(57)【要約】【課題】各温度検出センサに基づく誤判定を低減可能なガスタービンを提供する。【解決手段】車室壁５１と、車室壁５１内に設けられた軸受部４２と、車室壁５１と軸受部４２とを連結して、車室壁５１に軸受部４２を軸支するストラット５３と、車室壁５１の内周に沿って設けられた外側ディフューザ５４ａと、軸受部４２の外周に沿って設けられた内側ディフューザ５４ｂと、の間で排気流路を構成するディフューザ部５４と、ストラット５３の下流側に設けられ、車室壁５１の外部と内側ディフューザ５４ｂの内部に形成された内側冷却室５５ｃとを連通する給排気ダクト６１と、ストラットと給排気ダクトとの間の内側冷却室５５ｃであるディフューザ冷却室５５ｃ１の内周に沿って並設された複数の温度検出センサ７０と、内側冷却室５５ｃ内の空気の温度を均一化する空気均一化機構８０と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの下流側において外殻となる車室壁と、
前記車室壁内に設けられ、ロータを回転自在に軸支する軸受部と、
前記車室壁と前記軸受部とを連結して、前記車室壁に前記軸受部を軸支するストラットと、
前記車室壁の内周に沿って設けられた外側ディフューザと、前記軸受部の外周に沿って設けられた内側ディフューザと、の間で排気流路を構成するディフューザ部と、
前記ストラットの下流側に設けられ、前記車室壁の外部と前記内側ディフューザの内部に形成された内側冷却室とを連通する給排気ダクトと、
前記ストラットと前記給排気ダクトとの間の前記内側冷却室の内周に沿って並設された複数の温度検出センサと、
前記内側冷却室内の空気の温度を均一化する空気均一化機構と、を備えたことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
前記空気均一化機構は、前記内側冷却室内に空気を噴き出して、前記内側冷却室内の空気を混合するための空気流路を有していることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【請求項３】
前記空気流路は、前記車室壁の外部から前記給排気ダクトを介して前記内側冷却室へ亘って配設された空気配管を有し、
前記空気配管は、その先端が前記内側冷却室の上方側へ位置するように配設されると共に、その先端から空気を噴出可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のガスタービン。
【請求項４】
前記空気流路は、前記車室壁の外部から前記給排気ダクトを介して前記内側冷却室へ亘って配設された空気配管と、前記空気配管の先端へ連結したマニホールドと、を有し、
前記マニホールドには、空気を噴出可能な噴出孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガスタービン。
【請求項５】
前記空気配管には、前記内側冷却室の温度に応じて開閉可能な開閉弁が介設されていることを特徴とする請求項３または４に記載のガスタービン。
【請求項６】
前記内側ディフューザの内壁面には断熱材が付設され、
前記断熱材の内周面には、空気を噴出可能な噴出孔が形成されており、
前記空気流路は、前記噴出孔に連通するように、前記内側ディフューザと前記断熱材との間に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のガスタービン。
【請求項７】
前記空気均一化機構は、前記軸受部と前記内側ディフューザとの間に形成された隔壁を有し、
前記複数の温度検出センサは、前記隔壁の内周に沿って並設され、
前記隔壁には、前記給排気ダクトからの空気の流出入を許容する連通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンに関し、特に、タービンの排気部を冷却するガスタービンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機とタービンとの間の回転軸の外周にインナーケーシングを設けた二軸式ガスタービンが知られている（例えば、特許文献１参照）。この二軸式ガスタービンにおいて、回転軸とインナーケーシングとの間にはキャビティが形成され、また、インナーケーシングの外側には圧縮機主流路が形成されており、インナーケーシングにはキャビティと圧縮機主流路とを連通する抽気孔が形成されている。また、回転軸の中心には、中心孔が形成されており、キャビティと中心孔とを連通する空気導入孔が形成されている。このため、圧縮機主流路からキャビティに導入された空気は、空気導入孔を介して中心孔を流れることにより、回転軸を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このとき、回転軸の冷却が好適に行われているか否かを判定すべく、回転軸周りには、複数の温度検出センサが設けられている。具体的に、例えば、複数の温度検出センサは、タービン側の回転軸の外周に設けられたインナーケーシングの内部に設けられると共に、回転軸の後端側に配置されている。そして、各温度検出センサが予め設定された所定温度よりも高くなった場合、回転軸の冷却が好適に行われていないと判定され、ガスタービンの作動を停止させる一方、各温度検出センサが所定温度以下の場合、回転軸の冷却が好適に行われていると判定され、ガスタービンの作動を継続させる。
