JP2005009441A

JP2005009441A - ガスタービン

Info

Publication number: JP2005009441A
Application number: JP2003176343A
Authority: JP
Inventors: Toru Ito; 亨伊藤; Eitaro Murata; 英太郎村田; Hidetoshi Kuroki; 英俊黒木; Isao Takehara; 竹原　　勲
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP3977780B2

Abstract

【課題】タービンディスクに中心孔を設けることなく、タービンロータの適所に適正な圧力及び流量の冷却空気及びシール空気を配分することができるガスタービンを提供する。
【解決手段】スペーサ３４とその前後に配置されたタービンディスク３２との間にそれぞれ形成された第１及び第２のキャビティ３９，４０と、第１のキャビティ３９に、静翼２０内に導かれたケーシング１０外からの圧縮空気を、シール３６，３７を介して導入する圧縮空気導入孔４１と、スペーサ３４の中心孔３３を介して第２のキャビティ４０に導かれた圧縮空気導入孔４１からの圧縮空気を、スペーサ３４及びタービンディスク３２間のホイールスペースのシール空気として噴出する噴出スリット４４とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動流体からタービンロータの回転動力を得るガスタービンに係り、特にタービンロータを冷却する冷却空気、及びタービンロータと静翼との間をシールするシール空気の流路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガスタービン等のタービンロータは、一般に外周部に複数の動翼を有するタービンディスクとスペーサとを重ね合わて構成されるが、その熱伸縮や熱応力は中心部の温度環境に大きく影響を受ける。タービンロータ中心部の雰囲気温度が不確定であると、タービンの定常運転時や起動時、或いは停止時のタービンロータ中心部のメタル温度を見積もることが困難となる。そして、場合によっては、タービンロータと静止部（静翼やケーシング等）とが接触したり、タービンディスクとスペーサとの嵌合が緩んだり、反対に嵌め合いがきつくなり許容応力以上の熱応力が発生してしまう等の恐れがある。
【０００３】
そこで、従来より、タービンロータ内に、圧縮機ロータとの連結軸を介して中心部に導いた圧縮機からの圧縮空気を、冷却空気やホイールスペースのシール空気として各段に分流させる冷却流路を設けたものがある（例えば、特許文献１等参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１４０６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、同軸に連結された圧縮機ロータから連結軸を介して圧縮空気を導入する場合、タービンロータに中心孔を設け回転中心を流通する圧縮空気を各段に分流させるのが通常であるが、中心孔を設けると、外周に設けた動翼が受ける遠心力の作用により、タービン運転時に中心孔への応力集中が発生する。そのため、中心孔周りに特殊な方法で熱処理を施し、その残留応力により運転時の遠心力が相殺されるように、タービンディスクの製作段階でオーバスピンと呼ばれる工程を行わなければならない。しかしながら、このオーバスピン工程には、多大なコストを要する。また、中心孔があると、熱応力や熱伸縮の評価が複雑化し、必要であれば、補強のためにタービンディスクを厚肉化しなければならない場合もある。
【０００６】
また、各段において、タービンディスクやスペーサを冷却した圧縮空気をガスパスに放出する場合、高温高圧の作動流体が逆流することを防止するために、放出する圧縮空気の流量や圧力を、各所のガスパス圧力に応じて調整する必要がある。そのため、タービンロータの回転中心から分流し各段に導かれる圧縮空気は、スリットの設定等でそれぞれ放出前に圧力や流量を調整されるようになっているが、各段で放出される圧縮空気を精度良く流量配分するのは難しい。ある箇所で想定値以上に圧縮空気が放出されてしまった場合、他の箇所で作動流体がタービンロータ内に侵入する可能性がある。したがって、タービンロータへの作動流体の逆流を防止するために、圧縮空気流量の変動を大きめに想定する必要性が生じ、ガスタービンの性能を低下させる要因にもなる。
【０００７】
