【事件の表示】
　特許第３０４４９９６号「空気冷却式ガスタービン」の請求項１ないし３、７に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０４４９９６号の請求項１、２、６に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許３０４４９９６号の請求項１ないし７に係る発明についての出願は、平成５年１２月２８日に出願され、平成１２年３月１７日にその発明について特許権の設定登録がなされ、その後、異議申立人和田浩司より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年４月１６日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否
（１）訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のａないしｈのとおりである。
　ア．訂正事項ａ
　　特許請求の範囲の請求項１を削除する。
　イ．訂正事項ｂ
　　特許請求の範囲の請求項２を請求項１とし、その記載を次のとおりとす　る。
「燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、
圧縮機で昇圧された空気を、ロータ端部からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、燃焼器より軸心側に形成され、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気をロータの高圧側ホイールスペースに導き高温の空気を燃焼室に回収する回収経路と、を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。」
　ウ．訂正事項ｃ
　　特許請求の範囲の請求項３を請求項２とし、その記載を次のとおりとす　る。
「燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、
圧縮機で昇圧された空気を、昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段により昇圧された空気を、ロータ端からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気がロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された高温の空気が燃焼器に導かれる回収経路と、を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。」
　エ．訂正事項ｄ
　　特許請求の範囲の請求項４を請求項３とする。
　オ．訂正事項ｅ
　　特許請求の範囲の請求項５を請求項４とし、その記載を次のとおりとす　る。
「請求項１又は請求項２に記載の空気冷却式ガスタービンにおいて、
前記ロータは、重ねられた複数のディスクと、該ディスクに設置される貫通部に配置してロータを固定するスタッキングボルトと、を有し、前記翼を流れた空気が前記スタッキングボルトが配置される貫通部を流れて回収されることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。」
　カ．訂正事項ｆ
　　特許請求の範囲の請求項６を請求項５とし、その記載を次のとおりとす　る。
「請求項１又は請求項２の空気冷却式ガスタービンにおいて、
翼を流れた空気の回収経路に、自身の内部に回収空気が流れ、外周にリブを設置する配管を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。」
　キ．訂正事項ｇ
　　特許請求の範囲の請求項７を請求項６とし、その記載を次のとおりとす　る。
「燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、
圧縮機で昇圧された空気の一部を、ガスタービンの下流側からロータ内部に供給し、前記ロータ内部を経て、前記動翼の設置されるディスクの一方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記供給経路から前記動翼を流れた空気がロータ内部を経るように前記ディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、該空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された高温の空気が燃焼室に導かれる回収経路を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。」
　ク．訂正事項ｈ
　　発明の詳細な説明の記載中、明細書の段落【０００５】、段落【０００　６】、段落【０００７】及び段落【０００９】の記載を、それぞれ次のと　おりに訂正する。
「【０００５】」、
「【０００６】【課題を解決するための手段】本発明の空気冷却式ガスタービンは、燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、圧縮機で昇圧された空気を、ロータ端部からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、燃焼器より軸心側に形成され、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気をロータの高圧側ホイールスペースに導き高温の空気を燃焼室に回収する回収経路と、を備えることを特徴とする。」、
「【０００７】或いは、本発明の空気冷却式ガスタービンは、燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、圧縮機で昇圧された空気を、昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段により昇圧された空気を、ロータ端からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気がロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された高温の空気が燃焼器に導かれる回収経路と、を備えることを特徴とする。」、
「【０００９】或いは、本発明の空気冷却式ガスタービンは、燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、圧縮機で昇圧された空気の一部を、ガスタービンの下流側からロータ内部に供給し、前記ロータ内部を経て、前記動翼の設置されるディスクの一方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記供給経路から前記動翼を流れた空気がロータ内部を経るように前記ディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、該空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された高温の空気が燃焼室に導かれる回収経路を備えることを特徴とする。」
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、また、上記訂正事項ｄは、上記訂正事項ａに付随的に生じる記載の不備を解消するものであって、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、いずれも、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　また、上記訂正事項ｂ、ｃ、ｅ、ｆ及びｇにおいて追加された、動翼を流れた空気をロータの内部を経て回収する経路に「動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路」を設けた点、及び、回収する空気の温度状態が「高温」である点は、「回収経路」及び回収される「空気」を限定したものであり、これらの点に関連する記載として、願書に添付した明細書の段落【００２３】には「動翼冷却流路２１ｂ及び２２ｂの出口はディスク外周側壁とスペーサ間に形成されたキャビティ１９及びキャビティ２０に開放されており、スペーサに形成された孔１５ｂ，溝１５ａ及びディスクに穿けた貫通流路１８を経て、ロータ１０と燃焼室５０間のホィールスペース５１に開口する回収経路が構成されている。」とあり、また、同段落【００２６】には「ロータの中心部キャビティ１７内は低温の空気によって満たされる（中略）一方ディスク外周部のキャビティ１９及び２０側の壁面と貫通流路１８周辺は翼冷却後の高温空気によって加熱される」とある。したがって、上記訂正事項ｂ、ｃ、ｅ、ｆ及びｇは、いずれも、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　さらに、上記訂正事項ｈは、上記訂正事項ａ、ｂ、ｃ及びｇと整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
（３）独立特許要件
　上記訂正事項ｅ及びｆは、特許異議の申立てがされていない請求項についての訂正であって、特許請求の範囲の減縮を目的としたものに該当するから、訂正明細書の請求項４及び５に係る発明の独立特許要件について検討する。
　訂正明細書の請求項４及び５に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項４及び５に記載されたとおりのものであって（上記「（１）訂正の内容」参照。）、同請求項１又は２に係る発明の構成要件を全て含むものである。
　そして、当該請求項１又は２に係る発明が、下記３．（３）又は（４）のように、申立人が提出した刊行物１に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものと認めることができないので、同様の理由により、訂正明細書の請求項４及び５に係る発明は、申立人が提出した刊行物１に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとは認められない。
　したがって、訂正明細書の請求項４及び５に係る発明は、出願の際、独立して特許を受けることができるものである。
（４）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、平成１１年改正前の特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
（１）申立ての概要
　申立人和田浩司は、下記甲第１号証を提出し、請求項１、２、３及び７に係る発明の特許は、甲第１号証より、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであるから取り消すべき旨主張している。
(ICOPE-93)、September 12-16,1993、Volume 2、p.457-462
（２）請求項１、２及び６に係る発明
　上記２．で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１、２及び６に係る発明（以下、「本件発明１、２、６」という。）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１、２及び６に記載されたとおりのものである（上記「２．（１）訂正の内容」参照。）。
（３）本件発明１について
　当審が通知した取消しの理由に引用した刊行物１（甲第１号証）には、「ガスタービン冷却システム（Gas turbine cooling system）」における「クローズド空気冷却方式（Closed-circuit air cooling system）」についての構成が記載されている。また、申立人作成の翻訳文には、「図２（ｃ）はＣＣＳＣシステムの代替としての全ＣＣＡＣ（Closed-Circuit Air Cooling）システムを示している。冷却空気は燃焼プレナムから抽気され、予冷用クーラーに導かれる。予冷された空気は、冷却通路内での圧力損失を補償するために、次にブースト圧縮機により昇圧される。昇圧された空気は１段ノズルと全部の動翼に供給される。　ガスタービンの翼を冷却した後、（冷却により）加熱された空気はガス流路に導入される代わりに燃焼器で圧縮機吐出空気に合流し、ガスタービン中で最も圧力が高い燃焼器入口に戻される。」（甲第１号証４５８頁左欄３１−４５行の翻訳文）と記載されている。
　そこで、本件発明１と刊行物１に記載された発明とを対比すると、動翼を流れた空気がロータの内部を経て燃焼室へと回収される回収経路について、本件発明１では「動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す」経路を備えているのに対し、刊行物１に記載された発明では、そのようなディスク側面を貫通する経路は備えておらず、ディスク側面に沿ってロータ中心部へ向かう回収経路となっている点で相違する。
　そして、本件発明１は、上記のようなディスク側面を貫通する経路を備えたことにより、明細書記載の「特別な輸送配管を必要とすることなく、簡単な構造で冷却空気の回収が可能となる。」（訂正明細書の段落【００２６】を参照。）という作用効果を奏するものと認められる。
　したがって、本件発明１は、刊行物１に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたものとすることができない。
（４）本件発明２について
　本件発明２と刊行物１に記載された発明とを対比すると、動翼を流れた空気がロータの内部を経て燃焼器に導かれる回収経路について、本件発明２では「動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す」経路を備えているのに対し、刊行物１に記載された発明では、そのようなディスク側面を貫通する経路は備えておらず、ディスク側面に沿ってロータ中心部へ向かう回収経路となっている点で相違する。
　したがって、本件発明２は、本件発明１と同様に、刊行物１に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたものとすることができない。
（５）本件発明６について
　本件発明６と刊行物１に記載された発明とを対比すると、動翼を流れた空気がロータの内部を経て燃焼室へ導かれる回収経路について、本件発明６では「ディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す」経路を備えているのに対し、刊行物１に記載された発明では、そのようなディスク側面を貫通する経路は備えておらず、ディスク側面に沿ってロータ中心部へ向かう回収経路となっている点で相違する。
　したがって、本件発明６は、本件発明１及び２と同様に、刊行物１に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたものとすることができない。
（６）むすび
　以上のとおりであるから、本件発明１、２、６の特許は、特許異議申立ての理由及び証拠によっては取り消すことができない。
　また、他に本件発明１、２、６の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件発明１、２、６についての特許は、拒絶をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年４月２６日（２００１．４．２６）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
ア．訂正事項ａ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書中の特許請求の範囲の請求項１を、特許請求の範囲の減縮を目的として、削除する。
イ．訂正事項ｂ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書中の特許請求の範囲の請求項２を、項番を繰り上げて請求項１とし、もとの請求項２に「前記動翼を流れた空気をロータの内部を経てロータの高圧側ホイールスペースに導き燃焼室に回収する回収経路と、」とあるのを前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気をロータの高圧側ホイールスペースに導き高温の空気を燃焼室に回収する回収経路と、」と、それぞれ特許請求の範囲の減縮を目的として、訂正する。
ウ．訂正事項ｃ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書中の特許請求の範囲の請求項３を、項番を繰り上げて請求項２とし、もとの請求項３に「前記動翼を流れた空気をロータの内部を経て、ロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された空気が燃焼器に導かれる回収経路と、」とあるのを「前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気がロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された高温の空気が燃焼器に導かれる回収経路と、」と、それぞれ特許請求の範囲の減縮を目的として、訂正する。
エ．訂正事項ｄ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書中の特許請求の範囲の請求項４を、明りょうでない記載の釈明を目的として、項番を繰り上げて請求項３とする。
オ．訂正事項ｅ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書中の特許請求の範囲の請求項５を、項番を繰り上げて請求項４とし、もとの請求項５に「請求項１乃至請求項３に記載の」とあるのを「請求項１又は請求項２に記載の」と、それぞれ特許請求の範囲の減縮を目的として、訂正する。
カ．訂正事項ｆ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書中の特許請求の範囲の請求項６を、項番を繰り上げて請求項５とし、もとの請求項６に「請求項１乃至請求項３に記載の」とあるのを「請求項１又は請求項２に記載の」と、それぞれ特許請求の範囲の減縮を目的として、訂正する。
キ．訂正事項ｇ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書中の特許請求の範囲の請求項７を、項番を繰り上げて請求項６とし、もとの請求項７に「前記動翼を流れた空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された空気が燃焼室に導かれる回収経路を」とあるのを「前記動翼を流れた空気がロータ内部を経るように前記ディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、該空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された高温の空気が燃焼室に導かれる回収経路を」と、それぞれ特許請求の範囲の減縮を目的として、訂正する。
ク．訂正事項ｈ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書を本件訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに、すなわち明細書の段落【０００５】を、明りょうでない記載の釈明を目的として、削除する。
ケ．訂正事項ｉ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書を本件訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに、すなわち明細書の段落【０００６】における「或いは、」を「【課題を解決するための手段】」と、また、同段落における「前記動翼を流れた空気をロータの内部を経てロータの高圧側ホイールスペースに導き燃焼室に回収する回収経路と、」を「前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気をロータの高圧側ホイールスペースに導き高温の空気を燃焼室に回収する回収経路と、」と、それぞれ明りょうでない記載の釈明を目的として、訂正する。
コ．訂正事項ｊ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書を本件訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに、すなわち明細書の段落【０００７】における「前記動翼を流れた空気をロータの内部を経て、ロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された空気が燃焼器に導かれる回収経路と、」を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気がロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された高温の空気が燃焼器に導かれる回収経路と、」と訂正する。
サ．訂正事項ｋ
　特許第３０４４９９６号発明の明細書を本件訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに、すなわち明細書の段落【０００９】の先頭に「或いは、」の４文字を挿入し、また、同段落における「前記動翼を流れた空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された空気が燃焼室に導かれる回収経路を」を「前記動翼を流れた空気がロータ内部を経るように前記ディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、該空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された高温の空気が燃焼室に導かれる回収経路を」と、それぞれ明りょうでない記載の釈明を目的として、訂正する。
（５４）【発明の名称】
空気冷却式ガスタービン
（５７）【特許請求の範囲】
　
【請求項１】
圧縮機で昇圧された空気を、ロータ端部からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、燃焼器より軸心側に形成され、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気をロータの高圧側ホイールスペースに導き高温の空気を燃焼室に回収する回収経路と、を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。
　
【請求項２】
圧縮機で昇圧された空気を、昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段により昇圧された空気を、ロータ端からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気がロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された高温の空気が燃焼器に導かれる回収経路と、を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。
　
【請求項３】
ロータ内に形成される前記冷却媒体の供給経路内に、周囲に前記動翼に供給される冷却媒体が流れ、自身の内側に前記動翼を流れた後の冷却媒体が流れる回収経路を形成する配管を配置することを特徴とする冷却媒体回収式ガスタービン。
　
【請求項４】
前記ロータは、重ねられた複数のディスクと、該ディスクに設置される貫通部に配置してロータを固定するスタッキングボルトと、を有し、前記翼を流れた空気が前記スタッキングボルトが配置される貫通部を流れて回収されることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。
　
【請求項５】
翼を流れた空気の回収経路に、自身の内部に回収空気が流れ、外周にリブを設置する配管を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。
　
【請求項６】
圧縮機で昇圧された空気の一部を、ガスタービンの下流側からロータ内部に供給し、前記ロータ内部を経て、前記動翼の設置されるディスクの一方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記供給経路から前記動翼を流れた空気がロータ内部を経るように前記ディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、該空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された高温の空気が燃焼室に導かれる回収経路を備えることを特徴とする空気冷却式ガスタービン。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は燃焼ガス用圧縮空気の一部を用いてロータおよび動翼を冷却する空気冷却式ガスタービンに関し、特に冷却に供した空気を燃焼室に回収してタービン効率の向上を意図するクローズド空気冷却式ガスタービンの冷却空気流路の構成に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】ガスタービンでは作動ガスの温度を高めてタービン効率の向上を図るために翼を冷却している。従来この種のガスタービンでは、冷却に供した空気の大部分を翼から作動ガス中へ排出している。このために低温の冷却空気希釈による作動ガスの温度低下や混入に伴う翼間流れの乱れによる圧力損失、冷却空気のポンピング動力損失などによってタービンの出力が低下し、作動ガス高温化による効果を充分に発揮し得ない欠点があった。このため最近は、例えば特開昭５８−４３５７５号公報に示されているように、冷却空気を作動ガス中に排出せずに回収するクローズド空気冷却方式のガスタービンが提案されている。しかし、具体的な回収方法及び構造については示されていない。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】クローズド空気冷却方式のガスタービンを目的に沿って効率的に実現するためには、比較的構成の容易な静翼の冷却空気の回収ばかりでなく、冷却空気のポンピング動力を軽減するために動翼の冷却空気をも回収する必要がある。そのためには、冷却空気のロータ外への排出口をできるだけ回転中心近くに配置することと、動翼を冷却した後の高温空気によるロータ部材の温度上昇を如何に低減して、熱応力の発生及び変形によるロータのアンバランス振動等を軽減するかが大きな課題となる。これらはロータ内での冷却空気の供給経路と回収経路の構成によって大きく左右され、また高速回転体であることを考慮してできるだけ単純な構造にする必要がある。
　【０００４】本発明は以上に述べた課題を克服して、効率向上の目的に沿った好適なクローズド空気冷却方式のガスタービンを提供することにある。
　
【０００５】
　
【０００６】【課題を解決するための手段】本発明の空気冷却式ガスタービンは、燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、圧縮機で昇圧された空気を、ロータ端部からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、燃焼器より軸心側に形成され、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気をロータの高圧側ホイールスペースに導き高温の空気を燃焼室に回収する回収経路と、を備えることを特徴とする。
　
【０００７】或いは、本発明の空気冷却式ガスタービンは、燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、圧縮機で昇圧された空気を、昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段により昇圧された空気を、ロータ端からロータ内部に供給し、ロータ内部を経て前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記動翼を流れた空気がロータの内部を経るように該動翼が設置されるディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、その回収経路を経て該空気がロータとロータ外周側に位置する燃焼器間に形成される間隙に回収され、該回収された高温の空気が燃焼器に導かれる回収経路と、を備えることを特徴とする。
　【０００８】或いは、本発明の冷却媒体回収式ガスタービンは、冷却媒体をロータ内部を通り動翼に供給する冷却媒体の供給経路と、該ロータ及び動翼を冷却した後の冷却媒体をロータ内部を通り回収する冷却媒体の回収経路と、を有する冷却媒体回収式ガスタービンであって、ロータ内に形成される前記冷却媒体の供給経路内に、周囲に前記動翼に供給される冷却媒体が流れ、自身の内側に前記動翼を流れた後の冷却媒体が流れる回収経路を形成する配管を配置することを特徴とする。
　
【０００９】或いは、本発明の空気冷却式ガスタービンは、燃焼器に流れる空気の一部をロータ内部を経て動翼に供給し、該ロータ及び動翼を冷却した後に冷却空気を回収する空気冷却式ガスタービンであって、圧縮機で昇圧された空気の一部を、ガスタービンの下流側からロータ内部に供給し、前記ロータ内部を経て、前記動翼の設置されるディスクの一方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り前記動翼に空気を供給する供給経路と、前記供給経路から前記動翼を流れた空気がロータ内部を経るように前記ディスクの側面を貫通してディスク内に空気を流す回収経路と、該空気を前記ディスクの他方の側面と該側面に隣接する部材を含み形成される経路を通り、ロータ内を経て回収し、該回収された高温の空気が燃焼室に導かれる回収経路を備えることを特徴とする。
　【００１０】
　【００１１】
　【００１２】
　【００１３】
　【００１４】
　【００１５】
　【作用】ロータ内に上述した冷却空気の供給経路と回収経路を構成することによって、ロータの中心部キャビティには低温の空気が充満するために、強大な遠心力によって大きな応力が発生するディスク中心部は一様に冷却されて熱応力の発生や変形が少ない。
　【００１６】一方ディスク外周側壁の一部やスペーサは動翼冷却後の高温空気によって加熱されるが、動翼が植設されているためにスペーサよりも大きな遠心力が作用するディスク外周の片面は供給経路を流れる低温の空気によって冷却されるために温度上昇が半減するほか、外周部は中心部に比べて遠心応力が小さいために熱応力に対する制限が緩和され、加熱による影響が少ない。特にスペーサ内部流路からディスク貫通流路を経て回収する場合には、ディスクは側面からは加熱されずに貫通流路のみが加熱源となり、該貫通流路及びスペーサの内部流路に遮熱管を装着もしくは遮熱コーティングを施すことによって高温空気からディスクやスペーサヘの伝熱が遮断され、ロータ全体の温度上昇を大幅に軽減できる。
　【００１７】またディスク貫通流路としてスタッキングボルト穴を利用した場合には、回収経路をより簡単に構成できるほか、貫通流路形成に伴うディスクの強度低下を軽減できる利点がある。
　【００１８】しかるに、冷却空気のポンピング動力は冷却空気流出口の回転半径位置の２乗に比例するが、本発明では冷却空気をロータ側面から放出するために、従来動翼から排出していた場合に比べて流出回転半径を約２分の１にでき、ポンピング動力を４分の１程度に低減できる。
　【００１９】
　【実施例】以下、本発明の実施例を図によって詳しく説明する。
　【００２０】図１は本発明の一実施例によるクローズド空気冷却式ガスタービンの断面を示しており、理解し易くするため２段タービンに適用した場合について示した。
　【００２１】ロータ１０は軸１１，軸１２，ディスク１３，ディスク１４及びスペーサ１５によって構成され、スタッキングボルト１６によって一体に締結されている。各ディスク１３，１４の外周には、内部に冷却流路２１ｂ及び２２ｂを形成した動翼２１及び２２がダブテール２１ａ及び２２ａを介して植設されている。
　【００２２】ロータ中心部にはディスク中心孔１３ａ及び１４ａやディスク間スペース等を含む広域のキャビティ１７が形成されており、該キャビティ１７からスタッキング半径位置のディスク側面に形成された複数個のスリット１３ｂ及び１４ｂ、及び軸端とディスク間に形成されたキャビティ２３，２４を経て動翼内の冷却流路２１ｂ及び２２ｂに通じる冷却空気供給経路が構成されている。
　【００２３】一方、動翼冷却流路２１ｂ及び２２ｂの出口はディスク外周側壁とスペーサ間に形成されたキャビティ１９及びキャビティ２０に開放されており、スペーサに形成された孔１５ｂ，溝１５ａ及びディスクに穿けた貫通流路１８を経て、ロータ１０と燃焼室５０間のホイールスペース５１に開口する回収経路が構成されている。
　【００２４】そこで、圧縮機から抽気されブースト圧縮された後に軸１２の中心孔を経てロータ１０内に流入し冷却空気は、矢印２５で示したようにロータ中心部のキャビティ１７からスリット１３ｂとスリット１４ｂの経路に分かれて動翼２１及び動翼２２内の冷却流路２１ｂ及び２２ｂに流入し、それぞれの翼を冷却する。
　【００２５】翼を冷却して加熱された空気の内、動翼２１からキャビティ１９に流出した空気は溝１５ａ及びディスク貫通流路１８を経、動翼２２からキャビティ２０に流出した空気は溝１５ｂ，キャビティ１９及びディスク貫通流路１８を経てホイールスペース５１に放出され、連通孔５０ａから燃焼室５０内に回収される。
　【００２６】以上に示した冷却空気の供給，回収過程において、ロータの中心部キャビティ１７内は低温の空気によって満たされるために、スタッキング位置より小径側のディスク中心部は一様に冷却され、ほぼ冷却空気と同程度の低い温度に維持される。一方ディスク外周部のキャビティ１９及び２０側の壁面と貫通流路１８周辺は翼冷却後の高温空気によって加熱されるが、反対側のキャビティ２３及び２４を形成している壁面やダブテールが形成されている外周壁からは低温の冷却空気によって冷却されるために、ディスクの温度上昇が半減する。したがって、特別な輸送配管を必要とすることなく、簡単な構造で冷却空気の回収が可能となる。また、冷却空気がロータ中心から外周側に流れる過程で旋回速度が増大する分、いわゆるポンピング動力が必要となるが、この動力は逆に動翼から中心側に流れる過程で回転力として吸収される。動力は回転半径位置の２乗に比例するため、冷却空気はロータのほぼ２分の１の半径位置からロータ外に放出されることから、ポンピング動力のほぼ４分の３が回収される。
　【００２７】図２は本発明による他の実施例を示している。この場合はロータ外周部のキャビティからホイールスペースに通じるディスク貫通孔を新たに穿孔せず、スタッキングボルト穴を兼用した。即ち動翼を冷却した後にキャビティ１９及び２０内に導入された高温の冷却空気は、矢印２６で示したように、スペーサ１５に形成された溝１５ｃ及びディスク１３に既設されたスタッキングボルト２７を挿入するボルト穴２８を経てホイールスペース５１に流出し、燃焼室５０に回収される。但しボルトと穴の間隙だけでは所定の冷却空気を流すことができないために、図３に図２のＸ−Ｘ断面を示すように、スタッキングボルト２７の一部を削除して流路断面を拡張している。この場合スタッキングボルトが高温が直接高温の空気にさらされて加熱されるため、翼の熱負荷すなわちタービンの作動ガス温度に制限があるが、回収経路をより簡単に構成できるほか、ディスクに穿孔しない分だけ強度を高く維持できる利点がある。
　【００２８】図４はスペーサの冷却強化を意図して冷却空気の供給，回収経路を変えた場合の実施例を示している。すなわちディスク３０の外周に植設された初段動翼３１への冷却空気は、スペーサ３２に形成された複数個のスリット３２ａ及び該ディスクとスペーサ間のキャビティ３３を経て供給され、前述の実施例とは逆にキャビティ３３が供給経路の構成要素となっている。これに伴い初段動翼から流出した冷却空気は、ディスク３０と軸３７間のキャビティ３５を経て軸端に穿けた孔３７ａからホイールスペース５１に放出され、燃焼室５０に回収される。また２段動翼２２からキャビティ３４に流出した空気は、供給経路であるキャビティ３３を貫通してスペーサ３２とディスク３０間に渡した回収管３６を通り、キャビティ３５内で初段動翼からの冷却空気と合流し回収される。
　【００２９】この実施例の場合、回収空気出口の回転半径位置が前実施例に比べて多少大きい位置に推移するするためにポンピング動力の回収率はやや低下するが、回収経路をより簡単に構成できるほか、スペーサの片面が低温の空気によって冷却されるためにスペーサとディスクの熱膨張差によって発生する応力を低減できる利点がある。
　【００３０】図５はさらに他の実施例を示している。この実施例では動翼冷却流路の出口にスペーサ４０の外周部をえぐって回収室４４及び４５が形成されている。また同スペーサの半径方向には遮熱管４６を内接した複数個の内部流路４０ａが形成されており、その一端は前述の回収室４４及び４５に、他端はディスク４１を貫通してスペーサ４０と軸４３に支持装着された回収管４７を通じてホイールスペース５１に連通されている。さらに、スペーサの両側面には複数のスリット流路４０ｂ及び４０ｃが内部流路４０ａと同一位相上に形成され、該スリットによってロータ中心部のキャビティ１７と外周側のキャビティ４８及び４９が連通されている。一方ディスク４１及び４２の側面には、図１の実施例と同様にスリット流路４１ａ及び４２ａが形成されているほか、外周部には前記キャビティ４８及び４９と動翼根本の冷却空気供給口を連通する孔４１ｂ及び４２ｂが形成されている。
　【００３１】図６は遮熱管４６及び回収管４７の断面形状を示しており、管の外壁にはスペーサやディスクとの接触面積を少なくするためにリブが突出している。
　【００３２】そこでロータ中心部のキャビティ１７内に導入された空気の一部は、スリット４１ａを通る経路とスリット４０ｂ及び孔４１ｂを通る経路の２つの経路から動翼２１に供給され、残りの空気はスリット４２ａを通る経路とスリット４０ｃ及び孔４２ｂを通る経路の２経路から動翼２２に供給される。したがってディスク及びスペーサ中心部は低温の冷却空気によって両側面から冷却される。
　【００３３】一方動翼を冷却した後の高温空気は、スペーサ外周部の回収室４４及び４５からスペーサ内部流路４０ａ及び回収管４７を経てホイールスペース５１に放出され、燃焼室５０に回収される。この際回収経路は高温の冷却空気によって加熱されるが、スペーサの外周部を除けば遮熱管４６や回収管４７によって断熱されており、また周辺は低温の冷却空気によって冷却されているために、温度上昇は極めて少ない。スペーサの外周部においても、回収室４４及び４５を形成している壁の背面は低温空気によって冷却されているために温度上昇は半減する。
　【００３４】なお、本実施例では遮熱手段として外壁にリブが突出した遮熱管を用いたが、スペーサ内部流路４０ａの内壁に遮熱コーティングを施してもほぼ同様の断熱効果が得られる。
　【００３５】ポンピング動力回収の観点においても、本実施例では冷却空気放出口の回転半径位置を軸４３の外径程度に小さくできるため、ポンピング動力の大部分を回収することが可能となる。
　【００３６】
　【発明の効果】本発明によると、効率向上の目的に沿った好適なクローズド空気冷却方式のガスタービンを提供することができる。つまり、ロータの温度上昇をきたすことなく動翼を冷却した後の高温空気を燃焼室に回収することができるほか、冷却空気のポンピング動力の大部分を回収することが可能となり、ひいてはタービン作動ガスヘの冷却空気の混入による温度低下及び流れの乱れによる損失の少ない好適な空気冷却式のガスタービンが得られる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明によるロータ内部冷却流路の構成図。
　【図２】本発明によるロータ内部冷却流路の他の実施例図。
　【図３】図２のＸ−Ｘ断面図。
　【図４】本発明によるロータ内の冷却流路の他の実施例図。
　【図５】本発明によるロータ内の冷却流路の他の実施例図。
　【図６】遮熱管及び回収管の断面図。
　【符号の説明】
１０…ロータ、１３，１４…ディスク、１５…スペーサ、１７…中心部キャビティ、１８…ディスク貫通流路、１９，２０…外周部キャビティ、２１，２２…動翼、２７…スタッキングボルト、２８…スタッキングボルト穴、３６…回収管、４０ａ…スペーサ内部流路、４４，４５…回収室、４６…遮熱管、４７…回収管、５０…燃焼室、５１…ホィールスペース。