JP3034522B1 - タ―ビンノズルを改良したガスタ―ビン - Google Patents
タ―ビンノズルを改良したガスタ―ビンInfo
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- JP3034522B1 JP3034522B1 JP11194267A JP19426799A JP3034522B1 JP 3034522 B1 JP3034522 B1 JP 3034522B1 JP 11194267 A JP11194267 A JP 11194267A JP 19426799 A JP19426799 A JP 19426799A JP 3034522 B1 JP3034522 B1 JP 3034522B1
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Abstract
【要約】
【課題】 ガスタービンのノズルセグメントを容易、か
つ安価に製造できるようにする。 【解決手段】 空気を圧縮する圧縮機1と、圧縮された
空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器3と、燃焼器3
からの燃焼ガスGによって駆動されるタービン9とを備
えたガスタービンにおいて、タービンノズル7を、周方
向に分割された複数のノズルセグメント13により形成
する。各セグメント13の周壁部14,15の周方向の
側部には、隣接するセグメント13の側部と径方向に重
合する重合部14a,14b,15a,15bを形成す
る。複数のセグメント13を径方向Rからシールバンド
21,22で覆って、重合部間の隙間gを塞ぐ。これに
より、ノズルセグメント13,13間をシールする。
つ安価に製造できるようにする。 【解決手段】 空気を圧縮する圧縮機1と、圧縮された
空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器3と、燃焼器3
からの燃焼ガスGによって駆動されるタービン9とを備
えたガスタービンにおいて、タービンノズル7を、周方
向に分割された複数のノズルセグメント13により形成
する。各セグメント13の周壁部14,15の周方向の
側部には、隣接するセグメント13の側部と径方向に重
合する重合部14a,14b,15a,15bを形成す
る。複数のセグメント13を径方向Rからシールバンド
21,22で覆って、重合部間の隙間gを塞ぐ。これに
より、ノズルセグメント13,13間をシールする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービンノズルが
周方向に分割された複数のノズルセグメントにより形成
されたガスタービンに関する。
周方向に分割された複数のノズルセグメントにより形成
されたガスタービンに関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンは低公害性に優れ、コ・ジ
ェネレーション(熱電併用)に用いることで省エネルギ
およびCO2 削減に効果的な原動機となる。このため、
小出力のガスタービンが普及すれば、低公害化、省エネ
ルギ化およびCO2 削減の効果を上げることができる。
ェネレーション(熱電併用)に用いることで省エネルギ
およびCO2 削減に効果的な原動機となる。このため、
小出力のガスタービンが普及すれば、低公害化、省エネ
ルギ化およびCO2 削減の効果を上げることができる。
【0003】図9は、上述したガスタービンにおける冷
却タービンノズルの従来例の一つを示す(特開平3−2
13602公報参照)。このタービンノズルは、周方向
に分割された複数の金属製ノズルセグメント53からな
る。各ノズルセグメント53は、図9(A)に示すよう
に、翼部56を外周壁部55と内周壁部54とで挟んだ
形状とされ、翼部56を通過する燃焼ガスよりも圧力の
高い冷却空気を外周壁部55に形成された開口57から
翼部56の内部に形成された冷却空気通路59に導入
し、翼部56の表面の空気出口60から導出するように
されている。これにより、燃焼器からタービンノズルに
導入される高温の燃焼ガスにさらされる翼部56が冷却
される。
却タービンノズルの従来例の一つを示す(特開平3−2
13602公報参照)。このタービンノズルは、周方向
に分割された複数の金属製ノズルセグメント53からな
る。各ノズルセグメント53は、図9(A)に示すよう
に、翼部56を外周壁部55と内周壁部54とで挟んだ
形状とされ、翼部56を通過する燃焼ガスよりも圧力の
高い冷却空気を外周壁部55に形成された開口57から
翼部56の内部に形成された冷却空気通路59に導入
し、翼部56の表面の空気出口60から導出するように
されている。これにより、燃焼器からタービンノズルに
導入される高温の燃焼ガスにさらされる翼部56が冷却
される。
【0004】また、図9(B)に示すように、隣接する
ノズルセグメント53,53の外周壁部55,55間お
よび内周壁部54,54間には、それぞれシールプレー
ト61が介挿される。これにより、隣接するノズルセグ
メント53,53間の隙間gから、燃焼ガスGよりも圧
力の高い冷却空気Aがタービンノズルのガス流路に入る
のを防止するとともに、燃焼ガスGが前記隙間gから吹
き抜けてノズル効果(ガス圧力を速度に変える)が損な
われるのを防止するようにしている。
ノズルセグメント53,53の外周壁部55,55間お
よび内周壁部54,54間には、それぞれシールプレー
ト61が介挿される。これにより、隣接するノズルセグ
メント53,53間の隙間gから、燃焼ガスGよりも圧
力の高い冷却空気Aがタービンノズルのガス流路に入る
のを防止するとともに、燃焼ガスGが前記隙間gから吹
き抜けてノズル効果(ガス圧力を速度に変える)が損な
われるのを防止するようにしている。
【0005】上述したように、隣接するノズルセグメン
ト53,53間に前記シールプレート61を介挿するた
めに、各ノズルセグメント53の外周壁部55および内
周壁部54の側面には、図9(A)に示すように、前記
シールプレート61を保持する溝62が放電加工により
形成され、この溝62にシールプレート61を嵌合させ
ることにより、隣接するノズルセグメント53,53で
シールプレート61が挟持される。
ト53,53間に前記シールプレート61を介挿するた
めに、各ノズルセグメント53の外周壁部55および内
周壁部54の側面には、図9(A)に示すように、前記
シールプレート61を保持する溝62が放電加工により
形成され、この溝62にシールプレート61を嵌合させ
ることにより、隣接するノズルセグメント53,53で
シールプレート61が挟持される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ガスター
ビンにおけるタービンノズルでは、そのノズルセグメン
ト53の外周壁部55および内周壁部54の側面に、放
電加工のような精密加工によりシールプレート61を保
持する溝62を形成しなければならないので、ノズルセ
グメント53の加工の工数および加工費が増し、ガスタ
ービンの製造コストを増大させることになる。その結
果、小出力のガスタービンの普及を阻害することにもな
る。
ビンにおけるタービンノズルでは、そのノズルセグメン
ト53の外周壁部55および内周壁部54の側面に、放
電加工のような精密加工によりシールプレート61を保
持する溝62を形成しなければならないので、ノズルセ
グメント53の加工の工数および加工費が増し、ガスタ
ービンの製造コストを増大させることになる。その結
果、小出力のガスタービンの普及を阻害することにもな
る。
【0007】本発明は、上述のような実情に鑑みてなさ
れたもので、容易かつ安価に製造できるようにノズルセ
グメントを改良したガスタービンを提供することを目的
とする。
れたもので、容易かつ安価に製造できるようにノズルセ
グメントを改良した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】前記した目的を達成する
ために、本発明の請求項1に係るガスタービンは、空気
を圧縮する圧縮機と、圧縮された空気に燃料を混合して
燃焼させる燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスによって駆
動されるタービンとを備えたガスタービンであって、前
記タービンのノズルが周方向に分割された複数のノズル
セグメントにより形成され、各ノズルセグメント周壁部
の周方向の側部に、隣接するノズルセグメントの側部と
径方向に重合する重合部が形成され、さらに、前記複数
のノズルセグメントを径方向から覆って前記重合部の隙
間を塞ぐシールバンドとを備えている。
ために、本発明の請求項1に係るガスタービンは、空気
を圧縮する圧縮機と、圧縮された空気に燃料を混合して
燃焼させる燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスによって駆
動されるタービンとを備えたガスタービンであって、前
記タービンのノズルが周方向に分割された複数のノズル
セグメントにより形成され、各ノズルセグメント周壁部
の周方向の側部に、隣接するノズルセグメントの側部と
径方向に重合する重合部が形成され、さらに、前記複数
のノズルセグメントを径方向から覆って前記重合部の隙
間を塞ぐシールバンドとを備えている。
【0009】前記ガスタービンによれば、隣接するノズ
ルセグメントの外周側および内周側の周方向側部を相互
の重合部によって重なり状態とし、さらに外周側の重合
部の隙間を外周シールバンドで、また内周側の重合部の
隙間を内周シールバンドでそれぞれ塞ぐことにより、隣
接するノズルセグメント間の隙間がシールされる。した
がって、従来例の場合のようにシールプレート用の溝を
形成するためにノズルセグメントに精密加工等を施す必
要がないので、タービンノズルを、容易かつ安価に製造
できる。
ルセグメントの外周側および内周側の周方向側部を相互
の重合部によって重なり状態とし、さらに外周側の重合
部の隙間を外周シールバンドで、また内周側の重合部の
隙間を内周シールバンドでそれぞれ塞ぐことにより、隣
接するノズルセグメント間の隙間がシールされる。した
がって、従来例の場合のようにシールプレート用の溝を
形成するためにノズルセグメントに精密加工等を施す必
要がないので、タービンノズルを、容易かつ安価に製造
できる。
【0010】また、本発明の請求項2に係るガスタービ
