WO2010052784A1 - タービン用翼 - Google Patents
タービン用翼 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010052784A1 WO2010052784A1 PCT/JP2008/070271 JP2008070271W WO2010052784A1 WO 2010052784 A1 WO2010052784 A1 WO 2010052784A1 JP 2008070271 W JP2008070271 W JP 2008070271W WO 2010052784 A1 WO2010052784 A1 WO 2010052784A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- peripheral surface
- cooling
- back side
- insert
- blade
- Prior art date
Links
Images
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
- F01D5/12—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
- F01D5/188—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
- F01D5/189—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall the insert having a tubular cross-section, e.g. airfoil shape
-
- 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
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid
-
- 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
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
また、インサートの内部に導入された冷却空気は、インサートに形成された複数個のインピンジメント孔を通って翼本体の内壁をインピンジメント冷却した後、翼本体に形成された複数個のフィルム冷却孔から吹き出されるようになっている。すなわち、インサートの内部に導入された冷却空気はすべて、インピンジメント冷却を1回だけ行ってフィルム冷却孔から翼本体の外部に流出するようになっている。そのため、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出され、ガスタービンのガス温度を下げ、ガスタービンの熱効率を低下させてしまうおそれもあった。
本発明に係るタービン用翼は、複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも1つの板状のリブによって、内部に少なくとも2つのキャビティが形成された翼本体と、前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、前記翼本体の腹側に位置する内周面をインピンジ冷却した冷却媒体の一部が、前記翼本体の背側に位置する内周面をさらにインピンジ冷却した後、前記翼本体の背側に位置するフィルム冷却孔から吹き出されるように構成されている。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インサートの内部に導入されて、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面(外周面)をフィルム冷却するのに利用されることとなる。
これにより、インサートの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに(従来よりも、10%程度)低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インサートの内部に導入されて、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面(外周面)をフィルム冷却するのに利用されることとなる。
これにより、インサートの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに(従来よりも、10%程度)低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
また、インサートの内部に導入された冷却空気の一部が、インピンジメント板に形成されたインピンジメント孔から冷却空間内に吹き出して、翼本体の背側の内壁面をインピンジメント冷却するとともに、翼本体の背側の外壁面(外周面)をフィルム冷却するのに利用されることとなるので、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔から吹き出されるのを防止することができる。
10 タービン用翼
11 翼本体
12a インサート
12b インサート
12c インサート
13 フィルム冷却孔
14 リブ
15 インピンジメント冷却孔
16 外壁面(外周面)
17 内壁面(内周面)
20 タービン用翼
21 インサート
22 インピンジメント板
24 外壁面(外周面)
C1 キャビティ
C2 キャビティ
L.E.前縁
図1は本発明に係るタービン用翼10を具備したガスタービン1を示す図であって、車室上半部を取り外した状態を示す概略斜視図、図2は本実施形態に係るタービン用翼10の略中央部を、その立設方向軸線に対して略直交する面で切った要部断面図である。
翼本体11には、複数個のフィルム冷却孔13と、翼本体11の立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁L.E.と後縁(図示せず)とを結ぶ中心線(図示せず)に対して略直交して設けられ、翼本体11の内部を複数個のキャビティC1,C2,・・・に区画する板状のリブ14と、最も後縁側に位置するキャビティ内の冷却空気(冷却媒体)を翼本体11の外部に導くとともに複数のピンフィン(図示せず)を有する空気孔(図示せず)とが設けられている。
インサート12aはキャビティC1内の腹側に配置され、インサート12bはキャビティC1内の背側に配置されており、インサート12a,12bの外周面16と翼本体11の内壁面(内周面)17との間、インサート12a,12bの外周面16とリブ14の壁面18との間、およびインサート12aの外周面16とインサート12bの外周面16との間にはそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
一方、その他のキャビティC2内に配置されたインサート12cの外周面16と翼本体11の内壁面17との間、およびインサート12cの外周面16とリブ14の壁面18との間にもそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
また、翼本体11の内壁面17をインピンジメント冷却した冷却空気は、翼本体11の複数個のフィルム冷却孔13から吹き出して、翼本体11のまわりに冷却空気によるフィルム層を形成し、翼本体11がフィルム冷却されるようになっている。
さらに、翼本体11の後縁からは、空気孔(図示せず)を通って冷却空気が噴出され、この際にピンフィン(図示せず)を冷却して翼本体11の後縁近傍が冷却されるようになっている。
これにより、インサート12bの内部に導入される冷却空気量を低減させる、あるいは極少量とすることができ、全体の冷却空気量をさらに(従来よりも、10%程度)低減させることができるとともに、温度の低い冷却空気がフィルム冷却孔13から吹き出されるのを防止することができる。
図3は本実施形態に係るタービン用翼20の略中央部を、その立設方向軸線に対して略直交する面で切った要部断面図である。
本実施形態に係るタービン用翼20は、インサート12aの代わりにインサート21が設けられ、インサート12bの代わりにインピンジメント板22が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
インピンジメント板22は、その内壁面(内周面)23がインサート21の背側に位置する外壁面(外周面)24と対向し、かつ、その外壁面(外周面)25が翼本体11の背側に位置する内壁面17と対向するように配置されている。
そして、インサート21の外壁面24と翼本体11の腹側に位置する内壁面17との間、インサート21の外壁面24とリブ14の壁面18との間、インサート21の外壁面24とインピンジメント板22の内壁面23との間、およびインピンジメント板22の外壁面25と翼本体11の背側に位置する内周面17との間にはそれぞれ、冷却空間、すなわち、冷却空気の通路が形成されている。
また、翼本体11の内壁面17をインピンジメント冷却した冷却空気は、翼本体11の複数個のフィルム冷却孔13から吹き出して、翼本体11のまわりに冷却空気によるフィルム層を形成し、翼本体11がフィルム冷却されるようになっている。
さらに、翼本体11の後縁からは、空気孔(図示せず)を通って冷却空気が噴出され、この際にピンフィン(図示せず)を冷却して翼本体11の後縁近傍が冷却されるようになっている。
Claims (4)
- 複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも1つの板状のリブによって、内部に少なくとも2つのキャビティが形成された翼本体と、
前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、
前記翼本体の腹側に位置する内周面をインピンジ冷却した冷却媒体の一部が、前記翼本体の背側に位置する内周面をさらにインピンジ冷却した後、前記翼本体の背側に位置するフィルム冷却孔から吹き出されるように構成されていることを特徴とするタービン用翼。 - 複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも1つの板状のリブによって、内部に少なくとも2つのキャビティが形成された翼本体と、
前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、
前記インサートが、前記キャビティの腹側および背側にそれぞれ一つずつ配置されており、腹側に配置されたインサートのインピンジメント冷却孔から前記翼本体の腹側に位置する内周面に向かって吹き出された冷却媒体の一部が、前記冷却空間を通って背側に配置されたインサートの内部に一旦導入された後、背側に配置されたインサートのインピンジメント冷却孔から前記翼本体の背側に位置する内周面に向かって吹き出されるように構成されていることを特徴とするタービン用翼。 - 複数個のフィルム冷却孔が設けられ、かつ、立設方向軸線に対して略直交する断面における前縁と後縁とを結ぶ中心線に対して略直交して設けられた少なくとも1つの板状のリブによって、内部に少なくとも2つのキャビティが形成された翼本体と、
前記各キャビティ内に、自身の外周面と前記翼本体の内周面との間に冷却空間を形成するように配置され、かつ、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられた中空のインサートとを具備したタービン用翼であって、
前記キャビティの背側に、前記キャビティの背側に位置する外周面と前記翼本体の背側に位置する内周面との間に形成された冷却空間を、前記キャビティの背側に位置する外周面および前記翼本体の背側に位置する内周面に沿って二分するとともに、複数個のインピンジメント冷却孔が設けられたインピンジメント板が設けられていることを特徴とするタービン用翼。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のタービン用翼を備えてなることを特徴とするガスタービン 。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2008/070271 WO2010052784A1 (ja) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | タービン用翼 |
US12/999,371 US8596976B2 (en) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | Turbine blade |
KR1020107028198A KR101328844B1 (ko) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | 터빈용 날개 |
CN2008801299189A CN102099550A (zh) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | 涡轮用叶片 |
EP08877979.8A EP2351909B1 (en) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | Turbine blade |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2008/070271 WO2010052784A1 (ja) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | タービン用翼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2010052784A1 true WO2010052784A1 (ja) | 2010-05-14 |
Family
ID=42152600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2008/070271 WO2010052784A1 (ja) | 2008-11-07 | 2008-11-07 | タービン用翼 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8596976B2 (ja) |
EP (1) | EP2351909B1 (ja) |
KR (1) | KR101328844B1 (ja) |
CN (1) | CN102099550A (ja) |
WO (1) | WO2010052784A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012237292A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タービン静翼 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD753590S1 (en) * | 2014-03-12 | 2016-04-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Turbine generator |
US10190420B2 (en) * | 2015-02-10 | 2019-01-29 | United Technologies Corporation | Flared crossovers for airfoils |
US9915151B2 (en) * | 2015-05-26 | 2018-03-13 | Rolls-Royce Corporation | CMC airfoil with cooling channels |
US10024171B2 (en) * | 2015-12-09 | 2018-07-17 | General Electric Company | Article and method of cooling an article |
US10138743B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-11-27 | General Electric Company | Impingement cooling system for a gas turbine engine |
CN107152313B (zh) * | 2017-06-13 | 2019-05-24 | 西安交通大学 | 一种基于3d打印的蒸汽轮机末级空心叶片及其制备方法 |
US20190309631A1 (en) * | 2018-04-04 | 2019-10-10 | United Technologies Corporation | Airfoil having leading edge cooling scheme with backstrike compensation |
CN112943384A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-06-11 | 成都中科翼能科技有限公司 | 一种用于涡轮导向叶片的冷气导管结构 |
US11767766B1 (en) * | 2022-07-29 | 2023-09-26 | General Electric Company | Turbomachine airfoil having impingement cooling passages |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4252501A (en) * | 1973-11-15 | 1981-02-24 | Rolls-Royce Limited | Hollow cooled vane for a gas turbine engine |
JPS5735602Y2 (ja) * | 1975-05-16 | 1982-08-06 | ||
JPH03253701A (ja) | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Hitachi Ltd | ガスタービン翼 |
JPH04123301U (ja) * | 1991-04-23 | 1992-11-09 | 石川島播磨重工業株式会社 | 空冷タービン翼の構造 |
JPH10266805A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-06 | Toshiba Corp | ガスタービン静翼 |
JPH11257003A (ja) * | 1998-03-06 | 1999-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | インピンジメント冷却装置 |
JP2001214706A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン蒸気冷却静翼 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1605194A (en) * | 1974-10-17 | 1983-04-07 | Rolls Royce | Rotor blade for gas turbine engines |
US4063851A (en) * | 1975-12-22 | 1977-12-20 | United Technologies Corporation | Coolable turbine airfoil |
JPS59113204A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-06-29 | Hitachi Ltd | 冷却翼 |
JPH0674722B2 (ja) * | 1984-10-15 | 1994-09-21 | 株式会社日立製作所 | 蒸気タ−ビンの蒸気導入部構造 |
JPS6483825A (en) * | 1987-09-26 | 1989-03-29 | Toshiba Corp | Blade for gas turbine |
US5660524A (en) * | 1992-07-13 | 1997-08-26 | General Electric Company | Airfoil blade having a serpentine cooling circuit and impingement cooling |
JP3186576B2 (ja) | 1996-04-17 | 2001-07-11 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン静翼 |
US5762471A (en) * | 1997-04-04 | 1998-06-09 | General Electric Company | turbine stator vane segments having leading edge impingement cooling circuits |
US6183198B1 (en) | 1998-11-16 | 2001-02-06 | General Electric Company | Airfoil isolated leading edge cooling |
US6431824B2 (en) | 1999-10-01 | 2002-08-13 | General Electric Company | Turbine nozzle stage having thermocouple guide tube |
JP2001140602A (ja) | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン静翼 |
US7497665B2 (en) * | 2006-11-02 | 2009-03-03 | General Electric Company | Airfoil shape for a compressor |
JP5022097B2 (ja) | 2007-05-07 | 2012-09-12 | 三菱重工業株式会社 | タービン用翼 |
-
2008
- 2008-11-07 CN CN2008801299189A patent/CN102099550A/zh active Pending
- 2008-11-07 KR KR1020107028198A patent/KR101328844B1/ko active IP Right Grant
- 2008-11-07 WO PCT/JP2008/070271 patent/WO2010052784A1/ja active Application Filing
- 2008-11-07 US US12/999,371 patent/US8596976B2/en active Active
- 2008-11-07 EP EP08877979.8A patent/EP2351909B1/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4252501A (en) * | 1973-11-15 | 1981-02-24 | Rolls-Royce Limited | Hollow cooled vane for a gas turbine engine |
JPS5735602Y2 (ja) * | 1975-05-16 | 1982-08-06 | ||
JPH03253701A (ja) | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Hitachi Ltd | ガスタービン翼 |
JPH04123301U (ja) * | 1991-04-23 | 1992-11-09 | 石川島播磨重工業株式会社 | 空冷タービン翼の構造 |
JPH10266805A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-06 | Toshiba Corp | ガスタービン静翼 |
JPH11257003A (ja) * | 1998-03-06 | 1999-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | インピンジメント冷却装置 |
JP2001214706A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン蒸気冷却静翼 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP2351909A4 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012237292A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タービン静翼 |
US9523283B2 (en) | 2011-05-13 | 2016-12-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine vane |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101328844B1 (ko) | 2013-11-13 |
US20110103971A1 (en) | 2011-05-05 |
CN102099550A (zh) | 2011-06-15 |
US8596976B2 (en) | 2013-12-03 |
EP2351909A4 (en) | 2012-03-28 |
EP2351909B1 (en) | 2016-10-19 |
EP2351909A1 (en) | 2011-08-03 |
KR20110006729A (ko) | 2011-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010052784A1 (ja) | タービン用翼 | |
JP5022097B2 (ja) | タービン用翼 | |
US7300250B2 (en) | Cooled airfoil trailing edge tip exit | |
JP4546760B2 (ja) | 一体化されたブリッジを備えたタービンブレード | |
US8657576B2 (en) | Rotor blade | |
EP3124746B1 (en) | Method for cooling a turbo-engine component and turbo-engine component | |
JP4184323B2 (ja) | ガスタービンエンジンのタービン用の中空回転翼 | |
KR101180547B1 (ko) | 터빈용 날개 | |
JP2004044572A (ja) | タービンブレードおよびそのタービンブレードを備えたガスタービン | |
JP2006083851A (ja) | タービンバケット翼形部の後縁のための冷却システム | |
JP6165740B2 (ja) | ガスタービンロータブレードを冷却する方法及び装置 | |
JP2008169837A (ja) | 翼形、スリーブ及び燃焼器アセンブリの組立方法 | |
JP2005299637A (ja) | タービンブレード温度を低下させる方法及び装置 | |
KR20070117476A (ko) | 터빈 블레이드, 터빈 로터, 및 가스 터빈 에어포일을냉각시키기 위한 방법 | |
JP2006112430A (ja) | ガスタービンエンジン部品 | |
JPWO2010109954A1 (ja) | タービン翼およびガスタービン | |
JP2012077745A (ja) | タービンロータブレードのプラットフォーム領域を冷却するための装置及び方法 | |
JP4939303B2 (ja) | タービン静翼 | |
JP2007211618A (ja) | ガスタービン | |
JP4885275B2 (ja) | タービン用翼 | |
JP2020513091A (ja) | 改良された冷却回路を備えるブレード | |
US20160130951A1 (en) | Cooling for turbine blade platform-aerofoil joints | |
JP2009287511A (ja) | タービン用翼 | |
CN104088673B (zh) | 涡轮用叶片 | |
JP6640924B2 (ja) | 機械部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 200880129918.9 Country of ref document: CN |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08877979 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
REEP | Request for entry into the european phase |
Ref document number: 2008877979 Country of ref document: EP |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2008877979 Country of ref document: EP |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20107028198 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 12999371 Country of ref document: US |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |