JP2005076569A - ２軸式ガスタービン及び２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
２軸式ガスタービンの低圧タービンロータに作用するスラスト力を低減することが可能な２軸式ガスタービン及び２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法を提供することにある。
【解決手段】
低圧タービンロータと高圧タービンロータとを備えた２軸式ガスタービンであって、該低圧タービンロータと該高圧タービンロータとをロータ軸方向で仕切る仕切り部材を設け、該低圧タービンロータと該仕切り部材との間に空間を形成し、前記空間をロータ軸半径方向でシール手段により少なくとも２つに分割し、分割された内周側空間に空気を供給する経路を設けることを特徴とする。
【効果】
２軸式ガスタービンの低圧タービンロータに作用するスラスト力を低減することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、２軸式ガスタービン及び２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法に関する。

２軸式ガスタービンの冷却空気系統に関しては、例えば、特許文献１（特公平６−
３５８０７号公報）に開示されている。

特公平６−３５８０７号公報

上記従来技術では、低圧タービンロータに作用するスラスト力については考慮されていない。

本発明の目的は、２軸式ガスタービンの低圧タービンロータに作用するスラスト力を低減することが可能な２軸式ガスタービン及び２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法を提供することにある。

本発明は、２軸式ガスタービンの低圧タービンロータと高圧タービンロータとをロータ軸方向で仕切る仕切り部材を設け、低圧タービンロータと仕切り部材との間に空間を形成し、この空間の圧力による低圧タービンロータに作用するスラスト力発生を抑制する手段を設ける。

本発明によると、２軸式ガスタービンの低圧タービンロータに作用するスラスト力を低減することが可能な２軸式ガスタービン及び２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法を提供することができる。

まず、本発明の実施の形態による２軸式ガスタービンの構成を図６を用いて説明する。図６は２軸式ガスタービンの構成図を示す。２軸式ガスタービンは、主に、ガスジェネレータ１０１とパワータービン１０２より構成される。ガスジェネレータ１０１は、主に、圧縮機１０３，燃焼器１０４，ＨＰタービン（高圧タービン）１０５から構成される。パワータービン１０２はＬＰタービン（低圧タービン）１１１から構成される。

圧縮機１０３は、大気空気１１５を圧縮して圧縮空気１０８を生成し、生成された圧縮空気１０８を燃焼器１０４へ送る。燃焼器１０４は、圧縮機１０３により生成された圧縮空気１０８と燃料とを混合燃焼させて燃焼ガスを生成し、ＨＰタービン１０５へ排出する。

ＨＰタービン１０５は、燃焼器１０４から排出されて圧縮空気のエネルギーを高められた燃焼ガスにより、ＨＰタービンロータ１０６に回転力を生じさせる。ＬＰタービン111は、ガスジェネレータ１０１のＨＰタービン１０５より排出される排出ガス１０７のエネルギーをＬＰタービン１１１が回収することで、ＬＰタービンロータ１１２に回転力を生じさせる。ＬＰタービンロータ１１２の回転力によって、パワータービン１０２に接続される機器を駆動させる。排出ガス１０７のエネルギーをＬＰタービン１１１で回収した後は、ＬＰタービン１１１より排気ガス１１６として排出される。

（第１の実施例）
図１に、本発明の一実施例である２軸ガスタービンの部分断面図を示す。１はＨＰタービン最終段動翼、２はＬＰタービン入口静翼、３は仕切り板、４はＬＰタービン初段動翼であり、矢印５はＨＰタービン、ＬＰタービン内の燃焼ガス１０９の流れ方向を示す。
ＨＰタービン最終段動翼１は、ＨＰタービンロータ１０６に固定されており、矢印５の方向に流れる燃焼ガス１０９による回転力をＨＰタービンロータ１０６に伝達する。同様に、ＬＰタービン初段動翼４もＬＰタービンロータ１１２に固定されており、矢印５の方向に流れる燃焼ガス１０９による回転力をＬＰタービンロータ１１２に伝達する。なお、矢印５は、燃焼ガス流を示し、ＨＰタービン側からＬＰタービン側に向かって燃焼ガス109が流れる。

