JP2016011649A - 静翼、これを備えているガスタービン、静翼の製造方法、及び静翼の改造方法 - Google Patents

静翼、これを備えているガスタービン、静翼の製造方法、及び静翼の改造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】静翼の内側シュラウドに発生する熱応力を抑える。【解決手段】静翼４０ｆの内側シュラウド６１から径方向内側に突出し且つ周方向Ｄｃに延びるリテーナ９１には、軸線方向Ｄａに貫通する開口９２が形成されている。開口９２の周方向Ｄｃの幅Ｗｏは、軸線方向Ｄａでリテーナ９１が存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の周方向Ｄｃの幅Ｗｗより広い。【選択図】図５

Description

本発明は、静翼、これを備えているガスタービン、静翼の製造方法、及び静翼の改造方法に関する。
ガスタービンは、大気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、この圧縮空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている。タービンは、軸線を中心として回転するタービンロータと、軸線が延びる軸線方向に並んでいる複数の静翼段と、タービンロータを回転可能に覆うタービン車室と、を有している。タービンロータは、軸線を中心として軸線方向に延びるロータ軸と、このロータ軸に固定されている複数の動翼段と、を有する。複数の動翼段は、いずれも、軸線を中心として周方向に並ぶ複数の動翼を有している。複数の動翼段の上流側には、複数の静翼段のうちのいずれか一の静翼段が配置されている。複数の静翼段は、いずれも、軸線を中心として周方向に並ぶ複数の静翼を有している。
静翼としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。この静翼は、軸線に対する径方向に延びる翼体と、翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、翼体の径方向内側に形成されている内側シュラウドと、内側シュラウドから径方向内側に突出し且つ周方向に延びる支持レール（又はリテーナ）と、を備えている。
支持レールには、軸線方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、支持レールを基準にして、軸線方向における上流側の空気を下流側に導くために形成されている。
特許第２８３５３８２号公報
内側シュラウドの径方向外側の面、つまり外側シュラウドと対向する面は、燃焼ガスに接する面である。このため、内側シュラウドを高温の燃焼ガスから保護するために、この内側シュラウドを空気等の冷却媒体で冷却する必要がある。このため、特許文献１に記載の内側シュラウドには、空気が通る冷却空気流路が形成され、支持レールには、貫通孔が形成されている。
特許文献１に記載の静翼では、内側シュラウドのうち、リテーナが設けられている部分の剛性が他の部分に比べて高い。このため、特許文献１に記載の静翼では、内側シュラウドのうち、リテーナが設けられている部分に高い熱応力が生じる。よって、特許文献１に記載の静翼では、耐久性を高めることが難しい。
そこで、本発明は、熱応力を抑えて耐久性を高めることができる技術を提供することを目的とする。
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての静翼は、
軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼において、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、
前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とする周方向に延びるリテーナと、を備え、前記リテーナには、前記軸線方向に貫通する開口が形成され、前記開口の前記周方向の幅は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広い。
当該静翼では、リテーナの開口面積が特許文献１に記載の静翼における支持レール（又はリテーナ）の開口面積より大きい。このため、当該静翼のリテーナの剛性は、特許文献１に記載の静翼の支持レール（又はリテーナ）よりも低くい。また、当該静翼では、リテーナの開口の周方向における幅が、軸線方向でリテーナが存在する位置での翼体の径方向内側端における翼体の周方向の幅より広い。このため、内側シュラウド内でリテーナが設けられている位置と、内側シュラウド内で翼体が設けられている位置とが、周方向で重複することを回避可能である。よって、当該静翼では、内側シュラウド周りの剛性が特許文献１に記載の静翼よりも低くなる。従って、当該静翼では、内側シュラウドに生じる熱応力を抑えることができる。
ここで、前記静翼において、前記内側シュラウドは、前記軸線方向及び前記周方向に広がり、前記径方向外側の面が前記燃焼ガスに接する内側シュラウド本体と、前記内側シュラウド本体の外周縁に沿って前記内側シュラウド本体から前記径方向内側に突出する周壁と、を有し、前記内側シュラウドには、前記内側シュラウド本体と前記周壁とにより、前記径方向外側に向かって凹む凹部が形成され、前記凹部内を前記径方向内側の領域と前記径方向外側の領域である内側キャビティとに仕切し、複数の空気孔が形成されている衝突板を備え、前記開口の前記径方向内側の縁は、前記衝突板の前記径方向内側の面よりも前記径方向内側に位置し、前記開口の前記径方向外側の縁は、前記衝突板の前記径方向外側の面よりも前記径方向外側に位置してもよい。
当該静翼では、内側シュラウド本体の径方向内側の面のうち、軸線方向でリテーナが存在する部分をインピンジメント冷却することができる。このため、当該静翼では、軸線方向でリテーナが存在する部分を効果的に冷却することができる。特に、当該静翼では、開口の周方向の幅が軸線方向でリテーナが存在する位置での翼体の周方向の幅より広くしたことにより、この開口内を含めて衝突板を配置できるために、軸線方向でリテナーナが存在する位置で衝突板の複数の空気を通過した空気によりインピンメント冷却できる範囲を、特許文献１に記載の静翼よりも広げることができる。よって、当該静翼では、内側シュラウドに生じる熱応力をより抑えることができる。
また、以上のいずれかの前記静翼において、前記開口の前記周方向における一方側の縁は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記一方側の外面よりも前記一方側に位置し、前記開口の前記周方向における他方側の縁は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記他方側の外面よりも前記他方側に位置してもよい。
当該静翼では、内側シュラウド内でリテーナが設けられている位置と、内側シュラウド内で翼体が設けられている位置とが、周方向で重複することを確実に回避することができる。
前記内側シュラウドに前記凹部が形成されている、以上のいずれかの前記静翼において、前記リテーナを前記軸線方向に貫通する前記開口の内周面のうち、径方向外側を向く面は、前記上流側から前記下流側に向かうに連れて次第に前記径方向外側に向かって傾斜していてもよい。
当該静翼では、開口の内周面のうち、径方向外側を向く面は、上流側から下流側に向かうに連れて次第に径方向外側に向かって傾斜している。このため、当該静翼では、内側シュラウド本体の径方向内側の面に対して、衝突板を傾斜させて、この衝突板を容易に着脱させることができる。
前記内側シュラウドに前記凹部が形成されている、以上のいずれかの前記静翼において、前記衝突板は、前記開口に挿通され、前記リテーナを基準として前記上流側及び前記下流側に広がっている一枚の多孔板で形成されていてもよい。
前記衝突板が一枚の多孔板で形成されている前記静翼において、前記衝突板を形成する前記一枚の多孔板は、前記上流側に位置する多孔板と、前記下流側に位置する多孔板とが接合されて一体化されたものであってもよい。
当該静翼では、特許文献１に記載のリテーナの開口と比較して、周方向の開口の幅が拡大されているため、複数の多孔板の一体化接合が確実に行えるようになる。その結果、接合部分での冷却空気の漏れが減少して、インピンジメント冷却による冷却効果が改善され、冷却空気量が低減される。
前記内側シュラウドに前記凹部が形成されている、以上のいずれかの前記静翼において、前記リテーナを基準として前記下流側に配置され、前記凹部の開口のうち、前記リテーナよりも前記下流側の部分を塞ぐ封止板を備えてもよい。
前記内側シュラウドに前記凹部が形成されている、以上のいずれかの前記静翼において、前記内側シュラウドの前記周壁は、前記周方向で互いの間隔をあけて対向する一対の側周壁を有し、前記開口の前記周方向における一方側の縁は、一対の前記側周壁のうち前記一方側の側周壁における前記内側キャビティ側の面内に位置し、前記開口の前記周方向における他方側の縁は、一対の前記側周壁うち前記他方側の側周壁における前記内側キャビティ側の面内に位置してもよい。
当該静翼では、リテーナの開口面積がより大きくなり、リテーナの剛性がより低くなる上に、開口内を含めて衝突板を配置することで、内側シュラウドの径方向内側の領域における軸方向のリテーナの位置でのインピンジメント冷却できる範囲を周方向に広げることができる。このため、当該静翼では、内側シュラウドに発生する熱応力をより抑えることができる。しかも、当該静翼では、内側シュラウド本体の径方向内側の面のうち、軸線方向でリテーナが存在する部分の周方向のほぼ全体をほぼ均等に冷却することができる。よって、当該静翼では、この観点からも、内側シュラウドに発生する熱応力をより抑えることができる。
前記内側シュラウドに前記凹部が形成されている、以上のいずれかの前記静翼において、前記内側シュラウド本体には、前記下流側を向く下流端面が形成されており、前記内側シュラウドには、前記内側キャビティから前記内側シュラウドを貫通して、前記内側シュラウド本体の前記下流端面で開口する冷却空気噴出孔が形成されていてもよい。
前記冷却空気噴出孔が形成されている前記静翼において、前記内側シュラウドには、前記周方向に並ぶ複数の前記冷却空気噴出孔が形成されていてもよい。
前記内側シュラウドに前記凹部が形成されている、以上のいずれかの前記静翼において、前記内側シュラウド本体には、前記内側キャビティから前記内側シュラウド本体を前記径方向外側に向かって貫通する冷却空気噴出孔が形成されていてもよい。
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての静翼は、
以上のいずれかの静翼と、前記タービンロータと、前記タービンロータを回転可能に覆い、且つ前記静翼が内周側に固定されているタービン車室と、前記タービン車室に固定され、前記燃焼ガスを生成する燃焼器と、を備える。
当該ガスタービンでも、以上で説明した静翼を備えているので、この静翼の耐久性を高めることができる。
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての静翼の製造方法は、
軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼であって、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とした周方向に延びるリテーナと、を備え、前記リテーナには、前記軸線方向に貫通する開口が形成されている静翼の製造方法において、前記周方向の幅が、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広い前記開口が形成されている前記リテーナと、前記翼と、前記外側シュラウドと、前記内側シュラウドと、を鋳造で一体形成する。
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての静翼の改造方法は、
軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼であって、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とした周方向に延びるリテーナと、を備え、前記リテーナには、前記軸線方向に貫通する開口が形成されている静翼の改造方法において、前記開口の前記周方向の幅が、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広くなるよう、前記リテーナを加工する。
ここで、前記静翼の改造方法において、前記加工前における前記開口の前記周方向の幅は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より狭く、前記リテーナを加工する際には、前記リテーナを研削して前記開口を拡張してもよい。
本発明では、静翼の内側シュラウドに発生する熱応力を抑えることができる。よって、本発明によれば、静翼の耐久性を高めることができる。
本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部切欠全体側面図である。 本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。 本発明に係る一実施形態における静翼環の一部を径方向内側から見た図である。 本発明に係る一実施形態における静翼の斜視図である。 本発明に係る一実施形態における静翼の径方向内側から見た要部斜視図である。 本発明に係る一実施形態における静翼の要部切欠き側面図である。 図６におけるＶII−ＶII線断面図である。 図６におけるＶIII−ＶIII線断面図である。 本発明に係る比較例における静翼の要部切欠き側面図である。 図９におけるＸ−Ｘ線断面図である。 本発明に係る一実施形態における静翼の製造方法を示すフローチャートである。 本発明に係る一実施形態における静翼の改造方法を示すフローチャートである。 本発明に係る一実施形態の第一変形例における静翼の要部断面図である。 本発明に係る一実施形態の第二変形例における静翼の要部切欠き側面図である。
以下、本発明に係る静翼、これを備えるガスタービンの一実施形態、さらに、静翼の各種変形例について、図面を参照して詳細に説明する。
「実施形態」
本発明に係る静翼、これを備えるガスタービンの一実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンは、図１に示すように、空気を圧縮する圧縮機１０と、圧縮機１０で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器２０と、燃焼ガスにより駆動するタービン３０と、を備えている。
圧縮機１０は、図１及び図２に示すように、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ１１と、圧縮機ロータ１１を回転可能に覆う圧縮機車室１５と、複数の静翼段１４と、を有する。なお、以下では、軸線Ａｒが延びる方向を軸線方向Ｄａ、この軸線方向Ｄａの一方側を上流側、他方側を下流側とする。また、この軸線Ａｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、軸線Ａｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒとする。圧縮機ロータ１１は、その軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸１２と、このロータ軸１２に取り付けられている複数の動翼段１３と、を有する。複数の動翼段１３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼段１３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼で構成されている。複数の動翼段１３の各上流側には、静翼段１４が配置されている。各静翼段１４は、圧縮機車室１５の内側に設けられている。各静翼段１４は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼で構成されている。ロータ軸１２の径方向外周側と圧縮機車室１５の径方向内周側との間であって、軸線方向Ｄａで静翼段１４及び動翼段１３が配置されている領域の環状の空間は、空気が流れつつ圧縮される空気圧縮流路１９を成す。
タービン３０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ３１と、タービンロータ３１を回転可能に覆うタービン車室３５と、複数の静翼段３４と、を有する。燃焼器２０は、このタービン車室３５の上流側の部分に固定されている。タービンロータ３１は、その軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸３２と、このロータ軸３２に取り付けられている複数の動翼段３３と、を有する。複数の動翼段３３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼段３３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼で構成されている。複数の動翼段３３の各上流側には、静翼段３４が配置されている。各静翼段３４は、タービン車室３５の内側に設けられている。各静翼段３４は、いずれも、図３に示すように、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼４０で構成されている。ロータ軸３２の外周側とタービン車室３５の内周側との間であって、軸線方向Ｄａで静翼段３４及び動翼段３３が配置されている領域の環状の空間は、燃焼器２０からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路３９を成す。
燃焼器２０は、高温高圧の燃焼ガスＧをタービン３０の燃焼ガス流路３９内に送る燃焼筒（又は尾筒）２１と、この燃焼筒２１内に空気と共に燃料を噴射する燃料噴射器２２と、を有する。燃料噴射器２２は、燃焼筒２１内に燃料を噴射する複数のノズル２３を有する。各ノズル２３には、燃料供給源からの燃料が燃料ラインを介して供給される。
圧縮機ロータ１１とタービンロータ３１とは、同一軸線Ａｒ上に位置して互いに連結されてガスタービンロータ１を成す。また、圧縮機車室１５とタービン車室３５とは、互いに連結されてガスタービン車室５を成す。ガスタービンは、さらに、ガスタービン車室５の内周側であって、軸線方向Ｄａにおける圧縮機１０の空気圧縮流路１９とタービン３０の燃焼ガス流路３９との間でガスタービンロータ１の外周側を覆う内側カバー６を備えている。この内側カバー６は、軸線方向Ｄａで、タービン３０の各静翼段３４のうちの最も上流側の第一静翼段３４ｆの位置まで延びている。
タービン３０の各静翼段３４を構成する複数の静翼４０は、図４に示すように、いずれも、径方向Ｄｒに延びる翼体４１と、翼体４１の径方向外側に形成されている外側シュラウド５１と、翼体４１の径方向内側に形成されている内側シュラウド６１とを有する。内側シュラウド６１と外側シュラウド５１との間は、前述の燃焼ガス流路３９の一部を成す。各静翼段３４のうち、最も上流側の第一静翼段３４ｆを構成する複数の静翼４０ｆは、さらに、内側シュラウド６１から径方向内側に突出し且つ周方向に延びるリテーナ９１を有する。
翼体４１には、径方向Ｄｒに延びて冷却空気が流れる冷却空気主流路４２と、この冷却空気主流路４２から翼体４１を上流側に向かって貫通し翼体４１の前縁で開口する複数の冷却空気噴出孔４３と、が形成されている。なお、この翼体４１には、冷却空気主流路４２から翼体４１を下流側に向かって貫通し翼体４１の後縁で開口する複数の冷却空気噴出孔を形成してもよい。
外側シュラウド５１は、軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに広がる板状の外側シュラウド本体５２と、外側シュラウド本体５２の外周縁に沿って外側シュラウド本体５２から径方向外側に突出する周壁５５と、を有する。周壁５５は、軸線方向Ｄａで互いに対向する上流周壁５６及び下流周壁５７と、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の側周壁５８と、を有する。上流周壁５６及び下流周壁５７は、いずれも、外側シュラウド本体５２に対して、一対の側周壁５８よりも径方向外側に突出しており、フック部を成す。フック部を成す上流周壁５６及び下流周壁５７は、静翼４０をタービン車室３５の内周側に取り付ける役目を担う。外側シュラウド５１には、外側シュラウド本体５２と周壁５５とにより、径方向内側に向かって凹む凹部５４が形成されている。翼体４１の冷却空気主流路４２は、この凹部５４内で開口している。よって、翼体４１の冷却空気主流路４２には、外側シュラウド５１の径方向外側からの空気が流入する。冷却空気主流路４２に流入した空気は、複数の冷却空気噴出口から燃焼ガス流路３９内に噴出する。
静翼４０は、さらに、外側シュラウド５１の凹部５４を径方向内側の領域と径方向外側の領域とに仕切る衝突板５９を備えている。この衝突板５９には、径方向Ｄｒに貫通する複数の空気孔が形成されている。
内側シュラウド６１は、図４及び図５に示すように、軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに広がる板状の内側シュラウド本体６２と、内側シュラウド本体６２の外周縁に沿って内側シュラウド本体６２から径方向内側に突出する周壁７１と、を有する。
内側シュラウド本体６２の径方向外側の面は、燃焼ガスに接するガスパス面６６を成す。この内側シュラウド本体６２には、軸線方向Ｄａで互いに対向する上流端面６３及び下流端面６４と、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の側端面６５とが形成されている。一対の側端面６５は、いずれも、図３に示すように、上流側から下流側に向かうに連れて次第に周方向Ｄｃの一方側に位置するよう傾斜している。このため、内側シュラウド本体６２は、径方向内側から径方向外側に向かって見た場合、平行四辺形状を成している。周壁７１は、軸線方向Ｄａで互いに対向する上流周壁７３及び下流周壁７４と、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の側周壁７５と、を有する。上流周壁７３は、内側シュラウド本体６２の上流端面６３よりも僅かに下流側位置において、上流端面６３に沿って周方向Ｄｃに延びている。下流周壁７４は、内側シュラウド本体６２の下流端面６４よりも僅かに上流側位置において、下流端面６４に沿って周方向Ｄｃに延びている。側周壁７５は、上流周壁７３と下流周壁７４との間に内側シュラウド本体６２の側端面６５に沿って形成されている。内側シュラウド６１には、内側シュラウド本体６２と周壁７１とにより、径方向外側に向かって凹む凹部８４が形成されている。翼体４１の冷却空気主流路４２は、前述したように、外側シュラウド５１の凹部５４内で開口していると共に、この内側シュラウド６１の凹部８４内でも開口している。
リテーナ９１は、図３〜図６に示すように、軸線方向Ｄａで翼体４１が存在する領域内の位置に、内側シュラウド６１の一対の側周壁７５の一方の側周壁７５から周方向Ｄｃに延びて他方の側周壁７５まで形成されている。このリテーナ９１は、周壁７１を形成する上流周壁７３、下流周壁７４、及び側周壁７５のいずれよりも、径方向内側に突出している。このリテーナ９１は、内側カバー６の下流側の径方向外側端６ａ（図６参照）に接し、静翼４０ｆの径方向内側の部分を内側カバー６の下流側の径方向外側端６ａ（図６参照）に支持させるための役目を担う。
リテーナ９１には、軸線方向Ｄａに貫通する開口９２（以下、リテーナ開口９２とする）が形成されている。このリテーナ開口９２は、図５及び図７に示すように、軸線方向Ｄａから見ると、周方向Ｄｃに長い矩形状を成している。このリテーナ開口９２の内周面のうち、周方向Ｄｃの一方側を向く第一内周面９３は、一対の側周壁７５のうちの周方向Ｄｃの他方側の側周壁７５ｙにおける凹部８４側の面内に位置し、周方向Ｄｃの他方側を向く第二内周面９４は、一対の側周壁７５のうちの一方側の側周壁７５ｘにおける凹部８４側の面内に位置する。言い換えると、リテーナ開口９２の周方向Ｄｃにおける一方側の縁９４ｅは、一対の側周壁７５のうちの一方側の側周壁７５ｘにおける凹部８４側の面内に位置し、リテーナ開口９２の周方向Ｄｃにおける他方側の縁９３ｅは、一対の側周壁７５のうちの他方側の側周壁７５ｙにおける凹部８４側の面内に位置する。また、リテーナ開口９２の周方向Ｄｃにおける一方側の縁９４ｅは、軸線方向Ｄａでリテーナ９１が存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の一方側の外面４８よりも一方側に位置する。さらに、リテーナ開口９２の周方向Ｄｃにおける他方側の縁９３ｅは、軸線方向Ｄａでリテーナ９１が存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の他方側の外面４７よりも他方側に位置する。すなわち、リテーナ開口９２の周方向Ｄｃの幅Ｗｏは、内側シュラウド６１の凹部８４における周方向Ｄｃの幅と一致し、軸線方向Ｄａでリテーナ９１が存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の周方向Ｄｃの幅Ｗｗより広い。
図６及び図７に示すように、リテーナ開口９２の内周面のうち、径方向内側を向く第三内周面９５は、内側シュラウド本体６２の径方向内側の面６７内に含まれ、この面６７と径方向Ｄｒの位置が一致している。言い換えると、リテーナ開口９２の径方向外側の縁９５ｅは、内側シュラウド本体６２の径方向内側の面６７内に含まれ、この面６７と径方向Ｄｒの位置が一致している。リテーナ開口９２の内周面のうち、径方向外側を向く第四内周面９６は、上流側から下流側に向かって次第に径方向外側に向かうよう傾斜している。この第四内周面９６の下流側縁９６ｄは、径方向Ｄｒの位置が側周壁７５の径方向内側の面の位置とほぼ一致している。よって、この第四内周面９６の上流側縁９６ｕは、側周壁７５の径方向内側の面の位置よりも径方向内側に位置している。
第一静翼段３４ｆを構成する複数の静翼４０ｆは、さらに、前述の凹部８４内を径方向内側の領域８５と径方向外側の領域である内側キャビティ８６とに仕切る衝突板１０１と、凹部８４の開口のうち、リテーナ９１よりも下流側の部分を塞ぐ封止板１０５と、を備える。なお、外側シュラウド５１、翼体４１、内側シュラウド６１、及びリテーナ９１は、一体形成され、これらにより静翼本体ＭＢ（図４参照）が構成される。従って、本実施形態の静翼４０ｆは、衝突板１０１と、封止板１０５と、この静翼本体ＭＢと、外側シュラウド５１の凹部５４を仕切る衝突板５９と、を有して構成される。
衝突板１０１は、凹部８４内の径方向Ｄｒのほぼ中間位置においてリテーナ開口９２に挿通されている。よって、リテーナ開口９２の径方向外側の縁は、衝突板１０１の径方向外側面よりも径方向外側に位置し、リテーナ開口９２の径方向内側の縁は、衝突板１０１の径方向内側面よりも径方向内側に位置する。衝突板１０１の上流縁は、内側シュラウド６１の上流周壁７３に接し、その下流縁が内側シュラウド６１の下流周壁７４に接し、その周方向Ｄｃの端である側縁が内側シュラウド６１の側周壁７５に接している。この衝突板１０１には、径方向内側から径方向外側に向かって貫通する複数の空気孔が形成されている。
封止板１０５は、図５〜図８に示すように、リテーナ９１よりも下流側であって、衝突板１０１よりも径方向内側に位置している。封止板１０５は、その上流縁がリテーナ開口９２の第四内周面９６に接し、その下流縁が内側シュラウド６１の下流周壁７４に接し、その周方向Ｄｃの端である側縁が内側シュラウド６１の側周壁７５に接している。
内側シュラウド６１には、内側キャビティ８６から内側シュラウド６１を下流側に向かって貫通して、内側シュラウド本体６２の下流端面６４で開口する複数の第一冷却空気噴出孔６８（図６参照）が形成されている。複数の第一冷却空気噴出孔６８は、周方向Ｄｃに並んでいる（図３参照）。また、内側シュラウド本体６２には、内側キャビティ８６から径方向外側に向かって内側シュラウド本体６２を貫通して、内側シュラウド本体６２のガスパス面６６で開口する複数の第二冷却空気噴出孔６９（図６参照）が形成されている。
以上で説明したガスタービンの動作、及び静翼４０ｆの作用について説明する。
圧縮機１０は、外気を吸い込んでこれを圧縮して圧縮空気を生成する。圧縮機１０が生成した圧縮空気の一部は、燃焼器２０の燃料噴射器２２を介して燃焼筒２１内に噴出される。また、燃焼筒２１内には、燃料噴射器２２からの燃料が噴射される。この燃料は、燃焼筒２１内の圧縮空気中で燃焼する。この燃焼の結果、燃焼ガスＧが生成され、この燃焼ガスＧが燃焼筒２１からタービン３０の燃焼ガス流路３９内に流入する。この燃焼ガスＧが燃焼ガス流路３９を通ることで、タービンロータ３１は回転する。
燃焼ガス流路３９の一部を形成する静翼４０ｆは、高温の燃焼ガスに晒される。このため、本実施形態の静翼４０ｆには、前述したように、冷却空気が流れる流路や孔が形成されている。
圧縮機１０が生成した圧縮空気の一部は、静翼４０ｆの径方向外側から外側シュラウド５１の凹部５４に内に流入する。外側シュラウド５１の凹部５４内に流入した圧縮空気の一部は、衝突板５９の複数の空気孔を介して、衝突板５９と外側シュラウド本体５２との間の外側キャビティ内に流入する。この過程で、圧縮空気は、外側シュラウド本体５２に衝突して、外側シュラウド本体をインピンジメント冷却する。さらに、外側シュラウド５１の凹部５４内に流入した圧縮空気の残りの一部は、翼体４１の冷却空気主流路４２に流入し、複数の冷却空気噴出孔４３から燃焼ガス流路３９内に噴出する過程で、さらに、複数の冷却空気噴出孔４３から噴出される過程で、翼体４１を冷却する。
圧縮機１０が生成した圧縮空気の他の一部は、静翼４０ｆの径方向内側から内側シュラウド６１の凹部８４内に流入する。より正確には、圧縮空気は、内側シュラウド６１の凹部８４の開口のうち、リテーナ９１よりも上流側の部分から凹部８４内の径方向内側の領域８５内に流入する。さらに、圧縮空気は、リテーナ開口９２からも凹部８４内の径方向内側の領域８５内に流入する。
内側シュラウド６１の凹部８４の開口のうち、リテーナ９１よりも上流側の部分から凹部８４内の径方向内側の領域８５内に流入した圧縮空気のほとんどは、衝突板１０１の複数の空気孔１０２のうちリテーナ９１よりも上流側の複数の空気孔１０２を経て、内側キャビティ８６内に流入する。この内側キャビティ８６内に流入した圧縮空気のほとんどは、内側シュラウド本体６２でリテーナ９１よりも上流側の部分に衝突し、この部分をインピンメント冷却する。また、リテーナ開口９２から凹部８４内の径方向内側の領域８５内に流入した圧縮空気のほとんどは、衝突板１０１の複数の空気孔１０２のうちリテーナ９１よりも下流側の複数の空気孔１０２を経て、内側キャビティ８６内に流入する。この内側キャビティ８６内に流入した圧縮空気のほとんどは、内側シュラウド本体６２でリテーナ９１よりも下流側の部分に衝突し、この部分をインピンメント冷却する。
内側キャビティ８６内に流入した圧縮空気の一部は、複数の第一冷却空気噴出孔６８を流れ、内側シュラウド本体６２の下流端面６４から内側シュラウド６１外の燃焼ガス中に噴出する。この圧縮空気は、複数の第一冷却空気噴出孔６８を流れる過程で、内側シュラウド本体６２の下流部分を冷却する。
内側キャビティ８６内に流入した圧縮空気の他の一部は、複数の第二冷却空気噴出孔６９を流れ、内側シュラウド本体６２のガスパス面６６から燃焼ガス流路３９に噴出する。この圧縮空気は、複数の第二冷却空気噴出孔６９を流れる過程で、内側シュラウド本体６２を冷却する。さらに、この圧縮空気は、内側シュラウド本体６２にガスパス面６６に沿って噴出することで、このガスパス面６６をフィルム冷却する。
ここで、比較例の静翼４０ｃについて、図９及び図１０を参照して説明する。
比較例の静翼４０ｃは、基本的に、リテーナ９１ｃが本実施形態の静翼４０ｆのリテーナ９１と異なっている。比較例の静翼４０ｃにおけるリテーナ９１ｃは、内側シュラウド本体６２ｃの径方向内側の面から径方向内側に向って突出形成されている。このリテーナ９１ｃに形成されているリテーナ開口９２ｃは、径方向Ｄｒで、衝突板１０１ｃｂと封止板１０５との間の位置に形成されている。このリテーナ開口９２ｃは、図１０に示すように、軸線方向Ｄａから見ると、矩形状を成している。このリテーナ開口９２ｃの径方向Ｄｒの寸法は、径方向Ｄｒにおける衝突板１０１ｃｂと封止板１０５との間隔寸法よりも小さい。このため，このリテーナ開口９２ｃの径方向Ｄｒの幅は、本実施形態のリテーナ開口９２の径方向Ｄｒの幅より遥かに狭い。また、このリテーナ開口９２ｃの周方向Ｄｃの幅である内径寸法Ｗｏｃは、軸線方向Ｄａでリテーナ９１ｃが存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の周方向Ｄｃの幅Ｗｗより狭い。すなわち、比較例のリテーナ開口９２ｃの開口面積は、本実施形態のリテーナ開口９２の開口面積よりも遥かに小さい。
このように、比較例のリテーナ開口９２ｃの開口面積は、本実施形態のリテーナ開口９２の開口面積よりも遥かに小さいため、比較例のリテーナ９１ｃの剛性は、本実施形態のリテーナ９１の剛性よりも高い。しかも、比較例では、内側シュラウド本体６２ｃ内でリテーナ９１ｃが設けられている位置と、内側シュラウド本体６２ｃ内で翼体４１が設けられている位置とが、周方向Ｄｃで重なっている。よって、比較例の静翼４０ｃでは、内側シュラウド本体６２ｃ周りの剛性、特に内側シュラウド本体６２ｃ内でリテーナ９１ｃが設けられている位置周りの剛性が高くなる。このため、比較例では、内側シュラウド本体６２ｃ内に温度分布が生じると、内側シュラウド６１ｃ内でリテーナ９１ｃが設けられている位置周りに高い熱応力が生じる。
一方、実施形態のリテーナ開口９２の開口面積は、逆に、比較例のリテーナ開口９２ｃの開口面積よりも遥かに大きいため、本実施形態のリテーナ９１の剛性は、比較例のリテーナ９１ｃの剛性よりも低い。しかも、本実施形態では、内側シュラウド６１内でリテーナ９１が設けられている位置と、内側シュラウド６１内で翼体４１が設けられている位置とが、周方向Ｄｃで異なっている。よって、本実施形態の静翼４０ｆでは、内側シュラウド本体６２周りの剛性が比較例よりも低くなる。このため、本実施形態では、内側シュラウド本体６２内に温度分布が生じても、内側シュラウド本体６２に発生する熱応力を抑えることができる。
図９及び図１０に示すように、比較例に示すリテーナ９１ｃは、内側シュラウド本体６２ｃから径方向内側に向かい、且つ内側シュラウド本体６２ｃの周方向Ｄｃの全幅に渡って設けられている。そのため、リテーナ９１ｃが存在する内側シュラウド本体６２ｃの軸線方向Ｄａの位置における径方向内側の面６７は、周方向Ｄｃの全幅に渡ってインピンジメント冷却が出来ない領域である。一方、本実施形態のリテーナ９１に形成されているリテーナ開口９２は、軸線方向Ｄａでリテーナ９１が存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の周方向Ｄｃの幅Ｗｗより周方向Ｄｃに広く形成され、径方向Ｄｒにおいて、内側シュラウド本体６２の内周面６７と面一の位置から側周壁７５の径方向内側の面（下流側縁９６ｄ）の位置にかけて形成されている。このため、本実施形態では、内側シュラウド本体６２の径方向内側の面６７で、軸線方向Ｄａにおけるリテーナ９１が存在する部分の周方向Ｄｃのほぼ全域にわたって、衝突板１０１を配置可能である。従って、軸方向Ｄａでリテーナ９１が存在する部分を含め、内側シュラウド本体６２の内周面６７を周方向Ｄｃの全幅に渡ってインピンジメント冷却が可能である。よって、本実施形態の内側シュラウド本体６２は、軸線方向Ｄａにおけるリテーナ９１が存在する部分を含め、ほぼ全体が圧縮空気により比較例よりも均等に冷却される。この結果、本実施形態の内側シュラウド本体６２内における温度差を比較例よりも小さくすることができる。従って、本実施形態では、この観点からも、内側シュラウド本体６２に発生する熱応力を抑えることができる。
以上のように、本実施形態では、比較例よりも、内側シュラウド本体６２周りの剛性が低い上に、内側シュラウド本体６２内における温度差が小さいため、比較例よりも、内側シュラウド本体６２に生じる熱応力を小さくすることができる。よって、本実施形態では、静翼４０ｆの耐久性を比較例よりも高めることができる。
また、比較例では、内側シュラウド６１ｃの凹部８４ｃ内がリテーナ９１ｃにより上流側と下流側とに仕切られているため、この凹部８４ｃを径方向内側の領域８５と径方向外側の内側キャビティ８６とに仕切る衝突板１０１ｃａ，１０１ｃｂとして、凹部８４ｃ内でリテーナ９１ｃより上流側の部分を径方向内側の領域８５と径方向外側の内側キャビティ８６とに仕切る上流衝突板１０１ｃａと、凹部８４ｃ内でリテーナ９１ｃより下流側の部分を径方向内側の領域８５と径方向外側の内側キャビティ８６とに仕切る下流衝突板１０１ｃｂとが必要になる。
一方、本実施形態では、リテーナ開口９２の周方向Ｄｃの幅Ｗｏが内側シュラウド６１の凹部８４における周方向Ｄｃの幅と一致するため、一枚の多孔板で衝突板１０１を形成しても、この一枚の多孔板をリテーナ開口９２に挿通させることで、この凹部８４を径方向内側の領域８５と径方向外側の内側キャビティ８６とに仕切ることができる。
次に、本実施形態の静翼４０ｆの製造方法について、図１１に示すフローチャートに従って説明する。
本実施形態では、静翼本体ＭＢの製造工程（Ｓ１０）と、衝突板５９，１０１の製造工程（Ｓ２０）と、封止板１０５の製造工程（Ｓ３０）とを個別に行う。
静翼本体ＭＢの製造工程（Ｓ１０）では、まず、静翼本体ＭＢを鋳造するための鋳型及び中子を製造する（Ｓ１１）。中子は、翼体４１に冷却空気主流路４２等を形成するためのものである。次に、鋳型内に中子を組み込んだものに、溶融金属を流し込み、静翼本体ＭＢの中間品を鋳造する（Ｓ１２）。この中間品は、外側シュラウド５１、翼体４１、内側シュラウド６１、及びリテーナ９１が一体になっている。また、リテーナ９１には、以上で説明したリテーナ開口９２が形成されている。次に、この中間品に対して仕上げ処理を施して静翼本体ＭＢを完成させる（Ｓ１３）。仕上処理としては、中間品の表面の研磨、中間品の表面に対する遮熱コーティングの施工、各種冷却空気噴出孔４３，６８，６９の加工等がある。
衝突板５９，１０１の製造工程（Ｓ２０）では、まず、衝突板５９，１０１の形状及びサイズに応じた板を製造する。次に、この板に、複数の貫通孔を形成する。最後に、複数の貫通孔が形成されている板、つまり多孔板に対して仕上げ加工を施して、衝突板５９，１０１を完成させる。
封止板１０５の製造工程（Ｓ３０）では、まず、封止板１０５の形状及びサイズに応じた板を製造する。次に、この板に対して仕上げ加工を施して、封止板１０５を完成させる。
静翼本体ＭＢ、衝突板５９，１０１、及び封止板１０５が完成すると、これらを組み立てる（Ｓ４０）。本実施形態の静翼４０ｆは、以上で完成する。
次に、本実施形態の静翼４０ｆの改造方法について、図１２に示すフローチャートに従って説明する。
ここでは、一例として、図９及び図１０に示す比較例の静翼４０ｃを、本実施形態の静翼４０ｆに改造する例について説明する。
比較例の静翼４０ｃの改造にあっては、比較例のリテーナ９１ｃを研削等の加工方法で加工して、リテーナ開口９２ｃを拡張し、このリテーナ開口９２ｃの形状及びサイズを以上で説明した本実施形態のリテーナ開口９２の形状及びサイズに合せる（Ｓ１０ａ）。
さらに、リテーナ開口９２ｃの拡張に併せて、衝突板及び封止板を別途製造する（Ｓ２０ａ，Ｓ３０ａ）。
静翼本体の改造が終了し、新たな衝突板及び封止板が製造されると、これらを組み立てる（Ｓ４０ａ）。静翼４０ｃの改造は、以上で完了する。
「静翼の第一変形例」
上記実施形態の静翼４０ｆの第一変形例について、図１３を参照して説明する。
本変形例の静翼４０ａは、上記実施形態のリテーナ開口９２ａのサイズを変更したもので、その他の構成は、上記実施形態の静翼４０ｆと同一である。
本変形例の静翼４０ａにおけるリテーナ開口９２ａの周方向Ｄｃの幅Ｗｏａは、内側シュラウド６１ａの凹部８４ａにおける周方向Ｄｃの幅より狭いものの、上記実施形態と同様に、軸線方向Ｄａでリテーナ９１ａが存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の周方向Ｄｃの幅Ｗｗより広い。また、リテーナ開口９２ａの周方向Ｄｃにおける一方側の縁９４ｅは、軸線方向Ｄａでリテーナ９１ａが存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の一方側の外面４８よりも一方側に位置する。さらに、リテーナ開口９２ａの周方向Ｄｃにおける他方側の縁９３ｅは、軸線方向Ｄａでリテーナ９１ａが存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の他方側の外面４７よりも他方側に位置する。また、このリテーナ開口９２ａの径方向Ｄｒの幅は、上記実施形態と同じである。
本変形例のリテーナ開口９２ａの開口面積も、上記実施形態と同様、比較例のリテーナ開口９２ｃの開口面積より遥かに大きいため、本変形例のリテーナ９１ａの剛性は、比較例のリテーナ９１ｃの剛性よりも低い。しかも、本変形例では、内側シュラウド６１ａ内でリテーナ９１ａが設けられている位置と、内側シュラウド６１ａ内で翼体４１が設けられている位置とが、周方向Ｄｃで異なっている。このため、本変形例の静翼４０ａでも、内側シュラウド本体６２ａ周りの剛性が比較例より低くなる。よって、本変形例では、内側シュラウド本体６２ａ内に温度分布が生じても、内側シュラウド本体６２ａに生じる熱応力を抑えることができる。
また、本変形例でも、リテーナ開口９２ａは、軸線方向Ｄａでリテーナ９１ａが存在する位置での翼体４１の径方向内側端における翼体４１の周方向Ｄｃの幅Ｗｗより周方向Ｄｃに広く形成され、径方向Ｄｒにおいて、内側シュラウド本体６２の内周面６７と面一の位置から側周壁７５の径方向内側の面（下流側縁９６ｄ）の位置にかけて形成されている。このため、本変形例でも、内側シュラウド本体６２ａの径方向内側の面６７で、軸線方向Ｄａにおけるリテーナ９１ａが存在する部分の周方向Ｄｃの広い領域にわたって、衝突板１０１ａを配置可能である。従って、軸方向Ｄａでリテーナ９１ａが存在する部分を含め、内側シュラウド本体６２ａの内周面６７を広い領域に渡ってのインピンジメント冷却が可能である。よって、本変形例の内側シュラウド本体６２ａ中で、軸線方向Ｄａにおけるリテーナ９１ａが存在する部分を比較例よりも冷却することができる。従って、本変形例では、この観点からも、内側シュラウド本体６２ａに発生する熱応力を抑えることができる。
以上のように、本変形例でも、比較例より、内側シュラウド本体６２ａに生じる熱応力を小さくすることができるので、静翼４０ａの耐久性を比較例よりも高めることができる。
「静翼の第二変形例」
上記実施形態の静翼４０ｆの第二変形例について、図１４を参照して説明する。
本変形例の静翼４０ｂは、上記実施形態の衝突板１０１を変更したもので、その他の構成は、上記実施形態の静翼４０ｆと同一である。
上記実施形態の衝突板１０１は、一枚の多孔板をそのまま一枚の衝突板１０１として用いている。一方、本変形例では、二枚の多孔板１０３ａ，１０３ｂを接合して両者を一体化し、これを一枚の衝突板１０１ａとして用いている。二枚の多孔板１０３ａ，１０３ｂのうち、一枚の多孔板１０３ａは、内側シュラウド６１の凹部８４内のうち、リテーナ９１よりも上流側の部分を径方向内側の領域８５と径方向外側の内側キャビティ８６とに仕切る上流側多孔板である。二枚の多孔板１０３ａ，１０３ｂのうち、残りの一枚の多孔板１０３ｂは、内側シュラウド６１の凹部８４内のうち、リテーナ９１よりも上流側の一部、リテーナ開口９２内の部分、及びリテーナ９１よりも下流側の分を径方向内側の領域８５と径方向外側の内側キャビティ８６とに仕切る下流側多孔板である。
上記実施形態では、軸線方向Ｄａに長い一枚の衝突板１０１を、リテーナ開口９２に挿通させてから内側シュラウド６１に取り付ける必要がある。このため、内側シュラウド６１と衝突板１０１との取付構造等により、内側シュラウド６１に衝突板１０１を取り付ける手間がかかる場合がある。
本変形例は、このようなに手間がかかる場合に対応するものである。本変形例の場合、まず、下流側多孔板１０３ｂ、及び上流側多孔板１０３ａを内側シュラウド６１に仮取付する。次に、下流側多孔板１０３ｂと上流側多孔板１０３ａとを溶接等で接合して、両者を一体化し、これを一枚の衝突板１０１ａとする。その後、必要に応じて、この一枚の衝突板１０１ａを内側シュラウド６１に本取付する。
なお、本変形例は、上記実施形態の衝突板１０１の変形例であるが、上記第一変形例においても、本変形例にように、二枚の多孔板を接合して両者を一体化し、これを一枚の衝突板として用いてもよい。
１：ガスタービンロータ、５:ガスタービン車室、１０：圧縮機、１１：圧縮機ロータ、１２:ロータ軸、１３:動翼段、１４:静翼環、１５:圧縮機車室、１９:空気圧縮流路、２０:燃焼器、２１:燃焼筒（尾筒）、２２:燃料噴射器、３０:タービン、３１:タービンロータ、３２:ロータ軸、３３:動翼段、３４:静翼段、３４ｆ：第一静翼段、３５:タービン車室、３９：燃焼ガス流路、４０,４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｆ：静翼、４１:翼体、５１:外側シュラウド、５２:外側シュラウド本体、５５:周壁、５４:凹部、６１，６１ａ，６１ｃ:内側シュラウド、６２,６２ａ，６２ｃ：内側シュラウド本体、６３:上流端面、６４:下流端面、６８:第一冷却空気噴出孔、６９:第二冷却空気噴出孔、７１:周壁、７３:上流周壁、７４:下流周壁、７５:側周壁、７５ｘ：一方側の側周壁、７５ｙ：他方側の側周壁、８４，８４ａ，８４ｃ:凹部、８５:径方向内側の領域、８６:内側キャビティ、９１，９１ａ，９１ｃ:リテーナ、９２,９２ａ，９２ｃ：リテーナ開口、９３:第一内周面、９３ｅ：他方側の縁、９４:第二内周面、９４ｅ：一方側の縁、９５:第三内周面、９５ｅ：径方向外側の縁、９６：第四内周面、１０１，１０１ａ，１０１ｃａ，１０１ｃｂ：衝突板、１０３ａ：上流側多孔板、１０３ｂ：下流側多孔板、１０５：封止板
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての静翼は、
軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼において、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とする周方向に延びるリテーナと、を備え、前記リテーナには、前記軸線方向に貫通し、空気が流れる空間を画定する開口が形成され、前記開口の前記周方向の幅は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広い。
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての静翼の製造方法は、
軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼であって、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とした周方向に延びるリテーナと、を備え、前記リテーナには、前記軸線方向に貫通し、空気が流れる空間を画定する開口が形成されている静翼の製造方法において、前記周方向の幅が、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広い前記開口が形成されている前記リテーナと、前記翼体と、前記外側シュラウドと、前記内側シュラウドと、を鋳造で一体形成する。
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての静翼の改造方法は、
軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼であって、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とした周方向に延びるリテーナと、を備え、前記リテーナには、前記軸線方向に貫通し、空気が流れる空間を画定する開口が形成されている静翼の改造方法において、前記開口の前記周方向の幅が、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広くなるよう、前記リテーナを加工する。

Claims (14)

  1. 軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼において、
    前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、
    前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、
    前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、
    前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とする周方向に延びるリテーナと、
    を備え、
    前記リテーナには、前記軸線方向に貫通する開口が形成され、
    前記開口の前記周方向の幅は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広い、
    静翼。
  2. 請求項１に記載の静翼において、
    前記内側シュラウドは、前記軸線方向及び前記周方向に広がり、前記径方向外側の面が前記燃焼ガスに接する内側シュラウド本体と、前記内側シュラウド本体の外周縁に沿って前記内側シュラウド本体から前記径方向内側に突出する周壁と、を有し、
    前記内側シュラウドには、前記内側シュラウド本体と前記周壁とにより、前記径方向外側に向かって凹む凹部が形成され、
    前記凹部内を前記径方向内側の領域と前記径方向外側の領域である内側キャビティとに仕切し、複数の空気孔が形成されている衝突板を備え、
    前記開口の前記径方向内側の縁は、前記衝突板の前記径方向内側の面よりも前記径方向内側に位置し、前記開口の前記径方向外側の縁は、前記衝突板の前記径方向外側の面よりも前記径方向外側に位置する、
    静翼。
  3. 請求項１又は２に記載の静翼において、
    前記開口の前記周方向における一方側の縁は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記一方側の外面よりも前記一方側に位置し、
    前記開口の前記周方向における他方側の縁は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記他方側の外面よりも前記他方側に位置する、
    静翼。
  4. 請求項２に記載の静翼において、
    前記衝突板は、前記開口に挿通され、前記リテーナを基準として前記上流側及び前記下流側に広がっている一枚の多孔板で形成されている、
    静翼。
  5. 請求項４に記載の静翼において、
    前記衝突板を形成する前記一枚の多孔板は、前記上流側に位置する多孔板と、前記下流側に位置する多孔板とが接合されて一体化されたものである、
    静翼。
  6. 請求項２、４、５のいずれか一項に記載の静翼において、
    前記リテーナを基準として前記下流側に配置され、前記凹部の開口のうち、前記リテーナよりも前記下流側の部分を塞ぐ封止板を備える、
    静翼。
  7. 請求項２、４から６のいずれか一項に記載の静翼において、
    前記内側シュラウドの前記周壁は、前記周方向で互いの間隔をあけて対向する一対の側周壁を有し、
    前記開口の前記周方向における一方側の縁は、一対の前記側周壁のうち前記一方側の側周壁における前記内側キャビティ側の面内に位置し、前記開口の前記周方向における他方側の縁は、一対の前記側周壁うち前記他方側の側周壁における前記内側キャビティ側の面内に位置する、
    静翼。
  8. 請求項２、４から７のいずれか一項に記載の静翼において、
    前記内側シュラウド本体には、前記下流側を向く下流端面が形成されており、
    前記内側シュラウドには、前記内側キャビティから前記内側シュラウドを貫通して、前記内側シュラウド本体の前記下流端面で開口する冷却空気噴出孔が形成されている、
    静翼。
  9. 請求項８に記載の静翼において、
    前記内側シュラウドには、前記周方向に並ぶ複数の前記冷却空気噴出孔が形成されている、
    静翼。
  10. 請求項２、４から９のいずれか一項に記載の静翼において、
    前記内側シュラウド本体には、前記内側キャビティから前記内側シュラウド本体を前記径方向外側に向かって貫通する冷却空気噴出孔が形成されている、
    静翼。
  11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の静翼と、
    前記タービンロータと、
    前記タービンロータを回転可能に覆い、且つ前記静翼が内周側に固定されているタービン車室と、
    前記タービン車室に固定され、前記燃焼ガスを生成する燃焼器と、
    を備えるガスタービン。
  12. 軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼であって、
    前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とした周方向に延びるリテーナと、を備え、
    前記リテーナには、前記軸線方向に貫通する開口が形成されている静翼の製造方法において、
    前記周方向の幅が、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広い前記開口が形成されている前記リテーナと、前記翼体と、前記外側シュラウドと、前記内側シュラウドと、を鋳造で一体形成する、
    静翼の製造方法。
  13. 軸線を中心として回転するタービンロータの動翼に対して、前記軸線が延びる軸線方向における上流側に配置されている静翼であって、
    前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の径方向外側に形成されている外側シュラウドと、前記翼体の径方向内側に形成され、前記外側シュラウドとの間に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成する内側シュラウドと、前記内側シュラウドの前記軸線方向における前記上流側の縁と前記軸線方向における下流側の縁との間の位置で、前記内側シュラウドから前記径方向内側に突出し且つ前記軸線を中心とした周方向に延びるリテーナと、を備え、
    前記リテーナには、前記軸線方向に貫通する開口が形成されている静翼の改造方法において、
    前記開口の前記周方向の幅が、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より広くなるよう、前記リテーナを加工する、
    静翼の改造方法。
  14. 請求項１３に記載の静翼の改造方法において、
    前記加工前における前記開口の前記周方向の幅は、前記軸線方向で前記リテーナが存在する位置での前記翼体の径方向内側端における前記翼体の前記周方向の幅より狭く、
    前記リテーナを加工する際には、前記リテーナを研削して前記開口を拡張する、
    静翼の改造方法。
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