JP2011196384A - 翼形冷却装置 - Google Patents

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シャンカール・チャンドラセカラン
Juha Virtanen
ユハ・ヴィルタネン
Shivappa Goravar
シヴァッパ・ゴラヴァール
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Abstract

【課題】翼形を冷却する装置を提供する。
【解決手段】翼形34は、上部翼形セクション40、下部翼形セクション50、少なくとも1つの冷却通路80、及び移行セクション60を含む。少なくとも1つの冷却通路80は、下部翼形セクション50内に少なくとも部分的に規定される。少なくとも1つの冷却通路80は、それを通して冷却媒体90を流して、翼形34の少なくとも一部を冷却するように構成される。移行セクション60は、上部翼形セクション40と下部翼形セクション50の間に配置され、外面61を有する。外面61は、少なくとも1つの冷却孔85を規定する。少なくとも1つの冷却孔85は、少なくとも1つの冷却通路80に流動的に接続される。冷却媒体90の少なくとも一部は、少なくとも1つの冷却孔85を通って排出される。
【選択図】図3

Description

本発明は、概して翼形に関し、より詳細には、翼形の冷却装置に関する。
ガスタービンシステムは、発電等の分野で広く利用される。従来のガスタービンシステムは、圧縮機、燃焼器、及びタービンを含む。ガスタービンシステムの運転中、システム内の様々な構成要素が高温流にさらされ、そのことが構成要素を故障させる可能性がある。高温流は一般にガスタービンシステムの性能、効率、及び出力を向上させることになるので、ガスタービンシステムを高温で運転できるように、高温流にさらされる構成要素を冷却しなければならない。
様々なガスタービンシステム構成要素を冷却するための様々な方法が、当該技術において知られている。例えば、冷却媒体が圧縮機から送られて様々な構成要素に供給される。システムのタービンセクションでは、タービンの高温ガス経路内の構成要素を含む様々なタービン構成要素を冷却するために冷却媒体が利用される。
翼形は、冷却しなければならない高温ガス経路構成要素の一例である。例えば、タービン動翼及びタービンノズルはともに翼形を組み込んでおり、ガスタービンシステムの運転中、翼形は常に高温流にさらされる。翼形が冷却されないと、高温ガス流の温度が制限されて、ガスタービンシステムの性能が低下してしまうか、又は翼形が破損及び故障する危険性がある。
翼形を冷却するための様々な方法が、当該技術において知られている。例えば、1つの従来技術の方法では、翼形の長さにわたって延在する半径方向冷却通路に冷却媒体を流す。そして冷却媒体は、翼形の先端を通って排出される。しかしながら、多くの翼形、例えば後段動翼は長過ぎて、翼形の長さに沿って湾曲して、半径方向冷却通路が翼形の長さにわたって延在するのを妨げる。
従って、冷却通路が翼形の全長にわたって延在することを必要とせずに半径方向冷却通路を利用できる翼形の冷却装置が当該技術分野において受け入れられるであろう。更に、翼形の半径方向冷却を可能にするとともに、冷却媒体を翼形の長さに沿って翼形から排出することができる冷却装置が好都合であろう。
本発明の態様及び利点は、以下の説明に部分的に記載され、説明から明らかになるか、又は本発明を実施することにより分かる。
一実施形態において、翼形を提供する。翼形は、上部翼形セクション、下部翼形セクション、少なくとも1つの冷却通路、及び移行セクションを含む。上部及び下部翼形セクションの各々は、正圧面セクション、負圧面セクション、前縁部、及び後縁部を含む外面を有する。少なくとも1つの冷却通路は、下部翼形セクション内に少なくとも部分的に規定される。少なくとも1つの冷却通路は、それを通して冷却媒体を流して、翼形の少なくとも一部を冷却するように構成される。移行セクションは、上部翼形セクションと下部翼形セクションの間に配置され、外面を有する。外面は、少なくとも1つの冷却孔を規定する。少なくとも1つの冷却孔は、少なくとも1つの冷却通路に流動的に接続される。冷却媒体の少なくとも一部は、少なくとも1つの冷却孔を通って排出される。
本発明のこれら及びその他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照すればより理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
当業者を対象とした、その最良の形態を含む本発明の完全且つ実施可能な開示を、添付図面に言及する本明細書に記載する。
ガスタービンシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従ったガスタービンシステムのタービンセクションの断面側面図である。 本発明の一実施形態に従った動翼組立体の斜視図である。 本発明の一実施形態に従った翼形の横断面図である。 本発明の別の実施形態に従った翼形の横断面図である。
次に、その1つ以上の実施例が図面に示されている本発明の実施形態について、詳細に述べる。各々の実施例は、本発明を説明するために提示されるものであり、本発明を限定するものではない。実際に、本発明の技術的範囲又は技術的思想を逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として例示又は説明された特徴を、別の実施形態で使用し、更なる実施形態を得ることができる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物の範囲にあるような、上述の修正及び変更を含むことを意図している。
図1は、ガスタービンシステム10の概略図である。システム10は、圧縮機12、燃焼器14、及びタービン16を含む。圧縮機12及びタービン16は、軸18によって連結される。軸18は、単一軸であっても、軸18を形成するために連結した複数の軸セグメントであっても良い。
タービン16は、複数のタービン段を含む。例えば、一実施形態では、タービン16は、図2に示すように3つの段を有する。例えば、タービン16の第1段は、円周方向に離間配置された複数のノズル21及び動翼22を含む。ノズル21は、軸18の周囲に円周方向に配置及び固定される。動翼22は、軸18の周囲に円周方向に配置され、軸18に連結される。タービン16の第2段は、円周方向に離間配置された複数のノズル23及び動翼24を含む。ノズル23は、軸18の周囲に円周方向に配置及び固定される。動翼24は、軸18の周囲に円周方向に配置され、軸18に連結される。タービン16の第3段は、円周方向に離間配置された複数のノズル25及び動翼26を含む。ノズル25は、軸18の周囲に円周方向に配置及び固定される。動翼26は、軸18の周囲に円周方向に配置され、軸18に連結される。タービン16の各種段は、タービン16内の高温ガス流28の経路に配置される。タービン16は3つの段に限定されるものではなく、タービン技術において公知の任意の数の段を有しても良いことを理解されたい。
動翼22,24,26及びノズル21,23,25の各々は、図3に示すように翼形34を含む。しかしながら、本発明の翼形34は動翼又はノズル内の翼形に限定されるものではなく、運転中に冷却を必要とする当該技術において公知の任意の翼形であっても良いことを理解されたい。
翼形34は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50を含む。一般に、下部翼形セクション50は翼形34の基端を含み、上部翼形セクション40は翼形34の先端を含む。例えば、下部翼形セクション50は、概して、翼形34を保持する基端又はプラットホーム、例えばガスタービンシステム10内で翼形34を保持する基端又はプラットホームにその基端が取り付けられているセクションである。上部翼形セクション40は、概して、自由で取り付けられていないか、或いは翼形34を保持する別の基端又はプラットホームにその先端が取り付けられている。上部翼形セクション40は、外面41を有する。外面41は、正圧面セクション42及び負圧面セクション44を含む。正圧面セクション42及び負圧面セクション44は、前縁部46及び後縁部48で接続される。同様に、下部翼形セクション50は、外面51を有する。外面51は、正圧面セクション52及び負圧面セクション54を含む。正圧面セクション52及び負圧面セクション54は、前縁部56及び後縁部58で接続される。
実施形態の例示的な態様では、任意の横断面における外面51の外周は、概して任意の横断面における外面41の外周よりも大きい。更に、実施形態の別の例示的な態様では、図3,4,及び5に示すように、任意の横断面における外面51の外周は、概して翼形34の長さに沿って半径方向外側方向に減少し、任意の横断面における外面41の外周は、概して翼形34の長さに沿って半径方向外側方向に減少する。従って、翼形34は、その長さに沿って下部翼形セクション50の基端から上部翼形セクション40の先端を通って次第に細くなる。しかしながら、その他の実施形態では、任意の横断面における外面51の外周は、概して任意の横断面における外面41の外周と等しい。例えば、実施形態の別の例示的な態様では、任意の横断面における外面51の外周は、概して翼形34の長さに沿ってほぼ等しく、任意の横断面における外面41の外周は、概して翼形34の長さに沿ってほぼ等しい。その他の実施形態では、翼形34の長さに沿った任意の横断面における翼形34の外周は、当該技術において公知の任意の翼形形状又は横断面に従って変化する。
