JP2007292006A - Turbine blade having cooling passage inside thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に冷却通路を有するタービン翼に係わる。 The present invention relates to a turbine blade having a cooling passage therein.
ガスタービンは、圧縮機で圧縮した空気と燃料とを燃焼器で混合燃焼させて得た高温高圧の燃焼ガスでタービンを駆動させ、回転エネルギーを得る装置である。この回転エネルギーは、発電機を用いて電気エネルギーを得るため、またはポンプなどを駆動するための動力源として使用される。 A gas turbine is a device that obtains rotational energy by driving a turbine with high-temperature and high-pressure combustion gas obtained by mixing and burning air and fuel compressed by a compressor in a combustor. This rotational energy is used as a power source for obtaining electrical energy using a generator or driving a pump or the like.
最近では、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせたコンバインドサイクルの効率向上に大きな期待がよせられている。効率向上の一手段として、作動媒体の高温高圧力比化があげられる。 Recently, great expectations have been placed on improving the efficiency of a combined cycle that combines a gas turbine and a steam turbine. One means for improving the efficiency is to increase the temperature and pressure ratio of the working medium.
また、ガスタービンの吸気空気に湿分を添加して高効率化を図る高湿分ガスタービン
(HAT)発電プラントが注目されている。これは、燃焼用空気に水分を付加して増湿することでエネルギーポテンシャルを上げてガスタービン出力の増加を図り、発電プラントとして熱効率を向上させるものである。
In addition, a high humidity gas turbine (HAT) power plant that increases the efficiency by adding moisture to the intake air of the gas turbine has attracted attention. This increases moisture potential by adding moisture to the combustion air, thereby increasing the energy potential and increasing the output of the gas turbine, thereby improving the thermal efficiency of the power plant.
ガスタービン作動ガスの高温化や、水分を付加した高温ガスにより、タービン高温部の熱負荷は年々上昇する傾向にある。 Due to the high temperature of the gas turbine working gas and the high temperature gas to which moisture is added, the heat load of the turbine high temperature part tends to increase year by year.
タービン高温部の部品の一つであるタービン翼では、内部に中空の冷却通路を設け、この冷却通路内に冷却媒体を流通させることで、翼材の温度を許容温度以下に抑えられるように冷却している。この冷却媒体としては、圧縮機の抽気空気や吐出空気が用いられることが多いが、圧縮機からの空気を用いた場合、冷却空気流量の増加は燃焼用空気量の減少を意味し、ガスタービンの効率低下を招く。したがって、タービン翼の冷却は、より少量の空気で効率良く冷却することが望ましい。 Turbine blades, one of the components in the high temperature section of the turbine, are cooled so that the temperature of the blade material can be kept below the allowable temperature by providing a hollow cooling passage inside and circulating a cooling medium in the cooling passage. is doing. As this cooling medium, the bleed air or discharge air of the compressor is often used. However, when the air from the compressor is used, an increase in the cooling air flow rate means a decrease in the amount of combustion air. This leads to a decrease in efficiency. Therefore, it is desirable to cool the turbine blades efficiently with a smaller amount of air.
タービン翼を効率的に冷却するためには、冷却通路内における伝熱を促進する必要がある。伝熱を促進するためには、伝熱面表面の空気の流れを乱流とすること、あるいは境界層を破壊することが有効であり、翼内部の冷却面に多数の突起や障害物を設ける方法がある。タービン翼後縁側の冷却に着目したものとして、例えば、特開平6−137102号公報には、翼後縁側の被冷却部にピンフィンを有するガスタービン動翼の翼後縁側先端付近の冷却効果を高めるために、複数の冷却空気通路を備え、これら複数の冷却通路の出口を翼の後縁部に半径方向に並べて配置する技術が開示されている。同公報には、翼後縁側の被冷却部にピンフィンを有するガスタービン動翼の翼後縁側先端付近の冷却効率を高めるために、冷却空気の一部を翼先端側へ向かわせる仕切板を設ける技術も開示されている。また、特開平5−156901号公報には、翼後縁側の被冷却部にピンフィンを有するガスタービン静翼の後縁側を冷却するために、ピンフィン設置領域の翼先端側と根元側から冷却空気を供給する構成が開示されている。 In order to efficiently cool the turbine blade, it is necessary to promote heat transfer in the cooling passage. In order to promote heat transfer, it is effective to make the air flow on the surface of the heat transfer surface turbulent or to destroy the boundary layer, and provide many protrusions and obstacles on the cooling surface inside the blade. There is a way. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-137102 discloses a cooling effect in the vicinity of the tip of the blade trailing edge of a gas turbine rotor blade having a pin fin in a cooled portion on the blade trailing edge. Therefore, a technique is disclosed in which a plurality of cooling air passages are provided, and outlets of the plurality of cooling passages are arranged side by side in the radial direction at the rear edge of the blade. In this publication, a partition plate for directing a part of the cooling air toward the tip of the blade is provided in order to increase the cooling efficiency in the vicinity of the tip of the blade trailing edge of the gas turbine rotor blade having pin fins on the cooled portion on the blade trailing edge. Technology is also disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 5-156901 discloses cooling air from the blade tip side and the root side in the pin fin installation region in order to cool the trailing edge side of the gas turbine stationary blade having pin fins on the cooled portion on the blade trailing edge side. A supply arrangement is disclosed.
しかし、複数の冷却通路の出口を翼の後縁部に半径方向に並べて配置する構成では、翼後縁部以外の被冷却部の冷却が不十分である。冷却通路の本数を多くすると、冷却空気の必要量が多くなってガスタービンの効率が低下してしまい、本数を少なくすると、流路が太くなり流速が遅いためピンフィン設置部分以外の冷却効果が小さくなってしまう。冷却空気の一部を翼先端部へ向かって変向させる仕切板を設ける構成では、翼後縁側先端部へ供給される冷却空気量を多少増加させられる可能性はあるが、冷却空気の大部分は翼根元側から流出するため、翼先端部まで流通せず翼後縁側先端付近を十分に冷却できない。また、ピンフィン設置領域の翼先端側と根元側から冷却空気を供給する構成では、翼先端側と根元側の中間付近の領域に冷却空気が流通しづらく、この領域を充分に冷却できない。つまり、他の被冷却部の冷却効率を犠牲にすることなく、翼後縁部の被冷却部を全体にわたって充分に冷却できるような翼の冷却通路の構成が望まれる。 However, in the configuration in which the outlets of the plurality of cooling passages are arranged in the radial direction at the trailing edge of the blade, cooling of the cooled parts other than the trailing edge of the blade is insufficient. If the number of cooling passages is increased, the required amount of cooling air increases and the efficiency of the gas turbine decreases.If the number of cooling passages is decreased, the flow path becomes thicker and the flow velocity is slow, so the cooling effect other than the pin fin installation part is small. turn into. In the configuration in which the partition plate that changes a part of the cooling air toward the blade tip part is provided, there is a possibility that the amount of cooling air supplied to the blade trailing edge side tip part may be slightly increased. Since it flows out from the blade root side, it does not flow to the blade tip and cannot cool the vicinity of the tip of the blade trailing edge. Further, in the configuration in which the cooling air is supplied from the blade tip side and the root side in the pin fin installation region, it is difficult for the cooling air to flow through a region near the blade tip side and the root side, and this region cannot be cooled sufficiently. That is, it is desirable to have a blade cooling passage configuration that can sufficiently cool the portion to be cooled at the trailing edge of the blade without sacrificing the cooling efficiency of other portions to be cooled.
本発明の目的は、タービン翼を効率的に冷却することで、ガスタービンの効率を低下させることなく、信頼性の高いタービン翼を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly reliable turbine blade without efficiently reducing the efficiency of the gas turbine by efficiently cooling the turbine blade.
内部に冷却通路を備え、前記冷却通路の翼後縁側の腹側壁面と翼後縁側の背側壁面に凸部または前記両壁面をつなぐ部分を複数有し、前記凸部または翼後縁側の前記両壁面をつなぐ部分は、翼後縁側の前記壁面上の位置により流路抵抗を異ならしめるように配置する。 A cooling passage is provided therein, and has a plurality of portions connecting the convex portion or the both wall surfaces to the abdominal side wall surface on the blade trailing edge side and the back side wall surface on the blade trailing edge side of the cooling passage, and the convex portion or the blade trailing edge side The portion connecting both wall surfaces is arranged so that the flow path resistance varies depending on the position on the wall surface on the blade trailing edge side.
本発明によると、タービン翼を効率的に冷却することで、ガスタービンの効率を向上でき、かつ信頼性に優れたタービン翼を提供できる。 According to the present invention, by efficiently cooling a turbine blade, the efficiency of the gas turbine can be improved, and a turbine blade excellent in reliability can be provided.
本発明は、ガスタービンの動翼や静翼に適用できる。以下実施例には、冷却媒体として圧縮機抽気または吐出空気を利用した例を示す。
(実施例1)
図1,図2,図3を用い、本発明の実施例を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例であるタービン動翼の縦断面図を示す。タービン動翼1の根元側はシャンク部2,先端側は翼部3であり、シャンク部2の内部から翼部3の内部にかけて、中空の冷却通路4,5が設けられている。冷却通路4,5には圧縮機抽気または吐出空気がそれぞれ冷却媒体供給孔14,15から供給される。なお、方向12は翼後縁側方向を示す。
The present invention can be applied to a moving blade and a stationary blade of a gas turbine. In the following examples, an example in which compressor bleed air or discharged air is used as a cooling medium will be shown.
(Example 1)
The embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a turbine rotor blade that is an embodiment of the present invention. The
冷却通路4は、翼部3において仕切壁6a,6bにより冷却通路7a,7b,7cに仕切られ、先端曲部8a,下端曲部9aとともに折れ曲り通路であるサーペンタイン通路を形成する。冷却通路5は、翼部3において仕切壁6c,6dにより冷却通路7d,7e,7fに仕切られ、先端曲部8b,下端曲部9bとともにサーペンタイン通路を形成する。
The
冷却通路7fより後縁側には、冷却通路5を流れた冷却空気が翼外部に流出するように吹き出し部13が設けられている。吹き出し部13には、ピンフィン16が翼と一体構造で複数設けられている。本実施例ではピンフィン16の形状として略円筒状のものを用いた場合について説明する。
A blowing
タービン動翼1には、翼を保持するロータディスク(図示省略)等から冷却空気が供給孔14,15に供給され、冷却通路4,5を通過する過程で動翼1を内部から冷却する。供給孔14から流入した冷却空気の大部分は翼先端に設けた吹き出し孔11から、供給孔
15から流入した冷却空気の大部分は翼後縁の吹き出し部13から外部に流出する。
Cooling air is supplied to the
本実施例のタービン動翼1は、翼部3を冷却する冷却通路として、翼根元側から翼先端側へ向かう流路と翼先端側から翼根元側へ向かう流路をそれぞれ3本ずつ、計6本有している。このように流路を多く有することで、流路1本あたりの断面積が小さいために、流路が少ない場合と比べて冷却空気の流速が早く、翼部3の冷却効果が大きい。本実施例で示した翼と同様の用途に用いられるタービン動翼では、充分な冷却効果を得るために、翼部3を冷却する翼根元側から翼先端側へ向かう流路と翼先端側から翼根元側へ向かう流路は合計4本以上設けることが望ましい。
The
本実施例のタービン動翼1はまた、翼部3を冷却する冷却通路を、供給孔14から冷却空気を供給する冷却通路4,供給孔15から冷却空気を供給する冷却通路5の合計2系統有している。各系統の供給孔にはそれぞれ充分な流量の冷却空気を供給しなければならないため、冷却通路の系統数を多くすると冷却空気の必要供給量は多くなる。冷却空気には、作動媒体の一部である圧縮機の抽気または突出空気が用いられることが多い。そのため、冷却空気必要量の増加は燃焼器に供給される燃焼空気量の減少につながり、ガスタービンの効率を低下させる。
The
本実施例では冷却系統の総数を2本と少数に抑えているため冷却空気の供給量を少なくでき、ガスタービンの効率を向上できる。ガスタービンの効率を考慮すると、本実施例で示した翼と同様の用途に用いられるタービン動翼では、冷却系統の総数は合計2本以内とすることが望ましい。 In this embodiment, since the total number of cooling systems is limited to two, the amount of cooling air supplied can be reduced and the efficiency of the gas turbine can be improved. In consideration of the efficiency of the gas turbine, it is desirable that the total number of cooling systems in the turbine rotor blade used for the same application as the blade shown in the present embodiment is not more than two.
図2は、図1に示した動翼のA−Aに沿う断面図を示す。方向22は翼後縁側方向を示す。ピンフィン16は、翼腹側壁28から翼背側壁29に伸びる略円柱形状の構成要素である。
FIG. 2 shows a cross-sectional view along AA of the rotor blade shown in FIG. A
図3は図1に示したタービン動翼1の冷却通路7f,吹き出し部13の拡大図を示す。流れ18,19a−19eは冷却空気の流れを示す。冷却通路7fでは流れ18として冷却空気の一部は翼後縁側先端まで導かれる。冷却空気は流れ18として翼先端まで導かれる過程において、流れ18の一部は流れ19a−19dとして徐々に吹き出し部13から外部へ流出する。
FIG. 3 shows an enlarged view of the
冷却通路7fの領域までピンフィンが設けられている(冷却通路7fが設けられていない)タービン翼では、吹き出し部13から吹き出す冷却空気の大部分が、翼根元側の流れである19a−19cとして流出してしまい、翼先端側まで到達する冷却空気は僅かである。そのため、翼後縁側先端付近の高温部分を充分に冷却することができず、タービン翼の信頼性が低下する。
In a turbine blade in which pin fins are provided up to the region of the
これに対し、本実施例では、ピンフィンが設けられた吹き出し部13の翼前縁側に冷却通路7fを設けている。このような構成とすることにより、冷却通路7fが設けられていないガスタービン翼と比べ、より多くの空気をより確実に翼後縁側先端部まで導くことができる。つまり、冷却空気の流れ18の下流側および冷却空気の流れ19d,19eの流量が増すことで、この流れにより冷却される被冷却部の冷却効果が大きくなり、被冷却部のメタル温度が低下してタービン翼の信頼性が向上する。また、冷却空気が届きにくい翼後縁側先端部まで効率良く冷却できるようになるため、冷却空気の供給量を削減することができ、さらにガスタービンの効率も向上する。
In contrast, in this embodiment, the
また、本実施例では、翼根元部では大きなピンフィン16bを、翼先端部では小さなピンフィン16aを設けた。これにより、吹き出し部13の翼根元側領域である大きなピンフィン16bが設けられた領域から外部に吹き出す際の冷却媒体の流路抵抗を、小さなピンフィン16aが設けられた領域から外部に吹き出す際の冷却媒体の流路抵抗よりも大きくすることができる。つまり、流れ19a−19cの流量を少なく、流れ19d,19eの流量を多くすることができる。このような構成とすることにより、ピンフィン16の大きさが全て同程度であるタービン翼と比べ、より多くの空気をより確実に翼後縁側先端部まで導くことができるようになる。つまり、冷却通路7fを設けたことによる効果と同様、タービン翼信頼性の向上,ガスタービンの効率の向上という2つの効果を得ることができる。
In this embodiment, a large pin fin 16b is provided at the blade root and a
なお、本実施例で流路抵抗とは、冷却空気が冷却通路7fから、ピンフィン16が設けられた領域である吹き出し部13を通過して外部に流出する際の、吹き出し部13における冷却空気の流れにくさを意味する。
In this embodiment, the flow path resistance means that the cooling air flows from the
また、本実施例でピンフィン16が大きいとは、ピンフィン16が設けられている面
(翼腹側壁28または翼背側壁29)に略平行な面の断面積が大きいことを意味する。ピンフィン16が小さいとは、同様にピンフィン16の断面積が小さいことを意味する。大きなピンフィンと小さなピンフィンの断面積比は、矢印18の上流側と下流側に必要とされる冷却能力によって、最適に設計されるべきであるが、1.4 〜4倍程度を選ぶことが一般的である。本実施例のようにピンフィンの断面形状が円形である場合には、円の直径比で1.2〜2倍程度に相当する。
Further, in the present embodiment, the fact that the
本実施例では、翼後縁側先端部の冷却能力を向上させる観点から、翼先端側に設置するピンフィン16aを小さなものとしたが、翼根元側等他の部分の冷却能力を向上させたい場合には、適当な部分のピンフィン16を大きなものとしたり小さなものとしたりすることも考えられる。
(実施例2)
図4,図5を用い、本発明の他の実施例を説明する。図4は、本発明の一実施例であるタービン動翼1の縦断面図を示す。図5は図4に示したタービン動翼1の冷却通路7f,吹き出し部13の拡大図を示す。
In this embodiment, from the viewpoint of improving the cooling capability of the blade trailing edge side tip, the
(Example 2)
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the
本実施例は、吹き出し部13における単位面積あたりに設けられたピンフィン16の本数、すなわちピンフィン16の設置密度を異ならしめた例を示す。具体的には、吹き出し部13における流れ19d,19eの流路に相当する領域(翼先端側)のピンフィン16cの設置密度を、吹き出し部13における流れ19a−19cの流路に相当する領域(翼根元側)のピンフィン16dの設置密度よりも低くした。
The present embodiment shows an example in which the number of
このような構成とすることで、吹き出し部13の翼根元側領域であるピンフィン16cが疎に設けられた領域から外部に吹き出す際の冷却媒体の流路抵抗を、ピンフィン16dが設けられた領域から外部に吹き出す際の冷却媒体の流路抵抗よりも小さくすることができる。つまり、流れ19a−19cの流量を少なく、流れ19d,19eの流量を多くすることができる。このような構成とすることにより、ピンフィン16の設置密度が全て同程度であるタービン翼と比べ、より多くの空気をより確実に翼後縁側先端部まで導くことができるようになる。つまり、実施例1のタービン翼で得られる効果と同様、タービン翼信頼性の向上,ガスタービンの効率の向上という2つの効果を得ることができる。
By adopting such a configuration, the flow path resistance of the cooling medium when the
本実施例ではピンフィン16を配置するピッチを変化させている。このピッチ比は、翼先端側と翼根元側で必要とされる冷却能力によって最適に設計されるべきであるが、一例を挙げると、1.1〜2倍程度を選ぶことが一般的である。
In this embodiment, the pitch for arranging the
本実施例では、翼後縁側先端部の冷却能力を向上させる観点から、翼先端側に設置するピンフィン16cの設置密度を小さくしたが、翼根元側等他の部分の冷却能力を向上させたい場合には、適当な部分のピンフィン16の密度を大きくしたり小さくしたりすることも考えられる。
(実施例3)
図6,図7を用い、本発明の他の実施例を説明する。図6は、本発明の一実施例であるタービン動翼の縦断面図を示す。図7は図6に示したタービン動翼1の冷却通路7f,吹き出し部13の拡大図を示す。
In the present embodiment, the installation density of the
Example 3
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a turbine rotor blade that is an embodiment of the present invention. FIG. 7 shows an enlarged view of the
本実施例は、吹き出し部13におけるピンフィン16の設置密度を異ならしめ、かつ、ピンフィンの大きさに差をつけた例を示す。具体的には、吹き出し部13において、翼先端側には小さなピンフィン16eを、翼根元側には大きなピンフィン16fを設け、小さなピンフィン16eの設置密度を大きなピンフィン16fの設置密度よりも小さくなるように構成した。このような構成とすることで、実施例1,2で述べた通り、タービン翼信頼性の向上,ガスタービンの効率の向上という効果を奏する。本実施例のタービン翼では、ピンフィンの大きさに差をつけた上で設置密度にも差を設けているため、実施例1や実施例2のタービン翼よりも大きな効果を得ることができる。
The present embodiment shows an example in which the installation density of the
ここまではタービン翼の例として、ガスタービン動翼1を例にとって説明した。しかし本発明の適用対象は動翼に限られたものではない。次に実施例4を用い、本発明をガスタービン静翼に適用した例を示す。
(実施例4)
図8を用いて本発明の実施例4を説明する。図8は、本発明の一実施例であるタービン静翼の縦断面図を示す。
Up to this point, the gas
Example 4
タービン静翼61は、翼部63の内部に冷却通路67a,67bを有する。方向72は翼後縁側方向、85は翼根元側方向、方向86は翼先端側方向を示す。冷却通路67a,67bは仕切壁66aで仕切られている。冷却通路67bの翼後縁側の吹き出し部73には、ピンフィン76が複数設けられている。流れ64,65,79a−79eは冷却空気の流れを示す。
The turbine stationary blade 61 has
冷却空気供給孔74から供給された冷却空気は、冷却通路67aを翼先端側方向に流れ、吹き出し孔83から流出する。冷却空気供給孔75から供給された冷却空気は、冷却通路67bを翼先端側方向に流れる。この翼先端側方向に向かう流れ65は流れ79a,
79b,79c,79d,79eに分岐して吹き出し部73を冷却し、翼外部へ流出する。
The cooling air supplied from the cooling
It branches into 79b, 79c, 79d, 79e, cools the blowing
本実施例のタービン静翼61は、翼中央付近領域87付近でメタル温度が特に高くなる。したがって、タービン静翼61の後縁側領域である吹き出し部73においては、領域
87付近に冷却空気を多く供給することが望まれる。
The turbine stator blade 61 of the present embodiment has a particularly high metal temperature in the vicinity of the blade
本実施例では、吹き出し部73において、領域87に小さなピンフィン76aを設置し、それ以外の領域には大きなピンフィン76bを設置した。このように構成することで、吹き出し部73における、領域87から流れ79cとして流出する冷却空気の流路抵抗を他の領域から流れ79a,79b,79d,79eとして流出する冷却空気の流路抵抗より高くでき、充分な量の冷却空気を供給することができる。
In the present embodiment, in the blowing
このように、翼後縁側で特にメタル温度が高くなる領域87の冷却能力を高めることで、タービン静翼61の冷却効率を向上させることができ、タービン翼信頼性の向上,ガスタービンの効率の向上という2つの効果を得ることができる。
Thus, by increasing the cooling capacity of the
なお、本実施例ではピンフィン76の大きさを異ならしめることで、吹き出し部73から流出する冷却空気の流路抵抗を異ならしめる例を示したが、ピンフィン76の配置密度を異ならしめる等、他の方法で流路抵抗を異ならしめることも考えられる。
In this embodiment, the example in which the flow path resistance of the cooling air flowing out from the blowing
以上説明した各実施例では、ピンフィン16の大きさや設置密度に差を持たせることで、翼後縁側先端部等の冷却空気が届きにくい領域や特に冷却が必要とされる領域への冷却空気到達を容易にすることでタービン翼を効果的に冷却する例を説明した。この効果的な冷却は、ピンフィンが設置された吹き出し部に、吹き出し部から流出する冷却空気の流路抵抗が高い領域と低い領域を設けることにより達成される。すなわち、吹き出し部における冷却空気の流出位置によって流路抵抗を異ならしめることができる構成であれば、タービン翼信頼性の向上,ガスタービンの効率の向上という2つの効果を得ることができる。
In each of the embodiments described above, by providing a difference in the size and installation density of the
ピンフィン16の大きさや設置密度に差を持たせるということは、吹き出し部13の翼腹側壁面または翼背側壁面上における、単位面積あたりのピンフィン設置面積に差を持たせることである。このような構成を備えたタービン翼であれば上記2つの効果を得ることができる。
Giving a difference in the size and installation density of the
また、各実施例ではピンフィン16として、翼と一体構造で設けられた略円筒形状のものを用いた例を説明したが、これに限られたものではない。ピンフィン16と同様の役割を果たす構成として、例えば、翼腹側壁28から翼背側壁29にのびる三角柱状のものを用いてもよいし、翼腹側壁28や翼背側壁29に凸部を設けてもよい。要は、吹き出し部13から外部に流出する冷却空気の流路抵抗を増すことができるものを用いればよい。
In each embodiment, the
1…動翼、2…シャンク部、3,63…翼部、4,5,7a,7b,7c,7d,7e,7f,67a,67b,…冷却通路、6a,6b,6c,6d,66…仕切壁、8a,8b…先端曲部、9a,9b…下端曲部、11,83…吹き出し孔、12,22…翼後縁側方向、13,73…吹き出し部、14,15,74,75…供給孔、16,16a,
16b,16c,16d,76…ピンフィン、18,19a,19b,19d,19e,64,65,79a,79b,79d,79e…流れ、28…翼腹側壁、29…翼背側壁、61…静翼、85,86…方向、87…領域。
DESCRIPTION OF
16b, 16c, 16d, 76 ... pin fins, 18, 19a, 19b, 19d, 19e, 64, 65, 79a, 79b, 79d, 79e ... flow, 28 ... blade side wall, 29 ... blade back side wall, 61 ... stationary blade , 85, 86... Direction, 87.
Claims (8)
前記凸部または翼後縁側の前記両壁面をつなぐ部分は、翼後縁側の前記壁面上の位置により流路抵抗を異ならしめるように配置されていることを特徴とするタービン翼。 In a turbine blade comprising a cooling passage inside, and having a plurality of portions connecting the convex portion or the both wall surfaces to the abdominal side wall surface on the blade trailing edge side of the cooling passage and the back side wall surface on the blade trailing edge side,
The turbine blade according to claim 1, wherein a portion connecting the two wall surfaces on the convex portion or the blade trailing edge side is arranged so as to make a flow path resistance different depending on a position on the wall surface on the blade trailing edge side.
前記各壁面における、単位面積あたりの、前記凸部または前記両壁面をつなぐ部分の設置面積が翼後縁側の前記壁面上の位置により異なることで、翼後縁側の前記壁面上の位置により流路抵抗が異なることを特徴とするタービン翼。 The turbine blade according to claim 1,
In each of the wall surfaces, the installation area of the convex portion or the portion connecting the both wall surfaces per unit area varies depending on the position on the wall surface on the blade trailing edge side, and the flow path depends on the position on the wall surface on the blade trailing edge side. Turbine blades characterized by different resistances.
前記凸部または前記両壁面をつなぐ部分は、翼後縁側の前記両壁面をつなぐ略円筒状部材であり、前記略円筒状部材の設置密度が翼後縁側の前記壁面上の位置により異なることを特徴とするタービン翼。 The turbine blade according to claim 1,
The convex portion or the portion connecting the both wall surfaces is a substantially cylindrical member that connects the both wall surfaces on the blade trailing edge side, and the installation density of the substantially cylindrical member varies depending on the position on the wall surface on the blade trailing edge side. Characteristic turbine blade.
前記凸部または前記両壁面をつなぐ部分は、翼後縁側の前記両壁面をつなぐ略円筒状部材であり、前記略円筒状部材の、翼後縁側における前記壁面に略平行な面における断面積が、翼後縁側の前記壁面上の位置によって異なることを特徴とするタービン翼。 The turbine blade according to claim 1,
The convex portion or the portion connecting the both wall surfaces is a substantially cylindrical member that connects the both wall surfaces on the blade trailing edge side, and the cross-sectional area of the substantially cylindrical member in a plane substantially parallel to the wall surface on the blade trailing edge side is A turbine blade characterized in that it varies depending on the position on the wall surface on the blade trailing edge side.
前記流路抵抗は、翼根元側よりも翼先端側の方が低いことを特徴とするタービン翼。 The turbine blade according to claim 1,
The turbine blade according to claim 1, wherein the flow path resistance is lower on a blade tip side than on a blade root side.
前記凸部または前記両壁面をつなぐ部分を複数有する領域の翼前縁側に隣接する、冷却媒体を翼根元方向から翼先端部まで導く冷却通路を備え、前記凸部または前記両壁面をつなぐ部分は、翼後縁側の前記壁面上の位置によって流路抵抗を異ならしめるように配置されていることを特徴とするタービン翼。 In a turbine blade comprising a cooling passage inside, and having a plurality of portions connecting the convex portion or the both wall surfaces to the abdominal side wall surface on the blade trailing edge side of the cooling passage and the back side wall surface on the blade trailing edge side,
A cooling passage for guiding the cooling medium from the blade root direction to the blade tip is adjacent to the blade leading edge side of the region having a plurality of portions connecting the convex portions or the both wall surfaces, and the portion connecting the convex portions or the both wall surfaces is A turbine blade, characterized in that the flow passage resistance is varied depending on the position on the wall surface on the blade trailing edge side.
翼根元方向から翼先端方向に向かって冷却媒体を流通させる通路と、翼先端方向から翼根元方向に向かって前記冷却媒体を流通させる通路を組み合わせた、翼部を根元側から先端側にわたって冷却するための冷却通路を備え、翼部を根元側から先端側にわたって冷却した前記冷却媒体の一部または全部を翼根元方向から翼先端部まで導く、前記凸部または前記両壁面をつなぐ部分を複数有する領域の翼前縁側に隣接する冷却通路を備え、前記凸部または前記両壁面をつなぐ部分は、流路抵抗を異ならしめるように配置されていることを特徴とするタービン翼。 Inside, a cooling passage having an inlet as a blade root portion and at least one outlet as a blade trailing edge is provided, and a convex portion or both of the protrusions are formed on the abdominal side wall surface on the blade trailing edge side and the back side wall surface on the blade trailing edge side of the cooling passage. In a turbine blade having a plurality of portions connecting wall surfaces,
The wing portion is cooled from the root side to the tip side by combining a passage through which the cooling medium flows from the blade root direction toward the blade tip direction and a passage through which the cooling medium flows from the blade tip direction toward the blade root direction. And a plurality of portions connecting the convex portions or the two wall surfaces for guiding a part or all of the cooling medium, which has cooled the blade portion from the root side to the tip side, from the blade root direction to the blade tip portion. A turbine blade comprising a cooling passage adjacent to a blade leading edge side of a region, wherein a portion connecting the convex portion or the two wall surfaces is arranged so as to have different flow path resistances.
前記凸部または翼後縁側の前記両壁面をつなぐ部分を、翼後縁側の前記壁面上の位置により流路抵抗を異ならしめるように配置し、前記冷却通路に冷却媒体を流通させることを特徴とするタービン翼の冷却方法。
In the cooling method of a turbine blade, comprising a cooling passage inside, and having a plurality of portions connecting the convex portion or the both wall surfaces to the abdominal side wall surface on the blade trailing edge side of the cooling passage and the back side wall surface on the blade trailing edge side,
The convex portion or a portion connecting the wall surfaces on the blade trailing edge side is arranged so that the flow resistance varies depending on the position on the wall surface on the blade trailing edge side, and the cooling medium is circulated in the cooling passage. Method for cooling turbine blades.
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