(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記抽気管は、ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続する構造部材の内部を通して設置される
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記抽気管は、ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続する構造部材の下流側直近部を沿うように設置される
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項３】
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記抽気管は、ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続する構造部材の後縁に該抽気管の出口が位置するように設置される
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項４】
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続し周方向において逆さＹ字状に配置される３つの構造部材を備え、
前記抽気管は前記構造部材の内部を通して設置される
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項５】
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記排気ダクトを円筒状とし、
前記排気ダクトの下流側に接続される断面が角型の角型排気ダクトを備え、
前記抽気管は、前記角型排気ダクトの入口側の４隅に配置される
ことを特徴とするガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスタービンにおいては、起動時に圧縮機の起動特性を改善するために圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に抽気管を介して放出する構成が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、従来のガスタービンの構成の一例を示した模式図である。
図７に示すように、従来のガスタービンは、図７中に１点鎖線で示す回転軸を中心として回転するロータ１０と、ロータ１０側に環状に取り付けられた複数枚の動翼１１と、ロータ１０の周囲を覆うタービンケーシング１２に設けられた複数枚の静翼（図示省略）とが、ロータ１０の軸方向に交互に配置されており、図７中に矢印Ｆで示すこれらを通過する燃焼ガスの流路である燃焼ガス流路１３が形成されている。各動翼１１及び各静翼は、軸方向の一対で組をなす多段構造となっている。なお、図７においては、これらのうちの最終段、すなわち最下流位側に位置する動翼１１のみを示している。
【０００４】
最終段の動翼１１の下流側には、排気ディフューザ１４が同軸に接続されている。排気ディフューザ１４は、内部に燃焼ガス流路１３に連続し、かつ次第に流路断面積が拡大する燃焼ガス流路１５を形成する排気ケーシング１６と、排気ケーシング１６内に通されたロータ１０を軸支する軸受１７を周囲より支持する複数枚のストラット１８と、点検や整備の際に作業者が通るためのマンホール１９とを備えている。排気ディフューザ１４の下流側には、円筒状の排気ダクト２０が同軸に接続されている。
そして、従来のガスタービンにおいては、抽気管１００が排気ダクト２０内に設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−６０７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した抽気管１００は、排気ダクト２０内に位置しているため、図７中に矢印Ｆで示す燃焼ガスの主流の流れを妨げてしてしまっている。このため、排気ダクト２０内における圧力損失が増大し、ガスタービンの性能低下の要因となっている。
【０００７】
以上のことから、本発明は、起動時に圧縮機の起動特性を改善するために圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管が燃焼ガスの主流の流れを妨げることのないガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るガスタービンは、
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記抽気管は、ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続する構造部材の内部を通して設置される
ことを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するための第２の発明に係るガスタービンは、
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記抽気管は、ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続する構造部材の下流側直近部を沿うように設置される
ことを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための第３の発明に係るガスタービンは、
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記抽気管は、ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続する構造部材の後縁に該抽気管の出口が位置するように設置される
ことを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するための第４の発明に係るガスタービンは、
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
ロータを軸支する軸受側とケーシング側とを接続し周方向において逆さＹ字状に配置される３つの構造部材を備え、
前記抽気管は前記構造部材の内部を通して設置される
ことを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するための第５の発明に係るガスタービンは、
起動時に圧縮機の圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備え、前記抽気管が、燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置されるガスタービンであって、
前記排気ダクトを円筒状とし、
前記排気ダクトの下流側に接続される断面が角型の角型排気ダクトを備え、
前記抽気管は、前記角型排気ダクトの入口側の４隅に配置される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、起動時に圧縮機の起動特性を改善するために圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管が燃焼ガスの主流の流れを妨げることのないガスタービンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。
【図２】第２の実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。
【図３】第３の実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。
【図４】第４の実施例に係るガスタービンの構成を示した図１にＡ−Ａで示した断面における断面図である。
【図５】第５の実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。
【図６】第５の実施例に係るガスタービンの構成を示した図５におけるＢ−Ｂで示す断面における断面図である。
【図７】従来のガスタービンの構成の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るガスタービンを実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明に係るガスタービンの第１の実施例について説明する。
図１は、本実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。
図１に示すように、本実施例に係るガスタービンは、図１中に１点鎖線で示す回転軸を中心として回転するロータ１０と、ロータ１０側に環状に取り付けられた複数枚の動翼１１と、ロータ１０の周囲を覆うタービンケーシング１２に設けられた複数枚の静翼（図示省略）とが、ロータ１０の軸方向に交互に配置されており、図１中に矢印Ｆで示すこれらを通過する燃焼ガスの流路である燃焼ガス流路１３が形成されている。各動翼１１及び各静翼は、軸方向の一対で組をなす多段構造となっている。なお、図１においては、これらのうちの最終段、すなわち最下流位側に位置する動翼１１のみを示している。
【００１８】
最終段の動翼１１の下流側には、排気ディフューザ１４が同軸に接続されている。排気ディフューザ１４は、内部に燃焼ガス流路１３に連続し、かつ次第に流路断面積が拡大する燃焼ガス流路１５を形成する排気ケーシング１６と、排気ケーシング１６内に通されたロータ１０を軸支する軸受１７を周囲より支持する複数枚のストラット１８と、点検や整備の際に作業者が通るためのマンホール１９とを備えている。排気ディフューザ１４の下流側には、円筒状の排気ダクト２０が同軸に接続されている。
【００１９】
本実施例に係るガスタービンは、起動時に圧縮機（図示省略）の起動特性を改善するために圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト２０内に放出する抽気管１を備えている。
【００２０】
そして、本実施例に係るガスタービンにおいては、抽気管１を燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置すべく、マンホール１９の内部を通し、抽気管１の出口が排気ディフューザ１４の内径部１４ａにおいて下流側に向けて設置されている。なお、本実施例においては、マンホール１９の内部に抽気管１を通す場合を例として説明するが、ストラット１８の内部に抽気管１を通すようにしてもよいし、これらの構造部材以外のロータ１０を軸支する軸受１７側と接続される既存の構造部材の内部に抽気管１を通すようにしてもよい。
【００２１】
したがって、本実施例に係るガスタービンによれば、排気ダクト２０の燃焼ガスの主流の流れを妨げることがないため、排気ダクト２０内における圧力損失の増大を抑制することができ、ガスタービンの性能を向上させることができる。
【実施例２】
【００２２】
以下、本発明に係るガスタービンの第２の実施例について説明する。
図２は、本実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。
図２に示すように、本実施例に係るガスタービンは、第１の実施例に係るガスタービンとほぼ同様の構成であるが、抽気管１を燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置すべく、抽気管１をマンホール１９の下流側直近部を沿うように設置している点が異なる。
【００２３】
したがって、本実施例に係るガスタービンによれば、排気ダクト２０の燃焼ガスの主流の流れを妨げることがないため、排気ダクト２０内における圧力損失の増大を抑制することができ、ガスタービンの性能を向上させることができる。
【実施例３】
【００２４】
以下、本発明に係るガスタービンの第３の実施例について説明する。
図３は、本実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。
図３に示すように、本実施例に係るガスタービンは、第１の実施例に係るガスタービンとほぼ同様の構成であるが、抽気管１を燃焼ガスの主流の流れを妨げない位置に配置すべく、マンホール１９の後縁に抽気管１の出口が位置するように設置している点が異なる。
【００２５】
したがって、本実施例に係るガスタービンによれば、排気ダクト２０の燃焼ガスの主流の流れを妨げることがないため、排気ダクト２０内における圧力損失の増大を抑制することができ、ガスタービンの性能を向上させることができる。
【００２６】
また、本実施例においては、抽気管１の曲がり部を第１，２の実施例のような直角ではなく、鈍角に曲げることにより抽気管１の圧損を低減することができる。このため、起動時に圧縮機から適切な量の圧縮空気を抽気することができるため、圧縮機の起動特性をより改善することができる。
【実施例４】
