JPH1047005A

JPH1047005A - ガスタービンの冷却翼

Info

Publication number: JPH1047005A
Application number: JP20040596A
Authority: JP
Inventors: Akinori Koga; 昭紀古閑; Takanari Okamura; 隆成岡村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】流路が狭くとも冷却媒体を効果的に流し、翼内
の全域を充分に冷却できるガスタービンの冷却翼を提供
する。【解決手段】ガスタービンの冷却翼は、入口部１１ａか
ら翼内に供給された冷却媒体を、前縁５側および後縁６
側のそれぞれに案内する流路５ａ，６ａと、各流路５
ａ，６ａの冷却媒体をルート部７、チップ部８内に蛇行
・回転させながら翼内中央に案内させる仕切壁９，１０
で形成された仕切壁で形成された流路と、翼中央の流路
で合流した冷却媒体を翼外に流出させる合流出口部１１
ｂとをそれぞれ備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの冷
却翼に係り、特に冷却媒体に蒸気を用いて翼を効果的に
冷却するガスタービンの冷却翼に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の火力発電プラントでは、プラント
熱効率を向上させるために、ガスタービンプラント、蒸
気タービンプラントおよび排熱回収ボイラを組み合せた
コンバインドサイクルプラントが多く建設されている。
このコンバインドサイクルプラントのプラント熱効率
は、ガスタービンプラント、蒸気タービンプラントおよ
び排熱回収ボイラの各プラントの入熱の総和に対する各
プラントの出熱の総和の比率から算出される。熱効率の
向上の点から蒸気タービンプラント、排熱回収ボイラお
よびガスタービンプラントを見直した場合、蒸気タービ
ンおよび排熱回収ボイラでは既に限界に達しており、ガ
スタービンプラントの熱効率の改善がコンバインドサイ
クルプラントのプラント熱効率に向上につながると、期
待されている。

【０００３】ガスタービンプラントは、ガスタービンの
入口燃焼ガス温度が高いほど熱効率を向上させることが
でき、最近の耐熱材料の開発と相俟って冷却技術の進歩
により、ガスタービンの入口燃焼ガス温度をひところの
１０００℃から１３００℃を経て１５００℃以上に移行
しつつある。

【０００４】ガスタービンの入口燃焼ガス温度を１５０
０℃以上にする場合、耐熱材料が開発されているとは言
え、ガスタービン構成部品、例えば燃焼ガスに直接晒さ
れるガスタービン静翼やガスタービン動翼の許容熱応力
は既に限界に達しており、起動・停止回数の多い運転
や、長時間に亘る連続運転のときに材料の破損・溶融な
ど事故につながる危険性が出る。このため、ガスタービ
ンの入口燃焼ガス温度を上昇させても、ガスタービン構
成部品の許容熱応力値以内に維持できる代替技術として
空気を用いてガスタービンの翼を冷却する開発が進めら
れ、既に実用機として実現している。

【０００５】しかし、空気を用いてガスタービンの翼を
冷却する場合、その供給源は、ガスタービンに直結した
空気圧縮機から求めているために、空気圧縮機からガス
タービンに供給される数十％の高圧空気がガスタービン
の翼の冷却用に廻され、入熱に対する出熱の関係では１
０００℃級のガスタービンの入口燃焼ガス温度に較べ低
下しており、熱効率の改善上、好ましくない。

【０００６】最近、ガスタービンの翼の冷却媒体として
蒸気の活用が見直され、既にアメリカ機械学会誌（ＡＳ
ＭＥペーパ９２−ＧＴ−２４０）や特開平５−１６３９
６１号公報等で公表されている。

【０００７】蒸気は、空気に較べ、熱伝達係数、比熱が
数十倍以上高いために、冷却媒体としてガスタービンの
翼に供給してもその消費量を比較的少なくすることがで
きる点で実用機への適用が期待されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】コンバインドサイクル
発電プラントにおいて、ガスタービンの翼に冷却媒体と
して蒸気を使用する場合、その蒸気は、翼の冷却後、蒸
気タービンまたは排熱回収ボイラに回収ができるため
に、空気のように熱回収ができないのと異って魅力的で
ある。また、その蒸気は、翼の冷却後、空気のように作
動流体に混入させないので、その流線を乱すことがな
く、翼効率向上の点からも注目されている。

【０００９】このように有望視される蒸気であっても、
翼への冷却媒体として適用するにあたっては、幾つかの
難点が挙げられており、その一つに翼内に如何にして均
一化して流すかがある。

【００１０】通常、ガスタービンの翼の後縁は、高い熱
負荷を受ける割合には空力性能向上のために薄肉が要求
され、冷却流路が必然的に狭くなっている。空気を冷却
媒体に使用する場合、冷却流路が狭くとも、冷却後の空
気を後縁の吹出しやその周辺の腹側の吹出口から作動流
体に吹き出すことにより、翼内の流れを良好にすること
ができたが、蒸気のように回収式の場合、吹出口やフィ
ルム冷却吹出口を設けることができず、このため翼内対
流冷却だけでは冷却効果を充分に高めることができない
という問題がある。また、冷却流路が狭いために、流れ
が悪くなり、それに伴って流速低下や淀みができ、局所
的に過加熱を引き起こす等のおそれがある。

【００１１】本発明は、このような検討結果からなされ
たものであって、冷却流路が狭くとも冷却媒体を良好に
流すことができるよう改善を図り、効果的な冷却ができ
るようにしたガスタービンの冷却翼を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項１に記載したように、入口部から翼
内に供給された冷却媒体を、前縁側および後縁側のそれ
ぞれに案内する流路と、各流路の冷却媒体をルート部、
チップ部内に蛇行・回流させながら翼内中央に案内させ
る仕切壁で形成された流路と、翼中央の流路で合流した
冷却媒体を翼外に流出させる合流出口部とをそれぞれ備
えたものである。

【００１３】また本発明は、上記目的を達成するため、
請求項２に記載したように、入口部から翼内に供給され
た冷却媒体を、後縁側に案内する流路に、案内翼を設置
したものである。

【００１４】さらに本発明は、上記目的を達成するた
め、請求項３に記載したように、案内翼は、後縁側に向
って湾曲した案内翼と、後縁側の流路を形成する仕切壁
に向って湾曲した案内翼とを組み合せたものである。

【００１５】さらにまた本発明は、上記目的を達成する
ため、請求項４に記載したように、案内翼は、後縁の背
側および腹側のいずれか少なくとも一方に沿って設置し
た帯状の薄板である。

【００１６】また本発明は、上記目的を達成するため、
請求項５に記載したように、帯状の薄板製の案内翼は、
流路を形成する仕切壁および後縁のいずれか少なくとも
一方の側から他の側に向って上り勾配および下り勾配の
いずれかで傾斜状に設置したものである。

【００１７】さらに本発明は、上記目的を達成するた
め、請求項６に記載したように、入口部から翼内に供給
された冷却媒体を後縁側に案内する流路に、ピンフィン
を設置したものである。

【００１８】さらにまた本発明は、上記目的を達成する
ため、請求項７に記載したように、ピンフィンは、後縁
の背側から腹側に横断的に設置し、かつ仕切壁と後縁で
形成する流路の冷却媒体の流れ方向に沿って縦列状に設
置したものである。

【００１９】また本発明は、上記目的を達成するため、
請求項８に記載したように、流路の冷却媒体の流れ方向
に沿った縦列状に設置したピンフィンは、上記流路の中
央から仕切壁側の領域と上記流路の中央から後縁側の領
域とに分けたとき、上記仕切壁側の領域のピンフィン全
横断面積が上記後縁側の領域のピンフィン全横断面積の
１．５倍以上である。

【００２０】さらに本発明は、上記目的を達成するた
め、請求項９に記載したように、後縁側の流路は、仕切
壁と後縁とで形成し、その仕切壁側の流路幅をＷ1 と
し、その後縁側の流路幅をＷ2 とするとき、流路幅比Ｗ
1 ／Ｗ2 を１．２以下にしたものである。

