JP2011522158A - 調量冷却空洞を備えたタービン翼形部 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3
Description
12 ファン
14 低圧圧縮機
16 低圧タービン(LPT)
18 高圧圧縮機(HPC)
20 燃焼器
22 高圧タービン(HPT)
24 高圧ノズル
26 翼形形状中空ベーン
28 弓形セグメント内側バンド
30 弓形セグメント外側バンド
32 ノズルセグメント
33 ロータ
34 翼形形状タービンブレード
36 ディスク
38 正圧側壁
40 負圧側壁
42 前縁
44 後縁
46 前縁空洞
48 後縁空洞
50 リブ
52 インピンジメント冷却挿入体
54 インピンジメント冷却挿入体
56 インピンジメント冷却孔
58 インピンジメント冷却孔
60 フィルム冷却孔
62 入口
64 入口
66 後縁冷却通路
68 調量空洞
70 フィルム冷却孔
72 調量プレート
74 調量孔
124 高圧タービンノズル
126 翼形形状中空ベーン
128 弓形セグメント内側バンド
130 弓形セグメント外側バンド
132 ノズルセグメント
138 正圧側壁
140 負圧側壁
142 前縁
144 後縁
146 前縁空洞
148 後縁空洞
150 リブ
151 交差壁
152 インピンジメント冷却挿入体
154 インピンジメント冷却挿入体
156 インピンジメント冷却孔
158 インピンジメント冷却孔
160 フィルム冷却孔
162 入口
164 入口
166 後縁冷却通路
168 調量空洞
170 フィルム冷却孔
174 調量孔
T スロート部
T’ スロート部
Claims (24)
- ガスタービンエンジン用のタービン翼形部であって、
(a)前縁及び後縁間で延びる間隔を置いて配置された正圧及び負圧側壁と、
(b)前記正圧及び負圧側壁間に配置され、前記エンジン内の供給源から冷却空気を供給されるようになっておりかつ該翼形部の外部表面と連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結された第1の空洞と、
(c)前記正圧及び負圧側壁間に配置され、前記エンジン内の供給源から冷却空気を供給されるようになっておりかつ該翼形部の負圧側壁とだけ連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結された第2の空洞と、
(d)前記第2の空洞内への空気流量を実質的に制限するようになった調量構造体と、を含む、
タービン翼形部。 - 前記調量構造体が、前記第2の空洞の遠位端部を閉鎖しかつそれを貫通して形成された調量孔を有する調量プレートを含む、請求項1記載のタービン翼形部。
- インピンジメント冷却孔を貫通させた挿入体が、前記第1の空洞内に配置される、請求項1記載のタービン翼形部。
- 前記正圧及び負圧側壁間に配置された第3の空洞をさらに含み、
前記第3の空洞が、前記エンジン内の供給源から冷却空気を供給されるようになっておりかつ該翼形部の外部表面と連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結される、
請求項1記載のタービン翼形部。 - インピンジメント冷却孔を貫通させた挿入体が、前記第3の空洞内に配置される、請求項4記載のタービン翼形部。
- 前記第1の空洞が、前記後縁に隣接して配置され、
前記第2の空洞が、前記負圧側壁に隣接して配置され、また
前記第3の空洞が、前記前縁に隣接して配置される、
請求項4記載のタービン翼形部。 - 前記第1及び第3の空洞が、共通壁によって分離される、請求項6記載のタービン翼形部。
- (a)前記第1の空洞が、開放半径方向外側端部を有し、
(b)前記調量構造体が、前記第2の空洞の半径方向外側端部に配置され、また
(c)前記第3の空洞が、開放半径方向内側端部を有する、
請求項4記載のタービン翼形部。 - 弓形内側及び外側バンド間に間隔を置いた状態で配置された請求項1記載の前記タービン翼形部の少なくとも2つを含むタービンノズル。
- (a)最小断面積のスロート部が、前記タービン翼形部の1つの正圧側壁及び該タービン翼形部の隣接する翼形部の負圧側壁間に形成され、また
(b)各前記タービン翼形部の負圧側壁とだけ連結した前記少なくとも1つのフィルム冷却孔が、前記スロート部の上流に出口を有する、
請求項9記載のタービンノズル。 - 各前記タービン翼形部の第2の空洞が、前記それぞれの負圧側壁に隣接して配置される、請求項9記載のタービンノズル。
- 前記第2の空洞が、前記第1の空洞から冷却空気を供給される、請求項9記載のタービンノズル。
- 前記調量構造体が、前記第1及び第2の空洞を分離した壁を含み、
前記壁が、それを貫通して形成された調量孔を有する、
請求項12記載のタービンノズル。 - ガスタービンエンジンにおいて、タービン翼形部の正圧及び負圧側壁間に配置されかつ該翼形部の外部表面と連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結された第1の空洞と前記正圧及び負圧側壁間に配置されかつ該翼形部の負圧側壁とだけ連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結された第2の空洞とをその各々が備えた少なくとも2つの間隔を置いて配置された中空のタービン翼形部を有するタービンノズルを冷却する方法であって、
(a)前記エンジン内の供給源から前記第1の空洞の各々に第1の圧力で冷却空気を導くステップと、
(b)前記第1の空洞から該第1の空洞に連結された前記少なくとも1つのフィルム冷却孔を通して冷却空気を排出するステップと、
(c)前記エンジン内の供給源から前記第2の空洞の各々に冷却空気を導くステップと、
(d)前記第2の空洞の各々内に冷却空気を導入する前に、該冷却空気の圧力を前記第1の圧力よりも実質的に低い第2の圧力に低下させるステップと、
(e)前記第2の空洞から該第2の空洞に連結された前記少なくとも1つのフィルム冷却孔を通して冷却空気を排出するステップと、を含む、
方法。 - 前記ステップ(d)の圧力低下が、前記第2の空洞内への空気流量を実質的に制限するようになった調量構造体を通して冷却空気を流すことによって実行される、請求項14記載の方法。
- 前記ステップ(b)の前に、前記第1の空洞の各々をインピンジメント冷却するステップをさらに含む、請求項14記載の方法。
- 前記タービン翼形部の各々が、前記正圧及び負圧側壁間に配置されかつ該翼形部の外部表面と連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結された第3の空洞を含み、該方法が、
(a)前記エンジン内の供給源から前記第3の空洞の各々に前記第1の圧力で冷却空気を導くステップと、
(b)前記第3の空洞から該第3の空洞に連結された前記少なくとも1つのフィルム冷却孔を通して冷却空気を排出するステップと、を含む、
請求項14記載の方法。 - 前記ステップ(b)の前に、前記第3の空洞の各々をインピンジメント冷却するステップをさらに含む、請求項17記載の方法。
- 前記第1の空洞が、前記タービン翼形部の後縁に隣接して配置され、前記第2の空洞が、前記負圧側壁に隣接して配置され、また前記第3の空洞が、前記タービン翼形部の前縁に隣接して配置される、請求項17記載の方法。
- (a)冷却空気が、前記第1の空洞の半径方向外側端部に供給され、
(b)冷却空気が、前記第2の空洞の半径方向外側端部に供給され、また
(c)冷却空気が、前記第3の空洞の半径方向内側端部に供給される、
請求項17記載の方法。 - (a)最小断面積のスロート部が、前記タービン翼形部の1つの正圧側壁及び該タービン翼形部の隣接する翼形部の負圧側壁間に形成され、また
(b)冷却空気が、前記スロート部の上流の位置において各前記タービン翼形部の負圧側壁とだけ連結した前記少なくとも1つのフィルム冷却孔から流出する、
請求項14記載の方法。 - 前記ステップ(c)が、前記第1の空洞の各々から前記第2の空洞の対応する空洞に冷却空気を流すことによって実行される、請求項14記載の方法。
- 前記圧力低下が、前記第1及び第2の空洞を分離した壁内における少なくとも1つの調量孔を通して冷却空気を流すことによって実行される、請求項22記載の方法。
- ガスタービンエンジン用のタービン翼形部であって、
(a)前縁及び後縁間で延びる間隔を置いて配置された正圧及び負圧側壁と、
(b)前記正圧及び負圧側壁間に配置され、前記エンジン内の供給源から冷却空気を供給されるようになっておりかつ該翼形部の外部表面と連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結された第1の空洞と、
(c)前記正圧及び負圧側壁間に配置され、それを貫通した少なくとも1つの調量孔を有する壁によって前記第1の空洞から分離されかつ該翼形部の負圧側壁とだけ連通した少なくとも1つのフィルム冷却孔に連結された第2の空洞と、
(d)前記第2の空洞内への空気流量を実質的に制限するようになった調量構造体と、を含む、
タービン翼形部。
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