JPH10103012A - Gas turbine shroud device - Google Patents

Gas turbine shroud device

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Publication number
JPH10103012A
JPH10103012A JP25968796A JP25968796A JPH10103012A JP H10103012 A JPH10103012 A JP H10103012A JP 25968796 A JP25968796 A JP 25968796A JP 25968796 A JP25968796 A JP 25968796A JP H10103012 A JPH10103012 A JP H10103012A
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JP
Japan
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gas turbine
shroud
fiber bundle
turbine shroud
ceramic
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Application number
JP25968796A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Asayama
雅弘 浅山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH10103012A publication Critical patent/JPH10103012A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To construct practical shroud structure capable of effectively utilizing its characteristic even when a ceramic material is used, preventing the flow out of main gas to a cooling side, and using even at high temperature. SOLUTION: A gas turbine shroud device 9 has a cylindrical shroud 11 arranged on the outer circumference side of a moving blade of a main gas flow path inside a gas turbine casing and supported by the casing, and a ceramic fiber bundle 12. The cylindrical shroud 11 is constituted with a plurality of circular arc plate-shaped heat insulating segment 13...13 divided in the circumferential direction C. A ceramic fiber bundle 12 is closely wound in the circumferential direction around a plurality of heat insulating segments 13...13 so as to have the constant thickness (t) in the diameter direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービンシ
ュラウド装置に係り、とくにセラミックス材料を用いた
場合の最適なシュラウド構造の工夫に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine shroud device, and more particularly to a device for an optimal shroud structure when a ceramic material is used.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、火力発電等の発電事業では、高
温、高圧、および高速の燃焼ガスでタービンを回転させ
て大出力を得る発電システムが主流となってきている。
このような発電システムでは、ガスタービンの高効率
化、特にガスタービン入口温度の高温化を図って、発電
効率を向上させる傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, in the power generation business such as thermal power generation, a power generation system in which a turbine is rotated by high temperature, high pressure and high speed combustion gas to obtain a large output has become mainstream.
In such a power generation system, there is a tendency to increase the efficiency of the gas turbine, in particular, to increase the temperature of the gas turbine inlet, thereby improving the power generation efficiency.

【0003】このガスタービン入口温度の高温化対策と
して、ガスタービンの高温部を構成する各種構造部材の
金属材料の改良及び冷却技術の改善が行われているが、
近年のより一層の高温化要求を満足させるためには材料
及び冷却の両面でのより高度な技術開発が必要とされて
いる。
[0003] As measures for raising the temperature of the gas turbine inlet, improvements have been made to metal materials and cooling techniques for various structural members constituting the high-temperature portion of the gas turbine.
In order to satisfy the recent demand for higher temperature, more advanced technology development in both material and cooling is required.

【0004】このため、動翼の周囲で高温に晒されるガ
スタービンシュラウド等の高温部を成す構造部材では、
一般に金属材料よりも耐熱性に優れたセラミックス材料
の適用化が期待され、その研究開発が精力的に進められ
ている。このようにセラミックス材料への適用化が期待
されている従来のガスタービンシュラウド装置の一例を
図5に示す。
For this reason, in a structural member forming a high-temperature portion such as a gas turbine shroud exposed to a high temperature around the rotor blade,
In general, application of ceramic materials having higher heat resistance than metal materials is expected, and research and development are being vigorously pursued. FIG. 5 shows an example of a conventional gas turbine shroud device expected to be applied to ceramic materials.

【0005】図5は、ガスタービンケーシング内の主流
ガス通路の動翼に対向する外周側の位置に配置され、か
つ、ケーシングに支持される円筒状シュラウドの構成部
品であって、その周方向に複数個に分割された円弧板状
の防熱セグメントを説明するものである。
FIG. 5 shows components of a cylindrical shroud which is disposed at a position on the outer peripheral side of the mainstream gas passage in the gas turbine casing which faces the rotor blades and which is supported by the casing. 5 illustrates a plurality of arcuate plate-shaped heat insulation segments divided into a plurality of segments.

【0006】この防熱セグメント100は、通常、ケー
シングの内側に取り付けられた円筒状のシュラウド支持
体(図示しない)で支持されている。この支持体の内周
面側には、その周方向に沿って溝が形成され、その溝内
の開口側に防熱セグメント100が配置される。即ち、
この防熱セグメント100は、その内周側が主流ガス通
路の動翼に対向して高温主流ガスに晒されると共に、そ
の主流ガスによる温度上昇を抑制するためにケーシング
内の冷却通路(図示しない)からシュラウド支持体の溝
内に供給される冷却空気を外周側で受けることにより、
その外周側の金属部を主流ガス通路から熱的に隔離する
ようになっている。
The heat insulation segment 100 is normally supported by a cylindrical shroud support (not shown) mounted inside the casing. A groove is formed on the inner peripheral surface side of the support along the circumferential direction, and the heat insulating segment 100 is arranged on the opening side in the groove. That is,
The heat-insulating segment 100 is exposed to the high-temperature mainstream gas with its inner peripheral side facing the rotor blades of the mainstream gas passage. By receiving the cooling air supplied into the groove of the support on the outer peripheral side,
The metal part on the outer peripheral side is thermally isolated from the mainstream gas passage.

【0007】具体的に、この防熱セグメント100は、
図示の如く、円筒状シュラウドの軸方向AXの端部に凹
部101、101を形成し、これをシュラウド支持体の
溝内の対向面に形成された凸部に引っ掛けるように嵌め
込んで取り付けられている。また、防熱セグメント10
0の中央部には、主流ガス側の外表面(外周面)と冷却
側の内表面(内周面)との温度差による熱衝撃を緩和す
るために、その周辺部よりも肉厚の薄い肉薄部102が
形成されている。さらに、防熱セグメント100の周方
向Cの端部には、継ぎ目用の対を成す凹部103および
凸部104が形成され、この凹凸部103、104を用
いた防熱セグメント100、100間の嵌合構造でセグ
メント間の隙間からの主流ガスの冷却側への流出防止を
図るようになっている。
More specifically, the heat insulation segment 100
As shown in the figure, concave portions 101, 101 are formed at the axial end of the cylindrical shroud in the axial direction AX, and these are fitted and attached to the convex portions formed on the opposing surfaces in the grooves of the shroud support. I have. In addition, the heat insulation segment 10
The thickness of the center portion is smaller than that of the peripheral portion in order to reduce a thermal shock caused by a temperature difference between the outer surface (outer peripheral surface) on the mainstream gas side and the inner surface (inner peripheral surface) on the cooling side. A thin portion 102 is formed. Further, a concave portion 103 and a convex portion 104 forming a pair for a seam are formed at an end of the heat insulating segment 100 in the circumferential direction C, and a fitting structure between the heat insulating segments 100, 100 using the concave and convex portions 103, 104. This prevents the mainstream gas from flowing out from the gap between the segments to the cooling side.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例のガスタービンシュラウド装置にあっては、主
流ガスの冷却側への流出防止を図る等の制約下で、嵌合
構造等を前提とした段部や角部などが多い複雑形状の防
熱セグメントで構成されていたため、セラミックス材料
の適用化に際しては、以下のような不都合があった。
However, in the above-mentioned conventional gas turbine shroud device, the fitting structure and the like are premised under the restriction of preventing the mainstream gas from flowing out to the cooling side. Since it is composed of a heat-insulating segment having a complicated shape having many steps and corners, there are the following inconveniences when applying a ceramic material.

【0009】即ち、角部などが多い複雑形状部品では、
セラミックス材料の焼結時の制約により加工が極めて難
しく、またセラミックス形成段階で複雑な金型が必要と
なるために必ずしも実用的ではない。仮に上記のような
複雑形状部品をセラミックスで作製したとしても、一般
にセラミックスは金属と異なり脆性が大きいため、衝撃
を受けたときに段部や角部等から亀裂が発生して割れや
すいといった問題もあった。
That is, in a complex-shaped part having many corners and the like,
Processing is extremely difficult due to restrictions during sintering of the ceramic material, and a complicated mold is required in the ceramic forming step, so that it is not always practical. Even if the above complex shaped parts are made of ceramics, ceramics are generally brittle, unlike metals, so there is also a problem that cracks are generated from steps and corners when subjected to impact, and they are easily broken. there were.

【0010】従って、従来例のガスタービンシュラウド
装置では、その防熱セグメントを単に金属材料からセラ
ミックス材料に置き換えても、セラミックスで期待され
る耐熱性に優れた特性を必ずしも有効に発揮させること
ができない。
Therefore, in the conventional gas turbine shroud device, even if the heat insulating segment is simply replaced with a ceramic material from a metal material, it is not always possible to effectively exert the excellent heat resistance expected of ceramics.

【0011】この発明は、このような従来の問題を考慮
してなされたもので、セラミックス材料を用いた場合で
も、その特性を有効に生かすことができ、かつ、主流ガ
スの冷却側への流出防止を図って高温下での使用に耐え
得る実用的なシュラウド構造を構築することを、目的と
する。
The present invention has been made in consideration of such a conventional problem, and even when a ceramic material is used, its characteristics can be effectively utilized, and the mainstream gas flows to the cooling side. It is an object of the present invention to construct a practical shroud structure capable of withstanding use under a high temperature in order to prevent such a problem.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため、セラミックス材料を用いた場合のガスタ
ービンシュラウドに要求される特性、即ち1):高温主
流ガスに対する耐熱性を十分に発揮させてその動翼周辺
の構造体を成す金属の高温化を抑制すること、2):動
翼が振動してシュラウドに接触した場合でも脆性的かつ
壊滅的な破壊を回避すること等について各種の検討・研
究を行ってきた。
In order to achieve the above object, the present inventor has found that the characteristics required of a gas turbine shroud when a ceramic material is used, that is, 1) sufficient heat resistance to a high-temperature mainstream gas. Exhibiting the metal that forms the structure around the blade by controlling the temperature rise 2): Avoid brittle and catastrophic failure even when the blade vibrates and comes into contact with the shroud. I have been studying and researching.

【0013】例えば、従来の金属高温化の抑制策では、
防熱セグメント間の隙間からの主流ガス流入を嵌合構造
で抑制していたが、同様の構造をセラミックスに要求す
ることは、上述した加工面および脆性面の問題点があ
り、得策ではないことが分かった。
For example, in a conventional measure for suppressing the temperature of a metal from being raised,
Although the mainstream gas inflow from the gap between the heat insulation segments was suppressed by the fitting structure, requesting a similar structure for the ceramics was not advisable because of the problems of the processed surface and the brittle surface described above. Do you get it.

【0014】また、セラミックスの靭性強化策として、
近年脚光を浴びているセラミックス基繊維複合材料を用
いることも想到されるが、この場合にも上記と同様に嵌
合構造などの複雑形状部品を精度よく加工するには時間
およびコストが係り、実用的ではない。しかも、複合材
料から各種加工により作製された防熱セグメントでは、
繊維に過大な損傷を生じやすいほか、仮に繊維が健全で
あったとしても、高温主流ガスが嵌合部に流入する際に
嵌合部の形状に依存した熱応力が発生しやすく、靭性強
化のメリットを必ずしも十分に活用できないことが分か
った。
Further, as a measure for enhancing the toughness of ceramics,
In recent years, it has been conceived to use ceramic-based fiber composite materials, which have been in the limelight. However, in this case as well, it takes time and cost to accurately process complex-shaped components such as fitting structures, as described above. Not a target. Moreover, in the heat-insulating segments made from composite materials by various processes,
In addition to easily causing excessive damage to the fiber, even if the fiber is sound, when the high-temperature mainstream gas flows into the fitting part, thermal stress depending on the shape of the fitting part is likely to occur, and the toughness is enhanced. It turns out that the benefits cannot always be fully exploited.

【0015】そこで、本発明者は、防熱セグメント間の
隙間を段部を用いた嵌合構造ではなく、比較的単純な形
状で埋める新たなシュラウド構造に着目し、その結果、
長繊維を防熱セグメントの冷却側に密に巻き付けること
で主流ガスの流入を有効に抑制できる知見を得て、以下
の発明を完成するに至った。
Therefore, the present inventor has focused on a new shroud structure that fills the gap between the heat insulation segments with a relatively simple shape, instead of a fitting structure using a step, and as a result,
The inventor has found that the inflow of mainstream gas can be effectively suppressed by densely winding long fibers around the cooling side of the heat-insulating segment, and has completed the invention described below.

【0016】即ち、この発明では、ガスタービンケーシ
ング内の主流ガス通路の動翼の外周側に配置され且つ上
記ガスタービンケーシングに支持される円筒状シュラウ
ドを有し、この円筒状シュラウドをその周方向に沿って
分割される円弧板状の複数個の防熱セグメントで構成
し、この複数個の防熱セグメントにより外周側の金属部
を上記主流ガス通路から隔離するガスタービンシュラウ
ド装置において、上記複数個の防熱セグメントの外周側
にセラミックスの繊維束を径方向の一定の厚さをもって
周方向に沿って密に巻き付けたことを特徴とする。
That is, according to the present invention, there is provided a cylindrical shroud which is disposed on the outer peripheral side of a moving blade of a mainstream gas passage in a gas turbine casing and is supported by the gas turbine casing. The gas turbine shroud device comprises a plurality of arc-shaped plate-shaped heat-insulating segments divided along, and separates an outer peripheral metal portion from the mainstream gas passage by the plurality of heat-insulating segments. It is characterized in that a ceramic fiber bundle is densely wound along the circumferential direction with a certain thickness in the radial direction on the outer peripheral side of the segment.

【0017】このようにセラミックスの繊維束を配置す
れば、隣接する防熱セグメント間の周方向の隙間から流
入する主流ガスを繊維束でより一層効果的に抑制するこ
とができる。従って、防熱セグメントに従来要求されて
いた嵌合構造の制約がなくなって、非嵌合状態を前提と
した段部等を必要としない単純形状の防熱セグメントを
構築できることから、セラミックス材料を用いた場合で
も容易に加工でき、その利点を十分に発揮させて高温下
での使用に耐え得る実用的なガスタービンシュラウドを
提供できる。
By arranging the ceramic fiber bundle in this manner, the mainstream gas flowing from the circumferential gap between adjacent heat-insulating segments can be more effectively suppressed by the fiber bundle. Therefore, there is no restriction on the fitting structure conventionally required for the heat-insulating segments, and a simple-shaped heat-insulating segment that does not require a step portion or the like assuming a non-fitting state can be constructed. However, it is possible to provide a practical gas turbine shroud that can be easily processed, fully exerts its advantages, and can withstand use at high temperatures.

【0018】この発明の好ましい態様では、前記複数個
の防熱セグメントは、前記周方向に沿って非嵌合状態で
並設されるものとする。前記複数個の防熱セグメント
は、好ましくはセラミックス材料で構成され、このセラ
ミックス材料としてはセラミックス基繊維複合材料が好
ましい。この場合には、繊維の複合化により靭性を強化
できることから、例えば異物が受けたときのダメージを
最小限にくい止めるといった利点がある。
In a preferred aspect of the present invention, the plurality of heat insulating segments are arranged side by side in a non-fitting state along the circumferential direction. The plurality of heat insulating segments are preferably made of a ceramic material, and the ceramic material is preferably a ceramic-based fiber composite material. In this case, since the toughness can be enhanced by compounding the fibers, there is an advantage that damage when a foreign object is received is hardly minimized, for example.

【0019】前記セラミックスの繊維束は、好ましくは
SiC系の繊維束で構成する。また、前記セラミックス
の繊維束は、ブレーディング等の製法により製織された
織物構造体が好ましい。この場合には、防熱セグメント
の外周側への巻き付け回数を低減できる利点がある。
The ceramic fiber bundle is preferably composed of a SiC-based fiber bundle. The ceramic fiber bundle is preferably a woven structure woven by a manufacturing method such as braiding. In this case, there is an advantage that the number of times of winding the heat insulating segment around the outer periphery can be reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るガスタービ
ンシュラウド装置の一実施形態を図1及び図2に基づい
て説明する。この実施形態は、主流ガス通路の第一段動
翼の外周側に配置されるガスタービンシュラウド装置に
適用したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a gas turbine shroud device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. This embodiment is applied to a gas turbine shroud device arranged on the outer peripheral side of a first stage rotor blade in a mainstream gas passage.

【0021】図1は、ガスタービンケーシング1内の第
一段静翼2、第一段動翼3、および第二段静翼4に沿っ
た主流ガス通路F1の周辺部を示すものである。この主
流ガス通路F1の外周側には円筒状の複数の構造部材が
配置されている。
FIG. 1 shows a peripheral portion of a mainstream gas passage F1 along a first stage stationary blade 2, a first stage moving blade 3, and a second stage stationary blade 4 in a gas turbine casing 1. As shown in FIG. A plurality of cylindrical structural members are arranged on the outer peripheral side of the mainstream gas passage F1.

【0022】この複数の構造部材は、ケーシング1に支
持されており、具体的には第一段および第二段静翼2、
4を支持する支持体5及び6、この支持体5の外周側に
配置され且つケーシング1に取り付けられるシール壁体
7、動翼2に対向する側に配置されるシュラウド支持体
8、この支持体8の内周側に配置される、この発明を成
すガスタービンシュラウド装置9で構成されている。こ
れらの構造部材内には、軸方向および周方向に沿ってそ
の一部が主流ガス通路に連絡する冷却通路10が形成さ
れており、この冷却通路10に沿って冷却空気を通流さ
せることにより、通路内壁からの高温の主流ガスによる
温度上昇を抑制するようになっている。
The plurality of structural members are supported by a casing 1, specifically, a first stage and a second stage stationary blade 2,
4, a support wall 5 and 6, a seal wall 7 which is arranged on the outer peripheral side of the support 5 and is attached to the casing 1, a shroud support 8 which is arranged on a side facing the rotor blade 2, and a support The gas turbine shroud device 9 according to the present invention is disposed on the inner peripheral side of the gas turbine shroud 8. In these structural members, a cooling passage 10 part of which is connected to the mainstream gas passage is formed along the axial direction and the circumferential direction, and cooling air is caused to flow along the cooling passage 10. In addition, a rise in temperature due to a high-temperature mainstream gas from the inner wall of the passage is suppressed.

【0023】シュラウド支持体8の内壁側には、冷却通
路10に接続される溝8aが周方向に形成され、その溝
8a内の主流ガス通路F1の軸方向AXの対向面には、
対を成す凹部8b、8bが形成されている。このシュラ
ウド支持体8は、その凹部8b、8b内にガスタービン
シュラウド装置9の軸方向の端部を嵌め込んで支持する
ことで、そのシュラウド装置9の冷却空気を受ける外周
側の金属部を主流ガス通路F1から熱的に隔離させてい
る。
On the inner wall side of the shroud support 8, a groove 8a connected to the cooling passage 10 is formed in the circumferential direction, and the main flow gas passage F1 in the groove 8a has a surface facing the axial direction AX.
A pair of recesses 8b, 8b are formed. The shroud support 8 is configured such that the axial end of the gas turbine shroud device 9 is fitted and supported in the recesses 8b, 8b, so that the metal part on the outer peripheral side of the shroud device 9 which receives the cooling air flows. It is thermally isolated from the gas passage F1.

【0024】ガスタービンシュラウド装置9は、主流ガ
ス通路F1の動翼3の外周側に配置され且つシュラウド
支持体8で支持される円筒状シュラウド11と、このシ
ュラウド11の外周側に配置されるセラミックス繊維束
12とを備えている。
The gas turbine shroud device 9 includes a cylindrical shroud 11 disposed on the outer peripheral side of the rotor blade 3 of the mainstream gas passage F1 and supported by the shroud support 8, and a ceramic disposed on the outer peripheral side of the shroud 11. And a fiber bundle 12.

【0025】円筒状シュラウド11は、図2に示すよう
に、その周方向Cに沿って分割され且つ一定間隔で支持
体8の溝8a内に配置される円弧板状の複数個(例え
ば、50〜60個)の防熱セグメント13…13で構成
される。
As shown in FIG. 2, the cylindrical shroud 11 is divided along the circumferential direction C and arranged in a groove 8a of the support 8 at regular intervals. .. 13).

【0026】防熱セグメント13…13の夫々は、例え
ばSiCセラミックス材料で成り、図1〜図4に示すよ
うに、支持体8の溝8a内の開口側に配置され且つ周方
向Cに円弧状に延びるベース13aと、このベース13
aの軸方向AXの両端部から溝8a内の底部側に突出
し、その軸方向AXの外側に位置する支持体8の凹部8
b、8b側に嵌め込み可能につば状に延びる2つの側壁
13b、13bとを有し、このベース13a及び両側壁
13b、13bで外周側にチャンネル(凹部)CHを形
成したチャンネル構造を成す部品で構成されている。
Each of the heat-insulating segments 13 is made of, for example, a SiC ceramic material, and is arranged on the opening side in the groove 8a of the support body 8 and has an arc shape in the circumferential direction C as shown in FIGS. An extending base 13a and this base 13
a of the support 8 protruding from both ends in the axial direction AX to the bottom side in the groove 8a and located outside the axial direction AX.
A part having a channel structure having two side walls 13b, 13b extending in a brim shape so as to be fitted to the b, 8b sides, and a channel (recess) CH formed on the outer peripheral side by the base 13a and both side walls 13b, 13b. It is configured.

【0027】セラミックス繊維束12は、例えばSiC
系長繊維を束ねたものをブレーディング等で製織した織
物構造体で成り、図2〜図4に示すように、複数個の防
熱セグメント13…13のチャンネルCH…CH内に径
方向の一定の厚さtをもって周方向Cに密に巻き付ける
ことにより、隣接する防熱セグメント13、13間の周
方向Cの隙間を埋めるようになっている。
The ceramic fiber bundle 12 is made of, for example, SiC
The bundle is made of a woven structure obtained by weaving a bundle of long fibers by braiding or the like. As shown in FIGS. By tightly winding in the circumferential direction C with the thickness t, a gap in the circumferential direction C between the adjacent heat insulating segments 13 is filled.

【0028】従って、この実施形態では、防熱セグメン
トの外周側に繊維束を巻き付けたことにより、隣接する
防熱セグメント間の隙間から冷却側への主流ガスを繊維
束で抑制でき、冷却側に流れ込む主流ガスに起因する動
翼周辺の金属製の構造部材の高温化をより効果的に回避
できる。
Therefore, in this embodiment, by wrapping the fiber bundle around the outer circumference of the heat insulating segment, the main gas flowing from the gap between the adjacent heat insulating segments to the cooling side can be suppressed by the fiber bundle, and the main flow gas flowing to the cooling side can be suppressed. It is possible to more effectively avoid raising the temperature of the metal structural member around the rotor blade due to the gas.

【0029】また、従来の嵌合構造ではなく、一定間隔
で配置可能な単純形状の防熱セグメントを新たに構築で
き、その結果、セラミックス材料を用いた実用的なガス
タービンシュラウド装置を比較的安価に提供できる。
In addition, instead of the conventional fitting structure, a heat-insulating segment having a simple shape that can be arranged at regular intervals can be newly constructed. As a result, a practical gas turbine shroud device using a ceramic material can be manufactured at a relatively low cost. Can be provided.

【0030】なお、この実施形態では防熱セグメントを
チャンネル構造で形成してあるが、この発明は必ずしも
これに限定されるものではなく、少なくとも円筒状シュ
ラウドの外周側に繊維束を密に巻き付け可能な構造であ
ればよい。
In this embodiment, the heat-insulating segments are formed in a channel structure. However, the present invention is not limited to this. The fiber bundle can be densely wound around at least the outer peripheral side of the cylindrical shroud. Any structure is acceptable.

【0031】また、この実施形態では第一段動翼のガス
タービンシュラウド装置に適用してあるが、これに限ら
ず、主流ガス通路の第二段以降の動翼の外周側に配置さ
れるガスタービンシュラウド装置に適用しても、上記と
同様の効果を発揮させることができる。
Further, in this embodiment, the present invention is applied to the gas turbine shroud device of the first stage rotor blade, but is not limited to this, and the gas arranged on the outer peripheral side of the rotor blade of the second stage and subsequent stages in the mainstream gas passage is used. Even when applied to a turbine shroud device, the same effect as described above can be exerted.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、セラミックスの繊維束を複数個の防熱セグメントの
外周側に径方向の一定の厚さをもって周方向に沿って密
に巻き付けたため、防熱セグメント間の隙間から冷却側
に流出する主流ガスを繊維束で効果的に抑制でき、主流
ガスに起因する動翼周辺の金属部の高温化を効果的に回
避できる。
As described above, according to the present invention, the ceramic fiber bundle is densely wound around the outer periphery of the plurality of heat insulating segments with a constant thickness in the radial direction along the circumferential direction. The mainstream gas flowing out to the cooling side from the gap between the segments can be effectively suppressed by the fiber bundle, and the temperature rise of the metal part around the rotor blade caused by the mainstream gas can be effectively avoided.

【0033】また、従来の嵌合構造ではなく、一定間隔
で配置可能な単純形状の防熱セグメントを新たに構築で
き、その結果、セラミックス材料を用いた実用的なガス
タービンシュラウド装置を比較的安価に提供できる。こ
の効果は、特に防熱セグメントをセラミックス材料、好
ましくはセラミックス基繊維材料で形成する場合、セラ
ミックス繊維をSiC系繊維で形成する場合、繊維束を
織物構造体で構成する場合などに最大限に発揮させるこ
とができる。
In addition, instead of the conventional fitting structure, it is possible to newly construct a heat-insulating segment having a simple shape that can be arranged at a fixed interval, and as a result, a practical gas turbine shroud device using a ceramic material can be manufactured at a relatively low cost. Can be provided. This effect is maximized particularly when the heat insulation segment is formed of a ceramic material, preferably a ceramic base fiber material, when the ceramic fibers are formed of SiC-based fibers, or when the fiber bundle is formed of a woven structure. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係るガスタービンシュラウド装置が
配置される主流ガス通路の周辺部を示す概略側面図。
FIG. 1 is a schematic side view showing a peripheral portion of a mainstream gas passage in which a gas turbine shroud device according to the present invention is disposed.

【図2】ガスタービンシュラウド装置の要部構造を示す
概略斜視図。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a main structure of the gas turbine shroud device.

【図3】ガスタービンシュラウド装置を外周側からみた
概略平面図。
FIG. 3 is a schematic plan view of the gas turbine shroud device as viewed from an outer peripheral side.

【図4】図3中のA−A線に沿ってガスタービンシュラ
ウド装置をみた概略図。
FIG. 4 is a schematic view of the gas turbine shroud device taken along line AA in FIG. 3;

【図5】従来の防熱セグメントを説明する概略斜視図。FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a conventional heat insulating segment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスタービンケーシング 2 第一段静翼 3 第一段動翼 4 第二段静翼 5、6 支持体 7 シール壁体 8 シュラウド支持体 8a 溝 8b 凹部 9 ガスタービンシュラウド装置 10 冷却通路 11 円筒状シュラウド 12 セラミックスの繊維束 13 防熱セグメント 13a ベース 13b 側壁 CH チャンネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine casing 2 First stage stationary blade 3 First stage moving blade 4 Second stage stationary blade 5, 6 Support 7 Seal wall 8 Shroud support 8a Groove 8b Depression 9 Gas turbine shroud device 10 Cooling passage 11 Cylindrical shroud 12 Ceramic fiber bundle 13 Heat insulation segment 13a Base 13b Side wall CH channel

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスタービンケーシング内の主流ガス通
路の動翼の外周側に配置され且つ上記ガスタービンケー
シングに支持される円筒状シュラウドを有し、この円筒
状シュラウドをその周方向に沿って分割される円弧板状
の複数個の防熱セグメントで構成し、この複数個の防熱
セグメントにより外周側の金属部を上記主流ガス通路か
ら隔離するガスタービンシュラウド装置において、 上記複数個の防熱セグメントの外周側にセラミックスの
繊維束を径方向の一定の厚さをもって周方向に沿って密
に巻き付けたことを特徴とするガスタービンシュラウド
装置。
1. A gas turbine according to claim 1, further comprising: a cylindrical shroud disposed on an outer peripheral side of a moving blade of a mainstream gas passage in the gas turbine casing and supported by the gas turbine casing. The cylindrical shroud is divided along a circumferential direction thereof. A gas turbine shroud device comprising a plurality of arc-shaped plate-shaped heat-insulating segments, and separating the metal part on the outer peripheral side from the mainstream gas passage by the plurality of heat-insulating segments. Characterized in that a ceramic fiber bundle is densely wound along a circumferential direction with a constant thickness in a radial direction.
【請求項2】 前記複数個の防熱セグメントは、前記周
方向に沿って非嵌合状態で並設された請求項1記載のガ
スタービンシュラウド装置。
2. The gas turbine shroud device according to claim 1, wherein the plurality of heat insulation segments are arranged side by side in a non-fitting state along the circumferential direction.
【請求項3】 前記複数個の防熱セグメントは、セラミ
ックス材料で構成された請求項1又は2記載のガスター
ビンシュラウド装置。
3. The gas turbine shroud device according to claim 1, wherein said plurality of heat insulating segments are made of a ceramic material.
【請求項4】 前記セラミックス材料は、セラミックス
基繊維複合材料である請求項3記載のガスタービンシュ
ラウド装置。
4. The gas turbine shroud according to claim 3, wherein the ceramic material is a ceramic-based fiber composite material.
【請求項5】 前記セラミックスの繊維束は、SiC系
の繊維束である請求項1乃至4のいずれか1項記載のガ
スタービンシュラウド装置。
5. The gas turbine shroud according to claim 1, wherein the ceramic fiber bundle is a SiC-based fiber bundle.
【請求項6】 前記セラミックスの繊維束は、織物構造
体で構成された請求項1乃至5のいずれか1項記載のガ
スタービンシュラウド。
6. The gas turbine shroud according to claim 1, wherein the ceramic fiber bundle is formed of a woven structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110085899A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 General Electric Company Shroud assembly with discourager

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2011080468A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 General Electric Co <Ge> Shroud assembly with discourager
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