JPH1113402A - ガスタービン冷却翼チップシュラウド - Google Patents
ガスタービン冷却翼チップシュラウドInfo
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- JPH1113402A JPH1113402A JP9165917A JP16591797A JPH1113402A JP H1113402 A JPH1113402 A JP H1113402A JP 9165917 A JP9165917 A JP 9165917A JP 16591797 A JP16591797 A JP 16591797A JP H1113402 A JPH1113402 A JP H1113402A
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- F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
- F05D2240/81—Cooled platforms
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン後段に用いる薄肉軽量化した動
翼のチップシュラウドに関し、冷却空気の流れを良くし
た冷却効率を高める。 【解決手段】 動翼１０のチップシュラウド１１内部に
は長穴形状の冷却空気穴１３〜１６が設けられ、両側面
に開口し、動翼１０内部からの冷却空気を流出する。チ
ップシュラウド１１上面には燃焼ガス流れ方向Ｒの高圧
側に動翼１０内部を連通する冷却空気穴２０が設けら
れ、冷却空気を流出し、冷却空気は高圧側から低圧側に
流れ、高応力部Ｙを冷却する。高応力部Ｘは隣接する動
翼からの冷却空気により同様に冷却される。冷却空気穴
１３〜１６の長穴形状により冷却空気が広く流れ、チッ
プシュラウド１１の面を冷却し、更に冷却空気穴２０で
高応力部Ｘ，Ｙも効果的に冷却される。
翼のチップシュラウドに関し、冷却空気の流れを良くし
た冷却効率を高める。 【解決手段】 動翼１０のチップシュラウド１１内部に
は長穴形状の冷却空気穴１３〜１６が設けられ、両側面
に開口し、動翼１０内部からの冷却空気を流出する。チ
ップシュラウド１１上面には燃焼ガス流れ方向Ｒの高圧
側に動翼１０内部を連通する冷却空気穴２０が設けら
れ、冷却空気を流出し、冷却空気は高圧側から低圧側に
流れ、高応力部Ｙを冷却する。高応力部Ｘは隣接する動
翼からの冷却空気により同様に冷却される。冷却空気穴
１３〜１６の長穴形状により冷却空気が広く流れ、チッ
プシュラウド１１の面を冷却し、更に冷却空気穴２０で
高応力部Ｘ，Ｙも効果的に冷却される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン冷却翼
チップシュラウドに関し、特にガスタービンの後段の軽
量化した動翼のチップシュラウドの冷却を内側だけでな
く、外側からも冷却するようにしたものである。
チップシュラウドに関し、特にガスタービンの後段の軽
量化した動翼のチップシュラウドの冷却を内側だけでな
く、外側からも冷却するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガスタービンの高温、高出力化が
進み、動翼も長大化となる傾向にあり、特に後方段動翼
の長大化が著しくなっており、一例をあげれば、５０〜
６０ｃｍ級の翼が出現している。このような長大動翼で
は、動翼自体の重量が大きくなり、また振動も大きくな
るので回転時の遠心力により発生する応力は従来より格
段に大きくなる。従って、このような動翼では翼断面の
厚さを極力薄くして軽量化し、また翼の幅も翼端部にい
くに従いテーパを付けて小さくするようになってきてい
る。
進み、動翼も長大化となる傾向にあり、特に後方段動翼
の長大化が著しくなっており、一例をあげれば、５０〜
６０ｃｍ級の翼が出現している。このような長大動翼で
は、動翼自体の重量が大きくなり、また振動も大きくな
るので回転時の遠心力により発生する応力は従来より格
段に大きくなる。従って、このような動翼では翼断面の
厚さを極力薄くして軽量化し、また翼の幅も翼端部にい
くに従いテーパを付けて小さくするようになってきてい
る。
【０００３】図６はこのような高温化に伴う動翼の従来
例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はそのＤ−Ｄ断面
図である。図６において、５０は動翼、５１は翼根部で
５３はハブである。５４はハブ部であり、翼長の２５％
までの間で、内部は空胴５５を形成している。５６はこ
の内部に突出するか、又は両壁部に連結した多数のピン
フィン、５７はコア支持用のリブである。５８は冷却空
気を流すマルチホールであり、翼長の２５％の部分から
（ｂ）に示すように多数配列し、翼端５９まで穿設され
ている。６０は先端のチップシュラウドである。
例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はそのＤ−Ｄ断面
図である。図６において、５０は動翼、５１は翼根部で
５３はハブである。５４はハブ部であり、翼長の２５％
までの間で、内部は空胴５５を形成している。５６はこ
の内部に突出するか、又は両壁部に連結した多数のピン
フィン、５７はコア支持用のリブである。５８は冷却空
気を流すマルチホールであり、翼長の２５％の部分から
