JP2000337102A - 蒸気・空気冷却タービンノズル段用の冷却回路 - Google Patents
蒸気・空気冷却タービンノズル段用の冷却回路Info
- Publication number
- JP2000337102A JP2000337102A JP2000134111A JP2000134111A JP2000337102A JP 2000337102 A JP2000337102 A JP 2000337102A JP 2000134111 A JP2000134111 A JP 2000134111A JP 2000134111 A JP2000134111 A JP 2000134111A JP 2000337102 A JP2000337102 A JP 2000337102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wall
- cavity
- trailing edge
- leading edge
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
するタービンノズル冷却システム。 【解決手段】 タービン静翼セグメント10は、内壁1
6、外壁14および両者間に延在する静翼12を備え
る。冷却空気を、前縁空洞内の開口64付きインサート
スリーブ62に供給し、前縁をインピンジメント冷却す
る。前縁にあけた穴66を通して前縁のまわりの薄膜冷
却を行う。冷却空気を後縁空洞36に供給し、静翼の側
壁の孔68に通過させ、後縁の薄膜冷却を行う。蒸気は
1対の中間空洞32,34に流れ、その側壁をインピン
ジメント冷却する。衝突後の蒸気は内壁に流れ、内壁の
インピンジメント冷却を行い、ついで他の中間空洞2
4,26,28,30内のインサート90,92,9
4,96を通って戻り、静翼の側壁をインピンジメント
冷却する。
Description
は工業用ガスタービンに関し、特にガスタービンのノズ
ル段用の冷却回路に関する。
するために、タービンの圧縮機から吐出し空気を抽出す
る。また、冷却用蒸気を冷却すべき表面と熱交換関係で
流すことにより、ガスタービンの高熱ガス流路部品を冷
却できることも認識されている。ガスタービンのノズル
の蒸気・空気併合冷却が、たとえば本出願人に譲渡され
た米国特許第5,634,766号に提案されている。
この特許では、蒸気を、開口の設けられたインピンジメ
ント板が収容された外壁のプレナムに供給し、こうして
蒸気をインピンジメント板の開口を通過して外壁の内部
壁面に当てて、外壁内部壁面を冷却する。蒸気はつぎに
静翼内の1対の空洞に流入し、具体的には空洞内の孔の
設けられたインサートに流入し、インサートを包囲する
静翼の内部壁をインピンジメント(衝突)冷却する。使
用済みのインピンジメント冷却蒸気は内壁のプレナムに
流入し、別のインピンジメント板の開口を通過し、内壁
をインピンジメント冷却する。戻り蒸気は開口の設けら
れたインサートスリーブが収容された空洞に流れ、静翼
の隣接壁をインピンジメント冷却する。冷却空気を後縁
空洞に供給し、後縁の開口を通して高熱ガス流中に流
す。
上、静翼の前縁上の断熱皮膜(TBC)が侵食を受けや
すいことが分かった。ノズル前縁に沿った外部断熱なし
に、ノズル前縁を裏側から冷却すると、きわめて大きな
熱勾配が生じる。その結果生じる熱応力のため、低サイ
クル疲労寿命が短くなる。また、前縁の侵食区域での熱
勾配が急なので、ノズルには壁厚のばらつき公差を厳密
に保った前縁金属厚さを実現する必要がある。このた
め、製造コストが著しく増大し、スクラップ率も高くな
る。さらに、米国特許第5,634,766号の冷却シ
ステムの内壁および外壁には、ノズルに供給される蒸気
のマニホールドとして部分的に機能するカバーを設ける
必要がある。カバーはバンドに溶接されるが、ノズルバ
ンドの温度と比べて蒸気温度に保たれるカバーの温度差
のため、溶接部は大きな熱応力を受ける。したがって、
タービンノズルの冷却と関連した上述した問題などを緩
和するタービンノズル冷却システムが必要とされてい
る。
ズルの蒸気・空気併用冷却が提供され、空気冷却の一部
を高熱ガス流路での膜冷却により行う。このことを達成
するために、各ノズル静翼は、静翼の前縁と後縁間の静
翼の長さに延在する複数の空洞を備える。圧縮機吐出し
空気をインピンジメント(衝突)板に通し、外壁の外部
壁面に当て、その外壁を冷却する。衝突後の空気は外壁
にあけた冷却孔を通過して静翼のまわりに流れ、外壁の
半径方向内側壁面に冷却空気の層または膜を形成する、
すなわち、高熱ガス流路内の外側バンド壁に沿って膜を
形成する。冷却空気を、静翼の前縁空洞内に長さ方向に
延在するインサートスリーブにも差し向ける。インサー
トスリーブには開口が設けられ、前縁のインピンジメン
ト冷却を行う。衝突後の冷却空気は前縁の孔を通して外
向きに流れ、高熱ガス流路の内の静翼の前縁のまわりに
膜流れを形成する。空気は後縁空洞にも流入し、後縁の
側壁にあけた開口を通過し、後縁の側壁に沿って冷却膜
流れを形成する。空洞内の空気は後縁先端にあけた穴も
通過し、外向きに高熱ガス流路中に直接流入する。
を供給し、外壁と内壁間の静翼の側面を冷却する。具体
的には、蒸気入口から蒸気を開口の設けられたインサー
トスリーブに供給し、静翼の側壁をインピンジメント冷
却する。衝突後の蒸気は内側バンドのプレナムに流入
し、その内部のインピンジメント板を通過して流れて内
壁を冷却する。冷却蒸気はつぎに静翼の残りの中間空洞
内のインサートスリーブ内を外向きに流れ、開口を通過
して静翼の側面をインピンジメント冷却する。これら残
りの空洞用の出口から使用済み冷却蒸気を運び出す。こ
の結果、ノズルの薄膜冷却が蒸気冷却と組み合わせて行
われる。
および外壁が互いに離間され、静翼が前記内壁および外
壁間に延在して前縁および後縁を有し、前記静翼が、前
縁および後縁間に配置され静翼の長さ方向に延在して冷
却媒体を流す複数の個別の空洞を含み、インピンジメン
ト板が貫通する開口を有し前記外壁から外方に離間して
外壁とチャンバを画定して冷却空気を前記インピンジメ
ント板開口を通して受けて外壁をインピンジメント冷却
し、前記外壁が複数の孔を有して衝突後の空気をチャン
バから孔を流してタービンの高熱ガス流路に沿った外壁
を膜冷却し、前記前縁および後縁にそれぞれ隣接する空
洞からなる1対の空洞に冷却空気が流れて前縁および後
縁をそれぞれ冷却し、前記前縁および後縁空洞間に配置
された前記複数の空洞のうち少なくとも2個の空洞が内
部にインサートスリーブを有し、前記スリーブが実質的
に前記内壁および外壁間に延在して貫通する開口を有
し、前記内壁がプレナムを画成し、前記2個の空洞がこ
のプレナムを通して相互連通関係にあり、前記外壁が、
蒸気を前記2個の空洞の片方に流入させる入口および使
用済み冷却蒸気を前記2個の空洞の他方から流出させる
出口を有し、前記2個の空洞内の蒸気は前記インサート
スリーブの開口に流通して前記静翼の側壁をインピンジ
メント冷却する、構成のタービン静翼セグメントが提供
される。
壁および外壁が互いに離間され、静翼が前記内壁および
外壁間に延在して前縁および後縁を有し、前記静翼が、
前縁および後縁間に配置され静翼の長さ方向に延在して
冷却媒体を流す複数の個別の空洞を含み、前記前縁およ
び後縁にそれぞれ隣接する空洞からなる1対の空洞に冷
却空気が流れて前縁および後縁をそれぞれ冷却し、前記
前縁および後縁空洞間に配置された前記複数の空洞のう
ち少なくとも2個の空洞が内部にインサートスリーブを
有し、前記スリーブが実質的に前記内壁および外壁間に
延在して貫通する開口を有し、前記内壁がプレナムを画
成し、前記2個の空洞がこのプレナムを通して相互連通
関係にあり、前記外壁が、蒸気を前記2個の空洞の片方
に流入させる入口および使用済み冷却蒸気を前記2個の
空洞の他方から流出させる出口を有し、前記2個の空洞
内の蒸気は前記インサートスリーブの開口に流通して前
記静翼の側壁をインピンジメント冷却し、前記前縁空洞
が空気入口を含み、前記前縁に多数の孔が設けられて前
記前縁空洞からの冷却空気を前記孔に流して前記静翼の
前縁の外部表面を膜冷却する、構成のタービン静翼セグ
メンが提供される。
隔をあけた配列体として配列された、タービン段を形成
する複数のノズルセグメントの一つである、ノズルセグ
メントが断面にて、10で総称して、示されている。各
セグメント10は、静翼12ならびに半径方向に互いに
離間した外壁14および内壁16を含む。外壁および内
壁は円周方向に延在する複数のバンドを形成し、静翼1
2とともに、タービン段のノズルを通る環状の高熱ガス
流路を画定する。ノズルセグメント10の特定配置で
は、外壁14が、静翼および内壁を構造的に支持するタ
ービンのシェルにより支持され、セグメント10はノズ
ル段のまわりで互いにシールされている。静翼12は、
外壁14および内壁16間の静翼の長さに延在する複数
の空洞を含む。これらの空洞は前縁18から後縁20ま
で順次前後に離間されている。前縁から後縁までの空洞
として、前縁空洞22、4つの順次の中間空洞24,2
6,28,30、1対の中間空洞32および34および
後縁空洞36が含まれる。断面で示す空洞を画定する壁
は静翼12の加圧側壁と吸引側壁との間に延在する。こ
のうち前縁空洞22とつぎの隣接する空洞24との間に
延在する壁38を図2に示す。後縁空洞36と一つ前の
空洞34との間に延在する壁40を図3に示す。蒸気入
口42が外壁14に貫通し、冷却蒸気を1対の中間空洞
32および34に供給する。蒸気出口44が外壁14に
貫通して設けられ、中間空洞24,26,28および3
0から使用済みの冷却蒸気を受けとる。前縁空洞22お
よび後縁空洞36はそれぞれ別々の空気入口46および
48を有する。
4上にそれから間隔をあけてあって、インピンジメント
板50と外壁14の間にチャンバ52を画定する。イン
ピンジメント板50には複数の開口54があけられてい
る。圧縮機吐出し空気をインピンジメント板50の外側
に沿って供給し、開口54に流入させて、外壁14のイ
ンピンジメント冷却を行う。すなわち、空気は開口54
