CN102472169A - 分割环冷却结构及燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

一种燃气轮机的分割环冷却结构，具备：第一冷却流路，沿着分割体的旋转轴的轴向设置；第二冷却流路，设置在与该第一冷却流路大致正交的方向的一方的侧端部，并朝向相邻的分割体的侧端部吹出冷却空气；及第三冷却流路，将冷却空间和第一空腔连结，其中，该冷却空间由所述分割体和具备多个小孔的碰撞板围成，该第一空腔在所述上游侧端部与旋转轴的轴向大致正交地设置，所述第一冷却流路具有与旋转方向的后方侧的侧端部接近设置的第一区域的冷却流路和在比该第一区域的冷却流路更靠旋转方向的前方侧处设置的第二区域的冷却流路，所述第二区域的冷却流路的流路截面积比所述第一区域的冷却流路的流路截面积小，或所述第二区域的冷却流路的排列间距比所述第一区域的冷却流路的排列间距大，所述第一区域的冷却流路与相邻的分割体的第二冷却流路接近设置。

Description

分割环冷却结构及燃气轮机
技术领域
本发明涉及适用于燃气轮机的分割环的冷却结构及燃气轮机。
背景技术
以往，在发电等中使用的燃气轮机中，由于高温高压的燃烧气体通过涡轮部，因此为了使稳定的运转继续，分割环等的冷却变得重要。尤其是近年来，由于燃气轮机的热效率的提高，而燃烧气体的高温化不断发展，需要进一步强化冷却能力。
图6表示燃气轮机的整体结构图。燃气轮机1构成为包括：对燃烧用空气进行压缩的压缩机2；向从压缩机2送来的压缩空气喷射燃料FL而使其燃烧并产生燃烧气体的燃烧器3；设置在燃烧器3的燃烧气体的流动方向的下游侧并通过来自燃烧器3的燃烧气体FG被驱动的涡轮部4；发电机6；及将压缩机2、涡轮部4、发电机6连结成一体的旋转轴5。
图7是表示与燃气轮机1的涡轮部4相关的内部结构的图。
燃气轮机1将由燃烧器3产生的燃烧气体FG向涡轮静叶片7及涡轮动叶片8供给，使涡轮动叶片8绕旋转轴5旋转，将旋转能量转换成电力。涡轮静叶片7及涡轮动叶片8从燃烧气体FG的流动方向的上游侧朝向下游侧交替配置。另外，沿着旋转轴5的周向配置多个涡轮动叶片8，与旋转轴5成为一体而进行旋转。
图8表示以往的分割环的主要部分剖面。分割环40由多个分割体41构成，绕旋转轴5形成为环状。分割体41经由钩42及隔热环46支承于车室47。另外从隔热环46支承的碰撞板44具备多个小孔45，向车室供给的冷却空气CA从小孔45朝向下方吹出，对分割体41的主体(底面)的上表面进行撞击冷却。另外，在分割体41上，朝向燃烧气体FG的流动方向的上游侧端面及下游侧端面沿着旋转轴5的轴向设有多个冷却流路57、58。撞击冷却后的冷却空气CA在分割体41的主体内经由冷却流路57、58向旋转轴5的轴向的上游侧及下游侧流动，对分割体41的上游侧端部及下游侧端部进行对流冷却。另外，在涡轮动叶片8的外周侧配置有分割环40，在分割环40与涡轮动叶片8的前端之间设有一定的间隙，以免发生相互的干涉。
如图9所示，彼此相邻的分割体41以侧端部51、52彼此相互对置的方式配置。另外，涡轮动叶片8以旋转轴5为中心在图9的纸面上从右方朝向左方旋转(旋转方向R)。进而，为了防止燃烧气体FG从侧端部51、52的间隙G向车室侧漏出，因而将密封板53沿着旋转轴5的轴向插入到侧端部51、52。
因此，在密封板53的内周侧滞留有因涡轮动叶片8的旋转而卷入的高温燃烧气体，分割体41的外表面温度上升，在分割体41的角部容易发生氧化减壁。为了避免这种情况，而在相邻的分割体41的侧端部51、52的两侧配置冷却流路55、56，并配置成使冷却空气CA与相互对置的侧端部51、52碰撞。
即，设置有冷却流路55，该冷却流路55向旋转轴5的旋转方向的前方侧的侧端部51供给对分割体的主体进行了撞击冷却后的冷却空气CA，并经由空腔54吹出到侧端部51、52的间隙G的燃烧气体中。另一方面，在相邻的分割体41的旋转方向的后方侧的侧端部52也设置有将撞击冷却后的冷却空气CA向侧端部51、52的间隙吹出的冷却流路56。两侧的侧端部51、52的冷却流路55、56以朝向彼此相邻的分割体41的侧端部51、52的下侧的角部吹出的方式设置。由前方侧的侧端部51的冷却流路55与后方侧的侧端部52的冷却流路56的组合，而对各个侧端部51、52进行对流冷却，并将侧端部51、52的间隙部分的滞留气体排出到燃烧气体FG中，对气氛气体进行冷却，而防止分割体41的侧端部51、52的角部的氧化、减壁。
在专利文献1中示出了上述的分割环冷却结构的一例。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2004-100682号公报
发明内容
然而，根据上述的分割体41的间隙G的冷却结构，对滞留在分割体41的侧端部51、52的间隙G中的气氛气体进行冷却，能够防止分割体41的角部的氧化、减壁，但存在排出用的冷却空气量增加而使燃气轮机的热效率下降这样的问题点。
本发明鉴于上述的问题点而作出，其目的在于提供一种防止分割体41的氧化、减壁，并实现对分割体41的侧端部51、52进行冷却的冷却空气量的减少，而使燃气轮机整体的热效率提高的分割环冷却结构及燃气轮机。
本发明为了解决上述的问题点，而采用下述的单元。
本发明的分割环冷却结构，用于燃气轮机，包括：绕旋转轴呈环状设置的多个分割体；及对相邻的该分割体的沿着旋转轴方向对置的侧端部的间隙进行密封的密封板，其中，所述分割体具备：第一冷却流路，沿着该分割体的主体的旋转轴的轴向设置，由第一区域的冷却流路和第二区域的冷却流路形成，该第一区域的冷却流路与旋转方向的后方侧的侧端部接近设置，该第二区域的冷却流路设置在比该第一区域的冷却流路更靠旋转方向的前方侧处且流路截面积比所述第一区域的冷却流路的流路截面积小；第二冷却流路，设置在与该第一冷却流路大致正交的方向的一方的侧端部，并朝向相邻的分割体的侧端部吹出冷却空气；及第三冷却流路，在所述分割体的上游侧端部的比所述第一冷却流路更靠径向的外侧沿着旋转轴的轴向设置，并将冷却空间和第一空腔连结，其中，该冷却空间由所述分割体的主体和具备多个小孔的碰撞板围成，该第一空腔在所述上游侧端部与旋转轴的轴向大致正交地设置，所述第一区域的冷却流路与相邻的分割体的第二冷却流路接近设置。
根据本发明，由于使第一区域的冷却流路的截面积比第二区域的冷却流路的截面积大，因此第一区域的冷却流路的冷却能力增加，旋转方向的后方侧的侧端部的冷却被强化，可以省略从后方侧的侧端部吹出到间隙部分的燃烧气体中的冷却空气。另外，使第一区域的冷却流路接近侧端部而对侧端部进行对流冷却，因此对从相邻的分割体的侧端部吹出的冷却空气产生的薄膜冷却进行加强，而进一步强化侧端部的角部附近的冷却性能。另外，通过在分割体的上游侧端部的径向的外侧具备第三冷却流路而进一步强化分割体的冷却。因此，防止分割体尤其是侧端部的角部的氧化、减壁，且分割体整体的冷却空气量减少，燃气轮机的热效率提高。
本发明涉及一种分割环冷却结构，用于燃气轮机，包括：绕旋转轴呈环状设置的多个分割体；及对相邻的该分割体的沿着旋转轴方向对置的侧端部的间隙进行密封的密封板，其中，所述分割体具备：第一冷却流路，沿着该分割体的主体的旋转轴的轴向设置，由第一区域的冷却流路和第二区域的冷却流路形成，该第一区域的冷却流路与旋转方向的后方侧的侧端部接近设置，该第二区域的冷却流路设置在比该第一区域的冷却流路更靠旋转方向的前方侧处且排列间距比所述第一区域的冷却流路的排列间距大；第二冷却流路，设置在与该第一冷却流路大致正交的方向的一方的侧端部，并朝向相邻的分割体的侧端部吹出冷却空气；及第三冷却流路，在所述分割体的上游侧端部的比所述第一冷却流路更靠径向的外侧沿着旋转轴的轴向设置，并将冷却空间和第一空腔连结，其中，该冷却空间由所述分割体的主体和具备多个小孔的碰撞板围成，该第一空腔在所述上游侧端部与旋转轴的轴向大致正交地设置，所述第一区域的冷却流路与相邻的分割体的第二冷却流路接近设置。
根据本发明，由于使第一区域的冷却流路的排列间距比第二区域的冷却流路的排列间距小，因此第一区域的冷却流路的冷却能力增加，旋转方向的后方侧的侧端部的冷却被强化，可以省略从后方侧的侧端部吹出到间隙部分的燃烧气体中的冷却空气。另外，使第一区域的冷却流路接近侧端部而对侧端部进行对流冷却，因此对从相邻的分割体的侧端部吹出的冷却空气产生的薄膜冷却进行加强，而进一步强化侧端部的角部附近的冷却性能。另外，通过在分割体的上游侧端部的上方侧具备第三冷却流路而进一步强化分割体的冷却。因此，防止分割体尤其是侧端部的角部的氧化、减壁，且分割体整体的冷却空气量减少，燃气轮机的热效率提高。
本发明的第二冷却流路也可以至少设置在旋转轴的旋转方向的前方侧的侧端部。
这种情况下，将容易成为高温的旋转方向的前方侧的侧端部冷却，能够防止前方侧的侧端部附近的氧化、减壁。
本发明的第二冷却流路也可以具有朝向相邻的分割体的侧端部的下侧的角部进行吹出的倾斜度。
这种情况下，由于第二冷却流路具有向下的倾斜，因此吹出的冷却空气与相邻的侧端部的下侧的角部相碰，对分割体的角部附近进行薄膜冷却，因此能够防止暴露在高温下的角部的氧化、减壁。
本发明中，也可以是，第一冷却流路和第三冷却流路具备经由第一空腔而在旋转轴的轴向上折回的结构，第一冷却流路配置成从第一空腔沿着旋转轴的轴向贯通分割体的主体并在下游侧端面开口。
这种情况下，第一冷却流路和第三冷却流路具备经由第一空腔沿旋转轴的轴向折回的结构，第三冷却流路沿着轴向贯通分割体主体而末端在下游侧端部开口，因此形成在旋转轴的轴向上较长的冷却流路，有效地将分割体主体冷却，从而能够进一步减少冷却空气量。
本发明也可以是具备上述的分割环冷却结构的燃气轮机。
这种情况下，分割环的冷却空气量减少，实现空气量的适当化，因此燃气轮机整体的热效率提高。
【发明效果】
根据本发明，能够防止分割体的主体的侧端部的氧化、减壁，能够减少侧端部的冷却空气量。由此，减少分割环整体的冷却空气量，燃气轮机整体的热效率提高。
附图说明
图1表示实施例1的分割环的主要部分剖视图。
图2表示实施例1的分割体的俯视剖视图。
图3表示实施例1的分割体的剖视图。
图4表示实施例2的分割体的剖视图。
图5表示分割体的侧端部附近的放大剖视图(图3的A部详细情况)。
图6表示燃气轮机的整体结构。
图7表示涡轮部的内部结构。
图8表示以往的分割环的主要部分剖视图。
图9表示以往的分割体的侧端部附近的放大剖视图。
具体实施方式
以下，基于图1～图7，说明本发明的分割环冷却结构及燃气轮机的实施例。
实施例1
以下，基于图1～图3及图5～图7，说明实施例1。涡轮部与背景技术的图6及图7中说明的内容为相同的结构，因此省略详细的说明。共用的部品名称及标号使用同一名称及标号。
图1表示燃气轮机的分割环的主要部分剖面。
分割环10是支承于车室47的涡轮部4的结构部件，由沿着旋转轴5的周向设置而呈环状的多个分割体11构成。分割体11如背景技术中说明的那样，以在分割体11的主体(底板)12的内周面12b与涡轮动叶片8的前端8a之间确保一定的间隙的方式配置。分割体11例如由耐热性镍合金等形成。
分割体11中，主体12、钩42及碰撞板44为主要的结构要素。分割体11经由在燃烧气体FG的流动方向的上游侧及下游侧设置的钩42而安装于隔热环46，并经由隔热环46而支承于车室47。分割体11具备由主体12、碰撞板44、钩42、在与旋转轴5的轴向大致正交的方向的前方侧及后方侧设置的侧端部18、19(参照图2)围成的冷却空间(以下，称为“冷却空间”)32。冷却空间32是形成在分割体11内并与分割体11的主体的上表面12a侧相接的空间。
冷却空间32的上部由碰撞板44隔开，在碰撞板44设有供冷却空气CA通过的多个小孔45。在碰撞板44的径向的外侧配置有将车室47内的冷却空气CA经由供给孔48导入的收容空间31。供给到收容空间31内的冷却空气CA以整体被均压化成大致相同的压力的状态从小孔45吹出到冷却空间32内，对分割体11的主体12的上表面12a进行撞击冷却。
图2是从车室47的外方侧观察旋转轴方向时的分割体11的俯视剖视图。参照图2来说明分割体11的主体的冷却结构。在分割体11中，在燃烧气体FG的流动方向的上游侧的上游侧端部16、沿着与旋转轴5的轴向大致正交的方向配置有第一空腔20。多个主体冷却流路21(第一冷却流路)从第一空腔20沿着旋转轴5的轴向贯通分割体11的主体12，且在燃烧气体FG的流动方向的下游侧的下游侧端面17a开口。
另外，如图1所示，在分割体11的上游侧端部16配置有将冷却空间32和第一空腔20连结的上游端冷却流路26(第三冷却流路)，并经由第一空腔20与主体冷却流路21(第一冷却流路)连通。在上游侧端部16，在分割体11的主体12的径向的外侧配置上游端冷却流路26(第三冷却流路)，在上游端冷却流路26(第三冷却流路)的径向的内侧配置主体冷却流路21(第一冷却流路)。此外，主体冷却流路21(第一冷却流路)和上游端冷却流路26(第三冷却流路)成为经由第一空腔20而折回的结构，整体形成沿着旋转轴5的轴向串联连结的冷却流路。通过主体冷却流路21(第一冷却流路)和上游端冷却流路26(第三冷却流路)，而形成冷却流路长度在旋转轴5的轴向上最长的流路。第一空腔20发挥将主体冷却流路21(第一冷却流路)和上游端冷却流路26(第三冷却流路)连结的歧管的作用。
图3表示从旋转轴5的方向观察到的分割体11的剖面。主体冷却流路21(第一冷却流路)由多个多孔式的冷却流路形成，由流路截面积大的第一区域的冷却流路24和流路截面积比第一区域的冷却流路24小的第二区域的冷却流路25形成。主体冷却流路21(第一冷却流路)从旋转方向的前方侧的侧端部18至后方侧的侧端部19按照第二区域的冷却流路25、第一区域的冷却流路24的顺序排列。第一区域的冷却流路24既可以是一个，也可以是多个。在第一区域排列的冷却流路24的范围由区域Z1表示，在第二区域排列的冷却流路25的范围由区域Z2表示。
第一区域的冷却流路24接近旋转方向的后方侧的侧端部19，尤其是接近侧端部19的下侧的角部19a，与侧端部19平行地配置。第一区域的冷却流路24与第二区域的冷却流路25同样地，在旋转轴5的轴向上，一端与第一空腔20连通，另一端在下游侧端面17a向燃烧气体中开口。
主体冷却流路21(第一冷却流路)具有圆形的流路，优选从燃烧气体的流动方向的上游侧(上游侧端部)朝向下游侧(下游侧端部)以相同排列间距配置。需要说明的是，流路形状除了圆形之外，可以是椭圆形，也可以是矩形形状，还可以是狭缝状的长孔形状。除了第一区域的冷却流路24之外，各流路的开口面积为相同的截面积。
接着，以下说明分割体的侧端部的冷却结构。
如图2所示，在旋转轴5的旋转方向R的前方侧的分割体11的侧端部18配置有侧端部冷却流路23(第二冷却流路)，该侧端部冷却流路23从冷却空间32经由连接通路27而与第二空腔22连接并从第二空腔22连通于燃烧气体FG中。侧端部冷却流路23(第二冷却流路)沿着与旋转轴5的轴向大致正交的方向配置，但也可以是相对于旋转轴5的轴向具有倾斜的冷却流路(倾斜流路)。
另外，侧端部冷却流路23(第二冷却流路)具备圆形的流路，优选以同一孔径从燃烧气体FG的流动方向的上游侧朝向下游侧以相同排列间距配置。另外，流路形状除了圆形之外，可以是椭圆形，也可以是矩形形状，还可以是狭缝状的长孔形状。
接下来，使用图5来说明分割体的间隙部分的冷却结构。
图5表示相邻的分割体11的侧端部附近的放大剖面。在相互对置配置的分割体11的侧端部18、19沿着旋转轴5的轴向配置有密封板53，以使燃烧气体不从形成在侧端部18、19之间的间隙G向车室47侧泄漏。另外，在旋转轴5的旋转方向的前方侧的侧端部18设置有侧端部冷却流路23(第二冷却流路)，该侧端部冷却流路23将撞击冷却后的冷却空气CA从冷却空间32经由连接通路27向第二空腔22供给，并从第二空腔22吹出到侧端部18、19的间隙G部分的燃烧气体中。侧端部冷却流路23(第二冷却流路)为了使吹出的冷却空气CA碰到相邻的分割体11的侧端部19的角部19a而在旋转方向的前方侧具备向下的倾斜。吹到侧端部19的角部19a的冷却空气CA沿着图5的箭头所示的方向从侧端部的角部19a附近沿着分割体11的下表面流动，起到对角部附近进行薄膜冷却的作用。
另一方面，在相邻的分割体11的旋转方向的后方侧的侧端部19不具备上述的专利文献1所示那样的直接向间隙G部分吹出的冷却流路，而使第一区域的冷却流路24与后方侧的侧端部19的下侧的角部19a接近配置。即，分割体的旋转方向的后方侧的侧端部19的角部19a附近的外表面由从相邻的分割体11的侧端部18的侧端部冷却流路23(第二冷却流路)吹出的冷却空气CA进行薄膜冷却，且侧端部19自身由第一区域的冷却流路24进行对流冷却。
需要说明的是，在图8及图9所示的专利文献1的冷却结构中，不存在在分割体11的侧端部19的全长上配置的与本发明的主体冷却流路21(第一冷却流路)相当的冷却流路，而只不过局部地将冷却流路57及冷却流路58配置在上游侧端部及下游侧端部。另外，在专利文献1所示的分割体41的旋转方向的后方侧的侧端部具备如上所述将撞击冷却后的冷却空气向侧端部的间隙G直接吹出的冷却流路56，对侧端部进行对流冷却。然而，在冷却流路56中流动的冷却空气直接排出到燃烧气体中，因此成为冷却空气量增加的原因。
以下说明本实施例中的分割环的冷却方法及冷却空气的供给方法。来自车室47的冷却空气CA经由供给孔48被供给至各分割体。冷却空气从配置在分割体内的碰撞板44的小孔45向冷却空间32吹出，对分割体主体12的上表面进行撞击冷却。撞击冷却后的冷却空气CA从上游端冷却流路26(第三冷却流路)向第一空腔20供给时，对上游侧端部16的上部进行对流冷却。此外，向第一空腔20供给的冷却空气CA流过沿着旋转轴5的轴向将分割体11的主体12贯通的主体冷却流路21(第一冷却流路)，从下游侧端面17a排出到燃烧气体中时，对主体12进行对流冷却。第一区域的冷却流路24比第二区域的冷却流路25更接近旋转轴5的旋转方向的后方侧的侧端部19，且流路截面积较大，因此比第二区域的冷却流路25的冷却能力大。因此，后方侧的侧端部19的角部19a附近的冷却效果较大。
另一方面，由冷却空间32向第二空腔22供给的冷却空气CA向侧端部冷却流路23(第二冷却流路)供给而向分割体11的间隙部分G排出时，对前方侧的侧端部22进行对流冷却，并将间隙G部分的燃烧气体排出而对气氛气体进行冷却。另外，冷却空气CA从具备向下的倾斜的侧端部冷却流路23(第二冷却流路)排出，吹到相邻的分割体11的后方侧的侧端部19的角部19a，对角部19a附近及下游侧的分割体11的内周面进行薄膜冷却。
构成分割体11的间隙G部分的冷却结构中，旋转方向的前方侧的侧端部18由来自侧端部冷却流路23(第二冷却流路)的冷却空气CA进行对流冷却。另外，相邻的分割体11的对置的后方侧的侧端部19将从侧端部冷却流路23(第二冷却流路)吹出的冷却空气CA产生的角部19a附近的薄膜冷却效果和设置在分割体11的后方侧的侧端部19内的第一区域的冷却流路24产生的对流冷却效果重叠组合，从而高效率地对后方侧的侧端部19附近进行冷却。即，取代废除从专利文献1所示的后方侧的侧端部19朝向间隙G吹出冷却空气CA的冷却流路的情况，而将第一区域的冷却流路24与侧端部19接近配置，由此来强化侧端部19的对流冷却，从而能够维持与专利文献1所示的以往的冷却方法相同程度的冷却能力。
即，通过分割体11的间隙G部分的侧端部冷却流路23(第二冷却流路)与相邻的分割体11的第一区域的冷却流路24的组合，来改善间隙G部分的两侧的侧端部18、19的冷却性能，从而减少冷却空气量。
此外，在分割体11具备基于主体冷却流路21(第一冷却流路)与上游端冷却流路26(第三冷却流路)的组合的具有沿着旋转轴5的轴向折回结构的冷却流路时，会进一步改善分割体11的冷却性能。即，在分割体11的周边流动的燃烧气体FG在处于燃烧气体FG的流动方向的上游侧的上游侧端部附近燃烧气体压力最高，在下游侧的下游侧端面附近燃烧气体压力最低。因此，沿着旋转轴5的轴向从冷却空间32流过上游端冷却流路26(第三冷却流路)而向第一空腔20供给进而流过主体冷却流路21(第一冷却流路)而从下游侧端面17a排出的冷却空气CA最大限度地利用从车室47侧供给的冷却空气CA与从下游侧端面排出的冷却空气的差压。
即，沿着旋转轴5的轴向排列的主体冷却流路21(第一冷却流路)利用最大差压且以在旋转轴5的轴向成为最长的方式形成冷却流路，因此冷却性能提高，与现有技术相比能够减少冷却空气量。即，流过主体冷却流路21(第一冷却流路)的冷却空气量与在图8所示的分割体11的主体内沿着轴向排列的冷却流路57、58相比，延长轴向的流路长度而利用最大限度的差压，相应地减少冷却空气量。即，流过主体冷却流路21(第一冷却流路)的冷却空气CA对分割体11的主体12进行了撞击冷却后，对上游侧端部16及主体12进行对流冷却，并对后方侧的侧端部19附近进行对流冷却，因此最大限度地任意使用冷却空气，从而高效率地对分割体11的主体进行冷却。
另一方面，在专利文献1所示的冷却流路的情况下，上游侧端部的冷却流路57在燃烧气体压力最高的上游侧端面开口，因此在不能充分地利用与冷却空气CA的差压的状态下将冷却空气CA向燃烧气体FG中释放，因此冷却空气量增加，与本发明相比，冷却性能下降。
第一区域的冷却流路24构成主体冷却流路21(第一冷却流路)的一部分，通过流路截面积的扩大引起的冷却能力的强化和将用于补偿后方侧的侧端部19的冷却能力的任意使用的冷却空气CA与侧端部19接近使用，由此来强化侧端部19的冷却。即，通过向后方侧的侧端部18、19的间隙G部分的吹出空气的废止和利用流过第一区域的冷却流路24的冷却空气CA中任意使用的空气，从而具备与现有技术同等的冷却能力并能够削减分割体的冷却空气量。
需要说明的是，从专利文献1所示的旋转方向的后方侧的侧端部19的冷却流路56向侧端部18、19的间隙直接吹出的冷却空气向与涡轮动叶片8的旋转方向相反的方向吹出，因此成为涡轮动叶片8上的损失的原因，但在本发明中，通过废止冷却流路56来消除涡轮动叶片8的损失，具有涡轮的热效率提高这样的优点。
根据本实施例的结构，将侧端部18、19的间隙G部分的气氛气体排出，气氛气体的温度下降。另外，如上所述，将分割体11的侧端部18、19的间隙G部分的冷却能力强化，减少冷却空气量。其结果是，防止分割体11的侧端部18、19附近的氧化、减壁，且分割体11整体的冷却空气量减少，燃气轮机的热效率提高。
实施例2
以下，参照图4、图5说明实施例2。如图4所示，本实施例除了第一区域的冷却流路24的结构不同的点之外，与实施例1为相同的结构。即，第一区域的冷却流路24与第二区域的冷却流路25相比，流路形状为圆形且以相同的孔径排列，但在使排列间距比第二区域的冷却流路25小而提高冷却能力的点上不同。
第一区域的冷却流路24优选为多个。另外，冷却流路的流路形状除了圆形之外，可以是椭圆形，也可以是矩形形状，还可以是狭缝状的长孔形状。除了第一区域的流路24之外，各流路的开口面积为相同的截面积。
在本实施例中，除了分割体11的第一区域的冷却流路24的结构之外，能够适用图5所示的冷却结构。
另外，在第一区域的冷却流路24的冷却能力比第二区域的冷却流路25大的点上与实施例1相同，本实施例的结构的作用、效果与实施例1相同。
本发明并未限定于上述的实施例，在能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良等包含在本发明中。
[工业实用性]
根据本发明的分割环冷却结构及燃气轮机，能够防止分割体的主体的侧端部的氧化、减壁，能够减少侧端部的冷却空气量。由此，分割环整体的冷却空气量减少，燃气轮机整体的热效率提高。
【标号说明】
1  燃气轮机
2  压缩机
3  燃烧器
4  涡轮部
5  旋转轴
6  发电机
7  涡轮静叶片
8  涡轮动叶片
10、40 分割环
11、41 分割体
12 主体
16 上游侧端部
17 下游侧端部
17a 下游侧端面
18、19、51、52 侧端部
20 第一空腔
21 主体冷却流路(第一冷却流路)
22 第二空腔
23 侧端部冷却流路(第二冷却流路)
24 第一区域的冷却流路
25 第二区域的冷却流路
26 上游端冷却流路(第三冷却流路)
27 连接通路
31 收容空间
32 冷却空间
42 钩
44 碰撞板
45 小孔
46 隔热环
47 车室
48 供给孔
53 密封板
54 空腔
55、56、57、58 冷却流路

Claims (9)

1.一种分割环冷却结构，用于燃气轮机，包括：绕旋转轴呈环状设置的多个分割体；及对相邻的该分割体的沿着旋转轴方向对置的侧端部的间隙进行密封的密封板，其中，
所述分割体具备：
第一冷却流路，沿着该分割体的主体的旋转轴的轴向设置，由第一区域的冷却流路和第二区域的冷却流路形成，该第一区域的冷却流路与旋转方向的后方侧的侧端部接近设置，该第二区域的冷却流路设置在比该第一区域的冷却流路更靠旋转方向的前方侧处且流路截面积比所述第一区域的冷却流路的流路截面积小；
第二冷却流路，设置在与该第一冷却流路大致正交的方向的一方的侧端部，并朝向相邻的分割体的侧端部吹出冷却空气；及
第三冷却流路，在所述分割体的上游侧端部的比所述第一冷却流路更靠径向的外侧沿着旋转轴的轴向设置，并将冷却空间和第一空腔连结，其中，该冷却空间由所述分割体的主体和具备多个小孔的碰撞板围成，该第一空腔在所述上游侧端部与旋转轴的轴向大致正交地设置，
所述第一区域的冷却流路与相邻的分割体的第二冷却流路接近设置。
2.根据权利要求1所述的分割环冷却结构，其中，
所述第二冷却流路至少设置在旋转轴的旋转方向的前方侧的侧端部。
3.根据权利要求1所述的分割环冷却结构，其中，
所述第二冷却流路具有朝向相邻的分割体的侧端部的下侧的角部进行吹出的倾斜度。
4.根据权利要求1所述的分割环冷却结构，其中，
所述第一冷却流路和所述第三冷却流路具备经由所述第一空腔而在旋转轴的轴向上折回的结构，所述第一冷却流路配置成从所述第一空腔沿着旋转轴的轴向贯通所述分割体的主体并在下游侧端面开口。
5.一种分割环冷却结构，用于燃气轮机，包括：绕旋转轴呈环状设置的多个分割体；及对相邻的该分割体的沿着旋转轴方向对置的侧端部的间隙进行密封的密封板，其中，
所述分割体具备：
第一冷却流路，沿着该分割体的主体的旋转轴的轴向设置，由第一区域的冷却流路和第二区域的冷却流路形成，该第一区域的冷却流路与旋转方向的后方侧的侧端部接近设置，该第二区域的冷却流路设置在比该第一区域的冷却流路更靠旋转方向的前方侧处且排列间距比所述第一区域的冷却流路的排列间距大；
第二冷却流路，设置在与该第一冷却流路大致正交的方向的一方的侧端部，并朝向相邻的分割体的侧端部吹出冷却空气；及
第三冷却流路，在所述分割体的上游侧端部的比所述第一冷却流路更靠径向的外侧沿着旋转轴的轴向设置，并将冷却空间和第一空腔连结，其中，该冷却空间由所述分割体的主体和具备多个小孔的碰撞板围成，该第一空腔在所述上游侧端部与旋转轴的轴向大致正交地设置，
所述第一区域的冷却流路与相邻的分割体的第二冷却流路接近设置。
6.根据权利要求5所述的分割环冷却结构，其中，
所述第二冷却流路至少设置在旋转轴的旋转方向的前方侧的侧端部。
7.根据权利要求5所述的分割环冷却结构，其中，
所述第二冷却流路具有朝向相邻的分割体的侧端部的下侧的角部进行吹出的倾斜度。
8.根据权利要求5所述的分割环冷却结构，其中，
所述第一冷却流路和所述第三冷却流路具备经由所述第一空腔而在旋转轴的轴向上折回的结构，所述第一冷却流路配置成从所述第一空腔沿着旋转轴的轴向贯通所述分割体的主体并在下游侧端面开口。
9.一种燃气轮机，具备权利要求1至8中任一项所述的分割环冷却结构。
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