10
0から側板が脱落しないように周方向移動止めピン10
1、102を設けている。
FIG. 10 shows a state where the mounting of the side plate 57 is completed. When the last one side plate is mounted, the side plates are all inserted except for the side plate insertion portion 100. Since the inner hook 59 is not provided at the side plate insertion portion 100, the side plate easily falls off even if the last side plate is attached to the side plate insertion portion 100. If you fall off while driving, it will lead to a major accident. Therefore, as shown in FIG.
By inserting one side plate into the side plate insertion portion 100 and moving all the side plates in the circumferential direction by a half pitch of the side plates, all the side plates are fixed in the axial direction. The side plate moves in the circumferential direction during operation from the state where the mounting is completed, and the side plate insertion portion 10
0 to prevent the side plate from falling off
1, 102 are provided.

【0039】側板と側板の接続部103を径方向がら見
た図を図11と図12に示す。図11では側板104と
側板105からの張り出し部106、107を重ね合わ
せることにより、図2においてキャビティ66の圧力が
1段動翼上流側側面の圧力より高い場合、キャビティ6
6から1段動翼上流側側面への冷却空気の漏洩量を抑制
することができる。
FIGS. 11 and 12 show the connecting portion 103 between the side plates viewed from the radial direction. In FIG. 11, when the pressure in the cavity 66 is higher than the pressure on the upstream side surface of the one-stage moving blade in FIG.
It is possible to suppress the amount of cooling air leaking from 6 to the first rotor blade upstream side surface.

【0040】また、キャビティ66の圧力が1段動翼上
流側側面の圧力より低い場合、キャビティ66へ1段動
翼上流側側面の高温空気が洩れ込んでくる量を抑制する
ことができる。図12では側板108と側板109から
の張り出し部110、111がフック形状になってお
り、図11と同様に漏洩空気量を抑制する他に周方向の
移動を拘束できるため、側板108と側板109の接続
部103隙間が大きくなることによる周方向の質量アン
バランスを防止することができる。質量アンバランスを
防止することによりロータの軸振動を抑制することがで
きる。
When the pressure in the cavity 66 is lower than the pressure on the upstream side surface of the first stage blade, the amount of high-temperature air leaking from the upstream side surface of the first stage blade into the cavity 66 can be suppressed. In FIG. 12, the protruding portions 110 and 111 from the side plates 108 and 109 have a hook shape, and can suppress the amount of leaked air and restrict the movement in the circumferential direction similarly to FIG. It is possible to prevent the mass imbalance in the circumferential direction due to the increase in the gap of the connection portion 103 of the first embodiment. By preventing mass imbalance, axial vibration of the rotor can be suppressed.

【0041】図13に3段動翼3への冷却空気および3
段ホイール7と3段動翼3の嵌合部への冷却空気の流れ
が示されている。3段動翼3の冷却方法が1段、2段動
翼と異なる点は冷却後の空気を主流ガス中に放出してお
り、動翼冷却後の空気が動翼とホイールの嵌合部に戻っ
て来ない点である。よって、ホイール側面への空気の流
れを調整するシール部材124、125は必要である
が、動翼冷却供給空気とその回収空気の間のシール部材
は不要である。
FIG. 13 shows the cooling air and 3
The flow of cooling air to the fitting portion between the step wheel 7 and the three-stage bucket 3 is shown. The point that the cooling method of the three-stage moving blade 3 is different from the one-stage and the two-stage moving blade is that the air after cooling is discharged into the mainstream gas, and the air after the cooling of the moving blade is applied to the fitting portion between the moving blade and the wheel. The point that does not come back. Therefore, although the seal members 124 and 125 for adjusting the flow of air to the side surface of the wheel are necessary, a seal member between the blade cooling supply air and the recovered air is not necessary.

【0042】さらに、ホイールに設けた冷媒供給流路3
2のホイール外周部溝連通位置120に近いホイール側
面に、ホイール外周部溝および溝に嵌合する動翼の根元
を覆うための側板として2−3スペーサ10の外周側側
面126を用いている。シール部材124を通過した空
気127は外周側側面126と嵌合部側面で形成される
キャビティ131に流入しロータ外周から放出される流
れ128と嵌合部隙間を通りロータ外周側面から放出さ
れる流れ130に分岐する。
Further, the coolant supply passage 3 provided in the wheel
The outer peripheral side surface 126 of the 2-3 spacer 10 is used as a side plate for covering the wheel outer peripheral groove and the root of the moving blade fitted into the groove on the wheel side surface near the wheel outer peripheral groove communication position 120 of No. 2. The air 127 that has passed through the seal member 124 flows into a cavity 131 formed by the outer peripheral side surface 126 and the fitting portion side surface, and is discharged from the outer periphery of the rotor 128 and the flow 128 that is discharged from the rotor outer peripheral surface through the fitting portion clearance. Branch to 130.

【0043】この方法においても1段、2段嵌合部の冷
却方法と同様に、主流ガスが嵌合部に侵入することを防
止しかつ嵌合部にシール部材124で減圧された空気を
導入することができる。
In this method, as in the cooling method for the one-stage and two-stage fitting portions, the mainstream gas is prevented from entering the fitting portion, and air depressurized by the seal member 124 is introduced into the fitting portion. can do.

【0044】図2で示したシール方法とは異なるシール
構造の実施例を図14に示す。ホイールに設けた孔2
0、23と動翼に設けた孔63、64を接続する部分に
シール部材150、151を挿入している。シール部材
150、151はリング形状でありリング内に接続部を
封じ込めることによりシールしている。
FIG. 14 shows an embodiment of a sealing structure different from the sealing method shown in FIG. Hole 2 in the wheel
Sealing members 150 and 151 are inserted into portions connecting the holes 0 and 23 with the holes 63 and 64 provided in the rotor blade. The seal members 150 and 151 have a ring shape and seal by sealing the connection portion in the ring.

【0045】図15に嵌合部冷却後の空気をホイールに
回収する実施例を示す。シール部材53を通過した空気
60は側板57と動翼1で形成されるキャビティ59に
流入し、動翼とホイールの嵌合部隙間を流れ、冷却する
(矢印160、161)。冷却後の空気は側板57の反
対側に設けた側板163と動翼1で形成されるキャビテ
ィ162に流入し、動翼1を冷却した空気を回収する孔
23に流入する(矢印164)。
FIG. 15 shows an embodiment in which the air after the cooling of the fitting portion is collected by the wheel. The air 60 that has passed through the seal member 53 flows into the cavity 59 formed by the side plate 57 and the moving blade 1, flows through the clearance between the moving blade and the fitting portion of the wheel, and cools (arrows 160 and 161). The cooled air flows into the cavity 162 formed by the side plate 163 and the moving blade 1 provided on the opposite side of the side plate 57, and flows into the hole 23 for collecting the air that has cooled the moving blade 1 (arrow 164).

【0046】本実施例では嵌合部を冷却後の空気をホイ
ール外に放出せず、動翼冷却後の空気とともにホイール
に回収しているので主流ガスへの放出空気が削減されガ
スタービンの熱効率が向上する。
In this embodiment, since the air after cooling the fitting portion is not discharged to the outside of the wheel, but is recovered to the wheel together with the air after cooling the moving blades, the air discharged to the mainstream gas is reduced, and the thermal efficiency of the gas turbine is reduced. Is improved.

【0047】以上説明してきたようにこのように形成さ
れたガスタービンであると、ホイールに設けられた流路
と動翼根元部流路の接続部にシール構造を有し、シール
構造を通過して減圧された動翼冷媒を用いて動翼とホイ
ールの嵌合部隙間を冷却していることから、ホイール側
嵌合部のメタル温度を低温となすことができ、ホイール
メタルの許容応力の低下を抑制できる。さらに、動翼冷
却冷媒以外に嵌合部冷却専用の冷媒を導入する必要が無
いので、構造は簡素である。
As described above, the gas turbine formed as described above has a seal structure at the connection between the flow path provided in the wheel and the flow path at the root of the blade, and passes through the seal structure. Cooling the gap between the moving blade and the wheel by using the decompressed moving blade refrigerant allows the metal temperature at the wheel-side fitting part to be low, lowering the allowable stress of the wheel metal. Can be suppressed. Furthermore, since there is no need to introduce a coolant dedicated to cooling the fitting portion other than the moving blade cooling coolant, the structure is simple.

【0048】また、シール構造を通過して減圧された動
翼冷媒を用いるので嵌合部を通過する冷媒量を抑制で
き、動翼側嵌合部が過冷却になることを防止している。
すなわち動翼の半径方向に生じる温度勾配を小さくでき
るので、動翼に発生する熱応力を緩和することができ
る。また、主流ガスへの混合損失およびポンピング損失
を低減し、主流ガス温度低下量も減少するのでガスター
ビンの熱効率が上昇する。
Further, since the moving blade refrigerant which has been depressurized by passing through the seal structure is used, the amount of the refrigerant passing through the fitting portion can be suppressed, and the rotor blade side fitting portion is prevented from being overcooled.
That is, since the temperature gradient generated in the radial direction of the moving blade can be reduced, the thermal stress generated in the moving blade can be reduced. Further, the mixing loss and pumping loss to the mainstream gas are reduced, and the amount of decrease in the temperature of the mainstream gas is also reduced, so that the thermal efficiency of the gas turbine is increased.

【0049】さらに、ホイールに設けた冷媒供給流路の
ホイール外周部溝連通位置に近いホイール側面に、ホイ
ール外周部溝および溝に嵌合する動翼の根元を覆う側板
を設置することにより、シール構造を通過した冷媒が動
翼とホイールの嵌合部隙間を側板のあるホイール側面か
ら反対側の側板のないホイール側面へ軸方向に流れる流
路を構成することができ、よって、必要量の冷媒を必要
とされる嵌合部隙間に的確に供給することができ信頼性
を向上させることができるのである。
Further, a side plate for covering the wheel outer peripheral groove and the root of the moving blade fitted into the groove is provided on the side surface of the wheel near the wheel outer peripheral groove communicating position of the refrigerant supply flow path provided in the wheel, thereby providing a seal. It is possible to form a flow path in which the refrigerant that has passed through the structure flows in the gap between the moving blade and the wheel in the axial direction from the wheel side surface with the side plate to the wheel side surface without the side plate on the opposite side. Can be accurately supplied to the required gap of the fitting portion, and the reliability can be improved.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、特に、特殊な装置を用いることなく、ホイールと動
翼との嵌合部分のホイールメタル温度を許容値内に抑え
ることができ、動翼の径方向温度差により発生する熱応
力を充分抑制することが可能なこの種のガスタービンを
得ることができる。
As described above, according to the present invention, the temperature of the wheel metal at the fitting portion between the wheel and the moving blade can be suppressed to an allowable value without using a special device. This type of gas turbine that can sufficiently suppress the thermal stress generated by the radial temperature difference between the moving blades can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガスタービンのタービン部および動翼
支持部の一実施例を示す縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view showing one embodiment of a turbine section and a rotor blade support section of a gas turbine of the present invention.

【図2】本発明のガスタービンのタービン部の一実施例
を示す縦断側面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional side view showing one embodiment of a turbine section of the gas turbine of the present invention.

