JP3416184B2 - ガスタービン空冷動翼の翼先端部の冷却構造 - Google Patents
ガスタービン空冷動翼の翼先端部の冷却構造Info
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- JP3416184B2 JP3416184B2 JP03944993A JP3944993A JP3416184B2 JP 3416184 B2 JP3416184 B2 JP 3416184B2 JP 03944993 A JP03944993 A JP 03944993A JP 3944993 A JP3944993 A JP 3944993A JP 3416184 B2 JP3416184 B2 JP 3416184B2
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- wing
- tip
- cooling
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/20—Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンのリター
ンフロー式空冷動翼の翼先端部の冷却能力を高めるため
の冷却構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３はガスタービンのリターンフロー式
空冷動翼の従来例を示す縦断面図、図４はその翼先端部
分を示す斜視図である。図３において、空冷動翼１の翼
根部２には、冷却空気通路３が設けられている。また、
プラットホーム４の上には翼プロフィル部５が中空に形
成され、その先端が複数の穴６を有する翼蓋７によって
閉じられている。そして、この翼プロフィル部５の中空
部には、動翼と一体に形成された複数の仕切壁８，９，
１０，１１，１２によって、冷却空気１３がリターンを
繰返して流れるような通路１４が形成されている。ま
た、翼の後縁側には、多数のピンフィン１５が植設され
ている。 【０００３】以上述べた構造のリターンフロー式空冷動
翼１は超耐熱合金の精密鋳造で作られ、その翼根部２の
冷却空気通路３から流入した高圧の冷却空気１３は、翼
プロフィル部５内に複数の仕切壁８〜１２によって形成
された通路１４を流れてリターンを繰返し、冷却効果を
上げた後、一部が翼先端の翼蓋７に穿設されている穴６
から流出し、また他の一部がピンフィン室１６に流入し
て翼の後縁から流出する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ガ
スタービンのリターンフロー式空冷動翼は、高圧の冷却
空気と熱伝達を繰返させて冷却する構造となっているも
のであるが、図３、図４に示した従来例にあっては、冷
却空気の流出口の１つである動翼の翼先端部は、翼蓋７
に穴６が穿設されてあるだけであって、特に有効な冷却
構造とはなっていない。したがって、動翼の翼先端部と
冷却空気との間に効率良い熱伝達が行なわれているとは
言えなかった。 【０００５】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、ガスタービンのリターン
フロー式空冷動翼の翼先端部を少ない冷却空気量で効果
的に冷却することができる冷却構造を提供することを目
的とする。 【０００６】 【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、ガスタービンのリターンフロー式空冷
動翼において、中空の翼プロフィル部の内側壁にその先
端から奥へ延びる複数の半円状溝を設け、一方前記翼プ
ロフィル部の中空部を閉じると共に周囲に複数の外向き
に延びる斜め穴を有する翼蓋を、前記溝の部分より奥に
して翼プロフィル部の内部に設け、更に翼内側プロフィ
ル形状とし且つ前記翼蓋に当接する側に翼蓋の斜め穴よ
り内方の位置から翼プロフィル部の内側壁に向って延び
る傾斜部を有する冷却空気通路限定部材を前記翼蓋上に
設けて前記半円状溝を閉じるとともに該半円状溝と前記
斜め穴とを前記冷却通路によって連通するように施した
ものである。 【０００７】 【作用】上記の手段によれば、中空の翼プロフィル部内
に流入してリターンフローを繰返した後の冷却空気の一
部が、翼蓋の斜め穴によって外向きに流れるように強い
いられ、翼プロフィル部の先端内側の溝を通って翼外へ
流出するので、翼先端部は冷却空気と接触する機会が長
くなり、その分だけ熱伝達が長く行われて冷却効果が上
り、したがって翼先端部は少ない冷却空気量で効果的に
冷却される。 【０００８】そして、好適には、翼内側プロフィル形状
で、しかも翼蓋に当接する側に翼蓋の斜め穴よりも内方
の位置から翼プロフィル部の内側壁に向って延びる傾斜
部を有する冷却空気通路限定部材を翼蓋上に設けること
により、翼蓋の斜め穴を通過した冷却空気の全てが漏れ
ることなく翼プロフィル部の先端内側の溝へ確実に流れ
るようになるので、より一層少ない冷却空気量で翼先端
部を効果的に冷却することができる。 【０００９】 【実施例】以下、図面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は本発明に係る冷却構造の一実
施例を示す、ガスタービンのリターンフロー式空冷動翼
の翼先端部の断面図である。 【００１０】図１において、空冷動翼１はその翼先端部
のみしか示されていないが、その全体は図３に示したよ
うな構造となっているものである。そして、本実施例に
よれば、中空の翼プロフィル部５の内側壁２１に、その
先端から奥へ延びる複数の半円状溝２２が等しい間隔を
置いて設けられている。また、翼プロフィル部５の中空
部を閉じる翼蓋７が前述した半円状溝２２の部分よりや
や奥にして翼プロフィル部５の内部に設けられている。
この翼蓋７の周囲には複数の外向きに延びる斜め穴２３
が穿設されている。 【００１１】したがって、中空の翼プロフィル部５内に
流入してリターンフローを繰返した後の冷却空気１３の
一部が、翼蓋７の斜め穴２３によって外向きに流れるよ
うに強いいられ、翼プロフィル部５の先端内側の半円状
溝２２を通って翼外へ流出するので、翼先端部は冷却空
気と接触する機会が長くなり、その分だけ熱伝達が長く
行われて冷却効果が上り、よって翼先端部は少ない冷却
空気量で効果的に冷却される。 【００１２】この場合、本実施例によれば、翼内側プロ
フィル形状で、しかも翼蓋７に当接する側に翼蓋７の斜
め穴２３よりも内方の位置から翼プロフィル部５の内側
壁２１に向って延びる傾斜部２４を有する冷却空気通路
限定部材２５が翼蓋７上に設けられている。したがっ
て、この部材２５は翼プロフィル部５の先端内側の各半
円状溝２２を閉じると共に、その傾斜部２４でもってこ
れら閉じられた半円状溝２２と斜め穴２３の出口とを連
通する冷却空気通路２６を形成するので、翼蓋７の斜め
穴２３を通過した冷却空気１３の全てが漏れることなく
通路２６を通して各半円状溝２２へ確実に流れるように
なり、その結果より一層少ない冷却空気量で翼先端部が
効果的に冷却される。 【００１３】次に、図２は図１に示した冷却構造を有す
る動翼先端部を製作する方法の一例を示す。すなわち、
本方法によれば、まず、空冷動翼１の翼先端部のプロフ
ィル部５の内側壁２１に、複数の半円状溝２２を翼先端
から奥へ所定深さでかつ等しい間隔を置いて削成する。
次に、外向きに延びる複数の斜め穴２３をあらかじめ周
囲に穿設している翼蓋７を、翼先端部のプロフィル部５
の内部に前記半円状溝２２の削成深さよりやや深い位置
まで嵌入し、硬ロー付けする。それから、翼蓋７に当接
する側をあらかじめ内向きに折り曲げて傾斜部２４を形
成している超耐熱合金板製の冷却空気通路部材２５を、
翼プロフィル部５内に嵌入して翼蓋７上に載せ、硬ロー
付けする。 【００１４】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
スタービンのリターンフロー式空冷動翼の先端部を少な
い冷却空気量で効果的に冷却することが可能となり、翼
寿命を長くすると共にガスタービンの効率向上に寄与す
るものである。
ンフロー式空冷動翼の翼先端部の冷却能力を高めるため
の冷却構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３はガスタービンのリターンフロー式
空冷動翼の従来例を示す縦断面図、図４はその翼先端部
分を示す斜視図である。図３において、空冷動翼１の翼
根部２には、冷却空気通路３が設けられている。また、
プラットホーム４の上には翼プロフィル部５が中空に形
成され、その先端が複数の穴６を有する翼蓋７によって
閉じられている。そして、この翼プロフィル部５の中空
部には、動翼と一体に形成された複数の仕切壁８，９，
１０，１１，１２によって、冷却空気１３がリターンを
繰返して流れるような通路１４が形成されている。ま
た、翼の後縁側には、多数のピンフィン１５が植設され
ている。 【０００３】以上述べた構造のリターンフロー式空冷動
翼１は超耐熱合金の精密鋳造で作られ、その翼根部２の
冷却空気通路３から流入した高圧の冷却空気１３は、翼
プロフィル部５内に複数の仕切壁８〜１２によって形成
された通路１４を流れてリターンを繰返し、冷却効果を
上げた後、一部が翼先端の翼蓋７に穿設されている穴６
から流出し、また他の一部がピンフィン室１６に流入し
て翼の後縁から流出する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ガ
スタービンのリターンフロー式空冷動翼は、高圧の冷却
空気と熱伝達を繰返させて冷却する構造となっているも
のであるが、図３、図４に示した従来例にあっては、冷
却空気の流出口の１つである動翼の翼先端部は、翼蓋７
に穴６が穿設されてあるだけであって、特に有効な冷却
構造とはなっていない。したがって、動翼の翼先端部と
冷却空気との間に効率良い熱伝達が行なわれているとは
言えなかった。 【０００５】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、ガスタービンのリターン
フロー式空冷動翼の翼先端部を少ない冷却空気量で効果
的に冷却することができる冷却構造を提供することを目
的とする。 【０００６】 【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、ガスタービンのリターンフロー式空冷
動翼において、中空の翼プロフィル部の内側壁にその先
端から奥へ延びる複数の半円状溝を設け、一方前記翼プ
ロフィル部の中空部を閉じると共に周囲に複数の外向き
に延びる斜め穴を有する翼蓋を、前記溝の部分より奥に
して翼プロフィル部の内部に設け、更に翼内側プロフィ
ル形状とし且つ前記翼蓋に当接する側に翼蓋の斜め穴よ
り内方の位置から翼プロフィル部の内側壁に向って延び
る傾斜部を有する冷却空気通路限定部材を前記翼蓋上に
設けて前記半円状溝を閉じるとともに該半円状溝と前記
斜め穴とを前記冷却通路によって連通するように施した
ものである。 【０００７】 【作用】上記の手段によれば、中空の翼プロフィル部内
に流入してリターンフローを繰返した後の冷却空気の一
部が、翼蓋の斜め穴によって外向きに流れるように強い
いられ、翼プロフィル部の先端内側の溝を通って翼外へ
流出するので、翼先端部は冷却空気と接触する機会が長
くなり、その分だけ熱伝達が長く行われて冷却効果が上
り、したがって翼先端部は少ない冷却空気量で効果的に
冷却される。 【０００８】そして、好適には、翼内側プロフィル形状
で、しかも翼蓋に当接する側に翼蓋の斜め穴よりも内方
の位置から翼プロフィル部の内側壁に向って延びる傾斜
部を有する冷却空気通路限定部材を翼蓋上に設けること
により、翼蓋の斜め穴を通過した冷却空気の全てが漏れ
ることなく翼プロフィル部の先端内側の溝へ確実に流れ
るようになるので、より一層少ない冷却空気量で翼先端
部を効果的に冷却することができる。 【０００９】 【実施例】以下、図面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は本発明に係る冷却構造の一実
施例を示す、ガスタービンのリターンフロー式空冷動翼
の翼先端部の断面図である。 【００１０】図１において、空冷動翼１はその翼先端部
のみしか示されていないが、その全体は図３に示したよ
うな構造となっているものである。そして、本実施例に
よれば、中空の翼プロフィル部５の内側壁２１に、その
先端から奥へ延びる複数の半円状溝２２が等しい間隔を
置いて設けられている。また、翼プロフィル部５の中空
部を閉じる翼蓋７が前述した半円状溝２２の部分よりや
や奥にして翼プロフィル部５の内部に設けられている。
この翼蓋７の周囲には複数の外向きに延びる斜め穴２３
が穿設されている。 【００１１】したがって、中空の翼プロフィル部５内に
流入してリターンフローを繰返した後の冷却空気１３の
一部が、翼蓋７の斜め穴２３によって外向きに流れるよ
うに強いいられ、翼プロフィル部５の先端内側の半円状
溝２２を通って翼外へ流出するので、翼先端部は冷却空
気と接触する機会が長くなり、その分だけ熱伝達が長く
行われて冷却効果が上り、よって翼先端部は少ない冷却
空気量で効果的に冷却される。 【００１２】この場合、本実施例によれば、翼内側プロ
フィル形状で、しかも翼蓋７に当接する側に翼蓋７の斜
め穴２３よりも内方の位置から翼プロフィル部５の内側
壁２１に向って延びる傾斜部２４を有する冷却空気通路
限定部材２５が翼蓋７上に設けられている。したがっ
て、この部材２５は翼プロフィル部５の先端内側の各半
円状溝２２を閉じると共に、その傾斜部２４でもってこ
れら閉じられた半円状溝２２と斜め穴２３の出口とを連
通する冷却空気通路２６を形成するので、翼蓋７の斜め
穴２３を通過した冷却空気１３の全てが漏れることなく
通路２６を通して各半円状溝２２へ確実に流れるように
なり、その結果より一層少ない冷却空気量で翼先端部が
効果的に冷却される。 【００１３】次に、図２は図１に示した冷却構造を有す
る動翼先端部を製作する方法の一例を示す。すなわち、
本方法によれば、まず、空冷動翼１の翼先端部のプロフ
ィル部５の内側壁２１に、複数の半円状溝２２を翼先端
から奥へ所定深さでかつ等しい間隔を置いて削成する。
次に、外向きに延びる複数の斜め穴２３をあらかじめ周
囲に穿設している翼蓋７を、翼先端部のプロフィル部５
の内部に前記半円状溝２２の削成深さよりやや深い位置
まで嵌入し、硬ロー付けする。それから、翼蓋７に当接
する側をあらかじめ内向きに折り曲げて傾斜部２４を形
成している超耐熱合金板製の冷却空気通路部材２５を、
翼プロフィル部５内に嵌入して翼蓋７上に載せ、硬ロー
付けする。 【００１４】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
スタービンのリターンフロー式空冷動翼の先端部を少な
い冷却空気量で効果的に冷却することが可能となり、翼
寿命を長くすると共にガスタービンの効率向上に寄与す
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷却構造の一実施例を示す、ガス
タービンのリターンフロー式空冷動翼の翼先端部の断面
図である。 【図２】図１に示した冷却構造を有する動翼先端部を製
作する方法の一例を示す図である。 【図３】従来の翼先端部冷却構造を備えた、ガスタービ
ンのリターンフロー式空冷動翼を示す縦断面図である。 【図４】図３中の翼先端部分を示す斜視図である。 【符号の説明】 １ 空冷動翼 ５ 翼プロフィル部 ７ 翼蓋 １３ 冷却空気 ２１ 翼プロフィル部の内側壁 ２２ 半円状溝 ２３ 斜め穴 ２４ 傾斜部 ２５ 冷却空気通路限定部材 ２６ 冷却空気通路
タービンのリターンフロー式空冷動翼の翼先端部の断面
図である。 【図２】図１に示した冷却構造を有する動翼先端部を製
作する方法の一例を示す図である。 【図３】従来の翼先端部冷却構造を備えた、ガスタービ
ンのリターンフロー式空冷動翼を示す縦断面図である。 【図４】図３中の翼先端部分を示す斜視図である。 【符号の説明】 １ 空冷動翼 ５ 翼プロフィル部 ７ 翼蓋 １３ 冷却空気 ２１ 翼プロフィル部の内側壁 ２２ 半円状溝 ２３ 斜め穴 ２４ 傾斜部 ２５ 冷却空気通路限定部材 ２６ 冷却空気通路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−124405（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−223402（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−52215（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−135701（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−140401（ＪＰ，Ａ)
実開 昭55−46752（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭51−17611（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01D 5/00 - 11/10
F02C 7/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ガスタービンのリターンフロー式空冷動
翼において、中空の翼プロフィル部の内側壁にその先端
から奥へ延びる複数の半円状溝を設け、一方前記翼プロ
フィル部の中空部を閉じると共に周囲に複数の外向きに
延びる斜め穴を有する翼蓋を、前記溝の部分より奥にし
て翼プロフィル部の内部に設け、更に翼内側プロフィル
形状とし且つ前記翼蓋に当接する側に翼蓋の斜め穴より
内方の位置から翼プロフィル部の内側壁に向って延びる
傾斜部を有する冷却空気通路限定部材を前記翼蓋上に設
けて前記半円状溝を閉じるとともに該半円状溝と前記斜
め穴とを前記冷却通路によって連通するように施したこ
とを特徴とするガスタービン空冷動翼の翼先端部の冷却
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03944993A JP3416184B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | ガスタービン空冷動翼の翼先端部の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03944993A JP3416184B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | ガスタービン空冷動翼の翼先端部の冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229204A JPH06229204A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3416184B2 true JP3416184B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=12553346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03944993A Expired - Lifetime JP3416184B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | ガスタービン空冷動翼の翼先端部の冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416184B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6135715A (en) * | 1999-07-29 | 2000-10-24 | General Electric Company | Tip insulated airfoil |
| US8512003B2 (en) * | 2006-08-21 | 2013-08-20 | General Electric Company | Tip ramp turbine blade |
| US9188012B2 (en) * | 2012-05-24 | 2015-11-17 | General Electric Company | Cooling structures in the tips of turbine rotor blades |
| US10753207B2 (en) * | 2017-07-13 | 2020-08-25 | General Electric Company | Airfoil with tip rail cooling |
| CN112576316B (zh) * | 2020-11-16 | 2023-02-21 | 哈尔滨工业大学 | 涡轮叶片 |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP03944993A patent/JP3416184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06229204A (ja) | 1994-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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