JPH02267326A - ブレード冷却用空気から細塵を除去するフィルタ装置を設けたガスタービン - Google Patents
ブレード冷却用空気から細塵を除去するフィルタ装置を設けたガスタービンInfo
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- JPH02267326A JPH02267326A JP8679689A JP8679689A JPH02267326A JP H02267326 A JPH02267326 A JP H02267326A JP 8679689 A JP8679689 A JP 8679689A JP 8679689 A JP8679689 A JP 8679689A JP H02267326 A JPH02267326 A JP H02267326A
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- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 30
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 9
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
-
- 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
- F05D2260/60—Fluid transfer
- F05D2260/607—Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、高温の燃焼ガスに曝されるノズルブレード
、ロータブレード(本明細書では両者を区別する必要の
ないときは単にブレードと総称する)を、その表面に穿
設した小孔から冷却用空気を噴出して冷却するガスター
ビンに関する。
、ロータブレード(本明細書では両者を区別する必要の
ないときは単にブレードと総称する)を、その表面に穿
設した小孔から冷却用空気を噴出して冷却するガスター
ビンに関する。
(従来の技術)
ガスタービンは、第4図に略示するように、ロータ1と
回転軸2により結合されたコンプレッサ3で空気を圧縮
し、大部分の圧縮空気は燃焼用空気4として燃焼器5へ
送り、燃焼器内に噴射される燃料6を燃焼させて高温(
1300〜1400℃)の燃焼ガス7の流れを造り、ケ
ーシング8の内面に円輪状に固定した多数のノズルブレ
ード9の間を通して適当な角度に流れ方向を変え、ロー
タ1の周囲に植立したロータブレード1oに吹き付けて
ロータ1及びコンプレッサ3を回転させて動力を得る装
置である。
回転軸2により結合されたコンプレッサ3で空気を圧縮
し、大部分の圧縮空気は燃焼用空気4として燃焼器5へ
送り、燃焼器内に噴射される燃料6を燃焼させて高温(
1300〜1400℃)の燃焼ガス7の流れを造り、ケ
ーシング8の内面に円輪状に固定した多数のノズルブレ
ード9の間を通して適当な角度に流れ方向を変え、ロー
タ1の周囲に植立したロータブレード1oに吹き付けて
ロータ1及びコンプレッサ3を回転させて動力を得る装
置である。
ガスタービンの熱効率は、燃焼ガスの温度が高い程良く
なるので、燃焼ガス温度は益々高くされるようになフて
来ている。
なるので、燃焼ガス温度は益々高くされるようになフて
来ている。
ところがブレード材料の耐熱強度には限度があり、耐熱
性を向上させるように改良は進められているが未だ55
0〜650℃の程度である。
性を向上させるように改良は進められているが未だ55
0〜650℃の程度である。
そこで従来もブレードを空気冷却することにより、ブレ
ードの温度を燃焼ガスの温度より低くしてブレード材料
の耐熱限度内に収めるように、逆に言えば燃焼ガス温度
をブレード材料の耐熱温度以上に高めるようにしている
。
ードの温度を燃焼ガスの温度より低くしてブレード材料
の耐熱限度内に収めるように、逆に言えば燃焼ガス温度
をブレード材料の耐熱温度以上に高めるようにしている
。
第5図はロータブレード10についてこれを空気冷却す
る従来の構造の概要を示すもので、ロータ1の周囲に植
立したブレード10は中空になっていて、直径1 ar
/m程度の多数の小孔10aにより外面に通じている。
る従来の構造の概要を示すもので、ロータ1の周囲に植
立したブレード10は中空になっていて、直径1 ar
/m程度の多数の小孔10aにより外面に通じている。
ロータ内には軸頚部1aとブレード内とを連通する通路
11が設けられていて、この通路11には、軸頚部に摺
接するカップリング12を介して冷却用空気管13が連
通している。空気管13には、コンプレッサ3の圧縮し
た空気の一部が冷却用空気14として流される。
11が設けられていて、この通路11には、軸頚部に摺
接するカップリング12を介して冷却用空気管13が連
通している。空気管13には、コンプレッサ3の圧縮し
た空気の一部が冷却用空気14として流される。
ノズルブレードにおいても同様にして空気冷却が行なわ
れる。ノズルブレードはケーシングに固定されて不動で
あるから、カップリング12は不要である。
れる。ノズルブレードはケーシングに固定されて不動で
あるから、カップリング12は不要である。
(発明が解決しようとする課題)
小孔10aから流出す冷却用空気は、ブレード材に接触
してこれを冷却すると共に、ブレード外面に沿って流れ
、ブレードと燃焼ガスとの間に熱遮断膜を形成してブレ
ードが燃焼ガスにより加熱される程度を低くする。この
熱遮断膜はブレード外面を隙間なく覆うことが望ましく
、そのためには小孔10aの径を小さくし、数を多くし
てブレード外面に細かく分布させる必要がある。
してこれを冷却すると共に、ブレード外面に沿って流れ
、ブレードと燃焼ガスとの間に熱遮断膜を形成してブレ
ードが燃焼ガスにより加熱される程度を低くする。この
熱遮断膜はブレード外面を隙間なく覆うことが望ましく
、そのためには小孔10aの径を小さくし、数を多くし
てブレード外面に細かく分布させる必要がある。
しかしながら、小孔10aの径を著しく小さくすると、
冷却用空気中に塵埃が混入していると小孔10aに目詰
りを起す危険があり、目詰りを起すとその小孔から流出
する空気により冷却される範囲及び熱遮断膜が形成され
る範囲のブレードが過熱されて耐熱限度を越えてしまう
危険がある。
冷却用空気中に塵埃が混入していると小孔10aに目詰
りを起す危険があり、目詰りを起すとその小孔から流出
する空気により冷却される範囲及び熱遮断膜が形成され
る範囲のブレードが過熱されて耐熱限度を越えてしまう
危険がある。
現在でも塵埃の多い場所で運転されるガスタービンには
、空気をフィルタを設けて除塵することが行なわれてい
るが、これは従来の直径1 m/m程度の大きさの小孔
10aを詰らせないことを考えているものであって、小
孔をより細径にすることは考えられていない。
、空気をフィルタを設けて除塵することが行なわれてい
るが、これは従来の直径1 m/m程度の大きさの小孔
10aを詰らせないことを考えているものであって、小
孔をより細径にすることは考えられていない。
(課題を解決するための手段)
この発明は、ブレードに穿設する小孔の径を0.1〜0
.5m/a+と著しく細径とすると共に、冷却用空気を
除塵する目の細かい複数のフィルタ装置を設け、これら
のフィルタ装置を交互に使用して冷却用空気の除塵と、
除塵動作をしないフィルタの圧縮空気による掃除とを行
なうようにしたものである。
.5m/a+と著しく細径とすると共に、冷却用空気を
除塵する目の細かい複数のフィルタ装置を設け、これら
のフィルタ装置を交互に使用して冷却用空気の除塵と、
除塵動作をしないフィルタの圧縮空気による掃除とを行
なうようにしたものである。
(作 用)
複数のフィルタ装置は、交互に除塵動作をし、除塵しな
いフィルタ装置は圧縮空気を逆方向から通して捕集した
塵埃をフィルタから落し、これを空気と共に燃焼ガス中
へ送り排出する。従って目の細かい複数のフィルタ装置
は、微細な塵埃をも冷却用空気から除去するから、細径
の小孔10aを目詰りさせる危険が少ない。
いフィルタ装置は圧縮空気を逆方向から通して捕集した
塵埃をフィルタから落し、これを空気と共に燃焼ガス中
へ送り排出する。従って目の細かい複数のフィルタ装置
は、微細な塵埃をも冷却用空気から除去するから、細径
の小孔10aを目詰りさせる危険が少ない。
このようにして小孔10aの径を小さくできるから、小
孔10aの数を多くして冷却用空気でブレード外面をも
れなく覆い、ブレードの冷却効果を高めることにより逆
に燃焼ガス温度を高め、ガスタービンの熱効率を高める
ことができる。
孔10aの数を多くして冷却用空気でブレード外面をも
れなく覆い、ブレードの冷却効果を高めることにより逆
に燃焼ガス温度を高め、ガスタービンの熱効率を高める
ことができる。
(実施例)
第1〜3図は本発明に使用するフィルタ装置の第一実施
例を、第4図は3基のフィルタ装置を交互に使用するよ
うに構成した第二実施例を示す。
例を、第4図は3基のフィルタ装置を交互に使用するよ
うに構成した第二実施例を示す。
なお、このフィルタ装置Aの取付は位置は、第4図、第
5図を利用して示すように冷却用空気管13の途中の適
宜の位置に選定される。第5図はフィルタ装置を3基設
ける状態を示している。
5図を利用して示すように冷却用空気管13の途中の適
宜の位置に選定される。第5図はフィルタ装置を3基設
ける状態を示している。
第1図において、フィルタ装置Aのフィルタケース15
内はフィルタ16の両側に第−及び第二の室17a、1
7bを形成し、冷却用空気14を通す空気管13aが第
一の室17aに接続される。空気管13aには切換弁1
8があり、切換弁18から分岐した空気管13bが第二
の室17bに接続されている。第一の室17aは、空気
管13cにより止弁19を経てロータブレードの背後の
燃焼ガス流路に通じ、第二の室17bは空気管13によ
りカップリング12に通じている。
内はフィルタ16の両側に第−及び第二の室17a、1
7bを形成し、冷却用空気14を通す空気管13aが第
一の室17aに接続される。空気管13aには切換弁1
8があり、切換弁18から分岐した空気管13bが第二
の室17bに接続されている。第一の室17aは、空気
管13cにより止弁19を経てロータブレードの背後の
燃焼ガス流路に通じ、第二の室17bは空気管13によ
りカップリング12に通じている。
第1図のように切換弁18を第一の室17aに通じさせ
る状態にすると共に止弁19を閉じると、冷却用空気1
4は第一の室17aからフィルタ16を通り細塵を除か
れて第二の室17bに入り、空気管13からカップリン
グ12を経てブレードへ送られる。
る状態にすると共に止弁19を閉じると、冷却用空気1
4は第一の室17aからフィルタ16を通り細塵を除か
れて第二の室17bに入り、空気管13からカップリン
グ12を経てブレードへ送られる。
このフィルタ装置Aのフィルタに溜った細塵を掃除する
には、切換弁18を第2図のように切換えると共に止弁
19を開く。冷却用空気14は空気管13bを通って第
二の室17bに入り、フィルタ16を前記と逆方向に通
って第一の室17aに入り、この際フィルタ16の表面
に溜った細塵を吹き落してフィルタを掃除し、燃焼ガス
の逆流を防ぐための止弁19を通フてこの細塵と共に空
気管13cからロータブレード通過後の圧力の減った燃
焼ガス7の中に流入し排出される。
には、切換弁18を第2図のように切換えると共に止弁
19を開く。冷却用空気14は空気管13bを通って第
二の室17bに入り、フィルタ16を前記と逆方向に通
って第一の室17aに入り、この際フィルタ16の表面
に溜った細塵を吹き落してフィルタを掃除し、燃焼ガス
の逆流を防ぐための止弁19を通フてこの細塵と共に空
気管13cからロータブレード通過後の圧力の減った燃
焼ガス7の中に流入し排出される。
ロータを2段又はそれ以上の多段にするときは、空気管
13cから燃焼ガスの減圧部に入った空気中の塵埃が第
2段以下のブレードに衝突することになるが、この状態
での外方からの塵の衝突があっても、小孔からは冷却用
空気が噴出しているので、小孔を詰まらせることはない
。
13cから燃焼ガスの減圧部に入った空気中の塵埃が第
2段以下のブレードに衝突することになるが、この状態
での外方からの塵の衝突があっても、小孔からは冷却用
空気が噴出しているので、小孔を詰まらせることはない
。
このようにしてフィルタ6に細塵が成程度溜る毎に切換
弁18を切換えてフィルタを掃除すれば、フィルタの除
塵作用を永続させることができるが、フィルタ装置が1
基だけであるとフィルタ掃除中はフィルタによる除塵が
できないので、第3図のように複数のフィルタ装置を並
列に設けるものとする。第3図は3基のフィルタケース
15a、15b、15cを設け、2基ずつを除塵動作さ
せ、その間に1基を掃除する例を示す。除塵動作と掃除
との切換えを3基のフィルタ装置について少しずつ時間
をずらせて行なうようにすれば、冷却用空気の流れを中
断させないで済む。
弁18を切換えてフィルタを掃除すれば、フィルタの除
塵作用を永続させることができるが、フィルタ装置が1
基だけであるとフィルタ掃除中はフィルタによる除塵が
できないので、第3図のように複数のフィルタ装置を並
列に設けるものとする。第3図は3基のフィルタケース
15a、15b、15cを設け、2基ずつを除塵動作さ
せ、その間に1基を掃除する例を示す。除塵動作と掃除
との切換えを3基のフィルタ装置について少しずつ時間
をずらせて行なうようにすれば、冷却用空気の流れを中
断させないで済む。
又フィルタの掃除を迅速かつ良好に行なわせるため、フ
ィルタケース内に振動又は叩き機構(何れも図示省略)
を設けてフィルタから細塵を強力に分離させるようにす
れば一層有効である。
ィルタケース内に振動又は叩き機構(何れも図示省略)
を設けてフィルタから細塵を強力に分離させるようにす
れば一層有効である。
(発明の効果)
1) ブレード冷却用空気から細塵を除くフィルタ装置
Aを設けたから、冷却用空気を噴出するブレードの小孔
の径を小さくすることができる。
Aを設けたから、冷却用空気を噴出するブレードの小孔
の径を小さくすることができる。
2)小孔の径を小さくする結果、多数の小孔をブレード
面に細かく分布させて、ブレード外面を冷却用空気で隙
間なく覆って、冷却、熱遮断膜形成が良好に行なわれる
ようにできる。
面に細かく分布させて、ブレード外面を冷却用空気で隙
間なく覆って、冷却、熱遮断膜形成が良好に行なわれる
ようにできる。
3) ブレード冷却を良好にできるから、燃焼ガス温度
を高めてガスタービンの熱効率を高めることができる。
を高めてガスタービンの熱効率を高めることができる。
4) 複数のフィルタ装置Aを並列に設けるから、掃除
のためフィルタによる除塵を中断させないで済む。
のためフィルタによる除塵を中断させないで済む。
第1〜3図は本発明の実施態様を略示し、第1図は除塵
動作を示すフィルタ装置の断面図、第2図はフィルタを
掃除する動作を示すフィルタ装置の断面図、第3図は3
基のフィルタ装置を付設する状態を示す配置図、第4図
は通常のガスタービンの構成を示す略図、第5図はロー
タブレードへ冷却用空気を送給する構成を示すロータ部
の断面図である。 A:フィルタ装置、1:ロータ、1a:軸頚部、2:回
転軸、3:コンプレッサ、4:燃焼用空気、5:燃焼器
、6:燃料、7:燃焼ガス、8:ケーシング、9:ノズ
ルブレード、10:ロータブレード、10a:小孔、1
1:通路、12:カップリング、13.13a、13b
、13c:空気管、14;冷却用空気、15.15a、
15b、15c:フィルタケース、16:フィルタ、1
7a、17b:室、18二切換弁、19:止弁。 特 代 許 出 理 願 人 人 西 小 山 脇 欽 造 仁 (ばか1名) 第 ! 図
動作を示すフィルタ装置の断面図、第2図はフィルタを
掃除する動作を示すフィルタ装置の断面図、第3図は3
基のフィルタ装置を付設する状態を示す配置図、第4図
は通常のガスタービンの構成を示す略図、第5図はロー
タブレードへ冷却用空気を送給する構成を示すロータ部
の断面図である。 A:フィルタ装置、1:ロータ、1a:軸頚部、2:回
転軸、3:コンプレッサ、4:燃焼用空気、5:燃焼器
、6:燃料、7:燃焼ガス、8:ケーシング、9:ノズ
ルブレード、10:ロータブレード、10a:小孔、1
1:通路、12:カップリング、13.13a、13b
、13c:空気管、14;冷却用空気、15.15a、
15b、15c:フィルタケース、16:フィルタ、1
7a、17b:室、18二切換弁、19:止弁。 特 代 許 出 理 願 人 人 西 小 山 脇 欽 造 仁 (ばか1名) 第 ! 図
Claims (1)
- (1)中空のブレード内を外面に通じさせる多数の小孔
をブレード外面に分布させて穿設し、この小孔から噴出
させる冷却用空気によりブレードを冷却するガスタービ
ンにおいて、フィルタケース(15)をフィルタ(16
)により第一の室(17a)と第二の室(17b)とに
区画し、第一の室(17a)には切換弁(18)を持ち
冷却用空気が送られて来る空気管(13a)、及び止弁
(19)を介してロータブレード後方の燃焼ガス流路の
減圧部分に通じる空気管(13c)を接続し、第二の室
(17b)には、冷却用空気の送られて来る空気管(1
3a)から切換弁(18)を介して分岐する空気管(1
3b)及び中空のブレード内に通じる空気管(13)を
接続してフィルタ装置(A)を構成し、この構成のフィ
ルタ装置(A)の複数を並列させて付設したことを特徴
とするブレード冷却用空気から細塵を除去するフィルタ
装置を設けたガスタービン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8679689A JPH02267326A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ブレード冷却用空気から細塵を除去するフィルタ装置を設けたガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8679689A JPH02267326A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ブレード冷却用空気から細塵を除去するフィルタ装置を設けたガスタービン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02267326A true JPH02267326A (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=13896750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8679689A Pending JPH02267326A (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | ブレード冷却用空気から細塵を除去するフィルタ装置を設けたガスタービン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02267326A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09133028A (ja) * | 1995-11-13 | 1997-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン用ロータ冷却空気フィルタ |
WO1998054452A1 (de) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbinenanlage |
WO2001034956A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine equipment and gas turbine cooling method |
JP2013155731A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | General Electric Co <Ge> | ターボ機械の通路清掃システム |
EP2657450A3 (en) * | 2012-04-25 | 2017-09-13 | General Electric Company | System and method for reconditioning turbine engines in power generation systems |
EP3910178A1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-11-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine with filter unit |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP8679689A patent/JPH02267326A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09133028A (ja) * | 1995-11-13 | 1997-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン用ロータ冷却空気フィルタ |
WO1998054452A1 (de) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbinenanlage |
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US6792762B1 (en) | 1999-11-10 | 2004-09-21 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine equipment and gas turbine cooling method |
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