JP2012189053A - ガスタービン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、断面翼形状で内部に冷却空気が流れる冷却流路が形成された翼本体(翼体)と、翼本体が取り付けられると共に冷却流路に冷却空気を供給する供給流路を有するケーシング7と、を備え、供給流路の空気供給口7a又は冷却流路の空気流入口14aに配置され、上流側に開口すると共に流入する冷却空気を下流側に流通させる空気放出孔17aと、底部にゴミを貯留する貯留部17bと、を有するゴミ受部17を備えている。
【選択図】図4
Description
図1において、ガスタービン1は、圧縮空気Cを生成する圧縮機2と、圧縮機2から供給される圧縮空気Cに燃料を供給して作動流体である燃焼ガスGを生成する複数の燃焼器3と、燃焼器3から供給される燃焼ガスGにより回転動力を発生させるタービン4と、タービン4を通過した燃焼ガスGを排気する排気室5と、を圧縮空気C及び燃焼ガスGの供給・排気方向の上流側から下流側に向けてこの順に備えている。また、ガスタービン1は、軸線Oを回転中心としてタービン4の周方向Rに回転するロータ6を備えている。このロータ6の一端6aは圧縮機2の上流側に設けられた軸受部1aによって回転可能にガスタービン1に支持されている。また、ロータ6の他端6bはタービン4の下流側に設けられた軸受部1bによって回転可能に支持されている。
圧縮機2は、空気を取り込む空気流入口2aを上流側に配置した圧縮機ケーシング2bと、この圧縮機ケーシング2bの内部に配置された複数の圧縮機静翼2c及び複数の圧縮機動翼2dと、を備えている。圧縮機静翼2cは、それぞれ圧縮機ケーシング2bの内周面に固定されると共に、ロータ6に向けて延設され、タービン4の周方向Rに互いに等しい間隔を空けて配列している。また、圧縮機動翼2dは、ロータ6の外周面に固定されると共に、圧縮機ケーシング2bの内周面に向けて延設され、タービン4の周方向Rに互いに等しい間隔を空けて配列している。そして、これら圧縮機静翼2cと圧縮機動翼2dとは、軸線Oに沿って交互になるように多段に配置されている。
燃焼器3は、タービン4の周方向Rに沿って複数個配置され、内部に図示しないバーナを有する内筒3aと、圧縮機2から供給される圧縮空気Cを内筒3aに導く外筒3bと、内筒3aに燃料を供給する図示しない燃料噴射器と、内筒3aからの燃焼ガスGをタービン4に導く尾筒3cと、を備えている。また、燃焼器3は、燃料の供給方向下流側の先端部が圧縮機ケーシング2bの下流端部に連結された燃焼器ケーシング3dの内部に配置されている。
タービン4は、先端部が燃焼器ケーシング3dの下流端部に連結されたタービンケーシング7と、タービンケーシング7の内部に配置されたタービン静翼8及びタービン動翼9と、を備えている。尚、本実施の形態では、タービン静翼8及びタービン動翼9は一組一段として四段に配置されている。
排気室5は、その上流端がタービンケーシング7の下流端と連結され、その下流端に開口5aが設けられている。また、排気室5の上流側には、タービン静翼8及びタービン動翼9を通過した燃焼ガスGの動圧を静圧に変換する排気ディフューザ5bが設けられている。
上記の構成において、圧縮機2の空気流入口2aから取り込まれた空気は、多段に配置された圧縮機静翼2c及び圧縮機動翼2dを通過する過程で圧縮空気Cに生成され、下流側に導かれる。
次に、図2に基づいて、本発明のガスタービンの要部の概略構成を説明する。図2に示すように、タービンケーシング7には、冷却空気としての圧縮空気Cが供給されるフィードホール10が形成されている。また、タービンケーシング7には、フィードホール10から圧縮空気Cを内部に供給する空気供給口7aが形成されている。
(ゴミ受部17の構成)
ゴミ受部17は、溶接等によってタービンケーシング7(又は外側シュラウド14)に固定されている。また、ゴミ受部17は、図4に示すように、その周壁に形成された多数の空気放出孔17aと、その底壁でダストDを貯留する貯留部17bと、を備えている。この際、ダストDは、所謂サイクロン効果によって圧縮空気CとダストDとを分離することから、空気放出孔17aは空気供給口7aに近い上部寄りに形成し、貯留部17bと離間させることによって分離性が向上される。尚、図5(A)に示すように、空気供給口7aは空気流入口14aから離間した位置に形成されており、空気放出孔17aから放出されてしまったダストDが空気流入口14aに達し難くするのが好ましい。また、図5(B)に示すように、空気放出孔17aの形成位置は、矢印で示す圧縮空気Cの放出方向の延長上に遮蔽板16に形成されたインピンジメント冷却用孔16aが位置しないようにするのが好ましい。尚、設計上、空気放出孔17aの放出方向にインピンジメント冷却用孔16aが位置せざるを得ない場合、少なくとも、空気放出孔17aから放出される冷却空気Cの圧力によってダストDが直接着地しない程度の範囲は避けるのが好ましい。
このような構成においては、翼本体15は、インサート18に供給された圧縮空気Cによって、その内側(内部空間側)から冷却される。
このように、本発明のガスタービン1にあっては、タービン静翼8に供給される冷却用の圧縮空気Cは、翼本体15よりも上流側でダストDが捕集されることから、翼本体15及びインサート18の各冷却孔15a,18aの目詰まりを抑制することができる。
図6は、本発明に係るガスタービンの実施の形態2を示す要部の拡大断面図である。なお、上記実施の形態1と同一又は実質同一の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図7は、本発明に係るガスタービンの実施の形態3を示す要部の拡大断面図である。なお、上記実施の形態1と同一又は実質同一の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図8は、本発明に係るガスタービンの実施の形態4を示す要部の拡大断面図である。なお、上記実施の形態1と同一又は実質同一の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図9は、本発明に係るガスタービンの実施の形態5を示す要部の拡大断面図である。なお、上記実施の形態1と同一又は実質同一の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図10は、本発明に係るガスタービンの実施の形態6を示す要部の拡大断面図である。
図11は、本発明に係るガスタービンの実施の形態7を示す要部の拡大断面図である。
8…タービン静翼
15…翼本体(翼体)
17…ゴミ受部
17a…空気放出孔
17b…貯留部
R1…供給流路
R2…冷却流路
Claims (10)
- 断面翼形状で内部に冷却空気が流れる冷却流路が形成された翼体と、
前記翼体が取り付けられると共に前記冷却流路に冷却空気を供給する供給流路を有するケーシングと、
を備え、
前記供給流路の空気供給口又は前記冷却流路の空気流入口に配置され、上流側に開口すると共に流入する冷却空気を下流側に流通させる空気放出孔と、底部にゴミを貯留する貯留部と、を有するゴミ受部を備えていることを特徴とするガスタービン。 - 前記ゴミ受部はカップ状に形成されていると共に、前記開口寄りの周壁に前記空気放出孔が複数形成され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。
- 前記空気放出孔が内側から上部外側に向って上向き傾斜していることを特徴とする請求項2に記載のガスタービン。
- 前記ゴミ受部は、カップ状に形成されていると共に、前記貯留部に貯留したゴミの逆流を抑制する規制片が設けられ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。
- 前記空気供給口と前記空気流入口とが離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載のガスタービン。
- 前記空気放出孔は、前記翼体を支持するケーシングと外側シュラウドとの間に配置されて前記外側シュラウドを前記冷却空気で冷却するために形成されたインピンジメント冷却用孔の配列方向を避けるように冷却空気を放出することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載のガスタービン。
- 前記ゴミ受部は、前記翼体を支持するケーシング又は前記ケーシングと外側シュラウドとの間に配置された遮蔽板に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載のガスタービン。
- 前記ゴミ受部は、前記翼体の内部に配置されたインサートの入口に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載のガスタービン。
- 前記ゴミ受部は、サーペンタイン流路の入口に設置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載のガスタービン。
- 前記ゴミ受部には、慣性フィルタが用いられていることを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載のガスタービン。
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