JP3080817B2 - 中空冷却動翼の冷却構造 - Google Patents
中空冷却動翼の冷却構造Info
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- JP3080817B2 JP3080817B2 JP05180922A JP18092293A JP3080817B2 JP 3080817 B2 JP3080817 B2 JP 3080817B2 JP 05180922 A JP05180922 A JP 05180922A JP 18092293 A JP18092293 A JP 18092293A JP 3080817 B2 JP3080817 B2 JP 3080817B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの中空冷
却動翼において、その翼頂部を空気冷却する構造に関す
る。
却動翼において、その翼頂部を空気冷却する構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の代表的なガスタービンの
中空冷却動翼を破断して示す斜視図である。図３におい
て、中空冷却動翼１の翼根１Ａの底部から流入した冷却
空気２Ａ，２Ｂは、矢印の方向に流れて動翼１を冷却す
る。すなわち、前縁側の冷却空気通路３Ａから流入した
冷却空気２Ａは、冷却フィン４Ａを有する冷却空気通路
を流れて翼を冷却し、チップシンニング（ｔｉｐ ｔｈ
ｉｎｎｉｎｇ）５が設けられた翼頂部１Ｂの穴６から流
出して主ガス流れに合流する。また、後縁側の冷却空気
通路３Ｂから流入した冷却空気２Ｂは、冷却フィン４Ｂ
が設けられた冷却空気通路を矢印の方向に流れ、ピンフ
ィン７で翼後縁を冷却したのち、穴８から流出して主ガ
ス流れに合流する。
中空冷却動翼を破断して示す斜視図である。図３におい
て、中空冷却動翼１の翼根１Ａの底部から流入した冷却
空気２Ａ，２Ｂは、矢印の方向に流れて動翼１を冷却す
る。すなわち、前縁側の冷却空気通路３Ａから流入した
冷却空気２Ａは、冷却フィン４Ａを有する冷却空気通路
を流れて翼を冷却し、チップシンニング（ｔｉｐ ｔｈ
ｉｎｎｉｎｇ）５が設けられた翼頂部１Ｂの穴６から流
出して主ガス流れに合流する。また、後縁側の冷却空気
通路３Ｂから流入した冷却空気２Ｂは、冷却フィン４Ｂ
が設けられた冷却空気通路を矢印の方向に流れ、ピンフ
ィン７で翼後縁を冷却したのち、穴８から流出して主ガ
ス流れに合流する。
【０００３】図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿って動翼頂部
を示す平面図で、図示していないケーシング側との接触
に備えて、チップシンニング５が翼プロフィルに沿って
薄肉に形成されている。
を示す平面図で、図示していないケーシング側との接触
に備えて、チップシンニング５が翼プロフィルに沿って
薄肉に形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ガスタービンの中空冷却動翼１にあっては、動翼頂部１
Ｂでケーシング側との間の隙間を流れる漏洩損失が発生
する。この流れは、図５に示すように、圧力差によって
生ずる翼腹側９から翼背側１０に向う流れと軸方向流れ
が合成されて、図の矢印の方向に流れる。この流れは、
翼で十分な仕事をしていないために、その温度が高いも
のである。
ガスタービンの中空冷却動翼１にあっては、動翼頂部１
Ｂでケーシング側との間の隙間を流れる漏洩損失が発生
する。この流れは、図５に示すように、圧力差によって
生ずる翼腹側９から翼背側１０に向う流れと軸方向流れ
が合成されて、図の矢印の方向に流れる。この流れは、
翼で十分な仕事をしていないために、その温度が高いも
のである。
【０００５】このように、従来のガスタービン中空冷却
動翼にあっては、翼頂部は前縁側の冷却を終えて昇温し
た一部の冷却空気によって冷却が行われるのみで、その
冷却効果は極めて低い。そして、チップシンニングは熱
容量が小さいために冷却が不足すると、その温度がガス
温度相当まで加熱される。このため、ガスタービンの高
温化と共に翼頂部が焼損し、ガスタービン動翼の寿命を
低下させる問題があった。
動翼にあっては、翼頂部は前縁側の冷却を終えて昇温し
た一部の冷却空気によって冷却が行われるのみで、その
冷却効果は極めて低い。そして、チップシンニングは熱
容量が小さいために冷却が不足すると、その温度がガス
温度相当まで加熱される。このため、ガスタービンの高
温化と共に翼頂部が焼損し、ガスタービン動翼の寿命を
低下させる問題があった。
【０００６】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、翼頂部を冷却空気により
有効に冷却し得るようにした中空冷却動翼の冷却構造を
提供することを目的とする。
決するためになされたもので、翼頂部を冷却空気により
有効に冷却し得るようにした中空冷却動翼の冷却構造を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、ガスタービンの中空冷却動翼におい
て、従来のチップシンニングを廃止して、翼頂部腹側を
円弧状に形成し、かつ該円弧の起点腹側に翼中空部に連
通する多数個の冷却空気穴を翼プロフィルに沿って穿設
したものである。
めに、本発明は、ガスタービンの中空冷却動翼におい
て、従来のチップシンニングを廃止して、翼頂部腹側を
円弧状に形成し、かつ該円弧の起点腹側に翼中空部に連
通する多数個の冷却空気穴を翼プロフィルに沿って穿設
したものである。
【０００８】そして、好適には、上記多数個の冷却空気
穴より後流側の翼頂面にも、各冷却空気穴に対応して、
他の冷却空気穴を穿設したものである。
穴より後流側の翼頂面にも、各冷却空気穴に対応して、
他の冷却空気穴を穿設したものである。
【０００９】
【作用】上記の手段によれば、翼頂部腹側円弧の起点に
穿設された冷却空気穴から流出する冷却空気が、円弧面
に沿って剥離することなく背側へ流れて翼頂部をフィル
ム冷却し、翼頂面に空気膜を形成する。
穿設された冷却空気穴から流出する冷却空気が、円弧面
に沿って剥離することなく背側へ流れて翼頂部をフィル
ム冷却し、翼頂面に空気膜を形成する。
【００１０】そして、好適には、翼頂面に穿設された冷
却空気穴から流出した冷却空気が、上記フィルム冷却を
補足し、空気膜を翼背面まで維持して、フィルム冷却効
果を向上させる。
却空気穴から流出した冷却空気が、上記フィルム冷却を
補足し、空気膜を翼背面まで維持して、フィルム冷却効
果を向上させる。
【００１１】
【実施例】以下、図１，図２を参照して本発明の実施例
について詳細に説明する。図１は本発明に係る中空冷却
動翼の冷却構造の一実施例を示す、動翼頂部の断面図、
図２はその平面図であり、図１は図２のＡ−Ａ線断面図
である。
について詳細に説明する。図１は本発明に係る中空冷却
動翼の冷却構造の一実施例を示す、動翼頂部の断面図、
図２はその平面図であり、図１は図２のＡ−Ａ線断面図
である。
【００１２】これらの図に示すように、本発明の好適な
実施例によれば、ガスタービンの中空冷却動翼１におい
て、従来のチップシンニングは廃止され、翼頂部１Ｂの
腹側は円弧状に形成され、かつこの円弧の起点腹側には
翼中空部１１に連通する多数個の冷却空気穴１２が翼プ
ロフィルに沿って穿設されている。そして、冷却空気穴
１２よりも後流側の翼頂面１Ｃにも、各冷却空気穴１２
に対応して、他の冷却空気穴１３が穿設されている。
実施例によれば、ガスタービンの中空冷却動翼１におい
て、従来のチップシンニングは廃止され、翼頂部１Ｂの
腹側は円弧状に形成され、かつこの円弧の起点腹側には
翼中空部１１に連通する多数個の冷却空気穴１２が翼プ
ロフィルに沿って穿設されている。そして、冷却空気穴
１２よりも後流側の翼頂面１Ｃにも、各冷却空気穴１２
に対応して、他の冷却空気穴１３が穿設されている。
【００１３】したがって、図１に示されるように、翼頂
面１Ｃとケーシング１４との間に隙間（チップクリアラ
ンス）Ｓが設けられていても、翼頂部１Ｂには穴１２，
１３から流出する冷却空気２，２′によって、該隙間Ｓ
よりも小さい空気膜１５が形成され、翼頂部１Ｂの表面
をフィルム冷却すると共に高温ガスからの熱伝達が遮断
される。
面１Ｃとケーシング１４との間に隙間（チップクリアラ
ンス）Ｓが設けられていても、翼頂部１Ｂには穴１２，
１３から流出する冷却空気２，２′によって、該隙間Ｓ
よりも小さい空気膜１５が形成され、翼頂部１Ｂの表面
をフィルム冷却すると共に高温ガスからの熱伝達が遮断
される。
【００１４】すなわち、翼頂部１Ｂの腹側円弧の起点に
穿設された冷却空気穴１２から流出する冷却空気２が、
円弧面に沿って剥離することなく背側へ流れて翼頂部１
Ｂをフィルム冷却し、翼頂面１Ｃに空気膜１５を形成す
る。そして、翼頂面１Ｃに穿設された冷却空気穴１３か
ら流出した冷却空気２′が、上記フィルム冷却を補足
し、空気膜１５を翼背面まで維持して、フィルム冷却効
果を向上させる。
穿設された冷却空気穴１２から流出する冷却空気２が、
円弧面に沿って剥離することなく背側へ流れて翼頂部１
Ｂをフィルム冷却し、翼頂面１Ｃに空気膜１５を形成す
る。そして、翼頂面１Ｃに穿設された冷却空気穴１３か
ら流出した冷却空気２′が、上記フィルム冷却を補足
し、空気膜１５を翼背面まで維持して、フィルム冷却効
果を向上させる。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
スタービンの中空冷却動翼頂部が冷却空気によって有効
に冷却されて温度が低下し、その焼損が防止されて寿命
が延長され、保守費が減少してガスタービンの信頼性が
向上する。また、冷却空気量が減少し、ガスタービン熱
効率が向上する。
スタービンの中空冷却動翼頂部が冷却空気によって有効
に冷却されて温度が低下し、その焼損が防止されて寿命
が延長され、保守費が減少してガスタービンの信頼性が
向上する。また、冷却空気量が減少し、ガスタービン熱
効率が向上する。
【図１】本発明に係る中空冷却動翼の冷却構造の一実施
例を示す、動翼頂部の断面図であって、図２のＡ−Ａ線
断面図である。
例を示す、動翼頂部の断面図であって、図２のＡ−Ａ線
断面図である。
【図２】図１に示した動翼頂部の平面図である。
【図３】従来の中空冷却動翼を破断して示す斜視図であ
る。
る。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿って従来の動翼頂部を示す
平面図である。
平面図である。
【図５】従来の動翼頂部のガス流れを示す斜視図であ
る。
る。
１ 中空冷却動翼 １Ｂ 翼頂部 １Ｃ 翼頂面 ２，２′ 冷却空気 ９ 翼腹側 １０ 翼背側 １１ 翼中空部 １２，１３ 冷却空気穴 １４ ケーシング Ｓ 隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−189333（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−902（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−8801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−99822（ＪＰ，Ａ) 特許167417（ＪＰ，Ｃ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 5/18
Claims (2)
- 【請求項１】ガスタービンの中空冷却動翼において、翼
頂部腹側を円弧状に形成し、該円弧の起点腹側に翼中空
部に連通する多数個の冷却空気穴を翼プロフィルに沿っ
て穿設したことを特徴とする中空冷却動翼の冷却構造。 - 【請求項２】請求項１記載の冷却構造において、上記多
数個の冷却空気穴より後流側の翼頂面にも、各冷却空気
穴に対応して他の冷却空気穴を穿設したことを特徴とす
る中空冷却動翼の冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05180922A JP3080817B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 中空冷却動翼の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05180922A JP3080817B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 中空冷却動翼の冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711903A JPH0711903A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3080817B2 true JP3080817B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=16091633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05180922A Expired - Fee Related JP3080817B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 中空冷却動翼の冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080817B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006105084A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン動翼 |
| US11840940B2 (en) * | 2021-03-09 | 2023-12-12 | Mechanical Dynamics And Analysis Llc | Turbine blade tip cooling hole supply plenum |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP05180922A patent/JP3080817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0711903A (ja) | 1995-01-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000516 |
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