（ｂ）に示すように多数配列し、翼端５９まで穿設され
ている。６０は先端のチップシュラウドである。
【０００４】図７はチップシュラウドを示し、（ａ）は
図６におけるＥ−Ｅ矢視図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ
−Ｆ矢視図である。図において６１はチップシュラウド
６０の内側の面に沿って設けられた多数の空気通路であ
り、６２がその開口である。
図６におけるＥ−Ｅ矢視図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ
−Ｆ矢視図である。図において６１はチップシュラウド
６０の内側の面に沿って設けられた多数の空気通路であ
り、６２がその開口である。
【０００５】上記構成の動翼において、翼根部５１から
流入した冷却空気は空胴５５内に入り、ピンフィン５６
で乱流状態として冷却効果を高めてハブ部５４を冷却
し、マルチホール５８を通って翼を冷却しながらチップ
シュラウド６０の空気通路６１を通り、チップシュラウ
ド６０を内側から冷却して左右の開口６２から燃焼ガス
通路へ放出される。
流入した冷却空気は空胴５５内に入り、ピンフィン５６
で乱流状態として冷却効果を高めてハブ部５４を冷却
し、マルチホール５８を通って翼を冷却しながらチップ
シュラウド６０の空気通路６１を通り、チップシュラウ
ド６０を内側から冷却して左右の開口６２から燃焼ガス
通路へ放出される。
【０００６】図８は上記の図６、図７に示す動翼５０を
改良したものであり、マルチホールの穴加工をなくして
加工性を良くし、かつ、中空率を向上させて冷却効率を
良くした動翼の例で、本出願人により、特許出願されて
いる先行技術に係る動翼である。図８において、４０は
動翼、４１は翼根部、４２はハブである。動翼４０内部
は空胴となっており、翼長方向にコア支持リブ４３が多
数設けられて内部の空胴を支持している。又、空胴内壁
周囲には、傾斜タービュレータ４４が多段に設けられて
いる。図９は図８におけるＧ−Ｇ断面図であり、この傾
斜タービュレータ４４を示し、内壁より突出して周囲に
設けられ、流入する冷却空気の流れを乱し、冷却効率を
高めるものである。４５は先端部のチップシュラウド４
６前後に設けられた開口であり、冷却空気の出口となっ
ている。４６は先端のチップシュラウドである。
改良したものであり、マルチホールの穴加工をなくして
加工性を良くし、かつ、中空率を向上させて冷却効率を
良くした動翼の例で、本出願人により、特許出願されて
いる先行技術に係る動翼である。図８において、４０は
動翼、４１は翼根部、４２はハブである。動翼４０内部
は空胴となっており、翼長方向にコア支持リブ４３が多
数設けられて内部の空胴を支持している。又、空胴内壁
周囲には、傾斜タービュレータ４４が多段に設けられて
いる。図９は図８におけるＧ−Ｇ断面図であり、この傾
斜タービュレータ４４を示し、内壁より突出して周囲に
設けられ、流入する冷却空気の流れを乱し、冷却効率を
高めるものである。４５は先端部のチップシュラウド４
６前後に設けられた開口であり、冷却空気の出口となっ
ている。４６は先端のチップシュラウドである。
【０００７】上記構成の動翼において、冷却空気３０は
翼根部４１下部より動翼４０内に流入し、内部の空胴内
を先端に向って流れる過程において、傾斜タービュレー
タ４４で流れが乱されて冷却効果を増すようにし、動翼
４０内部で熱を奪い、チップシュラウド４６先端の開口
４５より燃焼ガス通路へ流出する。なお、チップシュラ
ウド４６は図７に示すものと同様であるので説明は省略
する。
翼根部４１下部より動翼４０内に流入し、内部の空胴内
を先端に向って流れる過程において、傾斜タービュレー
タ４４で流れが乱されて冷却効果を増すようにし、動翼
４０内部で熱を奪い、チップシュラウド４６先端の開口
４５より燃焼ガス通路へ流出する。なお、チップシュラ
ウド４６は図７に示すものと同様であるので説明は省略
する。
【０００８】図１０，図１１は同じく図６、図７に示す
従来の動翼５０を改良したものであり、マルチホールの
穴加工をなくして加工性を良くし、かつ中空率を向上さ
せたものである。図１０に示す例も本出願人により特許
出願されている先行技術に係る動翼である。図１０は動
翼の縦断面図、図１１は、図１０におけるＨ−Ｈ断面図
である。これら図において、３０は動翼、３１は翼根
部、３２はハブであり、動翼３０内は同様に空胴であ
り、内部の空胴はコア支持リブ３３で支持されている。
３４は空胴内部に設けられた多数のピンフィンであり、
図１１に示すように空胴内の両壁間に連結して設けら
れ、図８、図９に示す動翼４０に設けられた傾斜タービ
ュレータ４４と同じく冷却空気の流れを乱すと共に、伝
熱面積も多くして冷却効率を高めるものである。
従来の動翼５０を改良したものであり、マルチホールの
穴加工をなくして加工性を良くし、かつ中空率を向上さ
せたものである。図１０に示す例も本出願人により特許
出願されている先行技術に係る動翼である。図１０は動
翼の縦断面図、図１１は、図１０におけるＨ−Ｈ断面図
である。これら図において、３０は動翼、３１は翼根
部、３２はハブであり、動翼３０内は同様に空胴であ
り、内部の空胴はコア支持リブ３３で支持されている。
３４は空胴内部に設けられた多数のピンフィンであり、
図１１に示すように空胴内の両壁間に連結して設けら
れ、図８、図９に示す動翼４０に設けられた傾斜タービ
ュレータ４４と同じく冷却空気の流れを乱すと共に、伝
熱面積も多くして冷却効率を高めるものである。
【０００９】上記構成の動翼において、冷却空気３０は
翼根部３１の下部から動翼３０の内部に流入し内部の空
胴内を先端に向って流れる過程において、ピンフィン３
４で流れが乱されると共にピンフィン３４からも熱を奪
い翼内部を冷却して先端から流出する。なお、チップシ
ュラウド３６は図７と同様な構造であるので説明は省略
する。
翼根部３１の下部から動翼３０の内部に流入し内部の空
胴内を先端に向って流れる過程において、ピンフィン３
４で流れが乱されると共にピンフィン３４からも熱を奪
い翼内部を冷却して先端から流出する。なお、チップシ
ュラウド３６は図７と同様な構造であるので説明は省略
する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のガ
スタービン後段に設けられる薄肉軽量化した動翼は、翼
根部から２５％の高さの空胴内にはピンフィンを、２５
％からチップシュラウドまではマルチホールを設け、翼
根部から供給された冷却空気を流し、翼内部を冷却して
先端部へ流れ、先端のチップシュラウド内面を冷却し、
その前後側面に設けられた開口より燃焼ガス通路へ流出
する。
スタービン後段に設けられる薄肉軽量化した動翼は、翼
根部から２５％の高さの空胴内にはピンフィンを、２５
％からチップシュラウドまではマルチホールを設け、翼
根部から供給された冷却空気を流し、翼内部を冷却して
先端部へ流れ、先端のチップシュラウド内面を冷却し、
その前後側面に設けられた開口より燃焼ガス通路へ流出
する。
【００１１】又、上記のマルチホールタイプの動翼を改
良した先行技術に係る動翼では、動翼の空胴内壁周囲に
傾斜タービュレータのみを設け、あるいはピンフィンの
みを配列した構成とし、これらも翼根部から冷却空気を
流して内部を冷却し、同様にチップシュラウド内面を冷
却してその側面の開口より燃焼ガス通路へ流出してい
る。
良した先行技術に係る動翼では、動翼の空胴内壁周囲に
傾斜タービュレータのみを設け、あるいはピンフィンの
みを配列した構成とし、これらも翼根部から冷却空気を
流して内部を冷却し、同様にチップシュラウド内面を冷
却してその側面の開口より燃焼ガス通路へ流出してい
る。
【００１２】しかし、上記の従来の動翼及び先行技術に
係る動翼においては、チップシュラウドは冷却されるも
のの、チップシュラウドの高応力部（図７（ａ）に示す
Ｘ，Ｙ部）は充分に冷却されるとはいえず、この部分は
特に冷却を必要とする個所である。ところが、これらの
部分は応力集中も避けるために空気穴があけられない。
このめに冷却空気を直接流して冷却することができず、
冷却のネックとなっている。
係る動翼においては、チップシュラウドは冷却されるも
のの、チップシュラウドの高応力部（図７（ａ）に示す
Ｘ，Ｙ部）は充分に冷却されるとはいえず、この部分は
特に冷却を必要とする個所である。ところが、これらの
部分は応力集中も避けるために空気穴があけられない。
このめに冷却空気を直接流して冷却することができず、
冷却のネックとなっている。
【００１３】そこで、本発明は、ガスタービンの後段の
薄肉軽量化された動翼のチップシュラウドにおいて、チ
ップシュラウド両側面から流出する冷却空気の開口部を
改良してチップシュラウドの冷却効果を高めることを第
１の課題としている。
薄肉軽量化された動翼のチップシュラウドにおいて、チ
ップシュラウド両側面から流出する冷却空気の開口部を
改良してチップシュラウドの冷却効果を高めることを第
１の課題としている。
【００１４】又、本発明は、ガスタービンの後段の薄肉
軽量化された動翼のチップシュラウドにおいて、その高
応力部となる部分に、特に冷却空気を流して効率良く冷
却できるような冷却空気穴を設けたチップシュラウドを
提供することを第２の課題としている。
軽量化された動翼のチップシュラウドにおいて、その高
応力部となる部分に、特に冷却空気を流して効率良く冷
却できるような冷却空気穴を設けたチップシュラウドを
提供することを第２の課題としている。
【００１５】更に、第３の課題として上記のチップシュ
ラウドの全面に冷却空気を広範囲に流すと共に、特に高
応力部分にも冷却空気を流し、チップシュラウドを総合
的に効率良く冷却することのできるガスタービン冷却翼
チップシュラウドを提供することにある。
ラウドの全面に冷却空気を広範囲に流すと共に、特に高
応力部分にも冷却空気を流し、チップシュラウドを総合
的に効率良く冷却することのできるガスタービン冷却翼
チップシュラウドを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の第１乃至
第３の課題を解決するために、それぞれ次の（１）乃至
（３）の手段を提供する。
第３の課題を解決するために、それぞれ次の（１）乃至
（３）の手段を提供する。
【００１７】（１）動翼の先端に取付けられ、両側面に
複数の冷却空気穴を有し、前記動翼内部で翼根部から先
端部へ流れる冷却空気を受け、前記冷却空気穴から流出
させるガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいて、
前記冷却空気穴はチップシュラウドの面に沿った長穴形
状であることを特徴とするガスタービン冷却翼チップシ
ュラウド。
