JPH11223102A - ガスタービン動翼 - Google Patents

ガスタービン動翼

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Publication number
JPH11223102A
JPH11223102A JP2330698A JP2330698A JPH11223102A JP H11223102 A JPH11223102 A JP H11223102A JP 2330698 A JP2330698 A JP 2330698A JP 2330698 A JP2330698 A JP 2330698A JP H11223102 A JPH11223102 A JP H11223102A
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JP
Japan
Prior art keywords
shroud
cooling
cavity
blade
moving blade
Prior art date
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Pending
Application number
JP2330698A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Fukue
一郎 福江
Eiji Akita
栄司 秋田
Kiyoshi Suenaga
潔 末永
Yasuoki Tomita
康意 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to DE69931088T priority patent/DE69931088T2/de
Priority to EP03025023.7A priority patent/EP1391581B1/en
Priority to EP09178798.6A priority patent/EP2157280B1/en
Priority to EP99102032A priority patent/EP0935052B1/en
Priority to US09/243,821 priority patent/US6152695A/en
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Publication of JPH11223102A publication Critical patent/JPH11223102A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/22Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン動翼に関し、動翼内の対流を促
進して熱伝達率を高めると共に、シュラウドの冷却効果
も高め、動翼全体の冷却効果を高める。 【解決手段】 動翼1内部は全長にわたって空胴を支持
するリブ4を除き、内部空胴10とし、内部空胴10の
両壁面に固定するピンフィン5を多数全壁面に設ける。
動翼1の先端のシュラウド2には両側に向かって冷却空
気を流出する冷却通路(図示せず)を複数列設け、シュ
ラウド2全面に冷却空気を流し、冷却する。冷却空気3
0は翼根部3より翼内に流れ、空胴10内のピンフィン
5により乱流となり、熱伝達を高め、先端へ流れ、シュ
ラウド2へスムーズに流入し、全面を冷却し、両側より
外部へ流出する。動翼の熱伝達率向上とシュラウドの全
面冷却とにより動翼全体の冷却効果を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は火力発電などに使用
されるガスタービン動翼に関し、動翼の冷却構造を簡素
化し、冷却性能を向上させるものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の代表的なガスタービン動翼
を示し、(a)は動翼の縦断面図、(b)はそのD−D
断面図である。図において、31は動翼であり、32は
その先端のシュラウド、33はシュラウド32に設けら
れたフィンである。34は動翼32内に穿設されたマル
チホール、35は動翼31内壁に設けられたピンフィ
ン、36はリブであり空胴39を支持するものである。
37はハブ部、38は翼根部であり、39は前述の空胴
である。
【0003】図6は図5におけるE−E断面図、図7は
図6におけるF−F断面図であり、両図において、シュ
ラウド32内部には2つのキャビティ40,41が独立
に形成されており、キャビティ40,41には図7に示
すようにそれぞれプラグ42,43が上面より挿入され
て内部を密閉し、動翼31のマルチホール34がキャビ
ティ40,41にそれぞれ連通し、冷却空気を供給して
いる。キャビティ40,41にはそれぞれ対向する両側
に向かって複数の冷却穴44が連通し、冷却穴44はそ
れぞれ両端面で開口し、冷却空気を流出する構成であ
る。
【0004】上記構成の動翼においては、冷却空気50
は矢印で図示するように翼根部38より空胴39に流入
し、ピンフィン35により熱伝達率を向上させて基部を
冷却してマルチホール34を流れて先端部へ導かれる。
先端部からはシュラウド32のキャビティ40,41に
流入し、キャビティ40,41から各冷却穴44を通
り、互に対向するシュラウド32の両端面へ流出し、シ
ュラウド全面を冷却している。
【0005】上記に説明の動翼においては、前述のよう
に、動翼31の先端にはインテグラル状をなすシュラウ
ド32が動翼31と一体に形成されている。シュラウド
32は動翼31の先端から漏洩するガスを減少させると
ともに、シュラウド32の端面を隣接するシュラウド3
2の端面に圧接させて一連のグループ翼を形成させるこ
とにより動翼31の耐振動強度を向上させている。動翼
31には回転軸方向と円周方向との2方向の振動が発生
するが、シュラウド32の端面を斜めに形成することに
