JPH02233801A - ガスタービン及びその羽根の冷却方法 - Google Patents
ガスタービン及びその羽根の冷却方法Info
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- JPH02233801A JPH02233801A JP2018126A JP1812690A JPH02233801A JP H02233801 A JPH02233801 A JP H02233801A JP 2018126 A JP2018126 A JP 2018126A JP 1812690 A JP1812690 A JP 1812690A JP H02233801 A JPH02233801 A JP H02233801A
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
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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
- 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
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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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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
- F05D2240/81—Cooled platforms
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- 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
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- F05D2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (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】
本発明はガスタービンに関し、特に、気中粒子によるガ
スタービン羽根の冷却空気通路の閉塞を防止するガスタ
ービン羽根の冷却装置及び方法に関するものである． 九昆改批み且泗 ガスタービンは、空気を圧縮するための圧縮機部と、内
部で燃料を燃焼させることにより圧縮空気を加熱するた
めの燃焼器部と、燃焼器部から出た加熱・圧縮空気を膨
張させるためのタービン部とから楕成されている． ガスタービンのタービン部における高温ガスの流路は、
シリンダもしくは円筒体内の中心に配設された回転軸を
囲繞するように同円筒体内に設けられた環状室からなっ
ている．環状室の内側には静止羽根もしくは静翼と回転
羽根もしくは動翼とが交互に列状に円周方向に配設され
ている。ガスタービンの燃焼器部から排出された高温ガ
スはこれ等の静止羽根及び回転羽根に流れる．！＆大の
出力を得るためには、この高温ガスの温度が実現可能な
範囲でできるだけ高くなるようにガスタービンを運転す
ることが望ましいので、静止羽根及び回転羽根を冷却し
なければならない．冷却は、相対的に冷たい空気を静止
羽根及び回転羽根内とそれ等の表面とに流すことにより
、行われる．このような羽根の冷却を容易にするために
、各羽根の内部には中空のキャビイテイーもしくは空所
が形成されている．この中空キャビイテイーは羽根の翼
状部を形成する壁体により囲まれている。冷却空気は羽
根の外端部にある開口から中空キャビイテイーに入る．
冷却空気は、同中空キャビイテイーを貫流し、中空キャ
ビイテイーを囲む羽根の壁体に形成された孔を通り抜け
て、羽根から出る．これ等の孔から出た後、冷却空気は
、羽根を流れる高温ガスに入って混合される． 羽根を適切に冷却するためには、中空キャビイティーを
貫流する冷却空気を案内して、同冷却空気を確実に、中
空キャビイテイーを形成する壁体の全表面上に適切に分
配する必要がある。この分配は、インサートもしくは挿
入体と呼ばれる薄肉容器を中空キャビイテイー内に設け
ることにより達成される．冷却空気は、羽根に入った後
、このインサート内に流入し、同インサート全体にわた
って散在した複数の小さな孔（分配孔）により中空キャ
ビイテイーの周りに分配される． 効果的であるためには冷却空気を加圧しなければならな
いので、同冷却空気は圧縮機部から排出された圧縮空気
からブリードされる．ガスタービンを汚れた環境もしく
は塵芥の多い環境で運転している場合には、圧縮空気中
に取り込まれた小さな粒子がインサートの小さな分配孔
に付着して溜まり、同分配孔を閉塞させる。その結果、
冷却空気を適切に分配するというインサートの特性が阻
害される． 従って、羽根のインサートに形成された冷却空気の分配
孔の閉塞を防止する方法及び装置の提供が望まれている
． 允朋ノｌ１要 従って、本発明の総括的な目的は、ガスタービン羽根を
冷却するための方法及び装置を提供することである。
スタービン羽根の冷却空気通路の閉塞を防止するガスタ
ービン羽根の冷却装置及び方法に関するものである． 九昆改批み且泗 ガスタービンは、空気を圧縮するための圧縮機部と、内
部で燃料を燃焼させることにより圧縮空気を加熱するた
めの燃焼器部と、燃焼器部から出た加熱・圧縮空気を膨
張させるためのタービン部とから楕成されている． ガスタービンのタービン部における高温ガスの流路は、
シリンダもしくは円筒体内の中心に配設された回転軸を
囲繞するように同円筒体内に設けられた環状室からなっ
ている．環状室の内側には静止羽根もしくは静翼と回転
羽根もしくは動翼とが交互に列状に円周方向に配設され
ている。ガスタービンの燃焼器部から排出された高温ガ
スはこれ等の静止羽根及び回転羽根に流れる．！＆大の
出力を得るためには、この高温ガスの温度が実現可能な
範囲でできるだけ高くなるようにガスタービンを運転す
ることが望ましいので、静止羽根及び回転羽根を冷却し
なければならない．冷却は、相対的に冷たい空気を静止
羽根及び回転羽根内とそれ等の表面とに流すことにより
、行われる．このような羽根の冷却を容易にするために
、各羽根の内部には中空のキャビイテイーもしくは空所
が形成されている．この中空キャビイテイーは羽根の翼
状部を形成する壁体により囲まれている。冷却空気は羽
根の外端部にある開口から中空キャビイテイーに入る．
冷却空気は、同中空キャビイテイーを貫流し、中空キャ
ビイテイーを囲む羽根の壁体に形成された孔を通り抜け
て、羽根から出る．これ等の孔から出た後、冷却空気は
、羽根を流れる高温ガスに入って混合される． 羽根を適切に冷却するためには、中空キャビイティーを
貫流する冷却空気を案内して、同冷却空気を確実に、中
空キャビイテイーを形成する壁体の全表面上に適切に分
配する必要がある。この分配は、インサートもしくは挿
入体と呼ばれる薄肉容器を中空キャビイテイー内に設け
ることにより達成される．冷却空気は、羽根に入った後
、このインサート内に流入し、同インサート全体にわた
って散在した複数の小さな孔（分配孔）により中空キャ
ビイテイーの周りに分配される． 効果的であるためには冷却空気を加圧しなければならな
いので、同冷却空気は圧縮機部から排出された圧縮空気
からブリードされる．ガスタービンを汚れた環境もしく
は塵芥の多い環境で運転している場合には、圧縮空気中
に取り込まれた小さな粒子がインサートの小さな分配孔
に付着して溜まり、同分配孔を閉塞させる。その結果、
冷却空気を適切に分配するというインサートの特性が阻
害される． 従って、羽根のインサートに形成された冷却空気の分配
孔の閉塞を防止する方法及び装置の提供が望まれている
． 允朋ノｌ１要 従って、本発明の総括的な目的は、ガスタービン羽根を
冷却するための方法及び装置を提供することである。
具体的には、本発明の目的は、ガスタービン羽根全体に
わたって冷却空気を分配するのに使用されるインサート
の小さな分配孔の閉塞を防止することによってガスター
ビン羽根内の冷却空気の適切な分配を確実にすることで
ある． これ等の目的及びその他の目的は、手短に述べれば、複
数の静止羽根を有するガスタービンにおいて達成される
．各静止羽根は、冷却空気により冷却されると共に、冷
却を容易にするためのキャビイテイーを内部に形成して
いる．同キャビイテイー内にはインサートが配設されて
いて、冷却空気は、同インサート全体にわたって散在さ
れた複数の小さな分配孔を通り抜けて流れることにより
、キャビイテイー全体にわたって分配される．冷却空気
に随伴した粒子による前記分配孔の閉塞もしくは詰まり
は、空気の一部をキャビイテイー外に放出もしくはブリ
ードすると、このブリードされた空気が冷却空気と一緒
にキャビイテイーに入った粒子を運び出すことにより、
防止される．プリードは、インサートにある大きな孔を
羽根の内側シュラウドに形成されたマニホルドに連絡す
る管もしくはチューブにより行われる．同マニホルドか
らのブリード空気は、内側シュラウドにある孔を通って
羽根の下流に流れる高温ガスに排出される． ｔ の１日 同一もしくは類似部材を同一符号で表す図面を参照する
と、第１図には、ガスタービンのタービン部の一部が図
示されており、そのタービンシリンダもしくは円筒体１
の近くには静止羽根もしくは靜翼７の列が配設されてい
る．この円筒体１内には複数の羽根がタービン周りに円
周方向に列状に配設されている．各羽根の半径方向の外
端部にあるのは外側シュラウド１３であり、半径方向の
内端部にあるのは内側シュラウド１４である．これ等の
シュラウド間の羽根部分は翼状部２を構成している．隣
接する各羽根の内側及び外側シュラウドは互いに当接し
ているので、同シュラウドは、羽根列全体が組み立てら
れると、高温ガス３０が通って流れる環状室もしくは環
状流路の軸方向の一部を形成する． 回転軸５は、第１列の羽根７の近傍においてタービンロ
ータもしくは回転子の一部を形成すると共に、ハウジン
グ４内に収容されている．図示しない圧縮機部において
既に圧縮されると共に図示しない燃焼器部において燃焼
燃料により既に加熱された高温ガス３０は、ダクト３に
より第１列の羽根に導かれる．第１列の羽根はタービン
への入口になっている． 第１列の羽根の直ぐ下流にあるのは第１列の回転羽根３
２である．同回転羽根３２はディスク６に取着されてお
り、このディスク６もタービンロータの一部を形成して
いる． 羽根７は、図示しないブリードパイプを介して圧縮機排
出空気からブリードされた圧縮された冷却空気８により
冷却される．冷却空気８は、複数の孔（供給手段）１５
を経てタービン円筒体１とそこに取着された保持ブロッ
クとを通過し、羽根７に入る．そして冷却空気８の大部
分く第１の部分）９は羽根の後縁に形成された孔２７（
第２図参照》から放出され、羽根の下流で高温ガスと混
合する．しかし、本発明によれば、冷却空気の一部１０
は、羽根からブリードもしくは抽気されて、内側シュラ
ウドの近傍において羽根の下流を流れる高温ガスに排出
される． 羽根の下流における高温ガスの静圧は羽根の上流よりも
低いので、内側シュラウドの内方の通路に沿って流れる
ことにより、即ち、ハウジング４と内側シュラウド１４
との間の隙間を貫流することにより、高温ガスが羽根を
バイパスする傾向がある．このバイパスは、ハウジング
４に設けられたシール１１によって防止される．即ち、
このシール１ｌがばねで負荷されていて内側シュラウド
の内面の下流部２６に当接していることにより、ハウジ
ング４と内側シュラウド１４との間の隙間を通る高温ガ
スの流れを遮断する． 第２図を参照すると、羽根７の内部を見ることができる
．この羽根７の翼状部２の内部には中空の凹所もしくは
キャビイテイー２４が形成されている．インサートも′
シ＜は挿入体と呼ばれる薄肉の容器２２がこのキャビイ
テイー２４内に配設されている．容器２２の半径方向外
端部は外側シュラウドｌ３に取着され、内端部は閉止板
１８から突出したビン１９により支持されている．閉止
板１８は、内側シュラウド１４ の一部を形成すると
共に、キャビイテイー２４の内端部を封止する．外側シ
ュラウド１３のところでキャビイテイー２４を封止する
のは閉止キャップ１６である．冷却空気８は閉止キャッ
プ１６に形成された孔（供給千段》１７から羽根に入る
。第３図も参照すると分かるように、複数の小さな孔も
しくは分配孔（図示せず）が容器２２の全体に散在して
いて、冷却空気の大部分りが多数の小さな噴流４２とな
って分配され、これ等の噴流４２が、羽根の翼状部２を
形成する壁体の内面４０に衝突する．これ等の小さな分
配孔の直径は、代表的には０ ． ７６２〜ｌ．０１８
＋ｍｓ（０．０３０ 〜０．０４０ｉｎ）の範囲内にあ
る。冷却空気の上述した部分９は、壁体の内面４０上を
流れた後、翼状部２の下流縁を形成する壁体にある複数
の孔２７を通って羽根から出て、かくして下流縁を冷却
する．冷却空気は圧縮機部の排出ガスから抽気もしくは
ブリードされているので、その靜圧は羽根の下流を流れ
る高温ガスよりも高いことに注目されたい．冷却空気と
高温ガスとの間の圧力降下の一部はインサート２２にあ
る小さな分配孔を通って流れるのに消費され、大部分は
翼状部２にある孔２７を流れるのに消費される．前述し
たように、ガスタービンが塵芥のある環境もしくは汚れ
た環境で運転されれば、冷却空気に同伴された粒子がイ
ンサート２２にある小さな分配孔に屡々付着し、同分配
孔が閉塞するほどまで溜まってしまう．この閉塞の結果
、冷却空気が翼状部２の壁体の内面４０の周りに適切に
分配されなくなり、翼状部２の壁体が局部的に過剰温度
になる（ホットスポット）．該ホットスポットもしくは
高温点により翼状部２の壁体を形成する材料の劣化が生
じ、羽根の有効寿命が短くなる。
わたって冷却空気を分配するのに使用されるインサート
の小さな分配孔の閉塞を防止することによってガスター
ビン羽根内の冷却空気の適切な分配を確実にすることで
ある． これ等の目的及びその他の目的は、手短に述べれば、複
数の静止羽根を有するガスタービンにおいて達成される
．各静止羽根は、冷却空気により冷却されると共に、冷
却を容易にするためのキャビイテイーを内部に形成して
いる．同キャビイテイー内にはインサートが配設されて
いて、冷却空気は、同インサート全体にわたって散在さ
れた複数の小さな分配孔を通り抜けて流れることにより
、キャビイテイー全体にわたって分配される．冷却空気
に随伴した粒子による前記分配孔の閉塞もしくは詰まり
は、空気の一部をキャビイテイー外に放出もしくはブリ
ードすると、このブリードされた空気が冷却空気と一緒
にキャビイテイーに入った粒子を運び出すことにより、
防止される．プリードは、インサートにある大きな孔を
羽根の内側シュラウドに形成されたマニホルドに連絡す
る管もしくはチューブにより行われる．同マニホルドか
らのブリード空気は、内側シュラウドにある孔を通って
羽根の下流に流れる高温ガスに排出される． ｔ の１日 同一もしくは類似部材を同一符号で表す図面を参照する
と、第１図には、ガスタービンのタービン部の一部が図
示されており、そのタービンシリンダもしくは円筒体１
の近くには静止羽根もしくは靜翼７の列が配設されてい
る．この円筒体１内には複数の羽根がタービン周りに円
周方向に列状に配設されている．各羽根の半径方向の外
端部にあるのは外側シュラウド１３であり、半径方向の
内端部にあるのは内側シュラウド１４である．これ等の
シュラウド間の羽根部分は翼状部２を構成している．隣
接する各羽根の内側及び外側シュラウドは互いに当接し
ているので、同シュラウドは、羽根列全体が組み立てら
れると、高温ガス３０が通って流れる環状室もしくは環
状流路の軸方向の一部を形成する． 回転軸５は、第１列の羽根７の近傍においてタービンロ
ータもしくは回転子の一部を形成すると共に、ハウジン
グ４内に収容されている．図示しない圧縮機部において
既に圧縮されると共に図示しない燃焼器部において燃焼
燃料により既に加熱された高温ガス３０は、ダクト３に
より第１列の羽根に導かれる．第１列の羽根はタービン
への入口になっている． 第１列の羽根の直ぐ下流にあるのは第１列の回転羽根３
２である．同回転羽根３２はディスク６に取着されてお
り、このディスク６もタービンロータの一部を形成して
いる． 羽根７は、図示しないブリードパイプを介して圧縮機排
出空気からブリードされた圧縮された冷却空気８により
冷却される．冷却空気８は、複数の孔（供給手段）１５
を経てタービン円筒体１とそこに取着された保持ブロッ
クとを通過し、羽根７に入る．そして冷却空気８の大部
分く第１の部分）９は羽根の後縁に形成された孔２７（
第２図参照》から放出され、羽根の下流で高温ガスと混
合する．しかし、本発明によれば、冷却空気の一部１０
は、羽根からブリードもしくは抽気されて、内側シュラ
ウドの近傍において羽根の下流を流れる高温ガスに排出
される． 羽根の下流における高温ガスの静圧は羽根の上流よりも
低いので、内側シュラウドの内方の通路に沿って流れる
ことにより、即ち、ハウジング４と内側シュラウド１４
との間の隙間を貫流することにより、高温ガスが羽根を
バイパスする傾向がある．このバイパスは、ハウジング
４に設けられたシール１１によって防止される．即ち、
このシール１ｌがばねで負荷されていて内側シュラウド
の内面の下流部２６に当接していることにより、ハウジ
ング４と内側シュラウド１４との間の隙間を通る高温ガ
スの流れを遮断する． 第２図を参照すると、羽根７の内部を見ることができる
．この羽根７の翼状部２の内部には中空の凹所もしくは
キャビイテイー２４が形成されている．インサートも′
シ＜は挿入体と呼ばれる薄肉の容器２２がこのキャビイ
テイー２４内に配設されている．容器２２の半径方向外
端部は外側シュラウドｌ３に取着され、内端部は閉止板
１８から突出したビン１９により支持されている．閉止
板１８は、内側シュラウド１４ の一部を形成すると
共に、キャビイテイー２４の内端部を封止する．外側シ
ュラウド１３のところでキャビイテイー２４を封止する
のは閉止キャップ１６である．冷却空気８は閉止キャッ
プ１６に形成された孔（供給千段》１７から羽根に入る
。第３図も参照すると分かるように、複数の小さな孔も
しくは分配孔（図示せず）が容器２２の全体に散在して
いて、冷却空気の大部分りが多数の小さな噴流４２とな
って分配され、これ等の噴流４２が、羽根の翼状部２を
形成する壁体の内面４０に衝突する．これ等の小さな分
配孔の直径は、代表的には０ ． ７６２〜ｌ．０１８
＋ｍｓ（０．０３０ 〜０．０４０ｉｎ）の範囲内にあ
る。冷却空気の上述した部分９は、壁体の内面４０上を
流れた後、翼状部２の下流縁を形成する壁体にある複数
の孔２７を通って羽根から出て、かくして下流縁を冷却
する．冷却空気は圧縮機部の排出ガスから抽気もしくは
ブリードされているので、その靜圧は羽根の下流を流れ
る高温ガスよりも高いことに注目されたい．冷却空気と
高温ガスとの間の圧力降下の一部はインサート２２にあ
る小さな分配孔を通って流れるのに消費され、大部分は
翼状部２にある孔２７を流れるのに消費される．前述し
たように、ガスタービンが塵芥のある環境もしくは汚れ
た環境で運転されれば、冷却空気に同伴された粒子がイ
ンサート２２にある小さな分配孔に屡々付着し、同分配
孔が閉塞するほどまで溜まってしまう．この閉塞の結果
、冷却空気が翼状部２の壁体の内面４０の周りに適切に
分配されなくなり、翼状部２の壁体が局部的に過剰温度
になる（ホットスポット）．該ホットスポットもしくは
高温点により翼状部２の壁体を形成する材料の劣化が生
じ、羽根の有効寿命が短くなる。
再び第２図を参照すると、空気（冷却空気の第２の部分
）２１は、本発明に従って、インサート２２の内端部に
おいて大きな孔（ブリード手段）４４を介してキャビイ
テイー２４からブリードされることが分かる．このブリ
ードされた空気２１は、冷却空気に同伴された粒子をキ
ャビイテイー２４外に運び出し、同粒子により前述した
分配孔が詰まるのを防止する．閉止板１８には、孔４４
と半径方向に整列した孔４６が設けられている．ブリー
ドされた空気はチューブ２０により孔４６を通るように
導かれる。チューブ２０の一端は孔４４のところでイン
サート２２に取若され、他端は閉止板１８にある孔４６
の中に入っている．ブリードされた空気は、閉止板１８
を通過した後、マニホルド《ブリード手段》２５に入り
、そこから内側シュラウドにある通路（ブリード手段）
２３を介して羽根を出る．結局、ブリードされた空気は
この通路２３により第１図に示したシール１ｌを通るよ
うに運ばれるので、同空気は羽根の下流にある低圧領域
に排出され、そこで、前述したように高温ガスと混合さ
れる。
）２１は、本発明に従って、インサート２２の内端部に
おいて大きな孔（ブリード手段）４４を介してキャビイ
テイー２４からブリードされることが分かる．このブリ
ードされた空気２１は、冷却空気に同伴された粒子をキ
ャビイテイー２４外に運び出し、同粒子により前述した
分配孔が詰まるのを防止する．閉止板１８には、孔４４
と半径方向に整列した孔４６が設けられている．ブリー
ドされた空気はチューブ２０により孔４６を通るように
導かれる。チューブ２０の一端は孔４４のところでイン
サート２２に取若され、他端は閉止板１８にある孔４６
の中に入っている．ブリードされた空気は、閉止板１８
を通過した後、マニホルド《ブリード手段》２５に入り
、そこから内側シュラウドにある通路（ブリード手段）
２３を介して羽根を出る．結局、ブリードされた空気は
この通路２３により第１図に示したシール１ｌを通るよ
うに運ばれるので、同空気は羽根の下流にある低圧領域
に排出され、そこで、前述したように高温ガスと混合さ
れる。
第２図及び第４図は、マニホルド２５を画成する容器カ
バー１２を示している。この容器カバー１２は、シール
１１が当接する内側シュラウド１４の下流部２６の上流
で該内側シュラウド１４の内面の一部を囲んでいる． 本発明の好適な実施例によると、ブリード孔４４の直径
及びチューブ２０の内径は、インサート２２にある小さ
な分配孔（図示せず）の直径よりも４〜６倍の範囲内で
大きくて、インサート２２に供給された空気の約１０％
〜１５％が羽根からブリードされることを可能にする．
インサート内部の空気と、ブリードされた空気が向かう
羽根の下流を流れる高温ガスとの間の圧力降下は，翼状
部２の下流縁にある孔２７での前述したような大きな圧
力降下の結果として、小さな分配孔での圧力降下よりも
大きい．ブリード空気の大きな圧力降下の結果、ブリー
ド孔４４の寸法が大きいことと、ブリードされた冷却空
気の量がかなり多いこととのために、冷却空気に同伴さ
れた粒子は、インサート２２から優先的に放出され、小
さな分配孔の周りに溜まることがない． また、マニホルド２５及び通路２３の流路面積はブリー
ド孔４４よりも大きいので、ブリード孔がインサート２
２からブリードされる冷却空気の量を確実に制御する、
ことについて留意されたい．更に、閉止キャップ１６に
ある孔１７の直径は大きくなっていて、冷却空気が羽根
に付加的に入って、インサート２２からブリードされた
空気を埋め合わせる。
バー１２を示している。この容器カバー１２は、シール
１１が当接する内側シュラウド１４の下流部２６の上流
で該内側シュラウド１４の内面の一部を囲んでいる． 本発明の好適な実施例によると、ブリード孔４４の直径
及びチューブ２０の内径は、インサート２２にある小さ
な分配孔（図示せず）の直径よりも４〜６倍の範囲内で
大きくて、インサート２２に供給された空気の約１０％
〜１５％が羽根からブリードされることを可能にする．
インサート内部の空気と、ブリードされた空気が向かう
羽根の下流を流れる高温ガスとの間の圧力降下は，翼状
部２の下流縁にある孔２７での前述したような大きな圧
力降下の結果として、小さな分配孔での圧力降下よりも
大きい．ブリード空気の大きな圧力降下の結果、ブリー
ド孔４４の寸法が大きいことと、ブリードされた冷却空
気の量がかなり多いこととのために、冷却空気に同伴さ
れた粒子は、インサート２２から優先的に放出され、小
さな分配孔の周りに溜まることがない． また、マニホルド２５及び通路２３の流路面積はブリー
ド孔４４よりも大きいので、ブリード孔がインサート２
２からブリードされる冷却空気の量を確実に制御する、
ことについて留意されたい．更に、閉止キャップ１６に
ある孔１７の直径は大きくなっていて、冷却空気が羽根
に付加的に入って、インサート２２からブリードされた
空気を埋め合わせる。
第１図は、ガスタービンのタービン部における第１段の
静止羽根を示す部分断面図、第２図は、第１図に示した
第１段の静止羽根の拡大断面図、第３図は、第２図の線
■一■に沿った静止羽根の断面図、第４図は、第２図の
線ＩＶ−Ｎに沿った静止羽根の内側シュラウドの内面の
平面図である．５・・・回転軸 ７・・・静
止羽根８・・・冷却空気 ２４・・・キャビイ
テイー９・・・冷却空気の第１の部分（大部分）１０・
・・冷却空気の一部もしくは第２の部分１５、１７・・
・供給手段（複数の孔）２１・・・冷却空気の一部もし
くは第２の部分（空気）２２・・・容器（インサード）
３０・・・高温ガス２３・・・ブリード手段（通路） ２５・・・ブリード手段（マニホルド）２フ・・・キャ
ビイテイーを羽根の外面に連絡している複数の孔 ４４・・・ブリード手段（容器にある大きな孔）出願人
ウェスチングハウス・エレクＦＩＧ． ＦＩＧ．
静止羽根を示す部分断面図、第２図は、第１図に示した
第１段の静止羽根の拡大断面図、第３図は、第２図の線
■一■に沿った静止羽根の断面図、第４図は、第２図の
線ＩＶ−Ｎに沿った静止羽根の内側シュラウドの内面の
平面図である．５・・・回転軸 ７・・・静
止羽根８・・・冷却空気 ２４・・・キャビイ
テイー９・・・冷却空気の第１の部分（大部分）１０・
・・冷却空気の一部もしくは第２の部分１５、１７・・
・供給手段（複数の孔）２１・・・冷却空気の一部もし
くは第２の部分（空気）２２・・・容器（インサード）
３０・・・高温ガス２３・・・ブリード手段（通路） ２５・・・ブリード手段（マニホルド）２フ・・・キャ
ビイテイーを羽根の外面に連絡している複数の孔 ４４・・・ブリード手段（容器にある大きな孔）出願人
ウェスチングハウス・エレクＦＩＧ． ＦＩＧ．
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ガスタービンであって、 （ａ）空気を圧縮するための圧縮機部と、 （ｂ）該圧縮機部に接続され、圧縮された空気中で燃料
を燃焼させることにより高温ガスを発生させるための燃
焼器部と、 （ｃ）該燃焼器部に接続され、高温ガスを膨張させるた
めのタービン部と、 （ｄ）該タービン部内に収容され、回転軸を囲繞するよ
うに円周方向に列状に配設されて、前記高温ガスが貫流
する環状流路を形成すると共に、各々にキャビィテイー
が形成されている複数の静止羽根と、 （ｅ）該複数の静止羽根に形成された前記キャビイテイ
ーに冷却空気を供給するための供給手段と、（ｆ）前記
冷却空気の一部を前記キャビイテイーからブリードして
、前記冷却空気に随伴した粒子を前記キャビィテイーか
ら除去するブリード手段と、 を備えてなるガスタービン。 ２）ガスタービンの羽根を冷却する方法であって、（ａ
）前記羽根に冷却空気を供給し、 （ｂ）前記羽根にあるキャビィテイー内に配設された容
器中に、前記羽根に供給された前記冷却空気を集め、 （ｃ）前記容器に形成された複数の小さな孔を貫流する
ように前記冷却空気を流すことにより前記キャビィテイ
ー全体に前記冷却空気の第１の部分を分配して、前記羽
根を冷却し、 （ｄ）前記キャビィテイー全体へ前記のように分配した
後、前記キャビィテイーを前記羽根の外面に連絡してい
る複数の孔を貫流するように、前記冷却空気の前記第１
の部分を流して、前記羽根を更に冷却し、 （ｅ）前記容器にある大きな孔を貫流するように前記冷
却空気の第２の部分を前記容器からブリードして、前記
冷却空気に随伴した粒子を除去する、諸ステップからな
るガスタービンの羽根の冷却方法。
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|---|---|---|---|
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| US306,186 | 1989-02-06 |
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