JPH0223202A - 内部冷却タービンブレード及び内部冷却タービンブレード用塵埃除去装置 - Google Patents
内部冷却タービンブレード及び内部冷却タービンブレード用塵埃除去装置Info
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- JPH0223202A JPH0223202A JP1105727A JP10572789A JPH0223202A JP H0223202 A JPH0223202 A JP H0223202A JP 1105727 A JP1105727 A JP 1105727A JP 10572789 A JP10572789 A JP 10572789A JP H0223202 A JPH0223202 A JP H0223202A
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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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles
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- 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
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- 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
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- 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
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-
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Landscapes
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- 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】
産業上の利用分野
この発明は、ガスタービンエンジンのロータのブレード
の冷却装置に関するもので、特に、冷却空気に含有され
る塵埃等の物質を制御することによって、ロータブレー
ドに形成する冷却孔及び冷却空気通路の閉塞を防止する
ロータブレードの冷却装置に関するものである。
の冷却装置に関するもので、特に、冷却空気に含有され
る塵埃等の物質を制御することによって、ロータブレー
ドに形成する冷却孔及び冷却空気通路の閉塞を防止する
ロータブレードの冷却装置に関するものである。
従来の技術
周知のように、エンジン部品、特に航空機用ガスタービ
ンエンジンのタービンブレードは、エンジン冷却空気に
よって冷却されている。例えば、ガスタービンエンジン
のブレードは、エンジンのコンプレッサよりＴ ＯＢ
Ｉ （ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｎ−ｂｏａｒｄ＋ １ｎｊｅ
ｃｔｏｒ）を介して供給され、ブレード内に形成した内
部通路に流通する冷却空気によって冷却される。
ンエンジンのタービンブレードは、エンジン冷却空気に
よって冷却されている。例えば、ガスタービンエンジン
のブレードは、エンジンのコンプレッサよりＴ ＯＢ
Ｉ （ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｎ−ｂｏａｒｄ＋ １ｎｊｅ
ｃｔｏｒ）を介して供給され、ブレード内に形成した内
部通路に流通する冷却空気によって冷却される。
冷却空気は、タービンブレードに形成する孔より吐出さ
れ、エンジンのガス通路に帰還される。
れ、エンジンのガス通路に帰還される。
同様に、大気中に含有された塵埃やエンジンによって発
生された塵埃等の異物は、冷却空気とともに吸入され、
冷却空気通路及び冷却空気孔の閉塞を引き起こすことが
従来より知られている。この冷却空気通路及び冷却空気
孔の閉塞の問題は、特に砂漠地帯をとおって航行する航
空機のように特に塵埃等の異物の多い地域で用いられる
航空機にとって深刻な問題となっている。
生された塵埃等の異物は、冷却空気とともに吸入され、
冷却空気通路及び冷却空気孔の閉塞を引き起こすことが
従来より知られている。この冷却空気通路及び冷却空気
孔の閉塞の問題は、特に砂漠地帯をとおって航行する航
空機のように特に塵埃等の異物の多い地域で用いられる
航空機にとって深刻な問題となっている。
この問題を解消するために種々の試みがなされている。
例えば、従来提案されている技術は、１９６７年１２月
５日のエム、ボボ（Ｍ、 Ｂｏｂｏ）にイ寸与されたア
メリカ特許第３，３５６，３４０号、１９８２年１月５
日にダブり二一、イー、コスタ−等（Ｗ、Ｅ、Ｋｏｓｔ
ｅｒ ｅｔ ａｔ、）に付与されたアメリカ特許第４，
３０９，１４７号、１９５３年３月２４日１こエフ、エ
イ、マクリントツク（Ｆ、 Ａ、 ＭｃＣｌｉｎＬｏｃ
ｋ）に付与されたアメリカ特許第２．６３２゜６２６号
、１９７５年１１月１１日にジー、ジェイ、ヤマリク（
Ｇ、 Ｊ、 ＹａＩｌａｒｉｋ）に付与されたアメリカ
特許第３，９１８．８３５号等に開示されている。
５日のエム、ボボ（Ｍ、 Ｂｏｂｏ）にイ寸与されたア
メリカ特許第３，３５６，３４０号、１９８２年１月５
日にダブり二一、イー、コスタ−等（Ｗ、Ｅ、Ｋｏｓｔ
ｅｒ ｅｔ ａｔ、）に付与されたアメリカ特許第４，
３０９，１４７号、１９５３年３月２４日１こエフ、エ
イ、マクリントツク（Ｆ、 Ａ、 ＭｃＣｌｉｎＬｏｃ
ｋ）に付与されたアメリカ特許第２．６３２゜６２６号
、１９７５年１１月１１日にジー、ジェイ、ヤマリク（
Ｇ、 Ｊ、 ＹａＩｌａｒｉｋ）に付与されたアメリカ
特許第３，９１８．８３５号等に開示されている。
これらの各技術においては、冷却空気を、タービンブレ
ード内の冷却空気通路に導入する前に曲線通路に流通さ
せて、曲線通路内において冷却空気を反転させることに
冷却空気中に含まれる異物を気流より取り除くか、ある
いは塵埃を含む冷却空気を遠心力の作用する領域に導入
して、比較的比重のある塵埃を遠心力によって気流より
除去し、エンジンの分解掃除を行うまで、曲線通路又は
遠心力の作用領域内に保持するようにしている。前記の
先行技術の内、アメリカ特許第３，９１８゜８３５号に
は、遠心式の塵埃分離装置が開示されており、この装置
は、ラビリンスシールに向かって傾斜する傾斜面を有し
ており、捕集された塵埃をこのラビリンスシール部分に
集め、このラビリンスシールに流通する気流によって、
塵埃を排出することが提案されている。
ード内の冷却空気通路に導入する前に曲線通路に流通さ
せて、曲線通路内において冷却空気を反転させることに
冷却空気中に含まれる異物を気流より取り除くか、ある
いは塵埃を含む冷却空気を遠心力の作用する領域に導入
して、比較的比重のある塵埃を遠心力によって気流より
除去し、エンジンの分解掃除を行うまで、曲線通路又は
遠心力の作用領域内に保持するようにしている。前記の
先行技術の内、アメリカ特許第３，９１８゜８３５号に
は、遠心式の塵埃分離装置が開示されており、この装置
は、ラビリンスシールに向かって傾斜する傾斜面を有し
ており、捕集された塵埃をこのラビリンスシール部分に
集め、このラビリンスシールに流通する気流によって、
塵埃を排出することが提案されている。
また、従来より、塵埃がタービンブレードに到達しない
ようにするために、塵埃分離装置、塵埃除去装置等の装
置を設けることも提案されている。
ようにするために、塵埃分離装置、塵埃除去装置等の装
置を設けることも提案されている。
通常、この種の塵埃分離装置又は塵埃除去装置は、ＴＯ
Ｂ Ｉの上流側に設ける湾曲部を有している。
Ｂ Ｉの上流側に設ける湾曲部を有している。
この湾曲部は、塵埃を偏向させ、ＴＯＢＩに導入される
冷却空気の鋭角的な転回に、塵埃が追随しないようにし
ている。この方法によれば、塵埃の粒子が比較的大きく
、従って冷却空気の気流とともに流通した場合に、その
慣性力が冷却空気の流速に優るために気流の転回に追随
し得ないような場合には、塵埃の除去効果が認められる
。
冷却空気の鋭角的な転回に、塵埃が追随しないようにし
ている。この方法によれば、塵埃の粒子が比較的大きく
、従って冷却空気の気流とともに流通した場合に、その
慣性力が冷却空気の流速に優るために気流の転回に追随
し得ないような場合には、塵埃の除去効果が認められる
。
発明の解決しようとする課題
しかしながら、上記の方法では、塵埃の粒子が小さく場
合には、その慣性力が小さいために、冷却空気の流速に
よって、冷却空気とともに転回して湾曲部を通過し、タ
ービンブレードに導入されてしまうおそれがある。この
ような場合、冷却空気とともにタービンブレード内の冷
却空気通路及び、冷却空気孔に導入された塵埃は、冷却
空気通路及び冷却空気孔に蓄積されて、冷却空気の流通
効率及び冷却空気の圧力を低下させて、ブレードの冷却
効果を低下させ、最終的には冷却空気通路や冷却空気孔
を閉塞して、タービンブレードを冷却不能としてしまう
恐れがある。冷却空気通路や冷却空気孔が閉塞された場
合、翼の疲労や故障の原因となったり、タービンの上流
に配設されるベーンへの供給圧力の低下を引き起こすこ
とになる。
合には、その慣性力が小さいために、冷却空気の流速に
よって、冷却空気とともに転回して湾曲部を通過し、タ
ービンブレードに導入されてしまうおそれがある。この
ような場合、冷却空気とともにタービンブレード内の冷
却空気通路及び、冷却空気孔に導入された塵埃は、冷却
空気通路及び冷却空気孔に蓄積されて、冷却空気の流通
効率及び冷却空気の圧力を低下させて、ブレードの冷却
効果を低下させ、最終的には冷却空気通路や冷却空気孔
を閉塞して、タービンブレードを冷却不能としてしまう
恐れがある。冷却空気通路や冷却空気孔が閉塞された場
合、翼の疲労や故障の原因となったり、タービンの上流
に配設されるベーンへの供給圧力の低下を引き起こすこ
とになる。
圧力低下を防止するためには、冷却くうきの燃焼部から
の流出量を増加させる必要があり、冷却空気の流出量を
増加させた場合には、バーナの圧力低下が生じて、エン
ジン性能の低下を引き起こすことになる。
の流出量を増加させる必要があり、冷却空気の流出量を
増加させた場合には、バーナの圧力低下が生じて、エン
ジン性能の低下を引き起こすことになる。
こうした従来技術における問題点を解消するために、発
明者等は、タービンブレード自体に塵埃の除去能力を付
与することによって、塵埃を含む冷却空気によって冷却
可能なタービンブレードの構成を開発した。
明者等は、タービンブレード自体に塵埃の除去能力を付
与することによって、塵埃を含む冷却空気によって冷却
可能なタービンブレードの構成を開発した。
さらに、発明者等は、ブレード付け根部分伸、打ち抜き
加工した金属板製の反射板を配置して、冷却空気中に含
まれる塵埃をブレードに形成する高速通路又はタービン
ディスク若しくはその近傍に形成する高速通路側に偏向
させることによっても、塵埃を含む冷却空気を用いてタ
ービンブレードを冷却する技術を開発した。
加工した金属板製の反射板を配置して、冷却空気中に含
まれる塵埃をブレードに形成する高速通路又はタービン
ディスク若しくはその近傍に形成する高速通路側に偏向
させることによっても、塵埃を含む冷却空気を用いてタ
ービンブレードを冷却する技術を開発した。
そこで、本発明の目的は、タービンブレードに冷却空気
中に混入した塵埃を偏向する手段を設けて、塵埃を冷却
空気より分離して、所定の通路を通ってブレード先端に
形成する孔より排出するようにしたタービンブレードの
冷却装置を提供することにある。
中に混入した塵埃を偏向する手段を設けて、塵埃を冷却
空気より分離して、所定の通路を通ってブレード先端に
形成する孔より排出するようにしたタービンブレードの
冷却装置を提供することにある。
上記及び上記以外の目的を達成するために、本発明の第
一の構成によれば、先端部と付け根部及び前記先端部と
付け根部間に形成した壁部とによって羽根部を構成する
ブレードと、 前記ブレード内に配設され、前記羽根部に形成した孔に
連通し、冷却空気をタービンエンジンのガス通路に向か
って流通させる複数の通路を形成する複数のリブと、 少なくとも一つの直線状の通路と、該直線状通路に連通
ずるとともに前記冷却空気中に混入される最大粒径の塵
埃が通過する大きさの孔と、前記リブの少なくとも一つ
に延長形成され冷却空気の通路に対して所定角度をもっ
て配設された冷却空気偏向部とで構成され、前記冷却空
気に混入した塵埃を前記直線状通路に導入して、塵埃の
他の通路への侵入を防止して、前記孔の閉塞を防止する
手段とによって構成したことを特徴とするガスタービン
エンジンのブレード冷却装置が提供される。
一の構成によれば、先端部と付け根部及び前記先端部と
付け根部間に形成した壁部とによって羽根部を構成する
ブレードと、 前記ブレード内に配設され、前記羽根部に形成した孔に
連通し、冷却空気をタービンエンジンのガス通路に向か
って流通させる複数の通路を形成する複数のリブと、 少なくとも一つの直線状の通路と、該直線状通路に連通
ずるとともに前記冷却空気中に混入される最大粒径の塵
埃が通過する大きさの孔と、前記リブの少なくとも一つ
に延長形成され冷却空気の通路に対して所定角度をもっ
て配設された冷却空気偏向部とで構成され、前記冷却空
気に混入した塵埃を前記直線状通路に導入して、塵埃の
他の通路への侵入を防止して、前記孔の閉塞を防止する
手段とによって構成したことを特徴とするガスタービン
エンジンのブレード冷却装置が提供される。
また、本発明の第二の構成によれば、タービンディスク
に支持され、該タービンディスクの凹部に取り付けられ
る付け根部と、先端部及び前記付け根部と前記先端部間
に配設される壁部とによって羽根部を構成するタービン
ブレードと、冷却空気を前記タービンブレード内に導入
して前記ブレードの羽根部に流通させるする冷却空気導
入部と、前記壁部に形成した孔を通してガスタービンエ
ンジンのガス通路に前記冷却空気を排出する排出部とを
有する手段と、 金属板を打ち抜き加工して形成され、前記孔に対して所
定の角度をもつ冷却空気偏向手段と、前記冷却空気偏向
手段が前記導入部に対して所定の角度を持ちかつ前記導
入部を覆うように前記金属板を前記付け根部の取り付け
る手段と、前記冷却空気を前記凹部と付け根部間に導入
する手段と、前記タービンディスクに形成され冷却空気
の一部を前記導入部をバイパスして排出する通孔とによ
って構成され、前記冷却空気偏向手段が前記冷却空気に
混入される塵埃を偏向して前記通孔に向かう冷却空気と
ともに排出し、塵埃を含まない冷却空気を前記導入部に
導入するようにした前記孔の閉塞防止手段とによって構
成したことを特徴とするガスタービンエンジンのブレー
ドの冷却装置が提供される。
に支持され、該タービンディスクの凹部に取り付けられ
る付け根部と、先端部及び前記付け根部と前記先端部間
に配設される壁部とによって羽根部を構成するタービン
ブレードと、冷却空気を前記タービンブレード内に導入
して前記ブレードの羽根部に流通させるする冷却空気導
入部と、前記壁部に形成した孔を通してガスタービンエ
ンジンのガス通路に前記冷却空気を排出する排出部とを
有する手段と、 金属板を打ち抜き加工して形成され、前記孔に対して所
定の角度をもつ冷却空気偏向手段と、前記冷却空気偏向
手段が前記導入部に対して所定の角度を持ちかつ前記導
入部を覆うように前記金属板を前記付け根部の取り付け
る手段と、前記冷却空気を前記凹部と付け根部間に導入
する手段と、前記タービンディスクに形成され冷却空気
の一部を前記導入部をバイパスして排出する通孔とによ
って構成され、前記冷却空気偏向手段が前記冷却空気に
混入される塵埃を偏向して前記通孔に向かう冷却空気と
ともに排出し、塵埃を含まない冷却空気を前記導入部に
導入するようにした前記孔の閉塞防止手段とによって構
成したことを特徴とするガスタービンエンジンのブレー
ドの冷却装置が提供される。
なお、上記の第一の構成においては、前記付け根部には
、前記通路に対して所定角度を持つ複数のリブが設けら
れており、前記複数のリブの少なくとも一つは前記壁部
の一部を構成することが望ましい。
、前記通路に対して所定角度を持つ複数のリブが設けら
れており、前記複数のリブの少なくとも一つは前記壁部
の一部を構成することが望ましい。
また、上記の第二の構成においては、前記タービンブレ
ード内に複数の冷却空気通路と、各冷却空気通路に連通
ずる前記導入部が形成されており、前記冷却空気偏向手
段は、各冷却空気通路の導入部に対向して設けられ、冷
却空気に含まれる塵埃を前記通孔に流通する冷却空気と
ともに排出するようにすることも出来る。
ード内に複数の冷却空気通路と、各冷却空気通路に連通
ずる前記導入部が形成されており、前記冷却空気偏向手
段は、各冷却空気通路の導入部に対向して設けられ、冷
却空気に含まれる塵埃を前記通孔に流通する冷却空気と
ともに排出するようにすることも出来る。
本発明の第三の構成によれば、先端部と付け根部及び前
記先端部と付け根部間に形成した壁部とによって羽根部
を構成するブレードと、前記ブレード内に配設され、前
記羽根部に形成した孔に連通し、冷却空気をタービンエ
ンジンのガス通路に向かって流通させる複数の曲線状通
路を形成する複数のリブと、 前記付け根部から前記先端部に向けて冷却空気を流通さ
せ、前記先端部に形成され冷却空気中に含まれる最大粒
径の塵埃が通過可能に形成された排出口より冷却空気を
エンジンのガス通路に排出する少なくとも一つの直線状
通路と、 金属板を打ち抜き加工して形成され、前記金属板の一般
面に対して所定の角度をもつ冷却空気偏向手段と、 前記冷却空気偏向手段が前記曲線状通路の導入部に対し
て所定の角度を持ちかつ前記導入部を覆うようにｒｉＱ
記金属板をＯＪｊ記付け根部の取り付け、＋’＋ｒｊ記
冷却空気偏向手段が前記冷却空気に混入される塵埃を偏
向して１１η記直線状通路に導き冷却空気とともに前記
排出口より排出するようにしたガスタービンエンジンの
ブレード冷却装置における塵埃除去装置が提供される。
記先端部と付け根部間に形成した壁部とによって羽根部
を構成するブレードと、前記ブレード内に配設され、前
記羽根部に形成した孔に連通し、冷却空気をタービンエ
ンジンのガス通路に向かって流通させる複数の曲線状通
路を形成する複数のリブと、 前記付け根部から前記先端部に向けて冷却空気を流通さ
せ、前記先端部に形成され冷却空気中に含まれる最大粒
径の塵埃が通過可能に形成された排出口より冷却空気を
エンジンのガス通路に排出する少なくとも一つの直線状
通路と、 金属板を打ち抜き加工して形成され、前記金属板の一般
面に対して所定の角度をもつ冷却空気偏向手段と、 前記冷却空気偏向手段が前記曲線状通路の導入部に対し
て所定の角度を持ちかつ前記導入部を覆うようにｒｉＱ
記金属板をＯＪｊ記付け根部の取り付け、＋’＋ｒｊ記
冷却空気偏向手段が前記冷却空気に混入される塵埃を偏
向して１１η記直線状通路に導き冷却空気とともに前記
排出口より排出するようにしたガスタービンエンジンの
ブレード冷却装置における塵埃除去装置が提供される。
実施例
以下に、本発明の好適実施例によるタービンブレードの
冷却装置を添付図面を参照しながら説明する。
冷却装置を添付図面を参照しながら説明する。
第７図は、本発明を適用するタービンブレードの羽根部
の代表的な内部構造を示すもので、ブレード羽根部を縦
断方向又はスパン方向に切断した断面を示している。図
示のように、タービンブレードの羽根部ＩＯの内部は、
複数のリブによって複数の通路に分割されている。ブレ
ードは、前側エツジ１２、後側エツジ１４、先端部１６
及び付け根部１８とを有している。リブ２０，２２．２
４は、スパン方向に４つの通路２６．２８．３０．３２
を分割形成している。リブ２０は、二股に別れており、
リブ２２とともに曲線通路を形成している。各通路及び
隔壁部は周知の形状及び構成となっている。また、この
ブレードには周知の種々の目的で多数の孔が形成されて
いる。
の代表的な内部構造を示すもので、ブレード羽根部を縦
断方向又はスパン方向に切断した断面を示している。図
示のように、タービンブレードの羽根部ＩＯの内部は、
複数のリブによって複数の通路に分割されている。ブレ
ードは、前側エツジ１２、後側エツジ１４、先端部１６
及び付け根部１８とを有している。リブ２０，２２．２
４は、スパン方向に４つの通路２６．２８．３０．３２
を分割形成している。リブ２０は、二股に別れており、
リブ２２とともに曲線通路を形成している。各通路及び
隔壁部は周知の形状及び構成となっている。また、この
ブレードには周知の種々の目的で多数の孔が形成されて
いる。
前記のように、エンジンのコンプレッサよりＴＯＢＩを
通って導入される冷却空気は、上記した複数の通路に流
通して、ブレードを冷却している。
通って導入される冷却空気は、上記した複数の通路に流
通して、ブレードを冷却している。
第１図は、本発明の第一実施例による冷却装置を備えた
タービンブレードの羽根部を示している。
タービンブレードの羽根部を示している。
本実施例において、前記の第７図の構成と共通の構成部
分は、＆を付した共通の参照符号を用いて示されている
。第１図において、通路２６ａ、２８ａ、及び３０ａの
横断方向に配設された、横断方向壁部４０．４２．４４
は、偏向部材として機能しており、塵埃を含む冷却空気
は、これらの横断方向壁部４０．４２．４４によって偏
向され、後側エツジに近接して形成する通路３６に向か
って流れる。この通路３６は、図示のように一直線に形
成されるとともに、付け根部の通路４６に導入された空
気が直接流入するように構成されている。この通路３６
の先端部は、塵埃排出孔４８に連通しており、冷却空気
に混入している塵埃は、この塵埃排出孔４８を通って、
エンジンのガス通路に排出される。この目的のため、通
路３６の折れ曲がりは極力少なくして、塵埃を直接塵埃
排出孔４８より排出するために必要な冷却空気の流速を
確保する。
分は、＆を付した共通の参照符号を用いて示されている
。第１図において、通路２６ａ、２８ａ、及び３０ａの
横断方向に配設された、横断方向壁部４０．４２．４４
は、偏向部材として機能しており、塵埃を含む冷却空気
は、これらの横断方向壁部４０．４２．４４によって偏
向され、後側エツジに近接して形成する通路３６に向か
って流れる。この通路３６は、図示のように一直線に形
成されるとともに、付け根部の通路４６に導入された空
気が直接流入するように構成されている。この通路３６
の先端部は、塵埃排出孔４８に連通しており、冷却空気
に混入している塵埃は、この塵埃排出孔４８を通って、
エンジンのガス通路に排出される。この目的のため、通
路３６の折れ曲がりは極力少なくして、塵埃を直接塵埃
排出孔４８より排出するために必要な冷却空気の流速を
確保する。
この構成によれば、通路２６ ａ％ ２８ ａ、 ３０
＆には、塵埃は殆ど流入しない。また、塵埃の除去装置
を直接ブレードに設けるとともに、塵埃を冷却空気が高
速で流通する通路に向かって偏向させることによって、
この種のタービンブレードに必要とされる、多数のパー
ジ孔を必要としない構成とすることが可能となる。これ
によって、ブレードの冷却に大量の冷却空気を必要とし
、また、パージ孔に連通ずる通路に流通する冷却空気の
流速が低く塵埃の排出を疎外し又は塵埃の排出量を制限
するといった問題が解消される。
＆には、塵埃は殆ど流入しない。また、塵埃の除去装置
を直接ブレードに設けるとともに、塵埃を冷却空気が高
速で流通する通路に向かって偏向させることによって、
この種のタービンブレードに必要とされる、多数のパー
ジ孔を必要としない構成とすることが可能となる。これ
によって、ブレードの冷却に大量の冷却空気を必要とし
、また、パージ孔に連通ずる通路に流通する冷却空気の
流速が低く塵埃の排出を疎外し又は塵埃の排出量を制限
するといった問題が解消される。
第２図は、本発明の第二実施例による冷却装置の構成を
示すものである。本実施例においても、前記した第７図
のブレードと共通の構成部付け、同一の参照符号を付し
、これらに関する詳細な説明は省略する。なお、本実施
例において、タービンブレードは、タービンディスクに
形成する凹部に嵌合取り付けされており、冷却空気は、
タービンブレードの付け根部１８と凹部間の空隙を通じ
て導入される。本実施例の構成においては、前側エツジ
１２近傍に配設された通路５８と、後側エツジ１４近傍
に配設した通路５６は、それぞれ直線通路に形成され、
ブレードの先端部１６に開口した塵埃排出孔６０に連通
されている。
示すものである。本実施例においても、前記した第７図
のブレードと共通の構成部付け、同一の参照符号を付し
、これらに関する詳細な説明は省略する。なお、本実施
例において、タービンブレードは、タービンディスクに
形成する凹部に嵌合取り付けされており、冷却空気は、
タービンブレードの付け根部１８と凹部間の空隙を通じ
て導入される。本実施例の構成においては、前側エツジ
１２近傍に配設された通路５８と、後側エツジ１４近傍
に配設した通路５６は、それぞれ直線通路に形成され、
ブレードの先端部１６に開口した塵埃排出孔６０に連通
されている。
一方、通路６２．６４のブレード付け根部１８に近接し
た端部はは、偏向部材５０が設けられている。この偏向
部材５０は、第４図に示すように、金属薄板を打ち抜き
加工して形成するもので、リブ２０．２２．２４の付け
根部側端部に、ハング付け、溶接等の方法で固定される
。偏向部材５０は、前側エツジ１２寄りの部分から後側
エツジ１４寄りの部分に向かって立ちあげられており、
第３図に示すように、保護する通路６２．６４の入り口
開口を覆っている。この偏向部材５０の大きさは、通路
６２．６４の入り口開口の大きさに応じて決定される。
た端部はは、偏向部材５０が設けられている。この偏向
部材５０は、第４図に示すように、金属薄板を打ち抜き
加工して形成するもので、リブ２０．２２．２４の付け
根部側端部に、ハング付け、溶接等の方法で固定される
。偏向部材５０は、前側エツジ１２寄りの部分から後側
エツジ１４寄りの部分に向かって立ちあげられており、
第３図に示すように、保護する通路６２．６４の入り口
開口を覆っている。この偏向部材５０の大きさは、通路
６２．６４の入り口開口の大きさに応じて決定される。
この構成によれば、塵埃を含む冷却空気は、偏向部材５
０によって、通路５８．５６に向かって偏向され、これ
らの通路５８．５６に流通する高速の冷却空気とともに
塵埃排出孔６０より、エンジンのガス通路に排出される
。従って、塵埃をほとんど含まない冷却空気のみが通路
６２．６４に流通することになる。
０によって、通路５８．５６に向かって偏向され、これ
らの通路５８．５６に流通する高速の冷却空気とともに
塵埃排出孔６０より、エンジンのガス通路に排出される
。従って、塵埃をほとんど含まない冷却空気のみが通路
６２．６４に流通することになる。
第５図及び第６図は、本発明の上記した第二実施例の変
形例を示すもので、本実施例においては、前記第２図乃
至第４図に示した実施例に用いたものと同様に、打ち抜
き加工によって複数の偏向部材７６を形成した金属板を
、全ての通路のブレード付け根側端部開口を覆うように
配設されている。
形例を示すもので、本実施例においては、前記第２図乃
至第４図に示した実施例に用いたものと同様に、打ち抜
き加工によって複数の偏向部材７６を形成した金属板を
、全ての通路のブレード付け根側端部開口を覆うように
配設されている。
この実施例において、偏向部付け、塵埃を含む冷却空気
をブレードの付け根部近傍の後側エツジ１４に開口する
塵埃排出孔７２に向かって偏向され、通路７０を通って
塵埃排出ロア２より排出する。
をブレードの付け根部近傍の後側エツジ１４に開口する
塵埃排出孔７２に向かって偏向され、通路７０を通って
塵埃排出ロア２より排出する。
効 果
本発明は、上記のように構成したので、冷却空気中に混
入した塵埃を除去するために、塵埃分離装置、塵埃除去
装置を必要とせづ、しかも効果的に塵埃の除去を可能と
する。
入した塵埃を除去するために、塵埃分離装置、塵埃除去
装置を必要とせづ、しかも効果的に塵埃の除去を可能と
する。
なお、本発明は、上記した好適実施例の構成に限定され
るものではなく、特許請求の範囲に記載した、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で実施されるいかなる構成をも包
含するものである。
るものではなく、特許請求の範囲に記載した、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で実施されるいかなる構成をも包
含するものである。
第１図は、本発明の第一実施例によるタービンブレード
の冷却装置の断面図、 第２図は、本発明の第二実施例によるタービンブレード
の冷却装置の断面図、 第３図は、第二実施例に用いる偏向部材の取り付け状態
を示す拡大断面図、 第４図は、第二実施例の冷却装置に用いる偏向部材を設
けた金属板の斜視図、 第５図は、第二実施例による冷却装置の変形例示す断面
図、 第６図は、第５図の変形例に用いる偏向部材を形成した
金属板の斜視図、 第７図は、本発明による冷却装置を適用可能なタービン
ブレードの構成を示す断面図、である。 ２６ ａ、 ２８ ａ、 ３０ ａ、 ３６は冷却空気
通路、４０．４２．４４は横断方向壁部、 ４８は塵埃排出口、 ５６．５８．６２．６４は冷却空気通路５０は偏向部材
、 ７０は冷却空気通路、 ７６は偏向部材 ＦＩＧ、 ｆ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、乙
の冷却装置の断面図、 第２図は、本発明の第二実施例によるタービンブレード
の冷却装置の断面図、 第３図は、第二実施例に用いる偏向部材の取り付け状態
を示す拡大断面図、 第４図は、第二実施例の冷却装置に用いる偏向部材を設
けた金属板の斜視図、 第５図は、第二実施例による冷却装置の変形例示す断面
図、 第６図は、第５図の変形例に用いる偏向部材を形成した
金属板の斜視図、 第７図は、本発明による冷却装置を適用可能なタービン
ブレードの構成を示す断面図、である。 ２６ ａ、 ２８ ａ、 ３０ ａ、 ３６は冷却空気
通路、４０．４２．４４は横断方向壁部、 ４８は塵埃排出口、 ５６．５８．６２．６４は冷却空気通路５０は偏向部材
、 ７０は冷却空気通路、 ７６は偏向部材 ＦＩＧ、 ｆ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、乙
Claims (6)
- （１）先端部と付け根部及び前記先端部と付け根部間に
形成した壁部とによって羽根部を構成するブレードと、 前記ブレード内に配設され、前記羽根部に形成した孔に
連通し、冷却空気をタービンエンジンのガス通路に向か
って流通させる複数の通路を形成する複数のリブと、 少なくとも一つの直線状の通路と、該直線状通路に連通
するとともに前記冷却空気中に混入される最大粒径の塵
埃が通過する大きさの孔と、前記リブの少なくとも一つ
に延長形成され冷却空気の通路に対して所定角度をもっ
て配設された冷却空気偏向部とで構成され、前記冷却空
気に混入した塵埃を前記直線状通路に導入して、塵埃の
他の通路への侵入を防止して、前記孔の閉塞を防止する
手段とによって構成したことを特徴とするガスタービン
エンジンのブレード冷却装置。 - （２）タービンディスクに支持され、該タービンディス
クの凹部に取り付けられる付け根部と、先端部及び前記
付け根部と前記先端部間に配設される壁部とによって羽
根部を構成するタービンブレードと、 冷却空気を前記タービンブレード内に導入して前記ブレ
ードの羽根部に流通させるする冷却空気導入部と、前記
壁部に形成した孔を通してガスタービンエンジンのガス
通路に前記冷却空気を排出する排出部とを有する手段と
、 金属板を打ち抜き加工して形成され、前記孔に対して所
定の角度をもつ冷却空気偏向手段と、前記冷却空気偏向
手段が前記導入部に対して所定の角度を持ちかつ前記導
入部を覆うように前記金属板を前記付け根部の取り付け
る手段と、前記冷却空気を前記凹部と付け根部間に導入
する手段と、前記タービンディスクに形成され冷却空気
の一部を前記導入部をバイパスして排出する通孔とによ
って構成され、前記冷却空気偏向手段が前記冷却空気に
混入される塵埃を偏向して前記通孔に向かう冷却空気と
ともに排出し、塵埃を含まない冷却空気を前記導入部に
導入するようにした前記孔の閉塞防止手段とによって構
成したことを特徴とするガスタービンエンジンのブレー
ドの冷却装置。 - （３）前記付け根部には、前記通路に対して所定角度を
持つ複数のリブが設けられており、前記複数のリブの少
なくとも一つは前記壁部の一部を構成することを特徴と
する請求項第１項記載の冷却装置。 - （４）前記タービンブレード内に複数の冷却空気通路と
、各冷却空気通路に連通する前記導入部が形成されてお
り、前記冷却空気偏向手段は、各冷却空気通路の導入部
に対向して設けられ、冷却空気に含まれる塵埃を前記通
孔に流通する冷却空気とともに排出するようにしたこと
を特徴とする請求項第２項記載の冷却装置。 - （５）先端部と付け根部及び前記先端部と付け根部間に
形成した壁部とによって羽根部を構成するブレードと、 前記ブレード内に配設され、前記羽根部に形成した孔に
連通し、冷却空気をタービンエンジンのガス通路に向か
って流通させる複数の曲線状通路を形成する複数のリブ
と、 前記付け根部から前記先端部に向けて冷却空気を流通さ
せ、前記先端部に形成され冷却空気中に含まれる最大粒
径の塵埃が通過可能に形成された排出口より冷却空気を
エンジンのガス通路に排出する少なくとも一つの直線状
通路と、 金属板を打ち抜き加工して形成され、前記金属板の一般
面に対して所定の角度をもつ冷却空気偏向手段と、 前記冷却空気偏向手段が前記曲線状通路の導入部に対し
て所定の角度を持ちかつ前記導入部を覆うように前記金
属板を前記付け根部の取り付け、前記冷却空気偏向手段
が前記冷却空気に混入される塵埃を偏向して前記直線状
通路に導き冷却空気とともに前記排出口より排出するよ
うにしたガスタービンエンジンのブレード冷却装置にお
ける塵埃除去装置。 - （６）前記ブレードはタービンブレードであることを特
徴とする請求項第１項又は第５項記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US185,227 | 1988-04-25 | ||
| US185,226 | 1988-04-25 | ||
| US07/185,227 US4820122A (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Dirt removal means for air cooled blades |
| US07/185,226 US4820123A (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Dirt removal means for air cooled blades |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223202A true JPH0223202A (ja) | 1990-01-25 |
| JP2877345B2 JP2877345B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=26880935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105727A Expired - Fee Related JP2877345B2 (ja) | 1988-04-25 | 1989-04-25 | 内部冷却タービンブレード及び内部冷却タービンブレード用塵埃除去装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0340149B1 (ja) |
| JP (1) | JP2877345B2 (ja) |
| DE (1) | DE68906594T2 (ja) |
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