JPH08177529A - ガスタービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】必要とされる冷却空気流量を低減し、ガスター
ビン効率の向上を図るとともに、インピンジメント冷却
による強制冷却を排除し、局所的熱勾配による熱応力を
極力低減できるガスタービンを提供する。 【構成】動翼の先端外周側を覆う配置でケーシングに防
熱セグメント７を設けたガスタービンにおいて、防熱セ
グメント７の材料に耐熱素材であるセラミック材料を適
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスタービンに係り、特
に動翼の先端外周側を覆う配置でケーシングに設けられ
る高温の動翼被冠構造物としての防熱セグメントを改良
したガスタービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発電用として使用されているガス
タービンは、例えば図２３に示すように、タービン部１
と同軸に設けられた圧縮部２の駆動により圧縮された高
圧空気を燃焼器３に導き、ここで燃料を加えられて燃焼
ガスを作り出すようになっている。燃焼ガスはトランジ
ションピース４，静翼５を経て動翼６に案内され、その
エネルギを回転トルクに代えることで発電機（図示せ
ず）を回して電力を発生させる。

【０００３】ところで、この種のガスタービンにおいて
は、燃焼ガスのタービン入口温度が高ければ高いほどサ
イクル効率は増加することが知られており、このサイク
ル効率向上のため、タービン入口温度は上昇の一途を辿
っている。

【０００４】そして、ガスタービンのタービン入口温度
の上昇に伴い、燃焼ガスの高温領域が拡がっている。こ
のような高温化の実現に関しては、高温強度に優れたＮ
ｉ系やＣｏ系の耐熱合金の研究およびこれらの耐熱合金
を制限温度以下に保つための冷却技術の開発が貢献して
きている。

【０００５】例えばタービン入口温度１３００℃級の産
業用ガスタービンでは、タービン段落数が３段とする
と、初段落の出口の主流ガスでさえ１０００℃を超えて
いる。このため、図２４に示すように、本段落で下流側
に位置する動翼６の被冠構造物としての防熱セグメント
７も、主流ガスが金属材料の耐熱温度を遥かに上回るの
で強制的に冷却している。

【０００６】図２４において、タービン第１段動翼の防
熱セグメント７の役割は、ケーシング８側と高温の主流
ガスａ側との遮熱を行い、主流ガスａからの熱が直接ケ
ーシング８に伝導されることを防止し、ケーシング８が
熱による変形を受けるのを防ぐことにある。但し、防熱
セグメント７が耐熱合金であっても本部位の金属温度を
要求温度、例えば約８００℃を保持する条件で冷却する
と、ここに生ずる大きな温度勾配により大きな熱変形例
がもたらされる。

【０００７】そこで、このような熱変形があっても吸収
できるように、セグメント支持体９をケーシング８との
間に設けて、熱変形分の間隙を設けたフック形状部１
０，１１による嵌合構造を採用している。現状の耐熱金
属製の防熱セグメント７は、冷却のため吸込み流量の１
％程度の圧縮機吐出空気をセグメント支持体９に設けら
れた通気孔１２，１３を通り、防熱セグメント７を冷却
している。

【０００８】また、防熱セグメント７を効率よく冷却す
るために、図１３に示すように、高い冷却効率を有した
インピンジメント冷却板１４による冷却構造をとってい
る。すなわち、通気孔１３から流出した冷却空気ｂが、
インピンジメント冷却板１４の孔１５を通過して防熱セ
グメント７に衝突し、強制冷却が効率よく行われるよう
になっている。かつ主流ガスａよりも防熱セグメント７
の冷却空気供給室１６の圧力が容易に高められるよう
に、その周方向にある隣接面ではシール板１７によって
嵌合し、冷却空気の一部を放出して気密性を保持してい
る。

【０００９】冷却空気の流れ方は矢印ｂで示すように、
圧縮機吐出を源にして、静翼５の外環側、防熱セグメン
ト７、インピンジメント冷却板１４の孔１６、そして最
後に防熱セグメント７に穿設した孔１８またはシール板
１７の勘合部間隙を通過して主流ガスａ側に放出され
る。

【００１０】ここで、冷却空気ｂの主流ガスに対する作
用を考察すると、次の２点でガスタービンの性能と深く
係っている。第１に、本部位から冷却空気ｂが主流ガス
ａに放出されて混合しても、冷却空気ｂの吹出し速度に
対して主流ガスａの流速が遥かに大きいため、冷却空気
ｂは主に動翼６の先端部で軸流方向に流れ易くなる。こ
こには動翼６と防熱セグメント７との間隙１９があるだ
けなので、動翼６で仕事をしないで下流段落に流れて行
くことになる。

【００１１】第２に、防熱セグメント７からの主流ガス
ａに吹き出される冷却空気ｂの方向は、主流ガスａに対
して平行でないため、混入時に主流ガスａに損失を生じ
ることになる。

【００１２】以上の２点の評価として、防熱セグメント
７に供給される冷却空気ｂの流量減少分に対するガスタ
ービンの性能の関係を調べた結果、図２６に示すよう
に、冷却空気流量を減らすとガスタービンの性能は顕著
に向上することが解る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように耐熱金属製の防熱セグメント７では、求められる
材料強度を確保するために、冷却空気ｂが不可欠な存在
となり、必要な冷却空気供給量を下回ると、防熱セグメ
ント７およびセグメント支持体９の高温化が生じて材料
強度上の支障を来し、ガスタービンの性能が制約を受け
るという問題を残している。なお、従来の耐熱金属製の
防熱セグメント７の形状は加工部位の多いやや複雑な形
状となっており、さらにセグメント支持体９との固定の
ためにフック構造をとっている。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、防熱セグメントの材料をセラミックスにするこ
とで、必要とされる冷却空気流量を低減し、ガスタービ
ン効率の向上を図るとともに、インピンジメント冷却に
よる強制冷却を排除し、局所的熱勾配による熱応力を極
力低減できるガスタービンを提供することを目的とす
る。

【００１５】また、セラミック製防熱セグメントの構造
を単純化することで、フック部などに発生し易い曲げ応
力を極力抑え、信頼性を向上させると共に加工性、メン
テナンス性の向上も図れるガスタービンを提供すること
を目的とする。

【００１６】さらに、従来の金属材料の防熱セグメント
とは異なり、主流ガス温度を上回っても構造強度上問題
の無いセラミックを適用することにより、耐熱強度上の
冷却空気を不必要にし、主流ガスの混入を減少させるシ
ールのための冷却空気で満足させるものとし、仮にシー
ル空気の減少に伴い主流ガスの大幅な混入によりセラミ
ック防熱セグメントへ供給するシール空気温度が上昇す
ることでセラミック防熱セグメントが高温になっても、
ここからの輻射でセグメント支持体が高温にならないよ
うにし、本部位への冷却空気の減少によりガスタービン
性能の向上を図ることができるガスタービンを提供する
ことを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、動翼の先端外周側を覆う配置
でケーシングに防熱セグメントを設けたガスタービンに
おいて、前記防熱セグメントの材料に耐熱素材であるセ
ラミック材料を適用したことを特徴とする。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１記載のガスタ
ービンにおいて、セラミック製の防熱セグメントとこの
防熱セグメントをケーシングに支持するセグメント支持
体との間にセラミック製のバネを設けたことを特徴とす
る。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１記載のガスタ
ービンにおいて、セラミック製の防熱セグメントとセグ
メント支持体との組立に使用する固定用ボルトに、スプ
リング機能を付与したことを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明は、動翼の外周側を覆う配
置でケーシングに防熱セグメントを設けたガスタービン
において、前記防熱セグメントをセラミック材料によっ
て構成するとともにロータ回転軸に対して周方向に複数
に分割し、その分割面が半径方向及び軸方向に段差を成
し、組立の際に互いに隣接する防熱セグメントの各段差
を嵌合し、かつ半径方向及び周方向の段差間に間隙を設
定したことを特徴とする。

【００２１】請求項５の発明は、請求項４記載のガスタ
ービンにおいて、個々のセラミック製の防熱セグメント
の周方向の両端に主流ガスの流出を防止する壁体を設け
たことを特徴とする。

【００２２】請求項６の発明は、請求項４記載のガスタ
ービンにおいて、セラミック製防熱セグメントのさらに
半径方向の外側に薄板を設けたことを特徴とする。

【００２３】請求項７の発明は、請求項５記載のガスタ
ービンにおいて、セラミック製防熱セグメントのさらに
半径方向で外側に薄板を設けたことを特徴とする。

【００２４】

【作用】上述した構成の本発明に係るガスタービンにお
いては、防熱セグメントの材料をセラミックスにするこ
とで冷却に必要とされていた圧縮機吐出からの冷却空気
流量を従来の半分程度にまで削減でき、ガスタービン効
率の向上を図ることができる。しかも、インピンジメン
ト冷却による強制冷却が不必要となり、局所的熱勾配に
よる熱応力を極力低減できる。

【００２５】また、セラミック製防熱セグメントの構造
を単純化し、セグメント支持体との固定をボルトで固定
する構造をとることで、フック部に生じ易い曲げ応力を
極力低減することが可能となるばかりでなく、加工部位
が減少し、さらに加工性が向上することやメンテナンス
性、組立性の向上も図れる。

【００２６】また、本発明において、主流ガス温度を上
回る領域で構造上の耐熱強度を有するセラミックスを防
熱セグメントに適用すると同時に、隣接嵌合部の半径方
向および軸方向の段差に微小な間隙を設定して、セグメ
ント支持体からのシールを目的とする冷却空気を供給し
て主流ガスからの高温ガスの混入を妨げる構造にするこ
とで、防熱セグメントの冷却空気流量は金属材料製の防
熱セグメントに比して減少される。

【００２７】ここで、セラミック製の防熱セグメントを
個々の分割構造として、周方向両端に壁体を追設するこ
とで、壁体の間を通過してセグメント支持体側へ通じる
流路抵抗が増すため、主流ガスからの高温ガスの混入が
しくくなり、シール用の冷却空気流量はさらに減少され
る。

【００２８】また、防熱セグメントへ供給される冷却空
気の減少に伴い、本部位が高温になるため、遮熱板を設
けることでセグメント支持体側への輻射による伝熱を防
止することができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、ガスタービン全体の構成については従来の
ものと同様であるから説明を省略し、また対応する部材
には図２３〜図２５と同一の符号を使用して説明する。

【００３０】図１は本発明の実施例１を示すものであ
る。本実施例では、防熱セグメント７の材料に耐熱性に
優れ、かつ破壊靭性の低さを克服するため繊維を混入し
て複合化させた繊維強化セラミック複合材料を使用して
いる。

【００３１】本実施例におけるセラミック製の防熱セグ
メント７は、図１に示すように、例えば単純な箱型形状
とされている。防熱セグメント７の周方向の各端面には
隣接する防熱セグメント７間から防熱セグメント７の内
部７ａへの半径方向からの高温ガスの流入を防止するた
めの嵌合部として、凸部２１および凹部２２が設けられ
ている。

【００３２】このセラミック製防熱セグメント７の組立
方法を図２に示している。セラミック製の防熱セグメン
ト７をセグメント支持体９へ組立てるには、位置決めピ
ン２３を位置決めピン挿入穴２４（図１参照）に挿入し
て周方向の位置を決める。位置決めピン２３および位置
決めピン挿入穴２４は全数の各セグメントに設ける。

【００３３】また、セラミック製の防熱セグメント７を
セグメント支持体９に固定する方法は、予めセグメント
支持体９のボルト取付孔２５に取付けてある固定用ボル
ト２６によって、セラミック製防熱セグメント７の外周
側に設けられたスリット２７に固定される。固定用ボル
ト２６には圧縮機吐出空気を冷却空気として防熱セグメ
ント７の内部へ通し、かつ固定用ボルト２６自身を冷却
するための通気孔２８が穿設されている。

【００３４】図２に示すように、通気孔２８を通り防熱
セグメント７の内部７ａへ流入した冷却空気は、隣接す
るセラミック製防熱セグメント７との隙間、またはセラ
ミック製防熱セグメント７のスリット２７からセグメン
ト支持体９との隙間を通り、高温ガス通路部へ導かれ
る。

【００３５】図３は図２におけるＡ−Ａ矢視図である。
セラミック製防熱セグメント７の内部７ａの冷却空気が
外部のケーシング８側に漏れないようにボルト取付孔２
５をワッシャ１１で塞ぐ構造になっている。

【００３６】図４はセラミック製防熱セグメント７の作
成の際の鋳型生成を容易にするために袋形状としたもの
で示している。なお、隣接するセラミック製防熱セグメ
ント７との嵌合を半径方向に溝を切った凹凸面２９とす
ることで、セラミック製防熱セグメント７巻から防熱セ
グメント７の内部７ａへの軸方向からの高温ガスの流入
を、より確実に防止することができる。

【００３７】また、図５に示すように、隣接するセラミ
ック製防熱セグメント７との嵌合部３０を半径方向に凹
凸を付けた形状とした場合、その嵌合部３０の軸方向に
一定の隙間を生じ、タービン第１段動翼とのチップクリ
アランスを大きくし、動翼から逸れる流れを生じさせ
る。しかし、図６のような半径方向に溝を切った凹凸状
の嵌合部３１を持った形状では、上記のような現象を抑
えることができる。

【００３８】さらに、通路部側の張り出し部３２を有す
ることで、内部ケーシング通路部側の張り出し部３３
（図７参照）を短くし、内部ケーシング通路部側の張り
出し部３３が熱による変形を受けるのを極力抑えること
ができる。

【００３９】図７は図４のセラミック製防熱セグメント
を組み立てた場合の図である。組立方法は図１のセラミ
ック製防熱セグメントの組立方法と同様であるので説明
を省略する。

【００４０】図８はセラミック製防熱セグメント７とセ
グメント支持体９との間に断熱材３４が取付けられた形
状のものを示している。断熱材３４にはアルミナ繊維ま
たはジルコニア繊維の繊維状断熱材等が適用され、これ
によりセラミック製防熱セグメント７からセグメント支
持体９への熱伝導を低減してケーシング８の熱変形をさ
らに抑えることができる。

【００４１】図９および図１０は、本発明の実施例２を
示している。これらの図に示すように、本実施例ではセ
ラミック製バネ３５がセラミック製防熱セグメント７の
両側部に取り付けられている。そして、図１１に示すよ
うに、セラミック製バネ３５をセグメント支持体９とセ
ラミック製防熱セグメント７との間に挿入配置すること
により、セグメント支持体９とセラミック製防熱セグメ
ントに生じる熱伸び差による応力や隙間を緩和すること
ができる。

【００４２】図１２は本発明の実施例３を示している。
同図に示すように、本実施例ではセグメント支持体９と
セラミック製防熱セグメント７とを固定するための固定
用ボルト２６にスプリング３６およびワッシャ３７が用
いられ、これにより、スプリング機能が付与されてい
る。そして、セラミック製防熱セグメント７の端部が熱
により外周側に反った場合に生じる応力を緩和すること
ができるようになっている。図１３は、図１２に示した
固定用ボルト２６を用いてセラミック製防熱セグメント
７を組立てた状態を示している。

【００４３】図１３および図１４は本発明の実施例を説
明するための原理図である。図１３はこの実施例５によ
るガスタービンの動翼６の先端外部のセラミック製防熱
セグメント７を示す斜視図、図１４は本実施例による防
熱セグメント７の組立状況をガスタービンロータの周方
向から見た図である。

【００４４】図の本実施例では防熱セグメント７の両側
部に主流ガスの流れ方向に沿う上流側フック４１および
下流側フック４２が設けられ、これらのフック４１，４
２を介して防熱セグメント７がセグメント支持体９に嵌
合支持されている。上流側フック４１には周方向にずれ
ないように回り止め４３としての切欠溝４６がある。こ
の防熱セグメント７は複数でガスタービン動翼１の外周
側を覆っている。

【００４５】図１４中のＢ−Ｂ断面により防熱セグメン
ト７を軸方向から見た隣接する他の防熱セグメント７と
の組立時の状態を図１５に示す。各防熱セグメント７は
隣接する縁部の段差４７，４８を互いに嵌合することに
よって接合されている。

【００４６】図１４中のＣ−Ｃ断面で防熱セグメント７
を半径方向から見た隣接する防熱セグメント７の組立時
の状態を図１６に示す。

【００４７】ここでも、先の図１５と同様に、隣接部位
では各々が段差４７，４８を有して嵌合している。図１
５に示す半径方向の間隙δ１および周方向の間隙δ４，
δ５は、図１６の軸方向に示す間隙δ２，δ３をガスタ
ービンの起動前の組立時に定められた値に管理する。動
翼６の防熱セグメント７の冷却空気の流れは、図１４に
示すように、冷却空気通路１２を通過後、３つに分岐さ
れる。すなわち、ひとつめは上流側冷却空気吹き出し４
９を通るルート、ふたつめは下流側冷却空気吹き出し５
０を通るルート、そして残りは冷却空気通路５１を通過
してセラミック製防熱セグメント７に供給される。

【００４８】セラミック製防熱セグメント７への冷却空
気の流れを図１３に矢印ｂで示す。また、防熱セグメン
ト７が組立てられた状態で隣接部との間隙を通過する冷
却空気の流れｂを図１５および図１６に示す。

【００４９】図１５及び図１６における間隙δ１，δ２
は防熱セグメント７の上流側フック４１および下流側フ
ック４２を支点とした熱伸び差及び加工公差を考慮すれ
ばよく、最も精度の良い設定ができるため、ここで冷却
空気が通過する流路の間隙を設定することができる。

【００５０】セラミック製防熱セグメント７への冷却空
気流量を減少させると、図１３に示すように主流ガスａ
からの混入流れａ１の流量が増加してセグメント７は高
温になり、防熱セグメント７も高温になるが、主流ガス
ａの混入の際も１５及び図１６で示す間隙δ１，δ３を
通ることになり、主流ガスａの混入流量が正確に設定で
きる。

【００５１】以上のように、ガスタービンの性能を向上
するために防熱セグメント７へ供給する冷却空気流量を
減少させることはひとつの手法であるか、本部位に主流
ガスの混入が生じても安全な温度管理をすべく、冷却空
気流量と主流ガスの混入流量の通路設定ができる。

【００５２】図１７及び図１８は本発明の実施例５の原
理を説明するための図である。図１７は本実施例による
ガスタービン動翼の防熱セグメント７、図１８は防熱セ
グメント７の組立状況をガスタービンロータの周方向か
ら見た図である。

【００５３】上記の実施例４で述べた防熱セグメント７
に対し、図１３に示すように、周方向の両端部に壁体５
３，５４が設けられている。図１８中のＤ−Ｄ断面によ
り防熱セグメント７を軸方向から見た隣接する防熱セグ
メント７の組立時の状態を図１９で示す。上記の壁体５
３，５４は防熱セグメント７の段差４７，４８に対応し
て設けられており、図１９に示すように、隣接部位で各
々が段差４７，４８を介して嵌合すると同時に、両端の
壁体５３，５４が互いの周方向の間隙δ６を保ち、長い
流路を構成している。

【００５４】図１８中のＥ−Ｅ断面で半径方向から見た
隣接する防熱セグメント７の組立時の状態を図２１に示
す。ここでも、先の図１９と同様に、隣接部位では各々
が段差４７，４８を介して嵌合している。図１９と共に
軸方向の間隙δ２，δ３、周方向の間隙δ４，δ６をガ
スタービンの起動前の組立時に定められた値に管理す
る。ここでは、防熱セグメント７の壁体５３，５４があ
ることで、組立時に隣接部間と形成される間隙δ６を、
冷却空気が通過する流れ方向に沿って設定できるので、
流路抵抗が増加する。

【００５５】よって、本部位の気密性が上昇し、主流ガ
スの混入流量は減少する。また、仮に主流ガスが混入す
る場合でも防熱セグメント７の窪み部５５へ主流ガスａ
が入りにくく、図１７に示す主流ガスａからの混入流れ
ａ１のように、間隙δ６を通過して再び主流ガスａに戻
り易くなる。よって、防熱セグメント７へ供給される冷
却空気流量は、この壁体５３，５４を設けることでさら
に低減できるようになる。

【００５６】以上のように、ガスタービンの性能を向上
するために、防熱セグメント７屁供給する冷却空気流量
を減少させることは、ひとつの手法であるが、本部位に
主流ガスの混入が生じても安全な温度管理をすべく冷却
空気流量と主流ガスの混入流量の通路設定ができる。

【００５７】図２１は実施例６を示している。同図は、
防熱セグメントの組立状況をガスタービンロータの周方
向から見た図で、実施例４における防熱セグメント７の
外周側一周全体を覆う薄板６４が設けられている。この
薄板６４はセグメント支持体９に設けられた溝６５に嵌
合され、冷却空気流路６７を有している。この薄板６４
は防熱セグメント７が高温になり、ここから防熱セグメ
ント７への輻射を遮断する。

【００５８】例えばタービン入口温度が１３００℃級の
ガスタービンの場合、防熱セグメント７へ冷却空気を空
冷の金属製の防熱セグメントの半分に減少させると、防
熱セグメント７の温度は１２００℃強になる。ここで薄
板６４が無い場合の防熱セグメント７の内環６６の温度
は約９００℃になるが、薄板６４がある場合の防熱セグ
メント７の内環６６の温度は約５４０℃に低下し、遮熱
効果があることが解る。

【００５９】また、図２１は本発明の実施例７を示して
いる。同図は、防熱セグメント７の組立状況をガスター
ビンロータの周方向から見た図である。この実施例７の
ガスタービンでは、防熱セグメント７の外周側一周全体
を覆う薄板６４が設けられている。薄板６４はセグメン
ト支持体９に作られた溝６５に嵌合されている。この薄
板６４は防熱セグメント７が高温になり、ここからセグ
メント支持体９への輻射を遮断する。この遮熱効果も実
施例６とほぼ同等である。

【００６０】以上のように、ガスタービンの性能を向上
するために、防熱セグメント７へ供給する冷却空気流量
を減少させることはひとつの手法であるが、防熱セグメ
ント７の高温化に対して、遮熱効果のある薄板６４を組
み合せることで、安全な温度管理の下で冷却空気流量を
減少できる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、防熱セ
グメントの材料にセラミック材料を使用することで、冷
却空気流量の低減による高効率化が可能となる。また、
セラミック製防熱セグメントの構造を単純化すること
で、熱応力や曲げ応力を極力低減でき、信頼性向上が図
れる。しかも、加工性，メンテナンス性および組立性の
向上が図れる。

【００６２】また、本発明のガスタービンの動翼の先端
外部セラミック被冠構造集成体によれば、ガスタービン
動翼の先端外部を被冠する防熱セグメントにあって、主
流ガス温度を上回る領域で構造上の耐熱強度を有するセ
ラミックスを本部位に適用し、半径方向及び軸方向の段
差に微小な間隙を設定したシール構造を設定すること、
また、防熱セグメントに遮熱効果のある薄板を設けるこ
とで、従来の金属材料製の防熱セグメントの冷却空気流
量に比して流量を減少させることができるとともに、セ
グメント支持体の高温化を防止できる機能も有するの
で、冷却空気の安全な低減によってガスタービンの性能
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるセラミック製防熱セ
グメントの構成を示す斜視図。

【図２】図１に示すセラミック製防熱セグメントの組立
断面図。

【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視断面図。

【図４】前記実施例１におけるセラミック製防熱セグメ
ントの変形例を示す斜視図。

【図５】図１のセラミック製防熱セグメントの嵌合部を
通路部側から見た図。

【図６】図３のセラミック製防熱セグメントの嵌合部を
通路部側から見た図。

【図７】図４に示すセラミック製防熱セグメントの組立
断面図。

【図８】断熱材を取り付けたセラミック製防熱セグメン
トの組立断面図。

【図９】本発明の実施例２におけるセラミック製バネの
組立方法を示す斜視図。

【図１０】図９に示すセラミック製バネの斜視図。

【図１１】図９に示すセラミック製バネを取り付けたセ
ラミック製防熱セグメントの組立断面図。

【図１２】本発明の実施例３における防熱セグメントの
固定用ボルトにスプリング機能を持たせた構造図。

【図１３】本発明の実施例４における防熱セグメントを
示す斜視図。

【図１４】図１３における防熱セグメントの組立状況を
示す図。

【図１５】図１４のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図１６】図１５のＣ−Ｃ矢視断面図。

【図１７】本発明の実施例５における防熱セグメントを
示す斜視図。

【図１８】図１７に示す防熱セグメントの組立断面図。

【図１９】図１８のＤ−Ｄ矢視図断面図。

【図２０】図１８のＥ−Ｅ矢視図断面図。

【図２１】本発明の実施例６における防熱セグメントを
示す組立断面図。

【図２２】本発明の実施例７における防熱セグメントを
示す組立断面図。

【図２３】ガスタービン全体の主要構成を示す断面図。

【図２４】従来の金属製防熱セグメントを示す組立断面
図。

【図２５】図２４のＦ−Ｆ矢視断面図。

【図２６】防熱セグメントに供給される冷却空気流量減
少分に対するガスタービンの性能の関係を示す特性図。

【符号の説明】

１ タービン部 ２ 圧縮部 ３ 燃焼器 ４ トランジションピース ５ 静翼 ６ 動翼 ７ 防熱セグメント ７ａ 内部 ８ ケーシング ９ セグメント支持体 １０，１１ フック形状部 １２，１３ 通気孔 １４ インピンジメント冷却板 １５ 孔 １６ 冷却空気供給室 １７ シール板 １８ 孔 １９ 間隙 ２１ 凸部 ２２ 凹部 ２３ 位置決めピン ２４ 位置決めピン挿入穴 ２５ ボルト取付孔 ２６ 固定用ボルト ２７ スリット ２８ 通気孔 ２９ 凹凸面 ３０，３１ 嵌合部 ３２ 張り出し部（通路部側） ３３ 張り出し部（内部ケーシング通路部側） ３４ 断熱材 ３５ セラミック製バネ ３６ スプリング ３７ ワッシャ ４１ 上流側フック ４２ 下流側フック ４３ 回り止め ４６ 切欠溝 ４７，４８ 段差 ４９ 上流側冷却空気吹き出し ５０ 下流側冷却空気吹き出し ５１ 冷却空気通路 ５３，５４ 壁体 ５５ 窪み部 ６４ 薄板 ６５ 溝 ６６ 内環

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動翼の先端外周側を覆う配置でケーシン
   グに防熱セグメントを設けたガスタービンにおいて、前
   記防熱セグメントの材料に耐熱素材であるセラミック材
   料を適用したことを特徴とするガスタービン。
2. 【請求項２】 請求項１記載のガスタービンにおいて、
   セラミック製の防熱セグメントとこの防熱セグメントを
   ケーシングに支持するセグメント支持体との間にセラミ
   ック製のバネを設けたことを特徴とするガスタービン。
3. 【請求項３】 請求項１記載のガスタービンにおいて、
   セラミック製の防熱セグメントとセグメント支持体との
   組立に使用する固定用ボルトに、スプリング機能を付与
   したことを特徴とするガスタービン。
4. 【請求項４】 動翼の外周側を覆う配置でケーシングに
   防熱セグメントを設けたガスタービンにおいて、前記防
   熱セグメントをセラミック材料によって構成するととも
   にロータ回転軸に対して周方向に複数に分割し、その分
   割面が半径方向及び軸方向に段差を成し、組立の際に互
   いに隣接する防熱セグメントの各段差を嵌合し、かつ半
   径方向及び周方向の段差間に間隙を設定したことを特徴
   とするガスタービン。
5. 【請求項５】 請求項４記載のガスタービンにおいて、
   個々のセラミック製の防熱セグメントの周方向の両端に
   主流ガスの流出を防止する壁体を設けたことを特徴とす
   るガスタービン。
6. 【請求項６】 請求項４記載のガスタービンにおいて、
   セラミック製防熱セグメントのさらに半径方向の外側に
   薄板を設けたことを特徴とするガスタービン。
7. 【請求項７】 請求項５記載のガスタービンにおいて、
   セラミック製防熱セグメントのさらに半径方向で外側に
   薄板を設けたことを特徴とするガスタービン。