(57)【要約】【課題】ブロワやポンプ等の外付けの補機を必要としない、簡潔な冷却構造を有する常圧燃焼タービンシステムを提供する。【解決手段】中空軸２１と、この中空軸２１に連結された圧縮機４およびタービン２とを備える常圧燃焼タービンシステムにおいて、前記中空軸２１の内方空間３１と前記タービン２の出口とを連通する連通路４４と、前記中空軸２１の周壁に形成されて冷却ガスを前記中空軸の外方から内方空間に導入する導入孔４３ａ，４３ｂとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空軸と、この中空軸に連結された圧縮機およびタービンとを備える常圧燃焼タービンシステムにおいて、
前記中空軸の内方空間と前記タービンの出口とを連通する連通路と、
前記中空軸の周壁に形成されて冷却ガスを前記中空軸の外方から内方空間に導入する導入孔とを備えたことを特徴とする、常圧燃焼タービンシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記中空軸と、前記圧縮機および前記タービンとが、前記中空軸、前記圧縮機および前記タービンを軸方向に貫通する連結シャフトにより連結されており、この連結シャフトと、前記タービンの貫通孔との間に前記連通路が形成されている常圧燃焼タービンシステム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記中空軸の内周面に、前記内方空間に導入された冷却ガスに接触するフィンを有する常圧燃焼タービンシステム。
【請求項４】
請求項３において、前記フィンが前記導入孔の近傍に設けられている常圧燃焼タービンシステム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記導入孔の中空軸外面への開口方向が、前記中空軸の放射方向に対して、前記中空軸の回転方向と同じ向きに傾いている常圧燃焼タービンシステム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項において、前記中空軸を支持するジャーナル軸受をさらに備え、前記導入孔が前記ジャーナル軸受の近傍に形成されている常圧燃焼タービンシステム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項において、前記中空軸の前記圧縮機と前記タービンとの間の部分に設けたロータ部と、このロータ部の外周近傍に設けたステータとからなる発電機をさらに備え、前記導入孔が前記ロータ部の近傍に形成されている常圧燃焼タービンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常圧燃焼で得られた常圧の高温ガスを作動ガスとして利用する常圧燃焼タービンシステムに関し、より具体的には、大気圧とタービンの負圧側との差圧を利用して、簡易な構造で回転軸および軸受などの要素を冷却する、常圧燃焼タービンシステムの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスタービンエンジンにおいては、大気圧の空気を圧縮機で昇圧して燃焼器に導き、燃料と混合して燃焼させ、その後タービンで動力を回収するため、燃料の圧力を圧縮機出口空気圧力よりも高くする必要があり、常圧燃焼、常圧排熱利用ができないことから、ガス化燃料、固形燃料、未利用高温ガスなどを利用することが困難である。
【０００３】
一方近年では、常圧・高温のガスを利用できるタービン装置として、常圧燃焼で得られた常圧の高温ガスをタービンで膨張させ、負圧の状態で熱交換器等により熱を回収後、圧縮機により圧力を大気圧に戻して大気中に排気する常圧燃焼タービンが知られている。この常圧燃焼タービンシステムは、熱源として、常圧環境下で燃料を燃焼させて得た常圧高温ガス、若しくは工業炉・ボイラなどから得られた常圧高温排ガスを利用する。燃料については、通常の内燃機関では処理に手間を要する各種ガス化燃料や、直接燃料として利用することのできない固形燃料を、低コストかつ比較的簡単な設備で利用できる利点がある。また、常圧高温排ガスの廃熱利用においては、蒸気タービンなどに比べて小規模でより簡単な設備を用いて発電できる利点がある。
【０００４】
