(57)【要約】本発明に係わるガスタービンは、ロータ本体（６）の下流側にロータ本体（６）とは非接触で配置され、ロータ本体（６）の冷却空気主通路（８ａ）に冷却空気を送る冷却空気配管（１９）と、ロータ本体（６）を回転可能に支持する軸受け（２９）よりも下流側であってロータ本体（６）の外周側に環状に配置されている軸受下流端軸シール（２７）と、軸受下流端軸シール（２７）から軸受け（２９）側に漏れた冷却空気（Ａ１）を、最終動翼段（９）を通過した燃焼ガス（Ｇ）が流れる排気流路（１３）中に導く漏れ空気回収流路（３０）が形成されている回収流路部材と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスによって回転軸線を中心として回転するロータと、前記ロータの下流側の部分を回転可能に支持する軸受けと、を備えているガスタービンにおいて、
前記ロータは、前記回転軸線を中心として前記回転軸線と平行な軸方向に延びているロータ本体と、前記ロータ本体の外周に固定され前記軸方向に並んでいる複数の動翼段と、を有し、前記ロータ本体には、前記ロータ本体の下流端で開口し、前記軸方向に延びている冷却空気主通路が形成され、
前記ロータ本体の下流側に前記ロータ本体とは非接触で配置され、前記ロータ本体の前記冷却空気主通路に冷却空気を送る冷却空気配管と、
前記軸受けよりも下流側であって、前記ロータ本体の径方向外側に環状に配置された軸受下流端軸シールと、
前記ロータ本体の下流端と前記冷却空気配管との間から、前記ロータ本体の径方向外側を経由して前記軸受下流端軸シールに到達し、前記軸受下流端軸シールから前記軸受け側に漏れた冷却空気を、複数の前記動翼段のうちの最終動翼段を通過した前記燃焼ガスが流れる排気流路中に導く漏れ空気回収流路が形成されている回収流路部材と、
を備えていることを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービンにおいて、
前記最終動翼段の下流側に配置され、前記回転軸線を中心として筒状を成す外側ディフューザと、
前記回転軸線を中心として筒状を成し、前記外側ディフューザの径方向内側で且つ前記ロータ本体の径方向外側に配置されて、前記外側ディフューザとの間に前記排気流路が形成された内側ディフューザと、
を備え、
前記漏れ空気回収流路は、前記内側ディフューザの径方向内側から前記排気流路内に前記漏れた冷却空気を導く、
ガスタービン。
【請求項３】
請求項２に記載のガスタービンにおいて、
前記漏れ空気回収流路は、前記内側ディフューザの上流側に前記漏れた冷却空気を導く、
ガスタービン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記回転軸線を中心として筒状を成し、前記ロータ本体の前記軸受けよりも下流側の部分を覆い、径方向内側に前記軸受下流端軸シールが取り付けられている下流側シール保持環と、
前記下流側シール保持環の径方向内側であって、前記軸受けよりも下流側で且つ前記軸受下流端軸シールよりも上流側に取り付けられている軸受寄り下流側軸シールと、
を備え、
前記下流側シール保持環には、前記軸方向における前記軸受下流端軸シールと前記軸受寄り下流側軸シールと間の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記漏れ空気回収流路の一部を成す、
ガスタービン。
【請求項５】
請求項４に記載のガスタービンにおいて、
前記回収流路形成部材は、前記下流側シール保持環の前記貫通孔と連通する流路が形成されている漏れ空気回収配管を有する、
ガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンに係り、特に、ガスタービンの軸受け周りの構造に関する。
本願は、２０１２年２月２３日に、日本に出願された特願２０１２−０３７７２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンと、を備えている。圧縮機は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する。燃焼器は、燃料を圧縮空気に混合して燃焼させて燃焼ガスを生成する。タービンは、燃焼ガスにより回転するロータを有する。ロータは、一般的に、ロータ本体と、複数の動翼段とを有している。ロータ本体は、回転軸線を中心として回転軸線と平行な軸方向に延びている。複数の動翼段は、このロータ本体の外周に固定され軸方向に並んでいる。【０００３】
このようなガスタービンでは、高効率化に伴って、タービンに供給される燃焼ガス温度が非常に高温になってきている。このため、タービンの構成部品の多くが冷却される部品であり、ロータの最終動翼段も冷却される部品である。【０００４】
最終動翼段を冷却するガスタービンとしては、例えば、以下の特許文献１に開示されているものがある。このガスタービンのロータ本体には、このロータ本体の下流端で開口し、軸方向に延びている冷却空気主通路が形成されていると共に、この冷却空気主通路内に供給された冷却空気を最終動翼段に導く動翼冷却空気路が形成されている。ロータ本体の下流側には、このロータ本体と非接触の冷却空気配管が配置されている。ロータ本体の冷却空気主通路には、この冷却空気配管を介して、圧縮機から抽気された圧縮空気が冷却空気として供給される。すなわち、このガスタービンでは、冷却空気配管及びロータ本体を介して、圧縮機から抽気された圧縮空気を冷却空気として最終動翼段に送ることで、この最終動翼段を冷却している。【０００５】
ところで、このガスタービンでは、ロータ本体を回転可能に支持する軸受けの下流側に、ロータ本体の外周側を覆う下流側シール保持環を設け、この下流側シール保持環の内周側に軸シールを設けている。【０００６】
圧縮機から抽気された圧縮空気は、圧縮機中での断熱圧縮により温度が上昇する。この圧縮空気の温度は、動翼を冷却するためには、十分に低い温度であるが、ロータの軸受けにとっては高い温度である。このため、この圧縮空気にロータの軸受けが晒されると、この軸受けが加熱されて、不具合を生じることがある。そこで、このガスタービンでは、軸受けの下流側に軸シールを配置し、ロータ本体と冷却空気配管との間の隙間から、圧縮機から抽気された圧縮空気の一部が軸受け側に流れるのを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／００１６５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載の技術では、前述したように、圧縮機から抽気された圧縮空気が軸受け側に流れるのを防ぐために軸シールを配置している。しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、この軸シールから軸受け側に漏れ出る圧縮空気により軸受けが加熱されて、この軸受けに不具合が生じるおそれがある、という問題点がある。【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するため、ロータの軸受けが加熱されるのを防ぐことができる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】
【００１０】
上記問題点を解決するための本発明に係るガスタービンは、燃焼ガスによって回転軸線を中心として回転するロータと、前記ロータの下流側の部分を回転可能に支持する軸受けと、を備えているガスタービンにおいて、前記ロータは、前記回転軸線を中心として前記回転軸線と平行な軸方向に延びているロータ本体と、前記ロータ本体の外周に固定され前記軸方向に並んでいる複数の動翼段と、を有し、前記ロータ本体には、前記ロータ本体の下流端で開口し、前記軸方向に延びている冷却空気主通路が形成され、前記ロータ本体の下流側に前記ロータ本体とは非接触で配置され、前記ロータ本体の前記冷却空気主通路に冷却空気を送る冷却空気配管と、前記軸受けよりも下流側であって、前記ロータ本体の径方向外側に環状に配置された軸受下流端軸シールと、前記ロータ本体の下流端と前記冷却空気配管との間から、前記ロータ本体の径方向外側を経由して前記軸受下流端軸シールに到達し、前記軸受下流端軸シールから前記軸受け側に漏れた冷却空気を、複数の前記動翼段のうちの最終動翼段を通過した前記燃焼ガスが流れる排気流路中に導く漏れ空気回収流路が形成されている回収流路部材と、を備えている。【００１１】
本発明に係わるガスタービンにおいて、ガスタービンの圧縮機から抽気された圧縮空気が、冷却空気として冷却空気配管に供給されたとする。この冷却空気は、冷却空気配管からロータ本体の冷却空気主通路を通って、例えば、動翼に導かれ、この動翼を冷却する。【００１２】
本発明に係わるガスタービンにおいて、回転するロータと回転しない冷却空気配管とは非接触であるため、冷却空気配管からロータ本体の冷却空気主通路に供給される冷却空気の一部は、ロータ本体の下流端からこのロータ本体の外周側に廻り込む。圧縮機から冷却空気として抽気された圧縮空気は、動翼を冷却するためには、十分に低い温度であるが、ロータの軸受けにとっては高い温度である。このため、この冷却空気に軸受けが晒されると、この軸受けが加熱されて、この軸受けに不具合が生じる。【００１３】
よって、本発明に係わるガスタービンでは、軸受けよりも下流側に軸受下流端軸シールを設けることで、ロータ本体の外周側に回り込んだ冷却空気が軸受け側に流れるのを防いでいる。しかしながら、軸受下流端軸シールのように、回転物と静止物との間のシールでは、両者間を完全にシールすることができず、シール漏れが存在する。このため、本発明に係わるガスタービンでは、軸受下流端軸シールから軸受け側に、冷却空気の一部が漏れ出てしまう。【００１４】
そこで、本発明に係わるガスタービンでは、漏れ空気回収流路を形成して、最終動翼段を通過した燃焼ガスが流れる排気流路中に軸受下流端軸シールから軸受け側に漏れ出た冷却空気の一部である漏れた冷却空気を導いている。このため、本発明に係わるガスタービンでは、圧縮機から冷却空気として抽気された圧縮空気により軸受けが加熱されるのを防ぐことができる。【００１５】
ここで、前記ガスタービンにおいて、前記最終動翼段の下流側に配置され、前記回転軸線を中心として筒状を成す外側ディフューザと、前記回転軸線を中心として筒状を成し、前記外側ディフューザの径方向内側で且つ前記ロータ本体の径方向外側に配置されて、前記外側ディフューザとの間に前記排気流路が形成された内側ディフューザと、を備え、前記漏れ空気回収流路は、前記内側ディフューザの径方向内側から前記排気流路内に前記漏れた冷却空気を導くものであってもよい。【００１６】
本発明に係わるガスタービンでは、外側ディフューザの径方向外側から排気流路中に前記漏れた冷却空気を排出するよりも、漏れ空気回収流路を短くすることができる。このため、本発明に係わるガスタービンでは、装置コストを抑えることができる。さらに、本発明に係わるガスタービンでは、漏れ空気回収流路が短くなることで、この流路を通過する冷却空気の圧力損失が少なくなる。このため、圧縮機から抽気する冷却空気としての圧縮空気の圧力を高めなくても、軸受下流端軸シールから漏れた冷却空気を回収することができる。【００１７】
また、前記ガスタービンにおいて、前記漏れ空気回収流路は、前記内側ディフューザの上流側に前記漏れた冷却空気を導くものであってもよい。【００１８】
ガスタービンにおいて、排気流路中で、最終動翼段の下流側であって内側ディフューザの上流側の位置、つまり排気流路の入口部の圧力（静圧）は、若干負圧である。本発明に係わるガスタービンでは、この排気流路中の入口部に、軸受下流端軸シールから軸受け側に漏れ出た冷却空気を排出している。このため、本発明に係わるガスタービンでは、軸受下流端軸シールから軸受け側に漏れ出た冷却空気を回収するために、圧縮機から冷却空気として抽気する圧縮空気の圧力を高めなくても、この漏れ出た冷却空気を回収することができる。【００１９】
また、前記ガスタービンにおいて、前記回転軸線を中心として筒状を成し、前記ロータ本体の前記軸受けよりも下流側の部分を覆い、径方向内側に前記軸受下流端軸シールが取り付けられている下流側シール保持環と、前記下流側シール保持環の径方向内側であって、前記軸受けよりも下流側で且つ前記軸受下流端軸シールよりも上流側に取り付けられている軸受寄り下流側軸シールと、を備え、前記下流側シール保持環には、前記軸方向における前記軸受下流端軸シールと前記軸受寄り下流側軸シールと間の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記漏れ空気回収流路の一部を成してもよい。この場合、前記回収流路形成部材は、前記下流側シール保持環の前記貫通孔と連通する流路が形成されている漏れ空気回収配管を有してもよい。【００２０】
本発明に係わるガスタービンでは、軸受けよりも下流側で且つ軸受下流端軸シールよりも上流側に軸受寄り下流側軸シールが設けられ、さらに軸受下流端軸シールから漏れ出た冷却空気が、軸受寄り下流側シールの下流側で漏れ空気回収流路に流れ込む。このため、この漏れ出た冷却空気が軸受けに流れ込むことをほぼ完全に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、圧縮機から冷却空気として抽気された圧縮空気により軸受けが加熱されるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部切欠側面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。
【図３】図２における軸受け周りの拡大図である。
【図４】図２におけるIＶ−IＶ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るガスタービンの一実施形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００２４】
本実施形態のガスタービンは、図１に示すように、圧縮機１と、複数の燃焼器２と、タービン３と、を備えている。圧縮機１は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する。複数の燃焼器２は、燃料供給源からの燃料を圧縮空気に混合して燃焼させて燃焼ガスを生成する。タービン３は、燃焼ガスにより駆動する。
【００２５】
タービン３は、ケーシング４と、このケーシング４内で回転するタービンロータ５とを備えている。このタービンロータ５は、例えば、このタービンロータ５の回転で発電する発電機（図示されていない。）と接続されている。複数の燃焼器２は、タービンロータ５の回転軸線Ａｒを中心として、周方向Ｄｃに互いに等間隔でケーシング４に固定されている。なお、以下では、回転軸線Ａｒと平行な方向を軸方向Ｄａとし、回転軸線Ａｒに対する径方向を単に径方向Ｄｒという。また、軸方向Ｄａであって、タービン３を基準にして圧縮機１側を上流側、圧縮機１を基準にしてタービン３側を下流側という。
【００２６】
タービンロータ５は、ロータ本体６と、複数の動翼段９と、を有している。ロータ本体６は、回転軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びている。複数の動翼段９は、ロータ本体６の外周に固定され軸方向Ｄａに並んでいる。ロータ本体６は、複数のロータディスク７と、軸部８と、を有している。複数のロータディスク７は、軸方向Ｄａに並んで互いに接続されている。軸部８は、最下流のロータディスク７に固定され、軸方向Ｄａに延びている。１つのロータディスク７の外周には、１つの動翼段９が固定されている。動翼段９は、ロータディスク７の周方向に並んで固定されている複数の動翼９ｍを有している。動翼９ｍは、動翼本体９ａと、プラットホーム９ｂと、翼根と、を有している。図２に示すように、動翼本体９ａは、径方向Ｄｒに延びている。プラットホーム９ｂは、この動翼本体９ａの径方向内側端に形成されている。翼根（不図示）は、プラットホーム９ｂから径方向内側に向かって延びている。動翼９ｍは、その翼根がロータディスク７に差し込まれて、このロータディスク７に固定されている。軸部８は、回転軸線Ａｒを中心として円柱状を成し、最終段のロータディスク７の下流側に設けられている。
【００２７】
ケーシング４は、回転軸線Ａｒを中心として円筒状を成し、最終段の動翼９ｍよりも下流側に配置されている排気室壁１０を有している。排気室壁１０の径方向内側には、回転軸線Ａｒを中心として円筒状の外側ディフューザ１１及び内側ディフューザ１２が配置されている。外側ディフューザ１１は、排気室壁１０の内周面に沿って設けられている。内側ディフューザ１２は、外側ディフューザ１１の径方向内側に間隔をあけて配置されている。外側ディフューザ１１と内側ディフューザ１２との間には、タービンロータ５を回転させるために使用された燃焼ガスＧの排気流路１３が形成される。
【００２８】
内側ディフューザ１２の径方向内側には、軸受け２９と、軸受け箱２０とが設けられている。軸受け２９は、タービンロータ５の軸部８を回転可能に支持する。軸受け箱２０は、この軸受け２９の外周側を覆うと共にこの軸受け２９を支持する。軸受け箱２０の上流端には、上流側シール保持環２２が固定され、軸受け箱２０の下流端には、下流側シール保持環２６が固定されている。
【００２９】
排気室壁１０と軸受け箱２０とは、外側ディフューザ１１及び内側ディフューザ１２を貫通するストラット１５により連結されている。このストラット１５は、図２及び４に示すように、タービンロータ５のタンジェンシャル（接線）方向に延びており、この延在方向Ｄｅに沿ってストラットカバー１４で覆われている。このストラットカバー１４の延在方向Ｄｅの一端部は外側ディフューザ１１に取り付けられ、他端部は内側ディフューザ１２に取り付けられている。
【００３０】
ロータ本体６には、図３に示すように、軸方向Ｄａに延びる冷却空気主通路８ａが形成されている。この冷却空気主通路８ａは、ロータ本体６の下流端で開口している。ロータ本体６の下流端６ａには、ロータ本体６と軸方向Ｄａに間隔をあけてロータ封止フランジ１８が配置されている。このロータ封止フランジ１８は、その外周側部分で下流側シール保持環２６に固定されている。このロータ封止フランジ１８には、冷却空気配管１９が固定されている。この冷却空気配管１９とタービンロータ５の冷却空気主通路８ａとは連通している。
【００３１】
上流側シール保持環２２は、シール保持部２２ａと、空間仕切り部２２ｂと、を有している。シール保持部２２ａは、回転軸線Ａｒを中心として円板状を成し、タービンロータ５の軸部８から軸受上流端軸シール２３を挟んで径方向外側に向かって形成されている。空間仕切り部２２ｂは、回転軸線Ａｒを中心として円筒状を成し、シール保持部２２ａの径方向外側端から上流側に向かって延びている。円筒状の空間仕切り部２２ｂは、ロータ本体６の外周面から径方向外側に空間を有して配置されていると共に、内側ディフューザ１２の内周面から径方向内側に空間を有して配置されている。また、この空間仕切り部２２ｂの上流端は、最終段のロータディスク７から軸方向Ｄａに空間を有して配置されている。上流側シール保持環２２におけるシール保持部２２ａの径方向内側には、軸受上流端軸シール２３が設けられている。なお、軸受け箱２０の上流端部の径方向内側には、複数の軸受寄り上流側シール２４が設けられている。
【００３２】
上流側シール保持環２２のシール保持部２２ａと最終段のロータディスク７との軸方向Ｄａの間であって、上流側シール保持環２２の空間仕切り部２２ｂとロータ本体６の外周側との径方向Ｄｒの間の空間は、漏れ空気排出流路３２である。この漏れ空気排出流路３２は、最終段の動翼９ｍのプラットホーム９ｂにおける下流端と、内側ディフューザ１２における上流端との間を介して、排気流路１３と連通している。
【００３３】
下流側シール保持環２６の径方向内側には、複数の軸受寄り下流側軸シール２８と軸受下流端軸シール２７とが設けられている。複数の軸受寄り下流側軸シール２８は、軸受下流端軸シール２７よりも軸受け２９側、つまり上流側に位置している。この下流側シール保持環２６には、複数の軸受寄り下流側軸シール２８と軸受下流端軸シール２７との軸方向Ｄａの間の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する第一貫通孔２６ａが形成されている。また、この下流側シール保持環２６には、複数の軸受寄り下流側軸シール２８のうちで、最上流側の軸受寄り下流側軸シール２８と最下流側の軸受寄り下流側軸シール２８との軸方向Ｄａの間の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する第二貫通孔２６ｂが形成されている。
【００３４】
下流側シール保持環２６の第一貫通孔２６ａの位置には、漏れ空気回収配管３１の第一端が接続されている。この漏れ空気回収配管３１の第二端は、上流側シール保持環２２のシール保持部２２ａに接続されている。この漏れ空気回収配管３１は、下流側シール保持環２６の第一貫通孔２６ａ内の流路と前述の漏れ空気排出流路３２とを連通させる流路を形成する配管である。本実施形態では、下流側シール保持環２６の第一貫通孔２６ａ内の流路、漏れ空気回収配管３１内の流路、漏れ空気排出流路３２とで、漏れ空気回収流路３０を形成している。従って、この漏れ空気回収流路３０を形成する回収流路形成部材は、第一貫通孔２６ａが形成されている下流側シール保持環２６と、漏れ空気回収配管３１と、漏れ空気排出流路３２を形成するタービンロータ５及び上流側シール保持環２２を有して構成されている。
【００３５】
下流側シール保持環２６の第二貫通孔２６ｂの位置には、軸シール空気配管３５の第一端が接続されている。この軸シール空気配管３５の第二端は、図示されていない軸シール空気供給源に接続されている。
【００３６】
次に、以上で説明したガスタービンにおける各種空気の流れについて、図２を用いて説明する。
【００３７】
タービンロータ５の下流側に配置されている冷却空気配管１９には、例えば、圧縮機１から抽気された２００℃程度で数キロ平方センチメートルの圧縮空気が冷却空気Ａ１として供給される。この冷却空気Ａ１は、回転するタービンロータ５の冷却空気主通路８ａ内に流れ込み、さらに、動翼冷却空気路を経由して、動翼９ｍ等を冷却する。また、軸シール空気配管３５には、圧縮機１から抽気された冷却空気Ａ１よりも温度及び圧力が低い軸シール空気Ａ２が軸シール空気供給源から供給される。この軸シール空気Ａ２は、下流側シール保持環２６の第二貫通孔２６ｂから、下流側シール保持環２６の内周側とタービンロータ５の軸部８の外周側との間であって、最上流側の軸受寄り下流側軸シール２８と最下流側の軸受寄り下流側軸シール２８との間の位置に供給される。また、軸シール空気Ａ２は、下流側シール保持環２６の内周側とタービンロータ５の軸部８の外周側との間のシール用空気として利用される。
【００３８】
回転しない冷却空気配管１９、冷却空気配管１９が固定されているロータ封止フランジ１８、さらにこのロータ封止フランジ１８に固定されている下流側シール保持環２６に対して、回転するタービンロータ５とは非接触である。このため、冷却空気配管１９からタービンロータ５の冷却空気主通路８ａに供給される冷却空気Ａ１のうちの一部は、タービンロータ５の軸部８の下流端からこの軸部８の外周側に廻り込む。この冷却空気Ａ１は、動翼９ｍを冷却するには十分に低い温度であるが、タービンロータ５の軸受け２９にとっては高い温度である。このため、この冷却空気Ａ１にタービンロータ５の軸受け２９が晒されると、この軸受け２９が加熱されて、例えば、軸受け２９内の油が炭化する等の不具合が生じる。
【００３９】
よって、本実施形態では、軸受下流端軸シール２７を設けることで、タービンロータ５の軸部８の外周側に回り込んだ冷却空気Ａ１が、軸受け２９側に流れるのを防いでいる。しかしながら、軸受下流端軸シール２７のように、回転物（タービンロータ５）と静止物との間のシールでは、両者間を完全にシールすることができず、シール漏れが発生する。このため、本実施形態でも、軸受下流端軸シール２７から軸受け２９側に、冷却空気Ａ１の一部が漏れ出てしまう。仮に、この軸受下流端軸シール２７から漏れ出た冷却空気Ａ１を単に下流側シール保持環２６の径方向外側に排出してしまうと、この冷却空気Ａ１により、軸受け箱２０を介して軸受け２９が加熱されてしまう。
【００４０】
そこで、本実施形態では、複数の軸受寄り下流側軸シール２８と軸受下流端軸シール２７との間の空間と排気流路１３とを連通させる漏れ空気回収流路３０を形成し、軸受下流端軸シール２７から軸受け２９側に漏れ出た冷却空気Ａ１を排気流路１３に排出することで、漏れ出た冷却空気Ａ１により軸受け箱２０及び軸受け２９が加熱されるのを防いでいる。
【００４１】
ところで、排気流路１３中で、最終段の動翼９ｍの下流側であって内側ディフューザ１２の上流側の位置、つまり排気流路１３の入口部の圧力（静圧）は、若干負圧である。本実施形態では、この排気流路１３中の入口部に、軸受下流端軸シール２７から軸受け２９側に漏れ出た冷却空気Ａ１を排出している。このため、本実施形態では、軸受下流端軸シール２７から軸受け２９側に漏れ出た冷却空気Ａ１を回収するために、圧縮機１から冷却空気Ａ１として抽気する圧縮空気の圧力を高めなくても、排気流路１３の入口部の圧力（静圧）が若干負圧であることから、この漏れ出た冷却空気Ａ１を回収することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、軸受下流端軸シール２７から軸受け２９側に漏れ出た冷却空気Ａ１を、内側ディフューザ１２の径方向内側から排気流路１３中に排出しているため、冷却空気を外側ディフューザ１１の径方向外側から排気流路１３中に排出するよりも、漏れ空気回収流路３０を短くすることができる。このため、漏れ空気回収流路３０の一部を形成する漏れ空気回収配管３１を短くすることでき、装置コストを抑えることができる。さらに、漏れ空気回収流路３０が短くなることで、この流路３０を通過する冷却空気Ａ１の圧力損失が少なくなる。このため、圧縮機１から抽気する冷却空気Ａ１としての圧縮空気の圧力を高めなくても、軸受下流端軸シール２７から漏れ出た冷却空気Ａ１を回収することができる。
【００４３】
なお、図４には、漏れ空気回収配管３１及び軸シール空気配管３５が１つずつしか描かれていないが、これら漏れ空気回収配管３１及び軸シール空気配管３５を周方向に複数設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明では、圧縮機から冷却空気として抽気された圧縮空気により軸受けが加熱されるのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    圧縮機
２    燃焼器
３    タービン
４    ケーシング
５    タービンロータ
６    ロータ本体
７    ロータディスク
８    軸部
８ａ    冷却空気主通路
９    動翼段
９ｍ    動翼
１０    排気室壁
１１    外側ディフューザ
１２    内側ディフューザ
１３    排気流路
１４    ストラットカバー
１５    ストラット
１９    冷却空気配管
２０    軸受け箱
２２    上流側シール保持環
２３    軸受上流端軸シール
２４    軸受寄り上流側シール
２６    下流側シール保持環
２６ａ    第一貫通孔
２６ｂ    第二貫通孔
２７    軸受下流端軸シール
２８    軸受寄り下流側シール
２９    軸受け
３０    漏れ空気回収流路
３１    漏れ空気回収配管
３２    漏れ空気排出流路
３５    軸シール空気配管
【図１】
2013125074.tif 000003
【図２】
2013125074.tif 000004
【図３】
2013125074.tif 000005
【図４】
2013125074.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月25日(2014.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスによって回転軸線を中心として回転するロータと、前記ロータの下流側の部分を回転可能に支持する軸受けと、前記軸受けの外周を覆って前記軸受けを支持する軸受箱と、を備えているガスタービンにおいて、
前記ロータは、前記回転軸線を中心として前記回転軸線と平行な軸方向に延びているロータ本体と、前記ロータ本体の外周に固定され前記軸方向に並んでいる複数の動翼段と、を有し、前記ロータ本体には、前記ロータ本体の下流端で開口し、前記軸方向に延びている冷却空気主通路が形成され、
前記ロータ本体の下流側に前記ロータ本体とは非接触で配置され、前記ロータ本体の前記冷却空気主通路に冷却空気を送る冷却空気配管と、
前記軸受箱に固定され、前記ロータ本体の前記軸受けよりも下流側の部分を覆う下流側シール保持環と、
前記軸受けよりも下流側であって、前記ロータ本体の径方向外側に環状に配置され、前記下流側シール保持環の径方向内側に取り付けられている軸受下流端軸シールと、
前記軸受けよりも下流側で且つ前記軸受下流端軸シールよりも上流側に配置され、前記下流側シール保持環の径方向内側に取り付けられている軸受寄り下流側軸シールと、
前記ロータ本体の下流端と前記冷却空気配管との間から、前記ロータ本体の径方向外側を経由して前記軸受下流端軸シールに到達し、前記軸受下流端軸シールから前記軸受け側に漏れた冷却空気を、前記動翼段を通過した前記燃焼ガスが流れる排気流路中に導く漏れ空気回収流路が形成されている回収流路部材と、
を備え、
前記下流側シール保持環には、前記軸方向における前記軸受下流端軸シールと前記軸受寄り下流側軸シールと間の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する第一貫通孔が形成されていると共に、前記軸受け寄り下流側軸シールの最下流側よりも上流側で前記軸受けより下流側の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する第二貫通孔が形成され、
前記第一貫通孔には、前記回収流路形成部材の一部が接続され、
前記第二貫通孔には、軸シール空気源からの軸シール空気を前記下流側シール保持環の径方向内側に供給する軸シール配管が接続されている、
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービンにおいて、
前記最終動翼段の下流側に配置され、前記回転軸線を中心として筒状を成す外側ディフューザと、
前記回転軸線を中心として筒状を成し、前記外側ディフューザの径方向内側で且つ前記ロータ本体の径方向外側に配置されて、前記外側ディフューザとの間に前記排気流路が形成された内側ディフューザと、
を備え、
前記漏れ空気回収流路は、前記内側ディフューザの径方向内側から前記排気流路内に前記漏れた冷却空気を導く、
ガスタービン。
【請求項３】
請求項２に記載のガスタービンにおいて、
前記漏れ空気回収流路は、前記内側ディフューザの上流側に前記漏れた冷却空気を導く、
ガスタービン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記回収流路形成部材は、前記下流側シール保持環の前記第一貫通孔と連通する流路が形成されている漏れ空気回収配管を有する、
ガスタービン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記問題点を解決するための発明に係るガスタービンは、燃焼ガスによって回転軸線を中心として回転するロータと、前記ロータの下流側の部分を回転可能に支持する軸受けと、前記軸受けの外周を覆って前記軸受けを支持する軸受箱と、を備えているガスタービンにおいて、前記ロータは、前記回転軸線を中心として前記回転軸線と平行な軸方向に延びているロータ本体と、前記ロータ本体の外周に固定され前記軸方向に並んでいる複数の動翼段と、を有し、前記ロータ本体には、前記ロータ本体の下流端で開口し、前記軸方向に延びている冷却空気主通路が形成され、前記ロータ本体の下流側に前記ロータ本体とは非接触で配置され、前記ロータ本体の前記冷却空気主通路に冷却空気を送る冷却空気配管と、前記軸受箱に固定され、前記ロータ本体の前記軸受けよりも下流側の部分を覆う下流側シール保持環と、前記軸受けよりも下流側であって、前記ロータ本体の径方向外側に環状に配置され、前記下流側シール保持環の径方向内側に取り付けられている（現請求項4）軸受下流端軸シールと、前記軸受けよりも下流側で且つ前記軸受下流端軸シールよりも上流側に配置され、前記下流側保持環の径方向内側に取り付けられている軸受寄り下流側軸シールと、前記ロータ本体の下流端と前記冷却空気配管との間から、前記ロータ本体の径方向外側を経由して前記軸受下流端軸シールに到達し、前記軸受下流端軸シールから前記軸受け側に漏れた冷却空気を、前記動翼段を通過した前記燃焼ガスが流れる排気流路中に導く漏れ空気回収流路が形成されている回収流路部材と、を備え、前記下流側シール保持環には、前記軸方向における前記軸受下流端軸シールと前記軸受寄り下流側軸シールと間の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する第一貫通孔が形成されていると共に、前記軸受け寄り下流側軸シールの最下流側よりも上流側で前記軸受けより下流側の位置に、径方向内側から径方向外側に貫通する第二貫通孔が形成され、前記第一貫通孔には、前記回収流路形成部材の一部が接続され、前記第二貫通孔には、軸シール空気源からの軸シール空気を前記下流側シール保持環の径方向内側に供給する軸シール配管が接続されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2013125074.tif 000007
2013125074.tif 000008
2013125074.tif 000009
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