JP5173625B2

JP5173625B2 - 動翼およびガスタービン

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Publication number: JP5173625B2
Application number: JP2008162165A
Authority: JP
Inventors: 進若園; 雅則由里; 啓太 ▲高▼村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010001840A

Description

本発明は、動翼およびガスタービンに関する。

一般に、ガスタービンの動翼は高温ガスにさらされるため、耐熱性を有する材料から形成されている。その一方で、動翼が取り付けられるロータは製造コストの低減を図るため、耐熱性は劣るものの価格の安い材料から形成されている。
さらに、動翼の上流側、および、下流側には静翼が配置され、動翼と静翼との間には動翼の回転を可能とするために隙間が形成されている。

上述の隙間から高温ガスが内部に流入すると、ロータの温度が高温ガスにより上昇して、ロータの強度が低下するおそれがあった。

これまでに上述の問題を解決するため、動翼および静翼の間の隙間にシール構造を形成し、高温ガスの流入を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
上述の特許文献１に記載の技術では、動翼のシャンク部分における上流側つまり前部に、静翼に向かって延びる板状のシールフィンを複数設けている。このようにすることで、ロータに向かう高温ガスの流れに対する流路抵抗が増大し、ロータまで流入する高温ガスを減少させることができた。
特開２００５−１３３７２６号公報

しかしながら、特許文献１に記載する技術のように板状のシールフィンを動翼に設けると、動翼におけるシールフィンの取り付け部分の剛性が、他の部分の剛性よりも高くなるおそれがあった。
特に、シールフィンの取り付け部分は、動翼の翼における前縁の直下に当たるため、翼の付け根に応力が集中しやすく、不具合が発生しやすいという問題があった。

つまり、翼の付け根の剛性はシールフィンの取り付け部分の剛性よりも低いため、動翼にガス曲げ応力や、熱応力が作用した際に、翼の付け根の部分に当該応力が集中しやすく、不具合が発生しやすいという問題があった。

さらに、動翼における耐熱性の向上を図るために、翼の前縁に形成された貫通孔から、冷却空気を動翼の内部から外部に向けて噴出させる技術も知られている。

しかしながら、上述のように翼の付け根の部分には上述の応力が集中しやすいため、翼の強度が低下する上述の貫通孔は、翼の付け根の部分に形成することが困難であった。そのため、動翼の周囲を流れる高温ガスの温度が上昇した場合に、上述の貫通孔を設けて動翼における耐熱性の向上を図ることが困難であった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することにより、信頼性の向上を図ることができる動翼およびガスタービンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の動翼は、ロータに対して着脱可能に嵌め合わされる翼取付部と、該翼取付部から前記ロータの径方向外側に向かって延びるシャンクと、該シャンクの前記径方向外側端部から前記ロータの軸方向および周方向に沿って延びるプラットフォームと、該プラットフォームの外周面から前記径方向外側に向かって延びる翼形部と、前記プラットフォームと前記翼形部の前縁とが繋がる部分において前記プラットフォームの内周面から前記径方向内側に向かって、かつ、前記周方向に沿って延びる側壁部と、該側壁部の前記径方向内側の端部から、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に、かつ、前記周方向に沿って延びる動翼側突出部と、前記側壁部と前記プラットフォームとの接続部における前記軸方向の寸法を短くする切欠き部と、が設けられており、前記側壁部における前記前縁側の面には、穴が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、切欠き部により側壁部とプラットフォームとの接続部の幅が狭くなるため、側壁部とプラットフォームとの接続部における剛性が低下する。言い換えると、プラットフォームにおける前縁と繋がる部分、つまり翼形部の前縁の付け根と、その他の部分との間の剛性の差が小さくなるため、翼形部の前縁の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中が軽減される。
また、本発明によれば、側壁部における剛性が低下するため、側壁部とプラットフォームとの接続部における剛性がさらに低下する。その結果、プラットフォームにおける前縁と繋がる部分と、その他の部分との間の剛性の差がさらに小さくなる。

本発明の動翼は、ロータに対して着脱可能に嵌め合わされる翼取付部と、該翼取付部から前記ロータの径方向外側に向かって延びるシャンクと、該シャンクの前記径方向外側端部から前記ロータの軸方向および周方向に沿って延びるプラットフォームと、該プラットフォームの外周面から前記径方向外側に向かって延びる翼形部と、前記プラットフォームと前記翼形部の前縁とが繋がる部分において前記プラットフォームの内周面から前記径方向内側に向かって、かつ、前記周方向に沿って延びる側壁部と、該側壁部の前記径方向内側の端部から、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に、かつ、前記周方向に沿って延びる動翼側突出部と、前記側壁部と前記プラットフォームとの接続部における前記軸方向の寸法を短くする切欠き部と、が設けられており、前記側壁部は、前記プラットフォームにおける前記前縁と繋がる部分よりも、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に突出した部分から前記径方向内側に向かって延びることを特徴とする。

本発明によれば、切欠き部により側壁部とプラットフォームとの接続部の幅が狭くなるため、側壁部とプラットフォームとの接続部における剛性が低下する。言い換えると、プラットフォームにおける前縁と繋がる部分、つまり翼形部の前縁の付け根と、その他の部分との間の剛性の差が小さくなるため、翼形部の前縁の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中が軽減される。
また、本発明によれば、側壁部とプラットフォームとの接続部が、前縁とプラットフォームと繋がる部分よりも前縁方向に突出しているため、プラットフォームにおける剛性が高い部分が分散される。そのため、プラットフォームにおける剛性が高い部分と、剛性が低い部分との剛性の差がさらに小さくなる。

本発明の動翼は、ロータに対して着脱可能に嵌め合わされる翼取付部と、該翼取付部から前記ロータの径方向外側に向かって延びるシャンクと、該シャンクの前記径方向外側端部から前記ロータの軸方向および周方向に沿って延びるプラットフォームと、該プラットフォームの外周面から前記径方向外側に向かって延びる翼形部と、前記プラットフォームと前記翼形部の前縁とが繋がる部分において前記プラットフォームの内周面から前記径方向内側に向かって、かつ、前記周方向に沿って延びる側壁部と、該側壁部の前記径方向内側の端部から、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に、かつ、前記周方向に沿って延びる動翼側突出部と、前記側壁部と前記プラットフォームとの接続部における前記軸方向の寸法を短くする切欠き部と、が設けられており、前記側壁部は、前記プラットフォームにおける前記前縁と繋がる部分よりも、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の前縁から後縁に向かう方向の部分から前記径方向内側に向かって延びることを特徴とする。

本発明によれば、切欠き部により側壁部とプラットフォームとの接続部の幅が狭くなるため、側壁部とプラットフォームとの接続部における剛性が低下する。言い換えると、プラットフォームにおける前縁と繋がる部分、つまり翼形部の前縁の付け根と、その他の部分との間の剛性の差が小さくなるため、翼形部の前縁の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中が軽減される。
また、本発明によれば、側壁部とプラットフォームとの接続部が、前縁とプラットフォームと繋がる部分よりも後縁側になるため、プラットフォームにおける剛性が高い部分が分散される。そのため、プラットフォームにおける剛性が高い部分と、剛性が低い部分との剛性の差がさらに小さくなる。

本発明のガスタービンは、上記本発明の動翼および静翼が設けられたガスタービンであって、前記静翼側から前記プラットフォームと前記突出部との間に向かって延び、前記動翼側突出部とともにシール構造を構成する静翼側突出部と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上記本発明の動翼が設けられているため、プラットフォームにおける翼形部の前縁との接続部におけるガス曲げ応力や、熱応力の集中が軽減される。

本発明の動翼およびガスタービンによれば、切欠き部により側壁部とプラットフォームとの接続部の幅が狭くなり、プラットフォームにおける前縁と繋がる部分と、その他の部分との間の剛性の差が小さくなるため、翼形部の前縁の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することができ、信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るガスタービンついて図１から図７を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。
本実施形態では、本願の発明をガスタービンのタービン部における一段動翼に適用して説明するが、一段動翼に限られることなく、他の動翼に適用してもよく特に限定するものではない。

ガスタービン１には、図１に示すように、タービン部の一段動翼であるタービン動翼（動翼）２と、一段静翼であるタービン静翼（静翼）３と、タービン動翼２が取り付けられるロータ４と、が設けられている。

図２および図３は、図１のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。
タービン動翼２には、図１から図３に示すように、翼取付部２１と、シャンク２２と、プラットフォーム２３と、翼形部２４と、フィッシュマウスシール部２５と、が設けられている。

翼取付部２１は、図１および図２に示すように、ロータ４に対して着脱可能に嵌め合わされるものであり、タービン動翼２をロータ４に取り付ける際に用いられる部分である。
なお、翼取付部２１の形状としては、いわゆるクリスマスツリー形状などの公知の形状を採用することができ、特に限定するものではない。

シャンク２２は、図１および図２に示すように、翼取付部２１からロータ４の径方向外側（図１の上方向）に延びる略角柱状に形成された部材である。言い換えると、翼取付部２１とプラットフォーム２３との間に配置された部材である。

プラットフォーム２３は、図１から図３に示すように、シャンク２２における径方向外側の端部に配置され、ロータ４の軸方向（図１の左右方向）および周方向（図１の紙面に対して垂直方向）に延びる略板状の部材である。
プラットフォーム２３における軸方向の両端部は、シャンク２２よりも突出して形成されている。

さらに、プラットフォーム２３におけるフィッシュマウスシール部２５よりも後縁５２側の部分には、図２に示すように、凹部２３Ａが形成されている。言い換えると、プラットフォーム２３の内周面における側壁部６１よりも後縁５２側の部分には、プラットフォーム２３における板厚（径方向の寸法）を薄くする凹部２３Ａが形成されている。

翼形部２４は、図１および図３に示すように、プラットフォーム２３における外周面（図１における上側の面）から、径方向外側に向かって延びる部材である。
翼形部２４には、図３に示すように、タービン部を流れる高温流体における上流側（図３の右斜め下側）の端部である前縁５１と、下流側の端部である後縁５２と、前縁５１と後縁５２との間を繋ぐ凹状の曲面である正圧面５３と、凸状の曲面である負圧面５４と、が設けられている。

フィッシュマウスシール部２５は、図１に示すように、隣接するタービン静翼３との間にシール構造を形成し、タービン部を流れる高温流体が、タービン動翼２とタービン静翼３との間からロータ４の近傍まで流入することを防止するものである。
フィッシュマウスシール部２５には、図２および図３に示すように、側壁部６１と、リムシール（動翼側突出部）６２と、シールフィン６３と、が設けられている。

側壁部６１は、図２および図３に示すように、径方向内側（図２の下側）に向かって延びるとともに、周方向に沿って延びる略板状の部材である。より具体的には、径方向内側に向かって、上述の高温流体の上流側（図２の右側）に傾斜する略板状の部材である。
さらに、側壁部６１は、プラットフォーム２３の内周面であって、翼形部２４の前縁５１と対応する位置に接続される部材である。

さらに、側壁部６１におけるプラットフォーム２３との接続部には、図２に示すように、前縁５１側の面に向かって凹むとともに、周方向（図２の紙面に対して垂直方向）に沿って延びる溝状の切欠き部６４が形成されている。言い換えると、側壁部６１におけるプラットフォーム２３との接続部には、側壁部６１の板厚（軸方向の寸法）を薄くする切欠き部６４が形成されている。

リムシール６２は、図２および図３に示すように、上述の高温流体の上流側に向かって、かつ、周方向に沿って延びる略板状の部材である。言い換えると、リムシール６２は、側壁部６１における径方向内側の端部から、上述の高温流体の上流側に向かって延びる部材である。

シールフィン６３は、図１に示すように、タービン静翼３における静翼側突出部３３との間にシール構造の絞り部を形成するものである。
シールフィン６３は、図２および図３に示すように、リムシール６２の先端部から径方向外側に向かって、かつ、周方向に沿って延びる部材である。言い換えると、リムシール６２の先端部から静翼側突出部３３に接近する方向に延びる畝状の部材である。

タービン静翼３には、図１に示すように、径方向に沿って延びる翼形部３１と、翼形部３１の径方向内側の端部に配置された内側シュラウド３２と、が設けられている。
さらに、タービン静翼３には、フィッシュマウスシール部２５とともにシール構造を形成する静翼側突出部３３が設けられている。なお、静翼側突出部３３は、タービン静翼３に直接設けられていてもよいし、タービン動翼２を組み合わされる他の部品に設けられていてもよく、特に限定するものではない。

翼形部３１は、タービン動翼２の翼形部２４と同様な構成要素から構成され、各要素の形状がタービン静翼３の機能に適合した形状とされている点が異なるものである。
内側シュラウド３２は、軸方向および周方向に延びる略板状の部材であって、プラットフォーム２３とともにタービン部における高温流体が流れる流路を構成するものである。

静翼側突出部３３は、図１に示すように、タービン静翼３からタービン動翼２に向かって延び、かつ、周方向に沿って延びる略板状の部材である。より具体的には、フィッシュマウスシール部２５におけるプラットフォーム２３とリムシール６２との間の空間に向かって延びる略板状の部材である。
静翼側突出部３３におけるシールフィン６３と対向する部分には、上述のシール構造におけるシール性向上を図るために、ハニカムシールなどの部材を設けてもよく、特に限定するものではない。

次に、上記の構成からなるガスタービン１のタービン動翼２およびタービン静翼３の周辺における流れについて説明する。
図４は、図１のタービン動翼およびタービン静翼周辺の流れを説明する模式図である。

ガスタービン１のタービン部を流れる高温の流体は、図４の実線矢印で示すように、タービン静翼３およびタービン動翼２の間を下流側（図４の左側）に向かって流れる。この高温流体の一部は、内側シュラウド３２と、プラットフォーム２３との隙間に流入する。

その一方で、ガスタービン１のコンプレッサ（図示せず）などから冷却用およびシール用に抽気された圧縮空気の一部は、図４の点線矢印で示すように、タービン静翼３とタービン動翼２との間の空間にシール用空気として供給される。このシール用空気は、径方向外側（図４の上側）に向かって流れ、フィッシュマウスシール部２５および静翼側突出部３３により構成されるシール構造に流入する。このようにすることで、上述の高温流体がロータ４まで流入することを防止する。

より具体的には、径方向外側に向かって流れるシール用空気は、シールフィン６３および静翼側突出部３３により構成された絞り部を介して、リムシール６２、側壁部６１、プラットフォーム２３および内側シュラウド３２により囲まれた空間に流入する。

上述のように、内側シュラウド３２とプラットフォーム２３との隙間から、この空間に流入した高温流体は、上述のシール用空気と衝突し渦を形成する。そのため、高温流体はこの空間から径方向内側に配置されたロータ４の近傍まで流入することがない。

次に、本実施形態の特徴であるタービン動翼２における翼形部２４の付け根における応力集中の緩和について説明する。

一般に、ガスタービン１の運転中には、タービン動翼２の翼形部２４の周囲を高温流体が流れ、タービン動翼２は高温流体により回転駆動される。このとき、翼形部２４は高温流体から力を受け、翼形部２４などにガス曲げ応力が発生する。
特に、翼形部２４とプラットフォーム２３とのつなぎ目である翼形部２４の付け根には、翼形部２４とプラットフォーム２３との剛性の差からガス曲げ応力が集中する。

さらに、周囲を流れる高温流体からの熱により、翼形部２４を含むタービン動翼２も高温になる。タービン動翼２の各部分は熱膨張し、各部分の熱膨張長さの差から熱応力が発生する。
特に、翼形部２４の前縁５１とプラットフォーム２３、および、側壁部６１とプラットフォーム２３との接続部においては、他の部分と比較して熱伸びしにくく、熱膨張長さが小さく熱応力が集中する。

本実施形態では、プラットフォーム２３と側壁部６１との接続部に切欠き部６４が形成されているため、翼形部２４の前縁５１とプラットフォーム２３、および、側壁部６１とプラットフォーム２３との接続部における剛性が低下し、他の部分との熱膨張長さの差が小さくなり、熱応力の集中が緩和される。

さらに、翼形部２４の前縁５１とプラットフォーム２３とが繋がる部分の剛性が低下することから、翼形部２４の付け根におけるガス曲げ応力が分散され、応力の集中が緩和される。

その一方で、プラットフォーム２３に凹部２３Ａが形成されているため、翼形部２４とプラットフォーム２３との剛性の差が小さくなり、翼形部２４の付け根におけるガス曲げ応力が分散され、応力の集中が緩和される。

上記の構成によれば、切欠き部６４により側壁部６１とプラットフォーム２３との接続部の幅が狭くなるため、側壁部６１とプラットフォーム２３との接続部における剛性が低下する。言い換えると、プラットフォーム２３における前縁５１とが繋がる部分と、その他の部分との間の剛性の差が小さくなるため、翼形部２４の前縁５１の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することができる。

その結果、前縁５１の付け根における構造上の強度に余裕ができるため、翼形部２４の内部から冷却用空気を供給する貫通孔、いわゆるシャワーヘッド孔を前縁５１の付け根まで形成することができる。これにより、タービン動翼２の冷却性能の向上を図ることができ、特に高温の作動流体に対する強度上の信頼性向上を図ることができる。

さらに、プラットフォーム２３に凹部２３Ａを形成することで、翼形部２４と接続するプラットフォーム２３における剛性が低下するため、翼形部２４における付け根近傍の剛性が低下する。その結果、翼形部２４における付け根と、その他の部分との間の剛性の差が小さくなり、翼形部２４の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することができる。

図５は、図２のプラットフォームの別の実施形態を説明する図である。
なお、上述の実施形態のように、凹部２３Ａを形成したプラットフォーム２３を用いてもよいし、図５に示すように、凹部２３Ａを形成しないプラットフォーム２３Ｂを用いてもよく、特に限定するものではない。

図６は、図２のフィッシュマウスシール部の別の実施形態を説明する図である。
なお、上述の実施形態のように、フィッシュマウスシール部２５における側壁部６１には、切欠き部６４のみを設けてもよいし、図６に示すように、側壁部６１Ｂにプラットフォーム２３と同様に凹部６１Ａを形成してもよく、特に限定するものではない。

図７は、図２のフィッシュマウスシール部のさらに別の実施形態を説明する図である。
なお、上述の実施形態のように、フィッシュマウスシール部２５における側壁部６１には切欠き部６４のみを設けてもよいし、図７に示すように、側壁部６１における前縁５１側の面に、側壁部６１における剛性を下げる目的で穴６１Ｃを形成してもよく、特に限定するものではない。
このようにすることで、側壁部６１における剛性が低下して、側壁部６１とプラットフォーム２３との接続部における剛性が低下する。その結果、プラットフォーム２３における前縁５１と繋がる部分と、その他の部分との間の剛性の差を小さくすることができる。

〔第１の実施形態の第１変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図８および図９を参照して説明する。
本変形例のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、フィッシュマウスシール部の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図８および図９を用いてフィッシュマウスシール部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図８は、本変形例に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図９は、図８のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

ガスタービン１０１には、図８および図９に示すように、タービン部の一段動翼であるタービン動翼（動翼）１０２と、一段静翼であるタービン静翼３と、タービン動翼２が取り付けられるロータ４と、が設けられている。

タービン動翼１０２には、翼取付部２１と、シャンク２２と、プラットフォーム２３と、翼形部２４と、フィッシュマウスシール部１２５と、が設けられている。

フィッシュマウスシール部１２５は、隣接するタービン静翼３との間にシール構造を形成し、タービン部を流れる高温流体が、タービン動翼１０２とタービン静翼３との間からロータ４の近傍まで流入することを防止するものである。
フィッシュマウスシール部１２５には、側壁部１６１と、リムシール６２と、シールフィン６３と、が設けられている。

側壁部１６１は、図８に示すように、径方向内側（図８の下側）に向かって延びるとともに、周方向に沿って延びる略板状の部材である。より具体的には、径方向内側に向かって、上述の高温流体の上流側（図８の右側）に傾斜する略板状の部材である。
さらに、側壁部１６１は、プラットフォーム２３の内周面であって、翼形部２４の前縁５１よりも上流側（図８の右側）に突出した位置に接続される部材である。

上記の構成によれば、側壁部１６１とプラットフォーム２３との接続部が、前縁５１とプラットフォーム２３と繋がる部分よりも前縁５１方向に突出して離れているため、プラットフォーム２３における剛性が高い部分が分散されるとともに、当該部分の剛性が低くなる。その結果、プラットフォーム２３における剛性が高い部分と、剛性が低い部分との剛性の差が小さくなり、翼形部２４の前縁５１の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することができる。

〔第１の実施形態の第２変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の第２変形例について図１０および図１１を参照して説明する。
本変形例のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、フィッシュマウスシール部の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図１０および図１１を用いてフィッシュマウスシール部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１０は、本変形例に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１１は、図１０のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

ガスタービン２０１には、図１０および図１１に示すように、タービン部の一段動翼であるタービン動翼（動翼）２０２と、一段静翼であるタービン静翼３と、タービン動翼２が取り付けられるロータ４と、が設けられている。

タービン動翼２０２には、翼取付部２１と、シャンク２２と、プラットフォーム２３と、翼形部２４と、フィッシュマウスシール部２２５と、が設けられている。

フィッシュマウスシール部２２５は、隣接するタービン静翼３との間にシール構造を形成し、タービン部を流れる高温流体が、タービン動翼２０２とタービン静翼３との間からロータ４の近傍まで流入することを防止するものである。
フィッシュマウスシール部２２５には、側壁部２６１と、リムシール６２と、シールフィン６３と、が設けられている。

側壁部２６１は、図１０に示すように、径方向内側（図１０の下側）に向かって延びるとともに、周方向に沿って延びる略板状の部材である。より具体的には、径方向内側に向かって、上述の高温流体の上流側（図１０の右側）に傾斜する略板状の部材である。
さらに、側壁部２６１は、プラットフォーム２３の内周面であって、翼形部２４の前縁５１よりも下流側（図１０の左側）の位置に接続される部材である。

上記の構成によれば、側壁部２６１とプラットフォーム２３との接続部が、前縁５１とプラットフォーム２３と繋がる部分よりも後縁５２方向に離れているため、プラットフォーム２３における剛性が高い部分が分散されるとともに、当該部分の剛性が低くなる。その結果、プラットフォーム２３における剛性が高い部分と、剛性が低い部分との剛性の差が小さくなり、翼形部２４の前縁５１の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することができる。

〔第１の参考実施形態〕
次に、本発明の第１の参考実施形態について図１２および図１３を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、フィッシュマウスシール部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１２および図１３を用いてフィッシュマウスシール部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１２は、本実施形態に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１３は、図１２のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

ガスタービン３０１には、図１２および図１３に示すように、タービン部の一段動翼であるタービン動翼（動翼）３０２と、一段静翼であるタービン静翼３と、タービン動翼２が取り付けられるロータ４と、が設けられている。

タービン動翼３０２には、翼取付部２１と、シャンク２２と、プラットフォーム２３と、翼形部２４と、フィッシュマウスシール部３２５と、が設けられている。

フィッシュマウスシール部３２５は、隣接するタービン静翼３との間にシール構造を形成し、タービン部を流れる高温流体が、タービン動翼３０２とタービン静翼３との間からロータ４の近傍まで流入することを防止するものである。
フィッシュマウスシール部２２５には、側壁部３６１と、リムシール６２と、シールフィン６３と、が設けられている。

側壁部３６１は、図１２に示すように、径方向内側（図１２の下側）に向かって延びるとともに、周方向に沿って延びる略板状の部材である。より具体的には、径方向内側に向かって、上述の高温流体の上流側（図１２の右側）に傾斜する略板状の部材である。
さらに、側壁部３６１は、プラットフォーム２３内周面側であって、翼形部２４の前縁５１と対応する位置に接続される部材である。

さらに、側壁部３６１とプラットフォーム２３との間には、図１２に示すように、軸方向（図１２の左右方向）、および、周方向（図１２の紙面に対して垂直方向）に沿って延びる溝状の溝部３６４が形成されている。言い換えると、側壁部３６１はプラットフォーム２３から切り離され、側壁部３６１とプラットフォーム２３との間に溝部３６４が形成されている。

上記の構成によれば、プラットフォーム２３と側壁部３６１とが切り離されるため、側壁部３６１とプラットフォーム２３とが接続されている場合と比較して、プラットフォーム２３における前縁５１と繋がる部分の剛性が低下し、その他の部分との剛性の差が小さくなる。そのため、翼形部２４の前縁５１の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することができる。

〔第１の参考実施形態の変形例〕
次に、本発明の第１の参考実施形態の変形例について図１４および図１５を参照して説明する。
本変形例のガスタービンの基本構成は、第１の参考実施形態と同様であるが、第１の参考実施形態とは、フィッシュマウスシール部の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図１４および図１５を用いてフィッシュマウスシール部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
１４は、本変形例に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１５は、図１４のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

ガスタービン４０１には、図１４および図１５に示すように、タービン部の一段動翼であるタービン動翼（動翼）４０２と、一段静翼であるタービン静翼３と、タービン動翼２が取り付けられるロータ４と、が設けられている。

タービン動翼４０２には、翼取付部２１と、シャンク２２と、プラットフォーム２３と、翼形部２４と、フィッシュマウスシール部４２５と、が設けられている。

フィッシュマウスシール部４２５は、隣接するタービン静翼３との間にシール構造を形成し、タービン部を流れる高温流体が、タービン動翼４０２とタービン静翼３との間からロータ４の近傍まで流入することを防止するものである。
フィッシュマウスシール部２２５には、側板部（板部）４６１と、リムシール（動翼側突出部）４６２と、シールフィン６３と、が設けられている。

側板部４６１は、図１４に示すように、径方向内側（図１４の下側）に向かって延びるとともに、周方向に沿って延びる略板状の部材である。より具体的には、プラットフォーム２３とリムシール４６２との間に着脱可能に配置される部材である。

リムシール４６２は、図１３および図１４に示すように、シャンク２２から上述の高温流体の上流側に向かって、かつ、周方向に沿って延びる略板状の部材である。言い換えると、リムシール４６２は、プラットフォーム２３から径方向内側に離れた位置から、上述の高温流体の上流側に向かって延びる部材である。
さらに、リムシール４６２における周方向の幅は、プラットフォーム２３における周方向の幅と略等しく形成されている。言い換えると、リムシール４６２は、シャンク２２から周方向に突出して形成されている。

プラットフォーム２３とリムシール４６２との間には、図１４に示すように、軸方向（図１２の左右方向）、および、周方向（図１２の紙面に対して垂直方向）に沿って延びる溝状の溝部４６４が形成されている。言い換えると、リムシール４６２はプラットフォーム２３から切り離され、リムシール４６２とプラットフォーム２３との間に溝部３６４が形成されている。
上述の側板部４６１は溝部４６４を塞ぐように、言い換えると、リムシール４６２とプラットフォーム２３とを接続するように配置されている。

上記の構成によれば、溝部４６４を側板部４６１により閉塞するため、例えば高温の流体が溝部４６４を通過してロータ４まで流入することを防止できる。
さらに、側板部４６１は着脱可能に設けられるため、プラットフォーム２３における側板部４６１との接触部近傍の剛性が高くなることを防止できる。

〔第２の参考実施形態〕
次に、本発明の第２の参考実施形態について図１６および図１７を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、フィッシュマウスシール部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１６および図１７を用いてフィッシュマウスシール部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１６は、本実施形態に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１７は、図１６のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

ガスタービン５０１には、図１６および図１７に示すように、タービン部の一段動翼であるタービン動翼（動翼）５０２と、一段静翼であるタービン静翼３と、タービン動翼２が取り付けられるロータ４と、が設けられている。

タービン動翼５０２には、翼取付部２１と、シャンク２２と、プラットフォーム２３と、翼形部２４と、フィッシュマウスシール部５２５と、が設けられている。

フィッシュマウスシール部５２５は、隣接するタービン静翼３との間にシール構造を形成し、タービン部を流れる高温流体が、タービン動翼５０２とタービン静翼３との間からロータ４の近傍まで流入することを防止するものである。
フィッシュマウスシール部２２５には、リムシール（動翼側突出部）５６２と、シールフィン６３と、が設けられている。

リムシール５６２は、図１７に示すように、シャンク２２から上述の高温流体の上流側に向かって、かつ、周方向に沿って延びる略板状の部材である。言い換えると、リムシール５６２は、プラットフォーム２３から径方向内側に離れた位置から、上述の高温流体の上流側に向かって延びる部材である。
さらに、リムシール５６２における周方向の幅は、シャンク２２における周方向の幅と略等しく形成されている。

上記の構成によれば、プラットフォーム２３とリムシール５６２とが独立して配置されることから、プラットフォーム２３における前縁５１と繋がる部分と、その他の部分との間の剛性の差が小さくなる。そのため、翼形部２４の前縁５１の付け根におけるガス曲げ応力や熱応力の集中を軽減することができる。

本発明の第１の実施形態に係るガスタービンのタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。図１のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。図１のタービン動翼およびタービン静翼周辺の流れを説明する模式図である。図２のプラットフォームの別の実施形態を説明する図である。図２のフィッシュマウスシール部の別の実施形態を説明する図である。図２のフィッシュマウスシール部のさらに別の実施形態を説明する図である。本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図８のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１０のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。本発明の第１の参考実施形態に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１２のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。本発明の第１の参考実施形態の変形例に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１４のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。本発明の第２の参考実施形態に係るガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼の周辺構造を説明する模式図である。図１６のタービン動翼の構成を説明する部分拡大斜視図である。

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ガスタービン
２，１０２，２０２，３０２，４０２，５０２タービン動翼（動翼）
３タービン静翼（静翼）
４ロータ
２１翼取付部
２２シャンク
２３プラットフォーム
２４翼形部
３３静翼側突出部
６１，１６１，２６１，３６１側壁部
６１Ｃ穴
６２，４６２，５６２リムシール（動翼側突出部）
６４切欠き部
３６４，４６４溝部
４６１側板部（板部）

Claims

ロータに対して着脱可能に嵌め合わされる翼取付部と、
該翼取付部から前記ロータの径方向外側に向かって延びるシャンクと、
該シャンクの前記径方向外側端部から前記ロータの軸方向および周方向に沿って延びるプラットフォームと、
該プラットフォームの外周面から前記径方向外側に向かって延びる翼形部と、
前記プラットフォームと前記翼形部の前縁とが繋がる部分において前記プラットフォームの内周面から前記径方向内側に向かって、かつ、前記周方向に沿って延びる側壁部と、
該側壁部の前記径方向内側の端部から、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に、かつ、前記周方向に沿って延びる動翼側突出部と、
前記側壁部と前記プラットフォームとの接続部における前記軸方向の寸法を短くする切欠き部と、が設けられており、
前記側壁部における前記前縁側の面には、穴が形成されていることを特徴とする動翼。
ロータに対して着脱可能に嵌め合わされる翼取付部と、
該翼取付部から前記ロータの径方向外側に向かって延びるシャンクと、
該シャンクの前記径方向外側端部から前記ロータの軸方向および周方向に沿って延びるプラットフォームと、
該プラットフォームの外周面から前記径方向外側に向かって延びる翼形部と、
前記プラットフォームと前記翼形部の前縁とが繋がる部分において前記プラットフォームの内周面から前記径方向内側に向かって、かつ、前記周方向に沿って延びる側壁部と、
該側壁部の前記径方向内側の端部から、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に、かつ、前記周方向に沿って延びる動翼側突出部と、
前記側壁部と前記プラットフォームとの接続部における前記軸方向の寸法を短くする切欠き部と、が設けられており、
前記側壁部は、前記プラットフォームにおける前記前縁と繋がる部分よりも、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に突出した部分から前記径方向内側に向かって延びることを特徴とする動翼。
ロータに対して着脱可能に嵌め合わされる翼取付部と、
該翼取付部から前記ロータの径方向外側に向かって延びるシャンクと、
該シャンクの前記径方向外側端部から前記ロータの軸方向および周方向に沿って延びるプラットフォームと、
該プラットフォームの外周面から前記径方向外側に向かって延びる翼形部と、
前記プラットフォームと前記翼形部の前縁とが繋がる部分において前記プラットフォームの内周面から前記径方向内側に向かって、かつ、前記周方向に沿って延びる側壁部と、
該側壁部の前記径方向内側の端部から、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の後縁から前縁に向かう方向に、かつ、前記周方向に沿って延びる動翼側突出部と、
前記側壁部と前記プラットフォームとの接続部における前記軸方向の寸法を短くする切欠き部と、が設けられており、
前記側壁部は、前記プラットフォームにおける前記前縁と繋がる部分よりも、前記ロータの軸方向に沿う方向であって、前記翼形部の前縁から後縁に向かう方向の部分から前記径方向内側に向かって延びることを特徴とする動翼。
請求項１から３のいずれかに記載の動翼および静翼が設けられたガスタービンであって、
前記静翼側から前記プラットフォームと前記突出部との間に向かって延び、前記動翼側突出部とともにシール構造を構成する静翼側突出部と、が設けられていることを特徴とするガスタービン。