JPH11148303A - プラットホームのためのセグメント装置 - Google Patents
プラットホームのためのセグメント装置Info
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- JPH11148303A JPH11148303A JP10261684A JP26168498A JPH11148303A JP H11148303 A JPH11148303 A JP H11148303A JP 10261684 A JP10261684 A JP 10261684A JP 26168498 A JP26168498 A JP 26168498A JP H11148303 A JPH11148303 A JP H11148303A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い温度の点で臨界的な、複数のセグメント
から構成された構成部分の熱負荷をできるだけ簡単にか
つ有効に減少させる。 【解決手段】 相並んで配置されたセグメント２０，２
０´のギャップ１２の少なくとも１つの部分領域７０
で、熱ガス流４０が、ギャップの延びる方向に対して直
角の速度成分を有しており、この部分領域で、第１のセ
グメント２０の、ギャップに面した縁部２６に沿って、
フィルム冷却孔５２が、第１のセグメント２０に対応し
た冷却空気室５０を、熱ガス流４０にさらされた表面２
２に接続しており、かつ／または前記部分領域で、第２
のセグメント２０′の、ギャップに面した縁部２６′に
沿って、縁部冷却孔５６が、第２のセグメント２０′に
対応した冷却空気室５０′を、ギャップの内面２８′に
接続している。
から構成された構成部分の熱負荷をできるだけ簡単にか
つ有効に減少させる。 【解決手段】 相並んで配置されたセグメント２０，２
０´のギャップ１２の少なくとも１つの部分領域７０
で、熱ガス流４０が、ギャップの延びる方向に対して直
角の速度成分を有しており、この部分領域で、第１のセ
グメント２０の、ギャップに面した縁部２６に沿って、
フィルム冷却孔５２が、第１のセグメント２０に対応し
た冷却空気室５０を、熱ガス流４０にさらされた表面２
２に接続しており、かつ／または前記部分領域で、第２
のセグメント２０′の、ギャップに面した縁部２６′に
沿って、縁部冷却孔５６が、第２のセグメント２０′に
対応した冷却空気室５０′を、ギャップの内面２８′に
接続している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相並んで配置され
かつそれぞれ所定のギャップによって互いに分離された
複数のセグメントを有する、特にガスタービンに設けら
れたプラットホームのためのセグメント装置であって、
当該セグメント装置の表面に沿って熱ガス流が流れるよ
うになっており、ギャップの少なくとも１つの部分領域
で、熱ガス流が、ギャップの延びる方向に対して直角に
第１のセグメントから第２のセグメントに向かう速度成
分を有している形式のものに関する。
かつそれぞれ所定のギャップによって互いに分離された
複数のセグメントを有する、特にガスタービンに設けら
れたプラットホームのためのセグメント装置であって、
当該セグメント装置の表面に沿って熱ガス流が流れるよ
うになっており、ギャップの少なくとも１つの部分領域
で、熱ガス流が、ギャップの延びる方向に対して直角に
第１のセグメントから第２のセグメントに向かう速度成
分を有している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】最大のタービン出力を得るためには、で
きるだけ高いガス温度で作業することが有利である。最
近のガスタービンでは、ガス温度が極めて高くなるの
で、多数の構成部分が冷却されなければならない。なぜ
ならば、さもないと各構成部分の、最大耐久性のために
許容される温度が超過されてしまうからである。したが
って、これらの臨界的な構成部分の適当な設計および／
または冷却が、最近のガスタービンにおいては極めて重
要となる。プラットホームもしくは台座の冷却問題は環
状燃焼器において顕著に生じる。なぜならば、この環状
燃焼器がタービンに対する入口において極めて均一な温
度分布を生ぜしめるからである。このことに基づき、羽
根のプラットホームはたいてい平均熱ガス温度に耐えな
ければならない。できるだけ少ないＮＯｘ放出量を達成
するために、最近の燃焼器では燃焼空気のほぼ全量がバ
ーナ自体に通される。つまり、燃焼器のフィルム冷却の
ための冷却空気量は減じられる。このことはやはりター
ビン入口における一層均一な温度分布を招き、ひいては
高められた熱負荷を招く。
きるだけ高いガス温度で作業することが有利である。最
近のガスタービンでは、ガス温度が極めて高くなるの
で、多数の構成部分が冷却されなければならない。なぜ
ならば、さもないと各構成部分の、最大耐久性のために
許容される温度が超過されてしまうからである。したが
って、これらの臨界的な構成部分の適当な設計および／
または冷却が、最近のガスタービンにおいては極めて重
要となる。プラットホームもしくは台座の冷却問題は環
状燃焼器において顕著に生じる。なぜならば、この環状
燃焼器がタービンに対する入口において極めて均一な温
度分布を生ぜしめるからである。このことに基づき、羽
根のプラットホームはたいてい平均熱ガス温度に耐えな
ければならない。できるだけ少ないＮＯｘ放出量を達成
するために、最近の燃焼器では燃焼空気のほぼ全量がバ
ーナ自体に通される。つまり、燃焼器のフィルム冷却の
ための冷却空気量は減じられる。このことはやはりター
ビン入口における一層均一な温度分布を招き、ひいては
高められた熱負荷を招く。
【０００３】タービンにおける臨界的な構成部分とは、
特に熱シールド、燃焼器セグメント、燃焼器プレート、
回転羽根、案内羽根、回転羽根および案内羽根の内側シ
ュラウドバンドおよび外側シュラウドバンド、ならびに
回転羽根および案内羽根のプラットホームである。
特に熱シールド、燃焼器セグメント、燃焼器プレート、
回転羽根、案内羽根、回転羽根および案内羽根の内側シ
ュラウドバンドおよび外側シュラウドバンド、ならびに
回転羽根および案内羽根のプラットホームである。
【０００４】特に相並んで配置された複数のセグメント
（プラットホーム）の面には、経験によればしばしば、
高められた熱負荷が生じる。たとえばプラットホームの
セグメントが断熱層で被覆されていると、被覆体の剥離
がしばしば確認される。これにより、酸化物が迅速に形
成される弱い個所が生じてしまい、この酸化物自体は被
覆体の剥離を助成する。すなわち、まもなく、被覆され
ていない大きな金属面が熱ガス流にさらされることにな
る。
（プラットホーム）の面には、経験によればしばしば、
高められた熱負荷が生じる。たとえばプラットホームの
セグメントが断熱層で被覆されていると、被覆体の剥離
がしばしば確認される。これにより、酸化物が迅速に形
成される弱い個所が生じてしまい、この酸化物自体は被
覆体の剥離を助成する。すなわち、まもなく、被覆され
ていない大きな金属面が熱ガス流にさらされることにな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
温度の点で臨界的な構成部分、特に複数のセグメントか
ら構成された構成部分を、これらの構成部分の熱負荷が
できるだけ簡単にかつ有効に減じられるように設計する
ことである。
温度の点で臨界的な構成部分、特に複数のセグメントか
ら構成された構成部分を、これらの構成部分の熱負荷が
できるだけ簡単にかつ有効に減じられるように設計する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の第１の構成では、冒頭で述べた形式のセグメ
ント装置において、前記部分領域で、第２のセグメント
の表面の、ギャップに面した縁部が斜めに面取りされて
いるか、または丸く面取りされているようにした。
に本発明の第１の構成では、冒頭で述べた形式のセグメ
ント装置において、前記部分領域で、第２のセグメント
の表面の、ギャップに面した縁部が斜めに面取りされて
いるか、または丸く面取りされているようにした。
【０００７】さらに上記課題を解決するために本発明の
第２の構成では、冒頭で述べた形式のセグメント装置に
おいて、前記部分領域で、第１のセグメントの、ギャッ
プに面した縁部に沿って、少なくとも１つのフィルム冷
却孔が、第１のセグメントに対応した冷却空気室を、熱
ガス流にさらされた表面に接続しており、かつ／または
前記部分領域で、第２のセグメントの、ギャップに面し
た縁部に沿って、少なくとも１つの縁部冷却孔が、第２
のセグメントに対応した冷却空気室を、ギャップの内面
に接続しているようにした。
第２の構成では、冒頭で述べた形式のセグメント装置に
おいて、前記部分領域で、第１のセグメントの、ギャッ
プに面した縁部に沿って、少なくとも１つのフィルム冷
却孔が、第１のセグメントに対応した冷却空気室を、熱
ガス流にさらされた表面に接続しており、かつ／または
前記部分領域で、第２のセグメントの、ギャップに面し
た縁部に沿って、少なくとも１つの縁部冷却孔が、第２
のセグメントに対応した冷却空気室を、ギャップの内面
に接続しているようにした。
【０００８】
【発明の効果】本発明の第１の構成では、各セグメント
の、熱ガス流によって負荷された縁部が、衝突する熱ガ
ス流から後退（セットバック）される。
の、熱ガス流によって負荷された縁部が、衝突する熱ガ
ス流から後退（セットバック）される。
【０００９】熱ガス流は、相並んで配置されかつそれぞ
れ所定のギャップによって互いに分離された複数のセグ
メントの表面に沿って流れる。ところで、相並んで配置
されたプラットホームの間に位置するギャップでは境界
層が剥離することを確認することができる。その後に、
下流側に位置するプラットホームの、熱ガス流によって
負荷される側縁部において、境界層は新たに形成され
る。したがって、この個所では極めて薄い境界層しか形
成されないことにより、極めて高い熱伝達が生じ、ひい
ては熱ガス流にさらされた材料の高められた熱負荷が生
じる。製造誤差に基づき突出した段部がギャップに生じ
ると、この段部の材料は衝突する熱ガス流によって特に
高い熱負荷にさらされる。さらに、縁部および特に突出
した段部に基づき、熱ガスがギャップ内に変向される恐
れがある。このことは減じられた寿命を招き、またしば
しばギャップに隣接した各構成部分の損傷をも招いてし
まう。
れ所定のギャップによって互いに分離された複数のセグ
メントの表面に沿って流れる。ところで、相並んで配置
されたプラットホームの間に位置するギャップでは境界
層が剥離することを確認することができる。その後に、
下流側に位置するプラットホームの、熱ガス流によって
負荷される側縁部において、境界層は新たに形成され
る。したがって、この個所では極めて薄い境界層しか形
成されないことにより、極めて高い熱伝達が生じ、ひい
ては熱ガス流にさらされた材料の高められた熱負荷が生
じる。製造誤差に基づき突出した段部がギャップに生じ
ると、この段部の材料は衝突する熱ガス流によって特に
高い熱負荷にさらされる。さらに、縁部および特に突出
