JPH05288002A - 空冷セラミック静翼 - Google Patents
空冷セラミック静翼Info
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- JPH05288002A JPH05288002A JP11394792A JP11394792A JPH05288002A JP H05288002 A JPH05288002 A JP H05288002A JP 11394792 A JP11394792 A JP 11394792A JP 11394792 A JP11394792 A JP 11394792A JP H05288002 A JPH05288002 A JP H05288002A
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高効率のガスタービンを提供するため、セラ
ミック製翼部の温度を低下させて、高温の燃焼ガスを使
用できるようにすること。 【構成】 セラミック製の翼部２１と芯金２４との間
に、多数の細孔２８を穿設した薄板２７を、両者に対し
て夫々空隙２５，２６を保つように介挿し、冷却空気３
１を薄板２７に穿設されている多数の細孔２８を通して
翼部２１の内面側へ吹き出すようにしたもの。
ミック製翼部の温度を低下させて、高温の燃焼ガスを使
用できるようにすること。 【構成】 セラミック製の翼部２１と芯金２４との間
に、多数の細孔２８を穿設した薄板２７を、両者に対し
て夫々空隙２５，２６を保つように介挿し、冷却空気３
１を薄板２７に穿設されている多数の細孔２８を通して
翼部２１の内面側へ吹き出すようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンやジェッ
トエンジンなどに使用されるのに適した空冷セラミック
静翼に関する。
トエンジンなどに使用されるのに適した空冷セラミック
静翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばガスタービンは、図４に示すよう
に、圧縮機１で圧縮した空気を燃焼器２に供給し、ここ
で燃料と混合して燃焼させることにより生成された燃焼
ガスを、タービン部３に導入して回転エネルギーに変換
し、この回転エネルギーで発電機４を駆動して電力を得
るような構成となっている。
に、圧縮機１で圧縮した空気を燃焼器２に供給し、ここ
で燃料と混合して燃焼させることにより生成された燃焼
ガスを、タービン部３に導入して回転エネルギーに変換
し、この回転エネルギーで発電機４を駆動して電力を得
るような構成となっている。
【０００３】そして、上記のタービン部３は、図５に概
略を示すように、静翼５と動翼６とを備え、図４に示し
た燃焼器２から供給される高温の燃焼ガスを、静翼５を
介して動翼６に噴射させることにより、回転エネルギー
が得られるようになっている。この静翼５は、燃焼器２
から供給される例えば摂氏１３００度程度の燃焼ガス温
度に耐えなければならず、そのためセラミック材を使用
したものが開発されている。
略を示すように、静翼５と動翼６とを備え、図４に示し
た燃焼器２から供給される高温の燃焼ガスを、静翼５を
介して動翼６に噴射させることにより、回転エネルギー
が得られるようになっている。この静翼５は、燃焼器２
から供給される例えば摂氏１３００度程度の燃焼ガス温
度に耐えなければならず、そのためセラミック材を使用
したものが開発されている。
【０００４】図６および図７は、従来の静翼５を示した
ものである。すなわち、静翼５は、製造し易くかつ過大
な熱応力を回避できるように、セラミック製の翼部７と
セラミック製の内側シュラウド８およびセラミック製の
外側シュラウド９に３分割されており、これらを金属製
の内側シュラウド１０および金属製の外側シュラウド１
１で挟持するようにして、芯金１２で締め付けて一体的
に固定したハイブリッド構造となっていた。
ものである。すなわち、静翼５は、製造し易くかつ過大
な熱応力を回避できるように、セラミック製の翼部７と
セラミック製の内側シュラウド８およびセラミック製の
外側シュラウド９に３分割されており、これらを金属製
の内側シュラウド１０および金属製の外側シュラウド１
１で挟持するようにして、芯金１２で締め付けて一体的
に固定したハイブリッド構造となっていた。
【０００５】そして、セラミック製の内側シュラウド８
と金属製の内側シュラウド１０との間、およびセラミッ
ク製の外側シュラウド９と金属製の外側シュラウド１１
との間には、それぞれ緩衝材１３を挿入して、締付け荷
重の均一化と遮熱の役目を果たさせている。
と金属製の内側シュラウド１０との間、およびセラミッ
ク製の外側シュラウド９と金属製の外側シュラウド１１
との間には、それぞれ緩衝材１３を挿入して、締付け荷
重の均一化と遮熱の役目を果たさせている。
【０００６】また、芯金１２には幾つかの冷却穴１４が
穿設されており、さらに芯金１２とセラミック製の翼部
７および内外側シュラウド８，９との間には断熱材１６
が挿入されている。そして、芯金１２の冷却穴１４に、
外側から内側へ冷却空気１５を流して芯金１２内部を冷
却し、セラミックと金属との熱伸び差を緩和するように
している。
穿設されており、さらに芯金１２とセラミック製の翼部
７および内外側シュラウド８，９との間には断熱材１６
が挿入されている。そして、芯金１２の冷却穴１４に、
外側から内側へ冷却空気１５を流して芯金１２内部を冷
却し、セラミックと金属との熱伸び差を緩和するように
している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のセラミック製の静翼５は、摂氏１３００度程度
のガス温度にしか耐えられないものであった。しかし近
時、高効率のガスタービンの開発の要求がたかまり、そ
のためにはより高温に耐え得る静翼の提供が要望される
ようになった。
な従来のセラミック製の静翼５は、摂氏１３００度程度
のガス温度にしか耐えられないものであった。しかし近
時、高効率のガスタービンの開発の要求がたかまり、そ
のためにはより高温に耐え得る静翼の提供が要望される
ようになった。
【０００８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、高効率のガスタービンを
提供するため、セラミック製翼部の温度を低下させて、
高温の燃焼ガスを使用できるようにした空冷セラミック
静翼を提供することを目的とする。
決するためになされたもので、高効率のガスタービンを
提供するため、セラミック製翼部の温度を低下させて、
高温の燃焼ガスを使用できるようにした空冷セラミック
静翼を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、セラミック製の翼部の内側および外側
を夫々セラミック製の内側シュラウドおよび外側シュラ
ウドで挟持するとともに、これらに貫通させた芯金で締
め付けて一体的に固定したセラミック静翼において、翼
部と芯金との間に多数の細孔の穿設されている薄板を翼
部と芯金の両者に対して夫々空隙を保つように介挿する
とともに、翼部の後縁側に空気排出手段を形成し、芯金
と薄板との間に供給した冷却空気を薄板に穿設されてい
る多数の細孔を通してセラミック製の翼部の内面側へ吹
き出させ、この冷却空気を翼部の後縁側に形成した空気
排出手段から高温ガス中へ排出するようにしたものであ
る。
めに、本発明は、セラミック製の翼部の内側および外側
を夫々セラミック製の内側シュラウドおよび外側シュラ
ウドで挟持するとともに、これらに貫通させた芯金で締
め付けて一体的に固定したセラミック静翼において、翼
部と芯金との間に多数の細孔の穿設されている薄板を翼
部と芯金の両者に対して夫々空隙を保つように介挿する
とともに、翼部の後縁側に空気排出手段を形成し、芯金
と薄板との間に供給した冷却空気を薄板に穿設されてい
る多数の細孔を通してセラミック製の翼部の内面側へ吹
き出させ、この冷却空気を翼部の後縁側に形成した空気
排出手段から高温ガス中へ排出するようにしたものであ
る。
【００１０】
【作 用】上記の手段によれば、芯金と薄板との間に冷
却空気を供給することにより、冷却空気は薄板に穿設さ
れている多数の細孔を通してセラミック製の翼部の内面
側へ吹き出されるので、冷却空気で芯金が冷却されると
ともに翼部の内面側がインピンジメント冷却される。そ
のため、セラミック製翼部の温度を従来よりも２００度
程度低下させることができ、その分だけ高い温度の燃焼
ガスをガスタービンに導入して使用できるようになる。
却空気を供給することにより、冷却空気は薄板に穿設さ
れている多数の細孔を通してセラミック製の翼部の内面
側へ吹き出されるので、冷却空気で芯金が冷却されると
ともに翼部の内面側がインピンジメント冷却される。そ
のため、セラミック製翼部の温度を従来よりも２００度
程度低下させることができ、その分だけ高い温度の燃焼
ガスをガスタービンに導入して使用できるようになる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る空冷セラミック静翼の一
実施例について、図１ないし図３を参照して詳細に説明
する。ここで、図１は本発明に係る空冷セラミック静翼
の一実施例を一部を切欠いて示す断面図、図２は図１の
Ｂ−Ｂ線で切断した部分から見た斜視図である。なお、
図１および図２において、図６および図７と同一部分に
は同一符号を付してあるので、その部分の説明は省略す
る。
実施例について、図１ないし図３を参照して詳細に説明
する。ここで、図１は本発明に係る空冷セラミック静翼
の一実施例を一部を切欠いて示す断面図、図２は図１の
Ｂ−Ｂ線で切断した部分から見た斜視図である。なお、
図１および図２において、図６および図７と同一部分に
は同一符号を付してあるので、その部分の説明は省略す
る。
【００１２】さて、本発明に係る空冷セラミック静翼
は、セラミック製の翼部２１と、セラミック製の内側シ
ュラウド２２と、セラミック製の外側シュラウド２３と
に３分割されており、これらを金属製の内側シュラウド
１０および金属製の外側シュラウド１１で挟持するよう
にして、芯金２４で締め付けて一体的に固定したハイブ
リッド構造となっている。そして、セラミック製の翼部
２１はセラミック製の内側シュラウド２２およびセラミ
ック製の外側シュラウド２３に、夫々インロー方式によ
り固定されている。２０はこのインロー部を示してい
る。
は、セラミック製の翼部２１と、セラミック製の内側シ
ュラウド２２と、セラミック製の外側シュラウド２３と
に３分割されており、これらを金属製の内側シュラウド
１０および金属製の外側シュラウド１１で挟持するよう
にして、芯金２４で締め付けて一体的に固定したハイブ
リッド構造となっている。そして、セラミック製の翼部
２１はセラミック製の内側シュラウド２２およびセラミ
ック製の外側シュラウド２３に、夫々インロー方式によ
り固定されている。２０はこのインロー部を示してい
る。
【００１３】そして、芯金２４とセラミック製の翼部２
１および内外側シュラウド２２，２３との間には、夫々
に空隙２５，２６を保つように薄板２７が介挿されてい
る。この薄板２７には多数の細孔２８が穿設されてい
る。また、薄板２７の一端側は金属製の外側シュラウド
１１に符号２９で示すように溶接されており、他端側は
金属製の内側シュラウド１０に形成されている溝３０に
すきまなく挿入されている。更に、翼部２１の後縁側
は、図２に符号３２で示されているように、開断面部の
構造に形成されている。
１および内外側シュラウド２２，２３との間には、夫々
に空隙２５，２６を保つように薄板２７が介挿されてい
る。この薄板２７には多数の細孔２８が穿設されてい
る。また、薄板２７の一端側は金属製の外側シュラウド
１１に符号２９で示すように溶接されており、他端側は
金属製の内側シュラウド１０に形成されている溝３０に
すきまなく挿入されている。更に、翼部２１の後縁側
は、図２に符号３２で示されているように、開断面部の
構造に形成されている。
【００１４】このように構成された本発明に係る空冷セ
ラミック静翼の作用を説明すると、芯金２４と薄板２７
との間の空隙２５に冷却空気１５が供給され、その冷却
空気１５は空隙２５に穿設された多数の細孔２８を通し
てセラミック製の翼部２１の内面側へ吹き出ることにな
る。すなわち、翼部２１の内面側が冷却空気１５によっ
てインピンジメント冷却される。そして、翼部２１を冷
却して温度の上昇した冷却空気３１は、翼部２１の内面
と薄板２７との間の空隙２６を通って、翼部２１の後縁
側の開断面部３２から高温ガス中へ排出される。
ラミック静翼の作用を説明すると、芯金２４と薄板２７
との間の空隙２５に冷却空気１５が供給され、その冷却
空気１５は空隙２５に穿設された多数の細孔２８を通し
てセラミック製の翼部２１の内面側へ吹き出ることにな
る。すなわち、翼部２１の内面側が冷却空気１５によっ
てインピンジメント冷却される。そして、翼部２１を冷
却して温度の上昇した冷却空気３１は、翼部２１の内面
と薄板２７との間の空隙２６を通って、翼部２１の後縁
側の開断面部３２から高温ガス中へ排出される。
【００１５】さて、図３は本発明に係る空冷セラミック
静翼と従来の静翼との冷却効率を比較した特性図であ
り、曲線Ｃは本発明に係る空冷セラミック静翼の冷却効
率を、一方、曲線Ｄは従来の静翼の冷却効率を示してい
る。すなわち、図６、図７に示した従来の静翼５は、芯
金１２にあけた冷却穴１４に、外側から内側へ冷却空気
１５を流して芯金１２自体を冷却したものであり、この
ときの冷却効率は曲線Ｄのようになる。これに対して、
本発明に係る空冷セラミック静翼は、薄板２７に穿設し
た多数の細孔２８を通して冷却空気３１をセラミック製
の翼部２１の内面側へ衝突するように吹き出すことによ
り、積極的に翼部２１を冷却するものであり、その冷却
効率は曲線Ｃのようになる。
静翼と従来の静翼との冷却効率を比較した特性図であ
り、曲線Ｃは本発明に係る空冷セラミック静翼の冷却効
率を、一方、曲線Ｄは従来の静翼の冷却効率を示してい
る。すなわち、図６、図７に示した従来の静翼５は、芯
金１２にあけた冷却穴１４に、外側から内側へ冷却空気
１５を流して芯金１２自体を冷却したものであり、この
ときの冷却効率は曲線Ｄのようになる。これに対して、
本発明に係る空冷セラミック静翼は、薄板２７に穿設し
た多数の細孔２８を通して冷却空気３１をセラミック製
の翼部２１の内面側へ衝突するように吹き出すことによ
り、積極的に翼部２１を冷却するものであり、その冷却
効率は曲線Ｃのようになる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
セラミック製の翼部の内面側を積極的にインピンジメン
ト冷却するものであり、そのため、セラミック製翼部の
温度を従来より２００度程度も低下させることができ
る。従って、セラミック製翼部の温度を低下させた分だ
け、高い温度の燃焼ガスをガスタービンに導入して使用
することができ、本発明に係る空冷セラミック静翼を採
用することにより、高効率のガスタービンを提供するこ
とが可能となる。
セラミック製の翼部の内面側を積極的にインピンジメン
ト冷却するものであり、そのため、セラミック製翼部の
温度を従来より２００度程度も低下させることができ
る。従って、セラミック製翼部の温度を低下させた分だ
け、高い温度の燃焼ガスをガスタービンに導入して使用
することができ、本発明に係る空冷セラミック静翼を採
用することにより、高効率のガスタービンを提供するこ
とが可能となる。
【図１】本発明に係る空冷セラミック静翼の一実施例を
一部を切欠いて示す断平面図である。
一部を切欠いて示す断平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線で切断した部分から見た斜視図
である。
である。
【図３】本発明に係る空冷セラミック静翼と従来のセラ
ミック静翼との冷却効率を比較して示した特性図であ
る。
ミック静翼との冷却効率を比較して示した特性図であ
る。
【図４】ガスタービンの一般的な構成を示した系統図で
ある。
ある。
【図５】図４におけるタービン部の概略を示した部分的
な断面図である。
な断面図である。
【図６】従来のセラミック静翼を一部を切欠いて示す断
面図である。
面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
１５ 冷却空気 ２１ 翼部 ２２ セラミック製内側シュラウド ２３ セラミック製外側シュラウド ２４ 芯金 ２５ 空隙 ２６ 空隙 ２７ 薄板 ２８ 細孔 ３１ 冷却空気 ３２ 開断面部
Claims (3)
- 【請求項１】セラミック製の翼部の内側および外側を夫
々セラミック製の内側シュラウドおよび外側シュラウド
で挟持するとともに、これらに貫通させた芯金で締め付
けて一体的に固定したセラミック静翼において、前記翼
部と芯金との間に多数の細孔の穿設されている薄板を翼
部と芯金の両者に対して夫々空隙を保つように介挿する
とともに、前記翼部の後縁側に空気排出手段を形成し、
前記芯金と薄板との間に供給した冷却空気を前記薄板に
穿設されている多数の細孔を通して前記セラミック製の
翼部の内面側へ吹き出させ、この冷却空気を前記翼部の
後縁側に形成した空気排出手段から高温ガス中へ排出す
るようにしたことを特徴とする空冷セラミック静翼。 - 【請求項２】セラミック製の翼部の内側および外側を夫
々セラミック製の内側シュラウドおよび外側シュラウド
で挟持するとともに、これらに貫通させた芯金で締め付
けて一体的に固定するとともに、前記セラミック製の翼
部の内面側に冷却用空気が供給される空冷セラミック静
翼において、前記セラミック製の翼部の後縁を開断面構
造に形成したことを特徴とする空冷セラミック静翼。 - 【請求項３】セラミック製の翼部の内側および外側を夫
々セラミック製の内側シュラウドおよび外側シュラウド
で挟持するとともに、これらに貫通させた芯金で締め付
けて一体的に固定したセラミック静翼において、前記翼
部と芯金との間に多数の細孔の穿設されている薄板を翼
部と芯金の両者に対して夫々空隙を保つように介挿する
とともに、前記翼部の後縁側を開断面構造に形成し、前
記芯金と薄板との間に供給した冷却空気を前記薄板に穿
設されている多数の細孔を通して前記セラミック製の翼
部の内面側へ吹き出させ、この冷却空気を前記翼部の後
縁から高温ガス中へ排出するようにしたことを特徴とす
る空冷セラミック静翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11394792A JPH05288002A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 空冷セラミック静翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11394792A JPH05288002A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 空冷セラミック静翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288002A true JPH05288002A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14625200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11394792A Withdrawn JPH05288002A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 空冷セラミック静翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288002A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058158A1 (en) * | 1997-06-19 | 1998-12-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Device for sealing gas turbine stator blades |
| JP2011102582A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | General Electric Co <Ge> | 翼形部熱シールド |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP11394792A patent/JPH05288002A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058158A1 (en) * | 1997-06-19 | 1998-12-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Device for sealing gas turbine stator blades |
| US6217279B1 (en) | 1997-06-19 | 2001-04-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Device for sealing gas turbine stator blades |
| JP2011102582A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | General Electric Co <Ge> | 翼形部熱シールド |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |