JP6615710B2 - Turbine vane - Google Patents
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Description
本発明は、タービン静翼に関する。 The present invention relates to a turbine vane.
ガスタービンは、高温高圧のガスをタービン翼に吹き付けることにより、その熱エネルギを回転力として取り出す機械であり、主要な構成部品の多くは、高温のガスに晒されている。このため、熱負荷の高い構成部品については強制的に冷却する必要がある。 A gas turbine is a machine that takes out its thermal energy as rotational force by blowing high-temperature and high-pressure gas onto turbine blades, and many of the main components are exposed to high-temperature gas. For this reason, it is necessary to forcibly cool a component having a high heat load.
冷却に用いる冷却空気はタービンと同一の軸に接続された圧縮機において、昇圧されて、冷却対象となる各部へ分配される。例えば、熱負荷の高い部品であるいくつかの静翼に対しては、タービン外周側に付設された抽気管を通して冷却空気が供給される。このように冷却空気が供給される静翼においては、供給された冷却空気の一部のみが翼の冷却に用いられ、残りの冷却空気は、翼の内周側に配置されたエンドウォールやタービンホイール等の冷却、あるいはタービンホイール間のホイールスペースに入り込もうとする高温ガスを排出するためのパージ空気として用いられる。 Cooling air used for cooling is pressurized in a compressor connected to the same shaft as the turbine and distributed to each part to be cooled. For example, cooling air is supplied to some stationary blades, which are parts having a high heat load, through an extraction pipe attached to the outer peripheral side of the turbine. In the stationary blades supplied with cooling air in this way, only a part of the supplied cooling air is used for cooling the blades, and the remaining cooling air is used for endwalls and turbines arranged on the inner peripheral side of the blades. It is used as purge air for cooling the wheels or the like, or for discharging hot gas that tends to enter the wheel space between the turbine wheels.
ガスタービンにおいて、静翼内に形成された冷却空気流路を通過してダイヤフラムキャビティに流入した冷却空気をパージ空気として有効に利用するための構造が開示されている(例えば、特許文献1、段落0022、図3参照)。
In a gas turbine, a structure for effectively using cooling air that has passed through a cooling air passage formed in a stationary blade and entered a diaphragm cavity as purge air is disclosed (for example,
また、ガスタービンのタービン静翼において、構成部品間における冷却空気の漏れを最小限に抑えながら冷却する必要に対して、個別のインピンジメント冷却のための個々のタービンノズル分割体がある(例えば、特許文献2参照)。このタービンノズル分割体は、円弧状のアウターバンド分割体と、前記アウターバンド分割体から半径方向内側に突出する翼型形状のタービン静翼であって、前記タービン静翼が中空内部を有する、前記タービン静翼と;前記アウターバンドに固定されて、インピンジキャビティを前記アウターバンド分割体と一体的に結合して形成するインピンジメント冷却板アセンブリであって、前記インピンジメント冷却板アセンブリが、前記インピンジメント冷却板アセンブリに形成される少なくとも1つのインピンジ孔を有し、前記インピンジ孔が、冷却空気を前記アウターバンド分割体に流すように配置される、前記インピンジメント冷却板アセンブリと;少なくとも1つのインピンジメント冷却用インサートと、を備え、前記少なくとも1つのインピンジメント冷却用インサートは、前記少なくとも1つのインピンジメント冷却用インサートに形成され、かつ前記タービン静翼の内部に配置される少なくとも1つのインピンジ孔を有し、前記少なくとも1つのインピンジメント冷却用インサートは、前記インピンジメント冷却板アセンブリの開口部に嵌合して、前記少なくとも1つのインピンジメント冷却用インサートが、前記インピンジキャビティと直接流体連通しないように遮断される。 Also, in the turbine vanes of gas turbines, there are individual turbine nozzle segments for individual impingement cooling, as opposed to the need to cool with minimal cooling air leakage between components (e.g., Patent Document 2). The turbine nozzle divided body is an arc-shaped outer band divided body and an airfoil-shaped turbine stationary blade protruding radially inward from the outer band divided body, the turbine stationary blade having a hollow interior, A turbine stationary blade; an impingement cooling plate assembly fixed to the outer band and integrally formed with an impingement cavity with the outer band split body, wherein the impingement cooling plate assembly includes the impingement The impingement cold plate assembly having at least one impingement hole formed in the cold plate assembly, the impingement hole being arranged to flow cooling air through the outer band segment; and at least one impingement A cooling insert, and the at least one The impingement cooling insert has at least one impingement hole formed in the at least one impingement cooling insert and disposed inside the turbine vane, wherein the at least one impingement cooling insert comprises: Engaging with an opening in the impingement cold plate assembly, the at least one impingement cooling insert is blocked from direct fluid communication with the impingement cavity.
特許文献2のような内部冷却構造を有するタービン静翼の場合、外周側から流入した冷却空気の一部は、インピンジメント冷却用インサートの側面に施工されたインピンジ孔を通過してインピンジキャビティに高速で噴出し、タービン静翼の内周面に衝突する。これにより熱伝達率が向上してタービン静翼の内周面から除熱される。一方、冷却空気の残りは、インピンジメント冷却用インサートの底部に設けた孔を通り、タービン静翼の底部に施工された翼底孔を経てダイヤフラムキャビティに流入し、エンドウォールやタービンホイールの冷却等に利用される。
In the case of a turbine vane having an internal cooling structure as in
ここで、インピンジメント冷却用インサートを備えたインピンジメント冷却板アセンブリを形成する部材は、タービン静翼を形成する部材と異なる部材のため熱延び量に違いがある。相互干渉を防止するために、インピンジメント冷却用インサートの底部とタービン静翼の底部との間には間隙が設けられている。このため、冷却空気は、この間隙を介してインピンジキャビティとダイヤフラムキャビティの間でリーク空気として通過可能となっている。 Here, the members that form the impingement cooling plate assembly including the impingement cooling inserts are different from the members that form the turbine stator blades, so that the amount of thermal extension is different. In order to prevent mutual interference, a gap is provided between the bottom of the impingement cooling insert and the bottom of the turbine vane. For this reason, the cooling air can pass as leaked air between the impingement cavity and the diaphragm cavity through this gap.
このように、インピンジメント冷却用インサートの底部とタービン静翼の底部との間の間隙が、熱延びの状況によって変化することから、熱延びの状況によっては、冷却空気のリーク量が設計意図の通りにならず、翼の冷却不足やホイールスペースのパージ空気不足などの問題を引き起こす可能性がある。 In this way, the gap between the bottom of the impingement cooling insert and the bottom of the turbine vane changes depending on the hot extension situation. This may cause problems such as insufficient cooling of the blades and insufficient purge air of the wheel space.
本発明は、上述した事柄に基づいてなされたものであって、その目的は、熱延びの状況に関係なく、インピンジキャビティとダイヤフラムキャビティの間のリーク量を低減し得るタービン静翼を安価に提供するものである。 The present invention has been made on the basis of the above-mentioned matters, and the object thereof is to provide a turbine stationary blade that can reduce the amount of leakage between the impingement cavity and the diaphragm cavity at a low cost regardless of the state of hot elongation. To do.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、タービンの回転軸を中心として略放射状に配置され、内部に中空部を備えた翼型部と、前記翼型部の内径側の端部に接続されたエンドウォール部と、前記中空部に設置されたインサートとを備えたタービン静翼であって、前記インサートは、前記中空部に配置される大径部と、前記大径部の底部に設けられて前記エンドウォール部との間に間隙を形成する底板と、前記底板から前記エンドウォール部を超えて伸びる冷媒流路部とを有し、前記冷媒流路部の外周と前記エンドウォール部との隙間を冷媒が流れることを抑制するシール構造とを備え、前記シール構造として前記冷媒流路部の外周に接続された板状部材を有し、前記板状部材が前記エンドウォール部を挟んで前記底板の反対側のダイヤフラムキャビティ側に配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above-described problems. To give an example, an airfoil portion that is disposed substantially radially around the rotating shaft of the turbine and has a hollow portion therein, and the blade A turbine vane including an end wall portion connected to an inner diameter side end portion of a mold portion and an insert installed in the hollow portion, wherein the insert is a large diameter portion disposed in the hollow portion When the has a bottom plate forming a gap between the provided at the bottom of the large diameter portion said end wall portion, and the bottom refrigerant passage extends beyond the end wall portion from the plate portion, the refrigerant flow A plate-like member connected to the outer periphery of the refrigerant flow path portion as the seal structure, and a seal structure that suppresses a refrigerant from flowing through a gap between the outer periphery of the path portion and the end wall portion, The end member is the end member Sandwiched therebetween, characterized in that it is arranged on the diaphragm cavity side opposite the base plate.
本発明によれば、インピンジキャビティとダイヤフラムキャビティの間のリーク量を低減し得るシール構造を設けたので、熱延びの状況に関係なくリーク量を低減し得るタービン静翼を安価に提供できる。 According to the present invention, since the seal structure that can reduce the leak amount between the impingement cavity and the diaphragm cavity is provided, it is possible to inexpensively provide a turbine vane that can reduce the leak amount regardless of the state of hot extension.
以下、本発明のタービン静翼の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a turbine stationary blade of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明のタービン静翼の第1の実施の形態を備えたガスタービンのタービン部の構成を示す部分断面図である。図1に示すように、ガスタービンのタービン部は、ケーシング80と、このケーシング80の内周に上流側から順に配置された、第1段静翼1a、第1段動翼3a、第2段静翼1b、第2段動翼3b、第3段静翼1c、第3段動翼3c、第4段静翼1d、第4段動翼3dと、ケーシング80内周側に回転可能に配置されたタービンロータ100とを備えている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a turbine section of a gas turbine provided with a first embodiment of a turbine stationary blade of the present invention. As shown in FIG. 1, the turbine section of the gas turbine includes a
ケーシング80は、その内周部にタービンロータ長手方向に所定の間隔で配置されたシュラウド71〜74とを備えている。シュラウド71、72には、第2段静翼1bの外径側に形成された外径側エンドウォール4bと、第3段静翼1cの外径側に形成された外径側エンドウォール4cとが支持されていて、シュラウド73、74には、第3段静翼1cの外径側エンドウォール4cと、第4段静翼1dの外径側に形成された外径側エンドウォール4dとが支持されている。第1段静翼1aの外径側に形成された外径側エンドウォール4aは、ケーシング80の支持されている。
The
シュラウド71、72と第2段静翼1bの外径側エンドウォール4bによって、第2段静翼1bの外周側にキャビティ5bが区画形成され、シュラウド72、73と第3段静翼1cの外径側エンドウォール4cによって、第3段静翼1cの外周側にキャビティ5cが区画形成されている。同様に、シュラウド73、74と第4段静翼1dの外径側エンドウォール4dによって、第4段静翼1dの外周側にキャビティ5dが区画形成されている。第1段静翼1aの外周側には、ケーシング80と第1段静翼1aの外径側エンドウォール4aによって、キャビティ5aが区画形成されている。
A
ケーシング80には、これらのキャビティ5a〜5dに接続する複数の空気導入孔が設けられている。これらの空気導入孔は、図示しない圧縮機から冷却空気を抽気する配管と接続されている。
The
第1段静翼1a、第2段静翼1b、第3段静翼1c及び第4段静翼1dの各内径側には、内径側エンドウォール2a〜2dが形成されている。第2段動翼3b、第3段動翼3c及び第4段動翼3dは、それぞれ、周方向に所定の間隙で複数枚配置されていて1段の静翼翼列を構成していて、内周側を連結する内径側エンドウォール2b〜2dを介して支持された静翼ダイヤフラム31b〜31dが備えられている。したがって、第1段静翼1a、第2段静翼1b、第3段静翼1c及び第4段静翼1dの各静翼翼列を軸方向から見ると、静翼の翼型部が、タービンの回転軸を中心として放射状に配置されて見える。
Inner diameter
第1段動翼3a、第2段動翼3b、第3段動翼3c及び第4段動翼3dは、それぞれタービンロータ100の外周に環状に配置され、動翼翼列を構成している。各段の動翼翼列の前側に、それぞれ同段落の静翼翼列が配置されている。
The first
次に、本発明のタービン静翼の第1の実施の形態を図2を用いて説明する。図2は本発明のタービン静翼の第1の実施の形態を示す断面図である。図2において、図1に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。本実施の形態においては、タービン静翼1として第3段静翼1cを例に説明する。
Next, a first embodiment of the turbine vane of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a turbine vane of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as those shown in FIG. In the present embodiment, a third stage stationary blade 1c will be described as an example of the turbine
図2に示すように、タービン静翼1は、内部に中空部を備えた翼型部10と、翼型部10の外径側に形成された外径側エンドウォール4と、翼型部10の内径側に形成された内径側エンドウォール2と、翼型部10の内部の中空部に嵌合されるインサートとしてのコアプラグ21とを備えている。
As shown in FIG. 2, the turbine
外径側エンドウォール4には、開口部11が設けられていて、図1に示すキヤビティからの冷却空気を翼型部10の内部に導入する。
An
内径側エンドウォール2には、翼底孔12が設けられていて、翼型部10の内部からの冷却空気をダイヤフラムキャビティ31に導入する。
A blade
コアプラグ21は、翼型部10の内部の中空部に配置される大径部21Aと、大径部21の底部に設けられたコアプラグ底板24に設けられて、翼底孔12を貫通してダイヤフラムキャビティ31に突入して冷媒流路部としての内周側冷却空気流路23を構成する小径部21Bとを備えている。
The core plug 21 is provided on a large-
本実施の形態においては、コアプラグ21の内周側冷却空気流路23の外周側であって、内径側エンドウォール2を間にして、コアプラグ底板24の反対側のダイヤフラムキャビティ31側に、シール構造としての板状部材40を配置したことを特徴としている。
In the present embodiment, a seal structure is provided on the outer peripheral side of the inner peripheral side cooling
ここで、本実施の形態と比較するために、従来のタービン静翼について図3を用いて説明する。図3は従来のタービン静翼の形態を示す断面図である。図3において、図1及び図2に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Here, for comparison with the present embodiment, a conventional turbine stationary blade will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional turbine stationary blade. In FIG. 3, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 2 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.
図3は、従来の代表的な内部冷却構造を有するタービン静翼を示したものであって、本発明の実施の形態との相違点は、板状部材40の有無のみである。従来例の場合は、図3に示すように、内径側エンドウォール2を間にして、コアプラグ底板24の反対側のダイヤフラムキャビティ31側において、内周側冷却空気流路23の外周側に板状部材40を設けていない。
FIG. 3 shows a conventional turbine vane having a typical internal cooling structure. The only difference from the embodiment of the present invention is the presence or absence of the plate-
図3において、外周側の開口部11から流入した冷却空気の一部は、コアプラグ内部の空間13からコアプラグ21の側面に施工された孔(図示せず)を通過してインピンジキャビティ14に高速で吹き出し、翼型部10の内周面15に衝突する。これにより熱伝達率が向上し、内周面15から除熱される。また、インピンジキャビティ14に噴出した冷却空気は、翼型部10に施工された孔(図示せず)を通って外部へ流出し、翼表面を覆うことで外部からの冷却に寄与する。
In FIG. 3, a part of the cooling air flowing in from the
一方、外周側の開口部11から流入した冷却空気の残りは内周側冷却空気流路23を経てダイヤフラムキャビティ31に流入する。
On the other hand, the remainder of the cooling air flowing in from the
ここで、熱延び量の違いによる相互干渉を防止するために、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2との間や、冷媒流路部としての内周側冷却空気流路23と翼底孔12の内壁との間には間隙が設けられている。このため、冷却空気は、この間隙を介してインピンジキャビティ14とダイヤフラムキャビティ31の間でリーク空気として通過可能となっている。このため、インピンジキャビティ14とダイヤフラムキャビティ31の内部圧力に差があると、翼底孔12を経て冷却空気が漏出する可能性があった。
Here, in order to prevent mutual interference due to the difference in the amount of thermal extension, the inner peripheral side cooling
次に、本実施の形態における構成及び作用の詳細を図4を用いて説明する。図4は本発明のタービン静翼の第1の実施の形態におけるリーク部分を拡大して示す断面図である。 Next, the details of the configuration and operation in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a leak portion in the first embodiment of the turbine vane of the present invention.
図4に示すように、本実施の形態においては、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2との間を間隙50と、冷媒流路部としての内周側冷却空気流路23の外周部と翼底孔12との間を間隙52と、内径側エンドウォール2とシール構造としての板状部材40との間を間隙51と、各々を規定する。本実施の形態においては、インピンジキャビティ14とダイヤフラムキャビティ31との間に、間隙50、51、52の3つの狭隘部が設けられている。このことにより、間隙51のない従来例に比べて狭隘部の全長が長くなり流体に与える抵抗が増加するので、シール効果が増大する。この結果、従来例に比べてリーク量を低減することができる。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, a
また、従来例では、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2との間の間隙50が広がる方向に熱変形が起こった場合、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2との間の間隙50におけるシール効果は低下し、内周側冷却空気流路23と翼底孔12との間の間隙52はほとんど変化しないため、全体としてのシール効果は低下するという問題があった。
In the conventional example, when thermal deformation occurs in the direction in which the
これに対し、本実施の形態によれば、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2との間の間隙50が広がる方向に熱変形が起こった場合、内径側エンドウォール2とシール構造としての板状部材40との間の間隙51は狭まる方向に変形するため、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2との間の間隙50におけるシール効果の低下分を内径側エンドウォール2とシール構造としての板状部材40との間の間隙51が補う形となり、熱変形によるシール効果の低下を抑制することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, when thermal deformation occurs in the direction in which the
また、反対に内径側エンドウォール2とシール構造としての板状部材40との間の間隙51が広がる方向に変形した場合には、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2の間の間隙50が狭まる方向に変形することになり、やはり熱変形によるシール効果の低下を抑制できる。
On the other hand, when the
以上のように、従来技術よりもシール効果が高く、かつ熱変形によるシール効果の変化が起こりにくいタービン静翼1を得ることができる。なお、シール構造としての板状部材40は、タービン静翼1の内部にコアプラグ21を挿入した後、ダイヤフラムキャビティ31側から組み入れ、溶接や接着などの方法で固定することができる。よって複雑な加工が必要なく、比較的安価に実施可能である。
As described above, it is possible to obtain the turbine
上述した本発明のタービン静翼の第1の実施の形態によれば、インピンジキャビティ14とダイヤフラムキャビティ31の間のリーク量を低減し得るシール構造40を設けたので、熱延びの状況に関係なくリーク量を低減し得るタービン静翼1を安価に提供できる。
According to the above-described first embodiment of the turbine vane of the present invention, the
また、上述した本発明のタービン静翼の第1の実施の形態によれば、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2の間の狭隘部と、内周側冷却空気流路23と翼底孔12の内壁との間の狭隘部の他に、もう一ヶ所の狭隘部が追加されるため、従来技術よりもリーク量を低減することができる。さらに、コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2の間の狭隘部が拡大してシール効果が弱まる方向に熱延びが起きた場合、追加の狭隘部は縮小してシール効果が強化されるため、全体としてのリーク量は熱延びの影響を受けない。
Further, according to the first embodiment of the turbine stationary blade of the present invention described above, the narrow portion between the core
更に、上述した本発明のタービン静翼の第1の実施の形態によれば、シール構造としての板状部材40は、タービン静翼1の内部にコアプラグ21を挿入した後、ダイヤフラムキャビティ31側から組み入れ、溶接や接着などの方法で固定することができるため、加工が容易であり、低コストで実施可能である。
Furthermore, according to the first embodiment of the turbine stator blade of the present invention described above, the plate-
以下、本発明のタービン静翼の第2の実施の形態を図面を用いて説明する。図5は本発明のタービン静翼の第2の実施の形態を示す断面図、図6は本発明のタービン静翼の第2の実施の形態におけるリーク部分を拡大して示す断面図である。図5及び図6において、図1乃至図4に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Hereinafter, a second embodiment of the turbine vane of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the turbine vane of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a leak portion in the second embodiment of the turbine vane of the present invention. 5 and 6, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG. 4 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.
図5に示す本発明のタービン静翼の第2の実施の形態は、大略第1の実施の形態と同様の機器で構成されるが、以下の構成が異なる。本実施の形態においては、シール構造としての板状部材41の端部に内径側エンドウォール2への凸部41Aが設けられている点が異なっている。
Although the second embodiment of the turbine vane of the present invention shown in FIG. 5 is configured by the same equipment as the first embodiment, the following configuration is different. The present embodiment is different in that a
具体的には、例えば、板状部材が正面視で円形の場合、その外周部に板面に直立する方向に1つの凸部が壁状に設けられていて、天井部の無い円筒形に形成されている。 Specifically, for example, when the plate-like member is circular when viewed from the front, one convex portion is provided in a wall shape in the direction standing upright on the outer peripheral portion of the plate surface, and is formed in a cylindrical shape without a ceiling portion. Has been.
図6に示すように、本実施の形態においては、内径側エンドウォール2とシール構造としての板状部材41の凸部41Aとの間を間隙51Aと規定する。また、本実施の形態においては、例えば、インピンジキャビティ14からダイヤフラムキャビティ31へ冷却空気がリークする場合に、流れる冷却空気を矢印で示している。インピンジキャビティ14からの冷却空気は、まず、間隙50を通過し、その後間隙52を通過して、シール構造としての板状部材41に到達する。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a
その後、冷却空気は、内径側エンドウォール2とシール構造としての板状部材41との間の間隙51を通過するが、端部においては凸部41Aとの間の間隙51Aを通過してダイヤフラムキャビティ31へ流入する。冷却空気の流路面積は、凸部41Aにおいて、間隙51から間隙51Aに急激に変化する。この急激な流路面積の変化は流れの撹乱を誘発する。このことにより、凸部41Aにおける圧力損失を増加させ、流体に与える抵抗を増加させるので、シール効果が増大する。この結果、流路面積の変化の少ない構造に比べてさらに顕著なシール効果を得ることができる。
Thereafter, the cooling air passes through the
上述した本発明のタービン静翼の第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment of the turbine vane of the present invention described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
以下、本発明のタービン静翼の第3の実施の形態を図面を用いて説明する。図7は本発明のタービン静翼の第3の実施の形態を示す断面図である。図7において、図1乃至図6に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Hereinafter, a third embodiment of the turbine vane of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the turbine vane of the present invention. In FIG. 7, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG.
図7に示す本発明のタービン静翼の第3の実施の形態は、大略第1の実施の形態と同様の機器で構成されるが、以下の構成が異なる。本実施の形態においては、シール構造としての板状部材42に内径側エンドウォール2への複数の凸部42Aが設けられている点が異なっている。
Although the third embodiment of the turbine vane of the present invention shown in FIG. 7 is configured with almost the same equipment as the first embodiment, the following configuration is different. The present embodiment is different in that a plurality of
具体的には、例えば、板状部材が正面視で円形の場合、その板面に直立する方向に複数の凸部42Aが壁状に設けられている。シール構造としての板状部材42には、複数の凸部42Aが設けられているため、内径側エンドウォール2と複数の凸部42Aを有するシール構造42との間に複数の狭隘部と拡大部が連続的に連なることになる。狭隘部と拡大部が連続することにより、冷却空気の流れは激しく撹乱されるため、圧力損失が増大し、シール効果も増大する。
Specifically, for example, when the plate-like member is circular in a front view, a plurality of
上述した本発明のタービン静翼の第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 According to the third embodiment of the turbine vane of the present invention described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
以下、本発明のタービン静翼の第4の実施の形態を図面を用いて説明する。図8は本発明のタービン静翼の第4の実施の形態を示す断面図である。図8において、図1乃至図7に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Hereinafter, a fourth embodiment of the turbine stationary blade of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of a turbine vane of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG.
図8に示す本発明のタービン静翼の第4の実施の形態は、大略第1の実施の形態と同様の機器で構成されるが、以下の構成が異なる。本実施の形態においては、シール構造としての板状部材43の端部に内径側エンドウォール2への凸部43Aを、板状部材43の湾曲によって成形して設けた点が異なっている。本実施の形態によれば、凸部43Aを有するシール構造を湾曲によって設けるため、成形が容易であるという利点がある。
The fourth embodiment of the turbine vane of the present invention shown in FIG. 8 is configured with almost the same equipment as that of the first embodiment, but the following configuration is different. The present embodiment is different in that a convex portion 43A to the inner diameter
上述した本発明のタービン静翼の第4の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 According to the fourth embodiment of the turbine vane of the present invention described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
以下、本発明のタービン静翼の第5の実施の形態を図面を用いて説明する。図9は本発明のタービン静翼の第5の実施の形態を示す断面図である。図9において、図1乃至図8に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Hereinafter, a fifth embodiment of the turbine vane of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the turbine vane of the present invention. In FIG. 9, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 8 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.
図9に示す本発明のタービン静翼の第5の実施の形態は、大略第1の実施の形態と同様の機器で構成されるが、以下の構成が異なる。具体的には、図5に示す第2の実施の形態におけるシール構造としての板状部材41を弾性素材で製作した点が異なる。
Although the fifth embodiment of the turbine vane of the present invention shown in FIG. 9 is composed of almost the same equipment as the first embodiment, the following configurations are different. Specifically, the difference is that the plate-
本実施の形態によれば、図9に示すように、タービン静翼1が冷温状態のときに、シール構造としての板状部材41の凸部41Aを内径側エンドウォール2に接触している状態に配置することができる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 9, when the turbine
冷温状態から入熱状態に移行して、コアプラグ21の移動60によってコアプラグ底板24と内径側エンドウォール2の間の間隙50が広がる方向に熱変形が起きた場合、本実施の形態は板状部材41が弾性素材で形成されているため、凸部41A以外の部位が内径側エンドウォール2側に近接するように変形61するのでシール構造の破損が回避される。このような変形の結果として、凸部41Aを有するシール構造としての板状部材41が内径側エンドウォール2に常に接触している状態にすることもできる。この場合、内径側エンドウォール2と凸部41Aを有するシール構造との間の間隙が形成されないため、きわめて高いシール効果を得ることができる。
In the present embodiment, when the transition from the cold temperature state to the heat input state causes thermal deformation in the direction in which the
上述した本発明のタービン静翼の第5の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 According to the fifth embodiment of the turbine vane of the present invention described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
以下、本発明のタービン静翼の第6の実施の形態を図面を用いて説明する。図10は本発明のタービン静翼の第6の実施の形態を示す断面図である。図10において、図1乃至図9に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Hereinafter, a sixth embodiment of the turbine vane of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sixth embodiment of the turbine vane of the present invention. In FIG. 10, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG. 9 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.
図10に示す本発明のタービン静翼の第6の実施の形態は、大略第1の実施の形態と同様の機器で構成されるが、以下の構成が異なる。具体的には、図8に示す第4の実施の形態におけるシール構造としての板状部材43を弾性素材で製作した点が異なる。
The sixth embodiment of the turbine vane of the present invention shown in FIG. 10 is configured with almost the same equipment as the first embodiment, but the following configuration is different. Specifically, the difference is that the
本実施の形態においても、図10に示すように、タービン静翼1が冷温状態のときに、シール構造としての板状部材43の一部を内径側エンドウォール2に接触している状態に配置することができる。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 10, when the turbine
そして、熱変形によるコアプラグ21の移動60をシール構造としての板状部材43の変形61で吸収することができる。このような変形の結果として、シール構造としての板状部材43が内径側エンドウォール2に常に接触している状態にすることもできるので、きわめて高いシール効果を得ることができる。
The
上述した本発明のタービン静翼の第6の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 According to the sixth embodiment of the turbine vane of the present invention described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
1:タービン静翼、2:内径側エンドウォール、4:外径側エンドウォール、10:翼型部、11:外周側の開口部、12:翼底孔、13:コアプラグ内部の空間、14:インピンジキャビティ、15:内周面、21:コアプラグ(インサート)、23:内周側冷却空気流路(冷媒流路部)、24:コアプラグ底板、31:ダイヤフラムキャビティ、40:板状部材(シール構造)、41:板状部材(凸部を有するシール構造)、42:板状部材(複数の凸部を有するシール構造)、43:板状部材(湾曲したシール構造)、50:コアプラグ底板24と内径側エンドウォール2との間の間隙、51:内径側エンドウォール2とシール構造との間の間隙、52:内周側冷却空気流路23の外周部と翼底孔12との間の間隙、60:コアプラグの移動、61:シール構造の変形、71、72、73、74:シュラウド
1: turbine stationary blade, 2: inner diameter side end wall, 4: outer diameter side end wall, 10: airfoil portion, 11: opening on outer peripheral side, 12: blade bottom hole, 13: space inside core plug, 14: in pin-di cavity, 15: inner circumferential surface, 21: core plug (insert), 23: inner circumferential side cooling air passage (refrigerant channel portion), 24: core plug bottom plate, 31: diaphragm cavity, 40: plate-like member (seal Structure), 41: plate-like member (sealing structure having convex portions), 42: plate-like member (sealing structure having plural convex portions), 43: plate-like member (curved sealing structure), 50: core plug
Claims (6)
前記翼型部の内径側の端部に接続されたエンドウォール部と、
前記中空部に設置されたインサートとを備えたタービン静翼であって、
前記インサートは、前記中空部に配置される大径部と、前記大径部の底部に設けられて前記エンドウォール部との間に間隙を形成する底板と、前記底板から前記エンドウォール部を超えて伸びる冷媒流路部とを有し、
前記冷媒流路部の外周と前記エンドウォール部との隙間を冷媒が流れることを抑制するシール構造とを備え、
前記シール構造として前記冷媒流路部の外周に接続された板状部材を有し、
前記板状部材が前記エンドウォール部を挟んで前記底板の反対側のダイヤフラムキャビティ側に配置されている
ことを特徴とするタービン静翼。 An airfoil portion disposed substantially radially around the rotation axis of the turbine and having a hollow portion therein;
An end wall connected to the inner diameter side end of the airfoil, and
A turbine vane including an insert installed in the hollow portion,
The insert includes a large-diameter portion disposed in the hollow portion, a bottom plate provided at a bottom portion of the large-diameter portion and forming a gap between the end-wall portion and the bottom plate beyond the end-wall portion. and a refrigerant flow path portion extending Te,
A seal structure that suppresses the flow of refrigerant through the gap between the outer periphery of the refrigerant flow path portion and the end wall portion ;
A plate-like member connected to the outer periphery of the refrigerant flow path portion as the seal structure;
The turbine stator blade according to claim 1, wherein the plate-like member is disposed on a diaphragm cavity side opposite to the bottom plate with the end wall portion interposed therebetween .
前記板状部材に、前記エンドウォール部に向かって凸である少なくとも1つの凸部を設けた
ことを特徴とするタービン静翼。 The turbine stationary blade according to claim 1 ,
A turbine vane characterized in that the plate-like member is provided with at least one convex portion that is convex toward the end wall portion.
前記板状部材の端部が前記エンドウォール部に近づく方向に湾曲している
ことを特徴とするタービン静翼。 The turbine stationary blade according to claim 1 ,
An end of the plate-like member is curved in a direction approaching the end wall.
前記板状部材が弾性素材で形成されていて、前記エンドウォール部と少なくとも1箇所で接触している
ことを特徴とするタービン静翼。 The turbine stationary blade according to claim 1 ,
The plate-shaped member is made of an elastic material, and is in contact with the end wall portion at at least one location.
前記板状部材が弾性素材で形成されていて、前記凸部が前記エンドウォール部と少なくとも1箇所で接触している
ことを特徴とするタービン静翼。 The turbine stationary blade according to claim 2 , wherein
The said plate-shaped member is formed with the elastic raw material, The said convex part is contacting the said end wall part at at least one place. The turbine stationary blade characterized by the above-mentioned.
前記板状部材が弾性素材で形成されていて、前記板状部材の端部が前記エンドウォール部と少なくとも1箇所で接触している
ことを特徴とするタービン静翼。 The turbine stationary blade according to claim 3 ,
The plate-shaped member is formed of an elastic material, and an end portion of the plate-shaped member is in contact with the end wall portion at at least one location.
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