複数の冷却空気穴を有し、前記動翼内部で翼根部から先
端部へ流れる冷却空気を受け、前記冷却空気穴から流出
させるガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいて、
前記冷却空気穴はチップシュラウドの面に沿った長穴形
状であることを特徴とするガスタービン冷却翼チップシ
ュラウド。
【００１８】（２）動翼の先端に取付けられ、両側面に
複数の冷却空気穴を有し、前記動翼内部で翼根部から先
端部へ流れる冷却空気を受け、前記冷却空気穴から流出
させるガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいて、
前記チップシュラウドの上面には前記動翼内部と連通
し、開口する冷却空気穴を設け、同上面の冷却空気穴は
燃焼ガス通路の高圧側に設けたことを特徴とするガスタ
ービン冷却翼チップシュラウド。
複数の冷却空気穴を有し、前記動翼内部で翼根部から先
端部へ流れる冷却空気を受け、前記冷却空気穴から流出
させるガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいて、
前記チップシュラウドの上面には前記動翼内部と連通
し、開口する冷却空気穴を設け、同上面の冷却空気穴は
燃焼ガス通路の高圧側に設けたことを特徴とするガスタ
ービン冷却翼チップシュラウド。
【００１９】（３）上記（２）において、前記両側面の
冷却空気穴はチップシュラウドの面に沿った長穴形状で
あることを特徴とするガスタービン冷却翼チップシュラ
ウド。
冷却空気穴はチップシュラウドの面に沿った長穴形状で
あることを特徴とするガスタービン冷却翼チップシュラ
ウド。
【００２０】本発明の（１）においては、チップシュラ
ウド両側面の冷却空気穴は長穴形状であり、従来の円形
状の穴と比べてその流路面積が大きくなり、広範囲にわ
たりより多くの冷却空気を流すことができるためチップ
シュラウドの冷却効果が増す。
ウド両側面の冷却空気穴は長穴形状であり、従来の円形
状の穴と比べてその流路面積が大きくなり、広範囲にわ
たりより多くの冷却空気を流すことができるためチップ
シュラウドの冷却効果が増す。
【００２１】本発明の（２）においては、チップシュラ
ウドの上面で燃焼ガス通路の高圧側に冷却空気穴を開口
させたので、動翼内部からチップシュラウド上面に流出
した冷却空気は、上面に沿って低圧側に流れる。チップ
シュラウドの円周方向両端部にはわん曲形状の周辺部が
あり、この部分は特に熱による高応力が集中する部分で
あり、特に冷却を必要とする部分であるが、この部分に
空気穴を設けると応力集中が発生しやすいため穴加工が
できなかった。本発明の（２）では上記のように高圧側
から低圧側へ、その圧力差によりシュラウド上面に沿っ
て冷却空気が流れ、この流れの過程で上記のわん曲形状
の高応力部が冷却空気に触れて冷却されるので高応力部
に穴を設けなくても冷却を行うことができる。
ウドの上面で燃焼ガス通路の高圧側に冷却空気穴を開口
させたので、動翼内部からチップシュラウド上面に流出
した冷却空気は、上面に沿って低圧側に流れる。チップ
シュラウドの円周方向両端部にはわん曲形状の周辺部が
あり、この部分は特に熱による高応力が集中する部分で
あり、特に冷却を必要とする部分であるが、この部分に
空気穴を設けると応力集中が発生しやすいため穴加工が
できなかった。本発明の（２）では上記のように高圧側
から低圧側へ、その圧力差によりシュラウド上面に沿っ
て冷却空気が流れ、この流れの過程で上記のわん曲形状
の高応力部が冷却空気に触れて冷却されるので高応力部
に穴を設けなくても冷却を行うことができる。
【００２２】本発明の（３）においては、シュラウド両
側面の冷却空気穴を長穴形状とし、かつ、チップシュラ
ウド上面の高圧側にも冷却空気穴を設け、上記（１）と
（２）の発明の両方の機能を有するのでチップシュラウ
ドの全面が効果的に冷却することができる。
側面の冷却空気穴を長穴形状とし、かつ、チップシュラ
ウド上面の高圧側にも冷却空気穴を設け、上記（１）と
（２）の発明の両方の機能を有するのでチップシュラウ
ドの全面が効果的に冷却することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン冷却翼チップシュラウド
の平面図、図２はそのＡ−Ａ矢視図、図３はＢ−Ｂ矢視
図である。図２において１０は動翼であり、１１はその
先端部のチップシュラウド、１２は上部のフィンであ
る。１３，１４，１５，１６はチップシュラウド１１の
両側面に開口した冷却空気穴であり、その形状は後述す
るように長穴形状もしくは楕円形状をしている。チップ
シュラウド１１の内側には図７（ａ）と同様に冷却空気
穴１３〜１６の幅と同じ通路が形成されている。２０は
同じく冷却空気穴であり、チップシュラウド１１のフィ
ン１２に対し、燃焼ガス流れ方向Ｒの高圧側（上流側）
となる動翼１０の上面に設けられ、動翼１０内部から冷
却空気を流出させるものである。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン冷却翼チップシュラウド
の平面図、図２はそのＡ−Ａ矢視図、図３はＢ−Ｂ矢視
図である。図２において１０は動翼であり、１１はその
先端部のチップシュラウド、１２は上部のフィンであ
る。１３，１４，１５，１６はチップシュラウド１１の
両側面に開口した冷却空気穴であり、その形状は後述す
るように長穴形状もしくは楕円形状をしている。チップ
シュラウド１１の内側には図７（ａ）と同様に冷却空気
穴１３〜１６の幅と同じ通路が形成されている。２０は
同じく冷却空気穴であり、チップシュラウド１１のフィ
ン１２に対し、燃焼ガス流れ方向Ｒの高圧側（上流側）
となる動翼１０の上面に設けられ、動翼１０内部から冷
却空気を流出させるものである。
【００２４】図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図であり、
燃焼ガス流れ方向Ｒに対する上流側の冷却空気穴１３〜
１６の配置を示している。図示のように冷却空気穴１３
〜１６の形状は長穴形状であり、従来の単なる円形の穴
よりは流路面積を広くしてチップシュラウド１１の面も
広く冷却空気が流れるようにして冷却効果を増すように
している。なお、この冷却空気穴１３〜１６は長穴形状
の例で図示しているが、楕円形状でも良いものである。
燃焼ガス流れ方向Ｒに対する上流側の冷却空気穴１３〜
１６の配置を示している。図示のように冷却空気穴１３
〜１６の形状は長穴形状であり、従来の単なる円形の穴
よりは流路面積を広くしてチップシュラウド１１の面も
広く冷却空気が流れるようにして冷却効果を増すように
している。なお、この冷却空気穴１３〜１６は長穴形状
の例で図示しているが、楕円形状でも良いものである。
【００２５】図３は図１におけるＢ−Ｂ矢視図であり、
燃焼ガス流れ方向Ｒに対して後流の冷却空気穴１３〜１
６を示し、それらの配置は図２と同様である。このよう
に動翼１０から先端に向って流れてきた冷却空気３０は
チップシュラウド１１の両端に流出し、しかもその流路
の幅が広いのでチップシュラウド１１の面を有効に冷却
することができる。
燃焼ガス流れ方向Ｒに対して後流の冷却空気穴１３〜１
６を示し、それらの配置は図２と同様である。このよう
に動翼１０から先端に向って流れてきた冷却空気３０は
チップシュラウド１１の両端に流出し、しかもその流路
の幅が広いのでチップシュラウド１１の面を有効に冷却
することができる。
【００２６】なお、上記に説明の本実施の形態における
冷却翼チップシュラウドは、先に説明した図６に示す従
来のピンフィン５６とマルチホール５８を有する動翼５
０、図８に示す傾斜タービュレータ４４のみを有する動
翼４０及び図１０に示すピンフィン３４のみを有する動
翼３０のいずれのチップシュラウドとしても適用される
ことができ、同様の効果を奏するものである。
冷却翼チップシュラウドは、先に説明した図６に示す従
来のピンフィン５６とマルチホール５８を有する動翼５
０、図８に示す傾斜タービュレータ４４のみを有する動
翼４０及び図１０に示すピンフィン３４のみを有する動
翼３０のいずれのチップシュラウドとしても適用される
ことができ、同様の効果を奏するものである。
【００２７】次に上記に説明の実施の形態におけるガス
タービン冷却翼チップシュラウドの作用を説明する。図
４はその作用を説明するためのチップシュラウドの平面
図で、周方向に互に隣接するチップシュラウド１１−
１、１１−２を示している。図５はそのＣ−Ｃ矢視図で
あり、冷却空気のシュラウド表面の流れを示している。
タービン冷却翼チップシュラウドの作用を説明する。図
４はその作用を説明するためのチップシュラウドの平面
図で、周方向に互に隣接するチップシュラウド１１−
１、１１−２を示している。図５はそのＣ−Ｃ矢視図で
あり、冷却空気のシュラウド表面の流れを示している。
【００２８】図４において、円周方向にはチップシュラ
ウド１１−１、１１−２が隣接して配置されており、動
翼１０からの冷却空気３０はチップシュラウド１１−
１，１１−２の内側を冷却しながら、長穴形状の冷却空
気穴１３〜１６を通り、それらの両側面からそれぞれ燃
焼ガス通路へ流出する。
ウド１１−１、１１−２が隣接して配置されており、動
翼１０からの冷却空気３０はチップシュラウド１１−
１，１１−２の内側を冷却しながら、長穴形状の冷却空
気穴１３〜１６を通り、それらの両側面からそれぞれ燃
焼ガス通路へ流出する。
【００２９】一方、チップシュラウド１１−１、１１−
２の上面の燃焼ガス流れ方向Ｒに対して高圧側にあけら
れた冷却空気穴２０からは動翼１０からの冷却空気がチ
ップシュラウド１１−１、１１−２の表面に流出する
が、燃焼ガス流れ方向Ｒに対し高圧側に流出するので、
冷却空気はガス流れに押されて図示のように低圧側に向
ってＶ1 のように流れ、更にフィン１２を超えて下流側
へＶ2 のように流れる。
２の上面の燃焼ガス流れ方向Ｒに対して高圧側にあけら
れた冷却空気穴２０からは動翼１０からの冷却空気がチ
ップシュラウド１１−１、１１−２の表面に流出する
が、燃焼ガス流れ方向Ｒに対し高圧側に流出するので、
冷却空気はガス流れに押されて図示のように低圧側に向
ってＶ1 のように流れ、更にフィン１２を超えて下流側
へＶ2 のように流れる。
【００３０】低圧側に向って流出する冷却空気Ｖ1 の一
部は、チップシュラウド１１−１について述べると、チ
ップのフィンを越えた冷却空気Ｖ1 ，Ｖ2 は高応力部Ｘ
の表面を冷却し、更にチップシュラウド１１−２から流
出した冷却空気Ｖ3 はチップシュラウド１１−１の高圧
側の高応力部Ｙの表面を冷却して流れる。従って、チッ
プシュラウド１１−１の高応力部Ｘ，Ｙは、Ｙについて
は自己の冷却空気穴２０の冷却空気の流れＶ1 で冷却さ
れ、Ｘについては隣接するチップシュラウドからの冷却
空気の流れるＶ3 で冷却されるので、有効な冷却がなさ
れる。
部は、チップシュラウド１１−１について述べると、チ
ップのフィンを越えた冷却空気Ｖ1 ，Ｖ2 は高応力部Ｘ
の表面を冷却し、更にチップシュラウド１１−２から流
出した冷却空気Ｖ3 はチップシュラウド１１−１の高圧
側の高応力部Ｙの表面を冷却して流れる。従って、チッ
プシュラウド１１−１の高応力部Ｘ，Ｙは、Ｙについて
は自己の冷却空気穴２０の冷却空気の流れＶ1 で冷却さ
れ、Ｘについては隣接するチップシュラウドからの冷却
空気の流れるＶ3 で冷却されるので、有効な冷却がなさ
れる。
【００３１】図５は図４におけるＣ−Ｃ矢視図であり、
チップシュラウド１１−２上面の冷却空気流れを示して
いる。図示のように冷却空気は動翼１０内部よりチップ
シュラウド１１−２の空気冷却穴２０より燃焼ガス流れ
の高圧側に流出し、流れＶ1からＶ2 で示すようにフィ
ン１２をのり越え、チップシュラウド１１−２上面に沿
ってその圧力差によって低圧側へ流れてゆく。従って、
冷却空気の供給圧が低い場合でも、チップシュラウド上
面の圧力差により高応力部Ｘ，Ｙに冷却空気を供給する
ことができる。
チップシュラウド１１−２上面の冷却空気流れを示して
いる。図示のように冷却空気は動翼１０内部よりチップ
シュラウド１１−２の空気冷却穴２０より燃焼ガス流れ
の高圧側に流出し、流れＶ1からＶ2 で示すようにフィ
ン１２をのり越え、チップシュラウド１１−２上面に沿
ってその圧力差によって低圧側へ流れてゆく。従って、
冷却空気の供給圧が低い場合でも、チップシュラウド上
面の圧力差により高応力部Ｘ，Ｙに冷却空気を供給する
ことができる。
【００３２】以上、説明のように本発明の実施の形態の
ガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいては、チッ
プシュラウド１１には両側面に開口する長穴形状の冷却
空気穴１３〜１６を設けると共に、チップシュラウド１
１の上面のガス流れ方向高圧側（上流側）に動翼１０内
部と連通する冷却空気穴２０を設けたので、チップシュ
ラウド１１の内部を冷却空気が広い面積で流れて冷却効
果を高め、更に冷却空気穴２０によりチップシュラウド
１１の高応力部Ｘ，Ｙの部分にもチップシュラウド上面
外側において冷却空気に接触させ、この部分を有効に冷
却し、高応力の発生を防止するものである。従って、冷
却空気穴の加工ができないチップシュラウド１１の高応
力部Ｘ，Ｙも冷却空気を上面の圧力差を利用して流すこ
とができる。
ガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいては、チッ
プシュラウド１１には両側面に開口する長穴形状の冷却
空気穴１３〜１６を設けると共に、チップシュラウド１
１の上面のガス流れ方向高圧側（上流側）に動翼１０内
部と連通する冷却空気穴２０を設けたので、チップシュ
ラウド１１の内部を冷却空気が広い面積で流れて冷却効
果を高め、更に冷却空気穴２０によりチップシュラウド
１１の高応力部Ｘ，Ｙの部分にもチップシュラウド上面
外側において冷却空気に接触させ、この部分を有効に冷
却し、高応力の発生を防止するものである。従って、冷
却空気穴の加工ができないチップシュラウド１１の高応
力部Ｘ，Ｙも冷却空気を上面の圧力差を利用して流すこ
とができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明の（１）は、動翼の先端に取付け
られ、両側面に複数の冷却空気穴を有し、前記動翼内部
で翼根部から先端部へ流れる冷却空気を受け、前記冷却
空気穴から流出させるガスタービン冷却翼チップシュラ
ウドにおいて、前記冷却空気穴はチップシュラウドの面
に沿った長穴形状であることを特徴としている。このよ
うな構成により、冷却空気の流路面積が大きくなり、シ
ュラウドの面が効果的に冷却される。
られ、両側面に複数の冷却空気穴を有し、前記動翼内部
で翼根部から先端部へ流れる冷却空気を受け、前記冷却
空気穴から流出させるガスタービン冷却翼チップシュラ
ウドにおいて、前記冷却空気穴はチップシュラウドの面
に沿った長穴形状であることを特徴としている。このよ
うな構成により、冷却空気の流路面積が大きくなり、シ
ュラウドの面が効果的に冷却される。
【００３４】本発明の（２）は、ガスタービン冷却翼チ
ップシュラウドにおいて、前記チップシュラウドの上面
には、前記動翼内部を連通し開口する冷却空気穴を設
け、同上面の冷却空気穴は燃焼ガス通路の高圧側に設け
たことを特徴としている。このような構成により、チッ
プシュラウド上面に流出した冷却空気は上面に沿って低
圧側に流れてチップシュラウド周方向端部の高応力部を
冷却し、熱による応力の発生を防止する。
ップシュラウドにおいて、前記チップシュラウドの上面
には、前記動翼内部を連通し開口する冷却空気穴を設
け、同上面の冷却空気穴は燃焼ガス通路の高圧側に設け
たことを特徴としている。このような構成により、チッ
プシュラウド上面に流出した冷却空気は上面に沿って低
圧側に流れてチップシュラウド周方向端部の高応力部を
冷却し、熱による応力の発生を防止する。
【００３５】本発明の（３）は、上記（２）の発明にお
いて、前記両側面の冷却空気穴はチップシュラウドの面
に沿った長穴形状であることを特徴としているので、上
記（１）と（２）の両方の特徴を備えており、チップシ
ュラウド全体を効果的に冷却することができる。
いて、前記両側面の冷却空気穴はチップシュラウドの面
に沿った長穴形状であることを特徴としているので、上
記（１）と（２）の両方の特徴を備えており、チップシ
ュラウド全体を効果的に冷却することができる。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン冷却
翼チップシュラウドの平面図である。
翼チップシュラウドの平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係るガスタービン冷却
翼チップシュラウドを示し、作用の説明図である。
翼チップシュラウドを示し、作用の説明図である。
【図５】図４におけるＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】従来のガスタービン動翼でピンフィンとマルチ
ホールを備えた例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
そのＤ−Ｄ断面図である。
ホールを備えた例を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
そのＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図６に示すガスタービン動翼のチップシュラウ
ドを示し、（ａ）は図６におけるＥ−Ｅ矢視図、（ｂ）
は（ａ）におけるＦ−Ｆ矢視図である。
ドを示し、（ａ）は図６におけるＥ−Ｅ矢視図、（ｂ）
は（ａ）におけるＦ−Ｆ矢視図である。
【図８】本発明の先行技術に係るガスタービン動翼で傾
斜タービュレータを備えた動翼の縦断面図である。
斜タービュレータを備えた動翼の縦断面図である。
【図９】図８におけるＧ−Ｇ断面図である。
【図１０】本発明の先行技術に係るガスタービン動翼で
ピンフィンを備えた動翼の縦断面図である。
ピンフィンを備えた動翼の縦断面図である。
【図１１】図１０におけるＨ−Ｈ断面図である。
１０ 動翼 １１，１１−１，１１−２ チップシュラウド １２ フィン １３〜１６ 冷却空気穴 ２０ 冷却空気穴 ３０ 冷却空気 Ｘ，Ｙ 高応力部 Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 冷却空気の流れ
Claims (3)
- 【請求項１】 動翼の先端に取付けられ、両側面に複数
の冷却空気穴を有し、前記動翼内部で翼根部から先端部
へ流れる冷却空気を受け、前記冷却空気穴から流出させ
るガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいて、前記
冷却空気穴はチップシュラウドの面に沿った長穴形状で
あることを特徴とするガスタービン冷却翼チップシュラ
ウド。 - 【請求項２】 動翼の先端に取付けられ、両側面に複数
の冷却空気穴を有し、前記動翼内部で翼根部から先端部
へ流れる冷却空気を受け、前記冷却空気穴から流出させ
るガスタービン冷却翼チップシュラウドにおいて、前記
チップシュラウドの上面には前記動翼内部と連通し、開
口する冷却空気穴を設け、同上面の冷却空気穴は燃焼ガ
ス通路の高圧側に設けたことを特徴とするガスタービン
冷却翼チップシュラウド。 - 【請求項３】 前記両側面の冷却空気穴はチップシュラ
ウドの面に沿った長穴形状であることを特徴とする請求
項２記載のガスタービン冷却翼チップシュラウド。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165917A JPH1113402A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ガスタービン冷却翼チップシュラウド |
| US09/242,678 US6146098A (en) | 1997-06-23 | 1998-06-18 | Tip shroud for cooled blade of gas turbine |
| EP98928539A EP0927814B1 (en) | 1997-06-23 | 1998-06-18 | Tip shroud for cooled blade of gas turbine |
| PCT/JP1998/002689 WO1998059157A1 (fr) | 1997-06-23 | 1998-06-18 | Virole pour aube de turbine a gaz refroidie |
| DE69828023T DE69828023T2 (de) | 1997-06-23 | 1998-06-18 | Deckband für gekühlte gasturbinenschaufeln |
| CA002264682A CA2264682C (en) | 1997-06-23 | 1998-06-18 | Gas turbine cooled blade tip shroud |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165917A JPH1113402A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ガスタービン冷却翼チップシュラウド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113402A true JPH1113402A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15821477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9165917A Pending JPH1113402A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ガスタービン冷却翼チップシュラウド |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6146098A (ja) |
| EP (1) | EP0927814B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1113402A (ja) |
| CA (1) | CA2264682C (ja) |
| DE (1) | DE69828023T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998059157A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000291405A (ja) * | 1999-04-05 | 2000-10-17 | General Electric Co <Ge> | ガスタービン・バケット及び上部シュラウド用冷却回路 |
| JP2006316750A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Hitachi Ltd | ガスタービン動翼とそれを用いたガスタービン及びその発電プラント |
| JP2009167934A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン動翼およびガスタービン |
| JP2012225207A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン動翼及びその製造方法 |
| JP2017210959A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンロータブレード用冷却通路 |
| JP2019002401A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ターボ機械のブレードの冷却構造および関連する方法 |
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| GB9915648D0 (en) | 1999-07-06 | 1999-09-01 | Rolls Royce Plc | Improvement in or relating to turbine blades |
| DE19963377A1 (de) * | 1999-12-28 | 2001-07-12 | Abb Alstom Power Ch Ag | Turbinenschaufel mit aktiv gekühltem Deckbandelement |
| JP2002371802A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンにおけるシュラウド一体型動翼と分割環 |
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| FR3001758B1 (fr) * | 2013-02-01 | 2016-07-15 | Snecma | Aube de rotor de turbomachine |
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| JP7434199B2 (ja) * | 2021-03-08 | 2024-02-20 | 株式会社東芝 | タービン動翼 |
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-
1997
- 1997-06-23 JP JP9165917A patent/JPH1113402A/ja active Pending
-
1998
- 1998-06-18 DE DE69828023T patent/DE69828023T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-18 WO PCT/JP1998/002689 patent/WO1998059157A1/ja active IP Right Grant
- 1998-06-18 EP EP98928539A patent/EP0927814B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-18 US US09/242,678 patent/US6146098A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-18 CA CA002264682A patent/CA2264682C/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021001 |