JPH0648081Y2 - ガスタービン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ジェットエンジン等に適用されるガスタービ
ンに関し、より詳細には静翼、リングおよび翼環一体型
ガスタービンの熱応力による亀裂発生防止技術に関す
る。

従来の技術 一般に、ガスタービンは、第３図に示すように、圧縮機
１、燃焼器２およびタービン３を有する構成とされ、圧
縮機１とタービン３とに設けられた共通な回転軸４に発
電機５が連結されている。そして、圧縮機１で圧縮した
空気を燃焼器２に供給するとともに、この燃焼器２に燃
料を供給して燃焼させ、その燃焼ガスをタービン３に導
入して仕事に供し、発電機５を回転させるようになって
いる。

ところで、このようなガスタービン特に小型のガスター
ビンにあっては、構成のコンパクト化が望まれ、部品点
数の低減が図られている。

その一手段として、従来、タービン３を構成する静翼
と、この静翼の内外周に配置されガス通路を形成するリ
ングと、静翼下流側に設けられる動翼の外周側を覆う翼
環とを一体構造とすることが知られている。

第４図および第５図は、このような構造を有するタービ
ンの一例を示している。即ち、第４図に示すように、燃
焼器２から導入される燃焼ガスａのガス通路６内に、第
１段および第２段の静翼７および動翼８が配置されてい
る。そして、第５図に示すように、静翼７と、この静翼
７の内外周に配置されガス通路６を形成するリング９
と、動翼８の外周を覆う翼環10とが、一体的に構成され
ている。

このような構成により、単独静翼の組立て方式によるも
のに比べて、部品点数が低減し、タービン全体のコンパ
クト化が図られる。

考案が解決しようとする課題 ところが、静翼７の後縁部7aは、第５図に示す如く流路
抵抗低減のため薄肉とされており、その部分の板厚が各
リング９に比して極めて小さい。したがって、これらが
一体構造とされている場合には、ガスタービン起動時ま
たは停止時において静翼７の後縁部7aがリング９に比し
て急激に温度上昇または降下する。

このため、上述した従来の構成では、静翼７とリング９
との大きな温度差によって、静翼７のリング９に対する
付根部7bに非常に大きな熱応力が発生し、応力集中によ
り付根部7bに亀裂が生じ易いものであった。

課題を解決するための手段 本考案は、このような従来技術の課題を解決するため
に、静翼と、この静翼の内外周に配置されガス通路を形
成するリングと、前記静翼の下流側に設けられる動翼の
外周側を覆う翼環とを一体構造としたガスタービンにお
いて、前記各リングの少なくとも静翼下流側部分をそれ
ぞれ二重壁構造とし、かつ二重壁構造のリングのうち、
ガス通路に面する側のリング部の各静翼間部位に、その
リング部の端縁にて開口するスリットを形成したもので
ある。

作用 このような手段によれば、静翼後縁部に近いリング部分
が二重壁構造で薄肉となるから、板厚の差による静翼後
縁部とリングとの温度差が減少する。また、二重壁構造
のリングのうち、ガス通路側つまり静翼付根部側のリン
グ部にスリットを形成したので、ガスタービン起動時ま
たは停止時に、静翼後縁部とリング部との温度差による
熱伸びがスリットによって吸収され、したがって静翼付
根部の熱応力発生が抑制され、亀裂防止が有効的に図れ
るようになる。

しかも、二重壁構造のリングのうち、スリットはガス通
路に面する側の一方のリング部にのみ形成されているか
ら、圧縮機で生成した高圧ガスは、二重壁を構成する他
方のリング部によって閉塞され、スリットを介して外部
に漏れることはない。

実施例 以下図面を参照して、本考案の一実施例について詳述す
る。

第１図および第２図は本考案の一実施例を示し、第３図
および第４図に示したものと同一の部分には同一の符号
を付して説明する。

第１図および第２図に示すように、本実施例において
も、燃焼器２から導入される燃焼ガスａのガス通路６内
に、第１段および第２段の静翼７および動翼８が配置さ
れている。そして、静翼７と、この静翼７の内外周に配
置されガス通路６を形成するリング９と、動翼８の外周
を覆う翼環10とが、一体的に構成されている。

このものにおいて、各リング９の軸方向両端部、即ち静
翼上下流部分がそれぞれ二重壁構造部11、12とされてい
る。この二重壁構造部11、12のうち、静翼下流側のもの
12におけるガス通路６に面する側の一方のリング部12a
には、各静翼７相互間に位置して、そのリング部12aの
端縁にて開口するスリット13が一定長さで形成されてい
る。また、各スリット13の止端部には、そのスリット13
の幅よりも大径な円形孔14が連通して形成してある。

なお、ガス通路６に面しない側の他方のリング部12bに
はスリットは形成されず、翼環10に連設されている。以
上の構成は第１段、第２段の静翼部において共通であ
る。

しかして、上記構成によれば、静翼７の後縁部7aに近い
リング部分が二重壁構造で薄肉となるから、板厚の差に
よる静翼後縁部7aとリング９との温度差が減少する。ま
た、二重壁構造部12のうち、ガス通路６側つまり静翼付
根部7b側のリング部12aにスリット13および円形孔14を
形成したので、ガスタービン起動時または停止時に、静
翼後縁部7aとリング部12aとの温度差による熱伸びがス
リット13および円形孔14によって吸収され、したがって
静翼付根部7bの熱応力発生が抑制され、亀裂防止が有効
的に図れるようになる。特に、スリット13の止端部に円
形孔14を設けた構造により、応力分散が有効的に作用す
る。

しかも、二重壁構造部12のうち、スリット13はガス通路
６に面する側の一方のリング部12aにのみ形成されてい
るから、圧縮機で生成した高圧ガスは、二重壁を構成す
る他方のリング部12bによって閉塞され、スリット13を
介して外部に漏れることはない。

また、静翼７、リング９および翼環10は一体構成のまま
であるから、部品点数低減による利点は維持される。

なお、前記実施例では、リング９の前後端部の両方を二
重壁構造部11、12としたが、少なくとも後縁側部を二重
壁構造にすることで所期の目的は十分に達成できる。

また、スリット13の止端部に円形孔14を形成したが、こ
れは亀裂発生防止上、最も有効な例であって、円形孔14
の形成は場合によって省略できるものである。

考案の効果 以上述べたように、本考案によれば、静翼、リング及び
翼環一体構造のものにあって、リング後縁部を二重壁構
造とし、熱応力の発生し易いガス通路側にスリットと設
けたことにより、静翼のリングに対する付根部での熱伸
び差の吸収による過大な応力の発生防止、ひいては亀裂
発生防止が、ガス漏れなく、しかも構成コンパクト化を
阻害することなく、有効的に図れるガスタービンが提供
される。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例を示す斜視図、第２図は同実
施例を示す中央部縦断面図、第３図はガスタービンの一
般的構成例を示す系統図、第４図は従来例を示す中央部
縦断面図、第５図は同斜視図である。 ６……ガス通路、７……静翼、7a……静翼後縁部、８…
…動翼、９……リング、10……翼環、13……スリット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】静翼と、この静翼の内外周に配置されガス
   通路を形成するリングと、前記静翼の下流側に設けられ
   る動翼の外周側を覆う翼環とを一体構造としたガスター
   ビンにおいて、前記各リングの少なくとも静翼下流側部
   分をそれぞれ二重壁構造とし、かつ二重壁構造のリング
   のうち、ガス通路に面する側のリング部の各静翼間部位
   に、そのリング部の端縁にて開口するスリットを形成し
   たことを特徴とするガスタービン。