JP3671981B2 - 曲折した冷却用チャネルを備えたタービンシュラウドセグメント - Google Patents

曲折した冷却用チャネルを備えたタービンシュラウドセグメント Download PDF

Info

Publication number
JP3671981B2
JP3671981B2 JP52574495A JP52574495A JP3671981B2 JP 3671981 B2 JP3671981 B2 JP 3671981B2 JP 52574495 A JP52574495 A JP 52574495A JP 52574495 A JP52574495 A JP 52574495A JP 3671981 B2 JP3671981 B2 JP 3671981B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
shroud segment
lateral
channels
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP52574495A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09511304A (ja
Inventor
トンプソン、ラルフ・ジェイ
ケイン、ダニエル・イー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPH09511304A publication Critical patent/JPH09511304A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3671981B2 publication Critical patent/JP3671981B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

産業上の利用分野
本発明はガスタービンエンジンに関する。特に、そのようなエンジンのタービンシュラウドセグメントに関する。
背景技術
軸流ガスタービンエンジンは、長手方向軸に沿って順に配置されたコンプレッサ、燃焼器、及びタービンを含んでおり、環状の流路がこれらのコンプレッサ、燃焼器、タービンを通って軸方向に延在している。コンプレッサには動翼(rotating blade)が備わっており、流入する作動流体と相互作用してそれを圧縮する。圧縮された作動流体の一部は燃焼器内に入り、燃料と混合され点火される。燃焼生成物または高温ガスは、タービンを通って流れる。タービンにはベーン(vane)と動翼が交互に配置されており、高温ガスのエネルギーは動翼へと移動する。このエネルギーの一部は、回転シャフトを介してコンプレッサ部へと戻される。
タービンを流れる高温ガスと動翼とができるだけ効率よく相互作用するように、高温ガスは、内側及び外側タービンシュラウドによって画定された環状空間内を流れる。内側タービンシュラウドは、通常、動翼と一体に形成された複数のプラットフォームからなる。これらのプラットフォームは、隣接する動翼のプラットフォームと整合して内側流路面(inner flow surface)を形成している。外側シュラウドは、通常、動翼の外側先端部に近接してそれらの径方向外側に配置されたリング状アセンブリである。外側シュラウドは複数のアーチ型セグメントを含んでおり、これらのセグメントが周方向に隔置されて外側流路面(outer flow surface)を形成している。
シュラウドセグメントは高温ガスと直接接触するため、これらのシュラウドセグメントを許容される温度範囲内に保つためにはなんらかの冷却が必要である。冷却方法の中には、冷却流体をシュラウドセグメントの径方向外側面または裏面に当てる衝当冷却(impingement cooling)や、シュラウドセグメントに冷却孔を設けシュラウドセグメントの流路面全体に渡って冷却流体の薄膜を形成するフィルム式冷却(film cooling)がある。
衝当冷却及びフィルム式冷却のどちらもほとんどの状況で充分であったが、ガスタービンエンジンの進歩によりタービンを流れるガスは一層高温化してきており、この作動流体の高温化により、より効率のよい改善された冷却方法が必要となってきている。最近開示されたそのような方法の一つに、1994年12月27日に付与された米国特許第5,375,973号(タイトル“Turbine Blade Outer Air Seal With Optimized Cooling and Method of Fabrication”)に開示されたものがある。それによると、逆流アレイ(counter flow array)構造でシュラウドセグメントを貫通して横方向に延在する冷却チャネルが開示されている。これらのチャネルは、シュラウドセグメントの裏面に設けられた入口と、セグメント間ギャップへと冷却流体を放出する出口を含んでいる。また、チャネル内を流れる流体のマッハ数を制御するため、流れ方向に先細となった部分を含んでいる。
上記した構成では、シュラウドセグメントのリーディングエッジ(前縁)領域及びトレーリングエッジ(後縁)領域に冷却流体を供給する能力に限界がある。各シュラウドセグメントは、自身をステータ構造内の所定の位置に保持するため、リーディングエッジ領域及びトレーリングエッジ領域に隣接した保持手段を有している。通常、これらの保持手段は、シュラウドセグメントの裏面から径方向外向きに延出してエッジに沿って横方向に延在するレールまたはフックである。これらのフック及びレールは、冷却流体がこの領域へと流れてエッジ近辺の裏面に当たるのを妨げる。冷却流体の一部をこれらの領域へと導くようにフィルム冷却用流路に角度をつけることはできるが、完全な被覆が達成されるようにフィルム冷却用流路を十分に浅い角度で形成することは実際的ではない。結局、これらのフック及びレールはそれらの下の横方向チャネル(lateral channel)内に冷却流体が直接流入するのを阻止し、裏面からフック及びレールの下までリーディングエッジ及びトレーリングエッジ領域全体に延在するキャビティが必要となる。そうすると、フック及びレールはシュラウドセグメントから一層外向きに延び、シュラウドセグメントの重さ及び剛直性を増す結果となる。
独立請求項である請求項1の前提部分(precharacterizing portion)に規定されたガスタービンエンジン用シュラウドセグメントは、FR-A-2 359 976に開示されている。FR-A-2 359 976のシュラウドセグメントは、トレーリングエッジに沿って形成された曲折したチャネルを有している。入口ダクトは曲折チャネルの外側流路に接続されており、曲折チャネルの内側流路は、シュラウドセグメントの内向き流路面に設けられた出口オリフィス手段に接続されている。
上述した技術はあるが、本出願人の指導の下で働いている研究者及び技術者によって、ガスタービンエンジン用の効率よく冷却可能なタービンシュラウドセグメントが開発された。
発明の開示
本発明に基づくタービンシュラウドセグメントは、独立請求項によって画定されているように、軸側エッジ(axial edge)の少なくとも一つに沿って延在する曲折したチャネルを含む。この曲折チャネルは、内側流路、外側流路、及びダクトを含む。外側流路がエッジの最も近くに位置し、外側流路と内側流路は連通している。ダクトは、曲折流路内に冷却空気が流入して流れることができるように、シュラウドセグメントの裏面に形成された開口から内側流路へと延在している。
曲折チャネルのこのような特徴によって、シュラウドセグメントのエッジは対流冷却される。シュラウドセグメントのこの領域は保持手段(例えばフックまたはレール)の外側にあるため、衝当冷却及び/またはフィルム式冷却といった従来の方法は適用できなかった。冷却流体はダクトから流入し、曲折チャネル内を流れて出口から放出される。
本発明の特定の実施例によると、シュラウドセグメントはリーディングエッジに沿った曲折チャネルと、トレーリングエッジに沿った第2曲折チャネルと、複数の横方向チャンネルを含む。また、このシュラウドセグメントは前部保持手段と後部保持手段を含み、これらの2つの保持手段は裏面から延出し、軸方向に離隔されている。第1曲折チャネルは前部保持手段の前方に位置し、そのダクトは前部保持手段の後方の点から内側流路へと延在している。第2曲折チャネルは後部保持手段の後方に位置し、そのダクトは後部保持手段の前方の点から第2内側流路へと延在している。横方向チャネルは、シュラウドセグメントの横側エッジ(lateral edge)に沿って設けられた入口と反対側の横側エッジに設けられた出口とを有する第1セットのチャネルと、これらの第1セットのチャネルとは逆に配置された入口及び出口を有する第2セットのチャネルとを含む。第1セットのチャネルの各々は、第2セットのチャネルの一つと隣接しており、従って、各横方向チャネルを通って流れる冷却流体は、隣接するチャネル内を流れる冷却流体とは流れる方向が逆となる。
複数の交互に流れ方向が逆となる横方向チャネルとともに、リーディングエッジチャネルとトレーリングエッジチャネルを合わせて用いることにより、シュラウドセグメントに生じるホットスポット(hot spot)を大幅に減少させることができる。また、横方向チャネルによって、シュラウドセグメントの動翼通過領域の冷却効果も大幅に向上する。この領域は、タービンに流入する作動流体の温度プロファイルがパラボリック特性を有しており、また動翼によって作動流体が外向きに押しやられる結果、最も高い熱負荷に曝される。熱負荷はより低いが、衝当冷却を行ったりフィルム冷却用孔からフィルム冷却を行ったりすることが極めて難しいリーディングエッジ領域及びトレーリングエッジ領域は、曲折チャネルによって対流冷却される。こうして、シュラウドセグメントの軸方向全体に渡って対流冷却が可能となっている。
本発明の上記の及び他の特徴及び利点は、添付の図面に示すような例示的な実施態様についての以下の詳細な説明によってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ガスタービンエンジンの側面の部分破断図である。
第2図は、タービンシュラウドアセンブリを含むステータアセンブリを有するタービンの側面図である。
第3図は、シュラウドセグメントの側面図であり、点線は冷却チャネルを示している。
第4図は、シュラウドセグメントの上から見た断面図であり、曲折流路と横方向流路を図示している。
第5図は、シュラウドセグメントの上面図であり、冷却チャネルの入口を示している。
第6図は、シュラウドセグメントの一部の上面図であり、下流に向かって先細となった曲折チャネルを示している。
発明の好適実施態様
第1図にガスタービンエンジン12を示す。ガスタービンエンジン12は、長手方向軸16を中心として設けられた環状流路14を含んでいる。軸に沿って、コンプレッサ18、燃焼器22、及びタービン24が隔置されており、流路14はそれらを順に通って延在している。タービン24は複数のロータアセンブリ26を含んでおり、それらは流路14を通って流れる作動流体と相互作用し、作動流体からロータアセンブリ26へとエネルギーが移動する。このエネルギーの一部は、タービン24とコンプレッサ18を接続する一対の回転シャフト28を介してコンプレッサ18に戻され、それによってコンプレッサ18が作動流体を圧縮するときに必要なエネルギーが供給される。
第2図を参照されたい。ロータアセンブリ32が、上流側ベーンアセンブリ34と下流側ベーンアセンブリ36との間に位置している。このロータアセンブリ32は、回転ディスク38を含んでおり、回転ディスク38から複数の動翼42が径方向に延在している。動翼42の各々は、ルート部44、先端48を有するエアフォイル部46、及び内側プラットフォーム52を含んでいる。ルート部44によって、動翼42はロータアセンブリ32の回転中にディスク38から外れないよう保持される。エアフォイル部46は、流路14を横切って径方向に延在しており、タービンを通って流れる作動流体と相互作用する流路面54を有している。内側プラットフォーム52は動翼42から横方向に延在しており、周方向に隣接する動翼のプラットフォームと整合して、径方向内側流路面56を形成している。径方向内側流路面56は、作動流体がエアフォイル部46の流路面54上を流れるのを促進する。
ロータアセンブリ32の径方向外側には、その周囲を囲むようにタービンシュラウド58が周方向に延在している。タービンシュラウド58によって画定される径方向外側流路面62は、動翼42の先端48と径方向に極めて近接している。流路面62は、作動流体が径方向外向きに流れるのを阻止し、作動流体がエアフォイル部46の流路面54上を流れるように働く。作動流体は、タービンシュラウド58の流路面62とプラットフォーム部52の流路面56とによって形成される環状流路内を流れ、この流路を横切る動翼42と効率よく相互作用する。
タービンシュラウド58は、流路14の周りに周方向に隔置された複数のシュラウドセグメント64を含んでいる。第3図乃至第5図に示すように、各シュラウドセグメント64は、複数のフック72を有する基板68と、コーティング層74を含んでいる。フック72はシュラウドセグメント64をタービンシュラウド58の隣接する構造体に保持する手段として働く。コーティング層74は、タービンを流れる高温ガスからシュラウドセグメントを保護するための熱障壁コーティングと、ロータアセンブリの回転中に動翼の先端と係合する摩耗可能コーティング(abradable coating)を組み合わせたものである。
各シュラウドセグメント64には、基板68内を延在する複数の冷却チャネル76が形成されている。これらの複数のチャネル76には、シュラウドセグメント64のリーディングエッジに沿った曲折チャネル78と、シュラウドセグメント64のトレーリングエッジに沿った曲折チャネル82と、それらの間に設けられた複数の横方向チャネル(lateral channel)84が含まれる。曲折チャネル78は、シュラウドセグメント64の外側面とダクト86を介して連通している。そのため、ダクト86は外側面に入口88を有している。入口88はリーディングエッジフック72のすぐ内側に配置されており、ダクト86はフック72の下を通って延在している。ダクト86によって、リーディングエッジに沿ったシーリング(sealing)を損なうことなく曲折チャネル78内に冷却流体を流すのに都合の良い機構が得られており、フック72の下にキャビティを延在させる場合必要であった、フック72を基板68から外向きに伸ばすことも必要なくなっている。トレーリングエッジの曲折チャネル82もリーディングエッジの曲折チャネル78と同様に、入口94を有するダクト92を備えている。
曲折チャネル78は第1流路96と、この第1流路96の外側に位置する第2流路98と、これら2つの流路96、98を結ぶベンド102と、出口103を含んでいる。トレーリングエッジに沿った曲折チャネル82も、曲折チャネル78と同様に、第1流路104、第2流路106、これら2つの流路104と106をつなぐベンド108、及び出口109を含んでいる。曲折チャネル78、82はどちらも、その長手方向に沿って分布されたトリップストリップ(trip strip)112を含んでいる。トリップストリップ112は、チャネル78及び82を流れる流体の流れを乱し、渦流的な乱流(regenerative turbulant flow)を生成して、流体と基板68との間の熱伝達を高める働きをする。
横方向チャネル84は、一対のフック72の間において横方向に延在しており、横方向チャネル114からなる第1セットと、横方向チャネル116からなる第2セットを含んでいる。第1セットの横方向チャネル114は、シュラウドセグメント64の一方の横側エッジ(lateral edge)119に沿って外側面に設けられた入口118と、シュラウドセグメント64の他方の横側エッジ120に設けられた出口122を有している。第2セットの横方向チャネル116は、横側エッジ120に沿って設けられた入口124と、他方の横側エッジ120に設けられた出口126を有している。第1セットのチャネル114と第2セットのチャネル116は互いに交互に配置され、各横方向チャネル84は、他方のセットに属する横方向チャネルの一つと間に位置する境界壁128を共有している。曲折チャネル78、82と同様に、横方向チャネル84は乱流を生成するべく長手方向に沿って分布されたトリップストリップ132を含んでいる。また、横方向チャネル84は、中を流れる流体のレイノルズ数を制御するべく、入口から出口へ向かって先細となっている。レイノルズ数が増加すると、チャネル内を流れる流体と基板との間の熱伝達も増加する。
曲折チャネルは概ね一定の断面積を有するものとして示されているが、曲折チャネル内を流れる流体のレイノルズ数を制御するため先細のチャネルを用いてもよい。本例では、シュラウドセグメントのリーディングエッジ及びトレーリングエッジに沿って形成されたこれらのチャネル内におけるレイノルズ数の制御は必要であるとは思われないが、応用例によっては、第6図に示すように、リーディングエッジ及びトレーリングエッジ領域における基板からの熱伝達をできるだけ高めるためにこの特徴が必要となることもあり得る。第6図に示されているシュラウドセグメント64′は、ダクト86′を有する端部から他方の端部へと先細となった曲折チャネル78′を含んでいる。
動作中、冷却流体はステータアセンブリを通って流れ、シュラウドセグメント64は外側面に当たる。この冷却流体の少なくとも一部は曲折チャネル78、82の入口88、94、及び横方向チャネル84の入口118、112に流入する。入口88に流入した冷却流体は、ダクト86を通って、第1曲折チャネル78へと流れる。この冷却流体はトリップストリップ112と相互作用しつつ、第1流路96、ベンド102、及び第2流路98を通って流れる。冷却流体は出口103を通って第2流路102から放出される。第2流路98から放出された流体は、隣接するシュラウドセグメント64間のギャップ(即ち、セグメント間ギャップ)内へと流れて高温ガスをパージし、高温ガスがギャップ内へ流れ込むのを防止する。入口94から流入する冷却流体は、概ね同様に、ダクト92を通って、トレーリングエッジに沿って曲折チャネル82内を流れ、シュラウドセグメント64の反対側の横側エッジ119に沿ったセグメント間ギャップ内へと放出される。
冷却流体の別の一部は、入口118、124から流入し、横方向チャネル84内を流れる。第1セットの横方向チャネル114の各々は、第2セットの横方向チャネル116の一つと隣接しているため、隣接する横方向チャネル84では冷却流体は逆方向に流れる。冷却流体はトリップストリップ132と相互作用し、乱流が生成される。また、先細となっていることによって、流体のレイノルズ数は横方向チャネル84を通して制御されている。冷却流体は出口122、126を通って横方向チャネル84から放出され、シュラウドセグメント64のいずれかの側のセグメント間ギャップ内に流入し、ガスが溜まらないようにパージする。
チャネル78、82、84をリーディングエッジ領域及びトレーリングエッジ領域を含む基板68の全体に設けることによって、基板64におけるホットスポットの生成が大幅に低減される。更に、出口103、109、122、126から放出される流体のセグメント間ギャップへの吹き込みにより、高温ガスがセグメント間ギャップ内に流れ込んだり、そこに滞留したりしてシュラウドセグメント64の横側エッジ119、120が損傷される可能性が低減される。
このような曲折チャネル78、82を設けることによって、基板64のリーディングエッジ領域及びトレーリングエッジ領域へと導かれる冷却流体が効率よく活用される。これらの領域は、動翼42のブレードポンピング効果(blade pumping effect)のため、シュラウドセグメント64の動翼通過領域と比べて、熱負荷は低い。ブレードポンピングは、作動流体が外向きに流れてシュラウドセグメントの動翼通過領域に衝当するように作用する。リーディングエッジは動翼42の上流側にあり、最も高温のガス流路流体(gas path fluid)を有する流路14の領域内にあるが、シュラウドセグメント64のリーディングエッジ周りにおいて漏出する冷却流体によってリーディングエッジ領域を覆うように冷却流体の膜が形成される(第2図の矢印134によって図示)。また、トレーリングエッジ領域は動翼42の下流側にあり、動翼42にエネルギーを与えた後のガス流路流体に曝される。従って、リーディングエッジ領域及びトレーリングエッジ領域は、シュラウドセグメント64の動翼通過領域に比べると冷却効果は小さくてよく、曲折チャネル78、82をこれらの領域で使用し、冷却流体を効率よく活用することができる。
シュラウドセグメント64は鋳造により製造することができる。この手順は、チャネル78、82、84を作るための中子を形成する過程と、その中子を中心として基板68を鋳造する過程を含む。鋳造過程が終了すると、鋳造のあいだチャネル用中子を保持するための中子支持手段として横側エッジに沿って形成された鋳造孔は、出口として使用されるものを除いて埋められる。入口88、94、118、124及びダクト86、92は、例えば放電加工のような従来の技術によって外側面に形成される。フック72及びシールランド(seal land)は基板68上に加工形成され、その後コーティング層74が流路面上に形成される。
本発明をその実施例に関して説明してきたが、当業者には理解されるように、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく様々な変更、省略及び追加が可能である。

Claims (12)

  1. 長手方向軸(16)の周りに形成された環状流路(14)と、前記流路(14)を横切って径方向に延在する複数の動翼(42)を有するロータアセンブリ(32)と、周方向に隔置されて前記動翼(42)の径方向外側に流路面(62)を形成し、前記流路(14)の一部を画定する複数のシュラウドセグメント(64)を含むシュラウドアセンブリ(38)と、前記複数のシュラウドセグメント(64)上へと冷却流体を吹き込む手段とを有するガスタービンエンジン(12)用のシュラウドセグメント(64)であって、
    前記シュラウドセグメント(64)は、
    径方向内側面と、
    前記径方向内側面と相反して配置された径方向外側面(66)と、
    リーディングエッジとトレーリングエッジを画定する一対の軸側エッジと、
    一対の横側エッジ(119、120)と、
    前記リーディングエッジに隣接して前記外側面(66)から延在する第1保持手段(72)と、
    前記トレーリングエッジに隣接して前記外側面(66)から延在する第2保持手段(72)と、
    前記軸側エッジの一方に隣接して延在する前記保持手段(72)の外側においてそのエッジに沿って延在する外側流路(98)と、前記外側流路(98)の内側に位置して前記外側流路(98)と連通した内側流路(96)と、隣接する保持手段(72)の間の外側面(66)から延在するダクト(86)と、前記外側流路(96)と連通した出口(103)とを含む曲折チャネル(78;78′)とを含んでおり、
    前記外側面(66)上に吹き込まれた前記冷却流体の一部が前記曲折チャネル(78;78′)を通って流れるように、前記ダクト(86)によって前記シュラウドセグメント(64)の外側面(66)と前記曲折チャネル(78;78′)とが連通されており、
    前記ダクト(86)は前記曲折チャネル(78;78′)の前記内側流路(96)へと延在しており、前記出口(103)は前記外側流路(98)とつながっており、更に、
    前記出口(103)は、前記シュラウドセグメント(64)の前記横側エッジ(119、120)の一方(120)に設けられ、前記一方の横側エッジ(120)と前記外側流路(98)との間に延在して、それらを連通していることを特徴とするシュラウドセグメント。
  2. 他方の軸側エッジに隣接して延在する保持手段(72)の外側においてそのエッジに沿って延在する外側流路(106)と、前記外側流路(106)の内側に位置する内側流路(104)と、隣接する保持手段(72)の内側の位置から前記内側流路(104)へと延在するダクト(92)とを含む第2曲折チャネル(82)を更に含み、
    前記外側面(66)上に吹き込まれた前記冷却流体の一部が前記第2曲折チャネル(82)を通って流れるように、前記ダクト(92)によって前記シュラウドセグメント(64)の外側面(66)と前記第2曲折チャネル(82)とが連通されていることを特徴とする請求項1に記載のシュラウドセグメント。
  3. 前記シュラウドセグメント(64)内を通って横方向に延在する複数の横方向チャネル(84)を更に含み、
    前記複数の横方向チャネル(64)は前記第1及び第2保持手段(72)の内側に配置されており、各横方向チャネル(84)は隣接する横方向チャネル(84)からそれらの間の壁(128)によって分離されており、各横方向チャネル(84)は前記シュラウドセグメント(64)の裏面に設けられた入口(118、124)と前記シュラウドセグメント(64)の横側エッジ(119、120)に設けられた出口(122、126)とを有しており、
    前記外側面(66)上に吹き込まれた冷却流体の一部が前記横方向チャネル(84)を通って流れて前記シュラウドセグメント(64)の前記横側エッジ(119、120)に沿って前記横方向チャネル(84)から放出されるように、前記入口(118、124)によって前記シュラウドセグメント(64)の前記外側面(66)と前記横方向チャネル(84)とが連通されていることを特徴とする請求項1に記載のシュラウドセグメント。
  4. 前記複数の横方向チャネル(84)が、横方向チャネル(114)の第1セットと横方向チャネル(116)の第2セットを含んでおり、
    前記第1セットの横方向チャネル(114)は、前記横側エッジの一方(119)に沿って設けられた入口(118)と他方の横側エッジ(120)に設けられた出口(126)とを有し、
    前記第2セットの横方向チャネル(116)は、前記他方の横側エッジ(120)に沿って設けられた入口(124)と、前記一方の横側エッジ(119)に設けられた出口(122)とを有し、
    前記第1セットの横方向チャネル(114)の各々は、前記第2セットの横方向チャネル(116)の一つと隣接しており、これら複数の横方向チャネル(84)の各々を流れる冷却流体は、隣接する横方向チャネル(84)を流れる冷却流体と逆方向に流れることを特徴とする請求項3に記載のシュラウドセグメント。
  5. 他方の軸側エッジに隣接して延在する保持手段(72)の外側においてそのエッジに沿って延在する外側流路(106)と、前記外側流路(106)の内側に位置する内側流路(104)と、隣接する保持手段(72)の内側の位置から前記内側流路(104)へと延在するダクト(92)と、前記外側流路(106)と連通した出口(109)とを含む第2曲折チャネル(82)を更に含み、
    前記外側面(66)上に吹き込まれた前記冷却流体の一部が前記第2曲折チャネル(82)を通って流れるように、前記ダクト(92)によって前記シュラウドセグメント(64)の外側面(66)と前記第2曲折チャネル(82)とが連通されていることを特徴とする請求項4に記載のシュラウドセグメント。
  6. 前記曲折チャネル(78;78′)が、該曲折チャネル(78;78′)の長手方向に沿って分布された複数のトリップストリップ(112)を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のシュラウドセグメント。
  7. 前記第1曲折チャネル(78;78′)と前記第2曲折チャネル(82)が、該曲折チャネル(78、82;78′)の長手方向に沿って分布された複数のトリップチャネル(112)を含んでいることを特徴とする請求項2に記載のシュラウドセグメント。
  8. 前記曲折チャネル(78、82;78′)及び複数の横方向チャネル(84)が、該チャネル(78、82、84;78′)の長手方向に沿って分布された複数のトリップストライプ(112)を含んでいることを特徴とする請求項5に記載のシュラウドセグメント。
  9. 前記曲折チャネル(78;78′)が先細となっていることを特徴とする請求項1に記載のシュラウドセグメント。
  10. 前記第1及び第2曲折チャネル(78;82;78′)が先細となっていることを特徴とする請求項2または請求項4に記載のシュラウドセグメント。
  11. 前記横方向チャネル(84)が前記入口(118、124)から前記出口(122、126)へと先細となっていることを特徴とする請求項3に記載のシュラウドセグメント。
  12. 請求項1乃至請求項11のいずれかに記載された複数のシュラウド要素が周方向に隔置されてなるガスタービンエンジン用シュラウドアセンブリ。
JP52574495A 1994-03-30 1995-03-21 曲折した冷却用チャネルを備えたタービンシュラウドセグメント Expired - Fee Related JP3671981B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/220,316 US5486090A (en) 1994-03-30 1994-03-30 Turbine shroud segment with serpentine cooling channels
US08/220,316 1994-03-30
PCT/US1995/003567 WO1995027126A1 (en) 1994-03-30 1995-03-21 Turbine shroud segment with serpentine cooling channels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09511304A JPH09511304A (ja) 1997-11-11
JP3671981B2 true JP3671981B2 (ja) 2005-07-13

Family

ID=22823069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52574495A Expired - Fee Related JP3671981B2 (ja) 1994-03-30 1995-03-21 曲折した冷却用チャネルを備えたタービンシュラウドセグメント

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5486090A (ja)
EP (1) EP0753100B1 (ja)
JP (1) JP3671981B2 (ja)
DE (1) DE69502282T2 (ja)
WO (1) WO1995027126A1 (ja)

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69418034T2 (de) * 1994-07-29 1999-11-18 United Technologies Corp., Hartford Schaufelspitzendichtungsring für eine Gasturbine
US5538393A (en) * 1995-01-31 1996-07-23 United Technologies Corporation Turbine shroud segment with serpentine cooling channels having a bend passage
US5609469A (en) * 1995-11-22 1997-03-11 United Technologies Corporation Rotor assembly shroud
EP1041247B1 (en) * 1999-04-01 2012-08-01 General Electric Company Gas turbine airfoil comprising an open cooling circuit
US6761534B1 (en) 1999-04-05 2004-07-13 General Electric Company Cooling circuit for a gas turbine bucket and tip shroud
US6254333B1 (en) * 1999-08-02 2001-07-03 United Technologies Corporation Method for forming a cooling passage and for cooling a turbine section of a rotary machine
US6241467B1 (en) 1999-08-02 2001-06-05 United Technologies Corporation Stator vane for a rotary machine
US6432216B1 (en) 2000-02-09 2002-08-13 Whirlpool Corporation Soil sensing system for a dishwasher
FR2857406B1 (fr) * 2003-07-10 2005-09-30 Snecma Moteurs Refroidissement des anneaux de turbine
US20060078429A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Darkins Toby G Jr Turbine engine shroud segment
US7306424B2 (en) * 2004-12-29 2007-12-11 United Technologies Corporation Blade outer seal with micro axial flow cooling system
US7284954B2 (en) * 2005-02-17 2007-10-23 Parker David G Shroud block with enhanced cooling
US7520715B2 (en) * 2005-07-19 2009-04-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud segment transpiration cooling with individual cast inlet and outlet cavities
US20070048122A1 (en) * 2005-08-30 2007-03-01 United Technologies Corporation Debris-filtering technique for gas turbine engine component air cooling system
US7621719B2 (en) * 2005-09-30 2009-11-24 United Technologies Corporation Multiple cooling schemes for turbine blade outer air seal
US7448850B2 (en) * 2006-04-07 2008-11-11 General Electric Company Closed loop, steam cooled turbine shroud
US7771160B2 (en) * 2006-08-10 2010-08-10 United Technologies Corporation Ceramic shroud assembly
US7665960B2 (en) * 2006-08-10 2010-02-23 United Technologies Corporation Turbine shroud thermal distortion control
JP5078341B2 (ja) * 2006-12-15 2012-11-21 三菱重工業株式会社 タービン翼環構造およびその組立方法
US7874792B2 (en) * 2007-10-01 2011-01-25 United Technologies Corporation Blade outer air seals, cores, and manufacture methods
US8061979B1 (en) 2007-10-19 2011-11-22 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine BOAS with edge cooling
US8366383B2 (en) * 2007-11-13 2013-02-05 United Technologies Corporation Air sealing element
US8177492B2 (en) * 2008-03-04 2012-05-15 United Technologies Corporation Passage obstruction for improved inlet coolant filling
US7942188B2 (en) * 2008-03-12 2011-05-17 Vent-Tek Designs, Llc Refractory metal core
US8365405B2 (en) * 2008-08-27 2013-02-05 United Technologies Corp. Preforms and related methods for repairing abradable seals of gas turbine engines
US8317461B2 (en) * 2008-08-27 2012-11-27 United Technologies Corporation Gas turbine engine component having dual flow passage cooling chamber formed by single core
EP2159381A1 (de) * 2008-08-27 2010-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenleitschaufelträger für eine Gasturbine
US8313301B2 (en) * 2009-01-30 2012-11-20 United Technologies Corporation Cooled turbine blade shroud
US20110044803A1 (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Blade outer air seal anti-rotation
US8167546B2 (en) * 2009-09-01 2012-05-01 United Technologies Corporation Ceramic turbine shroud support
JP5791232B2 (ja) * 2010-02-24 2015-10-07 三菱重工航空エンジン株式会社 航空用ガスタービン
US8535006B2 (en) 2010-07-14 2013-09-17 Siemens Energy, Inc. Near-wall serpentine cooled turbine airfoil
US8727704B2 (en) 2010-09-07 2014-05-20 Siemens Energy, Inc. Ring segment with serpentine cooling passages
US9022736B2 (en) 2011-02-15 2015-05-05 Siemens Energy, Inc. Integrated axial and tangential serpentine cooling circuit in a turbine airfoil
US8632298B1 (en) * 2011-03-21 2014-01-21 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine vane with endwall cooling
US9017025B2 (en) 2011-04-22 2015-04-28 Siemens Energy, Inc. Serpentine cooling circuit with T-shaped partitions in a turbine airfoil
US9017012B2 (en) 2011-10-26 2015-04-28 Siemens Energy, Inc. Ring segment with cooling fluid supply trench
US9617866B2 (en) 2012-07-27 2017-04-11 United Technologies Corporation Blade outer air seal for a gas turbine engine
US20140064969A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Dmitriy A. Romanov Blade outer air seal
WO2014163673A2 (en) 2013-03-11 2014-10-09 Bronwyn Power Gas turbine engine flow path geometry
GB201308605D0 (en) * 2013-05-14 2013-06-19 Rolls Royce Plc A shroud arrangement for a gas turbine engine
WO2015031764A1 (en) 2013-08-29 2015-03-05 United Technologies Corporation Blade outer air seal made of ceramic matrix composite
WO2015038341A1 (en) 2013-09-11 2015-03-19 United Technologies Corporation Blade outer air seal having angled retention hook
EP3092373B1 (en) 2013-12-17 2020-09-02 United Technologies Corporation System comprising a meter plate and a blade outer air seal
US10577963B2 (en) 2014-01-20 2020-03-03 United Technologies Corporation Retention clip for a blade outer air seal
US10329916B2 (en) 2014-05-01 2019-06-25 United Technologies Corporation Splayed tip features for gas turbine engine airfoil
EP3023596B1 (en) * 2014-11-20 2019-01-02 United Technologies Corporation Internally cooled turbine platform
US10184356B2 (en) 2014-11-25 2019-01-22 United Technologies Corporation Blade outer air seal support structure
US10329934B2 (en) 2014-12-15 2019-06-25 United Technologies Corporation Reversible flow blade outer air seal
US9757936B2 (en) * 2014-12-29 2017-09-12 General Electric Company Hot gas path component
US9963975B2 (en) * 2015-02-09 2018-05-08 United Technologies Corporation Trip strip restagger
GB201508551D0 (en) 2015-05-19 2015-07-01 Rolls Royce Plc A heat exchanger for a gas turbine engine
US10107128B2 (en) 2015-08-20 2018-10-23 United Technologies Corporation Cooling channels for gas turbine engine component
EP3176371A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-07 Siemens Aktiengesellschaft Component for a fluid flow engine and method
US10221719B2 (en) * 2015-12-16 2019-03-05 General Electric Company System and method for cooling turbine shroud
US10443426B2 (en) * 2015-12-17 2019-10-15 United Technologies Corporation Blade outer air seal with integrated air shield
US10815827B2 (en) * 2016-01-25 2020-10-27 Raytheon Technologies Corporation Variable thickness core for gas turbine engine component
US10801345B2 (en) * 2016-02-09 2020-10-13 Raytheon Technologies Corporation Chevron trip strip
US10202864B2 (en) * 2016-02-09 2019-02-12 United Technologies Corporation Chevron trip strip
US20170260873A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 General Electric Company System and method for cooling trailing edge and/or leading edge of hot gas flow path component
GB201612646D0 (en) * 2016-07-21 2016-09-07 Rolls Royce Plc An air cooled component for a gas turbine engine
JP6746486B2 (ja) * 2016-12-14 2020-08-26 三菱日立パワーシステムズ株式会社 分割環及びガスタービン
KR101873156B1 (ko) * 2017-04-12 2018-06-29 두산중공업 주식회사 터빈 베인 및 이를 포함하는 가스 터빈
US11274569B2 (en) 2017-12-13 2022-03-15 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
US10502093B2 (en) * 2017-12-13 2019-12-10 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
US10570773B2 (en) * 2017-12-13 2020-02-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
US10533454B2 (en) 2017-12-13 2020-01-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
US10689997B2 (en) * 2018-04-17 2020-06-23 Raytheon Technologies Corporation Seal assembly for gas turbine engine
US10989070B2 (en) * 2018-05-31 2021-04-27 General Electric Company Shroud for gas turbine engine
US11365645B2 (en) * 2020-10-07 2022-06-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
KR102510535B1 (ko) * 2021-02-23 2023-03-15 두산에너빌리티 주식회사 링 세그먼트 및 이를 포함하는 터보머신

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3728039A (en) * 1966-11-02 1973-04-17 Gen Electric Fluid cooled porous stator structure
US3365172A (en) * 1966-11-02 1968-01-23 Gen Electric Air cooled shroud seal
BE756582A (fr) * 1969-10-02 1971-03-01 Gen Electric Ecran circulaire et support d'ecran avec dispositif de reglage de la temperature pour turbomachine
US3990807A (en) * 1974-12-23 1976-11-09 United Technologies Corporation Thermal response shroud for rotating body
US4013376A (en) * 1975-06-02 1977-03-22 United Technologies Corporation Coolable blade tip shroud
GB1605220A (en) * 1975-10-11 1984-08-30 Rolls Royce Blade or vane for a gas turbine engine
US4353679A (en) * 1976-07-29 1982-10-12 General Electric Company Fluid-cooled element
US4280792A (en) * 1979-02-09 1981-07-28 Avco Corporation Air-cooled turbine rotor shroud with restraints
US4311432A (en) * 1979-11-20 1982-01-19 United Technologies Corporation Radial seal
US4573865A (en) * 1981-08-31 1986-03-04 General Electric Company Multiple-impingement cooled structure
US4573866A (en) * 1983-05-02 1986-03-04 United Technologies Corporation Sealed shroud for rotating body
US4655044A (en) * 1983-12-21 1987-04-07 United Technologies Corporation Coated high temperature combustor liner
US4650394A (en) * 1984-11-13 1987-03-17 United Technologies Corporation Coolable seal assembly for a gas turbine engine
US4650395A (en) * 1984-12-21 1987-03-17 United Technologies Corporation Coolable seal segment for a rotary machine
FR2597921A1 (fr) * 1986-04-24 1987-10-30 Snecma Anneau de turbine sectorise
US4752184A (en) * 1986-05-12 1988-06-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Self-locking outer air seal with full backside cooling
GB2227965B (en) * 1988-10-12 1993-02-10 Rolls Royce Plc Apparatus for drilling a shaped hole in a workpiece
JPH03213602A (ja) * 1990-01-08 1991-09-19 General Electric Co <Ge> ガスタービンエンジンの当接セグメントを連結する自己冷却式ジョイント連結構造
US5098257A (en) * 1990-09-10 1992-03-24 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for minimizing differential thermal expansion of gas turbine vane structures
US5088888A (en) * 1990-12-03 1992-02-18 General Electric Company Shroud seal
US5165847A (en) * 1991-05-20 1992-11-24 General Electric Company Tapered enlargement metering inlet channel for a shroud cooling assembly of gas turbine engines
US5169287A (en) * 1991-05-20 1992-12-08 General Electric Company Shroud cooling assembly for gas turbine engine
US5205115A (en) * 1991-11-04 1993-04-27 General Electric Company Gas turbine engine case counterflow thermal control
US5219268A (en) * 1992-03-06 1993-06-15 General Electric Company Gas turbine engine case thermal control flange
US5375973A (en) * 1992-12-23 1994-12-27 United Technologies Corporation Turbine blade outer air seal with optimized cooling
US5374161A (en) * 1993-12-13 1994-12-20 United Technologies Corporation Blade outer air seal cooling enhanced with inter-segment film slot

Also Published As

Publication number Publication date
EP0753100A1 (en) 1997-01-15
US5486090A (en) 1996-01-23
EP0753100B1 (en) 1998-04-29
DE69502282D1 (de) 1998-06-04
DE69502282T2 (de) 1998-12-24
WO1995027126A1 (en) 1995-10-12
JPH09511304A (ja) 1997-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3671981B2 (ja) 曲折した冷却用チャネルを備えたタービンシュラウドセグメント
US5538393A (en) Turbine shroud segment with serpentine cooling channels having a bend passage
US5649806A (en) Enhanced film cooling slot for turbine blade outer air seals
US7785067B2 (en) Method and system to facilitate cooling turbine engines
JP2510573B2 (ja) ガスタ−ビン動力装置のための熱ガスオ−バヒ−ト防護装置
US7722315B2 (en) Method and system to facilitate preferentially distributed recuperated film cooling of turbine shroud assembly
JP4486201B2 (ja) 優先冷却タービンシュラウド
US20100098554A1 (en) Blade for a rotor
EP1488078B1 (en) Impingement cooling of gas turbine blades or vanes
JPS6119804B2 (ja)
CA2551889C (en) Cooled shroud assembly and method of cooling a shroud
JP2001050004A (ja) 先端を断熱した翼形部
JP3417417B2 (ja) 冷却可能なガスタービンエンジン用アウターエアシール装置
US7611324B2 (en) Method and system to facilitate enhanced local cooling of turbine engines
JPS62195402A (ja) タ−ビンロ−タ翼の先端間隙を制御するシユラウド装置
GB2345942A (en) Gas turbine engine blade cooling air system
JP3302370B2 (ja) 薄膜冷却スロットを備えたタービンブレードの外部エアシール
WO2020239560A1 (en) Heatshield for a gas turbine engine
EP2631428A1 (en) Turbine nozzle segment
JPS6147289B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050412

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080428

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees