【手続補正書】
【提出日】令和1年10月2日(2019.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割体が周方向に沿って環状に配設されて構成されるガスタービンの分割環であって、
前記分割体における前記分割環の径方向の外側に設けられて外部から冷却空気を受入れるメインキャビティと、
前記分割体におけるロータの軸方向に沿うと共に周方向に並列されて一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通すると共に他端が前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側に開口する複数の第１冷却流路と、
前記分割体における前記ロータの回転方向の上流側に前記第１冷却流路に隣接して配置されて前記ロータの軸方向に沿うと共に一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通する第２冷却流路と、
前記分割体の前記ロータの軸方向に沿って前記ロータの回転方向の上流側の側端部の一部であって、燃焼ガスの流れ方向の下流端から上流側に向かう所定の領域だけに前記分割環の周方向に沿って設けられて一端が前記第２冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部に開口する複数の第３冷却流路と、
を備えることを特徴とする分割環。
【請求項２】
前記メインキャビティは、前記分割体の外表面側の凹部に衝突板が固定されることで区画されることを特徴とする請求項１に記載の分割環。
【請求項３】
前記分割体は、前記メインキャビティより燃焼ガスの流れ方向の上流側に上流側キャビティが設けられ、前記メインキャビティと前記上流側キャビティが上流側流路により連通し、前記上流側キャビティに前記第１冷却流路及び前記第２冷却流路が連通することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分割環。
【請求項４】
前記第２冷却流路は、他端が閉塞されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項５】
前記第２冷却流路は、他端が前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側に開口すると共に、絞り部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項６】
前記第１冷却流路は、前記分割体における前記分割環の周方向に複数並列され、複数の前記第１冷却流路のうちの前記ロータの回転方向の上流側に設けられた流路は、前記ロータの回転方向の下流側に設けられた流路より、開口密度が大きく設定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項７】
前記分割体における前記分割環の周方向に沿って一端が前記第１冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の下流側に開口する複数の第４冷却流路が設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項８】
前記複数の第３冷却流路は、前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流端から上流側に向けて前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の全長の５０％から２５％の位置から、燃焼ガスの流れ方向の下流端までの領域に設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項９】
前記第３冷却流路は、前記メインキャビティが形成された領域より燃焼ガスの流れ方向の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項１０】
前記分割体は、本体の軸方向上流端部及び下流端部から径方向外側に延在し、前記分割体を車室に支持する複数の支持部材を備え、前記第３冷却流路は、軸方向下流側に配置された前記支持部材の内壁面より燃焼ガスの流れ方向の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項１１】
前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部であって、前記第３冷却流路の燃焼ガスの流れ方向の上流側に配置され、一端が前記第２冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部に開口する第５冷却流路を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の分割環。
【請求項１２】
前記第５冷却流路の開口密度が、前記第３冷却流路の開口密度より小さく設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の分割環。
【請求項１３】
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記タービンにおける動翼の外周側に配置される請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の分割環と、
を備えることを特徴とするガスタービン。
【請求項１４】
複数の分割体が周方向に沿って環状に配設されて構成されるガスタービンの分割環であって、
前記分割体における前記分割環の径方向の外側に設けられて外部から冷却空気を受入れるメインキャビティと、
前記分割体におけるロータの軸方向に沿うと共に周方向に並列されて一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通すると共に他端が前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側に開口する複数の第１冷却流路と、
前記分割体における前記ロータの回転方向の上流側に前記第１冷却流路に隣接して配置されて前記ロータの軸方向に沿うと共に一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通する第２冷却流路と、
前記分割体の前記ロータの回転方向の上流側の側端部の一部であって、燃焼ガスの流れ方向の下流端から上流側に向かう所定の領域に前記分割環の周方向に沿って設けられて、一端が前記第２冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部に開口する複数の側部流路と、を備え、
前記側部流路の開口密度は、軸方向下流側の前記側部流路より軸方向上流側の前記側部流路の方が小さくなることを特徴とする分割環。
【請求項１５】
複数の分割体が周方向に沿って環状に配設されて構成されるガスタービンの分割環であって、
前記分割体における前記分割環の径方向の外側に設けられて外部から冷却空気を受入れるメインキャビティと、
前記分割体におけるロータの軸方向に沿うと共に周方向に並列されて一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通すると共に他端が前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側に開口する複数の流路であって、前記ロータの回転方向の上流側の第２領域に設けられた前記流路は、前記ロータの回転方向の下流側の第１領域に設けられた前記流路より開口密度が大きく設定された複数の第１冷却流路と、
前記分割体における前記ロータの回転方向の上流側に前記第１冷却流路に隣接して配置されて前記ロータの軸方向に沿うと共に一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通する第２冷却流路と、
前記分割体の前記ロータの回転方向の上流側の側端部の一部であって、燃焼ガスの流れ方向の下流端から上流側に向かう所定の領域に前記分割環の周方向に沿って設けられて一端が前記第２冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部に開口する複数の第３冷却流路と、を備え、
前記第３冷却流路が配置された前記所定の領域は、前記ロータの回転方向において前記第２冷却流路を間に挟んで、前記第２領域に配置された前記第１冷却流路に隣接して配置されていることを特徴とする分割環。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明に係る態様の分割環は、複数の分割体が周方向に沿って環状に配設されて構成されるガスタービンの分割環であって、前記分割体における前記分割環の径方向の外側に設けられて外部から冷却空気を受入れるメインキャビティと、前記分割体におけるロータの軸方向に沿うと共に周方向に並列されて一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通すると共に他端が前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側に開口する複数の第１冷却流路と、前記分割体における前記ロータの回転方向の上流側に前記第１冷却流路に隣接して配置されて前記ロータの軸方向に沿うと共に一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通する第２冷却流路と、前記分割体の前記ロータの軸方向に沿って前記ロータの回転方向の上流側の側端部の一部であって、燃焼ガスの流れ方向の下流端から上流側に向かう所定の領域だけに前記分割環の周方向に沿って設けられて一端が前記第２冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部に開口する複数の第３冷却流路と、を備えることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
従って、複数の第１冷却流路のうちのロータの回転方向の上流側に設けられた流路の間隔を複数の第１冷却流路のロータの回転方向の下流側に設けられた流路の間隔より狭く設定し、開口密度を大きく設定することで、分割体におけるロータの回転方向の上流側の端部における冷却面積が増加し、高温化しやすい領域を効率良く冷却することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
従って、複数の第３冷却流路を分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側における適正領域に設けることで、分割体におけるロータの回転方向の上流側で、燃焼ガスの流れ方向の下流側の領域を効率良く冷却することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
従って、分割体の高温化しやすい領域を積極的に冷却することで、冷却空気を有効的に使用して分割環の適正位置を冷却し、冷却空気として使用する圧縮機から抽気した圧縮空気を減量してタービン性能の低下を抑制することができる。
本発明に係る態様の分割環は、複数の分割体が周方向に沿って環状に配設されて構成されるガスタービンの分割環であって、前記分割体における前記分割環の径方向の外側に設けられて外部から冷却空気を受入れるメインキャビティと、前記分割体におけるロータの軸方向に沿うと共に周方向に並列されて一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通すると共に他端が前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側に開口する複数の第１冷却流路と、前記分割体における前記ロータの回転方向の上流側に前記第１冷却流路に隣接して配置されて前記ロータの軸方向に沿うと共に一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通する第２冷却流路と、前記分割体の前記ロータの回転方向の上流側の側端部の一部であって、燃焼ガスの流れ方向の下流端から上流側に向かう所定の領域に前記分割環の周方向に沿って設けられて、一端が前記第２冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部に開口する複数の側部流路と、を備え、前記側部流路の開口密度は、軸方向下流側の前記側部流路より軸方向上流側の前記側部流路の方が小さくなることを特徴とする。
従って、上記の構成によれば、回転方向の上流側の側端部に配置された複数の側部流路であって、軸方向下流側の所定領域に配置された第３冷却流路より軸方向上流側において、第３冷却流路より配列ピッチが大きく、従って第３冷却流路より開口密度が小さい第５冷却流路が配置されているので、回転方向の上流側の側端部に配置された側部流路の開口密度は、軸方向下流側の前記側部流路より軸方向上流側の前記側部流路の方が小さくなる。その結果、高温化され易い領域を効果的に冷却するとともに、冷却空気量の適正化が図られる。
本発明に係る態様の分割環は、複数の分割体が周方向に沿って環状に配設されて構成されるガスタービンの分割環であって、前記分割体における前記分割環の径方向の外側に設けられて外部から冷却空気を受入れるメインキャビティと、前記分割体におけるロータの軸方向に沿うと共に周方向に並列されて一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通すると共に他端が前記分割体における燃焼ガスの流れ方向の下流側に開口する複数の流路であって、前記ロータの回転方向の上流側の第２領域に設けられた前記流路は、前記ロータの回転方向の下流側の第１領域に設けられた前記流路より開口密度が大きく設定された複数の第１冷却流路と、前記分割体における前記ロータの回転方向の上流側に前記第１冷却流路に隣接して配置されて前記ロータの軸方向に沿うと共に一端が前記メインキャビティにおける燃焼ガスの流れ方向の上流側に連通する第２冷却流路と、前記分割体の前記ロータの回転方向の上流側の側端部の一部であって、燃焼ガスの流れ方向の下流端から上流側に向かう所定の領域に前記分割環の周方向に沿って設けられて一端が前記第２冷却流路に連通すると共に他端が前記ロータの回転方向の上流側の前記側端部に開口する複数の第３冷却流路と、を備え、前記第３冷却流路が配置された前記所定の領域は、前記ロータの回転方向において前記第２冷却流路を間に挟んで、前記第２領域に配置された前記第１冷却流路に隣接して配置されていることを特徴とする。
従って、上記の構成によれば、回転方向の上流側の側端部に配置された複数の側部流路であって、軸方向下流側の所定領域に配置された第３冷却流路に対して、回転方向に第２冷却流路を間に挟んで、第１冷却流路の中でも開口密度が高い第２領域に配置された第１冷却流路が隣接して配置されている。その結果、分割体の回転方向の上流側であって、軸方向の下流側の領域は、開口密度が高い第３冷却流路と第２領域の第１冷却流路が集合して、分割体の他の領域より冷却能力が強化される。従って、高温化され易い回転方向上流側で軸方向下流側の側端部を効果的に冷却するとともに、冷却空気量の適正化が図られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
また、図８に示すように、タービン１３にて、燃焼ガスＦＧが通過する燃焼ガス流路２１は、静翼２２が支持される内側シュラウド２３及び外側シュラウド２４と、動翼２５のプラットフォーム２６と、動翼２５の先端部側に配置される分割環２７により囲まれた空間として形成される。そして、外側シュラウド２４と分割環２７が遮熱環２８を介して車室（タービン車室）２９に支持されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ここで、第１実施形態の分割環２７について詳細に説明する。図２は、第１実施形態のガスタービンにおける分割環と遮熱環と車室の連結状態を表す断面図、図３は、径方向外側から見た分割環の断面（図２のIII−III断面）図、図４は、分割環の径方向内面近傍の断面（図２のIV−IV断面）図、図５は、複数の分割環の組付状態を表す周方向に沿う断面図、図６は、隣接する分割環の連結部を表す断面図である。