KR20230169228A - 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법 - Google Patents

정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230169228A
KR20230169228A KR1020237038497A KR20237038497A KR20230169228A KR 20230169228 A KR20230169228 A KR 20230169228A KR 1020237038497 A KR1020237038497 A KR 1020237038497A KR 20237038497 A KR20237038497 A KR 20237038497A KR 20230169228 A KR20230169228 A KR 20230169228A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shroud
stator blade
stator
protrusion
ventral
Prior art date
Application number
KR1020237038497A
Other languages
English (en)
Inventor
겐고 마에다
히로유키 오토모
요시후미 츠지
Original Assignee
미츠비시 파워 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미츠비시 파워 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 파워 가부시키가이샤
Publication of KR20230169228A publication Critical patent/KR20230169228A/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/186Film cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/32Application in turbines in gas turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

정익 세그먼트는, 제1 정익과 제2 정익과, 제1 정익과 제2 정익을 결합하는 결합구를 구비한다. 제1 정익의 제1 슈라우드는, 제1 가스 패스면과, 제1 슈라우드의 제1 단부로 유로 반대 측으로 돌출된 제1 돌출부를 갖는다. 제2 정익의 제2 슈라우드는, 제2 가스 패스면과, 제2 슈라우드의 제1 단부로 유로 반대 측으로 돌출된 제2 돌출부와, 제2 슈라우드의 제2 단부로 유로 반대 측으로 돌출되고, 결합구에 의하여 제1 돌출부와 결합된 제3 돌출부를 갖는다. 제1 정익과 제2 정익이 나열되는 측방향으로 제1 돌출부와 나열되는 영역에 있어서, 제1 슈라우드의 제2 단부의 표면 중에서 제1 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 제1 가스 패스면의 사이의 거리는, 제2 돌출부의 표면 중에서 제2 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 제2 가스 패스면의 사이의 거리와 비교하여 짧다.

Description

정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법
본 개시는, 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2021년 5월 31일에 일본에 출원된 특허출원 2021-091137호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈에 있어서 둘레 방향으로 나열되는 2개의 정익이 일체화된 정익 세그먼트가 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌 1, 2에는, 둘레 방향으로 나열되는 제1 정익(靜翼)(복측 날개)과 제2 정익(배측 날개)을 일체화하기 위하여, 제1 정익의 배측 단부에 마련된 플랜지와 제2 정익의 복측 단부에 마련된 플랜지가 볼트로 결합된 정익 세그먼트가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 평11-125102호 일본 공개특허공보 2001-254605호
그런데, 정익 세그먼트에서는, 가스 터빈의 사용 환경 또는 운전 조건에 따라서는 큰 열응력이 작용하는 경우가 있다. 그 경우, 가스 터빈의 수명이 짧아지는 경우가 있다.
본 개시는, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 열응력의 저감을 도모할 수 있는 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 정익 세그먼트는, 제1 정익과, 상기 제1 정익과 나열되는 제2 정익과, 상기 제1 정익과 상기 제2 정익을 결합하는 결합구를 구비한다. 상기 제2 정익은, 상기 제1 정익에 대하여, 상기 제1 정익과 상기 제2 정익이 나열되는 측방향에 있어서의 제1 측과 제2 측 중 상기 제1 측에 위치한다. 상기 제1 정익 및 상기 제2 정익의 각각은, 연소 가스 유로 내에 배치되어 익형을 이루는 익체와, 상기 익체의 날개 높이 방향에 있어서의 끝단에 마련된 슈라우드를 갖는다. 상기 제1 정익의 슈라우드인 제1 슈라우드는, 상기 연소 가스 유로에 면하는 제1 가스 패스면과, 당해 제1 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하고, 상기 연소 가스 유로와는 반대 측인 유로 반대 측으로 돌출된 제1 돌출부를 갖는다. 상기 제2 정익의 슈라우드인 제2 슈라우드는, 상기 연소 가스 유로에 면하는 제2 가스 패스면과, 당해 제2 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하고, 상기 유로 반대 측으로 돌출된 제2 돌출부와, 당해 제2 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부에 위치하며, 상기 유로 반대 측으로 돌출되고, 상기 결합구에 의하여 상기 제1 돌출부와 결합된 제3 돌출부를 갖는다. 상기 제1 돌출부와 상기 측방향으로 나열되는 영역에 있어서, 상기 제1 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부의 표면 중에서 상기 제1 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 상기 제1 가스 패스면의 사이의 거리는, 상기 제2 돌출부의 표면 중에서 상기 제2 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 상기 제2 가스 패스면의 사이의 거리와 비교하여 짧다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 가스 터빈은, 정익 세그먼트와, 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 로터와, 상기 로터의 외주 측을 덮는 케이싱과, 연료의 연소에 의하여 연소 가스를 생성하고, 상기 케이싱 내에 상기 연소 가스를 보내는 연소기를 구비한다. 상기 정익 세그먼트는, 상기 케이싱의 내주 측에 마련되어 있다. 상기 정익 세그먼트는, 제1 정익과, 상기 제1 정익과 나열되는 제2 정익과, 상기 제1 정익과 상기 제2 정익을 결합하는 결합구를 구비한다. 상기 제2 정익은, 상기 제1 정익에 대하여, 상기 제1 정익과 상기 제2 정익이 나열되는 측방향에 있어서의 제1 측과 제2 측 중 상기 제1 측에 위치한다. 상기 제1 정익 및 상기 제2 정익의 각각은, 연소 가스 유로 내에 배치되어 익형을 이루는 익체와, 상기 익체의 날개 높이 방향에 있어서의 끝단에 마련된 슈라우드를 갖는다. 상기 제1 정익의 슈라우드인 제1 슈라우드는, 상기 연소 가스 유로에 면하는 제1 가스 패스면과, 당해 제1 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하고, 상기 연소 가스 유로와는 반대 측인 유로 반대 측으로 돌출된 제1 돌출부를 갖는다. 상기 제2 정익의 슈라우드인 제2 슈라우드는, 상기 연소 가스 유로에 면하는 제2 가스 패스면과, 당해 제2 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하고, 상기 유로 반대 측으로 돌출된 제2 돌출부와, 당해 제2 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부에 위치하며, 상기 유로 반대 측으로 돌출되고, 상기 결합구에 의하여 상기 제1 돌출부와 결합된 제3 돌출부를 갖는다. 상기 제1 돌출부와 상기 측방향으로 나열되는 영역에 있어서, 상기 제1 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부의 표면 중에서 상기 제1 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 상기 제1 가스 패스면의 사이의 거리는, 상기 제2 돌출부의 표면 중에서 상기 제2 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 상기 제2 가스 패스면의 사이의 거리와 비교하여 짧다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 정익 세그먼트의 제조 방법은, 제1 정익과 제2 정익이 결합구로 결합되며, 상기 제2 정익이 상기 제1 정익에 대하여 상기 제1 정익과 상기 제2 정익이 나열되는 측방향에 있어서의 제1 측과 제2 측 중 상기 제1 측에 위치한 정익 세그먼트의 제조 방법으로서, 각각, 연소 가스 유로에 배치되어 익형을 이루는 익체와, 상기 익체의 날개 높이 방향에 있어서의 끝단에 마련된 슈라우드를 갖고, 상기 슈라우드가, 상기 연소 가스 유로에 면하는 가스 패스면과, 당해 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하여 상기 연소 가스 유로와는 반대 측인 유로 반대 측으로 돌출된 돌출부와, 당해 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부에 위치하여 상기 유로 반대 측으로 돌출된 돌출부를 포함하는 제1 정익 부품 및 제2 정익 부품을 준비하며, 상기 제1 정익 부품의 상기 제2 단부의 상기 돌출부의 적어도 일부를 제거하여, 상기 제1 정익 부품으로 상기 제1 정익을 형성하며, 상기 제2 정익 부품의 상기 제1 단부의 상기 돌출부를 남겨, 상기 제2 정익 부품으로 상기 제2 정익을 형성하며, 상기 제1 정익의 상기 제1 단부의 상기 돌출부와 상기 제2 정익의 상기 제2 단부의 상기 돌출부를 결합구로 결합한다.
본 개시의 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법에 의하면, 열응력의 저감을 도모할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시형태에 관한 가스 터빈의 전체를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 개시의 실시형태에 관한 가스 터빈의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 개시의 실시형태에 관한 정익 세그먼트를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 개시의 실시형태에 관한 제1 정익을 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 개시의 실시형태에 관한 정익 세그먼트의 일부를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 개시의 실시형태에 관한 정익 세그먼트를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3 중에 나타난 외측 슈라우드의 F7-F7선을 따른 단면도이다.
도 8은 본 개시의 실시형태에 관한 정익 세그먼트를 대각선 후방에서 본 경우를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 개시의 실시형태에 관한 정익 세그먼트의 제조 방법의 수순을 나타내는 플로 차트이다.
도 10은 본 개시의 실시형태에 관한 정익 세그먼트의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 개시의 실시형태의 변형예에 관한 정익 세그먼트를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 개시의 실시형태에 관한 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일 또는 유사한 기능을 갖는 구성에 동일한 부호를 붙인다. 그리고, 그들 구성의 중복되는 설명은 생략하는 경우가 있다.
[실시형태]
(가스 터빈의 구성)
도 1은, 실시형태의 가스 터빈(10)의 전체를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 가스 터빈(10)은, 공기(A)를 압축하는 압축기(20)와, 압축기(20)로 압축된 공기(A) 중에서 연료(F)를 연소시켜 연소 가스(G)를 생성하는 연소기(30)와, 연소 가스(G)에 의하여 구동되는 터빈(40)을 구비하고 있다.
압축기(20)는, 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터(21)와, 압축기 로터(21)의 외주 측을 덮는 압축기 차실(車室)(25)과, 복수의 정익단(26)을 갖는다. 터빈(40)은, 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(41)와, 터빈 로터(41)의 외주 측을 덮는 터빈 차실(45)과, 복수의 정익단(46)을 갖는다. 터빈 차실(45)은, "케이싱"의 일례이다.
압축기 로터(21)와 터빈 로터(41)는, 동일 축선(Ar) 상에 위치하고, 서로 접속되어 가스 터빈 로터(11)를 이룬다. 이 가스 터빈 로터(11)에는, 예를 들면, 발전기(GEN)의 로터가 접속되어 있다. 압축기 차실(25)과 터빈 차실(45)은, 서로 접속되어 가스 터빈 차실(15)을 이룬다. 이하의 설명에서는, 축선(Ar)이 뻗는 방향을 축선 방향(Da), 축선(Ar)을 중심으로 한 둘레 방향을 둘레 방향(Dc), 축선(Ar)에 대하여 수직인 방향을 직경 방향(Dr)으로 정의한다. 축선 방향(Da)에서 터빈(40)을 기준으로 하여 압축기(20) 측을 축선 상류 측(Dau), 그 반대 측을 축선 하류 측(Dad)으로 정의한다. 이하에서는, 축선 방향(Da)의 축선 상류 측(Dau)을 전측, 축선 방향(Da)의 축선 하류 측(Dad)을 후측으로 칭하는 경우가 있다. 또, 둘레 방향(Dc)을 측방향(Dc)으로 칭하는 경우가 있다. 또, 직경 방향(Dr)에서 축선(Ar)에 가까워지는 측을 직경 방향 내측(Dri), 그 반대 측을 직경 방향 외측(Dro)으로 정의한다.
압축기 로터(21)는, 축선(Ar)을 중심으로 하여 축선 방향(Da)으로 뻗은 로터축(22)과, 로터축(22)에 장착되어 있는 복수의 동익(動翼)단(23)을 갖는다. 복수의 동익단(23)은, 축선 방향(Da)으로 나열되어 있다. 각 동익단(23)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 동익(23a)으로 구성되어 있다. 복수의 동익단(23)의 각 축선 하류 측(Dad)에는, 정익단(26)이 배치되어 있다. 각 정익단(26)은, 압축기 차실(25)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익단(26)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 정익(26a)으로 구성되어 있다.
터빈 로터(41)는, 축선(Ar)을 중심으로 하여 축선 방향(Da)으로 뻗은 로터축(42)과, 로터축(42)에 장착되어 있는 복수의 동익단(43)을 갖는다. 복수의 동익단(43)은, 축선 방향(Da)으로 나열되어 있다. 각 동익단(43)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 동익(43a)으로 구성되어 있다. 복수의 동익단(43)의 각 축선 상류 측(Dau)에는, 정익단(46)이 배치되어 있다. 각 정익단(46)은, 터빈 차실(45)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익단(46)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 가스 터빈 정익(46a)으로 구성되어 있다. 이하의 설명에서는, 가스 터빈 정익을 간단히 정익이라고 부른다.
도 2는, 실시형태의 가스 터빈(10)의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다. 터빈 차실(45)은, 당해 터빈 차실(45)의 외각(外殼)을 구성하는 통상(筒狀)의 외측 차실(45a)과, 외측 차실(45a)의 내측에 고정되어 있는 내측 차실(45b)과, 내측 차실(45b)의 내측에 고정되어 있는 복수의 분할환(45c)을 갖는다. 복수의 분할환(45c)은, 모두, 복수의 정익단(46)에 있어서 이웃하는 2개의 정익단(46)의 사이의 위치에 마련되어 있다. 각 분할환(45c)의 직경 방향 내측(Dri)에는, 동익단(43)이 배치되어 있다.
직경 방향(Dr)에 있어서의 로터축(42)과 터빈 차실(45)의 사이이며, 정익(46a) 및 동익(43a)이 배치되어 있는 공간은, 연소기(30)로부터의 연소 가스(G)가 흐르는 연소 가스 유로(49)를 이룬다. 연소 가스 유로(49)는, 축선(Ar)을 중심으로 한 환상을 이루고, 축선 방향(Da)으로 길다. 터빈 차실(45)의 내측 차실(45b)에는, 직경 방향 외측(Dro)으로부터 직경 방향 내측(Dri)으로 관통하는 냉각 공기 통로(45p)가 형성되어 있다. 냉각 공기 통로(45p)를 통과한 냉각 공기는, 정익(46a) 내 및 분할환(45c) 내에 도입되어, 정익(46a) 및 분할환(45c)의 냉각에 이용된다. 또한, 가스 터빈 차실(15) 내의 공기가 냉각 공기 통로(45p)를 통하여 정익단(46)에 냉각 공기로서 공급되는 경우에 대하여 설명했지만, 정익(46a)으로 냉각 공기를 공급하는 경로는, 상기에 한정되지 않는다.
(가스 터빈의 동작)
도 1로 되돌아가, 가스 터빈(10)의 동작에 대하여 설명한다. 압축기(20)는, 공기(A)를 압축하여 압축 공기를 생성한다. 압축기(20)에 의하여 생성된 압축 공기는, 연소기(30) 내로 유입된다. 연소기(30)에는, 연료(F)가 공급된다. 연소기(30) 내에서는, 압축 공기 중에서 연료(F)가 연소되어, 고온 고압의 연소 가스(G)가 생성된다. 연소기(30)에 의하여 생성된 연소 가스(G)는, 연소기(30)로부터 터빈(40) 내의 연소 가스 유로(49)에 보내진다. 연소 가스(G)는, 연소 가스 유로(49)를 축선 하류 측(Dad)으로 흐르는 과정에서, 터빈 로터(41)를 회전시킨다. 이 터빈 로터(41)의 회전으로, 가스 터빈 로터(11)에 접속되어 있는 발전기(GEN)의 로터가 회전한다. 그 결과, 발전기(GEN)는 발전한다.
(정익 세그먼트의 구성)
도 3은, 실시형태의 정익 세그먼트(46S)를 나타내는 사시도이다. 본 실시형태의 터빈(40)의 정익단(46)은, 측방향(Dc)으로 나열되어 배치된 복수의 정익 세그먼트(46S)(도 3 중에서는 1개의 정익 세그먼트(46S)만 도시)를 구비하고 있다. 이하에 설명하는 정익 세그먼트(46S)는, 예를 들면 축선 상류 측(Dau)에서 보아 2단째의 정익단(46)에 적용 가능하지만, 다른 단의 정익단(46)에 적용되어도 된다. 정익 세그먼트(46S)는, 둘레 방향(Dc)으로 나열되는 2개의 정익(46a)인 제1 정익(46aA) 및 제2 정익(46aB)과, 이들 제 1정익(46aA)과 제2 정익(46aB)을 결합하는 결합구(Bt)를 적어도 구비하고 있다. 정익 세그먼트(46S)는, 둘레 방향(Dc)으로 이웃하는 2개의 정익(46a)을 결합구(Bt)에 의하여 결합시킨 조품(組品)이다. 정익 세그먼트(46S)는, "정익 조품"이라고 칭해져도 된다.
본 실시형태에서는, 제2 정익(46aB)은, 제1 정익(46aA)에 대하여, 제1 정익(46aA)과 제2 정익(46aB)이 나열되는 둘레 방향(Dc)에 있어서의 부압 측과 정압 측 중 부압 측에 위치한다. 즉, 제2 정익(46aB)은, 제1 정익(46aA)에 대하여, 후술하는 익체(51)의 배측에 위치한다. "배측"이란, 익체(51)가 볼록상이 되는 측을 의미한다. 한편, "복측"이란, "배측"의 반대 측을 의미하고, 익체(51)가 오목상이 되는 측을 의미한다.
본 실시형태에서는, 제1 정익(46aA) 및 제2 정익(46aB)은, 후술하는 플랜지에 관한 구성을 제외하고, 서로 동일한 형상을 갖는다. 이 때문에 이하에서는, 제1 정익(46aA)의 구성을 대표하여 상세하게 설명한다. 제2 정익(46aB)에 관한 설명은, 제1 정익(46aA)에 관한 이하의 설명에 있어서, "제1 정익(46aA)"을 "제2 정익(46aB)"으로 바꾸어 읽으면 된다.
도 4는, 제1 정익(46aA)을 확대하여 나타내는 사시도이다. 제1 정익(46aA)은, 익체(51)와, 외측 슈라우드(60)와, 내측 슈라우드(70)를 적어도 갖고 있다. 익체(51)는, 익형을 이루어 직경 방향(Dr)으로 뻗어 있다. 즉, 익체(51)의 날개 높이 방향은, 직경 방향(Dr)이다. 익체(51)는, 연소 가스(G)가 통과하는 연소 가스 유로(49)(도 2 참조) 내에 배치된다. 외측 슈라우드(60)는, 익체(51)의 직경 방향 외측(Dro)의 끝단에 마련되어 있다. 즉, 외측 슈라우드(60)는, 익체(51)의 날개 높이 방향으로 정익 세그먼트(46S)의 외주 측(직경 방향 외측(Dro))에 위치하고, 환상의 연소 가스 유로(49)의 외주 측 위치를 규정한다. 한편, 내측 슈라우드(70)는, 익체(51)의 직경 방향 내측(Dri)의 끝단에 마련되어 있다. 즉, 내측 슈라우드(70)는, 익체(51)의 날개 높이 방향으로 정익 세그먼트(46S)의 내주 측(직경 방향 내측(Dri))에 위치하고, 환상의 연소 가스 유로(49)의 내주 측 위치를 규정한다.
(익체의 구성)
익체(51) 중 축선 상류 측(Dau)의 단부는, 전연부(52)를 이룬다. 한편, 익체(51) 중 축선 하류 측(Dad)의 단부는, 후연부(53)를 이룬다. 익체(51)의 표면에서, 둘레 방향(Dc)을 향하는 면 중, 볼록상의 면이 배측 면(55n)(=부압면)을 이루고, 오목상의 면이 복측 면(55p)(=정압면)을 이룬다. 이하의 설명에서는, 둘레 방향(Dc)으로 복측 면(55p)에 대하여 배측 면(55n)이 존재하는 측을 둘레 방향 배측(Dcn), 둘레 방향(Dc)으로 배측 면(55n)에 대하여 복측 면(55p)이 존재하는 측을 둘레 방향 복측(Dcp)으로 정의한다.
익체(51)에는, 직경 방향(Dr)으로 뻗는 복수의 날개 공기 통로(56)가 형성되어 있다. 각 날개 공기 통로(56)는, 모두, 외측 슈라우드(60)부터, 익체(51)의 내부를 거쳐, 내측 슈라우드(70)에까지 이어져 형성되어 있다. 복수의 날개 공기 통로(56) 중 인접하는 날개 공기 통로(56)의 일부는, 직경 방향 외측(Dro)의 부분 또는 직경 방향 내측(Dri)의 부분에서 서로 연통되어 있다. 복수의 날개 공기 통로(56) 중 어느 하나는, 외측 슈라우드(60)에 있어서의 오목부(66)(후술)의 바닥에 개구되어 있다. 복수의 날개 공기 통로(56) 중 어느 하나는, 내측 슈라우드(70)에 있어서의 오목부(76)(후술)의 바닥에 개구되어 있다. 날개 공기 통로(56)는, 익체(51)의 전연부(52) 또는 후연부(53)에 마련된 복수의 개구(51h)와 연통하고 있다. 날개 공기 통로(56)를 흐르는 냉각 공기의 일부는, 익체(51)를 냉각한 후, 복수의 개구(51h)로부터 연소 가스 유로(49)로 유입된다.
《외측 슈라우드의 구성》
외측 슈라우드(60)는, 외측 슈라우드 본체(61)와, 외측 둘레벽(65)과, 충돌판(67)과, 배측 플랜지(68nA)를 갖는다. 배측 플랜지(68nA)에 대해서는 후술한다.
외측 슈라우드 본체(61)는, 축선 방향(Da) 및 둘레 방향(Dc)으로 넓어지는 판상으로 형성되어 있다. 외측 슈라우드 본체(61)는, 전단면(62f)과, 후단면(62b)과, 배측 단면(62n)과, 복측 단면(62p)과, 가스 패스면(63)과, 외측 내면(64)을 갖고 있다. 전단면(62f)은, 축선 상류 측(Dau)을 향하는 단면이다. 후단면(62b)은, 전단면(62f)과 서로 맞댐의 관계를 이루고, 축선 하류 측(Dad)을 향하는 단면이다. 배측 단면(62n)은, 전단면(62f)과 후단면(62b)을 익체(51)의 배측 면(55n)에 가까운 측으로 연결하고, 둘레 방향 배측(Dcn)을 향하는 단면이다. 복측 단면(62p)은, 전단면(62f)과 후단면(62b)을 익체(51)의 복측 면(55p)에 가까운 측으로 연결하고, 둘레 방향 복측(Dcp)을 향하는 단면이다. 본 실시형태에서는, 전단면(62f)과 후단면(62b)이 대략 평행이며, 배측 단면(62n)과 복측 단면(62p)이 대략 평행이다. 이로써, 외측 슈라우드 본체(61)는, 직경 방향(Dr)에서 보아 평행사변형상이다. 가스 패스면(63)은, 연소 가스(G)에 접하는 면(연소 가스 유로(49)에 면하는 면)이며, 직경 방향 내측(Dri)을 향하고 있다. 외측 내면(64)은, 가스 패스면(63)과 반대 측을 향하는 면이다.
외측 둘레벽(65)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 바깥 둘레를 따라 외측 슈라우드 본체(61)로부터 직경 방향 외측(Dro)(즉 연소 가스 유로(49)와는 반대 측인 유로 반대 측)으로 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는, 외측 둘레벽(65)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 외주 가장자리의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 외측 둘레벽(65)은, 전벽(65f)과, 후벽(65b)과, 배측 벽(65n)과, 복측 벽(65p)을 갖는다. 전벽(65f)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 전단면(62f)을 따라 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있으며, 축선 상류 측(Dau)을 향하고 있다. 후벽(65b)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 후단면(62b)을 따라 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있으며, 축선 하류 측(Dad)을 향하고 있다. 배측 벽(65n)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 배측 단면(62n)을 따라 뻗어 있으며, 둘레 방향 배측(Dcn)을 향하고 있다. 배측 벽(65n)은, 전벽(65f)과 후벽(65b)을, 익체(51)의 배측 면(55n)에 가까운 측으로 연결하고 있다. 복측 벽(65p)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 복측 단면(62p)을 따라 뻗어 있으며, 둘레 방향 복측(Dcp)을 향하고 있다. 복측 벽(65p)은, 전벽(65f)과 후벽(65b)을, 익체(51)의 복측 면(55p)에 가까운 측으로 연결하고 있다. 전벽(65f) 및 후벽(65b)은, 모두 배측 벽(65n) 및 복측 벽(65p)보다 직경 방향 외측(Dro)에 크게 돌출되어, 훅부를 이루고 있다. 이 훅부를 이루는 전벽(65f) 및 후벽(65b)에 의하고, 정익(46a)은, 터빈 차실(45)(도 2 참조)의 내주 측에 장착된다.
외측 둘레벽(65)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 강성을 높이고 있다. 이로써, 외측 슈라우드 본체(61)를 보다 박판으로 형성할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 외측 슈라우드(60)에는, 외측 슈라우드 본체(61)와 외측 둘레벽(65)에 의하여, 직경 방향 내측(Dri)을 향하여 패이는 오목부(66)가 형성되어 있다. 오목부(66)에는, 충돌판(67)이 마련되어 있다.
충돌판(67)은, 외측 슈라우드(60)의 오목부(66)를, 직경 방향 외측(Dro)의 영역과 직경 방향 내측(Dri)의 영역인 캐비티(CA)로 구획하고 있다. 캐비티(CA)는, 외측 슈라우드 본체(61)의 직경 방향 외측(Dro)을 향하는 면인 외측 내면(64)과, 충돌판(67)의 직경 방향 내측(Dri)을 향하는 면과, 외측 둘레벽(65)(전벽(65f), 후벽(65b), 배측 벽(65n), 복측 벽(65p))의 내벽면(65a)으로 둘러싸인 영역 내에 형성된다. 충돌판(67)에는, 직경 방향(Dr)으로 관통하는 복수의 공기 구멍(67h)이 형성되어 있다. 정익(46a)의 직경 방향 외측(Dro)에 존재하는 냉각 공기(Ac)의 일부는, 충돌판(67)의 공기 구멍(67h)을 거쳐, 캐비티(CA) 내로 유입된다. 캐비티(CA) 내로 유입된 공기의 일부는, 외측 슈라우드(60)를 냉각한 후, 후술하는 냉각 통로를 통하여 연소 가스 유로(49)로 배기된다.
《내측 슈라우드의 구성》
내측 슈라우드(70)는, 내측 슈라우드 본체(71)와, 내측 둘레벽(75)과, 배측 플랜지(78nA)(도 6 참조)와, 복측 플랜지(78pA)를 갖는다. 배측 플랜지(78nA) 및 복측 플랜지(78pA)에 대해서는, 후술한다.
내측 슈라우드 본체(71)는, 축선 방향(Da) 및 둘레 방향(Dc)으로 넓어지는 판상으로 형성되어 있다. 내측 슈라우드 본체(71)는, 전단면(72f)과, 후단면(72b)과, 배측 단면(72n)과, 복측 단면(72p)과, 가스 패스면(73)과, 내측 내면(74)(도 6 참조)을 갖고 있다. 내측 슈라우드 본체(71)의 전단면(72f), 후단면(72b), 배측 단면(72n), 및 복측 단면(72p)은, 외측 슈라우드 본체(61)의 전단면(62f), 후단면(62b), 배측 단면(62n), 및 복측 단면(62p)과 각각 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 가스 패스면(73)은, 연소 가스(G)에 접하는 면(연소 가스 통로(49)에 면하는 면)이며, 직경 방향 외측(Dro)을 향하고 있다. 내측 내면(74)은, 가스 패스면(73)과 반대 측을 향하는 면이다.
내측 둘레벽(75)은, 내측 슈라우드 본체(71)의 바깥 둘레를 따라 내측 슈라우드 본체(71)로부터 직경 방향 내측(Dri)(즉 연소 가스 유로(49)와는 반대 측인 유로 반대 측)으로 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는, 내측 둘레벽(75)은, 내측 슈라우드 본체(71)의 외주 가장자리의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 내측 둘레벽(75)은, 전벽(75f)과, 후벽(75b)과, 배측 벽(75n)(도 6 참조)과, 복측 벽(75p)을 갖는다. 전벽(75f)은, 내측 슈라우드 본체(71)의 전단면(72f)을 따라 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있으며, 축선 상류 측(Dau)을 향하고 있다. 후벽(75b)은, 내측 슈라우드 본체(71)의 후단면(72b)을 따라 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있으며, 축선 하류 측(Dad)을 향하고 있다. 배측 벽(75n)은, 내측 슈라우드 본체(71)의 배측 단면(72n)을 따라 뻗어 있으며, 둘레 방향 배측(Dcn)을 향하고 있다. 배측 벽(75n)은, 전벽(75f)와 후벽(75b)을, 익체(51)의 배측 면(55n)에 가까운 측으로 연결하고 있다. 복측 벽(75p)은, 내측 슈라우드 본체(71)의 복측 단면(72p)을 따라 뻗어 있으며, 둘레 방향 복측(Dcp)을 향하고 있다. 복측 벽(75p)은, 전벽(75f)과 후벽(75b)을, 익체(51)의 복측 면(55p)에 가까운 측으로 연결하고 있다. 내측 슈라우드(70)에는, 내측 슈라우드 본체(71)와 내측 둘레벽(75)에 의하여, 직경 방향 외측(Dro)을 향하여 패이는 오목부(76)가 형성되어 있다(도 6 참조). 내측 둘레벽(75)은, 내측 슈라우드 본체(71)의 강성을 높이고 있다. 이로써, 내측 슈라우드 본체(71)를 보다 박판으로 형성할 수 있다.
이상, 제1 정익(46aA)의 외측 슈라우드(60) 및 내측 슈라우드(70)에 대하여 설명했다. 제1 정익(46aA)의 외측 슈라우드(60)는, "제1 슈라우드"의 일례이다. 제1 정익(46aA)의 외측 슈라우드 본체(61)는, "제1 슈라우드 본체"의 일례이다. 제1 정익(46aA)의 가스 패스면(63)은, "제1 가스 패스면"의 일례이다. 제1 정익(46aA)의 외측 둘레벽(65)은, "제1 둘레벽"의 일례이다. 이하에서는, 설명의 편의상, 제1 정익(46aA)의 외측 슈라우드(60)를 "외측 슈라우드(60A)"로 칭하고, 제1 정익(46aA)의 내측 슈라우드(70)를 "내측 슈라우드(70A)"로 칭한다. 또, 제1 정익(46aA)의 가스 패스면(63)을 "가스 패스면(63A)"으로 칭하고, 제1 정익(46aA)의 가스 패스면(73)을 "가스 패스면(73A)"으로 칭한다.
상술한 바와 같이, 제2 정익(46aB)은, 플랜지에 관한 구성을 제외하고, 제1 정익(46aA)과 동일한 형상을 갖는다. 즉, 제2 정익(46aB)은, 제1 정익(46aA)과 동일하게, 익체(51)와, 외측 슈라우드(60)와, 내측 슈라우드(70)를 갖는다. 제2 정익(46aB)의 외측 슈라우드(60)는, "제2 슈라우드"의 일례이다. 제2 정익(46aB)의 외측 슈라우드 본체(61)는, "제2 슈라우드 본체"의 일례이다. 제2 정익(46aB)의 가스 패스면(63)은, "제2 가스 패스면"의 일례이다. 제2 정익(46aB)의 외측 둘레벽(65)은, "제2 둘레벽"의 일례이다. 이하에서는, 설명의 편의상, 제2 정익(46aB)의 외측 슈라우드(60)를 "외측 슈라우드(60B)"로 칭하고, 제2 정익(46aB)의 내측 슈라우드(70)를 "내측 슈라우드(70B)"로 칭한다. 또, 제2 정익(46aB)의 가스 패스면(63)을 "가스 패스면(63B)"으로 칭하고, 제2 정익(46aB)의 가스 패스면(73)을 "가스 패스면(73B)"으로 칭한다.
(플랜지의 구성)
다음으로 도 3으로 되돌아가, 플랜지에 관한 구성에 대하여 설명한다.
먼저, 제1 정익(46aA)의 외측 슈라우드(60A)에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 외측 슈라우드(60A)는, 배측 플랜지(68nA)를 갖는다. 본 명세서에서 "플랜지"란, 예를 들면 판상으로 돌출된 돌출부를 넓게 의미한다.
배측 플랜지(68nA)는, 외측 슈라우드(60A)의 배측 단부(EnA)에 위치하고, 직경 방향 외측(Dro)으로 돌출되어 있다. "배측 단부(EnA)"란, 외측 슈라우드(60A)에 있어서 둘레 방향 배측(Dcn)(즉 부압 측)에 위치하는 단부(제2 정익(46aB)에 접하는 단부)이다. 본 실시형태에서는, 배측 플랜지(68nA)는, 외측 둘레벽(65)의 배측 벽(65n)에 마련되고, 배측 벽(65n)으로부터 직경 방향 외측(Dro)을 향하여 돌출되어 있다. 배측 플랜지(68nA)는, 축선 방향(Da)에 있어서, 배측 벽(65n)의 일부에 마련되어 있다. 예를 들면, 배측 플랜지(68nA)는, 축선 방향(Da)에 있어서, 배측 벽(65n)의 중간부에 배치되어 있다. 배측 플랜지(68nA)에는, 후술하는 결합구(Bt)가 통과하는 1개 이상(예를 들면 복수)의 삽통 구멍(68nh)이 마련되어 있다. 삽통 구멍(68nh)은, "결합구가 통과하는 구멍"의 일례이다. 배측 플랜지(68nA)는, "제1 배측 돌출부"의 일례이다.
본 실시형태에서는, 외측 슈라우드(60A)의 복측 단부(EpA)에는, 플랜지는 마련되어 있지 않다. "복측 단부(EpA)"란, 외측 슈라우드(60A)에 있어서 둘레 방향 복측(Dcp)(즉 정압 측)에 위치하는 단부(제2 정익(46aB)와는 반대 측을 향한 단부)이다.
다음으로, 제2 정익(46aB)의 외측 슈라우드(60B)에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 외측 슈라우드(60B)는, 배측 플랜지(68nB)와, 복측 플랜지(68pB)를 갖는다.
배측 플랜지(68nB)는, 외측 슈라우드(60B)의 배측 단부(EnB)에 위치하고, 직경 방향 외측(Dro)으로 돌출되어 있다. "배측 단부(EnB)"란, 외측 슈라우드(60B)에 있어서 둘레 방향 배측(Dcn)(즉 부압 측)에 위치하는 단부(제1 정익(46aA)과는 반대 측을 향한 단부)이다. 본 실시형태에서는, 배측 플랜지(68nB)는, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와 동일한 외형을 갖는다. 여기에서, "동일한 외형"이란, 결합구(Bt)가 통과하는 삽통 구멍의 유무가 상이한 경우도 포함할 수 있다. 이 정의는, 이하에서 동일하다. 본 실시형태에서는, 배측 플랜지(68nB)는, 외측 둘레벽(65)의 배측 벽(65n)에 마련되고, 배측 벽(65n)으로부터 직경 방향 외측(Dro)을 향하여 돌출되어 있다. 배측 플랜지(68nB)는, 축선 방향(Da)에 있어서, 배측 벽(65n)의 일부에 마련되어 있다. 예를 들면, 배측 플랜지(68nB)는, 축선 방향(Da)에 있어서, 배측 벽(65n)의 중간부에 배치되어 있다. 배측 플랜지(68nB)에는, 결합구(Bt)가 통과하는 삽통 구멍은 마련되어 있지 않다. 배측 플랜지(68nB)는, "제2 배측 돌출부"의 일례이다.
한편, 복측 플랜지(68pB)는, 외측 슈라우드(60B)의 복측 단부(EpB)에 위치하고, 직경 방향 외측(Dro)으로 돌출되어 있다. "복측 단부(EpB)"란, 외측 슈라우드(60B)에 있어서 둘레 방향 복측(Dcp)(즉 정압 측)에 위치하는 단부(제1 정익(46aA)에 접하는 단부)이다. 본 실시형태에서는, 복측 플랜지(68pB)는, 외측 둘레벽(65)의 복측 벽(65p)에 마련되고, 복측 벽(65p)으로부터 직경 방향 외측(Dro)을 향하여 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는, 복측 플랜지(68pB)는, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와 동일한 외형을 갖는다. 복측 플랜지(68pB)는, 축선 방향(Da)에 있어서, 복측 벽(65p)의 일부에 마련되어 있다. 예를 들면, 복측 플랜지(68pB)는, 축선 방향(Da)에 있어서, 복측 벽(65p)의 중간부에 배치되어 있다. 복측 플랜지(68pB)는, 측방향(Dc)에 있어서, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와 서로 마주 본다. 복측 플랜지(68pB)는, 후술하는 결합구(Bt)가 통과하는 1개 이상(예를 들면 복수)의 삽통 구멍(68ph)이 마련되어 있다. 복측 플랜지(68pB)는, "복측 돌출부"의 일례이다.
결합구(Bt)는, 1개의 정익 세그먼트(46S)를 구성하는 제1 정익(46aA)과 제2 정익(46aB)을 결합한다. 본 실시형태에서 예시하는 결합구(Bt)는, 볼트(B) 및 너트(N)로 이루어진다. 결합구(Bt)는, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)의 삽통 구멍(68nh) 및 제2 정익(46aB)의 복측 플랜지(68pB)의 삽통 구멍(68ph)으로 통과되어, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와 제2 정익(46aB)의 복측 플랜지(68pB)를 결합한다. 한편, 둘레 방향(Dc)으로 이웃하는 복수의 정익 세그먼트(46S)는, 결합구(Bt)로 결합되어 있지 않다.
이상 설명한 플랜지에 관한 구성은, 다음과 같이 설명할 수 있다.
도 5는, 실시형태의 정익 세그먼트(46S)의 일부인 제1 정익(46aA)의 외측 슈라우드(60A) 및 제2 정익(46aB)의 외측 슈라우드(60B)를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 6은, 실시형태의 정익 세그먼트(46S)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
본 실시형태에서는, 정익 세그먼트(46S)의 외측 슈라우드(60A)는, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와 측방향(Dc)으로 나열되는 영역(SR)(도 5 참조, 이하 "특정 영역(SR)"으로 칭한다)을 갖는다. 도 5에서는, 설명의 편의상, 특정 영역(SR)에 도트 무늬의 해칭을 실시하고 있다. 이 특정 영역(SR)에 있어서, 제1 정익(46aA)의 외측 슈라우드(60A)의 복측 단부(EpA)의 표면 중에서 가스 패스면(63A)으로부터 가장 떨어진 표면(S1)은, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)의 표면 중에서 가스 패스면(63A)으로부터 가장 떨어진 표면(S2)과 비교하여, 가스 패스면(63A)에 가깝다. 바꾸어 말하면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 표면(S1)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L1)는, 표면(S2)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L2)보다 짧다. 본 실시형태에서는, 표면(S1)은, 복측 벽(65p)의 상면(직경 방향 외측(Dro)을 향하는 면)의 일부이다.
본 실시형태에서는, 표면(S1)은, 배측 플랜지(68nA)에 마련된 삽통 구멍(68nh)의 내주면 중에서 가스 패스면(63A)으로부터 가장 떨어진 표면(S3)과 비교하여, 가스 패스면(63A)에 가깝다. 즉, 표면(S1)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L1)는, 표면(S3)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L3)보다 짧다. 추가로 말하면, 표면(S1)은, 배측 플랜지(68nA)에 마련된 삽통 구멍(68nh)의 내주면 중에서 가스 패스면(63A)에 가장 가까운 표면(S4)과 비교하여, 가스 패스면(63A)에 가깝다. 즉, 표면(S1)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L1)는, 표면(S4)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L4)보다 짧다.
다른 관점에서 보면, 제2 정익(46aB)의 배측 플랜지(68nB)는, 당해 배측 플랜지(68nB)의 표면 중에서 가스 패스면(63B)으로부터 가장 떨어진 표면(S5)을 갖는다. 그리고, 표면(S1)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L1)는, 표면(S5)과 가스 패스면(63B)의 사이의 거리(L5)보다 짧다.
다음으로, 2개의 내측 슈라우드(70A, 70B)에 관한 플랜지에 대하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 내측 슈라우드(70A)는, 배측 플랜지(78nA)와, 복측 플랜지(78pA)를 갖는다. 배측 플랜지(78nA) 및 복측 플랜지(78pA)는, 내측 슈라우드(70A)의 배측 단부(EnA) 및 복측 단부(EpA)에 각각 마련되고, 직경 방향 내측(Dri)으로 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는, 배측 플랜지(78nA)는, 내측 둘레벽(75)의 배측 벽(75n)에 마련되고, 배측 벽(75n)으로부터 직경 방향 내측(Dri)을 향하여 돌출되어 있다. 복측 플랜지(78pA)는, 내측 둘레벽(75)의 복측 벽(75p)에 마련되고, 복측 벽(75p)으로부터 직경 방향 내측(Dri)을 향하여 돌출되어 있다. 배측 플랜지(78nA) 및 복측 플랜지(78pA)는, 예를 들면 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와 동일한 외형을 갖는다. 배측 플랜지(78nA)는, 결합구(Bt)가 통과하는 1개 이상(예를 들면 복수)의 삽통 구멍(78nh)이 마련되어 있다. 한편, 복측 플랜지(78pA)에는, 삽통 구멍은 마련되어 있지 않다.
본 실시형태에서는, 내측 슈라우드(70B)는, 배측 플랜지(78nB)와, 복측 플랜지(78pB)를 갖는다. 배측 플랜지(78nB) 및 복측 플랜지(78pB)는, 내측 슈라우드(70B)의 배측 단부(EnB) 및 복측 단부(EpB)에 각각 마련되고, 직경 방향 내측(Dri)으로 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는, 배측 플랜지(78nB)는, 내측 둘레벽(75)의 배측 벽(75n)에 마련되고, 배측 벽(75n)으로부터 직경 방향 내측(Dri)을 향하여 돌출되어 있다. 복측 플랜지(78pB)는, 내측 둘레벽(75)의 복측 벽(75p)에 마련되고, 복측 벽(75p)으로부터 직경 방향 내측(Dri)을 향하여 돌출되어 있다. 배측 플랜지(78nB) 및 복측 플랜지(78pB)는, 배측 플랜지(78nA) 및 복측 플랜지(78pA)와 동일한 외형을 갖는다. 복측 플랜지(78pB)는, 결합구(Bt)가 통과하는 1개 이상(예를 들면 복수)의 삽통 구멍(78ph)이 마련되어 있다. 복측 플랜지(78pB)는, 결합구(Bt)에 의하여 배측 플랜지(78nA)와 결합된다. 한편, 배측 플랜지(78nB)에는, 삽통 구멍은 마련되어 있지 않다.
(냉각 통로의 구성)
다음으로, 외측 슈라우드(60A, 60B)에 마련된 냉각 통로의 구성에 대하여 설명한다.
도 7은, 도 3 중에 나타난 외측 슈라우드(60A, 60B)의 F7-F7선을 따른 단면도이다. 외측 슈라우드(60A)는, 제1 냉각 통로(81)와, 제2 냉각 통로(82)를 갖는다. 제1 냉각 통로(81) 및 제2 냉각 통로(82)는, 외측 슈라우드(60A)의 캐비티(CA)에 공급된 냉각 공기의 일부가 유입되고, 유입된 냉각 공기를 외측 슈라우드(60A)의 외부로 배기하는 통로이다. 냉각 공기가 제1 냉각 통로(81) 및 제2 냉각 통로(82)를 흐름으로써 외측 슈라우드(60A)의 냉각이 촉진된다.
본 실시형태에서는, 제1 냉각 통로(81)는, 제1 부분(81a), 제2 부분(81b), 제3 부분(81c), 및 제4 부분(81d)을 갖는다. 제1 부분(81a)은, 전벽(65f)에 마련되고, 축선 상류 측(Dau)으로부터 캐비티(CA)에 개구되어 있다. 제1 부분(81a)의 일부는, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제2 부분(81b)은, 제1 부분(81a)에 접속되어 있다. 제2 부분(81b)은, 배측 벽(65n)에 마련되고, 외측 슈라우드(60A)의 배측 단부(EnA)를 따라 뻗어 있다. 제3 부분(81c)은, 제2 부분(81b)에 접속되어 있다. 제3 부분(81c)은, 후벽(65b)에 마련되고, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제4 부분(81d)은, 제3 부분(81c)에 접속되어 있다. 제4 부분(81d)은, 후벽(65b)에 마련된 제1 배기구(91)에 접속되고, 제1 배기구(91)를 통하여 외측 슈라우드(60A)의 외부에 연통하고 있다.
한편, 제2 냉각 통로(82)는, 제1 부분(82a), 제2 부분(82b), 제3 부분(82c), 및 제4 부분(82d)을 갖는다. 제1 부분(82a)은, 전벽(65f)에 마련되고, 축선 상류 측(Dau)으로부터 캐비티(CA)에 개구되어 있다. 제1 부분(82a)의 일부는, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제2 부분(82b)은, 제1 부분(82a)에 접속되어 있다. 제2 부분(82b)은, 복측 벽(65p)에 마련되고, 외측 슈라우드(60A)의 복측 단부(EpA)를 따라 뻗어 있다. 본 실시형태에서는, 제2 냉각 통로(82)의 제2 부분(82b)의 둘레 방향(Dc)의 폭(W2)은, 제1 냉각 통로(81)의 제2 부분(81b)의 둘레 방향(Dc)의 폭(W1)과 동일하다. 제3 부분(82c)은, 제2 부분(82b)에 접속되어 있다. 제3 부분(82c)은, 후벽(65b)에 마련되고, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제4 부분(82d)은, 제3 부분(82c)에 접속되어 있다. 제4 부분(82d)은, 후벽(65b)에 마련된 제2 배기구(92)에 접속되고, 제2 배기구(92)를 통하여 외측 슈라우드(60A)의 외부에 연통하고 있다.
동일하게, 외측 슈라우드(60B)는, 제3 냉각 통로(83)와, 제4 냉각 통로(84)를 갖는다. 제3 냉각 통로(83) 및 제4 냉각 통로(84)는, 외측 슈라우드(60B)의 캐비티(CA)에 공급된 냉각 공기의 일부가 유입되고, 유입된 냉각 공기를 외측 슈라우드(60B)의 외부로 배기하는 통로이다. 냉각 공기가 제3 냉각 통로(83) 및 제4 냉각 통로(84)를 흐름으로써 외측 슈라우드(60B)의 냉각이 촉진된다.
본 실시형태에서는, 제3 냉각 통로(83)는, 제1 부분(83a), 제2 부분(83b), 제3 부분(83c), 및 제4 부분(83d)을 갖는다. 제1 부분(83a)은, 전벽(65f)에 마련되고, 축선 상류 측(Dau)으로부터 캐비티(CA)에 개구되어 있다. 제1 부분(83a)의 일부는, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제2 부분(83b)은, 제1 부분(83a)에 접속되어 있다. 제2 부분(83b)은, 배측 벽(65n)에 마련되고, 외측 슈라우드(60B)의 배측 단부(EnB)를 따라 뻗어 있다. 제3 부분(83c)은, 제2 부분(83b)에 접속되어 있다. 제3 부분(83c)은, 후벽(65b)에 마련되고, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제4 부분(83d)은, 제3 부분(83c)에 접속되어 있다. 제4 부분(83d)은, 후벽(65b)에 마련된 제3 배기구(93)에 접속되고, 제3 배기구(93)를 통하여 외측 슈라우드(60B)의 외부에 연통하고 있다.
한편, 제4 냉각 통로(84)는, 제1 부분(84a), 제2 부분(84b), 제3 부분(84c), 및 제4 부분(84d)을 갖는다. 제1 부분(84a)은, 전벽(65f)에 마련되고, 축선 상류 측(Dau)으로부터 캐비티(CA)에 개구되어 있다. 제1 부분(84a)의 일부는, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제2 부분(84b)은, 제1 부분(84a)에 접속되어 있다. 제2 부분(84b)은, 복측 벽(65p)에 마련되고, 외측 슈라우드(60B)의 복측 단부(EpB)를 따라 뻗어 있다. 본 실시형태에서, 제4 냉각 통로(84)의 제2 부분(84b)의 둘레 방향(Dc)의 폭(W4)은, 제3 냉각 통로(83)의 제2 부분(83b)의 둘레 방향(Dc)의 폭(W3)과 동일하다. 제3 부분(84c)은, 제2 부분(84b)에 접속되어 있다. 제3 부분(84c)은, 후벽(65b)에 마련되고, 둘레 방향(Dc)으로 뻗어 있다. 제4 부분(84d)은, 제3 부분(84c)에 접속되어 있다. 제4 부분(84d)은, 후벽(65b)에 마련된 제4 배기구(94)에 접속되고, 제2 배기구(92)를 통하여 외측 슈라우드(60B)의 외부에 연통하고 있다.
도 8은, 실시형태의 정익 세그먼트(46S)를 대각선 후방에서 본 경우를 나타내는 사시도이다. 외측 슈라우드(60A)의 후단면(축선 하류 측(Dad)을 향한 단면)은, 제1 배기구(91)와, 제2 배기구(92)를 갖는다. 제1 배기구(91)는, 제1 냉각 통로(81)에 접속되어 있으며, 제1 냉각 통로(81)를 흐른 냉각 공기를 외측 슈라우드(60A)의 외부로 배기시킨다. 제2 배기구(92)는, 제2 냉각 통로(82)에 접속되어 있으며, 제2 냉각 통로(82)를 흐른 냉각 공기를 외측 슈라우드(60A)의 외부로 배기시킨다.
본 실시형태에서는, 제2 배기구(92)의 개구 면적은, 제1 배기구(91)의 개구 면적보다 크다. 예를 들면, 제2 배기구(92)의 개구 면적은, 제1 배기구(91)의 개구 면적의 2배 이상이다. 이 때문에 본 실시형태에서는, 제2 냉각 통로(82)에 관한 통풍 저항이 제1 냉각 통로(81)에 관한 통풍 저항보다 작다. 그 결과, 제2 냉각 통로(82)를 흐르는 냉각 공기의 유량은, 제1 냉각 통로(81)를 흐르는 냉각 공기의 유량보다 많다.
동일하게, 외측 슈라우드(60B)의 후단면은, 제3 배기구(93)와, 제4 배기구(94)를 갖는다. 제3 배기구(93)는, 제3 냉각 통로(83)에 접속되어 있으며, 제3 냉각 통로(83)를 흐른 냉각 공기를 외측 슈라우드(60B)의 외부로 배기시킨다. 제4 배기구(94)는, 제4 냉각 통로(84)에 접속되어 있으며, 제4 냉각 통로(84)를 흐른 냉각 공기를 외측 슈라우드(60B)의 외부로 배기시킨다.
본 실시형태에서는, 제3 배기구(93)의 개구 면적은, 제4 배기구(94)의 개구 면적보다 크다. 예를 들면, 제3 배기구(93)의 개구 면적은, 제4 배기구(94)의 개구 면적의 2배 이상이다. 이 때문에 본 실시형태에서는, 제3 냉각 통로(83)에 관한 통풍 저항이 제4 냉각 통로(84)에 관한 통풍 저항보다 작다. 그 결과, 제3 냉각 통로(83)를 흐르는 냉각 공기의 유량은, 제4 냉각 통로(84)를 흐르는 냉각 공기의 유량보다 많다.
(정익 세그먼트의 제조 방법)
다음으로, 정익 세그먼트(46S)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 9는, 실시형태의 정익 세그먼트(46S)의 제조 방법의 수순을 나타내는 플로 차트이다. 도 10은, 정익 세그먼트(46S)의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 본 실시형태의 제조 방법은, 가스 터빈(10)의 신설 시에 정익 세그먼트(46S)가 제조되는 경우에 한정되지 않고, 이미 마련된 가스 터빈의 보수 시 또는 개조 시에 이미 마련된 정익 세그먼트로부터 정익 세그먼트(46S)가 제조되는 경우(이미 마련된 정익 세그먼트가 정익 세그먼트(46S)에 개조되는 경우)에도 적용 가능하다.
본 실시형태의 제조 방법은, 예를 들면, 부품 준비 공정(S11), 제1 정익 형성 공정(S12), 제2 정익 형성 공정(S13), 및 결합 공정(S14)을 포함한다. 제1 정익 형성 공정(S12)과 제2 정익 형성 공정(S13)은 어느 쪽이 먼저 행해져도 된다.
부품 준비 공정(S11)에서는, 제1 정익(46aA)의 기본이 되는 제1 정익 부품(46MA)(도 10 참조)과, 제2 정익(46aB)의 기본이 되는 제2 정익 부품(46MB)(도 10 참조)이 준비된다. 제1 정익 부품(46MA) 및 제2 정익 부품(46MB)은, 예를 들면 완전히 동일한 형상을 갖는다. 제1 정익 부품(46MA) 및 제2 정익 부품(46MB)의 각각은, 익체(51)와, 외측 슈라우드(60M)와, 내측 슈라우드(70M)를 갖는다. 외측 슈라우드(60M)는, 당해 외측 슈라우드(60M)의 배측 단부(En)에 마련된 배측 플랜지(68Mn)와, 당해 외측 슈라우드(60M)의 복측 단부(Ep)에 마련된 복측 플랜지(68Mp)를 갖는다. 배측 플랜지(68Mn) 및 복측 플랜지(68Mp)는, 직경 방향 외측(Dco)으로 돌출되어 있다. 한편, 내측 슈라우드(70M)는, 당해 내측 슈라우드(70M)의 배측 단부(En)에 마련된 배측 플랜지(78Mn)와, 당해 내측 슈라우드(70M)의 복측 단부(Ep)에 마련된 복측 플랜지(78Mp)를 갖는다. 배측 플랜지(78Mn) 및 복측 플랜지(78Mp)는, 직경 방향 외측(Dci)으로 돌출되어 있다.
가스 터빈(10)의 신설 시에 있어서는, 제1 정익 부품(46MA) 및 제2 정익 부품(46MB)은, 예를 들면, 동일한 주형(鑄型)(공통의 주형)을 이용하여 성형된다. 한편, 이미 마련된 가스 터빈의 보수 시 또는 개조 시에 있어서는, 제1 정익 부품(46MA) 및 제2 정익 부품(46MB)은, 이미 마련된 가스 터빈으로 이용되고 있던 정익 세그먼트를 구성하는 1세트의 정익이 해당된다.
제1 정익 형성 공정(S12)에서는, 제1 정익 부품(46MA)으로부터 제1 정익(46aA)이 형성된다. 구체적으로는, 제1 정익 부품(46MA)의 배측 플랜지(68Mn), 배측 플랜지(78Mn), 및 복측 플랜지(78Mp)를 남기면서, 복측 플랜지(68Mp)가 제거된다. 예를 들면, 복측 플랜지(68Mp)는, 방전 가공 등에 의하여 절단됨으로써 제거된다. 다음으로, 제1 정익 부품(46MA)에 대하여 필요한 가공 및 소정의 마무리 가공(코팅 가공 등)이 행해진다. 이로써, 배측 플랜지(68Mn), 배측 플랜지(78Mn), 및 복측 플랜지(78Mp)가, 각각, 배측 플랜지(68nA), 배측 플랜지(78nA), 및 복측 플랜지(78pA)가 되어, 제1 정익 부품(46MA)으로부터 제1 정익(46aA)이 형성된다.
제2 정익 형성 공정(S13)에서는, 제2 정익 부품(46MB)으로부터 제2 정익(46aB)이 형성된다. 구체적으로는, 제2 정익 부품(46MB)의 배측 플랜지(68Mn), 복측 플랜지(68Mp), 배측 플랜지(78Mn), 및 복측 플랜지(78Mp)를 남기면서, 제2 정익 부품(46MB)에 대하여 필요한 가공 및 소정의 마무리 가공(코팅 가공 등)이 행해진다. 이로써, 배측 플랜지(68Mn), 복측 플랜지(68Mp), 배측 플랜지(78Mn), 및 복측 플랜지(78Mp)가, 각각, 배측 플랜지(68nB), 복측 플랜지(68pB), 배측 플랜지(78nB), 및 복측 플랜지(78pB)가 되어, 제2 정익 부품(46MB)으로부터 제2 정익(46aB)이 형성된다.
결합 공정(S14)에서는, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와, 제2 정익(46aB)의 복측 플랜지(68pB)가 결합구(Bt)에 의하여 결합된다. 이로써, 정익 세그먼트(46S)가 완성된다.
(작용 효과)
비교예로서, 제1 정익 및 제2 정익의 양방에 있어서, 배측 단부 및 복측 단부의 각각에 플랜지가 마련된 구성에 대하여 생각한다. 이와 같은 구성에서는, 예를 들면 제1 정익 및 제2 정익을 제조하는 주형을 공통화할 수 있는 한편, 가스 터빈의 사용 환경 또는 운전 조건에 따라서는 큰 열응력이 작용하는 경우가 있는 것이, 본 발명자들의 연구에 의하여 발견되었다. 예를 들면, 슈라우드의 익체의 복측의 위치에 큰 플랜지(복측 플랜지)가 존재하면, 복측 플랜지의 열팽창에 의하여 뻗는 방향으로 작용하는 힘과, 익체의 복측의 오목부 형상에 의하여 구속되는 힘이 익체와 복측 플랜지의 사이의 영역에 작용하고, 그 결과, 익체와 복측 플랜지의 사이의 영역에 큰 열응력이 작용하는 경우가 있는 것이 발견되었다. 또한, 제1 정익 및 제2 정익의 양방에 있어서, 완성품 또는 제조 시에 배측 단부 및 복측 단부의 각각에 플랜지를 마련하는 이유는, 주형의 공통화 이외의 이유여도 된다.
그래서, 본 실시형태에서는, 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)와 둘레 방향(Dc)으로 나열되는 영역(특정 영역(SR))에 있어서, 제1 정익(46aA)의 슈라우드(60A)의 복측 단부(EpA)의 표면 중에서 제1 정익(46aA)의 가스 패스면(63A)으로부터 가장 떨어진 표면(S1)과 가스 패스면(63A)의 사이의 거리(L1)는, 제2 정익(46aB)의 배측 플랜지(68nB)의 표면 중에서 제2 정익(46aB)의 가스 패스면(63B)으로부터 가장 떨어진 표면(S2)과 가스 패스면(63B)의 사이의 거리(L5)와 비교하여 짧다. 이와 같은 구성에 의하면, 복측 플랜지의 열팽창에 의하여 뻗는 방향으로 작용하는 힘이 익체와 복측 플랜지의 사이의 영역에 작용하는 것을 저감시킬 수 있으며, 정익 세그먼트(46S)에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 저사이클 피로에 대한 정익 세그먼트(46S)의 내성을 향상시킬 수 있으며, 정익 세그먼트(46S)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 제2 정익(46aB)이 배측 플랜지(68nB)를 갖는 경우, 예를 들면, 제1 정익(46Aa)과 제2 정익(46aB)을 동일한 주형으로 성형한 후의 가공 부담을 저감시킬 수 있으며, 주형의 공통화에 의한 제조성의 향상을 도모할 수 있다. 단, 제2 정익(46aB)이 배측 플랜지(68nB)를 갖는 이유는, 주형의 공통화에 한정하지 않고, 설계의 용이화나 강성의 향상 등 다른 이유여도 된다.
(변형예)
다음으로, 실시형태의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 본 변형예에서 이하에 설명하는 이외의 구성은, 상술한 실시형태의 구성과 동일하다.
도 11은, 실시형태의 변형예의 정익 세그먼트(46S')를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 본 변형예에서는, 내측 슈라우드(70A)의 배측 단부(EnA)에 배측 플랜지(78nA)가 마련되지만, 내측 슈라우드(70A)의 복측 단부(EpA)에는, 복측 플랜지는 마련되어 있지 않다.
즉 본 변형예에서는, 제1 정익(46aA')의 내측 슈라우드(70A)에서는, 제1 정익(46aA')의 배측 플랜지(78nA)와 측방향(Dc)으로 나열되는 영역에 있어서, 내측 슈라우드(70A)의 복측 단부(EpA)의 표면 중에서 제1 정익(46aA')의 가스 패스면(73A)으로부터 가장 떨어진 표면(S1)과 가스 패스면(73A)의 사이의 거리(L1)는, 제2 정익(46aB)의 배측 플랜지(78nB)의 표면 중에서 제2 정익(46aB)의 가스 패스면(73B)으로부터 가장 떨어진 표면(S5)과의 사이의 거리(L5)와 비교하여 짧다. 본 변형예에서는, 표면(S1)은, 복측 벽(75p)의 하면(직경 방향 내측(Dri)을 향하는 면)의 일부이다.
본 변형예에서는, 표면(S1)은, 배측 플랜지(78nA)에 마련된 삽통 구멍(78nh)의 내주면 중에서 가스 패스면(73A)으로부터 가장 떨어진 표면(S3)과 비교하여, 가스 패스면(73A)에 가깝다. 즉, 표면(S1)과 가스 패스면(73A)의 사이의 거리(L1)는, 표면(S3)과 가스 패스면(73A)의 사이의 거리(L3)보다 짧다. 추가로 말하면, 표면(S1)은, 배측 플랜지(78nA)에 마련된 삽통 구멍(78nh)의 내주면 중에서 가스 패스면(73A)에 가장 가까운 표면(S4)과 비교하여, 가스 패스면(73A)에 가깝다. 즉, 표면(S1)과 가스 패스면(73A)의 사이의 거리(L1)는, 표면(S4)과 가스 패스면(73A)의 사이의 거리(L4)보다 짧다.
다른 관점에서 말하면, 제2 정익(46aB)의 배측 플랜지(78nB)는, 당해 배측 플랜지(78nB)의 표면 중에서 제2 정익(46aB)의 가스 패스면(73B)으로부터 가장 떨어진 표면(S5)을 갖는다. 그리고, 표면(S1)과 가스 패스면(73A)의 사이의 거리(L1)는, 표면(S5)과 가스 패스면(73B)의 사이의 거리(L5)보다 짧다.
본 변형예에서는, 외측 슈라우드(60A)의 배측 단부(EnA)에는, 배측 플랜지(68nA)가 마련되고, 외측 슈라우드(60A)의 복측 단부(EpA)에는, 복측 플랜지(68pA)가 마련되어 있다. 복측 플랜지(68pA)는, 배측 플랜지(68nA)와 동일한 외형을 갖는다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 실시형태와 동일하게, 열응력을 저감시킬 수 있는 경우가 있다. 본 변형예에서는, 내측 슈라우드(70A)는, "제1 슈라우드"의 일례이다. 내측 슈라우드(70A)의 내측 슈라우드 본체(71)는, "제1 슈라우드 본체"의 일례이다. 내측 슈라우드(70A)의 가스 패스면(73)은, "제1 가스 패스면"의 일례이다. 내측 슈라우드(70A)의 내측 둘레벽(75)은, "제1 둘레벽"의 일례이다. 내측 슈라우드(70B)는, "제2 슈라우드"의 일례이다. 내측 슈라우드(70B)의 내측 슈라우드 본체(71)는, "제2 슈라우드 본체"의 일례이다. 내측 슈라우드(70B)의 가스 패스면(73)은, "제2 가스 패스면"의 일례이다. 내측 슈라우드(70B)의 내측 둘레벽(75)은, "제2 둘레벽"의 일례이다.
(그 외의 실시형태)
이상, 본 개시의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명했지만, 구체적인 구성은, 이 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다. 예를 들면, 제1 정익(46aA) 및 제2 정익(46aB)은, 공통의 주형을 이용하여 성형되는 것에 한정하지 않고, 다른 주형을 이용하여 성형되어도 된다. 예를 들면 상술한 실시형태에 있어서, 외측 슈라우드(60A)의 복측 단부(EpA)는, 복측 플랜지가 마련되어 있지 않은 것 대신에, 배측 플랜지(68nB)와 비교하여 작은 복측 돌출부가 마련되어도 된다. 복측 돌출부가 작은 경우, 큰 복측 플랜지가 마련되는 경우와 비교하여 열팽창에 의한 힘이 작용하기 어려워 열응력의 저감을 도모할 수 있다. 또, 상술한 실시형태 및 변형예는 조합되어 실현되어도 된다. 예를 들면, 외측 슈라우드(60A)의 복측 단부(EpA)에 복측 돌출부가 마련되어 있지 않고, 또한, 내측 슈라우드(70A)의 복측 단부(EpA)에 복측 돌출부가 마련되어 있지 않아도 된다.
이상 설명한 실시형태 및 변형예에서는, 예를 들면 이하의 관계가 파악된다. 제1 정익(46aA)은, "제1 정익"의 일례이다. 제2 정익(46aB)은, "제2 정익"의 일례이다. 부압 측은, "제1 측"의 일례이다. 정압 측은, "제2 측"의 일례이다. 배측 단부(EnA) 및 배측 단부(EnB)의 각각은, "제1 단부"의 일례이다. 복측 단부(EpA) 및 복측 단부(EpB)의 각각은, "제2 단부"의 일례이다. 배측 플랜지(68nA)는, "제1 배측 돌출부", "제1 돌출부", 및 "제1 정익의 제1 단부의 돌출부"의 각각 일례이다. 배측 플랜지(68nB)는, "제2 배측 돌출부", "제2 돌출부", 및 "제2 정익의 제1 단부의 돌출부"의 각각 일례이다. 복측 플랜지(68pB)는, "복측 돌출부", "제3 돌출부", 및 "제2 정익의 제2 단부의 돌출부"의 각각 일례이다. 배측 벽(65n)은, "제1 측벽"의 일례이다. 복측 벽(65p)은, "제2 측벽"의 일례이다.
여기에서, 상술한 실시형태 및 변형예에서는, 복측 날개인 제1 정익(46aA)의 복측 플랜지가 제거되는 예에 대하여 설명했지만, 실시형태 및 변형예는 상기 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 설계나 운전 조건에 따라서는 배측의 응력이 높은 경우도 있다. 그 경우는, 복측 날개인 제1 정익(46aA)의 복측 플랜지를 남기면서, 배측 날개인 제2 정익(46aB)의 배측 플랜지가 제거되어도 된다. 이 양태에서는, 예를 들면 이하의 관계가 파악된다. 배측 플랜지(68nB)가 제거된 제2 정익(46aB)은, "제1 정익"의 일례이다. 복측 플랜지(68pA)가 남겨진 제1 정익(46aA)은, "제2 정익"의 일례이다. 정압 측은, "제1 측"의 일례이다. 부압 측은, "제2 측"의 일례이다. 복측 단부(EpA) 및 복측 단부(EpB)의 각각은, "제1 단부"의 일례이다. 배측 단부(EnA) 및 배측 단부(EnB)의 각각은, "제2 단부"의 일례이다. 제2 정익(46aB)의 복측 플랜지(68pB)는, "제1 복측 돌출부", "제1 돌출부", 및 "제1 정익의 제1 단부의 돌출부"의 각각 일례이다. 제1 정익(46aA)에 남겨진 복측 플랜지(68pA)는, "제2 복측 돌출부", "제2 돌출부", 및 "제2 정익의 제1 단부의 돌출부"의 각각 일례이다. 제1 정익(46aA)의 배측 플랜지(68nA)는, "배측 돌출부", "제3 돌출부", 및 "제2 정익의 제2 단부의 돌출부"의 각각 일례이다. 복측 벽(65p)은, "제1 측벽"의 일례이다. 배측 벽(65n)은, "제2 측벽"의 일례이다. 또한, 도 11에 나타내는 변형예와 같이, 내측 슈라우드에 관하여, 복측 날개인 제1 정익(46aA)의 복측 플랜지를 남기면서, 배측 날개인 제2 정익(46aB)의 배측 플랜지가 제거되어도 된다.
[부기(付記)]
실시형태에 기재된 정익 세그먼트(46S, 46S'), 가스 터빈(10), 정익 세그먼트(46S, 46S')의 제조 방법은, 예를 들면 이하와 같이 파악된다.
(1) 제1 양태에 관한 정익 세그먼트(46S, 46S')는, 제1 정익(예를 들면 제1 정익(46aA))과, 제1 정익과 나열되는 제2 정익(예를 들면 제2 정익(46aB))과, 제1 정익과 제2 정익을 결합하는 결합구(Bt)를 구비한다. 제2 정익은, 제1 정익에 대하여, 제1 정익과 제2 정익이 나열되는 측방향(Dc)에 있어서의 제1 측과 제2 측 중 제1 측에 위치한다. 제1 정익 및 제2 정익의 각각은, 연소 가스 유로(49) 내에 배치되어 익형을 이루는 익체(51)와, 익체(51)의 날개 높이 방향에 있어서의 끝단에 마련된 슈라우드(60, 70)를 갖는다. 제1 정익의 슈라우드(60, 70)인 제1 슈라우드(예를 들면 슈라우드(60A, 70A))는, 연소 가스 유로(49)에 면하는 제1 가스 패스면(예를 들면 가스 패스면(63A, 73A))과, 제1 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하고, 연소 가스 유로(49)와는 반대 측인 유로 반대 측으로 돌출된 제1 돌출부(예를 들면 배측 플랜지(68nA, 78nA))를 갖는다. 제2 정익의 슈라우드(60, 70)인 제2 슈라우드(예를 들면 슈라우드(60B, 70B))는, 연소 가스 유로(49)에 면하는 제2 가스 패스면(예를 들면 가스 패스면(63B, 73B))과, 제2 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 마련되고, 유로 반대 측으로 돌출된 제2 돌출부(예를 들면 배측 플랜지(68nB, 78nB))와, 제2 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부에 마련되며, 유로 반대 측으로 돌출되고, 결합구(Bt)에 의하여 제1 돌출부와 결합된 제3 돌출부(예를 들면 복측 플랜지(68pB, 78pB))를 갖는다. 제1 돌출부와 측방향(Dc)으로 나열되는 영역(SR)에 있어서, 제1 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부의 표면 중에서 제1 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면(S1)과 제1 가스 패스면의 사이의 거리(L1)는, 제2 배측 돌출부의 표면 중에서 제2 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면(S5)과 제2 가스 패스면의 사이의 거리(L5)와 비교하여 짧다.
이와 같은 구성에 의하면, 제1 슈라우드에 존재하는 돌출부의 열팽창에 의하여 뻗는 방향으로 작용하는 힘이 익체(51)와 제1 슈라우드의 단부의 사이의 영역에 작용하는 것을 저감시킬 수 있으며, 정익 세그먼트(46S, 46S')에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있다.
(2) 제2 양태에 관한 정익 세그먼트(46S, 46S')는, (1)의 정익 세그먼트(46S, 46S')이며, 제1 슈라우드는, 제1 가스 패스면을 갖는 제1 슈라우드 본체(예를 들면 슈라우드 본체(61, 71))와, 제1 슈라우드 본체의 둘레 가장자리를 따라 마련되고, 상기 유로 반대 측으로 돌출되며, 냉각 흡기가 유입되는 캐비티(CA)를 형성한 제1 둘레벽(예를 들면 둘레벽(65, 75))을 갖는다. 제2 슈라우드는, 제2 가스 패스면을 갖는 제2 슈라우드 본체(예를 들면 슈라우드 본체(61, 71))와, 제2 슈라우드 본체의 둘레 가장자리를 따라 마련되며, 유로 반대 측으로 돌출되고, 냉각 흡기가 유입되는 캐비티(CA)를 형성한 제2 둘레벽(예를 들면 둘레벽(65, 75))을 갖는다. 제1 둘레벽 및 제2 둘레벽의 각각은, 연소 가스 유로(49) 내에서 연소 가스가 흘러 오는 측인 상류 측을 향하는 전벽(65f)로 연소 가스 유로(49) 내에서 연소 가스가 흘러 가는 측인 하류 측을 향하는 후벽(65b)과, 전벽(65f)과 후벽(65b)을, 익체(51)에 대한 제1 측에서 연결하는 제1 측벽(예를 들면 배측 벽(65n))과, 전벽(65f)과 후벽(65b)을, 익체(51)에 대한 제2 측에서 연결하는 제2 측벽(예를 들면 복측 벽(65p))을 갖는다. 제1 돌출부는, 제1 둘레벽의 제1 측벽으로부터 유로 반대 측으로 돌출되어 있다. 제2 돌출부는, 제2 둘레벽의 제1 측벽으로부터 유로 반대 측으로 돌출되어 있다. 제3 돌출부는, 제2 둘레벽의 제2 측벽으로부터 유로 반대 측으로 돌출되어 있어도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 캐비티(CA)를 형성하는 둘레벽을 갖는 구성에 있어서, 제1 슈라우드에 존재하는 돌출부의 열팽창에 의하여 뻗는 방향으로 작용하는 힘이 익체(51)와 제1 슈라우드의 단부의 사이의 영역에 작용하는 것을 저감시킬 수 있으며, 정익 세그먼트(46S, 46S')에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있다.
(3) 제3 양태에 관한 정익 세그먼트(46S)는, (1) 또는 (2)의 정익 세그먼트(46S)이며, 제1 돌출부와 제2 돌출부는, 동일한 외형을 가져도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 예를 들면, 제1 정익과 제2 정익을 동일한 주형으로 성형한 후에 제2 돌출부를 가공하는 부담을 저감시킬 수 있다. 이로써, 정익 세그먼트(46S, 46S')의 제조성을 높일 수 있다. 또한, 제1 돌출부와 제2 돌출부가 동일한 외형을 갖는 것에 의한 이점은, 주형의 공통화에 한정하지 않고, 설계의 용이화나 강성의 향상 등 다른 이유도 해당할 수 있다.
(4) 제4 양태에 관한 정익 세그먼트(46S)는, (1)~(3) 중 어느 하나의 정익 세그먼트(46S)이며, 제1 돌출부는, 결합구(Bt)가 통과하는 구멍(예를 들면 삽통 구멍(68nh))을 갖는다. 제1 돌출부와 측방향(Dc)으로 나열되는 영역(SR)에 있어서, 제1 슈라우드의 제2 단부의 표면 중에서 제1 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면(S1)은, 구멍의 내주면 중에서 제1 가스 패스면에 가장 가까운 표면(S4)과 비교하여, 제1 가스 패스면에 가까워도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 제1 슈라우드의 단부의 열팽창에 의하여 뻗는 방향으로 작용하는 힘이 익체와 제1 슈라우드의 단부의 사이의 영역에 작용하는 것을 더 저감시킬 수 있으며, 정익 세그먼트(46S)에 작용하는 열응력을 더 저감시킬 수 있다.
(5) 제5 양태에 관한 정익 세그먼트(46S)는, (1)~(4) 중 어느 하나의 정익 세그먼트(46S)이며, 제1 슈라우드 및 제2 슈라우드는, 날개 높이 방향에 있어서의 정익 세그먼트(46S)의 외주 측에 위치한 외측 슈라우드(60)이다. 제1 돌출부, 제2 돌출부, 및 제3 돌출부는, 외주 측으로 돌출되어 있어도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 외측 슈라우드(60)에 큰 열응력이 작용하기 쉬운 경우에 있어서 정익 세그먼트(46S)에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있다. 외측 슈라우드(60)에 큰 열응력이 작용하기 쉬운 경우란, 예를 들면, 익체(51)의 냉각을 촉진하기 위하여 많은 냉각 공기가 직경 방향 외측(Dro)으로부터 외측 슈라우드(60)에 공급되고, 익체(51)의 가까이에서 외측 슈라우드(60)의 온도가 상대적으로 낮아져, 그 결과, 익체(51)와 제1 슈라우드의 단부의 사이의 영역의 열 구배가 커져, 정익 세그먼트에 큰 열응력이 작용하기 쉬워지는 경우이다. 단, 외측 슈라우드(60)에 큰 열응력이 작용하기 쉬운 경우는, 상기 예에 한정되지 않는다.
(6) 제6 양태에 관한 정익 세그먼트(46S)는, (1)~(4) 중 어느 하나의 정익 세그먼트(46S')이며, 제1 슈라우드 및 제2 슈라우드는, 날개 높이 방향에 있어서의 정익 세그먼트(46S')의 내주 측에 위치한 내측 슈라우드(70)이다. 제1 돌출부, 제2 돌출부, 및 제3 돌출부는, 내주 측으로 돌출되어 있어도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 내측 슈라우드(70)에 큰 열응력이 작용하기 쉬운 경우에 있어서 정익 세그먼트(46S')에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있다. 내측 슈라우드(70)에 큰 열응력이 작용하기 쉬운 경우란, 예를 들면, 익체(51)를 통과하여 내측 슈라우드(70)의 냉각에 이용되는 공기가 익체(51)를 통과하는 과정에서 온도가 크게 상승해 버려, 그 결과, 내측 슈라우드(70)의 온도가 높아져, 정익 세그먼트(46S')에 큰 열응력이 작용하기 쉬워지는 경우이다. 단, 내측 슈라우드(70)에 큰 열응력이 작용하기 쉬운 경우는, 상기 예에 한정되지 않는다.
(7) 제7 양태에 관한 정익 세그먼트(46S, 46S')는, (1)~(6) 중 어느 하나의 정익 세그먼트(46S)이며, 제1 슈라우드는, 제1 슈라우드의 제1 단부(예를 들면 배측 단부(EnA))를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제1 냉각 통로(81)와, 제1 슈라우드의 제2 단부(예를 들면 복측 단부(EpA))를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제2 냉각 통로(82)를 갖는다. 제2 슈라우드는, 제2 슈라우드의 제1 단부(예를 들면 배측 단부(EnB))를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제3 냉각 통로(83)와, 제2 슈라우드의 제2 단부(예를 들면 복측 단부(EpB))를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제4 냉각 통로(84)를 갖는다. 제2 냉각 통로(82)를 흐르는 냉각 공기의 유량은, 제1 냉각 통로(81)를 흐르는 냉각 공기의 유량보다 많다. 제3 냉각 통로(83)를 흐르는 냉각 공기의 유량은, 제4 냉각 통로(84)를 흐르는 냉각 공기의 유량보다 많아도 된다.
여기에서, 각 정익 세그먼트(46S, 46S')는, 가스 터빈(10) 내에 있어서 둘레 방향(Dc)으로 이웃하는 다른 정익 세그먼트(46S, 46S')와는 결합되지 않는다. 이 때문에, 측방향(Dc)으로 이웃하는 정익 세그먼트(46S, 46S')끼리의 사이에는, 작은 간극이 존재하고, 이 간극에 연소 가스 통로(49)로부터 고온의 연소 가스가 들어가는 경우가 있다. 그 결과, 정익 세그먼트(46S, 46S')의 측방향(Dc)의 양단부(예를 들면 제1 슈라우드의 제2 단부 및 제2 슈라우드의 제1 단부)가 고온이 되는 경우가 있다. 그러나 상기 제7 양태의 구성에 의하면, 고온이 되기 쉬운 정익 세그먼트(46S, 46S')의 측방향(Dc)의 양단부의 냉각을 제2 냉각 통로(82) 및 제3 냉각 통로(83)를 흐르는 냉각 공기에 의하여 촉진할 수 있다. 이로써, 정익 세그먼트(46S, 46S')에 작용하는 열응력을 더 저감시킬 수 있다.
(8) 제8 양태에 관한 정익 세그먼트(46S)는, (7)의 정익 세그먼트(46S, 46S')이며, 제1 슈라우드는, 제1 냉각 통로(81)를 흐른 냉각 공기가 당해 제1 슈라우드의 외부로 배기되는 제1 배기구(91)와, 제2 냉각 통로(82)를 흐른 냉각 공기가 당해 제1 슈라우드의 외부로 배기되는 제2 배기구(92)를 갖는다. 제2 슈라우드는, 제3 냉각 통로(83)를 흐른 냉각 공기가 당해 제2 슈라우드의 외부로 배기되는 제3 배기구(93)와, 제4 냉각 통로(84)를 흐른 냉각 공기가 당해 제2 슈라우드의 외부로 배기되는 제4 배기구(94)를 갖는다. 제2 배기구(92)의 개구 면적은, 제1 배기구(91)의 개구 면적보다 크다. 제3 배기구(93)의 개구 면적은, 제4 배기구(94)의 개구 면적보다 커도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 예를 들면 슈라우드의 측방향(Dc)의 폭의 대형화를 초래하는 것을 피하면서, 제2 냉각 통로(82) 및 제3 냉각 통로(83)를 흐르는 냉각 공기의 유량을 많게 할 수 있다. 이로써, 정익 세그먼트(46S, 46S')의 측방향(Dc)의 양단부의 냉각을 촉진하고, 정익 세그먼트(46S, 46S')에 작용하는 열응력을 저감시킬 수 있다.
(9) 제9 양태에 관한 가스 터빈(10)은, (1)~(8) 중 어느 하나의 정익 세그먼트(46S, 46S')와, 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전 가능한 로터(터빈 로터(41))와, 로터의 외주 측을 덮는 케이싱(예를 들면 가스 터빈 차실(15))과, 연료의 연소에 의하여 연소 가스를 생성하고, 케이싱 내에 상기 연소 가스를 보내는 연소기(30)를 구비한다. 정익 세그먼트(46S, 46S')는, 케이싱의 내주 측에 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 가스 터빈(10)에 작용하는 열응력을 억제할 수 있다.
(10) 제10 양태에 관한 정익 세그먼트(46S, 46S')의 제조 방법은, 제1 정익(예를 들면 제1 정익(46aA))과 제2 정익(예를 들면 제2 정익(46aB))이 결합구(Bt)로 결합되고, 제2 정익이 제1 정익에 대하여 제1 정익과 제2 정익이 나열되는 측방향(Dc)에 있어서의 제1 측과 제2 측 중 제1 측에 위치한, 정익 세그먼트의 제조 방법이며, 각각, 연소 가스 유로(49)에 배치되어, 익형을 이루는 익체(51)와, 익체(51)의 날개 높이 방향에 있어서의 끝단에 마련된 슈라우드(60, 70)를 가지며, 슈라우드(60, 70)가, 연소 가스 유로(49)에 면하는 가스 패스면(63, 73)과, 슈라우드(60, 70)의 제1 단부(예를 들면 배측 단부(EnA, EnB))에 위치하여 연소 가스 유로(49)와는 반대 측인 유로 반대 측으로 돌출된 돌출부(예를 들면 배측 플랜지(68Mn))와, 슈라우드(60, 70)의 제2 단부(예를 들면 복측 단부(EpA, EpB))에 마련되고, 유로 반대 측으로 돌출된 돌출부(예를 들면 복측 플랜지(68Mp))를 포함하는, 제1 정익 부품(46MA) 및 제2 정익 부품(46MB)을 준비한다. 제1 정익 부품(46MA)의 제2 단부의 돌출부(예를 들면 복측 플랜지(68Mp))가 적어도 일부를 제거하여, 제1 정익 부품(46MA)으로부터 제1 정익(46aA)을 형성하며, 제2 정익 부품(46MB)의 제1 단부의 돌출부(예를 들면 배측 플랜지(68Mn))를 남겨, 제2 정익 부품(46MB)으로부터 제2 정익(46aB)을 형성하며, 제1 정익(46aA)의 제1 단부의 돌출부와 제2 정익(46aB)의 제2 단부의 돌출부를 결합구(Bt)로 결합한다. 이와 같은 구성에 의하면, 정익 세그먼트(46S, 46S')에 작용하는 열응력을 억제할 수 있다.
본 개시의 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법에 의하면, 열응력의 저감을 도모할 수 있다.
10…가스 터빈
11…가스 터빈 로터
15…가스 터빈 차실
20…압축기
30…연소기
41…터빈 로터
45…터빈 차실
46S, 46S'…정익 세그먼트
46aA, 46aA'…제1 정익
46aB…제2 정익
51…익체
60…외측 슈라우드
61…외측 슈라우드 본체
63…가스 패스면
65…외측 둘레벽
65f…전벽
65b…후벽
65n…배측 벽
65p…복측 벽
68nA, 68nB…배측 플랜지
68pA, 68pB…복측 플랜지
70…내측 슈라우드
71…내측 슈라우드 본체
73…가스 패스면
75…내측 둘레벽
75f…전벽
75b…후벽
75n…배측 벽
75p…복측 벽
78nA, 78nB…배측 플랜지
78pA, 78pB…복측 플랜지
81…제1 냉각 통로
82…제2 냉각 통로
83…제3 냉각 통로
84…제4 냉각 통로
91…제1 배기구
92…제2 배기구
93…제3 배기구
94…제4 배기구
Bt…결합구
CA…캐비티
EnA…제1 정익의 슈라우드의 배측 단부
EpA…제1 정익의 슈라우드의 복측 단부
EnB…제2 정익의 슈라우드의 배측 단부
EpB…제2 정익의 슈라우드의 복측 단부
MA…제1 정익 부품
MB…제2 정익 부품

Claims (10)

  1. 제1 정익과,
    상기 제1 정익과 나열되는 제2 정익과,
    상기 제1 정익과 상기 제2 정익을 결합하는 결합구를 구비하고,
    상기 제2 정익은, 상기 제1 정익에 대하여, 상기 제1 정익과 상기 제2 정익이 나열되는 측방향에 있어서의 제1 측과 제2 측 중 상기 제1 측에 위치하며,
    상기 제1 정익 및 상기 제2 정익의 각각은,
    연소 가스 유로 내에 배치되어 익형을 이루는 익체와,
    상기 익체의 날개 높이 방향에 있어서의 끝단에 마련된 슈라우드를 갖고,
    상기 제1 정익의 슈라우드인 제1 슈라우드는,
    상기 연소 가스 유로에 면하는 제1 가스 패스면과,
    당해 제1 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하며, 상기 연소 가스 유로와는 반대 측인 유로 반대 측으로 돌출된 제1 돌출부를 갖고,
    상기 제2 정익의 슈라우드인 제2 슈라우드는,
    상기 연소 가스 유로에 면하는 제2 가스 패스면과,
    당해 제2 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하며, 상기 유로 반대 측으로 돌출된 제2 돌출부와,
    당해 제2 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부에 위치하고, 상기 유로 반대 측으로 돌출되며, 상기 결합구에 의하여 상기 제1 돌출부와 결합된 제3 돌출부를 갖고,
    상기 제1 돌출부와 상기 측방향으로 나열되는 영역에 있어서, 상기 제1 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부의 표면 중에서 상기 제1 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 상기 제1 가스 패스면의 사이의 거리는, 상기 제2 돌출부의 표면 중에서 상기 제2 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 표면과 상기 제2 가스 패스면의 사이의 거리와 비교하여 짧은 정익 세그먼트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 슈라우드는, 상기 제1 가스 패스면을 갖는 제1 슈라우드 본체와, 상기 제1 슈라우드 본체의 둘레 가장자리를 따라 마련되며, 상기 유로 반대 측으로 돌출되고, 냉각 공기가 유입되는 캐비티를 형성한 제1 둘레벽을 가지며,
    상기 제2 슈라우드는, 상기 제2 가스 패스면을 갖는 제2 슈라우드 본체와, 상기 제2 슈라우드 본체의 둘레 가장자리를 따라 마련되고, 상기 유로 반대 측으로 돌출되며, 냉각 공기가 유입되는 캐비티를 형성한 제2 둘레벽을 갖고,
    상기 제1 둘레벽 및 상기 제2 둘레벽의 각각은,
    상기 연소 가스 유로 내에서 연소 가스가 흘러 오는 측인 상류 측을 향하는 전벽과,
    상기 연소 가스 유로 내에서 상기 연소 가스가 흘러 가는 측인 하류 측을 향하는 후벽과,
    상기 전벽과 상기 후벽을, 상기 익체에 대한 상기 제1 측에서 연결하는 제1 측벽과,
    상기 전벽과 상기 후벽을, 상기 익체에 대한 상기 제2 측에서 연결하는 제2 측벽을 가지며,
    상기 제1 돌출부는, 상기 제1 둘레벽의 상기 제1 측벽으로부터 상기 유로 반대 측으로 돌출되고,
    상기 제2 돌출부는, 상기 제2 둘레벽의 상기 제1 측벽으로부터 상기 유로 반대 측으로 돌출되며,
    상기 제3 돌출부는, 상기 제2 둘레벽의 상기 제2 측벽으로부터 상기 유로 반대 측으로 돌출되어 있는 정익 세그먼트.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부는, 동일한 외형을 갖는 정익 세그먼트.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 돌출부는, 상기 결합구가 통과하는 구멍을 갖고,
    상기 제1 돌출부와 상기 측방향으로 나열되는 영역에 있어서, 상기 제1 슈라우드의 상기 제2 단부의 표면 중에서 상기 제1 가스 패스면으로부터 가장 떨어진 상기 표면은, 상기 구멍의 내주면 중에서 상기 제1 가스 패스면에 가장 가까운 표면과 비교하여, 상기 제1 가스 패스면에 가까운 정익 세그먼트.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 슈라우드 및 상기 제2 슈라우드는, 상기 날개 높이 방향으로 상기 정익 세그먼트의 외주 측에 위치한 외측 슈라우드이며, 상기 제1 돌출부, 상기 제2 돌출부, 및 상기 제3 돌출부는, 상기 외주 측으로 돌출되어 있는 정익 세그먼트.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 슈라우드 및 상기 제2 슈라우드는, 상기 날개 높이 방향으로 상기 정익 세그먼트의 내주 측에 위치한 내측 슈라우드이며, 상기 제1 돌출부, 상기 제2 돌출부, 및 상기 제3 돌출부는, 상기 내주 측으로 돌출되어 있는 정익 세그먼트.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 슈라우드는,
    상기 제1 슈라우드의 상기 제1 단부를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제1 냉각 통로와,
    상기 제1 슈라우드의 상기 제2 단부를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제2 냉각 통로를 갖고,
    상기 제2 슈라우드는,
    상기 제2 슈라우드의 상기 제1 단부를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제3 냉각 통로와,
    상기 제2 슈라우드의 상기 제2 단부를 따라 뻗는 부분을 포함하여 냉각 공기가 흐르는 제4 냉각 통로를 가지며,
    상기 제2 냉각 통로를 흐르는 냉각 공기의 유량은, 상기 제1 냉각 통로를 흐르는 냉각 공기의 유량보다 많고,
    상기 제3 냉각 통로를 흐르는 냉각 공기의 유량은, 상기 제4 냉각 통로를 흐르는 냉각 공기의 유량보다 많은 정익 세그먼트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 슈라우드는,
    상기 제1 냉각 통로를 흐른 냉각 공기가 당해 제1 슈라우드의 외부로 배기되는 제1 배기구와,
    상기 제2 냉각 통로를 흐른 냉각 공기가 당해 제1 슈라우드의 외부로 배기되는 제2 배기구를 갖고,
    상기 제2 슈라우드는,
    상기 제3 냉각 통로를 흐른 냉각 공기가 당해 제2 슈라우드의 외부로 배기되는 제3 배기구와,
    상기 제4 냉각 통로를 흐른 냉각 공기가 당해 제2 슈라우드의 외부로 배기되는 제4 배기구를 가지며,
    상기 제2 배기구의 개구 면적은, 상기 제1 배기구의 개구 면적보다 크고,
    상기 제3 배기구의 개구 면적은, 상기 제4 배기구의 개구 면적보다 큰 정익 세그먼트.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 정익 세그먼트와,
    축선을 중심으로 하여 회전 가능한 로터와,
    상기 로터의 외주 측을 덮는 케이싱과,
    연료의 연소에 의하여 연소 가스를 생성하고, 상기 케이싱 내에 상기 연소 가스를 보내는 연소기를 구비하며,
    상기 정익 세그먼트는, 상기 케이싱의 내주 측에 마련되어 있는 가스 터빈.
  10. 제1 정익과 제2 정익이 결합구로 결합되며, 상기 제2 정익이 상기 제1 정익에 대하여 상기 제1 정익과 상기 제2 정익이 나열되는 측방향에 있어서의 제1 측과 제2 측 중 상기 제1 측에 위치한 정익 세그먼트의 제조 방법으로서,
    각각, 연소 가스 유로에 배치되어 익형을 이루는 익체와, 상기 익체의 날개 높이 방향에 있어서의 끝단에 마련된 슈라우드를 갖고, 상기 슈라우드가, 상기 연소 가스 유로에 면하는 가스 패스면과, 당해 슈라우드의 상기 제1 측의 단부인 제1 단부에 위치하여 상기 연소 가스 유로와는 반대 측인 유로 반대 측으로 돌출된 돌출부와, 당해 슈라우드의 상기 제2 측의 단부인 제2 단부에 위치하여 상기 유로 반대 측으로 돌출된 돌출부를 포함하는 제1 정익 부품 및 제2 정익 부품을 준비하며,
    상기 제1 정익 부품의 상기 제2 단부의 상기 돌출부의 적어도 일부를 제거하여, 상기 제1 정익 부품으로 상기 제1 정익을 형성하며,
    상기 제2 정익 부품의 상기 제1 단부의 상기 돌출부를 남겨, 상기 제2 정익 부품으로 상기 제2 정익을 형성하며,
    상기 제1 정익의 상기 제1 단부의 상기 돌출부와 상기 제2 정익의 상기 제2 단부의 상기 돌출부를 결합구로 결합하는 정익 세그먼트의 제조 방법.
KR1020237038497A 2021-05-31 2022-05-11 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법 KR20230169228A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021091137A JP2022183695A (ja) 2021-05-31 2021-05-31 静翼セグメント、ガスタービン、及び静翼セグメントの製造方法
JPJP-P-2021-091137 2021-05-31
PCT/JP2022/019942 WO2022255051A1 (ja) 2021-05-31 2022-05-11 静翼セグメント、ガスタービン、及び静翼セグメントの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230169228A true KR20230169228A (ko) 2023-12-15

Family

ID=84324322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237038497A KR20230169228A (ko) 2021-05-31 2022-05-11 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2022183695A (ko)
KR (1) KR20230169228A (ko)
CN (1) CN117321289A (ko)
WO (1) WO2022255051A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125102A (ja) 1997-10-22 1999-05-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン静翼
JP2001254605A (ja) 2000-03-08 2001-09-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン冷却静翼

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015910A (en) * 1976-03-09 1977-04-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Bolted paired vanes for turbine
JPH10196308A (ja) * 1997-01-10 1998-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 一体化セグメント構造静翼及びその製造方法
US20130011265A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Alstom Technology Ltd. Chevron platform turbine vane

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125102A (ja) 1997-10-22 1999-05-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン静翼
JP2001254605A (ja) 2000-03-08 2001-09-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン冷却静翼

Also Published As

Publication number Publication date
CN117321289A (zh) 2023-12-29
WO2022255051A1 (ja) 2022-12-08
JP2022183695A (ja) 2022-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1887191B1 (en) Cooling of a shroud hanger assembly of a gas turbine engine
EP3184741B1 (en) Cooling circuit for a multi-wall blade
CN106894846B (zh) 用于多壁叶片的冷却回路
EP1548231B1 (en) Fairing for a turbine frame strut
CN106894844B (zh) 用于多壁叶片的冷却回路
EP2867472B1 (en) Turbine vane
US9644485B2 (en) Gas turbine blade with cooling passages
EP1253291A1 (en) A turbine blade having a cooled tip shroud
JP4572405B2 (ja) ガスタービンロータブレードを冷却するための方法及び装置
US20130315748A1 (en) Cooling structures in the tips of turbine rotor blades
EP3184737B1 (en) Multi-wall blade with cooling circuit
US10947898B2 (en) Undulating tip shroud for use on a turbine blade
KR20170018956A (ko) 정익, 가스 터빈, 분할 링, 정익의 개조 방법, 및 분할 링의 개조 방법
JP4458772B2 (ja) ガスタービンエンジンのエーロフォイルの有効寿命を延ばすための方法及び装置
CN111315964A (zh) 用于外壳体护罩的凹窝
JP6308710B1 (ja) ガスタービン静翼、及びこれを備えているガスタービン
KR20230169228A (ko) 정익 세그먼트, 가스 터빈, 및 정익 세그먼트의 제조 방법
CN108779678A (zh) 具有后缘框架特征的涡轮翼型件
EP4028643B1 (en) Turbine blade, method of manufacturing a turbine blade and method of refurbishing a turbine blade
US20220275734A1 (en) Flow channel forming plate, blade and gas turbine including this, and method of manufacturing flow channel forming plate
US9097128B2 (en) Seals for rotary devices and methods of producing the same
WO2017146680A1 (en) Turbine blade squealer tip with vortex disrupting fence
WO2019212478A1 (en) Turbine blade tip with multi-outlet cooling channels
US20240133298A1 (en) Turbine blade, method of manufacturing a turbine blade and method of refurbishing a turbine blade