JPH0552102A - ガスタービン - Google Patents
ガスタービンInfo
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- JPH0552102A JPH0552102A JP21217591A JP21217591A JPH0552102A JP H0552102 A JPH0552102 A JP H0552102A JP 21217591 A JP21217591 A JP 21217591A JP 21217591 A JP21217591 A JP 21217591A JP H0552102 A JPH0552102 A JP H0552102A
- Authority
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- Japan
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- diameter side
- inner diameter
- cooling air
- end wall
- cooling
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/80—Platforms for stationary or moving blades
- F05B2240/801—Platforms for stationary or moving blades cooled platforms
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】比較的少ない冷却空気量によって上流側および
下流側ホイールスペースならびに内径側エンドウォール
等の冷却が有効的に行え、これにより信頼性を低下する
ことなく熱効率の向上が図れ、しかも粗悪燃料を用いる
場合にも目詰まり等による不具合が生じることがない冷
却構造を有するガスタービンを提供する。 【構成】タービンケーシング１内の静翼５外周側に設け
られた外径側キャビティ１１に冷却空気を供給し、静翼
内に形成した冷却空気流通孔１０を介して静翼の内周側
に設けられた内径側キャビティ１２に流通させるように
する。静翼５の内径側エンドウォール１３部内に冷却ダ
クト３１を形成する。内径側キャビティ１２に冷却ダク
ト３１への冷却空気流入口３２を形成する。動翼基部２
４に面する上流側ホイールスペース１８側に冷却ダクト
３１からの冷却空気排出口３３を形成する。
下流側ホイールスペースならびに内径側エンドウォール
等の冷却が有効的に行え、これにより信頼性を低下する
ことなく熱効率の向上が図れ、しかも粗悪燃料を用いる
場合にも目詰まり等による不具合が生じることがない冷
却構造を有するガスタービンを提供する。 【構成】タービンケーシング１内の静翼５外周側に設け
られた外径側キャビティ１１に冷却空気を供給し、静翼
内に形成した冷却空気流通孔１０を介して静翼の内周側
に設けられた内径側キャビティ１２に流通させるように
する。静翼５の内径側エンドウォール１３部内に冷却ダ
クト３１を形成する。内径側キャビティ１２に冷却ダク
ト３１への冷却空気流入口３２を形成する。動翼基部２
４に面する上流側ホイールスペース１８側に冷却ダクト
３１からの冷却空気排出口３３を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば発電プラント等
に適用されるガスタービンに係り、特に静翼部の冷却構
造を改良したガスタービンに関する。
に適用されるガスタービンに係り、特に静翼部の冷却構
造を改良したガスタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発電プラント等で適用されるガス
タービンとして、例えば図７に示す構成のものが知られ
ている。すなわち、ケーシング１内にタービン軸２と圧
縮機軸３とが同軸として設けられ、タービン軸２に設け
られた動翼４およびケーシング１に設けられた静翼５に
よってタービン段落が構成されるとともに、圧縮機軸３
に設けられた動翼６およびケーシング１に設けられた静
翼７によって圧縮機段落が構成されている。
タービンとして、例えば図７に示す構成のものが知られ
ている。すなわち、ケーシング１内にタービン軸２と圧
縮機軸３とが同軸として設けられ、タービン軸２に設け
られた動翼４およびケーシング１に設けられた静翼５に
よってタービン段落が構成されるとともに、圧縮機軸３
に設けられた動翼６およびケーシング１に設けられた静
翼７によって圧縮機段落が構成されている。
【０００３】そして、タービン段落および圧縮機段落の
間に燃焼器８が設けられ、圧縮機段落で圧縮された圧縮
空気が燃焼器８に供給されて燃料の燃焼が行われ、その
燃焼による高温の燃焼ガスがトラジションピース９を経
てタービン段落に案内され、動翼４が回転駆動されてタ
ービン軸１による仕事が行われる。
間に燃焼器８が設けられ、圧縮機段落で圧縮された圧縮
空気が燃焼器８に供給されて燃料の燃焼が行われ、その
燃焼による高温の燃焼ガスがトラジションピース９を経
てタービン段落に案内され、動翼４が回転駆動されてタ
ービン軸１による仕事が行われる。
【０００４】ところで従来、ガスタービンの熱効率を向
上させる手段として、タービン入口温度を高温にするこ
とが知られており、実際にタービン入口温度の上昇が行
われているが、これに伴ってガスタービンの燃焼器８や
トラジションピース９、動翼４および静翼５等を高耐熱
材料で構成する必要性が高まり、通常その材料として耐
熱性超合金材料等が適用されている。
上させる手段として、タービン入口温度を高温にするこ
とが知られており、実際にタービン入口温度の上昇が行
われているが、これに伴ってガスタービンの燃焼器８や
トラジションピース９、動翼４および静翼５等を高耐熱
材料で構成する必要性が高まり、通常その材料として耐
熱性超合金材料等が適用されている。
【０００５】ところが、これまでにガスタービン用耐熱
部材として適用されている耐熱性超合金材料の限界温度
は、800 〜900 ℃であるのに対し、タービン入口温度は
約1300℃と材料の限界温度を超える高温となっている。
このため、ガスタービンの信頼性を維持する目的で翼を
材料の耐熱限界温度まで冷却する冷却構造を採用した、
いわゆる冷却翼の使用が必須となっている。
部材として適用されている耐熱性超合金材料の限界温度
は、800 〜900 ℃であるのに対し、タービン入口温度は
約1300℃と材料の限界温度を超える高温となっている。
このため、ガスタービンの信頼性を維持する目的で翼を
材料の耐熱限界温度まで冷却する冷却構造を採用した、
いわゆる冷却翼の使用が必須となっている。
【０００６】図８はこのような冷却翼を使用した従来の
ガスタービンの構造を示したものである。静翼５内に径
方向に沿う冷却空気流通孔１０が形成され、この冷却空
気流通孔１０を介して、静翼５の外周側に設けられた外
径側キャビティ１１と、静翼５の内周側に設けられた内
径側キャビティ１２とが連通している。内径側キャビテ
ィ１２は、静翼５の内径側エンドウォール１３に穿設し
た小孔１４を介して主流ガスの通路部１５に連通すると
ともに、静翼５を保持する静翼内輪１６に穿設したオリ
フィス孔１７を介して動翼４に面する上流側ホイールス
ペース１８に連通している。上流側ホイールスペース１
８は、内径側エンドウォール１３と動翼４に設けられた
動翼フィン１９との隙間を介して主流ガスの通路部１５
に連通するとともに、タービン軸２に設けられたロータ
フィン２０と静翼内輪１６とによって形成されたグラン
ドシール部を介して下流側ホイールスペース２１に連通
している。下流側ホイールスペース２１は、内径側エン
ドウォール１３と下流側の動翼フィン１９との隙間を介
して通路部１５に連通している。
ガスタービンの構造を示したものである。静翼５内に径
方向に沿う冷却空気流通孔１０が形成され、この冷却空
気流通孔１０を介して、静翼５の外周側に設けられた外
径側キャビティ１１と、静翼５の内周側に設けられた内
径側キャビティ１２とが連通している。内径側キャビテ
ィ１２は、静翼５の内径側エンドウォール１３に穿設し
た小孔１４を介して主流ガスの通路部１５に連通すると
ともに、静翼５を保持する静翼内輪１６に穿設したオリ
フィス孔１７を介して動翼４に面する上流側ホイールス
ペース１８に連通している。上流側ホイールスペース１
８は、内径側エンドウォール１３と動翼４に設けられた
動翼フィン１９との隙間を介して主流ガスの通路部１５
に連通するとともに、タービン軸２に設けられたロータ
フィン２０と静翼内輪１６とによって形成されたグラン
ドシール部を介して下流側ホイールスペース２１に連通
している。下流側ホイールスペース２１は、内径側エン
ドウォール１３と下流側の動翼フィン１９との隙間を介
して通路部１５に連通している。
【０００７】そして冷却空気ａは、まず静翼５の外径側
キャビティ１１に供給され、外径側エンドウォール２２
をインピンジ冷却等により冷却した後、静翼有効部２３
の冷却空気流通孔１０に導かれ、その一部は静翼有効部
２３を冷却して通路部１５に導かれ、残りの一部は静翼
５の内径側キャビティ１２に導かれる。
キャビティ１１に供給され、外径側エンドウォール２２
をインピンジ冷却等により冷却した後、静翼有効部２３
の冷却空気流通孔１０に導かれ、その一部は静翼有効部
２３を冷却して通路部１５に導かれ、残りの一部は静翼
５の内径側キャビティ１２に導かれる。
【０００８】内径側キャビティ１２に導かれた冷却空気
ａは、その一部が静翼内輪１６に設けられたオリフィス
孔１７から上流側ホイールスペース１８に導かれ、その
一部は上流側ホイールスペース用シール空気ａ１とし
て、動翼フィン１９と内径側エンドウォール１３との間
隙から通路部１５に導かれる。
ａは、その一部が静翼内輪１６に設けられたオリフィス
孔１７から上流側ホイールスペース１８に導かれ、その
一部は上流側ホイールスペース用シール空気ａ１とし
て、動翼フィン１９と内径側エンドウォール１３との間
隙から通路部１５に導かれる。
【０００９】そして、残りは下流側ホイールスペース用
シール空気ａ２として、ロータフィン２０と静翼内輪１
６との間隙、下流側ホイールスペース２１、動翼フィン
１９と内径側エンドウォール１３との間隙をそれぞれ経
て、主流ガスの通路部１５に導かれる。
シール空気ａ２として、ロータフィン２０と静翼内輪１
６との間隙、下流側ホイールスペース２１、動翼フィン
１９と内径側エンドウォール１３との間隙をそれぞれ経
て、主流ガスの通路部１５に導かれる。
【００１０】そして、これら上流側ホイールスペース用
シール空気ａ１および下流側ホイールスペース用シール
空気ａ２により、通路部１５を流れる主流ガスｂが上流
側ホイールスペース１８および下流側ホイールスペース
２１に流れ込むのを防止するシールエアとなると同時
に、動翼基部２４の冷却を行う。
シール空気ａ１および下流側ホイールスペース用シール
空気ａ２により、通路部１５を流れる主流ガスｂが上流
側ホイールスペース１８および下流側ホイールスペース
２１に流れ込むのを防止するシールエアとなると同時
に、動翼基部２４の冷却を行う。
【００１１】さらに、内径側キャビティ１２に導かれた
冷却空気ａの一部は内径側エンドウォール冷却空気ａ３
として内径側エンドウォール１３に設けられた小孔１４
を経て通路部１５に導かれることにより、内径側エンド
ウォール１３をフィルム冷却する。
冷却空気ａの一部は内径側エンドウォール冷却空気ａ３
として内径側エンドウォール１３に設けられた小孔１４
を経て通路部１５に導かれることにより、内径側エンド
ウォール１３をフィルム冷却する。
【００１２】このようにして、冷却空気ａにより外径側
エンドウォール２２と静翼有効部２３とを冷却するとと
もに、上流側および下流側ホイールスペース用シール空
気ａ１，ａ２、内径側エンドウォール冷却空気ａ３によ
り、動翼基部２４と内径側エンドウォール１３の温度を
材料限界温度以下に下げるべく冷却を行っている。
エンドウォール２２と静翼有効部２３とを冷却するとと
もに、上流側および下流側ホイールスペース用シール空
気ａ１，ａ２、内径側エンドウォール冷却空気ａ３によ
り、動翼基部２４と内径側エンドウォール１３の温度を
材料限界温度以下に下げるべく冷却を行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ガスタービ
ン入口温度が1300°Ｃを超えると、これに伴い内径側エ
ンドウォール１３近傍の主流ガスｂの温度も上昇し、高
い冷却特性を得るためには、フィルム冷却による内径側
エンドウォール冷却空気ａ３の流量を特に増大する必要
がある。すなわち、内径側エンドウォール冷却空気ａ３
の流量は、上流側および下流側ホイールスペース用シー
ル空気ａ１，ａ２の流量の合計値と同等かそれ以上量に
達し、非常に多量の冷却空気ａを必要とすることにな
る。
ン入口温度が1300°Ｃを超えると、これに伴い内径側エ
ンドウォール１３近傍の主流ガスｂの温度も上昇し、高
い冷却特性を得るためには、フィルム冷却による内径側
エンドウォール冷却空気ａ３の流量を特に増大する必要
がある。すなわち、内径側エンドウォール冷却空気ａ３
の流量は、上流側および下流側ホイールスペース用シー
ル空気ａ１，ａ２の流量の合計値と同等かそれ以上量に
達し、非常に多量の冷却空気ａを必要とすることにな
る。
【００１４】したがって、冷却空気全体量は非常に増大
し、主流ガスｂに対する冷却空気ａ，ａ１，ａ２，ａ３
の吹出し量の増大は、いずれもガスタービンの熱効率の
低下、ひいてはガスタービンを用いた発電プラントの熱
効率の低下を招くことになる。
し、主流ガスｂに対する冷却空気ａ，ａ１，ａ２，ａ３
の吹出し量の増大は、いずれもガスタービンの熱効率の
低下、ひいてはガスタービンを用いた発電プラントの熱
効率の低下を招くことになる。
【００１５】さらに、不純物が混在するような粗悪燃料
を用いた場合には、内径側エンドウォール１３に形成し
た小孔１４に目詰りが生じる可能性があり、フィルム冷
却方式の適用が困難となる。
を用いた場合には、内径側エンドウォール１３に形成し
た小孔１４に目詰りが生じる可能性があり、フィルム冷
却方式の適用が困難となる。
【００１６】さらに内径側キャビティ１２に導かれた冷
却空気ａによるフィルム冷却では、内径側キャビティ１
２に接した内径側エンドウォール１３しか冷却すること
ができず、内径側キャビティ１２から離れた部分は材料
温度が上昇し、ガスタービンの信頼性が低下する等の不
具合も生じ得る。
却空気ａによるフィルム冷却では、内径側キャビティ１
２に接した内径側エンドウォール１３しか冷却すること
ができず、内径側キャビティ１２から離れた部分は材料
温度が上昇し、ガスタービンの信頼性が低下する等の不
具合も生じ得る。
【００１７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、高い燃焼ガス温度に対しても、比較的少ない冷
却空気量によって上流側および下流側ホイールスペース
ならびに内径側エンドウォール等の冷却が有効的に行
え、これにより信頼性を低下することなく熱効率の向上
が図れ、しかも粗悪燃料を用いる場合にも目詰まり等に
よる不具合が生じることがない冷却構造を有するガスタ
ービンを提供することを目的とする。
もので、高い燃焼ガス温度に対しても、比較的少ない冷
却空気量によって上流側および下流側ホイールスペース
ならびに内径側エンドウォール等の冷却が有効的に行
え、これにより信頼性を低下することなく熱効率の向上
が図れ、しかも粗悪燃料を用いる場合にも目詰まり等に
よる不具合が生じることがない冷却構造を有するガスタ
ービンを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、タービンケーシング内の静翼外周側に
設けられた外径側キャビティに冷却空気を供給し、前記
静翼内に形成した冷却空気流通孔を介して前記静翼の内
周側に設けられた内径側キャビティに流通させ、これに
より前記静翼の外径側および内径側エンドウォール、静
翼有効部および動翼基部を冷却するようにしたガスター
ビンにおいて、前記静翼の内径側エンドウォール内に冷
却ダクトを形成するとともに、前記内径側キャビティに
前記冷却ダクトへの冷却空気流入口を形成し、かつ動翼
基部に面する上流側ホイールスペース側に前記冷却ダク
トからの冷却空気排出口を形成したことを特徴とする。
達成するために、タービンケーシング内の静翼外周側に
設けられた外径側キャビティに冷却空気を供給し、前記
静翼内に形成した冷却空気流通孔を介して前記静翼の内
周側に設けられた内径側キャビティに流通させ、これに
より前記静翼の外径側および内径側エンドウォール、静
翼有効部および動翼基部を冷却するようにしたガスター
ビンにおいて、前記静翼の内径側エンドウォール内に冷
却ダクトを形成するとともに、前記内径側キャビティに
前記冷却ダクトへの冷却空気流入口を形成し、かつ動翼
基部に面する上流側ホイールスペース側に前記冷却ダク
トからの冷却空気排出口を形成したことを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明によると、外径側キャビティから静翼有
効部の冷却空気流通孔を経て内径側キャビティに導かれ
た冷却空気が、内径側エンドウォール冷却空気として冷
却空気流入口から冷却ダクト内に導かれ、内径側エンド
ウォールが冷却され、さらに冷却空気排出口から上流側
ホイールスペースに導かれる。
効部の冷却空気流通孔を経て内径側キャビティに導かれ
た冷却空気が、内径側エンドウォール冷却空気として冷
却空気流入口から冷却ダクト内に導かれ、内径側エンド
ウォールが冷却され、さらに冷却空気排出口から上流側
ホイールスペースに導かれる。
【００２０】また、上流側ホイールスペースに導かれた
内径側エンドウォール冷却空気は、一部は上流側ホイー
ルスペース用シール空気として動翼フィンと内径側エン
ドウォールの間隙から通路部に導かれ、また残りは下流
側ホイールスペース用シール空気としてロータフィンと
静翼内輪の間隙を経て下流側ホイールスペースに導かれ
る。さらに、冷却空気は動翼フィンと内径側エンドウォ
ールの間隙から通路部に導かれることにより、通路部を
流れる主流ガスが上流側および下流側ホイールスペース
に流れ込むのを防止すると同時に動翼基部を冷却する。
内径側エンドウォール冷却空気は、一部は上流側ホイー
ルスペース用シール空気として動翼フィンと内径側エン
ドウォールの間隙から通路部に導かれ、また残りは下流
側ホイールスペース用シール空気としてロータフィンと
静翼内輪の間隙を経て下流側ホイールスペースに導かれ
る。さらに、冷却空気は動翼フィンと内径側エンドウォ
ールの間隙から通路部に導かれることにより、通路部を
流れる主流ガスが上流側および下流側ホイールスペース
に流れ込むのを防止すると同時に動翼基部を冷却する。
【００２１】そして、内径側エンドウォール冷却空気が
上流側および下流側ホイールスペース用シール空気とし
て使用されることにより、内径側エンドウォールの小孔
を経て通路部に導かれていた従来の単独の冷却空気が削
減され、内径側キャビティに導かれる冷却空気量の半減
によって、ガスタービンの熱効率の向上ひいては発電プ
ラントの熱効率の上昇が図れるようになる。
上流側および下流側ホイールスペース用シール空気とし
て使用されることにより、内径側エンドウォールの小孔
を経て通路部に導かれていた従来の単独の冷却空気が削
減され、内径側キャビティに導かれる冷却空気量の半減
によって、ガスタービンの熱効率の向上ひいては発電プ
ラントの熱効率の上昇が図れるようになる。
【００２２】さらにフィルム冷却を行わないことによ
り、内径側エンドウォールに形成された小孔が目詰りを
生じる等の不具合が生じることもなく、不純物が混在す
るような粗悪燃料に対する適用上の問題も解消される。
り、内径側エンドウォールに形成された小孔が目詰りを
生じる等の不具合が生じることもなく、不純物が混在す
るような粗悪燃料に対する適用上の問題も解消される。
【００２３】さらにまた、内径側エンドウォールに冷却
ダクトを形成したことにより、内径側エンドウォールを
直接的に効率よく冷却できるとともに、内径側キャビテ
ィから離れた部分に対しても冷却を十分に行えるように
なり、タービン運転上の信頼性向上にも資するものとな
る。
ダクトを形成したことにより、内径側エンドウォールを
直接的に効率よく冷却できるとともに、内径側キャビテ
ィから離れた部分に対しても冷却を十分に行えるように
なり、タービン運転上の信頼性向上にも資するものとな
る。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
して説明する。なお、ガスタービンの全体構成は図７に
示したものと同様であるから、図７も本実施例にそのま
ま参照するとともに、説明を容易にするため従来構造と
同一または対応する部位には図８と同一符号を使用す
る。
して説明する。なお、ガスタービンの全体構成は図７に
示したものと同様であるから、図７も本実施例にそのま
ま参照するとともに、説明を容易にするため従来構造と
同一または対応する部位には図８と同一符号を使用す
る。
【００２５】すなわち、ケーシング１内にタービン軸２
と圧縮機軸３とが同軸として設けられ、タービン軸２に
設けられた動翼４およびケーシング１に設けられた静翼
５によってタービン段落が構成されるとともに、圧縮機
軸３に設けられた動翼６およびケーシング１に設けられ
た静翼７によって圧縮機段落が構成されている。
と圧縮機軸３とが同軸として設けられ、タービン軸２に
設けられた動翼４およびケーシング１に設けられた静翼
５によってタービン段落が構成されるとともに、圧縮機
軸３に設けられた動翼６およびケーシング１に設けられ
た静翼７によって圧縮機段落が構成されている。
【００２６】タービン段落および圧縮機段落の間には燃
焼器８が設けられ、圧縮機段落で圧縮された圧縮空気が
燃焼器８に供給されて燃料の燃焼が行われ、その燃焼に
よる高温の燃焼ガスがトラジションピース９を経てター
ビン段落に案内され、動翼４が回転駆動されてタービン
軸１による仕事が行われる。
焼器８が設けられ、圧縮機段落で圧縮された圧縮空気が
燃焼器８に供給されて燃料の燃焼が行われ、その燃焼に
よる高温の燃焼ガスがトラジションピース９を経てター
ビン段落に案内され、動翼４が回転駆動されてタービン
軸１による仕事が行われる。
【００２７】そして図１〜図３に示すように、本実施例
では、静翼５内に径方向に沿う冷却空気流通孔１０が形
成され、この冷却空気流通孔１０を介して、静翼５の外
周側に設けられた外径側キャビティ１１と、静翼５の内
周側に設けられた内径側キャビティ１２とが連通してい
る。
では、静翼５内に径方向に沿う冷却空気流通孔１０が形
成され、この冷却空気流通孔１０を介して、静翼５の外
周側に設けられた外径側キャビティ１１と、静翼５の内
周側に設けられた内径側キャビティ１２とが連通してい
る。
【００２８】このものにおいて、静翼５の内径側エンド
ウォール１３内に冷却ダクト３１が形成されている。ま
た、内径側キャビティ１２に冷却ダクト３１への冷却空
気流入口３２が形成されるとともに、上流側ホイールス
ペース１８側に冷却ダクト３１からの冷却空気排出口３
３が形成されている。冷却空気排出口３３には内径側エ
ンドウォール１３の冷却空気すなわちホイールスペース
用シール空気の流量調節のためオリフィス孔３４が形成
されている。
ウォール１３内に冷却ダクト３１が形成されている。ま
た、内径側キャビティ１２に冷却ダクト３１への冷却空
気流入口３２が形成されるとともに、上流側ホイールス
ペース１８側に冷却ダクト３１からの冷却空気排出口３
３が形成されている。冷却空気排出口３３には内径側エ
ンドウォール１３の冷却空気すなわちホイールスペース
用シール空気の流量調節のためオリフィス孔３４が形成
されている。
【００２９】このように、本実施例では主流ガスの通路
部１５に連通する小孔は設けられていない。そして、内
径側キャビティ１２は、内径側エンドウォール１３内に
形成された冷却ダクト３１および冷却空気排出口３３お
よびオリフィス孔３４を介して上流側ホイールスペース
１８に連通している。上流側ホイールスペース１８は、
内径側エンドウォール１３と動翼フィン１９との隙間を
介して通路部１５に連通するとともに、タービン軸２に
設けられたロータフィン２０と静翼内輪１６とによって
形成されたグランドシール部を介して下流側ホイールス
ペース２１に連通している。下流側ホイールスペース２
１は、内径側エンドウォール１３と下流側の動翼フィン
１９との隙間を介して通路部１５に連通している。
部１５に連通する小孔は設けられていない。そして、内
径側キャビティ１２は、内径側エンドウォール１３内に
形成された冷却ダクト３１および冷却空気排出口３３お
よびオリフィス孔３４を介して上流側ホイールスペース
１８に連通している。上流側ホイールスペース１８は、
内径側エンドウォール１３と動翼フィン１９との隙間を
介して通路部１５に連通するとともに、タービン軸２に
設けられたロータフィン２０と静翼内輪１６とによって
形成されたグランドシール部を介して下流側ホイールス
ペース２１に連通している。下流側ホイールスペース２
１は、内径側エンドウォール１３と下流側の動翼フィン
１９との隙間を介して通路部１５に連通している。
【００３０】図２および図３は冷却ダクトの形状を詳細
に示している。これらの図２および図３に示すように、
内径側エンドウォール１３に設けられた冷却ダクト３１
内には、多数のピンフィン３５が形成されている。
に示している。これらの図２および図３に示すように、
内径側エンドウォール１３に設けられた冷却ダクト３１
内には、多数のピンフィン３５が形成されている。
【００３１】しかして、冷却空気ａは、静翼５の外径側
キャビティ１１に供給され、外径側エンドウォール２２
がインピンジ冷却などにより冷却された後、静翼有効部
２３の冷却空気流通孔１０に導かれ、その一部は静翼有
効部２３を冷却して通路部１５に導かれ、残りの一部は
静翼５の内径側キャビティ１２に導かれる。
キャビティ１１に供給され、外径側エンドウォール２２
がインピンジ冷却などにより冷却された後、静翼有効部
２３の冷却空気流通孔１０に導かれ、その一部は静翼有
効部２３を冷却して通路部１５に導かれ、残りの一部は
静翼５の内径側キャビティ１２に導かれる。
【００３２】内径側キャビティ１２に導かれた冷却空気
ａは、内径側エンドウォール冷却空気として冷却空気流
入口３２から冷却空気ダクト３１内に導かれ、内径側エ
ンドウォール１３を冷却し、さらに冷却空気排出口３３
から上流側ホイールスペース１８に導かれる。
ａは、内径側エンドウォール冷却空気として冷却空気流
入口３２から冷却空気ダクト３１内に導かれ、内径側エ
ンドウォール１３を冷却し、さらに冷却空気排出口３３
から上流側ホイールスペース１８に導かれる。
【００３３】上流側ホイールスペース１８に導かれた内
径側エンドウォール冷却空気は、一部が上流側ホイール
スペース用シール空気ａ１として動翼フィン１９と内径
側エンドウォール１３との間隙から通路部１５に導か
れ、また残りは下流側ホイールスペース用シール空気ａ
３としてロータフィン２０と静翼内輪１６との間隙を経
て下流側ホイールスペース２１に導かれた後、動翼フィ
ン１９と内径側エンドウォール１３との間隙を介して通
路部１５に導かれる。これにより、通路部１５を流れる
主流ガスｂが上流側および下流側ホイールスペース１
８，２１に流れ込むのを防止すると同時に、動翼基部２
４の冷却を行う。
径側エンドウォール冷却空気は、一部が上流側ホイール
スペース用シール空気ａ１として動翼フィン１９と内径
側エンドウォール１３との間隙から通路部１５に導か
れ、また残りは下流側ホイールスペース用シール空気ａ
３としてロータフィン２０と静翼内輪１６との間隙を経
て下流側ホイールスペース２１に導かれた後、動翼フィ
ン１９と内径側エンドウォール１３との間隙を介して通
路部１５に導かれる。これにより、通路部１５を流れる
主流ガスｂが上流側および下流側ホイールスペース１
８，２１に流れ込むのを防止すると同時に、動翼基部２
４の冷却を行う。
【００３４】本実施例によれば、冷却空気ａは冷却ダク
ト３１内に導かれて内径側エンドウォール１３を直接冷
却するようになっているので、冷却効率が良い。そして
特に図２および図３に示すように、内径側エンドウォー
ル１３に設けられた冷却ダクト内３１に、多数のピンフ
ィン３５を形成したので、冷却ダクト３１内を流れる内
径側エンドウォール冷却空気ａに対し、高い冷却効果が
実現される。
ト３１内に導かれて内径側エンドウォール１３を直接冷
却するようになっているので、冷却効率が良い。そして
特に図２および図３に示すように、内径側エンドウォー
ル１３に設けられた冷却ダクト内３１に、多数のピンフ
ィン３５を形成したので、冷却ダクト３１内を流れる内
径側エンドウォール冷却空気ａに対し、高い冷却効果が
実現される。
【００３５】そして、内径側エンドウォール冷却空気ａ
が上流側および下流側ホイールスペース用シール空気ａ
１，ａ２として使用されることにより、従来のように小
孔を経て通路部に導かれていた内径側エンドウォール冷
却空気が削減され、内径側キャビティ１２に導かれる冷
却空気量が半減でき、ガスタービンの熱効率の向上ひい
ては発電プラントの熱効率の上昇が図れるようになる。
が上流側および下流側ホイールスペース用シール空気ａ
１，ａ２として使用されることにより、従来のように小
孔を経て通路部に導かれていた内径側エンドウォール冷
却空気が削減され、内径側キャビティ１２に導かれる冷
却空気量が半減でき、ガスタービンの熱効率の向上ひい
ては発電プラントの熱効率の上昇が図れるようになる。
【００３６】さらに、従来のようにフィルム冷却を行わ
ないことにより、内径側エンドウォール１３に形成され
た小孔の目詰り等の問題もなく、不純物が混在するよう
な粗悪燃料に対しても適用が容易となる。
ないことにより、内径側エンドウォール１３に形成され
た小孔の目詰り等の問題もなく、不純物が混在するよう
な粗悪燃料に対しても適用が容易となる。
【００３７】そして、内径側エンドウォール１３に冷却
ダクト３１が形成されるので、内径側エンドウォール１
３の冷却が能率よく行えるとともに、内径側キャビティ
１２から離間した部分に対しても冷却を十分に行うこと
ができ、タービン運転上の信頼性を向上することができ
る。
ダクト３１が形成されるので、内径側エンドウォール１
３の冷却が能率よく行えるとともに、内径側キャビティ
１２から離間した部分に対しても冷却を十分に行うこと
ができ、タービン運転上の信頼性を向上することができ
る。
【００３８】図４および図５は本発明の他の実施例を示
している。
している。
【００３９】この実施例では、内径側エンドウォール１
３に設けられた冷却ダクト３１内に凸部等からなる攪拌
用の流路抵抗部材３６が形成されている。
３に設けられた冷却ダクト３１内に凸部等からなる攪拌
用の流路抵抗部材３６が形成されている。
【００４０】このような構成によると、冷却ダクト３１
内を流れる内径側エンドウォール冷却空気が攪拌される
ことにより、一層高い冷却効率が得られるようになる。
内を流れる内径側エンドウォール冷却空気が攪拌される
ことにより、一層高い冷却効率が得られるようになる。
【００４１】図６は本発明のさらに他の実施例を示して
いる。
いる。
【００４２】この実施例では内径側エンドウォール１３
に冷却ダクト３１が蛇行状に設けられ、この冷却ダクト
３１に攪拌用の流路抵抗部材３６が形成されるととも
に、冷却ダクト３１の曲り部に、コーナベ−ン３７が設
けられている。
に冷却ダクト３１が蛇行状に設けられ、この冷却ダクト
３１に攪拌用の流路抵抗部材３６が形成されるととも
に、冷却ダクト３１の曲り部に、コーナベ−ン３７が設
けられている。
【００４３】このような構成によると、コーナベ−ン３
７によって冷却ダクト３１内を流れる冷却空気の圧力損
失が減少するとともに、内径側エンドウォール冷却空気
が攪拌されることにより、さらに一層高い冷却効果が得
られるようになる。
７によって冷却ダクト３１内を流れる冷却空気の圧力損
失が減少するとともに、内径側エンドウォール冷却空気
が攪拌されることにより、さらに一層高い冷却効果が得
られるようになる。
【００４４】なお、前記各実施例における冷却ダクトを
有する内側エンドウォール等については、精密鋳造法を
用いることにより容易に製作することが可能である。
有する内側エンドウォール等については、精密鋳造法を
用いることにより容易に製作することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内側エ
ンドウォール内に冷却ダクトを設けたことにより、エン
ドウォールが直接的に冷却できるとともに、高い燃焼ガ
ス温度に対しても、比較的少ない冷却空気量によって上
流側および下流側ホイールスペースならびに内径側エン
ドウォール等の冷却が有効的に行え、これにより信頼性
を低下することなく熱効率の向上が図れ、しかも粗悪燃
料を用いる場合にも目詰まり等による不具合が生じるこ
とがない等の効果が奏される。
ンドウォール内に冷却ダクトを設けたことにより、エン
ドウォールが直接的に冷却できるとともに、高い燃焼ガ
ス温度に対しても、比較的少ない冷却空気量によって上
流側および下流側ホイールスペースならびに内径側エン
ドウォール等の冷却が有効的に行え、これにより信頼性
を低下することなく熱効率の向上が図れ、しかも粗悪燃
料を用いる場合にも目詰まり等による不具合が生じるこ
とがない等の効果が奏される。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】図２のＣ−Ｃ線断面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図５】図４のＤ−Ｄ線断面図。
【図６】本発明のさらに他の実施例を示す断面図。
【図７】ガスタービンの概略構成図。
【図８】従来例を示すもので図７におけるＡ部の拡大断
面図。
面図。
１ タービンケーシング ５ 静翼 １０ 冷却空気流通孔 １１ 外径側キャビティ １２ 内径側キャビティ １３ 内径側エンドウォール １８ 上流側ホイールスペース ２２ 外径側エンドウォール ２３ 静翼有効部 ２４ 動翼基部 ３１ 冷却ダクト ３２ 冷却空気流入口 ３３ 冷却空気排出口
Claims (1)
- 【請求項１】 タービンケーシング内の静翼外周側に設
けられた外径側キャビティに冷却空気を供給し、前記静
翼内に形成した冷却空気流通孔を介して前記静翼の内周
側に設けられた内径側キャビティに流通させ、これによ
り前記静翼の外径側および内径側エンドウォール、静翼
有効部および動翼基部を冷却するようにしたガスタービ
ンにおいて、前記静翼の内径側エンドウォール部内に冷
却ダクトを形成するとともに、前記内径側キャビティに
前記冷却ダクトへの冷却空気流入口を形成し、かつ動翼
基部に面する上流側ホイールスペース側に前記冷却ダク
トからの冷却空気排出口を形成したことを特徴とするガ
スタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21217591A JPH0552102A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | ガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21217591A JPH0552102A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | ガスタービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552102A true JPH0552102A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16618152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21217591A Pending JPH0552102A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | ガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552102A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058158A1 (fr) * | 1997-06-19 | 1998-12-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dispositif d'etancheite pour aubes de stator de turbine a gaz |
| EP0940562A3 (en) * | 1998-03-03 | 2000-08-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine |
| JP2004044573A (ja) * | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの静翼およびその静翼を備えたガスタービン |
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| EP1849965A2 (en) | 2006-04-26 | 2007-10-31 | United Technologies Corporation | Vane platform cooling |
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| JP2013139772A (ja) * | 2011-12-30 | 2013-07-18 | General Electric Co <Ge> | タービンロータブレードのプラットフォームを冷却するための装置、システム及び／又は方法 |
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| JP2017025907A (ja) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 固定ブレード用冷却構造体 |
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| EP3084184A4 (en) * | 2013-12-19 | 2017-09-13 | United Technologies Corporation | Blade outer air seal cooling passage |
| JP2018178994A (ja) * | 2017-04-12 | 2018-11-15 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | タービンベーン及びそれを含むガスタービン |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP21217591A patent/JPH0552102A/ja active Pending
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