(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なロータを備えるタービンにおいてスラストを平衡させるための方法であって、
前記タービンの外部の第１の圧力源を用意するステップと、
前記ロータが回転時に作用させるスラストを平衡させるべく前記ロータに作用する壁を有する圧力チャンバ（３０）を、前記タービンの内部に設けるステップと、
前記第１の圧力源（ＣＭ）を第１の導管（Ｃ１）を介して前記圧力チャンバ（３０）に接続するステップと、
前記第１の導管（Ｃ１）を開閉するように構成された第１の弁（Ｖ１）を、前記第１の導管（Ｃ１）に組み合わせるステップとを含んでおり、
前記第１の弁（Ｖ１）は、前記第１の弁（Ｖ１）の上流側の圧力が第１の所定の閾値を超えるときに自動的に開くように構成されている、方法。
【請求項２】
前記第１の弁（Ｖ１）は、前記第１の弁（Ｖ１）の上流側の圧力が前記第１の所定の閾値よりも小さい場合に完全に閉じ、前記第１の弁（Ｖ１）の上流側の圧力が前記第１の所定の閾値よりも大きいときに完全に開くように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の導管（Ｃ１）を絞るように前記第１の導管（Ｃ１）に第１のオリフィス（Ｏ１）を組み合わせるステップを更に含んでおり、
前記第１のオリフィス（Ｏ１）は、前記第１の導管（Ｃ１）の内部にチョーク流れを確立させるように寸法付けられている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記タービンの外部の第２の圧力源を用意するステップと、
前記第２の圧力源を第２の導管（Ｃ２）を介して前記圧力チャンバ（３０）に接続するステップと、
前記第２の導管（Ｃ２）を開閉するように構成された第２の弁（Ｖ２）を、前記第２の導管（Ｃ２）に組み合わせるステップと、
前記第２の導管（Ｃ２）を絞るように前記第２の導管（Ｃ２）に第２のオリフィス（Ｏ２）を組み合わせるステップとを更に含んでおり、
前記第２の弁（Ｖ２）は、前記第２の弁（Ｖ２）の上流側の圧力が第２の所定の閾値を超えるときに自動的に開くように構成され、
前記第２のオリフィス（Ｏ２）は、前記第２の導管（Ｃ２）の内部にチョーク流れを確立させるように寸法付けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記タービンの外部の第３の圧力源を用意するステップと、
前記第３の圧力源を第３の導管（Ｃ３）を介して前記圧力チャンバ（３０）に接続するステップとを更に含んでいる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
回転可能なロータと、
前記ロータが回転時に作用させるスラストを平衡させるべく前記ロータに作用するように構成された壁（３３）を有している圧力チャンバ（３０）と、
前記圧力チャンバ（３０）に接続され、第１の圧力源（ＣＭ）に接続されるように構成された第１の導管（Ｃ１）と、
前記第１の導管（Ｃ１）に組み合わせられ、前記第１の導管（Ｃ１）を開閉するように構成された第１の弁（Ｖ１）とを備えており、
前記第１の弁（Ｖ１）は、前記第１の弁（Ｖ１）の上流側の圧力が第１の所定の閾値を超えるときに自動的に開くように構成されている、タービン。
【請求項７】
前記第１の導管（Ｃ１）を絞るように前記第１の導管（Ｃ１）に組み合わせられた第１のオリフィス（Ｏ１）
を更に備えており、
前記第１のオリフィス（Ｏ１）は、前記第１の導管（Ｃ１）の内部にチョーク流れを確立させるように寸法付けられている、請求項６に記載のタービン。
【請求項８】
前記第１の自動弁（Ｖ１）は、自身の開閉のために機械的な制御部材を有している機械式の弁と、機械的な駆動部材を有している油圧アクチュエータとを含み、前記油圧アクチュエータは、前記第１の導管の流体に接続され、前記機械的な駆動部材は、前記機械的な制御部材に機械的に接続されている、請求項６又は７に記載のタービン。
【請求項９】
軸受（７）を備えており、前記ロータが回転時に作用させる前記スラストの一部は、前記軸受（７）によって平衡させられる、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のタービン。
【請求項１０】
複数の直列の段を備えており、前記軸受（７）は、前記複数の直列の段のうちの最終段の下流に位置している、請求項９に記載のタービン。
【請求項１１】
前記第１の導管（Ｃ１）は、当該タービンの排気を通過しており、外側について空気力学的に形作られている、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載のタービン。
【請求項１２】
圧縮機（１）と該圧縮機（１）の下流のタービンとの直列接続を備えており、
前記タービンは、請求項６乃至１１のいずれか１項に記載のタービンであり、前記圧縮機（１）は、前記タービンにおけるスラストを平衡させるための圧力源として用いられる、タービンエンジン。
【請求項１３】
前記圧縮機（１）は、複数の直列の段を備えており、前記複数の段のうちの或る段の出口が、前記タービンにおけるスラストを平衡させるための圧力源として用いられる、請求項１２に記載のタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題の実施形態は、概して、スラスト（ｔｈｒｕｓｔ）を平衡させる方法並びにそのような方法を実行するタービン及びタービンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンのロータが回転するとき、ロータは、種々の大きなスラストをステータに作用させる。
【０００３】
例えば、「石油及びガス」の用途において、出力ガスタービンの軸受への軸方向のスラストは、容易に１０，０００Ｎ〜１００，０００Ｎの範囲となりうる。そのような出力タービン（「低圧タービン」と称することができる）は、典型的には、圧縮機の下流に配置され、タービン（「高圧タービン」と称することができる）が、多くの場合に、圧縮機の下流かつ高圧タービンの上流において圧縮機に機械的に接続され、燃焼器が、圧縮機からガスを受け取り、燃焼を実現し、高圧タービンにガスをもたらし、この構成が、通常は「タービンエンジン」と称される。
【０００４】
そのような大きな軸方向のスラストに耐えることができるスラスト軸受を提供することは、きわめて困難かつ高価である。
【０００５】
この問題を解決するために、圧縮機からの高圧ガスを使用し、軸方向のスラストの一部と平衡するように出力タービンへと送ることが知られている。
【０００６】
この形式の技術的解決策は、米国特許第５，７６０，２８９号から知られている。この特許によれば、弁（４２）が、高圧圧縮機（１４）の段間の抽気部（３９）と低圧タービン（２０）（すなわち、出力タービン）の平衡ピストン空洞（３２）とを連通させる導管に組み合わせられ、弁（４２）は、制御ユニット（３５）によって制御され、スラスト平衡圧力トランスデューサ（５４）が、空洞（３２）内の圧力を連続的に監視するために平衡ピストン空洞（３２）の内部に配置され、制御ユニット（３５）は、特定の測定パラメータを通じてロータのスラスト軸受（２８）への残余の荷重（６０）を連続的に計算するアルゴリズム（５８）に応答して、弁（４２）の位置を能動的に制御する。
【０００７】
この形式の別の技術的解決策は、米国特許第８，０９２，１５０号からも知られている。この特許によれば、単一タービンシステムの第１のディスクの上流の環状空洞（１０）に、圧縮機（１）の最終段の下流である圧縮機高圧空間（２）からの圧縮空気によって、圧力配管（１４）及び制御弁（１５）を介して圧力が加えられ、軸方向のスラストとタービンの負荷とを結び付ける２つの制御法則（図３及び図４を参照）が提示されているが、この文献は、制御が実際にどのように実行されるのかを説明しておらず、タービンのガバナの使用を暗示しているにすぎない。
【０００８】
更に、この形式と同様の技術的解決策が、米国特許第４，８６４，８１０号から知られている。この特許によれば、圧力チャンバ（５６）の形態の平衡手段と、チャンバの壁に力を加えるべくチャンバ（５６）へと蒸気を供給するための手段（２３、４６）とが存在し、チャンバの一部分が、スラスト軸受（５２）の一部分に接続されてスラスト軸受（５２）の一部分と一緒に回転する部材の内面部分によって定められていることで、内面に加わる圧力によってスラスト軸受に引っ張り力が加わる。「乾燥」運転において、スラスト軸受（５２）は、軸方向のスラスト力に対応することができるが、エンジンの上流において圧縮機などから好都合に抽気されるパージ型の気流又は加圧空気をチャンバ（５６）にもたらすことが、望ましいかもしれない。流量制御手段（５５）に組み合わせられた弁（４９、５３）が、蒸気及び空気の両方の流れを制御するために設けられている。この文献は、流量制御手段（５５）を説明しておらず、流量制御手段を、特にエンジンの動作条件又はパラメータを検知又は測定することによって制御法則を実行するように設計された電気又は電子手段として実現することを示唆している。
【０００９】
最後に、タービンエンジンにおける圧縮機の段間の抽気が、スラストの平衡に使用できるだけでなく、特定の動作条件におけるエンジン性能の向上など、他の目的にも使用可能であることを、明確にしておく価値がある。
【００１０】
この形式の技術的解決策は、例えば米国特許第８，０５７，１５７号から知られている。
【００１１】
以上から、先行技術が、スラストの平衡を達成するために、圧縮機をタービンに接続する能動的に制御される弁の使用を、開示又は示唆していることが明らかである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第８０９２１５０号明細書
【発明の概要】
【００１３】
したがって、信頼性に関して性能が改善された技術的解決策が必要とされている。
【００１４】
実際、弁の能動制御は、弁の開度の連続的な調節も含む高度な制御法則を実現することにより、軸方向のスラストのより正確な平衡をもたらすことができるが、いずれにせよ能動制御の信頼性を確保する必要があり、能動制御の信頼性の確保は、「石油及びガス」の用途のようにシステム全体に要求される信頼性がきわめて高い場合、容易な仕事ではない。
【００１５】
以下から明らかになるとおり、本発明によれば、「出力タービン」（「低圧タービン」とも呼ばれる）のための軸受として、一般的に使用される流体動圧軸受の代わりに玉軸受を使用することが可能であり、玉軸受は、駆動及び制御システムを必要としないため、流体動圧軸受と比べて（構成及び保守の両方の観点から）より単純かつ安価である。
【００１６】
本発明の第１の態様は、スラスト（特に、軸方向のスラスト）を平衡させる方法である。
【００１７】
いくつかの実施形態によれば、一方法が、回転可能なロータを備えるタービンのスラストを平衡させるために使用され、
前記タービンの外部の第１の圧力源を用意するステップと、
前記ロータが回転時に作用させるスラストを平衡させるべく前記ロータに作用する壁を有する圧力チャンバを、前記タービンの内部に設けるステップと、
前記第１の圧力源を第１の導管を介して前記圧力チャンバに接続するステップと、
前記第１の導管を開閉するように構成された第１の弁を、前記第１の導管に組み合わせるステップとを含み、
前記第１の弁は、前記第１の弁の上流側の圧力が第１の所定の閾値を超えるときに自動的に開くように構成される。
【００１８】
本発明の第２態様は、タービンであり、特にガスタービンである。
【００１９】
いくつかの実施形態によれば、タービンが、
回転可能なロータと、
前記ロータが回転時に作用させるスラストを平衡させるべく前記ロータに作用するように構成された壁を有している圧力チャンバと、
前記圧力チャンバに接続され、第１の圧力源に接続されるように構成された第１の導管と、
前記第１の導管に組み合わせられ、前記第１の導管を開閉するように構成された第１の弁とを備え、
前記第１の弁は、前記第１の弁の上流側の圧力が第１の所定の閾値を超えるときに自動的に開くように構成される。
【００２０】
本発明の第３の態様は、タービンエンジンであり、特にガスタービンエンジンである。
【００２１】
いくつかの実施形態によれば、タービンエンジンが、圧縮機と該圧縮機の下流のタービンとの直列接続を備えており、前記タービンは、上述のとおりの技術的特徴を少なくとも有し、前記圧縮機は、前記タービンのスラストを平衡させるための圧力源として使用される。
【００２２】
本明細書に取り入れられて本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示しており、それらの実施形態を明細書と協働して説明する。図面の説明は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるガスタービンエンジンの実施形態をきわめて概略的に示している。
【図２】図１のタービンエンジンの一部である本発明によるガスタービンの実施形態の断面を概略的に示している。
【図３】図２の詳細を示している。
【図４】図１のタービンエンジンの一部である平衡手段の第１の実施形態の概略図を示している。
【図５】図１のタービンエンジンの一部となることができる平衡手段の第２の実施形態の概略図を示している。
【図６】図４の平衡手段を使用し、図１のタービンエンジンにおいて生み出される出力に対するスラスト平衡圧力のグラフを示している。
【図７】図４の平衡手段を使用し、図１のタービンエンジンにおいて生み出される出力に対する軸受へのスラストのグラフを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
典型的な実施形態の以下の説明は、添付の図面を参照する。種々の図において、同じ参照番号は、同一又は類似の構成要素を指し示している。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。むしろ、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【００２５】
添付の図面においては、分かりやすくするために、寸法が誇張されている場合があることに注意されたい。即ち、図面は互いの間で完全に比例尺ではない。
【００２６】
本明細書の全体を通して、「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、ある実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の種々の箇所において現れる「一実施形態において」又は「実施形態において」という表現は、必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性を、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることが可能である。
【００２７】
図１のガスタービンエンジンは、５段の軸流圧縮機１と、２段の軸流高圧（低出力でもある）ガスタービン２と、３段の軸流低圧（高出力でもある）ガスタービン３と、燃焼器４とを備えており、これらの構成要素はすべて、タービンエンジン全体のケーシング５の内部に収容されている。圧縮機１及び低出力タービン２が、共通のシャフト９を有し、高出力タービン３が、自身の１つのシャフト８（他方のシャフトとは別個独立である）を有している。図１には、本発明を説明するために、シャフト８の軸受７も図示されているが、そのような技術的解決策において、他にも軸受が必要であるかもしれない。軸受７が、特定の限られた軸方向のスラストであれば耐えることができることに、注意すべきである。
【００２８】
タービン３のロータが例えば軸受７に作用させる過大な軸方向のスラストを平衡させるために、図１のガスタービンエンジンは、１つ以上の弁と１つ以上のオリフィスとからなる集合体である平衡手段６、平衡手段６の入り口を圧縮機１の抽気部に接続するパイプ（とりわけ、マニホールド）６１、及び平衡手段６の出口を高出力タービン３の圧力チャンバ（図１には示されておらず、図２及び図３の構成要素３０／ＢＰを参照されたい）に接続するパイプ（とりわけ、マニホールド）６２を備えている。
【００２９】
本発明によれば、図１の実施形態に関して、
第１の圧力源が、タービン３の外部に設けられ（本実施形態では、第１の圧力源は、圧縮機１であり、特に圧縮機１の或る段である）、
圧力チャンバ（図１には示されておらず、図２及び図３の構成要素３０／ＢＰを参照されたい）が、タービン３の内部に設けられ、圧力チャンバの壁が、ロータが回転時に例えば軸受７に作用させるスラストを平衡させるべく、タービン３のロータに作用するように構成され、
第１の圧力源は、第１の導管を介して圧力チャンバに接続され、
第１の弁が、第１の導管を開閉すべく第１の導管に組み合わせられている。
【００３０】
第１の弁は、第１の弁の上流側の圧力が第１の所定の閾値を超える場合に自動的に開くように構成され、したがって第１の弁は、その開閉が例えば電気又は電子制御部などの外部の制御部によって決定されるのではないという意味で、「自動弁」である。
【００３１】
きわめて有利なことに、ガスタービンエンジンにおいては、その内部の圧縮機を、スラストの平衡のための圧力源として使用することができる。
【００３２】
典型的には、このような「自動弁」は、比較的単純かつ純粋な機械及び油圧構成部品であり、自身の開閉のために機械的な制御部材を有している機械式の弁と、機械的な駆動部材を有している油圧アクチュエータとで構成され、油圧アクチュエータは、弁の上流において前記第１の導管の流体に接続され、機械的な駆動部材が、機械的な制御部材に機械的に接続される。
【００３３】
好ましくは、第１の弁は、第１の弁の上流側の圧力が第１の所定の閾値よりも（わずかに）小さい場合に完全に閉じ、第１の弁の上流側の圧力が第１の所定の閾値よりも（わずかに）大きいときに完全に開くように構成される。実際、たとえ漸進的であっても、急な遷移がこの技術的解決策を正確かつ単純にする一方で、突然の遷移は回避されなければならない。
【００３４】
好ましくは、上述の第１の導管に沿って、第１の導管を絞るための第１のオリフィスが（典型的には、第１の弁の下流側に）存在し、第１のオリフィスは、第１の導管内にチョーク流れ（ｃｈｏｋｅｄ  ｆｌｏｗ）を確立するように寸法付けられ、したがって第１の導管における質量流量は、第１の導管の始まり（例えば、圧縮機に接続されている場所）における圧力にのみ依存し、第１の導管の終わり（例えば、タービンに接続されている場所）における圧力には依存しない。
【００３５】
本発明によれば、図１の実施形態とは別の実施形態に関して、
第２の圧力源が、タービン３の外部に更に設けられ、
圧力チャンバ（図１には示されていない）が、タービン３の内部に設けられ、圧力チャンバの壁が、ロータが回転時に軸受７に作用させるスラストを平衡させるべく、タービン３のロータに作用するように構成され、
第２の圧力源は、さらなる第２の導管を介して圧力チャンバに接続され、
第２の弁が、第２の導管を開閉すべく第２の導管に更に組み合わせられている。
【００３６】
第２の弁は、第２の弁の上流側の圧力が第２の所定の閾値を超える場合に自動的に開くように構成され、したがって第２の弁は、その開閉が例えば電気又は電子制御部などの外部の制御部によって決定されるのではないという意味で、「自動弁」である。
【００３７】
典型的には、このような「自動弁」は、比較的単純かつ純粋な機械及び油圧構成部品であり、自身の開閉のために機械的な制御部材を有している機械式の弁と、機械的な駆動部材を有している油圧アクチュエータとで構成され、油圧アクチュエータは、弁の上流において前記第２の導管の流体に接続され、機械的な駆動部材が、機械的な制御部材に機械的に接続される。
【００３８】
好ましくは、第２の弁は、第２の弁の上流側の圧力が第２の所定の閾値よりも（わずかに）小さい場合に完全に閉じ、第２の弁の上流側の圧力が第２の所定の閾値よりも（わずかに）大きいときに完全に開くように構成される。実際、たとえ漸進的であっても、急な遷移がこの技術的解決策を正確かつ単純にする一方で、突然の遷移は回避されなければならない。
【００３９】
好ましくは、上述の第２の導管に沿って、第２の導管を絞るための第２のオリフィスが（典型的には、第１の弁の下流側に）存在し、第２のオリフィスは、第２の導管内にチョーク流れを確立するように寸法付けられ、したがって第２の導管における質量流量は、第２の導管の始まり（例えば、圧縮機に接続されている場所）における圧力にのみ依存し、第２の導管の終わり（例えば、タービンに接続されている場所）における圧力には依存しない。
【００４０】
本発明によれば、図１の実施形態に関して、
第３の圧力源が、前記タービンの外部に更に設けられ、
第３の圧力源は、第３の導管を介して圧力チャンバに接続される。
【００４１】
好ましくは、上述の第３の導管に沿って、第３の導管を絞るための第３のオリフィスが存在し、第３のオリフィスは、第３の導管内にチョーク流れを確立するように寸法付けられ、したがって第３の導管における質量流量は、第３の導管の始まり（例えば、圧縮機に接続されている場所）における圧力にのみ依存し、第３の導管の終わり（例えば、タービンに接続されている場所）における圧力には依存しない。
【００４２】
以上の説明は、３つの圧力源に言及しているが、それらはたった２つの圧力源に相当しても、（図１の場合のように）わずか１つの圧力源に相当してもよく、典型的かつ好都合には、圧縮機の或る段を圧力源として使用することができる。（例えば図１のように）複数の直列の段を備える圧縮機が存在する場合、それら複数の段のうちの１つの所定の段（典型的には、中間段）の出口を、圧力チャンバのための圧力源として使用することができる。用途に応じて、異なる段の出口を、異なる圧力源として使用することができる。
【００４３】
図４の実施形態（単純かつ効果的）においては、圧縮機に接続されたマニホールドＣＭが、図１におけるパイプ６１に相当し、タービンに接続されたマニホールドＴＭが、図１におけるパイプ６２に相当し、第１における平衡手段６は、第１の導管Ｃ１及び第３の導管Ｃ３に相当し、第１の導管Ｃ１は、マニホールドＣＭとマニホールドＴＭとの間に接続され、第１の弁Ｖ１及び第１のオリフィスＯ１を備えており、第３の導管Ｃ３は、マニホールドＣＭとマニホールドＴＭとの間に接続され、第３のオリフィスＯ３を備えている。
【００４４】
図６は、図４の平衡手段を１１段の圧縮機の第８段に接続して使用し、図１のタービンエンジンにおいて生み出される出力に対するスラスト平衡圧力のグラフを示している。出力がおおむね１２ＭＷ未満であるとき、第３の導管Ｃ３を通るガスの流れが存在し、特定の圧力が圧力チャンバにもたらされてスラストを平衡させ、圧力は出力につれて大きくなる。出力がおおむね１２ＭＷであるとき、段の出力における圧力は約１３５ｐｓｉであり、第１の弁Ｖ１が開く。出力がおおむね１２ＭＷを上回る場合、第１の導管Ｃ１及び第３の導管Ｃ３の両方を通るガス流が存在し、より高い圧力が圧力チャンバにもたらされてスラストを平衡させ、圧力は出力につれて大きくなる。
【００４５】
図７は、図４の平衡手段を１１段の圧縮機の第８段に接続して使用し、図１のタービンエンジンにおいて生み出される出力に対する軸受７へのスラストのグラフを示している。タービンにおいて生み出される出力が大きくなるにつれて、軸受７へのスラストは、約５０，０００Ｎという最大値まで増加する。出力がおおむね１２ＭＷのとき、段の出口における圧力は約１３５ｐｓｉであり、第１の弁Ｖ１が開き、軸受７へのスラストは約１７，０００Ｎまで減少する。出力がおおむね１２ＭＷを超えて増加するとき、軸受７へのスラストは、約１７，０００Ｎから増加する。したがって、軸受７は、一方が選択的かつ自動的に開かれる２つの導管を使用することにより、わずか約５０，０００Ｎの軸方向のスラストに耐えるように設計される。
【００４６】
平衡手段の切り替わりの圧力、並びに導管、弁、及びオリフィスの特性を設計するときに、軸受へのスラストの「反転」を避けることが重要であり、換言すると、図７のように軸受によって機械的に平衡させられるべき少なくとも小さな正のスラストを有するような設計でなければならない。
【００４７】
図５の実施形態（単純さにおいて少し劣るが、効果が少し優れる）においては、圧縮機に接続されたマニホールドＣＭが、図１におけるパイプ６１に相当し、タービンに接続されたマニホールドＴＭが、図１におけるパイプ６２に相当し、第１における平衡手段６は、第１の導管Ｃ１及び第２の導管Ｃ２に相当し、第１の導管Ｃ１は、マニホールドＣＭとマニホールドＴＭとの間に接続され、第１の弁Ｖ１及び第１のオリフィスＯ１を備えており、第２の導管Ｃ２は、マニホールドＣＭとマニホールドＴＭとの間に接続され、第２の弁Ｖ２及び第２のオリフィスＯ２を備えている。この場合、第１の弁Ｖ１の閾値は、第２の弁Ｖ２の閾値と異なるべきであり、２つの異なる閾値を、タービンの動作範囲の全域にわたって良好なスラストの平衡を有し、軸受への最大スラストを抑えるように、設計することができる。
【００４８】
以上から、導管、弁、及びオリフィスの数が、用途毎にさまざまであってよく、圧縮機からの抽気の数もさまざまであってよく、１よりも多くてよく（図１においては、抽気が１つだけ設けられている）、いずれにしても、平衡用の設備の複雑さを過度に増加させないことが重要であることが、明らかである。
【００４９】
以下で、図１を参照し、特に図２及び図３を参照する。
【００５０】
タービン３が、
複数の段を有しており、各々の段がロータディスク３１と複数のロータブレード３２とを備えており、ロータディスク３１がブレード３２を支持している回転可能なロータと、
ロータが回転時に作用させる軸方向のスラストを平衡させるべくロータに作用するように構成された壁３３を有している圧力チャンバ３０（図２においてはＢＰとも標記されている）と、
圧力チャンバ３０に接続され、第１の圧力源ＣＭに接続されるように構成された第１の導管Ｃ１と、
前記第１の導管に組み合わせられ、前記第１の導管Ｃ１を開閉するように構成された第１の弁Ｖ１とを備えており、
第１の弁Ｖ１（好都合には、上述のとおりの自動弁）は、第１の弁Ｖ１の上流側の圧力が第１の所定の閾値を超えるときに自動的に開くように構成されている。
【００５１】
壁３３は、タービン３の最終段のロータディスク３１に固定に接続された回転ドラムの壁に相当し、したがって圧力チャンバ内の圧力が、「平衡ピストン」として働くドラムを介してタービン３のロータに間接的に作用する。ドラムが、熱及び／又は遠心力によるロータ（特に、ロータディスク）及びドラムの径方向の変形を補償するための弾性要素（Ｕ字形の水平方向に配置された要素として示されている）を備えることに、注意すべきである。
【００５２】
図２に明らかなように、空気は圧力チャンバ３０（図２においてＢＰとも標記されている）に進入し、２つのシール（特に、２つのラビリンス式シール）を通って圧力チャンバ３０から漏れ出し、すなわち片側においてはタービンの主排気３４へと進み、他方においては、この空気の排出だけに使用される第２の排気３５へと進む。
【００５３】
図面に示した好ましい実施形態によれば、軸受は、いずれにせよ、ロータが作用させる軸方向のスラストの一部に耐えてこれを平衡させることができる玉軸受であり、したがって、軸受７はスラスト軸受である。
【００５４】
図面に示した好ましい実施形態によれば、高出力タービンは、複数の直列の段を備えており、スラスト軸受は、複数の直列の段のうちの最終段の下流に配置される。
【００５５】
好都合なことに、スラストを平衡させるための第１の導管及び／又は第２の導管及び／又は第３の導管を、タービン又はタービンエンジンの外部に好都合に設けることができ、特にタービンエンジン全体のケーシングの外部に設けることができる。
【００５６】
スラストの平衡のための加圧ガスの流れを供給するために、第１の導管及び／又は第２の導管及び／又は第３の導管は、好都合には、タービン（特に、高出力タービン）の排気を通過することができ、外側について空気力学的に形作られ、図１及び図４の実施形態においては、第１の導管及び第３の導管が単一のパイプ６２（実際には、マニホールド）に合流し、この単一のパイプが排気を通過し、これが、排気が３４と標記され、排気を通過するパイプ６２の端部が３６と標記されている図６に示されている。
【００５７】
すでに予想されるように、単純かつ効果的（したがって、好都合）な実施形態においては、第１及び／又は第２及び／又は第３の導管が、ただ１つの入り口及びただ１つの出口を有するように一体化され、これはすなわち、単一の圧力源及び単一の圧力チャンバの使用を意味する。
【００５８】
本発明によるタービンの最良の使用は、例えば図１に示されるように圧縮機と圧縮機の下流のタービンとの直列接続を備えるガスタービンエンジンにある。圧縮機が、タービンにおけるスラスト（特に、軸方向のスラスト）を平衡させるための圧力源として使用される。
【００５９】
このタービンは、高圧タービンであってよく、低圧タービンを、例えば図１に示されるように圧縮機と高圧タービンとの間に設けることができる。この場合、典型的には、低圧タービン及び高圧タービンのそれぞれの２つのシャフトが設けられ、２つのシャフトは別個独立である。
【００６０】
一般に、圧縮機は、複数の直列の段を備えており、これら複数の段のうちの少なくとも１つの所定の段の出口が、タービンにおける軸方向のスラストを平衡させるための圧力源として使用される。
【符号の説明】
【００６１】
１  軸流圧縮機、圧縮機
２  低出力タービン、軸流高圧ガスタービン
３  高出力タービン、軸流低圧ガスタービン、タービン
４  燃焼器
５  ケーシング
６  平衡手段
７  軸受
８  シャフト
９  シャフト
３０  圧力チャンバ
３１  ロータディスク
３２  ロータブレード
３３  壁
３４  主排気
３５  第２の排気
６１  パイプ
６２  パイプ
Ｃ１  第１の導管、導管
Ｃ２  第２の導管
Ｃ３  第３の導管
ＣＭ  マニホールド、第１の圧力源、圧力源
Ｏ１  第１のオリフィス
Ｏ２  第２のオリフィス
Ｏ３  第３のオリフィス
ＴＭ  マニホールド
Ｖ１  第１の弁、弁
Ｖ２  第２の弁
【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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