JPH04237833A

JPH04237833A - ガスタービン

Info

Publication number: JPH04237833A
Application number: JP2137391A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Miyashita; 和也宮下; Hisashi Onozato; 小野里　久
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1992-08-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスタービンに関するも
ので、特に、ラジアル１〜２段コンプレッサとアキシャ
ル２〜３段タービンからなる小形ガスタービンに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の小形ガスタービンの組立構造の一
例としては、実開平１−１４４４０１号公報に示された
ものがある。すなわち、図３にその概略を示す如く、ラ
ジアルコンプレッサ１（図では１段）と、外周にタービ
ン翼２を備えた複数段（図では２段）のタービンディス
ク３とエンドシャフト４とを軸方向に並べて、これらの
間をカービックカップリング５にて連結し、且つ軸心部
にテンションバー６を挿通させ、ナット７で締め付ける
ことにより一体化するようにしてある。

【０００３】しかし、上記従来方式の場合、コンプレッ
サ１、タービンディスク３、エンドシャフト４等の軸方
向の構成要素である回転部材を連結するためにカービッ
クカップリング５を用いているので、動力伝達や芯出し
効果の面では有利であるが、カービックカップリング５
は特殊な形式のギヤであって加工精度が要求されるため
、非常に高価である。又、動力伝達しようとするときに
分離力が働くので、その分離力に打ち勝つだけの力で締
め付けておくことが必要であり、そのため、組み立て時
に、テンションバー６を引張った状態でナット７を嵌め
て締め付け、締め付け後、引張りを解除して弾性復元力
により固定する、という非常に煩しい操作が必要であっ
た。

【０００４】上記の問題を解消するものとして、図４に
示す如く、軸方向で隣り合うコンプレッサ１、数段（図
では２段）のタービンディスク３、エンドシャフト４の
外周部間を、順次いんろう継手９ａ，９ｂ，９ｃにより
連結すると共に該いんろう継手９ａ，９ｂ，９ｃの部分
を貫通させた締付ボルト８により締め付けて一体化させ
るようにした型式のものが本発明者等によって提案され
ている。この型式によれば、コンプレッサ１やタービン
ディスク３等の各回転部材をいんろう継手９ａ，９ｂ，
９ｃにより連結したので、従来の如きカービックカップ
リング５を用いる場合に比して加工費を安価にすること
ができ、又、いんろう継手９ａ，９ｂ，９ｃの部分を貫
通させるようにした締付ボルト８により各回転部材を締
め付けるようにしたので、従来の如き締め付けに大トル
クが必要なテンションバー６を用いる場合に比して簡単
に組み立てることができる、という利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
ガスタービンの場合、タービン翼２が図示しない燃焼器
からの燃焼ガス流２８を受けることから、その熱がター
ビン翼２よりタービンディスク３に伝わるが、この際、
各タービンディスク３には、燃焼ガス流２８の流入方向
に伴い上段のものの温度が高くなる如く軸方向で温度差
が発生してしまうので、各タービンディスク３間で熱膨
張差を起してしまうことになる。したがって、温度差に
応じて各タービンディスク３を冷却することが必要とな
る。

【０００６】そこで、本発明は、上記図４に示す型式の
ガスタービンにおいて、軸方向の温度差に対応した量の
冷却空気を流すようにして効率よく各タービンディスク
を冷却することができるようにしようとするものである
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、１又は２段以上のラジアルコンプレッサ
と複数段のタービンディスクを軸方向に並べて締付ボル
トにより締め付けて一体化させた構成を有するガスター
ビンにおいて、内周部にフィンを備えたシールリングを
、上記各タービンディスク間を仕切るように各タービン
ディスクの軸方向上流及び下流位置に配置し、該各シー
ルリング部と、上記締付ボルトを通すためにタービンデ
ィスクに形成されたボルト孔とを連絡する通路を導設し
、且つ上記コンプレッサから吐出された空気の一部をタ
ービンディスク用の冷却空気として導くための導入路を
、上記最上段部に位置するシールリング部に連絡させた
構成とする。