した段部に基づき、熱ガスがギャップ内に変向される恐
れがある。このことは減じられた寿命を招き、またしば
しばギャップに隣接した各構成部分の損傷をも招いてし
まう。
【００１０】このような不都合を回避するために本発明
の第１の構成では、各セグメントの、熱ガス流によって
負荷される縁部が、この縁部の斜めの面取りまたは丸い
面取りによってセットバックされている。この場合、こ
の縁部はその全長にわたって斜めにまたは丸く面取りさ
れている必要はない。なぜならば、熱ガス流の方向がセ
グメントに沿って変化し得るからである。ただし、本発
明が使用可能となるための前提条件は、熱ガス流が各セ
グメントの間のギャップの少なくとも１つの部分領域
で、ギャップの延びる方向に対して直角な速度成分、つ
まり第１のセグメントから第２のセグメントへ向いた速
度成分を有していることである。この部分領域では、第
２のセグメントの、ギャップに面した縁部が、熱ガス流
によって負荷される。したがって、本発明の第１の構成
では、この第２のセグメントの縁部が丸く面取りされる
か、または斜めに面取りされる。
の第１の構成では、各セグメントの、熱ガス流によって
負荷される縁部が、この縁部の斜めの面取りまたは丸い
面取りによってセットバックされている。この場合、こ
の縁部はその全長にわたって斜めにまたは丸く面取りさ
れている必要はない。なぜならば、熱ガス流の方向がセ
グメントに沿って変化し得るからである。ただし、本発
明が使用可能となるための前提条件は、熱ガス流が各セ
グメントの間のギャップの少なくとも１つの部分領域
で、ギャップの延びる方向に対して直角な速度成分、つ
まり第１のセグメントから第２のセグメントへ向いた速
度成分を有していることである。この部分領域では、第
２のセグメントの、ギャップに面した縁部が、熱ガス流
によって負荷される。したがって、本発明の第１の構成
では、この第２のセグメントの縁部が丸く面取りされる
か、または斜めに面取りされる。
【００１１】上で説明した事例では、熱ガスが、２つの
セグメントを分離するギャップを介して、第１のセグメ
ントの表面から第２のセグメントの表面に向かって流れ
る。この場合、たいてい熱ガス流の速度の主成分はセグ
メントの前側から後側へ、つまりギャップに沿った方向
へ向けられている。このようにセグメントを越える流れ
に加えて、熱ガス流はギャップに対して直角な、もしく
はギャップに対して直交する横方向の付加的な速度成分
を有している。このような直角な速度成分によっての
み、セグメント縁部は熱ガス流によって負荷される。多
くの使用事例では、たとえば各セグメントに案内装置ま
たは翼型部分が取り付けられていることにより、熱ガス
流が第２のセグメントに沿ってその方向を変化させる。
ギャップに沿った速度成分はこの場合、十分に維持され
る。単にギャップに対して直角な速度成分だけが反転す
る。このことに基づき、熱ガス流が第１のセグメントか
ら第２のセグメントに向かって流れる第１の部分領域の
下流側において、熱ガス流が第２のセグメントからギャ
ップを介して第１のセグメントの表面に向かって流れる
第２の部分領域が生ぜしめられる。その場合、この第２
の部分領域では、第１のセグメントの、ギャップに面し
た縁部が丸く面取りされるか、または斜めに面取りされ
ると有利である。なぜならば、この第２の部分領域で
は、この第１のセグメントの縁部が熱ガス流によって負
荷されるからである。
セグメントを分離するギャップを介して、第１のセグメ
ントの表面から第２のセグメントの表面に向かって流れ
る。この場合、たいてい熱ガス流の速度の主成分はセグ
メントの前側から後側へ、つまりギャップに沿った方向
へ向けられている。このようにセグメントを越える流れ
に加えて、熱ガス流はギャップに対して直角な、もしく
はギャップに対して直交する横方向の付加的な速度成分
を有している。このような直角な速度成分によっての
み、セグメント縁部は熱ガス流によって負荷される。多
くの使用事例では、たとえば各セグメントに案内装置ま
たは翼型部分が取り付けられていることにより、熱ガス
流が第２のセグメントに沿ってその方向を変化させる。
ギャップに沿った速度成分はこの場合、十分に維持され
る。単にギャップに対して直角な速度成分だけが反転す
る。このことに基づき、熱ガス流が第１のセグメントか
ら第２のセグメントに向かって流れる第１の部分領域の
下流側において、熱ガス流が第２のセグメントからギャ
ップを介して第１のセグメントの表面に向かって流れる
第２の部分領域が生ぜしめられる。その場合、この第２
の部分領域では、第１のセグメントの、ギャップに面し
た縁部が丸く面取りされるか、または斜めに面取りされ
ると有利である。なぜならば、この第２の部分領域で
は、この第１のセグメントの縁部が熱ガス流によって負
荷されるからである。
【００１２】第１の部分領域と第２の部分領域との間の
移行領域では、熱ガス流が、ギャップの延びる方向に対
してほぼ平行に流れる。この移行領域では、第１の部分
領域もしくは第２の部分領域の斜めの面取り部または丸
い面取り部が徐々に減じられて、ゼロにまで引き戻され
ると有利である。
移行領域では、熱ガス流が、ギャップの延びる方向に対
してほぼ平行に流れる。この移行領域では、第１の部分
領域もしくは第２の部分領域の斜めの面取り部または丸
い面取り部が徐々に減じられて、ゼロにまで引き戻され
ると有利である。
【００１３】上記セグメント装置は一般に、相並んで配
置された多数のセグメントから成っているので、それぞ
れ２つのセグメントが所定のギャップによって互いに分
離されている。セグメント装置全体は、たとえば閉じた
リングを形成しているか、または円筒体の円周に沿って
内側または外側に配置されていてよい。セグメントは一
般に、場合によって使用される端部品を除いて全て同一
に形成されているので、本発明においては単一のセグメ
ントに関して説明するだけで十分である。本発明の説明
において「第１のセグメント」および「第２のセグメン
ト」と表現する場合、このことは、１つのギャップの両
側に位置する２つの例示的に取り上げられたセグメント
に関するものである。このことはガス流の方向を定義す
るために利用されるものであって、決して本発明を単に
２つの固有のセグメントに制限するものではない。２つ
のセグメントの間のギャップの幅は、製造誤差に基づき
統計学的に変化し得る。これにより、極端な事例では個
々のセグメントにおいて、ギャップが存在しなくなるこ
ともあり得る。
置された多数のセグメントから成っているので、それぞ
れ２つのセグメントが所定のギャップによって互いに分
離されている。セグメント装置全体は、たとえば閉じた
リングを形成しているか、または円筒体の円周に沿って
内側または外側に配置されていてよい。セグメントは一
般に、場合によって使用される端部品を除いて全て同一
に形成されているので、本発明においては単一のセグメ
ントに関して説明するだけで十分である。本発明の説明
において「第１のセグメント」および「第２のセグメン
ト」と表現する場合、このことは、１つのギャップの両
側に位置する２つの例示的に取り上げられたセグメント
に関するものである。このことはガス流の方向を定義す
るために利用されるものであって、決して本発明を単に
２つの固有のセグメントに制限するものではない。２つ
のセグメントの間のギャップの幅は、製造誤差に基づき
統計学的に変化し得る。これにより、極端な事例では個
々のセグメントにおいて、ギャップが存在しなくなるこ
ともあり得る。
【００１４】本発明の第１の構成の枠内では、前記縁部
が１〜６０゜、有利には２０〜４０゜、特に有利には約
３０゜の角度αで、斜めに面取りされる。斜めの面取り
部が所定の長さＬにわたってギャップに対して、つまり
ギャップの延びる方向に対して直角に延びていると、斜
めの面取り部の深さＴは長さＬおよび角度αと共に、ｔ
ａｎα＝Ｔ／Ｌの関係にある。一般に最大深さは、たと
えばシールストリップが設けられている、セグメントの
内部に設けられた切欠きによって規定されている。斜め
の面取り部の上記角度と、最大深さよりも小さな深さ
と、相応する長さとが設定されると、ギャップにおける
境界層の剥離の危険が著しく減じられることが判った。
が１〜６０゜、有利には２０〜４０゜、特に有利には約
３０゜の角度αで、斜めに面取りされる。斜めの面取り
部が所定の長さＬにわたってギャップに対して、つまり
ギャップの延びる方向に対して直角に延びていると、斜
めの面取り部の深さＴは長さＬおよび角度αと共に、ｔ
ａｎα＝Ｔ／Ｌの関係にある。一般に最大深さは、たと
えばシールストリップが設けられている、セグメントの
内部に設けられた切欠きによって規定されている。斜め
の面取り部の上記角度と、最大深さよりも小さな深さ
と、相応する長さとが設定されると、ギャップにおける
境界層の剥離の危険が著しく減じられることが判った。
【００１５】境界層の安定性を得るためには、セグメン
トの斜めに面取りされた範囲とギャップの内面との間の
移行個所もしくはセグメントの斜めに面取りされた範囲
と、変えられていない表面との間の移行個所が急峻に形
成されるのではなく、たとえば楕円部分片の形に形成さ
れていると、さらに有利である。
トの斜めに面取りされた範囲とギャップの内面との間の
移行個所もしくはセグメントの斜めに面取りされた範囲
と、変えられていない表面との間の移行個所が急峻に形
成されるのではなく、たとえば楕円部分片の形に形成さ
れていると、さらに有利である。
【００１６】斜めの面取りに対して択一的に、縁部のセ
ットバック全体を、丸い面取り、有利には楕円部分片の
形の丸い面取りによって行うこともできる。このような
丸い面取り部をセグメントの前側に向かって投影する
と、投影図は１／４楕円を示す。この場合、楕円は長さ
ＬもしくはＴの半軸を有する。この場合にも、角度α＝
ａｒｃｔａｎ（Ｔ／Ｌ）が１〜６０゜、有利には２０〜
４０゜、特に有利には約３０゜になるようにＬとＴとが
設定されると、ギャップにおける境界層の剥離の危険が
著しく減じられることが判った。深さＴはこの場合に
も、上記最大深さによって制限される。
ットバック全体を、丸い面取り、有利には楕円部分片の
形の丸い面取りによって行うこともできる。このような
丸い面取り部をセグメントの前側に向かって投影する
と、投影図は１／４楕円を示す。この場合、楕円は長さ
ＬもしくはＴの半軸を有する。この場合にも、角度α＝
ａｒｃｔａｎ（Ｔ／Ｌ）が１〜６０゜、有利には２０〜
４０゜、特に有利には約３０゜になるようにＬとＴとが
設定されると、ギャップにおける境界層の剥離の危険が
著しく減じられることが判った。深さＴはこの場合に
も、上記最大深さによって制限される。
【００１７】深さＴを設定する場合にも、セグメントの
製造時における製造誤差が考慮されなければならない。
規定の深さＴは、製造誤差を考慮して全てのセグメント
の少なくとも大部分、たとえば全てのセグメントの５０
％よりも多い割合が、斜めの面取りまたは丸い面取りに
よるセットバックを有するように設定されると有利であ
る。
製造時における製造誤差が考慮されなければならない。
規定の深さＴは、製造誤差を考慮して全てのセグメント
の少なくとも大部分、たとえば全てのセグメントの５０
％よりも多い割合が、斜めの面取りまたは丸い面取りに
よるセットバックを有するように設定されると有利であ
る。
【００１８】上記構成に対応して、熱ガス流がセグメン
トに沿ってその方向を変える場合、第１の部分領域もし
くは第２の部分領域における深さＴのためには、それぞ
れ所定の値、たとえば第１の部分領域におけるＴ１およ
び第２の部分領域におけるＴ２が設定される。両値は前
記最大深さよりも小さく設定される。移行領域では、Ｔ
１およびＴ２が徐々にゼロにまで減じられる。このこと
は線状に行われるか、または有利には円弧または楕円弧
の形で行われる。
トに沿ってその方向を変える場合、第１の部分領域もし
くは第２の部分領域における深さＴのためには、それぞ
れ所定の値、たとえば第１の部分領域におけるＴ１およ
び第２の部分領域におけるＴ２が設定される。両値は前
記最大深さよりも小さく設定される。移行領域では、Ｔ
１およびＴ２が徐々にゼロにまで減じられる。このこと
は線状に行われるか、または有利には円弧または楕円弧
の形で行われる。
【００１９】本発明の第１の構成により、既にセグメン
ト縁部の熱負荷の著しい低減が達成されるけれども、極
めて高い熱負荷を受ける構成部分、たとえばガスタービ
ンの流入側の案内羽根のためには、しばしば構成部分の
最大寿命を達成するための別の手段、つまり上記課題を
解決するための本発明の第２の構成が使用されると有利
である。本発明の第２の構成では、セグメントにフィル
ム冷却孔および／または縁部冷却孔を適当に配置するこ
とにより、冷却空気室から熱ガス流にさらされた表面に
向かって冷却空気が案内される。
ト縁部の熱負荷の著しい低減が達成されるけれども、極
めて高い熱負荷を受ける構成部分、たとえばガスタービ
ンの流入側の案内羽根のためには、しばしば構成部分の
最大寿命を達成するための別の手段、つまり上記課題を
解決するための本発明の第２の構成が使用されると有利
である。本発明の第２の構成では、セグメントにフィル
ム冷却孔および／または縁部冷却孔を適当に配置するこ
とにより、冷却空気室から熱ガス流にさらされた表面に
向かって冷却空気が案内される。
【００２０】本発明の第２の構成では、各セグメントに
１つの冷却空気室が対応していると有利である。この場
合、各セグメントのためには種々の冷却空気室が設けら
れていてよいが、同一の冷却空気室が複数のセグメント
に対応していてもよい。本発明を使用可能にするための
前提条件はやはり、熱ガス流が各セグメントの間のギャ
ップの少なくとも１つの部分領域において、ギャップの
延びる方向に対して直角な速度成分、つまり第１のセグ
メントから第２のセグメントに向けられた速度成分を有
していることである。この部分領域では、第１のセグメ
ントの、ギャップに面した縁部に沿って少なくとも１つ
のフィルム冷却孔が設けられる。このフィルム冷却孔の
形状は任意であるが、しかしフィルム冷却孔は円筒状お
よび／またはホッパ状に成形されていると有利であり、
しかもフィルム冷却孔は冷却空気室側では円筒状に形成
されていて、熱ガス側に向かってホッパ状に開いている
と特に有利である。フィルム冷却孔の軸線は有利には熱
ガス流方向とは逆の方向に向けられているのではなく、
ギャップに向けられていて、しかもセグメントの表面と
共に１０〜５０゜、有利には２５〜４５゜、特に有利に
は約３５゜の角度を成している。これにより、セグメン
トの表面には、隣接したセグメントの、熱ガス流によっ
て負荷される縁部の近くで冷却空気フィルム、つまり冷
却空気膜が形成される。この冷却空気膜はこの縁部を冷
却し、ひいてはこの縁部を保護する。フィルム冷却孔と
セグメントの表面との間の比較的なだらかな、つまり比
較的小さな角度により、冷却空気膜の作用は最適化され
る。
１つの冷却空気室が対応していると有利である。この場
合、各セグメントのためには種々の冷却空気室が設けら
れていてよいが、同一の冷却空気室が複数のセグメント
に対応していてもよい。本発明を使用可能にするための
前提条件はやはり、熱ガス流が各セグメントの間のギャ
ップの少なくとも１つの部分領域において、ギャップの
延びる方向に対して直角な速度成分、つまり第１のセグ
メントから第２のセグメントに向けられた速度成分を有
していることである。この部分領域では、第１のセグメ
ントの、ギャップに面した縁部に沿って少なくとも１つ
のフィルム冷却孔が設けられる。このフィルム冷却孔の
形状は任意であるが、しかしフィルム冷却孔は円筒状お
よび／またはホッパ状に成形されていると有利であり、
しかもフィルム冷却孔は冷却空気室側では円筒状に形成
されていて、熱ガス側に向かってホッパ状に開いている
と特に有利である。フィルム冷却孔の軸線は有利には熱
ガス流方向とは逆の方向に向けられているのではなく、
ギャップに向けられていて、しかもセグメントの表面と
共に１０〜５０゜、有利には２５〜４５゜、特に有利に
は約３５゜の角度を成している。これにより、セグメン
トの表面には、隣接したセグメントの、熱ガス流によっ
て負荷される縁部の近くで冷却空気フィルム、つまり冷
却空気膜が形成される。この冷却空気膜はこの縁部を冷
却し、ひいてはこの縁部を保護する。フィルム冷却孔と
セグメントの表面との間の比較的なだらかな、つまり比
較的小さな角度により、冷却空気膜の作用は最適化され
る。
【００２１】付加的に、第２のセグメントの、ギャップ
に向けられた縁部に沿って少なくとも１つの縁部冷却孔
が設けられていると有利である。この縁部冷却孔は第２
のセグメントに対応する冷却空気室を起点として、フィ
ルム冷却孔と同様にギャップに向けられている。縁部冷
却孔の形状は任意であるが、しかし縁部冷却孔は円筒状
に成形されていると有利である。隣接したセグメントに
設けられたフィルム冷却孔とは異なり、縁部冷却孔は熱
ガス流にさらされた表面に開口しているのではなく、両
セグメントを分離するギャップに開口している。この場
合、配慮すべき点は、流出する冷却空気が直ちに熱ガス
に吹き込まれないように、縁部冷却孔の角度をなだらか
に保持することである。なぜならば、さもないと冷却空
気が熱ガスの流れ方向とは逆の方向に吹き出されるの
で、著しい損失が生じてしまうからである。縁部冷却孔
はセグメントの表面と共に５〜５０゜、有利には２０〜
４０゜、特に有利には約３０゜の角度を成している。縁
部冷却孔の目的は、ギャップ内に、対流ヒートシンクと
して作用する冷却空気域を提供することである。縁部冷
却孔は各セグメントの間のギャップに冷却空気を吹き込
み、ひいてはギャップ内に十分な冷却を生ぜしめる。す
なわち、フィルム冷却孔と縁部冷却孔との組合せによ
り、第１に各セグメントの、熱ガス流によって負荷され
る側縁部のための冷却空気保護膜が形成され、第２に縁
部冷却孔に基づき、各セグメントを分離するギャップ内
に、熱ガス流によって持ち込まれる熱流を対流的に導出
するヒートシンクが提供される。
に向けられた縁部に沿って少なくとも１つの縁部冷却孔
が設けられていると有利である。この縁部冷却孔は第２
のセグメントに対応する冷却空気室を起点として、フィ
ルム冷却孔と同様にギャップに向けられている。縁部冷
却孔の形状は任意であるが、しかし縁部冷却孔は円筒状
に成形されていると有利である。隣接したセグメントに
設けられたフィルム冷却孔とは異なり、縁部冷却孔は熱
ガス流にさらされた表面に開口しているのではなく、両
セグメントを分離するギャップに開口している。この場
合、配慮すべき点は、流出する冷却空気が直ちに熱ガス
に吹き込まれないように、縁部冷却孔の角度をなだらか
に保持することである。なぜならば、さもないと冷却空
気が熱ガスの流れ方向とは逆の方向に吹き出されるの
で、著しい損失が生じてしまうからである。縁部冷却孔
はセグメントの表面と共に５〜５０゜、有利には２０〜
４０゜、特に有利には約３０゜の角度を成している。縁
部冷却孔の目的は、ギャップ内に、対流ヒートシンクと
して作用する冷却空気域を提供することである。縁部冷
却孔は各セグメントの間のギャップに冷却空気を吹き込
み、ひいてはギャップ内に十分な冷却を生ぜしめる。す
なわち、フィルム冷却孔と縁部冷却孔との組合せによ
り、第１に各セグメントの、熱ガス流によって負荷され
る側縁部のための冷却空気保護膜が形成され、第２に縁
部冷却孔に基づき、各セグメントを分離するギャップ内
に、熱ガス流によって持ち込まれる熱流を対流的に導出
するヒートシンクが提供される。
【００２２】この場合にも、熱ガス流の流れ方向の反転
に基づき、ギャップ内には、熱ガス流が第２のセグメン
トからギャップを介して第１のセグメントの表面に向か
って流れる、第２の部分領域が形成される。この第２の
部分領域では、フィルム冷却孔と縁部冷却孔との配置が
置き換えられており、すなわち第２のセグメントの、ギ
ャップに面した縁部に沿って少なくとも１つのフィルム
冷却孔が設けられ、第１のセグメントの、ギャップに面
した縁部に沿って少なくとも１つの縁部冷却孔が設けら
れる。第１の部分領域と第２の部分領域との間の移行領
域では、熱ガス流がギャップの延びる方向に対してほぼ
平行に流れる。この移行領域では、両セグメントのそれ
ぞれギャップに面した縁部に沿って少なくとも１つの縁
部冷却孔が設けられると有利である。すなわち、この移
行領域ではフィルム冷却孔が設けられていない。しか
し、縁部冷却孔によって提供された対流熱取出しは冷却
のために維持される。
に基づき、ギャップ内には、熱ガス流が第２のセグメン
トからギャップを介して第１のセグメントの表面に向か
って流れる、第２の部分領域が形成される。この第２の
部分領域では、フィルム冷却孔と縁部冷却孔との配置が
置き換えられており、すなわち第２のセグメントの、ギ
ャップに面した縁部に沿って少なくとも１つのフィルム
冷却孔が設けられ、第１のセグメントの、ギャップに面
した縁部に沿って少なくとも１つの縁部冷却孔が設けら
れる。第１の部分領域と第２の部分領域との間の移行領
域では、熱ガス流がギャップの延びる方向に対してほぼ
平行に流れる。この移行領域では、両セグメントのそれ
ぞれギャップに面した縁部に沿って少なくとも１つの縁
部冷却孔が設けられると有利である。すなわち、この移
行領域ではフィルム冷却孔が設けられていない。しか
し、縁部冷却孔によって提供された対流熱取出しは冷却
のために維持される。
【００２３】セグメントの内部に、たとえばシールスト
リップを有する切欠きが設けられている場合、フィルム
冷却孔と縁部冷却孔とは、これらの孔が前記切欠きに交
差しないように設けられる。
リップを有する切欠きが設けられている場合、フィルム
冷却孔と縁部冷却孔とは、これらの孔が前記切欠きに交
差しないように設けられる。
【００２４】フィルム冷却孔および縁部冷却孔は、ギャ
ップを挟んで互いに向かい合って位置するように設けら
れていてよい。しかし有利な構成では、フィルム冷却孔
と縁部冷却孔とが互いに横方向に、つまりギャップの延
びる方向に、ずらされて配置されている。別の有利な構
成では、フィルム冷却孔および／または縁部冷却孔が横
方向の迎え角を有している。この場合、フィルム冷却孔
および／または縁部冷却孔は、その軸線がほぼ熱ガス流
の流れ方向に沿った方向に向けられるような迎え角で取
り付けられると有利である。
ップを挟んで互いに向かい合って位置するように設けら
