JPH0353442B2 - - Google Patents

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JPH0353442B2
JPH0353442B2 JP57234902A JP23490282A JPH0353442B2 JP H0353442 B2 JPH0353442 B2 JP H0353442B2 JP 57234902 A JP57234902 A JP 57234902A JP 23490282 A JP23490282 A JP 23490282A JP H0353442 B2 JPH0353442 B2 JP H0353442B2
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JP
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extending
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wall
passageway
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JP57234902A
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JPS58117302A (ja
Inventor
Jon Pazudaa Maaku
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RTX Corp
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United Technologies Corp
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Publication date
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Publication of JPS58117302A publication Critical patent/JPS58117302A/ja
Publication of JPH0353442B2 publication Critical patent/JPH0353442B2/ja
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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
    • F01D5/14—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
    • 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
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温回転機械に於て使用される冷却可
能なエーロフオイルに関し特にそのようなエーロ
フオイルを冷却するための構造に関する。本発明
はタービンベーン及びタービンブレードの何れに
も適用可能なものである。
回転機械はその燃焼室内に於て燃料を燃焼させ
ることにより高温の作動媒体ガスとしてエネルギ
を発生する。高温の作動媒体ガスは回転機械のタ
ービンセクシヨンに流れ込む。タービンセクシヨ
ン内に於てエーロフオイルにより複数列のステー
タベーン及び複数列のロータブレードが構成され
ている。これらのエーロフオイルは作動媒体ガス
の流れの向きを定め且作動媒体ガスからエネルギ
を抽出する働きをする。従つてエーロフオイルは
エンジンの作動時には高温の作動媒体ガスに曝さ
れエーロフオイル内に熱応力が発生することとな
り、エーロフオイルの構造完全性及び疲労寿命に
対して悪影響が及ぼされる。このような熱応力は
エンジンを高温で運転させエンジンの効率を向上
させる必要があることからガスタービンエンジン
の如き高温回転機械の出現以来常に種々の問題の
源となつてきた。例えばこの種のエンジンのター
ビン内のエーロフオイルは約1370℃（約2500〓）
もの高温の作動媒体ガスに曝されることとなる。
このようなエンジンのブレード及びベーンは普通
その内部の熱応力を減少させることによりエーロ
フオイルの構造完全性及び疲労寿命を保護するべ
き冷却されるようになつている。
エーロフオイルを冷却する一つの方法が米国特
許第3171631号明細書に記載されている。この米
国特許発明に於ては、冷却空気がエーロフオイル
の吸入側側壁との間のキヤビテイに流れ込み、方
向転換用支柱またはベーンによりキヤビテイ内の
種々の位置へ分流されるようになつている。支柱
はブレード構造を補強するための支持部材として
の働もする。
その後米国特許第3533712号明細書に開示され
ているような曲りくねつた通路を使用したより進
歩した方法が開発された。この米国特許発明に於
てはブレード内のキヤビテイを貫通して延在する
曲りくねつた通路を用いてエーロフオイル内の
種々の部分が適切に冷却されるようになつてい
る。この場合通路を郭定するエーロフオイル材料
によりエーロフオイルの所要の構造的強度が確保
されている。
その後出願された米国特許第4073599号明細書
には複雑な冷却用通路及び他の手段によりエーロ
フオイルを冷却することが提唱されている。この
米国特許に於ては、エーロフオイルのリーデイン
グエツジに冷却用空気を衝突させ、この冷却用空
気をブレードのリーデイングエツジ内をスパン方
向に延在する通路を経て排出することによりリー
デイングエツジ領域を冷却するようになつてい
る。この場合スパン方向に延在する通路内を流れ
る冷却空気は前述の米国特許第3171631号明細書
に開示されているものと同様にリーデイングエツ
ジ領域を対流によつても冷却するようになつてい
る。
多重通路及び空気膜冷却孔のみまたはそれと共
にリーデイングエツジ領域の冷却を促進するため
のトツプ・ストリツプをも有するような複数の冷
却通路を用いるタービンのエーロフオイルの冷却
方法が米国特許第4177010号、同第4180373号、同
第4224011号、同第4278400号などの明細書に於て
提唱されている。これらの米国特許明細書に記載
されているブレードの特徴は概ねブレードのリー
デイングエツジ領域に位置する壁の厚さに対して
比較的大きな冷却用空気通路を有するという特徴
を有している。
多重通路式ブレードに於ける主な内部熱伝達機
構は当接壁部分に於ける対流冷却によるものであ
る。通路を郭定する壁の近傍を流れる冷却用空気
の低速度領域は該通路に於ける熱伝達係数を減少
させエーロフオイルのこれらの部分を過熱させる
ことがある。米国特許第4180373号明細書には、
隣接する壁の相互作用により隅の部分に澱みが発
生するのを防止するために壁から通路内に向けて
突出するトリツプ・ストリツプを通路が方向変化
している隅の部分に設けることが提唱されてい
る。
このような技術の発達が見られた後も多くの科
学者及び技術者が冷却用空気を効率的に利用し且
エーロフオイルの湾曲部に隣接する空気流れ内に
低速度領域が形成するのを抑制することのできる
高温回転機械のための冷却可能なエーロフオイル
を開発する試みを種々なしている。
本発明による多重通路式エーロフオイルは各通
路の端部に翼方向に延在する方向転換領域と該方
向転換領域内に形成された副通路とを有してお
り、該副通路を郭定する壁からの空気流れの剥離
を抑制し低速度領域の形成を阻止するために、該
副通路内の冷却空気流れの方向に対して傾斜し且
該副通路を郭定する壁に対して鋭角をなす少なく
とも一個のトリツプ・ストリツプに向けて空気流
れの一部を分流させるようになつている。
本発明の主な特徴は一つはスパン方向に延在す
る複数の冷却空気通路にある。本発明の別の特徴
は前記冷却空気通路の一つと連通する翼弦方向に
延在する方向転換通路にある。この翼弦方向に延
在する方向転換通路は副通路と空気流れの方向に
対して傾斜した少くとも一個のトリツプ・ストリ
ツプとを有している。或る実施例に於てはトリツ
プ・ストリツプはベーンの下流側端から副通路を
横切つて隣接する壁に至るまで延在している。
本発明の主な利点は方向転換領域をその隅部も
含めて冷却することによりベーン内の熱応力のレ
ベルが小さくなることにある。隅部が効率的に冷
却されるのは副通路と、空気流れがその方向を転
換するに伴い空気流れ内に低速度領域が形成され
るのを阻止し且空気流れが通路内の壁から剥離す
るのを防止すべく空気流れをガイドする傾斜トリ
ツプストリツプとにより達成される。
本発明に他の特許及び利点は以下の添付の図面
についての本発明の実施例についての詳しい説明
から一層明らかになるものと思う。
第１図は回転機械のためのロータブレード１０
を示している。このロータブレード１０はルート
セクシヨン１２とプラツトフオームセクシヨン１
４とエーロフオイルセクシヨン１６とを有してい
る。ルートセクシヨン１２はロータ回転機械に係
合させる働きをする。プラツトフオームセクシヨ
ン１４は回転機械内に於ける作動媒体ガスのため
の内壁の一部を構成するべく適合されている。エ
ーロフオイルセクシヨン１６は作動媒体ガスの流
路を横切つて外向きに延在するべく適合されてお
りその最外端に先端部１８を有している。ロータ
ブレードはスパン方向Ｓと翼弦方向Ｃとを有して
いる。
ルートセクシヨン１２に於ては、バツフル８４
は翼弦方向を延在するルート壁２２を有してい
る。第一のダクト２４は図示されていない圧縮機
などの冷却用空気源と連通している。第二のダク
ト２６はこの空気源に連通し、第三のダクト２８
はルートセクシヨン内を横切つている。
図示されている実施例の場合、第三のダクト２
８は空気源と連通していない。プレート３２が第
三のダクトを横切つており、第三のダクトが冷却
空気源と連通するのを阻止している。別の実施例
に於ては第三のダクトも冷却用空気源と連通して
いる。
エーロフオイルセクシヨン１６はリーデイング
エツジ３４とトレーリングエツジ３６とを有して
いる。吸込側側壁３８と圧力側側壁４２（明瞭化
のために一部破断して第１図に示され、更に第２
図にも示されている。）は互いにリーデイングエ
ツジ及びトレーリングエツジに於て連結されてい
る。圧力側側壁は吸入側側壁に対して隔置されて
おりその間にキヤビテイ４４を郭定している。先
端部壁４６は圧力側側壁と吸込側側壁との間に延
在し前記キヤビテイをスパン方向について郭定し
ている。第一のバツフル４８はリーデイングエツ
ジに対して間隔を保ちつつスパン方向に延在し且
先端部壁から間隔を保ちつつ翼弦方向に延在して
いる。第一のバツフル４８はエーロフオイル内の
キヤビテイを第一の部分５２と後方の第二の部分
５４に区画している。
第一の部分５２はリーデイングエツジ領域に沿
つてスパン方向に延在する第一の通路５６と先端
部壁４６に沿つて翼弦方向に延在する先端部通路
５８とを有している。第一の通路は該第一の通路
の郭定している吸込側側壁上の複数の第一のトリ
ツプ・ストリツプ６２ｓと該第一の通路の圧力側
側壁上の複数のトリツプ・ストリツプ６２ｐとを
有している。圧力側側壁上の第二のトリツプ・ス
トリツプの投影図が吸込側側壁上の破線により示
されている。複数の冷却用孔６４が第一の通路と
作動媒体ガスの流路と連通されるようにリーデイ
ングエツジ３４に穿通されている。冷却用空気孔
６４は第一の通路内の空気流れ及びスパン方向に
延在するリーデイングエツジ３４に対して鈍角を
なして傾斜している。先端部通路５８には、複数
の第一のトリツプ・ストリツプ６０ｓ，６６ｐが
第一の通路内の複数のトリツプ・ストリツプ６２
と同様に吸込側側壁及び圧力側側壁上に延在して
いる。先端部通路５８は先端部壁の内側の圧力側
側壁上に配列された複数の空気膜冷却用孔６８を
有している。これらの冷却用空気孔６８及び先端
部通路５８内に設けられた一個の孔７２は先端部
通路を作動媒体ガス通路と連通させている。
エーロフオイルの後部は第一のバツフル４８か
らスパン方向に延在する第二のバツフル７４を有
しており、この第二のバツフル７４によりエーロ
フオイルの後部はトレーリングエツジ領域７６と
翼弦方向中央領域７８とに区画されている。翼弦
方向に延在する方向転換通路８２はトレーリング
エツジ領域を翼弦方向中央領域に連通させてい
る。第三のバツフル８４が翼弦方向中央領域を第
二の通路８６と第三の通路８８とに区画するべく
スペン方向に延在している。第二の通路８６は通
路の吸込側側壁上に複数の第一のトリツプ・スト
リツプ９０ｓと圧力側側壁上に複数の第二のトリ
ツプ・ストリツプ９０ｐとを有している。翼弦方
向に延在する方向転換通路９１は第二の通路を第
三の通路に連通している。翼弦方向に延在する通
路９１は隅部９１ｃを有している。ベーン９２は
第一のバツフル４８と間隔を保ちつつ吸込側側壁
と圧力側側壁との間に延在し、第一のバツフル４
８との間に副通路９４を郭定している。少くとも
一個の傾斜したトリツプ・ストリツプ９６がベー
ン９２の下流側端から壁に向けて副通路内を吸込
側側壁に沿つて延在している。傾斜したトリツ
プ・ストリツプ９６は空気の接近方向に対して傾
斜し且第一のバツフル４８に対して鋭角をなして
いる。ベーン９２及び副通路９４は方向転換通路
９１の隅部９１ｃの上流側に配設されている。複
数の方向転換用ベーン９８が空気流れを第一の通
路から第二の通路へと案内すべく吸込側側壁と圧
力側側壁との間に延在している。複数のトリツ
プ・ストリツプ１００ｐ，１００ｓが第二の通路
内に配設されている。
第一の方向転換用通路８２は隅部１０２を有し
ている。この方向転換用通路８２はベーン１０４
を有しており、このベーン１０４は隅部１０２の
上流側であつて第二のバツフル７４に対して隔置
されており、第二のバツフル７４との間に副通路
１０６を郭定している。トリツプ・ストリツプ１
０８はベーン１０４から第二のバツフル７４へと
延在している。トリツプ・ストリツプ１０８は接
近する流れに対して傾斜しており且バツフル７４
に対して鋭角をなしている。トリツプ・ストリツ
プ１０８とバツフル７４との間の角度は約45°で
ある。副通路内の空気流れの速度及びトリツプ・
ストリツプの高さにもよるがトリツプ・ストリツ
プ１０８とバツフル７４との間の角度は15°〜60°
であるのが効果的であると考えられる。
トレーリングエツジ７６は互いに間隔をおいて
設けられた複数の支柱１１２を介して外部の作動
媒体ガス通路と連通している。各支柱１１２は吸
込側側壁と圧力側側壁との間に延在し、流れを局
部的にブロツクすると同時に第二のバツフル７４
と共に冷却用空気のためのスパン方向通路１１４
を郭定している。この通路１１４は第一のバツフ
ル４８及び第二のバツフル７４に隣接した位置で
あつて、該通路が空気流れを支柱１１２を経て作
動媒体ガス通路に排出する部分に隅部１１８を有
している。複数のトリプ・ストリツプ１２２がト
レーリングエツジ領域と隅部領域内でバツフルに
沿つて、接近する流れに対して傾斜して設けられ
ている。トリツプ・ストリツプ１２２は吸込側側
壁上の複数の第一のトリツプ・ストリツプ１２２
ｓと圧力側側壁上の複数の第二のトリツプ・スト
リツプ１２２ｐとからなつている。
第２図は第１図の線２−２に沿つて横断面図で
あつて、トレーニングエツジ断面の吸込側側壁３
８と圧力側側壁４２とを示している。複数のトリ
ツプ・ストリツプ６２ｐ，６２ｓが他とトリツ
プ・ストリツプ９１ｐ，９１ｓ，１００ｐ，１０
０ｓ同様に圧力側側壁から吸込側側壁へそれぞれ
延在している。ベーン１０４は圧力側側壁と吸込
側側壁との間に延在しベーンとバツフル７４との
間に通路１０６が郭定されている。傾斜したトリ
ツプ・ストリツプ１０８はベーンとバツフルとの
間に延在している。
第３図は第１図の隅部９１ｃを示す部分斜視図
である。第４図は第３図の線４−４に沿つての縦
断面図である。ベーン９２は隣接するバツフル４
８に対して隔置されており、このバツフル４８と
の間に副通路９４を郭定している。吸込側側壁３
８上の傾斜したトリツプ・ストリツプ９６ｓはベ
ーン９２の下流側端からバツフル４８へと延在し
ており、ベーン９２によりトリツプ・ストリツプ
９６に向けて分流されて接近してくる空気流れに
対して傾斜している。対応する傾斜トリツプ・ス
トリツプ９６ｐがベーン９２とバツフル４８との
間の圧力側側壁４２上に延在している。バツフル
４８上の垂直トリツプ・ストリツプ９６ｖはトリ
ツプ・ストリツプ９６ｓとトリツプ・ストリツプ
９６ｐとを連結している。
回転機械の作動に際して高温の作動媒体ガスが
エーロフオイルセクシヨン１６の外面上に流れ
る。熱が作動媒体ガスから吸込側側壁３８と圧力
側側壁４２とに伝達される。冷却用空気が第一の
ダクト２４から第一の通路５６及び先端部通路５
８中を流れブレードの温度を下げる。冷却用空気
がトリツプ・ストリツプ６２ｓ，６２ｐ及びトリ
ツプ・ストリツプ６６ｓ，６６ｐに沿つて流れる
につれてトリツプ・ストリツプが空気流れ内に渦
流を発生し、境界層内に乱流を形成するため壁と
冷却用空気との間の対流熱伝達が促進される。こ
のような第一の通路と先端部通路とに於ける対流
熱伝達に加えて冷却用空気がリーデイングエツジ
領域内の冷却用空気用孔６４内を流れることによ
り空気膜冷却が行われる。空気膜用冷却用孔６４
はリーデイングエツジ及び冷却用空気路内の接近
空気流に対して鈍角をなしている。傾斜して噴出
される冷却用空気ジエツト流はリーデイングエツ
ジに沿つてスパン方向速度成分を有している。こ
の空気流速度のスパン方向速度成分のためにそれ
がない場合に比べてより広い領域に亙つて冷却作
用が及ぼされる。冷却用空気は先端部領域を空気
膜冷却するために先端部通路から圧力側側壁の冷
却空気用孔６８を経て排出される。作動媒体ガス
の通路の静圧は吸込側側壁よりも圧力側側壁に於
いて高いために孔６８から噴出する冷却用空気が
エーロフオイルの先端の広い範囲に沿つて流れエ
ーロフオイルの先端部の後部を空気膜冷却すると
考えれる。冷却用空気の残りの部分はブレードの
トレーリングエツジ領域内にある孔７２から排出
される。時としてリーデイングエツジ領域３４内
の冷却空気用孔６４の一つまたは複数がエンジン
内を流れる粒子がブレードに衝突するに伴いその
ような粒子により塞がれてしまう場合があ。塞が
れた孔は冷却用空気を通過させることができな
い。孔６８，７２はこのような場合に余分な空気
を流し第一の通路及び先端部通路内に於ける十分
な対流熱伝達による冷却を可能にするためのもの
である。
冷却用空気は第二のダクト２６から第二の通路
８６を経て翼弦方向の方向転換用通路９１へと流
される。方向転換通路内の隅部９１ｃの上流側に
位置するベーン９２は方向転換用通路内の副通路
９４を構成しており、該副通路は冷却用空気の一
部をトリツプ・ストリツプ９６ｐ，９６ｓ，９６
ｖを経て翼弦方向通路９１の隅部９１ｃに向けて
分流させる。副通路９４内に延在するトリツプ・
ストリツプ９６ｓ，９６ｐは壁とベーンとに対し
て傾斜しており且接近する流れに対しても傾斜し
ている。これら吸込側側壁及び圧力側側壁に設け
られた二個のトリツプ・ストリツプは合計して通
路の高さの15％の高さを有している。
第３図に示されているようにベーン９２はトリ
ツプ・ストリツプ９６方向の冷却用空気の流れを
増大させ、トリツプ・ストリツプ９６により発生
する渦流を量及び速度を増大させる。各渦流はバ
ツフル４８方向の速度成分を有している。渦流は
隅部９１ｃへと移動する。隅部９１ｃに於ける渦
流はそれにより発生する乱流のために同部分に於
ける熱伝達率を増大させ、冷却空気流れが方向転
換して進行する方向に反対方向の翼弦方向速度成
分を有するために同部分に於ける流れの量を増大
させる。渦流に加えトリツプ・ストリツプ９６は
トリツプ・ストリツプ９６の上流側の副通路９４
内の流れの一部をトリツプ・ストリツプ領域に二
本の流線で示されるようにバツフル４８に向けて
分流させる。
隅部１０２も同様にベーン１０４とトリツプ・
ストリツプ１０８を有しており、該ベーン１０４
によつてその間に副通路１０６が形成され、該ト
リツプ・ストリツプ１０８によつて副通路の下流
側に渦流が発生し且空気流れがトレーリングエツ
ジ領域に流入する際に空気流れがバツフルの側壁
から剥離するのを抑制すべく第二のバツフル７４
方向に空気流れの一部が分流する。副通路１０６
を横切る隅部１０２の一個のトリツプ・ストリツ
プ１０８は副通路１０６の全高の約１５％の高さ
に亙つて延在している。前記した過程は通路１１
４に全長に亙つて設けられた複数の傾斜トリツ
プ・ストリツプ１２２により隅部１１８に於ても
操返される。冷却用空気が通路１１４内を移動す
るにつれて空気流れの一部が間隔をおいて設けら
れた支柱１１２間を経て排出される。支柱１１２
による空気流れをバツフルから遠去ける方向転換
作用はバツフルからの空気の流れの剥離を促進す
る。トリツプ・ストリツプ１１２ｓ，１１２ｐは
接近する空気流れに対して傾斜し且渦流を形成し
通路の全長に亙つて設けられた壁に向けて空気を
分流すべく第二のバツフル７４に対して傾斜して
いる。バツフルに向けて流れる空気の速度及びバ
ツフルに沿う空気の流れの量はバツフルからの空
気の流れの剥離を抑制しその結果バツフル領域の
良好な冷却が可能なる。傾斜したトリツプ・スト
リツプはまた冷却用空気を隅部に向けて流し同部
分の冷却を行うべくバツフルに沿つて流れる空気
の運動量が増大するために隅部１１８に対して十
分な冷却作用を発揮する働きもする。空気流が隅
部を通過した後空気流れはブレードのトレーリン
グエツジを通過して作動媒体ガス通路に排出され
る。
以上本発明をその好適実施例について説明した
が当業者であれば本発明の概念から逸脱すること
なく種々の変形変更を加えて実施し得ることは明
らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図はエーロフオイルの内部の吸込み側側壁
を一部断面し一部破断して示すロータブレードの
側面図である。第２図は第１図の線２−２に沿つ
て得られた横断面図である。第３図はエーロフオ
イル内に方向転換通路の隅部を示す部分斜視図で
ある。第４図は第３図の線４−４について得られ
た縦断面図である。 １２……ルートセクシヨン、１４……プラツト
フオームセクシヨン、１６……エーロフオイルセ
クシヨン、１８……先端部、２２……ルート壁、
２４……第一のダクト、２６……第二のダクト、
２８……第三のダクト、３２……プレート、３４
……リーデイングエツジ、３６……トレーリング
エツジ、３８……吸込側側壁、４２……圧力側側
壁、４４……キヤビテイ、４６……先端部壁、４
８……第一のバツフル、５２……第一の部分、５
４……第二の部分、５６……第一の通路、５８…
…先端部通路、６２……トリツプ・ストリツプ、
６４……孔、６６……トリツプ・ストリツプ、６
８……孔、７２……孔、７４……第二のバツフ
ル、７６……トレーリングエツジ領域、７８……
翼弦方向中央領域、８２……方向転換通路、８４
……第三のバツフル、８６……第二の通路、８８
……第三の通路、９０……トリツプ・ストリツ
プ、９１……方向転換通路、９１ｃ……隅部、９
２……ベーン、９４……副通路、９６……トリツ
プストリツプ、９８……方向転換ベーン、１００
……トリツプ・ストリツプ、１０２……隅部、１
０４……ベーン、１０６……副通路、１０８……
トリツプ・ストリツプ、１１２……支柱、１１４
……通路、１２２……トリツプ・ストリツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ エーロフオイルの圧力側側壁と吸入側側壁と
    の間を延在する内壁と前記内壁によつて該エーロ
    フオイルの内部に区画された複数の通路とを有
    し、前記内壁によつて境界され前記複数の通路の
    うち少なくとも一つを流れる冷却空気の流れの方
    向を転換させるための翼弦方向通路９１を含む多
    重通路型の冷却可能なエーロフオイルして、 前記エーロフオイルの圧力側側壁と吸入側側壁
    との間に延在し前記内壁のうちの第一の内壁４８
    より隔置されたベーンであつて、前記翼弦方向通
    路を区画して前記第一の内壁との間に副通路９４
    を形成するベーン９２と、 前記翼弦方向通路内であつて前記圧力側側壁及
    び吸入側側壁の一方の壁上に設けられた少なくと
    も一つのトリツプ・ストリツプであつて、前記第
    一の内壁より冷却空気流れが剥離することを抑制
    すべく近付いてくる冷却空気流れの方向へ向けて
    前記第一の内壁より傾斜され、前記副通路内の冷
    却空気の流れの一部分を前記第一の内壁方向に導
    き前記第一の内壁の近傍の境界層内に乱流を形成
    させるために前記第一の内壁から前記ベーンまで
    鋭角にて延在するトリツプ・ストリツプと、 を有することを特徴とする冷却可能なエーロフオ
    イル。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載された冷却可能
    なエーロフオイルにして、前記第一の内壁４８は
    スパン方向部分と翼弦方向部分を有し、前記ベー
    ン９２は前記第一の内壁４８のスパン方向部分及
    び翼弦方向部分の交差によつて形成される隅部９
    １ｃの上流側であつて前記第一の内壁のスパン方
    向部分に隣接して配置され、前記副通路９４は前
    記翼弦方向通路内でスパン方向に延在しておりそ
    れによつて冷却空気の流れを前記隅部９１ｃに導
    くように構成されていることを特徴とする冷却可
    能なエーロフオイル。 ３ ルート部とエーロフオイル部とを含む軸流式
    回転機械のための冷却可能なロータブレードにし
    て、 前記ルート部は該ロータブレードをロータ組立
    体に係合せしめるよう構成され、翼弦方向に延在
    するルート壁と、前記ルート壁を経て冷却空気源
    と連通するように構成された第一のダクトと、冷
    却空気源と連通するように構成された第二のダク
    トと、前記ルート壁を経て延在する第三のダクト
    とを有しており、 前記エーロフオイル部は、リーデイングエツジ
    及びトレーリングエツジと、吸入側側壁と、前記
    リーデイングエツジ及びトレーリングエツジにて
    前記吸入側側壁に接続され前記吸入側側壁より隔
    置されその間にキヤビテイを形成する圧力側側壁
    と、前記吸入側側壁と前記圧力側側壁との間に翼
    弦方向に延在する先端部壁と、スパン方向に延在
    した前記リーデイングエツジより隔置された第一
    の部分と翼弦方向に延在し前記先端部壁より隔置
    された第二の部分とを有し前記キヤビテイを後部
    と第一の通路を有する前部と前記第一の通路と連
    通する先端部通路を有する先端部との三つの部分
    に区分している第一のバツフルと、前記第一のバ
    ツフルよりスパン方向に延在し前記キヤビテイの
    後部をトレーリングエツジ領域と翼弦方向中央領
    域の二つの領域に区分し前記ルート部のルート壁
    より隔置され前記ルート壁との間に翼弦方向に延
    在する第一の方向転換通路を郭定している第二の
    バツフルと、スパン方向に延在する第三のバツフ
    ルであつて前記キヤビテイの翼弦方向中央領域を
    前記第一のバツフルの翼弦方向に延在する第二の
    部分に向けて前記ルート部より外方に延在する第
    二の通路と前記第一のバツフルの翼弦方向に延在
    する第二の部分から内方に延在する第三の通路の
    二つの通路に区分し前記第一のバツフルの翼弦方
    向に延在する第二の部分より隔置され前記第一の
    バツフルの翼弦方向に延在する第二の部分との間
    に翼弦方向に延在する第二の方向転換通路を郭定
    する第三のバツフルと、を有しており、 前記第一の通路は前記第一のダクトと連通し、
    前記第一の通路は該第一の通路を横切り冷却空気
    流れの方向に対して直角に前記吸入側側壁及び前
    記圧力側側壁上に延在する複数のトリツプ・スト
    リツプを有し、前記エーロフオイル部のリーデイ
    ングエツジは該リーデイグエツジを貫通して延在
    する孔であつて近付いてくる冷却空気の流れに対
    して鈍角を形成するよう傾斜され前記第一の通路
    を作動媒体ガスが流れる流路に連通せしめる空気
    膜冷却のための複数の孔を有しており、 複数の第二のトリツプ・ストリツプが冷却空気
    流れの方向に直角に前記吸入側側壁及び前記圧力
    側側壁上に前記先端部通路を横切つて延在してお
    り、 前記先端部通路に於て前記圧力側側壁には複数
    の孔が設けられ前記エーロフオイルのトレーリン
    グエツジには一つの孔が設けられこれにより前記
    先端部通路は作動媒体ガスが流れる流路と連通さ
    れており、 前記第二の通路は前記第二のダクトと連通し且
    冷却空気流れの方向に直角な複数のトリツプ・ス
    トリツプを有しており、 前記第二の通路と前記第三の通路との間に延在
    する前記第二の方向転換通路には冷却空気流れの
    方向を転換するための複数の方向転換ベーンが設
    けられ、更に前記吸入側側壁と前記圧力側側壁と
    の間に延在し前記第一のバツフルのスパン方向に
    延在する第一の部分より隔置されたベーンが設け
    られこれによつて前記第一のバツフルの第一の部
    分との間にスパン方向に延在する副通路が郭定さ
    れこれによつて前記第一のバツフルの第一の部分
    と第二の部分の交差によつて郭定される隅領域に
    冷却空気が導かれ、更に前記副通路を横切つて前
    記吸入側側壁及び圧力側側壁のうち一方の側壁上
    にて前記第一のバツフルから前記ベーンまで延在
    し前記副通路内を近付いてくる冷却空気流れに対
    して傾斜した少なくとも一つの傾斜トリツプ・ス
    トリツプが設けられており、 前記第三の通路は該第三の通路を横切つて近付
    いてくる冷却空気流れの方向に直角に延在する複
    数のトリツプ・ストリツプを有しており、 前記第一の方向転換通路は前記第三の通路と前
    記トレーリングエツジ領域との間を延在しこれに
    よつて前記トレーリングエツジ領域は前記第三の
    通路に連通しており、 前記第一の方向転換通路は前記吸入側側壁と前
    記圧力側側壁との間を延在するベーンを有し、前
    記ベーンは前記第二のバツフルより隔置されそれ
    によつて前記ベーンと前記第二のバツフルとの間
    に副通路が形成され、更に前記第一の方向転換通
    路は前記吸入側側壁及び圧力側側壁にうちの一方
    の側壁上であつて前記副通路を横断し前記ベーン
    から前記第二のバツフルまで延在し近付いてくる
    冷却空気流れ方向に向つて傾斜されて設けられた
    少なくとも一つの傾斜トリツプ・ストリツプを有
    しており、 前記トレーリングエツジ領域は前記吸入側側壁
    と前記圧力側側壁との間に延在し互いの間に間隔
    を有する複数の支柱を有し、これによりロータブ
    レードより冷却空気を吐出する吐出部が形成さ
    れ、前記複数の支柱は前記第二のバツフルより隔
    置されそれによつて前記トレーリングエツジ領域
    に冷却空気のための第四の通路を郭定し、前記第
    四の通路は近付いてくる冷却空気流れの方向に向
    けて傾斜され且前記第二のバツフルに対して鋭角
    をなす複数のトリツプ・ストリツプを有するよう
    に構成されていることを特徴とする冷却可能なロ
    ータブレード。
JP57234902A 1981-12-28 1982-12-28 冷却可能なエ−ロフォイル Granted JPS58117302A (ja)

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