【図3】図2のA−A線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼と
ホイールの嵌合部の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a fitting portion between a gas turbine blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼冷
却空気シール部材の外観を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of a gas turbine blade cooling air sealing member according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼と
ホイールの嵌合部の側面図である。
FIG. 6 is a side view of a fitting portion between a gas turbine blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態による側板(塞ぎ板)の挿
入図である。
FIG. 7 is an insertion view of a side plate (blocking plate) according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼と
ホイールの嵌合部の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a fitting portion between a gas turbine blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼と
ホイールの嵌合部の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a fitting portion between a gas turbine blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼
とホイールの嵌合部の側面図である。
FIG. 10 is a side view of a fitting portion between a gas turbine rotor blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態による側板同士の接続部
を示す側面図である。
FIG. 11 is a side view showing a connecting portion between side plates according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施形態による側板同士の接続部
を示す側面図である。
FIG. 12 is a side view showing a connection portion between side plates according to an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼
とホイールの嵌合部の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a fitting portion between a gas turbine blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼
とホイールの嵌合部の断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a fitting portion between a gas turbine blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施形態によるガスタービン動翼
とホイールの嵌合部の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a fitting portion between a gas turbine blade and a wheel according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜4…動翼、5〜8…ホイール、9〜11…スペー
サ、12…ディスタントピース、13…スタブシャフ
ト、50…嵌合部隙間、53…シール部材、56…ホイ
ール外周部溝における孔連通位置、57…側板、58…
外周フック、58a…動翼側外周フック、58b…ホイ
ール側外周フック、59…内周フック、66…キャビテ
ィ、72…シール部材、74…側板、75…外周フッ
ク、76…内周フック、77…キャビティ、91…シー
ル部材の外周面、95…固定ピン、100…側板挿入箇
所、101…周方向移動止めピン、102…周方向移動
止めピン、103…側板接続部、124…シール部材、
126…側板、150、151…シール部材。
1-4: rotor blade, 5-8: wheel, 9-11: spacer, 12: distant piece, 13: stub shaft, 50: fitting part gap, 53: seal member, 56: hole in wheel outer peripheral groove Communication position, 57 ... side plate, 58 ...
Outer peripheral hook, 58a ... bucket outer peripheral hook, 58b ... wheel side outer hook, 59 ... inner peripheral hook, 66 ... cavity, 72 ... seal member, 74 ... side plate, 75 ... outer peripheral hook, 76 ... inner peripheral hook, 77 ... cavity , 91: outer peripheral surface of the seal member, 95: fixing pin, 100: insertion portion of the side plate, 101: circumferential stop pin, 102: circumferential stop pin, 103: connecting portion of the side plate, 124: seal member,
126 ... side plates, 150, 151 ... seal members.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池口 隆 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 川池 和彦 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 Fターム(参考) 3G002 AA06 AB01 CA06 CA08 CA10 CB01 FA04 FA09 FB04 HA07 HA08 HA18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Ikeguchi 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Power and Electricity Development Division (72) Inventor Kazuhiko Kawaike Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 7-2-1, F-term (Reference), Power & Electricity Development Division, Hitachi, Ltd. 3G002 AA06 AB01 CA06 CA08 CA10 CB01 FA04 FA09 FB04 HA07 HA08 HA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に冷媒流通路を有する動翼と、該動
翼を凹凸係合により保持するとともに、前記凹凸係合部
を介して前記動翼に冷媒を供給する冷媒供給路を有する
回転ホイールと、前記凹凸係合部の間隙部に設けられ、
前記供給冷媒の漏れを防止するシール部材とを備え、前
記動翼が、前記回転ホイールから供給される冷媒により
冷却されるように形成されているガスタービンにおい
て、 前記ホイールと前記動翼との凹凸係合部の軸方向一方端
部側に塞ぎ板を設けるとともに、前記動翼とホイールと
の結合凸部に、軸方向に貫通する漏洩冷媒流通路を設け
るようにしたことを特徴とするガスタービン。
