JP6258456B2

JP6258456B2 - タービンおよびガスタービンエンジン

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Publication number: JP6258456B2
Application number: JP2016237961A
Authority: JP
Inventors: 智史山崎; 統森井; 智裕今栄
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Aero Engines Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Aero Engines Ltd
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2032-06-13
Also published as: JP2017048797A

Description

本発明は、タービンおよび当該タービンが適用されるガスタービンエンジンに関する。

例えば、特許文献１は、ガスタービンエンジンが示されている。このガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼器、およびタービンを含み構成されている。そして、エンジンに流入する空気の主流は、圧縮機にて圧縮され、燃焼器にて燃焼ガスとなり、タービンを回転駆動し大気に排出される。タービンは、燃焼器に繋がる前段に高圧タービンが設けられ、高圧タービンに繋がる後段に出力タービンが設けられている。高圧タービンは、高圧タービン静翼（ガスジェネレータタービンノズル）と高圧タービン動翼（ガスジェネレータタービン動翼）とを有している。また、出力タービンは、出力タービン静翼（出力タービンノズル）と出力タービン動翼とを有している。このタービンに関し、高圧タービンと出力タービンとを連通し、出力タービンにおける主流ガスの入口流路となるガスパスが設けられている。ガスパスは、上流側が高圧タービンの高圧タービン動翼に対向し、下流側が出力タービン静翼に対向している。

特開平５−１８２７０号公報

上述したようなタービンに係り、高圧タービンと出力タービンとの間に長い距離を要する場合、ガスパスを形成する部材が長く、かつ１ｍｍ程の薄板であるため、出力タービン静翼側のように鋳造することが難しい。このため、ガスパスの部材を出力タービン静翼と別構造にし、相互をロウ付けにより結合する。ロウ付けは、図８に示すように、ガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａを、出力タービン静翼３２ａを支持するシュラウド３２ｄの外側に重ねた重合部Ｒに施される。

しかし、図８に示すように、ガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａを斜めに拡げてロウ付けする場合、ガスパス６のガスパス流路６３内において、ガスパス６の斜めに拡げた部分と、出力タービン静翼３２ａにおけるシュラウド３２ｄの上流側端部とで流路を拡径する凹部７が生じてしまう。そして、この凹部７内で、ガスパス６の斜めの部分に沿って流れた主流ガスＧが、出力タービン静翼３２ａにおけるシュラウド３２ｄの上流側端部に衝突し、主流ガスＧの流れを阻害する成分を生じるため、タービンの出力損失となる。

本発明は上述した課題を解決するものであり、ガスパスとタービン静翼との結合部分に起因する出力損失を低減して性能を向上することのできるタービン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。

上述の目的を達成するために、第１の発明のタービンは、タービン静翼の上流側にて当該タービン静翼のシュラウドに結合されて前記タービン静翼に主流ガスを供給するガスパス流路を形成するガスパスを有し、前記ガスパスの下流側端部を前記ガスパス流路の外側に拡げて前記シュラウドの外側面に重ねた重合部がロウ付けされるタービンにおいて、前記ガスパスは、筒状の内筒と、前記内筒の外側に筒状の外筒を設けることで、前記ガスパス流路を形成し、前記ガスパスの下流側端部であって、前記ガスパス流路内で前記シュラウドの上流側端部と対向する部分に、前記ガスパス流路の内面から繋がる鋭角な角部を形成し、かつ当該角部と前記シュラウドの上流側端部と間に隙間を形成することを特徴とする。

このタービンによれば、ガスパス流路の内面に沿って下流側に流れる主流ガスは、角部においてガスパス流路の内面から剥離され、タービン静翼におけるシュラウドの上流側端部に衝突することなく下流側に流れる。このため、主流ガスの流れを阻害する成分が低減する。この結果、ガスパスとタービン静翼との結合部分に起因する出力損失を低減してタービン性能を向上することができる。

しかも、角部と、シュラウドの上流側端部との間に隙間が形成されているため、ガスパスとシュラウドの上流側端部との接合部分の剛性差が軽減されることから、ガスパスにおける接合部分での歪みの集中を低減し、当該部分の応力の発生を低減することができる。

また、第２の発明のタービンは、第１の発明において、前記ガスパスの下流側端部に、前記ガスパス流路内で前記角部から前記シュラウドの上流側端部の外側面に連なる部分に外側に向けて傾斜する傾斜内面を形成し、かつ前記ガスパス流路外で前記傾斜内面の傾斜に沿って傾斜する傾斜外面を形成することを特徴とする。

このタービンによれば、傾斜内面および傾斜外面により剛性が向上し、ガスパスとシュラウドの上流側端部との接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、ガスパスにおける接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することができる。

また、第３の発明のタービンは、第１または第２の発明において、前記ガスパス流路外で前記ガスパスの下流側端部における前記角部から前記シュラウドの上流側端部に重なる重合部に至る外側を覆う肉盛を設けることを特徴とする。

このタービンによれば、肉盛によりガスパスの下流側端部における角部からシュラウドの上流側端部に重なる重合部の剛性が向上される。このため、ガスパスとシュラウドの上流側端部との接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、ガスパスにおける接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することができる。

また、第４の発明のタービンは、第１〜第３のいずれか一つの発明において、前記ガスパスの下流側端部に、前記ガスパス流路内で前記角部から前記シュラウドの上流側端部の外側面に連なる部分に外側に向けて傾斜する傾斜内面を形成するとともに、前記傾斜内面の傾斜に沿って前記ガスパスの下流側端部を斜め外側に延在して形成し、当該ガスパスの下流側端部が重なる態様で前記シュラウドの上流側端部の外側面を斜めに形成し、さらに前記ガスパス流路外で前記ガスパスの下流側端部における前記角部から前記シュラウドの上流側端部に重なる重合部に至る外側を覆う肉盛を設けることを特徴とする。

このタービンによれば、傾斜内面および肉盛によりガスパスの下流側端部における角部からシュラウドの上流側端部に重なる重合部の剛性が向上し、ガスパスとシュラウドの上流側端部との接合部分の剛性差がさらに軽減される。しかも、傾斜内面に沿ってガスパスの下流側端部が延在され、かつ傾斜外面がシュラウドの傾斜外面に重なりロウ付けされることにより、ガスパスとシュラウドの上流側端部との接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、薄板であるガスパスにおける接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することができる。

上述の目的を達成するために、本発明のガスタービンエンジンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを備えるガスタービンエンジンにおいて、第１〜第４のいずれか一つの発明に記載のタービンが適用されることを特徴とする。

このガスタービンエンジンによれば、タービン性能の向上によりエンジン性能を向上することができる。

本発明によれば、ガスパスとタービン静翼との結合部分に起因する出力損失を低減して性能を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るガスタービンエンジンの概略構成図である。図２は、本発明の実施形態１に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。図３は、本発明の実施形態２に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。図４は、本発明の実施形態３に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。図５は、本発明の実施形態４に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。図６は、本発明の実施形態５に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。図７は、本発明の実施形態６に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。図８は、従来のタービンの要部を示す概略拡大図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本発明の実施形態に係るガスタービンエンジンの概略構成図である。図１に例示するように、ガスタービンエンジン（ジェットエンジン）は、圧縮機１と、燃焼器２と、タービン３とを含み構成されている。

圧縮機１は、ケーシング４に対して軸受（図示せず）により回転可能に支持されるロータ５に設けられている。圧縮機１は、インペラ１１がケーシング４に収容されている。インペラ１１は、ディスク１１ａと、このディスク１１ａの周囲に放射状に配置された複数枚のブレード１１ｂとを含み構成されている。ディスク１１ａは、ロータ５に取り付けられており、これによりインペラ１１は、ロータ５とともに回転する。ケーシング４は、作動流体（例えば、空気）を通過させる流路１２を形成する。流路１２は、ロータ５を中心として環状に形成され、インペラ１１のディスク１１ａの小径側であるブレード１１ｂの前縁側から、各ブレード１１ｂ間を通過しつつロータ５の半径方向外側に向かってディスク１１ａの大径側であるブレード１１ｂの後縁側に至る。

燃焼器２は、ケーシング４により形成され、主圧力室２１と、燃焼器室２２とを備えている。主圧力室２１は、ロータ５を中心として環状に形成され、圧縮機１における流路１２の下流側に接続されて、作動流体を燃焼器室２２に導くものである。燃焼器室２２は、ロータ５を中心として環状に形成され、主圧力室２１に通じて設けられ、燃料ノズル２３が設けられており、タービン３に通じて形成されている。

タービン３は、高圧タービン３１と出力タービン３２とを有する。高圧タービン３１は、高圧タービン静翼３１ａと、高圧タービン動翼３１ｂとを有している。高圧タービン静翼３１ａは、燃焼器２における燃焼器室２２の出口側に取り付けられている。高圧タービン動翼３１ｂは、ロータ５に取り付けられた高圧タービンディスク３１ｃの外周に複数配置されている。これにより、高圧タービン動翼３１ｂは、ロータ５とともに回転する。一方、出力タービン３２は、出力タービン静翼３２ａと、出力タービン動翼３２ｂとを有している。出力タービン静翼３２ａは、高圧タービン３１と出力タービン３２とを繋ぐガスパス６の出口側に取り付けられている。出力タービン動翼３２ｂは、ロータ５に取り付けられた出力タービンディスク３２ｃの外周に複数配置されている。これにより、出力タービン動翼３２ｂは、ロータ５とともに回転する。

また、ガスパス６は、ロータ５を中心として筒状に形成された内筒６１と、この内筒６１の外側にてロータ５を中心として筒状に形成された外筒６２との間で、作動流体を高圧タービン３１から出力タービン３２に導くガスパス流路６３を形成する。

このようなガスタービンエンジンは、圧縮機１において、ロータ５の廻りにインペラ１１が回転することにより、作動流体の主流は、圧縮されつつ、主圧力室２１に導かれ、燃焼器２内に入り、燃焼器２内に燃料ノズル２３により供給された燃料と混合されて燃焼させられた後、高温の主流ガスＧとなってタービン３へ導かれる。主流ガスＧは、タービン３の高圧タービン３１における高圧タービン静翼３１ａと高圧タービン動翼３１ｂとを通過することでロータ５を回転駆動する。その後、主流ガスＧは、ガスパス６を経てタービン３の出力タービン３２における出力タービン静翼３２ａと出力タービン動翼３２ｂとを通過することでエンジンとしての出力を発生する。

ところで、上述したようなタービン３に係り、高圧タービン３１と出力タービン３２との間に長い距離を要する場合、ガスパス６を形成する内筒６１および外筒６２が長く、かつ１ｍｍ程の薄板であるため、出力タービン静翼３２ａ側のように鋳造することが難しい。このため、ガスパス６の内筒６１および外筒６２を出力タービン静翼３２ａと別構造にし、相互をロウ付けにより結合する。ロウ付けは、ガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａを、出力タービン静翼３２ａを支持するシュラウド３２ｄ（図２など参照）の外側面に重ねた重合部Ｒ（図２など参照）に施される。しかし、図８に示すように、出力タービン静翼３２ａを支持するシュラウド３２ｄの外側に重なるように、ガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａを斜めに拡げてロウ付けする場合、ガスパス６のガスパス流路６３内において、内筒６１および外筒６２の斜めに拡げた部分と、出力タービン静翼３２ａにおけるシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとでガスパス流路６３を拡径する凹部７が生じてしまう。そして、この凹部７内で、ガスパス流路６３の内面６３ａから内筒６１および外筒６２の斜めの部分に沿って流れた主流ガスＧが、出力タービン静翼３２ａにおけるシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに衝突し、主流ガスＧの流れを阻害する成分を生じるため、タービン３の出力損失となる。

そこで、以下に説明する実施形態では、この課題を解決し、ガスパス６と出力タービン静翼（タービン静翼）３２ａとの結合部分に起因する出力損失を低減して性能を向上する。

［実施形態１］
図２は、本実施形態に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。本実施形態のタービン３は、図２に示すように、出力タービン静翼（タービン静翼）３２ａの上流側にて出力タービン静翼３２ａのシュラウド３２ｄに結合されて出力タービン静翼３２ａに主流ガスＧを供給するガスパス流路６３を形成するガスパス６を有し、このガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａを、ガスパス流路６３の外側に拡げてシュラウド３２ｄの外側面に重ねた重合部Ｒがロウ付けされるものである。

このタービン３は、ガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａであって、ガスパス流路６３内で、出力タービン静翼３２ａにおけるシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａと対向する部分に、ガスパス流路６３の内面６３ａから繋がる鋭角（角度９０°以下）の角部６１Ａａ，６２Ａａが形成されている。角部６１Ａａ，６２Ａａは、ガスパス流路６３の内面６３ａからガスパス流路６３の外側に向かって凹んで形成され、シュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの間に隙間８を介して設けられている。なお、隙間８を介した、ガスパス流路６３の内面６３ａと、シュラウド３２ｄの内面３２ｄｂとは、主流ガスＧの流れ方向でガスパス流路６３の内側に相互が突出しないように形成されている。

このように構成されるタービン３によれば、ガスパス流路６３の内面６３ａに沿って下流側に流れる主流ガスＧは、角部６１Ａａ，６２Ａａにおいてガスパス流路６３の内面６３ａから剥離され、出力タービン静翼３２ａにおけるシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに衝突することなく下流側に流れる。このため、主流ガスＧの流れを阻害する成分が低減する。この結果、ガスパス６と出力タービン静翼３２ａとの結合部分に起因する出力損失を低減してタービン性能を向上することが可能になる。

しかも、角部６１Ａａ，６２Ａａと、シュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの間に隙間８が形成されているため、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差が軽減されることから、ガスパス６の内筒６１および外筒６２における接合部分での歪みの集中を低減し、当該部分の応力の発生を低減することが可能になる。また、隙間８は、ガスパス６やシュラウド３２ｄの加工誤差などがあっても相互の取り合わせを行うために用いることができる。

また、ガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａは、出力タービン静翼３２ａにおけるシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに重なってロウ付けされるが、内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａおよびロウ付け部分が出力タービン静翼３２ａの外側に掛からないように離れて構成されている。

このため、シュラウド３２ｄの熱応答を良好にすることができ、出力タービン静翼３２ａをシュラウド３２ｄとの熱伸び差が起因となる熱応力を低減することが可能となる。

また、上述したタービン３が適用されるガスタービンエンジンによれば、タービン性能の向上によりエンジン性能を向上することが可能になる。

［実施形態２］
図３は、本実施形態に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。以下に説明する実施形態２において、上述した実施形態１と同等部分には、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態のタービン３は、ガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおいて、ガスパス流路６３内で、角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａの外側面に連なる部分に、外側に向けて傾斜する傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂが形成されている。さらに、ガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおいて、ガスパス流路６３外で、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂの傾斜に沿って傾斜する傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃが形成されている。

このように構成されるタービン３によれば、実施形態１のタービン３と同様に、角部６１Ａａ，６２Ａａや隙間８や出力タービン静翼３２ａに対する下流側端部６１Ａ，６２Ａの配置による効果を奏する。これに加え、本実施形態のタービン３は、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃが形成されている。このため、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃにより剛性が向上し、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、ガスパス６の内筒６１および外筒６２における接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することが可能になる。

［実施形態３］
図４は、本実施形態に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。以下に説明する実施形態３において、上述した実施形態１と同等部分には、同一の符号を付して説明を省略する。

さらに、本実施形態のタービン３は、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃの傾斜に沿ってガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが斜め外側に延在して形成されている。さらに、このように形成されたガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが重なるようにシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａの外側に傾斜外面３２ｄｃが形成されている。

このように構成されるタービン３によれば、実施形態１のタービン３と同様に、角部６１Ａａ，６２Ａａや隙間８や出力タービン静翼３２ａに対する下流側端部６１Ａ，６２Ａの配置による効果を奏する。これに加え、本実施形態のタービン３は、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃが形成され、この傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃの傾斜に沿ってガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが斜め外側に延在して形成され、シュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａの外側にガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが重なる傾斜外面３２ｄｃが形成されている。このため、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃにより剛性が向上し、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差がさらに軽減される。しかも、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃに沿ってガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが延在され、かつ傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃがシュラウド３２ｄの傾斜外面３２ｄｃに重なりロウ付けされることにより、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、ガスパス６の内筒６１および外筒６２における接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することが可能になる。

［実施形態４］
図５は、本実施形態に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。以下に説明する実施形態４において、上述した実施形態１と同等部分には、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態のタービン３は、実施形態１のタービン３において、ガスパス流路６３外で、ガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおける角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに重なる部分に至る外側を覆う肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄが設けられている。

このように構成されるタービン３によれば、実施形態１のタービン３と同様に、角部６１Ａａ，６２Ａａや隙間８や出力タービン静翼３２ａに対する下流側端部６１Ａ，６２Ａの配置による効果を奏する。これに加え、本実施形態のタービン３は、肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄによりガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおける角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに重なる部分の剛性が向上される。このため、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、ガスパス６の内筒６１および外筒６２における接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することが可能になる。

［実施形態５］
図６は、本実施形態に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。以下に説明する実施形態５において、上述した実施形態１と同等部分には、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態のタービン３は、ガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおいて、ガスパス流路６３内で、角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａの外側面に連なる部分に、外側に向けて傾斜する傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂが形成されている。さらに、ガスパス流路６３外で、ガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおける角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに重なる部分に至る外側を覆う肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄが設けられている。

このように構成されるタービン３によれば、実施形態１のタービン３と同様に、角部６１Ａａ，６２Ａａや隙間８や出力タービン静翼３２ａに対する下流側端部６１Ａ，６２Ａの配置による効果を奏する。これに加え、本実施形態のタービン３は、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂが形成されているとともに、肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄが設けられている。このため、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄによりガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおける角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに重なる部分の剛性が向上し、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、ガスパス６の内筒６１および外筒６２における接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することが可能になる。

［実施形態６］
図７は、本実施形態に係るタービンの要部を示す概略拡大図である。以下に説明する実施形態６において、上述した実施形態１と同等部分には、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態のタービン３は、ガスパス６における内筒６１および外筒６２の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおいて、ガスパス流路６３内で、角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａの外側面に連なる部分に、外側に向けて傾斜する傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂが形成されている。

また、本実施形態のタービン３は、ガスパス流路６３外で、ガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおける角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに重なる部分に至る外側を覆う肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄが設けられている。

このように構成されるタービン３によれば、実施形態１のタービン３と同様に、角部６１Ａａ，６２Ａａや隙間８や出力タービン静翼３２ａに対する下流側端部６１Ａ，６２Ａの配置による効果を奏する。これに加え、本実施形態のタービン３は、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂが形成され、この傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂの傾斜に沿ってガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが斜め外側に延在して形成され、シュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａの外側にガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが重なる傾斜外面３２ｄｃが形成されているとともに、肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄが設けられている。このため、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂおよび肉盛６１Ａｄ，６２Ａｄによりガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａにおける角部６１Ａａ，６２Ａａからシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａに重なる部分の剛性が向上し、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差がさらに軽減される。しかも、傾斜内面６１Ａｂ，６２Ａｂに沿ってガスパス６の下流側端部６１Ａ，６２Ａが延在され、かつ傾斜外面６１Ａｃ，６２Ａｃがシュラウド３２ｄの傾斜外面３２ｄｃに重なりロウ付けされることにより、ガスパス６の内筒６１および外筒６２とシュラウド３２ｄの上流側端部３２ｄａとの接合部分の剛性差がさらに軽減される。この結果、ガスパス６の内筒６１および外筒６２における接合部分での歪みの集中をより低減し、当該部分の応力の発生をより低減することが可能になる。

１圧縮機
２燃焼器
３タービン
３１高圧タービン
３２出力タービン
３２ａ出力タービン静翼
３２ｄシュラウド
３２ｄａ上流側端部
３２ｄｂ内面
３２ｄｃ傾斜外面
６ガスパス
６１内筒
６１Ａ，６２Ａ下流側端部
６１Ａａ，６２Ａａ角部
６１Ａｃ，６２Ａｃ傾斜外面
６１Ａｂ，６２Ａｂ傾斜内面
６１Ａｄ，６２Ａｄ肉盛
６２外筒
６３ガスパス流路
６３ａ内面
８隙間
Ｇ主流ガス
Ｒ重合部

Claims

タービン静翼の上流側にて当該タービン静翼のシュラウドに結合されて前記タービン静翼に主流ガスを供給するガスパス流路を形成するガスパスを有し、前記ガスパスの下流側端部を前記ガスパス流路の外側に拡げて前記シュラウドの外側面に重ねた部分がロウ付けされるタービンにおいて、
前記ガスパスは、筒状の内筒と、前記内筒の外側に筒状の外筒を設けることで、前記ガスパス流路を形成し、
前記ガスパスの下流側端部であって、前記ガスパス流路内で前記シュラウドの上流側端部と対向する部分に、前記ガスパス流路の内面から繋がる鋭角な角部を形成し、かつ当該角部と前記シュラウドの上流側端部と間に隙間を形成することを特徴とするタービン。
前記ガスパスの下流側端部に、前記ガスパス流路内で前記角部から前記シュラウドの上流側端部の外側面に連なる部分に外側に向けて傾斜する傾斜内面を形成し、かつ前記ガスパス流路外で前記傾斜内面の傾斜に沿って傾斜する傾斜外面を形成することを特徴とする請求項１に記載のタービン。
前記ガスパス流路外で前記ガスパスの下流側端部における前記角部から前記シュラウドの上流側端部に重なる部分に至る外側を覆う肉盛を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタービン。
前記ガスパスの下流側端部に、前記ガスパス流路内で前記角部から前記シュラウドの上流側端部の外側面に連なる部分に外側に向けて傾斜する傾斜内面を形成するとともに、前記傾斜内面の傾斜に沿って前記ガスパスの下流側端部を斜め外側に延在して形成し、当該ガスパスの下流側端部が重なる態様で前記シュラウドの上流側端部の外側面を斜めに形成し、さらに前記ガスパス流路外で前記ガスパスの下流側端部における前記角部から前記シュラウドの上流側端部に重なる部分に至る外側を覆う肉盛を設けることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載のタービン。
圧縮機と、燃焼器と、タービンとを備えるガスタービンエンジンにおいて、
請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載のタービンが適用されることを特徴とするガスタービンエンジン。