(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧ガス流路、特にブレード及びベーンの冷却と、ロータ及び前記ブレードのロータへの取り付け部の冷却とを最適にする、ガスタービンを冷却する方法を提供する。【解決手段】タービン１５用に第１の冷却システムＡと第２の冷却システムＢとを設けて、第１の冷却システムＡは第１の圧力及び第１の温度の冷却空気を使用し、第２の冷却システムＢは実質的に第１の圧力及び第１の温度よりも低い第２の圧力及び第２の温度の冷却空気を使用し、第１の冷却システムＡを回転ブレード１７の翼とタービンベーン支持体１３と、固定ベーン１６とを冷却するのに使用し、第２の冷却システムＢを、ロータ１１と回転ブレード１７の少なくとも１つの列における回転ブレード１７のブレード根元部を冷却するのに使用する。【選択図】図１
2017020494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）を冷却する方法であって、前記ガスタービンはタービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）を有しており、機械軸線（３５）を中心として回転するロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）は、複数の回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）を支持しており、該回転ブレードは、前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）にブレード根元部（３７）によって取り付けられていて、その翼（３６）は前記ガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）の高温ガス流路内に延在しており、前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）は、複数の固定ベーン（１６；１６ａ，１６ｂ）を支持するタービンベーン支持体（１３；１３ａ，１３ｂ）によって同心的に取り囲まれており、前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）と前記固定ベーン（１６；１６ａ，１６ｂ）とは、軸方向で交互の列に配置されている、ガスタービンを冷却する方法において、
前記タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）用に第１の冷却システム（Ａ）と第２の冷却システム（Ｂ）とが設けられており、前記第１の冷却システム（Ａ）は、第１の圧力及び第１の温度の冷却空気を使用し、前記第２の冷却システム（Ｂ）は、実質的に前記第１の圧力及び第１の温度よりも低い第２の圧力及び第２の温度の冷却空気を使用し、前記第１の冷却システム（Ａ）を、前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の翼（３６）と、前記タービンベーン支持体（１３；１３ａ，１３ｂ）と、前記固定ベーン（１６；１６ａ，１６ｂ）とを冷却するのに使用し、前記第２の冷却システム（Ｂ）を、前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）と、前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の少なくとも１つの列における前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の前記ブレード根元部（３７）とを冷却するのに使用することを特徴とする、ガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）を冷却する方法。
【請求項２】
前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ）の前記第１列における前記ブレード根元部（３７）を、前記第２の冷却システム（Ｂ）によって冷却する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の少なくとも第１列及び第２列における前記ブレード根元部（３７）を、前記第２の冷却システム（Ｂ）によって冷却する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
ベーン熱シールド（３４ａ，３４ｂ）が、前記固定ベーン（１６；１６ａ，１６ｂ）の反対側で前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）に設けられており、前記ベーン熱シールド（３４ａ，３４ｂ）の少なくともいくつかを、前記第２の冷却システム（Ｂ）によって冷却する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）は、複数の圧縮機段を有した圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）を有しており、該圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）は、燃焼過程のために、かつ前記ガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）の部分の冷却のために、空気を圧縮し、前記第１の冷却システム（Ａ）用の冷却空気は、前記圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）の出口から分岐されて、前記第２の冷却システム（Ｂ）用の冷却空気は、前記圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）の中間圧縮機段から分岐される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）を前記ガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）の前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）によって駆動し、前記第１の冷却システム（Ａ）及び前記第２の冷却システム（Ｂ）用の前記分岐された冷却空気を、前記圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）から前記タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）へと軸方向で前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）を通して案内する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第１の冷却システム（Ａ）及び前記第２の冷却システム（Ｂ）用の前記分岐された冷却空気を、別個の低圧冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）及び高圧冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）において前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）を通して案内し、前記低圧冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）は、前記高圧冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）よりも半径方向で前記機械軸線（３５）の近くに延在している、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第２の冷却システム（Ｂ）用の冷却空気は、前記ブレード根元部（３７）を冷却するのに使用される前に、スワール作用を受ける、請求項７記載の方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法を実施するガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）であって、タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）と多段圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）とを有しており、前記タービンと圧縮機とは共通の１つのロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）を有しており、該ロータは機械軸線（３５）を中心として回転する、請求項１記載の方法を実施するガスタービンにおいて、
第１の冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）と、第２の冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）とが、前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）を通って前記圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）から前記タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）まで通じており、前記第１の冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）は、前記圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）の中間圧縮機段から前記タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）まで延在していて、前記第２の冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）は、前記圧縮機（２０ａ〜２０ｃ）の出口から前記タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）まで延在していることを特徴とする、請求項１記載の方法を実施するガスタービン。
【請求項１０】
