JPS6124529B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば空気貯蔵容器を備えたガスター
ビンであつて、有利には熱い駆動ガスを軸方向で
通流させる少なくとも１つのタービン段並びに該
タービンの軸に配置されて圧力媒体室に接した軸
方向推動のための少なくとも１つの補償ピストン
を有する形式のものに関する。

軸方向推動補償のために、ガスタービンでは補
償ピストンが軸に配置されていることが多い。こ
の補償ピストンはビストン面の圧力負荷によつ
て、運転中に生じる軸方向推動を完全に補償し、
又はスラスト軸受けを負荷軽減する程度に補償す
る。ガスタービンの熱的に高く負荷される部分、
例えば案内羽根又は回転羽根又はそれらの両方の
支持体を冷却することを周知のことである。

本発明の課題は、効果的な推動補償系及び冷却
系を有し、わずかな構成費用を要し、かつ運転中
の損失がわずかであり、その上、運転確実性が高
くかつガスタービン稼働のあらゆる要求を満足せ
しめるような冒頭に述べた形式のガスタービンを
提供することにある。

この課題を解決する本発明の要旨は第１の圧力
媒体室が、タービン段の駆動ガス入口に隣合つて
おりかつ前記補償ピストンと協働する第１の無接
触式パツキンによつて別の１つの圧力媒体室又は
別の複数の圧力媒体室から仕切られておりかつガ
ス状の圧力媒体によつて負荷可能であり、この圧
力媒体の圧力が前記駆動ガス入口の範囲内の駆動
ガス圧力に比して大きく、かつ、ガスタービンの
少なくとも１つの冷却系が冷却媒体供給のために
別の１つの前記圧力媒体室又は別の複数の前記圧
力媒体室の１つに接続されており、かつ、前記補
償ピストンによる軸方向推動の少なくとも部分的
な補償を生ぜしめる差圧が両圧力媒体室間で調整
されるように、第１の無接触式パツキンのギヤツ
プが選らばれている点にある。

この構成によれば、補償ピストンに接する各圧
力媒体室が供給圧力媒体によつて互いに前後して
負荷され、そのさい圧力媒体が無接触式パツキン
のギヤツプを介して１つの圧力媒体室から他の圧
力媒体室へ流れる。冷却系のための冷却媒体が、
補償ピストンに後接続された圧力媒体室から受取
られるので、各圧力媒体室間に圧力差が生じる。
この圧力差が補償ピストンと協働して軸方向推動
の補償を生ぜしめるのである。圧力媒体が圧力媒
体室を通流した後に、冷却媒体を消費する冷却系
に供給されるので、簡単な冷却媒体供給が保証さ
れ、かつ圧力媒体が付加的に冷却媒体として利用
される。圧力媒体流ひいては圧力差の調整のため
に無接触式パツキンのギヤツプを圧力媒体流が通
過するので、絞り機構も不要となり、従つて、全
体として見れば本発明ガスタービンの構造が簡単
となる。

本発明で使用した「無接触式パツキン」という
のは、ギヤツプシール、ラビリンスシール又はギ
ヤツプ・ラビリンス組合わせシール等のパツキン
を総称したものである。

ガスタービンが複数のタービン段及び複数の補
償ピストンを有している場合、列を成して互いに
前後して配置された複数の圧力媒体室を設けるの
が有利である。その場合、この複数の圧力媒体室
は別の補償ピストンに接していてこの補償ピスト
ンと協働する無接触式パツキンによつて互いに仕
切られており、冷却系が、この複数の圧力媒体室
の１つに接続されており、かつ無接触式パツキン
のギヤツプは、軸方向推動を少なくとも部分的に
補償する圧力差が両圧力媒体室間で調整されるよ
うに選択される。

圧力媒体室全体はこれによつて列を成して互い
に前後して接続されて圧力媒体を通流せしめ、そ
の結果、各補償ピストンに異なる圧力が作用す
る。この各圧力があいまつて推動補償を生ぜしめ
る。冷却系は圧力媒体室の１つに接続される。こ
の場合、第１のタービン段に後接続されたタービ
ン段のためにこの冷却系が設けられるのが効果的
である。

同様に、それぞれ１つの冷却系が、後接続され
たタービン段に所属させられかつ各１つの圧力媒
体室に接続させられるのが有利である。

本発明の特別有利な実施例では、駆動ガス入口
からみて第２のタービン段の冷却系が第２の圧力
媒体室に、かつ第３のタービン段が第３の圧力媒
体室に……以下同様に接続されている。

２つの補償ピストンによつて形成されている１
つの圧力媒体室に冷却系が接続された場合、最後
の圧力媒体室までの圧力媒体の流れを確実にする
ために、この最後の圧力媒体室が有利に排気通路
に接続される。この排気通路内にはタービン系の
最もわずかなガス圧が支配するので、第１の圧力
媒体室から最後の圧力媒体室までの圧力差が保証
される。

本発明の効果的な１実施例では、第１の圧力媒
体室と、第１のタービン段を取囲む外とう室とが
あいまつて室ユニツトを形成している。これによ
つて、第１のタービン段の構造及び冷却が簡単化
される。

圧力媒体として空気が使用された場合、圧力媒
体供給のための第１の圧力媒体室が第１のタービ
ン段の燃焼室への圧力空気供給部に接続される
と、燃焼室内の熱い駆動ガスの発生が最も簡単に
得られる。この場合、第１の圧力媒体室と圧力空
気供給部との間の接続部内に、ガスタービンの排
気通路内に配置した熱交換器を接続しておくのが
特に効果的である。このようにすれば、圧力媒体
として供給された空気が予熱され、これによつ
て、タービン内の著しい衝撃的な温度変化が回避
され、その上、負荷されるタービン部分の均一な
加熱が促進される。

補償ピストンの無接触式パツキンの通過性が大
きい場合に生じる超過圧から冷却装置を保護する
ために、所定圧力差を上回つたさいに冷却系を移
行室へ接続させる制御可能な少なくとも１つの超
過圧弁を冷却系に備えるのが有利である。要する
に、２つのタービン段をガス流に関連して接続せ
しめている移行室内へ超過圧弁の出口を開口させ
るのである。このようにすれば、超過圧弁の開放
時でも最少限の損失しか生じない。

冷却媒体供給を確実ならしめるために、本発明
の別の実施例では、前記冷却系が、該冷却系と圧
力媒導管との間の接続部内に接続されていて該冷
却系と移行室との間の前調整された圧力差を下回
つたさいに開放される少なくとも１つの調整され
た溢流弁を有している。このようにすれば冷却系
内の冷却媒体の欠乏が阻止される。

ガスタービンが、第１のタービン段のためにガ
スタービンケーシングに配置した少なくとも１つ
の空冷式燃焼室を有している場合の本発明の特別
有利な別の実施例では、第１のタービン段の駆動
ガス入口へ通じた移行部材が前記室ユニツトを貫
通しており、この移行部材内に第１の燃焼室の開
放端が空気隙間の形成下で挿入されており、室ユ
ニツトと第１の燃焼室を取囲んで燃焼空気によつ
て負荷される空気室とが、該空気室内に互いに前
後して配置された少なくとも２つの絞りによつて
シールされており、この絞りが中間室に接してお
り、この中間室内に前記空気隙間が開口してい
る。

このようにすれば、熱駆動ガスを誘導する中間
部材の冷却が得られる。その上、燃焼室端部から
移行部材へのテレスコープ状の移行部がこれら両
部分の互いに無関係な伸張を許容する。燃焼室を
取囲む空気室が、この空気室内で互いに間隔をお
いて前後して配置された２つの絞りによつてしか
シールされないので、シール個所の冷却のために
中間室への空気若しくは冷却媒体の供給を十分に
行なうことができる。その上、移行部材が中間室
内へ開口しているので、燃焼室内の流れに基づく
インゼクタ効果によつて、空気若しくは冷却媒体
が中間室から空気隙間を通つて移行部材内へ吸込
まれる。駆動ガス流内へ流入する空気量若しくは
冷却媒体量は空気隙間の大きさとは完全に無関係
に絞りの通過性だけによつて規定される。それゆ
え、空気隙間の大きさは構造的な観点からのみ選
択することができる。

特別簡単な構造を有する本発明の別の実施例で
は、室ユニツトに隣合つた第１の絞りが、前記移
行部材を取囲んでいてこれに固定された扁平なリ
ング体を有しており、このリング体が外リングの
環状ギヤツプ内へ係合しており、この外リングが
自体と空気室外壁との間に第１の絞り隙間を有し
ておりかつ少なくとも２つのリングセグメントか
ら成つており、これら両リングセグメントが結合
リングによつて互いに結合されている。この構造
では、ガスタービンケーシングと移行部材との間
の熱膨張の差が大きいにも拘らず空気隙間の大き
さを小さくすることができる。その上、組付け時
に、リングセグメントを適当に選ぶことによつ
て、絞り隙間の大きさをそのつどの要求に調節す
ることも可能である。

別の絞りは燃焼室壁と空気外壁によつて支持さ
れた扁平なリングとの間の一重の環状ギヤツプと
して形成されてもよい。それというのはこれらの
部分は時間的にほぼ均一な温度によつて負荷さ
れ、従つて大きな膨張差が生じないからである。

本発明の有利な別の実施例では、第２の絞りが
第２の絞り隙間を有しており、この第２の絞り隙
間が、燃焼室壁とこの燃焼室壁を取囲む円筒状の
中空体との間に形成されており、この中空体が、
前記空気室に突入していて空気室外壁に固定され
た環状の仕切壁によつて支持されている。この場
合、燃焼室壁と移行部材の拡張された上端部との
間に中空体を配置するのが効果的である。

本発明の有利なさらに別の実施例では、駆動ガ
ス停止後、タービン段並びに最後のタービン段の
最後の回転羽根列が個個に又は任意の組合わせで
ガス状の冷却媒体によつて負荷されて、タービン
の惰性回転時に生じるベンチレーシヨン熱を排出
するようになつている。

このガスタービンに空気貯蔵容器が所属させら
れた場合、冷却媒体がこの空気貯蔵容器から受取
られる圧力空気から成るのが有利である 次に図示の実施例につき本発明を具体的に説明
する。

第１図から判るように、ガスタービンは軸１０
を有しており、この軸１０の両端は段部を備えて
いて軸受け内に案内されている。軸受けとしてそ
れぞれラジアル軸受け１２，１４が備えられてお
り、付加的には軸１０の図面でみて右端部にスラ
スト軸受け１６が設けられている。軸１０の右側
の端部には例えば図示しない発電機が結合されて
いる。

図面でみて左端のラジアル軸受け１２は、排気
通路１８内に位置しているので、カバー２０によ
つて排ガスから保護されている。

図面でみて左側の軸端部の範囲内には第２のタ
ービン段２２の、回転羽根と案内羽根とから成る
羽根装置が配置されており、第２のタービン段２
２は図面右から左方へ通流される。この第２のタ
ービン段２２から軸方向で離れて第１のタービン
段２４が設けられており、この第１のタービン段
２４は同様に図面右から左方への軸流のために形
成されている。この第１のタービン段２４には軸
１０上に配置した補償ピストン２６が続いてい
る。この補償ピストン２６は軸１０に対して同心
的に該軸１０に固定した又は該軸と構造ユニツト
を成す板状のリング体から成つている。軸１０の
右側端部には第２の補償ピストン２８が配置され
ており、この第２の補償ピストン２８は第１の補
償ピストン２６と同様に形成されていて軸１０に
固定されている。本実施例の２段ガスタービンが
２つの補償ピストン２６，２８しか備えていない
ので、この第２の補償ピストン２８は同時に最後
の補償ピストンを形成している。

第１のタービン段２４への駆動ガス供給のため
に第１の燃焼室３０が軸１０に対して半径方向で
タービンケーシングに配置されている。この第１
の燃焼室３０の上方の（図面で見て）閉鎖された
端部には、燃料供給導管３２に接続した燃料ノズ
ル３４並びに空気室３８へ通じた空気供給開口３
６が設けられている。円形横断面を有する燃焼室
３０は、円環状横断面を有する空気室３８によつ
て外方から（図面で見れば上方から）取囲まれて
おり、この空気室３８には圧力空気供給導管４０
が接続されており、この圧力空気供給導管４０
は、本実施例の場合ただ１つの弁４２として図示
した空気調整・制御装置群を介して有利には図示
しない圧力空気貯蔵容器又は場合によつては圧縮
機等の別の圧力空気源に導管４３を介して接続さ
れている。

燃焼室３０の開放端部はテレスコープ式に移行
部材４４へ突入しており、開放端部とこの移行部
材４４との間には円環状の空気隙間６０が形成さ
れている。この空気隙間６０は２つの絞り６４，
６６の間に形成された中間室６２内へ開口してお
り、２つの絞り６４，６６は空気室３８を、外と
う室４８と圧力媒体室５０とから成る室ユニツト
４８・５０から仕切つている。

半径方向でほぼタービンケーシングまで延在す
る円筒状の燃焼室３０の下方の端部には、管状の
下方へテーパした移行部材４４が接続されてお
り、この移行部材４４は第１のタービン段２４の
燃焼室３０と駆動ガス入口４６とを接続せしめて
いる。この駆動ガス入口４６は、円環状横断面を
有して軸１０を取囲んで第１のタービン属２４並
びに軸１０へ向かつて開いている。圧力媒体室５
０に対する駆動ガス入口４６のシールのために、
無接触式パツキン４５が軸１０と駆動ガス入口４
６との間に配置されている。

移行部材４４は外とう室４８及び第１の圧力媒
体室５０から成る室ユニツト４８・５０内へ突入
している。外とう室４８はガスタービンの第１の
タービン段２４の案内羽根を支持する範囲を円環
状に取囲んでいて冷却のために役立つている。第
１の圧力媒体室５０は同様に円環状に軸１０を取
囲んでおり、かつ第１の補償ピストン２６の左側
端面に接している。

第１の補償ピストン２６と第２の補償ピストン
２８との間に第２の圧力媒体室５４が設けられて
おり、この第１の圧力媒体室５４は同様に円環状
に軸１０を取囲んでいて第２の補償ピストン２８
の左側端面に接している。第２の補償ピストン２
８の右側端面には第３の（本実施例では最後の）
圧力媒体室５６が設けられている。この第３の圧
力媒体室５６を外方へ制限するためにタービンケ
ーシングが役立つており、このタービンケーシン
グの軸貫通部は従来通りシールされている。

圧力媒体室５０，５４，５６は無接触式パツキ
ン５２，５８によつて互いにシールされている。
この無接触式パツキン５２，５８はギヤツプシー
ル部材として形成されており、この場合、シール
隙間は補償ピストン２６，２８の外周面とケーシ
ングによつて支持された対向片との間に形成され
ている。同様な形式で、軸貫通部のところの第３
の圧力媒体室５６と外室との間がシールされてい
る。

第１のタービン段２４の出口は環状の移行室６
５内へ開口している。この移行室６５には第２の
空気室６７が接続されており、この空気室６７は
第２の燃焼室６８を取囲んでいる。この第２の燃
焼室６８は構造の点、燃料供給部への接続の点及
び羽根装置への接続の点でほぼ第１の燃焼室３０
に相応しており、それゆえ改めて詳述しない。

第２のタービン段２２の出口には排気通路１８
が接続されており、この排気通路は図示しない排
ガス煙突へ通じている。

第２図に絞り６４，６６の範囲を拡大図示す
る。第２図から明瞭に判るように、第１の燃焼室
３０の端部は空気隙間６０の形成下で移行部材４
４内へ突入している。この空気隙間６０の大きさ
はたんに構造上の観点によつてのみ選択される。
室ユニツト４８・５０に隣合つた下方の第１の絞
り６４は主として扁平なリング体７０から成つて
おり、このリング体７０は移行部材４４を気密に
取囲んでいてこれに結合されている。このリング
体７０の周縁部は、ほぼ方形横断面を備えた外リ
ング７４の環状ギヤツプ７２内へ係合しており、
この外リング７４は環状の第１の絞り隙間７７の
形成下で円筒状の空気室外壁７５の手前で終つて
いる。外リング７４は２つの同じリングセグメン
トから成り、これら両リングセグメントは結合リ
ング７８及びねじ６９を介して互いに結合されて
いる。外リング７４のこの分割は組立のために必
要である。それというのは、この分割がないと、
移行部材４４に溶接されたリング体７０上へ外リ
ング７４を差しはめることができないからであ
る。

上方の第２の絞り６６は薄壁形の円環状の中空
体８１を有しており、この中空体８１は第２の絞
り隙間７９の形成下で燃焼室壁８０を取囲んでい
る。この中空体８１の上端部はホツパ形の仕切壁
７３に固定されており、この仕切壁７３は空気室
３８内へ突入しておりかつ空気室外壁７５に密に
固定されている。中空体８１は移行部材４４の上
端部７１によつて覆われている。このため、この
上端部７１は拡張されており、これによつて中空
体８１と上端部７１との間にも環状ギヤツプが形
成されており、この環状ギヤツプは任意の大きさ
に選らぶことができる。これに対して第１及び第
２の絞り隙間７７，７９はたんに十分な量の空気
若しくは冷却媒体の通流のためにのみ設計され
る。

圧力供給導管４０からは弁４２と空気室３８内
への入口との間で圧力媒体導管８２が分岐してい
る。この圧力媒体導管８２は、排気通路１８内に
配置された熱交換器８４を介して室ユニツト４
８・５０へ通じている。この室ユニツト４８・５
０は、第１のタービン段２４の案内羽根の脚固定
部、移行部材４４、駆動ガス入口４６及び軸１０
に接しているので、第１のタービン段２４の冷却
系の主要部を形成している。この冷却系の別の部
分は圧力媒体室５４，５６によつて形成されてい
る。

第２の圧力媒体室５４には第２のタービン段２
２の冷却系が接続されている。この冷却系は冷却
媒体導管８５並びにほぼ楔形横断面を備えた円環
状室８６を有しており、この環状室８６は第２の
タービン段２２の案内羽根の脚固定部並びに移行
室６５に接している。この場合、冷却媒体導管８
５の接続のために、移行室６５を貫通した接続部
８７が設けられている。さらにこの冷却系は軸１
０に接した環状室８８を有しており、この環状室
８８は軸方向で第１のタービン段２４の終端部と
第２のタービン段２２の始端部との間に延在して
いる。この環状室８８から第２のタービン段の図
示しない付加的な冷却系が出発しており、この冷
却系は軸１０及びタービン回転羽根を冷却する役
目を有している。この環状室８８は外方へ向かつ
て円筒状の覆い９０を備えており、この覆い９０
は軸方向で無接触式パツキンに接しており、これ
によつて、規定された有利にはわずかな量の冷却
空気が移行室６５内並びに第２のタービン段２２
の駆動ガス入口へ流入する。この環状室８８の接
続のために同様に接続部９２が外方へ案内されて
いる。

