JP2001254605A - ガスタービン冷却静翼 - Google Patents
ガスタービン冷却静翼Info
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- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
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- F05D2260/221—Improvement of heat transfer
- F05D2260/2214—Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン冷却静翼に関し、２段静翼の外
側，内側シュラウド、翼の構造を改良し、冷却効率を高
め、熱応力の発生により起こるクラックの発生を防止す
る。 【解決手段】 翼１の前縁側高さ１００％〜７５％の間
の領域Ｘは従来よりも肉厚を厚くし、全体の高さの翼壁
１内側には多数の突起状リブ４を設ける。その他の翼の
肉厚は従来より薄くする。又、翼の後縁開口部の厚みを
従来よりも薄くする。外側シュラウド２の背側、腹側端
部には冷却通路５ａ，５ｂを、内側シュラウド３の背
側、腹側両端部にも冷却通路９ａ，９ｂ及び同通路と連
通し、端面に開口する多数の冷却穴１３ａ，１３ｂを配
列する。これら翼の構造及び外側，内側シュラウド２，
３の冷却通路５ａ，５ｂ，１３ａ，１３ｂに冷却空気を
流し、又、冷却穴１３ａ，１３ｂより空気を吹出すこと
により、冷却効果を高め、クラックの発生を防止する。
側，内側シュラウド、翼の構造を改良し、冷却効率を高
め、熱応力の発生により起こるクラックの発生を防止す
る。 【解決手段】 翼１の前縁側高さ１００％〜７５％の間
の領域Ｘは従来よりも肉厚を厚くし、全体の高さの翼壁
１内側には多数の突起状リブ４を設ける。その他の翼の
肉厚は従来より薄くする。又、翼の後縁開口部の厚みを
従来よりも薄くする。外側シュラウド２の背側、腹側端
部には冷却通路５ａ，５ｂを、内側シュラウド３の背
側、腹側両端部にも冷却通路９ａ，９ｂ及び同通路と連
通し、端面に開口する多数の冷却穴１３ａ，１３ｂを配
列する。これら翼の構造及び外側，内側シュラウド２，
３の冷却通路５ａ，５ｂ，１３ａ，１３ｂに冷却空気を
流し、又、冷却穴１３ａ，１３ｂより空気を吹出すこと
により、冷却効果を高め、クラックの発生を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン冷却静
翼に関し、特に２段静翼に適用されるもので、熱応力に
対する強度を向上させると共に、冷却効果を高めるよう
な改善を施したものである。
翼に関し、特に２段静翼に適用されるもので、熱応力に
対する強度を向上させると共に、冷却効果を高めるよう
な改善を施したものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０はガスタービンのガス通路部分で
前段の部分を示す一般的な断面図である。図において、
燃焼器３０の取付フランジ３１には１段静翼（１ｃ）３
２が外側シュラウド３３と内側シュラウド３４とに両端
が固定されており、１段静翼３２は円周方向に複数枚が
配置され静止側の車室に固定されている。１段静翼３２
の後流側には１段動翼（１ｓ）３５が円周方向に複数枚
配置されており、この１段動翼３５はプラットフォーム
３６に固定され、プラットフォーム３６はロータディス
クの周囲に取付けられており、動翼３５はロータと共に
回転する。１段動翼３５の後流側には、２段静翼（２
ｃ）３７の両端が外側シュラウド３８、内側シュラウド
３９に固定され、同様に周方向に複数枚が静止側に取付
けられている。同様に、後流側に２段動翼（２ｓ）４０
がプラットフォーム４１を介してロータディスクに取付
けられている。このような翼の配列を有するガスタービ
ンは通常４段で構成され、燃焼器３０で燃焼して高温と
なった燃焼ガス５０が１段静翼（１ｃ）３２から流入
し、２段〜４段の各翼間を流れる過程において膨張し
て、それぞれ動翼３５，４０、等を回転させ、ロータに
回転動力を与えて排出するものである。
前段の部分を示す一般的な断面図である。図において、
燃焼器３０の取付フランジ３１には１段静翼（１ｃ）３
２が外側シュラウド３３と内側シュラウド３４とに両端
が固定されており、１段静翼３２は円周方向に複数枚が
配置され静止側の車室に固定されている。１段静翼３２
の後流側には１段動翼（１ｓ）３５が円周方向に複数枚
配置されており、この１段動翼３５はプラットフォーム
３６に固定され、プラットフォーム３６はロータディス
クの周囲に取付けられており、動翼３５はロータと共に
回転する。１段動翼３５の後流側には、２段静翼（２
ｃ）３７の両端が外側シュラウド３８、内側シュラウド
３９に固定され、同様に周方向に複数枚が静止側に取付
けられている。同様に、後流側に２段動翼（２ｓ）４０
がプラットフォーム４１を介してロータディスクに取付
けられている。このような翼の配列を有するガスタービ
ンは通常４段で構成され、燃焼器３０で燃焼して高温と
なった燃焼ガス５０が１段静翼（１ｃ）３２から流入
し、２段〜４段の各翼間を流れる過程において膨張し
て、それぞれ動翼３５，４０、等を回転させ、ロータに
回転動力を与えて排出するものである。
【０００３】図１１は上記した２段静翼の詳細な斜視図
である。図において、２段静翼３２は外側シュラウド３
３と内側シュラウド３４に固定されており、外側シュラ
ウド３３は四方の周囲を端部フランジ３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ，３３ｄで囲い、内部に底面３３ｅを有してい
る。同様に内側シュラウド３４の下側（内側）も四方周
囲は端部フランジ３４ａ，３４ｃと取付フランジ４１，
４２の面により囲まれて底面３４ｅを有している。２段
静翼３２には外側シュラウド３３側から図示していない
インピンジ板を介して冷却空気がシュラウド内へ流入
し、シュラウド内面を冷却すると共に、静翼３２の上部
開口部から流入し、内部の通路へ流れて翼を冷却し、冷
却後の空気は内側シュラウド３４内へ流入し、内側シュ
ラウド３４を冷却して外部へ流出する。
である。図において、２段静翼３２は外側シュラウド３
３と内側シュラウド３４に固定されており、外側シュラ
ウド３３は四方の周囲を端部フランジ３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ，３３ｄで囲い、内部に底面３３ｅを有してい
る。同様に内側シュラウド３４の下側（内側）も四方周
囲は端部フランジ３４ａ，３４ｃと取付フランジ４１，
４２の面により囲まれて底面３４ｅを有している。２段
静翼３２には外側シュラウド３３側から図示していない
インピンジ板を介して冷却空気がシュラウド内へ流入
し、シュラウド内面を冷却すると共に、静翼３２の上部
開口部から流入し、内部の通路へ流れて翼を冷却し、冷
却後の空気は内側シュラウド３４内へ流入し、内側シュ
ラウド３４を冷却して外部へ流出する。
【０００４】図１２は２段静翼の詳細な断面図である。
図において６１は翼壁であり、通常板厚は４．０mmの厚
さの壁を形成している。内部にはリブ６２が設けられ２
区分された空間を形成し、各空間には、それぞれ前縁側
のインサート６３、後縁側のインサート６４が挿入さ
れ、壁６１の内周囲壁面と一定の隙間を保って固定され
ている。各インサート６３，６４には周囲に複数の吹出
穴６６が設けられ、内部の冷却空気を壁６１とインサー
トとの隙間に流出できるようになっている。又、壁６１
には冷却空気が吹出す冷却穴６０が前縁部、背側、腹側
の複数個所に設けられ、壁６１内壁とインサート６３，
６４との隙間に流出した冷却空気を吹出し前縁部ではシ
ャワーヘッド冷却、腹側、背側ではフィルム冷却を行
い、高温の影響を少なくするようにしている。
図において６１は翼壁であり、通常板厚は４．０mmの厚
さの壁を形成している。内部にはリブ６２が設けられ２
区分された空間を形成し、各空間には、それぞれ前縁側
のインサート６３、後縁側のインサート６４が挿入さ
れ、壁６１の内周囲壁面と一定の隙間を保って固定され
ている。各インサート６３，６４には周囲に複数の吹出
穴６６が設けられ、内部の冷却空気を壁６１とインサー
トとの隙間に流出できるようになっている。又、壁６１
には冷却空気が吹出す冷却穴６０が前縁部、背側、腹側
の複数個所に設けられ、壁６１内壁とインサート６３，
６４との隙間に流出した冷却空気を吹出し前縁部ではシ
ャワーヘッド冷却、腹側、背側ではフィルム冷却を行
い、高温の影響を少なくするようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、ガスタ
ービンの静翼では、外側シュラウドより冷却空気が流入
し、外側シュラウドの内面を冷却すると共に、静翼内へ
流入し、翼内部を冷却し、その後、内側シュラウドへ流
入して内側シュラウドも冷却する構造である。しかし、
２段静翼は高温にさらされる翼であり、特にシュラウド
が高温により変形したり、酸化による減肉、コーティン
グの剥離が生じ、又、後縁の翼付根部や端面でのクラッ
クが発生することがある。
ービンの静翼では、外側シュラウドより冷却空気が流入
し、外側シュラウドの内面を冷却すると共に、静翼内へ
流入し、翼内部を冷却し、その後、内側シュラウドへ流
入して内側シュラウドも冷却する構造である。しかし、
２段静翼は高温にさらされる翼であり、特にシュラウド
が高温により変形したり、酸化による減肉、コーティン
グの剥離が生じ、又、後縁の翼付根部や端面でのクラッ
クが発生することがある。
【０００６】そこで本発明では、特に２段静翼のうち高
温にさらされて熱的に厳しい状態におかれるシュラウド
や翼の壁の強度を向上させる共に、冷却構造に改良を加
え、熱の影響による変形やクラックの発生を抑えるよう
にする改善を施したガスタービン冷却静翼を提供するこ
とを課題としてなされたものである。
温にさらされて熱的に厳しい状態におかれるシュラウド
や翼の壁の強度を向上させる共に、冷却構造に改良を加
え、熱の影響による変形やクラックの発生を抑えるよう
にする改善を施したガスタービン冷却静翼を提供するこ
とを課題としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために、次の（１）〜（７）の手段を提供する。
決するために、次の（１）〜（７）の手段を提供する。
【０００８】（１）外側シュラウドから翼内部を通り内
側シュラウドへ挿入された吹出穴付筒状インサートに冷
却空気を流し同吹出穴より流出させ、翼壁を貫通する冷
却穴より外部へ流出させると共に、前記内側シュラウド
へも導き同内側シュラウドを冷却して外部へ流出させる
ガスタービン２段静翼において、前記翼前縁部背側の前
記インサートとの間で高さ１００％から７５％の範囲の
翼肉厚を他の翼肉厚よりも厚くすると共に、高さ０〜１
００％全体の背側の前記インサートとの間には翼壁内側
で横方向に伸び上下に複数本からなる翼リブを形成し、
前記外側及び内側シュラウドのそれぞれの背側及び腹側
の両端部に設けられ、前縁側から後縁側へ冷却空気を流
して後縁側へ開口して流出させる冷却通路と、前記内側
及び外側シュラウドの前記背側及び腹側の冷却通路に沿
って配列し、一端が同通路へ連通し他端が端面に開口し
て冷却空気を吹出す複数の冷却穴とを備えてなることを
特徴とするガスタービン冷却静翼。
側シュラウドへ挿入された吹出穴付筒状インサートに冷
却空気を流し同吹出穴より流出させ、翼壁を貫通する冷
却穴より外部へ流出させると共に、前記内側シュラウド
へも導き同内側シュラウドを冷却して外部へ流出させる
ガスタービン２段静翼において、前記翼前縁部背側の前
記インサートとの間で高さ１００％から７５％の範囲の
翼肉厚を他の翼肉厚よりも厚くすると共に、高さ０〜１
００％全体の背側の前記インサートとの間には翼壁内側
で横方向に伸び上下に複数本からなる翼リブを形成し、
前記外側及び内側シュラウドのそれぞれの背側及び腹側
の両端部に設けられ、前縁側から後縁側へ冷却空気を流
して後縁側へ開口して流出させる冷却通路と、前記内側
及び外側シュラウドの前記背側及び腹側の冷却通路に沿
って配列し、一端が同通路へ連通し他端が端面に開口し
て冷却空気を吹出す複数の冷却穴とを備えてなることを
特徴とするガスタービン冷却静翼。
【０００９】（２）前記内側シュラウドの前縁側端部に
は背側から腹側の両端面に至る範囲にわたって複数のピ
ンフィンを立設した空間を形成し、背側と腹側の両端部
において前記冷却通路に連通させることを特徴とする
（１）記載のガスタービン冷却静翼。
は背側から腹側の両端面に至る範囲にわたって複数のピ
ンフィンを立設した空間を形成し、背側と腹側の両端部
において前記冷却通路に連通させることを特徴とする
（１）記載のガスタービン冷却静翼。
【００１０】（３）前記翼に設けられた冷却穴は背側に
のみ設けられていることを特徴とする（１）記載のガス
タービン冷却静翼。
のみ設けられていることを特徴とする（１）記載のガス
タービン冷却静翼。
【００１１】（４）前記外側及び内側シュラウドの背側
及び腹側の端部には、それぞれフランジ面が形成され、
周方向に互いに隣接する前記外側及び内側シュラウド同
志を前記フランジ面によりボルト結合可能とすることを
特徴とする（１）記載のガスタービン冷却静翼。
及び腹側の端部には、それぞれフランジ面が形成され、
周方向に互いに隣接する前記外側及び内側シュラウド同
志を前記フランジ面によりボルト結合可能とすることを
特徴とする（１）記載のガスタービン冷却静翼。
【００１２】（５）前記外側シュラウドの翼付根部の特
定個所の周囲のシュラウド肉厚は他のシュラウド肉厚よ
りも薄くすることを特徴とする（１）記載のガスタービ
ン冷却静翼。
定個所の周囲のシュラウド肉厚は他のシュラウド肉厚よ
りも薄くすることを特徴とする（１）記載のガスタービ
ン冷却静翼。
【００１３】（６）前記翼の前縁部の断面形状は楕円形
状の曲面であることを特徴とする請求項１記載のガスタ
ービン冷却静翼。
状の曲面であることを特徴とする請求項１記載のガスタ
ービン冷却静翼。
【００１４】本発明（１）においては、翼の前縁部の翼
の肉厚は高さ１００％から７５％の範囲にわたって肉厚
が厚くなっている。従って外側シュラウドへの翼の付根
部で高温高圧燃焼ガスによる曲げ荷重の影響の厳しい前
縁が補強されているので翼倒れが防止される。又、翼の
高さ０〜１００％全体の翼壁の内周側で背側には複数の
翼リブが上下に突設しているので、これら領域での翼壁
が補強され、翼の膨れを防止する。更に、外側シュラウ
ドの背側、腹側の両側に設けられた冷却通路には、それ
ぞれ前縁側から冷却空気が流れ両側を冷却しながら後縁
側へ流出すると共に、これら通路に沿って配列する複数
の冷却穴を通って両側に吹き出すことにより、外側シュ
ラウドの背側、腹側の両端部が効果的に冷却される。同
様にインサートを通り、内側シュラウドへ流入する空気
は、それぞれ両側の冷却通路を流れて両端部を冷却しな
がら後縁部から流出すると共に、冷却通路から、この通
路に沿って配列する複数の冷却穴を通って両側に吹出す
ことにより、両側端面も効果的に冷却される。
の肉厚は高さ１００％から７５％の範囲にわたって肉厚
が厚くなっている。従って外側シュラウドへの翼の付根
部で高温高圧燃焼ガスによる曲げ荷重の影響の厳しい前
縁が補強されているので翼倒れが防止される。又、翼の
高さ０〜１００％全体の翼壁の内周側で背側には複数の
翼リブが上下に突設しているので、これら領域での翼壁
が補強され、翼の膨れを防止する。更に、外側シュラウ
ドの背側、腹側の両側に設けられた冷却通路には、それ
ぞれ前縁側から冷却空気が流れ両側を冷却しながら後縁
側へ流出すると共に、これら通路に沿って配列する複数
の冷却穴を通って両側に吹き出すことにより、外側シュ
ラウドの背側、腹側の両端部が効果的に冷却される。同
様にインサートを通り、内側シュラウドへ流入する空気
は、それぞれ両側の冷却通路を流れて両端部を冷却しな
がら後縁部から流出すると共に、冷却通路から、この通
路に沿って配列する複数の冷却穴を通って両側に吹出す
ことにより、両側端面も効果的に冷却される。
【００１５】本発明の（１）においては、これら翼壁の
外側シュラウドへの付根部の構造、翼リブ、外側シュラ
ウドの冷却通路、及び冷却穴、内側シュラウドの冷却通
路及び冷却穴との構造により、翼の付根部、外側，内側
シュラウドの冷却効果が向上し、熱応力によるクラック
の発生を防止することができる。
外側シュラウドへの付根部の構造、翼リブ、外側シュラ
ウドの冷却通路、及び冷却穴、内側シュラウドの冷却通
路及び冷却穴との構造により、翼の付根部、外側，内側
シュラウドの冷却効果が向上し、熱応力によるクラック
の発生を防止することができる。
【００１６】本発明の（２）では、前縁側が背側、腹側
の両端に至るまで全面にピンフィンを立設した空間を形
成しているので、両端部にピンフィンを有する空間がな
かった従来のものよりも、ピンフィンによる冷却領域が
拡大し、ピンフィンによる冷却空気の冷却効果が向上す
るようになり、上記（１）の発明の前縁部の冷却効果が
一層高まるものである。
の両端に至るまで全面にピンフィンを立設した空間を形
成しているので、両端部にピンフィンを有する空間がな
かった従来のものよりも、ピンフィンによる冷却領域が
拡大し、ピンフィンによる冷却空気の冷却効果が向上す
るようになり、上記（１）の発明の前縁部の冷却効果が
一層高まるものである。
【００１７】本発明の（３）では、翼に設けられた冷却
穴は腹側には設けずに、高温ガスの影響を最も受ける背
側にのみ設けるようにしたので、冷却空気量が従来より
も少なくすることができる。
穴は腹側には設けずに、高温ガスの影響を最も受ける背
側にのみ設けるようにしたので、冷却空気量が従来より
も少なくすることができる。
【００１８】本発明の（４）では、円周方向に配列する
外側及び内側シュラウド同志をフランジによりボルト結
合して連結することができるので、取付の強度が確実に
確保され、上記（１）の発明の熱応力の影響を抑える効
果をより一層確実に得ることができる。
外側及び内側シュラウド同志をフランジによりボルト結
合して連結することができるので、取付の強度が確実に
確保され、上記（１）の発明の熱応力の影響を抑える効
果をより一層確実に得ることができる。
【００１９】本発明の（５）では、外側シュラウドの翼
付根部のうち、熱応力の発生しやす個所、例えば、翼後
縁端部、前縁等の近辺のシュラウド面を薄肉化すること
により、この部分のシュラウドの熱容量を小さくして翼
とシュラウド間の温度差を小さくし、熱応力の発生を少
なくすることができる。
付根部のうち、熱応力の発生しやす個所、例えば、翼後
縁端部、前縁等の近辺のシュラウド面を薄肉化すること
により、この部分のシュラウドの熱容量を小さくして翼
とシュラウド間の温度差を小さくし、熱応力の発生を少
なくすることができる。
【００２０】本発明の（６）では、翼の前縁部の曲面を
楕円形状とすることにより、前段の動翼から流入する全
方向のガス流をスムーズに受け入れることができ、上記
（１）の発明の空力特性が向上し、高温ガスの影響のア
ンバランスをなくし、上記（１）の発明の効果がより一
層確実に得られるものである。
楕円形状とすることにより、前段の動翼から流入する全
方向のガス流をスムーズに受け入れることができ、上記
（１）の発明の空力特性が向上し、高温ガスの影響のア
ンバランスをなくし、上記（１）の発明の効果がより一
層確実に得られるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係るガスタービン冷却静翼を示す側面
図、図２〜図４は翼の断面図、図５は外側シュラウドの
外側の平面図、図６は内側シュラウドの側面及び内側の
平面図である。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係るガスタービン冷却静翼を示す側面
図、図２〜図４は翼の断面図、図５は外側シュラウドの
外側の平面図、図６は内側シュラウドの側面及び内側の
平面図である。
【００２２】図１において、２０は２段静翼の全体を示
し、１は翼、２は外側シュラウド、３は内側シュラウド
である。図中Ｘで示す部分は前縁部１００％と７５％の
高さの間の前縁の領域であり、肉厚を５mmとしている。
これは２段静翼１０は外側が固定され、内側がロータと
近接する片持の状態であるため翼倒れ防止のために補強
するものである。
し、１は翼、２は外側シュラウド、３は内側シュラウド
である。図中Ｘで示す部分は前縁部１００％と７５％の
高さの間の前縁の領域であり、肉厚を５mmとしている。
これは２段静翼１０は外側が固定され、内側がロータと
近接する片持の状態であるため翼倒れ防止のために補強
するものである。
【００２３】４はリブであり、０〜１００％全体までの
間で背側のみの翼内壁に所定のピッチで上下に配設さ
れ、内側に突出して翼壁の剛性を高め、翼の膨れを防止
するものである。又、図２で後述する後縁の空気吹出口
の厚みを全断面において、従来は５．４mmあったものを
４．４mmとして薄肉化している。その他の壁の厚みは従
来４．５mmであったものを腹側３．０mm、背側４．０mm
とし、薄肉形状とし、翼全体にＴＢＣ（Thermal Barrie
r Coating)を施す。
間で背側のみの翼内壁に所定のピッチで上下に配設さ
れ、内側に突出して翼壁の剛性を高め、翼の膨れを防止
するものである。又、図２で後述する後縁の空気吹出口
の厚みを全断面において、従来は５．４mmあったものを
４．４mmとして薄肉化している。その他の壁の厚みは従
来４．５mmであったものを腹側３．０mm、背側４．０mm
とし、薄肉形状とし、翼全体にＴＢＣ（Thermal Barrie
r Coating)を施す。
【００２４】図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、
前縁部高さ７５％〜１００％の範囲を示し、背側には図
中Ｘで示すように後縁の空気吹出口の厚さｔ2 を従来
５．４mmあったものを、４．４mmと薄肉化して空力性能
を向上させる形状としている。又、腹側の壁の厚さｔ3
は、従来の４．５mmからｔ3 ＝３．０mmとして薄肉化し
ている。
前縁部高さ７５％〜１００％の範囲を示し、背側には図
中Ｘで示すように後縁の空気吹出口の厚さｔ2 を従来
５．４mmあったものを、４．４mmと薄肉化して空力性能
を向上させる形状としている。又、腹側の壁の厚さｔ3
は、従来の４．５mmからｔ3 ＝３．０mmとして薄肉化し
ている。
【００２５】又、後縁の部分Ｙは、ピンフィンが多数設
けられており、ピンの幅は１．２mm、後縁の壁厚さは
１．２mmとし、更にＴＢＣが０．３mmにアンダーコート
が０．１mm施されており、前記したように冷却空気が吹
出す後縁厚みをｔ2 ＝４．４mmと薄くしている。更に、
冷却穴６０は従来存在していた腹側の冷却穴をなくし、
背側のみとして冷却空気量を削減している。
けられており、ピンの幅は１．２mm、後縁の壁厚さは
１．２mmとし、更にＴＢＣが０．３mmにアンダーコート
が０．１mm施されており、前記したように冷却空気が吹
出す後縁厚みをｔ2 ＝４．４mmと薄くしている。更に、
冷却穴６０は従来存在していた腹側の冷却穴をなくし、
背側のみとして冷却空気量を削減している。
【００２６】図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、
前縁部高さ５０％以下の部分を示し、（ａ）は断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図におい
て、翼の厚さはｔ3 ＝３．０mmであるが、背側の前縁部
には多数のリブ４を上下に配列している。（ｂ）図に示
すように肉厚は、ｔ3 ＝３mmとし、ピッチＰ＝１５mmご
とにリブ４を上下に配列して形成している。リブ４の幅
はＷ＝３．０mm、高さＨ＝３．０mmとしてリブ４で背側
を補強している。リブの先端は矩形、面取り、（Ｒ）と
し基部は壁に曲面Ｒで形成されている。このようなリブ
４を背側に設けることにより、翼が外側に膨れるのを防
止している。その他の構成は図２と同様である。
前縁部高さ５０％以下の部分を示し、（ａ）は断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図におい
て、翼の厚さはｔ3 ＝３．０mmであるが、背側の前縁部
には多数のリブ４を上下に配列している。（ｂ）図に示
すように肉厚は、ｔ3 ＝３mmとし、ピッチＰ＝１５mmご
とにリブ４を上下に配列して形成している。リブ４の幅
はＷ＝３．０mm、高さＨ＝３．０mmとしてリブ４で背側
を補強している。リブの先端は矩形、面取り、（Ｒ）と
し基部は壁に曲面Ｒで形成されている。このようなリブ
４を背側に設けることにより、翼が外側に膨れるのを防
止している。その他の構成は図２と同様である。
【００２７】図４は図１におけるＣ−Ｃ断面図であり、
後縁部０％の部分を示し、基本的には図３と同じ構造で
あり、背側の前縁部はリブ４、又は壁の肉厚を厚くして
補強している。本実施の第１形態では、図示していない
が、図２，図３，図４に示す翼の断面形状は翼高さ方向
にねじれて変化させており、インサート６３，６４の組
立時の挿入性を考慮し、ねじれを最少限度にとどめ、翼
の薄肉化と共に、垂直方向からインサート６３，６４を
挿入可能にねじれた形状とし、空力性能を向上させる形
状としている。
後縁部０％の部分を示し、基本的には図３と同じ構造で
あり、背側の前縁部はリブ４、又は壁の肉厚を厚くして
補強している。本実施の第１形態では、図示していない
が、図２，図３，図４に示す翼の断面形状は翼高さ方向
にねじれて変化させており、インサート６３，６４の組
立時の挿入性を考慮し、ねじれを最少限度にとどめ、翼
の薄肉化と共に、垂直方向からインサート６３，６４を
挿入可能にねじれた形状とし、空力性能を向上させる形
状としている。
【００２８】図５は本実施の第１形態における外側シュ
ラウドを示し、図１におけるＥ−Ｅ矢視図である。図に
おいて、外側シュラウド２の周囲はフランジ部２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄで囲まれており、シュラウドの肉厚は、
図８（ｂ）にも示すように前縁側１７mm〜後縁側５．０
mmまでテーパ形状としている。フランジ部２ｄ，２ａ内
には冷却通路５ａが、フランジ部２ｄ，２ｃ内には冷却
通路５ｂが、それぞれ設けられている。これら冷却通路
５ａ，５ｂは前縁側の端部から、それぞれ背側、腹側の
両側端部を通り、後縁側に抜ける通路を形成している。
又、冷却通路５ａ，５ｂ内にはそれぞれタービュレータ
６が設けられている。又、従来と同様に後縁側のフラン
ジ部２ｂには多数の冷却穴７が穿設されており、外側シ
ュラウド内部の空間に連通して冷却空気を後縁へ吹出す
ようになっている。
ラウドを示し、図１におけるＥ−Ｅ矢視図である。図に
おいて、外側シュラウド２の周囲はフランジ部２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄで囲まれており、シュラウドの肉厚は、
図８（ｂ）にも示すように前縁側１７mm〜後縁側５．０
mmまでテーパ形状としている。フランジ部２ｄ，２ａ内
には冷却通路５ａが、フランジ部２ｄ，２ｃ内には冷却
通路５ｂが、それぞれ設けられている。これら冷却通路
５ａ，５ｂは前縁側の端部から、それぞれ背側、腹側の
両側端部を通り、後縁側に抜ける通路を形成している。
又、冷却通路５ａ，５ｂ内にはそれぞれタービュレータ
６が設けられている。又、従来と同様に後縁側のフラン
ジ部２ｂには多数の冷却穴７が穿設されており、外側シ
ュラウド内部の空間に連通して冷却空気を後縁へ吹出す
ようになっている。
【００２９】上記構成の外側シュラウドにおいて、外側
からシュラウドの面に流入する冷却空気の一部は、翼１
のインサート６３，６４で形成される空間に入り、翼内
部を冷却し、翼周囲の冷却穴から吹出して翼を冷却する
と共に、内側シュラウドへも流入する。残りの冷却空気
は、前縁側より左右に分かれて、それぞれ５０ａ，５０
ｄで示すように冷却通路５ａ，５ｂに流入し、冷却通路
５ａでは、５０ａ，５０ｂのように流れ５０ｃのよう
に、又、冷却通路５ｂでは、５０ｄ，５０ｅのように流
れ５０ｆのように、それぞれタービュレータ６で流れが
攪拌されて熱伝達効果を高めながら、後縁側より流出
し、外側シュラウド２の前縁端部及び両側を冷却する。
更に、シュラウド内側空間からの空気は、空間内の５０
ｇから、それぞれ後縁側のフランジ部２ｂに設けられた
複数の冷却穴７より５０ｈのように流出し、後縁側端部
を冷却する。このように外側シュラウド２の全面及び全
周囲が冷却空気により効果的に冷却される。なお、外側
シュラウドにおいても図６（ｂ）で後述するように冷却
通路５ａ，５ｂの両側面に多数の冷却穴を設け、冷却空
気を吹き出すようしても良い。
からシュラウドの面に流入する冷却空気の一部は、翼１
のインサート６３，６４で形成される空間に入り、翼内
部を冷却し、翼周囲の冷却穴から吹出して翼を冷却する
と共に、内側シュラウドへも流入する。残りの冷却空気
は、前縁側より左右に分かれて、それぞれ５０ａ，５０
ｄで示すように冷却通路５ａ，５ｂに流入し、冷却通路
５ａでは、５０ａ，５０ｂのように流れ５０ｃのよう
に、又、冷却通路５ｂでは、５０ｄ，５０ｅのように流
れ５０ｆのように、それぞれタービュレータ６で流れが
攪拌されて熱伝達効果を高めながら、後縁側より流出
し、外側シュラウド２の前縁端部及び両側を冷却する。
更に、シュラウド内側空間からの空気は、空間内の５０
ｇから、それぞれ後縁側のフランジ部２ｂに設けられた
複数の冷却穴７より５０ｈのように流出し、後縁側端部
を冷却する。このように外側シュラウド２の全面及び全
周囲が冷却空気により効果的に冷却される。なお、外側
シュラウドにおいても図６（ｂ）で後述するように冷却
通路５ａ，５ｂの両側面に多数の冷却穴を設け、冷却空
気を吹き出すようしても良い。
【００３０】図６は本実施の第１形態における内側シュ
ラウドを示し、（ａ）は内側シュラウドの側面図、
（ｂ）はそのＦ−Ｆ矢視図である。両図において、内側
シュラウド３の内側にはシールリング保持環を取付ける
ための取付フランジ８ａ，８ｂが設けられているが、後
縁側の取付フランジ８ａは従来の取付フランジ４２より
も後方に移動し、翼１の後縁端の位置から外して配置さ
れている。これにより後段の隣接する２段動翼とで形成
される空間７０が狭くなり、この空間７０内の圧力が高
まり、シール性能を向上させると共に、高温燃焼ガスの
内側への流入を確実に防止し、これにより内側シュラウ
ド３の後縁端部の冷却効果を一層高めるものである。
ラウドを示し、（ａ）は内側シュラウドの側面図、
（ｂ）はそのＦ−Ｆ矢視図である。両図において、内側
シュラウド３の内側にはシールリング保持環を取付ける
ための取付フランジ８ａ，８ｂが設けられているが、後
縁側の取付フランジ８ａは従来の取付フランジ４２より
も後方に移動し、翼１の後縁端の位置から外して配置さ
れている。これにより後段の隣接する２段動翼とで形成
される空間７０が狭くなり、この空間７０内の圧力が高
まり、シール性能を向上させると共に、高温燃焼ガスの
内側への流入を確実に防止し、これにより内側シュラウ
ド３の後縁端部の冷却効果を一層高めるものである。
【００３１】図６（ｂ）において、内側シュラウド３の
周囲は、それぞれ背側、腹側の両端フランジ部３ａ，３
ｂ、取付フランジ８ａ，８ｂにより囲まれており、前縁
側には多数のピンフィン１０が立設する空間を設け、後
縁側には内側空間に連通し、後縁側に開口する多数の冷
却穴１２が設けられている。両フランジ部３ａ，３ｂ内
には、それぞれ冷却通路９ａ，９ｂが設けられ、前縁側
のピンフィン１０からなる空間と、後縁側にそれぞれ開
口し、前縁側のピンフィン１０の空間から後縁へ冷却空
気を流すようになっている。又、シュラウド内側の空間
とピンフィン１０からなる空間とは開口部１１で連通し
ており、更に、両フランジ部３ａ，３ｂの側面には、そ
れぞれ冷却通路９ａ，９ｂに連通して側面へ開口する多
数の冷却穴１３ａ，１３ｂが配列し、冷却空気を側面へ
吹出すようになっている。
周囲は、それぞれ背側、腹側の両端フランジ部３ａ，３
ｂ、取付フランジ８ａ，８ｂにより囲まれており、前縁
側には多数のピンフィン１０が立設する空間を設け、後
縁側には内側空間に連通し、後縁側に開口する多数の冷
却穴１２が設けられている。両フランジ部３ａ，３ｂ内
には、それぞれ冷却通路９ａ，９ｂが設けられ、前縁側
のピンフィン１０からなる空間と、後縁側にそれぞれ開
口し、前縁側のピンフィン１０の空間から後縁へ冷却空
気を流すようになっている。又、シュラウド内側の空間
とピンフィン１０からなる空間とは開口部１１で連通し
ており、更に、両フランジ部３ａ，３ｂの側面には、そ
れぞれ冷却通路９ａ，９ｂに連通して側面へ開口する多
数の冷却穴１３ａ，１３ｂが配列し、冷却空気を側面へ
吹出すようになっている。
【００３２】上記構成の内側シュラウドにおいて、イン
サート６３の空間から吹出した冷却空気５０ｈは、開口
部１１よりピンフィン１０が配列する空間に入り、この
部分の流れを攪拌して効果的に冷却し、それぞれ５０
ｉ，５０ｎのように左右に分かれて冷却通路９ａ，９ｂ
に流入する。冷却通路９ａでは、５０ｉ，５０ｊ，５０
ｋのように流れ、又、冷却通路９ｂでは、５０ｐ，５０
Ｑ，５０ｒのように流れて、それぞれ両側を冷却して後
縁側へ流出する。更に、この過程において、各冷却通路
９ａ，９ｂに連通する多数の冷却穴１３ａ，１３ｂか
ら、それぞれ背側、腹側の両端へ５０ｍ，５０ｓのよう
に冷却空気を吹出し、両側を効果的に冷却する。
サート６３の空間から吹出した冷却空気５０ｈは、開口
部１１よりピンフィン１０が配列する空間に入り、この
部分の流れを攪拌して効果的に冷却し、それぞれ５０
ｉ，５０ｎのように左右に分かれて冷却通路９ａ，９ｂ
に流入する。冷却通路９ａでは、５０ｉ，５０ｊ，５０
ｋのように流れ、又、冷却通路９ｂでは、５０ｐ，５０
Ｑ，５０ｒのように流れて、それぞれ両側を冷却して後
縁側へ流出する。更に、この過程において、各冷却通路
９ａ，９ｂに連通する多数の冷却穴１３ａ，１３ｂか
ら、それぞれ背側、腹側の両端へ５０ｍ，５０ｓのよう
に冷却空気を吹出し、両側を効果的に冷却する。
【００３３】又、インサート６４内の空間から吹出した
空気は５０ｔのように内側の空間に入り、５０Ｕのよう
に後縁側へ流れ、後縁側の多数の冷却穴１２より後縁側
へ吹出し、後縁を効果的に冷却する。このように、内側
シュラウド３は、前縁側は背側、腹側両端部に至る全面
をピンフィン１０を設けた空間とし、後縁には従来と同
様に多数の冷却穴１２による通路を設け、背側、腹側の
両端は冷却通路９ａ，９ｂ及び多数の冷却穴１３ａ，１
３ｂを配列した構成とし全周辺を有効に冷却できる。更
に、後縁側の取付フランジ８ａを後方に移動させて隣接
する後流側の動翼との空間７０を狭くし、シュラウド後
流側の冷却を良好にすることができる。
空気は５０ｔのように内側の空間に入り、５０Ｕのよう
に後縁側へ流れ、後縁側の多数の冷却穴１２より後縁側
へ吹出し、後縁を効果的に冷却する。このように、内側
シュラウド３は、前縁側は背側、腹側両端部に至る全面
をピンフィン１０を設けた空間とし、後縁には従来と同
様に多数の冷却穴１２による通路を設け、背側、腹側の
両端は冷却通路９ａ，９ｂ及び多数の冷却穴１３ａ，１
３ｂを配列した構成とし全周辺を有効に冷却できる。更
に、後縁側の取付フランジ８ａを後方に移動させて隣接
する後流側の動翼との空間７０を狭くし、シュラウド後
流側の冷却を良好にすることができる。
【００３４】以上説明の実施の第１形態においては、翼
１の前縁部で高さ１００％〜７５％の範囲の背側の肉厚
を厚くし、又、高さ０〜１００％全体にリブ４を設け、
その他の翼の肉厚を薄く、更に後縁の空気吹出口の厚み
を薄くする構成とし、翼からの空気を吹出す冷却穴を腹
側をなくして背側のみとする。又、外側シュラウド２に
は背側と腹側とに冷却通路５ａ，５ｂを設け、内側シュ
ラウド３には前縁部を全面ピンフィン１０を配置し、背
側と腹側に冷却通路９ａ，９ｂを設けると共に、多数の
冷却穴１３ａ，１３ｂを配置する構成とし、熱的に厳し
い外側，内側シュラウド２，３の周辺部、翼の付根部が
効果的に冷却され、これら部分クラックの発生が防止さ
れる。
１の前縁部で高さ１００％〜７５％の範囲の背側の肉厚
を厚くし、又、高さ０〜１００％全体にリブ４を設け、
その他の翼の肉厚を薄く、更に後縁の空気吹出口の厚み
を薄くする構成とし、翼からの空気を吹出す冷却穴を腹
側をなくして背側のみとする。又、外側シュラウド２に
は背側と腹側とに冷却通路５ａ，５ｂを設け、内側シュ
ラウド３には前縁部を全面ピンフィン１０を配置し、背
側と腹側に冷却通路９ａ，９ｂを設けると共に、多数の
冷却穴１３ａ，１３ｂを配置する構成とし、熱的に厳し
い外側，内側シュラウド２，３の周辺部、翼の付根部が
効果的に冷却され、これら部分クラックの発生が防止さ
れる。
【００３５】図７は本発明の実施の第２形態に係るガス
タービン冷却静翼を示し、外側シュラウド同志を互いに
フランジとボルト結合として強度を確保するようにした
ものであり、その他の構成は実施の第１形態と同じであ
る。なお、内側シュラウドも同様にフランジで結合され
ることができるが、本例では外側シュラウドで代表して
説明する。図７において、外側シュラウド２には背側の
周辺にフランジ１４ａが、腹側の周辺にフランジ１４ｂ
が取付けられ、それぞれフランジ１４ａと１４ｂとを接
してボルト・ナット１５で連結されている。このように
フランジ１４ａ，１４ｂとボルト・ナット１５による結
合で外側シュラウド２の車室側への取付けがより強固と
なるものである。これにより強度が確保され、ガス圧力
による翼のクリープ倒れを防止する一助となる。また、
ボルト結合することで一体鋳造の２枚つづり翼と比べ、
翼同士の拘束が弱くなり翼付根の過大な熱応力を抑える
ことができる。その他の構成、効果は実施の第１形態と
同じであるので、詳しい説明は省略する。
タービン冷却静翼を示し、外側シュラウド同志を互いに
フランジとボルト結合として強度を確保するようにした
ものであり、その他の構成は実施の第１形態と同じであ
る。なお、内側シュラウドも同様にフランジで結合され
ることができるが、本例では外側シュラウドで代表して
説明する。図７において、外側シュラウド２には背側の
周辺にフランジ１４ａが、腹側の周辺にフランジ１４ｂ
が取付けられ、それぞれフランジ１４ａと１４ｂとを接
してボルト・ナット１５で連結されている。このように
フランジ１４ａ，１４ｂとボルト・ナット１５による結
合で外側シュラウド２の車室側への取付けがより強固と
なるものである。これにより強度が確保され、ガス圧力
による翼のクリープ倒れを防止する一助となる。また、
ボルト結合することで一体鋳造の２枚つづり翼と比べ、
翼同士の拘束が弱くなり翼付根の過大な熱応力を抑える
ことができる。その他の構成、効果は実施の第１形態と
同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００３６】図８は本発明の実施の第３形態に係るガス
タービン冷却静翼を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は翼
の付根部近辺のシュラウドの肉厚を薄くした部分の断面
図で、翼とシュラウドの剛性のバランスを図るようにし
たものであり、その他の構成は、実施の第１形態と同じ
ものである。図８において、外側シュラウド２の翼１の
付根部のうち前縁の腹側の曲率の大きい突設部のシュラ
ウド部分１６、後縁のフィン部分が取付けられるシュラ
ウド部分１８、のそれぞれの近辺の肉厚を他の部分より
も薄く形成する。このように外側シュラウド２の翼付根
部の熱応力の厳しい部分１６，１８の肉厚を薄くする
と、この部分の剛性が小さくなり、翼１との剛性の差が
少なくなる。これにより、この部分に発生する熱応力も
小さくなって熱応力により発生するクラックも抑えるこ
とができる。なお、内側シュラウド３についても、説明
は省略するが、同様に、このような構成とすることがで
きる。その他の構成は実施の第１形態と同じであり、本
実施の第３形態では、そのシュラウドの冷却効果がより
一層確実となるものである。
タービン冷却静翼を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は翼
の付根部近辺のシュラウドの肉厚を薄くした部分の断面
図で、翼とシュラウドの剛性のバランスを図るようにし
たものであり、その他の構成は、実施の第１形態と同じ
ものである。図８において、外側シュラウド２の翼１の
付根部のうち前縁の腹側の曲率の大きい突設部のシュラ
ウド部分１６、後縁のフィン部分が取付けられるシュラ
ウド部分１８、のそれぞれの近辺の肉厚を他の部分より
も薄く形成する。このように外側シュラウド２の翼付根
部の熱応力の厳しい部分１６，１８の肉厚を薄くする
と、この部分の剛性が小さくなり、翼１との剛性の差が
少なくなる。これにより、この部分に発生する熱応力も
小さくなって熱応力により発生するクラックも抑えるこ
とができる。なお、内側シュラウド３についても、説明
は省略するが、同様に、このような構成とすることがで
きる。その他の構成は実施の第１形態と同じであり、本
実施の第３形態では、そのシュラウドの冷却効果がより
一層確実となるものである。
【００３７】図９は本発明の実施の第４形態に係るガス
タービン冷却静翼を示し、翼１の前縁部の形状を従来の
円弧状断面から楕円状断面としたものであり、その他の
構成は実施の第１形態と同じである。図において、
（ａ）は従来の前縁部の形状で、円弧形状１９ａであっ
たが、（ｂ）に示すように楕円形状で楕円の長軸の円弧
形状１９ｂとしている。このような形状とすることによ
り、前段の動翼からの広範囲の注入角を持つガス流れに
対し、どのような流れ方向に対しても対応ができるよう
になり、空力的な性能向上につながる。これにより翼１
への高温燃焼ガスの影響のアンバランスを小さくし、熱
応力の影響を小さくすることができる。その他の構成、
効果については、実施の第１形態と同じであるので説明
は省略する。
タービン冷却静翼を示し、翼１の前縁部の形状を従来の
円弧状断面から楕円状断面としたものであり、その他の
構成は実施の第１形態と同じである。図において、
（ａ）は従来の前縁部の形状で、円弧形状１９ａであっ
たが、（ｂ）に示すように楕円形状で楕円の長軸の円弧
形状１９ｂとしている。このような形状とすることによ
り、前段の動翼からの広範囲の注入角を持つガス流れに
対し、どのような流れ方向に対しても対応ができるよう
になり、空力的な性能向上につながる。これにより翼１
への高温燃焼ガスの影響のアンバランスを小さくし、熱
応力の影響を小さくすることができる。その他の構成、
効果については、実施の第１形態と同じであるので説明
は省略する。
【００３８】
【発明の効果】本発明のガスタービン冷却静翼は、
（１）外側シュラウドから翼内部を通り内側シュラウド
へ挿入された吹出穴付筒状インサートに冷却空気を流し
同吹出穴より流出させ、翼壁を貫通する冷却穴より外部
へ流出させると共に、前記内側シュラウドへも導き同内
側シュラウドを冷却して外部へ流出させるガスタービン
２段静翼において、前記翼前縁部背側の前記インサート
との間で高さ１００％から７５％の範囲の翼肉厚を他の
翼肉厚よりも厚くすると共に、高さ０〜１００％全体の
背側の前記インサートとの間には翼壁内側で横方向に伸
び上下に複数本からなる翼リブを形成し、前記外側及び
内側シュラウドのそれぞれの背側及び腹側の両端部に設
けられ、前縁側から後縁側へ冷却空気を流して後縁側へ
開口して流出させる冷却通路と、前記内側及び外側シュ
ラウドの前記背側及び腹側の冷却通路に沿って配列し、
一端が同通路へ連通し他端が端面に開口して冷却空気を
吹出す複数の冷却穴とを備えてなることを特徴としてい
る。このような構成により、次のような効果を有する。
（１）外側シュラウドから翼内部を通り内側シュラウド
へ挿入された吹出穴付筒状インサートに冷却空気を流し
同吹出穴より流出させ、翼壁を貫通する冷却穴より外部
へ流出させると共に、前記内側シュラウドへも導き同内
側シュラウドを冷却して外部へ流出させるガスタービン
２段静翼において、前記翼前縁部背側の前記インサート
との間で高さ１００％から７５％の範囲の翼肉厚を他の
翼肉厚よりも厚くすると共に、高さ０〜１００％全体の
背側の前記インサートとの間には翼壁内側で横方向に伸
び上下に複数本からなる翼リブを形成し、前記外側及び
内側シュラウドのそれぞれの背側及び腹側の両端部に設
けられ、前縁側から後縁側へ冷却空気を流して後縁側へ
開口して流出させる冷却通路と、前記内側及び外側シュ
ラウドの前記背側及び腹側の冷却通路に沿って配列し、
一端が同通路へ連通し他端が端面に開口して冷却空気を
吹出す複数の冷却穴とを備えてなることを特徴としてい
る。このような構成により、次のような効果を有する。
【００３９】翼の前縁部の翼の肉厚は高さ１００％から
７５％の範囲にわたって厚肉が厚くなっている。従って
外側シュラウドへの翼の付根部で高温燃焼ガスの影響の
厳しい前縁が補強されているので翼倒れが防止される。
又、翼の高さ全体の翼壁が翼リブで補強され、翼の膨れ
を防止する。更に、外側シュラウドの背側、腹側の両側
に設けられた冷却通路には、それぞれ前縁側から冷却空
気が流れ両側を冷却しながら後縁側へ流出すると共に、
両側の多数の冷却穴からも側面に吹き出すので、外側及
び内側シュラウドの背側、腹側の両端部が効果的に冷却
される。同様にインサートを通り、内側シュラウドへ流
入する空気は、それぞれ両側の冷却通路を流れて両端部
を冷却しながら後縁部から流出すると共に、冷却通路か
ら、この通路に沿って配列する複数の冷却穴を通って両
側に吹出すことにより、両側端面も効果的に冷却され
る。本発明の（１）においては、これら翼壁の外側シュ
ラウドへの付根部の構造、翼リブ、外側シュラウドの冷
却通路、内側シュラウドの冷却通路及び冷却穴との構造
により、翼の付根部、外側，内側シュラウドの冷却効果
が向上し、熱応力によるクラックの発生を防止すること
ができる。
７５％の範囲にわたって厚肉が厚くなっている。従って
外側シュラウドへの翼の付根部で高温燃焼ガスの影響の
厳しい前縁が補強されているので翼倒れが防止される。
又、翼の高さ全体の翼壁が翼リブで補強され、翼の膨れ
を防止する。更に、外側シュラウドの背側、腹側の両側
に設けられた冷却通路には、それぞれ前縁側から冷却空
気が流れ両側を冷却しながら後縁側へ流出すると共に、
両側の多数の冷却穴からも側面に吹き出すので、外側及
び内側シュラウドの背側、腹側の両端部が効果的に冷却
される。同様にインサートを通り、内側シュラウドへ流
入する空気は、それぞれ両側の冷却通路を流れて両端部
を冷却しながら後縁部から流出すると共に、冷却通路か
ら、この通路に沿って配列する複数の冷却穴を通って両
側に吹出すことにより、両側端面も効果的に冷却され
る。本発明の（１）においては、これら翼壁の外側シュ
ラウドへの付根部の構造、翼リブ、外側シュラウドの冷
却通路、内側シュラウドの冷却通路及び冷却穴との構造
により、翼の付根部、外側，内側シュラウドの冷却効果
が向上し、熱応力によるクラックの発生を防止すること
ができる。
【００４０】本発明の（２）では、前縁側が背側、腹側
の両端に至るまで全面にピンフィンを立設した空間を形
成しているので、両端部にピンフィンを有する空間がな
かった従来のものよりも、ピンフィンによる冷却領域が
拡大し、ピンフィンによる冷却空気の冷却効果が向上す
るようになり、前縁部の冷却効果が高まるものである。
の両端に至るまで全面にピンフィンを立設した空間を形
成しているので、両端部にピンフィンを有する空間がな
かった従来のものよりも、ピンフィンによる冷却領域が
拡大し、ピンフィンによる冷却空気の冷却効果が向上す
るようになり、前縁部の冷却効果が高まるものである。
【００４１】本発明の（３）では、翼に設けられた冷却
穴は腹側には設けずに、高温ガスの影響を最も受ける背
側にのみ設けるようにしたので、冷却空気量が従来より
も少なくすることができる。
穴は腹側には設けずに、高温ガスの影響を最も受ける背
側にのみ設けるようにしたので、冷却空気量が従来より
も少なくすることができる。
【００４２】本発明の（４）では、円周方向に配列する
外側及び内側シュラウド同志をフランジによりボルト結
合して連結することができるので、取付の強度が確実に
確保され、上記（１）の発明の効果をより一層確実に得
ることができる。
外側及び内側シュラウド同志をフランジによりボルト結
合して連結することができるので、取付の強度が確実に
確保され、上記（１）の発明の効果をより一層確実に得
ることができる。
【００４３】本発明の（５）では、外側シュラウドの翼
付根部のうち、熱応力の発生しやす個所、例えば、翼後
縁端部、前縁等の近辺のシュラウド面を薄肉化すること
により、この部分のシュラウドの熱容量を小さくして翼
とシュラウド間の温度差を小さくし、熱応力の発生を少
なくすることができる。
付根部のうち、熱応力の発生しやす個所、例えば、翼後
縁端部、前縁等の近辺のシュラウド面を薄肉化すること
により、この部分のシュラウドの熱容量を小さくして翼
とシュラウド間の温度差を小さくし、熱応力の発生を少
なくすることができる。
【００４４】本発明の（６）では、翼の前縁部の曲面を
楕円形状とすることにより、前段の動翼から流入する全
方向のガス流をスムーズに受け入れることができ、上記
（１）の発明の空力特性が向上し、上記（１）の発明の
効果がより一層確実に得られるものである。
楕円形状とすることにより、前段の動翼から流入する全
方向のガス流をスムーズに受け入れることができ、上記
（１）の発明の空力特性が向上し、上記（１）の発明の
効果がより一層確実に得られるものである。
【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン冷
却静翼の全体側面図である。
却静翼の全体側面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面を示し、（ａ）はＢ−
Ｂ断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図であ
る。
Ｂ断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図であ
る。
【図４】図１におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１におけるＥ−Ｅ矢視図である。
【図６】本発明の実施の第１形態に係る内側シュラウド
を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）における
Ｆ−Ｆ矢視図である。
を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）における
Ｆ−Ｆ矢視図である。
【図７】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン冷
却静翼の外側シュラウドの連結を示す平面図である。
却静翼の外側シュラウドの連結を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の第３形態に係るガスタービン冷
却静翼の外側シュラウドを示し、（ａ）は平面図で、
（ｂ）は断面図である。
却静翼の外側シュラウドを示し、（ａ）は平面図で、
（ｂ）は断面図である。
【図９】本発明の実施の第４形態に係るガスタービン冷
却静翼の翼断面形状を示し、（ａ）は従来、（ｂ）は本
発明を、それぞれ示す。
却静翼の翼断面形状を示し、（ａ）は従来、（ｂ）は本
発明を、それぞれ示す。
【図１０】従来のガスタービンの前段部分を示す断面図
である。
である。
【図１１】従来の２段静翼を示す斜視図である。
【図１２】従来の２段静翼の断面図である。
１ 翼 ２ 外側シュラウド ３ 内側シュラウド ４ リブ ５ａ，５ｂ，９ａ，９ｂ 冷却通路 ６ タービュレータ ７ 冷却穴 ８ａ，８ｂ 取付フランジ １０ ピンフィン １１ 開口部 １２，１３ａ，１３ｂ 冷却穴 １４ａ，１４ｂ フランジ １５ ボルト・ナット ６０ 冷却穴 ６３，６４ インサート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白田 明彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 伊藤 栄作 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 3G002 GA08 GB01
Claims (6)
- 【請求項１】 外側シュラウドから翼内部を通り内側シ
ュラウドへ挿入された吹出穴付筒状インサートに冷却空
気を流し同吹出穴より流出させ、翼壁を貫通する冷却穴
より外部へ流出させると共に、前記内側シュラウドへも
導き同内側シュラウドを冷却して外部へ流出させるガス
タービン２段静翼において、前記翼前縁部背側の前記イ
ンサートとの間で高さ１００％から７５％の範囲の翼肉
厚を他の翼肉厚よりも厚くすると共に、高さ０〜１００
％全体の背側の前記インサートとの間には翼壁内側で横
方向に伸び上下に複数本からなる翼リブを形成し、前記
外側及び内側シュラウドのそれぞれの背側及び腹側の両
端部に設けられ、前縁側から後縁側へ冷却空気を流して
後縁側へ開口して流出させる冷却通路と、前記内側及び
外側シュラウドの前記背側及び腹側の冷却通路に沿って
配列し、一端が同通路へ連通し他端が端面に開口して冷
却空気を吹出す複数の冷却穴とを備えてなることを特徴
とするガスタービン冷却静翼。 - 【請求項２】 前記内側シュラウドの前縁側端部には背
側から腹側の両端面に至る範囲にわたって複数のピンフ
ィンを立設した空間を形成し、背側と腹側の両端部にお
いて前記冷却通路に連通させることを特徴とする請求項
１記載のガスタービン冷却静翼。 - 【請求項３】 前記翼に設けられた冷却穴は背側にのみ
設けられていることを特徴とする請求項１記載のガスタ
ービン冷却静翼。 - 【請求項４】 前記外側及び内側シュラウドの背側及び
腹側の端部には、それぞれフランジ面が形成され、周方
向に互いに隣接する前記外側及び内側シュラウド同志を
前記フランジ面によりボルト結合可能とすることを特徴
とする請求項１記載のガスタービン冷却静翼。 - 【請求項５】 前記外側シュラウドの翼付根部の特定個
所の周囲のシュラウド肉厚は他のシュラウド肉厚よりも
薄くすることを特徴とする請求項１記載のガスタービン
冷却静翼。 - 【請求項６】 前記翼の前縁部の断面形状は楕円形状の
曲面であることを特徴とする請求項１記載のガスタービ
ン冷却静翼。
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ID=18583824
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