JP3233871B2 - ガスタービン静翼 - Google Patents
ガスタービン静翼Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、翼内部に蒸気を導
入して、翼部を内部から蒸気で冷却するとともに、プラ
ント効率の低下を防止するため、翼部の冷却に使用され
た蒸気を回収するようにしたガスタービン静翼に係り、
特に前後の動翼の間に設置されるタービン２段、３段、
４段…ガスタービン静翼等のように、回動する前後の動
翼およびロータディスクの外周面と、静置された静翼の
内周との間に形成される隙間に、高温の主流ガスが流れ
込まないようにシール空気を供給するキャビティ部を内
周側に設けたガスタービン静翼に関する。
入して、翼部を内部から蒸気で冷却するとともに、プラ
ント効率の低下を防止するため、翼部の冷却に使用され
た蒸気を回収するようにしたガスタービン静翼に係り、
特に前後の動翼の間に設置されるタービン２段、３段、
４段…ガスタービン静翼等のように、回動する前後の動
翼およびロータディスクの外周面と、静置された静翼の
内周との間に形成される隙間に、高温の主流ガスが流れ
込まないようにシール空気を供給するキャビティ部を内
周側に設けたガスタービン静翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年コンバインドサイクル発電プラント
においては、ガスタービンの熱効率改善のために、ター
ビンを駆動する主流ガスの高温化が著しく、このような
高温の主流ガス中で作動する動翼および静翼をメタル温
度以下にして、構造強度を保持するために、これらのタ
ービン翼の冷却を空気に代えて、熱容量の大きい蒸気に
て効率的に行うことが考えられている。
においては、ガスタービンの熱効率改善のために、ター
ビンを駆動する主流ガスの高温化が著しく、このような
高温の主流ガス中で作動する動翼および静翼をメタル温
度以下にして、構造強度を保持するために、これらのタ
ービン翼の冷却を空気に代えて、熱容量の大きい蒸気に
て効率的に行うことが考えられている。
【０００３】しかも、タービン翼の冷却に供された蒸気
は、主流ガス中に放出せずに回収し、回収した蒸気に回
収されたタービン翼の冷却熱を蒸気タービンで回収する
ことにより、プラントの効率を向上させるとともに、主
流ガス内への蒸気の放出による主流ガス温度の低下を抑
えることで、タービン効率を向上させてプラント全体の
効率を向上させることが考えられている。従って、この
ようなタービン翼では、冷却に使用された蒸気を回収す
るために、翼内部及び翼部の内周側および外周側に設け
られる内側、および外側シュラウドの内部に設けられ、
蒸気を通過させて冷却を行う冷却通路は、閉じた流路に
形成する必要がある。
は、主流ガス中に放出せずに回収し、回収した蒸気に回
収されたタービン翼の冷却熱を蒸気タービンで回収する
ことにより、プラントの効率を向上させるとともに、主
流ガス内への蒸気の放出による主流ガス温度の低下を抑
えることで、タービン効率を向上させてプラント全体の
効率を向上させることが考えられている。従って、この
ようなタービン翼では、冷却に使用された蒸気を回収す
るために、翼内部及び翼部の内周側および外周側に設け
られる内側、および外側シュラウドの内部に設けられ、
蒸気を通過させて冷却を行う冷却通路は、閉じた流路に
形成する必要がある。
【０００４】一方、タービン２段、３段、４段静翼等と
して使用されるガスタービン静翼は、前後に配設される
動翼及び動翼が植設されるロータディスクに挟まれた構
造にされており、静止している静翼と回動する動翼およ
びロータディスクとの間に存在する各部隙間には、主流
ガスが流れ込まない構造にすることがタービン効率を向
上させるためには重要であり、通常、圧縮機からの抽気
空気を静翼の外周側から翼内部を通して、翼内周側に設
けたキャビティ部にシール空気として供給し、これらの
各部隙間にキャビティ部からシール空気を供給すること
によって、主流ガスが隙間に流入しないようにする構造
を採用している。
して使用されるガスタービン静翼は、前後に配設される
動翼及び動翼が植設されるロータディスクに挟まれた構
造にされており、静止している静翼と回動する動翼およ
びロータディスクとの間に存在する各部隙間には、主流
ガスが流れ込まない構造にすることがタービン効率を向
上させるためには重要であり、通常、圧縮機からの抽気
空気を静翼の外周側から翼内部を通して、翼内周側に設
けたキャビティ部にシール空気として供給し、これらの
各部隙間にキャビティ部からシール空気を供給すること
によって、主流ガスが隙間に流入しないようにする構造
を採用している。
【０００５】図３は、上述したように、静翼の内部に蒸
気を導入し、静翼を内部から冷却し、冷却した蒸気の全
部を回収するようにした、従来の回収型蒸気冷却式のガ
スタービン静翼の内部冷却構造と、静翼と動翼およびロ
ータディスクとの間に形成される隙間にシール空気を供
給するために静翼の内周側に設けられるキャビティ部
に、シール空気をガスタービン静翼の外周側からシール
空気を導入するためにガスタービン静翼内に設けられる
シールチューブ取り付け構造を示す縦断面図である。
気を導入し、静翼を内部から冷却し、冷却した蒸気の全
部を回収するようにした、従来の回収型蒸気冷却式のガ
スタービン静翼の内部冷却構造と、静翼と動翼およびロ
ータディスクとの間に形成される隙間にシール空気を供
給するために静翼の内周側に設けられるキャビティ部
に、シール空気をガスタービン静翼の外周側からシール
空気を導入するためにガスタービン静翼内に設けられる
シールチューブ取り付け構造を示す縦断面図である。
【０００６】図に示すように、ガスタービン静翼０１の
内部に導入され、ガスタービン静翼０１を内部から冷却
する冷却蒸気Ｓは、ガスタービン静翼０１の外周側に設
けられた外側シュラウド０３の前縁側で外側仕切板０６
を貫通して設けられた冷却蒸気入口０５より、翼部０２
の翼幅方向に設けられた前縁側の蒸気通路０４1 に供給
される。
内部に導入され、ガスタービン静翼０１を内部から冷却
する冷却蒸気Ｓは、ガスタービン静翼０１の外周側に設
けられた外側シュラウド０３の前縁側で外側仕切板０６
を貫通して設けられた冷却蒸気入口０５より、翼部０２
の翼幅方向に設けられた前縁側の蒸気通路０４1 に供給
される。
【０００７】前縁側の蒸気通路０４1 に供給された冷却
蒸気Ｓは、蒸気通路０４1 内を外周側から内周側に向け
て流れ、内側シュラウド０７内に画成され、内側仕切板
０８で仕切られた区画内に流入した後、１８０°流れの
向きを変え、冷却通路壁０９で区画されて、前縁の蒸気
通路０４1 の後方に設けられた蒸気通路０４2 を内周側
から外周側へ向けて流れ、次いで、その後方に区画され
た蒸気通路０４3 内を外周側から外周側へ向けて流れ、
最後に後縁側に設けられた蒸気通路０４4 内を内周側か
ら外周側へ流れる。
蒸気Ｓは、蒸気通路０４1 内を外周側から内周側に向け
て流れ、内側シュラウド０７内に画成され、内側仕切板
０８で仕切られた区画内に流入した後、１８０°流れの
向きを変え、冷却通路壁０９で区画されて、前縁の蒸気
通路０４1 の後方に設けられた蒸気通路０４2 を内周側
から外周側へ向けて流れ、次いで、その後方に区画され
た蒸気通路０４3 内を外周側から外周側へ向けて流れ、
最後に後縁側に設けられた蒸気通路０４4 内を内周側か
ら外周側へ流れる。
【０００８】このように、冷却蒸気Ｓは、翼部０２内を
翼幅方向に２往復する、いわゆるサーペンタイン状の蒸
気通路４を流れるうちに、翼部０２をはじめとするガス
タービン静翼０１の全体を内部から冷却する。そして、
後縁側の蒸気通路０４4 を内周側から外周側へ向けて流
れ、ガスタービン静翼０１の後縁側を冷却した冷却蒸気
Ｓは、外側シュラウド０３の後縁側で外側仕切板０６を
貫通して設けられた冷却蒸気出口０１０を通ってガスタ
ービン静翼０１内から排出される。
翼幅方向に２往復する、いわゆるサーペンタイン状の蒸
気通路４を流れるうちに、翼部０２をはじめとするガス
タービン静翼０１の全体を内部から冷却する。そして、
後縁側の蒸気通路０４4 を内周側から外周側へ向けて流
れ、ガスタービン静翼０１の後縁側を冷却した冷却蒸気
Ｓは、外側シュラウド０３の後縁側で外側仕切板０６を
貫通して設けられた冷却蒸気出口０１０を通ってガスタ
ービン静翼０１内から排出される。
【０００９】このようなガスタービン静翼０１におい
て、２段、３段、又は４段静翼等として使用されるガス
タービン静翼０１は、図４に示されるように、前後の動
翼０１１及びロータディスク０１２に挟まれた構造にな
っており、これらの静止したガスタービン静翼０１と回
動する動翼０１１及びロータディスク０１２との間に存
在する、換言すれば設ける必要がある各部隙間には、高
温の主流ガスＦが流れ込まない構造にすることが、ター
ビン効率上重要であり、通常、図３に示されるように、
図示しない圧縮機からの抽気空気を、ガスタービン静翼
０１の外周側から翼部０２の蒸気通路０４2 内を翼幅方
向に貫通して設けたシールチューブ０１３を通して、翼
内周側に形成されたキャビティ部０１４内にシール空気
ＳＡとして供給する構造を採っている。
て、２段、３段、又は４段静翼等として使用されるガス
タービン静翼０１は、図４に示されるように、前後の動
翼０１１及びロータディスク０１２に挟まれた構造にな
っており、これらの静止したガスタービン静翼０１と回
動する動翼０１１及びロータディスク０１２との間に存
在する、換言すれば設ける必要がある各部隙間には、高
温の主流ガスＦが流れ込まない構造にすることが、ター
ビン効率上重要であり、通常、図３に示されるように、
図示しない圧縮機からの抽気空気を、ガスタービン静翼
０１の外周側から翼部０２の蒸気通路０４2 内を翼幅方
向に貫通して設けたシールチューブ０１３を通して、翼
内周側に形成されたキャビティ部０１４内にシール空気
ＳＡとして供給する構造を採っている。
【００１０】そして、キャビティ部０１４内に供給され
たシール空気ＳＡは、図４に示すように、キャビティ部
０１４の内周側に、前方が軸心方向を向くように形成さ
れたシール供給路０１５を通って、ガスタービン静翼０
１とロータディスク０１２の外周面との間に供給され、
静止したガスタービン静翼０１と回動する動翼０１１及
びロータディスク０１２の間に形成される隙間に、高温
の主流ガスＦが流れ込まないようにして、タービン効率
を向上させるようにしている。
たシール空気ＳＡは、図４に示すように、キャビティ部
０１４の内周側に、前方が軸心方向を向くように形成さ
れたシール供給路０１５を通って、ガスタービン静翼０
１とロータディスク０１２の外周面との間に供給され、
静止したガスタービン静翼０１と回動する動翼０１１及
びロータディスク０１２の間に形成される隙間に、高温
の主流ガスＦが流れ込まないようにして、タービン効率
を向上させるようにしている。
【００１１】一方、翼部０２内を翼幅方向に貫通して設
けられたシールチューブ０１３は、先端部が内側シュラ
ウド０７内に画成された区画内に張設された内側仕切板
０８に溶接で接合されるとともに、外側シュラウド０３
内に画成された区画内に張設された外側仕切板０６の貫
通部が外側仕切板０６に溶接で接合され、蒸気通路０４
と遮断する構造にされ、ガスタービン静翼０１の内部に
固定されている。
けられたシールチューブ０１３は、先端部が内側シュラ
ウド０７内に画成された区画内に張設された内側仕切板
０８に溶接で接合されるとともに、外側シュラウド０３
内に画成された区画内に張設された外側仕切板０６の貫
通部が外側仕切板０６に溶接で接合され、蒸気通路０４
と遮断する構造にされ、ガスタービン静翼０１の内部に
固定されている。
【００１２】このように、従来のガスタービン静翼０１
では、シール空気ＳＡを供給するシールチューブ０１３
は、内側シュラウド０７の内側仕切板０８および外側シ
ュラウド０３の外側仕切板０６の接合部０１６にて溶接
して、ガスタービン静翼０１に接合し、蒸気通路０４と
遮断する構造としているので、翼部０２、内側シュラウ
ド０７、および外側シュラウド０３とシールチューブ０
１３との温度差により生じる熱伸び差から、熱応力が発
生し、破損することがある。
では、シール空気ＳＡを供給するシールチューブ０１３
は、内側シュラウド０７の内側仕切板０８および外側シ
ュラウド０３の外側仕切板０６の接合部０１６にて溶接
して、ガスタービン静翼０１に接合し、蒸気通路０４と
遮断する構造としているので、翼部０２、内側シュラウ
ド０７、および外側シュラウド０３とシールチューブ０
１３との温度差により生じる熱伸び差から、熱応力が発
生し、破損することがある。
【００１３】すなわち、２段静翼として使用されるガス
タービン静翼０１を例にすると、翼部０２は主流ガスＦ
に加熱され、また冷却蒸気Ｓにより冷却されて約８００
℃に保たれる。一方、シールチューブ０１３は、蒸気通
路０４2 を流れる冷却蒸気Ｓとシール空気ＳＡに外周面
および内周面が接触しており、約４００℃となる。
タービン静翼０１を例にすると、翼部０２は主流ガスＦ
に加熱され、また冷却蒸気Ｓにより冷却されて約８００
℃に保たれる。一方、シールチューブ０１３は、蒸気通
路０４2 を流れる冷却蒸気Ｓとシール空気ＳＡに外周面
および内周面が接触しており、約４００℃となる。
【００１４】この温度差によりシールチューブ０１３
は、半径方向に熱伸び差が生じようとするが、上述した
ように先端部が内側仕切板０８に、また、外側仕切板０
６を貫通している部分が外側仕切板０６に、それぞれ溶
接構造で固定した取り付け構造にされているため、この
伸びを阻止し、接合部０１６には約１００ｋｇ／ｍｍ2
の応力が発生し、これがくりかえされると接合部０１６
の破断や、シールチューブ０１３の座屈につながること
が懸念される。
は、半径方向に熱伸び差が生じようとするが、上述した
ように先端部が内側仕切板０８に、また、外側仕切板０
６を貫通している部分が外側仕切板０６に、それぞれ溶
接構造で固定した取り付け構造にされているため、この
伸びを阻止し、接合部０１６には約１００ｋｇ／ｍｍ2
の応力が発生し、これがくりかえされると接合部０１６
の破断や、シールチューブ０１３の座屈につながること
が懸念される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来のガスタービン静翼に発生していた不具合を解消する
ため、ガスタービン静翼内周側とロータディスクとの間
に設けられているキャビティ部にシール用空気を供給す
るシールチューブの翼への取り付けを、ベロー構造を用
いて取り付けるようにして、翼内部に形成される蒸気通
路とシールチューブ内部に形成されるシール空気通路と
を遮断すると共に、シールチューブと翼部、内側シュラ
ウドおよび外側シュラウド等のガスタービン静翼との間
に、大きな温度差が発生するようなことがあっても、こ
の温度差によってシールチューブと翼との接合部の破
断、又はシールチューブの座屈等の破損が生じることの
ないガスタービン静翼を提供することを課題とする。
来のガスタービン静翼に発生していた不具合を解消する
ため、ガスタービン静翼内周側とロータディスクとの間
に設けられているキャビティ部にシール用空気を供給す
るシールチューブの翼への取り付けを、ベロー構造を用
いて取り付けるようにして、翼内部に形成される蒸気通
路とシールチューブ内部に形成されるシール空気通路と
を遮断すると共に、シールチューブと翼部、内側シュラ
ウドおよび外側シュラウド等のガスタービン静翼との間
に、大きな温度差が発生するようなことがあっても、こ
の温度差によってシールチューブと翼との接合部の破
断、又はシールチューブの座屈等の破損が生じることの
ないガスタービン静翼を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明のガス
タービン静翼は、次の手段とした。
タービン静翼は、次の手段とした。
【００１７】（１）翼内部に導入した蒸気で翼を内部か
ら冷却するとともに、冷却に使用された蒸気を外部に排
出して回収するようにした、回収型蒸気冷却式のガスタ
ービン静翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディス
ク外周面と翼内周との間に形成されたキャビティ部に、
ガスタービン静翼と動翼およびロータディスクとの間に
形成される隙間に、主流ガスがはいり込むのを防止する
ために注入するシール用空気を、翼外周側から導入し
て、供給するようにしたシールチューブが、ベロー構造
を介して翼に取り付けられるようにした。なお、ベロー
構造は翼幅方向に挿通されるシールチューブをガスター
ビン静翼の何れの場所、例えば、翼部においても接合で
きるように配置しても良いものである。
ら冷却するとともに、冷却に使用された蒸気を外部に排
出して回収するようにした、回収型蒸気冷却式のガスタ
ービン静翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディス
ク外周面と翼内周との間に形成されたキャビティ部に、
ガスタービン静翼と動翼およびロータディスクとの間に
形成される隙間に、主流ガスがはいり込むのを防止する
ために注入するシール用空気を、翼外周側から導入し
て、供給するようにしたシールチューブが、ベロー構造
を介して翼に取り付けられるようにした。なお、ベロー
構造は翼幅方向に挿通されるシールチューブをガスター
ビン静翼の何れの場所、例えば、翼部においても接合で
きるように配置しても良いものである。
【００１８】（ａ）本発明のガスタービン静翼は、上述
の構成により、シールチューブとガスタービン静翼を構
成する翼部、内側シュラウドおよび外側シュラウド等と
の間に大きな温度差が発生し、両者の間にガスタービン
静翼の翼幅方向の熱伸び差が生じるようなことがあって
も、ベロー構造の変形により、この熱伸び差は吸収さ
れ、シールチューブとガスタービン静翼との接合部に過
大な熱応力が発生することはなくなり、接合部が破断す
るようなことがなくなる。さらに、接合部間の変位によ
り、シールチューブが変形して、座屈が生じるようなこ
とはなくなる。
の構成により、シールチューブとガスタービン静翼を構
成する翼部、内側シュラウドおよび外側シュラウド等と
の間に大きな温度差が発生し、両者の間にガスタービン
静翼の翼幅方向の熱伸び差が生じるようなことがあって
も、ベロー構造の変形により、この熱伸び差は吸収さ
れ、シールチューブとガスタービン静翼との接合部に過
大な熱応力が発生することはなくなり、接合部が破断す
るようなことがなくなる。さらに、接合部間の変位によ
り、シールチューブが変形して、座屈が生じるようなこ
とはなくなる。
【００１９】さらに、ベロー構造を介してシールチュー
ブを翼に取り付けるようにしているので、翼内部に形成
される蒸気通路とシールチューブの内部に形成されるシ
ール空気通路との分離が容易になり、また、蒸気通路を
流れる冷却蒸気がシール空気に混入して、主流ガス中に
流出するようなことがなくなる。
ブを翼に取り付けるようにしているので、翼内部に形成
される蒸気通路とシールチューブの内部に形成されるシ
ール空気通路との分離が容易になり、また、蒸気通路を
流れる冷却蒸気がシール空気に混入して、主流ガス中に
流出するようなことがなくなる。
【００２０】また、本発明のガスタービン静翼は、上述
（１）の手段に加え、次の手段とした。
（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００２１】（２）上述（１）の手段におけるベロー構
造が、ガスタービン静翼の外周側に設けられた外側シュ
ラウド、および翼の内周側に設けられた内側シュラウド
の少なくとも一方に設けられて、シールチューブを翼に
取り付けるようにしたものとした。すなわち、ベロー構
造は外側シュラウドおよび内側シュラウドの双方に設け
られて、シールチューブを翼に取り付けるようにしても
良く、また外側シュラウド又は内側シュラウドの何れか
一方に設けられて、シールチューブを翼に取り付けるよ
うにしても良い。
造が、ガスタービン静翼の外周側に設けられた外側シュ
ラウド、および翼の内周側に設けられた内側シュラウド
の少なくとも一方に設けられて、シールチューブを翼に
取り付けるようにしたものとした。すなわち、ベロー構
造は外側シュラウドおよび内側シュラウドの双方に設け
られて、シールチューブを翼に取り付けるようにしても
良く、また外側シュラウド又は内側シュラウドの何れか
一方に設けられて、シールチューブを翼に取り付けるよ
うにしても良い。
【００２２】なお、ベロー構造は、シールチューブが貫
通している、内側シュラウド内に蒸気通路を区画して形
成する内側仕切板の貫通部内周側、および／又は外側シ
ュラウド内に蒸気通路を区画して形成する外側仕切板の
貫通部外周側にその一端部を結合するようにすることが
好ましい。
通している、内側シュラウド内に蒸気通路を区画して形
成する内側仕切板の貫通部内周側、および／又は外側シ
ュラウド内に蒸気通路を区画して形成する外側仕切板の
貫通部外周側にその一端部を結合するようにすることが
好ましい。
【００２３】本発明のガスタービン静翼は、上述の構成
により上述（ａ）に加え、ガスタービン静翼の内部に形
成される蒸気通路との干渉を少くして、ベロー構造の配
置ができるとともに、狭隘部にベロー構造をコンパクト
に纏めて配置することができるようになる。さらに、ベ
ロー構造を外側シュラウドおよび内側シュラウドの双方
に設けるようにすれば、変位及びベロー構造に加わる力
が、ほぼ１／２となり、よりコンパクトに纏めることが
でき、狭隘部への設置がより好適なものとなる。
により上述（ａ）に加え、ガスタービン静翼の内部に形
成される蒸気通路との干渉を少くして、ベロー構造の配
置ができるとともに、狭隘部にベロー構造をコンパクト
に纏めて配置することができるようになる。さらに、ベ
ロー構造を外側シュラウドおよび内側シュラウドの双方
に設けるようにすれば、変位及びベロー構造に加わる力
が、ほぼ１／２となり、よりコンパクトに纏めることが
でき、狭隘部への設置がより好適なものとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガスタービン静翼
の実施の一形態を図面にもとづき説明する。図１は、本
発明のガスタービン静翼の実施の第１形態を示す断面図
である。なお、図において図３で示した部材と同一又は
類似の部材は、同一符号を付して説明は省略する。
の実施の一形態を図面にもとづき説明する。図１は、本
発明のガスタービン静翼の実施の第１形態を示す断面図
である。なお、図において図３で示した部材と同一又は
類似の部材は、同一符号を付して説明は省略する。
【００２５】図に示すように、本実施の形態の回収型蒸
気冷却式のガスタービン静翼１内に形成された蒸気通路
０４内を、翼幅方向に貫通させたシールチューブ１３の
ガスタービン静翼１への取り付けは、外側シュラウド０
３側の接合部１６を伸縮性のあるベロー構造２０を用い
て、連結してシール空気ＳＡが通過するシールチューブ
１３内を蒸気通路０４と遮断する構造としている。すな
わち、外側シュラウド０３の内部に画成される蒸気通路
を区画して形成するとともに、前縁側に冷却蒸気入口０
５が、後縁側に冷却蒸気出口０１０がそれぞれに設けら
れた外側仕切板０６には、シールチューブ１３を摺動自
在に貫通させる孔２１が設けられている。
気冷却式のガスタービン静翼１内に形成された蒸気通路
０４内を、翼幅方向に貫通させたシールチューブ１３の
ガスタービン静翼１への取り付けは、外側シュラウド０
３側の接合部１６を伸縮性のあるベロー構造２０を用い
て、連結してシール空気ＳＡが通過するシールチューブ
１３内を蒸気通路０４と遮断する構造としている。すな
わち、外側シュラウド０３の内部に画成される蒸気通路
を区画して形成するとともに、前縁側に冷却蒸気入口０
５が、後縁側に冷却蒸気出口０１０がそれぞれに設けら
れた外側仕切板０６には、シールチューブ１３を摺動自
在に貫通させる孔２１が設けられている。
【００２６】この孔２１の外周側には、ベロー構造２０
へ一端側が溶接で接合されるとともに、ベロー構造２０
の他端側は、孔２１の上方でシールチューブ１３の外周
に取付けられたフランジ２２とボルト結合するフランジ
２３でシールチューブ１３に結合されており、シールチ
ューブ１３は、ベロー構造２０および外側仕切板０６を
介して外側シュラウド０３に接合されている。一方、内
側シュラウド０７の内部に画成される蒸気通路を区画し
て形成するとともに、キャビティ部０１４の隔壁となる
内側仕切板０８を貫通したシールチューブ１３の先端部
は、従来と同様に溶接付けされた接合部０１６で内側仕
切板０８に接合されており、内側仕切板０８を介して内
側シュラウド０７に固着されている。
へ一端側が溶接で接合されるとともに、ベロー構造２０
の他端側は、孔２１の上方でシールチューブ１３の外周
に取付けられたフランジ２２とボルト結合するフランジ
２３でシールチューブ１３に結合されており、シールチ
ューブ１３は、ベロー構造２０および外側仕切板０６を
介して外側シュラウド０３に接合されている。一方、内
側シュラウド０７の内部に画成される蒸気通路を区画し
て形成するとともに、キャビティ部０１４の隔壁となる
内側仕切板０８を貫通したシールチューブ１３の先端部
は、従来と同様に溶接付けされた接合部０１６で内側仕
切板０８に接合されており、内側仕切板０８を介して内
側シュラウド０７に固着されている。
【００２７】この構造によって、蒸気通路０４を流れ、
ガスタービン静翼１を内部から冷却する冷却蒸気Ｓの翼
外への漏洩を防止すると共に、翼部０２、外側シュラウ
ド０３および内側シュラウド０７等からなるガスタービ
ン静翼１と、シールチューブ１３との温度差により生じ
る翼幅方向に発生する熱伸び差は、ベロー構造２０の伸
縮によって吸収することができ、接合部１６，０１６に
集中することのあった熱応力を低減でき、接合部０１６
に発生することのあった破断の発生を防止することがで
きる。
ガスタービン静翼１を内部から冷却する冷却蒸気Ｓの翼
外への漏洩を防止すると共に、翼部０２、外側シュラウ
ド０３および内側シュラウド０７等からなるガスタービ
ン静翼１と、シールチューブ１３との温度差により生じ
る翼幅方向に発生する熱伸び差は、ベロー構造２０の伸
縮によって吸収することができ、接合部１６，０１６に
集中することのあった熱応力を低減でき、接合部０１６
に発生することのあった破断の発生を防止することがで
きる。
【００２８】また、シールチューブ１３が接合部１６，
０１６の変位によって、座屈等の破損が生じるようなこ
ともなくなる。さらに、ベロー構造２０は、外側仕切板
０１６の外周側に設けられているので、蒸気通路０４と
干渉するようなことがなくなり、翼内部からの冷却が損
われることなく、また、場所的に余裕の少い狭隘部にコ
ンパクトに纏めて配設することができる。
０１６の変位によって、座屈等の破損が生じるようなこ
ともなくなる。さらに、ベロー構造２０は、外側仕切板
０１６の外周側に設けられているので、蒸気通路０４と
干渉するようなことがなくなり、翼内部からの冷却が損
われることなく、また、場所的に余裕の少い狭隘部にコ
ンパクトに纏めて配設することができる。
【００２９】次に、図２は本発明のガスタービン静翼の
実施の第２形態を示す断面図である。なお、図において
図３で示した部材と同一又は類似の部材は、実施の第１
形態と同様に、図３と同一符号を付して説明は省略す
る。
実施の第２形態を示す断面図である。なお、図において
図３で示した部材と同一又は類似の部材は、実施の第１
形態と同様に、図３と同一符号を付して説明は省略す
る。
【００３０】図に示すように、本実施の形態の回収型蒸
気冷却式のガスタービン静翼１では、実施の第１形態に
加えて、内側シュラウド０７の内部に画成される蒸気通
路を区画して形成するとともに、キャビティ部０１４の
隔壁となる内側仕切板０８を貫通したシールチューブ１
３の先端部にも、ベロー構造２０と同様のベロー構造２
４を、ベロー構造２０と同様にして内側仕切板０８に取
付けるようにした。
気冷却式のガスタービン静翼１では、実施の第１形態に
加えて、内側シュラウド０７の内部に画成される蒸気通
路を区画して形成するとともに、キャビティ部０１４の
隔壁となる内側仕切板０８を貫通したシールチューブ１
３の先端部にも、ベロー構造２０と同様のベロー構造２
４を、ベロー構造２０と同様にして内側仕切板０８に取
付けるようにした。
【００３１】これにより、本実施の形態のガスタービン
静翼１では、ベロー構造２０のみを設けた実施の第１形
態のものに比べて、変位及びベロー構造２０，２４に加
わる力は１／２となり、この種のシールチューブ１３が
狭隘部に設置されることを考慮すると、コンパクトにな
り、設置に極めて都合の良い構成となる。
静翼１では、ベロー構造２０のみを設けた実施の第１形
態のものに比べて、変位及びベロー構造２０，２４に加
わる力は１／２となり、この種のシールチューブ１３が
狭隘部に設置されることを考慮すると、コンパクトにな
り、設置に極めて都合の良い構成となる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスター
ビン静翼によれば、回収型蒸気冷却式のガスタービン静
翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディスク外周面
と翼内周との間に形成されたキャビティ部に注入するシ
ール用空気を、翼外周側から導入して、供給するように
したシールチューブが、ベロー構造を介して翼に取り付
けられる構成にした。
ビン静翼によれば、回収型蒸気冷却式のガスタービン静
翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディスク外周面
と翼内周との間に形成されたキャビティ部に注入するシ
ール用空気を、翼外周側から導入して、供給するように
したシールチューブが、ベロー構造を介して翼に取り付
けられる構成にした。
【００３３】これにより、シールチューブとガスタービ
ン静翼との間の大きな温度差が発生し、両者の間にガス
タービン静翼の翼幅方向の熱伸び差が生じるようなこと
があっても、ベロー構造の変形によりこの熱伸び差は吸
収され、シールチューブとガスタービン静翼との接合部
に過大な熱応力が発生することはなくなり、接合部が破
断するようなことがなくなるとともに、接合部間の変位
によりシールチューブが変形して、座屈が生じるような
ことはなくなる。
ン静翼との間の大きな温度差が発生し、両者の間にガス
タービン静翼の翼幅方向の熱伸び差が生じるようなこと
があっても、ベロー構造の変形によりこの熱伸び差は吸
収され、シールチューブとガスタービン静翼との接合部
に過大な熱応力が発生することはなくなり、接合部が破
断するようなことがなくなるとともに、接合部間の変位
によりシールチューブが変形して、座屈が生じるような
ことはなくなる。
【００３４】さらに、翼内部に形成される蒸気通路とシ
ールチューブの内部に形成されるシール空気通路との分
離が容易になり、また蒸気通路を流れる冷却蒸気がシー
ル空気に混入して、主流ガス中に流出するようなことが
なくなることにより、製品の熱効率向上が達成されると
ともに、信頼性を確保できる。
ールチューブの内部に形成されるシール空気通路との分
離が容易になり、また蒸気通路を流れる冷却蒸気がシー
ル空気に混入して、主流ガス中に流出するようなことが
なくなることにより、製品の熱効率向上が達成されると
ともに、信頼性を確保できる。
【００３５】また、本発明のガスタービン静翼は、ベロ
ー構造が、ガスタービン静翼の外周側に設けられた外側
シュラウドおよび翼の内周側に設けられた内側シュラウ
ドの少なくとも一方に設けられて、シールチューブをガ
スタービン静翼の内部に取り付ける構成にした。
ー構造が、ガスタービン静翼の外周側に設けられた外側
シュラウドおよび翼の内周側に設けられた内側シュラウ
ドの少なくとも一方に設けられて、シールチューブをガ
スタービン静翼の内部に取り付ける構成にした。
【００３６】これにより、ガスタービン静翼の内部に形
成される蒸気通路と干渉を少くして、ベロー構造の配置
ができるとともに、狭隘部にベロー構造をコンパクトに
纏めて配置することができるとともに、ベロー構造を外
側シュラウドおよび内側シュラウドの双方に設けるよう
にすれば、変位及びベロー構造に加わる力が１／２とな
り、よりコンパクトに纏めることができ、狭隘部への設
置が好適なものとなる。
成される蒸気通路と干渉を少くして、ベロー構造の配置
ができるとともに、狭隘部にベロー構造をコンパクトに
纏めて配置することができるとともに、ベロー構造を外
側シュラウドおよび内側シュラウドの双方に設けるよう
にすれば、変位及びベロー構造に加わる力が１／２とな
り、よりコンパクトに纏めることができ、狭隘部への設
置が好適なものとなる。
【図１】本発明のガスタービン静翼の実施の第１形態を
示す断面図、
示す断面図、
【図２】本発明のガスタービン静翼の実施の第２形態を
示す断面図、
示す断面図、
【図３】従来のガスタービン静翼を示す断面図、
【図４】本発明のガスタービン静翼の適用が好適な動翼
の間に設置されるガスタービン静翼の配置図である。
の間に設置されるガスタービン静翼の配置図である。
１，０１ ガスタービン静翼 ０２ 翼部 ０３ 外側シュラウド ０４，０４1,０４2,０４3,０４4 蒸気通路 ０５ 冷却蒸気入口 ０６ 外側仕切板 ０７ 内側シュラウド ０８ 内側仕切板 ０９ 冷却通路壁 ０１０ 冷却蒸気出口 ０１１ 動翼 ０１２ ロータディスク １３，０１３ シールチューブ ０１４ キャビティ部 ０１５ シール供給路 １６，０１６ 接合部 ２０ ベロー構造 ２１ 孔 ２２，２３ フランジ ２４ ベロー構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−257405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−29701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−133684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−60526（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−65802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228604（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 9/02 F01D 11/04 F02C 7/16
Claims (2)
- 【請求項１】 翼内部に導入した蒸気で前記翼を内部か
ら冷却するとともに、冷却に使用された前記蒸気を外部
に排出して回収するようにしたガスタービン静翼におい
て、前記翼の内部を翼幅方向に挿通され、ロータディス
ク外周面と対向する前記翼の内周側に形成されたキャビ
ティ部にシール用空気を供給するようにしたシールーチ
ューブが、ベロー構造を介して前記翼の内部に取り付け
られていることを特徴とするガスタービン静翼。 - 【請求項２】 前記ベロー構造が、前記翼の外周側に設
けられた外側シュラウドおよび前記翼の内周側に設けら
れた内側シュラウドの少なくとも一方に設けられて、前
記シールチューブを前記翼の内部に取り付けるようにし
ていることを特徴とする請求項１のガスタービン静翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12392097A JP3233871B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | ガスタービン静翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12392097A JP3233871B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | ガスタービン静翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10317908A JPH10317908A (ja) | 1998-12-02 |
| JP3233871B2 true JP3233871B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=14872620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12392097A Expired - Fee Related JP3233871B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | ガスタービン静翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3233871B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6382906B1 (en) * | 2000-06-16 | 2002-05-07 | General Electric Company | Floating spoolie cup impingement baffle |
| US6884023B2 (en) * | 2002-09-27 | 2005-04-26 | United Technologies Corporation | Integral swirl knife edge injection assembly |
| CN103184896B (zh) * | 2011-12-27 | 2015-12-16 | 中航商用航空发动机有限责任公司 | 一种涡轮导向叶片 |
| US10519873B2 (en) * | 2016-04-06 | 2019-12-31 | General Electric Company | Air bypass system for rotor shaft cooling |
| WO2024018750A1 (ja) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン静翼及びガスタービン |
-
1997
- 1997-05-14 JP JP12392097A patent/JP3233871B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10317908A (ja) | 1998-12-02 |
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