を通過し、外壁14の外面に当たるように流れ、外壁を
冷却する。ついで、使用済み冷却空気は静翼12の周り
の位置で外壁14に貫通させた複数の孔60を通過す
る。孔60は、図4に示すようなパターンにて外壁14
に貫通して形成される。したがって、使用済みインピン
ジメント冷却空気流は孔60を通過し、外壁14の内面
に沿って薄い空気膜を形成し、外壁14を静翼および外
壁14に沿って流れる高熱ガスから断熱する。インピン
ジメント板50に供給される圧縮機吐出し空気を、それ
ぞれ前縁空洞22および後縁空洞36用の空気入口46
および48にも供給する。好適な実施例では、空洞22
および36の内端を内壁16で閉じる。
開口64が設けられたインサートスリーブ62が前縁空
洞22に設けられ、その内部壁から離間されている。入
口46に流れる空気はスリーブ62に流入し、開口64
を通して横方向外向きに流れ、前縁18のインピンジメ
ント冷却を行う。衝突後の冷却空気は、次いで前縁18
の長さに沿って互いに離間され、かつ図2に示すよう
に、横方向にも互いに離間された孔66を通して外向き
に流れる。その結果、孔66を通って流れる衝突後の冷
却空気は前縁のまわりに流れる薄い空気膜を形成し、タ
ービンの高熱ガス流路において静翼に沿って流れる高熱
の燃焼ガスから前縁を断熱する。
翼の互いに反対側の側壁に横方向に貫通する多数の孔6
8が静翼の長さに沿って設けられている。後縁の冷却の
ために、孔70も後縁先端71を直接貫通している。後
縁空洞36にはタービュレータ(乱流手段)72が設け
られ、空洞内の空気に乱流を生じさせ、冷却効果を増大
する。タービュレータは、静翼の反対側側壁から横方向
内向きに空洞中に突出するピンの形態とすることができ
る。タービュレータはピン以外の形態、たとえば横方向
に突出するバーまたはリブの形態としてもよい。したが
って、インピンジメント板50およびチャンバ52を通
過する冷却空気は空気入口48を通過し、後縁空洞36
に入る。後縁空洞36ではタービュレータ72により乱
流を生じさせ、空洞の側壁を効率よく冷却する。さら
に、空気は横方向孔68を通過して、高熱ガス流路内に
ある後縁の側壁の外側に薄い断熱空気膜を形成する。さ
らに、孔70は空気を空洞36から直接高熱ガス流路中
に通し、かくして空気が孔70を通過するにつれて後縁
が冷却される。
レナム80はインピンジメント板82により第1チャン
バ84および第2チャンバ86に分割されている。イン
ピンジメント板50と同様に、インピンジメント板82
には多数の開口88が設けられている。インピンジメン
ト板50と違って、インピンジメント板82は蒸気を第
1チャンバ84から第2チャンバ86に移送し、蒸気を
冷却媒体として使用して内壁16のインピンジメント冷
却を行う。図1にもどると、空洞24,26,28,3
0,32および34のそれぞれにインサートスリーブ9
0,92,94,96,98および100が設けられて
いる。各スリーブには図示の通り多数の開口が設けられ
ている。これらのスリーブは空洞内に適切に固定され、
空洞の壁から離間されている。冷却蒸気は蒸気入口42
に入り、1対の空洞32および34内のそれぞれのイン
サートスリーブ98および100内を内向きに流れる。
蒸気はインサートスリーブ98および100の横方向開
口を通過し、静翼の側壁に衝突してその側壁を冷却す
る。衝突後の冷却蒸気は内壁のプレナム80中に流れ直
接チャンバ84中に流入する。蒸気はつぎにインピンジ
メント板の開口88を通過し、静翼を取り囲む内壁16
の壁部分を冷却する。衝突後の冷却蒸気はつぎに、空洞
24,26,28および30のスリーブ90,92,9
4および96内を外向きに流れ、またこれらのスリーブ
の開口を通過して、内壁および外壁間の静翼10の側壁
をインピンジメント冷却する。使用済み冷却蒸気はスリ
ーブの外端から蒸気出口44を通して流出し、蒸気供給
部に向かうか、複合サイクルシステムでタービンを駆動
するのに用いられる。
態が示されている。図1〜図4の実施例と同じ部材は同
じ符号で、添字aを付けて示す。この実施例において、
ノズルの外側部分は図1のノズルと同様である。しか
し、この実施例では、内壁16aを蒸気冷却ではなく、
空気冷却し、内壁に沿って膜冷却を行う。本発明のこの
実施態様では、蒸気冷却回路は、1対の空洞32aおよ
び34aと蒸気戻り空洞24a,26a,28aおよび
30aとの間の直結通路を含む。具体的には、直結通路
は、空洞32aおよび34aからの出口および空洞24
a,26a,28aおよび30aへの入口と連通したチ
ャンバ112を画定する底壁110を含む。このように
すれば、冷却蒸気は内壁プレナム80a、特にそのチャ
ンバ112中に流入し、内壁を冷却することなく、静翼
を通って直接戻る。
供給された冷却空気が内壁16aのプレナム80a内の
第1チャンバ114に流入し、インピンジメント板11
6の開口を通過する。インピンジメント板116はプレ
ナム80aを内側チャンバ114と外側チャンバ118
とに分割している。こうして空気が内壁16aをインピ
ンジメント冷却する作用をなす。衝突後の冷却空気は内
壁に形成された孔120(図6)を通過し、高熱ガス流
路にさらされた内壁表面に沿って膜冷却用の薄い空気膜
を形成する。
的かつ好適な実施例と考えられるものについて説明した
が、本発明は例示の実施例に限定されない。本発明は、
その要旨の範囲内に含まれる種々の変更例や等価な配置
を包含するものである。
実施例によるガスタービン用の冷却回路を示す。
的拡大断面図である。
断面図である。
に外壁に設けた孔を示す。
図である。
冷却を行うために内壁に設けた孔を示す。
Claims (18)
- 【請求項1】 内壁(16)および外壁(14)が互い
に離間され、 静翼(12)が前記内壁および外壁間に延在し、そして
前縁(18)および後縁(20)を有し、前記静翼が、
前縁および後縁間に配置されそして静翼の長さ方向に延
在して冷却媒体を流す複数の個別の空洞(22,24,
26,28,30,32,34,36)を含み、 インピンジメント板(50)が貫通する開口(54)を
有し、そして前記外壁から外方に離間して外壁とチャン
バ(52)を画定し、冷却空気を前記インピンジメント
板開口を通して受容して外壁をインピンジメント冷却
し、 前記外壁が複数の孔(60)を有し、衝突後の空気を前
記チャンバから孔を通して流してタービンの高熱ガス流
路に沿った外壁を膜冷却し、 前記前縁および後縁にそれぞれ隣接する空洞からなる1
対の空洞(22,36)が冷却空気を流して前縁および
後縁をそれぞれ冷却し、 前記前縁および後縁空洞間に配置された前記複数の空洞
のうち少なくとも2個の空洞(32,24)が内部にイ
ンサートスリーブ(98,90)を有し、前記スリーブ
が実質的に前記内壁および外壁間に延在して貫通する開
口を有し、前記内壁がプレナム(80)を画成し、前記
2個の空洞(32,24)がこのプレナムを通して相互
連通関係にあり、 前記外壁が、蒸気を前記2個の空洞の片方(32)に流
入させる入口(42)および使用済み冷却蒸気を前記2
個の空洞の他方(24)から流出させる出口(44)を
有し、前記2個の空洞内の蒸気が前記インサートスリー
ブの開口に流通して前記静翼の側壁をインピンジメント
冷却する、構成のタービン静翼セグメント(10)。 - 【請求項2】 前記前縁空洞が空気入口(46)を含
み、前記前縁に多数の孔(66)が設けられ、前記前縁
空洞からの冷却空気を前記孔に流して前記静翼の前縁の
外部表面を膜冷却する、請求項1に記載のセグメント。 - 【請求項3】 前記孔が前記静翼の長さに対して傾斜し
ている、請求項2に記載のセグメント。 - 【請求項4】 インサートスリーブが前記前縁空洞内
に、前縁の内部壁表面から離間してかつ前記空気入口と
連通して設けられ、前記インサートスリーブに多数の開
口が貫通して設けられ、かくして前記前縁空洞入口から
受け取った空気を前記スリーブ開口を通過して前記スリ
ーブおよび内部壁表面間の空間に流して、前記前縁の内
部壁表面をインピンジメント冷却し、その後冷却空気を
前記前縁の孔を通過して流して静翼の前縁の外部表面を
膜冷却する、請求項2に記載のセグメント。 - 【請求項5】 前記後縁空洞への空気入口(48)が設
けられて、冷却空気を前記後縁空洞内に流し、前記後縁
に多数の孔(68)が後縁の長さに沿って互いに離間し
てかつ前記後縁空洞内の空気と連通関係で設けられて、
前記静翼の後縁の外部表面を膜冷却する、請求項1に記
載のセグメント。 - 【請求項6】 前記後縁が前記静翼の長さに沿って先端
(71)を有し、多数の孔(70)が前記先端に沿って
互いに離間してかつ前記後縁空洞内の空気と連通関係で
設けられ、前記後縁先端を冷却するとともに、空気をタ
ービンの高熱ガス流路内に直接流す請求項1に記載のセ
グメント。 - 【請求項7】 前記内壁内のプレナムが、プレナム内に
配置された多数の開口(82)が貫通したインピンジメ
ント板の両側に第1チャンバ(84)および第2チャン
バ(86)を含み、前記片方の空洞が前記第1チャンバ
と連通していて、蒸気を前記インピンジメント板の開口
を通して前記第2チャンバ中に流して、前記内壁をイン
ピンジメント冷却し、前記他方の空洞が前記第2チャン
バと連通しており、使用済みのインピンジメント冷却蒸
気を前記他方の空洞を通して前記出口に戻す、請求項1
に記載のセグメント。 - 【請求項8】 前記プレナム(80a)が、前記前縁空
洞から空気を受け取るチャンバ(114)を含み、前記
プレナム内に開口が貫通したインピンジメント板(11
6)が配置されて、前記チャンバに供給された冷却空気
を前記インピンジメント板の開口を通過して流して前記
内壁をインピンジメント冷却する、請求項1に記載のセ
グメント。 - 【請求項9】 前記内壁に多数の孔(120)が貫通し
て設けられて、衝突後の冷却空気を前記プレナムから前
記孔を通過して流して前記高熱ガス流路に沿って前記内
壁を膜冷却する、請求項8に記載のセグメント。 - 【請求項10】 前記前縁空洞が空気入口(46)を含
み、前記前縁に多数の孔(66)が設けられて、前記前
縁空洞からの冷却空気を前記孔に流して前記静翼の前縁