そこで、本発明は、タービンディスクに中心孔を設けることなく、タービンロータの適所に適正な圧力及び流量の冷却空気及びシール空気を配分することができるガスタービンを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ケーシング内周側に取付けた静翼と、中心孔を有するスペーサを複数の動翼が取り付けられたタービンディスク間に介設して成るタービンロータと、前記静翼及び前記スペーサの間隙をシールするシールとを備えたガスタービンにおいて、前記スペーサとその前後に配置された前記タービンディスクとの間にそれぞれ形成された第１及び第２のキャビティと、これら第１及び第２のキャビティのうちの一方に、前記静翼内に導かれた前記ケーシング外からの圧縮空気を、前記シールを介して導入する圧縮空気導入孔と、前記スペーサの中心孔を介して第１及び第２のキャビティのうちの他方に導かれた前記圧縮空気導入孔からの圧縮空気を、前記スペーサ及び前記タービンディスク間のホイールスペースのシール空気として噴出する噴出スリットとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、まず、静翼より導入した圧縮空気、若しくは静翼の冷却に使用された圧縮空気を、シールを介することで前後のホイールスペースへのリークを防止しつつ、圧縮空気導入孔を介してスペーサと例えばその前側のタービンディスクとの間に形成された第１のキャビティに導入する。そして、第１のキャビティに導入された圧縮空気は、径方向内側に流れ第１のキャビティを区画形成するスペーサ及びタービンディスクの側面を冷却（起動時には暖機）しつつ、スペーサの中心孔を介して、例えば後側のタービンディスクとの間に形成された第２のキャビティに回り込み、径方向外側に流れる際に第２のキャビティを区画形成するスペーサ及びタービンディスクを冷却（起動時には暖機）する。この第２のキャビティを通過した圧縮空気は、静翼とのホイールスペースへの作動流体の侵入を防止すべく、最終的にシール空気として、噴出スリットを介しガスパスに放出される。
【００１０】
このように、静翼側からタービンロータ内に圧縮空気を導くことにより、スペース的余裕のあるケーシング外側の空間を通して圧縮機から適正圧力の圧縮空気を各段に独立した系統を介して直接導入することができる。また、タービンロータ中心孔を介さずに各段に適正圧力の圧縮空気を導入することができるので、タービンディスクの中心孔を省略することができる。そして、こうした構成の流路を各段に独立して形成することにより、最終的にシール空気としてガスパスに放出されるまでに流路を複雑に分岐させる必要がないので、シール空気の流量や圧力も容易かつ高精度に調整することができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記スペーサに、前記第１又は第２のキャビティを流れる圧縮空気を径方向にガイドするガイドを設ける。
【００１２】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記静翼は、前記スペーサに対向配置された静翼ダイヤフラムを備えており、この静翼ダイヤフラムは、前記圧縮空気導入孔に流入する圧縮空気を導出する圧縮空気導出孔と、前記スペーサ及びその前後の前記タービンディスクとのホイールスペースのうち、前記噴出スリットからの圧縮空気が放出されるホイールスペースと反対側のホイールスペースに連通するオリフィスとを備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガスタービンの実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
本発明のガスタービンは、圧縮機からの圧縮空気を燃焼器にて燃料とともに燃焼して得た高温高圧の燃焼ガスをタービンに供給し、燃焼ガスによってタービンロータの回転動力を得るようになっている。得られた回転動力は、例えばタービンロータと同軸に連結された発電機ロータに伝えられ、電気エネルギーに変換される。
【００１４】
図１は本発明のガスタービンの第１実施形態の要部であるタービンの詳細構造を表す軸方向断面図、図２は図１に示されたタービンロータの１つの段落を拡大して表す図、図３は図１中のＩＩＩ矢視によるスペーサ（後述）の径方向断面図である。なお、以下において、図１及び図２における「左」「右」に相当する位置関係を『前』『後』、「左右方向」を『軸方向』とする。
これら図１〜図３において、本実施形態のガスタービンに備えられたタービン１は、ケーシング１０と、このケーシング１０の内周側に設けた静翼２０と、ケーシング１０内に回転自在に設けたタービンロータ３０とを備えている。
【００１５】
ケーシング１０は、概略円筒形状の周壁１１と、この周壁１１の内周部に軸方向に所定の間隔で設けたシュラウド１２とを備えている。軸方向に隣り合うシュラウド１２，１２には、静翼２０の外輪２１が支持されており、静翼外輪２１、軸方向に隣接するシュラウド１２，１２及びケーシング周壁１１によって、キャビティ１３が区画形成されている。ケーシング周壁１１には、各キャビティ１３に接続する複数の空気導入孔１４が設けられている。各空気導入孔１４は、圧縮機（図示せず）の圧縮空気流路中の所要圧力の抽気段に設けた抽気スリット等に対し、それぞれ独立した配管（図示せず）を介して接続している。
【００１６】
静翼外輪２１には、キャビティ１３と静翼内通路２２とを連通する開口２３が設けられている。また、各段の静翼２０は、周方向に所定の間隔で複数設けられて１段の静翼翼列を構成しており、内周側を連結する静翼内輪２４を介して支持された静翼ダイヤフラム２５を備えている。静翼内輪２４には、静翼内通路２２と静翼ダイヤフラム２５内のキャビティ２６とを連通する開口２７が設けられている。また、静翼ダイヤフラム２５の前側側壁にはオリフィス２８が、内周側側壁には圧縮空気導出孔２９が設けられている。
【００１７】
タービンロータ３０は、複数の動翼３１を有するタービンディスク３２を、中心孔３３を有するスペーサ３４を介して軸方向に重ね合わせて構成されている。タービンディスク３２及びスペーサ３４は、スタッキングボルト３５（図３参照）によって一体に締結されている。各タービンディスク３２に取付けられた動翼３１は、タービンディスク３２の外周部に周方向に所定の間隔を持って放射状に複数固定され、１段の動翼翼列を構成している。
【００１８】
各段の動翼翼列の前側には、それぞれ同段落の静翼翼列が位置している。各段の静翼２０の静翼ダイヤフラム２５とそれに対向するスペーサ３４との間隙は、シール３６，３７によってシールされており、これらシール３６，３７によって静翼ダイヤフラム２５及びスペーサ３４間にキャビティ３８が区画形成されている。なお、シール３６，３７としては、静翼２０前後へのシール空気のリークが極力抑制されるよう、例えばハニカムパッキンやブラシパッキン等といったシール効果の高い接触型のパッキン等を用いることが好ましい。
【００１９】
スペーサ２２とその前後のタービンディスク３２との間には、それらスペーサ２２及び前後のタービンディスク３２とによって、キャビティ３９，４０が区画形成されている。本実施形態においては、前側のタービンディスク３２との間に形成されたキャビティ３９を第１のキャビティ３９、後側のタービンディスク３２との間に形成されたキャビティ４０を第２のキャビティ４０と記載する。静翼ダイヤフラム２５の圧縮空気導出孔２９に対向するスペーサ３４の外周面には、第１のキャビティ３９と前述したスペーサ外周側のキャビティ３８とを連通する圧縮空気導入孔４１が、図３に示すように周方向に複数設けられており、この圧縮空気導入孔４１を介し、静翼ダイヤフラム２５内周側からの圧縮空気が第１のキャビティ３９に導入されるようになっている。
【００２０】
また、スペーサ３４の前後のタービンディスク３２との対向側面には、第１及び第２のキャビティ３９，４０内に周方向に環状の突出部４２が設けられている。この突出部４２には、図３に示すように径方向を向いた複数のスリット４３が周方向に複数設けられている。各スリット４３は、スタッキングボルト３５と干渉しないように、スタッキングボルト３５の挿通孔と周方向に位置をずらして配置されている。また、スペーサ３４の外周部には、後側に隣接するタービンディスク３２との間のホイールスペースと第２のキャビティ４０とを連通する噴出スリット４４が、周方向に複数設けられている。このとき、噴出スリット４４の開口面積は、対応箇所のガスパスの圧力を考慮して、要求量のシール空気が噴出されるように設定する。
【００２１】
上記構成のガスタービンを運転すると、図２及び図３に点線矢印で示したように、例えば圧縮機（図示せず）から抽気された圧縮空気が、ケーシング１０の外周から、それぞれ独立した配管を介して空気導入孔１４に導かれ、静翼２０の外周側のキャビティ１３に導入される。キャビティ１３内の圧縮空気は、静翼外輪２１に設けた開口２３を介して静翼内通路２２内に導入され、静翼２０を冷却する。静翼２０を通過した圧縮空気は、静翼２０の内周側に設置される静翼ダイヤフラム２５内のキャビティ２６に導入される。静翼ダイヤフラム２５内に導入された圧縮空気の一部は、前側に設けたオリフィス２８から噴出し、前側のタービンディスク３２とのホイールスペースをシールする。
【００２２】
一方、キャビティ２６内に導入された圧縮空気の他の一部は、静翼ダイヤフラム２５内周側に設けた圧縮空気導出孔２９を介し、ダイヤフラム２５とスペーサ３４間のキャビティ３８に導出され、シール３６，３７によりシールされることによりリークを防止されつつ、圧縮空気導入孔４１介しスペーサ３４及び前側のタービンディスク３２により形成された第１のキャビティ３９に流入する。第１のキャビティ３９内の圧縮空気は、スペーサ３４前側のスリット４３を通って径方向内側に流れる際、第１のキャビティ３９を形成するタービンディスク３２及びスペーサ３４の側壁を冷却（起動時には暖機）し、その後、スペーサ３４の中心孔３３を介してスペーサ３４の後側の第２のキャビティ４０に回り込む。
【００２３】
第２のキャビティ４０内の圧縮空気は、スペーサ３４後側のスリット４３を通って径方向外側に流れる際、第２のキャビティ４０を形成するタービンディスク３２及びスペーサ３４の側壁を冷却（起動時には暖機）する。そして、最終的に、スペーサ３４及びその後側のタービンディスク３２の側壁を冷却した圧縮空気は、噴出スリット４４を介して、ダイヤフラム２５とその後側のタービンディスク３２との間のホイールスペースをシールするシール空気としてガスパスに放出される。
【００２４】
ここで、本実施形態との比較例として、タービンロータ３０の冷却空気を静止側、すなわち静翼２０からではなく、図示しない圧縮機との連結軸を介してタービンロータ３０内に導入する場合の構成例を図４及び図５に示した。これら図４及び図５は、それぞれ先の図１及び図２に対応する図であり、同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
【００２５】
圧縮機からの圧縮空気を、圧縮機ロータ（図示せず）との連結軸（図示せず）を介してタービンロータ３内に導く場合、図４及び図５に示したように、一般にタービンディスク３２に中心孔４５を設け、タービンロータ３０の回転中心に圧縮空気を流通させる。タービンロータ３０の回転中心を流れる圧縮空気は、図５に点線矢印で示したように、各段のスペーサ３４前後の第１及び第２のキャビティ３９，４０を径方向外側に流れ、それぞれスペーサ３４及びタービンディスク３２の側壁を冷却して、最終的にスペーサ３４の外周部の前後部分に設けた噴出スリット４６，４７を介して、対応箇所のガスパスにシール空気として放出される。
【００２６】
一方、ケーシング１０外から静翼２０内に導かれた圧縮空気は、静翼内通路２２を流れて静翼２０を冷却した後、静翼ダイヤフラム２５内のキャビティ２６に流入し、静翼ダイヤフラム２５の前後に設けたオリフィス４８，４９を介し、対応箇所のガスパスにシール空気として放出される。
【００２７】
このように、同軸に連結された圧縮機ロータから連結軸を介して圧縮空気を導入する場合、回転するタービンロータ３０内では遠心力により圧縮空気は径方向外側に流れ易いため、タービンロータ３０の回転中心に圧縮空気の主流を通し、各段に分流させるのが通常である。また、このような構成では、圧縮機からタービンロータ３０内に圧縮空気を導入するための流路を多数確保することも難しいため、回転中心に形成した主流からタービンロータ３０内で複雑に流をを分岐させ、各段に分配せざるを得なくなる。
【００２８】
しかしながら、タービンディスク３２に中心孔４５を設けると、遠心力の作用によりタービン運転時に中心孔４５の内壁付近にフープ応力が集中する。そのため、常温時に中心孔４５付近に応力が残留し、その残留応力により運転時に作用するフープ応力が相殺されるように、タービンディスク３２を定格回転以上で回転させた状態で中心孔４５周りに熱処理を施すオーバスピンと呼ばれる工程を施行しなければならない。ところが、このオーバスピン工程は、多大なコストを要するため、製造コストを押し上げる要因となる。また、中心孔があると、熱応力や熱伸縮の評価が複雑化するし、必要であればタービンディスク３２を厚肉化して補強しなければならない場合もあり、中心孔の加工自体にも費用がかかる。
【００２９】
また、各段において、タービンディスク３２やスペーサ３４を冷却した圧縮空気をガスパスに放出する場合、高温高圧の作動流体がタービンロータ３０内に逆流することを防止するために、放出する圧縮空気の流量や圧力を、各所のガスパス圧力に応じて調整する必要がある。この調整は、スリット４６，４７の絞りの設定等でそれぞれ放出前に圧力や流量を調整されるが、本比較例とように多分岐流路である場合、スリット４６，４７の絞り調整だけでは、各段で放出される圧縮空気を精度良く流量配分するのは難しい。ある箇所で想定値以上に圧縮空気が放出されてしまった場合、他の箇所で作動流体がタービンロータ３０内に侵入してしまう可能性がある。したがって、タービンロータ３０への作動流体の逆流を防止するためには、圧縮空気流量の変動を大きめに想定して十分に高圧の圧縮空気をタービンロータ３０内に導く必要性が生じ、それだけ圧縮機にて空気を圧縮するために要するエネルギーをロスすることになり、ガスタービンの性能を低下させる要因にもなる。
