JP5022097B2 - タービン用翼 - Google Patents
タービン用翼 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5022097B2 JP5022097B2 JP2007122351A JP2007122351A JP5022097B2 JP 5022097 B2 JP5022097 B2 JP 5022097B2 JP 2007122351 A JP2007122351 A JP 2007122351A JP 2007122351 A JP2007122351 A JP 2007122351A JP 5022097 B2 JP5022097 B2 JP 5022097B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- peripheral surface
- insert
- cooling
- back side
- blade
- 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.)
- Active
Links
Images
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
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
- F01D5/187—Convection cooling
- F01D5/188—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
- F01D5/189—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall the insert having a tubular cross-section, e.g. airfoil shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
Description
本発明は、ガスタービンに関し、より詳しくは、ガスタービンのタービン用翼（動翼・静翼）に関するものである。
ガスタービンのタービン部におけるタービン用翼（例えば、第二段静翼）としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特開平３−２５３７０１号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示されたタービン用翼では、翼本体の内壁面（内周面）を効率よく冷却するため、インピンジメント孔が翼本体の内壁面にできるだけ近い位置にくるようにインサートの壁面を配置しなければならない。そのため、インサートの流路断面積が必然的に大きくなり、冷却空気量が多くなって、ガスタービンの性能が低下してしまうといった問題点があった。
また、インサートの内部に導入された冷却空気は、インサートに形成された複数個のインピンジメント孔を通って翼本体の内壁をインピンジメント冷却した後、翼本体に形成された複数個のフィルム冷却孔から吹き出されるようになっている。すなわち、インサートの内部に導入された冷却空気はすべて、インピンジメント冷却を１回だけ行ってフィルム冷却孔から翼本体の外部に流出するようになっている。そのため、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出され、ガスタービンのガス温度を下げ、ガスタービンの熱効率を低下させてしまうおそれもあった。
また、インサートの内部に導入された冷却空気は、インサートに形成された複数個のインピンジメント孔を通って翼本体の内壁をインピンジメント冷却した後、翼本体に形成された複数個のフィルム冷却孔から吹き出されるようになっている。すなわち、インサートの内部に導入された冷却空気はすべて、インピンジメント冷却を１回だけ行ってフィルム冷却孔から翼本体の外部に流出するようになっている。そのため、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出され、ガスタービンのガス温度を下げ、ガスタービンの熱効率を低下させてしまうおそれもあった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、冷却空気（冷却媒体）量を低減させることができ、かつ、フィルム冷却孔から温度の低い冷却空気が吹き出されることを防止することができるタービン用翼を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るタービン用翼は、複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも１つの板状のリブによって、内部に少なくとも２つのキャビティが形成された翼本体と、前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、前記翼本体の腹側に位置する内周面をインピンジ冷却した冷却媒体の一部が、前記翼本体の背側に位置する内周面をさらにインピンジ冷却した後、前記翼本体の背側に位置するフィルム冷却孔から吹き出されるように構成されている。
本発明に係るタービン用翼は、複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも１つの板状のリブによって、内部に少なくとも２つのキャビティが形成された翼本体と、前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、前記翼本体の腹側に位置する内周面をインピンジ冷却した冷却媒体の一部が、前記翼本体の背側に位置する内周面をさらにインピンジ冷却した後、前記翼本体の背側に位置するフィルム冷却孔から吹き出されるように構成されている。
本発明に係るタービン用翼によれば、キャビティ内におけるインサートの流路断面積が低減することとなるので、全体の冷却空気量（冷却空気の消費量）を低減させることができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インサートの内部に導入されて、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなる。
これにより、インサートの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに（従来よりも、１０％程度）低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インサートの内部に導入されて、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなる。
これにより、インサートの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに（従来よりも、１０％程度）低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
本発明に係るタービン用翼は、複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも１つの板状のリブによって、内部に少なくとも２つのキャビティが形成された翼本体と、前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、前記インサートが、前記キャビティの腹側および背側にそれぞれ一つずつ配置されており、腹側に配置されたインサートのインピンジメント冷却孔から前記翼本体の腹側に位置する内周面に向かって吹き出された冷却媒体の一部が、前記冷却空間を通って背側に配置されたインサートの内部に一旦導入された後、背側に配置されたインサートのインピンジメント冷却孔から前記翼本体の背側に位置する内周面に向かって吹き出されるように構成されている。
本発明に係るタービン用翼によれば、例えば、図２に示すように、キャビティ内におけるインサートの流路断面積が低減することとなるので、全体の冷却空気量（冷却空気の消費量）を低減させることができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インサートの内部に導入されて、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなる。
これにより、インサートの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに（従来よりも、１０％程度）低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インサートの内部に導入されて、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなる。
これにより、インサートの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに（従来よりも、１０％程度）低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
本発明に係るタービン用翼は、複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも１つの板状のリブによって、内部に少なくとも２つのキャビティが形成された翼本体と、前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、前記キャビティの背側に、前記インサートの背側に位置する外周面と前記翼本体の背側に位置する内周面との間に形成された冷却空間を、前記インサートの背側に位置する外周面および前記翼本体の背側に位置する内周面に沿って二分するとともに、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられたインピンジメント板が設けられている。
本発明に係るタービン用翼によれば、例えば、図３に示すように、キャビティ内におけるインサートの流路断面積が低減することとなるので、全体の冷却空気量（冷却空気の消費量）を低減させることができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インピンジメント板に形成されたインピンジメント孔から冷却空間内に吹き出して、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなるので、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インピンジメント板に形成されたインピンジメント孔から冷却空間内に吹き出して、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなるので、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
本発明に係るガスタービンは、全体の冷却空気量を低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができるタービン用翼を備えている。
本発明に係るガスタービンによれば、全体の冷却空気量が低減されることとなるので、ガスタービンの性能を向上させることができるとともに、フィルム冷却孔からの温度の低い冷却空気の吹き出しが防止されることとなるので、ガスタービンの熱効率を向上させることができる。
本発明によれば、冷却空気（冷却媒体）量を低減させることができ、かつ、フィルム冷却孔から温度の低い冷却空気が吹き出されることを防止することができるという効果を奏する。
以下、本発明に係るタービン用翼の一実施形態について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るタービン用翼１０を具備したガスタービン１を示す図であって、車室上半部を取り外した状態を示す概略斜視図、図２は本実施形態に係るタービン用翼１０の略中央部を、その立設方向軸線に対して略直交する面で切った要部断面図である。
図１は本発明に係るタービン用翼１０を具備したガスタービン１を示す図であって、車室上半部を取り外した状態を示す概略斜視図、図２は本実施形態に係るタービン用翼１０の略中央部を、その立設方向軸線に対して略直交する面で切った要部断面図である。
図１に示すように、ガスタービン１は、燃焼用空気を圧縮する圧縮部２と、この圧縮部２から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼部３と、この燃焼部３の下流側に位置し、燃焼部３を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部４とを主たる要素とするものである。
図２に示すように、本実施形態に係るタービン用翼１０は、例えば、タービン部４における第二段静翼に適用され得るものであり、翼本体１１と、複数個のインサート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，・・・とを備えている。
翼本体１１には、複数個のフィルム冷却孔１３と、翼本体１１の立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁Ｌ．Ｅ．と後縁（図示せず）とを結ぶ中心線（図示せず）に対して略直交して設けられ、翼本体１１の内部を複数個のキャビティＣ１，Ｃ２，・・・に区画する板状のリブ１４と、最も後縁側に位置するキャビティ内の冷却空気（冷却媒体）を翼本体１１の外部に導くとともに複数のピンフィン（図示せず）を有する空気孔（図示せず）とが設けられている。
翼本体１１には、複数個のフィルム冷却孔１３と、翼本体１１の立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁Ｌ．Ｅ．と後縁（図示せず）とを結ぶ中心線（図示せず）に対して略直交して設けられ、翼本体１１の内部を複数個のキャビティＣ１，Ｃ２，・・・に区画する板状のリブ１４と、最も後縁側に位置するキャビティ内の冷却空気（冷却媒体）を翼本体１１の外部に導くとともに複数のピンフィン（図示せず）を有する空気孔（図示せず）とが設けられている。
インサート１２ａ，１２ｂ，１２ｃはそれぞれ、複数個のインピンジメント冷却孔１５が設けられた中空状のものであり、最も前縁側に位置するキャビティＣ１内には２つのインサート１２ａ，１２ｂが設けられており、その他のキャビティＣ２内にはそれぞれ１つのインサート１２ｃが設けられている。
インサート１２ａはキャビティＣ１内の腹側に配置され、インサート１２ｂはキャビティＣ１内の背側に配置されており、インサート１２ａ，１２ｂの外周面１６と翼本体１１の内壁面（内周面）１７との間、インサート１２ａ，１２ｂの外周面１６とリブ１４の壁面１８との間、およびインサート１２ａの外周面１６とインサート１２ｂの外周面１６との間にはそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
一方、その他のキャビティＣ２内に配置されたインサート１２ｃの外周面１６と翼本体１１の内壁面１７との間、およびインサート１２ｃの外周面１６とリブ１４の壁面１８との間にもそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
インサート１２ａはキャビティＣ１内の腹側に配置され、インサート１２ｂはキャビティＣ１内の背側に配置されており、インサート１２ａ，１２ｂの外周面１６と翼本体１１の内壁面（内周面）１７との間、インサート１２ａ，１２ｂの外周面１６とリブ１４の壁面１８との間、およびインサート１２ａの外周面１６とインサート１２ｂの外周面１６との間にはそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
一方、その他のキャビティＣ２内に配置されたインサート１２ｃの外周面１６と翼本体１１の内壁面１７との間、およびインサート１２ｃの外周面１６とリブ１４の壁面１８との間にもそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
このように構成されたタービン用翼１０では、冷却空気が図示していない手段によってインサート１２ａ，１２ｂ，１２ｃの内部に導入され、複数個のインピンジメント孔１５を通って冷却空間内に吹き出して、翼本体１１の内壁面１７がインピンジメント冷却されるようになっている。
また、翼本体１１の内壁面１７をインピンジメント冷却した冷却空気は、翼本体１１の複数個のフィルム冷却孔１３から吹き出して、翼本体１１のまわりに冷却空気によるフィルム層を形成し、翼本体１１がフィルム冷却されるようになっている。
さらに、翼本体１１の後縁からは、空気孔（図示せず）を通って冷却空気が噴出され、この際にピンフィン（図示せず）を冷却して翼本体１１の後縁近傍が冷却されるようになっている。
また、翼本体１１の内壁面１７をインピンジメント冷却した冷却空気は、翼本体１１の複数個のフィルム冷却孔１３から吹き出して、翼本体１１のまわりに冷却空気によるフィルム層を形成し、翼本体１１がフィルム冷却されるようになっている。
さらに、翼本体１１の後縁からは、空気孔（図示せず）を通って冷却空気が噴出され、この際にピンフィン（図示せず）を冷却して翼本体１１の後縁近傍が冷却されるようになっている。
さらにまた、本実施形態に係るタービン用翼１０では、図２に実線矢印で示すように、インサート１２ａの内部に導入され、翼本体１１の腹側の内壁面１７に向かって開口するインピンジメント孔１５から冷却空間内に吹き出して翼本体１１の腹側の内壁面１７をインピンジメント冷却した冷却空気の一部が、インサート１２ａの外周面１６と翼本体１１の内壁面１７との間に形成された冷却空間を通ってインサート１２ａの外周面１６とインサート１２ｂの外周面１６との間に形成された冷却空間に流れ込むようになっている。そして、インサート１２ａの外周面１６とインサート１２ｂの外周面１６との間に形成された冷却空間に流れ込んだ冷却空気は、インサート１２ａ（より詳しくは、インサート１２ａの背側に位置する壁面）に向かって開口するインピンジメント孔１５からインサート１２ｂの内部に流入し、図示していない手段によってインサート１２ｂの内部に導入された冷却空気とともに、翼本体１１の背側の内壁面１７に向かって開口するインピンジメント孔１５から冷却空間内に吹き出して翼本体１１の背側の内壁面１７をインピンジメント冷却した後、フィルム冷却孔１３から吹き出されるようになっている。
本実施形態に係るタービン用翼１０によれば、キャビティＣ１内におけるインサート１２ａ，１２ｂの流路断面積が低減することとなるので、全体の冷却空気量（冷却空気の消費量）を低減させることができる。
また、インサート１２ａの内部に導入された冷却空気の一部が、インサート１２ｂの内部に導入されて、翼本体１１の背側の内壁面１７をインピンジメント冷却するとともに、翼本体１１の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなる。
これにより、インサート１２ｂの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに（従来よりも、１０％程度）低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔１３から吹き出されるのを防止することができる。
これにより、インサート１２ｂの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに（従来よりも、１０％程度）低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔１３から吹き出されるのを防止することができる。
また、本実施形態に係るタービン用翼１０を備えたガスタービン１によれば、全体の冷却空気量が低減されることとなるので、ガスタービンの性能を向上させることができるとともに、フィルム冷却孔１３からの温度の低い冷却空気の吹き出しが防止されることとなるので、ガスタービンの熱効率を向上させることができる。
本発明に係るタービン用翼の他の実施形態について、図３を参照しながら説明する。
図３は本実施形態に係るタービン用翼２０の略中央部を、その立設方向軸線に対して略直交する面で切った要部断面図である。
本実施形態に係るタービン用翼２０は、インサート１２ａの代わりにインサート２１が設けられ、インサート１２ｂの代わりにインピンジメント板２２が設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
図３は本実施形態に係るタービン用翼２０の略中央部を、その立設方向軸線に対して略直交する面で切った要部断面図である。
本実施形態に係るタービン用翼２０は、インサート１２ａの代わりにインサート２１が設けられ、インサート１２ｂの代わりにインピンジメント板２２が設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
インサート２１は、複数個のインピンジメント冷却孔１５が設けられた中空状のものであり、インピンジメント板２２は、複数個のインピンジメント冷却孔１５が設けられた板状のものであって、これらインサート２１およびインピンジメント板２２は、最も前縁側に位置するキャビティＣ１内に収められて（収容されて）いる。
インピンジメント板２２は、その内壁面（内周面）２３がインサート２１の背側に位置する外壁面（外周面）２４と対向し、かつ、その外壁面（外周面）２５が翼本体１１の背側に位置する内壁面１７と対向するように配置されている。
そして、インサート２１の外壁面２４と翼本体１１の腹側に位置する内壁面１７との間、インサート２１の外壁面２４とリブ１４の壁面１８との間、インサート２１の外壁面２４とインピンジメント板２２の内壁面２３との間、およびインピンジメント板２２の外壁面２５と翼本体１１の背側に位置する内周面１７との間にはそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
インピンジメント板２２は、その内壁面（内周面）２３がインサート２１の背側に位置する外壁面（外周面）２４と対向し、かつ、その外壁面（外周面）２５が翼本体１１の背側に位置する内壁面１７と対向するように配置されている。
そして、インサート２１の外壁面２４と翼本体１１の腹側に位置する内壁面１７との間、インサート２１の外壁面２４とリブ１４の壁面１８との間、インサート２１の外壁面２４とインピンジメント板２２の内壁面２３との間、およびインピンジメント板２２の外壁面２５と翼本体１１の背側に位置する内周面１７との間にはそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
このように構成されたタービン用翼２０では、冷却空気が図示していない手段によってインサート２１，１２ｃの内部に導入され、複数個のインピンジメント孔１５を通って冷却空間内に吹き出して、翼本体１１の内壁面１７がインピンジメント冷却されるようになっている。
また、翼本体１１の内壁面１７をインピンジメント冷却した冷却空気は、翼本体１１の複数個のフィルム冷却孔１３から吹き出して、翼本体１１のまわりに冷却空気によるフィルム層を形成し、翼本体１１がフィルム冷却されるようになっている。
さらに、翼本体１１の後縁からは、空気孔（図示せず）を通って冷却空気が噴出され、この際にピンフィン（図示せず）を冷却して翼本体１１の後縁近傍が冷却されるようになっている。
また、翼本体１１の内壁面１７をインピンジメント冷却した冷却空気は、翼本体１１の複数個のフィルム冷却孔１３から吹き出して、翼本体１１のまわりに冷却空気によるフィルム層を形成し、翼本体１１がフィルム冷却されるようになっている。
さらに、翼本体１１の後縁からは、空気孔（図示せず）を通って冷却空気が噴出され、この際にピンフィン（図示せず）を冷却して翼本体１１の後縁近傍が冷却されるようになっている。
さらにまた、本実施形態に係るタービン用翼２０では、図３に実線矢印で示すように、インサート２１の内部に導入され、翼本体１１の腹側の内壁面１７に向かって開口するインピンジメント孔１５から冷却空間内に吹き出して翼本体１１の腹側の内壁面１７をインピンジメント冷却した冷却空気の一部が、インサート２１の外壁面２４と翼本体１１の内壁面１７との間に形成された冷却空間、およびインサート２１の外壁面２４とリブ１４の壁面１８との間に形成された冷却空間を通ってインサート２１の外壁面２４とインピンジメント板２２の内壁面２３との間に形成された冷却空間に流れ込むようになっている。そして、インサート２１の外壁面２４とインピンジメント板２２の内壁面２３との間に形成された冷却空間に流れ込んだ冷却空気は、翼本体１１の背側の内壁面１７に向かって開口するインピンジメント孔１５から冷却空間内に吹き出して翼本体１１の背側の内壁面１７をインピンジメント冷却した後、フィルム冷却孔１３から吹き出されるようになっている。
本実施形態に係るタービン用翼２０によれば、キャビティＣ１内におけるインサート２１の流路断面積が低減することとなるので、全体の冷却空気量（冷却空気の消費量）を低減させることができる。
また、インサート２１の内部に導入された冷却空気の一部が、インピンジメント板２２に形成されたインピンジメント孔１５から冷却空間内に吹き出して、翼本体１１の背側の内壁面１７をインピンジメント冷却するとともに、翼本体１１の背側の外壁面（外周面）をフィルム冷却するのに利用されることとなるので、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔１３から吹き出されるのを防止することができる。
また、本実施形態に係るタービン用翼２０を備えたガスタービン１によれば、全体の冷却空気量が低減されることとなるので、ガスタービンの性能を向上させることができるとともに、フィルム冷却孔１３からの温度の低い冷却空気の吹き出しが防止されることとなるので、ガスタービンの熱効率を向上させることができる。
なお、本発明は第二段静翼のみに適用され得るものではなく、その他の段の静翼、あるいは動翼にも適用可能である。
また、本発明は最も前縁側に位置するキャビティＣ１内のみに適用され得るものではなく、その他のキャビティＣ２内にも適用可能である。
１ ガスタービン
１０ タービン用翼
１１ 翼本体
１２ａ インサート
１２ｂ インサート
１２ｃ インサート
１３ フィルム冷却孔
１４ リブ
１５ インピンジメント冷却孔
１６ 外壁面（外周面）
１７ 内壁面（内周面）
２０ タービン用翼
２１ インサート
２２ インピンジメント板
２４ 外壁面（外周面）
Ｃ１ キャビティ
Ｃ２ キャビティ
Ｌ．Ｅ．前縁
１０ タービン用翼
１１ 翼本体
１２ａ インサート
１２ｂ インサート
１２ｃ インサート
１３ フィルム冷却孔
１４ リブ
１５ インピンジメント冷却孔
１６ 外壁面（外周面）
１７ 内壁面（内周面）
２０ タービン用翼
２１ インサート
２２ インピンジメント板
２４ 外壁面（外周面）
Ｃ１ キャビティ
Ｃ２ キャビティ
Ｌ．Ｅ．前縁
Claims (4)
- 複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも１つの板状のリブによって、内部に少なくとも２つのキャビティが形成された翼本体と、
前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、
前記翼本体の腹側に位置する内周面をインピンジ冷却した冷却媒体の一部が、前記翼本体の背側に位置する内周面をさらにインピンジ冷却した後、前記翼本体の背側に位置するフィルム冷却孔から吹き出されるように構成されていることを特徴とするタービン用翼。 - 複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも１つの板状のリブによって、内部に少なくとも２つのキャビティが形成された翼本体と、
前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、
前記インサートが、前記キャビティの腹側および背側にそれぞれ一つずつ配置されており、腹側に配置されたインサートのインピンジメント冷却孔から前記翼本体の腹側に位置する内周面に向かって吹き出された冷却媒体の一部が、前記冷却空間を通って背側に配置されたインサートの内部に一旦導入された後、背側に配置されたインサートのインピンジメント冷却孔から前記翼本体の背側に位置する内周面に向かって吹き出されるように構成されていることを特徴とするタービン用翼。 - 複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも１つの板状のリブによって、内部に少なくとも２つのキャビティが形成された翼本体と、
前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、
前記キャビティの背側に、前記インサートの背側に位置する外周面と前記翼本体の背側に位置する内周面との間に形成された冷却空間を、前記インサートの背側に位置する外周面および前記翼本体の背側に位置する内周面に沿って二分するとともに、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられたインピンジメント板が設けられていることを特徴とするタービン用翼。 - 請求項１から３のいずれか一項に記載のタービン用翼を備えてなることを特徴とするガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007122351A JP5022097B2 (ja) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | タービン用翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007122351A JP5022097B2 (ja) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | タービン用翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008274906A JP2008274906A (ja) | 2008-11-13 |
| JP5022097B2 true JP5022097B2 (ja) | 2012-09-12 |
Family
ID=40053158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007122351A Active JP5022097B2 (ja) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | タービン用翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5022097B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024004529A1 (ja) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン静翼及びガスタービン |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2351909B1 (en) | 2008-11-07 | 2016-10-19 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Turbine blade |
| US8182223B2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-05-22 | General Electric Company | Turbine blade cooling |
| WO2010131385A1 (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | 三菱重工業株式会社 | タービン静翼およびガスタービン |
| JP5791406B2 (ja) * | 2011-07-12 | 2015-10-07 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械の翼体 |
| WO2016133514A1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine airfoil with dual wall construction |
| CN109477393B (zh) | 2016-07-28 | 2021-08-17 | 西门子股份公司 | 具有用于中部本体温度控制的独立冷却回路的涡轮翼型件 |
| CN114439553A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-05-06 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种低热应力涡轮冷却导向叶片 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6183198B1 (en) * | 1998-11-16 | 2001-02-06 | General Electric Company | Airfoil isolated leading edge cooling |
| US6431824B2 (en) * | 1999-10-01 | 2002-08-13 | General Electric Company | Turbine nozzle stage having thermocouple guide tube |
| JP4176273B2 (ja) * | 2000-02-01 | 2008-11-05 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン蒸気冷却静翼 |
-
2007
- 2007-05-07 JP JP2007122351A patent/JP5022097B2/ja active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024004529A1 (ja) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン静翼及びガスタービン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008274906A (ja) | 2008-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2010052784A1 (ja) | タービン用翼 | |
| JP5022097B2 (ja) | タービン用翼 | |
| JP4546760B2 (ja) | 一体化されたブリッジを備えたタービンブレード | |
| US7121787B2 (en) | Turbine nozzle trailing edge cooling configuration | |
| CA2560811C (en) | Cooled airfoil trailing edge tip exit | |
| EP3124746B1 (en) | Method for cooling a turbo-engine component and turbo-engine component | |
| JP4184323B2 (ja) | ガスタービンエンジンのタービン用の中空回転翼 | |
| KR101180547B1 (ko) | 터빈용 날개 | |
| JP2004044572A (ja) | タービンブレードおよびそのタービンブレードを備えたガスタービン | |
| US20100221121A1 (en) | Turbine airfoil cooling system with near wall pin fin cooling chambers | |
| US7059834B2 (en) | Turbine blade | |
| WO2010109954A1 (ja) | タービン翼およびガスタービン | |
| JP2006112430A (ja) | ガスタービンエンジン部品 | |
| JP2006083851A (ja) | タービンバケット翼形部の後縁のための冷却システム | |
| KR20030030849A (ko) | 증대된 열 전달을 갖는 터빈 에어포일 | |
| JP2005299637A (ja) | タービンブレード温度を低下させる方法及び装置 | |
| JP4939303B2 (ja) | タービン静翼 | |
| JP2007211618A (ja) | ガスタービン | |
| JP2010190198A (ja) | タービン用翼 | |
| JP2020513091A (ja) | 改良された冷却回路を備えるブレード | |
| WO2015195088A1 (en) | Turbine airfoil cooling system with leading edge impingement cooling system | |
| JP5182931B2 (ja) | タービン用翼 | |
| JP4885275B2 (ja) | タービン用翼 | |
| US20160130951A1 (en) | Cooling for turbine blade platform-aerofoil joints | |
| JP6583780B2 (ja) | 翼及びこれを備えるガスタービン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110830 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110831 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111031 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120316 |
|
| 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: 20120529 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120615 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5022097 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150622 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |