(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静翼内部に半径方向に延びる複数の冷却通路を形成し、その一部を静翼外周側から内周側のキャビティにシール空気を供給するシール空気の供給通路としたガスタービン冷却静翼において、上流側から第１列目の冷却通路は内周側、外周側を共に蓋をし、第２列目の冷却通路との隔壁に設けた複数の連通孔により同第２列目の冷却通路と連通して同第１列目の冷却通路で翼面を冷却すると共に翼表面に貫通する複数のフィルム冷却孔により主流ガス通路に連通して翼外表面をフィルム冷却し、第２列目の冷却通路を内周側のキャビティに連通してシール空気の供給通路としたことを特徴とするガスタービン冷却静翼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静翼の外周側から内周側にシール空気を供給するシール空気の供給通路を設けたガスタービン冷却静翼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種ガスタービン冷却静翼について、図３及び図４に基づいてその概要を説明する。
【０００３】
図３及び図４は、それぞれ異なる従来例を示すが、これらは共にシール空気の供給経路が明瞭になる様に断面表示とし、かつそれぞれ（ａ）に静翼の縦断面を、また、（ｂ）にその横断面を示している。
【０００４】
ガスタービンの実機はその容量によって段落の数は決まるが、例えば４段落構成のものにあっては第２段、第３段及び第４段静翼はそれぞれその前後に動翼が配置されており、各静翼は各動翼及びこれを支持するロータディスクに挟まれた構造になっているので、製作、組み立て等の都合上ここに形成される静翼内側の各部隙間には、主流高温ガスが流れ込まないことが重要となる。
【０００５】
この対策として通常、圧縮機からの抽気空気を静翼の外周側から静翼内部を通して、静翼内周側のキャビティ部にシール空気として供給し、このキャビティ部の圧力を主流高温ガス通路より高くすることによって、主流高温ガスの進入を防ぐ構造が採用されている。
【０００６】
前記シール空気の供給構造の従来のものの一例は、図３に示す様にシールチューブ４を用いてシール空気を供給する構造であり、同シールチューブ４は翼外周側から翼部５内部の前縁に設けた第１列目冷却通路Ａを翼部５の内表面から離れた位置で貫通して翼外周側を翼内周側のキャビティ部に連通しており、このシールチューブ４を通ってシール空気３が導かれる構造である。
【０００７】
なおここで、２は静翼を冷却すべく供給された冷却媒体で、翼部５内部の第１列目冷却通路Ａから第２列目冷却通路Ｂ、第３列目冷却通路Ｃを経て、翼後縁から主流高温ガス中に放出される。
【０００８】
また図４に示す従来の他の例のものは、前記図３に示した例のようにシールチューブを採用したものではなく、同シールチューブを省略し、代わりに翼冷却を兼ねて直接第１列目冷却通路Ａにシール空気３を供給する様に構成されれいる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の第１例のものにあっては、シール空気３を案内するために翼部５の内表面から離れた位置に配置した専用のシールチューブ４を用いているので、この方式においてはシール空気３が直接翼部５の内表面と接触することが無く、同シール空気３は熱交換が行われない状態でシール空気として供給できる利点があるが、反面、シールチューブ４を用いることが部品点数の増加と、加工工数の増加をまねくという欠点を併せ持っていた。
【００１０】
また、前記した従来の第２例のものにあっては、シールチューブ４を採用しない構造のものであるために、部品点数、加工工数は低減できると言うものの、シール空気３の供給経路が熱負荷の高い前縁であるために翼冷却の為の熱交換量が多く、シール空気温度が高くなりすぎるという問題があった。
【００１１】
本発明は従来のものにおけるこれらの問題点を解消し、シール空気の熱交換量を抑えて低い温度に維持したまま、部品点数、加工工数も増加せずにシール空気を案内し、供給し得る様にしたガスタービン冷却静翼を提供することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、静翼内部に半径方向に延びる複数の冷却通路を形成し、その一部を静翼外周側から内周側のキャビティにシール空気を供給するシール空気の供給通路としたガスタービン冷却静翼において、上流側から第１列目の冷却通路は内周側、外周側を共に蓋をし、第２列目の冷却通路との隔壁に設けた複数の連通孔により同第２列目の冷却通路と連通して同第１列目の冷却通路で翼面を冷却すると共に翼表面に貫通する複数のフィルム冷却孔により主流ガス通路に連通して翼外表面をフィルム冷却し、第２列目の冷却通路を内周側のキャビティに連通してシール空気の供給通路としたガスタービン冷却静翼を提供するものである。
【００１３】
すなわち本発明によれば、静翼外周側から供給されたシール空気は、第２列目の冷却通路を選定されているので、熱負荷は低く、シール空気の熱交換量が少ないので、シール空気としての適温を維持することができる。
【００１４】
また、第１列目の冷却通路には、第２列目の冷却通路のシール空気の一部が分かれて複数の連通孔を経て流入し、この空気はシール空気から第１列目の冷却通路で翼面を冷却する冷却空気に変わり、第１列目の冷却通路に対応する翼前端部を冷却した後複数のフィルム冷却孔を経て流出し、翼外表面でフィルム冷却を行うので、シールチューブ等の部品点数を増やさずとも、内周側のキャビティへの好適なシール空気の確保と、翼前端部の適切な冷却を維持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１及び図２に基づいて説明する。
なお前記した従来のものと同一の部分については図面中に同一の符号を付して示し、重複する説明は出来るだけ省略して本実施の形態に固有の点について重点的に説明する。
【００１８】
本実施の形態は、前記従来の技術中第２例に示したものにおける翼冷却を兼ねたシール空気３を、翼前縁に設けた第１列目冷却通路Ａではなくより熱負荷の低い第２列目冷却通路Ｂへ導入し、同第２列目冷却通路Ｂを冷却すると共にその一部を分けて前記第１列目冷却通路Ａに供給し、残部をシール空気として内側キャビティ１０へ導入するものである。
【００１９】
すなわち図１、図２に明示するように、翼前縁に設けた第１列目冷却通路Ａと第２列目冷却通路Ｂとを隔てる冷却通路壁１１には、連通孔６が複数個あけられており、また、第１列目冷却通路Ａの翼部５背側と腹側にはフィルム冷却孔７がこれも複数個設けられている。
【００２０】
さらにこの第１列目冷却通路Ａの内側シュラウド８および外側シュラウド９は閉塞された構造となっており、また、第３列目以降の冷却通路（第３列目冷却通路Ｃ、第４列目冷却通路Ｄおよび第５列目冷却通路Ｅ）については前記従来のものと同一構造である。
【００２１】
この様に構成された本実施の形態において、シール機能と翼冷却機能を兼ね備えた冷却媒体１が外側シュラウド９側から第２列目冷却通路Ｂへ供給され、通路内翼面を冷却した後、一部の冷却媒体１はシール空気３として内側キャビティ１０へと導入される。
【００２２】
残りは連通孔６を通って第１列目冷却通路Ａへと供給され、冷却空気として翼面を冷却した後フィルム冷却孔７から翼外表面をフィルム冷却するため主流高温ガス中に噴出される。
【００２３】
なお、第３列目冷却通路Ｃへ供給される冷却媒体２は、冷却空気として従来のものと同様にサーペンタイン状に曲折した第４列目冷却通路Ｄ、第５列目冷却通路Ｅと順次翼面を冷却したのち後縁から主流高温ガス中へと噴出される。
【００２４】
この様にして本実施の形態によれば、シール空気は前縁の熱負荷の低い第２列目冷却通路Ｂへ供給したこと、その一部を冷却通路壁１１の連通孔６を経て第１列目冷却通路Ａへ供給した後翼外表面のフィルム冷却に供するため、同フィルム冷却を受ける第２列目冷却通路Ｂに対応する翼面は温度降下し、第２列目冷却通路Ｂの熱負荷を更に低下せしめるので、ここでのシール空気の温度上昇は一層確実に抑えられる。
【００２５】
これにより、第２列目冷却通路Ｂを経て内側キャビティ１０に供給されるシール空気の温度上昇が十分に抑えられるので、シールチューブを用いる必要もなく、部品点数、加工工数の増加を抑えられる。
【００２６】
なお、第２列目冷却通路Ｂにおいてシール空気として内側キャビティ１０へ供給する流量と第１列目冷却通路Ａ側へ供給する流量との割合を調整したい時は、内側キャビティ１０側の冷却通路出口に絞りを設けてもよい。
【００２７】
なおまた、本実施の形態においては、シール空気３は第２列目冷却通路Ｂを経て内側キャビティ１０へ供給するものについて説明したが、同シール空気３の供給は第２列目冷却通路Ｂに限られるものではなく、第２列目冷却通路Ｂより後列の第３列目冷却通路Ｃ以降を選定してもよい。
【００２８】
この様な変更をした場合にあっては、第３列目冷却通路Ｃ以降の通路が第２列目冷却通路Ｂより更に熱負荷が小さいことにより、シール空気はより好適な低温を維持して内側キャビティ１０に好適なシール空気を確保するこができる。
【００２９】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上本発明によれば、静翼内部に半径方向に延びる複数の冷却通路を形成し、その一部を静翼外周側から内周側のキャビティにシール空気を供給するシール空気の供給通路としたガスタービン冷却静翼において、上流側から第１列目の冷却通路は内周側、外周側を共に蓋をし、第２列目の冷却通路との隔壁に設けた複数の連通孔により同第２列目の冷却通路と連通して同第１列目の冷却通路で翼面を冷却すると共に翼表面に貫通する複数のフィルム冷却孔により主流ガス通路に連通して翼外表面をフィルム冷却し、第２列目の冷却通路を内周側のキャビティに連通してシール空気の供給通路としてガスタービン冷却静翼を構成しているので、静翼外周側から供給されたシール空気は、熱負荷が低く、シール空気の熱交換量が少ない第２列目の冷却通路を選定されたことにより、シール空気としての適温を維持することができ、また、第１列目の冷却通路には、第２列目の冷却通路のシール空気の一部が分かれて複数の連通孔を経て流入し、この空気はシール空気から第１列目の冷却通路で翼面を冷却する冷却空気に変わり、第１列目の冷却通路に対応する翼前端部を冷却した後複数のフィルム冷却孔を経て流出し、翼外表面でフィルム冷却を行うので、これにより第１列目の冷却通路の冷却機能を確保すると共に、前記第２列目の冷却通路の熱負荷を更に低下させてシールチューブ等の部品点数を増やさずとも、内周側のキャビティへの好適なシール空気の確保と、翼前端部の適切な冷却を維持するガスタービン冷却静翼を得ることができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン冷却静翼の概要を示す斜視断面図である。
【図２】図１のガスタービン冷却静翼の概略断面を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のII−II断面図である。
【図３】従来のガスタービン冷却静翼の一例の概略断面を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の III−III 断面図である。
【図４】従来のガスタービン冷却静翼の他の例の概略断面を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のIV−IV断面図である。
【符号の説明】
１      冷却媒体
２      冷却媒体
３      シール空気
４      シールチューブ
５      翼部
６      連通孔
７      フィルム冷却孔
８      内側シュラウド
９      外側シュラウド
１０      内側キャビティ
１１      冷却通路壁
Ａ      第１列目冷却通路
Ｂ      第２列目冷却通路
Ｃ      第３列目冷却通路
Ｄ      第４列目冷却通路
Ｅ      第５列目冷却通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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