れていてよい。しかし有利な構成では、フィルム冷却孔
と縁部冷却孔とが互いに横方向に、つまりギャップの延
びる方向に、ずらされて配置されている。別の有利な構
成では、フィルム冷却孔および／または縁部冷却孔が横
方向の迎え角を有している。この場合、フィルム冷却孔
および／または縁部冷却孔は、その軸線がほぼ熱ガス流
の流れ方向に沿った方向に向けられるような迎え角で取
り付けられると有利である。
【００２５】本発明のさらに別の有利な構成では、本発
明の第１の構成と第２の構成とが有利に組み合わされ
る。本発明の第１の構成および第２の構成の基本的な特
徴は、以下に説明するこのような構成にも云える。さら
に、このような構成を実施するために特に云えること
は、熱ガス流の、ギャップに対して直角な速度成分を有
する少なくとも１つの部分領域が存在していることであ
るが、しかし付加的に、逆方向の直角な速度成分を有す
る第２の部分領域と、移行領域とが存在していてもよ
い。このような構成では、本発明の第２の構成の場合と
同様にフィルム冷却孔および／または縁部冷却孔が設け
られている。これに加えて、本発明の第１の構成におい
て説明したように、各セグメントの、熱ガスによって負
荷される縁部が斜めに面取りされているか、または丸く
面取りされている。縁部冷却孔が設けられている場合に
は、第１の部分領域において、さらに第２の部分領域が
存在している場合には第２の部分領域においても、セッ
トバックの深さが縁部冷却孔のギャップ側の開口部にま
で到達するように縁部冷却孔と斜めの面取り部もしくは
丸い面取り部とが互いに調和される。これにより、縁部
冷却孔の端範囲が斜めの面取り部または丸い面取り部に
よって捕捉されるので、ギャップ幅が製造誤差または運
転時の過渡的な条件に基づきゼロにまで減じられている
場合でも、縁部冷却孔は開いたままとなる。
明の第１の構成と第２の構成とが有利に組み合わされ
る。本発明の第１の構成および第２の構成の基本的な特
徴は、以下に説明するこのような構成にも云える。さら
に、このような構成を実施するために特に云えること
は、熱ガス流の、ギャップに対して直角な速度成分を有
する少なくとも１つの部分領域が存在していることであ
るが、しかし付加的に、逆方向の直角な速度成分を有す
る第２の部分領域と、移行領域とが存在していてもよ
い。このような構成では、本発明の第２の構成の場合と
同様にフィルム冷却孔および／または縁部冷却孔が設け
られている。これに加えて、本発明の第１の構成におい
て説明したように、各セグメントの、熱ガスによって負
荷される縁部が斜めに面取りされているか、または丸く
面取りされている。縁部冷却孔が設けられている場合に
は、第１の部分領域において、さらに第２の部分領域が
存在している場合には第２の部分領域においても、セッ
トバックの深さが縁部冷却孔のギャップ側の開口部にま
で到達するように縁部冷却孔と斜めの面取り部もしくは
丸い面取り部とが互いに調和される。これにより、縁部
冷却孔の端範囲が斜めの面取り部または丸い面取り部に
よって捕捉されるので、ギャップ幅が製造誤差または運
転時の過渡的な条件に基づきゼロにまで減じられている
場合でも、縁部冷却孔は開いたままとなる。
【００２６】本発明のさらに別の有利な構成では、やは
り本発明の第２の構成の場合と同様にフィルム冷却孔お
よび／または縁部冷却孔が設けられる。これに加えて、
本発明の第１の構成において説明したように、各セグメ
ントの、熱ガスによって負荷される縁部が斜めに面取り
されているか、または丸く面取りされている。前で説明
した構成とは異なり、縁部冷却孔と斜めの面取り部もし
くは丸い面取り部は、セットバックの深さが縁部冷却孔
のギャップ側の開口部に到達しないように互いに調和さ
れる。それに対して、斜めに面取りされたセグメントに
向かい合って位置するセグメントの、ギャップに面した
内面には、凹面状の、たとえばほぼ放物面状の切欠きが
設けられるので、縁部冷却孔から流出した冷却空気流は
この切欠きで変向される。縁部冷却孔の内部では、冷却
空気流がまず熱ガス流の流れ方向とはほぼ逆の方向に流
れる。次いで、前記切欠きにおける変向により、冷却空
気流は熱ガス流に対してほぼ平行にギャップから流出す
る。これによって、この冷却空気流はセグメントの表面
に保護フィルムもしくは保護膜を形成することもでき
る。
り本発明の第２の構成の場合と同様にフィルム冷却孔お
よび／または縁部冷却孔が設けられる。これに加えて、
本発明の第１の構成において説明したように、各セグメ
ントの、熱ガスによって負荷される縁部が斜めに面取り
されているか、または丸く面取りされている。前で説明
した構成とは異なり、縁部冷却孔と斜めの面取り部もし
くは丸い面取り部は、セットバックの深さが縁部冷却孔
のギャップ側の開口部に到達しないように互いに調和さ
れる。それに対して、斜めに面取りされたセグメントに
向かい合って位置するセグメントの、ギャップに面した
内面には、凹面状の、たとえばほぼ放物面状の切欠きが
設けられるので、縁部冷却孔から流出した冷却空気流は
この切欠きで変向される。縁部冷却孔の内部では、冷却
空気流がまず熱ガス流の流れ方向とはほぼ逆の方向に流
れる。次いで、前記切欠きにおける変向により、冷却空
気流は熱ガス流に対してほぼ平行にギャップから流出す
る。これによって、この冷却空気流はセグメントの表面
に保護フィルムもしくは保護膜を形成することもでき
る。
【００２７】上記構成において、熱ガス流の互いに逆向
きの直角な速度成分を有する２つの部分領域と、両部分
領域の間の移行領域とが存在している場合には、移行領
域において凹面状の切欠きが不要にされる。すなわち、
移行領域では本発明の第２の構成において説明したよう
に、ギャップの両側に縁部冷却孔が配置されており、各
縁部の斜めの面取り部または丸い面取り部は、本発明の
第１の構成において説明したように徐々にゼロにまで減
じられる。
きの直角な速度成分を有する２つの部分領域と、両部分
領域の間の移行領域とが存在している場合には、移行領
域において凹面状の切欠きが不要にされる。すなわち、
移行領域では本発明の第２の構成において説明したよう
に、ギャップの両側に縁部冷却孔が配置されており、各
縁部の斜めの面取り部または丸い面取り部は、本発明の
第１の構成において説明したように徐々にゼロにまで減
じられる。
【００２８】本発明のさらに別の有利な構成では、熱ガ
ス流が第１のセグメントから第２のセグメントに向かう
速度成分を有する、ギャップの第１の部分領域におい
て、第１のセグメントの、ギャップに面した縁部に沿っ
て少なくとも１つの縁部冷却孔が設けられる。この縁部
冷却孔は表面と共に角度βを成しており、しかも熱ガス
流にさらされた表面に開口しているのではなく、両セグ
メントを分離するギャップに開口している。第２のセグ
メントの、熱ガス流によって負荷される縁部は、本発明
の第１の構成において説明したように角度αで斜めに面
取りされているか、または丸く面取りされている。この
場合、角度βは角度αを中心にして３０゜分の角度範囲
内に設定される。すなわち、角度αは角度βを設定する
ためのベースとなっており、この場合、角度βは少なく
とも理論的には角度αから±３０゜だけ偏倚することが
できる。上流側に位置する縁部冷却孔と、向かい合って
位置する縁部に設けられた、下流側に位置するセットバ
ック部とが接続されることにより、流出する冷却空気フ
ィルムはギャップの容積に制限されていないままとな
る。それどころか、この冷却空気はまず斜めの面取り部
または丸い面取り部に沿って保護冷却空気膜を形成し、
次いで熱ガス流によって取り囲まれた表面に向かって流
出する。縁部冷却孔および斜めの面取り部のこのように
設定された方向付けに基づき、冷却空気流は熱ガス流方
向に対してほぼ平行に流出し、これにより最適な冷却空
気フィルムが形成される。この構成も、ギャップ幅が製
造誤差および／または運転時の過渡的な条件に基づきゼ
ロにまで減じられている場合でも、縁部冷却孔が開いた
ままとなる、という利点を提供する。
ス流が第１のセグメントから第２のセグメントに向かう
速度成分を有する、ギャップの第１の部分領域におい
て、第１のセグメントの、ギャップに面した縁部に沿っ
て少なくとも１つの縁部冷却孔が設けられる。この縁部
冷却孔は表面と共に角度βを成しており、しかも熱ガス
流にさらされた表面に開口しているのではなく、両セグ
メントを分離するギャップに開口している。第２のセグ
メントの、熱ガス流によって負荷される縁部は、本発明
の第１の構成において説明したように角度αで斜めに面
取りされているか、または丸く面取りされている。この
場合、角度βは角度αを中心にして３０゜分の角度範囲
内に設定される。すなわち、角度αは角度βを設定する
ためのベースとなっており、この場合、角度βは少なく
とも理論的には角度αから±３０゜だけ偏倚することが
できる。上流側に位置する縁部冷却孔と、向かい合って
位置する縁部に設けられた、下流側に位置するセットバ
ック部とが接続されることにより、流出する冷却空気フ
ィルムはギャップの容積に制限されていないままとな
る。それどころか、この冷却空気はまず斜めの面取り部
または丸い面取り部に沿って保護冷却空気膜を形成し、
次いで熱ガス流によって取り囲まれた表面に向かって流
出する。縁部冷却孔および斜めの面取り部のこのように
設定された方向付けに基づき、冷却空気流は熱ガス流方
向に対してほぼ平行に流出し、これにより最適な冷却空
気フィルムが形成される。この構成も、ギャップ幅が製
造誤差および／または運転時の過渡的な条件に基づきゼ
ロにまで減じられている場合でも、縁部冷却孔が開いた
ままとなる、という利点を提供する。
【００２９】記載した全ての構成は本発明の枠内におい
て、臨界的な構成部分の熱負荷をできるだけ十分に減少
させる目的で互いに組み合わせることができる。本発明
を特にガスタービンのためのセグメント装置について説
明したが、しかし本発明は複数のセグメントから構成さ
れた、熱ガス流にさらされる全ての臨界的な構成部分、
たとえば熱シールド、燃焼器セグメント、燃焼器プレー
ト、回転羽根、案内羽根、回転羽根および案内羽根の内
側シュラウドバンドおよび外側シュラウドバンドならび
に回転羽根羽根および案内羽根のプラットホームにおい
て有利に使用され得る。本発明の使用領域はガスタービ
ンに限定されるものではなく、別の熱ガスシステム、た
とえば航空機タービンも本発明の枠内である。
て、臨界的な構成部分の熱負荷をできるだけ十分に減少
させる目的で互いに組み合わせることができる。本発明
を特にガスタービンのためのセグメント装置について説
明したが、しかし本発明は複数のセグメントから構成さ
れた、熱ガス流にさらされる全ての臨界的な構成部分、
たとえば熱シールド、燃焼器セグメント、燃焼器プレー
ト、回転羽根、案内羽根、回転羽根および案内羽根の内
側シュラウドバンドおよび外側シュラウドバンドならび
に回転羽根羽根および案内羽根のプラットホームにおい
て有利に使用され得る。本発明の使用領域はガスタービ
ンに限定されるものではなく、別の熱ガスシステム、た
とえば航空機タービンも本発明の枠内である。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。図面には、本発明を理解する
上で重要となる要素しか図示されていない。たとえば、
完全な案内羽根リング、燃焼器および排ガス管と煙道と
を備えたガスタービンの排ガスケーシングは図示されて
いない。
面につき詳しく説明する。図面には、本発明を理解する
上で重要となる要素しか図示されていない。たとえば、
完全な案内羽根リング、燃焼器および排ガス管と煙道と
を備えたガスタービンの排ガスケーシングは図示されて
いない。
【００３１】図１〜図４には、公知先行技術による環状
燃焼器を備えたガスタービンの案内羽根を種々の方向か
ら見た図が示されている。案内羽根は上下の多数のプラ
ットホーム、つまり上側のプラットホーム１０と下側の
プラットホーム１０′と、それぞれ上下のプラットホー
ム１０，１０′の間に配置された翼型部分１４とを有し
ている。上下のそれぞれ２つのプラットホーム（一般に
は「セグメント」と呼ばれる）は、ギャップ１２によっ
て互いに分離されている。
燃焼器を備えたガスタービンの案内羽根を種々の方向か
ら見た図が示されている。案内羽根は上下の多数のプラ
ットホーム、つまり上側のプラットホーム１０と下側の
プラットホーム１０′と、それぞれ上下のプラットホー
ム１０，１０′の間に配置された翼型部分１４とを有し
ている。上下のそれぞれ２つのプラットホーム（一般に
は「セグメント」と呼ばれる）は、ギャップ１２によっ
て互いに分離されている。
【００３２】図３には、相並んで位置する２つの上側の
プラットホーム１０を下から見た図が示されている。全
ての説明は、上下のプラットホームについて同様に該当
する。したがって、プラットホームを一般にセグメント
２０，２０′と呼ぶ。図３にはセグメントの表面に沿っ
て流れる熱ガス流４０の粒子経路、つまり流跡線が書き
込まれている。これらの流跡線はコンピュータシミュレ
ーションによるか、または既に十分に使用され尽くした
ガスタービンコンポーネントにおいて直接に測定するこ
とにより得られる。熱ガス流４０は主としてギャップ１
２に沿った速度成分を有している。しかし付加的に横方
向速度成分、つまりギャップ１２に沿った速度成分に対
して直交する横方向もしくは直角の速度成分も存在して
おり、この横方向速度成分に基づき、熱ガス流４０は１
つのセグメントからギャップ１２を介して隣接のセグメ
ントに向かって流れるようになる。図３では、横方向成
分が翼型部分１４の作用によってその前符号を逆転させ
る。点Ａと点Ｂとの間のギャップ１２の第１の部分領域
７０では、熱ガス流４０が第１のセグメント２０から第
２のセグメント２０′に向かって流れる。点Ｃと点Ｄと
の間のギャップ１２の第２の部分領域７４では、逆に熱
ガス流４０が第２のセグメント２０′から第１のセグメ
ント２０に向かって流れる。移行領域７２においては、
熱ガス流４０の方向がギャップ１２の延びる方向に対し
てほぼ平行である。
プラットホーム１０を下から見た図が示されている。全
ての説明は、上下のプラットホームについて同様に該当
する。したがって、プラットホームを一般にセグメント
２０，２０′と呼ぶ。図３にはセグメントの表面に沿っ
て流れる熱ガス流４０の粒子経路、つまり流跡線が書き
込まれている。これらの流跡線はコンピュータシミュレ
ーションによるか、または既に十分に使用され尽くした
ガスタービンコンポーネントにおいて直接に測定するこ
とにより得られる。熱ガス流４０は主としてギャップ１
２に沿った速度成分を有している。しかし付加的に横方
向速度成分、つまりギャップ１２に沿った速度成分に対
して直交する横方向もしくは直角の速度成分も存在して
おり、この横方向速度成分に基づき、熱ガス流４０は１
つのセグメントからギャップ１２を介して隣接のセグメ
ントに向かって流れるようになる。図３では、横方向成
分が翼型部分１４の作用によってその前符号を逆転させ
る。点Ａと点Ｂとの間のギャップ１２の第１の部分領域
７０では、熱ガス流４０が第１のセグメント２０から第
２のセグメント２０′に向かって流れる。点Ｃと点Ｄと
の間のギャップ１２の第２の部分領域７４では、逆に熱
ガス流４０が第２のセグメント２０′から第１のセグメ
ント２０に向かって流れる。移行領域７２においては、
熱ガス流４０の方向がギャップ１２の延びる方向に対し
てほぼ平行である。
【００３３】図４には、図２の４―４線に沿って断面し
た、２つのセグメント２０，２０′の間の接続個所の断
面図が示されている。両セグメント２０，２０′の内部
に配置された切欠き１８はシールストリップ１６を有し
ている。熱ガス流４０は両セグメント２０，２０′の表
面２２，２２′に沿って流れる。この場合、熱ガス流４
０の主成分は図４の図平面に突入する方向に向けられて
いる。付加的に一般には、図４に矢印で表した横方向が
存在する。このような方向付けにより、図４は、図３の
点Ａと点Ｂとの間の第１の部分領域７０における断面図
を示している。たとえば図４に示したように横方向成分
が第１のセグメント２０から第２のセグメント２０′に
向けられていると、経験によれば境界層２４がギャップ
１２で剥離する。境界層２４はたしかに第２のセグメン
ト２０′において再び形成されるが（符号２４′）、し
かしこの境界層２４′は縁部２６′のすぐ近くでは極め
て薄く形成される。これにより、縁部２６′の範囲に
は、セグメント材料の高められた熱負荷が生じる。
た、２つのセグメント２０，２０′の間の接続個所の断
面図が示されている。両セグメント２０，２０′の内部
に配置された切欠き１８はシールストリップ１６を有し
ている。熱ガス流４０は両セグメント２０，２０′の表
面２２，２２′に沿って流れる。この場合、熱ガス流４
０の主成分は図４の図平面に突入する方向に向けられて
いる。付加的に一般には、図４に矢印で表した横方向が
存在する。このような方向付けにより、図４は、図３の
点Ａと点Ｂとの間の第１の部分領域７０における断面図
を示している。たとえば図４に示したように横方向成分
が第１のセグメント２０から第２のセグメント２０′に
向けられていると、経験によれば境界層２４がギャップ
１２で剥離する。境界層２４はたしかに第２のセグメン
ト２０′において再び形成されるが（符号２４′）、し
かしこの境界層２４′は縁部２６′のすぐ近くでは極め
て薄く形成される。これにより、縁部２６′の範囲に
は、セグメント材料の高められた熱負荷が生じる。
【００３４】図５には、本発明の第１の構成に対応した
第１実施例が示されている。この第１実施例では、第１
のセグメント２０から第２のセグメント２０′に向かう
横方向成分において、熱ガス流４０によって負荷される
縁部を約３０゜の角度で斜めに面取りすることにより、
この縁部がセットバックされている、つまり後方にずら
されている（符号３０）。これにより、上流側に設置さ
れた第１のセグメント２０の境界層２４がギャップ１２
において剥離しなくなることが判った。斜めの面取り部
３０の深さＴは、この斜めの面取り部３０が、シールス
トリップ１６を有する切欠き１８にまで到達しないよう
に設定される。図６の（ａ）には、上で説明したような
斜めの面取り部３０が示されており、図６の（ｂ）およ
び（ｃ）には変化実施例が示されている。
第１実施例が示されている。この第１実施例では、第１
のセグメント２０から第２のセグメント２０′に向かう
横方向成分において、熱ガス流４０によって負荷される
縁部を約３０゜の角度で斜めに面取りすることにより、
この縁部がセットバックされている、つまり後方にずら
されている（符号３０）。これにより、上流側に設置さ
れた第１のセグメント２０の境界層２４がギャップ１２
において剥離しなくなることが判った。斜めの面取り部
３０の深さＴは、この斜めの面取り部３０が、シールス
トリップ１６を有する切欠き１８にまで到達しないよう
に設定される。図６の（ａ）には、上で説明したような
斜めの面取り部３０が示されており、図６の（ｂ）およ
び（ｃ）には変化実施例が示されている。
【００３５】図６の（ｂ）に示した変化実施例では、斜
めの面取り部３０の表面と、ギャップの内面２８′との
間の移行部が急峻に形成されているのではなく、丸く面
取りされて、たとえば楕円部分片３２の形を有してい
る。同じことは、斜めの面取り部３０の表面と、セグメ
ント２２′の不変の表面との間の移行部にも云える。こ
のような構成により、境界層の剥離の危険は一層減じら
れる。図６の（ｃ）には、セットバック部分全体を丸い
面取り部３４として形成することもできることが示され
ている。このことは、図６の（ｃ）に示したような１／
４楕円の形で行われると有利である。この楕円は長さＬ
もしくは深さＴの半軸を有している。この楕円部分にお
いて、図６の（ａ）に示した斜めの面取り部と比較可能
な角度は、両半軸の比により得られる。図６の（ｃ）で
は、この角度α＝ａｒｃｔａｎ（Ｔ／Ｌ）が、図６の
（ａ）の場合と等しい大きさ、つまり３０゜に設定され
ている。このような構成においても、ギャップにおける
境界層の剥離の危険は極めて少なくなる。
めの面取り部３０の表面と、ギャップの内面２８′との
間の移行部が急峻に形成されているのではなく、丸く面
取りされて、たとえば楕円部分片３２の形を有してい
る。同じことは、斜めの面取り部３０の表面と、セグメ
ント２２′の不変の表面との間の移行部にも云える。こ
のような構成により、境界層の剥離の危険は一層減じら
れる。図６の（ｃ）には、セットバック部分全体を丸い
面取り部３４として形成することもできることが示され
ている。このことは、図６の（ｃ）に示したような１／
４楕円の形で行われると有利である。この楕円は長さＬ
もしくは深さＴの半軸を有している。この楕円部分にお
いて、図６の（ａ）に示した斜めの面取り部と比較可能
な角度は、両半軸の比により得られる。図６の（ｃ）で
は、この角度α＝ａｒｃｔａｎ（Ｔ／Ｌ）が、図６の
（ａ）の場合と等しい大きさ、つまり３０゜に設定され
ている。このような構成においても、ギャップにおける
境界層の剥離の危険は極めて少なくなる。
【００３６】図３に示したように、この実施例において
も翼型部分１４の作用によって熱ガス流の速度の横方向
成分はその前符号を逆転させる。ギャップの第１の部分
領域、つまり熱ガス流が第１のセグメント２０から第２
のセグメント２０′に向かって流れる部分領域では、第
２のセグメント２０′の、熱ガス流によって負荷される
縁部が斜めに面取りされている。図７および図８には、
ギャップの第２の部分領域７４、つまり熱ガス流が第２
のセグメント２０′から第１のセグメント２０に向かっ
て流れる部分領域において、第１のセグメント２０の、
熱ガス流によって負荷される縁部が斜めに面取りされて
いることが示されている。移行領域７２、つまり熱ガス
流の方向がギャップ１２の延びる方向に対してほぼ平行
となる領域では、両セグメント２０，２０′に設けられ
た斜めの面取り部の深さが徐々にゼロにまで減じられ
る。
も翼型部分１４の作用によって熱ガス流の速度の横方向
成分はその前符号を逆転させる。ギャップの第１の部分
領域、つまり熱ガス流が第１のセグメント２０から第２
のセグメント２０′に向かって流れる部分領域では、第
２のセグメント２０′の、熱ガス流によって負荷される
縁部が斜めに面取りされている。図７および図８には、
ギャップの第２の部分領域７４、つまり熱ガス流が第２
のセグメント２０′から第１のセグメント２０に向かっ
て流れる部分領域において、第１のセグメント２０の、
熱ガス流によって負荷される縁部が斜めに面取りされて
いることが示されている。移行領域７２、つまり熱ガス
流の方向がギャップ１２の延びる方向に対してほぼ平行
となる領域では、両セグメント２０，２０′に設けられ
た斜めの面取り部の深さが徐々にゼロにまで減じられ
る。
【００３７】図９には、本発明の第２の構成に対応した
第２実施例が示されている。図９の断面図は、熱ガス流
の速度の横方向成分が第１のセグメント２０から第２の
セグメント２０′に向いている事例を示している。この
ような方向付けを有するギャップの部分領域では、第１
のセグメント２０の、ギャップ１２に面した縁部２６に
沿って多数のフィルム冷却孔５２が設けられている。こ
れらのフィルム冷却孔５２は、第１のセグメント２０の
背面に設けられた対応する冷却空気室５０を、熱ガス流
にさらされた表面２２に接続している。円筒状のフィル
ム冷却孔５２は熱ガス流にさらされた表面２２に向かっ
てホッパ状に開いている（開口部５４）。フィルム冷却
孔５２の軸線はギャップ１２に向けられていて、しかも
表面２２と共に約３５゜の角度を成している。
第２実施例が示されている。図９の断面図は、熱ガス流
の速度の横方向成分が第１のセグメント２０から第２の
セグメント２０′に向いている事例を示している。この
ような方向付けを有するギャップの部分領域では、第１
のセグメント２０の、ギャップ１２に面した縁部２６に
沿って多数のフィルム冷却孔５２が設けられている。こ
れらのフィルム冷却孔５２は、第１のセグメント２０の
背面に設けられた対応する冷却空気室５０を、熱ガス流
にさらされた表面２２に接続している。円筒状のフィル
ム冷却孔５２は熱ガス流にさらされた表面２２に向かっ
てホッパ状に開いている（開口部５４）。フィルム冷却
孔５２の軸線はギャップ１２に向けられていて、しかも
表面２２と共に約３５゜の角度を成している。
【００３８】第２のセグメント２０′の、ギャップ１２
に面した縁部２６′には、この縁部２６′に沿って、多
数の縁部冷却孔５６が設けられている。これらの縁部冷
却孔５６は円筒状に成形されていて、約３０゜の角度で
ギャップ１２に向けられている。縁部冷却孔５６は熱ガ
ス流にさらされた表面２２′に開口しているのではな
く、ギャップ１２に開口している。縁部冷却孔５６はギ
ャップ１２内に、侵入する熱ガスを冷却する冷却空気を
供給する。それに対して、フィルム冷却孔５２は熱ガス
流によって負荷される縁部２６′の近傍に冷却空気膜、
つまり冷却空気フィルムを形成し、この冷却空気フィル
ムが縁部２６′を冷却し、かつ保護する。フィルム冷却
孔５２および縁部冷却孔５６と、表面２２，２２′との
間の設定された角度に基づき、渦流形成、ひいては空気
力学的な損失はできるだけ回避される。特に留意すべき
点は、流出する冷却空気が直ちに熱ガス内に吹き込まれ
ないように縁部冷却孔５６の角度をなだらかに、つまり
小さく保持することである。なぜならば、さもないと冷
却空気が熱ガスの流れ方向とは反対の方向に吹き出され
るので、著しい損失が生じてしまうからである。
に面した縁部２６′には、この縁部２６′に沿って、多
数の縁部冷却孔５６が設けられている。これらの縁部冷
却孔５６は円筒状に成形されていて、約３０゜の角度で
ギャップ１２に向けられている。縁部冷却孔５６は熱ガ
ス流にさらされた表面２２′に開口しているのではな
く、ギャップ１２に開口している。縁部冷却孔５６はギ
ャップ１２内に、侵入する熱ガスを冷却する冷却空気を
供給する。それに対して、フィルム冷却孔５２は熱ガス
流によって負荷される縁部２６′の近傍に冷却空気膜、
つまり冷却空気フィルムを形成し、この冷却空気フィル
ムが縁部２６′を冷却し、かつ保護する。フィルム冷却
孔５２および縁部冷却孔５６と、表面２２，２２′との
間の設定された角度に基づき、渦流形成、ひいては空気
力学的な損失はできるだけ回避される。特に留意すべき
点は、流出する冷却空気が直ちに熱ガス内に吹き込まれ
ないように縁部冷却孔５６の角度をなだらかに、つまり
小さく保持することである。なぜならば、さもないと冷
却空気が熱ガスの流れ方向とは反対の方向に吹き出され
るので、著しい損失が生じてしまうからである。
【００３９】第１実施例の場合と同様に、第２実施例に
おいても翼型部分１４の作用によって熱ガス流の速度の
横方向成分はその前符号を逆転させる。熱ガス流４０が
第１のセグメント２０から第２のセグメント２０′に向
かって流れる、ギャップ１２の第１の部分領域７０で
は、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが、上で説
明したように配置されている。熱ガス流４０が第２のセ
グメント２０′から第１のセグメント２０に向かって流
れる、ギャップ１２の第２の部分領域７４では、フィル
ム冷却孔５２と縁部冷却孔５６の配置が置き換えられて
いる。すなわち、フィルム冷却孔５２が、第２のセグメ
ント２０′の、ギャップ１２に面した縁部２６′に沿っ
て設けられており、縁部冷却孔５６が、第１のセグメン
ト２０の、ギャップ１２に面した縁部２６に沿って設け
られている。第１の部分領域７０と第２の部分領域７４
との間の移行領域７２では、熱ガス流４０がギャップの
延びる方向に対してほぼ平行に流れる。本発明の第２の
構成では、この移行領域７２において両セグメント２
０，２０′のそれぞれギャップ１２に面した縁部２６，
２６′に沿って縁部冷却孔５６が設けられており、フィ
ルム冷却孔５２は設けられていない。
おいても翼型部分１４の作用によって熱ガス流の速度の
横方向成分はその前符号を逆転させる。熱ガス流４０が
第１のセグメント２０から第２のセグメント２０′に向
かって流れる、ギャップ１２の第１の部分領域７０で
は、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが、上で説
明したように配置されている。熱ガス流４０が第２のセ
グメント２０′から第１のセグメント２０に向かって流
れる、ギャップ１２の第２の部分領域７４では、フィル
ム冷却孔５２と縁部冷却孔５６の配置が置き換えられて
いる。すなわち、フィルム冷却孔５２が、第２のセグメ
ント２０′の、ギャップ１２に面した縁部２６′に沿っ
て設けられており、縁部冷却孔５６が、第１のセグメン
ト２０の、ギャップ１２に面した縁部２６に沿って設け
られている。第１の部分領域７０と第２の部分領域７４
との間の移行領域７２では、熱ガス流４０がギャップの
延びる方向に対してほぼ平行に流れる。本発明の第２の
構成では、この移行領域７２において両セグメント２
０，２０′のそれぞれギャップ１２に面した縁部２６，
２６′に沿って縁部冷却孔５６が設けられており、フィ
ルム冷却孔５２は設けられていない。
【００４０】図１０に示した下から見た図から判るよう
に、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とは、互いに
横方向にずらされて配置されていると有利である。別の
実施例では、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６と
が、所定の横方向の迎え角γを有していて、この場合、
全ての部分領域に設けられたフィルム冷却孔５２および
縁部冷却孔５６の軸線がほぼ熱ガス流４０の流れ方向に
沿って向けられている。図１１には図面を見易くする目
的で、フィルム冷却孔５２しか書き込まれていないが、
しかし、相応する迎え角で設置された縁部冷却孔５６も
有利な構成に同じく含まれている。
に、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とは、互いに
横方向にずらされて配置されていると有利である。別の
実施例では、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６と
が、所定の横方向の迎え角γを有していて、この場合、
全ての部分領域に設けられたフィルム冷却孔５２および
縁部冷却孔５６の軸線がほぼ熱ガス流４０の流れ方向に
沿って向けられている。図１１には図面を見易くする目
的で、フィルム冷却孔５２しか書き込まれていないが、
しかし、相応する迎え角で設置された縁部冷却孔５６も
有利な構成に同じく含まれている。
【００４１】第３実施例（図１２）では、本発明の第１
の構成と第２の構成とが有利に組み合わされる。この場
合、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが、第２実
施例の場合と同様に設けられている。それに加えて、各
セグメントの、熱ガスによって負荷される縁部が、第１
実施例の場合と同様に斜めに面取りされている。斜めの
面取り部３０と縁部冷却孔５６とは、斜めの面取り部３
０の深さが、ギャップ１２の内面２８′に開口した縁部
冷却孔５６の開口部にまで達するように互いに調和され
ている。これにより、縁部冷却孔５６のギャップ側の端
範囲は斜めの面取り部３０によって捕捉され、縁部冷却
孔５６は、ギャップ幅が製造誤差または運転時の過渡的
条件（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ．Ｂｅｄｉｎｇｕｎｇｅｎ）
に基づきゼロにまで減じられている場合でも、開いたま
まとなる。個々の部分領域におけるセグメントの構成は
第１実施例もしくは第２実施例において説明した通りで
ある。
の構成と第２の構成とが有利に組み合わされる。この場
合、フィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが、第２実
施例の場合と同様に設けられている。それに加えて、各
セグメントの、熱ガスによって負荷される縁部が、第１
実施例の場合と同様に斜めに面取りされている。斜めの
面取り部３０と縁部冷却孔５６とは、斜めの面取り部３
０の深さが、ギャップ１２の内面２８′に開口した縁部
冷却孔５６の開口部にまで達するように互いに調和され
ている。これにより、縁部冷却孔５６のギャップ側の端
範囲は斜めの面取り部３０によって捕捉され、縁部冷却
孔５６は、ギャップ幅が製造誤差または運転時の過渡的
条件（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ．Ｂｅｄｉｎｇｕｎｇｅｎ）
に基づきゼロにまで減じられている場合でも、開いたま
まとなる。個々の部分領域におけるセグメントの構成は
第１実施例もしくは第２実施例において説明した通りで
ある。
【００４２】図１３に示した第４実施例では、やはりフ
ィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが第２実施例の場
合と同様に設けられており、そして各セグメントの、熱
ガスによって負荷される縁部が第１実施例の場合と同様
に斜めに面取りされている。しかし第３実施例とは異な
り、斜めの面取り部３０の深さは縁部冷却孔５６にまで
到達していない。付加的に、第１のセグメント２０の、
ギャップ１２に面した内面が、ほぼ放物面状の切欠き５
８を備えているので、縁部冷却孔５６から流出した冷却
空気流６０は切欠き５８において変向される。縁部冷却
孔５６の内部における冷却空気流６０は熱ガス流４０と
はほぼ反対の方向に流れるが、切欠き５８における変向
によって冷却空気流６０は第２のセグメント２０′の表
面２２′において、熱ガス流４０に対してほぼ平行にギ
ャップ１２から流出する。これにより、望ましくない渦
流形成ができるだけ回避され、しかも保護作用を有する
冷却空気フィルムが縁部冷却孔５６によっても提供され
る。第２の部分領域においては、これまでの実施例の場
合と同様にフィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが置
き換えられており、そして斜めの面取り部３０と切欠き
５８も置き換えられている。移行領域では第２実施例の
場合と同様に、ギャップの両側に縁部冷却孔５６が配置
されており、斜めの面取り部３０の深さは徐々にゼロに
まで減じられる。ギャップの内面２８，２８′に切欠き
５８は設けられていない。
ィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが第２実施例の場
合と同様に設けられており、そして各セグメントの、熱
ガスによって負荷される縁部が第１実施例の場合と同様
に斜めに面取りされている。しかし第３実施例とは異な
り、斜めの面取り部３０の深さは縁部冷却孔５６にまで
到達していない。付加的に、第１のセグメント２０の、
ギャップ１２に面した内面が、ほぼ放物面状の切欠き５
８を備えているので、縁部冷却孔５６から流出した冷却
空気流６０は切欠き５８において変向される。縁部冷却
孔５６の内部における冷却空気流６０は熱ガス流４０と
はほぼ反対の方向に流れるが、切欠き５８における変向
によって冷却空気流６０は第２のセグメント２０′の表
面２２′において、熱ガス流４０に対してほぼ平行にギ
ャップ１２から流出する。これにより、望ましくない渦
流形成ができるだけ回避され、しかも保護作用を有する
冷却空気フィルムが縁部冷却孔５６によっても提供され
る。第２の部分領域においては、これまでの実施例の場
合と同様にフィルム冷却孔５２と縁部冷却孔５６とが置
き換えられており、そして斜めの面取り部３０と切欠き
５８も置き換えられている。移行領域では第２実施例の
場合と同様に、ギャップの両側に縁部冷却孔５６が配置
されており、斜めの面取り部３０の深さは徐々にゼロに
まで減じられる。ギャップの内面２８，２８′に切欠き
５８は設けられていない。
【００４３】図１４に示した第５実施例では、熱ガス流
４０が第１のセグメント２０から第２のセグメント２
０′に向かう速度成分を有する、ギャップの第１の部分
領域７０において、第１のセグメント２０の、ギャップ
１２に面した縁部２６に沿って多数の縁部冷却孔６２が
設けられている。これらの縁部冷却孔６２は第１のセグ
メント２０の表面２２と共に約４０゜の角度βを成して
いる。これらの縁部冷却孔６２は、熱ガス流４０にさら
された表面２２に開口しているのではなく、ギャップ１
２に開口している。第２のセグメント２０′の、熱ガス
流４０によって負荷される縁部２６′は、第１実施例の
場合と同様に約３０゜の角度αで斜めに面取りされてい
る。上流側に位置する縁部冷却孔６２と、下流側に位置
する斜めの面取り部３０との組合せにより、縁部冷却孔
６２から流出した冷却空気流６４はギャップ１２の容積
に制限されないままとなり、それどころか冷却空気流６
４は斜めの面取り部３０に沿って、保護作用を有する冷
却空気膜を形成し、次いで熱ガス流４０によって取り囲
まれる表面２２′に流出する。縁部冷却孔６２および斜
めの面取り部３０の設定された方向付けに基づき、冷却
空気流６４は熱ガス流４の流れ方向に対してほぼ平行に
流出し、このことは望ましくない渦流形成および空気力
学的損失を回避して、冷却空気の最適化された作用をも
たらす。
４０が第１のセグメント２０から第２のセグメント２
０′に向かう速度成分を有する、ギャップの第１の部分
領域７０において、第１のセグメント２０の、ギャップ
１２に面した縁部２６に沿って多数の縁部冷却孔６２が
設けられている。これらの縁部冷却孔６２は第１のセグ
メント２０の表面２２と共に約４０゜の角度βを成して
いる。これらの縁部冷却孔６２は、熱ガス流４０にさら
された表面２２に開口しているのではなく、ギャップ１
２に開口している。第２のセグメント２０′の、熱ガス
流４０によって負荷される縁部２６′は、第１実施例の
場合と同様に約３０゜の角度αで斜めに面取りされてい
る。上流側に位置する縁部冷却孔６２と、下流側に位置
する斜めの面取り部３０との組合せにより、縁部冷却孔
６２から流出した冷却空気流６４はギャップ１２の容積
に制限されないままとなり、それどころか冷却空気流６
４は斜めの面取り部３０に沿って、保護作用を有する冷
却空気膜を形成し、次いで熱ガス流４０によって取り囲
まれる表面２２′に流出する。縁部冷却孔６２および斜
めの面取り部３０の設定された方向付けに基づき、冷却
空気流６４は熱ガス流４の流れ方向に対してほぼ平行に
流出し、このことは望ましくない渦流形成および空気力
学的損失を回避して、冷却空気の最適化された作用をも
たらす。
【図１】公知先行技術によるガスタービンの案内羽根プ
ラットホームの斜視図である。
ラットホームの斜視図である。
【図２】図１の矢印２の方向から見た案内羽根プラット
ホームの側面図である。
ホームの側面図である。
【図３】図２の３―３線の方向でプラットホームを下か
ら見た図である。
ら見た図である。
【図４】図２の４―４線の方向で２つのプラットホーム
セグメントの接続個所を断面した図である。
セグメントの接続個所を断面した図である。
【図５】本発明の第１実施例によるプラットホームセグ
メントの断面図である。
メントの断面図である。
【図６】図５に示した下流側のセグメントに設けられた
面取り部の３つの実施例（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を
示す断面図である。
面取り部の３つの実施例（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を
示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施例によるプラットホームセグ
メントを下から見た図である。
メントを下から見た図である。
【図８】高圧タービンの案内羽根を形成する本発明の第
１実施例に対応した２つのプラットホームセグメントの
斜視図である。
１実施例に対応した２つのプラットホームセグメントの
斜視図である。
【図９】本発明の第２実施例によるプラットホームセグ
メントの接続個所を断面した図である。
メントの接続個所を断面した図である。
【図１０】本発明の第２実施例の１構成による２つのプ
ラットホームセグメントの部分領域の平面図である。
ラットホームセグメントの部分領域の平面図である。
【図１１】本発明の第２実施例の別の構成による２つの
プラットホームセグメントの部分領域の平面図である。
プラットホームセグメントの部分領域の平面図である。
【図１２】本発明の第３実施例によるプラットホームセ
グメントの接続個所を断面した図である。
グメントの接続個所を断面した図である。
【図１３】本発明の第４実施例によるプラットホームセ
グメントの接続個所を断面した図である。
グメントの接続個所を断面した図である。
【図１４】本発明の第５実施例によるプラットホームセ
グメントの接続個所を断面した図である。
グメントの接続個所を断面した図である。
１０，１０′ プラットホーム、 １２ ギャップ、
１４ 翼型部分、 １６ シールストリップ、 １８
切欠き、 ２０，２０′ セグメント、 ２２，２２′
表面、 ２４，２４′ 境界層、 ２６，２６′ 縁
部、 ２８，２８′ 内面、 ３０ 斜めの面取り部、
３２ 楕円部分片、 ３４ 丸い面取り部、 ４０
熱ガス流、 ５０，５０′ 冷却空気室、 ５２ フィ
ルム冷却孔、 ５４ 開口部、 ５６ 縁部冷却孔、
５８ 切欠き、 ６０ 冷却空気流、 ６２ 縁部冷却
孔、 ６４ 冷却空気流、 ７０ 第１の部分領域、
７２ 移行領域、 ７４ 第２の部分領域
１４ 翼型部分、 １６ シールストリップ、 １８
切欠き、 ２０，２０′ セグメント、 ２２，２２′
表面、 ２４，２４′ 境界層、 ２６，２６′ 縁
部、 ２８，２８′ 内面、 ３０ 斜めの面取り部、
３２ 楕円部分片、 ３４ 丸い面取り部、 ４０
熱ガス流、 ５０，５０′ 冷却空気室、 ５２ フィ
ルム冷却孔、 ５４ 開口部、 ５６ 縁部冷却孔、
５８ 切欠き、 ６０ 冷却空気流、 ６２ 縁部冷却
孔、 ６４ 冷却空気流、 ７０ 第１の部分領域、
７２ 移行領域、 ７４ 第２の部分領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェルゲン フェルバー ドイツ連邦共和国 キュッサベルク クレ ットガウシュトラーセ 12 (72)発明者 ケネス ホール アメリカ合衆国 ジョージア ゲインズヴ ィル ブリッジウォーター サークル 2633 (72)発明者 ミヒャエル ホック ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ケーニギ ンシュトラーセ 107 (72)発明者 ファティ タラダ スイス国 ケーアザッツ ザントビュール シュトラーセ ７ (72)発明者 ベルンハルト ヴァイガント ドイツ連邦共和国 ヴァルツフート−ティ ーンゲン ヘーベルシュトラーセ 15
Claims (25)
- 【請求項１】 相並んで配置されかつそれぞれ所定のギ
ャップ（１２）によって互いに分離された複数のセグメ
ント（２０，２０´）を有する、プラットホームのため
のセグメント装置であって、当該セグメント装置の表面
に沿って熱ガス流（４０）が流れるようになっており、
ギャップ（１２）の少なくとも１つの部分領域（７０）
で、熱ガス流（４０）が、ギャップ（１２）の延びる方
向に対して直角に第１のセグメント（２０）から第２の
セグメント（２０´）に向かう速度成分を有している形
式のものにおいて、前記部分領域（７０）で、第２のセ
グメント（２０´）の表面（２２´）の、ギャップ（１
２）に面した縁部（２６´）が斜めに面取りされている
か、または丸く面取りされていることを特徴とする、プ
ラットホームのためのセグメント装置。 - 【請求項２】 ギャップ（１２）の第２の部分領域（７
４）で熱ガス流（４０）が、ギャップ（１２）の延びる
方向に対して直角に第２のセグメント（２０´）から第
１のセグメント（２０）に向かう速度成分を有してお
り、前記第２の部分領域（７４）で、第１のセグメント
（２０）の表面（２２）の、ギャップ（１２）に面した
縁部（２６）が斜めに面取りされているか、または丸く
面取りされている、請求項１記載のセグメント装置。 - 【請求項３】 第１の部分領域（７０）と第２の部分領
域（７４）との間に移行領域（７２）が配置されてお
り、該移行領域（７２）で熱ガス流（４０）が、ほぼギ
ャップ（１２）の延びる方向に沿って流れるようになっ
ており、前記移行領域（７２）で、第１の部分領域（７
０）と第２の部分領域（７４）とに設けられた斜めの面
取り部（３０）または丸い面取り部（３４）が、徐々に
ゼロにまで引き戻されている、請求項２記載のセグメン
ト装置。 - 【請求項４】 両セグメント（２０，２０´）の前記縁
部（２６，２６´）が、所定の角度αで斜めに面取りさ
れており、ただし角度αは１〜６０゜である、請求項１
から３までのいずれか１項記載のセグメント装置。 - 【請求項５】 各セグメント（２０）の斜めに面取りさ
れた面（３０）と内面（２８）との間の移行部および／
または各セグメント（２０）の斜めに面取りされた面
（３０）と、斜めに面取りされていない表面（２２）と
の間の移行部が、楕円部分片（３２）の形で丸く面取り
されている、請求項４記載のセグメント装置。 - 【請求項６】 両セグメント（２０，２０´）の前記縁
部（２６，２６´）が、１／４楕円の形で丸く面取りさ
れており、楕円が長さＬもしくはＴの半軸を有してお
り、ただし角度α＝ａｃｔａｎＴ／Ｌが１〜６０゜であ
る、請求項１から３までのいずれか１項記載のセグメン
ト装置。 - 【請求項７】 ギャップ（１２）内で切欠き（１８）に
シールストリップ（１６）が配置されており、前記斜め
の面取り部（３０）または前記丸い面取り部（３４）が
前記切欠き（１８）に到達しないように前記斜めの面取
り部（３０）または前記丸い面取り部（３４）の深さが
常に小さく設定されている、請求項１から６までのいず
れか１項記載のセグメント装置。 - 【請求項８】 相並んで配置されかつそれぞれ所定のギ
ャップ（１２）によって互いに分離された複数のセグメ
ント（２０，２０´）を有する、プラットホームのため
のセグメント装置であって、当該セグメント装置の表面
に沿って熱ガス流（４０）が流れるようになっており、
ギャップ（１２）の少なくとも１つの部分領域（７０）
で、熱ガス流（４０）が、ギャップ（１２）の延びる方
向に対して直角に第１のセグメント（２０）から第２の
セグメント（２０´）に向かう速度成分を有している形
式のものにおいて、前記部分領域（７０）で、第１のセ
グメント（２０）の、ギャップ（１２）に面した縁部
（２６）に沿って、少なくとも１つのフィルム冷却孔
（５２）が、第１のセグメント（２０）に対応した冷却
空気室（５０）を、熱ガス流（４０）にさらされた表面
（２２）に接続しており、かつ／または前記部分領域
（７０）で、第２のセグメント（２０′）の、ギャップ
（１２）に面した縁部（２６′）に沿って、少なくとも
１つの縁部冷却孔（５６）が、第２のセグメント（２
０′）に対応した冷却空気室（５０′）を、ギャップ
（１２）の内面（２８′）に接続していることを特徴と
する、プラットホームのためのセグメント装置。 - 【請求項９】 ギャップ（１２）の第２の部分領域（７
４）で、熱ガス流（４０）が、ギャップ（１２）の延び
る方向に対して直角に第２のセグメント（２０´）から
第１のセグメント（２０）に向かう速度成分を有してお
り、前記第２の部分領域（７４）で、第２のセグメント
（２０′）の、ギャップ（１２）に面した縁部（２
６′）に沿って、少なくとも１つのフィルム冷却孔（５
２）が、第２のセグメント（２０′）に対応した冷却空
気室（５０′）を、熱ガス流（４０）にさらされた表面
（２２′）に接続しており、かつ／または前記第２の部
分領域（７４）で、第１のセグメント（２０）の、ギャ
ップ（１２）に面した縁部（２６）に沿って、少なくと
も１つの縁部冷却孔（５６）が、第１のセグメント（２
０）に対応した冷却空気室（５０）を、ギャップ（１
２）の内面（２８）に接続している、請求項８記載のセ
グメント装置。 - 【請求項１０】 第１の部分領域（７０）と第２の部分
領域（７４）との間に移行領域（７２）が配置されてお
り、該移行領域（７２）で熱ガス流（４０）がほぼギャ
ップ（１２）の延びる方向に沿って流れており、前記移
行領域（７２）で両セグメント（２０，２０′）の、ギ
ャップ（１２）に面した縁部（２６，２６′）に沿っ
て、少なくとも１つの縁部冷却孔（５６）が、両セグメ
ント（２０，２０′）に対応した冷却空気室（５０，５
０′）のうちの少なくとも１つの冷却空気室を、ギャッ
プ（１２）の内面（２８，２８′）に接続している、請
求項９記載のセグメント装置。 - 【請求項１１】 前記フィルム冷却孔（５２）の軸線が
ギャップ（１２）に向けられていて、当該フィルム冷却
孔（５２）を有するセグメント（２０）の表面（２２）
と共に１０〜５０゜の角度を成しており、かつ／または
前記縁部冷却孔（５６）の軸線がギャップ（１２）に向
けられていて、当該縁部冷却孔（５６）を有するセグメ
ント（２０′）の表面（２２′）と共に５〜５０゜の角
度を成している、請求項８から１０までのいずれか１項
記載のセグメント装置。 - 【請求項１２】 前記フィルム冷却孔（５２）が円筒状
にかつ／またはホッパ状に成形されており、かつ／また
は前記縁部冷却孔（５６）が円筒状に成形されている、
請求項８から１１までのいずれか１項記載のセグメント
装置。 - 【請求項１３】 前記フィルム冷却孔（５２）が、対応
する冷却空気室（５０）に面した側では円筒状に成形さ
れていて、熱ガス流に面した側ではホッパ状の開口部
（５４）を有している、請求項８から１２までのいずれ
か１項記載のセグメント装置。 - 【請求項１４】 前記フィルム冷却孔（５２）と前記縁
部冷却孔（５６）とが、互いに横方向にずらされて配置
されている、請求項８から１３までのいずれか１項記載
のセグメント装置。 - 【請求項１５】 前記フィルム冷却孔（５２）および／
または前記縁部冷却孔（５６）が、横方向の所定の迎え
角γを有している、請求項８から１４までのいずれか１
項記載のセグメント装置。 - 【請求項１６】 前記フィルム冷却孔（５２）の軸線お
よび／または前記縁部冷却孔（５６）の軸線が、ほぼ熱
ガス流（４０）の流れ方向に沿って向けられている、請
求項１５記載のセグメント装置。 - 【請求項１７】 各セグメント（２０，２０′）の縁部
（２６，２６′）の、熱ガス流（４０）によって負荷さ
れる部分領域（７０，７４）が、それぞれ斜めに面取り
されているか、または丸く面取りされている、請求項８
から１６までのいずれか１項記載のセグメント装置。 - 【請求項１８】 各セグメント（２０，２０′）の縁部
（２６，２６′）の、熱ガス流（４０）によって負荷さ
れる部分領域（７０，７４）が、それぞれ斜めに面取り
されているか、または丸く面取りされており、前記移行
領域（７２）で前記部分領域（７０，７４）の斜めの面
取り部（３０）または丸い面取り部（３４）が、徐々に
ゼロにまで引き戻されている、請求項１０から１６まで
のいずれか１項記載のセグメント装置。 - 【請求項１９】 各セグメント（２０，２０′）の前記
縁部（２６，２６′）が、角度αで斜めに面取りされて
おり、ただしαは１〜６０゜である、請求項１７または
１８記載のセグメント装置。 - 【請求項２０】 各セグメント（２０）の斜めに面取り
された面（３０）と、内面（２８）との間の移行部およ
び／または各セグメント（２０）の斜めに面取りされた
面（３０）と、斜めに面取りされていない表面（２２）
との間の移行部が、楕円部分片（３２）の形で丸く面取
りされている、請求項１９記載のセグメント装置。 - 【請求項２１】 各セグメント（２０，２０′）の前記
縁部（２６，２６′）が、１／４楕円（３４）の形に丸
く面取りされており、楕円が長さＬもしくはＴを有して
おり、ただし角度α＝ａｒｃｔａｎＴ／Ｌが１〜６０゜
である、請求項１７または１８記載のセグメント装置。 - 【請求項２２】 前記斜めの面取り部（３０）または前
記丸い面取り部（３４）がギャップ（１２）の内面（２
８′）に開口した前記縁部冷却孔（５６）の開口部にま
で到達するように、前記斜めの面取り部（３０）または
前記丸い面取り部（３４）の深さが設定されている、請
求項１７から２１までのいずれか１項記載のセグメント
装置。 - 【請求項２３】 前記斜めの面取り部（３０）または前
記丸い面取り部（３４）がギャップ（１２）の内面（２
８′）に開口した前記縁部冷却孔（５６）の開口部にま
で到達しないように、前記斜めの面取り部（３０）また
は前記丸い面取り部（３４）の深さが設定されており、
前記フィルム冷却孔を備えた各セグメント（２０）の内
面（２８）が、凹面状の切欠き（５８）を備えている、
請求項１７から２１までのいずれか１項記載のセグメン
ト装置。 - 【請求項２４】 ギャップ（１２）内でシールストリッ
プ（１６）が切欠き（１８）に配置されており、該切欠
き（１８）に前記斜めの面取り部（３０）または前記丸
い面取り部（３４）が到達しないように、前記斜めの面
取り部（３０）または前記丸い面取り部（３４）の深さ
が常に小さく設定されている、請求項１７から２３まで
のいずれか１項記載のセグメント装置。 - 【請求項２５】 それぞれ一方のセグメント（２０′）
の、斜めの面取り部（３０）または丸い面取り部（３
４）を備えた部分領域にギャップ（１２）で向かい合っ
て位置する他方のセグメント（２０）の部分領域（７
０）で、該他方のセグメント（２０）の、ギャップ（１
２）に面した縁部（２６）に沿って、少なくとも１つの
縁部冷却孔（６２）が、前記他方のセグメント（２０）
に対応した冷却空気室（５０）を、ギャップ（１２）の
内面（２８）に接続しており、前記縁部冷却孔（６２）
の軸線が、前記他方のセグメント（２０）の表面（２
２）と共に所定の角度βを成しており、ただしβが、前
記斜めの面取り部（３０）または前記丸い面取り部（３
４）によって規定された角度αを中心にしてを３０゜の
角度間隔内にある、請求項１から７までのいずれか１項
記載のセグメント装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH97810659.9 | 1997-09-15 | ||
| EP97810659A EP0902167B1 (de) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Kühlvorrichtung für Gasturbinenkomponenten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148303A true JPH11148303A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=8230377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10261684A Pending JPH11148303A (ja) | 1997-09-15 | 1998-09-16 | プラットホームのためのセグメント装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6261053B1 (ja) |
| EP (2) | EP0902167B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11148303A (ja) |
| CN (1) | CN1288329C (ja) |
| DE (1) | DE59710924D1 (ja) |
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