JPH11247609A - ガスタービン動翼のプラットフォーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン動翼のプラットフォームに関
し、プラットフォームの冷却構造を簡素化して加工を容
易にすると共に側端部の冷却効果を高める。 【解決手段】 プラットフォーム１内の前縁部には動翼
５１の通路５２と連通する冷却通路２，３を両側面まで
開口して穿設し、それら開口にはそれぞれ蓋２ａ，２ｂ
を挿入し、閉じる。冷却通路２，３にはそれぞれプラッ
トフォーム１側端部に沿って穿設した冷却通路４，６の
一端を連通し、通路４，６の他端はプラットフォーム１
後端面に開口する。冷却通路４に沿って側端面に開口す
る多数の冷却穴５を配列する。冷却空気は冷却通路２か
ら６へ、３から多数冷却穴５及び通路４へと流れてそれ
ぞれ７０ｆ，７０ｄ，７０ｅとして流出し、プラットフ
ォーム１全体を冷却し、端部は冷却穴５で冷却されるの
で冷却性能を確保すると共に、冷却系の加工を良好にす
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動翼の
プラットフォームに関し、冷却性能を向上させるように
したものである。

【０００２】

【従来の技術】図３はガスタービン動翼の代表的なプラ
ットフォームの内部断面図であり、主に一段動翼に用い
られている例である。図において、５０はプラットフォ
ーム全体であり、５１は一段動翼である。５２は動翼５
１の前縁の通路であり、この通路５２にはそれぞれ両側
に伸びる冷却通路５３，５４が連通して設けられてい
る。冷却通路５３，５４はそれぞれ両側の冷却通路５
５，５６に接続し、通路５５，５６はそれぞれプラット
フォーム５０の後方端で開口している。

【０００３】プラットフォーム５０の前方端には両側に
それぞれ冷却通路５７，５８及び５９，６０が設けられ
ており、これら冷却通路５７〜６０はプラットフォーム
５０の下面から上面に向かって傾斜して穿設されており
上面で開口し、冷却空気を吹き出すようになっている。
又、プラットフォーム５０の後方には冷却通路６１，６
２，６３が穿設されており、同じくプラットフォーム５
０の下面より上面に向かって傾斜して設けられ、後方端
において開口し、冷却空気を吹き出すようになってい
る。

【０００４】更に、プラットフォームの中央部には冷却
通路６４，６５，６６，６７，６８が設けられ、これら
も同様にプラットフォーム下面より上面へ向かって斜め
に設けられ、冷却空気を上面に吹き出すようになってお
り、上面において冷却空気を拡散させるために出口端が
末広がり状に加工されている。

【０００５】図４は図３におけるＣ−Ｃ断面縮小図であ
り、プラットフォーム５０の両端内部には冷却通路５
５，５６が設けられており、冷却通路６７がプラットフ
ォーム５０の下面より上面へ向って斜めに穿設されてい
る状態を示している。

【０００６】図５は図３におけるＤ−Ｄ断面縮小図であ
り、プラットフォーム５０の前方から後方に向い、開口
する冷却通路５５と斜めに設けられた冷却通路５７、６
４〜６８が設けられ、それぞれ冷却空気を後方、上面へ
と吹き出す状態を示している。

【０００７】上記構成のプラットフォーム５０において
は前縁の通路５２から動翼５１内に供給される冷却空気
の一部を冷却通路５５，５６に流してプラットフォーム
５０両側を冷却し、プラットフォーム５０の後方へ流出
させ、又、プラットフォームの前後には冷却通路５７〜
６０、及び６１〜６３をそれぞれ斜めに設けてプラット
フォーム５０の下部より冷却空気を導き、前後の端部周
辺の上面に流出し、更に中央部では冷却通路６４〜６８
を斜めに設け、プラットフォーム５０の下部より上面に
流出させるようにしている。このような冷却空気の流れ
と流出によりプラットフォーム５０の全体を冷却してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の代
表的なガスタービン動翼のプラットフォームにおいて
は、冷却通路５５，５６の直線状の主冷却通路に加え、
斜めにプラットフォーム５０を貫通し、しかも比較的傾
斜ルートの長い冷却通路５７〜６０、６１〜６３等が多
数設けられており、冷却空気の供給経路が多く、プラッ
トフォーム自体の加工も複雑となり、加工を容易にし、
かつ冷却効果もプラットフォーム全体の冷却も維持し、
特に熱的影響の厳しい周側面での冷却を行える形状が望
まれていた。