の外部表面を膜冷却し、前記後縁空洞への空気入口(4
8)が設けらて、冷却空気を前記後縁空洞に流し、前記
後縁に多数の孔(68)が後縁の長さに沿って互いに離
間してかつ前記後縁空洞内の空気と連通関係で設けられ
て、前記静翼の後縁の外部表面を膜冷却し、さらに前記
後縁空洞にタービュレータ(72)が設けられて後縁空
洞内に乱流を生成する、請求項1に記載のセグメント。 - 【請求項11】 内壁(16)および外壁(14)が互
いに離間され、静翼(12)が前記内壁および外壁間に
延在し、そして前縁(18)および後縁(20)を有
し、前記静翼が、前縁および後縁間に配置されそして静
翼の長さ方向に延在して冷却媒体を流す複数の個別の空
洞(22,24,26,28,30,32,34,3
6)を含み、 前記前縁および後縁にそれぞれ隣接する空洞からなる1
対の空洞(22,36)が冷却空気を流して前縁および
後縁をそれぞれ冷却し、 前記前縁および後縁空洞間に配置された前記複数の空洞
のうち少なくとも2個の空洞(32,24)が内部にイ
ンサートスリーブ(98,90)を有し、前記スリーブ
が実質的に前記内壁および外壁間に延在して貫通する開
口を有し、前記内壁がプレナム(80)を画成し、前記
2個の空洞(32,24)がこのプレナムを通して相互
連通関係にあり、 前記外壁が、蒸気を前記2個の空洞の片方(32)に流
入させる入口(42)および使用済み冷却蒸気を前記2
個の空洞の他方(24)から流出させる出口(44)を
有し、前記2個の空洞内の蒸気が前記インサートスリー
ブの開口に流通して前記静翼の側壁をインピンジメント
冷却し、 前記前縁空洞が空気入口(46)を含み、前記前縁に多
数の孔(66)が設けられて、前記前縁空洞から冷却空
気を前記孔に流して前記静翼の前縁の外部表面を膜冷却
する、構成のタービン静翼セグメント。 - 【請求項12】 前記孔が前記静翼の長さに対して傾斜
している、請求項11に記載のセグメント。 - 【請求項13】 インサートスリーブ(64)が前記前
縁空洞内に、前縁の内部壁表面から離間してかつ前記空
気入口と連通して設けられ、前記インサートスリーブに
多数の開口が貫通して設けられ、かくして前記前縁空洞
入口から受け取った空気を前記スリーブ開口を通過して
前記スリーブおよび内部壁表面間の空間に流して、前記
前縁の内部壁表面をインピンジメント冷却し、その後冷
却空気を前記前縁の孔を通過して流して静翼の前縁の外
部表面を膜冷却する、請求項11に記載のセグメント。 - 【請求項14】 前記後縁空洞への空気入口(48)が
設けられて、冷却空気を前記後縁空洞内に流し、前記後
縁に多数の孔(68)が後縁の長さに沿って互いに離間
してかつ前記後縁空洞内の空気と連通関係で設けられ
て、前記静翼の後縁の外部表面を膜冷却する、請求項1
1に記載のセグメント。 - 【請求項15】 前記後縁が前記静翼の長さに沿って先
端を有し、多数の孔が前記先端に沿って互いに離間して
かつ前記後縁空洞内の空気と連通関係で設けられ、前記
後縁先端を冷却するとともに、空気をタービンの高熱ガ
ス流路内に直接流す請求項14に記載のセグメント。 - 【請求項16】 前記内壁(16)内のプレナムが、プ
レナム内に配置された多数の開口(82)が貫通したイ
ンピンジメント板の両側に第1チャンバ(84)および
第2チャンバ(86)を含み、前記片方の空洞が前記第
1チャンバと連通していて、蒸気を前記インピンジメン
ト板の開口を通して前記第2チャンバ中に流して、前記
内壁をインピンジメント冷却し、前記他方の空洞が前記
第2チャンバと連通しており、使用済みのインピンジメ
ント冷却蒸気を前記他方の空洞を通して前記出口に戻
す、請求項10に記載のセグメント。 - 【請求項17】 前記プレナム(80a)が、前記前縁
空洞から空気を受け取るチャンバ(114)を含み、前
記プレナム内に開口が貫通したインピンジメント板(1
16)が配置されて、前記チャンバに供給された冷却空
気を前記インピンジメント板の開口を通過して流して前
記内壁をインピンジメント冷却する、請求項11に記載
のセグメント。 - 【請求項18】 前記内壁に多数の孔(120)が貫通
して設けられて、衝突後の冷却空気を前記プレナムから
前記孔を通過して流して前記高熱ガス流路に沿って前記
内壁を膜冷却する、請求項17に記載のセグメント。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/307,719 US6406254B1 (en) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | Cooling circuit for steam and air-cooled turbine nozzle stage |
US09/307719 | 1999-05-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000337102A true JP2000337102A (ja) | 2000-12-05 |
JP2000337102A5 JP2000337102A5 (ja) | 2007-06-28 |
JP4393667B2 JP4393667B2 (ja) | 2010-01-06 |
Family
ID=23190921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000134111A Expired - Fee Related JP4393667B2 (ja) | 1999-05-10 | 2000-05-08 | 蒸気・空気冷却タービンノズル段用の冷却回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6406254B1 (ja) |
EP (1) | EP1052374B1 (ja) |
JP (1) | JP4393667B2 (ja) |
KR (1) | KR20010007041A (ja) |
DE (1) | DE60030030T2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010001740A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Hitachi Ltd | ガスタービン静翼の冷却構造および冷媒供給構造 |
JP2010038141A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン高温部の冷却装置 |
JP2011140951A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン翼形部の内部空洞内における熱伝達の強化 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10217388A1 (de) * | 2002-04-18 | 2003-10-30 | Siemens Ag | Luft- und dampfgekühlte Plattform einer Turbinenschaufel |
US6742984B1 (en) | 2003-05-19 | 2004-06-01 | General Electric Company | Divided insert for steam cooled nozzles and method for supporting and separating divided insert |
US6843637B1 (en) | 2003-08-04 | 2005-01-18 | General Electric Company | Cooling circuit within a turbine nozzle and method of cooling a turbine nozzle |
US8851845B2 (en) * | 2010-11-17 | 2014-10-07 | General Electric Company | Turbomachine vane and method of cooling a turbomachine vane |
US8979477B2 (en) * | 2011-03-09 | 2015-03-17 | General Electric Company | System for cooling and purging exhaust section of gas turbine engine |
CN102312684A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-01-11 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种蒸汽、空气混合冷却透平导向叶片 |
PL220729B1 (pl) | 2011-10-03 | 2015-12-31 | Gen Electric | Układ turbiny gazowej |
US20130283814A1 (en) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | General Electric Company | Turbine cooling system |
US9500099B2 (en) * | 2012-07-02 | 2016-11-22 | United Techologies Corporation | Cover plate for a component of a gas turbine engine |
US9670797B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-06-06 | United Technologies Corporation | Modulated turbine vane cooling |
EP3004558B1 (en) * | 2013-06-04 | 2021-08-25 | Raytheon Technologies Corporation | Gas turbine engine airfoil trailing edge suction side cooling |
US9334803B2 (en) | 2013-08-20 | 2016-05-10 | General Electric Company | Method of recovering energy in a steam-cooled gas turbine |
US20170234218A1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-17 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Turbine Stator Vane with Multiple Outer Diameter Pressure Feeds |
US10260356B2 (en) * | 2016-06-02 | 2019-04-16 | General Electric Company | Nozzle cooling system for a gas turbine engine |
US20180149085A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | General Electric Company | Exhaust frame cooling via cooling flow reversal |
US10428660B2 (en) * | 2017-01-31 | 2019-10-01 | United Technologies Corporation | Hybrid airfoil cooling |
US11242760B2 (en) * | 2020-01-22 | 2022-02-08 | General Electric Company | Turbine rotor blade with integral impingement sleeve by additive manufacture |
CN111691926B (zh) * | 2020-06-24 | 2021-09-14 | 中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司 | 一种带空气流道的动力涡轮导叶组 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3142850B2 (ja) * | 1989-03-13 | 2001-03-07 | 株式会社東芝 | タービンの冷却翼および複合発電プラント |
US5634766A (en) | 1994-08-23 | 1997-06-03 | General Electric Co. | Turbine stator vane segments having combined air and steam cooling circuits |
JPH1037704A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-02-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの静翼 |
JP3316405B2 (ja) * | 1997-02-04 | 2002-08-19 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン冷却静翼 |
US5827043A (en) * | 1997-06-27 | 1998-10-27 | United Technologies Corporation | Coolable airfoil |
-
1999
- 1999-05-10 US US09/307,719 patent/US6406254B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-04 KR KR1020000023861A patent/KR20010007041A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-05-08 JP JP2000134111A patent/JP4393667B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-10 EP EP00303942A patent/EP1052374B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-10 DE DE60030030T patent/DE60030030T2/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010001740A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Hitachi Ltd | ガスタービン静翼の冷却構造および冷媒供給構造 |
JP2010038141A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン高温部の冷却装置 |
JP2011140951A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン翼形部の内部空洞内における熱伝達の強化 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4393667B2 (ja) | 2010-01-06 |
DE60030030T2 (de) | 2007-03-08 |
US20020037217A1 (en) | 2002-03-28 |
DE60030030D1 (de) | 2006-09-28 |
KR20010007041A (ko) | 2001-01-26 |
EP1052374A2 (en) | 2000-11-15 |
US6406254B1 (en) | 2002-06-18 |
EP1052374A3 (en) | 2003-12-03 |
EP1052374B1 (en) | 2006-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000337102A (ja) | 蒸気・空気冷却タービンノズル段用の冷却回路 | |
JP4503769B2 (ja) | 多重衝突翼冷却 | |
US6517312B1 (en) | Turbine stator vane segment having internal cooling circuits | |
US5591002A (en) | Closed or open air cooling circuits for nozzle segments with wheelspace purge | |
US6506013B1 (en) | Film cooling for a closed loop cooled airfoil | |
EP0911486B1 (en) | Gas turbine stationary blade cooling | |
US9011077B2 (en) | Cooled airfoil in a turbine engine | |
JP3824324B2 (ja) | 冷却式プラットホームを備えたガスタービン翼 | |
US6435814B1 (en) | Film cooling air pocket in a closed loop cooled airfoil | |
JP4130540B2 (ja) | ガスタービンノズル壁を局部的に冷却するための装置及び方法 | |
US6468031B1 (en) | Nozzle cavity impingement/area reduction insert | |
JP4251772B2 (ja) | ガスタービンの蒸気冷却型静翼 | |
JPH08177405A (ja) | ステータベーンの後縁の冷却回路 | |
JP2004060638A (ja) | 静翼の冷却構造及びガスタービン | |
JPH10299409A (ja) | ガスタービン静翼の冷却シュラウド | |
US9388699B2 (en) | Crossover cooled airfoil trailing edge | |
JPH06257405A (ja) | タービン | |
JP2000297604A (ja) | ガスタービンバケット及びチップシュラウド用の冷却回路 | |
JP2001073704A (ja) | 冷却先端動翼 | |
JP2005299636A (ja) | カスケードインピンジメント冷却式翼形部 | |
WO2023171745A1 (ja) | ガスタービンの静翼の冷却方法および冷却構造 | |
JP2003083001A (ja) | ガスタービン及びその静翼 | |
JPH04203203A (ja) | ガスタービン冷却翼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070508 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070508 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090728 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090728 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090915 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091014 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131023 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |