JPH09324605A - ガスタービンの翼冷却装置 - Google Patents

ガスタービンの翼冷却装置

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JPH09324605A
JPH09324605A JP8147372A JP14737296A JPH09324605A JP H09324605 A JPH09324605 A JP H09324605A JP 8147372 A JP8147372 A JP 8147372A JP 14737296 A JP14737296 A JP 14737296A JP H09324605 A JPH09324605 A JP H09324605A
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JP
Japan
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vapor
blade
cooling passage
cooling
steam
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Withdrawn
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JP8147372A
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English (en)
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Sunao Aoki
素直 青木
Eisaku Ito
栄作 伊藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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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
    • F05D2260/205—Cooling fluid recirculation, i.e. after cooling one or more components is the cooling fluid recovered and used elsewhere for other purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium
    • F05D2260/2322—Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンのタービン翼を蒸気冷却するに
際し、スケールによる翼内冷却通路の閉塞を防止する。 【解決手段】 圧縮機と燃焼器とタービン部とを有する
ガスタービンの翼冷却装置は、タービン部の案内翼２１
内の冷却通路２３に連絡して冷却用蒸気供給配管２５と
蒸気排出配管２７とを配設し、蒸気供給配管２５に案内
翼２１に近接してサイクロン式分離装置３０を介装して
構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの構
造に関し、特にそのタービン部の冷却構造乃至冷却装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは、一般に圧縮機で空気を
圧縮し、その圧縮空気を利用して燃焼器で燃焼を行い、
この燃焼により生じた高温高圧ガスをタービン部で膨脹
させて回転動力に変換するものであるが、その効率向上
のため高温高圧ガスのタービン部の入口温度が上昇され
つつあり、翼の冷却に種々の工夫がされつつある。その
一つに案内翼を蒸気で冷却するものがある。その概念図
を図３に示す。図３において、本来は円周状に配置され
ている案内翼１の内部に冷却流体用の細い通路３が形成
されていて、これに蒸気供給配管５と蒸気排出乃至戻り
配管７が連通して設けられている。このような構造で
は、タービン部に入る高温高圧の燃焼ガスが案内翼１に
接してこれを高温に加熱するが、内部の通路３を流れる
熱容量の大きい蒸気により好適に冷却されてそのメタル
温度が許容値以下に保持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに高温高圧の蒸
気が蒸気供給配管を流れるに際し、その内面に水蒸気酸
化による酸化膜乃至スケールが生じ、このスケールが剥
離して蒸気流と共に案内翼の細い冷却通路に入り込んで
通路を閉塞するという問題があった。冷却通路が閉塞さ
れて、冷却用蒸気が流れなくなるとその部分の温度が過
度に上昇し、翼を焼損する事故を招来する虞れがある。
従って、本発明は蒸気をタービン部の冷却に使用しても
翼の冷却通路がスケールにより閉塞されないようにした
ガスタービンの翼冷却装置を提供することを課題とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、圧縮機と燃焼器とタービン部とを
有するガスタービンの翼冷却装置は、前記タービン部の
案内翼内の冷却通路に連絡して冷却用蒸気供給配管と蒸
気排出配管とを配設し、前記蒸気供給配管に前記案内翼
に近接してサイクロン式分離装置を介装してなることを
特徴とする。サイクロン式分離装置は、蒸気の旋回流を
生ずるスワール発生部とその下方のスケール除去部とか
ら構成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図２にガスタービン１０の全体
構造を示す。図において、ガスタービン１０は、空気を
圧縮する圧縮機１１、圧縮空気中に燃料が噴出されて燃
焼が行われ高温高圧である燃焼ガスを発生する燃焼器１
３、静止した案内翼の列と回転する動翼の列が交互に配
置されたタービン部１５を有し、タービン部１５の出口
は排気管１７に連絡している。そして、ガスタービン１
０の外側はケーシング１９で囲まれ、冷却用蒸気配管２
０が配設され、後述するような構造となっている。
【０００６】図１に本発明の要部が拡大して概念的斜視
図として示されている。図１において、本来は円周状に
列をなして配設される案内翼２１は従来の案内翼１と同
様のものであって、内部に蒸気が流れる冷却通路２３が
形成されている。冷却通路２３は中央部の相対的に大径
の孔と翼面に近接して延びる相対的に小径で数の多い孔
から形成されている。そして直接的には大径穴は蒸気供
給配管２５に連絡し、小径孔は蒸気排出配管２７に連絡
している。そして、蒸気供給配管２５には、サイクロン
式分離装置３０が案内翼２１に近い方に設けられてい
る。
【０００７】分離装置３０の構造を説明すると、円筒状
のハウジングを有し、蒸気流が接線方向に流入して蒸気
の旋回流を発生するスワール部３１と蒸気の旋回流によ
って付与された遠心力によりハウジング内面に衝突して
落下したスケールが分離されるスケール分離部３３とか
ら分離装置３０が構成される。このようにすると、蒸気
供給配管２５の内面に水蒸気酸化により発生し、剥離し
て伴流したスケールは、分離装置３０に入って落下分離
される。そしてスケール等の異物を含まない清浄な蒸気
が吹出し口３５から流出し、蒸気供給配管２５の本管側
に出、しかる後に冷却通路２３を流れて案内翼２１を内
側から冷却する。このようにして温度の上昇した蒸気
は、蒸気排出配管２７へ流出し、再循環等のために蒸気
源へ戻る。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タービンの翼を冷却する蒸気の供給配管の途中に翼に近
接してサイクロン式分離装置を設けたので、水蒸気酸化
により発生したスケールや異物が遠心分離され、清浄な
蒸気のみが翼の冷却通路に流れるから翼内の冷却通路の
閉塞が好適に防止される。よって翼の冷却不良によるメ
タル温度の異常上昇が好適に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の要部を示す概念図である。
【図２】本発明のガスタービンの全体構造図である。
【図３】従来の装置の概念図である。
【符号の説明】
１０ ガスタービン １１ 圧縮機 １３ 燃焼器 １５ タービン部 １９ タービンハウジング ２０ 蒸気配管 ２１ 案内翼 ２３ 冷却通路 ２５ 蒸気供給配管 ２７ 蒸気排出配管 ３０ 分離装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機と燃焼器とタービン部とを有する
    ガスタービンにおいて、前記タービン部の案内翼内の冷
    却通路に連絡して冷却用蒸気供給配管と蒸気排出配管と
    を配設し、前記蒸気供給配管に前記案内翼に近接してサ
    イクロン式分離装置を介装してなることを特徴とするガ
    スタービンの翼冷却装置。
JP8147372A 1996-06-10 1996-06-10 ガスタービンの翼冷却装置 Withdrawn JPH09324605A (ja)

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JP8147372A JPH09324605A (ja) 1996-06-10 1996-06-10 ガスタービンの翼冷却装置
US09/071,482 US5983623A (en) 1996-06-10 1998-05-01 System for cooling gas turbine blades

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US5983623A (en) 1999-11-16

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