JPH0687638U - gas turbine - Google Patents

gas turbine

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JPH0687638U
JPH0687638U JP2822693U JP2822693U JPH0687638U JP H0687638 U JPH0687638 U JP H0687638U JP 2822693 U JP2822693 U JP 2822693U JP 2822693 U JP2822693 U JP 2822693U JP H0687638 U JPH0687638 U JP H0687638U
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JP
Japan
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turbine
cooling
gas turbine
exhaust
lubricating oil
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Application number
JP2822693U
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Japanese (ja)
Inventor
昭義 西原
俊充 福井
幸人 米田
新一郎 木下
秀樹 寺園
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Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 2軸ガスタービンに関し、排気ダクトの取付
方向を変えずに左右の排気出口を変更可能とし、またタ
ービンの潤滑を負荷状態に合わせて、冷却媒体を変更可
能とし、またチップクリアランスを、熱膨張より増加し
ない構成とし、更にタービンの運転前後に行う潤滑油冷
却の際のラビリンスの部分からの潤滑油洩れを無くす。 【構成】 排気ダクトを、『ハ』の字型に対称に開口
し、同開口の一方の開口に他方の開口にも取付可能な盲
蓋を取着し、他方の開口に一方の開口にも取付可能な排
気連絡管を取着した。又圧縮機10よりタービン翼まで
冷却空気を送る配管をタービンの外部に取出し、同部分
に別に用意した冷却蒸気を案内した。又タービン部のチ
ップクリアランスの熱膨張による増加を防ぐべく、シュ
ラウドを多数分割したセグメントとした。又冷却用潤滑
油ポンプの駆動と連動して、圧縮機側ラビリンスとター
ビン側ラビリンスに圧縮空気を送り潤滑油の洩れを防止
する。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] Regarding a two-shaft gas turbine, the left and right exhaust outlets can be changed without changing the mounting direction of the exhaust duct, and the lubrication of the turbine can be adjusted according to the load condition to provide a cooling medium. Can be changed, and the tip clearance is configured not to increase due to thermal expansion. Further, leakage of lubricating oil from the labyrinth portion during cooling of lubricating oil performed before and after the operation of the turbine is eliminated. [Composition] The exhaust duct is opened symmetrically in the shape of “C”, and a blind lid that can be attached to the other opening is attached to one of the openings, and the other opening is also attached to the one opening. Attachable exhaust connecting pipe. Further, a pipe for sending cooling air from the compressor 10 to the turbine blade was taken out of the turbine, and a separately prepared cooling steam was guided to the same portion. Also, in order to prevent an increase in the tip clearance of the turbine section due to thermal expansion, the shroud is divided into a number of segments. Further, in conjunction with driving of the lubricating oil pump for cooling, compressed air is sent to the labyrinth on the compressor side and the labyrinth on the turbine side to prevent leakage of the lubricating oil.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、ガスタービンの各部の構成に関する。 The present invention relates to the configuration of each part of a gas turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来から、ガスタービンの構成に関する技術は公知とされているのである。例 えば、特開平4−231603号公報や、特開平1−190925号公報や、特 開昭63−143338号公報に記載の技術の如くである。また、ガスタービン の排気ダクトに関して、従来は、図3・図4・図5に示す如く構成されていた。 即ち、排気ダクト1を上向き・左向き・右向き等に方向転換可能とすることが、 どうしても必要であるので、方向転換可能としているのであるが、該排気ダクト 11の付け根の取付ボルト13を全て外してから、該排気ダクト11を必要な方 向に転換して、再度締めつけていたのである。しかし、このような排気ダクト1 1の転換の為には、ガスタービンの全体的な分解作業が必要となり、現場で簡単 にダクトの向きを変えるということが出来なかったのである。また、給気ダクト 12も同様に、取付ボルト13の脱着により、方向転換を可能としていたのであ る。 Conventionally, the technology regarding the configuration of the gas turbine is known. For example, it is as disclosed in JP-A-4-231603, JP-A-1-190925, and JP-A-63-143338. Further, the exhaust duct of the gas turbine has conventionally been configured as shown in FIGS. 3, 4 and 5. That is, since it is absolutely necessary to be able to change the direction of the exhaust duct 1 to the upward, leftward, rightward, etc., it is possible to change the direction, but by removing all the mounting bolts 13 at the base of the exhaust duct 11. Therefore, the exhaust duct 11 was switched to the required direction and was tightened again. However, in order to change the exhaust duct 11 as described above, it was necessary to disassemble the entire gas turbine, and it was not possible to easily change the direction of the duct on site. Similarly, the air supply duct 12 can also change direction by attaching and detaching the mounting bolt 13.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

本考案は、2軸ガスタービンにおいて、排気ダクトが軸方向に取れないような 構成の場合に、予め排気の方向がどちらでも取れるように、排気の出口フランジ の形状を左右対称とし、使用しない方の出口フランジは、盲蓋をすることで、排 気ダクトの取付方向を組み換えることなく、左右の排気出口仕様の変更が可能と したのである。また該排気ダクトの高さ方向の位置を出来るだけ低く構成したの である。また、ガスタービンの潤滑を低・中・高の負荷状態に合わせて、空気と 蒸気のように冷却媒体を変更可能とするものである。また、タービンチップとシ ュラウドとの間に出来るチップクリアランスが、熱膨張より増加しないように構 成したのである。また、ガスタービンの運転前と運転後に行う潤滑油冷却の際に ラビリンスの部分から潤滑油が洩れることのないように構成したのである。 According to the present invention, in a two-shaft gas turbine, when the exhaust duct cannot be taken in the axial direction, the shape of the exhaust outlet flange is made symmetrical so that the exhaust direction can be taken in advance. By using a blind lid on the outlet flange, the left and right exhaust outlet specifications can be changed without changing the mounting direction of the exhaust duct. Also, the height of the exhaust duct is made as low as possible. In addition, the cooling medium can be changed like air and steam according to the low, medium and high load conditions of the gas turbine lubrication. In addition, the tip clearance between the turbine tip and the shroud was designed not to increase due to thermal expansion. In addition, the lubricating oil does not leak from the labyrinth during cooling of the lubricating oil before and after operation of the gas turbine.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するた めの手段を説明する。排気を排気ダクトに関して互いに反対側に排出可能な排気 口を、排気ダクトに、『ハ』の字型に対称に開口し、該開口の一方の開口に、他 方の開口に取付可能な接続口を有する盲蓋を取着し、他方の開口に、一方の開口 に取付可能な接続口を有する排気連絡管を取着したものである。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described. Exhaust ports that allow exhaust air to be discharged on opposite sides with respect to the exhaust duct are opened symmetrically in the shape of "C" in the exhaust duct, and one of the openings can be attached to the other opening. The blind lid having the above is attached, and the exhaust connecting pipe having the connection port attachable to the one opening is attached to the other opening.

【0005】 また、圧縮機よりタービン翼まで冷却空気を案内する行程において、冷却空気 管をいったんガスタービンの外部まで取出し、該部分に別に用意した冷却蒸気を 案内し、該行程に設けた切換装置25により、タービン翼の冷却を、冷却媒体無 しと、空気冷却と、蒸気冷却の3種類の切換を可能としたものである。Further, in the process of guiding the cooling air from the compressor to the turbine blade, the cooling air pipe is once taken out of the gas turbine, and the separately prepared cooling steam is guided to the portion, and the switching device provided in the process. By means of No. 25, the turbine blade can be cooled in three types, that is, without a cooling medium, with air cooling, and with steam cooling.

【0006】 また、ガスタービンのタービンチップと、シュラウドとの間に構成するチップ クリアランスの熱膨張による増加を防ぐべく、分割型のシュラウドを3等分以上 に多数分割したセグメントに構成したものである。Further, in order to prevent an increase in the tip clearance formed between the turbine tip of the gas turbine and the shroud due to thermal expansion, the split type shroud is divided into three or more equal segments. .

【0007】 また、ガスタービンの運転前及び停止後に潤滑油をコンプレッサー側ラビリン ス又はタービン側ラビリンスに供給し軸受部近傍を冷却する構成において、該潤 滑油ポンプの駆動と連動して、コンプレッサー側ラビリンス33とタービン側ラ ビリンス部に外部より圧縮空気を供給して、潤滑油の洩れを防止する切換機構を 設けたものである。Further, in a configuration in which lubricating oil is supplied to the labyrinth on the compressor side or the labyrinth on the turbine side before and after operation of the gas turbine to cool the vicinity of the bearing portion, the compressor side is interlocked with the drive of the lubricating oil pump. The labyrinth 33 and the turbine-side labyrinth portion are provided with a switching mechanism that supplies compressed air from the outside to prevent leakage of lubricating oil.

【0008】[0008]

【作用】[Action]

次に作用を説明する。即ち、排気ダクトから排出される排気は、『ハ』の字型 の一方側に位置する盲蓋内面に案内され、デッドスペースや、行き止まりスペー スの内盲蓋内面とは、排気連絡管内面とで形成される排気偏向通路を、背圧の上 昇を伴わずに流動し、サージングや出力低下を惹起することがないのである。ま た、1台のガスタービンの排気連結ダクトと盲蓋を入れ替えることで、左右の排 気仕様に対応可能であり、全体の大掛かりな分解をする必要なく、左右排気仕様 の変更に対応することが出来るのである。またガスタービンによりポンプを駆動 する場合には、排気ダクトが上方に向けられることは殆どなく、左右排気仕様の みであるので、この要求に簡単に対応することが出来るのである。 Next, the operation will be described. That is, the exhaust gas discharged from the exhaust duct is guided to the inner surface of the blind lid located on one side of the “C” shape, and the dead space and the inner surface of the inner blind lid of the dead end space are the inner surface of the exhaust communication pipe. In the exhaust deflecting passage formed by, the fluid flows without increasing the back pressure and does not cause surging or output reduction. In addition, by exchanging the exhaust connection duct and blind lid of one gas turbine, it is possible to correspond to the left and right exhaust specifications, and it is possible to change the left and right exhaust specifications without having to disassemble the entire system. Can be done. Also, when the pump is driven by the gas turbine, the exhaust duct is rarely directed upward, and only the left and right exhaust specifications are used, so this requirement can be easily met.

