JP2014148964A - ガスタービン尾筒シール及びガスタービン - Google Patents

Abstract

【課題】ガスタービン尾筒シール及びガスタービンにおいて、冷却流路の出口周辺の損傷を抑え、かつ冷却空気量の低減を図る。
【解決手段】燃焼ガス流路に面する壁部８３内で燃焼ガス流路に面する壁面８４に沿うように形成されると共に壁部８３の下流側端部で折り返す冷却流路８５を複数備え、これらの第一流路８６が壁部８３の上流側で車室に連通する入口開口部８６ａを有すると共に、第二流路８７が壁部８３の上流側かつ入口開口部８６ａの近傍で燃焼ガス流路に連通する出口開口部８７ａを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、燃焼器の尾筒とタービンの燃焼ガス流路との間をシールするガスタービン尾筒シール、及びこれを用いたガスタービンに関する。

ガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンとを備えて構成される（図示略）。このガスタービンによれば、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気が、前記燃焼器に供給され、別途供給される燃料と混合して燃焼される。この燃焼によって生成した燃焼ガスは、前記タービンへと供給され、該タービンに回転駆動力を発生させる。

図６に、前記燃焼器の一般的な構成を示す。同図において、符号２０は燃焼器であり、車室３２の内部に固定される。符号２１ａはパイロット燃料ノズルであり、パイロット燃料が供給される。符号２０ｂはメイン燃料ノズルであり、パイロット燃料ノズル２１ａを中心として、円周状に複数本（例えば８本）が配列される。符号２２は尾筒であり、高温の燃焼ガスＧを尾筒出口２２ａに導く。符号２７はバイパス管、符号２８はバイパス弁であり、負荷変動により燃焼用空気が不足状態となるとバイパス弁２８が開き、車室３２内の空気を燃焼器２０内に導く。符号１８０はガスタービン尾筒シール（以下、単に尾筒シールということがある。）であり、尾筒出口２２ａの端部に設けられ、前記タービンの燃焼ガス流路（ガスパス）Ｐｇと尾筒２２との接続部をシールする。燃焼器２０は、車室３２内でロータ（図示せず）の周囲に複数配置され、これらからの高温の燃焼ガスＧがタービン内で膨張することにより、前記ロータを回転させる。

上記構成の燃焼器２０において、メイン燃料ノズル２１ｂからの燃料は、車室３２から吸込んだ空気と混合し、パイロット燃料ノズル２１ａからのパイロット燃料の火炎によって点火され、燃焼室内で燃焼して燃焼ガスＧとなり、尾筒２２を通って尾筒出口２２ａから燃焼ガス流路Ｐｇに供給される。燃焼器２０の尾筒２２の壁面は、絶えず高温の燃焼ガスＧに接しているので、壁内部に設けた冷却用通路に冷却空気を流して冷却される。尾筒出口２２ａは、尾筒シール１８０を介して燃焼ガス流路Ｐｇの入口に接続され、この尾筒シール１８０も冷却空気によって冷却される。

図７は、図６のＡ部拡大図であり、従来の尾筒シールの構造を示す。同図に示すように、尾筒出口２２ａの周囲には、出口フランジ２３が形成される。尾筒出口２２ａは、燃焼ガス流路Ｐｇに対して、尾筒シール１８０を介して接続される。尾筒シール１８０の尾筒２２側には、尾筒出口２２ａの内周側に開放する断面Ｕ字形状のフランジ溝８１が形成され、このフランジ溝８１に尾筒出口２２ａの出口フランジ２３が嵌入される。尾筒シール１８０の燃焼ガス流路Ｐｇ側には、燃焼ガス流路Ｐｇの流れ方向（燃焼ガスの流れ方向）の下流側に開放する断面Ｕ字形状の係合溝８２が形成され、この係合溝８２に燃焼ガス流路Ｐｇ内の第一静翼段４０ａの外側シュラウド４３及び内側シュラウド４５の各上流側端部がそれぞれ嵌入される。

尾筒シール１８０には、冷却流路１８５が複数穿設される。冷却流路１８５は、車室３２内の圧縮空気の一部を冷却空気Ａとして流し、尾筒シール１８０自身の冷却と、第一静翼段４０ａの外側シュラウド４３及び内側シュラウド４５のフィルム冷却とを行う。冷却流路１８５は、尾筒シール１８０における車室３２に面する外面から、尾筒シール１８０の壁部８３の燃焼ガス流路Ｐｇに面する壁面８４に沿って下流側に延び、下流側端に開口する。この冷却流路１８５に車室３２内の高圧空気が冷却空気Ａとして流入し、該冷却空気Ａが壁部８３内を下流側に流れて尾筒シール１８０の壁面８４を冷却する。冷却流路１８５内の冷却空気Ａは、壁部８３の下流側端から燃焼ガス流路Ｐｇの上流側端に吐出し、外側シュラウド４３の内周面と内側シュラウド４５の外周面とをフィルム冷却する。この種の尾筒シールの冷却構造については、例えば下記特許文献１に開示されている。

特許第４２８８１４７号公報

ところで、上記のようなガスタービン尾筒シールにおいて、より少ない冷却空気で尾筒シール自身を冷却できる構造が要望されている。
すなわち、前記尾筒シール１８０の壁部８３は、その上流側端と尾筒２２との間の隙間から漏れ出した車室３２内の空気により冷却されるが、下流側ほど高温になる傾向にある。上記従来の尾筒シール１８０の構成では、壁部８３の下流側端に冷却流路１８５の出口が開口するため、この出口周辺に破損が生じ易くなる。

そこで本発明は、ガスタービン尾筒シール及びガスタービンにおいて、冷却流路の出口周辺の損傷を抑え、かつ冷却空気量の低減を図ることを目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明に係るガスタービン尾筒シールは、燃焼器の尾筒と、該尾筒よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側の第一静翼段の内側シュラウド及び外側シュラウドと、の間をシールするガスタービン尾筒シールにおいて、燃焼ガス流路に沿う壁部内で、前記燃焼ガス流路に面する壁面に沿うように形成され、前記燃焼ガス流路外方の車室内から流入した空気を前記壁部内で前記下流側に流す第一流路と、前記壁部内で、前記燃焼ガスの流れ方向と直交すると共に前記壁面に沿う周方向で、前記第一流路に隣接するように形成され、前記第一流路を流れた空気を前記壁部内で前記燃焼ガスの流れ方向の上流側に流す第二流路と、前記壁部内に形成され、前記第一流路及び第二流路の前記下流側を接続してこれらを折り返すように連通させる接続流路と、を含む冷却流路を備え、前記第一流路は、前記壁部の前記上流側で前記車室に連通する入口開口部を有し、前記第二流路は、前記壁部の前記壁面で前記燃焼ガス流路に連通する出口開口部を有することを特徴とする。

この構成によれば、第一流路を通じて下流側に流れた空気が、接続流路を通じて第二流路に至り、第二流路を通じて再度上流側に流れることで、冷却空気が下流側に向けた一方向のみに流れる場合と比べて、冷却流路の長さが増加して、冷却空気による冷却面積を増加させる。これにより、燃焼ガス流路に面する壁面近傍をより少ない冷却空気で効率よく冷却することができる。
また、冷却通路の出口となる第二流路の出口開口部が、壁部の壁面に配置されることで、壁部の下流側端部から開口を無くすことができ、冷却空気の出口周辺の損傷を抑えることができる。

本発明に係るガスタービン尾筒シールは、前記出口開口部は、前記入口開口部よりも前記下流側で、隣接する二つの前記第一流路の間に配置されていてもよい。
この構成によれば、両側に配置された第一流路を流れる冷却空気により、冷却されるので、出口開口部の周辺の温度が高温になることがさらに抑制され、出口開口部の損傷を回避することができる。

本発明に係るガスタービン尾筒シールは、前記出口開口部は、前記入口開口部よりも下流側で該入口開口部に近接して配置されていてもよい。
この構成によれば、出口開口部から吐出する空気が、入口開口部から流入したばかりの空気によって冷却されると共に、第二流路の流路長も十分確保することができる。したがって、出口開口部周辺が冷却されることで、出口開口部周辺の損傷を抑えることができると共に、冷却空気量の低減も図ることができる。

本発明に係るガスタービン尾筒シールは、前記第一流路は、前記壁面に沿う第一流路本体と、前記入口開口部から前記燃焼ガス流路側へ延びて前記壁面の近傍で前記第一流路本体に接続される入口流路と、を含み、前記入口流路と前記出口開口部とが近接してもよい。
この構成によれば、入口流路に流入したばかりの空気によって、出口開口部から吐出する空気及び出口開口部周辺を良好に冷却できる。

本発明に係るガスタービン尾筒シールは、前記冷却流路は、前記周方向で並ぶように複数形成されてもよい。
この構成によれば、冷却流路を前記上下流方向及び周方向で壁部の全体に渡って配置でき、壁面近傍をより一層良好に冷却できる。

本発明に係るガスタービン尾筒シールは、前記接続流路は、前記周方向に延びて複数の前記冷却流路の第一流路及び第二流路を連通してもよい。
この構成によれば、複数の冷却流路の接続流路を、周方向で壁部を貫通する流路で形成することが可能となり、複数の冷却流路の形成を容易にできる。

本発明に係るガスタービン尾筒シールは、前記出口開口部は、前記壁面の上流側端部に開口し、前記壁面のフィルム冷却孔として機能してもよい。
この構成によれば、壁面をその上流側端部から良好にフィルム冷却できる。

本発明に係るガスタービン尾筒シールは、前記接続流路は、前記第一流路を流れる空気の衝突によって内壁面を冷却するインピンジメント冷却がなされていてもよい。
この構成によれば、第一流路から第二流路に折り返す際の空気流の衝突により、接続流路周辺を良好にインピンジメント冷却でき、壁部の下流側端部の冷却ができる。

本発明に係るガスタービンは、請求項１から７の何れか一項に記載のガスタービン尾筒シールと、前記尾筒を含む燃焼器と、前記燃焼器が発生した燃焼ガスで駆動するタービンと、を備えることを特徴とするガスタービンを提供する。

本発明によれば、ガスタービン尾筒シールにおける冷却空気の出口周辺の損傷を抑え、かつ冷却空気量の低減を図ることができる。

本発明の実施形態におけるガスタービンの一部断面を含む側面図である。 図１の要部拡大図である。 上記ガスタービンの尾筒シール周辺の周方向に直交する断面図である。 図３のＩＶ部拡大図である。 図４のＶ矢視図である。 従来のガスタービン尾筒シール及び燃焼器の説明図である。 図６のＶＩＩ部拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

「ガスタービン」
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態のガスタービンの基本構成について説明する。
図１に示すように、ガスタービン１は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１０と、燃料供給源からの燃料を前記圧縮空気に混合して燃焼させて燃焼ガスを生成する複数の燃焼器２０と、前記燃焼ガスにより駆動するタービン３０と、を備える。

タービン３０は、ケーシング３１と、このケーシング３１内でロータ軸（ロータ軸心）Ａｒを中心として回転するタービンロータ３３とを備える。タービンロータ３３は、例えばタービンロータ３３の回転で発電する不図示の発電機に接続される。
圧縮機１０は、タービン３０に対して、ロータ軸Ａｒの軸方向Ｄａの一方側に配置される。タービン３０のケーシング３１は、ロータ軸Ａｒを中心とした円筒状をなしている。

複数の燃焼器２０は、ロータ軸Ａｒを中心とした周方向Ｄｃで互いに間隔を空けて配列され、これら複数の燃焼器２０がケーシング３１に取り付けられる。
以下、軸方向Ｄａで圧縮機１０が配置されている側を上流側、その反対側を下流側とする。また、ロータ軸Ａｒを中心とした径方向Ｄｒで、ロータ軸Ａｒから遠ざかる側を径方向外側、ロータ軸Ａｒに近づく側を径方向内側とする。また、燃焼ガスの流れ方向に関して、燃焼器２０が配置されている側を上流側、その反対側のタービン３０が配置されている側を下流側とする。

図２に示すように、タービンロータ３３は、ロータ軸Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びるロータ本体３４と、軸方向Ｄａに並んでロータ本体３４に取り付けられる複数の動翼段３５と、を有する。各動翼段３５は、ロータ軸Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並ぶ複数の動翼３６を有する。各動翼３６は、径方向Ｄｒに延びる動翼本体３７と、動翼本体３７の径方向内側に設けられるプラットホーム３８と、プラットホーム３８の径方向内側に設けられる翼根３９と、を有する。各動翼３６は、翼根３９がロータ本体３４に埋め込まれることでロータ本体３４に固定される。

各動翼段３５の上流側には、それぞれ静翼段４０が配置される。各静翼段４０は、ロータ軸Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並ぶ複数の静翼４１を有する。各静翼４１は、径方向Ｄｒに延びる静翼本体４２と、静翼本体４２の径方向外側に設けられる外側シュラウド４３と、静翼本体４２の径方向内側に設けられる内側シュラウド４５と、を有する。

動翼段３５及び静翼段４０の径方向外側であってケーシング３１の径方向内側には、ロータ軸Ａｒを中心とした円筒状をなしてケーシング３１に固定された翼環５０が配置される。翼環５０と静翼４１の外側シュラウド４３とは、遮熱環５２により連結される。

軸方向Ｄａで隣接する静翼段４０の外側シュラウド４３の間には、ロータ軸Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並ぶ複数の分割環６１が配置される。複数の分割環６１は環状に並び、その径方向内側に動翼段３５が配置される。複数の分割環６１は、それぞれ遮熱環５２により翼環５０に連結される。

燃焼器２０は、高温高圧の燃焼ガスＧをタービン３０に送る尾筒２２と、尾筒２２内に燃料及び圧縮空気を供給する燃料ノズル２１と、を備える。尾筒２２の下流側のフランジ、つまり出口フランジ２３には、最上流側の第一静翼段４０ａを構成する第一静翼４１ａの内側シュラウド４５及び外側シュラウド４３の各上流側端部が接続される。

圧縮機１０が生成した圧縮空気は、ケーシング３１の上流側の内部（以下、車室３２という。）に入り、燃焼器２０の外周から燃料ノズル２１内に流れ込む。燃料ノズル２１は、圧縮空気と共に外部からの燃料を尾筒２２内に噴霧する。尾筒２２内では、燃料が燃焼して燃焼ガスＧが生成される。この燃焼ガスＧは、静翼段４０を構成する複数の静翼４１の内側シュラウド４５と外側シュラウド４３との間、及びその下流側の動翼段３５を構成する複数の動翼３６のプラットホーム３８とこの動翼３６の径方向外側に配置された分割環６１との間、を通る過程で動翼本体３７に接し、タービンロータ３３をロータ軸Ａｒ中心で回転させる。

すなわち、タービン３０における燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路（ガスパス）Ｐｇは、尾筒２２よりも下流側において、静翼４１の内側シュラウド４５及び外側シュラウド４３、並びに動翼３６のプラットホーム３８及びこれに対向する分割環６１で画定される。

「ガスタービン尾筒シール」
次に、図３及び図４を用いて、本実施形態のガスタービン尾筒シール（以下、単に尾筒シールということがある。）について説明する。
図３に示すように、尾筒シール８０は、燃焼器２０の尾筒２２の出口フランジ２３と、第一静翼段４０ａの第一静翼４１ａの内側シュラウド４５及び外側シュラウド４３の各上流側端部と、の間をシールするシール部材である。

尾筒２２の尾筒出口２２ａは、燃焼ガス流路Ｐｇの流れ方向（燃焼ガスＧの流れ方向）と直交する平面に沿うように形成される。尾筒出口２２ａは、燃焼ガス流路Ｐｇの流れ方向から見てほぼ四角形状をなし、その周囲には、出口フランジ２３が四角環状に形成される。
出口フランジ２３は、尾筒出口２２ａの開口を挟んで、径方向Ｄｒに配置される一対の径方向フランジ部と周方向Ｄｃに配置される一対の周方向フランジ部とを有する。尾筒シール８０は、一対の周方向フランジ部に沿って配置される。

なお、出口フランジ２３における一対の径方向フランジ部には、周方向Ｄｃで隣接する他の尾筒２２の出口フランジ２３における径方向フランジ部との間をシールする他のシール部材（不図示）が配置される。

出口フランジ２３の径方向外側の周方向フランジ部に配置される尾筒シール８０は、前記径方向外側の周方向フランジ部に係合すると共に、第一静翼４１ａの外側シュラウド４３の上流側端部に係合する。出口フランジ２３の径方向内側の周方向フランジ部に配置される尾筒シール８０は、前記径方向内側の周方向フランジ部に係合すると共に、第一静翼４１ａの内側シュラウド４５の上流側端部に係合する。第一静翼４１ａの外側シュラウド４３及び内側シュラウド４５の各上流側端部には、上流側に突出して尾筒シール８０を係合させる係合凸部４４がそれぞれ形成される。

尾筒２２の尾筒出口２２ａにおける周方向Ｄｃと直交する断面（図３に相当）において、径方向内側の尾筒シール８０と径方向外側の尾筒シール８０とは、尾筒２２の尾筒出口２２ａにおけるロータ軸Ａｒに関して対称な構成を有する。以下、図４を参照して径方向内側の尾筒シール８０について説明し、径方向外側の尾筒シール８０は対称な構成を有するものとしてその説明を省略する。

尾筒シール８０の上流側部分には、径方向内側に向かって凹むフランジ溝８１が、周方向Ｄｃに延びるように形成される。フランジ溝８１には、尾筒２２の出口フランジ２３（周方向フランジ部）が嵌入される。
尾筒シール８０の下流側部分には、燃焼ガス流路Ｐｇの流れ方向で上流側に向かって凹む係合溝８２が、周方向Ｄｃに延びるように形成される。係合溝８２には、第一静翼４１ａの内側シュラウド４５の係合凸部４４が嵌入される。

以下、尾筒シール８０における燃焼ガス流路Ｐｇに沿う壁部を符号８３で示し、壁部８３における燃焼ガス流路Ｐｇに面する壁面を符号８４で示す。
尾筒シール８０の壁部８３には、壁面８４周辺を冷却するための冷却流路８５が形成される。

冷却流路８５は、壁部８３内で壁面８４に沿うように形成され、第一流路８６、第二流路８７及び接続流路８８で形成される。第一流路８６は、燃焼ガス流路Ｐｇ外周に配置された車室３２内から流入した圧縮空気の一部である冷却空気Ａを、壁部８３内で燃焼ガスＧの流れ方向の下流側に流す流路である。第二流路８７は、壁部８３内で、壁面８４の燃焼ガスＧの流れ方向に沿い、かつ周方向Ｄｃで第一流路８６に隣接するように形成され、第一流路８６を流れた冷却空気Ａを壁部８３内で燃焼ガスＧの流れ方向の上流側に流す流路である。接続流路８８は、壁部８３内の下流側端部内に形成され、第一流路８６及び第二流路８７の下流側端部を相互に接続してこれらを折り返すように連通させる流路である。

冷却流路８５は、周方向Ｄｃで並ぶように複数形成され、壁面８４のほぼ全域を冷却可能とする。各冷却流路８５の接続流路８８は相互に連通し、尾筒シール８０を周方向Ｄｃに沿って貫通する貫通流路８８Ａとして形成される。これにより、複数の冷却流路８５の接続流路８８が、尾筒シール８０を周方向Ｄｃで貫通する加工具等によってまとめて形成することが可能となる。貫通流路８８Ａの周方向Ｄｃの両側の末端部はプラグｐにより閉塞される。

第一流路８６は、壁部８３の上流側端部で車室３２に開放する入口開口部８６ａと、入口開口部８６ａから燃焼ガス流路Ｐｇ側へ径方向Ｄｒに沿って延びる入口流路８６ｂと、入口流路８６ｂの壁面８４側の端部から壁面８４に沿って下流側へ延びる第一流路本体８６ｃと、を有する。
第二流路８７は、壁部８３の上流側端部で燃焼ガス流路Ｐｇに開放する出口開口部８７ａと、出口開口部８７ａから車室３２側へ径方向Ｄｒに沿って延びる出口流路８７ｂと、出口流路８７ｂの先端側から壁面８４に沿って燃焼ガスＧの流れ方向の下流側へ延びる第二流路本体８７ｃと、を有する。

第一流路８６及び第二流路８７は、壁部８３の厚さ方向（径方向Ｄｒ）で壁面８４寄りに形成される。壁面８４から第二流路本体８７ｃに至る出口流路８７ｂは、壁部８３における径方向Ｄｒで壁面８４と反対側の外面から第一流路本体８６ｃに至る入口流路８６ｂよりも短くされる。

圧縮機１０から車室３２内に供給された圧縮空気の一部である冷却空気Ａは、出口フランジ２３と尾筒シール８０との間の隙間、及び尾筒シール８０と第一静翼４１ａの内側シュラウド４５との間の隙間から漏れ出して、燃焼ガス流路Ｐｇ内に流れ込む。この漏れ出した冷却空気Ａにより、尾筒シール８０の上流側端部が冷却される。

車室３２内の冷却空気Ａの一部は、複数の入口開口部８６ａから複数の冷却流路８５内に流入する。複数の冷却流路８５は、尾筒シール８０の壁部８３内の燃焼ガス流路Ｐｇ寄りに形成されることから、これら複数の冷却流路８５を流れる冷却空気Ａによって、壁部８３における燃焼ガス流路Ｐｇを流れる燃焼ガスＧからの熱を受け易い壁面８４側が良好に冷却される。

各冷却流路８５は、流入した冷却空気Ａを第一流路８６により下流側に流した後、この冷却空気Ａを接続流路８８により上流側に折り返し、第二流路８７により再度上流側に流すことで、冷却空気Ａを燃焼ガスＧの流れ方向の一方向のみに流す場合と比べて流路長を倍増させる。これにより、同一の空気流量でも尾筒シール８０の冷却性を高めることができる。複数の冷却流路８５が貫通流路８８Ａにより相互に連通する場合には、空気流量のバラつきを抑えて冷却の均等化に寄与する。

冷却流路８５内の冷却空気Ａは、出口開口部８７ａより燃焼ガス流路Ｐｇ内に流出する。出口開口部８７ａは、尾筒シール８０の上流側端部に形成されることが望ましい。出口開口部８７ａから燃焼ガス流路Ｐｇ内に流出した冷却空気Ａは、尾筒シール８０の壁面８４をその上流側端部から燃焼ガスＧの流れ方向の下流側に向けて広範囲にフィルム冷却する。すなわち、出口開口部８７ａは、壁面８４のフィルム冷却孔として機能する。

出口開口部８７ａは、入口開口部８６ａよりも下流側（第一流路本体８６ｃ側）で、入口開口部８６ａに近接して開口する。なお、「入口開口部８６ａに近接する」とは、燃焼ガス流路Ｐｇ側から径方向外側又は径方向内側に向かって尾筒シール８０の壁面８４を断面視した場合（図５に相当）、少なくとも出口開口部８７ａは、入口開口部８６ａよりも燃焼ガスＧの流れ方向の下流側で、周方向Ｄｃの両側に近接配置された第一流路８６の間に挟まれて配置する必要がある。また、燃焼ガスＧの流れ方向に対しては、出口開口部８７ａとその周方向Ｄｃの両側の第一流路８６の二つの入口開口部８６ａとの間で、二等辺三角形が形成されるような配置（最上流位置）とすることが最も望ましい。

上述の出口開口部８７ａの配置により、出口開口部８７ａは、出口流路８７ｂが短いことから、入口流路８６ｂの径方向Ｄｒの下流側端部（壁面８４側の端部）とも近接する。これにより、出口開口部８７ａ周辺が良好に冷却され、出口開口部８７ａ周辺の損傷が抑えられる。また、第二流路８７の流れ方向の流路長も十分に確保されるので、冷却空気量の低減にも効果がある。

なお、出口開口部８７ａの燃焼ガスＧの流れ方向の位置は、隣接する第一流路８６の間に配置されていれば、上述の最上流位置より下流側であってもよい。このような場合、できるだけ第二流路８７の流路長を確保する観点では若干不利ではあるが、出口開口部８７ａが第一流路８６に挟まれているため、出口開口部８７ａの周辺は第一流路８６を流れる冷却空気Ａにより冷却され、出口開口部８７ａが高温により損傷を受ける虞はない。

また、第一流路８６を下流側に流れた冷却空気Ａは、接続流路８８の下流側内面に衝突して上流側に折り返すが、この冷却空気Ａの衝突によって、接続流路８８の内壁面がインピンジメント冷却される。これにより、比較的高温になり易い尾筒シール８０の下流側の冷却効果が高まり、尾筒シール８０の下流側端部の破損が抑えられる。尾筒シール８０の下流側端部には冷却流路８５が開口せず、この点でも尾筒シール８０の下流側端部の破損が抑えられる。

以上説明したように、本実施形態のガスタービン尾筒シール８０によれば、燃焼ガス流路Ｐｇに面する壁部８３内で燃焼ガス流路Ｐｇに面する壁面８４に沿うように形成されると共に壁部８３の下流側端部で折り返す冷却流路８５を複数備え、これらの第一流路８６が壁部８３の上流側で車室３２に連通する入口開口部８６ａを有すると共に、第二流路８７が壁部８３の上流側かつ入口開口部８６ａの近傍で燃焼ガス流路Ｐｇに連通する出口開口部８７ａを有することで、冷却空気Ａが下流側に向けた一方向のみに流れる場合と比べて、より少ない冷却空気Ａで効率よく壁面８４近傍を冷却することができる。また、冷却流路８５の出口となる第二流路８７の出口開口部８７ａが、壁部８３の上流側で隣接する第一流路８６の間に配置されることで、壁部８３の下流側の高温部分から開口を無くすことができ、冷却空気Ａの出口周辺の損傷を抑えることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、複数の接続流路８８が互いに連通せず、互いに独立した複数の冷却流路８５を形成してもよい。
冷却流路８５の出口流路８７ｂを、燃焼ガス流路Ｐｇ側ほど下流側に位置するように傾斜させ、この出口流路８７ｂから流出した冷却空気Ａが壁面８４に沿って流れ易くしてもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ ガスタービン
２０ 燃焼器
２２ 尾筒
３０ タービン
３２ 車室
Ａ 冷却空気（空気）
４０ａ 第一静翼段
４３ 外側シュラウド
４５ 内側シュラウド
８０ ガスタービン尾筒シール
Ｐｇ 燃焼ガス流路
８３ 壁部
８４ 壁面
Ｄｃ 周方向
８５ 冷却流路
８６ 第一流路
８６ａ 入口開口部
８６ｂ 入口流路
８６ｃ 第一流路本体
８７ 第二流路
８７ａ 出口開口部
８８ 接続流路

Claims (9)

1. 燃焼器の尾筒と、該尾筒よりも燃焼ガスの流れ方向の下流側の第一静翼段の内側シュラウド及び外側シュラウドと、の間をシールするガスタービン尾筒シールにおいて、
   燃焼ガス流路に沿う壁部内で、前記燃焼ガス流路に面する壁面に沿うように形成され、前記燃焼ガス流路外方の車室内から流入した空気を前記壁部内で前記下流側に流す第一流路と、
   前記壁部内で、前記燃焼ガスの流れ方向と直交すると共に前記壁面に沿う周方向で、前記第一流路に隣接するように形成され、前記第一流路を流れた空気を前記壁部内で前記燃焼ガスの流れ方向の上流側に流す第二流路と、
   前記壁部内に形成され、前記第一流路及び第二流路の前記下流側を接続してこれらを折り返すように連通させる接続流路と、を含む冷却流路を備え、
   前記第一流路は、前記壁部の前記上流側で前記車室に連通する入口開口部を有し、
   前記第二流路は、前記壁部の前記壁面で前記燃焼ガス流路に連通する出口開口部を有することを特徴とするガスタービン尾筒シール。
2. 前記出口開口部は、前記入口開口部よりも前記下流側で、隣接する二つの前記第一流路の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン尾筒シール。
3. 前記出口開口部は、前記入口開口部よりも前記下流側で、前記入口開口部に近接して配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスタービン尾筒シール。
4. 前記第一流路は、前記壁面に沿う第一流路本体と、前記入口開口部から前記燃焼ガス流路側へ延びて前記壁面の近傍で前記第一流路本体に接続される入口流路と、を含み、
   前記入口流路と前記出口開口部とが近接することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のガスタービン尾筒シール。
5. 前記冷却流路は、前記周方向で並ぶように複数形成されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のガスタービン尾筒シール。
6. 前記接続流路は、前記周方向に延びて複数の前記冷却流路の第一流路及び第二流路を連通すること特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のガスタービン尾筒シール。
7. 前記出口開口部は、前記壁面の上流側端部に開口し、前記壁面のフィルム冷却孔として機能することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のガスタービン尾筒シール。
8. 前記接続流路は、前記第一流路を流れる空気の衝突によって内壁面を冷却するインピンジメント冷却がなされることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載のガスタービン尾筒シール。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載のガスタービン尾筒シールと、前記尾筒を含む燃焼器と、前記燃焼器が発生した燃焼ガスで駆動するタービンと、を備えることを特徴とするガスタービン。

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