【００２７】
以下、本発明に係るガスタービンの第４の実施例について説明する。
ガスタービンにおいては、起動時の圧縮機の起動特性をより改善するために圧縮機の前段及び中段に接続される大径の低圧の抽気管１（以下、低圧抽気管という）及び中圧の抽気管１（以下、中圧抽気管という）と、圧縮機の後段に接続される小径の高圧の抽気管１（以下、高圧抽気管という）が設置される場合がある。
【００２８】
図４は、本実施例に係るガスタービンの構成を示した図１にＡ−Ａで示した断面における断面図である。
図４に示すように、本実施例に係るガスタービンは、第１の実施例に係るガスタービンとほぼ同様の構成であるが、マンホール１９の周方向における配置を逆さＹ字状の配置とし、下半側の２本のマンホール１９ａ，１９ｂにそれぞれ大径の低圧抽気管１ａと中圧抽気管１ｂを通し、上半側の１本のマンホール１９ｃに小径の高圧抽気管１ｃを通すこととした。
【００２９】
このように、作業が比較的容易な下半側の２本のマンホール１９ａ，１９ｂにそれぞれ大径の低圧抽気管１ａと中圧抽気管１ｂを通し、作業が困難な上半側の１本のマンホール１９ｃに小径の高圧抽気管１ｃを通すことにより、ガスタービン製造時の効率を向上させることができる。
【００３０】
なお、本実施例においては、上半側の１本のマンホール１９ｃに小径の高圧抽気管１ｃを通す場合を例として説明するが、下半側の２本のマンホール１９ａ，１９ｂにそれぞれ大径の低圧抽気管１ａと中圧抽気管１ｂを通した上で、なお下半側の２本のマンホール１９ａ，１９ｂに隙間があるようであれば、この隙間に小径の高圧抽気管１ｃを通すようにしても良い。また、本実施例においては、３本の抽気管１を設置する場合を例として説明するが、これ以外にも、１本、もしくは２本又は４本以上の複数の抽気管１を設置することとしてもよい。
【００３１】
したがって、従来のガスタービンにおいて、大径の低圧抽気管１ａ及び中圧抽気管１ｂと小径の高圧抽気管１ｃのように複数の抽気管１を設置した場合、複数の抽気管１が燃焼ガスの主流の流れを妨げて、圧力損失が大幅に増大することとなるものの、本実施例に係るガスタービンによれば、複数の抽気管を設置した場合であっても排気ダクト２０内の燃焼ガスの主流の流れを妨げることがないため、排気ダクト２０内における圧力損失の増大を抑制することができ、ガスタービンの性能を向上させることができる。
【実施例５】
【００３２】
以下、本発明に係るガスタービンの第５の実施例について説明する。
ガスタービンの後段には、ボイラー等の下流側の設備との接続のため断面が角型の排気ダクト（以下、角型排気ダクトという）が接続される場合がある。
【００３３】
図５は、本実施例に係るガスタービンの構成を示した模式図である。また、図６は、本実施例に係るガスタービンの構成を示した図５におけるＢ−Ｂで示す断面における断面図である。
図５に示すように、本実施例に係るガスタービンは、第４の実施例に係るガスタービンとほぼ同様の構成であるが、円筒状の排気ダクト２０の下流側に角型排気ダクト２１が接続されている。
【００３４】
そして、本実施例に係るガスタービンにおいては、図６に示すように、角型排気ダクト２１の入口側の下側の隅にそれぞれ大径の低圧抽気管１ａと中圧抽気管１ｂの出口を配置し、角型排気ダクト２１の入口側の上側の隅に小径の高圧抽気管１ｃの出口を配置することとした。
【００３５】
このように、作業が比較的容易な角型排気ダクト２１の入口側の下側の隅にそれぞれ大径の低圧抽気管１ａと中圧抽気管１ｂの出口を配置し、作業が困難な角型排気ダクト２１の入口側の上側の隅に小径の高圧抽気管１ｃの出口を配置することにより、ガスタービン製造時の効率を向上させることができる。
【００３６】
なお、本実施例においては、角型排気ダクト２１の入口側の上側の隅に小径の高圧抽気管１ｃの出口を配置する場合を例として説明するが、角型排気ダクト２１の入口側の下側の隅にそれぞれ大径の低圧抽気管１ａと中圧抽気管１ｂの出口を配置した上で、なお角型排気ダクト２１の入口側の下側の隅に隙間があるようであれば、この隙間に小径の高圧抽気管１ｃを通すようにしても良い。また、本実施例においては、３本の抽気管１を設置する場合を例として説明するが、これ以外にも、１本、もしくは２本又は４本以上の複数の抽気管１を設置することとしてもよい。
【００３７】
したがって、従来のガスタービンにおいて、大径の低圧抽気管１ａ及び中圧抽気管１ｂと小径の高圧抽気管１ｃのように複数の抽気管１を設置した場合、複数の抽気管１が燃焼ガスの主流の流れを妨げて、圧力損失が大幅に増大することとなるものの、本実施例に係るガスタービンによれば、複数の抽気管を設置した場合であっても排気ダクト２０内の燃焼ガスの主流の流れを妨げることがないため、排気ダクト２０内における圧力損失の増大を抑制することができ、ガスタービンの性能を向上させることができる。
【００３８】
また、本実施例においては、大径の低圧抽気管１ａ及び中圧抽気管１ｂと小径の高圧抽気管１ｃの曲がり部を第４の実施例のような直角ではなく、鈍角に曲げることにより大径の低圧抽気管１ａ及び中圧抽気管１ｂと小径の高圧抽気管１ｃの圧損を低減することができる。このため、起動時に圧縮機から適切な量の圧縮空気を抽気することができるため、圧縮機の起動特性をより改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、例えば、起動時に圧縮機の起動特性を改善するために圧縮空気の一部を圧縮機から抽気し、抽気した空気を排気ダクト内に放出する抽気管を備えるガスタービンにおいて利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  抽気管
１ａ  低圧抽気管
１ｂ  中圧抽気管
１ｃ  高圧抽気管
１０  ロータ
１１  動翼
１２  タービンケーシング
１３  燃焼ガス流路
１４  排気ディフューザ
１４ａ  排気ディフューザ内径部
１５  燃焼ガス流路
１６  排気ケーシング
１７  軸受
１８  ストラット
１９  マンホール
２０  排気ダクト
２１  角型排気ダクト
１００  抽気管
【図１】
0005571015.tif 000002
【図２】
0005571015.tif 000003
【図３】
0005571015.tif 000004
【図４】
0005571015.tif 000005
【図５】
0005571015.tif 000006
【図６】
0005571015.tif 000007
【図７】
0005571015.tif 000008