JP2013117227A - 冷却タービンブレードおよびタービンブレードを冷却する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却タービンブレード100のチップシュラウド128は、エーロフォイル112から周方向に延び、それ自体の内部に中心プレナムおよび周辺プレナムを画成する。エーロフォイルは、エーロフォイルの後縁部分付近でエーロフォイルを通って径方向に延びる後部エーロフォイル冷却通路162を画成する。エーロフォイルはまた、冷却流体の後部流を後部エーロフォイル冷却通路に供給するための後部冷却入口も画成する。エーロフォイルはまた、冷却流体の後部流を後部エーロフォイル冷却通路から周辺プレナムに排出するための少なくとも1つの後部冷却出口も画成する。チップシュラウドは、冷却流体の後部流を周辺プレナムから排出するための少なくとも1つの周辺プレナム孔を画成する。
【選択図】図1
Description
112 エーロフォイル
114 翼根部
116 前縁部分
118 後縁部分
120 凹状正圧面
124 シャンク
126 蟻継ぎ
128 チップシュラウド
130 ブレード先端
136 支承面
138 支承面
140 バッフル
142 内部中心冷却室
144 中心プレナム
146 周辺プレナム
150 衝突穴
152 衝突領域
156 周辺プレナム孔
158 周辺プレナム孔
160 中心エーロフォイル冷却通路
162 後部エーロフォイル冷却通路
Claims (17)
- 冷却タービンブレードをタービンロータに固定するための翼根部と、
前記翼根部から径方向軸に沿って延び、エーロフォイルの後縁部分付近でエーロフォイルを通って径方向に延びる後部エーロフォイル冷却通路を画成するエーロフォイルと、
前記エーロフォイルの径方向外側端部に配設され、前記エーロフォイルから周方向に延び、チップシュラウド内部に中心プレナムおよび周辺プレナムを画成するチップシュラウドとを備え、
前記エーロフォイルは、冷却流体の後部流を前記後部エーロフォイル冷却通路に供給するための後部冷却入口を画成し、冷却流体の前記後部流を前記後部エーロフォイル冷却通路から前記周辺プレナムに排出するための少なくとも1つの後部冷却出口を画成し、
前記チップシュラウドは、前記周辺プレナムからの冷却流体の前記後部流を排出するための少なくとも1つの周辺プレナム孔を画成する、冷却タービンブレード。 - 前記エーロフォイルが前記エーロフォイルの中心部を通って径方向に延びる1つまたは複数の中心エーロフォイル冷却通路を画成し、前記エーロフォイルが冷却流体の中心流を前記1つまたは複数の中心エーロフォイル冷却通路に供給するための中心冷却入口を画成し、冷却流体の前記中心流を前記1つまたは複数の中心エーロフォイル冷却通路から前記中心プレナムに排出するための少なくとも1つの中心冷却出口を画成する、請求項1記載の冷却タービンブレード。
- 前記チップシュラウドが、衝突冷却流体の流れを形成しそれを前記中心プレナムから目標面に向かって方向付けるための少なくとも1つの中心プレナム衝突穴を画成する、請求項2記載の冷却タービンブレード。
- 前記チップシュラウドが、衝突冷却流体の流れを形成しそれを前記周辺プレナムから目標面に向かって方向付けるための少なくとも1つの周辺プレナム衝突穴を画成する、請求項1記載の冷却タービンブレード。
- 前記後部エーロフォイル冷却通路が円形の断面形状を有する、請求項1記載の冷却タービンブレード。
- 前記後部エーロフォイル冷却通路が、前記エーロフォイルの前記後縁部分の外形に一致するように構成された断面形状を有する、請求項1記載の冷却タービンブレード。
- 前記後部エーロフォイル冷却通路の第1の壁面が前記エーロフォイルの前記後縁部分の正圧面に実質的に平行であり、前記後部エーロフォイル冷却通路の第2の壁面が前記エーロフォイルの前記後縁部分の負圧面に実質的に平行である、請求項6記載の冷却タービンブレード。
- 前記少なくとも1つの中心冷却出口の総断面積が、前記少なくとも1つの中心プレナム衝突穴の総断面積より大きい、請求項3記載の冷却タービンブレード。
- 前記少なくとも1つの後部冷却出口の総断面積が、前記少なくとも1つの周辺プレナム衝突穴の総断面積より大きい、請求項4記載の冷却タービンブレード。
- 前記目標面が、前記エーロフォイルと前記チップシュラウドとの間の隅肉の内壁を含む、請求項3記載の冷却タービンブレード。
- 前記目標面が、前記エーロフォイルと前記チップシュラウドとの間の隅肉の内壁を含む、請求項4記載の冷却タービンブレード。
- 前記チップシュラウドが、別の冷却タービンブレードの別のチップシュラウドと係合するための支承面を有する、請求項1記載の冷却タービンブレード。
- 前記少なくとも1つの周辺プレナム孔が前記支承面に隣接して配設されている、請求項12記載の冷却タービンブレード。
- エーロフォイルおよび前記エーロフォイルの先端から周方向に延びるチップシュラウドを有するタービンブレードを冷却する方法であって、
a)前記チップシュラウド内に中心プレナムおよび周辺プレナムを設けるステップと、
b)冷却流体の供給を中心冷却流および周辺冷却流に分離するステップと、
c)前記周辺冷却流を、前記エーロフォイルの後縁部分から前記周辺冷却流に熱伝達するように、前記エーロフォイルの前記後縁部分付近で前記エーロフォイルを通って径方向に延びる後部エーロフォイル冷却通路を通って方向付けるステップと、
d)前記中心冷却流を、中心部から前記中心冷却流に熱伝達するように、前記エーロフォイルの前記中心部を通って延びる1つまたは複数の中心エーロフォイル冷却通路を通って方向付けるステップと、
e)前記周辺冷却流を前記後部エーロフォイル冷却通路から前記周辺プレナムに方向付けるステップと、
f)前記中心冷却流を前記1つまたは複数の中心エーロフォイル冷却通路から前記中心プレナムに方向付けるステップと、
g)前記周辺冷却流を前記周辺プレナムから排出するステップと、
h)前記中心冷却流を前記中心プレナムから排出するステップとを含む方法。 - 前記中心冷却流の少なくとも一部分を、少なくとも1つの衝突穴を通って目標面に向かって方向付けるステップをさらに含む、請求項14記載の方法。
- 前記周辺冷却流の少なくとも一部分を、少なくとも1つの衝突穴を通って目標面に向かって方向付けるステップをさらに含む、請求項14記載の方法。
- 冷却タービンブレードをタービンロータに固定するための翼根部と、
前記翼根部から径方向軸に沿って延び、エーロフォイルの後縁部分付近でエーロフォイルを通って径方向に延びる後部エーロフォイル冷却通路を画成するエーロフォイルと、
前記エーロフォイルの径方向外側端部に配設され、前記エーロフォイルから周方向に延び、チップシュラウド内部に中心プレナムおよび周辺プレナムを画成するチップシュラウドとを備え、
前記エーロフォイルは、冷却流体の後部流を前記後部エーロフォイル冷却通路に供給するための後部冷却入口を画成し、冷却流体の前記後部流を前記後部エーロフォイル冷却通路から前記周辺プレナムに排出するための少なくとも1つの後部冷却出口を画成し、
前記中心プレナムが前記周辺プレナムと流体連通している、冷却タービンブレード。
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