JP4251772B2 - ガスタービンの蒸気冷却型静翼 - Google Patents
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Description
【発明の分野】
本発明は一般的にガスタービンに関し、さらに詳細には、ガスタービンの第1列静翼の閉ループ冷却系統に関する。
【0002】
【発明の背景】
燃焼タービンは、圧縮部、燃焼部及びタービン部がケーシングまたはシリンダー内に収容されている。圧縮部は入口端と排出端を有する。燃焼部は、入口端と燃焼器移行部を有する。燃焼器移行部は燃焼部の排出端に近く、作動気体をタービン入口端に流入させる流れチャンネルを画定する壁を有する。圧縮部は空気を圧縮して燃焼部へ送る。圧縮空気は燃焼部の入口端に流入して燃料と混合する。空気/燃料混合物はその後、燃焼して高温高圧の気体が発生する。この作動気体は、燃焼器移行部を介してタービン部内に注入され、タービンを駆動する。
【0003】
タービン部は、作動気体をタービン動翼の翼部に差し向ける複数列の静翼を有する。作動気体はタービン部を通過してタービン動翼を回転させ、発電機に接続されたロータを回転して発電を行う。
【0004】
当業者には知られているように、ガスタービンのエネルギー出力は燃焼部を流れるガスをできるだけ高温に加熱することにより最大となる。しかしながら、高温ガスはタービン通過の際、移行部、静翼及びリングセグメントのような構成要素を加熱する。
【0005】
従って、燃焼温度の上昇限界は、タービン構成要素が高温に耐えるか否かにより決まるが、このため、タービン高温部分を冷却する種々の冷却方式が開発されている。これらの方式には、開ループ空冷方式と閉ループ冷却方式がある。
【0006】
従来の開ループ空冷方式は、圧縮器からの空気を燃焼器移行部へ送り込み、タービン高温部分を冷却する。冷却流体は、タービン構成要素から熱を奪って、内側移行部の流れチャンネルへ流入し、タービン部への作動流体と合流する。開ループ冷却方式の欠点の1つは、圧縮器からの空気が多量に分岐されること、例えば、燃焼器の炎温度を低下させるためにかなりの量の空気が必要なことである。従って、圧縮器から分岐される空気の量を減少する冷却システムを提供することが望ましい。
【0007】
ステータ静翼の蒸気による冷却は新規でなく、この方式は、本願発明の発明者が共同発明者であり、同一出願人に譲渡された米国特許第5,320,483号の主題である。コンバインドサイクル方式の運転では、いくつかの圧力レベル及び温度レベルの蒸気を得ることが容易であり、タービン高温部分の冷却媒体として空気の代わりに使用できる。
【0008】
本発明の目的は、ガスタービンの静翼、特に第1列静翼の冷却方式を改良することにある。かかる設計の動作条件には、400乃至2000psia(2.8E4乃至1.4E5 gsc)(2,758kPa乃至13,790kpa)の範囲のガス圧力と、ほぼ2800°F(1538℃)のガス回復温度と、遷音速領域での動作が含まれる。外部ガス流路の熱伝達係数は、静翼翼部の周りの最大曲率点で1600BTU/時、ft2 NF(7,812kcal/h m2 - K)ピーク値をとる。
【0009】
第1列静翼の上記冷却条件を満足するだけでなく、本発明は、(1)静翼の鋳造を容易にするための構造的単純さを維持し、(2)製造工程の数を減らし、(3)部品点数を減少し、(4)種々の形状の他の最新設計と互換性があり、(5)従来の冷却方式を使用し、(6)低サイクル疲労寿命を最小限にすることを意図している。かくして、製造及び保守コストを軽減させ、汎用性があり、有効な第1列静翼の設計法を提供することが望ましい。
【0010】
【発明の概要】