1. A rotating blade having a refrigerant flow passage therein, and having a refrigerant supply passage for holding the moving blade by concave and convex engagement and supplying a refrigerant to the moving blade via the concave and convex engaging portion. A wheel, provided in a gap between the concave and convex engaging portions,
A gas turbine comprising: a sealing member for preventing leakage of the supply refrigerant; and wherein the moving blade is formed so as to be cooled by a refrigerant supplied from the rotating wheel. A gas turbine characterized in that a closing plate is provided on one end side in the axial direction of the engaging portion, and a leaking refrigerant flow passage penetrating in the axial direction is provided in a coupling convex portion between the rotor blade and the wheel. .
【請求項2】 内部に冷媒流通路を有する動翼と、該動
翼を凹凸係合により保持するとともに、前記凹凸係合部
を介して前記動翼に冷媒を供給また回収する冷媒供給路
および冷媒回収路を有する回転ホイールと、前記凹凸係
合部の間隙部に設けられ、前記供給冷媒の漏れを防止す
るシール部材とを備え、前記動翼が、前記回転ホイール
から供給される冷媒により冷却され、かつ冷却後の冷媒
がホイール側に回収されるように形成されているガスタ
ービンにおいて、 前記ホイールと前記動翼との凹凸係合部の軸方向一方端
部側に塞ぎ板を設けるとともに、前記動翼とホイールと
の結合凸部に軸方向に貫通する漏洩冷媒流通路を設け、
かつ該漏洩冷媒流通路の前記反塞ぎ板側の端部を前記ホ
イールの冷媒回収路に連結するように形成したことを特
徴とするガスタービン。
2. A moving blade having a refrigerant flow passage therein, and a refrigerant supply path for holding and moving the moving blade by concave and convex engagement, and supplying and recovering refrigerant to and from the moving blade via the concave and convex engaging portion. A rotating wheel having a refrigerant recovery path, and a seal member provided in a gap between the concave and convex engaging portions to prevent leakage of the supplied refrigerant, wherein the rotor blade is cooled by the refrigerant supplied from the rotating wheel. And, in the gas turbine is formed so that the refrigerant after cooling is collected on the wheel side, while providing a blocking plate on one axial end side of the uneven engagement portion between the wheel and the rotor blade, Providing a leakage refrigerant flow passage penetrating in the axial direction in the coupling convex portion of the rotor blade and the wheel,
A gas turbine, wherein an end of the leaked refrigerant flow passage on the side opposite to the blocking plate is connected to a refrigerant recovery passage of the wheel.
【請求項3】 内部に冷媒流通路を有する動翼と、該動
翼を凹凸係合により保持するとともに、前記凹凸係合部
を介して前記動翼に冷媒を供給また回収する冷媒供給路
および冷媒回収路を有する回転ホイールと、前記凹凸係
合部の間隙部に設けられ、前記冷媒の漏れを防止するシ
ール部材とを備え、前記動翼が、前記回転ホイールから
供給される冷媒により冷却され、かつ冷却後の冷媒がホ
イール側に回収されるように形成されているガスタービ
ンにおいて、 前記ホイールと前記動翼との凹凸係合部の軸方向両端部
に塞ぎ板を設けるとともに、前記動翼とホイールとの結
合凸部に軸方向に貫通する漏洩冷媒流通路を設け、かつ
いずれか一方の前記塞ぎ板のホイール側空隙を前記ホイ
ールの冷媒回収路に連結するように形成したことを特徴
とするガスタービン。
3. A rotor blade having a refrigerant flow passage therein, a refrigerant supply path for holding the rotor blade by concave and convex engagement, and supplying and recovering refrigerant to and from the rotor blade via the concave and convex engagement portion. A rotating wheel having a refrigerant recovery path, and a seal member provided in a gap between the concave and convex engaging portions to prevent leakage of the refrigerant, wherein the rotor blades are cooled by a refrigerant supplied from the rotating wheel. And a gas turbine formed so that the cooled refrigerant is collected on the wheel side. In the gas turbine, closing plates are provided at both axial ends of a concave-convex engagement portion between the wheel and the moving blade, and the moving blade A leakage refrigerant flow passage penetrating in the axial direction at the coupling convex portion of the wheel and the wheel, and formed so as to connect the wheel-side gap of one of the closing plates to the refrigerant recovery passage of the wheel. You Gas turbine.
【請求項4】 前記漏洩冷媒流通路に流通する冷媒量
を、前記シール部材のシール能力を調節することにより
調整するようにした請求項1,2または3記載のガスタ
ービン。
4. The gas turbine according to claim 1, wherein an amount of the refrigerant flowing through the leakage refrigerant flow passage is adjusted by adjusting a sealing ability of the seal member.
【請求項5】 前記ホイールの外周近傍の側壁に突出部
を設けるとともに、この突出部に前記塞ぎ板を掛止させ
るように形成した請求項1〜4いずれかの項に記載のガ
スタービン。
5. The gas turbine according to claim 1, wherein a projection is provided on a side wall near an outer periphery of the wheel, and the closing plate is hooked on the projection.
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