JP2004036510A - ガスタービン動翼シュラウド - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、動翼前縁ハブ側の冷却効率を向上させ、動翼の長寿命化を図ることが可能なガスタービン動翼シュラウドを提供する。
【解決手段】動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａに、正面から見て傾斜した状態で羽根１０を配置している。そして、キャビティー９からの冷却空気が、矢印Ａで示すように、羽根１０に沿いつつこれを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【選択図】 図１
【解決手段】動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａに、正面から見て傾斜した状態で羽根１０を配置している。そして、キャビティー９からの冷却空気が、矢印Ａで示すように、羽根１０に沿いつつこれを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン動翼の冷却を効果的に行うための、動翼シュラウドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガスタービンにおいては、例えば冷却空気によりタービン回転部の冷却を行っている。図５は、ガスタービンにおける回転部と静止部との間のシール構造を模式的に示す縦断面図である。同図において、１は動翼であり、ケーシング４内部に設けられている。また、動翼１の下部即ちハブ側には動翼シュラウド２が固定されている。そして、動翼１に動翼シュラウド２が固定された各ブロックが、タービンディスク３外周に配設され、全周に渡って取り付けられている。
【０００３】
一方、静翼５は動翼１に対して、タービンを駆動する高温・高圧ガスの上流側に設けられている。また、静翼５の上下部には静翼シュラウド６，７がそれぞれ固定されている。そして、動翼シュラウド２と静翼シュラウド７の間には、タービンの全周に渡ってハニカムシール８が静止部側に配置されている。なお、図６は動翼及びシール部の平面図である。同図に示すように、ハニカムシール８は動翼シュラウド２前端を上から覆うように配置されている。また、動翼１に動翼シュラウド２が固定された各ブロックは、そのブロック毎に分割され配設されているのが分かる。
【０００４】
図５に示したように、高温・高圧ガスの主流は、矢印ａの如く静翼５を通過して所定の流れとなり、更に矢印ｂの如く動翼１に吹き付けられてこれを駆動し、タービンディスク３に回転力を与える。一方、冷却空気は矢印ｃで示したように、ハニカムシール８と動翼シュラウド２前端との間を通過し、動翼シュラウド２前部に設けられたキャビティー９を経て動翼シュラウド２さらには動翼１を冷却する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来からの構成では、動翼１前縁の圧力場の影響で、キャビティー９からの冷却空気は動翼１を避けて通過する。このため、動翼前縁ハブ側１ａは高温ガスに曝されることとなり、動翼１の耐久性に悪影響を及ぼす。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑み、簡単な構成で、動翼前縁ハブ側の冷却効率を向上させ、動翼の長寿命化を図ることが可能なガスタービン動翼シュラウドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、動翼の回転によりポンピング作用を生じさせ、これによりシュラウド前部のキャビティーからの冷却空気を動翼前縁ハブ側に吹き付けることを特徴とする。
【０００８】
そして、シュラウド前部のキャビティー面に羽根を配置し、前記キャビティーからの冷却空気がその羽根に沿いつつこれを通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【０００９】
或いは、シュラウド上面の動翼前縁付近からシュラウド前部のキャビティー面下部までを掘り下げた溝を形成し、前記キャビティーからの冷却空気がその溝を通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【００１０】
或いは、シュラウド前部のキャビティー面を波形状とし、前記キャビティーからの冷却空気がその波形状の谷間を通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【００１１】
或いは、シュラウド上面前端のＲ面がシュラウド前部のキャビティー面から前方へ延びて成る突出部を設け、そのＲ面にフローガイドを配置して、前記キャビティーからの冷却空気がそのＲ面及びそのフローガイドに導かれ、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明では、動翼シュラウド前部のキャビティーからの冷却空気を、積極的に動翼前縁ハブ側に吹き付ける構成としている。この場合、冷却空気を積極的に吹き出すために、動翼の回転を利用してポンピング作用を生じさせるような構造としている。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａに、正面から見て傾斜した状態で羽根１０を配置している。そして、キャビティー９からの冷却空気が、矢印Ａで示すように、羽根１０に沿いつつこれを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【００１４】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼１が固定されている動翼シュラウド２の上面２ｂにおける動翼前縁付近から、動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａ下部までを掘り下げて溝１１を形成している。そして、この溝１１が冷却空気の道筋となり、キャビティー９からの冷却空気がここを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【００１５】
図３は、本発明の第３の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａを波形状とし、正面から見て傾斜した状態で谷間２ａａを設けている。この谷間２ａａが冷却空気の道筋となり、キャビティー９からの冷却空気がここを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【００１６】
図４は、本発明の第４の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼シュラウド２の上面２ｂ前端をＲ面形状とし、これがキャビティー面２ａから前方へ延びて成る突出部２ｃを設けた構造としている。さらに、この突出部２ｃの表面であるＲ面２ｃａ上に、楔状のフローガイド１２を配置している。
【００１７】
そして、キャビティー９からの冷却空気が、突出部２ｃのＲ面２ｃａ及びフローガイド１２に導かれ、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。なお、ここでの動翼前縁ハブ側１ａは、同図に示したように、Ｒ面２ｃａに沿って若干垂下した形状となっている。
【００１８】
以上、図示した実施の形態について本発明の説明を行ったが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて良いことは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、動翼前縁ハブ側の冷却効率を向上させ、動翼の長寿命化を図ることが可能なガスタービン動翼シュラウドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図５】ガスタービンにおける回転部と静止部との間のシール構造を模式的に示す縦断面図。
【図６】動翼及びシール部の平面図。
【符号の説明】
１ 動翼
１ａ 動翼前縁ハブ側
２ 動翼シュラウド
２ａ キャビティー面
２ｃ 突出部
３ タービンディスク
４ ケーシング
５ 静翼
６，７ 静翼シュラウド
８ ハニカムシール
９ キャビティー
１０ 羽根
１１ 溝
１２ フローガイド
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン動翼の冷却を効果的に行うための、動翼シュラウドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガスタービンにおいては、例えば冷却空気によりタービン回転部の冷却を行っている。図５は、ガスタービンにおける回転部と静止部との間のシール構造を模式的に示す縦断面図である。同図において、１は動翼であり、ケーシング４内部に設けられている。また、動翼１の下部即ちハブ側には動翼シュラウド２が固定されている。そして、動翼１に動翼シュラウド２が固定された各ブロックが、タービンディスク３外周に配設され、全周に渡って取り付けられている。
【０００３】
一方、静翼５は動翼１に対して、タービンを駆動する高温・高圧ガスの上流側に設けられている。また、静翼５の上下部には静翼シュラウド６，７がそれぞれ固定されている。そして、動翼シュラウド２と静翼シュラウド７の間には、タービンの全周に渡ってハニカムシール８が静止部側に配置されている。なお、図６は動翼及びシール部の平面図である。同図に示すように、ハニカムシール８は動翼シュラウド２前端を上から覆うように配置されている。また、動翼１に動翼シュラウド２が固定された各ブロックは、そのブロック毎に分割され配設されているのが分かる。
【０００４】
図５に示したように、高温・高圧ガスの主流は、矢印ａの如く静翼５を通過して所定の流れとなり、更に矢印ｂの如く動翼１に吹き付けられてこれを駆動し、タービンディスク３に回転力を与える。一方、冷却空気は矢印ｃで示したように、ハニカムシール８と動翼シュラウド２前端との間を通過し、動翼シュラウド２前部に設けられたキャビティー９を経て動翼シュラウド２さらには動翼１を冷却する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来からの構成では、動翼１前縁の圧力場の影響で、キャビティー９からの冷却空気は動翼１を避けて通過する。このため、動翼前縁ハブ側１ａは高温ガスに曝されることとなり、動翼１の耐久性に悪影響を及ぼす。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑み、簡単な構成で、動翼前縁ハブ側の冷却効率を向上させ、動翼の長寿命化を図ることが可能なガスタービン動翼シュラウドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、動翼の回転によりポンピング作用を生じさせ、これによりシュラウド前部のキャビティーからの冷却空気を動翼前縁ハブ側に吹き付けることを特徴とする。
【０００８】
そして、シュラウド前部のキャビティー面に羽根を配置し、前記キャビティーからの冷却空気がその羽根に沿いつつこれを通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【０００９】
或いは、シュラウド上面の動翼前縁付近からシュラウド前部のキャビティー面下部までを掘り下げた溝を形成し、前記キャビティーからの冷却空気がその溝を通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【００１０】
或いは、シュラウド前部のキャビティー面を波形状とし、前記キャビティーからの冷却空気がその波形状の谷間を通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【００１１】
或いは、シュラウド上面前端のＲ面がシュラウド前部のキャビティー面から前方へ延びて成る突出部を設け、そのＲ面にフローガイドを配置して、前記キャビティーからの冷却空気がそのＲ面及びそのフローガイドに導かれ、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明では、動翼シュラウド前部のキャビティーからの冷却空気を、積極的に動翼前縁ハブ側に吹き付ける構成としている。この場合、冷却空気を積極的に吹き出すために、動翼の回転を利用してポンピング作用を生じさせるような構造としている。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａに、正面から見て傾斜した状態で羽根１０を配置している。そして、キャビティー９からの冷却空気が、矢印Ａで示すように、羽根１０に沿いつつこれを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【００１４】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼１が固定されている動翼シュラウド２の上面２ｂにおける動翼前縁付近から、動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａ下部までを掘り下げて溝１１を形成している。そして、この溝１１が冷却空気の道筋となり、キャビティー９からの冷却空気がここを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【００１５】
図３は、本発明の第３の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼シュラウド２前部のキャビティー面２ａを波形状とし、正面から見て傾斜した状態で谷間２ａａを設けている。この谷間２ａａが冷却空気の道筋となり、キャビティー９からの冷却空気がここを通過して、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。
【００１６】
図４は、本発明の第４の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態では、動翼シュラウド２の上面２ｂ前端をＲ面形状とし、これがキャビティー面２ａから前方へ延びて成る突出部２ｃを設けた構造としている。さらに、この突出部２ｃの表面であるＲ面２ｃａ上に、楔状のフローガイド１２を配置している。
【００１７】
そして、キャビティー９からの冷却空気が、突出部２ｃのＲ面２ｃａ及びフローガイド１２に導かれ、動翼前縁ハブ側１ａに集中的に吹き出す構成としている。なお、ここでの動翼前縁ハブ側１ａは、同図に示したように、Ｒ面２ｃａに沿って若干垂下した形状となっている。
【００１８】
以上、図示した実施の形態について本発明の説明を行ったが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて良いことは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、動翼前縁ハブ側の冷却効率を向上させ、動翼の長寿命化を図ることが可能なガスタービン動翼シュラウドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るガスタービン動翼シュラウドの構成を模式的に示す斜視図。
【図５】ガスタービンにおける回転部と静止部との間のシール構造を模式的に示す縦断面図。
【図６】動翼及びシール部の平面図。
【符号の説明】
１ 動翼
１ａ 動翼前縁ハブ側
２ 動翼シュラウド
２ａ キャビティー面
２ｃ 突出部
３ タービンディスク
４ ケーシング
５ 静翼
６，７ 静翼シュラウド
８ ハニカムシール
９ キャビティー
１０ 羽根
１１ 溝
１２ フローガイド
Claims (5)
- 動翼の回転によりポンピング作用を生じさせ、これによりシュラウド前部のキャビティーからの冷却空気を動翼前縁ハブ側に吹き付けることを特徴とするガスタービン動翼シュラウド。
- シュラウド前部のキャビティー面に羽根を配置し、前記キャビティーからの冷却空気が該羽根に沿いつつこれを通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン動翼シュラウド。
- シュラウド上面の動翼前縁付近からシュラウド前部のキャビティー面下部までを掘り下げた溝を形成し、前記キャビティーからの冷却空気が該溝を通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン動翼シュラウド。
- シュラウド前部のキャビティー面を波形状とし、前記キャビティーからの冷却空気が該波形状の谷間を通過して、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン動翼シュラウド。
- シュラウド上面前端のＲ面がシュラウド前部のキャビティー面から前方へ延びて成る突出部を設け、該Ｒ面にフローガイドを配置して、前記キャビティーからの冷却空気が該Ｒ面及び該フローガイドに導かれ、動翼前縁ハブ側に吹き出すことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン動翼シュラウド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002195431A JP2004036510A (ja) | 2002-07-04 | 2002-07-04 | ガスタービン動翼シュラウド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002195431A JP2004036510A (ja) | 2002-07-04 | 2002-07-04 | ガスタービン動翼シュラウド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004036510A true JP2004036510A (ja) | 2004-02-05 |
Family
ID=31703813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002195431A Withdrawn JP2004036510A (ja) | 2002-07-04 | 2002-07-04 | ガスタービン動翼シュラウド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004036510A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-07-04 JP JP2002195431A patent/JP2004036510A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |