JPH10266805A - ガスタービン静翼 - Google Patents
ガスタービン静翼Info
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- JPH10266805A JPH10266805A JP7483197A JP7483197A JPH10266805A JP H10266805 A JPH10266805 A JP H10266805A JP 7483197 A JP7483197 A JP 7483197A JP 7483197 A JP7483197 A JP 7483197A JP H10266805 A JPH10266805 A JP H10266805A
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- blade
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- cooling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】翼内を冷却した冷却媒体の一部を、翼外の燃焼
ガスに流出させる冷却媒体放出方式と、残りを回収する
冷却媒体回収屁方式とを組み合せ、最小必要限度の冷却
媒体で翼内を効果的に冷却するガスタービン静翼を提供
する。 【解決手段】本発明に係るガスタービン静翼は、翼内冷
却後の冷却媒体を翼外の燃焼ガスに流出させる前縁３７
と、翼内冷却後の冷却媒体を反転させて回収する翼内中
間部分３９と、翼内冷却後の冷却媒体を翼外の燃焼ガス
に流出させる後縁３８とを備えたものである。
ガスに流出させる冷却媒体放出方式と、残りを回収する
冷却媒体回収屁方式とを組み合せ、最小必要限度の冷却
媒体で翼内を効果的に冷却するガスタービン静翼を提供
する。 【解決手段】本発明に係るガスタービン静翼は、翼内冷
却後の冷却媒体を翼外の燃焼ガスに流出させる前縁３７
と、翼内冷却後の冷却媒体を反転させて回収する翼内中
間部分３９と、翼内冷却後の冷却媒体を翼外の燃焼ガス
に流出させる後縁３８とを備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン静翼
に係り、特に翼内部を冷却した冷却媒体の一部を回収す
る冷却媒体回収方式と、その冷却媒体の残りを翼外の燃
焼ガスに流出させる冷却媒体放出方式を組み合せたガス
タービン静翼に関する。
に係り、特に翼内部を冷却した冷却媒体の一部を回収す
る冷却媒体回収方式と、その冷却媒体の残りを翼外の燃
焼ガスに流出させる冷却媒体放出方式を組み合せたガス
タービン静翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のシングルサイクルやコンバインド
サイクルに適用されるガスタービンプラントは、高出力
化、高熱効率化の研究開発が進められており、これに伴
って燃焼ガス（駆動流体としての主流）の高温化が図ら
れている。
サイクルに適用されるガスタービンプラントは、高出力
化、高熱効率化の研究開発が進められており、これに伴
って燃焼ガス（駆動流体としての主流）の高温化が図ら
れている。
【０００３】また、燃焼ガスの高温化に伴ってガスター
ビンプラントは、適用する燃料を、例えば灯油等の液体
燃料から、例えばＬＮＧ等の気体燃料に移行させてお
り、その燃焼ガス温度も１０００℃から１３００℃を経
て１５００℃になりつつある。
ビンプラントは、適用する燃料を、例えば灯油等の液体
燃料から、例えばＬＮＧ等の気体燃料に移行させてお
り、その燃焼ガス温度も１０００℃から１３００℃を経
て１５００℃になりつつある。
【０００４】また、最近のガスタービンプラントでは、
さらに高温化を求めて水素に純酸素を燃焼促進剤として
加える水素燃焼ガス方式が発表されており、水素燃焼ガ
ス温度を１７００℃にする計画が進められている。
さらに高温化を求めて水素に純酸素を燃焼促進剤として
加える水素燃焼ガス方式が発表されており、水素燃焼ガ
ス温度を１７００℃にする計画が進められている。
【０００５】このように高温化の一途を辿るガスタービ
ンプラントは、図８に示すように、空気圧縮機１の駆動
により吐出された高圧空気をガスタービン燃焼器２に案
内し、このガスタービン燃焼器２の燃焼器ランナ３内に
形成される燃焼室４で燃料と共に燃焼させ、その燃焼ガ
スをトランジションピース５を経てガスタービン６に案
内し、ここで静翼７で高めた燃焼ガスの速度エネルギを
利用して動翼８を回転させ、その回転トルクにより発電
機（図示せず）を駆動するようになっている。
ンプラントは、図８に示すように、空気圧縮機１の駆動
により吐出された高圧空気をガスタービン燃焼器２に案
内し、このガスタービン燃焼器２の燃焼器ランナ３内に
形成される燃焼室４で燃料と共に燃焼させ、その燃焼ガ
スをトランジションピース５を経てガスタービン６に案
内し、ここで静翼７で高めた燃焼ガスの速度エネルギを
利用して動翼８を回転させ、その回転トルクにより発電
機（図示せず）を駆動するようになっている。
【０００６】一方、燃焼ガスの熱エネルギを速度エネル
ギに変える静翼７は、耐熱性超合金鋼を使用している
が、何分にも許容限界温度が８００℃〜９００℃程度の
低いものであり、高温化に対処するため必然的に翼内に
空気を供給して材料強度の維持を図る冷却構造のものを
採用している。
ギに変える静翼７は、耐熱性超合金鋼を使用している
が、何分にも許容限界温度が８００℃〜９００℃程度の
低いものであり、高温化に対処するため必然的に翼内に
空気を供給して材料強度の維持を図る冷却構造のものを
採用している。
【０００７】冷却構造を備える静翼７は、図９に示すよ
うに、凹状の外輪側エンドウォール部９と平板状の内輪
側エンドウォール部１０の間に、翼有効部１１を一体形
成させ、この翼有効部１１の前縁１２に吹出口１４を、
またその後縁１３にピンフィン１６を設けた吹出口１５
をそれぞれ備えた構成になっている。
うに、凹状の外輪側エンドウォール部９と平板状の内輪
側エンドウォール部１０の間に、翼有効部１１を一体形
成させ、この翼有効部１１の前縁１２に吹出口１４を、
またその後縁１３にピンフィン１６を設けた吹出口１５
をそれぞれ備えた構成になっている。
【０００８】また、翼有効部１１の内部は、図９および
図１０に示すように、腹側１７と背側１８とを接続する
内部仕切壁１９で区画される空間部２０ａ，２０ｂに多
数の噴出口２１を備えたインサートコア２２ａ，２２ｂ
を収容し、インサートコア２２ａ，２２ｂを翼内壁隆起
部２３で支持して通路２４を形成するようになってい
る。なお、内部仕切壁１９は、連絡口２５を備え、空間
部２０ａ，２０ｂを互いに連通させている。
図１０に示すように、腹側１７と背側１８とを接続する
内部仕切壁１９で区画される空間部２０ａ，２０ｂに多
数の噴出口２１を備えたインサートコア２２ａ，２２ｂ
を収容し、インサートコア２２ａ，２２ｂを翼内壁隆起
部２３で支持して通路２４を形成するようになってい
る。なお、内部仕切壁１９は、連絡口２５を備え、空間
部２０ａ，２０ｂを互いに連通させている。
【０００９】また、外輪側エンドウォール部９は、その
頂部に冷却空気を翼内に案内する入口２７ａ，２７ｂ，
２７ｃを備えた仕切板２６ａで覆設されている。
頂部に冷却空気を翼内に案内する入口２７ａ，２７ｂ，
２７ｃを備えた仕切板２６ａで覆設されている。
【００１０】また、内輪側エンドウォール部１０は、そ
の下部を仕切板２６ｂで覆設しており、仕切板２６ｂの
入口３０およびケーシング支持部２９の入口３０から案
内された冷却空気でその内部を冷却した後、出口３１か
ら翼外の燃焼ガスに流出させている。
の下部を仕切板２６ｂで覆設しており、仕切板２６ｂの
入口３０およびケーシング支持部２９の入口３０から案
内された冷却空気でその内部を冷却した後、出口３１か
ら翼外の燃焼ガスに流出させている。
