JP2011513636A5

JP2011513636A5 -

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Publication number: JP2011513636A5
Application number: JP2010549080A
Authority: JP
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2029-02-17

Description

冷却流１６が大量の質量流量で又は少ない質量流量で流出する場合には、スリットに配置されている障害物若しくは制御部材による後縁冷却流の減少は常に不都合である。このような構成では、図２のように流出スリットの出口に、収束する噴流構造１８が冷却流に形成される。噴流構造１８には、あまり冷却されない、ひいては高められた温度に曝されている中間領域１９がもたらされる。また、少ない質量流量の理由は再冷却された空気が使用されることにある。

発明の開示
本発明は対策を講じている。本発明の課題は、公知の翼の上記欠点を回避し、冷却媒体の質量流量が小さい場合でも、特に翼の後縁の平面における均一な冷却を特徴とする、ガスタービン翼を提供することである。

上記課題は、請求項１の全特徴により達成される。本発明にとって、流出スリットにおける制御部材の列若しくは配置において、種々異なって構成された制御部材が所定の配列で設けられているということが重要である。種々異なって構成された制御部材の列は、特に２つの機能を満たす。
・１つには、種々異なって構成された制御部材は流出スリットを通って流出する冷却流を、質量流量への有利な影響を意図した制御をもたらすようにブロックする。
・もう１つには、種々異なって構成された制御部材は、流出スリットと後縁との間の面の良好なカバー面積を冷却媒体フィルムによって保証するために、均等に分配された冷却流を提供する。

先行技術に基づく、後縁の上流に配置された流出スリットによる後縁の冷却部を備えた、ガスタービン翼の一部分を簡略的に示す斜視図である。公知の後縁冷却部における不都合な効果を示す概略図である。交互に配置した２つの制御部材の構成を備えた本発明に係る、質量流量を減じる種々異なる制御部材の配置のための第１の実施の形態を示す図である。それぞれ３つの部材毎に繰り返すように交互に配置した、２つの構造の制御部材を備えた本発明に係る、質量流量を減じる種々異なる制御部材の配置のための第２の実施の形態を示す図である。それぞれ４つの部材毎に繰り返すように交互に配置した、２つの構造の制御部材を備えた本発明に係る、質量流量を減じる種々異なる制御部材の配置のための第３の実施の形態である。所望に交互に配置されている２つの構造の制御部材を備えた本発明に係る、質量流量を減じる種々異なる制御部材の配置のための別の実施の形態であり、水滴状の制御部材は流出スリットを越えて延びている。

全体的に、冷却媒体の比較的小さな質量流量を翼の後縁に沿って流出させたいあらゆる場所において、種々異なって構成された絞り部材の上記交互の配置を使用することができる。即ち、上記交互の配置は、
・壁付近にて冷却が行われる案内翼又は動翼において、
・再冷却された冷却空気が使用される構成要素において、
・ガスタービンの、環状の開口又は場合によっては流出スリット又は類似の流出開口を有する付加的な冷却段において
使用することができる。

Claims

ガスタービンのための翼（２０，２０′，２０″）であって、該翼（２０，２０′，２０″）は長手方向に延在して前縁（１１）と後縁（１３）とを有しており、該前縁（１１）と後縁（１３）との間において翼（２０，２０′，２０″）は前記長手方向に対して横方向に、受圧面（２３）と吸込み面（２４）とを形成して延びており、翼（２０，２０′，２０″）は、冷却媒体（１６）の流出のための前記長手方向に延在する流出スリット（１４）を後縁（１３）近傍に有しており、流出スリット（１４）を通って流出する冷却媒体（１６）の質量流量を制御する制御部材（２１，２２）の列が、前記長手方向に分配されて少なくとも流出スリット（１４）に配置されている、ガスタービンのための翼において、
制御部材（２１，２２）の前記列に、種々異なって形成された制御部材（２１，２２）の所定の配列が設けられていて、
流出スリット（１４）は翼（２０，２０′，２０″）の後縁（１３）の上流に間隔を持って配置されていることを特徴とする、ガスタービンのための翼。
制御部材（２１，２２）の前記列に、種々異なる横断面の輪郭を備えた少なくとも２つの構造の制御部材（２１，２２）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の翼。
前記少なくとも２つの構造の前記制御部材のうちの一方の構造（２１）が、前記冷却媒体の流れ方向に延びている縦長の水滴状の横断面の形状を有しており、前記少なくとも２つの構造の前記制御部材のうちの他方の構造（２２）が、ほぼ円形状の横断面形状を有していることを特徴とする、請求項２記載の翼。
前記２つの構造の制御部材（２１，２２）は交互に直列に配置されていることを特徴とする、請求項２又は３記載の翼。
一方の構造（２１，２２）の２つの前記制御部材の間に、他方の構造（２２，２１）の複数の前記制御部材が直列に配置されていることを特徴とする、請求項２又は３記載の翼。
一方の構造（２１，２２）の２つの前記制御部材の間に、他方の構造（２２，２１）の２つ又は３つの前記制御部材が直列に配置されていることを特徴とする、請求項５記載の翼。
流出スリット（１４）は翼（２０，２０′，２０″）の受圧面（２３）に配置されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項記載の翼。
少なくとも１つの制御部材（２１，２２）は流出スリット（１４）の横断面の全幅に関して、流出スリット（１４）の一方の貫流壁に対してヘッド側のエアギャップを持って形成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の翼。
前記エアギャップは種々異なる大きさを有していることを特徴とする、請求項８記載の翼。
水滴状の制御部材（２１′）は流出スリット（１４）を越えて延びていることを特徴とする、請求項３又は請求項３を引用する請求項４から９までのいずれか一項記載の翼。
制御部材（２１，２１′，２２）によりもたらされる横断面の狭幅部は２０〜９０％にあることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項記載の翼。