前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）は、前記タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）内で複数の回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）を支持しており、該回転ブレードは、前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）にブレード根元部（３７）によって取り付けられていて、その翼（３６）は前記ガスタービン（１０；１０ａ〜１０ｃ）の高温ガス流路内に延在しており、前記ロータ（１１；１１ａ〜１１ｃ）は、複数の固定ベーン（１６；１６ａ，１６ｂ）を支持するタービンベーン支持体（１３；１３ａ，１３ｂ）によって同心的に取り囲まれており、前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）と前記固定ベーン（１６；１６ａ，１６ｂ）とは、軸方向で交互の列に配置されており、前記第１の冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）は、前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の少なくとも１つの列における前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の前記ブレード根元部（３７）に接続されていて、前記第２の冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）は、前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の前記少なくとも１つの列の翼（３６）に接続されている、請求項９記載のガスタービン。
【請求項１１】
前記第１の冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）は、前記高圧冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）よりも半径方向で前記機械軸線（３５）の近くに延在している、請求項１０記載のガスタービン。
【請求項１２】
前記第２の冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）が前記タービン（１５；１５ａ〜１５ｃ）に進入するところで、前記第２の冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）にプレスワーラ（２３ａ，２３ｂ）が設けられている、請求項１０記載のガスタービン。
【請求項１３】
前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の少なくとも２つの列における前記ブレード根元部（３７）は、前記第１の冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）の個別の支流（２４ａ，２４ｂ；２５ａ，２５ｂ）を介して、前記第１の冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）に接続されている、請求項１０記載のガスタービン。
【請求項１４】
前記第１の冷却空気通路（２１ａ〜２１ｃ）は、前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の第１列における前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の前記ブレード根元部（３７）に接続されていて、前記第２の冷却空気通路（２２ａ〜２２ｃ）は、前記第１列における前記回転ブレード（１７；１７ａ〜１７ｃ；２６ａ，２６ｂ）の翼（３６）に接続されており、前記タービン（１５ｃ）の入口で前記ロータ（１１ｃ）に熱シールド（２８）が設けられており、前記熱シールド（２８）はそれぞれ２つの別個の流路（３１，３２）を有していて、これら流路は、前記第１の冷却空気通路（２１ｃ）と前記第２の冷却空気通路（２２ｃ）とを、前記タービン（１５ｃ）の回転ブレードの前記第１列におけるブレード根元部（３７）と翼（３６）とにそれぞれ接続する、請求項１０記載のガスタービン。
【請求項１５】
前記第１の冷却空気通路（２１ｂ）と前記圧縮機（２０ｂ）の前記中間圧縮機段との間にラジアルタービン（３８）が設けられている、請求項１１記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、ガスタービンの技術に関する。本発明は、請求項１の前提部に記載のガスタービンを冷却する方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、前記方法を実施するガスタービンに関する。
【０００３】
従来技術
ガスタービン（ＧＴ）では、タービンのブレード・ワン（回転ブレードの第１列）における状態により課せられる物理的制限により、高温ガス流路圧力を超える圧力にある空気が必要とされる。目下の解決策は、圧縮機から高圧空気を取得し、この高圧空気を外部クーラによって冷却して、著しく負荷されるブレードのモミの木状根元部（ブレード根元部）におけるロータの耐用期間を維持するのに十分な空気温度を保証し、かつ高温ガス状態を上回るために十分大きな圧力を維持するというものである。付加的なクーラは、シンプルサイクル運転を求める顧客にとっては、付随するコスト及びメンテナンスにより、好ましくないものである。
【０００４】
ガスタービンエンジンのタービン部分のブレード・ワンにおける圧力と温度とは、必要な金属温度を保証するために使用される冷却システムの物理的制限を規定する。ブレードのモミの木状根元部を冷却する間の高温ガスの吸い込みを回避するためには、タービンにおけるロータの冷却を行うために大きな圧力差が必要である。高圧空気は通常、低圧空気よりも温度が高い。ロータの温度要求を満たすため、この空気は、必要な高圧を維持しながらクーラを通過させられて温度を下げられてから、ロータの冷却のために使用される。
【０００５】
従って、一方ではクーラの必要性を否定し、他方ではブレード／ベーン及びタービンベーン支持体（ＴＶＣ）に必要な冷却を維持しながらロータを冷却するのに十分な温度の空気を提供する冷却方式の必要性がある。
【０００６】
過去に提案されたガスタービンエンジン用のタービンブレードは（米国特許第３７４２７０６号明細書）、２つのタービン冷却空気流源を有していて、高圧圧縮機放出空気流の一部は、タービンブレードの最も臨界的な温度領域を冷却するために使用され、低圧圧縮機中間段空気流の一部は、同じタービンブレードの臨界性の低い温度領域を冷却するために使用される。
【０００７】
この特許は、圧縮機冷却空気をブレードのためだけに選択的に使用することによりガスタービンエンジンの効率を最良にすることを目的としている。前縁と冷却縁において必要な冷却にどのような差があるかが詳細に記載されていて、前記特許は、ブレードの列につき２つの冷却源を、前縁と冷却縁のために有効とする実施態様を主題としている。
【０００８】
このような特許は、各ブレードを、両冷却空気源を受容するように構成することを必要としている。
【０００９】
一方、この特許は、高温ガス流路全体としての冷却については言及していない。さらに、高温ガス流路の外側のブレードの冷却についても言及していない。
【００１０】
発明の概要
本発明の課題は、高圧ガス流路、特にブレード及びベーンの冷却と、ロータ及び前記ブレードのロータへの取り付け部の冷却とを最適にする、ガスタービンを冷却する方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の課題は、前記方法を実施するガスタービンを提供することである。
【００１２】
これらの課題及びその他の課題は、請求項１に係る方法及び請求項９に係るガスタービンによって達成される。
【００１３】
本発明による方法は、ガスタービンであって、前記ガスタービンはタービンを有しており、機械軸線を中心として回転するロータは、複数の回転ブレードを支持しており、該回転ブレードは、前記ロータにブレード根元部によって取り付けられていて、その翼は前記ガスタービンの高温ガス流路内に延在しており、前記ロータは、複数の固定ベーンを支持するタービンベーン支持体によって同心的に取り囲まれており、前記回転ブレードと前記固定ベーンとは、軸方向で交互の列に配置されている、ガスタービンを冷却するために提供される。
【００１４】
この方法は、前記タービン用に第１の冷却システムと第２の冷却システムとが設けられており、前記第１の冷却システムは、第１の圧力及び第１の温度の冷却空気を使用し、前記第２の冷却システムは、実質的に前記第１の圧力及び第１の温度よりも低い第２の圧力及び第２の温度の冷却空気を使用し、前記第１の冷却システムを、前記回転ブレードの翼と、前記タービンベーン支持体と、前記固定ベーンと、を冷却するのに使用し、前記第２の冷却システムを、前記ロータと、前記回転ブレードの少なくとも１つの列における前記回転ブレードの前記ブレード根元部と、を冷却するのに使用することを特徴としている。
【００１５】
本発明の方法の実施形態によれば、前記回転ブレードの第１列における前記ブレード根元部を、前記第２の冷却システムによって冷却する。
【００１６】
特に、前記回転ブレードの少なくとも第１列及び第２列における前記ブレード根元部を、前記第２の冷却システムによって冷却する。
【００１７】
本発明による方法の別の実施形態によれば、ベーン熱シールドが、前記固定ベーンの反対側で前記ロータに設けられており、前記ベーン熱シールドの少なくともいくつかを、前記第２の冷却システムによって冷却する。
【００１８】
本発明による方法の別の実施形態によれば、前記ガスタービンは、複数の圧縮機段を有した圧縮機を有しており、該圧縮機は、燃焼過程のために、かつ前記ガスタービンの部分の冷却のために、空気を圧縮し、前記第１の冷却システム用の冷却空気は、前記圧縮機の出口から分岐されて、前記第２の冷却システム用の冷却空気は、前記圧縮機の中間圧縮機段から分岐される。
【００１９】
特に、前記圧縮機を前記ガスタービンの前記ロータによって駆動し、前記第１の冷却システム及び前記第２の冷却システム用の前記分岐された冷却空気を、前記圧縮機から前記タービンへと軸方向で前記ロータを通して案内する。
【００２０】
さらに特に、前記第１の冷却システム及び前記第２の冷却システム用の前記分岐された冷却空気を、別個の低圧冷却空気通路及び高圧冷却空気通路において前記ロータを通して案内し、前記低圧冷却空気通路は、前記高圧冷却空気通路よりも半径方向で前記機械軸線の近くに延在している。
【００２１】
さらに、より特別には、前記第２の冷却システム用の冷却空気は、前記ブレード根元部を冷却するのに使用される前に、スワール作用を受ける。
【００２２】
本発明によるガスタービンは、タービンと多段圧縮機とを有しており、前記タービンと圧縮機とは共通の１つのロータを有しており、該ロータは機械軸線を中心として回転する。
【００２３】
このガスタービンは、第１の冷却空気通路と第２の冷却空気通路とが、前記ロータを通って前記圧縮機から前記タービンまで通じており、この場合、前記第１の冷却空気通路は、前記圧縮機の中間圧縮機段から前記タービンまで延在していて、前記第２の冷却空気通路は、前記圧縮機の出口から前記タービンまで延在していることを特徴としている。
【００２４】
本発明によるガスタービンの実施形態によれば、前記ロータは、前記タービン内で複数の回転ブレードを支持しており、該回転ブレードは、前記ロータにブレード根元部によって取り付けられていて、その翼は前記ガスタービンの高温ガス流路内に延在しており、前記ロータは、複数の固定ベーンを支持するタービンベーン支持体によって同心的に取り囲まれており、前記回転ブレードと前記固定ベーンとは、軸方向で交互の列に配置されており、前記第１の冷却空気通路は、前記回転ブレードの少なくとも１つの列における前記回転ブレードの前記ブレード根元部に接続されていて、前記第２の冷却空気通路は、前記回転ブレードの前記少なくとも１つの列の翼に接続されている。
【００２５】
特に、前記第１の冷却空気通路は、前記高圧冷却空気通路よりも半径方向で前記機械軸線の近くに延在している。
【００２６】
特に、前記第２の冷却空気通路が前記タービンに進入するところで、前記第２の冷却空気通路にプレスワーラが設けられている。
【００２７】
特に、前記回転ブレードの少なくとも２つの列における前記ブレード根元部は、前記第１の冷却空気通路の個別の支流を介して、前記第１の冷却空気通路に接続されている。
【００２８】
特に、前記第１の冷却空気通路は、前記回転ブレードの第１列における前記回転ブレードの前記ブレード根元部に接続されていて、前記第２の冷却空気通路は、前記第１列における前記回転ブレードの翼に接続されており、前記タービンの入口で前記ロータに熱シールドが設けられており、前記熱シールドはそれぞれ２つの別個の流路を有していて、これら流路は、前記第１の冷却空気通路と前記第２の冷却空気通路とを、前記タービンの回転ブレードの前記第１列におけるブレード根元部と翼とにそれぞれ接続する。
【００２９】
さらに、前記第１の冷却空気通路と前記圧縮機の前記中間圧縮機段との間にラジアルタービンが設けられていてよい。
【００３０】
ここで様々な実施の形態によって、添付の図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】隣接する燃焼器からの高温ガスにさらされ、本発明の実施形態による冷却方式によって冷却される回転ブレードと固定ベーンの列を有したガスタービンの一部を示す図である。
【図２】本発明の実施形態により、異なる圧力と温度を有する２つの別個の冷却空気流によって冷却される１つの回転ブレードを示す図である。
【図３】本発明の実施形態による圧縮機からタービンへの分割された冷却空気供給を示す図である。
【図４】本発明の別の実施形態による低温、低圧流のためにラジアルタービン（図４ｂ）を使用した、圧縮機からタービンへの分割された冷却空気供給を示す、図３と同様の図（図４ａ）である。
【図５】本発明の別の実施形態により、前記ブレードの上流における特別な熱シールドを介して行う、回転ブレードの第１列への両種の冷却空気の供給を示す図である。
【図６ａ】図５の熱シールドの設計を示す斜視図である。
【図６ｂ】前記熱シールド内の２つの別個の冷却空気流路を示す図である。
【図６ｃ】図５の熱シールドの設計を示す斜視図である。
【００３２】
発明の様々な実施形態の詳細な説明
図１に示したように、本願は、ケーシング１４によって取り囲まれた、ガスタービンエンジン１０のタービン区分１５内における冷却に関するものである。この冷却は２つの別個のシステムＡ及びＢに分けられている：高圧冷却システムＡは、ブレード１７とベーン１６とタービンベーン支持体（ＴＶＣ）１３とに供給するために使用される。低圧冷却システムＢは高圧シールによって、高圧冷却システムＡと、タービン区分１５を通る高温ガス流路とから分離されている。
【００３３】
低圧冷却システムＢは、ロータ１１とブレードのモミの木状根元部（図２に示したブレード根元部３７）との冷却を目的としている。ロータ１１とロータのモミの木状根元部３７は、低温空気を要するが、高圧空気は必要としない。これに対して、ブレード１７とベーン１６は、即ち、その翼３６（図２）は、高圧空気を要するが、空気の温度に関してはロータ１１ほど繊細ではない。このシステムは、ブレード１７の高負荷がかけられるモミの木状根元部３７のために著しく好適な運転状態を可能にする。
【００３４】
従って、各冷却コンセプトは、ブレード１７（翼３６）とタービンベーン支持体１３とを冷却するために、一次高圧空気システム（Ａ）を使用すると共に、これとは分離された二次冷却システム（Ｂ）を含んでおり、この二次冷却システム（Ｂ）は、低温低圧の空気をロータコア（１１）に沿って、タービンブレードのモミの木状根元部（３７）とベーン熱シールド（例えば図３の３４ａ）へと送り込む。
【００３５】
図２には、回転ブレード１７のブレードレベルにおいて２つのシステムがどのように分かれているかが詳細に示されている。一方のシステムはブレード翼３６を対象としたもので、この場合、比較的高い温度の高圧冷却空気ＨＣＡが、ブレード１７のプラットフォームの下方に導入され、翼３６に入り、漏れ空気ＬＡとしてブレードから出て、フィルム冷却（高圧）のために使用されるが、第２のシステムは、ロータ１１及びロータモミの木状根元部（ブレード根元部３７）内での温度に注意しながら、低圧冷却空気通路１８から比較的低温の低圧冷却空気ＬＣＡを受け取り、この低圧冷却空気ＬＣＡは冷却空気孔１９から出ていく。
【００３６】
図３には、提案される冷却方式の１つの実施形態が示されている：空気が低圧低温で、比較的早い圧縮機段のうちの１つにおけるガスタービン１０ａの圧縮機２０ａから抽気され、次いで低圧冷却空気通路２１ａにおいてロータ１１ａを通過する。この場合、半径の変化により温度はさらに減じられ、プレスワーラ２３ａを通過後、支流２４ａと２５ａを通ってロータタービン１５ａと回転ブレード１７ａ（第１列）と２６ａ（第２列）のロータタービンのモミの木状根元部へと向けられる。さらに、第２列のベーンの熱シールド３４ａがこの空気によって冷却される。
【００３７】
このような冷却方式により、高負荷運転条件下でのモミの木状根元部の保護が可能である。圧縮機端部（２０ａ）では、（高圧）空気の一部が、半径方向で低圧冷却空気通路２１ａよりも機械軸線３５から遠い方の高圧冷却空気通路２２ａを通って、第１列のブレード１７ａ（ブレード・ワン）に向かって方向付けられ、高温ガスの吸い込みを阻止するために使用されることができる、又はタービンブレード・ワン（の翼）を冷却するという仕事を完全に行うために十分な程度となるように調整される。
【００３８】
図４ａには、図３と類似のガスタービン１０ｂにおける流れの状態が示されている。この場合、ラジアルタービン３８（図４ｂ）によって圧縮機２０ｂの端部から空気を取り、ロータドラム（１１ｂ）と、第１列及び第２列のブレード１７ｂと２６ｂのタービンモミの木状根元部とを冷却する。半径の変化とラジアルタービン３８とにより、流体温度と空気の圧力は減じられ、この空気がロータドラム（１１ｂ）を冷却し、次いでプレスワーラ２３ｂを通過して、支流２４ａと２５ｂへと入り、ブレードのモミの木状根元部を冷却する。第２の流路（高圧冷却空気通路２２ｂ）は空気を受け取り、ベーン・ワン１６ｂとブレード・ワン１７ｂにおける高温ガスの吸い込みを、この場所のシール作用を冗長させながら阻止する。この二次流は、ブレード・ワン１７ｂを完全に冷却するという課題を行うように調整することができた。
【００３９】
図５には、図３と類似の冷却方式を有する、圧縮機２０ｃとタービン区分１５ｃとを有したガスタービン１０ｃが示されているが、この場合、タービン１５ｃの第１のブレードの前に配置されたロータ熱シールド２８が設けられている。高圧冷却空気は、圧縮機２０ｃの端部で抽気され、ロータ１１ｃにおける高圧冷却空気通路２２ｃを通って熱シールド２８へと供給される。低圧冷却空気は、比較的早い圧縮機段から低圧冷却空気通路２１ｃと、ロータキャビティ２７ａ，ｂと、を通って熱シールド２８へと流れる。重量を減じる新素材から鋳造することができる熱シールド２８は、高圧及び低圧冷却空気流のために別個の流路（図６ｂの３１，３２）を提供するので、第１のブレードのモミの木状根元部又はブレード根元部３７と翼３６とを別個に冷却することができる。
【００４０】
図６ａと図６ｃとにはこのような熱シールド２８の可能な構造の１つがより詳しく示されている。熱シールド２８は、ブレードの固定と類似の形式で、モミの木状根元部３０を介してロータ（図５の１１ｃ）に取り付けられている。モミの木状根元部３０の上方では、傾斜３３を有した三角形のボディ２９が、それぞれ高圧冷却空気及び低圧冷却空気のために、２つの孔又は流路３１，３２を有している。モミの木状根元部３０は、ギャップによって分割された２つの部分３０ａと３０ｂに軸方向で分けられている。このギャップから低圧冷却空気流は流路３２に入る。流路３１は、モミの木状根元部３０の第１の部分３０ａに入口を有している。
【００４１】
従って、熱シールド２８内で２つの内部流路３１，３２が利用でき、一方の流路（３２）は低圧低温空気用で、第２の孔（３１）は、ブレード（翼）冷却用の高圧高温空気のためのものである。ロータ熱シールドの１つの区分が示されているが、前記熱シールドは、１つのピースに複数の区分を有していてよい。
【００４２】
本発明の特徴と利点は：
・（特にブレードとベーンの）高温ガス流路冷却を、ロータと、前記ブレードとベーンのロータへの取り付け部（モミの木状根元部）とに必要な冷却から分離するために２つの圧力源を使用すること。
【００４３】
・取り付け領域、即ちモミの木状根元部の耐用期間は、温度とブレードの負荷とに大きく依存する；即ち、モミの木状根元部の温度を減じることを可能にすることにより、より大きな耐用期間値が可能となり、より広い範囲の作動状態のもとで作動可能なより堅牢な製品が得られる。
【００４４】
・この解決手段により、外部クーラの必要なしにロータの冷却が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１０ａ〜１０ｃ  ガスタービン
１１，１１ａ〜１１ｃ  ロータ
１２  燃焼器
１３，１３ａ，１３ｂ  タービンベーン支持体（ＴＶＣ）
１４  ケーシング
１５，１５ａ〜１５ｃ  タービン
１６，１６ａ，１６ｂ  （第１の）ベーン
１７，１７ａ〜１７ｃ  （第１の）ブレード
１８  低圧（ＬＰ）冷却空気通路
１９  冷却空気孔
２０ａ〜２０ｃ  圧縮機
２１ａ〜２１ｃ  低圧（ＬＰ）冷却空気通路
２２ａ〜２２ｃ  高圧（ＨＰ）冷却空気通路
２３ａ，２３ｂ  プレスワーラ
２４ａ，２４ｂ  支流
２５ａ，２５ｂ  支流
２６ａ，２６ｂ  （第２の）ブレード
２７ａ，２７ｂ  キャビティ
２８  熱シールド
２９  ボディ
３０  モミの木状根元部
３０ａ，３０ｂ  モミの木状根元部の部分
３１，３２  流路（孔）
３３  傾斜
３４ａ，３４ｂ  ベーン熱シールド
３５  機械軸線
３６  翼
３７  ブレードの根元部（例えば、モミの木状根元部）
３８  ラジアルタービン
Ａ，Ｂ  冷却システム
ＬＡ  漏れ空気
ＨＣＡ  高圧冷却空気
ＬＣＨ  低圧冷却空気
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【外国語明細書】
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