本発明は、閉ループ蒸気冷却系統を備えたタービン静翼セグメントの設計に関する。静翼セグメントは、外側シュラウド、内側シュラウド及び翼部より成る。外側シュラウドは、タービンの作動気体に曝される壁の内側表面上に対象表面がある外側プラットフォームと、外側プラットフォームの端縁部に沿って延びる外側レールと、外側シュラウドと冷却蒸気の間の熱伝達を促進する対象表面上の複数の矩形ワッフル構造と、外側レール上に配設された外側カバーと、外側カバーと外側プラットフォームの間に位置する外側インピンジメントプレートであって、(i)外側カバーとの間に外側プレナムを、また(ii)外側プラットフォームとの間に比較的小さい空間を形成し、外側プラットフォームの対象表面と接触する冷却蒸気のインピンジメントジェットを発生させる複数のインピンジメント孔を備えた外側インピンジメントプレートと、外側カバー上にあって静翼セグメントに冷却蒸気を供給する少なくとも1つの入口と、外側カバー上にあって蒸気を排出する少なくとも1つの出口とより成る。
【0011】
内側シュラウドは、外側カバー上の冷却蒸気を静翼セグメントへ供給する少なくとも1つの入口と、蒸気を排出する外側カバー上にある少なくと1つの出口とを除き外側シュラウドと同じ特徴部分を有する。翼部は、外側プラットフォームに接続された第1の端部と、内側プラットフォームに接続された第2の端部と、タービンの作動気体に曝される壁の内側表面上に対象表面がある壁と、翼部と冷却蒸気の間の熱伝達を促進する壁の対象表面上の複数の矩形ワッフル構造と、冷却蒸気が外側シュラウドと外側シュラウドの間を流れる流路として働く少なくとも1つの空洞部とより成る。
【0012】
本発明の好ましい実施例には、チャンネル系統が設けられている。このチャンネル系統は、第1及び第2の外側チャンネル系統と、第1及び第2の内側チャンネル系統とより成る。第1の外側チャンネル系統は外側レール内にあり、外側レールを介して蒸気が流れる蒸気流路と、外側インピンジメントプレートと外側プラットフォームの間の空間から外側レールに蒸気が流れる流路とより成る。
【0013】
第2の外側チャンネル系統は蒸気を排出するために外側プラットフォーム上にあり、蒸気を外側レールから入口へ到達させる流路を形成する少なくとも1つのチャンネルと、蒸気を外側レールから第2の外側チャンネル系統へ流す、外側レールと第2の外側チャンネル系統の間の少なくとも1つのリンクとより成る。
第1及び第2の内側チャンネル系統は、第1及び第2の外側チャンネル系統と同様な特徴部分を有するが、それらの名前が示唆するように、内側シュラウド内にある。
【0014】
本発明の重要な特徴は、翼部の挿入体の脚部が空洞部内に位置することである。挿入体の脚部は、周面部、実質的中心部及び周面部上の少なくとも1つの外側チャンネルより成り、外側チャンネルは対象表面と接触する冷却蒸気のインピンジメントジェットを発生させるインピンジメント孔を外壁上に有する。
【0015】
本発明の好ましい実施例では、挿入体の脚部はさらに、外壁上にあって、外壁と翼部の壁の対象表面の間を水平及び垂直方向に延びるほぼ矩形の複数のリブを有し、これらリブは蒸気の交差流による劣化を最小限に抑える作用を有する。
本発明の別の好ましい実施例では、挿入体の脚部はさらに、少なくとも2つの外側チャンネルと、挿入体の脚部の実質的中心部にある少なくとも1つの中央チャンネルと、外側チャンネルの間にあって、対象表面と外側チャンネルの外壁の間の交差流が中央チャンネル内に流れ込む流路を形成することにより交差流による劣化を最小限に抑える開口とを有する。
【0016】
本発明はさらに別の特徴を有する。外側レールの底部表面には、熱伝達を促進するためのリッジが設けられている。翼部の翼後縁にある1つの空洞部は底辺と頂点を有する三角形の横断面を有するが、三角形の底辺にあって空洞部の長さ全体を延びる障害物は、その領域内の抵抗を増加させ、蒸気を冷却することが容易でない空洞部の頂点の方へ分岐させる。外側カバーは外側レールに溶接される所に設けられたピンは、外側カバーと外側レールを貫通してこれら2つの部材を機械的に連結する。
【0017】
外側シュラウドの入口及び出口の周辺に影響を与えるさらに別の特徴部分がある。冷却蒸気が入口から静翼セグメントに流入した後通過する翼部の空洞部への入口を滑らかにするために傘形部が設けられる。入口にはさらに、冷却蒸気の一部を外側シュラウドの外側レール内に流入させて外側シュラウドの翼後縁の冷却を支援するチャンネルが設けられる。出口にはさらに、熱膨脹を吸収する蛇腹状の移行部が設けられる。
【0018】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図1は本発明の静翼セグメントの斜視図であり、外側シュラウド1を部分的に展開したものである。静翼セグメントは、内側シュラウド2、外側シュラウド1及び翼部3より成り、これらは全て1つの鋳造品を構成する。外側シュラウド1は、外側プラットフォーム94、該外側プラットフォームを冷却する外側インピンジメントプレート10、外側チャンネル系統及び外側レール35より成り、これらは外側チャンネル系統を備えている。図1に示すように、外側インピンジメントプレート10は3つの部分より成るが、外側インピンジメントプレート10は一部品であるのが好ましい。
【0019】
翼部3は、その壁の内側と外側の間の圧力差による機械的な応力を最小限に抑えるように配置された5個の構造リブ5より成る。これらのリブ5は、外側シュラウド1と内側シュラウド2の間の冷却蒸気流路として働く翼部の空洞部7、8、27、29、30、33を形成する。
【0020】
図2は、本発明による静翼セグメントの外側シュラウド1の部分切欠き図である。入口12、13は冷却蒸気を供給し、出口14は蒸気を排出する。
【0021】
圧力がほぼ485psia(3,344kPa)で温度が705°F(374℃)の冷却蒸気は、入口12から静翼セグメントに流入し、外側シュラウド1のプレナム9に充満する。冷却蒸気は、この外側プレナム9から外側インピンジメントプレート10全体にわたり形成された、外側プラットフォーム94を冷却するためのインピンジメント孔50を通過できる。
【0022】
図1は、静翼セグメントの外側プラットフォーム94の対象表面9を拡大して示す。外側シュラウド1、内側シュラウド2及び翼部3の対象表面6は、矩形のワッフル構造11を有する。ワッフル構造11は、対象表面6の表面積を増加させることにより冷却時における静翼セグメントから冷却蒸気への熱伝達を促進するように設計されている。ワッフル構造11はまた、乱流状態を増加させて熱伝達を促進する。
【0023】
大きな矩形のワッフル構造11は図1に示すように凹部であるが、それらは対象表面6から突起したものでもよい。流れが突起部を通過するようにするためには大きな圧力差が必要であるため、凹部の方が好ましい。
【0024】
蒸気は、外側シュラウド1をインピンジメント冷却した後、孔24を通って外側レール35の外側チャンネル系統に流入する。外側レールのチャンネルの底部表面37には、熱伝達を促進するためリッジ38が設けられている。
【0025】
外側レール35の外側チャンネル系統は、3つのリンク17を介して外側シュラウドの外側チャンネル系統に接続されている。外側チャンネル系統は、真直ぐなチャンネル36と、2つのU字形チャンネル39、41とより成り、一方のチャンネル39は翼部30の翼前縁に、また他方のチャンネル41は翼部3の翼後縁にある。チャンネル39及び41は、流れを、使用済み蒸気が排出される出口14へ送り込む。チャンネル36は、外側チャンネル系統から出口14へ直接つながった流路を提供する。
【0026】
供給される冷却蒸気の一部は外側プレナム9へ送られるが、その大部分は翼部の最初の2つの空洞部7、8(図2に示す)へ流入する。図1に示すように、これら空洞部7、8内には、インピンジメント挿入体52が配置される。この挿入体52は外側シュラウド1のところではつながっているが、各空洞部7、8に1つで合計2つの脚部54、56を備えている。
【0027】
各脚部54、56は、翼部3の壁を冷却するインピンジメント孔18を有する。翼部の空洞部7、8内の挿入体52は、翼部の壁だけでなく隅肉領域15、16をインピンジメント冷却するように配置されている。
【0028】
外側シュラウド1では、挿入体の各脚部54、56に4つの外側チャンネル60が存在し、これらは冷却蒸気を受けるように開いているが、中央チャンネル62は閉じている。しかしながら、内側シュラウド2では、中央チャンネル62が開いており、外側チャンネル60が閉じている。
【0029】
従って、冷却蒸気は外側チャンネル60に流入し、外側チャンネル6の外壁の小さなインピンジメント孔18から噴出して翼部3の内壁上の対象表面6を冷却する。その後、冷却蒸気のこれらのインピンジメントジェットは急速に対象表面6から離れるように排出されるため、その後のインピンジメントジェットへの交差流の影響による熱伝達の劣化が軽減される。
【0030】
交差流の影響は、長い交差流流路を許容しないリブ20の作用により最小限に抑えられる。さらに、開口21、22は、交差流が逃げるための排出部を提供するため、交差流による劣化の影響が最小限に抑えられる。かくして、この流れは中央チャンネル62内に入り、そこから内側シュラウド2の方へ下方へ流れる。
【0031】
残りの空洞部27、29、30にある挿入体の脚部は、外側チャンネル60が内側シュラウド2のところで開いており、外側シュラウド1のところで閉じているが、中央チャンネル62は内側シュラウド2のところで閉じており、外側シュラウド1のところで開いている点を除き、挿入体の脚部54、56と同様な働きをする。図3は、本発明の静翼セグメントの斜視図であり、内側シュラウド2を部分的に展開したものである。
【0032】
挿入体脚部54、56の中央チャンネル62からの蒸気は内側シュラウドに流入した後後部の挿入体28内に送り込まれるが、この挿入体は後部の空洞部27、29、30をそれぞれ後でインピンジメント冷却するための脚部72、74、76を有する。本発明の別の実施例では、後部の空洞部の数は可変である。
【0033】
図3に示すように、供給手段または導管26は、冷却蒸気を内側シュラウド2に直接導入できるように別設されている。この供給手段26は、図示のように空洞部7の中央チャンネル62を貫通する。しかしながら、空洞部8も同様に、あるいは空洞部7の代わりに貫通するようにしてもよい。供給手段26内の蒸気は内側プレナム25内に放出されるが、このプレナムは内側インピンジメントプレート31の下方にある。この蒸気はその後、内側インピンジメントプレート31のインピンジメント孔50を上方へ噴出する。これらのインピンジメント孔は、外側インピンジメントプレート10に関連して説明したと同じ方式でインピンジメントジェットの作用により内側シュラウド2を冷却するように使用される。
【0034】
内側シュラウド2のインピンジメント冷却の後、使用済み蒸気は孔79を通過して内側シュラウド2の内側レール45のチャンネル系統に流入する。外側シュラウド1の外側レール35と同様に、内側レール45のチャンネルの底部表面37には熱伝達を促進するリッジ38が設けられている。
【0035】
外側シュラウド1と同様に、内側レール45の内側チャンネル系統は、3つのリンク17を介して内側シュラウド2の内側チャンネル系統に接続されている。内側シュラウド2のチャンネル系統は2つのU字形チャンネル49及び51より成り、その1つ49は翼部3の翼前縁に、またもう一方51は翼部31の翼後縁にある。チャンネル49、51は、インピンジメント挿入体28の脚部27、29、31の外側チャンネル60に流れを送り込む。この蒸気は、外側シュラウド1に到達し、出口14から排出される。
【0036】
翼部3の翼前縁へ冷却蒸気を送り込む入口12だけでなく、入口13も、図2に示すように、冷却蒸気を翼部3の翼後縁の空洞部33へ供給する。典型的には翼部3のこの翼後縁は翼部3のうちで最も高温になり、翼部3の中で冷却が最も難しい部分である。従って、別個の入口13を設けて翼部3の翼後縁を冷却する必要がある。入口13には、外側シュラウド1のレール35内へ冷却蒸気の一部を送り込み、通常は外側シュラウド1の他の部分よりも高温であるその翼後縁の冷却を助けるためのチャンネル88が設けられている。
【0037】
三角形の空洞部33の頂点は、蒸気がその頂点から離れたところに滞留する傾向があるため、冷却するのが特に難しい。従って、三角形の空洞部33の底辺に空洞部33の長さ方向にわたり障害物86を配置することにより、その領域における抵抗を増大させて流れを空洞部33の頂点の方へ分岐させる。図1に示すように、障害物84は空洞部の底辺に平行に向けるのが好ましいが、これは必要条件ではない。
