JP5173621B2 - 分割環冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、ガスタービンの分割環冷却構造に関する。

従来、発電等に用いられるガスタービンは、タービン部を高温高圧の燃焼ガスが通過するため、安定した運転を継続するためには分割環等の冷却が重要となる。
分割環の冷却に関する従来技術としては、分割環の温度を抑えて高温酸化による欠損を防止するとともに、熱変形による分割環の歪みを低減するものが開示されている。（たとえば、特許文献１参照）

また、分割環端部の冷却穴について、曲げ部の箇所を少なくして鋳造時の作業性を良くする分割環の冷却穴構造が提案されている。（たとえば、特許文献２参照）
また、分割環の冷却効率を向上させるため、分割環とインピンジメント冷却板との間を周方向に延びる圧力隔板により軸方向で区画し、それぞれ異なる圧力に調整した複数のキャビティを設けた分割環の冷却構造が開示されている。（たとえば、特許文献３参照）
特開２００４−１００６８２号公報 特開平１１−２２４１１号公報 特開平１１−２４７６２１号公報

ところで、特許文献２及び３の分割環冷却構造では、インピンジメント冷却した後の冷却空気を利用し、一部の分割環端部についてのみ対流冷却を行うものであった。
また、特許文献１の分割環冷却構造は、分割環の四方に冷却通路を設けてインピンジメント冷却後の冷却空気を放出しているため、穴加工の加工数が多くなるという問題に加えて、冷却流路が長くなることにより出口部の冷却空気温度を上昇させ、十分な端部冷却を実施できないという問題を有している。特に、熱負荷が大きい燃焼ガス流れ方向の上流側端部においては、連結部があるためインピンジメント冷却を実施できないこともあり、冷却不足の問題はより顕著になる。

また、冷却空気量を増加して分割環等の冷却能力を向上させることも考えられるが、冷却空気量の増加分はタービン部を通過する燃焼ガス温度を低下させることとなる。従って、燃焼器から供給される燃焼ガス温度を高く設定しても、多量の冷却空気を使用して燃焼ガス温度が低下すれば、ガスタービンの運転効率向上が妨げられるため好ましくない。
近年においては、ガスタービンの効率向上を目指してタービン部に供給される燃焼ガス温度が上昇する傾向にあるため、分割環の熱的環境はますます厳しいものとなり、従来の分割環冷却構造では冷却不足が懸念される。従って、ガスタービンの安定した運転を継続するためには、分割環の冷却不足を解消し、分割環等の冷却効率及び冷却能力をより一層向上させることが望まれる。

このような背景から、ガスタービンの分割環冷却構造においては、冷却空気の使用量を最小限に抑えるとともに、分割環の冷却効率及び冷却能力をより一層向上させることが望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却空気の使用量を最小限に抑えるとともに、分割環の冷却効率及び冷却能力をより一層向上させることができるガスタービンの分割環冷却構造を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明による分割環冷却構造の第１の態様は、周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の出口に絞り部を設けるとともに、前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、前記空気流出孔が燃焼ガス流れ方向から傾斜していることを特徴とするものである。

上述した本発明の第１の態様によれば、分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の出口に絞り部を設けるとともに、分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設けたので、インピンジメント冷却後の冷却空気は、絞り部により規定される冷却空気量が対流冷却流路を流れ、熱負荷の厳しい分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部を効率よく冷却することができる。このような対流冷却流路は、多数の冷却孔を穿設する構造と比較して、加工数を低減できる。
また、分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部についても、インピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔から流出するインピンジメント冷却後の冷却空気により冷却することができる。
そして、この場合の空気流出孔については、燃焼ガス流れ方向から傾斜しているので、冷却空気量の低減が可能になる。

本発明による分割環冷却構造の第２の態様は、周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の末端に空気流出孔を設けるとともに、前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、前記空気流出孔が燃焼ガス流れ方向から傾斜していることを特徴とするものである。

上述した本発明の第２の態様によれば、分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の末端に空気流出孔を設けるとともに、分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設けたので、上述した第１の態様と同様の作用に加えて、対流冷却流路の末端に設けた空気流出孔から対流冷却後の冷却空気が燃焼ガス流中へ排出するので、前縁側端部の冷却が強化される。
そして、この場合の空気流出孔については、燃焼ガス流れ方向から傾斜しているので、冷却空気量の低減が可能になる。

本発明による分割環冷却構造の第３の態様は、周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、前記分割体の側端部に前記対流冷却流路に連通する側部流路を形成し、分割体の側端部に前記側部流路に連通する空気流出孔を設けるとともに、燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、前記空気流出孔が燃焼ガス流れ方向から傾斜していることを特徴とするものである。

上述した本発明の第３の態様によれば、分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、分割体の側端部に対流冷却流路に連通する側部流路を形成し、分割体の側端部に側部流路に連通する空気流出孔を設けるとともに、燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設けたので、分割体の側端部に対流冷却流路に連通する側部流路を形成し、前記分割体の側端部に前記側部流路に連通する空気流出孔を設けているので、冷却空気の使い廻しが可能であり、冷却空気量の一層の低減が可能である。
そして、この場合の空気流出孔については、燃焼ガス流れ方向から傾斜しているので、冷却空気量の低減が可能になる。

本発明の第４の態様は、周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の出口に絞り部を設けるとともに、前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、前記対流冷却流路は、前記分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、前記分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させることを特徴とするものである。
このような第４の態様によれば、分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の出口に絞り部を設けるとともに、分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設けたので、インピンジメント冷却後の冷却空気は、絞り部により規定される冷却空気量が対流冷却流路を流れ、熱負荷の厳しい分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部を効率よく冷却することができる。このような対流冷却流路は、多数の冷却孔を穿設する構造と比較して、加工数を低減できる。また、分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部についても、インピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔から流出するインピンジメント冷却後の冷却空気により冷却することができる。
そして、この場合の対流冷却流路は、分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメントメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させるので、対流冷却流路を通って出口から燃焼ガス流路へ流出する冷却空気の流れがスムーズになる。

本発明の第５の態様は、周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の末端に空気流出孔を設けるとともに、前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、前記対流冷却流路は、前記分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、前記分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させることを特徴とするものである。
このような第５の態様によれば、分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の末端に空気流出孔を設けるとともに、分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設けたので、上述した第１の態様と同様の作用に加えて、対流冷却流路の末端に設けた空気流出孔から対流冷却後の冷却空気が燃焼ガス流中へ排出するので、前縁側端部の冷却が強化される。
そして、この場合の対流冷却流路は、分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメントメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させるので、対流冷却流路を通って出口から燃焼ガス流路へ流出する冷却空気の流れがスムーズになる。
また、上記第１及び第２の態様において、前記対流冷却流路は、前記分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメントメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、前記分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させることが好ましく、これにより、対流冷却流路を通って出口から燃焼ガス流路へ流出する冷却空気の流れがスムーズになる。

上述した本発明によれば、冷却空気の使用量を最小限に抑えるとともに、分割環の冷却効率及び冷却能力をより一層向上させたガスタービンの分割環冷却構造を提供することができる。従って、冷却空気により低下するガスタービンの燃焼ガス温度を最小限に抑え、ガスタービンの信頼性や運転効率を向上させることができる。

以下、本発明に係る分割環冷却構造について、その一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１２に示すように、ガスタービン１は、燃焼用空気を圧縮する圧縮部（圧縮機）２と、この圧縮部２から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部（燃焼器）３と、この燃焼部３の下流側に位置し、燃焼部３を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部（タービン）４とを主たる要素とするものである。

図２は、本実施形態に係るガスタービン１の分割環冷却構造として、分割環１０の要部断面図を示している。この分割環１０は、たとえばニッケル合金から形成されている。
分割環１０は、周方向に配設されて環状をなす複数の分割体１１からなり、内周面１１ａが動翼５の先端５ａから一定の距離を保つようにして、ガスタービン１の車室内に配設されるタービン部４の構成部材である。なお、図中の符号６は、タービン部４の静翼である。

上述したガスタービン１において、分割環１０と動翼５とが近接する領域、すなわち、図２に示す動翼５の先端５ａに設定された翼長Ｌ（動翼前縁５ｂと動翼後縁５ｃとの間の幅）の領域は、高温の燃焼ガスが分割環１０と動翼先端５ａとの隙間を流れるため、特に分割体１１の冷却を必要としている。

分割体１１は、高温ガスの上流側に設けられたフック１２と、下流側に設けられたフック１３とにより、遮熱環３０に取り付けられている。この分割体１１には、たとえば図１に示すように、燃焼ガス流れ方向の上流側及び下流側に設けられたフック１２，１３と、燃焼ガス流れ方向と略直交する動翼回転方向の上流側及び下流側に設けられた側端部１４，１５とにより囲まれたインピンジメント冷却面（以下、「冷却面」と呼ぶ）１６が形成されている。この冷却面１６は、動翼５の先端５ａが所定の距離を保って回転する分割体１１の内周面１１ａから見て裏面（外周面）側となり、表面積を増すため多数のディンプル１７が形成されている。

