JP2003129803A - Gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービンに
関し、更に詳しくは、タービン動翼の分割環、タービン
動翼のプラットフォーム、タービン静翼のシュラウド等
の分割可能なタービン流路壁を備えるガスタービンに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine, and more particularly, to a gas turbine provided with a separable turbine flow path wall such as a turbine rotor blade split ring, a turbine rotor blade platform, and a turbine vane shroud. Regarding
【0002】[0002]
【従来の技術】燃焼ガスの流路壁となるタービン動翼の
分割環、タービン動翼のプラットフォームやタービン静
翼のシュラウドには、一般に、分割式の環状壁が採用さ
れる。図20は、従来のガスタービンのタービン静翼を
示す全体構成図である。タービン静翼は、翼100と、
この翼100を両端にて支持するセグメント200、2
00とを含み構成される。セグメント200は、鋳製の
板状部材であり、複数環状に接合してタービン静翼の内
側シュラウドおよび外側シュラウドを構成する。図21
は、図20に記載したセグメント200の接合部を示す
組立斜視図である。セグメント200は、ガスタービン
稼働時の熱膨張を考慮して、対向する接合面210、2
10間に所定の隙間300を開けて設置される。しか
し、この隙間300は、タービン稼働時にて、完全には
塞がらずに約1〜2mm程度の幅を残す。このため、従
来のガスタービンでは、接合面210に前縁220から
後縁221に渡るシール溝211を形成し、このシール
溝211にハステロイ部材からなるシール板400を挿
入して、かかる隙間300を封止していた。なお、シー
ル板400は、セグメント200を組み立ててボルト締
めした後に、前縁220側からシール溝211に挿入さ
れる(図21参照)。2. Description of the Related Art A split annular wall is generally used for a split ring of a turbine rotor blade that serves as a flow path wall for combustion gas, a platform of the turbine rotor blade, and a shroud of a turbine stator blade. FIG. 20 is an overall configuration diagram showing a turbine vane of a conventional gas turbine. The turbine vane includes blade 100 and
Segments 200, 2 supporting the wing 100 at both ends
00 is included. The segment 200 is a cast plate-shaped member, and is joined in a plurality of annular shapes to form an inner shroud and an outer shroud of the turbine vane. Figure 21
FIG. 21 is an assembled perspective view showing a joint portion of the segment 200 described in FIG. 20. In consideration of thermal expansion during operation of the gas turbine, the segment 200 has opposing joint surfaces 210, 2
It is installed with a predetermined gap 300 between 10 pieces. However, this gap 300 is not completely closed when the turbine is in operation, leaving a width of about 1 to 2 mm. Therefore, in the conventional gas turbine, the seal groove 211 extending from the front edge 220 to the rear edge 221 is formed on the joint surface 210, and the seal plate 400 made of a Hastelloy member is inserted into the seal groove 211 to form the gap 300. It was sealed. The seal plate 400 is inserted into the seal groove 211 from the front edge 220 side after the segment 200 is assembled and bolted (see FIG. 21).
【0003】この従来技術において、高温の燃焼ガス5
00は、シュラウド表面に沿って流れて接合面200、
200間の隙間300に巻き込む(図22参照)。する
と、セグメント200の縁部230に焼損510が生
じ、さらには縁部230が減肉してシール板400の落
下等、種々の深刻な問題を生じる。このため、従来から
上記問題を解決する技術が盛んに研究開発されてきた。
かかる技術としては、セグメント200の背面240側
に冷却空気を溜めるキャビティ(図示省略)を形成し、
この冷却空気を前面250側に放出して接合面210縁
部230を冷却する技術が知られている。以下、これら
の従来技術を順次示しつつその解決課題および解決手段
につき詳細に説明する。In this prior art, high temperature combustion gas 5
00 flows along the shroud surface to form the joint surface 200,
It is wound in the gap 300 between the 200 (see FIG. 22). Then, the edge portion 230 of the segment 200 is burnt out 510, and the edge portion 230 is thinned to cause various serious problems such as dropping of the seal plate 400. Therefore, research and development have been actively conducted in the related art for solving the above problems.
As such a technique, a cavity (not shown) for storing cooling air is formed on the rear surface 240 side of the segment 200,
A technique is known in which this cooling air is discharged to the front surface 250 side to cool the joint surface 210 edge portion 230. Hereinafter, these problems will be described in detail while sequentially showing these conventional techniques and solving problems.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】第1の従来技術として
は、実開平6−60702号公報に記載される技術が知
られている。図23は、この従来技術1にかかるタービ
ン静翼の接合部を示す正面断面図であり、図24は、図
23に記載したシール板を示す斜視図である。この従来
技術1のガスタービンは、接合面210、210間の隙
間300に、段差部411を形成したシール板410を
採用する点に特徴を有する。段差部411は、従来のシ
ール板400を、厚さ方向および幅方向に一定間隔おき
に切り欠き形成される(図24参照)。これにより、シ
ール板410の段差部411は、シール溝211に嵌み
込まれた状態にて、冷却空気600をセグメント200
の背面240側から前面250側に通す通路を形成する
(図23参照)。この従来技術1において、冷却空気6
00は、セグメント200の背面240側から段差部4
11が作る通路を通ってシール板410の前面240側
に放出され、接合面210、210間の隙間300を埋
めてその縁部230を冷却する。これにより、接合面2
10縁部230の焼損510が抑止される。As a first conventional technique, a technique described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-60702 is known. FIG. 23 is a front sectional view showing a joint portion of a turbine vane according to Conventional Technique 1, and FIG. 24 is a perspective view showing a seal plate shown in FIG. The gas turbine of the related art 1 is characterized in that a seal plate 410 having a step portion 411 is used in the gap 300 between the joint surfaces 210, 210. The step portion 411 is formed by cutting out the conventional seal plate 400 at regular intervals in the thickness direction and the width direction (see FIG. 24). As a result, the step portion 411 of the seal plate 410 receives the cooling air 600 in the segment 200 while being fitted in the seal groove 211.
A passage is formed from the rear surface 240 side to the front surface 250 side (see FIG. 23). In the conventional technique 1, the cooling air 6
00 is the step portion 4 from the rear surface 240 side of the segment 200.
It is discharged to the front surface 240 side of the seal plate 410 through the passage created by 11, and fills the gap 300 between the joint surfaces 210, 210 to cool the edge portion 230 thereof. As a result, the joint surface 2
Burnout 510 of the tenth edge portion 230 is suppressed.
【0005】ここで、シール板400は、弾性変形でき
る程度の薄型構造を有する。しかしながら、かかる薄い
シール板400を切り欠き、段差部411を形成する加
工は、容易ではない。また、薄いシール板400を切り
欠けば、その強度が著しく低下するという問題点もあ
る。他方、シール板400を厚くすれば、それに伴いセ
グメント200の厚みも増加し、タービン稼働時のセグ
メント200の熱変形に対してシール板400が変形で
きず、セグメント200の破損やシール板400の外れ
が生じるという問題点もある。加えて、セグメント20
0を厚くすれば、その熱容量も増加して過度の冷却を要
するという問題点もある。そこで、この発明は、上記に
鑑みてなされたものであって、既存のシール板400を
採用しつつ上記接合面210縁部230に生ずる焼損5
10を抑止できるガスタービンを提供することを第1の
目的とする。Here, the seal plate 400 has a thin structure that is elastically deformable. However, it is not easy to cut out the thin seal plate 400 and form the step portion 411. In addition, if the thin seal plate 400 is cut out, the strength thereof is significantly reduced. On the other hand, if the thickness of the seal plate 400 is increased, the thickness of the segment 200 is also increased accordingly, the seal plate 400 cannot be deformed due to thermal deformation of the segment 200 during turbine operation, and the segment 200 is damaged or the seal plate 400 comes off. There is also a problem that occurs. In addition, the segment 20
If 0 is made thick, the heat capacity also increases, and there is a problem that excessive cooling is required. Therefore, the present invention has been made in view of the above, and burns 5 that occurs in the edge portion 230 of the joint surface 210 while using the existing seal plate 400.
A first object of the present invention is to provide a gas turbine capable of suppressing 10
【0006】また、第2の従来技術としては、シール板
400に孔を設けた構成が知られている。図25は、こ
の従来技術2にかかるタービン静翼の接合部を示す正面
断面図であり、図26は、図25に記載したシール板を
示す斜視図であり、図27は、図25に記載した接合部
の側面断面図である。この従来技術2のガスタービン
は、従来のシール板400の中央に、複数の貫通孔42
1を真上から垂直に明けたシール板420を採用する
(図26参照)。シール板420は、セグメント200
のシール溝211、211に挿入して嵌め込まれる。こ
の従来技術2において、冷却空気600は、シール板4
20の貫通孔421を通り、シュラウド背面240側か
ら前面250側に噴出する。これにより、冷却空気60
0は、セグメント200縁部230を冷却してその焼損
510を抑止する。As a second conventional technique, a structure in which a hole is formed in the seal plate 400 is known. 25 is a front sectional view showing a joint portion of a turbine vane according to Conventional Technique 2, FIG. 26 is a perspective view showing a seal plate shown in FIG. 25, and FIG. 27 is shown in FIG. It is a side sectional view of the joined portion. In the gas turbine of the related art 2, a plurality of through holes 42 are formed in the center of the conventional seal plate 400.
A seal plate 420 in which 1 is opened vertically is used (see FIG. 26). The seal plate 420 is the segment 200.
Are inserted into the seal grooves 211, 211 and fitted. In the prior art 2, the cooling air 600 is supplied to the seal plate 4
It passes through the through holes 421 of 20 and jets from the shroud back surface 240 side to the front surface 250 side. As a result, the cooling air 60
0 cools the edges 230 of the segment 200 to prevent its burnout 510.
【0007】しかしながら、上記従来技術2のガスター
ビンでは、シール板420の貫通孔421は、板面に対
して垂直に明けられるので、冷却空気600は、貫通孔
421から垂直に噴出してセグメント200縁部230
を通過し、燃焼ガス500の流れと直ちに混合する(図
27参照)。このため、縁部230を効果的に冷却でき
ないという問題点があった。また、貫通孔421の径を
拡大して冷却空気600の流量を増加させ、冷却効果を
高める方法もある。しかしながら、かかる方法では、燃
焼ガス500と混合する冷却空気600量も増加するた
め、燃焼ガス500の圧力損失が著しく、ガスタービン
効率が低下するという問題点があった。そこで、この発
明は、セグメント200縁部230の焼損510を抑止
しつつ、上記冷却空気600と燃焼ガス500との混合
ロスを低減できるガスタービンを提供することを第2の
目的とする。However, in the gas turbine of the prior art 2 described above, since the through hole 421 of the seal plate 420 is opened perpendicularly to the plate surface, the cooling air 600 is jetted vertically from the through hole 421 and the segment 200. Edge 230
And immediately mix with the flow of combustion gas 500 (see FIG. 27). Therefore, there is a problem that the edge portion 230 cannot be cooled effectively. There is also a method of increasing the flow rate of the cooling air 600 by increasing the diameter of the through hole 421 to enhance the cooling effect. However, in such a method, since the amount of the cooling air 600 mixed with the combustion gas 500 also increases, there is a problem that the pressure loss of the combustion gas 500 is significant and the gas turbine efficiency is reduced. Therefore, a second object of the present invention is to provide a gas turbine capable of suppressing the burnout 510 of the edge portion 230 of the segment 200 and reducing the mixing loss of the cooling air 600 and the combustion gas 500.