【0038】
障害物86は、円筒状の棒またはその領域に抵抗を発生させる任意の他の形状のものでよい。障害物86はまた、翼部3の翼後縁の構造的健全性を増加させる。挿入体の脚部54、56の中央チャンネル62からの蒸気と同様に、空洞部33を冷却した蒸気は内側シュラウド2に流入した後、後方の挿入体28へ送られ、後方の空洞部27、29、30をインピンジメント冷却する。
【0039】
図2に示すように、外側プレナム9は、外側インピンジメントプレート10と外側プレート34の間に形成されている。同様に、内側シュラウド2(図3を参照)では、内側プレナム25が、内側インピンジメントプレート31と内側カバー78の間に形成されている。外側カバー34は、外側シュラウド1の外側レール35上にろう付けされる。封止部の強度を増加させるため、ピン82により外側カバー34をレール35に機械的に連結する。これらのピン82は、外側カバー34と外側レール35の間の接合部の周囲にわたって任意の数のインターバルで離隔させる。内側カバーも、同様に内側レール45に連結される。
【0040】
蒸気を排出する出口14は、移行片84により熱膨張の影響を吸収させる。出口14の下部83は比較的高温の蒸気を受けるが、その蒸気は出口14の上部85に到達するまでに比較的低温となる。移行片84はベローズとして働くため、出口14が種々の環境条件及び熱膨脹の影響に対して適合性を持つようになる。
【0041】
図1に示すように、チャンネル39に隣接し、かつ空洞部7、8を囲むように設けられた傘状部90は、入口12から外側シュラウド1に流入した冷却蒸気が通過するインピンジメント挿入体52への入口を滑らかにする。同様に、チャンネル41に隣接し、かつ空洞部33を囲むように設けられた傘状部92は、入口13から外側シュラウド1に流入した冷却蒸気のための空洞部33への入口を滑らかにする。
【0042】
本発明の静翼セグメントの設計は、圧縮機から分岐される空気をできるだけ少なくし、タービン効率を増加させる閉ループ冷却系統を提供する。さらに、従来型静翼セグメントを改良するものとして、本発明は、製造及び保守コストを軽減し、汎用性があり且つ高効率の第1列静翼を提供する。この設計は、(1)鋳造を容易にするため構造の単純さを維持し、(2)製造工程の数を少なくし、(3)部品点数を減少し、(4)種々の形状の他の最新型設計との互換性があり、(5)従来の冷却方式を使用し、(6)低サイクル疲労寿命を最小限にすることにより、これらの利点を実現する。
【0043】
特に、本発明の静翼セグメントは、静翼セグメントを冷却する従来型設計を大幅に改良したものである。例えば、インピンジメント挿入体52、28は、翼部3の壁を高効率で冷却するのを可能にする。加えて、レール35、45のリッジ38だけでなく静翼セグメントの対象表面6上のワッフル構造11は、静翼セグメントと冷却蒸気の間の熱伝達を格段に向上させる。
【0044】
本発明の多数の特徴及び利点を本発明の構造及び機能の詳細と共に説明したが、上記説明は例示目的に供するだけであり、本発明の原理から逸脱することなく頭書の特許請求の範囲に記載した用語の広い一般的な意味で決まる最も広い範囲内において部品の形状、サイズ及び配置構成の点で種々の変形例及び設計変形が可能であることがわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の静翼セグメントの斜視図であり、外側シュラウドを部分的に展開したものである。
【図2】 図2は、本発明の静翼セグメントの外側シュラウドの部分的切欠き図である。
【図3】 図3は、本発明の静翼セグメントの斜視図であり、内側シュラウドを部分的に展開したものである。
Claims (11)
- 外側シュラウド(1)、内側シュラウド(2)及び翼部(3)より成る、閉ループ蒸気冷却系統を備えたタービン静翼セグメントにおいて、
外側シュラウド(1)は、
タービンの作動気体に曝される壁の内側表面上に対象表面(6)がある外側プラットフォーム(94)と、
外側プラットフォーム(94)の端縁部に沿って延びる外側レール(35)と、
外側シュラウド(1)と冷却蒸気の間の熱伝達を促進する対象表面(6)上の複数の矩形ワッフル構造(11)と、
外側レール(35)上に配設された外側カバー(34)と、
外側カバー(34)と外側プラットフォーム(94)の間に位置する外側インピンジメントプレート(10)であって、(i)外側カバー(34)との間に外側プレナム(9)を、また(ii)外側プラットフォーム(94)との間に比較的小さい空間を形成し、外側プラットフォーム(10)の対象表面(6)と接触する冷却蒸気のインピンジメントジェットを発生させる複数のインピンジメント孔(50)を備えた外側インピンジメントプレート(10)と、
外側カバー(34)上にあって静翼セグメントに冷却蒸気を供給する少なくとも1つの入口(12)と、
外側カバー(34)上にあって蒸気を排出する少なくとも1つの出口(14)とより成り、
内側シュラウド(2)は、
タービンの作動気体に曝される壁の内側表面上に対象表面(6)がある内側プラットフォームと、
内側プラットフォームの端縁部に沿って延びる内側レール(45)と、
内側シュラウド(2)と冷却蒸気の間の熱伝達を促進する内側プラットフォームの対象表面上の複数の矩形のワッフル構造(11)と、
内側レール上に配設された内側カバー(78)と、
内側カバー(2と内側プラットフォームの間に位置する内側インピンジメントプレート(31)であって、内側カバー(78)との間に内側プレナム(25)を、また(ii)内側プラットフォームとの間に比較的小さな空間を形成し、内側プラットフォームの対象表面(6)と接触する冷却蒸気のインピンジメントジェットを発生させるインピンジメント孔(31)を備えた内側インピンジメントプレート(31)とより成り、
翼部(3)は、
外側プラットフォーム(94)に接続された第1の端部と、
内側プラットフォームに接続された第2の端部と、
タービンの作動気体に曝される壁の内側表面上に対象表面(6)がある壁と、
翼部(3)と冷却蒸気の間の熱伝達を促進する壁の対象表面(6)上の複数の矩形ワッフル構造(11)と、
冷却蒸気が外側シュラウド(1)と外側シュラウド(2)の間を流れる流路として働く少なくとも1つの空洞部とより成るタービン静翼セグメント。 - 外側シュラウド(2)はさらに、
外側レール(35)を通って流れる蒸気流路より成る外側レール(35)の第1の外側チャンネル系統と、
外側インピンジメントプレートと外側プラットフォームの間の空間から外側レール(35)に蒸気を流す流路を形成する少なくとも1つの孔(24)と、
外側プラットフォーム(94)上の蒸気を排出する第2の外側チャンネル系統とより成り、
第2のチャンネル系統は、
蒸気を外側レール(35)から入口へ到達させる流路を形成する少なくとも1つのチャンネルと、
蒸気を外側レール(35)から第2の外側チャンネル系統へ流す、外側レールと第2の外側チャンネル系統の間の少なくとも1つのリンクとより成り、
内側シュラウド(2)はさらに、
内側レール(45)を通って流れる蒸気流路より成る、内側レール(45)の第1の内側チャンネル系統と、
内側インピンジメントプレート(31)と内側プラットフォームの間の空間から内側レール(45)へ流れる蒸気流路を形成する少なくとも1つの孔と、
内側プラットフォーム上の蒸気を排出する第2のチャンネル系統とより成り、第2のチャンネル系統は、
外側レール(35)から出口へ到達する蒸気流路を形成する少なくとも1つのチャンネルと、
蒸気を内側レール(45)から第2のチャンネル系統へ流す、内側レール(45)と第2のチャンネル系統の間の少なくとも1つのリンク(17)とより成る請求項1の静翼セグメント。 - 外側レール(35)と内側レール(45)の底部表面にはそれぞれ熱伝達を促進するためのリッジ(38)が設けられている請求項2の静翼セグメント。
- 翼部(3)の空洞部内にはさらに挿入体の脚部が配設され、
この挿入体の脚部は、
周面部、実質的中心部及び周面部上の少なくとも1つの外側チャンネル(60)より成り、
外側チャンネル(60)は対象表面(6)と接触する冷却蒸気のインピンジメントジェットを発生させるインピンジメント孔(18)を外壁上に有する請求項1の請求項1の静翼セグメント。 - 挿入体の脚部はさらに、外壁上にあって、外壁と翼部(3)の壁の対象表面の間を水平及び垂直方向に延びるほぼ矩形の複数のリブを有し、これらリブは蒸気の交差流による劣化を最小限に抑える作用をする請求項4の静翼セグメント。
- 挿入体の脚部はさらに、
少なくとも2つの外側チャンネル(60)と、
挿入体の脚部の実質的中心部にある少なくとも1つの中央チャンネルと、
外側チャンネル(60)の間にあって、対象表面と外側チャンネル(60)の外壁の間の交差流が中央チャンネル内に流れ込む流路を形成することにより交差流による劣化を最小限に抑える開口とより成る請求項5の静翼セグメント。 - 翼部(3)はさらに、
外側シュラウド(1)から内側シュラウド(2)へ延びる少なくとも1つの構造リブ(5)と、
少なくとも1つの構造リブにより形成される少なくとも2つの空洞部と、
空洞部にそれぞれ1つ配設された挿入体の少なくとも2つの脚部と、
挿入体の脚部の間にあって、対象表面(6)と外側チャンネル(60)の外壁の間の交差流が中央チャンネルに流れ込む流路を提供することにより交差流による劣化を最小限に抑える複数の開口(21、22)とより成る請求項6の静翼セグメント。 - 翼部(3)はさらに翼前縁と翼後縁とより成り、
翼部(3)の翼前縁には少なくとも1つの空洞が、また翼部(3)の翼後縁には少なくとも1つの空洞部が設けられ、
翼前縁の少なくとも1つの空洞部内の挿入体の脚部では、
少なくとも1つの中央チャンネルが外側シュラウド(1)において閉じており、また内側シュラウド(2)において開いており、
少なくとも2つの外側チャンネル(60)が外側シュラウド(1)において開いており、また内側シュラウド(2)において閉じており、
かくして冷却蒸気が外側シュラウド(1)において少なくとも2つの外側チャンネル(6)を介して挿入体の脚部に流入し、内側シュラウド(2)において少なくとも1つの中央チャンネルを介して挿入体の脚部から流出し、
翼後縁における少なくとも1つの空洞部内の挿入体の脚部では、
少なくとも1つの中央チャンネルが外側シュラウド(1)において開いており、また内側シュラウド(2)において閉じており、
少なくとも2つの外側チャンネル(60が外側シュラウド(1において閉じており、また内側シュラウド(2)において開いており、
かくして冷却蒸気が内側シュラウド(2)において少なくとも2つの外側チャンネル(60)を介して翼後縁の少なくとも1つの挿入体の脚部に流入し、外側シュラウド(1)において少なくとも1つの中央チャンネルを介して翼後縁の少なくとも1つの挿入体の脚部から流出する請求項7の静翼セグメント。 - 翼部(3)はさらに、
翼前縁及び翼後縁と、
外側シュラウド(1)から内側シュラウド(2)へ延びる複数の構造リブ(5)と、
翼部の翼前縁にある少なくとも1つの空洞部と、
翼部の翼後縁にある1つの空洞部とより成り、
外側シュラウド(1)はさらに、
翼前縁に近い第1の入口(12)と、
翼後縁に近い第2の入口(13)と、
冷却蒸気が第1の入口(12)から外側シュラウド(2)へ流入した後通過する少なくとも1つの空洞部への入口を滑らかにするため翼前縁の少なくとも1つの空洞部を取り囲む第1の傘形部と、
冷却蒸気が第2の入口(13)から外側シュラウド(1)へ流入した後通過する少なくとも1つの空洞部への入口を滑らかにするため翼前縁の少なくとも1つの空洞部を取り囲む第2の傘形部とより成る請求項1の静翼セグメント。 - 翼部(3)の翼後縁にある1つの空洞部は底辺と頂点を有する三角形の横断面を有し、前記空洞部は、三角形の底辺にあって空洞部の長さ全体を延びて、その領域内の抵抗を増加させ、蒸気を空洞部の頂点の方へ分岐させる障害物(86)をさらに有する請求項9の静翼セグメント。
- 出口(14)はさらに熱膨脹を吸収する蛇腹状の移行片(84)を有する請求項1の静翼セグメント。
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