JP2016079828A - タービン翼の冷却構造およびガスタービンエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮空気の使用を抑制できるタービン静翼の冷却構造およびこれを備えたガスタービンエンジンを提供する。
【解決手段】静翼輪と動翼輪を備えたタービンに組み込まれ、前記静翼輪を構成する複数の静翼を冷却するタービン翼の冷却構造は、静翼を構成するハウジングと、ハウジングの内部に形成された流路と、流路に接続された水素供給源を含み、水素供給源から流路に供給される水素によってハウジングが冷却されるように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、タービン翼の冷却構造およびガスタービンエンジンに関する。

ガスタービンエンジンの出力向上及び効率の向上を図るためには、タービンに供給される高温ガスの温度を上昇させることが有効と考えられている。しかし、高温ガスの温度を上げると、タービンの翼、特に燃焼器に最も近い静翼に相当な熱負荷が作用する。そのため、多くのガスタービンエンジンでは、翼本体を中空のハウジングで構成し、圧縮機で生成された圧縮空気をハウジングの内部空間に流すことで、また、ハウジングに形成した多数の孔を介してハウジングの外側に流出させて該ハウジング表面上に冷却空気膜を形成して翼表面に直接高温ガスが接触するのを防ぐことで、静翼の温度を低下させている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２２０２５０号公報 しかし、圧縮機で生成した圧縮空気をタービン翼の冷却に使用し過ぎると、出力の低下及び効率の低下を招きかねない。したがって、タービン翼の冷却に使用する圧縮空気の量を最小限に抑えることが望まれる。

そこで、本発明は、タービン翼の冷却に使用する圧縮空気を出来るだけ抑制できるタービン翼の冷却構造およびガスタービンエンジンを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るタービン翼の冷却構造は、
静翼輪と動翼輪を備えたタービンに組み込まれ、前記静翼輪を構成する複数の静翼を冷却するものであって、
前記静翼を構成するハウジングと、
前記ハウジングの内部に形成された流路と、
前記流路に接続された水素供給源を含み、
前記水素供給源から前記流路に供給される水素によって前記ハウジングが冷却されるように構成されている。

本発明に係るガスタービンエンジンの第１の形態は、
静翼輪と動翼輪を備えたタービンを具備しており、
前記静翼輪を構成する複数の静翼は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に形成された流路とを有し、
前記流路が水素供給源に接続されており、
前記水素供給源から前記流路に供給される水素によって前記ハウジングが冷却されるように構成されている。

本発明に係るガスタービンエンジンの第２の形態において、
前記エンジンは、圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮機で生成された圧縮空気を用いて燃料を燃焼させる燃焼器を備えており、
前記エンジンはさらに、前記水素供給源と前記流路を接続して前記水素供給源から供給される水素を前記流路に送る第１の経路と、前記流路から排出される水素を前記燃焼器に供給する第２の経路を備えている。

本発明に係るガスタービンエンジンの第３の形態において、
前記燃焼器は、燃料噴射部と、前記燃料噴射部から噴射された燃料を燃焼する燃焼室とを有し、
前記第２の経路は前記燃焼室の外側に配置され、前記燃焼室の熱を前記第２の経路を通る水素が吸収する。

本発明に係るガスタービンエンジンの第３の形態において、
前記第２の経路は、前記流路と前記燃焼器の燃料噴射ノズルを直接連結しており、前記流路から排出された前記水素が前記燃焼器の燃焼室から熱を吸収することなく前記燃料噴射ノズルに供給される。

本発明に係るガスタービンエンジンの第４の形態において、
前記第２の経路は前記燃料噴射部に接続されており、前記水素が燃料として前記燃焼室に噴射される。

本発明に係る冷却構造及びガスタービンエンジンによれば、静翼は水素によって冷却される。したがって、すべての静翼を圧縮機で生成した圧縮空気で冷却する必要がない。そのため、圧縮機で生成された圧縮空気をタービンの駆動に利用して、ガスタービンの出力向上、効率の向上を図ることができる。

本発明に係るガスタービンエンジンの概略構成を示す図。 図１のガスタービンエンジンに含まれる燃焼器の縦断面図。 実施形態１に係るガスタービンエンジンに含まれる燃焼器の縦断面図。 実施形態１に係る静翼の構成を示す図で、図４（ａ）は静翼の横断面図、図４（ｂ）は静翼の縦断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）に示す静翼の部分拡大断面図。 実施形態２に係る静翼の構成を示す図で、図５（ａ）は静翼の横断面図、図５（ｂ）は静翼の縦断面図、図５（ｃ）と図５（ｄ）は図５（ａ）に示す静翼の部分拡大断面図。

以下、添付図面を参照して本発明に係るタービン静翼の冷却構造及び該タービン静翼の冷却構造を備えたガスタービンエンジンの実施形態を説明する。

本発明に係るタービン静翼の冷却構造について説明するまえに、ガスタービンエンジンとそれに組み込まれた燃焼器の構成と動作を説明する。まず、図１は、ガスタービンエンジン（以下、単に「エンジン」という。）の概略の構成と機能を模式的に示す図である。エンジン（全体を符号１０で示す。）の構成をその動作と共に簡単に説明すると、このエンジン１０において、圧縮機１１は大気１２を吸引して圧縮空気１３を生成する。圧縮空気１３は燃焼器１４で燃料１５と共に燃焼され、高温高圧の燃焼ガス１６が生成される。燃焼ガス１６はタービン１７に供給され、ロータ１８の回転に利用される。ロータ１８の回転は圧縮機１１に伝達され、圧縮空気１３の生成に利用される。また、ロータ１８の回転は例えば発電機１９に伝達されて発電に利用される。

図２は、実施形態１に係るエンジン１０に含まれる燃焼器１４の一部を示す。

燃焼器１４は、エンジン１０の中心軸（図示しないが、図１に示すロータ１８の回転中心軸に一致する。）の周囲に等間隔に複数個配置されている。各燃焼器１４は、エンジン１０のアウターケーシング２１に固定された筒状の燃焼器ハウジング２２を有する。燃焼器ハウジング２２は、燃焼器ハウジング２２の内側に同心的に配置された燃焼筒２３を有する。図示するように、燃焼器ハウジング２２と燃焼筒２３は、それらの中心軸２４が圧縮機側からタービン側に向かってエンジン中心軸（図示せず）と所定角度をもって交差するように、アウターケーシング２１に斜めに固定されている。

実施形態では、燃焼器ハウジング２２は筒部２５を有し、筒部２５の一端（図上右側の端部）がアウターケーシング２１に連結され、筒部２５の他端（図上左側の端部）が蓋２６で閉じられている。

燃焼筒２３は燃焼器ハウジング２２に固定されている。実施形態では、燃焼筒２３の基端側（図２の左側）が支持筒２７を介して燃焼器ハウジング２２の筒部２５に固定され、燃焼器ハウジング２２の筒部２５と燃焼筒２３の間に環状の隙間２８（燃焼空気供給路４５の一部）が形成されている。図示するように、支持筒２７には複数の開口２９（燃焼空気供給路４５の一部）が形成されている。

燃焼筒２３は、その内側に燃焼室３２を形成しており、末端部が円筒状の尾筒３３と同心的に連結され、また、尾筒３３の末端部が遷移筒３４に連結され、さらに、遷移筒３４の末端がタービン１７のタービン室３５に連結されており、これにより、燃焼室３２で生成された燃焼ガスが尾筒３３、遷移筒３４の内部空間を介してタービン１７のタービン室３５に供給されるようになっている。

図示するように、尾筒３３と遷移筒３４には外筒３６が外装され、尾筒３３及び遷移筒３４と外筒３６との間に環状の隙間３７（燃焼空気供給路４５の一部）が形成されている。この隙間３７は、燃焼器ハウジング筒部２５と燃焼筒２３の間の隙間２８に連通している。また、外筒３６の末端開口３８は、アウターケーシング２１の内側に形成された圧縮空気貯留室３９に開放されている。したがって、圧縮機１１から排出された圧縮空気１３が圧縮空気貯留室３９を介して隙間３７，２８に移動することができる。

図２，３に示すように、燃焼筒２３は、その基端側に燃料噴射部４０が連結されている。燃料噴射部４０は、燃料を噴射する燃料噴射ノズル４１と、燃焼用空気を噴射する燃焼空気噴射ノズル４２を有する。実施形態では、中心軸２４に沿って、燃料噴射ノズル４１が配置されている。また、燃料噴射ノズル４１は、中心軸２４に沿って第１燃料噴射路４１ａが形成され、中心軸２４の回りに等間隔に複数の第２燃料噴射路４１ｂが形成されている。第１燃料噴射路４１ａは、炭化水素燃料供給源７０に接続されている。第２燃料噴射路４１ｂは、水蒸気供給源５０に接続されている。第２燃料噴射路４１ｂはまた、後述するように水素供給源５２にも接続されている。

実施形態では、燃焼空気噴射ノズル４２は、燃料噴射ノズル４１の周囲に形成された開口によって構成されている。また、燃焼空気噴射ノズル４２の背後の空間４４（燃焼空気供給路４５の一部）は、支持筒２７の開口２９を介して燃焼筒２３，尾筒３３，遷移筒３４の周囲に形成された隙間２８，３７に接続されており、その結果、隙間２８，３７，支持筒開口２９，空間４４が燃焼空気供給路４５を形成し、圧縮空気貯留室３９から供給される圧縮空気が燃焼空気噴射ノズル４２から燃焼室３２に噴射されるようになっている。以下、燃焼室３２に噴射される圧縮空気１３を「燃焼空気１３’」という。

実施形態では、燃焼空気噴射ノズル４２は、旋回案内羽根（スワラ）によって構成されている。旋回案内羽根は、多数の羽根を備えており、背後の燃焼空気供給路４５（空間４４）と燃焼室３２の圧力差に基づいて、燃焼空気供給路４５から燃焼室３２に噴射される燃焼空気に旋回力を付与し、燃焼室３２に旋回流を形成する。

図３に詳細に示すように、燃焼筒２３は、内筒（ライナ）４６と、該内筒４６を覆う外筒４７で構成されており、内筒４６と外筒４７の間に環状空間４８が形成されている。環状空間４８は、図上左側の一端側が、連結管４９を介して、燃料噴射ノズル４１の内部に形成されている複数の第２燃料噴射路４１ｂに接続されている。環状空間４８は、図上右側の他端側が接続管５１等を介して水素供給源５２に接続されている。図示するように、環状空間４８の基端と末端は封止されており、水素供給源５２から供給された水素は環状空間４８と複数の連結管４９を介して第２燃料噴射路４１ｂに供給され、そこから燃焼室３２に噴射されるようになっている。

以上の構成を備えた燃焼器１４の動作を説明する。本実施形態では、燃料として水素６５と燃焼空気１３’が供給される。水素６５は、水素供給源５２から供給され、好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、最も好ましくは９９％以上が水素（Ｈ_２）からなる気体（以下、これらの気体を「純水素」という。当然、不可避的に含まれる不純物を含むものであってもよい。）であるが、化学工場等の製造過程で副次的に発生する水素を含む気体（以下、この気体を「副生水素」という。）のいずれであってもよい。以下、他の実施形態でも同様である。燃焼空気１３’は、上述のように、圧縮機１１で生成された高圧圧縮空気であり、その温度は、約摂氏４００度〜約摂氏５００度である。一方で、供給される水素６５の温度は高圧圧縮空気よりも１００度以上低く、望ましくは約摂氏１５度〜３０度である。

図２、３を参照して説明すると、炭化水素燃料供給源７０から供給された炭化水素燃料７１は第１燃料噴射路４１ａから燃焼空間３２に噴射される。水素供給源５２から供給された水素６５は、後述するようにタービン１７を経由した後、燃焼筒２３に形成された環状空間４８の末端側に入る。環状空間４８の水素６５は、後に説明するように、燃焼室３２内で発生する火炎６６によって加熱される内筒４６を冷却する。その後、水素６５は、環状空間４８の基端側に移動し、連結管４９を介して燃料噴射ノズル４１の第２燃料噴射路４１ｂに入り、そこで水蒸気供給源５０から供給された水蒸気７６と混合された後、燃焼室３２に噴射される。一方、燃焼空気（圧縮空気）１３は、圧縮空気貯留室３９から遷移筒３４の末端開口３８を介して燃焼空気供給路４５に入り、遷移筒３４、尾筒３３、燃焼筒２３の外側の通り、燃焼空気噴射ノズル４２として機能する旋回案内羽根を通じて、燃料噴射ノズル４１の周囲から燃焼室３２に噴射される。そして、これら炭化水素原料７１と、水素６５と水蒸気７６との混合物は、燃焼空気噴射ノズル４２から噴射される燃焼空気１３’と共に燃焼されて火炎６６を形成し、高温の燃焼ガスを生成する。

燃料の燃焼によって得られた高温ガスは、尾筒３３から遷移筒３４を介して、タービン室３５に供給され、そこでタービン１７の駆動に利用される。

なお、以上の説明では、タービン１７から排出された水素は環状空間４８で燃焼筒２３を冷却した後に燃料噴射ノズル４１に供給されるものとしたが、タービン１７から排出された水素は環状空間４８を経由することなく直接燃料噴射ノズル４１に供給してもよい。

以上のとおり、実施形態の燃焼器１４では、燃焼筒２３の環状空間４８を通過する際に吸熱した水素６５は、第２燃料噴射路４１ｂにおいて該第２燃料噴射路４１ｂに供給される水蒸気７６と接触して冷却され、燃焼室３２に噴射される。また、水素と水蒸気が混合された状態で燃焼室３２に噴射されるため、水素と水蒸気を混合しない場合に比べて火炎温度を低くすることが可能であり、これにより、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物を最小限に抑制することができる。

また、環状空間４８で吸熱した水素６５は適度に温度が上昇しているため、水蒸気７６と混合しても該水蒸気７５が燃料噴射ノズル内でドレン化することがない。したがって、常に所望の水蒸気を含んだ水素を燃焼室内に噴射することができ、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物をより確実に抑制することができる。

さらに、以上の説明では、炭化水素燃料供給源７０から天然ガス等の炭化水素燃料を供給したが、炭化水素燃料供給源７０から供給される燃料はこれに限るものでなく、水素であってもよい。また、燃料の代わりに水蒸気を導入してもよい。

さらにまた、以上の説明では、炭化水素燃料供給源７０を設けたが、この炭化水素燃料供給源７０を省略してもよい。

また、以上の説明では、燃焼筒２３を内筒４６と外筒４７で形成することでそれらの間に水素供給用の環状空間を形成したが、内筒４６の周囲に形成される空間は周方向に連続した環状空間である必要はないし、内筒と外筒を用いた二重管構造以外の方法、例えば、内筒の周囲に多数のチューブを配置するといった方法によって水素供給用の空間を形成してもよい。

次に、本発明に係るタービン静翼の冷却構造について説明する。まず、図２を参照すると、タービン１７は、アウターケーシング２１とインナーケーシング７１の間に形成された環状のタービン室３５を備えており、このタービン室３５に静翼輪７２と動翼輪７３が図の左側から右側に向かって交互に複数段配置されている。周知のとおり、静翼輪７２は回転不能に固定されており、動翼輪７３はエンジン中心軸（図示せず）を中心に回転可能に支持されている。また、静翼輪７２は周方向に等間隔に配置された複数の静翼７４を備え、動翼輪７３は周方向に等間隔に配置された複数の動翼７５を備えている。

図４は、燃焼器１４に最も近い第１段の静翼７４を示す。図示するように、実施形態では、静翼７４は、エンジン中心軸に対する放射方向に関して外側と内側にそれぞれ位置する外側フランジ８１と内側フランジ８２と、放射方向に伸びて外側フランジ８１と内側フランジ８２を一体的に連結する中空の翼ハウジング８３を有し、外側フランジ８１と内側フランジ８２をそれぞれ対応するアウターケーシング２１とインナーケーシング７１の係合部に係合することによって、アウターケーシング２１とインナーケーシング７１に着脱自在に連結され、外側フランジ８１と内側フランジ８２の間にタービン室３５を形成している。実施形態では、翼ハウジング８３は、その横断面が翼の形をしており、燃焼器１４に近い前縁側から燃焼器１４から離れた後縁側に向かって、次第に幅が細くなっている。

翼ハウジング８３の内部（通路）８４には、翼ハウジング８３とほぼ平行に放射方向に伸びる内筒８５が配置されている。内筒８５は、内外を貫通する多数の孔８６（図４（ｃ）参照）が形成されている。実施形態では、内筒８５は、静翼７４の前縁側に配置されている。また、内筒８５の横断面形状は、図４（ｃ）に示すように翼ハウジング８３の内面と内筒８５の外面との間にほぼ一定幅の隙間８７（流路９７の一部）が形成されるように決められている。

翼ハウジング８３の内部８４には、放射方向に伸びる仕切壁８８が形成されており、これにより、翼ハウジング８３の内部空間が前縁側の前室８９（流路９７の一部）と後縁側の後室９０（流路１２２の一部）に区画されている。仕切壁８８は、放射方向外側の端部が外側フランジ８１に接続されており、放射方向内側の端部が内側フランジ８２から離れて内側フランジ８２との間に、前室８９と後室９０を連絡する連絡路９１（流路９７の一部）を形成している。

実施形態では、翼ハウジング８３の前室８９に臨み且つ内筒８５と仕切壁８８の間に位置する内面部分には、複数の突条９２が形成されている。また、翼ハウジング８３の後室９０に臨み且つ仕切壁８８の後側に位置する内面部分には複数の棒状突起９３が形成されている。

図４（ｂ）に示すように、内筒８５の内部空間（流路９７の一部）と後室９０は、外側フランジ８１に形成した開口９４，９５を介して外部に連通している。具体的に、内筒８５の開口９４は接続管９６を介して水素供給源５２に接続され、後室９０の開口９５は上述した接続管５１を介して燃焼室３２回りの環状空間４８に接続されている。

このような構成によれば、第１段の静翼７４には、水素供給源５２から供給された常温の水素６５が接続管９６を通じて内筒８５に供給される。供給された水素６５は、内筒８５の孔８６からその周囲に噴出し、熱的ストレスを最も受ける翼ハウジング８３の前縁側内面に当たり、その部分を内側から冷却して翼ハウジング８３の焼損を防止する。その後、水素６５は、内筒８５の周囲の隙間８７を通り、前室８９から連絡路９１に向かって移動する。このとき、水素６５は複数の突条９２に接触し、突条９２を介して翼ハウジング８３の熱を吸収する。同時に、水素６５は前室８９の壁に接触してそこから熱を吸収する。連絡路９１から後室９０に入った水素６５は、複数の突起９３と接触しながら翼ハウジング８３から熱を吸収し、開口９５を通じて接続管５１に入り、この接続管５１を介して上述した燃焼器１４の環状空間４８に供給される。

このように、本実施形態によれば、特に熱的ストレスを受ける第１段静翼の冷却に、圧縮機１１で生成された圧縮空気ではなく、水素供給源５２から供給される水素を利用しているので、より多くの圧縮空気をタービンの駆動に利用できるため出力の向上、効率の向上を図ることができる。

《実施形態２》
図５は、翼ハウジング８３の他の実施形態を示す。図示するように、本実施形態では、翼ハウジング８３の内部（通路）１０１には、翼ハウジング８３とほぼ平行に放射方向に伸びる前側仕切壁１０２と後側仕切壁１０３が形成されている。前側仕切壁１０２は、放射方向の外側端部と内側端部がそれぞれ外側フランジ８１と内側フランジ８２に連結されており、前側仕切壁１０２の前側に位置する前室１０４（流路１２２の一部）と前側仕切壁１０２と後側仕切壁１０３の間に位置する中央室１０５（流路１２２の一部）を完全に分離している。後側仕切壁１０３は、前側仕切壁１０２の背後に位置する空間を、前側の中央室１０５と後側の後室１０６（流路１２２の一部）に区画している。ただし、後側仕切壁１０３は、放射方向外側の端部が外側フランジ８１に接続されているが、放射方向内側の端部は内側フランジ８２から離れて内側フランジ８２との間に、中央室１０５と後室１０６を連通する連絡路１０７（流路１２２の一部）を形成している。

前室１０４には、放射方向に伸びる前側内筒１０８が配置されている。図５（ｃ）に示すように、前側内筒１０８は、内外を貫通する多数の孔１０９が形成されている。実施形態では、前側内筒１０８は、前側仕切壁１０２寄りに配置されている。また、前側内筒１０８の横断面形状は、図５（ａ）に示すように、前側内筒１０８と周囲の翼ハウジング８３との間にほぼ一定幅の隙間１１０（流路１２２の一部）が形成されるように決められている。さらに、翼ハウジング８３の前縁には、内外を連通する複数の孔１１１が形成されている。

中央室１０５には、翼放射方向に伸びる後側内筒１１２が配置されている。図５（ｄ）に示すように、後側内筒１１２は、内外を貫通する多数の孔１１３が形成されている。実施形態では、後側内筒１１２は、前側仕切壁１０２寄りに配置されている。また、後側内筒１１２の横断面形状は、図５（ａ）に示すように、前側内筒１０８と周囲の翼ハウジング８３との間にほぼ一定幅の隙間１１４（流路１２２の一部）が形成されるように決められている。

実施形態では、翼ハウジング８３の中央室１０５に臨み、後側内筒１１２と後側仕切壁１０３の間に位置する内面部分には、複数の突条１１５が形成されている。また、翼ハウジング８３の後室１０６に臨み、後側仕切壁の後側に位置する内面部分には複数の突起１１６が形成されている。

前室１０４の前側内筒１０８は、外側フランジ８１に形成した開口１１７を介して圧縮空気供給源１１８（例えば、圧縮空気貯蔵室３９）に接続されている。一方、中央室１０５の後側内筒１１２は、外側フランジ８１に形成した開口１１９を介して水素供給源５２に接続されている。さらに、後室１０６は外側フランジ８１に形成した開口１２０を介して接続管５１、さらに燃焼室３２回りの環状空間４８に接続されている。

このような構成によれば、第１段の静翼７４には、圧縮空気供給源１１８から供給された圧縮空気１２１が前側内筒１０８に供給される。供給された圧縮空気１２１は、前側内筒１０８の孔１０９からその周囲の隙間１１０に噴出し、熱的ストレスを最も受ける翼ハウジング８３の前縁側内面に当たり、その部分を内側から冷却して翼ハウジング８３の焼損を防止する。その後、圧縮空気１２１は、翼ハウジング８３の孔１１１から外側に噴出し、翼ハウジング８３の前縁の表面上にフィルムエア（膜状の空気流））を形成し、高温ガスが直に翼ハウジング８３の前縁に当たるのを防止する。

水素供給源５２から供給された常温の水素６５は後側内筒１１２に供給される。供給された水素６５は、後側内筒１１２の孔１１３からその周囲の隙間１１４に噴出し、翼ハウジング８３の内面に当たり、その部分を内側から冷却して翼ハウジング８３の焼損を防止する。その後、水素６５は、中央室１０５を連絡路１０７に向かって移動する。このとき、水素６５は複数の突条１１５に接触し、突条１１５を介して翼ハウジング８３の熱を吸収する。連絡路１０７から後室１０６に入った水素６５は、複数の突起１１６と接触しながら翼ハウジング８３から熱を吸収し、開口１２０を通じて接続管５１に入り、この接続管５１を介して上述した燃焼器１４の環状空間４８に供給される。

このように、本実施形態によれば、特に熱的ストレスを受ける第１段静翼の冷却に、圧縮機１１で生成された圧縮空気だけでなく、水素供給源５２から供給される水素も利用しているので、より多くの圧縮空気をタービンの駆動に利用できるため、出力の向上、効率の向上を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、第１段の静翼にのみ水素を供給してその翼ハウジングを冷却したが、第２段以後の静翼にのみ上述の発明を適用してもよいし、また、複数段又は全段の静翼に水素を供給して冷却してもよい。

１０：ガスタービンエンジン
１１：圧縮機
１２：大気
１３：圧縮空気
１４：燃焼器
１５：燃料
１６：燃焼ガス
１７：タービン
１８：ロータ
１９：発電機
２１：アウターケーシング
２２：燃焼器ハウジング
２３：燃焼筒
２４：中心軸（燃焼器ハウジング、燃焼筒の中心軸）
２５：筒部
２６：蓋
２７：支持筒
２８：隙間（燃焼空気供給路の一部）
２９：支持筒の開口（燃焼空気供給路の一部）
３２：燃焼室
３３：尾筒
３４：遷移筒
３５：タービン室
３６：外筒
３７：隙間（燃焼空気供給路の一部）
３８：末端開口
３９：圧縮空気貯留室
４０：燃料噴射部
４１：燃料噴射ノズル
４１ａ：第１燃料噴射路
４１ｂ：第２燃料噴射路
４２：燃焼空気噴射ノズル
４４：空間
４５：燃焼空気供給路
４６：内筒（ライナ）
４７：外筒
４８：環状空間
４９：連結管
５１：接続管
５２：水素供給源
５３：基端側尾筒部
５４：末端側尾筒部
５９：孔
６５：水素
６６：火炎
７１：インナーケーシング
７２：静翼輪
７３：動翼輪
７４：静翼
７５：動翼
７６：水蒸気
８１：外側フランジ
８２：内側フランジ
８３：翼ハウジング
８４：翼ハウジングの内部
８５：内筒
８６：孔
８７：隙間（流路の一部）
８８：仕切壁
８９：前室
９０：後室
９１：連絡路
９２：突条
９３：棒状突起
９４：開口
９５：開口
９６：接続管
９７：流路
１０１：翼ハウジングの内部
１０２：前側仕切壁
１０３：後側仕切壁
１０４：前室
１０５：中央室
１０６：後室
１０７：連絡路
１０８：前側内筒
１０９：孔
１１０：隙間
１１１：孔
１１２：後側内筒
１１３：孔
１１４：隙間
１１５：突条
１１６：突起
１１７：開口
１１８：圧縮空気供給源
１１９：開口
１２０：開口
１２１：圧縮空気
１２２：流路

Claims (7)

1. 静翼輪と動翼輪を備えたタービンに組み込まれ、前記静翼輪を構成する複数の静翼を冷却するタービン翼の冷却構造であって、
   前記静翼を構成するハウジングと、
   前記ハウジングの内部に形成された流路と、
   前記流路に接続された水素供給源を含み、
   前記水素供給源から前記流路に供給される水素によって前記ハウジングが冷却されるように構成されている、ことを特徴とするタービン翼の冷却構造。
2. 請求項１の冷却構造を備えたガスタービンエンジン。
3. 静翼輪と動翼輪を備えたタービンを具備するガスタービンエンジンにおいて、
   前記静翼輪を構成する複数の静翼は、ハウジングと、前記ハウジングの内部に形成された流路とを有し、
   前記流路が水素供給源に接続されており、
   前記水素供給源から前記流路に供給される水素によって前記ハウジングが冷却されるように構成されている、ことを特徴とするガスタービンエンジン。
4. 前記エンジンは、圧縮空気を生成する圧縮機と、前記圧縮機で生成された圧縮空気を用いて燃料を燃焼させる燃焼器を備えており、
   前記エンジンはさらに、前記水素供給源と前記流路を接続して前記水素供給源から供給される水素を前記流路に送る第１の経路と、前記流路から排出される水素を前記燃焼器に供給する第２の経路を備えていることを特徴とする請求項３のガスタービンエンジン。
5. 前記燃焼器は、燃料噴射部と、前記燃料噴射部から噴射された燃料を燃焼する燃焼室とを有し、
   前記第２の経路は前記燃焼室の外側に配置され、前記燃焼室の熱を前記第２の経路を通る水素が吸収することを特徴とする請求項４のガスタービンエンジン。
6. 前記第２の経路は、前記流路と前記燃焼器の燃料噴射ノズルを直接連結しており、前記流路から排出された前記水素が前記燃焼器の燃焼室から熱を吸収することなく前記燃料噴射ノズルに供給されることを特徴とする請求項４のガスタービンエンジン。
7. 前記第２の経路は前記燃料噴射部に接続されており、前記水素が燃料として前記燃焼室に噴射されるようにしてあることを特徴とする請求項５又は６のガスタービンエンジン。

Images