ＬＰタービン入口静翼２は、外部ケーシングに取り付けられ、ＨＰタービン最終段動翼とＬＰタービン初段動翼との間に設置されている。ＨＰタービンロータとＬＰタービンロータを分断する仕切り部材である仕切り板３は、ＨＰタービンロータとＬＰタービンロータとの間に配置され、本実施例では、ダイヤフラムを介してＬＰタービン入口静翼２により固定されている。ＬＰタービンロータ１１２は、ＨＰタービン１０５から排出される排出ガス１０７のエネルギーをＬＰタービン初段動翼４で回収して回転駆動される。そして、ＬＰタービンロータ１１２は、ＬＰタービンロータ第一軸受７，ＬＰタービンロータ第二軸受８で回転可能に支持される。このＬＰタービンロータ第一軸受７，ＬＰタービンロータ第二軸受８は、軸受ケーシング７０に設けられている。軸受ケーシング７０は、ＬＰタービンロータ１１２の周囲を覆うように設置される。

次に、仕切り板３の具体的形状を図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施例における仕切り板３の断面図であり、図３は仕切り板３の図２のＡ−Ａ断面図を示す。

図２に示すように、仕切り板３には、ＬＰタービン入口静翼２が固定するダイアフラムに設けられた供給孔１５よりもＬＰタービンロータ半径方向内側の位置になるように、仕切り板突起部２１を設けている。そして、この仕切り板突起部２１と対向するように、
ＬＰタービンロータ１１２側にはロータ突起部２０が設けられ、両者の間にラビリンスシール２２を形成する。つまり、静止部材である仕切り部材と回転部材であるロータとがシール手段によって係合している。このシール手段であるラビリンスシール２２により、低圧タービンロータ１１２と仕切り板３との間に形成された空間をタービンロータ軸半径方向で同心円状に分割している。ここで、ラビリンスシール２２よりＬＰタービンロータ半径方向内側に形成された空間を、ＬＰタービンロータ前側内周側空間２５と称し、ＬＰタービンロータ半径方向外側に形成された空間を、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１と称する。本発明の実施の形態では、ロータ軸半径方向で２つの空間に分割しているが適時３つ以上に分割しても良い。また、図３に示すように、仕切り板３には、外部から冷却空気を供給するための仕切り板供給孔２６が設けられている。この仕切り板供給孔２６は、仕切り板３の半径方向に複数個設けている。そして、仕切り板３の内周側の板厚を薄くすることによって、仕切り板供給孔２６がＬＰタービンロータ前側内周側空間２５に接続するよう構成されている。従って、仕切り板３の内部流路である仕切り板供給孔２６を介して、仕切り板外周側から空気を供給するので、簡易な構造で外周側との干渉が無く、所望の空気をＬＰタービンロータ前側内周側空間２５に供給することが可能である。

ここで、ガスタービンを構成するタービンは、高温の燃焼ガスを供給するため、タービンロータの冷却を考慮する必要がある。ＬＰタービン１１１では、ＬＰタービン入口空間１２とＬＰタービンロータ前側外周側空間１１が接続しており、また、ＬＰタービン出口空間１４とＬＰロータ後側空間１３が接続している。ＬＰロータ後側空間１３は、軸受ケーシング７０と低圧タービンロータ１１２との間に形成された空間である。従って、矢印５の方向に流れる高温の燃焼ガス１０９が、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１や
ＬＰロータ後側空間１３に漏れ込み、ＬＰタービンロータ１１２が高温の燃焼ガス１０９により損傷してしまうという課題がある。そこで、タービンロータの冷却に、タービンロータ内部から供給された蒸気を使用し、動翼の冷却と内側シュラウドのシール空気には、静翼内部の空気管から内側シュラウドに導かれた冷却空気を用いることが考えられる。しかし、２軸式ガスタービンの場合、ＨＰタービンロータ１０６とＬＰタービンロータ112とが仕切り板３により分断されているため、蒸気をタービンロータ内部から導くことは困難である。そのため、２軸式ガスタービンでは、ＬＰタービン入口静翼２の内部を通過した空気をＬＰタービンロータ前側外周側空間１１とＬＰタービンロータ前側内周側空間
２５に供給することが望ましい。

しかし、ＬＰタービンロータ前側の圧力がＬＰタービンロータ後側の圧力より高くなると、ＬＰタービン下流方向に大きなスラスト荷重１０が作用してしまう。また、ＬＰタービンロータ後側の圧力が低いと、ＬＰタービン出口空間１４における燃焼ガス１０９が
ＬＰタービンロータ後側空間１３に漏れ込み、ＬＰタービンロータ１１２が損傷してしまう。また、ＬＰタービンロータ後側空間１３に燃焼ガス１０９が漏れ込むことを防止するためだけに、ＬＰタービン１１１外部から空気を供給する経路を新たに設けようとすると、タービン製造にかかる費用が増大してしまう。

ここで、ＬＰタービンロータにおける圧力関係を説明する。燃焼ガス１０９が通過するＬＰタービン入口空間１２とＬＰタービンロータ前側外周側空間１１とは連結し接続している。そのため、燃焼ガス１０９がＬＰタービンロータ前側外周側空間１１に漏れ込むことを防止するには、ＬＰタービン入口空間１２の燃焼ガス圧力よりわずかに高い圧力の空気をＬＰタービンロータ前側外周側空間１１に供給することが望ましい。次に、ラビリンスシール２２が設置されているため、ＬＰタービンロータ前側内周側空間２５とＬＰタービンロータ前側外周側空間１１とは、シール効果によってほぼ接続していない。そのため、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１に供給する冷却空気の圧力より低い冷却空気を供給することが可能である。ＬＰタービン出口空間１４とＬＰタービンロータ後側空間
１３とは連結し接続しているため、ＬＰタービン出口空間１４とＬＰタービンロータ後側空間１３との空気圧力は等しくなる。ここで、ＬＰタービン出口空間１４はＬＰタービン入口空間１２よりタービン下流側に位置する。そのため、ＬＰタービン出口空間１４の燃焼ガス圧力は、ＬＰタービン入口空間１２の燃焼ガス圧力より低くなっている。従って、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１よりＬＰタービンロータ後側空間１３の空気圧力が低くなる。このように、ＬＰタービンロータ前側と後側では空気圧力に差が生じるため、ＬＰタービン下流方向に大きなスラスト荷重１０が作用する。そのため、このスラスト作用低減のためには、ＬＰタービンロータ前側の空気圧力を低減すること、または、ＬＰタービンロータ前側と後側との空気圧力の差を少なくすることが望まれる。

仮に、ＬＰタービン下流方向に大きなスラスト荷重１０が作用する場合には、その荷重に耐えうるスラスト軸受が必要となる。つまり、ガスタービンを運転する時、このスラスト荷重１０により生じるＬＰタービンロータ軸方向の移動を制限する為に、スラスト軸受９を設けている。ここで、一般にスラスト軸受９を選定する際、スラスト軸受面圧（スラスト軸受に作用するスラスト荷重をスラスト軸受有効面積で割った値）をある一定値に抑えなければならない。従って、スラスト軸受９に作用するスラスト荷重１０が大きくなると、スラスト軸受面圧も増加するため、スラスト軸受９の有効面積を大きくしなければならない。この為、スラスト荷重が大きいとスラスト軸受９が大型となり、製造コストが高くなってしまう。

本実施例では、仕切り板３とＬＰタービンロータ１１２との間に設けられたラビリンスシール２２は、前述のように２つの空間を形成している。つまり、低圧タービンロータと仕切り部材との間に形成された空間を、ロータ軸半径方向で２つに分割している。そのため、分割された内周側空間及び外周側空間に夫々個別に空気を供給し、夫々の空間で個別の所望の圧力にすることが可能となる。

低圧タービンロータと仕切り部材との間に空間を形成し、その空間をロータ軸半径方向でシール手段により少なくとも２つに分割し、分割された内周側空間に空気を供給する経路を設けることで、２軸式ガスタービンの低圧タービンロータに作用するスラスト力を低減することが可能な構造を得ることができる。

また、例えば、スラスト力を考慮した圧力低減のために内周側空間に中圧空気を供給し、燃焼ガス流への空気漏洩抑制を考慮して外周側に高圧空気を供給することも可能である。そして、外周側空間の圧力を内周側空間の圧力より高くなるよう構成することで、２軸式ガスタービンの低圧タービンロータに作用するスラスト力を低減し、且つ、冷却用空気の燃焼ガス流へ漏れを抑制することができる。

