JPH0742842B2 - ガスタービン翼 - Google Patents
ガスタービン翼Info
- Publication number
- JPH0742842B2 JPH0742842B2 JP59047545A JP4754584A JPH0742842B2 JP H0742842 B2 JPH0742842 B2 JP H0742842B2 JP 59047545 A JP59047545 A JP 59047545A JP 4754584 A JP4754584 A JP 4754584A JP H0742842 B2 JPH0742842 B2 JP H0742842B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- insert
- jacket
- cooling
- gas turbine
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- F01D5/188—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
- F01D5/189—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall the insert having a tubular cross-section, e.g. airfoil shape
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は冷却構造を備えたガスタービン翼に係り、とり
わけ翼を内部から冷却する対流冷却方式を採用したガス
タービン翼に関する。
わけ翼を内部から冷却する対流冷却方式を採用したガス
タービン翼に関する。
ガスタービン翼の冷却方法として、従来より翼の内部に
冷却流体を流通させて冷却する対流冷却方式が知られて
いる。しかしながら、従来の対流冷却方式においては、
タービン翼の温度を許容値以内に保つためには多くの冷
却流体を必要とし、翼の空力損失の増大およびタービン
出力効率の低下という問題があった。そのため、少ない
冷却流体で翼を良好に冷却し得るものが望まれている。
冷却流体を流通させて冷却する対流冷却方式が知られて
いる。しかしながら、従来の対流冷却方式においては、
タービン翼の温度を許容値以内に保つためには多くの冷
却流体を必要とし、翼の空力損失の増大およびタービン
出力効率の低下という問題があった。そのため、少ない
冷却流体で翼を良好に冷却し得るものが望まれている。
また、不純物が混在する粗悪燃料を使用した場合にも、
目詰まりせず良好な冷却性能を保持することができるよ
う、翼表面、とりわけ翼前縁部にいわゆるフィルム冷却
（膜冷却）用孔を設けない、対流冷却方式を主とした高
い冷却性能を備えたタービン翼の開発が望まれている。
目詰まりせず良好な冷却性能を保持することができるよ
う、翼表面、とりわけ翼前縁部にいわゆるフィルム冷却
（膜冷却）用孔を設けない、対流冷却方式を主とした高
い冷却性能を備えたタービン翼の開発が望まれている。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
比較的単純な構造で、かつ少ない冷却流体で良好な冷却
効果を得ることのできるガスタービン翼を提供すること
を目的とする。
比較的単純な構造で、かつ少ない冷却流体で良好な冷却
効果を得ることのできるガスタービン翼を提供すること
を目的とする。
本発明は、翼弦方向に延びる複数のリブ状突出部が形成
された内壁面を有する中空翼形の外被と、この外被内に
前記リブ状突出部に当接するように挿着される中空状の
挿入体とからなり、前記リブ状突出部、前記外被の内壁
面、及び前記挿入体の側壁部とにより、翼弦方向に延び
る複数の独立した冷気ダクトが形成されるガスタービン
翼において、翼後縁部内に前記冷却ダクトをしゃ断する
しゃ断壁を設け、このしゃ断壁よりも前縁側の前記挿入
体内部から前記冷気ダクト内に流出した冷却流体が翼前
縁方向に流れ、翼前縁部で反転して再び翼後縁方向に流
れ、翼後縁方向から翼外へ排出されるような一方向流を
形成することを特徴としている。
された内壁面を有する中空翼形の外被と、この外被内に
前記リブ状突出部に当接するように挿着される中空状の
挿入体とからなり、前記リブ状突出部、前記外被の内壁
面、及び前記挿入体の側壁部とにより、翼弦方向に延び
る複数の独立した冷気ダクトが形成されるガスタービン
翼において、翼後縁部内に前記冷却ダクトをしゃ断する
しゃ断壁を設け、このしゃ断壁よりも前縁側の前記挿入
体内部から前記冷気ダクト内に流出した冷却流体が翼前
縁方向に流れ、翼前縁部で反転して再び翼後縁方向に流
れ、翼後縁方向から翼外へ排出されるような一方向流を
