JPH06173712A - ガスタービンケーシングの冷却装置 - Google Patents
ガスタービンケーシングの冷却装置Info
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- JPH06173712A JPH06173712A JP33211692A JP33211692A JPH06173712A JP H06173712 A JPH06173712 A JP H06173712A JP 33211692 A JP33211692 A JP 33211692A JP 33211692 A JP33211692 A JP 33211692A JP H06173712 A JPH06173712 A JP H06173712A
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- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷却部からの流体がガスタービン排熱の熱輻
射を受けないようにして排気ケーシングおよび段落部ケ
ーシングを冷却する。 【構成】 第１の構成；冷却部９の案内管10から排気デ
ィフューザ５に至る放出部に透口板13を設け、前記冷却
部９からの流体を非加熱域と加熱域に区分けし、非加熱
域の流体を段落部ケーシング７の通路12に導く。 第２の構成；冷却部９の案内管10から分岐し、段落部ケ
ーシング７に開口する通路12に結ぶ導通管14を設ける。
射を受けないようにして排気ケーシングおよび段落部ケ
ーシングを冷却する。 【構成】 第１の構成；冷却部９の案内管10から排気デ
ィフューザ５に至る放出部に透口板13を設け、前記冷却
部９からの流体を非加熱域と加熱域に区分けし、非加熱
域の流体を段落部ケーシング７の通路12に導く。 第２の構成；冷却部９の案内管10から分岐し、段落部ケ
ーシング７に開口する通路12に結ぶ導通管14を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスタービンケーシ
ングの冷却装置の改良に関する。
ングの冷却装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスタービンは、航空、流体輸
送、発電等の各種分野に使用されてきたが、とりわけ発
電分野においては、ガスタービン単機としての使用のほ
かに、蒸気タービンと組合せて使用する、いわゆるコン
バインドサイクル発電にも適用分野が広がってきてい
る。
送、発電等の各種分野に使用されてきたが、とりわけ発
電分野においては、ガスタービン単機としての使用のほ
かに、蒸気タービンと組合せて使用する、いわゆるコン
バインドサイクル発電にも適用分野が広がってきてい
る。
【０００３】コンバータサイクル発電は、ガスタービ
ン、発電機、蒸気タービンを一軸で結んだものであっ
て、ガスタービンの排熱が蒸気発生に利用され、発生蒸
気を蒸気タービンに与えることによって、熱の有効活用
が図られている。このため、ガスタービン単機あるいは
蒸気タービン単機の熱効率にくらべて高く、燃料の節約
に寄与している。
ン、発電機、蒸気タービンを一軸で結んだものであっ
て、ガスタービンの排熱が蒸気発生に利用され、発生蒸
気を蒸気タービンに与えることによって、熱の有効活用
が図られている。このため、ガスタービン単機あるいは
蒸気タービン単機の熱効率にくらべて高く、燃料の節約
に寄与している。
【０００４】ところが、コンバインドサイクル発電の電
力発生に要する出力配分は、蒸気タービンの出力が１に
対し、ガスタービンの出力は２以上の割合になってお
り、現有熱効率を今一歩高めるにはガスタービンの高温
化が求められている。このためガスタービンに与えられ
る作動ガス温度のスケールアップの研究が進められてい
るが、かかる高温化に付随してガスタービンケーシング
の耐熱性の問題点が指摘されている。図３は、従来のガ
スタービンを示す一部切欠き概略構成図である。
力発生に要する出力配分は、蒸気タービンの出力が１に
対し、ガスタービンの出力は２以上の割合になってお
り、現有熱効率を今一歩高めるにはガスタービンの高温
化が求められている。このためガスタービンに与えられ
る作動ガス温度のスケールアップの研究が進められてい
るが、かかる高温化に付随してガスタービンケーシング
の耐熱性の問題点が指摘されている。図３は、従来のガ
スタービンを示す一部切欠き概略構成図である。
【０００５】全体を符号１で示すガスタービンは、静翼
２ａ，３ａ、動翼２ｂ，３ｂを対とする段落部２，３を
有し、これら段落部２，３は回転軸Ｒに沿って次順に配
され、後流側に向うにしたがって作動ガス４の環状通過
面積を拡口するようにしてある。特に、最終段落部３の
静翼３ａ、動翼３ｂでは、翼長が初段落部のそれに比
し、数倍になっている。
２ａ，３ａ、動翼２ｂ，３ｂを対とする段落部２，３を
有し、これら段落部２，３は回転軸Ｒに沿って次順に配
され、後流側に向うにしたがって作動ガス４の環状通過
面積を拡口するようにしてある。特に、最終段落部３の
静翼３ａ、動翼３ｂでは、翼長が初段落部のそれに比
し、数倍になっている。
【０００６】作動ガス４は、各段落部で膨張仕事をして
最終段落部３に至るが、ここでは、初段落部を通過する
ときの圧力にくらべかなり低下している。このため、最
終段落部３には、圧力を回復させる、いわゆるコーン状
に形成された排気ディフューザ５が連接されている。
最終段落部３に至るが、ここでは、初段落部を通過する
ときの圧力にくらべかなり低下している。このため、最
終段落部３には、圧力を回復させる、いわゆるコーン状
に形成された排気ディフューザ５が連接されている。
【０００７】一方、各段落部は、シュランドセグメント
６，６を介在させて段落部ケーシング７で覆設され、ま
た、排気ディフューザ５は排気ケーシング８で覆設され
ており、これら段落部ケーシング７、排気ケーシング８
は、最終段落部３で接合されている。
６，６を介在させて段落部ケーシング７で覆設され、ま
た、排気ディフューザ５は排気ケーシング８で覆設され
ており、これら段落部ケーシング７、排気ケーシング８
は、最終段落部３で接合されている。
【０００８】上記排気ケーシング８側には、送風機、フ
ァンなどの冷却部９が設けられており、案内管10を通し
て冷却部９からの冷却用の流体11が排気ケーシング８、
段落部ケーシング７に開口する通路12に送り出してい
る。このようにして、従来のガスタービンは、作動ガス
４の高い熱輻射を受ける排気ケーシング８、段落部ケー
シング７の熱問題に対処している。
ァンなどの冷却部９が設けられており、案内管10を通し
て冷却部９からの冷却用の流体11が排気ケーシング８、
段落部ケーシング７に開口する通路12に送り出してい
る。このようにして、従来のガスタービンは、作動ガス
４の高い熱輻射を受ける排気ケーシング８、段落部ケー
シング７の熱問題に対処している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述構成に
よる冷却技術では、冷却部９からの流体11が排気ケーシ
ング８、段落部ケーシング７に冷却用として送られてい
ても、排気ディフューザ５からの熱輻射が高すぎてその
流体11が予熱されてしまい、予想されるような冷却効果
が得られていない問題点があった。特に、段落部ケーシ
ング７の通路12は、開口面積が小さいことも手伝って対
流冷却に必要な流速が得られていないこともその原因の
一つであった。
よる冷却技術では、冷却部９からの流体11が排気ケーシ
ング８、段落部ケーシング７に冷却用として送られてい
ても、排気ディフューザ５からの熱輻射が高すぎてその
流体11が予熱されてしまい、予想されるような冷却効果
が得られていない問題点があった。特に、段落部ケーシ
ング７の通路12は、開口面積が小さいことも手伝って対
流冷却に必要な流速が得られていないこともその原因の
一つであった。
【００１０】さらに、作動ガス４の温度を、従来よりも
スケールアップする研究が進められているだけに、排気
ケーシング８、段落部ケーシング７の冷却技術の向上が
一段と必要になってきている。
スケールアップする研究が進められているだけに、排気
ケーシング８、段落部ケーシング７の冷却技術の向上が
一段と必要になってきている。
【００１１】この発明は、このような背影から検討が加
えられたもので、従来技術をそのまま活用しながら、従
来よりも一段と高い冷却効果をもたらすガスタービンケ
ーシングの冷却装置を公表することを目的とする。
えられたもので、従来技術をそのまま活用しながら、従
来よりも一段と高い冷却効果をもたらすガスタービンケ
ーシングの冷却装置を公表することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿って、この
発明にかかる第１の構成は、静翼、動翼を対とする段落
部と排気ディフューザとを軸方向に沿って配し、段落部
を覆設する段落部ケーシングと排気ディフューザを覆設
する排気ケーシングとは連続的に結ばれ、これらケーシ
ング外に配する冷却部からの流体を、排気ケーシングお
よび段落部ケーシングに開口する通路に導くガスタービ
ンケーシングの冷却装置において、上記冷却部の案内管
から排気ディフューザに向う放出部に透口板を設けたも
のである。
発明にかかる第１の構成は、静翼、動翼を対とする段落
部と排気ディフューザとを軸方向に沿って配し、段落部
を覆設する段落部ケーシングと排気ディフューザを覆設
する排気ケーシングとは連続的に結ばれ、これらケーシ
ング外に配する冷却部からの流体を、排気ケーシングお
よび段落部ケーシングに開口する通路に導くガスタービ
ンケーシングの冷却装置において、上記冷却部の案内管
から排気ディフューザに向う放出部に透口板を設けたも
のである。
【００１３】また、この発明にかかる第２の構成は、静
翼、動翼を対とする段落部と排気ディフューザとを軸方
向に沿って配し、段落部を覆設する段落部ケーシングと
排気ディフューザを覆設する排気ケーシングとは連続的
に結ばれ、これらケーシング外に配する冷却部からの流
体を、排気ケーシングおよび段落部ケーシングに開口す
る通路に導くガスタービンケーシングの冷却装置におい
て、上記冷却部の案内管から分岐し、上記段落部ケーシ
ングに開口する通路に結ぶ導通管を設けたものである。
翼、動翼を対とする段落部と排気ディフューザとを軸方
向に沿って配し、段落部を覆設する段落部ケーシングと
排気ディフューザを覆設する排気ケーシングとは連続的
に結ばれ、これらケーシング外に配する冷却部からの流
体を、排気ケーシングおよび段落部ケーシングに開口す
る通路に導くガスタービンケーシングの冷却装置におい
て、上記冷却部の案内管から分岐し、上記段落部ケーシ
ングに開口する通路に結ぶ導通管を設けたものである。
【００１４】
【作用】第１の構成によれば、冷却部の案内管から排気
ディフューザに向う放出部に透口板が設けられているの
で、案内管からの冷却用の流体は排気ディフューザから
の熱輻射を直接受けず、その流体自身がもつ温度で冷却
することができる。
ディフューザに向う放出部に透口板が設けられているの
で、案内管からの冷却用の流体は排気ディフューザから
の熱輻射を直接受けず、その流体自身がもつ温度で冷却
することができる。
【００１５】また、第２の構成によれば、冷却部の案内
管から分岐し、段落部ケーシングに開口する通路に結ぶ
導通管を設けているので、このような構成にしても案内
管からの冷却用の流体は排気ディフューザからの熱輻射
を直接受けずに済む。
管から分岐し、段落部ケーシングに開口する通路に結ぶ
導通管を設けているので、このような構成にしても案内
管からの冷却用の流体は排気ディフューザからの熱輻射
を直接受けずに済む。
【００１６】したがって、第１の構成でも、第２の構成
でも冷却部の案内管からの冷却用の流体は加熱されない
まま使用できるから、排気ケーシングおよび段落部ケー
シングは従来よりも一段と冷却効果を増す。
でも冷却部の案内管からの冷却用の流体は加熱されない
まま使用できるから、排気ケーシングおよび段落部ケー
シングは従来よりも一段と冷却効果を増す。
【００１７】
【実施例】以下、この発明にかかるガスタービンケーシ
ングの冷却装置の一実施例を図を参照して説明する。
ングの冷却装置の一実施例を図を参照して説明する。
【００１８】図１は、この発明にかかるガスタービンケ
ーシングの冷却装置を示す第１実施例である。なお、こ
の図に使用されている構成部品番号は、図３と同一にし
てある。
ーシングの冷却装置を示す第１実施例である。なお、こ
の図に使用されている構成部品番号は、図３と同一にし
てある。
【００１９】この発明は、図１にも示すように、冷却部
９の案内管10から排気ディフューザ５に向って送り出さ
れる冷却用の流体11の放出部Ｄに透口板13を設けた点に
特徴を有する。この透口板13は、放出部Ｄの軸方向に沿
って延び、非加熱部Ｈ1 と加熱部Ｈ2とに区分けされて
いる。
９の案内管10から排気ディフューザ５に向って送り出さ
れる冷却用の流体11の放出部Ｄに透口板13を設けた点に
特徴を有する。この透口板13は、放出部Ｄの軸方向に沿
って延び、非加熱部Ｈ1 と加熱部Ｈ2とに区分けされて
いる。
【００２０】非加熱部Ｈ1 に送り出された流体11は、こ
こで排気ケーシング８を冷却する一方、段落部ケーシン
グ７の通路12にも案内され、段落部ケーシング７を冷却
している。また、非加熱部Ｈ1 から透口板13を通った流
体11は、加熱部Ｈ2 でも排気ディフューザ５を冷却し、
冷却後、器外に放出される。
こで排気ケーシング８を冷却する一方、段落部ケーシン
グ７の通路12にも案内され、段落部ケーシング７を冷却
している。また、非加熱部Ｈ1 から透口板13を通った流
体11は、加熱部Ｈ2 でも排気ディフューザ５を冷却し、
冷却後、器外に放出される。
【００２１】したがって、冷却部９の案内管10からの流
体11は、非加熱部Ｈ1 と加熱部Ｈ2とに分けられて排気
ケーシング８、段落部ケーシング７を冷却することにな
るので、冷却効果は一段と高くなる。
体11は、非加熱部Ｈ1 と加熱部Ｈ2とに分けられて排気
ケーシング８、段落部ケーシング７を冷却することにな
るので、冷却効果は一段と高くなる。
【００２２】図２は、この発明にかかるガスタービンケ
ーシングの冷却装置の第２実施例を示す概略図である。
この図でも、従来の図３と同一構成部品には同一符号を
付してある。
ーシングの冷却装置の第２実施例を示す概略図である。
この図でも、従来の図３と同一構成部品には同一符号を
付してある。
【００２３】この第２実施例は、図２に示すように、冷
却部９の案内管10から分岐し、段落部ケーシング７に開
口する通路12に導通管14を設けた点を特徴とする。すな
わち、冷却部９の案内管10を通る流体11は、一方を放出
部Ｄに送り出し、他方を導通管14を経て段落部ケーシン
グ７の通路12にも送り出す。
却部９の案内管10から分岐し、段落部ケーシング７に開
口する通路12に導通管14を設けた点を特徴とする。すな
わち、冷却部９の案内管10を通る流体11は、一方を放出
部Ｄに送り出し、他方を導通管14を経て段落部ケーシン
グ７の通路12にも送り出す。
【００２４】したがって、冷却部９の案内管10から導通
管14を経て段落部ケーシング７の通路12に送られる流体
11は、排気ディフューザ５からの熱輻射を受けていない
ため、その流体自身の温度で段落部ケーシング７を冷却
することができる。このため冷却効果は従来よりも高ま
る。
管14を経て段落部ケーシング７の通路12に送られる流体
11は、排気ディフューザ５からの熱輻射を受けていない
ため、その流体自身の温度で段落部ケーシング７を冷却
することができる。このため冷却効果は従来よりも高ま
る。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にかかる
ダスタービンケーシングの冷却装置では、冷却部から送
り出される流体が、加熱を受けないでそれ自身の温度で
排気ケーシングおよび段落部ケーシングを冷却できるよ
う構成に改良を加えてあるので、高温化を目ざすガスタ
ービンであって十分に活用することができる。
ダスタービンケーシングの冷却装置では、冷却部から送
り出される流体が、加熱を受けないでそれ自身の温度で
排気ケーシングおよび段落部ケーシングを冷却できるよ
う構成に改良を加えてあるので、高温化を目ざすガスタ
ービンであって十分に活用することができる。
【図１】この発明にかかるガスタービンケーシングの冷
却装置の第１実施例を示す一部切欠き概略図。
却装置の第１実施例を示す一部切欠き概略図。
【図２】この発明にかかるガスタービンケーシングの冷
却装置の第２実施例を示す一部切欠き概略図。
却装置の第２実施例を示す一部切欠き概略図。
【図３】従来の実施例を示す一部切欠き概略図。
１…ガスタービン ２ａ，３ａ…静翼 ２ｂ，３ｂ…動翼 ２，３…段落部 ５…排気ディフューザ ７…段落部ケーシン
グ ８…排気ケーシング ９…冷却部 10…案内管 12…通路 13…透口板 14…導通管
グ ８…排気ケーシング ９…冷却部 10…案内管 12…通路 13…透口板 14…導通管
Claims (2)
- 【請求項１】 静翼、動翼を対とする段落部と排気ディ
フューザとを軸方向に沿って配し、段落部を覆設する段
落部ケーシングと排気ディフューザを覆設する排気ケー
シングとは連続的に結ばれ、これらケーシング外に配す
る冷却部からの流体を、排気ケーシングおよび段落部ケ
ーシングに開口する通路に導くガスタービンケーシング
の冷却装置において、上記冷却部の案内管から排気ディ
フューザに向う放出部に透口板を設けたことを特徴とす
るガスタービンケーシングの冷却装置。 - 【請求項２】 静翼、動翼を対とする段落部と排気ディ
フューザとを軸方向に沿って配し、段落部を覆設する段
落部ケーシングと排気ディフューザを覆設する排気ケー
シングとは連続的に結ばれ、これらケーシング外に配す
る冷却部からの流体を、排気ケーシングおよび段落部ケ
ーシングに開口する通路に導くガスタービンケーシング
の冷却装置において、上記冷却部の案内管から分岐し、
上記段落部ケーシングに開口する通路に結ぶ導通管を設
けたことを特徴とするガスタービンケーシングの冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33211692A JPH06173712A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | ガスタービンケーシングの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33211692A JPH06173712A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | ガスタービンケーシングの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173712A true JPH06173712A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18251337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33211692A Pending JPH06173712A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | ガスタービンケーシングの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173712A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5915919A (en) * | 1996-07-25 | 1999-06-29 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Layout and process for adjusting the diameter of a stator ring |
| EP1239121A2 (en) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | An air-cooled gas turbine exhaust casing |
| EP1674670A1 (de) * | 2004-12-27 | 2006-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine und Verfahren zur Kühlung eines Aussengehäuses einer Turbine |
| EP1980723A2 (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-15 | United Technologies Corporation | Out-flow margin protection for a gas turbine engine |
| JP2012072708A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | ガスタービンおよびガスタービンの冷却方法 |
| JP2013083250A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-05-09 | Hitachi Ltd | ガスタービン |
| US10590806B2 (en) | 2014-10-29 | 2020-03-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Exhaust system and gas turbine |
-
1992
- 1992-12-14 JP JP33211692A patent/JPH06173712A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1239121A3 (en) * | 2001-03-05 | 2003-11-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | An air-cooled gas turbine exhaust casing |
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