(57)【要約】【課題】本発明は、過冷却部分の構成を簡略化した静翼及び動翼及び分割環を備えるガスタービンを提供することを目的とする。【解決手段】燃焼器５の出口中央付近に設置される第１段静翼１ｘに対して、燃焼器５の出口端部付近に設置される第１段静翼１ｙは、その周辺の温度雰囲気が低くなる。よって、静翼１ｙの外壁にコーティングされるセラミック溶射膜の膜厚が、静翼１ｘの外壁にコーティングされるセラミック溶射膜に比べて薄くする。【選択図】　　　図１
2004100543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器の出口近傍に設置される静翼を有するガスタービンにおいて、
前記燃焼器の出口の両端部付近に設置された静翼にコーティングされる遮熱用セラミック膜の膜厚を、前記燃焼器の出口中央付近に設置された静翼にコーティングされる遮熱用セラミック膜の膜厚より薄くすることを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、
前記動翼の翼部の背部において、
前記翼部の前縁における前記プラットフォーム部との接合部と、前記翼部の後縁における前記プラットフォーム部との接合部より前記翼部の高さに対して１０％の高さとなる位置とを結ぶ流線から、前記プラットフォーム部との接合部までの領域以外の表面に、
前記冷却空気用通路を通過した冷却空気を外部に排出するための冷却空気孔を設けることを特徴とするガスタービン。
【請求項３】
燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、
前記動翼の翼部の背部側の前記冷却空気用通路において、
前記翼部の前縁における前記プラットフォーム部との接合部と、前記翼部の後縁における前記プラットフォーム部との接合部より前記翼部の高さに対して１０％の高さとなる位置とを結ぶ流線から、前記プラットフォーム部までの領域以外の部分に相当する内壁面に、
突起したタービュレータを設けることを特徴とするガスタービン。
【請求項４】
燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、
前記動翼の翼部の背部において、
前記チップ部の前縁と、前記翼部の後縁における前記プラットフォーム部との接合部より前記翼部の高さに対して９０％の高さとなる位置とを結ぶ流線から、前記チップ部までの領域以外の表面に、
前記冷却空気用通路を通過した冷却空気を外部に排出するための冷却空気孔を設けることを特徴とするガスタービン。
【請求項５】
燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼と、該動翼よりも外周に設けられる分割環とを有するガスタービンにおいて、
前記分割環が、
前記分割環の後縁及び他の分割環と隣接する面側に設けられるとともに、前記動翼のチップ部に対して、インピンジメント冷却後の冷却空気を噴出するインピンジメント冷却空気孔を有することを特徴とするガスタービン。
【請求項６】
燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスの流線方向を決定する翼部と該翼部の外周側及び内周側に設けられるシュラウド部とを備える静翼と、前記燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼と、該動翼より外周に設けられる分割環とを有するガスタービンにおいて、
前記静翼のシュラウド部の前縁及び前記分割部の前縁それぞれに、流線形状の切欠部が設けられることを特徴とするガスタービン。
【請求項７】
燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と該プラットフォーム部の裏面前縁側及び後縁側に設けられる第１及び第２シール板とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、
前記動翼が、前記第２シール板の後縁側に、前記動翼の回転方向と逆方向に湾曲した空気案内翼が設けられることを特徴とするガスタービン。
【請求項８】
前記動翼において、前記燃焼ガスの流れの下流方向に湾曲した空気案内板が前記第２シール板の後縁側に設置されるとともに、該空気案内板の後縁側に前記空気案内翼が設置されることを特徴とする請求項７に記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温ガス雰囲気で使用される静翼及び動翼及び分割環を備えるガスタービンに関するもので、特に、冷却構造を備えた静翼及び動翼及び分割環を備えるガスタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃焼器からガスタービンの入口に供給される燃焼ガスの温度を高くする傾向にあり、そのガスタービン入口温度が１５００℃以上と高温にしたガスタービンが提供されている。このように、ガスタービン入口温度が高温となるために、高温ガス雰囲気中で用いられるガスタービンの静翼及び動翼に対して、耐熱対策を行う必要がある。このような耐熱対策を行うために、静翼及び動翼内に、圧縮機より供給される圧縮空気の一部が冷却空気として供給され、静翼及び動翼の冷却が行われる。
【０００３】
図１３に、ガスタービンにおける静翼及び動翼の関係を示す。ガスタービンのロータ６の外周にディスク４ａ〜４ｃが嵌合されるとともに、該ディスク４ａ〜４ｃそれぞれに、動翼２ａ〜２ｃが設置される。又、動翼２ａの上流側に静翼１ａが設置されるとともに、動翼２ａ，２ｂの間に静翼１ｂが、動翼２ｂ，２ｃの間に静翼１ｃがそれぞれ設置される。更に、動翼２ａ〜２ｃの外側に対向するように、分割環３ａ〜３ｃがそれぞれ設けられる。更に、燃焼器５が静翼１ａの上流側直前に設置される。
【０００４】
圧縮機で圧縮された空気は、その大部分が燃焼器５に供給されて、燃料の燃焼に用いられるとともに、その残りが静翼１ａ〜１ｃや動翼２ａ〜２ｃや燃焼器５などの冷却空気、又は、ロータ６への燃焼ガスの流入を防ぐためのシール空気として用いられる。そして、静翼１ａ〜１ｃ内部や動翼２ａ〜２ｃ内部や分割環３ａ〜３ｃ内部に冷却空気が供給されると、それぞれに設けられた空気通路を通過して、内部より冷却するとともに、各表面に設けられた冷却空気孔より排出される。
【０００５】
このとき、静翼１ａ〜１ｃ及び動翼２ａ〜２ｃについては、冷却空気孔より排出された空気により、その翼表面にフィルム状の空気層ができ、フィルム冷却が成される。又、空気通路を通過する冷却空気が、翼の内部に設けられたインサートの孔より排出されることで、インピンジメント冷却が成される。更に、動翼１ａ〜１ｃについては、空気通路における冷却効率を高めるために、タービュレータが設けられる。このような冷却空気を利用した冷却方法を利用するとともに、外壁側にセラミック溶射層をコーティングして、高温ガスから保護するような構成とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、コンピュータ及びこのコンピュータによる数値解析の発達により、燃焼ガスや空気の流線がＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｆｒｕｉｄ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ）によって細部まで解析することができるようになっている。このようにＣＦＤによって冷却空気やシール空気の流線を解析することによって、それぞれが流れることで過冷却されている部分が判明し、その部分の構成を簡略化することが可能となる。又、フィルム冷却などを行うために、各部分表面から冷却空気が排出されると、その排出量に応じて熱効率が低くなるので、その排出量が少ない方がよい。
【０００７】
よって、本発明は、過冷却部分の構成を簡略化した静翼及び動翼及び分割環を備えるガスタービンを提供することを目的とする。又、本発明は、排出する冷却空気量を減らした構成となる静翼及び動翼及び分割環を備えるガスタービンを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のガスタービンは、燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器の出口近傍に設置される静翼を有するガスタービンにおいて、前記燃焼器の出口の両端部付近に設置された静翼にコーティングされる遮熱用セラミック膜の膜厚を、前記燃焼器の出口中央付近に設置された静翼にコーティングされる遮熱用セラミック膜の膜厚より薄くすることを特徴とする。
【０００９】
このようにしたとき、燃焼器出口の熱分布が、出口中央付近に近づくほど温度が高くなる傾向にあるため、燃焼器出口近傍に設置される静翼において、燃焼器出口の両端部近傍に設置されるものは、燃焼器出口の中央近傍に設置されるものに比べて、その周囲温度が低くなる。よって、燃焼器出口の両端部近傍に設置される静翼にコーティングされる遮熱用セラミック膜の膜厚を、燃焼器出口の中央近傍に設置される物に比べて薄くすることで、コーティングに用いるセラミック材料の量を減らすことができ、その構成を簡単化することができる。このとき、燃焼器出口の両端近傍の静翼の方が、燃焼器出口の中央近傍の静翼に比べて、コーティングされる射熱用セラミック膜の膜厚を１／２以下とすることが好ましい。
【００１０】
又、請求項２に記載するガスタービンは、燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、前記動翼の翼部の背部において、前記翼部の前縁における前記プラットフォーム部との接合部と、前記翼部の後縁における前記プラットフォーム部との接合部より前記翼部の高さに対して１０％の高さとなる位置とを結ぶ流線から、前記プラットフォーム部との接合部までの領域以外の表面に、前記冷却空気用通路を通過した冷却空気を外部に排出するための冷却空気孔を設けることを特徴とする。
【００１１】
又、請求項３に記載のガスタービンは、燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、前記動翼の翼部の背部側の前記冷却空気用通路において、前記翼部の前縁における前記プラットフォーム部との接合部と、前記翼部の後縁における前記プラットフォーム部との接合部より前記翼部の高さに対して１０％の高さとなる位置とを結ぶ流線から、前記プラットフォーム部までの領域以外の部分に相当する内壁面に、突起したタービュレータを設けることを特徴とする。
【００１２】
このとき、プラットフォーム部の前縁から流出するシール空気が、翼部の前縁に衝突することで形成される渦によって、プラットフォーム部に流れ込み、翼部の高さ１０％以下となる領域を冷却するため、上述のように、この領域の冷却空気孔及びタービュレータを削除することによって、過冷却することなく、構成を簡単化することができる。
【００１３】
又、請求項４に記載のガスタービンは、燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、前記動翼の翼部の背部において、前記チップ部の前縁と、前記翼部の後縁における前記プラットフォーム部との接合部より前記翼部の高さに対して９０％の高さとなる位置とを結ぶ流線から、前記チップ部までの領域以外の表面に、前記冷却空気用通路を通過した冷却空気を外部に排出するための冷却空気孔を設けることを特徴とする。
【００１４】
このとき、チップ部に設けられたチップシンニングを冷却するための冷却孔より噴出される空気が翼部の背側に流れ込み、翼部の高さ９０％以上となる領域を冷却するため、上述のように、この領域の冷却空気孔を削除することによって、過冷却することなく、構成を簡単化することができる。
【００１５】
尚、請求項２〜請求項４に記載のガスタービンにおける各動翼の特徴のいずれか組み合わせて有するようにしても構わない。又、請求項２〜請求項４に記載のガスタービンにおいて、請求項１に記載のガスタービンにおける静翼を備えるようにしても構わない。
【００１６】
又、請求項５に記載のガスタービンは、燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼と、該動翼よりも外周に設けられる分割環とを有するガスタービンにおいて、前記分割環が、前記分割環の後縁及び他の分割環と隣接する面側に設けられるとともに、前記動翼のチップ部に対して、インピンジメント冷却後の冷却空気を噴出するインピンジメント冷却空気孔を有することを特徴とする。
【００１７】
このようにすることで、分割環の他の分割環と隣接する面側に設けられたインピンジメント冷却空気孔より冷却空気を噴出することによって、分割環の表面側の雰囲気温度を部分的に低下させて、動翼のチップ部を冷却することができる。尚、このようなガスタービンにおいて、請求項１に記載のガスタービンの静翼、又は、請求項２〜請求項４のいずれかに記載のガスタービンの動翼を備えるようにしても構わない。
【００１８】
又、請求項６に記載のガスタービンは、燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスの流線方向を決定する翼部と該翼部の外周側及び内周側に設けられるシュラウド部とを備える静翼と、前記燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と前記翼部内部に冷却空気を通過させる冷却空気用通路とを備える動翼と、該動翼よりも外周に設けられる分割環とを有するガスタービンにおいて、前記静翼のシュラウド部の前縁及び前記分割部の前縁それぞれに、流線形状の切欠部が設けられることを特徴とする。
【００１９】
このようにすることで、静翼のシュラウド部の後縁や分割環の後縁から排出される冷却空気が、静翼のシュラウド部の前縁及び分割環の前縁それぞれに設けられた切欠部によって、それぞれの表面に滑らかに導かれて、低温空気層が形成される。尚、このとき、請求項１に記載のガスタービンにおける静翼の特徴、請求項２〜請求項４のいずれかに記載のガスタービンにおける動翼の特徴、請求項５に記載におけるガスタービンの分割環の特徴それぞれを有するようにしても構わない。
【００２０】
又、請求項７に記載のガスタービンは、燃料を燃焼して燃焼ガスを供給する燃焼器からの燃焼ガスが通過する翼部と該翼部の頭頂部のチップ部と前記翼部が表面に設けられるプラットフォーム部と該プラットフォーム部の裏面前縁側及び後縁側に設けられる第１及び第２シール板とを備える動翼を有するガスタービンにおいて、前記動翼が、前記第２シール板の後縁側に、前記動翼の回転方向と逆方向に湾曲した空気案内翼が設けられることを特徴とする。
【００２１】
このようにすることで、空気案内翼によって、動翼のプラットフォーム部の後縁から流出するシール空気の流れに含まれる動翼の回転方向成分が除かれて整流され、シール空気を動翼の後段に設けられる静翼のシュラウド部に対して垂直に流すことができる。よって、静翼のシュラウド部の表面上に、シール空気を流して、低温の空気層を形成することができる。
【００２２】
このとき、請求項８に記載するように、前記動翼において、前記燃焼ガスの流れの下流方向に湾曲した空気案内板が前記第２シール板の後縁側に設置されるとともに、該空気案内板の後縁側に前記空気案内翼が設置されるようにして、空気案内板によって、より確実にシール空気が静翼のシュラウド部の表面上に流れるようにしても構わない。
【００２３】
尚、このとき、請求項１に記載のガスタービンにおける静翼、請求項５に記載のガスタービンにおける分割環が設けられるようにしても構わない。又、請求項２〜請求項４のいずれかに記載のガスタービンにおける動翼の特徴を有するようにしても構わない。更に、請求項６に記載のガスタービンにおける静翼、動翼及び分割環それぞれの特徴を有するようにしても構わない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、燃焼器と第１段静翼との関係を示す図である。図１（ａ）に、図１３における燃焼器５のＡ−ａ断面より上流側を見たときの状態と第１段静翼との関係を示し、又、図１（ｂ）に、燃焼器５のＡ−ａ断面での熱分布を示す。
【００２５】
図１（ａ）のように、燃焼器５には、その中心部分にパイロットノズル５１が設けられ、パイロットノズル５１の周囲に等間隔でメインノズル５２が複数設けられる。この燃焼器５において、パイロットノズル５１の拡散燃焼により保炎されて、メインノズル５２からの予混合気が燃焼される。そのため、図１（ｂ）のように、パイロットノズル５１が配置される中心部分の温度が高く、そして、燃焼器５の本体外壁に向かうほど温度が低くなるような温度分布が得られる。
【００２６】
又、図１（ａ）のように、燃焼器５出口の中心部分に対向するように、第１段静翼１ｘが設けられ、又、この静翼１ｘの左右に隣接する２つの第１段静翼１ｙがそれぞれ、燃焼器５出口の外周近傍に対向するように設けられる。尚、静翼１ｘ，１ｙはそれぞれ、図１３の静翼１ａに相当する。このとき、図１（ｂ）の温度分布より明らかなように、静翼１ｙに衝突する燃焼ガスの温度は、静翼１ｘに衝突する燃焼ガスの温度よりも低くなる。
【００２７】
今、静翼１ｘ，１ｙはそれぞれ、図２のように、その外壁１０の表面に断熱層としてセラミック溶射層１１がコーティングされている。このセラミック溶射層１１は、静翼１ｘ，１ｙの基材の熱伝導率が略５［Ｗ／（ｍ・℃）］に対して、その熱伝導率が略１／４．２［Ｗ／（ｍ・℃）］と低く、その層厚が厚いほど断熱効果が高くなる。よって、静翼１ｙが静翼１ｘに比べて低い温度雰囲気中に曝される状態となるため、静翼１ｙにコーティングするセラミック溶射層１１を、静翼１ｘにコーティングするセラミック溶射層１１に比べて、その層厚を薄くする。
【００２８】
即ち、静翼１ｙにコーティングされるセラミック溶射層１１の層厚が、静翼１ｘにコーティングされるセラミック溶射層１１の層圧に対して、１／３〜１／２倍以下と成るようにする。このとき、例えば、静翼１ｘ，１ｙにコーティングするセラミック溶射層１１の層厚をそれぞれ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍとする。又、このセラミック溶射層の材料として、酸化ジルコニア−イットリウムが用いられる。このようにすることで、燃焼器５の外周側に設けられた１段静翼１ｙに対するセラミック溶射層１１の層圧を薄くすることにより、コーティングに用いるセラミック材料の量を減らすことができ、その構成を簡素化することができる。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図３は、動翼の構成を示す外観斜視図である。
【００３０】
図３の動翼２（図１３の動翼２ａ〜２ｃに相当する）は、その端面が静翼１（図１３の静翼１ａ〜１ｃに相当する）のシュラウド１３と近接するプラットフォーム部２１と、プラットフォーム２１の表面に設けられた翼２２とによって構成される。このとき、燃焼ガスがロータ６側に流入することを防ぐために、静翼１のシュラウド１３と動翼２のプラットフォーム部２１との間よりシール空気が流出される。
【００３１】
このとき、プラットフォーム部２１の前縁ｋから流れ出たシール空気は、燃焼ガスの流れに影響されて、動翼２の後縁ｌ側に流れようとする。このとき、翼２２の前縁部ｐにシール空気が衝突するため、前縁部ｐ近傍において渦が形成される。この前縁部ｐ近傍で発生する渦に影響されて、翼２２の背側ｑの表面に沿って流れるシール空気が翼２２のプラットフォーム２１への接合部近傍に流れ込む。
【００３２】
このシール空気は、翼２２の前縁部ｐにおけるプラットフォーム２１との接合部からチップ２３側に流れようとする。よって、このシール空気は、翼２２の後縁部ｒにおいて、プラットフォーム２１との接合部から翼２２の高さの１０％の位置まで流れる。即ち、シール空気は、翼２２の背側ｑにおいて、翼２２の前縁部ｐにおけるプラットフォーム２１との接合部と翼２２の後縁部ｒにおけるプラットフォーム２１との接合部から翼２２の高さ１０％の位置とを結ぶ流線よりもプラットフォーム２１側となる領域Ａを流れる。
【００３３】
このように、翼２２の背側ｑにおける領域Ａにシール空気が流れ込むため、この領域Ａは、シール空気による冷却効果が得られる。よって、翼２２の表面に、フィルム状の冷却空気層を形成するために、翼２２内部を通過する冷却空気が噴出する冷却空気孔２４が設けられるが、翼２２の背側ｑにおける領域Ａには設けないようにして、過冷却を防ぐ。又、図４のように、翼２２の内部には、冷却空気が翼２２の高さ方向に通過する冷却空気用通路２５が設けられ、この冷却空気用通路２５の内壁にプラットフォーム２１表面と平行な環状の突起となるタービュレータ２５ａが設けられ、リターンフロー冷却が行われるが、翼２２の背側ｑにおける領域Ａに相当する冷却空気用通路２５の内壁には設けないようにして、過冷却を防ぐ。尚、図４は腹側ｓから背側ｑを見た断面図である。
【００３４】
更に、図５のように、チップ２３には、翼２２の外周に沿って分割環３（図１３の分割環３ａ〜３ｃに相当する）側に突出したチップシンニング２３ａが設けられる。このチップシンニング２３ａによって、チップ２３が分割環３に接触することが防がれる。このようなチップシンニング２３ａを冷却するための冷却空気孔２４ａが設けられる。この冷却空気孔２４ａは、冷却空気用通路２５からチップシンニング２３ａの接合部へ通じるように設けられ、この冷却空気孔２４ａより噴出される冷却空気が分割環３側に流れて、チップシンニング２３ａを冷却する。
【００３５】
このチップシンニング２３ａを冷却するために冷却空気孔２４ａから噴出される冷却空気のうち腹側ｓに噴出される冷却空気が、腹側ｓの圧力に比べて背側ｑの圧力が低くなるために、チップシンニング２３ａと分割環３との間を通って背側ｑに流れ込む。このように、腹側ｓから背側ｑに流れ込むチップシンニング２３ａを冷却するための冷却空気は、翼２２の背側ｑにおいて、チップ２３の前縁部ｐと翼２２の後縁部ｒにおけるチップ２３から翼２２の高さ１０％の位置とを結ぶ流線よりもチップ２３側となる領域Ｂを流れる。
【００３６】
このように、翼２２の背側ｑにおける領域Ｂに腹側ｓのチップシンニング２３ａに対する冷却空気が流れ込むため、この領域Ｂは、腹側ｓのチップシンニング２３ａに対する冷却空気による冷却効果が得られる。よって、翼２２及びチップ２３の背側ｑにおける表面に設けられる冷却空気孔２４，２４ａを、領域Ｂに設けないようにして、領域Ｂにおける過冷却を防ぐ。
【００３７】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。図６は、分割環の構成を示す図である。
【００３８】
本実施形態の分割環３は、図６のように、動翼２のチップ２３に対向するように設けられ、動翼２側を表面としたとき、その裏面側にキャビティ３１が設けられる。そして、インピンジメント冷却を行うためのインピンジメント冷却孔３３が設けられたインピンジメント冷却板３２が、このキャビティ３１を覆うように設けられる。又、分割環３の裏面側から見た図７のように、他の分割環８との隣接面ｕ及び後縁ｖそれぞれに、インピンジメント冷却孔３３を通じてキャビティ３１に流入した空気を、各冷却空気用通路３４を通して、表面側に冷却空気を噴出するための冷却空気孔３５が設けられる。
【００３９】
このように分割環３を構成することで、インピンジメント冷却孔３３を通じて分割環３の裏面側から冷却空気を供給することで、分割環３に対して、インピンジメント冷却が施される。このインピンジメント冷却に利用された冷却空気が各冷却空気用通路３４を通った後、冷却空気孔３５から動翼２側に噴出する。この冷却空気孔３５から冷却空気が噴出されることによって、回転する動翼２が分割環８の隣接面ｕ近傍を通過するとき、動翼２のチップ２３が冷却される。
【００４０】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。図８は、静翼
１ａ〜１ｃ及び動翼２ａ〜２ｃ及び分割環３ａ〜３ｃの関係を示す図である。
【００４１】
図８のように、静翼１ａ〜１ｃのシュラウド１２及び分割環３ａ〜３ｃは、燃焼ガスの下流側へ冷却空気を流すために、その後縁ｖに冷却空気用通路１３，３４が設けられる。又、静翼１ｂ，１ｃのシュラウド１２及び動翼２のプラットフォーム部２１及び分割環３ａ〜３ｃの前縁ｗに、流線型の切欠部１４，２６，３６を設ける。
【００４２】
このようにすることで、分割環３ａ〜３ｃ，静翼１ａ〜１ｃそれぞれの冷却空気用通路３４，１３から燃焼ガスの下流側に流出する冷却空気が、静翼１ｂ，１ｃ及び分割環３ａ〜３ｃの切欠部１４，３６に沿って流れ、静翼１ｂ，１ｃのシュラウド１２及び分割環３ａ〜３ｃの表面に導かれる。
【００４３】
＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態について、図面を参照して説明する。図９は、動翼の構成を示す外観斜視図である。
【００４４】
本実施形態の動翼２は、図９のように、プラットフォーム２１の裏面において、ディスク４（図１３のディスク４ａ〜４ｃに相当する）に嵌め込まれるセレーション部２７が設けられるとともに、プラットフォーム２１の前縁及び後縁にシール板２８ａ，２８ｂが設置される。そして、プラットフォーム２１の後縁に設けられたシール板２８ｂには、その燃焼ガス下流側に、シール空気を動翼２の回転と逆方向に導くための空気案内翼２９が設けられる。この空気案内翼２９は、シール板に対して略垂直になるように設けられるとともに、動翼２の回転方向と逆方向に湾曲した形状となっている。
【００４５】
このようにすることで、図１０のように、動翼２が回転することで、プラットフォーム２１の後縁から流出するシール空気が回転方向に流れようとするが、空気案内翼２９により回転方向と逆方向に導かれて、その旋回成分を省くことができ、動翼２の後段に設けられた静翼１に対して略垂直な方向にシール空気が導かれる。よって、後段の静翼１に対して垂直な方向にシール空気が流れることによって、静翼１のシュラウド１２の表面に空気層を形成し、シュラウド１２の表面を高温雰囲気から保護することができる。
【００４６】
＜第６の実施形態＞
本発明の第６の実施形態について、図面を参照して説明する。図１１は、動翼の構成を示す外観斜視図である。
【００４７】
本実施形態の動翼２は、図１１のように、プラットフォーム２１の後縁裏面に設けられたシール板２８ｂにおいて、その燃焼ガス下流側表面に、燃焼ガス下流側方向に向かって湾曲させた空気案内板３０が設けられるとともに、この空気案内板３０の更に燃焼ガス下流側表面に動翼２の回転と逆方向に導くための空気案内翼２９ａが設けられる。
【００４８】
このようにすることで、図１２のように、空気案内板３０の湾曲によって、動翼２後段における静翼１のシュラウド１２の表面にシール空気が流れ込むように、燃焼ガスの流れに沿った方向に導かれる。又、このシール空気は、空気案内翼２９ａにより回転方向と逆方向に導かれて、その旋回成分が省かれ、静翼１のシュラウド１２の表面に対して略垂直に流れ込む。よって、このシール空気によって、静翼１のシュラウド１２の表面に空気層を形成し、シュラウド１２の表面を高温雰囲気から保護することができる。
【００４９】
尚、第５及び第６の実施形態において、第４の実施形態と同様、静翼１のシュラウド１２に流線形状の切欠部１４を設けることによって、静翼１のシュラウド１２が空力的に滑らかな構造となるため、シール空気がシュラウド１２の表面に導かれやすくなる。又、静翼１及び動翼２及び分割環３それぞれにおいて、第１〜第６の実施形態における構成を組み合わせるようにしても構わない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によると、燃焼器出口の両端部近傍に設けられた静翼にコーティングされた遮熱用セラミック膜の膜厚を薄くすることができるので、コーティングに用いるセラミック材料の量を減らすことができ、その構成を簡単化することができる。又、従来の動翼において過冷却されている部分における冷却空気孔及びタービュレータを削除することによって、過冷却することなく、その構成を簡単化することができる。
【００５１】
又、分割環をインピンジメント冷却した後の冷却空気をインピンジメント冷却空気孔より噴出することによって、分割館の表面側の雰囲気温度を部分的に低下させて、動翼のチップ部を冷却することができる。又、静翼及び動翼及び分割環それぞれの前縁に流線形状の切欠部が設けられることによって、この切欠部に沿って冷却空気を静翼のシュラウド部及び動翼のプラットフォーム部及び分割環それぞれの表面に導く事ができる。よって、それぞれの表面に低温の空気層を形成して、高温ガスから保護することができる。更に、空気案内翼を設けることによって、動翼の回転によってその流れに回転成分が与えられるシール空気を整流することができ、静翼のシュラウド部の表面にシール空気を導き、その表面に低温の空気層を形成して、高温ガスから保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼器と第１段静翼との関係を示す図。
【図２】静翼の外壁の構成を示す図。
【図３】第２の実施形態の動翼の構成を示す外観斜視図。
【図４】第２の実施形態の動翼の内部を示す図。
【図５】図５の動翼のチップにおける構成を示す図。
【図６】第３の実施形態の分割環の構成を示す断面図。
【図７】図６の分割環の裏面側から見た図。
【図８】第４の実施形態の静翼及び動翼及び分割環の構成を示す図。
【図９】第５の実施形態の動翼の構成を示す外観斜視図。
【図１０】図９の動翼の状態を示す図。
【図１１】第６の実施形態の動翼の構成を示す外観斜視図。
【図１２】図１１の動翼の状態を示す図。
【図１３】ガスタービンの構成を示す断面図。
【符号の説明】
１，１ａ〜１ｃ，１ｘ，１ｙ　静翼
２，２ａ〜２ｃ　動翼
３，３ａ〜３ｃ　分割環
４ａ〜４ｃ　ディスク
５　燃焼器
６　ロータ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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