JP2010144656A - Gas turbine blade and gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスタービン翼、及びこのガスタービン翼を備えるガスタービンに関する。 The present invention relates to a gas turbine blade and a gas turbine including the gas turbine blade.
従来から、例えば下記特許文献1に示されるような、以下に示すガスタービン翼が知られている。即ち、このガスタービン翼は、外面を有している中空の翼本体(エアホイル)を備えており、前記外面は、前縁と後縁との間を横方向に延在していると共に、互いに反対側に位置している第1の端と第2の端との間を高さ方向(長さ方向)に延在している。また、翼本体の外面は、前記第1の端に隣接して、ろう材を受け入れる少なくとも1つの溝を有しており、該溝は、前記前縁と前記後縁との間を横方向に少なくとも部分的に延在していている。また、このガスタービン翼は、シュラウド(第1のバンド)を備え、該シュラウドは、支持開口を画定しているシュラウド側連結部(内面)を有しており、前記支持開口は、前記第1の端の所で翼本体と相補形状を成して翼本体を受け入れている。また、シュラウド側連結部は、少なくとも1つの溝を有しており、該溝は、前記ろう材を受け入れる拡大クレビスを翼本体の溝と前記溝との間に画定するように、翼本体の溝と略同一直線に沿って延在していると共に該翼本体の溝と向かい合っている。
しかしながら、前記従来のガスタービン翼では、翼本体の高さ方向に延出されているシュラウド側連結部が、その全面に亘って翼本体の外面にろう付け接合されている。そのため、シュラウドが隔壁の一部を構成する燃焼ガス流路内を高温の燃焼ガスが流通するときには、翼本体及びシュラウドに、それぞれの熱変形による熱応力が作用し、シュラウド側連結部の燃焼ガス流路側に位置する基端部に応力集中が生じる。その結果、基端部で疲労による損傷が助長され、ガスタービン翼の疲労寿命が短くなってしまうという問題がある。 However, in the conventional gas turbine blade, the shroud side connecting portion extending in the height direction of the blade body is brazed to the outer surface of the blade body over the entire surface. Therefore, when high-temperature combustion gas flows in the combustion gas flow path in which the shroud forms a part of the partition wall, thermal stress due to thermal deformation acts on the blade body and the shroud, and the combustion gas in the shroud side connection portion. Stress concentration occurs at the base end located on the flow path side. As a result, there is a problem that damage due to fatigue is promoted at the base end portion, and the fatigue life of the gas turbine blade is shortened.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱応力を起因とした応力集中を緩和し、疲労寿命の向上を図ることができるガスタービン翼、及びこのガスタービン翼を備えるガスタービンを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to relieve stress concentration caused by thermal stress and improve fatigue life, and the gas turbine. It is to provide a gas turbine with blades.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るガスタービン翼は、ガスタービンにおいて上流側から下流側に向けて流通する燃焼ガスが外面を通過する翼本体と、該翼本体における高さ方向の両端部のうちの少なくとも一方に配設されると共に、前記燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路の隔壁の一部を構成するシュラウドと、を備え、前記翼本体及び前記シュラウドには、前記燃焼ガス流路の外側に前記高さ方向に延出された翼本体側連結部及びシュラウド側連結部がそれぞれ設けられ、前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部は、前記燃焼ガス流路の外側に突出する互いの突端部の一部で連結され、前記燃焼ガス流路側に位置する基端部では連結されていないことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The gas turbine blade according to the present invention is disposed at least one of a blade main body through which the combustion gas flowing from the upstream side toward the downstream side in the gas turbine passes the outer surface, and both ends in the height direction of the blade main body. And a shroud that constitutes a part of a partition wall of the combustion gas flow path through which the combustion gas flows, and the blade body and the shroud are arranged in the height direction outside the combustion gas flow path. The blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion that are extended to each other are provided, and the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion are one of projecting end portions that protrude outside the combustion gas flow path. It is connected by the part, It is not connected in the base end part located in the said combustion gas flow path side, It is characterized by the above-mentioned.
上記ガスタービン翼によれば、翼本体側連結部及びシュラウド側連結部は、突端部の一部で互いに連結され、基端部では連結されていないので、燃焼ガス流路内を高温の燃焼ガスが流通しても、翼本体及びシュラウドそれぞれの熱変形を、翼本体側連結部及びシュラウド側連結部において突端部より燃焼ガス流路側に位置する基端側の部分で吸収することができる。従って、熱応力を起因として生ずる応力集中を緩和することが可能となり、このガスタービン翼の疲労寿命の向上を図ることができる。 According to the gas turbine blade, the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion are connected to each other at a part of the projecting end portion and not connected to the base end portion. However, the thermal deformation of each of the blade body and the shroud can be absorbed by the base end side portion located on the combustion gas flow path side from the projecting end portion in the blade body side connection portion and the shroud side connection portion. Therefore, stress concentration caused by thermal stress can be relaxed, and the fatigue life of the gas turbine blade can be improved.
また、前記シュラウドには、前記燃焼ガス流路内に冷却ガスを放出して前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分を冷却する第1冷却孔が設けられていても良い。 Further, the shroud may be provided with a first cooling hole for discharging a cooling gas into the combustion gas flow path and cooling a portion of the blade body connected to the blade body side connecting portion.
この構成によれば、シュラウドに前記第1冷却孔が設けられているので、翼本体の翼本体側連結部に接続される部分を冷却することができる。従って、翼本体に作用する熱応力を更に抑制することが可能となり、ガスタービン翼の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。
ここで、第1冷却孔をシュラウド側連結部の基端部の近傍に設けた場合には第1冷却孔近傍で応力が高くなるものの、熱応力の緩和の効果と相まって応力を低減させて疲労寿命の向上を図ることができる。
According to this configuration, since the first cooling hole is provided in the shroud, it is possible to cool the portion connected to the blade body side coupling portion of the blade body. Therefore, it is possible to further suppress the thermal stress acting on the blade body, and to further improve the fatigue life of the gas turbine blade.
Here, when the first cooling hole is provided in the vicinity of the base end portion of the shroud side connecting portion, the stress increases in the vicinity of the first cooling hole, but the stress is reduced in combination with the effect of relaxing the thermal stress. The lifetime can be improved.
また、前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分には、他の部分より厚肉に形成された厚肉部が設けられていても良い。 Moreover, the thick part formed thicker than the other part may be provided in the part connected to the said wing body side connection part of the said wing | blade main body.
この構成によれば、翼本体の翼本体側連結部に接続される部分に前記厚肉部が設けられているので、翼本体の翼本体側連結部に接続される部分の剛性を高めることが可能となる。これにより、燃焼ガスの圧力を起因として、翼本体側連結部の基端部を基点として塑性変形するガス曲げを生じさせる力が翼本体に作用した場合であっても、ガス曲げの発生を抑制することができる。従って、ガスタービン翼の疲労寿命の向上を図りつつ、ガス曲げの発生を抑制することができる。
ここで、厚肉部を設けることで、厚肉部近傍において熱応力が生じやすくなるものの、第1冷却孔の冷却により厚肉部における熱応力が緩和されるので疲労寿命の向上を図ることができる。
According to this configuration, since the thick portion is provided in the portion connected to the blade body side coupling portion of the wing body, the rigidity of the portion connected to the blade body side coupling portion of the wing body can be increased. It becomes possible. This suppresses the occurrence of gas bending even when a force that causes gas bending that plastically deforms from the base end of the blade body side coupling part due to the pressure of the combustion gas acts on the blade body. can do. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of gas bending while improving the fatigue life of the gas turbine blade.
Here, by providing the thick part, thermal stress is likely to occur in the vicinity of the thick part, but the thermal stress in the thick part is relieved by cooling the first cooling hole, so that the fatigue life can be improved. it can.
また、前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分の近傍には、前記第1冷却孔から放出された前記冷却ガスが導入される冷却ガス導入部が設けられていても良い。 In addition, a cooling gas introduction portion into which the cooling gas discharged from the first cooling hole is introduced may be provided in the vicinity of a portion connected to the blade body side coupling portion of the blade body.
この構成によれば、冷却ガス導入部が設けられているので、第1冷却孔から放出された冷却ガスが、翼本体の翼本体側連結部に接続される部分を冷却する際に、燃焼ガス流路を流通する燃焼ガスによって前述の冷却が阻害されるのを抑制することができる。従って、翼本体に作用する熱応力を更に抑制することが可能となり、1段静翼の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。 According to this configuration, since the cooling gas introduction part is provided, when the cooling gas released from the first cooling hole cools the part connected to the blade body side coupling part of the blade body, the combustion gas It can suppress that the above-mentioned cooling is inhibited by the combustion gas which distribute | circulates a flow path. Therefore, the thermal stress acting on the blade body can be further suppressed, and the fatigue life of the first stage stationary blade can be further improved.
また、前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部の互いに対向する面のうちの少なくとも一方には、前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部の基端同士の接触を抑制する逃げ部が設けられていても良い。 Further, at least one of the mutually opposing surfaces of the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion has a relief portion that suppresses contact between the base ends of the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion. May be provided.
この構成によれば、翼本体側連結部及びシュラウド側連結部の互いに対向する面のうちの少なくとも一方に前記逃げ部が設けられているので、翼本体側連結部及びシュラウド側連結部の基端同士のフレッティング(摩擦力を伴い、且つ振幅が小さい繰り返し相対滑り)を抑制することができる。従って、フレッティング摩耗及びフレッティング疲労を抑制することが可能となり、ガスタービン翼の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。 According to this configuration, since the relief portion is provided on at least one of the mutually opposing surfaces of the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion, the base ends of the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion are provided. It is possible to suppress fretting of each other (repetitive relative slip with frictional force and small amplitude). Therefore, fretting wear and fretting fatigue can be suppressed, and the fatigue life of the gas turbine blade can be further improved.
また、前記翼本体の外面及び前記シュラウドの前記燃焼ガス流路側の面には、互いに厚さが異なる表面処理層がそれぞれ設けられていても良い。 Further, surface treatment layers having different thicknesses may be provided on the outer surface of the blade body and the surface of the shroud on the combustion gas flow path side.
この構成においては、翼本体の外面及びシュラウドの燃焼ガス流路側の面に互いに厚さが異なる表面処理層がそれぞれ設けられている。ここで、翼本体及びシュラウドそれぞれに予め表面処理層を形成した後に、翼本体側連結部及びシュラウド側連結部を介して連結することで、例えば翼本体とシュラウドとが一体に形成されている場合に比べて、厚さが異なる表面処理層を容易且つ正確に形成することができる。従って、このガスタービン翼によれば疲労寿命の向上を図りつつ、翼本体及びシュラウドそれぞれの温度条件等に適した厚さを具備する表面処理層を容易に形成することができる。 In this configuration, surface treatment layers having different thicknesses are provided on the outer surface of the blade body and the surface of the shroud on the combustion gas flow path side. Here, after the surface treatment layer is formed in advance on each of the blade main body and the shroud, for example, the blade main body and the shroud are integrally formed by connecting via the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion. As compared with the above, surface treatment layers having different thicknesses can be formed easily and accurately. Therefore, according to this gas turbine blade, it is possible to easily form a surface treatment layer having a thickness suitable for the temperature conditions of the blade body and the shroud while improving the fatigue life.
また、前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部の間には、前記燃焼ガス流路内に冷却ガスを放出して前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分を冷却する第2冷却孔が設けられていても良い。 Further, between the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion, a cooling gas is discharged into the combustion gas flow path to cool a portion connected to the blade main body side connecting portion of the blade main body. A second cooling hole may be provided.
この構成によれば、翼本体側連結部及びシュラウド側連結部の間に前記第2冷却孔が設けられているので、翼本体の翼本体側連結部に接続される部分を冷却することができる。従って、翼本体に作用する熱応力を更に抑制することが可能となり、ガスタービン翼の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。 According to this configuration, since the second cooling hole is provided between the blade body side coupling portion and the shroud side coupling portion, the portion connected to the blade body side coupling portion of the blade body can be cooled. . Therefore, it is possible to further suppress the thermal stress acting on the blade body, and to further improve the fatigue life of the gas turbine blade.
また、前記シュラウド側連結部には、前記シュラウドに対して前記翼本体を前記高さ方向に位置決めする位置決め部が設けられていても良い。 Moreover, the positioning part which positions the said wing | blade main body in the said height direction with respect to the said shroud may be provided in the said shroud side connection part.
この構成によれば、シュラウドに前記位置決め部が設けられているので、ガスタービン翼の製造に際し、翼本体とシュラウドとの組み立てを容易化することができる。 According to this configuration, since the positioning portion is provided in the shroud, the assembly of the blade body and the shroud can be facilitated when the gas turbine blade is manufactured.
また、本発明に係るガスタービンは、圧縮空気を生成する圧縮機と、該圧縮機から供給される圧縮空気に燃料を供給して燃焼ガスを生成する燃焼器と、上記本発明に係るガスタービン翼を有し、前記燃焼器から供給される前記燃焼ガスにより回転動力を発生させるタービンと、を備えていることを特徴とするものである。 In addition, a gas turbine according to the present invention includes a compressor that generates compressed air, a combustor that generates fuel by supplying fuel to the compressed air supplied from the compressor, and the gas turbine according to the present invention. A turbine having blades and generating rotational power by the combustion gas supplied from the combustor.
上記ガスタービンによれば、タービンが、上記本発明に係るガスタービン翼を有するので、ガスタービン全体として疲労寿命の向上を図ることができる。
なお、タービンの静翼において、特に、上流側に位置する1段静翼及び2段静翼では、燃焼ガス流路内を高温の燃焼ガスが通過するので、これら静翼に上記本発明に係るガスタービン翼を採用することは、熱応力を起因とする疲労に対して効果的である。
According to the gas turbine, since the turbine has the gas turbine blades according to the invention, the fatigue life of the gas turbine as a whole can be improved.
In the turbine vanes, in particular, in the first-stage vanes and the two-stage vanes positioned on the upstream side, the high-temperature combustion gas passes through the combustion gas flow path. Therefore, the gas turbine blades according to the present invention are applied to these vanes. Employment is effective against fatigue caused by thermal stress.
本発明に係るガスタービン翼によれば、熱応力を起因とした応力集中を緩和し、疲労寿命の向上を図ることができる。
また、本発明に係るガスタービンによれば、このガスタービン翼を備えているので、全体として疲労寿命の向上を図ることができる。
According to the gas turbine blade of the present invention, stress concentration caused by thermal stress can be relaxed, and the fatigue life can be improved.
Moreover, according to the gas turbine which concerns on this invention, since this gas turbine blade is provided, the improvement of a fatigue life as a whole can be aimed at.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る第1実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る第1実施形態のガスタービンを示す模式的な半断面図である。
図1に示すように、ガスタービン1は、圧縮空気を生成する圧縮機2と、圧縮機2から供給される圧縮空気に燃料を供給して燃焼ガスG1(図2参照)を生成する複数の燃焼器3と、少なくとも1段ずつのタービン静翼5及びタービン動翼6を有し、燃焼器3から供給される燃焼ガスG1により回転動力を発生させるタービン4と、を備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic half sectional view showing a gas turbine according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
また、ガスタービン1には、軸線方向Dに延びるロータ7が、圧縮機2からタービン4まで一体的に取り付けられており、このロータ7は、一端が圧縮機2内に設けられた軸受部23によって軸線O回りであるタービン4の周方向Rに回転可能に支持されると共に、他端がタービン4に設けられた軸受部41によってタービン4の周方向Rに回転可能に支持されている。以下、ロータ7の軸線方向Dに沿って圧縮機2側を前側とし、タービン4側を後側とする。
In addition, a
圧縮機2は、空気を取り込む空気取入口20aを前側に向けて配設された圧縮機ケーシング20と、この圧縮機ケーシング20内に配設された複数の圧縮機静翼21及び複数の圧縮機動翼22と、を備えている。
圧縮機静翼21は、それぞれ圧縮機ケーシング20の内周面に固定されると共にロータ7側に向けて延設される圧縮機静翼本体51を備えている。圧縮機静翼本体51は、タービン4の周方向Rに互いに等しい間隔をあけて配列している。また、圧縮機動翼22は、ロータ7の外周面に固定されると共に圧縮機ケーシング20の内周面に向けて延設される圧縮機動翼本体52を備えている。圧縮機動翼本体52は、タービン4の周方向Rに互いに等しい間隔をあけて配列している。そして、これら圧縮機静翼21と圧縮機動翼22は、軸線方向Dに沿って交互になるように多段配置されている。
The
The
燃焼器3は、内部に図示しないバーナを有する内筒30と、圧縮機2から供給される圧縮空気を内筒30に導く外筒31と、内筒30に燃料を供給する図示しない燃料噴射器と、内筒30からの燃焼ガスG1をタービン4に導く尾筒32と、を備えている。このように構成された燃焼器3によれば、内筒30内において、外筒31から導かれる圧縮空気と燃焼噴射機から供給される燃料とを混合し、混合された流体をバーナにより燃焼させることで燃焼ガスG1を生成することが可能となり、この燃焼ガスG1を尾筒32を通してタービン4に導くことができる。
複数の燃焼器3は、タービン4の周方向Rに配置されると共に、前端部が圧縮機ケーシング20の後端部に連結された燃焼器ケーシング33の内部に配設されている。
The combustor 3 includes an
The plurality of combustors 3 are arranged in the circumferential direction R of the turbine 4 and are disposed inside a
タービン4は、前端部が燃焼器ケーシング33の後端部に連結されたタービンケーシング40と、このタービンケーシング40内に配設された前記タービン静翼5及び前記タービン動翼6と、を備えている。
タービン静翼5は、それぞれタービンケーシング40の内周面に固定されると共にロータ7側に向けて延設されるタービン静翼本体53を備えている。タービン静翼本体53は、タービン4の周方向Rに互いに等しい間隔をあけて配列している。また、タービン動翼6は、ロータ7の外周面に固定されると共にタービンケーシング40の内周面に向けて延設されるタービン動翼本体54を備えている。タービン動翼本体54は、タービン4の周方向Rに互いに等しい間隔をあけて配列している。そして、これらタービン静翼5とタービン動翼6は、軸線方向Dに沿って交互になるように多段配置されている。
The turbine 4 includes a
The
また、タービン4には、圧縮機2内部の空気が圧縮機2から燃焼器3を迂回(バイパス)して供給される図示しないバイパス流路が設けられている。このバイパス流路を通してタービン4に供給された空気は、冷却ガスG2(図2参照)としてタービン静翼本体53及びタービン動翼本体54それぞれの内部を流通するようになっている。
また、タービンケーシング40の後端部には、後側に向けて開口した排気室42が連結されている。この排気室42には、タービン静翼5及びタービン動翼6を通過した燃焼ガスG1の動圧を静圧に変換する排気ディフューザ42aが備えられている。
Further, the turbine 4 is provided with a bypass passage (not shown) through which air inside the
An
以上のように構成されたガスタービン1においては、まず、圧縮機2の空気取入口20aから取り込まれた空気が、多段に配置された圧縮機静翼21及び圧縮機動翼22を通過して圧縮され圧縮空気が生成される。次いで、燃焼器3にて、前述したように圧縮空気から燃焼ガスG1が生成され、この燃焼ガスG1がタービン4に導かれる。そして、この燃焼ガスG1がタービン静翼5及びタービン動翼6を通過することでロータ7が回転駆動され、ガスタービン1は、回転動力を出力することができる。
なお、ロータ7を回転駆動した後の排気ガスは、排気室42の排気ディフューザ42aで静圧に変換された後、大気に放出される。
In the
The exhaust gas after rotationally driving the
次に、以上のように構成されたガスタービン1において、タービン静翼5のうち最も前側に位置する1段静翼8の構成について詳細に説明する。図2は、図1に示すガスタービンの1段静翼の一部分の斜視図である。図3は、図2に示すA−A矢視断面図である。
図2に示すように、1段静翼8は、ガスタービン1において前側(上流側)から後側(下流側)に向けて流通する燃焼ガスG1が外周面(外面)53aを通過する前記タービン静翼本体(翼本体)53と、タービン4の半径方向と一致するタービン静翼本体53の高さ方向Hの両端部に配設されてタービン静翼本体53を支持すると共に、燃焼ガスG1が流通する燃焼ガス流路Fの隔壁の一部を構成するシュラウド60、61と、を備えている。
Next, in the
As shown in FIG. 2, the first stage
図3に示すように、タービン静翼本体53は、前記高さ方向Hに延在する筒状に形成されており、前記高さ方向Hに沿った断面視における外周面53a及び内周面53bが前記高さ方向Hと平行になるように形成されている。
また、タービン静翼本体53には、前記高さ方向Hに延出された翼本体側連結部が設けられている。本実施形態では、翼本体側連結部として、タービン静翼本体53の前記高さ方向Hの一方側H1(前記半径方向の外側)の端部から前記高さ方向Hの一方側H1に向けて延出される第1翼本体側連結部58と、タービン静翼本体53の前記高さ方向Hの他方側H2(前記半径方向の内側)の端部から前記高さ方向Hの他方側H2に向けて延出される第2翼本体側連結部59と、を備えている。
第1翼本体側連結部58及び第2翼本体側連結部59は、いずれもタービン静翼本体53に連なる筒状に形成され、いずれの外周面58a、59a及び内周面58b、59bも、それぞれに対応するタービン静翼本体53の端部の外周面53a及び内周面53bと連続するように形成されている。
As shown in FIG. 3, the turbine
Further, the turbine
The first blade main body
また本実施形態では、図2に示すように、シュラウドとして、第1翼本体側連結部58側に配設された第1シュラウド60と、第2翼本体側連結部59側に配設された第2シュラウド61と、を備えている。
図3に示すように、第1シュラウド60は、板状に形成されると共に軸線Oと略平行に配設されている。第1シュラウド60には、第1翼本体側連結部58が挿通される第1挿通孔63が形成されている。第1挿通孔63は、第1翼本体側連結部58の外形と同形同大に形成されており、この第1挿通孔63内には、第1翼本体側連結部58においてタービン静翼本体53に接続される部分(後述する基端部72)が隙間なく挿通されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the shroud is disposed on the
As shown in FIG. 3, the
また、第2シュラウド61は、板状に形成されると共に軸線Oと略平行に配設されている。第2シュラウド61には、第2翼本体側連結部59が挿通される第2挿通孔65が形成されている。第2挿通孔65は、第2翼本体側連結部59の外形と同形同大に形成されており、この第2挿通孔65内には、第2翼本体側連結部59においてタービン静翼本体53に接続される部分(後述する基端部72)が隙間なく挿通されている。
The
そして、図1に示すガスタービン1では、タービン静翼本体53が周方向Rに複数配列することで、第1シュラウド60及び第2シュラウド61それぞれが環状に連なり、この環状に連なった第1シュラウド60がタービンケーシング40の内周面に固定されると共に、環状に連なった第2シュラウド61が燃焼器3の尾筒32の後端に接続されることで、第1シュラウド60と第2シュラウド61との間に、環状の燃焼ガス流路Fが形成される。また、図3に示すように、各シュラウド60、61によって燃焼ガス流路Fと仕切られた外部Aと、タービン静翼本体53内部Bとは連通している。
In the
また、第1シュラウド60及び第2シュラウド61には、前記高さ方向Hに延出された第1シュラウド側連結部66及び第2シュラウド側連結部67がそれぞれ設けられている。
第1シュラウド側連結部66は、第1挿通孔63の輪郭をなす周壁部63aから前記高さ方向Hの一方側H1である燃焼ガス流路Fに対する外側に向けて延出された筒状に形成されている。第1シュラウド側連結部66の前記高さ方向Hの一方側H1に延出された突端は、第1翼本体側連結部58において燃焼ガス流路Fの外側に位置する突端と、前記高さ方向Hの位置が一致している。また、第1シュラウド側連結部66の内周面66aと第1翼本体側連結部58の外周面58aとは、互いに全周に亘って隙間なく接触している。
Further, the
The first shroud
また、第2シュラウド側連結部67は、第2挿通孔65の輪郭をなす周壁部65aから前記高さ方向Hの他方側H2である燃焼ガス流路Fに対する外側に向けて延出された筒状に形成されている。第2シュラウド側連結部67の前記高さ方向Hの他方側H2に延出された突端は、第2翼本体側連結部59において燃焼ガス流路Fの外側に位置する突端と、前記高さ方向Hの位置が一致している。また、第2シュラウド側連結部67の内周面67aと第2翼本体側連結部59の外周面59aとは、互いに全周に亘って隙間なく接触している。
The second shroud
そして、タービン静翼本体53は、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66が互いに連結されることで、これら連結部58、66を介して第1シュラウド60に支持され、また、第2翼本体側連結部59及び第2シュラウド側連結部67が互いに連結されることで、これら連結部59、67を介して第2シュラウド61に支持されている。
The turbine vane
ここで、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66における連結に係る構成と、第2翼本体側連結部59及び第2シュラウド側連結部67における連結に係る構成とは、同様の構成となっている。以下では、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66における連結に係る構成についてのみ説明し、第2翼本体側連結部59及び第2シュラウド側連結部67における連結に係る構成については、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66の連結に係る構成と対応する構成要素について同一の符号を付して、その説明を省略する。
Here, the configuration related to the connection in the first blade main body
第1翼本体側連結部58と第1シュラウド側連結部66とは、燃焼ガス流路Fの外側に突出する互いの突端側で連結され、燃焼ガス流路F側に位置する基端側では連結されていない。
詳しく説明すると、第1翼本体側連結部58の突端部70には、その内周面58bから外周面58aに向かうに連れて基端側に向かうように切り欠かれて形成された切り欠き部70aが、その全周に亘って形成されている。また、第1シュラウド側連結部66の突端部71には、その外周面66bから内周面66aに向かうに連れて基端側に向かうように切り欠かれて形成された切り欠き部71aが、その全周に亘って形成されている。そして、第1翼本体側連結部58と第1シュラウド側連結部66とが組み付けられた状態で、切り欠き部70a、71aによりV字状の開先が形成されている。
The first blade main body
More specifically, the protruding
そして、図2及び図3に示すように、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66は、両切り欠き部70a、71aにより形成される開先に溶接部75が形成されることで互いに連結されている。
なお、図3に示す例では、第1シュラウド側連結部66が前記高さ方向Hに沿って第1シュラウド60から突出した長さLは、第1翼本体側連結部58と第1シュラウド側連結部66との肉厚δの2倍より大きくなっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first blade main body
In the example shown in FIG. 3, the length L of the first shroud
以上のように構成された1段静翼8には、図2に示すように、例えばバイパス流路から冷却ガスG2が供給されており、この冷却ガスG2は、各シュラウド60、61によって燃焼ガス流路Fと仕切られた外部Aと、タービン静翼本体53内部Bとに充填される。そして、各シュラウド60、61によって燃焼ガス流路Fと仕切られた外部Aの冷却ガスG2の圧力P1は、燃焼ガス流路F内の燃焼ガスG1の圧力P2よりも高くなっている。
As shown in FIG. 2, the first stage
以上に示した1段静翼8によれば、各翼本体側連結部58、59及び各シュラウド側連結部66、67は、突端部70、71で互いに連結され、基端部72、73では連結されていないので、燃焼ガス流路F内を高温の燃焼ガスG1が流通しても、タービン静翼本体53及び各シュラウド60、61それぞれの熱変形を、各翼本体側連結部58、59及び各シュラウド側連結部66、67において突端部70、71より燃焼ガス流路F側に位置する部分で吸収することができる。従って、熱応力を起因として生ずる応力集中を緩和することが可能となり、この1段静翼8の疲労寿命の向上を図ることができる。
According to the first-stage
また、燃焼ガス流路Fの外部Aの冷却ガスG2の圧力P1が、燃焼ガス流路F内の燃焼ガスG1の圧力P2よりも高くなっているので、例えば溶接部75にクラック等が発生した場合であっても、燃焼ガスG1が外部Aに漏出するのではなく、外部Aから燃焼ガス流路F内に向けて冷却ガスG2を放出することが可能になる。
また、以上に示したガスタービン1によれば、前記1段静翼8を備えているので、ガスタービン1全体として疲労寿命の向上を図ることができる。
Further, since the pressure P1 of the cooling gas G2 outside the combustion gas passage F is higher than the pressure P2 of the combustion gas G1 inside the combustion gas passage F, for example, a crack or the like has occurred in the
Further, according to the
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について図面を参照して説明する。図4は、本発明に係る第2実施形態の1段静翼を示す図であって、図3に示すX部に該当する部分の拡大断面図である。
なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing a first stage stationary blade according to a second embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to a portion X shown in FIG.
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
また、第1実施形態で示したように、1段静翼90は、第1シュラウド60側と第2シュラウド61側とで同様の構成要素を備えているので、本実施形態以降では、第1シュラウド60、及びタービン静翼本体53において第1シュラウド60側に位置する部分(図3に示すX部)の構成を代表して説明し、第2シュラウド61、及びタービン静翼本体53において第2シュラウド61側に位置する部分の構成の説明は省略する。
Further, as shown in the first embodiment, the first stage
図4に示すように、本実施形態の1段静翼90では、第1シュラウド60には、燃焼ガス流路F内に冷却ガスG2を放出してタービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92を冷却する第1冷却孔91が設けられている。
図示の例では、第1冷却孔91は、第1シュラウド60に、燃焼ガス流路Fと第1シュラウド60により仕切られた外部Aとを連通するように形成されている。また、第1冷却孔91は、第1シュラウド60の第1シュラウド側連結部66に接続される部分に形成されている。
ここで、前述したように、第1シュラウド60によって燃焼ガス流路Fと仕切られた外部Aの冷却ガスG2の圧力P1は、燃焼ガス流路F内の燃焼ガスG1の圧力P2よりも高くなっているので、以上のように第1冷却孔91を形成することで、第1シュラウド60の外部Aの冷却ガスG2が燃焼ガス流路F内に放出される。
As shown in FIG. 4, in the first stage
In the illustrated example, the
Here, as described above, the pressure P1 of the cooling gas G2 in the external A partitioned from the combustion gas flow path F by the
以上に示した1段静翼90によれば、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、第1シュラウド60に第1冷却孔91が設けられているので、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92を冷却することができる。従って、タービン静翼本体53に作用する熱応力を更に抑制することが可能となり、1段静翼90の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。
ここで、本実施形態のように第1シュラウド60の第1シュラウド側連結部66に接続される部分に第1冷却孔91を設けた場合には第1冷却孔91近傍で応力が高くなるものの、熱応力の緩和の効果と相まって応力を低減させて疲労寿命の向上を図ることができる。
According to the first stage
In addition, since the
Here, when the
(第3実施形態)
次に、本発明に係る第3実施形態について図面を参照して説明する。図5は、本発明に係る第3実施形態の1段静翼を示す図であって、図3に示すX部に該当する部分の拡大断面図である。
なお、この第3実施形態においては、第2実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a view showing a first stage stationary blade according to a third embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to a portion X shown in FIG.
Note that in the third embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
図5に示すように、本実施形態の1段静翼100では、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92には、他の部分より厚肉に形成された厚肉部101が設けられている。本実施形態では、厚肉部101は、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92から第1翼本体側連結部58の基端部72に亘って設けられている。図示の例では、厚肉部101は、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92、及び第1翼本体側連結部58の基端部72において、それぞれの外周面53a、58aが面一に維持されつつ、それぞれの内周面53b、58b側が突出されることで形成されている。
As shown in FIG. 5, in the first stage
以上に示した1段静翼100によれば、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92に厚肉部101が設けられているので、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92の剛性を高めることが可能となる。これにより、燃焼ガスG1の圧力を起因として、第1翼本体側連結部58の基端部72を基点として塑性変形するガス曲げを生じさせる力が作用した場合であっても、ガス曲げの発生を抑制することができる。従って、1段静翼100の疲労寿命の向上を図りつつ、ガス曲げの発生を抑制することができる。
ここで、厚肉部101を設けることで厚肉部101近傍において熱応力が生じやすくなるものの、第1冷却孔91の冷却により厚肉部101における熱応力が緩和されるので疲労寿命の向上を図ることができる。
According to the 1st stage
Further, since the
Here, the provision of the
(第4実施形態)
次に、本発明に係る第4実施形態について図面を参照して説明する。図6は、本発明に係る第4実施形態の1段静翼を示す図であって、図3に示すX部に該当する部分の拡大断面図である。
なお、この第4実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. 6 is a view showing a first stage stationary blade according to a fourth embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to a portion X shown in FIG.
Note that in the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
図6に示すように、本実施形態の1段静翼120では、第1シュラウド側連結部66と第1シュラウド60との間の応力集中を緩和する応力集中緩和部121が設けられている。
図示の例では、応力集中緩和部121は、第1シュラウド側連結部66の外周面66bと、第1シュラウド60において燃焼ガス流路Fの反対側を向く面60bとを滑らかに接続する凹曲面状のフィレットにより構成されている。
As shown in FIG. 6, in the first stage
In the illustrated example, the stress
以上に示した1段静翼120によれば、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、第1シュラウド側連結部66と第1シュラウド60との間の応力集中を緩和することが可能となり、1段静翼120の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。
ここで、本実施形態では応力集中緩和部121が厚肉に形成されているため熱応力が生じ易くなるものの、突端部70、71を連結することによる応力集中の緩和、及び応力集中緩和部121を設けることによる応力集中の緩和の効果と相まって、結果として疲労寿命の向上を図ることができる。
According to the first stage
Further, the stress concentration between the first shroud
Here, in this embodiment, since the stress
(第5実施形態)
次に、本発明に係る第5実施形態について図面を参照して説明する。図7は、本発明に係る第5実施形態の1段静翼を示す図であって、図3に示すX部に該当する部分の拡大断面図である。
なお、この第5実施形態においては、第4実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a view showing a first stage stationary blade according to a fifth embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to a portion X shown in FIG.
Note that in the fifth embodiment, the same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
図7に示すように、本実施形態の1段静翼130では、第1シュラウド側連結部66の内周面66a(翼本体側連結部に対向する面)には、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66の基端同士の接触を抑制する逃げ部131が設けられている。
図示の例では、逃げ部131は、第1シュラウド側連結部66の内周面66aと、第1シュラウド60の燃焼ガス流路F側の面60aとを滑らかに接続する凸曲面状のフィレットにより構成されている。つまり、逃げ部131は、第1シュラウド60の第1挿通孔63の輪郭をなす周壁部63aにおいて燃焼ガス流路F側に位置する部分が、面取りされることで構成されている。
As shown in FIG. 7, in the first stage
In the illustrated example, the
以上に示した1段静翼130によれば、第4実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、第1シュラウド側連結部66の内周面66aに逃げ部131が設けられているので、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66の基端同士のフレッティング(摩擦力を伴い、且つ振幅が小さい繰り返し相対滑り)を抑制することができる。従って、フレッティング摩耗及びフレッティング疲労を抑制することが可能となり、1段静翼130の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。
According to the first stage
Further, since the
また、逃げ部131として本実施形態で示したフィレットを採用することで、第1シュラウド側連結部66と、第1シュラウド60との間の応力集中をより一層緩和することが可能となり、1段静翼130の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。
なお、本実施形態では、1段静翼130は、応力集中緩和部121を備えるものとしたが、応力集中緩和部121は無くても構わない。また、逃げ部は、第1翼本体側連結部58の外周面58a(シュラウド側連結部に対向する面)に設けられていても良い。
Further, by adopting the fillet shown in the present embodiment as the
In the present embodiment, the first stage
(第6実施形態)
次に、本発明に係る第6実施形態について図面を参照して説明する。図8は、本発明に係る第6実施形態の1段静翼を示す図であって、図3に示すX部に該当する部分の拡大断面図である。
なお、この第6実施形態においては、第2実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a view showing a first stage stationary blade according to a sixth embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to a portion X shown in FIG.
In the sixth embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
図8に示すように、本実施形態の1段静翼110では、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92の近傍には、第1冷却孔91から放出された冷却ガスG1が導入される冷却ガス導入部111が設けられている。
図示の例では、冷却ガス導入部111は、第1シュラウド60の第1シュラウド側連結部66に接続される部分が屈曲されることで形成されている。つまり、第1シュラウド60は、第1シュラウド側連結部66に接続されると共にタービン静翼本体53から離間するに連れて前記高さ方向Hの他方側H2に向かうように屈曲された第1屈曲部112と、第1屈曲部112に接続されると共に前記高さ方向Hと平行になるように前記高さ方向Hの他方側H2に向けて屈曲された第2屈曲部113と、を備えている。そして、第1屈曲部112と、第2屈曲部113と、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92とによって形成される空間が、冷却ガス導入部111となっている。また、本実施形態では、第1屈曲部112及び第2屈曲部113は、いずれもタービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92と離間している。
As shown in FIG. 8, in the first stage
In the illustrated example, the cooling gas introduction part 111 is formed by bending a part connected to the first shroud
以上に示した1段静翼110によれば、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第1屈曲部112及び第2屈曲部113がいずれもタービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92と離間しているので、これらの両屈曲部112、113によって、第5実施形態で示した逃げ部131と同様の作用効果を奏することができる。
According to the first stage
また、冷却ガス導入部111が設けられているので、第1冷却孔91から放出された冷却ガスG1が、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92を冷却する際に、燃焼ガス流路Fを流通する燃焼ガスG1によって前述の冷却が阻害されるのを抑制することができる。従って、タービン静翼本体53に作用する熱応力を更に抑制することが可能となり、1段静翼110の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。
Further, since the cooling gas introduction part 111 is provided, the cooling gas G1 discharged from the
なお、本実施形態では、冷却ガス導入部111は、第1屈曲部112と、第2屈曲部113と、タービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92とによって形成される空間であるとしたが、これに限られるものではなく、例えば第2屈曲部113は無くても良い。また、第1シュラウド60に屈曲部を形成するのではなく、凹部を形成することで冷却ガス導入部を形成しても良い。
In the present embodiment, the cooling gas introduction part 111 includes a first
また、本実施形態では、屈曲部112、113は、いずれもタービン静翼本体53の第1翼本体側連結部58に接続される部分92と離間しているものとしたが、冷却ガス導入部が形成されていればこれに限られず、例えば、タービン静翼本体の第1翼本体側連結部に接続される部分と屈曲部とが接触していても良い。
In the present embodiment, the
(第7実施形態)
次に、本発明に係る第7実施形態について図面を参照して説明する。図9は、本発明に係る第7実施形態の1段静翼を示す図であって、図3に示すX部に該当する部分の拡大断面図である。
なお、この第7実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a view showing a first stage stationary blade according to a seventh embodiment of the present invention, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to a portion X shown in FIG.
Note that in the seventh embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
図9に示すように、本実施形態の1段静翼140では、タービン静翼本体53の外周面53a、及び第1シュラウド60の燃焼ガス流路F側の面60aには、互いに厚さが異なる翼部側遮熱コーティング層(表面処理層)141、及びシュラウド側遮熱コーティング層(表面処理層)142がそれぞれ設けられている。図示の例では、シュラウド側遮熱コーティング層142が、翼部側遮熱コーティング層141より厚く形成されている。
As shown in FIG. 9, in the first stage
以上に示した1段静翼140によれば、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、このように厚さが異なる遮熱コーティング層141、142が設けられる場合であっても、タービン静翼本体53及び第1シュラウド60それぞれに予め遮熱コーティング層141、142を形成した後に、タービン静翼本体53と第1シュラウド60とを翼本体側連結部57及び第1シュラウド側連結部66を介して連結することで、例えばタービン静翼本体とシュラウドとが一体に形成されている場合に比べて、厚さが異なる遮熱コーディング層141、142を容易且つ正確に形成することができる。従ってこの構成によれば、1段静翼140の疲労寿命の向上を図りつつ、タービン静翼本体53及び第1シュラウド60それぞれの温度条件に適した厚さを具備する翼部側遮熱コーティング層141及びシュラウド側遮熱コーティング層142を容易に形成することができる。
なお、本実施形態では、シュラウド側遮熱コーティング層142が翼部側遮熱コーティング層141より厚く形成されているものとしたが、これに限られるものではない。
According to the 1st stage
Further, even when the thermal barrier coating layers 141 and 142 having different thicknesses are provided as described above, after the thermal barrier coating layers 141 and 142 are formed in advance on the turbine
In the present embodiment, the shroud-side thermal
(第8実施形態)
次に、本発明に係る第8実施形態について図面を参照して説明する。図10は、本発明に係る第8実施形態の1段静翼を示す図であって、1段静翼の一部分の斜視図である。図11は、図10に示すB−B矢視断面図である。
なお、この第8実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a view showing a first stage stationary blade according to an eighth embodiment of the present invention, and is a perspective view of a part of the first stage stationary blade. 11 is a cross-sectional view taken along arrow BB shown in FIG.
Note that in the eighth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
図11に示すように、本実施形態の1段静翼150では、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66の間には、燃焼ガス流路F内に冷却ガスG2を放出してタービン静翼本体53の翼本体側連結部58に接続される部分155を冷却する第2冷却孔151が設けられている。この第2冷却孔151は、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66の内側に、突端側から基端側へと連通するように形成されている。
また、図10に示すように、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66を連結する溶接部152は、第1翼本体側連結部58の前側に位置する部分である前縁部153、及び第1シュラウド側連結部66において前縁部153に対応する前側部分154を除くように設けられている。そして、第1翼本体側連結部58の前縁部153と第1シュラウド側連結部66の前側部分154との間に前記第2冷却孔151が設けられている。
As shown in FIG. 11, in the first stage
Further, as shown in FIG. 10, the welded
ここで、前述したように、第1シュラウド60によって燃焼ガス流路Fと仕切られた外部Aの冷却ガスG2の圧力P1は、燃焼ガス流路F内の燃焼ガスG1の圧力P2よりも高くなっているので、以上のように第2冷却孔151を形成することで、第1シュラウド60の外部Aの冷却ガスG2が燃焼ガス流路F内に放出される。
Here, as described above, the pressure P1 of the cooling gas G2 in the external A partitioned from the combustion gas flow path F by the
以上に示した1段静翼150によれば、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、第1シュラウド60に第2冷却孔151が設けられているので、タービン静翼本体53の翼本体側連結部58に接続される部分155を冷却することができる。従って、タービン静翼本体53に作用する熱応力を更に抑制することが可能となり、1段静翼150の疲労寿命の更なる向上を図ることができる。
According to the first stage
Further, since the
(第9実施形態)
次に、本発明に係る第9実施形態について図面を参照して説明する。図12は、本発明に係る第9実施形態の1段静翼を示す図であって、1段静翼の一部分の斜視図である。図13は、図12に示す1段静翼を示す図であって、図3に示すX部に該当する部分の拡大断面図である。
なお、この第9実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a diagram showing a first stage stationary blade according to the ninth embodiment of the present invention, and is a perspective view of a part of the first stage stationary blade. 13 is a diagram showing the first stage stationary blade shown in FIG. 12, and is an enlarged cross-sectional view of a portion corresponding to part X shown in FIG.
Note that in the ninth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
図13に示すように、本実施形態の1段静翼160では、第1シュラウド側連結部66には、第1シュラウド60に対してタービン静翼本体53を前記高さ方向Hに位置決めする位置決め部161が設けられている。
図12及び図13に示すように、図示の例では、第1シュラウド側連結部66の突端部71が、全周に亘ってタービン静翼本体53側に向けて屈曲されて位置決め部161となっている。そして、図13に示すように、位置決め部161は、その前記高さ方向Hの他方側H2を向く面162が、タービン静翼本体53部の前記高さ方向Hの一方側H1を向く面163と当接することで、タービン静翼本体53を前記高さ方向Hに位置決めしている。また、位置決め部161の前記高さ方向Hの他方側H2を向く面162には、位置決め部161の突端側に開口された切り欠き部164が設けられており、第1翼本体側連結部58及び第1シュラウド側連結部66は、この切り欠き部164にろう付部165が形成されることで、それぞれの突端部70、71において互いに連結されている。
As shown in FIG. 13, in the first stage
As shown in FIGS. 12 and 13, in the illustrated example, the projecting
以上のように構成された1段静翼160を製造するに際し、タービン静翼本体53と第1シュラウド60とを組み立てるときには、位置決め部161の前記高さ方向Hの他方側H2を向く面162と、タービン静翼本体53部の前記高さ方向Hの一方側H1を向く面163とを接触させる。これにより、タービン静翼本体53と第1シュラウド60とを容易に位置決めし、両者の組み立てを容易化することができると共に、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
When assembling the turbine
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記各実施形態では、1段静翼に本発明に係るガスタービン翼を採用した場合を例に説明したが、これに限られるものではなく、本発明に係るガスタービン翼を、他のタービン静翼5や、タービン動翼6、圧縮機静翼21、圧縮機動翼22に採用しても良い。なお、タービン静翼5において、前側に位置する1段静翼及び2段静翼では、特に高温の燃焼ガスG1が通過するので、これらタービン静翼5に前記本発明に係るガスタービン翼を採用することは、熱応力を起因とする疲労に対して効果的である。
また、前記各実施形態では、第1シュラウド60及び第2シュラウド61の双方を設けるものとしたが、これに限られるものではなく、いずれか一方のみでも良い。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the embodiments described above, the case where the gas turbine blade according to the present invention is adopted as the first stage stationary blade has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The
Moreover, in each said embodiment, although both the
また、前記各実施形態では、タービン静翼本体53は、前記高さ方向Hに沿った断面視における外周面53a及び内周面53bが前記高さ方向Hと平行になるように形成されているものとしたが、これに限られるものではない。図14は、本発明に係る1段静翼の変形例を示す断面図である。例えば、図14に示す1段静翼170のように、タービン静翼本体171が湾曲するように形成されていても良い。この場合であっても、各翼本体側連結部58、59及び各シュラウド側連結部66、67がタービン静翼本体53の前記高さ方向Hに延出されているので、タービン静翼本体171の形状によらず各連結部58、59、66、67を容易に連結することができる。
In each of the above embodiments, the turbine
また、前記各実施形態では、突端部70、71をそれぞれ連結する連結手段として、溶接部75、152及びろう付部165を用いたが、連結手段はこれらに限られるものではなく、例えばボルト及びロックナット等を用いた機械的結合によってタービン静翼本体とシュラウドとを連結しても良い。また、いずれの場合であっても、突端部70、71は、それぞれの一部分のみで連結されていても良い。
Moreover, in each said embodiment, although the
また、ガスタービン1は前記実施形態で示した形態に限られるものではない。例えば、前記実施形態では、圧縮機2として軸流式の圧縮機を採用したが、遠心式の圧縮機を採用しても良い。また、前記実施形態では、ガスタービンとして1軸式を採用したが、多軸式(フリータービン)を採用しても良い。
Moreover, the
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the embodiment with known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the above-described modified examples may be appropriately combined.
1 ガスタービン
2 圧縮機
3 燃焼器
4 タービン
8、90、100、110、120、130、140、150、160、170 1段静翼(ガスタービン翼)
53、171 タービン静翼本体(翼本体)
53a タービン静翼本体の外周面(翼本体の外面)
58 第1翼本体側連結部(翼本体側連結部)
58a 第1翼本体連結部の外周面(シュラウド側連結部に対向する面)
59 第2翼本体側連結部(翼本体側連結部)
60 第1シュラウド(シュラウド)
60a 燃焼ガス流路側の面
61 第2シュラウド(シュラウド)
66 第1シュラウド側連結部(シュラウド側連結部)
66a 第1シュラウド側連結部の内周面(翼本体側連結部に対向する面)
67 第2シュラウド側連結部(シュラウド側連結部)
70、71 突端部
72、73 基端部
91 第1冷却孔
92、155 第1翼本体側連結部に接続される部分
111 冷却ガス導入部
112、113 屈曲部(逃げ部)
101 厚肉部
131 逃げ部
141 翼部側遮熱コーティング層(表面処理層)
142 シュラウド側遮熱コーティング層(表面処理層)
151 第2冷却孔
161 位置決め部
F 燃焼ガス流路
G1 燃焼ガス
G2 冷却ガス
H 高さ方向
DESCRIPTION OF
53,171 Turbine stationary blade body (blade body)
53a Outer peripheral surface of turbine vane body (outer surface of blade body)
58 1st wing body side connection (wing body side connection)
58a Outer peripheral surface of first blade main body connecting portion (surface facing shroud side connecting portion)
59 Second wing body side connection (wing body side connection)
60 First shroud (shroud)
60a Combustion gas
66 1st shroud side connection part (shroud side connection part)
66a Inner peripheral surface of the first shroud side connecting portion (surface facing the blade body side connecting portion)
67 2nd shroud side connection part (shroud side connection part)
70, 71
101
142 Shroud side thermal barrier coating layer (surface treatment layer)
151
Claims (9)
該翼本体における高さ方向の両端部のうちの少なくとも一方に配設されて前記翼本体を支持すると共に、前記燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路の隔壁の一部を構成するシュラウドと、
を備え、
前記翼本体及び前記シュラウドには、前記燃焼ガス流路の外側に前記高さ方向に延出された翼本体側連結部及びシュラウド側連結部がそれぞれ設けられ、
前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部は、前記燃焼ガス流路の外側に突出する互いの突端部の一部で連結され、前記燃焼ガス流路側に位置する基端部では連結されていないことを特徴とするガスタービン翼。 A blade body through which the combustion gas flowing from the upstream side toward the downstream side in the gas turbine passes through the outer surface;
A shroud that is disposed at at least one of both end portions in the height direction of the blade body to support the blade body, and constitutes a part of a partition wall of a combustion gas passage through which the combustion gas flows;
With
The blade body and the shroud are each provided with a blade body side connection portion and a shroud side connection portion that extend in the height direction outside the combustion gas flow path,
The blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion are connected at a part of each protruding end protruding outside the combustion gas flow path, and are connected at a base end located on the combustion gas flow path side. A gas turbine blade characterized by not.
前記シュラウドには、前記燃焼ガス流路内に冷却ガスを放出して前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分を冷却する第1冷却孔が設けられていることを特徴とするガスタービン翼。 The gas turbine blade according to claim 1,
The shroud is provided with a first cooling hole for discharging a cooling gas into the combustion gas flow path and cooling a portion of the blade body connected to the blade body side connecting portion. Gas turbine blade.
前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分には、他の部分より厚肉に形成された厚肉部が設けられていることを特徴とするガスタービン翼。 The gas turbine blade according to claim 2,
The gas turbine blade according to claim 1, wherein a portion connected to the blade body side coupling portion of the blade body is provided with a thick portion formed thicker than other portions.
前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分の近傍には、前記第1冷却孔から放出された前記冷却ガスが導入される冷却ガス導入部が設けられていることを特徴とするガスタービン翼。 In the gas turbine blade according to claim 2 or 3,
A cooling gas introduction part for introducing the cooling gas discharged from the first cooling hole is provided in the vicinity of a portion connected to the blade body side coupling part of the blade body. Gas turbine blade.
前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部の互いに対向する面のうちの少なくとも一方には、前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部の基端同士の接触を抑制する逃げ部が設けられていることを特徴とするガスタービン翼。 In the gas turbine blade according to any one of claims 1 to 4,
At least one of the mutually opposing surfaces of the wing body side connecting portion and the shroud side connecting portion is provided with a relief portion that suppresses contact between the base ends of the wing body side connecting portion and the shroud side connecting portion. A gas turbine blade characterized in that:
前記翼本体の外面及び前記シュラウドの前記燃焼ガス流路側の面には、互いに厚さが異なる表面処理層がそれぞれ設けられていることを特徴とするガスタービン翼。 The gas turbine blade according to any one of claims 1 to 5,
The gas turbine blade according to claim 1, wherein a surface treatment layer having a different thickness is provided on an outer surface of the blade body and a surface of the shroud on the combustion gas flow path side.
前記翼本体側連結部及び前記シュラウド側連結部の間には、前記燃焼ガス流路内に冷却ガスを放出して前記翼本体の前記翼本体側連結部に接続される部分を冷却する第2冷却孔が設けられていることを特徴とするガスタービン翼。 In the gas turbine blade according to any one of claims 1 to 6,
Between the blade main body side connecting portion and the shroud side connecting portion, a cooling gas is discharged into the combustion gas flow path to cool a portion connected to the blade main body side connecting portion of the blade main body. A gas turbine blade provided with a cooling hole.
前記シュラウド側連結部には、前記シュラウドに対して前記翼本体を前記高さ方向に位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とするガスタービン翼。 The gas turbine blade according to any one of claims 1 to 7,
The gas turbine blade according to claim 1, wherein the shroud side connecting portion is provided with a positioning portion for positioning the blade body in the height direction with respect to the shroud.
該圧縮機から供給される圧縮空気に燃料を供給して燃焼ガスを生成する燃焼器と、
請求項1から8のいずれか1項に記載のガスタービン翼を有し、前記燃焼器から供給される前記燃焼ガスにより回転動力を発生させるタービンと、
を備えていることを特徴とするガスタービン。 A compressor for generating compressed air;
A combustor that supplies fuel to compressed air supplied from the compressor to generate combustion gas;
A turbine having the gas turbine blade according to any one of claims 1 to 8, wherein the turbine generates rotational power by the combustion gas supplied from the combustor,
A gas turbine comprising:
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