【0008】また、上記従来技術2のガスタービンで
は、貫通孔421はシール板420を真直ぐに貫通する
ため、冷却空気600がシール板420の通過にあたり
受ける抵抗は小さい。このため、従来技術2のシール板
420は、接合面210、210間を封止する機能が低
く、必要以上に冷却空気600を通過させるため、燃焼
ガス500の圧力損失が大きいという問題点があった。
そこで、この発明は、上記シール板420の封止機能を
担保しつつ、セグメント200縁部230に生ずる焼損
510を有効に抑止できるガスタービンを提供すること
を第3の目的とする。Further, in the gas turbine of the above-mentioned Prior Art 2, since the through hole 421 penetrates the seal plate 420 straightly, the resistance that the cooling air 600 receives when passing through the seal plate 420 is small. Therefore, the sealing plate 420 of the related art 2 has a low function of sealing the joint surfaces 210, 210, and causes the cooling air 600 to pass more than necessary, which causes a problem that the pressure loss of the combustion gas 500 is large. It was
Therefore, a third object of the present invention is to provide a gas turbine capable of effectively suppressing burnout 510 occurring at the edge portion 230 of the segment 200 while ensuring the sealing function of the seal plate 420.
【0009】また、第3の従来技術としては、特開20
00−25744号公報に記載される技術が知られてい
る。図29は、この従来技術3にかかるタービン静翼の
要部を示す斜視図であり、図30は、図29に記載した
セグメントの接合部を示す正面断面図である。この従来
技術3のガスタービンは、片方のセグメント200の前
面250側端部251に沿って、前縁220から後縁2
21に渡り冷却空気600の吹き出し孔430を複数有
する(図29参照)。吹き出し孔430は、セグメント
200の縁部230寄りに傾斜し、セグメント200を
背面240側から前面250側に貫通して形成される
(図30参照)。この従来技術3において、冷却空気6
00は、セグメント200の背面240側から吹き出し
孔430を通って前面250側に吹き出す。これによ
り、冷却空気600は、接合面210、210間の隙間
300に流れ込み、セグメント200の縁部230を冷
却する。A third conventional technique is Japanese Patent Laid-Open No.
The technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 00-25744 is known. FIG. 29 is a perspective view showing a main portion of a turbine vane according to Conventional Technique 3, and FIG. 30 is a front sectional view showing a joint portion of the segment shown in FIG. The gas turbine of the related art 3 includes a front edge 220 to a rear edge 2 along the front surface 250 side end portion 251 of one segment 200.
21 has a plurality of blowing holes 430 for the cooling air 600 (see FIG. 29). The blowing hole 430 is formed so as to be inclined toward the edge portion 230 of the segment 200 and penetrate the segment 200 from the rear surface 240 side to the front surface 250 side (see FIG. 30). In the conventional technique 3, the cooling air 6
00 blows out from the rear surface 240 side of the segment 200 through the blowing hole 430 to the front surface 250 side. Thereby, the cooling air 600 flows into the gap 300 between the joint surfaces 210, 210 and cools the edge portion 230 of the segment 200.
【0010】しかしながら、上記従来技術3のガスター
ビンにおいて、吹き出し孔430の効果的かつ効率的な
配置については、何ら踏み込んだ研究がなされていな
い。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、より効果的にセグメント200縁部230を冷
却できるガスタービンを提供することを第4の目的とす
る。However, in the gas turbine of the prior art 3 described above, no study has been made on the effective and efficient arrangement of the blowout holes 430. Therefore, the present invention has been made in view of the above, and a fourth object thereof is to provide a gas turbine capable of cooling the edge portion 230 of the segment 200 more effectively.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、この発明であるガスタービンは、複数のセグ
メントを環状に接合して形成されると共に、燃焼ガスの
流路壁を構成するタービン分割環、タービン動翼のプラ
ットフォーム、タービン静翼シュラウドその他のタービ
ン流路壁と、前記セグメント間の対向する接合面に形成
したシール溝に嵌め込まれると共に、前記接合面間に渡
して前記接合面間の隙間を封止するシール板とを有し、
且つ、前記シール溝の内面には、前記タービン流路壁の
背面側から前記シール板の前面側に冷却空気を通す空気
溝を設けることを特徴とする。In order to achieve the above first object, a gas turbine according to the present invention is formed by joining a plurality of segments in an annular shape and constitutes a passage wall for combustion gas. The turbine split ring, the turbine rotor blade platform, the turbine vane shroud, and other turbine channel walls are fitted into the seal grooves formed on the facing joint surfaces between the segments, and the joint is provided between the joint surfaces. With a seal plate that seals the gap between the surfaces,
An air groove is provided on the inner surface of the seal groove for passing cooling air from the back side of the turbine passage wall to the front side of the seal plate.
【0012】この発明において、冷却空気は、シール溝
の内面に形成された空気溝を通り、タービン流路壁の背
面側からシール板の前面側に噴出して、セグメントの接
合面を冷却する。これにより、セグメント縁部の焼損が
抑止される。In the present invention, the cooling air passes through the air groove formed on the inner surface of the seal groove and is jetted from the rear surface side of the turbine passage wall to the front surface side of the seal plate to cool the joint surface of the segment. As a result, burning of the edge of the segment is suppressed.
【0013】また、上記第1の目的を達成するために、
この発明であるガスタービン(請求項2)は、請求項1
に記載のガスタービンにおいて、さらに、前記空気溝
は、前記タービン流路壁に対して前面側と背面側とで平
面的に異なる位置に設けられることを特徴とする。Further, in order to achieve the first object,
The gas turbine according to the present invention (claim 2) is defined by claim 1.
Further, in the gas turbine according to the aspect 1, the air grooves are provided at different positions in plan view on the front surface side and the rear surface side with respect to the turbine flow path wall.
【0014】この発明において、冷却空気は、背面側の
空気溝からシール溝に入り、シール溝内を長手方向に移
動して前面側の空気溝の出口から噴出する。ここで、冷
却空気は、空気溝とシール溝とが形成するクランク状の
流路により減速されるので、その噴出流量が抑制され
る。これにより、シール板の封止機能を維持しつつ、セ
グメント縁部を冷却できる。なお、平面的に異なる位置
とは、例えば、空気溝を、シール溝の前面側内面と背面
側内面とで千鳥状に交互に形成する場合が含まれる。In the present invention, the cooling air enters the seal groove from the air groove on the back side, moves in the seal groove in the longitudinal direction, and is ejected from the outlet of the air groove on the front side. Here, since the cooling air is decelerated by the crank-shaped flow path formed by the air groove and the seal groove, the jet flow rate thereof is suppressed. As a result, the segment edge can be cooled while maintaining the sealing function of the seal plate. It should be noted that the “planarly different positions” include, for example, the case where the air grooves are alternately formed in a zigzag pattern on the front inner surface and the back inner surface of the seal groove.
【0015】また、上記第2の目的を達成するために、
この発明であるガスタービン(請求項3)は、複数のセ
グメントを環状に接合して形成されると共に、燃焼ガス
の流路壁を構成するタービン分割環、タービン動翼のプ
ラットフォーム、タービン静翼シュラウドその他のター
ビン流路壁と、前記セグメント間の対向する接合面に形
成したシール溝に嵌め込まれると共に、前記接合面間に
渡して当該接合面間の隙間を封止するシール板とを有
し、且つ、前記シール板は、前記タービン流路壁の後縁
側に傾斜する貫通孔を有することを特徴とする。In order to achieve the second object,
A gas turbine according to the present invention (claim 3) is formed by joining a plurality of segments in an annular shape and forms a combustion gas passage wall, a turbine split ring, a turbine moving blade platform, and a turbine stationary blade shroud. Other turbine channel walls, and having a seal plate that is fitted into seal grooves formed on the facing joint surfaces between the segments and that extends between the joint surfaces and seals the gap between the joint surfaces, In addition, the sealing plate has a through hole that is inclined toward the trailing edge side of the turbine flow path wall.
【0016】この発明において、冷却空気は、シール板
の貫通孔が後縁側に傾斜するので、シール板の前面側に
て後縁側に傾斜しつつ噴出する。これにより、冷却空気
は、貫通孔をシール板に対して垂直に形成する場合と比
較して滑らかに噴出し、シール板前面上に冷却空気層を
形成する。In the present invention, since the through hole of the seal plate is inclined toward the trailing edge side, the cooling air is ejected while inclining toward the trailing edge side on the front side of the sealing plate. As a result, the cooling air is ejected more smoothly than in the case where the through holes are formed perpendicularly to the seal plate, and a cooling air layer is formed on the front surface of the seal plate.
【0017】また、上記第2の目的を達成するために、
この発明であるガスタービン(請求項4)は、請求項3
に記載のガスタービンにおいて、前記貫通孔の傾斜角
は、噴出する前記冷却空気が、前記タービン流路壁の縁
部に届く下限値より大きくなるように、且つ、前記ター
ビン流路壁の縁部を越えて前記燃焼ガスに混入する上限
値より小さくなるように、前記角度を設定することを特
徴とする。In order to achieve the second object,
The gas turbine according to the present invention (claim 4) is defined by claim 3
In the gas turbine according to claim 1, the inclination angle of the through hole is such that the cooling air jetted out is larger than a lower limit value that reaches the edge portion of the turbine passage wall, and the edge portion of the turbine passage wall. It is characterized in that the angle is set so as to be smaller than the upper limit value that exceeds the range and mixes into the combustion gas.
【0018】この発明において、冷却空気は、セグメン
トの縁部を冷却してその焼損を抑止する。なお、縁部に
届く下限値とは、噴出した冷却空気が縁部まで届かず、
縁部を冷却することなく下流に流れる角度の臨界値をい
う。また、燃焼ガスに混入する上限値とは、噴出した冷
却空気が縁部を越えて燃焼ガスに直ちに混入し、縁部付
近にて冷却空気層を形成しない臨界値をいう。これらの
臨界値は、具体的には、3次元流体解析により個々のガ
スタービンの仕様、構造等に応じて決定される。In the present invention, the cooling air cools the edges of the segments to prevent their burnout. In addition, the lower limit value that reaches the edge is that the jetted cooling air does not reach the edge,
It refers to the critical value of the angle that flows downstream without cooling the edges. The upper limit value mixed in the combustion gas means a critical value at which the jetted cooling air immediately mixes with the combustion gas beyond the edge and does not form a cooling air layer near the edge. Specifically, these critical values are determined by three-dimensional fluid analysis according to the specifications, structure, etc. of each gas turbine.
【0019】また、上記第3の目的を達成するために、
この発明であるガスタービン(請求項5)は、複数のセ
グメントを環状に接合して形成されると共に、燃焼ガス
の流路壁を構成するタービン分割環、タービン動翼のプ
ラットフォーム、タービン静翼シュラウドその他のター
ビン流路壁と、前記セグメント間の対向する接合面に形
成したシール溝に嵌め込まれると共に、前記接合面間に
渡して前記接合面間の隙間を封止するシール板とを有
し、且つ、前記シール板は、その上下面の側部であって
前記タービン流路壁に対して上面側と下面側とで平面的
に異なる位置に、切り欠き部を設けたことを特徴とす
る。Further, in order to achieve the third object,
A gas turbine according to the present invention (claim 5) is formed by joining a plurality of segments in an annular shape and forms a combustion gas passage wall, a turbine split ring, a turbine moving blade platform, and a turbine stationary blade shroud. Other turbine flow path walls, having a seal plate that is fitted into seal grooves formed on the facing joint surfaces between the segments and that extends between the joint surfaces to seal a gap between the joint surfaces, Further, the seal plate is characterized in that cutout portions are provided at side portions of upper and lower surfaces thereof, which are two-dimensionally different on the upper surface side and the lower surface side with respect to the turbine passage wall.
【0020】この発明において、冷却空気は、シール板
の下面側の切り欠き部からシール溝内に入り、シール板
の側方を通り上面側の切り欠き部から吹き出される。こ
こで、冷却空気は、切り欠き部とシール溝とが形成する
クランク状の流路により減速されて、その噴出流量が抑
制される。これにより、シール板の封止機能を維持しつ
つ、セグメント縁部を冷却できる。In the present invention, the cooling air enters the seal groove from the cutout portion on the lower surface side of the seal plate, passes the side of the seal plate, and is blown out from the cutout portion on the upper surface side. Here, the cooling air is decelerated by the crank-shaped flow path formed by the cutout portion and the seal groove, and the ejection flow rate thereof is suppressed. As a result, the segment edge can be cooled while maintaining the sealing function of the seal plate.
【0021】ところで、上記従来技術3に関し、発明者
らの研究によれば、燃焼ガス500の流れはシュラウド
表面上にて一様でなく、場所によりその流線方向が変化
する。図31は、図29に記載したタービン1段静翼の
シュラウドを示す平面断面図である。セグメント200
の接合面210は、前縁220から後縁221に向かっ
て翼100b側に傾き、斜めに形成される。この従来技
術3において、燃焼ガス500は、前縁220側からほ
ぼ垂直に流入してシュラウド表面上を流れ、隙間300
の前縁220側を翼100b方向から跨いで翼100a
の腹110にあたる。そして、燃焼ガス500は、翼1
00aにガイドされて流線方向を変え、隙間300の後
縁221側を翼100a方向から跨いで翼100bの背
120に沿って後縁221に抜ける。すなわち、燃焼ガ
ス500は、シュラウド200前縁220側と後縁22
1側とで、接合面210間の隙間300を異なる方向か
ら跨ぐ。By the way, according to the research conducted by the inventors regarding the above-mentioned Prior Art 3, the flow of the combustion gas 500 is not uniform on the surface of the shroud, and the streamline direction changes depending on the location. FIG. 31 is a plan sectional view showing a shroud of the turbine first stage stationary blade shown in FIG. 29. Segment 200
The joining surface 210 of is inclined toward the blade 100b side from the leading edge 220 toward the trailing edge 221 and is formed obliquely. In the prior art 3, the combustion gas 500 flows substantially vertically from the front edge 220 side and flows on the shroud surface, and the gap 300
The front edge 220 side of the wing 100a
It corresponds to the belly 110. Then, the combustion gas 500 is transferred to the blade 1
00a to change the streamline direction, and to pass through the trailing edge 221 side of the clearance 300 from the direction of the blade 100a and pass through the back 120 of the blade 100b to the trailing edge 221. That is, the combustion gas 500 is emitted from the shroud 200 on the front edge 220 side and the rear edge 22 side.
The first side straddles the gap 300 between the joint surfaces 210 from different directions.
【0022】ここで、吹き出し孔430は、接合面21
0の隙間300より上流側になければ冷却空気600を
隙間300に供給しない。また、上記従来技術3のガス
タービンは、吹き出し孔430を翼100a側のセグメ
ント200端部251に有するので、燃焼ガス500
は、隙間300の前縁220側を翼100b側から跨
ぐ。したがって、上記従来技術3のガスタービンでは、
前縁220側の吹き出し孔430は、隙間300より下
流側に位置してしまい、冷却されないという問題点があ
る。また、かかる問題点は、上記タービン1段静翼に限
らず、タービン動翼や、より後段のタービン静翼にも存
在する。そこで、この発明は、発明者らの研究による上
記新たな課題に鑑みなされたものであって、燃焼ガス5
00が隙間300を跨ぐ方向の変化に対し、より効果的
にセグメント200縁部230を冷却できるガスタービ
ンを提供することを第4の目的とする。Here, the blow-out hole 430 is formed in the joint surface 21.
The cooling air 600 is not supplied to the gap 300 unless it is on the upstream side of the gap 300 of 0. Further, since the gas turbine according to the related art 3 has the blowing hole 430 at the end portion 251 of the segment 200 on the blade 100a side, the combustion gas 500
Spans the front edge 220 side of the gap 300 from the blade 100b side. Therefore, in the gas turbine of the related art 3 described above,
The blow-out hole 430 on the front edge 220 side is located downstream of the gap 300 and is not cooled. Further, such a problem exists not only in the turbine first-stage vane but also in the turbine rotor blade and the turbine vane in the later stage. Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned new problems by the inventors' research, and the combustion gas 5
A fourth object is to provide a gas turbine that can more effectively cool the edge portion 230 of the segment 200 with respect to the change in the direction in which 00 crosses the gap 300.
【0023】上記第4の目的を達成するために、この発
明であるガスタービン(請求項6)は、タービン動翼、
タービン静翼その他の翼と、前記翼を支持する複数のセ
グメントを環状に接合して形成されると共に、燃焼ガス
の流路壁を構成するタービン分割環、タービン動翼のプ
ラットフォーム、タービン静翼シュラウドその他のター
ビン流路壁と、前記セグメントの対向する接合面間の隙
間を基準として当該隙間を跨ぐ前記燃焼ガスの流れ方向
が変わる付近を境に、一方のセグメントの端部から他方
のセグメントの端部に切り替えて複数形成した冷却空気
の吹き出し孔とを有することを特徴とする。In order to achieve the fourth object, the gas turbine of the present invention (claim 6) is a turbine rotor blade,
Turbine stator blades and other blades, and a plurality of segments supporting the blades are annularly joined to each other to form a combustion gas passage wall, a turbine split ring, a turbine rotor blade platform, and a turbine stator blade shroud. Other turbine channel walls and the gap between the facing joint surfaces of the segments as a reference, with the vicinity where the flow direction of the combustion gas across the gap changes as a boundary, from the end of one segment to the end of the other segment And a plurality of cooling air blowout holes formed by switching to the section.
【0024】この発明において、ガスタービンは、吹き
出し孔の形成位置を燃焼ガスの流線方向に応じて切り替
えて形成したので、従来技術3のガスタービンと比較し
て、より多くの冷却空気の吹き出し孔を接合面間の隙間
に対して上流側に形成できる。これにより、冷却作用を
奏しない吹き出し孔の数が減少し、セグメント縁部の冷
却効果を向上できる。なお、燃焼ガスの流れ方向が変わ
る付近の境は、タービン流路壁ごとに異なり、また、タ
ービンの運転開始時と一定時間経過後とでも異なるの
で、3次元流路解析その他の当業者公知の手法により、
個々のタービンごとに適宜変更して決定することが好ま
しい。また、この付近では、隙間を跨ぐ燃焼ガスの流線
方向が隙間と平行になる場合もあるので、「境」は、一
定の範囲を有する場合があり、必ずしも一点を意味しな
い。In the present invention, since the gas turbine is formed by switching the formation positions of the blowing holes according to the streamline direction of the combustion gas, a larger amount of cooling air is blown as compared with the gas turbine of the prior art 3. The hole can be formed upstream of the gap between the joint surfaces. As a result, the number of blow-out holes that do not have a cooling action is reduced, and the cooling effect of the edge portion of the segment can be improved. It should be noted that the boundary near the point where the flow direction of the combustion gas changes is different for each turbine flow passage wall and also at the start of operation of the turbine and after a certain period of time elapses. By the method,
It is preferable to appropriately change and determine each turbine. Further, in this vicinity, the streamline direction of the combustion gas straddling the gap may be parallel to the gap, so the “boundary” may have a certain range and does not necessarily mean one point.
【0025】また、上記第4の目的を達成するために、
この発明であるガスタービン(請求項7)は、タービン
動翼、タービン静翼その他の翼と、前記翼を支持する複
数のセグメントを環状に接合して形成されると共に、燃
焼ガスの流路壁を構成するタービン分割環、タービン動
翼のプラットフォーム、タービン静翼シュラウドその他
のタービン流路壁と、前記セグメントの前記翼の腹側に
位置する端部に複数形成される冷却空気の吹き出し孔と
を有し、且つ、前記セグメントの対向する接合面間の隙
間は、当該隙間を跨ぐ前記燃焼ガスの流れ方向が変わる
付近を境に、前縁側を、前記隙間に背を向ける前記翼側
に屈折させて、前記吹き出し孔が前記隙間より上流側に
位置するように形成されることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned fourth object,
A gas turbine according to the present invention (claim 7) is formed by annularly joining a turbine moving blade, a turbine stationary blade and other blades and a plurality of segments supporting the blade, and a combustion gas passage wall. A turbine split ring, a turbine rotor blade platform, a turbine vane shroud and other turbine flow path walls, and a plurality of cooling air blowing holes formed at the vent side end of the blade of the segment. Having, and the gap between the facing joint surfaces of the segment, with the vicinity of the vicinity of the flow direction of the combustion gas straddling the gap changing, the leading edge side is refracted to the wing side with its back to the gap. The blow-out hole is formed so as to be located on the upstream side of the gap.
【0026】この発明において、ガスタービンは、吹き
出し孔が接合面間の隙間より上流側に位置するように隙
間の前縁側を屈折させて形成したので、従来技術3のガ
スタービンと比較して、より多くの冷却空気の吹き出し
孔を接合面間の隙間に対して上流側に形成できる。これ
により、セグメント縁部の焼損をより効果的に抑止でき
る。なお、隙間を跨ぐ燃焼ガスが流れ方向を変える付近
の境は、タービン流路壁ごとに異なるので、具体的に
は、3次元流路解析その他の当業者公知の手法により、
個々のタービン流路壁ごとに確定することが好ましい。
また、この付近では、隙間を跨ぐ燃焼ガスの流線方向が
隙間と平行になる場合もあるので、「境」は、一定の範
囲を有する場合があり必ずしも一点を意味しない。In the present invention, the gas turbine is formed by refracting the leading edge side of the gap so that the blowing hole is located upstream of the gap between the joint surfaces. More cooling air blowing holes can be formed on the upstream side with respect to the gap between the joint surfaces. Thereby, the burnout of the segment edge can be suppressed more effectively. In addition, since the boundary in the vicinity of the combustion gas that changes the flow direction across the gap is different for each turbine flow path wall, specifically, by a three-dimensional flow path analysis and other methods known to those skilled in the art,
It is preferably determined for each individual turbine channel wall.
Further, in this vicinity, the streamline direction of the combustion gas straddling the gap may be parallel to the gap, so that the “boundary” may have a certain range and does not necessarily mean one point.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、以下に示す実
施の形態の構成要素には、当業者が通常設計変更できる
ものが含まれるものとする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, constituent elements of the embodiments described below include those that can be usually modified by those skilled in the art.
【0028】(実施の形態1)図1は、この発明にかか
る実施の形態1であるガスタービンの要部を示す斜視図
である。図2は、図1に記載したセグメントの接合部を
示すA−A視断面図であり、図3は、図1に記載したシ
ュラウド接合面を示すB視断面図である。また、図4
は、図1〜図3に記載したセグメントの接合面を示す斜
視図である。これらの図において、上記従来のガスター
ビンと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明
を省略する。このガスタービンは、上記従来技術1のガ
スタービンと比較して、シール板400には加工せず、
セグメント200の接合面210側に空気溝1を形成す
る点で相異する。すなわち、このガスタービンのシール
板400は、単純な板状形状を有し、従来技術1のシー
ル板410のような段差部411(図24参照)を有さ
ない。なお、シール板400は、接合面210のシール
溝211に挿入して嵌め込まれ、接合面210、210
間の隙間300を封止する。(First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a gas turbine according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA showing the joint portion of the segment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the line B showing the shroud joint surface shown in FIG. Also, FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a joint surface of the segment shown in FIGS. 1 to 3. In these figures, the same components as those of the conventional gas turbine described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This gas turbine is not processed into the seal plate 400 as compared with the gas turbine of the above-mentioned Prior Art 1,
The difference is that the air groove 1 is formed on the joint surface 210 side of the segment 200. That is, the seal plate 400 of this gas turbine has a simple plate shape, and does not have the step portion 411 (see FIG. 24) unlike the seal plate 410 of the related art 1. The seal plate 400 is inserted and fitted into the seal groove 211 of the joint surface 210, and the joint surfaces 210, 210
The gap 300 between them is sealed.
【0029】ここで、シール板400の側方には、ター
ビン稼働時におけるセグメント200の熱膨張を吸収す
るため、一定の空間211が確保される。また、シール
溝211の内面には、断面長方形状の空気溝1が、接合
面210と垂直方向にシール溝211の奥まで切り欠き
形成される(図1〜図4参照)。また、空気溝1は、シ
ール溝211の内面にて上下交互かつ等間隔に、セグメ
ント200の前縁220から後縁221に渡り千鳥状に
形成される(図3および図4参照)。これにより、空気
溝1は、シール板400の設置状態にて、クランク状に
屈折した冷却空気600の通路を形成する(図2および
図3参照)。Here, a constant space 211 is secured on the side of the seal plate 400 in order to absorb thermal expansion of the segment 200 during operation of the turbine. In addition, the air groove 1 having a rectangular cross section is formed on the inner surface of the seal groove 211 by cutting out to the depth of the seal groove 211 in the direction perpendicular to the joint surface 210 (see FIGS. 1 to 4). In addition, the air grooves 1 are formed in a zigzag pattern from the front edge 220 to the rear edge 221 of the segment 200 at the inner surface of the seal groove 211 alternately vertically and at equal intervals (see FIGS. 3 and 4). As a result, the air groove 1 forms a passage for the cooling air 600 that is bent in a crank shape when the seal plate 400 is installed (see FIGS. 2 and 3).
【0030】この実施の形態1において、冷却空気60
0は、背面240側の空気溝1aからシール板400側
方の空間212に入り込み、この空間212内をシール
板400に沿って後縁230方向に流れて前面250側
の空気溝1bに入り込む。そして、冷却空気600は、
空気溝1bの出口3から接合面210、210間の隙間
300に噴出する(図2および図3参照)。これによ
り、冷却空気600は、セグメント200縁部230を
冷却してその焼損510を抑止する。In the first embodiment, the cooling air 60
0 enters the space 212 on the side of the seal plate 400 from the air groove 1a on the back surface 240 side, flows in the space 212 along the seal plate 400 toward the trailing edge 230, and enters the air groove 1b on the front surface 250 side. Then, the cooling air 600 is
The air is ejected from the outlet 3 of the air groove 1b into the gap 300 between the joint surfaces 210, 210 (see FIGS. 2 and 3). Thereby, the cooling air 600 cools the edge portion 230 of the segment 200 and suppresses the burnout 510 thereof.
【0031】この実施の形態1によれば、冷却空気60
0の通路(空気溝1)をセグメント200側に形成する
ので、上記従来技術1のシール板410と比較して、よ
り強度の高いシール板400を採用できる。また、セグ
メント200側を加工対象とすることにより、薄いシー
ル板400を加工する上記従来技術1のシール板410
と比較して、より容易に冷却空気600の通路を形成で
きる。また、空気溝1は、上下交互かつ等間隔に形成さ
れるので、セグメント200縁部230を均一にムラな
く冷却できる。また、空気溝1は、シュラウドに対して
平面的に異なる位置に形成されるので、上記従来技術1
のように段差部411により平面的に同じ位置に冷却空
気600の入口および出口が形成される場合と比較し
て、冷却空気600の流速をより減速できる。これによ
り、接合面210、210間のシール性が向上し、過度
の冷却空気600の噴出による燃焼ガスの圧力損失を抑
制できる。According to the first embodiment, the cooling air 60
Since the passage of 0 (the air groove 1) is formed on the segment 200 side, the seal plate 400 having higher strength can be adopted as compared with the seal plate 410 of the prior art 1. Further, the sealing plate 410 of the above-mentioned conventional technique 1 for processing the thin sealing plate 400 by processing the segment 200 side.
The passage of the cooling air 600 can be formed more easily as compared with. Further, since the air grooves 1 are formed vertically and alternately at equal intervals, the edge portion 230 of the segment 200 can be cooled uniformly and evenly. Further, since the air groove 1 is formed at a position different from the shroud in plan view, the above-mentioned conventional technique 1
As described above, the flow velocity of the cooling air 600 can be further reduced as compared with the case where the inlet and the outlet of the cooling air 600 are formed at the same position in the plane by the step portion 411. Thereby, the sealing property between the joint surfaces 210, 210 is improved, and the pressure loss of the combustion gas due to the excessive ejection of the cooling air 600 can be suppressed.
【0032】なお、この実施の形態1において、空気溝
1は、長方形の断面形状を有するが、これに限らず、半
円形、三角形その他の断面形状でも良い(図5参照)。
また、空気溝1の幅や深さも特に限定はないが、シール
板400の本来的役割を考慮すれば、焼損510を必要
十分に抑制できる程度の寸法とすることが好ましい。空
気溝1の断面積を過度に大きくすると、冷却空気600
の流量が増加して燃焼ガス500の圧力損失が生じるた
めである。In the first embodiment, the air groove 1 has a rectangular cross-sectional shape, but it is not limited to this and may have a semi-circular shape, a triangular shape, or another cross-sectional shape (see FIG. 5).
Further, the width and depth of the air groove 1 are not particularly limited, but in consideration of the original role of the seal plate 400, it is preferable that the size is set to the extent that burnout 510 can be suppressed sufficiently and sufficiently. If the cross-sectional area of the air groove 1 is excessively increased, the cooling air 600
This is because the pressure loss of the combustion gas 500 occurs due to an increase in the flow rate of
【0033】また、この実施の形態1において、空気溝
1は、シール溝211の奥側まで切り欠かれるが、これ
に限らず、シール板400側方の空間212と連通する
長さを有すれば良い。また、空気溝1の数や間隔4にも
特に限定はない。ただし、セグメント200、200間
のシール性を確保する観点から、焼損510を必要十分
に抑制できる数もしくは間隔4とすることが好ましい。Further, in the first embodiment, the air groove 1 is cut to the inner side of the seal groove 211, but not limited to this, it may have a length communicating with the space 212 on the side of the seal plate 400. Good. Further, the number of the air grooves 1 and the interval 4 are not particularly limited. However, from the viewpoint of ensuring the sealing property between the segments 200, 200, it is preferable to set the number or interval 4 at which burnout 510 can be suppressed sufficiently and sufficiently.
【0034】また、この実施の形態1において、空気溝
1は、上下交互に千鳥状に形成したが、これに限らず、
例えば、焼損510の著しい箇所に集中的に形成しても
良い(図6参照)。この構成によれば、冷却空気600
の流量を必要十分に抑えつつ、セグメント200縁部2
30の焼損510を有効に抑止できる。Further, in the first embodiment, the air grooves 1 are formed in a zigzag pattern alternately in the vertical direction, but the present invention is not limited to this.
For example, it may be concentratedly formed on a significant portion of the burnout 510 (see FIG. 6). According to this configuration, the cooling air 600
Edge 200 of the segment 200 while suppressing the flow rate of
The burnout 510 of 30 can be effectively suppressed.
【0035】また、この実施の形態1において、空気溝
1bは、その出口3を燃焼ガス500の下流側もしくは
シュラウドの後縁221側に傾斜させて形成しても良
い。図7は、かかる傾斜した空気溝1bを有するセグメ
ント200の接合部を示す平面図である。この構成にお
いて、冷却空気600は、傾斜した空気溝1bの出口3
から噴出して接合面210間の隙間300を前縁220
側から後縁221側に向かい滑らかに流れる。これによ
り、空気溝1を接合面210に垂直に設けた場合と比較
して、冷却空気600をより滑らかに流せるので、セグ
メント200縁部230の焼損510をより効果的に抑
止できる。In the first embodiment, the air groove 1b may be formed by inclining the outlet 3 toward the downstream side of the combustion gas 500 or the trailing edge 221 side of the shroud. FIG. 7 is a plan view showing a joint portion of the segment 200 having the inclined air groove 1b. In this configuration, the cooling air 600 is supplied to the outlet 3 of the inclined air groove 1b.
From the front edge 220 by ejecting from the gap 300 between the joint surfaces 210.
Flows smoothly from the side toward the trailing edge 221. As a result, as compared with the case where the air groove 1 is provided perpendicularly to the joint surface 210, the cooling air 600 can flow more smoothly, so that the burnout 510 of the edge portion 230 of the segment 200 can be suppressed more effectively.
【0036】(実施の形態2)図8は、この発明にかか
る実施の形態2であるガスタービンの要部を示す斜視図
であり、図9は、図8に記載したセグメントの接合部を
示すC視断面図である。これらの図において、上記従来
のガスタービンと同一の構成要素には同一の符号を付
し、その説明を省略する。このガスタービンは、上記従
来技術2のガスタービンと比較して、後縁221側に傾
斜した貫通孔11を有するシール板10を採用する点で
相異する。貫通孔11は、冷却空気600の噴出口を後
縁221側に60度傾けて形成され、シール板10の中
央に前縁220側から後縁221側に渡り複数設けられ
る(図9参照)。なお、シール板10は、従来のシール
板400に貫通孔11を明けて形成される。(Second Embodiment) FIG. 8 is a perspective view showing a main part of a gas turbine according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a joint portion of the segment described in FIG. FIG. In these figures, the same components as those of the conventional gas turbine described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This gas turbine is different from the gas turbine of the conventional technique 2 in that a seal plate 10 having a through hole 11 inclined toward the trailing edge 221 is employed. The through-hole 11 is formed by inclining the jet port of the cooling air 600 toward the trailing edge 221 side by 60 degrees, and is provided in plural at the center of the seal plate 10 from the leading edge 220 side to the trailing edge 221 side (see FIG. 9). The seal plate 10 is formed by forming a through hole 11 in the conventional seal plate 400.
【0037】この実施の形態2において、冷却空気60
0は、シュラウドの背面240側からシール板10の貫
通孔11を通り前面250側の隙間300に噴出する。
このとき、冷却空気600は、後縁221側に約60度
傾いて噴出して接合面210、210間の隙間300に
層を形成し、セグメント200縁部230を冷却してそ
の焼損510を抑止する。In the second embodiment, the cooling air 60
0 spouts from the back surface 240 side of the shroud through the through hole 11 of the seal plate 10 and into the gap 300 on the front surface 250 side.
At this time, the cooling air 600 is jetted to the trailing edge 221 side with an inclination of about 60 degrees to form a layer in the gap 300 between the joint surfaces 210, 210, and cools the edge portion 230 of the segment 200 to prevent its burnout 510. To do.
【0038】この実施の形態2によれば、貫通孔11は
後縁221側に傾斜するので、冷却空気600は、上記
従来技術2の場合と比較して、燃焼ガス500と混合し
難くなり、接合面210、210間の隙間300を埋め
てその縁部230を効果的に冷却する。また、縁部23
0の冷却が効果的に行えるので、冷却空気600の流量
を抑制でき、冷却空気600と燃焼ガス500との混合
による圧力損失を減少できる。According to the second embodiment, since the through hole 11 is inclined toward the trailing edge 221 side, the cooling air 600 is less likely to be mixed with the combustion gas 500, as compared with the case of the above-mentioned prior art 2. The gap 300 between the joint surfaces 210, 210 is filled, and the edge portion 230 thereof is effectively cooled. Also, the edge 23
Since the cooling of 0 can be effectively performed, the flow rate of the cooling air 600 can be suppressed and the pressure loss due to the mixing of the cooling air 600 and the combustion gas 500 can be reduced.
【0039】なお、この実施の形態2において、貫通孔
11の傾斜角は約60度(好ましくは55度から65
度)であるが、これに限らず、シュラウドの平面に対し
て、40度以上かつ75度以下の角度で後縁230側に
傾斜することとしても良い。ここで、40度以上という
下限は、これ以下の傾斜角では、貫通孔11から噴出し
た冷却空気600がセグメント200の縁部230まで
届かずに隙間300に沿って後縁221側に流れてしま
い、縁部230を有効に冷却できないという発明者らの
知見に基づく(図28参照)。また、75度以上という
上限は、これ以上の傾斜角では、冷却空気600は、縁
部230を通過して燃焼ガス500と直ちに混合するた
め、縁部230を有効に冷却できないという発明者らの
知見に基づく(図27参照)。なお、かかる傾斜角の範
囲の存在は従来知られておらず、発明者らの研究に基づ
き新たに開示するものである。また、この傾斜角の範囲
は、燃焼ガスの流速、貫通孔11の径、冷却空気600
の流量その他の要因により変化するため、上記数値を目
安とし、当業者自明の範囲内で適宜変更することが好ま
しい。なお、60度という角度は、既存のガスタービン
に対して好適な結果が得られる数値である。In the second embodiment, the inclination angle of the through hole 11 is about 60 degrees (preferably 55 to 65 degrees).
However, the present invention is not limited to this and may be inclined toward the trailing edge 230 side at an angle of 40 degrees or more and 75 degrees or less with respect to the plane of the shroud. Here, the lower limit of 40 degrees or more is that if the inclination angle is less than this, the cooling air 600 ejected from the through holes 11 does not reach the edge portion 230 of the segment 200 and flows along the gap 300 toward the trailing edge 221 side. Based on the inventors' knowledge that the edge portion 230 cannot be cooled effectively (see FIG. 28). In addition, the upper limit of 75 degrees or more is that the cooling air 600 passes through the edge portion 230 and immediately mixes with the combustion gas 500 at an inclination angle larger than this, so that the edge portion 230 cannot be effectively cooled. Based on findings (see FIG. 27). It should be noted that the existence of such a range of the tilt angle has not hitherto been known, and will be newly disclosed based on the research of the inventors. Further, the range of this inclination angle is the flow velocity of the combustion gas, the diameter of the through hole 11, the cooling air 600.
Since it changes depending on the flow rate and other factors, it is preferable to appropriately change the value within the range obvious to those skilled in the art, using the above numerical value as a guide. It should be noted that the angle of 60 degrees is a numerical value that is suitable for the existing gas turbine.
【0040】(実施の形態3)図10は、この発明にか
かる第3の実施の形態であるガスタービンの要部を示す
斜視図であり、図11は、図10に記載したセグメント
の接合部を示すD−D視断面図である。図12は、図1
1に示したセグメントの接合部を示すE−E視断面図で
あり、図13は、図10〜図12に記載したシール板の
要部を示す斜視図である。これらの図において、上記従
来のガスタービンと同一の構成要素には同一の符号を付
し、その説明を省略する。このガスタービンは、上記従
来技術3のガスタービンと比較して、切り欠き部21を
有するシール板20を採用する点に特徴を有する。切り
欠き部21は、シール板20の長手方向に、上下面およ
び両側縁に複数かつ交互に形成される(図13参照)。
したがって、切り欠き部20は、上下面では平面的に異
なる位置に形成され、両側縁では互いに対向しない位置
に形成される(図11〜図13参照)。なお、シール板
20は、接合面210のシール溝211、211にその
両縁を挿入して嵌め込まれ、接合面210、210間に
渡されてその隙間300を封止する。(Third Embodiment) FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a gas turbine according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a connecting portion of the segments shown in FIG. FIG. 12 is shown in FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line EE showing the joint portion of the segment shown in FIG. 1, and FIG. 13 is a perspective view showing a main portion of the sealing plate shown in FIGS. 10 to 12. In these figures, the same components as those of the conventional gas turbine described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This gas turbine is characterized in that a seal plate 20 having a notch portion 21 is adopted, as compared with the gas turbine of the above-mentioned Prior Art 3. A plurality of notches 21 are formed alternately on the upper and lower surfaces and both side edges in the longitudinal direction of the seal plate 20 (see FIG. 13).
Therefore, the cutout portions 20 are formed at different positions in plan view on the upper and lower surfaces, and are formed at positions on both side edges that do not face each other (see FIGS. 11 to 13). The seal plate 20 is fitted by inserting both edges into the seal grooves 211, 211 of the joint surface 210 and passed between the joint surfaces 210, 210 to seal the gap 300.
【0041】この実施の形態3において、冷却空気60
0は、シュラウドの背面240側からシール板20下面
の切り欠き部21aを通り、シール板20側方の空間2
12に進入する(図11参照)。つぎに、冷却空気60
0は、圧力差によりこの空間212を後縁221側に流
れてシール板20上面の切り欠き部21bに入り(図1
2参照)、その出口22から接合面210、210間の
隙間300に噴出してセグメント200縁部230を冷
却する(図11参照)。In the third embodiment, the cooling air 60
0 passes through the notch 21a on the lower surface of the seal plate 20 from the back surface 240 side of the shroud, and the space 2 on the side of the seal plate 20.
Enter 12 (see FIG. 11). Next, the cooling air 60
0 flows into this space 212 toward the trailing edge 221 due to the pressure difference and enters the notch 21b on the upper surface of the seal plate 20 (see FIG.
2), and jets from the outlet 22 into the gap 300 between the joint surfaces 210, 210 to cool the edge portion 230 of the segment 200 (see FIG. 11).
【0042】この実施の形態3によれば、シール板20
は、上面側の切り欠き部21aと下面側の切り欠き部2
1bとを平面的に異なる位置に有するので、クランク状
の冷却空気600の通路を形成する。これにより、従来
技術1のシール板410(図24参照)と比較して、冷
却空気600の流速は低下し、その流量が抑制されてシ
ール板20の封止機能が確保される。また、切り欠き部
21がシール板20の両側縁にて対向しない位置に形成
されるので、従来技術1のシール板410(図24参
照)と比較して、シール板20の強度が向上する。ま
た、切り欠き部21はシール板20に形成するので、セ
グメント200の接合面210に加工する場合(図1〜
図4参照)と比較して、切り欠き部21数の増減等の事
後的な設計変更を、コストの低いシール板側で調整でき
る利点もある。According to the third embodiment, the seal plate 20
Is a notch 21a on the upper surface side and a notch 2 on the lower surface side.
Since it has a position different from that of 1b in a plane, a crank-shaped passage of the cooling air 600 is formed. As a result, as compared with the seal plate 410 (see FIG. 24) of the related art 1, the flow rate of the cooling air 600 is reduced, the flow rate is suppressed, and the sealing function of the seal plate 20 is ensured. Further, since the cutout portions 21 are formed at positions not facing each other on both side edges of the seal plate 20, the strength of the seal plate 20 is improved as compared with the seal plate 410 of Prior Art 1 (see FIG. 24). Further, since the cutout portion 21 is formed in the seal plate 20, when processing the joint surface 210 of the segment 200 (see FIGS.
Compared with (see FIG. 4), there is also an advantage that posterior design changes such as increase or decrease in the number of notches 21 can be adjusted on the side of the seal plate, which has a low cost.
【0043】なお、この実施の形態3において、切り欠
き部21の形状、断面形状、断面積、間隔等は、特に限
定はなく、セグメント200縁部230の焼損510を
抑止できる形状等であればよい。したがって、切り欠き
部21の形状等については、当業者自明の範囲内で適宜
設計変更することが望ましい。また、切り欠き部21
は、千鳥状に形成する場合に限られず、例えば、焼損5
10の著しい範囲に集中的に設置する構成としても良い
(図示省略)。In the third embodiment, the shape, the cross-sectional shape, the cross-sectional area, the interval, etc. of the cutout portion 21 are not particularly limited as long as the burnout 510 of the edge portion 230 of the segment 200 can be suppressed. Good. Therefore, it is desirable to appropriately change the design of the shape of the cutout portion 21 within the scope obvious to those skilled in the art. Also, the notch 21
Is not limited to staggered formation, and for example, burnout 5
It may be configured to be intensively installed in 10 remarkable areas (not shown).
【0044】(実施の形態4)図14は、この発明にか
かる第4の実施の形態であるガスタービンのタービン1
段静翼を示す斜視図である。また、図15は、図14に
記載したタービン1段静翼のシュラウドを示す平面断面
図であり、図16は、図15に記載したセグメントの接
合部を示すF−F視断面図である。これらの図におい
て、上記従来のガスタービンと同一の構成要素には同一
の符号を付し、その説明を省略する。このガスタービン
は、上記従来技術3のガスタービンと比較して、冷却空
気600の吹き出し孔30を、接合面210、210間
の隙間300を跨ぐ燃焼ガス500の流線方向が逆にな
る境界前後で、異なる側のセグメント200端部251
に切り替え形成することを特徴とする。これにより、こ
のガスタービンは、上記従来技術3のガスタービンと比
較して、より多くの吹き出し孔30を隙間300に対し
て上流側に配置する。具体的には、吹き出し孔30は、
隙間300に腹110を向ける翼100aの前縁端部1
30と、背を向ける翼100bの後縁端部140とを直
線で結び、この直線と隙間300との交点31(以下
「切り替え点」という。)を基準として、対向するセグ
メント200側端部251に切り替え形成される(図1
5参照)。そして、吹き出し孔30は、切り替え点31
より前縁220側では、翼100b側のセグメント20
0縁部230に形成され、切り替え点31より後縁22
1側では、翼100a側のセグメント200縁部230
に形成される。なお、これらの吹き出し孔30は、セグ
メント200を背面240から前面250に貫通し、縁
部230寄りに傾斜して形成される(図16参照)。(Fourth Embodiment) FIG. 14 is a turbine 1 of a gas turbine according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a perspective view showing a step vane. 15 is a plan sectional view showing the shroud of the turbine first stage stationary blade shown in FIG. 14, and FIG. 16 is a sectional view taken along line F-F showing the joint portion of the segment shown in FIG. In these figures, the same components as those of the conventional gas turbine described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this gas turbine, as compared with the gas turbine of the related art 3, before and after the boundary in which the streamline direction of the combustion gas 500 straddling the blowout hole 30 of the cooling air 600 across the gap 300 between the joint surfaces 210, 210 is reversed. And the end 251 of the segment 200 on the different side
It is characterized by being switched and formed. As a result, in this gas turbine, as compared with the gas turbine according to the related art 3 described above, more blowing holes 30 are arranged on the upstream side of the gap 300. Specifically, the blowing hole 30 is
Front edge portion 1 of wing 100a that directs belly 110 toward gap 300
30 and a trailing edge portion 140 of the wing 100b facing away from each other are connected by a straight line, and an intersection 31 (hereinafter, referred to as a "switching point") of the straight line and the gap 300 is used as a reference, and the opposite segment 200 side end portion 251. Formed by switching to (Fig. 1
5). Then, the blowing hole 30 has a switching point 31.
On the leading edge 220 side, the segment 20 on the blade 100b side
Is formed on the 0 edge portion 230, and the trailing edge 22 from the switching point 31
On the first side, the edge portion 230 of the segment 200 on the blade 100a side
Is formed. In addition, these blowing holes 30 penetrate the segment 200 from the back surface 240 to the front surface 250, and are formed to be inclined toward the edge portion 230 (see FIG. 16).
【0045】この実施の形態4において、燃焼ガス50
0は、前縁220側からほぼ垂直に流入してシュラウド
表面上を流れ、隙間300の前縁220側を翼100b
方向から跨いで翼100aの腹110にあたる。そし
て、燃焼ガス500は、翼100aにガイドされて流線
方向を変え、隙間300の後縁221側を翼100a方
向から跨いで翼100bの背120に沿って後縁221
に抜ける。すなわち、燃焼ガス500は、シュラウド2
00前縁220側と後縁221側とで、接合面210間
の隙間300を異なる方向から跨ぐ。ここで、切り替え
点31は、ほぼ上記燃焼ガス500が隙間300を跨ぐ
方向を変える境界付近に位置する。これにより、吹き出
し孔30は、冷却空気600を隙間300の上流側から
流し込み、セグメント200縁部230を冷却する(図
17参照)。In the fourth embodiment, the combustion gas 50
0 flows almost vertically from the leading edge 220 side and flows on the shroud surface, and the leading edge 220 side of the clearance 300 is placed on the blade 100b.
It straddles from the direction and hits the belly 110 of the wing 100a. Then, the combustion gas 500 is guided by the blade 100a to change the streamline direction, straddles the trailing edge 221 side of the gap 300 from the blade 100a direction, and extends along the spine 120 of the blade 100b at the trailing edge 221.
Exit to. That is, the combustion gas 500 is the shroud 2
00 The front edge 220 side and the rear edge 221 side straddle the gap 300 between the joint surfaces 210 from different directions. Here, the switching point 31 is located near the boundary where the combustion gas 500 changes the direction in which it crosses the gap 300. As a result, the blow-out hole 30 allows the cooling air 600 to flow from the upstream side of the gap 300 to cool the edge portion 230 of the segment 200 (see FIG. 17).
【0046】この実施の形態4によれば、吹き出し孔3
0は、形成位置の切り替えにより隙間300の上流側に
形成されるので、従来技術4のガスタービンと比較し
て、より効果的に冷却空気600を隙間300に流し込
むことができる。これにより、冷却空気600のロスが
減少して効率的にセグメント200縁部230の焼損5
10を抑止できる。また、吹き出し孔30の数は、従来
技術4とほぼ同数なので、吹き出される冷却空気600
の量もほぼ同量となり、燃焼ガス500との混合による
圧力損失は増加しない。According to the fourth embodiment, the blowing hole 3
Since 0 is formed on the upstream side of the gap 300 by switching the formation position, the cooling air 600 can be more effectively flowed into the gap 300 as compared with the gas turbine of the conventional technique 4. Thereby, the loss of the cooling air 600 is reduced and the burnout 5 of the edge portion 230 of the segment 200 is efficiently performed.
10 can be suppressed. Further, since the number of the blowing holes 30 is almost the same as that of the conventional technique 4, the cooling air 600 blown out is
Becomes almost the same, and the pressure loss due to mixing with the combustion gas 500 does not increase.
【0047】なお、この実施の形態4において、吹き出
し孔30の切り替え点31は、翼100aの前縁端部1
30および翼100bの後縁端部140を基準として一
義的に規定したが、当業者自明の設計変更により好適な
位置に適宜変更すべきである。なお、上記実施の形態4
に開示した切り替え点31の位置は、かかる位置付近に
設定すれば既存のガスタービンに一般的に適用可能であ
るとの発明者の知見によるものである。In the fourth embodiment, the switching point 31 of the blowing hole 30 is the leading edge portion 1 of the blade 100a.
Although it is uniquely defined with reference to 30 and the trailing edge 140 of the blade 100b, it should be appropriately changed to a suitable position by a design change obvious to those skilled in the art. In addition, the fourth embodiment
The position of the switching point 31 disclosed in 1) is based on the inventor's knowledge that it can be generally applied to an existing gas turbine if it is set near such a position.
【0048】また、この実施の形態4において、切り替
え点31は、複数箇所あっても良く、実機において流体
解析その他の当業者公知の手法により燃焼ガスの流路を
解析して好適な個数を好適な位置に設けても良い。この
切り替え点31は、一様でない燃焼ガス500流れに対
して、隙間300よりも下流側に位置する吹き出し孔3
0の数を減少させる目的で決定すべきだからである。Further, in the fourth embodiment, the switching points 31 may be provided at a plurality of positions, and an appropriate number is selected by analyzing the flow path of the combustion gas in the actual machine by fluid analysis or other methods known to those skilled in the art. It may be provided at any position. The switching point 31 is located at the downstream side of the gap 300 with respect to the nonuniform combustion gas 500 flow.
This is because it should be determined for the purpose of reducing the number of 0s.
【0049】また、この実施の形態4において、吹き出
し孔30は、セグメント200を縁部230寄りに傾斜
して貫通するが、これに限らず、その噴出口がセグメン
ト200端部251にあれば傾斜してなくとも良い。こ
れにより、冷却空気600を接合面210間の隙間30
0に流し込めるからである。ただし、かかる傾斜した吹
き出し孔30は、冷却空気600をセグメント200前
面250に滑らかに吹き出す点で好ましい。Further, in the fourth embodiment, the blow-out hole 30 penetrates the segment 200 while being inclined toward the edge portion 230. However, the present invention is not limited to this, and if the ejection port is at the end portion 251 of the segment 200, it is inclined. You don't have to. As a result, the cooling air 600 is supplied to the gap 30 between the joint surfaces 210.
Because it can be poured into 0. However, such an inclined blowing hole 30 is preferable in that the cooling air 600 is smoothly blown to the front surface 250 of the segment 200.
【0050】(実施の形態5)図18は、この発明にか
かる第5の実施の形態であるガスタービンのタービン1
段静翼のシュラウドを示す平面断面図である。同図にお
いて、上記従来のガスタービンと同一の構成要素には同
一の符号を付し、その説明を省略する。このガスタービ
ンは、上記従来技術3のガスタービンと比較して、接合
面210の隙間40の前縁220側を、翼100b側に
屈折させて吹き出し孔42が隙間40より上流側に位置
するように形成した点に特徴を有する。この隙間40の
屈折点41は、燃焼ガス500が従来技術3の隙間30
0を跨ぐ流線方向を変える境界付近に決定される。具体
的には、従来技術3の隙間300と、隙間300に腹1
10を向ける翼100aの前縁端部41aおよび隙間3
00に背120を向ける翼100bの後縁端部130を
結ぶ直線との交点である。隙間40は、この屈折点41
を基準として、前縁220側を翼100b側に燃焼ガス
500の流入方向よりも傾けて屈折する。また、翼10
0a側のセグメント200端部251には、前縁220
から後縁221に渡り一様に冷却空気600の吹き出し
孔42が形成される。また、接合面210間には、一対
のシール板400が前縁220側および後縁221側の
双方向から差し込まれ、その隙間40を封止する。(Fifth Embodiment) FIG. 18 shows a turbine 1 of a gas turbine according to a fifth embodiment of the present invention.
It is a plane sectional view showing a shroud of a step vane. In the figure, the same components as those of the conventional gas turbine are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this gas turbine, as compared with the gas turbine of the conventional technique 3, the front edge 220 side of the gap 40 of the joint surface 210 is refracted to the blade 100b side so that the blowout hole 42 is located upstream of the gap 40. It has a feature in that it is formed in. At the refraction point 41 of the gap 40, the combustion gas 500 is generated in the gap 30 of the prior art 3.
It is determined near the boundary where the streamline direction that crosses 0 is changed. Specifically, the gap 300 of the conventional technique 3 and the belly 1 in the gap 300
10 and the leading edge 41a of the wing 100a and the gap 3
It is an intersection with a straight line connecting the trailing edge portion 130 of the wing 100b with the spine 120 directed to 00. The gap 40 has this inflection point 41.
Is used as a reference, the front edge 220 side is bent toward the blade 100b side with respect to the inflow direction of the combustion gas 500. Also, wings 10
The leading edge 220 is attached to the end portion 251 of the segment 200 on the 0a side.
From this to the trailing edge 221, the blowing hole 42 of the cooling air 600 is uniformly formed. A pair of seal plates 400 are inserted between the joint surfaces 210 from both sides of the front edge 220 side and the rear edge 221 side to seal the gap 40.
【0051】この実施の形態5において、燃焼ガス50
0の一部は、シュラウドの前縁220からほぼ垂直に流
入し、隙間40を屈折点41より前縁220側にて翼1
00a側から跨ぐ。このとき、吹き出し孔42は、翼1
00a側のセグメント200端部251にあるので、隙
間40に対して上流側から冷却空気600を吹き出す。
これにより、冷却空気600は、セグメント200端部
251にフィルム冷却層を作りつつ隙間40に流れ込
み、セグメント200縁部230を冷却する。また、燃
焼ガス500の他の一部は、翼100aの腹100によ
りガイドされ、隙間40を屈折点41より後縁221側
にて翼100a側から跨ぐ。このとき、吹き出し孔42
は、翼100a側のセグメント200端部251にある
ので、隙間40に対して上流側から冷却空気600を吹
き出して、上記前縁220側と同様にセグメント200
縁部230を冷却する。In the fifth embodiment, the combustion gas 50
A part of 0 flows in almost vertically from the leading edge 220 of the shroud, and enters the gap 40 on the leading edge 220 side from the inflection point 41 on the leading edge 1 side.
Straddle from the 00a side. At this time, the blowing hole 42 is
Since it is at the end portion 251 of the segment 200 on the 00a side, the cooling air 600 is blown from the upstream side to the gap 40.
Accordingly, the cooling air 600 flows into the gap 40 while forming a film cooling layer at the end portion 251 of the segment 200, and cools the edge portion 230 of the segment 200. The other part of the combustion gas 500 is guided by the antinode 100 of the blade 100a and straddles the gap 40 from the blade 100a side on the trailing edge 221 side of the inflection point 41. At this time, the blowing hole 42
Exists in the end portion 251 of the segment 200 on the blade 100a side, the cooling air 600 is blown from the upstream side to the gap 40, and the segment 200 is formed in the same manner as the front edge 220 side.
Cool the rim 230.
【0052】この実施の形態5によれば、接合面210
の隙間40は、屈折点41より前縁220側を屈折させ
て、吹き出し孔42を隙間40より上流側に位置させる
ので、吹き出した冷却空気600を無駄なく隙間40に
流し込みセグメント200縁部230を冷却する。これ
により、冷却効率を高められる。また、吹き出し孔42
の数は、従来技術3のガスタービンとほぼ同数であるの
で、冷却空気600の流量の増加による燃焼ガス500
の圧力損失を抑制できる。According to the fifth embodiment, the joint surface 210
In the gap 40, the front edge 220 side is refracted from the refraction point 41, and the blowing hole 42 is positioned upstream of the gap 40. Therefore, the blown cooling air 600 is poured into the gap 40 without waste and the edge portion 230 of the segment 200 is discharged. Cooling. Thereby, the cooling efficiency can be improved. In addition, the blowing hole 42
Since the number of the combustion gas is approximately the same as that of the gas turbine of the related art 3, the combustion gas 500 due to the increase in the flow rate of the cooling air 600
The pressure loss of can be suppressed.
【0053】なお、この実施の形態5において、屈折点
41の位置は、翼100aの前縁端部130および翼1
00bの後縁端部140を基準として一義的に規定した
が、当業者自明の設計変更により好適な位置に適宜変更
すべきである。なお、上記実施の形態5に開示した屈折
点41の位置は、かかる位置付近に設定すれば既存のガ
スタービンに一般的に適用可能であるとの発明者の知見
によるものである。In the fifth embodiment, the position of the refraction point 41 is determined by the leading edge portion 130 of the blade 100a and the blade 1.
Although it is uniquely defined based on the trailing edge portion 140 of 00b, it should be appropriately changed to a suitable position by a design change obvious to those skilled in the art. The position of the refraction point 41 disclosed in the fifth embodiment is based on the knowledge of the inventor that it can be generally applied to the existing gas turbine if it is set near such a position.
【0054】また、この実施の形態5において、屈折点
41は、複数箇所あっても良く、実機において流体解析
その他の当業者公知の手法により燃焼ガスの流路を解析
して好適な個数を好適な位置に設けても良い。隙間40
を屈折させるのは、一様でない燃焼ガス500流れに対
して、隙間40よりも下流側に位置する吹き出し孔42
の数を減少させる目的で決定すべきだからである。Further, in the fifth embodiment, the refraction points 41 may be provided at a plurality of points, and a suitable number is selected by analyzing the flow path of the combustion gas by an actual machine by fluid analysis or other methods known to those skilled in the art. It may be provided at any position. Gap 40
Is refracted by the blowing holes 42 located downstream of the gap 40 with respect to the non-uniform combustion gas 500 flow.
Because it should be decided for the purpose of reducing the number of.
【0055】また、この実施の形態5において、隙間4
0は、前縁220側を燃焼ガス500の流入方向よりも
傾けて屈折するが、前縁側40aを燃焼ガス500の流
入方向と同一方向に形成し(図19参照)、セグメント
200の前縁220側には、上記実施の形態1〜3にか
かる冷却構造を採用しても良い。この変形例において、
セグメント200前縁220側の縁部230は、上記実
施の形態1〜3にかかる冷却構造により冷却される。ま
た、後縁221側は、吹き出し孔42から吹き出される
冷却空気600により冷却される。この変形例によれ
ば、実施の形態5に、上記実施の形態1〜3にかかる冷
却構造を併用することにより、燃焼ガス500が、接合
面210の隙間40に前縁220側から平行に入り込む
場合にも、セグメント200縁部230の焼損510を
有効に抑止できる。In the fifth embodiment, the gap 4
0 is bent with the leading edge 220 side inclined with respect to the inflow direction of the combustion gas 500, but the leading edge side 40a is formed in the same direction as the inflow direction of the combustion gas 500 (see FIG. 19), and the leading edge 220 of the segment 200 is formed. The cooling structure according to the first to third embodiments may be adopted on the side. In this variation,
The edge portion 230 on the front edge 220 side of the segment 200 is cooled by the cooling structure according to the first to third embodiments. Further, the trailing edge 221 side is cooled by the cooling air 600 blown out from the blowing hole 42. According to this modified example, by using the cooling structure according to the first to third embodiments in combination with the fifth embodiment, the combustion gas 500 enters the gap 40 of the joint surface 210 in parallel from the front edge 220 side. Also in this case, the burnout 510 of the edge portion 230 of the segment 200 can be effectively suppressed.
【発明の効果】以上説明したように、この発明かかるガ
スタービン(請求項1)によれば、冷却空気の通路とし
ての空気溝をセグメント側に設けたので、従来技術1の
ガスタービンのようにシール板に段差部を設ける必要が
なくなり、より薄型のシール板を採用できる。As described above, according to the gas turbine of the present invention (Claim 1), the air groove as the passage for the cooling air is provided on the segment side. Since it is not necessary to provide a stepped portion on the seal plate, a thinner seal plate can be adopted.
【0056】また、この発明であるガスタービン(請求
項2)によれば、空気溝をタービン流路壁に対して平面
的に異なる位置に設けることにより、冷却空気の通路を
クランク状に形成したので、セグメント縁部の冷却効果
を確保しつつ、噴出する冷却空気の流量を抑制してシー
ル板の封止機能を維持できる。Further, according to the gas turbine of the present invention (Claim 2), the cooling air passage is formed in a crank shape by providing the air grooves at different positions in plan view with respect to the turbine passage wall. Therefore, it is possible to suppress the flow rate of the cooling air to be ejected and maintain the sealing function of the seal plate while securing the cooling effect of the edge portion of the segment.
【0057】また、この発明であるガスタービン(請求
項3)によれば、シール板の貫通孔を後縁側に傾斜させ
て形成したので、冷却空気は、貫通孔をシール板に対し
て垂直に形成する場合と比較して、滑らかに噴出してシ
ール板前面上に冷却空気層を形成する。Further, according to the gas turbine of the present invention (claim 3), since the through hole of the seal plate is formed so as to be inclined toward the trailing edge side, the cooling air makes the through hole perpendicular to the seal plate. Compared with the case of forming the cooling air layer, the cooling air layer is formed on the front surface of the seal plate by jetting smoothly.
【0058】また、この発明であるガスタービン(請求
項4)によれば、貫通孔は、冷却空気が適切にセグメン
ト縁部を冷却しうる傾斜角を有するので、セグメント縁
部の焼損が効果的に抑制できる。Further, according to the gas turbine of the present invention (claim 4), since the through hole has an inclination angle at which the cooling air can appropriately cool the edge portion of the segment, burnout of the edge portion of the segment is effective. Can be suppressed to.
【0059】また、この発明であるガスタービン(請求
項5)によれば、切り欠き部を平面的に異なる位置に設
けることにより、冷却空気の通路をクランク状に形成し
たので、セグメント縁部の冷却効果を確保しつつ、噴出
する冷却空気の流量を抑制してシール板の封止機能を維
持できる。Further, according to the gas turbine of the present invention (claim 5), since the cooling air passages are formed in a crank shape by providing the notches at different positions in plan view, the segment edge portion While securing the cooling effect, it is possible to suppress the flow rate of the jetting cooling air and maintain the sealing function of the seal plate.
【0060】また、この発明であるガスタービン(請求
項6)によれば、従来技術3のガスタービンと比較し
て、より多くの冷却空気の吹き出し孔を接合面間の隙間
に対して上流側に形成できるので、セグメント縁部の焼
損をより効果的に抑止できる。Further, according to the gas turbine of the present invention (claim 6), as compared with the gas turbine of the prior art 3, more cooling air blowing holes are provided on the upstream side with respect to the gap between the joint surfaces. Therefore, the burnout of the edge of the segment can be suppressed more effectively.
【0061】また、この発明であるガスタービン(請求
項7)によれば、従来技術3のガスタービンと比較し
て、より多くの冷却空気の吹き出し孔を接合面間の隙間
に対して上流側に形成できるので、セグメント縁部の焼
損をより効果的に抑止できる。Further, according to the gas turbine of the present invention (claim 7), as compared with the gas turbine of the prior art 3, more cooling air blowing holes are provided on the upstream side with respect to the gap between the joint surfaces. Therefore, the burnout of the edge of the segment can be suppressed more effectively.
【図1】この発明の実施の形態1にかかるガスタービン
の要部を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a gas turbine according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に記載したセグメントの接合部を示すA−
A視断面図である。2 is a view showing a joint portion of the segment shown in FIG.
FIG.
【図3】図1に記載したシュラウド接合面を示すB視断
面図である。FIG. 3 is a sectional view of the shroud joint surface shown in FIG. 1 as viewed from B.
【図4】図1〜図3に記載したセグメントの接合面を示
す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a joint surface of the segment shown in FIGS.
【図5】図1に記載したガスタービンの変形例を示す側
面断面図である。5 is a side sectional view showing a modification of the gas turbine shown in FIG.
【図6】図1に記載したガスタービンの変形例を示す側
面断面図である。FIG. 6 is a side sectional view showing a modified example of the gas turbine shown in FIG. 1.
【図7】図1に記載したガスタービンの変形例を示す平
面図である。FIG. 7 is a plan view showing a modified example of the gas turbine shown in FIG.
【図8】この発明の実施の形態2にかかるガスタービン
の要部を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a main part of a gas turbine according to a second embodiment of the present invention.
【図9】図8に記載したセグメントの接合部を示すC視
断面図である。9 is a cross-sectional view taken along the line C of FIG. 8 showing the joint portion of the segment shown in FIG.
【図10】この発明の実施の形態3にかかるガスタービ
ンの要部を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a gas turbine according to a third embodiment of the present invention.
【図11】図10に記載したセグメントの接合部を示す
D−D視断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line DD of the segment shown in FIG.
【図12】図11に示したセグメントの接合部を示すE
−E視断面図である。FIG. 12 E showing the joint of the segment shown in FIG.
It is a -E sectional view.
【図13】図10〜図12に記載したシール板の要部を
示す斜視図である。13 is a perspective view showing a main part of the seal plate shown in FIGS. 10 to 12. FIG.
【図14】この発明の実施の形態4にかかるガスタービ
ンのタービン1段静翼を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a turbine first stage stationary blade of a gas turbine according to a fourth embodiment of the present invention.
【図15】図14に記載したタービン1段静翼のシュラ
ウドを示す平面断面図である。FIG. 15 is a plan sectional view showing a shroud of the turbine first stage stationary blade shown in FIG. 14.
【図16】図15に記載したセグメントの接合部を示す
F−F視断面図である。16 is a cross-sectional view taken along line F-F of the joint portion of the segment shown in FIG.
【図17】図14に記載したタービン1段静翼のシュラ
ウドを示す平面断面図である。FIG. 17 is a plan sectional view showing a shroud of the turbine first stage vane shown in FIG. 14.
【図18】この発明の実施の形態5にかかるガスタービ
ンのタービン1段静翼のシュラウドを示す平面断面図で
ある。FIG. 18 is a plan sectional view showing a shroud of a turbine first stage stationary blade of a gas turbine according to a fifth embodiment of the present invention.
【図19】図18に記載したガスタービンの変形例を示
す平面断面図である。19 is a plan sectional view showing a modified example of the gas turbine shown in FIG.
【図20】従来のガスタービンのタービン静翼を示す全
体構成図である。FIG. 20 is an overall configuration diagram showing a turbine vane of a conventional gas turbine.
【図21】図20に記載したセグメントの接合部を示す
組立斜視図である。21 is an assembled perspective view showing a joint portion of the segment shown in FIG. 20. FIG.
【図22】従来のガスタービンの要部を示す正面断面図
である。FIG. 22 is a front sectional view showing a main part of a conventional gas turbine.
【図23】従来技術1のガスタービンにかかるタービン
静翼を示す正面断面図である。FIG. 23 is a front sectional view showing a turbine vane of a gas turbine of Prior Art 1.
【図24】図23に記載したシール板を示す斜視図であ
る。FIG. 24 is a perspective view showing the seal plate shown in FIG. 23.
【図25】従来技術2のガスタービンにかかるタービン
静翼を示す正面断面図である。FIG. 25 is a front cross-sectional view showing a turbine stationary blade of a gas turbine of Prior Art 2.
【図26】図25に記載したシール板を示す斜視図であ
る。FIG. 26 is a perspective view showing the seal plate shown in FIG. 25.
【図27】図25に記載した接合部の側面断面図であ
る。FIG. 27 is a side sectional view of the joint section shown in FIG. 25.
【図28】図9に記載したガスタービンが備えるシール
板の貫通孔の傾斜角が30度の場合を示す側面断面図で
ある。FIG. 28 is a side sectional view showing a case where a through hole of a seal plate included in the gas turbine shown in FIG. 9 has an inclination angle of 30 degrees.
【図29】従来技術3にかかるタービン静翼の要部を示
す斜視図である。FIG. 29 is a perspective view showing a main part of a turbine vane according to Conventional Technique 3.
【図30】図29に記載したセグメントの接合部を示す
正面断面図である。FIG. 30 is a front sectional view showing a joint portion of the segment shown in FIG. 29.
【図31】図29に記載したタービン1段静翼のシュラ
ウドを示す平面断面図である。FIG. 31 is a plan sectional view showing a shroud of the turbine first stage stationary blade shown in FIG. 29.
1 空気溝 10 シール板 11 貫通孔 20 シール板 21 切り欠き部 30 吹き出し孔 31 切り替え点 40 隙間 41 屈折点 1 air groove 10 Seal plate 11 through holes 20 seal plate 21 Notch 30 blowout holes 31 Switching point 40 gap 41 refraction point
Claims (7)
されると共に、燃焼ガスの流路壁を構成するタービン分
割環、タービン動翼のプラットフォーム、タービン静翼
シュラウドその他のタービン流路壁と、 前記セグメント間の対向する接合面に形成したシール溝
に嵌め込まれると共に、前記接合面間に渡して当該接合
面間の隙間を封止するシール板と、を有し、且つ、 前記シール溝の内面には、前記タービン流路壁の背面側
から前記シール板の前面側に冷却空気を通す空気溝を設
けることを特徴とするガスタービン。1. A turbine split ring, a turbine rotor blade platform, a turbine vane shroud, and other turbine channel walls that are formed by joining a plurality of segments in an annular shape and that form a channel wall for combustion gas. A seal plate that is fitted into seal grooves formed on the facing joint surfaces between the segments and that seals a gap between the joint surfaces across the joint surfaces; and an inner surface of the seal groove The gas turbine is characterized in that an air groove for passing cooling air is provided from the back side of the turbine flow path wall to the front side of the seal plate.
に異なる位置に設けられることを特徴とする請求項1に
記載のガスタービン。2. The gas turbine according to claim 1, wherein the air groove is provided at a position that is different in plan view between the front surface side and the rear surface side with respect to the turbine flow path wall.
されると共に、燃焼ガスの流路壁を構成するタービン分
割環、タービン動翼のプラットフォーム、タービン静翼
シュラウドその他のタービン流路壁と、 前記セグメント間の対向する接合面に形成したシール溝
に嵌め込まれると共に、前記接合面間に渡して当該接合
面間の隙間を封止するシール板と、を有し、且つ、 前記シール板は、前記タービン流路壁の後縁側に傾斜す
る貫通孔を有することを特徴とするガスタービン。3. A turbine dividing wall, which is formed by joining a plurality of segments in an annular shape and constitutes a passage wall for combustion gas, a platform of turbine blades, a turbine vane shroud, and other turbine passage walls, While being fitted in a seal groove formed in the facing joint surface between the segments, a seal plate that spans between the joint surfaces to seal a gap between the joint surfaces, and the seal plate, A gas turbine having a through hole inclined toward the trailing edge of the turbine flow path wall.
却空気が、 前記タービン流路壁の縁部に届く下限値より大きくなる
ように、且つ、前記タービン流路壁の縁部を越えて前記
燃焼ガスに混入する上限値より小さくなるように、前記
角度を設定することを特徴とする請求項3に記載のガス
タービン。4. The inclination angle of the through hole is set so that the jetting cooling air is larger than a lower limit value reaching the edge of the turbine passage wall, and exceeds the edge of the turbine passage wall. The gas turbine according to claim 3, wherein the angle is set so as to be smaller than an upper limit value mixed into the combustion gas.
されると共に、燃焼ガスの流路壁を構成するタービン分
割環、タービン動翼のプラットフォーム、タービン静翼
シュラウドその他のタービン流路壁と、 前記セグメント間の対向する接合面に形成したシール溝
に嵌め込まれると共に、前記接合面間に渡して前記接合
面間の隙間を封止するシール板と、を有し、且つ、 前記シール板は、その上下面の側部であって前記タービ
ン流路壁に対して上面側と下面側とで平面的に異なる位
置に、切り欠き部を設けたことを特徴とするガスタービ
ン。5. A turbine dividing wall, which is formed by joining a plurality of segments in an annular shape, and constitutes a passage wall for combustion gas, a turbine blade platform, a turbine vane shroud, and other turbine passage walls, While being fitted in a seal groove formed in the joint surface between the segments facing each other, a seal plate that extends between the joint surfaces to seal a gap between the joint surfaces, and the seal plate, A gas turbine characterized in that cutouts are provided at side portions of the upper and lower surfaces thereof, which are two-dimensionally different on the upper surface side and the lower surface side with respect to the turbine flow path wall.
と、 前記翼を支持する複数のセグメントを環状に接合して形
成されると共に、燃焼ガスの流路壁を構成するタービン
分割環、タービン動翼のプラットフォーム、タービン静
翼シュラウドその他のタービン流路壁と、 前記セグメントの対向する接合面間の隙間を基準として
当該隙間を跨ぐ前記燃焼ガスの流れ方向が変わる付近を
境に、一方のセグメントの端部から他方のセグメントの
端部に切り替えて複数形成した冷却空気の吹き出し孔
と、を有することを特徴とするガスタービン。6. A turbine split ring, a turbine, which is formed by joining a turbine moving blade, a turbine vane, and other blades, and a plurality of segments supporting the blade in an annular shape, and which forms a flow path wall for combustion gas. A blade platform, a turbine vane shroud or other turbine channel wall, and a segment between one of the segments that crosses the flow direction of the combustion gas across the gap based on the gap between the facing joint surfaces of the segment. A plurality of cooling air blowing holes formed by switching from one end to the other segment end.
と、 前記翼を支持する複数のセグメントを環状に接合して形
成されると共に、燃焼ガスの流路壁を構成するタービン
分割環、タービン動翼のプラットフォーム、タービン静
翼シュラウドその他のタービン流路壁と、 前記セグメントの前記翼の腹側に位置する端部に複数形
成される冷却空気の吹き出し孔とを有し、且つ、 前記セグメントの対向する接合面間の隙間は、当該隙間
を跨ぐ前記燃焼ガスの流れ方向が変わる付近を境に、前
縁側を、前記隙間に背を向ける前記翼側に屈折させて、
前記吹き出し孔が前記隙間より上流側に位置するように
形成されることを特徴とするガスタービン。7. A turbine split ring, a turbine, which is formed by joining a turbine moving blade, a turbine vane, and other blades, and a plurality of segments supporting the blade in an annular shape, and which constitutes a flow path wall for combustion gas. A turbine blade platform, a turbine vane shroud and other turbine flow path walls, and a plurality of cooling air blowing holes formed at the end of the segment located on the ventral side of the blade, and The gap between the joint surfaces facing each other, with the vicinity of the vicinity where the flow direction of the combustion gas across the gap changes, as a boundary, the front edge side is refracted to the wing side with its back to the gap,
A gas turbine characterized in that the blow-out hole is formed upstream of the gap.
Priority Applications (1)
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