JPH112103A - ガスタービン静翼インサート挿入構造及び方法 - Google Patents

ガスタービン静翼インサート挿入構造及び方法

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JPH112103A JP9156797A JP15679797A JPH112103A JP H112103 A JPH112103 A JP H112103A JP 9156797 A JP9156797 A JP 9156797A JP 15679797 A JP15679797 A JP 15679797A JP H112103 A JPH112103 A JP H112103A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １５００℃級のガスタービンを実現するため
に、ガスタービン静翼が１５００℃の高温にも耐え得る
ものとするためのインサート挿入構造及びその方法を実
現する。 【解決手段】 ガスタービン静翼１の中空穴２，３，４
に挿入されるインサート５，６，７の側面に取付けられ
た２枚のシール板９と、同シール板９が嵌合された溝１
１を有し上記中空穴２，３，４の壁面に取付けられたシ
ールブロック１０とにより形成された構造とし、また、
ガスタービン静翼の中空穴の壁面に２個のシールブロッ
クを取付けた後、それぞれのシールブロックにシール板
が嵌合される溝を形成する方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン静翼
インサート挿入構造及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般のガスタービンの静翼は、図４に示
すように、前部中空穴２、中間部中空穴３、後部中空穴
４が設けられ、それぞれの中空穴２，３，４には中空の
前部インサート５、中間部インサート６、後部インサー
ト７が挿入される。これらのインサート５，６，７は、
直径が０．１〜０．５mmの冷却空気噴出孔８が多数設け
られた薄板で製作されている。
【０００３】上記ガスタービンの駆動中は、インサート
５，６，７の中空部に冷却空気が供給され、この冷却空
気はそれぞれのインサート５，６，７に設けられた冷却
空気噴出孔８を通過して中空穴２，３，４の壁面に当た
り、ガスタービン静翼１を冷却する。
【０００４】この場合、インサート５，６，７の冷却空
気噴出孔８がオリフィスとなって冷却空気の流量を絞る
ため、冷却空気によるガスタービン静翼１の冷却が効果
的に行われる。
【０００５】従来のガスタービン静翼においては、イン
サート５，６，７を保持するとともに冷却空気を通すた
め、図５に示すように中空穴２，３，４の壁面にそれぞ
れ３個以上の突起部２０が設けられ、インサート５，
６，７はこの突起部２０とのはめ合い構造となってい
た。
【０００６】なお、これらの突起部２０は、インサート
５，６，７がこれらにより確実に保持されるように、イ
ンサート５，６，７の外形寸法に応じて機械仕上げされ
ていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のガスタービン静
翼においては、前記のように中空穴の壁面に突起部が設
けられ、インサートはこの突起部とのはめ合い構造とな
っていた。
【０００８】従来のガスタービンは、燃焼ガスの温度が
１５００℃以下であったが、近年、ガスタービンの効率
向上のため、１５００℃級のものの開発が進められてい
る。この１５００℃級のガスタービンについては、イン
サートは厚さ０．５mmのハステロイ板を用いて製作する
必要がある。
【０００９】そのため、ガスタービン静翼を従来のもの
と同様の構造とした場合、突起部の加工が困難になると
ともに、インサートの位置決めが難しくなり、部分的に
タービン静翼の冷却が十分に行われない部分が生じ、１
５００℃の高温ガスに耐えられなくなるおそれがあっ
た。本発明は上記の課題を解決しようとするものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のガスタービン静翼インサート挿入構造
は、側面に複数の冷却空気噴出孔を有するインサートが
挿入された中空穴が設けられ上記冷却空気噴出孔より噴
出する冷却空気によりその内面が冷却されるガスタービ
ン静翼において、上記インサートの側面に配設された２
枚のシール板、および同シール板が嵌合された溝を有し
上記中空穴の壁面に配設された２個のシールブロックに
より形成されたことを特徴としている。
【００１１】上記において、インサートの側面には、同
程度の薄肉のシール板が取付けられ、ガスタービン静翼
には、同様に厚肉のシールブロックが取付けられるた
め、スポット溶接による仮付け時、及びろう付けによる
本付け時に歪を生じることがなく、それぞれ高精度の取
付けが可能となる。
【００１２】そのため、ガスタービン静翼の確実な冷却
を可能とするその中空穴へのインサートの挿入ができる
ようになり、ガスタービン静翼は１５００℃の高温に耐
え得るものとなって、１５００℃級のガスタービンの実
現が可能となる。
【００１３】（２）本発明のガスタービン静翼インサー
ト挿入方法は、ガスタービン静翼の中空穴の壁面に２個
のシールブロックを取付け、それぞれのシールブロック
にシール板が嵌合される溝を形成した後、インサートの
側面に２枚のシール板を取付け、その後、２枚のシール
板をそれぞれ２個のシールブロックの溝に嵌合させなが
ら上記中空穴にインサートを挿入することを特徴として
いる。
【００１４】上記において、シールブロックは、ガスタ
ービン静翼の中空穴の壁面に取付けられた後、溝加工が
施されるため、上記発明（１）におけるガスタービン静
翼へのシールブロックの高精度の取付け、インサートへ
のシール板の高精度の取付けとともに、高精度の溝の形
成が可能となる。
【００１５】そのため、上記発明（１）と同様、ガスタ
ービン静翼の確実な冷却を可能とするその中空穴へのイ
ンサートの挿入が可能となり、１５００℃級のガスター
ビンの実現が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係るガス
タービン静翼インサート挿入構造について、図１及び図
２により説明する。
【００１７】なお、本実施形態は、前部中空穴２、中間
部中空穴３、後部中空穴４が設けられ、それぞれの中空
穴２，３，４に板厚が０．５mmで中空の前部インサート
５、中間部インサート６、後部インサート７が挿入され
る１５００℃級のガスタービン静翼１に適用されたもの
である。
【００１８】図１及び図２に示す本実施形態に係るガス
タービン静翼インサート挿入構造は、前部インサート５
の側面にそれぞれ設けられたシール板９ａ，９ｂ、中間
部インサート６の側面にそれぞれ設けられたシール板９
ｃ，９ｄ、後部インサート７の側面にそれぞれ設けられ
たシール板９ｅ，９ｆ、前部中空穴２の壁面に設けられ
上記シール板９ａ，９ｂがそれぞれ挿入された突起部１
０ａとシールブロック１０ｂ、中間部中空穴３の壁面に
設けられ上記シール板９ｃ，９ｄがそれぞれ挿入された
シールブロック１０ｃ，１０ｄ、後部中空穴４の壁面に
設けられ上記シール板９ｅ，９ｆがそれぞれ挿入された
シールブロック１０ｅと壁面部１０ｆを備えている。
【００１９】なお、上記突起部１０ａ、シールブロック
１０ｂ〜１０ｅ、壁面部１０ｆにはそれぞれ溝１１ａ〜
１１ｆが設けられ、上記シール板９ａ〜９ｆはそれぞれ
溝１１ａ〜１１ｆに挿入されている。また、シール板９
ａ〜９ｆの板厚は０．２５mmであり、溝１１ａ，１１
ｃ，１１ｆの溝幅は０．４mm、溝１１ｂ，１１ｄ，１１
ｅの溝幅は０．６mmである。
【００２０】次に、本実施形態に係るガスタービン静翼
インサート挿入構造の形成のためのインサート挿入方法
について、図３により説明する。ガスタービン静翼１の
鋳物が入荷すると、まず、シールブロック１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄ，１０ｅを取付ける部位についてシールブロ
ック座の加工を行う。
【００２１】次に、このシールブロック座にシールブロ
ック１０ｂ〜１０ｅをスポット溶接により仮付けした
後、ろう付けにより本付けする。本付けされたシールブ
ロック１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅは、突起部１０
ａと壁面部１０ｆとともにワイヤカットにより溝加工が
施され、溝１１ａ〜１１ｆが形成される。
【００２２】次に、上記溝１１ａ〜１１ｆにシール板９
ａ〜９ｆを嵌合させた後、それぞれのインサート５，
６，７をそれぞれの中空穴２，３，４に挿入し、それぞ
れのインサート５，６，７にそれぞれのシール板９ａ〜
９ｆをスポット溶接により仮付けする。この仮付けの終
了後は、それぞれのインサート５，６，７をそれぞれの
中空穴２，３，４から引き抜き、ろう付けによるシール
板９ａ〜９ｆの本付けを行う。
【００２３】それぞれのインサート５，６，７へのシー
ル板９ａ〜９ｆのろう付けによる本付けの終了後は、シ
ール板９ａ〜９ｆをそれぞれ溝１１ａ〜１１ｆへ嵌合さ
せながら、再びそれぞれのインサート５，６，７をそれ
ぞれの中空穴２，３，４へ挿入し、作業を完了する。
【００２４】上記において、ガスタービン静翼１とシー
ルブロック１０ｂ〜１１ｅはいずれも厚肉のため、シー
ルブロック１０ｂ〜１０ｅをガスタービン静翼１へスポ
ット溶接により仮付けする場合、また、突起部１０ａ、
シールブロック１０ｂ〜１０ｅ、壁面部１０ｆへワイヤ
カットにより溝加工を施す場合に歪を生じることがな
く、高精度の溝１１ａ〜１１ｆを形成することができ
た。
【００２５】また、シール板９ａ〜９ｆは肉厚が０．２
５mm、インサート５，６，７は０．５mmで同程度のた
め、また、シール板９ａ〜９ｆは溝１１ａ〜１１ｆに嵌
合させてスポット溶接を行うため、インサート５，６，
７にスポット溶接により仮付けされたシール板９ａ〜９
ｆの精度を確保することができた。
【００２６】更に、溝１１ａ，１１ｃ，１１ｆの溝幅は
０．４mm、溝１１ｂ，１１ｄ，１１ｅの溝幅は０．６mm
とし、インサート５，６，７に対してそれぞれ２枚のシ
ール板を取付け、それぞれのインサート５，６，７の一
方のシール板が挿入される溝の溝幅を０．４mmとし、他
方のシール板が挿入される溝の溝幅を０．６mmとしたた
め、それぞれのインサート５，６，７をそれぞれの中空
穴２，３，４に容易に挿入することができるようになる
とともに、それぞれの溝１１ａ〜１１ｆにおける冷却空
気の漏れを一定の範囲内とすることができた。
【００２７】本実施形態においては、上記のようにシー
ルブロックとシール板を用いるものとしたため、ガスタ
ービン静翼の中空穴内でのインサートの的確な位置決め
が可能となり、ガスタービン静翼の確実な内部冷却がで
きるようになったため、ガスタービン静翼が１５００℃
の高温にも耐え得るものとなり、１５００℃級のガスタ
ービンの実現が可能となった。
【００２８】
【発明の効果】本発明のガスタービン静翼インサート挿
入構造及び方法においては、ガスタービン静翼の中空穴
に挿入されるインサートの側面に取付けられた２枚のシ
ール板と、同シール板が嵌合された溝を有し上記中空穴
の壁面に取付けられたシールブロックとにより形成され
た構造としたことによって、インサートには同程度の薄
板のシール板が取付けられ、ガスタービン静翼には同様
に厚肉のシールブロックが取付けられたため、それぞれ
の取付け時において歪の発生を防止することができ、ガ
スタービン静翼の確実な冷却を可能とするその中空穴へ
のインサートの挿入が可能となり、１５００℃級のガス
タービンの実現が可能となる。
【００２９】また、ガスタービン静翼の中空穴の壁面に
２個のシールブロックを取付けた後、それぞれのシール
ブロックにシール板が嵌合される溝を形成する方法とし
たことによって、一層精度の高い溝を形成することがで
き、１５００℃のガスタービンの実現の可能性が更に向
上する。
【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静翼
の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は突起部とシール
板の嵌合部、（ｃ）はシールブロックとシール板の嵌合
部（溝幅０．４mm）、（ｄ）はシールブロックとシール
板の嵌合部（溝幅０．６mm）、（ｅ）は壁面部とシール
板の嵌合部の説明図である。
【図２】上記一実施形態に係るシールブロックとシール
板の取付け状態の説明図で、（ａ）はシール板、（ｂ）
はシールブロックの説明図である。
【図３】上記一実施形態に係るインサート挿入方法の説
明図である。
【図４】一般のガスタービン静翼の外観図で、（ａ）は
全体図、（ｂ）は中空穴に挿入されるインサートの説明
図である。
【図５】従来のガスタービン静翼の平面図である。
【符号の説明】
１ ガスタービン静翼 ２，３，４ 中空穴 ５，６，７ インサート ８ 冷却空気噴出孔 ９ａ〜９ｆ シール板 １０ａ 突起部 １０ｂ〜１０ｅ シールブロック １０ｆ 壁面部 １１ａ〜１１ｆ 溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 側面に複数の冷却空気噴出孔を有するイ
    ンサートが挿入された中空穴が設けられ上記冷却空気噴
    出孔より噴出する冷却空気によりその内面が冷却される
    ガスタービン静翼において、上記インサートの側面に配
    設された２枚のシール板、および同シール板が嵌合され
    た溝を有し上記中空穴の壁面に配設された２個のシール
    ブロックにより形成されたことを特徴とするガスタービ
    ン静翼インサート挿入構造。
  2. 【請求項２】 ガスタービン静翼の中空穴の壁面に２個
    のシールブロックを取付け、それぞれのシールブロック
    にシール板が嵌合される溝を形成した後、インサートの
    側面に２枚のシール板を取付け、その後、２枚のシール
    板をそれぞれ２個のシールブロックの溝に嵌合させなが
    ら上記中空穴にインサートを挿入することを特徴とする
    ガスタービン静翼インサート挿入方法。
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