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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- F05B2240/00—Components
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- F05B2240/801—Platforms for stationary or moving blades cooled platforms
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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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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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DE19963377A1 (de) * | 1999-12-28 | 2001-07-12 | Abb Alstom Power Ch Ag | Turbinenschaufel mit aktiv gekühltem Deckbandelement |
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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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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021001 |