【００２１】さらにまた本発明は、上記目的を達成する
ため、請求項１０に記載したように、入口部から翼内に
供給された冷却媒体を、前縁側および後縁側のそれぞれ
に案内する流路と、この後縁側の流路を逆Ｕ字状に形成
する流路と、その外側を包囲形成するリターンフロー流
路とに区分けする仕切壁を備え、この仕切壁に噴出口を
穿設して上記逆Ｕ字状の流路とリターンフロー流路を連
通させる一方、上記前縁側の流路およびリターンフロー
流路の冷却媒体をルート部・チップ部間に蛇行・回流さ
せながら翼内中央に案内させる流路と、翼内中央の流路
で合流した冷却媒体を翼外に流出させる合流出口部とを
それぞれ備えたものである。

【００２２】また本発明は、上記目的を達成するため、
請求項１１に記載したように、仕切壁に穿設した噴出口
は、チップ部側に向う方向に傾斜させたものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
の冷却翼の一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００２４】図１は、本発明に係るガスタービンの冷却
翼を略示的に示す概略縦断面図である。

【００２５】動翼１は、翼有効部２、シャンク部３、翼
植込部４をそれぞれ備えている。この動翼１は中空形状
になっていて、翼植込部４に供給された蒸気ｓを入口部
１１ａから前縁５および後縁６のそれぞれに案内する流
路５ａ，６ａを形成する。また、動翼１は、流路５ａ，
６ａのそれぞれに案内された蒸気ｓを、ルート部７（翼
根元部）からチップ部８にサーペンタイン状（蛇行状）
に流すため、仕切壁９，１０を備えており、各仕切壁
９，１０を介してサーペンタイン状に流れる蒸気を翼中
央で合流させて翼外に流出させる合流出口部１１ｂを形
成した、いわゆるフローリターン式の構成になってい
る。

【００２６】また、後縁６側の流路６ａには、蒸気ｓの
流れに沿って複数の案内部１２が設けられており、各案
内翼１２は、図２に示すように、蒸気ｓが二次流れ速度
成分Ｖ（蒸気の直進流れ方向の速度成分に交差する速度
成分）を持って後縁６に向うように設置されている。

【００２７】本実施形態に係るガスタービンの冷却翼に
おいて、翼植込部４の入口部１１ａに流入した蒸気ｓ
は、前縁５側の流路５ａと後縁６側の流路６ａに分れて
流れる。前縁５側の流路５ａに案内された蒸気ｓは、前
縁６を冷却した後、仕切壁９ａ，９ｂ，…によりルート
部７、チップ部８間をサーペンタイン状に回流し、この
間、対流により翼壁を冷却し、合流出口部１１に集めら
れる。

【００２８】一方、後縁６側の流路６ａに案内された蒸
気ｓは、案内翼１２によりその流れに二次流れ速度成分
Ｖが与えられ、後縁６を冷却した後、仕切壁１０ａ，１
０ｂにより回流し、翼壁を冷却して前縁５側から回流し
てきた蒸気ｓと分流し、合流出口部１１から翼外に流出
する。

【００２９】このように、本実施形態に係るガスタービ
ンの冷却翼では、翼内に流入した蒸気ｓを、前縁５側と
後縁６側との二手に分けて案内し、前縁５側の蒸気ｓを
サーペンタイン状に回流させる対流により翼壁を冷却す
る一方、後縁６側の蒸気ｓに、案内翼１２から二次流れ
速度成分が与えられて後縁６を冷却した後、仕切壁１０
ａ，１０ｂにより回流させて翼内を対流冷却させたの
で、翼内全域に亘って良好に冷却することができる。

【００３０】また、後縁６側の流路６ａに案内翼１２を
設置しているので、狭い流路６ａでも蒸気ｓを後縁６に
良好に流すことができ、この結果、蒸気ｓの流れの悪さ
や淀みに伴って翼壁の局所的な過加熱を発生させること
がない。なお、本実施形態に係るガスタービンの冷却翼
においては、後縁６の流路６ａに案内翼１２を設けてい
るが、本実施形態に限らず、前縁５側の流路５ａに設け
てもよく、さらにタービンノズルを上述のリターンフロ
ーの構成にして適用してもよい。

【００３１】図３は、本発明に係るガスタービンの冷却
翼の第１実施例を示す一部切欠部分断面図である。な
お、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一符号を
付す。

【００３２】この第１実施例におけるガスタービンの冷
却翼は、図３に示すように、後縁６の仕切壁１０ｂによ
り形成された流路６ａに案内壁１２ａ，１２ｂを組み合
せて設置したものである。案内翼１２ａ，１２ｂは、図
４に示すように、一方を仕切壁１０ｂに向って湾曲する
薄板で作製され、他方を後縁６に向って湾曲する薄板で
それぞれ作製されており、流路６ａを通過する蒸気ｓに
旋回流を与えるようになっている。

【００３３】このように、本実施例では、後縁６側の流
路６ａに案内翼１２ａ，１２ｂを組み合せて設置し、蒸
気ｓに旋回流を与えて流路６ａ内を循環させたので、対
流冷却を充分に活用でき、狭い流路６ａでも後縁６を良
好に冷却することができる。

【００３４】図５は、本発明に係るガスタービンの冷却
翼の第２実施例を示す一部切欠部分断面図である。な
お、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一符号を
付す。

【００３５】この第２実施例におけるガスタービンの冷
却翼は、図５に示すように、仕切壁１０ｂ側に幅Ｈを広
くし、後縁６側に幅Ｈを相対的に狭くした帯状の薄板製
案内翼１３ａ，１３ｂを、後縁６の背側１４および腹側
１５の少なくとも一方に設置したものである。帯状の案
内翼１３ａ，１３ｂの幅Ｈが仕切壁１０ｂ側を広くした
のは、仕切壁１０ｂ側の境界層を考慮して蒸気ｓを衝突
させる際、発生する二次流れ速度成分を高くするためで
ある。

【００３６】また、帯状の薄板製の案内翼１３ａ，１３
ｂは、図６に示すように、一方を仕切壁１０ｂから後縁
６に直線状に延び、かつ角度θの上り勾配にして流路６
ａ内に設置され、また、他方を仕切壁１０ｂから後縁６
に直線状に延び、かつ角度θの下り勾配にして流路６ａ
内にそれぞれ設置されている。上り勾配の角度θおよび
下り勾配の角度θのそれぞれは、３０°≦θ≦７０°の
範囲が適正であり、この範囲を外れると、蒸気ｓが帯状
の薄板製の案内翼１３ａ，１３ｂに衝突しても二次流れ
速度成分が小さく、大きな旋回流にならないので不適で
ある。

【００３７】このように、本実施例では、仕切壁１０ｂ
から背側１４に沿って後縁６まで延びる案内翼１３ａお
よび仕切壁１０ｂから腹側１５に沿って後縁６まで延び
る案内翼１３ｂの少なくともいずれか一方を流路６ａに
設置し、かつ各帯状の案内翼１３ａ，１３ｂを流路６ａ
の蒸気ｓの流れ方向に沿って複数設置する一方、仕切壁
１０ｂから後縁６に下り勾配の角度θおよび上り勾配の
角度θで設置したので、案内翼１３ａ，１３ｂに蒸気ｓ
を衝突させる際、蒸気ｓに二次流れ速度成分が与えられ
て大きな旋回流を発生させることができる。

【００３８】したがって、本実施例では、蒸気ｓを、図
５に示すように、流路６ａ内を矢印のように循環流にす
ることができるので、流路６ａが狭くとも、後縁６の背
側１４および腹側１５の全域の翼壁を良好に冷却するこ
とができる。

【００３９】図７は、本発明に係るガスタービンの冷却
翼の第３実施例を示す一部切欠部分断面図である。な
お、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一符号を
付す。

