JPH11229804A - 蒸気冷却ガスタービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気冷却ガスタービンに関し、回転軸中心部
より蒸気を供給し、外側より回収するようにし、シール
部分からの供給側より漏れる蒸気を有効に回収し、更に
熱伸びも回収できる構造とする。 【解決手段】 供給側蒸気３０は、内筒１０内よりキャ
ビティ２７に供給され、４段ディスク２４のタービン主
軸１とのカップリング面２６に設けられた溝を通り、供
給通路１５より供給用通路１１ａ，１２ａを通って動翼
１１，１２へ供給される。冷却後の回収側蒸気３１は回
収用通路１１ｂ，１２ｂより回収通路１６を通り、ラジ
アル方向回収通路１７、軸方向回収通路１８を通り、穴
５ａより回収される。タービン主軸１はカップリング面
２６側が冷く、反対側が熱くなるのでその熱応力で接合
面２６が閉じるように作用し、供給側蒸気３０の漏れを
防ぐ。又、静止側シール４ａと回転側シール４ｂとでシ
ールし、シール部から漏れる蒸気を有効に回収し、内筒
１０のピストンリング４３と芯出しピース６とで軸方向
移動可能とし熱応力を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸気冷却ガスタービ
ンに関し、冷却用の蒸気の漏れを防止するような構造に
したものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の代表的な蒸気冷却方式を
採用したガスタービンの断面図である。図において、５
０は圧縮機、５１はガスタービンであり、ガスタービン
５１にはロータ６０の周囲に設けられた動翼７１，７
２，７３が設けられており、高温燃焼ガスが燃焼ガス通
路５２に導かれて流れ、固定側の静翼８３，８４，８５
との間で動翼７１，７２，７３が回転し、ロータ６０を
回転させる。

【０００３】ロータディスク６１には蒸気通路６３が連
通して軸方向に貫通しており、この蒸気通路６３は周方
向に複数本設けられている。冷却用蒸気８０はシャフト
６４の蒸気入口６５から蒸気通路に導かれ、通路６２を
通り、キャビティ６６に入り、供給側通路６７から２段
動翼７２内に入り、翼を冷却し、冷却後の蒸気は回収側
通路６８よりキャビティ６９に流出する。一方、蒸気通
路６２の蒸気はキャビティ９０より供給側通路９１へ入
り、ここから１段動翼７１に流入して翼内部を冷却し、
冷却後の蒸気は回収側通路９２よりキャビティ６９に流
出し、ここから先の２段動翼７２から流出した回収蒸気
と合流してキャビティ９３に流出し、ロータ６０の中心
を通ってシャフト６４側へ回収される。又、蒸気通路６
２からの蒸気の一部はキャビティ９４を通り、圧縮機５
０側へも供給され、冷却に供される。

【０００４】上記のような蒸気冷却方式を採用したガス
タービンは、近年の発電プラントの高温、高効率化に伴
ってコンバインドサイクルのプラントが多く建設される
ようになるに従い、ガスタービンの有力な冷却方式とし
て空気冷却方式に代わり、採用が検討されている。特に
コンバインドプラントにおいては蒸気タービンで発生し
た蒸気の一部を抽気してガスタービンに導き、ガスター
ビンを冷却し、冷却後の温度が上昇した蒸気を回収して
蒸気タービン側へ戻し、有効活用できるので発電プラン
トの効率化に貢献するもので、近年注目を集めている。

【０００５】このような従来の蒸気冷却方式ではロータ
周囲から低温、高圧蒸気を供給するために、供給の途中
において外部の低圧側に洩れる個所が多くなり、このよ
うな供給側の蒸気の洩れを如何にして防止するかが蒸気
冷却方式における大きな課題となっている。

【０００６】図９、図１０は蒸気冷却方式を採用した他
の例を示す図であり、図９は４段動翼の後方を示す断面
図であり、４段ディスク１００にはシールディスク１０
１を介して後方円板１０２（ジャーナル軸受）が取付け
られ、後方円板１０２には外側回転軸１０３と内側回転
軸１０８が取付けられ、４段ディスク１００と共に回転
する構造である。１０５は静止側のハウジングで、外側
回転軸１０３とはシール部となる軸受１０５と、内側回
転軸１０８とは同じくシール部となる軸受１０７で、回
転側と対向して設けられている。１０６は高圧チャンバ
で、１０９は環状通路であり、蒸気の通路となり、外側
回転軸１０３と内側回転軸１０８との間に形成されてい
る。

【０００７】上記構成の蒸気冷却方式のガスタービンに
おいて、供給側蒸気１２０はチャンバ１０６より環状通
路１０９を通り、環状高圧室１１０に入り、通路１１１
を通ってキャビティ１１２に流入し、ここから４段ディ
スク１００に設けられた図示省略の通路を通り、１段、
２段動翼へ導かれる。動翼を冷却した空気は、図示省略
の内側回転軸１０８内を通り、回収側蒸気１２１として
回収される。

【０００８】図１０は図９における後方円板１０２の拡
大図であり、図において、シールディスク１０１側は高
温となった回収側蒸気１２１により加熱されており、反
対側よりは高温となっている。このために後方円板１０
２はシールディスク側が熱伸びの影響を受け、矢印で示
すように締結ボルト１１３が引張られて傾きが生ずる。
これにより供給側蒸気１２０の一部がこの傾きにより生
じた隙間より外部に洩れることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、図１１
に示した従来の代表的な蒸気冷却方式を採用したガスタ
ービンにおいては、蒸気タービン側から抽気した蒸気を
ロータの周囲に設けた複数の蒸気通路からディスクを通
り、動翼に導き、動翼を冷却し、冷却後の高温となった
蒸気はキャビティよりロータの中心に導き、ロータ中心
から回収し、蒸気タービン側に戻し、これを有効活用し
ている。しかし、前述のような従来の蒸気冷却方式で
は、ロータ周囲から低温、高圧蒸気を供給するために供
給の途中において外部の低圧側に洩れる個所が多くな
り、そのためのシール部を多く設ける必要がある。従っ
て、高圧の供給蒸気が低圧側に洩れるのを如何にして防
止するかが蒸気供給方式における大きな課題となってい
た。

【００１０】又、図１０で示した例でも、後方円板（ジ
ャーナル軸受）１０２は後方円板１０２とディスク側と
のカップリング面を通過する回収側蒸気１２１にさらさ
れているため高温となっており、ジャーナル軸受が熱変
形して外周側が開き、供給側蒸気１２０の一部１２０ａ
が漏えいすることになる。又、この変形によりディスク
締結ボルト１１３に過大な引張応力が発生する恐れもあ
る。更に、この例においても供給側蒸気１２０が回収側
蒸気１２１の外側となっており、回転側である外側回転
軸１０３と静止側のシール部である軸受１０５，１０７
からの漏れがあり、従って動翼に供給される蒸気量が減
少することになる。

【００１１】そこで本発明は、蒸気冷却ガスタービンに
おいて、動翼へ供給する供給側の蒸気の外部への漏れを
少くし、又熱変形による伸び量を吸収しやすい構造とし
て熱変形による隙間の発生をなくして蒸気の漏えいを小
さくすると共に、蒸気の回収効率も高めることのできる
蒸気冷却ガスタービンを提供することを課題としてなさ
れたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために、次の（１）乃至（６）の手段を提供す
る。

【００１３】（１） タービン主軸後端から軸方向に蒸
気を供給する複数の主軸内蒸気供給通路と、同主軸内蒸
気供給通路のそれぞれから蒸気をディスク内に導き、動
翼に供給するディスク内蒸気供給通路と、前記動翼を冷
却した蒸気をそれぞれ導き、回収するディスク内蒸気回
収通路と、同ディスク内蒸気回収通路のそれぞれに連通
し、前記動翼冷却後の蒸気を回収する主軸内蒸気回収通
路とを備えた蒸気冷却ガスタービンにおいて、前記主軸
内蒸気供給通路は前記タービン主軸の中心部を通り、前
記主軸内蒸気回収通路は前記主軸内蒸気供給通路の外周
を通ることを特徴とする蒸気冷却ガスタービン。

【００１４】（２） 上記（１）の発明において、前記
最終段ディスクの前記主軸との接合面には半径方向に放
射状の溝を複数設け、それぞれ前記ディスク内蒸気供給
通路と主軸内蒸気供給通路とを接続すると共に、前記接
合面よりも後方のタービン主軸側に放射状の半径方向蒸
気回収通路を設け、前記ディスク内蒸気回収通路と主軸
内蒸気回収通路とを接続したことを特徴とする蒸気冷却
タービン。

【００１５】（３） 上記（１）の発明において、前記
主軸内蒸気回収通路の外側内周壁面には所定の空間を保
って熱シール用円筒を設けたことを特徴とする蒸気冷却
ガスタービン。

【００１６】（４） 上記（１）の発明において、前記
主軸内蒸気回収通路の後端に接続し、前記主軸内蒸気回
収通路の一部を形成すると共に、外周囲に複数のフィン
を有する回転側円筒状シール部材と、同回転側円筒状シ
ール部材の外周囲を覆い、内周面に前記回転側円筒状シ
ール部材のフィンと対向してシール部を構成する複数の
フィンを有する静止側円筒状シール部材と、前記回転側
円筒状シール部材と前記主軸内蒸気供給通路の後端部を
固定する芯出し円筒状部材とを設けたことを特徴とする
蒸気冷却ガスタービン。

【００１７】（５） 上記（１）の発明において、前記
主軸内蒸気回収通路内面と主軸内蒸気供給通路外周面と
の間には円周方向に所定の間隙で支持部材を設けると共
に、前記主軸内蒸気供給通路の両端部は軸方向に摺動可
能であることを特徴とする蒸気冷却ガスタービン。

【００１８】（６） 上記（１）の発明において、前記
主軸内蒸気供給通路の先方端部と前記タービン主軸との
間には前記主軸内蒸気供給通路の外周囲に溝を設けてピ
ストンリングを挿入したことを特徴とする蒸気冷却ガス
タービン。

【００１９】本発明の（１）においては、供給側の蒸気
はタービン主軸の中心部を通るので供給側の蒸気が回収
通路の内側となり、外側へ漏れる量が減少する。従来の
蒸気の供給はタービン主軸の外側より供給され、内側よ
り回収していたので、供給される蒸気は静止側と回転側
のシール部からの漏れ量が多く、動翼へ供給する蒸気量
が減少していたが、本発明では蒸気は回収側の内側を通
って供給されるので従来のようにシール部からの漏れが
なくなる。

【００２０】又、本発明の（２）では、蒸気回収通路が
ディスクとタービン主軸との接合面よりも後流側となる
ので、高温の回収蒸気が後方側を流れ、ディスクとター
ビン主軸との接合面が供給側の低温の蒸気の流路とな
る。従って接合面が熱変形により閉じるように作用して
接合面から蒸気が漏れるのを防止する。従来の構造では
高温の回収蒸気が接合面を流れ、接合面側が高温とな
り、接合面が熱変形を受けて開くように作用したが、本
発明ではこのような開きが防止される。

【００２１】本発明の（３）では、タービン主軸の蒸気
回収通路の外側内周壁面が所定の空間を保っており、こ
の空間に例えば蒸気や空気等を封入して気体層を保つよ
うにして蒸気の熱を軸受側に伝えにくくする。これによ
り油の燃え付きを防止することができる。

【００２２】本発明の（４）では、回転側の円筒状シー
ル部材と静止側円筒状シール部材とでシールを構成し、
シールを確実に行うと共に、芯出し円筒状部材で組立も
容易となる。

【００２３】本発明の（５）では、主軸内の蒸気回収通
路と蒸気供給通路の間は支持部材で支持し、両端部は軸
方向に摺動可能に支持しているので熱変形による軸方向
の熱伸びを吸収できる。

【００２４】本発明の（６）では、主軸内蒸気供給通路
の前方端部とタービン主軸との間はピストンリングでシ
ールされて主軸内蒸気回収通路への漏れを防いでおり、
かつ軸方向への熱伸びに対しては移動可能として伸びを
吸収することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係る蒸気冷却ガスタービンの全体の断面図
である。図において、タービンロータのディスク２１，
２２，２３，２４にはそれぞれ１段動翼１１、２段動翼
１２、３段動翼１３、４段動翼１４が取付けられてお
り、これらディスク２１〜２４とタービン主軸１とは締
結ボルト２５で互に軸方向に連結されている。

【００２６】タービン主軸１はカップリング面２６で４
段ディスク２４に接して取付けられ、油封入の軸受２で
回転可能に支持されている。タービン主軸１の内側には
サーマルシールド３が取付けられ、サーマルシールド３
及びタービン主軸１の端面には外筒シール５がカップリ
ングボルト７で軸方向に取付けられており、芯出しピー
ス５で端部が内筒１０に固定されている。４ａ，４ｂは
それぞれ対向配置された静止側のシール、外筒側（回転
側）シールである。

【００２７】又、サーマルシールド３と内筒１０との間
にはストラットサポート８が設けられ、空間を形成し、
更に内筒１０のキャビティ２７側端部にはストラットサ
ポート９が軸方向へ摺動可能に設けられている。

【００２８】１段動翼１１には供給用通路１１ａと回収
用通路１１ｂが、又２段動翼１２にも供給用通路１２ａ
と回収用通路１２ｂが設けられており、図２、図３にお
いて後述するように、それぞれ供給用通路は供給通路１
５へ、回収用通路は回収通路１６へ連通している。供給
通路１５は、後述するようにカップリング面に設けられ
た溝に連通してキャビティ２７へ接続し、キャビティ２
７は軸方向供給通路１９へ接続している。又、回収通路
１６は図示のようにラジアル方向回収通路１７へ連通
し、ラジアル方向回収通路１７は軸方向回収通路１８へ
接続している。

【００２９】上記構成の蒸気冷却ガスタービンにおい
て、供給側蒸気３０は内筒１０内を通り、キャビティ２
７へ入り、キャビティ２７よりカップリング面２６のタ
ービン主軸１の接合面に設けられた溝を通り、供給通路
１５へ流入する。供給通路１５からはキャビティ２８に
入り、ここから供給用通路１１ａを通り、１段動翼１１
に入り、動翼１１内の冷却蒸気通路を流れて回収用通路
１１ｂよりキャビティ２９ａに入り、ここから回収通路
１６へ流出する。

【００３０】又、供給通路１５からの蒸気はキャビティ
２９ｂより供給用通路１２ａに流入し、２段動翼１２内
に入り、翼内の冷却蒸気通路を流れて回収用通路１２ｂ
を通り、キャビティ２９ａに流入し、キャビティ２９ａ
では１段動翼１１の回収蒸気と一緒になり、回収通路１
６へ流出する。

【００３１】回収通路１６からの回収側蒸気はラジアル
方向回収通路１７を通り、軸方向回収通路１８を流れ
て、図５に示すように外筒シール５の出口５ａから外部
に流出し、図示省略の蒸気回収系に回収される。このよ
うな実施の形態の蒸気冷却ガスタービンによれば、供給
側蒸気３０はロータの中心側より供給され、その外側よ
り回収側蒸気３１が回収されるので、従来の方式に比べ
て供給側と回収側が逆になっており、供給側蒸気が外部
に漏れにくくなっている。次に、このような供給側蒸気
を漏れにくくした構成について詳しく説明する。

【００３２】図２は図１におけるタービン主軸のカップ
リング部の詳細を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はその
熱応力による変形の説明図である。図（ａ）において、
４段目ディスク２４とタービン主軸１とはカップリング
面２６で接して締結ボルト２５で結合されている。供給
側蒸気３０は冷却用の低温蒸気であり、４段ディスク２
４のカップリング面２６に設けられた溝内を通り、動翼
へ供給される。

【００３３】一方、回収側蒸気３１は動翼を冷却して高
温になっており、４段ディスク２４側からタービン主軸
１内のラジアル方向回収通路１７を通って軸方向回収通
路１８へ回収される。従って、図２（ｂ）に示すように
タービン主軸１はカップリング面２６側が低温で主軸１
の内部が高温となり、その熱伸びにより矢印のように力
が作用し、１′で示すような力を受けてカップリング面
２６を閉じるように作用する。従って、図１０に示した
従来のように、カップリング面が熱応力によって開くよ
うなことがなく、供給側蒸気の漏れを防止することがで
きる。

【００３４】図３は図２におけるＡ−Ａ断面図であり、
４段ディスク２４のカップリング面２６には放射状に溝
４０が設けられ、この溝４０は軸方向の供給通路１５に
連通している。供給通路１５の間には円周方向に回収通
路１６が設けられている。供給側蒸気３０はロータ中心
部の穴４１より軸方向から溝４０内に入り、半径方向に
流れて供給通路１５へ入り、動翼へ供給され、冷却後の
回収側蒸気３１は回収通路１６を通って図示省略のター
ビン主軸１のラジアル方向回収通路１７より回収され
る。

【００３５】図４は図１におけるＢ部詳細図であり、タ
ービン主軸１と軸方向回収通路１８との間には円筒状の
サーマルシールド３がカップリングボルト７で取付けら
れ、タービン主軸１との間には空間４２が保たれてい
る。この空間４２は蒸気、又は空気等により気体層を形
成し、高温の回収側蒸気３１による熱がタービン主軸１
の軸受２側へ伝わるのを防止している。

【００３６】図５は図１におけるＣ部詳細図であり、内
筒１０の後端側には芯出しピース６が取付けられ、円筒
状の外筒シール５と結合されている。外筒シール５には
穴５ａが設けられており、回収側蒸気３１が、この穴よ
り流出し、図示していない通路を通り、グランド蒸気溜
（ヘッダ）へ回収され、プラント内で再利用される。

【００３７】静止側シールフィン４ａの内側と外筒シー
ル５の外側にはそれぞれ回転側シールフィン４ｂが対向
して設けられ静止側と回転側のシールを構成している。
供給側蒸気３０の一部の漏れ蒸気３３ａはシール部を通
り、漏れ蒸気３３ｂとして流出するが、これらの漏れ蒸
気３３ｂはすべて前述のグランド蒸気溜（ヘッダ）へ連
通する通路５０へ流出するので、回収されて有効利用さ
れる。

【００３８】図６は図１における矢視Ｄ−Ｄであり、タ
ービン主軸１に取付けられたサーマルシールド３と内筒
１０とで軸方向回収通路１８が形成されており、軸方向
回収通路１８は複数のストラットサポート８がサーマル
シールド３と内筒１０との間に設けられて支持されてい
る。

【００３９】図７は図１におけるＥ部詳細であり、
（ａ）が断面図の詳細、（ｂ）がそのＦ−Ｆ矢視図であ
る。図において内筒１０の端部には溝が設けられ、この
溝とタービン主軸１との接合部には摺動可能に円周方向
にピストンリング４３が設けられており、軸方向回収通
路１８とラジアル方向回収通路１７の接続部をシールし
ている。又、供給蒸気３０を溝４０に導くように、内筒
１０の内側端部には円周方向に多数のストラット９が設
けられると共に、その内側中心部には（ｂ）図に示すよ
うに中実体４４が設けられている。一方、内筒１０が外
側から高温の回収側蒸気３１により加熱されて熱伸びが
生じても、タービン主軸１とは円筒１０の外周端に設け
たピストンリング４３が摺動して移動可能とし、内筒１
０の熱伸びを吸収するような構造となっている。

【００４０】図８は図１におけるＧ部詳細であり、外筒
シール５と内筒１０との間には芯出しピース６が挿入さ
れ、そのフランジ部６ａが先端部において外筒シール５
とボルト４５で固定されている。内筒１０と芯出しピー
ス６とは軸方向に摺動可能に係合すると共に軸方向回収
通路１８先端部のシールとして機能している。このよう
な構造により、内筒１０の先端部においても熱伸びを吸
収することができる。

【００４１】以上説明の実施の形態の蒸気冷却ガスター
ビンによれば、タービン主軸１内に、外側に軸方向回収
通路１８を、その内側に軸方向供給通路１９とをそれぞ
れ設けて低温の供給側蒸気３０を供給し、高温の蒸気を
その外側の軸方向回収通路１８で回収するようにし、供
給側蒸気３０の外部への漏れを少くする。又、４段ディ
スク２４とタービン主軸１とのカップリング面２６に供
給側蒸気３０の通路となる溝４０を設け、供給通路１５
へ連通させて動翼へ導く構造とし、カップリング面２６
が熱応力により閉じるように作用させる。又、タービン
主軸１のボア部にサーマルシールド３を設けて空間４２
内に気体層を設け、回収側蒸気３１からの高温の熱を軸
受２側に伝えないようにして油の焼き付きを防止する。

【００４２】又、軸方向回収通路１８内を支持するスト
ラット８，９、一端にピストンリング４３、他端に芯出
しピース６を設けて内筒１０をラジアル方向に固定する
と共に、軸方向へ摺動可能とし、熱伸びを吸収できるよ
うにし、更に芯出しピース６により組立を容易にする構
造としている。

【００４３】更に静止側と固定側とのシールに関して
は、静止側シール４ａと回転側シール４ｂとでフィン加
工によるシールを構成し、供給側蒸気３０の漏れ蒸気３
３ｂをグランド蒸気溜めにすべて回収できるようにして
漏れ蒸気を有効に回収できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の（１）の蒸気冷却ガスタービン
は、タービン主軸後端から軸方向に蒸気を供給する複数
の主軸内蒸気供給通路と、同主軸内蒸気供給通路のそれ
ぞれから蒸気をディスク内に導き、動翼に供給するディ
スク内蒸気供給通路と、前記動翼を冷却した蒸気をそれ
ぞれ導き、回収するディスク内蒸気回収通路と、同ディ
スク内蒸気回収通路のそれぞれに連通し、前記動翼冷却
後の蒸気を回収する主軸内蒸気回収通路とを備えた蒸気
冷却ガスタービンにおいて、前記主軸内蒸気供給通路は
前記タービン主軸の中心部を通り、前記主軸内蒸気回収
通路は前記主軸内蒸気供給通路の外周を通ることを特徴
としている。このような構成により供給側の蒸気がター
ビン主軸の中心を通り、回収側が外側となり、供給側蒸
気の外部への漏れを少くすることができる。

【００４５】本発明の（２）は、上記（１）の発明にお
いて、前記ディスクの最終段と前記タービン主軸との接
合面には放射状の溝を複数設け、それぞれ前記ディスク
内蒸気供給通路と主軸内蒸気供給通路とを接続すると共
に、前記接合面よりも後方のタービン主軸側に放射状の
半径方向蒸気回収通路を設け、前記ディスク内蒸気回収
通路と主軸内蒸気回収通路とをそれぞれ接続したことを
特徴としている。このような構成により、蒸気回収通路
がディスクとタービン主軸との接合面よりも後流側とな
るので、高温の回収蒸気が後方側を流れ、ディスクとタ
ービン主軸との接合面が供給側の低温の蒸気の流路とな
る。従って接合面が熱変形により閉じるように作用して
接合面から蒸気が漏れるのを防止する。

【００４６】本発明の（３）は、上記（１）の発明にお
いて、前記主軸内蒸気回収通路の外側内周壁面には所定
の空間を保って熱シール用円筒を設けたことを特徴とし
ている。このような構成により、タービン主軸の蒸気回
収通路の外側内周壁面が所定の空間を保っており、この
空間に蒸気や空気等を封入して気体層を保つようにして
蒸気の熱を軸受側に伝えにくくする。これにより油の焼
き付きを防止することができる。

【００４７】本発明の（４）は、上記（１）の発明にお
いて、前記主軸内蒸気回収通路の後端に接続し、前記主
軸内蒸気回収通路の一部を形成すると共に、外周囲に複
数のフィンを有する回転側円筒状シール部材と、同回転
側円筒状シール部材の外周囲を覆い、内周面に前記回転
側円筒状シール部材のフィンと対向してシール部を構成
する複数のフィンを有する静止側円筒状シール部材と、
前記回転側円筒状シール部材と前記主軸内蒸気供給通路
の後端部を固定する芯出し円筒状部材とを設けたことを
特徴としている。このような構成により、回転側の円筒
状シール部材と静止側円筒状シール部材とでシールを構
成し、シールを確実に行うと共に、芯出し円筒状部材で
組立も容易となる。

【００４８】本発明の（５）は、上記（１）の発明にお
いて、前記主軸内蒸気回収通路内面と主軸内蒸気供給通
路外周面との間には円周方向に所定の間隙で支持部材を
設けると共に、前記主軸内蒸気供給通路の両端部は軸方
向に摺動可能であることを特徴としている。このような
構成により、熱変形による軸方向の伸びを吸収すること
ができる。

【００４９】本発明の（６）は、上記（１）の発明にお
いて、前記主軸内蒸気供給通路の先方端部と前記タービ
ン主軸との間には前記主軸内蒸気供給通路の外周囲に溝
を設けてピストンリングを挿入したことを特徴としてお
り、これにより供給側の蒸気が主軸内蒸気回収通路へ漏
れるのを防いでおり、かつ軸方向への熱伸びに対しては
移動可能として伸びを吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る蒸気冷却ガスター
ビンの全体の断面図である。

【図２】図１におけるタービン主軸とディスクとのカッ
プリング面の詳細を示し、（ａ）は詳細な断面図、
（ｂ）は熱変形の説明図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図１におけるＢ部の詳細断面図である。

【図５】図１におけるＣ部の詳細断面図である。

【図６】図１におけるＤ−Ｄ断面図である。

【図７】図１におけるＥ部の詳細を示し、（ａ）は詳細
な断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視図である。

【図８】図１におけるＧ部の詳細な断面図である。

【図９】従来の蒸気冷却方式ガスタービンの４段ディス
ク部分の一例を示す断面図である。

【図１０】図９に示す従来の蒸気冷却方式ガスタービン
のディスクと軸受部とのカップリング面での熱変形を説
明する図である。

【図１１】従来の蒸気冷却方式の他の例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ タービン主軸 ２ 軸受 ３ サーマルシールド ４ａ 静止側シールフィン ４ｂ 回転側シールフィン ５ 外筒シール ６ 芯出しピース ８，９ ストラットサポート １０ 内筒 １１ａ，１２ａ 供給用通路 １１ｂ，１２ｂ 回収用通路 １１ １段動翼 １２ ２段動翼 １５ 供給通路 １６ 回収通路 １７ ラジアル方向回収通路 １８ 軸方向回収通路 １９ 軸方向供給通路 ２４ ４段ディスク ２５ 締結ボルト ２６ カップリング面 ２７，２８，２９ａ，２９ｂ キャビティ ３０ 供給側蒸気 ３１ 回収側蒸気 ３３ａ 供給側漏れ蒸気 ３３ｂ 漏れ蒸気 ４２ 空間 ４４ 中実体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン主軸後端から軸方向に蒸気を供
   給する複数の主軸内蒸気供給通路と、同主軸内蒸気供給
   通路のそれぞれから蒸気をディスク内に導き、動翼に供
   給するディスク内蒸気供給通路と、前記動翼を冷却した
   蒸気をそれぞれ導き、回収するディスク内蒸気回収通路
   と、同ディスク内蒸気回収通路のそれぞれに連通し、前
   記動翼冷却後の蒸気を回収する主軸内蒸気回収通路とを
   備えた蒸気冷却ガスタービンにおいて、前記主軸内蒸気
   供給通路は前記タービン主軸の中心部を通り、前記主軸
   内蒸気回収通路は前記主軸内蒸気供給通路の外周を通る
   ことを特徴とする蒸気冷却ガスタービン。
2. 【請求項２】 前記ディスクの最終段と前記タービン主
   軸との接合面には半径方向に放射状の溝を複数設け、そ
   れぞれ前記ディスク内蒸気供給通路と主軸内蒸気供給通
   路とを接続すると共に、前記接合面よりも後方のタービ
   ン主軸側に放射状の半径方向蒸気回収通路を設け、前記
   ディスク内蒸気回収通路と主軸内蒸気回収通路とをそれ
   ぞれ接続したことを特徴とする請求項１記載の蒸気冷却
   タービン。
3. 【請求項３】 前記主軸内蒸気回収通路の外側内周壁面
   には所定の空間を保って熱シール用円筒を設けたことを
   特徴とする請求項１記載の蒸気冷却ガスタービン。
4. 【請求項４】 前記主軸内蒸気回収通路の後端に接続
   し、前記主軸内蒸気回収通路の一部を形成すると共に、
   外周囲に複数のフィンを有する回転側円筒状シール部材
   と、同回転側円筒状シール部材の外周囲を覆い、内周面
   に前記回転側円筒状シール部材のフィンと対向してシー
   ル部を構成する複数のフィンを有する静止側円筒状シー
   ル部材と、前記回転側円筒状シール部材と前記主軸内蒸
   気供給通路の後端部を固定する芯出し円筒状部材とを設
   けたことを特徴とする請求項１記載の蒸気冷却ガスター
   ビン。
5. 【請求項５】 前記主軸内蒸気回収通路内面と主軸内蒸
   気供給通路外周面との間には円周方向に所定の間隙で支
   持部材を設けると共に、前記主軸内蒸気供給通路の両端
   部は軸方向に摺動可能であることを特徴とする請求項１
   記載の蒸気冷却ガスタービン。
6. 【請求項６】 前記主軸内蒸気供給通路の前方端部と前
   記タービン主軸との間には前記主軸内蒸気供給通路の外
   周囲に溝を設けてピストンリングを挿入したことを特徴
   とする請求項１記載の蒸気冷却ガスタービン。