JPH10184387A - ガスタービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室とタービン翼車との間に配置された静
翼を有するガスタービンにおいて、各燃焼室の構造物群
へ別個に手間のかかる製作及び組立により付加するをこ
とを避ける。 【解決手段】 静翼１．１が、それぞれ所属の燃焼室
１．２内へ統合されているようにした。静翼１．１と所
属の燃焼室壁１．２．１とが実質的に一体化されていて
燃焼室−静翼ユニット１として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室とタービン
翼車との間に配置された静翼を有するガスタービンに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンは、燃焼室とタービン翼車
との間に、独立した構造ユニットを形成する静翼群を有
し、該静翼群は、実質的に、機能的及び構造的に、燃焼
室及びタービン翼車のような隣接構造物群から離れてお
り、かつまた別個の固有の固定手段をタービンケーシン
グ中に有している。このような構成は、これらの構造物
群をそれぞれ別個に製作し、別々に組立て、また特に、
これらの構造物群を相互に調整しなければならないとい
う欠点を有し、極めて高いコストを生じる原因になる。
特に、このような構造形式は、極めて多数の構造部品を
必要とし、製作及び組立工程、搬送重量、特に熱的運転
挙動に至るまですべての点において複雑であるという欠
点を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらのす
べての欠点を避けようとするものである。本発明の根底
をなす課題は、燃焼室とタービン翼車との間に配置され
た静翼を有するガスタービンにおいて、各燃焼室の構造
物群に付加して、別個に手間のかかる製作及び組立を行
うことを避けることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、静翼が、それぞれ所属の燃焼室（１．２）内へ統
合されるようにすることことで解決された。本発明のさ
らに別の構成は、従属請求項に記載の通りである。

【０００５】

【発明の実施の形態】図面は、本発明の実施例を示すも
のであるが、本発明の理解のために重要な要素だけが示
されており、特に、ガスタービンのそれ自体として公知
の、変わらない部分は示されていない。

【０００６】各燃焼室１．２とタービン翼車２との間に
配置された静翼１．１を有するガスタービンにおいて、
該静翼は、本発明によれば、燃焼室壁１．２．１中に統
合されており、燃焼室壁の一部として形成されている。
これらは、１つの実質的に一体の燃焼室−静翼ユニット
１を形成している。燃焼室壁壁１．２．１は、所属の各
静翼１．１の壁へ、静翼から離れることなく、移行して
いる。この燃焼室−静翼ユニット１は、ガスタービン設
備のいわゆる低温の支持構造物３．１内へ挿入され、こ
の支持構造物により支持されている。全ガスタービン設
備の組立上の理由から、この燃焼室−静翼ユニット１
は、分割構造になっており、これにより半径方向外側セ
グメント及び半径方向内側セグメント１．Ｂ又は１．Ａ
が形成されている。この場合、各セグメント内で両静翼
半割部が、相応する仕切り壁１．１．ｉによって互いに
隔てられ、要するに各静翼１．１は、外側から閉じられ
た半径方向内側及び半径方向外側の部分を、それぞれ１
つの相応するセグメント１．Ａ又は１．Ｂ内に有してい
る。これらの各セグメントは、それぞれ配属されてい
る、ガスタービン設備の低温の支持構造物３．１内に装
着されている。これらの低温の各支持構造物３．１と、
これに配属されているセグメント１．Ａ又は１．Ｂとの
間には冷却空気通路４が設けられており、これらが、部
分的に静翼１．１内に延びている。この場合、冷却空気
通路４の流入開口４．１は、低温の支持構造物３．１内
の静翼１．１の区域に配置されており、これによって、
燃焼室壁１．２．１の向流式冷却が得られる。熱的所与
条件を考慮して、静翼１．１の冷却空気通路４内には、
冷却空気用の案内装置４．２、例えば平行薄板又は案内
薄板が設けられている。このように形成された各静翼半
割部に相応するセグメントの、静翼１．１を半径方向で
分割し、かつ互いに隣接し合っている仕切り壁１．１．
ｉは、少なくとも１つの、隣接した仕切り壁１．１．ｉ
に相応する付加部を、漏れ損失を低減するためのシール
部材として有することができる。さらに各静翼１．１
は、それらの外周に冷却空気開口１．１ｍを有し、これ
らは、有利にはまた熱的所与条件にそのつど応じて、翼
車側（後縁）に又は、静翼１．１を２つの半径方向のセ
グメントに分割している仕切り壁１．１．ｉの区域に配
置されている。この場合、これらの冷却空気開口１．１
ｍは、仕切り壁１．１．ｉに、内側のセグメント１．Ａ
と外側のセグメント１．Ｂとで互いにずらされて配置さ
れている。

【０００７】半径方向内側のセグメントと半径方向外側
のセグメント１．Ａ又は１．Ｂの分割線の高さは、その
つど特定のガスタービン設備の条件に応じて、換言すれ
ば最適な仕上がり（鋳造技術）と冷却状態に応じて、半
径方向で完全に内側と半径方向で完全に外側との間（通
路高さの０％〜１００％）にある。

【０００８】静翼半割部に相応する各セグメントの、静
翼１．１を分割しかつ互いに隣接する仕切り壁１．１．
ｉはロータ軸線に対して任意の角度に傾斜させて配置す
ることができる。

【０００９】

【発明の効果】静翼のこの一体化された構成により、静
翼は、ガス流をタービン翼車の動翼へ偏向させるという
付加的機能をもった燃焼室延長部となる。したがって、
一般に極めて複雑な構造にされ、別個に製作されかつ別
々に組立てられる静翼列を省略することができる。また
これによって、組立上生じるギャップによる冷却空気損
失（漏れ）を減少させるか、又は無くすことができる。

【００１０】さらに冷却空気は、再びほとんど完全に燃
焼循環回路に供給され、しかも、冷却空気は、向流案内
によって既に極めて良好に予め加熱されている。一体化
された構造形式によって、冷却空気損失は、極めて著し
く減少させることができる。冷却空気が、向流案内され
ることによって、極めて高い熱負荷を受ける静翼は、新
鮮な、したがって、比較的冷えた冷却空気を受け、これ
によって良好に冷却される。さらに、一体化された静翼
を有する燃焼室の長さは、第１の静翼根列のほぼ軸方向
長さだけ短縮することができる。さらに、第１タービン
の第１回転羽根列用の冷却空気が、もはや静翼列によっ
てではなく、直接コンプレッサからきて動翼列へ供給さ
れる利点が得られる。これによって、冷却空気経路が著
しく短縮され、ひいては流動損失及び冷却されるべき表
面積が減少され、また当該設備部分の構造も簡単にな
る。燃焼室−静翼ユニット１が、両セグメントに分割さ
れていることにより、冷却空気の加熱が、半径方向外側
セグメント及び半径方向内側セグメント間にほぼ均一に
分配される利点が得られる。

【００１１】冷空気流が、本発明によれば実質的に直列
に接続されているため、従来技術による冷空気流の並列
接続に対して、冷却効率の点で著しい利点が得られる。
さらに、一体化された静翼構造では、別個に製作されか
つ挿入される静翼の周囲へのギャップを通しての冷却空
気の漏れ損失も生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による静翼装置の略示図である。

【図２】本発明による静翼装置の、図３のＡ−Ａ線によ
るほぼ半径方向の断面図である。

【図３】１つの静翼群の２つの隣接する静翼の、図２の
Ｂ−Ｂ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼室−静翼ユニット、 １．１ 静翼、 １Ａ
セグメント、 １Ｂセグメント、 １．１．ｉ 仕切り
壁、 １．１ｍ 冷却空気開口、 １．２燃焼室、
１．２．１ 燃焼室壁、 ２ タービン翼車、 ３．１
低温の支持構造物、 ４．冷却空気通路、 ４．１
流入開口、 ４．２ 案内装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室とタービン翼車との間に配置され
   た静翼を有するガスタービンにおいて、静翼（１．１）
   が、それぞれ所属の燃焼室（１．２）内へ統合されてい
   ることを特徴とする、ガスタービン。
2. 【請求項２】 静翼（１．１）及び所属の燃焼室壁
   （１．２．１）が実質的に一体に形成され、かつ燃焼室
   −静翼ユニット（１）として構成されている、請求項１
   記載のガスタービン。
3. 【請求項３】 燃焼室壁（１．２．１）及び該燃焼室壁
   と実質的に一体に形成された静翼（１．１）が、ガスタ
   ービン設備（３）の低温の支持構造物（３．１）内の所
   属の区域に装着されている、請求項１又は２記載のガス
   タービン。
4. 【請求項４】 各静翼（１．１）及び所属の各燃焼室壁
   （１．２．１）が、所属の低温の支持構造物（３．１）
   と協働して冷却空気通路（４）を形成し、該冷却空気通
   路が、部分的に静翼（１．１）内に延びている、請求項
   １から３までのいずれか１項記載のガスタービン。
5. 【請求項５】 冷却空気通路（４）の流入開口（４．
   １）が、静翼（１．１）の区域に配置され、かつ燃焼室
   （１．２）の向流式冷却のための燃焼室壁（１．２．
   １）が形成されている、請求項４記載のガスタービン。
6. 【請求項６】 静翼（１．１）が、冷却空気通路（４）
   内へ冷却空気を案内するための案内装置（４．２）を有
   している、請求項４又は５記載のガスタービン。
7. 【請求項７】 燃焼室−静翼ユニット（１）が、半径方
   向内側区域及び半径方向外側区域を有し、これらの区域
   に相応して燃焼室−静翼ユニット（１）が、内側及び外
   側のセグメント（１．Ａ又は１．Ｂ）に分割されてお
   り、しかも、これらのセグメントが、静翼（１．１）ご
   とに、相応する仕切り壁（１．１．ｉ）によって互いに
   隔てられおり、したがって、各静翼（１．１）が、１つ
   の半径方向内側部分及び１つの半径方向外側部分を、そ
   れぞれ１つの相応するセグメント（１．Ａ若しくは１．
   Ｂ）内に有している、請求項３から６までのいずれか１
   項記載のガスタービン。
8. 【請求項８】 各静翼半割部に相応するセグメントの、
   静翼（１．１）を分割する互いに隣接した仕切り壁
   （１．１．ｉ）がロータ軸線に対して斜めに配置されて
   いることを特徴とする、請求項３から７までのいずれか
   １項記載のガスタービン。
9. 【請求項９】 各静翼半割部に相応するセグメントの、
   静翼（１．１）を分割する互いに隣接した仕切り壁
   （１．１．ｉ）が、漏れ損失を減少させるための少なく
   とも１つの相応する付加部（１．１．Ｋ）を有してい
   る、請求項３から８までのいずれか１項記載のガスター
   ビン。
10. 【請求項１０】 各静翼（１．１）が、外周に冷却空気
    開口（１．１．ｍ）を有している、請求項３から９まで
    のいずれか１項記載のガスタービン。
11. 【請求項１１】 冷却空気開口（１．１．ｍ）が、翼車
    側に又は、静翼（１．１）を分割する仕切り壁（１．
    １．ｉ）の区域に配置されている、請求項１０記載のガ
    スタービン。