JPH10252405A - Cooling moving blade - Google Patents

Cooling moving blade

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Publication number
JPH10252405A
JPH10252405A JP5906497A JP5906497A JPH10252405A JP H10252405 A JPH10252405 A JP H10252405A JP 5906497 A JP5906497 A JP 5906497A JP 5906497 A JP5906497 A JP 5906497A JP H10252405 A JPH10252405 A JP H10252405A
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JP
Japan
Prior art keywords
cooling
blade
passage
cooling air
flow guide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5906497A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuoki Tomita
康意 富田
Kiyoshi Suenaga
潔 末永
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10252405A publication Critical patent/JPH10252405A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the cooling effect of an inversion part and the whole cooling passage by providing a plurality of flow guide pins in a row in a predetermined shape in the inversion part in a cooling moving blade which introduces cooling air into the cooling passage, inverts the direction of a stream of cooling air in the inversion part, and introduces cooling air into the next cooling passage. SOLUTION: Among four cooling passages formed inside a cooling moving blade for gas turbine 1 in the direction of blade length, an inlet side of the cooling passage 52B in a central part which is formed by extending in the direction of blade end part 60 is communicated with a cooling air introduction hole, is inverted in the direction of blade root part in an inversion part 3, and is communicated with the cooling passage 52C in a central part which is extended from the inversion part in the direction of blade root part. In this case, a flow guide pin 4 is provided like a semi-circular diffuser vane in which a passage on an outlet side is expanded and opened instead of conventional turning vane in the inversion part 3. Consequently, cooling air is guided by the flow guide pin 4, changes its direction downward, and collides against the flow guide pin 4 so that the disturbance of the stream is promoted and the heat transfer on a cooling face of the blade is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は翼の内部を空気によ
り冷却する、ガスタービン等に使用される冷却動翼に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling blade used for a gas turbine or the like, which cools the inside of a blade with air.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービンにおいては、動翼の内部に
冷却空気を通流させてこれを冷却する冷却動翼が使用さ
れている。図4には、サーペンタイン方式による冷却動
翼の縦断面図、図5には冷却空気通路の断面図が夫々示
されている。
2. Description of the Related Art In a gas turbine, a cooling blade is used for cooling air to flow through the inside of the blade to cool the blade. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a cooling blade according to the serpentine method, and FIG. 5 is a sectional view of a cooling air passage.

【0003】図4において、1は冷却動翼(以下翼と略
称する)であり、翼長方向内部に2系統で4個の冷却通
路が形成されている。上記冷却通路のうち前縁部冷却通
路52Aは翼1の前縁外面に近接して設けられており、
翼根部53の前縁側に設けられた冷却空気導入穴54及
び翼端部60の冷却空気出口61に連通されている。
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a cooling blade (hereinafter abbreviated as a blade), and four cooling passages are formed in two systems in the blade length direction. Among the cooling passages, the leading edge cooling passage 52A is provided close to the outer surface of the leading edge of the blade 1;
The cooling air introduction hole 54 provided on the leading edge side of the blade root 53 and the cooling air outlet 61 of the blade tip 60 communicate with each other.

【0004】52B,52Cは中央部冷却通路であり、
同冷却通路52Bの入口側は翼根部53の中央部に設け
られた冷却空気導入穴55に連通されている。そして上
記中央部冷却通路52Bは上記前縁部冷却通路52Aと
仕切63を隔てて翼端部60方向へ延びて形成され、反
転部3にて翼根部53方向へ反転して上記中央部冷却通
路52Cに連通されている。同中央部冷却通路52C
は、上記反転部53から上記中央部冷却通路52Bと仕
切5を隔ててかつ後述する後縁部冷却通路52Dと仕切
64を隔てて翼根部53の方向に延びて形成されてい
る。
[0004] 52B, 52C are central cooling passages,
The inlet side of the cooling passage 52 </ b> B communicates with a cooling air introduction hole 55 provided at the center of the blade root 53. The central cooling passage 52B is formed to extend in the direction of the blade tip 60 with the leading edge cooling passage 52A and a partition 63 therebetween. 52C. Central cooling passage 52C
Are formed to extend in the direction of the blade root portion 53 from the reversing portion 53 with the central cooling passage 52B and the partition 5 therebetween and with the trailing edge cooling passage 52D and the partition 64 described later.

【0005】52Dは後縁部冷却通路であり、上記翼1
の後縁外面に近接して翼長方向に延設され、翼根の入口
側が上記中央部冷却通路52Cと翼根側反転部65にて
連通されるとともに、翼端部60に冷却空気出口62が
開口されている。56は翼根部53に形成された肉抜き
用の穴、57はこの穴56を塞ぐためのプラグである。
[0005] Reference numeral 52D denotes a trailing edge cooling passage,
The blade root is extended in the blade length direction in proximity to the outer surface of the trailing edge, and the inlet side of the blade root communicates with the central cooling passage 52C and the blade root side reversing part 65, and the cooling air outlet 62 is connected to the blade tip part 60. Is open. Reference numeral 56 denotes a lightening hole formed in the blade root 53, and reference numeral 57 denotes a plug for closing the hole 56.

【0006】上記前縁部、中央部、後縁部の各冷却通路
52A,52B,52C,52Dには、図5に断面形状
を示されるように、通路の両壁面に多数のタービュレー
タ(冷却フィン)58が所定のピッチで以って形成さ
れ、伝熱面積を増大するとともに、冷却空気を乱流化し
て熱伝達率を上昇させるようになっている。
In each of the cooling passages 52A, 52B, 52C, and 52D at the front edge, the center, and the rear edge, as shown in a sectional view in FIG. ) 58 are formed at a predetermined pitch to increase the heat transfer area and turbulence the cooling air to increase the heat transfer coefficient.

【0007】上記タービュレータ58は、この例では図
4に示されるように、前縁部冷却通路52Aでは流路に
直角方向に延び、中央部冷却通路52Bでは左上がりの
斜め方向に延び、中央部冷却通路52Cでは右上がりの
斜め上方に延び、中央部の両通路52B,52Cを接続
する反転部では放射状に延び、さらに後縁部冷却通路5
2Dでは左上がりの斜め上方に延びるように形成されて
いる。
As shown in FIG. 4, in this example, the turbulator 58 extends in the front edge cooling passage 52A in a direction perpendicular to the flow path, in the center cooling passage 52B in an obliquely upward leftward direction, and in the center cooling passage 52B. The cooling passage 52C extends obliquely upward and to the right, and extends radially at an inversion portion connecting the two passages 52B and 52C at the center, and further extends rearward.
In 2D, it is formed to extend obliquely upward and to the left.

【0008】図6には上記中央部冷却通路52Bと52
Cとを接続する反転部3の従来の1例が示されている。
図6において、59はターニングベーンであり、両端が
反転部3の通路壁2a,2b(図5参照)に固定され、
反転部3の入口側に1個、出口側に2個、出口側通路が
拡開された半円ディフューザベーン形状に配置されてい
る。
FIG. 6 shows the central cooling passages 52B and 52B.
One conventional example of an inverting unit 3 for connecting C is shown.
In FIG. 6, reference numeral 59 denotes a turning vane, both ends of which are fixed to the passage walls 2a, 2b (see FIG. 5) of the reversing portion 3,
One is provided on the inlet side of the reversing unit 3 and two is provided on the outlet side. The outlet side passages are arranged in a semicircular diffuser vane shape in which the passage is expanded.

【0009】上記冷却動翼を備えたガスタービンの運転
時において、第1系統の冷却空気は図4のZ1矢印のよ
うに翼根部53の冷却空気導入穴54から翼内に導入さ
れ、前縁部冷却通路52Aを翼端部60方向へ流れて翼
1の前縁部を冷却し、翼端部60の冷却空気出口61か
らZ2矢印のように流出して主ガスに混流される。
During operation of the gas turbine provided with the cooling blades, the cooling air of the first system is introduced into the blade through the cooling air introduction hole 54 of the blade root 53 as shown by the arrow Z1 in FIG. The leading edge of the blade 1 is cooled by flowing through the partial cooling passage 52A toward the blade tip 60, and flows out from the cooling air outlet 61 of the blade tip 60 as indicated by the arrow Z2 and is mixed with the main gas.

【0010】この際において、前縁部冷却通路52Aを
流れる冷却空気は通路翼2a,2b(図5参照)に突設
されたタービュレータ58によって乱流化されることに
より熱伝達率が上昇しさらに同タービュレータ58の形
成により伝達面積が増大することにより冷却能力が増大
される。
At this time, the cooling air flowing through the leading edge cooling passage 52A is turbulently formed by the turbulator 58 protruding from the passage blades 2a and 2b (see FIG. 5), thereby increasing the heat transfer coefficient. The formation of the turbulator 58 increases the transmission area, thereby increasing the cooling capacity.

【0011】また、第2系統の冷却空気は図4のZ3矢
印にて示されるように、翼根部53の中央部に形成され
た冷却空気導入穴55から翼内に導入され、中央部冷却
通路52Bを翼端部60の方向に流れて中央部の前縁寄
りの側を冷却し、翼端部側の反転部3に入る。
Further, as shown by the arrow Z3 in FIG. 4, the cooling air of the second system is introduced into the blade through a cooling air introduction hole 55 formed in the center of the blade root 53, and the central cooling passage is formed. 52B flows in the direction of the wing tip 60 to cool the side near the leading edge at the center and enters the reversing part 3 on the wing tip side.

【0012】上記反転部3に入った冷却空気はターニン
グベーン59に案内され下方(翼根部の方向)に向きを
変え、他方の中央部冷却通路53Cに入り、中央部の後
縁寄りの部位を冷却しつつ翼根部53の方向へと流れ、
翼根側反転部65にて上方に向きを変え後縁部冷却通路
52D内に入る。
The cooling air entering the reversing portion 3 is guided by the turning vane 59 and changes its direction downward (toward the blade root), enters the other central cooling passage 53C, and removes the portion near the rear edge of the central portion. It flows toward the blade root 53 while cooling,
It turns upward at the blade root side reversing portion 65 and enters the trailing edge cooling passage 52D.

【0013】後縁部冷却通路52Dに入った冷却空気
は、同冷却通路52D内を流れながら、上記タービュレ
ータ58による熱伝達率の上昇作用を受けつつ、翼1の
後縁部を冷却し、冷却空気出口62から主ガス流に合流
する。
The cooling air entering the trailing edge cooling passage 52D cools the trailing edge of the blade 1 while flowing through the cooling passage 52D while receiving the effect of increasing the heat transfer coefficient by the turbulator 58. It joins the main gas stream from the air outlet 62.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ガスタービンの冷却動
翼に、同4〜同5に示されるようなサーペンタイン方式
の冷却方式を採用する場合、冷却通路の反転部3での流
れの制御による冷却の効果の向上が課題となる。例えば
図6に示されるようなターニングベーン59を備えてい
ない場合には、反転部3の隅部に渦循環流れが発生し、
また、一時的な低速流れの発生により冷却性能を低下さ
せる。
In the case where the cooling blade of the gas turbine adopts the serpentine cooling system shown in FIGS. 4 and 5, cooling by controlling the flow in the reversal portion 3 of the cooling passage. The challenge is to improve the effect of For example, when the turning vane 59 as shown in FIG. 6 is not provided, a vortex circulation flow is generated at the corner of the reversing portion 3,
In addition, the cooling performance is reduced due to the temporary low-speed flow.

【0015】また、図6のもののようにターニングベー
ン59を備えたものにおいては、ターニングベーン59
と空気流との摩擦による圧力損失が飛躍的に増加して、
翼1の冷却に必要な量の冷却空気を流すのが不可能とな
る。さらには、上記ターニングベーン59の設計された
取付け位置及びベーン形状によって、反転部3における
空気流れが最適の冷却効果を得るように制御できなかっ
た場合には、ターニングベーン59に空気流を調整する
ための自由度が無いため、冷却効果の低下が避けられな
くなるという問題点も抱えている。
Further, in the case where the turning vane 59 is provided as shown in FIG.
The pressure loss due to the friction between the air and the air flow increases dramatically,
It becomes impossible to flow the necessary amount of cooling air for cooling the blade 1. Further, if the air flow in the reversing section 3 cannot be controlled to obtain an optimal cooling effect due to the designed mounting position and the vane shape of the turning vane 59, the air flow is adjusted to the turning vane 59. There is also a problem that the cooling effect is inevitably reduced because there is no degree of freedom.

