JP3040660B2 - Gas Turbine Blade Platform Cooling Mechanism - Google Patents

Gas Turbine Blade Platform Cooling Mechanism

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JP3040660B2
JP3040660B2 JP6123432A JP12343294A JP3040660B2 JP 3040660 B2 JP3040660 B2 JP 3040660B2 JP 6123432 A JP6123432 A JP 6123432A JP 12343294 A JP12343294 A JP 12343294A JP 3040660 B2 JP3040660 B2 JP 3040660B2
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Japan
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platform
gas turbine
cooling mechanism
blade
air passage
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康意 富田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガスタービン動翼におけ
るプラットフォームの熱応力緩和構造を有する冷却機構
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling mechanism having a thermal stress relaxation structure for a platform in a gas turbine blade.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に代表的な従来のガスタービン中空
動翼の斜視断面図を示す。図において翼根11の底部か
ら流入した冷却空気は、矢印の方向に流れて動翼を冷却
する。即ち、前縁側12Aから流入した冷却空気は、フ
ィン13を有する曲がりくねった流路を流れて翼を冷却
し、チップシンニング14が設けられた翼頂部の穴Aか
ら流出して主ガス流れに合流する。また後縁側12Bか
ら流入した冷却空気は、フィン13が設けられた冷却通
路を矢印方向に流れ、ピンフィン15によって翼後縁を
冷却した後、穴又はスリットBから翼外へ流出して主ガ
ス流れに合流する。このような高度な冷却構造をもつ動
翼が円周方向に互いにプラットフォーム16を隣接させ
てディスク17に植え込まれている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective sectional view of a typical conventional gas turbine hollow rotor blade. In the figure, cooling air flowing from the bottom of the blade root 11 flows in the direction of the arrow to cool the moving blade. That is, the cooling air flowing from the leading edge side 12A flows through the meandering flow path having the fins 13 to cool the blade, flows out from the hole A at the blade top where the chip thinning 14 is provided, and joins the main gas flow. . The cooling air flowing in from the trailing edge side 12B flows in the direction of the arrow through the cooling passage provided with the fins 13 and cools the trailing edge of the blade by the pin fins 15, and then flows out of the blade through the hole or slit B to flow out the main gas. To join. The blades having such a high cooling structure are implanted in the disk 17 with the platforms 16 adjacent to each other in the circumferential direction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような中
空動翼は、翼根や翼に内部冷却を行う高度な冷却構造を
有するものであるが、冷却部位から突出した形状となっ
ている動翼プラットフォームについては殆ど無冷却であ
り、充分な冷却構造となっていない。このため高温ガス
タービン動翼プラットフォームの冷却が必要となるが、
これを効果的に冷却する際に発生する熱応力を緩和する
必要が生ずる。因にプラットフォームのガス流路側とプ
ラットフォーム下側のローター側では、1000℃以上
のガスとシール空気との温度差が生じている。本発明は
前記従来の問題点を解消するためになされたもので、プ
ラットフォーム表面を効果的に冷却すると共に、プラッ
トフォームの上面と下面との温度差による熱応力も緩和
できる信頼性の高いガスタービン動翼プラットフォーム
冷却機構を提供しようとするものである。
However, such a hollow moving blade has an advanced cooling structure for internally cooling a blade root and a blade, but has a shape protruding from a cooling portion. The platform is almost uncooled and does not have a sufficient cooling structure. This requires cooling the hot gas turbine blade platform,
There is a need to reduce the thermal stress generated when cooling this effectively. Incidentally, a temperature difference of 1000 ° C. or more between the gas and the seal air occurs between the gas flow path side of the platform and the rotor side below the platform. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has a highly reliable gas turbine operation which can effectively cool a platform surface and reduce thermal stress caused by a temperature difference between an upper surface and a lower surface of the platform. It is intended to provide a wing platform cooling mechanism.

【0004】このため本発明は、ガスタービン動翼のプ
ラットフォームの冷却機構において、プラットフォーム
に半径方向に向けて貫通する複数のシール空気流路孔を
設けると共に、同空気流路孔の各々の上面(プラットフ
ォーム上面)にシェイプトフィルム吹出口を設け、さら
に前記シール空気流路孔からプラットフォームの円周方
向端面に至るスリットを設けたことを特徴とするもの
で、これを課題解決のための手段とするものである。
Therefore, the present invention provides a cooling mechanism for a platform of a gas turbine blade, in which a plurality of seal air passage holes penetrating in a radial direction are provided on the platform, and the upper surface ( A shape film outlet is provided in the upper surface of the platform, and a slit extending from the seal air passage hole to the circumferential end face of the platform is provided, and this is used as a means for solving the problem. It is.

【0005】[0005]

【作用】本発明ではプラットフォームの半径方向に向け
て貫通するシール空気流路孔を設けると共に、同空気流
路孔の上面にシェイプトフィルム吹出口を設けたことに
よって、プラットフォーム下面を流れるシール空気は半
径方向のシール空気孔を通ってプラットフォーム上面に
流出するが、流出の際同空気孔の上面(プラットフォー
ム上面)に設けられたシェイプトフィルム吹出口によっ
て、プラットフォームの上面を拡がりながら這うように
流れて、プラットフォーム上表面を冷却する。またシー
ル空気流路孔からプラットフォームの円周方向端面に至
るスリットを設けたことにより、プラットフォームの上
下の温度差によって生じた熱応力はスリットの伸縮によ
って緩和され、プラットフォームは緊張から解放され
る。
According to the present invention, a seal air flow passage hole penetrating in the radial direction of the platform is provided, and a shape film outlet is provided on the upper surface of the air flow passage hole. Flows out to the upper surface of the platform through the seal air hole in the direction, but at the time of outflow, it flows so as to crawl while spreading on the upper surface of the platform by the shape film outlet provided on the upper surface of the air hole (the upper surface of the platform). Cool the upper surface. Further, by providing the slit extending from the seal air passage hole to the circumferential end surface of the platform, thermal stress caused by the temperature difference between the upper and lower sides of the platform is reduced by the expansion and contraction of the slit, and the platform is released from tension.

【0006】[0006]

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図1〜図3は本発明の実施例を示し、図1は動翼プ
ラットフォーム部の斜視図である。図において1はプラ
ットフォームで、半径方向に向けて貫通する複数のシー
ル空気流路孔2が穿設されている。シール空気流路孔2
の各々の上面、即ちプラットフォーム1の上面には、シ
ェイプトフィルム吹出口3が設けられている。またシー
ル空気流路孔2からプラットフォーム1の円周方向端面
には、スリット4がプラットフォーム1の全厚さに対し
て切り込まれている。これによってプラットフォーム1
の下面A部を流れるシール空気は、シール空気流路孔2
を矢印の半径方向に流れてプラットフォーム1の上面に
流出し、シェイプトフィルム吹出口3によってプラット
フォーム1の上面を拡がりながら這うように、太矢印の
方向に流れてプラットフォーム1の上面を冷却する。シ
ェイプトフィルム吹出口3の向きは、図1のように軸方
向でも良いし、また円周方向(圧力の高い腹側から圧力
の低い背側)へ向かうように形成しても良いし、これら
の中間でも良い。またスリット4は、プラットフォーム
1の上下面の温度差及び上下面の温度差の他に、プロフ
ァイル部とシュラウド端部との温度差(プロファイル部
は冷却されており、シュラウド円周端は冷却されていな
い)によって生じた熱応力は、スリット4の伸縮によっ
て緩和され、プラットフォーム1は緊張から解放され
る。図2はプラットフォームのスリット部の平面図を示
しており、図3はその側面図を示している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a blade platform according to an embodiment of the present invention; FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a platform on which a plurality of seal air passage holes 2 penetrating in the radial direction are formed. Seal air passage hole 2
, That is, on the upper surface of the platform 1, a shape film outlet 3 is provided. A slit 4 is cut from the seal air passage hole 2 to the circumferential end surface of the platform 1 with respect to the entire thickness of the platform 1. Platform 1
Of the seal air flowing through the lower surface A of the seal air passage hole 2
Flows in the radial direction of the arrow and flows out to the upper surface of the platform 1, and flows in the direction of the thick arrow to cool the upper surface of the platform 1 so as to crawl while spreading over the upper surface of the platform 1 by the shape film outlet 3. The shape film outlet 3 may be oriented in the axial direction as shown in FIG. 1, or may be formed so as to extend in the circumferential direction (from the high pressure ventral side to the low pressure rear side). It may be intermediate. The slit 4 has a temperature difference between the upper and lower surfaces of the platform 1 and the upper and lower surfaces and a temperature difference between the profile portion and the shroud end (the profile portion is cooled and the circumferential end of the shroud is cooled). The thermal stresses caused by the above (absent) are relieved by the expansion and contraction of the slit 4, and the platform 1 is released from tension. FIG. 2 shows a plan view of the slit portion of the platform, and FIG. 3 shows a side view thereof.

【0007】[0007]

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、プラットフォームは半径方向のシール空気流路孔か
らシェイプトフィルム吹出口を通ってシール空気が吹き
出されて、プラットフォームの上表面を這うように拡が
って流れ、プラットフォームの上表面を無駄なく効果的
に冷却する。またシール空気流路孔からプラットフォー
ム円周方向端面に入れたスリットが、プラットフォーム
上面と下面との温度差による熱応力を緩和し、プラット
フォームを緊張から解放する。従って動翼の信頼性が一
層向上すると共に、高温化に向けての対応の道が開かれ
る効果は大きい。
As described in detail above, according to the present invention, the platform is formed such that the sealing air is blown out from the radial sealing air passage hole through the shape film outlet and crawls on the upper surface of the platform. It spreads and flows, effectively cooling the upper surface of the platform without waste. Further, a slit formed in the circumferential end face of the platform from the seal air passage hole reduces thermal stress caused by a temperature difference between the upper surface and the lower surface of the platform, and releases the platform from tension. Therefore, the effect of further improving the reliability of the rotor blade and opening the way to a higher temperature is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る冷却機構におけるプラッ
トフォーム部の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a platform in a cooling mechanism according to an embodiment of the present invention.

【図2】同プラットフォームスリット部の平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of the platform slit section.

【図3】同プラットフォームスリット部の正面図であ
る。
FIG. 3 is a front view of the platform slit section.

【図4】従来の代表的なガスタービン中空動翼を示す斜
視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a conventional typical gas turbine hollow rotor blade.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラットフォーム 2 シール空気流路孔 3 シェイプトフィルム吹出口 4 スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Platform 2 Seal air channel hole 3 Shape film outlet 4 Slit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガスタービン動翼のプラットフォームの
冷却機構において、プラットフォームに半径方向に向け
て貫通する複数のシール空気流路孔を設けると共に、同
空気流路孔の各々の上面(プラットフォーム上面)にシ
ェイプトフィルム吹出口を設け、さらに前記シール空気
流路孔からプラットフォームの円周方向端面に至るスリ
ットを設けたことを特徴とするガスタービン動翼プラッ
トフォームの冷却機構。
In a cooling mechanism for a platform of a gas turbine rotor blade, a plurality of seal air passage holes penetrating in a radial direction are provided on the platform, and an upper surface (platform upper surface) of each of the air passage holes is provided. A cooling mechanism for a gas turbine blade platform, comprising a shape film outlet, and a slit extending from the seal air passage hole to a circumferential end face of the platform.
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