JP3212539B2 - ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 - Google Patents
ガスタービンエアセパレータの空気穴構造Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンエアセ
パレータの空気穴構造に関し、エアセパレータを２分割
すると共に、その空気供給穴からの空気を複数枚の１段
動翼に均等に配分できるような構造にしたものである。
パレータの空気穴構造に関し、エアセパレータを２分割
すると共に、その空気供給穴からの空気を複数枚の１段
動翼に均等に配分できるような構造にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】エアセパレータはロータ及び動翼冷却空
気を圧縮機から導き、取り入れるための装置であり、図
８にその断面図、図９に斜視図を示す。図８において、
１はロータであり、２はロータ１にディスク部７を介し
て取付けられた１段動翼であり、ロータ１と共に回転す
る。３は１段静翼で、４は静翼３内側のシールリング保
持環である。５はダクトで圧縮機からの冷却空気３０を
空間６へ導くものである。７は前述の動翼２の翼根部が
取付けられるディスク部、８はボルト・ナットである。
４１，４２は固定側のシール部、４３は冷却空気をディ
スク７後段へ送る空気供給穴である。
気を圧縮機から導き、取り入れるための装置であり、図
８にその断面図、図９に斜視図を示す。図８において、
１はロータであり、２はロータ１にディスク部７を介し
て取付けられた１段動翼であり、ロータ１と共に回転す
る。３は１段静翼で、４は静翼３内側のシールリング保
持環である。５はダクトで圧縮機からの冷却空気３０を
空間６へ導くものである。７は前述の動翼２の翼根部が
取付けられるディスク部、８はボルト・ナットである。
４１，４２は固定側のシール部、４３は冷却空気をディ
スク７後段へ送る空気供給穴である。
【０００３】１０はエアセパレータであり、ロータ１の
周囲を囲む円筒形状をしており、その左端にはフランジ
部１３を有し、ボルト穴９が加工されており、ロータ１
にボルト・ナット８で取付けられている。右端にはフラ
ンジ部１２を有し、その先端部周囲はディスク部７に接
触している。エアセパレータ１０の中央部には空気穴１
１が周囲に設けられ、空間６からの冷却空気３０をロー
タ１とエアセパレータ内周との間に形成される通路３１
を通り、ディスク７の空気供給穴４３へ導くと共に、デ
ィスク部７から１段動翼２へ冷却空気を導くラジアルホ
ール４４へも供給する。又、エアセパレータ１０の外周
は固定側のシール部４１，４２と近接し、シールフィン
を介して冷却空気が外部へもれるのを防止している。
周囲を囲む円筒形状をしており、その左端にはフランジ
部１３を有し、ボルト穴９が加工されており、ロータ１
にボルト・ナット８で取付けられている。右端にはフラ
ンジ部１２を有し、その先端部周囲はディスク部７に接
触している。エアセパレータ１０の中央部には空気穴１
１が周囲に設けられ、空間６からの冷却空気３０をロー
タ１とエアセパレータ内周との間に形成される通路３１
を通り、ディスク７の空気供給穴４３へ導くと共に、デ
ィスク部７から１段動翼２へ冷却空気を導くラジアルホ
ール４４へも供給する。又、エアセパレータ１０の外周
は固定側のシール部４１，４２と近接し、シールフィン
を介して冷却空気が外部へもれるのを防止している。
【０００４】図９はエアセパレータ１０の斜視図であ
り、ロータ１の周囲を囲んで円筒形状をしており、中央
部周囲には前述のように多数の空気穴１１を有してお
り、両端にフランジ部１２，１３を有し、フランジ部１
３はボルト穴９によりボルト・ナットでロータ１側に取
付けられる構造である。
り、ロータ１の周囲を囲んで円筒形状をしており、中央
部周囲には前述のように多数の空気穴１１を有してお
り、両端にフランジ部１２，１３を有し、フランジ部１
３はボルト穴９によりボルト・ナットでロータ１側に取
付けられる構造である。
【０００５】図１０はエアセパレータの動翼側のフラン
ジ部を示し、（ａ）は動翼側への接触部の断面図、
（ｂ）はフランジ部にクラックが発生した状態を示す斜
視図である。図１０（ａ）のようにフランジ部１２の先
端部周囲はロータのディスク部７に接触し、軽く押さえ
られており、ディスク側と一定の面圧を保持している。
ジ部を示し、（ａ）は動翼側への接触部の断面図、
（ｂ）はフランジ部にクラックが発生した状態を示す斜
視図である。図１０（ａ）のようにフランジ部１２の先
端部周囲はロータのディスク部７に接触し、軽く押さえ
られており、ディスク側と一定の面圧を保持している。
【０００６】上記のようにエアセパレータ１０は一端の
フランジ部１３によりロータ１側にボルト・ナット８で
固定されたオーババンク構造であり、他端のフランジ部
１２はディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ
１と共に回転するもので、ホット再軌道をくり返すとデ
ィスク７側と接触するフランジ部１２に図１０（ｂ）に
示すようにクラックが発生することがある。