【0009】 また請求項2の如く構成したことにより、従来は、圧縮機よりタービン翼15 まで、エンジン内の配管や部品に設けたキリ穴や、その他の部品間の通路により 冷却していた。従ってタービン翼15を例えば空気よりも比熱が大きく、冷却効 果の高い蒸気にて冷却しようとする場合に、エンジンの内部にて、空気と蒸気の 切換を行うことは不可能だったのである。本考案は一旦エンジンの外部に圧縮空 気を取り出して、この部分で蒸気と混合することにより、解消出来たのである。 また、例えば、低負荷時には、冷却媒体無しとし、中程度の負荷の場合には、冷 却媒体を空気とし、高負荷の場合には、冷却媒体を蒸気とするのである。これに より、タービン入口温度を空気冷却時よりも更に高温とすることができ、出力及 び熱効率が上昇する。また冷却蒸気源をガスタービンの排気熱から得ることがで きるので、タービン入口上昇温度以上の出力及び熱効率を得ることができる。ま た常時蒸気冷却する場合に比較して、タービン翼15内面の水垢の蓄積を減少す ることができ、蒸気用冷水が節約出来るのである。According to the second aspect of the present invention, conventionally, cooling is performed from the compressor to the turbine blades 15 by drilling holes provided in pipes and parts in the engine and passages between other parts. Therefore, when the turbine blade 15 is to be cooled with steam having a higher specific heat than air and a high cooling effect, it is impossible to switch between air and steam inside the engine. The present invention could be solved by taking out compressed air from the outside of the engine and mixing it with steam in this part. Further, for example, when the load is low, there is no cooling medium, when the load is medium, the cooling medium is air, and when the load is high, the cooling medium is steam. As a result, the turbine inlet temperature can be made even higher than that during air cooling, and the output and thermal efficiency are increased. Further, since the cooling steam source can be obtained from the exhaust heat of the gas turbine, it is possible to obtain the output and thermal efficiency above the turbine inlet rising temperature. Further, as compared with the case of constant steam cooling, accumulation of water stains on the inner surface of the turbine blade 15 can be reduced, and cold water for steam can be saved.

【0010】 また、請求項3の如く構成したことにより、タービン効率を向上することが出 来るのである。またセグメント化しているので、円周方向の引っ張り応力が殆ど 発生しないのである。また支持部の熱膨張を十分吸収出来る線膨張材料を選ぶこ とにより、チップクリアランスの増加量を0に抑えることも出来るのである。Further, the structure of claim 3 improves the turbine efficiency. Moreover, since it is segmented, almost no tensile stress in the circumferential direction occurs. Further, by selecting a linear expansion material that can sufficiently absorb the thermal expansion of the support portion, the increase in the chip clearance can be suppressed to zero.

【0011】 また、請求項4の如く構成したので、機関の運転前と停止後に、潤滑油ポンプ を自動的に運転して給油して軸受部分を冷却する場合に、該潤滑油が外部に洩れ ないように、コンプレッサー側ラビリンス33と、タービン側ラビリンス34の 外部に圧縮空気を送るので、潤滑油が洩れ出すという不具合を解消することが出 来たのである。Since the lubricating oil pump is automatically operated to refuel and cool the bearing portion before and after the engine is stopped, the lubricating oil leaks to the outside. Since compressed air is sent to the outside of the compressor-side labyrinth 33 and the turbine-side labyrinth 34 so that it does not exist, the problem of leakage of lubricating oil has been solved.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

次に実施例を説明する。図1は本考案の2軸ガスタービンの排気ダクトを示す 、ガスタービンの正面断面図、図2は図1のA−A断面矢視図、図3は従来の2 軸ガスタービンの排気ダクトの構成を示す正面断面図、図4は従来の2軸ガスタ ービンの排気ダクトにおいて、排気ダクト11を左方向に向けた状態の側面図、 図5は同じく従来の2軸ガスタービンの排気ダクトにおいて、排気ダクト11を 右側に向けた状態の側面図、図6はタービン翼の冷却媒体を空気と蒸気に切換え 可能とした構成を示す図面、図7は分割型シュラウドにおけるタービンチップク リアランス調整方法を示す拡大断面図、図8はシュラウド30を12等分してセ グメント化したものの側面図、図9は同じくシュラウド30をセグメント化した ものの正面断面図、図10はチップクリアランスの増加量を示す図面、図11は ガスタービンの潤滑油プライミング時のシール機構を示す正面断面図である。 Next, examples will be described. FIG. 1 shows an exhaust duct of a two-shaft gas turbine according to the present invention, a front sectional view of the gas turbine, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 shows an exhaust duct of a conventional two-shaft gas turbine. FIG. 4 is a front cross-sectional view showing the structure, FIG. 4 is a side view of a conventional two-shaft gas turbine exhaust duct with the exhaust duct 11 facing left, and FIG. 5 is the same conventional two-shaft gas turbine exhaust duct. FIG. 6 is a side view showing a state where the exhaust duct 11 is directed to the right side, FIG. 6 is a view showing a configuration in which a cooling medium of a turbine blade can be switched to air and steam, and FIG. 7 is a turbine tip clearance adjustment method in a split shroud. FIG. 8 is an enlarged sectional view, FIG. 8 is a side view of the shroud 30 divided into 12 equal parts, FIG. 9 is a front sectional view of the same shroud 30 that is segmented, and FIG. Illustrates the increase of the lance, FIG. 11 is a front sectional view showing the sealing mechanism when the lubricant priming of the gas turbine.

【0013】 図1・図2において、本考案の2軸ガスタービンの排気ダクトについて説明す る。空気は給気ダクト22から吸入されて、高速回転するラジアルコンプレッサ 10に入り、インペラ23で圧力、速度を増大し、ディフューザーで運動エルギ ーは静的圧力に変換される。圧縮された空気はメインケーシング8に流入し、更 に減速されながらガス発生機9に至り、燃料と混合され、連続燃焼が行われる。 高温ガスはボリュートを経て、一様な温度分布でタービンノズルに入り、ガスは ノズルで膨張されて回転エネルギーを低圧タービンローター24と高圧タービン ロータ26を回転する。1 and 2, the exhaust duct of the two-shaft gas turbine of the present invention will be described. Air is taken in from the air supply duct 22, enters the radial compressor 10 rotating at high speed, increases the pressure and speed by the impeller 23, and the moving erg is converted into static pressure by the diffuser. The compressed air flows into the main casing 8, reaches the gas generator 9 while being further decelerated, is mixed with fuel, and is continuously burned. The hot gas passes through the volute and enters the turbine nozzle with a uniform temperature distribution, and the gas is expanded by the nozzle to rotate rotational energy through the low pressure turbine rotor 24 and the high pressure turbine rotor 26.

【0014】 該低圧タービンローター24と高圧タービンロータ26の回転力は、ガスター ビンを構成する前段のラジアルコンプレッサ10や補機動力に使われる。ガスは 更に内部ダクトを通ってパワータービンローター2で膨張し、該パワータービン ローター2の回転力が、ギアボックス5内に伝達されて、減速の後に、出力軸1 9に伝達される。排気ガスは排気ディフューザー3を通過して、排気ダクト1と 排気連結管7から大気へ開放または廃熱ボイラーに供給される。The rotational force of the low-pressure turbine rotor 24 and the high-pressure turbine rotor 26 is used to power the radial compressor 10 in the preceding stage constituting the gas turbine and auxiliary power. The gas further expands in the power turbine rotor 2 through the internal duct, and the rotational force of the power turbine rotor 2 is transmitted to the gear box 5 and, after deceleration, transmitted to the output shaft 19. The exhaust gas passes through the exhaust diffuser 3 and is released to the atmosphere from the exhaust duct 1 and the exhaust connecting pipe 7 or is supplied to the waste heat boiler.

【0015】 パワータービンローター2を通過した燃焼ガスは、排気ディフューザー3を通 過し、排気ダクト1に送られる。該排気ダクト1には、左右の出口フランジ1L ・1Rが設けられており、左排気の場合には、出口フランジ1Lに排気連結管7 が取付られ、右の出口フランジ1Rには盲蓋6が取付られ閉塞される。また右排 気の場合に出口フランジ1Rに、排気連結管7が取付られる。出口フランジ1L には盲蓋6がとりつけられる。排気ダクト1の形状は、ギアボックス5とガス発 生機9の側のメインケーシング8とを繋ぐサポート4により、半円周上に囲まれ ており、それより上半分から左右へ排気する通路を構成している。17はガバナ ーアクチュエータ、16は燃料ポンプ、28はスターターである。The combustion gas that has passed through the power turbine rotor 2 passes through the exhaust diffuser 3 and is sent to the exhaust duct 1. The exhaust duct 1 is provided with left and right outlet flanges 1L and 1R. In the case of left exhaust, an exhaust connecting pipe 7 is attached to the outlet flange 1L, and a blind lid 6 is attached to the right outlet flange 1R. Installed and closed. Further, in the case of right exhaust, an exhaust connecting pipe 7 is attached to the outlet flange 1R. A blind lid 6 is attached to the outlet flange 1L. The shape of the exhaust duct 1 is surrounded on a semicircle by a support 4 that connects the gearbox 5 and the main casing 8 on the side of the gas generator 9, and constitutes a passage for exhausting from the upper half to the left and right. is doing. Reference numeral 17 is a governor actuator, 16 is a fuel pump, and 28 is a starter.

【0016】 次に図6において、タービン翼15の冷却機構を説明する。該タービン翼15 は、低圧タービンローター24と高圧タービンロータ26の前に位置して、圧縮 空気をガイドするものである。圧縮機よりタービン翼15まで冷却空気を案内す る過程において、冷却用空気管を一度エンジンの外部まで取出し、他方より蒸気 を導いて、切換装置25により冷却媒体を、空気と蒸気に切換可能としている。 29は冷却媒体貯留室である。Next, referring to FIG. 6, a cooling mechanism for the turbine blades 15 will be described. The turbine blade 15 is located in front of the low pressure turbine rotor 24 and the high pressure turbine rotor 26, and guides the compressed air. In the process of guiding the cooling air from the compressor to the turbine blades 15, the cooling air pipe is once taken out of the engine and the steam is guided from the other side, and the cooling medium can be switched to air and steam by the switching device 25. There is. Reference numeral 29 is a cooling medium storage chamber.

【0017】 従来は、圧縮機よりタービン翼15まで、エンジン内の配管や部品に設けたキ リ穴や、その他の部品間の通路により冷却していた。従ってタービン翼15を例 えば空気よりも比熱が大きく、冷却効果の高い蒸気にて冷却しようとする場合に 、エンジンの内部にて、空気と蒸気の切換を行うことは不可能だったのである。 本考案は一旦エンジンの外部に圧縮空気を取り出して、この部分で蒸気と混合す ることにより、解消出来たのである。Conventionally, cooling is performed from the compressor to the turbine blades 15 by means of drill holes provided in pipes and parts in the engine and passages between other parts. Therefore, when the turbine blade 15 has a specific heat larger than that of air and is to be cooled with steam having a high cooling effect, it is impossible to switch between air and steam inside the engine. The present invention could be solved by taking compressed air out of the engine and mixing it with steam in this part.

【0018】 例えば、低負荷時には、冷却媒体無しとし、中程度の負荷の場合には、冷却媒 体を空気とし、高負荷の場合には、冷却媒体を蒸気とするのである。これにより 、タービン入口温度を空気冷却時よりも更に高温とすることができ、出力及び熱 効率が上昇する。また冷却蒸気源をガスタービンの排気熱から得ることができる ので、タービン入口上昇温度以上の出力及び熱効率を得ることができる。また常 時蒸気冷却する場合に比較して、タービン翼15内面の水垢の蓄積を減少するこ とができ、蒸気用冷水が節約出来るのである。For example, when the load is low, there is no cooling medium, when the load is medium, the cooling medium is air, and when the load is high, the cooling medium is steam. As a result, the turbine inlet temperature can be made even higher than that during air cooling, and the output and thermal efficiency are increased. Further, since the cooling steam source can be obtained from the exhaust heat of the gas turbine, it is possible to obtain an output and thermal efficiency higher than the turbine inlet rising temperature. In addition, accumulation of water stains on the inner surface of the turbine blade 15 can be reduced, and cold water for steam can be saved as compared with the case of performing constant steam cooling.

【0019】 次に図7において、分割型シュラウドにおける、タービンチップクリアランス の調整方法について説明する。軸流式タービンにおいて、運転中のタービンロー タ熱膨張と、シュラウド支点の熱膨張との伸び差に相当する膨張量を持つように 、線膨張係数を選定した円周方向分割式シュラウドが図示されている。従来のシ ュラウドは図10に示す如く、チップクリアランスの増加量は、シュラウド支持 部31の熱膨張量に、シュラウド30の熱膨張量を加えたものから、タービンチ ップ26aの熱膨張量を引いた差となっていた。従来の一体型シュラウドにおい ては、シュラウドは半径方向に熱膨張し、チップクリアランスは増加する。これ はタービンの熱効率の点から好ましくない。またシュラウド支持部31とシュラ ウド30の本体の熱膨張差により、支持方法によっては過大な応力がシュラウド 30に掛かる可能性があったのである。Next, referring to FIG. 7, a method of adjusting the turbine tip clearance in the split shroud will be described. In an axial turbine, a circumferentially divided shroud with a linear expansion coefficient selected so that it has an expansion amount corresponding to the expansion difference between the thermal expansion of the turbine rotor during operation and the thermal expansion of the shroud fulcrum is shown. ing. As shown in FIG. 10, in the conventional shroud, the amount of increase in the tip clearance is obtained by adding the thermal expansion amount of the shroud 30 to the thermal expansion amount of the shroud support portion 31, and subtracting the thermal expansion amount of the turbine chip 26a. It was a difference. In a conventional integrated shroud, the shroud thermally expands in the radial direction, increasing tip clearance. This is not preferable from the viewpoint of thermal efficiency of the turbine. Further, due to the difference in thermal expansion between the shroud support portion 31 and the main body of the shroud 30, excessive stress may be applied to the shroud 30 depending on the supporting method.

【0020】 本構成においては、図8に示す如く、シュラウド30を円周12個程度に分割 したセグメントに構成している。そして各セグメント毎のシュラウド30を、外 周のボンネットによりシュラウド支持部31に固定するのである。このように構 成することにより、タービンチップ26aに対面する部位の熱変形は半径が小さ くなる方向即ちチップクリアランスが減少する方向に変形するのである。これに よりタービン効率を向上することが出来るのである。またセグメント化している ので、円周方向の引っ張り応力が殆ど発生しないのである。また支持部の熱膨張 を十分吸収出来る線膨張材料を選ぶことにより、チップクリアランスの増加量を 0に抑えることも出来るのである。30aは固定の為のボルト孔である。In the present configuration, as shown in FIG. 8, the shroud 30 is divided into segments each having a circumference of about 12 pieces. Then, the shroud 30 for each segment is fixed to the shroud support portion 31 by the outer bonnet. With this configuration, the thermal deformation of the portion facing the turbine tip 26a is deformed in the direction in which the radius becomes smaller, that is, the tip clearance decreases. With this, turbine efficiency can be improved. Also, since it is segmented, tensile stress in the circumferential direction hardly occurs. Also, by selecting a linear expansion material that can sufficiently absorb the thermal expansion of the support portion, the increase in the tip clearance can be suppressed to zero. 30a is a bolt hole for fixing.

【0021】 図11において、ガスタービンの潤滑油プライミング時のシール機構について 説明する。即ち、ガスタービンの始動前・停止後に軸受の温度上昇を抑える為に 、別置きの潤滑油ポンプを作動させて冷却する構成において、循環する潤滑油が 、軸受近傍のラビリンスシールから洩れることを防ぐ為に、外部の空気源よりシ ール用の空気を供給することを可能としている。Referring to FIG. 11, a sealing mechanism at the time of priming the lubricating oil of the gas turbine will be described. In other words, in order to prevent the bearing temperature from rising before and after the gas turbine is started and stopped, the lubricating oil that circulates is prevented from leaking from the labyrinth seal in the vicinity of the bearing in a configuration in which a separate lubricating oil pump is operated and cooled. Therefore, it is possible to supply seal air from an external air source.

【0022】 即ち、ガスタービンの通常運転中は、圧縮機出口圧力空気をコンプレッサー側 ラビリンス33に供給して、該コンプレッサー側ラビリンス33の部分のシール を行っている。該エアシールライン38に、逆止弁37及びプレポスト潤滑油ポ ンプの運転ON−OFF信号と連動する切換バルブ36を設ける。該切換バルブ 36を通して外部よりシール圧縮空気を供給する。該圧縮空気は別置きのコンプ レッサによりエアタンク35に貯留している。That is, during normal operation of the gas turbine, compressor outlet pressure air is supplied to the compressor-side labyrinth 33 to seal the compressor-side labyrinth 33. The air seal line 38 is provided with a check valve 37 and a switching valve 36 interlocked with an operation ON-OFF signal of the pre-post lubricating oil pump. Sealed compressed air is supplied from the outside through the switching valve 36. The compressed air is stored in the air tank 35 by a separately placed compressor.

【0023】 このように、機関の運転前と停止後に、潤滑油ポンプを自動的に運転して給油 して軸受部分を冷却する場合に、該潤滑油が外部に洩れないように、コンプレッ サー側ラビリンス33と、タービン側ラビリンス34の外部に圧縮空気を送るの で、潤滑油が洩れ出すという不具合を解消することが出来たのである。As described above, when the lubricating oil pump is automatically operated to refuel and cool the bearing portion before and after the engine is stopped, the lubricating oil is prevented from leaking to the outside of the compressor. Since the compressed air is sent to the outside of the labyrinth 33 and the turbine side labyrinth 34, it is possible to solve the problem that the lubricating oil leaks.

【0024】[0024]

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明は、以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。即ち 、請求項1の如く構成したので、排気を排気ダクトに関して互いに反対側に排出 可能な排気口を、排気ダクトに、『ハ』の字型に対称に開口し、該開口の一方の 開口に、他方の開口に取付可能な接続口を有する盲蓋を取着し、他方の開口に、 一方の開口に取付可能な接続口を有する排気連絡管を取着したので、次のような 効果を奏するのである。即ち、排気ダクトから排出される排気は、『ハ』の字型 の一方側に位置する盲蓋内面に案内され、デッドスペースや、行き止まりスペー スの内盲蓋内面とは、排気連絡管内面とで形成される排気偏向通路を、背圧の上 昇を伴わずに流動し、サージングや出力低下を惹起することがないのである。ま た、1台のガスタービンの排気連結ダクトと盲蓋を入れ替えることで、左右の排 気仕様に対応可能であり、全体の大掛かりな分解をする必要なく、左右排気仕様 の変更に対応することが出来るのである。またガスタービンによりポンプを駆動 する場合には、排気ダクトが上方に向けられることは殆どなく、左右排気仕様の みであるので、この要求に簡単に対応することが出来るのである。 Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, since it is configured as in claim 1, exhaust ports capable of exhausting exhaust air to opposite sides with respect to the exhaust duct are opened symmetrically in a "C" shape in the exhaust duct, and one of the openings is opened. , The blind lid with the connection port that can be attached to the other opening was attached, and the exhaust communication pipe with the connection port that could be attached to the one opening was attached to the other opening. To play. That is, the exhaust gas discharged from the exhaust duct is guided to the inner surface of the blind lid located on one side of the “C” shape, and the dead space and the inner surface of the inner blind lid of the dead end space are the inner surface of the exhaust communication pipe. In the exhaust deflecting passage formed by, the fluid flows without increasing the back pressure and does not cause surging or output reduction. In addition, by exchanging the exhaust connection duct and blind lid of one gas turbine, it is possible to correspond to the left and right exhaust specifications, and it is possible to change the left and right exhaust specifications without having to disassemble the entire system. Can be done. Also, when the pump is driven by the gas turbine, the exhaust duct is rarely directed upward, and only the left and right exhaust specifications are used, so this requirement can be easily met.

【0025】 また請求項2の如く構成したので、従来は、圧縮機よりタービン翼15まで、 エンジン内の配管や部品に設けたキリ穴や、その他の部品間の通路により冷却し ていた。従ってタービン翼15を例えば空気よりも比熱が大きく、冷却効果の高 い蒸気にて冷却しようとする場合に、エンジンの内部にて、空気と蒸気の切換を 行うことは不可能だったのである。本考案は一旦エンジンの外部に圧縮空気を取 り出して、この部分で蒸気と混合することにより、解消出来たのである。また、 例えば、低負荷時には、冷却媒体無しとし、中程度の負荷の場合には、冷却媒体 を空気とし、高負荷の場合には、冷却媒体を蒸気とするのである。これにより、 タービン入口温度を空気冷却時よりも更に高温とすることができ、出力及び熱効 率が上昇する。また冷却蒸気源をガスタービンの排気熱から得ることができるの で、タービン入口上昇温度以上の出力及び熱効率を得ることができる。また常時 蒸気冷却する場合に比較して、タービン翼15内面の水垢の蓄積を減少すること ができ、蒸気用冷水が節約出来るのである。Further, according to the second aspect of the invention, conventionally, cooling from the compressor to the turbine blades 15 is performed by drilling holes provided in the pipes and parts in the engine and the passages between other parts. Therefore, when the turbine blade 15 is to be cooled with steam having a higher specific heat than that of air and a high cooling effect, it is impossible to switch between air and steam inside the engine. The present invention could be solved by extracting compressed air from the outside of the engine and mixing it with steam in this part. Further, for example, when the load is low, there is no cooling medium, when the load is medium, the cooling medium is air, and when the load is high, the cooling medium is steam. As a result, the turbine inlet temperature can be made even higher than when air is cooled, and the output and thermal efficiency increase. Further, since the cooling steam source can be obtained from the exhaust heat of the gas turbine, it is possible to obtain the output and thermal efficiency above the turbine inlet rising temperature. In addition, the accumulation of water stains on the inner surface of the turbine blade 15 can be reduced and the cold water for steam can be saved as compared with the case where steam is constantly cooled.

【0026】 また、請求項3の如く構成したので、タービン効率を向上することが出来るの である。またセグメント化しているので、円周方向の引っ張り応力が殆ど発生し ないのである。また支持部の熱膨張を十分吸収出来る線膨張材料を選ぶことによ り、チップクリアランスの増加量を0に抑えることも出来るのである。Further, since it is configured as in claim 3, it is possible to improve turbine efficiency. Moreover, since it is segmented, almost no tensile stress in the circumferential direction occurs. In addition, by selecting a linear expansion material that can sufficiently absorb the thermal expansion of the support portion, the increase in the tip clearance can be suppressed to zero.

【0027】 また、請求項4の如く構成したので、機関の運転前と停止後に、潤滑油ポンプ を自動的に運転して給油して軸受部分を冷却する場合に、該潤滑油が外部に洩れ ないように、コンプレッサー側ラビリンス33と、タービン側ラビリンス34の 外部に圧縮空気を送るので、潤滑油が洩れ出すという不具合を解消することが出 来たのである。Since the lubricating oil pump is automatically operated to refuel and cool the bearing portion before and after the engine is stopped, the lubricating oil leaks to the outside. Since compressed air is sent to the outside of the compressor-side labyrinth 33 and the turbine-side labyrinth 34 so that it does not exist, the problem of leakage of lubricating oil has been solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の2軸ガスタービンの排気ダクトを示す
ガスタービンの正面断面図。
FIG. 1 is a front sectional view of a gas turbine showing an exhaust duct of a two-shaft gas turbine of the present invention.

【図2】図1のA−A断面矢視図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】従来の2軸ガスタービンの排気ダクトの構成を
示す正面断面図。
FIG. 3 is a front sectional view showing the structure of an exhaust duct of a conventional two-shaft gas turbine.

【図4】従来の2軸ガスタービンの排気ダクトにおい
て、排気ダクト11を左方向に向けた状態の側面図。
FIG. 4 is a side view of an exhaust duct of a conventional two-shaft gas turbine in a state where the exhaust duct 11 is directed to the left.

【図5】同じく従来の2軸ガスタービンの排気ダクトに
おいて、排気ダクト11を右側に向けた状態の側面図。
FIG. 5 is a side view of the exhaust duct of the conventional two-shaft gas turbine in a state in which the exhaust duct 11 faces the right side.

【図6】タービン翼の冷却媒体を空気と蒸気に切換え可
能とした構成を示す図面。
FIG. 6 is a view showing a configuration in which a cooling medium of a turbine blade can be switched to air and steam.

【図7】分割型シュラウドにおけるタービンチップクリ
アランス調整方法を示す拡大断面図。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a turbine tip clearance adjustment method for a split shroud.

【図8】シュラウド30を12等分してセグメント化し
たものの側面図。
FIG. 8 is a side view of the shroud 30 divided into 12 equal segments.

【図9】同じくシュラウド30をセグメント化したもの
の正面断面図。
FIG. 9 is a front sectional view of the shroud 30 which is also segmented.

【図10】チップクリアランスの増加量を示す図面。FIG. 10 is a view showing the amount of increase in tip clearance.

【図11】ガスタービンの潤滑油プライミング時のシー
ル機構を示す正面断面図。
FIG. 11 is a front cross-sectional view showing a sealing mechanism at the time of lubricating oil priming of a gas turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排気ダクト 2 パワータービンローター 3 排気ディフューザー 4 サポート 5 ギアボックス 15 タービン翼 25 切換装置 33 コンプレッサー側ラビリンス 34 タービン側ラビリンス 1 Exhaust Duct 2 Power Turbine Rotor 3 Exhaust Diffuser 4 Support 5 Gearbox 15 Turbine Blade 25 Switching Device 33 Compressor Labyrinth 34 Turbine Labyrinth

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02C 7/28 A 7910−3G (72)考案者 木下 新一郎 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)考案者 寺園 秀樹 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location F02C 7/28 A 7910-3G (72) Creator Shinichiro Kinoshita No. 1 Chayacho, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture No. 32 Yanmar Diesel Co., Ltd. (72) Inventor Hideki Terazono No. 32 Chayamachi, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Yanmar Diesel Co., Ltd.

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 排気を排気ダクトに関して互いに反対側
に排出可能な排気口を、排気ダクトに『ハ』の字型に対
称に開口し、該開口の一方の開口に、他方の開口に取付
可能な接続口を有する盲蓋を取着し、他方の開口に、一
方の開口に取付可能な接続口を有する排気連絡管を取着
したことを特徴とするガスタービン。
1. Exhaust ports capable of discharging exhaust air to mutually opposite sides with respect to an exhaust duct are opened symmetrically in a V-shape in the exhaust duct, and can be attached to one of the openings and the other opening. A gas turbine characterized in that a blind lid having various connecting ports is attached, and an exhaust connecting pipe having a connecting port attachable to one opening is attached to the other opening.
【請求項2】 圧縮機よりタービン翼まで冷却空気を案
内する行程において、冷却空気管をいったんガスタービ
ンの外部まで取出し、該部分に別に用意した冷却蒸気を
案内し、該行程に設けた切換装置により、タービン翼の
冷却を、冷却媒体無しと、空気冷却と、蒸気冷却の3種
類の切換を可能としたことを特徴とするガスタービン。
2. A switching device provided in the stroke in which the cooling air pipe is taken out to the outside of the gas turbine in the step of guiding the cooling air from the compressor to the turbine blade and the cooling steam prepared separately is guided to the portion. The gas turbine is characterized in that the cooling of the turbine blades can be switched among three types, that is, no cooling medium, air cooling, and steam cooling.
【請求項3】 ガスタービンのタービンチップと、シュ
ラウドとの間に構成するチップクリアランスの熱膨張に
よる増加を防ぐべく、分割型のシュラウドを3等分以上
に多数分割したセグメントに構成したことを特徴とする
ガスタービン。
3. A split shroud is divided into three or more equal segments to prevent an increase in the tip clearance formed between the turbine tip of the gas turbine and the shroud due to thermal expansion. And a gas turbine.
【請求項4】 ガスタービンの運転前及び停止後に潤滑
油をコンプレッサー側ラビリンス又はタービン側ラビリ
ンスに供給し軸受部近傍を冷却する構成において、該潤
滑油ポンプの駆動と連動して、コンプレッサー側ラビリ
ンスとタービン側ラビリンス部に圧縮空気を外部より供
給して、潤滑油の洩れを防止する切換機構を設けたこと
を特徴とするガスタービン。
4. In a structure in which lubricating oil is supplied to a compressor-side labyrinth or a turbine-side labyrinth to cool the vicinity of a bearing portion before and after the operation of a gas turbine, the compressor-side labyrinth and A gas turbine characterized in that a compressed air is externally supplied to a turbine-side labyrinth portion to provide a switching mechanism for preventing leakage of lubricating oil.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010249040A (en) * 2009-04-16 2010-11-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Lubricating oil leakage prevention mechanism
US8292238B2 (en) 2004-12-08 2012-10-23 General Electric Company Thrust bearing support assembly for a gas turbine engine

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