JPH11500507A - 冷却式シュラウドを備えたガスタービン翼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガスタービン翼が、翼幹部の先端部から外方に延びるシュラウドを有する。シュラウドは、その中に形成された冷却用空気通路で冷却される。半径方向冷却空気供給孔が冷却用空気を翼根部から翼幹部を通ってシュラウドに直接差し向ける。複数の冷却用空気通路が、シュラウドが隣の翼のシュラウドと接触する箇所である支承面に隣接した状態で供給孔から延びている。これら冷却用空気孔のうち一つは、翼幹部の凸状面から突出したシュラウドの部分内に形成され、冷却用空気孔のうち別の一つは、翼幹部の凹状面から突出したシュラウドの部分内に形成されている。冷却用空気孔は、シュラウドの縁まで延びていて、冷却用空気を縁に形成された開口部を通って放出する。

Description

【発明の詳細な説明】 冷却式シュラウドを備えたガスタービン翼 発明の背景 本発明は、ガスタービンの回転翼に関する。特に、本発明はガスタービン翼の シュラウドの冷却に関する。 ガスタービンは代表的には、圧縮空気を生じさせるための圧縮機区分を含む。 燃料がこの圧縮空気の一部と混合して一または二以上の燃焼器内で燃焼させ、そ れにより高温圧縮ガスを生じさせる。次に高温が圧縮ガスをタービン区分内で膨 張させて回転軸出力を生じさせる。 タービン区分は代表的には、複数の交互に並んだ静翼列と回転翼列を有してい る。回転翼は各々、翼幹部及び回転翼をロータに取り付けるための翼根部を有す る。 回転翼は燃焼器から排出される高温圧縮ガスにさらされるので、これら構成部 品を冷却することが最重要である。従来、冷却を行うには、圧縮機からの圧縮空 気の一部を抽気し（これを次に冷却しても、或いは冷却しなくてもよい）、これ をタービン区分に差し向け、それにより燃焼器をバイパスさせている。タービン への導入後、冷却用空気は、動翼の翼幹部に形成された半径方向通路を通って流 れる。代表的には、半径方向通路は、冷却用空気を翼先端部のところで半径方向 外方へ放出する。さらに、多くの小さな軸方向通路が、半径方向通路のうち一又 は二以上から延びていて、冷却用空気を翼幹部の表面上、例えば前縁及び後縁又 は負圧面及び正圧面上に差し向ける。冷却用空気が回転翼を出た後、タービン区 分を通って流れる高温ガスに入りこれと混じり合う。 タービン翼の中には、翼先端部のところで翼幹部から外方へ突出したシュラウ ドを有するものがある。かかるシュラウドは、翼先端部を通る高温ガス漏れを棒 するのに役立つ。加うるに、もしシュラウドがインターロック形式のものであれ ば、シュラウドは翼振動を減少させるのにも役立つ。 上述の翼冷却手法は、回転翼の翼幹部に対する適当な冷却を可能にした。しか しながら、通常、翼シュラウドを冷却する際に用いられるよう特別に割り当てら れる冷却用空気はない。翼先端部で半径方向通路から排出された冷却用空気の一 部はシュラウドの半径方向外方へ向いた表面上を流れてフィルム冷却の手段とな るが、経験の示すところによれば、このフィルム冷却はシュラウドを適度に冷却 するには不十分である。これは、冷却用空気は、翼先端部で半径方向通路を出る ときまでに、回転翼上を流れる高温ガスの温度に近い温度まで加熱されたという ことに起因する。その結果、過度の温度での動作に起因して翼シュラウド中にク リープ及びクリープ破損が生じる場合がある。 考えられる一解決策は、半径方向通路を通って流れる冷却用空気の量を増大さ せ、従って、冷却用空気が翼先端部に達するときまで、それが過熱になるのを回 避することにある。しかしながら、半径方向通路を流通しながら比較的僅かな昇 温に止めるのに必要な冷却用空気流量の増加は非常に大幅であることになる。か かる冷却用空気流量の大幅な増加は望ましくない。かかる冷却用空気は、翼先端 部を出ると、タービン区分を通って流れる高温ガスに入るが、この冷却用空気は 燃焼区分内で昇温作用を受けないので、冷却用空気から得られる有益な仕事はほ とんど無い。かくして、高い効率を達成するためには、冷却用空気の使用を最小 限にすることが重要である。 したがって、最少量の冷却用空気を用いてガスタービン回転翼のシュラウド部 分を冷却する装置を提供することが望ましい。 発明の概要 したがって、本発明の目的は、最少量の冷却用空気を用いてガスタービン回転 翼のシュラウド部分を冷却する装置を提供することにある。 概要を述べると、本発明の上記目的及び他の目的は、タービン翼をタービンロ ータに取り付けるための翼根部と、翼根部から延びた翼幹部と、翼幹部から外方 に突出し、半径方向内方に向いた表面を備えたシュラウドとを有するタービン翼 によって達成される。第１の冷却用流体孔が、翼幹部を実質的に半径方向に貫通 すると共に冷却用流体の流れを受け入れる入口を有する。シュラウドは、半径方 向内方に向いた表面とほぼ平行にシュラウドを貫通する第２の冷却用流体孔を有 する。さらに、第２の冷却用流体孔は、第１の冷却用流体孔と流体連通した状態 でこれから延び、それにより第１の冷却用流体孔によって受け入れられた冷却用 流体の少なくとも第１の部分が、第２の冷却用流体孔を通って流れる。 本発明の一実施形態では、翼幹部は、前縁及び後縁と、全体として凸状の面及 び凹状の面とを更に有する。凸状面及び凹状面はそれぞれ、前縁から後縁まで延 びる。シュラウドの第１の部分は、凸状面から外方に突出し、シュラウドの第２ の部分は、凹状面から外方に突出している。シュラウドは、半径方向内方に向い た表面とほぼ平行にシュラウドを貫通する第３の冷却用流体孔を更に有する。さ らに、第３の冷却用流体孔は、第１の冷却用流体孔と流体連通した状態でこれか ら延び、それにより第１の冷却用流体孔によって受け入れられた冷却用流体の第 ２の部分が、第３の冷却用流体孔を通って流れる。第２の冷却用流体孔は、シュ ラウドの第１の部分内に設けられ、第３の冷却用流体孔は、シュラウドの第２の 部分内に設けられている。本発明の或る実施形態では、シュラウドは、隣接の翼 のシュラウドに接触する支承面を有し、第３の冷却用流体孔はこれら支承面に隣 接して設けられている。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に従って構成された回転翼列を備えるガスタービンの一部の部 分概略縦断面図である。 図２は、図１に示すガスタービン回転翼の縦断面図である。 図３は、図２に示すIII−III線における横断面図である。 図４は、図２に示すIV−IV線における翼根部の横断面図である。 図５は、図２に示すＶ−Ｖ線における翼幹部の横断面図である。 図６は、図２に示すVI−VI線における翼のシュラウド部分の横断面図である。 図７は、図３に示すVII−VII線における翼のシュラウド部分の横断面図である 。 図８は、図３に示すVIII−VIII線における翼のシュラウド部分の横断面図であ る。 好ましい実施例の説明 図面を参照すると、図１には、ガスタービンの一部の縦断面が示されている。 ガスタービンの主要構成要素は、圧縮機区分１、燃焼区分２及びタービン区分３ である。ロータ４が、これら３つの区分の中央に配置された状態でこれらを貫通 していることが分かる。圧縮機区分１は、交互に配置された静翼の列１２と動翼 又は回転翼１３を筒体７，８で包囲したものである。静翼１２は筒体８に固定さ れ、回転翼１３はロータ４に取り付けられたディスクに固定されている。 燃焼区分２は、筒体８の後部と一緒に室１４を形成するほぼ円筒形のシェル９ とロータ４の一部を包囲するハウジング２２で構成される。複数の燃焼器１５及 びダクト１６が、室１４内に収納されている。ダクト１６は燃焼器１５をタービ ン区分３に連結している。燃料（これは、液体又はガスの形態、例えば、留出燃 料油又は天然ガスであるのが良い）が、燃料ノズル３４を通って各燃焼器１５に 入り、この中で燃やされて高温圧縮ガス３０が生じる。 タービン区分３は、外側筒体１０で内側筒体１１を包囲して構成される。内側 筒体１１は、静翼列及び回転翼列を包囲する。静翼は内側筒体１１に固定され、 回転翼はロータ４のタービン区分の一部を形成するディスクに固定されている。 作動の説明をすると、圧縮機区分１は、周囲空気を取り入れてこれを圧縮する 。圧縮機区分１からの圧縮空気５は室１４に入り、次に燃焼器１５の各々に分配 される。燃焼器１５内では、燃料３５は圧縮空気と混合されて燃やされ、それに より高温圧縮ガス３０を生じさせる。高温圧縮ガス３０はダクト１６を通り、次 にタービン区分３の静翼列及び回転翼列中を流れ、この過程において、ガスは膨 張し、ロータ４を駆動させる動力を発生させる。次に、膨張ガス３１をタービン ３から排出する。 圧縮機１からの圧縮空気５の一部１９は、シェル９に連結されたパイプ３９に よって室１４から抽気される。その結果、圧縮空気１９は燃焼器１５をバイパス し、ロータ４のための冷却用空気となる。所望ならば、冷却用空気１９を外部冷 却装置３６によって冷却するのが良い。冷却された冷却用空気３２は冷却装置３ ６から、次にパイプ４１によりタービン区分３に差し向けられる。パイプ４１は 冷却用空気３２をハウジング２２に形成された開口部３７に差し向け、それによ り冷却用空気３２がロータ４を包囲している冷却用空気マニホルドに入ることが できるようにする。冷却用空気３２は、通路３８を通ってマニホルド２４から出 て、次にロータ４内の一連の通路を通って種々の回転翼列に流れる。本発明を 第３番目の回転翼列１８の冷却に関連して詳細に説明する。かかる回転翼１８の うち一本を図２〜８に一つ示す。 図２及び図５に示すように、各列の回転翼１８は、翼幹部又は翼本体２１及び 翼根部２０で構成される。翼幹部２１は、前縁２５及び後縁２６を有する。全体 として凹状の正圧面及び全体として凸状の負圧面が、翼幹部２１の両側で前縁2 ５と後縁２６との間に延びている。翼根部２０は、翼１８をロータに固定するよ うロータ４に形成されている溝と噛み合う複数のセレーション（図示せず）を有 する。 図２に示すように、シュラウド４６が翼幹部２１の先端部４５のところに形成 されている。図３、図７及び図８に示すように、シュラウド４６は、翼根部２１ から外方へ延びている。シュラウド４６は、タービン区分３を通って流れる高温 圧縮ガスにさらされる半径方向外方に向いた表面６６及び半径方向内方へ向いた 表面６７を有する。図２に示すように、シュラウド４６は実質的に、これが翼根 部２１の後縁２６から前縁２５まで延びるにつれて内方へ傾斜する平面内に位置 する。図３に示すように、各シュラウド４６は、支承面５６，５７を有し、各シ ュラウドは支承面を介して隣接の翼のシュラウドに接触し、それにより翼振動を 抑制する。バッフル４８が、シュラウド４６から半径方向外方へ延びていて、翼 列の周りにおける高温ガスの漏れを防止するのに役立つ。 図２及び図４で最も良く分かるように、２つのキャビティ５０，５１が、翼根 部２０内に形成されている。これらキャビティは、上述したようにロータ４に差 し向けられた冷却用空気の一部８０，８１を受け入れる。キャビティ５０，５１ は、翼幹部２１内に延び、その高さの約１／３のところで終端している。２つき 冷却用空気孔５４がこれらキャビティの各々から翼先端部４５まで上方へ延びて いる。（単純化のため、図面に４つの円形の冷却用空気孔が示されているが、そ れよりも多くの数の小さな冷却用空気孔、或いは数本の大径通路も利用できるこ とは理解されるべきである。）図３に示すように、冷却用空気孔５４は、シュラ ウド４６を貫通して、冷却用空気８０，８１がシュラウドの半径方向外方に向い た表面６７で出ることができるようにする出口を形成している。 作用を説明すると、キャビティ５０，５１は、冷却用空気８０，８１を冷却用 空気孔５４のそれぞれに分配するのに役立つ。従来と同様に、孔５４を半径方向 上方に通過する冷却用空気８０，８１の流れは、翼幹部２１を冷却するのに役立 つ。しかしながら、上述したように、冷却用空気が孔５４を通って翼先端部４５ まで流れるときに湿気る温度上昇に起因して冷却用空気８０，８１を利用してシ ュラウド４６を十分に冷却することはできない。 したがって、本発明によれば、シュラウド冷却用空気供給孔５２が翼１８中に 形成されている。図２及び図５で最も良く示されているように、冷却用空気供給 孔５２は、正圧面４２と負圧面４３との間の中央に位置した状態で翼幹部２１の 最も厚い部分中に形成されている。供給孔５２は、キャビティ５０，５１間で翼 根部２０の基部中に形成された入口６８を有する。冷却用空気供給孔５２の一部 ４４は、翼根部２０を貫通して半径方向上方へ延びている。冷却用空気供給孔５ ２の残部は、翼幹部２１を貫通してシュラウド４６まで半径方向上方へ延びてい る。図７及び図８に示すように、供給孔５２はシュラウド４６内で終端している 。 冷却用空気供給孔５２は、冷却用空気の過度の温度上昇を生じさせること無く 、十分に大きな流量の冷却用空気８２を翼幹部２１を通ってシュラウド４６まで 運ぶに足る大きな直径を有するべきである。というのは、かかる温度上昇により 、シュラウド４６を冷却する冷却用空気８２の能力が損なわれることになるから である。好ましくは、シュラウド冷却用空気供給孔５２の直径は、少なくとも約 0.8cm（0.32インチ）である。 図６〜図８に示すように、２つのシュラウド冷却用空気孔６０，６１が、供給 孔５２から外方へ延びて、冷却用空気供給孔からシュラウドの縁までシュラウド ４６を幅方向に横切っている。冷却用空気孔６０，６１が供給孔５２となす角度 は、冷却用空気孔６０，６１が延びる方向にシュラウド６４が延びるときにシュ ラウドが供給孔となす角度とほぼ同一の角度である。かくして、シュラウド冷却 用空気孔６０，６１は、シュラウド４６の半径方向内方に向いた表面６６及び半 径方向外方へ向いた表面６７の中間でこれらとほぼ平行に延びてシュラウドの位 置する平面と同一の平面内に位置している。好ましい実施形態では、シュラウド 冷却用空気孔６０，６１のそれぞれ直径は、約0.30cm（0.12インチ）である 。 図６及び図７に示すように、冷却用空気孔６０は、翼幹部２１の凹状正圧面４ ２と反対側に位置したシュラウド４６の部分内に設けられていて、半径方向内方 に向いた表面６６と半径方向外方へ向いた表面６７を結合する縁又は縁面７０に 形成された出口６４で終わっている。図６及び図８に示すように、冷却用空気孔 ６１は、翼幹部２１の凸状負圧面４３と反対側に位置したシュラウド４６の部分 内に設けられていて、半径方向内方に向いた表面６６と半径方向外方へ向いた表 面６７を結合する別の縁７１に形成された出口６５で終わっている。 シュラウド冷却用空気孔の位置は、最も必要とされるところで冷却を行うこと が出来るよう選択されるべきである。かくして、好ましい実施形態では、冷却用 空気孔６０，６１は、図３に示すように、隣り合うシュラウドが互いに接触する 箇所である支承面５６，５７に隣接して位置するシュラウドの部分を通って冷却 用空気が流れるようこれを差し向ける。というのは、これらの部分では応力が特 に高いからである。２つのシュラウド冷却用空気孔６０，６１しか示さなかった が、本発明の教示によれば、それよりも多くの数の孔を利用して冷却用空気をシ ュラウド４６の他の部分に差し向けてもよいことは理解されるべきである。 作用を説明すると、冷却用空気８２は、図２に示すように、シュラウド冷却用 空気供給孔５２の入口６８に入り、シュラウド４６まで半径方向上方へ流れる。 供給孔５２は直径が大きく、しかも翼幹部２１内の中央に位置しているので、翼 幹部からの熱伝達の結果としての冷却用空気８２の温度上昇は最小限に過ぎない 。供給孔５２の頂部において冷却用空気８２は、図６に示すように冷却用空気孔 ６０，６１によって２つの流れ８３，８４に分けられる。冷却用空気孔６０は、 冷却用空気８３をシュラウド４６の平面に沿ってその中を幅方向に差し向けて、 翼幹部２１の正圧面４２から延びるシュラウドの部分を冷却し、その後、シュラ ウドの縁７０の出口６４を通って排出されるようになる。冷却用空気孔６１は、 冷却用空気８４をシュラウド４６の平面に沿ってその中を幅方向に差し向けて、 翼幹部２１の負圧面４３から延びるシュラウドの部分を冷却し、その後、シュラ ウドの縁７１の出口６５を通って排出されるようになる。 本発明をガスタービンの列の３番目の翼に関して説明したが、本発明は他形式 のターボ機械の他の列の回転翼にも適用できる。したがって、本発明の精神及び 本質的特徴から逸脱することなく本発明の別の実施形態を想到できる。したがっ て、本発明の範囲を定めるに当たり上記の説明ではなく請求項に記載の事項を参 照すべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１０月１５日 【補正内容】 請求の範囲 １．タービン翼（18）をタービンロータ（４）に取り付けるための翼根部（20） と、翼根部から延びた翼幹部（21）とを有し、第１の冷却用流体孔（52）が、翼 幹部を実質的に半径方向に貫通すると共に冷却用流体（82）の流れを受け入れる 入口（68）を有し、シュラウド（46）が、翼幹部から外方に突出していて、半径 方向内方に向いた表面（66）を有し、シュラウドは、半径方向内方に向いた表面 とほぼ平行にシュラウドを貫通する第２の冷却用流体孔（60）を有し、第２の冷 却用流体孔は、第１の冷却用流体孔と流体連通した状態でこれから延び、それに より第１の冷却用流体孔によって受け入れられた冷却用流体の少なくとも第１の 部分が、第２の冷却用流体孔を通って流れ、タービン翼は、半径方向内方に向い た表面（66）とほぼ平行にシュラウドを貫通する複数の別の冷却用流体孔（61） を有し、該冷却用流体孔の各々は、第１の冷却用流体孔（52）と流体連通した状 態でこれから延び、それにより第１の冷却用流体孔によって受け入れられた冷却 用流体（82）が、前記別の冷却用流体孔を通って流れることを特徴とするタービ ン翼。 ２．シュラウド（46）は、隣接の翼のシュラウドに接触する支承面（56）を有し 、第２の冷却用流体孔（60）は、前記支承面に隣接して設けられていることを特 徴とする請求項１記載のタービン翼。 ３．翼幹部は、先端部（45）を有し、シュラウド（46）は、該先端部に位置して いることを特徴とする請求項１記載のタービン翼。 ４．翼幹部は、前縁及び後縁（25.26）と、全体として凸状の面及び凹状の面（4 3.42）とを更に有し、凸状面及び凹状面はそれぞれ、前縁から後縁まで延び、シ ュラウドの第１の部分は、凸状面から外方に突出し、シュラウドの第２の部分は 、凹状面から外方に突出していることを特徴とする請求項１記載のタービン翼。 ５．シュラウド（46）は、半径方向内方に向いた表面（66）とほぼ平行にシュラ ウドを貫通する第３の冷却用流体孔（61）を更に有し、第３の冷却用流体孔は、 第１の冷却用流体孔（52）と流体連通した状態でこれから延び、それにより第 １の冷却用流体孔によって受け入れられた冷却用流体（82）の第２の部分が、第 ３の冷却用流体孔を通って流れることを特徴とする請求項４記載のタービン翼。 ６．第２の冷却用流体孔（60）は、シュラウド（46）の前記第１の部分内に設け られ、第３の冷却用流体孔（61）は、シュラウドの前記第２の部分内に設けられ ていることを特徴とする請求項５記載のタービン翼。 ７．シュラウドは、縁面（70）を有し、第２の冷却用流体孔（60）は、縁面に形 成された出口（64）を有し、それにより第２の冷却用流体孔を通って流れる冷却 用流体は、シュラウド（46）からその出口を通って出ることを特徴とする請求項 １記載のタービン翼。 ８．シュラウド（46）は、半径方向外方に向いた表面（67）を有し、縁面（70） は半径方向内方に向いた表面（66）と半径方向外方に向いた表面を結合すること を特徴とする請求項７記載のタービン翼。 ９．第２の冷却用流体孔（60）の直径は、少なくとも約0.8cmであることを特徴 とする請求項１記載のタービン翼。 タービン翼の中には、翼先端部のところで翼幹部から外方へ突出したシュラウ ドを有するものがある。かかるシュラウドは、翼先端部を通る高温ガス漏れを棒 するのに役立つ。加うるに、もしシュラウドがインターロック形式のものであれ ば、シュラウドは翼振動を減少させるのにも役立つ。 上述の翼冷却手法は、回転翼の翼幹部に対する適当な冷却を可能にした。しか しながら、通常、翼シュラウドを冷却する際に用いられるよう特別に割り当てら れる冷却用空気はない。翼先端部で半径方向通路から排出された冷却用空気の一 部はシュラウドの半径方向外方へ向いた表面上を流れてフィルム冷却の手段とな るが、経験の示すところによれば、このフィルム冷却はシュラウドを適度に冷却 するには不十分である。これは、冷却用空気は、翼先端部で半径方向通路を出る ときまでに、回転翼上を流れる高温ガスの温度に近い温度まで加熱されたという ことに起因する。その結果、過度の温度での動作に起因して翼シュラウド中にク リープ及びクリープ破損が生じる場合がある。 英国特許ＧＢ−Ａ−１６０５３３５号は、翼のシュラウドを高温燃焼ガスの作 用から保護しようとしてフィルム冷却を利用するガスタービンエンジンのロータ 翼を開示している。シュラウドの一端には、冷却用空気が差し向けられるプレナ ム２４が設けられている。傾斜した冷却用孔２５がシュラウドの半径方向外面に 設けられ、冷却用空気をシュラウドの外面に差し向けてフィルム冷却を行うよう になっている。変形例として、冷却用空気を下流側の方向で高温ガス流中に排出 し、次にロータ翼の翼幹部上に流す。 考えられる一解決策は、半径方向通路を通って流れる冷却用空気の量を増大さ せ、従って、冷却用空気が翼先端部に達するときまで、それが過熱になるのを回 避することにある。しかしながら、半径方向通路を流通しながら比較的僅かな昇 温に止めるのに必要な冷却用空気流量の増加は非常に大幅であることになる。か かる冷却用空気流量の大幅な増加は望ましくない。かかる冷却用空気は、翼先端 部を出ると、タービン区分を通って流れる高温ガスに入るが、この冷却用空気は 燃焼区分内で昇温作用を受けないので、冷却用空気から得られる有益な仕事はほ とんど無い。かくして、高い効率を達成するためには、冷却用空気の使用を最小 限にすることが重要である。 圧縮機１からの圧縮空気５の一部１９は、シェル９に連結されたパイプ３９に よって室１４から抽気される。その結果、圧縮空気１９は燃焼器１５をバイパス し、ロータ４のための冷却用空気となる。所望ならば、冷却用空気１９を外部冷 却装置３６によって冷却するのが良い。冷却された冷却用空気３２は冷却装置３ ６から、次にパイプ４１によりタービン区分３に差し向けられる。パイプ４１は 冷却用空気３２をハウジング２２に形成された開口部３７に差し向け、それによ り冷却用空気３２がロータ４を包囲している冷却用空気マニホルドに入ることが できるようにする。冷却用空気３２は、通路３８を通ってマニホルド２４から出 て、次にロータ４内の一連の通路を通って種々の回転翼列に流れる。本発明を第 ３番目の回転翼列１８の冷却に関連して詳細に説明する。かかる回転翼１８のう ち一本を図２〜８に一つ示す。 図２及び図５に示すように、各列の回転翼１８は、翼幹部又は翼本体２１及び 翼根部２０で構成される。翼幹部２１は、前縁２５及び後縁２６を有する。全体 として凹状の正圧面及び全体として凸状の負圧面が、翼幹部２１の両側で前縁２ ５と後縁２６との間に延びている。翼根部２０は、翼１８をロータに固定するよ うロータ４に形成されている溝と噛み合う複数のセレーション（図示せず）を有 する。 図２に示すように、シュラウド４６が翼幹部２１の先端部４５のところに形成 されている。図３、図７及び図８に示すように、シュラウド４６は、翼根部２１ から外方へ延びている。シュラウド４６は、タービン区分３を通って流れる高温 圧縮ガスにさらされる半径方向内方に向いた表面６６及び半径方向外方へ向いた 表面６７を有する。図２に示すように、シュラウド４６は実質的に、これが翼根 部２１の後縁２６から前縁２５まで延びるにつれて内方へ傾斜する平面内に位置 する。図３に示すように、各シュラウド４６は、支承面５６，５７を有し、各シ ュラウドは支承面を介して隣接の翼のシュラウドに接触し、それにより翼振動を 抑制する。バッフル４８が、シュラウド４６から半径方向外方へ延びていて、翼 列の周りにおける高温ガスの漏れを防止するのに役立つ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノース，ウイリアム，イー アメリカ合衆国，フロリダ州 32708，ウ インター・スプリングス，カユーガ・ドラ イブ 656 (72)発明者 マランドラ，アンソニー，ジェイ アメリカ合衆国，フロリダ州 32792，ウ インター・パーク，ソレント・サークル 285

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．タービン翼をタービンロータに取り付けるための翼根部と、翼根部から延び た翼幹部とを有し、第１の冷却用流体孔が、翼幹部を実質的に半径方向に貫通す ると共に冷却用流体の流れを受け入れる入口を有し、シュラウドが、翼幹部から 外方に突出していて、半径方向内方に向いた表面を有し、シュラウドは、半径方 向内方に向いた表面とほぼ平行にシュラウドを貫通する第２の冷却用流体孔を有 し、第２の冷却用流体孔は、第１の冷却用流体孔と流体連通した状態でこれから 延び、それにより第１の冷却用流体孔によって受け入れられた冷却用流体の少な くとも第１の部分が、第２の冷却用流体孔を通って流れることを特徴とするター ビン翼。 ２．シュラウドは、隣接の翼のシュラウドに接触する支承面を有し、第２の冷却 用流体孔は、前記支承面に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１記 載のタービン翼。 ３．翼幹部は、先端部を有し、シュラウドは該先端部に位置していることを特徴 とする請求項１記載のタービン翼。 ４．シュラウドは、半径方向内方に向いた表面とほぼ平行にシュラウドを貫通す る複数の別の冷却用流体孔を更に有し、該冷却用流体孔の各々は、第１の冷却用 流体孔と流体連通した状態でこれから延び、それにより第１の冷却用流体孔によ って受け入れられた冷却用流体が、前記別の冷却用流体孔を通って流れる ことを特徴とする請求項１記載のタービン翼。 ５．翼幹部は、前縁及び後縁と、全体として凸状の面及び凹状の面とを更に有し 、凸状面及び凹状面はそれぞれ、前縁から後縁まで延び、シュラウドの第１の部 分は、凸状面から外方に突出し、シュラウドの第２の部分は、凹状面から外方に 突出していることを特徴とする請求項１記載のタービン翼。 ６．シュラウドは、半径方向内方に向いた表面とほぼ平行にシュラウドを貫通す る第３の冷却用流体孔を更に有し、第３の冷却用流体孔は、第１の冷却用流体孔 と流体連通した状態でこれから延び、それにより第１の冷却用流体孔によって受 け入れられた冷却用流体の第２の部分が、第３の冷却用流体孔を通って流 れることを特徴とする請求項５記載のタービン翼。 ７．第２の冷却用流体孔は、シュラウドの前記第１の部分内に設けられ、第３の 冷却用流体孔は、シュラウドの前記第２の部分内に設けられていることを特徴と する請求項６記載のタービン翼。 ８．シュラウドは、縁面を有し、第２の冷却用流体孔は、縁面に形成された出口 を有し、それにより第２の冷却用流体孔を通って流れる冷却用流体は、シュラウ ドからその出口を通って出ることを特徴とする請求項１記載のタービン翼。 ９．シュラウドは、半径方向外方に向いた表面を有し、縁面は半径方向内方に向 いた表面と半径方向外方に向いた表面を結合することを特徴とする請求項８記載 のタービン翼。 10．第２の冷却用流体孔の直径は、少なくとも約0.8cmであることを特徴とする 請求項１記載のタービン翼。 11．ガスタービンのタービン翼であって、タービン翼をタービンロータに取り付 けるための翼根部と、翼根部から延びた翼幹部と、翼幹部から横方向に突出する と共に実質的に平面内に位置しているシュラウドと、シュラウドを冷却する手段 とを有し、シュラウド冷却手段は、冷却用流体を翼根部からシュラウドに差し向 ける第１の冷却用流体差し向け手段及び前記冷却用流体を、実質的に前記平面内 に位置する経路に沿ってシュラウド中に差し向ける第２の冷却用流体差し向け手 段を含むことを特徴とするタービン翼。 12．第１の冷却用流体差し向け手段は、翼幹部を実質的に半径方向に貫通して延 びる第１の通路から成ることを特徴とする請求項１１記載のタービン翼。 13．第１の冷却用流体差し向け手段は、予科内に形成された第１の通路から成り 、第２の冷却用流体差し向け手段は、各々、シュラウド内に形成された複数の第 ２の通路から成り、第２の通路のうち一つは、第１の通路から第１の方向に延び 、第２の通路のうち別の一つは、第１の通路から第２の方向に延び、第２の方向 は、第１の方向とは異なっていることを特徴とする請求項１１記載のタービン翼 。 14．シュラウドは、複数の表面を有し、第２の通路は各々、前記複数の表面のそ れぞれまで延びていることを特徴とする請求項１３記載のタービン翼。 15．シュラウドは、半径方向外方に向いた表面、半径方向内方に向いた表面、及 び半径方向外方に向いた表面と半径方向内方に向いた表面を結合する縁面を有し 、第２の通路は各々、縁面に形成された出口を有することを特徴とする請求項１ ３記載のタービン翼。 16．第２の冷却用流体差し向け手段は、翼根部とシュラウドとの間で冷却用流体 を損失させること無く冷却用流体を翼根部からシュラウドに差し向ける手段から 成ることを特徴とする請求項１１記載のタービン翼。 17．列状に配置されたタービン翼であって、各タービン翼は、タービン翼をター ビンロータに取り付けるための翼根部と、翼根部から延びた翼幹部とを有し、第 １の冷却用流体孔が、翼幹部を実質的に半径方向に貫通すると共に冷却用流体の 流れを受け入れる入口を有し、各タービン翼は、翼幹部から外方に突出したシュ ラウドを更に有し、シュラウドは、前記列中の翼のうち隣接の翼のシュラウドと 接触する支承面を有し、シュラウドの第１の部分は前記支承面に隣接して位置し 、シュラウドは、第１の冷却用流体孔に連結されると共にシュラウドの第１の部 分を貫通した第２の冷却用流体孔を有し、それにより第１の冷却用流体孔によっ て受け入れられた冷却用流体は、第２の冷却用流体孔を通って流れてシュラウド の第１の部分を冷却することを特徴とするタービン翼。