JP7232035B2 - Gas turbine stator blades and gas turbines - Google Patents

Gas turbine stator blades and gas turbines Download PDF

Info

Publication number
JP7232035B2
JP7232035B2 JP2018236391A JP2018236391A JP7232035B2 JP 7232035 B2 JP7232035 B2 JP 7232035B2 JP 2018236391 A JP2018236391 A JP 2018236391A JP 2018236391 A JP2018236391 A JP 2018236391A JP 7232035 B2 JP7232035 B2 JP 7232035B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insert
space
blade
wall
impingement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018236391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020097907A (en
Inventor
靖夫 宮久
秀勝 渥美
哲 羽田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2018236391A priority Critical patent/JP7232035B2/en
Publication of JP2020097907A publication Critical patent/JP2020097907A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7232035B2 publication Critical patent/JP7232035B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本開示は、ガスタービンの静翼及びガスタービンに関する。 The present disclosure relates to gas turbine vanes and gas turbines.

複数の燃焼器を備えるガスタービンでは、燃焼器の出口近傍において、燃焼器間での音響的な伝搬により燃焼振動が発生することがある。このような燃焼振動は、ガスタービンの安定運転を阻害する要因となり得る。そこで、燃焼器の出口近傍で生じる燃焼振動を低減するための工夫がなされている。 In a gas turbine having a plurality of combustors, acoustic propagation between the combustors may cause combustion oscillations in the vicinity of the exits of the combustors. Such combustion oscillation can be a factor that hinders stable operation of the gas turbine. Therefore, measures have been taken to reduce the combustion oscillation that occurs near the exit of the combustor.

例えば、特許文献1には、隣接する燃焼器の出口部間における熱音響的な接続に起因する熱音響的脈動又は望ましくないモードの共鳴を抑制するため、燃焼器出口部(タービン入口部)における環状のガス流路が周方向に分割されたガスタービンが開示されている。 For example, US Pat. A gas turbine is disclosed in which an annular gas flow path is divided circumferentially.

特許第5726267号公報Japanese Patent No. 5726267

上述したように、特許文献1に記載されるガスタービンでは、燃焼器出口と静翼との間に形成される環状のガス流路が、周方向に少なくとも部分的に繋がる隙間が形成されている。そのため、隣接する燃焼器間の隙間の形成により音響的伝搬の抑制効果が限定的となりうる。 As described above, in the gas turbine described in Patent Document 1, the annular gas flow path formed between the combustor outlet and the stationary blade is formed with a gap that at least partially connects in the circumferential direction. . Therefore, the formation of gaps between adjacent combustors may limit the effect of suppressing acoustic propagation.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の燃焼器の出口部間における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減可能なガスタービンの静翼及びガスタービンを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, it is an object of at least one embodiment of the present invention to provide a gas turbine stator vane and a gas turbine capable of reducing combustion oscillations caused by acoustic propagation between outlets of multiple combustors. and

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの静翼は、
ガスタービンの静翼であって、
中空の翼体を備え、
前記ガスタービンの軸方向における前記翼体の上流側端部は、前記軸方向における上流側に突出する凸部又は前記軸方向における下流側に凹む凹部を含み、
前記凹部又は前記凸部は、前記翼体の外部空間と内部空間とを連通する少なくとも一つのパージ孔を含む。
(1) A gas turbine stator vane according to at least one embodiment of the present invention,
A stator vane for a gas turbine,
Equipped with a hollow wing body,
the upstream end of the blade body in the axial direction of the gas turbine includes a convex portion projecting upstream in the axial direction or a concave portion recessed downstream in the axial direction;
The concave portion or the convex portion includes at least one purge hole communicating between the outer space and the inner space of the blade body.

上記(1)の構成によれば、静翼の上流側に位置する凹部又は凸部を、燃焼器側の相手側部材(例えば燃焼器又は燃焼器と静翼との間に設けられるシール部材等)と嵌合させたときに、静翼の凹部または凸部の一対の側壁面と、相手側部材とを、軸方向においてオーバーラップさせることができる。これにより、燃焼器と静翼との間の隙間が凹凸形状の小さい隙間として形成され、複数の燃焼器の出口部間における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減することができる。 According to the above configuration (1), the concave portion or the convex portion positioned upstream of the stator vane is replaced by a mating member on the combustor side (for example, a combustor or a seal member provided between the combustor and the stator vane). ), the pair of side wall surfaces of the concave or convex portion of the stationary blade and the mating member can overlap in the axial direction. As a result, the gap between the combustor and the stator vane is formed as a small concave-convex gap, and combustion oscillation caused by acoustic propagation between the exit portions of the plurality of combustors can be reduced.

また、上記(1)の構成によれば、静翼の凹部又は凸部と燃焼器側の相手側部材との間の隙間に、翼体の内部空間からパージ孔を介して冷却媒体を供給することができる。このように、静翼の凹部又は凸部と、相手側部材との間の隙間に供給される冷却媒体の流れによって、静翼の上流側端部が冷却され、上流側端部の熱損傷が防止され、ガスタービンの安定運転が可能となる。 Further, according to the above configuration (1), the cooling medium is supplied from the internal space of the blade through the purge hole to the gap between the recess or protrusion of the stationary blade and the mating member on the combustor side. be able to. In this way, the upstream end of the stationary blade is cooled by the flow of the cooling medium supplied to the gap between the concave or convex portion of the stationary blade and the mating member, and thermal damage to the upstream end is prevented. is prevented, and stable operation of the gas turbine becomes possible.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記凸部又は前記凹部は、翼高さ方向に沿って前記翼体の先端側から基端側にかけて延在し、
前記パージ孔は、前記先端側から前記基端側にかけて前記翼高さ方向に沿って配列された複数のパージ孔を含む。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The convex portion or the concave portion extends from the tip end side to the base end side of the wing body along the wing height direction,
The purge holes include a plurality of purge holes arranged along the blade height direction from the tip end side to the base end side.

上記(2)の構成によれば、翼体の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔から冷却媒体を翼体の外部空間に排出することにより、翼体の内部空間への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体の上流側端部の熱損傷を抑制することができる。 According to the above configuration (2), the cooling medium is discharged to the outer space of the blade through a plurality of purge holes arranged from the tip end to the base end of the blade, thereby allowing combustion to occur in the inner space of the blade. It is possible to suppress backflow of gas, reduce the temperature of the combustion gas outside the purge hole, and suppress thermal damage to the upstream end of the blade body.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、
前記翼体は、前記ガスタービンの周方向において前記パージ孔に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔を含む。
(3) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2) above,
The blade body includes at least one side purge hole adjacent to the purge hole in the circumferential direction of the gas turbine.

上記(3)の構成によれば、サイドパージ孔から冷却媒体を翼体の外部空間に排出することにより、翼体の内部空間への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体の軸方向上流側端部の損傷を抑制することができる。 According to the above configuration (3), the cooling medium is discharged from the side purge hole to the outer space of the blade body, thereby suppressing the backflow of the combustion gas to the inner space of the blade body, thereby suppressing the combustion outside the side purge hole. By lowering the temperature of the gas, damage to the axially upstream end of the blade body can be suppressed.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し、翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し、前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、を備え、
前記上流側端部の外壁面は、前記凸部又は前記凹部を周方向に挟んで前記負圧面壁部及び前記圧力面壁部に延在する一対の平板部を含む。
(4) In some embodiments, in the configuration of any one of (1) to (3) above,
The blade body connects the protrusion or the recess and the trailing edge, and connects the suction surface wall portion on the suction surface side where the blade surface forms a convex surface and the protrusion or the recess and the trailing edge, a pressure surface wall portion on the pressure surface side in which the blade surface forms a concave surface;
The outer wall surface of the upstream end portion includes a pair of flat plate portions extending to the suction surface wall portion and the pressure surface wall portion with the convex portion or the concave portion sandwiched in the circumferential direction.

上記(4)の構成によれば、翼体の上流側端部の加工が容易になる。 According to the configuration (4) above, it becomes easy to process the upstream end of the blade body.

(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の構成において、
前記翼体の前記内部空間に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第1インサートを更に備え、
前記第1インサートは、前記翼高さ方向に沿って延在する開口が形成された開口形成部を含み、
前記開口は、前記少なくとも一つのパージ孔に対向して配置されている。
(5) In some embodiments, in the configurations of (1) to (4) above,
further comprising a cylindrical first insert extending along the blade height direction in the internal space of the blade body;
the first insert includes an opening forming portion having an opening extending along the wing height direction;
The opening is positioned opposite the at least one purge hole.

上記(5)の構成によれば、第1インサートの内部空間から開口形成部の開口を介して第1インサートの外部に流出した高圧の冷却媒体を、パージ孔からスムーズに静翼の凹部又は凸部と燃焼器側の相手側部材との間の隙間に直接供給することができる。これにより、静翼を冷却しながら前述の隙間を介した燃焼ガスの逆流を抑制することができる。 According to the above configuration (5), the high-pressure cooling medium that has flowed out of the first insert from the internal space of the first insert through the opening of the opening forming portion is smoothly removed from the recesses or protrusions of the stationary blade through the purge holes. It can be fed directly into the gap between the part and the mating member on the combustor side. As a result, it is possible to suppress the backflow of the combustion gas through the aforementioned gap while cooling the stator blades.

(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、
前記第1インサートは、筒状に形成された筒体と、前記筒体の一端部に鍔状に設けられたインサートカラーと、を含み、
前記インサートカラーは、前記開口形成部の位置に対応して配置された切欠き部を有する。
(6) In some embodiments, in the configuration of (5) above,
The first insert includes a cylindrical body and an insert collar provided at one end of the cylindrical body in the shape of a flange,
The insert collar has a notch portion arranged corresponding to the position of the opening forming portion.

上記(6)の構成によれば、インサートカラーに開口形成部の開口の位置に対応する部分に切欠き部があるので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体の内壁面と第1インサートの外周面との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔に供給できる。 According to the configuration (6) above, since the insert collar has the cutout portion in the portion corresponding to the position of the opening of the opening forming portion, a part of the cooling medium supplied from the outside is transferred to the inner wall surface of the blade body and the first cutout portion. Since the cooling medium can be directly supplied to the gap between the outer peripheral surface of the 1 insert, the high-pressure cooling medium can be supplied to the purge hole while suppressing the pressure loss of the cooling medium as much as possible.

(7)幾つかの実施形態では、上記(5)又は(6)の構成において、
前記翼体の内壁面と前記第1インサートの外周面との間には第1インピンジメント空間が形成され、
前記第1インサートのうち前記開口形成部を除いた部分は、前記第1インサートの内部空間と前記第1インピンジメント空間とを連通する複数のインピンジメント孔が形成されたインピンジメント壁部を含む。
(7) In some embodiments, in the configuration of (5) or (6) above,
A first impingement space is formed between the inner wall surface of the wing body and the outer peripheral surface of the first insert,
A portion of the first insert excluding the opening forming portion includes an impingement wall portion formed with a plurality of impingement holes communicating the internal space of the first insert and the first impingement space.

上記(7)の構成によれば、インピンジメント壁部に形成されたインピンジメント孔を介して第1インサートの内部空間から第1インピンジメント空間に冷却媒体を排出することにより、翼体に対してインピンジメント冷却を行うことができる。 According to the above configuration (7), the cooling medium is discharged from the internal space of the first insert into the first impingement space through the impingement hole formed in the impingement wall, thereby Impingement cooling can be provided.

(8)幾つかの実施形態では、上記(7)の構成において、
前記翼体における前記上流側端部の内壁面には、前記第1インサートとの間で前記第1インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第1シールダムが形成され、
前記一対の第1シールダムは、前記パージ孔を前記ガスタービンの周方向に挟んで配置される。
(8) In some embodiments, in the configuration of (7) above,
A pair of first seal dams extending in the blade height direction are formed on the inner wall surface of the upstream end of the blade body so as to separate the first impingement space from the first insert. ,
The pair of first seal dams are arranged to sandwich the purge hole in the circumferential direction of the gas turbine.

上記(8)の構成によれば、インピンジメント空間のうち開口形成部の開口とパージ孔とを連通するために接続する連通空間を、一対の第1シールダムによって、第1インピンジメント空間に対して仕切ることができる。このため、静翼の凹部又は凸部と燃焼器側の相手側部材との間の隙間に対して、翼体の内部空間からパージ孔を介して第1インサートに供給された冷却媒体の圧力を下げることなく、高圧の冷却媒体を効果的に供給することができる。これにより、第1インピンジメント空間が、連通空間から縁切り離されるため、翼面の状態に応じて効果的なインピンジメント冷却が可能になる。 According to the above configuration (8), the communication space, which is included in the impingement space and connects the opening of the opening forming portion and the purge hole so as to communicate with each other, is set with respect to the first impingement space by the pair of first seal dams. can be partitioned. Therefore, the pressure of the cooling medium supplied from the internal space of the blade body to the first insert through the purge hole is applied to the gap between the concave or convex portion of the stationary blade and the mating member on the combustor side. High pressure cooling medium can be effectively supplied without lowering. As a result, the first impingement space is edge-separated from the communicating space, so that effective impingement cooling can be achieved according to the state of the blade surface.

(9)幾つかの実施形態では、上記(8)の構成において、
前記上流側端部は、前記ガスタービンの周方向に延在する平板部を含み、
前記凸部又は前記凹部は、前記平板部に形成されており、
前記一対の第1シールダムは、前記平板部の内壁面に形成されている。
(9) In some embodiments, in the configuration of (8) above,
the upstream end includes a flat plate portion extending in a circumferential direction of the gas turbine;
The convex portion or the concave portion is formed in the flat plate portion,
The pair of first shield dams are formed on the inner wall surface of the flat plate portion.

上記(9)の構成によれば、一対の第1シールダムを平板部の内壁面に形成することにより、第1シールダムと第1インサートとの間の漏れ流れを効果的に抑制し、有効なインピンジメント冷却が達成できる。 According to the above configuration (9), by forming the pair of first seal dams on the inner wall surface of the flat plate portion, the leakage flow between the first seal dams and the first insert is effectively suppressed, and effective impingement is achieved. cooling can be achieved.

(10)幾つかの実施形態では、上記(8)又は(9)の構成において、
前記第1インサートは、前記開口を前記周方向に挟んで配置された一対のリブを前記第1インサートの外周面に備え、
前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第1シールダムにそれぞれ嵌合する。
(10) In some embodiments, in the configuration of (8) or (9) above,
The first insert includes a pair of ribs arranged on both sides of the opening in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the first insert,
The pair of ribs extend along the blade height direction and are fitted to the pair of first seal dams, respectively.

上記(10)の構成によれば、第1インピンジメント空間において、翼体に対する効果的なインピンジメント冷却が可能になる。 According to the configuration (10) above, effective impingement cooling of the blade body can be achieved in the first impingement space.

(11)幾つかの実施形態では、上記(10)の構成において、
前記第1インサートの前記開口形成部と前記インピンジメント壁部とは、前記リブを間に挟んで隣接して設けられる。
(11) In some embodiments, in the configuration of (10) above,
The opening forming portion of the first insert and the impingement wall portion are provided adjacent to each other with the rib interposed therebetween.

上記(11)の構成によれば、パージ孔を介して翼体の外部空間に排出される冷却媒体及びインピンジメント孔を介して第1インピンジメント空間に噴射される冷却媒体によって、翼体を効果的に冷却することができる。 According to the above configuration (11), the cooling medium discharged to the external space of the blade through the purge hole and the cooling medium injected into the first impingement space through the impingement hole are used to effectively clean the blade. can be cooled effectively.

(12)幾つかの実施形態では、上記(8)乃至(11)の何れかの構成において、
前記ガスタービンの軸方向において前記第1インサートの下流側に隣接して設けられるとともに前記翼高さ方向に沿って延在する筒状の第2インサートを更に備え、
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、前記翼体の内側において前記負圧面壁部と前記圧力面壁部とを接続するように延在するn個(nは1以上の整数)の仕切壁とを含み、
前記第1インサート及び前記第2インサートは、前記n個の仕切壁のうち後縁から最も遠い仕切壁である前側仕切壁と、前記翼体の外壁のうち前記前側仕切壁を挟んで前記後縁と反対側の部分である前側外壁部と、によって画定される前側空間に設けられ、
前記翼体の内壁面と前記第2インサートの外周面との間には第2インピンジメント空間が形成され、
前記静翼は、前記第1インピンジメント空間と前記第2インピンジメント空間とを仕切る仕切部を備え、
前記第1インサートとの間で前記第1インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対であり、前記第2インサートとの間で前記第2インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対以下である。
(12) In some embodiments, in the configuration of any one of (8) to (11) above,
further comprising a cylindrical second insert provided adjacent to the downstream side of the first insert in the axial direction of the gas turbine and extending along the blade height direction;
The blade body includes a suction surface wall portion on the suction surface side connecting the projection or the recess and the trailing edge and connecting the projection or the recess and the trailing edge to the blade. n (n is an integer equal to or greater than 1) extending so as to connect the suction surface wall portion and the pressure surface wall portion inside the blade body on the pressure surface side, the surface forming a concave surface; a partition wall of
The first insert and the second insert include a front partition wall, which is the partition wall farthest from the trailing edge among the n partition walls, and the rear edge of the outer wall of the wing with the front partition wall interposed therebetween. provided in the front space defined by the front outer wall portion, which is the portion opposite to the
A second impingement space is formed between the inner wall surface of the wing body and the outer peripheral surface of the second insert,
The stator blade includes a partition that partitions the first impingement space and the second impingement space,
The number of seal dams partitioning the first impingement space with the first insert is one pair, and the number of seal dams partitioning the second impingement space with the second insert is one pair or less.

上記(12)の構成によれば、第1インサートとの間で第1インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対であり、第2インサートとの間で第2インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は、一対以下である。このため、前側空間の圧力を3以上の圧力に分ける場合であっても、第1インサート及び第2インサートを容易に前側空間に挿入することができ、仕切部における漏れ流れの量の増大を抑制することができる。 According to the above configuration (12), the number of seal dams partitioning the first impingement space with the first insert is one pair, and the number of seal dams partitioning the second impingement space with the second insert is , less than or equal to one pair. Therefore, even when the pressure in the front space is divided into three or more pressures, the first insert and the second insert can be easily inserted into the front space, and an increase in the amount of leakage flow at the partition is suppressed. can do.

(13)幾つかの実施形態では、上記(12)の構成において、
前記仕切部は、前記第1インサートと前記第2インサートとの間を前記前側外壁部から前記前側仕切壁に亘って仕切る仕切壁を含む。
(13) In some embodiments, in the configuration of (12) above,
The partition section includes a partition wall that partitions the first insert and the second insert from the front outer wall to the front partition wall.

上記(13)の構成によれば、仕切壁を挟んで両側に位置する第1インピンジメント空間と第2インピンジメント空間との間の漏れ流れを完全に防止できる。 According to the configuration (13) above, it is possible to completely prevent leakage flow between the first impingement space and the second impingement space located on both sides of the partition wall.

(14)幾つかの実施形態では、上記(12)の構成において、
前記仕切部は、前記第2インサートとの間で前記第2インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第2シールダムを含む。
(14) In some embodiments, in the configuration of (12) above,
The partition includes a pair of second seal dams extending in the blade height direction so as to partition the second impingement space from the second insert.

上記(14)の構成によれば、第2シールダムを挟んで両側に位置する第1インピンジメント空間と第2インピンジメント空間との間の漏れ流れを簡素な構成で抑制することができる。 According to the configuration (14) above, it is possible to suppress leakage flow between the first impingement space and the second impingement space located on both sides of the second seal dam with a simple configuration.

(15)幾つかの実施形態では、上記(14)の構成において、
前記一対の第2シールダムは、前記前側仕切壁の内壁面及び前記前側外壁部の内壁面に形成される。
(15) In some embodiments, in the configuration of (14) above,
The pair of second seal dams are formed on the inner wall surface of the front partition wall and the inner wall surface of the front outer wall.

上記(15)の構成によれば、簡素な構成で、前側仕切壁の内壁面と第2インサートとの間を仕切るとともに、前側外壁部と第2インサートとの間を仕切ることができる。 According to the above configuration (15), it is possible to partition between the inner wall surface of the front partition wall and the second insert, and between the front outer wall portion and the second insert, with a simple configuration.

(16)幾つかの実施形態では、上記(14)又は(15)の構成において、
前記第2インサートは前記第2インサートの外周面に一対のリブを備え、
前記第2インサートの前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第2シールダムにそれぞれ嵌合する。
(16) In some embodiments, in the configuration of (14) or (15) above,
The second insert has a pair of ribs on the outer peripheral surface of the second insert,
The pair of ribs of the second insert extend along the blade height direction and are fitted to the pair of second seal dams, respectively.

上記(16)の構成によれば、一対の第2シールダムを挟んで両側に位置する第1インピンジメント空間と第2インピンジメント空間との間の漏れ流れを簡素な構成で抑制することができる。 According to the configuration (16) above, a leak flow between the first impingement space and the second impingement space located on both sides of the pair of second seal dams can be suppressed with a simple configuration.

(17)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
径方向に沿った径方向壁部を含む出口部を有するとともに、周方向に配置される複数の燃焼器と、
前記周方向に隣り合う前記燃焼器の前記出口部のうち互いに対向する一対の前記径方向壁部の下流側に位置する、上記(1)乃至(16)の何れかに記載の静翼と、
を備える。
(17) A gas turbine according to at least one embodiment of the present invention,
a plurality of circumferentially arranged combustors having outlets including radial walls along the radial direction;
a stator vane according to any one of (1) to (16) above, which is positioned downstream of the pair of radial wall portions facing each other among the outlet portions of the combustors adjacent in the circumferential direction;
Prepare.

上記(17)の構成によれば、上記(1)乃至(16)の何れかに記載の静翼を備えるため、複数の燃焼器の出口部間における音響伝搬に起因した燃焼振動を効果的に低減することができる。これにより、対処が必要な燃焼振動の周波数が少なくなり、ガスタービンの安定運転が可能となる。 According to the configuration (17) above, since the stator blade according to any one of the above (1) to (16) is provided, combustion vibration caused by acoustic propagation between the exit portions of the plurality of combustors can be effectively suppressed. can be reduced. As a result, the frequency of combustion oscillations requiring countermeasures is reduced, and stable operation of the gas turbine becomes possible.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の燃焼器の出口部における燃焼振動を低減可能なガスタービンの静翼及びガスタービンが提供される。 SUMMARY OF THE INVENTION At least one embodiment of the present invention provides a gas turbine vane and gas turbine capable of reducing combustion oscillations at the exit of a plurality of combustors.

一実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係るガスタービン1の燃焼器4の出口部52及びタービン6の入口部の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an outlet 52 of a combustor 4 and an inlet of a turbine 6 of a gas turbine 1 according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係るガスタービン1の燃焼器4の出口部52及びタービン6の入口部の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an outlet 52 of a combustor 4 and an inlet of a turbine 6 of a gas turbine 1 according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係る1段静翼23廻りの概略断面図(図3に示すVI-VI断面図)である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (cross-sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 3) around a first-stage stator vane 23 according to one embodiment; 一実施形態に係る1段静翼23廻りの他の態様の概略断面図(図3に示すVI-VI断面図)。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another aspect around the first stage stator vane 23 according to the embodiment (cross-sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 3); 図4に示した1段静翼23Aの具体的構成の一例を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a specific configuration of the first-stage stator vane 23A shown in FIG. 4; 図6におけるA-A断面を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a cross section taken along line AA in FIG. 6; 図5に示した1段静翼23Aの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。6 is an enlarged cross-sectional view showing another example of a specific configuration of the first-stage stator vane 23A shown in FIG. 5; FIG. 図8におけるC-C断面を示す図である。FIG. 9 is a view showing a CC cross section in FIG. 8; 一実施形態に係る第1インサート114の概略構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a schematic structure of the 1st insert 114 concerning one embodiment. 他の実施形態に係る第1インサート114の概略構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a schematic structure of the 1st insert 114 concerning other embodiments. 図15に示した第1インサート114におけるインサートカラー124が設けられる範囲を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a range in which an insert collar 124 is provided in the first insert 114 shown in FIG. 15; 第1シールダム142の構成例を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a first shield dam 142; 図4に示した1段静翼23Aの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。5 is an enlarged cross-sectional view showing another example of a specific configuration of the first-stage stator vane 23A shown in FIG. 4; FIG. 図10におけるB-B断面を示す図である。FIG. 11 is a view showing a BB cross section in FIG. 10; 図5に示した1段静翼23Aの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。6 is an enlarged cross-sectional view showing another example of a specific configuration of the first-stage stator vane 23A shown in FIG. 5; FIG. 図12におけるD-D断面を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a DD cross section in FIG. 12; 図14又は図16に示す第1インサートと第2インサートを組み合わせたインサートの斜視図である。FIG. 17 is a perspective view of an insert obtained by combining the first insert and the second insert shown in FIG. 14 or FIG. 16; 第1インサートと第2インサートを組み合わせたインサートの共通の共有インサートカラーの取付図である。FIG. 10 is an installation view of a common shared insert collar for inserts that combine the first insert and the second insert; 第2シールダム166の構成例を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a second shield dam 166; 第2シールダム166の他の構成例を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the second shield dam 166; 図4に示した1段静翼23Aの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。5 is an enlarged cross-sectional view showing another example of a specific configuration of the first-stage stator vane 23A shown in FIG. 4; FIG. 図21におけるE-E断面を示す図である。FIG. 22 is a view showing the EE cross section in FIG. 21; 一実施形態に係る外側シュラウド62の構成を示す概略斜視図である。4 is a schematic perspective view showing the configuration of an outer shroud 62 according to one embodiment; FIG. 他の実施形態に係る1段静翼23廻りの概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view around a first-stage stator vane 23 according to another embodiment; 他の実施形態に係る1段静翼23廻りの概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view around a first-stage stator vane 23 according to another embodiment;

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Several embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, and are merely illustrative examples. do not have.

図1は、一実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。
図1に示すように、ガスタービン1は、圧縮空気を生成するための圧縮機2と、圧縮空気及び燃料を用いて燃焼ガスを発生させるための燃焼器4と、燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービン6と、を備える。発電用のガスタービン1の場合、タービン6には不図示の発電機が連結される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine according to one embodiment.
As shown in FIG. 1, a gas turbine 1 includes a compressor 2 for generating compressed air, a combustor 4 for generating combustion gas using the compressed air and fuel, and a combustion gas that is rotationally driven. a turbine 6 configured to: In the case of the gas turbine 1 for power generation, the turbine 6 is connected with a generator (not shown).

圧縮機2は、圧縮機車室10側に固定された複数の静翼16と、静翼16に対して交互に配列されるようにロータ8に植設された複数の動翼18と、を含む。
圧縮機2には、空気取入口12から取り込まれた空気が送られるようになっており、この空気は、複数の静翼16及び複数の動翼18を通過して圧縮されることで高温高圧の圧縮空気となる。
The compressor 2 includes a plurality of stator blades 16 fixed to the compressor casing 10 side, and a plurality of rotor blades 18 implanted in the rotor 8 so as to be alternately arranged with respect to the stator blades 16. .
Air taken in from an air intake port 12 is sent to the compressor 2, and this air passes through a plurality of stationary blades 16 and a plurality of moving blades 18 and is compressed to produce a high temperature and high pressure. of compressed air.

燃焼器4には、燃料と、圧縮機2で生成された圧縮空気とが供給されるようになっており、該燃焼器4において燃料が燃焼され、タービン6の作動流体である燃焼ガスが生成される。図1に示すように、ガスタービン1は、ケーシング20内にロータを中心として周方向に沿って複数配置された燃焼器4を有する。 Fuel and compressed air generated by the compressor 2 are supplied to the combustor 4 , and the fuel is combusted in the combustor 4 to generate combustion gas, which is a working fluid for the turbine 6 . be done. As shown in FIG. 1 , the gas turbine 1 has a plurality of combustors 4 arranged in a casing 20 along the circumferential direction around the rotor.

タービン6は、タービン車室22によって形成される燃焼ガス流路28を有し、該燃焼ガス流路28に設けられる複数の静翼24及び動翼26を含む。静翼24はタービン車室22から支持されており、ロータ8の周方向に沿って配列される複数の静翼24が静翼列を構成している。また、動翼26はロータ8に植設されており、ロータ8の周方向に沿って配列される複数の動翼26が動翼列を構成している。静翼列と動翼列とは、ロータ8の軸方向において交互に配列されている。なお、複数の静翼24のうち、最も上流側に設けられる静翼24、すなわち燃焼器4に近い位置に設けられる静翼24が1段静翼23(以下、単に「静翼23」と記載する。)である。 The turbine 6 has a combustion gas flow path 28 defined by the turbine casing 22 and includes a plurality of stator vanes 24 and rotor blades 26 provided in the combustion gas flow path 28 . The stationary blades 24 are supported from the turbine casing 22, and a plurality of stationary blades 24 arranged along the circumferential direction of the rotor 8 form a row of stationary blades. Further, the rotor blades 26 are implanted in the rotor 8, and a plurality of rotor blades 26 arranged along the circumferential direction of the rotor 8 form a rotor blade cascade. The row of stationary blades and row of moving blades are alternately arranged in the axial direction of the rotor 8 . Among the plurality of stator vanes 24, the stator vane 24 provided on the most upstream side, that is, the stator vane 24 provided at a position closest to the combustor 4 is a first stage stator vane 23 (hereinafter simply referred to as "stationary vane 23"). ).

タービン6では、燃焼ガス流路28に流れ込んだ燃焼器4からの燃焼ガスが複数の静翼24及び複数の動翼26を通過することでロータ8が回転駆動され、ロータ8に連結された発電機が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン6を駆動した後の燃焼ガスは、排気室30を介して外部へ排出される。 In the turbine 6, the combustion gas from the combustor 4 that has flowed into the combustion gas flow path 28 passes through the plurality of stationary blades 24 and the plurality of rotor blades 26, thereby driving the rotor 8 to rotate, and generating power coupled to the rotor 8. The machine is driven to generate electricity. Combustion gas after driving the turbine 6 is discharged to the outside through an exhaust chamber 30 .

なお、燃焼器4は、ロータ8を中心として環状に配置され、燃料の燃焼により発生した燃焼ガスは、尾筒50の下流端部に位置する燃焼器4の出口部52を介して、タービン6の静翼23に流入する。 The combustor 4 is arranged in an annular shape around the rotor 8 , and the combustion gas generated by combustion of the fuel passes through the outlet 52 of the combustor 4 located at the downstream end of the transition piece 50 to the turbine 6 . flow into the stationary blade 23 of the

以下では、ガスタービン1の軸方向(ロータ8の軸方向)を単に「軸方向」と記載し、ガスタービン1の径方向(ロータ8の径方向)を単に「径方向」と記載し、ガスタービン1の周方向(ロータ8の周方向)を単に「周方向」と記載することとする。また、燃焼ガス流路28における燃焼ガスの流れ方向について、軸方向における上流側を単に「上流側」と記載し、軸方向における下流側を単に「下流側」と記載することとする。 Hereinafter, the axial direction of the gas turbine 1 (the axial direction of the rotor 8) is simply referred to as the “axial direction”, the radial direction of the gas turbine 1 (the radial direction of the rotor 8) is simply referred to as the “radial direction”, and the gas The circumferential direction of the turbine 1 (the circumferential direction of the rotor 8) is simply referred to as "circumferential direction". Further, regarding the flow direction of the combustion gas in the combustion gas passage 28, the upstream side in the axial direction is simply referred to as the "upstream side", and the downstream side in the axial direction is simply referred to as the "downstream side".

図2及び図3は、それぞれ、一実施形態に係るガスタービン1の燃焼器4の出口部52及びタービン6の入口部の概略構成を示す図である。このうち図2は周方向に沿った断面図であり、図3は径方向に沿った断面図である。図4は、一実施形態に係る燃焼器4(燃焼器アセンブリ100)の出口部52と静翼23を組み合わせた概略構成を示す図である。 2 and 3 are diagrams showing schematic configurations of an outlet portion 52 of the combustor 4 and an inlet portion of the turbine 6, respectively, of the gas turbine 1 according to one embodiment. 2 is a cross-sectional view along the circumferential direction, and FIG. 3 is a cross-sectional view along the radial direction. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a combustor 4 (combustor assembly 100) in which the outlet portion 52 and the stator blades 23 are combined according to one embodiment.

図2及び図3に示すように、ガスタービン1は、周方向に配置される複数の燃焼器4と、燃焼器4の出口部52よりも下流側に位置する静翼23と、を備える。 As shown in FIGS. 2 and 3 , the gas turbine 1 includes a plurality of combustors 4 arranged in the circumferential direction, and stator vanes 23 located downstream of the exit portion 52 of the combustor 4 .

周方向に配置される複数の燃焼器4は、幾つかの実施形態に係る燃焼器アセンブリ100を構成する。図2及び図3に示すように、複数の燃焼器4は、それぞれ、燃焼器4の下流端部に位置する出口部52を有し、各燃焼器4の出口部52は、径方向に沿って延在する径方向壁部54a,54bと、周方向に沿って延在する周方向壁部56a,56bと、を含む。ここで、周方向に隣り合う燃焼器4の出口部52のうち、一方の燃焼器4の径方向壁部54と、他方の燃焼器4の径方向壁部54a,54bとは、互いに対向する一対の径方向壁部54a,54bである(図2参照)。 A plurality of circumferentially arranged combustors 4 constitute a combustor assembly 100 according to some embodiments. As shown in FIGS. 2 and 3 , each of the plurality of combustors 4 has an outlet section 52 located at the downstream end of the combustor 4 , the outlet section 52 of each combustor 4 extending radially along the radial wall portions 54a, 54b extending along the radial direction and circumferential wall portions 56a, 56b extending along the circumferential direction. Here, among the outlet portions 52 of the combustors 4 adjacent in the circumferential direction, the radial wall portion 54 of one combustor 4 and the radial wall portions 54a and 54b of the other combustor 4 face each other. A pair of radial walls 54a and 54b (see FIG. 2).

図2に示すように、周方向に沿って配列される複数の静翼23は、上述の一対の径方向壁部54a,54bの下流側に設けられる静翼23Aを含む。
幾つかの実施形態では、図2に示すように、複数の静翼23は、周方向に隣り合う一対の静翼23A,23Aの間の周方向位置に設けられる他の静翼23Bをさらに含む。図2に示すように、静翼23Aは、他の静翼23Bの前縁よりも上流側まで延在している。なお、図2において、他の静翼23Bの軸方向における前縁の位置を、一点鎖線L1で示す。図2に示す例示的な実施形態では、周方向に沿って配列される複数の静翼23は、周方向において交互に配置される静翼23A及び他の静翼23Bを含む。
As shown in FIG. 2, the plurality of stator vanes 23 arranged along the circumferential direction includes a stator vane 23A provided downstream of the above-described pair of radial wall portions 54a and 54b.
In some embodiments, as shown in FIG. 2, the plurality of stator vanes 23 further includes another stator vane 23B provided at a circumferential position between a pair of circumferentially adjacent stator vanes 23A, 23A. . As shown in FIG. 2, the stationary blade 23A extends upstream from the leading edges of the other stationary blades 23B. In FIG. 2, the position of the leading edge of another stationary blade 23B in the axial direction is indicated by a dashed line L1. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the plurality of circumferentially arranged stator vanes 23 includes stator vanes 23A and other stator vanes 23B that are alternately arranged in the circumferential direction.

幾つかの実施形態では、図3に示すように、静翼23Aは、中空の翼体70と、翼体70の径方向内側である先端部107に設けられる内側シュラウド60と、静翼23Aの径方向外側である基端部105に設けられる外側シュラウド62と、を含む。静翼23は外側シュラウド62を介してタービン車室22に支持される。 In some embodiments, as shown in FIG. 3, the stator vane 23A includes a hollow airfoil body 70, an inner shroud 60 provided at a tip portion 107 radially inward of the airfoil body 70, and the stator vane 23A. and an outer shroud 62 provided at the radially outer proximal end 105 . The stationary blade 23 is supported by the turbine casing 22 via the outer shroud 62 .

幾つかの実施形態では、例えば図4に示すように、軸方向における翼体70の上流側端部82は、軸方向における上流側に突出する凸部86を含む。翼体70は、凸部86と後縁76とを接続し、翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部75と、凸部86と後縁76とを接続し、翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部73と、を備える。凸部86は、翼体70の外部空間94と内部空間109とを連通する少なくとも一つのパージ孔87を含む。 In some embodiments, for example, as shown in FIG. 4, the axially upstream end 82 of the wing-body 70 includes a protrusion 86 that projects axially upstream. The blade body 70 connects the convex portion 86 and the trailing edge 76, connects the suction surface wall portion 75 on the suction surface side where the blade surface forms a convex surface, connects the convex portion 86 and the trailing edge 76, and connects the convex portion 86 and the trailing edge 76. and a pressure surface wall portion 73 on the pressure surface side forming a concave surface. The convex portion 86 includes at least one purge hole 87 communicating between the outer space 94 and the inner space 109 of the wing body 70 .

また、上流側端部82の軸方向上流側の端面は、それぞれ軸方向に直交し周方向に延在する一対の平板部148が形成され、軸方向に延びるパージ孔87を中心として一対の平板部148の周方向の両側端で、負圧面壁部75の翼面及び圧力面壁部73の翼面に結合されている。また、凸部86は、一対の平板部148の間から軸方向上流側に伸びて、上流側端部82に対向して軸方向上流側に配置された相手側部材55に形成された溝状の相手側部材凹部55aに嵌まり込むように形成される。凸部86の周方向を向く面は、一対の側壁面88を形成する。なお、凸部86の外表面と相手側部材凹部55aの内表面の間には、パージ孔87から排出された冷却媒体が流れる程度の隙間が形成されている。平板部148から凸部86の軸方向上流側端面である頂面86aまでの軸方向の長さは、一対の側壁面88間の距離で規定される周方向の凸部86の幅より大きく、上流側端部82の平板部148と相手側部材55の軸方向下流側端面55bとの間に形成される軸方向の隙間95より大きい。 A pair of flat plate portions 148 perpendicular to the axial direction and extending in the circumferential direction are formed on the upstream end face of the upstream end portion 82 in the axial direction. Both circumferential ends of the portion 148 are coupled to the blade surface of the suction surface wall portion 75 and the blade surface of the pressure surface wall portion 73 . The convex portion 86 extends axially upstream from between the pair of flat plate portions 148 and has a groove shape formed in the mating member 55 arranged axially upstream so as to face the upstream end portion 82 . is formed so as to be fitted into the mating member concave portion 55a. Circumferentially facing surfaces of the projection 86 form a pair of side wall surfaces 88 . Between the outer surface of the convex portion 86 and the inner surface of the mating member concave portion 55a, a gap is formed to the extent that the cooling medium discharged from the purge hole 87 flows. The axial length from the flat plate portion 148 to the top surface 86a, which is the axially upstream end surface of the projection 86, is greater than the width of the projection 86 in the circumferential direction defined by the distance between the pair of side wall surfaces 88, It is larger than the axial gap 95 formed between the flat plate portion 148 of the upstream end portion 82 and the axial downstream end face 55 b of the mating member 55 .

上記静翼23Aによれば、静翼23Aの上流側端部82に位置する凸部86を、燃焼器4側の相手側部材55と嵌合させたときに、静翼23Aの凸部86の一対の側壁面88と、相手側部材55とを、軸方向及び周方向においてオーバーラップさせることができる。 According to the stationary blade 23A, when the convex portion 86 positioned at the upstream end portion 82 of the stationary blade 23A is fitted with the mating member 55 on the combustor 4 side, the convex portion 86 of the stationary blade 23A is The pair of side wall surfaces 88 and the mating member 55 can be overlapped axially and circumferentially.

これにより、相手側部材55の軸方向下流側端面55bと静翼24の圧力面壁部73側の平板部148との間の軸方向の隙間95aと、相手側部材55の軸方向下流側端面55bと静翼24の負圧面壁部75側の平板部148との間の軸方向の隙間95bとが、周方向に直線状に繋がるのではなく、凸部86の一対の側壁面88と、相手側部材55の相手側部材凹部55aとの組合せにより、軸方向及び周方向において凸部86と相手側部材55とがオーバーラップする構造が形成され、オーバーラップ構造を介して、軸方向の隙間95aと隙間95bが繋がる。従って、隣接する複数の燃焼器4の出口部52を繋ぐ隙間95は、凹凸形状の屈折する溝状の小さい隙間として形成され、複数の燃焼器4の出口部52における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減することができる。 As a result, the axial gap 95a between the axial downstream end face 55b of the mating member 55 and the flat plate portion 148 of the stationary blade 24 on the pressure surface wall portion 73 side and the axial downstream end face 55b of the mating member 55 are formed. and the flat plate portion 148 on the suction surface wall portion 75 side of the stationary blade 24 are not connected in a straight line in the circumferential direction, but the pair of side wall surfaces 88 of the convex portion 86 By combining the side member 55 with the counterpart member concave portion 55a, a structure is formed in which the convex portion 86 and the counterpart member 55 overlap in the axial direction and the circumferential direction. and the gap 95b are connected. Therefore, the gap 95 that connects the outlets 52 of the plurality of adjacent combustors 4 is formed as a small groove-shaped gap that bends in an uneven shape, and the combustion vibration caused by acoustic propagation in the outlets 52 of the plurality of combustors 4 is suppressed. can be reduced.

また、上記構成によれば、静翼23Aの凸部86と燃焼器4側の相手側部材55との間の隙間95に、翼体70の内部空間109からパージ孔87を介して冷却媒体を供給することができる。このように、静翼23Aの凸部86と、相手側部材との間の隙間95に供給される冷却媒体の流れによって、静翼23Aの上流側端部82が冷却され、上流側端部82の熱損傷が防止される。 Further, according to the above configuration, the cooling medium is supplied from the internal space 109 of the blade body 70 to the gap 95 between the convex portion 86 of the stationary blade 23A and the mating member 55 on the combustor 4 side through the purge hole 87. can supply. In this way, the upstream end 82 of the stationary blade 23A is cooled by the flow of the cooling medium supplied to the gap 95 between the protrusion 86 of the stationary blade 23A and the mating member. heat damage is prevented.

これにより、ガスタービン1の安定運転が可能となる。なお、翼体70の内部空間109には、冷却媒体として、例えば、圧縮機2で生成された圧縮空気が供給されるようになっていてもよい。 This enables stable operation of the gas turbine 1 . For example, compressed air generated by the compressor 2 may be supplied to the internal space 109 of the wing body 70 as a cooling medium.

図5は、一実施形態に係る燃焼器4(燃焼器アセンブリ100)の出口部52と静翼23を組み合わせた概略構成を示す図である。
幾つかの実施形態では、例えば図5に示すように、軸方向における翼体70の上流側端部82は、軸方向における下流側に凹む凹部84を含む。翼体70は、凹部84と後縁76とを接続し、翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部75と、凹部84と後縁76とを接続し、翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部73と、を備える。凹部84は、翼体70の外部空間94と内部空間109とを連通する少なくとも一つのパージ孔87を含む。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration in which the outlet portion 52 and the stator blades 23 of the combustor 4 (combustor assembly 100) are combined according to one embodiment.
In some embodiments, for example, as shown in FIG. 5 , the axially upstream end 82 of the wing-body 70 includes an axially downstream recess 84 . The blade body 70 connects the recess 84 and the trailing edge 76, connects the recess 84 and the trailing edge 76, and connects the recess 84 and the trailing edge 76 to a suction surface wall portion 75 on the suction surface side in which the blade surface forms a convex surface, and the blade surface forms a concave surface. and a pressure surface wall portion 73 on the pressure surface side to be formed. Recess 84 includes at least one purge hole 87 communicating between outer space 94 and inner space 109 of wing body 70 .

また、上流側端部82の軸方向上流側の端面は、軸方向に直交し周方向に延在する一対の平板部148が形成され、軸方向に延びるパージ孔87を中心として一対の平板部148の周方向の両側端で、負圧面壁部75及び圧力面壁部73に結合されている。また、凹部84は、一対の平板部148の間から軸方向下流側に凹んで、上流側端部82に対向して軸方向上流側に配置された相手側部材55に形成された凸状の相手側部材凸部55cが嵌まり込むように形成される。凹部84の周方向を向く面は、一対の側壁面88を形成する。なお、凹部84の内表面と相手側部材凸部55cの外表面の間は、パージ孔87から排出された冷却媒体が流れる程度の隙間が形成されている。凹部84の軸方向の深さは、凹部84の一対の側壁面88で画定される周方向の幅より大きく、上流側端部82の平板部148と相手側部材55の軸方向下流側端面55bとの間に形成される軸方向の隙間95より大きい。
上記静翼23Aによれば、静翼23Aの上流側端部82に位置する凹部84を、燃焼器4側の相手側部材55と嵌合させたときに、1段静翼23Aの凹部84の一対の側壁面88と、相手側部材55とを、軸方向及び周方向においてオーバーラップさせることができる。
A pair of flat plate portions 148 perpendicular to the axial direction and extending in the circumferential direction are formed on the upstream end face in the axial direction of the upstream end portion 82 . 148 are coupled to the suction surface wall portion 75 and the pressure surface wall portion 73 at both circumferential ends thereof. The recessed portion 84 is recessed axially downstream from between the pair of flat plate portions 148 and is formed in the mating member 55 arranged axially upstream so as to face the upstream end portion 82 . It is formed so that the mating member convex portion 55c is fitted. Circumferentially facing surfaces of the recess 84 form a pair of side wall surfaces 88 . Between the inner surface of the concave portion 84 and the outer surface of the mating member convex portion 55c, a gap is formed to the extent that the cooling medium discharged from the purge hole 87 flows. The axial depth of the recess 84 is greater than the circumferential width defined by the pair of side wall surfaces 88 of the recess 84 , and the flat plate portion 148 of the upstream end 82 and the axial downstream end surface 55 b of the mating member 55 is greater than the axial gap 95 formed between
According to the stator vane 23A, when the recess 84 positioned at the upstream end 82 of the stator vane 23A is fitted with the mating member 55 on the combustor 4 side, the pair of recesses 84 of the first stage stator vane 23A The side wall surface 88 and the mating member 55 can overlap axially and circumferentially.

これにより、相手側部材55の軸方向下流側端面55bと静翼24の圧力面壁部73側の平板部148との間の軸方向の隙間95aと、相手側部材55の軸方向下流側端面55bと静翼24の負圧面壁部75側の平板部148との間の軸方向の隙間95bとが、周方向に直線状に繋がるのではなく、凹部84の一対の側壁面88と、相手側部材55の相手側部材凸部55cとの組合せにより、軸方向及び周方向においてオーバーラップする構造が形成され、オーバーラップ構造を介して、軸方向の隙間95aと隙間95bが繋がる。従って、隣接する複数の燃焼器4の出口部52を繋ぐ隙間95は、凹凸形状の屈折する溝状の小さい隙間として形成され、複数の燃焼器4の出口部52間における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減することができる。 As a result, the axial gap 95a between the axial downstream end face 55b of the mating member 55 and the flat plate portion 148 of the stationary blade 24 on the pressure surface wall portion 73 side and the axial downstream end face 55b of the mating member 55 are formed. and the flat plate portion 148 on the suction surface wall portion 75 side of the stationary blade 24 are not connected linearly in the circumferential direction, but are formed by the pair of side wall surfaces 88 of the concave portion 84 and the opposite side wall surface 88. The combination of the member 55 and the mating member convex portion 55c forms a structure that overlaps in the axial direction and the circumferential direction, and the gap 95a and the gap 95b in the axial direction are connected via the overlapping structure. Therefore, the gap 95 that connects the outlets 52 of the plurality of adjacent combustors 4 is formed as a groove-shaped small gap that bends in an uneven shape. Vibration can be reduced.

また、上記構成によれば、静翼23Aの凹部84と燃焼器4側の相手側部材55との間の隙間95に、翼体70の内部空間109からパージ孔87を介して冷却媒体を供給することができる。このように、静翼23Aの凹部84と、相手側部材との間の隙間95に供給される冷却媒体の流れによって、静翼23Aを冷却することができる。 Further, according to the above configuration, the cooling medium is supplied from the internal space 109 of the blade body 70 to the gap 95 between the recessed portion 84 of the stationary blade 23A and the mating member 55 on the combustor 4 side through the purge hole 87. can do. Thus, the stationary blade 23A can be cooled by the flow of the cooling medium supplied to the gap 95 between the concave portion 84 of the stationary blade 23A and the mating member.

これにより、ガスタービン1の安定運転が可能となる。なお、翼体70の内部空間109には、冷却媒体として、例えば、圧縮機2で生成された圧縮空気が供給されるようになっていてもよい。 This enables stable operation of the gas turbine 1 . For example, compressed air generated by the compressor 2 may be supplied to the internal space 109 of the wing body 70 as a cooling medium.

図6は、図4に示した静翼23Aの具体的構成の一例を示す拡大断面図である。図7は、図6におけるA-A断面を示す図である。図8は、5に示した静翼23Aの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。図9は、図8におけるC-C断面を示す図である。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a specific configuration of the stationary blade 23A shown in FIG. 4. As shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the AA section in FIG. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the specific configuration of the stationary blade 23A shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing a CC cross section in FIG.

幾つかの実施形態では、例えば図6及び図8に示すように、翼体70は、周方向においてパージ孔87に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔89を含む。図示する形態では、翼体70は、周方向においてパージ孔87を挟んで両側に設けられた一対のサイドパージ孔89を含む。 In some embodiments, the wing body 70 includes at least one side purge hole 89 circumferentially adjacent to the purge hole 87, for example, as shown in FIGS. In the illustrated form, the blade body 70 includes a pair of side purge holes 89 provided on both sides of the purge hole 87 in the circumferential direction.

かかる構成によれば、サイドパージ孔89から冷却媒体を翼体70の外部空間94に排出することにより、翼体70の内部空間109への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔89の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体70の上流側端部82の熱損傷を抑制することができる。 According to this configuration, the cooling medium is discharged from the side purge holes 89 to the external space 94 of the blade body 70 , thereby suppressing the backflow of the combustion gas to the internal space 109 of the blade body 70 . By lowering the temperature of the combustion gas, thermal damage to the upstream end portion 82 of the blade body 70 can be suppressed.

幾つかの実施形態では、例えば図6及び図8に示すように、上流側端部82の外壁面112は、凸部86又は凹部84を周方向に挟んで負圧面壁部75及び圧力面壁部73に延在する平坦面で形成された一対の平板部148を含む。かかる構成によれば、翼体70の上流側端部82の加工が容易になる。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 6 and 8 , the outer wall surface 112 of the upstream end 82 is formed into a suction surface wall portion 75 and a pressure surface wall portion 75 with the protrusion 86 or the recess 84 circumferentially sandwiched therebetween. It includes a pair of flat plate portions 148 formed of flat surfaces extending to 73 . Such a configuration facilitates machining of the upstream end portion 82 of the blade body 70 .

幾つかの実施形態では、例えば図7及び図9に示すように、凸部86又は凹部84は、翼高さ方向に沿って翼体70の先端側(図3における内側シュラウド60側)から基端側(図3における外側シュラウド62側)にかけて延在し、パージ孔87は、翼高さ方向に沿って翼体70の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔87を含む。凸部86又は凹部84は、翼高さ方向における静翼23Aの基端部105と先端部107との間の長さの半分以上の長さにわたって延在していてもよい。なお、図7及び図9に示すように、外部から翼体70に供給される冷却媒体は、基端部105側一方向から供給される片側供給構造である。 In some embodiments, as shown, for example, in FIGS. 7 and 9, the protrusions 86 or recesses 84 extend along the blade height direction from the tip side of the wing body 70 (the inner shroud 60 side in FIG. 3) toward the base. Extending toward the end side (outer shroud 62 side in FIG. 3), the purge holes 87 include a plurality of purge holes 87 arranged from the tip side to the base end side of the blade body 70 along the blade height direction. The convex portion 86 or the concave portion 84 may extend over half or more of the length between the base end portion 105 and the tip portion 107 of the stationary blade 23A in the blade height direction. In addition, as shown in FIGS. 7 and 9, the cooling medium supplied to the blade body 70 from the outside has a one-sided supply structure in which the cooling medium is supplied from one direction on the base end portion 105 side.

かかる構成によれば、翼体70の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔87から冷却媒体を翼体70の外部空間94に排出することにより、翼体70の内部空間109への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔87の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体70の上流側端部82の熱損傷を抑制することができる。 According to such a configuration, the cooling medium is discharged to the outer space 94 of the blade body 70 through the plurality of purge holes 87 arranged from the tip end side to the base end side of the blade body 70 , thereby allowing the cooling medium to flow into the inner space 109 of the blade body 70 . , the temperature of the combustion gas outside the purge hole 87 can be lowered, and thermal damage to the upstream end portion 82 of the blade body 70 can be suppressed.

以下では、幾つかの実施形態に共通する翼構造の基本的な考え方について説明する。
図4及び図5に示すように、幾つかの実施形態に共通する翼構造は、翼体70の上流側端部82から後縁76まで間の翼体70の内部空間が、仕切壁150によって複数の空間に仕切られ、空間に供給された冷却媒体は、翼面67、69に形成された複数の冷却孔136を介して、燃焼ガス中に排出する過程で、翼体70を冷却している。特に、上流側端部82に最も近い前側空間160を形成する前側外壁部158は、翼面の中でも燃焼ガスの流れ方向の最も上流側に配置されているため、インピンジメント冷却やフィルム冷却等の適切な冷却構造が要求される。
The basic concept of the wing structure common to several embodiments will be described below.
As shown in FIGS. 4 and 5, the wing structure common to some embodiments is such that the internal space of the wing body 70 from the upstream end 82 of the wing body 70 to the trailing edge 76 is separated by a partition wall 150. The cooling medium that is partitioned into a plurality of spaces and supplied to the spaces cools the blade body 70 in the process of being discharged into the combustion gas through a plurality of cooling holes 136 formed in the blade surfaces 67 and 69. there is In particular, the front outer wall portion 158 forming the front space 160 closest to the upstream end portion 82 is arranged on the most upstream side of the blade surface in the flow direction of the combustion gas. Appropriate cooling structure is required.

また、翼体の負圧面壁部75側を流れる燃焼ガスは、圧力面壁部73側を流れる燃焼ガスと比較して流速が早く、圧力面壁部73側より燃焼ガス圧の低下が著しい。従って、翼体70の負圧面壁部75側に隣接する前側空間160と燃焼ガス流との圧力差によって冷却媒体の排出量が変化する。冷却媒体の消費流量は、ガスタービン1の熱効率に影響するため、冷却媒体の消費量の適切な管理が必要になる。つまり、翼体70の前側空間160と燃焼ガスとの圧力差を燃焼ガスが流れる翼面に沿った方向で可能な限り同じ圧力差として、適正な冷却媒体の消費量となるような翼構造が要求される。負圧面壁部75側の翼面69に沿って流れる燃焼ガスの圧力変化に応じて前側空間160の圧力を変える翼構造について、以下に説明する。 Moreover, the combustion gas flowing on the suction surface wall portion 75 side of the blade body has a faster flow velocity than the combustion gas flowing on the pressure surface wall portion 73 side, and the combustion gas pressure decreases significantly from the pressure surface wall portion 73 side. Therefore, the discharge amount of the cooling medium changes depending on the pressure difference between the front space 160 adjacent to the suction surface wall portion 75 side of the blade body 70 and the combustion gas flow. Since the consumption flow rate of the cooling medium affects the thermal efficiency of the gas turbine 1, appropriate management of the consumption amount of the cooling medium is required. In other words, the blade structure is such that the pressure difference between the front side space 160 of the blade body 70 and the combustion gas is kept as uniform as possible in the direction along the blade surface where the combustion gas flows, and the consumption of the cooling medium is appropriate. requested. A blade structure that changes the pressure in the front space 160 according to the pressure change of the combustion gas flowing along the blade surface 69 on the suction surface wall portion 75 side will be described below.

幾つかの実施形態では、例えば図6及び図8に示すように、翼体の内部空間を複数に区分けするため、静翼23Aの翼体70は、翼体70の内側において負圧面壁部75と圧力面壁部73とを接続するように直線状に延在するn個(nは1以上の整数)の仕切壁150を含んで形成され、上流側端部82の内部空間には、第1インサート114及び第2インサート152が配置される。第1インサート114及び第2インサート152は、n個の仕切壁150のうち後縁76(図4及び図5参照)から最も遠い仕切壁150である前側仕切壁154と、翼体70の外壁156のうち前側仕切壁154を挟んで後縁76と反対側の部分である前側外壁部158と、によって画定される前側空間160に設けられる。翼体70の内壁面130と第2インサート152の外周面132との間には低圧インピンジメント空間176(第2インピンジメント空間)が形成される。第2インサート152は、第2インサート152の内部空間196と低圧インピンジメント空間176とを連通する複数のインピンジメント孔194が形成されたインピンジメント壁部198を含む。図示する形態では、インピンジメント壁部198は、前側外壁部158に対向して設けられる。翼体70は、上流側端部82、仕切壁150、前側仕切壁154、前側外壁部158及び前側空間仕切壁170(後述)を含む。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 6 and 8, the airfoil 70 of the vane 23A has a suction surface wall portion 75 inside the airfoil 70 to partition the interior space of the airfoil into a plurality of compartments. and the pressure surface wall portion 73, and includes n (n is an integer equal to or greater than 1) partition walls 150 extending linearly, and the internal space of the upstream end portion 82 includes a first Insert 114 and second insert 152 are positioned. The first insert 114 and the second insert 152 are composed of a front partition wall 154, which is the partition wall 150 farthest from the trailing edge 76 (see FIGS. 4 and 5) of the n partition walls 150, and an outer wall 156 of the wing body 70. It is provided in a front space 160 defined by a front outer wall portion 158 which is a portion on the opposite side of the rear edge 76 across the front partition wall 154 . A low-pressure impingement space 176 (second impingement space) is formed between the inner wall surface 130 of the wing body 70 and the outer peripheral surface 132 of the second insert 152 . The second insert 152 includes an impingement wall 198 having a plurality of impingement holes 194 communicating between an interior space 196 of the second insert 152 and the low pressure impingement space 176 . In the illustrated form, the impingement wall portion 198 is provided opposite the front outer wall portion 158 . Wing body 70 includes upstream end 82, partition 150, front partition 154, front outer wall 158, and front space partition 170 (described below).

すなわち、図6及び図8に示すように、静翼23Aは、高圧インピンジメント空間134と低圧インピンジメント空間176とを仕切る前側空間仕切壁170(仕切部)を備える。図6及び図8に示す翼構造の場合、翼面に沿って流れる燃焼ガス流の圧力は、圧力面壁部73側と負圧面壁部75側と大きな差はなく、ほぼ同じ圧力である。しかし、負圧面壁部75側の燃焼ガス流の圧力は、前側空間仕切壁170の位置を境界として、後縁76に向かうと共に急激に低下する。つまり、前側空間仕切壁170の軸方向上流側の仕切壁が翼体70に接続する翼面69側の位置は、負圧面壁部75側の燃焼ガス流の圧力が低下する分岐点になる。 That is, as shown in FIGS. 6 and 8 , the stationary blade 23A includes a front space partition wall 170 (partition) that partitions the high pressure impingement space 134 and the low pressure impingement space 176 . In the blade structure shown in FIGS. 6 and 8, the pressure of the combustion gas flowing along the blade surface is almost the same on the pressure surface wall portion 73 side and the suction surface wall portion 75 side, without a large difference. However, the pressure of the combustion gas flow on the side of the suction surface wall portion 75 sharply decreases toward the trailing edge 76 with the position of the front space partition wall 170 as a boundary. That is, the position on the blade surface 69 side where the axially upstream partition wall of the front space partition wall 170 connects to the blade body 70 is a branching point where the pressure of the combustion gas flow on the suction surface wall portion 75 side decreases.

図6又は図8に示す翼構造は、上述のように、負圧面壁部75側の燃焼ガスの圧力変化に応じて、前側空間160を前側空間仕切壁170により2つの空間に仕切る構造である。前側空間160を、一部の圧力面壁部73側を含めて負圧面壁部75側の燃焼ガス圧力が高い凸部86又は凹部84に近い空間と、負圧面壁部75側の燃焼ガス圧力が低い凸部86又は凹部84から遠い空間とに区分して、それぞれの空間に第1インサート114及び第2インサート152を配置した構造である。詳細は後述するが、第1インサート114及び第2インサート152を形成するインピンジメント壁部140、198により、翼体70の内壁面130と第1インサート114との間に高圧インピンジメント空間134が形成され、翼体70の内壁面130と第2インサート152との間に低圧インピンジメント空間176が形成される。インピンジメント壁部140、198には複数のインピンジメント孔138、194が形成され、外部から内部空間109、196に供給された冷却媒体がインピンジメント孔138、194から噴出して、高圧インピンジメント空間134及び低圧インピンジメント空間176に面した上記内壁面130をインピンジメント冷却(衝突冷却)する。インピンジメント冷却後の冷却媒体は、翼面に形成された冷却孔136から燃焼ガス中に排出する過程で、翼体70の翼面67、69をフィルム冷却する。 The blade structure shown in FIG. 6 or 8 is a structure in which the front space 160 is divided into two spaces by the front space partition wall 170 according to the pressure change of the combustion gas on the suction surface wall portion 75 side, as described above. . The front space 160 is divided into a space close to the convex portion 86 or the concave portion 84 where the combustion gas pressure on the suction surface wall portion 75 side including a portion of the pressure surface wall portion 73 side is high, and a space near the concave portion 84 on the suction surface wall portion 75 side where the combustion gas pressure is high. It is a structure in which the first insert 114 and the second insert 152 are arranged in the respective spaces, which are divided into a low convex portion 86 and a space far from the concave portion 84 . Although details will be described later, the impingement walls 140 and 198 forming the first insert 114 and the second insert 152 form a high pressure impingement space 134 between the inner wall surface 130 of the wing body 70 and the first insert 114. A low pressure impingement space 176 is formed between the inner wall surface 130 of the wing body 70 and the second insert 152 . A plurality of impingement holes 138, 194 are formed in the impingement wall portions 140, 198, and the cooling medium supplied from the outside to the internal spaces 109, 196 is ejected from the impingement holes 138, 194 to enter the high-pressure impingement space. 134 and the inner wall surface 130 facing the low pressure impingement space 176 is impingement cooled (impingement cooled). The cooling medium after impingement cooling film-cools the blade surfaces 67 and 69 of the blade body 70 in the process of being discharged into the combustion gas from the cooling holes 136 formed in the blade surfaces.

第1インサート114が配置された高圧インピンジメント空間134は、圧力面壁部73及び負圧面壁部75の両方に対面しているが、上述のように、圧力面壁部73及び負圧面壁部75の燃焼ガスの圧力は大略同じ圧力である。従って、第1インサート114を構成するインピンジメント壁部140に形成された複数のインピンジメント孔138の仕様(孔径又は開口面積又は配列等)について、圧力面壁部73と負圧面壁部75のそれぞれに対向するインピンジメント壁部140のインピンジメント孔138を同じ仕様とすることが望ましい。その結果、圧力面壁部73側と負圧面壁部75側共に、高圧インピンジメント空間と燃焼ガスとの圧力差が均一になり、冷却孔136から燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量が平準化される。 The high pressure impingement space 134, in which the first insert 114 is located, faces both the pressure side wall 73 and the suction side wall 75, but as described above, the pressure side wall 73 and the suction side wall 75 The pressure of the combustion gas is approximately the same pressure. Therefore, regarding the specifications (hole diameter, opening area, arrangement, etc.) of the plurality of impingement holes 138 formed in the impingement wall portion 140 constituting the first insert 114, each of the pressure surface wall portion 73 and the suction surface wall portion 75 has It is desirable that the impingement holes 138 of the opposing impingement wall portions 140 have the same specifications. As a result, the pressure difference between the high-pressure impingement space and the combustion gas becomes uniform on both the pressure surface wall portion 73 side and the suction surface wall portion 75 side, and the flow rate of the cooling medium discharged into the combustion gas from the cooling holes 136 becomes uniform. become.

一方、第2インサート152が配置された低圧インピンジメント空間176の場合は、低圧インピンジメント空間176が対面する負圧面壁部75側の燃焼ガスの圧力は、翼面69に沿って急激に低下する。従って、低圧インピンジメント空間176の圧力を高圧インピンジメント空間134の圧力と同じ圧力を維持すると、低圧インピンジメント空間176と燃焼ガスとの圧力差が大きくなる。つまり、低圧インピンジメント空間176から冷却孔136を介して燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量が適正値を越え、過剰な冷却媒体量が流出し、ガスタービンの熱効率の低下を招く。冷却媒体の低圧インピンジメント空間176から燃焼ガス中への過剰な流出を抑制するため、第1インサート114のインピンジメント壁部140に形成されたインピンジメント孔138の仕様とは異なる仕様を選定することが望ましい。例えば、第2インサート152のインピンジメント壁部198に形成されたインピンジメント孔194の孔径又は開口面積の縮小やインピンジメント孔194の配列ピッチの拡大等により排出する冷却媒体の流路を調節することが望ましい。 On the other hand, in the case of the low-pressure impingement space 176 in which the second insert 152 is arranged, the pressure of the combustion gas on the side of the suction surface wall portion 75 facing the low-pressure impingement space 176 rapidly decreases along the blade surface 69. . Therefore, maintaining the pressure in the low pressure impingement space 176 at the same pressure as the pressure in the high pressure impingement space 134 increases the pressure difference between the low pressure impingement space 176 and the combustion gas. In other words, the flow rate of the coolant discharged into the combustion gas from the low-pressure impingement space 176 through the cooling holes 136 exceeds an appropriate value, causing an excessive amount of coolant to flow out, resulting in a decrease in the thermal efficiency of the gas turbine. In order to suppress excessive outflow of the cooling medium from the low-pressure impingement space 176 into the combustion gas, a specification different from the specification of the impingement holes 138 formed in the impingement wall portion 140 of the first insert 114 should be selected. is desirable. For example, the flow path of the cooling medium to be discharged can be adjusted by reducing the diameter or opening area of the impingement holes 194 formed in the impingement wall portion 198 of the second insert 152 or by increasing the arrangement pitch of the impingement holes 194. is desirable.

このように、第1インサート114及び第2インサート152のインピンジメント壁部140、198に形成されたインピンジメント孔138、194の適正な孔径又は開口面積又は配列等の仕様を適宜選択して、高圧インピンジメント空間134及び低圧インピンジメント空間176と燃焼ガスとの間の圧力差が大略同じとなるようなインピンジメント孔の仕様を選定することが望ましい。その結果、インピンジメント孔138、194による翼体70の内壁面130に対するインピンジメント冷却と、冷却孔136のフィルム冷却の効果により、翼体70が適正に冷却される。更に、第1インサート114と第2インサート152から燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量を適正に管理することで、冷却媒体の消費量が低減され、タービンの熱効率が改善される。 In this way, the specifications such as the appropriate hole diameter, opening area, arrangement, etc. of the impingement holes 138 and 194 formed in the impingement wall portions 140 and 198 of the first insert 114 and the second insert 152 are appropriately selected so that high pressure can be achieved. It is desirable to select impingement hole specifications such that the pressure differential between impingement space 134 and low pressure impingement space 176 and the combustion gases is approximately the same. As a result, the impingement cooling of the inner wall surface 130 of the blade body 70 by the impingement holes 138 and 194 and the film cooling effect of the cooling holes 136 properly cool the blade body 70 . Furthermore, by properly managing the flow rate of the coolant discharged into the combustion gases from the first insert 114 and the second insert 152, coolant consumption is reduced and the thermal efficiency of the turbine is improved.

一方、上述のように連通空間172は、内部空間109とほぼ同じ圧力であり、前側空間160の中では最も圧力が高い空間である。そのため、連通空間172と高圧インピンジメント空間134との間をシールするため、構造詳細は後述する一対のシールダム142が配置されている。 On the other hand, as described above, the communication space 172 has substantially the same pressure as the internal space 109 and is the space with the highest pressure in the front space 160 . Therefore, in order to seal between the communication space 172 and the high-pressure impingement space 134, a pair of seal dams 142 whose structural details will be described later are arranged.

次に、第1インサート及び第2インサートの構造について説明する。
図10は、一実施形態に係る第1インサート114の概略構成の一例を示す図である。図11は、他の実施形態に係る第1インサート114の概略構成の一例を示す図である。図12は、図11に示した第1インサート114におけるインサートカラー124が設けられる範囲の一例を示す断面図である。図12では、インサートカラー124のみが実線で表示され、翼体70及び第1インサート114、第2インサート152は仮想線で表示されている。
Next, the structures of the first insert and the second insert will be described.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the first insert 114 according to one embodiment. FIG. 11 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a first insert 114 according to another embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a range in which the insert collar 124 is provided in the first insert 114 shown in FIG. 11. As shown in FIG. In FIG. 12, only the insert collar 124 is shown in solid lines, and the wing body 70 and the first insert 114 and the second insert 152 are shown in phantom lines.

図6から図9に示すように、第1インサート114は、翼高さ方向に沿って延在する開口116が形成された開口形成部118を含み、開口116は軸方向でパージ孔87に対向して配置されている。 As shown in FIGS. 6-9, the first insert 114 includes an opening formation 118 having an opening 116 extending along the blade height direction, the opening 116 axially facing the purge hole 87 . are arranged as follows.

幾つかの実施形態では、例えば図7、図9、図10及び図11に示すように、第1インサート114は、筒状に形成された筒体120と、筒体120の基端部105側の端部に鍔状に設けられたインサートカラー124と、先端部107側の端部に設けられた蓋部121と、筒体120の内面に固定された補強材123と、を含む。図10に示す第1インサート114では、インサートカラー124は、筒体120の基端部105側の端部の全周に亘って設けられている。筒体120の先端部107側には、筒体120の内面に環状に形成されたガイド121aを備えた蓋部121(例えば図7及び図9参照)が配置されている。蓋部121は、先端部107側の翼体70の端面に溶接等で固定されている。蓋部121に形成されている環状のガイド121aは、第1インサート114の筒体120の内周面120aに嵌め込まれる。ガイド121aの外周面と筒体120の内周面120aとの間は、翼高さ方向に摺動可能に嵌合された構造であり、筒体120の翼高さ方向の熱伸び差を吸収可能である。補強材123は、第1インサート114の筒体120の内周面120aの先端部107側であって、翼体70に形成されたパージ孔87の内、最も翼高さ方向の先端部107側に配置されたパージ孔87の位置より先端部107側に寄った位置に配置するのが望ましく、筒体120の内面に溶接等で固定されている。補強材123を設けることにより、筒体120の先端部107側の剛性が上がり、筒体120の振動等の発生も抑制される。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 7, 9, 10 and 11, the first insert 114 includes a tubular body 120 and a proximal end 105 side of the tubular body 120 . an insert collar 124 provided in the shape of a brim at the end of the tube 120; In the first insert 114 shown in FIG. 10, the insert collar 124 is provided over the entire circumference of the end portion of the tubular body 120 on the base end portion 105 side. A lid portion 121 (see, for example, FIGS. 7 and 9) having an annular guide 121a formed on the inner surface of the cylindrical body 120 is disposed on the distal end portion 107 side of the cylindrical body 120 . The lid portion 121 is fixed by welding or the like to the end face of the wing body 70 on the tip portion 107 side. An annular guide 121 a formed on the lid portion 121 is fitted into the inner peripheral surface 120 a of the tubular body 120 of the first insert 114 . The outer peripheral surface of the guide 121a and the inner peripheral surface 120a of the cylinder 120 are fitted so as to be slidable in the blade height direction, and absorb the difference in thermal expansion of the cylinder 120 in the blade height direction. It is possible. The reinforcing member 123 is located on the tip portion 107 side of the inner peripheral surface 120a of the cylindrical body 120 of the first insert 114 and is closest to the tip portion 107 side of the purge holes 87 formed in the blade body 70 in the blade height direction. It is desirable that the purge hole 87 be located closer to the tip 107 side than the purge hole 87 located at the bottom, and is fixed to the inner surface of the cylindrical body 120 by welding or the like. By providing the reinforcing member 123, the rigidity of the tip portion 107 side of the tubular body 120 is increased, and the occurrence of vibration of the tubular body 120 is suppressed.

図11に示す第1インサート114の他の実施形態では、インサートカラー124は、周方向における開口形成部118の位置に対応して配置された切欠き部126を有する。例えば図12に示すように、インサートカラー124の外周端124aは、筒体120から翼体70まで延在し、筒体120の基端部105側において、翼体70の内壁面130及び前側仕切壁154並びに前側空間仕切壁170の壁面190と第1インサート114の外周面132との隙間(高圧インピンジメント空間134)を封止するように、翼体70及び前側仕切壁154並びに前側空間仕切壁170の端面に、溶接又はろう付け等で固定されている。なお、図7及び図9に示す態様は、第1インサート114に供給される冷却媒体が基端部105側の一方向(片側供給構造)から供給される。第1インサート114は、図10又は図11に示す翼体70の基端部105側の端面にインサートカラー124を介して固定する態様である。 In another embodiment of the first insert 114 shown in FIG. 11, the insert collar 124 has cutouts 126 positioned corresponding to the location of the aperture formations 118 in the circumferential direction. For example, as shown in FIG. 12, the outer peripheral edge 124a of the insert collar 124 extends from the barrel 120 to the wing body 70, and on the proximal end 105 side of the barrel 120, the inner wall surface 130 of the wing body 70 and the front partition. The wing body 70 and the front partition wall 154 and the front space partition wall are arranged so as to seal the gap (high pressure impingement space 134) between the wall 154 and the wall surface 190 of the front space partition wall 170 and the outer peripheral surface 132 of the first insert 114. It is fixed to the end face of 170 by welding, brazing, or the like. 7 and 9, the cooling medium supplied to the first insert 114 is supplied from one direction (single-side supply structure) on the base end portion 105 side. The first insert 114 is fixed via an insert collar 124 to the end surface of the base end portion 105 side of the wing body 70 shown in FIG. 10 or 11 .

上記構成によれば、インサートカラー124が周方向における開口形成部118の開口116の位置に対応する部分に切欠き部126を有するので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体70の内壁面130と第1インサート114の外周面132との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔87に供給できる。 According to the above configuration, since the insert collar 124 has the cutout portion 126 in the portion corresponding to the position of the opening 116 of the opening forming portion 118 in the circumferential direction, part of the cooling medium supplied from the outside is cut into the blade body 70. Since the cooling medium can be directly supplied to the gap between the inner wall surface 130 and the outer peripheral surface 132 of the first insert 114 , the high-pressure cooling medium can be supplied to the purge hole 87 while suppressing the pressure loss of the cooling medium as much as possible.

幾つかの実施形態では、例えば図6及び図8に示すように、軸方向において第1インサート114の下流側に隣接して設けられるとともに翼高さ方向に沿って延在する筒状の第2インサート152を備える。第2インサート152も第1インサート114と同様に、筒状に形成された筒体120と、筒体120の基端部105側の端部に鍔状に設けられたインサートカラー124と、先端部107側の端部に設けられた蓋部121と、筒体120の内面に固定された補強材123と、を含む。但し、第2インサート152は、第1インサート114より後縁76に近い側に配置されているため、第2インサート152の内部空間196は、連通空間172に直接接続する必要がない。そのため、第2インサート152のインサートカラー124には切欠き部126が形成されていない。その他の構造は、図10に示す第1インサート114と同じ構造である。また、第2インサート152も、翼体70及び前側仕切壁154並びに前側空間仕切壁170への取付けは、第1インサート114と同じように、インサートカラー124を介して溶接又はろう付け等で固定される。その結果、翼体70の内壁面130及び前側仕切壁154並びに前側空間仕切壁170の壁面190と、第2インサート152の外周面132との間の隙間が封止される。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 6 and 8, a cylindrical second insert 114 is provided axially adjacent and downstream of the first insert 114 and extends along the blade height direction. An insert 152 is provided. Similarly to the first insert 114, the second insert 152 also has a tubular body 120 formed in a tubular shape, an insert collar 124 provided at the end of the tubular body 120 on the proximal end 105 side, and a distal end. It includes a lid portion 121 provided at the end on the 107 side and a reinforcing member 123 fixed to the inner surface of the cylinder 120 . However, since the second insert 152 is arranged closer to the trailing edge 76 than the first insert 114 , the inner space 196 of the second insert 152 does not need to be directly connected to the communicating space 172 . Therefore, the notch 126 is not formed in the insert collar 124 of the second insert 152 . Other structures are the same as those of the first insert 114 shown in FIG. The attachment of the second insert 152 to the wing body 70, the front partition wall 154, and the front space partition wall 170 is fixed by welding or brazing through the insert collar 124 in the same manner as the first insert 114. be. As a result, the gaps between the inner wall surface 130 and the front partition wall 154 of the wing body 70 and the wall surface 190 of the front space partition wall 170 and the outer peripheral surface 132 of the second insert 152 are sealed.

上記第1インサートの構成によれば、第1インサート114のインピンジメント壁部140に形成されたインピンジメント孔138を介して第1インサート114の内部空間109から高圧インピンジメント空間134に高圧の冷却媒体が排出される。また、第2インサート152のインピンジメント壁部198に形成されたインピンジメント孔194を介して第2インサート152の内部空間196から低圧インピンジメント空間176に冷却媒体が排出される。これにより、前側空間160において、負圧面壁部75側の翼面69に沿って流れる燃焼ガスの圧力の変化に応じ、第1インサート114、第2インサート152のインピンジメント孔138、194の適正な仕様を選定して、翼体70の内壁面130のインピンジメント冷却を効果的に行うことができる。 According to the configuration of the first insert described above, the high-pressure cooling medium flows from the internal space 109 of the first insert 114 into the high-pressure impingement space 134 through the impingement holes 138 formed in the impingement wall portion 140 of the first insert 114 . is discharged. Also, the cooling medium is discharged from the internal space 196 of the second insert 152 to the low-pressure impingement space 176 through the impingement holes 194 formed in the impingement wall portion 198 of the second insert 152 . As a result, in the front space 160, the impingement holes 138, 194 of the first insert 114 and the second insert 152 are properly adjusted in accordance with changes in the pressure of the combustion gas flowing along the blade surface 69 on the suction surface wall portion 75 side. By selecting the specifications, the impingement cooling of the inner wall surface 130 of the wing body 70 can be effectively performed.

かかる構成によれば、第1インサート114の内部空間109から開口形成部118の開口116を介して第1インサート114の外部に流出した高圧の冷却媒体を、パージ孔87からスムーズに静翼23Aの凸部86又は凹部84と燃焼器4側の相手側部材55(図4及び図5参照)との隙間95に直接供給することができる。これにより、静翼23Aの凸部86又は凹部84を冷却し、凸部86又は凹部84の熱損傷を防止できる。 According to this configuration, the high-pressure cooling medium that has flowed out of the first insert 114 from the internal space 109 of the first insert 114 through the opening 116 of the opening forming portion 118 is smoothly discharged from the purge hole 87 to the stationary blade 23A. It can be directly supplied to the gap 95 between the convex portion 86 or the concave portion 84 and the mating member 55 (see FIGS. 4 and 5) on the combustor 4 side. As a result, the convex portion 86 or the concave portion 84 of the stationary blade 23A can be cooled, and thermal damage to the convex portion 86 or the concave portion 84 can be prevented.

また、翼体70における上流側端部82の内壁面130には、第1インサート114との間で高圧インピンジメント空間134を仕切るように翼高さ方向にそれぞれ延在する一対の第1シールダム142が形成される。一対の第1シールダム142は、パージ孔87を周方向に挟んで配置される。すなわち、一対の第1シールダム142のうち一方は、上流側端部82のうち負圧面壁部75の内壁面130に形成され、一対の第1シールダム142のうち他方は、上流側端部82のうち圧力面壁部73の内壁面130に形成される。 Also, on the inner wall surface 130 of the upstream end 82 of the blade body 70 , a pair of first seal dams 142 each extending in the blade height direction so as to separate a high-pressure impingement space 134 from the first insert 114 . is formed. The pair of first seal dams 142 are arranged to sandwich the purge hole 87 in the circumferential direction. That is, one of the pair of first seal dams 142 is formed on the inner wall surface 130 of the suction surface wall portion 75 of the upstream end portion 82 , and the other of the pair of first seal dams 142 is formed on the upstream end portion 82 . It is formed on the inner wall surface 130 of the pressure surface wall portion 73 .

図13は、第1シールダム142の構成の一例を示す断面図である。
図13に示すように、第1インサート114は、開口116を周方向に挟んで配置された一対のリブ178を第1インサート114の外周面132に備え、一対のリブ178は、翼高さ方向に沿って延在するとともに一対の第1シールダム142にそれぞれ嵌合する。図示する例示的形態では、一対の第1シールダム142のうち一方は、翼体70の上流側端部82の内壁面130に形成された翼高さ方向に延在する突出部200であり、突出部200の頂面には翼高さ方向に延在する溝部202が形成されており、溝部202にリブ178の先端が係合する。一対の第1シールダム142のうち他方は、翼体70の上流側端部82の内壁面130に形成された翼高さ方向に延在する突出部200であり、突出部200の頂面には翼高さ方向に延在する溝部202が形成されており、溝部202にリブ178の先端が係合する。なお、一対のシールダム142は、図13に示すように、パージ孔87を中心に、周方向の両側に対称的に配置されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the first shield dam 142. As shown in FIG.
As shown in FIG. 13, the first insert 114 has a pair of ribs 178 on the outer peripheral surface 132 of the first insert 114, which are arranged to sandwich the opening 116 in the circumferential direction. and are fitted to the pair of first shield dams 142 respectively. In the illustrated exemplary embodiment, one of the pair of first seal dams 142 is a projection 200 formed on the inner wall surface 130 of the upstream end 82 of the blade body 70 and extending in the blade height direction. A groove portion 202 extending in the blade height direction is formed on the top surface of the portion 200 , and the tip of the rib 178 engages with the groove portion 202 . The other of the pair of first seal dams 142 is a projection 200 formed on the inner wall surface 130 of the upstream end 82 of the blade body 70 and extending in the blade height direction. A groove portion 202 extending in the blade height direction is formed, and the tip of the rib 178 engages with the groove portion 202 . As shown in FIG. 13, the pair of seal dams 142 are arranged symmetrically on both sides in the circumferential direction with the purge hole 87 as the center.

また、図6及び図8に示すように、上流側端部82は、周方向に延在するとともに平坦面を形成する一対の平板部148を含み、凸部86又は凹部84は、平板部148から軸方向上流側に突出して又は軸方向下流側に凹むように形成されており、一対の第1シールダム142は、平板部148の内壁面130に形成されている。かかる構成によれば、平板部148を備えることにより、翼体の上流側端部の加工が容易になる。 6 and 8, the upstream end 82 includes a pair of flat plate portions 148 extending in the circumferential direction and forming a flat surface, and the protrusion 86 or the recess 84 is located between the flat plate portions 148. The pair of first seal dams 142 are formed on the inner wall surface 130 of the flat plate portion 148 so as to protrude axially upstream or be recessed axially downstream. According to such a configuration, the provision of the flat plate portion 148 facilitates processing of the upstream end portion of the blade body.

上述のように、前側空間仕切壁170による前側空間160の区分け及び一対の第1シールダム142の配置の組合せにより、前側空間160は、内部空間109、196と連通空間172と高圧インピンジメント空間134と低圧インピンジメント空間176の5つの空間に区切られる。但し、内部空間109、196と連通空間172は、ほとんど同じ圧力の冷却媒体の供給圧力に近い圧力を有する空間である。従って、インサート(第1インサート114、第2インサート152)と翼体70の間の空間は、最も高圧の連通空間172と、連通空間172より圧力が低く低圧インピンジメント空間176より圧力が高い中圧の圧力を有する高圧インピンジメント空間134と、最も圧力が低い低圧インピンジメント空間176と、の3つの圧力領域が分布する空間に区分けされる。 As described above, the combination of the division of the front space 160 by the front space partition wall 170 and the arrangement of the pair of first shield dams 142 allows the front space 160 to be divided into the internal spaces 109 and 196, the communication space 172, and the high pressure impingement space 134. The low pressure impingement space 176 is divided into five spaces. However, the internal spaces 109 and 196 and the communication space 172 are spaces having a pressure close to the supply pressure of the cooling medium having almost the same pressure. Therefore, the space between the inserts (the first insert 114 and the second insert 152) and the wing body 70 consists of a communication space 172 with the highest pressure and an intermediate pressure lower than the communication space 172 and higher than the low pressure impingement space 176. and a low-pressure impingement space 176 with the lowest pressure.

上記のように、第1インサート114及び第2インサート152の適正なインピンジメント孔139、194を選定して、圧力の異なる空間を適切に配置することにより、高圧インピンジメント空間134及び低圧インピンジメント空間176と負圧面壁部75側の燃焼ガス流との圧力差が大略同じとなり、圧力差の平準化がされる。そのため、冷却媒体が翼面69の冷却孔から過剰に流出したり、冷却媒体の流出流量の不足により翼面のメタル温度が上昇するという現象を抑制できる。その結果、翼体の熱損傷が防止され、冷却媒体の消費量が適正に管理されるので、ガスタービンの熱効率が向上する。 As described above, by selecting the appropriate impingement holes 139 and 194 of the first insert 114 and the second insert 152 and appropriately arranging the spaces with different pressures, the high pressure impingement space 134 and the low pressure impingement space The pressure difference between 176 and the combustion gas flow on the negative pressure surface wall portion 75 side becomes substantially the same, and the pressure difference is leveled. Therefore, it is possible to suppress the phenomenon that the cooling medium flows excessively from the cooling holes of the blade surface 69 or the metal temperature of the blade surface rises due to insufficient flow rate of the cooling medium. As a result, thermal damage to the blade body is prevented, and the consumption of the cooling medium is appropriately managed, thereby improving the thermal efficiency of the gas turbine.

また、一対の第1シールダム142の突出部200と突出部200に形成された溝部202に挿入されたリブ178との組合せによって、開口116とパージ孔87とを連通する連通空間172と高圧インピンジメント空間134との間がシールされる。このため、連通空間172から一対の第1シールダム142を介して高圧インピンジメント空間134に逃げる冷却媒体の漏洩が抑制される。従って、静翼23Aの凸部86又は凹部84と燃焼器4側の相手側部材との間の隙間95(図4及び図5参照)に対して、翼体70の内部空間109からパージ孔87を介して第1インサート114に供給された冷却媒体の圧力を下げることなく、高圧の冷却媒体をパージ孔87に供給することができる。これにより、静翼23Aを冷却し、凸部86又は凹部84の熱損傷を防止できる。 Moreover, the combination of the protrusions 200 of the pair of first seal dams 142 and the ribs 178 inserted into the grooves 202 formed in the protrusions 200 creates a communication space 172 that communicates the opening 116 and the purge hole 87 with a high-pressure impingement. A space 134 is sealed. Therefore, leakage of the cooling medium from the communication space 172 to the high-pressure impingement space 134 via the pair of first seal dams 142 is suppressed. Therefore, the purge hole 87 from the internal space 109 of the blade body 70 passes through the gap 95 (see FIGS. 4 and 5) between the convex portion 86 or concave portion 84 of the stationary blade 23A and the mating member on the combustor 4 side. A high-pressure cooling medium can be supplied to the purge hole 87 without lowering the pressure of the cooling medium supplied to the first insert 114 through the . As a result, the stationary blade 23A can be cooled, and thermal damage to the convex portion 86 or the concave portion 84 can be prevented.

次に、図14及び図16に示す第1インサート114と第2インサート152を設ける翼体の空間を仕切る他の態様の構造を、以下に説明する。
図14は、図4に示した静翼23Aの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。図15は、図14におけるB-B断面を示す図である。図16は、図5に示した静翼23Aの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。図17は、図16におけるD-D断面を示す図である。図18は、第1インサート114及び第2インサート152並びに共有インサートカラー125を組み合わせたインサートの実施態様の一例を示す斜視図である。図19は、共有インサートカラー125を取付ける範囲を示す共有インサートカラーの取付図であり、共有インサートカラー125のみが実線で表示され、翼体及びインサート等の他の構成は、仮想線で表示されている。
Next, another aspect of the structure for partitioning the space of the wing body provided with the first insert 114 and the second insert 152 shown in FIGS. 14 and 16 will be described below.
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing an example of another aspect of the specific configuration of the stationary blade 23A shown in FIG. FIG. 15 is a diagram showing a BB section in FIG. FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the specific configuration of the stationary blade 23A shown in FIG. 17 is a diagram showing a DD cross section in FIG. 16. FIG. FIG. 18 is a perspective view showing one embodiment of an insert that combines first insert 114 and second insert 152 and shared insert collar 125 . FIG. 19 is an installation diagram of the shared insert collar showing the range of installation of the shared insert collar 125. Only the shared insert collar 125 is shown in solid lines, and other configurations such as the wing bodies and inserts are shown in phantom lines. there is

幾つかの実施形態では、例えば図14及び図16に示すように、図6及び図8の構造と比較して、第1インサート114と第2インサート152を配置する前側空間160の空間の仕切構造を、前側空間仕切壁170のような仕切壁を設けず、複数対のシールダムの組合せでインピンジメント空間を仕切った構造である。すなわち、上流側端部82に近い第1インサート114の外周面132と翼体70の内壁面130との間には、一対のシールダム142が配置されている。第2インサート152の外周面132と翼体70の内壁面130の間には、一対の第2シールダム166(仕切部)が配置されている。かかる構造が、図6及び図8に示す構造とは異なる構成である。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 14 and 16, a partition structure for the space of the front space 160 in which the first insert 114 and the second insert 152 are located, compared to the structure of FIGS. is a structure in which a partition wall such as the front space partition wall 170 is not provided, and the impingement space is partitioned by a combination of a plurality of pairs of seal dams. That is, a pair of seal dams 142 are arranged between the outer peripheral surface 132 of the first insert 114 near the upstream end 82 and the inner wall surface 130 of the wing body 70 . A pair of second seal dams 166 (partitions) are arranged between the outer peripheral surface 132 of the second insert 152 and the inner wall surface 130 of the wing body 70 . This structure is different from the structures shown in FIGS.

幾つかの実施形態では、例えば図14及び図16に示すように、翼体70は、周方向においてパージ孔87に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔89を含む。図示する形態では、翼体70は、周方向においてパージ孔87を挟んで両側に設けられた一対のサイドパージ孔89を含む。 In some embodiments, the wing body 70 includes at least one side purge hole 89 circumferentially adjacent to the purge hole 87, for example as shown in FIGS. In the illustrated form, the blade body 70 includes a pair of side purge holes 89 provided on both sides of the purge hole 87 in the circumferential direction.

かかる構成によれば、サイドパージ孔89から冷却媒体を翼体70の外部空間94に排出することにより、翼体70の内部空間109への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔89の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体70の上流側端部82の損傷を抑制することができる。 According to this configuration, the cooling medium is discharged from the side purge holes 89 to the external space 94 of the blade body 70 , thereby suppressing the backflow of the combustion gas to the internal space 109 of the blade body 70 . By lowering the temperature of the combustion gas, damage to the upstream end portion 82 of the blade body 70 can be suppressed.

幾つかの実施形態では、例えば図14から図17に示すように、静翼23Aは、翼体70の内部空間109に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第1インサート114を備える。第1インサート114は、翼高さ方向に沿って延在する開口116が形成された開口形成部118を含み、開口116は、パージ孔87に対向して配置されている。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 14 to 17, the stationary blade 23A has a tubular first insert 114 extending in the blade height direction in the internal space 109 of the blade body 70. Prepare. The first insert 114 includes an opening forming portion 118 having an opening 116 extending along the blade height direction, the opening 116 being arranged opposite the purge hole 87 .

図15及び図17に示すように、凸部86又は凹部84は、翼高さ方向に沿って翼体70の先端側(図3における内側シュラウド60側)から基端側(図3における外側シュラウド62側)にかけて延在し、パージ孔87は、翼高さ方向に沿って翼体70の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔87を含む。凸部86又は凹部84は、翼高さ方向における静翼23Aの基端部105と先端部107との間の長さの半分以上の長さにわたって延在していてもよい。 As shown in FIGS. 15 and 17, the convex portion 86 or the concave portion 84 extends along the blade height direction from the tip side (the inner shroud 60 side in FIG. 3) of the blade body 70 to the proximal side (the outer shroud side in FIG. 3). 62 side), and the purge holes 87 include a plurality of purge holes 87 arranged from the tip side to the base end side of the blade body 70 along the blade height direction. The convex portion 86 or the concave portion 84 may extend over half or more of the length between the base end portion 105 and the tip portion 107 of the stationary blade 23A in the blade height direction.

かかる構成によれば、第1インサート114の内部空間109から開口形成部118の開口116を介して第1インサート114の外部に流出した高圧の冷却媒体を、翼体70の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔87から冷却媒体を翼体70の外部空間94に排出することにより、翼体70の内部空間109への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔87の外側の燃焼ガスの温度を低下させて、翼体70の上流側端部82の損傷を抑制することができる。また、静翼23Aの凸部86又は凹部84を冷却し、凸部86又は凹部84の熱損傷を防止できる。 According to this configuration, the high-pressure cooling medium that has flowed out of the first insert 114 from the internal space 109 of the first insert 114 through the opening 116 of the opening forming portion 118 flows from the tip side of the blade body 70 to the base end side. By discharging the cooling medium to the outer space 94 of the blade body 70 from the plurality of purge holes 87 arranged along the By reducing the temperature of the gas, damage to the upstream end 82 of the blade body 70 can be suppressed. In addition, the protrusions 86 or the recesses 84 of the stationary blade 23A can be cooled to prevent thermal damage to the protrusions 86 or the recesses 84 .

上述の複数対のシールダムの構成により、前側空間160は、内部空間109、196と連通空間172と高圧インピンジメント空間134と低圧インピンジメント空間176の5つの空間に区切られる。但し、内部空間109、196と連通空間172は、ほとんど同じ圧力の冷却媒体の供給圧力に近い圧力を有する空間である。従って、インサート(第1インサート114、第2インサート152)と翼体70の間の空間を圧力の違いにより区分すると、最も高圧の連通空間172及び内部空間109、196と、連通空間172及び内部空間109、196より圧力が低く低圧インピンジメント空間176より圧力が高い中間の圧力を有する高圧インピンジメント空間134と、最も圧力が低い低圧インピンジメント空間176との3つの圧力領域に分布する空間に区分けされる。 Due to the configuration of the multiple pairs of seal dams described above, the front space 160 is divided into five spaces: the internal spaces 109 and 196 , the communication space 172 , the high pressure impingement space 134 and the low pressure impingement space 176 . However, the internal spaces 109 and 196 and the communication space 172 are spaces having a pressure close to the supply pressure of the cooling medium having almost the same pressure. Therefore, when the space between the insert (first insert 114, second insert 152) and the blade body 70 is divided by the difference in pressure, the communication space 172 and the internal spaces 109 and 196 with the highest pressure, the communication space 172 and the internal space A high pressure impingement space 134 having an intermediate pressure lower than the pressures 109 and 196 and higher than the low pressure impingement space 176, and a low pressure impingement space 176 having the lowest pressure. be.

なお、本実施態様においても、図14及び図16に示すように、第1インサート114と第2インサート152のインピンジメント壁部140、198には、インピンジメント孔138、194が形成されている。第1インサート114の外周面132と翼体70の内壁面130との間に形成される高圧インピンジメント空間134は、第1インサート114のインピンジメント壁部140に形成されたインピンジメント孔138を介して、第1インサート114の内部空間109に連通している。また、第2インサート152の外周面132と翼体70の内壁面130との間に形成される低圧インピンジメント空間176は、第2インサート152のインピンジメント壁部198に形成されたインピンジメント孔194を介して、第2インサート152の内部空間196に連通している。また、翼体70の圧力面壁部73側及び負圧面壁部75側には、複数の冷却孔136が形成され、高圧インピンジメント空間134及び低圧インピンジメント空間176と翼面67、69側の燃焼ガス空間を連通させている。 Also in this embodiment, impingement holes 138 and 194 are formed in the impingement wall portions 140 and 198 of the first insert 114 and the second insert 152, as shown in FIGS. A high-pressure impingement space 134 formed between the outer peripheral surface 132 of the first insert 114 and the inner wall surface 130 of the wing body 70 is formed through an impingement hole 138 formed in the impingement wall portion 140 of the first insert 114. , and communicates with the internal space 109 of the first insert 114 . Also, the low-pressure impingement space 176 formed between the outer peripheral surface 132 of the second insert 152 and the inner wall surface 130 of the wing body 70 is the impingement hole 194 formed in the impingement wall portion 198 of the second insert 152 . is communicated with the internal space 196 of the second insert 152 via the . In addition, a plurality of cooling holes 136 are formed on the pressure surface wall portion 73 side and the suction surface wall portion 75 side of the blade body 70, and a high pressure impingement space 134, a low pressure impingement space 176, and combustion on the blade surfaces 67, 69 side. It communicates the gas space.

本実施形態においても、第1インサート114の圧力面壁部73側及び負圧面壁部75側の燃焼ガス流の圧力は大略同じである。負圧面壁部75側の燃焼ガスの圧力は、第1インサート114と第2インサート152が互いに対面する空間隙間160aの位置に対応する負圧面壁部75の翼面の位置より後縁76側で急激に低下する。従って、図6及び図8に示す実施態様と同様に、第1インサート114と第2インサート152のインピンジメント孔138、194の仕様を適正に選定して、高圧インピンジメント空間134及び低圧インピンジメント空間176と、負圧面壁部75側の燃焼ガス流との圧力差を大略同じとすることが望ましい。例えば、高圧インピンジメント空間134側から排出される冷却媒体の流量を低圧インピンジメント空間176側から排出される流路と同程度になるように、第1インサート114のインピンジメント壁部140のインピンジメント孔138との比較で、第2インサート152のインピンジメント壁部198のインピンジメント孔194の適正な仕様を選定して、第2インサート152から燃焼ガス中に排出される冷却媒体の適正量を選定することが望ましい。 Also in this embodiment, the pressures of the combustion gas flow on the pressure surface wall portion 73 side and the suction surface wall portion 75 side of the first insert 114 are substantially the same. The pressure of the combustion gas on the suction surface wall portion 75 side is higher than the position of the blade surface of the suction surface wall portion 75 corresponding to the position of the space gap 160a where the first insert 114 and the second insert 152 face each other, on the trailing edge 76 side. drop sharply. Therefore, as in the embodiment shown in FIGS. 6 and 8, the specifications of the impingement holes 138, 194 of the first insert 114 and the second insert 152 are appropriately selected to provide the high pressure impingement space 134 and the low pressure impingement space. It is desirable that the pressure difference between 176 and the combustion gas flow on the side of the suction surface wall portion 75 be approximately the same. For example, the impingement of the impingement wall portion 140 of the first insert 114 is such that the flow rate of the cooling medium discharged from the high pressure impingement space 134 side is approximately the same as the flow rate of the coolant discharged from the low pressure impingement space 176 side. Selecting the proper specification of the impingement holes 194 in the impingement wall 198 of the second insert 152 as compared to the holes 138 to select the proper amount of coolant discharged from the second insert 152 into the combustion gases. It is desirable to

上記圧力の異なる空間を配置することにより、高圧インピンジメント空間134及び低圧インピンジメント空間176と負圧面壁部75側の翼面69に沿って流れる燃焼ガス流との圧力差が大略同じとなり、圧力差が平準化される。そのため、冷却媒体が翼面69の冷却孔から過剰に流出、又は、冷却媒体の排出流量の不足により翼面のメタル温度が上昇するという現象を抑制できる。その結果、翼体の熱損傷が防止され、冷却媒体の消費量が適正に管理されるので、ガスタービンの熱効率が向上する。 By arranging the spaces having different pressures, the pressure difference between the high-pressure impingement space 134 and the low-pressure impingement space 176 and the combustion gas flow flowing along the blade surface 69 on the suction surface wall portion 75 side becomes substantially the same. Differences are smoothed out. Therefore, it is possible to suppress the phenomenon that the cooling medium flows out excessively from the cooling holes of the blade surface 69 or the metal temperature of the blade surface rises due to the shortage of the discharge flow rate of the cooling medium. As a result, thermal damage to the blade body is prevented, and the consumption of the cooling medium is appropriately managed, thereby improving the thermal efficiency of the gas turbine.

また、翼体70における上流側端部82の内壁面130には、第1インサート114との間で高圧インピンジメント空間134を仕切るように翼高さ方向にそれぞれ延在する一対の第1シールダム142が形成される。一対の第1シールダム142は、パージ孔87を周方向に挟んで対称的に配置される。すなわち、一対の第1シールダム142のうち一方は、上流側端部82のうち負圧面壁部75の内壁面130に形成され、一対の第1シールダム142のうち他方は、上流側端部82のうち圧力面壁部73の内壁面130に形成される。なお、第1シールダム142の詳細な構造は、図13に示す構造と同じである。 Also, on the inner wall surface 130 of the upstream end 82 of the blade body 70 , a pair of first seal dams 142 each extending in the blade height direction so as to separate a high-pressure impingement space 134 from the first insert 114 . is formed. The pair of first seal dams 142 are arranged symmetrically with the purge hole 87 interposed therebetween in the circumferential direction. That is, one of the pair of first seal dams 142 is formed on the inner wall surface 130 of the suction surface wall portion 75 of the upstream end portion 82 , and the other of the pair of first seal dams 142 is formed on the upstream end portion 82 . It is formed on the inner wall surface 130 of the pressure surface wall portion 73 . The detailed structure of the first shield dam 142 is the same as the structure shown in FIG.

また、静翼23Aの凸部86又は凹部84と燃焼器4側の相手側部材との間には、隙間95(図4及び図5参照)が形成されている。翼体70の内部空間109からパージ孔87を介して第1インサートに供給された冷却媒体は、冷却媒体の圧力を下げることなく、隙間95に供給することができる。これにより、静翼23Aを冷却し、凸部86又は凹部84の熱損傷を防止できる。 A gap 95 (see FIGS. 4 and 5) is formed between the convex portion 86 or concave portion 84 of the stationary blade 23A and the mating member on the combustor 4 side. Cooling medium supplied to the first insert from the interior space 109 of the wing body 70 through the purge holes 87 can be supplied to the gap 95 without lowering the pressure of the cooling medium. As a result, the stationary blade 23A can be cooled, and thermal damage to the convex portion 86 or the concave portion 84 can be prevented.

また、一対の第1シールダム142を平板部148の内壁面130に形成し、第1インサート114の外周面132に固定されたリブ178と組み合わせることにより、第1シールダム142と第1インサート114との間の漏れ流れを効果的に抑制し、有効なインピンジメント冷却が達成できる。 Also, a pair of first seal dams 142 are formed on the inner wall surface 130 of the flat plate portion 148 and combined with ribs 178 fixed to the outer peripheral surface 132 of the first insert 114, so that the first seal dams 142 and the first insert 114 are bonded together. It can effectively suppress the leakage flow between and achieve effective impingement cooling.

幾つかの実施形態では、例えば図18、19に示すインサートは、第1インサート114及び第2インサート152と、両方のインサートが共有する共有インサートカラー125とを含む。第1インサート114及び第2インサート152は、筒状に形成された筒体120を含む。また、第1インサート114及び第2インサート152が共有する共有インサートカラー125は、筒体120の基端部105側の端部に溶接等で固定され、筒体120と共有インサートカラー125は一体化されている。共有インサートカラー125の外周端125aは、翼体70及び前側仕切壁154の内壁面130と第1インサート114及び第2インサート152の外周面132との隙間(高圧インピンジメント空間134)を封止するように、前側仕切壁154を含んだ翼体70の基端部105側の端面に溶接等で固定されている。なお、図15及び図17に示す翼構成の態様は、第1インサート114及び第2インサート152に供給される冷却媒体が基端部105側の一方向(片側供給構造)から供給され、共有インサートカラー125は図18、19に示す基端部105側の翼高さ方向の端面に配置する態様である。第1インサート114及び第2インサート152の他の内部構造(蓋部121、ガイド121a、補強材123等)は、図10に示す構造と同様である。 In some embodiments, the insert shown, for example, in Figures 18 and 19 includes a first insert 114 and a second insert 152 and a shared insert collar 125 shared by both inserts. The first insert 114 and the second insert 152 each include a tubular body 120 formed in a tubular shape. In addition, the shared insert collar 125 shared by the first insert 114 and the second insert 152 is fixed to the end of the cylindrical body 120 on the base end 105 side by welding or the like, and the cylindrical body 120 and the shared insert collar 125 are integrated. It is The outer peripheral end 125a of the shared insert collar 125 seals the gap (high pressure impingement space 134) between the inner wall surface 130 of the wing body 70 and the front partition wall 154 and the outer peripheral surface 132 of the first insert 114 and the second insert 152. , it is fixed by welding or the like to the end face of the wing body 70 including the front partition wall 154 on the base end portion 105 side. 15 and 17, the cooling medium supplied to the first insert 114 and the second insert 152 is supplied from one direction (single-side supply structure) on the base end portion 105 side, and the common insert The collar 125 is arranged on the end face in the blade height direction on the base end portion 105 side shown in FIGS. Other internal structures of the first insert 114 and the second insert 152 (cover portion 121, guide 121a, reinforcing member 123, etc.) are the same as those shown in FIG.

なお、図19に示すように、実線で示された共有インサートカラー125には、第1インサート114の内部空間109及び第2インサート152の内部空間196の平面断面の形状に合わせて、基端部105側に開口122が形成されている。共有インサートカラー125及び蓋部121を備えた第1インサート114並びに第2インサート152を翼体70に取付けることにより、高圧インピンジメント空間134と低圧インピンジメント空間176の翼高さ方向の両端が閉塞される。 In addition, as shown in FIG. 19, the shared insert collar 125 indicated by the solid line has a base end portion that matches the planar cross-sectional shape of the internal space 109 of the first insert 114 and the internal space 196 of the second insert 152 . An opening 122 is formed on the 105 side. By attaching the first insert 114 and the second insert 152 with the shared insert collar 125 and lid portion 121 to the blade body 70, both ends of the high pressure impingement space 134 and the low pressure impingement space 176 in the blade height direction are closed. be.

図18、19に示す第1インサート114では、共有インサートカラー125は、周方向における開口形成部118の位置に対応して配置された切欠き部126を有する。 In the first insert 114 shown in FIGS. 18 and 19, the shared insert collar 125 has cutouts 126 positioned corresponding to the location of the opening formations 118 in the circumferential direction.

上記構成によれば、共有インサートカラー125が、周方向における開口形成部118の開口116の位置に対応する位置に切欠き部126を有するので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体70の内壁面130と第1インサート114の外周面132との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔87に供給できる。なお、開口形成部118の開口116に対向していない第2インサート152近傍の共有インサートカラー125については、切欠き部126は不要である。 According to the above configuration, since the shared insert collar 125 has the notch portion 126 at a position corresponding to the position of the opening 116 of the opening forming portion 118 in the circumferential direction, part of the cooling medium supplied from the outside is Since the cooling medium can be directly supplied to the gap between the inner wall surface 130 of the first insert 114 and the outer peripheral surface 132 of the first insert 114 , the high-pressure cooling medium can be supplied to the purge hole 87 while minimizing the pressure loss of the cooling medium. Note that the notch 126 is not required for the shared insert collar 125 near the second insert 152 that does not face the opening 116 of the opening forming portion 118 .

上述の共有インサートカラー125は、第1インサート114及び第2インサート152に共通する一体で形成された共有インサートカラー125を適用する態様で説明したが、インサート取付けの容易性の観点から、第1インサート114及び第1インサート152に個別にインサートカラー124を取り付ける構造でもよい。その場合、インサートカラー124を取り付けた第1インサート114及び第2インサート152を個別に前側空間160に挿入して、それぞれのインサートカラー124の外周端124aを翼体70及び前側仕切壁154の翼高さ方向端面に固定する。その後、第1インサート114のインサートカラー124の第2インサート152に隣接する側の端部と、第2インサート152のインサートカラー124の第1インサート114に隣接する側の端部と、を溶接等で接合して一体化させ、共有インサートカラー125を形成してもよい。このような構造によれば、翼体70及び前側仕切壁154の壁面190と第1インサート114及び第2インサート152の外周面132との間の隙間、並びに、第1インサート114の隣接する第2インサート側の対向する外周面132及び第2インサート152の隣接する第1インサート側の対向する外周面132との間の隙間が封止されると共に、インサートの前側空間160への取り付けも容易になる。 The above-described shared insert collar 125 has been described in a mode of applying the integrally formed shared insert collar 125 common to the first insert 114 and the second insert 152, but from the viewpoint of ease of insert installation, the first insert A structure in which insert collars 124 are individually attached to 114 and first insert 152 may also be used. In that case, the first insert 114 and the second insert 152 to which the insert collar 124 is attached are individually inserted into the front space 160, and the outer peripheral end 124a of each insert collar 124 is positioned at the blade height of the wing body 70 and the front partition wall 154. Fixed to the vertical end face. After that, the end portion of the insert collar 124 of the first insert 114 adjacent to the second insert 152 and the end portion of the insert collar 124 of the second insert 152 adjacent to the first insert 114 are welded or the like. They may be joined together to form a shared insert collar 125 . According to such a structure, the gap between the wall surface 190 of the wing body 70 and the front partition wall 154 and the outer peripheral surface 132 of the first insert 114 and the second insert 152, and the adjacent second The gap between the opposing outer peripheral surface 132 on the insert side and the opposing outer peripheral surface 132 on the adjacent first insert side of the second insert 152 is sealed, and the insert can be easily attached to the front space 160. .

幾つかの実施形態では、例えば図14及び図16に示すように、第2インサート152が配置された前側空間160には、第2インサート152との間で低圧インピンジメント空間176を仕切るように翼高さ方向に延在する一対の第2シールダム166が設けられる。図示する形態では、一対の第2シールダム166は、それぞれ、前側仕切壁154の壁面190及び前側外壁部158の内壁面130に形成される。図14及び図16に示す幾つかの実施形態では、第1インサート114との間で高圧インピンジメント空間134を仕切るシールダムの数は一対であり、第2インサート152との間で低圧インピンジメント空間176を仕切るシールダムの数は一対である。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 14 and 16, the forward space 160 in which the second insert 152 is located includes a wing to partition the low pressure impingement space 176 therebetween. A pair of second shield dams 166 are provided that extend in the height direction. In the illustrated form, a pair of second seal dams 166 are formed on the wall surface 190 of the front partition wall 154 and the inner wall surface 130 of the front outer wall portion 158, respectively. 14 and 16, the number of seal dams separating the high pressure impingement space 134 from the first insert 114 is one pair and the low pressure impingement space 176 from the second insert 152. The number of shield dams partitioning is one pair.

幾つかの実施形態では、例えば図20Aに示すように、第2インサート152は第2インサート152の外周面132に一対のリブ182を備え、第2インサート152の一対のリブ182は、翼高さ方向に沿って延在するとともに一対の第2シールダム166にそれぞれ嵌合する。図示する例示的形態では、一対の第2シールダム166のうち一方は、前側仕切壁154の壁面190に形成された翼高さ方向に延在する突出部204であり、突出部204の頂面には翼高さ方向に延在する溝部206が形成されており、溝部206に一対のリブ182のうち一方のリブ182の先端が係合する。図20Bに示すように、一対の第2シールダム166のうち他方は、前側外壁部158の内壁面130に形成された翼高さ方向に延在する突出部204であり、突出部204の頂面には翼高さ方向に延在する溝部206が形成されており、溝部206に一対のリブ182のうち他方のリブ182の先端が係合する。 In some embodiments, the second insert 152 includes a pair of ribs 182 on the outer peripheral surface 132 of the second insert 152, such as shown in FIG. It extends along the direction and is fitted to a pair of second shield dams 166 respectively. In the illustrated exemplary form, one of the pair of second seal dams 166 is a protrusion 204 extending in the wing height direction formed on the wall surface 190 of the front partition wall 154, and the top surface of the protrusion 204 is formed with a groove 206 extending in the blade height direction, and the tip of one of the pair of ribs 182 engages with the groove 206 . As shown in FIG. 20B , the other of the pair of second seal dams 166 is a protrusion 204 formed on the inner wall surface 130 of the front outer wall 158 and extending in the blade height direction. A groove portion 206 extending in the blade height direction is formed in the groove portion 206 , and the tip of the other rib 182 of the pair of ribs 182 engages with the groove portion 206 .

かかる構成によれば、一対の第2シールダム166の突出部204と突出部204に形成された溝部206に挿入されたリブ182との組合せによって、一対の第2シールダム166を挟んで両側に位置する高圧インピンジメント空間134と低圧インピンジメント空間176との間の漏れ流れを簡素な構成で抑制することができる。 According to this configuration, the combination of the protrusions 204 of the pair of second seal dams 166 and the ribs 182 inserted into the grooves 206 formed in the protrusions 204 allows the pair of second seal dams 166 to be positioned on both sides of the pair of second seal dams 166 . A leak flow between the high-pressure impingement space 134 and the low-pressure impingement space 176 can be suppressed with a simple configuration.

かかる構成によれば、高圧インピンジメント空間134において、翼体70に対する効果的なインピンジメント冷却が可能になる。 Such a configuration enables effective impingement cooling of the blade body 70 in the high-pressure impingement space 134 .

幾つかの実施形態では、例えば図14に示すように、第1インサート114の開口形成部118とインピンジメント壁部140とは、リブ178を間に挟んで隣接して設けられる。 In some embodiments, for example, as shown in FIG. 14, the opening forming portion 118 of the first insert 114 and the impingement wall portion 140 are adjacent to each other with the rib 178 therebetween.

かかる構成によれば、パージ孔87を介して翼体70の外部空間94に排出される冷却媒体及びインピンジメント孔138を介して高圧インピンジメント空間134に噴出される冷却媒体によって、静翼23Aの翼体70を効果的に冷却することができる。 According to this configuration, the cooling medium discharged to the external space 94 of the blade body 70 through the purge hole 87 and the cooling medium jetted into the high-pressure impingement space 134 through the impingement holes 138 cause the stationary blade 23A to be cooled. The wing body 70 can be effectively cooled.

次に、図21に示す1つのインサートと複数対のシールダムを組み合わせて翼体の空間を仕切る他の実施態様の構造を、以下に説明する。図21は、図4に示した静翼23Aの具体的構成の他の実施態様の一例を示す拡大断面図である。図22は、図21におけるE-E断面を示す図である。 Next, the structure of another embodiment which combines one insert shown in FIG. 21 and a plurality of pairs of seal dams to partition the airfoil space will be described below. FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view showing an example of another embodiment of the specific configuration of the stationary blade 23A shown in FIG. FIG. 22 is a diagram showing the EE cross section in FIG.

幾つかの実施形態では、図21及び図22に示すように、前側空間160に1つの第3インサート164と複数対の第3シールダム168a、168bを設け、前側空間160の空間を、5つの空間に仕切る構造である。すなわち、上流側端部82に近い第3インサート164の外周面132と翼体70の内壁面130との間には、一対の第3シールダム168aが配置され、第3インサート164の外周面132と翼体70の内壁面130又は前側仕切壁154の壁面190の間であって、一対の第3シールダム168aより後縁76側に近い位置に、一対の第3シールダム168bが配置された構造である。 In some embodiments, as shown in FIGS. 21 and 22, the front space 160 is provided with one third insert 164 and multiple pairs of third seal dams 168a, 168b, and the space of the front space 160 is divided into five spaces. It is a structure that divides into That is, between the outer peripheral surface 132 of the third insert 164 near the upstream end 82 and the inner wall surface 130 of the wing body 70, a pair of third seal dams 168a are arranged so that the outer peripheral surface 132 of the third insert 164 A pair of third seal dams 168b are arranged between the inner wall surface 130 of the wing body 70 or the wall surface 190 of the front partition wall 154 and closer to the trailing edge 76 side than the pair of third seal dams 168a. .

幾つかの実施形態では、例えば図21及び図22に示すように、翼体70は、周方向においてパージ孔87に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔89を含む。図示する形態では、翼体70は、周方向においてパージ孔87を挟んで両側に設けられた一対のサイドパージ孔89を含む。 In some embodiments, the wing-body 70 includes at least one side purge hole 89 circumferentially adjacent to the purge hole 87, for example, as shown in FIGS. In the illustrated form, the blade body 70 includes a pair of side purge holes 89 provided on both sides of the purge hole 87 in the circumferential direction.

かかる構成によれば、サイドパージ孔89から冷却媒体を翼体70の外部空間94に排出することにより、翼体70の内部空間197への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔89の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体70の上流側端部82の損傷を抑制することができる。 According to such a configuration, the cooling medium is discharged from the side purge holes 89 to the external space 94 of the blade body 70 , thereby suppressing the backflow of the combustion gas to the internal space 197 of the blade body 70 , thereby reducing By lowering the temperature of the combustion gas, damage to the upstream end portion 82 of the blade body 70 can be suppressed.

幾つかの実施形態では、例えば図21及び図22に示すように、静翼23Aは、翼体70の内部空間197に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第3インサート164を備える。第3インサート164は、翼高さ方向に沿って延在する開口116が形成された開口形成部118を含み、開口116は、パージ孔87に対向して配置されている。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 21 and 22, the stationary blade 23A has a cylindrical third insert 164 extending in the blade height direction in the internal space 197 of the blade body 70. Prepare. The third insert 164 includes an opening forming portion 118 having an opening 116 extending along the blade height direction, the opening 116 being arranged opposite the purge hole 87 .

かかる構成によれば、第3インサート164の内部空間197から開口形成部118の開口116を介して第3インサート164の外部に流出した高圧の冷却媒体を、パージ孔87からスムーズに相手側部材55との隙間95に直接供給することができる。これにより、静翼23Aの凸部86を冷却し、凸部86の熱損傷を防止できる。 According to this configuration, the high-pressure cooling medium that has flowed out of the third insert 164 from the internal space 197 of the third insert 164 through the opening 116 of the opening forming portion 118 is smoothly discharged from the purge hole 87 to the counterpart member 55 . can be directly supplied to the gap 95 between the As a result, the protrusions 86 of the stationary blade 23A can be cooled and thermal damage to the protrusions 86 can be prevented.

幾つかの実施形態では、例えば図21及び図22に示すように、凸部86は、翼高さ方向に沿って翼体70の先端部107側から基端部105側にかけて延在し、パージ孔87は、翼高さ方向に沿って翼体70の先端部107から基端部105にかけて配列された複数のパージ孔87を含む。凸部86は、翼高さ方向における静翼23Aの基端部105と先端部107との間の長さの半分以上の長さにわたって延在していてもよい。 In some embodiments, for example, as shown in FIGS. 21 and 22, the convex portion 86 extends along the blade height direction from the distal end portion 107 side of the blade body 70 to the proximal end portion 105 side to provide a purge gas. The holes 87 include a plurality of purge holes 87 arranged from the tip portion 107 to the base end portion 105 of the blade body 70 along the blade height direction. The convex portion 86 may extend over half or more of the length between the base end portion 105 and the tip portion 107 of the stationary blade 23A in the blade height direction.

かかる構成によれば、翼体70の先端部107から基端部105にかけて配列された複数のパージ孔87から冷却媒体を翼体70の外部空間94に排出することにより、翼体70の内部空間197への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔87の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体70の上流側端部82の損傷を抑制することができる。 According to this configuration, the cooling medium is discharged from the plurality of purge holes 87 arranged from the distal end portion 107 to the proximal end portion 105 of the blade body 70 into the external space 94 of the blade body 70 , thereby restoring the internal space of the blade body 70 . By suppressing the reverse flow of the combustion gas to 197, the temperature of the combustion gas outside the purge hole 87 can be lowered, and damage to the upstream end portion 82 of the blade body 70 can be suppressed.

上述の複数対の第3シールダム168a、168bの構成により、第3インサート164が配置された前側空間160は、内部空間197と連通空間172と高圧インピンジメント空間134a、134bと低圧インピンジメント空間176の5つの空間に区切られる。但し、内部空間197と連通空間172は、ほとんど同じ圧力の冷却媒体の供給圧力に近い圧力を有する空間である。 Due to the configuration of the plurality of pairs of third seal dams 168a, 168b described above, the front space 160 in which the third insert 164 is arranged consists of the internal space 197, the communication space 172, the high pressure impingement spaces 134a, 134b, and the low pressure impingement space 176. Divided into 5 spaces. However, the internal space 197 and the communication space 172 are spaces having a pressure close to the supply pressure of the cooling medium having almost the same pressure.

なお、本実施態様においても、図21に示すように、第3インサート164のインピンジメント壁部199には、インピンジメント孔195が形成されている。第3インサート164の外周面132と翼体70の内壁面130との間に形成される高圧インピンジメント空間134a、134bは、第3インサート164のインピンジメント壁部199に形成されたインピンジメント孔195aを介して、第3インサート164の内部空間197に連通している。また、第3インサート164の外周面132と翼体70の内壁面130との間に形成される低圧インピンジメント空間176は、第3インサート164のインピンジメント壁部199に形成されたインピンジメント孔195bを介して、第3インサート164の内部空間197に連通している。また、翼体70の圧力面壁部73側及び負圧面壁部75側には、複数の冷却孔136が形成され、高圧インピンジメント空間134及び低圧インピンジメント空間176と翼面67、69側の燃焼ガス空間は、冷却孔136を介して連通している。 Also in this embodiment, impingement holes 195 are formed in the impingement wall portion 199 of the third insert 164, as shown in FIG. The high-pressure impingement spaces 134a and 134b formed between the outer peripheral surface 132 of the third insert 164 and the inner wall surface 130 of the wing body 70 are the impingement holes 195a formed in the impingement wall portion 199 of the third insert 164. , communicates with the internal space 197 of the third insert 164 via the . The low-pressure impingement space 176 formed between the outer peripheral surface 132 of the third insert 164 and the inner wall surface 130 of the wing body 70 is the impingement hole 195b formed in the impingement wall portion 199 of the third insert 164. , communicates with the internal space 197 of the third insert 164 via the . In addition, a plurality of cooling holes 136 are formed on the pressure surface wall portion 73 side and the suction surface wall portion 75 side of the blade body 70, and a high pressure impingement space 134, a low pressure impingement space 176, and combustion on the blade surfaces 67, 69 side. The gas space communicates through cooling holes 136 .

本実施形態の場合、高圧インピンジメント空間134a、134bと、低圧インピンジメント空間176に供給される冷却媒体は、共通する1つの空間である内部空間197から供給される。一方、高圧インピンジメント空間134aは、上流側端部82に近い負圧面壁部75側に配置され、高圧インピンジメント空間134bは、上流側端部82に近い圧力面壁部73側に配置されている。また、低圧インピンジメント空間176は負圧面壁部75側であって、高圧インピンジメント空間134aより後縁76側に近い位置に配置されている。 In the case of this embodiment, the cooling medium supplied to the high pressure impingement spaces 134a and 134b and the low pressure impingement space 176 is supplied from the internal space 197 which is one common space. On the other hand, the high pressure impingement space 134a is arranged on the suction surface wall portion 75 side close to the upstream end portion 82, and the high pressure impingement space 134b is arranged on the pressure surface wall portion 73 side close to the upstream end portion 82. . The low-pressure impingement space 176 is located on the negative pressure surface wall portion 75 side and closer to the trailing edge 76 side than the high-pressure impingement space 134a.

負圧面壁部75側の高圧インピンジメント空間134aと低圧インピンジメント空間176を区切る第3シールダム168bの位置は、負圧面壁部75側の燃焼ガス流の圧力が急激に低下する位置に対応している。すなわち、第3シールダム168bの位置より軸方向上流側の上流側端部82に近い負圧面壁部75側の燃焼ガス流の圧力は、上流側端部82に近い圧力面壁部73側の燃焼ガス流の圧力と大略同じである。また、負圧面壁部75側の第3シールダム168bの位置から後縁76に向かって、負圧面壁部75側の燃焼ガスの圧力が低下する。 The position of the third seal dam 168b that separates the high pressure impingement space 134a on the side of the suction surface wall 75 from the low pressure impingement space 176 corresponds to the position where the pressure of the combustion gas flow on the side of the suction surface wall 75 drops sharply. there is That is, the pressure of the combustion gas flow on the side of the suction surface wall portion 75 near the upstream end portion 82 on the upstream side in the axial direction from the position of the third seal dam 168b is It is roughly the same as the pressure of the stream. Further, the pressure of the combustion gas on the suction surface wall portion 75 side decreases from the position of the third seal dam 168b on the suction surface wall portion 75 side toward the trailing edge 76 .

従って、前側空間160は、内部空間197と連通空間172の圧力が最も高く、高圧インピンジメント空間134a、134bの圧力は内部空間197より低い。また、低圧インピンジメント空間176の圧力は高圧インピンジメント空間134a、134bより低く、前側空間160の中で最も低い圧力の空間となるように、インピンジメント壁部199のインピンジメント孔195の仕様を選定する必要がある。つまり、前側空間160は、3つの圧力領域の区分に区分けされる。従って、高圧インピンジメント空間134a、134b及び低圧インピンジメント空間176から翼体70に形成された複数の冷却孔136を介して燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量を平準化するためには、各インピンジメント空間が対面するインピンジメント壁部199に形成されたインピンジメント孔195の仕様を各インピンジメント空間の圧力変化に応じて変化させ、各インピンジメント空間と負圧面壁部75又は圧力面壁部73との圧力差を平準化することが望ましい。すなわち、高圧インピンジメント空間134a、134bは、ほぼ同じ圧力のため、同じ仕様のインピンジメント孔195aが選定できる。しかし、負圧面壁部75側の翼面69は、燃焼ガス流の圧力の低下が大きいため、低圧インピンジメント空間176に開口するインピンジメント孔195bは、高圧インピンジメント空間134a、134bに開口するインピンジメント孔195とは異なる仕様を選定して、冷却媒体の流量を絞ることが望ましい。上記の構成により、過剰な冷却媒体の消費量が低減される。 Therefore, in the front space 160 , the internal space 197 and the communication space 172 have the highest pressure, and the high pressure impingement spaces 134 a and 134 b have lower pressure than the internal space 197 . In addition, the specifications of the impingement holes 195 of the impingement wall portion 199 are selected so that the pressure of the low-pressure impingement space 176 is lower than that of the high-pressure impingement spaces 134a and 134b and the pressure of the front-side space 160 is the lowest. There is a need to. That is, the front space 160 is divided into three pressure regions. Therefore, in order to equalize the flow rate of the coolant discharged into the combustion gas from the high-pressure impingement spaces 134a, 134b and the low-pressure impingement space 176 through the plurality of cooling holes 136 formed in the blade body 70, The specifications of the impingement holes 195 formed in the impingement wall portion 199 facing each impingement space are changed according to the pressure change in each impingement space, and each impingement space and the suction surface wall portion 75 or the pressure surface wall portion are changed. It is desirable to equalize the pressure difference with 73 . That is, since the high-pressure impingement spaces 134a and 134b have substantially the same pressure, the impingement holes 195a having the same specifications can be selected. However, on the blade surface 69 on the suction surface wall portion 75 side, the pressure drop of the combustion gas flow is large. It is desirable to select a specification different from that of the mounting hole 195 to restrict the flow rate of the cooling medium. The above configuration reduces consumption of excessive cooling medium.

本実施形態に適用される第3インサート164は、例えば図10及び図11に示される第1インサート114と大略同じ構造である。上述のように、上流側端部82の凸部86に形成されたパージ孔87の位置に対向する第3インサート164の外周面132には、開口116が形成された開口形成部118が配置されている。また、第3インサート164の基端部105側の端部には、第1インサート114のインサートカラー124に相当するインサートカラー167が形成されている。インサートカラー167は、第3インサート164の筒体120の基端部105の外周端に溶接等固定され一体化されている。インサートカラー167の外周端167aは、図21に破線で示すように、翼体70及び前側仕切壁154翼高さ方向の基端部105側の端面に溶接等で固定される。インサートカラー167の基端部105側の端部の中央部には開口122が形成されている。翼体70及び前側仕切壁154並びに第3インサート164の基端部105側の翼高さ方向の端面にインサートカラー167を取り付け、翼体70の先端部107側に第3インサート164の蓋部121を取り付けることにより、高圧インピンジメント空間134a、134b及び低圧インピンジメント空間176の径方向の両端は、閉塞される。 The third insert 164 applied to this embodiment has substantially the same structure as the first insert 114 shown in FIGS. 10 and 11, for example. As described above, the opening forming portion 118 in which the opening 116 is formed is arranged on the outer peripheral surface 132 of the third insert 164 facing the position of the purge hole 87 formed in the convex portion 86 of the upstream end portion 82 . ing. An insert collar 167 corresponding to the insert collar 124 of the first insert 114 is formed at the end of the third insert 164 on the base end 105 side. The insert collar 167 is fixed and integrated with the outer peripheral end of the base end portion 105 of the cylindrical body 120 of the third insert 164 by welding or the like. The outer peripheral end 167a of the insert collar 167 is fixed by welding or the like to the end faces of the blade body 70 and the front partition wall 154 on the base end portion 105 side in the blade height direction, as shown by the dashed line in FIG. An opening 122 is formed in the central portion of the end portion of the insert collar 167 on the base end portion 105 side. An insert collar 167 is attached to the wing body 70, the front partition wall 154, and the end face of the base end 105 side of the third insert 164 in the blade height direction. , both radial ends of the high pressure impingement spaces 134a, 134b and the low pressure impingement space 176 are closed.

開口形成部118の翼高さ方向の位置に対応するインサートカラー167の端部には、切欠き部126が形成されている。図21及び図22に示す態様は、第3インサート164に供給される冷却媒体は、基端部105側の一方向(片側供給構造)から供給され、インサートカラー167は基端部105側に配置された構造である。 A notch portion 126 is formed at an end portion of the insert collar 167 corresponding to the position of the opening forming portion 118 in the wing height direction. 21 and 22, the cooling medium supplied to the third insert 164 is supplied from one direction (single-side supply structure) on the side of the base end 105, and the insert collar 167 is arranged on the side of the base end 105. It is a structured structure.

上記構成によれば、インサートカラー167が周方向における開口形成部118の開口116の位置に対応する部分に切欠き部126を有するので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体70の内壁面130と第3インサート164の外周面132との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔87に供給できる。 According to the above configuration, since the insert collar 167 has the notch portion 126 in the portion corresponding to the position of the opening 116 of the opening forming portion 118 in the circumferential direction, part of the cooling medium supplied from the outside is cut into the blade body 70. Since the coolant can be directly supplied to the gap between the inner wall surface 130 and the outer peripheral surface 132 of the third insert 164, the high-pressure coolant can be supplied to the purge hole 87 while minimizing the pressure loss of the coolant.

上述のように、前側空間160のうち、翼体70の内壁面130及び前側仕切壁154の壁面190と第3インサート164の外周面132の間の空間は、複数対の第3シールダム168a、168bを配置して、上述のように、連通空間172と高圧インピンジメント空間134a、134bと低圧インピンジメント空間176の3つの圧力の異なる空間に区切られる。複数対の第3シールダム168a、168bの構成は、図21に示される。図13に示す一対の第1シールダム142と同様な構造で、複数対の第3シールダム168a、168bは、翼体70の内壁面130又は前側仕切壁154の壁面190から突出する突出部200と溝部202とからなる。また、第3インサート164の外周面132には、図13に示された構造と同じ一対のリブ178が固定されている。突出部200に形成された溝部202とリブ178との組み合わせにより、連通空間172と高圧インピンジメント空間134a、134bと低圧インピンジメント空間176との間がシールされ、一対の第3シ-ルダム168a、168bを介して各空間の間に生ずる冷却媒体の漏れ流れが抑制される。 As described above, in the front space 160, the space between the inner wall surface 130 of the wing body 70 and the wall surface 190 of the front partition wall 154 and the outer peripheral surface 132 of the third insert 164 includes the plurality of pairs of third seal dams 168a, 168b. , and is divided into three spaces with different pressures, the communication space 172, the high pressure impingement spaces 134a and 134b, and the low pressure impingement space 176, as described above. The configuration of the multiple pairs of third shield dams 168a, 168b is shown in FIG. The plurality of pairs of third seal dams 168a and 168b have the same structure as the pair of first seal dams 142 shown in FIG. 202. A pair of ribs 178 having the same structure as shown in FIG. 13 are fixed to the outer peripheral surface 132 of the third insert 164 . The communication space 172, the high-pressure impingement spaces 134a and 134b, and the low-pressure impingement space 176 are sealed by a combination of the grooves 202 formed in the protrusion 200 and the ribs 178, forming a pair of third seal dams 168a, A leakage flow of the cooling medium generated between the spaces via 168b is suppressed.

図23は、一実施形態に係る外側シュラウド62の構成を示す概略斜視図である。
図23に示すように、外側シュラウド62は、流路壁を構成する板状部208と、板状部208における前縁側にて板状部208から径方向外側に突出するとともにガスタービン1の静止壁部(不図示)に固定される前縁外側フック部210とを含む。前縁外側フック部210は、周方向に延設されている。前縁外側フック部210には、上流側に向けて凹となる肉抜き部212が形成されており、肉抜き部212の底面214は、翼体70における上流側端部82の内壁面130に接続するとともに内壁面130と同一平面上に形成されている。
FIG. 23 is a schematic perspective view showing the configuration of the outer shroud 62 according to one embodiment.
As shown in FIG. 23 , the outer shroud 62 includes a plate-like portion 208 that constitutes a flow passage wall, and a front edge side of the plate-like portion 208 that protrudes radially outward from the plate-like portion 208 , and that the gas turbine 1 is stationary. and a leading edge outer hook portion 210 that is secured to a wall (not shown). The front edge outer hook portion 210 extends in the circumferential direction. The leading edge outer hook portion 210 is formed with a lightening portion 212 that is concave toward the upstream side, and the bottom surface 214 of the lightening portion 212 is formed on the inner wall surface 130 of the upstream end portion 82 of the wing body 70 . It is connected and formed on the same plane as the inner wall surface 130 .

かかる構成によれば、前縁外側フック部210による干渉を抑制しつつスムーズに前述の第1インサート114を翼体70の内部に挿入することができる。 According to such a configuration, it is possible to smoothly insert the first insert 114 into the wing body 70 while suppressing interference by the leading edge outer hook portion 210 .

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications of the above-described embodiments and modes in which these modes are combined as appropriate.

例えば、図4及び図5に示した幾つかの実施形態では、翼体70の上流側端部82が一対の平板部148を備える形態を例示したが、例えば図24に示すように、上流側端部82は、一対の平板部を備えていなくともよい。図24に示す形態では、上流側端部82の凸部86における周方向両側の側壁面88は、滑らかに湾曲した翼面67,69にそれぞれ接続している。かかる構成においても同様に燃焼振動を抑えることができる。図24に示す形態では、翼面形状に合わせて相手側部材55の下流側端面55bは曲面形状に形成されている。 For example, in some embodiments shown in FIGS. 4 and 5, the upstream end 82 of the wing body 70 has a pair of flat plate portions 148. However, as shown in FIG. The end portion 82 may not have a pair of flat plate portions. In the form shown in FIG. 24 , side wall surfaces 88 on both sides in the circumferential direction of the convex portion 86 of the upstream end portion 82 are connected to smoothly curved blade surfaces 67 and 69 , respectively. Combustion oscillation can be similarly suppressed in such a configuration. In the embodiment shown in FIG. 24, the downstream end surface 55b of the mating member 55 is formed into a curved surface shape in accordance with the shape of the blade surface.

図24に示す実施形態は、図4から図22に示す実施形態と比較して、上流側端部82の形状が異なる形状であるが、その他の構造は、図4から図22に示す実施形態と同じ構造であり、その構造による作用、効果も同じである。 The embodiment shown in FIG. 24 has a different shape of the upstream end 82 compared to the embodiment shown in FIGS. It has the same structure as , and the action and effect due to that structure are also the same.

また、他の実施形態では、例えば図25に示すように、一対の平板部148は、軸方向及び周方向の各々と交差する斜め方向に沿ってそれぞれ形成されていてもよい。図25に示す形態では、一対の平板部148の各々は、軸方向において下流側に向かうにつれてパージ孔87から離れるように傾斜している。かかる構成においても同様に燃焼振動を抑えることができる。また、翼体70の上流側端部82の加工及び相手側部材55の下流側端面55bの加工が容易である。 In another embodiment, for example, as shown in FIG. 25, the pair of flat plate portions 148 may be formed along oblique directions intersecting the axial direction and the circumferential direction. In the form shown in FIG. 25, each of the pair of flat plate portions 148 is inclined away from the purge hole 87 toward the downstream side in the axial direction. Combustion oscillation can be similarly suppressed in such a configuration. Further, machining of the upstream end portion 82 of the wing body 70 and machining of the downstream end face 55b of the mating member 55 are easy.

図25に示す実施形態は、図4から図22に示す実施形態と比較して、上流側端部82の平板部148の形状が異なるが、その他の構造は、図4から図22に示す実施形態と同じ構造であり、その構造による作用、効果も同じである。 The embodiment shown in FIG. 25 differs from the embodiment shown in FIGS. 4 to 22 in the shape of the flat plate portion 148 of the upstream end 82, but the other structures are the same as in the embodiment shown in FIGS. It has the same structure as the form, and the action and effect due to that structure are also the same.

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
As used herein, expressions such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "perpendicular", "center", "concentric" or "coaxial", etc. express relative or absolute arrangements. represents not only such arrangement strictly, but also the state of being relatively displaced with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "identical", "equal", and "homogeneous", which express that things are in the same state, not only express the state of being strictly equal, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
Further, in this specification, expressions representing shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape not only represent shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also within the range in which the same effect can be obtained. , a shape including an uneven portion, a chamfered portion, and the like.
Moreover, in this specification, the expressions “comprising”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.

1 ガスタービン
2 圧縮機
4 燃焼器
4a 下流側端
6 タービン
8 ロータ
10 圧縮機車室
12 入口
16 静翼
16,24 静翼
18,26 動翼
20 ケーシング
22 タービン車室
23(23A,23B) 静翼(1段静翼)
28 燃焼ガス流路
30 排気室
50 尾筒
52 出口部
54 径方向壁部
54a 下流側端
55 相手側部材
56 周方向壁部
56a 下流側端
60 内側シュラウド
62 外側シュラウド
67,69 翼面
70 翼体
73 圧力面壁部
75 負圧面壁部
76 後縁
82 上流側端部
84 凹部
86 凸部
87 パージ孔
88 側壁面
89 サイドパージ孔
94 外部空間
95 隙間
200,204 突出部
100 燃焼器アセンブリ
105 基端部
107 先端部
109,196、197 内部空間
112 外壁面
114 第1インサート
116、122 開口
118 開口形成部
120 筒体
121 蓋部
121a ガイド
123 補強材
124、167 インサートカラー
124a、167a 外周端
125 共有インサートカラー
125a 外周端
126 切欠き部
130 内壁面
132 外周面
133 内周面
134 高圧インピンジメント空間
136 冷却孔
138,194、195a、195b インピンジメント孔
140,198、199 インピンジメント壁部
142 第1シールダム
148 平板部
150 仕切壁
152 第2インサート
154 前側仕切壁
156 外壁
158 前側外壁部
160 前側空間
160a 空間隙間
162 仕切部
164 第3インサート
166 第2シールダム
168 第3シールダム
170 前側空間仕切壁
178,182 リブ
172 連通空間
176 低圧インピンジメント空間
190 壁面
202,206 溝部
208 板状部
210 前縁外側フック部
212 肉抜き部
214 底面
1 gas turbine 2 compressor 4 combustor 4a downstream end 6 turbine 8 rotor 10 compressor casing 12 inlet 16 stator vanes 16, 24 stator vanes 18, 26 rotor blade 20 casing 22 turbine casing 23 (23A, 23B) stator vane (1st stage stationary blade)
28 combustion gas flow path 30 exhaust chamber 50 transition piece 52 outlet portion 54 radial wall portion 54a downstream end 55 mating member 56 circumferential wall portion 56a downstream end 60 inner shroud 62 outer shroud 67, 69 blade surface 70 blade body 73 pressure surface wall portion 75 suction surface wall portion 76 trailing edge 82 upstream end portion 84 recessed portion 86 convex portion 87 purge hole 88 side wall surface 89 side purge hole 94 outer space 95 gaps 200, 204 protruding portion 100 combustor assembly 105 base end portion 107 tip portions 109, 196, 197 inner space 112 outer wall surface 114 first inserts 116, 122 opening 118 opening forming portion 120 cylindrical body 121 lid portion 121a guide 123 reinforcing members 124, 167 insert collars 124a, 167a outer peripheral edge 125 shared insert collar 125a outer peripheral end 126 notch 130 inner wall surface 132 outer peripheral surface 133 inner peripheral surface 134 high pressure impingement space 136 cooling holes 138, 194, 195a, 195b impingement holes 140, 198, 199 impingement wall portion 142 first seal dam 148 flat plate Part 150 Partition wall 152 Second insert 154 Front partition wall 156 Outer wall 158 Front outer wall part 160 Front space 160a Space gap 162 Partition part 164 Third insert 166 Second seal dam 168 Third seal dam 170 Front space partition walls 178, 182 Rib 172 Communication Space 176 Low-pressure impingement space 190 Wall surface 202, 206 Groove 208 Plate-like portion 210 Front edge outer hook portion 212 Lightening portion 214 Bottom surface

Claims (17)

ガスタービンの静翼であって、
中空の翼体と、
前記翼体の径方向内側端部に設けられる内側シュラウドと、
前記翼体の径方向外側端部に設けられる外側シュラウドと、
を備え、
前記ガスタービンの軸方向における前記翼体の上流側端部は、前記内側シュラウド及び前記外側シュラウドから前記軸方向における上流側に突出する凸部を含み、
前記凸部は、前記翼体の外部空間と内部空間とを連通する少なくとも一つのパージ孔を含む、ガスタービンの静翼。
A stator vane for a gas turbine,
a hollow wing body ;
an inner shroud provided at the radially inner end of the wing body;
an outer shroud provided at the radially outer end of the blade;
with
an upstream end of the blade body in the axial direction of the gas turbine includes a convex portion projecting upstream from the inner shroud and the outer shroud in the axial direction;
A stationary blade of a gas turbine, wherein the convex portion includes at least one purge hole that communicates an external space and an internal space of the blade body.
前記凸部は、翼高さ方向に沿って前記翼体の先端側から基端側にかけて延在し、
前記パージ孔は、前記先端側から前記基端側にかけて前記翼高さ方向に沿って配列された複数のパージ孔を含む、請求項1に記載のガスタービンの静翼。
The convex portion extends from the tip end side to the base end side of the wing body along the wing height direction,
2. The gas turbine stator vane according to claim 1, wherein said purge holes include a plurality of purge holes arranged along said blade height direction from said tip side to said base end side.
前記翼体は、前記ガスタービンの周方向において前記パージ孔に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔を含む、請求項1又は2に記載のガスタービンの静翼。 3. The gas turbine stator vane according to claim 1, wherein said blade body includes at least one side purge hole adjacent to said purge hole in the circumferential direction of said gas turbine. ガスタービンの静翼であって、
中空の翼体を備え、
前記ガスタービンの軸方向における前記翼体の上流側端部は、前記軸方向における上流側に突出する凸部又は前記軸方向における下流側に凹む凹部を含み、
前記凹部又は前記凸部は、前記翼体の外部空間と内部空間とを連通する少なくとも一つのパージ孔を含み、
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、を備え、
前記上流側端部の外壁面は、前記凸部又は前記凹部を周方向に挟んで前記負圧面壁部及び前記圧力面壁部に延在する一対の平板部を含み、
前記凸部又は前記凹部は、
前記負圧面壁部に属する一方の前記平板部に連なる第1周方向端部と、
前記圧力面壁部に属する他方の前記平板部に連なる第2周方向端部と、
を含む
ガスタービンの静翼。
A stator vane for a gas turbine,
Equipped with a hollow wing body,
the upstream end of the blade body in the axial direction of the gas turbine includes a convex portion projecting upstream in the axial direction or a concave portion recessed downstream in the axial direction;
the concave portion or the convex portion includes at least one purge hole communicating between the outer space and the inner space of the blade;
The blade body includes a suction surface wall portion on the suction surface side connecting the projection or the recess and the trailing edge and connecting the projection or the recess and the trailing edge to the blade. a pressure surface wall portion on the pressure surface side, the surface forming a concave surface;
the outer wall surface of the upstream end portion includes a pair of flat plate portions extending to the suction surface wall portion and the pressure surface wall portion with the convex portion or the concave portion sandwiched in the circumferential direction;
The convex portion or the concave portion is
a first circumferential end continuous with one of the flat plate portions belonging to the negative pressure surface wall;
a second circumferential end portion connected to the other flat plate portion belonging to the pressure surface wall portion;
including
Gas turbine vanes.
記翼体の前記内部空間に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第1インサートを更に備え、
前記第1インサートは、前記翼高さ方向に沿って延在する開口が形成された開口形成部を含み、
前記開口は、前記少なくとも一つのパージ孔に対向して配置されている、請求項4に記載のガスタービンの静翼。
further comprising a cylindrical first insert extending along the blade height direction in the internal space of the blade body;
the first insert includes an opening forming portion having an opening extending along the wing height direction;
5. The gas turbine stator vane according to claim 4 , wherein said opening is arranged opposite said at least one purge hole.
前記第1インサートは、筒状に形成された筒体と、前記筒体の一端部に鍔状に設けられたインサートカラーと、を含み、
前記インサートカラーは、前記開口形成部の位置に対応して配置された切欠き部を有する、請求項5に記載のガスタービンの静翼。
The first insert includes a cylindrical body and an insert collar provided at one end of the cylindrical body in the shape of a flange,
6. The gas turbine stator vane according to claim 5, wherein said insert collar has a notch portion arranged corresponding to the position of said opening forming portion.
前記翼体の内壁面と前記第1インサートの外周面との間には第1インピンジメント空間が形成され、
前記第1インサートのうち前記開口形成部を除いた部分は、前記第1インサートの内部空間と前記第1インピンジメント空間とを連通する複数のインピンジメント孔が形成されたインピンジメント壁部を含む、請求項5又は6に記載のガスタービンの静翼。
A first impingement space is formed between the inner wall surface of the wing body and the outer peripheral surface of the first insert,
A portion of the first insert excluding the opening forming portion includes an impingement wall portion formed with a plurality of impingement holes communicating between the internal space of the first insert and the first impingement space, A stator vane for a gas turbine according to claim 5 or 6.
前記翼体における前記上流側端部の内壁面には、前記第1インサートとの間で前記第1インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第1シールダムが形成され、
前記一対の第1シールダムは、前記パージ孔を前記ガスタービンの周方向に挟んで配置される、請求項7に記載のガスタービンの静翼。
A pair of first seal dams extending in the blade height direction are formed on the inner wall surface of the upstream end of the blade body so as to separate the first impingement space from the first insert. ,
8. The gas turbine stator vane according to claim 7, wherein said pair of first seal dams are arranged to sandwich said purge hole in the circumferential direction of said gas turbine.
前記上流側端部は、前記ガスタービンの周方向に延在する平板部を含み、
前記凸部又は前記凹部は、前記平板部に形成されており、
前記一対の第1シールダムは、前記平板部の内壁面に形成されている、請求項8に記載のガスタービンの静翼。
the upstream end includes a flat plate portion extending in a circumferential direction of the gas turbine;
The convex portion or the concave portion is formed in the flat plate portion,
9. The gas turbine stator vane according to claim 8, wherein said pair of first seal dams are formed on inner wall surfaces of said flat plate portion.
前記第1インサートは、前記開口を前記周方向に挟んで配置された一対のリブを前記第1インサートの外周面に備え、
前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第1シールダムにそれぞれ嵌合する、請求項8又は9に記載のガスタービンの静翼。
The first insert includes a pair of ribs arranged on both sides of the opening in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the first insert,
10. The gas turbine stator vane according to claim 8, wherein said pair of ribs extend along said blade height direction and are fitted into said pair of first seal dams respectively.
前記第1インサートの前記開口形成部と前記インピンジメント壁部とは、前記リブを間に挟んで隣接して設けられた、請求項10に記載のガスタービンの静翼。 11. The gas turbine stator vane according to claim 10, wherein said opening forming portion of said first insert and said impingement wall portion are provided adjacent to each other with said rib interposed therebetween. 前記ガスタービンの軸方向において前記第1インサートの下流側に隣接して設けられるとともに前記翼高さ方向に沿って延在する筒状の第2インサートを更に備え、
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、前記翼体の内側において前記負圧面壁部と前記圧力面壁部とを接続するように直線状に延在するn個(nは1以上の整数)の仕切壁と、を含み、
前記第1インサート及び前記第2インサートは、前記n個の仕切壁のうち後縁から最も遠い仕切壁である前側仕切壁と、前記翼体の外壁のうち前記前側仕切壁を挟んで前記後縁と反対側の部分である前側外壁部と、によって画定される前側空間に設けられ、
前記翼体の内壁面と前記第2インサートの外周面との間には第2インピンジメント空間が形成され、
前記静翼は、前記第1インピンジメント空間と前記第2インピンジメント空間とを仕切る仕切部を備え、
前記第1インサートとの間で前記第1インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対であり、前記第2インサートとの間で前記第2インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対以下である、請求項8乃至11の何れか1項に記載のガスタービンの静翼。
further comprising a cylindrical second insert provided adjacent to the downstream side of the first insert in the axial direction of the gas turbine and extending along the blade height direction;
The blade body includes a suction surface wall portion on the suction surface side connecting the projection or the recess and the trailing edge and connecting the projection or the recess and the trailing edge to the blade. n (n is 1 or more) extending linearly so as to connect the pressure surface wall portion on the pressure surface side, the surface forming a concave surface, and the suction surface wall portion and the pressure surface wall portion inside the blade body; an integer of ) partition walls and
The first insert and the second insert include a front partition wall, which is the partition wall farthest from the trailing edge among the n partition walls, and the rear edge of the outer wall of the wing with the front partition wall interposed therebetween. provided in the front space defined by the front outer wall portion, which is the portion opposite to the
A second impingement space is formed between the inner wall surface of the wing body and the outer peripheral surface of the second insert,
The stator blade includes a partition that partitions the first impingement space and the second impingement space,
The number of seal dams partitioning the first impingement space with the first insert is one pair, and the number of seal dams partitioning the second impingement space with the second insert is one pair or less. Item 12. The gas turbine stator vane according to any one of Items 8 to 11.
前記仕切部は、前記第1インサートと前記第2インサートとの間を前記前側外壁部から前記前側仕切壁に亘って仕切る仕切壁を含む、請求項12に記載のガスタービンの静翼。 13 . The gas turbine stator vane according to claim 12 , wherein the partition portion includes a partition wall that partitions the first insert and the second insert from the front side wall portion to the front side partition wall. 前記仕切部は、前記第2インサートとの間で前記第2インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第2シールダムを含む、請求項12に記載のガスタービンの静翼。 13. The gas turbine static generator according to claim 12, wherein said partition includes a pair of second seal dams extending in said blade height direction so as to partition said second impingement space from said second insert. wings. 前記一対の第2シールダムは、前記前側仕切壁の内壁面及び前記前側外壁部の内壁面に形成された、請求項14に記載のガスタービンの静翼。 15. The gas turbine stator vane according to claim 14, wherein the pair of second seal dams are formed on the inner wall surface of the front partition wall and the inner wall surface of the front outer wall portion. 前記第2インサートは前記第2インサートの外周面に一対のリブを備え、
前記第2インサートの前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第2シールダムにそれぞれ嵌合する、請求項14又は15に記載のガスタービンの静翼。
The second insert has a pair of ribs on the outer peripheral surface of the second insert,
16. The gas turbine stator vane according to claim 14, wherein said pair of ribs of said second insert extend along said blade height direction and are fitted into said pair of second seal dams respectively.
径方向に沿った径方向壁部を含む出口部を有するとともに、周方向に配置される複数の燃焼器と、
前記周方向に隣り合う前記燃焼器の前記出口部のうち互いに対向する一対の前記径方向壁部の下流側に位置する、請求項1乃至16の何れか1項に記載の静翼と、
を備えるガスタービン。
a plurality of circumferentially arranged combustors having outlets including radial walls along the radial direction;
17. The stator vane according to any one of claims 1 to 16, positioned downstream of a pair of said radial wall portions facing each other among said outlet portions of said combustors adjacent in said circumferential direction;
A gas turbine with a
JP2018236391A 2018-12-18 2018-12-18 Gas turbine stator blades and gas turbines Active JP7232035B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018236391A JP7232035B2 (en) 2018-12-18 2018-12-18 Gas turbine stator blades and gas turbines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018236391A JP7232035B2 (en) 2018-12-18 2018-12-18 Gas turbine stator blades and gas turbines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020097907A JP2020097907A (en) 2020-06-25
JP7232035B2 true JP7232035B2 (en) 2023-03-02

Family

ID=71106796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018236391A Active JP7232035B2 (en) 2018-12-18 2018-12-18 Gas turbine stator blades and gas turbines

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7232035B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230125064A (en) * 2021-03-26 2023-08-28 미츠비시 파워 가부시키가이샤 Stator blades and gas turbines equipped with the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001164904A (en) 1999-12-03 2001-06-19 United Technol Corp <Utc> Cooling type fluid reaction element for turbomachinery
JP2001289003A (en) 2000-04-04 2001-10-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Structure for cooling gas turbine
JP2008522097A (en) 2004-12-03 2008-06-26 ボルボ エアロ コーポレイション Blade for distribution equipment
JP2011117700A (en) 2009-12-07 2011-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Communicating structure of combustor and turbine section, and gas turbine
JP2011144781A (en) 2010-01-18 2011-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Insert removing device of gas turbine stator blade, and insert removing method of gas turbine stator blade
JP2012246786A (en) 2011-05-25 2012-12-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine stator vane
JP2014085107A (en) 2012-10-24 2014-05-12 Alstom Technology Ltd Combustor transition part

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07279612A (en) * 1994-04-14 1995-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Heavy oil burning gas turbine cooling blade
EP0924384A3 (en) * 1997-12-17 2000-08-23 United Technologies Corporation Airfoil with leading edge cooling

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001164904A (en) 1999-12-03 2001-06-19 United Technol Corp <Utc> Cooling type fluid reaction element for turbomachinery
JP2001289003A (en) 2000-04-04 2001-10-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Structure for cooling gas turbine
JP2008522097A (en) 2004-12-03 2008-06-26 ボルボ エアロ コーポレイション Blade for distribution equipment
JP2011117700A (en) 2009-12-07 2011-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Communicating structure of combustor and turbine section, and gas turbine
JP2011144781A (en) 2010-01-18 2011-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Insert removing device of gas turbine stator blade, and insert removing method of gas turbine stator blade
JP2012246786A (en) 2011-05-25 2012-12-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine stator vane
JP2014085107A (en) 2012-10-24 2014-05-12 Alstom Technology Ltd Combustor transition part

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020097907A (en) 2020-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3392462B1 (en) Insert assembly, blade, gas turbine, and blade manufacturing method
KR101852290B1 (en) Turbine stator, turbine, and method for adjusting turbine stator
US8596961B2 (en) Aerofoil and method for making an aerofoil
TWI632289B (en) Blade and gas turbine provided with the same
JP2004257389A (en) Cantilever support for turbine nozzle segment
JP2004257390A (en) Forked impingement baffle for turbine nozzle in gas turbine engine
JP2004257392A (en) Gas turbine engine turbine nozzle segment with single hollow vane having bifurcated cavity
JP6540357B2 (en) Static vane and gas turbine equipped with the same
CN110832168B (en) Turbine assembly for impingement cooling and method of assembly
JP6025941B1 (en) Turbine blade and gas turbine
JP5412254B2 (en) Turbine blade, method for manufacturing turbine blade, and gas turbine
JP7232035B2 (en) Gas turbine stator blades and gas turbines
KR20170128128A (en) Blade with stress-reducing bulbous projection at turn opening of coolant passages
JP7130855B2 (en) Turbine stator blades and gas turbines
CN112437831A (en) Blade and gas turbine
KR102001757B1 (en) Turbine rotor and gas turbine
JP7451108B2 (en) Stator vanes and gas turbines equipped with them
JP5675080B2 (en) Wing body and gas turbine provided with this wing body
JP6745012B1 (en) Turbine blade and gas turbine equipped with the same
WO2020116155A1 (en) Turbine rotor blade, turbine, and chip clearance measurement method
JP2020076404A (en) Turbine shroud including cooling passages in communication with collection plenums
WO2023095721A1 (en) Turbine stator vane
JP6963701B1 (en) Gas turbine stationary blade and gas turbine
US11572803B1 (en) Turbine airfoil with leading edge cooling passage(s) coupled via plenum to film cooling holes, and related method
JP7254668B2 (en) Turbine blade and gas turbine provided with the same

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20210917

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20220121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220714

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7232035

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150