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JP6726776B2 - Cooling structure for split ring of gas turbine and gas turbine having the same - Google Patents

Cooling structure for split ring of gas turbine and gas turbine having the same Download PDF

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JP6726776B2
JP6726776B2 JP2019002805A JP2019002805A JP6726776B2 JP 6726776 B2 JP6726776 B2 JP 6726776B2 JP 2019002805 A JP2019002805 A JP 2019002805A JP 2019002805 A JP2019002805 A JP 2019002805A JP 6726776 B2 JP6726776 B2 JP 6726776B2
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

本発明は、燃焼ガスによって回転するガスタービンに関するものである。 The present invention relates to a gas turbine rotated by combustion gas.

従来、回転軸と、回転軸に対して径方向外側に延びるタービン動翼と、タービン動翼から径方向外側に離間して設けられた分割環と、分割環の軸方向に隣接するタービン静翼と、を備えたガスタービンが知られている。タービン静翼及び分割環は、離間して配置されており、タービン静翼と分割環との間には、周方向及び径方向に延びるキャビティが形成されている。このキャビティには、タービン静翼から排出されるシール空気を流し、燃焼ガスの逆流を防止している。 Conventionally, a rotary shaft, a turbine rotor blade that extends radially outward with respect to the rotary shaft, a split ring that is provided radially outward from the turbine rotor blade, and a turbine vane that is axially adjacent to the split ring. A gas turbine equipped with is known. The turbine vane and the split ring are arranged apart from each other, and a cavity extending in the circumferential direction and the radial direction is formed between the turbine vane and the split ring. Seal air discharged from the turbine vanes is flown through this cavity to prevent backflow of combustion gas.

ガスタービンは、径方向外側に形成され、タービン車室又はタービン車室と翼環で囲まれた翼環キャビティから供給される冷却空気を内部に流通させる冷却流路を分割体の内部に形成し、冷却流路に冷却空気を流して、分割環を冷却する分割環冷却構造を備えている(例えば、特許文献1、特許文献2)。なお、冷却空気は、圧縮機出口側の車室空気または圧縮機から抽気される抽気空気を用いるのが一般的である。特許文献1に記載の分割環冷却構造は、分割体の内部に燃焼ガスの流れ方向に冷却空気を流す冷却流路が形成されている。この冷却流路は、燃焼ガスの流れ方向の上流側の端部に冷却空気が供給される開口が形成されている。また、特許文献1に記載の分割環冷却構造は、分割体の回転方向の前方側及び後方側の両端に、回転方向の端部に向けて開口された冷却流路をさらに備えている。 The gas turbine is formed radially outside and has a cooling flow passage formed inside the split body for allowing cooling air supplied from a turbine casing or a blade ring cavity surrounded by the turbine casing and a blade ring to flow therein. A split ring cooling structure that cools the split ring by flowing cooling air through the cooling flow path is provided (for example, Patent Documents 1 and 2). As the cooling air, it is general to use vehicle compartment air on the compressor outlet side or bleed air extracted from the compressor. In the split ring cooling structure described in Patent Document 1, a cooling flow path for flowing cooling air in the flow direction of the combustion gas is formed inside the split body. The cooling flow passage has an opening to which cooling air is supplied at the upstream end in the flow direction of the combustion gas. In addition, the split ring cooling structure described in Patent Document 1 further includes cooling passages that are opened toward ends in the rotation direction at both ends of the split body on the front side and the rear side in the rotation direction.

特許文献2に記載の分割環冷却構造は、分割体の内部に周方向(回転軸の回転方向の前方側及び後方側方向)に冷却空気を流す冷却流路が形成されている。また、特許文献2には、回転軸の回転方向の前方側に冷却空気を流す冷却流路と、回転軸の回転方向とは反対方向の後方側に冷却空気を流す冷却流路とが、燃焼ガスの流れ方向において、交互に配置されている。 In the split ring cooling structure described in Patent Document 2, a cooling flow path for flowing cooling air in the circumferential direction (the front side and the rear side in the rotation direction of the rotating shaft) is formed inside the divided body. Further, in Patent Document 2, a cooling flow passage for flowing cooling air to the front side in the rotation direction of the rotary shaft and a cooling flow passage for flowing cooling air to the rear side in the direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft are combusted. They are arranged alternately in the gas flow direction.

国際公開2011/024242号International publication 2011/024242 米国特許第5375973号明細書US Pat. No. 5,375,973

特許文献1及び特許文献2に示すように、分割体の回転方向の両端に向けて冷却空気を流す冷却流路を設けることで、分割体の回転方向の端部を冷却することができる。ここで、分割環冷却構造としては、特許文献1及び特許文献2の分割環冷却構造でも、改善の余地がある。特許文献1及び特許文献2の分割環冷却構造は、構造が複雑であり、また、冷却空気の利用効率の向上にも限界がある。 As shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is possible to cool the end portions in the rotation direction of the divided body by providing the cooling flow paths for flowing the cooling air toward both ends in the rotation direction of the divided body. Here, as the split ring cooling structure, there is room for improvement even in the split ring cooling structures of Patent Documents 1 and 2. The split ring cooling structures of Patent Document 1 and Patent Document 2 are complicated in structure, and there is a limit to improvement of utilization efficiency of cooling air.

そこで、本発明は、冷却空気を効率よく供給し、冷却空気が使い廻しされて、分割環を効率よく冷却することができる分割環冷却構造及びこれを有するガスタービンを提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a split ring cooling structure capable of efficiently supplying cooling air and reusing the cooling air to efficiently cool the split ring, and a gas turbine having the split ring cooling structure. ..

上記課題を解決するために本発明は、周方向に配設されて環状をなす複数の分割体を有するガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造であって、前記分割体の本体と遮熱環と翼環により囲まれるキャビティと、前記分割体に支持され、多数の穴を備えた衝突板と、前記分割体の本体内の周方向に前記分割体の内周面に沿って配置され、前記分割体の回転方向の前方側又は後方側であって、折り返すことなく一方向に延在し、前記衝突板に覆われた前記キャビティが対面する前記分割体本体の外表面より径方向内側の内部に配置され、一端が前記キャビティに開口し、他端が前記分割体の回転方向の前方側又は後方側の側端部に開口する冷却空気が流れる冷却流路と、を有し、前記冷却流路は、前記冷却空気が前記回転方向の後方側から前方側に向けて排出される第1冷却流路と、前記冷却空気が前記回転方向の前方側から後方側に向けて排出される第2冷却流路と、の内、いずれか一方を含んでいること、を特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a split ring cooling structure for cooling a split ring of a gas turbine having a plurality of ring-shaped split bodies arranged in the circumferential direction, which shields the split body from the main body. A cavity surrounded by a heat ring and a blade ring, a collision plate supported by the divided body and provided with a large number of holes, and arranged along the inner peripheral surface of the divided body in the circumferential direction within the main body of the divided body. , The front side or the rear side in the rotation direction of the divided body, which extends in one direction without folding back and is radially inward from the outer surface of the divided body body facing the cavity covered by the collision plate. And a cooling flow path through which cooling air flows, the cooling air flow path is disposed inside the cavity, one end of which is opened to the cavity, and the other end of which is opened to a side end portion on the front side or the rear side in the rotation direction of the split body, The cooling flow passage has a first cooling flow passage from which the cooling air is discharged from the rear side in the rotation direction toward the front side, and the cooling air is discharged from the front side in the rotation direction toward the rear side. One of the second cooling flow path and the second cooling flow path are included.

この構成によれば、第1冷却流路又は第2冷却流路のいずれか一方の流路が配置された分割体の本体の対流冷却と、本体の径方向外側の外表面をインピンジメント冷却とが二重に作用する冷却構造を有する。また、冷却流路は、流路入口から側端部の開口まで、一度の加工で周方向の曲がり加工により端部開口まで同時加工が出来る。そのため、冷却空気が使い廻しされて、簡単な構造で分割体の回転方向の両端を効率よく冷却することができる。これにより、冷却空気を効率よく供給し、冷却空気量が低減されて、分割環を効率よく冷却することができる。 According to this configuration, the convection cooling of the main body of the divided body in which one of the first cooling flow passage and the second cooling flow passage is arranged, and the impingement cooling of the outer surface of the main body in the radial direction are performed. Has a double-acting cooling structure. Further, the cooling flow passage can be simultaneously processed from the flow passage inlet to the side end opening by bending in the circumferential direction in a single processing up to the end opening. Therefore, the cooling air is reused, and both ends in the rotation direction of the divided body can be efficiently cooled with a simple structure. Thereby, the cooling air is efficiently supplied, the amount of the cooling air is reduced, and the split ring can be efficiently cooled.

前記冷却流路は、燃焼ガスの流れ方向の下流側に配置された冷却流路が、燃焼ガスの流れ方向の上流側に配置された冷却流路より小さい配列ピッチで配列されていることが好ましい。 In the cooling flow passages, it is preferable that the cooling flow passages arranged on the downstream side in the combustion gas flow direction are arranged at an arrangement pitch smaller than that of the cooling flow passages arranged on the upstream side in the combustion gas flow direction. ..

この構成によれば、冷却空気が回転方向の前方側及び後方側の両側端部から排出されるので、両側の端部冷却が更に強化される。 According to this structure, since the cooling air is discharged from both front and rear end portions in the rotation direction, both end cooling is further strengthened.

上記課題を解決するために本発明は、ガスタービンであって、回転可能なタービン軸に取り付けられた前記タービン動翼と、前記タービン動翼に対し軸方向に対向するように固定されたタービン静翼と、前記タービン動翼を周方向に囲む前記分割環と、前記分割環の外周に配置され、かつ前記タービン静翼を支持する前記車室と、上記のいずれかに記載の分割環冷却構造と、を有する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a gas turbine, wherein the turbine rotor blade attached to a rotatable turbine shaft and a turbine rotor fixed so as to axially oppose the turbine rotor blade. A vane, the split ring surrounding the turbine rotor blade in the circumferential direction, the casing arranged on the outer periphery of the split ring and supporting the turbine vane, and the split ring cooling structure according to any one of the above. And.

この構成によれば、分割環を効率よく冷却することができ、燃焼ガスの流路に排出される冷却空気の量を少なくすることができる。これにより、ガスタービンの効率をより高くすることができる。 With this configuration, the split ring can be efficiently cooled, and the amount of cooling air discharged to the flow path of the combustion gas can be reduced. As a result, the efficiency of the gas turbine can be increased.

本発明によれば、キャビティと連通した第1冷却流路と第2冷却流路とを設けることで、冷却空気の使い廻しがされ、簡単な構造で分割体の回転方向の両端を効率よく冷却することができる。これにより、冷却空気が効率よく供給され、冷却空気量が低減されて、分割環を効率よく冷却することができる。 According to the present invention, by providing the first cooling flow path and the second cooling flow path communicating with the cavity, the cooling air is reused, and both ends in the rotation direction of the divided body are efficiently cooled with a simple structure. can do. Thereby, the cooling air is efficiently supplied, the amount of the cooling air is reduced, and the split ring can be efficiently cooled.

図1は、実施例1に係るガスタービンの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine according to the first embodiment. 図2は、実施例1に係るガスタービンのタービン周りにおける部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view around the turbine of the gas turbine according to the first embodiment. 図3は、実施例1に係るガスタービンの分割環の近傍の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the vicinity of the split ring of the gas turbine according to the first embodiment. 図4は、実施例1に係る分割環の分割体の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a divided body of the divided ring according to the first embodiment. 図5は、実施例1に係る分割環の分割体の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a divided body of the divided ring according to the first embodiment. 図6は、実施例1に係る分割環を径方向から見た概略断面図で、図5のA−A線断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the split ring according to the first embodiment as viewed from the radial direction, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図7は、実施例1に係る分割環を燃焼ガスの流れ方向から見た概略断面図で、図6のB−B線断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the split ring according to the first embodiment as viewed from the flow direction of the combustion gas, and is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 6. 図8は、実施例1の変形例に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a divided body according to a modified example of the first embodiment as seen from the radial direction. 図9は、実施例2に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the second embodiment as viewed from the radial direction. 図10は、実施例2に係る分割体を燃焼ガスの流れ方向から見た断面図で、図9のC−C線断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the split body according to the second embodiment as seen from the flow direction of the combustion gas, and is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 9. 図11は、実施例3に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the third embodiment as viewed from the radial direction. 図12は、実施例4に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the fourth embodiment as viewed in the radial direction. 図13は、実施例5に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the fifth embodiment as viewed from the radial direction. 図14は、実施例6に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the sixth embodiment as viewed from the radial direction. 図15は、実施例7に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the seventh embodiment as viewed from the radial direction.

以下、添付した図面を参照して、本発明について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. Further, the constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same.

図1に示すように、実施例1のガスタービン1は、圧縮機5と、燃焼器6と、タービン7とにより構成されている。また、圧縮機5、燃焼器6及びタービン7の中心部には、タービン軸8が貫通して配置されている。圧縮機5、燃焼器6及びタービン7は、タービン軸8の軸心CLに沿って、空気または燃焼ガスの流れ方向FGの上流側から下流側に向かって順に並設されている。 As shown in FIG. 1, the gas turbine 1 according to the first embodiment includes a compressor 5, a combustor 6, and a turbine 7. Further, a turbine shaft 8 penetrates through the central portions of the compressor 5, the combustor 6, and the turbine 7. The compressor 5, the combustor 6, and the turbine 7 are arranged in parallel along the axial center CL of the turbine shaft 8 from the upstream side to the downstream side in the flow direction FG of air or combustion gas.

圧縮機5は、空気を圧縮して圧縮空気とするものである。圧縮機5は、空気を取り込む空気取入口11を有した圧縮機ケーシング12内に、複数段の圧縮機静翼13及び複数段の圧縮機動翼14が設けられている。各段の圧縮機静翼13は、圧縮機ケーシング12に取り付けられて周方向に複数並設され、各段の圧縮機動翼14は、タービン軸8に取り付けられて周方向に複数並設されている。これら複数段の圧縮機静翼13と複数段の圧縮機動翼14とは、軸方向に沿って交互に設けられている。 The compressor 5 compresses air into compressed air. The compressor 5 is provided with a plurality of stages of compressor vanes 13 and a plurality of stages of compressor rotor blades 14 in a compressor casing 12 having an air intake 11 for taking in air. A plurality of compressor vanes 13 of each stage are attached to the compressor casing 12 and are arranged side by side in the circumferential direction, and a plurality of compressor blades 14 of each stage are attached to the turbine shaft 8 and are arranged in parallel in the circumferential direction. There is. The plurality of stages of compressor vanes 13 and the plurality of stages of compressor blades 14 are alternately provided along the axial direction.

燃焼器6は、圧縮機5で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給することで、高温・高圧の燃焼ガスを生成するものである。燃焼器6は、燃焼筒として、圧縮空気と燃料を混合して燃焼させる内筒21と、内筒21から燃焼ガスをタービン7に導く尾筒22と、内筒21の外周を覆い、圧縮機5からの圧縮空気を内筒21に導く外筒23とを有している。この燃焼器6は、タービンケーシング31内に配置され、周方向に複数配置されている。なお、圧縮機で圧縮された空気は、タービンケーシングで囲まれた車室24に一旦溜められ、その後燃焼器に供給される。 The combustor 6 supplies a fuel to the compressed air compressed by the compressor 5 to generate high-temperature and high-pressure combustion gas. The combustor 6 serves as a combustion cylinder, an inner cylinder 21 that mixes and burns compressed air and fuel, a tail cylinder 22 that guides combustion gas from the inner cylinder 21 to the turbine 7, and an outer circumference of the inner cylinder 21. The outer cylinder 23 guides the compressed air from the inner cylinder 21. The combustor 6 is arranged in the turbine casing 31, and a plurality of combustors 6 are arranged in the circumferential direction. The air compressed by the compressor is temporarily stored in the vehicle compartment 24 surrounded by the turbine casing and then supplied to the combustor.

タービン7は、燃焼器6で生成された燃焼ガスにより回転動力を生じるものである。タービン7には、外殻となるタービンケーシング31内に、複数段のタービン静翼32及び複数段のタービン動翼33が設けられている。各段のタービン静翼32は、タービンケーシング31に取り付けられて周方向に複数環状に配置され、各段のタービン動翼33は、タービン軸8の軸心CLを中心とした円盤状のディスクの外周に固定されて周方向に複数環状に配置されている。これら複数段のタービン静翼32と複数段のタービン動翼33とは、軸方向に沿って複数交互に設けられている。 The turbine 7 produces rotational power by the combustion gas generated in the combustor 6. The turbine 7 is provided with a plurality of stages of turbine stationary blades 32 and a plurality of stages of turbine moving blades 33 inside a turbine casing 31 that serves as an outer shell. The turbine vanes 32 of each stage are attached to the turbine casing 31 and are arranged in a plurality of annular shapes in the circumferential direction, and the turbine rotor blades 33 of each stage are formed of a disc-shaped disk centered on the axis CL of the turbine shaft 8. It is fixed to the outer circumference and is arranged in a plurality of annular shapes in the circumferential direction. The plurality of stages of turbine stationary blades 32 and the plurality of stages of turbine moving blades 33 are alternately provided along the axial direction.

タービンケーシング31の軸方向の下流側には、タービン7に連続するディフューザ部54を内部に有した排気室34が設けられている(図1参照)。タービン軸8は、圧縮機5側の端部が軸受部37により支持され、排気室34側の端部が軸受部38により支持されて、軸心CLを中心として回転自在に設けられている。そして、タービン軸8の排気室34側の端部には、発電機(図示せず)の駆動軸が連結されている。 An exhaust chamber 34 having therein a diffuser portion 54 continuous with the turbine 7 is provided on the downstream side of the turbine casing 31 in the axial direction (see FIG. 1 ). The turbine shaft 8 is provided rotatably around the shaft center CL, with the end portion on the compressor 5 side being supported by the bearing portion 37 and the end portion on the exhaust chamber 34 side being supported by the bearing portion 38. A drive shaft of a generator (not shown) is connected to the end of the turbine shaft 8 on the exhaust chamber 34 side.

以下、図2を参照して、タービン7について具体的に説明する。図2に示すように、タービン静翼32は、外シュラウド51と、外シュラウド51から径方向内側に延びた翼形部53と、翼形部の径方向内側に設けられた内シュラウド(図示していない)とにより一体に形成されている。更に、タービン静翼32は、遮熱環、翼環を介して、タービンケーシング31から支持され、固定側となっている。複数段のタービン静翼32は、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側から順に、第1タービン静翼32aと、第2タービン静翼32bと、第3タービン静翼32cと、第4タービン静翼32dとを含んで構成されている。第1タービン静翼32aは、外シュラウド51aと、翼形部53aと、内シュラウド(図示していない)とにより一体に形成されている。第2タービン静翼32bは、外シュラウド51bと、翼形部53bと、内シュラウド(図示していない)とにより一体に形成されている。第3タービン静翼32cは、外シュラウド51cと、翼形部53cと、内シュラウド(図示していない)とにより一体に形成されている。第4タービン静翼32dは、外シュラウド51dと、翼形部53dと、内シュラウド(図示していない)とにより一体に形成されている。 Hereinafter, the turbine 7 will be specifically described with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2, the turbine vane 32 includes an outer shroud 51, an airfoil portion 53 extending radially inward from the outer shroud 51, and an inner shroud (illustrated in the figure) provided radially inward of the airfoil portion. Not) and are integrally formed. Further, the turbine stationary blade 32 is supported from the turbine casing 31 via a heat shield ring and a blade ring, and is a fixed side. The plural stages of turbine vanes 32 are, in order from the upstream side in the flow direction FG of the combustion gas, a first turbine vane 32a, a second turbine vane 32b, a third turbine vane 32c, and a fourth turbine vane. 32d and. The first turbine vane 32a is integrally formed by an outer shroud 51a, an airfoil portion 53a, and an inner shroud (not shown). The second turbine vane 32b is integrally formed by an outer shroud 51b, an airfoil portion 53b, and an inner shroud (not shown). The third turbine vane 32c is integrally formed by an outer shroud 51c, an airfoil portion 53c, and an inner shroud (not shown). The fourth turbine vane 32d is integrally formed by an outer shroud 51d, an airfoil portion 53d, and an inner shroud (not shown).

複数段のタービン動翼33は、複数の分割環52に対向して、径方向の内側にそれぞれ配置されている。各段のタービン動翼33は、各分割環52に対して所定の隙間を空けて離間して設けられており、可動側となっている。複数段のタービン動翼33は、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側から順に、第1タービン動翼33aと、第2タービン動翼33bと、第3タービン動翼33cと、第4タービン動翼33dとを含んで構成されている。そして、第1タービン動翼33aは、第1分割環52aの径方向内側に設けられている。同様に、第2タービン動翼33b、第3タービン動翼33c及び第4タービン動翼33dは、第2分割環52b、第3分割環52c及び第4分割環52dの径方向内側に設けられている。 The plurality of stages of turbine rotor blades 33 are arranged inside in the radial direction so as to face the plurality of divided rings 52. The turbine rotor blades 33 of each stage are provided with a predetermined gap from each of the split rings 52, and are provided on the movable side. The plurality of stages of turbine rotor blades 33 include a first turbine rotor blade 33a, a second turbine rotor blade 33b, a third turbine rotor blade 33c, and a fourth turbine rotor blade in order from the upstream side in the combustion gas flow direction FG. And 33d. The first turbine rotor blade 33a is provided radially inside the first split ring 52a. Similarly, the second turbine rotor blade 33b, the third turbine rotor blade 33c, and the fourth turbine rotor blade 33d are provided radially inside the second split ring 52b, the third split ring 52c, and the fourth split ring 52d. There is.

このため、複数段のタービン静翼32及び複数段のタービン動翼33は、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側から順に、第1タービン静翼32a、第1タービン動翼33a、第2タービン静翼32b、第2タービン動翼33b、第3タービン静翼32c、第3タービン動翼33c、第4タービン静翼32d、第4タービン動翼33dとなるように配置され、それぞれ軸方向に対向するように設けられている。 Therefore, the plurality of stages of turbine vanes 32 and the plurality of stages of turbine rotor blades 33 are arranged in order from the upstream side in the flow direction FG of the combustion gas in the order of the first turbine stator blades 32a, the first turbine rotor blades 33a, and the second turbine rotor blades 33a. The blades 32b, the second turbine moving blades 33b, the third turbine stationary blades 32c, the third turbine moving blades 33c, the fourth turbine stationary blades 32d, and the fourth turbine moving blades 33d are arranged to face each other in the axial direction. Is provided.

図2に示すように、タービンケーシング31は、その径方向内側に配置され、タービンケーシング31から支持された翼環45を有している。翼環45は、タービン軸8廻りに環状に形成され、周方向及び軸方向に複数に分割されて、タービンケーシング31から支持されている。また、複数の翼環45は、燃焼ガスの流れ方向(軸方向)FGの上流側から順に、第1翼環45aと、第2翼環45bと、第3翼環45cと、第4翼環45dとを含んで構成されている。翼環45の径方向内側には、遮熱環46が配設され、タービン静翼32は、遮熱環46を介して翼環45から支持されている。複数の遮熱環46は、燃焼ガスの流れ方向(軸方向)FGの上流側から順に、第1遮熱環46aと、第2遮熱環46bと、第3遮熱環46cと、第4遮熱環46dとを含んで構成されている。 As shown in FIG. 2, the turbine casing 31 has a blade ring 45 arranged inside the radial direction thereof and supported by the turbine casing 31. The blade ring 45 is formed in an annular shape around the turbine shaft 8, is divided into a plurality in the circumferential direction and the axial direction, and is supported by the turbine casing 31. In addition, the plurality of blade rings 45 include a first blade ring 45a, a second blade ring 45b, a third blade ring 45c, and a fourth blade ring in order from the upstream side of the flow direction (axial direction) FG of the combustion gas. 45d and. A heat shield ring 46 is arranged radially inside the blade ring 45, and the turbine vane 32 is supported from the blade ring 45 via the heat shield ring 46. The plurality of heat shield rings 46 include a first heat shield ring 46a, a second heat shield ring 46b, a third heat shield ring 46c, and a fourth heat shield ring 46c in order from the upstream side of the flow direction (axial direction) FG of the combustion gas. The heat shield ring 46d is included.

翼環45の内側には、複数のタービン静翼32と、複数の分割環52とが互いに軸方向に隣接して設けられている。 Inside the blade ring 45, a plurality of turbine stationary blades 32 and a plurality of divided rings 52 are provided adjacent to each other in the axial direction.

そして、複数のタービン静翼32及び複数の分割環52は、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側から順に、第1タービン静翼32a、第1分割環52a、第2タービン静翼32b、第2分割環52b、第3タービン静翼32c、第3分割環52c、第4タービン静翼32d、第4分割環52dとなるように配置され、それぞれ軸方向に対向するように設けられている。 The plurality of turbine vanes 32 and the plurality of split rings 52 are arranged in order from the upstream side in the flow direction FG of the combustion gas from the first turbine vane 32a, the first split ring 52a, the second turbine vane 32b, and the second turbine vane 32b. The divided ring 52b, the third turbine vane 32c, the third divided ring 52c, the fourth turbine vane 32d, and the fourth divided ring 52d are arranged so as to face each other in the axial direction.

また、第1タービン静翼32a及び第1分割環52aは、第1遮熱環46aを介して第1翼環45aの径方向内側に取り付けられている。同様に、第2タービン静翼32b及び第2分割環52bは、第2遮熱環46bを介して、第2翼環45bの径方向内側に取り付けられ、第3タービン静翼32c及び第3分割環52cは、第3遮熱環46cを介して第3翼環45cの径方向内側に取り付けられ、第4タービン静翼32d及び第4分割環52dは、第4遮熱環46dを介して第4翼環45dの径方向内側に取り付けられている。 The first turbine vane 32a and the first split ring 52a are attached to the inside of the first blade ring 45a in the radial direction via the first heat shield ring 46a. Similarly, the second turbine vane 32b and the second split ring 52b are attached to the inner side in the radial direction of the second blade ring 45b via the second heat shield ring 46b, and the third turbine vane 32c and the third split ring are provided. The ring 52c is attached to the inside of the third blade ring 45c in the radial direction via the third heat shield ring 46c, and the fourth turbine vane 32d and the fourth split ring 52d are connected to each other via the fourth heat shield ring 46d. It is attached to the inside of the four-blade ring 45d in the radial direction.

そして、複数のタービン静翼32の外シュラウド51及び複数の分割環52の内周側と、タービン静翼32の内シュラウド及びタービン動翼33のプラットフォームの外周側との間に形成された環状の流路が、燃焼ガス流路R1となり、燃焼ガスは、燃焼ガス流路R1に沿って流れる。 The annular shroud formed between the outer shroud 51 of the plurality of turbine vanes 32 and the inner circumferential side of the plurality of split rings 52 and the inner shroud of the turbine vane 32 and the outer circumferential side of the platform of the turbine rotor blades 33. The flow path becomes the combustion gas flow path R1, and the combustion gas flows along the combustion gas flow path R1.

上記のようなガスタービン1において、タービン軸8を回転させると、圧縮機5の空気取入口11から空気が取り込まれる。そして、取り込まれた空気は、複数段の圧縮機静翼13と複数段の圧縮機動翼14とを通過することにより圧縮されることで、高温・高圧の圧縮空気となる。この圧縮空気に対し、燃焼器6から燃料が供給され、高温・高圧の燃焼ガスが生成する。この燃焼ガスがタービン7の複数段のタービン静翼32と複数段のタービン動翼33とを通過することでタービン軸8が回転駆動する。これにより、タービン軸8に連結された発電機は、回転動力が付与されることで発電を行う。この後、タービン軸8を回転駆動した後の燃焼ガスは、排気室34内のディフューザ部54から系外に排出される。 In the gas turbine 1 as described above, when the turbine shaft 8 is rotated, air is taken in from the air intake 11 of the compressor 5. Then, the taken-in air is compressed by passing through the plurality of stages of compressor vanes 13 and the plurality of stages of compressor rotor blades 14 to become high temperature/high pressure compressed air. Fuel is supplied from the combustor 6 to the compressed air, and high-temperature, high-pressure combustion gas is generated. The combustion gas passes through the turbine vanes 32 of multiple stages and the turbine blades 33 of multiple stages of the turbine 7, whereby the turbine shaft 8 is rotationally driven. As a result, the generator connected to the turbine shaft 8 generates power by being given rotational power. After that, the combustion gas after the turbine shaft 8 is rotationally driven is discharged from the diffuser portion 54 in the exhaust chamber 34 to the outside of the system.

次に、図2及び図3を参照して、分割環と分割環を冷却する分割環冷却構造について説明する。図3は、実施例1に係るガスタービンの分割環の部分拡大図である。ここで、図2では、第2分割環52bの周囲の分割環冷却構造のみを示しているが、他の分割環についても同様の構造を備えている。以下、代表して、第2分割環52bを分割環52として、説明する。 Next, with reference to FIGS. 2 and 3, a split ring and a split ring cooling structure for cooling the split ring will be described. FIG. 3 is a partially enlarged view of the split ring of the gas turbine according to the first embodiment. Here, in FIG. 2, only the split ring cooling structure around the second split ring 52b is shown, but other split rings have the same structure. Hereinafter, the second split ring 52b will be described as the split ring 52 as a representative.

分割環冷却構造60に供給される冷却空気は、背景技術で説明したように、タービン車室と翼環45で囲まれた翼環キャビティ41から供給される。翼環45には、供給開口47が形成されている。遮熱環46と翼環45と分割環52との間には、空間となる第1キャビティ80が設けられている。第1キャビティ80は、周方向に亘って環状に設けられている。第1キャビティ80は、供給開口47を介して翼環キャビティに42に連通されている。さらに、分割環52は、第1キャビティ80と連通された冷却流路が形成されている。 The cooling air supplied to the split ring cooling structure 60 is supplied from the blade ring cavity 41 surrounded by the turbine casing and the blade ring 45, as described in the background art. A supply opening 47 is formed in the blade ring 45. A first cavity 80 serving as a space is provided between the heat shield ring 46, the blade ring 45, and the split ring 52. The first cavity 80 is provided in a ring shape in the circumferential direction. The first cavity 80 communicates with the blade ring cavity 42 via the supply opening 47. Further, the split ring 52 is formed with a cooling flow path communicating with the first cavity 80.

分割環冷却構造60の翼環キャビティ41に供給された冷却空気CAは、供給開口47を介して第1キャビティ80に供給される。本実施例の冷却空気CAは、圧縮機出口側の車室空気または圧縮機から抽気される抽気空気を用いる。第1キャビティ80に供給される冷却空気CAは、分割環52に供給され、分割環に配設された冷却流路(詳細は後述)を通過させることで、分割環52を冷却する。 The cooling air CA supplied to the blade ring cavity 41 of the split ring cooling structure 60 is supplied to the first cavity 80 via the supply opening 47. As the cooling air CA of the present embodiment, vehicle interior air on the compressor outlet side or bleed air extracted from the compressor is used. The cooling air CA supplied to the first cavity 80 is supplied to the split ring 52 and passes through a cooling flow path (details will be described later) arranged in the split ring to cool the split ring 52.

次に、図3に加え、図4から図7を用いて、分割環52の構造について説明することで、分割環冷却構造60の冷却流路についてより詳細に説明する。図4は、実施例1に係る分割環の分割体の斜視図である。図5は、実施例1に係る分割環の分割体の断面図である。図6は、実施例1に係る分割環を径方向から見た概略断面図である。図7は、実施例1に係る分割環を燃焼ガスの流れ方向から見た断面図である。ここで、本実施例では、タービン軸8の回転方向(タービン動翼の回転方向)をRとし、回転方向Rは、回転軸の軸方向に直交する方向である。 Next, the cooling passages of the split ring cooling structure 60 will be described in more detail by describing the structure of the split ring 52 with reference to FIGS. 4 to 7 in addition to FIG. 3. FIG. 4 is a perspective view of a divided body of the divided ring according to the first embodiment. FIG. 5 is a sectional view of a divided body of the divided ring according to the first embodiment. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the split ring according to the first embodiment as viewed from the radial direction. FIG. 7 is a cross-sectional view of the split ring according to the first embodiment as seen from the flow direction of the combustion gas. Here, in the present embodiment, the rotation direction of the turbine shaft 8 (the rotation direction of the turbine rotor blade) is R, and the rotation direction R is a direction orthogonal to the axial direction of the rotation shaft.

分割環52は、タービン軸8の周方向に配設されて環状をなす複数の分割体100を有する。分割体100は、分割体100の内周面111aとタービン動翼33の先端の間に一定の隙間が確保されるように配置されている。分割環52は、例えば耐熱性ニッケル合金等から形成されている。 The split ring 52 has a plurality of annular split bodies 100 arranged in the circumferential direction of the turbine shaft 8. The divided body 100 is arranged so that a certain gap is secured between the inner peripheral surface 111a of the divided body 100 and the tip of the turbine rotor blade 33. The split ring 52 is formed of, for example, a heat resistant nickel alloy or the like.

分割体100は、本体112と、フック113と、を有する。また、分割体100のフック113とフック113との間には、衝突板114が設けられている。本体112は、内部に後述する冷却流路が設けられた板状の部材である。本体112は、径方向内側の面が回転方向Rに沿って湾曲した曲面となる。また、本体112は、冷却流路が形成されている。本体112の形状については後述する。 The split body 100 has a main body 112 and a hook 113. In addition, a collision plate 114 is provided between the hooks 113 of the split body 100. The main body 112 is a plate-shaped member in which a cooling flow path described later is provided. The main body 112 is a curved surface whose inner surface in the radial direction is curved along the rotation direction R. Further, the main body 112 is formed with a cooling flow path. The shape of the main body 112 will be described later.

フック113は、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側及び下流側の端部で、かつ、本体112の径方向外側の面に一体で設けられている。フック113は、遮熱環46に取り付けられている。これにより、分割体100は、遮熱環46に支持される。 The hooks 113 are integrally provided on the upstream and downstream ends of the combustion gas flow direction FG and on the radially outer surface of the main body 112. The hook 113 is attached to the heat shield ring 46. As a result, the divided body 100 is supported by the heat shield ring 46.

衝突板114は、第1キャビティ80内に配置されている。具体的には、衝突板114は、本体112よりも径方向外側に、本体112の径方向外側の面112aと間隔を空けて配置されている。また、衝突板114は、分割体100のフック113とフック113との間に配置され、分割体100のフック113の内壁112bに固定され、衝突板114は、本体112の径方向外側の空間を塞いでいる。これにより、本体112と、衝突板114と、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側及び下流側に配置されたフック113と、タービン軸8の軸方向と略直交する方向(タービン軸8の回転方向)の上流側及び下流側に設けられた側端部により囲まれた空間が、冷却空間129となる。 The collision plate 114 is arranged in the first cavity 80. Specifically, the collision plate 114 is arranged radially outside the main body 112 and spaced apart from the radially outer surface 112 a of the main body 112. Further, the collision plate 114 is arranged between the hooks 113 of the divided body 100 and fixed to the inner wall 112b of the hook 113 of the divided body 100, and the collision plate 114 forms a space on the outer side in the radial direction of the main body 112. It is blocking. Thereby, the main body 112, the collision plate 114, the hooks 113 arranged on the upstream side and the downstream side of the combustion gas flow direction FG, and the direction substantially orthogonal to the axial direction of the turbine shaft 8 (the rotation direction of the turbine shaft 8). The space surrounded by the side end portions provided on the upstream side and the downstream side of () becomes the cooling space 129.

衝突板114には、インピンジメント冷却用の冷却空気CAが通過する多数の小孔115が穿設されている。これにより、第1キャビティ80内に供給された冷却空気CAは、本体112に向かう際に、小孔115を通過して、冷却空間129に排出する。これにより、冷却空気CAは、小孔115から噴出し、本体112の面112aをインピンジメント冷却する。 The collision plate 114 has a large number of small holes 115 through which cooling air CA for cooling impingement passes. As a result, the cooling air CA supplied into the first cavity 80 passes through the small holes 115 and is discharged to the cooling space 129 when moving toward the main body 112. As a result, the cooling air CA is ejected from the small holes 115 and impingement-cools the surface 112a of the main body 112.

次に、図3から図7を用いて、本体112に形成される冷却空気CAを流す流路について説明する。ここで、分割体100において、回転方向Rの後方側とは、矢印の後ろ側(回転する動翼と最初に接する側)、回転方向Rの前方側とは、矢印の前側(回転する動翼と最後に接する側)である。 Next, a flow path for flowing the cooling air CA formed in the main body 112 will be described with reference to FIGS. 3 to 7. Here, in the divided body 100, the rear side in the rotation direction R is the rear side of the arrow (the side that first contacts the rotating blade), and the front side in the rotation direction R is the front side of the arrow (the rotating blade). And the side that touches the end).

分割体100は、本体112に開口120と、第2キャビティ122と、第1冷却流路(前方側冷却流路)123と、第2冷却流路(後方側冷却流路)124と、が形成されている。開口120は、本体112の第1キャビティ80側、つまり径方向外側の面に形成されており、第2キャビティ122と、第1キャビティ80(冷却空間129)とを連通している。開口120は、本体112の回転方向Rの中央近傍に形成されている。 The split body 100 has an opening 120, a second cavity 122, a first cooling flow channel (front side cooling flow channel) 123, and a second cooling flow channel (rear side cooling flow channel) 124 formed in a main body 112. Has been done. The opening 120 is formed on the first cavity 80 side of the main body 112, that is, on the radially outer surface, and connects the second cavity 122 and the first cavity 80 (cooling space 129). The opening 120 is formed near the center of the main body 112 in the rotation direction R.

第2キャビティ122は、本体112の内部に形成された燃焼ガスの流れ方向FGが長手方向となる閉空間であり、矢印で示すように、冷却空気の流れ方向の上流側が、開口120に連通し、下流側が第1冷却流路123及び第2冷却流路124に連通している。第2キャビティ122は、開口120と、第1冷却流路123及び第2冷却流路124と、をつなげる空間であり、開口120と、第1冷却流路123及び第2冷却流路124と、を互いに連結するマニホールドの役割を果たしている。 The second cavity 122 is a closed space formed inside the main body 112 in which the flow direction FG of the combustion gas is the longitudinal direction, and as shown by the arrow, the upstream side in the flow direction of the cooling air communicates with the opening 120. The downstream side communicates with the first cooling flow passage 123 and the second cooling flow passage 124. The second cavity 122 is a space that connects the opening 120 to the first cooling flow path 123 and the second cooling flow path 124, and the opening 120, the first cooling flow path 123 and the second cooling flow path 124, Plays the role of a manifold that connects to each other.

第1冷却流路123は、本体112の第1の領域131に形成されている。第1の領域131は、本体112の回転方向Rの前方側の領域である。第1の領域131には、複数の第1冷却流路123が、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された管路であり、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの前方側の端面に開口している。つまり第1冷却流路123は、第2キャビティ122と燃焼ガス流路R1とを連通している。 The first cooling flow path 123 is formed in the first region 131 of the main body 112. The first region 131 is a region on the front side in the rotation direction R of the main body 112. In the first region 131, a plurality of first cooling flow channels 123 are pipe lines that extend in the rotation direction R and are formed inside the main body 112 in parallel to each other, and one end of the first cooling flow channels 123 is in the second cavity 122. The other end is opened to the front end surface of the main body 112 in the rotation direction R. That is, the first cooling flow path 123 communicates the second cavity 122 with the combustion gas flow path R1.

第2冷却流路124は、本体112の第2の領域132に形成されている。第2の領域132は、本体112の回転方向Rの後方側の領域である。ここで、第2の領域132の回転方向Rの前方側の端部は、第1の領域131の回転方向Rの後方側の端部よりも後方側にある。つまり、第2の領域132は、第1の領域131と重複部分がない領域である。第2の領域132には、複数の第2冷却流路124が、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された管路であり、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの後方側の端面に開口している。つまり第2冷却流路124は、第2キャビティ122と燃焼ガス流路R1とを連通している。 The second cooling flow path 124 is formed in the second region 132 of the main body 112. The second region 132 is a region on the rear side in the rotation direction R of the main body 112. Here, the front end of the second region 132 in the rotation direction R is rearward of the rear end of the first region 131 in the rotation direction R. That is, the second area 132 is an area that does not overlap with the first area 131. In the second region 132, a plurality of second cooling flow passages 124 are pipe passages extending in the rotation direction R and formed inside the main body 112 in parallel to each other, and one end of the second cooling flow passages 124 is formed in the second cavity 122. The other end is opened to the rear end surface of the main body 112 in the rotation direction R. That is, the second cooling flow passage 124 connects the second cavity 122 and the combustion gas flow passage R1.

ここで、第1冷却流路123、第2冷却流路124は、種々の方法で形成することができる。例えば、特開2013−136140号公報に記載されている、加工位置を屈曲させつつ、形成した穴の中を移動できる、曲り放電加工方法を用いて形成することができる。この方法を用いることで、板状の部材に切削、放電加工等で必要な加工を行い、分割体100を作製することができる。 Here, the first cooling flow channel 123 and the second cooling flow channel 124 can be formed by various methods. For example, it can be formed by using the curved electric discharge machining method described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-136140, which can move in the formed hole while bending the machining position. By using this method, it is possible to manufacture the divided body 100 by performing necessary processing such as cutting and electric discharge machining on the plate-shaped member.

分割体100には、以上のような冷却空気CAを流す経路が形成されている。上述した分割環冷却構造60により冷却空間129に供給され、分割体の面112aをインピンジメント冷却した後の冷却空気CAは、開口120を通過して、第2キャビティ122に供給される。第2キャビティ122に供給された冷却空気CAは、第2キャビティ122内で燃焼ガスの流れ方向FGの上流方向又は下流方向に移動しつつ、第1冷却流路123、第2冷却流路124に流入する。第1冷却流路123に流入した冷却空気CAは、回転方向Rの後方側から前方側に流れて、分割体100の回転方向Rの前方側の端部から燃焼ガス流路R1に排出される。第2冷却流路124に流入した冷却空気CAは、回転方向Rの前方側から後方側に流れて、分割体100の回転方向Rの後方側の端部から燃焼ガス流路R1に排出される。 A path through which the cooling air CA flows as described above is formed in the divided body 100. The cooling air CA, which is supplied to the cooling space 129 by the split ring cooling structure 60 and impingement-cools the surface 112a of the divided body, passes through the opening 120 and is supplied to the second cavity 122. The cooling air CA supplied to the second cavity 122 moves to the first cooling flow passage 123 and the second cooling flow passage 124 while moving in the second cavity 122 in the upstream direction or the downstream direction of the flow direction FG of the combustion gas. Inflow. The cooling air CA that has flowed into the first cooling flow path 123 flows from the rear side to the front side in the rotation direction R and is discharged to the combustion gas flow path R1 from the end portion on the front side in the rotation direction R of the split body 100. .. The cooling air CA that has flowed into the second cooling flow path 124 flows from the front side to the rear side in the rotation direction R and is discharged to the combustion gas flow path R1 from the rear end of the split body 100 in the rotation direction R. ..

本実施例の分割環冷却構造60は、以上のような構成であり、冷却空気CAを第1キャビティ80に供給し、その冷却空気CAを分割体100の本体112に形成した各冷却流路を通過させることで、分割体100を好適に冷却することができる。 The split ring cooling structure 60 of the present embodiment is configured as described above, and supplies the cooling air CA to the first cavity 80, and the cooling air CA is formed in the main body 112 of the split body 100. By passing the divided body 100, the divided body 100 can be suitably cooled.

具体的には分割体100は、第1の領域131において回転方向Rに伸びた第1冷却流路123を複数設け、第2の領域132において回転方向Rに伸びた第2冷却流路124を複数設け、第1冷却流路123、第2冷却流路124に冷却空気CAを供給することで、分割体100の内部に冷却空気CAを流通させることができ、分割体100を好適に冷却することができる。さらに、第1冷却流路123、第2冷却流路124を回転方向Rに伸びた経路とし、回転方向Rの端部から冷却空気CAを排出させることで、分割体100の回転方向Rの端部を冷却空気CAにより対流冷却させることができる。これにより、分割体100及び分割体100の回転方向Rの端部を効率よく冷却することができる。さらに、分割環冷却構造60は、第1冷却流路123、第2冷却流路124を通過させることで、同じ冷却空気CAが分割体100の全体を冷却した後、端部を冷却することができ、冷却空気の使い廻しにより効率良く、分割体100の冷却ができる。さらに冷却空気CAは、第1キャビティ80に供給された後、第1冷却流路123、第2冷却流路124に供給することで、同じ冷却空気CAが第1キャビティ80の各部品を冷却した後、本体112の各部を冷却する。これにより、冷却空気CAを効率よく利用することができる。このように冷却空気CAを効率よく利用できることで、冷却に使用する空気量を少なくすることができる。 Specifically, the divided body 100 is provided with a plurality of first cooling flow channels 123 extending in the rotation direction R in the first region 131, and the second cooling flow channels 124 extending in the rotation direction R in the second region 132. By providing a plurality of cooling air CA to the first cooling flow path 123 and the second cooling flow path 124, the cooling air CA can be circulated inside the divided body 100, and the divided body 100 is cooled appropriately. be able to. Furthermore, the first cooling flow path 123 and the second cooling flow path 124 are formed as paths extending in the rotation direction R, and the cooling air CA is discharged from the end portion in the rotation direction R, whereby the end in the rotation direction R of the divided body 100. The part can be convectively cooled by cooling air CA. Thereby, the divided body 100 and the end portion of the divided body 100 in the rotation direction R can be efficiently cooled. Furthermore, the split ring cooling structure 60 allows the same cooling air CA to cool the entire divided body 100 and then the end portion by passing the first cooling flow passage 123 and the second cooling flow passage 124. Therefore, the divided body 100 can be cooled efficiently by reusing the cooling air. Further, after the cooling air CA is supplied to the first cavity 80, the cooling air CA is supplied to the first cooling flow path 123 and the second cooling flow path 124, so that the same cooling air CA cools each component of the first cavity 80. Then, each part of the main body 112 is cooled. Thereby, the cooling air CA can be efficiently used. Since the cooling air CA can be efficiently used in this way, the amount of air used for cooling can be reduced.

また、分割体100に開口120及び第2キャビティ122を設けることで、開口120の開口面積を変えることにより、第2キャビティ122に流入する冷却空気量を調整できる。そのため、各冷却流路にバランスよく冷却空気CAを供給することができる。また、上記実施例では、分割体100の径方向外側の面を効率よく冷却できるため、衝突板114を設けたが、衝突板114を設けなくてもよい。 Further, by providing the opening 120 and the second cavity 122 in the divided body 100, the amount of cooling air flowing into the second cavity 122 can be adjusted by changing the opening area of the opening 120. Therefore, the cooling air CA can be supplied to each cooling flow path in good balance. Further, in the above-described embodiment, since the radially outer surface of the divided body 100 can be efficiently cooled, the collision plate 114 is provided, but the collision plate 114 may not be provided.

図8は、実施例1の分割体を径方向から見た概略構成図であり、分割体100に設けた開口120の開口面積を変えた変形例を示したものである。この変形例では、第2キャビティ120aは、本体112の径方向外周面に溝状に形成され、第1キャビティ80に対面する側には、遮蔽板が設けられず、径方向外側に向かって開放された構造である。すなわち、図6に示す開口120の構造と比較して、回転方向Rの開口の幅は変えずに、燃焼ガスの流れ方向FGの開口120の長さを、第1キャビティ80と略同じ大きさまで拡張した例である。このような構造とすれば、第2キャビティを閉空間として形成する必要がなく、実施例1と比較して加工が容易である。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the split body of the first embodiment as viewed from the radial direction, and shows a modification in which the opening area of the opening 120 provided in the split body 100 is changed. In this modified example, the second cavity 120a is formed in a groove shape on the outer circumferential surface of the main body 112 in the radial direction, and a shield plate is not provided on the side facing the first cavity 80, and is opened outward in the radial direction. It is a structured structure. That is, as compared with the structure of the opening 120 shown in FIG. 6, the length of the opening 120 in the combustion gas flow direction FG is substantially the same as that of the first cavity 80 without changing the width of the opening in the rotation direction R. This is an expanded example. With such a structure, it is not necessary to form the second cavity as a closed space, and processing is easier than in the first embodiment.

次に、図9及び図10を用いて、実施例2に係るガスタービン、分割環冷却構造を説明する。図9は、実施例3に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。図10は、実施例2に係る分割体を燃焼ガスの流れ方向から見た概略断面図であり、図9のA−A線断面図である。実施例3に係るガスタービン、分割環冷却構造は、分割体の構造以外は、実施例1と同様である。以下では、分割体の構造の異なる点を重点的に説明し、同一の構造の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。 Next, a gas turbine and a split ring cooling structure according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the third embodiment as viewed from the radial direction. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the divided body according to the second embodiment as seen from the flow direction of the combustion gas, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 9. The gas turbine and the split ring cooling structure according to the third embodiment are the same as those of the first embodiment except the structure of the divided body. Hereinafter, different points of the structure of the divided body will be mainly described, parts having the same structure will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

分割体100bは、本体112に第1冷却流路123aと、第2冷却流路124aと、が形成されている。第1冷却流路123aは、一方の端部が本体112の径方向外側の面112a、つまり第1キャビティ80と対面する面に形成された開口140と繋がっており、他方の端部が回転方向Rの前方側の端面に開口している。第1冷却流路123aは、図10に示すように、回転方向Rの後方側の経路が、後方側に向かうにしたがって、本体112の径方向外側の面に向かう曲がった管となる。第2冷却流路124aは、一方の端部が本体112の径方向外側の面112a、つまり第1キャビティ80と対面する面に形成された開口141と繋がっており、他方の端部が回転方向Rの後方側の端面に開口している。第2冷却流路124aは、図10に示すように、回転方向Rの前方側の経路が、前方側に向かうにしたがって、本体112の径方向外側の面に向かう曲がった管となる。また、第1冷却流路123aは、第1の領域131に形成され、第2冷却流路124aは、第2の領域132に形成されている。また、一部が曲がっている第1冷却流路123a、第2冷却流路124aは、上述した曲り放電加工で形成することができる。 A main body 112 of the divided body 100b has a first cooling flow passage 123a and a second cooling flow passage 124a. One end of the first cooling flow path 123a is connected to the radially outer surface 112a of the main body 112, that is, the opening 140 formed on the surface facing the first cavity 80, and the other end thereof is in the rotation direction. It is open to the front end face of R. As shown in FIG. 10, the first cooling flow path 123a is a curved pipe whose path on the rear side in the rotation direction R is directed toward the rear side toward the radially outer surface of the main body 112. One end of the second cooling flow path 124a is connected to the radially outer surface 112a of the main body 112, that is, the opening 141 formed on the surface facing the first cavity 80, and the other end thereof is in the rotation direction. It is open to the rear end face of R. As shown in FIG. 10, the second cooling flow path 124a is a curved pipe whose front side path in the rotation direction R is directed toward the front side toward the radially outer surface of the main body 112. Further, the first cooling flow passage 123a is formed in the first region 131, and the second cooling flow passage 124a is formed in the second region 132. Further, the first cooling flow channel 123a and the second cooling flow channel 124a, which are partially bent, can be formed by the curved electric discharge machining described above.

分割体100bは、以上のように、第2キャビティを設けず、第1冷却流路123a、第2冷却流路124aが第1キャビティ80と直接連通した構造としても第1冷却流路123a、第2冷却流路124aによって、分割体100bの径方向内側の面を好適に冷却し、かつ、回転方向の両端部も好適に冷却することができる。 As described above, the divided body 100b does not have the second cavity, and even if the first cooling flow channel 123a and the second cooling flow channel 124a are in direct communication with the first cavity 80, the first cooling flow channel 123a, By the two cooling flow paths 124a, it is possible to preferably cool the radially inner surface of the divided body 100b, and also to appropriately cool both end portions in the rotation direction.

次に、図11を用いて、実施例3に係るガスタービン、分割環冷却構造を説明する。図11は、実施例4に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。実施例3に係るガスタービン、分割環冷却構造は、分割体の構造以外は、実施例1と同様である。以下では、分割体の構造の異なる点を重点的に説明し、同一の構造の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。 Next, a gas turbine and a split ring cooling structure according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the fourth embodiment as viewed from the radial direction. The gas turbine and the split ring cooling structure according to the third embodiment are the same as those of the first embodiment except the structure of the divided body. Hereinafter, different points of the structure of the divided body will be mainly described, parts having the same structure will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

分割体100cは、本体112に開口120と、第2キャビティ122と、第1冷却流路123bと、第2冷却流路124bと、が形成されている。 The split body 100c has an opening 120, a second cavity 122, a first cooling flow passage 123b, and a second cooling flow passage 124b formed in the main body 112.

第1冷却流路123bは、本体112の第1の領域131に形成されている。第1の領域131には、複数の第1冷却流路123bが、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された管路であり、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの前方側の端面に開口している。第1冷却流路123bは、隣接する第1冷却流路123bとの間隔が、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が狭くなる。つまり、分割体100cは、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が、第1冷却流路123bが密に配置されている。 The first cooling flow path 123b is formed in the first region 131 of the main body 112. In the first region 131, a plurality of first cooling flow passages 123b are pipe lines formed in the main body 112 in parallel with each other, extending in the rotation direction R, and one end of the first cooling flow passage 123b is formed in the second cavity 122. The other end is opened to the front end surface of the main body 112 in the rotation direction R. The interval between the first cooling flow passage 123b and the adjacent first cooling flow passage 123b is narrower on the downstream side than on the upstream side in the combustion gas flow direction FG. That is, in the divided body 100c, the first cooling flow passages 123b are arranged more densely on the downstream side than on the upstream side in the combustion gas flow direction FG.

第2冷却流路124bは、本体112の第2の領域132に形成されている。第2の領域132には、複数の第2冷却流路124bが、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された管路であり、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの後方側の端面に開口している。第2冷却流路124bは、隣接する第2冷却流路124bとの間隔が、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が狭くなる。つまり、分割体100cは、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が、第2冷却流路124bが密に配置されている。 The second cooling flow path 124b is formed in the second region 132 of the main body 112. In the second region 132, a plurality of second cooling flow passages 124b are pipe passages extending in the rotation direction R and formed inside the main body 112 in parallel to each other, and one end of the second cooling flow passages 124b is formed in the second cavity 122. The other end is opened to the rear end surface of the main body 112 in the rotation direction R. The second cooling flow passage 124b has a smaller gap between the adjacent second cooling flow passages 124b on the downstream side than on the upstream side in the combustion gas flow direction FG. That is, in the divided body 100c, the second cooling flow passages 124b are densely arranged on the downstream side of the upstream side in the combustion gas flow direction FG.

分割体100cは、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が冷却流路の数を密になるように第1冷却流路123b、第2冷却流路124bを配置することで、分割体100cの燃焼ガスの流れ方向FGの下流側をより確実に冷却することができる。これにより、より冷却する必要がある燃焼ガスの流れ方向FGの下流側部分により多くの冷却空気CAを流通させることができ、分割体100cをより効率よく冷却することができる。 In the divided body 100c, by arranging the first cooling flow passages 123b and the second cooling flow passages 124b so that the number of cooling flow passages on the downstream side is smaller than that on the upstream side in the combustion gas flow direction FG, It is possible to more reliably cool the downstream side of the divided body 100c in the combustion gas flow direction FG. As a result, more cooling air CA can be circulated in the downstream side portion of the combustion gas flow direction FG that needs more cooling, and the divided body 100c can be cooled more efficiently.

次に、図12を用いて、実施例4に係るガスタービン、分割環冷却構造を説明する。図12は、実施例4に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。実施例4に係るガスタービン、分割環冷却構造は、分割体の構造以外は、実施例1と同様である。以下では、分割体の構造の異なる点を重点的に説明し、同一の構造の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。 Next, a gas turbine and a split ring cooling structure according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the fourth embodiment as viewed in the radial direction. The gas turbine and the split ring cooling structure according to the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment except the structure of the split body. Hereinafter, different points of the structure of the divided body will be mainly described, parts having the same structure will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

分割体100dは、本体112に開口120と、第2キャビティ122と、第1冷却流路123cと、第2冷却流路124cと、が形成されている。 The divided body 100d has an opening 120, a second cavity 122, a first cooling flow passage 123c, and a second cooling flow passage 124c formed in the main body 112.

第1冷却流路123cは、本体112の第1の領域131に形成されている。第1の領域131には、複数の第1冷却流路123cが、燃焼ガスの流れ方向FGに並んで形成されている。第1冷却流路123cは、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの前方側の端面に開口している。第1冷却流路123cは、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された平行部150と、回転方向Rに対して傾斜した傾斜部152とを有する。平行部150は、第2キャビティ122と繋がっている。傾斜部152は、平行部150と繋がっており、回転方向Rの端部(前方側の端部)に開口している。つまり傾斜部152は、本体112の回転方向Rの前方側に形成されている。また傾斜部152は、回転方向Rの前方側に向かうにしたがって、燃焼ガスの流れ方向FGの下流側に傾斜する。また、第1冷却流路123cは、隣接する第1冷却流路123cとの間隔が、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が狭くなる。つまり、分割体100dは、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が、第1冷却流路123cが密に配置されている。 The first cooling flow path 123c is formed in the first region 131 of the main body 112. In the first region 131, a plurality of first cooling flow channels 123c are formed side by side in the combustion gas flow direction FG. One end of the first cooling flow path 123c is opened to the second cavity 122, and the other end is opened to the front end face of the main body 112 in the rotation direction R. The first cooling flow path 123c extends in the rotation direction R and has a parallel portion 150 formed inside the main body 112 in parallel with each other and an inclined portion 152 inclined with respect to the rotation direction R. The parallel part 150 is connected to the second cavity 122. The inclined portion 152 is connected to the parallel portion 150 and opens at an end portion (front end portion) in the rotation direction R. That is, the inclined portion 152 is formed on the front side in the rotation direction R of the main body 112. Further, the inclined portion 152 inclines toward the downstream side in the combustion gas flow direction FG as it goes toward the front side in the rotation direction R. In addition, the interval between the first cooling flow passage 123c and the adjacent first cooling flow passage 123c is narrower on the downstream side than on the upstream side in the combustion gas flow direction FG. That is, in the divided body 100d, the first cooling flow channels 123c are arranged more densely on the downstream side than on the upstream side in the flow direction FG of the combustion gas.

第2冷却流路124cは、本体112の第2の領域132に形成されている。第2の領域132には、複数の第2冷却流路124cが、燃焼ガスの流れ方向FGに並んで形成されている。第2冷却流路124cは、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの後方側の端面に開口している。第2冷却流路123cは、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された平行部154と、回転方向Rに対して傾斜した傾斜部156とを有する。平行部154は、第2キャビティ122と繋がっている。傾斜部156は、平行部154と繋がっており、回転方向Rの端部(後方側の端部)に開口している。つまり傾斜部156は、本体112の回転方向Rの後方側に形成されている。また傾斜部156は、回転方向Rの後方側に向かうにしたがって、燃焼ガスの流れ方向FGの下流側に傾斜する。第2冷却流路124cは、隣接する第2冷却流路124cとの間隔が、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が狭くなる。つまり、分割体100dは、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側より下流側の方が、第2冷却流路124cが密に配置されている。 The second cooling flow path 124c is formed in the second region 132 of the main body 112. In the second region 132, a plurality of second cooling channels 124c are formed side by side in the combustion gas flow direction FG. One end of the second cooling flow path 124c is open to the second cavity 122, and the other end is open to the rear end surface of the main body 112 in the rotation direction R. The second cooling flow channel 123c extends in the rotation direction R and has a parallel portion 154 formed inside the main body 112 in parallel with each other and an inclined portion 156 inclined with respect to the rotation direction R. The parallel portion 154 is connected to the second cavity 122. The inclined portion 156 is connected to the parallel portion 154 and is open at an end portion (rear end portion) in the rotation direction R. That is, the inclined portion 156 is formed on the rear side in the rotation direction R of the main body 112. In addition, the inclined portion 156 is inclined toward the rear side in the rotation direction R toward the downstream side in the combustion gas flow direction FG. The second cooling flow passage 124c has a smaller gap between the adjacent second cooling flow passages 124c on the downstream side than on the upstream side in the flow direction FG of the combustion gas. In other words, in the divided body 100d, the second cooling flow passages 124c are densely arranged on the downstream side of the combustion gas in the flow direction FG.

分割体100dは、第1冷却流路123c、第2冷却流路124cの回転方向Rの端面と繋がっている部分側に傾斜部152、156を設けることで、分割体100dの回転方向Rの両端部での冷却流路の長さを大きくして流路表面積を大きくすることができる。これにより、分割体100dの回転方向Rの両端部を好適に冷却することができる。 The divided body 100d is provided with the inclined portions 152 and 156 on the side of the portions that are connected to the end faces of the first cooling flow passage 123c and the second cooling flow passage 124c in the rotation direction R, whereby both ends of the division body 100d in the rotation direction R are provided. It is possible to increase the length of the cooling flow passage in the section and increase the flow passage surface area. As a result, both ends of the divided body 100d in the rotation direction R can be appropriately cooled.

次に、図13を用いて、実施例5に係るガスタービン、分割環冷却構造を説明する。図13は、実施例5に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。実施例5に係るガスタービン、分割環冷却構造は、分割体の構造以外は、実施例1と同様である。以下では、分割体の構造の異なる点を重点的に説明し、同一の構造の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。 Next, a gas turbine and a split ring cooling structure according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the fifth embodiment as viewed from the radial direction. The gas turbine and the split ring cooling structure according to the fifth embodiment are the same as those of the first embodiment except the structure of the split body. Hereinafter, different points of the structure of the divided body will be mainly described, parts having the same structure will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

分割体100eは、本体112に開口120と、第2キャビティ122と、第1冷却流路162と、第2冷却流路164と、が形成されている。 The split body 100e has an opening 120, a second cavity 122, a first cooling passage 162, and a second cooling passage 164 formed in the main body 112.

第1冷却流路162は、本体112の第1の領域131に形成されている。第1の領域131には、複数の第1冷却流路162が、燃焼ガスの流れ方向FGに並んで形成されている。第1冷却流路162は、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された管路であり、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの前方側の端面に開口している。 The first cooling flow path 162 is formed in the first region 131 of the main body 112. In the first region 131, a plurality of first cooling flow paths 162 are formed side by side in the combustion gas flow direction FG. The first cooling flow passage 162 is a pipe passage that extends in the rotation direction R and is formed inside the main body 112 in parallel with each other. One end of the first cooling flow passage 162 is open to the second cavity 122, and the other end thereof is the main body 112. Has an opening on the front end face in the rotation direction R.

第2冷却流路164は、本体112の第2の領域132に形成されている。第2の領域132には、複数の第2冷却流路164が、燃焼ガスの流れ方向FGに並んで形成されている。第2冷却流路164は、回転方向Rに延び、互いに平行に本体112の内部に形成された管路であり、一方の端部が第2キャビティ122に開口し、他方の端部が本体112の回転方向Rの後方側の端面に開口している。 The second cooling channel 164 is formed in the second region 132 of the main body 112. In the second region 132, a plurality of second cooling flow paths 164 are formed side by side in the combustion gas flow direction FG. The second cooling flow passage 164 is a pipe passage that extends in the rotation direction R and is formed inside the main body 112 in parallel with each other. One end of the second cooling flow passage 164 opens into the second cavity 122 and the other end of the main body 112. Has an opening on the rear end face in the rotation direction R.

分割体100eは、第1冷却流路162の本数よりも第2冷却流路164の本数の方が多く形成されている。つまり、分割体100eは、第1冷却流路162よりも第2冷却流路164の方が、冷却流路の配置密度がより密になっている。これにより分割体100eは、第1冷却流路164が設けられている第2の領域132により多くの冷却空気CAが供給される。これにより、第1冷却流路164が設けられている第2の領域132をより冷却することができる。したがって、分割体100eは、回転方向Rの前方側の端部より厳しい条件におかれる回転方向Rの後方側の端部を的確に冷却することができる。これにより、冷却空気CAを各部に的確に供給することができ、効率よく冷却することができる。これにより、供給する冷却空気CAを少なくしつつ、確実に分割環52を冷却することができる。 The divided body 100e is formed such that the number of the second cooling channels 164 is larger than the number of the first cooling channels 162. That is, in the divided body 100e, the arrangement density of the cooling passages is higher in the second cooling passages 164 than in the first cooling passages 162. As a result, in the divided body 100e, more cooling air CA is supplied to the second region 132 in which the first cooling flow path 164 is provided. This makes it possible to further cool the second region 132 in which the first cooling flow path 164 is provided. Therefore, the divided body 100e can accurately cool the rear end portion in the rotation direction R that is under more severe conditions than the front end portion in the rotation direction R. As a result, the cooling air CA can be accurately supplied to each part and can be efficiently cooled. This makes it possible to reliably cool the split ring 52 while reducing the amount of cooling air CA to be supplied.

次に、図14を用いて、実施例6に係るガスタービン、分割環冷却構造を説明する。図14は、実施例6に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。実施例6に係るガスタービン、分割環冷却構造は、分割体の構造以外は、実施例1と同様である。以下では、分割体の構造の異なる点を重点的に説明し、同一の構造の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。 Next, a gas turbine and a split ring cooling structure according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the sixth embodiment as viewed from the radial direction. The gas turbine and split ring cooling structure according to the sixth embodiment are the same as those of the first embodiment except for the structure of the divided body. Hereinafter, different points of the structure of the divided body will be mainly described, parts having the same structure will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

分割体100fは、本体112に開口170と、第2キャビティ172と、第1冷却流路173と、第2冷却流路174と、が形成されている。分割体100fの開口170と、第2キャビティ172が、タービン軸8の軸芯CLと平行で本体112の回転方向Rの中心を通る中心線Claよりも回転方向の後方側に形成されている。その結果、開口170と第2キャビティ172の形成位置が中心線CLaよりも後方側に形成されていることで、第1冷却流路173が第2冷却流路174よりも流路が長くなっている。なお、開口170と、第2キャビティ172と、第1冷却流路173と、第2冷却流路174との接続関係は、分割体100の開口120と、第2キャビティ122と、第1冷却流路123と、第2冷却流路124と同様である。 The divided body 100f has an opening 170, a second cavity 172, a first cooling flow path 173, and a second cooling flow path 174 formed in the main body 112. The opening 170 of the divided body 100f and the second cavity 172 are formed on the rear side in the rotational direction with respect to the center line Cla that is parallel to the axis CL of the turbine shaft 8 and passes through the center of the main body 112 in the rotational direction R. As a result, since the formation positions of the opening 170 and the second cavity 172 are formed on the rear side of the center line CLa, the first cooling flow passage 173 is longer than the second cooling flow passage 174. There is. The connection relationship among the opening 170, the second cavity 172, the first cooling flow path 173, and the second cooling flow path 174 is that the opening 120 of the divided body 100, the second cavity 122, and the first cooling flow. It is similar to the path 123 and the second cooling flow path 124.

分割体100fは、開口170と第2キャビティ172の形成位置を中心線CLaよりも後方側に形成とし、第1冷却流路173を第2冷却流路174よりも流路を長くすることで、第2冷却流路174の回転方向Rの後方側の端部に到達した冷却空気CAの温度を第1冷却流路173の回転方向前方側の端部に到達した冷却空気CAよりも低くすることができる。したがって、分割体100fは、回転方向Rの前方側の端部より厳しい条件におかれる回転方向Rの後方側の端部を的確に冷却することができる。これにより、冷却空気CAを各部に的確に供給することができ、効率よく冷却することができる。これにより、供給する冷却空気CAを少なくしつつ、確実に分割環を冷却することができる。 In the divided body 100f, the openings 170 and the second cavities 172 are formed on the rear side of the center line CLa, and the first cooling flow passage 173 is longer than the second cooling flow passage 174. The temperature of the cooling air CA reaching the rear end of the second cooling flow path 174 in the rotation direction R is lower than the temperature of the cooling air CA reaching the front end of the first cooling flow path 173 in the rotation direction. You can Therefore, the divided body 100f can accurately cool the rear end of the rotation direction R that is under more severe conditions than the front end of the rotation direction R. As a result, the cooling air CA can be accurately supplied to each part and can be efficiently cooled. This makes it possible to reliably cool the split ring while reducing the amount of cooling air CA to be supplied.

次に、図15を用いて、実施例7に係るガスタービン、分割環冷却構造を説明する。図15は、実施例7に係る分割体を径方向から見た概略断面図である。実施例7に係るガスタービン、分割環冷却構造は、分割体の構造以外は、実施例1と同様である。以下では、分割体の構造の異なる点を重点的に説明し、同一の構造の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。 Next, a gas turbine and a split ring cooling structure according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the split body according to the seventh embodiment as viewed from the radial direction. The gas turbine and the split ring cooling structure according to the seventh embodiment are the same as those of the first embodiment except for the structure of the split body. Hereinafter, different points of the structure of the divided body will be mainly described, parts having the same structure will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

分割体100gは、本体112に開口180a、180bと、第2キャビティ182a、182bと、第1冷却流路183と、第2冷却流路184と、が形成されている。第1冷却流路183と、第2冷却流路184と、は、第1冷却流路123と、第2冷却流路124と同様である。 The divided body 100g has openings 180a and 180b, second cavities 182a and 182b, a first cooling flow path 183, and a second cooling flow path 184 formed in the main body 112. The first cooling flow passage 183 and the second cooling flow passage 184 are similar to the first cooling flow passage 123 and the second cooling flow passage 124.

開口180aは、本体112の第1キャビティ80に対面する側、つまり径方向外側の面に形成されており、第2キャビティ182aと、第1キャビティ80(冷却空間129)とを連通している。開口180aは、本体112の回転方向Rの中央近傍に形成されている。開口180bは、本体112の第1キャビティ80に対面する側、つまり径方向外側の面に形成されており、第2キャビティ182bと、第1キャビティ80(冷却空間129)とを連通している。開口180bは、本体112の回転方向Rの中央近傍に形成されている。また、開口180bは、開口180aよりも燃焼ガスの流れ方向FGの下流側に配置されている。 The opening 180a is formed on the side of the main body 112 facing the first cavity 80, that is, on the radially outer surface, and communicates the second cavity 182a with the first cavity 80 (cooling space 129). The opening 180a is formed near the center of the main body 112 in the rotation direction R. The opening 180b is formed on the side of the main body 112 that faces the first cavity 80, that is, on the radially outer surface, and connects the second cavity 182b and the first cavity 80 (cooling space 129). The opening 180b is formed near the center of the main body 112 in the rotation direction R. Further, the opening 180b is arranged downstream of the opening 180a in the flow direction FG of the combustion gas.

第2キャビティ182a、182bは、本体112の内部に形成された燃焼ガスの流れ方向に長い閉空間である。第2キャビティ182a、182bは、隔壁186により、燃焼ガスの流れ方向の上流側の第2キャビティ182aと下流側の第2キャビティ182bとに仕切られ、第2キャビティ182a、182bは互いに連通していない。第2キャビティ182a、182bは、一方が開口180aまたは180bに連通し、他方は第1冷却流路(前方側冷却流路)183及び第2冷却流路(後方側冷却流路)184に連通している。 The second cavities 182a and 182b are closed spaces that are formed inside the main body 112 and that are long in the flow direction of the combustion gas. The second cavities 182a and 182b are partitioned by the partition wall 186 into a second cavity 182a on the upstream side and a second cavity 182b on the downstream side in the flow direction of the combustion gas, and the second cavities 182a and 182b are not in communication with each other. .. One of the second cavities 182a and 182b communicates with the opening 180a or 180b, and the other communicates with the first cooling channel (front side cooling channel) 183 and the second cooling channel (rear side cooling channel) 184. ing.

このように分割体100gは、第2キャビティ182a、182bが燃焼ガスの流れ方向FGに直列に繋がって設けられている。これにより、複数の第1冷却流路183のうち、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側に形成されている第1冷却流路183は、第2キャビティ182aと連通し、燃焼ガスの流れ方向FGの下流側に形成されている第1冷却流路183は、第2キャビティ182bと連通する。複数の第2冷却流路184のうち、燃焼ガスの流れ方向FGの上流側に形成されている第2冷却流路184は、第2キャビティ182aと連通し、燃焼ガスの流れ方向FGの下流側に形成されている第2冷却流路184は、第2キャビティ182bと連通する。 In this way, the divided body 100g is provided with the second cavities 182a and 182b connected in series in the combustion gas flow direction FG. Accordingly, among the plurality of first cooling flow passages 183, the first cooling flow passage 183 formed on the upstream side of the combustion gas flow direction FG communicates with the second cavity 182a, and the combustion gas flow direction FG. The first cooling flow path 183 formed on the downstream side of the first communication path 183 communicates with the second cavity 182b. Among the plurality of second cooling flow paths 184, the second cooling flow path 184 formed on the upstream side in the combustion gas flow direction FG communicates with the second cavity 182a and is downstream in the combustion gas flow direction FG. The second cooling flow path 184 formed in the above communicates with the second cavity 182b.

このように、第2キャビティは、1つに限定されず、複数設けられていてもよい。また、第2キャビティは、第1冷却流路183、第2冷却流路184の両方が連通していればよく、燃焼ガスの流れ方向FGの位置や、回転方向Rの位置は特に限定されない。また、第2キャビティ182a、182bが、燃焼ガスの流れ方向に直列に繋がっている場合で説明したが、2つの第2キャビティ182a、182bが互いに分離されていてもよい。すなわち、それぞれのキャビティ182a、182bが、それぞれに、冷却空気の流れ方向の上流側が開口180a、180bに連通し、下流側は第1冷却流路(前方側冷却流路)183及び第2冷却流路(後方側冷却流路)184に連通している限り、第2キャビティ182a、182bの燃焼ガスの流れ方向の位置や、回転方向Rの位置は、互いに異なっていてもよい。 As described above, the second cavity is not limited to one, and a plurality of second cavities may be provided. Further, the second cavity only needs to communicate with both the first cooling flow path 183 and the second cooling flow path 184, and the position in the flow direction FG of the combustion gas and the position in the rotation direction R are not particularly limited. Moreover, although the case where the second cavities 182a and 182b are connected in series in the flow direction of the combustion gas has been described, the two second cavities 182a and 182b may be separated from each other. That is, in each of the cavities 182a and 182b, the upstream side in the flow direction of the cooling air communicates with the openings 180a and 180b, and the downstream sides include the first cooling flow path (front side cooling flow path) 183 and the second cooling flow path. The positions of the second cavities 182a and 182b in the flow direction of the combustion gas and the positions in the rotation direction R may be different from each other as long as they communicate with the passage (rear side cooling passage) 184.

分割体100gは、第2キャビティを複数に分割することで、それぞれのキャビティの開口面積を変えて、各キャビティに流入する冷却空気量を調整できる。そのため、各位置の冷却流路に供給する冷却空気CAの量をより緻密に調整することができる。 By dividing the second cavity into a plurality of pieces, the divided body 100g can change the opening area of each cavity and adjust the amount of cooling air flowing into each cavity. Therefore, the amount of the cooling air CA supplied to the cooling flow path at each position can be adjusted more finely.

1 ガスタービン
5 圧縮機
6 燃焼器
7 タービン
8 タービン軸
11 空気取入口
12 圧縮機ケーシング
13 圧縮機静翼
14 圧縮機動翼
21 内筒
22 尾筒
23 外筒
24 車室
31 タービンケーシング
32 タービン静翼
33 タービン動翼
41 翼環キャビティ
45 翼環
46 遮熱環
51 外シュラウド
52 分割環
53 翼形部
60 分割環冷却構造
80 第1キャビティ
100 分割体
112 本体
113 フック
114 衝突板
115 小孔
120 開口
122 第2キャビティ
123 第1冷却流路(前方側冷却流路)
124 第2冷却流路(後方側冷却流路)
131 第1の領域
132 第2の領域
R1 燃焼ガス流路
CA 冷却空気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine 5 Compressor 6 Combustor 7 Turbine 8 Turbine shaft 11 Air intake 12 Compressor casing 13 Compressor stationary blade 14 Compressor moving blade 21 Inner cylinder 22 Tail cylinder 23 Outer cylinder 24 Cabin 31 Turbine casing 32 Turbine stationary blade 33 turbine blade 41 blade ring cavity 45 blade ring 46 heat shield ring 51 outer shroud 52 split ring 53 airfoil 60 split ring cooling structure 80 first cavity 100 split body 112 main body 113 hook 114 collision plate 115 small hole 120 opening 122 Second cavity 123 First cooling channel (front side cooling channel)
124 Second cooling flow path (rear side cooling flow path)
131 First Region 132 Second Region R1 Combustion Gas Flow Path CA Cooling Air

Claims (3)

周方向に配設されて環状をなす複数の分割体を有するガスタービンの分割環を冷却する分割環冷却構造であって、
前記分割体の本体と遮熱環と翼環により囲まれるキャビティと、
前記分割体に支持され、多数の穴を備えた衝突板と、
前記分割体の本体内の周方向に前記分割体の内周面に沿って配置され、前記分割体の回転方向の前方側又は後方側であって、折り返すことなく一方向に延在し、前記衝突板に覆われた前記キャビティが対面する前記分割体本体の外表面より径方向内側の内部に配置され、一端が前記キャビティに開口し、他端が前記分割体の回転方向の前方側又は後方側の側端部に開口する冷却空気が流れる冷却流路と、を有し、
前記冷却流路は、前記冷却空気が前記回転方向の後方側から前方側に向けて排出される第1冷却流路と、
前記冷却空気が前記回転方向の前方側から後方側に向けて排出される第2冷却流路と、
の内、いずれか一方を含んでいる分割環冷却構造。
A split ring cooling structure for cooling a split ring of a gas turbine having a plurality of annular split members arranged in the circumferential direction,
A cavity surrounded by the main body of the divided body, the heat shield ring, and the blade ring,
A collision plate supported by the divided body and provided with a large number of holes,
Arranged along the inner peripheral surface of the divided body in the circumferential direction within the main body of the divided body, the front side or the rear side in the rotation direction of the divided body, extending in one direction without folding back, The cavity covered by the collision plate is disposed inside the outer surface of the divided body which faces the cavity, one end opens to the cavity, and the other end is the front side or the rear side in the rotation direction of the divided body. A cooling flow path through which the cooling air opening at the side end of the side flows,
The cooling flow passage is a first cooling flow passage from which the cooling air is discharged from a rear side in the rotation direction toward a front side,
A second cooling flow path through which the cooling air is discharged from the front side toward the rear side in the rotation direction;
A split ring cooling structure that includes either one of the above.
前記冷却流路は、燃焼ガスの流れ方向の下流側に配置された冷却流路が、燃焼ガスの流れ方向の上流側に配置された冷却流路より小さい配列ピッチで配列されている請求項1に記載の分割環冷却構造。 The cooling channels are arranged such that the cooling channels arranged on the downstream side in the combustion gas flow direction are arranged at an arrangement pitch smaller than that of the cooling channels arranged on the upstream side in the combustion gas flow direction. The split ring cooling structure described in. 回転可能なタービン軸に取り付けられたタービン動翼と、
前記タービン動翼に対し軸方向に対向するように固定されたタービン静翼と、
前記タービン動翼を周方向に囲む前記分割環と、
前記分割環の外周に配置され、かつ前記タービン静翼を支持する車室と、
請求項1または請求項2に記載の前記分割環冷却構造と、
を有するガスタービン。
A turbine rotor blade attached to a rotatable turbine shaft,
A turbine stationary blade fixed so as to face the turbine moving blade in the axial direction,
The split ring surrounding the turbine rotor blade in the circumferential direction,
A cabin the disposed on the outer periphery of the split ring, and you support the turbine vane,
The split ring cooling structure according to claim 1 or 2,
Gas turbine having.
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