【0016】従って、本発明の第1の目的は、反転部に
おける空気流と冷却面との間の熱伝達率を向上するとと
もに、空気流の圧力損失を低減して上記反転部及び冷却
通路全体における冷却効果を向上せしめ得る冷却動翼を
得ることにある。また第2の目的は、上記反転部におけ
る案内部材の取付け位置や形状の選定が冷却通路におけ
る冷却効果に及ぼす影響を少なくして冷却効果の低下を
防止した冷却動翼を得ることにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to improve the heat transfer coefficient between the air flow and the cooling surface in the reversing portion and reduce the pressure loss of the air flow to reduce the reversal portion and the cooling passage as a whole. The object of the present invention is to obtain a cooling blade which can improve the cooling effect in the above. A second object of the present invention is to provide a cooling blade in which the selection of the mounting position and the shape of the guide member in the reversing portion has less influence on the cooling effect in the cooling passage and prevents the cooling effect from lowering.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するもので、その要旨とする手段は、翼の内
部に、その長手方向に沿って複数の冷却通路を設け、翼
根部から上記冷却通路に冷却空気を導入し、同冷却通路
を流す途中の反転部にて流れ方向を反転させて次の冷却
通路に導入するように構成された冷却動翼において、上
記反転部に複数本のフローガイドピンを一定間隔をおい
て所定の形状に列をなして設けて冷却空気の案内部を構
成したことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The gist of the present invention is to provide a plurality of cooling passages inside a blade along its longitudinal direction. Cooling blades configured to introduce cooling air from the root into the cooling passage, reverse the flow direction at a reversing portion in the middle of flowing the cooling passage, and introduce the cooling air into the next cooling passage. A plurality of flow guide pins are provided in a row in a predetermined shape at regular intervals to constitute a cooling air guide portion.

【0018】また上記手段において、上記フローガイド
ピンは翼端部側の反転部に設けられるのが最適である。
In the above means, the flow guide pin is optimally provided at the reversal portion on the blade tip side.

【0019】さらに、上記複数個のフローガイドピン
は、上記反転部に所要の形状に複数列並設されるのが好
ましい形態である。
Further, in a preferred embodiment, the plurality of flow guide pins are arranged in a plurality of rows in a required shape on the reversing portion.

【0020】上記手段によれば、翼の冷却通路における
冷却空気の流動時において、冷却空気流はフローガイド
ピンの列に案内されて翼根部の方向に滑らかに向きを変
えて流動せしめられる。
According to the above-mentioned means, when the cooling air flows in the cooling passage of the blade, the cooling air flow is guided by the row of the flow guide pins and is smoothly changed in the direction of the blade root to flow.

【0021】かかる流動時において、冷却空気はフロー
ガイドピンを通過する際に、同ピンに衝突することによ
って乱流化が促進され、これによって翼の冷却面におけ
る熱伝達率が上昇し、上記反転部において空気流が低速
となっても高い伝熱性能を維持できることとなり、上記
タービュレータによる熱伝達率の上昇作用と相乗して冷
却効果の向上が実現できる。これにより、冷却空気量の
低減も可能となり、その分ガスタービン性能が向上す
る。
In such a flow, when the cooling air passes through the flow guide pin, it collides with the pin to promote turbulence, thereby increasing the heat transfer coefficient on the cooling surface of the blade, and High heat transfer performance can be maintained even when the air flow is low in the section, and the cooling effect can be improved in synergy with the action of increasing the heat transfer coefficient by the turbulator. As a result, the amount of cooling air can be reduced, and the performance of the gas turbine improves accordingly.

【0022】また、上記手段によれば、従来のターニン
グベーンと異なり、複数のフローガイドピンの間に隙間
が存在するので、空気流の抵抗が減少し、圧力損失が少
なくなり、冷却空気流量の増大が可能となる。
Further, according to the above-mentioned means, unlike the conventional turning vane, since there is a gap between the plurality of flow guide pins, the resistance of the air flow is reduced, the pressure loss is reduced, and the cooling air flow rate is reduced. Increase is possible.

【0023】さらに、上記反転部における空気流がフロ
ーガイドピンの列の設計された形状に沿うように制御さ
れなかった場合においても、空気流がフローガイドピン
の間から自由に出入りできるので、冷却性能の低下や圧
力損失の増大は発生しない。
Furthermore, even when the air flow in the reversing section is not controlled so as to follow the designed shape of the row of flow guide pins, the air flow can freely enter and exit from between the flow guide pins, so that cooling can be performed. No reduction in performance or increase in pressure loss occurs.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下図1〜図3及び図4〜図5を
参照して本発明の実施形態につき詳細に説明する。図4
には本発明が適用されるガスタービン用冷却動翼の縦断
面図(翼長方向の断面図)、図5には冷却空気通路の断
面図が示されている。また図1,図2,及び図3には本
発明の実施の第1,第2及び第3形態に係る冷却動翼の
反転部近傍の縦断面図が夫々に示されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. FIG.
Is a longitudinal sectional view (a sectional view in the blade length direction) of a cooling blade for a gas turbine to which the present invention is applied, and FIG. 5 is a sectional view of a cooling air passage. FIGS. 1, 2 and 3 are longitudinal sectional views showing the vicinity of the reversal portion of the cooling blade according to the first, second and third embodiments of the present invention, respectively.

【0025】図4において1は冷却動翼(以下翼と略称
する)であり、翼長方向内部に2系統で4個の冷却通路
が形成されている。上記冷却通路のうち前縁部冷却通路
52Aは翼1の前縁外面に近接して設けられており、翼
根部53の前縁側に設けられた冷却空気導入穴54及び
翼端部60の冷却空気出口61に連通されている。
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a cooling blade (hereinafter abbreviated as a blade), and four cooling passages are formed in two systems in the blade length direction. The leading edge cooling passage 52 </ b> A of the cooling passage is provided close to the outer surface of the leading edge of the blade 1, and the cooling air introduction hole 54 provided on the leading edge side of the blade root 53 and the cooling air of the blade tip 60. It is connected to the outlet 61.

【0026】52B,52Cは中央部冷却通路であり、
同冷却通路52Bの入口側は翼根部53の中央部に設け
られた冷却空気導入穴55に連通されている。そして上
記中央部冷却通路52Bは上記前縁部冷却通路52Aと
仕切63を隔てて翼端部60方向へ延びて形成され、反
転部3にて翼根部53方向へ反転して上記中央部冷却通
路52Cに連通されている。同中央部冷却通路52C
は、上記反転部53から上記中央部冷却通路52Bと仕
切5を隔ててかつ後述する後縁部冷却通路52Dと仕切
64を隔てて翼根部53の方向に延びて形成されてい
る。
52B and 52C are central cooling passages,
The inlet side of the cooling passage 52 </ b> B communicates with a cooling air introduction hole 55 provided at the center of the blade root 53. The central cooling passage 52B is formed to extend in the direction of the blade tip 60 with the leading edge cooling passage 52A and a partition 63 therebetween. 52C. Central cooling passage 52C
Are formed to extend in the direction of the blade root portion 53 from the reversing portion 53 with the central cooling passage 52B and the partition 5 therebetween and with the trailing edge cooling passage 52D and the partition 64 described later.

【0027】52Dは後縁部冷却通路であり、上記翼1
の後縁外面に近接して翼長方向に延設され、翼根の入口
側が上記中央部冷却通路52Cと翼根側反転部65にて
連通されるとともに、翼端部60に冷却空気出口62が
開口されている。56は翼根部53に形成された肉抜き
用の穴、57はこの穴56を塞ぐためのプラグである。
Reference numeral 52D denotes a trailing edge cooling passage,
The blade root is extended in the blade length direction in proximity to the outer surface of the trailing edge, and the inlet side of the blade root communicates with the central cooling passage 52C and the blade root side reversing part 65, and the cooling air outlet 62 is connected to the blade tip part 60. Is open. Reference numeral 56 denotes a lightening hole formed in the blade root 53, and reference numeral 57 denotes a plug for closing the hole 56.

【0028】上記前縁部、中央部、後縁部の各冷却通路
52A,52B,52C,52Dには、図5に示される
ように、通路の両壁面に多数のタービュレータ58が所
定のピッチで以って形成され、伝熱面積を増大するとと
もに、冷却空気を乱流化して熱伝達率を上昇させるよう
になっている。以上の基本構成は従来のものと同様であ
る。
In each of the cooling passages 52A, 52B, 52C, and 52D at the front edge, the center, and the rear edge, as shown in FIG. 5, a large number of turbulators 58 are provided on both wall surfaces of the passage at a predetermined pitch. As a result, the heat transfer area is increased and the cooling air is turbulent to increase the heat transfer coefficient. The above basic configuration is the same as the conventional one.

【0029】本発明の実施形態においては、反転部3に
従来のターニングベーンに代えてフローガイドピンを設
けている。即ち図1,図2,図3に示される本発明の実
施の第1,第2,第3形態において、4はフローガイド
ピンであり、両端が反転部3の通路壁2a,2b、つま
り図5に示されるタービュレータ58が設けられる通路
壁に固定され、所定数並べて設けられている。
In the embodiment of the present invention, the reversing section 3 is provided with a flow guide pin instead of the conventional turning vane. That is, in the first, second and third embodiments of the present invention shown in FIGS. 1, 2 and 3, reference numeral 4 denotes a flow guide pin, both ends of which are passage walls 2a and 2b of the reversing portion 3, that is, FIG. The turbulator 58 shown in FIG. 5 is fixed to a passage wall where the turbulator 58 is provided, and is provided in a predetermined number.

【0030】図1に示される第1形態においては、上記
フローガイドピン4は反転部3の入口側に1列、出口側
に2列、出口側の通路が拡開された半円ディフューザベ
ーン形状に列設されている。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the flow guide pins 4 are arranged in a row on the inlet side of the reversing section 3 and in two rows on the outlet side. Are arranged in a row.

【0031】図2に示される第2形態においては、フロ
ーガイドピン4は、入口側に1列、出口側に略並行に2
列、ピン列間の通路面積が略均一になるような、いわば
「柳状」にピン間隔をあけて配置されている。
In the second embodiment shown in FIG. 2, the flow guide pins 4 are arranged in one row on the inlet side and two
The pins are arranged in a so-called "willow-like" manner so that the passage areas between the rows and the pin rows are substantially uniform.

【0032】図3に示される第3形態においては、フロ
ーガイドピン4は、反転部3の内側寄り(仕切5寄り)
に1列、その外側に直列に2列、ピン列間の通路面積が
略均一な全体として仕切5をまたいで円弧状に配置され
ている。
In the third embodiment shown in FIG. 3, the flow guide pin 4 is closer to the inside of the reversing portion 3 (closer to the partition 5).
One row, two rows in series outside thereof, and a passage area between the pin rows are arranged in an arc shape across the partition 5 as a whole with a substantially uniform passage area.

【0033】尚、中央部冷却通路52B,52C及び反
転部3には図4に示されるように多数のタービュレータ
58が設けられているが、図1〜図3にはかかるタービ
ュレータの図示は省略されている。
The central cooling passages 52B, 52C and the reversing section 3 are provided with a number of turbulators 58 as shown in FIG. 4, but the turbulators are not shown in FIGS. ing.

【0034】上記のように構成された冷却動翼が装着さ
れたガスタービンの運転時において、第1系統の冷却空
気は図4のZ1矢印のように翼根部53の冷却空気導入
穴54から翼内に導入され、前縁部冷却通路52Aを翼
端部60方向へ流れて翼1の前縁部を冷却し、翼端部6
0の冷却空気出口61からZ2矢印のように流出して主
ガスに混入される。
During operation of the gas turbine equipped with the cooling blades configured as described above, the cooling air of the first system flows through the cooling air introduction hole 54 of the blade root 53 as shown by the arrow Z1 in FIG. And flows through the leading edge cooling passage 52A toward the blade tip 60 to cool the leading edge of the blade 1 and
The coolant flows out from the cooling air outlet 61 as indicated by the arrow Z2 and is mixed with the main gas.

【0035】この際において、前縁部冷却通路52Aを
流れる冷却空気は通路翼2a,2b(図5参照)に突設
されたタービュレータ58によって乱流化されることに
より熱伝達率が上昇しさらに同タービュレータ58の形
成により伝達面積が増大することにより冷却能力が増大
される。
At this time, the cooling air flowing through the leading edge cooling passage 52A is turbulently formed by the turbulator 58 protruding from the passage blades 2a and 2b (see FIG. 5), so that the heat transfer coefficient is increased. The formation of the turbulator 58 increases the transmission area, thereby increasing the cooling capacity.

【0036】また、第2系統の冷却空気は図4のZ3矢
印にて示されるように、翼根部53の中央部に形成され
た冷却空気導入穴55から翼内に導入され、中央部冷却
通路52Bを翼端部60の方向に流れて中央部の前縁寄
りの側を冷却し、翼端部側の反転部3に入る。
Further, as shown by the arrow Z3 in FIG. 4, the cooling air of the second system is introduced into the blade through a cooling air introduction hole 55 formed in the center of the blade root 53, and a central cooling passage is formed. 52B flows in the direction of the wing tip 60 to cool the side near the leading edge at the center and enters the reversing part 3 on the wing tip side.

【0037】上記反転部3に入った冷却空気は、各列の
上記フローガイドピン4に案内されて下方(翼根部53
に向かう方向)に向きを変え、他方の中央部冷却通路5
2Cに入り、翼1の中央部の後縁寄りの部位を冷却しつ
つ翼根部53の方向へと流れ、翼根側反転部65にて上
方に向きを変え後縁部冷却通路52Dに入る。
The cooling air entering the reversing section 3 is guided by the flow guide pins 4 in each row, and is guided downward (the blade root section 53).
To the other central cooling passage 5
2C, flows toward the blade root 53 while cooling a portion near the trailing edge of the center of the blade 1, turns upward at the blade root side reversing portion 65, and enters the trailing edge cooling passage 52D.

【0038】かかる冷却空気の流動時において、反転部
3ではフローガイドピン4が流路に沿って複数本1組と
して、図1に示されるような「ディフューザベーン形
状」、図2に示されるような「柳状」、図3に示される
ような「円弧状」等、所要の形状に配列されているの
で、冷却空気流はこのフローガイドピン4の列に案内さ
れて翼根部53の方向に滑らかに向きを変えて流動せし
められる。
When the cooling air flows, in the reversing section 3, the flow guide pins 4 are formed as a set of a plurality of pieces along the flow path, as shown in FIG. 1, "diffuser vane shape", as shown in FIG. The cooling air flow is guided by the rows of the flow guide pins 4 and is directed in the direction of the blade root portion 53 because the cooling air flow is arranged in a required shape such as a "willow shape" and an "arc shape" as shown in FIG. You can change the direction smoothly and make it flow.

【0039】また、上記冷却空気はフローガイドピン4
を通過する際に同ピン4に衝突することによって乱流化
が促進されこれによって翼の冷却面(通路壁2a,2b
等)における熱伝達率が上昇し、従って、反転部3にお
いて空気流が低速となっても、高い伝熱性能を維持でき
ることとなり、上記タービュレータ58による熱伝達率
の上昇作用と相乗して冷却効果の向上がなされる。これ
により、冷却空気量の低減が可能となり、その分ガスタ
ービン性能が向上する。
The cooling air is supplied to the flow guide pins 4.
When the air passes through the pin 4 and collides with the pin 4, the turbulence is promoted, whereby the cooling surfaces of the blades (passage walls 2a, 2b
Etc.), the high heat transfer performance can be maintained even when the air flow is low in the reversing section 3, and the cooling effect is synergistic with the increase in the heat transfer coefficient by the turbulator 58. Is improved. As a result, the amount of cooling air can be reduced, and the performance of the gas turbine improves accordingly.

【0040】また、上記第1〜第3形態に係る翼におい
ては、従来のターニングベーン59と異なり、複数のフ
ローガイドピン4の間に隙間が存在するため、上記従来
のターニングベーン59を備えた翼に較べて圧力損失が
少なくなる。
In the blades according to the first to third embodiments, unlike the conventional turning vane 59, there is a gap between the plurality of flow guide pins 4, so that the conventional turning vane 59 is provided. The pressure loss is smaller than that of the wing.

【0041】さらに、反転部3における空気流がフロー
ガイドピン4の列の設計された形状に沿うように制御さ
れなかった場合においても、空気流がフローガイドピン
4の間から自由に出入りできるので、空気流の冷却機能
の低下や圧力損失の増大は発生しない。
Furthermore, even when the air flow in the reversing section 3 is not controlled so as to follow the designed shape of the row of the flow guide pins 4, the air flow can freely enter and exit from between the flow guide pins 4. In addition, there is no decrease in the cooling function of the air flow and no increase in pressure loss.

【0042】上記翼根側反転部65にて上方に向きを変
え、後縁部冷却通路52Dに入った冷却空気は、同冷却
通路52D内を流れながら、上記タービュレータ58に
よる熱伝達率の上昇作用を受けつつ、翼1の後縁部を冷
却し、冷却空気出口62から主ガス流に合流する。
The cooling air that has turned upward at the blade root side reversing portion 65 and entered the trailing edge portion cooling passage 52D flows through the cooling passage 52D while increasing the heat transfer coefficient by the turbulator 58. While cooling, the trailing edge of the blade 1 is cooled and merges with the main gas flow from the cooling air outlet 62.

【0043】尚、上記フローガイドピン4は図1〜図3
と同様な配列形態で以って翼根側反転部65に設けても
よい。
The flow guide pins 4 are shown in FIGS.
May be provided in the blade root side reversing portion 65 in the same arrangement as described above.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項1ないし3の発明によれば冷却空気の反転部での
流動時において、冷却空気はフローガイドピンを通過す
る際に、同ピンに衝突することによって乱流化が促進さ
れ、これによって翼の冷却面における熱伝達率が上昇
し、上記反転部において空気流が低速となっても高い伝
熱性能を維持できることとなり、上記タービュレータに
よる熱伝達率の上昇作用と相乗して冷却効果の向上が実
現できる。これにより、冷却空気量の低減も可能とな
り、その分ガスタービン性能が向上する。
The present invention is configured as described above.
According to the first to third aspects of the present invention, when the cooling air flows at the reversing portion, the cooling air collides with the flow guide pin when passing through the pin, thereby promoting the turbulence, whereby the blades The heat transfer coefficient on the cooling surface increases, and high heat transfer performance can be maintained even when the air flow is slow at the reversing portion. The cooling effect is improved in synergy with the heat transfer coefficient increasing action by the turbulator. realizable. As a result, the amount of cooling air can be reduced, and the performance of the gas turbine improves accordingly.

【0045】また、上記手段によれば、従来のターニン
グベーンと異なり、複数のフローガイドピンの間に隙間
が存在するので、空気流の抵抗が減少し、圧力損失が少
なくなり、冷却空気流量の増大が可能となり、この面か
らも冷却効果の向上が得られる。
Further, according to the above-mentioned means, unlike the conventional turning vane, since there is a gap between the plurality of flow guide pins, the resistance of the air flow is reduced, the pressure loss is reduced, and the cooling air flow rate is reduced. The cooling effect can be increased, and the cooling effect can be improved from this aspect.

【0046】さらに、上記反転部における空気流がフロ
ーガイドピンの列の設計された形状に沿うように制御さ
れなかった場合においても、空気流がフローガイドピン
の間から自由に出入りできるので、冷却性能の低下や圧
力損失の増大は発生せず、高い冷却性能が維持できる。
Furthermore, even when the air flow in the reversing section is not controlled so as to follow the designed shape of the row of flow guide pins, the air flow can freely enter and exit from between the flow guide pins, so that cooling can be performed. High cooling performance can be maintained without a decrease in performance or an increase in pressure loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の第1形態に係る冷却動翼の反転
部近傍の縦断面図。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the vicinity of an inverted portion of a cooling bucket according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の第2形態を示す図1応当図。FIG. 2 is an equivalent view of FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の第3形態を示す図1応当図。FIG. 3 is an equivalent view of FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.

【図4】ガスタービン用冷却動翼の縦断面図。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a cooling blade for a gas turbine.

【図5】上記冷却動翼における冷却空気通路の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a cooling air passage in the cooling blade.

【図6】従来の冷却動翼を示す図1応当図。FIG. 6 is an equivalent view of FIG. 1 showing a conventional cooling blade.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷却動翼 2a,2b 通路壁 3 反転部 4 フローガイドピン 5,63,64 仕切 52A 前縁部冷却通路 52B,52C 中央部冷却通路 52D 後縁部冷却通路 53 翼根部 54,55 冷却空気導入穴 58 タービュレータ 60 翼端部 61,62 冷却空気出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling moving blade 2a, 2b Passage wall 3 Inversion part 4 Flow guide pin 5, 63, 64 Partition 52A Front edge cooling passage 52B, 52C Central cooling passage 52D Trailing edge cooling passage 53 Blade root 54, 55 Cooling air introduction Hole 58 Turbulator 60 Blade tip 61, 62 Cooling air outlet

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 翼の内部に、その長手方向に沿って複数
の冷却通路を設け、翼根部から上記冷却通路に冷却空気
を導入し、同冷却通路を流す途中の反転部にて流れ方向
を反転させて次の冷却通路に導入するように構成された
冷却動翼において、上記反転部に複数本のフローガイド
ピンを一定間隔をおいて所定の形状に列をなして設けて
冷却空気の案内部を構成したことを特徴とする冷却動
翼。
1. A plurality of cooling passages are provided inside a blade along a longitudinal direction thereof, cooling air is introduced into the cooling passage from a blade root portion, and a flow direction is changed at a reversal portion in the middle of the cooling passage. In the cooling blade configured to be inverted and introduced into the next cooling passage, a plurality of flow guide pins are provided in a row in a predetermined shape at regular intervals in the inverted portion to guide cooling air. A cooling blade having a structure.
【請求項2】 上記フローガイドピンを翼端部側の反転
部に設けてなる請求項1に記載の冷却動翼。
2. The cooling blade according to claim 1, wherein the flow guide pin is provided at a reversal portion on the blade tip side.
【請求項3】 上記複数個のフローガイドピンは、上記
反転部に所要の形状に複数列並設されてなる請求項1又
は2の何れかに記載の冷却動翼。
3. The cooling blade according to claim 1, wherein a plurality of rows of the plurality of flow guide pins are arranged in a required shape on the reversing portion.
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