JP2005054776A - ガスタービンブレードのための冷却回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターボ機械のガスタービンブレード10は、中央部分に中央配置された第1の冷却回路Aを備え、この冷却回路Aは、少なくとも1つの吸い込み側キャビティ30と、少なくとも1つの圧力側キャビティ32と、少なくとも1つの中央キャビティ34と、吸い込み側キャビティの第1の空気吸入開口部と、圧力側キャビティ32の第2の空気吸入開口部と、少なくとも1つの第1の通路と、少なくとも1つの第2の通路と、中央キャビティ34およびブレードの圧力側面22の両方の中に開口する出口開口部44とを含む。
【選択図】 図1
Description
12 空気力学面
14 ブレード基部
16 ブレード先端部
18 前縁
20 後縁
22 圧力側面
24 吸い込み側面
26 横断壁
28 バスタブ(カップ)
30 吸い込み側キャビティ
32 圧力側キャビティ
34 中央キャビティ
40 第1の通路
42 第2の通路
44、56、64 出口開口部
46 ブリッジ
48、58、66 排出孔
50 後縁キャビティ
52 空気吸入開口部
54、54a、54b 出口スロット
60 前縁キャビティ
68、68a、68b、70a、70b バッフル
A 第1の冷却回路
B 第2の冷却回路
C 第3の冷却回路
Claims (14)
- ターボ機械のためのガスタービンブレード(10)であって、該ブレードは、ブレード基部(14)とブレード先端部(16)との間に径方向に延びる空気力学面(12)を有し、該空気力学面は、圧力側面(22)および吸い込み側面(24)によって相互連結される前縁(18)および後縁(20)を呈し、かつブレード先端部において横断壁(26)によって閉じられており、前記空気力学面(12)は、バスタブ(28)を形成するように前記横断壁(26)を超えて径方向に延び、前記ブレードは、中央部分に中央配置された第1の冷却回路(A)をさらに備え、該第1の冷却回路(A)が、
ブレードの吸い込み側(24)に径方向に延びる少なくとも1つの吸い込み側キャビティ(30)と、
ブレードの圧力側(22)に径方向に延びる少なくとも1つの圧力側キャビティ(32)と、
吸い込み側キャビティ(30)と圧力側キャビティ(32)との間のブレードの中央部に径方向に延びる少なくとも1つの中央キャビティ(34)と、
前記吸い込み側キャビティ(30)に冷却空気を供給するための、吸い込み側キャビティ(30)の径方向の底部端における第1の空気吸入開口部(36)と、
前記圧力側キャビティ(32)に冷却空気を供給するための、圧力側キャビティ(32)の径方向の底部端における第2の空気吸入開口部(38)と、
吸い込み側キャビティ(30)の径方向の頂部端を中央キャビティ(34)の径方向の頂部端に連通させる、少なくとも1つの第1の通路(40)と、
圧力側キャビティ(32)の径方向の頂部端を中央キャビティ(34)の径方向の頂部端に連通させる、少なくとも1つの第2の通路(42)と、
中央キャビティ(34)内およびブレードの圧力側面(22)内の両方に開口する出口開口部(44)とを備えることを特徴とするブレード。 - 第1の冷却回路(A)とは無関係な第2の冷却回路(B)をさらに具備し、
前記第2の冷却回路(B)が、
ブレードの後縁(20)の近傍で径方向に延びる少なくとも1つの後縁キャビティ(50)と、
前記後縁キャビティ(50)内に冷却空気を入れるための、後縁キャビティ(50)の径方向の底部端における空気吸入開口部(52)と、
後縁キャビティ(50)内およびブレードの圧力側面(22)内の両方に開口する出口スロット(54)とを備えることを特徴とする、請求項1に記載のブレード。 - ブレードの横断壁(26)が、第2の冷却回路(B)の後縁キャビティ(50)内およびブレード先端部(16)内の両方に開口する少なくとも1つの排出孔(58)を含むことを特徴とする、請求項2に記載のブレード。
- ブレード先端部(16)に最も近い少なくとも1つの出口スロット(54a)が、ターボ機械の長手方向軸に対してブレード先端部(16)へ向かう傾斜角度(β)を呈することを特徴とする、請求項2または3に記載のブレード。
- ブレード先端部(16)に向かう前記傾斜角度(β)が、ターボ機械の前記長手方向軸に対して10°から30°の範囲内にあることを特徴とする、請求項4に記載のブレード。
- 第2の冷却回路(B)の後縁キャビティ(50)が、圧力側壁部および吸い込み側壁部にバッフル(68a、68b)を含み、前記壁部に沿う熱伝達を増大させることを特徴とする、請求項2から5のいずれか一項に記載のブレード。
- 第1の冷却回路(A)および第2の冷却回路(B)とは無関係な第3の冷却回路(C)をさらに具備し、
前記第3の冷却回路(C)が、
ブレードの前縁(18)の近傍に径方向に延びる少なくとも1つの前縁キャビティ(60)と、
前記前縁キャビティ(60)内に冷却空気を供給するための、前縁キャビティ(60)の径方向の底部端における空気吸入開口部(62)と、
前縁キャビティ(60)内と、ブレードの圧力側(22)および吸い込み側(24)における前縁(18)内との両方に開口する出口開口部(64)とを備えることを特徴とする、請求項2から6のいずれか一項に記載のブレード。 - ブレードの横断壁(26)が、バスタブを冷却するように、第3の冷却回路(C)の前縁キャビティ(60)内と、バスタブ(28)内との両方に開口する少なくとも1つの排出孔(66)を含むことを特徴とする、請求項7に記載のブレード。
- 前記排出孔(66)が、排出されなければ前記出口開口部(64)を閉鎖する可能性がある冷却空気からの不純物が、排出されることを可能とするように、第3の冷却回路(C)の出口開口部(64)の横断面よりも大きい横断面であることを特徴とする、請求項8に記載のブレード。
- 前縁キャビティ(60)が、圧力側壁部および吸い込み側壁部にバッフル(70a、70b)を含み、前記壁部に沿う熱伝達を増大させることを特徴とする、請求項7から9のいずれか一項に記載のブレード。
- ブレードの横断壁(26)が、複数の排出孔(48)を含み、該複数の排出孔(48)が、バスタブを冷却するために、第1の冷却回路(A)の圧力側キャビティ、吸い込み側キャビティ、および中央キャビティ(32、30、34)内と、バスタブ(28)内との両方に開口することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のブレード。
- 第1の冷却回路(A)の圧力側キャビティ(32)が、内部熱伝達を増大させるために、側壁間に延びるブリッジ(46)を含むことを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載のブレード。
- 第1の冷却回路(A)の吸い込み側キャビティ(30)が、内部熱伝達を増大させるために、側壁間に延びるブリッジ(46)を含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載のブレード。
- 第1の冷却回路(A)の圧力側キャビティ(32)および吸い込み側キャビティ(30)が、内部熱伝達を増大させるように高アスペクト比を有することを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載のブレード。
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