JPS6043101A - タ−ビンホイ−ル - Google Patents
タ−ビンホイ−ルInfo
- Publication number
- JPS6043101A JPS6043101A JP14921283A JP14921283A JPS6043101A JP S6043101 A JPS6043101 A JP S6043101A JP 14921283 A JP14921283 A JP 14921283A JP 14921283 A JP14921283 A JP 14921283A JP S6043101 A JPS6043101 A JP S6043101A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling air
- disk
- air inlet
- blade
- outer peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
- F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は翼（二冷却空気通路をもった一体鋳造タービン
ホイールに関するものである。
ホイールに関するものである。
一般（ニタービンホイールにおいて、各翼を冷却して作
動流体と諷の金属表面とに温度差をもたせ、作動流体温
度を使用金属の耐熱実用温度以上に上昇させることは、
タービンの熱サイクル性能を向とさせる事とし−て知ら
れている。
動流体と諷の金属表面とに温度差をもたせ、作動流体温
度を使用金属の耐熱実用温度以上に上昇させることは、
タービンの熱サイクル性能を向とさせる事とし−て知ら
れている。
そのため（二、各タービン翼Ｃ二は付根部分よ′り翼内
部を通って翼外（＝達す′る冷却空気通路を設けている
。しかしこのように冷却空気通路の始端を各興の付根部
分（−設ける構造では翼の強度上不利となるため、翼と
ディスクとを安価な方法である鋳造Ｃ二よって−・不成
形することは実施されなかった。
部を通って翼外（＝達す′る冷却空気通路を設けている
。しかしこのように冷却空気通路の始端を各興の付根部
分（−設ける構造では翼の強度上不利となるため、翼と
ディスクとを安価な方法である鋳造Ｃ二よって−・不成
形することは実施されなかった。
この問題の一つの解決方法として、冷却空気入口孔を各
翼間に設けることが提案された。しかしディスク軸方向
の冷却空気入口孔を各翼間（−設けることには次の問題
がろる。
翼間に設けることが提案された。しかしディスク軸方向
の冷却空気入口孔を各翼間（−設けることには次の問題
がろる。
（１）冷却空気通路がディスク内で曲げられかつ長くな
るため、冷却空気の圧力損失が増加する。
るため、冷却空気の圧力損失が増加する。
（２） 冷却空気通路がディスク内で翼の片側の底部を
横切るため、この都の強度が低下する。この傾向は冷却
空気通路面積の大きい近年のガスタービン翼で著しくな
る。
横切るため、この都の強度が低下する。この傾向は冷却
空気通路面積の大きい近年のガスタービン翼で著しくな
る。
（３）衝動タービン翼では、比較的翼のコード方向がデ
ィスクの軸方向シー近く各翼間に冷却空気入口孔を設は
得るが、ピッチコード比が小さくコード方向がディスク
の軸方向監一対し大きく傾いている翼では、各員の間（
＝翼と干渉しないよう軸方向の入口孔を設けるのは困難
である。
ィスクの軸方向シー近く各翼間に冷却空気入口孔を設は
得るが、ピッチコード比が小さくコード方向がディスク
の軸方向監一対し大きく傾いている翼では、各員の間（
＝翼と干渉しないよう軸方向の入口孔を設けるのは困難
である。
（４） 冷却空気通路をディスク内で曲げｙ＞つ長く引
回すことは鋳造上容易ではなく一体鋳造力Ｉ必ずしも安
価でなくなってしまう。
回すことは鋳造上容易ではなく一体鋳造力Ｉ必ずしも安
価でなくなってしまう。
〔発明の目的〕一
本発明はこのような翼の冷却構造を採用する場合（１生
ずる上記問題点（＝鑑みなされたもので、冷却産気の圧
力損失と累の強度低下妙；少なく、（４造簡単で信頼性
の高い−・庫鋳造形タービンホイールを提供することを
目的とする。
ずる上記問題点（＝鑑みなされたもので、冷却産気の圧
力損失と累の強度低下妙；少なく、（４造簡単で信頼性
の高い−・庫鋳造形タービンホイールを提供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため本発明は、冷却空気入口孔を翼
の直下（＝ディスク外周よシ適゛切（：離して設は冷却
空気通路が冷却空気入口孔と最短で滑らか（二連結する
ようにし、また冷却空気入口子ＩＪｉｇの付根部の強度
（′″−与える影響を少なくするようにしたことを特徴
とするものである。
の直下（＝ディスク外周よシ適゛切（：離して設は冷却
空気通路が冷却空気入口孔と最短で滑らか（二連結する
ようにし、また冷却空気入口子ＩＪｉｇの付根部の強度
（′″−与える影響を少なくするようにしたことを特徴
とするものである。
以下本発明の一実施例につ＠第１図ないし第４図を参照
して説明する。ｌはタービンホイールであり、そのディ
スク２と各員３とは鋳造にて一体成形されている。４は
各員の直下にディスク２の外周付近に設けらβた盲貫状
の冷却空気入口孔であり、タービン作動流不５と同一方
向より冷却空気６を受け入れる状態（＝形成されている
。冷却空気入口孔４はディスク２の外周面２ａからの距
離ａが冷却空気入口孔の幅すよシ大きくなるように設け
ている。７は各冷却空気入口孔４よシ各員３の内部を通
って翼外（１達する冷却空気通路であり、図面では翼先
端部で開口されており、冷却空気入口孔４０通路面積を
冷却空気通路７の通路面積の１．５倍以上で、翼付根部
の断面積λ（冷却通路面積を含む）の２倍以下（二設定
している。また冷却空気入口孔４．！：ディスクの軸と
がなす角θは００以上４チ以下とし、冷却空気通路７と
の連結が滑らかに行なえるよう（二設定している。
して説明する。ｌはタービンホイールであり、そのディ
スク２と各員３とは鋳造にて一体成形されている。４は
各員の直下にディスク２の外周付近に設けらβた盲貫状
の冷却空気入口孔であり、タービン作動流不５と同一方
向より冷却空気６を受け入れる状態（＝形成されている
。冷却空気入口孔４はディスク２の外周面２ａからの距
離ａが冷却空気入口孔の幅すよシ大きくなるように設け
ている。７は各冷却空気入口孔４よシ各員３の内部を通
って翼外（１達する冷却空気通路であり、図面では翼先
端部で開口されており、冷却空気入口孔４０通路面積を
冷却空気通路７の通路面積の１．５倍以上で、翼付根部
の断面積λ（冷却通路面積を含む）の２倍以下（二設定
している。また冷却空気入口孔４．！：ディスクの軸と
がなす角θは００以上４チ以下とし、冷却空気通路７と
の連結が滑らかに行なえるよう（二設定している。
以上の冷却空気入口孔４及び冷却空気通路７は鋳造時（
−形成することができ、また冷却空気１通路７が第４図
（二示すように円孔である場合は機械加工で明けること
もできる。
−形成することができ、また冷却空気１通路７が第４図
（二示すように円孔である場合は機械加工で明けること
もできる。
本発明のタービンホイールは以上説明したよう（１各翼
内を通る冷却空気通路の始端すなわち冷却空気入口孔が
、各員の亘−下で、ディスク外周から適切に離して設け
であるため、諷の強度を低下させることはなく、翼の直
下のディスク部分の形状が強度的に不利となるよう損わ
れず、また鋳造が容易となる。冷却空気通路は冷却空気
入口孔とほぼ直線的に最短で連結され、また冷却空気、
入口孔は冷却空気通路７の通路面積の１．５倍以上のた
め、冷却空気の圧力損失の過大な増加が防止され、冷却
空気が十分に流れてディスクが効果的（−冷却される。
内を通る冷却空気通路の始端すなわち冷却空気入口孔が
、各員の亘−下で、ディスク外周から適切に離して設け
であるため、諷の強度を低下させることはなく、翼の直
下のディスク部分の形状が強度的に不利となるよう損わ
れず、また鋳造が容易となる。冷却空気通路は冷却空気
入口孔とほぼ直線的に最短で連結され、また冷却空気、
入口孔は冷却空気通路７の通路面積の１．５倍以上のた
め、冷却空気の圧力損失の過大な増加が防止され、冷却
空気が十分に流れてディスクが効果的（−冷却される。
冷却空気通路７が円形の場合鋳造不可能な細孔を機械加
工であけ冷却効果を高めることも可能となる。また機械
加工で冷却空気通路７を冷却空気入口孔４と結合できる
ことは、多数の冷却通路のうちの僅かの鋳造不具合を、
追加加工で解消し、タービンホイール全体が使用不能と
なることを防止でき、鋳造の容易なことと合せて安価で
信頼性の、４いタービンホイールを提供することができ
る。
工であけ冷却効果を高めることも可能となる。また機械
加工で冷却空気通路７を冷却空気入口孔４と結合できる
ことは、多数の冷却通路のうちの僅かの鋳造不具合を、
追加加工で解消し、タービンホイール全体が使用不能と
なることを防止でき、鋳造の容易なことと合せて安価で
信頼性の、４いタービンホイールを提供することができ
る。
冷却空気入口孔４及び冷却空気通路７は第１〜４図（−
示したような円形状である必要はなく、鋳面で作られる
ものであるから複雑な形状が容易（二できる。例えば第
５図、第６図（＝は冷却空気通路７が翼全俸（＝わたる
中空部である場合を示し、冷却空気入口孔４は冷却空気
通路７と重なるよう翼の直下（ニー曲した形状で設け、
また入口形状を半径方向（二長い長円としている。この
よう（二すること（−よりディスクの強度を低下させる
ことなく十分な冷却空気入口孔面積を確保し、流入空気
量を十分にしてディスクを効果的に冷却することができ
る。
示したような円形状である必要はなく、鋳面で作られる
ものであるから複雑な形状が容易（二できる。例えば第
５図、第６図（＝は冷却空気通路７が翼全俸（＝わたる
中空部である場合を示し、冷却空気入口孔４は冷却空気
通路７と重なるよう翼の直下（ニー曲した形状で設け、
また入口形状を半径方向（二長い長円としている。この
よう（二すること（−よりディスクの強度を低下させる
ことなく十分な冷却空気入口孔面積を確保し、流入空気
量を十分にしてディスクを効果的に冷却することができ
る。
また冷却空気入口孔は第７図（＝示すように内径側と外
径側がそれぞれ異なる曲率をもった三角形状とし、外径
側の曲率半径を内径側よシ小さくすること（二よりディ
スクを強度的（−有利（ユすることができる。
径側がそれぞれ異なる曲率をもった三角形状とし、外径
側の曲率半径を内径側よシ小さくすること（二よりディ
スクを強度的（−有利（ユすることができる。
ガス温度が上昇して来た場合、ディスクの冷却を行なう
ことが必要となる。この場合、第８図に示すように冷却
空気人口孔４からディスク表面に抜ける複数の冷却孔８
を設け、ディスクを対流冷却すると共１−吹き出した冷
却空気でディスク表面に冷却壁気膜を作ｐ、ディスクを
効果的（＝冷却することができる。
ことが必要となる。この場合、第８図に示すように冷却
空気人口孔４からディスク表面に抜ける複数の冷却孔８
を設け、ディスクを対流冷却すると共１−吹き出した冷
却空気でディスク表面に冷却壁気膜を作ｐ、ディスクを
効果的（＝冷却することができる。
このように本発明は押々の効果的変形例へと応用される
ことができるので、高温化に対し有効な手段でおる逅い
える。
ことができるので、高温化に対し有効な手段でおる逅い
える。
上述の如く本発明≦二よれば、冷却空気入口孔を各員の
直下のディスク部に、ディスク外周面より適切に離して
設けたので、翼の強度低下が少なく構造簡単で製作容易
な信頼性の高い一体鋳造形タービンホイールを提供する
ことができる。
直下のディスク部に、ディスク外周面より適切に離して
設けたので、翼の強度低下が少なく構造簡単で製作容易
な信頼性の高い一体鋳造形タービンホイールを提供する
ことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す糾視図、第２図は第１
図の一部縦断面図、第３図は第２図のＸ−Ｘ線矢視断面
図、第４図は第２図のＹ−Ｙ線矢視横断面図、第５図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第６図は第５図の正
面図、第７図および第８図はそれぞれ異なる他の実施例
を示す正面図である。 １・・・タービンホイール、 ２・・・ディスク、３・
・・翼、 ４・・・冷却空気入口孔、７・・・冷却空気
通路 代理人 弁理士 則 近 廠 佑（はが１名）第１図 第４図 第６図 第５図 第７図
図の一部縦断面図、第３図は第２図のＸ−Ｘ線矢視断面
図、第４図は第２図のＹ−Ｙ線矢視横断面図、第５図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第６図は第５図の正
面図、第７図および第８図はそれぞれ異なる他の実施例
を示す正面図である。 １・・・タービンホイール、 ２・・・ディスク、３・
・・翼、 ４・・・冷却空気入口孔、７・・・冷却空気
通路 代理人 弁理士 則 近 廠 佑（はが１名）第１図 第４図 第６図 第５図 第７図
Claims (1)
- ディスクと、このディスクの外周部（ニ一体成形された
翼とよシなるタービンホイールにおいて、この洲の真下
で前記ディスクの外周から離れた位置に、軸方向ないし
軸方向から翼のコード方向に沿って傾斜した冷却空気入
口孔と、この冷却空気入口孔よシ前記翼の内部を通って
翼外′に開口する冷却空気通路を設けたことを特徴とす
るタービンホイール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14921283A JPS6043101A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | タ−ビンホイ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14921283A JPS6043101A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | タ−ビンホイ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043101A true JPS6043101A (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=15470284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14921283A Pending JPS6043101A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | タ−ビンホイ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043101A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02409A (ja) * | 1987-12-25 | 1990-01-05 | Ajinomoto Co Inc | デンプン質素材の製造法 |
| WO2009107312A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン及びディスク並びにディスクの径方向通路形成方法 |
| EP2520764A1 (de) * | 2011-05-02 | 2012-11-07 | MTU Aero Engines GmbH | Schaufel mit gekühltem Schaufelfuss |
-
1983
- 1983-08-17 JP JP14921283A patent/JPS6043101A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02409A (ja) * | 1987-12-25 | 1990-01-05 | Ajinomoto Co Inc | デンプン質素材の製造法 |
| WO2009107312A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン及びディスク並びにディスクの径方向通路形成方法 |
| JP2009203926A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン及びディスク並びにディスクの径方向通路形成方法 |
| CN101952555A (zh) * | 2008-02-28 | 2011-01-19 | 三菱重工业株式会社 | 燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法 |
| KR101318476B1 (ko) * | 2008-02-28 | 2013-10-18 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 가스 터빈 및 디스크 그리고 디스크의 직경 방향 통로 형성 방법 |
| EP2520764A1 (de) * | 2011-05-02 | 2012-11-07 | MTU Aero Engines GmbH | Schaufel mit gekühltem Schaufelfuss |
| US9739151B2 (en) | 2011-05-02 | 2017-08-22 | Mtu Aero Engines Gmbh | Blade, integrally bladed rotor base body and turbomachine |
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