上述した冷却面１６の上方には、インピンジメント冷却空間（以下、「冷却空間」と呼ぶ）１８を形成するようにしてインピンジメント板（以下、「遮蔽板」と呼ぶ）１９が設置されている。この遮蔽板１９には、インピンジメント冷却用の冷却空気を通す多数の小穴２０が穿設されている。
遮蔽板１９の上方には、遮熱環３０により画成され、冷却空気供給流路３２を通って供給されるインピンジメント冷却用の冷却空気を導入する冷却空気受入空間３３が形成されている。この冷却空気受入空間３３内に供給された冷却空気は、全体が略同一圧力に均圧された状態で小穴２０から流出し、冷却面１６をインピンジメント冷却する。

図３は、図１に示す分割環１０の分割体１１について、第１の実施形態を示す平面図である。なお、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。
本実施形態の分割体１１には、燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿って対流冷却流路２１が設けられている。この対流冷却流路２１は、インピンジメント冷却後の冷却空気を図中の破線矢印Ｃａ方向へ流す流路であり、分割体１１の動翼回転方向上流側でインピンジメント冷却空間に開口する入口２２から冷却空気を導入し、分割体１１の動翼回転方向下流側の側端部１４に開口する出口２３から流出させるようになっている。
また、分割体１１に形成された対流冷却流路２１の出口２３には、流路断面積を狭めた絞り部２４が設けられている。

すなわち、対流冷却流路２１は、分割体１１の燃焼ガス流れ方向上流側端部において、フック１２の内部に形成された中空部であり、この対流冷却流路２１は、入口２２が冷却空間１８の動翼回転方向上流側に開口し、出口２３が動翼回転方向下流側の側端部１４に開口している。この場合の出口２３は、対流冷却流路２１に設けた絞り部２４の出口と一致している。
このような対流冷却流路２１とすれば、対流冷却流路２１を通って出口２３から静翼４及び動翼５間の燃焼ガス流路へ流出する冷却空気の流れは、燃焼ガスの流れに沿ってスムーズになる。

分割体１１の側端部１４，１５と、燃焼ガス流れ方向において下流側となる分割体１１の下流側端部２５には、冷却空間１８と連通する空気流出孔２６が所定のピッチで複数設けられている。以下の説明では、空気流出孔２６を設置する位置により区別する場合、側端部１４に設けた通路（流路）を空気流出孔２６Ａ、側端部１５に設けた通路を空気流出孔２６Ｂ、下流側端部２５に設けた通路を空気流出孔２６Ｒと呼ぶこととし、図中の符号Ｈが通路出口の開口となる。

さて、図３に示す第１の実施形態では、側端部１４，１５に設けた空気流出孔２６Ａ，２６Ｂが、いずれも動翼回転方向及び燃焼ガス流れ方向から傾斜している。すなわち、空気流出孔２６Ａは、燃焼ガス流れ方向から動翼回転方向上流側の方向へ傾斜して設けられ、空気流出孔２６Ｂは、燃焼ガス流れ方向から動翼回転方向下流側の方向へ傾斜して設けられている。
また、下流側端部２５に設けた空気流出孔２６Ｒは、燃焼ガス流れ方向と平行に設けられている。

上述した分割環冷却構造によれば、遮蔽板１９の小穴２０を通過した冷却空気が冷却面１６に衝突することで、分割体１１及び分割体１１を構成要素とする分割環１０のインピンジメント冷却が行われる。こうしてインピンジメント冷却に使用された冷却空気は、その一部が冷却空間１８に開口する入口２２から対流冷却流路２１内へ流入する。この冷却空気は、対流冷却流路２１内を流れて出口２３から流出するが、この過程で分割体１１の上流側端部領域を冷却する。
また、インピンジメント冷却に使用された冷却空気の残りは、すなわち、対流冷却流路２１へ流入して上流側端部領域の冷却に使用された以外の冷却空気は、側端部１４，１５及び下流側端部２５に設けた空気流出孔２６から流出するので、分割体１１の側端部１４，１５及び下流側端部２５についても冷却することができる。

従来の分割環冷却構造において、冷却不足が懸念される分割体１１の燃焼ガス流れ方向上流側の端部領域については、上流側端部に沿って設けられた対流冷却流路２１をインピンジメント冷却後の冷却空気が流れて冷却するので、効率よく確実な冷却を行うことができる。このとき、対流冷却流路２１の出口２３に絞り部２４が設けられているので、上流側端部領域と他の端部領域とに分配する冷却空気量を規定することができる。すなわち、インピンジメント冷却後の冷却空気は、絞り部２４により規定される冷却空気量が対流冷却流路２１を流れ、分割体１１の燃焼ガス流れ方向上流側端部を効率よく冷却することができる。

このような対流冷却流路２１は、多数の冷却孔を穿設する従来構造と比較して、加工数を低減できるという利点がある。また、フック１２が存在してインピンジメント冷却を実施できない領域では、長い冷却孔を通過して出口から流出する冷却空気の温度がかなり高い状態になっているので、冷却孔に冷却空気を流す冷却構造では冷却空気量を増やさないと冷却能力の確保が困難になる。しかし、上述した対流冷却流路２１は、確実かつ効率よく冷却することができるので、冷却空気量を必要最小限に抑えることができる。なお、側端部１５側の空気流出孔２６Ｂは、図６に示すように、側端部自身の冷却の他に隣接する分割体１１との間に形成されるシップラップ構造部を冷却する役割も果たす。
また、分割体１１の側端部１４，１５及び下流側端部２５に設けられる空気流出孔２６についても、後述する変形例を含めて、燃焼ガス流れ方向から傾斜していることにより、冷却空気の有効利用が可能になるので、冷却空気量の低減が可能になる。

図６は、図１に示す分割環１０の分割体１１について、第２の実施形態を示す平面図である。
本実施形態の分割体１１Ａでは、前述した第１の実施形態に対して、対流冷却通路２１の側端部１４側に複数の空気流出孔２６Ｃを設けた点が異なっている。この空気流出孔２６Ｃは、上流側を対流冷却通路２１に連通させ、かつ、下流側を燃焼ガス流に開口させることにより、側端部１４の燃焼ガス流れ方向上流側となる端部近傍を冷却している。
空気流出孔２６Ｃは、インピンジメント冷却面１６に干渉しない範囲で、燃焼ガスの流れの側端部上流側から下流側へ向けて複数配置されており、図７には空気流出孔２６Ｃの配置に関する一例が示されている（図６のＤ−Ｄ矢視図）。また、空気流出孔２６Ｃの孔径を変えることにより、空気流出孔２６Ｃから吹き出す冷却空気の流量を調整できるので、空気流出孔２６Ｃは絞りの役割も果たしている。

この実施形態によれば、前縁側端部の対流冷却が行われるとともに、対流冷却後の冷却空気により、従来構造では冷却不足が懸念されていた側端部１４の上流側を冷却することができるので、冷却空気の使い廻しにより冷却空気量の低減をできる。

図８は、図１に示す分割環１０の分割体１１について、第３の実施形態を示す平面図である。
本実施形態の分割体１１Ｂは、上述した第１の実施形態と下記の点で異なっている。すなわち、対流冷却通路２１は、その中央近傍にインピンジメント冷却空間（冷却面１６）から冷却空気を導入する入口２２を備えている。対流冷却通路２１の下流側には、分割体１１Ｂの側端部１４，１５に配設された側部冷却通路２７Ａ，２７Ｂが連通している。
そして、この側部冷却通路２７Ａ，２７Ｂには、側端部１４、１５に連通するようにして、空気流出孔２６Ｄ，２６Ｅが設けられている。
また、側端部１４、１５に連通する空気流出孔２６Ｄ、２７Ｅは、端面１４ａ、１５ａの開口Ｈが、図２に示す動翼５の翼長Ｌの範囲内に配置されていることが望ましい。

このように、対流冷却通路２１に連通する側部冷却通路２７Ａ、２７Ｂを設けて、側端部１４，１５に開口する空気流出孔２６Ｄ、２６Ｅを配設した構成とすれば、冷却空気の使い廻しが可能であるから、冷却空気量の低減を期待できる。また、空気流出孔２６Ｄ，２７Ｅの開口Ｈが動翼５における翼長Ｌの範囲内に配置されることにより、分割環１０では、特に熱負荷の厳しい領域に対して有効な冷却を行うことができる。

ところで、空気流出孔２６については、上述した各実施形態に限定されることはなく、たとえば図１０及び図１１に基づいて以下に説明するような変形例が可能である。なお、上述した各実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１０に示す第１変形例及び図１１に示す第２変形例においては、側端部１５の空気流出孔２６Ｂを廃止するとともに、下流側端部２５に設ける空気流出孔２６Ｒ′を傾斜させている。これらの場合、側端部１５の冷却については、たとえば図９（図３のＣ−Ｃ断面図）に示すように、隣接する分割体１１とのシップラップ構造を採用しているので、隣接する分割体１１の空気流出孔２６Ａから流出する冷却空気を利用できる。

また、第１変形例と第２変形例とを比較すると、側端部１４及び下流側端部２５に設ける空気流出孔２６の傾斜角度が異なっている。すなわち、第１変形例においては、空気流出孔２６Ａと空気流出孔２６Ｒ′とが異なる傾斜角度になっているが、第２変形例においては、空気流出孔２６Ａ′と空気流出孔２６Ｒ″とが同じ傾斜角度になっている。
この結果、第１変形例においては、下流側端部２５に近い空気流出孔２６Ａ及び側端部１４に近い空気流出孔２６Ｒ′から流出する冷却空気の流れが互いに干渉し、流れに乱れを生じるのに対し、第２変形例ではこの問題が解消されている。

このように、上述した本発明の分割環冷却構造によれば、冷却空気の使用量を最小限に抑えるとともに、分割体１１及びこれを構成要素とする分割環１０の冷却効率及び冷却能力をより一層向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

本発明に係る分割環冷却構造の一実施形態を示す要部の斜視図である。 図１に示す分割環がガスタービンに組み付けられた状況を示す要部の断面図である。 図１に示す分割体に係る第１の実施形態について、インピンジメント冷却面側から見た平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視図である。 図１に示す分割体に係る第２の実施形態について、インピンジメント冷却面側から見た平面図である。 図６のＤ−Ｄ矢視図である。 図１に示す分割体に係る第３の実施形態について、インピンジメント冷却面側から見た平面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 図３の分割体に係る第１変形例を示す平面図である。 図３の分割体に係る第２変形例を示す平面図である。 ガスタービンの概要を示す部分断面斜視図である。

符号の説明

１ ガスタービン
１０ 分割環
１１，１１Ａ，１１Ｂ 分割体
１２，１３ フック
１４，１５ 側端部
１６ インピンジメント冷却面（冷却面）
１７ ディンプル
１８ インピンジメント冷却空間（冷却空間）
１９ インピンジメント板（遮蔽板）
２０ 小穴
２１ 対流冷却流路
２２ 入口
２３ 出口
２４ 絞り部
２５ 下流側端部
２６，２６Ａ，２６Ｂ 空気流出孔
３０ 遮熱環
３２ 冷却空気供給流路
３３ 冷却空気受入空間

Claims (6)

1. 周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、
   前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の出口に絞り部を設けるとともに、
   前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、
   前記空気流出孔が燃焼ガス流れ方向から傾斜していることを特徴とする分割環冷却構造。
2. 周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、
   前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の末端に空気流出孔を設けるとともに、
   前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、
   前記空気流出孔が燃焼ガス流れ方向から傾斜していることを特徴とする分割環冷却構造。
3. 周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、
   前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、
   前記分割体の側端部に前記対流冷却流路に連通する側部冷却流路を形成し、前記分割体の側端部に前記側部冷却流路に連通する空気流出孔を設けるとともに、
   燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、
   前記空気流出孔が燃焼ガス流れ方向から傾斜していることを特徴とする分割環冷却構造。
4. 周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、
   前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の出口に絞り部を設けるとともに、
   前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、
   前記対流冷却流路は、前記分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、前記分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させることを特徴とする分割環冷却構造。
5. 周方向に配設されて環状をなす複数の分割体からなり、内周面が動翼の先端から一定の距離を保つようにして車室内に配設されるガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造において、
   前記分割体の燃焼ガス流れ方向上流側端部に沿ってインピンジメント冷却後の冷却空気を流す対流冷却流路を形成し、該対流冷却流路の末端に空気流出孔を設けるとともに、
   前記分割体の側端部及び燃焼ガス流れ方向下流側端部にインピンジメント冷却空間と連通する空気流出孔を設け、
   前記対流冷却流路は、前記分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、前記分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させることを特徴とする分割環冷却構造。
6. 前記対流冷却流路は、前記分割体の動翼回転方向上流側でインピンジメント冷却空間に開口する入口から冷却空気を導入し、前記分割体の動翼回転方向下流側の側端部に開口する出口から流出させることを特徴とする請求項１または２に記載の分割環冷却構造。

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