JP2756117B2 - ガスタービンロータ - Google Patents
ガスタービンロータInfo
- Publication number
- JP2756117B2 JP2756117B2 JP62295302A JP29530287A JP2756117B2 JP 2756117 B2 JP2756117 B2 JP 2756117B2 JP 62295302 A JP62295302 A JP 62295302A JP 29530287 A JP29530287 A JP 29530287A JP 2756117 B2 JP2756117 B2 JP 2756117B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disk
- rotor
- stage
- rotor disk
- wall surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before starting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガスタービンロータに係り、特にガスタービ
ン起動時においてデイスク内周部に発生する熱応力を低
減するのに好適なように改良したロータ暖機構造に関す
るものである。 〔従来の技術〕 第２図は、従来型のガスタービンロータにおける動翼
冷却用抽気の流れの１例を示したものである。 従来のタービンロータ内抽気流路としては、例えば特
開昭60−22003号公報に示されるように圧縮機からの抽
気ａを前側シヤフト１の中心孔を通してタービンロータ
内へ導入し、初段デイスク２の中心孔を通過させた後、
初段デイスク2,2段デイスク３間の流路を通して初段動
翼５及び２段動翼６へ導入され、動翼の冷却に使われ
る。 本従来例において３段動翼７は無冷却翼であるため、
冷却空気の導入を必要としない。 この構造においては、２段デイスク３及び３段デイス
ク４の中心孔へは圧縮機抽気ａが流れない。 ガスタービン起動時において動翼は高温ガスにさらさ
れるため、その温度が上昇する。タービンデイスク外周
部は動翼からの熱伝導により短時間で温度が上昇する。
一方デイスク内周部は、初段デイスクの場合には約350
℃程度の圧縮機抽気により加熱されて、その温度が上昇
するが、温度上昇の速度はデイスク外周側に比べ、内周
側の方が遥かに遅い。そのため起動途中において、デイ
スク内周と外周との間に大きい温度差が生じることとな
り、この温度差によりデイスク内周部に高い熱応力（引
張側）が生じる。同時に、デイスクには回転による遠心
応力が生じ、前記熱応力と遠心応力との重ね合せによ
り、起動時において非常に大きな応力がデイスク内周部
で生じることとなる。初段デイスクは前述のごとく中心
孔に圧縮機抽気が流れているため、その流速により中心
孔内表面は比較的高い熱伝達係数（400Kcal/m2h℃程
度）を有しているが、２段,3段デイスク中心孔は圧縮機
抽気が通らないため、中心孔の熱伝達係数は更に低く
（100Kcal/m2h℃程度）起動時加熱されにくい構造とな
つており、初段デイスクに比して更に高い熱応力が生じ
る構造となつている。 従来のガスタービンにおいては、上記の起動時熱応力
と遠心応力とが重なつた状態でもタービンデイスクが破
壊しない応力レベルとなる様に、タービンロータの設計
がなされていたが、ガスタービンの高性能化に伴つてタ
ービンの周速が更に高くなり、従来のロータ構造では、
遠心応力と熱応力とを重ね合せたデイスク発生応力が高
くなり過ぎるという問題が有つた。 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ター
ビンディスクの熱応力を確実に低減することができ、ガ
スタービンの性能を向上させることができ、しかも簡単
な構造で実現することができるガスタービンロータを提
供することにある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、ガスタービンの周速がさらに高くな
つた場合に、タービンデイスクの遠心応力に起動時後応
力を加えたデイスク発生応力が、高くなり過ぎるという
問題が有つた。 本発明の目的は、タービンデイスクに発生する起動時
熱応力を低減し、周速の高い高性能ガスタービンにおい
てもデイスク発生応力を許容値以下とすることが容易に
可能なロータ暖機構構造を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の如く、タービンデイスクの内周に比して外周が
高温となる為に熱応力を生じるという問題は、該タービ
ンデイスク内周の加熱，昇温を促進することによつて解
消される。 そのため、本発明では、前側シャフト及び後側シャフ
ト間の冷却空気通路中に、圧縮機抽気を各ロータディス
クのディスク内壁面に導くようにしたものである。即
ち、本願発明では、前側シャフト及び後側シャフト間に
軸方向に沿い複数段設けられると共に、外周側に動翼を
夫々設けたロータディスクを有し、圧縮機からの抽気
を、前側シャフト及び後側シャフト間の冷却空気通路中
に導入し、ロータディスクの内壁面に供給するようにし
たタービンロータにおいて、少なくとも、初段ロータデ
ィスクのディスク内壁面及び前記後側シャフトの内周部
間に、中間段ロータディスク及び最終段ロータディスク
間の各ロータディスク内壁面と間隙を隔てて架装された
薄肉円筒部材と、該薄肉円筒部材の外周部における前記
ロータディスクのディスク内壁面と対向する位置に配列
された多数の透孔とを有し、圧縮機抽気が冷却空気通路
の薄肉円筒部材中に導入されたとき、該薄肉円筒部材の
透孔から噴出してロータディスクのディスク内壁面を経
た圧縮空気が前記ロータディスクを構成要素とする流路
を経て前記動翼内部に至るように形成されていることを
特徴とする。 〔作用〕 薄肉円筒部材の多数の孔からデイスク中心孔内壁へ圧
縮機抽気を吹付けることにより、中心孔内壁の熱伝達係
数を最大2000Kcal/m2h℃程度まで高めることが可能であ
る。これにより、ガスタービン起動時における内周部の
温度上昇速度を大きくすることができる。ガスタービン
起動時においては、タービン動翼からの伝熱によりデイ
スク外周部の温度は短時間に上昇するが、本発明によつ
てデイスク中心孔内壁の加熱を促進することにより、デ
イスク内周側の温度の上昇速度を大きくして、内周，外
周温度差を小さくすることにより起動時の熱応力を低減
することができる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図及び第４図，第５図
により説明する。 第１図においてタービンロータは前側シヤフト１及び
後側シヤフト８の間に初段デイスク２と、1,2段間スペ
ーサ10と、２段デイスク３と、2,3段間スペーサ11と、
３段デイスク４とが重ねられ、スタツキングボルト12を
締めることにより結合されている。各デイスクの外周に
は、それぞれ初段動翼5,2段動翼6,3段動翼７が取付けら
れており、このうち初段動翼５及び２段動翼６は圧縮機
抽気ａによつて冷却される冷却翼となつている。各デイ
スク中心孔内部には初段デイスク２から３段デイスク４
まで共通の薄肉円筒部材９が設置され、その両端はそれ
ぞれ前側シヤフト１及び後側シヤフト８の内周部に固定
されている。薄肉円筒部材９は各ディスク中心孔内壁の
径より小さい外径をなしており、ディスク中心孔内壁と
の間に間隙を隔てている。この薄肉円筒部材９には、各
デイスク中心孔内壁と対向する位置に多数の孔があけら
れている。圧縮機抽気ａは、前側シヤフト１の中心孔を
通り、薄肉円筒部材９の内部へ流入した後、円筒部材に
あけられた多数の孔を通つて各デイスク中心孔内壁に吹
き付けられる。この吹き付けの効果により、デイスク中
心孔内壁において最高2000Kcal/m2h℃程度の高い熱伝達
率を得ることができ、ガスタービン起動時にデイスクに
対して強力な暖機を行なうことができる。圧縮機抽気
は、デイスク中心孔内壁に吹きつけられた後、薄肉円筒
部材９とデイスク中心孔内壁との間の流路を通り、初段
デイスク2,2段デイスク３間に流入して初段動翼５、及
び２段動翼６に導入される。デイスク暖機に使用した圧
縮機抽気ａは全量が初段動翼５、或いは２段動翼６の冷
却に用いられるため、デイスク暖機のために圧縮機抽気
が増えることは無く、デイスク暖機を強化したにも拘ら
ず、ガスタービン性能への悪影響は生じない。また、薄
肉円筒部材に設けられた多数の孔は、その配置密度及び
孔径を適宜に設定することによりデイスク中心孔内壁の
熱伝達率すなわち暖機の強弱を自由に調整することがで
き、応力レベルの高いデイスクには強い暖機を、また応
力レベルの低いデイスクには弱い暖機を行なうという様
にコントロールすることが可能である。 第３図は他の実施例を示したものである。タービンロ