ンは、請求項1の構成において、前記各ノズルセグメン
トの上下面の少なくとも一方に凹所が形成され、前記凹
所の両側に位置して径方向に突出する両側突部に、前記
シールバンドが圧接されている。
ンは、請求項1の構成において、前記各ノズルセグメン
トの上下面の少なくとも一方に凹所が形成され、前記凹
所の両側に位置して径方向に突出する両側突部に、前記
シールバンドが圧接されている。
【0011】前記ガスタービンによれば、ノズルセグメ
ントの突出部に、前記シールバンドが圧接されるので、
ノズルセグメントの上面または下面の全体にシールバン
ドを接触させる場合と比較して、接触面積が少なくなる
分だけ接触圧力が大きくなる。したがって、隣接するノ
ズルセグメントの重合部の隙間を、シールバンドによっ
て、より確実にシールすることができる。
ントの突出部に、前記シールバンドが圧接されるので、
ノズルセグメントの上面または下面の全体にシールバン
ドを接触させる場合と比較して、接触面積が少なくなる
分だけ接触圧力が大きくなる。したがって、隣接するノ
ズルセグメントの重合部の隙間を、シールバンドによっ
て、より確実にシールすることができる。
【0012】また、本発明の請求項3に係るガスタービ
ンは、請求項2の構成において、前記ノズルセグメント
の上面に形成された凹所が、ノズルセグメントの翼部の
内部に形成された冷却空気通路に連通しており、前記シ
ールバンドに、前記凹所に高圧空気を供給する空気供給
孔が形成されている。
ンは、請求項2の構成において、前記ノズルセグメント
の上面に形成された凹所が、ノズルセグメントの翼部の
内部に形成された冷却空気通路に連通しており、前記シ
ールバンドに、前記凹所に高圧空気を供給する空気供給
孔が形成されている。
【0013】前記ガスタービンによれば、シールバンド
の空気供給孔からノズルセグメントの上面の凹所を経
て、翼部の内部の冷却空気通路に高圧空気を供給できる
ので、シールバンドに妨げられることなく、高圧空気に
より翼部を確実に冷却できる。
の空気供給孔からノズルセグメントの上面の凹所を経
て、翼部の内部の冷却空気通路に高圧空気を供給できる
ので、シールバンドに妨げられることなく、高圧空気に
より翼部を確実に冷却できる。
【0014】また、本発明の請求項4に係るガスタービ
ンは、請求項1から3のいずれかの構成において、前記
シールバンドに、径方向におけるノズルセグメントから
離れる方向に突出する突起が形成され、前記突起に接触
してシールバンドをノズルセグメントに押圧する固定用
リング部材が設けられている。
ンは、請求項1から3のいずれかの構成において、前記
シールバンドに、径方向におけるノズルセグメントから
離れる方向に突出する突起が形成され、前記突起に接触
してシールバンドをノズルセグメントに押圧する固定用
リング部材が設けられている。
【0015】前記ガスタービンによれば、固定用リング
部材が、シールバンドの突起を介してシールバンドをノ
ズルセグメントに確実に押圧するので、隣接するノズル
セグメントの重合部の隙間を、シールバンドによって、
より確実にシールすることができる。
部材が、シールバンドの突起を介してシールバンドをノ
ズルセグメントに確実に押圧するので、隣接するノズル
セグメントの重合部の隙間を、シールバンドによって、
より確実にシールすることができる。
【0016】また、本発明の請求項5に係るガスタービ
ンは、請求項1から4のいずれかの構成において、前記
ノズルセグメントの両側縁が径方向から見て1ヵ所以上
で曲折している。
ンは、請求項1から4のいずれかの構成において、前記
ノズルセグメントの両側縁が径方向から見て1ヵ所以上
で曲折している。
【0017】前記ガスタービンによれば、隣接するノズ
ルセグメントの重合部の隙間がタービンノズルの軸方向
に向けて直線状とならないので、この隙間に沿って軸方
向に吹き抜ける燃焼ガスの吹き抜け抵抗が増大すること
になり、前記隙間を吹き抜ける燃焼ガスに起因するノズ
ル効果の減少をそれだけ抑制することができる。
ルセグメントの重合部の隙間がタービンノズルの軸方向
に向けて直線状とならないので、この隙間に沿って軸方
向に吹き抜ける燃焼ガスの吹き抜け抵抗が増大すること
になり、前記隙間を吹き抜ける燃焼ガスに起因するノズ
ル効果の減少をそれだけ抑制することができる。
【0018】また、本発明の請求項6に係るガスタービ
ンは、請求項1から4のいずれかの構成において、前記
ノズルセグメントの一側部に凹部が、他側部に凸部が形
成され、前記凹部に、隣接するノズルセグメントの凸部
が嵌合している。
ンは、請求項1から4のいずれかの構成において、前記
ノズルセグメントの一側部に凹部が、他側部に凸部が形
成され、前記凹部に、隣接するノズルセグメントの凸部
が嵌合している。
【0019】前記ガスタービンによれば、隣接するノズ
ルセグメントの重合部の隙間がタービンノズルの軸方向
に向けて直線状とならず、途中に湾曲した経路部ができ
るので、この隙間に沿って軸方向に吹き抜ける燃焼ガス
の吹き抜け抵抗が増大することになり、前記隙間を吹き
抜ける燃焼ガスの吹き抜け抵抗が増大することになり、
前記隙間を吹き抜ける燃焼ガスに起因するノズル効果の
減少をそれだけ抑制することができる。
ルセグメントの重合部の隙間がタービンノズルの軸方向
に向けて直線状とならず、途中に湾曲した経路部ができ
るので、この隙間に沿って軸方向に吹き抜ける燃焼ガス
の吹き抜け抵抗が増大することになり、前記隙間を吹き
抜ける燃焼ガスの吹き抜け抵抗が増大することになり、
前記隙間を吹き抜ける燃焼ガスに起因するノズル効果の
減少をそれだけ抑制することができる。
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図1は本発明の
一実施形態であるタービンノズルを改良したガスタービ
ンの概略断面図を示す。このガスタービンは、空気を圧
縮する遠心圧縮機1、半径流型のディフューザ2、およ
び圧縮された空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器3
を備えている。さらに、外側のハウジング4の内側に、
スクロール6、および燃焼器3からの燃焼ガスGによっ
て駆動されるタービン9が設けられている。
について図面を参照しながら詳述する。図1は本発明の
一実施形態であるタービンノズルを改良したガスタービ
ンの概略断面図を示す。このガスタービンは、空気を圧
縮する遠心圧縮機1、半径流型のディフューザ2、およ
び圧縮された空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器3
を備えている。さらに、外側のハウジング4の内側に、
スクロール6、および燃焼器3からの燃焼ガスGによっ
て駆動されるタービン9が設けられている。
【0020】ディフューザ2からの圧縮空気Cは、ハウ
ジング4の外周壁に貫通して設けられた導出口8を経
て、タービン排ガスEGを熱源とする熱交換器(図示せ
ず)に供給され、そこで熱交換された予熱空気Hが、予
熱空気通路11を経て、燃焼器3のケーシング3aに設
けた導入口10から燃焼器3内に導かれる。ケーシング
3aの内側には、燃焼室を形成する内筒3bが配置され
ており、この内筒3bからの燃焼ガスGは、前記スクロ
ール6内で旋回しながら第1段タービンノズル7を経て
第1段タービンロータ91および第2段タービンロータ
92に導かれ、その出力で発電機その他の負荷が駆動さ
れる。また、前記圧縮空気Cの一部は、冷却空気Aとし
て第1段タービンノズル7や第1段タービンロータ91
に導入される。
ジング4の外周壁に貫通して設けられた導出口8を経
て、タービン排ガスEGを熱源とする熱交換器(図示せ
ず)に供給され、そこで熱交換された予熱空気Hが、予
熱空気通路11を経て、燃焼器3のケーシング3aに設
けた導入口10から燃焼器3内に導かれる。ケーシング
3aの内側には、燃焼室を形成する内筒3bが配置され
ており、この内筒3bからの燃焼ガスGは、前記スクロ
ール6内で旋回しながら第1段タービンノズル7を経て
第1段タービンロータ91および第2段タービンロータ
92に導かれ、その出力で発電機その他の負荷が駆動さ
れる。また、前記圧縮空気Cの一部は、冷却空気Aとし
て第1段タービンノズル7や第1段タービンロータ91
に導入される。
【0021】前記第1段タ−ビンノズル7に本発明が適
応されている。すなわち、このタービンノズル7は、図
6に示すように、周方向に分割された複数のノズルセグ
メント13により構成されている。これらのノズルセグ
メント13は精密鋳造により形成され、内外の周壁部1
4、15の間で翼部16を挟んだ形状とされている。各
ノズルセグメント13の内周壁部14および外周壁部1
5の周方向Qの側部には、隣接するノズルセグメント1
3の側部と径方向Rに相欠き状に重合する重合部14
a,14b,15a,15bがそれぞれ形成されてい
る。
応されている。すなわち、このタービンノズル7は、図
6に示すように、周方向に分割された複数のノズルセグ
メント13により構成されている。これらのノズルセグ
メント13は精密鋳造により形成され、内外の周壁部1
4、15の間で翼部16を挟んだ形状とされている。各
ノズルセグメント13の内周壁部14および外周壁部1
5の周方向Qの側部には、隣接するノズルセグメント1
3の側部と径方向Rに相欠き状に重合する重合部14
a,14b,15a,15bがそれぞれ形成されてい
る。
【0022】また、各ノズルセグメント13の内周壁部
14および外周壁部15における上流側の端部には、ノ
ズルセグメント13から離れる径方向Rに延びるフラン
ジ部14c,15cがそれぞれ形成されている。
14および外周壁部15における上流側の端部には、ノ
ズルセグメント13から離れる径方向Rに延びるフラン
ジ部14c,15cがそれぞれ形成されている。
【0023】また、各ノズルセグメント13の上面およ
び下面には凹所17が形成され、凹所17の少なくとも
周方向Qの両側には、図3に示す径方向Rに突出する突
出部18が側部に沿って形成されている。さらに、各ノ
ズルセグメント13の上面の前記凹所17は、翼部16
の内部に形成された冷却空気通路19に連通しており、
その冷却空気通路19は前記翼部16の表面に開口させ
た複数の空気出口20に連通して、冷却空気Aを燃焼ガ
ス通路内に排出する。
び下面には凹所17が形成され、凹所17の少なくとも
周方向Qの両側には、図3に示す径方向Rに突出する突
出部18が側部に沿って形成されている。さらに、各ノ
ズルセグメント13の上面の前記凹所17は、翼部16
の内部に形成された冷却空気通路19に連通しており、
その冷却空気通路19は前記翼部16の表面に開口させ
た複数の空気出口20に連通して、冷却空気Aを燃焼ガ
ス通路内に排出する。
【0024】また、各ノズルセグメント13の各周壁1
4,15の左右両側縁Sは、径方向Rから見て「く」字
状に曲折している。これにより、隣接するノズルセグメ
ント13,13間の隙間gは、図5に示すように、ター
ビンノズル7の軸方向Pに向けて直線状とならずに
「く」字状に曲折する。これにより、前記隙間gに沿っ
て軸方向Pに吹き抜ける燃焼ガスGの吹き抜け抵抗が増
大することになり、隙間gを吹き抜ける燃焼ガスGに起
因するノズル効果の減少をそれだけ抑制することができ
る。
4,15の左右両側縁Sは、径方向Rから見て「く」字
状に曲折している。これにより、隣接するノズルセグメ
ント13,13間の隙間gは、図5に示すように、ター
ビンノズル7の軸方向Pに向けて直線状とならずに
「く」字状に曲折する。これにより、前記隙間gに沿っ
て軸方向Pに吹き抜ける燃焼ガスGの吹き抜け抵抗が増
大することになり、隙間gを吹き抜ける燃焼ガスGに起
因するノズル効果の減少をそれだけ抑制することができ
る。
【0025】さらに、前記ノズルセグメント13は、径
方向の外方および内方から、それぞれシールバンド2
1、22により覆われる。すなわち、各ノズルセグメン
ト13の径方向外方は、図6に示すように、概略C字状
の外周シールバンド21により覆われる。これにより、
隣接するノズルセグメント13,13の外周側の重合部
15a,15bの隙間gが外周シールバンド21により
塞がれる。また、前記外周シールバンド21は、ノズル
セグメント13の上面に形成された凹所17の両側に位
置して径方向Rに突出する両側突出部18に圧接される
ので、ノズルセグメント13の上面の全体にシールバン
ド21を接触させる場合と比較して、接触面積が小さく
なる分だけ接触圧力が大きくなる結果、外周シールバン
ド21による前記隙間gのシールが確実に行われる。
方向の外方および内方から、それぞれシールバンド2
1、22により覆われる。すなわち、各ノズルセグメン
ト13の径方向外方は、図6に示すように、概略C字状
の外周シールバンド21により覆われる。これにより、
隣接するノズルセグメント13,13の外周側の重合部
15a,15bの隙間gが外周シールバンド21により
塞がれる。また、前記外周シールバンド21は、ノズル
セグメント13の上面に形成された凹所17の両側に位
置して径方向Rに突出する両側突出部18に圧接される
ので、ノズルセグメント13の上面の全体にシールバン
ド21を接触させる場合と比較して、接触面積が小さく
なる分だけ接触圧力が大きくなる結果、外周シールバン
ド21による前記隙間gのシールが確実に行われる。
【0026】同様に、前記各ノズルセグメント13の径
方向内方は、概形がC字状の内周シールバンド22によ
り覆われる。これにより、隣接するノズルセグメント1
3,13の内周側の重合部14a,14bの隙間gが内
周シールバンド22により塞がれる。また、前記内周シ
ールバンド22は、ノズルセグメント13の下面に形成
された凹所17の両側に位置して径方向に突出する両側
突出部18に圧接されるので、やはり、内周シールバン
ド21による前記隙間gのシールが確実に行われる。
方向内方は、概形がC字状の内周シールバンド22によ
り覆われる。これにより、隣接するノズルセグメント1
3,13の内周側の重合部14a,14bの隙間gが内
周シールバンド22により塞がれる。また、前記内周シ
ールバンド22は、ノズルセグメント13の下面に形成
された凹所17の両側に位置して径方向に突出する両側
突出部18に圧接されるので、やはり、内周シールバン
ド21による前記隙間gのシールが確実に行われる。
【0027】また、前記外周シールバンド21には、前
記ノズルセグメント13の上面に形成された凹所17に
高圧の冷却空気Aを供給する空気供給孔23が形成され
ている。これにより、外周シールバンド21に妨げられ
ることなく、翼部16の内部の冷却空気通路19に冷却
空気Aを供給でき、冷却空気Aによる翼部16の冷却を
確実に行うことができる。さらに、前記外周シールバン
ド21および内周シールバンド22には、径方向Rにお
けるノズルセグメント13から離れる方向に突出する複
数の突起24が周方向にほぼ等間隔でエンボス加工によ
り形成されている。前記空気供給孔23と突起24の形
状と位置は、図7に明示されている。
記ノズルセグメント13の上面に形成された凹所17に
高圧の冷却空気Aを供給する空気供給孔23が形成され
ている。これにより、外周シールバンド21に妨げられ
ることなく、翼部16の内部の冷却空気通路19に冷却
空気Aを供給でき、冷却空気Aによる翼部16の冷却を
確実に行うことができる。さらに、前記外周シールバン
ド21および内周シールバンド22には、径方向Rにお
けるノズルセグメント13から離れる方向に突出する複
数の突起24が周方向にほぼ等間隔でエンボス加工によ
り形成されている。前記空気供給孔23と突起24の形
状と位置は、図7に明示されている。
【0028】前記タービンノズル7の内周側は、図2に
示すように、固定用の内周リング部材31で支持され、
またタービンノズル7の外周側は、固定用の外周リング
部材32で支持される。すなわち、内周リング部材31
は、そのフランジ31aがボルト33により内ハウジン
グ5に締め付けて固定されており、この内周リング部材
31が内周シールバンド22の突起24に接触して内周
シールバンド22をノズルセグメント13の下面に押圧
する。
示すように、固定用の内周リング部材31で支持され、
またタービンノズル7の外周側は、固定用の外周リング
部材32で支持される。すなわち、内周リング部材31
は、そのフランジ31aがボルト33により内ハウジン
グ5に締め付けて固定されており、この内周リング部材
31が内周シールバンド22の突起24に接触して内周
シールバンド22をノズルセグメント13の下面に押圧
する。
【0029】また、外周リング部材32は、そのフラン
ジ32aがボルト34によりスクロール6の吐出部外周
側に設けられた支持部材35に締め付けて固定されてお
り、この外周リング部材32が外周シールバンド21の
突起24に接触して外周シールバンド21をノズルセグ
メント13の上面に押圧する。これにより、隣接するノ
ズルセグメント13の外周側や内周側の重合部の隙間g
(図6)を、対応するシールバンド21,22によっ
て、より確実にシールすることができる。なお、各ノズ
ルセグメント13は、その内周壁部14のフランジ14
cに形成された位置決め孔36(図3)を、前記内ハウ
ジング5のタービン下流側に向く端面に設けられた位置
決めピン37(図2)に係合させることにより位置決め
される。
ジ32aがボルト34によりスクロール6の吐出部外周
側に設けられた支持部材35に締め付けて固定されてお
り、この外周リング部材32が外周シールバンド21の
突起24に接触して外周シールバンド21をノズルセグ
メント13の上面に押圧する。これにより、隣接するノ
ズルセグメント13の外周側や内周側の重合部の隙間g
(図6)を、対応するシールバンド21,22によっ
て、より確実にシールすることができる。なお、各ノズ
ルセグメント13は、その内周壁部14のフランジ14
cに形成された位置決め孔36(図3)を、前記内ハウ
ジング5のタービン下流側に向く端面に設けられた位置
決めピン37(図2)に係合させることにより位置決め
される。
【0030】また、前記外周リング部材32には、周方
向の複数個所に空気供給孔38が形成されており、先述
した冷却空気Aが前記空気供給孔38,21および外周
壁部15の凹所17を経て、翼部16の内部の冷却空気
通路19(図3)に導入される。
向の複数個所に空気供給孔38が形成されており、先述
した冷却空気Aが前記空気供給孔38,21および外周
壁部15の凹所17を経て、翼部16の内部の冷却空気
通路19(図3)に導入される。
【0031】前記外周リング部材32の、前記タービン
ノズル7よりも下流側の部分には、先述した第1段ター
ビンロータ91のシュラウド39が取り付けられるとと
もに、第1段タービンロータ91以降の部分のカバー4
0が、ボルト41により締付け固定される。
ノズル7よりも下流側の部分には、先述した第1段ター
ビンロータ91のシュラウド39が取り付けられるとと
もに、第1段タービンロータ91以降の部分のカバー4
0が、ボルト41により締付け固定される。
【0032】前記構成のタービンノズル7では、図3に
示した隣接するノズルセグメント13,13の外周側お
よび内周側の周方向側部が、重合部15a,15b,1
4a,14bによって重なり状態とされ、さらに内外周
の重合部の隙間gが対応する内外周のシールバンド2
1,22でそれぞれ塞がれて、その重合部の前記隙間g
がシールされるので、従来例の場合のようにシールプレ
ート用の溝を形成するためにノズルセグメントに精密加
工を施す必要がなくなる。したがって、精密鋳造したノ
ズルセグメント13をそのまま使用することができ、タ
ービンノズル7を容易、かつ安価に製造できる。
示した隣接するノズルセグメント13,13の外周側お
よび内周側の周方向側部が、重合部15a,15b,1
4a,14bによって重なり状態とされ、さらに内外周
の重合部の隙間gが対応する内外周のシールバンド2
1,22でそれぞれ塞がれて、その重合部の前記隙間g
がシールされるので、従来例の場合のようにシールプレ
ート用の溝を形成するためにノズルセグメントに精密加
工を施す必要がなくなる。したがって、精密鋳造したノ
ズルセグメント13をそのまま使用することができ、タ
ービンノズル7を容易、かつ安価に製造できる。
【0033】なお、前記実施形態では、図5に示したよ
うに、隣接するノズルセグメント13の重合部の隙間g
が、タービンノズル7の軸方向Pに「く」字状に曲がる
ようにした場合を示したが、図8(A)に示すように、
さらにノズルセグメント13の一側部に一つまたは複数
の凹部42を形成するとともに、ノズルセグメント13
の他側部に前記凹部42に対応する凸部43を形成し、
前記凹部42に隣接するノズルセグメント13の凸部4
3を嵌合させることにより、隣接するノズルセグメント
13の重合部の隙間gがタービンノズル7の軸方向Pに
「く」字状に曲がるだけでなく、隙間gの途中に前記凹
部42と凸43とからなる湾曲部が形成されるようにし
てもよい。これにより、前記隙間gを吹き抜ける燃焼ガ
スGの吹き抜け抵抗をより効果的に抑制することができ
る。
うに、隣接するノズルセグメント13の重合部の隙間g
が、タービンノズル7の軸方向Pに「く」字状に曲がる
ようにした場合を示したが、図8(A)に示すように、
さらにノズルセグメント13の一側部に一つまたは複数
の凹部42を形成するとともに、ノズルセグメント13
の他側部に前記凹部42に対応する凸部43を形成し、
前記凹部42に隣接するノズルセグメント13の凸部4
3を嵌合させることにより、隣接するノズルセグメント
13の重合部の隙間gがタービンノズル7の軸方向Pに
「く」字状に曲がるだけでなく、隙間gの途中に前記凹
部42と凸43とからなる湾曲部が形成されるようにし
てもよい。これにより、前記隙間gを吹き抜ける燃焼ガ
スGの吹き抜け抵抗をより効果的に抑制することができ
る。
【0034】また、図8(B)に示すように、ノズルセ
グメント13の側部の複数カ所を段付きで折れ曲がった
形状とすることにより、隣接するノズルセグメント13
の重合部の隙間gがタービンノズル7の軸方向に稲妻状
に折り曲がるようにしてもよい。この場合も、前記隙間
gを吹き抜ける燃焼ガスGの吹き抜け抵抗をより効果的
に抑制することができる。
グメント13の側部の複数カ所を段付きで折れ曲がった
形状とすることにより、隣接するノズルセグメント13
の重合部の隙間gがタービンノズル7の軸方向に稲妻状
に折り曲がるようにしてもよい。この場合も、前記隙間
gを吹き抜ける燃焼ガスGの吹き抜け抵抗をより効果的
に抑制することができる。
【0035】なお、ノズルセグント13の重合部は一方
の周壁部、例えば外周壁部15のみに設け、それに対応
して、シールバンド21,22およびリング部材21,
22を内外周のいずれか一方のみに配置してもよい。
の周壁部、例えば外周壁部15のみに設け、それに対応
して、シールバンド21,22およびリング部材21,
22を内外周のいずれか一方のみに配置してもよい。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本発明のガスタービンに
よれば、隣接するノズルセグメントの周方向側部を相互
の重合部によって重なり状態とし、さらに重合部の隙間
をシールバンドで塞ぐことにより、隣接するノズルセグ
メント間の隙間がシールされるので、従来例の場合のよ
うにシールプレート用の溝を形成するためにノズルセグ
メントに精密加工を施す必要がなくなり、タービンノズ
ルを容易、かつ安価に製造できる。
よれば、隣接するノズルセグメントの周方向側部を相互
の重合部によって重なり状態とし、さらに重合部の隙間
をシールバンドで塞ぐことにより、隣接するノズルセグ
メント間の隙間がシールされるので、従来例の場合のよ
うにシールプレート用の溝を形成するためにノズルセグ
メントに精密加工を施す必要がなくなり、タービンノズ
ルを容易、かつ安価に製造できる。
【図1】本発明の一実施形態に係るガスタービンを示す
概略縦断面図である。
概略縦断面図である。
【図2】同ガスタービンの要部を示す拡大縦断面図であ
る。
る。
【図3】同ガスターンビンにおけるタービンノズルのセ
グメントを示す斜視図である。
グメントを示す斜視図である。
【図4】同ノズルセグメントの組み合わせ状態を示す斜
視図である。
視図である。
【図5】同ノズルセグメントの組み合わせ状態を示す概
略平面図である。
略平面図である。
【図6】同ノズルセグメントの内外周をシールバンドで
覆った状態を示す要部断面図である。
覆った状態を示す要部断面図である。
【図7】同ノズルセグメントの内外周をシールバンドで
覆った状態を示す要部斜視図である。
覆った状態を示す要部斜視図である。
【図8】本発明の他の実施形態に係るタービンノズルを
改良したガスタービンにおけるノズルセグメントの組み
合わせ状態を示す概略平面図である。
改良したガスタービンにおけるノズルセグメントの組み
合わせ状態を示す概略平面図である。
【図9】(A)は従来例の斜視図、(B)は同従来例の
要部正面図である。
要部正面図である。
1…遠心圧縮機、3…燃焼器、7…タービンノズル、9
…タービン、13…ノズルセグメント、14…内周壁
部、14a,14b…重合部、15…外周壁部、15
a,15b…重合部、16…翼部、17…凹所、18…
突出部、19…冷却空気通路、21…外周シールバン
ド、22…内周シールバンド、23…空気供給孔、24
…突起、31…固定用内周リング部材、32…固定用外
周リング部材、42…凹部、43…凸部、G…燃焼ガ
ス、C…圧縮空気、g…隙間
…タービン、13…ノズルセグメント、14…内周壁
部、14a,14b…重合部、15…外周壁部、15
a,15b…重合部、16…翼部、17…凹所、18…
突出部、19…冷却空気通路、21…外周シールバン
ド、22…内周シールバンド、23…空気供給孔、24
…突起、31…固定用内周リング部材、32…固定用外
周リング部材、42…凹部、43…凸部、G…燃焼ガ
ス、C…圧縮空気、g…隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01D 9/04
Claims (6)
- 【請求項1】 空気を圧縮する圧縮機と、圧縮された空
気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器と、燃焼器からの
燃焼ガスによって駆動されるタービンとを備えたガスタ
ービンにおいて、 前記タービンのノズルが周方向に分割された複数のノズ
ルセグメントにより形成され、 各ノズルセグメント周壁部の周方向の側部に、隣接する
ノズルセグメントの側部と径方向に重合する重合部が形
成され、 さらに、前記複数のノズルセグメントを径方向から覆っ
て前記重合部の隙間を塞ぐシールバンドとを備えたガス
タービン。 - 【請求項2】 請求項1において、前記各ノズルセグメ
ントの上下面の少なくとも一方に凹所が形成され、前記
凹所の両側に位置して径方向に突出する両側突部に、前
記シールバンドが圧接されているガスタービン。 - 【請求項3】 請求項2において、前記ノズルセグメン
トの上面に形成された凹所が、ノズルセグメントの翼部
の内部に形成された冷却空気通路に連通しており、前記
シールバンドに、前記凹所に高圧空気を供給する空気供
給孔が形成されているガスタービン。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれかにおいて、前
記シールバンドに、径方向におけるノズルセグメントか
ら離れる方向に突出する突起が形成され、前記突起に接
触してシールバンドをノズルセグメントに押圧する固定
用リング部材が設けられているガスタービン。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれかにおいて、前
記ノズルセグメントの両側縁が径方向から見て1ヵ所以
上で曲折しているガスタービン。 - 【請求項6】 請求項1から4のいずれかにおいて、前
記ノズルセグメントの一側部に凹部が、他側部に凸部が
形成され、前記凹部に、隣接するノズルセグメントの凸
部が嵌合しているガスタービン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11194267A JP3034522B1 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | タ―ビンノズルを改良したガスタ―ビン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11194267A JP3034522B1 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | タ―ビンノズルを改良したガスタ―ビン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3034522B1 true JP3034522B1 (ja) | 2000-04-17 |
JP2001020705A JP2001020705A (ja) | 2001-01-23 |
Family
ID=16321793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11194267A Expired - Fee Related JP3034522B1 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | タ―ビンノズルを改良したガスタ―ビン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3034522B1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4507877B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2010-07-21 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タービン |
JP4884410B2 (ja) | 2008-03-04 | 2012-02-29 | 株式会社日立製作所 | 二軸ガスタービン |
JP5885935B2 (ja) * | 2011-04-19 | 2016-03-16 | 三菱重工業株式会社 | タービン静翼およびガスタービン |
RU2536443C2 (ru) * | 2011-07-01 | 2014-12-27 | Альстом Текнолоджи Лтд | Направляющая лопатка турбины |
JP5901360B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2016-04-06 | 三菱重工業株式会社 | タービンの冷却構造及びガスタービン |
JP6763157B2 (ja) | 2016-03-11 | 2020-09-30 | 株式会社Ihi | タービンノズル |
-
1999
- 1999-07-08 JP JP11194267A patent/JP3034522B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001020705A (ja) | 2001-01-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |