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JPH04203301A - turbine stationary blade - Google Patents

turbine stationary blade

Info

Publication number
JPH04203301A
JPH04203301A JP33295490A JP33295490A JPH04203301A JP H04203301 A JPH04203301 A JP H04203301A JP 33295490 A JP33295490 A JP 33295490A JP 33295490 A JP33295490 A JP 33295490A JP H04203301 A JPH04203301 A JP H04203301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
ceramic
shell
shroud
turbine
Prior art date
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Granted
Application number
JP33295490A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3016157B2 (en
Inventor
Masaaki Nakakado
中門 公明
Takashi Machida
隆志 町田
Hiroshi Miyata
寛 宮田
Noboru Hisamatsu
暢 久松
Toshio Abe
俊夫 阿部
Hiroshi Ishikawa
浩 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Hitachi Ltd
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry, Hitachi Ltd filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2332954A priority Critical patent/JP3016157B2/en
Publication of JPH04203301A publication Critical patent/JPH04203301A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3016157B2 publication Critical patent/JP3016157B2/en
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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスタービンにおける高温燃焼ガス流路を形成
するタービン静翼に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a turbine stationary blade that forms a high-temperature combustion gas flow path in a gas turbine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ガスタービン用静翼は円筒状のケーシング内に多数の翼
を環状に配置した翼列から形成される。
Gas turbine stationary blades are formed from a row of blades in which a large number of blades are arranged annularly within a cylindrical casing.

第2図は静翼翼列の一部を燃焼ガス流の上流側から見た
外観図であり、ガスタービン装置のケーシング内に固定
されたリテーナリング(図示せず)に外シュラウド5が
嵌合固定され、内シュラウド4はサバ−1−リング(図
示せず)に嵌合固定されており、該内、外シュラウド4
,5間に翼形断面形状をもつ翼部1が配置され、軸中心
Oに中心髪持つ円周上に等間隔で並んでいる。燃焼ガス
は翼部間の流路を通り、後流側に設置された動翼に高速
で吹きつける。セラミック静翼は上記の燃焼ガス流路を
形成する部材をセラミックス化し、その優れた耐熱性を
利用して燃焼ガス温度の上昇、冷却空気の低減によって
ガスタービンの熱効率を向上させている。このために用
いられる構造用セラミックスは優れた耐熱性などの長所
を有している反面、脆性材料であるために変形能が極め
て低く、金属材料と比較して構造強度上で多くの制約を
受る。これらの問題を解決するため特開昭61−899
04号公報に骨組を金属部品で構成し、燃焼ガスに曝さ
れる部品をセラミックス化した複合型セラミック静翼が
提案されている。
Fig. 2 is an external view of a part of the stator blade row as seen from the upstream side of the combustion gas flow, and the outer shroud 5 is fitted and fixed to a retainer ring (not shown) fixed in the casing of the gas turbine device. The inner shroud 4 is fitted and fixed to a server 1 ring (not shown), and the inner and outer shrouds 4
, 5 are arranged with airfoil sections 1 having an airfoil cross-sectional shape, and are arranged at equal intervals on a circumference with a central hair at the axial center O. Combustion gas passes through the flow path between the blades and is blown at high speed onto the rotor blades installed on the wake side. Ceramic stationary vanes use ceramic as the member forming the combustion gas flow path, and utilize its excellent heat resistance to increase the combustion gas temperature and reduce the amount of cooling air, thereby improving the thermal efficiency of the gas turbine. Structural ceramics used for this purpose have advantages such as excellent heat resistance, but because they are brittle materials, their deformability is extremely low, and there are many restrictions on structural strength compared to metal materials. Ru. To solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-899
No. 04 proposes a composite ceramic stator vane in which the frame is made of metal parts and the parts exposed to combustion gas are made of ceramic.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

セラミック静翼を構成しているセラミックスは前述した
ように脆性材料であるため、衝撃力に対して破損しやす
いという問題がある。セラミック静翼におけるセラミッ
ク部品は圧力などの外力を受は保持方法が不適切な場合
には、該セラミック部品が翼高さ方向、面内方向に、あ
るいは回転して変位し、隣接する他の部品に衝突し破損
する危険性が高い。また、翼部の変位は静翼の流体性能
を低下させる。したがって、セラミック部品の変位を確
実に拘束する保持構造は、セラミック静翼の信頼性を確
保するために不可欠である。
As described above, the ceramic forming the ceramic stator vane is a brittle material, so there is a problem in that it is easily damaged by impact force. Ceramic components in ceramic stator blades are subjected to external forces such as pressure, and if the holding method is inappropriate, the ceramic components may be displaced in the blade height direction, in-plane direction, or rotationally, causing damage to other adjacent components. There is a high risk of collision and damage. Also, the displacement of the airfoil reduces the fluid performance of the stator vane. Therefore, a holding structure that reliably restrains the displacement of ceramic components is essential to ensure the reliability of ceramic stator blades.

静翼翼列は第2図に示したように多数の静翼を環状に配
列し、各翼間には稼働時に生じる翼の円周方向の熱膨張
量に対応した隙間を設けている。
As shown in FIG. 2, the stator vane row has a large number of stator blades arranged in an annular manner, and gaps are provided between each blade corresponding to the amount of thermal expansion of the blade in the circumferential direction that occurs during operation.

該隙間には冷却空気の漏れを防止する薄板が装着=4− されているが、完全な漏れ防止は出来ずガスタービンの
効率を低下させる一因となっている。すなわち、隙間を
減らすことはガスタービンの効率向上に有効である。
Although a thin plate is installed in the gap to prevent cooling air from leaking, it is not possible to completely prevent leakage, which is a factor in reducing the efficiency of the gas turbine. That is, reducing the gap is effective in improving the efficiency of the gas turbine.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明は、ケーシング内に固
定された内シュラウド及び外シュラウドと、この両シュ
ラウド間に配設され翼部を形成するセラミックスシェル
と、該セラミックスシェルと共に燃焼ガス流路を形成す
る内セラミックスサイドウオール及び外セラミックスサ
イドウオールとを備えたタービン静翼において、前記セ
ラミックスシェルとセラミックスサイドウオールは断熱
材を介して金属製シュラウドによって翼高さ方向及び該
方向に直交する面内方向に固定保持されていると共に、
回転変位を防止する連結構造に形成されていることを特
徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes an inner shroud and an outer shroud fixed in a casing, a ceramic shell disposed between the two shrouds and forming a wing section, and a combustion gas flow path together with the ceramic shell. In a turbine stator blade including an inner ceramic sidewall and an outer ceramic sidewall, the ceramic shell and the ceramic sidewall are connected to a metal shroud via a heat insulating material in a blade height direction and an in-plane direction perpendicular to the direction. It is held fixed in the
It is characterized by being formed into a connecting structure that prevents rotational displacement.

前記タービン静翼において、燃焼ガス流路の内及び外周
円筒状壁面を形成する内及び外セラミックスサイドウオ
ールと、このセラミックスサイド−6= ウオール間に設置されたセラミックスシェルのいずれか
一方の部材が断熱材を介して金属製シュラウドに保持さ
れ、前記一方の保持された部材により他方の部材が保持
されているものがよい。また、セラミックスシェルとセ
ラミックスサイドウオールの各々が断熱材を介して金属
製シュラウドに保持されているものがよい。また、回転
変位を防止する構造は、セラミックスシェルの内部を通
って内及び外シュラウドを連結する金属製翼芯により形
成されているものがよい。また、セラミックス製サイド
ウオールは静翼翼列の円周方向に翼一枚毎、数枚毎また
はそれらの組合せにより翼部又は隣接する翼部間で分割
され、翼列の軸方向には一体に又は数個に分割されて形
成されているものがよい。また、金属製の内及び外シュ
ラウドの少なくとも一方は、静翼複数枚分で一体で形成
されているものがよい。また、金属製翼芯とセラミック
ス部材との熱変形量の差を調整する緩衝部材が設けられ
ているものがよい、ここで、緩衝部材はバネ構造を具備
した構造、張性変形能に富む無機材料を断熱材の一部と
して使用した構造、又は両者を兼備した構造等が挙げら
れる。また、翼の端部に鍔状突起が形成されたセラミッ
クスシェルによりセラミックスサイドウオールを翼高さ
方向に固定保持しているものがよい。また、セラミック
スシェルの端部に設けられた突起により該シェルの翼高
さ方向に直交する面内方向への変位及び回転変位が防止
されているものがよい。
In the turbine stator blade, either one of the inner and outer ceramic side walls forming the inner and outer cylindrical wall surfaces of the combustion gas flow path and the ceramic shell installed between the ceramic side walls is insulated. It is preferable that the shroud is held by a metal shroud through a material, and the one held member holds the other member. Further, it is preferable that the ceramic shell and the ceramic sidewall are each held by a metal shroud via a heat insulating material. Further, the structure for preventing rotational displacement is preferably formed by a metal blade core passing through the inside of the ceramic shell and connecting the inner and outer shrouds. In addition, the ceramic sidewall is divided between blades or adjacent blades in the circumferential direction of the stator vane cascade by one blade, every several blades, or a combination thereof, and in the axial direction of the vane cascade, either integrally or between each blade. It is best to have it divided into several pieces. Further, at least one of the metal inner and outer shrouds is preferably formed integrally with a plurality of stator blades. In addition, it is preferable that a buffer member is provided to adjust the difference in thermal deformation between the metal wing core and the ceramic member. Here, the buffer member may have a structure with a spring structure or an inorganic material with high tensile deformability. Examples include a structure in which the material is used as a part of the heat insulating material, or a structure in which both are used. Further, it is preferable that the ceramic sidewall is fixedly held in the blade height direction by a ceramic shell having a flange-like projection formed at the end of the blade. Further, it is preferable that a protrusion provided at the end of the ceramic shell prevents displacement and rotational displacement of the shell in an in-plane direction perpendicular to the blade height direction.

また、本発明は、燃焼器と静翼と動翼とを備えたガスタ
ービン装置において、少なくとも第1段静翼は前記のい
ずれかのタービン静翼で形成されているものである。
Further, the present invention provides a gas turbine apparatus including a combustor, stator blades, and rotor blades, in which at least the first stage stator blade is formed of any one of the turbine stator blades described above.

〔作用〕[Effect]

セラミック部品であるセラミックシェルおよびセラミッ
クサイドウオールを翼の高さ方向および該方向に直角な
面内方向に金属製シュラウドあるいは金属製翼芯で保持
し、その間に断熱材を挿入することによって、高温のセ
ラミック部品と金属部品の間を断熱し、セラミック部品
内の温度勾配を小さくでき、また、金属部品の冷却が容
易にな=7− る。すなわち、熱応力低減、冷却空気低減が可能となる
。断熱材が弾性変形能に富む場合には、金属部品とセラ
ミック部品の熱変形量の差を調整することが可能である
。一方、セラミック部品は圧力などの外力を受けるが、
保持部の面積を広くとること、セラミックシェルおよび
セラミックサイドウオールを個別に保持すること、シュ
ラウドと翼芯の2ケ所で保持することなどによって、回
転を含めた変位を拘束することにより、該セラミック部
品が他の部品と衝突して損傷を受けることを防止し、同
時に翼部で形成されるガス流路形状が変わり流体性能が
低下することを防止できる。また、保持部に生じる応力
の値を低く抑えることが出来るので、セラミック部品や
断熱材の破損を生じることなく安定した変位の拘束が可
能である。
The ceramic shell and ceramic sidewall, which are ceramic parts, are held in the height direction of the blade and in the plane perpendicular to this direction by a metal shroud or metal blade core, and by inserting a heat insulating material between them, high temperature It is possible to insulate between the ceramic part and the metal part, reduce the temperature gradient within the ceramic part, and facilitate cooling of the metal part. In other words, it is possible to reduce thermal stress and reduce cooling air. When the heat insulating material has high elastic deformability, it is possible to adjust the difference in the amount of thermal deformation between the metal component and the ceramic component. On the other hand, ceramic parts are subject to external forces such as pressure,
The ceramic parts can be fixed by restraining displacement including rotation by increasing the area of the holding part, holding the ceramic shell and ceramic sidewall individually, and holding the shroud and the blade core in two places. It is possible to prevent the airfoil from colliding with other parts and being damaged, and at the same time, it is possible to prevent the fluid performance from deteriorating due to a change in the shape of the gas flow path formed in the wing. Furthermore, since the value of stress generated in the holding portion can be suppressed to a low value, stable displacement can be restrained without causing damage to the ceramic parts or the heat insulating material.

なお、セラミック部品と金属部品の翼高さ方向の熱変形
量の差の調整をバネ構造によって実現すれば、より完全
な調整が可能となる。
Note that if the difference in the amount of thermal deformation in the blade height direction between the ceramic component and the metal component is adjusted using a spring structure, more complete adjustment will be possible.

また、中央にセラミックシェルとの組合せ用穴を持つ平
板状のセラミックサイドウオールは形状、=9= 寸法の余裕が少なく、製造上あるいは強度信頼性上問題
となることが多い。分割構造、保持構造を変更すること
によって、上記の問題を解決することが出来、さらに翼
列の組立構造の自由度が大きくなる。
In addition, a flat ceramic side wall with a hole in the center for combination with a ceramic shell has little margin in shape and dimension, which often causes problems in terms of manufacturing or strength reliability. By changing the dividing structure and holding structure, the above problems can be solved, and the degree of freedom in the assembly structure of the blade row can be increased.

金属製シュラウドを静翼数枚に相当する形状に一体で作
製すれば、静翼翼列の翼間に設けている隙間の数を減ら
すことになり冷却空気の漏れ量を低減しガスタービンの
効率向上が期待できる。また、同時に、ガスタービン本
体への翼列の組立時には静翼数枚分を一度に装着できる
ため、作業効率の向上が図れる。
If a metal shroud is manufactured in one piece in a shape that corresponds to several stator blades, the number of gaps between the blades of the stator blade row can be reduced, reducing the amount of cooling air leakage and improving the efficiency of the gas turbine. can be expected. At the same time, when assembling the blade row to the gas turbine main body, several stationary blades can be attached at once, improving work efficiency.

また、セラミック部品のうち、セラミックシェルは最も
高温の燃焼ガスに曝される。また、ガスタービンの事故
などの緊急時には燃料遮断に伴う急激な熱衝撃な受ける
。したがって、セラミックシェルに用いる材料には耐熱
温度が高く、熱衝撃に強い材料が適している。一方、セ
ラミックサイドウオールは比較的温度が低いが、使用環
境が複雑であり、また、形状的にも複雑なために強度、
lO− 靭性に優れた材料が適している。上記の特性を備だセラ
ミックスで各部品を作製することによりセラミック静翼
の信頼性の向上が図れる。
Furthermore, among the ceramic components, the ceramic shell is exposed to the highest temperature combustion gas. In addition, in the event of an emergency such as a gas turbine accident, a sudden thermal shock may occur due to a fuel cutoff. Therefore, materials that have a high heat resistance and are resistant to thermal shock are suitable for use in the ceramic shell. On the other hand, although ceramic sidewalls have a relatively low temperature, they are used in a complicated environment and have a complicated shape, so their strength and
lO- A material with excellent toughness is suitable. The reliability of the ceramic stator blade can be improved by manufacturing each component with ceramics having the above characteristics.

燃焼器、静翼および動翼からなるガスタービン部の少く
とも第一段目の静翼に上述のセラミック静翼を適用する
ことによって、効率および信頼性に優れたガスタービン
装置の提供が図れる。
By applying the above-described ceramic stator blade to at least the first stage stator blade of a gas turbine section consisting of a combustor, stator blades, and rotor blades, it is possible to provide a gas turbine device with excellent efficiency and reliability.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図及び第3図により説明
する。第3図は第1図又は第2図のA−A線断面矢視図
であり、第1図は第2図あるいは第3図のB−B線断面
における概略縦断面図(図の上側が該セラミック静翼の
外周側)であって、ガスタービン静翼翼列を形成する一
枚のセラミック静翼の基本構造を示す。第1図において
、燃焼ガスに曝される翼部は外周部を翼形断面を持つセ
ラミック製シェル1で形成し、その内部は断熱材8と金
属製翼芯6とで構成されている(第3図参照)。該シェ
ル1の外観を第4図に示す。このシェル1の両端はセラ
ミック製内、外サイドウオール2,3の対応面に該シェ
ル1の端面形状に合せて設けられた凹と嵌合して組合さ
れ、また、該内。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 3. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1 or 2, and FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view taken along line B-B in FIG. The basic structure of one ceramic stator blade that is the outer peripheral side of the ceramic stator blade and forms the gas turbine stator blade row is shown. In FIG. 1, the outer peripheral part of the blade exposed to combustion gas is formed by a ceramic shell 1 having an airfoil-shaped cross section, and the inside thereof is composed of a heat insulating material 8 and a metal blade core 6. (See Figure 3). The appearance of the shell 1 is shown in FIG. Both ends of this shell 1 are assembled by fitting into recesses provided on corresponding surfaces of inner and outer ceramic side walls 2 and 3 to match the shape of the end faces of the shell 1, and the inner and outer side walls 2 and 3 are fitted with recesses provided in corresponding surfaces to match the shape of the end faces of the shell 1.

外サイドウオール2,3は断熱材7を介して金属製内、
外シュラウド4,5に該内、外サイドウオール2,3の
外形に合せて設けられた凹部に嵌合されている(第3図
参照)。さらに、該外シュラウド5と一体で作製された
金属製翼芯6は各部品を組立てた後に該内シュラウド4
と溶接9により結合される。
The outer side walls 2 and 3 are connected to the metal inner wall through the heat insulating material 7.
They are fitted into recesses provided in the outer shrouds 4, 5 to match the outer shapes of the inner and outer sidewalls 2, 3 (see FIG. 3). Further, the metal wing core 6, which is manufactured integrally with the outer shroud 5, is attached to the inner shroud 4 after each part is assembled.
and are joined by welding 9.

シェル1が燃焼ガスから受けるスラスト力は該シェル1
の両端において内、外サイドウオール2゜3および断熱
材7を介して、内、外シュラウド4゜5により支持され
、また内、外サイドウオール2゜3が翼高さ方向に受け
る圧力は断熱材7を介して、内、外シュラウド4,5で
支持される。該、内。
The thrust force that shell 1 receives from the combustion gas is
is supported by the inner and outer shrouds 4.5 through the inner and outer sidewalls 2.3 and the insulation material 7, and the pressure that the inner and outer sidewalls 2.3 receive in the blade height direction is due to the insulation material. It is supported by the inner and outer shrouds 4 and 5 via the inner and outer shrouds 7. Applicable, within.

外シュラウド4,5は従来の金属製と同様の方法でガス
タービン本体に固定される。この時、各保持部には主に
圧縮応力が生じるが、一般にセラミックスの圧縮応力に
対する破壊強度は引張応力に比べて数倍の大きさである
ことを考えると、各保持部の破損する危険性は低く、し
たがってシェル1の変位を安定して拘束できる。
The outer shrouds 4, 5 are secured to the gas turbine body in a manner similar to conventional metal shrouds. At this time, compressive stress is mainly generated in each holding part, but considering that the fracture strength of ceramics against compressive stress is generally several times greater than that of tensile stress, there is a risk that each holding part will break. is low, and therefore the displacement of the shell 1 can be stably restrained.

なお、内、外サイドウオール2,3を内、外シララウド
4,5により保持する構造は第3図に示したように該サ
イドウオールの全周に限るものでなく、相対する2辺で
保持する構造も可能である。
Note that the structure in which the inner and outer sidewalls 2 and 3 are held by the inner and outer shirarou 4 and 5 is not limited to the entire circumference of the sidewalls as shown in FIG. 3, but is held on two opposing sides. structure is also possible.

また、本セラミック静翼は、セラミック部品を金属部品
で保持する構造であるので、組立時と稼働時の間の温度
変化に伴う該両部品間の熱変形量が異なる。−例として
、翼高さ100mmのセラミック静翼の金属製翼芯6と
セラミック製シェル1の翼高さ方向の熱変形量の差Δを
概算する。組立時温度T。=20℃、稼働時温度は翼芯
T1=600℃、シェルT2=13oO℃とすルト、△
=(翼芯6の熱伸び)−(シェル1の熱伸び)=(ax
・ (TI  To)   ax・ (T2  To)
)L?0.25mm ここで、α、=翼芯の線膨張係数−12×10−’/”
C1α2=シエルの線膨張係数−3,5x I Cr’
/’C,L−翼高さ100+mである。すなわち、上記
の稼働時には翼芯6の方が約0.3mシェル1よりも熱
伸び量が大きい。本実施例では。
Furthermore, since the present ceramic stator vane has a structure in which a ceramic component is held by a metal component, the amount of thermal deformation between the two components due to temperature changes during assembly and operation differs. - As an example, the difference Δ in the amount of thermal deformation in the blade height direction between the metal blade core 6 and the ceramic shell 1 of a ceramic stator blade with a blade height of 100 mm is estimated. Temperature T during assembly. = 20℃, operating temperature is blade core T1 = 600℃, shell T2 = 13oO℃, root, △
= (Thermal elongation of the wing core 6) - (Thermal elongation of the shell 1) = (ax
・ (TI To) ax・ (T2 To)
) L? 0.25mm Here, α, = coefficient of linear expansion of blade core - 12 x 10-'/”
C1α2=linear expansion coefficient of shell-3,5x I Cr'
/'C,L-blade height is 100+m. That is, during the above operation, the amount of thermal elongation of the blade core 6 is larger than that of the shell 1 by about 0.3 m. In this example.

断熱材7の一部あるいは全てを弾性変形能に優れ。Part or all of the heat insulating material 7 has excellent elastic deformability.

さらに耐熱性をもった無機材料、たとえばセラミック繊
維(アルミナファイバー、SiCファイバーなど)で織
られた布で作製し、該断熱材7に上記の熱変形量差△を
上まわる予変形を与えている。
Further, it is made of a cloth woven from a heat-resistant inorganic material, such as ceramic fiber (alumina fiber, SiC fiber, etc.), and gives the heat insulating material 7 a predeformation that exceeds the above-mentioned thermal deformation difference Δ. .

このため、稼働時にも部品間に隙間を生じることなく、
安定した保持が可能である。翼芯6とシュラウドとの結
合構造は本実施例に限るものではなく、翼芯6と内、外
シュラウド4,5を個別に作製し、溶接で結合する構造
、あるいは翼芯6と内シュラウド4を一体で作製し外シ
ュラウド5と溶接で結合する構造、あるいはまた、ネジ
締結により結合する構造でもよい。
Therefore, there are no gaps between parts during operation, and
Stable holding is possible. The connection structure between the blade core 6 and the shroud is not limited to this embodiment, and the blade core 6 and the inner and outer shrouds 4 and 5 may be manufactured separately and connected by welding, or the blade core 6 and the inner shroud 4 may be connected by welding. A structure may be adopted in which the outer shroud 5 is manufactured integrally and connected to the outer shroud 5 by welding, or a structure in which the outer shroud 5 is connected by screw fastening.

金属部品である内、外シュラウド4,5および翼芯6の
冷却について説明する。冷却空気は第1図に矢印aで示
すように、外シュラウド5の外周から有孔板14を通り
、該外シュラウド5の外周壁に衝突して該外周壁を冷却
したのち、翼芯6の内部に設けられた流路11を通り該
翼芯6を冷却し、該翼芯6の翼高さ方向はぼ中央に設け
られた横穴1oから翼芯外周に導かれる。該翼芯6の外
周には全周にわたって翼高さ方向に流路12が設けられ
ており、冷却空気は該流路12を通り、翼芯6をさらに
冷却した後に、内、外シュラウド4゜5内に設けた流路
13を通り外部に排出される。
Cooling of the inner and outer shrouds 4, 5 and the blade core 6, which are metal parts, will be explained. As shown by the arrow a in FIG. The blade core 6 is cooled through a flow path 11 provided inside, and the blade core 6 is guided to the outer periphery of the blade core from a horizontal hole 1o provided approximately at the center in the blade height direction. A flow passage 12 is provided on the outer periphery of the blade core 6 in the blade height direction over the entire circumference, and the cooling air passes through the flow passage 12 and further cools the blade core 6 before passing through the inner and outer shrouds 4°. It passes through a flow path 13 provided in 5 and is discharged to the outside.

一方、燃焼ガスに曝されるシェル1およびサイドウオー
ル2,3はセラミックス類で耐熱性に優れているため、
冷却は不要である。また、金属部品である翼芯6および
シュラウド4,5に流入する熱量は断熱性に優れた断熱
材7あるいは8により遮られるため、従来の金属製静翼
に比べ十分小さい値となる。したがって、燃焼ガス温度
の向上が可能となり、また、金属部品の冷却に要する空
気量も従来に比べ1/10程度でよい。すなわち。
On the other hand, the shell 1 and sidewalls 2 and 3, which are exposed to combustion gas, are made of ceramics and have excellent heat resistance.
No cooling is required. Further, since the amount of heat flowing into the blade core 6 and shrouds 4 and 5, which are metal parts, is blocked by the heat insulating material 7 or 8 having excellent heat insulation properties, the amount of heat is sufficiently smaller than that of conventional metal stationary blades. Therefore, it is possible to improve the temperature of the combustion gas, and the amount of air required to cool the metal parts can be reduced to about 1/10 compared to the conventional method. Namely.

本セラミック静翼は、燃焼ガス温度向上、冷却空気量の
低減によって、ガスタービンの効率向上に寄与すること
が出来る。
This ceramic stator vane can contribute to improving the efficiency of gas turbines by increasing the combustion gas temperature and reducing the amount of cooling air.

また、金属部品の温度を低く抑えることが出来るので、
該金属部品の素材は耐熱温度の比較的低い普及形の材種
、たとえばステンレス鋼でよく、従来翼が超耐熱鋼を使
用しているのに比べ製造が容易であり、かつ製造価格の
低減が図れる。
In addition, since it is possible to keep the temperature of metal parts low,
The material of the metal parts may be a popular material with relatively low heat resistance, such as stainless steel, which is easier to manufacture than conventional blades made of super heat-resistant steel, and can reduce manufacturing costs. I can figure it out.

なお、第1図では翼芯6の内部に設けられた流路11は
1本であるが、第3図に示すように複数本とすることに
より、流量増大と翼芯6の外周部への流量配分の調整を
図ることも出来る。また、冷却空気の取り入れは第1図
に示したように外シュラウド5の外周のみでなく、内シ
ュラウド4の内周側から翼芯6の内部に流路11を併設
してもよく、これにより翼芯6の内周側の内部冷却を高
めることが出来ると共に、上記と同様の効果を得ること
が出来、さらに、内シュラウド4内周壁の冷却製図るこ
とが出来る。さらに、内、外シュラウド4,5の内部に
冷却空気流路を追加して設けてもよく、これにより該内
、外シュラウド4,5の冷却を高めることが出来る。ま
た、排出流路13は内、外シュラウド4,5内に限るも
のではなく、断熱材7の内部でもよい。
In addition, in FIG. 1, there is only one flow path 11 provided inside the blade core 6, but by providing a plurality of channels as shown in FIG. It is also possible to adjust the flow rate distribution. In addition, cooling air can be taken in not only from the outer circumference of the outer shroud 5 as shown in FIG. 1, but also by providing a flow passage 11 inside the blade core 6 from the inner circumference side of the inner shroud 4. The internal cooling of the inner circumferential side of the blade core 6 can be enhanced, and the same effects as described above can be obtained, and furthermore, the inner circumferential wall of the inner shroud 4 can be cooled. Furthermore, cooling air passages may be additionally provided inside the inner and outer shrouds 4 and 5, thereby increasing the cooling of the inner and outer shrouds 4 and 5. Further, the discharge passage 13 is not limited to the inside of the inner and outer shrouds 4 and 5, but may be inside the heat insulating material 7.

一15= 直接、高温の燃焼ガスに曝さ九るシェル1およびサイド
ウオール2,3は耐熱性に優れた構造用セラミックスで
作製する。シェル1は最も高温となる部品であり、厳し
い熱衝撃も受けるため、耐熱性、高温での耐熱衝撃性に
優れた材料が適し例えば炭化けい素、とくに複雑形状を
考慮すると常圧焼結炭化けい素が適する。他に、耐熱性
、熱伝導率はやや劣るが、じん性に優れるため、使用条
件によっては結晶粒界相をもつサイアロン、窒化けい素
あるいはセラミック複合体、たとえばセラミック繊維強
化セラミックス(S i Cm維/ S iC複合材な
ど)などでもよい。サイドウオール2゜3は上記各素材
で作製すればよいが、温度条件がシェル1に比べ緩やか
であるので、シェル1の材料に比べ耐熱性はやや劣って
も強度、じん性に優れた材料、例えば上記サイアロン、
窒化けい素などを用いれば、強度信頼性の向上を図るこ
とが出来る。
115= The shell 1 and sidewalls 2 and 3, which are directly exposed to high-temperature combustion gas, are made of structural ceramics with excellent heat resistance. Shell 1 is the part that reaches the highest temperature and is also subject to severe thermal shock, so a material with excellent heat resistance and thermal shock resistance at high temperatures is suitable, such as silicon carbide, especially pressureless sintered silicon carbide when considering a complex shape. Plain is suitable. In addition, depending on the usage conditions, sialon, silicon nitride, or ceramic composites, such as ceramic fiber reinforced ceramics (SiCm fiber /SiC composite material, etc.). The sidewall 2゜3 may be made of any of the above materials, but since the temperature conditions are milder than that of the shell 1, it may be made of a material with excellent strength and toughness, even if its heat resistance is slightly inferior to that of the material of the shell 1. For example, the above Sialon,
If silicon nitride or the like is used, strength reliability can be improved.

断熱材8は耐熱性、断熱性と共にシェル1と翼芯6との
間の狭い隙間に充填で曇ることが必要な−】6〜 ため、無機質充填材、たとえば断熱材7と同じ変形能に
富んだ無機材料、あるいは流動性をもち硬化性のセラミ
ック充填材により作製する。セラミック繊維織物など通
気性を兼備した材料を用いると翼芯6外表面を流れる冷
却空気が断熱材8の内部をも流れるため冷却効果が向上
する。また、硬化性充填材を用いると、シェル1が受け
るスラス1−力を翼芯6で分担して保持することが出来
るので、変位に対する拘束がさらに安定し、セラミック
静翼の信頼性の向上が図れる。さらに、翼芯6の外周に
上記の通気性材料を設け、該通気性材料とシェル1との
間を硬化性充填材で作製すると、上記の特徴を兼備する
セラミック静翼が可能である。
The heat insulating material 8 needs to have heat resistance and heat insulation properties, as well as being able to fill the narrow gap between the shell 1 and the blade core 6. They are made from inorganic materials or fluid and hardenable ceramic fillers. When a breathable material such as a ceramic fiber fabric is used, the cooling air flowing on the outer surface of the blade core 6 also flows inside the heat insulating material 8, thereby improving the cooling effect. In addition, by using a hardening filler, the thrust force applied to the shell 1 can be shared and held by the blade core 6, which further stabilizes the restraint against displacement and improves the reliability of the ceramic stator blade. I can figure it out. Furthermore, by providing the above-mentioned air-permeable material on the outer periphery of the blade core 6 and creating a space between the air-permeable material and the shell 1 with a curable filler, a ceramic vane having the above-mentioned characteristics can be obtained.

変位拘束構造の他の実施例を第5図乃至第9図に示す。Other embodiments of the displacement restraint structure are shown in FIGS. 5 to 9.

いずれの図も第1図の外シュラウド5の近傍の基本構造
詮示す概略縦断面図であって、内シュラウド4近傍につ
いては省略した。第5図は外サイドウオール3に設けた
翼形の貫通穴によりシェル1と嵌合し、シェル1の端部
の外周に設けた鍔状の突起15と断熱材7を介した外シ
ュラウド5とによって翼高さ方向に保持するものである
Each figure is a schematic vertical cross-sectional view showing the basic structure near the outer shroud 5 in FIG. 1, and the inner shroud 4 and its vicinity are omitted. FIG. 5 shows that the outer shroud 5 is fitted into the shell 1 through an airfoil-shaped through hole provided in the outer sidewall 3, and is connected to the outer shroud 5 via a flange-shaped projection 15 provided on the outer periphery of the end of the shell 1 and a heat insulating material 7. This is to hold the blade in the height direction.

該サイドウオール3には貫通穴を設ければよく、第1図
に示した凹状の溝に比べて製作が容易であると共に応力
集中となる凹部隅部を持たないことから信頼性が優れる
The sidewall 3 only needs to be provided with a through hole, which is easier to manufacture than the concave groove shown in FIG. 1, and has excellent reliability because it does not have a concave corner where stress can be concentrated.

第6図はシェル1および外サイドウオール3の保持構造
の他の例である。シェル1は外シュラウド5に設けた翼
形状をした凹部に断熱材7を介して端部を保持されてお
り、翼高さ方向および直角方向ともに該シュラウド5に
よって変位が拘束されている。外サイドウオール3はシ
ェル1と嵌合しており、翼高さ方向の保持は第5図の場
合と同じであるが面内方向にはシェル1によって保持さ
れている。本構造によれば、シェル1の受けるスラスト
力は直接外シュラウド5で支持されるので。
FIG. 6 shows another example of the holding structure for the shell 1 and the outer sidewall 3. The end portion of the shell 1 is held in a wing-shaped recess provided in an outer shroud 5 via a heat insulating material 7, and displacement is restrained by the shroud 5 in both the wing height direction and the right angle direction. The outer sidewall 3 is fitted into the shell 1, and is held in the blade height direction in the same manner as in FIG. 5, but is held in the in-plane direction by the shell 1. According to this structure, the thrust force received by the shell 1 is directly supported by the outer shroud 5.

第5図に比べ外サイドウオール3の受ける外力が軽減さ
れる。また、セラミックス製である外サイドウオール3
により、金属製外シュラウド5の燃焼ガス流路表面を覆
うことにより、該シュラウド5が燃焼ガスに曝されて受
ける損傷を避けること・が出来る。
Compared to FIG. 5, the external force applied to the outer sidewall 3 is reduced. In addition, the outer side wall 3 is made of ceramics.
By covering the surface of the combustion gas flow path of the metal outer shroud 5, damage to the shroud 5 caused by exposure to combustion gas can be avoided.

第7図は外サイドウオール3の他の保持構造であって、
該サイドウオール3の外周部を内側から断熱材7を介し
て外シュラウド5で保持する。本構造によれば、第6図
に比べ、外シュラウド5の側面までセラミックス製の外
サイドウオール3で覆うことによって、隙間に流入する
燃焼ガスからも該シュラウド5側面を保護することが出
来る。
FIG. 7 shows another retaining structure of the outer sidewall 3,
The outer periphery of the sidewall 3 is held from the inside by an outer shroud 5 via a heat insulating material 7. According to this structure, compared to FIG. 6, by covering the side surface of the outer shroud 5 with the ceramic outer side wall 3, the side surface of the shroud 5 can be protected from combustion gas flowing into the gap.

第8図および第9図に外サイドウオール3の他の保持構
造を示す。すなわち、該サイドウオール3は翼高さ方向
および面内方向に断熱材7を介して外シュラウド5によ
り保持されている。該サイドウオール3には翼形状の貫
通穴が設けられ、該貫通穴にシェル1が嵌合している。
Other retaining structures for the outer sidewall 3 are shown in FIGS. 8 and 9. That is, the sidewall 3 is held by the outer shroud 5 via the heat insulating material 7 in the blade height direction and in-plane direction. A wing-shaped through hole is provided in the side wall 3, and the shell 1 is fitted into the through hole.

シェル1の翼面内方向の保持を該サイドウオール3で行
う場合を第8図、断熱材7を介して外シュラウド5で行
う場合を第9図に示す。なお、第8図及び第9図は外シ
ュラウド5の一部を溶接で組立てる例を示したが、溶接
位置は図示の場所に限らず、組立てが可能な他の位置で
もよい。
FIG. 8 shows a case in which the shell 1 is held in the wing surface direction by the sidewall 3, and FIG. 9 shows a case in which it is held by the outer shroud 5 via a heat insulating material 7. Although FIGS. 8 and 9 show an example in which a part of the outer shroud 5 is assembled by welding, the welding position is not limited to the illustrated location, but may be any other location where assembly is possible.

第10図、第11図によりシェル1の保持構造の他の例
を示す。第10図に示すように、シェル1の端部に円柱
状の突起16を設け、該突起16を外シュラウド5に設
けた凹部により断熱材7を介して保持する(第11図)
。該突起16の形状は円柱状に限らず任意の形状でよく
、シェル1の受ける力の大きさと加工の容易さから選ぶ
ことが出来る。突起16の回りの断熱材7は他の部位の
断熱材7とは異なる材料あるいは施工法、例えば外シュ
ラウド5に突起16に対応して設けた凹部に該シュラウ
ド5外周側と連通ずる穴を設け(図示せず)、該連通穴
より流動性を有した硬化性充填材を充填し、他の部位の
断熱材7は弾性変形能に富んだ断熱材とする構造でもよ
い。また、第12図に示すように、シェル1端部に凹部
を設け、該凹部に連結用ロンド17を嵌合しても第10
図と同一の効果が得られる。連結用ロッド17は断熱性
、耐熱性、強度に優れた材料、たとえばセラミックスで
作製する。
Another example of the holding structure for the shell 1 is shown in FIGS. 10 and 11. As shown in FIG. 10, a cylindrical projection 16 is provided at the end of the shell 1, and the projection 16 is held by a recess provided in the outer shroud 5 via a heat insulating material 7 (FIG. 11).
. The shape of the protrusion 16 is not limited to a cylindrical shape, but may be any shape, and can be selected depending on the magnitude of the force that the shell 1 receives and the ease of processing. The heat insulating material 7 around the protrusion 16 is made of a different material or by a construction method different from that of the heat insulating material 7 in other parts, for example, a recess provided in the outer shroud 5 corresponding to the protrusion 16 is provided with a hole communicating with the outer circumferential side of the shroud 5. (not shown), the communication hole may be filled with a curable filler having fluidity, and the heat insulating material 7 in other parts may be a heat insulating material having high elastic deformability. Further, as shown in FIG. 12, even if a recess is provided at the end of the shell 1 and the connecting iron 17 is fitted into the recess, the tenth
The same effect as shown in the figure can be obtained. The connecting rod 17 is made of a material with excellent heat insulation, heat resistance, and strength, such as ceramics.

第13図、第14図及び第15図にサイドウオール2,
3の他の保持構造の例を示す。第13図は本実施例のセ
ラミック静翼翼列の一部の概略外観図、第14図は第1
3図におけるA−A線断面矢視図、第15図は第14図
におけるB−B線断面に対応した概略縦断面図であって
、図の上側が該セラミック静翼の外周側となる。なお、
第15図にはシェル1の保持の一例として第9図の構造
を示した。第13図、第14図に示すように内。
Figure 13, Figure 14 and Figure 15 show sidewall 2,
3 shows an example of another holding structure. FIG. 13 is a schematic external view of a part of the ceramic stator vane row of this example, and FIG. 14 is the first
3 is a cross-sectional view taken along the line A--A in FIG. 3, and FIG. 15 is a schematic vertical cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line B--B in FIG. In addition,
FIG. 15 shows the structure of FIG. 9 as an example of holding the shell 1. Inside as shown in Figures 13 and 14.

外サイドウオール2,3はシェル1の位置において円周
方向に分割されている。該内、外サイドウオール2,3
は第15図に示すように、翼高さ方向に凸な突起18に
よって内、外シュラウド4゜5に断熱材7を介して保持
されている。
The outer sidewalls 2, 3 are circumferentially divided at the shell 1. Inner and outer side walls 2 and 3
As shown in FIG. 15, the blades are held on the inner and outer shrouds 4.degree. 5 via heat insulating materials 7 by protrusions 18 projecting in the blade height direction.

本実施例によれば、該内、外サイドウオール2゜3は前
述の実施例に比べ、応力集中が生じるシェル1と嵌合用
穴が不要のため、強度信頼性が向」ニし、さらに加工も
容易となる。また、第13図に示すように、内、外サイ
ドウオール2,3の分割位置と断熱材7の分割位置を異
なる位置とすれば、隣接するサイドウオール間の隙間か
ら流入する燃焼ガスは断熱材7で阻まれ、金属部品であ
る内、外シュラウド4.5あるいは翼芯6(第15図)
を損傷することがない。このため、信頼性の向上が図れ
る。
According to this embodiment, the inner and outer sidewalls 2゜3 do not require the shell 1 and the fitting holes where stress is concentrated, compared to the above-mentioned embodiments, so the strength reliability is improved, and further processing is possible. It also becomes easier. Furthermore, as shown in FIG. 13, if the dividing positions of the inner and outer sidewalls 2 and 3 and the dividing position of the heat insulating material 7 are set to different positions, the combustion gas flowing in from the gap between the adjacent side walls will be absorbed by the heat insulating material. 7, and the inner and outer shrouds 4.5 or wing cores 6, which are metal parts (Fig. 15)
without damaging it. Therefore, reliability can be improved.

なお、本実施例では内、外サイドウオール2゜3を内、
外シュラウド4,5に円周方向に挿入して嵌合するので
、翼列の最終部分は以下の構造で組立てる。すなわち、
第16図に示す外シュラウド5と外サイドウオール3の
場合について説明すると、外シュラウド5の一部を第1
1図で示した実施例と同様に溶接などによる組立てとし
、隣接翼部との隙間を少し大きくすれば該隣接翼部間に
該サイドウオール3を翼高さ方向に挿入して該シュラウ
ド5と組合せることが可能となり、その後に溶接などに
より組立てる。
In addition, in this example, the inner and outer side walls 2°3 are
Since it is inserted and fitted into the outer shrouds 4 and 5 in the circumferential direction, the final part of the blade row is assembled with the following structure. That is,
To explain the case of the outer shroud 5 and outer sidewall 3 shown in FIG. 16, a part of the outer shroud 5 is
The shroud 5 can be assembled by welding as in the embodiment shown in Figure 1, and if the gap between the adjacent blades is made slightly larger, the sidewall 3 can be inserted between the adjacent blades in the blade height direction. It becomes possible to combine them, and then assemble them by welding, etc.

あるいは第14図に対応する第17図に示すようにサイ
ドウオールを翼列軸方向にも分割することにより、組立
てはより容易になる。また、外サイドウオール3および
3′は別々に外シュラウド5(第16図)に保持される
ので、組立であるいは稼働中の不整合に基づいた二次的
な応力の発生を避けることが出来、第14図の実施例に
比べ強度信頼性が向上する。
Alternatively, as shown in FIG. 17, which corresponds to FIG. 14, the sidewalls may be divided in the axial direction of the blade rows, thereby making the assembly easier. Additionally, since the outer sidewalls 3 and 3' are held separately in the outer shroud 5 (FIG. 16), the generation of secondary stresses due to misalignment during assembly or operation can be avoided. Strength reliability is improved compared to the embodiment shown in FIG.

さらに、第18図に示すように、サイドウオールを翼列
軸方向に3分割とすれば、隣接する翼部間に翼の上流側
あるいは下流側から該サイドウオールを挿入し組立てる
ことが可能となり、隣接部品との隙間を狭くして、燃焼
ガスの流入を低減することが可能となる。また、上流側
および下流側サイドウオール3,3′は円周方向の複数
枚に対応する形状を一体で作製し、翼列に装着すること
が可能であり、燃焼ガス流入防止に有効であり、さらに
組立て効率の向上を図ることが出来る。なお、分割位置
は外サイドウオールの各部品3゜3′、3″′を軸方向
に挿入して、シェル1および1′の間に設置できればよ
く、例えば第19図に示す位置が可能である。また、外
サイドウオール3#の翼高さ方向の保持は第20図に示
すように、外シュラウド5に保持された外サイドウオー
ル3゜3′により保持する構造、あるいは第7図に示す
′ようにシェル1の端部に鍔状に設けた突起により保持
する構造(図示せず)、あるいは上記の2つの構造を併
用する構造によればよい。なお、サイドウオール3のシ
ュラウド5への保持は、突起j8による構造に限らず、
例えば第21図に示すピン19によっても可能であり、
この場合には第8図に示すサイドウオール3″にも適用
できる。該ピン19はサイドウオール3と同様に耐熱性
、断熱性に優れた材料であって、例えば該サイドウオー
ル3と同一のセミックスで作製する。
Furthermore, as shown in FIG. 18, if the sidewall is divided into three parts in the axial direction of the blade row, it becomes possible to insert and assemble the sidewall between adjacent blade parts from the upstream or downstream side of the blade. By narrowing the gap between adjacent parts, it is possible to reduce the inflow of combustion gas. In addition, the upstream side and downstream side walls 3, 3' can be integrally manufactured in a shape corresponding to a plurality of pieces in the circumferential direction and can be attached to the blade row, which is effective in preventing the inflow of combustion gas. Furthermore, assembly efficiency can be improved. The dividing position may be such that each part of the outer sidewall 3゜3', 3''' can be inserted in the axial direction and installed between the shells 1 and 1'; for example, the position shown in Fig. 19 is possible. The outer sidewall 3# can be held in the blade height direction by a structure in which it is held by the outer sidewall 3°3' held on the outer shroud 5, as shown in FIG. A structure in which the side wall 3 is held by a brim-shaped projection provided at the end of the shell 1 (not shown), or a structure in which the above two structures are used together may be used. is not limited to the structure based on the protrusion j8,
For example, it is also possible with the pin 19 shown in FIG.
In this case, the pin 19 can also be applied to the sidewall 3'' shown in FIG. Make it with.

他のセラミック静翼の実施例を以下に説明する。Examples of other ceramic vanes will be described below.

翼数枚分の金属製シュラウドを一体で作製しセラミック
静翼群とするものであり、第22図に3枚の翼に対応す
る内シュラウド4および翼芯6を一体で作製した例の外
観を示す。翼1枚ごとに作製した他の部品を組合せ静翼
部とする。また、内。
Metal shrouds for several blades are integrally fabricated to form a ceramic stator blade group. Figure 22 shows the appearance of an example in which the inner shroud 4 and blade core 6 corresponding to three blades are fabricated in one piece. show. Other parts manufactured for each blade are combined to form a stationary blade section. Also, within.

外シュラウドを一体で作製し、他の部品を組合せ後に翼
芯を該内、外シュラウドに溶接などで結合する構造でも
よい。本実施例によ°れば、静翼間に設けた隙間から冷
却用空気が漏れる量を低減することができ、ガスタービ
ンの性能向上が図れる。
A structure may also be adopted in which the outer shroud is manufactured as one piece, and after other parts are assembled, the blade core is joined to the inner and outer shrouds by welding or the like. According to this embodiment, the amount of cooling air leaking from the gap provided between the stationary blades can be reduced, and the performance of the gas turbine can be improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、外力によるセラミック部品の回転を含
めた変位を防止して性能の低下あるいは該セラミック部
品同士あるいは他の部品との衝突による損傷を回避する
ことが出来るので、セラミック静翼の信頼性向」二の効
果がある。
According to the present invention, it is possible to prevent displacement, including rotation, of ceramic parts due to external force, thereby avoiding performance deterioration or damage due to collisions between the ceramic parts or with other parts. There are two effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例の概略縦断面図、第2図
は静翼翼列を示す概略外観図、第3図は第2図のA−A
線断面矢視図、第4図はシェルの外観図、第5図は乃至
第9図はそれぞれ他の実施例の外周側の部分を示す概略
縦断面図、第10図は他の実施例のシェル外周部の外観
図、第11図は外周側の部分を示す概略縦断面図、第1
2図は第10図に係わる他の実施例を示すシェル外周縦
断面部分図、第13図は他の実施例による静翼翼列の略
示外観図、第14図は第13図のA−A線断面矢視図、
第15図は概略縦断面図、第16図は26一 第15図に係わる他の実施例を示す外周側部分の概略縦
断面図、第17図乃至第19図はそれぞれ他の実施例の
第13図A−A線断面矢視図、第20図、第21図はサ
イドウオールの保持構造を示す略伝部分縦断面図、第2
2図は内シュラウドの外観図である。 1・・・セラミックシェル、2,3・・・内、外セラミ
ックサイドウオール、4,5・・・内、外シュラウド、
6・・・翼芯、7,8・・・断熱材。 代理人  鵜  沼  辰  之 第2図 第4図 第3図 第5図 15:突 走己 第6図 !!8図 第7図 第9図 休    −
FIG. 1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic external view showing a stator vane row, and FIG. 3 is an A-A in FIG. 2.
4 is an external view of the shell, FIGS. 5 to 9 are schematic longitudinal sectional views showing the outer peripheral side of other embodiments, and FIG. 10 is a diagram of another embodiment. An external view of the outer periphery of the shell, FIG. 11 is a schematic vertical sectional view showing the outer periphery side,
2 is a partial vertical cross-sectional view of the shell outer periphery showing another embodiment related to FIG. 10, FIG. 13 is a schematic external view of a stator vane row according to another embodiment, and FIG. 14 is a view taken along A-A in FIG. 13. Line cross-sectional view,
15 is a schematic vertical cross-sectional view, FIG. 16 is a schematic vertical cross-sectional view of the outer circumference side part showing other embodiments related to FIG. Figure 13 is a cross-sectional view taken along the line A-A, Figures 20 and 21 are schematic partial longitudinal cross-sectional views showing the sidewall holding structure, and Figure 2
Figure 2 is an external view of the inner shroud. 1... Ceramic shell, 2, 3... Inner and outer ceramic side walls, 4, 5... Inner and outer shrouds,
6... Wing core, 7, 8... Insulation material. Agent Tatsuyuki Unuma Figure 2, Figure 4, Figure 3, Figure 5, Figure 15: Tsuki Hashimi Figure 6! ! Figure 8 Figure 7 Figure 9 Closed -

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ケーシング内に固定された内シュラウド及び外シュ
ラウドと、この両シュラウド間に配設され翼部を形成す
るセラミックスシェルと、該セラミックスシェルと共に
燃焼ガス流路を形成する内セラミックスサイドウォール
及び外セラミックスサイドウォールとを備えたタービン
静翼において、前記セラミックスシェルとセラミックス
サイドウォールは断熱材を介して金属製シュラウドによ
って翼高さ方向及び該方向に直交する面内方向に固定保
持されていると共に、回転変位を防止する連結構造に形
成されていることを特徴とするタービン静翼。 2、請求項1において、燃焼ガス流路の内及び外周円筒
状壁面を形成する内及び外セラミックスサイドウォール
と、このセラミックスサイドウォール間に設置されたセ
ラミックスシェルのいずれか一方の部材が断熱材を介し
て金属製シュラウドに保持され、前記一方の保持された
部材により他方の部材が保持されているタービン静翼。 3、請求項1において、セラミックスシェルとセラミッ
クスサイドウォールの各々が断熱材を介して金属製シュ
ラウドに保持されているタービン静翼。 4、請求項1〜3のいずれかにおいて、回転変位を防止
する構造は、セラミックスシェルの内部を通って内及び
外シュラウドを連結する金属製翼芯により形成されてい
るタービン静翼。 5、請求項1〜4のいずれかにおいて、セラミックス製
サイドウォールは静翼翼列の円周方向に翼一枚毎、数枚
毎またはそれらの組合せにより翼部又は隣接する翼部間
で分割され、翼列の軸方向には一体に又は数個に分割さ
れて形成されているタービン静翼。 6、請求項1〜5のいずれかにおいて、金属製の内及び
外シュラウドの少なくとも一方は、静翼複数枚分で一体
で形成されているタービン静翼。 7、請求項1〜6のいずれかにおいて、金属製翼芯とセ
ラミックス部材との熱変形量の差を調整する緩衝部材が
設けられているタービン静翼。 8、請求項1〜7のいずれかにおいて、翼の端部に鍔状
突起が形成されたセラミックスシェルによりセラミック
スサイドウォールを翼高さ方向に固定保持しているター
ビン静翼。 9、請求項1〜8のいずれかにおいて、セラミックスシ
ェルの端部に設けられた突起により該シェルの翼高さ方
向に直交する面内方向への変位及び回転変位が防止され
ているタービン静翼。 10、燃焼器と静翼と動翼とを備えたガスタービン装置
において、少なくとも第1段静翼は請求項1〜9のいず
れかのタービン静翼で形成されていることを特徴とする
ガスタービン装置。
[Claims] 1. An inner shroud and an outer shroud fixed in a casing, a ceramic shell disposed between the two shrouds and forming a wing section, and an inner shroud that forms a combustion gas flow path together with the ceramic shell. In a turbine stator blade equipped with a ceramic sidewall and an outer ceramic sidewall, the ceramic shell and the ceramic sidewall are fixedly held in the blade height direction and in the in-plane direction orthogonal to the direction by a metal shroud via a heat insulating material. What is claimed is: 1. A turbine stationary blade characterized in that it is formed into a connecting structure that prevents rotational displacement. 2. In claim 1, either one of the inner and outer ceramic sidewalls forming the inner and outer cylindrical wall surfaces of the combustion gas flow path and the ceramic shell installed between the ceramic sidewalls is provided with a heat insulating material. A turbine stator blade that is held by a metal shroud through which one held member holds the other member. 3. The turbine stator blade according to claim 1, wherein each of the ceramic shell and the ceramic sidewall is held by a metal shroud via a heat insulating material. 4. The turbine stationary blade according to any one of claims 1 to 3, wherein the structure for preventing rotational displacement is formed by a metal blade core that connects the inner and outer shrouds through the inside of the ceramic shell. 5. In any one of claims 1 to 4, the ceramic sidewall is divided in the circumferential direction of the stator vane row by one blade, every several blades, or a combination thereof between the blade parts or between adjacent blade parts, A turbine stator blade that is formed integrally or divided into several pieces in the axial direction of the blade row. 6. The turbine stator blade according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the metal inner and outer shrouds is integrally formed from a plurality of stator blades. 7. The turbine stationary blade according to any one of claims 1 to 6, further comprising a buffer member for adjusting the difference in thermal deformation between the metal blade core and the ceramic member. 8. The turbine stationary blade according to any one of claims 1 to 7, wherein the ceramic sidewall is fixedly held in the blade height direction by a ceramic shell having a brim-like projection formed at the end of the blade. 9. The turbine stationary blade according to any one of claims 1 to 8, wherein a protrusion provided at an end of the ceramic shell prevents displacement and rotational displacement of the shell in an in-plane direction orthogonal to the blade height direction. . 10. A gas turbine device comprising a combustor, a stator blade, and a rotor blade, wherein at least the first stage stator blade is formed of the turbine stator blade according to any one of claims 1 to 9.
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