第３の圧力媒体室５６は導管９４を介して排気
通路１８に接続されている。

熱交換器８４と室ユニツト４８・５０との間に
位置する、圧力媒体導管８２の各部分は、溢流弁
９８を間挿した接続導管９６を介して、第２の圧
力媒体室５４から接続部８７へ通じた冷却媒体導
管８５に接続されている。溢流弁９８のばね負荷
されたピストン１００へ作用する圧力室は導管１
０２を介して移行室６５及び冷却媒体導管８５に
接続されており、これによつて圧力差が所定値を
下回つた場合には溢流弁が開くようになつてい
る。この場合、冷却媒体導管８５ひいては冷却系
８５・８６・８８には圧力媒体室５０，５４を迂
回して直接冷却空気が供給される。これによつ
て、第２のタービン段２２の冷却が無接触式パツ
キン５２，５８の何らかの障害のさいにも保護さ
れる。

されに冷却系８５・８６・８８の超過圧を生じ
ないようにするために、冷却媒体導管８５はさら
に別の導管１０６を介して移行室６５に接続され
ており、この導管１０６内には調整可能な超過圧
弁１０４が接続されている。この超過圧弁１０４
のばね負荷された調整ピストン１０８は、導管１
１０を介して冷却媒体導管８５と移行室６５に接
続された圧力室とに接しており、これによつて所
定圧力差を上回つたさいには超過圧弁１０４が開
き、超過圧が導管１０６を介して移行室６５へ排
出されるようになつている。溢流弁９８及び超過
圧弁１０４の調整は液力的、電子液力的又は電気
的な調整部材を介して行なわれることができ、か
つ空気力的な調整部材によつても行なわれる。

圧力空気源へ通じた導管４３からは別の導管１
１６が分岐しており、この導管１１６からはそれ
ぞれ遮断機構１２０を備えた３つの分岐導管１１
８が分岐している。各分岐導管１１８は第１の燃
焼室３０の圧力空気入口１２２、第２の燃焼室６
８の接続部１２４及び環状室１２６へ通じてい
る。この環状室１２６は第２のタービン段２２の
流出範囲を取囲んでいてこのタービン段２２の最
後の回転羽根列に対向して図示しない孔を有して
いる。この導管系１１６・１１８によつて、ター
ビンの遮断後、換言すれば弁４２の閉鎖及び燃料
供給の中断後に各タービン段及び最後の回転羽根
列へ導管４３から圧力空気が供給される。これに
よつて、タービンの惰力運転時に生じるベンチレ
ーシヨン熱が排出される。多くの場合、圧力空気
が１個所で例えば環状室１２６を介して供給され
るだけで十分である。残りの分岐導管１１８の遮
断機構１２０はこの場合閉鎖され又は不必要な分
岐導管を省くこともできる。タービン稼働中は遮
断機構１２０が閉鎖されるのは勿論である。

運転中第１の燃焼室３０には燃料供給導管３２
及び燃料ノズル３４を介してガス状又は液状の燃
料が供給され、他面において供給燃焼空気は図示
しない空気貯蔵容器から受取られて導管４３、圧
力空気供給導管４０、空気室３８及び空気供給開
口３６を介して燃焼室内へ供給される。第１の燃
焼室３０内で生じた熱駆動ガスは移行部材４４及
び駆動ガス入口４６を通つて第１のタービン段２
４に供給される。この第１のタービン段２４を経
た後、駆動ガスは移行室６５内へ達し、次いで第
２の空気室６７を介して第２の燃焼室６８内へ達
する。この第２の燃焼室６８には第１の燃焼室３
０とはまつたく同様に燃料が供給される。第１の
タービン段２５から来た駆動ガスがなお燃焼に充
分な酸素を含んでいるので、第２の燃焼室６８へ
の燃焼空気供給は不要である。第２の燃焼室６８
内で形成された駆動ガスは同様に移行部材及び駆
動ガス入口を通つて第２のタービン段２２へ供給
され、次いで最終的には排気ガスとして排気通路
１８に供給される。そのさい、排気が熱交換器８
４を負荷する。

圧力空気供給導管４０から圧力空気の一部分が
分岐されて圧力媒体導管８２を介して冷却空気と
して室ユニツト４８・５０に供給される。その場
合、この冷却空気は熱交換器８４内で予熱され
る。

室ユニツト４８・５０に接する部分、即ち案内
羽根の支持体、駆動ガス入口４６、移行部材４
４、軸１０及び第１の無接触式パツキン５２のた
めの支持体５３は冷却空気によつて負荷されて冷
却される。熱交換器８４内での冷却空気の予熱に
よつて、最小限度の熱的な応力しか発生しない。

圧力空気供給導管４０から室ユニツト４８・５
０までの圧力媒体導管８２の流れ抵抗が、空気室
３８を経て燃焼室３０へ至る燃焼に要する空気の
流れ抵抗に比して小さいので、室ユニツト４８・
５０内には第１の燃焼室３０及び移行部材４４内
の圧力に比して高い圧力が生じる。従つて空気は
第１の絞り隙間７７を介して中間室６２内へ、か
つここから空気隙間６０を通つて移行部材４４内
へ流入する。同時に空気は空気室３８から第２の
絞り隙間７９を通つて中間室６２内へかつ同様に
空気隙間６０を通つて燃焼室３０内へ流入する
（第２図の矢印１１２を参照のこと）。この空気運
動は仕切壁７３のホツパ状の構成によつて、かつ
燃焼室３０から移行部材４４内へ流入する駆動ガ
ス（矢印１１４）のインゼクタ作用によつて増大
させられる。これによつて、空気室３８及び室ユ
ニツト４８・５０は互いに無接触式にシールさ
れ、かつ、燃焼室３０から移行部材４４内への移
行部が冷却される。

同時に冷却空気は無接触式パツキン４５を通つ
て第１のタービン段２４へ達する。この無接触式
パツキン４５は駆動ガス入口４６の制限部と軸１
０との間をシールする。

タービン段によつて生じさせられる左方向への
軸方向推力を補償するために、圧力媒体室５０，
５４及び５６は無接触式パツキン５２及び５８を
介して互いに接続されている。第２の圧力媒体室
５４が第２のタービン段２２の冷却系８５・８
６・８８に接続されているので、冷却媒体即ち空
気の一部が圧力媒体室５４から冷却系８５・８
６・８８へ流れる。同様に冷却媒体は最後の圧力
媒体室５６から導管９４を介して排気通路１８へ
流れる。無接触式パツキン５２，５８のギヤツプ
は、右方へ作用するピストン力が左方への軸方向
推力を完全に補償し又は少なくとも著しく補償す
るように各補償ピストン間の圧力差が調整されて
ピストン面に作用するように選らばれている。

この場合、第１の補償ピストン２６の有効受圧
面は、第１の圧力媒体室５０内の圧力と協働して
第１のタービン段２４の推動を補償し他面におい
て第２の圧力媒体室５４内の超過圧が第２のター
ビン段２２の第２の補償ピストン２８と協働して
第２のタービン段の推動を緩衝するように、有利
に選択されている。これによつて、スラスト軸受
け１６は著しく負荷軽減され、それゆえ相応に弱
くかつ簡単に形成されることができる。圧力媒体
室５０，５４，５６内の圧力は、燃焼室への圧力
空気供給導管４０からの圧力空気の取出しによつ
て生じるので、付加的な費用なしに運転条件の変
化に適合でき、そのため、軸方向推動は運転条件
変動時でも自動的に補償される。

第２の圧力媒体室５４から取出された冷却空気
は第２のタービン段２２の冷却系８５・８６・８
８に供給される。この場合この冷却空気は環状室
８６を通流して第２のタービン段２２の定置の案
内羽根の脚部を冷却し、冷却空気の別の一部は環
状室８８へ流れて入口範囲、軸１０の部分及び第
２のタービン段２２の回転羽根を冷却する。

溢流弁９８は、第２のタービン段２２の冷却系
内でこの溢流弁９８のところで前調整可能な差圧
が下回つた場合、この冷却系への冷却空気の直接
の供給を生ぜしめる。このことが行なわれるの
は、無接触式パツキン５２の損傷又は漏れによつ
て該冷却系８５・８６・８８のための冷却空気供
給量が著しくわずかとなり、これによつてこの冷
却系の圧力が低下した場合である。

超過圧弁１０４によつて冷却系の危険な超過圧
が回避されて移行室６５内へ排出される。所定圧
力差を調整することによつて、スラスト軸受け１
４に作用する残留推力をある限度内で変化させる
ことができる。

タービンの運転停止時に、少なくとも１つの遮
断機構１２０が有利には自動的に開かれ、これに
よつて圧力空気が導管４３，１１６を介して例え
ば空気貯蔵容器から受取られてタービン段及び最
後の回転羽根列に供給される。この圧力空気はタ
ービンの惰性回転時に生じる熱を受取つてこれを
排気通路１８を介して排出する。多くの場合、圧
力空気の供給は１つの分岐導管１１８を介して行
なわれるだけで十分であり、このため、残りの分
岐導管を省いてもよい。

以上説明した実施例から判るように、本発明の
主要な利点は、わずかな構成費用及びわずかな運
転費用によつて熱的に高く負荷されるタービン部
分の申し分のない冷却並びに負荷変動に応動する
推動力補償が得られ、しかも、冷却媒体の予熱
が、熱的な応力の著しい減少を生ぜしめることに
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に基づく二段タービ
ンの略示縦断面図及び第２図は第１図中符号で
示す破線の円で囲んだ部分の拡大断面図である。 １０……軸、１２，１４……ラジアル軸受け、
１６……スラスト軸受け、１８……排気通路、２
０……カバー、２２……第２のタービン段、２４
……第１のタービン段、２６……第１の補償ピス
トン、２８……第２の補償ピストン、３０……第
１の燃焼室、３２……燃料供給導管、３４……燃
料ノズル、３６……空気供給開口、３８……空気
室、４０……圧力空気供給導管、４２……弁、４
３……導管、４４……移行部材、４５……無接触
式パツキン、４６……駆動ガス入口、４８……外
とう室、５０……第１の圧力媒体室、５２……無
接触式パツキン、５３……支持体、５４……第２
の圧力媒体室、５６……第３の圧力媒体室、５８
……無接触式パツキン、６０……空気隙間、６２
……中間室、６４……第１の絞り、６５……移行
室、６６……第２の絞り、６８……第２の燃焼
室、６９……ねじ、７０……リング体、７１……
上端部、７２……環状ギヤツプ、７３……仕切
壁、７４……外リング、７５……空気室外壁、７
７……第１の絞り隙間、７８……結合リング、７
９……第２の絞り隙間、８０……燃焼室壁、８１
……中空体、８２……圧力媒体導管、８５……冷
却媒体導管、８６……環状室、８７……接続部、
８８……環状室、９０……覆い、９２……接続
部、９４……導管、９６……接続導管、９８……
溢流弁、１００……ピストン、１０２……導管、
１０４……超過圧弁、１０６……導管、１０８…
…調整ピストン、１１０……導管、１１６……導
管、１１８……分岐導管、１２０……遮断機構、
１２２……圧力空気入口、１２４……接続部、１
２６……環状室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガスタービンであつて、駆動ガスによつて軸
   方向で通流される少なくとも１つのタービン段並
   びにタービン軸上に配置されていて圧力媒体室に
   接した軸方向推動のための少なくとも１つの補償
   ピストンを備えた形式のものにおいて、第１の圧
   力媒体室５０が、タービン段２４の駆動ガス入口
   ４６に隣合つておりかつ前記補償ピストン２６と
   協働する第１の無接触式パツキン５２によつて別
   の１つの圧力媒体室５４又は別の複数の圧力媒体
   室から仕切られておりかつガス状の圧力媒体によ
   つて負荷可能であり、この圧力媒体の圧力が前記
   駆動ガス入口４６の範囲内の駆動ガス圧力に比し
   て大きく、かつ、ガスタービンの少なくとも１つ
   の冷却系８５・８６・８８が冷却媒体供給のため
   に別の１つの前記圧力媒体室５４又は別の複数の
   前記圧力媒体室の１つに接続されており、かつ、
   前記補償ピストン２６による軸方向推動の少なく
   とも部分的な補償を生ぜしめる差圧が両圧力媒体
   室５０，５４間で調整されるように、第１の無接
   触式パツキン５２のギヤツプが選ばれていること
   を特徴とするタービン。 ２ 複数のタービン段、複数の補償ピストン、前
   記の第２の圧力媒体室５４と列を成して配置され
   た別の圧力媒体室５６が設けられており、これら
   圧力媒体室５４，５６が１つの別の補償ピストン
   ２８に接しておりかつこの補償ピストン２８と協
   働する別の無接触式パツキン５８によつて互いに
   仕切られており、かつ、圧力媒体室５０，５４，
   ５６の間で軸方向推動を少なくとも部分的に補償
   する圧力差が調整されるように無接触式パツキン
   ５２，５８のギヤツプが選らばれている特許請求
   の範囲第１項記載のタービン。 ３ 前記冷却系８５・８６・８８が、第１のター
   ビン段２４に後接続されたタービン段２２のため
   に設けられている特許請求の範囲第１項記載のタ
   ービン。 ４ 後接続されたタービン段にそれぞれ１つの冷
   却系が所属しており、各冷却系がそれぞれ１つの
   圧力媒体室に接続されている特許請求の範囲第２
   項記載のタービン。 ５ 駆動ガス入口からみて第２のタービン段２２
   の冷却系が第２の圧力媒体室５４に、第３のター
   ビン段の冷却系が第３の圧力室にかつ以下同様に
   接続されている特許請求の範囲第４項記載のター
   ビン。 ６ それぞれ２つの補償ピストンによつて形成さ
   れたそれぞれ１つの圧力媒体室への冷却媒体接続
   部が設けられており、かつ、最後の圧力媒体室が
   排気通路１８に接続されている特許請求の範囲第
   １項記載のタービン。 ７ 第１の圧力媒体室５０と、第１のタービン段
   ２４を取囲む外とう室４８とが室ユニツト４８・
   ５０を形成している特許請求の範囲第１項記載の
   タービン。 ８ 熱駆動ガスを生ぜしめる少なくとも１つの燃
   焼室を備えており、第１の圧力媒体室５０が第１
   のタービン段２４の該燃焼室３０への圧力空気供
   給導管４０に接続されている特許請求の範囲第１
   項記載のタービン。 ９ 第１の圧力媒体室５０と圧力空気供給導管４
   ０との接続部内に、排気通路１８内に配置した熱
   交換器８４が空気予熱のために接続されている特
   許請求の範囲第８項記載のタービン。 １０ 第１の補償ピストン２６の有効圧面が第１
   のタービン段２４の軸方向推動の補償のために、
   かつ各別の補償ピストン２８がそれぞれ別の１つ
   のタービン段２２の軸方向推動の補償のために形
   成されている特許請求の範囲第２項記載のタービ
   ン。 １１ 前記冷却系８５・８６・８８が、該冷却系
   ８５・８６・８８と移動室６５との間の前調整さ
   れた圧力差を上回つたさいに開放される少なくと
   も１つの超過圧弁１０４を備えており、この移行
   室６５が２つのタービン段をガスの流れに関して
   接続せしめている特許請求の範囲第１項記載のタ
   ービン。 １２ 前記冷却系８５・８６・８８が、該冷却系
   ８５・８６・８８と圧力媒体導管８２との間の接
   続部内に接続されていて冷却系８５・８６・８８
   と移行室６５との間の前調整された圧力差を下回
   つたさいに開放される少なくとも１つの調整され
   た溢流弁９８を有している特許請求の範囲第１項
   記載のタービン。 １３ タービンケーシングに配置されていて第１
   のタービン段のための熱駆動ガスを生ぜしめる少
   なくとも１つの空却式の第１の燃焼室が設けられ
   ており、第１のタービン段の駆動ガス入口４６へ
   通じた移行部材４４が前記室ユニツト４８・５０
   を貫通しており、この移行部材４４内に第１の燃
   焼室３０の開放端が空気隙間６０の形成下で挿入
   されており、室ユニツト４８・５０と第１の燃焼
   室を取囲んで燃焼空気によつて負荷される空気室
   ３８とが、該空気室内に互いに前後して配置され
   た少なくとも２つの絞り６４，６６によつてシー
   ルされており、この絞り６４，６６が中間室６２
   に接しており、この中間室６２内に前記空気隙間
   ６０が開口している特許請求の範囲第７項記載の
   タービン。 １４ 室ユニツト４８・５０に隣合つた第１の絞
   り６４が、前記移行部材４４を取囲んでいてこれ
   に固定された扁平なリング体７０を有しており、
   このリング体７０が外リング７４の環状ギヤツプ
   ７２内へ係合しており、この外リング７４が自体
   と空気室外壁７５との間に第１の絞り隙間７７を
   有しておりかつ少なくとも２つのリングセグメン
   トから成つており、これら両リングセグメントが
   結合リング７８によつて互いに結合されている特
   許請求の範囲第１３項記載のタービン。 １５ 第２の絞り６６が第２の絞り隙間７９を有
   しており、この第２の絞り隙間７９が、燃焼室壁
   ８０とこの燃焼室壁８０を取囲む円筒状の中空体
   ８１との間に形成されており、この中空体８１
   が、前記空気室３８に突入していて空気室外壁７
   ５に固定された環状の仕切壁７３によつて支持さ
   れている特許請求の範囲第１３項記載のタービ
   ン。 １６ 前記中空体８１が燃焼室壁８０と移行部材
   ４４の拡張された上端部との間に位置している特
   許請求の範囲第１５項記載のタービン １７ 駆動ガス停止後、タービン２２，２４並び
   に後のタービン段２２の最後の回転羽根列が個々
   に又は任意の組合わせでガス状の冷却媒体によつ
   て負荷されて、タービンの惰性回転時に生じるベ
   ンチレーシヨン熱を排出するようにした特許請求
   の範囲第１項記載のタービン。 １８ 空気貯蔵容器を備えており、冷却媒体が、
   この空気貯蔵容器から受取られた圧力空気から成
   ら特許請求の範囲第１７項記載のタービン