ラビリンスシール２２は、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１内の高圧空気１６が、ＬＰタービンロータ前側内周側空間２５へ漏れ込むことを抑制している。このように、高圧空気１６をＬＰタービンロータ前側外周側空間１１に供給することで、ＬＰタービンロータ１１２の前側部分において、高圧空気１６がＬＰタービンロータ１１２をＬＰタービンロータ下流方向に加圧する領域（面積）を出来るだけ少なくすることが可能である。

次に、本実施例の２軸式ガスタービンでは、ＬＰタービンロータ前側内周側空間２５に、仕切り部材の内部経路を介し、仕切り板供給孔２６から中圧空気２７を供給する経路を備えている。この経路を備えることで、外周部側との干渉無く簡易な構造で適切に所望の圧力の空気を供給することができる。また、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１には、ＬＰタービン入口静翼２が固定するダイアフラムに設けられた供給孔１５を通じて高圧空気１６を供給する。本実施例では、中圧空気２７の圧力は高圧空気１６の圧力より低く、ＬＰタービンロータ後側空間１３の圧力より高く設定している。また、高圧空気１６と中圧空気２７は、ＬＰタービン入口静翼２内の流路を通じて供給される。

そして、ＬＰタービンロータ１１２には、ＬＰタービンロータ前側内周側空間２５と圧力の低いＬＰタービンロータ後側空間１３とを接続するために、ＬＰタービンロータ112内に流路３０を設けている。この流路３０を設けることで、ＬＰタービンロータ前側内周側空間２５に供給された中圧空気２７はＬＰロータ後側空間１３にも流入する。従って、ＬＰタービン出口空間１４の燃焼ガス圧力より高い圧力の中圧空気２７を、ＬＰタービンロータ前側内周側空間２５に供給することで、ＬＰタービンロータ後側空間１３に漏れ込む燃焼ガスの流量を抑制することが可能である。

更に、流路３０によってＬＰタービンロータ前側内周側空間２５とＬＰタービンロータ後側空間１３の圧力は中圧空気２７の圧力によって調整が可能である。従って、流路３０によってＬＰタービンロータ後側空間１３へ中圧空気２７を供給しない場合に比べ、更に、ＬＰタービンロータ６に作用するスラスト荷重１０が低減される。その結果、スラスト軸受８の小型化が可能となり、製造コストを低減できるという効果を奏する。

本実施例においては、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１とＬＰタービンロータ前側内周側空間２５との間に設置したシールにラビリンスシールを使用しているが、その他にもブラッシュシールやハニカムシールなど、別の形態のシール手段を使用することも考えられる。

なお、ＬＰタービンロータ後側空間１３はＬＰタービン出口空間１４より圧力が高い為、ＬＰタービンロータ後側空間１３へ流入した中圧空気２７はＬＰタービン出口空間１４へ流出する。しかし、点線３５のようにＬＰタービンロータ１１２に冷却空気供給孔３５を設けてＬＰタービン初段動翼４内の冷却通路と接続することで、中圧空気２７による
ＬＰタービン初段動翼４の冷却が可能となる。

以上のような本実施例によると、経済性に優れ、適切な冷却が可能な２軸式ガスタービンを得ることが出来、効率の良い２軸式ガスタービンの高温部冷却が可能となる。

（第２の実施例）
２軸式ガスタービンのＬＰタービンが複数段動翼である場合の一例として、ＬＰタービン動翼が２段である時の実施形態を示す。図４は、ガスジェネレータ１０１のＨＰタービン部およびパワータービン１０２の断面図である。１はＨＰタービン最終段動翼、２は
ＬＰタービン入口静翼、３は仕切り板、４はＬＰタービン初段動翼、４０はＬＰタービン第２段動翼であり、矢印５はＨＰタービン，ＬＰタービン内の燃焼ガス１０９の流れ方向を示す。そして、本実施例におけるＬＰタービンロータ１１２は、ＬＰタービン第１段ディスク４１，ＬＰ１−２スペーサ４２，ＬＰタービン第２段ディスク４３，ＬＰタービンスタブシャフト４４より構成され、これらは周方向に複数本存在するスタッキングボルト４５によって互いに固定保持されている。ガスタービンを運転する時、ＬＰタービンロータ１１２にはＬＰタービンロータ軸方向にスラスト荷重１０が作用する。しかし、スラスト荷重１０によってＬＰタービンロータ１１２がＬＰタービンロータ軸方向に移動することを制限するために、スラスト軸受９を設けている。

仕切り板３には、ＬＰタービン入口静翼２が固定するダイアフラムに設けられた供給孔１５よりもＬＰタービンロータ半径方向内側に仕切り板突起部２１を設け、この仕切り板突起部２１とラビリンスシール５６を形成するようにＬＰタービン第１段ディスク４１にロータ突起部５５を設ける。ラビリンスシール５６により、低圧タービンロータ１１２と仕切り板３との間に形成された空間をタービンロータ軸半径方向に同心円状に分割される。ここで、仕切り板３とＬＰタービン第１段ディスク４１とに挟まれた空間であり、ラビリンスシール５６よりＬＰタービンロータ半径方向内側を特にＬＰタービンロータ前側内周側空間５７とする。また、仕切り板３とＬＰタービン第１段ディスク４１とに挟まれた空間であり、ラビリンスシール５６よりＬＰタービンロータ半径方向外側を特にＬＰタービンロータ前側外周側空間１１とする。

そして、本実施例ではＬＰタービン第１段ディスク４１に中心孔７１を設けている。従って、ＬＰタービン第１段ディスク４１とＬＰタービン第２段ディスク４３及びＬＰ１−２スペーサ４２とに囲まれたディスク間空間６０と、ＬＰタービンロータ前側内周側空間５７とは、ＬＰタービン第１段ディスク４１に設けられた中心孔７１によって接続している。そして、ディスク間空間６０は、ＬＰ１−２スペーサ４２内の流路によってＬＰスペーサ前側空間５１及びＬＰスペーサ後側空間５３と接続している。

次に、ＬＰタービンロータの圧力関係を説明する。ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１は、ＬＰタービン入口静翼２とＬＰタービン初段動翼４の間のＬＰタービン入口空間１２と接続している。ＬＰタービン静翼前側空間５０はＬＰスペーサ前側空間５１と接続しており、ＬＰタービン静翼後側空間５２はＬＰスペーサ後側空間５３と接続している。ＬＰロータ後側空間１３はＬＰタービン第２段動翼４０下流側のＬＰタービン出口空間
１４と接続している。このような構造のＬＰタービンロータでは、高温の燃焼ガスがロータ内へ漏れ込むことを防止する為に、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１は、供給孔１５より供給する高圧空気１６によって、ＬＰタービン入口空間１２よりわずかに圧力を高くする必要がある。同様に、ＬＰスペーサ前側空間５１はＬＰタービン静翼前側空間
５０よりわずかに圧力を高く、ＬＰスペーサ後側空間５３はＬＰタービン静翼後側空間
５２よりわずかに圧力を高く、ＬＰタービンロータ後側空間１３はＬＰタービン出口空間１４よりわずかに圧力を高くする必要がある。燃焼ガスの圧力は、ＬＰタービン入口空間１２，ＬＰタービン静翼前側空間５０，ＬＰタービン静翼後側空間５２，ＬＰタービン出口空間１４の順番に低くなるため、ロータ内空間の圧力を、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１，ＬＰスペーサ前側空間５１，ＬＰスペーサ後側空間５３，ＬＰタービン後側空間１３の順番に低くなるようにロータ内に空気を供給する。

ＬＰタービンロータ前側内周側空間５７には、仕切り板供給孔２６から中圧空気２７を供給する。また、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１には、ＬＰタービン入口静翼２が固定するダイアフラムに設けられた供給孔１５を通じて高圧空気１６を供給する。ここで中圧空気２７の圧力は、高圧空気１６の圧力より低く、ＬＰスペーサ前側空間５１の圧力より高い。また、高圧空気１６と中圧空気２７は、ＬＰタービン入口静翼２内の流路を通じて供給される。

