JP3212539B2 - ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 - Google Patents
ガスタービンエアセパレータの空気穴構造Info
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Description
パレータの空気穴構造に関し、エアセパレータを2分割
すると共に、その空気供給穴からの空気を複数枚の1段
動翼に均等に配分できるような構造にしたものである。
気を圧縮機から導き、取り入れるための装置であり、図
8にその断面図、図9に斜視図を示す。図8において、
1はロータであり、2はロータ1にディスク部7を介し
て取付けられた1段動翼であり、ロータ1と共に回転す
る。3は1段静翼で、4は静翼3内側のシールリング保
持環である。5はダクトで圧縮機からの冷却空気30を
空間6へ導くものである。7は前述の動翼2の翼根部が
取付けられるディスク部、8はボルト・ナットである。
41,42は固定側のシール部、43は冷却空気をディ
スク7後段へ送る空気供給穴である。
周囲を囲む円筒形状をしており、その左端にはフランジ
部13を有し、ボルト穴9が加工されており、ロータ1
にボルト・ナット8で取付けられている。右端にはフラ
ンジ部12を有し、その先端部周囲はディスク部7に接
触している。エアセパレータ10の中央部には空気穴1
1が周囲に設けられ、空間6からの冷却空気30をロー
タ1とエアセパレータ内周との間に形成される通路31
を通り、ディスク7の空気供給穴43へ導くと共に、デ
ィスク部7から1段動翼2へ冷却空気を導くラジアルホ
ール44へも供給する。又、エアセパレータ10の外周
は固定側のシール部41,42と近接し、シールフィン
を介して冷却空気が外部へもれるのを防止している。
り、ロータ1の周囲を囲んで円筒形状をしており、中央
部周囲には前述のように多数の空気穴11を有してお
り、両端にフランジ部12,13を有し、フランジ部1
3はボルト穴9によりボルト・ナットでロータ1側に取
付けられる構造である。
ジ部を示し、(a)は動翼側への接触部の断面図、
(b)はフランジ部にクラックが発生した状態を示す斜
視図である。図10(a)のようにフランジ部12の先
端部周囲はロータのディスク部7に接触し、軽く押さえ
られており、ディスク側と一定の面圧を保持している。
フランジ部13によりロータ1側にボルト・ナット8で
固定されたオーババンク構造であり、他端のフランジ部
12はディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ
1と共に回転するもので、ホット再軌道をくり返すとデ
ィスク7側と接触するフランジ部12に図10(b)に
示すようにクラックが発生することがある。
状態で再起動し、冷たい冷却空気を流し、冷却するとエ
アセパレータ10は急冷され、フランジ部12のディス
ク7側への押え付け力が低下する。この押え付け力が低
下した状態で運転することによりフランジ部12とディ
スク当接側との間に相対的なスベリが生じ、表面が荒れ
て局部応力により微細クラックが発生し、この微細クラ
ックが徐々に進展し、クラック部が開口し、この部分が
遠心力によりめくり上がり、図10(b)に示すような
クラックとなる。
チング疲労によるクラックの発生を防止するために、図
1,図2に示すような分割形のエアセパレータが検討さ
れ、2分割したエアセパレータの各部材をそれぞれロー
タ側とディスク側にボルトで結合するようにした構造が
先行技術として本出願人により提案され、又、特許出願
もされている。図1は本発明の前提となる分割のエアセ
パレータの全体断面図、図2はその斜視図であり、本出
願人が特許出願したものと同一機能のエアセパレータで
ある。
るエアセパレータであり、先行技術でもある分割形のエ
アセパレータである。次に、このエアセパレータにつき
説明する。1はロータであり、2はロータ1にディスク
7を介して取付けられた1段動翼であり、ロータ1と共
に回転する。3は1段静翼で、4は静翼3内側のシール
リング保持環である。5はダクトで圧縮機からの冷却空
気30を空間6へ送る。7は前述のディスク部、8はボ
ルト・ナットである。41,42は固定側のシール部、
43は冷却空気を後段へ送る空気供給穴、44はラジア
ルホールである。以上の構成は図8に示す従来例と同じ
である。
しており、20−1,20−2に分割された構造であ
る。20−1は端部にフランジ部21を有し、ロータ1
側にボルト・ナット8で締付けて取付けられ、ロータ1
と共に回転する。このセパレータ20−1は冷却空気3
0が空間6内からもれるのを防止するものである。
ち、かつロータ1側と一定の隙間32を保つように配置
され、一端にはフランジ部22を有しており、フランジ
部22にはボルト穴23があけられ、この穴23を介し
てボルト28によりディスク側7に取付けられ、ロータ
1と共に回転する。
−1と20−2とからなり、20−1と20−2は互い
にロータ1と共に回転し、中央の分割された間隔33を
通り、空間6から冷却空気30が流入し、通路32を通
ってディスク7の空気供給穴43及びラジアルホール4
4へ冷却空気が供給される。又、20−1と20−2の
外周は固定側のシール部41,42と近接し、シール部
を構成して外周から外部へ冷却空気がもれるのを防止し
ている。
り、20−1,20−2の2分割構造であり、ロータ1
を囲む円筒形状をしている。20−1の一端はフランジ
部21を有し、フランジ部周囲にはロータ1と結合する
ボルト穴24が設けられている。20−1の他端は20
−2と一定の間隔を保って向かい合って配置され、20
−2の他端にはフランジ部22があり、フランジ部22
には1段動翼側のディスク部に取付けられるボルト穴2
3を有している。
フランジ部22のディスク部7への取付部を示してい
る。図において、フランジ部22には複数のボルト穴2
8があけられており、互いに隣接するボルト穴28の間
には空気穴29−1,29−2,29−3が3個設けら
れている。この空気穴29の形状は後述するように半円
形状であり、冷却空気を円筒状のエアセパレータ内から
周方向に吹き出し、1段動翼のディスク部7に設けられ
た多数のラジアルホール44へ導く。
後流側の部材20−2を示し、(a)はその断面図、
(b)は(a)におけるC−C矢視図である。図に示す
ように部材20−2の外周は固定側と対向するシール部
を構成し、フランジ部22にはボルト穴28が設けら
れ、上下方向には空気穴29−1〜29−3が設けられ
ている。図7は図5におけるD−D断面図であり、前述
のように半円形状の空気穴29−1,29−2,29−
3を示している。
して1段ディスク部7には1段動翼の枚数と同一個数の
ラジアルホール43が設けられている。従ってエアセパ
レータの空気穴も1段動翼2の枚数、即ち、ラジアルホ
ール44と同一数とするのが好ましいが、図5に示すよ
うにエアセパレータ20−2をディスク部7へ取付ける
フランジ部22には取付用のボルト穴23が必要であ
り、この個数分だけスペースがとられて空気穴28をラ
ジアルホール44に合わせて均等に配分することができ
ない。これはディスク部にはラジアルホール44が1段
動翼2の複数枚に対応して放射状に均等に配置してあけ
られているが、エアセパレータ20の空気穴29−1〜
29−3は、図5に示すようにボルト穴28が応力、バ
ランス上均等配置されているため、29−1〜29−3
のように対等配置とならずに均等配置されたラジアルホ
ール44と対応しないためである。
枚ある場合には、ボルト穴は回転体としてのバランス上
32個を均等に配分する必要がある。エアセパレータの
フランジ部にこれらボルト穴32個を均等配置し、更に
103個の空気穴を均等に配置することは不可能であ
る。従って、特に従来形のエアセパレータから分割形
で、ディスク部にボルト結合をする形のエアセパレータ
に改修を行い、取替えを行う場合にはかならずしも空気
穴とラジアルホールは一致しない。1段動翼の枚数が比
較的少なく偶数枚で均等配分が可能な場合もあるが、分
割形に取替える場合にはエアセパレータからの冷却空気
をなるたけ均等に各1段目動翼に供給できるような構造
とし、改修工事においても容易に採用できる構造のエア
セパレータの実現が望まれていた。
す従来のガスタービンエアセパレータは一端のフランジ
部13をロータ側にボルト・ナット8により締付けたオ
ーババンク構造であり、他端のフランジ部12を1段動
翼のディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ1
と共に回転し、圧縮機からの冷却空気30をロータ側と
の空間31を通してディスク7側の空気供給穴43及び
ラジアルホール44へ送る。従って、ホット再起動をく
り返すと前述のようにフランジ部12とディスク側との
間に相対的なスベリが生じ、これによるフレッチング疲
労によりフランジ部12にクラックが発生し、損傷が起
る。
善するために、本出願人は、本発明の先行技術として図
1,図2に示すような分割形のエアセパレータを提案
し、上記の問題の解決を図っている。しかし、従来形か
ら分割形のエアセパレータに改修し、変更する場合に
は、1段動翼の枚数、即ち、ディスク部側のラジアルホ
ールの数は決まっており、変更が不可能であり、エアセ
パレータ側の空気穴を既存のラジアルホールになるたけ
合わせて冷却空気を効率良く各1段動翼に供給しなけれ
ばならない。このような場合にも、なるたけラジアルホ
ールに均等に冷却空気が流れるような空気穴を有する分
割形のエアセパレータの実現が望まれていた。
ラック等の不具合が発生し、これを改修し、分割形のよ
うなフランジ部をボルト結合するようなエアセパレータ
に取替える場合にも、取替え後も複数枚の1段動翼へ均
一に冷却空気を送れるような空気穴を有するガスタービ
ンエアセパレータを提供することを課題としたものであ
る。
決するために次の手段を提供する。
割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形状
部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲に
密着すると共に、外周は固定側とシール部を構成し;前
記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周囲
空間を保持すると共に外周は固定側とシール部を構成
し、更に先端部には1段動翼側ディスク部に取付けられ
るフランジを有し、同フランジには前記ディスク部接続
用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴間にそれぞ
れ設けられた周方向に伸びる長穴を設け;前記後方の円
筒形状部材の長穴から冷却空気を前記1段動翼側のディ
スク部ラジアルホールに供給することを特徴とするガス
タービンエアセパレータの空気穴構造。
後に分割されているので、圧縮機からの冷却空気は分割
部分の間隔から後方の円筒形状部材のロータ周囲空間を
通り、フランジの周方向に設けられた長穴からディスク
部のラジアルホールに供給される。このようにエアセパ
レータのディスク部取付用のフランジには長穴が設けら
れており、ディスク部に設けられている均等に配置され
た複数のラジアルホールに長穴形状で広く冷却空気を流
出し、周方向に隣接するいずれかの長穴で複数個のラジ
アルホールに対向させて冷却空気を均一に供給すること
ができる。ラジアルホールは複数個が均等に配置されて
いるが、エアセパレータのフランジの周方向に設けられ
た複数の長穴のいずれかに対向して冷却空気を受けるの
で、いずれのラジアルホールもほぼ均一な流れで供給さ
れるようになる。
修工事により既存のエアセパレータに代えて取替える場
合には、既存の1段動翼の枚数が素数であると、そのボ
ルト穴は均等配置する必要があり、常ずしも空気穴を既
存の複数のラジアルホールに1対1で対応させることが
できない。本発明のエアセパレータによれば、長穴を設
けているので1個の長穴で周方向の複数のラジアルホー
ルに対して対向させることができ、又、個々のラジアル
ホールはいずれかの長穴にも対向することが可能とな
る。従って、各ラジアルホール、即ち、複数の1段動翼
それぞれに冷却空気を均一に供給することができ、既存
の従来形のエアセパレータの改修に対応できるものであ
る。
て、図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の
実施の一形態のガスタービンエアセパレータ空気穴構造
を適用するエアセパレータの断面図、図2はその斜視図
である。図1,図2については従来例の欄において、本
発明の対象となる先行技術として説明したのでその詳し
い説明は省略する。本発明の特徴部分はフランジ部22
に設けた空気穴の形状、個数にあり、以下に詳しく説明
する。
レータは図1,図2に示す分割形のエアセパレータであ
り、部材20−2のフランジ部22に設けられた空気穴
50である。図3は図1に示すA−A矢視図であり、フ
ランジ部22のディスク部7への取付部の一部を示して
いる。図示のようにフランジ部22はロータ1の周囲を
囲んだ円形状をしており、ボルト穴28が均等に配置さ
れている。図ではボルト穴28が32個の例の一部を示
しており、エアセパレータ20−1,20−2は回転体
であり、高速回転するため、バランスを取るために均等
に配置され、取付けられなければならない。
空気穴50が設けられており、ディスク部7に取付けら
れた時にディスク部7に設けられている均等に配置され
たラジアルホール44に従来の小さな分散した穴29−
1〜29−3より広く流出し、隣接するいずれかの長穴
で複数のラジアルホールをカバーし、複数のラジアルホ
ール44のいずれにも冷却空気がほぼ均一な流れで供給
されるようにしている。
(a)は図3のB−B断面図、(b)は先行技術のエア
セパレータと対比した断面図である。ボルト穴28の間
には長穴形状の空気穴50が設けられ、点線で示す従来
の半円形の空気穴29−1〜29−3の開口長さD1 +
D2 +D3 よりも広い幅のD0 でD1 +D2 +D3 の面
積と同じ開口部を有し、この間に存在するディスク部側
の複数のラジアルホールに対向することができ、均一に
冷却空気を流すことができるようにしている。
ータ20を用いて従来のエアセパレータを改修し、取替
えを行う場合に際し、1段動翼2の枚数が素数である場
合には、そのボルト穴も均等に配置する必要があり、常
ずしも既存の複数のラジアルホールに対応してその空気
穴を1対1に対応させて配置することができない。図5
に示すような空気穴29−1〜29−3の配置のものは
新規にガスタービンを設計、製作する場合にはラジアル
ホールとエアセパレータの空気穴とをそれぞれ対応する
ように設計できるが、既存のガスタービンの改修、エア
セパレータの取替えでは不可能な場合がある。
穴50を設けることにより、1個の幅の広い空気穴で複
数個のラジアルホールに冷却空気を供給することがで
き、従来の空気穴に比べ各ラジアルホールには均一な冷
却空気を供給することができる。
を保って2分割され、ロータ周囲に配設された前方及び
後方円筒形状部材からなり、前記前方の円筒形状部材は
ロータ周囲に密着すると共に、外周は固定側とシール部
を構成し;前記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通す
るロータ周囲空間を保持すると共に外周は固定側とシー
ル部を構成し、更に先端部には1段動翼側ディスク部に
取付けられるフランジを有し、同フランジには前記ディ
スク部接続用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴
間にそれぞれ設けられた周方向に伸びる長穴を設け;前
記後方の円筒形状部材の長穴から冷却空気を前記1段動
翼側のディスク部ラジアルホールに供給することを特徴
としている。このような構成により、その長穴から複数
のラジアルホールに均一に冷却空気を供給することがで
き、又、既存のプラントの改修にも冷却効果を損うこと
なく容易に対応することができ、冷却効率が増すもので
ある。
セパレータ空気穴構造を適用するエアセパレータの断面
図である。
セパレータ空気穴構造を適用するエアセパレータの斜視
図である。
アセパレータ空気穴構造の一部である。
の形状、(b)は本発明と先行技術との対比を示す。
に係るガスタービンエアセパレータ空気穴構造の一部で
ある。
レータを示し、(a)が後流側の断面図、(b)は
(a)のC−C矢視図である。
ある。
ある。
当接部を示し、(a)は断面図、(b)はそのフランジ
部のクラック発生の状態を示す斜視図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ロータ軸方向前後に所定間隔を保って2
分割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形
状部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲
に密着すると共に、外周は固定側とシール部を構成し、
前記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周
囲空間を保持すると共に外周は固定側とシール部を構成
し、更に先端部には1段動翼側ディスク部に取付けられ
るフランジを有し、同フランジには前記ディスク部接続
用の複数のボルト穴及び同隣接するボルト穴間にそれぞ
れ設けられた周方向に伸びる長穴を設け、前記後方の円
筒形状部材の長穴から冷却空気を前記1段動翼側のディ
スク部ラジアルホールに供給することを特徴とするガス
タービンエアセパレータの空気穴構造。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16407097A JP3212539B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 |
DE69819290T DE69819290T2 (de) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Luftabscheider für gasturbinen |
US09/242,293 US6151881A (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Air separator for gas turbines |
EP98928538A EP0927813B1 (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Air separator for gas turbines |
PCT/JP1998/002688 WO1998059156A1 (fr) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Separateur d'air pour turbine a gaz |
CA002264282A CA2264282C (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Gas turbine air separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16407097A JP3212539B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1113407A JPH1113407A (ja) | 1999-01-19 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP16407097A Expired - Lifetime JP3212539B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータの空気穴構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006097585A (ja) | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エアセパレータの取付構造及びそれを備えたガスタービン |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16407097A patent/JP3212539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1113407A (ja) | 1999-01-19 |
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