JPS61279702A - ガスタ−ビン空冷案内羽根 - Google Patents
ガスタ−ビン空冷案内羽根Info
- Publication number
- JPS61279702A JPS61279702A JP12141185A JP12141185A JPS61279702A JP S61279702 A JPS61279702 A JP S61279702A JP 12141185 A JP12141185 A JP 12141185A JP 12141185 A JP12141185 A JP 12141185A JP S61279702 A JPS61279702 A JP S61279702A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- vane
- blade
- wafer
- cooling duct
- 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
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- 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〕
この発明は強制対流冷却されるガスタービン空冷案内°
羽根に関する。
羽根に関する。
し発明の技術的背景とその問題点〕
周知のように、ガスタービンは往復機関１二比較して小
型軽量で大馬力が得られるなどの多くの利点を有してい
る。
型軽量で大馬力が得られるなどの多くの利点を有してい
る。
このようなガスタービン１、たとえば等圧燃焼式のもの
を例区二とると、通常第１２図置二示すように筒状のケ
ーシング１内に軸２を回転自在１：設け、この軸２の両
端部とケーシング−との間啄二それぞれ圧縮機３とパワ
ータービン４とを構成し、圧縮機 □３で圧縮された
高圧空気で燃焼器５内の圧力を高 ｉめ、この状態で
燃料を噴射させて燃焼させ、この １燃焼によって生
じた高圧の高温ガスをパワータービン４Ｉ；導いて膨張
させることにより、軸２の回転動力を得るように構成さ
れている。そして圧縮 に機３は、図の場合では案内
羽根６と回転羽根７とを軸方向へ配列して軸流型とし、
またパワーター ：□ビン４は軸２に固定された動翼
８とケーシング１ ）に固定されたタービン案内羽根
１８、静翼９とを軸 ：方向へ交互に配列して構成さ
れている。
を例区二とると、通常第１２図置二示すように筒状のケ
ーシング１内に軸２を回転自在１：設け、この軸２の両
端部とケーシング−との間啄二それぞれ圧縮機３とパワ
ータービン４とを構成し、圧縮機 □３で圧縮された
高圧空気で燃焼器５内の圧力を高 ｉめ、この状態で
燃料を噴射させて燃焼させ、この １燃焼によって生
じた高圧の高温ガスをパワータービン４Ｉ；導いて膨張
させることにより、軸２の回転動力を得るように構成さ
れている。そして圧縮 に機３は、図の場合では案内
羽根６と回転羽根７とを軸方向へ配列して軸流型とし、
またパワーター ：□ビン４は軸２に固定された動翼
８とケーシング１ ）に固定されたタービン案内羽根
１８、静翼９とを軸 ：方向へ交互に配列して構成さ
れている。
ところで、上記のようなガスタービンにおいて、三効率
を向上させる為にはパワータービン４の入口 ）・・
′：・ におけるガス温度を高めることが最も有効な手段 、
ニーであると云われている。しかし、パワータービン
：１′・ ４を構成する金属材料の許容温度は、一般的に □
８５０℃程度であり、これ以上にガス温度を上げる
′ｌにはパワータービン４を構晟する部材、特に温度
、ニ条件が最もきびしい案内羽根を効率良く冷却する
′：必要がある。
を向上させる為にはパワータービン４の入口 ）・・
′：・ におけるガス温度を高めることが最も有効な手段 、
ニーであると云われている。しかし、パワータービン
：１′・ ４を構成する金属材料の許容温度は、一般的に □
８５０℃程度であり、これ以上にガス温度を上げる
