WO2021049238A1

WO2021049238A1 - 出口シール、出口シールセット、及びガスタービン

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Publication number: WO2021049238A1
Application number: PCT/JP2020/030693
Authority: WO
Inventors: 佐藤　賢治; 喜敏藤本; 宜彦本山; 彰浩村上
Original assignee: 三菱パワー株式会社
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2021-03-18
Also published as: US11795876B2; JP7348784B2; KR20220034223A; CN114599866A; US20220290610A1; DE112020004354T5; JP2021042744A

Abstract

出口シール（７０ｏ）は、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、静翼のシュラウドとを接続する。出口シールは、ガスパス面（７２）と、第一接続部（８１）と、第二接続部（９１）と、を有する。ガスパス面は、軸線（Ａｒ）に対する垂直な断面での形状が軸線を中心として円弧を成す。第一接続部は、軸線方向（Ｄａ）における第一側（Ｄａｕ）に形成され、燃焼器に接続される。第二接続部は、軸線方向における第二側（Ｄａｄ）に形成され、シュラウド（５３ｏ）に接続される。ガスパス面は、第二側（Ｄａｄ）に向かうに連れて燃焼ガス流路（７９）の流路面積が小さくなるよう、軸線を含む断面で軸線に対して傾斜している傾斜面（７３）を有する。

Description

出口シール、出口シールセット、及びガスタービン

　本発明は、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、この燃焼器からの燃焼ガスが流入するタービンの静翼におけるシュラウドとを接続する出口シール、出口シールセット、及び出口シールを備えるガスタービンに関する。
　本願は、２０１９年９月１３日に、日本国に出願された特願２０１９－１６７１６２号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。

　ガスタービンは、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、圧縮空気中で燃料を燃焼させて燃料ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスで駆動するタービンと、を備える。燃焼器は、燃料を噴射するバーナと、燃料の燃焼で生成された燃焼ガスをタービンに送る尾筒と、を有する。タービンは、軸線を中心として回転するタービンロータと、このロータを覆うタービンケーシングと、複数の静翼列と、を備える。タービンロータは、軸線を中心とするロータ軸と、ロータ軸に取り付けられている複数の動翼列と、を有する。複数の動翼列は、軸線が延びる軸線方向に並んでいる。各動翼列は、いずれも、軸線に対する周方向に並ぶ複数の動翼を有する。複数の静翼列は、軸線方向に並んで、タービンケーシングの内周側に取り付けられている。複数の静翼列のそれぞれは、複数の動翼列のうちのいずれか一の動翼列の軸線上流側に配置されている。各静翼列は、いずれも、軸線に対する周方向に並ぶ複数の静翼を有する。

　複数の静翼列のうち、最も軸線上流側の静翼列を構成する初段静翼のシュラウドと、燃焼器の尾筒のフランジとは、出口シール（又は尾筒シール）で接続されている。

　以下の特許文献１には、出口シールが開示されている。出口シールは、外側出口シールと、内側出口シールとがある。外側出口シールは、尾筒のフランジのうちで前述の軸線に対する径方向外側の部分と、初段静翼の外側シュラウドとを接続する。また、内側出口シールは、尾筒のフランジのうちで前述の軸線に対する径方向内側の部分と、初段静翼の内側シュラウドとを接続する。いずれの出口シールも、燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の外縁の一部を画定するガスパス面と、尾筒のフランジに接続される燃焼器接続部と、初段静翼のシュラウドに接続される静翼接続部と、を有する。内側出口シールのガスパス面は、軸線を含む断面で、軸線上流側から軸線下流側に向かうに連れて次第に径方向内側に向かう傾斜面を有する。すなわち、この傾斜面は、燃焼ガス流路の流路面積が大きくなるよう、軸線に対して傾斜している。

特開２００４-２２５６８８号公報

　タービンの効率の観点から、尾筒から初段静翼に燃焼ガスが送られる過程での圧力損失の低減が望まれる。また、部品の熱損傷を抑える等の観点から、出口シールと接続対象部品との間への燃焼ガスの流出抑制が望まれる。

　そこで、本発明は、圧力損失を低減することができると共に、接続対象部品との間への燃焼ガスの流出抑制を図ることができる出口シール、出口シールセット、及び出口シールを備えるガスタービンを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するための発明に係る一態様の出口シールは、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼器からの前記燃焼ガスが流入するタービンの静翼におけるシュラウドとを接続する。この出口シールは、軸線に対する垂直な断面での形状が前記軸線を中心として円弧を成し、前記燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の外縁の一部を画定するガスパス面と、前記軸線が延びる軸線方向における第一側と第二側とのうち、前記第一側に形成され、前記燃焼器に接続される第一接続部と、前記軸線方向における前記第二側に形成され、前記シュラウドに接続される第二接続部と、を有する。前記ガスパス面は、前記第一側から前記第二側に向かうに連れて前記燃焼ガス流路の流路面積が小さくなるよう、前記軸線を含む断面で前記軸線に対して傾斜している傾斜面を有する。

　ガスタービンによっては、燃焼器の尾筒におけるガスパス面の第二側の端を含む第二側部が、第二側に向かうに連れて燃焼ガスの流路面積が小さくなるよう、軸線を含む断面で軸線に対して傾斜している場合がある。さらに、シュラウドのガスパス面の第一側の端を含む第一側部が、第二側に向かうに連れて燃焼ガスの流路面積が小さくなるよう、軸線を含む断面で軸線に対して傾斜している場合がある。このような場合に、本態様の出口シールを用いると、尾筒のガスパス面中の第二側部に沿って流れてきた燃焼ガスは、スムーズに出口シールのガスパス面に沿って流れる。さらに、出口シールのガスパス面に沿って流れてきた燃焼ガスは、スムーズにシュラウドのガスパス面中の第一側部に沿って流れる。

　従って、本態様では、尾筒から静翼に燃焼ガスが送られる過程での圧力損失の低減を図ることができる。さらに、本態様では、出口シールと尾筒との間への燃焼ガスの流出、及び出口シールとシュラウドとの間への燃焼ガスの流出を抑制することができる。

　ここで、前記態様の出口シールにおいて、前記第二接続部は、前記第一側に凹むシュラウド篏合溝を有してもよい。この場合、前記シュラウド篏合溝は、前記軸線方向に延び、前記軸線に対する径方向で互いに対向する第一溝側面及び第二溝側面と、前記第一溝側面における前記第一側と前記第二溝側面における前記第一側とを接続し、前記第二側を向く溝底面と、を有して画定される。前記第一溝側面は、前記径方向で前記ガスパス面とは反対側を向く。前記傾斜面は、前記軸線方向で前記第一溝側面が存在する溝存在域よりも前記第一側に存在する第一側傾斜面と、前記軸線方向における前記溝存在域に存在し、前記第一側傾斜面に対して連続する第二側傾斜面と、を有する。

　前記第二側傾斜面を有する、前記態様の出口シールにおいて、前記第二側傾斜面と前記第一溝側面との間の前記径方向における距離は、前記第二側に向かうに連れて次第に大きくなってもよい。

　前記第二側傾斜面を有する、前記態様の出口シールにおいて、前記第一溝側面と前記第二溝側面との間の前記径方向における距離は、前記第二側傾斜面と前記第一溝側面との間の前記径方向における最短距離より、大きくてもよい。

　シュラウド篏合溝には、シュラウドの一部が入り込む。これにより燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスを外部に漏れ難くしている。本態様では、シュラウド篏合溝の溝幅の距離よりも、第二側傾斜面と第一溝側面との間の径方向における最短距離が小さい。この結果、シュラウド篏合溝にシュラウドの一部が入り込む位置は、軸線に対する径方向において、より燃焼ガス流路に近い位置に設けられる。したがって、軸線に対する径方向において、燃焼ガス流路に近い位置で、燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスの外部への漏れを抑制することができる。つまり、燃焼ガス流路の燃焼ガスが、出口シールとシュラウドとの間に入り込むことを抑制することができる。このため、軸線に対する径方向において、燃焼ガス流路に遠い位置で、燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスの外部への漏れを抑制する場合よりも、燃焼ガス流路の燃焼ガスが、出口シールとシュラウドとの間に入り込むことを抑制することができる。これにより、燃焼ガス流路の燃焼ガスが出口シールとシュラウドとの間に入り込む距離が短くなるので、出口シールとシュラウドとの高温化を抑制できる。さらに、燃焼ガスが出口シールとシュラウドとの間に入り込んだ際に、入り込んだ燃焼ガスをパージアウトするために必要な冷却空気の量も低減することができる。

　前記第二側傾斜面を有する、以上のいずれかの前記態様の出口シールにおいて、前記第一側傾斜面の前記第一側の少なくとも一部は、前記径方向で、前記シュラウド篏合溝が存在する領域内に存在してもよい。

　前記第二側傾斜面を有する、以上のいずれかの前記態様の出口シールにおいて、前記軸線を含む仮想面と前記第一側傾斜面とが交わる第一傾斜線に対して、前記仮想面と前記第二側傾斜面とが交わる第二傾斜線は、平行であってもよい。

　以上のいずれかの前記態様の出口シールにおいて、前記軸線に対する径方向で前記ガスパス面とは反対側を向く反ガスパス面と、前記ガスパス面と前記反ガスパス面との間を前記軸線方向の方向成分を含む方向に延びる冷却空気通路と、を有してもよい。この場合、前記冷却空気通路は、前記反ガスパス面で開口する入口を有する。

　前記冷却空気通路を有する、前記態様の出口シールにおいて、前記冷却空気通路と前記ガスパス面との間の前記径方向における距離は、前記第二側に向かうに連れて次第に小さくなってもよい。

　本態様では、冷却空気通路を流れる冷却空気により、ガスパス面中の第二側の部分を効率的に冷却することができる。

　以上のいずれかの前記態様の出口シールにおいて、前記第一接続部は、前記軸線に対する径方向で前記ガスパス面を基準にして前記燃焼ガス流路とは反対側である反ガスパス側に凹む燃焼器篏合溝を有してもよい。この場合、前記燃焼器篏合溝は、前記径方向に延び、前記軸線方向で互いに対向する第一溝側面及び第二溝側面と、前記第一溝側面における前記反ガスパス側の端と前記第二溝側面における前記反ガスパス側の端とを接続し、前記径方向で前記ガスパス面を基準にして前記燃焼ガス流路が存在する側であるガスパス側を向く溝底面と、を有して画定される。前記燃焼器篏合溝の前記第一溝側面は、前記ガスパス面における前記第一側の端から前記反ガスパス側に延び、且つ前記第一側を向く。

　以上のいずれかの前記態様の出口シールにおいて、前記ガスパス面は、前記軸線に対する径方向内側を向き、前記ガスパス面における前記傾斜面は、前記第一側から前記第二側に向かうに連れて前記軸線に近づくよう傾斜していてもよい。

　以上のいずれかの前記態様の出口シールにおいて、前記ガスパス面は、前記軸線に対する径方向外側を向き、前記ガスパス面における前記傾斜面は、前記第一側から前記第二側に向かうに連れて前記軸線から遠ざかるよう傾斜していてもよい。

　上記目的を達成するための発明に係る一態様の出口シールセットは、
　前記ガスパス面が前記軸線に対する径方向内側を向く、前記態様の出口シールである外側出口シールと、前記ガスパス面は、前記軸線に対する径方向外側を向く、前記態様の出口シールである内側出口シールと、を備える。この場合、前記内側出口シールの前記ガスパス面における前記傾斜面と前記軸線との角度は、前記外側出口シールの前記ガスパス面における前記傾斜面と前記軸線との角度と異なってもよい。

　上記目的を達成するための発明に係る一態様のガスタービンは、
　以上のいずれかの前記態様の出口シールと、前記燃焼器と、前記タービンと、を備える。前記燃焼器は、前記軸線方向の方向成分を含む方向に延びる尾筒と、前記尾筒の内周側の空間である燃焼空間内に燃料を噴射するバーナと、を有する。前記タービンは、前記軸線を中心として回転するタービンロータと、前記タービンロータを覆うタービンケーシングと、前記タービンケーシングに取り付けられている複数の静翼列と、を有する。前記タービンロータは、前記軸線を中心とするロータ軸と、前記ロータ軸に取り付けられている複数の動翼列と、を有する。複数の前記動翼列は、前記軸線方向に並ぶ。複数の前記静翼列のそれぞれは、複数の前記動翼列のうちのいずれか一の動翼列よりも、前記軸線に対する軸線上流側に配置されている。複数の前記静翼列のそれぞれは、前記軸線に対する周方向に並ぶ複数の静翼を有する。複数の前記静翼は、いずれも、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の前記径方向の端に形成されている前記シュラウドと、を有する。前記出口シールは、前記燃焼器の前記尾筒と、複数の前記静翼列のうちで最も前記軸線上流側の初段静翼列が有する初段静翼の前記シュラウドと、を接続する。前記軸線方向における前記第一側は、前記軸線上流側であり、前記軸線方向における前記第二側は、前記軸線方向で前記軸線上流側とは反対側の軸線下流側である。

　ここで、前記態様のガスタービンにおいて、前記初段静翼の前記シュラウドは、自身を基準にして前記翼体が存在する側を向き、前記燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の外縁の一部を画定するシュラウドガスパス面を有する。また、前記尾筒は、前記軸線方向の方向成分を含む方向に延び、内周側に前記燃焼空間を形成する筒と、前記筒の前記軸線下流側から前記筒の外周側に向かって突出するフランジと、を有する。前記筒の内周面は、前記燃焼空間の外縁を画定する燃焼器ガスパス面を成す。前記出口シールは、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記燃焼器ガスパス面の一部に対して前記ガスパス面が連なり、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記シュラウドガスパス面の一部に対して前記ガスパス面が連なるよう、前記初段静翼の前記シュラウドと前記尾筒の前記フランジとを接続する。

　前記態様のガスタービンにおいて、前記燃焼器ガスパス面は、自身の前記軸線下流側の部分であって、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記出口シールの前記ガスパス面に連なるシール連続ガスパス面を有する。前記シュラウドガスパス面は、前記自身の前記軸線上流側の部分であって、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記出口シールの前記ガスパス面に連なるシール連続ガスパス面を有する。前記軸線を含む前記断面で、前記軸線に対する前記燃焼器ガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以上であり、前記断面で、前記軸線に対する前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以下である。
又は、前記軸線を含む前記断面で、前記軸線に対する前記燃焼器ガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以下であり、前記断面で、前記軸線に対する前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以上である。

　前記態様のガスタービンにおいて、前記軸線に対する前記燃焼器ガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度と前記軸線に対する前記傾斜面の角度との角度差、及び、前記軸線に対する前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度と前記軸線に対する前記傾斜面の角度との角度差は、２０°以下であってよい。

　本態様では、軸線に対する尾筒のシール連続ガスパス面の角度と軸線に対する出口シールの傾斜面の角度との角度差、及び、軸線に対するシュラウドのシール連続ガスパス面の角度と軸線に対する出口シールの傾斜面の角度との角度差が小さい。このため、本態様では、尾筒のシール連続ガスパス面に沿って流れてきた燃焼ガスは、スムーズに出口シールのガスパス面に沿って流れる。さらに、出口シールのガスパス面に沿って流れてきた燃焼ガスは、スムーズにシュラウドのシール連続ガスパス面に沿って流れる。

　以上のいずれかの前記態様のガスタービンにおいて、前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面は、前記軸線上流側から前記軸線下流側に向かうに連れて前記燃焼ガス流路の流路面積が小さくなるよう、前記軸線を含む前記断面で前記軸線に対して傾斜している傾斜面を有してもよい。

　本発明の一態様によれば、燃焼器から初段静翼に燃焼ガスが送られる過程での圧力損失を低減することができると共に、接続対象部品との間への燃焼ガスの流出抑制を図ることができる。

本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの模式的な断面図である。本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。本発明に係る一実施形態における複数の燃焼器を軸線下流側から見た図である。本発明に係る第一実施形態における出口シール及びその周りの断面図である。本発明に係る第一実施形態における出口シールの断面図である。本発明に係る第一実施形態における尾筒のガスパス面、出口シールのガスパス面、及びシュラウドのガスパス面の軸線に対する角度を示す説明図である。本発明に係る第二実施形態における出口シール及びその周りの断面図である。本発明に係る第三実施形態における出口シール及びその周りの断面図である。本発明に係る第三実施形態における尾筒のガスパス面、出口シールのガスパス面、及びシュラウドのガスパス面の軸線に対する角度を示す説明図である。

