JP2010059850A - ガスタービン - Google Patents

Abstract

【課題】ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる、ターンダウン運転可能なガスタービンを提供すること。
【解決手段】燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部２と、この燃焼部２の下流側に位置し、前記燃焼部２を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部３と、前記圧縮部と燃焼部２とタービン部３とを内部に収容するガスタービン車室４とを備えたガスタービン１であって、前記圧縮部から前記ガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部を、前記タービン部３の半径方向内側から、前記タービン部３を構成する静翼５と動翼６との間に形成されたキャビティ１２内に導くバイパス手段１３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスタービンに関するものであり、より具体的には、ターンダウン運転（部分負荷運転あるいは低負荷運転）可能なガスタービンに関するものである。

ターンダウン運転可能なガスタービンとしては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特開２００７−１８２８８３号公報

ガスタービンが高負荷で運転される場合は、ガスタービンのタービン入口温度（燃焼器出口温度）は高い温度に維持されるため、ガスタービンのＣＯ（一酸化炭素）排出量は低く抑えられる。しかし、ターンダウン運転（部分負荷運転あるいは低負荷運転）の場合は、タービン入口温度を下げるとＣＯ排出量が増大する場合がある。このため、上記特許文献１では、低負荷でもタービン入口温度を高く維持することができる方法が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１に開示されたガスタービンでは、燃焼器に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼器出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むための配管およびブースターポンプ等を追設する（新設する）必要があり、ガスタービンの系統および運用が複雑化し、製造費および保守点検費が高騰化してしまうといった問題点がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる、ターンダウン運転可能なガスタービンを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るガスタービンは、燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、前記圧縮部と燃焼部とタービン部とを内部に収容するガスタービン車室とを備えたガスタービンであって、前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、タービン部の半径方向内側から、前記タービン部を構成する静翼と動翼との間に形成されたキャビティ内に導くバイパス手段が設けられている。

本発明に係るガスタービンによれば、燃焼部に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼部出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むための配管およびブースターポンプ等を追設する（新設する）ことなくターンダウン運転を行うことができるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。

上記ガスタービンにおいて、前記バイパス手段は、環形状に形成されて前記静翼を支持する静翼サポートリングの周方向に沿って、前記静翼サポートリングの板厚方向に貫通する少なくとも一つの連通穴と、この連通穴を通過する高圧空気の流れを制御する少なくとも一つの開閉弁とを備えているとさらに好適である。

このようなガスタービンによれば、ターンダウン運転時には、静翼サポートリングに設けられた開閉弁が開かれ、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして（通ることなく）連通穴を通ってキャビティ内に導かれた後、シール空気としてタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして連通穴を通ってキャビティ内に導かれた後、シール空気としてタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部を構成する部品の延命化を図ることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして連通穴を通ってキャビティ内に導かれ、キャビティ内の温度が低減させられることとなるので、動翼ディスクの延命化を図ることができる。
なお、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、連通穴は閉じられ、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気は、燃焼部を通ってタービン部の作動流体経路に導かれることとなる。

上記ガスタービンにおいて、前記バイパス手段は、環形状に形成されて前記静翼を支持する静翼サポートリングの周方向に沿って、前記静翼サポートリングの板厚方向に貫通する複数個の連通穴と、これら連通穴を開閉する連通穴開閉部材と、この連通穴開閉部材を周方向に回動させるアクチュエータとを備えているとさらに好適である。

このようなガスタービンによれば、ターンダウン運転時には、静翼サポートリングに形成された連通穴と連通穴開閉部材に形成された貫通穴とが合致して（例えば、図１参照）、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして（通ることなく）連通穴および貫通穴を通ってキャビティ内に導かれた後、シール空気としてタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして連通穴および貫通穴を通ってキャビティ内に導かれた後、シール空気としてタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部を構成する部品の延命化を図ることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして連通穴および貫通穴を通ってキャビティ内に導かれ、キャビティ内の温度が低減させられることとなるので、動翼ディスクの延命化を図ることができる。
なお、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、連通穴は閉じられ、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気は、燃焼部を通ってタービン部の作動流体経路に導かれることとなる。

上記ガスタービンにおいて、前記バイパス手段は、前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、前記静翼と前記動翼との間に形成された前記キャビティ内に導く少なくとも一つのバイパス通路（例えば、バイパス管）と、環形状に形成されて前記静翼を支持する静翼サポートリングの周方向（半径方向内側の周面および半径方向外側の周面）に沿って、前記静翼サポートリングの板厚方向に貫通し、前記バイパス通路と接続され、前記キャビティと連通する少なくとも一つの連通穴と、このバイパス通路の途中に接続されて、当該バイパス通路を開閉する少なくとも一つの開閉弁とを備えているとさらに好適である。

このようなガスタービンによれば、ターンダウン運転時には、開閉弁が開かれ、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして（通ることなく）バイパス通路および開閉弁を通ってキャビティ内に導かれた後、シール空気としてタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスしてバイパス通路および開閉弁を通ってキャビティ内に導かれた後、シール空気としてタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部を構成する部品の延命化を図ることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスしてバイパス通路および開閉弁を通ってキャビティ内に導かれ、キャビティ内の温度が低減させられることとなるので、動翼ディスクの延命化を図ることができる。

本発明に係るガスタービンは、燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、前記圧縮部と燃焼部とタービン部とを内部に収容するガスタービン車室とを備えたガスタービンであって、前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、前記タービン部の半径方向外側から、前記タービン部を構成する静翼と動翼との間に形成された作動流体経路内に導くバイパス手段が設けられている。

本発明に係るガスタービンによれば、燃焼部に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼部出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むためのブースターポンプを追設する（新設する）ことなくターンダウン運転を行うことができるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。

上記ガスタービンにおいて、前記バイパス手段は、前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、前記静翼と前記動翼との間に形成された作動流体経路内に導く少なくとも一つのバイパス通路と、このバイパス通路の途中に接続されて、当該バイパス通路を開閉する少なくとも一つの開閉弁とを備えているとさらに好適である。

このようなガスタービンによれば、ターンダウン運転時には、開閉弁が開かれ、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスして（通ることなく）バイパス通路および開閉弁を通って静翼と動翼との間に形成されたタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
また、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部をバイパスしてバイパス通路および開閉弁を通って静翼と動翼との間に形成されたタービン部の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部を構成する部品の延命化を図ることができる。

上記ガスタービンにおいて、前記バイパス通路の一部および前記開閉弁が、前記ガスタービン車室外に設けられているとさらに好適である。

このようなガスタービンによれば、開閉弁は、作業員が手動で操作可能なガスタービン車室の外に配置されているので、開閉弁が仮に自動で操作することができなくなった場合でも手動で操作することができる。
また、開閉弁は、作業員が容易に保守点検することができるガスタービン車室の外に配置されているので、開閉弁のメンテナンス性を向上させることができる。
なお、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、開閉弁は閉じられ、圧縮部からガスタービン車室内に流入した高圧空気は、燃焼部を通ってタービン部の作動流体経路に導かれることとなる。

本発明に係るターンダウン運転可能なガスタービンによれば、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができるという効果を奏する。

以下、本発明の第１実施形態に係るガスタービンについて、図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係るガスタービン１は、燃焼用空気を圧縮する圧縮部（図示せず）と、この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部２と、この燃焼部２の下流側に位置し、燃焼部２を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部３と、圧縮部と燃焼部２とタービン部３とを内部に収容するガスタービン車室４とを主たる要素として構成されている。

タービン部３は、例えば、上流側から１段静翼５、１段動翼６、２段静翼７、２段動翼８、３段静翼（図示せず）、３段動翼（図示せず）、４段静翼（図示せず）、４段動翼（図示せず）が順に配置されたものである。
１段静翼５、２段静翼６、３段静翼、および４段静翼は、燃焼ガス（図示せず）を膨張・減圧させるほか、これら静翼５，７からの流出ガスが、下流側に位置する動翼６，８に対して最適な角度で衝突するよう流れの方向を与える働きをするものである。そして、１段静翼５は、外側シュラウド５ａ、内側シュラウド５ｂ、静翼サポートリング９を介してガスタービン車室４に固定されており、２段静翼７、３段静翼、および４段静翼はそれぞれ、外側シュラウド７ａを介してガスタービン車室４に固定されている。

一方、１段動翼６、２段動翼８、３段動翼、および４段動翼はそれぞれ、その基端部に固定されたプラットフォーム６ａ，８ａを介して動翼ディスク１０，１１に取り付けられている。
そして、燃焼部２で燃焼して高温となった燃焼ガスは１段静翼５から流入し、２段〜４段の各翼間を流れる過程において膨張して、それぞれ動翼６，８を回転させ、タービンロータに回転動力を与えた後、系外に排出される。

さて、本実施形態に係るガスタービン１には、圧縮部から送られてきた高圧空気の一部を、静翼（本実施形態では１段静翼５）と動翼（本実施形態では１段動翼６）との間に形成されたキャビティ（空間）１２内に導くバイパス手段（バイパス系統）１３が設けられている。
バイパス手段１３は、環形状（リング状）に形成された静翼サポートリング９の周方向（半径方向内側の周面および半径方向外側の周面）に沿って、静翼サポートリング９の板厚方向に貫通する少なくとも一つの連通穴１４と、この連通穴１４を通過する高圧空気の流れを制御する少なくとも一つの開閉弁１５とを備えている。

ターンダウン運転時には、開閉弁１５を開くことにより、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして（通ることなく）連通穴１４を通ってキャビティ１２内に導かれ、静翼（本実施形態では１段静翼５）と動翼（本実施形態では１段動翼６）との間からタービン部３の作動流体経路外（より詳しくは、動翼ディスク１０，１１の側）に漏れ出そうとする燃焼ガスをシールするシール空気と合流した後、シール空気として利用されることとなる。一方、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、開閉弁１５を閉じることにより、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気が、連通穴１４を通ることなく燃焼部２を通ってタービン部３の作動流体経路に導かれることとなる。

本実施形態に係るガスタービン１によれば、燃焼部２に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼部２出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むためのブースターポンプを追設する（新設する）ことなくターンダウン運転を行うことができるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、開閉弁１５が開かれ、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして（通ることなく）連通穴１４を通ってキャビティ１２内に導かれた後、シール空気としてタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして連通穴１４を通ってキャビティ１２内に導かれた後、シール空気としてタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部３の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部３を構成する部品の延命化を図ることができる。
さらにまた、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして連通穴１４を通ってキャビティ１２内に導かれ、キャビティ１２内の温度が低減させられることとなるので、動翼ディスク１０の延命化を図ることができる。

本発明の第２実施形態に係るガスタービンについて、図２から図４を参照しながら説明する。図２および図３は本実施形態に係るガスタービンの要部断面図、図４は本実施形態に具備されたバイパス手段をタービン部の側から見た平面図である。
図２から図４に示すように、本実施形態に係るガスタービン２１は、バイパス手段１３の代わりに、バイパス手段２２が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。

バイパス手段２２は、環形状（リング状）に形成された静翼サポートリング９の周方向（半径方向内側の周面および半径方向外側の周面）に沿って、静翼サポートリング９の板厚方向に貫通する複数個の連通穴２３と、これら連通穴２３を開閉する連通穴開閉部材２４と、この連通穴開閉部材２４を周方向に回動させるアクチュエータ２５（図４参照）とを備えている。

連通穴開閉部材２４は、環形状（リング状）に形成された板状の部材であり、連通穴開閉部材２４には、静翼サポートリング９に形成された連通穴１４と対応する位置に、連通穴１４の内径と略等しい内径を有するとともに、板厚方向に貫通する複数個の貫通穴２６が形成されている。

アクチュエータ２５は、例えば、油圧式のアクチュエータであり、シリンダ２５ａ内に（図示しない油圧ポンプにより）加圧された（圧縮された）油が供給され、シリンダ２５ａ内に配置されたピストン（図示せず）が往復移動させられることにより、このピストンに連結されたシャフト２５ｂを伸縮させる（進退させる）ものである。そして、ターンダウン運転時には、シリンダ２５ａ内に加圧された油が供給され、シャフト２５ｂが開（Open）位置まで縮められることにより連通穴１４と貫通穴２６とが合致して（図２参照）、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして（通ることなく）連通穴１４および貫通穴２６を通ってキャビティ１２内に導かれ、静翼（本実施形態では１段静翼５）と動翼（本実施形態では１段動翼６）との間からタービン部３の作動流体経路外（より詳しくは、動翼ディスク１０，１１の側）に漏れ出そうとする燃焼ガスをシールするシール空気と合流した後、シール空気として利用されることとなる。一方、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、シリンダ２５ａ内に供給される油の油路が切り換えられてシリンダ２５ａ内に加圧された油が供給され、シャフト２５ｂが閉（Close）位置まで伸ばされることにより貫通穴２６の形成されていない連通穴開閉部材２４の部分（領域）により連通穴１４が塞がれて（図３参照）、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気が、連通穴１４および貫通穴２６をバイパスして（通ることなく）燃焼部２を通ってタービン部３の作動流体経路に導かれることとなる。

本実施形態に係るガスタービン２１によれば、燃焼部２に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼部２出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むための配管およびブースターポンプ等を追設する（新設する）ことなくターンダウン運転を行うことができるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、連通穴１４と貫通穴２６とが合致して（図２参照）、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして（通ることなく）連通穴１４および貫通穴２６を通ってキャビティ１２内に導かれた後、シール空気としてタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして連通穴１４および貫通穴２６を通ってキャビティ１２内に導かれた後、シール空気としてタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部３の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部３を構成する部品の延命化を図ることができる。
さらにまた、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして連通穴１４および貫通穴２６を通ってキャビティ１２内に導かれ、キャビティ１２内の温度が低減させられることとなるので、動翼ディスク１０の延命化を図ることができる。

本発明の第３実施形態に係るガスタービンについて、図５を参照しながら説明する。図５は本実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。
図５に示すように、本実施形態に係るガスタービン３１は、バイパス手段１３，２２の代わりに、バイパス手段３２が設けられているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。

バイパス手段３２は、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部を、キャビティ１２内に導くための少なくとも一つのバイパス管（バイパス通路）３３と、静翼サポートリング９の周方向（半径方向内側の周面および半径方向外側の周面）に沿って、静翼サポートリング９の板厚方向に貫通し、前記バイパス管と接続され、前記キャビティと連通する少なくとも一つの連通穴３４と、バイパス管３３の途中に接続されて、制御器（図示せず）によって開閉される少なくとも一つの開閉弁３５とを備えている。

ターンダウン運転時には、開閉弁３５を開くことにより、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして（通ることなく）連通穴３４を通ってキャビティ１２内に導かれ、静翼（本実施形態では１段静翼５）と動翼（本実施形態では１段動翼６）との間からタービン部３の作動流体経路外（より詳しくは、動翼ディスク１０，１１の側）に漏れ出そうとする燃焼ガスをシールするシール空気と合流した後、シール空気として利用されることとなる。一方、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、開閉弁３５を閉じることにより、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気が、連通穴３４を通ることなく燃焼部２を通ってタービン部３の作動流体経路に導かれることとなる。

本実施形態に係るガスタービン３１によれば、燃焼部２に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼部２出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むためのブースターポンプを追設する（新設する）ことなくターンダウン運転を行うことができるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、開閉弁３５が開かれ、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして（通ることなく）バイパス管３３、開閉弁３５および連通穴３４を通ってキャビティ１２内に導かれた後、シール空気としてタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスしてバイパス管３３、開閉弁３５および連通穴３４を通ってキャビティ１２内に導かれた後、シール空気としてタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部３の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部３を構成する部品の延命化を図ることができる。
さらにまた、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスしてバイパス管３３、開閉弁３５および連通穴３４を通ってキャビティ１２内に導かれ、キャビティ１２内の温度が低減させられることとなるので、動翼ディスク１０の延命化を図ることができる。
さらにまた、開閉弁３５は、作業員が手動で操作可能なガスタービン車室４外に配置されているので、開閉弁３５が仮に自動で（すなわち、制御器によって）操作することができなくなった場合でも手動で操作することができる。
さらにまた、開閉弁３５は、作業員が容易に保守点検することができるガスタービン車室４外に配置されているので、開閉弁３５のメンテナンス性を向上させることができる。
なお、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、開閉弁３５は閉じられ、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気は、燃焼部２を通ってタービン部３の作動流体経路に導かれることとなる。

本発明の第４実施形態に係るガスタービンについて、図６を参照しながら説明する。図６は本実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係るガスタービン４１は、バイパス手段１３，２２，３２の代わりに、バイパス手段４２が設けられているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。

バイパス手段４２は、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部を、タービン部３の半径方向外側から静翼（本実施形態では１段静翼５）と動翼（本実施形態では１段動翼６）との間に形成された作動流体経路内に導く少なくとも一つのバイパス管（バイパス通路）４３と、このバイパス管４３の途中に接続されて、制御器（図示せず）によって開閉される開閉弁４４とを備えている。

本実施形態に係るガスタービン４１によれば、燃焼部２に入る前の作動流体経路から抽出された空気を、燃焼部２出口の下流に位置する作動流体経路に押し込むためのブースターポンプを追設する（新設する）ことなくターンダウン運転を行うことができるので、ガスタービンの系統および運用の簡略化を図ることができ、製造費および保守点検費の低廉化を図ることができる。
また、ターンダウン運転時には、開閉弁４４が開かれ、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスして（通ることなく）バイパス管４３および開閉弁４４を通って静翼と動翼との間に形成されたタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、排気ガスの温度を低下させることができる。
さらに、ターンダウン運転時には、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気の一部が、燃焼部２をバイパスしてバイパス管４３および開閉弁４４を通って静翼と動翼との間に形成されたタービン部３の作動流体経路内に投入されることとなるので、ターンダウン運転時においてタービン入口温度を高い状態で維持したまま、タービン部３の温度を低下させることができ、タービン翼（動翼および静翼）等のタービン部３を構成する部品の延命化を図ることができる。
さらにまた、開閉弁４４は、作業員が手動で操作可能なガスタービン車室４外に配置されているので、開閉弁４４が仮に自動で（すなわち、制御器によって）操作することができなくなった場合でも手動で操作することができる。
さらにまた、開閉弁４４は、作業員が容易に保守点検することができるガスタービン車室４外に配置されているので、開閉弁４４のメンテナンス性を向上させることができる。
なお、通常運転（例えば、全負荷運転）時には、開閉弁４４は閉じられ、圧縮部からガスタービン車室４内に流入した高圧空気は、燃焼部２を通ってタービン部３の作動流体経路に導かれることとなる。

本発明の第１実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係るガスタービンに具備されたバイパス手段をタービン部の側から見た平面図である。 本発明の第３実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。 本発明の第４実施形態に係るガスタービンの要部断面図である。

符号の説明

１ ガスタービン
２ 燃焼部
３ タービン部
４ ガスタービン車室
５ １段静翼
６ １段動翼
７ ２段静翼
８ ２段動翼
９ 静翼サポートリング
１２ キャビティ
１３ バイパス手段
１４ 連通穴
１５ 開閉弁
２１ ガスタービン
２２ バイパス手段
２３ 連通穴
２４ 連通穴開閉部材
２５ アクチュエータ
３１ ガスタービン
３２ バイパス手段
３３ バイパス管（バイパス通路）
３４ 連通穴
３５ 開閉弁
４１ ガスタービン
４２ バイパス手段
４３ バイパス管（バイパス通路）
４４ 開閉弁

Claims (7)

1. 燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、前記圧縮部と燃焼部とタービン部とを内部に収容するガスタービン車室とを備えたガスタービンであって、
   前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、前記タービン部の半径方向内側から、前記タービン部を構成する静翼と動翼との間に形成されたキャビティ内に導くバイパス手段が設けられていることを特徴とするガスタービン。
2. 前記バイパス手段は、環形状に形成されて前記静翼を支持する静翼サポートリングの周方向に沿って、前記静翼サポートリングの板厚方向に貫通する少なくとも一つの連通穴と、この連通穴を通過する高圧空気の流れを制御する少なくとも一つの開閉弁とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
3. 前記バイパス手段は、環形状に形成されて前記静翼を支持する静翼サポートリングの周方向に沿って、前記静翼サポートリングの板厚方向に貫通する複数個の連通穴と、これら連通穴を開閉する連通穴開閉部材と、この連通穴開閉部材を周方向に回動させるアクチュエータとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
4. 前記バイパス手段は、前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、前記静翼と前記動翼との間に形成された前記キャビティ内に導く少なくとも一つのバイパス通路と、環形状に形成されて前記静翼を支持する静翼サポートリングの周方向に沿って、前記静翼サポートリングの板厚方向に貫通し、前記バイパス通路と接続され、前記キャビティと連通する少なくとも一つの連通穴と、このバイパス通路の途中に接続されて、当該バイパス通路を開閉する少なくとも一つの開閉弁とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
5. 燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、この圧縮部から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部と、この燃焼部の下流側に位置し、前記燃焼部を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部と、前記圧縮部と燃焼部とタービン部とを内部に収容するガスタービン車室とを備えたガスタービンであって、
   前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、前記タービン部の半径方向外側から、前記タービン部を構成する静翼と動翼との間に形成された作動流体経路内に導くバイパス手段が設けられていることを特徴とするガスタービン。
6. 前記バイパス手段は、前記圧縮部から前記ガスタービン車室内に流入した高圧空気の一部を、前記静翼と前記動翼との間に形成された作動流体経路内に導く少なくとも一つのバイパス通路と、このバイパス通路の途中に接続されて、当該バイパス通路を開閉する少なくとも一つの開閉弁とを備えていることを特徴とする請求項５に記載のガスタービン。
7. 前記バイパス通路の一部および前記開閉弁が、前記ガスタービン車室外に設けられていることを特徴とする請求項４または６に記載のガスタービン。

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