JPH051567A

JPH051567A - ガスタービン

Info

Publication number: JPH051567A
Application number: JP15487391A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Miyashita; 和也宮下; Takahiro Hazama; 隆弘狭間
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】安価でしかも高い芯出精度が得られ、テンシ
ョンバーのストレスを低減することができるガスタービ
ンを提供すること。【構成】(1) 各コンプレッサ２，３およびタービン４，
５の接続部６に、それぞれ汎用のカービック継手７を嵌
め込むための嵌め穴８を設け、これら嵌め穴８に、それ
ぞれ汎用カービック継手７を圧入してボルト９締めにて
固定し、それらカービック継手７を相互に噛合させてコ
ンプレッサ２，３およびタービン４，５を同軸に締結す
る。(2) 上記コンプレッサ２，３同志が、その軸方向に
挿通された第一テンションバー１０によって締結され、
タービン４，５同志が、上記汎用カービック継手７のボ
ルト挿通孔１９を挿通する複数本の第二テンションバー
１４によって締結され、且つそれら第二テンションバー
１４の一端が、タービン４に隣接するコンプレッサ３に
植設される構成が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンプレッサとタービ
ンとを同軸に重ねてなるガスタービンに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４にガスタービンａの概略図を示す。
図示するようにこのガスタービンａは、二個の遠心コン
プレッサｂ，ｃと二個の軸流タービンｄ，ｅとが同軸に
重ねられて構成されている。そして、吸込口から吸い込
んだ空気を遠心コンプレッサｂ，ｃによって二段圧縮し
た後、燃焼室内にて燃料と混合して燃焼し、その燃焼ガ
スをタービン室に導いて軸流タービンｄ，ｅを回転駆動
するようになっている。

【０００３】上記遠心コンプレッサｂ，ｃおよび軸流タ
ービンｄ，ｅの接続部には、それぞれカービック継手ｆ
が刻設されている。そして、これらカービック継手ｆ同
志が噛合されて各コンプレッサ，タービンｂ，ｃ，ｄ，
ｅが同軸に連結されている。また、上記コンプレッサ，
タービンｂ，ｃ，ｄ，ｅの軸芯部にはテンションバーｇ
が挿通されており、このテンションバーｇの端部をナッ
トｈで締め付けることにより、コンプレッサ，タービン
ｂ，ｃ，ｄ，ｅが一体化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のガスタービ
ンａにあっては、各コンプレッサ，タービンｂ，ｃ，
ｄ，ｅをカービック継手ｆによって連結しているので、
確かに高い芯出精度を得ることができる。しかし、各コ
ンプレッサ，タービンｂ，ｃ，ｄ，ｅの接続部に、それ
ぞれ直にカービック継手ｆを刻設した構成になっている
ため、各コンプレッサ，タービンｂ，ｃ，ｄ，ｅについ
て単品ごとにカービック継手ｆを切削加工しなければな
らない。このカービック継手ｆの切削加工は、タービン
ブレードやコンプレッサインペラ等が邪魔になるため加
工が難しく、高コストとなってしまう。

【０００５】また、このガスタービンａにあっては、コ
ンプレッサｂ，ｃとタービンｄ，ｅが一本のテンション
バーｇによって一体的に締め付けられた構成となってい
る。ここで、上記ガスタービンａの運転時を考えると、
高速回転するコンプレッサｂ，ｃは遠心力によって径方
向に伸びて軸方向に収縮し、他方高温の排気ガスが通過
するタービンｄ，ｅは熱膨張する。この遠心力や熱膨張
の影響により、テンションバーｇにガタが生じやすくな
る。このガタを防止するためには、上記テンションバー
ｇをナットｈにより非常に大きな張力（10t 程度）で引
っ張る必要があり、テンションバーｈに大きなストレス
が生じていた。

【０００６】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、安価でしかも高い芯出精度が得られ、テンショ
ンバーのストレスを低減することができるガスタービン
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、コンプレッサとタービンとが複数段同軸に
締結されたガスタービンにおいて、各コンプレッサおよ
びタービンの接続部に、それぞれ汎用のカービック継手
を嵌め込むための嵌め穴または突出部を設け、これら嵌
め穴または突出部に、それぞれ汎用カービック継手を圧
入または外嵌してボルト締めにて固定し、それらカービ
ック継手を相互に噛合させてコンプレッサおよびタービ
ンを同軸に締結するようにしたことを特徴としている。

【０００８】また、上記コンプレッサ同志が、その軸方
向に挿通された第一テンションバーによって締結され、
タービン同志が、上記汎用カービック継手のボルト挿通
孔を挿通する複数本の第二テンションバーによって締結
され、且つそれら第二テンションバーの一端が、タービ
ンに隣接するコンプレッサに植設された構成にするとよ
い。なお、第一テンションバーは高張力鋼、第二テンシ
ョンバーは耐熱合金など別々の材料でつくられる。

【０００９】

【作用】上記構成のガスタービンによれば、各コンプレ
ッサおよびタービンの接続部にそれぞれ汎用カービック
継手を取り付けるようにしたので、各コンプレッサおよ
びタービンに直にカービック継手を切削するものに比べ
て安価となる。また、上記汎用カービック継手は、各コ
ンプレッサ，タービンの締結部の嵌め穴あるいは突出部
に圧入または外嵌されてボルト締めされているので、取
付精度が高まる。よって、高い芯出精度が得られる。

【００１０】また、上記コンプレッサ同志を第一テンシ
ョンバーによって締結し、タービン同志を第二テンショ
ンバーによって別々に締結するようにすれば、タービン
側の熱がコンプレッサ側に伝導することが抑制されるの
で、各テンションバーの張力を小さくすることができ、
バーのストレスが低減される。また、第二テンションバ
ーは、上記汎用カービック継手のボルト挿通孔のうちの
幾つかを利用して各タービンに挿通されているので、そ
の取付けスペースを稼ぐことができる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１２】図１および図２にガスタービン１の回転部
分の概略を示す。図示するようにガスタービン１は、二
個の遠心コンプレッサ２，３と二個の軸流タービン４，
５とが同軸に重ねられて構成されている。そして、吸込
口から吸い込んだ空気を遠心コンプレッサ２，３によっ
て二段圧縮した後、燃焼室内にて燃料と混合して燃焼
し、その燃焼ガスをタービン室に導いて軸流タービン
４，５を回転駆動するようになっている。

【００１３】上記遠心コンプレッサ２，３および軸流タ
ービン４，５の各接続部６には、それぞれ汎用のカービ
ック継手７を嵌め込むための嵌め穴８あるいは突出部
８′が形成されている。これら嵌め穴８あるいは突出部
８′には、それぞれ汎用カービック継手７が外周あるい
は内周部で締り嵌めによって嵌め込まれ、ボルト９で固
定されている。このようにして固定された汎用カービッ
ク継手７同志が噛合されて、コンプレッサ，タービン
２，３，４，５が同軸に締結されている。

【００１４】その締結の様子を以下に述べる。上記コン
プレッサ２，３同志は、その軸芯部を軸方向に挿通され
た第一テンションバー１０によって締結されている。こ
の第一テンションバー１０は、一端にフランジ１１が他
端にネジ１２が設けられいる。そして、これらフランジ
１１とネジ１２との間にコンプレッサ２，３を挿通させ
た状態で、ネジ１２にナット１３を螺合させて二個のコ
ンプレッサ２，３を同軸に締結している。

【００１５】他方、タービン４，５同志は、上記汎用カ
ービック継手７のボルト挿通孔のうちの幾つかに挿通さ
れた複数本の第二テンションバー１４によって締結され
ている。これら第二テンションバー１４は、その一端が
タービン４と隣接するコンプレッサ３の接続部６にスタ
ッドボルトとして植設されいる。そして、この第二テン
ションバー１４にタービン４，５を挿通させた状態で、
バー１４の他端に形成されたネジ１５にナット１６を螺
合させることにより、二個のタービン４，５を同軸に締
結している。

【００１６】上記タービン４，５側に取り付けられるカ
ービック継手７の正面図を図３に示す。図示するように
このカービック継手７は、カービック継手７同志を連結
するための歯部１７と、カービック継手７を嵌め穴８あ
るいは突出部８′に固定するための固定部１８とからな
っており、リング状に成形されている。上記固定部１８
には、ボルト挿通孔１９が周方向に所定間隔を隔てて複
数（例えば１２孔）設けられている。これらボルト挿通
孔１９には、カービック継手７を嵌め穴８あるいは突出
部８′に固定するための取付ボルト９と、タービン４，
５同志を締結するための第二テンションバー１４とが、
交互に（例えば６本づつ）挿通されるようになってい
る。つまり、図１に示す第二テンションバー１４と取付
ボルト９とは、共にボルト挿通孔１９を挿通して交互に
（例えば６本づつ）設けられている。本実施例にあって
は、第二テンションバー１４の方が取付ボルト９より若
干太いため、第二テンションバー１４が挿通するボルト
挿通孔１９ａは、取付ボルト９が挿通するボルト挿通孔
１９ｂよりも若干大径になるように切削拡径加工されて
いる。

【００１７】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００１８】上記構成のガスタービン１によれば、図１
および図２に示すように各コンプレッサ２，３およびタ
ービン４，５の接続部６にそれぞれ汎用カービック継手
７を取り付けるようにしたので、図４に示す如く各コン
プレッサｂ，ｃおよびタービンｄ，ｅに直にカービック
継手ｆを切削するものに比べて加工が簡単で大幅に安価
に製造できる。また、上記汎用カービック継手７は、各
コンプレッサ，タービン２，３，４，５の接続部６の嵌
め穴８あるいは突出部８′に圧入されてボルト９締めさ
れているので、取付精度が高まる。よって、高い芯出精
度が得られる。なお、カービック継手７を外周で圧入さ
れる場合（図１）と内周で圧入される場合（図２）の２
とおりの嵌合方式があるが、各々圧入や遠心力や熱によ
る変形を考慮して任意に選択することができる。通常の
ガスタービンの場合は内周嵌合の方が圧力によるカービ
ック７の歪が小さく、且つ各コンプレッサ、タービン
２，３，４，５の遠心応力（中心部）が小さくなる。

【００１９】また、上記コンプレッサ２，３同志が第一
テンションバー１０によって締結され、タービン４，５
同志が第二テンションバー１４によって別々に締結され
ているので、コンプレッサ２，３の遠心力の影響とター
ビン４，５の熱影響とが切り離される。よって、各テン
ションバー１０，１４の張力を小さくすることができ、
バー１０，１４のストレスが低減される。つまり、第一
テンションバー１０には、遠心力により径方向に伸びて
軸方向に縮むコンプレッサ２，３の遠心変形を考慮した
張力を与えればよく、第二テンションバー１４には、タ
ービン４，５側の熱膨脹を考慮した張力を与えればよ
い。なお、第一テンションバー１０は高張力鋼、第二テ
ンションバー１４は耐熱合金などのように別々の材料で
製作して材料費を節減することもできる。

【００２０】また、第二テンションバー１４は、図３に
示すように上記汎用カービック継手７のボルト挿通孔１
９のうちの幾つかを利用して各タービン４，５に挿通さ
れているので、即ち、全ボルト挿通孔１９（例えば１２
孔）に取付ボルト９と交互に（例えば６本づつ）挿通さ
れているので、その取付けスペースを稼ぐことができ
る。このように取付ボルト９の数が半数（例えば６本）
で済むわけは、カービック継手７を嵌め穴８あるいは突
出部８′内へ圧入した際に、カービック継手７と嵌め穴
８あるいは突出部８′との間に大きな摩擦力が働きくた
め、単位ボルト９当りの受持荷重が小さくなるからであ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るガスタ
ービンによれば、安価で高い芯出精度が得られ、さらに
テンションバーの材料費とストレスとを低減することが
できるいう優れた効果が発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すガスタービンの概略図
である。

【図２】本発明の別の実施例を示すカスタービンの概略
図である。

【図３】タービン側に取り付けられるカービック継手の
正面図である。

【図４】従来例を示すガスタービンの概略図である。

【符号の説明】

１ガスタービン２コンプレッサ３コンプレッサ４タービン５タービン６接続部７カービック継手８嵌め穴８′ 突出部１０第一テンションバー１４第二テンションバー１９ボルト挿通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサとタービンとが複数段同軸
に締結されたガスタービンにおいて、各コンプレッサお
よびタービンの接続部に、それぞれ汎用のカービック継
手を嵌め込むための嵌め穴または突出部を設け、これら
嵌め穴または突出部に、それぞれ汎用カービック継手を
圧入または外嵌してボルト締めにて固定し、それらカー
ビック継手を相互に噛合させてコンプレッサおよびター
ビンを同軸に締結するようにしたことを特徴とするガス
タービン。
【請求項２】上記コンプレッサ同志が、その軸方向に
挿通された第一テンションバーによって締結され、ター
ビン同志が、上記汎用カービック継手のボルト挿通孔を
挿通する複数本の第二テンションバーによって締結さ
れ、且つそれら第二テンションバーの一端が、タービン
に隣接するコンプレッサに植設されていることを特徴と
する請求項１記載のガスタービン。