JP6192984B2 - タービン動翼の先端の冷却構造 - Google Patents
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- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/204—Heat transfer, e.g. cooling by the use of microcircuits
Description
102 圧縮機
104 燃焼器
106 タービン
108 シャフト
110 燃料ノズル
112 燃料供給部
115 動翼
116 燃焼ガス
117 ロータディスク
120 シュラウド
122 付け根またはダブテール
124 エーロフォイル
126 プラットホーム
128 正圧側壁
130 負圧側壁
132 前縁
134 後縁
137 翼先端
148 先端板
149 膜冷却出口
150 レール
152 正圧側レール
153 負圧側レール
155 先端空洞
156 エーロフォイル室
157 内側レール表面
159 外側レール表面
166 先端マイクロチャネルまたはマイクロチャネル
167 連結部
168 チャネルカバー(コーティング、板、フォイル、ワイヤなど)
171 第1の溝
173 第2の溝
Claims (12)
- ガスタービンエンジン用タービン動翼であって、
外側半径方向縁部に先端を有するエーロフォイルを備え、
前記エーロフォイルが前記エーロフォイルの前縁および後縁でともに接合される正圧側壁および負圧側壁を含み、前記正圧側壁および前記負圧側壁が付け根から前記先端まで延び、
前記先端が先端板および前記先端板の周囲に沿って配置されたレールを含み、
前記レールが冷媒源に連結されたレールマイクロチャネルを含み、
前記先端板が、該先端板に設けられた、上流端と下流端とを備える先端板マイクロチャネルを含み、
前記レールマイクロチャネルが機械加工された溝を包囲するカバーを備え、
前記先端板マイクロチャネルの下流端は、前記レールのベースで、前記レールマイクロチャネルの上流端に連結され、
前記レールマイクロチャネルの下流端が前記レールの外側半径方向縁部付近に位置する
タービン動翼。 - ガスタービンエンジン用タービン動翼であって、
外側半径方向縁部に先端を有するエーロフォイルを備え、
前記エーロフォイルが前記エーロフォイルの前縁および後縁でともに接合される正圧側壁および負圧側壁を含み、前記正圧側壁および前記負圧側壁が付け根から前記先端まで延び、
前記先端が先端板および前記先端板の周囲に沿って配置されたレールを含み、
前記レールが冷媒源に連結されたレールマイクロチャネルを含み、
前記先端板が、該先端板に設けられた、比較的前記後縁に近い上流端と比較的前記前縁に近い下流端とを備える先端板マイクロチャネルを含み、
前記レールマイクロチャネルが比較的前記前縁に近い上流端と比較的前記後縁に近い下流端とを備え、
前記先端板マイクロチャネルの下流端は、前記レールのベースで、前記レールマイクロチャネルの上流端に連結され、
前記レールマイクロチャネルの下流端が前記レールの外側半径方向縁部付近に位置する
タービン動翼。 - 前記正圧側壁が外側半径方向縁部を備え、前記負圧側壁が外側半径方向縁部を備え、前記エーロフォイルが前記先端板が軸方向かつ周方向に延びて前記負圧側壁の前記外側半径方向縁部を前記正圧側壁の前記外側半径方向縁部に連結するように構成される、請求項1または2に記載のタービン動翼。
- 前記レールが正圧側レールおよび負圧側レールを含み、前記正圧側レールが前記エーロフォイルの前記前縁および前記後縁で前記負圧側レールに連結され、
前記正圧側レールが前記先端板から半径方向外側に延び、前記前縁から前記後縁まで横
行して、その結果前記正圧側レールが前記正圧側壁の前記外側半径方向縁部と概ね位置合わせされ、
前記負圧側レールが前記先端板から半径方向外側に延び、前記前縁から前記後縁まで横行して、その結果前記負圧側レールが前記負圧側壁の前記外側半径方向縁部と概ね位置合わせされ、
前記正圧側レールおよび前記負圧側レールが前記エーロフォイルの前記前縁から前記後縁まで連続し、前記前縁と前記後縁の間に先端空洞を画定し、前記レールマイクロチャネルが前記レールの内側レール表面上に配置される、請求項3記載のタービン動翼。 - 前記マイクロチャネルが前記レールのベース付近に位置付けられた上流側および前記レールの外側半径方向縁部付近に位置付けられた下流側を備え、
前記エーロフォイルがエーロフォイル室を備え、
前記先端から冷却流体として放出した冷媒が再度前記エーロフォイル室に戻るように前記エーロフォイル室が動作中に冷媒を循環させるように構成された内部室を備える、請求項4記載のタービン動翼。 - 前記レールマイクロチャネルが前記先端板に対して角度を形成し、前記角度が5°から40°である、請求項1乃至5のいずれかに記載のタービン動翼。
- 前記レールマイクロチャネルが線形であり、
前記レールマイクロチャネルが機械加工された溝を包囲する非一体型カバーを備え、
前記カバーがコーティング、シート、フォイル、およびワイヤの1つを備える、
請求項1乃至6のいずれかに記載のタービン動翼。 - 前記レールマイクロチャネルが前記動翼の前記先端の外面付近に概ね平行に延びる包囲された中空流路を含む、請求項1乃至7のいずれかに記載のタービン動翼。
- 前記レールマイクロチャネルが前記内側レール表面から約0.05インチ未満に存在し、
前記レールマイクロチャネルが約0.0036平方インチ未満の流通断面積を含む、請求項8記載のタービン動翼。 - 前記レールマイクロチャネルの下流端が前記負圧側壁側の前記レールの外側半径方向縁部付近に位置する、請求項1乃至9のいずれかに記載のタービン動翼。
- 前記先端板のマイクロチャネルの前記上流端が前記先端板を通ってエーロフォイル室に通る冷媒流路に連結される、請求項1乃至7のいずれかに記載のタービン動翼。
- 前記先端板を通る前記冷媒流路が膜冷媒出口を含み、
前記先端板のマイクロチャネルが、前記膜冷媒出口から前記タービン動翼を出た前記冷媒が前記先端板マイクロチャネルを通るように方向付けるように構成され、
前記先端板のマイクロチャネルと前記レールのマイクロチャネルの間の連結部が前記先端板のマイクロチャネルを通って流れる冷媒を前記レールのマイクロチャネルを通るように方向付けるように構成され、
前記レールのマイクロチャネルを通って流れる冷媒が前記上流端から前記下流端に位置付けられた出口に流れ、前記出口が前記レールの外側半径方向縁部付近に配置される、請求項11記載のタービン動翼。
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