JPH04246300A - ガスタービンの圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心式の前段圧縮部と
、遠新式の後段圧縮部を有し、前段圧縮部で圧縮された
空気を更に後段圧縮部で圧縮するガスタービンの圧縮機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠心式の圧縮部を２段構えに備えたター
ビンの圧縮機としては、例えば実開平２−１１０２３７
があり、前段圧縮部の吐出部と後段圧縮部の吸入部との
間は、単なる空気流通路としてのヘアピンカーブ状の空
気通路が連続的に形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来例の構造であ
ると、前段圧縮部で大きい運動エネルギーを得て高い流
速になった空気は、途中圧力エネルギーに変換されるこ
となく、後段圧縮部の吸入部に連続的に供給されるため
、前段圧縮部と後段圧縮部の間の空気通路の管路抵抗に
よるエネルギー損失が大きく、エネルギー効率の点で問
題が残る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】遠心式の前段圧縮部と、
遠心式の後段圧縮部を有し、前段圧縮部で圧縮された空
気を更に後段圧縮部で圧縮するガスタービンの圧縮機に
おいて、前段圧縮部の空気吐出部と後段圧縮部の空気吸
入部の間を、流通断面積が広くて大きな容積の空気コレ
クタ室により接続し、後段圧縮部の空気吸入部側の空気
コレクタ室部分に、空気コレクタ室の圧縮空気の流れを
後段圧縮部の空気吸入方向に整流する整流ガイドを設け
たことを特徴とするガスタービンの圧縮機である。

【０００５】

【実施例】図１は本発明に係る圧縮機を備えたガスター
ビンの全体略図を示しており、この図１において図の左
側を前側と仮定して全体構造を簡単に説明する。ガスタ
ービンは前側から順に圧縮機Ａと、タービン部Ｂと、燃
焼器Ｃを備えると共に、回転中心部分に前後方向に延び
るロータ軸１を備えている。前側の圧縮機Ａはその外郭
がインテークハウジング３、圧縮機軸受ハウジング４及
び中間ハウジング５等で構成されており、遠心式の前段
圧縮部１１と後段圧縮部１２を備え、両圧縮部１１，１
２は互いに一体回転するように噛合部１０を介して噛み
合い、シールハウジング１５を介して後方のタービン部
Ｂのロータ翼支持用のディスク１９に連動連結している
。

【０００６】タービンケーシング１３内には、ロータ軸
１を取り巻くようにスクロール室１６が設けられ、スク
ロール室１６の半径方向外方側の端部は燃焼ガス連絡管
８を介して燃焼器Ｃの燃焼ガス吐出部分に接続している
。スクロール室１６よりも軸芯側には燃焼ガス通路Ｓが
設けられ、燃焼ガス通路Ｓには複数のタービン用のロー
タ翼（動翼）１７及び複数のノズル翼（静翼）１８より
なるタービン翼部が配置されている。燃焼ガス通路Ｓの
排気ガス上流側端部にはスクロール室１６の軸心側の吐
出口が開口し、該吐出口から燃焼ガスは燃焼ガス通路Ｓ
内に供給される。

【０００７】各ロータ翼１７はそれぞれロータ翼支持用
のディスク１９の外周端部に支持されており、各ディス
ク１９は互いに噛合部を介して一体回転可能に連結する
と共に、後方のカップリング２５に連動連結し、カップ
リング２５はロータ軸１の後端部外周面にスプライン嵌
合してロータ軸１と一体に回転するようになっている。 各ノズル翼１８はそれらの外周側のノズル支持用の筒状
タービンケース２０に固定支持されており、該タービン
ケース２０の半径方向外方側にはタービンロータが万一
破壊した時の破片の外部飛散を防止するためのコンテイ
ンメントリング（筒状隔壁）２１が配置されている。

【０００８】タービンケーシング１３の開口部には排気
ガスを減速するための筒状の排気ディフューザ２８が取
り付けられており、燃焼ガス通路Ｓの排気ガス出口側に
連通し、排気ディフユーザ２８の下流側端部は例えば排
気マフラ等に接続している。

【０００９】ロータ軸１はタービン側の後端部がタービ
ン側軸受２３を介して軸受ハウジング３５に支持され、
前記ディスク１９の内周側を圧縮機Ａ側へと前方に延び
、圧縮機Ａ内等を通過し、動力取出し軸として発電機等
の負荷駆動用に供される。ロータ軸１の圧縮機側の前端
部は圧縮機側回転軸受２４及びスラスト軸受３８を介し
て圧縮機軸受ハウジング４の内周部分に支持されている
。