【０００５】
しかしながら、回転軸の冷却が好適に行われていても、回転軸周りから発生した熱がインナーケーシングの上方内部に滞留することで、内部温度に偏りが生じる場合がある。このとき、インナーケーシングの上方内部に位置する温度検出センサは、インナーケーシングの下方内部に位置する温度検出センサに比して、高い温度を検出し易い。このため、インナーケーシングの上方内部に位置する温度検出センサは、所定温度よりも高いと誤判定し易く、ガスタービンの作動を不要に停止させる虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、各温度検出センサに基づく誤判定を低減することができるガスタービンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のガスタービンは、タービンの下流側において外殻となる車室壁と、車室壁内に設けられ、ロータを回転自在に軸支する軸受部と、車室壁と軸受部とを連結して、車室壁に軸受部を軸支するストラットと、車室壁の内周に沿って設けられた外側ディフューザと、軸受部の外周に沿って設けられた内側ディフューザと、の間で排気流路を構成するディフューザ部と、ストラットの下流側に設けられ、車室壁の外部と内側ディフューザの内部に形成された内側冷却室とを連通する給排気ダクトと、ストラットと給排気ダクトとの間の内側冷却室の内周に沿って並設された複数の温度検出センサと、内側冷却室内の空気の温度を均一化する空気均一化機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、空気均一化機構により内側冷却室内の空気の温度を均一化することができるため、内側冷却室内の温度の偏りを解消することができる。これにより、温度検出センサの配設位置に関らず、温度検出センサにより検出される温度を均一とすることができるため、各温度検出センサの誤検出を低減することができる。
【０００９】
この場合、空気均一化機構は、内側冷却室内に空気を噴き出して、内側冷却室内の空気を混合するための空気流路を有していることが、好ましい。
【００１０】
この構成によれば、空気を噴き出して、内側冷却室内の空気を混合することにより、内側冷却室の上方に滞留する熱を拡散することができる。これにより、均一化された空気の温度を、各温度検出センサにより好適に検出することができる。
【００１１】
この場合、空気流路は、車室壁の外部から給排気ダクトを介して内側冷却室へ亘って配設された空気配管を有し、空気配管は、その先端が内側冷却室の上方側へ位置するように配設されると共に、その先端から空気を噴出可能に構成されていることが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、空気配管は、内側冷却室の上方内部に空気を噴出することができるため、内側冷却室の上方内部に滞留する熱に直接噴き当てることができる。また、空気配管を、給排気ダクトを介して内側冷却室の内部に配設するという簡易な構成で、内側冷却室の空気の温度を均一化することができる。
【００１３】
この場合、空気流路は、車室壁の外部から給排気ダクトを介して内側冷却室へ亘って配設された空気配管と、空気配管の先端へ連結したマニホールドと、を有し、マニホールドには、空気を噴出可能な噴出孔が形成されていることが、好ましい。
【００１４】
この構成によれば、マニホールドから内側冷却室内に空気を噴出することができるため、内側冷却室の上方内部に滞留する熱を拡散し混合することができる。
【００１５】
この場合、空気配管には、内側冷却室の温度に応じて開閉可能な開閉弁が介設されていることが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、内側冷却室内の空気の温度に応じて、開閉弁の開閉を調整することができるため、内側冷却室に余分な空気を送り込むことがない。
【００１７】
この場合、内側ディフューザの内壁面には断熱材が付設され、断熱材の内周面には、空気を噴出可能な噴出孔が形成されており、空気流路は、噴出孔に連通するように、内側ディフューザと断熱材との間に形成されていることが、好ましい。
【００１８】
この構成によれば、既設の部材である断熱材を加工して空気流路を構成することで、部品点数を増やすことなく、内側冷却室に空気を噴出することができ、内側冷却室の空気の温度を均一化することができる。
【００１９】
この場合、空気均一化機構は、軸受部と内側ディフューザとの間に形成された隔壁を有し、複数の温度検出センサは、隔壁の内周に沿って並設され、隔壁には、給排気ダクトからの空気の流出入を許容する連通孔が形成されていることが、好ましい。
【００２０】
