特許 6222876 翼列、ガスタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6222876

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】翼列、ガスタービン

(51)【国際特許分類】

   F01D 9/04 20060101AFI20171023BHJP

   F01D 5/14 20060101ALI20171023BHJP

   F01D 9/02 20060101ALI20171023BHJP

   F01D 11/00 20060101ALI20171023BHJP

   F16J 15/06 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   F01D9/04

   F01D5/14

   F01D9/02 101

   F01D11/00

   F16J15/06 P

   F16J15/06 H

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-512002(P2016-512002)

(86)(22)【出願日】2015年4月2日

(86)【国際出願番号】JP2015060494

(87)【国際公開番号】WO2015152381

(87)【国際公開日】20151008

【審査請求日】2016年8月31日

(31)【優先権主張番号】特願2014-76770(P2014-76770)

(32)【優先日】2014年4月3日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】坂元 康朗

【審査官】 倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３１５７４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２３３１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１１１７００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１２４５０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１９９４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３８６５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ５／１４，

９／０２− ９／０４，

１１／００−１１／２４

Ｆ１６Ｊ １５／０６

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動流体を流通する流路に面して周方向に延びる端壁部と、
前記端壁部から延び、前記流路内に配置される翼体と、を備え、
前記端壁部の前記周方向の端面が、前記流路側、かつ、前記流路を流通する前記作動流体の旋回方向の下流側に向かって傾斜する傾斜部を有し、
一つの前記端壁部において前記旋回方向の下流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面に対し、一つの前記端壁部において前記旋回方向の上流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面が、前記流路側から離間した側に配される翼分割体。

【請求項2】

前記端面のうち、一つの前記端壁部において前記旋回方向の上流側に配される前記端面側の前記傾斜部が、一つの前記端壁部において前記旋回方向の下流側に配置される前記端面側の傾斜部よりも、前記流路に近づくにしたがって、前記旋回方向の下流側に向かって傾斜する請求項１に記載の翼分割体。

【請求項3】

前記端面のうちいずれか一方にのみ、シール部材を挟み込める溝が形成され、
前記傾斜部は、前記溝に対して前記流路側に形成されている請求項１又は請求項２に記載の翼分割体。

【請求項4】

前記端面は、径方向に延びる面が形成され、
前記傾斜部は、前記径方向に延びる面から前記流路側で前記旋回方向の下流側に傾斜する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の翼分割体。

【請求項5】

前記流路を画成し、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の翼分割体を前記周方向に複数備えることによって環状とされる翼列。

【請求項6】

請求項５に記載の翼列を備えたガスタービン。

【請求項7】

作動流体を流通する流路に面して周方向に延びる端壁部と、
前記端壁部から径方向に向かって延在する翼体と、備え、
前記端壁部は、前記翼体の凹面状の腹面部側にある前記端壁部の端面と、前記翼体が延びている面である端壁面とによって形成される角が鋭角であり、
一つの前記端壁部において前記流路を流通する前記作動流体の旋回方向の下流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面に対し、一つの前記端壁部において前記旋回方向の上流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面が、前記流路側から離間した側に配される翼分割体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、翼列、およびそれを用いたガスタービンに関する。
本願は、２０１４年４月３日に出願された特願２０１４−０７６７７０号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンは、車室内に、回転可能に設けられた回転軸と、動翼と、静翼と、を備えている。動翼と静翼とは、それぞれ複数組が設けられている。車室内で動翼と静翼とが、燃焼ガスの流れ方向に沿って回転軸の軸方向に交互に配列されて設けられている。

【0003】

動翼は、車室内を回転軸の軸方向に流れる燃焼ガスの圧力を受けて、回転軸と一体に回転軸の軸周りに回転する。
静翼は、車室側に固定され、車室内における燃焼ガスの流れ方向、圧力、流速等を調整する。

【0004】

動翼は、翼形状を有した翼体と、翼体の端部に設けられたプラットフォームと、を備えている。プラットフォームは、回転軸の周方向において複数に分割されている。静翼は、翼体の端部に内側シュラウドや外側シュラウドが設けられている。この内側シュラウドや外側シュラウドが、動翼のプラットフォームと同様に、回転軸の周方向において複数に分割されている。つまり、翼体およびプラットフォームが一体化された分割体や、翼体および内側シュラウドや外側シュラウドが一体化された分割体が、回転軸の周方向に複数設けられることで、動翼や静翼が構成されている。

【0005】

特許文献１には、動翼の外周側に、上記のプラットフォームと同様に、回転軸の周方向において複数に分割された分割環を設ける構成が開示されている。

【0006】

特許文献２には、動翼のプラットフォームの端面から凹んで形成された圧力サイドポケットにシールピンを設けることで、周方向に隣接する動翼の半径方向に傾斜した端面同士の隙間をシールする構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００−２５７４４７号公報

【特許文献2】米国特許第８１３７０７２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記したような、分割体を備えた構成においては、周方向において互いに隣接する分割体のプラットフォームや内側シュラウド等の間に、それぞれ隙間が存在する。ガスタービンの作動中、主流路を流れる作動流体である燃焼ガスの一部が、この隙間を通って、主流路から漏れだしてしまう。

【0009】

燃焼ガスの漏れを抑えるために、高圧のシール空気をこの隙間から燃焼ガスの流れる主流路に供給することも行われている。しかし、シール空気は、周方向において互いに隣接する分割体同士の隙間から供給される。このシール空気の供給方向は、ガスタービンの回転軸の軸方向に沿った燃焼ガスの流れ（主流）に対して直交する回転軸の径方向である。したがって、供給されたシール空気によって燃焼ガスの流れに損失が生じてしまう。

【0010】

本発明は、作動流体の流れにおける損失を抑え、効率を高めることのできる翼分割体、翼列、及びガスタービンを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明に係る第一の態様の翼分割体は、作動流体を流通する流路に面して周方向に延びる端壁部と、前記端壁部から延び、前記流路内に配置される翼体と、を備え、前記端壁部の前記周方向の端面が、前記流路側、かつ、前記流路を流通する前記作動流体の旋回方向の下流側に向かって傾斜する傾斜部を有し、一つの前記端壁部において前記旋回方向の下流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面に対し、一つの前記端壁部において前記旋回方向の上流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面が、前記流路側から離間した側に配される。

【0012】

このように、端壁部の端面に傾斜部を設けると、互いに隣り合う端壁部の端面同士の隙間が、作動流体の旋回方向の下流側に傾斜する。その結果、作動流体は、その旋回方向の下流側に傾斜した隙間に流れ込みにくくなる。この隙間から作動流体の流路側にシール空気を供給する場合であっても、隙間が作動流体の旋回方向の下流側に傾斜している。そのため、シール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。
このように構成することで、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなる。また、隙間からシール空気を供給する場合であっても、主流の流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0014】

上記翼分割体では、前記端面のうち、一つの前記端壁部において前記旋回方向の上流側に配される前記端面側の前記傾斜部が、一つの前記端壁部において前記旋回方向の下流側に配置される前記端面側の傾斜部よりも、前記流路に近づくにしたがって、前記旋回方向の下流側に向かって傾斜するようにしてもよい。
このように構成することで、端壁部の端面同士の間の隙間は、作動流体が流れる流路に近いほど傾斜が大きくなる。その結果、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなる。また、隙間からシール空気を供給する場合であっても、主流の流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0016】

上記翼分割体では、前記端面のうちいずれか一方にのみ、シール部材を挟み込める溝が形成され、前記傾斜部は、前記溝に対して前記流路側に形成されているようにしてもよい。
このように構成することで、シール部材が配されている場合であっても、隙間の流路側で隙間が傾斜していることで、作動流体が隙間に流れ込みにくくできる。また、隙間から供給するシール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【0017】

上記翼分割体では、前記端面は、径方向に延びる面が形成され、前記傾斜部は、前記径方向に延びる面から前記流路側で前記旋回方向の下流側に傾斜するようにしてもよい。

【0018】

この発明に係る他の態様の翼列は、前記流路を画成し、上記翼分割体を前記周方向に複数備えることによって環状とされる。

【0019】

この発明に係る他の態様のガスタービンは、上記翼列を備える。
このように構成することで、隣り合う端壁部同士の間の隙間に作動流体が流れ込みにくくできる。隙間から供給するシール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【0020】

この発明に係る他の態様の翼分割体は、作動流体を流通する流路に面して周方向に延びる端壁部と、前記端壁部から径方向に向かって延在する翼体と、備え、前記端壁部は、前記翼体の凹面状の腹面部側にある前記端壁部の端面と、前記翼体が延びている面である端壁面とによって形成される角が鋭角であり、一つの前記端壁部において前記流路を流通する前記作動流体の旋回方向の下流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面に対し、一つの前記端壁部において前記旋回方向の上流側に配される前記端壁部の前記流路に面する面が、前記流路側から離間した側に配される。

【発明の効果】

【0021】

この発明に係る翼分割体、翼列、及びガスタービンによれば、隣り合う端壁部同士の間の隙間に作動流体が流れ込むのを抑えることによって、作動流体の流れにおける損失を抑え、効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第一実施形態のガスタービンの概略全体構成を示す半断面図である。

【図2】上記ガスタービンを構成する静翼の静翼分割体を示す斜視図である。

【図3】上記静翼分割体の端壁部同士が隣り合う部分を示す斜視図である。

【図4】上記端壁部が隣り合う部分の断面図である。

【図5】上記端壁部に形成した対向面の第一変形例の構成を示す断面図である。

【図6】上記端壁部に形成した対向面の第二変形例の構成を示す断面図である。

【図7】上記端壁部に形成した対向面の第三変形例の構成を示す断面図である。

【図8】上記端壁部に形成した対向面の第四変形例の構成を示す断面図である。

【図9】第二実施形態のガスタービンにおいて、静翼分割体の端壁部同士が隣り合う部分を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付図面を参照して、本発明による翼列、ガスタービンを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

【0024】

（第一実施形態）
図１は、この実施形態のガスタービンの概略全体構成を示す半断面図である。図２は、ガスタービンを構成する静翼の静翼分割体を示す斜視図である。図３は、静翼分割体の端壁部同士が隣り合う部分を示す斜視図である。図４は、端壁部同士が隣り合う部分の断面図である。
図１に示すように、この実施形態のガスタービン１は、圧縮機２と、燃焼器９と、タービン部（タービン本体）３とを備える。

【0025】

圧縮機２は、空気を空気取込口から取り込んで圧縮空気を生成する。
燃焼器９は、圧縮機２の吐出口に接続されている。燃焼器９は、圧縮機２から吐出された圧縮空気に燃料を噴射して高温・高圧の燃焼ガスＧを発生させる。
タービン部３は、燃焼器９から送り出された燃焼ガスＧを作動流体として、回転軸４の回転エネルギに変換して駆動力を発生させる。タービン部３は、発生させた駆動力を回転軸４に連結された発電機（図示無し）に伝達する。

【0026】

タービン部３は、車室５内に、静翼列（翼列）７と、動翼列８とが、回転軸４の軸方向に沿って交互に配列されている。タービン部３では、燃焼ガスＧが、車室５内に形成された主流路（流路）Ｒを回転軸４の軸方向に向かいつつ、静翼列７や動翼列８に対して相対的に旋回しながら流通する。

【0027】

静翼列７は、外周側が車室５と一体に設けられている。静翼列７は、周方向に複数設けられた後述する静翼分割体１０を備えている。静翼列７は、これら複数の静翼分割体１０を周方向に複数備えることによって、全体として環状をなしている。静翼列７は、動翼列８とともに、タービン部３の車室５内で回転軸４を周方向に覆うように配置され、燃焼ガスＧを流通する主流路Ｒを画成する。

【0028】

図２に示すように、各静翼分割体１０は、翼体１１と、内周端壁部１２と、外周端壁部１３と、を備えている。

【0029】

翼体１１は、翼断面形状を有している。翼体１１は、一方の側が凹面状の腹面部１１ａとされている。翼体１１は、他方の側が凸面状の背面部１１ｂとされている。翼体１１は、内周端壁部１２から外周端壁部１３に向かって延びている。翼体１１は、静翼列７としてタービン部３に組み込まれることで、主流路Ｒ内に配置される。具体的には、翼体１１は、環状をなす静翼列７として組み込まれた際に、内周端壁部１２から外周端壁部１３に向かって静翼列７の径方向に延びている。

【0030】

内周端壁部１２は、いわゆる内側シュラウドである。内周端壁部１２は、翼体１１の一方の端部に一体に設けられている。この内周端壁部１２は、回転軸４の周方向に複数配置されることで、全体として回転軸４を中心とした環状体を形成する。

【0031】

外周端壁部１３は、いわゆる外側シュラウドである。外周端壁部１３は、翼体１１の他方の端部に一体に設けられている。外周端壁部１３は、回転軸４の周方向に複数配置されることで、全体として回転軸４を中心とした環状体を内周端壁部１２の径方向外側に形成する。

【0032】

このようにして、静翼列７は、各静翼分割体１０の内周端壁部１２と外周端壁部１３との間に、燃焼ガスＧを流通する主流路Ｒを画成する。そして、この内周端壁部１２と外周端壁部１３とで囲まれた主流路Ｒ内に翼体１１が配置される。

【0033】

図２では、各静翼分割体１０は、例えば３枚の翼体１１を内周端壁部１２と外周端壁部１３との間に備えているが、翼体１１の枚数については何ら限定するものではない。

【0034】

回転軸４の外周部において周方向に複数設けられた静翼分割体１０は、図３、図４に示すように、互いに隣接する内周端壁部１２，１２同士、外周端壁部１３，１３同士の間にそれぞれ、隙間Ｓをあけて配置されている。

【0035】

内周端壁部１２や外周端壁部１３は、その周方向に端面である対向面（端面）１５Ａが、それぞれ周方向で隣り合う他の静翼分割体１０の内周端壁部１２や外周端壁部１３の端面である対向面（端面）１５Ｂに対向している。即ち、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の上流側（図３紙面左側）に配される内周端壁部１２における燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側（図３紙面右側）の対向面１５Ａと、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に配される内周端壁部１２における燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の上流側の対向面１５Ｂとの間が、隙間Ｓとされている。

【0036】

なお、本実施形態における旋回方向Ｄ２とは、翼体１１によって燃焼ガスＧが旋回した後の方向であり、静翼列７の軸方向の出口側において翼体１１の腹面部１１ａから隣接する他の翼体１１の背面部１１ｂに向かう燃焼ガスＧの周方向の流れの方向である。旋回方向Ｄ２は、図３及び図４に示す矢印のように、上流側は図４の紙面左側、旋回方向Ｄ２の下流流側は図４の紙面右側となる。

【0037】

したがって、一つの内周端壁部１２や外周端壁部１３において、対向面１５Ａは旋回方向Ｄ２の上流側に形成され、対向面１５Ｂは旋回方向Ｄ２の下流側に形成されている。

【0038】

内周端壁部１２を例に挙げて説明すると、この対向面１５Ａ，１５Ｂは、内周端壁部１２において主流路Ｒに面して翼体１１が延びている面である端壁面１７Ｆに向かって、動翼列８の回転方向Ｄ１の前方側に傾斜している。即ち、対向面１５Ａ，１５Ｂは、回転軸４の軸方向である後述する主流路Ｒを流通する燃焼ガスＧの主流方向Ｄ３から見た際に、主流路Ｒ側、かつ、燃焼ガスＧが静翼列７に対して相対的に旋回する流れの方向である旋回方向Ｄ２の下流側に向かって傾斜している。この実施形態では、対向面１５Ａ，１５Ｂの全体が主流路Ｒ側、かつ、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に傾斜することで、傾斜部１６を形成している。

【0039】

対向面１５Ａ，１５Ｂは、回転軸４の軸方向に対して傾斜している。具体的には、対向面１５Ａ，１５Ｂは、径方向から見た際に、主流方向Ｄ３の上流側から下流側に向かうにしたがって、旋回方向Ｄ２の上流側から下流側に向かうように傾斜している。即ち、内周端壁部１２は、径方向の外側から見た形状が平行四辺形状をなしている。
外周端壁部１３においても、内周端壁部１２と同様に、対向面１５Ａ，１５Ｂが傾斜し、傾斜部１６が形成されている。

【0040】

したがって、一つの内周端壁部１２や外周端壁部１３において、対向面１５Ａは旋回方向Ｄ２の上流側に形成され、対向面１５Ｂは旋回方向Ｄ２の下流側に形成されている。内周端壁部１２や外周端壁部１３では、翼体１１の凹面状の腹面部１１ａ側にある端面である対向面１５Ａと、翼体１１が延びている面である端壁面１７Ｆとによって形成される角が角度αの鋭角に形成されている。内周端壁部１２や外周端壁部１３では、翼体１１の凸面状の背面部１１ｂ側にある端面である対向面１５Ｂと、端壁面１７Ｆとによって形成される角が角度βの鈍角に形成されている。対向面１５Ｂは、対向面１５Ａと並行となるように、角度βがβ＝１８０°−αを満たすように形成されている。

【0041】

このように、内周端壁部１２，外周端壁部１３の対向面１５Ａ，１５Ｂを傾斜させて傾斜部１６とすると、互いに隣り合う内周端壁部１２，外周端壁部１３における対向面１５Ａ，１５Ｂ同士の間の隙間Ｓが、静翼列７の径方向に対し、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に傾斜する。即ち、隙間Ｓは、主流路Ｒと合流する端壁面１７Ｆ付近では、端壁面１７Ｆから旋回方向Ｄ２の下流側に向かって開口するように形成されている。そのため、主流路Ｒを流れる燃焼ガスＧが隙間Ｓに流れ込むためには、主流路Ｒの流れに逆らって流れる必要がある。したがって、内周端壁部１２と外周端壁部１３との間の主流路Ｒを流れる燃焼ガスＧは、その旋回方向Ｄ２の下流側に傾斜した隙間Ｓに流れ込みにくくなる。

【0042】

この隙間Ｓから主流路Ｒにシール空気Ａを供給する場合、隙間Ｓが燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に傾斜している。そのため、シール空気Ａは、燃焼ガスＧが流れる主流路Ｒに対し、斜めに送り込まれる。さらに、燃焼ガスＧが隙間Ｓに入り込んだ場合、燃焼ガスＧの回転軸４の軸方向への主流路Ｒ内の流れの方向である主流方向Ｄ３の上流側から下流側に向かうにしたがって、主流路Ｒ内の圧力が下がる。そのため、主流方向Ｄ３の上流側から入り込んだ燃焼ガスＧは、主流方向Ｄ３の下流側において隙間Ｓから主流路Ｒ内に流れ出てくる。この流れ出てくる燃焼ガスＧも、主流路Ｒに対し、斜めに送り込まれる。したがって、シール空気Ａや隙間Ｓから流れ出てくる燃焼ガスＧが、主流路Ｒを流れる燃焼ガスＧに合流するときの交差角度が小さくなり、主流路Ｒを流れる燃焼ガスＧの流れに与える損失を抑えることができる。

【0043】

上述したように、内周端壁部１２及び外周端壁部１３の対向面１５Ａ，１５Ｂを傾斜させて傾斜部１６を設けることで、隣り合う内周端壁部１２及び外周端壁部１３同士の間の隙間Ｓに燃焼ガスＧが流れ込むのを抑えることができる。その結果、燃焼ガスＧの流れにおける損失を抑え、ガスタービン１の効率を高めることができる。

【0044】

隙間Ｓから主流路Ｒにシール空気Ａを供給する場合、シール空気Ａによって燃焼ガスＧの流れに与える損失を抑えることができるので、ガスタービン１の効率を高めることができる。
隙間Ｓからシール空気Ａが効率良く流れ出ることになるので、シール空気Ａによって内周端壁部１２，外周端壁部１３を冷却する効果も高まる。

【0045】

（第一実施形態の変形例）
上記実施形態では、対向面１５Ａ，１５Ｂを平面状として、傾斜部１６を形成したが、これに限らない。以下、その変形例として、内周端壁部１２を例に挙げて示す。なお、外周端壁部１３においても同様の変形例が適用可能である。
（第一変形例）
図５は、上記端壁部に形成した対向面の第一変形例の構成を示す断面図である。
この図５に示すように、周方向で隣り合う内周端壁部１２の対向面１５Ａ，１５Ｂの傾斜部１６は、主流路Ｒに面する端壁面１７Ｆに近づくにしたがって、主流路Ｒを流通する燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に向かって徐々に傾斜するよう、湾曲して形成してもよい。

【0046】

このように構成することで、内周端壁部１２の対向面１５Ａ，１５Ｂ同士の間の隙間Ｓは、主流路Ｒに面する端壁面１７Ｆに近いほど、傾斜が大きくなる。その結果、端壁面１７Ｆにおいて隙間Ｓは、旋回方向Ｄ２の上流側に向かってより急な角度で開口するように形成される。そのため、燃焼ガスＧはより一層隙間Ｓに流れ込みにくくなる。また、隙間Ｓからシール空気Ａを供給する場合であっても、シール空気Ａの流れ出す方向と燃焼ガスＧの流れ方向との交差角度がより小さくなる。その結果、燃焼ガスＧの流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0047】

（第二変形例）
図６は、上記端壁部に形成した対向面の第二変形例の構成を示す断面図である。
この図６に示すように、周方向で隣り合う内周端壁部１２のうち、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に配される内周端壁部１２における燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の上流側の対向面１５Ｂの傾斜部１６を変更する。具体的には、対向面１５Ｂの傾斜部１６は、端壁面１７Ｆに近づくほど、対向面１５Ａの傾斜部１６よりも旋回方向Ｄ２の下流側に向かって延びるように形成してもよい。ここで、この第２変形例では、対向面１５Ｂの傾斜部１６には、対向面１５Ａの傾斜部１６に平行な第一傾斜部１６ａと、第一傾斜部１６ａよりも傾斜角度が大きい第二傾斜部１６ｂとが形成されている。したがって、内周端壁部１２や外周端壁部１３では、第一傾斜部１６ａと端壁面１７Ｆとによって形成される角が第一実施形態と同様に角度βの場合、第二傾斜部１６ｂと端壁面１７Ｆとによって形成される角の角度γは、角度βよりも大きく形成されている。

【0048】

このように構成することでも、内周端壁部１２の対向面１５Ａ，１５Ｂ同士の間の隙間Ｓは、端壁面１７Ｆに近いほど、傾斜が大きくなる。その結果、隙間Ｓからシール空気Ａを供給する場合であっても、燃焼ガスＧの流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0049】

（第三変形例）
図７は、上記端壁部に形成した対向面の第三変形例の構成を示す断面図である。
この図７に示すように、周方向で隣り合う内周端壁部１２において主流路Ｒに面する端壁面１７Ｆは、旋回方向Ｄ２の上流側に配される内周端壁部１２の端壁面１７Ｆａに対し、旋回方向Ｄ２の下流側に配される内周端壁部１２の端壁面１７Ｆｂが、主流路Ｒ側から離間した側に配されるようにしてもよい。つまり、旋回方向Ｄ２の上流側の端壁面１７Ｆａに対して旋回方向Ｄ２の下流側の端壁面１７Ｆｂを、動翼列８の径方向の内側に向かって低くなるよう段違いに形成する。

【0050】

このように構成すると、燃焼ガスＧは、より一層隙間Ｓに流れ込みにくくなる。隙間Ｓからシール空気Ａを供給する場合であっても、隙間Ｓから流れ出たシール空気Ａは、上流側の端壁面１７Ｆａに対して低くなるよう段違いに形成された端壁面１７Ｆｂに沿う。その結果、主流路Ｒを流れる燃焼ガスＧに対して隙間Ｓから流れ出てすぐに合流することが抑えられ、燃焼ガスＧの主流路Ｒの流れに与える損失を抑えることができる。

【0051】

（第四変形例）
図８は、上記端壁部に形成した対向面の第四変形例の構成を示す断面図である。
この図８に示す第四変形例は、上記第２変形例と第３変形例とを組み合わせたものである。すなわち、周方向で対向する対向面１５Ａ，１５Ｂのうち、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に配される対向面１５Ｂの傾斜部１６は、端壁面１７Ｆ側ほど、旋回方向Ｄ２の下流側に向かって延びるように形成されている。また、旋回方向Ｄ２の上流側に配される端壁面１７Ｆａに対し、旋回方向Ｄ２の下流側に配される端壁面１７Ｆｂが、翼体１１側から離間した側に配されている。

【0052】

このように構成することで、燃焼ガスＧは、さらに隙間Ｓに流れ込みにくくなる。隙間Ｓからシール空気Ａを供給する場合であっても、隙間Ｓから流れ出たシール空気Ａが燃焼ガスＧの流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0053】

（その他の変形例）
上記第一実施形態およびその変形例では、傾斜部１６を対向面１５Ａ，１５Ｂの全て領域に対して形成したが、これに限らない。傾斜部１６は、対向面１５Ａ，１５Ｂにおいて、燃焼ガスＧの主流路Ｒに臨む端壁面１７Ｆに近い側の領域に少なくとも形成されていればよい。

【0054】

（第二実施形態）
次に、本発明にかかる翼列、ガスタービンの第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

【0055】

図９は、第二実施形態のガスタービンにおいて、静翼分割体の端壁部同士が隣り合う部分を示す断面図である。
この図９に示すように、内周端壁部１２と，外周端壁部１３とは、周方向で隣り合う他の静翼分割体１０の内周端壁部１２と，外周端壁部１３とにそれぞれ対向する対向面（端面）１５Ｃ，１５Ｄを有している。即ち、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の上流側に配される内周端壁部１２における燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側の対向面１５Ｃと、燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の下流側に配される内周端壁部１２における燃焼ガスＧの旋回方向Ｄ２の上流側の対向面１５Ｄとの間が、隙間Ｓとされている。

【0056】

この隙間Ｓに、シール部材２０を挟み込めるよう、一方の対向面１５Ｃには、溝２１が形成されている。シール部材２０は、溝２１に収容して対向面１５Ｃ，１５Ｄの間に介在させることで、燃焼ガスＧが主流路Ｒから外部に漏出するのを抑えるようになっている。具体的には、本実施形態のシール部材２０は、円柱状をなすシールピンである。
なお、シール部材２０は、本実施形態のようにシールピンであることに限定されるものではなく、燃焼ガスＧの流出を押させることができればよい。例えば、シール部材２０としては、平板状をなすシールプレートを用いてもよい。

【0057】

対向面１５Ｃ，１５Ｄには、シール部材２０に対して主流路Ｒ側に傾斜部１６が形成されている。即ち、対向面１５Ｃ，１５Ｄには、端壁面１７Ｆに対して垂直に径方向に延びる面が形成されており、傾斜部１６は、この面から主流路Ｒ側で旋回方向Ｄ２の下流側に傾斜している。

【0058】

このようにして、主流路Ｒ側で隙間Ｓが傾斜していることで、燃焼ガスＧが隙間Ｓに流れ込みにくくできる。加えて、隙間Ｓから供給するシール空気Ａが主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【0059】

したがって、上述したように、内周端壁部１２及び外周端壁部１３の対向面１５Ｃ，１５Ｄに、シール部材２０に対して端壁面１７Ｆ側に傾斜部１６を設けることで、燃焼ガスＧの流れにおける損失を抑え、ガスタービン１の効率を高めることができる。

【0060】

（その他の実施形態）
なお、本発明の翼列、ガスタービンは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。

【0061】

上記実施形態では、内周端壁部１２及び外周端壁部１３の双方に、傾斜部１６を設けるようにしたが、内周端壁部１２および外周端壁部１３の一方のみに傾斜部１６を設けても良い。
上記実施形態では、隙間Ｓから主流路Ｒにシール空気Ａを供給する場合について言及したが、シール空気Ａを供給しない場合にも、上記構成を適用可能である。

【0062】

上記実施形態では、対向面１５Ｂは、対向面１５Ａと並行となるように、角度βがβ＝１８０°−αを満たすように形成されている構造としたが、このような角度に限定されるものではない。例えば、角度βは、対向面１５Ｂと対向面１５Ａとが並行とならないような値であってもよい。

【0063】

上記各実施形態およびその変形例では、静翼列７に傾斜部１６を設ける構成としたが、動翼列８に対しても同様の構成を適用することが可能である。動翼列８の場合、翼体と翼根とが延びるプラットフォームが、本発明における端壁部に相当する。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

【0064】

別の変形例として、例えば、この発明に係る第十の態様の静翼分割体は、作動流体を流通する流路に面して周方向に延びる内側シュラウドと、前記内側シュラウドの径方向外側に配置されて、前記流路に面して周方向に延びる外側シュラウドと、前記内側シュラウドから前記外側シュラウドに向かって径方向に延びる翼体と、備え、前記内側シュラウド及び前記外側シュラウドの前記周方向の端面が、前記流路側、かつ、前記流路を流通する前記作動流体の旋回方向の下流側に向かって傾斜する傾斜部を有していてもよい。

【0065】

このように、内側シュラウド及び外側シュラウドの端面に傾斜部を設けると、互いに隣り合う内側シュラウド及び外側シュラウドの端面同士の隙間が、作動流体の旋回方向の下流側に傾斜する。その結果、作動流体は、その旋回方向の下流側に傾斜した隙間に流れ込みにくくなる。この隙間から作動流体の流路側にシール空気を供給する場合であっても、隙間が作動流体の旋回方向の下流側に傾斜している。そのため、シール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【0066】

この発明に係る第十一の態様の静翼分割体では、上記第十の態様において、前記傾斜部は、前記流路に近づくにしたがって、前記流路を流通する前記旋回方向の下流側に向かって傾斜するようにしてもよい。
このように構成することで、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなり、シール空気が主流の流れに与える損失もさらに抑えることができる。

【0067】

この発明に係る第十二の態様の静翼分割体では、上記第十または第十一の態様において、前記端面のうち、前記旋回方向の上流側に配される前記端面側の前記傾斜部が、前記旋回方向の下流側に配置される前記端面側の傾斜部よりも、前記流路に近づくにしたがって、前記流路を流通する前記旋回方向の下流側に向かって傾斜するようにしてもよい。
このように構成することで、内側シュラウド及び外側シュラウドの端面同士の間の隙間は、作動流体が流れる流路に近いほど傾斜が大きくなる。その結果、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなる。また、隙間からシール空気を供給する場合であっても、主流の流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0068】

この発明に係る第十三の態様の静翼分割体では、上記第十から第十二の態様のいずれか一つにおいて、前記旋回方向の下流側に配される前記内側シュラウド及び前記外側シュラウドの前記流路に面する面に対し、前記旋回方向の上流側に配される前記内側シュラウド及び前記外側シュラウドの前記流路に面する面が、前記流路側から離間した側に配されるようにしてもよい。
このように構成することで、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなる。また、隙間からシール空気を供給する場合であっても、主流の流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0069】

この発明に係る第十四の態様静翼分割体では、上記第十から第十三の態様のいずれか一つにおいて、前記端面のうちいずれか一方にのみ、シール部材を挟み込める溝が形成され、前記傾斜部は、前記溝に対して前記流路側に形成されているようにしてもよい。
このように構成することで、シール部材が配されている場合であっても、隙間の流路側で隙間が傾斜していることで、作動流体が隙間に流れ込みにくくできる。また、隙間から供給するシール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【0070】

この発明に係る第十五の態様の静翼分割体では、上記第十から第十四の態様のいずれか一つにおいて、前記端面は、径方向に延びる面が形成され、前記傾斜部は、前記径方向に延びる面から前記流路側で前記旋回方向の下流側に傾斜するようにしてもよい。

【0071】

この発明に係る第十六の態様の静翼列は、前記流路を画成し、上記第十から第十五の態様のいずれか一つの静翼分割体を前記周方向に複数備えることによって環状にとされる。

【0072】

この発明に係る第十七の態様のガスタービンは、上記第十六の態様の静翼列を備える。
このように構成することで、隣り合う内側シュラウド及び外側シュラウド同士の間の隙間に作動流体が流れ込みにくくできる。隙間から供給するシール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【0073】

別の変形例として、例えば、この発明に係る第十八の態様の静翼分割体は、作動流体を流通する流路に面して周方向に延びる内側シュラウドと、前記内側シュラウドの径方向外側に配置されて、前記流路に面して周方向に延びる外側シュラウドと、前記内側シュラウドから前記外側シュラウドに向かって径方向に延びる翼体と、備え、前記内側シュラウド及び前記外側シュラウドの前記周方向の端面が、軸方向の上流側から下流側に向かうにしたがって、前記作動流体の旋回方向の上流側から下流側に向かうように傾斜し、前記流路側、かつ、前記流路を流通する前記旋回方向の下流側に向かって傾斜する傾斜部を有していてもよい。

【0074】

このように、内側シュラウド及び外側シュラウドの端面に傾斜部を設けると、互いに隣り合う内側シュラウド及び外側シュラウドの端面同士の隙間が、軸方向の上流側から下流側に向かうにしたがって作動流体の旋回方向の下流側に傾斜している。そのため、流路を流れる主流と隙間の角度の差が小さくなり、隙間を横断する作動流体の流れを減らすことができる、したがって、作動流体は、隙間に流れ込むことによる損失や、隙間に流れ込んだ作動流体と主流との混合を低減することができる。
また、この隙間から作動流体の流路側にシール空気を供給する場合であっても、隙間が軸方向に対して傾斜しているだけでなく、径方向に対して傾斜している。そのため、シール空気が流路を流れる作動流体に合流するときの交差角度をより小さくすることができ、流路を流れる作動流体の流れに与える損失を効果的に抑えることができる。

【0075】

この発明に係る第十九の態様の静翼分割体では、上記第十八の態様において、前記傾斜部は、前記流路に近づくにしたがって、前記流路を流通する前記旋回方向の下流側に向かって傾斜するようにしてもよい。
このように構成することで、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなり、シール空気が主流の流れに与える損失もさらに抑えることができる。

【0076】

この発明に係る第二十の態様の静翼分割体では、上記第十八または第十九の態様において、前記端面のうち、前記旋回方向の上流側に配される前記端面側の前記傾斜部が、前記旋回方向の下流側に配置される前記端面側の傾斜部よりも、前記流路に近づくにしたがって、前記流路を流通する前記旋回方向の下流側に向かって傾斜するようにしてもよい。
このように構成することで、内側シュラウド及び外側シュラウドの端面同士の間の隙間は、作動流体が流れる流路に近いほど傾斜が大きくなる。その結果、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなる。また、隙間からシール空気を供給する場合であっても、主流の流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0077】

この発明に係る第二十一の態様の静翼分割体では、上記第十八から第二十の態様のいずれか一つにおいて、前記旋回方向の下流側に配される前記内側シュラウド及び前記外側シュラウドの前記流路に面する面に対し、前記旋回方向の上流側に配される前記内側シュラウド及び前記外側シュラウドの前記流路に面する面が、前記流路側から離間した側に配されるようにしてもよい。
このように構成することで、作動流体は、より一層隙間に流れ込みにくくなる。また、隙間からシール空気を供給する場合であっても、主流の流れに与える損失を、より一層抑えることができる。

【0078】

この発明に係る第二十二の態様の静翼分割体では、上記第十八から第二十一の態様のいずれか一つにおいて、前記端面のうちいずれか一方にのみ、シール部材を挟み込める溝が形成され、前記傾斜部は、前記溝に対して前記流路側に形成されているようにしてもよい。
このように構成することで、シール部材が配されている場合であっても、隙間の流路側で隙間が傾斜していることで、作動流体が隙間に流れ込みにくくできる。また、隙間から供給するシール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【0079】

この発明に係る第二十三の態様の静翼分割体では、上記第十八から第二十二の態様のいずれか一つにおいて、前記端面は、径方向に延びる面が形成され、前記傾斜部は、前記径方向に延びる面から前記流路側で前記旋回方向の下流側に傾斜するようにしてもよい。

【0080】

この発明に係る第二十四の態様の静翼列は、前記流路を画成し、上記第十八から第二十三の態様のいずれか一つの静翼分割体を前記周方向に複数備えることによって環状にとされる。

【0081】

この発明に係る第二十五の態様のガスタービンは、上記第二十四の態様の静翼列を備える。
このように構成することで、隣り合う内側シュラウド及び外側シュラウド同士の間の隙間に作動流体が流れ込みにくくできる。隙間から供給するシール空気が主流の流れに与える損失を抑えることができる。

【産業上の利用可能性】

【0082】

上記翼列によれば、作動流体の流れにおける損失を抑え、効率を高めることができる。

【符号の説明】

【0083】

１ ガスタービン
２ 圧縮機
３ タービン部
４ 回転軸
５ 車室
７ 静翼列（翼列）
８ 動翼列
９ 燃焼器
１０ 静翼分割体（翼分割体）
１１ 翼体
１１ａ 腹面部
１１ｂ 背面部
１２ 内周端壁部
１３ 外周端壁部
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ 対向面（端面）
１６ 傾斜部
１６ａ 第一傾斜部
１６ｂ 第二傾斜部
１７Ｆ，１７Ｆａ，１７Ｆｂ 端壁面
２０ シール部材
２１ 溝
Ａ シール空気
Ｇ 燃焼ガス（作動流体）
Ｒ 主流路
Ｓ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】