(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン軸と連結し、排気室を貫通して設けられて動力を外部に取り出すカップリングシャフトと、同排気室内で前記カップリングシャフトを囲んで配置され、同カップリングシャフト周面との間に隙間を形成した筒状の断熱材と、前記隙間に臨んで前記カップリングシャフトに設けられたファンよりなることを特徴とするガスタービン装置。
【請求項２】
前記断熱材にはその内部を貫通して通気管を設け、同通気管は一端を前記隙間に開口し、他端を外部に連通したことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパッケージ製品に組み立てられ、カップリングシャフトにより動力を外部に取り出すようにしたガスタービン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種ガスタービン装置の概要について、図２に基づいて説明する。
パッケージ製品に組み立てられたガスタービン装置では、ガスタービン１は、同ガスタービン１に作動ガスを供給する燃焼器１５、及び同ガスタービン１と軸結合され前記燃焼器１５へ燃焼用空気を供給する圧縮機１４等と共にパッケージ２内に設置され、同ガスタービン１の動力は軸端に連結されたカップリングシャフト３を介して外部に取り出されるように構成されている。
【０００３】
ここでカップリングシャフト３は、ガスタービン１の排気室５を貫通して延びているので、ガスタービン１の排気熱から保護するために同カップリングシャフト３は断熱材４で周囲を囲われているが、長時間運転すると排気熱により加熱されて次第に温度が上昇することは避け難いものであった。
【０００４】
従って従来のこの種ガスタービン装置においては、前記カップリングシャフト３を囲んだ断熱材４と同カップリングシャフト３表面との間に隙間を形成し、パッケージ２の外部から導入した通気管７を前記隙間に臨んで開口し、通気管７を通して圧縮空気６を強制的に供給することにより冷却している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように従来のパッケージ製品に組み立てられたガスタービン装置においては、出力軸となるカップリングシャフトが排気熱により加熱されて変形や強度低下を起こすことを防止すべく、断熱材で囲うことに加えて外部から冷却空気を導入し、カップリングシャフトの周面に供給して冷却を行うようにしているので、この冷却空気を作り出すためのコンプレッサやブロワ等の空気源装置を別途設けねばならず、装置の大型化、コストアップ等の不具合に至ることは避けがたいものであった。
【０００６】
本発明は、このような従来のパッケージ製品に組み立てられたガスタービン装置における不具合を解消し、付属装置の点数を減少して装置の小型化、コストの低減を達成するようにしたガスタービン装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、第１の手段としては、タービン軸と連結し、排気室を貫通して設けられて動力を外部に取り出すカップリングシャフトと、同排気室内で前記カップリングシャフトを囲んで配置され、同カップリングシャフト周面との間に隙間を形成した筒状の断熱材と、前記隙間に臨んで前記カップリングシャフトに設けられたファンよりなるガスタービン装置を提供するものである。
【０００８】
すなわち、この手段によれば、動力を外部に取り出すべくタービン軸と連結して排気室を貫通したカップリングシャフトには、同カップリングシャフトを囲んだ筒状の断熱材で周面との間に形成した隙間に臨んでファンを配置しているので、カップリングシャフトの回動に伴ってファンにより周囲の空気が前記隙間に供給され、別途コンプレッサやブロワ等の空気源装置等を改めて設ける必要もなく、カップリングシャフトの周面を冷却するようにしたものである。
【０００９】
また本発明は、第２の手段として、前記第１の手段に加えて前記断熱材にはその内部を貫通して通気管を設け、同通気管は一端を前記隙間に開口し、他端を外部に連通したガスタービン装置を提供するものである。
【００１０】
すなわち、この手段によれば、前記第１の手段の外に前記断熱材の内部には、一端を前記隙間に開口し、他端を外部に連通した通気管を貫通して設けているので、カップリングシャフトの周面から外部へ空気通路が完成し、カップリングシャフトの周面の冷却がより一層効率的に行われるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１に基づいて説明する。
なお、説明が冗長になるのを避けるべく、前記した従来のものと同一の部分については、図中同一の符号を付して示し、重複する説明は極力省略して、本実施の形態に固有の事項を重点的に説明する。
【００１２】
すなわち、本実施の形態も、吸気室１３に開口した圧縮機１４をガスタービン１と軸結合し、燃焼器１５を含めてパッケージ２内に一体的に配列し、ガスタービン１の軸からカップリングシャフト３で動力を取り出すようにして基本構造をなしている。
【００１３】
カップリングシャフト３は、その周面との間に隙間１２を形成して筒状の断熱材４で覆われ、排気室５と区画されて同排気室５内を貫通している。この筒状をした断熱材４は、カップリングシャフト３が排気室５内を貫通する範囲に亘って延びており、この断熱材４の終端位置では、前記隙間１２に臨んでカップリングシャフト３を周方向に囲み、ファン（羽根車）８が配置されている。
【００１４】
なお、前記ファン８の設置位置は、パッケージ２の内部であり、換気入口１０及び換気出口１１を設けたパッケージ２の内部に相当し、換気入口１０から取り入れられた外部の空気が供給される位置に相当している。
【００１５】
また、断熱材４の層内部には、カップリングシャフト３の長手方向に延び、ガスタービン１の軸端近傍で内端を前記隙間１２に開口した通気管９が配置され、図示省略しているが、同通気管９は断熱材４を出た後パッケージ２の外部へと至り、同通気管９を外気に開放している。
【００１６】
従って、換気入口１０より流入して、カップリングシャフト３に取り付けたファン８により、同カップリングシャフト３と断熱材４との隙間１２に供給されたパッケージ２外部の空気（大気）は、同カップリングシャフト３の表面で区画された同隙間１２を経て通気管９の内方開口に至り、断熱材４の層内に配置された前記通気管９を通ってパッケージ２の外部に連通される。
【００１７】
前記のように構成された本実施の形態において、ガスタービン１が起動されると、同ガスタービン１の軸に連結されたカップリングシャフト３が回転して動力が外部に取り出される。
【００１８】
他方、カップリングシャフト３が回転すればこれに取り付けられたファン８の作用により、パッケージ２内の空気がカップリングシャフト３と断熱材４の間に形成された隙間１２を流れ、更にこの空気は、断熱材４の内部を貫通して設置された通気管９の中を通ってパッケージ２の外部へ放出される。
【００１９】
なお、前記したようにファン８の作用でパッケージ２の内部から、隙間１２、通気管９を経て外部に至る空気の流れができるが、パッケージ２の内部は、外気より若干高い圧力、例えば約４０ｍｍＡｑ高い圧力になる様に設計しておけば外気との間に十分の差圧がとれ、前記外部に至る空気の流れはより確実なものにすることができる。
【００２０】
かくして本実施の形態によれば、カップリングシャフト３の周面と断熱材４の間の隙間１２に供給された空気によりカップリングシャフト３を冷却し、同カップリングシャフト３が加熱されて変形や強度低下を起こすことを防止することができたものである。
【００２１】
しかも前記隙間１２に供給された空気は、断熱材４を貫通してカップリングシャフト３の周面から外部へ通じる通気管９を経て外部に放出されるので、断熱材４が排気熱をより確実に遮断するように援助して、カップリングシャフト３の周面の冷却をより一層効率的に行うことができたものである。
【００２２】
そして、前記カップリングシャフト３の周面の好ましい冷却を行う空気の流れは、この冷却空気を作り出すためのコンプレッサやブロワ等の空気源装置を外部装置として別途設ける必要はなく、カップリングシャフト３に設けたファン８により得たものであり、装置の大型化、複雑化を避け、大幅なコストダウンを達成することができたものである。
【００２３】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上、請求項１の発明によれば、タービン軸と連結し、排気室を貫通して設けられて動力を外部に取り出すカップリングシャフトと、同排気室内で前記カップリングシャフトを囲んで配置され、同カップリングシャフト周面との間に隙間を形成した筒状の断熱材と、前記隙間に臨んで前記カップリングシャフトに設けられたファンによりガスタービン装置を構成したので、カップリングシャフトの回動に伴ってファンにより周囲の空気が前記隙間に供給され、別途コンプレッサやブロワ等の空気源装置等を改めて設ける必要もなくカップリングシャフトの周面を冷却することができ、装置の大型化、複雑化を避けて大幅なコストダウンを達成することができたものである。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１の発明に加えて、前記断熱材にはその内部を貫通して通気管を設け、同通気管は一端を前記隙間に開口し、他端を外部に連通してガスタービン装置を構成したので、前記隙間に供給された冷却空気は、同隙間から通気管を経て外部へ排気され、カップリングシャフトの周面の冷却をより一層効率的に行うことが出来たものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン装置の全貌を示す説明図である。
【図２】従来のガスタービン装置の全貌を示す説明図である。
【符号の説明】
１      ガスタービン
２      パッケージ
３      カップリングシャフト
４      断熱材
５      排気室
６      圧縮空気
７      通気管
８      ファン
９      通気管
１０      換気入口
１１      換気出口
１２      隙間
１３      吸気室
１４      圧縮機
１５      燃焼器
【図１】
0003776625.tif 000002
【図２】
0003776625.tif 000003