【００４０】この第３実施例におけるガスタービンの冷
却翼は、図７に示すように、後縁６の背側１４から腹側
１５に横断的にピンフィン１６を設け、ピンフィン１６
に蒸気ｓを衝突させて抵抗を与え、仕切壁１０ｂから後
縁６までの流路６ａ内を流れる蒸気ｓの速度の均一化を
図ったものである。各ピンフィン１６ａ，１６ｂ，…
は、図８に示すように、流路６ａ内に蒸気ｓの流れに沿
って複数本を縦列状に設置し、各ピンフィン１６ａ，１
６ｂ，…間同士の設置距離を、仕切壁１０ｂ側が短く、
後縁６側が順次長くなるように配設される。各ピンフィ
ン１６ａ，１６ｂ，…間同士の設置距離を、仕切壁１０
ｂ側が短く、後縁６側が順次長くしたのは、仕切壁１０
ｂ側に比較的多量の蒸気ｓが流れるために、より多く抵
抗を与えるためである。また、流路６ａを、仕切壁１０
ｂから中央に向う領域Ａと後縁６から中央に向う領域Ｂ
とに区分けした場合、領域Ａ内のピンフィン１６ａ，１
６ｂの全横断面積が領域Ｂ内のピンフィン１６ｃ，１６
ｄの全横断面積に対し、１．５倍以上にすると、蒸気ｓ
の速度分布が流路６ａの横断面に対して均一化される。

【００４１】このように、本実施例では、後縁６の背側
１４から腹側１５に横断的にピンフィン１６を設け、か
つ各ピンフィン１６ａ，１６ｂ…間同士の設置距離を、
仕切壁１０ｂ側から後縁６側に密状態から粗状態に配設
し、流路６ａの横断面に対して蒸気ｓの速度の均一化を
図ったので、後縁６の背側１４および腹側１５の翼壁を
良好に冷却することができる。また、ピンフィン１６
は、蒸気ｓの流れに乱れを与えて高い熱伝達係数にする
ので、後縁６の各翼壁をより一層冷却することができ
る。

【００４２】図９は、本発明に係るガスタービンの冷却
翼の第４実施例を示す一部切欠部分断面図である。な
お、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一符号を
付す。

【００４３】この第４実施例におけるガスタービンの冷
却翼は、図９に示すように、仕切壁１０ｂと後縁６とで
形成される流路６ａの幅を、仕切壁１０ｂ側と後縁６側
とで極力同一寸法に近付けるようにし、流路６ａの幅Ｗ
1 とし、後縁６側の流路６ａの幅Ｗ2 とするとき、流路
６ａの幅比Ｗ1 ／Ｗ2 は、Ｗ1 ／Ｗ2 ≦１．２の範囲に
設定することが適正である。流路６ａの幅比Ｗ1 ／Ｗ2
が１．２を超えると、仕切壁１０ｂ側に比較的多くの蒸
気が流れているため、後縁６側の対流冷却による冷却効
果が低くなるからである。

【００４４】このように本実施例では、流路６ａの幅比
Ｗ1 ／Ｗ2 を１．２の範囲内に設定し、蒸気ｓの速度分
布の均一化を図っているので、後縁６の背側１４および
腹側１５の各翼壁を良好に冷却することがてきる。

【００４５】図１０は、本発明に係るガスタービンの冷
却翼の第２実施形態を略示的に示す概略縦断面図であ
る。なお、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一
符号を付し、その重複説明を省略する。

【００４６】この第２実施形態におけるガスタービンの
冷却翼は、第１実施形態と同様に、図１０に示すよう
に、動翼１に適用される。動翼１の翼内には、供給され
た蒸気ｓを入口部１１ａから前縁５および後縁６のそれ
ぞれに案内する流路５ａおよび流路１７が形成される。

【００４７】流路１７は、仕切壁１８ａ，１８ｂにより
形成された逆Ｕ字状の流路１７ａと、その外側を包囲形
成するフローリターン流路１７ｂとに区分けされてお
り、蒸気ｓがサーペンタイン状に流れるように形成され
ている。また、逆Ｕ字状の流路１７ａとフローリターン
流路１７ｂとを区分けする仕切壁１８ａ，１８ｂは、複
数の噴出口１９を備え、噴出口１９をフローリターン流
路１７ｂのチップ部８側に向う噴出角αに設定し、フロ
ーリターン流路１７ｂを通過する蒸気に噴流衝突させる
ようになっている。

【００４８】本実施形態に係るガスタービンの冷却翼に
おいて、入口部１１から逆Ｕ字状の流路１７ａに案内さ
れた蒸気ｓは、図１１に示すように、噴出口１９から噴
出し、フローリターン流路１７ｂ内の蒸気ｓに衝突さ
せ、図示のように旋回流を与える。旋回流が与えられた
蒸気ｓは、後縁６の背側１４および腹側１５を循環する
間に対流冷却を行う。このため、後縁６は、フローリタ
ーン流路１７ｂが狭くとも良好に冷却されるようにな
り、翼外の作動流体の高熱負荷を受けても充分に対処す
ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明に係るガ
スタービンの冷却翼は、翼内に供給された蒸気を、前縁
と後縁の二手に分かれて流れるように流路を形成すると
ともに、各流路から翼中央に向ってサーペンタイン状に
回流するよう別の流路を形成したので、翼内の対流冷却
を充分に活用することができ、効果的な翼内冷却を行な
うことができる。

【００５０】また、本発明に係るガスタービンの冷却翼
は、後縁側の流路に案内翼を設置し、案内翼により流路
を通過する蒸気に旋回流を与えて対流冷却を行なってい
るので、狭い流路であっても後縁を良好に冷却すること
ができる。

【００５１】また、本発明に係るタービンの冷却翼は、
後縁側の流路に二つの案内翼を組み合せて設置したの
で、蒸気の旋回流が後縁の背側および腹側に行き亘り、
これにより後縁を良好に冷却することができる。

【００５２】また、本発明に係るガスタービンの冷却翼
は、後縁の背側および腹側の少なくとも一方に沿って帯
状の薄板製の案内翼を設け、この帯状の薄板製の案内翼
に蒸気を衝突させて旋回流を発生させたので、狭い流路
であっても後縁を良好に冷却することができる。

【００５３】また、本発明に係るガスタービンの冷却翼
は、後縁の背側から腹側に横断的にピンフィンを設置
し、流路を形成する仕切壁側のピンフィンのピッチを密
に、後縁側のピンフィンのピッチを順次粗に配設し、各
ピンフィンに衝突する蒸気の速度分布を均一化したの
で、後縁をむらなく均一に冷却することができる。

【００５４】また、本発明に係るガスタービンの冷却翼
は、仕切壁と後縁で形成される流路の幅を、仕切壁から
後縁に向ってほぼ均一幅に形成し、蒸気が均一に流れる
ように形成したので、後縁をむらなく良好に冷却するこ
とができる。

【００５５】また、本発明に係るガスタービンの冷却翼
は、翼内に供給された蒸気を、前縁と後縁の二手に分か
れて流れるように流路を形成する一方、後縁の流路を、
逆Ｕ字状の流路とその外側を包囲形成するフローリター
ン流路とに形成し、逆Ｕ字状の流路を通過する蒸気をフ
ローリターン流路を通過する蒸気に輻流衝突させる噴出
口を設けて旋回流を与えたので、この旋回流により対流
冷却が行なわれ、その結果、狭い流路であっても後縁を
良好に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスタービンの冷却翼の第１実施
形態を略示的に示す概略縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ方向矢視切断断面図。

【図３】本発明に係るガスタービンの冷却翼の第１実施
例を示す一部切欠部分断面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ方向矢視切断断面図。

【図５】本発明に係るガスタービンの冷却翼の第２実施
例を示す一部切欠部分断面図。

【図６】図５のＣ−Ｃ方向矢視切断断面図。

【図７】本発明に係るガスタービンの冷却翼の第３実施
例を示す一部切欠部分断面図。

【図８】図７のＤ−Ｄ方向矢視切断断面図。

【図９】本発明に係るガスタービンの冷却翼の第４実施
例を示す一部切欠部分断面図。

【図１０】本発明に係るガスタービンの冷却翼の第２実
施形態を略示的に示す概略縦断面図。

【図１１】図１０のＥ−Ｅ方向矢視切断断面図。

【符号の説明】

１動翼２翼有効部３シャンク部４翼植込部５前縁５ａ流路６後縁６ａ流路７ルート部８チップ部９，１０仕切壁１１ａ入口部１１ｂ合流出口部１２，１３ａ，１３ｂ案内翼１４背側１５腹側１６ピンフィン１７流路１７ａ逆Ｕ字状の流路１７ｂフローリターン流梅１８，１８ａ仕切壁１９噴出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入口部から翼内に供給された冷却媒体
を、前縁側および後縁側のそれぞれに案内する流路と、
各流路の冷却媒体をルート部、チップ部内に蛇行・回流
させながら翼内中央に案内させる仕切壁で形成された流
路と、翼中央の流路で合流した冷却媒体を翼外に流出さ
せる合流出口部とをそれぞれ備えたことを特徴とするガ
スタービンの冷却翼。
【請求項２】入口部から翼内に供給された冷却媒体
を、後縁側に案内する流路に、案内翼を設置したことを
特徴とする請求項１に記載のガスタービンの冷却翼。
【請求項３】案内翼は、後縁側に向って湾曲した案内
翼と、後縁側の流路を形成する仕切壁に向って湾曲した
案内翼とを組み合せたことを特徴とする請求項２に記載
のガスタービンの冷却翼。
【請求項４】案内翼は、後縁の背側および腹側のいず
れか少なくとも一方に沿って設置した帯状の薄板である
ことを特徴とする請求項２に記載のガスタービンの冷却
翼。
【請求項５】帯状の薄板製の案内翼は、流路を形成す
る仕切壁および後縁のいずれか少なくとも一方の側から
他の側に向って上り勾配および下り勾配のいずれかで傾
斜状に設置したことを特徴とする請求項４に記載のガス
タービンの冷却翼。
【請求項６】入口部から翼内に供給された冷却媒体を
後縁側に案内する流路に、ピンフィンを設置したことを
特徴とする請求項１に記載のガスタービンの冷却翼。
【請求項７】ピンフィンは、後縁の背側から腹側に横
断的に設置し、かつ仕切壁と後縁で形成する流路の冷却
媒体の流れ方向に沿って縦列状に設置したことを特徴と
する請求項６に記載のガスタービン冷却翼。
【請求項８】流路の冷却媒体の流れ方向に沿った縦列
状に設置したピンフィンは、上記流路の中央から仕切壁
側の領域と上記流路の中央から後縁側の領域とに分けた
とき、上記仕切壁側の領域のピンフィン全横断面積が上
記後縁側の領域のピンフィン全横断面積の１．５倍以上
であることを特徴とする請求項７に記載のガスタービン
冷却翼。
【請求項９】後縁側の流路は、仕切壁と後縁とで形成
し、その仕切壁側の流路幅をＷ1 とし、その後縁側の流
路幅をＷ2 とするとき、流路幅比Ｗ1 ／Ｗ2を１．２以
下にしたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービ
ンの冷却翼。
【請求項１０】入口部から翼内に供給された冷却媒体
を、前縁側および後縁側のそれぞれに案内する流路と、
この後縁側の流路を逆Ｕ字状に形成する流路と、その外
側を包囲形成するリターンフロー流路とに区分けする仕
切壁を備え、この仕切壁に噴出口を穿設して上記逆Ｕ字
状の流路とリターンフロー流路を連通させる一方、上記
前縁側の流路およびリターンフロー流路の冷却媒体をル
ート部・チップ部間に蛇行・回流させながら翼内中央に
案内させる流路と、翼内中央の流路で合流した冷却媒体
を翼外に流出させる合流出口部とをそれぞれ備えたこと
を特徴とするガスタービンの冷却翼。
【請求項１１】仕切壁に穿設した噴出口は、チップ部
側に向う方向に傾斜させたことを特徴とする請求項１０
に記載のガスタービンの冷却翼。