ータの構成は前記第１図の実施例と同様であるが、本実
施例においては、薄肉円筒部材９′の両端はそれぞれ初
段デイスク２と後側シヤフト８の内周部とに固定されて
おり、薄肉円筒部材９′の穴より流出した圧縮機抽気
（ａ）は２段デイスク３及び３段デイスク４の中心孔内
壁を暖機した後、初段デイスク２、２段デイスク３の間
を通つて初段動翼５及び２段動翼６に導入され動翼の冷
却を行なう。本実施例においては、初段デイスク中心孔
には抽気の吹き付けによる暖機は行なつていないが、初
段及び２段動翼の冷却空気全量が初段デイスク中心孔を
通るため、この部分での流速はかなり高くなり、400Kca
l/m2h℃程度の熱伝達率が生じるために初段デイスクに
対しても十分な暖機が可能である。 また、これらの実施例においては、元々タービン動翼
の冷却に用いる圧縮機抽気ａを利用し、この圧縮機抽気
ａをディスク中心孔内壁に吹き付けることによって暖機
を行うので、格別の手段を用いる必要がないばかりでな
く、ガスタービンの性能低下を招くおそれもなく、しか
も簡単な構造で実現し得る。 第４図は時間を横軸にとつてデイスク内外周部の温度
変化及び内周部の熱応力変化を示した図表である。デイ
スク外周部温度は図に示される様に、起動後、短時間で
上昇するが、内周部の温度上昇は外周側よりも遅くな
る。暖機を行なわない場合（従来技術の場合）には内周
部の温度上昇は非常に遅いのに比べ、本発明により暖機
を行なつた場合には、内周部の温度上昇はかなり速くな
ることがわかつた。また、外周部と内周部の最大温度差
ΔＴを比べると、暖機を行なつた場合のΔTHの方が暖機
を行なわない場合のΔTCよりも小さく、約2/3程度にな
つている。熱応力について見てみると、本発明により暖
機を行なつた場合、内周部には起動直後圧縮の熱応力が
生じる。これに対し、暖機無しの場合には起動直後、高
い引張りの熱応力が生じることが解る。 第５図は起動途中におけるデイスク半径方向の温度分
布及び応力分布について、暖機有りの場合（本実施例）
と、無しの場合（従来例）とを比較した図表である。ま
ず温度分布について見てみると、暖機無しの場合にはデ
イスク外周部のみ加熱されているが、暖機を行なうこと
により、外周部及び内周部の両方が加熱されることが解
る。応力について見てみると、遠心応力は図の様に内周
部で高くなり、暖機無しの場合には熱応力も引張側に作
用するため、両者を加えた発生応力は、デイスク内周部
で非常に高いものとなる。これに対し本実施例による暖
機を行なつた場合、起動操作中にデイスク内周部も加熱
されるため、内周部に圧縮の熱応力が生じて遠心応力
（引張り側）を打ち消すため、両者を加えた発生応力は
デイスク内周部でもさほど大きくならないことが解る。
以上述べた様に実施例においては、起動時に生じるデイ
スク内周部熱応力を低減し、遠心応力を加えた総合発生
応力を低く押えることができる。 〔発明の効果〕 本発明によれば起動時に生じるガスタービンデイスク
の熱応力を低減することが可能であり、デイスク内周部
において遠心応力と熱応力とを加えた総合発生応力を低
く押えることができるので、ガスタービンの高周速化が
可能となり、ガスタービン燃焼温度の高温化と併せて、
ガスタービンの性能を向上させることが可能となる。 また、デイスク熱応力の低減により、ガスタービン起
動時間を短くできるという効果も有る。しかも、元々タ
ービン動翼の冷却に用いる圧縮機抽気ａを利用して暖機
を行うので、格別の手段を用いる必要がないばかりでな
く、ガスタービンの性能低下を招くおそれもなく、また
簡単な構造で実現し得ると云う効果も有る。
ン起動時においてデイスク内周部に発生する熱応力を低
減するのに好適なように改良したロータ暖機構造に関す
るものである。 〔従来の技術〕 第２図は、従来型のガスタービンロータにおける動翼
冷却用抽気の流れの１例を示したものである。 従来のタービンロータ内抽気流路としては、例えば特
開昭60−22003号公報に示されるように圧縮機からの抽
気ａを前側シヤフト１の中心孔を通してタービンロータ
内へ導入し、初段デイスク２の中心孔を通過させた後、
初段デイスク2,2段デイスク３間の流路を通して初段動
翼５及び２段動翼６へ導入され、動翼の冷却に使われ
る。 本従来例において３段動翼７は無冷却翼であるため、
冷却空気の導入を必要としない。 この構造においては、２段デイスク３及び３段デイス
ク４の中心孔へは圧縮機抽気ａが流れない。 ガスタービン起動時において動翼は高温ガスにさらさ
れるため、その温度が上昇する。タービンデイスク外周
部は動翼からの熱伝導により短時間で温度が上昇する。
一方デイスク内周部は、初段デイスクの場合には約350
℃程度の圧縮機抽気により加熱されて、その温度が上昇
するが、温度上昇の速度はデイスク外周側に比べ、内周
側の方が遥かに遅い。そのため起動途中において、デイ
スク内周と外周との間に大きい温度差が生じることとな
り、この温度差によりデイスク内周部に高い熱応力（引
張側）が生じる。同時に、デイスクには回転による遠心
応力が生じ、前記熱応力と遠心応力との重ね合せによ
り、起動時において非常に大きな応力がデイスク内周部
で生じることとなる。初段デイスクは前述のごとく中心
孔に圧縮機抽気が流れているため、その流速により中心
孔内表面は比較的高い熱伝達係数（400Kcal/m2h℃程
度）を有しているが、２段,3段デイスク中心孔は圧縮機
抽気が通らないため、中心孔の熱伝達係数は更に低く
（100Kcal/m2h℃程度）起動時加熱されにくい構造とな
つており、初段デイスクに比して更に高い熱応力が生じ
る構造となつている。 従来のガスタービンにおいては、上記の起動時熱応力
と遠心応力とが重なつた状態でもタービンデイスクが破
壊しない応力レベルとなる様に、タービンロータの設計
がなされていたが、ガスタービンの高性能化に伴つてタ
ービンの周速が更に高くなり、従来のロータ構造では、
遠心応力と熱応力とを重ね合せたデイスク発生応力が高
くなり過ぎるという問題が有つた。 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、ター
ビンディスクの熱応力を確実に低減することができ、ガ
スタービンの性能を向上させることができ、しかも簡単
な構造で実現することができるガスタービンロータを提
供することにある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、ガスタービンの周速がさらに高くな
つた場合に、タービンデイスクの遠心応力に起動時後応
力を加えたデイスク発生応力が、高くなり過ぎるという
問題が有つた。 本発明の目的は、タービンデイスクに発生する起動時
熱応力を低減し、周速の高い高性能ガスタービンにおい
てもデイスク発生応力を許容値以下とすることが容易に
可能なロータ暖機構構造を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の如く、タービンデイスクの内周に比して外周が
高温となる為に熱応力を生じるという問題は、該タービ
ンデイスク内周の加熱，昇温を促進することによつて解
消される。 そのため、本発明では、前側シャフト及び後側シャフ
ト間の冷却空気通路中に、圧縮機抽気を各ロータディス
クのディスク内壁面に導くようにしたものである。即
ち、本願発明では、前側シャフト及び後側シャフト間に
軸方向に沿い複数段設けられると共に、外周側に動翼を
夫々設けたロータディスクを有し、圧縮機からの抽気
を、前側シャフト及び後側シャフト間の冷却空気通路中
に導入し、ロータディスクの内壁面に供給するようにし
たタービンロータにおいて、少なくとも、初段ロータデ
ィスクのディスク内壁面及び前記後側シャフトの内周部
間に、中間段ロータディスク及び最終段ロータディスク
間の各ロータディスク内壁面と間隙を隔てて架装された
薄肉円筒部材と、該薄肉円筒部材の外周部における前記
ロータディスクのディスク内壁面と対向する位置に配列
された多数の透孔とを有し、圧縮機抽気が冷却空気通路
の薄肉円筒部材中に導入されたとき、該薄肉円筒部材の
透孔から噴出してロータディスクのディスク内壁面を経
た圧縮空気が前記ロータディスクを構成要素とする流路
を経て前記動翼内部に至るように形成されていることを
特徴とする。 〔作用〕 薄肉円筒部材の多数の孔からデイスク中心孔内壁へ圧
縮機抽気を吹付けることにより、中心孔内壁の熱伝達係
数を最大2000Kcal/m2h℃程度まで高めることが可能であ
る。これにより、ガスタービン起動時における内周部の
温度上昇速度を大きくすることができる。ガスタービン
起動時においては、タービン動翼からの伝熱によりデイ
スク外周部の温度は短時間に上昇するが、本発明によつ
てデイスク中心孔内壁の加熱を促進することにより、デ
イスク内周側の温度の上昇速度を大きくして、内周，外
周温度差を小さくすることにより起動時の熱応力を低減
することができる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図及び第４図，第５図
により説明する。 第１図においてタービンロータは前側シヤフト１及び
後側シヤフト８の間に初段デイスク２と、1,2段間スペ
ーサ10と、２段デイスク３と、2,3段間スペーサ11と、
３段デイスク４とが重ねられ、スタツキングボルト12を
締めることにより結合されている。各デイスクの外周に
は、それぞれ初段動翼5,2段動翼6,3段動翼７が取付けら
れており、このうち初段動翼５及び２段動翼６は圧縮機
抽気ａによつて冷却される冷却翼となつている。各デイ
スク中心孔内部には初段デイスク２から３段デイスク４
まで共通の薄肉円筒部材９が設置され、その両端はそれ
ぞれ前側シヤフト１及び後側シヤフト８の内周部に固定
されている。薄肉円筒部材９は各ディスク中心孔内壁の
径より小さい外径をなしており、ディスク中心孔内壁と
の間に間隙を隔てている。この薄肉円筒部材９には、各
デイスク中心孔内壁と対向する位置に多数の孔があけら
れている。圧縮機抽気ａは、前側シヤフト１の中心孔を
通り、薄肉円筒部材９の内部へ流入した後、円筒部材に
あけられた多数の孔を通つて各デイスク中心孔内壁に吹
き付けられる。この吹き付けの効果により、デイスク中
心孔内壁において最高2000Kcal/m2h℃程度の高い熱伝達
率を得ることができ、ガスタービン起動時にデイスクに
対して強力な暖機を行なうことができる。圧縮機抽気
は、デイスク中心孔内壁に吹きつけられた後、薄肉円筒
部材９とデイスク中心孔内壁との間の流路を通り、初段
デイスク2,2段デイスク３間に流入して初段動翼５、及
び２段動翼６に導入される。デイスク暖機に使用した圧
縮機抽気ａは全量が初段動翼５、或いは２段動翼６の冷
却に用いられるため、デイスク暖機のために圧縮機抽気
が増えることは無く、デイスク暖機を強化したにも拘ら
ず、ガスタービン性能への悪影響は生じない。また、薄
肉円筒部材に設けられた多数の孔は、その配置密度及び
孔径を適宜に設定することによりデイスク中心孔内壁の
熱伝達率すなわち暖機の強弱を自由に調整することがで
き、応力レベルの高いデイスクには強い暖機を、また応
力レベルの低いデイスクには弱い暖機を行なうという様
にコントロールすることが可能である。 第３図は他の実施例を示したものである。タービンロ
ータの構成は前記第１図の実施例と同様であるが、本実
施例においては、薄肉円筒部材９′の両端はそれぞれ初
段デイスク２と後側シヤフト８の内周部とに固定されて
おり、薄肉円筒部材９′の穴より流出した圧縮機抽気
（ａ）は２段デイスク３及び３段デイスク４の中心孔内
壁を暖機した後、初段デイスク２、２段デイスク３の間
を通つて初段動翼５及び２段動翼６に導入され動翼の冷
却を行なう。本実施例においては、初段デイスク中心孔
には抽気の吹き付けによる暖機は行なつていないが、初
段及び２段動翼の冷却空気全量が初段デイスク中心孔を
通るため、この部分での流速はかなり高くなり、400Kca
l/m2h℃程度の熱伝達率が生じるために初段デイスクに
対しても十分な暖機が可能である。 また、これらの実施例においては、元々タービン動翼
の冷却に用いる圧縮機抽気ａを利用し、この圧縮機抽気
ａをディスク中心孔内壁に吹き付けることによって暖機
を行うので、格別の手段を用いる必要がないばかりでな
く、ガスタービンの性能低下を招くおそれもなく、しか
も簡単な構造で実現し得る。 第４図は時間を横軸にとつてデイスク内外周部の温度
変化及び内周部の熱応力変化を示した図表である。デイ
スク外周部温度は図に示される様に、起動後、短時間で
上昇するが、内周部の温度上昇は外周側よりも遅くな
る。暖機を行なわない場合（従来技術の場合）には内周
部の温度上昇は非常に遅いのに比べ、本発明により暖機
を行なつた場合には、内周部の温度上昇はかなり速くな
ることがわかつた。また、外周部と内周部の最大温度差
ΔＴを比べると、暖機を行なつた場合のΔTHの方が暖機
を行なわない場合のΔTCよりも小さく、約2/3程度にな
つている。熱応力について見てみると、本発明により暖
機を行なつた場合、内周部には起動直後圧縮の熱応力が
生じる。これに対し、暖機無しの場合には起動直後、高
い引張りの熱応力が生じることが解る。 第５図は起動途中におけるデイスク半径方向の温度分
布及び応力分布について、暖機有りの場合（本実施例）
と、無しの場合（従来例）とを比較した図表である。ま
ず温度分布について見てみると、暖機無しの場合にはデ
イスク外周部のみ加熱されているが、暖機を行なうこと
により、外周部及び内周部の両方が加熱されることが解
る。応力について見てみると、遠心応力は図の様に内周
部で高くなり、暖機無しの場合には熱応力も引張側に作
用するため、両者を加えた発生応力は、デイスク内周部
で非常に高いものとなる。これに対し本実施例による暖
機を行なつた場合、起動操作中にデイスク内周部も加熱
されるため、内周部に圧縮の熱応力が生じて遠心応力
（引張り側）を打ち消すため、両者を加えた発生応力は
デイスク内周部でもさほど大きくならないことが解る。
以上述べた様に実施例においては、起動時に生じるデイ
スク内周部熱応力を低減し、遠心応力を加えた総合発生
応力を低く押えることができる。 〔発明の効果〕 本発明によれば起動時に生じるガスタービンデイスク
の熱応力を低減することが可能であり、デイスク内周部
において遠心応力と熱応力とを加えた総合発生応力を低
く押えることができるので、ガスタービンの高周速化が
可能となり、ガスタービン燃焼温度の高温化と併せて、
ガスタービンの性能を向上させることが可能となる。 また、デイスク熱応力の低減により、ガスタービン起
動時間を短くできるという効果も有る。しかも、元々タ
ービン動翼の冷却に用いる圧縮機抽気ａを利用して暖機
を行うので、格別の手段を用いる必要がないばかりでな
く、ガスタービンの性能低下を招くおそれもなく、また
簡単な構造で実現し得ると云う効果も有る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
技術を示す断面図、第３図は前記と異なる実施例を示す
断面図、第４図はデイスク内外周温度及び内周部熱応力
の時間による変化を示すグラフ、第５図はデイスク温度
及び応力の半径方向分布を示すグラフである。 １……前側シヤフト、２……初段デイスク、３……２段
デイスク、４……３段デイスク、５……初段動翼、６…
…２段動翼、７……３段動翼、８……後側シヤフト、9,
9′……薄肉円筒部材、10……1,2段間スペーサ、11……
2,3段間スペーサ、12……スタツキングボルト、ａ……
圧縮機抽気。
技術を示す断面図、第３図は前記と異なる実施例を示す
断面図、第４図はデイスク内外周温度及び内周部熱応力
の時間による変化を示すグラフ、第５図はデイスク温度
及び応力の半径方向分布を示すグラフである。 １……前側シヤフト、２……初段デイスク、３……２段
デイスク、４……３段デイスク、５……初段動翼、６…
…２段動翼、７……３段動翼、８……後側シヤフト、9,
9′……薄肉円筒部材、10……1,2段間スペーサ、11……
2,3段間スペーサ、12……スタツキングボルト、ａ……
圧縮機抽気。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鳥谷 初
茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式
会社日立製作所日立工場内
(72)発明者 海老根 昭司
茨城県日立市東大沼町１丁目15番１号
日立パワーエンジニアリング株式会社内
(56)参考文献 特開 昭58−77102（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．前側シャフト及び後側シャフト間に軸方向に沿い複
数段設けられると共に、外周側に動翼を夫々設けたロー
タディスクを有し、圧縮機からの抽気を、前側シャフト
及び後側シャフト間の冷却空気通路中に導入し、ロータ
ディスクの内壁面に供給するようにしたタービンロータ
において、少なくとも、初段ロータディスクのディスク
内壁面及び前記後側シャフトの内周部間に、中間段ロー
タディスク及び最終段ロータディスク間の各ロータディ
スク内壁面と間隙を隔てて架装された薄肉円筒部材と、
該薄肉円周部材の外周部における前記ロータディスクの
ディスク内壁面と対向する位置に配列された多数の透孔
とを有し、圧縮機抽気が冷却空気通路の薄肉円筒部材中
に導入されたとき、該薄肉円周部材の透孔から噴出して
ロータディスクのディスク内壁面を経た圧縮空気が前記
ロータディスクを構成要素とする流路を経て前記動翼内
部に至るように形成されていることを特徴とするガスタ
ービンディスク。
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