実施形態の例示的な態様では、外面41及び51は、概して、上記のように正圧面、負圧面、前縁部、及び後縁部を備えた空気力学的外面である。外面41及び51は更に、図3に示すように、略螺旋状のねじれ形式で翼形34の長さにわたって延在する。しかしながら、その他の実施形態では、外面41及び51は、略直線状の非螺旋形式で翼形34の長さにわたって延在する。
実施形態の例示的な態様では、下部翼形セクション50は、内部に少なくとも1つの冷却通路80を少なくとも部分的に規定する。少なくとも1つの冷却通路80は、それを通して冷却媒体90を流すように構成される。例えば、冷却媒体90は、少なくとも1つの冷却通路80を通過して、翼形34の少なくとも一部を冷却する。冷却通路80は、冷却通路技術において公知の任意の構成を有しても良い。例えば、冷却通路80は、翼形34内を略直線方向に延在しても良く、又は翼形34内を略曲線方向に延在しても良く、又は翼形34内を略蛇行方向に延在しても良い。更に、冷却通路80は、略直線構成要素、略曲線構成要素、及び略蛇行構成要素、又はそれらの組み合わせを有しても良い。
実施形態の例示的な態様では、冷却媒体90は、圧縮機12から翼形34に供給される。しかしながら、冷却媒体90は、圧縮機12によって供給される冷却媒体に限定されるものではなく、翼形冷却技術において公知の任意のシステム10の構成要素又は外部構成要素によって供給しても良いことを理解されたい。更に、冷却媒体90は概して冷却空気である。しかしながら、冷却媒体90は空気に限定されるものではなく、翼形冷却技術において公知の任意の冷却媒体であっても良いことを理解されたい。
実施形態の例示的な態様では、少なくとも1つの冷却通路80は、複数の冷却通路80である。更に、複数の冷却通路80は、複数の第1冷却通路80及び複数の第2冷却通路82を含む。例えば、第1冷却通路80は半径方向冷却通路であり、冷却通路は下部翼形セクション50を延在して内部に規定される。しかしながら、第2冷却通路82は、半径方向冷却通路、蛇行冷却通路、又は冷却回路等、翼形冷却技術において公知の任意の冷却通路であって良い。更に、第2冷却通路82は、下部翼形セクション50、上部翼形セクション40、又は下部及び上部翼形セクション50及び40の両方を延在して内部に規定される。
翼形34は、上部翼形セクション40と下部翼形セクション50の間に配置された移行セクション60を更に含む。移行セクションは、外面61を有する。外面61は、正圧面セクション62及び負圧面セクション64を含む。正圧面セクション62及び負圧面セクション64は、前縁部66及び後縁部68で接続される。
移行セクション60、例えば外面61は、少なくとも1つの冷却孔85を規定する。少なくとも1つの冷却孔85は、少なくとも1つの冷却通路80に流動的に接続される。例えば、冷却媒体90は少なくとも1つの冷却通路80を流れ、冷却媒体90の少なくとも一部は、少なくとも1つの冷却孔85を通って翼形34から排出される。
実施形態の1つの例示的な態様では、少なくとも1つの冷却孔85は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50の正圧面セクション42及び52に隣接して配置される。例えば、少なくとも1つの冷却孔85は、外面61によって移行セクション60の正圧面セクション62内に規定される。実施形態の別の例示的な態様では、少なくとも1つの冷却孔85は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50の負圧面セクション44及び54に隣接して配置される。例えば、少なくとも1つの冷却孔85は、外面61によって移行セクション60の負圧面セクション64内に規定される。実施形態の別の例示的な態様では、少なくとも1つの冷却孔85は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50の前縁部46及び56又は後縁部48及び58に隣接して配置される。例えば、少なくとも1つの冷却孔85は、外面61によって移行セクション60の前縁部66又は後縁部68上に規定される。
実施形態の1つの例示的な態様では、少なくとも1つの冷却孔85は複数の冷却孔85である。複数の冷却孔85は、上記のように、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50のいずれかのセクションに隣接して配置される。更に、複数の冷却孔85は、翼形の外周の周囲の移行セクション60上、例えば移行セクション60の外面61の外周の周囲に配置される。冷却孔85は、外面61によって規定され、翼形冷却技術において公知の任意のパターンで外面61の外周の周囲、或いはセクション62,64,66,又は68のいずれかの周囲に配置される。
実施形態の1つの例示的な態様では、少なくとも1つの冷却孔85は複数の冷却孔85であり、少なくとも1つの冷却通路80は、上記のように、複数の第1冷却通路80及び複数の第2冷却通路82である。必要に応じて、冷却孔85は、複数の第1冷却通路80のみに流動的に接続される。第2冷却通路82は、翼形上のどこかに規定された他の孔を通して、例えば翼形34の先端上に規定された冷却孔、プラットホーム32、シャンク36、又はダブテール38上に規定された冷却孔、翼形34上に規定されたフィルム冷却孔、或いは当該技術において公知の任意のその他の冷却孔を通して冷却媒体90を排出するように構成される。しかしながら、代替的には、冷却孔85は、複数の第1冷却通路80及び複数の第2冷却通路82の両方に流動的に接続される。
実施形態の例示的な態様では、移行片60の外面61の少なくとも一部は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50の外面41及び51とほぼ非同一平面上にある。例えば、移行片60の外面61、或いはその任意のセクション62,64,66,又は68は、図3に示すように、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50の外面41及び51とほぼ非同一平面上にある。例えば、移行片60、或いはその任意のセクション62,64,66,又は68は、冷却媒体90が、図4に示すように、少なくとも1つの冷却孔85を通って略半径方向に排出されるように配向される。代替的には、移行片60、又はその任意のセクション62,64,66,又は68は、冷却媒体90が、図5に示すように、少なくとも1つの冷却孔85を通って略半径方向に排出されるように配向しても良い。更に、移行片60の任意の個々又は複数のセクション62,64,66,又は68は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50の外面41及び51とほぼ非同一平面上にあるのに対して、残りのセクション62,64,66,又は68は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50の外面41及び51とほぼ同一平面上にある。移行片60、及びその任意のセクション62,64,66,及び68は、冷却媒体90が少なくとも1つの冷却孔85を通って半径方向に排出されるような配向に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、移行片60及びセクション62,64,66,及び68は、冷却媒体90を少なくとも1つの冷却孔85を通って排出することができる当該技術において公知の任意の配向であって良い。
更に、移行セクション60は、下部移行縁部72及び上部移行縁部71を含む。下部移行縁部72は、下部翼形セクション50と移行セクション60の間の接触面を形成する。上部移行縁部71は、移行セクション60と上部翼形セクション40の間の接触面を形成する。下部移行縁部72及び上部移行縁部71は、外面41,51,61全体の周囲に延在しても良く、或いは、例えば任意の個々又は複数のセクション62,64,66,又は68を通って、外面41,51,61の周囲に部分的にのみ延在しても良いことを理解されたい。実施形態の1つの例示的な態様では、下部移行縁部72及び上部移行縁部71は、図4に示すように、概して鋭い縁部である。実施形態の別の例示的な態様では、下部移行縁部72及び上部移行縁部71は、図5に示すように、概して滑らかな丸みを帯びた縁部である。例えば、下部移行縁部72は略平滑な凸状縁部であり、上部移行縁部71は略平滑な凹状縁部である。その他の実施形態では、下部移行縁部72及び上部移行縁部71の一方は概して鋭い縁部であり、他方は概して滑らかな丸みを帯びた縁部である。更に、その他の実施形態では、下部移行縁部72及び上部移行縁部71は、当該技術において公知の任意の縁部構成を有する。
本発明の移行セクション60は、翼形34の長さに沿って任意の場所に配置される。例えば、一実施形態では、移行セクション60は、翼形34のほぼ中央に配置される。この実施形態では、上部翼形セクション40の長さは、下部翼形セクション50の長さにほぼ等しい。しかしながら、別の実施形態では、移行セクション60は、上部翼形セクション40の長さが下部翼形セクション50の長さのほぼ半分になるように配置される。その他の実施形態では、移行セクション60は、上部翼形セクション40の長さが、例えば、下部翼形セクション50の長さのほぼ3分の1、4分の1、5分の1、10分の1、20分の1、又は当該技術において公知の任意のその他の割合になるように配置される。また更なる実施形態では、移行セクション60は、下部翼形セクション50の長さが、例えば、上部翼形セクション40の長さのほぼ2分の1、3分の1、4分の1、5分の1、10分の1、20分の1、又は当該技術において公知の任意のその他の割合になるように配置される。
実施形態の例示的な態様では、翼形34は、図3に示すように、動翼組立体30に含まれる。動翼組立体30は、当該技術において公知の任意のタービン段に組み込まれる。例えば、一部の実施形態では、動翼組立体30は、第1段動翼22又は第2段動翼24である。代替的には、動翼組立体30は、例えば、第3段動翼26、第4段動翼、第5段動翼、又は当該技術において公知の任意のその他の動翼等の後段動翼であって良い。
動翼組立体30は、プラットホーム32、翼形34、及びシャンク36を含む。翼形34は、プラットホーム32から半径方向外側に延在する。シャンク36は、プラットホーム32から半径方向内側に延在する。シャンク36は、内部に冷却通路80又は冷却通路80及び82を少なくとも部分的に規定する。
動翼組立体30は、ダブテール38を更に含む。ダブテール38は、シャンク36から半径方向内側に延在する。実施形態の例示的な態様では、ダブテール38は、動翼組立体30を軸18に連結するように構成される。例えば、ダブテール38は、動翼組立体30を軸18上に配置されたロータディスク(図示せず)に固定する。従って、複数の動翼組立体30が軸18の周囲に円周方向に配置され、軸18に連結されて、ロータ組立体20を形成する。必要に応じて、ダブテール38は、翼形34内に規定された冷却通路80又は冷却通路80及び82に冷却媒体90を供給するように構成される。例えば、冷却通路80の第1冷却通路入口92及び冷却通路82の第2冷却通路入口94は、ダブテール38によって規定される。しかしながら、第1冷却通路入口92及び第2冷却通路入口94は、ダブテール38によって規定される位置に限定されるものではなく、例えば、シャンク36、プラットホーム32、又は翼形34の基端上に規定されても良いことを理解されたい。更に、一実施形態では、ダブテール38は、冷却媒体90が、冷却通路82内で翼形34を通過した後に冷却通路82から出ることができるように構成される。例えば、冷却通路82の第2冷却通路出口96は、ダブテール38によって規定される。しかしながら、冷却通路出口96は、ダブテール38によって規定される位置に限定されるものではなく、例えば、翼形34の先端上に規定された冷却孔、プラットホーム32又はシャンク36上に規定された冷却孔、翼形34上に規定されたフィルム冷却孔、又は当該技術において公知の任意のその他の冷却孔であっても良いことを理解されたい。冷却媒体90は、入口92及び94を通って冷却通路80及び82に入り、冷却孔85及び出口96それぞれを通って冷却通路80及び82から出る。
本発明は更に、翼形34を冷却する方法に関する。この方法は、例えば、冷却媒体90を翼形34に供給するステップを含む。冷却媒体90は、例えば、上記のように、少なくとも1つの冷却通路80を通って、又は複数の冷却通路80及び82を通って供給される。この方法は、例えば、冷却媒体90を翼形34の少なくとも一部を通して流すステップを更に含む。例えば、冷却媒体90は、上記のように、翼形34の少なくとも一部の内部の少なくとも1つの冷却通路80又は複数の冷却通路80及び82を通って流れる。
この方法は、例えば、冷却媒体90を翼形34から排出するステップを更に含む。例えば、冷却媒体90は、上記のように、少なくとも1つの冷却孔85又は複数の冷却孔85を通って冷却通路80から排出される。
上記のように、翼形34は、上部翼形セクション40及び下部翼形セクション50を含む。上部翼形セクション40は、外面41を有する。外面41は、正圧面セクション42及び負圧面セクション44を含む。正圧面セクション42及び負圧面セクション44は、前縁部46及び後縁部48で接続される。同様に、下部翼形セクション50は、外面51を有する。外面51は、正圧面セクション52及び負圧面セクション54を含む。正圧面セクション52及び負圧面セクション54は、前縁部56及び後縁部58で接続される。下部翼形セクション50は、内部に少なくとも1つの冷却通路80を少なくとも部分的に規定する。少なくとも1つの冷却通路80は、それを通して冷却媒体90を流して、翼形34の少なくとも一部を冷却するように構成される。
上記のように、翼形34は、上部翼形セクション40と下部翼形セクション50の間に移行セクション60を更に含む。移行セクション60は、外面61を有する。外面61は、正圧面セクション62及び負圧面セクション64を含む。正圧面セクション62及び負圧面セクション64は、前縁部66及び後縁部68で接続される。移行セクション60、例えば外面61は、少なくとも1つの冷却孔85を規定する。少なくとも1つの冷却孔85は、冷却媒体90の少なくとも一部が少なくとも1つの冷却孔85を通って排出されるように、少なくとも1つの冷却通路80に流動的に接続される。
本発明の方法及び装置は、冷却通路が翼形の全長にわたって延在することを必要とせずに半径方向冷却通路を利用して翼形の冷却を可能にする。更に、本発明の方法及び装置は、翼形の半径方向冷却を可能にするとともに、冷却媒体を翼形の長さに沿って翼形から排出することができる冷却装置を提供する。更に、本発明の方法及び装置は、多くの場合、高温ガス経路への露出及び高温ガス経路での存続に関して翼形の限界セクションである、翼形の下部セクションの冷却を可能にする。
本明細書は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、更にあらゆる装置又はシステムを製作且つ使用すること及びあらゆる組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施を当業者が行なうのを可能にする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有する場合、又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する同等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。
10 ガスタービンシステム
12 圧縮機
14 燃焼器
16 タービン
18 軸
20 ロータ組立体
21 第1段ノズル
22 第1段動翼
23 第2段ノズル
24 第2段動翼
25 第3段ノズル
26 第3段動翼
28 高温ガス流
30 動翼組立体
32 プラットホーム
34 翼形
36 シャンク
38 ダブテール
40 上部翼形セクション
41 外面
42 正圧面セクション
44 負圧面セクション
46 前縁部
48 後縁部
50 下部翼形セクション
51 外面
52 正圧面セクション
54 負圧面セクション
56 前縁部
58 後縁部
60 移行セクション
61 外面
62 正圧面セクション
64 負圧面セクション
66 前縁部
68 後縁部
71 上部移行縁部
72 下部移行縁部
80 第1冷却通路
82 第2冷却通路
85 冷却孔
90 冷却媒体
92 第1冷却通路入口
94 第2冷却通路入口
96 第2冷却通路出口

Claims (10)

  1. 翼形(34)であって、
    各々が正圧面セクション(42,52)、負圧面セクション(44,54)、前縁部(46,56)、及び後縁部(48,58)を含む外面(41,51)を有する上部翼形セクション(40)及び下部翼形セクション(50)と、
    前記下部翼形セクション(50)内に少なくとも部分的に規定され、それを通して冷却媒体(90)を流して、前記翼形(34)の少なくとも一部を冷却するように構成された少なくとも1つの冷却通路(80)と、
    前記上部翼形セクション(40)と下部翼形セクション(50)の間に配置され、前記少なくとも1つの冷却通路(80)に流動的に接続された少なくとも1つの冷却孔(85)を規定する外面(61)を有する移行セクション(60)とからなっており、
    前記冷却媒体(90)の少なくとも一部は、前記少なくとも1つの冷却孔(85)を通って排出される、翼形(34)。
  2. 前記移行セクション(60)の前記外面(61)の少なくとも一部は、前記上部翼形セクション(40)及び前記下部翼形セクション(50)の前記外面(41,51)とほぼ非同一平面上にある、請求項1に記載の翼形(34)。
  3. 前記少なくとも1つの冷却孔(85)は、前記上部翼形セクション(40)及び前記下部翼形セクション(50)の前記正圧面セクション(42,52)に隣接して配置される、請求項1〜2のいずれかに記載の翼形(34)。
  4. 前記少なくとも1つの冷却孔(85)は、前記上部翼形セクション(40)及び前記下部翼形セクション(50)の前記負圧面セクション(44,54)に隣接して配置される、請求項1〜3のいずれかに記載の翼形(34)。
  5. 前記少なくとも1つの冷却孔(85)は、前記上部翼形セクション(40)及び前記下部翼形セクション(50)の前記前縁部(46,56)に隣接して配置される、請求項1〜4のいずれかに記載の翼形(34)。
  6. 前記少なくとも1つの冷却孔(85)は、前記上部翼形セクション(40)及び前記下部翼形セクション(50)の前記後縁部(48,58)に隣接して配置される、請求項1〜5のいずれかに記載の翼形(34)。
  7. 前記少なくとも1つの冷却通路(80)は複数の冷却通路(80)であり、前記少なくとも1つの冷却孔(85)は複数の冷却孔(85)である、請求項1〜6のいずれかに記載の翼形(34)。
  8. 前記複数の冷却孔(85)は、前記翼形(34)の外周の周囲に配置される、請求項7に記載の翼形(34)。
  9. 前記複数の冷却通路(80)は、複数の第1冷却通路(80)及び複数の第2冷却通路(82)を含んでおり、前記複数の冷却孔(85)は、前記複数の第1冷却通路(80)のみに流動的に接続される、請求項7〜8のいずれかに記載の翼形(34)。
  10. 前記複数の第2冷却通路(82)は、前記上部翼形セクション(40)内に更に規定される、請求項9に記載の翼形(34)。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9638041B2 (en) 2013-10-23 2017-05-02 General Electric Company Turbine bucket having non-axisymmetric base contour
US9376927B2 (en) 2013-10-23 2016-06-28 General Electric Company Turbine nozzle having non-axisymmetric endwall contour (EWC)
US9797258B2 (en) 2013-10-23 2017-10-24 General Electric Company Turbine bucket including cooling passage with turn
US9528379B2 (en) 2013-10-23 2016-12-27 General Electric Company Turbine bucket having serpentine core
US9347320B2 (en) 2013-10-23 2016-05-24 General Electric Company Turbine bucket profile yielding improved throat
US9551226B2 (en) 2013-10-23 2017-01-24 General Electric Company Turbine bucket with endwall contour and airfoil profile
US9670784B2 (en) 2013-10-23 2017-06-06 General Electric Company Turbine bucket base having serpentine cooling passage with leading edge cooling
CN106715834B (zh) * 2014-09-18 2019-01-08 西门子公司 燃气涡轮发动机中的翼型及用于形成这种翼型的芯部结构
US10107108B2 (en) 2015-04-29 2018-10-23 General Electric Company Rotor blade having a flared tip

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261789A (en) * 1992-08-25 1993-11-16 General Electric Company Tip cooled blade
JPH0842302A (ja) * 1994-07-28 1996-02-13 Hitachi Ltd ガスタービンおよびガスタービン動翼装置
JP2000291404A (ja) * 1998-12-21 2000-10-17 General Electric Co <Ge> テーパ付先端リブを備えたタービン羽根
JP2002235503A (ja) * 2001-01-09 2002-08-23 General Electric Co <Ge> タービンブレード先端温度を低下させるための方法及び装置
JP2002276302A (ja) * 2001-02-09 2002-09-25 General Electric Co <Ge> タービンブレード先端域の温度を低下させるための方法、翼形部およびタービンエンジン
JP2004028093A (ja) * 2002-05-31 2004-01-29 General Electric Co <Ge> タービンブレード先端領域の温度を低下させる方法及び装置
JP2006077773A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 General Electric Co <Ge> 先端に溝を備えたタービン動翼

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR949459A (fr) * 1947-07-09 1949-08-31 Aubes pour rotors
US3623825A (en) * 1969-11-13 1971-11-30 Avco Corp Liquid-metal-filled rotor blade
JPH102201A (ja) * 1996-06-17 1998-01-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの動翼
US6554575B2 (en) * 2001-09-27 2003-04-29 General Electric Company Ramped tip shelf blade
US7080971B2 (en) * 2003-03-12 2006-07-25 Florida Turbine Technologies, Inc. Cooled turbine spar shell blade construction
US6932577B2 (en) 2003-11-21 2005-08-23 Power Systems Mfg., Llc Turbine blade airfoil having improved creep capability
US6997679B2 (en) * 2003-12-12 2006-02-14 General Electric Company Airfoil cooling holes
US7246992B2 (en) * 2005-01-28 2007-07-24 General Electric Company High efficiency fan cooling holes for turbine airfoil
US7163373B2 (en) 2005-02-02 2007-01-16 Siemens Power Generation, Inc. Vortex dissipation device for a cooling system within a turbine blade of a turbine engine
US7744347B2 (en) * 2005-11-08 2010-06-29 United Technologies Corporation Peripheral microcircuit serpentine cooling for turbine airfoils
US7762774B2 (en) 2006-12-15 2010-07-27 Siemens Energy, Inc. Cooling arrangement for a tapered turbine blade
US7901180B2 (en) 2007-05-07 2011-03-08 United Technologies Corporation Enhanced turbine airfoil cooling
US7988420B2 (en) 2007-08-02 2011-08-02 General Electric Company Airfoil shape for a turbine bucket and turbine incorporating same
US20090169394A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-02 General Electric Company Method of forming cooling holes and turbine airfoil with hybrid-formed cooling holes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261789A (en) * 1992-08-25 1993-11-16 General Electric Company Tip cooled blade
JPH0842302A (ja) * 1994-07-28 1996-02-13 Hitachi Ltd ガスタービンおよびガスタービン動翼装置
JP2000291404A (ja) * 1998-12-21 2000-10-17 General Electric Co <Ge> テーパ付先端リブを備えたタービン羽根
JP2002235503A (ja) * 2001-01-09 2002-08-23 General Electric Co <Ge> タービンブレード先端温度を低下させるための方法及び装置
JP2002276302A (ja) * 2001-02-09 2002-09-25 General Electric Co <Ge> タービンブレード先端域の温度を低下させるための方法、翼形部およびタービンエンジン
JP2004028093A (ja) * 2002-05-31 2004-01-29 General Electric Co <Ge> タービンブレード先端領域の温度を低下させる方法及び装置
JP2006077773A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 General Electric Co <Ge> 先端に溝を備えたタービン動翼

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