(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の動翼を持つタービンディスクと、同タービンディスクの一面側に同軸に結合され中央部内面が段差厚肉に形成されたトルクチューブと、同トルクチューブの外面に内面が接し挿入され両者間に上記タービンディスクを経て動翼へ冷却空気を供給する流路が形成されたエアセパレータとを有するタービン冷却装置において、上記トルクチューブの段差厚肉部の外面近くに沿い上記タービンディスク側から単数または複数のトルクチューブ冷却空洞を設けたことを特徴とするタービン冷却装置。
【請求項２】
複数の動翼を持つタービンディスクと、同タービンディスクの一面側に同軸に結合され中央部内面が段差厚肉に形成されたトルクチューブと、同トルクチューブの外面に内面が接し挿入され両者間に上記タービンディスクを経て動翼へ冷却空気を供給する流路が形成されたエアセパレータとを有するタービン冷却装置において、上記トルクチューブの段差厚肉部の外面近くに沿い上記タービンディスク側から上記タービンディスクから遠い方の上記流路に連通する単数または複数のトルクチューブ冷却孔を設けたことを特徴とするタービン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温ガスタービンの動翼冷却空気を圧縮機から抽気後、静止系から回転系（ローター）に供給するために設けられたトルクチューブ部に適用されるタービン冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスタービン冷却装置を図５と図６に示す。
複数の動翼７を持つタービンディスク６の一方側には、筒形で、中央部内面が段差厚肉に形成されたトルクチューブ２が同軸に結合されている。その外面にエアセパレータ１が内面を接して挿入されている。
【０００３】
エアセパレータ１とトルクチューブ２間には動翼７へ冷却空気を供給する流路ａが形成されている。エアセパレータ１の外面には冷却空気供給管４につながれた、キャビティ５ａを持つ中間軸カバー５が配置されている。
図中１０はスピンドルボルトである。
【０００４】
以上において、動翼冷却空気は冷却空気供給管４からキャビティ５ａを経て回転側の流路ａに送られる。そしてディスク６の孔を経て動翼７へ送られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すようにエアセパレーター部は非常に肉薄で、逆にトルクチューブ側は厚肉部を持つため、大きな熱容量差がある。
【０００６】
図７に示す運転パターンにおける実負荷運転時には図８のようにエアセパレーター周囲の雰囲気温度は安定しているために両者の温度は一定である。温度変化時、特にタービンの停止時には、同図に示すようにエアセパレーター内を冷たい空気が通過するために両者の熱容量差により過渡的なメタル温度変化が異なり、エアセパレーターとトルクチューブの間の熱による変形量が異なり、大きな変形差が生じる。これによりガスタービンに悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため次の手段を講ずる。
【０００８】
（１）  複数の動翼を持つタービンディスクと、同タービンディスクの一面側に同軸に結合され中央部内面が段差厚肉に形成されたトルクチューブと、同トルクチューブの外面に内面が接し挿入され両者間に上記タービンディスクを経て動翼へ冷却空気を供給する流路が形成されたエアセパレータとを有するタービン冷却装置において、上記トルクチューブの段差厚肉部の外面近くに沿い上記タービンディスク側から単数または複数のトルクチューブ冷却空洞を設ける。
【０００９】
以上において、トルクチューブの外面部にはトルクチューブ冷却空洞があけられているため、この部分の熱容量が小さくなっている。
したがって非定常温度変化時に、容易に追従変化し、エアセパレータとトルクチューブ間の温度差が少くなり、熱変形の差による悪影響の心配がなくなる。
【００１０】
（２）  複数の動翼を持つタービンディスクと、同タービンディスクの一面側に同軸に結合され中央部内面が段差厚肉に形成されたトルクチューブと、同トルクチューブの外面に内面が接し挿入され両者間に上記タービンディスクを経て動翼へ冷却空気を供給する流路が形成されたエアセパレータとを有するタービン冷却装置において、上記トルクチューブの段差厚肉部の外面近くに沿い上記タービンディスク側から上記タービンディスクから遠い方の上記流路に連通する単数または複数のトルクチューブ冷却孔を設ける。
【００１１】
以上において、冷却空気は流路から一部分流してトルクチューブ冷却孔を通りトルクチューブの外面部を冷却しながら出る。したがって、エアセパレータに近い温度に強制空冷され、非定常温度変化時にエアセパレータとトルクチューブ間の温度差が少くなり、熱変形の差による悪影響の心配がなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（１）  本発明の実施の第１形態を図１と図２により説明する。なお、従来例で説明した部分は、同一の番号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
トルクチューブ２の段差厚肉部の外面近くに、軸に平行でかつ断面が偏平なトルクチューブ冷却空洞９を周方向に等ピッチであける。
【００１３】
以上において、トルクチューブ２の外面部にはトルクチューブ冷却空洞９があけられているため、この部分の熱容量が小さくなっている。
したがって非定常温度変化時に、容易に追従変化し、エアセパレータ１とトルクチューブ２間の温度差が少くなり、熱変形の差による悪影響の心配がなくなる。
【００１４】
（２）  本発明の実施の第２形態を図３と図４により説明する。なお、従来例で説明した部分は、同一の番号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
トルクチューブ２の段差厚肉部の外面近くに、軸に平行なトルクチューブ冷却孔８を周方向に等ピッチであける。トルクチューブ冷却孔８の基端はディスク６から遠い方の流路ａに連通させる。
【００１５】
以上において、冷却空気は流路ａから一部分流してトルクチューブ冷却孔８を通りトルクチューブ２の外面部を冷却しながら出る。したがって、エアセパレータ１に近い温度に強制空冷され、非定常温度変化時にエアセパレータ１とトルクチューブ２間の温度差が少くなり、熱変形の差による悪影響の心配がなくなる。
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、停止時などの非定常温度変化時にエアセパレーターとトルクチューブの間に温度差が生じず、ガスタービン内での変形を抑えることが可能となり、寿命延長および信頼性の向上に寄与する効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態の断面図である。
【図２】同第１形態の図１のＡ−Ａ視図である。
【図３】本発明の実施の第２形態の断面図である。
【図４】同第２形態の図３のＢ−Ｂ視図である。
【図５】従来例の断面図である。
【図６】同従来例の図５のＣ−Ｃ視図である。
【図７】同従来例の説明図である。
【図８】同従来例の説明図である。
【符号の説明】
１      エアセパレータ
２      トルクチューブ
３      動翼冷却空気（図中矢印）
４      冷却空気供給管
５      中間軸カバー
６      １段ディスク
７      第１段動翼
８      トルクチューブ冷却孔
９      トルクチューブ冷却空洞
１０    スピンドルボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003652780.tif 000007
【図７】
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【図８】
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