フランジ部１３によりロータ１側にボルト・ナット８で
固定されたオーババンク構造であり、他端のフランジ部
１２はディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ
１と共に回転するもので、ホット再軌道をくり返すとデ
ィスク７側と接触するフランジ部１２に図１０（ｂ）に
示すようにクラックが発生することがある。
【０００７】その原因としては、停止数時間内のホット
状態で再起動し、冷たい冷却空気を流し、冷却するとエ
アセパレータ１０は急冷され、フランジ部１２のディス
ク７側への押え付け力が低下する。この押え付け力が低
下した状態で運転することによりフランジ部１２とディ
スク当接側との間に相対的なスベリが生じ、表面が荒れ
て局部応力により微細クラックが発生し、この微細クラ
ックが徐々に進展し、クラック部が開口し、この部分が
遠心力によりめくり上がり、図１０（ｂ）に示すような
クラックとなる。
状態で再起動し、冷たい冷却空気を流し、冷却するとエ
アセパレータ１０は急冷され、フランジ部１２のディス
ク７側への押え付け力が低下する。この押え付け力が低
下した状態で運転することによりフランジ部１２とディ
スク当接側との間に相対的なスベリが生じ、表面が荒れ
て局部応力により微細クラックが発生し、この微細クラ
ックが徐々に進展し、クラック部が開口し、この部分が
遠心力によりめくり上がり、図１０（ｂ）に示すような
クラックとなる。
【０００８】そこで、上記のようなフランジ部のフレッ
チング疲労によるクラックの発生を防止するために、図
１，図２に示すような分割形のエアセパレータが検討さ
れ、２分割したエアセパレータの各部材をそれぞれロー
タ側とディスク側にボルトで結合するようにした構造が
先行技術として本出願人により提案され、又、特許出願
もされている。図１は本発明の前提となる分割のエアセ
パレータの全体断面図、図２はその斜視図であり、本出
願人が特許出願したものと同一機能のエアセパレータで
ある。
チング疲労によるクラックの発生を防止するために、図
１，図２に示すような分割形のエアセパレータが検討さ
れ、２分割したエアセパレータの各部材をそれぞれロー
タ側とディスク側にボルトで結合するようにした構造が
先行技術として本出願人により提案され、又、特許出願
もされている。図１は本発明の前提となる分割のエアセ
パレータの全体断面図、図２はその斜視図であり、本出
願人が特許出願したものと同一機能のエアセパレータで
ある。
【０００９】次に、図１に示す例は、本発明の対象とな
るエアセパレータであり、先行技術でもある分割形のエ
アセパレータである。次に、このエアセパレータにつき
説明する。１はロータであり、２はロータ１にディスク
７を介して取付けられた１段動翼であり、ロータ１と共
に回転する。３は１段静翼で、４は静翼３内側のシール
リング保持環である。５はダクトで圧縮機からの冷却空
気３０を空間６へ送る。７は前述のディスク部、８はボ
ルト・ナットである。４１，４２は固定側のシール部、
４３は冷却空気を後段へ送る空気供給穴、４４はラジア
ルホールである。以上の構成は図８に示す従来例と同じ
である。
るエアセパレータであり、先行技術でもある分割形のエ
アセパレータである。次に、このエアセパレータにつき
説明する。１はロータであり、２はロータ１にディスク
７を介して取付けられた１段動翼であり、ロータ１と共
に回転する。３は１段静翼で、４は静翼３内側のシール
リング保持環である。５はダクトで圧縮機からの冷却空
気３０を空間６へ送る。７は前述のディスク部、８はボ
ルト・ナットである。４１，４２は固定側のシール部、
４３は冷却空気を後段へ送る空気供給穴、４４はラジア
ルホールである。以上の構成は図８に示す従来例と同じ
である。
【００１０】２０はエアセパレータであり、円筒形状を
しており、２０−１，２０−２に分割された構造であ
る。２０−１は端部にフランジ部２１を有し、ロータ１
側にボルト・ナット８で締付けて取付けられ、ロータ１
と共に回転する。このセパレータ２０−１は冷却空気３
０が空間６内からもれるのを防止するものである。
しており、２０−１，２０−２に分割された構造であ
る。２０−１は端部にフランジ部２１を有し、ロータ１
側にボルト・ナット８で締付けて取付けられ、ロータ１
と共に回転する。このセパレータ２０−１は冷却空気３
０が空間６内からもれるのを防止するものである。
【００１１】２０−２は２０−１と所定の間隔３３を保
ち、かつロータ１側と一定の隙間３２を保つように配置
され、一端にはフランジ部２２を有しており、フランジ
部２２にはボルト穴２３があけられ、この穴２３を介し
てボルト２８によりディスク側７に取付けられ、ロータ
１と共に回転する。
ち、かつロータ１側と一定の隙間３２を保つように配置
され、一端にはフランジ部２２を有しており、フランジ
部２２にはボルト穴２３があけられ、この穴２３を介し
てボルト２８によりディスク側７に取付けられ、ロータ
１と共に回転する。
【００１２】上記のように、エアセパレータ２０は２０
−１と２０−２とからなり、２０−１と２０−２は互い
にロータ１と共に回転し、中央の分割された間隔３３を
通り、空間６から冷却空気３０が流入し、通路３２を通
ってディスク７の空気供給穴４３及びラジアルホール４
４へ冷却空気が供給される。又、２０−１と２０−２の
外周は固定側のシール部４１，４２と近接し、シール部
を構成して外周から外部へ冷却空気がもれるのを防止し
ている。
−１と２０−２とからなり、２０−１と２０−２は互い
にロータ１と共に回転し、中央の分割された間隔３３を
通り、空間６から冷却空気３０が流入し、通路３２を通
ってディスク７の空気供給穴４３及びラジアルホール４
４へ冷却空気が供給される。又、２０−１と２０−２の
外周は固定側のシール部４１，４２と近接し、シール部
を構成して外周から外部へ冷却空気がもれるのを防止し
ている。
【００１３】図２はエアセパレータ２０の斜視図であ
り、２０−１，２０−２の２分割構造であり、ロータ１
を囲む円筒形状をしている。２０−１の一端はフランジ
部２１を有し、フランジ部周囲にはロータ１と結合する
ボルト穴２４が設けられている。２０−１の他端は２０
−２と一定の間隔を保って向かい合って配置され、２０
−２の他端にはフランジ部２２があり、フランジ部２２
には１段動翼側のディスク部に取付けられるボルト穴２
３を有している。
り、２０−１，２０−２の２分割構造であり、ロータ１
を囲む円筒形状をしている。２０−１の一端はフランジ
部２１を有し、フランジ部周囲にはロータ１と結合する
ボルト穴２４が設けられている。２０−１の他端は２０
−２と一定の間隔を保って向かい合って配置され、２０
−２の他端にはフランジ部２２があり、フランジ部２２
には１段動翼側のディスク部に取付けられるボルト穴２
３を有している。
【００１４】図５は図１におけるＡ−Ａ矢視図であり、
フランジ部２２のディスク部７への取付部を示してい
る。図において、フランジ部２２には複数のボルト穴２
８があけられており、互いに隣接するボルト穴２８の間
には空気穴２９−１，２９−２，２９−３が３個設けら
れている。この空気穴２９の形状は後述するように半円
形状であり、冷却空気を円筒状のエアセパレータ内から
周方向に吹き出し、１段動翼のディスク部７に設けられ
た多数のラジアルホール４４へ導く。
フランジ部２２のディスク部７への取付部を示してい
る。図において、フランジ部２２には複数のボルト穴２
８があけられており、互いに隣接するボルト穴２８の間
には空気穴２９−１，２９−２，２９−３が３個設けら
れている。この空気穴２９の形状は後述するように半円
形状であり、冷却空気を円筒状のエアセパレータ内から
周方向に吹き出し、１段動翼のディスク部７に設けられ
た多数のラジアルホール４４へ導く。
【００１５】図６は図１に示す分割形エアセパレータの
後流側の部材２０−２を示し、（ａ）はその断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ矢視図である。図に示す
ように部材２０−２の外周は固定側と対向するシール部
を構成し、フランジ部２２にはボルト穴２８が設けら
れ、上下方向には空気穴２９−１〜２９−３が設けられ
ている。図７は図５におけるＤ−Ｄ断面図であり、前述
のように半円形状の空気穴２９−１，２９−２，２９−
３を示している。
後流側の部材２０−２を示し、（ａ）はその断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ矢視図である。図に示す
ように部材２０−２の外周は固定側と対向するシール部
を構成し、フランジ部２２にはボルト穴２８が設けら
れ、上下方向には空気穴２９−１〜２９−３が設けられ
ている。図７は図５におけるＤ−Ｄ断面図であり、前述
のように半円形状の空気穴２９−１，２９−２，２９−
３を示している。
【００１６】タービンの１段動翼２の冷却空気供給用と
して１段ディスク部７には１段動翼の枚数と同一個数の
ラジアルホール４３が設けられている。従ってエアセパ
レータの空気穴も１段動翼２の枚数、即ち、ラジアルホ
ール４４と同一数とするのが好ましいが、図５に示すよ
うにエアセパレータ２０−２をディスク部７へ取付ける
フランジ部２２には取付用のボルト穴２３が必要であ
り、この個数分だけスペースがとられて空気穴２８をラ
ジアルホール４４に合わせて均等に配分することができ
ない。これはディスク部にはラジアルホール４４が１段
動翼２の複数枚に対応して放射状に均等に配置してあけ
られているが、エアセパレータ２０の空気穴２９−１〜
２９−３は、図５に示すようにボルト穴２８が応力、バ
ランス上均等配置されているため、２９−１〜２９−３
のように対等配置とならずに均等配置されたラジアルホ
ール４４と対応しないためである。
して１段ディスク部７には１段動翼の枚数と同一個数の
ラジアルホール４３が設けられている。従ってエアセパ
レータの空気穴も１段動翼２の枚数、即ち、ラジアルホ
ール４４と同一数とするのが好ましいが、図５に示すよ
うにエアセパレータ２０−２をディスク部７へ取付ける
フランジ部２２には取付用のボルト穴２３が必要であ
り、この個数分だけスペースがとられて空気穴２８をラ
ジアルホール４４に合わせて均等に配分することができ
ない。これはディスク部にはラジアルホール４４が１段
動翼２の複数枚に対応して放射状に均等に配置してあけ
られているが、エアセパレータ２０の空気穴２９−１〜
２９−３は、図５に示すようにボルト穴２８が応力、バ
ランス上均等配置されているため、２９−１〜２９−３
のように対等配置とならずに均等配置されたラジアルホ
ール４４と対応しないためである。
【００１７】上記の具体例としては、１段動翼が１０３
枚ある場合には、ボルト穴は回転体としてのバランス上
３２個を均等に配分する必要がある。エアセパレータの
フランジ部にこれらボルト穴３２個を均等配置し、更に
１０３個の空気穴を均等に配置することは不可能であ
る。従って、特に従来形のエアセパレータから分割形
で、ディスク部にボルト結合をする形のエアセパレータ
に改修を行い、取替えを行う場合にはかならずしも空気
穴とラジアルホールは一致しない。１段動翼の枚数が比
較的少なく偶数枚で均等配分が可能な場合もあるが、分
割形に取替える場合にはエアセパレータからの冷却空気
をなるたけ均等に各１段目動翼に供給できるような構造
とし、改修工事においても容易に採用できる構造のエア
セパレータの実現が望まれていた。
枚ある場合には、ボルト穴は回転体としてのバランス上
３２個を均等に配分する必要がある。エアセパレータの
フランジ部にこれらボルト穴３２個を均等配置し、更に
１０３個の空気穴を均等に配置することは不可能であ
る。従って、特に従来形のエアセパレータから分割形
で、ディスク部にボルト結合をする形のエアセパレータ
に改修を行い、取替えを行う場合にはかならずしも空気
穴とラジアルホールは一致しない。１段動翼の枚数が比
較的少なく偶数枚で均等配分が可能な場合もあるが、分
割形に取替える場合にはエアセパレータからの冷却空気
をなるたけ均等に各１段目動翼に供給できるような構造
とし、改修工事においても容易に採用できる構造のエア
セパレータの実現が望まれていた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】前述の図８，図９に示
す従来のガスタービンエアセパレータは一端のフランジ
部１３をロータ側にボルト・ナット８により締付けたオ
ーババンク構造であり、他端のフランジ部１２を１段動
翼のディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ１
と共に回転し、圧縮機からの冷却空気３０をロータ側と
の空間３１を通してディスク７側の空気供給穴４３及び
ラジアルホール４４へ送る。従って、ホット再起動をく
り返すと前述のようにフランジ部１２とディスク側との
間に相対的なスベリが生じ、これによるフレッチング疲
労によりフランジ部１２にクラックが発生し、損傷が起
る。
す従来のガスタービンエアセパレータは一端のフランジ
部１３をロータ側にボルト・ナット８により締付けたオ
ーババンク構造であり、他端のフランジ部１２を１段動
翼のディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ１
と共に回転し、圧縮機からの冷却空気３０をロータ側と
の空間３１を通してディスク７側の空気供給穴４３及び
ラジアルホール４４へ送る。従って、ホット再起動をく
り返すと前述のようにフランジ部１２とディスク側との
間に相対的なスベリが生じ、これによるフレッチング疲
労によりフランジ部１２にクラックが発生し、損傷が起
る。
【００１９】上記の従来のエアセパレータの不具合を改
善するために、本出願人は、本発明の先行技術として図
１，図２に示すような分割形のエアセパレータを提案
し、上記の問題の解決を図っている。しかし、従来形か
ら分割形のエアセパレータに改修し、変更する場合に
は、１段動翼の枚数、即ち、ディスク部側のラジアルホ
ールの数は決まっており、変更が不可能であり、エアセ
パレータ側の空気穴を既存のラジアルホールになるたけ
合わせて冷却空気を効率良く各１段動翼に供給しなけれ
ばならない。このような場合にも、なるたけラジアルホ
ールに均等に冷却空気が流れるような空気穴を有する分
割形のエアセパレータの実現が望まれていた。
善するために、本出願人は、本発明の先行技術として図
１，図２に示すような分割形のエアセパレータを提案
し、上記の問題の解決を図っている。しかし、従来形か
ら分割形のエアセパレータに改修し、変更する場合に
は、１段動翼の枚数、即ち、ディスク部側のラジアルホ
ールの数は決まっており、変更が不可能であり、エアセ
パレータ側の空気穴を既存のラジアルホールになるたけ
合わせて冷却空気を効率良く各１段動翼に供給しなけれ
ばならない。このような場合にも、なるたけラジアルホ
ールに均等に冷却空気が流れるような空気穴を有する分
割形のエアセパレータの実現が望まれていた。
【００２０】そこで本発明は既存のエアセパレータにク
ラック等の不具合が発生し、これを改修し、分割形のよ
うなフランジ部をボルト結合するようなエアセパレータ
に取替える場合にも、取替え後も複数枚の１段動翼へ均
一に冷却空気を送れるような空気穴を有するガスタービ
ンエアセパレータを提供することを課題としたものであ
る。
ラック等の不具合が発生し、これを改修し、分割形のよ
うなフランジ部をボルト結合するようなエアセパレータ
に取替える場合にも、取替え後も複数枚の１段動翼へ均
一に冷却空気を送れるような空気穴を有するガスタービ
ンエアセパレータを提供することを課題としたものであ
る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。
決するために次の手段を提供する。
【００２２】ロータ軸方向前後に所定間隔を保って２分
割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形状
部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲に
密着すると共に、外周は固定側とシール部を構成し；前
記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周囲
空間を保持すると共に外周は固定側とシール部を構成
し、更に先端部には１段動翼側ディスク部に取付けられ
るフランジを有し、同フランジには前記ディスク部接続
用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴間にそれぞ
れ設けられた周方向に伸びる長穴を設け；前記後方の円
筒形状部材の長穴から冷却空気を前記１段動翼側のディ
スク部ラジアルホールに供給することを特徴とするガス
タービンエアセパレータの空気穴構造。
割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形状
部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲に
密着すると共に、外周は固定側とシール部を構成し；前
記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周囲
空間を保持すると共に外周は固定側とシール部を構成
し、更に先端部には１段動翼側ディスク部に取付けられ
るフランジを有し、同フランジには前記ディスク部接続
用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴間にそれぞ
れ設けられた周方向に伸びる長穴を設け；前記後方の円
筒形状部材の長穴から冷却空気を前記１段動翼側のディ
スク部ラジアルホールに供給することを特徴とするガス
タービンエアセパレータの空気穴構造。
【００２３】本発明のエアセパレータはロータ軸方向前
後に分割されているので、圧縮機からの冷却空気は分割
部分の間隔から後方の円筒形状部材のロータ周囲空間を
通り、フランジの周方向に設けられた長穴からディスク
部のラジアルホールに供給される。このようにエアセパ
レータのディスク部取付用のフランジには長穴が設けら
れており、ディスク部に設けられている均等に配置され
た複数のラジアルホールに長穴形状で広く冷却空気を流
出し、周方向に隣接するいずれかの長穴で複数個のラジ
アルホールに対向させて冷却空気を均一に供給すること
ができる。ラジアルホールは複数個が均等に配置されて
いるが、エアセパレータのフランジの周方向に設けられ
た複数の長穴のいずれかに対向して冷却空気を受けるの
で、いずれのラジアルホールもほぼ均一な流れで供給さ
れるようになる。
後に分割されているので、圧縮機からの冷却空気は分割
部分の間隔から後方の円筒形状部材のロータ周囲空間を
通り、フランジの周方向に設けられた長穴からディスク
部のラジアルホールに供給される。このようにエアセパ
レータのディスク部取付用のフランジには長穴が設けら
れており、ディスク部に設けられている均等に配置され
た複数のラジアルホールに長穴形状で広く冷却空気を流
出し、周方向に隣接するいずれかの長穴で複数個のラジ
アルホールに対向させて冷却空気を均一に供給すること
ができる。ラジアルホールは複数個が均等に配置されて
いるが、エアセパレータのフランジの周方向に設けられ
た複数の長穴のいずれかに対向して冷却空気を受けるの
で、いずれのラジアルホールもほぼ均一な流れで供給さ
れるようになる。
【００２４】従来の先行技術に係るエアセパレータを改
修工事により既存のエアセパレータに代えて取替える場
合には、既存の１段動翼の枚数が素数であると、そのボ
ルト穴は均等配置する必要があり、常ずしも空気穴を既
存の複数のラジアルホールに１対１で対応させることが
できない。本発明のエアセパレータによれば、長穴を設
けているので１個の長穴で周方向の複数のラジアルホー
ルに対して対向させることができ、又、個々のラジアル
ホールはいずれかの長穴にも対向することが可能とな
る。従って、各ラジアルホール、即ち、複数の１段動翼
それぞれに冷却空気を均一に供給することができ、既存
の従来形のエアセパレータの改修に対応できるものであ
る。
修工事により既存のエアセパレータに代えて取替える場
合には、既存の１段動翼の枚数が素数であると、そのボ
ルト穴は均等配置する必要があり、常ずしも空気穴を既
存の複数のラジアルホールに１対１で対応させることが
できない。本発明のエアセパレータによれば、長穴を設
けているので１個の長穴で周方向の複数のラジアルホー
ルに対して対向させることができ、又、個々のラジアル
ホールはいずれかの長穴にも対向することが可能とな
る。従って、各ラジアルホール、即ち、複数の１段動翼
それぞれに冷却空気を均一に供給することができ、既存
の従来形のエアセパレータの改修に対応できるものであ
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の
実施の一形態のガスタービンエアセパレータ空気穴構造
を適用するエアセパレータの断面図、図２はその斜視図
である。図１，図２については従来例の欄において、本
発明の対象となる先行技術として説明したのでその詳し
い説明は省略する。本発明の特徴部分はフランジ部２２
に設けた空気穴の形状、個数にあり、以下に詳しく説明
する。
て、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の
実施の一形態のガスタービンエアセパレータ空気穴構造
を適用するエアセパレータの断面図、図２はその斜視図
である。図１，図２については従来例の欄において、本
発明の対象となる先行技術として説明したのでその詳し
い説明は省略する。本発明の特徴部分はフランジ部２２
に設けた空気穴の形状、個数にあり、以下に詳しく説明
する。
【００２６】本発明の実施の形態の対象となるエアセパ
レータは図１，図２に示す分割形のエアセパレータであ
り、部材２０−２のフランジ部２２に設けられた空気穴
５０である。図３は図１に示すＡ−Ａ矢視図であり、フ
ランジ部２２のディスク部７への取付部の一部を示して
いる。図示のようにフランジ部２２はロータ１の周囲を
囲んだ円形状をしており、ボルト穴２８が均等に配置さ
れている。図ではボルト穴２８が３２個の例の一部を示
しており、エアセパレータ２０−１，２０−２は回転体
であり、高速回転するため、バランスを取るために均等
に配置され、取付けられなければならない。
レータは図１，図２に示す分割形のエアセパレータであ
り、部材２０−２のフランジ部２２に設けられた空気穴
５０である。図３は図１に示すＡ−Ａ矢視図であり、フ
ランジ部２２のディスク部７への取付部の一部を示して
いる。図示のようにフランジ部２２はロータ１の周囲を
囲んだ円形状をしており、ボルト穴２８が均等に配置さ
れている。図ではボルト穴２８が３２個の例の一部を示
しており、エアセパレータ２０−１，２０−２は回転体
であり、高速回転するため、バランスを取るために均等
に配置され、取付けられなければならない。
【００２７】隣接するボルト穴２８の間には長穴形状の
空気穴５０が設けられており、ディスク部７に取付けら
れた時にディスク部７に設けられている均等に配置され
たラジアルホール４４に従来の小さな分散した穴２９−
１〜２９−３より広く流出し、隣接するいずれかの長穴
で複数のラジアルホールをカバーし、複数のラジアルホ
ール４４のいずれにも冷却空気がほぼ均一な流れで供給
されるようにしている。
空気穴５０が設けられており、ディスク部７に取付けら
れた時にディスク部７に設けられている均等に配置され
たラジアルホール４４に従来の小さな分散した穴２９−
１〜２９−３より広く流出し、隣接するいずれかの長穴
で複数のラジアルホールをカバーし、複数のラジアルホ
ール４４のいずれにも冷却空気がほぼ均一な流れで供給
されるようにしている。
【００２８】図４は図３におけるＢ−Ｂ断面図であり、
（ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は先行技術のエア
セパレータと対比した断面図である。ボルト穴２８の間
には長穴形状の空気穴５０が設けられ、点線で示す従来
の半円形の空気穴２９−１〜２９−３の開口長さＤ1 ＋
Ｄ2 ＋Ｄ3 よりも広い幅のＤ0 でＤ1 ＋Ｄ2 ＋Ｄ3 の面
積と同じ開口部を有し、この間に存在するディスク部側
の複数のラジアルホールに対向することができ、均一に
冷却空気を流すことができるようにしている。
（ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は先行技術のエア
セパレータと対比した断面図である。ボルト穴２８の間
には長穴形状の空気穴５０が設けられ、点線で示す従来
の半円形の空気穴２９−１〜２９−３の開口長さＤ1 ＋
Ｄ2 ＋Ｄ3 よりも広い幅のＤ0 でＤ1 ＋Ｄ2 ＋Ｄ3 の面
積と同じ開口部を有し、この間に存在するディスク部側
の複数のラジアルホールに対向することができ、均一に
冷却空気を流すことができるようにしている。
【００２９】上記構成の空気穴５０を有するエアセパレ
ータ２０を用いて従来のエアセパレータを改修し、取替
えを行う場合に際し、１段動翼２の枚数が素数である場
合には、そのボルト穴も均等に配置する必要があり、常
ずしも既存の複数のラジアルホールに対応してその空気
穴を１対１に対応させて配置することができない。図５
に示すような空気穴２９−１〜２９−３の配置のものは
新規にガスタービンを設計、製作する場合にはラジアル
ホールとエアセパレータの空気穴とをそれぞれ対応する
ように設計できるが、既存のガスタービンの改修、エア
セパレータの取替えでは不可能な場合がある。
ータ２０を用いて従来のエアセパレータを改修し、取替
えを行う場合に際し、１段動翼２の枚数が素数である場
合には、そのボルト穴も均等に配置する必要があり、常
ずしも既存の複数のラジアルホールに対応してその空気
穴を１対１に対応させて配置することができない。図５
に示すような空気穴２９−１〜２９−３の配置のものは
新規にガスタービンを設計、製作する場合にはラジアル
ホールとエアセパレータの空気穴とをそれぞれ対応する
ように設計できるが、既存のガスタービンの改修、エア
セパレータの取替えでは不可能な場合がある。
【００３０】上記の実施の形態のように長穴形状の空気
穴５０を設けることにより、１個の幅の広い空気穴で複
数個のラジアルホールに冷却空気を供給することがで
き、従来の空気穴に比べ各ラジアルホールには均一な冷
却空気を供給することができる。
穴５０を設けることにより、１個の幅の広い空気穴で複
数個のラジアルホールに冷却空気を供給することがで
き、従来の空気穴に比べ各ラジアルホールには均一な冷
却空気を供給することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、ロータ軸方向前後に所定間隔
を保って２分割され、ロータ周囲に配設された前方及び
後方円筒形状部材からなり、前記前方の円筒形状部材は
ロータ周囲に密着すると共に、外周は固定側とシール部
を構成し；前記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通す
るロータ周囲空間を保持すると共に外周は固定側とシー
ル部を構成し、更に先端部には１段動翼側ディスク部に
取付けられるフランジを有し、同フランジには前記ディ
スク部接続用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴
間にそれぞれ設けられた周方向に伸びる長穴を設け；前
記後方の円筒形状部材の長穴から冷却空気を前記１段動
翼側のディスク部ラジアルホールに供給することを特徴
としている。このような構成により、その長穴から複数
のラジアルホールに均一に冷却空気を供給することがで
き、又、既存のプラントの改修にも冷却効果を損うこと
なく容易に対応することができ、冷却効率が増すもので
ある。
を保って２分割され、ロータ周囲に配設された前方及び
後方円筒形状部材からなり、前記前方の円筒形状部材は
ロータ周囲に密着すると共に、外周は固定側とシール部
を構成し；前記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通す
るロータ周囲空間を保持すると共に外周は固定側とシー
ル部を構成し、更に先端部には１段動翼側ディスク部に
取付けられるフランジを有し、同フランジには前記ディ
スク部接続用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴
間にそれぞれ設けられた周方向に伸びる長穴を設け；前
記後方の円筒形状部材の長穴から冷却空気を前記１段動
翼側のディスク部ラジアルホールに供給することを特徴
としている。このような構成により、その長穴から複数
のラジアルホールに均一に冷却空気を供給することがで
き、又、既存のプラントの改修にも冷却効果を損うこと
なく容易に対応することができ、冷却効率が増すもので
ある。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービンエア
セパレータ空気穴構造を適用するエアセパレータの断面
図である。
セパレータ空気穴構造を適用するエアセパレータの断面
図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るガスタービンエア
セパレータ空気穴構造を適用するエアセパレータの斜視
図である。
セパレータ空気穴構造を適用するエアセパレータの斜視
図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視図で、ガスタービンエ
アセパレータ空気穴構造の一部である。
アセパレータ空気穴構造の一部である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ矢視図で、（ａ）は本発明
の形状、（ｂ）は本発明と先行技術との対比を示す。
の形状、（ｂ）は本発明と先行技術との対比を示す。
【図５】図１におけるＡ−Ａ矢視図に相当し、先行技術
に係るガスタービンエアセパレータ空気穴構造の一部で
ある。
に係るガスタービンエアセパレータ空気穴構造の一部で
ある。
【図６】本発明の先行技術に係るガスタービンエアセパ
レータを示し、（ａ）が後流側の断面図、（ｂ）は
（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
レータを示し、（ａ）が後流側の断面図、（ｂ）は
（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】図５におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図８】従来のガスタービンエアセパレータの断面図で
ある。
ある。
【図９】従来のガスタービンエアセパレータの斜視図で
ある。
ある。
【図１０】従来のガスタービンエアセパレータの動翼側
当接部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はそのフランジ
部のクラック発生の状態を示す斜視図である。
当接部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はそのフランジ
部のクラック発生の状態を示す斜視図である。
１ ロータ ２ 動翼 ５ ダクト ６，３３ 空間 ７ ディスク部 ８ ボルト・ナット ２０ エアセパレータ ２１，２２ フランジ部 ２３，２４ ボルト穴 ２８ ボルト ３２ 通路 ４３ 冷却空気穴 ４４ ラジアルホール ５０ 空気穴
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 F01D 5/08 F02C 7/18
Claims (1)
- 【請求項１】 ロータ軸方向前後に所定間隔を保って２
分割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形
状部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲
に密着すると共に、外周は固定側とシール部を構成し、
前記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周
囲空間を保持すると共に外周は固定側とシール部を構成
し、更に先端部には１段動翼側ディスク部に取付けられ
るフランジを有し、同フランジには前記ディスク部接続
用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴間にそれぞ
れ設けられた周方向に伸びる長穴を設け、前記後方の円
筒形状部材の長穴から冷却空気を前記１段動翼側のディ
スク部ラジアルホールに供給することを特徴とするガス
タービンエアセパレータの空気穴構造。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16407097A JP3212539B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 |
| CA002264282A CA2264282C (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Gas turbine air separator |
| DE69819290T DE69819290T2 (de) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Luftabscheider für gasturbinen |
| PCT/JP1998/002688 WO1998059156A1 (fr) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Separateur d'air pour turbine a gaz |
| US09/242,293 US6151881A (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Air separator for gas turbines |
| EP98928538A EP0927813B1 (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Air separator for gas turbines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16407097A JP3212539B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113407A JPH1113407A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3212539B2 true JP3212539B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=15786218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16407097A Expired - Lifetime JP3212539B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3212539B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006097585A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エアセパレータの取付構造及びそれを備えたガスタービン |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16407097A patent/JP3212539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1113407A (ja) | 1999-01-19 |
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