JP3105775B2 - ガスタービンのロータ - Google Patents
ガスタービンのロータInfo
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- JP3105775B2 JP3105775B2 JP07295292A JP29529295A JP3105775B2 JP 3105775 B2 JP3105775 B2 JP 3105775B2 JP 07295292 A JP07295292 A JP 07295292A JP 29529295 A JP29529295 A JP 29529295A JP 3105775 B2 JP3105775 B2 JP 3105775B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部に冷却空気通
路をもつ、ガスタービンのロータに関する。
路をもつ、ガスタービンのロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンのロータは図３に示されて
いるようにタービン部分１と圧縮機部分２から構成され
ている。そのタービン部分１の構成を４段の場合につい
て図４に示してある。図４に見られるように、このター
ビン部分１では、第１段動翼６から第４段動翼９までの
動翼がそれぞれ設けられた第１段円板１１から第４段円
板１４までの４個の円板を重ねて一本のロータが形成さ
れている。
いるようにタービン部分１と圧縮機部分２から構成され
ている。そのタービン部分１の構成を４段の場合につい
て図４に示してある。図４に見られるように、このター
ビン部分１では、第１段動翼６から第４段動翼９までの
動翼がそれぞれ設けられた第１段円板１１から第４段円
板１４までの４個の円板を重ねて一本のロータが形成さ
れている。
【０００３】５はロータの外側に設けられたエアセパレ
ータであり、矢印１０がこのロータに対する冷却空気の
流れを示している。冷却空気はエアセパレータ５の外周
に設けた穴からロータ内部に入り、各円板１１〜１３に
設けられた冷却空気通路２３〜２５等を通って第１段か
ら第４段の動翼６〜９の翼根部分１５，１６，１７及び
１８に至る。
ータであり、矢印１０がこのロータに対する冷却空気の
流れを示している。冷却空気はエアセパレータ５の外周
に設けた穴からロータ内部に入り、各円板１１〜１３に
設けられた冷却空気通路２３〜２５等を通って第１段か
ら第４段の動翼６〜９の翼根部分１５，１６，１７及び
１８に至る。
【０００４】動翼々根１５〜１８に至った冷却空気は、
動翼６〜９を冷却する分は動翼６〜９の内部に導入され
動翼６〜９を冷却して各動翼６〜９に設けられた放出穴
（図示していない）から主流中に、また、円板外周部分
を冷却する分は当該部分を冷却した後、翼溝部分から主
流中に放出されるように構成されている。このように、
従来のガスタービンのロータでは、動翼や円板を冷却し
た後の冷却空気は各段から主流中に放出している。
動翼６〜９を冷却する分は動翼６〜９の内部に導入され
動翼６〜９を冷却して各動翼６〜９に設けられた放出穴
（図示していない）から主流中に、また、円板外周部分
を冷却する分は当該部分を冷却した後、翼溝部分から主
流中に放出されるように構成されている。このように、
従来のガスタービンのロータでは、動翼や円板を冷却し
た後の冷却空気は各段から主流中に放出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
のガスタービンのロータでは、動翼や円板を冷却した後
の冷却空気を冷却を終えた各段から主流中に放出してい
たが、それをやめ、一度燃焼器前に戻して、冷却に使用
した冷却空気もタービン初段から膨張させればガスター
ビンの熱効率を改善できるサイクルとなって好ましい。
のガスタービンのロータでは、動翼や円板を冷却した後
の冷却空気を冷却を終えた各段から主流中に放出してい
たが、それをやめ、一度燃焼器前に戻して、冷却に使用
した冷却空気もタービン初段から膨張させればガスター
ビンの熱効率を改善できるサイクルとなって好ましい。
【０００６】此のようなサイクルを実現する為には、ロ
ータ内部に冷却空気を供給する為の従来の往路に加え
て、ロータ冷却後の冷却空気を燃焼器の上流側、即ち圧
縮機の吐出室に回収する為の復路を設けねばならない。
ータ内部に冷却空気を供給する為の従来の往路に加え
て、ロータ冷却後の冷却空気を燃焼器の上流側、即ち圧
縮機の吐出室に回収する為の復路を設けねばならない。
【０００７】本発明は、ガスタービンのタービン動翼を
冷却した後の冷却空気を燃焼器の上流側に回収してター
ビン初段から全段で膨張させることによりガスタービン
の熱効率を向上させうるように構成したガスタービンの
ロータを提供することを課題としている。
冷却した後の冷却空気を燃焼器の上流側に回収してター
ビン初段から全段で膨張させることによりガスタービン
の熱効率を向上させうるように構成したガスタービンの
ロータを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、翼が設けられ
た円板を複数個重ねて一本のロータを形成すると共に同
翼及び同円板自身を冷却するための冷却空気通路を内部
に設けたガスタービンのロータにおける前記課題を解決
するため、次の構造のガスタービンロータを提供する。
た円板を複数個重ねて一本のロータを形成すると共に同
翼及び同円板自身を冷却するための冷却空気通路を内部
に設けたガスタービンのロータにおける前記課題を解決
するため、次の構造のガスタービンロータを提供する。
【０００９】即ち、本発明によるガスタービンのロータ
では、ロータへの冷却空気は第１段円板の上流のエアセ
パレータの外周よりロータに入り、同第１段円板及び第
１段動翼の翼根部から同第１段動翼内部に流れた冷却空
気は同翼根部に戻る第１の冷却空気通路を通り、一方、
前記第１段円板と相隣る第２段円板の冷却空気通路を接
続する管によって形成される第２の冷却空気通路から第
２段円板及び第２段動翼内の冷却通路を通って冷却した
冷却空気は、前記第１の冷却空気通路に合流し、その
後、前記ロータ内の冷却空気通路を通って上流側に戻
り、燃焼器の上流側に回収される。このようにロータ内
部に往路と復路の冷却空気通路を形成する。
では、ロータへの冷却空気は第１段円板の上流のエアセ
パレータの外周よりロータに入り、同第１段円板及び第
１段動翼の翼根部から同第１段動翼内部に流れた冷却空
気は同翼根部に戻る第１の冷却空気通路を通り、一方、
前記第１段円板と相隣る第２段円板の冷却空気通路を接
続する管によって形成される第２の冷却空気通路から第
２段円板及び第２段動翼内の冷却通路を通って冷却した
冷却空気は、前記第１の冷却空気通路に合流し、その
後、前記ロータ内の冷却空気通路を通って上流側に戻
り、燃焼器の上流側に回収される。このようにロータ内
部に往路と復路の冷却空気通路を形成する。
【００１０】このように構成された本発明のガスタービ
ンのロータにおいては、第１動翼の翼根部から第１動翼
内部に流れて同翼根部に戻って来る冷却空気が流れる第
１の冷却空気通路と、相隣る円板の冷却空気通路を接続
する管によって形成され第２段動翼内へ冷却空気を流す
第２の冷却空気通路とが分離され、これらが冷却空気の
往路になり、冷却後の空気が上流側に戻る復路と分離し
て使う事ができる。そして、本発明のガスタービンのロ
ータでは、第２段動翼には第１段円板と第２段円板の冷
却空気通路を接続する管によって前記第１段動翼とは別
途の冷却空気を供給しており、この冷却空気は熱されて
いない状態で、直接第２段に行くので冷却性能がよい。
また、第２段動翼を冷却した空気は、第１の冷却空気通
路に合流してロータの上流側に回収される。
ンのロータにおいては、第１動翼の翼根部から第１動翼
内部に流れて同翼根部に戻って来る冷却空気が流れる第
１の冷却空気通路と、相隣る円板の冷却空気通路を接続
する管によって形成され第２段動翼内へ冷却空気を流す
第２の冷却空気通路とが分離され、これらが冷却空気の
往路になり、冷却後の空気が上流側に戻る復路と分離し
て使う事ができる。そして、本発明のガスタービンのロ
ータでは、第２段動翼には第１段円板と第２段円板の冷
却空気通路を接続する管によって前記第１段動翼とは別
途の冷却空気を供給しており、この冷却空気は熱されて
いない状態で、直接第２段に行くので冷却性能がよい。
また、第２段動翼を冷却した空気は、第１の冷却空気通
路に合流してロータの上流側に回収される。
【００１１】従って、本発明のガスタービンのロータを
用いることによって、ガスタービンのタービン動翼を冷
却した後の冷却空気を燃焼器の上流側に回収して、ター
ビン初段から全段で膨張させることによりガスタービン
の熱効率を向上させるサイクルを形成させることができ
る。
用いることによって、ガスタービンのタービン動翼を冷
却した後の冷却空気を燃焼器の上流側に回収して、ター
ビン初段から全段で膨張させることによりガスタービン
の熱効率を向上させるサイクルを形成させることができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるガスタービン
のロータについて図１，図２に示した実施の形態に基づ
いて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態におい
て、図４に示した従来のロータと同じ構成の部分には説
明を簡単にするため同じ符号を付してある。
のロータについて図１，図２に示した実施の形態に基づ
いて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態におい
て、図４に示した従来のロータと同じ構成の部分には説
明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【００１３】本実施形態によるガスタービンのロータ
も、図４に示したものと同様、タービンの段数が４段の
場合である。図１，図２において、２０は第１段円板１
１の空気通路２３と第２段円板１２の空気通路２４とを
接続する管である。
も、図４に示したものと同様、タービンの段数が４段の
場合である。図１，図２において、２０は第１段円板１
１の空気通路２３と第２段円板１２の空気通路２４とを
接続する管である。
【００１４】また、第１段円板１１には、第１段動翼６
の内部の空気通路を第２段円板１２との間の空間Ａに連
通する空気通路２５が設けられている。第２段円板１２
及び第３段円板１３にも、それぞれ同様に空気通路２６
及び２７が設けられている。また、各円板１１〜１４を
一体に結合している締付ボルト２１と各円板１１〜１３
の間には空気通路２２が形成されている。
の内部の空気通路を第２段円板１２との間の空間Ａに連
通する空気通路２５が設けられている。第２段円板１２
及び第３段円板１３にも、それぞれ同様に空気通路２６
及び２７が設けられている。また、各円板１１〜１４を
一体に結合している締付ボルト２１と各円板１１〜１３
の間には空気通路２２が形成されている。
【００１５】このように構成された図１及び図２のター
ビンロータにおける冷却流体、即ち冷却空気の流れを矢
印１０で示してある。このロータへの冷却空気は第１段
円板１１の上流のエアセパレータ５の外周よりロータ内
に入る。
ビンロータにおける冷却流体、即ち冷却空気の流れを矢
印１０で示してある。このロータへの冷却空気は第１段
円板１１の上流のエアセパレータ５の外周よりロータ内
に入る。
【００１６】第１段円板１１及び第１段動翼６を冷却す
る空気は第１段円板１１の上流側から第１段動翼々根１
５に導かれ第１段動翼６の内部の冷却通路を通って第１
段動翼６を冷却した後再び翼根１５に戻り空気通路２５
を経て第１段円板１１と第２段円板１２の間の空間Ａに
至る。
る空気は第１段円板１１の上流側から第１段動翼々根１
５に導かれ第１段動翼６の内部の冷却通路を通って第１
段動翼６を冷却した後再び翼根１５に戻り空気通路２５
を経て第１段円板１１と第２段円板１２の間の空間Ａに
至る。
【００１７】一方、第２段以降の円板１２，１３，１４
及び動翼７，８，９を冷却する空気は管２０を通って第
２段円板１２の下流側に導かれて第２段円板１２と第３
段円板１３の間の空間Ｂに至り、その一部は第２段円板
１２の下流側から空気通路２６を経て第２段動翼々根１
６に至り第２段動翼７内の冷却通路を通って再び第２段
動翼々根１６に戻り、そこから矢印のように空間Ａへ流
れる。
及び動翼７，８，９を冷却する空気は管２０を通って第
２段円板１２の下流側に導かれて第２段円板１２と第３
段円板１３の間の空間Ｂに至り、その一部は第２段円板
１２の下流側から空気通路２６を経て第２段動翼々根１
６に至り第２段動翼７内の冷却通路を通って再び第２段
動翼々根１６に戻り、そこから矢印のように空間Ａへ流
れる。
【００１８】また、空間Ｂの空気は第３段円板１３に設
けられた通路を通って第３段動翼々根１７に至り、そこ
から第３段動翼８内の冷却通路へ入り第３段動翼８を冷
却する。第３段動翼８を冷却した空気は再び第３段動翼
々根１７に戻り、そこから空気通路２７を通って空間Ｃ
へ流出する。
けられた通路を通って第３段動翼々根１７に至り、そこ
から第３段動翼８内の冷却通路へ入り第３段動翼８を冷
却する。第３段動翼８を冷却した空気は再び第３段動翼
々根１７に戻り、そこから空気通路２７を通って空間Ｃ
へ流出する。
【００１９】空間Ｃの冷却空気は一部が第４段円板１４
に形成された空気通路を通って第４段動翼々根１８に至
りそこから第４段動翼９の内部の冷却通路を流れる。第
４段動翼９を冷却した空気は第４段動翼９に設けられた
放出穴から主流中に放出される。
に形成された空気通路を通って第４段動翼々根１８に至
りそこから第４段動翼９の内部の冷却通路を流れる。第
４段動翼９を冷却した空気は第４段動翼９に設けられた
放出穴から主流中に放出される。
【００２０】空間Ａの空気及び空間Ｂ，Ｃの空気の一部
は締付ボルト２１とそのまわりの穴との間の空気通路２
２を矢印のように通って上流側へ戻る。以上のように、
本実施形態のロータでは、円板１１及び円板１２の空気
通路２３及び２４と管２０、それに空間Ｂが冷却空気の
往路となり、空間ＡとＣが冷却空気の復路となる。
は締付ボルト２１とそのまわりの穴との間の空気通路２
２を矢印のように通って上流側へ戻る。以上のように、
本実施形態のロータでは、円板１１及び円板１２の空気
通路２３及び２４と管２０、それに空間Ｂが冷却空気の
往路となり、空間ＡとＣが冷却空気の復路となる。
【００２１】尚、本実施形態のロータでは第４段動翼々
根１８に入った空気は第４段動翼９を冷却後に回収しな
いで主流中に放流しているが、第４段動翼９の冷却用は
量が僅かで主流中に放流しても効率上の不利益が小さ
い。
根１８に入った空気は第４段動翼９を冷却後に回収しな
いで主流中に放流しているが、第４段動翼９の冷却用は
量が僅かで主流中に放流しても効率上の不利益が小さ
い。
【００２２】以上、本発明を図示した実施形態に基づい
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるガス
タービンのロータでは、ロータへの冷却空気は第１段円
板の上流のエアセパレータの外周よりロータに入り、同
第１段円板及び第１段動翼の翼根部から同第１段動翼内
部に流れた冷却空気は同翼根部に戻る第１の冷却空気通
路を通り、一方、前記第１段円板と相隣る第２段円板の
冷却空気通路を接続する管によって形成される第２の冷
却空気通路から第２段円板及び第２段動翼内の冷却通路
を通って冷却した冷却空気は、前記第１の冷却空気通路
に合流し、その後、前記ロータ内の冷却空気通路を通っ
て上流側に戻り、燃焼器の上流側に回収している。
タービンのロータでは、ロータへの冷却空気は第１段円
板の上流のエアセパレータの外周よりロータに入り、同
第１段円板及び第１段動翼の翼根部から同第１段動翼内
部に流れた冷却空気は同翼根部に戻る第１の冷却空気通
路を通り、一方、前記第１段円板と相隣る第２段円板の
冷却空気通路を接続する管によって形成される第２の冷
却空気通路から第２段円板及び第２段動翼内の冷却通路
を通って冷却した冷却空気は、前記第１の冷却空気通路
に合流し、その後、前記ロータ内の冷却空気通路を通っ
て上流側に戻り、燃焼器の上流側に回収している。
【００２４】従って、本発明のガスタービンのロータで
は、第２段動翼には接続管にて前記第１段動翼とは別途
の冷却空気を供給しており、この冷却空気は熱されてい
ない状態で直接第２段に行くので冷却性能がよい。ま
た、第２段動翼を冷却した空気は、第１の冷却空気通路
の合流してロータの上流側に回収し、このようにガスタ
ービンのタービン動翼の冷却空気を燃焼器の上流側に回
収して、タービン全般で膨張させると言う新しいサイク
ルに対応するロータを実現可能にしている。
は、第２段動翼には接続管にて前記第１段動翼とは別途
の冷却空気を供給しており、この冷却空気は熱されてい
ない状態で直接第２段に行くので冷却性能がよい。ま
た、第２段動翼を冷却した空気は、第１の冷却空気通路
の合流してロータの上流側に回収し、このようにガスタ
ービンのタービン動翼の冷却空気を燃焼器の上流側に回
収して、タービン全般で膨張させると言う新しいサイク
ルに対応するロータを実現可能にしている。
【図１】本発明の実施の一形態によるガスタービンのロ
ータを示す縦断面図。
ータを示す縦断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面図。
【図３】ガスタービンのロータの全体的な縦断面図。
【図４】図３に示されたロータにおけるタービン部分の
拡大断面図。
拡大断面図。
５ エアセパレータ ６ 第１段動翼 ７ 第２段動翼 ８ 第３段動翼 ９ 第４段動翼 １１ 第１段円板 １２ 第２段円板 １３ 第３段円板 １４ 第４段円板 １５ 第１段動翼々根 １６ 第２段動翼々根 １７ 第３段動翼々根 １８ 第４段動翼々根 ２０ 管 ２１ 締付ボルト ２２，２３，２４ 空気通路 ２５，２６，２７ 空気通路 Ａ，Ｂ，Ｃ 空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 5/18 F02C 7/18 F01D 5/08
Claims (1)
- 【請求項１】 翼が設けられた円板を複数個重ねて一本
のロータを形成すると共に同翼及び同円板自身を冷却す
るための冷却空気通路を内部に設けたガスタービンのロ
ータにおいて、前記ロータへの冷却空気は第１段円板の
上流のエアセパレータの外周よりロータに入り、同第１
段円板及び第１段動翼の翼根部から同第１段動翼内部に
流れた冷却空気は同翼根部に戻る第１の冷却空気通路を
通り、一方、前記第１段円板と相隣る第２段円板の冷却
空気通路を接続する管によって形成される第２の冷却空
気通路から第２段円板及び第２段動翼内の冷却通路を通
って冷却した冷却空気は、前記第１の冷却空気通路に合
流し、その後、前記ロータ内の冷却空気通路を通って上
流側に戻り、燃焼器の上流側に回収されるように構成し
てなることを特徴とするガスタービンのロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07295292A JP3105775B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ガスタービンのロータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07295292A JP3105775B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ガスタービンのロータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09137701A JPH09137701A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3105775B2 true JP3105775B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=17818722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07295292A Expired - Fee Related JP3105775B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ガスタービンのロータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3105775B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000053569A (ko) * | 1999-01-25 | 2000-08-25 | 제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹 | 터빈 |
| CN106468179A (zh) * | 2015-08-22 | 2017-03-01 | 熵零股份有限公司 | 叶片冷却方法及其系统 |
| KR101675269B1 (ko) * | 2015-10-02 | 2016-11-11 | 두산중공업 주식회사 | 가스터빈 디스크 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP07295292A patent/JP3105775B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09137701A (ja) | 1997-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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