JP2009287511A - タービン用翼 - Google Patents
タービン用翼 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009287511A JP2009287511A JP2008142926A JP2008142926A JP2009287511A JP 2009287511 A JP2009287511 A JP 2009287511A JP 2008142926 A JP2008142926 A JP 2008142926A JP 2008142926 A JP2008142926 A JP 2008142926A JP 2009287511 A JP2009287511 A JP 2009287511A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trailing edge
- blade
- pin
- cooling medium
- blade body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
【解決手段】翼本体11の後縁部内に形成された通路16cを冷却媒体が通過し、前記翼本体11の後縁に形成された出口32から前記冷却媒体が吹き出されることにより、前記翼本体11の後縁部が冷却されるタービン用翼10であって、前記通路16c内に突設された複数のピンフィン26が、前記冷却媒体の流速を略一定に保つように配置されている。
【選択図】図4
Description
また、通路の入口部におけるメタルの温度を設計限界である設計メタル温度以下に保つためには、多量の冷却媒体を供給しなければならず、冷却媒体の流量(消費量:使用量)が多くなり過ぎてしまうといった問題点もあった。
本発明に係るタービン用翼の第1の態様は、翼本体の後縁部内に形成された通路を冷却媒体が通過し、前記翼本体の後縁に形成された出口から前記冷却媒体が吹き出されることにより、前記翼本体の後縁部が冷却されるタービン用翼であって、前記通路内に突設された複数のピンフィンが、前記冷却媒体の流速を略一定に保つように配置されている。
図1は本実施形態に係るタービン用翼の断面図、図2は本実施形態に係るタービン用翼の内側シュラウドを底面側から見た斜視図、図3は本実施形態に係るタービン用翼の外側シュラウドを上面側から見た斜視図、図4は本実施形態に係るタービン用翼の翼後縁部を示す図であって、上段はタービン用翼の立設方向軸線に対して略直交する面で切った断面図、下段はタービン用翼の立設方向軸線に対して略平行となる面で切った断面図、図5(a)から図5(c)は本実施形態に係るタービン用翼の冷却効果を説明するためのグラフである。
なお、図5中の各グラフの横軸はピンフィン入口からの距離を示し、縦軸はそれぞれ冷却空気流速、冷却側熱伝達率、および翼後縁部のメタル温度を示している。ここで、ピンフィン入口とは、図4に示す最も上流側(第1の領域34)の第1列目のピンフィンの中心線と一致する位置のことをいう。
また、図面を簡略化するため、図4の上段にはピンフィンおよびペデスタルを示していない。
翼本体11は、その内部に、リブ40によって前縁通路42および後縁通路44が形成されており、これら前縁通路42および後縁通路44には、周面および底面に複数の冷却空気穴70,71,72,73が形成された有底筒状のインサート46,47が外側シュラウド27側から挿入されている。
翼本体11は、その後縁側に複数のピンフィン26が設けられた通路16cからなるピンフィン冷却部を備えている。
そして、これらインサート46,47にマニホールド(図示せず)から冷却空気が送り込まれると、この冷却空気は、冷却空気穴70,71から噴出し、前縁通路42および後縁通路44の内壁に衝突し、いわゆるインピンジメント冷却が行われ、また、翼本体11の後縁側のピンフィン26間の流路16cからなるピンフィン冷却部を流れ、ピンフィン冷却が行われるようになっている。
シール支持部66には、前方側に流路85が形成されており、この流路85を介してキャビティ45から前段の動翼18側およびシール14の隙間を通って後段の動翼19側へ空気が送り込まれ、内部を高温燃焼ガスの通路よりも高圧に保持して高温燃焼ガスの内部への浸入が防止されるようになっている。
内側シュラウド12の底面には、複数の小穴101を有する衝突板84が底面に対して間隔をあけて設けられており、これら衝突板84によって内側シュラウド12の底面側に、チャンバ83(図1参照)が形成されている。
また、内側シュラウド12の後縁側には、一端が側部流路93に連通し、他端で燃焼ガス中へ排出する複数の後縁流路92が形成されている。
また、外側シュラウド13には、前縁流路105が形成され、両側部に、前方側の前縁流路105と連通しかつ外側シュラウド13の後縁にて開口した側部流路106が形成されており、前縁流路105が一方のチャンバ104と連通されている。
また、チャンバ104内に流入した冷却空気は、前縁流路105にも流入し、この前縁流路105および側部流路106を通過することにより、外側シュラウド13の前縁および両側部を冷却し、その後、外側シュラウド13の後縁から放出されるようになっている。
また、図4の上段および下段に示すように、通路16cは、上流側(図4において左側)から下流側(図4において右側)に向かって、例えば、3つの領域(第1の領域34、第2の領域35、および第3の領域36)に分けられている。そして、図4の下段に示すように、ピンフィン26は、第1の領域34におけるピンピッチ(翼本体11の立設方向軸線に対して略平行となる方向の配列ピッチ、すなわち、ピンフィン26の立設方向におけるピンフィンの中心間距離および翼本体11の立設方向軸線に対して略直交する方向の配列ピッチ、すなわち、ピンフィン列の列間距離)P1が、第2の領域35におけるピンピッチP2よりも小さく、第2の領域35におけるピンピッチP2が、第3の領域36におけるピンピッチP3よりも小さくなるように形成されている。すなわち、ピンフィン26は、第1の領域(最も上流側に位置する領域)34でピンピッチが最も小さくなり(密になり)、第3の領域(最も下流側に位置する領域)36でピンピッチが最も大きくなる(疎になる)ように形成されている。
なお、同じ領域内のピンフィン26のピンピッチは、翼本体11の立設方向軸線に対して略平行となる方向の配列ピッチと翼本体11の立設方向軸線に対して略直交する方向の配列ピッチを同じピッチ(第1の領域であればP1)としたが、略平行となる方向と略直交する方向の配列ピッチが同一ではなく、異なっていても構わない。ただし、各領域間で比較した配列ピッチの変化の割合は、立設方向軸線に対して略平行となる方向の配列ピッチと立設方向軸線に対して略直交する方向の配列ピッチが同じ割合で変化するのが好ましい。
また、本実施形態におけるピンフィン26の外径(直径)は、いずれもd(同一の直径)に設定されている。また、図4の下段中の符号37は、ペデスタルを示している。
なお、図5(a)に示す冷却空気流速とは、冷却空気が翼本体11の立設方向軸線と平行な方向のピンフィン列の中心線を通過する際の冷却空気の流速をいう。
これにより、図5(c)に示すように、翼後縁部を形成するメタルの温度を、上流側から下流側にかけて設計限界である設計メタル温度以下で略均一に保つことができるとともに、通路16c内における圧力損失を低減させることができて、冷却媒体の流量(消費量:使用量)を削減することができる。
また、図4に示す例は、3つの領域(領域34〜36)に区分けした場合を示しているが、この例に限らない。最低2つの領域が必要であるが、4つ以上の領域に区分けしてもよい。区分け数が多ければ、より一層翼後縁部のメタル温度を設計メタル温度に近い温度に選定することができ、一層の熱効率の向上が期待できる。
例えば、上述した実施形態では、全てのピンフィン26の外径をdとし、ピンピッチを変化させているが、ピンピッチを一定とし、ピンフィン26の外径を変化させてもよい。すなわち、ピンピッチは一定とし、第1の領域(最も上流側に位置する領域)34におけるピンフィン26の外径を最も大きくし、第3の領域(最も下流側に位置する領域)36におけるピンフィン26の外径を最も小さくすることもできる。
また、これらを組み合わせて、すなわち、ピンフィンの外径およびピンピッチの双方を変化させて実施することもできる。
11 翼本体
16c 流路
26 ピンフィン
32 出口
34 第1の領域
35 第2の領域
36 第3の領域
P1 ピンピッチ
P2 ピンピッチ
P3 ピンピッチ
Claims (4)
- 翼本体の後縁部内に形成された通路を冷却媒体が通過し、前記翼本体の後縁に形成された出口から前記冷却媒体が吹き出されることにより、前記翼本体の後縁部が冷却されるタービン用翼であって、
前記通路内に突設された複数のピンフィンが、前記冷却媒体の流速を略一定に保つように配置されていることを特徴とするタービン用翼。 - 翼本体の後縁部内に形成された流路を冷却媒体が通過し、前記翼本体の後縁に形成された出口から前記冷却媒体が吹き出されることにより、前記翼本体の後縁部が冷却されるタービン用翼であって、
前記通路が、前縁側から後縁側に向かって少なくとも2つの領域に分けられており、最も上流側に位置する領域内に突設されたピンフィンのピンピッチが最も密になり、下流側にいくにしたがって、その領域内に突設されたピンフィンのピンピッチが徐々に疎になるように、前記ピンフィンが配置されていることを特徴とするタービン用翼。 - 翼本体の後縁部内に形成された流路を冷却媒体が通過し、前記翼本体の後縁に形成された出口から前記冷却媒体が吹き出されることにより、前記翼本体の後縁部が冷却されるタービン用翼であって、
前記通路が、前縁側から後縁側に向かって少なくとも2つの領域に分けられており、最も上流側に位置する領域内に突設されたピンフィンの外径が最も大きくなり、下流側にいくにしたがって、その領域内に突設されたピンフィンの外径が徐々に小さくなるように、前記ピンフィンが形成されていることを特徴とするタービン用翼。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のタービン用翼を備えてなることを特徴とするガスタービン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008142926A JP5182931B2 (ja) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | タービン用翼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008142926A JP5182931B2 (ja) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | タービン用翼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009287511A true JP2009287511A (ja) | 2009-12-10 |
JP5182931B2 JP5182931B2 (ja) | 2013-04-17 |
Family
ID=41456957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008142926A Active JP5182931B2 (ja) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | タービン用翼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5182931B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013089173A1 (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 株式会社Ihi | インピンジ冷却機構、タービン翼及び燃焼器 |
KR20180059912A (ko) | 2015-11-05 | 2018-06-05 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 터빈 블레이드 및 가스 터빈, 터빈 블레이드의 중간 가공품, 터빈 블레이드의 제조 방법 |
EP3650650A1 (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-13 | United Technologies Corporation | Airfoil with arced pedestal row |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60111002A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-06-17 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 燃焼タービン固定子ベーン |
JPH08144704A (ja) * | 1994-11-16 | 1996-06-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン冷却動翼 |
JPH08303203A (ja) * | 1995-05-09 | 1996-11-19 | Tohoku Electric Power Co Inc | ガスタービン中空冷却動翼 |
JPH1047005A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-02-17 | Toshiba Corp | ガスタービンの冷却翼 |
JP2001107704A (ja) * | 1999-10-05 | 2001-04-17 | United Technol Corp <Utc> | 冷却可能なエアフォイル及び冷却回路及び壁の冷却方法 |
JP2002516944A (ja) * | 1998-05-25 | 2002-06-11 | エービービー アクチボラゲット | ガスタービン用要素 |
JP2004060638A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 静翼の冷却構造及びガスタービン |
JP2004308659A (ja) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | United Technol Corp <Utc> | タービン要素およびタービンブレードの製造方法 |
JP2006144800A (ja) * | 2004-11-23 | 2006-06-08 | United Technol Corp <Utc> | 補助冷却チャンネルを備えたエーロフォイルおよびこれを含んだガスタービンエンジン |
JP2006300056A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | United Technol Corp <Utc> | エアフォイルおよびエアフォイルの形成方法 |
-
2008
- 2008-05-30 JP JP2008142926A patent/JP5182931B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60111002A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-06-17 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 燃焼タービン固定子ベーン |
JPH08144704A (ja) * | 1994-11-16 | 1996-06-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン冷却動翼 |
JPH08303203A (ja) * | 1995-05-09 | 1996-11-19 | Tohoku Electric Power Co Inc | ガスタービン中空冷却動翼 |
JPH1047005A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-02-17 | Toshiba Corp | ガスタービンの冷却翼 |
JP2002516944A (ja) * | 1998-05-25 | 2002-06-11 | エービービー アクチボラゲット | ガスタービン用要素 |
JP2001107704A (ja) * | 1999-10-05 | 2001-04-17 | United Technol Corp <Utc> | 冷却可能なエアフォイル及び冷却回路及び壁の冷却方法 |
JP2004060638A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 静翼の冷却構造及びガスタービン |
JP2004308659A (ja) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | United Technol Corp <Utc> | タービン要素およびタービンブレードの製造方法 |
JP2006144800A (ja) * | 2004-11-23 | 2006-06-08 | United Technol Corp <Utc> | 補助冷却チャンネルを備えたエーロフォイルおよびこれを含んだガスタービンエンジン |
JP2006300056A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | United Technol Corp <Utc> | エアフォイルおよびエアフォイルの形成方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013089173A1 (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 株式会社Ihi | インピンジ冷却機構、タービン翼及び燃焼器 |
EP2792850A4 (en) * | 2011-12-15 | 2015-10-28 | Ihi Corp | JET IMPACT COOLING MECHANISM, TURBINE VANE AND COMBUSTION CHAMBER |
US9957812B2 (en) | 2011-12-15 | 2018-05-01 | Ihi Corporation | Impingement cooling mechanism, turbine blade and cumbustor |
KR20180059912A (ko) | 2015-11-05 | 2018-06-05 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 터빈 블레이드 및 가스 터빈, 터빈 블레이드의 중간 가공품, 터빈 블레이드의 제조 방법 |
US11384643B2 (en) | 2015-11-05 | 2022-07-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine blade, gas turbine, intermediate product of turbine blade, and method of manufacturing turbine blade |
EP3650650A1 (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-13 | United Technologies Corporation | Airfoil with arced pedestal row |
US11939883B2 (en) | 2018-11-09 | 2024-03-26 | Rtx Corporation | Airfoil with arced pedestal row |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5182931B2 (ja) | 2013-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4954309B2 (ja) | ダブルジェット式フィルム冷却構造 | |
US8419365B2 (en) | Member having internal cooling passage | |
US7033136B2 (en) | Cooling circuits for a gas turbine blade | |
US7704045B1 (en) | Turbine blade with blade tip cooling notches | |
EP3124745B1 (en) | Turbo-engine component with film cooled wall | |
JP6407276B2 (ja) | 鋳造された山形配列によって強化された表面に角度づけられたインピンジメントを使用する後縁冷却を含むガスタービンエンジン構成部品 | |
KR20180065728A (ko) | 베인의 냉각 구조 | |
JP4929097B2 (ja) | ガスタービン翼 | |
KR101180547B1 (ko) | 터빈용 날개 | |
KR20060043297A (ko) | 터빈 에어 포일용 미세 회로 냉각 | |
JP2013124663A (ja) | ガスタービン構成要素の熱伝達特性を向上させるための多面形のインピンジメント開口部の使用法 | |
JP2009162119A (ja) | タービン翼の冷却構造 | |
US20140110559A1 (en) | Casting core for a cooling arrangement for a gas turbine component | |
WO2012124578A1 (ja) | タービン翼 | |
WO2010108809A1 (en) | Blade for a gas turbine with cooled tip cap | |
US6988872B2 (en) | Turbine moving blade and gas turbine | |
US20140112799A1 (en) | Cooling arrangement for a gas turbine component | |
US20200190989A1 (en) | Turbine blade and gas turbine | |
WO2010052784A1 (ja) | タービン用翼 | |
US8197210B1 (en) | Turbine vane with leading edge insert | |
JP5022097B2 (ja) | タービン用翼 | |
JP5791405B2 (ja) | 回転機械の翼体 | |
US20160102562A1 (en) | Cooling arrangement for gas turbine blade platform | |
JP5182931B2 (ja) | タービン用翼 | |
JP2021076115A (ja) | 衝突冷却によってガスタービン/ターボ機械の構成部品を冷却するための装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120424 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120625 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130111 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5182931 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160125 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |