JP5818717B2

JP5818717B2 - ガスタービン

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Publication number: JP5818717B2
Application number: JP2012039578A
Authority: JP
Inventors: 栄一堤; 謙一荒瀬
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: US20130272860A1; US9297308B2; JP2013174195A

Description

本発明は、ガスタービンに関し、特に、ロータのロータディスクと静翼の径方向内側の部分との間の温度を測定するための構造に関する。

ガスタービンとしては、例えば、以下の特許文献１，２に記載されているものがある。

特許文献１に記載のガスタービンのロータは、複数の段毎のロータディスクとロータディスクに固定されている複数の動翼とを有している。また、ガスタービンの複数の静翼は、複数の段毎の動翼の上流側に配置されている。複数の段毎のロータディスクには、上流側に突出した上流側リム部と、下流側に突出した第一及び第二下流側リム部とが形成されている。ロータディスクの第二下流側リム部は、第一下流側リム部よりも径方向内側に位置し、このロータディスクの下流側に隣接する下流側ロータディスクの上流側リム部と対向している。

静翼の径方向内側には、この静翼に対する上流側ロータディスクの第二下流側リム部と、この静翼に対する下流側ロータディスクの上流側リム部とに対向するシールリング保持環が固定されている。このシールリング保持環には、上流側ロータディスクの第一下流側リム部との間をシールする第一上流側シール部材と、この上流側ロータディスクの第二下流側リム部との間をシールする第二上流側シール部材と、下流側ロータディスクの上流側リム部との間をシールする下流側シール部材が設けられている。

このガスタービンには、シールリング保持環と、このシールリング保持環に対する上流側ロータディスク及び下流側ロータディスクとの間のディスクキャビティ内のガスの温度を測定するための温度計が設けられている。

シールリング保持環には、温度計の温度検知端が挿入される検知端空間と、この検知端空間から回転軸線に沿って上流側に延びるガス導入路と、この検知端空間から回転軸線に沿って下流側に延びるガス排出路とが形成されている。ガス導入路の導入口は、このシールリング保持環に設けられている第一上流側シール部材よりも上流側で且つ径方向外側の位置である。また、ガス排出路の排出口は、このシールリング保持環に設けられている下流側シール部材よりも下流側で且つ径方向外側の位置である。

温度計は、ガス導入路の導入口から流入するガス、つまり、ディスクキャビティ中で、第一上流側シール部材よりも上流側で且つ径方向外側の領域のガスの温度を検知する。

また、特許文献２には、温度計の胴部を曲げて、胴部の先に設けられている検知端が、ディスクキャビティ中の目的の領域のガス温度を検知できるようにした温度計が開示されている。

特開２０１０−１９６６６４号公報特開２００２−３２２９１８号公報

ロータディスクの耐久性等を管理するためには、上記特許文献１に記載の技術のように、ディスクキャビティ内のガス温度を検知する必要がある。しかし、特許文献１に示すように、第一上流側シール部材よりも上流側で且つ径方向外側のディスクキャビティの領域では、燃焼ガス流路に配列された翼の影響により、本質的な燃焼ガスの逆流ではなく局所的な逆流により周方向の温度が不均一な可能性があり、正確なロータディスクの温度の検出が難しい。このため、特許文献１に記載の技術では、ロータディスクの温度管理が難しくなる、という問題点がある。

本発明は、以上のような従来技術の問題点に着目し、温度検知不良の問題が少なく、容易にロータディスクの温度管理を行うことができるガスタービンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための発明に係るガスタービンは、
回転軸線を中心として回転するロータと、該ロータを回転可能に覆うケーシングと、該ケーシングに固定されている静翼とを備え、該ロータは、前記回転軸線が延びる軸方向に並んでいる複数の段毎に、該回転軸線を中心とするロータディスクと、該ロータディスクに固定され該回転軸線に対する周方向に並んでいる複数の動翼とを有し、複数の前記静翼は、複数の前記段毎の動翼の上流側に、前記周方向に並んで配置されているガスタービンにおいて、
複数の前記段毎のロータディスクには、前記上流側に突出した上流側リム部と、下流側に突出した下流側リム部とが形成され、
前記静翼の径方向内側には、環状のシールリング保持環が固定され、
前記シールリング保持環には、該シールリング保持環に対して上流側の前記下流側リム部と対向する上流側シール部材が設けられていると共に、温度計の温度検知端が収容される検知端空間と、該シールリング保持環と該シールリング保持環に対して下流側の前記上流側リム部及び該下流側リム部との間のディスクキャビティ中のガスを該検知端空間に導くガス導入路と、該検知端空間に至ったガスを該ガス導入路の導入口よりも下流側に排出するガス排出路と、が形成され、
前記検知端空間は、前記上流側シール部材より径方向外側の位置に形成され、
前記ガス導入路は、該ガス導入路の前記導入口が前記上流側シール部材よりも下流側の位置に形成され、該導入口から前記径方向外側に向って延びる径方向延在部と、該径方向延在部の外側端部から前記回転軸線に沿って上流側に延びて前記検知端空間に至る軸方向延在部と、を有することを特徴とする。

シールリング保持環と上流側リム部及び下流側リム部との間のディスクキャビティ中は、ガスタービンの燃焼ガス流路から逆流する燃焼ガスの影響を受けることが少ない。このため、このディスクキャビティ中のガスの温度を検知することで、燃焼ガスと冷却ガスとの比率が変化し、燃焼ガス及び冷却ガスの流れが変化しても、この比率に応じたガス温度を確実に検知することができる。

よって、当該ガスタービンでは、シールリング保持環と上流側リム部及び下流側リム部との間のディスクキャビティ中のガスの温度を検知するので、ロータディスクの温度管理を容易に行うことができる。

ここで、前記ガスタービンにおいて、前記シールリング保持環には、該シールリング保持環に対して下流側の前記上流側リム部と対向する下流側シール部材が設けられ、前記ガス導入路の前記導入口は、前記下流側シール部材よりも上流側の位置に形成されていてもよい。

上流側シール部材と下流側シール部材との間は、周方向の温度不均一が比較的少ない領域である。このため、ディスクキャビティ内のガス温度を確実に検知することができる。

さらに、当該ガスタービンでは、ガス導入路の導入口とガス排出路の排出口での圧力差が大きくなるので、検知端空間に流入するガス流量が多くなり、ガス温度変化に対する温度検知の応答性を高めることができる。

また、前記ガスタービンにおいて、前記上流側シール部材は、ブラシシール又はリーフ状シールであってもよい。

当該ガスタービンでは、ロータと静翼との間のシール性能を高めることができる。

また、前記ガスタービンにおいて、前記ガス排出路は、前記検知端空間から前記回転軸線に沿って下流側に延びていてもよい。

当該ガスタービンでは、シールリング保持環に形成する各ガス路が直線的になるので、各ガス路を形成するためのシールリング保持環に対する穴加工を容易に行うことができる。

また、前記ガスタービンにおいて、前記シールリング保持環には、前記検知端空間から前記回転軸線に沿って下流側に延び、内部空間の一部が前記ガス導入路の前記軸方向延在部及び前記ガス排出路を形成するガス路形成穴が形成され、前記ガス路形成穴には、内部空間を前記ガス導入路の前記軸方向延在部と前記ガス排出路とに仕切る仕切部材が挿着されていてもよい。

当該ガスタービンでは、シールリング保持環に対する穴加工をより容易に行うことができる。

本発明によれば、温度検知不良の問題を少なくして、容易にロータディスクの温度管理を行うことができる。

本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの構成を示す模式図である。本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。図２中のロータディスク及びシールリング保持環周りの詳細断面図である。図３中のシールリング保持環回りの詳細断面図である。本発明に係る一実施形態におけるガス路形成穴及び仕切部材の斜視図である。

以下、本発明に係るガスタービンの一実施形態について、図１〜図５を参照して詳細に説明する。

本実施形態のガスタービンは、図１に示すように、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１と、燃料供給源からの燃料を圧縮空気に混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する複数の燃焼器２と、燃焼ガスにより駆動するタービン３と、を備えている。

タービン３は、図２に示すように、ケーシング５と、このケーシング５内で回転するロータ１０とを備えている。このロータ１０には、例えば、このロータ１０の回転で発電する発電機４（図１）が接続されている。なお、以下では、ロータ１０の回転中心となる回転軸線Ａｒが延びている方向を軸方向Ｄａとする。また、回転軸線Ａｒに対する径方向Ｄｒで、回転軸線Ａｒに近づく側を径方向内側、回転軸線Ａｒから遠ざかる側を径方向外側とする。

ロータ１０は、軸方向Ｄａに並んでいる複数の段毎に、回転軸線Ａｒを中心とするロータディスク１１と、ロータディスク１１に固定され回転軸線Ａｒに対する周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼２１とを有している。ケーシング５の内周には、複数の段毎の動翼２１の上流側に、複数の静翼３１が固定されている。各段の複数の静翼３１は、回転軸線Ａｒに対する周方向Ｄｃに並んで配置されている。

各段の複数の静翼３１には、その径方向内側にシールリング保持環４０が固定されている。このタービン３には、シールリング保持環４０と、このシールリング保持環４０に対する上流側のロータディスク１１及び下流側のロータディスク１１との間のディスクキャビティＣ内のガスの温度を測定するための温度計８０が設けられている。

温度計８０は、検知端８１と、この検知端８１から直線状に伸びる直胴部８２と、直胴部８２の端部に設けられている端子箱８３と、を有している。本実施形態の温度計８０は、熱電対温度計であり、端子箱８３には、熱電対を形成する互いに異なる材料で形成された２本の金属線の端部が収容されている。なお、本実施形態では、温度計８０として、熱電対温度計を用いているが、例えば、抵抗温度計等の他の形式の温度計を用いてもよい。

ケーシング５及び静翼３１には、温度計８０の検知端８１及び直胴部８２が挿通される温度計貫通孔５ｈ，３１ｈが形成されている。また、シールリング保持環４０には、静翼３１の温度計貫通孔３１ｈと連通し、温度計８０の検知端８１が収容される検知端空間５５が形成されている。

図３に示すように、複数の段毎のロータディスク１１には、上流側に突出した上流側リム部１２と、下流側に突出した第一下流側リム部１４及び第二下流側リム部１５とが形成されている。ロータディスク１１の第二下流側リム部１５は、第一下流側リム部１４よりも径方向内側に位置し、このロータディスク１１の下流側に隣接する下流側ロータディスク１１ｄの上流側リム部１２と対向し、両者間にはエアバッフル１９が設けられている。

ロータディスク１１に固定される動翼２１は、径方向Ｄｒに延びる動翼本体２２と、この動翼本体２２の径方向内側に設けられているプラットフォーム２３と、プラットフォーム２３の径方向内側に設けられているシャンク２４と、シャンク２４の径方向内側に設けられている翼根（不図示）と、を有している。動翼２１は、その翼根がロータディスク１１に差し込まれることで、ロータディスク１１に固定される。

ケーシング５に固定されている静翼３１は、ケーシング５の内周面から径方向内側に延びる静翼本体３２と、この静翼本体３２の径方向内側に設けられている内側シュラウド３３と、この内側シュラウド３３から径方向内側に延びる脚部３４と、を有している。

静翼本体３２には、静翼３１の冷却のため、圧縮機１（図１）の途中から抽気された圧縮空気である冷却ガスＡの一部を内側シュラウド３３に供給するシールチューブ３９が静翼本体３２を径方向Ｄｒに貫通するように配置され、末端で内側シュラウドキャビティ３８に開口している。

この静翼３１の内側シュラウド３３の径方向外側の面と、動翼２１のプラットフォーム２３の径方向外側の面と、ケーシング５の内周面と囲まれた空間は、図２に示すように、燃焼器２からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路ＧＰを形成する。

シールリング保持環４０には、その径方向内側に、図３に示すように、このシールリング保持環４０に対する上流側ロータディスク１１ｕの第一下流側リム部１４と径方向Ｄｒで対向する外側対向部４１が形成されている。さらに、シールリング保持環４０には、その径方向内側に、この上流側ロータディスク１１ｕの第二下流側リム部１５及び下流側ロータディスク１１ｄの上流側リム部１２と径方向Ｄｒで対向する内側対向部４２が形成されている。外側対向部４１は、内側対向部４２を基準にして、上流側で且つ径方向外側の位置に形成されている。

シールリング保持環４０の外側対向部４１には、この外側対向部４１と径方向Ｄｒで対向する上流側ロータディスク１１ｕの第一下流側リム部１４との間をシールするフィンシール７１が設けられている。

一方、シールリング保持環４０の内側対向部４２の上流側部分には、この内側対向部４２と径方向Ｄｒで対向する上流側ロータディスク１１ｕの第二下流側リム部１５との間をシールするリーフ状シール（上流側シール部材）７２が設けられている。さらに、シールリング保持環４０の内側対向部４２の下流側部分には、この内側対向部４２と径方向Ｄｒで対向する下流側ロータディスク１１ｄの上流側リム部１２との間をシールするラビリンスシール（下流側シール部材）７３が設けられている。シールリング保持環４０の内部に形成されている前述の検知端空間５５は、このリーフ状シール７２の径方向外側の位置に形成されている。

ここで、以下の説明の都合上、ディスクキャビティＣ中で、上流側の動翼２１のシャンク２４と対向する領域、言い換えると、シールリング保持環４０に設けられているフィンシール７１よりも上流側で且つ径方向外側の領域を第一キャビティＣ１とする。また、ディスクキャビティＣ中で、フィンシール７１よりも下流側であってリーフ状シール７２よりも上流側の領域を第二キャビティＣ２とし、ディスクキャビティＣ中で、リーフ状シール７２より下流側であってラビリンスシール７３より上流側の領域を第三キャビティＣ３とする。

なお、リーフ状シール７２とは、多数の薄板シール片と、多数のシール片の端部を保持する保持部とを備えているものである。多数の薄板シール片は、それぞれの厚さ方向を回転体（この場合、ロータディスク１１の第二下流側リム部１５）の周方向Ｄｃに向け、且つ互いに周方向Ｄｃに微小間隙を保持して回転体の周囲に配列されている。各薄板シール片の径方向内側の端部は、自由端で、径方向外側の端部が保持部で保持されている。各薄板シール片は、その径方向内側の自由端がその径方向外側の固定端部よりも回転体の回転方向側に位置するよう傾斜配置されている。

このリーフ状シール７２において、各薄板シール片の自由端は、回転体が静止している際には、回転体と接触しているものの、回転体が回転すると、回転体の回転によって生じる動圧効果により、回転体の外周面から浮上して、非接触状態となる。このため、このリーフ状シール７２は、極めて高いシール性能を有すると共に、高い耐久性を有している。

上述のフィンシール７１およびリーフ状シール７２は、燃焼ガス流路ＧＰから上流側のディスクキャビティＣに逆流する燃焼ガスＧが、径方向内側のロータ側に入り込むのを阻止するために設けられている。特に、シール性の高いリーフ状シール７２を、内側対向部４２の最も上流側に配置して、リーフ状シール７２とラビリンスシール７３に囲まれた第三キャビティＣ３の空間温度の変動を抑制しているので、リーフ状シール７２は重要である。

シールリング保持環４０の径方向外側には、内側シュラウド３３の脚部３４に接続される接続部４３が設けられている。

シールリング保持環４０には、さらに、図４に示すように、リーフ状シール７２とラビリンスシール７３との間の第三キャビティＣ３内のガスＧｍを検知端空間５５に導くガス導入路５１と、検知端空間５５に到達したガスを排出するガス排出路５６と、が形成されている。さらに、このシールリング保持環４０の外側対向部４１には、一方が内側シュラウドキャビティ３８に開口し、他方が第二キャビティＣ２に開口するパージ孔４９が形成されている。

ガス導入路５１の導入口５２は、シールリング保持環４０の内側対向部４２であって、リーフ状シール７２とラビリンスシール７３との間に形成されている。このガス導入路５１は、導入口５２から径方向外側に向かって延びる径方向延在部５３と、この径方向延在部５３の外側端部から回転軸線Ａｒに沿って上流側に延びて、検知端空間５５の径方向内側の位置に至る軸方向延在部５４と、を有する。ガス排出路５６は、検知端空間５５の径方向外側の位置から回転軸線Ａｒに沿って下流側に延びている。このため、このガス排出路５６の排出口５７は、ラビリンスシール７３よりも径方向外側に位置している。なお、検知端空間５５は、ガス導入路５１の軸方向延在部５４における上流側端から径方向外側に向かって延び、その径方向外側端でガス排出路５６とつながっている。

ところで、ケーシング５（図２に示す）の外側から径方向内側にシールリング保持環４０まで挿入される温度計８０は、静翼本体３２内を貫通して挿入されるため、シールリング保持環４０中で、シールリング保持環４０における軸方向Ｄａの中間部より上流側に配置せざるを得ず、下流側に配置することが困難である。一方、前述のように、シールリング保持環４０の内側対向部４２の最上流側には、リーフ状シール７２が配置され、導入口５２は、前述したように、空間温度の変動が抑制されている第三キャビティＣ３を臨む位置、つまり、リーフ状シール７２の下流側に配置されることが好ましい。そのため、図３及び図４の紙面上の左右方向で見て、ガス導入路５１の径方向延在部５３は温度計８０と同じ位置か又は温度計より上流側に配置することが難しく、径方向延在部５３の外側端部から回転軸線Ａｒに沿って上流側に延びる軸方向延在部５４を設けざるを得ない。

ここで、シールリング保持環４０には、図４及び図５に示すように、検知端空間５５から回転軸線Ａｒに沿って下流側に延び、その内部空間の一部が検知端空間５５の一部、ガス導入路５１の軸方向延在部５４、及びガス排出路５６を形成する円柱状のガス路形成穴６５が形成されている。このガス路形成穴６５には、その内部空間をガス導入路５１の軸方向延在部５４とガス排出路５６とに仕切る仕切部材６０が挿着されている。

仕切部材６０は、回転軸線Ａｒに沿った方向に延びるガス路形成穴６５の内部空間のうちで下流側の空間中に径方向外側の空間を確保しつつ、径方向内側の空間を埋める半円柱部６１と、ガス路形成穴６５の内部空間のうちで上流側の空間を径方向外側の空間と径方向内側の空間に仕切る仕切板部６２と、を有している。半円柱部６１の周面に対向する平面６１ａは、仕切板部６２の径方向外側の面６２ａと面一である。仕切板部６２の上流側端部には、径方向Ｄｒに貫通する貫通孔６３が形成されている。

ガス路形成穴６５には、上述の仕切部材６０を装着することで、その内部空間にガス導入路５１の軸方向延在部５４及びガス排出路５６が形成される。すなわち、ガス路形成穴６５の内部空間中で、このガス路形成穴６５の径方向内側の内周面と、仕切部材６０の仕切板部６２における径方向内側の面６２ｂと囲まれた領域がガス導入路５１の軸方向延在部５４を成す。また、ガス路形成穴６５の内部空間中で、このガス路形成穴６５の径方向外側の内周面と、仕切部材６０の仕切板部６２における径方向外側の面６２ａ及び半円柱部６１の平面６１ａとに囲まれた領域がガス排出路５６を成す。また、仕切板部６２の上流側端部は、検知端空間５５内にまで至っている。この仕切板部６２の上流側端部に形成されている貫通孔６３は、温度計８０の検知端８１が挿通される孔であると共に、ガス導入路５１の軸方向延在部５４から検知端空間５５内に至ったガスをガス排出路５６側に送るための孔でもある。

次に、以上で説明したガスタービンにおけるガスの流れ、及び温度計８０による温度検知について説明する。

燃焼器２からの高温高圧の燃焼ガスＧは、前述の燃焼ガス流路ＧＰを通り、その過程で動翼２１に接触することで、この動翼２１を有するロータ１０を回転軸線Ａｒ回りに回転させる。

また、ケーシング５の外側から、静翼３１内に設けられているシールチューブ３９に供給された冷却ガスＡ（一点鎖線）は、内側シュラウドキャビティ３８を経て、パージ孔４９から少量ずつ第二キャビティＣ２にパージされている。パージされた冷却ガスＡの一部は、フィンシール７１から上流側の第一キャビティＣ１側に漏れ、このディスクキャビティＣ１を経て、燃焼ガス流路ＧＰへ排出されている。また、リーフ状シール７２から下流側の第三キャビティＣ３に漏れた冷却ガスＡは、更に下流側のラビリンスシール７３から漏れて、下流側のディスクキャビティに排出され、燃焼ガス流路ＧＰに排出される。従って、通常運転時は、常にディスクキャビティＣの圧力が燃焼ガス流路ＧＰより高く維持され、燃焼ガスＧのディスクキャビティＣへの逆流を防止している。

しかしながら、例えば、冷却ガスＡの流量を調節する流量調節装置が故障等した場合や、冷却ガスＡを供給する通路に異常なリークが生じた場合に、内側シュラウドキャビティ３８からディスクキャビティＣに吹き出す冷却ガスＡの流量が変動し、燃焼ガス流路ＧＰの燃焼ガス圧とディスクキャビティＣの圧力が一時的に逆転して、燃焼ガスＧの一部（破線）が第一キャビティＣ１中に逆流する場合がある。この場合、ロータディスク１１は高温にさらされることとなり、健全性を著しく損なう危険があるため、ローターディスクキャビティＣの温度を管理する必要がある。

次に、ローターディスクキャビティＣの温度管理をする上で、最も適当な温度検出箇所について、以下に説明する。
第一キャビティＣ１では、燃焼ガス流路ＧＰに配列された翼の影響により、本質的な燃焼ガスＧの逆流ではなく局所的な逆流により周方向の温度が不均一な可能性がある。仮に局所的な逆流を温度計が検知してしまった場合には、健全性に問題がなくても温度異常と判断され、運転の継続が不可能となる可能性があるため、第一キャビティＣ１は温度管理に適当ではない。

これに対して、ディスクキャビティＣ中で、フィンシール７１よりも下流側の第二キャビティＣ２では、常に冷却ガスＡがパージ孔４９から少量ずつパージされているため、仮に、燃焼ガスＧの一部がディスクキャビティＣ中に逆流しても、温度検出点が逆流した燃焼ガスＧではなくパージされた冷却空気Ａの温度を計測してしまっている可能性があり、その場合、燃焼ガスＧの逆流という現象が検知できないという可能性がある。このため、この観点から第二キャビティＣ２中のガスの温度で、ロータディスク１１の温度を管理することも好ましくない。

一方、ディスクキャビティＣ中で、リーフ状シール７２より下流側であってラビリンスシール７３より上流側の第三キャビティＣ３では、パージ孔４９からパージされた冷却ガスＡがリーフ状シール７２を経てきているため、周方向での温度分布は比較的平均化された状態になっており、検出箇所の配置による誤検出のリスクが少ない。よって、この第三キャビティＣ３のガス温度を検知することで、ロータディスク１１の温度管理が容易になる。

しかしながら、第三キャビティＣ３内のガスＧｍの温度を検知するために、温度計８０を直線的に伸ばそうとしても、温度計８０の径方向内側には、リーフ状シール７２が設けられているため、温度計８０を直線的に伸ばすことができない。そこで、温度計８０を屈曲させることで、温度計８０の検知端８１を第三キャビティＣ３内に配置させることは可能である。しかしながら、温度計８０を屈曲させると、静翼３１やシールリング保持環４０の振動により、屈曲部分に応力が集中する上に、この温度計８０の位置をガイドする部分と温度計８０の屈曲部分近傍とが比較的激しく接触し、磨耗等することで、検知不良になることがある。

そこで、本実施形態では、シールリング保持環４０中で、リーフ状シール７２に対して径方向外側に位置に、検知端空間５５を確保すると共に、ディスクキャビティＣ中でリーフ状シール７２とラビリンスシール７３との間の第三キャビティＣ３内のガスＧｍを検知端空間５５に導くガス導入路５１と、検知端空間５５に至ったガスＧｍを排出するガス排出路５６と、をシールリング保持環４０に形成している。このため、本実施形態では、温度計８０を屈曲させることなく、第三キャビティＣ３内のガスＧｍの温度を検知することができ、ロータディスク１１の温度管理の容易性を確保している。なお、第三キャビティＣ３内のガスＧｍは、シールリング保持環４０の導入口５２からガス導入路５１を経て、検知端空間５５内に流れ込み、ここで温度計８０の検知端８１に接触して、このガスＧｍの温度が測定される。検知端空間５５内に流れ込んだガスＧｍは、その後、ガス排出路５６を経て、排出口５７からディスクキャビティＣ中でシールリング保持環４０よりも下流側の領域に排出される。

また、本実施形態では、ガス導入路５１の径方向延在部５３は径方向外側に向かって直線的に延び、ガス導入路５１の軸方向延在部５４は回転軸線Ａｒに沿って上流側に直線的に延び、ガス排出路５６は回転軸線Ａｒに沿って下流側に直線的に延びている。すなわち、本実施形態のガス路は、いずれも直線状である。このため、シールリング保持環４０を加工してガス路を形成するにあたり、容易にシールリング保持環４０を機械加工することができる。

さらに、本実施形態では、検知端空間５５から回転軸線Ａｒに沿って下流側に延び、その内部空間の一部が検知端空間５５の一部、ガス導入路５１の軸方向延在部５４、及びガス排出路５６を形成する円柱状のガス路形成穴６５を形成し、このガス路形成穴６５に仕切部材６０を装着することで、ガス導入路５１の軸方向延在部５４とガス排出路５６と形成している。このため、本実施形態では、さらに、シールリング保持環４０に対する穴加工を容易に行うことができる。

ところで、ガスタービンの運転状態の変化等に伴ってガス温度が急変し、シールリング保持環４０と第三キャビティＣ３内のガスＧｍとの間に温度差が生じた場合、ガス温度がシールリング保持環４０の温度の影響を受けて、一時的にガスＧｍの正確な温度を検知できなくなる。つまり、シールリング保持環４０内に第三キャビティＣ３内のガスＧｍを引き込むと、第三キャビティＣ３のガス温度検知の応答性が悪化するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、検知端空間５５に向かうガスＧｍと検知端空間５５から排出されたガスＧｍとのいずれもが仕切板部６２に接触するので、ガスタービンの運転状態の変化等に伴ってガス温度が急変しても、短時間のうちに仕切板部６２の温度がガス温度に一致することになるため、第三キャビティＣ３のガス温度検知の応答性悪化を抑えることができる。

なお、以上の実施形態では、上流側シール部材としてリーフ状シール７２を用いているが、この代わりにブラシシール等の他のシールであってもよい。なお、ブラシシールとは、複数の金属線を束ね、この金属線の束の一方の端部を保持部で保持し、他方の端を自由端として、回転体の対向させるものである。さらに、本実施形態では、下流側シール部材として、ラビリンスシール７３を用いているが、この代わりに他のシールを用いてもよい。

１：圧縮機、２：燃焼器、３：タービン、５：ケーシング、１０：ロータ、１１：ロータディスク、１２：上流側リム部、１４：第一下流側リム部、１５：第二下流側リム部、２１：動翼、３１：静翼、３９：シールチューブ、４０：シールリング保持環、４９：パージ孔、５１：ガス導入路、５２：導入口、５３：径方向延在部、５４：軸方向延在部、５５：検知端空間、５６：ガス排出路、５７：排出口、６０：仕切部材、６５：ガス路形成穴、７２：リーフ状シール（上流側シール部材）、７３：ラビリンスシール（下流側シール部材）、８０：温度計、８１：検知端

Claims

回転軸線を中心として回転するロータと、該ロータを回転可能に覆うケーシングと、該ケーシングに固定されている静翼とを備え、該ロータは、前記回転軸線が延びる軸方向に並んでいる複数の段毎に、該回転軸線を中心とするロータディスクと、該ロータディスクに固定され該回転軸線に対する周方向に並んでいる複数の動翼とを有し、複数の前記静翼は、複数の前記段毎の動翼の上流側に、前記周方向に並んで配置されているガスタービンにおいて、
複数の前記段毎のロータディスクには、前記上流側に突出した上流側リム部と、下流側に突出した下流側リム部とが形成され、
前記静翼の径方向内側には、環状のシールリング保持環が固定され、
前記シールリング保持環には、該シールリング保持環に対して上流側の前記下流側リム部と対向する上流側シール部材が設けられていると共に、温度計の温度検知端が収容される検知端空間と、該シールリング保持環と該シールリング保持環に対して下流側の前記上流側リム部及び該下流側リム部との間のディスクキャビティ中のガスを該検知端空間に導くガス導入路と、該検知端空間に至ったガスを該ガス導入路の導入口よりも下流側に排出するガス排出路と、が形成され、
前記検知端空間は、前記上流側シール部材より径方向外側の位置に形成され、
前記ガス導入路は、該ガス導入路の前記導入口が前記上流側シール部材よりも下流側の位置に形成され、該導入口から前記径方向外側に向って延びる径方向延在部と、該径方向延在部の外側端部から前記回転軸線に沿って上流側に延びて前記検知端空間に至る軸方向延在部と、を有する、
ことを特徴とするガスタービン。
請求項１に記載のガスタービンにおいて、
前記シールリング保持環には、該シールリング保持環に対して下流側の前記上流側リム部と対向する下流側シール部材が設けられ、
前記ガス導入路の前記導入口は、前記下流側シール部材よりも上流側の位置に形成されている、
ことを特徴とするガスタービン。
請求項１又は２に記載のガスタービンにおいて、
前記上流側シール部材は、ブラシシール又はリーフ状シールである、
ことを特徴とするガスタービン。
請求項１から３のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記ガス排出路は、前記検知端空間から前記回転軸線に沿って下流側に延びている、
ことを特徴とするガスタービン。
請求項４に記載のガスタービンにおいて、
前記シールリング保持環には、前記検知端空間から前記回転軸線に沿って下流側に延び、内部空間の一部が前記ガス導入路の前記軸方向延在部及び前記ガス排出路を形成するガス路形成穴が形成され、
前記ガス路形成穴には、内部空間を前記ガス導入路の前記軸方向延在部と前記ガス排出路とに仕切る仕切部材が挿着されている、
ことを特徴とするガスタービン。