従来のガスタービンエンジンの回転軸の冷却構造として、回転軸を支持する転がり軸受の潤滑油を回転軸に供給するための給油口や噴射ノズルを設けて、この潤滑油により冷却することが知られている（特許文献１，２参照）。また、ブロワなどにより冷却空気を回転軸に供給して冷却する方法や、圧縮機によって圧縮された空気の一部を回転軸に供給して冷却する方法などもよく知られている。
【特許文献１】実開平２−１４４６２５号公報
【特許文献２】特開平９−２５０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１または２に開示された、潤滑油によって軸を冷却する構造や、冷却空気によって軸を冷却する構造では、冷却媒体である潤滑油や冷却空気を供給するためのポンプやブロワなど、外付けの補機が必要となり、装置全体が大型化・複雑化し、また製造コスト増につながる。また、圧縮空気の一部により軸を冷却する構造においては、圧縮機出口のガス温度が約２００℃程度以上と高温であるため、ガスタービンエンジンの内部に２００℃よりも低温に保つ必要がある発電機のような機器を組み込もうとする場合には、この内部の機器を効果的に冷却することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、常圧燃焼タービンの特徴である大気圧と負圧側の差圧を利用して回転軸内に大気圧の冷却ガスを通すことにより、回転軸を冷却でき、しかも外付けの補機等を必要としない簡易な軸冷却構造を備えた常圧燃焼タービンシステム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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の常圧燃焼タービンシステムは、中空軸と、この中空軸に連結された圧縮機およびタービンとを備える常圧燃焼タービンシステムにおいて、前記中空軸の内方空間と前記タービンの出口とを連通する連通路と、前記中空軸の周壁に形成されて冷却ガスを前記中空軸の外方から内方空間に導入する導入孔とを備えている。ここで、常圧とは、装置等の設置環境の圧力をいい、負圧とはそれよりも低い圧力をいう。
【０００８】
この構成の常圧燃焼タービンシステムにおいては、タービン出口は負圧であるのに対し、中空軸は常圧下に置かれる。したがって前記冷却構造において、前記連通路および中空軸の導入孔により、前記中空軸外部の雰囲気温度の冷却ガス、例えば大気が、中空軸の内方空間を通ってタービンの出口へと導かれ、その過程で中空軸が冷却される。しかも、従来のように冷却ガスを軸に供給するために新たに外付けの補機などを設ける必要がないため、常圧燃焼タービンシステム全体が大型化・複雑化することがなく、製造コストを低減することができる。
【０００９】
好ましくは、前記中空軸と、前記圧縮機および前記タービンとが前記中空軸、前記圧縮機および前記タービンを軸方向に貫通する連結シャフトにより連結されており、この連結シャフトと、前記タービンの貫通孔との間に前記連通路が形成されている。この構成によれば、前記タービンに新たに通路を設ける必要がなく、従来の部品の軽微な設計変更によって前記連通孔を容易に形成することができる。
【００１０】
好ましくは、前記中空軸の内周面に、前記内方空間に導入された冷却ガスに接触するフィンを有している。この構成によれば、前記フィンを設けたことにより中空軸の伝熱面積が増加すると共に軸内流れが乱れ、冷却効率を高めることができる。前記フィンを前記導入孔の近傍に設けた場合には、導入孔から内方空間に導入された直後の冷却ガスがフィンに接触するので、冷却効率が一層高くなる。
【００１１】
前記導入孔の中空軸外面への開口方向は、前記中空軸の放射方向に対して、前記中空軸の回転方向と同じ向きに傾いているのが好ましい。この構成によれば、前記導入孔の中空軸外面への開口方向が、冷却ガスの中空軸に対する相対的な流れを迎える向きとなり、冷却ガスを中空軸内に円滑に導入することができる。
【００１２】
好ましくは、前記常圧燃焼タービンシステムは、前記中空軸を支持するジャーナル軸受をさらに備え、前記導入孔が前記ジャーナル軸受の近傍に形成されている。この構成によれば、前記導入孔が前記ジャーナル軸受の上流側に設けられている場合には、当該導入孔から導入された冷却ガスがジャーナル軸受設置部分の軸内面を冷却することにより、また下流側に設けられている場合には、当該導入孔から導入された冷却ガスがジャーナル軸受よりタービン側の軸内面を冷却してジャーナル軸受に到達する熱量を低減することにより、前記ジャーナル軸受の過加熱を防ぐ。
【００１３】
前記常圧燃焼タービンシステムの内部には、発電機を組み込むことができる。すなわち、前記中空軸の前記圧縮機と前記タービンとの間の部分に設けたロータ部と、このロータ部の外周近傍に設けたステータとからなる発電機をさらに備え、前記導入孔が前記ロータ部の近傍に形成された構成とすることができる。この構成によれば、中空軸外方の冷却ガスが、ロータ部近傍の導入孔に導入される際に、ロータ部およびステータを冷却することができる。通常、タービンシステム内部に上記のような発電機を設けた場合には、タービンからの伝熱によりロータ部の永久磁石が過熱されて、永久磁石の温度がキューリー点を超えると減磁が生じるが、上記のようにロータ部を冷却することができるので減磁の発生を防止できる。また、ステータにおいては、コイルの持つ内部抵抗や発電に寄与しないコイルエンドからの発熱により、被覆材の寿命が短くなり、メンテナンスコストが増大するという課題があった。しかし上記のようにステータを冷却することができるので、絶縁物である被覆材の高温劣化に伴う寿命低下が防止される。あるいは、発電機の温度上昇を抑えることが可能となることにより、より低い絶縁種別の発電機とすることができ、発電機のコストを下げることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の常圧燃焼タービンシステムによれば、常圧燃焼タービンの、軸部とタービン側との差圧を利用して大気のような冷却ガスを中空軸内に導入することにより、外付けの補機等を使用しない簡潔で低コストの構造で、効果的に中空軸を冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る冷却構造を備えた常圧燃焼タービンシステムの縦断面図である。このシステムに含まれる常圧燃焼タービンエンジンＡＰＴは、作動ガスとなる常圧・高温のガスＧ１を取り入れる高温ガス取入れ口１１、高温ガス取入れ口１１から取り入れた常圧・高温の作動ガスＧ１を負圧にまで膨張させるタービン２、この膨張した作動ガスＧ２を排出する排出ダクト１２、排出ダクト１２と吸引通路１０を介して連通する吸引ダクト１３、吸引通路１０の中途に設けられた冷却器５、吸引ダクト１３を介して導入した作動ガスＧ２を昇圧する圧縮機４、およびタービン２と圧縮機４とを連結する中空軸２１等を内部に有する連結機構６を備えている。前記冷却器５は、例えば外部から導入した冷却水を冷媒とする水冷式冷却器である。タービン２、圧縮機４および連結機構６は、これらに共通の回転軸心上にあって、タービン２、圧縮機４、および中空軸２１を軸方向に貫通する連結シャフト２３により連結されている。
【００１６】
ラジアルタービン２および遠心圧縮機４は、中空の回転軸である中空軸２１の両端に、タービン２のタービン翼車２ａと圧縮機４のインペラ４ａが背面合わせになる向きで配置されて、タービン２、圧縮機４および中空軸２１の回転軸心上にあって軸心方向に貫通している連結シャフト２３を介して連結されている。中空軸２１は、中間ハウジングＩＨに固定された第１および第２のジャーナル軸受２７ａ，２７ｂによって径方向に支持され、また中間ハウジングＩＨの側壁に受けられているスラスト軸受２８によって軸方向に支持されている。ジャーナル軸受２７ａ，２７ｂとしては、中空軸２１を回転自在に径方向に支持できる軸受であればどのようなタイプのものを使用してもよいが、この実施形態では空気軸受を使用している。
【００１７】
タービン２は、径方向の外方が、前記排気ダクト１２に連なるタービンケーシング１４によって覆われ、軸方向の中央側が隔壁２０により覆われている。これらタービンケーシング１４および隔壁２０は膨張側ハウジングＥＨの内方に配置されている。この膨張側ハウジングＥＨには、前記高温ガス取入れ口１１が形成され、膨張側ハウジングＥＨの内方に、取り入れた常圧・高温作動ガスＧ１を旋回させながらタービンノズル１８に導くスクロール２９が装着されている。一方圧縮機４の径方向外方は、圧縮機ケーシング１５によって覆われ、圧縮機４の出口通路が排出ケーシング１６により形成されている。これら圧縮機ケーシング１５および排出ケーシング１６により、圧縮側ハウジングＣＨが形成されている。膨張側ハウジングＥＨおよび圧縮側ハウジングＣＨは、中間ハウジングＩＨの両端にボルト連結されている。
【００１８】
中間ハウジングＩＨには、冷却ガスである大気中の空気Ａを中間ハウジングＩＨの内側の軸収納空間３２に導入するための通過孔４１ａおよび４１ｂがそれぞれ、タービン２寄り、および圧縮機４寄りの部分に形成されている。中空軸２１の周壁には、その外方の軸収納空間３２と内方空間３１を連通して空気（冷却ガス）Ａを内方空間３１に導入するための導入孔４３ａ，４３ｂが、軸方向に離間して形成されている。すなわち、第１ジャーナル軸受２７ａのタービン２側および圧縮機４側の近傍にそれぞれ導入孔４３ａおよび４３ｂが形成されている。
【００１９】
中空軸２１とタービン２、および中空軸２１と圧縮機４はそれぞれ、周方向に係合歯を並べたカービックカップリング３５，３６を介して連結されており、回転方向の相対位置が固定されている。連結シャフト２３と圧縮機４は、圧縮機４の中心部に貫通して設けた圧入孔３４に連結シャフト２３を圧入することにより、互いに固定される。この連結シャフト２３の基端部（図１の左端部）は中間ハウジングＣＨを貫通して、負荷である発電機ＧＥに連結される。
【００２０】
一方、タービン２の中心部には、軸方向にタービン２を貫通する、連結シャフト２３の直径よりも大径の貫通孔３７が形成されており、この貫通孔３７に連結シャフト２３を挿通して、連結シャフト２３の先端の雄ネジ部に連結ナット２５をねじ込むことによって、タービン２と連結シャフト２３が互いに固定され、同時に、圧縮機４、中空軸２１およびタービン２の３者が結合される。こうして中空軸２１、連結シャフト２３および連結ナット２５により、タービン２と圧縮機４を連結する連結機構６が形成されている。連結ナット２５は整流カップ２６により覆われている。貫通孔３７の径を連結シャフト２３の径よりも大としているため、連結シャフト２３と貫通孔３７との間に隙間４４ａが形成され、この隙間４４ａに連通する連通孔４４ｂが、タービン翼車２ａの下流端部に形成されている。これら隙間４４ａおよび連通孔４４ｂが、中空軸２１の内方空間３１とタービン２の出口とを連通する連通路４４を形成している。
【００２１】
前記連通孔４４ｂは、図１のII−II線に沿った断面図である図２に示すように、タービン翼車２ａのハブの下流端部に、周方向に９０°間隔で４つ形成された放射状に延びる貫通孔である。なお、図２では連通孔４４ｂの数を４とし、円周方向に均等に配置したが、連通孔４４ｂの数および配置は、適宜変更可能である。
【００２２】
図１に示す中空軸２１の内周面には、内方空間３１に導入された空気Ａに接触するフィン４５が溶接により設けられている。フィン４５は、溶接の代わりに、中空軸２１の内径面に溝加工を施して、当該溝に嵌合により取付けてもよく、また、機械加工や押出し成形で中空軸２１と一体的に設けてもよい。フィン４５が設けられる軸方向位置範囲は任意であってよいが、少なくとも導入孔４３ａ，４３ｂの近傍に設けることが好ましく、さらには、この実施形態のように導入孔のうちで最も圧縮機４側に近い軸方向位置に設けられたもの（この実施例では導入孔４３ｂ）の近傍から、タービン２側の端面に渡る範囲に設けることがより好ましい。
【００２３】
導入孔４３ａ，４３ｂの形状は同一であり、図１のIII−III線に沿った断面図である図３に基づいて、圧縮機４寄りの導入孔４３ｂを代表として説明する。導入孔４３ｂは中空軸２１の周方向に等間隔で８つ設けられており、各４３ｂの中空軸２１の外面への開口方向Ｐが、中空軸２１の放射方向Ｑに対して回転方向Ｒと同じ向きに傾いている。この傾きにより、中空軸２１の回転時に、空気Ａを導入孔４３ｂが内方空間３１へ円滑に導入することができる。導入孔４３ｂの入口部（外径側）は、周縁に面取りをして丸みを持たせてもよい。このように丸みを設けることにより、冷却のための空気Ａの流れが円滑になる。
【００２４】
フィン４５は、軸方向に延びる板材からなる。フィン４５が設けられる円周方向位置は任意であってよいが、この実施形態では、導入孔４３の内方空間３１への開口に近接して、回転方向Ｒの後ろ側に設けられている。導入孔４３とフィン４５のなす角度は任意であってよいが、この実施形態のように１８０°より小であることが好ましい。こうすることにより、フィン４５に接触する空気Ａの量が増加し、より効果的に中空軸２１が冷却される。
【００２５】
なお、この実施形態では、同一の軸方向位置にある各導入孔４３ａ，４３ｂの数をそれぞれ８とし、またフィン４５の数も同様に８としたが、導入孔およびフィンの数は適宜変更可能であり、また両者の数が異なっていてもよい。
【００２６】
次に、前記構成に係る常圧燃焼タービンシステムの作用について説明する。図１において、図示しない燃焼器、または浸炭炉のような熱処理炉から排出された常圧・高温ガスＧ１が、高温ガス取入れ口１１から、スクロール２９およびタービンノズル１８を通ってタービン２に送られてこのタービン２を駆動し、その発生動力により圧縮機４と発電機ＧＥが駆動される。また、常圧・高温ガスＧ１は、タービン２を通過することにより負圧まで膨張し、この膨張した負圧・中温の作動ガスＧ２が吸引通路１０を通って、吸引ダクト１３から圧縮機４に送られ、ここで、常圧まで昇圧されて大気に放出される。吸引通路１０の中途には、冷却器５が設けられており、圧縮機４に送られる作動ガスＧ２を冷却して低温化し、これによって圧縮機４での圧縮動力を低減する。
【００２７】
このような常圧タービンＡＰＴの動作時において、タービン２の出口は負圧であるから、この出口に連通路４４を介して連通している内方空間３１も負圧になる。他方、中間ハウジングＩＨの軸収納空間３２、つまり中空軸２１の外方空間は常圧であるため、冷却ガスである軸収納空間３２内の空気Ａは、差圧により、導入孔４３ａ，４３ｂを通って中空軸２１の内方空間３１に導入される。導入された空気Ａは、中空軸２１の内周面およびこの内周面に設けられたフィン４５に接触することにより、中空軸２１を冷却する。特にフィン４５を設けたことにより、中空軸２１と空気Ａの接触面積が増加し、きわめて効率的に冷却が行われる。さらには、フィン４５によって空気Ａの流れが乱されるので、中空軸２１がより均一に冷却される。ここで、タービン２寄りの導入孔４３ａから内方空間３１に導入された空気Ａにより、高温のタービン２からの熱がジャーナル軸受２７ａ側へ伝導されるのを抑制する。一方、圧縮機４寄りの通過孔４１ｂから内方空間３１に導入された空気Ａは、タービン側に向かって流れ、ジャーナル軸受２７ａと接する部分の内周面を冷却する。これにより、ジャーナル軸受２７ａの過加熱が抑制される。
【００２８】
このように、本願発明の第１実施形態に係る軸冷却構造によれば、中空軸２１の周壁の導入孔４３ａ，４３ｂ、連結シャフト２３とタービン２の貫通孔３７との間の隙間４４ａおよびタービン翼車２ａの連通孔４４ｂからなる連通路４４という簡単な構造によって、大気圧である中空軸２１の外方と負圧であるタービン２の出口が連通され、その差圧によって空気Ａが中空軸２１内を流れて中空軸２１が冷却される。従って外付けの補機などが不要であり、装置全体の簡略化、小型化、および低コスト化が可能となる。さらには、中空軸２１の内周面にフィン４５を設けたことにより、効率的に中空軸２１を冷却することができる。また、中空軸２１のみならず、ジャーナル軸受２７ａも冷却することができ、ジャーナル軸受２７ａの耐久性の向上により装置の保守点検等の負担も軽減される。
【００２９】
図４は本発明の第２実施形態に係る軸冷却構造を備えた常圧燃焼タービンシステムの主要部を示す縦断面図である。この第２実施形態に係る軸冷却構造は、前記第１実施形態と類似の構造を有するが、第１実施形態とは異なり、タービン２と圧縮機４の間、詳しくは第１ジャーナル軸受２７ａと第２ジャーナル軸受２７ｂの間に発電機５０を設置している。すなわち、ここでは空気軸受である第１および第２ジャーナル軸受２７ａ，２７ｂと、これら軸受に支持されている中空軸２１の外周面の軸方向ほぼ中央部分に設けた、永久磁石を有するロータ部５０ａと、中間ハウジングＩＨの内周面に取り付けられて、ロータ部５０ａに径方向の隙間を介して対向するステータ５０ｂとが、発電機５０を構成している。ステータ５０ｂとしては、この実施形態では珪素鋼板にコイルを巻きつけたものを使用している。また、この実施例で使用した永久磁石式発電機以外にも、非同期発電機や自励型同期発電機など、他のタイプの発電機を使用してもよい。中空軸２１におけるロータ部５０ａよりもタービン２寄りには、第１ジャーナル軸受２７ａの両側に、導入孔４３ａ，４３ｂが２組ずつ形成され、さらに、第２ジャーナル軸受２７ｂとロータ部５０ａとの間に導入孔４３ｃが形成されている。
【００３０】
スラスト軸受２８は、中空軸２１に固定されたスラスト板２８ａの軸方向両面を第２ジャーナル軸受２７ｂの中間ハウジングＩＨへの支持体２７ｂａと、中間ハウジングＩＨに固定した隔壁２０Ａとで挟んだ構造を有している。さらには、フィン４５が、中空軸２１の内周面の、圧縮機側端からタービン側端のほぼ全範囲に渡って設けられている。その他の構造は、第１実施形態と同様である。
【００３１】
この第２実施形態に係る軸冷却構造によれば、中間ハウジングＩＨにおけるタービン２寄りの通過孔４１ａを通過した空気Ａは、導入孔４３ａを通って内方空間３１に導入される。導入孔４３ｃおよび４３ｄに導入される空気Ａは、その過程で、第１ジャーナル軸２７ａと隔壁２０に接触してこれを冷却する。さらに、中空軸２１の内方空間３１に導入された後は、タービン側に向かって流れ、中空軸２１における高温部分である、タービン２側の部分を冷却する。
【００３２】
また、中間ハウジングＩＨにおける圧縮機４寄りの通過孔４１ｂを通過した空気Ａの一部は、発電機５０のステータ５０ｂにおけるコイル５１間の隙間を通って、導入孔４３ｂから内方空間３１に導入された後、タービン２側に向かって流れ、特に第１ジャーナル軸受２７ａと接する部分の内周面を冷却する。したがって、空気Ａにより、中空軸２１が冷却されると共に、ステータ５０ｂおよび第１ジャーナル軸受２７ａの過加熱が抑制される。また、空気Ａの別の一部は、ロータ部５０ａとステータ５０ｂとの間の隙間を通って、導入孔４３ｂから内方空間３１に導入される。このとき、空気Ａにより、ロータ部５０ａの表面およびステータ５０ｂのロータ部５０ａに対向する面が冷却される。空気Ａの他部は中空軸２１の導入孔４３ｃから内方空間３１に導入されて、タービン２側に向かって流れる。導入孔４３ｃから導入される前の空気Ａにより、ロータ部５０ａ側部と第２ジャーナル軸受２７ｂが冷却され、内方空間３１に導入された後の空気Ａにより、ロータ部５０ａが冷却される。
【００３３】
このように、中空軸２１の周壁の導入孔４３ａ〜４３ｃ、および連通路４４という簡易な構造によって、大気温度を利用して効果的に発電機５０を冷却することができる。具体的には、ロータ部５０ａを冷却することにより、タービン２からの伝熱でロータ部５０ａの永久磁石が過熱されることによる減磁の発生を防止できる。また、ステータ５０ｂを冷却することにより、コイルの持つ内部抵抗や発電に寄与しないコイルエンドからの発熱によって生じる、絶縁物である被覆材の高温劣化に伴う寿命低下が防止される。したがってメンテナンスのコストを抑えることができ、あるいは、発電機の温度上昇を抑えることが可能となることにより、より低い絶縁種別の発電機とすることができ、発電機のコストを下げることができる。これにより、従来のガスタービンエンジン及びその冷却構造においては困難であった発電機のタービンエンジン内への組込みが可能となり、発電機を含むタービンシステム全体の小型化が可能となる。また、スラスト軸受２８に導入路４９を形成したことにより、摩擦熱によるスラスト軸受２８の過加熱が抑制され、スラスト軸受２８の耐久性の向上により装置の保守点検等の負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る軸冷却構造を備えた常圧燃焼タービンシステムの縦断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る軸冷却構造を備えた常圧燃焼タービンシステムの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
２  タービン
４  圧縮機
５  冷却器
６  連結機構
２１  中空軸
２３  連結シャフト
２５  連結ナット
２７ａ  第１ジャーナル軸受
２７ｂ  第２ジャーナル軸受
２８  スラスト軸受
３１  内方空間
３２  軸収納空間
３７  貫通孔
４１ａ〜４１ｃ  通過孔
４３ａ〜４３ｃ  導入孔
４４  連通路
４５  フィン
５０  発電機
５０ａ  ロータ部
５０ｂ  ステータ
【図１】
2008057440.tif 000003
【図２】
2008057440.tif 000004
【図３】
2008057440.tif 000005
【図４】
2008057440.tif 000006