JPS6189904A - セラミツク静翼構造 - Google Patents
セラミツク静翼構造Info
- Publication number
- JPS6189904A JPS6189904A JP21138984A JP21138984A JPS6189904A JP S6189904 A JPS6189904 A JP S6189904A JP 21138984 A JP21138984 A JP 21138984A JP 21138984 A JP21138984 A JP 21138984A JP S6189904 A JPS6189904 A JP S6189904A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- ceramic
- stator blade
- side plate
- combustion gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/284—Selection of ceramic materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスタービン用セラミック静翼に係シ、特に静
翼各部の熱変形を可能な限シ自由とし熱応力の緩和を図
ると共に、難成形性のセラミック部材の製作を容易にす
るに好適な静翼全体構造に関する。
翼各部の熱変形を可能な限シ自由とし熱応力の緩和を図
ると共に、難成形性のセラミック部材の製作を容易にす
るに好適な静翼全体構造に関する。
従来のガスタービン静翼では翼内壁から冷却し、翼を材
料の耐熱温度以下に抑えているが、特にサイドウオール
とｎ部間に扇度差が生じ大きな熱応力の発生を招き、と
きには当該部にき裂が発生するなどの問題がある。この
ため、サイドウオールから買付根近傍へ冷却空気を放出
するなどの構造がとられているが、根本的な対策とはな
っていない。また翼が金属からなる限りにおいては、翼
内壁からの冷却は必要不可欠であり、冷却空気流路確保
の点から自ら静翼全体の構造は制限されるという欠点が
あった。
料の耐熱温度以下に抑えているが、特にサイドウオール
とｎ部間に扇度差が生じ大きな熱応力の発生を招き、と
きには当該部にき裂が発生するなどの問題がある。この
ため、サイドウオールから買付根近傍へ冷却空気を放出
するなどの構造がとられているが、根本的な対策とはな
っていない。また翼が金属からなる限りにおいては、翼
内壁からの冷却は必要不可欠であり、冷却空気流路確保
の点から自ら静翼全体の構造は制限されるという欠点が
あった。
本発明の目的はガスタービン静翼において、温度レベル
の大きく異なるｎ部及び上、下サイドウオールを分離し
、各部材が温度変化に伴ってそれぞれ自由に膨張、収縮
できるように構成した上で嵌合によシ全体が組み立てら
れる耐熱衝撃強度の高い静置を提供することにある。
の大きく異なるｎ部及び上、下サイドウオールを分離し
、各部材が温度変化に伴ってそれぞれ自由に膨張、収縮
できるように構成した上で嵌合によシ全体が組み立てら
れる耐熱衝撃強度の高い静置を提供することにある。
〔発明の概要〕
燃焼ガスが１３００Ｃ以上になると静翼材料にはセラミ
ックスがその耐熱性の観点から優れている。
ックスがその耐熱性の観点から優れている。
しかし、セラミックスは従来の耐熱超合金に比べ靭性あ
るいは耐熱衝強度、さらにはその変形能において劣って
いる。したがって、セラミックスの使用に当っては、温
度レベルの異なる領域毎に分離し、各領域毎に自由膨張
、収縮可能とすることが耐熱衝撃性の面から必要である
。幸いなことにセラミックスは材料自体が耐熱性に優れ
ているため、金属製静翼では必要不可欠であった静翼内
壁の空気冷却を必要としない。このため従来の金属製静
翼で必要とされている冷却空気流路が基本的には不要で
ある。この点に着目するとき、静翼を温度レベルの大き
く異なる翼部と上、下サイドウオールを予め別個に製作
した上で、嵌合によシ組み立てる構造とすることにより
静翼の耐熱衝撃性を向上させることができる。本発明は
以上の如く、構造の分離とそれらの互いにルースな嵌合
による組み立てを可能とするものである。
るいは耐熱衝強度、さらにはその変形能において劣って
いる。したがって、セラミックスの使用に当っては、温
度レベルの異なる領域毎に分離し、各領域毎に自由膨張
、収縮可能とすることが耐熱衝撃性の面から必要である
。幸いなことにセラミックスは材料自体が耐熱性に優れ
ているため、金属製静翼では必要不可欠であった静翼内
壁の空気冷却を必要としない。このため従来の金属製静
翼で必要とされている冷却空気流路が基本的には不要で
ある。この点に着目するとき、静翼を温度レベルの大き
く異なる翼部と上、下サイドウオールを予め別個に製作
した上で、嵌合によシ組み立てる構造とすることにより
静翼の耐熱衝撃性を向上させることができる。本発明は
以上の如く、構造の分離とそれらの互いにルースな嵌合
による組み立てを可能とするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図によシ説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の概略図を示すもので、セラ
ミック製の翼部ｌは、溝７を設けたセラミック側板２及
び溝８を設けた側板３に嵌合されておシ、これらは上サ
イドウオール４及び下サイドウオール５を介して、翼部
１の内部に配置された上、下サイドウオールの４，５を
互いに締結固定する芯部材６によυ固定される。第２図
にはｎ部１１側板２及び側板３をそれぞれ示す。側板２
及び側板３にはそれぞれ翼部１の断面翼形外周に嵌合可
能な翼形状の溝が形成されておシ、翼部１の両端はそれ
ぞれ該溝７．８に嵌合によシ組み立てられる。
ミック製の翼部ｌは、溝７を設けたセラミック側板２及
び溝８を設けた側板３に嵌合されておシ、これらは上サ
イドウオール４及び下サイドウオール５を介して、翼部
１の内部に配置された上、下サイドウオールの４，５を
互いに締結固定する芯部材６によυ固定される。第２図
にはｎ部１１側板２及び側板３をそれぞれ示す。側板２
及び側板３にはそれぞれ翼部１の断面翼形外周に嵌合可
能な翼形状の溝が形成されておシ、翼部１の両端はそれ
ぞれ該溝７．８に嵌合によシ組み立てられる。
第３図は翼部のコード方向に直角な断面を示す図で、翼
部１は該翼部の試断面形状に適合して側板２及び３にそ
れぞれ設けられた溝７，８に両端がそれぞれ嵌合されて
いる。この側板２及び３はそれぞれ上、下サイドウオー
ル４．５より押圧固定される。一方、該上、下サイドウ
オールは芯部材６により互いに堅固に固定されている。
部１は該翼部の試断面形状に適合して側板２及び３にそ
れぞれ設けられた溝７，８に両端がそれぞれ嵌合されて
いる。この側板２及び３はそれぞれ上、下サイドウオー
ル４．５より押圧固定される。一方、該上、下サイドウ
オールは芯部材６により互いに堅固に固定されている。
いま、この静翼が高温高速の燃焼ガス流に曝された場合
を考える。本実施例では該燃焼ガスに直接曝される部分
は全てセラミックスからなり、１３００Ｃ級の高温ガス
に十分な耐熱性を有している。まｆＣＲ部１は側板２及
び３の溝７及び８に嵌合されているので、高温ガスの高
連流に対し該溝７及び８にて固定支持される。すなわち
側板２及び３には芯部材６が貫通しておシ、該側板は芯
部材６と貫通孔９及び１０で嵌合され、該芯部材は上、
下サイドウオール４及び５に締結固定され、該上サイド
ウオールはガスタービンの外ケーシングとリテーナリン
グ（いずれも図示せず）に固定支持されているので、結
局翼部１、さらには側板２．３いずれも外ケーシングに
支持されていることになる。一方、芯部材６及び上、下
サイドウオール４及び５は金属からなシ十分な強度を有
することは、従来構造の静翼で十分確認される。これら
金属製の部材は直接高温ガスに曝されないので耐熱性は
十分保証されると共に、必要であれば該金属製部材のみ
を冷却することが容易に可能である。
を考える。本実施例では該燃焼ガスに直接曝される部分
は全てセラミックスからなり、１３００Ｃ級の高温ガス
に十分な耐熱性を有している。まｆＣＲ部１は側板２及
び３の溝７及び８に嵌合されているので、高温ガスの高
連流に対し該溝７及び８にて固定支持される。すなわち
側板２及び３には芯部材６が貫通しておシ、該側板は芯
部材６と貫通孔９及び１０で嵌合され、該芯部材は上、
下サイドウオール４及び５に締結固定され、該上サイド
ウオールはガスタービンの外ケーシングとリテーナリン
グ（いずれも図示せず）に固定支持されているので、結
局翼部１、さらには側板２．３いずれも外ケーシングに
支持されていることになる。一方、芯部材６及び上、下
サイドウオール４及び５は金属からなシ十分な強度を有
することは、従来構造の静翼で十分確認される。これら
金属製の部材は直接高温ガスに曝されないので耐熱性は
十分保証されると共に、必要であれば該金属製部材のみ
を冷却することが容易に可能である。
縞４図は側板２及び３において溝を設けない本発明の他
の実施例で、具部１内部を貫通する芯部材（本図には図
示せず）のみによシ該興部を支持する例でおる。
の実施例で、具部１内部を貫通する芯部材（本図には図
示せず）のみによシ該興部を支持する例でおる。
本発明によれば、静翼の比較的高温部となる翼部と、高
温ガス流の側壁を形成する比較的低温部を分離独立させ
ることになるので、翼部とサイドウオール間の温度差に
基づく変形差による熱応力発生を大幅に緩和できる。こ
の結果、セラミック静翼の強度信頼性を大幅に向上させ
ることができる。
温ガス流の側壁を形成する比較的低温部を分離独立させ
ることになるので、翼部とサイドウオール間の温度差に
基づく変形差による熱応力発生を大幅に緩和できる。こ
の結果、セラミック静翼の強度信頼性を大幅に向上させ
ることができる。
一方、翼部とサイドウオールを分離したことによって、
信頼性確保の難しい複雑構造の製作をしなくて済むとい
う、セラミックスの成形上の困難を避けることが可能で
あるという効果がある。さらに、静翼の中難しい条件下
に置かれ損傷の最も大きい翼部のみを容易に交換できる
という副次的な効果も得られる。
信頼性確保の難しい複雑構造の製作をしなくて済むとい
う、セラミックスの成形上の困難を避けることが可能で
あるという効果がある。さらに、静翼の中難しい条件下
に置かれ損傷の最も大きい翼部のみを容易に交換できる
という副次的な効果も得られる。
また、高温ガスに直接曝される部分を全てセラミックス
より構成されているので、従来に比べ極めて少量の冷却
空気による冷却で高温に耐える静翼を提供できるので、
結果として高効率のガスタービンを実現させることが可
能であるという効果も期待できる。
より構成されているので、従来に比べ極めて少量の冷却
空気による冷却で高温に耐える静翼を提供できるので、
結果として高効率のガスタービンを実現させることが可
能であるという効果も期待できる。
第１図は静翼全体の組立て斜視図で、部分的に切断面で
ある。第２図は静翼の構成部品の斜視図、第３図は静翼
全体の縦断面図、第４図は静翼の構成部品の斜視図であ
る。 １・・・翼部、２，３・・・セラミック側板、４．５・
・・上。 下サイドウオール、６・・・芯部材、７．８・・・溝、
９゜１０・・・貫通孔。
ある。第２図は静翼の構成部品の斜視図、第３図は静翼
全体の縦断面図、第４図は静翼の構成部品の斜視図であ
る。 １・・・翼部、２，３・・・セラミック側板、４．５・
・・上。 下サイドウオール、６・・・芯部材、７．８・・・溝、
９゜１０・・・貫通孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高温燃焼ガスを仕事をなす回転動翼に導くための静
翼であって、ガスタービンの半径方向の外周側では、ケ
ーシング内にリテーナリングが該ケーシングに固定配置
され、一方、内周側にはサポートリングが設けられ、各
リングは冷却空気流路等の形成に用いられており、該サ
ポートリングは該リテーナリングに嵌合結合された多数
の静翼により吊持ちされ、該静翼の各々は動翼への燃焼
ガス流の方向を変える翼部と該翼部の上側には上サイド
ウォール、下側には下サイドウォールが設けられており
、該翼部と共に動翼への燃焼ガスの適正な流路を形成し
ているガスタービン静翼において、 セラミック静翼の翼部と上、下サイドウォールを互いに
分離した組立て構造としたことを特徴とするセラミック
静翼構造。 ２、特許請求の範囲の第１項において、金属製サイドウ
ォールの燃焼ガス流路側にセラミック側板を配置し、該
側板により翼部を支持することを特徴とするセラミック
静翼構造。 ３、特許請求の範囲の第１項、もしくは第２項において
、該セラミック側板に翼形状の溝を設け、該溝に翼部を
嵌合支持することを特徴とするセラミック静翼構造。 ４、特許請求の範囲の第１項、もしくは第２項において
、該セラミック側板に凸部を設け、該凸部に嵌合する溝
を設けた翼部を配置し互いに嵌合させたことを特徴とす
るセラミック静翼構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21138984A JPS6189904A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | セラミツク静翼構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21138984A JPS6189904A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | セラミツク静翼構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6189904A true JPS6189904A (ja) | 1986-05-08 |
Family
ID=16605147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21138984A Pending JPS6189904A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | セラミツク静翼構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6189904A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62605A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン静翼 |
| JPH03115702A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-16 | Hitachi Ltd | セラミック静翼 |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP21138984A patent/JPS6189904A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62605A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン静翼 |
| JPH03115702A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-16 | Hitachi Ltd | セラミック静翼 |
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