そして、ＬＰタービンロータ１１２には、ＬＰタービンロータ前側内周側空間５７と圧力の低いディスク間空間６０とを接続させるために、ＬＰタービン第１段ディスクに中心孔７１を設けている。そのため、ＬＰタービンロータ前側内周側空間５７に供給された中圧空気２７はディスク間空間６０にも流入する。ディスク間空間６０に流入した中圧空気２７は、ＬＰ１−２スペーサ４２内の流路によってＬＰスペーサ前側空間５１及びＬＰスペーサ後側空間５３にも流入する。従って、ＬＰタービン静翼前側空間５０やＬＰタービン静翼後側空間５２を流れる燃焼ガス圧力より高い圧力の中圧空気２７をＬＰタービンロータ前側内周側空間５７に供給することで、ＬＰスペーサ前側空間５１及びＬＰスペーサ後側空間５３に漏れ込む燃焼ガスの流量を抑制することが可能である。

また、仕切り板３とＬＰタービンロータ１１２との間に設けられたラビリンスシール
５６は、ＬＰタービンロータ前側外周側空間１１内の高圧空気１６がＬＰタービンロータ前側内周側空間５７へ漏れ込むことを抑制している。このように、高圧空気１６をＬＰタービンロータ前側外周側空間１１のみに供給することで、ＬＰタービンロータ１１２の前側部分において、高圧空気１６がＬＰタービンロータ１１２をＬＰタービンロータ下流方向に加圧する領域（面積）を出来るだけ少なくしている。

更に、ＬＰタービンロータ前側内周側空間５７には中圧空気２７を供給している為、
ＬＰタービンロータ前側内周側空間５７とディスク間空間６０の圧力は中圧空気２７の圧力によって決定される。従って、ＬＰタービン第１段ディスク４１の中心孔によってディスク間空間６０へ中圧空気２７を供給しない場合に比べ、ＬＰタービンロータ６に作用するスラスト荷重１０が低減される。その結果、スラスト軸受８の小型化が可能となり、製造コストを低減できるという効果を奏する。

本実施例においては、ＬＰロータ前側外周側空間１１とＬＰロータ前側内周側空間５７との間に設けたシールにラビリンスシール５６を使用しているが、その他にも、ブラッシュシールやハニカムシールなど、別の形態のシールを使用することも考えられる。

なお、ＬＰスペーサ前側空間５１はＬＰタービン静翼前側空間５０より圧力が高い為、ＬＰスペーサ前側空間５１へ流入した中圧空気２７はＬＰタービン静翼前側空間５０へ流出する。しかし、点線のようにＬＰタービン第１段ディスク４１に冷却空気供給孔３６を設けてＬＰタービン初段動翼４内の冷却通路と接続させることで、中圧空気２７による
ＬＰタービン初段動翼４の冷却が可能となる。同様にＬＰスペーサ後側空間５３は、ＬＰタービン静翼後側空間５２より圧力が高い為、ＬＰスペーサ後側空間５３へ流入した中圧空気２７はＬＰタービン静翼後側空間５２へ流出する。しかし、点線のようにＬＰタービン第２段ディスク４３に冷却空気供給孔３７を設けてＬＰタービン第２段動翼４０内の冷却通路と接続させることで、中圧空気２７によるＬＰタービン第２段動翼４０の冷却が可能となる。

（第３実施例）
図５に、第２の実施例の別形態を示す。６１はＬＰ１−２スペーサ、６２はＬＰスペーサ前側空間、６３はＬＰスペーサ後側空間である。本実施例では、ＬＰロータ前側内周側空間６０はＬＰ１−２スペーサ６１内の流路を通じてＬＰスペーサ後側空間６３と接続しており、ＬＰスペーサ前側空間６２とは接続していない。第２の実施例では、中圧空気
２７はＬＰスペーサ前側空間５１とＬＰスペーサ後側空間５３の両方へ流れていた為、中圧空気２７の圧力はＬＰスペーサ前側空間５１の圧力より高い必要があった。しかし、本実施例では、中圧空気６５はＬＰスペーサ後側空間６３に流れＬＰスペーサ前側空間６２には流れないため、中圧空気６５の圧力は、ＬＰスペーサ後側空間６３より高ければ良い。ＬＰスペーサ後側空間６３の圧力はＬＰスペーサ前側空間６２の圧力より低いため、本実施例では第２の実施例に比べて、中圧空気６５の圧力を低く抑えることができる。ＬＰロータ前側内周側空間６０の圧力は、中圧空気６５の圧力によって決定される為、第２の実施例に比べて、ＬＰタービンロータ前側内周側空間６０の圧力は低くなる。したがって、ＬＰタービンロータ１１２に作用するスラスト荷重１０を、第２の実施例より更に低減することが可能となりスラスト軸受８を小型化することができる。そして、スラスト軸受８を小型化することで、製造コストを更に低減できる。

本発明の一実施例である２軸ガスタービンの部分断面図を示す。 ２軸ガスタービンの仕切り板の断面図。 仕切り板のＡ−Ａ断面図。 ＬＰタービンが複数段動翼である場合の２軸ガスタービンの部分断面図。 ＬＰタービンが複数段動翼である場合の２軸ガスタービンの部分断面図。 ２軸式ガスタービンの構成図。

符号の説明

１…高圧タービン最終段動翼、３…仕切り板、４…低圧タービン初段動翼、９…スラスト軸受、７０…軸受ケーシング、１０１…ガスジェネレータ、１０２…パワータービン、１０３…圧縮機、１０４…燃焼器、１０５…ＨＰタービン（高圧タービン）、１０７…排出ガス、１０８…圧縮空気、１０９…燃焼ガス、１１１…ＬＰタービン（低圧タービン）、１１２…低圧タービンロータ、１１５…大気空気。

Claims (5)

1. 低圧タービンロータと高圧タービンロータとを備えた２軸式ガスタービンであって、
   該低圧タービンロータと該高圧タービンロータとをロータ軸方向で仕切る仕切り部材を設け、
   該低圧タービンロータと該仕切り部材との間に空間を形成し、前記空間をロータ軸半径方向でシール手段により少なくとも２つに分割し、
   分割された内周側空間に空気を供給する経路を設けることを特徴とする２軸式ガスタービン。
2. 低圧タービンロータと高圧タービンロータとを備えた２軸式ガスタービンであって、
   該低圧タービンロータと該高圧タービンロータとをロータ軸方向で仕切る仕切り部材を設け、
   該低圧タービンロータと該仕切り部材との間に空間を形成し、前記空間をロータ軸半径方向でシール手段により少なくとも２つに分割し、
   分割された内周側空間及び外周側空間に夫々個別に空気を供給する経路を設けることを特徴とする２軸式ガスタービン。
3. 請求項２に記載の２軸式ガスタービンにおいて、
   前記外周側空間の圧力を、前記内周側空間の圧力より高くなるよう構成した２軸式ガスタービン。
4. 大気空気を圧縮し圧縮空気を生成する圧縮機、該圧縮空気と燃料とを混合燃焼させる燃焼器、該燃焼器から排出される燃焼ガスにより回転駆動される高圧タービンを備えたガスジェネレータと、該高圧タービンより排出される排出ガスにより回転駆動される低圧タービンを備えたパワータービンにより構成し、高圧タービン最終段動翼と低圧タービン初段動翼との間の静翼が固定する仕切り板を有し、前記低圧タービン初段動翼を固定する低圧タービンロータを支持する軸受ケーシングを備えた２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法であって、
   前記低圧タービンロータと前記仕切り板との間に形成された空間をタービンロータ軸半径方向に同心円状に分割した２空間を形成し、
   該空間の内側より該空間の外側に供給する空気の圧力を高く設定し、
   前記空間の内側に供給された空気を、前記軸受ケーシングと前記低圧タービンロータとの間に形成された空間に供給することを特徴とする、
   ２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法。
5. 大気空気を圧縮し圧縮空気を生成する圧縮機、該圧縮空気と燃料とを混合燃焼させる燃焼器、該燃焼器から排出される燃焼ガスにより回転駆動される高圧タービンを備えたガスジェネレータと、該高圧タービンより排出される排出ガスにより回転駆動される低圧タービンを備えたパワータービンとを有し、高圧タービン最終段動翼と低圧タービン初段動翼との間の静翼が固定する仕切り板を有し、前記低圧タービン初段動翼を固定する低圧タービンロータを支持する軸受ケーシングを備えた２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法であって、
   前記低圧タービンロータと前記仕切り板との間に形成された空間をタービンロータ軸半径方向に同心円状に分割した２空間を形成し、
   該空間の内側より該空間の外側に供給する空気の圧力を高く設定し、
   前記空間の内側に供給された空気をディスク間空間に供給することを特徴とする、２軸式ガスタービンの冷却空気供給方法。
   

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