JPH0988504A

JPH0988504A - 圧縮機及びガスタービン

Info

Publication number: JPH0988504A
Application number: JP24432395A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sekihara; 傑関原; Takashi Machida; 隆志町田; Hiroshi Ishii; 石井　　博
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮機のスタックド構造ロータの軸系振動に
おける曲げ剛性を向上させるとともに、可変静翼先端と
ロータ外周面の間を効果的にシールする。【解決手段】外周部の溝１３に動翼２の根元部ダブテ
ール１６を植え込んで固定したロータ１を備え、ロータ
１に設けられた隣接するロータ１’との当たり面１８に
孔群を備え、さらにロータ全部を貫通させて締結しスタ
ックするスタッキングボルト３と、ロータ群のうちの軸
系振動の腹部に相当する領域のロータを貫通し締結する
スタッキングボルト４を備えている。また、可変静翼１
１の先端にシュラウド１２を備え、シュラウドに接する
外表面にラビリンスシール１４を有するロータ１を備え
ている。上記構成により、曲げ剛性を効果的に向上し、
さらにトルク伝達能力も向上させることができる。また
軸系の回転慣性項を上昇させずに可変静翼先端とロータ
外周面の間を効果的にシールできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機に係り、特に
圧縮機のスタッキング構造ロータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガスタービン設備においては、省
エネルギー、環境保全を目的として、システムの高効率
化が求められるようになってきた。燃焼用の空気を圧縮
する圧縮機をタービンで直結駆動するガスタービンで
は、高効率化の一手段として、圧縮機吐出圧力と、圧縮
機入口圧力の比である圧力比の向上が挙げられる。高い
圧力比を得るためには圧縮機軸方向流路長の増加が図ら
れる事があるが、上述のようなガスタービンは、圧縮機
の空気入り側端とタービンの排気出側端の２か所の軸受
で支持されることが多く、圧縮機軸方向流路長の増加に
よりガスタービン全体の軸方向支持スパンが増加する。
このため、スタッキングボルトを、ロータ全段を貫通し
かつ、ロータの回転中心軸からスタッキングボルトまで
の距離（以下締結半径という）がともに等しい複数本か
らなる１組しか有していない従来のスタッキング構造ロ
ータでは、締結半径が、ロータ外径が小さい前段側（空
気入り側）のロータ外径で制限をうけてしまう。よっ
て、スタッキングボルトの締結半径を増加することによ
る軸系のトルク伝達性能の向上や軸系振動に対する曲げ
剛性の向上には限界があり、圧縮機軸方向流路長の増加
による圧力比の向上も限界があった。

【０００３】この問題を解決するために提案された図１
０に示すような構造が、特開昭５４−７１２１５号公報
および特開昭５８−１４０４０６号公報に開示されてい
る。図１０は、複数枚の動翼が円周面に嵌合されたロー
タを複数段、回転軸方向に重ね合わせたスタックドロー
タの断面図であり、左側が上流前段側、右側が下流後段
側である。動翼２が円周面に嵌合された前記ロータ１
は、ロータ外径が後段側より小さい前段側のみを、圧縮
機の回転中心軸５に平行なスタッキングボルト３によっ
てボルトハブ部をまず貫通され、このスタッキングボル
ト３両端をナット６および７により締結されることでス
タックされている。ロータ外径の大きい後段側は、十分
大きなボルトピッチ径配置で同じく圧縮機の回転中心軸
５に平行なスタッキングボルト４により、ボルトハブ部
を同様に貫通され、スタッキングボルト４両端をナット
８および９により締結されることでスタックされて軸方
向に拘束されている。隣接するロータは、ボルトハブ部
に形成されたロータインロー部１０において互いに噛み
合わせることによって径方向に固定される。

【０００４】前段側最下流のロータは後段側最上流のロ
ータとなり、このロータだけがスタッキングボルト３，
４の双方により締結されている。すなわち、このロータ
を介して前段側のロータと後段側のロータが結合されて
いる。

【０００５】また圧縮機の圧力比上昇により、ガスター
ビン起動時の圧縮機入り口と出口での空気流量の不整合
が引き起こされる現象が発生するために、静翼の迎角を
可変とする可変静翼が採用される事があるが、この可変
静翼の迎角を制御する機構は静翼の根元に設けられるた
め、翼長の長い静翼の場合には片持梁構造となり強度上
問題がある。

【０００６】この問題に対処するため、図１１に示す構
造例のように、従来は静翼の迎角を可変とする可変静翼
を採用する場合には、可変静翼１１先端にシュラウド１
２を設けて可変静翼１１の迎角制御時に両持梁効果の役
割をもたせ、シュラウド１２を設けた可変静翼に対向す
る領域のロータは複数段を一体化して複数段一体化ロー
タ２０とし、複数段一体化ロータ２０のシュラウド１２
に対向する部分を溝状に削り込んでいる。

【０００７】図１１に示す圧縮機は、円周面に複数段の
動翼２を嵌合した複数段一体化ロータ２０と、該複数段
一体化ロータ２０にスタッキングボルト２２で締結さ
れ、円周面に各１段の動翼２を嵌合した複数個のロータ
１と、これらを内装するケーシング２１と、該ケーシン
グ２１の内周面に、前記複数段一体化ロータ２０の各段
の動翼２の間に位置するように取り付けられた可変静翼
１１と、同じくケーシング２１の内周面に、前記ロータ
１の各段の動翼２の間に位置するように取り付けられた
静翼１５と、前記複数段一体化ロータ２０の外周面の前
記可変静翼１１の先端に対向する位置に形成された溝１
３と、可変静翼１１先端に設けられ、溝１３内に収納さ
れたシュラウド１２と、溝１３の底面とシュラウド１２
先端の間をシールするラビンリンスシール１４と、を含
んで構成されている。互いに隣接するロータ１は、ボル
トハブ部の当り面１８で互いに当接し、このボルトハブ
部にロータインロー部が形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】圧縮機の圧力比は今後
さらに上昇が予想されるが、従来技術の延長によりこの
要求に応えるには、各ロータにおいてスタッキングボル
トが貫通するボルトハブ部の当り面面積、すなわち隣接
ロータ間での接触面積を増大させる事で、トルク伝達性
能、軸系振動性能（回転するときのロータの振れまわり
の量が危険な値になる回転数と定格回転数の裕度）を向
上させる構造案が考えられる。しかし接触面積を増すだ
けで、スタッキングボルトの本数及び締付圧力を増加さ
せない方法では、スタッキングボルトによるスタックド
構造ロータの締め付け圧力が低下してしまい、回転時に
接触面において隣接するロータ間で、相対的に滑るとい
う問題があった。また、接触面積を増してもスタッキン
グボルトの張力が増大しないと効果は期待できない。

【０００９】また、圧力比上昇に伴い、ガスタービン起
動時の圧縮機入り口と出口における空気流量の不整合が
発生しやすくなることから、流量制御のために先端にシ
ュラウドを有する可変静翼を用いる場合があるが、その
際にシュラウド先端部において、高圧側から低圧側へ気
体を逆流させないために、シュラウドとロータの間にシ
ール部を設ける必要が生じてきた。

【００１０】本発明は、圧縮機圧力比上昇に伴いその必
要性が高まっている、高いトルク伝達性能および軸系振
動性能を有する圧縮機を提供することを第１の目的とす
る。

【００１１】さらに本発明は、同様に近年の圧縮機圧力
比増大に伴いその必要性が高まっている、可変静翼−シ
ュラウド構造採用時における、軽量かつ容易なシール構
造を有する圧縮機の提供を第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、ロータと該ロータの円周面に嵌合さ
れた複数枚の動翼との組み合わせ体を、複数段、前記ロ
ータの中心軸線に平行なスタッキングボルトで締結し、
前記組み合わせ体の各段動翼間に、ケーシングに嵌合さ
れた静翼が位置するように構成し、前記ロータの回転に
よって前記ケーシングとロータの間を通過する気体を圧
縮する圧縮機において、前記スタッキングボルトは、前
記複数段の組み合わせ体のロータのすべてを貫通してこ
れを締結する第１の組と、前記複数段の組み合わせ体の
ロータから選ばれた区間の複数のロータについて、該複
数のロータを貫通してこれを締結する第２の組の、少な
くとも２組からなることを特徴とする。

【００１３】第１の組のスタッキングボルトと、第２の
組の締結半径は異なる値とするのが望ましく、第２の組
の締結半径を第１の組のスタッキングボルトの締結半径
よりも大きくするのがさらに効果的である。また、スタ
ッキングボルトの第２の組で締結される複数のロータと
して、ロータの軸系振動の腹部に相当する区間のロータ
が選定されるのが望ましい。

【００１４】さらに本発明の圧縮機は、上記第２の目的
を達成するために、可変静翼先端にシュラウドを設ける
場合に、シュラウド先端に位置するロータのボルトハブ
外周面表面にラビリンスシールを設けることを特徴とす
る。

【００１５】本発明は以上の構成を備えているので、少
なくとも２組み以上のスタッキングボルトが、一部貫通
区間を重複して効果的にロータをスタックするため、ス
タックされたロータ群の振れまわりに対する剛性が増加
し、軸方向支持スパンの長さが増加しても軸系振動性能
が低下しない。また以上の構成を備えている事によりロ
ータ相互間を結合する力が増加される結果、ロータ相互
間の摩擦力が増大し、回転トルク伝達能力を高める事が
でき、軸系全体の回転トルク伝達性能を向上させる事が
可能である。

【００１６】さらに、第１の組のスタッキングボルトの
締結半径と第２の組のスタッキングボルトの締結半径を
異なる値とすることにより、それぞれの組のスタッキン
グボルトの配置本数を増やすことができ、軸系振動性
能、回転トルク伝達性能を向上できる。また、第２の組
で締結されるロータの区間を、軸系振動の腹部に相当す
る区間とすることで、ロータの振れまわりに対する剛性
を効果的に大きくすることができる。

【００１７】シュラウド先端に位置するロータのボルト
ハブ外周面表面にラビリンスシールを設けた場合、ラビ
リンスシールにより可変静翼先端とロータ外周面との間
が効果的にシールされるので、圧力比が上昇してもシー
ル性能が低下せず、ガスタービン全体の効率を向上させ
る事ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をガスタービンに適
用した実施例について説明する。図９に示すように、ガ
スタービンは、燃料を空気と混合して燃焼させ燃焼ガス
を生成する燃焼器２００と、燃焼器２００で生成された
燃焼ガスで駆動されるタービン３００と、該タービン３
００の回転軸に直結駆動されて空気を圧縮し前記燃焼器
２００に燃焼用空気として供給する圧縮機１００と、タ
ービン３００の下流端に結合され該タービン３００を通
過した燃焼ガスの通路となる排気フード４００と、前記
圧縮機１００のロータの吸気側端部のスタブシャフトに
結合された出力軸５００と、を含んで構成されている。
圧縮機１００のロータは、それぞれ円周面に動翼を嵌合
した単段のロータを複数段、回転軸方向に結合したスタ
ックド構造となっている。

【００１９】第１の実施例は、圧縮機のこのスタックド
構造に本願発明を適用したものである。本実施例のスタ
ックド構造を有する圧縮機ロータは、流体を圧縮するた
めの動翼と、動翼が植え込まれるロータと、ロータを複
数段スタックするためのスタッキングボルトを備えてお
り、動翼はその根元部に、ロータに植え込まれるダブテ
イルを有し、ロータの外周表面には回転軸方向もしくは
周方向に一定の角度を持って溝が切られ、動翼のダブテ
イルが植え込まれるようになっている。またロータは回
転中心軸からの半径方向距離がともに等しく、周方向に
等間隔にあけられた孔群を有しており、これらの孔を貫
通する複数本のスタッキングボルトにより締結されるこ
とによって、複数枚のロータがスタックされて軸方向に
固定されている。

【００２０】さらに各ロータは隣接するロータとの接触
部にロータインロー部を有し、隣接するロータとロータ
インロー部で互いに噛み合うことによって、径方向に固
定される。動翼が植え込まれた１枚のロータ（単段ロー
タ）をロータ組み合わせ体、圧縮機を構成する全部のロ
ータ組み合わせ体が締結されたものを圧縮機ロータとい
う。圧縮機ロータ以外の部分は前記図９に示したものと
同じであり、説明を省略する。以下、実施例を図面を用
いて詳細に説明する。

【００２１】図１〜図４は、本発明の第１の実施例であ
る圧縮機を示す。図１は本実施例の圧縮機の回転軸方向
断面図である。図１に示す圧縮機は、それぞれ円周面に
各１列の動翼２を嵌合させたロータ１ａ，１ｂ，……１
ｒ，１ｓと、ロータ１ａ〜１ｓの回転中心軸５から距離
ｈの位置でロータ１ａ〜１ｒにそれぞれ複数個形成され
た第１の貫通孔と、ロータ１ａ〜１ｒの第１の貫通孔に
挿通され両端をスタッキングボルト締め付けナット６，
７で締め付けられた複数本のスタッキングボルト３と、
ロータ１ａ〜１ｓの回転中心軸５から距離ｍ（ｍ＞ｈ）
の位置でロータ１ｉ〜１ｓにそれぞれ複数個形成された
第２の貫通孔と、ロータ１ｉ〜１ｓの第２の貫通孔に挿
通され両端をスタッキングボルト締め付けナット８，９
で締め付けられた複数本のスタッキングボルト４と、前
記動翼を嵌合したロータ１ａ〜１ｓを内装するケーシン
グ２１と、このケーシング２１内周面に、それぞれ前記
ロータ１ａ〜１ｇの各段の動翼２の間に位置するように
取り付けられた可変静翼１１と、同様にケーシング２１
内周面に、それぞれ前記ロータ１ｇ〜１ｓの各段の動翼
２の間に位置するように取り付けられた静翼１１と、ロ
ータ１ａ〜１ｇの外周面の可変静翼１１の先端に対向す
る位置に形成された溝１３と、可変静翼１１の先端に設
けられ、前記溝１３に収容されたシュラウド１２と、溝
１３底面とシュラウド１２との間をシールするラビリン
スシール１４と、を含んで構成されている。

【００２２】図２に示すように、前記第１の貫通孔は各
ロータの回転軸を中心とする円弧上に等間隔に配置さ
れ、第２の貫通孔も同様に各ロータの回転軸を中心とす
る円弧上に等間隔に配置されている。そして、第１の貫
通孔が配置された円弧と第２の貫通孔が配置された円弧
は、同心円をなしている。先に述べたように、互いに隣
接するロータの当り面１８には、互いに嵌まりあうロー
タインロー部１０が形成され、ロータの径方向の相対的
な動きを拘束している。流体を圧縮するための動翼２
は、同じく流体を圧縮するために設けられる可変静翼１
１及び静翼１５と、圧縮機の上流側から下流側へ向かっ
て交互に配置されている。動翼２は根元部に設けられた
ダブテール１６をロータ１の外周部にあけられた溝１７
に植え込まれて固定されている。空気吸入側最上流のロ
ータ１ａは、出力軸５００と結合できるような形状にし
てあり、スタブシャフトともいう。また、空気吐出側最
下流側のロータ１ｓは、タービン３００の回転軸と結合
できるような形状にしてあり、ディスタンスピースとも
いう。

【００２３】なお、圧縮される空気は、ロータ１ａから
ロータ１ｓに向かって流れつつ圧縮され、ケーシング２
１の内径とロータ１の外径で決まる圧縮機流路断面積は
上流から下流へ減少し、ロータ１の外径は上流から下流
へ向かって増加している。各ロータには、隣接するロー
タとの当たり面１８にロータインロー部１０が設けら
れ、隣接するロータと互いに噛み合う事によって、径方
向に拘束される。さらにロータ１ａ〜１ｒの全段に、隣
接するロータとの当たり面１８に回転中心軸５からの距
離ｈが等しいボルト孔群（貫通孔）をあけ、そこへスタ
ッキングボルト３群を貫通させナット６およびナット７
により両端を締め付けることで、ロータ１ａ〜１ｒをス
タックし、ロータ１ａ〜１ｒを回転軸方向に拘束してい
る。貫通孔が形成されている当たり面１８は、ロータの
回転軸を中心として環状をなしており、ボルトハブ部を
兼ねている。

【００２４】ロータ１ｓ（ディスタンスピース）は本実
施例においては、スタッキングボルト３による締結から
除外されているが、スタッキングボルト３によって締結
されるグループに含めることが望ましいのはいうまでも
ない。

【００２５】また本実施例においては、軸系振動におけ
る曲げモードの腹となる圧縮機後段側（ロータ１ｉ〜１
ｓ）において、もう１組のスタッキングボルト４群を貫
通させ、ナット８およびナット９により両端を締め付け
ている。通常、ガスタービンの場合、図１２に示すよう
に、圧縮機ロータとタービンロータは同一軸に構成さ
れ、その両端に軸受を設けるようになっている。したが
って軸系の振動（軸の振れまわり）は、図１２に示すよ
うに、圧縮機ロータのタービンよりの部分、すなわち圧
縮機ロータの後段で大きくなり、この部分が振動の腹部
に相当する。

【００２６】このように、軸系振動における曲げモード
の腹となる圧縮機後段のロータ群を二重に締結（スタッ
キングボルト３及び４で締結）することで、軸系振動に
おける圧縮機ロータの曲げ剛性の効果的な向上が可能と
なり、さらに軸系のトルク伝達能力も向上する。さらに
ロータ１の外径は、前段側よりも後段側において大きく
なるため、圧縮機後段側でロータ１ｉ〜１ｓを貫通する
スタッキングボルト４群を、その回転中心軸５からの距
離ｍを前記のロータ１ａ〜１ｒを貫通するスタッキング
ボルト３の回転中心軸５からの距離ｈよりも大きくする
ことができ、より効果的に剛性およびトルク伝達能力が
向上する。

【００２７】また図３に示すように、可変静翼１１先端
にシュラウド１２を設け、シュラウド１２の先端に位置
するロータ１のボルトハブ外周面（溝１３底面）にラビ
リンスシール１４を設ける事により、可変静翼１１先端
とロータ外周面の間が効果的にシールされる。ラビリン
スシール刃はボルトハブ外周面に設けてもよい。

【００２８】上記実施例においては、前記距離ｍが距離
ｈより大きいが、前記距離ｍが距離ｈより小さくても、
つまり、複数本のスタッキングボルト３と複数本のスタ
ッキングボルト４の回転中心軸からの締結半径が互いに
異なると、スタッキングボルト３に加えてスタッキング
ボルト４を設けることができ、剛性およびトルク伝達能
力を、スタッキングボルト３のみの場合に比べ、向上で
きる。

【００２９】なお、前記距離ｈと距離ｍを等しくした場
合は、追加されるスタッキングボルト４の本数がスタッ
キングボルト３の配置数に制限される可能性があるが、
配置的に追加可能であれば、剛性およびトルク伝達能力
を増加させることができる。

【００３０】図４に、動翼２の根元部に設けられたダブ
テール１６とロータ１の外周部にあけられた溝１７の模
式図および、ロータ１の当たり面１８に設けられ、互い
に噛み合う事によって、径方向にロータを拘束するロー
タインロー部１０の模式図を示す。

【００３１】図５に本発明の第２の実施例を示す。図５
に示す第２の実施例と図１に示した第１の実施例の相違
点は、シュラウド１２の先端に対向するロータ外周面に
溝１３を形成する代りに、外径が前記溝１３の底面の径
に相当する環状のスペーサ１９を設けた点であり、他の
構成は前記第１の実施例と同じである。スペーサ１９
は、第１の実施例における当り面１８（すなわちボルト
ハブ部）をなす膨出部をロータから外して別体にしたも
ので動翼は設けられておらず、シュラウド１２の先端に
対向する外周表面にラビリンスシール１４を設ける事に
より、軸系の回転慣性項を上昇させること無く、可変動
翼の先端とロータ外周の間を効果的にシールすることが
できる。また、ボルトハブ部の膨出部を別体のスペーサ
とすることで、各ロータの形状を単純化して加工工程を
短縮できる。

【００３２】図６に本発明の第３の実施例を示す。第３
の実施例と前記第１の実施例の相違点は、第１の実施例
においては、溝１３の底部は隣接するロータの双方にま
たがって形成されているのに対し、本実施例において
は、溝１３の底部は隣接するロータの一方の側だけで形
成されている点である。つまり、ロータ１ａ〜１ｆの当
たり面１８の位置をシュラウド１２の先端に対向する円
筒面と交差しない位置に配置し、シュラウド１２の先端
に当たるロータ１外表面にラビリンスシール１４を設け
ることで、シュラウド１２の先端とロータ外周面との間
をシールするラビリンスシール１４の配置を容易にして
いる。また、ロータ１ｂ，１ｄ，１ｆにＬ形の削り込み
を行なって隣接するロータと結合されたとき溝１３が形
成されるようにし、端部のロータ１ａ，中間のロータ１
ｃ，１ｅは、当り面が溝１３の側壁を構成している。

【００３３】本実施例によれば、Ｌ形の削り込みを行な
うロータが可変静翼に対向するロータのうちの半数だけ
ですみ、作業工程が簡略化される。

【００３４】図７に本発明の第４の実施例を示す。第４
の実施例と前記第３の実施例の相違点は、本第４の実施
例においては、ロータ１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆの
片面にのみ、それぞれＬ形の削り込みを行なって隣接す
るロータと結合されたとき溝１３が形成されるようにし
た点である。

【００３５】本実施例によれば、ロータのＬ形の削り込
みがロータの片方だけですみ、作業工程が簡略化され
る。

【００３６】図８に本発明の第５の実施例を示す。本実
施例と前記第１の実施例との相違点は、前記第１の実施
例ではそれぞれ別体で製作されスタッキングボルト３で
締結された圧縮機前段側のロータ１ａ〜１ｆが、本実施
例においては、一つの部品（複数段一体化ロータ２０）
で構成され、該複数段一体化ロータ２０の外周面に複数
列の動翼２が嵌合されているとともに、これら動翼２の
間の外周面に環状の溝１３が形成されている点である。
複数段一体化ロータ２０にも、他のロータ１ｇ〜１ｒに
形成された第１の貫通孔に対応する位置に貫通孔が形成
され、スタッキングボルト３により、複数段一体化ロー
タ２０とロータ１ｇ〜１ｒが締結されている。圧縮機前
段側の、シュラウド１２を設けた可変静翼１１に対向す
る位置にあるロータが、一つの部品で構成され複数段一
体化ロータ２０をなし、これがスタブシャフトを兼ねて
いる。圧縮機後段側のロータ１ｉ〜１ｒ及びロータ１ｓ
（ディスタンスピース）は、前記第１の実施例における
と同様、スタッキングボルト３の締結半径よりも大きい
締結半径のスタッキングボルト４で二重に貫通して締結
され、スタックされている。

【００３７】本実施例によれば、圧縮機前段側に一つの
部品で構成され複数段一体化ロータ２０が配置されてい
る場合でも、ロータ全体を貫通して締結するスタッキン
グボルト３と、圧縮機後段側のロータ径の大きい、かつ
軸系振動の腹部に相当する領域のロータを、スタッキン
グボルト３の締結半径より大きい締結半径で貫通して締
結するスタッキングボルト４を設けることで、軸系の支
持スパンが増大しても所要の回転トルク伝達性能と軸系
振動性能を保持できる。

【００３８】上記各実施例においては、スタッキングボ
ルトは、ロータの全体を貫通して締結する第１の組と、
軸系振動の腹部に相当する部分のロータを、第１の組よ
りも大きい締結半径で貫通して締結する第２の組の２組
であるが、第２の組よりも広い範囲のロータを、第１の
組よりも小さい締結半径で貫通して締結するスタッキン
グボルトの組や、第２の組と同じ範囲のロータを、第１
の組よりも小さい締結半径で貫通して締結するスタッキ
ングボルトの組を追加してもよい。

【００３９】上記各実施例は、ガスタービンの一部をな
す圧縮機に本発明を適用したものであるが、本発明は、
圧縮機がガスタービンの一部をなす場合だけでなく、例
えば蒸気タービンで駆動される圧縮機や、電動機で駆動
される圧縮機などについても適用し、同様な効果を得る
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、軸系振動における曲げモードの腹となる圧縮機後段
側において、もう１組のスタッキングボルト群が、圧縮
機ロータ全段を貫通するスタッキングボルトの締結半径
と異なる締結半径位置に配置され、軸系振動における曲
げ剛性と軸系のトルク伝達能力が向上する効果がある。

【００４１】さらに、可変静翼のシュラウド先端に対向
する円筒面位置に、ロータのボルトハブ外周面を配置
し、シュラウド先端に接するボルトハブ外周面にラビリ
ンスシールを設けることにより、シュラウド先端とロー
タ外周面との間を効果的にシールできる。また、可変静
翼のシュラウド先端に対向する円筒面位置に動翼を植え
込まれないスペーサを配置し、シュラウド先端に接する
スペーサ外周面にラビリンスシールを設けることによっ
ても、同様に効果的なシールが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】図１の実施例の部分の斜視図である。

【図３】図１の実施例の部分の断面図である。

【図４】図１の実施例の１部分の拡大模式図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す断面図である。

【図６】本発明の第３の実施例を示す断面図である。

【図７】本発明の第４の実施例を示す断面図である。

【図８】本発明の第５の実施例を示す断面図である。

【図９】本発明が適用されるガスタービンの全体構成の
例を示す断面図である。

【図１０】圧縮機構造の従来技術の例を示す断面図であ
る。

【図１１】圧縮機構造の従来技術の他の例を示す断面図
である。

【図１２】ガスタービンの軸系振動の例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１ａロータ（スタブシャフト）１ｂ〜１ｒ
ロータ１ｓロータ（ディスタンスピース）２動翼３スタッキングボルト４スタッ
キングボルト５圧縮機の回転中心軸６，７，８，９スタッキングボルト締め付けナット１０ロータインロー部１１可変
静翼１２シュラウド１３ロー
タに切られた溝１４ラビリンスシール１５静翼１６ダブテール１７ダブ
テール溝１８ロータ相互の当たり面１９スペ
ーサ２０複数段一体ロータ２１ケー
シング２２スタッキングボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０４Ｄ 19/02 0362−3ＨＦ０４Ｄ 19/02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータと該ロータの円周面に嵌合された
複数枚の動翼との組み合わせ体を、複数段、前記ロータ
の中心軸線に平行なスタッキングボルトで締結し、前記
組み合わせ体の各段動翼間に、ケーシングに嵌合された
静翼が位置するように構成し、前記ロータの回転によっ
て前記ケーシングとロータの間を通過する気体を圧縮す
る圧縮機において、前記スタッキングボルトは、前記複
数段の組み合わせ体のロータのすべてを貫通してこれを
締結する第１の組と、前記複数段の組み合わせ体のロー
タから選ばれた区間の複数のロータについて、該複数の
ロータを貫通してこれを締結する第２の組の、少なくと
も２組からなることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】第２の組のスタッキングボルトの、ロー
タ回転中心軸よりの距離である締め付け半径は、第１の
組のスタッキングボルトの締め付け半径と異なることを
特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】選ばれた区間は、スタッキングボルトで
締結されたロータの軸系振動の腹部に相当する区間であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】ロータと該ロータの円周面に嵌合された
複数枚の動翼との組み合わせ体を、複数段、前記ロータ
のボルトハブの穴を通り前記ロータの中心軸線に平行な
スタッキングボルトで締結し、前記組み合わせ体の各段
動翼間に、ケーシングに嵌合された静翼を配置し、ロー
タ外周面と前記静翼先端の間をロータ外周面をシール面
としてシールし、前記ロータの回転によって前記ケーシ
ングとロータの間を通過する気体を圧縮する圧縮機にお
いて、互いに隣接する前記ロータのボルトハブ外周面を
シール面にした事を特徴とする圧縮機。
【請求項５】互いに隣接するロータの一方のみのボル
トハブ外周面を、シール面とすることを特徴とする請求
項４に記載の圧縮機。
【請求項６】シールを設けるロータのボルトハブ外周
面に対向して位置する静翼は、可変静翼である事を特徴
とする請求項４または５に記載の圧縮機。
【請求項７】ボルトハブ外周面にラビリンスシール刃
を設けた事を特徴とする請求項４、５、６のうちのいず
れか一つに記載の圧縮機。
【請求項８】ロータと該ロータの円周面に嵌合された
複数枚の動翼との組み合わせ体を、複数段、前記ロータ
のボルトハブの穴を通り前記ロータの中心軸線に平行な
スタッキングボルトで締結し、前記組み合わせ体の各段
動翼間に、ケーシングに嵌合された静翼が位置するよう
に構成し、前記ロータの回転によって前記ケーシングと
ロータの間を通過する気体を圧縮する圧縮機において、
前記静翼の先端に対向する区間は隣接するロータのボル
トハブ間に挿入された、ロータと別部品のスペーサであ
ることを特徴とする圧縮機。
【請求項９】前記静翼先端と該静翼先端に対向するス
ペーサ外周面との間を、スペーサ外周面をシール面とし
てシールしたことを特徴とする請求項８に記載の圧縮
機。
【請求項１０】シールを設けるスペーサ外周面に対向
する静翼は、可変静翼である事を特徴とする請求項８ま
たは９に記載の圧縮機。
【請求項１１】スペーサ外周面にラビリンスシール刃
を設けた事を特徴とする請求項９または１０に記載の圧
縮機。
【請求項１２】ロータと該ロータの円周面に嵌合され
た複数枚の動翼との組み合わせ体を、複数段、前記ロー
タの中心軸線に平行なスタッキングボルトで締結し、前
記組み合わせ体の各段動翼間に、ケーシングに嵌合され
た静翼が位置するように構成し、前記ロータの回転によ
って前記ケーシングとロータの間を通過する気体を圧縮
する圧縮機において、前記複数段の組み合わせ体のロー
タから選ばれた第１の区間ではロータが複数段一体化さ
れ、前記スタッキングボルトは、前記一体化ロータを含
むすべてのロータを貫通してこれを締結する第１の組
と、前記複数段の組み合わせ体のロータから選ばれた第
２の区間について、該第２の区間のロータを貫通してこ
れを締結する第２の組との、少なくとも２組からなるこ
とを特徴とする圧縮機。
【請求項１３】第１の組のスタッキングボルトが貫通
して締結するロータは、下流端のディスタンスピースと
なるロータを除くすべてのロータであることを特徴とす
る請求項１，２，３及び１２のうちのいずれかに記載の
圧縮機。
【請求項１４】燃焼ガスを生成する燃焼器と、該燃焼
器で生成された燃焼ガスで駆動されるタービンと、該タ
ービンの回転軸に結合されて駆動され圧縮した空気を前
記燃焼器に供給する圧縮機と、を含んでなるガスタービ
ンにおいて、圧縮機が前記請求項１乃至１３のいずれか
に記載の圧縮機であることを特徴とするガスタービン。