JP3426948B2 - ガスタービン動翼 - Google Patents
ガスタービン動翼Info
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- 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
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
- F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
されるガスタービン動翼に関し、特にシュラウドの冷却
構造を簡素化し、冷却性能を向上させるものである。
を示し、(a)は動翼の縦断面図、(b)はそのE−E
断面図である。図において、21は動翼であり、22は
その先端のシュラウド、23はシュラウド22に設けら
れたフィンである。24は動翼21内に穿設されたマル
チホール、25は動翼21内壁に設けられたピンフィ
ン、26はリブであり空胴29を支持するものである。
27はハブ部、28は翼根部であり、29は前述の空胴
である。
図8におけるG−G断面図であり、両図において、シュ
ラウド22内部には2つのキャビティ30,31が独立
に形成されており、キャビティ30,31にはそれぞれ
プラグ32,33が上面より挿入されて内部を密閉し、
動翼21のマルチホール24がキャビティ30,31に
それぞれ連通し、冷却空気を供給している。キャビティ
30,31にはそれぞれ両側に向かって複数の冷却穴3
4が連通し、冷却穴34はそれぞれ両端面で開口し、冷
却空気を流出する構成である。
印で図示するように翼根部28より空胴29に流入し、
ピンフィン25により熱伝達率を向上させて基部を冷却
してマルチホール24を流れて先端部へ導かれる。先端
部からはシュラウド22のキャビティ30,31に流入
し、キャビティ30,31から各冷却穴34を通り、互
に対向するシュラウド22の両端面へ流出し、シュラウ
ド全面を冷却している。
に、動翼21の先端にはインテグラル状をなすシュラウ
ド22が動翼21と一体に形成されている。シュラウド
22は動翼21の先端から漏洩するガスを減少させると
ともに、シュラウド22の端面を隣接するシュラウド2
2の端面に圧接させて一連のグループ翼を形成させるこ
とにより動翼21の耐振動強度を向上させている。動翼
21には回転軸方向と円周方向との2方向の振動が発生
するが、シュラウド22の端面を斜めに形成することに
より両方向の振動が抑制される。また、シュラウド22
には動翼21の先端部から漏洩するガスを減少させるた
めとケーシング側との接触を防止するため、フィン23
が削り出して設けられている。
ガスタービン動翼においては、シュラウド22の対向す
る両側の冷却穴34より冷却空気が流出し、シュラウド
22全体を冷却して温度を低下させるが、冷却空気の消
費の面からは、冷却空気が動翼21のマルチホール24
からキャビティ30,31に合流し、キャビティ30,
31から両側に分かれ互に対向する冷却穴34に流れ、
それぞれ両側に流れる。従って、各キャビティから両側
へ複数の冷却穴34が配置されており、各冷却穴34の
抵抗のちがいにより、各冷却穴によって流量が異なり、
冷却空気が均等に流れず、均等な冷却空気の分配調整が
むずかしく、シュラウドの均一な冷却ができない状況に
ある。
ウドにおいて、シュラウドに設けた冷却穴に流入する冷
却空気の流量調整を容易とし、冷却効果が均一になるよ
うなシュラウドの構造とし、シュラウドの温度が均等に
低下するようなガスタービン動翼を提供することを課題
としてなされたものである。
決するために次の(1)乃至(3)の手段を提供する。
内部に基部から先端に向けて冷却通路を設けて冷却空気
を流して前記シュラウド内に導き、同シュラウドの周囲
より流出させるガスタービンの動翼において、前記シュ
ラウド内部には周囲を残して拡大キャビティを形成し、
同拡大キャビティは前記動翼の冷却通路に連通すると共
に、前記シュラウド内で対向する両側に伸び周辺におい
て下方に屈曲して同シュラウド下面に開口する複数の穴
に連通することを特徴とするガスタービン動翼。
翼の冷却通路は翼全長にわたった一体の空胴からなり、
同空胴内壁には多数のピンフィンを設けたことを特徴と
するガスタービン動翼。
翼の冷却通路は翼の基部側が一体の空胴と同空胴に設け
た多数のピンフィン、先端側が先端に向かう多数の細穴
からなることを特徴とするガスタービン動翼。
に拡大キャビティを設けているのでシュラウド内部がほ
とんどこの拡大キャビティが占めることになり、シュラ
ウドの周辺には多数の穴が設けられる構成である。従っ
て、動翼の冷却通路から流入する冷却空気はこの拡大キ
ャビティ内を満たし、拡大キャビティの主要部を冷却す
る。一方、拡大キャビティの周辺の穴は拡大キャビティ
に連通し、冷却空気をシュラウド外へ流出するので、拡
大キャビティ内の冷却空気は中央部より周辺に向かって
流動し、シュラウドの主要部の冷却効果を高める。更
に、穴から流出する冷却空気はシュラウドの穴が下向き
に流出するのでシュラウドの周辺を効果的に冷却し、全
体が均一に冷却される。
が、動翼内部が全長にわたって一体の空胴と同空胴に設
けられたピンフィンで構成された翼先端に設けられ、
又、(2)の発明は上記(1)のシュラウドが、動翼内
部が従来例のように基部側が空胴とピンフィン、先端側
が多数の細穴からなる翼先端に設けられるので、どのよ
うな形式の冷却構造を有する動翼にも適用でき、動翼の
熱伝達率向上による冷却効果とシュラウド全体の均一な
冷却とにより動翼全体の冷却効果が高まるものである。
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係るガスタービン動翼の縦断面図であ
る。図において1は動翼であり、2はその先端のシュラ
ウド、3は翼根部である。4はリブであり、内部空胴1
0内を製造時に形成し、この空胴10を支持するための
ものであり、本発明にとっては特に必要としないもので
ある。5は内部空胴10内の両壁面に固定されて形成さ
れた多数のピンフィンである。10は前述の動翼1内に
形成された内部空胴である。
を全長にわたり内部空胴10とし、多数のピンフィン5
を設けた構造として内部の冷却空気の流通と対流を良く
し、冷却効果を高めるようにし、更に次に述べるように
先端のシュラウドの冷却にも特徴を持たせたものであ
る。
図3は図1におけるB−B断面図である。両図におい
て、シュラウド2内部には拡大キャビティ6が設けら
れ、シュラウドの周囲を残し、内部を空胴に形成してい
る。
拡大キャビティ6は動翼1内の内部空胴10と連通して
おり、冷却空気30が導かれる。シュラウド2の周囲に
は図3に示すように拡大キャビティ6と連通する多数の
穴7が下向きに設けられており、拡大キャビティ6内の
冷却空気を下向きに流出する。
冷却空気30が翼根部3より翼内部へ流入し、内部空胴
10内の多数のピンフィン5により乱流となって熱伝達
を良好にし、先端部へ流れる過程で翼を冷却し、シュラ
ウド2内へ流入する。
ャビティ6内を満たし、所定の圧力以上になると、その
周囲の穴7より下向きに流出し、拡大キャビティ6内で
冷却空気が中央部の内部空胴10との接続部から周辺に
向かって流れを作り、拡大キャビティ6の上,下面を一
様に冷却する。
ているので、冷却がしにくいシュラウド2の周端部が効
果的に冷却されて、拡大キャビティ6により、中央部
を、穴6によって周端部を主に冷却し、シュラウド2が
全面にわたって均一に冷却されることになる。
るガスタービン動翼を示し、図5はシュラウドの断面
図、図6はそのD−D断面図である。この実施の第2形
態における動翼は従来例で説明した図7で示す動翼であ
り、図5は図7における断面F−F(図9)に相当する
図である。従って、動翼の都合は図7と同じであるので
説明は省略し、図5,図6に基づいて説明する。
ティ6、穴7の配置は図3に示す実施の第1形態と同じ
であり、拡大キャビティ6は動翼のマルチホール24に
連通している。その他の構造は図3に示す実施の第1形
態と同じである。
来例でも説明したように冷却空気30は動翼の基部より
翼内部に流入し、ピンフィン25により対流を促進して
基部側を冷却し、マルチホール24を通って先端部を冷
却し、その後シュラウド2内に流入する。シュラウド2
には多数のマルチホール24と拡大シュラウド6とが連
通しているので、冷却空気は拡大キャビティ6内を満た
し、所定の圧力以上となるとシュラウド2周辺の穴7よ
り下向きに流出し、実施の第1形態と同様にシュラウド
2全面及び周辺を均一に冷却することができる。
翼先端にシュラウドを有し、同翼の内部に基部から先端
に向けて冷却通路を設けて冷却空気を流して前記シュラ
ウド内に導き、同シュラウドの周囲より流出させるガス
タービンの動翼において、前記シュラウド内部には周囲
を残して拡大キャビティを形成し、同拡大キャビティは
前記動翼の冷却通路に連通すると共に、前記シュラウド
内で対向する両側に伸び周辺において下方に屈曲して同
シュラウド下面に開口する複数の穴に連通することを特
徴としている。このような構成により、拡大キャビティ
でシュラウドの主要部を冷却し、周辺の穴より流出する
冷却空気によりシュラウドの周囲を冷却するので、シュ
ラウド全面にわたって均一に冷却することができる。
いて、前記動翼の冷却通路は翼全長にわたった一体の空
胴からなり、同空胴内壁には多数のピンフィンを設けた
ことを特徴としている。又、(3)の発明は、上記
(1)の発明において、前記動翼の冷却通路は翼の基部
側が一体の空胴と同空胴に設けた多数のピンフィン、先
端側が先端に向かう多数の細穴からなることを特徴とし
ている。このような構成により、(1)のシュラウドが
各種の冷却構造を有する動翼の先端にも適用でき、動翼
の冷却効果とシュラウドの均一な冷却効果との相乗効果
により動翼全体を効果的に冷却することができる。
翼の縦断面図である。
翼のシュラウドの断面図である。
面図、(b)は(a)におけるE−E断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 翼先端にシュラウドを有し、同翼の内部
に基部から先端に向けて冷却通路を設けて冷却空気を流
して前記シュラウド内に導き、同シュラウドの周囲より
流出させるガスタービンの動翼において、前記シュラウ
ド内部には周囲を残して拡大キャビティを形成し、同拡
大キャビティは前記動翼の冷却通路に連通すると共に、
前記シュラウド内で対向する両側に伸び周辺において下
方に屈曲して同シュラウド下面に開口する複数の穴に連
通することを特徴とするガスタービン動翼。 - 【請求項2】 前記動翼の冷却通路は翼全長にわたった
一体の空胴からなり、同空胴内壁には多数のピンフィン
を設けたことを特徴とする請求項1記載のガスタービン
動翼。 - 【請求項3】 前記動翼の冷却通路は翼の基部側が一体
の空胴と同空胴に設けた多数のピンフィン、先端側が先
端に向かう多数の細穴からなることを特徴とする請求項
1記載のガスタービン動翼。
Priority Applications (7)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9249667B2 (en) * | 2012-03-15 | 2016-02-02 | General Electric Company | Turbomachine blade with improved stiffness to weight ratio |
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-
1998
- 1998-02-04 JP JP02330598A patent/JP3426948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Publication number | Publication date |
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