JPH0739804B2 - 冷却翼 - Google Patents

冷却翼

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JPH0739804B2
JPH0739804B2 JP62053906A JP5390687A JPH0739804B2 JP H0739804 B2 JPH0739804 B2 JP H0739804B2 JP 62053906 A JP62053906 A JP 62053906A JP 5390687 A JP5390687 A JP 5390687A JP H0739804 B2 JPH0739804 B2 JP H0739804B2
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • 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
    • F01D5/186—Film cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却翼、特にガスタービンエンジンに適した冷
却翼に関する。
ガスタービンエンジンは通常、燃焼ガスをエンジンのタ
ービンの第１段ローターに振向けるためにエンジンの燃
焼装置の直ぐ下流に環状の静翼列を具えている。通常、
ノズルガイドベーンと称せられるそのような静翼は極く
高い温度にさらされ、その結果、静翼に或る形式の内部
冷却を与えることが必要となる。これは一般にエンジン
の圧縮機部から抽出した冷却用空気を静翼の内部に送る
ことにより行われる。
必要な度合の翼冷却を得るために、静翼の半径方向内方
端および外方端の双方に冷却用空気を送ることが時には
望ましい。翼の一端に供給される冷却用空気の圧力が他
端に供給されるそれよりも高いことがよくある。両方の
冷却用空気流が翼内の共通の室に送られる場合、圧力の
高い方の冷却用空気流が翼に入ろうとする圧力の低い方
の冷却用空気流を妨げ、ひいては冷却効率の低下を生ず
ることが間々ある。実際に、圧力の高い方の冷却用空気
流が、圧力の低い方の冷却用空気の翼内へ流れることを
妨げるような状況が起り得る。
例えば英国特許第1506096号に、冷却用空気の２つの流
れを隔離するために翼内に邪魔板を設けることが提案さ
れた。これは２つの冷却用空気流が隔離を保つて相互に
影響されないことを確実にする上で有効ではあるが、邪
魔板の区域の冷却用空気流がよどんで翼の局部的過熱を
生ずることがないように保証することが困難であること
がある。
そのような局部的過熱が実質的に避けられるような冷却
翼を与えることが本発明の一目的である。
本発明によれば、ガスタービンエンジンに適した冷却翼
は、内部室と該内部室を第１および第２の部分に分割す
る邪魔板とを有する翼形断面部を含み、作動中に前記両
部分にそれぞれ第および第２の冷却流体が供給され、前
記第１の冷却流体流は前記第２の冷却流体流よりも高い
圧力を有し、前記翼形部は前記室部分の両方から冷却流
体を放出させて前記翼形部の冷却を助けるための孔を有
し、圧力の高い方の冷却流を前記第１の室部分から前記
第２の室部分へ制限しつつ流すような形態を前記邪魔板
が有し、前記制限流は前記第２の室部分内の冷却流体圧
力を前記第２の冷却流体の圧力に等しいかそれを超える
高さにまで上げるのには不充分であるが、前記邪魔板装
置の区域に冷却流体流を与えて前記邪魔板装置の区域の
前記翼形部の冷却を与えるのには充分である。
以下に添付図面を参照しつつ、実例により本発明を記載
する。
第１図を参照すると、ダクテツドフアン・ガスタービン
エンジン10は、推進用ダクテツドフアン11、中圧圧縮機
12、高圧圧縮機13、燃焼装置14、高圧、中圧、低圧各タ
ービン15、16、17および推進ノズル18を含む。ダクテツ
ドフアン11は低圧タービン17に連結され、中圧圧縮機12
は中圧タービン16に連結され、高圧圧縮機13は高圧ター
ビン15に連結される。ダクテツドフアン11、中圧圧縮機
12および高圧圧縮機13によつて圧縮された空気が燃料と
混合され、この混合気が燃焼装置14の中で燃焼されると
いう意味において、このエンジンは普通の態様で機能す
る。つぎに燃焼生成物は高圧、中圧、低圧各タービン1
5、16、17を通つて膨張した後、推進ノズル18を通つて
排出されて、ダクテツドフアン11により与えられる推力
に追加される推力を与える。
燃焼装置14の直ぐ後流に、等間隔の、ほぼ同形の半径方
向に延在するノズル案内翼19の環状列が設けられ、その
翼の１枚が第２図に、より明らかに示される。各ノズル
案内翼19は半径方向内方および外方のプラツトホーム2
1、22と一体になつた翼形断面部20を有する。隣接する
ノズル案内翼19のプラツトホーム21、22は相互に協働し
て、高圧タービン15を通るガスの通路の一部分の半径方
向内方壁および外方壁をそれぞれ画成する。翼形部20は
燃焼装置14から排出される燃焼ガスを高圧タービン15の
動翼上に指向させる役目を有する。
各翼形部分20は矢印23、24によつて指示されるように、
その半径方向内方および外方端の両方に送られる冷却用
空気により冷却されるようになつている。冷却用空気は
従来の態様で高圧圧縮機13から抽出される。
翼形部20の半径方向内方端に送られる冷却用空気は２つ
の流れに分割される。第１の流れは翼形部20の前縁に隣
接する行き止まり通路25に向けられる。第３図に示され
るように、複数の孔26が通路25を翼形部20の外面に連結
するので、通路25に送られた空気は孔26を通つて流れ
て、矢印27により示されるように、翼形部19の前縁区域
における外面にフイルム冷却を与える。翼形部20の半径
方向内方端に送られる冷却空気の残りは、凸形側壁30と
凹形側壁31を連結するウエブ29により通路25から隔離さ
れて翼形部20の後縁区域32に延びる、翼長方向に延在す
る室28に向けられる。
矢印24によつて示される翼形部分20の半径方向外方端に
送られる冷却空気も室28の中に向けられ、半径方向内方
端に送られる冷却空気よりも低圧にある。翼形部20の半
径方向外方端に送られる冷却用空気がより高圧にある冷
却用空気流23に妨げられずに室28に流入し得るように保
証するために、室28の中にそのほぼ翼長の中間位置に翼
弦方向に延在する邪魔板33が配置されて、室28を半径方
向内方区域および外方区域に分割し、それにより半径方
向内方および外方室部分34、35を画成している。
邪魔板33は板部材36に取付けられ、板部材36は第３図お
よび第４図に示されるように翼形部20の凸形側壁31に隣
接して室28内に設けられる。板部材36は凸形側壁31の壁
面から隔置され、複数の孔37を有する。室部分34、35に
送られる冷却空気の一部は矢印28に示されるように板部
材36にある孔37を通過して、凸形側壁31の内面に衝突冷
却を与える。凸形壁31に対流冷却を与えた後、凸形側壁
31にある孔39を通して翼形部20の内部から排出されて、
凸形側壁31の後縁区域32の外面にフイルム冷却を与え
る。室部分34、35に送られた冷却空気のさらに一部は凸
形側壁31と凹形側壁30の双方の内面に設けられたペデス
タル（受台）の間を通過した後、後縁区域32に設けられ
た翼長方向に延在する隙間41を通して翼形部20の内部か
ら排出される。室部分34、35に送られる冷却空気の残り
は翼形部20の凹形側壁30に設けられた複数の孔42を通し
て排出されて凹形側壁30の外面のフイルム冷却を与える
ようになつている。
第４図に示されるように、邪魔板33は室28を横切つて完
全に延在してはいないので、邪魔板33と対向する凹形側
壁30の内面との間に隙間43が画成される。半径方向内方
室部分34の中の、より高い圧力の冷却用空気が半径方向
外方室部分35の低圧区域に流れるのに充分な大きさを隙
間43が有するような形態を邪魔板33がとつている。しか
し、半径方向内方室部分34から半径方向外方室部分35へ
流れることが許される冷却空気の量が、半径方向外方室
部分35内の空気圧を半径方向外方室部分35に送られる冷
却用空気流の圧力に等しいかそれよりも高いレベルにま
で上げるには不充分であるように、この邪魔板33の形態
が決められる。この隙間43を通る冷却空気流は、邪魔板
33の区域に冷却空気のよどみが無くて邪魔板33の区域に
おける翼形部20の適当な冷却が達成されることを保証す
る。
室部分34、35の間で冷却用空気の限定流を許すことによ
り得られる、いま一つの利点は、室部分34、35への冷却
用空気流の変動がある場合に、或る程度の冷却用空気流
の安定化が行われることである。
翼弦方向に延在する邪魔板33が設けられるノズル案内翼
を引用して本発明を記載したけれども、望ましければ、
他の邪魔板の形態を使用し得ることは明らかである。さ
らに、邪魔板33は翼長の中間の位置にあるように説明さ
れたが、事情により翼長の中間以外の個所に配置するこ
とが望ましいかも知れない。
また、前縁に隣接する隔離された冷却用空気通路25を有
する冷却翼を引用して、本発明が記載されたけれども、
本発明はそのような通路を設けられていない冷却翼にも
適用され得ることは明らかである。そのような情況にお
いて、邪魔板33は翼の前縁区域まで延在するであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による冷却翼を組込むダクテツドフアン
・ガスタービンエンジンの部分断面側面図、 第２図は本発明による冷却翼の、部分切断された斜視
図、 第３図は第２図に示す翼の翼形部の円周方向にそう断面
図、 第４図は第３図のＡ−Ａ線にそう断面図である。 20……翼形断面図、26……孔 33……邪魔板、36……板部材 39……孔、40……ペデスタル 42……孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−18002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−138403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−69707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−160911（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−163102（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−85305（ＪＰ，Ｕ)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内部室と該内部室を第１および第２の部分
    に分割する邪魔板とを有する翼形断面部を含み、作動中
    に前記両部分にそれぞれ第１および第２の冷却用流体が
    供給され、前記第１の冷却流体流は前記第２の冷却流体
    流よりも高い圧力を有し、前記翼形部は前記室部分の両
    方から冷却流体を放出させて前記翼形部の冷却を助ける
    ための孔を有し、圧力の高い方の冷却流体の制限流を前
    記第１の室部分から前記第２の室部分へ流すような形態
    を前記邪魔板が有し、前記制限流は前記第２の室部分内
    の冷却流体圧力を前記第２の冷却流体の圧力に等しいか
    それを超える高さにまで上げるのには不充分であるが、
    前記邪魔板装置の区域に冷却流体流を与えて前記邪魔板
    装置の区域の前記翼形部の冷却を与えるのには充分であ
    ることを特徴とする、ガスタービンエンジンに適した冷
    却翼。
  2. 【請求項２】前記室がほぼ翼長方向に延在する、特許請
    求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
  3. 【請求項３】前記邪魔板装置がほぼ翼弦方向に延在す
    る、特許請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
  4. 【請求項４】前記室が複数の孔を有する板部材を含み、
    前記板部材が前記翼形部の内壁に隣接しそれとは隔置関
    係に配置されているので、前記孔を通して排出される冷
    却流体が前記翼形部の内壁に衝突してその冷却を与え
    る、特許請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
  5. 【請求項５】前記板部材が前記翼形部の凸形側壁に隣接
    する、特許請求の範囲第（４）項に記載の冷却翼。
  6. 【請求項６】前記邪魔板装置が前記板部材に取付けられ
    ている、特許請求の範囲第（４）項に記載の冷却翼。
  7. 【請求項７】前記邪魔板装置は前記翼形部の凹形側壁の
    内面に対し隔置関係になるような形態を有するので、前
    記邪魔板装置の区域に前記冷却流体を流して、前記邪魔
    板装置の区域における前記翼形部の凹形側壁の冷却を与
    えるようになつている、特許請求の範囲第（６）項に記
    載の冷却翼。
  8. 【請求項８】前記翼形部には、前記室を前記翼形部の外
    面に連結する複数の孔が設けられているので、前記孔か
    ら排出される冷却流体が前記翼形部外面のフイルム冷却
    を与える、特許請求の範囲第（１）項記載の冷却翼。
  9. 【請求項９】前記翼形部は前記室に連通する翼長方向に
    延在する隙間を有する後縁を含んでいるので、前記後縁
    の隙間を通して前記室から前記翼の外部に冷却流体を排
    出させることにより前記後縁区域の冷却を与えるように
    なつている、特許請求の範囲第（１）項に記載の冷却
    翼。
  10. 【請求項１０】前記第１および第２の冷却流体流は作動
    中にそれぞれ前記翼形部の翼長方向の両極端に送られ
    る、特許請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
  11. 【請求項１１】前記翼形部は第３の冷却流体流を供給さ
    れるようにされ、前記翼形部は前記第３の冷却流体流を
    受けるために前記前縁区域に隣接して内部通路が設けら
    れ、前記前縁通路を前記翼形部の外面に連結する複数の
    孔が設けられているので、前記前縁通路から作動時に排
    出される冷却流体が前記前縁区域のフイルム冷却を与え
    る、特許請求の範囲第（１）項に記載の冷却翼。
JP62053906A 1986-04-25 1987-03-09 冷却翼 Expired - Lifetime JPH0739804B2 (ja)

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JPS62258103A JPS62258103A (ja) 1987-11-10
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GB (1) GB2189553B (ja)

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