(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸まわりに隣接して複数配置された筒体の内部で、圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃焼ガスを、前記回転軸まわりに複数配置されたタービン静翼およびタービン動翼からなるタービン段を順次通過させることにより回転駆動力を発生させるタービン部と、
の連通構造であって、
前記タービン静翼のうち、前記燃焼器に最も近いタービン１段静翼の少なくとも一部は、隣接した一の筒体の側壁および他の筒体の側壁により形成された側壁部の下流に配置されるとともに、
前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の前縁から、前記側壁部におけるタービン部側の端部までの距離が、前記一の筒体の側壁における内面から、前記他の筒体の側壁における内面までの間隔以下であり、
前記一の筒体の内表面及び前記他の筒体の内表面と前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の外表面とが滑らかに繋がる形状となるように、前記側壁部が前記下流に配置されたタービン１段静翼に向かって徐々に幅が広がるように形成されている、ことを特徴とする燃焼器とタービン部との連通構造。
【請求項２】
前記側壁の下流以外に配置されたタービン１段静翼と比較して、
前記側壁の下流に配置されたタービン１段静翼には、前記タービン１段静翼の冷却に用いられる冷却流体を前記タービン１段静翼の周囲に流出させる冷却孔の数が少ないことを特徴とする請求項１に記載の燃焼器とタービン部との連通構造。
【請求項３】
前記一の筒体における側壁、および、前記他の筒体における側壁の間の隙間には、前記側壁を冷却する冷却流体が流され、
前記側壁を冷却した後の冷却流体は、前記側壁の下流側の端部から、前記側壁の下流に配置されたタービン１段静翼の周囲に沿って流されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼器とタービン部との連通構造。
【請求項４】
前記側壁における下流側の端部は、前記タービン１段静翼が前記燃焼ガスを偏向させる方向に偏向されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃焼器とタービン部との連通構造。
【請求項５】
前記側壁における偏向されている部分は、断面視において、前記側壁の下流に配置されたタービン１段静翼とともに翼形状を形成することを特徴とする請求項４に記載の燃焼器とタービン部との連通構造。
【請求項６】
空気を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させ、燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃焼ガスが有するエネルギの一部を、回転駆動力に変換するタービン部と、
前記タービン部から前記回転駆動力を前記圧縮機に伝達する回転軸と、
が設けられたガスタービンであって、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の燃焼器とタービン部との連通構造を有することを特徴とするガスタービン。
【請求項７】
回転軸まわりに隣接して複数配置された筒体の内部で、圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃焼ガスを、前記回転軸まわりに複数配置されたタービン静翼およびタービン動翼からなるタービン段を順次通過させることにより回転駆動力を発生させるタービン部と、
の連通構造であって、
前記タービン静翼のうち、前記燃焼器に最も近いタービン１段静翼の少なくとも一部は、隣接した一の筒体の側壁および他の筒体の側壁により形成された側壁部の下流に配置されるとともに、
前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の前縁から、前記側壁部におけるタービン部側の端部までの距離が、前記一の筒体の側壁における内面から、前記他の筒体の側壁における内面までの間隔以下であり、
前記側壁部の下流側は、前記タービン１段静翼が前記燃焼ガスを偏向させる方向に偏向されており、
前記側壁部の下流側の端部の厚さ寸法と前記下流に配置されたタービン１段静翼の最大の厚さ寸法とが同一であり、これにより前記側壁部の下流側の端部と前記タービン１段静翼の外表面とが滑らかに繋がる形状となっていることを特徴とする燃焼器とタービン部との連通構造。
【請求項８】
回転軸まわりに隣接して複数配置された筒体の内部で、圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼器と、
前記燃焼ガスを、前記回転軸まわりに複数配置されたタービン静翼およびタービン動翼からなるタービン段を順次通過させることにより回転駆動力を発生させるタービン部と、
の連通構造であって、
前記タービン静翼のうち、前記燃焼器に最も近いタービン１段静翼の少なくとも一部は、隣接した一の筒体の側壁および他の筒体の側壁により形成された側壁部の下流に配置されるとともに、
前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の前縁から、前記側壁部におけるタービン部側の端部までの距離が、前記一の筒体の側壁における内面から、前記他の筒体の側壁における内面までの間隔以下であり、
前記一の筒体の側壁の内表面は、前記タービン１段静翼の外表面のうちの上側面と滑らかに繋がる第１面を含み、前記他の筒体の側壁の内表面は、前記外表面のうちの前記上側面の裏の下側面と滑らかに繋がる第２面を含むことを特徴とする燃焼器とタービン部との連通構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼器とタービン部との連通構造、および、ガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガスタービンは、圧縮機、燃焼器、および、タービン部を主な構成要素とし、圧縮機とタービンとが回転軸により連結され、圧縮機とタービン部との間に燃焼器が配置されている。
上述のガスタービンにおいては、作動流体である空気が、回転軸により回転駆動された圧縮機に吸入されて圧縮され、圧縮された空気が燃焼器に導入される。燃焼器では燃料が圧縮空気に混合され、混合気が燃焼されることにより、高温高圧の燃焼ガスが発生する。燃焼ガスは燃焼器からタービン部に吐出され、タービン部を回転駆動させている。
【０００３】
具体的には、燃焼器から吐出された燃焼ガスを含む高温の作動流体は、タービン部のタービン１段静翼の間を通過した後に、タービン１段動翼に流入する。タービン１段動翼において、作動流体の持つエネルギの一部が回転エネルギに変換され、回転軸に回転駆動力として伝達されている。
【０００４】
通常は、燃焼器の尾筒の後端と、タービン部の最上流に位置するタービン１段静翼の前縁とは、間隔をあけて配置されている。そのため、燃焼器からタービン部に向かって流れる高温の作動流体の一部は、尾筒の後端とタービン１段静翼の前縁との間の隙間に流入し、この流れに起因する損失が発生するという問題があった。
また、この隙間に流入した高温の作動流体により、タービン１段静翼の前縁が加熱され多量の冷却流体が必要になるという問題があった。
【０００５】
上述の問題を解決する技術として、タービン１段静翼を燃焼器に接近させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の技術では、タービン１段静翼の前縁を、燃焼器の後端で包み込むとともに、前縁に形成されたスリットを介して尾筒からタービン１段静翼を冷却する冷却流体を供給している。このようにすることで、タービン１段静翼の前縁に高温の作動流体が衝突せず、当該前縁の冷却に用いられていた冷却流体が不要になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−６６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の技術では、燃焼器とタービン１段静翼とを一体化することは記載されているが、高温の作動流体が内部を流れる燃焼器の内壁の形状については開示されていなかった。
【０００８】
そのため、燃焼器の内壁に沿って流れていた高温の作動流体は、内壁とタービン１段静翼との接続部分において流れが乱れる場合があった。この作動流体の流れの乱れは、ガスタービンの効率に影響を与えるおそれがあるという問題があった。
【０００９】
その一方で、上述のように内壁とタービン１段静翼との接続部分における作動流体の流れが乱れると、タービン１段静翼の周囲における作動流体の流れが乱れる。そのため、燃焼器とタービン１段静翼との間から冷却流体を供給して、タービン１段静翼の表面にフィルム状の冷却流体の層を形成することが難しく、タービン１段静翼の冷却が困難になるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、損失の発生を抑制するとともに、タービン翼の冷却に用いられる冷却流体の流量削減を図ることができる燃焼器とタービン部との連通構造、および、ガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の燃焼器とタービン部との連通構造は、回転軸まわりに隣接して複数配置された筒体の内部で、圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼ガスを、前記回転軸まわりに複数配置されたタービン静翼およびタービン動翼からなるタービン段を順次通過させることにより回転駆動力を発生させるタービン部と、の連通構造であって、前記タービン静翼のうち、前記燃焼器に最も近いタービン１段静翼の少なくとも一部は、隣接した一の筒体の側壁および他の筒体の側壁により形成された側壁部の下流に配置されるとともに、前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の前縁から、前記側壁部におけるタービン部側の端部までの距離が、前記一の筒体の側壁における内面から、前記他の筒体の側壁における内面までの間隔以下であり、前記一の筒体の内表面及び前記他の筒体の内表面と前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の外表面とが滑らかに繋がる形状となるように、前記側壁部が前記下流に配置されたタービン１段静翼に向かって徐々に幅が広がるように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、側壁の下流に位置するタービン１段静翼を、側壁におけるタービン部側の端部に接近して配置することにより、側壁とタービン１段静翼との間に燃焼ガスが流入することが抑制される。そのため、側壁とタービン１段静翼との間への燃焼ガス流入に起因する損失の発生が抑制される。
さらに、タービン１段静翼を側壁の下流に接近して配置することにより、当該タービン１段静翼の前縁は側壁の比較的冷たい後流（ウェーク）内に配置され、当該タービン１段静翼の前縁に高温の燃焼ガスが直接衝突しにくくなる。そのため、当該タービン１段静翼における前縁を冷却する必要性が低下し、冷却に必要な冷却流体の流量が少なくなる。
また、一の筒体及び他の筒体の燃焼ガスはそれぞれの側壁の内表面に沿って流れた後に、滑らかに繋がるタービン１段静翼の外表面に沿って流れる。そのため、一の筒体の側壁の内表面又は他の筒体の側壁の内表面とタービン１段静翼の外表面との間に段差などが形成されて不連続な場合と比較して、燃焼ガスの流れが乱れにくくなり、損失の発生が抑えられる。
さらに、タービン１段静翼の外表面における燃焼ガスの流れが乱れにくいため、例えば、タービン１段静翼の外表面に冷却流体をフィルム状に流してタービン１段静翼を冷却する方法において、タービン１段静翼の冷却効率の低下が抑制される。
上記発明において、前記側壁の内表面は、前記側壁の下流に配置されたタービン１段静翼の外表面と滑らかに繋がる形状であることが望ましい。
本発明によれば、筒体の内部で発生した燃焼ガスは、側壁の内表面に沿って流れた後に、滑らかに繋がるタービン１段静翼の外表面に沿って流れる。そのため、側壁の内表面と、タービン１段静翼の外表面との間に段差などが形成されて、不連続な場合と比較して、燃焼ガスの流れが乱れにくくなり、損失の発生が抑えられる。
さらに、タービン１段静翼の外表面における燃焼ガスの流れが乱れにくいため、例えば、タービン１段静翼の外表面に冷却流体をフィルム状に流してタービン１段静翼を冷却する方法において、タービン１段静翼の冷却効率の低下が抑制される。
【００１３】
その一方で、燃焼ガスからタービン１段静翼の外表面への熱伝達率の上昇が抑制される。
さらに、最も高温となりやすいタービン１段静翼の前縁が、側壁により保護されるため（側壁のウェーク内に配置されるため）高温の燃焼ガスに曝されなくなり、タービン１段静翼の冷却に必要な冷却流体の流量を減らすことができる。
【００１４】
上記発明において、前記側壁の下流以外に配置されたタービン１段静翼と比較して、前記側壁の下流に配置されたタービン１段静翼には、前記タービン１段静翼の冷却に用いられる冷却流体を前記タービン１段静翼の周囲に流出させる冷却孔の数が少ないことが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、側壁の下流に配置されたタービン１段静翼は、そこ以外に配置されたタービン１段静翼と比較して前縁に燃焼ガスが衝突しにくい。そのため、側壁の下流以外に配置されたタービン１段静翼と比較すると、側壁の下流に配置されたタービン１段静翼におけるタービン１段静翼の周囲に冷却流体を流出させて外表面に沿って冷却流体をフィルム状に流す冷却孔やシャワーヘッド冷却孔の数を減らすことができる。言い換えると、側壁の下流以外に配置されたタービン１段静翼と比較して、側壁の下流に配置されたタービン１段静翼の冷却に用いられる冷却流体の流量を減らすことができる。
【００１６】
上記発明において、前記一の筒体における側壁、および、前記他の筒体における側壁の間の隙間には、前記側壁を冷却する冷却流体が流され、前記側壁を冷却した後の冷却流体は、前記側壁の下流側の端部から、前記側壁の下流に配置されたタービン１段静翼の周囲に沿って流されることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、側壁の間を流れて側壁を冷却した冷却流体を、側壁の下流側の端部とタービン１段静翼との間に形成されたスロット状の間隙である流出流路から、タービン１段静翼の周囲に沿ってフィルム状に流すことにより、当該冷却流体により側壁の下流に配置されたタービン１段静翼を効果的に冷却することができる。そのため、側壁の下流に配置されたタービン１段静翼に供給され、当該タービン１段静翼を冷却する冷却流体の流量を減らすことができる。
【００１８】
上記発明において、前記側壁における下流側の端部は、前記タービン１段静翼が前記燃焼ガスを偏向させる方向に偏向されていることが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、側壁における下流側の端部およびタービン１段静翼により、燃焼ガスの流れを偏向させることができる。
さらに、側壁およびタービン１段静翼により燃焼ガスの流れを偏向させるため、燃焼器とタービン部との連通構造における回転軸に係る軸線方向の寸法を小さくすることができる。その一方で、側壁による偏向を大きくできる場合は、タービン１段静翼による偏向を小さくできるので、さらに軸線方向の寸法を小さくすることができる。
【００２０】
上記発明において、前記側壁における偏向されている部分は、断面視において、前記側壁の下流に配置されたタービン１段静翼とともに翼形状を形成することが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、側壁における偏向されている部分の断面が、タービン１段静翼とともに翼形状を構成する形状であるため、翼形状を構成しない場合と比較して、燃焼ガスの流れを効果的に偏向させることができる。
【００２２】
本発明のガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させ、燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼ガスが有するエネルギの一部を、回転駆動力に変換するタービン部と、前記タービン部から前記回転駆動力を前記圧縮機に伝達する回転軸と、が設けられたガスタービンであって、上記本発明の燃焼器とタービン部との連通構造を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、上記本発明の燃焼器とタービン部との連通構造を有するため、損失の発生を抑制するとともに、タービン翼の冷却に用いられる冷却流体の流量削減を図ることができるので、ガスタービン全体での効率を向上することができる。
【００２４】
また、本発明の燃焼器とタービン部との連通構造は、回転軸まわりに隣接して複数配置された筒体の内部で、圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼ガスを、前記回転軸まわりに複数配置されたタービン静翼およびタービン動翼からなるタービン段を順次通過させることにより回転駆動力を発生させるタービン部と、の連通構造であって、前記タービン静翼のうち、前記燃焼器に最も近いタービン１段静翼の少なくとも一部は、隣接した一の筒体の側壁および他の筒体の側壁により形成された側壁部の下流に配置されるとともに、前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の前縁から、前記側壁部におけるタービン部側の端部までの距離が、前記一の筒体の側壁における内面から、前記他の筒体の側壁における内面までの間隔以下であり、前記側壁部の下流側は、前記タービン１段静翼が前記燃焼ガスを偏向させる方向に偏向されており、前記側壁部の下流側の端部の厚さ寸法と前記下流に配置されたタービン１段静翼の最大の厚さ寸法とが同一であり、これにより前記側壁部の下流側の端部と前記タービン１段静翼の外表面とが滑らかに繋がる形状となっている、ことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、側壁の下流に位置するタービン１段静翼を、側壁におけるタービン部側の端部に接近して配置することにより、側壁とタービン１段静翼との間に燃焼ガスが流入することが抑制される。そのため、側壁とタービン１段静翼との間への燃焼ガス流入に起因する損失の発生が抑制される。
さらに、タービン１段静翼を側壁の下流に接近して配置することにより、当該タービン１段静翼の前縁は側壁の比較的冷たい後流（ウェーク）内に配置され、当該タービン１段静翼の前縁に高温の燃焼ガスが直接衝突しにくくなる。そのため、当該タービン１段静翼における前縁を冷却する必要性が低下し、冷却に必要な冷却流体の流量が少なくなる。
また、一の筒体及び他の筒体の燃焼ガスはそれぞれの側壁の内表面に沿って流れた後に、滑らかに繋がるタービン１段静翼の外表面に沿って流れる。そのため、一の筒体の側壁の内表面又は他の筒体の側壁の内表面とタービン１段静翼の外表面との間に段差などが形成されて不連続な場合と比較して、燃焼ガスの流れが乱れにくくなり、損失の発生が抑えられる。
さらに、タービン１段静翼の外表面における燃焼ガスの流れが乱れにくいため、例えば、タービン１段静翼の外表面に冷却流体をフィルム状に流してタービン１段静翼を冷却する方法において、タービン１段静翼の冷却効率の低下が抑制される。
また、側壁における下流側の端部およびタービン１段静翼により、燃焼ガスの流れを偏向させることができる。
さらに、側壁およびタービン１段静翼により燃焼ガスの流れを偏向させるため、燃焼器とタービン部との連通構造における回転軸に係る軸線方向の寸法を小さくすることができる。その一方で、側壁による偏向を大きくできる場合は、タービン１段静翼による偏向を小さくできるので、さらに軸線方向の寸法を小さくすることができる。
【００２６】
また、本発明の燃焼器とタービン部との連通構造は、回転軸まわりに隣接して複数配置された筒体の内部で、圧縮機から供給された圧縮空気、および、燃料ノズルから供給された燃料を混合して燃焼させることにより燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼ガスを、前記回転軸まわりに複数配置されたタービン静翼およびタービン動翼からなるタービン段を順次通過させることにより回転駆動力を発生させるタービン部と、の連通構造であって、前記タービン静翼のうち、前記燃焼器に最も近いタービン１段静翼の少なくとも一部は、隣接した一の筒体の側壁および他の筒体の側壁により形成された側壁部の下流に配置されるとともに、前記側壁部の下流に配置されたタービン１段静翼の前縁から、前記側壁部におけるタービン部側の端部までの距離が、前記一の筒体の側壁における内面から、前記他の筒体の側壁における内面までの間隔以下であり、前記一の筒体の側壁の内表面は、前記タービン１段静翼の外表面のうちの上側面と滑らかに繋がる第１面を含み、前記他の筒体の側壁の内表面は、前記外表面のうちの前記上側面の裏の下側面と滑らかに繋がる第２面を含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、側壁の下流に位置するタービン１段静翼を、側壁におけるタービン部側の端部に接近して配置することにより、側壁とタービン１段静翼との間に燃焼ガスが流入することが抑制される。そのため、側壁とタービン１段静翼との間への燃焼ガス流入に起因する損失の発生が抑制される。
さらに、タービン１段静翼を側壁の下流に接近して配置することにより、当該タービン１段静翼の前縁は側壁の比較的冷たい後流（ウェーク）内に配置され、当該タービン１段静翼の前縁に高温の燃焼ガスが直接衝突しにくくなる。そのため、当該タービン１段静翼における前縁を冷却する必要性が低下し、冷却に必要な冷却流体の流量が少なくなる。
また、一の筒体及び他の筒体の燃焼ガスはそれぞれの側壁の内表面に沿って流れた後に、滑らかに繋がるタービン１段静翼の外表面に沿って流れる。そのため、一の筒体の側壁の内表面又は他の筒体の側壁の内表面とタービン１段静翼の外表面との間に段差などが形成されて不連続な場合と比較して、燃焼ガスの流れが乱れにくくなり、損失の発生が抑えられる。
さらに、タービン１段静翼の外表面における燃焼ガスの流れが乱れにくいため、例えば、タービン１段静翼の外表面に冷却流体をフィルム状に流してタービン１段静翼を冷却する方法において、タービン１段静翼の冷却効率の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の燃焼器とタービン部との連通構造、および、ガスタービンによれば、側壁の下流に位置するタービン１段静翼を、側壁におけるタービン部側の端部に接近して配置することにより、ガスタービンにおける損失の発生を抑制するとともに、タービン翼の冷却に用いられる冷却流体の流量削減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態のガスタービンの構成を説明する模式図である。
【図２】図１の圧縮機、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。
【図３】図１の燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
【図５】図４の側壁とタービン１段静翼との構成を説明する拡大図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態について図１から図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態のガスタービンの構成を説明する模式図である。
本実施形態では、図１に示すように、本発明のガスタービン１を、発電機Ｇを駆動するものに適用して説明するが、ガスタービン１により駆動される対象は、発電機Ｇに限定されるものではなく、他の機器であってもよく特に限定するものではない。
【００３１】
ガスタービン１には、図１に示すように、圧縮機２と、燃焼器３と、タービン部４と、回転軸５と、が主に設けられている。
【００３２】
圧縮機２は、外部の空気である大気を吸入して圧縮し、圧縮された空気を燃焼器３に供給するものである。
圧縮機２には、圧縮機２に流入する大気の流量を調節する入口案内翼（図示せず）や、流入した大気を圧縮する１段動翼（図示せず）、および１段静翼（図示せず）など、が設けられている。
【００３３】
図２は、図１の圧縮機、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。
燃焼器３は、図１および図２に示すように、カン型の燃焼器であって、圧縮機２により圧縮された空気、および、外部から供給された燃料を混合させ、混合された混合気を燃焼させることにより、高温の燃焼ガスを生成するものである。
【００３４】
燃焼器３には、図２に示すように、空気入口３１と、燃料ノズル３２と、尾筒（筒体）３３と、が主に設けられている。
【００３５】
空気入口３１は、図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気を、尾筒３３の内部に導くものであって、燃料ノズル３２の周囲に環状に配置されたものである。さらに、空気入口３１は、尾筒３３の内部に流入する空気に、旋回方向の流速成分を与えるとともに、尾筒３３の内部に循環流れを形成するものである。
なお、空気入口３１としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３６】
燃料ノズル３２は、図２に示すように、外部から供給された燃料を尾筒３３の内部に向けて噴霧するものである。燃料ノズル３２から噴霧された燃料は、空気入口３１により形成された空気の流れ等により攪拌されて、燃料と空気との混合気となる。
なお、燃料ノズル３２としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３７】
尾筒３３は、図２に示すように、空気入口３１および燃料ノズル３２からタービン部４の流入部に向かって延びる流路を形成する筒状の部材である。言い換えると、尾筒３３は、その内部を、燃料と空気の混合気や、当該混合気の燃焼により生成される燃焼ガスが流れるものである。
【００３８】
尾筒３３における燃料ノズル３２近傍の断面形状は略円形であり、タービン部４近傍の断面形状は略矩形である。そのため、尾筒３３における断面形状は、燃料ノズル３２からタービン部４に向かって、略円形から略矩形に連続的に変化している。
【００３９】
タービン部４は、図１および図２に示すように、燃焼器３により生成された高温ガスの供給を受けて回転駆動力を発生させ、発生した回転駆動力を回転軸５に伝達するものである。
【００４０】
図３は、図１の燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
タービン部４には、図２および図３に示すように、タービン１段静翼（タービン静翼）４ＳＶと、タービン１段動翼（タービン動翼）４ＲＢと、が設けられている。
【００４１】
タービン１段静翼４ＳＶは、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン段を構成するものであり、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン部４に流入した高温ガスから回転駆動力を発生させるものである。
【００４２】
タービン１段静翼４ＳＶは、燃焼ガス流れにおける尾筒３３の下流側端部（図３の下側端部）と対向する位置に、回転軸５まわりに等間隔に配置され、かつ、径方向（図３の紙面に対して垂直方向）に沿って延びるように配置された複数の翼である。さらにタービン１段静翼４ＳＶは、燃焼器３からタービン１段静翼４ＳＶの列に流入した燃焼ガスを、周方向（図３の左右方向）に偏向させるものでもある。
【００４３】
本実施形態では、タービン１段静翼４ＳＶの数が燃焼器３の数に対して整数倍であり、タービン１段静翼４ＳＶの少なくとも一部は、図３に示すように、燃焼器３における尾筒３３の側壁３４の下流に配置されている。さらに、タービン１段静翼４ＳＶの前縁ＬＥから、側壁３４におけるタービン部４側の端部までの距離Ｌが、互いに隣接する一の尾筒３３の側壁３４、他の尾筒３３の側壁３４、および、両側壁３４，３４の間の隙間を合わせた厚みＴ、言い換えると、互いに隣接する一の尾筒３３の側壁３４の内面から、他の尾筒３３の側壁３４の内面までの間隔である厚みＴ（以下、「側壁３４に関する厚みＴ」と表記する。）以下となるように、タービン１段静翼４ＳＶが配置されている。
【００４４】
さらに、タービン１段静翼４ＳＶには、周囲を流れる高温ガスの熱からタービン１段静翼４ＳＶを保護する冷却空気（冷却流体）が供給されるキャビティ４１が設けられ、キャビティ４１から冷却空気をタービン１段静翼４ＳＶの周囲に流出させフィルム冷却を行う複数の冷却孔４２が設けられている。
【００４５】
冷却孔４２は熱負荷が高いタービン１段静翼４ＳＶの前縁ＬＥに数多く配置され、当該前縁ＬＥはシャワーヘッド状になっている。
側壁３４の下流に配置されたタービン１段静翼４ＳＶと、それ以外のタービン１段静翼４ＳＶとの間で、前縁ＬＥにおける冷却孔４２の数を比較すると、側壁３４の下流に配置されたタービン１段静翼４ＳＶの前縁ＬＥに形成された冷却孔４２の数が少なくなっている。
【００４６】
タービン１段動翼４ＲＢは、タービン１段静翼４ＳＶとともにタービン段を構成するものであり、タービン１段静翼４ＳＶにより偏向された燃焼ガスに基づいて回転駆動力を発生させるものである。
【００４７】
タービン１段動翼４ＲＢは、燃焼ガスの流れにおけるタービン１段静翼４ＳＶの下流側の位置（図２の右側の位置）に、回転軸まわりに等間隔に配置され、かつ、径方向（図２の上下方向）に沿って延びるように配置された複数の翼である。さらにタービン１段動翼４ＲＢは、タービン１段静翼４ＳＶによって偏向された燃焼ガスを受けて回転軸５まわりに回転駆動されるものである。
さらに、タービン１段動翼４ＲＢには、周囲を流れる燃焼ガスの熱からタービン１段動翼４ＲＢを保護する冷却空気が供給されている。
【００４８】
なお、タービン部４には、上述のようにタービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段動翼４ＲＢのみが設けられていてもよいし、さらに、タービン２段静翼およびタービン２段動翼や、タービン３段静翼およびタービン３段動翼などが設けられていてもよく、特に限定するものではない。
【００４９】
次に、上記の構成からなるガスタービン１における一般的な運転、および、本実施形態の特徴である燃焼器３の出口からタービン１段静翼４ＳＶに至るまでの燃焼ガスの流れについて説明する。
【００５０】
ガスタービン１は、図１に示すように、圧縮機２が回転駆動されることにより大気（空気）を吸入する。吸入された大気は、圧縮機２により圧縮されるとともに、燃焼器３に向かって送り出される。
【００５１】
燃焼器３に流入された圧縮された空気は、燃焼器３において外部から供給された燃料と混合される。空気および燃料の混合気は燃焼器３において燃焼され、燃焼ガスが生成される。
燃焼器３において生成された燃焼ガスは、燃焼器３から下流のタービン部４に供給される。
【００５２】
燃焼ガスは、図３に示すように、燃焼器３の尾筒３３から流出して、タービン部４におけるタービン１段静翼４ＳＶの翼列に流入する。
このとき、タービン１段静翼４ＳＶは尾筒３３に接近して配置されているため、尾筒３３における側壁３４の下流に配置されたタービン１段静翼４ＳＶと、尾筒３３との間に燃焼ガスが流入しにくくなり、この流れによる損失が発生しにくくなる。
さらに、側壁３４の下流に配置されたタービン１段静翼４ＳＶの前縁ＬＥは、側壁３４の後流（ウェーク）中に位置するため、当該前縁ＬＥに燃焼ガスが直接衝突しにくくなる。
【００５３】
タービン１段静翼４ＳＶの翼列に流入した燃焼ガスは、流れの向きが回転軸５を中心とした周方向（図３の左方向）に偏向され、図２に示すように、タービン１段動翼４ＲＢの翼列に流入する。
タービン１段動翼４ＲＢは、偏向された燃焼ガスにより回転駆動される。このようにしてタービン部４において発生した回転駆動力は、回転軸５に伝達される。回転軸５は、タービン部４において抽出された回転駆動力を圧縮機２および発電機Ｇに伝達する。
【００５４】
上記の構成によれば、側壁３４の下流に位置するタービン１段静翼４ＳＶを、側壁３４におけるタービン部４側の端部に接近して配置することにより、側壁３４とタービン１段静翼４ＳＶとの間に燃焼ガスが流入することが抑制される。そのため、側壁３４とタービン１段静翼４ＳＶとの間への燃焼ガス流入に起因する損失の発生を抑制することができる。
【００５５】
さらに、タービン１段静翼４ＳＶを側壁３４の下流に接近して配置することにより、当該タービン１段静翼４ＳＶの前縁ＬＥは側壁３４の比較的冷たい後流（ウェーク）内に配置され、当該タービン１段静翼４ＳＶの前縁ＬＥに高温の燃焼ガスが直接衝突しにくくなる。そのため、当該タービン１段静翼４ＳＶにおける前縁ＬＥを冷却する必要性が低下し、冷却に必要な冷却空気の流量削減を図ることができる。
【００５６】
側壁３４の下流に配置されたタービン１段静翼４ＳＶは、そこ以外に配置されたタービン１段静翼４ＳＶと比較して前縁ＬＥに燃焼ガスが衝突しにくい。そのため、側壁３４の下流以外に配置されたタービン１段静翼４ＳＶと比較すると、側壁３４の下流に配置されたタービン１段静翼４ＳＶにおけるタービン１段静翼４ＳＶの周囲に冷却空気を流出させて外表面に沿って冷却空気をフィルム状に流す冷却孔４２の数を減らすことができる。言い換えると、側壁３４の下流以外に配置されたタービン１段静翼４ＳＶと比較して、側壁３４の下流に配置されたタービン１段静翼４ＳＶの冷却に用いられる冷却空気の流量削減を図ることができる。
【００５７】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図４および図５を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、燃焼器とタービン部との連通構造が異なっている。よって、本実施形態においては、図４および図５を用いて燃焼器とタービン部との連通構造のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図４は、本実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
本実施形態のガスタービン１０１における燃焼器１０３は、図４に示すように、尾筒（筒体）１３３の側壁１３４におけるタービン部１０４側の端部（図４の下側の端部）の形状が第１の実施形態と異なっている。
【００５９】
具体的には、隣接する燃焼器１０３の尾筒１３３の間には、図４に示すように、燃焼ガスが流れる方向（図４の上下方向）に沿って延び、冷却空気などの冷却流体（例えば、圧縮機２により圧縮された圧縮空気）が流れる冷却流路１４５が設けられている。
冷却流路１４５のタービン部１０４側の端部は、尾筒１３３の側壁１３４におけるタービン部１０４側の端部（図４の下側の端部）に開放されている。
【００６０】
図５は、図４の側壁とタービン１段静翼との構成を説明する拡大図である。
さらに、側壁１３４における下流側の端部では、図４および図５に示すように、側壁１３４の内表面が、側壁１３４と隣接するタービン１段静翼１０４ＳＶの外表面と滑らかに繋がる形状に形成されている。言い換えると、側壁１３４は、タービン１段静翼１０４ＳＶに向かって側壁１３４の幅が広がるように形成されている。
【００６１】
その一方で、本実施形態のガスタービン１０１におけるタービン部１０４には、図４に示すように、タービン１段静翼４ＳＶと、タービン１段静翼（タービン静翼）１０４ＳＶと、が設けられている。
【００６２】
タービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼１０４ＳＶは、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン段を構成するものであり、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン部１０４に流入した燃焼ガスから回転駆動力を発生させるものである。さらに、タービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼１０４ＳＶは、回転軸５まわりの同一周上に等間隔に並んで配置され、かつ、径方向（図４の紙面に対して垂直方向）に沿って延びるように配置された複数の翼である。
【００６３】
タービン１段静翼４ＳＶは、図４に示すように、側壁１３４の間に配置されたタービン静翼、言い換えると、タービン１段静翼１０４ＳＶの間に配置されたタービン静翼である。
【００６４】
タービン１段静翼１０４ＳＶは、燃焼ガス流れにおける尾筒１３３の下流側端部（図４の下側端部）と対向する位置に配置されたタービン静翼、言い換えると、タービン１段静翼４ＳＶの間の配置されたタービン静翼である。
タービン１段静翼１０４ＳＶは、タービン１段静翼４ＳＶと異なり、内部に冷却空気が供給されるキャビティ４１や、キャビティ４１からタービン１段静翼１０４ＳＶの周囲に冷却空気を流出させる冷却孔４２が形成されていない。
【００６５】
その一方で、タービン１段静翼１０４ＳＶと側壁１３４との間には、図４および図５に示すように、側壁１３４の冷却流路１４５と連通し、冷却流路１４５を流れた後の冷却空気をタービン１段静翼１０４ＳＶの周囲に沿ってフィルム状に流出させる流出流路１４６が設けられている。
流出流路１４６は、冷却流路１４５から側壁１３４の外側に向かって、燃焼ガス流れの下流方向（図５の右方向）に延びる細長いスロットである。
【００６６】
次に、本実施形態の特徴である燃焼器１０３の出口からタービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼１０４ＳＶに至るまでの燃焼ガスの流れについて説明する。
なお、ガスタービン１０１における一般的な運転については、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００６７】
燃焼ガスは、図４および図５に示すように、燃焼器１０３の尾筒１３３から流出して、タービン部１０４におけるタービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼１０４ＳＶの翼列に流入する。
【００６８】
具体的には、尾筒１３３における側壁１３４の内表面に沿って流れた燃焼ガスは、側壁１３４の内表面からタービン１段静翼１０４ＳＶの外表面に沿って流れて偏向される。
このとき同時に、冷却流路１４５を流れて尾筒１３３を冷却した冷却空気が、流出流路１４６を介して、タービン１段静翼１０４ＳＶの外表面に沿って流出する。冷却空気は、タービン１段静翼１０４ＳＶの外表面に沿ってフィルム状に流れ、タービン１段静翼１０４ＳＶを冷却する。
【００６９】
その一方で、尾筒１３３の中央を流れた燃焼ガスは、第１の実施形態と同様に、タービン１段静翼４ＳＶに衝突し、タービン１段静翼４ＳＶの表面に沿って流れて偏向される。
【００７０】
上記の構成によれば、尾筒１３３の内部で発生した燃焼ガスは、側壁１３４の内表面に沿って流れた後に、滑らかに繋がるタービン１段静翼１０４ＳＶの外表面に沿って流れる。そのため、側壁１３４の内表面と、タービン１段静翼１０４ＳＶの外表面との間に段差などが形成されて不連続な場合と比較して、燃焼ガスの流れが乱れにくくなり、損失の発生が抑えられる。
【００７１】
さらに、タービン１段静翼１０４ＳＶの外表面における燃焼ガスの流れが乱れにくいため、タービン１段静翼１０４ＳＶの外表面に、流出流路１４６から流出した冷却空気をフィルム状に流してタービン１段静翼１０４ＳＶを冷却する方法において、タービン１段静翼１０４ＳＶの冷却効率の低下を抑制することができる。
【００７２】
側壁１３４を冷却した冷却空気をタービン１段静翼１０４ＳＶの外表面に沿って流すことにより、当該冷却空気により側壁１３４の下流に配置されたタービン１段静翼１０４ＳＶを冷却することができる。そのため、タービン１段静翼１０４ＳＶを冷却するために、タービン１段静翼１０４ＳＶに供給される冷却空気の流量を減らすことができる。
【００７３】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図６を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、燃焼器とタービン部との連通構造が異なっている。よって、本実施形態においては、図６を用いて燃焼器とタービン部との連通構造のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図６は、本実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
本実施形態のガスタービン２０１における燃焼器２０３は、図６に示すように、尾筒（筒体）２３３の側壁２３４におけるタービン部２０４側の端部（図６の下側の端部）の形状が第１の実施形態と異なっている。
【００７５】
具体的には、燃焼器２０３における尾筒２３３の側壁２３４には、図６に示すように、タービン１段静翼４ＳＶが燃焼ガス流れを偏向させる方向（図６の左方向）に偏向された偏向部２３５が設けられている。
偏向部２３５は、側壁２３４におけるタービン部２０４側の端部であって、タービン１段静翼２０４ＳＶと隣接する部分である。さらに、偏向部２３５は、側壁２３４がそのまま偏向されたものであるため、偏向部２３５の厚さ方向の寸法と、偏向部２３５以外の側壁２３４における厚さ方向の寸法とは、同一である。
【００７６】
尾筒２３３および側壁２３４には、図６に示すように、燃焼ガスが流れる方向（図６の上下方向）に沿って延び、内部に冷却空気などの冷却流体が流れる冷却流路１４５が設けられている。冷却流路１４５は、さらに、側壁２３４における偏向部２３５の内部を、偏向部２３５に沿って延びている。
冷却流路１４５のタービン部２０４側の端部は、側壁２３４の偏向部２３５におけるタービン部２０４側の端部（図６の下側の端部）に開放されている。
【００７７】
その一方で、本実施形態のガスタービン２０１におけるタービン部２０４には、図６に示すように、タービン１段静翼４ＳＶと、タービン１段静翼（タービン静翼）２０４ＳＶと、が設けられている。
【００７８】
タービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼２０４ＳＶは、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン段を構成するものであり、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン部２０４に流入した燃焼ガスから回転駆動力を発生させるものである。さらに、タービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼２０４ＳＶは、回転軸５まわりの同一周上に等間隔に並んで配置され、かつ、径方向（図６の紙面に対して垂直方向）に沿って延びるように配置された複数の翼である。
【００７９】
タービン１段静翼４ＳＶは、図６に示すように、側壁２３４および偏向部２３５の間に配置されたタービン静翼、言い換えると、タービン１段静翼２０４ＳＶの間に配置されたタービン静翼である。
【００８０】
タービン１段静翼２０４ＳＶは、燃焼ガス流れにおける偏向部２３５の下流側端部（図６の下側端部）と対向する位置に配置されたタービン静翼、言い換えると、タービン１段静翼４ＳＶの間の配置されたタービン静翼である。
タービン１段静翼２０４ＳＶは、タービン１段静翼４ＳＶと比較して断面積が小さく形成され、タービン１段静翼２０４ＳＶにおける厚さ方向の寸法が最も大きいところで、偏向部２３５の厚さ方向の寸法と同一になっている。
【００８１】
タービン１段静翼２０４ＳＶは、タービン１段静翼４ＳＶと異なり、内部に冷却空気が供給されるキャビティ４１や、キャビティ４１からタービン１段静翼２０４ＳＶの周囲に冷却空気を流出させる冷却孔４２が形成されていない。
その一方で、タービン１段静翼２０４ＳＶと偏向部２３５との間には、図６に示すように、偏向部２３５の冷却流路１４５と連通し、冷却流路１４５を流れた後の冷却空気をタービン１段静翼２０４ＳＶの周囲に流出させる流出流路１４６が設けられている。
流出流路１４６は、冷却流路１４５から偏向部２３５の外側に向かって、燃焼ガス流れの下流方向（図６の左下方向）に延びる貫通孔である。
【００８２】
次に、本実施形態の特徴である燃焼器２０３の出口からタービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼２０４ＳＶに至るまでの燃焼ガスの流れについて説明する。
なお、ガスタービン２０１における一般的な運転については、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００８３】
燃焼ガスは、図６に示すように、燃焼器２０３の尾筒２３３から流出して、タービン部２０４におけるタービン１段静翼４ＳＶおよびタービン１段静翼２０４ＳＶの翼列に流入する。
【００８４】
具体的には、尾筒２３３における側壁２３４の内表面に沿って流れた燃焼ガスは、側壁２３４の偏向部２３５の内表面およびタービン１段静翼２０４ＳＶの外表面に沿って流れて偏向される。
このとき同時に、冷却流路１４５を流れて尾筒２３３および偏向部２３５を冷却した冷却空気が、流出流路１４６を介して、タービン１段静翼２０４ＳＶの外表面に沿って流出する。冷却空気は、タービン１段静翼２０４ＳＶの外表面に沿ってフィルム状に流れ、タービン１段静翼２０４ＳＶを冷却する。
【００８５】
その一方で、尾筒２３３の内部を流れた燃焼ガスは、第１の実施形態と同様に、タービン１段静翼４ＳＶに衝突し、タービン１段静翼４ＳＶの外表面に沿って流れて偏向される。
【００８６】
上記の構成によれば、側壁２３４における下流側の端部である偏向部２３５、およびタービン１段静翼２０４ＳＶにより、燃焼ガスの流れを偏向させることができる。
さらに、偏向部２３５およびタービン１段静翼２０４ＳＶにより燃焼ガスの流れを偏向させるため、燃焼器２０３とタービン部２０４との連通構造における回転軸５に係る軸線方向（図６の上下方向）の寸法を小さくすることができる。
側壁２３４による偏向を、さらに大きくできる場合は、タービン１段静翼２０４ＳＶによる偏向を小さくできるので、さらに回転軸５に係る軸線方向の寸法を小さくすることができる。
【００８７】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図７を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、燃焼器とタービン部との連通構造が異なっている。よって、本実施形態においては、図７を用いて燃焼器とタービン部との連通構造のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図７は、本実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８８】
本実施形態のガスタービン３０１におけるタービン部３０４は、図７に示すように、タービン１段静翼（タービン静翼）３０４ＳＶの形状および配置が第１の実施形態と異なっている。
【００８９】
タービン１段静翼３０４ＳＶは、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン段を構成するものであり、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン部３０４に流入した燃焼ガスから回転駆動力を発生させるものである。さらに、タービン１段静翼３０４ＳＶは、回転軸５まわりの同一周上に等間隔に並んで配置され、かつ、径方向（図７の紙面に対して垂直方向）に沿って延びるように配置された複数の翼である。
【００９０】
タービン１段静翼３０４ＳＶは、燃焼ガス流れにおける尾筒３３３の側壁３３４の下流側端部（図７の下側端部）と対向する位置に配置されたものである。つまり、タービン１段静翼３０４ＳＶは、燃焼器３０３と同じ数だけ設けられている。
【００９１】
タービン１段静翼３０４ＳＶは、第１の実施形態などにおけるタービン１段静翼４ＳＶと比較して、相似形であり、かつ、断面積が大きく形成されている。
具体的には、タービン１段静翼３０４ＳＶの前縁ＬＥが、側壁３３４の下流側の端部から、側壁３３４に関する厚みＴ以下の位置に配置され、かつ、タービン１段静翼３０４ＳＶにおける後縁ＴＥが、従来のタービン１段静翼の後縁ＴＥと同じ位置に配置されている。
【００９２】
次に、本実施形態の特徴である燃焼器３０３の出口からタービン１段静翼３０４ＳＶに至るまでの燃焼ガスの流れについて説明する。
なお、ガスタービン３０１における一般的な運転については、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００９３】
燃焼ガスは、図７に示すように、燃焼器３０３の尾筒３３３から流出して、タービン部３０４におけるタービン１段静翼３０４ＳＶの翼列に流入する。
【００９４】
具体的には、尾筒３３３における側壁３３４の内表面に沿って流れた燃焼ガスは、タービン１段静翼３０４ＳＶの外表面に沿って流れて偏向される。
このとき同時に、冷却流路１４５を流れて尾筒３３３を冷却した冷却空気が、側壁３３４の下流側端部から、タービン１段静翼３０４ＳＶの外表面に沿って流出する。冷却空気は、タービン１段静翼３０４ＳＶの外表面に沿ってフィルム状に流れ、タービン１段静翼３０４ＳＶを冷却する。
【００９５】
上記の構成によれば、第１の実施形態などと比較して、タービン１段静翼３０４ＳＶの数を減らすことができる。そのため、タービン１段静翼３０４ＳＶと燃焼ガスとの間に働く摩擦などによる燃焼ガスの流速低下を抑制することができ、これに起因する損失の発生を抑制することができる。
【００９６】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図８を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、燃焼器とタービン部との連通構造が異なっている。よって、本実施形態においては、図８を用いて燃焼器とタービン部との連通構造のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図８は、本実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９７】
本実施形態のガスタービン４０１における燃焼器４０３は、図８に示すように、尾筒（筒体）４３３の側壁４３４におけるタービン部４０４側の端部（図８の下側の端部）の形状が第１の実施形態と異なっている。
【００９８】
具体的には、燃焼器４０３における尾筒４３３の側壁４３４には、図８に示すように、燃焼ガス流れを図８の左方向に偏向させる偏向部４３５が設けられている。
偏向部４３５は、側壁４３４におけるタービン部４０４側の端部であって、タービン１段静翼４０４ＳＶと隣接する部分である。さらに、偏向部４３５は、その断面がタービン１段静翼４０４ＳＶとともに翼形状を構成する形状に形成されている。
さらに、燃焼ガス流れにおける偏向部４３５の上流側端部（図８の上側端部）は、第４の実施形態のタービン１段静翼３０４ＳＶの前縁ＬＥと同等の位置とされている。
【００９９】
隣接する尾筒４３３の間には、図８に示すように、燃焼ガスが流れる方向（図８の上下方向）に沿って延び、冷却空気などの冷却流体（例えば、圧縮機２により圧縮された圧縮空気）が流れる冷却流路１４５が設けられている。冷却流路１４５は、さらに、隣接する側壁４３４における偏向部４３５の間を、偏向部４３５に沿って延びている。
冷却流路１４５の端部は、側壁４３４の偏向部４３５における下流側の端部（図８の下側の端部）に開放されている。
【０１００】
その一方で、本実施形態のガスタービン４０１におけるタービン部４０４には、図８に示すように、タービン１段静翼（タービン静翼）４０４ＳＶと、が設けられている。
【０１０１】
タービン１段静翼４０４ＳＶは、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン段を構成するものであり、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン部４０４に流入した燃焼ガスから回転駆動力を発生させるものである。さらに、タービン１段静翼４０４ＳＶは、回転軸５まわりの同一周上に等間隔に並んで配置され、かつ、径方向（図８の紙面に対して垂直方向）に沿って延びるように配置された複数の翼である。
【０１０２】
タービン１段静翼４０４ＳＶは、燃焼ガス流れにおける偏向部４３５の下流側端部（図８の下側端部）と対向する位置に配置されたものである。
タービン１段静翼４０４ＳＶは、第１の実施形態のタービン１段静翼４ＳＶと比較して断面積が小さく形成され、偏向部４３５とともに翼形状を構成している。
さらに、タービン１段静翼４０４ＳＶにおける後縁ＴＥが、第１の実施形態などにおけるタービン１段静翼４ＳＶの後縁ＴＥと同じ位置に配置されている。
【０１０３】
タービン１段静翼４０４ＳＶは、第１の実施形態のタービン１段静翼４ＳＶと異なり、内部に冷却空気が供給されるキャビティ４１や、キャビティ４１からタービン１段静翼４０４ＳＶの周囲に冷却空気を流出させる冷却孔４２が形成されていない。
その一方で、タービン１段静翼４０４ＳＶと偏向部４３５との間には、図８に示すように、冷却流路１４５と連通し、冷却流路１４５を流れた後の冷却空気をタービン１段静翼４０４ＳＶの外表面に沿ってフィルム状に流出させる流出流路１４６が設けられている。
流出流路１４６は、冷却流路１４５から偏向部４３５の外側に向かって、燃焼ガス流れの下流方向（図８の左下方向）に延びる細長いスロットである。
【０１０４】
次に、本実施形態の特徴である燃焼器４０３の出口からタービン１段静翼４０４ＳＶに至るまでの燃焼ガスの流れについて説明する。
なお、ガスタービン４０１における一般的な運転については、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１０５】
燃焼ガスは、図８に示すように、燃焼器４０３の尾筒４３３から流出して、タービン部４０４におけるタービン１段静翼４０４ＳＶの翼列に流入する。
【０１０６】
具体的には、尾筒４３３における側壁４３４の内表面に沿って流れた燃焼ガスは、側壁４３４の偏向部４３５の内表面およびタービン１段静翼４０４ＳＶの外表面に沿って流れて偏向される。
このとき同時に、冷却流路１４５を流れて尾筒４３３および偏向部４３５を冷却した冷却空気が、流出流路１４６を介して、タービン１段静翼４０４ＳＶの外表面に沿って流出する。冷却空気は、タービン１段静翼４０４ＳＶの外表面に沿ってフィルム状に流れ、タービン１段静翼４０４ＳＶを冷却する。
【０１０７】
上記の構成によれば、側壁４３４における偏向部４３５の断面が、タービン１段静翼４０４ＳＶとともに翼形状を構成する形状であるため、翼形状を構成しない場合と比較して、燃焼ガスの流れを効果的に偏向させることができる。
【０１０８】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図９を参照して説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、燃焼器とタービン部との連通構造が異なっている。よって、本実施形態においては、図９を用いて燃焼器とタービン部との連通構造のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図９は、本実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器とタービン部との連通構造を説明する部分拡大図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０９】
本実施形態のガスタービン５０１における燃焼器５０３は、図９に示すように、尾筒（筒体）５３３の側壁５３４におけるタービン部５０４側の端部（図９の下側の端部）の形状が第１の実施形態と異なっている。
【０１１０】
具体的には、燃焼器５０３における尾筒５３３の側壁５３４には、図９に示すように、燃焼ガス流れを図９の左方向に偏向させる偏向部５３５が設けられている。
偏向部５３５は、側壁５３４におけるタービン部５０４側の端部であって、タービン１段静翼５０４ＳＶと隣接する部分である。さらに、偏向部５３５は、側壁５３４がそのまま偏向されたものであるため、偏向部５３５の厚さ方向の寸法と、偏向部５３５以外の側壁５３４における厚さ方向の寸法とは、同一である。
さらに、燃焼ガス流れにおける偏向部５３５の上流側端部（図９の上側端部）は、第４の実施形態のタービン１段静翼３０４ＳＶの前縁ＬＥと同等の位置とされている。
【０１１１】
隣接する尾筒５３３の間には、図９に示すように、燃焼ガスが流れる方向（図９の上下方向）に沿って延び、内部に冷却空気などの冷却流体が流れる冷却流路１４５が設けられている。冷却流路１４５は、さらに、側壁５３４における偏向部５３５の間を、偏向部５３５に沿って延びている。
冷却流路１４５の端部は、側壁５３４の偏向部５３５における下流側の端部（図９の下側の端部）に開放されている。
【０１１２】
その一方で、本実施形態のガスタービン５０１におけるタービン部５０４には、図９に示すように、タービン１段静翼（タービン静翼）５０４ＳＶと、が設けられている。
【０１１３】
タービン１段静翼５０４ＳＶは、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン段を構成するものであり、タービン１段動翼４ＲＢとともにタービン部５０４に流入した燃焼ガスから回転駆動力を発生させるものである。さらに、タービン１段静翼５０４ＳＶは、回転軸５まわりの同一周上に等間隔に並んで配置され、かつ、径方向（図９の紙面に対して垂直方向）に沿って延びるように配置された複数の翼である。
【０１１４】
タービン１段静翼５０４ＳＶは、燃焼ガス流れにおける偏向部５３５の下流側端部（図９の下側端部）と対向する位置に配置されたものである。
タービン１段静翼５０４ＳＶは、タービン１段静翼４ＳＶと比較して断面積が小さく形成され、タービン１段静翼５０４ＳＶにおける厚さ方向の寸法が最も大きいところで、偏向部５３５の厚さ方向の寸法と同一になっている。
さらに、タービン１段静翼５０４ＳＶにおける後縁ＴＥが、第１の実施形態などにおけるタービン１段静翼４ＳＶの後縁ＴＥと同じ位置に配置されている。
【０１１５】
タービン１段静翼５０４ＳＶは、第１の実施形態のタービン１段静翼４ＳＶと異なり、内部に冷却空気が供給されるキャビティ４１や、キャビティ４１からタービン１段静翼５０４ＳＶの周囲に冷却空気を流出させる冷却孔４２が形成されていない。
その一方で、タービン１段静翼５０４ＳＶと偏向部５３５との間には、図９に示すように、偏向部５３５の冷却流路１４５と連通し、冷却流路１４５を流れた後の冷却空気をタービン１段静翼５０４ＳＶの周囲に流出させる流出流路１４６が設けられている。
流出流路１４６は、冷却流路１４５から偏向部５３５の外側に向かって、燃焼ガス流れの下流方向（図９の左下方向）に延びる貫通孔である。
【０１１６】
次に、本実施形態の特徴である燃焼器５０３の出口からタービン１段静翼５０４ＳＶに至るまでの燃焼ガスの流れについて説明する。
なお、ガスタービン５０１における一般的な運転については、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１７】
燃焼ガスは、図９に示すように、燃焼器５０３の尾筒５３３から流出して、タービン部５０４におけるタービン１段静翼５０４ＳＶの翼列に流入する。
【０１１８】
具体的には、尾筒５３３における側壁５３４の内表面に沿って流れた燃焼ガスは、側壁５３４の偏向部５３５の内表面およびタービン１段静翼５０４ＳＶの外表面に沿って流れて偏向される。
このとき同時に、冷却流路１４５を流れて尾筒５３３および偏向部５３５を冷却した冷却空気が、流出流路１４６を介して、タービン１段静翼５０４ＳＶの外表面に沿って流出する。冷却空気は、タービン１段静翼５０４ＳＶの外表面に沿ってフィルム状に流れ、タービン１段静翼５０４ＳＶを冷却する。
【０１１９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１  ガスタービン
２  圧縮機
３，１０３，２０３，３０３，４０３，５０３  燃焼器
４，１０４，２０４，３０４，４０４，５０４  タービン部
５  回転軸
３２  燃料ノズル
３３，１３３，２３３，４３３，５３３  尾筒（筒体）
３４，１３４，２３４，３３４  側壁
４ＳＶ，１０４ＳＶ，２０４ＳＶ，３０４ＳＶ，４０４ＳＶ，５０４ＳＶ  タービン１段静翼（タービン静翼）
４ＲＢ  タービン１段動翼（タービン動翼）
４２  冷却孔
ＬＥ  前縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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