【００１１】このような冷却構造を備えた静翼７におい
て、冷却空気は、図９および図１０に示すように、外輪
側エンドウォール部９の仕切板２６ａを介して流入口２
７ａ，２７ｂ，２７ｃのそれぞれからエンドウォール支
持片２８およびインサートコア２２ａ，２２ｂを収容す
る空間部２０ａ，２０ｂに供給される。
て、冷却空気は、図９および図１０に示すように、外輪
側エンドウォール部９の仕切板２６ａを介して流入口２
７ａ，２７ｂ，２７ｃのそれぞれからエンドウォール支
持片２８およびインサートコア２２ａ，２２ｂを収容す
る空間部２０ａ，２０ｂに供給される。
【００１２】エンドウォール支持片２８に供給されて冷
却空気は、その内部を冷却した後、翼外の燃焼ガスに流
出する。
却空気は、その内部を冷却した後、翼外の燃焼ガスに流
出する。
【００１３】一方、空間部２０ａに供給された冷却空気
は、図１０に示すように、一部を内部仕切壁１９の連絡
口２５を介して隣りの空間部２０ｂに案内されると共
に、その残りをインサートコア２２ａの噴出口２１から
翼内壁に向って噴流衝突させる、いわゆるインピンジ冷
却を行った後、通路２４を流れる間に翼内壁の対流冷却
を行って、燃焼ガスに合流させている。特に、前縁１２
は、燃焼ガスの高熱負荷を受けているので、インピンジ
冷却後の冷却空気を燃焼ガスに流出させる際、前縁１２
の吹出口１４を小口径かつ密に配置してシャワー状に流
出させる、いわゆるシャワーヘッド冷却を行っている。
は、図１０に示すように、一部を内部仕切壁１９の連絡
口２５を介して隣りの空間部２０ｂに案内されると共
に、その残りをインサートコア２２ａの噴出口２１から
翼内壁に向って噴流衝突させる、いわゆるインピンジ冷
却を行った後、通路２４を流れる間に翼内壁の対流冷却
を行って、燃焼ガスに合流させている。特に、前縁１２
は、燃焼ガスの高熱負荷を受けているので、インピンジ
冷却後の冷却空気を燃焼ガスに流出させる際、前縁１２
の吹出口１４を小口径かつ密に配置してシャワー状に流
出させる、いわゆるシャワーヘッド冷却を行っている。
【００１４】また、隣りの空間部２０ｂに供給された冷
却空気は、上述と同様に、インサートコア２２ｂの噴出
口２１から翼内壁に向って噴流衝突させた後、通路２４
を介して後縁１３のピンフィン１６に案内され、ここで
その流れを乱して熱伝達を高めることにより後縁１３を
冷却し、冷却後、吹出口１５から燃焼ガスに流出させて
いる。
却空気は、上述と同様に、インサートコア２２ｂの噴出
口２１から翼内壁に向って噴流衝突させた後、通路２４
を介して後縁１３のピンフィン１６に案内され、ここで
その流れを乱して熱伝達を高めることにより後縁１３を
冷却し、冷却後、吹出口１５から燃焼ガスに流出させて
いる。
【００１５】このように、従来のガスタービンプラント
は、冷却媒体として空気圧縮機からの高圧空気を用い、
対流冷却、インピンジ冷却、シャワーヘッド冷却を巧み
に組み合せて静翼７の冷却を行っていた。
は、冷却媒体として空気圧縮機からの高圧空気を用い、
対流冷却、インピンジ冷却、シャワーヘッド冷却を巧み
に組み合せて静翼７の冷却を行っていた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンプラント
は、高出力化、高熱効率化を求めて燃焼ガス温度を、現
状の１３００℃から例えば１５００℃あるいは１７００
℃まで上昇させると、冷却空気の消費量も比例して増加
する。冷却空気の消費量が増加すると、本来、燃焼ガス
用に供していた空気量がその分だけ減少し、ヒートバラ
ンスを考察すると、プラント熱効率が従来よりも低下す
る不具合・不都合がある。
は、高出力化、高熱効率化を求めて燃焼ガス温度を、現
状の１３００℃から例えば１５００℃あるいは１７００
℃まで上昇させると、冷却空気の消費量も比例して増加
する。冷却空気の消費量が増加すると、本来、燃焼ガス
用に供していた空気量がその分だけ減少し、ヒートバラ
ンスを考察すると、プラント熱効率が従来よりも低下す
る不具合・不都合がある。
【００１７】また、静翼７の冷却後の冷却空気を、燃焼
ガスに流出させる、いわゆる燃焼ガスへの冷却空気放出
方式では、冷却空気が量的に多いため、燃焼ガスに合流
させるとき、その流れを乱すと共に、燃焼ガス温度を低
下させ、翼効率の低下と相俟って本来、燃焼ガスの高温
化に伴って向上させるべきプラント熱効率が設計値より
も低下する不具合、不都合がある。
ガスに流出させる、いわゆる燃焼ガスへの冷却空気放出
方式では、冷却空気が量的に多いため、燃焼ガスに合流
させるとき、その流れを乱すと共に、燃焼ガス温度を低
下させ、翼効率の低下と相俟って本来、燃焼ガスの高温
化に伴って向上させるべきプラント熱効率が設計値より
も低下する不具合、不都合がある。
【００１８】さらにまた、燃焼ガスへの冷却空気放出方
式だと、以下の課題がある。
式だと、以下の課題がある。
【００１９】（１）静翼７の前縁１２と後縁１３とは、
燃焼ガスによる過酷な熱負荷を受けている割合には構造
上の制約があって翼内冷却面積を増加させることができ
ず、比較的冷却面積を高く採れる翼内中間部分に較べ相
対的にメタル温度が高い。特に、後縁１３では、図１１
に示すように、冷却空気がチップ部（翼頂部）からルー
ト部（翼根元部）に流れる際、その圧力が翼内中間部分
に較べ著しく低下すると共に、その温度が図１２に示す
ように翼内中間部分に較べ著しく増加し、結局、設計値
どおりの冷却性能が出ていない不具合、不都合がある。
燃焼ガスによる過酷な熱負荷を受けている割合には構造
上の制約があって翼内冷却面積を増加させることができ
ず、比較的冷却面積を高く採れる翼内中間部分に較べ相
対的にメタル温度が高い。特に、後縁１３では、図１１
に示すように、冷却空気がチップ部（翼頂部）からルー
ト部（翼根元部）に流れる際、その圧力が翼内中間部分
に較べ著しく低下すると共に、その温度が図１２に示す
ように翼内中間部分に較べ著しく増加し、結局、設計値
どおりの冷却性能が出ていない不具合、不都合がある。
【００２０】（２）また、静翼７の前縁１２から後縁１
３までの腹側１７の翼壁熱伝達率と、前縁１２から後縁
１３までの背側１８の翼壁熱伝達率とを比較すると、腹
側１７と背側１８は、図１３に示すように、前縁１２で
熱伝達率がほぼ一致しているのに対し、翼内中間部分で
背側１８のそれが著しく高くなっている。
３までの腹側１７の翼壁熱伝達率と、前縁１２から後縁
１３までの背側１８の翼壁熱伝達率とを比較すると、腹
側１７と背側１８は、図１３に示すように、前縁１２で
熱伝達率がほぼ一致しているのに対し、翼内中間部分で
背側１８のそれが著しく高くなっている。
【００２１】このように、腹側１７と背側１８との翼壁
熱伝達率の著しい相違に基づいて、従来は背側１８に対
流冷却とフィルム冷却とを巧みに組み合せて翼内中間部
分における背側１８のチップ部からルート部にかけてほ
ぼ均一に冷却していた。
熱伝達率の著しい相違に基づいて、従来は背側１８に対
流冷却とフィルム冷却とを巧みに組み合せて翼内中間部
分における背側１８のチップ部からルート部にかけてほ
ぼ均一に冷却していた。
【００２２】しかし、翼内中間部分は、フィルム冷却の
ように、燃焼ガスへの冷却空気放出方式を採っている
と、上述のような課題が発生する。このため、翼内中間
部分の冷却は、冷却空気放出方式を廃止し、対流冷却だ
けに止めた場合、燃焼ガスの高温化に従って冷却空気を
より多くして背側１８のメタル許容温度以下に維持させ
ようとすると、腹側１７が過冷却になる虞があり、結
局、冷却空気の無駄な消費に繋る。
ように、燃焼ガスへの冷却空気放出方式を採っている
と、上述のような課題が発生する。このため、翼内中間
部分の冷却は、冷却空気放出方式を廃止し、対流冷却だ
けに止めた場合、燃焼ガスの高温化に従って冷却空気を
より多くして背側１８のメタル許容温度以下に維持させ
ようとすると、腹側１７が過冷却になる虞があり、結
局、冷却空気の無駄な消費に繋る。
