WO2009087847A1 - ガスタービンの排気部の構造およびガスタービン - Google Patents

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Tadateru Tanioka
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    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/321—Application in turbines in gas turbines for a special turbine stage
    • F05D2220/3215—Application in turbines in gas turbines for a special turbine stage the last stage of the turbine

Definitions

  • the present invention relates to a structure of an exhaust part of a gas turbine and a gas turbine.
  • an exhaust casing of a gas turbine is provided with a diffuser that efficiently recovers the pressure of high-temperature gas discharged from the turbine, a bearing that rotatably supports a rotor, a strut that supports the bearing with respect to a casing, and the like. It has been. Furthermore, in order to measure the vibration state during the operation of the gas turbine, an instrument such as a vibrometer is arranged around the bearing.
  • the strut is cooled by supplying air extracted from the compressor section of the gas turbine to the strut.
  • air is extracted from the compressor unit and used for cooling, there is a problem that the efficiency of the gas turbine is reduced by the amount of air extracted.
  • the extracted air compressed and heated by the compressor section is further heated to be around the bearing. Will flow.
  • the temperature of the extracted air is, for example, about 200 ° C., and may be heated to, for example, about 400 ° C. or more after the strut is cooled. is there.
  • the instrumentation arranged around the bearing has low resistance to high heat, the instrumentation has a risk of being damaged by air heated to, for example, about 400 ° C. or more as described above.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problem, and is capable of cooling the strut and reducing the temperature around the bearing without reducing the efficiency of the gas turbine. And to provide a gas turbine.
  • a first aspect of the present invention includes a casing in which a gas path portion is formed, a bearing portion that rotatably supports a rotor blade of a turbine portion, a strut that extends inward from the casing and supports the bearing portion, An opening formed in the casing, and extends from the opening along the strut toward the bearing portion, guides air to the gas path portion, and on the downstream side of the final stage moving blade in the turbine portion, The structure of the exhaust part of the gas turbine provided with the cooling flow path opened in the gas path part is provided.
  • the air outside the casing and the air having a temperature lower than that of the exhaust gas flowing through the gas path portion is cooled from the opening. It flows into the road and is led to the gas path.
  • the air flowing through the cooling flow path flows along the strut, it takes heat of the strut and cools the strut.
  • the downstream side of the last stage rotor blade in the turbine section is one of the regions where the pressure is lowest in the gas path section, the pressure difference between the open ends of the cooling flow path becomes large. Therefore, more low-temperature air flows through the cooling channel than in the case where the cooling channel is open to another region.
  • a strut cover extending along the strut and forming a space with the strut is provided, and the space between the strut and the strut cover is the cooling channel. It is desirable to form a part of
  • the inner diffuser extending along the rotation axis of the turbine portion and forming a space with the bearing portion, and extending from the casing to support the inner diffuser,
  • a hollow strut that allows communication between the outside of the casing and the inside of the inner diffuser, and a lid that adjusts an opening area of the hollow strut with respect to the casing are provided, and a space between the bearing portion and the inner diffuser is provided. It is desirable to form the cooling flow path.
  • the bearings can be cooled by air at a temperature lower than that of the exhaust gas flowing through the gas path flowing into the cooling flow path via the hollow strut.
  • the air flow rate can be limited by the lid that adjusts the opening area, and a decrease in the air flow rate for cooling the struts is prevented.
  • a compressor unit that compresses air
  • a combustor that mixes and combusts air and fuel compressed by the compressor unit, and generates combustion gas, and is rotationally driven from the combustion gas.
  • a gas turbine provided with a turbine section for extracting force and the exhaust section of the present invention into which exhaust gas exhausted from the turbine section flows.
  • the exhaust part according to the first aspect of the present invention, the strut, the bearing part, the instrumentation and the like arranged around the bearing part, It is cooled by the air flowing through.
  • the strut is used to evacuate the air outside the casing by the pressure difference between the outside of the casing and the inside of the gas path part.
  • the strut can be cooled, and the strut and the periphery of the bearing can be cooled without being affected by load fluctuations without reducing the efficiency of the gas turbine.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA for explaining the configuration of the exhaust section of FIG. 2. It is a perspective view explaining the structure of the seal ring holding
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a gas turbine according to the present embodiment.
  • the gas turbine 1 of the present embodiment includes a compressor unit 2 that compresses air, a combustor 3 that mixes and combusts the compressed air and fuel, and generates combustion gas.
  • a turbine unit 4 that extracts rotational driving force from the combustion gas, and an exhaust unit 5 into which exhaust gas exhausted from the turbine unit 4 flows are provided.
  • the compressor unit 2 compresses the sucked air and supplies it to the combustor 3.
  • the compressor unit 2 is provided on the rotary shaft 6 together with the turbine unit 4, and is driven to rotate by the turbine unit 4.
  • the combustor 3 mixes the compressed air supplied from the compressor unit 2 and fuel, and burns the air-fuel mixture. High-temperature flue gas generated by combustion is supplied to the turbine unit 4.
  • the turbine unit 4 extracts the rotational driving force from the combustion gas supplied from the combustor 3 and supplies the rotational driving force to the compressor unit 2 and other devices. Exhaust gas discharged from the turbine section 4 flows into the exhaust section 5.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view for explaining the configuration of the exhaust section of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA for explaining the configuration of the exhaust section of FIG.
  • the exhaust part 5 has a gas path part 7 into which exhaust gas discharged from the turbine part 4 flows.
  • the exhaust portion 5 includes a casing 11 that forms the outer shape of the exhaust portion 5, a bearing portion 12 that rotatably supports the rotary shaft 6, and an inner side that covers the periphery of the bearing portion 12.
  • a diffuser 13, a strut 14 that supports the bearing portion 12, a strut cover 15 that covers the periphery of the strut 14, and a hollow strut 16 that supports the inner diffuser 13 are provided.
  • the exhaust part 5 is provided with a cooling flow path 17 that guides air for cooling the struts 14 from the outside of the casing 11.
  • the casing 11 forms the gas path portion 7 between the casing 11 and the inner diffuser 13, and forms a diffuser in which the cross-sectional area of the gas path portion 7 gradually increases toward the downstream side (right side in FIG. 2).
  • a strut 14 is arranged on the turbine section 4 side on the inner peripheral surface of the casing 11 so as to extend toward the rotating shaft 6, and a cooling flow path 17 is arranged in an annular shape at a mounting portion on the radially outer side of the strut 14.
  • the casing 11 is provided with an opening 18 that allows the cooling flow path 17 and the outside of the casing 11 to communicate with each other.
  • the bearing portion 12 is supported by the six struts 14 and is described as being applied to an example in which the opening 18 is provided between the six struts 14, but the number of struts 14 and The position where the opening 18 is provided is not particularly limited to the above-described embodiment.
  • a strut cover 15 extending in the radial direction along the strut 14 is disposed around the strut 14 while forming a space with the strut 14.
  • a space between the strut 14 and the strut cover 15 constitutes a part of the cooling flow path 17 and communicates with the cooling flow path 17 disposed on the inner peripheral surface of the casing 11.
  • the bearing portion 12 supports the rotary shaft 6 in a rotatable manner, and is supported by a strut 14 extending from the casing 11.
  • a seal ring holding part 20 is arranged at the end of the bearing part 12 on the turbine part 4 side.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the configuration of the seal ring holding portion of FIG. As shown in FIGS. 2 and 4, the seal ring holding part 20 is a ring plate-like member.
  • a flow hole 21 through which air passes from the inner diffuser 13 side to the turbine part 4 side is formed in the seal ring holding part 20.
  • the flow hole 21 forms a part of the cooling flow path 17.
  • description will be made by applying to an example in which eight flow holes 21 are formed in the seal ring holding portion 20, but the number of flow holes 21 formed is limited to eight. However, it may be more or less than eight and is not particularly limited.
  • the cooling channel 17 is formed from the opening 18 of the casing 11 to the inner peripheral surface of the casing 11, the space between the strut 14 and the strut cover 15, the bearing 12 and the inner diffuser 13. And a through hole 21. Further, the cooling flow path 17 is open between the turbine section 4 and the gas path section 7, in other words, on the downstream side of the final stage moving blade of the turbine section 4 and on the radially inner wall surface.
  • the hollow struts 16 are arranged on the inner peripheral surface of the casing 11 downstream of the struts 14 (on the right side in FIG. 2) so as to extend radially inward.
  • the hollow strut 16 is a member formed in a cylindrical shape, and its radially outer end is connected to the casing 11 and its radially inner end is connected to the inner diffuser 13. Further, the space inside the hollow strut 16 communicates with the outside space of the casing 11 and the inside space of the inner diffuser 13 to form a cooling passage 25.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the lid of FIG. As shown in FIGS. 2 and 5, a lid 22 is disposed in the opening of the hollow strut 16 on the casing 11 side.
  • the lid 22 restricts the flow rate of air flowing into the inner space of the inner diffuser 13 via the hollow strut 16.
  • the lid portion 22 is formed with a through hole 24 through which a plurality of pipes 23 connected to the bearing portion 12 through hollow struts 16 are inserted.
  • the through hole 24 is formed larger than the pipe 23, and a gap through which air passes is formed between the through hole 24 and the pipe 23.
  • the air flow flowing in the cooling flow path 17 flows between the strut 14 and the strut cover 15, takes heat from the strut 14, and flows into the inner diffuser 13.
  • the air that has flowed into the inner diffuser 13 passes through the circulation hole 21.
  • the air that has passed through the flow hole 21 flows into the gas path unit 7 from an opening formed between the turbine unit 4 and the gas path unit 7.
  • air also flows into the hollow strut 16 from the through hole 24 of the lid portion 22 disposed in the opening of the hollow strut 16.
  • the air is air having a temperature lower than that of the exhaust gas flowing through the gas path unit 7.
  • the air that has flowed into the hollow strut 16 flows into the cooling passage 25 and cools around the bearing, and then merges with the air that has passed between the strut 14 and the strut cover 15 described above.
  • the amount of air flowing in through the clearance of the through hole 24 of the lid portion 22 is smaller than the amount of air flowing in from the opening 18. In other words, the area of the gap between the through holes 24 is smaller than the area of the opening 18.
  • the air outside the casing 11 flows into the cooling flow path 17 from the opening 18 and is guided around the bearing.
  • the air flowing through the cooling flow path 17 cools the strut 14 as it flows along the strut 14. Therefore, the strut 14 does not decrease the efficiency of the gas turbine 1 as in the case of extracting compressed air from the compressor unit 2. Can be cooled.
  • the pressure difference between both opening ends of the cooling flow path 17 and the cooling flow path 25 is increased. Therefore, more air can be supplied around the struts 14 and the bearings via the cooling flow path 17 than when the cooling flow path 17 and the cooling flow path 25 are open to other regions. Can be cooled more effectively.
  • the cooling channel 17 By forming the cooling channel 17 around the strut 14, the contact area between the strut 14 and the air flowing through the cooling channel 17 is widened. Therefore, the cooling effect of the strut 14 by the air flowing through the cooling channel 17 can be enhanced. Further, since the cooling flow path 17 is formed between the strut 14 and the gas path portion 7, the heat of the exhaust gas flowing through the gas path portion 7 can be made difficult to be transmitted to the strut 14.
  • the air around the bearing can be cooled by flowing air having a temperature lower than that of the exhaust gas flowing through the gas path portion 7 into the cooling flow path 25 via the hollow struts 16. Further, by providing the lid portion 22, it is possible to prevent a decrease in the flow rate of the air that cools the struts 14 by adjusting the flow rate of the air flowing into the cooling flow path 25 via the hollow struts 16.

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Abstract

　ガスタービンの効率を低下させることなく、ストラットや軸受まわりを冷却することができるガスタービンの排気部およびガスタービンを提供する。内側にガスパス部（７）が形成されるケーシング（１１）と、タービン部（４）の動翼を回転可能に支持する軸受部（１２）と、ケーシング（１１）から内側に延び、軸受部（１２）を支持するストラット（１４）と、ケーシング（１１）に形成された開口部（１８）と、開口部（１８）からストラット（１４）に沿って軸受部（１２）に向かって延び、ガスパス部を流れる排気ガスよりも低温の空気をガスパス部（７）に導くとともに、タービン部（４）における最終段動翼の下流側において、ガスパス部（７）に開口している冷却流路（１７）と、が設けられていることを特徴とする。

Description

ガスタービンの排気部の構造およびガスタービン
　本発明は、ガスタービンの排気部の構造およびガスタービンに関する。
　一般に、ガスタービンにおける排気車室には、タービンから排出される高温ガスを効率よく圧力回復させるディフューザと、ロータを回転可能に支持する軸受と、軸受をケーシング等に対して支持するストラット等が設けられている。
　さらに、ガスタービンの運転中における振動状態を計測するため、軸受の周辺には振動計などの計装品が配置されている。
　近年においては、ガスタービンの高効率化にともなって排気ガス温度が高くなっていることから、ストラットについては、クリープ強度の観点から、適切な温度に冷却する必要が生じている。一方、計装品についても、耐熱温度の観点から、適切な温度に冷却する必要が生じている。
　そのため、運転中のガスタービンにおいて、ストラットや計装品を冷却する様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
特許第２６７５３６１号公報 特開２００３－２３９７０５号公報
　特許文献１および２に記載された技術では、ガスタービンのコンプレッサ部から抽気した空気をストラットに供給することにより、ストラットを冷却している。
　しかしながら、空気をコンプレッサ部から抽気して冷却に用いるため、空気を抽気した分だけガスタービンの効率が低下するという問題があった。
　さらに、例えばコンプレッサ部から抽気した空気を径方向外側から内側に向かって流すことによりストラットを冷却する場合には、コンプレッサ部により圧縮され昇温された抽気空気は、更に昇温されて軸受まわりに流れ込むことになる。たとえコンプレッサ部の低圧段から抽気する場合であっても、抽気した空気の温度は、例えば約２００℃程度の温度になり、ストラットを冷却した後には、例えば約４００℃以上に加熱される場合がある。
　一般に、軸受まわりに配置された計装品は高熱に対して耐性が低いため、計装品は、上述の様に例えば約４００℃以上に加熱された空気によって損傷する危険があった。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ガスタービンの効率を低下させることなく、ストラットを冷却でき、かつ軸受周りの温度を低下させることができるガスタービンの排気部およびガスタービンを提供することを目的とする。　
　上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
　本発明の第１の態様は、内側にガスパス部が形成されるケーシングと、タービン部の動翼を回転可能に支持する軸受部と、前記ケーシングから内側に延び、前記軸受部を支持するストラットと、前記ケーシングに形成された開口部と、該開口部から前記ストラットに沿って前記軸受部に向かって延び、空気を前記ガスパス部に導くとともに、前記タービン部における最終段動翼の下流側において、前記ガスパス部に開口している冷却流路と、が設けられているガスタービンの排気部の構造を提供する。
　本発明の第１の態様によれば、ケーシング外部とガスパス部内との間の圧力差により、ケーシング外部の空気であって、ガスパス部を流れる排気ガスよりも低温の空気は、開口部から冷却流路に流入してガスパス部に導かれる。冷却流路を流れる空気は、ストラットに沿って流れる際にストラットの熱を奪い、ストラットを冷却する。
　タービン部における最終段動翼の下流側は、ガスパス部において最も圧力が低い領域の一つであるため、冷却流路における両開口端の間の圧力差が大きくなる。そのため、冷却流路が他の領域に開口している場合と比較して、より多くの低温空気が冷却流路を流れる。
　上記発明の第１の態様においては、前記ストラットに沿って延び、前記ストラットとの間に空間を形成するストラットカバーが設けられ、前記ストラットと前記ストラットカバーとの間の空間が、前記冷却流路の一部を形成することが望ましい。
　このようにすることにより、ストラットの周囲に冷却流路が形成されることになり、ストラットと冷却流路を流れる空気との接触面積が広くなる。そのため、冷却流路を流れる空気によるストラットの冷却効果が高くなる。
　一方、ストラットとガスパス部との間に冷却流路が形成されるため、ガスパス部を流れる排気ガスの熱がストラットに伝わりにくくなる。
　上記発明の第１の態様においては、前記タービン部の回転軸線に沿って延び、前記軸受部との間に空間を形成する内側ディフューザと、前記ケーシングから延び、前記内側ディフューザを支持するとともに、前記ケーシングの外部と前記内側ディフューザの内部とを連通させるホローストラットと、前記ホローストラットにおける前記ケーシングに対する開口面積を調節する蓋部と、が設けられ、前記軸受部と前記内側ディフューザとの間の空間が、前記冷却流路を形成することが望ましい。
　このようにすることにより、ホローストラットを介して冷却流路に流入するガスパス部を流れる排気ガスよりも低温の空気により軸受周りを冷却することが出来る。開口面積を調節する蓋部により空気の流量を制限することができ、ストラットを冷却する空気の流量低下が防止される。
　本発明の第２の態様は、空気を圧縮するコンプレッサ部と、前記コンプレッサ部によって圧縮された空気と燃料とを混合して燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスから回転駆動力を取り出すタービン部と、該タービン部から排気された排気ガスが流入する上記本発明の排気部と、が設けられているガスタービンを提供する。
　本発明の第２の態様によれば、上記本発明の第１の態様に係る排気部を備えることにより、ストラット、軸受部および軸受部の周辺に配置された計装品等は、冷却流路を流れる空気により冷却される。　
　本発明の第１の態様に係るガスタービンの排気部の構造、および、第２の態様に係るガスタービンによれば、ケーシング外部とガスパス部内との間の圧力差により、ケーシング外部の空気をストラットに沿って流すことにより、ストラットを冷却することができ、ガスタービンの効率を低下させることなく、負荷変動の影響を受けることなくストラットや軸受まわりを冷却することができるという効果を奏する。　
本発明の一実施形態に係るガスタービンの構成を説明する模式図である。 図１の排気部の構成を説明する部分拡大図である。 図２の排気部の構成を説明するＡ－Ａ断面矢視図である。 図２のシールリング保持部の構成を説明する斜視図である。 図２の蓋部の構成を説明するＢ矢視図である。
符号の説明
　１　ガスタービン
　２　コンプレッサ部
　３　燃焼部
　４　タービン部
　５　排気部
　７　ガスパス部
　１１　ケーシング
　１２　軸受部
　１３　内側ディフューザ
　１４　ストラット
　１５　ストラットカバー
　１６　ホローストラット
　１７　冷却流路
　１８　開口部
　２０　シールリング保持部
　２１　流通孔
　２２　蓋部
　２３　配管
　２４　貫通孔
　２５　冷却流路
　この発明の一実施形態に係るガスタービンについて、図１から図５を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係るガスタービンの構成を説明する模式図である。
　本実施形態のガスタービン１には、図１に示すように、空気を圧縮するコンプレッサ部２と、圧縮された空気と燃料とを混合して燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼器３と、燃焼ガスから回転駆動力を取り出すタービン部４と、タービン部４から排気された排気ガスが流入する排気部５と、が設けられている。
　コンプレッサ部２は、吸入した空気を圧縮して燃焼器３に供給するものである。
　コンプレッサ部２はタービン部４とともに回転軸６に設けられ、タービン部４により回転駆動されるものである。
　燃焼器３は、コンプレッサ部２から供給された圧縮空気と燃料とを混合させ、混合気を燃焼させるものである。燃焼により発生した高温の燃焼排ガスは、タービン部４に供給される。
　タービン部４は、燃焼器３から供給された燃焼ガスから回転駆動力を取り出し、コンプレッサ部２や、その他の機器に回転駆動力を供給するものである。タービン部４から排出された排気ガスは、排気部５に流入する。
　図２は、図１の排気部の構成を説明する部分拡大図である。図３は、図２の排気部の構成を説明するＡ－Ａ断面矢視図である。
　排気部５は、タービン部４から排出された排気ガスが流入するガスパス部７が内部に形成されたものである。
　排気部５には、図１および図２に示すように、排気部５の外形を構成するケーシング１１と、回転軸６を回転可能に支持する軸受部１２と、軸受部１２の周囲を覆う内側ディフューザ１３と、軸受部１２を支持するストラット１４と、ストラット１４の周囲を覆うストラットカバー１５と、内側ディフューザ１３を支持するホローストラット１６と、が設けられている。
　さらに、排気部５には、ケーシング１１の外からストラット１４を冷却する空気を導く冷却流路１７が設けられている。
　ケーシング１１は、内側ディフューザ１３との間にガスパス部７を形成するものであって、下流側（図２の右側）に向かってガスパス部７の横断面積が次第に増大するディフューザを形成する。
　ケーシング１１の内周面におけるタービン部４側には、ストラット１４が回転軸６に向かって延びるように配置され、ストラット１４の径方向外側の取り付け部には、冷却流路１７が円環状に配置されている。ケーシング１１には、冷却流路１７とケーシング１１の外側とを連通させる開口部１８が配置されている。
　本実施形態では、６本のストラット１４により軸受部１２が支持され、６本のストラット１４の間に開口部１８が設けられている例に適用して説明するが、ストラット１４の本数、および、開口部１８が設けられる位置は、特に上述の実施形態に限定されるものではない。
　ストラット１４の周囲には、ストラット１４との間に空間を形成しつつ、ストラット１４に沿って径方向に延びるストラットカバー１５が配置されている。ストラット１４とストラットカバー１５との間の空間は冷却流路１７の一部を構成し、ケーシング１１の内周面に配置された冷却流路１７と連通している。
　軸受部１２は、回転軸６を回転可能に支持するものであって、ケーシング１１から延びるストラット１４により支持されている。軸受部１２におけるタービン部４側の端部には、シールリング保持部２０が配置されている。
　図４は、図２のシールリング保持部の構成を説明する斜視図である。
　シールリング保持部２０は、図２および図４に示すように、リング板状の部材である。
　シールリング保持部２０には、内側ディフューザ１３側からタービン部４側に空気が通過する流通孔２１が形成されている。流通孔２１は、冷却流路１７の一部を形成するものである。
　なお、本実施形態では、８個の流通孔２１がシールリング保持部２０に形成されている例に適用して説明するが、流通孔２１が形成される個数は、８個に限定されるものではなく、８個よりも多くても少なくてもよく、特に限定するものではない。
　冷却流路１７は、図２および図３に示すように、ケーシング１１の開口部１８から、ケーシング１１の内周面、ストラット１４とストラットカバー１５との間の空間、軸受部１２と内側ディフューザ１３との間の空間、および、流通孔２１により構成されている。
　さらに、冷却流路１７は、タービン部４とガスパス部７との間、言い換えると、タービン部４の最終段動翼の下流側であって、径方向内側の壁面に開口している。
　ケーシング１１の内周面におけるストラット１４よりも下流側（図２の右側）には、ホローストラット１６が径方向内側に向かって延びるように配置されている。ホローストラット１６は筒状に形成された部材であって、径方向外側の端部はケーシング１１に接続され、径方向内側の端部は内側ディフューザ１３に接続されている。さらに、ホローストラット１６の内部の空間は、ケーシング１１の外部および内側ディフューザ１３の内部空間と連通され冷却通路２５を形成している。
　図５は、図２の蓋部の構成を説明する図である。
　ホローストラット１６におけるケーシング１１側の開口部には、図２および図５に示すように、蓋部２２が配置されている。
　蓋部２２は、ホローストラット１６を介して内側ディフューザ１３の内部空間に流入する空気の流量を制限するものである。
　蓋部２２には、ホローストラット１６を介して軸受部１２と連結された複数の配管２３が挿通される貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４は、配管２３よりも大きく形成され、配管２３との間に空気が通過する隙間が形成されている。
　次に、上記の構成からなるガスタービン１における排気部５の冷却について説明する。
　ガスタービン１の運転が開始されると、図２に示すように、タービン部４から排気ガスが排気部５のガスパス部７に流入する。タービン部４の最終段動翼の下流側であって、径方向内側の領域では、圧力が大気圧よりも低い圧力となる。
　言い換えると、冷却流路１７の両端部における圧力に差が生じ、冷却流路１７には、ケーシング１１の外側からガスパス部７に向かう空気流れが発生する。
　冷却流路１７内を流れる空気流れは、ストラット１４とストラットカバー１５との間を流れてストラット１４から熱を奪い、内側ディフューザ１３内に流入する。内側ディフューザ１３内に流入した空気は、流通孔２１を通過する。流通孔２１を通過した空気は、タービン部４とガスパス部７との間に形成された開口部からガスパス部７に流入する。
　一方、図２および図５に示すように、ホローストラット１６の開口部に配置された蓋部２２の貫通孔２４からも空気がホローストラット１６の内部に流入する。当該空気は、ガスパス部７を流れる排気ガスよりも低温の空気である。ホローストラット１６に流入した空気は、冷却通路２５に流入して軸受周りを冷却した後、上述のストラット１４とストラットカバー１５との間を通過した空気と合流する。
　蓋部２２の貫通孔２４の隙間から流入する空気の量は、開口部１８から流入する空気の量よりも少ない。言い換えると、貫通孔２４の隙間の面積は、開口部１８の面積よりも狭い。
　上記の構成によれば、ケーシング１１の外部とガスパス部７の内部との間の圧力差により、ケーシング１１外部の空気は、開口部１８から冷却流路１７に流入して軸受周りに導かれる。冷却流路１７を流れる空気は、ストラット１４に沿って流れる際にストラット１４を冷却するため、コンプレッサ部２から圧縮空気を抽気する場合のようにガスタービン１の効率を低下させることなく、ストラット１４を冷却することができる。
　冷却流路１７及び冷却流路２５をタービン部４における最終段動翼の下流側に開口させることにより、冷却流路１７及び冷却流路２５における両開口端の間の圧力差が大きくなる。そのため、冷却流路１７及び冷却流路２５が他の領域に開口している場合と比較して、より多くの空気を、冷却流路１７を介してストラット１４や軸受周りに供給することができ、より効果的に冷却することができる。
　ストラット１４の周囲に冷却流路１７を形成することにより、ストラット１４と冷却流路１７を流れる空気との接触面積が広くなる。そのため、冷却流路１７を流れる空気によるストラット１４の冷却効果を高くすることができる。
　さらに、ストラット１４とガスパス部７との間に冷却流路１７が形成されるため、ガスパス部７を流れる排気ガスの熱をストラット１４に伝わりにくくすることができる。
　ホローストラット１６を介して冷却流路２５に、ガスパス部７を流れる排気ガスよりも低温の空気を流入させることにより、軸受周りを冷却することができる。
　さらに蓋部２２を設けることにより、ホローストラット１６を介して冷却流路２５に流入する空気の流量を調整することにより、ストラット１４を冷却する空気の流量低下を防止することができる。　

Claims (4)

  1. 　内側にガスパス部が形成されるケーシングと、
    　タービン部を回転可能に支持する軸受部と、
    　前記ケーシングから内側に延び、前記軸受部を支持するストラットと、
    　前記ケーシングに形成された開口部と、
    　該開口部から前記ストラットに沿って前記軸受部に向かって延び、空気を前記ガスパス部に導くとともに、前記タービン部における最終段動翼の下流側において、前記ガスパス部に開口している冷却流路と、
    が設けられているガスタービンの排気部の構造。
  2. 　前記ストラットに沿って延び、前記ストラットとの間に空間を形成するストラットカバーが設けられ、
    　前記ストラットと前記ストラットカバーとの間の空間が、前記冷却流路の一部を形成する請求項１記載のガスタービンの排気部の構造。
  3. 　前記タービン部の回転軸線に沿って延び、前記軸受部との間に空間を形成する内側ディフューザと、
    　前記ケーシングから延び、前記内側ディフューザを支持するとともに、前記ケーシングの外部と前記内側ディフューザの内部とを連通させるホローストラットと、
    　前記ホローストラットにおける前記ケーシングに対する開口面積を調節する蓋部と、
    が設けられ、
    　前記軸受部と前記内側ディフューザとの間の空間が、前記冷却流路を形成する請求項１または２に記載のガスタービンの排気部の構造。
  4. 　空気を圧縮するコンプレッサ部と、
    　前記コンプレッサ部によって圧縮された空気と燃料とを混合して燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼器と、
    　前記燃焼ガスから回転駆動力を取り出すタービン部と、
    　該タービン部から排気された排気ガスが流入する請求項１から請求項３のいずれかに記載の排気部と、
    が設けられているガスタービン。　
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