JP2003322002A - Turbine airfoil part provided with metering plate for refreshing hole - Google Patents

Turbine airfoil part provided with metering plate for refreshing hole

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JP2003322002A
JP2003322002A JP2002130308A JP2002130308A JP2003322002A JP 2003322002 A JP2003322002 A JP 2003322002A JP 2002130308 A JP2002130308 A JP 2002130308A JP 2002130308 A JP2002130308 A JP 2002130308A JP 2003322002 A JP2003322002 A JP 2003322002A
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passage
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling air circuit for a rotor blade and a stator blade in a turbine. <P>SOLUTION: A cooling circuit in an airfoil part 12 comprises a first, a middle, and a final passages 40, 41, and 42 extended in a radial direction, and the first passage 40 is fluid-communicated with a cooling air source from the external of the airfoil part 12. The final passage 42 is fluid-communicated with one of a front edge and a rear edge. A refreshing passage 66 is extended through a radial direction inner side wall as a boundary of a radial direction inner side part of the final passage 42 while fluid-communicated with the cooling air source. The refreshing passage 66 is disposed separately from the first passage 40 to be apart from the first passage, and it is isolated. In one embodiment, a metering plate 80 covers an inflow port 68 to the refreshing passage 66, and the metering plate 80 has a metering hole 82 over the inflow port. The metering hole 82 is adjustable. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ガスター
ビンエンジンにおけるタービンロータブレード及びステ
ータ羽根の冷却空気回路に関し、より具体的には、ブレ
ード及び羽根の翼形部内の冷却回路への流量をメータリ
ングするために用いられる根元部底部のメータリング板
に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to cooling air circuits for turbine rotor blades and stator vanes in gas turbine engines, and more particularly to metering the flow rate to the cooling circuit within the airfoil of the blades and vanes. It relates to a bottom bottom metering plate used for ringing.

【0002】[0002]

【発明の背景】ガスタービンエンジンは、燃焼器に流路
を介して流される空気を圧縮する圧縮機を含み、空気は
燃焼器において燃料と混合され、点火されて燃焼ガスを
発生する。燃焼ガスは、一つ又はそれ以上のタービン段
を通って下流に流れ、該タービン段は、燃焼ガスからエ
ネルギーを取出して圧縮機を駆動し、例えば飛行中の航
空機を推進するファンを駆動するために、追加の出力を
生成する。タービン段は、ロータディスクの外周に固定
されたタービンロータブレードの列を含み、その上流側
に複数のステータ羽根を有する固定タービンノズルが設
けられる。燃焼ガスは、ロータディスクを回転させるエ
ネルギーを取出すために、ステータ羽根の間及びタービ
ンブレードの間を流れる。ガスタービン内の温度は華氏
2500度を超える場合があり、ブレード寿命の観点か
らはタービンブレードの冷却が非常に重要である。冷却
なしでは、タービンブレードは急速に劣化する。タービ
ンブレードの冷却を改善することは非常に望ましく、冷
却を高めるために、ブレードの冷却技術において当業者
は、タービンブレード内の内部キャビティの改良された
幾何学構造を考案しようとする多くの努力を傾注してき
た。燃焼ガスは高温であるため、タービン羽根及びブレ
ードは、通常、この目的のために圧縮機から抽出された
圧縮空気の一部によって冷却される。圧縮機空気のどの
一部であっても、燃焼器内での使用から転用すること
は、エンジンの全体効率を必然的に低下させる。そのた
め、圧縮機の抽出空気を可能な限り少なくして羽根及び
ブレードを冷却することが望ましい。
BACKGROUND OF THE INVENTION Gas turbine engines include a compressor that compresses air that is forced through a flow path into a combustor, where the air is mixed with fuel in the combustor and ignited to produce combustion gases. Combustion gases flow downstream through one or more turbine stages that extract energy from the combustion gases to drive compressors, for example, to drive fans that propel aircraft in flight. To generate additional output. A turbine stage includes a row of turbine rotor blades fixed to the outer circumference of a rotor disk, upstream of which is provided a fixed turbine nozzle having a plurality of stator blades. Combustion gases flow between the stator blades and between the turbine blades to extract energy that rotates the rotor disk. The temperature inside the gas turbine can exceed 2500 degrees Fahrenheit, and cooling the turbine blades is very important from the perspective of blade life. Without cooling, turbine blades deteriorate rapidly. It is highly desirable to improve the cooling of turbine blades, and in order to increase the cooling, those skilled in the art of cooling blades have made many efforts to devise improved geometries of internal cavities within turbine blades. I have been devoting myself. Due to the high temperature of the combustion gases, turbine blades and blades are typically cooled by a portion of the compressed air extracted from the compressor for this purpose. The diversion of any part of the compressor air from its use in the combustor necessarily reduces the overall efficiency of the engine. Therefore, it is desirable to cool the vanes and blades with as little compressed air as possible from the compressor.

【0003】通常のタービン羽根及びブレードは、翼形
部を含み、その上を燃焼ガスが流れる。典型的なもので
は、翼形部は、内部に1つ又はそれ以上の蛇行冷却通路
を備え、それらを通して、圧縮機抽気である冷却空気が
翼形部を冷却するために流される。翼形部は、冷却効果
を高めるための種々の乱流発生器を含むことができ、冷
却空気は翼形部の外面の周りに配設された種々のフィル
ム冷却孔を介して通路から排出される。より高度な冷却
効果を追求して、結局のところ、近代のブレードは多重
経路の冷却回路に到達している。
Conventional turbine blades and blades include an airfoil over which combustion gases flow. Typically, the airfoil has therein one or more serpentine cooling passages through which compressor bleed air, cooling air, is flowed to cool the airfoil. The airfoil may include various turbulence generators to enhance the cooling effect, and cooling air is exhausted from the passages through various film cooling holes arranged around the outer surface of the airfoil. It In the pursuit of higher cooling effectiveness, modern blades eventually reach multi-path cooling circuits.

【0004】蛇行冷却空気回路及びその他のブレード内
部の通路を介して冷却空気を流すことは公知であり、こ
れらは、冷却空気が通路を通して移動する過程で、ブレ
ード前縁に衝突冷却する前に空気を予熱する。ブレード
前縁を横切る温度差は、衝突冷却するようにブレードの
根元を通して冷却空気を導く場合より小さくなり、その
結果ブレード前縁における熱応力を低くし、ブレード寿
命を高めることができる。これは、冷却流がブレード翼
形部の外部をフィルム冷却するために半径方向の前縁冷
却孔から流出する前に、ブレード中間スパン部の多くの
部分を内部的に冷却することができるため、冷却流の効
率的利用となる。
It is known to flow cooling air through a serpentine cooling air circuit and other passages inside the blades, which are in the process of moving the cooling air through the passages prior to impingement cooling on the blade leading edge. Preheat. The temperature differential across the blade leading edge is less than if cooling air was directed through the root of the blade to impinge cooling, resulting in lower thermal stress at the blade leading edge and increased blade life. This is because many parts of the blade midspan can be internally cooled before the cooling flow exits the radial leading edge cooling holes to film cool the exterior of the blade airfoil. Efficient use of cooling flow.

【0005】しかしながら、この技術はまた、「逆流マ
ージン」に悪影響を与える。空気流はブレードの内部通
路を通って移動するため、折り返し及び乱流促進部によ
る圧力損失は、ある作動条件のもとではブレード前縁へ
の高温ガス吸込みが生じてしまうような状態にまで冷却
流圧力を低下させることになる。この望ましくない状態
は、逆流と呼ばれる。逆流マージンをより大きくするた
めの1つの手法は、ブレードに供給される冷却空気の流
入圧力を増加させることである。供給圧力の増加は、冷
却流の漏洩を望ましくない状態にまで増加させることに
なるので、この手法は常に実行可能なわけではない。こ
の問題を克服するために、衝突のための冷却空気を供給
する前縁流の通路にリフレッシュ用通路が備えられた。
このリフレッシュ用通路は、ブレード根元部にある冷却
流回路の第1流路部分に連結される。この回路は、衝突
冷却空気を、ここでは前縁供給流路と呼ばれるその最終
流路から、前縁キャビティに供給する。リフレッシュ用
通路は、空気流が残りの回路を通ることによって予熱さ
れた後に、この最終流路にある空気流をリフレッシュす
る。米国特許第5,387,086号及び第5,81
3,826号を参照されたい。
However, this technique also adversely affects the "backflow margin". Since the airflow travels through the internal passages of the blade, the pressure losses due to the turnaround and turbulence promotion cool to such a condition that under certain operating conditions hot gas is drawn into the blade leading edge. This will reduce the flow pressure. This undesired condition is called reflux. One way to increase the backflow margin is to increase the inlet pressure of the cooling air supplied to the blades. This approach is not always feasible because increasing the supply pressure will increase the leakage of the cooling flow to an undesirable state. To overcome this problem, a refreshing passage was provided in the leading edge passage that supplies cooling air for collision.
This refreshing passage is connected to the first passage portion of the cooling flow circuit at the blade root. This circuit supplies impingement cooling air to its leading edge cavity from its final passage, referred to herein as the leading edge feed passage. The refresh passage refreshes the airflow in this final flow path after the airflow has been preheated by passing through the rest of the circuit. US Patents 5,387,086 and 5,81
See 3,826.

【0006】前縁供給流路へのリフレッシュ用通路は、
ブレードの根元部を通過する蛇行冷却回路の流入口流路
に連結され、その結果、蛇行冷却回路の流量に合流す
る。前縁供給流路への流量及び圧力を調整するために、
蛇行冷却回路を通る流れと独立して、リフレッシュ用通
路を通る冷却流を調整できるようにすることが望まし
い。これは、蛇行通路又は衝突孔圧力低下が所望の値よ
り高い鋳造ブレードが製造される場合に、特に有用であ
る。これは又、ブレードの冷却回路調整にも望ましいも
のであり、詰り及び磨耗によって引き起こされたような
ブレード孔及び蛇行回路の劣化に有用であり、必要なも
のである。
The refreshing passage to the leading edge supply passage is
It is connected to the inlet flow path of the serpentine cooling circuit that passes through the root of the blade, so that it joins the flow rate of the serpentine cooling circuit. To adjust the flow rate and pressure to the leading edge supply channel,
It would be desirable to be able to regulate the cooling flow through the refreshing passages independently of the flow through the serpentine cooling circuit. This is particularly useful when casting blades are manufactured with a serpentine passage or impingement hole pressure drop higher than desired. It is also desirable for cooling circuit conditioning of blades, and is useful and necessary for blade hole and serpentine circuit degradation, such as caused by plugging and wear.

【0007】公知のタービン翼形部の冷却技術には、蛇
行冷却回路を形成する内部キャビティの使用が含まれ
る。具体的には、蛇行通路、前縁衝突ブリッジ、乱流促
進部及び乱流発生器、フィルム孔、ピンフィン、後縁孔
又は正圧側の抽気スロットが、ブレード冷却のために利
用される。改善されたブレード冷却を提供することが望
ましい。更により良いブレード冷却を提供するに際して
は、ブレードの製造費用の大幅増加を避けることが望ま
しい。
Known turbine airfoil cooling techniques include the use of internal cavities that form a serpentine cooling circuit. Specifically, meandering passages, leading edge impingement bridges, turbulence enhancers and turbulence generators, film holes, pin fins, trailing edge holes or bleed slots on the pressure side are utilized for blade cooling. It is desirable to provide improved blade cooling. In providing even better blade cooling, it is desirable to avoid a significant increase in blade manufacturing costs.

【0008】[0008]

【発明の概要】ガスタービンエンジンの中空翼形部は、
幅方向に間隔を置いて配置され、翼弦方向に離れて配置
された翼形部の前縁及び後縁において互いに接合された
正圧側及び負圧側の壁を有し、半径方向内側の底部から
半径方向外側の翼形部先端まで半径方向に延びる翼形部
外壁を備える。翼形部内の冷却回路は、半径方向に延
び、それぞれが直列に配置された第1、中間、及び最終
流路を有し、第1流路が翼形部外側からの冷却空気源に
流体連通している。最終流路は、前縁又は後縁の一つに
流体連通する。リフレッシュ用通路は、最終流路の半径
方向内側部分の境界となる半径方向内側の壁を通って延
び、かつ冷却空気源と流体連通する。リフレッシュ用通
路は、第1流路とは別で、該第1流路から間隔を置いて
配置され、かつ独立している。
SUMMARY OF THE INVENTION A gas turbine engine hollow airfoil is
From the radially inner bottom, which have pressure-side and suction-side walls joined to each other at the leading and trailing edges of the airfoil, spaced in the width direction and spaced chordwise An airfoil outer wall is provided that extends radially to a radially outer airfoil tip. A cooling circuit within the airfoil extends radially and has first, middle, and final flow passages each arranged in series, the first flow passage in fluid communication with a source of cooling air from outside the airfoil. is doing. The final flow path is in fluid communication with one of the leading or trailing edges. The refreshing passage extends through the radially inner wall that bounds the radially inner portion of the final flow path and is in fluid communication with the cooling air source. The refreshing passage is separate from the first flow passage, spaced apart from the first flow passage, and independent.

【0009】本発明の一つの例示的な実施形態には、最
終流路と前縁及び後縁の一つとの間に配置された縁冷却
室、及び最終流路と該縁冷却室との間で半径方向に延び
るリブを貫通して配設された冷却空気の排出孔が更に含
まれる。縁冷却室を前縁冷却室にすることができ、冷却
空気排出孔を衝突冷却孔にすることができ、かつ縁冷却
室から前縁の周りの外壁を貫通して導き出される前縁冷
却孔を含むこともできる。別の例示的な実施形態におい
ては、最終流路は後縁が境界となり、該後縁を貫通して
冷却空気排出孔が配設され、この孔は、後縁冷却スロッ
トとすることもできる。
In one exemplary embodiment of the present invention, an edge cooling chamber disposed between the final flow passage and one of the leading and trailing edges, and between the final flow passage and the edge cooling chamber. And a cooling air discharge hole disposed through the rib extending in the radial direction. The edge cooling chamber can be a leading edge cooling chamber, the cooling air discharge holes can be impingement cooling holes, and the leading edge cooling holes can be derived from the edge cooling chamber through the outer wall around the leading edge. It can also be included. In another exemplary embodiment, the final flow path is bounded by a trailing edge and a cooling air exhaust hole is disposed therethrough that may be a trailing edge cooling slot.

【0010】本発明の例示的な実施形態は、リフレッシ
ュ用通路への流入口を覆うメータリング板を更に含み、
該メータリング板は流入口上のメータリング孔を有し、
該メータリング孔は調整可能である。本発明の別の例示
的な実施形態は、根元部から半径方向外向きに延びる中
空翼形部を有するガスタービンエンジンのブレードであ
る。第1流路は、根元部を貫通して延び、根元部底面に
入口を有する。リフレッシュ用通路は、最終流路の半径
方向内側部分の境界となる半径方向の内側壁と、根元部
とを貫通して延びる。リフレッシュ用通路への流入口は
根元部底面に配置され、第1流路の入口とは別で、該第
1流路から離間して配設される。メータリング板は根元
部底面に配設される。
The exemplary embodiment of the present invention further includes a metering plate covering the inlet to the refreshing passage,
The metering plate has a metering hole on the inlet,
The metering hole is adjustable. Another exemplary embodiment of the present invention is a gas turbine engine blade having a hollow airfoil extending radially outward from a root. The first flow path extends through the root portion and has an inlet on the bottom surface of the root portion. The refreshing passage extends through a radially inner wall that serves as a boundary of a radially inner portion of the final passage and a root portion. The inflow port to the refreshing passage is arranged on the bottom surface of the root portion, and is arranged separately from the first flow passage and apart from the first flow passage. The metering plate is arranged on the bottom surface of the base.

【0011】本発明の別の実施形態においては、前方に
流れる蛇行冷却回路及び後方に流れる蛇行冷却回路が翼
形部内に配置される。冷却回路の各々は、半径方向に延
びる第1、中間及び最終流路を有し、それぞれが直列に
配置され、各第1流路の各々が根元部を貫通して延び、
根元部底面に入口を有する。前方に流れる蛇行冷却回路
の最終流路は前縁と流体連通し、後方に流れる蛇行冷却
回路の最終流路は後縁と流体連通する。前方及び後方の
リフレッシュ用通路は、前方及び後方流路のそれぞれの
半径方向内側部分の境界となる前方及び後方の半径方向
内側壁を貫通し、根元部を貫通して延びる。リフレッシ
ュ用通路は根元部底面に流入口を有し、流入口は第1流
路の入口とは別で、該入口から離間して配設される。
In another embodiment of the present invention, a forward flowing serpentine cooling circuit and a backward flowing serpentine cooling circuit are disposed within the airfoil. Each of the cooling circuits has first, middle and final channels extending radially, each arranged in series, each of the first channels extending through the root,
It has an entrance at the bottom of the root. The final flow path of the serpentine cooling circuit flowing forward is in fluid communication with the leading edge, and the final flow path of the serpentine cooling circuit flowing backward is in fluid communication with the trailing edge. The front and rear refreshing passages extend through the front and rear radial inner walls that bound the respective radially inner portions of the front and rear passages and extend through the root. The refreshing passage has an inflow port on the bottom surface of the root portion, and the inflow port is provided separately from the inlet of the first flow path and apart from the inlet.

【0012】本発明の冷却回路構成は、より低い冷媒供
給圧力の使用を可能にする。3流路からなる蛇行経路は
また、流路及び経路をより多く有する回路に比べて、鋳
造特性がもたらす圧力低下の変化に対して、脆弱性がよ
り少ない。前縁及び後縁の冷却のための専用回路即ち流
路は、外部の熱負荷が最も高い前縁及び後縁において、
より良い内部冷却を提供する。リフレッシュ用通路は、
前縁及び後縁のために、より低温の空気を混合させ、か
くして、蛇行冷却回路を通さなければならない冷媒量を
減少させ、摩擦及び折り返しによる流れ損失を減少させ
る。リフレッシュ用通路は、従前のものに比べ、より高
いタービン温度でも、冷却のためのキャビティがより少
ない状態でより軽い設計を実用的にする。本発明は、翼
形部及びブレードの重量を減らすことを可能にし、前縁
及び後縁における冷却流量をより多くすることを可能に
する。本発明はまた、異物による損傷、激しい擦過、又
はその他の蛇行部の折り返し先端部に孔があく原因とな
るものによる破壊から翼形部及びブレードを保護するこ
とに役立てることができる。他の回路は、冷媒を孔にお
いて失い、残りの蛇行冷却回路において冷媒不足を生じ
させる。リフレッシュ用回路は、蛇行回路からの冷媒の
喪失による熱疲労を減らすために、各キャビティの根元
部に流れを供給する。本発明の翼形部及びブレードの設
計により、鋳造の結果として蛇行回路又は衝突孔におけ
る圧力低下が所望の値より高いものとなった場合には、
リフレッシュ用孔を調整して前縁及び後縁への流量及び
圧力がより多くなるようにできるため、生産性及び製造
歩留まりが増加する。従来技術の設計によれば、この状
況では、部品をスクラップとし、鋳造用の中子の金型再
加工を持つ必要があった。本発明は、調整可能なメータ
リング板を備えるので、前縁及び後縁への冷却流量を調
整するのに用いることが可能である。メータリング孔を
有するメータリング板は、リフレッシュ用通路の流入口
上に鑞付けでき、鋳造における堅牢な中子及び軽量シャ
ンクの使用を許容し、リフレッシュ用の流量の調整可能
なメータリングを可能にする。
The cooling circuit arrangement of the present invention allows the use of lower refrigerant supply pressures. The three-channel serpentine path is also less vulnerable to changes in pressure drop caused by casting characteristics, as compared to circuits with more channels and paths. Dedicated circuits or channels for cooling the leading and trailing edges are
Provides better internal cooling. The refreshing passage is
Because of the leading and trailing edges, cooler air is mixed, thus reducing the amount of refrigerant that must pass through the serpentine cooling circuit and reducing friction and fold-back flow losses. The refreshing passages make a lighter design practical with higher turbine temperatures and fewer cavities for cooling than previous ones. The present invention allows the airfoil and blade weight to be reduced, allowing greater cooling flow at the leading and trailing edges. The present invention can also be useful in protecting airfoils and blades from damage due to foreign objects, severe abrasion, or other damage that causes perforations in the meandering folds. Other circuits lose refrigerant at the holes, causing refrigerant starvation in the remaining serpentine cooling circuits. The refresh circuit provides flow to the root of each cavity to reduce thermal fatigue due to the loss of refrigerant from the serpentine circuit. With the airfoil and blade design of the present invention, if the pressure drop in the serpentine circuit or impingement hole as a result of casting is higher than desired,
The refresh holes can be adjusted to provide higher flow and pressure to the leading and trailing edges, thus increasing productivity and manufacturing yield. According to prior art designs, in this situation the parts had to be scrapped and had to be die reworked for the casting core. The present invention includes an adjustable metering plate so that it can be used to adjust the cooling flow to the leading and trailing edges. A metering plate with metering holes can be brazed on the inlet of the refreshing passage, allowing the use of robust cores and lightweight shanks in the casting, enabling adjustable metering of the refreshing flow rate. To do.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明を特徴づける新規な特徴
は、特許請求の範囲に記載され、特定されている。本発
明を、その更に別の目的及び利点と併せて、より具体的
に添付図面を用いて説明する。
The novel features which characterize the invention are set forth and pointed out in the appended claims. The present invention, together with other objects and advantages thereof, will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

【0014】図1には、軸流下流方向Fに流れる高温ガ
ス流中で作動するように設計された、ガスタービンエン
ジン用の例示的タービンブレード10を示す。ブレード
10は、根元部14から半径方向外向きに延びる中空翼
形部12を含む。根元部14は、エンジンの中心線11
の周りに配設されるエンジンのロータディスク(図示せ
ず)にブレード10を固定するために用いられる。図2
における翼形部12の断面図に更に示すように、翼形部
12は、幅方向即ち横方向に間隔を置いて配置され、上
流側前縁20と弦方向に前縁から離れて配置された下流
側後縁22とに沿ってそれぞれ互いに接合された正圧側
壁16及び負圧側壁18を有する外壁15を含む。翼形
部12は、翼形部12のスパン方向である半径方向24
にエンジン中心線11から離れるように、該翼形部のス
パンSに沿って半径方向内側の底部26から半径方向外
側の翼形部先端28まで半径方向に延びる。翼形部先端
28は、外壁15からの外方延長部分即ちスキーラ壁2
9を有するスキーラ先端部として示されており、該スキ
ーラ壁は、外側先端壁31の周りを囲んで該先端壁から
半径方向外向きに延び、その内側にスキーラ先端キャビ
ティ33を形成する。中空翼形部12の内部から外側先
端壁31を貫通してスキーラ先端キャビティ33まで延
びる先端部冷却孔59が、先端キャビティを冷却するた
めに用いられる。半径方向内側の底部26が通常のプラ
ットフォーム30に形成され、ブレード10の内側流れ
の境界部を形成し、そこから下方には根元部14が延び
る。
FIG. 1 shows an exemplary turbine blade 10 for a gas turbine engine designed to operate in a hot gas stream flowing in an axial downstream direction F. The blade 10 includes a hollow airfoil 12 that extends radially outward from a root 14. The root portion 14 is the center line 11 of the engine.
It is used to secure the blade 10 to an engine rotor disk (not shown) disposed around the. Figure 2
As further shown in the cross-sectional view of airfoil 12 in FIG. 2, airfoils 12 are spaced laterally or laterally and are spaced apart from the upstream leading edge 20 and the chordwise leading edge. It includes an outer wall 15 having a pressure side wall 16 and a suction side wall 18 that are joined to each other along a downstream trailing edge 22. The airfoil 12 has a radial direction 24 that is the span direction of the airfoil 12.
Away from the engine centerline 11 and extending radially along a span S of the airfoil from a radially inner bottom 26 to a radially outer airfoil tip 28. The airfoil tip 28 is an outward extension of the outer wall 15 or squealer wall 2.
Shown as a squealer tip with 9, the squealer wall surrounds an outer tip wall 31 and extends radially outwardly from the tip wall forming a squealer tip cavity 33 therein. Tip cooling holes 59 that extend from inside the hollow airfoil 12 through the outer tip wall 31 to the squealer tip cavity 33 are used to cool the tip cavity. A radially inner bottom 26 is formed in the conventional platform 30 and defines the inner flow boundary of the blade 10 from which the root 14 extends.

【0015】ブレード10の作動中には、燃焼ガス32
が燃焼器(図示せず)によって生成され、翼形部外壁1
5の正圧側壁16及び負圧側壁18の両方の上をそれぞ
れ下流方向に流れる。ここに示す本発明の例示的な実施
形態では、燃焼ガス32から翼形部12への熱負荷の分
布により良く対応するように、翼形部12に効率的な冷
却をもたらす設計がなされる。図1から図3までに示す
ガスタービンブレード10は例示的なものであり、本発
明は、同様な冷却ができる同様の翼形部を有するタービ
ンステータ羽根にも同じように適用される。
During operation of blade 10, combustion gas 32
Are generated by a combustor (not shown), and the airfoil outer wall 1
5 on both the pressure side wall 16 and the suction side wall 18 respectively in the downstream direction. In the exemplary embodiment of the invention shown here, the airfoil 12 is designed to provide efficient cooling to better correspond to the distribution of heat load from the combustion gases 32 to the airfoil 12. The gas turbine blade 10 shown in FIGS. 1-3 is exemplary and the invention applies equally to turbine stator blades having similar airfoils with similar cooling.

【0016】図2を参照すると、より具体的には、外壁
15を有する中空翼形部12が断面図で示されており、
正圧側壁16及び負圧側壁18が、前縁20と後縁22
との間において、互いに周方向即ち横方向に間隔を置い
て配置されている。正圧側壁16及び負圧側壁18は、
正圧側壁16と負圧側壁18の間をそれぞれ延びる全体
を34で示す複数の内部横断リブによって互いに一体に
接合されている。横断リブ34の第1、第2、第3及び
第4のリブ1〜4は、それぞれが図3に示すように、単
一の前方に流れる3経路蛇行冷却回路36を定める。第
4リブ4、第5リブ5、第6リブ6及び後縁22は、単
一の後方に流れる3経路蛇行冷却回路38を定める。
With reference to FIG. 2, more specifically, a hollow airfoil 12 having an outer wall 15 is shown in cross-section,
Pressure side wall 16 and suction side wall 18 have leading edge 20 and trailing edge 22.
And are spaced apart from each other in the circumferential or lateral direction. The pressure side wall 16 and the suction side wall 18 are
They are joined together by a plurality of internal transverse ribs, generally designated 34, each extending between the pressure side wall 16 and the suction side wall 18. The first, second, third, and fourth ribs 1-4 of the transverse rib 34 each define a single forward-flowing, three-way serpentine cooling circuit 36, as shown in FIG. The fourth rib 4, the fifth rib 5, the sixth rib 6 and the trailing edge 22 define a single rear-flowing three-way serpentine cooling circuit 38.

【0017】図3には、前方及び後方に流れる蛇行冷却
回路36及び38を通る図2における冷却回路切断線4
6に沿って平らに配列された翼形部12を示す。前方に
流れる蛇行冷却回路36は、冷却回路36内の蛇行冷却
流35が、前方に流れる蛇行冷却回路36内を後縁22
から前縁20に前方に向かう前方翼弦流れ方向45に流
れるように構成される。前方に流れる冷却回路36は、
根元部14の底面49に入口37を備え、前方に流れる
蛇行冷却流回路の末端部39より後方に、蛇行冷却流3
5が、後縁22から前縁20に前方に向かう前方翼弦流
れ方向45に流れるように配置される。後方に流れる蛇
行冷却回路38は、後方に流れる蛇行冷却回路38内の
蛇行冷却流35が、後方に流れる蛇行冷却流回路38内
を前縁20から後縁22に後方に向かう後方翼弦流れ方
向43に流れるように構成される。後方に流れる蛇行冷
却流回路38は、根元部14の底面49に入口37を備
え、後方に流れる蛇行冷却流回路の末端部39の前方
に、蛇行冷却流35が、前縁20から後縁22に後方に
向かう後方翼弦流れ方向43に流れるように配置され
る。これは、燃焼ガス32から加えられる熱負荷により
良く対応させ、翼形部12の熱負荷に対して蛇行冷却流
35がより効率的に適合するようにし、翼形部をより効
果的に冷却するためである。
In FIG. 3, the cooling circuit cut line 4 in FIG. 2 through the meandering cooling circuits 36 and 38 flowing forward and backward.
6 shows an airfoil 12 arranged flat along 6. In the meandering cooling circuit 36 that flows forward, the meandering cooling flow 35 in the cooling circuit 36 flows in the meandering cooling circuit 36 that flows forward in the trailing edge 22.
To the leading edge 20 in the forward chord flow direction 45. The cooling circuit 36 that flows forward is
An inlet 37 is provided on the bottom surface 49 of the root portion 14, and the meandering cooling flow 3 is provided behind the end portion 39 of the meandering cooling flow circuit that flows forward.
5 are arranged to flow forward from the trailing edge 22 to the leading edge 20 in a forward chord flow direction 45. In the meandering cooling circuit 38 that flows backward, the meandering cooling flow 35 in the meandering cooling circuit 38 that flows backward is directed backward in the meandering cooling flow circuit 38 that flows backward from the leading edge 20 to the trailing edge 22 in the rear chord flow direction. It is configured to flow to 43. The rearwardly flowing serpentine cooling flow circuit 38 comprises an inlet 37 at the bottom surface 49 of the root 14 and a serpentine cooling flow 35 in front of the rearwardly flowing serpentine cooling flow circuit end 39 from the leading edge 20 to the trailing edge 22. Is arranged so as to flow in the rear chord flow direction 43 toward the rear. This better accommodates the heat load applied from the combustion gases 32, allowing the serpentine cooling flow 35 to more efficiently match the heat load on the airfoil 12 and more effectively cool the airfoil. This is because.

【0018】前方及び後方に流れる蛇行冷却回路36及
び38が3経路回路と呼ばれるのは、それぞれが第1流
路40、中間流路41、最終流路42として表わされる
半径方向に延びる3流路を備えるためである。本発明
は、ここに例示的な実施形態として示したような1つの
中間流路より多い中間流路を有してもよい。前方に流れ
る蛇行冷却回路36の第1流路40、中間流路41、最
終流路42は、図3において、それぞれ第1リブから第
4リブ1〜4として示した、翼弦方向に間隔を置いて配
置された内部リブ34によって定められ、該リブ34の
間に形成され、かつそれらの横方向側部47は、正圧側
壁16及び負圧側壁18が(図2に示す)境界となる。
The meandering cooling circuits 36 and 38, which flow forward and backward, are referred to as a three-pass circuit, each having three radially extending flow passages designated as a first flow passage 40, an intermediate flow passage 41, and a final flow passage 42. This is to prepare for. The present invention may have more than one intermediate channel as shown here as an exemplary embodiment. The first flow passage 40, the intermediate flow passage 41, and the final flow passage 42 of the meandering cooling circuit 36 flowing forward are spaced in the chord direction, which are shown as the first rib to the fourth rib 1 to 4 in FIG. 3, respectively. The lateral sides 47 are defined by, and are formed between, the internal ribs 34 that are arranged side by side, and their lateral sides 47 are bounded by the pressure side wall 16 and the suction side wall 18 (shown in FIG. 2). .

【0019】前方及び後方に流れる蛇行冷却回路36及
び38の第1流路40は、翼形部12の底部26及びブ
レード10の根元部14を半径方向に貫通して、半径方
向外側の第1折り返し流路50まで半径方向上向きに延
びる。前方及び後方に流れる蛇行冷却回路36及び38
の第1流路40は、翼形部12の根元部14の底面49
の入口37に始まる。第1折り返し流路50は、冷却空
気を中間冷却流路41(又は1つ以上の中間冷却流路が
ある場合の中間冷却流路)に向かうように半径方向内向
きに折り返させ、該流路41は冷却流を半径方向内向き
に半径方向内側の第2折り返し流路52に向かわせ、次
に、冷却空気を半径方向上向きに最終冷却流路42に向
かわせる。最終冷却流路42及び前方及び後方に流れる
蛇行冷却回路36及び38は、外側先端壁31で終わ
り、この先端壁31では、1つ又はそれ以上の先端冷却
孔59を蛇行冷却流回路のベント孔として用いることが
できる。翼形部のスキーラ先端部は、外側先端壁31に
ある先端冷却孔59によって冷却される。
The first flow passages 40 of the meandering cooling circuits 36 and 38, which flow forwards and backwards, extend radially through the bottom portion 26 of the airfoil 12 and the root portion 14 of the blade 10 to a first radially outer portion. It extends upward in the radial direction to the turn-back passage 50. Meandering cooling circuits 36 and 38 that flow forward and backward
The first flow path 40 of the bottom surface 49 of the root portion 14 of the airfoil portion 12.
Begins at entrance 37. The first turn-back flow passage 50 turns the cooling air radially inward toward the intermediate cooling flow passage 41 (or the intermediate cooling flow passage when there is one or more intermediate cooling flow passages), 41 directs the cooling flow radially inwardly toward the radially inner second fold back channel 52 and then directs cooling air radially upward toward the final cooling channel 42. The final cooling flow path 42 and the serpentine cooling circuits 36 and 38 flowing forward and backward terminate in an outer tip wall 31 where one or more tip cooling holes 59 are vented to the serpentine cooling flow circuit. Can be used as The airfoil squealer tip is cooled by tip cooling holes 59 in the outer tip wall 31.

【0020】ここに示す例示的な実施形態において、前
縁冷却室72が外壁15の前縁20と第1リブ1との間
に配置される。例示的な実施形態の機能において、排出
孔は衝突冷却孔74であり、前方に流れる蛇行冷却回路
36の最終流路42から前縁冷却室72に第1リブ1を
貫通して配設される。衝突冷却孔74は、前方に流れる
蛇行冷却回路36の最終流路42から前縁冷却室72
に、冷却空気を供給し、そこからフィルム冷却孔を介し
て冷却空気が流される。フィルム冷却孔は、以下のも
の、即ちそれぞれシャワーヘッド、正圧側壁及び負圧側
壁のフィルム冷却孔60、62、64の1つ又はそれ以
上を含む。
In the exemplary embodiment shown here, a leading edge cooling chamber 72 is arranged between the leading edge 20 of the outer wall 15 and the first rib 1. In the function of the exemplary embodiment, the discharge hole is the impingement cooling hole 74, which is disposed through the first rib 1 from the final flow path 42 of the meandering cooling circuit 36 flowing forward to the leading edge cooling chamber 72. . The impingement cooling hole 74 extends from the final flow path 42 of the meandering cooling circuit 36 flowing forward to the leading edge cooling chamber 72
Is supplied with cooling air, from which cooling air is flowed through the film cooling holes. The film cooling holes include one or more of the following: film cooling holes 60, 62, 64 in the showerhead, pressure side wall and suction side wall, respectively.

【0021】ここに示す例示的な実施形態において、後
縁22は、後縁22の対流冷却を与えるように設計され
た後縁冷却スロット76の形状の排出孔を通る冷却空気
によって冷却される。これら2つの装置は、前縁20及
び後縁22をそれぞれ冷却するために用いられる。
In the exemplary embodiment shown, trailing edge 22 is cooled by cooling air through exhaust holes in the form of trailing edge cooling slots 76 designed to provide convective cooling of trailing edge 22. These two devices are used to cool the leading edge 20 and the trailing edge 22, respectively.

【0022】リフレッシュ用通路66は、前方及び後方
に流れる蛇行冷却回路36及び38の前記最終流路42
の半径方向内側部分70の境界となる半径方向内側壁を
貫通して延びる。リフレッシュ用通路66は、根元部1
4を完全に貫通して延び、翼形部12の外部の冷却空気
源と流体連通し、更にリフレッシュ用通路66は、前方
及び後方に流れる蛇行冷却回路36及び38とは独立
し、別に作動する。リフレッシュ用通路66は、根元部
14の底面49に流入口68を有し、該流入口は前方及
び後方に流れる蛇行冷却回路36及び38の入口37か
ら離間して配設される。2つのメータリング板80が根
元部14の底面49に配置され、それぞれが、リフレッ
シュ用通路66の各流入口68を覆う。メータリング板
の各々は、流入口上の中心に位置決めされたメータリン
グ孔82を有する。メータリング板は調整可能であるの
で前縁及び後縁への冷却流の量を調整するのに用いるこ
とができる。調整可能にすることは、孔径又は孔面積を
拡大して孔を拡げることによってなされるか、異なる口
径を有する板を用いることによってなされる。メータリ
ング板80は、鋳造が終わり、ブレード又は翼形部の流
れ試験が完了した後に、リフレッシュ用通路66への流
入口68上に鑞付けすることができる。独立して設けら
れるリフレッシュ用通路及びメータリング板は、鋳造に
おける堅牢な中子及び軽量シャンクの使用を許容し、リ
フレッシュ用の流量の調整可能なメータリングを可能に
する。
The refreshing passage 66 is a final passage 42 of the meandering cooling circuits 36 and 38 which flow forward and backward.
Extends through the radially inner wall that bounds the radially inner portion 70 of the. The passage 66 for refreshing is at the base 1
4 and in fluid communication with a source of cooling air external to the airfoil 12, and a refreshing passage 66 is independent of the forward and aft serpentine cooling circuits 36 and 38 and operates separately. . The refreshing passage 66 has an inflow port 68 on the bottom surface 49 of the root portion 14, and the inflow port is arranged apart from the inlets 37 of the meandering cooling circuits 36 and 38 flowing forward and backward. Two metering plates 80 are arranged on the bottom surface 49 of the root 14, each covering the respective inlet 68 of the refreshing passage 66. Each of the metering plates has a centrally located metering hole 82 on the inlet. The metering plate is adjustable and can be used to adjust the amount of cooling flow to the leading and trailing edges. Adjustability is done by expanding the pores by expanding the pore size or pore area, or by using plates with different pore sizes. The metering plate 80 can be brazed onto the inlet 68 to the refreshing passage 66 after casting is complete and the blade or airfoil flow test is complete. Independently provided refreshing passages and metering plates allow the use of robust cores and lightweight shanks in casting, allowing for adjustable flow metering for refreshing.

【0023】図2に示すのは、本発明の例示的な翼形部
の断面図である。前方に流れる蛇行冷却回路36は、フ
ィルム冷却孔を持たないものとして示されているが、後
方に流れる蛇行冷却回路38は、第1、中間、最終回路
40、41、42に正圧側壁のフィルム冷却孔62を有
するように示されている。正圧側壁のフィルム冷却孔6
2は、後方に流れる蛇行冷却回路38の外壁15の正圧
側壁16に沿って、外壁15を貫通して配設される。フ
ィルム冷却孔は、エンジンの中心線11に対して下流側
で、かつ、半径方向外向きの合成角度に配置され、外壁
15を貫通して流路及び前縁冷却室72から導き出され
る。フィルム冷却孔は、外壁15の正圧側壁16及び負
圧側壁18の両方にそれぞれ沿って設置することができ
る。
Shown in FIG. 2 is a cross-sectional view of an exemplary airfoil of the present invention. The forward flowing serpentine cooling circuit 36 is shown as having no film cooling holes, while the backward flowing serpentine cooling circuit 38 is shown in the first, middle, and final circuits 40, 41, 42 of the positive pressure side film. It is shown to have cooling holes 62. Film cooling hole 6 on the positive pressure side wall
2 is arranged penetrating the outer wall 15 along the positive pressure side wall 16 of the outer wall 15 of the meandering cooling circuit 38 flowing backward. The film cooling holes are arranged downstream of the center line 11 of the engine and at a combined angle outward in the radial direction, penetrate the outer wall 15, and are led out from the flow path and the leading edge cooling chamber 72. The film cooling holes can be installed along both the pressure side wall 16 and the suction side wall 18 of the outer wall 15, respectively.

【0024】翼形部12は、この技術分野において周知
の乱流発生器又はピン(図示せず)のような翼形部の冷
却を高めるためのあらゆる従来特性のものを備えてもよ
い。技術としては周知の熱障壁被覆(TBC)を、翼形
部12の熱的特徴を改善するために用いてもよい。
The airfoil 12 may comprise any conventional feature for enhancing cooling of the airfoil, such as turbulence generators or pins (not shown) well known in the art. Thermal barrier coatings (TBCs) known in the art may be used to improve the thermal characteristics of the airfoil 12.

【0025】本発明を、図に示す例示的なタービンブレ
ード10に関して説明してきたが、本発明は、燃焼ガス
32により加えられる半径方向温度分布により良く対応
するように、スパン方向の優先冷却を行うことで利点が
見出される同様の翼形部を備えるタービンのノズル羽根
に用いることもできる。前方及び後方に流れる蛇行冷却
回路の翼形部及びブレードは、従来の多重経路の蛇行通
路に用いられる通常の鋳造技術を用いて容易に製造する
ことができる。
Although the present invention has been described with reference to the exemplary turbine blade 10 shown, the present invention provides preferential cooling in the span direction to better accommodate the radial temperature distribution imparted by the combustion gases 32. It can also be used in turbine nozzle vanes with similar airfoils that would find advantages. The airfoils and blades of the serpentine cooling circuit that flow forward and aft can be readily manufactured using conventional casting techniques used in conventional multi-pass serpentine passages.

【0026】これまで本発明の好ましい例示的な実施形
態と考えられるものについて記載してきたが、本明細書
の教示から本発明の他の変形形態は当業者にとっては明
らかであり、従って、本発明の技術思想及び技術的範囲
に含まれる全てのこうした変形形態が、添付した特許請
求の範囲の記載において保護されることを望む。
While we have described what is considered to be a preferred exemplary embodiment of the invention, other variations of the invention will be apparent to those skilled in the art from the teachings herein and, therefore, the invention. All such modifications that come within the spirit and scope of the invention are desired to be covered by the appended claims.

【0027】特許請求の範囲に記載の参照番号は、本発
明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定
することを意図するものではない。
Reference numerals in the claims are provided for facilitating the understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の翼形部に組み入れるガスタービンエ
ンジンのロータブレードの斜視図。
1 is a perspective view of a rotor blade of a gas turbine engine incorporated into an airfoil of the present invention. FIG.

【図2】 図1の翼形部の線2−2を通る翼形部のスパ
ン方向中間部の概略横断面図。
2 is a schematic cross-sectional view of a spanwise midsection of an airfoil taken through line 2-2 of the airfoil of FIG. 1. FIG.

【図3】 下流方向に流れる蛇行冷却回路を通る図2の
切断線に沿って平らに配列された、図1及び図2に示す
例示的なガスタービンエンジン翼形部の断面図。
3 is a cross-sectional view of the exemplary gas turbine engine airfoil shown in FIGS. 1 and 2 arranged flat along the section line of FIG. 2 through a serpentine cooling circuit that flows in a downstream direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、4、5、6 リブ 12 翼形部 14 根元部 20 前縁 22 後縁 26 底部 28 翼形部先端 30 プラットフォーム 34 内部リブ 36 前方に流れる蛇行冷却回路 37 入口 38 後方に流れる蛇行冷却回路 40 第1流路 41 中間流路 42 最終流路 49 根元部の底面 50 第1折り返し流路 52 第2折り返し流路 59 先端冷却孔 60 フィルム冷却孔 66 リフレッシュ用通路 68 流入口 70 最終流路の半径方向内側部分 72 前縁冷却室 74 衝突冷却孔 76 後縁冷却スロット 80 メータリング板 82 メータリング孔 1,2,3,4,5,6 ribs 12 airfoils 14 Root 20 leading edge 22 Trailing edge 26 bottom 28 Tip of airfoil 30 platforms 34 Internal rib 36 Meandering cooling circuit flowing forward 37 entrance 38 Meandering cooling circuit flowing backward 40 First flow path 41 Intermediate channel 42 Final flow path 49 Bottom of base 50 First return flow path 52 Second return flow path 59 Tip cooling hole 60 film cooling holes 66 Refreshing passage 68 Inlet 70 Inner part in radial direction of final flow path 72 Leading edge cooling room 74 Collision cooling hole 76 Trailing edge cooling slot 80 metering board 82 Metering hole

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年6月19日(2002.6.1
9)
[Submission date] June 19, 2002 (2002.6.1)
9)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項20[Name of item to be corrected] Claim 20

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図3】 [Figure 3]

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 幅方向に間隔を置いて配置され、翼弦方
向に離れて配置された翼形部(12)の前縁及び後縁
(20、22)において互いに接合された正圧側壁及び
負圧側壁(16、18)を有し、半径方向内側の底部
(26)から半径方向外側の翼形部先端(28)まで半
径方向に延びる翼形部外壁(15)と、 前記翼形部(12)内にある冷却回路と、を備え、 該冷却回路が、半径方向に延び、それぞれが直列に配置
された第1、中間及び最終流路(40、41、42)を
有し、 前記第1流路(40)が、前記翼形部(12)外側から
の冷却空気源と流体連通しており、 前記最終流路(42)が、前記前縁及び後縁の1つと流
体連通しており、 リフレッシュ用通路(66)が、前記最終流路(42)
の半径方向内側部分の境界となる半径方向内側壁を貫通
して延び、かつ前記冷却空気源と流体連通しており、 前記リフレッシュ用通路が、前記第1流路(40)とは
別で、該第1流路から離間して配設され、かつ独立して
いる、ことを特徴とするガスタービンエンジンの中空翼
形部(12)。
1. Pressure sidewalls that are joined together at the leading and trailing edges (20, 22) of airfoil (12) spaced apart in the width direction and spaced chordwise, and An airfoil outer wall (15) having suction sidewalls (16, 18) and extending radially from a radially inner bottom (26) to a radially outer airfoil tip (28); A cooling circuit within (12), the cooling circuit having first, middle and final flow paths (40, 41, 42) extending radially and each arranged in series, A first flow path (40) is in fluid communication with a source of cooling air from outside the airfoil (12) and the final flow path (42) is in fluid communication with one of the leading and trailing edges. The refreshing passage (66) has the final passage (42).
Extending through a radially inner wall that is a boundary of a radially inner portion of the fluid passage, and being in fluid communication with the cooling air source, wherein the refreshing passage is separate from the first flow passage (40), A hollow airfoil (12) for a gas turbine engine, wherein the hollow airfoil (12) is spaced apart from the first flow path and is independent.
【請求項2】 前記最終流路(42)と前記前縁及び後
縁の前記一つとの間に配置された縁冷却室(72)、及
び前記最終流路(42)と前記縁冷却室(72)との間
で半径方向に延びるリブを貫通して配設された冷却空気
の排出孔を更に備えることを特徴とする、請求項1に記
載の翼形部(12)。
2. An edge cooling chamber (72) disposed between the final flow passage (42) and the one of the leading edge and the trailing edge, and the final flow passage (42) and the edge cooling chamber (72). Airfoil (12) according to claim 1, characterized in that it further comprises a cooling air discharge hole arranged through a rib extending radially between it and 72).
【請求項3】 前記縁冷却室(72)が前縁の冷却室で
あり、前記冷却空気排出孔が衝突冷却孔(74)である
ことを特徴とする、請求項2に記載の翼形部(12)。
3. An airfoil according to claim 2, characterized in that the edge cooling chamber (72) is a leading edge cooling chamber and the cooling air discharge holes are impingement cooling holes (74). (12).
【請求項4】 前記縁冷却室(72)から前記前縁(2
0)の周りの前記外壁(15)を貫通して導き出される
前縁冷却孔(74)を更に備えることを特徴とする、請
求項3に記載の翼形部(12)。
4. The leading edge (2) from the edge cooling chamber (72).
Airfoil (12) according to claim 3, further comprising a leading edge cooling hole (74) extending through the outer wall (15) around the (0).
【請求項5】 前記最終流路(42)は、前記後縁(2
2)が境界となることを特徴とする、請求項1に記載の
翼形部(12)。
5. The final flow path (42) has the trailing edge (2).
Airfoil (12) according to claim 1, characterized in that 2) is the boundary.
【請求項6】 前記後縁(22)を貫通して配設された
冷却空気排出孔を更に備えることを特徴とする、請求項
5に記載の翼形部(12)。
6. The airfoil (12) of claim 5, further comprising a cooling air exhaust hole disposed through the trailing edge (22).
【請求項7】 前記冷却空気排出孔が後縁冷却スロット
(76)であることを特徴とする、請求項6に記載の翼
形部(12)。
7. Airfoil (12) according to claim 6, characterized in that said cooling air discharge holes are trailing edge cooling slots (76).
【請求項8】 前記リフレッシュ用通路(66)への流
入口(68)を覆うメータリング板(80)を更に備
え、該メータリング板は、前記流入口上にメータリング
孔(82)を有することを特徴とする、請求項1に記載
の翼形部(12)。
8. A metering plate (80) covering an inlet (68) to said refreshing passage (66), said metering plate having a metering hole (82) on said inlet. An airfoil (12) according to claim 1, characterized in that
【請求項9】 前記メータリング孔(82)が調整可能
であることを特徴とする、請求項8に記載の翼形部(1
2)。
9. Airfoil (1) according to claim 8, characterized in that the metering hole (82) is adjustable.
2).
【請求項10】 根元部(14)から半径方向外向きに
延びる中空翼形部(12)を備え、 該翼形部(12)は、幅方向に間隔を置いて配置され、
翼弦方向に離れて配置された該翼形部(12)の前縁及
び後縁(20、22)において互いに接合された正圧側
壁及び負圧側壁(16、18)を有し、前記根元部(1
4)の半径方向内側の底部(26)から半径方向外側の
翼形部先端(28)まで半径方向に延びる翼形部外壁
(15)を備え、 前記翼形部(12)内に冷却回路が設けられ、 前記冷却回路が、半径方向に延び、それぞれが直列に配
置された第1、中間及び最終流路(40、41、42)
を有し、 前記第1流路(40)が、前記根元部(14)を貫通し
て延び、かつ、前記根元部(14)の底面に入口(3
7)を有し、 前記最終流路(42)が前記前縁及び後縁の1つと流体
連通しており、 前記最終流路(42)の半径方向内側部分の境界となる
半径方向内側壁と前記根元部(14)とを貫通して延び
るようにリフレッシュ用通路(66)が設けられ、 該リフレッシュ用通路(66)が、前記根元部(14)
の底面に流入口(68)を有し、該流入口が前記入口
(37)とは別で、該入口から離間して配設された、こ
とを特徴とするガスタービンエンジンのブレード(1
0)。
10. A hollow airfoil (12) extending radially outwardly from a root (14), the airfoils (12) being laterally spaced apart,
Chordwise having pressure side walls and suction side walls (16, 18) joined together at leading and trailing edges (20, 22) of the airfoil (12), said root Department (1
4) an airfoil outer wall (15) extending radially from a radially inner bottom (26) to a radially outer airfoil tip (28), wherein a cooling circuit is provided in the airfoil (12). First, middle and final flow paths (40, 41, 42) are provided, wherein the cooling circuit extends in a radial direction and is respectively arranged in series.
The first flow path (40) extends through the root portion (14), and has an inlet (3) at the bottom surface of the root portion (14).
7), wherein the final flow path (42) is in fluid communication with one of the leading edge and the trailing edge, and a radial inner wall that bounds a radially inner portion of the final flow path (42). A refreshing passage (66) is provided so as to extend through the root portion (14), and the refreshing passage (66) is formed in the root portion (14).
A gas turbine engine blade (1) having an inlet (68) on the bottom surface of the blade, the inlet being separate from the inlet (37) and spaced from the inlet.
0).
【請求項11】 前記最終流路(42)と前記前縁及び
後縁の前記一つとの間に配置された縁冷却室(72)、
及び前記最終流路(42)と前記縁冷却室(72)との
間で半径方向に延びるリブを貫通して配設された冷却空
気の排出孔を更に備えることを特徴とする、請求項10
に記載のブレード(10)。
11. An edge cooling chamber (72) disposed between said final flow path (42) and said one of said leading and trailing edges.
And a cooling air discharge hole disposed through a rib extending in a radial direction between the final flow path (42) and the edge cooling chamber (72).
Blade (10) according to item 1.
【請求項12】 前記縁冷却室(72)が前縁の冷却室
であり、前記冷却空気排出孔が衝突冷却孔(74)であ
ることを特徴とする、請求項11に記載のブレード(1
0)。
12. Blade (1) according to claim 11, characterized in that the edge cooling chamber (72) is a leading edge cooling chamber and the cooling air discharge holes are impingement cooling holes (74).
0).
【請求項13】 前記縁冷却室(72)から前記前縁
(20)の周りの前記外壁(15)を貫通して導き出さ
れる前縁冷却孔(74)を更に備えることを特徴とす
る、請求項12に記載のブレード(10)。
13. A leading edge cooling hole (74) further leading from the edge cooling chamber (72) through the outer wall (15) around the leading edge (20). Item 13. The blade (10) according to item 12.
【請求項14】 前記最終流路(42)は、前記後縁
(22)が境界となることを特徴とする、請求項10に
記載のブレード(10)。
14. Blade (10) according to claim 10, characterized in that the final channel (42) is bounded by the trailing edge (22).
【請求項15】 前記後縁(22)を貫通して配設され
た冷却空気排出孔を更に備えることを特徴とする、請求
項14に記載のブレード(10)。
15. The blade (10) of claim 14, further comprising a cooling air exhaust hole disposed through the trailing edge (22).
【請求項16】 前記冷却空気排出孔が後縁冷却スロッ
ト(76)であることを特徴とする、請求項15に記載
のブレード(10)。
16. Blade (10) according to claim 15, characterized in that the cooling air outlet holes are trailing edge cooling slots (76).
【請求項17】 前記根元部(14)の前記底面にメー
タリング板(80)を備え、該メータリング板(80)
が前記リフレッシュ用通路(66)への前記流入口(6
8)を覆い、前記メータリング板は、前記流入口上にメ
ータリング孔(82)を有することを特徴とする、請求
項10に記載のブレード(10)。
17. A metering plate (80) is provided on the bottom surface of the root portion (14), and the metering plate (80) is provided.
Is the inlet (6) to the refreshing passage (66).
Blade (10) according to claim 10, characterized in that it covers 8) and the metering plate has a metering hole (82) on the inlet.
【請求項18】 前記メータリング孔(82)が調整可
能であることを特徴とする、請求項17に記載のブレー
ド(10)。
18. Blade (10) according to claim 17, characterized in that the metering hole (82) is adjustable.
【請求項19】 根元部(14)から半径方向外向きに
延びる中空翼形部(12)を備え、 該翼形部(12)は、幅方向に間隔を置いて配置され、
翼弦方向に離れて配置された該翼形部(12)の前縁及
び後縁(20、22)において互いに接合された正圧側
壁及び負圧側壁(16、18)を有し、前記根元部(1
4)の半径方向内側の底部(26)から半径方向外側の
翼形部先端(28)まで半径方向に延びる翼形部外壁
(15)を備え、 前記翼形部(12)内に前方に流れる蛇行冷却回路(3
6)と後方に流れる蛇行冷却回路(38)とが形成さ
れ、 前記冷却回路の各々が、半径方向に延び、それぞれが直
列に配置された第1、中間及び最終流路(40、41、
42)を有し、 前記第1流路(40)の各々が、前記根元部(14)を
貫通して延び、かつ、前記根元部(14)の底面に入口
(37)有し、 前記前方に流れる蛇行冷却回路(36)の前記最終流路
(42)が、前記前縁(20)と流体連通し、 前記後方に流れる蛇行冷却回路(38)の前記最終流路
(42)が、前記後縁(22)と流体連通しており、 前記前方及び後方の最終流路の半径方向内側部分の境界
となる前方及び後方の半径方向内側壁のそれぞれと前記
根元部(14)とを貫通して延びるように前方及び後方
のリフレッシュ用通路(66)が形成され、 前記リフレッシュ用通路(66)が、前記根元部(1
4)の底面に流入口を有し、前記流入口が前記入口(3
7)とは別で、該入口から離間して配設された、ことを
特徴とするガスタービンエンジンのブレード(10)。
19. A hollow airfoil (12) extending radially outwardly from a root (14), said airfoils (12) being laterally spaced apart,
Chordwise having pressure side walls and suction side walls (16, 18) joined together at leading and trailing edges (20, 22) of the airfoil (12), said root Department (1
4) with an outer airfoil wall (15) extending radially from a radially inner bottom (26) to a radially outer airfoil tip (28), flowing forward into said airfoil (12). Meandering cooling circuit (3
6) and a meandering cooling circuit (38) flowing backwards, each of said cooling circuits extending in the radial direction, each being arranged in series, first, middle and final flow paths (40, 41,
42), each of the first flow paths (40) extends through the root portion (14) and has an inlet (37) at the bottom surface of the root portion (14), The final flow path (42) of the meandering cooling circuit (36) flowing in the fluid communication with the leading edge (20), and the final flow path (42) of the meandering cooling circuit (38) flowing backwards is It is in fluid communication with the trailing edge (22) and extends through the root (14) and each of the front and rear radial inner walls that bound the radially inner portion of the front and rear final flow passages. Front and rear refreshing passages (66) are formed so as to extend in a horizontal direction, and the refreshing passages (66) include the root portion (1).
4) has an inlet on the bottom surface, and the inlet is the inlet (3
A blade (10) for a gas turbine engine, characterized in that it is arranged separately from the inlet (7).
【請求項20】 前記前方に流れる蛇行冷却回路(3
6)の前記最終流路(42)の間に配置された前縁冷却
室(72)、及び前記前方に流れる蛇行冷却回路(3
6)の前記最終流路(42)と前記前縁冷却室(72)
との間で半径方向に延びるリブを貫通して配設された衝
突冷却孔(74)を更に備えることを特徴とする、請求
項19に記載のブレード(10)。
20. The meandering cooling circuit (3) flowing in the forward direction.
6) a leading edge cooling chamber (72) arranged between the final flow passages (42), and the forward meandering cooling circuit (3).
6) The final flow path (42) and the leading edge cooling chamber (72)
20. The blade (10) of claim 19, further comprising an impingement cooling hole (74) disposed through a rib extending radially between and.
【請求項21】 前記前縁冷却室(72)から前記前縁
(20)の周りの前記外壁(15)を貫通して導き出さ
れる前縁冷却孔(74)を更に備えることを特徴とす
る、請求項20に記載のブレード(10)。
21. Further comprising a leading edge cooling hole (74) extending from the leading edge cooling chamber (72) through the outer wall (15) around the leading edge (20). Blade (10) according to claim 20.
【請求項22】 前記最終流路(42)は、前記後方に
流れる蛇行冷却回路(38)の前記後縁(22)が境界
となることを特徴とする、請求項21に記載のブレード
(10)。
22. Blade (10) according to claim 21, characterized in that the final channel (42) is bounded by the trailing edge (22) of the meandering cooling circuit (38) flowing backwards. ).
【請求項23】 前記後縁(22)を貫通して配設され
た冷却空気排出孔を更に備えることを特徴とする、請求
項22に記載のブレード(10)。
23. The blade (10) of claim 22, further comprising a cooling air exhaust hole disposed through the trailing edge (22).
【請求項24】 前記冷却空気排出孔が後縁冷却スロッ
ト(76)であることを特徴とする、請求項23に記載
のブレード(10)。
24. Blade (10) according to claim 23, characterized in that the cooling air outlet holes are trailing edge cooling slots (76).
【請求項25】 前記根元部(14)の前記底面上にメ
ータリング板(80)を備え、該メータリング板(8
0)が前記リフレッシュ用通路(66)への前記流入口
(68)を覆い、前記メータリング板(80)が、前記
流入口上にメータリング孔(82)を有することを特徴
とする、請求項24に記載のブレード(10)。
25. A metering plate (80) is provided on the bottom surface of the root portion (14), and the metering plate (8) is provided.
0) covers the inlet (68) to the refreshing passage (66) and the metering plate (80) has a metering hole (82) on the inlet. Item 24. A blade (10) according to item 24.
【請求項26】 前記メータリング孔(82)が調整可
能であることを特徴とする、請求項25に記載のブレー
ド(10)。
26. Blade (10) according to claim 25, characterized in that the metering hole (82) is adjustable.
【請求項27】 前記根元部(14)の前記底面上にメ
ータリング板(80)を備え、該メータリング板(8
0)が前記リフレッシュ用通路(66)への前記流入口
(68)を覆い、前記メータリング板(80)が、前記
流入口上にメータリング孔(82)を有することを特徴
とする、請求項19に記載のブレード(10)。
27. A metering plate (80) is provided on the bottom surface of the root portion (14), and the metering plate (8) is provided.
0) covers the inlet (68) to the refreshing passage (66) and the metering plate (80) has a metering hole (82) on the inlet. Item 19. The blade (10) according to item 19.
【請求項28】 前記メータリング孔(82)が調整可
能であることを特徴とする、請求項27に記載のブレー
ド(10)。
28. Blade (10) according to claim 27, characterized in that the metering hole (82) is adjustable.
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