形成することを特徴としている。
本発明によれば、挿入体の内部から供給される冷却流体
のほとんど全流量が、翼外被の内面に形成された冷気ダ
クトの全箇所を通過するため、最初に前縁部に冷却流体
を吹き付け、翼内部の背側および腹側の冷気ダクトに分
流するものと比べ、平均的に約２倍の流量による冷却が
可能となり、きわめて高い冷却性能を得ることができ
る。
のほとんど全流量が、翼外被の内面に形成された冷気ダ
クトの全箇所を通過するため、最初に前縁部に冷却流体
を吹き付け、翼内部の背側および腹側の冷気ダクトに分
流するものと比べ、平均的に約２倍の流量による冷却が
可能となり、きわめて高い冷却性能を得ることができ
る。
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明によるガスタービン翼の一実施例を示す
横断面図である。図において符号11は、タービン翼とし
て要求される形状と強度とを有する中空翼形の外被であ
る。外被11の内部には、同様の翼形をした中空状の挿入
体12が、外被11の内壁面と所定の隙間を有して挿着され
ている。外被11の内壁面には、外被11の翼形に沿って延
びる複数のリブ状突出部（以下「リブ」と称する）13が
形成されている。挿入体12は、このリブ13に接合する状
態で外被11内に挿入固定され、相隣れるリブ13、外被11
および挿入体12とにより、第２図に示すように、外被11
の内壁面の背側および腹側の全体にわたって冷気ダクト
14が形成されている。外被11の後縁部11bの内側には、
図に示すようにフィン状のリブ13と一体的に冷気ダクト
14のうち腹側の冷気ダクトをしゃ断するしゃ断壁15が設
けられ、このしゃ断壁15に対し、挿入体12の後端部12b
が取付け固定されている。
横断面図である。図において符号11は、タービン翼とし
て要求される形状と強度とを有する中空翼形の外被であ
る。外被11の内部には、同様の翼形をした中空状の挿入
体12が、外被11の内壁面と所定の隙間を有して挿着され
ている。外被11の内壁面には、外被11の翼形に沿って延
びる複数のリブ状突出部（以下「リブ」と称する）13が
形成されている。挿入体12は、このリブ13に接合する状
態で外被11内に挿入固定され、相隣れるリブ13、外被11
および挿入体12とにより、第２図に示すように、外被11
の内壁面の背側および腹側の全体にわたって冷気ダクト
14が形成されている。外被11の後縁部11bの内側には、
図に示すようにフィン状のリブ13と一体的に冷気ダクト
14のうち腹側の冷気ダクトをしゃ断するしゃ断壁15が設
けられ、このしゃ断壁15に対し、挿入体12の後端部12b
が取付け固定されている。
この挿入体12の後端部12bのしゃ断壁15への取付けは、
第３図に示すように、しゃ断壁15に挿入体12の後端部12
bが挿入支持される支持溝16を設け、この支持溝16に対
し挿入体12の後端部12bを挿入固定することにより行わ
れている。第4A図乃至第4C図は、挿入体12の後端部12b
を、しゃ断壁15に取付け固定する種々の方法を示してい
る。第4A図は第１図に示した実施例の部分拡大断面図で
あり、一体成形により作られた挿入体12の後端部12b
が、しゃ断壁15に設けられた支持溝16に挿入固着されて
いる。また、第4B図に示す例においては、挿入体12が板
部材の折り曲げ成形により形成され、重ね合せ接合され
た後端部12bが、しゃ断壁15に設けられた支持溝16に挿
入固着されている。この実施例によれば、挿入体12の形
成を板部材の折り曲げ成形により行うことができ、一体
成形したものと比べ製作コストを安くすることができ
る。また、第4C図に示す例においては、第4B図に示した
例と同様に、挿入体12が板部材を折り曲げ成形すること
により形成され、重ね合せ折り曲げ接合された後端部12
bが、しゃ断壁15に設けられた大きな曲率半径を有する
支持溝16aに当接されている。この実施例によれば、支
持溝16aの加工が容易であるとともに、挿入体後端部12b
の取付けが簡単である。
第３図に示すように、しゃ断壁15に挿入体12の後端部12
bが挿入支持される支持溝16を設け、この支持溝16に対
し挿入体12の後端部12bを挿入固定することにより行わ
れている。第4A図乃至第4C図は、挿入体12の後端部12b
を、しゃ断壁15に取付け固定する種々の方法を示してい
る。第4A図は第１図に示した実施例の部分拡大断面図で
あり、一体成形により作られた挿入体12の後端部12b
が、しゃ断壁15に設けられた支持溝16に挿入固着されて
いる。また、第4B図に示す例においては、挿入体12が板
部材の折り曲げ成形により形成され、重ね合せ接合され
た後端部12bが、しゃ断壁15に設けられた支持溝16に挿
入固着されている。この実施例によれば、挿入体12の形
成を板部材の折り曲げ成形により行うことができ、一体
成形したものと比べ製作コストを安くすることができ
る。また、第4C図に示す例においては、第4B図に示した
例と同様に、挿入体12が板部材を折り曲げ成形すること
により形成され、重ね合せ折り曲げ接合された後端部12
bが、しゃ断壁15に設けられた大きな曲率半径を有する
支持溝16aに当接されている。この実施例によれば、支
持溝16aの加工が容易であるとともに、挿入体後端部12b
の取付けが簡単である。
挿入体12の後端部12b付近には、腹側の冷気ダクト14に
連通する空気孔17が穿設されている。この空気孔17は、
しゃ断壁15に取付けられている挿入体の後端部12bより
わずかに翼前縁側に設けられ、これにより挿入体12の内
部から外被11の後縁部11b内に冷却流体が噴き出され
る。したがって冷却流体の流れる冷気ダクト14は、空気
孔17から外被後縁部11b内に噴き出された冷却流体が、
腹側の冷気ダクト14を通って外被11の前縁方向に流れ、
外被前縁11aの内壁部で反転して、再び背側の冷気ダク
ト14を通って外被の後縁部方向に流れ、外被後縁部11b
に設けられた排気孔18から翼外に排出されるよう形成さ
れる。
連通する空気孔17が穿設されている。この空気孔17は、
しゃ断壁15に取付けられている挿入体の後端部12bより
わずかに翼前縁側に設けられ、これにより挿入体12の内
部から外被11の後縁部11b内に冷却流体が噴き出され
る。したがって冷却流体の流れる冷気ダクト14は、空気
孔17から外被後縁部11b内に噴き出された冷却流体が、
腹側の冷気ダクト14を通って外被11の前縁方向に流れ、
外被前縁11aの内壁部で反転して、再び背側の冷気ダク
ト14を通って外被の後縁部方向に流れ、外被後縁部11b
に設けられた排気孔18から翼外に排出されるよう形成さ
れる。
しかして本実施例によれば、挿入体12の内部から冷気ダ
クト14内に流出した冷却流体（通常は空気）は、矢印で
示すように分岐されることなく冷気ダクト14内の全箇所
を流れて外被11を内部から冷却するので、少ない流量の
冷却流体であっても、高い冷却性能を発揮することがで
きる。
クト14内に流出した冷却流体（通常は空気）は、矢印で
示すように分岐されることなく冷気ダクト14内の全箇所
を流れて外被11を内部から冷却するので、少ない流量の
冷却流体であっても、高い冷却性能を発揮することがで
きる。
第５図は本発明の他の実施例を示す横断面図である。
この実施例においても、タービン翼は、内壁面に翼弦方
向に延びる複数リブ23が形成されている中空翼形の外被
21と、この外被21内にリブ23と接合して挿着されている
挿入体22とからなり、リブ23、外被21および挿入体22と
の間に冷気ダクト24が形成されている。
向に延びる複数リブ23が形成されている中空翼形の外被
21と、この外被21内にリブ23と接合して挿着されている
挿入体22とからなり、リブ23、外被21および挿入体22と
の間に冷気ダクト24が形成されている。
外被21の後縁部21bの内部には、第６図に詳細に示すよ
うに、背側の冷気ダクト24をしゃ断するしゃ断壁25が設
けられ、このしゃ断壁25に対し、挿入体22の後端部22b
が取付け固定されている。
うに、背側の冷気ダクト24をしゃ断するしゃ断壁25が設
けられ、このしゃ断壁25に対し、挿入体22の後端部22b
が取付け固定されている。
また、挿入体22の後端部22bの付近には、背側の冷気ダ
クト24と連通して空気孔27が穿設され、この空気孔27か
ら外被後縁部内に流出した冷却流体は、背側の冷気ダク
ト24を通って前縁部21aの方向へ流れ、前縁部21aの内壁
面を冷却した後、再び反転し、腹側の冷気ダクト24を通
って後縁部21bの方向へ流れ、排出孔28から排出される
流路が形成されている。
クト24と連通して空気孔27が穿設され、この空気孔27か
ら外被後縁部内に流出した冷却流体は、背側の冷気ダク
ト24を通って前縁部21aの方向へ流れ、前縁部21aの内壁
面を冷却した後、再び反転し、腹側の冷気ダクト24を通
って後縁部21bの方向へ流れ、排出孔28から排出される
流路が形成されている。
この実施例においては、さらにフィルム冷却方式が兼用
されており、外被21の前縁部21aおよび後縁部21bの腹側
に、フィルム冷却用孔29a,29bが穿設されている。ま
た、挿入体22の前端部22aには、フィルム冷却用孔29aよ
り下流側の位置に、冷気ダクト24に連通して補助空気孔
27aが穿設されている。
されており、外被21の前縁部21aおよび後縁部21bの腹側
に、フィルム冷却用孔29a,29bが穿設されている。ま
た、挿入体22の前端部22aには、フィルム冷却用孔29aよ
り下流側の位置に、冷気ダクト24に連通して補助空気孔
27aが穿設されている。
また、外被21の後縁部21bの内部には、ピンフィン31が
設けられ、排出孔28に向けて流通する冷却流体の流れに
乱れを生じさせ、外被21の後縁部21bをより効果的に冷
却し得るようになっている。
設けられ、排出孔28に向けて流通する冷却流体の流れに
乱れを生じさせ、外被21の後縁部21bをより効果的に冷
却し得るようになっている。
しかして本実施例によれば、空気孔27を通って挿入体22
内から外被後縁部21bの冷気ダクト24内に流出した冷却
流体は、第５図に矢印で示すように背側の冷気ダクト24
を通って前縁部21a方向へ流れ、ここで反転して再び腹
側の冷気ダクト24を通って後縁部21b方向へ流れる。こ
の際、冷却流体の一部は、前縁部21aに設けられたフィ
ルム冷却用孔29aから流出し、外被21の外側表面をフィ
ルム冷却する。また、挿入体22の前端部22aに設けられ
た補助空気孔27aからも冷却流体が流出し、フィルム冷
却用孔29aから流出した冷却流体の流量を補いつつ後縁
部21bの方向へ流れる。後縁部21bの方向へ流れた冷却流
体は、一部がフィルム冷却用孔29bから流出し、外被21
の外側表面をフィルム冷却するとともに、残りが排出孔
28から排出される。
内から外被後縁部21bの冷気ダクト24内に流出した冷却
流体は、第５図に矢印で示すように背側の冷気ダクト24
を通って前縁部21a方向へ流れ、ここで反転して再び腹
側の冷気ダクト24を通って後縁部21b方向へ流れる。こ
の際、冷却流体の一部は、前縁部21aに設けられたフィ
ルム冷却用孔29aから流出し、外被21の外側表面をフィ
ルム冷却する。また、挿入体22の前端部22aに設けられ
た補助空気孔27aからも冷却流体が流出し、フィルム冷
却用孔29aから流出した冷却流体の流量を補いつつ後縁
部21bの方向へ流れる。後縁部21bの方向へ流れた冷却流
体は、一部がフィルム冷却用孔29bから流出し、外被21
の外側表面をフィルム冷却するとともに、残りが排出孔
28から排出される。
この実施例によれば、第１図に示した実施例による対流
冷却方式に加え、フィルム冷却方式によっても冷却さ
れ、きわめて高い冷却性能を得ることができる。
冷却方式に加え、フィルム冷却方式によっても冷却さ
れ、きわめて高い冷却性能を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造で、
かつ少ない冷却流体により、翼の全範囲にわたって良好
な冷却効果を得ることができる。
かつ少ない冷却流体により、翼の全範囲にわたって良好
な冷却効果を得ることができる。
第１図は本発明によるガスタービン翼の一実施例を示す
横断面図、第２図は第１図II−II線断面図、第３図は第
１図III−III線断面図、第4A図、第4B図および第4C図は
しゃ断壁に挿入体の後端部を取付ける種々の例を示す部
分拡大断面図、第５図は本発明の他の実施例を示す横断
面図、第６図は第５図に示した実施例における挿入体の
後端部付近の部分拡大断面図である。 11,21……外被、12,22……挿入体、13,23……突出部
（リブ）、14,24……冷気ダクト、15,25……しゃ断壁、
17,27……空気孔。
横断面図、第２図は第１図II−II線断面図、第３図は第
１図III−III線断面図、第4A図、第4B図および第4C図は
しゃ断壁に挿入体の後端部を取付ける種々の例を示す部
分拡大断面図、第５図は本発明の他の実施例を示す横断
面図、第６図は第５図に示した実施例における挿入体の
後端部付近の部分拡大断面図である。 11,21……外被、12,22……挿入体、13,23……突出部
（リブ）、14,24……冷気ダクト、15,25……しゃ断壁、
17,27……空気孔。
Claims (1)
- 【請求項１】翼弦方向に延びる複数のリブ状突出部が形
成された内壁面を有する中空翼形の外被と、この外被内
に前記リブ状突出部に当接するように挿着される中空状
の挿入体とからなり、前記リブ状突出部、前記外被の内
壁面、及び前記挿入体の側壁部とにより、翼弦方向に延
びる複数の独立した冷気ダクトが形成されるガスタービ
ン翼において、翼後縁部内に前記冷却ダクトをしゃ断す
るしゃ断壁を設け、このしゃ断壁よりも前縁側の前記挿
入体内部から前記冷気ダクト内に流出した冷却流体が翼
前縁方向に流れ、翼前縁部で反転して再び翼後縁方向に
流れ、翼後縁方向から翼外へ排出されるような一方向流
を形成することを特徴とするガスタービン翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047545A JPH0742842B2 (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | ガスタービン翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047545A JPH0742842B2 (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | ガスタービン翼 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6033215A Division JP2609805B2 (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | ガスタービン翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60192803A JPS60192803A (ja) | 1985-10-01 |
| JPH0742842B2 true JPH0742842B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=12778115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59047545A Expired - Lifetime JPH0742842B2 (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | ガスタービン翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742842B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014104324A1 (ja) | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 株式会社クラレ | 延伸装置および延伸方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5102299A (en) * | 1986-11-10 | 1992-04-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Airfoil trailing edge cooling configuration |
| JP3897402B2 (ja) * | 1997-06-13 | 2007-03-22 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン静翼インサート挿入構造及び方法 |
| ES2254296T3 (es) * | 2001-08-09 | 2006-06-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Enfriamiento de un alabe de turbina. |
| US10738636B2 (en) * | 2016-12-14 | 2020-08-11 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Dual wall airfoil with stiffened trailing edge |
| US10577943B2 (en) * | 2017-05-11 | 2020-03-03 | General Electric Company | Turbine engine airfoil insert |
| US11280201B2 (en) * | 2019-10-14 | 2022-03-22 | Raytheon Technologies Corporation | Baffle with tail |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5896103A (ja) * | 1981-12-01 | 1983-06-08 | Agency Of Ind Science & Technol | タ−ビン冷却翼 |
-
1984
- 1984-03-13 JP JP59047545A patent/JPH0742842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014104324A1 (ja) | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 株式会社クラレ | 延伸装置および延伸方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60192803A (ja) | 1985-10-01 |
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