　以下、本発明の各種実施形態及びその変形例について、図面を参照して詳細に説明する。

　「ガスタービンの実施形態」
　ガスタービンの実施形態について、図１～図４を参照して説明する。

　図１に示すように、本実施形態のガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された空気Ａ中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスＧを生成する複数の燃焼器３０と、燃焼ガスＧにより駆動するタービン４０と、を備えている。

　圧縮機２０は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２１と、圧縮機ロータ２１を覆う圧縮機ケーシング２５と、複数の静翼列２６と、を有する。タービン４０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ４１と、タービンロータ４１を覆うタービンケーシング４５と、複数の静翼列４６と、を有する。なお、以下では、軸線Ａｒが延びる方向を軸線方向Ｄａ、この軸線Ａｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、軸線Ａｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒとする。また、軸線方向Ｄａの一方側を軸線上流側Ｄａｕ、その反対側を軸線下流側Ｄａｄとする。また、径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉ、その反対側を径方向外側Ｄｒｏとする。

　圧縮機２０は、タービン４０に対して軸線上流側Ｄａｕに配置されている。

　圧縮機ロータ２１とタービンロータ４１とは、同一軸線Ａｒ上に位置し、互いに接続されてガスタービンロータ１１を成す。このガスタービンロータ１１には、例えば、発電機ＧＥＮのロータが接続されている。ガスタービン１０は、さらに、中間ケーシング１６を備える。この中間ケーシング１６は、軸線方向Ｄａで、圧縮機ケーシング２５とタービンケーシング４５との間に配置されている。圧縮機ケーシング２５と中間ケーシング１６とタービンケーシング４５とは、互いに接続されてガスタービンケーシング１５を成す。

　圧縮機ロータ２１は、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸２２と、このロータ軸２２に取り付けられている複数の動翼列２３と、を有する。複数の動翼列２３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼列２３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼２３ａで構成されている。複数の動翼列２３の各軸線下流側Ｄａｄには、複数の静翼列２６のうちのいずれか一の静翼列２６が配置されている。各静翼列２６は、圧縮機ケーシング２５の内側に設けられている。各静翼列２６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼２６ａで構成されている。

　タービンロータ４１は、図１及び図２に示すように、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸４２と、このロータ軸４２に取り付けられている複数の動翼列４３と、を有する。複数の動翼列４３は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼列４３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼４３ａで構成されている。複数の動翼列４３の各軸線上流側Ｄａｕには、複数の静翼列４６のうちのいずれか一の静翼列４６が配置されている。各静翼列４６は、タービンケーシング４５の内側に設けられている。各静翼列４６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼４６ａで構成されている。

　ロータ軸４２の外周側とタービンケーシング４５の内周側との間であって、軸線方向Ｄａで静翼４６ａ及び動翼４３ａが配置されている環状の空間は、燃焼器３０からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路４９を成す。この燃焼ガス流路４９は、軸線Ａｒを中心として環状を成し、軸線方向Ｄａに長い。

　複数の燃焼器３０は、軸線Ａｒを中心として周方向Ｄｃに並んで、中間ケーシング１６に取り付けられている。燃焼器３０は、図２に示すように、燃料が燃焼する尾筒３５と、この尾筒３５内に燃料を噴射する複数のバーナ３１と、複数のバーナ３１を支えるバーナ枠３２と、を有する。尾筒３５は、燃焼器軸線Ｃａ周りに筒状の筒３６と、この筒３６の一端から外周側に突出したフランジ３７と、を有する。この筒３６の他端には、バーナ枠３２が装着されている。この筒３６の内周側が燃焼空間３４を形成する。この筒３６は、燃焼器３０が中間ケーシング１６に取り付けられている状態では、軸線下流側Ｄａｄの方向成分を含む方向に延びている。フランジ３７は、この筒３６の軸線下流側Ｄａｄの下流側端に設けられている。

　複数の静翼列４６のうち、最も軸線上流側Ｄａｕの初段静翼列４６を構成する初段静翼４６ａと、尾筒３５のフランジ３７とは、出口シール７０で接続されている。なお、以下では、初段静翼４６ａを単に静翼５０とする。

　筒３６で、バーナ枠３２が装着される他端の形状は、軸線方向Ｄａから見て、燃焼器軸線Ｃａ（図２参照）を中心としてほぼ円形である。一方、この筒３６で、フランジ３７が形成されている一端の形状は、図３に示すように、軸線方向Ｄａから見て、ほぼ等脚台形である。筒３６の内周面であるガスパス面（燃焼器ガスパス面）３８は、燃焼空間３４の外縁を画定する。このガスパス面３８は、外側ガスパス面（燃焼器外側ガスパス面）３８ｏと、内側ガスパス面（燃焼器内側ガスパス面）３８ｉと、一対の周側ガスパス面（燃焼器周側ガスパス面）３８ｓと、を有する。外側ガスパス面３８ｏは、等脚台形の下底辺に相当する。内側ガスパス面３８ｉは、等脚台形の上底辺に相当する。但し、外側ガスパス面３８ｏ及び内側ガスパス面３８ｉは、平面ではなく、軸線Ａｒを中心とする円弧面である。

　軸線Ａｒを含む断面で、外側ガスパス面３８ｏ及び内側ガスパス面３８ｉは、いずれも、軸線方向Ｄａの方向成分を含む方向に延びている。図４に示すように、内側ガスパス面３８ｉの軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部は、ほぼ軸線方向Ｄａに延びている。また、外側ガスパス面３８ｏの軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部は、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びる。すなわち、外側ガスパス面３８ｏの下流側部は、軸線Ａｒに対して傾斜した傾斜面である。よって、内側ガスパス面３８ｉの下流側部と外側ガスパス面３８ｏの下流側部との間の燃焼ガスの流路面積は、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に小さくなっている。外側ガスパス面３８ｏの下流側部は、シール連続ガスパス面３８ｏｃを成す。ここで、燃焼ガスの流路面積とは、燃焼ガスの流路を軸線Ａｒに垂直な断面で見た場合の燃焼ガス流路の面積のことをいう。

　尾筒３５のフランジ３７は、外側フランジ３７ｏと、内側フランジ３７ｉと、を有する。外側フランジ３７ｏは、筒３６の一端であって、燃焼器軸線Ｃａに対する周方向で外側ガスパス面３８ｏが形成されている部分から筒３６の外周側に突出している。内側フランジ３７ｉは、筒３６の一端であって、燃焼器軸線Ｃａに対する周方向で内側ガスパス面３８ｉが形成されている部分から筒３６の外周側に突出している。

　静翼５０は、図４に示すように、翼体５１と、翼体５１の翼高さ方向のおける一方側に設けられている内側シュラウド５３ｉと、翼体５１の翼高さ方向における他方側に設けられている外側シュラウド５３ｏと、を有する。内側シュラウド５３ｉ及び外側シュラウド５３ｏは、いずれも、翼高さ方向に対して垂直な方向に広がっている。静翼５０がタービンケーシング４５に取り付けられた状態（図２参照）では、翼高さ方向が径方向Ｄｒになる。また、翼高さ方向の一方側は、径方向外側Ｄｒｏになり、翼高さ方向の他方側は、径方向内側Ｄｒｉになる。よって、内側シュラウド５３ｉは、翼体５１の径方向内側Ｄｒｉに設けられ、外側シュラウド５３ｏは、翼体５１の径方向外側Ｄｒｏに設けられることになる。

　翼体５１は、前縁５２ｆと、後縁５２ｂと、を有する。前縁５２ｆ及び後縁５２ｂは、いずれも、翼高さ方向である径方向Ｄｒに延びている。前縁５２ｆは、静翼５０がタービンケーシング４５に取り付けられた状態で、後縁５２ｂに対して軸線上流側Ｄａｕに位置する。この翼体５１は、燃焼ガスＧが通る燃焼ガス流路４９内に配置されている。

　内側シュラウド５３ｉ及び外側シュラウド５３ｏは、いずれも、シュラウド本体５４と、前脚部５８ｆと、後脚部５８ｂと、上流側突出部５９と、を有する。

　シュラウド本体５４は、翼高さ方向である径方向Ｄｒに垂直な方向の方向成分、つまり周方向の方向成分を含む方向及び軸線方向Ｄａの方向成分を含む方向に広がる板状の部材である。このシュラウド本体５４は、ガスパス面５５と、反ガスパス面５６と、前端面５７ｆと、後端面５７ｂと、を有する。内側シュラウド５３ｉ及び外側シュラウド５３ｏにおけるシュラウド本体５４の前端面５７ｆは、軸線上流側Ｄａｕを向く面である。また、内側シュラウド５３ｉ及び外側シュラウド５３ｏにおけるシュラウド本体５４の後端面５７ｂは、軸線下流側Ｄａｄを向く面である。内側シュラウド５３ｉにおけるシュラウド本体５４のガスパス面（内側シュラウドガスパス面）５５は、径方向外側Ｄｒｏを向き燃焼ガスＧに接する面ある。内側シュラウド５３ｉにおけるシュラウド本体５４の反ガスパス面５６は、径方向内側Ｄｒｉを向く面でガスパス面５５と背合わせの関係にある面である。一方、外側シュラウド５３ｏにおけるシュラウド本体５４のガスパス面（外側シュラウドガスパス面）５５は、径方向内側Ｄｒｉを向き燃焼ガスＧに接する面である。外側シュラウド５３ｏにおけるシュラウド本体５４の反ガスパス面５６は、径方向外側Ｄｒｏを向く面でガスパス面５５と背合わせの関係にある面である。内側シュラウド５３ｉのガスパス面５５は、環状の燃焼ガス流路４９の径方向内側Ｄｒｉの縁を画定する。また、外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５は、環状の燃焼ガス流路４９の径方向外側Ｄｒｏの縁を画定する。

　内側シュラウド５３ｉのガスパス面５５は、シュラウド本体５４の前端面５７ｆ中で径方向外側Ｄｒｏの縁からほぼ軸線下流側Ｄａｄに延びる。一方、外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５は、シュラウド本体５４の前端面５７ｆ中で径方向内側Ｄｒｉの縁から軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びる。すなわち、外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５は、軸線Ａｒに対して傾斜した傾斜面である。よって、内側シュラウド５３ｉのガスパス面５５と外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５との間の燃焼ガス流路４９の流路面積は、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に小さくなっている。なお、外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５中で軸線方向Ｄａの中心より軸線上流側Ｄａｕの部分における軸線Ａｒに対する角度は、軸線方向Ｄａの中心より軸線下流側Ｄａｄの部分における軸線Ａｒに対する角度よりも大きい。外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５中で軸線方向Ｄａの中心より軸線上流側Ｄａｕの部分は、シール連続ガスパス面５５ｃを成す。なお、このシール連続ガスパス面５５ｃは、傾斜面である。

　内側シュラウド５３ｉの前脚部５８ｆは、シュラウド本体５４の反ガスパス面５６中で軸線上流側Ｄａｕの部分から径方向内側Ｄｒｉに突出する。内側シュラウド５３ｉの後脚部５８ｂは、シュラウド本体５４の反ガスパス面５６中で軸線下流側Ｄａｄの部分から径方向内側Ｄｒｉに突出する。内側シュラウド５３ｉの各脚部５８ｆ，５８ｂは、ガスタービンケーシング１５に固定されている内側カバー１７の径方向外側Ｄｒｏに端に接し、この静翼５０の径方向内側Ｄｒｉの部分を内側カバー１７に支持させるための役目を担う。
外側シュラウド５３ｏの前脚部５８ｆは、シュラウド本体５４の反ガスパス面５６中で軸線上流側Ｄａｕの部分から径方向外側Ｄｒｏに突出する。外側シュラウド５３ｏの後脚部５８ｂは、シュラウド本体５４の反ガスパス面５６中で軸線下流側Ｄａｄの部分から径方向外側Ｄｒｏに突出する。外側シュラウド５３ｏの各脚部５８ｆ，５８ｂは、いずれも、静翼５０をタービンケーシング４５に固定するための役目を担う。

　内側シュラウド５３ｉ及び外側シュラウド５３ｏの上流側突出部５９は、シュラウド本体５４の前端面５７ｆから軸線上流側Ｄａｕに突出している。

　出口シール７０は、外側出口シール７０ｏと、内側出口シール７０ｉとを有する出口シールセットである。なお、以下では、外側出口シール７０ｏと内側出口シール７０ｉとのセットを出口シール７０という場合もあるが、外側出口シール７０ｏと内側出口シール７０ｉとのうちいずれか一方を出口シール７０という場合もある。外側出口シール７０ｏは、尾筒３５の外側フランジ３７ｏと静翼５０の外側シュラウド５３ｏとを接続する。内側出口シール７０ｉは、尾筒３５の内側フランジ３７ｉと静翼５０の外側シュラウド５３ｏとを接続する。

　図１に示すように、圧縮機２０は、空気Ａを圧縮して圧縮空気を生成する。この圧縮空気は、燃焼器３０内に流入する。燃焼器３０には、燃料Ｆが供給される。燃焼器３０内では、圧縮空気中で燃料Ｆが燃焼して、高温高圧の燃焼ガスＧが生成される。この燃焼ガスＧは、燃焼器３０からタービン４０内の燃焼ガス流路４９に送られる。燃焼ガスＧは、燃焼ガス流路４９を軸線下流側Ｄａｄへ流れる過程で、タービンロータ４１を回転させる。
このタービンロータ４１の回転で、ガスタービンロータ１１に接続されている発電機ＧＥＮのロータが回転する。この結果、発電機ＧＥＮは発電する。

　以下、出口シール７０に関する各種実施形態について説明する。

　「出口シールの第一実施形態」
　以下、本実施形態の出口シールについて、図３～図６を参照して説明する。

　図４に示すように、内側出口シール７０ｉ及び外側出口シール７０ｏは、いずれも、軸線Ａｒを中心として円弧状の胴部７１と、尾筒３５のフランジ３７に接続されるフランジ接続部（第一接続部）８１と、静翼５０のシュラウド５３の接続されるシュラウド接続部（第二接続部）９１と、を有する。すなわち、内側出口シール７０ｉ及び外側出口シール７０ｏは、基本的に同じ構造である。

　胴部７１は、図５に示すように、ガスパス面７２と、反ガスパス面７４と、燃焼器側端面７５ｆと、静翼側端面７５ｂと、を有する。ガスパス面７２は、燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路７９の縁の一部を画定する面である。反ガスパス面７４は、ガスパス面７２とは反対側を向き、ガスパス面７２と背合わせの関係にある面である。燃焼器側端面７５ｆは、軸線上流側Ｄａｕを向き胴部７１中の軸線上流側Ｄａｕの端面である。静翼側端面７５ｂは、軸線下流側Ｄａｄを向き胴部７１中の軸線下流側Ｄａｄの端面である。ガスパス面７２は、図３に示すように、軸線方向Ｄａから見て、軸線Ａｒを中心とする円弧面である。

　フランジ接続部８１は、図５に示すように、胴部７１の軸線上流側Ｄａｕであって、胴部７１に対して、径方向Ｄｒでガスパス面７２を基準にして燃焼ガス流路７９とは反対側である反ガスパス側Ｄｒａｇに設けられている。このフランジ接続部８１は、反ガスパス側Ｄｒａｇに凹むフランジ篏合溝８２を有する。フランジ篏合溝８２は、第一溝側面８３ａと、第二溝側面８３ｂと、溝底面８３ｃとにより、画定される。第一溝側面８３ａ及び第二溝側面８３ｂは、径方向Ｄｒに延び軸線方向Ｄａで互いに対向している。第一溝側面８３ａは、ガスパス面７２における軸線上流側Ｄａｕの端から反ガスパス側Ｄｒａｇに延び、且つ軸線上流側Ｄａｕを向く。前述した胴部７１の燃焼器側端面７５ｆは、この第一溝側面８３ａの一部を形成する。よって、フランジ接続部８１は、胴部７１と互いの一部を共有する。第二溝側面８３ｂは、第一溝側面８３ａよりも軸線上流側Ｄａｕに位置し、且つ軸線下流側Ｄａｄを向く。溝底面８３ｃは、第一溝側面８３ａにおける反ガスパス側Ｄｒａｇの端と第二溝側面８３ｂにおける反ガスパス側Ｄｒａｇの端とを接続し、径方向Ｄｒで反ガスパス側Ｄｒａｇとは反対側のガスパス側Ｄｒｇを向く。このフランジ篏合溝８２には、尾筒３５のフランジ３７が入り込む。このフランジ篏合溝８２は、フランジ３７に対する出口シール７０の軸線方向Ｄａの移動を規制する。

　フランジ接続部８１は、第一溝側板８４ａ及び第二溝側板８４ｂを有する。第一溝側板８４ａ及び第二溝側板８４ｂは、いずれも、径方向Ｄｒ及び周方向に延びる板である。第一溝側板８４ａと第二溝側板８４ｂとは、軸線方向Ｄａで間隔をあけて互いに対向している。第一溝側板８４ａで軸線上流側Ｄａｕを向く面は、前述の第一溝側面８３ａを形成する。第二溝側板８４ｂで軸線下流側Ｄａｄを向く面は、前述の第二溝側面８３ｂを形成する。第一溝側板８４ａ及び第二溝側板８４ｂには、軸線方向Ｄａに貫通してピン８９が挿通されるピン孔８５が形成されている。また、尾筒３５のフランジ３７にも、軸線方向Ｄａに貫通してこのピン８９が挿通されるピン孔３９が形成されている。但し、このフランジ３７に形成されているピン孔３９の内径は、第一溝側板８４ａ及び第二溝側板８４ｂに形成されているピン孔８５の内径、及びこのピン８９の外径よりも大きい。このため、第一溝側板８４ａ及び第二溝側板８４ｂのピン孔８５及びフランジ３７のピン孔３９にピン８９が挿通されても、フランジ３７に対する出口シール７０の径方向Ｄｒの移動がある程度許容される。

　シュラウド接続部９１は、胴部７１の軸線下流側Ｄａｄであって、胴部７１の反ガスパス側Ｄｒａｇに設けられている。シュラウド接続部９１は、軸線上流側Ｄａｕに凹むシュラウド篏合溝９２を有する。シュラウド篏合溝９２は、第一溝側面９３ａと、第二溝側面９３ｂと、溝底面９３ｃとにより、画定される。第一溝側面９３ａ及び第二溝側面９３ｂは、軸線方向Ｄａに延び、径方向Ｄｒで互いに対向している。第一溝側面９３ａは、反ガスパス側Ｄｒａｇを向く。前述した胴部７１の反ガスパス面７４の一部は、第一溝側面９３ａの一部を形成する。よって、シュラウド接続部９１は、胴部７１と互いの一部を共有する。第二溝側面９３ｂは、第一溝側面９３ａより反ガスパス側Ｄｒａｇに位置し、ガスパス側Ｄｒｇを向く。溝底面９３ｃは、第一溝側面９３ａにおける軸線上流側Ｄａｕの端と第二溝側面９３ｂにおける軸線上流側Ｄａｕの端とを接続し、軸線下流側Ｄａｄを向く。このシュラウド篏合溝９２には、静翼５０におけるシュラウドの上流側突出部５９が入り込む。このシュラウド篏合溝９２は、シュラウド５３に対する出口シール７０の軸線方向Ｄａの移動をある程度許容しつつ、シュラウド５３に対する出口シール７０の径方向Ｄｒの移動を規制する。

　ガスタービン１０中に燃焼ガスＧが流れていない状態から燃焼ガスＧが流れている状態に変移する過程で、尾筒３５と静翼５０との間には熱膨張差が生じる。そこで、この熱膨張差を吸収するために、出口シール７０のシュラウド篏合溝９２が、前述したように、シュラウド５３に対する出口シール７０の軸線方向Ｄａの移動をある程度許容しつつ、シュラウドに対する出口シール７０の径方向Ｄｒの移動を規制する。また、出口シール７０のフランジ篏合溝８２が、前述したように、尾筒３５に対する出口シール７０の軸線方向Ｄａの移動を規制しつつ、尾筒３５に対する径方向Ｄｒの移動をある程度許容する。

　胴部７１は、さらに、冷却空気が流れる冷却空気通路７７を有する。この冷却空気通路７７は、入口７７ｉと出口７７ｏとを有する。胴部７１の反ガスパス面７４中でフランジ接続部８１とシュラウド接続部９１との間には、ガスパス側Ｄｒｇに凹む凹部７６が形成されている。冷却空気通路７７の入口７７ｉは、胴部７１の反ガスパス面７４中の凹部７６で開口している。冷却空気通路７７の出口７７ｏは、胴部７１の静翼側端面７５ｂで開口している。この冷却空気通路７７は、入口７７ｉから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第にガスパス面７２に近づくよう、ガスパス面７２に対して傾斜している。

　前述したように、内側出口シール７０ｉ及び外側出口シール７０ｏは、基本的に同じ構造である。但し、外側出口シール７０ｏの各構成要素における径方向Ｄｒの相互関係は、内側出口シール７０ｉの各構成要素における径方向Ｄｒの相互関係と逆である。このため、例えば、外側出口シール７０ｏのガスパス面７２は、径方向内側Ｄｒｉを向き、内側出口シール７０ｉのガスパス面７２は、径方向外側Ｄｒｏを向く。また、外側出口シール７０ｏのフランジ篏合溝８２は、径方向外側Ｄｒｏに凹み、内側出口シール７０ｉのフランジ篏合溝８２は、径方向内側Ｄｒｉに凹んでいる。また、軸線Ａｒに対する外側出口シール７０ｏのガスパス面７２の角度は、軸線Ａｒに対する内側出口シール７０ｉのガスパス面７２と角度と異なる。

　内側出口シール７０ｉのガスパス面７２は、図４に示すように、軸線Ａｒを含む断面で、ほぼ軸線方向Ｄａに延びている。内側出口シール７０ｉが尾筒３５の内側フランジ３７ｉに接続されている状態では、軸線Ａｒを含む断面で、この内側出口シール７０ｉのガスパス面７２は、尾筒３５の内側ガスパス面３８ｉ中で軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部と、両者間の隙間を介して連なっている。また、内側出口シール７０ｉが静翼５０の内側シュラウド５３ｉに接続されている状態では、軸線Ａｒを含む断面で、この内側出口シール７０ｉのガスパス面７２は、内側シュラウド５３ｉのガスパス面５５中で軸線上流側Ｄａｕの端を含む上流部と、両者間の隙間を介して連なっている。

　外側出口シール７０ｏのガスパス面７２は、図５に示すように、軸線Ａｒを含む断面で、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて燃焼ガス流路７９の流路面積が小さくなるよう、この断面で軸線Ａｒに対して傾斜している傾斜面７３を有する。よって、本実施形態において、この外側出口シール７０ｏが本発明に係る出口シールである。傾斜面７３は、軸線Ａｒを含む断面で、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かっている。傾斜面７３は、軸線方向Ｄａでシュラウド接続部９１の第一溝側面９３ａが存在する溝存在域よりも軸線上流側Ｄａｕに存在する上流側傾斜面（第一側傾斜面）７３ｕと、軸線方向Ｄａにおける前述の溝存在域に存在し、上流側傾斜面７３ｕに連続する下流側傾斜面（第二側傾斜面）７３ｄと、を有する。
軸線Ａｒを含む仮想面と上流側傾斜面７３ｕとが交わる上流側傾斜線（第一側傾斜線）に対して、軸線Ａｒを含む仮想面と下流側傾斜面７３ｄとが交わる下流側傾斜線（第二側傾斜線）は、平行である。

　外側出口シール７０ｏが尾筒３５の外側フランジ３７ｏに接続されている状態では、外側出口シール７０ｏのガスパス面７２は、軸線Ａｒを含む断面で、尾筒３５の外側ガスパス面３８ｏ中で軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部であるシール連続ガスパス面３８ｏｃと、両者間の隙間を介して連なっている。また、外側出口シール７０ｏが静翼５０の外側シュラウド５３ｏに接続されている状態では、この外側出口シール７０ｏのガスパス面７２は、軸線Ａｒを含む断面で、外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５中で軸線上流側Ｄａｕの端を含む上流側部であるシール連続ガスパス面５５ｃと、両者間の隙間を介して連なっている。

　図６に示すように、軸線Ａｒに対する外側出口シール７０ｏの傾斜面７３の角度αｏ２は、軸線Ａｒに対する尾筒３５のシール連続ガスパス面３８ｏｃの角度αｏ１以下である。また、軸線Ａｒに対する外側シュラウド５３ｏのシール連続ガスパス面５５ｃの角度αｏ３は、軸線Ａｒに対する外側出口シール７０ｏの傾斜面７３の角度αｏ２以下である。
すなわち、各角度は、以下の関係がある。
　　αｏ１ ≧ αｏ２ ≧ αｏ３

　但し、角度αｏ１と角度αｏ２との角度差は、２０°以下である。また、角度αｏ２と角度αｏ３との角度差も、２０°以下である。

　図５に示すように、外側出口シール７０ｏにおける下流側傾斜面７３ｄとシュラウド篏合溝９２の第一溝側面９３ａとの間の径方向Ｄｒにおける距離は、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に大きくなる。シュラウド篏合溝９２の第一溝側面９３ａと第二溝側面９３ｂとの間の径方向Ｄｒにおける距離Ｄ１は、下流側傾斜面７３ｄとシュラウド篏合溝９２の第一溝側面９３ａとの間の径方向Ｄｒにおける最短距離Ｄ２より大きい。上流側傾斜面７３ｕの少なくとも軸線上流側Ｄａｕの一部は、径方向Ｄｒで、シュラウド篏合溝９２が存在する領域内に存在する。

　前述したように、尾筒３５の内側ガスパス面３８ｉ中で軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部は、軸線Ａｒに対してほぼ平行である。内側出口シール７０ｉのガスパス面７２も、軸線Ａｒに対してほぼ平行である。また、内側シュラウド５３ｉのガスパス面５５中で軸線上流側Ｄａｕの端を含む上流部も、軸線Ａｒに対してほぼ平行である。しかも、軸線Ａｒを含む断面で、内側出口シール７０ｉのガスパス面７２は、尾筒３５の内側ガスパス面３８ｉ中の下流側部及び内側シュラウド５３ｉのガスパス面５５中の上流側部と連なっている。よって、尾筒３５の内側ガスパス面３８ｉ中の下流側部に沿って流れてきた燃焼ガスＧは、スムーズに内側出口シール７０ｉのガスパス面７２に沿って流れる。さらに、内側出口シール７０ｉのガスパス面７２に沿って流れてきた燃焼ガスＧは、スムーズに内側シュラウド５３ｉのガスパス面５５に沿って流れる。

　尾筒３５の外側ガスパス面３８ｏ中の下流側部であるシール連続ガスパス面３８ｏｃ、外側出口シール７０ｏのガスパス面７２、外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５中の上流側部であるシール連続ガスパス面５５ｃは、いずれも、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて燃焼ガス流路４９，７９の流路面積が小さくなるよう、この断面で軸線Ａｒに対して傾斜している。また、軸線Ａｒに対するこれらの面の傾斜角度は、ほぼ同様である。しかも、軸線Ａｒを含む断面で、外側出口シール７０ｏのガスパス面７２は、尾筒３５のシール連続ガスパス面３８ｏｃ及び外側シュラウド５３ｏのシール連続ガスパス面５５ｃと連なっている。よって、尾筒３５の外側ガスパス面３８ｏ中のシール連続ガスパス面３８ｏｃに沿って流れてきた燃焼ガスＧは、スムーズに外側出口シール７０ｏのガスパス面７２に沿って流れる。さらに、外側出口シール７０ｏのガスパス面７２に沿って流れてきた燃焼ガスＧは、スムーズに外側シュラウド５３ｏのガスパス面５５に沿って流れる。

　従って、本実施形態では、尾筒３５から初段静翼５０に燃焼ガスＧが送られる過程での圧力損失の低減を図ることができる。さらに、本実施形態では、出口シール７０と尾筒３５のフランジ３７との間への燃焼ガスＧの流出、及び出口シール７０と静翼５０のシュラウド５３との間への燃焼ガスＧの流出を抑制することができる。

　また、本実施形態では、シュラウド篏合溝９２の第一溝側面９３ａと第二溝側面９３ｂとの間の径方向Ｄｒにおける距離Ｄ１は、下流側傾斜面７３ｄとシュラウド篏合溝９２の第一溝側面９３ａとの間の径方向Ｄｒにおける最短距離Ｄ２より大きい。言い換えると、本実施形態では、シュラウド篏合溝９２の溝幅の距離Ｄ１よりも、下流側傾斜面（第二側傾斜面）７３ｄと第一溝側面９３ａとの間の径方向Ｄｒにおける最短距離Ｄ２が小さい。
この結果、シュラウド篏合溝９２にシュラウド５３の上流側突出部５９が入り込む位置は、径方向Ｄｒにおいて、より燃焼ガス流路７９に近い位置に設けられる。したがって、径方向Ｄｒにおいて、燃焼ガス流路７９に近い位置で、燃焼ガス流路７９を流れる燃焼ガスＧの外部への漏れを抑制することができる。つまり、燃焼ガス流路７９の燃焼ガスＧが、出口シール７０とシュラウド５３との間に入り込むことを抑制することができる。このため、径方向Ｄｒにおいて、燃焼ガス流路７９に遠い位置で、燃焼ガス流路７９を流れる燃焼ガスＧの外部への漏れを抑制する場合よりも、燃焼ガス流路７９の燃焼ガスＧが、出口シール７０とシュラウド５３との間に入り込むことを抑制することができる。これにより、燃焼ガス流路７９の燃焼ガスＧが出口シール７０とシュラウド５３との間に入り込む距離が短くなるので、出口シール７０とシュラウド５３との高温化を抑制できる。さらに、燃焼ガスＧが出口シール７０とシュラウド５３との間に入り込んだ際に、入り込んだ燃焼ガスＧをパージアウトするために必要な冷却空気の量も低減することができる。

　本実施形態では、出口シール７０の冷却空気通路７７とガスパス面７２との間の径方向Ｄｒにおける距離が、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に小さくなる。このため、本実施形態では、冷却空気通路７７を流れる冷却空気により、ガスパス面７２中の軸線下流側Ｄａｄの部分を効率的に冷却することができる。

　「出口シールの第二実施形態」
　以下、本実施形態の出口シールについて、図７を参照して説明する。

　本実施形態の外側出口シール７０ｏは、第一実施形態の外側出口シール７０ｏと同一である。よって、本実施形態において、この外側出口シール７０ｏが本発明に係る出口シールである。また、本実施形態の内側出口シール７０ｉａは、第一実施形態の内側出口シール７０ｉと基本的に同じである。但し、本実施形態の内側出口シール７０ｉａのガスパス面７２ａは、軸線Ａｒを含む断面で、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びている。

　ガスタービンによっては、尾筒３５ａにおける内側ガスパス面３８ｉａの軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部が、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びる場合がある。さらに、内側シュラウド５３ｉａのガスパス面５５ａが、この内側シュラウド５３ｉａの前端面５７ｆ中で径方向外側Ｄｒｏの縁から軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びる場合がある。

　本実施形態の内側出口シール７０ｉａのガスパス面７２ａは、この場合に対応するため、前述したように、軸線Ａｒを含む断面で、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びている。軸線Ａｒに対する内側出口シール７０ｉａのガスパス面７２ａの角度は、軸線Ａｒに対する尾筒３５ａにおける内側ガスパス面３８ｉａの下流側部の角度以下である。また、軸線Ａｒに対する内側シュラウド５３ｉａにおけるガスパス面７２ａの上流側部の角度は、軸線Ａｒに対する内側出口シール７０ｉａのガスパス面７２ａの角度以下である。但し、各角度相互の角度差は、２０°以下である。

　以上のように、内側出口シール７０ｉａのガスパス面７２ａは、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びていてもよい。

　「出口シールの第三実施形態」
　以下、本実施形態の出口シールについて、図８及び図９を参照して説明する。

　本実施形態の外側出口シール７０ｏは、第一実施形態の外側出口シール７０ｏと同一である。よって、本実施形態において、この外側出口シール７０ｏは本発明に係る出口シールである。また、本実施形態の内側出口シール７０ｉｂは、第一実施形態の内側出口シール７０ｉと基本的に同じである。但し、本実施形態の内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂは、軸線Ａｒを含む断面で、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向外側Ｄｒｏに向かって延びている。

　ガスタービンによっては、尾筒３５ｂにおける内側ガスパス面３８ｉｂの軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部が、軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向外側Ｄｒｏに向かって延びる場合がある。さらに、内側シュラウド５３ｉｂのガスパス面５５ｂが、この内側シュラウド５３ｉｂの前端面５７ｆ中で径方向外側Ｄｒｏの縁から軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向外側Ｄｒｏに向かって延びる場合がある。

　本実施形態の内側出口シール７０ｉｂのガスパス面５５ｂは、この場合に対応するため、前述したように、軸線Ａｒを含む断面で、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に径方向外側Ｄｒｏに向かって延びている。すなわち、内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂは、軸線Ａｒを含む断面で、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて燃焼ガス流路７９の流路面積が小さくなるよう、この断面で軸線Ａｒに対して傾斜している傾斜面７３ｂを有する。よって、本実施形態において、この内側出口シール７０ｉｂも本発明に係る出口シールである。

　この内側出口シール７０ｉｂが尾筒３５ｂの内側フランジ３７ｉに接続されている状態では、内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂは、軸線Ａｒを含む断面で、尾筒３５ｂの内側ガスパス面３８ｉｂ中で軸線下流側Ｄａｄの端を含む下流側部であるシール連続ガスパス面３８ｉｃと、両者間の隙間を介して連なっている。また、内側出口シール７０ｉｂが内側シュラウド５３ｉｂに接続されている状態では、この内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂは、軸線Ａｒを含む断面で、内側シュラウド５３ｉｂのガスパス面５５ｂ中で軸線上流側Ｄａｕの端を含む上流側部であるシール連続ガスパス面５５ｃｂと、両者間の隙間を介して連なっている。なお、シール連続ガスパス面５５ｃｂは、傾斜面である。

　図９に示すように、軸線Ａｒに対する内側出口シール７０ｉｂの傾斜面７３ｂの角度αｉ２は、軸線Ａｒに対する尾筒３５ｂのシール連続ガスパス面３８ｉｃの角度αｉ１以上である。また、軸線Ａｒに対する内側シュラウド５３ｉｂのシール連続ガスパス面５５ｃｂの角度αｉ３は、軸線Ａｒに対する内側出口シール７０ｉｂの傾斜面７３ｂの角度αｉ２以上である。すなわち、各角度は、以下の関係がある。
　　αｉ１ ≦ αｉ２ ≦ αｉ３

　但し、角度αｉ１と角度αｉ２との角度差は、２０°以下である。また、角度αｉ２と角度αｉ３との角度差も、２０°以下である。

　尾筒３５ｂの内側ガスパス面３８ｉｂ中の下流側部であるシール連続ガスパス面３８ｉｃ、内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂ、内側シュラウド５３ｉｂのガスパス面５５ｂ中の上流側部であるシール連続ガスパス面５５ｃｂは、いずれも、軸線上流側Ｄａｕから軸線下流側Ｄａｄに向かうに連れて燃焼ガス流路４９，７９の流路面積が小さくなるよう、この断面で軸線Ａｒに対して傾斜している。また、軸線Ａｒに対するこれらの面の傾斜角度は、ほぼ同様である。しかも、軸線Ａｒを含む断面で、内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂは、尾筒３５ｂのシール連続ガスパス面３８ｉｃ及び内側シュラウド５３ｉｂのシール連続ガスパス面５５ｃｂと連なっている。よって、尾筒３５ｂの内側ガスパス面３８ｉｂ中のシール連続ガスパス面３８ｉｃに沿って流れてきた燃焼ガスＧは、スムーズに内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂに沿って流れる。さらに、内側出口シール７０ｉｂのガスパス面７２ｂに沿って流れてきた燃焼ガスＧは、スムーズに内側シュラウド５３ｉｂのガスパス面５５ｂに沿って流れる。

　従って、本実施形態でも、尾筒３５ｂから初段静翼に燃焼ガスＧが送られる過程での圧力損失の低減を図ることができる。さらに、本実施形態でも、出口シールと尾筒のフランジとの間への燃焼ガスの流出、及び出口シールと静翼のシュラウドとの間への燃焼ガスの流出を抑制することができる。

　なお、以上の各実施形態における出口シールのガスパス面は、曲面を含んでいてもよい。また、以上の各実施形態における出口シールのガスパス面における傾斜面は、曲面を含んでもよい。

１０：ガスタービン
１１：ガスタービンロータ
１５：ガスタービンケーシング
１６：中間ケーシング
１７：内側カバー
２０：圧縮機
２１：圧縮機ロータ
２２：ロータ軸
２３：動翼列
２３ａ：動翼
２５：圧縮機ケーシング
２６:静翼列
２６ａ：静翼
３０：燃焼器
３１：バーナ
３２：バーナ枠
３４：燃焼空間
３５，３５ａ，３５ｂ：尾筒
３６：筒
３７：フランジ
３７ｉ：内側フランジ
３７ｏ：外側フランジ
３８：ガスパス面（燃焼器ガスパス面）
３８ｉ：内側ガスパス面（燃焼器内側ガスパス面）
３８ｏ：外側ガスパス面（燃焼器外側ガスパス面）
３８ｏｃ，３８ｉｃ：シール連続ガスパス面
３８ｓ：周側ガスパス面（燃焼器周側ガスパス面）
３９：ピン孔
４０：タービン
４１：タービンロータ
４２：ロータ軸
４３：動翼列
４３ａ：動翼
４５：タービンケーシング
４６:静翼列
４６ａ：静翼
４９：燃焼ガス流路
５０：静翼（初段静翼）
５１：翼体
５２ｆ：前縁
５２ｂ：後縁
５３ｏ：外側シュラウド
５３ｉ，５３ｉａ，５３ｉｂ：内側シュラウド
５４：シュラウド本体
５５，５５ａ，５５ｂ：ガスパス面
５５ｃ，５５ｃｂ：シール連続ガスパス面
５６：反ガスパス面
５７ｆ：前端面
５７ｂ：後端面
５８ｆ：前脚部
５８ｂ：後脚部
５９：上流側突出部
７０：出口シール
７０ｉ，７０ｉａ，７０ｉｂ：内側出口シール
７０ｏ：外側出口シール
７１：胴部
７２，７２ａ，７２ｂ：ガスパス面
７３，７３ｂ：傾斜面
７３ｕ：上流側傾斜面（第一側傾斜面）
７３ｄ：下流側傾斜面（第二側傾斜面）
７４：反ガスパス面
７５ｆ：燃焼器側端面
７５ｂ：静翼側端面
７６：凹部
７７：冷却空気通路
７７ｉ：入口
７７ｏ：出口
７９：燃焼ガス流路
８１：フランジ接続部（第一接続部）
８２：フランジ篏合溝
８３ａ：第一溝側面
８３ｂ：第二溝側面
８３ｃ：溝底面
８４ａ：第一溝側板
８４ｂ：第二溝側板
８５：ピン孔
８９：ピン
９１：シュラウド接続部（第二接続部）
９２：シュラウド篏合溝
９３ａ：第一溝側面
９３ｂ：第二溝側面
９３ｃ：溝底面
Ａ：空気
Ｆ：燃料
Ｇ：燃焼ガス
Ａｒ：軸線
Ｃａ：燃焼器軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄａｕ：軸線上流側（第一側）
Ｄａｄ：軸線下流側（第二側）
Ｄｃ：周方向
Ｄｒ：径方向
Ｄｒｉ：径方向内側
Ｄｒｏ：径方向外側
Ｄｒｇ：ガスパス側
Ｄｒａｇ：反ガスパス側