【００１０】図２において、各圧縮部１１，１２の半径
方向外方側には湾曲状のシュラウド３８，３９が配置さ
れ、各圧縮部１１，１２にはそれぞれシュラウド３８，
３９の形状に沿う曲状の羽根部４０，４１が形成されて
いる。中間ハウジング５の前端部には前段隔壁３２等に
より前段羽根部４０の外方端部から半径方向外方に延び
る前段空気通路４４が形成され、該前段空気通路４４の
半径方向外方端部は折り曲げガイド部４７により軸方向
後方へと折れ曲がり、中間ハウジング５内の上端部に連
通している。

【００１１】中間ハウジング５の後端部には後段隔壁３
３との間に後段羽根部４１の外方端部から半径方向外方
に延びる後段空気通路４５が形成され、該後段空気通路
４５の半径方向外方端部は圧縮空気室３０に連通してい
る。中間ハウジング５内は流通断面積が大きくて容積の
大きい空気コレクタ室５０として形成されており、前段
空気通路４４から吐出される空気の運動エネルギーを圧
力エネルギーに変換し、空気の流速を低速にせしめる程
度の容積に形成されている。

【００１２】空気コレクタ室５０の半径方向内方端部は
後段圧縮部１２の空気吸入部１２ａに連通しており、か
つ空気コレクタ室５０内の空気の流れを後段圧縮部１２
の空気吸入方向Ｔに整流する複数の整流ガイド５１が配
置されている。整流ガイド５１はブラケット５２を介し
て後段シュラウド３９に固定されている。また前段圧縮
部１１の空気吐出部１１ａには空気の流れを軸方向にガ
イドする複数の軸方向ガイド板５３が配置されており、
該ガイド板５３は前記折り曲げガイド部４７に固着され
ている。

【００１３】作用を説明する。図１において、圧縮機Ａ
のインテークマニホールド３に供給された空気はまず前
段圧縮部１１の回転により圧縮され、前段空気通路４４
内を外方に流れ、図２のガイド部４７で軸方向の流れに
変換され、ガイド板５３で整流されて吐出部１１ａから
空気コレクタ室５０に放出される。前段圧縮部１１の圧
縮段階においては空気は大きい運動エネルギーを得て高
流速となり、容積の大きい空気コレクタ室５０に放出さ
れる。

【００１４】この放出により運動エネルギーの約５０％
は失なわれてしまうが、流れが低流速となると共に残り
の運動エネルギーは殆んど圧力エネルギーに変換され、
圧力エネルギーの状態で、後段圧縮部１２の吸入部１２
ａに至る。低流速で流通断面積の広い空気コレクタ室５
０内を通ることになるので、管路抵抗によるエネルギー
の損失は極めて少なくなり、また圧力損失は略前段部の
動圧に相当する分だけとなる。即ち管路抵抗等によるエ
ネルギー損失（曲り損失や渦損失等）の少い圧力エネル
ギーを後段圧縮部１２の吸入部１２ａに導くことができ
る。ちなみに管路抵抗によるエネルギー損失は１％以下
であった。

【００１５】後段圧縮部１２でさらに圧縮された空気は
、後段空気通路４５を通って圧縮空気室３０に入る。 ここから図１の燃焼器Ｃに送られ、燃料と混合して燃焼
に利用され、そこで発生する燃焼ガスはスクロール室１
６を通って燃焼ガス通路Ｓに供給される。燃焼ガス通路
Ｓ内でタービンのロータ翼１７を回転させた後、排気デ
ィフューザ２８を通って排気マフラ等に送られる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本願発明は、前段圧
縮部１１の吐出部１１ａと後段圧縮部１２の空気吸入部
１２ａの間を、流通断面積が広くて大きな容積の空気コ
レクタ室５０により接続し、後段圧縮部１２の空気吸入
部側の空気コレクタ室部分に、空気コレクタ室５０の圧
力空気の流れを後段圧縮部１２の空気吸入方向に整流す
る整流ガイド５１を設けているので、容積の大きい空気
コレクタ室５０内を空気が低流速で流れ、管路抵抗によ
るエネルギー損失を極めて少くでき、エネルギー効率を
向上させ、圧縮性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明を適用したガスタービン全体の縦断
面略図である。

【図２】　　図１のＩＩ部分の拡大図である。

【符号の説明】

１　　ロータ軸 １１　　前段圧縮部 １１ａ　　吐出部 １２　　後段圧縮部 １２ａ　　吸入部 ５０　　空気コレクタ室 ５１　　整流ガイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　遠心式の前段圧縮部と、遠心式の後段
   圧縮部を有し、前段圧縮部で圧縮された空気を更に後段
   圧縮部で圧縮するガスタービンの圧縮機において、前段
   圧縮部の空気吐出部と後段圧縮部の空気吸入部の間を、
   流通断面積が広くて大きな容積の空気コレクタ室により
   接続し、後段圧縮部の空気吸入部側の空気コレクタ室部
   分に、空気コレクタ室の圧縮空気の流れを後段圧縮部の
   空気吸入方向に整流する整流ガイドを設けたことを特徴
   とするガスタービンの圧縮機。