この構成によれば、内側ディフューザと隔壁との間に空気層を形成することができると共に、隔壁の内部に温度検出センサを配設することができる。このため、内側ディフューザの内部に滞留する熱は、空気層を通り、給排気ダクトを介して排気される。これにより、隔壁の内部において、熱の滞留を抑制することができるため、隔壁内部の温度の偏りを抑制することができる。よって、温度検出センサの配設位置に関らず、温度検出センサにより検出される温度を均一とすることができるため、各温度検出センサの誤検出を低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のガスタービンによれば、温度検出センサが配設された内側冷却室内の空気の温度を均一化することができるため、温度検出センサの誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るガスタービンの概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る空気均一化機構周りにおいて軸方向に切った断面図である。
【図３】図３は、実施例１に係るマニホールド周りの平面図である。
【図４】図４は、実施例２に係る空気均一化機構周りにおいて軸方向に切った断面図である。
【図５】図５は、実施例２に係るマニホールド周りの平面図である。
【図６】図６は、実施例３に係るマニホールド周りの平面図である。
【図７】図７は、実施例４に係る空気均一化機構周りにおいて軸方向に切った断面図である。
【図８】図８は、実施例４に係るマニホールド周りの平面図である。
【図９】図９は、実施例５に係る空気均一化機構周りにおいて軸方向に切った断面図である。
【図１０】図１０は、実施例５に係るマニホールドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係るガスタービンについて説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２４】
図１に示すように、実施例１のガスタービン１は、圧縮機５と、燃焼器６と、タービン７とにより構成されている。また、圧縮機５、燃焼器６およびタービン７の中心部には、ロータ８が貫通して配置されている。圧縮機５、燃焼器６およびタービン７は、ロータ８の軸心Ｒに沿い、空気または燃焼ガスの流れの上流側から下流側に向かって順に並設されている。
【００２５】
圧縮機５は、空気を圧縮して圧縮空気とするものである。圧縮機５は、空気を取り込む空気取入口１１を有した圧縮機ケーシング１２内に、圧縮機静翼１３および圧縮機動翼１４が設けられている。圧縮機静翼１３は、圧縮機ケーシング１２に取り付けられて周方向に複数並設され、圧縮機動翼１４は、ロータ８に取り付けられて周方向に複数並設されている。これら圧縮機静翼１３と圧縮機動翼１４とは、軸方向に沿って交互に設けられている。
【００２６】
燃焼器６は、圧縮機５で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給することで、高温・高圧の燃焼ガスを生成するものである。燃焼器６は、燃焼筒として、圧縮空気と燃料を混合して燃焼させる内筒２１と、内筒２１から燃焼ガスをタービン７に導く尾筒２２と、内筒２１の外周を覆い、圧縮機５からの圧縮空気を内筒２１に導く外筒２３とを有している。この燃焼器６は、燃焼器ケーシング２４に対し周方向に複数（例えば１６個）並設されている。
【００２７】
タービン７は、燃焼器６で燃焼された燃焼ガスにより回転動力を生じるものである。タービン７は、外殻となるタービンケーシング３１内にタービン静翼３２およびタービン動翼３３が設けられている。タービン静翼３２は、タービンケーシング３１に取り付けられて周方向に複数並設され、タービン動翼３３は、ロータ８の軸心Ｒを中心とした円盤状のディスクの外周に固定されて周方向に複数並設されている。これらタービン静翼３２とタービン動翼３３とは、軸方向に沿って複数交互に設けられている。また、タービンケーシング３１の下流側には、タービン７に連続するディフューザ部５４を内部に有した排気室３４が設けられている。
【００２８】
ロータ８は、圧縮機５側の端部が軸受部４１により支持され、排気室３４側の端部が軸受部４２により支持されて、軸心Ｒを中心として回転自在に設けられている。そして、ロータ８の排気室３４側の端部には、発電機（図示せず）の駆動軸が連結されている。
【００２９】
上記のようなガスタービン１において、ロータ８を回転させると、圧縮機５の空気取入口１１から空気が取り込まれる。そして、取り込まれた空気は、複数の圧縮機静翼１３と圧縮機動翼１４とを通過することにより圧縮されることで、高温・高圧の圧縮空気となる。この圧縮空気に対し、燃焼器６から燃料が供給されることで高温・高圧の燃焼ガスが生成され、この燃焼ガスがタービン７のタービン静翼３２とタービン動翼３３とを通過することでロータ８が回転駆動する。これにより、ロータ８に連結された発電機は、回転動力が付与されることで発電を行う。この後、ロータ８を回転駆動した後の燃焼ガスは、排気室３４内のディフューザ部５４で静圧に変換されてから大気に放出される。
【００３０】
次に、図２を参照して、タービン７の下流側に位置する排気室３４周りについて説明する。排気室３４は、その外殻をなす円筒状の車室壁５１と、車室壁５１内に内装されてロータ８の軸受部４２を支持する円筒状のベアリングケース５２とで画成され、車室壁５１は、タービンケーシング３１の下流側に連結されている。
【００３１】
排気室３４の内部には、車室壁５１とベアリングケース５２とを連結するストラット５３が設けられている。このストラット５３は、ベアリングケース５２の円周方向に等間隔で複数（本実施の形態では６個）設けられ、かつベアリングケース５２の接線方向に延在して設けられている。すなわち、ロータ８の軸受部４２を内装するベアリングケース５２は、ストラット５３により車室壁５１に支持されている。そして、ガスタービン１の稼働時に、排気室３４を通過する燃焼ガスにより加熱されてストラット５３が伸びたり、ガスタービンの停止時に冷めたストラット５３が縮んだりした場合、このストラット５３の伸縮に伴って、ベアリングケース５２がロータ４の軸心Ｒを中心に回転することでロータ４の位置を維持する。
【００３２】
排気室３４の内部には、ディフューザ部５４が設けられている。ディフューザ部５４は、車室壁５１の内周に沿って設けられた円筒状の外側ディフューザ５４ａと、ベアリングケース５２の外周に沿って設けられた円筒状の内側ディフューザ５４ｂとで構成されている。外側ディフューザ５４ａおよび内側ディフューザ５４ｂは、下流側へ向けて軸方向に延在して配設されており、外側ディフューザ５４ａおよび内側ディフューザ５４ｂには、ストラット５３が貫通して設けられている。そして、外側ディフューザ５４ａと内側ディフューザ５４ｂとは、ストラット５３を覆う可撓性を有したストラットカバー５３ａにより連結されている。これにより、車室壁５１と外側ディフューザ５４ａとの間には外側冷却室５５ｂが画成され、内側ディフューザ５４ｂの内部には内側冷却室５５ｃが画成され、ストラットカバー５３ａ内にはストラット冷却室５５ａが画成される。なお、外側ディフューザ５４ａと内側ディフューザ５４ｂとの間は、燃焼ガスが流れるガス流路となる。
【００３３】
また、ストラット５３の下流側に位置する車室壁５１には複数の給排気口６０が形成されている。この各給排気口６０と内側ディフューザ５４ｂとの間には、これらを連通する給排気ダクト６１が複数設けられている。各給排気口６０は、円形状に形成されており、車室壁５１の周方向に沿って複数形成されている。各給排気ダクト６１は、内側ディフューザ５４ｂから車室壁５１へ向けて径方向に延在するように配設されており、その内壁には断熱材６５が付設されている。同様に、軸受部４２の下流側において、各ストラット５３と各給排気ダクト６１との間の内側冷却室５５ｃには、その内壁に断熱材６５が付設されている。
【００３４】
この各ストラット５３と各給排気ダクト６１との間に位置する内側冷却室５５ｃ（以下、ディフューザ冷却室５５ｃ１という）の内部には、温度を検出する温度検出センサ７０が複数配設されており、複数の温度検出センサ７０は、ガスタービン１を制御する図示しない制御装置に接続されている。複数の温度検出センサ７０は、例えば熱電対で構成されており、ディフューザ冷却室５５ｃ１の内壁面に沿って、周方向に等間隔に並設されている。これにより、複数の温度検出センサ７０は、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の温度分布を検出することができる。そして、制御装置は、各温度検出センサ７０により検出された検出温度が、予め設定された設定温度以下の場合、ガスタービン１の運転を継続する一方、設定温度よりも大きくなった場合、ガスタービン１の運転を停止させる。
【００３５】
上記のようなガスタービン１において、下流側の排気室３４に燃焼ガスが流入すると、流入した燃焼ガスはディフューザ部５４、すなわち外側ディフューザ５４ａと内側ディフューザ５４ｂとの間を通過することにより静圧に変換される。このとき、ディフューザ部５４は、この燃焼ガスによって加熱されて高温となったり、あるいは、各部材の間に生じた隙間から燃焼ガスが流入して高温となる。そこで、車室壁５１の外側に設けた冷却ファン（図示せず）により外側冷却室５５ｂの内部に冷却空気を送り込むと共に、下方の給排気ダクト６１から冷却空気を取り込むことで、ディフューザ部５４を冷却している。
【００３６】
つまり、冷却ファンにより外側冷却室５５ｂの内部に冷却空気が送り込まれると、冷却空気は、外側冷却室５５ｂからストラット冷却室５５ａを通過し、内側冷却室５５ｃの上方を通って、上方の各給排気ダクト６１から流出する。一方、下方の給排気ダクト６１から取り込まれた冷却空気は、内側冷却室５５ｃ周りを循環して、上方の各給排気ダクト６１から流出する。
【００３７】
ところで、内側冷却室５５ｃにおけるディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気が高温になると、高温となった空気は、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側へ移動する。このため、ディフューザ冷却室５５ｃ１の内部における温度分布は、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側において高く、ディフューザ冷却室５５ｃ１の下方側において低くなる。つまり、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側に高温となった空気が滞留する。これにより、複数の温度検出センサ７０のうち、上方側に位置する温度検出センサ７０が高い温度を検出する一方、下方側に位置する温度検出センサ７０が低い温度を検出するため、上方側に位置する温度検出センサ７０は、設定温度よりも高い温度を検出し易くなり、誤検出をする虞があった。
【００３８】
そこで、実施例１のガスタービン１には、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化する空気均一化機構８０を配設している。空気均一化機構８０は、コンプレッサ等の空気供給装置８１と、空気供給装置８１に後端を接続した空気配管８２と、空気配管８２の先端に接続したマニホールド８３とを備えている。
【００３９】
空気配管８２は、ガスタービン１外部から上方の給排気ダクト６１を介してディフューザ冷却室５５ｃ１の内部に至るように配設されている。このとき、空気配管８２の先端側は、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側に位置するように配設されている。そして、空気配管８２の先端側には、マニホールド８３が連結されている。図３に示すように、マニホールド８３は、水平方向に延びる直管に形成され、マニホールド８３には、複数の噴出孔９０が軸受部４２側へ向けて形成されている。
【００４０】
従って、空気供給装置８１から空気配管８２へ向けて空気が送り込まれると、空気は空気配管８２を通ってマニホールド８３に流れ込み、マニホールド８３に流れ込んだ空気は、複数の噴出孔９０を介してディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側へ噴き出される。すると、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側へ滞留した高温の空気は、マニホールド８３から噴き出された空気により拡散されて混合し、これにより、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化することができる。
【００４１】
以上の構成によれば、空気均一化機構８０により、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化することができるため、複数の温度検出センサ７０による温度検出を、配設位置によって偏ることなく、安定的に行うことが可能となる。これにより、複数の温度検出センサ７０による誤検出を抑制することができ、誤検出によるガスタービン１の作動停止を抑制することができる。
【実施例２】
【００４２】
次に、図４および図５を参照して、実施例２に係るガスタービン１００について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例１のガスタービン１の空気均一化機構８０では、空気配管８２をディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側へ配設し、マニホールド８３を水平方向に延びる直管としたが、実施例２のガスタービン１００の空気均一化機構１０１では、空気配管１０６の配設位置およびマニホールド１０７の形状が異なっている。
【００４３】
具体的に、空気配管１０６は、ガスタービン１００外部から上方の給排気ダクト６１を介してディフューザ冷却室５５ｃ１の内部に至るように配設されている。このとき、空気配管１０６の先端側は、ディフューザ冷却室５５ｃ１の軸心Ｒ上に位置するように配設されている。そして、空気配管１０６の先端側には、マニホールド１０７が連結されている。マニホールド１０７は、軸心Ｒの直交面上において軸心Ｒを中心としたドーナツ形となる管状に形成されており、空気配管１０６の先端とマニホールド１０７とを４つの連結管１０８で十字状に接続している。そして、マニホールド１０７には、複数の噴出孔１０９が軸受部４２側へ向けて形成されている。
【００４４】
従って、空気供給装置１０５から空気配管１０６へ向けて空気が送り込まれると、空気は空気配管１０６および連結管１０８を通ってマニホールド１０７に流れ込み、マニホールド１０７に流れ込んだ空気は、複数の噴出孔１０９を介してディフューザ冷却室５５ｃ１へ噴き出される。すると、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側へ滞留した高温の空気は、マニホールド１０７から噴き出された空気により拡散されて混合し、これにより、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化することができる。
【００４５】
以上の構成においても、空気配管１０６、連結管１０８およびマニホールド１０７により、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化することができるため、複数の温度検出センサ７０による温度検出を、配設位置によって偏ることなく、安定的に行うことが可能となる。
【実施例３】
【００４６】
次に、図６を参照して、実施例３に係るガスタービン１２０について説明する。この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例３のガスタービン１２０の空気均一化機構１２１は、実施例１または実施例２の空気配管８２，１０６の先端に、温度により自動的に開閉可能なサーモバルブ１２２が設けられており、サーモバルブ１２２は、空気配管８２，１０６からマニホールド８３，１０７への空気の供給を調整している。なお、以下の説明では、実施例１の空気配管８２に適用した場合について説明する。
【００４７】
具体的に、このサーモバルブ１２２は、例えば、バイメタルによる機械式のサーモスタットを用いて構成されている。そして、ディフューザ冷却室５５ｃ１の温度が所定温度よりも大きくなると、サーモバルブ１２２が開弁する一方、所定温度以下となると、サーモバルブ１２２が閉弁する。
【００４８】
従って、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の温度が上昇して所定温度より大きくなると、サーモバルブ１２２は自動的に開弁することで、空気は空気配管８２を通ってマニホールド８３に流れ込み、マニホールド８３に流れ込んだ空気は、複数の噴出孔９０を介してディフューザ冷却室５５ｃ１へ噴き出される。すると、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側へ滞留した高温の空気は、マニホールド８３から噴き出された空気により拡散されて混合し、これにより、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化することができる。そして、ディフューザ冷却室５５ｃ１の温度が低下して所定温度以下となると、サーモバルブ１２２は自動的に閉弁する。
【００４９】
以上の構成によれば、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の温度に応じて、サーモバルブ１２２の開閉を調整することができるため、ディフューザ冷却室５５ｃ１に余分な空気を送り込むことがない。
【００５０】
なお、サーモバルブ１２２は、実施例１の空気配管８２に適用して説明したが、実施例２の空気配管１０６に適用しても良い。また、実施例１ないし３の空気均一化機構８０，１０１，１２１において、マニホールド８３，１０７を設けた構成としたが、マニホールド８３，１０７を廃した構成としてもよく、空気配管８２，１０６から直接空気を噴き出すように構成しても良い。
【実施例４】
【００５１】
次に、図７および図８を参照して、実施例４に係るガスタービン１３０について説明する。この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例１ないし３のガスタービン１，１００，１２０の空気均一化機構８０，１０１，１２１では、ディフューザ冷却室５５ｃ１に空気配管８２，１０６を配設し、空気配管８２，１０６に連結したマニホールド８３，１０７から空気を噴き出したが、実施例４のガスタービン１３０の空気均一化機構１３１では、内側ディフューザ５４ｂと断熱材６５との間に形成された空気流路１３２から空気を噴き出している。
【００５２】
具体的に、給排気ダクト６１からディフューザ冷却室５５ｃ１に亘って付設された断熱材６５には、その付設面に溝１３３が形成されると共に、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方に位置する断熱材６５には、その内周面に複数の噴出孔１３４が形成されており、溝１３３と各噴出孔１３４とは連通している。そして、このように形成された断熱材６５を内側ディフューザ５４ｂに付設することで、断熱材６５と内側ディフューザ５４ｂとの間に空気流路１３２を形成する。このとき、空気流路１３２には、コンプレッサ等の空気供給装置１３５から空気が供給される。
【００５３】
従って、空気供給装置１３５により空気が供給されると、空気は溝１３３を通過し、複数の噴出孔１３４を介してディフューザ冷却室５５ｃ１へ噴き出される。すると、ディフューザ冷却室５５ｃ１の上方側へ滞留した高温の空気は、各噴出孔１３４から噴き出された空気により拡散されて混合し、これにより、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化することができる。
【００５４】
以上の構成においても、空気流路１３２により、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化することができるため、複数の温度検出センサ７０による温度検出を、配設位置によって偏ることなく、安定的に行うことが可能となる。
【実施例５】
【００５５】
最後に、図９および図１０を参照して、実施例５に係るガスタービン１４０について説明する。この場合も、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例１ないし４のガスタービン１，１００，１２０，１３０の空気均一化機構８０，１０１，１２１，１３１では、空気を噴き出してディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気を拡散し混合することにより、ディフューザ冷却室５５ｃ１内の空気の温度を均一化したが、実施例５のガスタービン１４０では、内側ディフューザ５４ｂの内部に隔壁１４２を設けることにより、空気の温度を均一化している。
【００５６】
具体的に、隔壁１４２は、内側ディフューザ５４ｂよりも一回り小さい径となる円筒状に形成されており、各ストラット５３が挿通する複数の挿通孔１４５と、各給排気ダクト６１と連通する上下一対の連通孔１４６と、が形成されている。上方の連通孔１４６は、下方の連通孔１４６に比して、軸方向における長さが短くなるように形成されている。そして、この隔壁１４２を、内側ディフューザ５４ｂの内部に配設することで、ディフューザ冷却室５５ｃ１は、隔壁１４２の内側に形成された空気循環室１４３と、内側ディフューザ５４ｂと隔壁１４２との間に形成された空気循環室１４３を囲む空気層１４４とに分けられる。このとき、複数の温度検出センサ７０は、隔壁１４２の内壁面に沿って、周方向に等間隔に並設されている。
【００５７】
従って、ディフューザ部５４が燃焼ガスによって加熱され高温となった場合、高温となった空気は、ディフューザ冷却室５５ｃ１の空気層１４４に滞留する。このとき、冷却ファンにより外側冷却室５５ｂの内部に冷却空気が送り込まれると、冷却空気は、外側冷却室５５ｂからストラット冷却室５５ａを通過して空気層１４４に流入し、空気層を通過した空気は、上方の各給排気ダクト６１から流出する。一方、下方の給排気ダクト６１から取り込まれた冷却空気は、空気循環室１４３内を循環して、上方の各給排気ダクト６１から流出する。
【００５８】
以上の構成によれば、高温となった空気は、空気層１４４に滞留する一方で、空気循環室１４３内の上方に滞留しにくくなる。このため、給排気ダクト６１から取り込んだ空気を空気循環室１４３内において循環させることで、空気循環室１４３内の空気の温度分布を均一化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係るガスタービンは、温度検出センサの検出結果に基づいて制御されるガスタービンにおいて有用であり、特に、温度検出センサの誤検出を低減する場合に適している。
【符号の説明】
【００６０】
１      ガスタービン
５      圧縮機
６      燃焼器
７      タービン
８      ロータ
１１    空気取入口
１２    圧縮機ケーシング
１３    圧縮機静翼
１４    圧縮機動翼
２１    内筒
２２    尾筒
２３    外筒
２４    燃焼器ケーシング
３１    タービンケーシング
３２    タービン静翼
３３    タービン動翼
３４    排気室
４１    軸受部
４２    軸受部
５１    車室壁
５２    ベアリングケース
５３    ストラット
５３ａ  ストラットカバー
５４    ディフューザ部
５４ａ  外側ディフューザ
５４ｂ  内側ディフューザ
５５ａ  ストラット冷却室
５５ｂ  外側冷却室
５５ｃ  内側冷却室
５５ｃ１  ディフューザ冷却室
６０    給排気口
６１    給排気ダクト
６５    断熱材
７０    温度検出センサ
８０    空気均一化機構
８１    空気供給装置
８２    空気配管
８３    マニホールド
９０    噴出孔
１００  ガスタービン（実施例２）
１０１  空気均一化機構（実施例２）
１０５  空気供給装置（実施例２）
１０６  空気配管（実施例２）
１０７  マニホールド（実施例２）
１０８  連結管
１０９  噴出孔（実施例２）
１２０  ガスタービン（実施例３）
１２１  空気均一化機構（実施例３）
１２２  サーモバルブ
１３０  ガスタービン（実施例４）
１３１  空気均一化機構（実施例４）
１３２  空気流路
１３３  溝
１３４  噴出孔
１３５  空気供給装置（実施例４）
１４０  ガスタービン（実施例５）
１４１  空気均一化機構（実施例５）
１４２  隔壁
１４３  空気循環室
１４４  空気層
１４５  挿通孔
１４６  連通孔
Ｒ      軸心
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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