Claims

　燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼器からの前記燃焼ガスが流入するタービンの静翼におけるシュラウドとを接続する出口シールにおいて、
　軸線に対する垂直な断面での形状が前記軸線を中心として円弧を成し、前記燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の外縁の一部を画定するガスパス面と、
　前記軸線が延びる軸線方向における第一側と第二側とのうち、前記第一側に形成され、前記燃焼器に接続される第一接続部と、
　前記軸線方向における前記第二側に形成され、前記シュラウドに接続される第二接続部と、
　を有し、
　前記ガスパス面は、前記第一側から前記第二側に向かうに連れて前記燃焼ガス流路の流路面積が小さくなるよう、前記軸線を含む断面で前記軸線に対して傾斜している傾斜面を有する、
　出口シール。
　請求項１に記載の出口シールにおいて、
　前記第二接続部は、前記第一側に凹むシュラウド篏合溝を有し、
　前記シュラウド篏合溝は、前記軸線方向に延び、前記軸線に対する径方向で互いに対向する第一溝側面及び第二溝側面と、前記第一溝側面における前記第一側と前記第二溝側面における前記第一側とを接続し、前記第二側を向く溝底面と、を有して画定され、
　前記第一溝側面は、前記径方向で前記ガスパス面とは反対側を向き、
　前記傾斜面は、前記軸線方向で前記第一溝側面が存在する溝存在域よりも前記第一側に存在する第一側傾斜面と、前記軸線方向における前記溝存在域に存在し、前記第一側傾斜面に対して連続する第二側傾斜面と、を有する、
　出口シール。
　請求項２に記載の出口シールにおいて、
　前記第二側傾斜面と前記第一溝側面との間の前記径方向における距離は、前記第二側に向かうに連れて次第に大きくなる、
　出口シール。
　請求項３に記載の出口シールにおいて、
　前記第一溝側面と前記第二溝側面との間の前記径方向における距離は、前記第二側傾斜面と前記第一溝側面との間の前記径方向における最短距離より、大きい、
　出口シール。
　請求項２から４のいずれか一項に記載の出口シールにおいて、
　前記第一側傾斜面の前記第一側の少なくとも一部は、前記径方向で、前記シュラウド篏合溝が存在する領域内に存在する、
　出口シール。
　請求項２から５のいずれか一項に記載の出口シールにおいて、
　前記軸線を含む仮想面と前記第一側傾斜面とが交わる第一傾斜線に対して、前記仮想面と前記第二側傾斜面とが交わる第二傾斜線は、平行である、
　出口シール。
　請求項１から６のいずれか一項に記載の出口シールにおいて、
　前記軸線に対する径方向で前記ガスパス面とは反対側を向く反ガスパス面と、
　前記ガスパス面と前記反ガスパス面との間を前記軸線方向の方向成分を含む方向に延びる冷却空気通路と、
　を有し、
　前記冷却空気通路は、前記反ガスパス面で開口する入口を有する、
　出口シール。
　請求項７に記載の出口シールにおいて、
　前記冷却空気通路と前記ガスパス面との間の前記径方向における距離は、前記第二側に向かうに連れて次第に小さくなる、
　出口シール。
　請求項１から８のいずれか一項に記載の出口シールにおいて、
　前記第一接続部は、前記軸線に対する径方向で前記ガスパス面を基準にして前記燃焼ガス流路とは反対側である反ガスパス側に凹む燃焼器篏合溝を有し、
　前記燃焼器篏合溝は、前記径方向に延び、前記軸線方向で互いに対向する第一溝側面及び第二溝側面と、前記第一溝側面における前記反ガスパス側の端と前記第二溝側面における前記反ガスパス側の端とを接続し、前記径方向で前記ガスパス面を基準にして前記燃焼ガス流路が存在する側であるガスパス側を向く溝底面と、を有して画定され、
　前記燃焼器篏合溝の前記第一溝側面は、前記ガスパス面における前記第一側の端から前記反ガスパス側に延び、且つ前記第一側を向く、
　出口シール。
　請求項１から９のいずれか一項に記載の出口シールにおいて、
　前記ガスパス面は、前記軸線に対する径方向内側を向き、
　前記ガスパス面における前記傾斜面は、前記第一側から前記第二側に向かうに連れて前記軸線に近づくよう傾斜している、
　出口シール。
　請求項１から９のいずれか一項に記載の出口シールにおいて、
　前記ガスパス面は、前記軸線に対する径方向外側を向き、
　前記ガスパス面における前記傾斜面は、前記第一側から前記第二側に向かうに連れて前記軸線から遠ざかるよう傾斜している、
　出口シール。
　請求項１０に記載の出口シールである外側出口シールと、
　請求項１１に記載の出口シールである内側出口シールと、
　を備え、
　前記内側出口シールの前記ガスパス面における前記傾斜面と前記軸線との角度は、前記外側出口シールの前記ガスパス面における前記傾斜面と前記軸線との角度と異なる、
　出口シールセット。
　請求項１から９のいずれか一項に記載の出口シールと、
　前記燃焼器と、
　前記タービンと、
　を備え、
　前記燃焼器は、前記軸線方向の方向成分を含む方向に延びる尾筒と、前記尾筒の内周側の空間である燃焼空間内に燃料を噴射するバーナと、を有し、
　前記タービンは、前記軸線を中心として回転するタービンロータと、前記タービンロータを覆うタービンケーシングと、前記タービンケーシングに取り付けられている複数の静翼列と、を有し、
　前記タービンロータは、前記軸線を中心とするロータ軸と、前記ロータ軸に取り付けられている複数の動翼列と、を有し、
　複数の前記動翼列は、前記軸線方向に並び、
　複数の前記静翼列のそれぞれは、複数の前記動翼列のうちのいずれか一の動翼列よりも、前記軸線に対する軸線上流側に配置され、
　複数の前記静翼列のそれぞれは、前記軸線に対する周方向に並ぶ複数の静翼を有し、
　複数の前記静翼は、いずれも、前記軸線に対する径方向に延びる翼体と、前記翼体の前記径方向の端に形成されている前記シュラウドと、を有し、
　前記出口シールは、前記燃焼器の前記尾筒と、複数の前記静翼列のうちで最も前記軸線上流側の初段静翼列が有する初段静翼の前記シュラウドと、を接続し、
　前記軸線方向における前記第一側は、前記軸線上流側であり、前記軸線方向における前記第二側は、前記軸線方向で前記軸線上流側とは反対側の軸線下流側である、
　ガスタービン。
　請求項１３に記載のガスタービンにおいて、
　前記初段静翼の前記シュラウドは、自身を基準にして前記翼体が存在する側を向き、前記燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の外縁の一部を画定するシュラウドガスパス面を有し、
　前記尾筒は、前記軸線方向の方向成分を含む方向に延び、内周側に前記燃焼空間を形成する筒と、前記筒の前記軸線下流側から前記筒の外周側に向かって突出するフランジと、を有し、
　前記筒の内周面は、前記燃焼空間の外縁を画定する燃焼器ガスパス面を成し、
　前記出口シールは、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記燃焼器ガスパス面の一部に対して前記ガスパス面が連なり、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記シュラウドガスパス面の一部に対して前記ガスパス面が連なるよう、前記初段静翼の前記シュラウドと前記尾筒の前記フランジとを接続する、
　ガスタービン。
　請求項１４に記載のガスタービンにおいて、
　前記燃焼器ガスパス面は、自身の前記軸線下流側の部分であって、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記出口シールの前記ガスパス面に連なるシール連続ガスパス面を有し、
　前記シュラウドガスパス面は、前記自身の前記軸線上流側の部分であって、前記軸線方向の方向成分を含む方向で前記出口シールの前記ガスパス面に連なるシール連続ガスパス面を有し、
　前記軸線を含む前記断面で、前記軸線に対する前記燃焼器ガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以上であり、前記断面で、前記軸線に対する前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以下である、
　又は、前記軸線を含む前記断面で、前記軸線に対する前記燃焼器ガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以下であり、前記断面で、前記軸線に対する前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度は、前記軸線に対する前記傾斜面の角度以上である、
　ガスタービン。
　請求項１５に記載のガスタービンにおいて、
　前記軸線に対する前記燃焼器ガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度と前記軸線に対する前記傾斜面の角度との角度差、及び、前記軸線に対する前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面の角度と前記軸線に対する前記傾斜面の角度との角度差は、２０°以下である、
　ガスタービン。
　請求項１５又は１６に記載のガスタービンにおいて、
　前記シュラウドガスパス面の前記シール連続ガスパス面は、前記軸線上流側から前記軸線下流側に向かうに連れて前記燃焼ガス流路の流路面積が小さくなるよう、前記軸線を含む前記断面で前記軸線に対して傾斜している傾斜面を有する、
　ガスタービン。