CN102089499B - 一级定子叶片的冷却结构及燃气轮机 - Google Patents

Abstract

一种一级定子叶片的冷却结构，具备：多个连结部件，其设置在沿燃气轮机的周向配置的多个燃烧器之间；以及冷却孔，其设置于各个所述一级定子叶片，为了对从所述多个燃烧器流入的燃烧气体的滞流线周边的所述一级定子叶片进行冷却，而从该一级定子叶片的内部向外部排放冷却气体，所述冷却孔形成于根据所述一级定子叶片与配置在该一级定子叶片附近的所述连结部件的相对位置而确定的位置。

Description

一级定子叶片的冷却结构及燃气轮机

技术领域

本发明涉及一级定子叶片的冷却结构以及具备该一级定子叶片的冷却结构的燃气轮机。

本申请基于2008年12月24日在日本申请的特愿2008-328621号主张优选权，在此引用其内容。

背景技术

以往，已知的有例如下述专利文献1所示的燃气轮机，其中，在沿涡轮周向(围绕轴线)配置多个燃烧器内利用来自压缩机的压缩空气使燃料燃烧，并使由此产生的燃烧气体从各燃烧器的尾筒流入涡轮入口，并使其依次从涡轮内的由沿着燃烧气体通路部周向配置多个定子叶片和转子叶片构成的多个涡轮分级，由此产生动力。这种燃气轮机，相邻的燃烧器的尾筒的后端，利用设于彼此之间的连结部件进行连结，按照使在相邻的燃烧器的尾筒间形成的尾流向一级定子叶片的靠近前缘的腹侧(压力面侧)流入的方式，将燃烧器的尾筒和涡轮入口连通连接。由此，可以谋求燃烧器的尾筒和一级定子叶片的相对位置关系的最优化，提高涡轮效率。

然而，已知的是从燃烧器的尾筒流入涡轮的高温的燃烧气体，在一级定子叶片的前缘的附近分流而分别流通到腹侧、背侧，并且滞留在分流点而形成滞流线。此时，由于在前缘附近燃料气体滞留，因此，与其它的部分相比成为高温，因此，需要积极地冷却前缘。

因此，通常已知的是在前缘附近形成将冷却气体排放到外部而冷却滞流线周边冷却孔。

专利文献1：(日本)特开2006-52910号公报

然而，在一级定子叶片配置于连结部件附近的情况下，由于对于该一级定子叶片，隔着连结部件而燃烧气体从不同的燃烧器分别流入背侧、腹侧，因此，受到连结部件的影响会使由燃烧气体形成的滞流线位置偏移。因此，存在利用在一级定子叶片的前缘附近形成的冷却孔无法有效地冷却一级定子叶片的滞流线附近的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供能够有效地对于一级定子叶片的滞流线附近进行冷却的一级定子叶片的冷却结构及具备该一级定子叶片的冷却结构的燃气轮机。

为解决上述课题，本发明提案有如下手段。

本发明提供一种一级定子叶片的冷却结构，具备：多个连结部件，其设置在沿燃气轮机周向配置的多个燃烧器之间；以及冷却孔，其设置于各个所述一级定子叶片，为了对从所述多个燃烧器流入的燃烧气体的滞流线周边的所述一级定子叶片进行冷却，而从该一级定子叶片的内部向外部排放冷却气体，所述冷却孔形成于根据所述一级定子叶片与配置在该一级定子叶片的附近的所述连结部件的相对位置而确定的位置。

根据上述一级定子叶片的冷却结构，即使受到连结部件的影响而使燃烧气体产生的滞流线偏离前缘，也能够利用来自冷却孔的冷却气体有效地冷却该滞流线。

优选的是，以所述滞流线形成于所述一级定子叶片的前缘时的相对所述一级定子叶片的所述附近的连结部件的位置为基准，在相对所述一级定子叶片的所述附近的连结部件的相对位置与所述基准相比偏移到该一级定子叶片的背侧的情况下，与所述前缘相比靠向腹侧形成所述冷却孔，在相对所述一级定子叶片的所述附近的连结部件的相对位置与所述基准相比偏移到该一级定子叶片的腹侧的情况下，与所述前缘相比靠向背侧形成所述冷却孔。

根据这种结构，即使受到连结部件的影响而由燃烧气体形成的滞流线从前缘偏移到腹侧或背侧，也能够根据该位置偏移而在腹侧或背侧形成冷却孔，因此，能够利用来自冷却孔的冷却气体有效地冷却该滞流线。

优选的是，所述多个连结部件在所述涡轮的周向彼此隔开相等间隔排列，在所述涡轮的周向彼此隔开相等间隔排列有所述燃烧器的数量的整数倍数量的所述一级定子叶片，与所述连结部件在所述涡轮周向最接近的一级定子叶片配置成，使如下所示的相对P的S的比率即相对位置比S/P为-10％以上、+30％以下，

P：是所述一级定子叶片的所述涡轮周向的间距；

S：是所述附近的连结部件的周向中心位置相对所述一级定子叶片的所述前缘的沿所述涡轮周向的距离，所述距离，在所述附近的连结部件偏移到该一级定子叶片的背侧的情况下为负的值，在所述附近的连结部件偏移到该一级定子叶片的腹侧的情况下为正的值。

根据这种结构，可以容易使从燃烧器流出的燃烧气体在连结部件的一级定子叶片侧产生的尾流流入一级定子叶片。因此，在可以有效地冷却一级定子叶片的滞流线附近的基础上，能够提高一级定子叶片的分级效率。

本发明提供一种燃气轮机，具备：压缩机，其生成压缩空气；涡轮，其至少具有各一级的定子叶片及转子叶片，利用燃烧气体而产生旋转动力；燃烧器，其沿所述涡轮的周向排列多个，分别通过设于彼此之间的多个连结部件连结，并且将对于从所述压缩机供给的压缩空气供给燃料而生成的燃烧气体供给到所述涡轮，其中，在所述涡轮的所述定子叶片之中位于最靠近所述燃烧器侧的一级定子叶片上设置有上述本发明的一级定子叶片的冷却结构。

根据上述燃气轮机，由于具备上述本发明的一级定子叶片的冷却结构，因此，同样可以有效地冷却一级定子叶片的滞流线附近，可以在防止一级定子叶片的前缘附近温度上升的同时进行工作。

发明效果

根据本发明的一级定子叶片的冷却结构及燃气轮机，能够对一级定子叶片的滞流线附近有效地进行冷却。

附图说明

图1是表示本发明的燃气轮机的一实施方式的半剖面图。

图2是在图1所示的燃气轮机中，从转子的径向看到的燃烧器的尾筒、连结部件和一级定子叶片的放大剖面图。

图3是对于连结部件相对于一级定子叶片的前缘大致在周向一致的情况下形成滞流线的位置进行说明的图。

图4是对于连结部件从图3所示的状态相对于一级定子叶片向腹侧移动的情况下形成滞流线的位置进行说明的图。

图5是对于连结部件从图4所示的状态相对于一级定子叶片进一步向腹侧移动的情况下形成滞流线的位置进行说明的图。

图6是表示在图1所示的燃气轮机的一级定子叶片中，一级定子叶片及连结部件的相对位置与对应于相对位置形成的冷却孔的轴展弦比的关系的曲线图。

图7表示在图1所示的燃气轮机的一级定子叶片中，一级定子叶片及连结部件的相对位置与分级效率变化的关系的曲线图。

标记说明

1、燃气轮机

2、压缩机

3、燃烧器

4、涡轮

5、涡轮定子叶片(涡轮的定子叶片)

6、涡轮转子叶片(涡轮的转子叶片)

8、一级定子叶片

8a、一级定子叶片的前缘

8A、一级定子叶片的背侧

8B、一级定子叶片的腹侧

10、冷却孔

35、连结部件

G1、燃烧气体

R、涡轮的周向

Y、滞流线

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式。图1是表示本发明的燃气轮机的一实施方式的半剖面图。

如图1所示，燃气轮机1具有：生成压缩空气的压缩机2；多个燃烧器3，其对于从压缩机2供给的压缩空气供给燃料而生成燃烧气体G1(参见图3)；以及至少各一级的涡轮定子叶片(定子叶片)5及涡轮转子叶片(转子叶片)6，并具备利用从燃烧器3供给的燃烧气体G1产生旋转动力的涡轮4。

此外，沿轴线方向D延伸的转子7从压缩机2至涡轮4被一体地安装在燃气轮机1上，该转子7，其一端由设于压缩机2内的轴承部23支承而沿环绕轴线O的涡轮4的周向R可旋转，并且其另一端由设于涡轮4的轴承部41支承而沿涡轮4的周向R可旋转。以下，沿着转子7的轴线方向D，将压缩机2侧设为前侧，将涡轮4侧设为后侧。

压缩机2具备：朝向前侧配置有吸入空气的空气吸入口20a的压缩机壳体20；以及配置在该压缩机壳体20内的多个压缩机定子叶片21及多个压缩机转子叶片22。

压缩机定子叶片21分别固定于压缩机壳体20的内周面并且朝向转子7侧延伸设置，并且在涡轮4的周向R彼此隔开相等间隔排列。此外，压缩机转子叶片22固定于转子7的外周面并且朝向压缩机壳体20的内周面延伸设置，并且在涡轮4的周向R彼此隔开相等间隔排列。而且，这些压缩机定子叶片21和压缩机转子叶片22沿轴线方向D交替地配置多级。

燃烧器3具备：内部具有未图示的燃烧室的内筒30；将从压缩机2供给的压缩空气导向内筒30的外筒31；向内筒30供给燃料的未图示的燃料喷射器；以及将来自内筒30的燃烧气体G1导向涡轮4的尾筒32。根据这样构成的燃烧器3，在内筒30内将从外筒31导入的压缩空气和从燃烧喷射机供给的燃料混合，通过利用燃烧室使混合的流体燃烧，而可以生成燃烧气体G1，该燃烧气体G1通过尾筒32导向涡轮4。

多个燃烧器3沿涡轮4的周向R配置，并配置在前端部与压缩机壳体20的后端部连结的燃烧器壳体33内部。

涡轮4具备：前端部与燃烧器壳体33的后端部连结的涡轮壳体40；以及配置在该涡轮壳体40内的涡轮定子叶片5及涡轮转子叶片6。

涡轮定子叶片5分别固定于涡轮壳体40的内周面并且朝向转子7侧延伸设置，并且在涡轮4的周向R彼此隔开相等间隔排列。此外，涡轮转子叶片6固定于转子7的外周面并且朝向涡轮壳体40的内周面延伸设置，并且在涡轮4的周向R彼此隔开相等间隔排列。而且，这些涡轮定子叶片5和涡轮转子叶片6沿轴线方向D交替多级配置。

此外，在涡轮4设置有未图示的旁通流路，所述旁通流路将压缩机2内部的空气从压缩机2迂回(旁通)燃烧器3而进行供给。流通该旁通流路而供给涡轮4的空气，作为冷却气体分别在涡轮定子叶片5及涡轮转子叶片6各自的内部流通。

此外，在涡轮壳体40的后端部连结有朝向后侧开口的排气室42。该排气室42具备排气扩散器42a，该排气扩散器42a将通过涡轮定子叶片5及涡轮转子叶片6的燃烧气体G1的动压转换为静压。

在如上构成的燃气轮机1中，首先，从压缩机2的空气吸入口20a吸入的空气，从多级配置的压缩机定子叶片21及压缩机转子叶片22通过而被压缩，生成压缩空气。接着，如上所述，在燃烧器3中由压缩空气生成燃烧气体G1，该燃烧气体G1被导向涡轮4。然后，该燃烧气体G1从涡轮定子叶片5及涡轮转子叶片6通过而旋转驱动转子7，由此，燃气轮机1可输出旋转动力

此外，将转子7旋转驱动后的排放气体，在由排气室42的排气扩散器42a转换成静压后，被排放到大气中。

下面，在如上构成的燃气轮机1中，对于涡轮定子叶片5之中位于最前侧的一级定子叶片的冷却结构进行说明。图2是在图1所示的燃气轮机中，从转子的径向看到的燃烧器的尾筒、连结部件及一级定子叶片的放大剖面图。

如图2所示，在涡轮4的周向R相邻的各燃烧器3的尾筒32的后端，通过设于彼此之间的多个连结部件35连结。在涡轮4的周向R相邻的各燃烧器3的尾筒32之间，例如从旁通流路供给冷却气体，冷却尾筒32。此外，多个连结部件35在涡轮4的周向R彼此隔开相等间隔排列，并且，其所有的后端在轴线方向D一致。

此外，在本实施方式中，一级定子叶片8的设置数量是燃烧器3数量的2倍，具体是，例如针对设置有16个的燃烧器3，设置32个一级定子叶片8。

一级定子叶片8整体形成为流线型，其前缘8a侧包括前缘8a形成为大致圆弧状，并且，随着朝向后缘8b，朝向旋转方向(涡轮4的周向R)后方侧R2逐渐弯曲而且其涡轮4的周向R的宽度变窄。

即，一级定子叶片8的外表面，以前缘8a及后缘8b为界，旋转方向前方侧R1及后方侧R2分别形成大致圆弧状，旋转方向前方侧R1作为背侧8A形成凸面，此外，旋转方向后方侧R2作为腹侧8B形成凹面。

多个一级定子叶片8，所有的前缘8a沿轴线方向D一致，连结部件35和一级定子叶片8的沿着轴线方向D的距离，在涡轮4的周向R全周为一定。

在一级定子叶片8的前缘8a侧形成有冷却孔10，所述冷却孔10对于由燃烧气体G1而在前缘8a侧形成的滞流线Y进行冷却。

冷却孔10形成为将一级定子叶片8的外表面和内表面连通，将供给到内部的冷却气体排放到外部，由此，可以对一级定子叶片8进行冷却。在本实施方式中，冷却孔10在各一级定子叶片8，分别沿着涡轮4的径向及周向R形成多列，在图2中，在周向R形成三列。

冷却孔10分别形成于根据形成有该冷却孔10的一级定子叶片8和其附近的连结部件35的相对位置确定的位置。

如图2所示，以下，一级定子叶片8和连结部件35的相对位置，由一级定子叶片8的前缘8a与连结部件35的周向中心位置35a在周向R的距离S相对于一级定子叶片8的间距P之比即相对位置比S/P表示。关于距离S，在连结部件35的周向中心位置35a相对于一级定子叶片8的前缘8a在周向R大致一致的情况下，将距离S设为0，在连结部件35偏移向背侧8A的情况下，将距离S设为负值，在连结部件35偏移向腹侧8B的情况下，将距离S设为正值。

冷却孔10的位置，由从一级定子叶片8的前缘8a至冷却孔10的沿着一级定子叶片8的外表面的距离尺寸M相对于从一级定子叶片8的前缘8a至后缘8b的沿轴线方向D的距离尺寸即轴翼弦长度(軸コ一ド長)L之比即轴展弦比(軸コ一ド)M/L表示。此外，关于距离尺寸M，在冷却孔10位于一级定子叶片8的腹侧8B的情况下，将距离尺寸M设为负值，此外，在冷却孔10位于一级定子叶片8的背侧8A的情况下，将距离尺寸M设为正值。如本实施方式，在沿周向R排列多列冷却孔10的情况下，以所排列的周向的中心为中心设定冷却孔10的位置。

下面，对于本发明的一级定子叶片的冷却结构中，形成冷却孔10的位置进行说明，首先，根据燃烧气体G1的流向，对于根据一级定子叶片8与该一级定子叶片8附近的连结部件35的相对位置而形成滞流线Y的位置变化进行说明。图3是用于说明连结部件相对于一级定子叶片的前缘大致沿周向一致的情况下形成滞流线的位置的图。图4是用于说明使连结部件从图3所示的状态相对于一级定子叶片向腹侧移动的情况下滞流线形成位置的图。图5是用于说明使连结部件从图4所示的状态相对于一级定子叶片进一步向腹侧移动的情况下滞流线形成位置的图。

首先，如图3所示，在连结部件35的周向中心位置35a相对于一级定子叶片8的前缘8a沿周向R大致一致的情况下，即，在所述相对位置比S/P为0％左右的情况下，从燃烧器3流入一级定子叶片8的燃烧气体G1之中，与连结部件35相比从背侧8A流入的燃烧气体G1直接原样地在一级定子叶片8的背侧8A流通。而与此相对，与连结部件35相比从腹侧8B流入的燃烧气体G1，基本上在一级定子叶片的腹侧8B流通，但由于一级定子叶片8的背侧8A与腹侧8B的压力相比，背侧8A的压力较低，因此，其中一部分产生分流而流入背侧8A。因此，由于在一级定子叶片8的腹侧8B燃烧气体G1产生分流，从而与前缘8a相比在腹侧8B形成滞流线Y。

此外，如图4所示，在相对于一级定子叶片8连结部件35从图3所示的状态向腹侧8B移动的情况下，从燃烧器3流入一级定子叶片8的燃烧气体G1之中，与连结部件35相比从背侧8A流入的燃烧气体G1，直接原样地在一级定子叶片8的背侧8A流通，此外，与连结部件35相比从腹侧8B流入的燃烧气体G1，直接原样地在一级定子叶片8的腹侧8B流通，这样的趋势变强。因此，随着连结部件35相对于一级定子叶片8向腹侧8B移动，流入腹侧8B的燃烧气体G1流向背侧8A的流入量逐渐变小，其结果，燃烧气体G1的分流点与前缘8a的位置大致一致，从而在前缘8a形成滞流线Y。

如图5所示，在连结部件35相对于一级定子叶片8从图4所示的状态进一步向腹侧8B移动的情况下，则形成从燃烧器3流入一级定子叶片8的燃烧气体G1之中，与连结部件35相比从背侧8A流入的燃烧气体G1沿着一级定子叶片8的外表面而容易流入腹侧8B的状态。因此，与前缘8a相比靠向背侧8A形成滞流线Y。

考虑到以上所示的滞流线Y形成位置的变化，在本发明的一级定子叶片的冷却结构中，在一级定子叶片8的前缘8a与连结部件35的周向中心位置35a在周向R大致一致的情况下，与前缘8a相比靠向腹侧8B侧形成冷却孔10。在从该状态相对于一级定子叶片8而连结部件35向腹侧8B移动而在前缘8a形成滞流线Y的情况下，在前缘8a形成冷却孔10，此外，在从该状态相对于一级定子叶片8使连结部件35进一步向腹侧8B移动的情况下，与前缘8a相比靠向背侧8A形成冷却孔10。

根据如上所示的一级定子叶片的冷却结构，可以不受一级定子叶片8和连结部件35的相对位置的影响，而针对燃烧气体G1滞留而成为高温的一级定子叶片8的滞流线Y附近，利用从冷却孔10排放的冷却气体有效地进行冷却。

下面，针对将该一级定子叶片的冷却结构应用于形成所述形状并且与连结部件35沿轴线方向D隔开所述距离的本实施方式的燃气轮机1的一级定子叶片8的情况详细进行说明。在此，根据图6说明如下关系，即，在从规定的一级定子叶片8的前缘8a与规定的连结部件35的周向中心位置35a大致沿周向R一致的位置开始，直至该一级定子叶片8的前缘8a与沿周向R相邻于该连结部件35的其它连结部件35的周向中心位置35a大致沿周向R一致的位置，而使一级定子叶片8和连结部件35相对移动的过程中，所述规定的一级定子叶片8和所述规定的连结部件35之间的所述相对位置比S/P，与在该一级定子叶片8形成冷却孔10的位置的轴展弦比M/L的关系。图6是表示图1所示的燃气轮机的一级定子叶片中，一级定子叶片及连结部件的相对位置与对应于相对位置而形成的冷却孔的轴展弦比的关系的曲线图。

如图6的曲线100所示，在相对于一级定子叶片8的前缘8a而连结部件35的周向中心位置35a大致沿周向R为一致的情况下，即在所述相对位置比S/P为0％的情况下，与前缘8a相比靠向腹侧8B形成冷却孔10。而在所述相对位置比S/P变大而成为10％的情况下，在前缘8a形成冷却孔10。在所述相对位置比S/P比+10％大的情况下，与前缘8a相比靠向背侧8A形成冷却孔10。

针对图6的曲线图，以在前缘8a形成冷却孔10情况，即以所述相对位置比S/P为10％的情况为基准详细进行说明，在所述相对位置比S/P比+10％小、即在相对于一级定子叶片8的附近的连结部件35的相对位置偏移到该一级定子叶片8的背侧8A的情况下，轴展弦比M/L比0％要小，即与前缘8a相比靠向腹侧8B形成冷却孔10。冷却孔10的轴展弦比M/L，在所述相对位置比S/P为-5％时，轴展弦比M/L变得极小而成为-30％。

此外，在所述相对位置比S/P大于+10％，即在相对于一级定子叶片8的附近的连结部件35的相对位置偏移到该一级定子叶片8的腹侧8B的情况下，轴展弦比M/L变得大于0％，即与前缘8a相比靠向背侧8A形成冷却孔10。

冷却孔10的轴展弦比M/L，在所述相对位置比S/P为+25％时，轴展弦比M/L变得极大而成为+10％，直至所述相对位置比S/P达到+100％为止，轴展弦比M/L大于0％。

如上所述，对于在前缘8a形成滞流线Y时的相对一级定子叶片8的连结部件35的位置使用CFD(数値流体力学：数值流体力学)解析等预先进行解析，以该解析结果为基准，在相对于一级定子叶片8的附近的连结部件35的相对位置，偏移到该一级定子叶片8的背侧8A的情况下，与前缘8a相比靠向腹侧8B形成冷却孔10，在偏移到该一级定子叶片8的腹侧8B的情况下，与前缘8a相比靠向背侧8A形成冷却孔10。由此，即使在受到连结部件35的影响而使得燃烧气体G1的滞流线Y从前缘8a位置偏移向腹侧8B或背侧8A的情况下，也可以根据该位置偏移而在腹侧8B或背侧8A形成冷却孔10，因此，可以利用来自冷却孔10的冷却气体对于该滞流线Y有效地进行冷却。

此外，如图6所示，在本实施方式中，在所述相对位置比S/P超过+100％的情况下，冷却孔10的轴展弦比M/L变得小于0％。其中，图6所示的曲线图中的所述相对位置比S/P是所述规定的一级定子叶片8与所述规定的连结部件35之间的所述相对位置比S/P，因此，在所述相对位置比S/P为+100％的情况下，一级定子叶片8位于所述规定的连结部件35与所述其它的连结部件35的沿涡轮4周向R的中间位置。当所述相对位置比S/P超过+100％时，一级定子叶片8，与位于该一级定子叶片8的腹侧8B的所述规定的连结部件35相比，更接近位于该一级定子叶片8的背侧8A的所述其它连结部件35。即，该一级定子叶片8的附近的连结部件35，从位于该一级定子叶片8的腹侧8B的所述规定的连结部件35，转变为位于该一级定子叶片8的背侧8A的所述其它的连结部件35。其结果，在该一级定子叶片8，相对于一级定子叶片8的附近的连结部件35(不是位于该一级定子叶片8的腹侧8B而是位于背侧8A的所述其它的连结部件35)的相对位置，以在前缘8a形成冷却孔10时的相对该连结部件35的一级定子叶片8的位置为基准，由于其偏移向该一级定子叶片8的背侧8A，因此，与前缘8a相比靠向腹侧8B形成冷却孔10。

下面，对于应用如上所示的本发明的一级定子叶片的冷却结构的涡轮一级的分级效率进行说明。此外，所谓分级效率，是指相对于燃烧气体G1没有损耗而理想地在涡轮一级能够实施的作功量的、实际实施的作功量的比率。

在此，在本实施方式的燃气轮机1中，连结部件35沿涡轮4的周向R彼此隔开相等间隔排列，一级定子叶片8设置有燃烧器3的数量的2倍的数量并且其沿涡轮4的周向R彼此隔开相等间隔排列。因此，可以通过确定一个一级定子叶片8与一个连结部件35的周向R的相对位置，来确定其它所有的一级定子叶片8及其它所有的连结部件35的周向R的位置。而且，沿周向R隔一个排列的多个一级定子叶片8各自与各一级定子叶片8的附近的连结部件35的周向R的距离S，在各一级定子叶片8彼此一致，即，各一级定子叶片8与各一级定子叶片8的附近的连结部件35之间的所述相对位置比S/P在各一级定子叶片8彼此成为一致。

根据图7说明如下关系，即，在从沿周向R隔一个排列的一级定子叶片8的前缘8a与各一级定子叶片8的附近的连结部件35的周向中心位置35a大致沿周向R一致的位置开始，直至该连结部件35和与该连结部件35沿周向R相邻的连结部件35之间的涡轮4的周向R的中间点、与该一级定子叶片8的前缘8a大致沿周向R一致的位置，而使一级定子叶片8和连结部件35相对移动的过程中，该一级定子叶片8和该连结部件35之间的所述相对位置比S/P与分级效率的关系。图7是表示图1所示的燃气轮机的一级定子叶片中的一级定子叶片及连结部件的相对位置、与分级效率变化的关系的曲线图。

图7所示的曲线图的纵轴是以所述相对位置比S/P为50％时的分级效率为基准，表示成为该基准的分级效率和各所述相对位置比S/P的分级效率的差异。

如图7的曲线110所示，可以看出，在本实施方式的情况下，在多个一级定子叶片8按照如下方式配置时，即，沿周向R隔一个配置而使一级定子叶片8和该一级定子叶片8附近的连结部件35之间的所述相对位置比S/P为-10％以上、+30％以下时，分级效率较高。对此考虑到，这是由于可以使从燃烧器3流出的燃烧气体G1在连结部件35的后端的后侧产生的尾流流入一级定子叶片8的缘故。

因此，通过在使一级定子叶片8和连结部件35成为所述的配置关系的基础上，并且在一级定子叶片8的根据与附近的连结部件35的相对位置确定的位置形成冷却孔10，在能够有效地对于一级定子叶片8的滞流线Y附近进行冷却的基础上，能够提高分级效率。

此外，本实施方式的燃气轮机1，虽然一级定子叶片8设置有燃烧器3的数量的2倍数量，但不局限于此。例如，只要将一级定子叶片8设置成燃烧器3的数量的整数倍(n倍，其中n是1以上的整数)的数量，并且沿周向R与连结部件35最近(附近的)的所述相对位置比S/P为-10％以上、+30％以下(即，只要是一级定子叶片8在周向R一个一个地设置n个且所述相对位置比S/P为-10％以上、+30％以下)，则可以提高涡轮一级的分级效率。

本发明的技术范围不局限于所述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种变更。

例如，所述实施方式所示的燃气轮机1的一级定子叶片8的形状、数量、配置以及冷却孔10的数量等只是一例，但不局限于此。

图6所示的曲线图只是表示所述相对位置比S/P与冷却孔10的轴展弦比M/L的关系的一例，两者的关系可以根据从燃烧器3导向尾筒32的燃烧气体G1的流量、一级定子叶片8的形状、冷却孔10的数量、以及连结部件35和一级定子叶片8的沿轴线方向D的距离等进行适当变化。在本发明的一级定子叶片的冷却结构中，在考虑到通常的燃气轮机中的一级定子叶片的形状等诸条件的情况下，冷却孔10的轴展弦比M/L例如可以在+5％～+15％的范围内进行变化。

此外，燃气轮机1并不局限于所述实施方式所示的方式。例如，在所述实施方式中，虽然作为压缩机采用轴流式压缩机2，但也可以采用离心式压缩机。此外，在所述实施方式中，作为燃气轮机1采用一轴式，但也可以采用多轴式(自由涡轮)。

另外，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以适当地将所述实施方式的构成要素置换为公知的构成要素，此外，也可以适当地组合所述的变形例。

根据本发明的一级定子叶片的冷却结构以及具备该一级定子叶片冷却结构的燃气轮机，可以对一级定子叶片的滞流线附近有效地进行冷却。

Claims (3)

1.一种一级定子叶片的冷却结构，其特征在于，

具备：多个连结部件，其设置在沿燃气轮机周向配置的多个燃烧器之间；

冷却孔，其设置于各个所述一级定子叶片，为了对从所述多个燃烧器流入的燃烧气体的滞流线周边的所述一级定子叶片进行冷却，而从该一级定子叶片的内部向外部排放冷却气体，

所述冷却孔形成于根据所述一级定子叶片与配置在该一级定子叶片的附近的所述连结部件的相对位置而确定的位置，

所述多个连结部件在涡轮的周向彼此隔开相等间隔排列，

在所述涡轮的周向彼此隔开相等间隔排列有所述燃烧器的数量的整数倍数量的所述一级定子叶片，

与所述连结部件在所述涡轮的周向最接近的一级定子叶片配置成，使如下所述的相对P的S的比率即相对位置比S/P为-10%以上、+30%以下，

P：是所述一级定子叶片的所述涡轮周向的间距；

S：是所述附近的连结部件的周向中心位置相对所述一级定子叶片的前缘的沿所述涡轮周向的距离，所述距离，在所述附近的连结部件偏移到该一级定子叶片的背侧的情况下为负的值，在所述附近的连结部件偏移到该一级定子叶片的腹侧的情况下为正的值。

2.如权利要求1所述的一级定子叶片的冷却结构，其中，

以所述滞流线形成于所述一级定子叶片的前缘时的相对所述一级定子叶片的所述附近的连结部件的位置为基准，

在相对所述一级定子叶片的所述附近的连结部件的相对位置与所述基准相比偏移到该一级定子叶片的背侧的情况下，与所述前缘相比靠向腹侧形成所述冷却孔，

在相对所述一级定子叶片的所述附近的连结部件的相对位置与所述基准相比偏移到该一级定子叶片的腹侧的情况下，与所述前缘相比靠向背侧形成所述冷却孔。

3.一种燃气轮机，其特征在于，

在定子叶片之中位于最靠近燃烧器侧的一级定子叶片上设置有权利要求1或2所述的一级定子叶片的冷却结构，

所述燃气轮机具备：

压缩机，其生成压缩空气；

涡轮，其至少具有各一级的定子叶片及转子叶片，利用燃烧气体而产生旋转动力；

燃烧器，其沿所述涡轮的周向排列多个，分别通过设于彼此之间的多个连结部件连结，并且将对于从所述压缩机供给的压缩空气供给燃料而生成的燃烧气体供给到所述涡轮。

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