JP2005220861A - Gas turbine moving blade - Google Patents

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Yasumoto Tomita
康意 富田
Kazumasa Takada
和正 高田
Akimasa Mutsuyama
亮昌 六山
Choushin U
ウ、チョウシン
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently cool a platform through simple constitution by using cooling air, in a platform for a moving blade liable to be influenced especially by heat. <P>SOLUTION: In a cooling mechanism for a platform for a gas turbine moving blade, a cooling air flow passage 6 extending in the radial direction of a rotor is formed in the platform 3 and a seal air flow passage 7 extending from the cooling air flow passage 6 to a side 3c of the platform is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスタービン動翼におけるプラットホームを冷却構造に関する。   The present invention relates to a cooling structure for a platform in a gas turbine blade.

ガスタービンの内部では、ガスタービン内に供給された高温ガスによって、特に熱の影響を受け易い動翼のプラットホームにおいて、冷却空気またはシール空気等を用いて簡単な構成でプラットホームを効果的に冷却するようにしたガスタービン動翼が数多く提供されている。   Inside the gas turbine, the platform is effectively cooled with a simple structure by using cooling air or seal air in a moving blade platform that is particularly susceptible to heat by the high-temperature gas supplied into the gas turbine. Many such gas turbine rotor blades are provided.

例えば、特開平10−238302号公報には、翼頭側から翼腹側及び翼背側の両側方に分かれ、最終的に翼尾側に至る冷却通路をプラットホーム内部を通して設け、この冷却通路の上流は翼部冷却通路に開口し、下流は翼尾の端面に開放して翼部冷却用の冷却空気でプラットホームを冷却するようにしたガスタービン動翼が開示されている。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-238302, a cooling passage that is divided into both sides of a blade head side, a blade belly side, and a blade back side and finally reaches the blade tail side is provided through the inside of the platform. Discloses a gas turbine rotor blade that opens into a blade cooling passage and opens downstream to the end surface of the blade tail to cool the platform with cooling air for cooling the blade.

また、特許第3040660号公報には、プラットホームの半径方向に向けて貫通するシール空気流路孔を設けると共に、同シール空気流路孔の上面に吹出口を設けることによって、プラットホーム下面を流れるシール空気は半径方向にシール空気流路孔を通ってプラットホーム上面に流出する。流出した際にプラットホーム上面に設けられた吹出口によって、プラットホームの上面を拡がりながら這うように流れて、プラットホームの上面を冷却するガスタービン動翼が開示されている。   Further, in Japanese Patent No. 3040660, a seal air passage hole penetrating in the radial direction of the platform is provided, and a seal air flowing on the lower surface of the platform is provided by providing an air outlet on the upper surface of the seal air passage hole. Flows out to the upper surface of the platform in the radial direction through the seal air passage hole. There is disclosed a gas turbine rotor blade that cools the upper surface of the platform by flowing while expanding the upper surface of the platform by an air outlet provided on the upper surface of the platform when it flows out.

更に、特許第3337393号公報には、冷却空気を動翼まで導く際に、動翼内部へ供給する経路に工夫をし、短い経路で静翼下部から動翼プラットホーム下部へ噴出させるようにして、冷却空気の温度上昇をなるべく少なくし、かつ圧力損失も小さくするようにして冷却性能を高めるようにしたガスタービン動翼が開示されている。   Furthermore, in Japanese Patent No. 3337393, when the cooling air is guided to the moving blade, the route for supplying the inside of the moving blade is devised so that the air is ejected from the lower portion of the stationary blade to the lower portion of the moving blade platform through a short route. A gas turbine rotor blade is disclosed in which the cooling performance is improved by minimizing the temperature rise of the cooling air and reducing the pressure loss.

特開平10−238302号公報JP-A-10-238302 特許第3040660号公報Japanese Patent No. 3040660 特許第3337393号公報Japanese Patent No. 3337393

ところで、一般にタービン動翼列に高温ガスが供給されると、図5に示すように、翼部101の前縁部102にこの高温ガスが吹き付けられる。このとき翼部101の根元に形成するハブ部103には、高温ガスによる馬蹄渦Aが発生し、高温ガスが動翼の周囲に渦を形成して拡がっていくことが知られている。これにより、動翼周辺の高温ガスの流れは、翼前縁部102の渦でプラットホーム104に押し返されると共に、隣接するプラットホーム104間の隙間に侵入するので、プラットホーム104に示す馬蹄渦Aの影響を受けやすい領域である斜線部104aが高温にさらされることになる。   By the way, generally, when a high-temperature gas is supplied to the turbine rotor cascade, this high-temperature gas is blown to the front edge portion 102 of the blade portion 101 as shown in FIG. At this time, it is known that the horseshoe vortex A caused by the high temperature gas is generated in the hub portion 103 formed at the base of the wing portion 101 and the high temperature gas forms a vortex around the moving blade and spreads. As a result, the flow of hot gas around the moving blade is pushed back to the platform 104 by the vortex of the blade leading edge 102 and enters the gap between the adjacent platforms 104, so that the effect of the horseshoe vortex A shown in the platform 104 The hatched portion 104a, which is a region that is susceptible to exposure, is exposed to high temperatures.

この結果、図6及び図7に示すように、高温ガスがプラットホーム104に吹き付けられることにより、翼内部に冷却空気流路を配して冷却された翼部101と、高温に保持されたプラットホーム104との温度差が増大する。これにより、プラットホームの側面104bでは高温による圧縮応力が発生するのに対し、翼部101の下方に形成されるプラットホームの内部104cでは低温による引張応力が発生する。即ち、プラットホームの内部104cから側面104bに向けて徐々に高温になっている。従って、図8に示すような、低サイクル疲労によるクラックDがプラットホームの側面104bに発生する。   As a result, as shown in FIGS. 6 and 7, the high temperature gas is blown onto the platform 104, whereby the wing portion 101 is cooled by providing a cooling air flow path inside the wing, and the platform 104 held at a high temperature. And the temperature difference increases. Thereby, compressive stress due to high temperature is generated on the side surface 104b of the platform, whereas tensile stress due to low temperature is generated in the interior 104c of the platform formed below the wing portion 101. That is, the temperature gradually increases from the inside 104c of the platform toward the side surface 104b. Accordingly, a crack D due to low cycle fatigue as shown in FIG. 8 occurs on the side surface 104b of the platform.

また、プラットホーム104が馬蹄渦Aにより高温に保持され続けると、特に各プラットホーム104が隣接する側面104bにおいては、図8に示すように、プラットホーム104の表面に皮膜されている遮熱コーティングの剥離Dが発生する。   Further, when the platform 104 is kept at a high temperature by the horseshoe vortex A, particularly on the side surface 104b adjacent to each platform 104, as shown in FIG. 8, the thermal barrier coating exfoliated D on the surface of the platform 104 is removed. Will occur.

しかしながら、上述した3つの従来のガスタービン動翼においては、翼部やプラットホームの冷却を図っているものの、プラットホームの側部に侵入する高温ガスについては、充分な冷却構造にはなっていない。このため、圧縮応力によるクラックや高温ガスによる遮熱コーティングの剥離の対策も何ら取られてはいない。つまり、ガスタービン動翼においては、高温ガスをプラットホーム間に侵入することを防ぐと共に、プラットホームを効率的に冷却することが要求されている。   However, in the three conventional gas turbine rotor blades described above, although the wing and the platform are cooled, the high temperature gas entering the side of the platform is not sufficiently cooled. For this reason, no measures are taken against cracks due to compressive stress and peeling of the thermal barrier coating due to high-temperature gas. In other words, gas turbine blades are required to efficiently cool the platform while preventing high temperature gas from entering between the platforms.

従って、本発明はこのような問題を解決するものであって、ガスタービン内部において、特に熱の影響を受け易い動翼のプラットホームにおいて、冷却用空気を用いて簡単な構成でプラットホームを効率的に冷却するようにしたガスタービン動翼及びガスタービンを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention solves such problems, and in a gas turbine platform, particularly a moving blade platform that is easily affected by heat, the platform can be efficiently constructed with a simple structure using cooling air. An object of the present invention is to provide a gas turbine rotor blade and a gas turbine which are cooled.

上記課題を解決する第1の本発明に係るガスタービン動翼は、ガスタービン動翼のプラットホームの冷却機構において、前記プラットホームにロータ半径方向に延設する冷却空気流路を設けると共に、前記冷却空気流路から前記プラットホームの周方向端面に至るシール空気流路を設けたことを特徴とする。   A gas turbine rotor blade according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems is provided with a cooling mechanism for a gas turbine rotor blade platform, wherein a cooling air flow path extending in a rotor radial direction is provided on the platform, and the cooling air A sealing air flow path extending from the flow path to the circumferential end surface of the platform is provided.

上記課題を解決する第2の本発明に係るガスタービン動翼は、第1の発明に記載のガスタービン動翼において、前記冷却空気流路は前記プラットホームの翼部の前縁側に設けられたことを特徴とする。   A gas turbine rotor blade according to a second aspect of the present invention that solves the above-described problem is the gas turbine rotor blade according to the first aspect, wherein the cooling air flow path is provided on a front edge side of the wing portion of the platform. It is characterized by.

上記課題を解決する第3の本発明に係るガスタービン動翼は、第1または第2の発明に記載のガスタービン動翼において、前記冷却空気流路に供給される冷却用空気は車室側と軸部側とを仕切る壁に開口する開口部から供給されることを特徴とする。   A gas turbine rotor blade according to a third aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is the gas turbine rotor blade according to the first or second invention, wherein the cooling air supplied to the cooling air flow path is on the vehicle compartment side. It is supplied from the opening part opened to the wall which partitions off and the axial part side.

上記課題を解決する第4の本発明に係るガスタービン動翼は、第3の発明に記載のガスタービン動翼において、前記開口部は中間軸カバーに形成されることを特徴とする。   A gas turbine rotor blade according to a fourth aspect of the present invention for solving the above-described problems is characterized in that, in the gas turbine rotor blade according to the third aspect of the present invention, the opening is formed in an intermediate shaft cover.

ガスタービン動翼のプラットホームの冷却機構において、前記プラットホームにロータ半径方向に延設する冷却空気流路を設けると共に、前記冷却空気流路から前記プラットホームの周方向端面に至るシール空気流路を設けたので、前記シール空気流路から噴出した冷却空気は、前記隣接するプラットホーム間に充満し、前記隣接するプラットホーム間に侵入する高温ガスを防いで、プラットホーム3を効率的に冷却することができる。これにより、前記プラットホームの表面の遮熱コーティングの剥離と、圧縮応力によるクラックとを防止することもできる。従って、特に高温ガスの影響を受け易い前記プラットホームにおいて、冷却空気を用いて簡単な構成で前記プラットホームを効率的に冷却することができる。   In the cooling mechanism of the platform of the gas turbine blade, a cooling air flow path extending in the rotor radial direction is provided on the platform, and a sealing air flow path extending from the cooling air flow path to a circumferential end surface of the platform is provided. Therefore, the cooling air ejected from the seal air flow path is filled between the adjacent platforms, and the high temperature gas entering between the adjacent platforms is prevented, and the platform 3 can be efficiently cooled. Thereby, peeling of the thermal barrier coating on the surface of the platform and cracking due to compressive stress can be prevented. Accordingly, the platform can be efficiently cooled with a simple configuration using cooling air, particularly in the platform that is easily affected by the high-temperature gas.

また、前記冷却空気流路は前記プラットホームの翼部の前縁側に設けられているので、確実に前記隣接するプラットホーム間に充満することができる。従って、確実に侵入する高温ガスを防ぎ、プラットホーム3を効率的に冷却することができる。   In addition, since the cooling air flow path is provided on the front edge side of the wing portion of the platform, it can be surely filled between the adjacent platforms. Accordingly, it is possible to reliably prevent the high temperature gas from entering and to efficiently cool the platform 3.

また、前記冷却空気流路に供給される冷却用空気は車室側と軸部側とを仕切る壁に開口する開口部から供給されるので、低温で高圧に保持された冷却空気が前記冷却空気流路から前記シール空気流路に供給され、噴出する。従って、更にプラットホーム3を効率的に冷却できると共に、前記隣接するプラットホーム間に充満した冷却空気は高温ガスの侵入を防ぐことができる。   In addition, since the cooling air supplied to the cooling air flow path is supplied from an opening that opens in a wall that partitions the compartment side and the shaft side, the cooling air that is maintained at a low temperature and a high pressure is the cooling air. It is supplied from the flow path to the seal air flow path and ejected. Therefore, the platform 3 can be further efficiently cooled, and the cooling air filled between the adjacent platforms can prevent the hot gas from entering.

更に、前記開口部は中間軸カバーに形成されるので、温度が低く、損失が少ない高圧の冷却空気を供給することができる。   Further, since the opening is formed in the intermediate shaft cover, it is possible to supply high-pressure cooling air with low temperature and low loss.

図1は本発明の一実施例に係るガスタービン動翼の翼背側斜視図、図2は本発明の一実施例に係るガスタービン動翼の翼腹側斜視図、図3は図1の下側面図、図4は本発明の一実施例に係る冷却空気系統を示す断面図である。   FIG. 1 is a perspective view of a blade back side of a gas turbine blade according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a blade side of a gas turbine blade according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a sectional view showing a cooling air system according to one embodiment of the present invention.

図1から図3に示すように、動翼1は高温ガス流に晒される翼部2と、翼部2のプラットホーム3と、プラットホーム3の下部に形成するシャンク部4及び翼根部5とから構成されている。プラットホーム3には、プラットホーム3を冷却するために、プラットホームの底面3aから半径方向に形成される冷却空気流路6が設けられている。この冷却空気流路6はプラットホーム3の翼部の前縁部2a側に2本設けられ、プラットホームの上面3bまで貫通するものではなく、プラットホームの底部3aから所定の長さに形成された流路である。また、各冷却空気流路6には、冷却空気流路6から周方向に形成され、プラットホームの側面3cに貫通するシール空気流路7が複数本(実施例では4本)設けられている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the moving blade 1 is composed of a blade portion 2 exposed to a high-temperature gas flow, a platform 3 of the blade portion 2, a shank portion 4 and a blade root portion 5 formed in the lower portion of the platform 3. Has been. In order to cool the platform 3, the platform 3 is provided with a cooling air flow path 6 formed in the radial direction from the bottom surface 3 a of the platform. Two cooling air flow paths 6 are provided on the side of the front edge 2a of the wing part of the platform 3, and do not penetrate to the upper surface 3b of the platform, but are formed to have a predetermined length from the bottom 3a of the platform. It is. Each of the cooling air passages 6 is provided with a plurality (four in the embodiment) of sealing air passages 7 that are formed in the circumferential direction from the cooling air passage 6 and penetrate the side surface 3c of the platform.

次に、図4に示すように、動翼1はロータディスク8を介して図示しないロータに回転可能に支持されており、そのロータ軸方向の前後には静翼9が配置されている。この静翼9の内側には内側シュラウド10が設置されると共に、外側には外側シュラウド11が設置されている。静翼9はこの外側シュラウド11を介してケーシング12に支持されている。   Next, as shown in FIG. 4, the moving blade 1 is rotatably supported by a rotor (not shown) via a rotor disk 8, and stationary blades 9 are arranged in the front and rear of the rotor axial direction. An inner shroud 10 is installed inside the stationary blade 9 and an outer shroud 11 is installed outside. The stationary blade 9 is supported by the casing 12 through the outer shroud 11.

また、動翼1の前方に設置される静翼9には、車室13に設置される燃焼器14の端部が配置され、この燃焼器14から高温ガス流が動翼1及び静翼9の並列する通路に送り込まれる。更に車室13には、中間軸カバー15に貫通し、空間16に連通するパイプ17が設置されている。このパイプ17は空間16に冷却空気を供給するためのものであり、空間16には供給された冷却空気を分流させるためのリングカバー18が中間軸カバー15に支持されている。   Further, the stationary blade 9 installed in front of the moving blade 1 is provided with an end portion of a combustor 14 installed in the passenger compartment 13, and a high-temperature gas flow is transmitted from the combustor 14 to the moving blade 1 and the stationary blade 9. It is sent to the parallel passage. Further, a pipe 17 that passes through the intermediate shaft cover 15 and communicates with the space 16 is installed in the vehicle compartment 13. The pipe 17 is for supplying cooling air to the space 16, and a ring cover 18 for diverting the supplied cooling air to the space 16 is supported by the intermediate shaft cover 15.

そして、空間16の冷却空気を効率よく供給するために、ロータディスク8の冷却空気穴8aが形成されると共に、車室13からの冷却空気を取り込むための中間軸カバー15に形成される冷却空気穴15aと、パイプ17から空間16に供給された冷却空気を動翼1側に取り込むための冷却空気穴15bとが形成されている。この冷却空気穴15a,15bはロータ軸方向に開口する穴である。冷却空気穴15aは車室13の冷却空気をすぐに動翼1側へ供給でき、冷却空気穴15bは空間16に供給された冷却空気を最短距離で動翼1側へ供給できるので、冷却空気穴15a,15bは温度を上昇させることなく、かつ損失が少なく圧力の高い冷却空気を供給することができる。また、ロータディスク8には翼1内部を冷却するための冷却空気通路穴8bが形成されている。この冷却空気通路穴8bは、動翼1の下部に連通しており、翼根部5,シャンク部及び翼部2を通る図示しない流路に連通している。   In order to efficiently supply the cooling air in the space 16, the cooling air hole 8 a of the rotor disk 8 is formed, and the cooling air formed in the intermediate shaft cover 15 for taking in the cooling air from the passenger compartment 13. The hole 15a and the cooling air hole 15b for taking in the cooling air supplied to the space 16 from the pipe 17 to the moving blade 1 side are formed. The cooling air holes 15a and 15b are holes that open in the rotor axial direction. The cooling air hole 15a can immediately supply the cooling air of the casing 13 to the moving blade 1 side, and the cooling air hole 15b can supply the cooling air supplied to the space 16 to the moving blade 1 side in the shortest distance. The holes 15a and 15b can supply high-pressure cooling air with little loss without increasing the temperature. The rotor disk 8 is formed with a cooling air passage hole 8b for cooling the inside of the blade 1. The cooling air passage hole 8 b communicates with the lower portion of the moving blade 1 and communicates with a flow path (not shown) passing through the blade root portion 5, the shank portion, and the blade portion 2.

従って上述したように、高温ガス流路には動翼1列と静翼9列とはロータの軸方向に交互に配置され、動翼1はロータディスク8を介してロータに回転可能に支持されると共に、静翼9は外側シュラウド11を介してケーシング12に支持されている。また、動翼1及び静翼9は、各々ロータの周方向に並列に複数枚取り付けられている。   Therefore, as described above, one row of moving blades and 9 rows of stationary blades are alternately arranged in the axial direction of the rotor in the high-temperature gas flow path, and the moving blade 1 is rotatably supported by the rotor via the rotor disk 8. In addition, the stationary blade 9 is supported by the casing 12 via the outer shroud 11. Further, a plurality of moving blades 1 and stationary blades 9 are attached in parallel in the circumferential direction of the rotor.

そして、燃焼器14から供給された高温ガス流を取り込むと、高温ガス流は静翼9により周方向の速度を与えられて動翼1列に入る。動翼1においても高温ガス流によって周方向の速度が与えられて、ロータが回転するようになっている。動翼1列を出た高温ガス流は後置の静翼9列を通って、その静翼9列の後置の動翼1列に入る。この間、高温ガスは動翼によりエネルギが与えられ、増減速を繰り返して圧力が上昇されていく。   Then, when the high-temperature gas flow supplied from the combustor 14 is taken in, the high-temperature gas flow is given a circumferential speed by the stationary blade 9 and enters the moving blade row. The rotor blade 1 is also rotated at a circumferential speed by a high-temperature gas flow in the rotor blade 1. The hot gas stream exiting one row of moving blades passes through the rear 9 stationary blades and enters the subsequent moving blade 1 row. During this time, energy is given to the hot gas by the moving blades, and the pressure is increased by repeating acceleration and deceleration.

これと同時に、動翼1を冷却するための冷却空気がパイプ17を通り車室16に供給されている。ここで、冷却空気がパイプ17を通り空間16に供給される流れをXとする。冷却空気Xは中間軸カバーの冷却空気穴15bを通る冷却空気x1と、中間軸カバー15とリングカバー18との間を流れる冷却空気x2と、リングカバー18とロータディスク8との間を流れる冷却空気x3とに分流される。   At the same time, cooling air for cooling the rotor blades 1 is supplied to the vehicle compartment 16 through the pipe 17. Here, let X be a flow in which cooling air is supplied to the space 16 through the pipe 17. The cooling air X includes cooling air x1 passing through the cooling air hole 15b of the intermediate shaft cover, cooling air x2 flowing between the intermediate shaft cover 15 and the ring cover 18, and cooling flowing between the ring cover 18 and the rotor disk 8. It is divided into air x3.

分流された冷却空気x1,x2はロータの軸方向へ流れると共に冷却空気x4の流れとなって合流する。一方x3は、ロータディスクの冷却空気通路穴8bに流れる冷却空気x5と、ロータディスクの冷却空気穴8aに流れる冷却空気x6とに分流される。   The divided cooling airs x1 and x2 flow in the axial direction of the rotor and merge as a flow of the cooling air x4. On the other hand, x3 is divided into cooling air x5 flowing through the cooling air passage hole 8b of the rotor disk and cooling air x6 flowing through the cooling air hole 8a of the rotor disk.

冷却空気x5は、冷却空気通路穴8bを通り翼根部5,シャンク部4及び翼部2の冷却通路を通り動翼1内部を冷却するものであり、動翼1内部を循環した後は、翼部2の翼頭,先端,翼尾付近から排出され、高圧ガス流に合流する。一方、ロータディスクの冷却空気穴8aに流れた冷却空気x6は、動翼1の次の段に配置される図示しない動翼に供給されるもので、その後この動翼を冷却することになる。   The cooling air x5 cools the inside of the moving blade 1 through the cooling air passage hole 8b and the cooling passage of the blade root portion 5, the shank portion 4 and the blade portion 2, and after circulating inside the moving blade 1, the blade It is discharged from the vicinity of the wing head, tip, and wing tail of part 2, and joins the high pressure gas flow. On the other hand, the cooling air x6 that has flowed into the cooling air hole 8a of the rotor disk is supplied to a moving blade (not shown) arranged at the next stage of the moving blade 1, and then the moving blade is cooled.

冷却空気x4は、車室13にある圧縮空気Yが中間軸カバーの冷却空気穴15aを通り空間16に供給される冷却空気y1と合流し、シール空気及び冷却空気Zとされる。その後、シール空気及び冷却空気Zは動翼1と静翼9との間からの高温ガス流漏出を防ぐシール空気となり、プラットホーム3の表面を冷却しながら高温ガス流に含まれる。   The cooling air x4 is combined with the cooling air y1 supplied from the compressed air Y in the passenger compartment 13 through the cooling air hole 15a of the intermediate shaft cover to the space 16, and becomes the sealing air and the cooling air Z. Thereafter, the sealing air and the cooling air Z become sealing air that prevents leakage of the hot gas flow from between the moving blade 1 and the stationary blade 9, and are included in the hot gas flow while cooling the surface of the platform 3.

このとき、冷却空気Zの流れの一部である冷却空気z1が、プラットホームの底面3aに開口する冷却空気流路6に供給されることになる。この冷却空気z1は、動翼1の回転により生じた半径方向へ圧力であるポンプアップ効果により、冷却空気流路6内を流れていく。更に、冷却空気流路6に供給された冷却空気z1は、この圧力による強制渦によって冷却空気流路6に連通し周方向に通路を有するシール空気流路7に供給され、その後、プラットホームの側面3c側から噴出される。   At this time, the cooling air z1 that is a part of the flow of the cooling air Z is supplied to the cooling air flow path 6 that opens to the bottom surface 3a of the platform. The cooling air z <b> 1 flows through the cooling air flow path 6 due to a pump-up effect that is a pressure in the radial direction generated by the rotation of the moving blade 1. Further, the cooling air z1 supplied to the cooling air flow path 6 is supplied to the sealing air flow path 7 having a passage in the circumferential direction in communication with the cooling air flow path 6 by the forced vortex due to this pressure, and then the side surface of the platform. It is ejected from the 3c side.

つまり、冷却空気z1を冷却空気流路6及びシール空気流路7に通過させることにより、馬蹄渦に高温にさらされたプラットホーム3を冷却することができる。また、冷却空気z1をシール空気流路からプラットホームの側面3c側に噴出させることにより、隣接する動翼1のプラットホームの側面3c間の隙間に冷却空気z1を充満させ、プラットホームの側面3c間の隙間に高温ガスが侵入することを防ぐことができる。これは、充満した冷却空気z1がシールの役目を果たしているからである。これにより、プラットホームの側面3cに高温ガスが接触することがないので、冷却効果が高められると同時に、特にプラットホームの側面3cに発生する遮熱コーティングの剥離や圧縮応力によるクラックを防止することができる。   That is, by passing the cooling air z1 through the cooling air flow path 6 and the sealing air flow path 7, the platform 3 exposed to the horseshoe vortex at a high temperature can be cooled. Further, the cooling air z1 is ejected from the sealing air flow path toward the side surface 3c of the platform, so that the clearance between the side surfaces 3c of the adjacent moving blades 1 is filled with the cooling air z1, and the clearance between the side surfaces 3c of the platform is filled. It is possible to prevent the high temperature gas from entering. This is because the filled cooling air z1 serves as a seal. Thereby, since the high temperature gas does not contact the side surface 3c of the platform, the cooling effect is enhanced, and at the same time, it is possible to prevent the thermal barrier coating from peeling off or cracking caused by the compressive stress, particularly, generated on the side surface 3c of the platform. .

また、冷却空気z1は、冷却空気穴15aから供給された冷却空気y1と、冷却空気穴15bから供給された冷却空気x1とから構成され、また上述したように、低温で、かつ圧力の高い冷却空気となされているので、更に、冷却効率が得られると共に、冷却空気流路6に供給された後、シール空気流路7に無理なく供給され、噴出することができる。このため、プラットホームの側面3c間に充満した状態においても、プラットホームの側面3cを冷却し、高温ガスの侵入を防ぐことができる。   Further, the cooling air z1 is composed of the cooling air y1 supplied from the cooling air hole 15a and the cooling air x1 supplied from the cooling air hole 15b, and as described above, the cooling air z1 is cooled at a low temperature and a high pressure. Since the air is used, the cooling efficiency can be further obtained, and after being supplied to the cooling air flow path 6, it can be supplied to the sealing air flow path 7 without difficulty and ejected. For this reason, even in a state where the space between the side surfaces 3c of the platform is filled, the side surface 3c of the platform can be cooled to prevent the high temperature gas from entering.

即ち、プラットホームの側面3c間に充満した冷却空気z1がシールの役目を果たすので、隣接するプラットホームの側面3c間に侵入する高温ガスを防ぐことができる。更に、冷却空気z1が充満することにより、プラットホームの側面3cが常に冷却され、これと同時に、冷却空気流路6とシール空気流路7とに供給されている冷却空気z1がプラットホーム3の内部を冷却しているので、プラットホーム3の側面3c及び内部を効率的に冷却することができる。また、このようにプラットホーム3を効率的に冷却できることにより、高温ガスによる馬蹄渦を受けても、プラットホームの側面3cに発生しやすい遮熱コーティングの剥離を抑え、プラットホームの側面3cは冷却された翼部2との温度差が少ないことから、圧縮応力の低サイクル疲労によるクラックを抑えることができる。   That is, since the cooling air z1 filled between the side surfaces 3c of the platform serves as a seal, it is possible to prevent high temperature gas entering between the side surfaces 3c of the adjacent platforms. Further, the side surface 3c of the platform is always cooled by being filled with the cooling air z1, and at the same time, the cooling air z1 supplied to the cooling air flow path 6 and the sealing air flow path 7 passes through the inside of the platform 3. Since cooling is performed, the side surface 3c and the inside of the platform 3 can be efficiently cooled. In addition, since the platform 3 can be efficiently cooled in this way, even if it receives a horseshoe vortex caused by high-temperature gas, the peeling of the thermal barrier coating that is likely to occur on the side surface 3c of the platform is suppressed, and the side surface 3c of the platform has a cooled wing. Since there are few temperature differences with the part 2, the crack by the low cycle fatigue of a compressive stress can be suppressed.

従って本発明によれば、プラットホーム3にロータ半径方向に延設する冷却空気流路6を設けると共に、冷却空気流路6からプラットホームの側面3cに至るシール空気流路7を設けたので、シール空気流路7から噴出した冷却空気z1は、プラットホームの側面3c間に充満し、前記隣接するプラットホーム間に侵入する高温ガスを防いで、プラットホーム3を効率的に冷却することができる。また、このようにプラットホーム3を効率的に冷却できることにより、高温ガスによる馬蹄渦を受けても、プラットホームの側面3cに発生しやすい遮熱コーティングの剥離を抑えると共に、プラットホームの側面3cは冷却された翼部2との温度差が少ないことから、圧縮応力の低サイクル疲労によるクラックを抑えることができる。つまり、特に高温ガスの影響を受け易いプラットホーム3において、冷却空気z1を用いて簡単な構成でプラットホーム3を効率的に冷却すると共に、プラットホームに発生する遮熱コーティングの剥離とクラックとを防止できる。   Therefore, according to the present invention, the cooling air flow path 6 extending in the radial direction of the rotor is provided on the platform 3 and the sealing air flow path 7 extending from the cooling air flow path 6 to the side surface 3c of the platform is provided. The cooling air z1 ejected from the flow path 7 is filled between the side surfaces 3c of the platform, and the high temperature gas entering between the adjacent platforms can be prevented, so that the platform 3 can be efficiently cooled. Further, since the platform 3 can be efficiently cooled in this way, even if it receives a horseshoe vortex caused by high-temperature gas, it is possible to suppress peeling of the thermal barrier coating that is likely to occur on the side surface 3c of the platform, and the side surface 3c of the platform is cooled. Since there is little temperature difference with the wing | blade part 2, the crack by the low cycle fatigue of a compressive stress can be suppressed. That is, in the platform 3 that is particularly susceptible to high temperature gas, the cooling air z1 can be used to efficiently cool the platform 3 with a simple configuration, and the thermal barrier coating can be prevented from peeling and cracking occurring on the platform.

また、冷却空気流路7はプラットホーム3の翼部の前縁側2aに設けられているので、確実にプラットホームの側面3c間に充満することができる。従って、確実に侵入する高温ガスを防ぎ、プラットホーム3を効率的に冷却することができる。   Moreover, since the cooling air flow path 7 is provided in the front edge side 2a of the wing | blade part of the platform 3, it can be reliably filled between the side surfaces 3c of a platform. Accordingly, it is possible to reliably prevent the high temperature gas from entering and to efficiently cool the platform 3.

更に、冷却空気流路7に供給される冷却用空気は車室13側とロータ側とを仕切る中間カバー15に開口する冷却空気穴15a,15bから供給されるので、低温で高圧に保持された冷却空気z1が冷却空気流路6からシール空気流路7に供給され、噴出することができる。従って、冷却空気z1がプラットホームの側面3c間に充満することにより、プラットホームの側面3cが常に冷却されると共に、冷却空気流路6とシール空気流路とに供給されている冷却空気z1がプラットホーム3の内部を冷却しているので、プラットホーム3の側面3c及び内部を更に効率的に冷却することができる。   Furthermore, since the cooling air supplied to the cooling air flow path 7 is supplied from the cooling air holes 15a and 15b opened in the intermediate cover 15 that partitions the vehicle compartment 13 side and the rotor side, the cooling air is kept at a low temperature and a high pressure. The cooling air z1 is supplied from the cooling air channel 6 to the seal air channel 7 and can be ejected. Therefore, when the cooling air z1 is filled between the side surfaces 3c of the platform, the side surface 3c of the platform is always cooled, and the cooling air z1 supplied to the cooling air flow path 6 and the sealing air flow path is changed to the platform 3. Since the interior of the platform 3 is cooled, the side surface 3c and the interior of the platform 3 can be further efficiently cooled.

なお、本実施例では、冷却空気流路6をプラットホーム3の翼部の前縁部2a側に設けているが、例えば、翼部1の翼尾側,翼背側,及び翼腹側のプラットホーム3に適宜設けてもよく、シール空気流路7も冷却空気のシール性やプラットホーム3の冷却具合を考慮して、その本数を設定してよい。また、冷却空気流路6及びシール空気流路7の流路形状においても、冷却空気の噴出量により自由に設定できる。更に、冷却空気流路6及びシール空気流路は、隣接するプラットホームの側面3のどちらか一方に設けても、同様の効果を得ることができる。   In this embodiment, the cooling air flow path 6 is provided on the front edge 2a side of the wing part of the platform 3, but for example, the wing tail side, wing back side, and wing belly side platform of the wing part 1 are provided. 3 may be provided as appropriate, and the number of the sealing air flow paths 7 may be set in consideration of the sealing performance of the cooling air and the cooling condition of the platform 3. Further, the flow channel shapes of the cooling air flow channel 6 and the seal air flow channel 7 can be freely set according to the amount of cooling air ejected. Further, even if the cooling air flow path 6 and the sealing air flow path are provided on either one of the side surfaces 3 of the adjacent platform, the same effect can be obtained.

更に、冷却空気z1をパイプ17から供給された冷却空気x4と、車室13から供給された冷却空気y1とが合流した冷却空気Zの一部としているが、これに限定されるものではなく、例えば、冷却空気通路穴8bを通る冷却空気5xの一部を冷却空気流路6に供給しても構わない。   Furthermore, the cooling air z1 is a part of the cooling air Z in which the cooling air x4 supplied from the pipe 17 and the cooling air y1 supplied from the passenger compartment 13 merge, but is not limited thereto. For example, a part of the cooling air 5x passing through the cooling air passage hole 8b may be supplied to the cooling air passage 6.

本発明は、隣接するプラットホーム間に侵入する高温ガスの防止をすると共に、プラットホームを効率的に冷却するガスタービン動翼に適用可能である。   The present invention can be applied to a gas turbine blade that efficiently cools a platform while preventing high-temperature gas entering between adjacent platforms.

本発明の一実施例に係るガスタービン動翼の翼背側斜視図である。It is a blade back side perspective view of a gas turbine rotor blade concerning one example of the present invention. 本発明の一実施例に係るガスタービン動翼の翼腹側斜視図である。It is a blade side perspective view of a gas turbine rotor blade concerning one example of the present invention. 図1の下側面図である。It is a lower side view of FIG. 本発明の一実施例に係る冷却空気系統を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling air system | strain which concerns on one Example of this invention. 馬蹄渦を受ける従来のガスタービン動翼の斜視図である。It is a perspective view of the conventional gas turbine rotor blade which receives a horseshoe vortex. 図5のB部詳細図である。FIG. 6 is a detailed view of part B in FIG. 5. 図6のC部詳細図である。FIG. 7 is a detailed view of part C in FIG. 6. クラックとコーティング剥離とが発生した従来のガスタービン動翼の斜視図である。It is a perspective view of the conventional gas turbine rotor blade which the crack and coating peeling generate | occur | produced.

符号の説明Explanation of symbols

1 動翼
2 翼部
2a 前縁部
3 プラットホーム
3a 底面
3b 上面
3c 側面
4 シャンク部
5 翼根部
6 冷却空気流路
7 シール空気流路
8 ロータディスク
8a 冷却空気穴
8b 冷却空気通路穴
9 静翼
10 内側シュラウド
11 外側シュラウド
12 ケーシング
13 車室
14 燃焼器
15 中間軸カバー
15a 冷却空気穴
15b 冷却空気穴
16 空間
17 パイプ
18 リングカバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating blade 2 Blade | wing part 2a Front edge part 3 Platform 3a Bottom face 3b Upper surface 3c Side face 4 Shank part 5 Blade root part 6 Cooling air flow path 7 Seal air flow path 8 Rotor disk 8a Cooling air hole 8b Cooling air passage hole 9 Stator blade 10 Inner shroud 11 Outer shroud 12 Casing 13 Car compartment 14 Combustor 15 Intermediate shaft cover 15a Cooling air hole 15b Cooling air hole 16 Space 17 Pipe 18 Ring cover

Claims (4)

ガスタービン動翼のプラットホームの冷却機構において、
前記プラットホームにロータ半径方向に延設する冷却空気流路を設けると共に、前記冷却空気流路から前記プラットホームの周方向端面に至るシール空気流路を設けたこと
を特徴とするガスタービン動翼。
In the cooling mechanism of the gas turbine blade platform,
A gas turbine rotor blade comprising: a cooling air passage extending in a radial direction of a rotor in the platform; and a sealing air passage extending from the cooling air passage to a circumferential end surface of the platform.
請求項1に記載のガスタービン動翼において、
前記冷却空気流路は前記プラットホームの翼部の前縁側に設けられたこと
を特徴とするガスタービン動翼。
The gas turbine rotor blade according to claim 1, wherein
The gas turbine rotor blade according to claim 1, wherein the cooling air flow path is provided on a front edge side of a blade portion of the platform.
請求項1または2に記載のガスタービン動翼において、
前記冷却空気流路に供給される冷却用空気は車室側と軸部側とを仕切る壁に開口する開口部から供給されること
を特徴とするガスタービン動翼。
In the gas turbine rotor blade according to claim 1 or 2,
The gas turbine rotor blade according to claim 1, wherein the cooling air supplied to the cooling air flow path is supplied from an opening that opens in a wall that partitions the compartment side and the shaft side.
請求項3に記載のガスタービン動翼において、
前記開口部は中間軸カバーに形成されること
を特徴とするガスタービン動翼。
In the gas turbine rotor blade according to claim 3,
The gas turbine rotor blade according to claim 1, wherein the opening is formed in an intermediate shaft cover.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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