JP2018059500A - 多壁ブレードのための冷却回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多壁ブレード(6)のための冷却回路は、前記多壁ブレード(6)の正圧面(8)に隣接する表面を有する正圧側空洞(20A)と、前記多壁ブレード(6)の負圧面(10)に隣接する表面を有する負圧側空洞(22A)と、前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記正圧側空洞(20A)および前記負圧側空洞(22A)の前方に位置する第1の前縁空洞(18B)と、前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記第1の前縁空洞(18B)の前方に位置する第2の前縁空洞(18A)とを含む。
【選択図】図2
Description
[実施態様1]
多壁ブレード(6)のための冷却回路(30)であって、
前記多壁ブレード(6)の正圧面(8)に隣接する表面(46)を有する正圧側空洞(20A)と、
前記多壁ブレード(6)の負圧面(10)に隣接する表面(50)を有する負圧側空洞(22A)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記正圧側空洞(20A)および前記負圧側空洞(22A)の前方に位置する第1の前縁空洞(18B)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記第1の前縁空洞(18B)の前方に位置する第2の前縁空洞(18A)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の前縁(14)に流体結合させる少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の先端(68)に流体結合させる少なくとも1つのチャネル(66)と
を備える冷却回路(30)。
[実施態様2]
前記正圧側空洞(20A)と前記負圧側空洞(22A)との間で分割され、第1の部分(34)が前記正圧側空洞(20A)へと導かれ、第2の部分(36)が前記負圧側空洞(22A)へと導かれる冷却空気の流れ(32)と、
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)を前記正圧側空洞(20A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導くターン(40)と、
前記冷却空気の流れの前記第2の部分(36)を前記負圧側空洞(22A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導き、前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)を前記第1の前縁空洞(18B)において再び組み合わせ、再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)とするターン(42)と、
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)を前記第1の前縁空洞(18B)から前記第2の前縁空洞(18A)へと導くターン(54)と
をさらに備える実施態様1に記載の冷却回路(30)。
[実施態様3]
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(60)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)を通って前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)のフィルム冷却をもたらす、実施態様2に記載の冷却回路(30)。
[実施態様4]
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(64)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つのチャネル(66)を通って前記多壁ブレード(6)の先端(68)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記先端(68)のフィルム冷却をもたらす、実施態様2に記載の冷却回路(30)。
[実施態様5]
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)ならびに前記第2の前縁空洞(18A)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第1の方向に流れ、前記第1の前縁空洞(18B)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第2の方向に流れる、実施態様2に記載の冷却回路(30)。
[実施態様6]
前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きである、実施態様5に記載の冷却回路(30)。
[実施態様7]
前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きである、実施態様5に記載の冷却回路(30)。
[実施態様8]
多壁タービンブレード(6)と、
前記多壁タービンブレード(6)内に配置された冷却回路(30)と
を備えており、
前記冷却回路(30)は、
前記多壁ブレード(6)の正圧面(8)に隣接する表面(46)を有する正圧側空洞(20A)と、
前記多壁ブレード(6)の負圧面(10)に隣接する表面(50)を有する負圧側空洞(22A)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記正圧側空洞(20A)および前記負圧側空洞(22A)の前方に位置する第1の前縁空洞(18B)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記第1の前縁空洞(18B)の前方に位置する第2の前縁空洞(18A)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の前縁(14)に流体結合させる少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の先端(68)に流体結合させる少なくとも1つのチャネル(66)と
を備える装置。
[実施態様9]
前記冷却回路(30)は、
前記正圧側空洞(20A)と前記負圧側空洞(22A)との間で分割され、第1の部分(34)が前記正圧側空洞(20A)へと導かれ、第2の部分(36)が前記負圧側空洞(22A)へと導かれる冷却空気の流れ(32)と、
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)を前記正圧側空洞(20A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導くターン(40)と、
前記冷却空気の流れの前記第2の部分(36)を前記負圧側空洞(22A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導き、前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)を前記第1の前縁空洞(18B)において再び組み合わせ、再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)とするターン(42)と、
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)を前記第1の前縁空洞(18B)から前記第2の前縁空洞(18A)へと導くターン(54)と
をさらに備える実施態様8に記載の装置。
[実施態様10]
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(60)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)を通って前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)のフィルム冷却をもたらす、実施態様9に記載の装置。
[実施態様11]
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(64)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つのチャネル(66)を通って前記多壁ブレード(6)の先端(68)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記先端(68)のフィルム冷却をもたらす、実施態様9に記載の装置。
[実施態様12]
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)ならびに前記第2の前縁空洞(18A)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第1の方向に流れ、前記第1の前縁空洞(18B)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第2の方向に流れる、実施態様9に記載の装置。
[実施態様13]
前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きである、実施態様12に記載の装置。
[実施態様14]
前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きである、実施態様12に記載の装置。
[実施態様15]
圧縮機構成要素(104)と、燃焼器構成要素(110)と、タービン構成要素(116)とを含んでおり、前記タービン構成要素(116)は、複数のターボ機械ブレード(2)を含み、前記ターボ機械ブレード(2)のうちの少なくとも1つは、多壁ブレード(6)を含んでいるガスタービンシステムと、
前記多壁ブレード(6)内に配置された冷却回路(30)と
を備えており、
前記冷却回路(30)は、
前記多壁ブレード(6)の正圧面(8)に隣接する表面(46)を有する正圧側空洞(20A)と、
前記多壁ブレード(6)の負圧面(10)に隣接する表面(50)を有する負圧側空洞(22A)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記正圧側空洞(20A)および前記負圧側空洞(22A)の前方に位置する第1の前縁空洞(18B)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記第1の前縁空洞(18B)の前方に位置する第2の前縁空洞(18A)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の前縁(14)に流体結合させる少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の先端(68)に流体結合させる少なくとも1つのチャネル(66)と
を備えるターボ機械(102)。
[実施態様16]
前記冷却回路(30)は、
前記正圧側空洞(20A)と前記負圧側空洞(22A)との間で分割され、第1の部分(34)が前記正圧側空洞(20A)へと導かれ、第2の部分(36)が前記負圧側空洞(22A)へと導かれる冷却空気の流れ(32)と、
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)を前記正圧側空洞(20A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導くターン(40)と、
前記冷却空気の流れの前記第2の部分(36)を前記負圧側空洞(22A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導き、前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)を前記第1の前縁空洞(18B)において再び組み合わせ、再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)とするターン(42)と、
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)を前記第1の前縁空洞(18B)から前記第2の前縁空洞(18A)へと導くターン(54)と
をさらに備える、実施態様15に記載のターボ機械(102)。
[実施態様17]
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の第1の部分(60)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)を通って前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)のフィルム冷却をもたらし、前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の第2の部分(64)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つのチャネル(66)を通って前記多壁ブレード(6)の先端(68)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記先端(68)のフィルム冷却をもたらす、実施態様16に記載のターボ機械(102)。
[実施態様18]
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)ならびに前記第2の前縁空洞(18A)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第1の方向に流れ、前記第1の前縁空洞(18B)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第2の方向に流れる、実施態様16に記載のターボ機械(102)。
[実施態様19]
前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きである、実施態様18に記載のターボ機械(102)。
[実施態様20]
前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きである、実施態様12に記載のターボ機械(102)。
3 プラットフォーム
4 シャンク
5 正圧側プラットフォーム
6 多壁ブレード
7 負圧側プラットフォーム
8 正圧面
10 負圧面
14 前縁
16 後縁
18A、18B 前縁空洞
20A〜20D 正圧側空洞
22A〜22E 負圧側空洞
24A〜24C 後縁空洞
26 中央空洞
30 前縁冷却回路
32 冷却空気
34 冷却空気の第1の部分
36 冷却空気の第2の部分
38 先端領域、基部
40 ターン
42 ターン
46 表面
48 表面
50 表面
52 表面
54 ターン
56 基部
58 基部
60 表面
62 フィルム孔
64 冷却空気の流れの一部
66 チャネル
68 先端
70 先端フィルム
102 ガスターボ機械、ガスタービンシステム
104 圧縮機
106 空気
108 圧縮された空気
110 燃焼器
112 燃料
114 燃焼ガス
116 タービン
118 シャフト
120 外部負荷
130 冷却回路
132 冷却空気
134 冷却空気の流れの部分
136 冷却空気の流れの部分
160 冷却空気の流れの一部
164 冷却空気の流れの一部
Claims (14)
- 多壁ブレード(6)のための冷却回路(30)であって、
前記多壁ブレード(6)の正圧面(8)に隣接する表面(46)を有する正圧側空洞(20A)と、
前記多壁ブレード(6)の負圧面(10)に隣接する表面(50)を有する負圧側空洞(22A)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記正圧側空洞(20A)および前記負圧側空洞(22A)の前方に位置する第1の前縁空洞(18B)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記第1の前縁空洞(18B)の前方に位置する第2の前縁空洞(18A)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の前縁(14)に流体結合させる少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の先端(68)に流体結合させる少なくとも1つのチャネル(66)と
を備える冷却回路(30)。 - 前記正圧側空洞(20A)と前記負圧側空洞(22A)との間で分割され、第1の部分(34)が前記正圧側空洞(20A)へと導かれ、第2の部分(36)が前記負圧側空洞(22A)へと導かれる冷却空気の流れ(32)と、
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)を前記正圧側空洞(20A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導くターン(40)と、
前記冷却空気の流れの前記第2の部分(36)を前記負圧側空洞(22A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導き、前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)を前記第1の前縁空洞(18B)において再び組み合わせ、再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)とするターン(42)と、
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)を前記第1の前縁空洞(18B)から前記第2の前縁空洞(18A)へと導くターン(54)と
をさらに備える請求項1に記載の冷却回路(30)。 - 前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(60)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)を通って前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)のフィルム冷却をもたらす、請求項2に記載の冷却回路(30)。
- 前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(64)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つのチャネル(66)を通って前記多壁ブレード(6)の先端(68)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記先端(68)のフィルム冷却をもたらす、請求項2に記載の冷却回路(30)。
- 前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)ならびに前記第2の前縁空洞(18A)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第1の方向に流れ、前記第1の前縁空洞(18B)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第2の方向に流れる、請求項2に記載の冷却回路(30)。
- 前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きである、請求項5に記載の冷却回路(30)。
- 前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きである、請求項5に記載の冷却回路(30)。
- 多壁タービンブレード(6)と、
前記多壁タービンブレード(6)内に配置された冷却回路(30)と
を備えており、
前記冷却回路(30)は、
前記多壁ブレード(6)の正圧面(8)に隣接する表面(46)を有する正圧側空洞(20A)と、
前記多壁ブレード(6)の負圧面(10)に隣接する表面(50)を有する負圧側空洞(22A)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記正圧側空洞(20A)および前記負圧側空洞(22A)の前方に位置する第1の前縁空洞(18B)と、
前記多壁ブレード(6)の前記正圧面(8)および前記負圧面(10)に隣接する表面を有し、前記第1の前縁空洞(18B)の前方に位置する第2の前縁空洞(18A)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の前縁(14)に流体結合させる少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)と、
前記第2の前縁空洞(18A)を前記多壁ブレード(6)の先端(68)に流体結合させる少なくとも1つのチャネル(66)と
を備える装置。 - 前記冷却回路(30)は、
前記正圧側空洞(20A)と前記負圧側空洞(22A)との間で分割され、第1の部分(34)が前記正圧側空洞(20A)へと導かれ、第2の部分(36)が前記負圧側空洞(22A)へと導かれる冷却空気の流れ(32)と、
前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)を前記正圧側空洞(20A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導くターン(40)と、
前記冷却空気の流れの前記第2の部分(36)を前記負圧側空洞(22A)から前記第1の前縁空洞(18B)へと導き、前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)を前記第1の前縁空洞(18B)において再び組み合わせ、再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)とするターン(42)と、
前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)を前記第1の前縁空洞(18B)から前記第2の前縁空洞(18A)へと導くターン(54)と
をさらに備える請求項8に記載の装置。 - 前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(60)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つの前縁フィルム孔(62)を通って前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記前縁(14)のフィルム冷却をもたらす、請求項9に記載の装置。
- 前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)の一部(64)が、前記第2の前縁空洞(18A)から前記少なくとも1つのチャネル(66)を通って前記多壁ブレード(6)の先端(68)へと排出され、前記多壁ブレード(6)の前記先端(68)のフィルム冷却をもたらす、請求項9に記載の装置。
- 前記冷却空気の流れの前記第1の部分(34)および前記第2の部分(36)ならびに前記第2の前縁空洞(18A)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第1の方向に流れ、前記第1の前縁空洞(18B)における前記再び組み合わせられた冷却空気の流れ(32)は、前記多壁ブレード(6)を通って第2の方向に流れる、請求項9に記載の装置。
- 前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きである、請求項12に記載の装置。
- 前記第1の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向内向きであり、前記第2の方向は、前記多壁ブレード(6)を通って径方向外向きである、請求項12に記載の装置。
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