特許 6554736 ガスタービンロータ、ガスタービン、及びガスタービン設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6554736

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】ガスタービンロータ、ガスタービン、及びガスタービン設備

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/18 20060101AFI20190729BHJP

   F02C 3/073 20060101ALI20190729BHJP

   F01D 5/08 20060101ALI20190729BHJP

   F04D 19/02 20060101ALI20190729BHJP

   F04D 29/053 20060101ALI20190729BHJP

   F04D 29/32 20060101ALI20190729BHJP

   F01D 5/18 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   F02C7/18 D

   F02C3/073

   F01D5/08

   F04D19/02

   F04D29/053 Z

   F04D29/32 J

   F01D5/18

   F02C7/18 A

【請求項の数】8

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2015-208944(P2015-208944)

(22)【出願日】2015年10月23日

(65)【公開番号】特開2017-82605(P2017-82605A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2018年7月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】橋本 真也

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼村 啓太

【審査官】 中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１７９３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２５１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−８０９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１８９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−４３２０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ７／１８

Ｆ０１Ｄ ５／０８

Ｆ０１Ｄ ５／１８

Ｆ０２Ｃ ３／０７３

Ｆ０４Ｄ １９／０２

Ｆ０４Ｄ ２９／０５３

Ｆ０４Ｄ ２９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービン車室内で軸線を中心として回転するガスタービンロータにおいて、
前記軸線を中心として回転する圧縮機の圧縮機ロータと、
前記軸線上に位置して前記圧縮機ロータに接続され、前記軸線を中心として前記圧縮機ロータと一体回転するタービンのタービンロータと、
を備え、
前記圧縮機の空気吐出口よりも軸方向上流側であって、前記ガスタービン車室の内側を流れる圧縮空気を前記圧縮機ロータの内部に導くベンチレーション流路と、
前記空気吐出口よりも軸方向下流側の部分に、前記ベンチレーション流路を流れる圧縮空気よりも低温の冷却空気を導く冷却空気流路と、
前記ベンチレーション流路及び前記冷却空気流路につながり、前記ベンチレーション流路を流れてきた圧縮空気と前記冷却空気流路を流れてきた冷却空気とが混合する混合空間と、
前記混合空間につながり、前記圧縮空気と前記冷却空気との混合で生成された混合空気を前記タービンロータ内に導く混合空気流路と、
が形成さているガスタービンロータ。

【請求項2】

請求項１に記載のガスタービンロータにおいて、
前記軸線上であって、前記圧縮機ロータと前記タービンロータとの間に位置し、前記圧縮機ロータと前記タービンロータとに接続されている中間ロータ軸を備え、
前記中間ロータ軸には、前記冷却空気流路と前記混合空間とが形成されている、
ガスタービンロータ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のガスタービンロータにおいて、
前記タービンロータは、前記軸線を中心として回転するタービンロータ軸と、前記タービンロータ軸の外周に取り付けられ、軸方向に並ぶ複数の動翼列と、を有し、
前記混合空気流路は、前記タービンロータ軸内を経て、複数の動翼列のうち、最も軸方向上流側の第一動翼列よりも軸方向下流側の動翼列につながる、
ガスタービンロータ。

【請求項4】

請求項３に記載のガスタービンロータにおいて、
前記混合空間とつながる前記冷却空気流路である第一冷却空気流路の他に、前記冷却空気を前記第一動翼列に導く第二冷却空気流路が形成されている、
ガスタービンロータ。

【請求項5】

請求項４に記載のガスタービンロータにおいて、
前記タービンロータには、前記第二冷却空気流路と前記混合空気流路とを連通させる第三冷却空気流路が形成されている、
ガスタービンロータ。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のガスタービンロータにおいて、
前記圧縮機ロータは、前記軸線を中心として回転する圧縮機ロータ軸と、前記圧縮機ロータ軸の外周に取り付けられ、軸方向に並ぶ複数の動翼列と、を有し、
前記ベンチレーション流路は、
前記圧縮機ロータの前記複数の動翼列のうち、軸方向で隣り合う二つの動翼列の間を流れる圧縮空気を前記圧縮機ロータの内部に導く導入部と、
前記導入部から分岐して、軸方向で互いに異なる位置に形成され、前記導入部からの圧縮空気が流入する複数の分岐部と、
前記複数の分岐部のそれぞれと接続され、前記複数の分岐部を通った圧縮空気が流れ込み、流れ込んだ圧縮空気を前記混合空間に流出させる集合部と、
を有する、
ガスタービンロータ。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のガスタービンロータと、
前記ガスタービン車室と、
を備えるガスタービン。

【請求項8】

請求項７に記載のガスタービンと、
前記ガスタービンの前記圧縮機で圧縮された空気である圧縮空気を冷却して前記冷却空気を生成する冷却系統と、
を備え、
前記ガスタービンは、前記冷却系統で生成された前記冷却空気を前記ガスタービンロータの前記冷却空気流路に導く冷却空気導入部材を有する、
ガスタービン設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスタービンロータ、ガスタービン、及びガスタービン設備に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンは、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、圧縮空気中で燃焼を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備える。圧縮機は、軸線を中心として回転する圧縮機ロータと、この圧縮機ロータを覆う圧縮機車室と、を有する。タービンは、軸線を中心として回転するタービンロータと、このタービンロータを覆うタービン車室と、を有する。圧縮機ロータ及びタービンロータは、いずれもロータ軸と、ロータ軸に外周に取り付けられている複数の動翼列と、を有する。圧縮機ロータとタービンロータとは、同一軸線上に位置にして互いに接続されてガスタービンロータを成す。また、圧縮機車室とタービン車室とは、互いに接続されてガスタービン車室を成す。

【0003】

ガスタービンロータのうち、タービンロータは、高温の燃焼ガスに曝されるため、空気等で冷却する必要がある。

【0004】

以下の特許文献１には、圧縮機からの圧縮空気でタービンロータを冷却する技術が開示されている。この技術では、圧縮機の中段から抽気した圧縮空気をガスタービンロータのうちで圧縮機ロータ内に導き、この圧縮空気を圧縮機ロータからタービンロータに導いて、タービンロータを冷却する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−２１８４８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、ガスタービンの効率化に伴い、タービンに供給される燃焼ガスの温度が向上している。このため、上記特許文献１に記載の技術のように、圧縮機の中段から抽気した圧縮空気をそのままタービンロータに導いて、このタービンロータを冷却しても、このタービンロータを十分に冷却することができない可能性が高まってきている。

【0007】

そこで、本発明は、ガスタービンロータのうちで、タービンロータをより冷却することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンロータは、
ガスタービン車室内で軸線を中心として回転するガスタービンロータにおいて、前記軸線を中心として回転する圧縮機の圧縮機ロータと、前記軸線上に位置して前記圧縮機ロータに接続され、前記軸線を中心として前記圧縮機ロータと一体回転するタービンのタービンロータと、を備え、前記圧縮機の空気吐出口よりも軸方向上流側であって、前記ガスタービン車室の内側を流れる圧縮空気を前記圧縮機ロータの内部に導くベンチレーション流路と、前記空気吐出口よりも軸方向下流側の部分に、前記ベンチレーション流路を流れる圧縮空気よりも低温の冷却空気を導く冷却空気流路と、前記ベンチレーション流路及び前記冷却空気流路につながり、前記ベンチレーション流路を流れてきた圧縮空気と前記冷却空気流路を流れてきた冷却空気とが混合する混合空間と、前記混合空間につながり、前記圧縮空気と前記冷却空気との混合で生成された混合空気を前記タービンロータ内に導く混合空気流路と、が形成さている。

【0009】

当該ガスタービンロータでは、圧縮機ロータにベンチレーション流路が形成されているので、このベンチレーション流路を流れる圧縮空気により、圧縮機ロータ内が換気される。このため、当該ガスタービンロータでは、圧縮機で空気が圧縮される空気圧縮流路内の温度変化に対する圧縮機ロータの熱応答性を高めることができる。また、当該ガスタービンロータでは、圧縮機ロータのベンチレーション流路を流れてきた圧縮空気と冷却空気とが混合空間内で混合し、この混合で生成された混合空気がタービンロータ内に導かれる。よって、当該ガスタービンロータでは、圧縮機ロータ軸から流出した圧縮空気をそのままタービンロータ軸に供給する場合よりも、温度の低い空気でタービンロータを冷却することができる。さらに、当該ガスタービンロータでは、圧縮機ロータのベンチレーション流路から流出した圧縮空気をタービンロータの冷却に有効利用することができる。

【0010】

ここで、前記ガスタービンロータにおいて、前記軸線上であって、前記圧縮機ロータと前記タービンロータとの間に位置し、前記圧縮機ロータと前記タービンロータとに接続されている中間ロータ軸を備え、前記中間ロータ軸には、前記冷却空気流路と前記混合空間とが形成されていてもよい。

【0011】

また、以上のいずれかの前記ガスタービンロータにおいて、前記タービンロータは、前記軸線を中心として回転するタービンロータ軸と、前記タービンロータ軸の外周に取り付けられ、軸方向に並ぶ複数の動翼列と、を有し、前記混合空気流路は、前記タービンロータ軸内を経て、複数の動翼列のうち、最も軸方向上流側の第一動翼列よりも軸方向下流側の動翼列につながってもよい。

【0012】

前記タービンロータ軸を有する前記ガスタービンロータにおいて、前記混合空間とつながる前記冷却空気流路である第一冷却空気流路の他に、前記冷却空気を前記第一動翼列に導く第二冷却空気流路が形成されていてもよい。

【0013】

当該ガスタービンロータでは、タービンロータの複数の動翼列のうち、最も高温の燃焼ガスに晒される第一動翼列を低温の冷却空気で冷却することができる。

【0014】

また、前記第二冷却空気流路が形成されている前記ガスタービンロータにおいて、前記タービンロータには、前記第二冷却空気流路と前記混合空気流路とを連通させる第三冷却空気流路が形成されていてもよい。

【0015】

当該ガスタービンロータでは、第一動翼列よりも軸方向下流側の動翼列に、混合空気流路を流れる混合空気と冷却空気とが混ざった空気を供給することができる。このため、当該ガスタービンロータでは、第一動翼列よりも軸方向下流側の動翼列をより冷却することができる。

【0016】

また、以上のいずれかの前記ガスタービンロータにおいて、前記圧縮機ロータは、前記軸線を中心として回転する圧縮機ロータ軸と、前記圧縮機ロータ軸の外周に取り付けられ、軸方向に並ぶ複数の動翼列と、を有し、前記ベンチレーション流路は、前記圧縮機ロータの前記複数の動翼列のうち、軸方向で隣り合う二つの動翼列の間を流れる圧縮空気を前記圧縮機ロータの内部に導く導入部と、前記導入部から分岐して、軸方向で互いに異なる位置に形成され、前記導入部からの圧縮空気が流入する複数の分岐部と、前記複数の分岐部のそれぞれと接続され、前記複数の分岐部を通った圧縮空気が流れ込み、流れ込んだ圧縮空気を前記混合空間に流出させる集合部と、を有してもよい。

【0017】

当該ガスタービンロータでは、圧縮機ロータに複数の分岐部が形成されているので、圧縮機ロータ中の広い範囲にわたって、圧縮機ロータ内を換気することができる。

【0018】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンは、
以上のいずれかの前記ガスタービンロータと、前記ガスタービン車室と、を備える。

【0019】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービン設備は、
前記ガスタービンと、前記ガスタービンの前記圧縮機で圧縮された空気である圧縮空気を冷却して前記冷却空気を生成する冷却系統と、を備え、前記ガスタービンは、前記冷却系統で生成された前記冷却空気を前記ガスタービンロータの前記冷却空気流路に導く冷却空気導入部材を有する。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係る一態様によれば、タービンロータをより冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る一実施形態におけるガスタービン設備の模式的断面図である。

【図2】本発明に係る一実施形態における圧縮機の要部断面図である。

【図3】本発明に係る一実施形態における圧縮機のロータディスクを示し、同図の（Ａ）はロータディスクの断面図であり、同図の（Ｂ）は同図の（Ａ）におけるＢ矢視図である。

【図4】本発明に係る一実施形態における圧縮機の動翼及び静翼周りの要部断面図である。

【図5】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの燃焼器回りの断面図である。

【図6】本発明に係る一実施形態におけるタービンの要部断面図である。

【図7】本発明に係る一実施形態におけるタービンの動翼及び静翼周りの要部断面図である。

【図8】本発明に係る一実施形態の第一変形例における圧縮機の要部断面図である。

【図9】本発明に係る一実施形態の第二変形例における圧縮機の要部断面図である。

【図10】本発明に係る一実施形態の第三変形例における圧縮機の要部断面図である。

【図11】本発明に係る一実施形態の変形例におけるタービンの要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係るガスタービン設備の一実施形態及び各種変形例について、図面を参照して詳細に説明する。

【0023】

「実施形態」
本発明に係るガスタービン設備の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。

【0024】

本実施形態のガスタービン設備は、図１に示すように、ガスタービン１と、冷却空気を生成する冷却系統２００と、を備える。

【0025】

ガスタービン１は、外気Ａを圧縮して圧縮空気Ａｃｏｍを生成する圧縮機１０と、燃料供給源からの燃料Ｆを圧縮空気Ａｃｏｍ中で燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器８０と、燃焼ガスにより駆動するタービン１１０と、を備える。

【0026】

圧縮機１０は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２０と、この圧縮機ロータ２０を覆う筒状の圧縮機車室１１とを有する。なお、以下では、軸線Ａｒが延びている方向を軸方向Ｄａとする。また、軸方向Ｄａの一方側を軸方向上流側Ｄａｕ、この軸方向Ｄａの他方側を軸方向下流側Ｄａｄとする。軸線Ａｒを基準にした径方向を単に径方向Ｄｒとする。また、この径方向Ｄｒで軸線Ａｒから遠ざかる側を径方向外側Ｄｒｏとし、この径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉとする。

【0027】

圧縮機１０は、軸流圧縮機である。このため、圧縮機ロータ２０は、軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びている圧縮機ロータ軸２１と、この圧縮機ロータ軸２１の外周に固定され軸方向Ｄａに並んでいる複数の動翼列５１と、を有する。圧縮機車室１１の軸方向上流側Ｄａｕの端は、開口しており、この開口が空気取入口１２を成す。圧縮機車室１１の内周側には、各動翼列５１の軸方向下流側Ｄａｄの位置に静翼列６１が固定されている。一つの静翼列６１は、複数の静翼６２を有する。これら複数の静翼６２は、軸線Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並んで、一つの静翼列６１を構成する。また、一つの動翼列５１は、複数の動翼５２を有する。これら複数の動翼５２は、軸線Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並んで、一つの動翼列５１を構成する。

【0028】

タービン１１０は、圧縮機１０の軸方向下流側Ｄａｄに配置されている。このタービン１１０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ１２０と、このタービンロータ１２０を覆う筒状のタービン車室１１１とを有する。タービンロータ１２０は、軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びているタービンロータ軸１２１と、このタービンロータ軸１２１の外周に固定され軸方向Ｄａに並んでいる複数の動翼列１５１と、を有する。タービン車室１１１の内周側には、各動翼列１５１の上流側の位置に静翼列１６１が固定されている。一つの静翼列１６１は、複数の静翼１６２を有する。これら複数の静翼１６２は、軸線Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並んで、一つの静翼列１６１を構成する。また、一つの動翼列１５１は、複数の動翼１５２を有する。これら複数の動翼１５２は、軸線Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並んで、一つの動翼列１５１を構成する。

【0029】

本実施形態のガスタービン１は、さらに、中間ロータ軸１７１と、中間ロータ軸カバー１８１と、冷却空気管１８９と、中間車室１９１と、を備える。中間ロータ軸１７１は、圧縮機ロータ２０とタービンロータ１２０とを接続する。よって、中間ロータ軸１７１は、軸方向Ｄａで、圧縮機ロータ２０とタービンロータ１２０との間に位置する。圧縮機ロータ２０、中間ロータ軸１７１、及びタービンロータ１２０は、同一軸線Ａｒ上に位置して、軸線Ａｒを中心として一体回転する。これらは、ガスタービンロータ２を構成する。このガスタービンロータ２には、例えば、発電機９のロータが接続される。中間車室１９１は、中間ロータ軸１７１の外周側を覆う。よって、この中間車室１９１は、軸方向Ｄａで、圧縮機車室１１とタービン車室１１１との間に位置する。圧縮機車室１１、中間車室１９１、及びタービン車室１１１は、相互に接続されて、ガスタービン車室３を構成する。燃焼器８０は、この中間車室１９１に取り付けられている。中間車室１９１には、圧縮機１０からの圧縮空気Ａｃｏｍが流入する。この圧縮空気Ａｃｏｍは、中間車室１９１から燃焼器８０内に流入する。中間ロータ軸カバー１８１は、ガスタービン車室３の径方向内側Ｄｒｉに配置され、中間ロータ軸１７１の径方向外側Ｄｒｏを覆う。この中間ロータ軸カバー１８１は、ガスタービン車室３に固定されている。冷却空気管１８９の第一端は、中間車室１９１に固定され、この冷却空気管１８９の第二端は、中間ロータ軸カバー１８１に固定されている。

【0030】

冷却系統２００は、冷却空気ライン２０１と、冷却器２０５と、を備える。冷却空気ライン２０１は、ガスタービン車室３の外部に配置されている。この冷却空気ライン２０１の第一端は、中間車室１９１に接続され、冷却空気ライン２０１の第二端は、ガスタービン１の冷却空気管１８９に接続されている。中間車室１９１内の圧縮空気Ａｃｏｍは、冷却空気ライン２０１の第一端から冷却空気ライン２０１中に流入する。冷却器２０５は、冷却空気ライン２０１に設けられている。冷却器２０５は、冷却空気ライン２０１中に流入した圧縮空気Ａｃｏｍを冷却して、この圧縮空気Ａｃｏｍを冷却空気Ａｃにする。冷却器２０５は、例えば、冷却空気ライン２０１中の圧縮空気Ａｃｏｍと冷却媒体とを熱交換させて、この圧縮空気Ａｃｏｍを冷却する熱交換器である。なお、冷却器２０５は、内部を圧縮空気Ａｃｏｍが流れるラジエターと、このラジエターの外部に空気を吹き付けるファンと、を有して構成してもよい。冷却器２０５で生成された冷却空気Ａｃは、冷却空気ライン２０１を経て、冷却空気管１８９内に流入する。

【0031】

圧縮機車室１１は、図２に示すように、圧縮機車室本体１３と、この圧縮機車室本体１３内に配置されている静翼保持環１４と、を有する。静翼保持環１４は、軸線Ａｒを中心として環状を成している。この静翼保持環１４は、圧縮機車室本体１３に固定されている。この静翼保持環１４には、複数の静翼６２が固定されている。

【0032】

静翼６２は、図４に示すように、径方向Ｄｒに延びる翼体６３と、翼体６３の径方向外側Ｄｒｏに設けられている外側シュラウド６４と、翼体６３の径方向内側Ｄｒｉに設けられている内側シュラウド６５と、を有する。外側シュラウド６４は、静翼保持環１４の径方向内側Ｄｒｉに取り付けられている。内側シュラウド６５には、その径方向内側Ｄｒｉにシールリング６６が設けられている。動翼５２は、径方向Ｄｒに延びる翼体５３と、翼体５３の径方向内側Ｄｒｉに設けられているプラットフォーム５４と、プラットフォーム５４の径方向内側Ｄｒｉに設けられている翼根５５と、を有する。翼根５５は、圧縮機ロータ軸２１に埋め込まれている。

【0033】

図２に示すように、この圧縮機１０で圧縮過程の空気が通る空気圧縮流路１５は、軸線Ａｒを中心として環状を成している。この空気圧縮流路１５の外周側は、圧縮機車室１１及び静翼６２の外側シュラウド６４により画定されている。また、この空気圧縮流路１５の内周側は、動翼５２のプラットフォーム５４及び静翼６２の内側シュラウド６５により画定されている。

【0034】

複数の静翼列６１のうち、最も軸方向下流側Ｄａｄの静翼列６１の軸方向下流側Ｄａｄには、ディフューザ１６が設けられている。ディフューザ１６は、環状の外側ディフューザ１６ｏと、この外側ディフューザ１６ｏの径方向内側Ｄｒｉに配置されている環状の内側ディフューザ１６ｉと、を有する。外側ディフューザ１６ｏは、最も軸方向下流側Ｄａｄの静翼列６１を構成する複数の静翼６２の外側シュラウド６４からの軸方向下流側Ｄａｄに延び、内径が次第に大きくなる。一方、内側ディフューザ１６ｉは、最も軸方向下流側Ｄａｄの静翼列６１を構成する複数の静翼６２の内側シュラウド６５からの軸方向下流側Ｄａｄに延び、外径が次第に小さくなる。環状の外側ディフューザ１６ｏと環状の内側ディフューザ１６ｉと間の環状の空間は、環状の空気圧縮流路１５と連通する空気吐出流路１７を形成する。この空気吐出流路１７の軸方向下流側Ｄａｄの端は、中間車室１９１内で開口している。この開口は、圧縮機１０の空気吐出口１８を成す。

【0035】

外気Ａは、圧縮機ロータ２０の回転により、空気取入口１２（図１参照）から空気圧縮流路１５内に流入し、この空気圧縮流路１５内で圧縮されつつ軸方向上流側Ｄａｕから軸方向下流側Ｄａｄに流れていく。空気圧縮流路１５内で圧縮された空気である圧縮空気Ａｃｏｍは、空気吐出流路１７内に流入する。この圧縮空気Ａｃｏｍは、空気吐出口１８から中間車室１９１内に流入する。

【0036】

圧縮機ロータ軸２１には、複数の動翼列５１の相互間の軸方向Ｄａにおける各位置に、言い換えると、複数の静翼列６１の軸方向Ｄａにおける各位置に、軸線Ａｒを中心として環状を成し、径方向Ｄｒで互いに離間している複数のキャビティ３３が形成されている。軸方向Ｄａで隣接する二つの動翼列５１の相互間の軸方向Ｄａにおける位置に形成されている複数のキャビティ３３は、一つのキャビティ群３２を構成する。よって、圧縮機ロータ軸２１には、複数のキャビティ群３２が軸方向Ｄａに並んで形成されている。

【0037】

一つのキャビティ群３２は、圧縮機ロータ軸２１内で最も径方向外側Ｄｒｏに形成されている外側キャビティ３３ｏと、この外側キャビティ３３ｏよりも径方向内側Ｄｒｉに形成されている中間キャビティ３３ｍと、圧縮機ロータ軸２１内で最も径方向内側Ｄｒｉに形成されている内側キャビティ３３ｉとの三つのキャビティ３３で構成されている。

【0038】

圧縮機ロータ軸２１には、さらに、外側キャビティ３３ｏと空気圧縮流路１５とを連通させる径方向外側流路３１が形成されている。

【0039】

圧縮機ロータ軸２１は、軸方向Ｄａに積層される複数のロータディスク４１と、複数のロータディスク４１及び複数の中間キャビティ３３ｍを軸方向Ｄａに貫通するスピンドルボルト２９と、隣り合うロータディスク４１相互の相対回転を規制する円柱状のトルクピン３９と、を有する。

【0040】

一つのロータディスク４１には、一つの動翼列５１が取り付けられる。よって、ロータディスク４１は、複数の動翼列５１毎に存在する。

【0041】

図３に示すように、一つのキャビティ群３２を構成する複数のキャビティ３３、及び、径方向外側流路３１は、いずれも、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１間に形成されている。なお、同図の（Ａ）は、ロータディスク４１の断面図であり、同図の（Ｂ）は、同図の（Ａ）におけるＢ矢視図である。

【0042】

各ロータディスク４１の径方向外側Ｄｒｏには、一の動翼列５１を構成する複数の動翼５２の翼根５５が取り付けられる翼取付部４９が形成されている。

【0043】

各ロータディスク４１には、上流側第一凹部４３ｕと、上流側第二凹部４５ｕと、上流側第三凹部４７ｕと、が形成されている。上流側第一凹部４３ｕは、このロータディスク４１の軸方向上流側Ｄａｕに外側キャビティ３３ｏを形成するために、ロータディスク４１中の軸方向上流側Ｄａｕの部分から軸方向下流側Ｄａｄに向かって凹む。上流側第二凹部４５ｕは、このロータディスク４１の軸方向上流側Ｄａｕに中間キャビティ３３ｍを形成するために、上流側第一凹部４３ｕより径方向内側Ｄｒｉの位置で、このロータディスク４１中の軸方向上流側Ｄａｕの部分から軸方向下流側Ｄａｄに向かって凹む。上流側第三凹部４７ｕは、このロータディスク４１の軸方向上流側Ｄａｕに内側キャビティ３３ｉを形成するために、上流側第二凹部４５ｕより径方向内側Ｄｒｉの位置で、このロータディスク４１中の軸方向上流側Ｄａｕの部分から軸方向下流側Ｄａｄに向かって凹む。よって、上流側第一凹部４３ｕの径方向外側Ｄｒｏには、上流側第一凹部４３ｕの底面に対して、相対的に軸方向上流側Ｄａｕに向かって突出する環状の上流側第一アーム部４２ｕが形成されている。また、上流側第一凹部４３ｕと上流側第二凹部４５ｕとの間には、上流側第一凹部４３ｕの底面及び上流側第二凹部４５ｕの底面に対して、相対的に軸方向上流側Ｄａｕに向かって突出する環状の上流側第二アーム部４４ｕが形成されている。また、上流側第二凹部４５ｕと上流側第三凹部４７ｕとの間には、上流側第二凹部４５ｕの底面及び上流側第三凹部４７ｕの底面に対して、相対的に軸方向上流側Ｄａｕに向かって突出する環状の上流側第三アーム部４６ｕが形成されている。また、上流側第三凹部４７ｕの径方向内側Ｄｒｉには、上流側第三凹部４７ｕの底面に対して、相対的に軸方向上流側Ｄａｕに向かって突出する環状の上流側突出部４８ｕが形成されている。

【0044】

環状の上流側第二アーム部４４ｕには、軸方向下流側Ｄａｄに向かって凹んで、上流側第一凹部４３ｕと上流側第二凹部４５ｕとを連通させる複数の上流側ピン溝４４ｕｐが形成されている。複数の上流側ピン溝４４ｕｐは、周方向Ｄｃに並んでいる。

【0045】

さらに、各ロータディスク４１には、下流側第一凹部４３ｄと、下流側第二凹部４５ｄと、下流側第三凹部４７ｄと、が形成されている。下流側第一凹部４３ｄは、このロータディスク４１の軸方向下流側Ｄａｄに外側キャビティ３３ｏを形成するために、ロータディスク４１中の軸方向下流側Ｄａｄの部分から軸方向上流側Ｄａｕに向かって凹む。下流側第二凹部４５ｄは、このロータディスク４１の軸方向下流側Ｄａｄに中間キャビティ３３ｍを形成するために、下流側第一凹部４３ｄより径方向内側Ｄｒｉの位置で、ロータディスク４１中の軸方向下流側Ｄａｄの部分から軸方向上流側Ｄａｕに向かって凹む。下流側第三凹部４７ｄは、このロータディスク４１の軸方向下流側Ｄａｄに内側キャビティ３３ｉを形成するために、下流側第二凹部４５ｄより径方向内側Ｄｒｉの位置で、ロータディスク４１中の軸方向下流側Ｄａｄの部分から軸方向上流側Ｄａｕに向かって凹む。よって、下流側第一凹部４３ｄの径方向外側Ｄｒｏには、下流側第一凹部４３ｄの底面に対して、相対的に軸方向下流側Ｄａｄに向かって突出する環状の下流側第一アーム部４２ｄが形成されている。また、下流側第一凹部４３ｄと下流側第二凹部４５ｄとの間には、下流側第一凹部４３ｄの底面及び下流側第二凹部４５ｄの底面に対して、相対的に軸方向下流側Ｄａｄに向かって突出する環状の下流側第二アーム部４４ｄが形成されている。また、下流側第二凹部４５ｄと下流側第三凹部４７ｄとの間には、下流側第二凹部４５ｄの底面及び下流側第三凹部４７ｄの底面に対して、相対的に軸方向下流側Ｄａｄに向かって突出する環状の下流側第三アーム部４６ｄが形成されている。また、下流側第三凹部４７ｄの径方向内側Ｄｒｉには、下流側第三凹部４７ｄの底面に対して、相対的に軸方向下流Ｄａｄに向かって突出する環状の下流側突出部４８ｄが形成されている。

【0046】

環状の下流側第二アーム部４４ｄには、軸方向上流側Ｄａｕに向かって凹んで、下流側第一凹部４３ｄと下流側第二凹部４５ｄとを連通させる複数の下流側ピン溝４４ｄｐが形成されている。複数の下流側ピン溝４４ｄｐは、周方向Ｄｃに並んでいる。

【0047】

外側キャビティ３３ｏは、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク４１における下流側第一凹部４３ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク４１における上流側第一凹部４３ｕとにより画定される。中間キャビティ３３ｍは、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク４１における下流側第二凹部４５ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク４１における上流側第二凹部４５ｕとにより画定される。内側キャビティ３３ｉは、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク４１における下流側第三凹部４７ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク４１における上流側第三凹部４７ｕとにより画定される。

【0048】

軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク４１における下流側第一アーム部４２ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク４１における上流側第一アーム部４２ｕとは、互いに軸方向Ｄａで対向し且つ離間している。径方向外側流路３１は、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク４１における下流側第一アーム部４２ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク４１における上流側第一アーム部４２ｕとにより画定される。

【0049】

軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク４１における複数の下流側ピン溝４４ｄｐと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク４１における複数の上流側ピン溝４４ｕｐとは、軸方向Ｄａで互いに対向している。トルクピン３９が装着されるピン孔は、下流側ピン溝４４ｄｐと上流側ピン溝４４ｕｐとにより画定される。トルクピン３９が装着されるピン孔は、円柱状のトルクピン３９の形状に対応して円柱状を成す。

【0050】

ロータディスク４１には、上流側第二凹部４５ｕの底面から下流側第二凹部４５ｄの底面に貫通して、スピンドルボルト２９が挿通されるボルト貫通孔３８が形成されている。

【0051】

圧縮機ロータ軸２１には、さらに、図１及び図２に示すように、複数の動翼列５１のうち、軸方向Ｄａで隣り合う二つの動翼列５１の間を流れる空気を自身の内部に導くベンチレーション流路２２が形成されている。ここで、軸方向Ｄａで隣り合う二つの動翼列５１は、複数の動翼列５１のうち、最も軸方向下流側Ｄａｄの動翼列５１と最も軸方向上流側Ｄａｕの動翼列５１との間にある二つの動翼列５１である。そこで、以下では、これら二つの動翼列５１を中間動翼列５１ａと呼ぶ。また、中間動翼列５１ａが取り付けられているロータディスク４１を中間ロータディスク４１ａと呼ぶ。なお、図３の（Ａ）に描かれている軸方向上流側Ｄａｕ（図中左側）のロータディスク４１は、二つの中間ロータディスク４１ａのうちの軸方向下流側Ｄａｄの中間ロータディスク４１ａである。また、図３の（Ａ）に描かれている軸方向下流側Ｄａｄ（図中右側）のロータディスク４１は、軸方向下流側Ｄａｄの中間ロータディスク４１ａの軸方向下流側Ｄａｄに隣接するロータディスク４１である。

【0052】

ベンチレーション流路２２は、導入部２３と、複数の分岐部２７と、集合部２８と、を有する。導入部２３は、流入部２４と、分配部２６とを有する。流入部２４には、二つの中間動翼列５１ａの間を流れる圧縮空気Ａｃｏｍが圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして流入する流入口２５が形成されている。この流入部２４は、流入口２５から径方向内側Ｄｒｉに延びる。分配部２６は、流入部２４から軸方向上流側Ｄａｕ及び軸方向下流側Ｄａｄに延びる。複数の分岐部２７は、導入部２３の分配部２６から分岐して、軸方向Ｄａで互いに異なる位置に形成されている。複数の分岐部２７の流路は、径方向Ｄｒに延びている。集合部２８は、複数の分岐部２７の径方向内側Ｄｒｉにおける端のそれぞれと接続されている。この集合部２８は、軸方向Ｄａに延びる。集合部２８には、複数の分岐部２７を通った空気が流れ込み、流れ込んだ空気を外部に流出させる。

【0053】

流入部２４の流入口２５は、図２及び図３に示すように、二つの中間ロータディスク４１ａ間に形成されている径方向外側流路３１における径方向外側Ｄｒｏの開口で形成される。二つの中間ロータディスク４１ａには、軸方向Ｄａに貫通する貫通孔３７が形成されている。二つの中間ロータディスク４１ａのうち、軸方向上流側Ｄａｕの中間ロータディスク４１ａよりも軸方向上流側Ｄａｕの一又は複数のロータディスク４１にも、中間ロータディスク４１ａの貫通孔３７に連通する貫通孔３７が形成さている。また、二つの中間ロータディスク４１ａのうち、軸方向下流側Ｄａｄの中間ロータディスク４１ａよりも軸方向下流側Ｄａｄの一又は複数のロータディスク４１にも、中間ロータディスク４１ａの貫通孔３７に連通する貫通孔３７が形成さている。これら貫通孔３７は、いずれも、ロータディスクの上流側ピン溝４４ｕｐの溝底から下流側ピン溝４４ｄｐの溝底に貫通している。

【0054】

二つの中間ロータディスク４１ａのうちの軸方向上流側Ｄａｕの中間ロータディスク４１ａにおける複数の下流側ピン溝４４ｄｐと、軸方向下流側Ｄａｄの中間ロータディスク４１ａにおける複数の上流側ピン溝４４ｕｐとで形成される複数のピン孔のうち、いずれか１以上のピン孔には、トルクピン３９が設けられていない。このため、このピン孔は、二つの中間ロータディスク４１ａの間に形成されている外側キャビティ３３ｏと中間キャビティ３３ｍとを連通させる第一中間流路３４を形成する。二つの中間ロータディスク４１ａに形成されている貫通孔３７は、この第一中間流路３４に連通している。なお、ここでは、ピン孔を第一中間流路３４として利用しているが、ピン孔の他に別途孔を形成し、これを第一中間流路３４としてもよい。

【0055】

軸方向上流側Ｄａｕの中間ロータディスク４１ａ、及びこの中間ロータディスク４１ａよりも軸方向上流側Ｄａｕの一又は複数のロータディスク４１の相互間に形成されている複数のピン孔のうち、いずれか一以上のピン孔には、このピン孔の径方向Ｄｒにおける中間位置から径方向外側Ｄｒｏに延びるトルクピン３９ａが設けられている。よって、このピン孔の径方向外側Ｄｒｏの開口は、このトルクピン３９ａにより塞がれている一方で、このピン孔の径方向内側Ｄｒｉの開口は、このトルクピン３９ａによって塞がれていない。このピン孔中で径方向外側Ｄｒｏの部分は、中間キャビティ３３ｍに連通する第二中間流路３４ａを成す。

【0056】

また、軸方向下流側Ｄａｄの中間ロータディスク４１ａ、及びこの中間ロータディスク４１ａよりも軸方向下流側Ｄａｄの一又は複数のロータディスク４１の相互間に形成されている複数のピン孔のうち、いずれか一以上のピン孔には、このピン孔の径方向Ｄｒにおける中間位置から径方向外側Ｄｒｏに延びるトルクピン３９ａが設けられている。よって、このピン孔の径方向外側Ｄｒｏの開口は、このトルクピン３９ａにより塞がれている一方で、このピン孔の径方向内側Ｄｒｉの開口は、このトルクピン３９ａによって塞がれていない。このピン孔中で径方向外側Ｄｒｏの部分も、中間キャビティ３３ｍに連通する第二中間流路３４ａを成す。なお、ここでは、ピン孔の一部を第二中間流路３４ａとして利用しているが、ピン孔の他に別途孔を形成し、これを第二中間流路３４ａとしてもよい。

【0057】

中間ロータディスク４１ａを含む各ロータディスク４１に形成されている貫通孔３７は、第二中間流路３４ａに連通している。

【0058】

ベンチレーション流路２２の流入部２４は、二つの中間ロータディスク４１ａ間に形成されている径方向外側流路３１、外側キャビティ３３ｏ、及び、第一中間流路３４の径方向外側Ｄｒｏの部分で形成される。ベンチレーション流路２２の分配部２６は、中間ロータディスク４１ａを含む各ロータディスク４１に形成されている貫通孔３７で形成される。

【0059】

貫通孔３７が形成されている複数のロータディスク４１のうち、最も軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク４１、及びこのロータディスク４１よりも軸方向下流側Ｄａｄの全てのロータディスク４１には、内側キャビティ３３ｉよりも径方向内側Ｄｒｉの位置で、軸方向Ｄａの貫通する孔が形成されている。ベンチレーション流路２２の集合部２８は、この孔で形成される。

【0060】

中間ロータディスク４１ａを含む各ロータディスク４１の相互間には、中間キャビティ３３ｍと内側キャビティ３３ｉを連通させる第一内側流路３５と、内側キャビティ３３ｉと集合部２８とを連通させる第二内側流路３６と、が形成されている。ベンチレーション流路２２における複数の分岐部２７のうち、一つの分岐部２７は、第一中間流路３４の径方向内側Ｄｒｉの部分と、この第一中間流路３４に連通する中間キャビティ３３ｍと、この中間キャビティ３３ｍに連通する第一内側流路３５と、この第一内側流路３５に連通する内側キャビティ３３ｉと、この内側キャビティ３３ｉに連通する第二内側流路３６とにより形成される。また、ベンチレーション流路２２における複数の分岐部２７のうち、他の分岐部２７は、第二中間流路３４ａと、この第二中間流路３４ａに連通する中間キャビティ３３ｍと、この中間キャビティ３３ｍに連通する第一内側流路３５と、この第一内側流路３５に連通する内側キャビティ３３ｉと、この内側キャビティ３３ｉに連通する第二内側流路３６とにより形成される。

【0061】

中間ロータ軸１７１は、図５に示すように、軸線を中心として円筒状の円筒部１７２と、この円筒部１７２の軸方向上流側Ｄａｕの部分から径方向内側Ｄｒｉに突出する上流側フランジ部１７３と、この円筒部１７２の軸方向下流側Ｄａｄの部分から径方向内側Ｄｒｉに突出する下流側フランジ部１７５と、を有する。円筒部１７２、上流側フランジ部１７３、及び下流側フランジ部１７５の径方向内側Ｄｒｉは、中空になっている。この中空部分は、混合空間１７７を形成する。上流側フランジ部１７３には、圧縮機１０のスピンドルボルト２９が挿通されるボルト貫通孔１７４が形成されている。中間ロータ軸１７１と圧縮機ロータ軸２１とは、このスピンドルボルト２９により連結されている。下流側フランジ部１７５には、後述するタービン１１０のスピンドルボルト１２９が挿通されるボルト貫通孔１７６が形成されている。中間ロータ軸１７１とタービンロータ軸１２１とは、このスピンドルボルト１２９により連結されている。

【0062】

この中間ロータ軸１７１には、中間ロータ軸１７１の径方向外側Ｄｒｏから下流側フランジ部１７５を経て混合空間１７７に貫通する第一冷却空気流路１７８が形成されている。

【0063】

中間ロータ軸カバー１８１は、中間車室１９１内に配置されている。この中間ロータ軸カバー１８１は、中間ロータ軸１７１の径方向外側Ｄｒｏを覆う筒状の内側カバー１８３と、この内側カバー１８３の径方向外側Ｄｒｏを覆う筒状の外側カバー１８２とを有する。外側カバー１８２の軸方向上流側Ｄａｕの端は、圧縮機１０のディフューザ１６を介してガスタービン車室３に固定されている。また、外側カバー１８２の軸方向下流側Ｄａｄの端は、タービン１１０の複数の静翼列１６１のうちで最も軸方向上流側の第一静翼列１６１ａを介してガスタービン車室３に固定されている。内側カバー１８３は、中間ロータ軸１７１の径方向外側Ｄｒｏであって、中間ロータ軸１７１の外周面における第一冷却空気流路１７８の開口を含む領域を覆う。内側カバー１８３の軸方向上流側Ｄａｕの端は、外側カバー１８２の内周面に接続されている。内側カバー１８３の軸方向上流Ｄａｕの端よりも軸方向下流側Ｄａｄの部分の全ては、外側カバー１８２の内周面から径方向内側Ｄｒｉに離間している。この外側カバーの内周面と内側カバーの外周面との間の空間は、空気導入空間１８４を成す。外側カバー１８２には、冷却空気管１８９が接続されている。内側カバー１８３には、軸方向Ｄａで中間ロータ軸１７１の第一冷却空気流路１７８の開口と実質的に同じ位置に、径方向外側Ｄｒｏから径方向内側Ｄｒｉに貫通する貫通孔１８５が形成されている。また、内側カバー１８３の内周面には、中間ロータ軸１７１との間をシールする上流側シール１８６と下流側シール１８７とが設けられている。上流側シール１８６は、内側カバー１８３の貫通孔１８５よりも軸方向上流側Ｄａｕに設けられている。下流側シール１８７は、内側カバー１８３の貫通孔１８５よりも軸方向下流側Ｄａｄに設けられている。

【0064】

冷却系統２００からの冷却空気Ａｃをガスタービンロータ２に導く冷却空気導入部材１８８は、冷却空気管１８９と中間ロータ軸カバー１８１とを有して構成される。

【0065】

圧縮機ロータ軸２１に形成されているベンチレーション流路２２の集合部２８は、混合空間１７７に連通している。よって、圧縮機ロータ軸２１のベンチレーション流路２２を経た圧縮機抽気Ｂｃｏｍは、混合空間１７７内に流入する。また、中間ロータ軸カバー１８１の空気導入空間１８４には、冷却空気管１８９からの冷却空気Ａｃが流入する。空気導入空間１８４内の冷却空気Ａｃは、内側カバー１８３の貫通孔１８５、中間ロータ軸１７１の第一冷却空気流路１７８を経て、中間ロータ軸１７１の混合空間１７７内に流入する。このため、冷却系統２００からの冷却空気Ａｃと圧縮機ロータ軸２１からの圧縮機抽気Ｂｃｏｍとは、この混合空間１７７内で混合する。

【0066】

タービン車室１１１は、図６に示すように、タービン車室本体１１２と、このタービン車室本体１１２内に配置されている翼環１１３と、翼環１１３の径方向内側Ｄｒｉに配置されている分割環１１４と、を有する。翼環１１３は、タービン車室本体１１２の径方向内側Ｄｒｉに固定されている。分割環１１４は、タービン１１０の各動翼列１５１の径方向外側Ｄｒｏに位置に配置されている。翼環１１３の径方向内側Ｄｒｉには、複数の静翼１６２と複数の分割環１１４が固定されている。

【0067】

タービン１１０の静翼１６２は、図７に示すように、径方向Ｄｒに延びる翼体１６３と、翼体１６３の径方向外側Ｄｒｏに設けられている外側シュラウド１６４と、翼体１６３の径方向内側Ｄｒｉに設けられている内側シュラウド１６５と、を有する。外側シュラウド１６４は、翼環１１３の径方向内側Ｄｒｉに取り付けられている。内側シュラウド１６５には、その径方向内側Ｄｒｉにシールリング１６６が設けられている。タービン１１０の動翼１５２は、径方向Ｄｒに延びる翼体１５３と、翼体１５３の径方向内側Ｄｒｉに設けられているプラットフォーム１５４と、プラットフォーム１５４の径方向内側Ｄｒｉに設けられている翼根１５５と、を有する。翼根１５５はタービンロータ軸１２１に埋め込まれている。動翼１５２には、空気流路１５６が形成されている。この空気流路１５６は、翼根１５５の外面で開口し、翼根１５５及びプラットフォーム１５４を経て、翼体１５３まで延びている。

【0068】

このタービン１１０で燃焼器８０からの燃焼ガスＧが通る燃焼ガス流路１１５は、軸線Ａｒを中心として環状を成している。この燃焼ガス流路１１５の外周側は、分割環１１４及び静翼１６２の外側シュラウド１６４により画定されている。また、この燃焼ガス流路１１５の内周側は、動翼１５２のプラットフォーム１５４及び静翼１６２の内側シュラウド１６５により画定されている。

【0069】

タービンロータ軸１２１には、複数の動翼列１５１の相互間の軸方向Ｄａにおける各位置に、言い換えると、複数の静翼列１６１の軸方向Ｄａにおける各位置に、軸線Ａｒを中心として環状を成し、径方向Ｄｒで互いに離間している複数のキャビティ１３３が形成されている。軸方向Ｄａで隣接する二つの動翼列１５１の相互間の軸方向Ｄａにおける位置に形成されている複数のキャビティ１３３は、一つのキャビティ群１３２を構成する。よって、タービンロータ軸１２１には、複数のキャビティ群１３２が軸方向Ｄａに並んで形成されている。

【0070】

一つのキャビティ群１３２は、タービンロータ軸１２１内で最も径方向外側Ｄｒｏに形成されている外側キャビティ１３３ｏと、この外側キャビティ１３３ｏよりも径方向内側Ｄｒｉに形成されている内側キャビティ１３３ｉとの二つのキャビティ１３３で構成されている。

【0071】

タービンロータ軸１２１は、軸方向Ｄａに積層される複数のロータディスク１４１と、複数のロータディスク１４１及び複数の内側キャビティ１３３ｉを軸方向Ｄａに貫通するスピンドルボルト１２９と、を有する。複数のロータディスク１４１のそれぞれは、軸方向Ｄａで隣り合うロータディスク１４１相互の相対回転を規制するためのギヤカップリング（不図示）が形成されている。

【0072】

一つのロータディスク１４１には、一つの動翼列１５１が取り付けられる。よって、ロータディスク１４１は、複数の動翼列１５１毎に存在する。

【0073】

一つのキャビティ群１３２を構成する複数のキャビティ１３３は、圧縮機ロータ軸２１のキャビティ３３と同様、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク１４１間に形成されている。

【0074】

各ロータディスク１４１の径方向外側Ｄｒｏには、一の動翼列１５１を構成する複数の動翼１５２の翼根１５５が取り付けられる翼取付部１４９が形成されている。

【0075】

各ロータディスク１４１には、上流側第一凹部１４３ｕと、上流側第二凹部１４５ｕと、が形成されている。上流側第一凹部１４３ｕは、このロータディスク１４１の軸方向上流側Ｄａｕに外側キャビティ１３３ｏを形成するために、ロータディスク１４１中の軸方向上流側Ｄａｕの部分から軸方向下流側Ｄａｄに向かって凹む。上流側第二凹部１４５ｕは、このロータディスク１４１の軸方向上流側Ｄａｕに内側キャビティ１３３ｉを形成するために、上流側第一凹部１４３ｕより径方向内側Ｄｒｉの位置で、このロータディスク１４１中の軸方向上流側Ｄａｕの部分から軸方向下流側Ｄａｄに向かって凹む。よって、上流側第一凹部１４３ｕの径方向外側Ｄｒｏには、上流側第一凹部１４３ｕの底面に対して、相対的に軸方向上流側Ｄａｕに向かって突出する環状の上流側第一アーム部１４２ｕが形成されている。また、上流側第一凹部１４３ｕと上流側第二凹部１４５ｕとの間には、上流側第一凹部１４３ｕの底面及び上流側第二凹部１４５ｕの底面に対して、相対的に軸方向上流側Ｄａｕに向かって突出する環状の上流側第二アーム部１４４ｕが形成されている。

【0076】

環状の上流側第二アーム部１４４ｕには、軸方向下流側Ｄａｄに向かって凹んで、上流側第一凹部１４３ｕと上流側第二凹部１４５ｕとを連通させる複数の上流側連通溝１４４ｕｐが形成されている。複数の上流側連通溝１４４ｕｐは、周方向Ｄｃに並んでいる。この上流側連通溝１４４ｕｐは、例えば、ロータディスク１４１における前述のギヤカップリングの歯の先端部を切り欠いたものである。

【0077】

さらに、各ロータディスク１４１には、下流側第一凹部１４３ｄと、下流側第二凹部１４５ｄと、が形成されている。下流側第一凹部１４３ｄは、このロータディスク１４１の軸方向下流側Ｄａｄに外側キャビティ１３３ｏを形成するために、ロータディスク１４１中の軸方向下流側Ｄａｄの部分から軸方向上流側Ｄａｕに向かって凹む。下流側第二凹部１４５ｄは、このロータディスク１４１の軸方向下流側Ｄａｄに内側キャビティ１３３ｉを形成するために、下流側第一凹部１４３ｄより径方向内側Ｄｒｉの位置で、ロータディスク１４１中の軸方向下流側Ｄａｄの部分から軸方向上流側Ｄａｕに向かって凹む。よって、下流側第一凹部１４３ｄの径方向外側Ｄｒｏには、下流側第一凹部１４３ｄの底面に対して、相対的に軸方向下流側Ｄａｄに向かって突出する環状の下流側第一アーム部１４２ｄが形成されている。また、下流側第一凹部１４３ｄと下流側第二凹部１４５ｄとの間には、下流側第一凹部１４３ｄの底面及び下流側第二凹部１４５ｄの底面に対して、相対的に軸方向下流側Ｄａｄに向かって突出する環状の下流側第二アーム部１４４ｄが形成されている。

【0078】

環状の下流側第二アーム部１４４ｄには、軸方向上流側Ｄａｕに向かって凹んで、下流側第一凹部１４３ｄと下流側第二凹部１４５ｄとを連通させる複数の下流側連通溝１４４ｄｐが形成されている。複数の下流側連通溝１４４ｄｐは、周方向Ｄｃに並んでいる。この下流側連通溝１４４ｄｐは、例えば、ロータディスク１４１における前述のギヤカップリングの歯の先端部を切り欠いたものである。

【0079】

外側キャビティ１３３ｏは、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク１４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク１４１における下流側第一凹部１４３ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク１４１における上流側第一凹部１４３ｕとにより画定される。内側キャビティ１３３ｉは、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク１４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク１４１における下流側第二凹部１４５ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク１４１における上流側第二凹部１４５ｕとにより画定される。

【0080】

軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク１４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク１４１における下流側第一アーム部１４２ｄと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク１４１における上流側第一アーム部１４２ｕとは、互いに軸方向Ｄａで対向し且つ離間している。

【0081】

軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク１４１のうちの軸方向上流側Ｄａｕのロータディスク１４１における複数の下流側連通溝１４４ｄｐと、軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク１４１における複数の上流側連通溝１４４ｕｐとは、軸方向Ｄａで互いに対向している。連通孔は、下流側連通溝１４４ｄｐと上流側連通溝１４４ｕｐとにより画定される。トルクピンが装着されるピン孔は、円柱状のトルクピンの形状に対応して円柱状を成す。

【0082】

ロータディスク１４１には、上流側第二凹部１４５ｕの底面から下流側第二凹部１４５ｄの底面に貫通して、スピンドルボルト１２９が挿通されるボルト貫通孔１３８が形成されている。スピンドルボルト１２９は、軸方向Ｄａに垂直な断面形状が円形である。一方、ボルト貫通孔１３８は、軸方向Ｄａの断面形状が卵形等である。このため、スピンドルボルト１２９をボルト貫通孔１３８に挿通させた際、スピンドルボルト１２９の外周面の一部とボルト貫通孔１３８の内周面の一部との間に隙間１３８ｓが形成される。この隙間１３８ｓは、上流側第二凹部１４５ｕの底面から下流側第二凹部１４５ｄの底面に貫通する第一混合空気流路１３４を形成する。なお、ボルト貫通孔の断面形状は、スピンドルボルト１２９の外周面の一部とボルト貫通孔１３８の内周面の一部との間に隙間１３８ｓが形成されれば、いかなる形状でもよく、例えば、互いの中心位置が異なり且つ互いに部分的に重なっている二つの円を合せた形状等であってもよい。

【0083】

図６に示すように、複数のロータディスク１４１のうち、最も軸方向上流側Ｄａｕの第一ロータディスク１４１ａの上流側第二アーム部１４４ｕより径方向外側Ｄｒｏの部分は、空気導入空間１８４に面している。この第一ロータディスク１４１ａには、第二冷却空気流路１２２が形成されている。第二冷却空気流路１２２は、第一ロータディスク１４１ａで空気導入空間１８４に面している面から翼取付部１４９の外面に貫通している。このため、空気導入空間１８４内の冷却空気Ａｃは、この第二冷却空気流路１２２及び翼取付部１４９を経て、この第一ロータディスク１４１ａに取り付けられている第一動翼列１５１ａの各動翼１５２に送られる。

【0084】

第一ロータディスク１４１ａの上流側第二アーム部１４４ｕよりも径方向内側Ｄｒｉの部分、より具体的には、上流側第二凹部４５ｕを形成する面は、混合空間１７７に面している。このため、第一ロータディスク１４１ａに形成され、その上流側第二凹部４５ｕの底面で開口している第一混合空気流路１３４内には、混合空気Ａｍが流入する。この混合空気Ａｍは、第一ロータディスク１４１ａの第一混合空気流路１３４から、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂの間に形成されている内側キャビティ１３３ｉ内に流入する。この混合空気Ａｍは、以降、各ロータディスク１４１に形成されている第一混合空気流路１３４を経て、各ロータディスク１４１の相互間に形成されている内側キャビティ１３３ｉに流入する。

【0085】

第一ロータディスク１４１ａ、及び第一ロータディスク１４１ａよりも軸方向下流側Ｄａｄの複数のロータディスク１４１の各互間に形成されている前述の複数の連通孔は、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク１４１の相互間に形成されている外側キャビティ１３３ｏと内側キャビティ１３３ｉとを連通させる第二混合空気流路１３５を形成する。よって、第一ロータディスク１４１ａ、及び第一ロータディスク１４１ａよりも軸方向下流側Ｄａｄの複数のロータディスク１４１の各相互間に形成されている内側キャビティ１３３ｉ内の混合空気Ａｍは、第二混合空気流路１３５を経て、これらのロータディスク１４１の各相互間に形成されている外側キャビティ１３３ｏ内に流入する。なお、ここでは、ロータディスク１４１における前述のギヤカップリングの歯の先端部を切り欠いたことで形成される連通孔を第二混合空気流路１３５として利用しているが、別途孔を形成し、これを第二混合空気流路１３５としてもよい。

【0086】

第一ロータディスク１４１ａよりも軸方向下流側Ｄａｄの複数のロータディスク１４１には、上流側第一凹部１４３ｕを形成する面から翼取付部１４９の外面に貫通する第三混合空気流路１３６が形成されている。よって、第一ロータディスク１４１ａ、及び第一ロータディスク１４１ａよりも軸方向下流側Ｄａｄの複数のロータディスク１４１の各相互間に形成されている内側キャビティ１３３ｉ内の混合空気Ａｍは、第三混合空気流路１３６を経て、第一ロータディスク１４１ａよりも軸方向下流側Ｄａｄの複数のロータディスク１４１に取り付けられている動翼１５２の空気流路１５６に流入する。

【0087】

混合空気Ａｍが流れるタービンロータ軸１２１の混合空気流路１３７は、第一混合空気流路１３４と、内側キャビティ１３３ｉと、第二混合空気流路１３５と、外側キャビティ１３３ｏと、第三混合空気流路１３６と、を有して構成される。

【0088】

次に、以上で説明したガスタービン設備の動作について説明する。

【0089】

図１及び図２に示すように、圧縮機ロータ２０が回転すると、圧縮機１０の空気取入口１２から外気Ａが空気圧縮流路１５内に流入する。空気Ａは、この空気圧縮流路１５内を軸方向上流側Ｄａｕから軸方向下流側Ｄａｄに流れていく過程で次第に圧縮されて、圧縮空気Ａｃｏｍとなる。空気圧縮流路１５からの圧縮空気Ａｃｏｍは、空気吐出流路１７を経て、圧縮機１０の空気吐出口１８から中間車室１９１内に流入する。

【0090】

中間車室１９１内に流入した圧縮空気Ａｃｏｍの一部は、図１及び図５に示すように、燃焼器８０内に流入する。この燃焼器８０には、燃料供給源からの燃料Ｆも供給される。燃焼器８０内では、この燃料Ｆが圧縮空気Ａｃｏｍ中に燃焼し、高温高圧の燃焼ガスＧが生成される。

【0091】

高温高圧の燃焼ガスＧは、図１及び図６に示すように、燃焼器８０からタービン１１０の燃焼ガス流路１１５内に流入する。この燃焼ガスＧは、燃焼ガス流路１１５内を流れる過程で、タービンロータ１２０を回転させる。燃焼器８０からタービン１１０の燃焼ガス流路１１５内に流入する際の燃焼ガスＧの温度は、千数百℃にもなる。この燃焼ガスＧの温度は、燃焼ガスＧが燃焼ガス流路１１５内を流れる過程で、次第に低下する。

【0092】

中間車室１９１内に流入した圧縮空気Ａｃｏｍの他の一部は、図１及び図５に示すように、冷却系統２００の冷却空気ライン２０１を経て、冷却器２０５内に流入する。この圧縮空気Ａｃｏｍは、冷却器２０５に流入すると冷却されて、冷却空気Ａｃとなる。ここでは、中間車室１９１内に流入した圧縮空気Ａｃｏｍの温度を、例えば、５００℃とする。また、冷却器２０５により冷却された圧縮空気Ａｃｏｍ、つまり冷却空気Ａｃの温度を、例えば、２００℃とする。この冷却空気Ａｃは、冷却空気ライン２０１、及び中間車室１９１内に設けられている冷却空気管１８９を経て、中間ロータ軸カバー１８１の空気導入空間１８４内に流入する。空気導入空間１８４内に流入した冷却空気Ａｃの一部は、タービン１１０の第一ロータディスク１４１ａに形成されている第二冷却空気流路１２２を経て、この第一ロータディスク１４１ａに取り付けられている第一動翼列１５１ａの各動翼１５２の空気流路１５６に流入する。冷却空気Ａｃは、動翼１５２の空気流路１５６を流れる過程で、動翼１５２を冷却する。この冷却空気Ａｃは、この空気流路１５６を経て、動翼１５２外、つまり燃焼ガス流路１１５内に流出する。よって、本実施形態では、第一ロータディスク１４１ａに取り付けられている複数の動翼１５２、つまり複数の第一段動翼１５２は、例えば、２００℃の冷却空気Ａｃにより冷却される。

【0093】

圧縮機１０の空気圧縮流路１５内を流れている圧縮空気Ａｃｏｍの一部は、圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして、図１及び図２に示すように、圧縮機ロータ軸２１に形成されているベンチレーション流路２２の流入口２５からこのベンチレーション流路２２内に流入する。言い換えると、圧縮機１０の空気圧縮流路１５内を流れている圧縮空気Ａｃｏｍの一部は、圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして、軸方向Ｄａで隣り合う中間ロータディスク４１ａの相互間に流入する。ベンチレーション流路２２の流入口２５からベンチレーション流路２２内に流入した圧縮機抽気Ｂｃｏｍは、このベンチレーション流路２２で径方向Ｄｒに延びる流入部２４を経て、軸方向Ｄａに延びる分配部２６に流入する。分配部２６に流入した圧縮機抽気Ｂｃｏｍは、軸方向Ｄａで互いに異なる位置に形成されている複数の分岐部２７に流入する。各分岐部２７に流入した圧縮機抽気Ｂｃｏｍは、いずれも、軸方向Ｄａに延びる集合部２８に流入し、この集合部２８を経て、中間ロータ軸１７１内の混合空間１７７に流出する。

【0094】

ところで、図４に示すように、圧縮機１０の動翼５２の径方向外側Ｄｒｏ端と、この径方向外側Ｄｒｏ端と径方向Ｄｒで対向する圧縮機車室１１の内周面との間には、クリアランスがある。このクリアランスは、一般的にチップクリアランスＣＣと呼ばれ、圧縮機性能の観点から、できる限り小さいことが好ましい。

【0095】

圧縮機ロータ２０、特に圧縮機ロータ軸２１は、径方向Ｄｒの寸法が、圧縮機車室１１の径方向Ｄｒの厚さ寸法に比べて大きい。このため、圧縮機ロータ２０は、圧縮機車室１１に対して熱容量が大きく、空気圧縮流路１５を流れる圧縮空気Ａｃｏｍの温度変化に対する熱応答性が圧縮機車室１１よりも低い。よって、空気圧縮流路１５を流れる圧縮空気Ａｃｏｍが温度変化した場合に、圧縮機ロータ２０と圧縮機車室１１との熱応答性の差により、チップクリアランスＣＣに変化が生じる。

【0096】

チップクリアランスＣＣの変化が大きい場合、定常クリアランスを大きくする必要がある。なお、定常クリアランスとは、ガスタービン１の安定運転が継続し、且つ圧縮機ロータ２０及び圧縮機車室１１が共に継続して同じ温度になっているときのチップクリアランスＣＣである。この定常クリアランスが大きいと、ガスタービン１の定常運転時、動翼５２の径方向外側Ｄｒｏ端と圧縮機車室１１の内周面との間を通過する圧縮空気Ａｃｏｍの流量が多くなる。このため、定常クリアランスが大きいと、ガスタービン１の定常運転時における圧縮機性能が低くなるばかりか、ガスタービン性能も低くなる。

【0097】

そこで、本実施形態では、前述したように、圧縮機ロータ軸２１中に空気圧縮流路１５内から抽気した圧縮機抽気Ｂｃｏｍを流し、圧縮機ロータ軸２１内を換気することで、空気圧縮流路１５を流れる圧縮空気Ａｃｏｍの温度変化に対する圧縮機ロータ２０の熱応答性を高め、チップクリアランスＣＣの変化を小さくしている。本実施形態では、このように、起動時のチップクリアランスＣＣの変化が小さくなるので、定常クリアランスを小さくすることができる。よって、本実施形態では、ガスタービン１の定常運転時時における圧縮機性能を高めることができ、結果としてガスタービン性能を高めることができる。

【0098】

軸流圧縮機では、軸方向上流側Ｄａｕから軸方向下流側Ｄａｄに流れる過程で、その圧力が高まると共にその温度も高まる。このため、停止時と運転時とにおける温度変化は、軸流圧縮機の軸方向上流側Ｄａｕの部分よりも軸方向下流側Ｄａｄ部分の方が大きい。そこで、本実施形態では、図２に示すように、二つの中間動翼列５１ａの間を流れる圧縮空気Ａｃｏｍの一部を、最も軸方向下流側Ｄａｄのロータディスク４１を含め、このロータディスク４１から軸方向上流側Ｄａｕの複数のロータディスク４１の相互間に圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして流し、圧縮機ロータ２０のうちで、軸方向下流側Ｄａｄの部分の熱応答性を高めている。

【0099】

中間ロータ軸１７１内の混合空間１７７には、図１及び図５に示すように、圧縮機ロータ軸２１からの圧縮機抽気Ｂｃｏｍの他に、冷却系統２００で生成された冷却空気Ａｃも流入する。冷却系統２００の冷却器２０５で生成された冷却空気Ａｃは、冷却空気ライン２０１を経て、中間車室１９１内に設けられている冷却空気管１８９を経て、中間ロータ軸カバー１８１の空気導入空間１８４内に流入する。空気導入空間１８４内に流入した冷却空気Ａｃの一部は、中間ロータ軸１７１に形成されている第一冷却空気流路１７８を経て、この中間ロータ軸１７１内の混合空間１７７内に流入する。この冷却空気Ａｃの温度は、前述したように、例えば、２００℃である。また、この混合空間１７７に流入する圧縮機ロータ軸２１からの圧縮機抽気Ｂｃｏｍの温度は、例えば、４００℃である。混合空間１７７内では、圧縮機ロータ軸２１からの圧縮機抽気Ｂｃｏｍと冷却系統２００からの冷却空気Ａｃとが混ざり合って、例えば、３００℃の混合空気Ａｍになる。

【0100】

この混合空気Ａｍは、図１及び図６に示すように、タービン１１０の第一ロータディスク１４１ａに形成されている第一混合空気流路１３４を経て、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の内側キャビティ１３３ｉ内に流入する。この内側キャビティ１３３ｉに流入した混合空気Ａｍの一部は、第二混合空気流路１３５を経て、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の外側キャビティ１３３ｏ内に流入する。この混合空気Ａｍは、第二ロータディスク１４１ｂに形成されている第三混合空気流路１３６を経て、第二ロータディスク１４１ｂに取り付けられている複数の動翼１５２の空気流路１５６に流入する。混合空気Ａｍは、動翼１５２の空気流路１５６を流れる過程で、動翼１５２を冷却する。この混合空気Ａｍは、この空気流路１５６を経て、動翼１５２外、つまり燃焼ガス流路１１５内に流出する。

【0101】

第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の内側キャビティ１３３ｉに流入した混合空気Ａｍの他の一部は、第二ロータディスク１４１ｂに形成されている第一混合空気流路１３４を経て、第二ロータディスク１４１ｂと第三ロータディスク１４１ｃとの間の内側キャビティ１３３ｉ内に流入する。この内側キャビティ１３３ｉに流入した混合空気Ａｍの一部は、第二混合空気流路１３５を経て、第二ロータディスク１４１ｂと第三ロータディスク１４１ｃとの間の外側キャビティ１３３ｏ内に流入する。この混合空気Ａｍは、第三ロータディスク１４１ｃに形成されている第三混合空気流路１３６を経て、第三ロータディスク１４１ｃに取り付けられている複数の動翼１５２の空気流路１５６に流入する。混合空気Ａｍは、動翼１５２の空気流路１５６を流れる過程で、動翼１５２を冷却する。この混合空気Ａｍは、この空気流路１５６を経て、動翼１５２外、つまり燃焼ガス流路１１５内に流出する。

【0102】

よって、本実施形態では、タービンロータ軸１２１が、例えば、３００℃の混合空気Ａｍにより冷却される。さらに、本実施形態では、第二ロータディスク１４１ｂ及び第三ロータディスク１４１ｃに取り付けられている複数の動翼１５２も、この３００℃の混合空気Ａｍにより冷却される。

【0103】

仮に、圧縮機ロータ軸２１から流出した圧縮機抽気Ｂｃｏｍをそのままタービンロータ軸１２１に導くとする。この場合、例えば、４００℃の空気でタービンロータ軸１２１に取り付けられている複数の動翼１５２が冷却されることになる。これに対して、本実施形態では、タービン１１０の第一動翼列１５１ａの各動翼１５２を、冷却系統２００からの冷却空気Ａｃ（例えば、２００℃）で冷却する。また、本実施形態では、タービン１１０の第一動翼列１５１ａより軸方向下流側Ｄａｄの動翼列１５１の各動翼１５２を、冷却系統からの冷却空気Ａｃと圧縮機ロータ軸２１からの圧縮機抽気Ｂｃｏｍとの混合空気Ａｍ（例えば、３００℃）で冷却する。

【0104】

このため、本実施形態では、圧縮機ロータ軸２１から流出した圧縮機抽気Ｂｃｏｍでタービン１１０の動翼１５２を冷却する場合よりも、温度の低い空気でタービン１１０の動翼１５２を冷却することができる。しかも、本実施形態では、タービン１１０の動翼１５２のうちで、最も高温の燃焼ガスＧに晒される第一動翼列１５１ａの各動翼１５２を２００℃の冷却空気Ａｃで冷却する。よって、本実施形態では、燃焼器８０で生成される燃焼ガスＧの温度をより高くすることができ、結果として、ガスタービン１の出力を向上させることができる。

【0105】

「圧縮機ロータの第一変形例」
以上で説明した実施形態における圧縮機ロータの第一変形例について、図８を用いて説明する。

【0106】

上記実施形態の圧縮機ロータ２０では、空気圧縮流路１５内の圧縮空気Ａｃｏｍを圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして圧縮機ロータ軸２１の軸方向Ｄａの一箇所から圧縮機ロータ軸２１内に導いている。すなわち、上記実施形態のベンチレーション流路２２は、軸方向Ｄａの一箇所を流入口２５としている。

【0107】

しかしながら、図８に示す本変形例の圧縮機ロータ２０ａのように、空気圧縮流路１５内の圧縮空気Ａｃｏｍを圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして圧縮機ロータ軸２１ａの軸方向Ｄａの複数箇所から圧縮機ロータ軸２１ａ内に導いてもよい。すなわち、本変形例のベンチレーション流路２２ａは、軸方向Ｄａの複数箇所を流入口２５とする。この場合、圧縮機ロータ軸２１ａの軸方向Ｄａの一の箇所から圧縮機ロータ軸２１ａ内に圧縮機抽気Ｂｃｏｍを導いた後、この圧縮機抽気Ｂｃｏｍを圧縮機ロータ軸２１ａの軸方向Ｄａで互いに異なる位置に分配すると共に、圧縮機ロータ軸２１ａの軸方向Ｄａの他の箇所から圧縮機ロータ軸２１ａ内に圧縮機抽気Ｂｃｏｍを導いた後、この圧縮機抽気Ｂｃｏｍを圧縮機ロータ軸２１ａの軸方向Ｄａで互いに異なる位置に分配してもよい。

【0108】

「圧縮機ロータの第二変形例」
以上で説明した実施形態における圧縮機ロータの第二変形例について、図９を用いて説明する。

【0109】

上記実施形態の圧縮機ロータ２０では、空気圧縮流路１５内の圧縮空気Ａｃｏｍを圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして圧縮機ロータ軸２１内に導いた後、この圧縮機抽気Ｂｃｏｍを軸方向上流側Ｄａｕと軸方向下流側Ｄａｄとに分配している。すなわち、上記実施形態のベンチレーション流路２２は、流入部２４を基準にして、分配部２６を軸方向上流側Ｄａｕに延ばすと共に軸方向下流側Ｄａｄにも延ばし、軸方向上流側Ｄａｕの分配部２６、さらに、軸方向下流側Ｄａｄの分配部２６のそれぞれに対して複数の分岐部２７を接続している。

【0110】

しかしながら、図９に示す本変形例の圧縮機ロータ２０ｂのように、空気圧縮流路１５内の圧縮空気Ａｃｏｍを圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして圧縮機ロータ軸２１ｂ内に導いた後、この圧縮機抽気Ｂｃｏｍを軸方向上流側Ｄａｕの複数箇所にのみ分配してもよい。すなわち、本変形例のベンチレーション流路２２ｂは、流入部２４ｂを基準にして、分配部２６ｂを軸方向上流側Ｄａｕにのみ延ばし、この分配部２６ｂに対して複数の分岐部２７を接続している。

【0111】

なお、空気圧縮流路１５内の圧縮空気Ａｃｏｍを圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして圧縮機ロータ軸２１ｂに導いた後、この圧縮機抽気Ｂｃｏｍを軸方向下流側Ｄａｄの複数箇所にのみ分配してもよい。

【0112】

「圧縮機ロータの第三変形例」
以上で説明した実施形態における圧縮機ロータの第三変形例について、図１０を用いて説明する。

【0113】

上記実施形態の圧縮機ロータ２０では、空気圧縮流路１５内の圧縮空気Ａｃｏｍを圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして圧縮機ロータ軸２１内に導いた後、この圧縮機抽気Ｂｃｏｍを軸方向Ｄａで互いに異なる位置に分配している。すなわち、上記実施形態のベンチレーション流路２２は、軸方向Ｄａで互いに異なる位置に複数の分岐部２７が存在する。

【0114】

しかしながら、図１０に示す本変形例の圧縮機ロータ２０ｃのように、空気圧縮流路１５内の圧縮空気Ａｃｏｍを圧縮機抽気Ｂｃｏｍとして圧縮機ロータ軸２１ｃ内に導いた後、この圧縮機抽気Ｂｃｏｍを軸方向Ｄａで互いに異なる複数箇所に分配せずに、そのまま混合空間１７７に流出させてもよい。すなわち、本変形例のベンチレーション流路２２ｃは、流入部２４を有するものの、この流入部２４に対する上記実施形態の分配部２６及び分岐部２７に相当する部分がない。この場合、軸方向Ｄａで互いに異なる位置に複数の流入部２４を形成し、各流入部２４に流入した圧縮機抽気Ｂｃｏｍを軸方向Ｄａで互いに異なる複数箇所に分配せずに、そのまま混合空間１７７に流出させてもよい。

【0115】

「タービンロータの変形例」
以上で説明した実施形態におけるタービンロータの変形例について、図１１を用いて説明する。

【0116】

上記実施形態のタービンロータ１２０では、冷却系統２００からの冷却空気Ａｃを第一動翼列１５１ａにのみ導いている。しかしながら、図１１に示す本変形例のタービンロータ１２０ａのように、この冷却空気Ａｃを第一動翼列１５１ａのみならず、第一動翼列１５１ａより軸方向下流側Ｄａｄの第二動翼列１５１ｂや第三動翼列１５１ｃにも導いてもよい。

【0117】

本変形例のタービンロータ軸１２１ａを構成する複数のロータディスク１４１のうち、最も軸方向上流側Ｄａｕの第一ロータディスク１４１ａ、この第一ロータディスク１４１ａの軸方向下流側Ｄａｄに隣接する第二ロータディスク１４１ｂには、軸方向Ｄａに貫通する第三冷却空気流路１２３が形成されている。第一ロータディスク１４１ａに形成されている第三冷却空気流路１２３は、第一ロータディスク１４１ａの第二上流側アーム１４４ｕより径方向外側Ｄｒｏの部分であって、空気導入空間１８４に面した位置から、軸方向下流側Ｄａｄに延びて、第一ロータディスク１４１ａの下流側第一凹部１４３ｄの底面で開口している。このため、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の外側キャビティ１３３ｏと空気導入空間１８４とは、この第三冷却空気流路１２３により連通している。また、第二ロータディスク１４１ｂに形成されている第三冷却空気流路１２３は、第二ロータディスク１４１ｂの上流側第一凹部１４３ｕの底面から軸方向下流側Ｄａｄに延びて、この第二ロータディスク１４１ｂの下流側第一凹部１４３ｄの底面で開口している。このため、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の外側キャビティ１３３ｏと第二ロータディスク１４１ｂと第三ロータディスク１４１ｃとの間の外側キャビティ１３３ｏとは、この第三冷却空気流路１２３により連通している。

【0118】

本変形例では、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の外側キャビティ１３３ｏには、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の内側キャビティ１３３ｉ内の混合空気Ａｍが第二混合空気流路１３５を経て流入する。さらに、この外側キャビティ１３３ｏには、空気導入空間１８４の冷却空気Ａｃが第一ロータディスク１４１ａの第三冷却空気流路１２３を経て流入する。よって、第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の外側キャビティ１３３ｏ内では、例えば、２００℃の冷却空気Ａｃと、３００℃の混合空気Ａｍとが混合する。この結果、この外側キャビティ１３３ｏ内では、混合空間１７７内で生成される混合空気Ａｍよりも温度の低い混合空気Ａｍ１が生成される。この混合空気Ａｍ１の一部は、第二ロータディスク１４１ｂに形成されている第三混合空気流路１３６を経て、第二ロータディスク１４１ｂに取り付けられている第二動翼列１５１ｂの各動翼１５２の空気流路１５６に流入する。

【0119】

第一ロータディスク１４１ａと第二ロータディスク１４１ｂとの間の外側キャビティ１３３ｏ内の混合空気Ａｍ１の他の一部は、第二ロータディスク１４１ｂの第三冷却空気流路１２３を経て、第二ロータディスク１４１ｂと第三ロータディスク１４１ｃとの間の外側キャビティ１３３ｏ内に流入する。この外側キャビティ１３３ｏには、第二ロータディスク１４１ｂと第三ロータディスク１４１ｃとの間の内側キャビティ１３３ｉ内の混合空気Ａｍが第二混合空気流路１３５を経て流入する。よって、第二ロータディスク１４１ｂと第三ロータディスク１４１ｃとの間の外側キャビティ１３３ｏ内では、３００℃の混合空気Ａｍと、温度が３００℃より低い混合空気Ａｍ１とが混合する。この結果、この外側キャビティ１３３ｏ内では、混合空間１７７内で生成される混合空気Ａｍよりも温度の低い混合空気Ａｍ２が生成される。この混合空気Ａｍ２の一部は、第三ロータディスク１４１ｃに形成されている第三混合空気流路１３６を経て、第三ロータディスク１４１ｃに取り付けられている第三動翼列１５１ｃの各動翼１５２の空気流路１５６に流入する。

【0120】

よって、本変形例では、上記実施形態よりも、第二ロータディスク及び第三ロータディスクに取り付けられている複数の動翼１５２に温度の低い空気を供給することができる。

【符号の説明】

【0121】

１：ガスタービン、２：ガスタービンロータ、３：ガスタービン車室、９：発電機、１０：圧縮機、１１：圧縮機車室、１２：空気取入口、１３：圧縮機車室本体、１４：静翼保持環、１５：空気圧縮流路、１６：ディフューザ、１７：空気吐出流路、１８：空気吐出口、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：圧縮機ロータ、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ：圧縮機ロータ軸、２２,２２ａ，２２ｂ，２２ｃ：ベンチレーション流路、２３：導入部、２４，２４ｂ：流入部、２５：流入口、２６：分配部、２７：分岐部、２８：集合部、２９：スピンドルボルト、３２：キャビティ群、３３：キャビティ、３３ｏ：外側キャビティ、３３ｍ：中間キャビティ、３３ｉ：内側キャビティ、３８：ボルト貫通孔、３９，３９ａ：トルクピン、４１：ロータディスク、４１ａ：中間ロータディスク、４９：翼取付部、５１：動翼列、５１ａ：中間動翼列、５２：動翼、６１：静翼列、６２：静翼、８０：燃焼器、１１０：タービン、１１１：タービン車室、１１５：燃焼ガス流路、１２０，１２０ａ：タービンロータ、１２１，１２１ａ：タービンロータ軸、１２２：第二冷却空気流路、１２３：第三冷却空気流路、１２９：スピンドルボルト、１３２：キャビティ群、１３３：キャビティ、１３３ｏ：外側キャビティ、１３３ｉ：内側キャビティ、１３４：第一混合空気流路、１３５：第二混合空気流路、１３６：第三混合空気流路、１３７：混合空気流路、１３８：ボルト貫通孔、１３８ｓ：隙間、１４１：ロータディスク、１４１ａ：第一ロータディスク、１４１ｂ：第二ロータディスク、１４１ｃ：第三ロータディスク、１４９：翼取付部、１５１：動翼列、１５１ａ：第一動翼列、１５１ｂ：第二動翼列、１５１ｃ：第三動翼列、１５２：動翼、１５６：空気流路、１６１：静翼列、１６１ａ：第一静翼列、１６２：静翼、１７１：中間ロータ軸、１７７：混合空間、１７８：第一冷却空気流路（又は、単に冷却空気流路）、１８１：中間ロータ軸カバー、１８４：空気導入空間、１８８：冷却空気導入部材、１８９：冷却空気管、１９１：中間車室、２００：冷却系統、２０１：冷却空気ライン、２０５：冷却器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】