′ｌにはパワータービン４を構晟する部材、特に温度
、ニ条件が最もきびしい案内羽根を効率良く冷却する
′：必要がある。
従来用いられている空気冷却方式を採用した代表的な案
内羽根の例を第１０図、第１１図Ｃ二示す。ここでは羽
根本体１０と挿入体１１から成り、この挿入体１１は羽
根本体１０の内壁偲二存在する突出部１６に接合し、突
出部１６の間には冷却通路１５が形成され、挿入体１１
に設けられた通路孔１２を経て挿入体１１の内部空所１
４と連絡しでいる。従って冷却空気は挿入体１１の内部
空所１４から通過孔１２、冷却通路１５を通り羽根の後
縁部１３から吹き出すことａ；より強制対流冷却方式（
＝よって冷却される構造となっている。
内羽根の例を第１０図、第１１図Ｃ二示す。ここでは羽
根本体１０と挿入体１１から成り、この挿入体１１は羽
根本体１０の内壁偲二存在する突出部１６に接合し、突
出部１６の間には冷却通路１５が形成され、挿入体１１
に設けられた通路孔１２を経て挿入体１１の内部空所１
４と連絡しでいる。従って冷却空気は挿入体１１の内部
空所１４から通過孔１２、冷却通路１５を通り羽根の後
縁部１３から吹き出すことａ；より強制対流冷却方式（
＝よって冷却される構造となっている。
このような翼においでは特に、燃焼器出ロ区二最も近い
部分に設けられる案内羽根にあってはその主流ガス温度
が高いばかりではなく温度分布も大きく変化しでおり、
案内羽根全面を低温Ｉ：、シかも均一な温度分布Ｃ二保
つことは非常１二困難であった。特に羽根の前織部、羽
根背側の前縁−二近い部分及び羽根腹側の後縁に近い部
分では羽根外部での熱伝達が大きい為Ｃ冷却が困難であ
った。
部分に設けられる案内羽根にあってはその主流ガス温度
が高いばかりではなく温度分布も大きく変化しでおり、
案内羽根全面を低温Ｉ：、シかも均一な温度分布Ｃ二保
つことは非常１二困難であった。特に羽根の前織部、羽
根背側の前縁−二近い部分及び羽根腹側の後縁に近い部
分では羽根外部での熱伝達が大きい為Ｃ冷却が困難であ
った。
近年高効率のガスタービン装置の開発が進められており
、ますます主流ガス温度が上昇する傾向ζ；ある。さら
１：冷却空気量は必要最小限＄二押えること６二より羽
根外部主流ガスとの混合を少なくし、ガス温度低下を防
ぎ、かつ流体損失を小さくする傾向（二もあり、これ等
の目的を違つすべく冷却性能の優れたガスタービン空冷
案内羽根の出現が強く望まれでいる。
、ますます主流ガス温度が上昇する傾向ζ；ある。さら
１：冷却空気量は必要最小限＄二押えること６二より羽
根外部主流ガスとの混合を少なくし、ガス温度低下を防
ぎ、かつ流体損失を小さくする傾向（二もあり、これ等
の目的を違つすべく冷却性能の優れたガスタービン空冷
案内羽根の出現が強く望まれでいる。
この発明はこのような事情Ｃ；鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、高温のガスにさらされるガス
タービン空冷案内羽根の冷却性能向上Ｃ二ある。
その目的とするところは、高温のガスにさらされるガス
タービン空冷案内羽根の冷却性能向上Ｃ二ある。
この発明は、高温高圧のガスにさらされるガスタービン
空冷案内羽根において、羽根本体を冷却する為に少なく
ても２種類以上の異なる冷却通路を持つ羽根本体内部の
コード方向（二沿った冷却ダクト構造を羽根高さ方向へ
複数組積み重ね、積層接合すること６二より構成される
ガスタービン空冷案内羽根。
空冷案内羽根において、羽根本体を冷却する為に少なく
ても２種類以上の異なる冷却通路を持つ羽根本体内部の
コード方向（二沿った冷却ダクト構造を羽根高さ方向へ
複数組積み重ね、積層接合すること６二より構成される
ガスタービン空冷案内羽根。
この発明によって得られる効果は、上記各冷却ダクトは
構造上、冷却空気供給部分が特砿二冷却性能が優れるこ
とから、羽根の外周部で高温度を示す部分も二上記冷却
空気供給部を置くことＩ：なり、これら複数組の異なる
冷却通路を持つ冷却ダクトで構成することにより羽根全
体を効率良く、シかも温度分布を均一に冷却することが