【００２３】このように、従来の冷却技術では、冷却媒
体としての冷却空気が限界に達しており、また、燃焼ガ
スへの冷却媒体放出方式を完全に廃止すること自体、上
述の課題があり、現在模索中である。
体としての冷却空気が限界に達しており、また、燃焼ガ
スへの冷却媒体放出方式を完全に廃止すること自体、上
述の課題があり、現在模索中である。
【００２４】最近、冷却媒体として比熱の高い蒸気また
は水蒸気を対象とし、燃焼ガスへの冷却媒体放出方式
と、冷却媒体回収方式とを組み合せた冷却技術を、１７
００℃の超高温の水素燃焼ガスタービンに適用する検討
が進められており、実機の実現化が注目されている。
は水蒸気を対象とし、燃焼ガスへの冷却媒体放出方式
と、冷却媒体回収方式とを組み合せた冷却技術を、１７
００℃の超高温の水素燃焼ガスタービンに適用する検討
が進められており、実機の実現化が注目されている。
【００２５】本発明は、このような背景技術の下になさ
れたもので、冷却媒体として蒸気または水蒸気を用いる
と共に、燃焼ガスへの冷却媒体放出方式と冷却媒体回収
方式とを組み合せ、最小必要限度の冷却媒体で翼内を効
果的に冷却し、プラント熱効率の飛躍的な向上を図るガ
スタービン静翼を提供することを目的とする。
れたもので、冷却媒体として蒸気または水蒸気を用いる
と共に、燃焼ガスへの冷却媒体放出方式と冷却媒体回収
方式とを組み合せ、最小必要限度の冷却媒体で翼内を効
果的に冷却し、プラント熱効率の飛躍的な向上を図るガ
スタービン静翼を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスタービ
ン静翼は、上述の目的を達成するために、請求項１に記
載したように、外輪側エンドウォール部と内輪側エンド
ウォール部との間に、一体形成する翼有効部を備えたガ
スタービン静翼において、翼内冷却後の冷却媒体を翼外
の燃焼ガスに流出させる前縁と、翼内冷却後の冷却媒体
を反転させて回収する翼内中間部分と、翼内冷却後の冷
却媒体を翼外の燃焼ガスに流出させる後縁とをそれぞれ
備えたものである。
ン静翼は、上述の目的を達成するために、請求項１に記
載したように、外輪側エンドウォール部と内輪側エンド
ウォール部との間に、一体形成する翼有効部を備えたガ
スタービン静翼において、翼内冷却後の冷却媒体を翼外
の燃焼ガスに流出させる前縁と、翼内冷却後の冷却媒体
を反転させて回収する翼内中間部分と、翼内冷却後の冷
却媒体を翼外の燃焼ガスに流出させる後縁とをそれぞれ
備えたものである。
【００２７】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項２に記載したように、前
縁は、翼内中間部分および内輪側エンドウォール部のそ
れぞれと区画する仕切り壁を備えて空間部を形成し、こ
の空間部にインサートコアを収容すると共に、空間部の
外輪側エンドウォール部側に設けた冷却媒体入口から供
給される冷却媒体を上記前縁に噴流衝突させてインピン
ジ冷却をする吹出口を上記インサートコアに設ける一
方、インピンジ冷却後の冷却媒体を翼外の燃焼ガスに流
出させる際、シャワー状にして流出させる吹出口を上記
前縁に備えたものである。
目的を達成するために、請求項２に記載したように、前
縁は、翼内中間部分および内輪側エンドウォール部のそ
れぞれと区画する仕切り壁を備えて空間部を形成し、こ
の空間部にインサートコアを収容すると共に、空間部の
外輪側エンドウォール部側に設けた冷却媒体入口から供
給される冷却媒体を上記前縁に噴流衝突させてインピン
ジ冷却をする吹出口を上記インサートコアに設ける一
方、インピンジ冷却後の冷却媒体を翼外の燃焼ガスに流
出させる際、シャワー状にして流出させる吹出口を上記
前縁に備えたものである。
【００２８】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項３に記載したように、前
縁の空間部に収容されるインサートコアは、隆起部によ
り支持するものである。
目的を達成するために、請求項３に記載したように、前
縁の空間部に収容されるインサートコアは、隆起部によ
り支持するものである。
【００２９】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項４に記載したように、翼
内中間部分は、三つの独立した空間部を区画する仕切壁
を備え、各空間部のそれぞれにインサートコアを収容
し、各インサートコアのそれぞれの一側と背側との間に
冷却媒体供給側通路を形成すると共に、上記各インサー
トコアのそれぞれの他側と腹側との間に冷却媒体回収側
通路を形成する一方、上記冷却媒体供給側通路および冷
却媒体回収側通路を内輪側エンドウォール部に連通させ
る構成にしたものである。
目的を達成するために、請求項４に記載したように、翼
内中間部分は、三つの独立した空間部を区画する仕切壁
を備え、各空間部のそれぞれにインサートコアを収容
し、各インサートコアのそれぞれの一側と背側との間に
冷却媒体供給側通路を形成すると共に、上記各インサー
トコアのそれぞれの他側と腹側との間に冷却媒体回収側
通路を形成する一方、上記冷却媒体供給側通路および冷
却媒体回収側通路を内輪側エンドウォール部に連通させ
る構成にしたものである。
【００３０】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項５に記載したように、背
側との間に冷却媒体供給側通路を形成するインサートコ
アは、冷却媒体を上記背側に噴流衝突させてインピンジ
冷却する吹出口を備えたものである。
目的を達成するために、請求項５に記載したように、背
側との間に冷却媒体供給側通路を形成するインサートコ
アは、冷却媒体を上記背側に噴流衝突させてインピンジ
冷却する吹出口を備えたものである。
【００３１】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項６に記載したように、冷
却媒体回収側通路と内輪側エンドウォール部との接続部
分には、冷却媒体の流速を制御する流速調整部を備えた
ものである。
目的を達成するために、請求項６に記載したように、冷
却媒体回収側通路と内輪側エンドウォール部との接続部
分には、冷却媒体の流速を制御する流速調整部を備えた
ものである。
【００３２】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項７に記載したように、流
速調整部は絞り通路であることを特徴とするものであ
る。
目的を達成するために、請求項７に記載したように、流
速調整部は絞り通路であることを特徴とするものであ
る。
【００３３】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項８に記載したように、冷
却媒体回収側通路は、タービュレンスプロモータを備え
たものである。
目的を達成するために、請求項８に記載したように、冷
却媒体回収側通路は、タービュレンスプロモータを備え
たものである。
【００３４】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項９に記載したように、タ
ービュレンスプロモータは突起であることを特徴とする
ものである。
目的を達成するために、請求項９に記載したように、タ
ービュレンスプロモータは突起であることを特徴とする
ものである。
【００３５】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１０に記載したように、
三つの独立した空間部のうち、中間の空間部に収容され
るインサートコアは、冷却媒体の一部を翼外の燃焼ガス
に流出させる吹出口を備えたものである。
目的を達成するために、請求項１０に記載したように、
三つの独立した空間部のうち、中間の空間部に収容され
るインサートコアは、冷却媒体の一部を翼外の燃焼ガス
に流出させる吹出口を備えたものである。
【００３６】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１１に記載したように、
三つの独立した空間部のうち、後縁側に位置する空間部
は、インサートコアを収容した下流側に、冷却媒体を翼
外の燃焼ガスを流出させる吹出口を備えた仕切板を設け
たものである。
目的を達成するために、請求項１１に記載したように、
三つの独立した空間部のうち、後縁側に位置する空間部
は、インサートコアを収容した下流側に、冷却媒体を翼
外の燃焼ガスを流出させる吹出口を備えた仕切板を設け
たものである。
【００３７】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１２に記載したように、
後縁は、そのチップ部に冷却媒体入口を設け、そのルー
ト部を内輪側エンドウォール部に連通させると共に、そ
の中間部分にタービュレンスプロモータと冷却媒体を翼
外の燃焼ガスに流出させる吹出口とを設けたものであ
る。
目的を達成するために、請求項１２に記載したように、
後縁は、そのチップ部に冷却媒体入口を設け、そのルー
ト部を内輪側エンドウォール部に連通させると共に、そ
の中間部分にタービュレンスプロモータと冷却媒体を翼
外の燃焼ガスに流出させる吹出口とを設けたものであ
る。
【００３８】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１３に記載したように、
吹出口は、仕切により複数形成するものである。
目的を達成するために、請求項１３に記載したように、
吹出口は、仕切により複数形成するものである。
【００３９】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１４に記載したように、
仕切により形成される吹出口は、タービュレンスプロモ
ータを設けたものである。
目的を達成するために、請求項１４に記載したように、
仕切により形成される吹出口は、タービュレンスプロモ
ータを設けたものである。
【００４０】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１５に記載したように、
内輪側エンドウォール部は、翼内中間部分に収容するイ
ンサートコアと背側との間に形成する冷却媒体供給側通
路からの冷却媒体を反転させて上記インサートコアと腹
側との間に形成する冷却媒体回収側通路に案内する案内
通路を形成すると共に、上記冷却媒体供給側通路からの
冷却媒体と後縁からの冷却媒体とを区画する仕切壁を備
え、上記後縁からの冷却媒体を通路を介して翼外の燃焼
ガスに流出させるプレート板を備えたものである。
目的を達成するために、請求項１５に記載したように、
内輪側エンドウォール部は、翼内中間部分に収容するイ
ンサートコアと背側との間に形成する冷却媒体供給側通
路からの冷却媒体を反転させて上記インサートコアと腹
側との間に形成する冷却媒体回収側通路に案内する案内
通路を形成すると共に、上記冷却媒体供給側通路からの
冷却媒体と後縁からの冷却媒体とを区画する仕切壁を備
え、上記後縁からの冷却媒体を通路を介して翼外の燃焼
ガスに流出させるプレート板を備えたものである。
【００４１】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１６に記載したように、
案内通路は、仕切で形成したものである。
目的を達成するために、請求項１６に記載したように、
案内通路は、仕切で形成したものである。
【００４２】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１７に記載したように、
プレート板は小孔を備えたものである。
目的を達成するために、請求項１７に記載したように、
プレート板は小孔を備えたものである。
【００４３】本発明に係るガスタービン静翼は、上述の
目的を達成するために、請求項１８に記載したように、
外輪側エンドウォール部は、翼内中間部分に収容するイ
ンサートコアと腹側との間に形成する冷却媒体回収側通
路からの冷却媒体を冷却媒体回収口に案内する案内通路
を形成すると共に、背側から供給した冷却媒体を翼外の
燃焼ガスに流出させる多段状に配置したプレート板を備
えたものである。
目的を達成するために、請求項１８に記載したように、
外輪側エンドウォール部は、翼内中間部分に収容するイ
ンサートコアと腹側との間に形成する冷却媒体回収側通
路からの冷却媒体を冷却媒体回収口に案内する案内通路
を形成すると共に、背側から供給した冷却媒体を翼外の
燃焼ガスに流出させる多段状に配置したプレート板を備
えたものである。
【００４４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
静翼の一実施の形態を図面を参照して説明する。
静翼の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４５】図１は、本発明に係るガスタービン静翼の
実施形態を示す概略斜視図である。なお、図１は、ガス
タービン静翼の背側から観察して模式的に表わしてい
る。
実施形態を示す概略斜視図である。なお、図１は、ガス
タービン静翼の背側から観察して模式的に表わしてい
る。
【００４６】ガスタービン静翼３３は、凹状の外輪側エ
ンドウォール部３４と平板状の内輪側エンドウォール部
３５との間に一体形成する翼有効部３６を備えた構成に
なっている。
ンドウォール部３４と平板状の内輪側エンドウォール部
３５との間に一体形成する翼有効部３６を備えた構成に
なっている。
【００４７】また、ガスタービン静翼３３は、破線で示
すプロファイルの前縁３７と後縁３８とのそれぞれに供
給される、例えば水蒸気等の冷却媒体Ａ，Ｃで翼有効部
３６の冷却後、燃焼ガス（ガスタービン駆動流体として
の主流）に放出する方式と、翼内中間部分３９に供給さ
れる水蒸気等の冷却媒体Ｂ1 を、翼有効部３６の冷却
後、回収冷却媒体Ｂ2 として回収する方式とを組み合せ
た構成になっている。
すプロファイルの前縁３７と後縁３８とのそれぞれに供
給される、例えば水蒸気等の冷却媒体Ａ，Ｃで翼有効部
３６の冷却後、燃焼ガス（ガスタービン駆動流体として
の主流）に放出する方式と、翼内中間部分３９に供給さ
れる水蒸気等の冷却媒体Ｂ1 を、翼有効部３６の冷却
後、回収冷却媒体Ｂ2 として回収する方式とを組み合せ
た構成になっている。
【００４８】また、ガスタービン静翼３３は、図２に示
すように、その翼内の前縁３７、翼内中間部分３９、後
縁３８のそれぞれに空間部４０ａ，４０ｂ，４０ｃを備
え、各空間部４０ａ，４０ｂ，４０ｃを腹側４１と背側
４２とを互いに接続する仕切壁４３ａ，４３ｄにより区
画している。さらに、翼内中間部分３９は、仕切壁４３
ｂ，４３ｃにより区画される翼内第１空間部４０ｂ1 、
翼内第２空間部４０ｂ2 、翼内第３空間部４０ｂ3 をそ
れぞれ形成している。
すように、その翼内の前縁３７、翼内中間部分３９、後
縁３８のそれぞれに空間部４０ａ，４０ｂ，４０ｃを備
え、各空間部４０ａ，４０ｂ，４０ｃを腹側４１と背側
４２とを互いに接続する仕切壁４３ａ，４３ｄにより区
画している。さらに、翼内中間部分３９は、仕切壁４３
ｂ，４３ｃにより区画される翼内第１空間部４０ｂ1 、
翼内第２空間部４０ｂ2 、翼内第３空間部４０ｂ3 をそ
れぞれ形成している。
【００４９】一方、前縁４７の空間部４０ａおよび翼内
中間部分３９の翼内第１空間部４０ｂ1 、翼内第２空間
部４０ｂ2 、翼内第３空間部４０ｂ3 のそれぞれには、
インサートコア４４が収容されている。特に、翼内第１
空間部４０ｂ1 、翼内第２空間部４０ｂ2 、翼内第３空
間部４０ｂ3 のそれぞれに収容されるインサートコア４
４は、腹側４１の隆起部４５ａおよび背側４２の隆起部
４５ｂで支持され、冷却媒体供給側通路４６ｂと冷却媒
体回収側通路４６ａとをそれぞれ形成するようになって
いる。
中間部分３９の翼内第１空間部４０ｂ1 、翼内第２空間
部４０ｂ2 、翼内第３空間部４０ｂ3 のそれぞれには、
インサートコア４４が収容されている。特に、翼内第１
空間部４０ｂ1 、翼内第２空間部４０ｂ2 、翼内第３空
間部４０ｂ3 のそれぞれに収容されるインサートコア４
４は、腹側４１の隆起部４５ａおよび背側４２の隆起部
４５ｂで支持され、冷却媒体供給側通路４６ｂと冷却媒
体回収側通路４６ａとをそれぞれ形成するようになって
いる。
【００５０】また、翼内第２空間部４０ｂ2 は、腹側４
１の隆起部４５ａ，４５ａに噴出口４７ａ，４７ｂを穿
設し、インサートコア４４の吹出口５０ａからの冷却媒
体を翼外に放出し、燃焼ガスに合流させるようになって
いる。
１の隆起部４５ａ，４５ａに噴出口４７ａ，４７ｂを穿
設し、インサートコア４４の吹出口５０ａからの冷却媒
体を翼外に放出し、燃焼ガスに合流させるようになって
いる。
【００５１】また、翼内第３空間部４０ｂ3 は、インサ
ートコア４の下流側に仕切板４８を設け、翼内冷却後の
冷却媒体を隆起部４５ａの噴出口４８ａおよび仕切壁４
３ｄの噴出口４８ｂを介して翼外に流出させ、燃焼ガス
に合流させるようになっている。
ートコア４の下流側に仕切板４８を設け、翼内冷却後の
冷却媒体を隆起部４５ａの噴出口４８ａおよび仕切壁４
３ｄの噴出口４８ｂを介して翼外に流出させ、燃焼ガス
に合流させるようになっている。
【００５２】図３は、外輪側エンドウォール部３４、翼
有効部３６、内輪側エンドウォール部３５から構成され
るガスタービン静翼３３を腹側に向って観察した概略縦
断面図である。
有効部３６、内輪側エンドウォール部３５から構成され
るガスタービン静翼３３を腹側に向って観察した概略縦
断面図である。
【００５３】外輪側エンドウォール部３４は、前縁３７
側に翼有効部３６を冷却した冷却媒体を回収する冷却媒
体回収口５１および前縁３７の空間部４０ａに冷却媒体
を供給する冷却媒体入口５２を備えている。
側に翼有効部３６を冷却した冷却媒体を回収する冷却媒
体回収口５１および前縁３７の空間部４０ａに冷却媒体
を供給する冷却媒体入口５２を備えている。
【００５４】また、外輪側エンドウォール部３４は、背
側４２側に冷却媒体の圧力を調整する小口径のオリフィ
ス５３を穿設したプレート板５４ａと小孔５５を碁盤目
状に穿設したプレート板５４ｂとを多段状に備え、オリ
フィス５３で冷却媒体の圧力を調整後、小孔５５を介し
て外輪側エンドウォール部３４の壁面に冷却媒体を噴流
衝突させて冷却した後、エンドウォール吹出口５６から
燃焼ガスに流出させるようになっている。
側４２側に冷却媒体の圧力を調整する小口径のオリフィ
ス５３を穿設したプレート板５４ａと小孔５５を碁盤目
状に穿設したプレート板５４ｂとを多段状に備え、オリ
フィス５３で冷却媒体の圧力を調整後、小孔５５を介し
て外輪側エンドウォール部３４の壁面に冷却媒体を噴流
衝突させて冷却した後、エンドウォール吹出口５６から
燃焼ガスに流出させるようになっている。
【００５５】一方、翼有効部３６のうち、前縁３７は、
仕切壁４３ａと内輪側エンドウォール部３５を塞ぐ仕切
４３ａ1 とにより区画される空間部４０ａを備え、この
空間部４０ａに多数の吹出口５７を備えたインサートコ
ア４４を収容し、インサートコア４４を、隆起部５８で
支持して冷却媒体通路５９を形成している。
仕切壁４３ａと内輪側エンドウォール部３５を塞ぐ仕切
４３ａ1 とにより区画される空間部４０ａを備え、この
空間部４０ａに多数の吹出口５７を備えたインサートコ
ア４４を収容し、インサートコア４４を、隆起部５８で
支持して冷却媒体通路５９を形成している。
【００５６】また、前縁３７は、冷却媒体を冷却媒体通
路５９から燃焼ガスに吹き出す際、シャワーヘッド冷却
ができるように吹出口６０を備えている。
路５９から燃焼ガスに吹き出す際、シャワーヘッド冷却
ができるように吹出口６０を備えている。
【００５７】また、翼有効部３６のうち、翼内中間部分
３９は、仕切壁４３ｂ，４３ｃ，４３ｄのそれぞれによ
り区画される翼内第１空間部４０ｂ1 、翼内第２空間部
４０ｂ2 、翼内第３空間部４０ｂ3 を形成しており、各
空間部４０ｂ1 ，４０ｂ2 ，４０ｂ3 のルート部を内輪
側エンドウォール部３５に連通させる構成になってい
る。
３９は、仕切壁４３ｂ，４３ｃ，４３ｄのそれぞれによ
り区画される翼内第１空間部４０ｂ1 、翼内第２空間部
４０ｂ2 、翼内第３空間部４０ｂ3 を形成しており、各
空間部４０ｂ1 ，４０ｂ2 ，４０ｂ3 のルート部を内輪
側エンドウォール部３５に連通させる構成になってい
る。
【００５８】翼内第１空間部４０ｂ1 は、隆起部４５ａ
により支持されるインサートコア４４を収容し、インサ
ートコア４４と翼壁との間に冷却媒体回収側通路４６ａ
を形成すると共に、その翼壁にルート部からチップ部の
翼高方向に向って突起状に形成するタービュレンスプロ
モータ６１を設けている。
により支持されるインサートコア４４を収容し、インサ
ートコア４４と翼壁との間に冷却媒体回収側通路４６ａ
を形成すると共に、その翼壁にルート部からチップ部の
翼高方向に向って突起状に形成するタービュレンスプロ
モータ６１を設けている。
【００５９】また、翼内第２空間部４０ｂ2 も、上述翼
内第１空間部４０ｂ1 と同様に、隆起部４５ａにより支
持されるインサートコア４４を収容し、インサートコア
４４と翼壁との間に冷却媒体回収側通路４６ａを形成す
ると共に、その翼壁にタービュレンスプロモータ（図示
せず）を設けている。さらに、インサートコア４４は、
その上流側に吹出口５０ａを備え、冷却媒体を図２に示
す噴出口４７ａ，４７ｂを介して翼外に放出させるよう
になっている。
内第１空間部４０ｂ1 と同様に、隆起部４５ａにより支
持されるインサートコア４４を収容し、インサートコア
４４と翼壁との間に冷却媒体回収側通路４６ａを形成す
ると共に、その翼壁にタービュレンスプロモータ（図示
せず）を設けている。さらに、インサートコア４４は、
その上流側に吹出口５０ａを備え、冷却媒体を図２に示
す噴出口４７ａ，４７ｂを介して翼外に放出させるよう
になっている。
【００６０】また、翼内第３空間部４０ｂ3 も、上述翼
内第１空間部と同様に、隆起部４５ａにより支持される
インサートコア４４を収容し、インサートコア４４と翼
壁との間に冷却媒体回収側通路４６ａを形成すると共
に、その翼壁にタービュレンスプロモータ（図示せず）
を設けている。さらに、インサートコア４４は、その下
流側に吹出口５０ｂを備えた仕切板４８を設け、冷却媒
体を図２に示す噴出口４８ａ，４８ｂを介して翼外に流
出させるようになっている。
内第１空間部と同様に、隆起部４５ａにより支持される
インサートコア４４を収容し、インサートコア４４と翼
壁との間に冷却媒体回収側通路４６ａを形成すると共
に、その翼壁にタービュレンスプロモータ（図示せず）
を設けている。さらに、インサートコア４４は、その下
流側に吹出口５０ｂを備えた仕切板４８を設け、冷却媒
体を図２に示す噴出口４８ａ，４８ｂを介して翼外に流
出させるようになっている。
【００６１】後縁３８は、そのチップ部に冷却媒体入口
６２を備えると共に、そのルート部を仕切壁６３により
区画された内輪側エンドウォール部３５に連通させてい
る。さらに、後縁３８の空間部４０ｃは、タービュレン
スプロモータ６４を翼高方向に沿って設けると共に、仕
切６５で形成される吹出口６５ａにタービュレンスプロ
モータ６４を備えている。なお、符号６５ｂは、内輪側
エンドウォール部３５をケーシング（図示せず）に係合
させるケーシング支持部である。
６２を備えると共に、そのルート部を仕切壁６３により
区画された内輪側エンドウォール部３５に連通させてい
る。さらに、後縁３８の空間部４０ｃは、タービュレン
スプロモータ６４を翼高方向に沿って設けると共に、仕
切６５で形成される吹出口６５ａにタービュレンスプロ
モータ６４を備えている。なお、符号６５ｂは、内輪側
エンドウォール部３５をケーシング（図示せず）に係合
させるケーシング支持部である。
【００６２】ガスタービン静翼３３の翼有効部３６に一
体形成する外輪側エンドウォール部３４は、図４に示す
ように、腹側４１に、案内通路６６ａ，６６ｂ，６６
ｃ，６６ｄを形成する仕切６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６
７ｄを設け、翼内第１空間部４０ｂ1 ，翼内第２空間部
４０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ3 のそれぞれの冷却媒
体回収側通路４６ａから流出する冷却媒体を冷却媒体回
収口５１で回収するようになっている。
体形成する外輪側エンドウォール部３４は、図４に示す
ように、腹側４１に、案内通路６６ａ，６６ｂ，６６
ｃ，６６ｄを形成する仕切６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６
７ｄを設け、翼内第１空間部４０ｂ1 ，翼内第２空間部
４０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ3 のそれぞれの冷却媒
体回収側通路４６ａから流出する冷却媒体を冷却媒体回
収口５１で回収するようになっている。
【００６３】また、外輪側エンドウォール部３４は、背
側４２に、小孔５５を備えたプレート板５４ｂを設け、
冷却媒体を小孔５５を介してその内部に噴流衝突させて
インピンジ冷却を行い、冷却後の冷却媒体をエンドウォ
ール吹出口５６を介して燃焼ガスに流出させる。
側４２に、小孔５５を備えたプレート板５４ｂを設け、
冷却媒体を小孔５５を介してその内部に噴流衝突させて
インピンジ冷却を行い、冷却後の冷却媒体をエンドウォ
ール吹出口５６を介して燃焼ガスに流出させる。
【００６４】一方、翼有効部３６と内輪側エンドウォー
ル部３５との接続部分には、図５に示すように、翼内中
間部３９の翼内第１空間部４０ｂ1 ，翼内第２空間部４
０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ3 のそれぞれに流速調整
部、例えば絞り通路６８が設けられ、また、冷却媒体回
収側通路４６ａにタービュレンスプロモータ６１が設け
られ、冷却媒体の流速を調整しつつ、乱れを与えて熱伝
達率を高めるように図られている。
ル部３５との接続部分には、図５に示すように、翼内中
間部３９の翼内第１空間部４０ｂ1 ，翼内第２空間部４
０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ3 のそれぞれに流速調整
部、例えば絞り通路６８が設けられ、また、冷却媒体回
収側通路４６ａにタービュレンスプロモータ６１が設け
られ、冷却媒体の流速を調整しつつ、乱れを与えて熱伝
達率を高めるように図られている。
【００６５】内輪側エンドウォール部３５は、図６に示
すように、腹側４１に、案内通路６９ａ，６９ｂ，６９
ｃ，６９ｄを形成する仕切７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７
０ｄを設け、背側４２の冷却媒体供給側通路４６ｂから
流出する冷却媒体を反転させて腹側４１の冷却媒体回収
側通路４６ａに案内するようになっている。
すように、腹側４１に、案内通路６９ａ，６９ｂ，６９
ｃ，６９ｄを形成する仕切７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７
０ｄを設け、背側４２の冷却媒体供給側通路４６ｂから
流出する冷却媒体を反転させて腹側４１の冷却媒体回収
側通路４６ａに案内するようになっている。
【００６６】また、内輪側エンドウォール部３５には、
背側４２に設けた仕切６３により通路７１が形成され、
この通路７１に小孔７２を備えたプレート板７３が設け
られている。
背側４２に設けた仕切６３により通路７１が形成され、
この通路７１に小孔７２を備えたプレート板７３が設け
られている。
【００６７】次に作用を説明する。
【００６８】冷却媒体Ａは、図３に示すように、冷却媒
体入口５２を介して前縁３７の空間部４０ａに供給され
る。また、冷却媒体Ｂは、図２に示すように、冷却媒体
分配口（図示せず）を介して翼内第１空間部４０ｂ1 ，
翼内第２空間部４０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ3 のそ
れぞれに供給される。また、冷却媒体Ｃは、図３に示す
ように、冷却媒体入口６２を介して空間部４０ｃに供給
される。
体入口５２を介して前縁３７の空間部４０ａに供給され
る。また、冷却媒体Ｂは、図２に示すように、冷却媒体
分配口（図示せず）を介して翼内第１空間部４０ｂ1 ，
翼内第２空間部４０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ3 のそ
れぞれに供給される。また、冷却媒体Ｃは、図３に示す
ように、冷却媒体入口６２を介して空間部４０ｃに供給
される。
【００６９】前縁３７の空間部４０ａに供給された冷却
媒体Ａは、図３に示すように、インサートコア４４の吹
出口５７から冷却媒体通路５９を介して前縁３７に噴流
衝突してインピンジ冷却を行い、冷却後、吹出口６０か
ら翼外に流出する際、シャワー状に流出して前縁３７を
シャワー冷却するようになっている。
媒体Ａは、図３に示すように、インサートコア４４の吹
出口５７から冷却媒体通路５９を介して前縁３７に噴流
衝突してインピンジ冷却を行い、冷却後、吹出口６０か
ら翼外に流出する際、シャワー状に流出して前縁３７を
シャワー冷却するようになっている。
【００７０】このように、本実施形態では、前縁３７を
冷却する際、インピンジ冷却とシャワー冷却を同時に併
用しているので、超高温燃焼ガスによる熱負荷にも充分
に対処することができる。
冷却する際、インピンジ冷却とシャワー冷却を同時に併
用しているので、超高温燃焼ガスによる熱負荷にも充分
に対処することができる。
【００７１】一方、翼有効部３６の翼内第１空間部４０
ｂ1 ，翼内第２空間部４０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ
3 のそれぞれに供給された冷却媒体Ｂ1 は、図２に示す
ように、インサートコア４４から背側４２に向って噴流
衝突してインピンジ冷却を行い、冷却後、冷却媒体供給
側通路４６ｂを経て図６に示す内輪側エンドウォール部
３５に集められる。
ｂ1 ，翼内第２空間部４０ｂ2 ，翼内第３空間部４０ｂ
3 のそれぞれに供給された冷却媒体Ｂ1 は、図２に示す
ように、インサートコア４４から背側４２に向って噴流
衝突してインピンジ冷却を行い、冷却後、冷却媒体供給
側通路４６ｂを経て図６に示す内輪側エンドウォール部
３５に集められる。
【００７２】内輪側エンドウォール部３５に集められた
冷却媒体Ｂ1 は、反転しながら仕切７０ａ，７０ｂ，…
で形成された案内通路６９ａ，６９ｂ，…を経て回収冷
却媒体Ｂ2 として腹側４１ａの冷却媒体回収側通路４６
ａに案内される。
冷却媒体Ｂ1 は、反転しながら仕切７０ａ，７０ｂ，…
で形成された案内通路６９ａ，６９ｂ，…を経て回収冷
却媒体Ｂ2 として腹側４１ａの冷却媒体回収側通路４６
ａに案内される。
【００７３】内輪側エンドウォール部３５から冷却媒体
回収側通路４６ａに案内された回収冷却媒体Ｂ2 は、図
５に示すように、絞り通路６８で適正流速に調整された
後、図３に示すように、タービュレンスプロモータ６１
によりその流れに乱れを与えて熱伝達率を高め、腹側４
１の翼壁を冷却した後、図４に示すように、外輪側エン
ドウォール部３４の案内通路６６ａ，６６ｂ，…を介し
て冷却媒体回収口５１に回収される。
回収側通路４６ａに案内された回収冷却媒体Ｂ2 は、図
５に示すように、絞り通路６８で適正流速に調整された
後、図３に示すように、タービュレンスプロモータ６１
によりその流れに乱れを与えて熱伝達率を高め、腹側４
１の翼壁を冷却した後、図４に示すように、外輪側エン
ドウォール部３４の案内通路６６ａ，６６ｂ，…を介し
て冷却媒体回収口５１に回収される。
【００７４】このように、本実施形態では、背側４２の
冷却媒体供給側通路４６ｂでインピンジ冷却を行うと共
に、腹側４１の冷却媒体回収側通路４６ａで回収冷却媒
体Ｂ2 の流速を調整しつつ、タービュレンスプロモータ
６１の乱流促進効果による熱伝達率を高めて回収するの
で、限られた冷却媒体でも腹側４１および背側４２のそ
れぞれを効果的に冷却することができ、プラント熱効率
を飛躍的に向上させることができる。
冷却媒体供給側通路４６ｂでインピンジ冷却を行うと共
に、腹側４１の冷却媒体回収側通路４６ａで回収冷却媒
体Ｂ2 の流速を調整しつつ、タービュレンスプロモータ
６１の乱流促進効果による熱伝達率を高めて回収するの
で、限られた冷却媒体でも腹側４１および背側４２のそ
れぞれを効果的に冷却することができ、プラント熱効率
を飛躍的に向上させることができる。
【００７５】一方、後縁３８の冷却媒体入口６２から空
間部４０ｃに案内された冷却媒体Ｃは、図３に示すよう
に、後縁３８をタービュレンスプロモータ６４の乱流促
進効果による対流冷却を行った後、さらに吹出口６５ａ
のタービュレンスプロモータ６４の再度の乱流促進効果
による対流冷却を行って燃焼ガスに流出する。また、後
縁３８の対流冷却を行った冷却媒体Ｃは、内輪側エンド
ウォール部３５の通路７１にも集められ、ここから図６
に示すように、プレート板７３の小孔７２を介してその
内部を噴流衝突によるインピンジ冷却を行った後、エン
ドウォール吹出口７４から燃焼ガスに流出する。
間部４０ｃに案内された冷却媒体Ｃは、図３に示すよう
に、後縁３８をタービュレンスプロモータ６４の乱流促
進効果による対流冷却を行った後、さらに吹出口６５ａ
のタービュレンスプロモータ６４の再度の乱流促進効果
による対流冷却を行って燃焼ガスに流出する。また、後
縁３８の対流冷却を行った冷却媒体Ｃは、内輪側エンド
ウォール部３５の通路７１にも集められ、ここから図６
に示すように、プレート板７３の小孔７２を介してその
内部を噴流衝突によるインピンジ冷却を行った後、エン
ドウォール吹出口７４から燃焼ガスに流出する。
【００７６】したがって、本実施形態では、冷却媒体Ｃ
に対流冷却を行わせて後縁３８を冷却すると共に、イン
ピンジ冷却を行わせて内輪側エンドウォール部３５を冷
却するので、超高温の燃焼ガスによる熱負荷にも充分に
対処することができる。
に対流冷却を行わせて後縁３８を冷却すると共に、イン
ピンジ冷却を行わせて内輪側エンドウォール部３５を冷
却するので、超高温の燃焼ガスによる熱負荷にも充分に
対処することができる。
【００７７】図７は、ガスタービン燃焼器から生成され
た燃焼ガスがガスタービン静翼およびガスタービン動翼
のそれぞれを通過後、その温度低下を従来と本実施形態
とを比較した線図である。
た燃焼ガスがガスタービン静翼およびガスタービン動翼
のそれぞれを通過後、その温度低下を従来と本実施形態
とを比較した線図である。
【００７８】本実施形態は、燃焼ガスへの冷却媒体放出
方式と冷却媒体回収方式とを組み合せているので、従来
の燃焼ガスへの完全冷却媒体放出方式に較べて燃焼ガス
温度を低下させていない。
方式と冷却媒体回収方式とを組み合せているので、従来
の燃焼ガスへの完全冷却媒体放出方式に較べて燃焼ガス
温度を低下させていない。
【００７９】したがって、本実施形態では、燃焼ガスの
温度を、従来に較べて著しく低下させていないので、ガ
スタービン静翼、ガスタービン動翼の翼効率および翼効
率に伴うプラント熱効率を相対的に高く維持することが
できる。
温度を、従来に較べて著しく低下させていないので、ガ
スタービン静翼、ガスタービン動翼の翼効率および翼効
率に伴うプラント熱効率を相対的に高く維持することが
できる。
【００８０】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係るガス
タービン静翼は、燃焼ガスへの冷却媒体放出方式と冷却
媒体回収方式とを組み合せて限られた冷却媒体を有効に
活用して回収すると共に、冷却媒体に乱流促進効果によ
る熱伝達率を高めた対流冷却、噴流衝突によるインピン
ジ冷却、シャワー状によるシャワー冷却を巧みに組み合
せて冷却を行っているので、前縁、翼内中間部、後縁、
外輪側エンドウォール部および内輪側エンドウォール部
のそれぞれのメタル温度をより確実に、かつ過不足なく
均一に冷却することができ、信頼性の高い運転を行うこ
とができる。
タービン静翼は、燃焼ガスへの冷却媒体放出方式と冷却
媒体回収方式とを組み合せて限られた冷却媒体を有効に
活用して回収すると共に、冷却媒体に乱流促進効果によ
る熱伝達率を高めた対流冷却、噴流衝突によるインピン
ジ冷却、シャワー状によるシャワー冷却を巧みに組み合
せて冷却を行っているので、前縁、翼内中間部、後縁、
外輪側エンドウォール部および内輪側エンドウォール部
のそれぞれのメタル温度をより確実に、かつ過不足なく
均一に冷却することができ、信頼性の高い運転を行うこ
とができる。
【図１】本発明に係るガスタービン静翼の第１実施形態
を示す概略斜視図。
を示す概略斜視図。
【図２】図１のＶ−Ｖ矢視方向から切断した断面図。
【図３】図２のＷ−Ｗ矢視方向から切断した縦断面図。
【図４】図３のＸ−Ｘ矢視方向から切断した断面図。
【図５】図３のＹ−Ｙ矢視方向から切断した断面斜視
図。
図。
【図６】図３のＺ−Ｚ矢視方向から切断した断面図。
【図７】ガスタービン静翼、ガスタービン動翼を通過す
る燃焼ガス温度の低下を、従来と本発明とで比較した線
図。
る燃焼ガス温度の低下を、従来と本発明とで比較した線
図。
【図８】従来のガスタービンプラントの実施形態を示す
一部切欠断面図。
一部切欠断面図。
【図９】従来のガスタービン静翼の実施形態を示す縦断
面図。
面図。
【図１０】図９のＵ−Ｕ矢視方向から切断した断面図。
【図１１】翼内中間部分および後縁のそれぞれを通過す
る冷却媒体の圧力低下変化を示す線図。
る冷却媒体の圧力低下変化を示す線図。
【図１２】翼内中間部分および後縁のそれぞれを通過す
る冷却媒体の温度上昇変化を示す線図。
る冷却媒体の温度上昇変化を示す線図。
【図１３】前縁から後縁に沿って背側および腹側のそれ
ぞれの翼壁熱伝達率の変化を示す線図。
ぞれの翼壁熱伝達率の変化を示す線図。
１ 空気圧縮機 ２ ガスタービン燃焼器 ３ 燃焼器ライナ ４ 燃焼室 ５ トランジションピース ６ ガスタービン ７ 静翼 ８ 動翼 ９ 外輪側エンドウォール部 １０ 内輪側エンドウォール部 １１ 翼有効部 １２ 前縁 １３ 後縁 １４，１５ 吹出口 １６ ピンフィン １７ 腹側 １８ 背側 １９ 内部仕切壁 ２０ａ，２０ｂ 空間部 ２１ 噴出口 ２２ａ，２２ｂ インサートコア ２３ 翼内壁隆起部 ２４ 通路 ２５ 連絡口 ２６ａ，２６ｂ 仕切板 ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ 入口 ２８ エンドウォール支持片 ２９ ケーシング支持部 ３０ 入口 ３１ 出口 ３２ 入口 ３３ ガスタービン静翼 ３４ 外輪側エンドウォール部 ３５ 内輪側エンドウォール部 ３６ 翼有効部 ３７ 前縁 ３８ 後縁 ３９ 翼内中間部分 ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 空間部 ４０ｂ1 翼内第１空間部 ４０ｂ2 翼内第２空間部 ４０ｂ3 翼内第３空間部 ４１ 腹側 ４２ 背側 ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ 仕切壁 ４３ａ1 仕切 ４４ インサートコア ４５ａ，４５ｂ 隆起部 ４６ａ 冷却媒体回収側通路 ４６ｂ 冷却媒体供給側通路 ４７ａ，４７ｂ 噴出口 ４８ａ，４８ｂ 仕切板 ５０ａ，５０ｂ 吹出口 ５１ 冷却媒体回収口 ５２ 冷却媒体入口 ５３ オリフィス ５４ａ，５４ｂ プレート板 ５５ 小孔 ５６ エンドウォール吹出口 ５７ 吹出口 ５８ 隆起部 ５９ 冷却媒体通路 ６０ 吹出口 ６１ タービュレンスプロモータ ６２ 冷却媒体入口 ６３ 仕切壁 ６４ タービュレンスプロモータ ６５ 仕切 ６５ａ 吹出口 ６５ｂ ケーシング支持部 ６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ 案内通路 ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ 仕切 ６８ 絞り通路 ６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄ 案内通路 ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ 仕切 ７１ 通路 ７２ 小孔 ７３ プレート板 ７４ エンドウォール吹出口
Claims (18)
- 【請求項１】 外輪側エンドウォール部と内輪側エンド
ウォール部との間に、一体形成する翼有効部を備えたガ
スタービン静翼において、翼内冷却後の冷却媒体を翼外
の燃焼ガスに流出させる前縁と、翼内冷却後の冷却媒体
を反転させて回収する翼内中間部分と、翼内冷却後の冷
却媒体を翼外の燃焼ガスに流出させる後縁とをそれぞれ
備えたことを特徴とするガスタービン静翼。 - 【請求項２】 前縁は、翼内中間部分および内輪側エン
ドウォール部のそれぞれと区画する仕切り壁を備えて空
間部を形成し、この空間部にインサートコアを収容する
と共に、空間部の外輪側エンドウォール部側に設けた冷
却媒体入口から供給される冷却媒体を上記前縁に噴流衝
突させてインピンジ冷却をする吹出口を上記インサート
コアに設ける一方、インピンジ冷却後の冷却媒体を翼外
の燃焼ガスに流出させる際、シャワー状にして流出させ
る吹出口を上記前縁に備えたことを特徴とする請求項１
記載のガスタービン静翼。 - 【請求項３】 前縁の空間部に収容されるインサートコ
アは、隆起部により支持することを特徴とする請求項２
記載のガスタービン静翼。 - 【請求項４】 翼内中間部分は、三つの独立した空間部
を区画する仕切壁を備え、各空間部のそれぞれにインサ
ートコアを収容し、各インサートコアのそれぞれの一側
と背側との間に冷却媒体供給側通路を形成すると共に、
上記各インサートコアのそれぞれの他側と腹側との間に
冷却媒体回収側通路を形成する一方、上記冷却媒体供給
側通路および冷却媒体回収側通路を内輪側エンドウォー
ル部に連通させる構成にしたことを特徴とする請求項１
記載のガスタービン静翼。 - 【請求項５】 背側との間に冷却媒体供給側通路を形成
するインサートコアは、冷却媒体を上記背側に噴流衝突
させてインピンジ冷却する吹出口を備えたことを特徴と
する請求項４記載のガスタービン静翼。 - 【請求項６】 冷却媒体回収側通路と内輪側エンドウォ
ール部との接続部分には、冷却媒体の流速を制御する流
速調整部を備えたことを特徴とする請求項４記載のガス
タービン静翼。 - 【請求項７】 流速調整部は絞り通路であることを特徴
とする請求項６記載のガスタービン静翼。 - 【請求項８】 冷却媒体回収側通路は、タービュレンス
プロモータを備えたことを特徴とする請求項４記載のガ
スタービン静翼。 - 【請求項９】 タービュレンスプロモータは突起である
ことを特徴とする請求項８記載のガスタービン静翼。 - 【請求項１０】 三つの独立した空間部のうち、中間の
空間部に収容されるインサートコアは、冷却媒体の一部
を翼外の燃焼ガスに流出させる吹出口を備えたことを特
徴とする請求項４記載のガスタービン静翼。 - 【請求項１１】 三つの独立した空間部のうち、後縁側
に位置する空間部は、インサートコアを収容した下流側
に、冷却媒体を翼外の燃焼ガスを流出させる吹出口を備
えた仕切板を設けたことを特徴とする請求項４記載のガ
スタービン静翼。 - 【請求項１２】 後縁は、そのチップ部に冷却媒体入口
を設け、そのルート部を内輪側エンドウォール部に連通
させると共に、その中間部分にタービュレンスプロモー
タと冷却媒体を翼外の燃焼ガスに流出させる吹出口とを
設けたことを特徴とする請求項１２記載のガスタービン
静翼。 - 【請求項１３】 吹出口は、仕切により複数形成するこ
とを特徴とする請求項１２記載のガスタービン静翼。 - 【請求項１４】 仕切により形成される吹出口は、ター
ビュレンスプロモータを設けたことを特徴とする請求項
１２または１３記載のガスタービン静翼。 - 【請求項１５】 内輪側エンドウォール部は、翼内中間
部分に収容するインサートコアと背側との間に形成する
冷却媒体供給側通路からの冷却媒体を反転させて上記イ
ンサートコアと腹側との間に形成する冷却媒体回収側通
路に案内する案内通路を形成すると共に、上記冷却媒体
供給側通路からの冷却媒体と後縁からの冷却媒体とを区
画する仕切壁を備え、上記後縁からの冷却媒体を通路を
介して翼外の燃焼ガスに流出させるプレート板を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のガスタービン静翼。 - 【請求項１６】 案内通路は、仕切で形成したことを特
徴とする請求項１５記載のガスタービン静翼。 - 【請求項１７】 プレート板は小孔を備えたことを特徴
とする請求項１５記載のガスタービン静翼。 - 【請求項１８】 外輪側エンドウォール部は、翼内中間
部分に収容するインサートコアと腹側との間に形成する
冷却媒体回収側通路からの冷却媒体を冷却媒体回収口に
案内する案内通路を形成すると共に、背側から供給した
冷却媒体を翼外の燃焼ガスに流出させる多段状に配置し
たプレート板を備えたことを特徴とする請求項１記載の
ガスタービン静翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07483197A JP3234793B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | ガスタービン静翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07483197A JP3234793B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | ガスタービン静翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10266805A true JPH10266805A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3234793B2 JP3234793B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=13558682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07483197A Expired - Lifetime JP3234793B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | ガスタービン静翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3234793B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-03-27 JP JP07483197A patent/JP3234793B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3234793B2 (ja) | 2001-12-04 |
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