【００３０】
それに対し、本実施形態においては、上記で説明したように、静翼２０側からタービンロータ３０内に圧縮空気を導くことにより、スペース的余裕のあるケーシング１０外側の空間を通る独立した系統を介して、圧縮機から適正圧力の圧縮空気を、タービンロータ３０の各段にそれぞれ直接導入することができる。そして、ロータ中心孔を介さずにタービンロータ３０の各段に適正圧力の圧縮空気を導入することができるので、タービンディスク３２の中心孔を省略することができる。また、中心孔を設けずに済むので、ロータ中心温度の評価もそれだけ容易化することができ、しかも、上記構成の独立した流路を各段に形成することにより、最終的にシール空気としてガスパスに放出されるまでにタービンロータ３０内で各流路を複雑に分岐させる必要もないので、シール空気の流量や圧力も容易かつ高精度に調整することができる。したがって、高いエネルギー効率を確保することができ、ガスタービンの高性能化或いは小型化を図ることが可能となり、信頼性を向上させることができる。更に、タービンディスク３２の中心孔を省略し、なおかつ圧縮空気の流路を簡略化できるので、タービンロータ３０の構造をシンプル化し強度を向上させることができ、強度面においても信頼性を向上させることができる。
【００３１】
図６は本発明のガスタービンの第２実施形態の要部であるタービンの詳細構造を表す軸方向断面図、図７は図６中のＶＩＩ矢視によるスペーサの径方向断面図である。これら図６及び図７は、第１実施形態の図１及び図３に対応した図であり、図１及び図３と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
【００３２】
図６及び図７に示すように、本実施形態おいて、スペーサ３４の前後のタービンディスク３２との対向側面には、第１及び第２のキャビティ３９，４０内に周方向に並ぶ複数のガイド５０が突出して設けられており、これらガイド５０間には、径方向に内側に向かって縮径する複数のガイド流路５１が形成されている。各ガイド流路５１は、スタッキングボルト３５と干渉しないように、スタッキングボルト３５の挿通孔と周方向に位置をずらして配置されている。その他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。
【００３３】
本実施形態においても、圧縮空気の流れは第１実施形態とほぼ同様であるが、図７に点線矢印で示したように、静翼２０を介して第１のキャビティ３９内に流入した圧縮空気は、ガイド５０にガイドされ積極的に周方向速度成分を抑制されつつ、ガイド流路５１を通って径方向内側に流れる。中心孔３３を介し第２のキャビティ４０内に流入した圧縮空気も、ガイド５０にガイドされ周方向速度成分を抑制されつつ、ガイド流路５１を通って径方向外側に流れる。したがって、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、スペーサ３４の内径が比較的大きい場合、中心孔３３までの経路がそれだけ長くなり、第１のキャビティ３９内で圧縮空気が自由渦を形成してしまい、中心孔３４に近づくにつれ圧縮空気の周方向速度成分が大きくなる。その結果、第１のキャビティ３９の内周側の領域では、流通する圧縮空気に逆流を伴う流れが発生し、圧力損失が大きくなる恐れがある。これは、スペーサ３４の径を極力小さくすることによりある程度解決するが、本実施形態においては、上記のように、スペーサ３４の径をなるべく小径化するとともに、ガイド５０で第１のキャビティ３９内の圧縮空気を径方向にガイドし、その周方向速度成分の成長を積極的に抑えることで、圧力損失をより効果的に低減することができる。
【００３５】
なお、上記第２実施形態において、ガイド５０をスペーサ３４の前後両面に設けた状態を図示したが、ガイド５０は少なくとも第１のキャビティ３９内に設けられていれば良く、場合によっては、第２のキャビティ４０内のガイド５０は省略、若しくは第１実施形態で説明した突出部４２に代えても良い。この場合も同様の効果を得る。
【００３６】
また、以上においては、静翼２０を介した圧縮空気を第１のキャビティ３９に導く構成としたが、場合によっては、第２のキャビティ４０に導く構成としても良い。要するに、第１及び第２のキャビティ３９，４０のうちの一方に、静翼２０内に導かれたケーシング１０外からの圧縮空気を、シール３６，３７を介して導入するように圧縮空気導入孔４１が設けられていれば良い。そして、噴出スリット４４は、スペーサ３４の中心孔３３を介して第１及び第２のキャビティ３９，４０のうちの他方に導かれた圧縮空気導入孔４１からの圧縮空気を、スペーサ３４及びタービンディスク３２間のホイールスペースのシール空気として噴出するように設ければ良い。したがって、静翼２０から第２のキャビティ４０に圧縮空気を導入する場合、噴出スリット４４は、スペーサ３４の外周部前側に設ければ良い。但し、静翼ダイヤフラム２５の前後側壁のうち、噴出スリット４４からのシール空気が噴出されない側にシール空気噴出用のオリフィス２８を設ける。すなわち、オリフィス２８は、スペーサ３４及びその前後のタービンディスク３２とのホイールスペースのうち、噴出スリット４４からの圧縮空気が放出されるホイールスペースと反対側のホイールスペースに内部のキャビティ２６が連通するように、静翼ダイヤフラム２５に設けてあれば良い。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００３７】
また、図１〜図７において、一体に回転するタービンロータ３０を図示説明したが、回転軸が分割されたいわゆる二軸式のタービンにも本発明は適用可能である。特に、二軸式タービンにおいては、高圧タービンロータと低圧タービンロータとの間が隔壁で遮断されることが多く、高圧タービンロータから低圧タービンロータへの圧縮空気の導入は困難であるため、本発明を適用することは有効である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、タービンディスクの中心孔を省略することができるので、製作コストを低減してそれだけ安価なガスタービンを提供することができる。加えて、タービンロータ内で複雑に流路を分岐させることなく、タービンロータ各段に独立系統により圧縮空気を直接供給することにより、流量配分を容易化することもできるので、信頼性を向上させることができる。更に、タービンディスクの中心孔を省略し流路を簡略化できるので、タービンロータの構造をシンプル化し強度を向上させることができ、強度面においても信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスタービンの第１実施形態の要部であるタービンの詳細構造を表す軸方向断面図である。
【図２】図１に示されたタービンロータの１つの段落を拡大して表す図である。
【図３】図１中のＩＩＩ矢視によるスペーサの径方向断面図である。
【図４】本実施形態との比較例として、タービンロータ中心孔を設けた場合の構成例を表した図である。
【図５】本実施形態との比較例として、タービンロータ中心孔を設けた場合の構成例を表した図である。
【図６】本発明のガスタービンの第２実施形態の要部であるタービンの詳細構造を表す軸方向断面図である。
【図７】図６中のＶＩＩ矢視によるスペーサの径方向断面図である。
【符号の説明】
１０ケーシング
２０静翼
２５静翼ダイヤフラム
２８オリフィス
２９圧縮空気導出孔
３０タービンロータ
３１動翼
３２タービンディスク
３３中心孔
３４スペーサ
３６，３７シール
３９第１のキャビティ
４０第２のキャビティ
４１圧縮空気導入孔
４４噴出スリット
５０ガイド

Claims

ケーシング内周側に取付けた静翼と、中心孔を有するスペーサを複数の動翼が取り付けられたタービンディスク間に介設して成るタービンロータと、前記静翼及び前記スペーサの間隙をシールするシールとを備えたガスタービンにおいて、
前記スペーサとその前後に配置された前記タービンディスクとの間にそれぞれ形成された第１及び第２のキャビティと、
これら第１及び第２のキャビティのうちの一方に、前記静翼内に導かれた前記ケーシング外からの圧縮空気を、前記シールを介して導入する圧縮空気導入孔と、
前記スペーサの中心孔を介して第１及び第２のキャビティのうちの他方に導かれた前記圧縮空気導入孔からの圧縮空気を、前記スペーサ及び前記タービンディスク間のホイールスペースのシール空気として噴出する噴出スリットと
を備えたことを特徴とするガスタービン。
請求項１記載のガスタービンにおいて、前記スペーサに、前記第１又は第２のキャビティを流れる圧縮空気を径方向にガイドするガイドを設けたことを特徴とするガスタービン。
請求項１又は２記載のガスタービンにおいて、前記静翼は、前記スペーサに対向配置された静翼ダイヤフラムを備えており、この静翼ダイヤフラムは、前記圧縮空気導入孔に流入する圧縮空気を導出する圧縮空気導出孔と、前記スペーサ及びその前後の前記タービンディスクとのホイールスペースのうち、前記噴出スリットからの圧縮空気が放出されるホイールスペースと反対側のホイールスペースに連通するオリフィスとを備えていることを特徴とするガスタービン。