【０００９】そこで本発明はプラットフォームの冷却空
気の経路を簡素化し、冷却空気の供給経路も単純化して
加工を容易にすると共に、プラットフォーム全体の冷却
効果も損なうことなく維持し、特にプラットフォームの
周側面を効果的に冷却できるガスタービン動翼のプラッ
トフォームを提供することを課題としてなされたもので
ある。

【００１０】

【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（１），（２）の手段を提供する。

【００１１】（１）プラットフォーム内の動翼の両側に
設けられ、一端を同動翼の前縁通路に連通し他端が前記
プラットフォーム周側面にそれぞれ開口する２本の冷却
通路と、同２本の冷却通路の各開口をそれぞれふさぐ蓋
と、前記２本の冷却通路にそれぞれ一端が連通し他端が
プラットフォーム後方端面にそれぞれ開口するプラット
フォーム両側端部冷却通路と、同両側端部冷却通路のい
ずれか一方の冷却通路に一端が連通し他端が周側面に開
口する複数の冷却穴とを備えたことを特徴とするガスタ
ービン動翼のプラットフォーム。

【００１２】（２）プラットフォーム内で動翼の両側に
おいて前縁側から後縁側に順次周側面を向き直線状でか
つ平行に冷却通路を複数配列し、同冷却通路はそれぞれ
一端が前記動翼内部の冷却通路に連通し他端がプラット
フォーム周側面にそれぞれ開口していることを特徴とす
るガスタービン動翼のプラットフォーム。

【００１３】本発明の（１）のプラットフォームはプラ
ットフォームの両側端面に沿って両側端部冷却通路が設
けられ、動翼の通路と連通する前縁側の冷却通路から冷
却空気を導いて流し、後端面の開口から流出させてプラ
ットフォームの両側が冷却される。更に両側端部冷却通
路のいずれか一方、例えば高温の燃焼ガスにさらされる
背側の冷却通路に多数の冷却穴を連通して配列し、これ
ら冷却穴から冷却空気を流出させて熱的影響の厳しい側
端面を効果的に冷却することができる。

【００１４】しかも上記の（１）のプラットフォームは
従来のような複雑で傾斜した冷却通路がなく、単純な両
側端部に沿って伸び後端面で開口する冷却通路と、順次
配列した短い冷却穴とからなるシンプルな冷却系統であ
るのでその加工が容易となるものである。

【００１５】本発明の（２）のプラットフォームは、前
縁側から後縁側へ、両側端面を向く多数の冷却通路を配
列し、各冷却通路は動翼の通路に連通し、両側端面で開
口しているので、プラットフォーム全面にわたり、かつ
その両側端面にも冷却空気が並行して流出するので、実
施の第１形態よりも一層プラットフォームの側端面の冷
却がなされ、又、その加工性においても冷却通路が規則
性を持って配列しているのでより有利となるものであ
る。

【００１６】

【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
施の第１形態に係るガスタービン動翼を示し、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【００１７】図１において、１はプラットフォームであ
り、５１は動翼である。２，３は冷却通路であり、それ
ぞれプラットフォーム１内部の動翼５１の前縁側の左右
に伸びて穿設されており、一端が動翼５１の前縁側の通
路５２に連通し、他端がそれぞれプラットフォーム１の
両端に向けて配置されている。

【００１８】４は冷却通路であり、プラットフォーム１
の背側の側面に沿って穿設されており、前方端は冷却通
路３に連通し、後方端は後縁側で開口して配置されてい
る。更に、この冷却通路４には側面に向けて開口する冷
却穴５が多数連通し、側面に配列されている。

【００１９】６も冷却通路であり、プラットフォーム１
内部の動翼５１の腹側の側面に沿って穿設されており、
前方端は冷却通路２に連通し、後方端は後縁側で開口し
て配置されている。

【００２０】２ａ，３ａは蓋であり、２ａは冷却通路２
の開口部に挿入され、開口を閉じ、３ａは冷却通路３の
開口部に挿入され、この開口部を閉じている。この蓋２
ａ，３ａは冷却通路２，３をプラットフォーム１内に加
工する際に通路の穴明けを容易にするためのもので、冷
却通路２，３はプラットフォーム１の側面から動翼５１
の前縁部の通路５２に向って貫通した穴加工を行い、プ
ラットフォーム１の側面の開口部を蓋２，３で閉じれば
良いものであり、穴加工が簡単となる。

【００２１】上記構成の実施の第１形態のプラットフォ
ームにおいて、冷却空気７０（図示せず）は動翼５１の
基部より通路５２を通り先端に向かい動翼５２の内部に
流入すると共に、その一部は冷却通路２，３に流入す
る。冷却通路２，３に流入した冷却空気７０は７０ａ，
７０ｂで示すように流れてプラットフォーム１の前縁部
を冷却し、それぞれ冷却通路４，６に流入する。

【００２２】冷却通路４に流入した冷却空気７０ｃは通
路４内を流れる途中において順次多数の冷却穴５から７
０ｄとして流出し、プラットフォーム１の背側の側端部
を冷却し、残りの冷却空気７０ｅは後端の開口から流出
する。このようにして高温の燃焼ガスにさらされて熱的
影響の厳しいプラットフォーム１の背側の側端部及び前
縁部を効果的に冷却することができる。

【００２３】冷却通路６に流入した冷却空気７０ｆはそ
のまま通路６内を流れ後端の開口から流出し、プラット
フォーム１の燃焼ガス後流側の側端部を冷却する。この
場合の冷却通路６には側端部に向う多数の冷却穴は設け
ずにプラットフォーム１の加工性を考慮して省略し、冷
却通路６を流れる冷却空気７０ｆのみで側端部を冷却
し、動翼５１寄りの部分の冷却を最少限担うようにして
いる。

【００２４】以上説明の実施の第１形態のガスタービン
動翼のプラットフォームによれば、動翼５１の前縁部の
通路から冷却空気７０ａ，７０ｂをそれぞれ導き、冷却
通路４と６に流してプラットフォーム１の両側端部を冷
却し、熱的影響の厳しい背側の側端部のみを多数の冷却
穴５を配置し、これら冷却穴５に冷却通路４からの冷却
空気を導き、７０ｄとして側端部へ流出させてこの側端
部を冷却するような最少限の冷却通路と単純な冷却空気
の流路の構成としたので、従来のように複雑で傾斜した
多数の冷却通路を備えることなく、プラットフォーム１
全体を効果的に冷却し、これに加えてプラットフォーム
１の冷却系統の加工が容易になるものである。

【００２５】図２は本発明の実施の第２形態に係るガス
タービン動翼のプラットフォームを示し、（ａ）はその
平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
図において、１１はプラットフォームであり、５１は動
翼である。動翼５１には前縁側の通路５２、中央部に４
１，４２、後縁側に４３の各通路が設けられ、これら各
通路には冷却空気が流入し、図示省略しているが翼内部
でこれら通路の一部、もしくは全部が連通してサーペン
タイン冷却通路を形成し、動翼全体を冷却している。

【００２６】１２ａ，１２ｂはそれぞれプラットフォー
ム１内部に穿設された冷却通路であり、図示のように一
端が動翼５２の通路に連通し、他端がプラットフォーム
側面に開口している。これら冷却通路は動翼５１の腹側
に平行に複数本の冷却通路１２ａが配列され、１２ａと
対向する反対側の背側には同じ本数の冷却通路１２ｂが
平行に配列している。

【００２７】各冷却通路１２ａ，１２ｂは図示の例では
冷却通路５２，４１，４３に対してそれぞれ２本、中央
部の冷却通路４２には３本を連通させて１２ａ，１２ｂ
は互いに反対向きに直線状に配列し、各通路５２，４
１，４２，４３から冷却空気の一部を導き、それぞれプ
ラットフォーム１の両側面に向って流れ、側面の開口よ
り冷却通路１２ａからは７０ｇ、１２ｂからは７０ｈと
して流出し、プラットフォーム１の全面を均一に冷却す
る。

【００２８】上記構成の実施の第２形態のガスタービン
動翼のプラットフォームにおいては、プラットフォーム
１１の中央部のみならず両側端部にわたって複数の冷却
通路１２ａ，１２ｂを互いに平行で、かつ、直線状に配
列したので、プラットフォーム全体が均一に冷却され
る。又、熱的影響の大きい両側端部が効果的に冷却さ
れ、その加工性も単純で規則正しく冷却通路を配置した
ので実施の第１形態よりも更に冷却効果、加工性共、良
くなるものである。

【００２９】なお、本実施の第１形態においては冷却通
路６は１本の例で示しているが、本発明はこの例に限定
するものではなく、当然２本、あるいは許されれば３
本、又かならずしも直線でなくても良いものである。

【００３０】又、実施の第２形態においては冷却通路１
２ａ，１２ｂは動翼５２の通路５２，４１，４３に対し
ては２本、４２に対しては３本それぞれ連通させる例で
示したが本発明はこの例に限定するものではなく、各通
路にはスペース的に許されれば３本、４本、あるいは１
本のみでも良く、設計上の要求により当然増減されるも
のである。又、冷却通路１２ａ，１２ｂは必ずしも並行
配列しなくても、同様の効果が得られるものである。

【００３１】

【発明の効果】本発明の（１）のガスタービン動翼のプ
ラットフォームは、プラットフォーム内の動翼の両側に
設けられ、一端を同動翼の前縁通路に連通し他端が前記
プラットフォーム周側面にそれぞれ開口する２本の冷却
通路と、同２本の冷却通路の各開口をそれぞれふさぐ蓋
と、前記２本の冷却通路にそれぞれ一端が連通し他端が
プラットフォーム後方端面にそれぞれ開口するプラット
フォーム両側端部冷却通路と、同両側端部冷却通路のい
ずれか一方の冷却通路に一端が連通し他端が周側面に開
口する複数の冷却穴とを備えたことを特徴としている。
このような構成により、プラットフォームの冷却系統が
簡素化され、その加工が容易となると共にプラットフォ
ーム全体の冷却効果も維持でき、特に熱的影響の厳しい
プラットフォームの側端部の冷却が効果的に行うことが
できる。

【００３２】本発明の（２）のプラットフォームは、プ
ラットフォーム内で動翼の両側において前縁側から後縁
側に順次周側面を向き直線状でかつ平行に冷却通路を複
数配列し、同冷却通路はそれぞれ一端が前記動翼内部の
冷却通路に連通し他端がプラットフォーム周側面にそれ
ぞれ開口していることを特徴としている。このような構
成により、プラットフォームの冷却通路が単純化され、
従来のような複雑で傾斜した冷却通路がなくなり、加工
性が（１）の発明と同様に良好となる。更に熱的影響が
大きい両側端部が効果的に冷却され、かつ、多数の冷却
通路が前縁側から後縁側に配列されているのでプラット
フォーム全体が均一に冷却される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン動
翼のプラットフォームを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）
は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【図２】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン動
翼のプラットフォームを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）
は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図３】従来のガスタービン動翼の代表的な内部断面図
である。

【図４】図３におけるＣ−Ｃ断面縮小図である。

【図５】図３におけるＤ−Ｄ断面縮小図である。

【符号の説明】

１，１１ プラットフォーム ２，３，４，６ 冷却通路 ２ａ，３ａ 蓋 ５ 冷却穴 １２ａ，１２ｂ 冷却通路 ５１ 動翼 ４１，４２，４３， ５２ 通路 ７０ａ〜７０ｈ 冷却空気

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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラットフォーム内の動翼の両側に設け
   られ、一端を同動翼の前縁通路に連通し他端が前記プラ
   ットフォーム周側面にそれぞれ開口する２本の冷却通路
   と、同２本の冷却通路の各開口をそれぞれふさぐ蓋と、
   前記２本の冷却通路にそれぞれ一端が連通し他端がプラ
   ットフォーム後方端面にそれぞれ開口するプラットフォ
   ーム両側端部冷却通路と、同両側端部冷却通路のいずれ
   か一方の冷却通路に一端が連通し他端が周側面に開口す
   る複数の冷却穴とを備えたことを特徴とするガスタービ
   ン動翼のプラットフォーム。
2. 【請求項２】 プラットフォーム内で動翼の両側におい
   て前縁側から後縁側に順次周側面を向き直線状でかつ平
   行に冷却通路を複数配列し、同冷却通路はそれぞれ一端
   が前記動翼内部の冷却通路に連通し他端がプラットフォ
   ーム周側面にそれぞれ開口していることを特徴とするガ
   スタービン動翼のプラットフォーム。