KR101885490B1 - 정익, 가스 터빈, 분할 링, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법 - Google Patents

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Abstract

정익(18)은, 직경방향으로 연장되는 익형부(19)와, 익형부(19)의 직경방향 외측에 배치되는 외측 슈라우드(20)를 구비하며, 정익 지지 부재(24)에 의해서 차실의 내부에 지지된다. 외측 슈라우드(20)는 슈라우드 본체부(31)와, 직경방향 돌출부(36, 37)와, 직경방향 돌출부(36, 37), 및 계합부(39, 40)를 구비하는 후크부(32)를 포함한다. 후크부(32)는 원주방향의 적어도 일부에 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부(50)를 구비한다. 계합부(39)는 정익 지지 부재(24)와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비한다.

Description

정익, 가스 터빈, 분할 링, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법{STATOR BLADE, GAS TURBINE, SPLIT RING, METHOD FOR MODIFYING STATOR BLADE, AND METHOD FOR MODIFYING SPLIT RING}
본 발명은 정익, 가스 터빈, 분할 링, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법에 관한 것이다.
본원은 2014년 8월 4일에 일본에 출원된 특허출원 제 2014-158828 호에 근거해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
익형부의 직경방향 내측, 및 직경방향 외측에 슈라우드가 형성된 가스 터빈의 정익이 있다. 직경방향 외측의 외측 슈라우드는, 그 외측에 후크를 구비한다. 외측 슈라우드는, 이 후크를 거쳐서 차열(遮熱) 링이나 차실에 지지되는 경우가 많다.
이러한 정익은 고온의 작동 유체가 흐르는 가스 패스에 익형부가 배치된다. 이 정익의 슈라우드를 사이에 두고 가스 패스와는 반대 측에, 냉각 공기가 흐른다. 외측 슈라우드는, 가스 패스의 고온의 작동 유체와 냉각 공기와의 큰 온도차에 의해, 반경 방향 외측으로 휘도록 변형하려고 한다.
그러나, 슈라우드에 설치된 후크는 슈라우드의 직경방향으로 크게 돌출하고 있다. 그 때문에, 후크는 슈라우드의 휘어진 변형에 대한 단면 2차 모멘트가 크다. 그 결과, 후크가 슈라우드 본체부의 변형을 구속해서 높은 열 응력이 생겨 버린다.
특허문헌 1에는, 터빈의 정익에 대해서, 원주방향으로 후크가 연속해서 연장되는 것이 아니라, 기계적, 열적 응력을 저하시키기 위해, 스캘럽형상 오목형 영역을 형성하는 것이 제안되어 있다. 특허문헌 1에는, 스캘럽형상 오목형 영역을 통해 유체 누설을 저감하기 위해, 스캘럽형상 오목형 영역에 적어도 부분적으로 겹쳐진 상태로 시일 부재를 포함한 시일 조립체를 배치하는 것이 또한 기재되어 있다.
일본 특허 제 4781244 호 공보
특허문헌 1과 같이 응력 저감을 위해서 후크에 대해서 오목부를 형성하고, 이 오목부를 메우도록 시일 조립체를 배치했을 경우, 부품끼리의 간극으로부터 냉각 공기가 누설되어 버린다. 그 때문에, 가스 패스에 흘러 들어가는 누설 공기량이 증가하고, 가스 터빈의 성능이 저하해 버릴 가능성이 있다.
본 발명은, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 열 응력을 저감할 수 있는 정익, 가스 터빈, 분할 링, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 정익은, 직경방향으로 연장되는 익형부와, 상기 익형부의 직경방향 외측에 배치되는 외측 슈라우드를 구비하고, 정익 지지 부재에 의해서 차실의 내부에 지지되는 정익이다. 상기 외측 슈라우드는 후크부와 슈라우드 본체부를 구비한다. 상기 후크부는 직경방향 돌출부와, 계합부를 구비한다. 슈라우드 본체부는 축방향, 및 원주방향으로 연장된다. 직경방향 돌출부는 상기 슈라우드 본체부의 직경방향 외측에 설치되며, 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 계합부는 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 상기 후크부는 원주방향의 적어도 일부에 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 구비하고 있다. 상기 계합부는 상기 정익 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비한다.
이와 같이 구성하는 것으로, 오목부에 의해서 후크부의 강성을 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 가열에 의한 슈라우드 본체부의 변형에, 후크부를 추종해서 변형시킬 수 있다. 또한, 후크부가 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 구비하면서, 오목부에 의해서 시일 면이 원주방향으로 분단되지 않는다. 그 결과, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 열 응력을 저감할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 정익은, 제 1 태양에 있어서의 후크부가 축방향의 상류측에 배치되는 전방부 후크를 구비해도 좋다. 상기 전방부 후크의 상기 계합부는 직경방향의 내측에 시일 면을 구비해도 좋다.
이와 같이 구성하는 것으로, 직경방향 내주측에 시일 면을 가진 전방부 후크의 강성을, 시일 면을 분단하는 일이 없이 오목부에 의해서 저하시킬 수 있다. 그 결과, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 전방부 후크측에 있어서 슈라우드 본체부에 작용하는 열 응력을 저감할 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 정익은, 제 2 태양에 있어서, 상기 오목부가 배치되는 원주방향의 범위가 상기 익형부의 전연이 배치되는 원주방향의 위치를 포함해도 좋다.
이와 같이 구성하는 것으로, 전연의 고응력부에 있어서의 응력 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 정익은, 제 1 내지 제 3 태양 중 어느 하나의 태양에 있어서의 후크부가 축방향의 하류측에 배치되는 후방부 후크를 구비해도 좋다. 상기 후방부 후크의 상기 계합부는 직경방향의 외주측에 시일 면을 구비해도 좋다.
이와 같이 구성하는 것으로, 직경방향의 외주측에 시일 면이 형성된 후방부 후크의 강성을 오목부에 의해서 저하시키고, 후방부 후크측에 있어서 슈라우드 본체부에 작용하는 열 응력을 저감할 수 있다.
본 발명의 제 5 태양에 의하면, 정익은, 제 4 태양에 있어서, 상기 오목부가 형성되는 원주방향의 범위는 상기 익형부의 후연이 배치되는 원주방향의 위치를 포함해도 좋다.
이와 같이 구성하는 것으로, 익형부의 후연의 고응력부에 있어서의 응력 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 제 6 태양에 의하면, 정익은, 제 1, 제 2, 제 4 태양 중 어느 한 태양에 있어서, 상기 오목부가 형성되는 원주방향의 범위는 상기 후크부의 원주방향 중앙을 포함해도 좋다.
이와 같이 구성하는 것으로, 슈라우드 휨 변형에 대한 후크부 강성의 효과적인 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 제 7 태양에 의하면, 분할 링은, 분할 링 지지 부재에 의해서 차실의 내부에 지지되며, 고온 가스 유로의 외주면을 획정하는 가스 터빈의 분할 링이다. 이 분할 링은 후크부와 분할 링 본체부를 구비한다. 후크부는 직경방향 돌출부와, 계합부를 구비한다. 분할 링 본체부는 축방향, 및 원주방향으로 연장된다. 직경방향 돌출부는 상기 분할 링 본체부의 직경방향 외측에 설치되고, 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 계합부는 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 상기 후크부는 원주방향의 적어도 일부에 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 구비한다. 상기 계합부는 상기 분할 링 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비한다.
이와 같이 구성하는 것으로, 오목부에 의해서 분할 링의 후크부의 강성을 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 가열에 의한 분할 링 본체부의 변형에, 후크부를 추종해서 변형시킬 수 있다. 또한, 후크부가 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 구비하고, 계합부가 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하고 있다. 그 때문에, 오목부에 의해서 시일 면을 원주방향으로 분단하는 일이 없다. 그 결과, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 열 응력을 저감할 수 있다.
본 발명의 제 8 태양에 의하면, 가스 터빈은, 제 1 내지 제 6 태양 중 어느 한 태양의 정익, 및 제 7 태양의 분할 링 중 적어도 한쪽을 구비한다.
이와 같이 구성하는 것으로, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 슈라우드 본체부의 열 응력, 분할 링 본체부의 열 응력을 억제할 수 있다. 그 때문에, 가스 터빈의 성능 향상, 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 제 9 태양에 의하면, 정익의 개조 방법은 정익 지지 부재를 거쳐서 차실의 내부에 지지되는 정익의 개조 방법이다. 정익은, 직경방향으로 연장되는 익형부와, 상기 익형부의 직경방향 외측에 배치되는 외측 슈라우드를 구비한다. 상기 외측 슈라우드는 후크부와 슈라우드 본체부를 구비한다. 후크부는 직경방향 돌출부와 계합부를 구비한다. 슈라우드 본체부는 축방향, 및 원주방향으로 연장된다. 직경방향 돌출부는 상기 슈라우드 본체부의 직경방향 외측에 설치되고, 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 계합부는 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 이 정익의 개조 방법은, 상기 계합부가 상기 정익 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하도록, 상기 후크부의 원주방향의 적어도 일부에, 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 형성하는 오목부 가공 공정을 포함한다.
이와 같이 하는 것으로, 메인터넌스시 등에, 기존의 정익에 대해서 오목부를 형성하고, 누설 공기량, 및 열 응력을 개선할 수 있다.
본 발명의 제 10 태양에 의하면, 분할 링의 개조 방법은, 분할 링 지지 부재에 의해서 차실의 내부에 지지되며, 환상의 고온 가스 유로의 외주면을 획정하는 가스 터빈의 분할 링의 개조 방법이다. 분할 링은 후크부와 분할 링 본체부를 구비한다. 후크부는 직경방향 돌출부와, 계합부를 구비한다. 분할 링 본체부는 축방향, 및 원주방향으로 연장된다. 직경방향 돌출부는 상기 분할 링 본체부의 직경방향 외측에 설치되고, 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 상기 계합부는 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장된다. 이 분할 링의 개조 방법은, 상기 계합부가 상기 분할 링 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하도록, 상기 후크부의 원주방향의 적어도 일부에, 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 형성하는 오목부 가공 공정을 포함한다.
상술한 정익, 가스 터빈, 분할 링, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법에 의하면, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 열 응력을 저감하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 정익 분할체의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 외측 슈라우드의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 오목부를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 오목부를 축방향의 상류측으로부터 본 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 정익의 개조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 도 4에 상당하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 각 실시형태의 제 1 변형예에 있어서의 후방부 후크의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 각 실시형태의 제 2 변형예에 있어서의 전방부 후크의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 각 실시형태의 제 3 변형예에 있어서의 외측 슈라우드의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 각 실시형태의 제 4 변형예에 있어서의 외측 슈라우드의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 각 실시형태의 제 5 변형예에 있어서의 후방부 후크 주변의 확대 사시도이다.
도 14는 본 발명의 각 실시형태의 제 6 변형예에 있어서의 후방부 후크 주변의 확대 사시도이다.
도 15는 본 발명의 각 실시형태의 제 7 변형예에 있어서의 외측 슈라우드를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다.
도 16은 본 발명의 각 실시형태의 제 8 변형예에 있어서의 외측 슈라우드를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다.
도 17은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 외측 슈라우드를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다.
도 18은 본 발명의 각 실시형태의 제 10 변형예에 있어서의 도 13에 상당하는 확대 사시도이다.
도 19는 본 발명의 각 실시형태의 제 11 변형예에 있어서의 분할 링의 사시도이다.
(제 1 실시형태)
이하, 본 발명의 일 실시형태에 관한 정익, 가스 터빈, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 개략도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 주요부 단면도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 이 실시형태의 가스 터빈(1)은 압축기(2)와, 연소기(3)와, 터빈부(4)를 구비하고 있다.
압축기(2)는 공기 취입구로부터 공기를 취입하여 압축 공기를 생성한다.
연소기(3)는 압축기(2)의 토출구에 접속되어 있다. 이 연소기(3)는 압축기(2)로부터 토출된 압축 공기에 연료를 분사해서 고온·고압의 연소 가스(G)를 생성한다.
터빈부(4)는 케이싱(차실)(6)과 로터(7)를 구비하고 있다.
케이싱(6)은 로터 축(Ar)(도 2 참조)을 중심으로 해서 통형상으로 형성되어 있다.
로터(7)는 로터 축(Ar)을 중심으로 해서 케이싱(6)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
터빈부(4)는 연소기(3)로부터 송출된 연소 가스(G)를 작동 유체로 해서 로터(7)를 회전 구동한다. 이 터빈부(4)에 의해 발생한 구동력은 로터(7)에 연결된 발전기(도시하지 않음) 등에 전달된다. 이하의 설명에 대해서는, 터빈부(4)의 로터 축(Ar)에 대해 압축기(2)에 가까운 쪽을 "상류측", 그 반대측을 "하류측"이라고 칭한다. 로터 축(Ar)이 연장되는 방향을 "축방향(Da)", 로터 축(Ar)의 원주방향을 "원주방향(Dc)", 로터 축(Ar)에 대한 직경방향을 "직경방향(Dr)"이라고 칭한다. 또한, 직경방향(Dr)에 있어서, 로터 축(Ar)에 가까워지는 측을 "직경방향 내측", 로터 축(Ar)으로부터 멀어지는 측을 "직경방향 외측"이라고 칭한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 로터(7)는 로터 본체(10)와, 동익단(11)을 구비하고 있다. 로터(7)는 로터 축(Ar)을 중심으로 해서 축방향(Da)으로 연장되어 있다. 동익단(11)은 축방향(Da)에 나란히 로터 본체(10)에 복수 장착되어 있다. 각 동익단(11)은 복수의 동익(12)을 구비하고 있다. 이들 복수의 동익(12)은 로터 축(Ar)에 대해서 원주방향(Dc)으로 나란히 로터 축(Ar)에 장착되어 있다.
동익(12)은 동익 본체(13)와, 플랫폼(14)과, 익근(15)을 구비하고 있다. 동익 본체(13)는 직경방향(Dr)으로 연장되어 있다. 플랫폼(14)은 동익 본체(13)의 직경방향 내측에 설치되어 있다. 익근(15)은 플랫폼(14)의 직경방향 내측에 설치되어 있다. 동익(12)은, 익근(15)이 로터 본체(10)에 삽입되는 것으로, 로터 본체(10)에 고정되어 있다.
복수의 동익단(11)의 각 상류측에는, 정익 단(17)이 배치되어 있다. 각 정익 단(17)은 모두 복수의 정익(18)이 원주방향(Dc)으로 나란하게 구성되어 있다. 정익(18)은 정익 본체(익형부)(19)와, 외측 슈라우드(20)와, 내측 슈라우드(21)를 구비하고 있다. 정익 본체(19)는 직경방향(Dr)으로 연장되어 있다. 외측 슈라우드(20)는 정익 본체(19)의 직경방향 외측에 설치되어 있다. 내측 슈라우드(21)는 정익 본체(19)의 직경방향 내측에 설치되어 있다.
동익단(11), 및 정익 단(17)의 직경방향 외측, 또한 케이싱(6)의 직경방향 내측에는, 익환(23)이 배치되어 있다. 이 익환(23)은 로터 축(Ar)을 중심으로 해서 통형상으로 형성되어 있다. 익환(23)은 케이싱(6)에 고정되어 있다. 익환(23)은, 정익(18)의 외측 슈라우드(20)에 대해서, 차열 링(24)(정익 지지 부재)을 거쳐서 연결되어 있다.
축방향(Da)에서 인접하는 외측 슈라우드(20)끼리의 사이에는, 분할 링(25)이 배치되어 있다. 분할 링(25)은 로터 축(Ar)을 중심으로 해서 원주방향(Dc)으로 복수 나란히 배치되어 있다. 원주방향(Dc)으로 나란한 복수의 분할 링(25)은 환상을 이루고 있다. 분할 링(25)의 직경방향 내측에는, 동익단(11)이 배치되어 있다. 원주방향(Dc)으로 나란한 복수의 분할 링(25)은 모두 차열 링(24)에 의해 익환(23)에 연결되어 있다.
연소기(3)는 미통(27)과, 연료 공급기(28)를 구비하고 있다. 미통(27)은 고온 고압의 연소 가스(G)를 터빈부(4)에 보낸다. 연료 공급기(28)는 미통(27) 내에 연료, 및 압축 공기를 공급한다. 미통(27)의 하류측의 출구 플랜지(29)에는, 제 1정익 단(17a)을 구성하는 정익(18a)의 내측 슈라우드(21), 및 외측 슈라우드(20)가 접속되어 있다.
압축 공기(A)는 압축기(2)로부터 터빈부(4)의 케이싱(6) 내에 들어가고, 연소기(3)의 주위로부터 연소기(3)의 연료 공급기(28) 내에 흘러 들어간다. 연료 공급기(28)는, 이 압축 공기(A)와 함께 외부로부터의 연료를 미통(27) 내에 공급한다. 미통(27) 내에서는, 연료가 연소하고, 연소 가스(G)가 생성된다. 이 연소 가스(G)는, 정익 단(17)을 구성하는 복수의 정익(18)의 내측 슈라우드(21)와 외측 슈라우드(20)와의 사이, 및 그 하류측의 동익단(11)을 구성하는 복수의 동익(12)의 플랫폼(14)과 이 동익(12)의 직경방향 외측에 배치되어 있는 분할 링(25)과의 사이를 통과한다. 연소 가스(G)는, 그 과정에서, 동익 본체(13)에 접하고, 로터(7)를 로터 축(Ar) 둘레로 회전시킨다.
연소 가스(G)가 흐르는 환상의 연소 가스 유로(Pg)는, 정익(18)의 내측 슈라우드(21), 및 외측 슈라우드(20)와, 동익(12)의 플랫폼(14), 및 이것에 대향하는 분할 링(25)으로 획정되어 있다. 상술한 정익(18), 동익(12) 및 분할 링(25)은 모두 고온 고압의 연소 가스(G)에 접하는 고온 부품이다.
상술한 압축 공기(A)의 일부, 또는 압축기(2)로부터 추기된 압축 공기(A)는, 정익(18)의 외측 슈라우드(20) 및 내측 슈라우드(21)를 냉각하기 위해서, 외측 슈라우드(20)의 직경방향 외측의 영역이나 내측 슈라우드(21)의 직경방향 내측의 영역에도 흘러 들어간다. 케이싱(6)의 직경방향 내측으로서 익환(23)의 직경방향 외측의 영역에도, 압축기(2)로부터 케이싱(6) 내에 흘러 들어간 전술의 압축 공기(A)의 일부, 또는 압축기(2)로부터 추기한 압축 공기(A)가 공급된다. 압축 공기(A)는, 분할 링(25)을 냉각하기 위해서, 익환(23)을 거쳐서, 그 직경방향 내측에 배치되어 있는 분할 링(25)의 직경방향 외측에 흘러 들어간다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 정익 분할체의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 외측 슈라우드의 주변을 원주방향에서 본 도면이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 상술한 정익 단(17)은 복수의 정익 분할체(세그먼트)(30)를 구비하고 있다. 정익 단(17)은 복수의 정익 분할체(30)를 원주방향(Dc)에 복수 연결하는 것으로 전체적으로 환상으로 형성된다. 이 실시형태에 있어서의 정익 분할체(30)는 3개의 정익 본체(19)와, 외측 슈라우드(20)와, 내측 슈라우드(21)를 구비하고 있다. 외측 슈라우드(20)와, 내측 슈라우드(21)는 3개의 정익 본체(19)와 일체로 형성되어 있다.
외측 슈라우드(20)는 슈라우드 본체부(31)와, 후크부(32)를 구비하고 있다. 슈라우드 본체부(31)는 축방향(Da), 및 원주방향(Dc)으로 연장되어 있다. 이 슈라우드 본체부(31)는 원주방향(Dc)으로 만곡하는 판형상으로 형성되어 있다. 슈라우드 본체부(31)는, 그 내주면으로부터 직경방향 내측을 향해 상술한 정익 본체(19)가 연장되어 있다.
후크부(32)는 상술한 차열 링(24)에 정익 분할체(30)를 계합하기 위해서 형성되어 있다. 후크부(32)는 전방부 후크(33)와, 후방부 후크(34)를 구비하고 있다.
도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 전방부 후크(33)는, 축방향(Da)에서 외측 슈라우드(20)의 단연(20a)에 가까운 상류측에 배치된다. 이 실시형태에 있어서의 전방부 후크(33)는 외측 슈라우드(20)의 상류측의 단연(20a)에 배치되어 있다. 전방부 후크(33)는 외측 슈라우드(20)의 슈라우드 본체부(31)로부터 직경방향 외측을 향해 돌출되어 있다. 전방부 후크(33)는, 원주방향(Dc)으로 외측 슈라우드(20)의 전체 폭에 걸쳐서 연속해서 형성되어 있다.
전방부 후크(33)는 축방향(Da)의 하류측을 향해 돌출하는 돌출부(36)를 구비하고 있다. 이 돌출부(36)는 전방부 후크(33)의 직경방향 외측의 단부로부터 돌출되어 있다.
후방부 후크(34)는 축방향(Da)에서 외측 슈라우드(20)의 단연(20b)에 가까운 하류측에 배치된다. 이 실시형태에 있어서의 후방부 후크(34)는 외측 슈라우드(20)의 하류측의 단연(20b)에 배치되어 있다. 후방부 후크(34)는, 전방부 후크(33)와 마찬가지로, 외측 슈라우드(20)의 슈라우드 본체부(31)로부터 직경방향 외측을 향해 돌출되어 있다. 후방부 후크(34)는 원주방향(Dc)에 외측 슈라우드(20)의 전체 폭에 걸쳐서 연속해서 형성되어 있다. 후방부 후크(34)는 축방향(Da)의 상류측을 향해 돌출하는 돌출부(37)를 구비하고 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 상술한 차열 링(24)에는, 전방부 후크(33)와 계합하는 전방부 계합부(39)가 형성되어 있다. 전방부 계합부(39)는, 전방부 후크(33)에 대해서, 그 하류측에 인접하도록, 직경방향 내측을 향해 연장되어 있다. 전방부 계합부(39)는 지지부(41)를 구비하고 있다. 지지부(41)는 전방부 후크(33)의 돌출부(36)를 직경방향 내측으로부터 지지한다. 지지부(41)는 축방향(Da)의 하류측으로부터 상류측을 향해 연장되어 있다. 지지부(41)는, 전방부 후크(33)와 마찬가지로, 원주방향(Dc)에 연속해서 형성되어 있다.
정익(18)은 상류로부터 하류를 향해 흐르는 연소 가스(G)에 의해서 밀린다. 그 때문에, 전방부 후크(33)에는 직경방향 내측을 향해 변위하려고 하는 힘이 작용한다. 그 결과, 전방부 후크(33)의 돌출부(36)의 직경방향 내측의 면은 차열 링(24)의 지지부(41)의 직경방향 외측의 면에 압박된다. 이것에 의해, 돌출부(36)의 직경방향 내측의 면과 지지부(41)의 직경방향 외측의 면과의 간극(42a)은 작게 되어 있다.
차열 링(24)과 전방부 후크(33)와의 사이로부터 냉각 공기가 연소 가스 유로(Pg)(도 2 참조)에 누출하는 유로에 대해서는, 이 간극(42a)의 단면적이 가장 좁다. 즉, 전방부 후크(33)의 돌출부(36)는, 그 직경방향 내측을 향하는 면이 원주방향(Dc)에서 연속한 시일 면(42)으로 되어 있다.
차열 링(24)은 후방부 후크(34)와 계합하는 후방부 계합부(40)를 구비하고 있다. 후방부 계합부(40)는, 후방부 후크(34)에 대해서, 그 상류측에 인접하도록, 직경방향 내측을 향해 연장되어 있다. 후방부 계합부(40)는 후방부 후크(34)의 돌출부(37)를 직경방향 내측으로부터 지지하는 지지부(43)를 구비하고 있다. 지지부(43)는 축방향(Da)의 상류측으로부터 하류측을 향해 연장되어 있다. 지지부(43)는, 후방부 후크(34)와 마찬가지로, 원주방향(Dc)에 연속해서 형성되어 있다.
상류로부터 하류를 향해 흐르는 연소 가스(G)에 의해서 정익(18)이 밀리면, 후방부 후크(34)에는 직경방향 외측을 향해 변위하려고 하는 힘이 작용한다. 그 결과, 후방부 후크(34)의 돌출부(37)의 직경방향 외측의 면은 차열 링(24)의 직경방향 내측면(24a)의 면에 압박된다. 이것에 의해, 돌출부(37)의 직경방향 외측의 면과 차열 링(24)의 직경방향 내측면(24a)의 면과의 간극(45a)은 작게 되어 있다. 차열 링(24)과 후방부 후크(34)와의 사이로부터 냉각 공기가 연소 가스 유로(Pg)(도 2 참조)에 누출하는 유로에 대해서는, 이 간극(45a)의 단면적이 가장 좁다. 즉, 후방부 후크(34)는, 그 직경방향 외측을 향하는 면이 원주방향(Dc)에서 연속한 시일 면(45)으로 되어 있다.
후방부 후크(34)는, 그 직경방향 외측을 향하는 면, 즉, 직경방향 외측을 향해 세워지는 후크 본체부(44)의 직경방향 외측을 향하는 면과 돌출부(37)의 직경방향 외측을 향하는 면과의 양쪽이 시일 면(45)으로 되어 있다. 이 실시형태에 있어서의 후크 본체부(44)의 직경방향 외측을 향하는 면과 돌출부(37)의 직경방향 외측을 향하는 면은 원주방향(Dc)에서 연속한 하나의 시일 면(45)을 형성하고 있다.
시일 면(42, 45)은, 각각 외측 슈라우드(20)보다 직경방향 외측에 공급되는 냉각 공기가, 외측 슈라우드(20)보다 직경방향 내측의 연소 가스 유로(Pg)에 누출하는 것을 억제하고 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 오목부를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다. 도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 오목부를 축방향의 상류측으로부터 본 도면이다.
도 3 내지 도 6에 도시하는 바와 같이, 후방부 후크(34)는 오목부(50)를 구비하고 있다. 오목부(50)는 후방부 후크(34)의 원주방향(Dc)의 적어도 일부에 형성되어 있다. 시일 면(45)은 후방부 후크(34)의 직경방향 외측을 향하는 면에 설치되어 있다. 오목부(50)는 시일 면(45)의 일부를 절취하도록 설치되어 있다. 그러나, 시일 면(45)은 오목부(50)의 축방향(Da)의 하류측을 포함한 후방부 후크(34)의 전체 폭에 걸쳐서 원주방향(Dc)에 연속해서 설치되어 있다.
이 실시형태에 있어서의 오목부(50)는 정익 분할체(30)의 원주방향(Dc)의 중앙부에 형성되어 있다. 환언하면, 오목부(50)는 원주방향(Dc)에 있어서 후크부(32)의 중앙을 포함한 위치에 형성되어 있다. 이 실시형태에 있어서의 오목부(50)는, 후방부 후크(34)에 대해서 축방향(Da)의 상류측으로부터 하류측을 향해 오목하게 되도록 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 오목부(50)는, 축방향(Da)에 따라서 보았을 때에, 돌출부(37)측으로부터 후크 본체부(44)에 도달하고, 또한 축방향(Da)에 있어서 후크 본체부(44)의 하류측까지 관통하지 않는 범위에서 오목하게 되어 있다. 오목부(50)의 하류측을 향하는 면(51)은, 축방향(Da)에 있어서 후크 본체부(44)의 중앙부(C1)(도 4 참조)와, 제 2 돌출부(38)와의 사이에 배치되어 있다.
오목부(50)는, 하류측을 향하는 면(51)과, 직경방향 내측을 향하는 면(52)과, 원주방향(Dc)의 양측으로 배치되는 면(53)을 구비하고 있다. 하류측을 향하는 면(51)은 직경방향(Dr), 또한 원주방향(Dc)으로 연장되어 있다. 직경방향 내측을 향하는 면(52)은, 축방향(Da), 또한 원주방향(Dc)으로 연장되어 있다. 원주방향(Dc)의 양측을 향하는 면(53)은 직경방향(Dr), 또한 축방향(Da)으로 연장되어 있다. 이들 하류측을 향하는 면(51)과, 직경방향 내측을 향하는 면(52)과, 원주방향(Dc)의 양측에 배치되는 면(53)이 서로 접속되는 각 코너부는 곡면으로 되어 있다.
다음에, 상술한 제 1 실시형태의 가스 터빈(1)에 있어서의 정익(18)의 개조 방법에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이 실시형태에 있어서의 정익의 개조 방법은, 소위 기설(旣設)의 가스 터빈(1)에 대해서 실시하는 개조 방법이다. 후술 하는 분할 링(25)의 개조 방법도 이하에 설명하는 정익의 개조 방법과 동일하다. 그 때문에, 분할 링(25)의 개조 방법에 대한 상세 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 정익의 개조 방법을 나타내는 흐름도이다.
우선, 사전 준비로서 차열 링(24)으로부터 정익(18)을 분리한다.
그 다음에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 정익(18)의 후크부(32)에 대해서 절삭 가공 등에 의해 상술한 오목부(50)를 형성한다(스텝 S01 :오목부 가공 공정).
그 후, 후속 공정으로서 후크부(32)를 차열 링(24)으로부터 분리한 순서와는 역수순으로, 정익(18)을 차열 링(24)에 장착하는 작업을 실시하고, 상기 정익(18)의 개조를 종료한다.
따라서, 상술한 제 1 실시형태에 의하면, 오목부(50)에 의해서 후크부(32)의 후방부 후크(34)의 강성을 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 가열에 의한 슈라우드 본체부(31)의 변형에, 후방부 후크(34)를 추종해서 변형시킬 수 있다. 또한, 후크부가 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부(50)를 구비하면서, 오목부(50)에 의해서 돌출부(37)의 시일 면(45)이 원주방향(Dc)에 분단되지 않는다. 그 때문에, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 정익(18)에 작용하는 열 응력을 저감해서 정익(18)을 장기 수명화할 수 있다.
또한, 복수의 정익 분할체(30)로 이뤄지는 정익(18)에 있어서, 각 정익 분할체(30)에 오목부(50)를 형성하는 것으로, 오목부(50)를 용이하게 형성할 수 있다. 그 결과, 후방부 후크(34)의 강성을 용이하게 저하시킬 수 있다.
또한, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 슈라우드 본체부(31)의 열 응력을 억제할 수 있다. 그 때문에, 가스 터빈의 성능 향상, 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.
(제 2 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 정익에 대해 설명한다. 이 제 2 실시형태의 정익은 상술한 제 1 실시형태의 정익의 전방부 후크(33)에도 오목부를 마련하고 있다. 그 때문에, 제 1 실시형태와 동일 부분에 동일 도면부호를 부여하여 설명하는 것과 동시에, 중복 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 도 4에 상당하는 단면도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 전방부 후크(33)는, 축방향(Da)에 있어서 외측 슈라우드(20)의 단연(20a)에 가까운 상류측에 설치되어 있다. 전방부 후크(33)는 축방향(Da)의 하류측을 향해 돌출하는 돌출부(36)를 구비하고 있다. 후방부 후크(34)의 시일 면(45)(도면 중, 굵은 실선으로 도시함)이 직경방향 외측의 면인데 대하여, 돌출부(36)는 직경방향 내측의 면이 차열 링(24)과의 사이를 시일하는 시일 면(42)(도면 중, 굵은 실선으로 도시함)으로 되어 있다.
전방부 후크(33)는 오목부(60)를 구비하고 있다. 오목부(60)는 전방부 후크(33)의 원주방향(Dc)의 적어도 일부에 형성되어 있다. 오목부(60)는, 그 적어도 축방향(Da)에, 시일 면(42)이 배치되어 있다. 오목부(60)는 전방부 후크(33)에 대해서 축방향(Da)을 향해 오목하게 되도록 형성되어 있다.
보다 구체적으로는, 오목부(60)는, 돌출부(36)의 시일 면(42)보다 축방향(Da)의 하류측의 부분(60a)으로부터, 후크 본체부(61)의 직경방향 외측의 부분(60b)을 경유해서, 후크 본체부(61)의 축방향(Da)의 상류측의 부분(60c)으로 돌아 들어가도록 형성되어 있다. 즉, 오목부(60)는, 시일 면(42)의 축방향(Da)의 하류측의 부분(60a)과, 후크 본체부(61)의 축방향(Da)의 상류측의 부분(60c)에 있어서, 각각 시일 면(42)에 대해서 축방향(Da)에 배치되어 있다. 오목부(60)의 상류측의 부분(60c)은, 돌출부(36)의 단면(36a)에 대해서, 시일 면(42)을 사이에 두고 축방향(Da)의 상류측에 배치되어 있다.
따라서, 상술한 제 2 실시형태에 의하면, 오목부(60)에 의해서 전방부 후크(33)의 강성을 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 슈라우드 본체부(31)에 있어서의 축방향(Da)의 상류측에 있어서의 열 응력을 저감할 수 있다.
또한, 시일 면(42)이 전방부 후크(33)의 전체 폭에 걸쳐서 원주방향(Dc)에 연속하기 때문에, 전방부 계합부(39)와 전방부 후크(33)와의 사이의 시일 성능이 확보된다. 그 결과, 전방부 후크(33)의 강성을 저하시키는데 있어서 누설 공기량을 증가시켜 버리는 일이 없다.
또한, 시일 면(42)에 대해서 축방향(Da)의 하류측, 및 상류측의 양쪽에 오목부(60)가 형성되기 때문에, 충분히 전방부 후크(33)의 강성 저하를 도모할 수 있다. 그 결과, 슈라우드 본체부(31)의 축방향(Da)의 상류측에 작용하는 열 응력을 충분히 저감할 수 있다.
(제 1 변형예)
도 9는 본 발명의 각 실시형태의 제 1 변형예에 있어서의 후방부 후크의 단면도이다.
상술한 각 실시형태에 있어서는, 후방부 후크(34)의 시일 면(45)에 대해서, 축방향(Da)의 상류측에 오목부(50)를 형성하는 경우를 일례로 설명했다. 그러나, 오목부(50)에 대해서 축방향(Da)에 시일 면(45)이 배치되어 있으면 좋고, 예를 들면, 도 9에 도시하는 바와 같이, 오목부(50)를 시일 면(45)에 대해서 축방향(Da)의 하류측에 형성해도 좋다.
(제 2 변형예)
도 10은 본 발명의 각 실시형태의 제 2 변형예에 있어서의 전방부 후크의 단면도이다.
상술한 제 2 실시형태에 있어서는, 전방부 후크(33)의 시일 면(42)에 대해서, 축방향(Da)의 상류측, 및 하류측의 양쪽에 오목부(60)가 형성되는 경우를 일례로 설명했다. 그러나, 오목부(60)는, 시일 면(42)에 대해서, 축방향(Da)의 상류측, 및 하류측의 양쪽에 형성되는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 후크 본체부(61)의 직경방향 외측의 부분(60b)으로부터, 후크 본체부(61)의 축방향(Da)의 상류측의 부분(60c)으로 돌아 들어가도록 형성해도 좋다. 즉, 제 2 실시형태에 있어서의 시일 면(42)의 축방향(Da)의 하류측의 부분(60a)을 생략해도 좋다.
(제 3 변형예)
도 11은 본 발명의 각 실시형태의 제 3 변형예에 있어서의 외측 슈라우드의 사시도이다. 이 도 11에 있어서는, 상술한 외측 슈라우드(20)만을 간략화해서 도시하고 있다(도 12도 동일함).
상술한 각 실시형태의 정익 분할체(30)의 외측 슈라우드(20)는 오목부(50)를 원주방향(Dc)의 중앙부에 하나만 구비하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 오목부(50)는 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 11의 제 3 변형예에 도시하는 바와 같이, 오목부(50)를 원주방향(Dc)에서 복수 개소에 형성해도 좋다. 오목부(50)의 개수는 2개로 한정되지 않고, 3개 이상 설치해도 좋다. 이와 같이 하는 것으로, 후크부(32)의 강성을 더욱 저하시킬 수 있기 때문에, 용이하게 강성을 조정할 수 있다. 여기서, 오목부(50)를 일례에 설명했지만, 오목부(60)를 마찬가지로 복수 설치해도 좋다.
(제 4 변형예)
도 12는 본 발명의 각 실시형태의 제 4 변형예에 있어서의 외측 슈라우드의 사시도이다.
상술한 각 실시형태의 정익 분할체(30)의 외측 슈라우드(20)는 오목부(50)를 원주방향(Dc)의 일부에 형성하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 오목부(50)는 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 12의 제 4 변형예에 도시하는 바와 같이, 원주방향(Dc)에서, 오목부(50)를 정익 분할체(30)의 길이 치수의 절반의 치수보다 길게 형성해도 좋다. 즉, 정익 분할체(30)의 원주방향(Dc)의 대부분에 오목부(50)를 형성해도 좋다. 이와 같이 형성하는 것으로, 절삭 가공 등의 공정수를 삭감하면서, 하나의 정익 분할체(30)에 오목부(50)를 복수 마련하는 경우와 마찬가지로, 후크부(32)의 강성을 더욱 저하시킬 수 있기 때문에, 용이하게 강성을 조정할 수 있다. 오목부(50)를 일례로 설명했지만, 오목부(60)를 마찬가지로 원주방향(Dc)으로 장척으로 형성해도 좋다.
본 발명은 상술한 각 실시형태나 각 변형예로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상술한 각 실시형태나 각 변형예로 여러 가지의 변경을 추가한 것을 포함한다. 즉, 각 실시형태나 각 변형예로 열거한 구체적인 형상이나 구성 등은 일례에 지나지 않고, 적당 변경이 가능하다.
예를 들면, 오목부(50)의 형상은 후크부(32)의 강성을 저하시킬 수 있으면 좋고, 제 1 실시형태에서 설명한 오목부(50)의 형상으로 한정되지 않는다.
도 13은 본 발명의 각 실시형태의 제 5 변형예에 있어서의 후방부 후크 주변의 확대 사시도이다. 도 14는 본 발명의 각 실시형태의 제 6 변형예에 있어서의 후방부 후크 주변의 확대 사시도이다.
상술한 실시형태에 있어서는, 후방부 후크(34)에 대해서 오목부(50)를 축방향(Da)의 상류측으로부터 하류측을 향해서 오목하게 되도록 형성하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 오목부(50)의 형상은 상기 실시형태의 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 13에 도시하는 제 5 변형예와 같이, 직경방향(Dr)으로 오목하게 되도록 형성해도 좋다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서는, 오목부(50)의 형상이 축방향(Da)에 수직인 단면으로 보아서 각 홈형상으로 되는 경우를 예시했다. 그러나, 오목부(50)의 형상은 후크부(32)의 강성을 저하시킬 수 있는 형상이면 상기 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 14에 도시하는 제 6 변형예와 같이, 축방향(Da)에 수직인 단면으로 보아서 둥근홈형상으로 되도록 오목부(50)를 형성해도 좋다.
도 15는 본 발명의 각 실시형태의 제 7 변형예에 있어서의 외측 슈라우드를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다. 도 16은 본 발명의 각 실시형태의 제 8 변형예에 있어서의 외측 슈라우드를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다. 도 17은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 외측 슈라우드를 직경방향 외측으로부터 본 도면이다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 상술한 제 1 실시형태에 있어서는, 오목부(50, 60)를 후크부(32)의 원주방향(Dc)의 중앙을 포함한 범위에 형성하는 경우를 예시했다. 그러나, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 15에 도시하는 제 7 변형예와 같이, 오목부(60)를 원주방향(Dc)에 대해서 보았을 때에 정익 본체(19)의 전연(19a)의 위치를 포함하도록 복수 배치하도록 해도 좋다. 마찬가지로, 도 16에 도시하는 제 8 변형예와 같이, 오목부(50)를 원주방향(Dc)에 대해서 보았을 때에 정익 본체(19)의 후연(19b)의 위치를 포함하도록 복수 배치하도록 해도 좋다.
슈라우드 본체부(31)와 정익 본체(19)의 전연(19a)과의 결합부, 또는 슈라우드 본체부(31)와 후연(19b)과의 결합부는, 각각 슈라우드 본체부(31)의 변형에 추가해서 정익 본체(19)의 변형이 중첩한다. 그 때문에, 열 응력이 높아지는 경향이 있다. 여기서, 오목부(50, 60)를, 원주방향(Dc)에 대해서 보았을 때에 정익 본체(19)의 전연(19a) 또는 후연(19b)의 위치를 포함하도록 배치하면, 이 고응력부의 열 응력을 효과적으로 저감할 수 있다. 도 15에 있어서는, 오목부(60)만을 마련하고, 도 16에 있어서는 오목부(50)만을 마련하고 있지만, 오목부(60) 및 오목부(50)를 양쪽 모두 마련하도록 해도 좋다.
도 18은 본 발명의 각 실시형태의 제 10 변형예에 있어서의 도 13에 상당하는 확대 사시도이다.
상술한 실시형태에 있어서는, 후방부 후크(34)의 돌출부(37)가 축방향(Da)의 상류측을 향해 돌출하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 돌출부(37)의 돌출하는 방향은 축방향(Da)의 상류측에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 18에 도시하는 제 10 변형예와 같이, 축방향(Da)의 하류측으로 돌출하도록 형성해도 좋다. 도 18의 일례에 있어서는, 오목부(50)가 후방부 후크(34)의 상류측에 형성되어 있지만, 오목부(50)가 형성되는 위치는 이 위치로 한정되지 않는다.
상술한 제 2 실시형태에 있어서는, 전방부 후크(33)에 오목부(60)를 형성하고, 후방부 후크(34)에 오목부(50)를 형성하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 예를 들면, 후방부 후크(34)에 오목부(50)를 마련하지 않고, 전방부 후크(33)에만 오목부(60)를 형성하도록 해도 좋다.
도 19는 본 발명의 각 실시형태의 제 11 변형예에 있어서의 분할 링의 사시도이다.
상술한 제 1, 제 2 실시형태에 있어서는, 정익(18)의 외측 슈라우드(20)에 오목부(50, 60)를 형성하는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 오목부(50, 60)는 분할 링(25)에도 적용 가능하다.
도 19에 도시하는 바와 같이, 분할 링(25)은 분할 링 본체부(70)와, 후크부(71)를 구비하고 있다. 분할 링 본체부(70)는 축방향(Da), 및 원주방향(Dc)으로 연장되어 있다(도 2 참조).
후크부(71)는 직경방향 돌출부(72)와, 계합부(73)를 구비하고 있다. 직경방향 돌출부(72)는 분할 링 본체부(70)의 직경방향(Dr)의 외측에 설치되어 있다. 이 직경방향 돌출부(72)는 직경방향(Dr)의 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향(Dc)으로 연장되어 있다. 계합부(73)는 직경방향 돌출부(72)로부터 축방향(Da)의 하류측으로 돌출하는 동시에 원주방향(Dc)으로 연장되어 있다. 이 후크부(71)는, 원주방향(Dc)의 적어도 일부에 축방향(Da) 또는 직경방향(Dr)으로 오목한 오목부(74)를 구비하고 있다. 도 19에 있어서는, 오목부(74)가 축방향(Da)으로 오목한 경우를 예시하고 있다. 계합부(73)는, 차열 링(24)(도 2 참조, 분할 링 지지 부재)과 직경방향(Dr)으로 접촉하는 시일 면(75)을 원주방향(Dc)의 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하고 있다.
이와 같이 분할 링(25)을 구성하는 것으로, 상술한 실시형태의 외측 슈라우드(20)와 마찬가지로, 오목부(74)에 의해서 후크부(71)의 강성을 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 가열에 의한 분할 링 본체부(70)의 변형에, 후크부(71)를 추종해서 변형시킬 수 있다. 또한, 오목부(74)에 의해서 직경방향 돌출부(72)의 시일 면(75)을 원주방향(Dc)으로 분단하는 일이 없다. 그 때문에, 시일 면(75)을 원주방향(Dc)에 연속해서 형성할 수 있다. 그 결과, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 분할 링 본체부(70)에 작용하는 열 응력을 저감해서 분할 링(25)을 장기 수명화할 수 있다. 상술한 분할 링(25)의 오목부(74)에 대해서도, 상술한 각 실시형태 및 각 변형예의 정익(18)의 오목부(50)와 마찬가지로, 여러 가지 형상 및 배치를 채용해도 좋다.
본 발명은 정익, 가스 터빈, 분할 링, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법으로 적용할 수 있고, 누설 공기량의 증가를 억제하면서, 열 응력을 저감하는 것이 가능해진다.
1: 가스 터빈 2: 압축기
3: 연소기 4: 터빈부
6: 케이싱(차실) 7: 로터
10: 로터 본체 11: 동익단
12: 동익 13: 동익 본체
14: 플랫폼 15: 익근
17: 정익 단 18: 정익
19: 정익 본체(익형부) 19a: 전연
20: 외측 슈라우드 20a: 상류측의 단연
20b: 하류측의 단연 21: 내측 슈라우드
23: 익환
24: 차열 링(정익 지지 부재, 분할 링 지지 부재)
25: 분할 링 26: 상류측의 단부
27: 미통 28: 연료 공급기
29: 출구 플랜지 30: 정익 분할체
31: 슈라우드 본체부 32: 후크부
33: 전방부 후크 34: 후방부 후크
36: 돌출부 36a: 단면
37: 돌출부 39: 전방부 계합부(계합부)
40: 후방부 계합부(계합부) 41: 지지부
42: 시일 면 43: 지지부
44: 후크 본체부 45: 시일 면
46: 홈부 50: 오목부
51: 하류측의 면 52: 직경방향 내측의 면
53: 원주방향 양측의 면 60: 오목부
60a: 하류측의 부분 60b: 직경방향 외측의 부분
60c: 상류측의 부분 61: 후크 본체부
70: 분할 링 본체부 71: 후크부
72: 직경방향 돌출부 73: 계합부
74: 오목부 75: 시일 면
Ar: 로터 축 Pg: 연소 가스 유로(고온 가스 유로)
C1: 중앙부

Claims (10)

  1. 직경방향으로 연장되는 익형부와, 상기 익형부의 직경방향 외측에 배치되는 외측 슈라우드를 구비하고, 정익 지지 부재에 의해서 차실의 내부에 지지되는 정익에 있어서,
    상기 외측 슈라우드는,
    축방향, 및 원주방향으로 연장되는 슈라우드 본체부와,
    상기 슈라우드 본체부의 직경방향 외측에 설치되고, 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 직경방향 돌출부와, 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 계합부를 구비하는 후크부를 포함하며,
    상기 후크부는 원주방향의 적어도 일부에 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 구비하고,
    상기 계합부는 상기 정익 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하는
    정익.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 후크부는 축방향의 상류측에 배치되는 전방부 후크를 구비하고,
    상기 전방부 후크의 상기 계합부는 직경방향의 내측에 시일 면을 구비하는
    정익.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오목부가 배치되는 상기 슈라우드 본체부의 원주방향의 범위는, 상기 슈라우드 본체부의 원주방향에서, 상기 익형부의 전연이 배치되는 위치를 포함하는
    정익.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 후크부는 축방향의 하류측에 배치되는 후방부 후크를 구비하고,
    상기 후방부 후크의 상기 계합부는 직경방향의 외주측에 시일 면을 구비하는
    정익.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 오목부가 배치되는 상기 슈라우드 본체부의 원주방향의 범위는, 상기 슈라우드 본체부의 원주방향에서, 상기 익형부의 후연이 배치되는 위치를 포함하는
    정익.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부가 배치되는 원주방향의 범위는 상기 후크부의 원주방향 중앙을 포함하는
    정익.
  7. 분할 링 지지 부재에 의해서 차실의 내부에 지지되며, 환상의 고온 가스 유로의 외주면을 획정하는 가스 터빈의 분할 링에 있어서,
    축방향, 및 원주방향으로 연장되는 분할 링 본체부와,
    상기 분할 링 본체부의 직경방향 외측에 설치되고, 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 직경방향 돌출부와, 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 계합부를 구비하는 후크부를 포함하며,
    상기 후크부는 원주방향의 적어도 일부에 축방향으로 오목한 오목부를 구비하고,
    상기 계합부는 상기 분할 링 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하는
    분할 링.
  8. 제 1 항에 기재된 정익, 및 제 7 항에 기재된 분할 링 중 한쪽을 포함하는
    가스 터빈.
  9. 직경방향으로 연장되는 익형부와, 상기 익형부의 직경방향 외측에 배치되는 외측 슈라우드를 구비하고, 상기 외측 슈라우드가, 축방향, 및 원주방향으로 연장되는 슈라우드 본체부와, 상기 슈라우드 본체부의 직경방향 외측에 설치되어 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 직경방향 돌출부, 및 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 계합부를 구비하는 후크부를 포함하며, 정익 지지 부재를 거쳐서 차실의 내부에 지지되는 정익의 개조 방법에 있어서,
    상기 계합부가 상기 정익 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하도록, 상기 후크부의 원주방향의 적어도 일부에, 축방향 또는 직경방향으로 오목한 오목부를 형성하는 오목부 가공 공정을 포함하는
    정익의 개조 방법.
  10. 축방향, 및 원주방향으로 연장되는 분할 링 본체부와, 상기 분할 링 본체부의 직경방향 외측에 설치되고, 직경방향 외측으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 직경방향 돌출부와, 상기 직경방향 돌출부로부터 축방향으로 돌출하는 동시에 원주방향으로 연장되는 계합부를 구비하는 후크부를 포함하며, 분할 링 지지 부재에 의해서 차실의 내부에 지지되며, 환상의 고온 가스 유로의 외주면을 획정하는 가스 터빈의 분할 링의 개조 방법에 있어서,
    상기 계합부가 상기 분할 링 지지 부재와 직경방향으로 접촉하는 시일 면을 원주방향 전체에 걸쳐서 연속해서 구비하도록, 상기 후크부의 원주방향의 적어도 일부에, 축방향으로 오목한 오목부를 형성하는 오목부 가공 공정을 포함하는
    분할 링의 개조 방법.
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