JPS6326242B2 - - Google Patents

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JPS6326242B2
JPS6326242B2 JP2214181A JP2214181A JPS6326242B2 JP S6326242 B2 JPS6326242 B2 JP S6326242B2 JP 2214181 A JP2214181 A JP 2214181A JP 2214181 A JP2214181 A JP 2214181A JP S6326242 B2 JPS6326242 B2 JP S6326242B2
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turbine blade
blade
trailing edge
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JP2214181A
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Reonaaru Kyuiie Misheru
Marii Sharuru Shandore Cheri
Fuiritsupu Anri Chiroru Jatsuku
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NASHIONARU DECHUUDO E DO KONSUTORYUKUSHION DE MOTOORU DABIASHION SOC
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NASHIONARU DECHUUDO E DO KONSUTORYUKUSHION DE MOTOORU DABIASHION SOC
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    • 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
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection cooling
    • 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
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/20—Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
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    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence
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    • F05D2260/2214—Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface
    • F05D2260/22141—Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface using fins or ribs

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的は、冷却タービン翼の改良に係
る。
空気循環通路を含む構造体を配備し、この通路
の底部から空気が流入し且つタービンの頂部及び
翼の前縁部及び後縁部から空気が排出されるター
ビンの冷却方法は公知である。
しかし乍ら、極めて苛酷な条件即ちガスが極め
て高温になる条件に於いて作動するタービンでこ
れらの翼を使用するときに、エネルギ（charge）
の損失が小さくしかも有効な冷却が得られるよう
に透過性の良い翼を使用することが極めて重要で
ある。
このような基準に対応し得る本発明の改良翼
は、所定の流量の冷却流体が供給される２個のキ
ヤビテイを含んでおり、そのうちの１個は上流キ
ヤビテイであり別の１個は下流キヤビテイであ
る。下流キヤビテイは、２個の流動領域、即ち、
半径方向流動領域及び翼後縁部に向う“接線”方
向（即ち、翼形の後縁に実質的に平行な方向）の
流動領域に分割される。
本発明によれば、上流キヤビテイは流れのデフ
レクタ手段を含んでおり、下流キヤビテイは、流
体が半径方向に流動する中央領域に断面の大きい
ブリツジを含み且つ“接線方向に”流動する翼後
縁部の領域に断面の小さいブリツジを含む。後者
には、半径方向の流れを翼後縁部のオリフイスに
向つて接線方向に誘導するデフレクタ手段が付加
されている。
本発明による前記の如きタービン翼は、簡単で
効率的な冷却回路を含んでおり、その特徴は、製
造が簡単であり且つ熱交換手段が分布しているこ
とである。このような翼は２個のキヤビテイを持
つ心材を使用し得るので、極めて容易に製造され
る。
流体の循環に関して考えると、この翼は、透過
性が良くそらせ板が備えられていない。更に、流
入条件（特にダイヤフラムの断面積）と流出条件
（頂部のオリフイス、排出領域の断面積及び場所）
とを変更し、且つ、ブリツジの寸法と間隔とを調
整することによつて、翼の各部分の局処的冷却を
調整し、従つて、翼の金属自体の内部での温度の
不均一性を除去し得る。全体的冷却が好ましい状
態で達成され高熱点が存在しないので、本発明の
翼は、従来の翼よりも良く苛酷な高温ガスの温度
条件に適応し得る。
本発明の別の特徴及び利点は添付図面に示す具
体例に関する下記の記載より更に十分に理解され
るであろう。
第１図及び第２図は、耐火金属の流し込み成形
によつて製造された本発明のタービン翼の具体例
である。このタービン翼は、半径方向流が存在す
る上流キヤビテイ１と、２個の領域に分割された
下流キヤビテイ２とを含む。２個の領域の１つは
半径方向流動領域であり、別の１つは翼後縁部３
に向う接線方向流動領域である。上流キヤビテイ
１は翼前縁部４と隔壁５とによつて形成されてお
り、空気流は矢印Ｆの方向に通過する。即ち、空
気流は、プラツトホーム２３を有する翼の脚７に
設けられた開口部６から流入し、空気流の１部
は、翼前縁部に開設された孔８から排出され、１
部は、翼のキヤツプの中に設けられたオリフイス
９から排出される。
翼のキヤツプ１０は、翼と共に鋳造によつて形
成される。翼前縁部の孔８は、８ａの如く上面部
に設けられてもよく、８ｂの如く下面部に設けら
れてもよい。更に、使用し得る冷却空気の圧力が
十分であるならば、８ｃの如く翼前縁部の末端に
設けられてもよい。
翼前縁部４の内面に熱交換を助けるリブ１１が
形成されている。リブは、内面の頂点から内面全
体の長さの2/3部分に亘つて設けられており、軸
方向平面内に伸びる平行な小突起から成る。これ
らの突起１１は等しい高さを有していてもよく、
又は異なる高さを有していてもよい。更に、キヤ
ビテイに沿つてリブ間の間隔を均等にしないこと
が有利であるかも知れない。
内隔壁５翼後縁部３とによつて形成される下流
キヤビテイ２は、２個の領域に分割される。１個
の領域は、断面積の大きいブリツジ１２を含む中
央領域であり、もう１個の領域は五点形に配置さ
れた断面積の小さいブリツジ１３とデフレクタ手
段１４とを含む翼後縁部領域である。デフレクタ
手段は、キヤビテイ２の半径方向流れの１部を翼
後縁部３のオリフイス１５の方向に偏向させる。
従つて、流れのこの部分は方向転換し、実質的な
半径方向から矢印Ｆ２に沿つた方向に移行する。
このようにして、翼の脚に位置するオリフイス
１６から矢印Ｆ１に従つてキヤビテイ２に流入す
る空気流は２つの流れに分割される。１つの流れ
は、ブリツジ１２を含む中央領域を半径方向に移
動する流れであり、別の１つは、断面の小さいブ
リツジ１３を含む翼後縁部の領域を接線方向に移
動する流れである。半径方向空気流は、翼のキヤ
ツプに設けられたオリフイス１７から排出され、
接線方向空気流は翼後縁部のオリフイス１５から
排出される。オリフイス１５は、翼後縁部の上面
に開口していてもよく、又は第２図に示す如く翼
後縁部の先端に開口していてもよい。
第１領域のブリツジ１２の寸法及び間隔はエネ
ルギの損失を制限し、キヤツプの開口１７から高
温ガスが流入することを阻止するような大きさで
ある。
第３，４及び５図は、翼のキヤツプを示す。キ
ヤツプはリム１８を有しており、リム１８は、キ
ヤツプの上面と共に溝１９を形成しており、寸法
調整されたオリフイス２１，２２を備えたプレー
ト２０は、摺動によつて溝１９に係合する。
プレート２０は、溝１９内で位置決めされた後
に、例えばはんだ付けによつて固着される（第４
図に太線で示す）。
従つて、所望に応じてオリフイス２１，２２の
最適直径を選択し得る。除塵孔であるオリフイス
２１，２２の最適直径の選択は、試験中にプレー
ト２０を順々に交換する方法によつて行なわれ
る。例えば、翼の前縁部と後縁部とに開設された
冷却孔が直径0.5mmを持つ冷却翼に於いては、オ
リフイス２１，２２の適当な直径は１mmである。
上流キヤビテイ１又は下流キヤビテイ２又は双方
のオリフイス２１，２２を完全に閉鎖することも
可能である。これにより、キヤビテイ内の圧力を
増加し、翼の前縁部付近又は翼の後縁部に向う流
量を増加させることが可能である。
前記の記載は限定的な性質を持たない。当業者
は、本発明の範囲を逸脱すること無く変更を加え
ることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の改良タービン翼の長手方向断
面図、第２図は第１図の線に沿つた翼の横断
面図でありブリツジが存在するときはブリツジは
断面内に挿入されており、第３図はオリフイス付
プレートを備えた翼の上部の長手方向断面図、第
４図は翼の上部とオリフイス付プレートとの拡大
横断面図、第５図はオリフイス付プレートを備え
た翼の上部の平面図である。 １，２……キヤビテイ、３……翼の後縁、４…
…翼の前縁、５……隔壁、６……開口部、７……
脚、８……孔、９……オリフイス、１０……キヤ
ツプ、１１……リブ、１２，１３……ブリツジ、
１４……デフレクタ手段、１８……リム、２０…
…プレート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 所定流量の冷却流体が供給される２個のキヤ
    ビテイを含んでおり、１個のキヤビテイが上流側
    の半径方向流動キヤビテイであり、もう１個の下
    流側キヤビテイが半径方向流動領域と翼の後縁に
    向う接線方向流動領域とから成る２個の領域に分
    割されている型の冷却タービン翼に於いて、上流
    キヤビテイ１が熱交換を助けるリブ１１を含んで
    おり、下流キヤビテイ２は、流体が半径方向に流
    れる中央領域に断面の大きいブリツジ１２を含み
    且つ流体が翼後縁部３に向つて接線方向に流れる
    翼後縁部３の領域に断面のより小さいブリツジ１
    ３を含んでおり、前記ブリツジ１３に、デフレク
    タ手段１４が付加されており、前記デフレクタ手
    段は半径方向の流れを、翼後縁部３のオリフイス
    に向つて接線方向に誘導することを特徴とする冷
    却タービン翼。 ２ 翼の脚に設けられた開口６から流入する空気
    流は、翼前縁部４と内隔壁５とにより形成される
    上流キヤビテイ１を通り抜け、前記空気流の１部
    は翼前縁部４に開設された孔８から排出され、別
    の１部は翼のキヤツプ１０に設けられたオリフイ
    ス９から排出されることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載のタービン翼。 ３ 翼前縁部の孔８が、上面部８ａ、下面部８ｂ
    及び末端部８ｃに選択的に開設されていること特
    徴とする特許請求の範囲第２項に記載のタービン
    翼。 ４ 翼前縁部４の内面の高さの少くとも１部に、
    熱交換を助けるリブ１１が配置されており、前記
    リブは、軸方向平面内に伸びる平行な小突起から
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び
    第２項に記載のタービン翼。 ５ 突起１１が同じ高さを有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第４項に記載のタービン翼。 ６ 突起１１が異なる高さを有することを特徴と
    する特許請求の範囲第４項に記載のタービン翼。 ７ 下流キヤビテイ２が、前記下流キヤビテイ２
    と上流キヤビテイ１とを隔離する内隔壁５と翼後
    縁部３とによつて形成されており、前記キヤビテ
    イを通り抜ける空気流は、翼の脚に設けられた開
    口１６から流入し、空気流の１部は翼のキヤツプ
    １０に開設されたオリフイス１７から排出され、
    別の１部は翼後縁部３に開設されたオリフイス１
    ５から排出されることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載のタービン翼。 ８ 翼後縁部のオリフイス１５が、上面又は翼後
    縁部の先端に開口していることを特徴とする特許
    請求の範囲第６項に記載のタービン翼。 ９ 翼のキヤツプ１０に、調整寸法を持つオリフ
    イス２１，２２を含むプレート２０が装着されて
    おり、前記オリフイスは、翼の上流キヤビテイ１
    と下流キヤビテイ２との流出オリフイスに正対し
    て配置されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第１，２及び７項のいずれかに記載のタービン
    翼。 １０ 翼の端部が、翼の上面と共に溝１９を形成
    するサドル部１８を備えており、有孔プレート２
    ０は前記溝に係合し位置調整後に固着されること
    を特徴とする特許請求の範囲第９項に記載のター
    ビン翼。 １１ 翼のキヤツプ１０に装着されたプレート２
    ０が、上流キヤビテイ１又は下流キヤビテイ２の
    流出オリフイス９，１７を完全に閉鎖することを
    特徴とする特許請求の範囲第９項に記載のタービ
    ン翼。
JP2214181A 1980-02-19 1981-02-16 Cooling turbine vane Granted JPS56159507A (en)

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FR8003552A FR2476207A1 (fr) 1980-02-19 1980-02-19 Perfectionnement aux aubes de turbines refroidies

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JPS56159507A JPS56159507A (en) 1981-12-08
JPS6326242B2 true JPS6326242B2 (ja) 1988-05-28

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JP (1) JPS56159507A (ja)
DE (1) DE3166389D1 (ja)
FR (1) FR2476207A1 (ja)

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