より両方向の振動が抑制される。また、シュラウド32
には動翼31の先端部から漏洩するガスを減少させるた
めとケーシング側との接触を防止するため、フィン33
が削り出して設けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ガスタービン動翼においては、シュラウド32の対向す
る両側の冷却穴44より冷却空気が流出し、シュラウド
32全体を冷却して温度を低下させるが、冷却空気の消
費の面からは、冷却空気が動翼31のマルチホール34
からキャビティ40,41に合流し、キャビティ40,
41から両側に分かれ互に対向する冷却穴44に流れ、
それぞれ両側に流れる。従って、各キャビティから両側
へ複数の冷却穴44が配置されており、各冷却穴44の
抵抗のちがいにより、各冷却穴によって流量が異なり、
冷却空気が均等に流れず、均等な冷却空気の分配調整が
むずかしい状況にある。
【0007】そこで本発明では動翼の構造を簡素化し、
シュラウドの2つの独立したキャビティに流入する冷却
空気をできるだけ均等になるような構造として冷却空気
のシュラウドへの流入をスムーズにするようなガスター
ビン動翼を提供することを課題としてなされたものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために、次の手段を提供する。
【0009】翼先端にシュラウドを有し、同翼の基部よ
り冷却空気を翼内部に導き先端へ流して前記シュラウド
内へ導き、同シュラウド内に穿設した多数の冷却通路よ
り流出させるガスタービンの動翼において、前記翼内部
には全長にわたって空胴を設け、同空胴内には両端を同
空胴両壁面で支持するピンフィンを多数配列すると共
に、前記シュラウドの各冷却通路は前記翼の空胴に連通
し、同シュラウドの対向する両側へ開口して配列されて
いることを特徴とするガスタービン動翼。
【0010】本発明のガスタービン動翼は、翼内部が全
長に渡って空胴であり、空胴内部には空胴の両側壁面で
支持される多数のピンフィンが配列しているので、内部
を流れる冷却空気の対流がピンフィンによって促進さ
れ、熱伝達率が向上し、翼を効果的に冷却する。又、多
数のピンフィンは空胴の両側面に固定されているので空
胴を支持することになり翼の強度が高まるものである。
【0011】更に、翼を冷却した冷却空気は空胴から直
接シュラウドの各冷却通路へ流入し、各冷却通路はシュ
ラウドの両側に開口するように配列しているので冷却空
気はシュラウドの各冷却通路内にスムーズに流入し、シ
ュラウド全面を効果的に冷却することができる。従っ
て、翼内部の空胴とピンフィンによる冷却効果とシュラ
ウドの全面への冷却空気のスムーズな流入による冷却効
果の相乗効果により、動翼全体の冷却効率が向上する。
【0012】
【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動翼の縦断面図、図2は
図1におけるA−A断面図である。両図において、1は
動翼であり、2はその先端のシュラウド、3は翼根部で
ある。4はリブであり、内部空胴10を製造時に形成
し、この空胴10を支持するためのものであり、本発明
にとっては特に必要としないものである。5は内部空胴
10内の両壁面に固定されて形成されたピンフィンであ
り多数が形成されている。10は前述の動翼1内に形成
された内部空胴である。
【0013】このように本実施の形態の動翼は内部を全
長にわたり内部空胴10とし、多数のピンフィン5を設
けた構造として内部の冷却空気の流通と対流を良くし、
冷却効果を高めると共にシュラウド2への冷却空気の流
入を容易とする構造としている。
【0014】図3は図1におけるB−B断面図であり、
シュラウドを示す図である。図において、シュラウド2
内には2個のキャビティ11,12が穿設されており、
それぞれ動翼1の内部空胴10に連通している。キャビ
ティ11には冷却通路13,14,15が連通してシュ
ラウド2の一方の側に冷却空気を流出し、又、冷却通路
16,17,18も連通し、それぞれ冷却通路13〜1
5と対向する反対側に冷却空気を流出する。
【0015】キャビティ12には冷却通路19,20,
21が連通し、シュラウド2の一方の側に冷却空気を流
出し、又、冷却通路22,23,24も連通し、通路1
9〜21と対向する反対側に冷却空気を流出し、シュラ
ウド2の両側への冷却空気の流出でシュラウドの全面を
冷却する。又、従来例と同様にキャビティ11,12の
上面にはプラグ25,26が設けられ、キャビティ1
1,12の上部を密閉している。
【0016】図4は図3におけるC−C断面図であり、
動翼1の内部空間10はシュラウド2内のキャビティ1
2に連通しており、キャビティ12には両側に伸びる冷
却通路19,22が連通し、それぞれ冷却空気を両側に
流出している。又、キャビティ12の上部にはプラグ2
6が装着され、キャビティ12内を密閉している。
【0017】上記構成の実施の形態での動翼において、
冷却空気50が翼根部3より翼内部へ流入し、内部空胴
10内の多数のピンフィン5により乱流となって熱伝達
を良好にして先端部へ流れる過程で翼を冷却し、内部空
胴10よりシュラウド2内のキャビティ11,12内へ
スムーズに流入する。
【0018】冷却空気はシュラウド2内のキャビティ1
1,12内へ流入し、キャビティ11からは冷却通路1
3〜15,16〜18を通り、それぞれ対向する両側よ
り外部に流出し、キャビティ12からも同様に冷却通路
19〜21,22〜24を通りそれぞれ対向する両側よ
り外部に流出し、シュラウド2の全面を冷却している。
【0019】上記のように本実施の形態の動翼によれ
ば、動翼1の内部を全長にわたって内部空胴10とし、
内部には多数のピンフィン5を設けた構造として冷却空
気の内部の対流を促進して熱伝達率を向上せしめると共
に、シュラウド2内にスムーズに流入させ、更に、シュ
ラウド2には両側へ冷却空気を流出させるキャビティ1
1,12及び冷却通路13〜24を設けてシュラウド全
面を冷却する構成としたので、動翼1の冷却効果を高
め、シュラウド2の全面の均一な冷却がなされたもので
ある。
【0020】
【発明の効果】本発明のガスタービン動翼は、翼先端に
シュラウドを有し、同翼の基部より冷却空気を翼内部に
導き先端へ流して前記シュラウド内へ導き、同シュラウ
ド内に穿設した多数の冷却通路より流出させるガスター
ビンの動翼において、前記翼内部には全長にわたって空
胴を設け、同空胴内には両端を同空胴両壁面で支持する
ピンフィンを多数配列すると共に、前記シュラウドの各
冷却通路は前記翼の空胴に連通し、同シュラウドの対向
する両側へ開口して配列されていることを特徴としてい
る。このような構成により、動翼内部が空胴とピンフィ
ンによって熱伝達率が向上して有効に冷却されると共
に、シュラウドの冷却通路へ空胴より冷却空気がスムー
ズに流入してシュラウド全面も均一に冷却するので、動
翼全体の冷却効果が高まるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るガスタービン動翼
の縦断面図である。
【図2】図1におけるA−A断面図である。
【図3】図1におけるB−B断面図である。
【図4】図3におけるC−C断面図である。
【図5】従来のガスタービン動翼を示し、(a)は縦断
面図、(b)は(a)におけるD−D断面図である。
【図6】図5におけるE−E断面図である。
【図7】図6におけるF−F断面図である。
【符号の説明】
1 動翼 2 シュラウド 3 翼根部 4 リブ 5 ピンフィン 10 内部空胴 11,12 キャビティ 13〜24 冷却通路 25,26 プラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 康意 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 翼先端にシュラウドを有し、同翼の基部
    より冷却空気を翼内部に導き先端へ流して前記シュラウ
    ド内へ導き、同シュラウド内に穿設した多数の冷却通路
    より流出させるガスタービンの動翼において、前記翼内
    部には全長にわたって空胴を設け、同空胴内には両端を
    同空胴両壁面で支持するピンフィンを多数配列すると共
    に、前記シュラウドの各冷却通路は前記翼の空胴に連通
    し、同シュラウドの対向する両側へ開口して配列されて
    いることを特徴とするガスタービン動翼。
JP2330698A 1998-02-04 1998-02-04 ガスタービン動翼 Pending JPH11223102A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2330698A JPH11223102A (ja) 1998-02-04 1998-02-04 ガスタービン動翼
DE69931088T DE69931088T2 (de) 1998-02-04 1999-02-01 Gasturbinenlaufschaufel
EP03025023.7A EP1391581B1 (en) 1998-02-04 1999-02-01 Gas turbine moving blade
EP09178798.6A EP2157280B1 (en) 1998-02-04 1999-02-01 Gas turbine rotor blade
EP99102032A EP0935052B1 (en) 1998-02-04 1999-02-01 Gas turbine rotor blade
US09/243,821 US6152695A (en) 1998-02-04 1999-02-03 Gas turbine moving blade
CA002261107A CA2261107C (en) 1998-02-04 1999-02-03 Gas turbine moving blade

Applications Claiming Priority (1)

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JP2330698A JPH11223102A (ja) 1998-02-04 1998-02-04 ガスタービン動翼

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JPH11223102A true JPH11223102A (ja) 1999-08-17

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ID=12106927

Family Applications (1)

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JP (1) JPH11223102A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327493A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 General Electric Co <Ge> 蛇行冷却回路及びシュラウドを冷却する方法
JP2008106743A (ja) * 2006-10-23 2008-05-08 United Technol Corp <Utc> ガスタービンエンジンの構成要素
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
CN106593541A (zh) * 2016-11-17 2017-04-26 西北工业大学 一种强化冲击传热装置
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

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030924