可能となる。
構造上、冷却空気供給部分が特砿二冷却性能が優れるこ
とから、羽根の外周部で高温度を示す部分も二上記冷却
空気供給部を置くことＩ：なり、これら複数組の異なる
冷却通路を持つ冷却ダクトで構成することにより羽根全
体を効率良く、シかも温度分布を均一に冷却することが
可能となる。
又、羽根高さ方向電；大きく温度変化を示すような、
羽根ｄ二おいても上記冷却ダクトの冷却空気供給部を
羽根高さ方向１二分布させて配置することＣ二より均−
１二冷却することも可能である。
羽根ｄ二おいても上記冷却ダクトの冷却空気供給部を
羽根高さ方向１二分布させて配置することＣ二より均−
１二冷却することも可能である。
この発明の実施例を第１図乃至第９図に示す。
第１図は水元明第１の実施例に係る一部を取り出して示
す斜視図であり羽根本体１９は羽根先端キャップ２０及
び冷却ダクトウェハ（１）２１、冷却ダクト構成リプ２
２で構成される冷却ダクト（１）、又冷却ダクトウェハ
（２） ２３と冷却ダクト構成リプ２２で構成される冷
却ダクト（２）の２種類の冷却ダクトの複数組で羽根高
さ方向に積層接合されている。第２図は上記冷却ダクト
ウェハ（１）２１の羽根断面を示すものであり、冷却空
気供給孔四の一部迄＝設けられた冷却空気供給孔２４か
ら冷却空気が供給され冷却流路２７を通過し、フィルム
吹き出し孔２６から羽根外へ吹き出す構造になっており
、特に羽根の前縁近傍でのインピンジメント冷却、対流
冷却及び羽根背側でのフィルム冷却が強化されている。
す斜視図であり羽根本体１９は羽根先端キャップ２０及
び冷却ダクトウェハ（１）２１、冷却ダクト構成リプ２
２で構成される冷却ダクト（１）、又冷却ダクトウェハ
（２） ２３と冷却ダクト構成リプ２２で構成される冷
却ダクト（２）の２種類の冷却ダクトの複数組で羽根高
さ方向に積層接合されている。第２図は上記冷却ダクト
ウェハ（１）２１の羽根断面を示すものであり、冷却空
気供給孔四の一部迄＝設けられた冷却空気供給孔２４か
ら冷却空気が供給され冷却流路２７を通過し、フィルム
吹き出し孔２６から羽根外へ吹き出す構造になっており
、特に羽根の前縁近傍でのインピンジメント冷却、対流
冷却及び羽根背側でのフィルム冷却が強化されている。
第３図は冷却ダクトを構成する為の冷却ダクトウェハ（
１）２１及び冷却ダクトウェハ（２） ２３を仕切って
いる冷却構成リプ２２の断面図であり冷却空気供給部２
５及び仕切板あで構成される。第４図は上記冷却ダクト
ウェハ（２） ２３の羽根断面を示すものであり、冷却
空気供給部２５の一部鑞二設けられた冷却空気供給孔２
９から冷却空気が供給され冷却流路３１を通過し、羽根
後縁吹き出し孔３２から羽根外へ吹き出す一方、冷却空
気供給！！２５の一部に設けられたフィルム吹”き出し
孔３０から羽根外へ吹き出す構造になっており、特（二
羽根の腹側の後縁付近でのインピンジメント冷却、対流
冷却及びフィルム冷却が強化されでおり、従って上記冷
却法を行なうことミニより、羽根全体電二渡り効率の良
い冷却が行なわれ全体的に均一な温度分布を示す空冷案
内羽根を提供することが可能である。
１）２１及び冷却ダクトウェハ（２） ２３を仕切って
いる冷却構成リプ２２の断面図であり冷却空気供給部２
５及び仕切板あで構成される。第４図は上記冷却ダクト
ウェハ（２） ２３の羽根断面を示すものであり、冷却
空気供給部２５の一部鑞二設けられた冷却空気供給孔２
９から冷却空気が供給され冷却流路３１を通過し、羽根
後縁吹き出し孔３２から羽根外へ吹き出す一方、冷却空
気供給！！２５の一部に設けられたフィルム吹”き出し
孔３０から羽根外へ吹き出す構造になっており、特（二
羽根の腹側の後縁付近でのインピンジメント冷却、対流
冷却及びフィルム冷却が強化されでおり、従って上記冷
却法を行なうことミニより、羽根全体電二渡り効率の良
い冷却が行なわれ全体的に均一な温度分布を示す空冷案
内羽根を提供することが可能である。
第５図は本発明の第２の実施例を示すもので３種類の冷
却ダクトの複数組で構成される羽根の斜視図であり、羽
根本体１９は羽根先端キャップ２０及び冷却ダクトウェ
ハ（３） ３３ 、冷却ダクト構成リプ２２で構成され
る冷却ダク） （３） 、冷却ダクトウェハ（４）Ｕ、
冷却ダクト構成リプ２２で構成される冷却ダクト（４）
、冷却ダクトウェハ（５）３５，３６、冷却ダクト構成
リプｎで構成される冷却ダクト（５）の３種類の冷却ダ
クトの複数組で羽根高さ方向セ積層接合されでいる。第
６図は上記冷却ダクトウェハ（３）あの羽根断面を示す
ものであり、冷却空気供給腔５の一部璽二設けられた冷
却空気供給孔２４から冷却空気が供給され冷却流路２７
を通過し、羽根後縁部吹き出し孔３２から羽根外部へ冷
却空気が吹き出される構造もニなっており、特穣二羽根
の前縁近傍でのインピンジメント冷却、対流冷却及び羽
根背側全体幅；渡つでの対流冷却が強化されでいる。第
７図は上記冷却ダクトウェハ（４） ３４の羽根断面を
示すものであり、冷却空気供給腔５の一部に設けられた
冷却空気供給孔Ｕから冷却空気が供給され冷却流路２７
を通過し、羽根参縁部吹き出し孔３２から羽根外部へ冷
却空気が吹き出される構造になっており、％−二羽根の
前縁近傍でのインビンジメント冷却、対流冷却及び羽根
腹側全体に渡っての対流冷却が強化されている。第８図
、第９図は上記冷却ダクトウェハ（５）３５．３６の羽
根断面を示すものであり、冷却空気供給！！四の一部一
二設けられた冷却空気供給孔四から冷却空気が供給され
冷却流路ｄを通過し羽 □損復側に設けられたフィル
ム吹き出し孔２６から羽 □根外部へ吹き出す構造に
なっており％＃（：、羽根腹側後縁近傍でのインビンジ
メント冷却、対流冷却 □及び羽根背側での対流冷却
、フィルム冷却が強化されている。従って上記のように
羽根の各部所を重点的“２冷却するようにした各冷却要
素を複数組 ：；み合わせて構成することにより羽根
全体を効率良 ドく冷却し、又温度分布を均−Ｃ二保
つことが可能なガスタービン空冷案内羽根を提供するこ
とが可能である。
却ダクトの複数組で構成される羽根の斜視図であり、羽
根本体１９は羽根先端キャップ２０及び冷却ダクトウェ
ハ（３） ３３ 、冷却ダクト構成リプ２２で構成され
る冷却ダク） （３） 、冷却ダクトウェハ（４）Ｕ、
冷却ダクト構成リプ２２で構成される冷却ダクト（４）
、冷却ダクトウェハ（５）３５，３６、冷却ダクト構成
リプｎで構成される冷却ダクト（５）の３種類の冷却ダ
クトの複数組で羽根高さ方向セ積層接合されでいる。第
６図は上記冷却ダクトウェハ（３）あの羽根断面を示す
ものであり、冷却空気供給腔５の一部璽二設けられた冷
却空気供給孔２４から冷却空気が供給され冷却流路２７
を通過し、羽根後縁部吹き出し孔３２から羽根外部へ冷
却空気が吹き出される構造もニなっており、特穣二羽根
の前縁近傍でのインピンジメント冷却、対流冷却及び羽
根背側全体幅；渡つでの対流冷却が強化されでいる。第
７図は上記冷却ダクトウェハ（４） ３４の羽根断面を
示すものであり、冷却空気供給腔５の一部に設けられた
冷却空気供給孔Ｕから冷却空気が供給され冷却流路２７
を通過し、羽根参縁部吹き出し孔３２から羽根外部へ冷
却空気が吹き出される構造になっており、％−二羽根の
前縁近傍でのインビンジメント冷却、対流冷却及び羽根
腹側全体に渡っての対流冷却が強化されている。第８図
、第９図は上記冷却ダクトウェハ（５）３５．３６の羽
根断面を示すものであり、冷却空気供給！！四の一部一
二設けられた冷却空気供給孔四から冷却空気が供給され
冷却流路ｄを通過し羽 □損復側に設けられたフィル
ム吹き出し孔２６から羽 □根外部へ吹き出す構造に
なっており％＃（：、羽根腹側後縁近傍でのインビンジ
メント冷却、対流冷却 □及び羽根背側での対流冷却
、フィルム冷却が強化されている。従って上記のように
羽根の各部所を重点的“２冷却するようにした各冷却要
素を複数組 ：；み合わせて構成することにより羽根
全体を効率良 ドく冷却し、又温度分布を均−Ｃ二保
つことが可能なガスタービン空冷案内羽根を提供するこ
とが可能である。
この発明によるガスタービン案内羽根は特電二高温高圧
のガスにさらされるガスタービン回転動翼静翼にも広く
適用できることは云うまでもない。
のガスにさらされるガスタービン回転動翼静翼にも広く
適用できることは云うまでもない。
又上記冷却ダクトを構成している冷却ダクトウェハーは
その冷却ダクトの一冷却要素を構成する為１二複数枚用
いてもいつこう曝；さしつかえない。このことは例えば
上記゛冷却ダクト（１）等で用いられている冷却空気供
給孔２４を同一冷却ダクト内に複数個備えて成ることを
可能亀ニする。
その冷却ダクトの一冷却要素を構成する為１二複数枚用
いてもいつこう曝；さしつかえない。このことは例えば
上記゛冷却ダクト（１）等で用いられている冷却空気供
給孔２４を同一冷却ダクト内に複数個備えて成ることを
可能亀ニする。
第１図は本発明嬬二係るガスタービン空冷案内羽根の一
実施例の内部構造の概略を示す斜視図、第２図乃至第４
図は第１図蚤二示す本発明（二よるガスノービン案内羽
根の内部構造を示す横断面図、第５図は本発明に係る第
２の実施例の内部構造の概略を示す斜視図、第６図乃至
第９図は第５図に示す本発明によるガスタービン案内羽
根の内部病・造を示す横断面図、第１Ｏ図は従来用いら
れているガスタービン案内羽根の内部構造を示す横断面
図、 ”第１１図は第１０図喀二おけるん一人′で
示す位置での縦 □断面図、第１２図はガスタービン
装置の要部を示すＦｍ１ｌ″″・
１１・・・ケーシング ２・・・軸
１３・・・ＦＥ縮ｍ ４・・
・パワータービン ｉ５・・・燃焼器
６・・・案内羽根７°″°回転１根 ８°°°
！１′８１．・９゛°静翼 １０“°°案内
羽根本体 ′１′。 １１・・・挿入体 １２・・・通過孔
１１３・・・羽根後縁部 １４・・・挿入
体内部空所１５・・・冷却通路 １６・・・突出
部 、、・：１７・・・はめあい溝
１８・・・ガスタービン案内羽根 ：、：
１９°゛°ガ１−１ｙ案内羽根本体
、１．１１２０・・・羽根先端キャップ ２１
・・・冷却ダクトウェハ（１）′２２・・・冷却ダクト
構成リプ 、１゜％０
６．冷却）”、、）ウェア、（２）
’２４．２９・・・冷却空気供給孔
′７：２５・・・冷却空気
供給腔 ２６，３０・・・フィルム吹き出し孔ｎ、３
１・・・冷却流路 拐・・・仕切板３２・・・羽根
後縁部吹き出し孔 ３３・・・冷却ダクトウェハ（３） ３４・・・冷却ダクトウェハ（４） ３５．３６・・・冷却ダクトウェハ（５）代理人 弁理
士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 ： ２４２乙 第２図 第３図 ２Ｄ 第５図 第７図 ＩＩ： 第８図 第９図 ・［ 第！１図
実施例の内部構造の概略を示す斜視図、第２図乃至第４
図は第１図蚤二示す本発明（二よるガスノービン案内羽
根の内部構造を示す横断面図、第５図は本発明に係る第
２の実施例の内部構造の概略を示す斜視図、第６図乃至
第９図は第５図に示す本発明によるガスタービン案内羽
根の内部病・造を示す横断面図、第１Ｏ図は従来用いら
れているガスタービン案内羽根の内部構造を示す横断面
図、 ”第１１図は第１０図喀二おけるん一人′で
示す位置での縦 □断面図、第１２図はガスタービン
装置の要部を示すＦｍ１ｌ″″・
１１・・・ケーシング ２・・・軸
１３・・・ＦＥ縮ｍ ４・・
・パワータービン ｉ５・・・燃焼器
６・・・案内羽根７°″°回転１根 ８°°°
！１′８１．・９゛°静翼 １０“°°案内
羽根本体 ′１′。 １１・・・挿入体 １２・・・通過孔
１１３・・・羽根後縁部 １４・・・挿入
体内部空所１５・・・冷却通路 １６・・・突出
部 、、・：１７・・・はめあい溝
１８・・・ガスタービン案内羽根 ：、：
１９°゛°ガ１−１ｙ案内羽根本体
、１．１１２０・・・羽根先端キャップ ２１
・・・冷却ダクトウェハ（１）′２２・・・冷却ダクト
構成リプ 、１゜％０
６．冷却）”、、）ウェア、（２）
’２４．２９・・・冷却空気供給孔
′７：２５・・・冷却空気
供給腔 ２６，３０・・・フィルム吹き出し孔ｎ、３
１・・・冷却流路 拐・・・仕切板３２・・・羽根
後縁部吹き出し孔 ３３・・・冷却ダクトウェハ（３） ３４・・・冷却ダクトウェハ（４） ３５．３６・・・冷却ダクトウェハ（５）代理人 弁理
士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 ： ２４２乙 第２図 第３図 ２Ｄ 第５図 第７図 ＩＩ： 第８図 第９図 ・［ 第！１図
Claims (1)
- 羽根本体内部のコード方向に沿つて構成される冷却ダク
トが少なくても２種類以上の異なる冷却通路を持つて羽
根高さ方向へ積み重ねられ、積層接合させて成ることを
特徴とするガスタービン空冷案内羽根。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12141185A JPS61279702A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | ガスタ−ビン空冷案内羽根 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12141185A JPS61279702A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | ガスタ−ビン空冷案内羽根 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61279702A true JPS61279702A (ja) | 1986-12-10 |
Family
ID=14810508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12141185A Pending JPS61279702A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | ガスタ−ビン空冷案内羽根 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61279702A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01110808A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-27 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | セラミック静翼 |
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| WO2015181497A1 (fr) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | Snecma | Aube de turbine a refroidissement optimise |
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| JP2018112182A (ja) * | 2016-10-26 | 2018-07-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 後縁冷却回路を備えたターボ機械ブレード |
| US11814965B2 (en) | 2021-11-10 | 2023-11-14 | General Electric Company | Turbomachine blade trailing edge cooling circuit with turn passage having set of obstructions |
-
1985
- 1985-06-06 JP JP12141185A patent/JPS61279702A/ja active Pending
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