【０００８】又、各タービンディスクの両側中央部に、
上記ボルト孔と連通する空気溜を形成した構成としても
よい。

【０００９】

【作用】コンプレッサから吐出された空気の一部がター
ビンディスクの冷却空気として最上段部のシールリング
の部分に導かれると、一部は最上段のタービンディスク
表面側に流れるが、他の一部はボルト孔を通り通路から
吐出されるので、各タービンディスクに分配されて供給
される。この際、冷却空気の分配量はシールリングのフ
ィンの形状や数、ボルト孔の径、通路の径によって調整
することができる。

【００１０】又、ボルト孔と連通する空気溜の溜り圧力
を選定すると、各部の圧力差に応じて冷却空気を供給す
ることができるようになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１２】図１及び図２は本発明の一実施例を示すも
ので、図４に示すガスタービンと同様に、ラジアルコン
プレッサ１、数段（図では２段）のタービンディスク３
、エンドシャフト４等の軸方向で隣り合う各回転部材の
外周部間をいんろう継手９ａ，９ｂ，９ｃにより連結し
、且つ上記各回転部材を、上記いんろう継手９ａ，９ｂ
，９ｃの部分を貫通させた適数本の締付ボルト８により
一体化させるようにしてある。なお、１０はタービンハ
ウジング１１に内蔵された燃焼器、１２はタービンハウ
ジング１１と一体のサポート部材１３に支持された静翼
、１４は燃焼ガスを静翼１２及びタービン翼２の部分へ
導くスクロールを示す。

【００１３】上記構成において、各いんろう継手９ａ，
９ｂ，９ｃの外周部とエンドシャフト４の軸部外周部に
、内周部にフィン１５を設けたシールリング１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄをそれぞれ配置して、シールリン
グ１６ａ，１６ｂを静翼１２及びサポート部材１３等を
介してタービンハウジング１１に支持させると共に、シ
ールリング１６ｃ，１６ｄをタービンハウジング１１に
支持させ、一方、各タービンディスク３の両側中央の中
空部を利用して、１段目のタービンディスク３とコンプ
レッサ１との対向面間を空気溜１７ａとし、１段目と２
段目のタービンディスク３と３の対向面間を空気溜１７
ｂとし、２段目のタービンディスク３とエンドシャフト
４の対向面間を空気溜１７ｃとしてそれぞれ締付ボルト
８用のボルト孔２０に連通させ、且つ各空気溜１７ａ，
１７ｂ，１７ｃ間を、オリフィス部１８を有する通路１
９ａ，１９ｂにより連通させる。又、上記シールリング
１６ａ，１６ｂの内周部と締付ボルト８用のボルト孔２
０を連通させるための通路２１ａ，２１ｂをいんろう継
手９ａ，９ｂ部に設けると共に、上記空気溜１７ｃとエ
ンドシャフト４外とを連通させるための通路２１ｃをエ
ンドシャフト４の軸部に設ける。更に、コンプレッサ１
の空気吐出口２２から燃焼室１０へ送る空気の一部を各
タービンディスク３の冷却空気２３として利用するため
、コンプレッサハウジング２４とスクロール１４の形成
壁２５との間に空気導入路２６を設け、且つ該空気導入
路２６内に導かれた冷却空気２３をシールリング１６ａ
内に導くための導入孔２７を、コンプレッサハウジング
２４及びシールリング１６ａを貫通するように設け、シ
ールリング１６ａ内に導入した冷却空気２３を、上記通
路２１ａからボルト孔２０、通路２１ｂ、あるいは、空
気溜１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、通路２１ｃ等を通し分配
して、各タービンディスク３を温度差に基づく量の冷却
空気２３によって冷却させられるようにする。

【００１４】ガスタービンが運転されると、コンプレッ
サ１からの吐出空気は空気吐出口２２より燃焼器１０へ
送られるが、その一部が導入路２６、導入孔２７を通っ
てシールリング１６ａ内に冷却空気２３として導入され
ることになる。シールリング１６ａ内に導入された冷却
空気２３の一部は軸方向へ抜けて１段目のタービンディ
スク３の上流側の面に供給されるが、残りの冷却空気２
３はいんろう継手９ａ部の通路２１ａを通り、ボルト孔
２０側と空気溜１７ａ側に送られる。ボルト孔２０に送
られた冷却空気２３はいんろう継手９ｂ部の通路２１ｂ
からシールリング１６ｂの軸方向に抜け出て、１段目の
タービンディスク３の下流側の面と２段目のタービンデ
ィスク３の上流側の面に供給される。一方、空気溜１７
ａ内に送られた冷却空気２３は順次通路１９ａ、空気溜
１７ｂ、通路１９ｂを通り空気溜１７ｃに送られ、ボル
ト孔２０を通して送られた冷却空気２３と共に通路２１
ｃからエンドシャフト４外へ抜け出、抜け出た冷却空気
２３の一部がシールリング１６ｃを通過して２段目のタ
ービンディスク３の下流側の面に供給され、残りがシー
ルリング１６ｄを通過して排出される。

【００１５】上記において、各通路２１ａ，２１ｂ，２
１ｃの径、及び各シールリング１６ａ，１６ｂ，１６ｃ
，１６ｄの内周部に設けてあるフィン１５の形状や数を
それぞれ選定することにより、各シールリング１６ａ，
１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを軸方向に通過して各タービン
ディスク３の外表面を冷却する冷却空気２３の供給量を
調整することができる。又、各空気溜１７ａ，１７ｂ，
１７ｃ間の通路１９ａ，１９ｂに形成してあるオリフィ
ス部１８の径を選定することにより各空気溜１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ内での溜り圧力を各部の圧力差に応じて選
定できるので、最少限の空気量で各部に均等に冷却空気
２３を分配することができ、高い冷却効果を得ることが
できる。

【００１６】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて、種々変更を加え得ることは勿論である。

【００１７】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のガスタービン
によれば、コンプレッサから吐出される空気の一部を冷
却空気として導入路から最上段部のシールリングを通し
ボルト孔内に流して各通路から吐出させることができる
ので、各タービンディスクを冷却することができ、この
際、各通路の径や各通路に対応するシールリングのフィ
ンの形状や数を適宜選定することにより最少流量の冷却
空気で軸方向の温度差に対応して効率よく冷却すること
ができ、又、タービンディスクの両側中央部に形成した
ボルト孔と連通する空気溜の溜り圧力を設定することに
より、各タービンディスクの圧力差に応じた圧力で冷却
空気を供給することができる、等の優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスタービンの一実施例を示す概要図
である。

【図２】図１の要部の拡大図である。

【図３】従来のガスタービンの一例を示す概略図である
。

【図４】最近提案されているガスタービンの概略図であ
る。

【符号の説明】

１　　ラジアルコンプレッサ３　　タービンディスク８　　締付ボルト１５　　フィン１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ　　シールリング１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ　　空気溜２０　　ボルト孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　　通路２３　　冷却空気２６　　導入路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　１又は２段以上のラジアルコンプレッ
サと複数段のタービンディスクを軸方向に並べて締付ボ
ルトにより締め付けて一体化させた構成を有するガスタ
ービンにおいて、内周部にフィンを備えたシールリング
を、上記各タービンディスク間を仕切るように各タービ
ンディスクの軸方向上流及び下流位置に配置し、該各シ
ールリング部と、上記締付ボルトを通すためにタービン
ディスクに形成されたボルト孔とを連絡する通路を導設
し、且つ上記コンプレッサから吐出された空気の一部を
タービンディスク用の冷却空気として導くための導入路
を、上記最上段部に位置するシールリング部に連絡させ
たことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】　　各タービンディスクの両側中央部に、
上記ボルト孔と連通する空気溜を形成した請求項１記載
のガスタービン。