JPH04246204A - 軸流ガスタービンの耐熱性ベーン - Google Patents
軸流ガスタービンの耐熱性ベーンInfo
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- JPH04246204A JPH04246204A JP3240506A JP24050691A JPH04246204A JP H04246204 A JPH04246204 A JP H04246204A JP 3240506 A JP3240506 A JP 3240506A JP 24050691 A JP24050691 A JP 24050691A JP H04246204 A JPH04246204 A JP H04246204A
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- Japan
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- vane
- cooling air
- cooling
- downstream
- cavity
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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
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/284—Selection of ceramic materials
-
- 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
- F01D5/186—Film cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、タービンエンジンの
ステータベーンに関するものである。
ステータベーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】代表的なガスタービンエンジンにおいて
、作動流体の軸方向の流れと回転軸間のエネルギの交換
は、流体を連続するタービン部に導入することによって
行われる。各タービン部は軸に配設された多数のブレー
ドでロータと各ロータのすぐ上流側に配置され、多数の
固定ブレードまたはベーンを有するステータで構成され
ている。ステータを設ける目的は、ロータ段に流入する
作動流体の流速分布を最適化することによってロータに
おけるエネルギ変換効率を改善してエンジン効率を向上
させることにある。
、作動流体の軸方向の流れと回転軸間のエネルギの交換
は、流体を連続するタービン部に導入することによって
行われる。各タービン部は軸に配設された多数のブレー
ドでロータと各ロータのすぐ上流側に配置され、多数の
固定ブレードまたはベーンを有するステータで構成され
ている。ステータを設ける目的は、ロータ段に流入する
作動流体の流速分布を最適化することによってロータに
おけるエネルギ変換効率を改善してエンジン効率を向上
させることにある。
【０００３】主要なエネルギ源は、燃焼過程において負
荷されるエネルギに比例した、燃焼過程における作動流
体の温度の上昇である。タービン入口部の温度を３６０
０゜Ｆ（２０００゜Ｃ）とすることは可能であるが、ベ
ーンを形成する金属の温度を許容レベルに維持するため
に、特に第一のタービン段においては、作動流体の温度
が制限される。
荷されるエネルギに比例した、燃焼過程における作動流
体の温度の上昇である。タービン入口部の温度を３６０
０゜Ｆ（２０００゜Ｃ）とすることは可能であるが、ベ
ーンを形成する金属の温度を許容レベルに維持するため
に、特に第一のタービン段においては、作動流体の温度
が制限される。
【０００４】この解決策の一つとして、タービンベーン
に冷却システムを付設することが考えられる。代表的な
従来の例における冷却システムは、燃焼過程で使用され
る比較的低温のコンプレッサのブリード部の空気の一部
をベーン収容キャビティに循環させることである。この
冷却空気はベーン表面の冷却孔配列に流入し、次いで作
動流体の流れに流入する。冷却孔の密度は、各ベーンに
おいて外部熱交換率が最も高いベーン先端部に向かって
増加される。冷却空気はベーンからの熱をキャビティ及
び冷却孔に流れる間搬送し、ベーンの外表面を流れる冷
却空気の薄い層を形成する。理想的には、この冷却空気
の薄い層は、作動流体と徐々に混合され、高温の作動流
体とベーン表面間にバッファ層を形成する。しかしなが
ら、実際上は、冷却空気は作動流体とベーン表面におい
て混合されて冷却効率を低下して、必要な冷却孔の数を
増加させている。
に冷却システムを付設することが考えられる。代表的な
従来の例における冷却システムは、燃焼過程で使用され
る比較的低温のコンプレッサのブリード部の空気の一部
をベーン収容キャビティに循環させることである。この
冷却空気はベーン表面の冷却孔配列に流入し、次いで作
動流体の流れに流入する。冷却孔の密度は、各ベーンに
おいて外部熱交換率が最も高いベーン先端部に向かって
増加される。冷却空気はベーンからの熱をキャビティ及
び冷却孔に流れる間搬送し、ベーンの外表面を流れる冷
却空気の薄い層を形成する。理想的には、この冷却空気
の薄い層は、作動流体と徐々に混合され、高温の作動流
体とベーン表面間にバッファ層を形成する。しかしなが
ら、実際上は、冷却空気は作動流体とベーン表面におい
て混合されて冷却効率を低下して、必要な冷却孔の数を
増加させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】残念ながら、この形式
の冷却システムには大きな欠点がある。第一に、孔から
冷却空気を噴射することは、ベーン表面の境界層の厚さ
を増加させるとともに空力的な損失を増大させる。第二
に、コンプレッサの空気の一部を使用することにより燃
焼工程で使用される空気が必然的に減少するので、エン
ジンの効率が低下する。第三に、こうした冷却孔配列を
ベーンに形成するために、ベーンの製造コストが増加し
て、タービン全体のコストを大幅に上昇させる。第四に
、冷却孔配列の存在によりベーンの表面に温度勾配が生
じて、ベーンに熱応力を生じベーン表面を劣化させる。 最後に、航空機等の粒子によって汚染された環境におい
て使用した場合、冷却孔にこうした粒子が付着、蓄積さ
れる結果、冷却システムの冷却効率は経時的に低下する
。
の冷却システムには大きな欠点がある。第一に、孔から
冷却空気を噴射することは、ベーン表面の境界層の厚さ
を増加させるとともに空力的な損失を増大させる。第二
に、コンプレッサの空気の一部を使用することにより燃
焼工程で使用される空気が必然的に減少するので、エン
ジンの効率が低下する。第三に、こうした冷却孔配列を
ベーンに形成するために、ベーンの製造コストが増加し
て、タービン全体のコストを大幅に上昇させる。第四に
、冷却孔配列の存在によりベーンの表面に温度勾配が生
じて、ベーンに熱応力を生じベーン表面を劣化させる。 最後に、航空機等の粒子によって汚染された環境におい
て使用した場合、冷却孔にこうした粒子が付着、蓄積さ
れる結果、冷却システムの冷却効率は経時的に低下する
。
【０００６】他の方法は、例えばアメリカ特許第４，７
６８，９２４号に開示されているような高強度セラッミ
クス等の耐高温性の材料によってベーン全体を形成する
ことである。適切に設計されたセラミックスベーンは、
冷却システム無しに高温に耐えることが出来るが、こう
した完全にセラミックスによって形成されたベーンは、
現実には存在しない。この点に関する制限的な要因は、
セラミック材料の急激な破壊モードであり、タービンの
セラミックス部材においては破壊がその全体に急激に伝
搬される傾向によるもので、また、セラミックス部材と
非セラミックス製の支持部材の熱膨張率の相違も制限的
な要因として作用する。
６８，９２４号に開示されているような高強度セラッミ
クス等の耐高温性の材料によってベーン全体を形成する
ことである。適切に設計されたセラミックスベーンは、
冷却システム無しに高温に耐えることが出来るが、こう
した完全にセラミックスによって形成されたベーンは、
現実には存在しない。この点に関する制限的な要因は、
セラミック材料の急激な破壊モードであり、タービンの
セラミックス部材においては破壊がその全体に急激に伝
搬される傾向によるもので、また、セラミックス部材と
非セラミックス製の支持部材の熱膨張率の相違も制限的
な要因として作用する。
【０００７】そこで、本発明の目的は、ガスタービンの
高温での動作を可能とするガスタービンの耐熱性ベーン
を提供することにある。
高温での動作を可能とするガスタービンの耐熱性ベーン
を提供することにある。
【０００８】本発明のもう一つの目的は、冷却空気の必
要性を減じることによりエンジン全体の効率を向上する
ための、タービンベーンの耐熱性の先端部挿入体を提供
することにある。
要性を減じることによりエンジン全体の効率を向上する
ための、タービンベーンの耐熱性の先端部挿入体を提供
することにある。
【０００９】本発明のさらにもう一つの目的は、挿入体
下流側においてルーバによる冷却を採用することにより
冷却システムの効率を向上することにある。
下流側においてルーバによる冷却を採用することにより
冷却システムの効率を向上することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、放射方向内側及び外側のプラッ
トフォーム間に介装される金属性下流側部と、前記プラ
ットフォーム間に介装されるとともに前記下流側部及び
前記プラットフォームに対して非固着的に設けられる耐
熱性の先端部挿入体によって構成したことを特徴とする
軸流ガスタービンの耐熱性ベーンが提供される。
めに、本発明によれば、放射方向内側及び外側のプラッ
トフォーム間に介装される金属性下流側部と、前記プラ
ットフォーム間に介装されるとともに前記下流側部及び
前記プラットフォームに対して非固着的に設けられる耐
熱性の先端部挿入体によって構成したことを特徴とする
軸流ガスタービンの耐熱性ベーンが提供される。
【００１１】前記下流側部は、内部に形成されたキャビ
ティと、前記キャビティに冷却空気を導入する手段と、
前記キャビティと前記下流側部の外表面間の冷却空気の
流通を許容する複数の冷却孔を有する構成とすることが
出来る。前記先端部挿入体を前記下流側部間の分離状態
に保持して、挿入体と下流側部間に冷却空気をフィルム
状に排出するルーバを形成する手段を設けることが可能
である。また前記の分離状態に保持する手段は、前記下
流側部に形成したスぺーサ突起で構成することが出来る
。
ティと、前記キャビティに冷却空気を導入する手段と、
前記キャビティと前記下流側部の外表面間の冷却空気の
流通を許容する複数の冷却孔を有する構成とすることが
出来る。前記先端部挿入体を前記下流側部間の分離状態
に保持して、挿入体と下流側部間に冷却空気をフィルム
状に排出するルーバを形成する手段を設けることが可能
である。また前記の分離状態に保持する手段は、前記下
流側部に形成したスぺーサ突起で構成することが出来る
。
【００１２】さらに、前記先端部挿入体は、内側及び外
側プラットフォームに形成した第一及び第二の凹部に緩
く嵌合した保持部の間に配設することが可能である。こ
の場合、前記プラットフォームに隣接する前記保持部の
面に冷却空気を吹き付ける手段を設けることが望ましい
。
側プラットフォームに形成した第一及び第二の凹部に緩
く嵌合した保持部の間に配設することが可能である。こ
の場合、前記プラットフォームに隣接する前記保持部の
面に冷却空気を吹き付ける手段を設けることが望ましい
。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明すれば、図１は、従来技術によるステータベーン２０
を示しており、このステータベーン２０は放射方向内側
のプラットフォーム２２と放射方向外側のプラットフォ
ーム（図示せず）間に介装されており、エアフォイル形
状の本体２３と、前側キャビティ２４、後側キャビティ
２６及び本体に形成した多数の冷却孔２８を有している
。本体２３は、作動流体の流れに直接対向する圧力面３
０と作動流体の流れに対して逆側に設けられた吸込面３
２と、作動流体が最初にベーンに接触するとともに冷却
孔の密度が最も高い先端部３４とを有している。
明すれば、図１は、従来技術によるステータベーン２０
を示しており、このステータベーン２０は放射方向内側
のプラットフォーム２２と放射方向外側のプラットフォ
ーム（図示せず）間に介装されており、エアフォイル形
状の本体２３と、前側キャビティ２４、後側キャビティ
２６及び本体に形成した多数の冷却孔２８を有している
。本体２３は、作動流体の流れに直接対向する圧力面３
０と作動流体の流れに対して逆側に設けられた吸込面３
２と、作動流体が最初にベーンに接触するとともに冷却
孔の密度が最も高い先端部３４とを有している。
【００１４】比較的低温のコンプレッサのブリード空気
は、ベーン２０のキャビティ２４，２６内に冷却孔２８
を介して導入され、コンプレッサ空気の圧力が作動流体
の圧力に対して相当に高いため、作動流体中に流入する
。図２に示すように、冷却孔２８は、エアフォイル形状
の本体２３の表面３０，３２に沿った冷却空気のフィル
ム層を形成するために傾斜して形成されている。
は、ベーン２０のキャビティ２４，２６内に冷却孔２８
を介して導入され、コンプレッサ空気の圧力が作動流体
の圧力に対して相当に高いため、作動流体中に流入する
。図２に示すように、冷却孔２８は、エアフォイル形状
の本体２３の表面３０，３２に沿った冷却空気のフィル
ム層を形成するために傾斜して形成されている。
【００１５】初期の熱交換は、冷却空気が内部キャビテ
ィ２４，２６を通過するときに、及び冷却孔２８を通過
するときに行われる。ベーン２０の外部においては、フ
ィルム層の冷却空気は、表面３０，３２にそって流れる
間に作動流体と混合され、ベーン２０と作動流体間に熱
バッファを形成する。
ィ２４，２６を通過するときに、及び冷却孔２８を通過
するときに行われる。ベーン２０の外部においては、フ
ィルム層の冷却空気は、表面３０，３２にそって流れる
間に作動流体と混合され、ベーン２０と作動流体間に熱
バッファを形成する。
【００１６】残念ながら、冷却孔２８より噴出した冷却
空気は、ほぼ瞬間的に作動流体と混合されるため、熱バ
ッファを形成するフィルム層の長さは非常に短いものと
なる。従って、急激な冷却空気と作動流体の混合により
冷却効率が低下し、多くの冷却孔２８を必要とする結果
となる。
空気は、ほぼ瞬間的に作動流体と混合されるため、熱バ
ッファを形成するフィルム層の長さは非常に短いものと
なる。従って、急激な冷却空気と作動流体の混合により
冷却効率が低下し、多くの冷却孔２８を必要とする結果
となる。
【００１７】また、フィルム層は冷却孔２８より噴出さ
れる冷却空気によって形成されてベーン表面の界面の厚
さを増加させるため、空力的な損失が生じる。有限数の
冷却孔２８を使用することによって分散される冷却空気
は、図３に示すような局部的な温度勾配を生じる。こう
した温度勾配は、熱応力を生じ、ベーン表面３０，３２
の劣化を生じさせる。
れる冷却空気によって形成されてベーン表面の界面の厚
さを増加させるため、空力的な損失が生じる。有限数の
冷却孔２８を使用することによって分散される冷却空気
は、図３に示すような局部的な温度勾配を生じる。こう
した温度勾配は、熱応力を生じ、ベーン表面３０，３２
の劣化を生じさせる。
【００１８】図４は、本発明によるベーンを示している
。ベーン３８は、先端部挿入体４０と下流側部４２の二
つの部分で構成されている。挿入体４０は、セラミック
ス等の耐熱性材料で形成されており、先端部４４は、二
つの保持部４６，４８間に配設されている。保持部４６
，４８は放射方向内側のプラットフォーム２２に形成し
た凹部５０及び放射方向外側の図示しないプラットフォ
ームに形成した同様の凹部に緩く嵌合される。下流側部
４２は、金属材料で形成され、圧力面５４、吸込面５６
、先端部４４とともに形成された前側キャビティ５８、
後側キャビティ６０及び面５４，５６に形成された多数
の冷却孔６２を有している。二つの冷却ルーバ６４，６
６（図５参照）は先端部４４と下流側部４２の間を分離
して形成される。コンプレッサのブリード空気は、後側
キャビティ及び前側キャビティを通過した冷却空気は二
つの冷却ルーバ６４，６６及び冷却孔６２から噴出され
て、面５４，５６にそって流れて保護フィルム層を形成
する。
。ベーン３８は、先端部挿入体４０と下流側部４２の二
つの部分で構成されている。挿入体４０は、セラミック
ス等の耐熱性材料で形成されており、先端部４４は、二
つの保持部４６，４８間に配設されている。保持部４６
，４８は放射方向内側のプラットフォーム２２に形成し
た凹部５０及び放射方向外側の図示しないプラットフォ
ームに形成した同様の凹部に緩く嵌合される。下流側部
４２は、金属材料で形成され、圧力面５４、吸込面５６
、先端部４４とともに形成された前側キャビティ５８、
後側キャビティ６０及び面５４，５６に形成された多数
の冷却孔６２を有している。二つの冷却ルーバ６４，６
６（図５参照）は先端部４４と下流側部４２の間を分離
して形成される。コンプレッサのブリード空気は、後側
キャビティ及び前側キャビティを通過した冷却空気は二
つの冷却ルーバ６４，６６及び冷却孔６２から噴出され
て、面５４，５６にそって流れて保護フィルム層を形成
する。
【００１９】図５に示すように、先端部４４は、挿入体
４０の熱応力を最小とするために定常時において等温と
なる形状に形成されている。形状は、先端部４４の限界
条件により、コンプレッサのブリード空気の温度、作動
流体の温度及び流量及び材料の特性を考慮して決定され
る。
４０の熱応力を最小とするために定常時において等温と
なる形状に形成されている。形状は、先端部４４の限界
条件により、コンプレッサのブリード空気の温度、作動
流体の温度及び流量及び材料の特性を考慮して決定され
る。
【００２０】挿入体４０は、下流側部４２及びプラット
フォーム５２のいずれにも緊密に固定されず、挿入体４
０と周囲の金属部材の熱膨張率の相違が吸収できるよう
に構成されている。保持部４６，４８は凹部５０に対し
て緩く嵌合しているので、保持部４６，４８により規制
された範囲で移動可能である。先端部４４の下流側部４
２に対する位置は、前側キャビティ５８内のコンプレッ
サのブリード空気と周囲の作動流体の圧力差に応じて決
定される。図５及び図６に示すように、複数のスぺーサ
突起６８が下流側部４２の前端部に設けられており、側
方への移動または挿入体軸線に対する回転によりルーバ
６４，６６を閉塞する方向への挿入体４０の変位を規制
している。
フォーム５２のいずれにも緊密に固定されず、挿入体４
０と周囲の金属部材の熱膨張率の相違が吸収できるよう
に構成されている。保持部４６，４８は凹部５０に対し
て緩く嵌合しているので、保持部４６，４８により規制
された範囲で移動可能である。先端部４４の下流側部４
２に対する位置は、前側キャビティ５８内のコンプレッ
サのブリード空気と周囲の作動流体の圧力差に応じて決
定される。図５及び図６に示すように、複数のスぺーサ
突起６８が下流側部４２の前端部に設けられており、側
方への移動または挿入体軸線に対する回転によりルーバ
６４，６６を閉塞する方向への挿入体４０の変位を規制
している。
【００２１】ルーバ６４，６６は、下流側部４２の面５
４，５６に幅方向に均一な冷却空気の分布を形成して、
幅方向の面の局部における温度勾配を防止している。下
流側部４２には未だに冷却孔６２が必要となるが、その
数は、図１に従来例におけるベーン２０のものに較べて
相当に減少されている。これは、耐熱性の先端部４４が
強制冷却を必要とせず、前側キャビティ５８には、冷却
ルーバ６４，６８があるため、冷却孔が不要となるため
である。ルーバ６４，６６によって冷却効率が向上され
るので、より少ない冷却空気の量で、従来のものと同等
の冷却効率が得られ、空力的な損失も、必要な冷却空気
層の厚さを減少できるので、減少される。
４，５６に幅方向に均一な冷却空気の分布を形成して、
幅方向の面の局部における温度勾配を防止している。下
流側部４２には未だに冷却孔６２が必要となるが、その
数は、図１に従来例におけるベーン２０のものに較べて
相当に減少されている。これは、耐熱性の先端部４４が
強制冷却を必要とせず、前側キャビティ５８には、冷却
ルーバ６４，６８があるため、冷却孔が不要となるため
である。ルーバ６４，６６によって冷却効率が向上され
るので、より少ない冷却空気の量で、従来のものと同等
の冷却効率が得られ、空力的な損失も、必要な冷却空気
層の厚さを減少できるので、減少される。
【００２２】図６において、間隙７０が、下流側部４２
のエッジ部７１と対向する保持部４６，４８に隣接面７
２間に形成される。この間隙７０は、前側キャビティ５
８内の冷却空気が、特に高温となる先端部４４の両端部
７４，７６（図４参照）に流れることが出来るようにし
ている。プラットフォーム５２には、保持部４６，４８
の外側面８０に補助冷却空気を吹き付けるための付加的
な冷却空気通路７８が形成されている。
のエッジ部７１と対向する保持部４６，４８に隣接面７
２間に形成される。この間隙７０は、前側キャビティ５
８内の冷却空気が、特に高温となる先端部４４の両端部
７４，７６（図４参照）に流れることが出来るようにし
ている。プラットフォーム５２には、保持部４６，４８
の外側面８０に補助冷却空気を吹き付けるための付加的
な冷却空気通路７８が形成されている。
【００２３】先端部挿入体４０の材料の選択においては
、少なくとも温度特性、衝撃強度、エネルギ吸収容量、
材料の急激な破壊モードが考慮される。こうした観点か
ら、例えばＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４等のモノリシックセラミ
ックス材料、Ｓｉ３Ｎ４でコーティングされたカーボン
繊維／ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４でコーティングされたＳｉＣ
繊維／ＳｉＣ等の繊維強化材料等で、挿入体を形成する
ことが出来る。なお、上記においては、挿入体をセラミ
ックスで形成する例を説明したが、挿入体を耐熱性の非
セラミックス材料で形成することも当然可能である。
、少なくとも温度特性、衝撃強度、エネルギ吸収容量、
材料の急激な破壊モードが考慮される。こうした観点か
ら、例えばＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４等のモノリシックセラミ
ックス材料、Ｓｉ３Ｎ４でコーティングされたカーボン
繊維／ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４でコーティングされたＳｉＣ
繊維／ＳｉＣ等の繊維強化材料等で、挿入体を形成する
ことが出来る。なお、上記においては、挿入体をセラミ
ックスで形成する例を説明したが、挿入体を耐熱性の非
セラミックス材料で形成することも当然可能である。
【００２４】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、ガスタ
ービンの高温での動作を可能とするガスタービンの耐熱
性ベーンを提供することが出来るとともに、冷却空気の
必要性を減じることによりエンジン全体の効率を向上す
るための、タービンベーンの耐熱性の先端部挿入体を提
供することができる。また、挿入体下流側においてルー
バによる冷却を採用することにより冷却システムの効率
を向上することも出来る。
ービンの高温での動作を可能とするガスタービンの耐熱
性ベーンを提供することが出来るとともに、冷却空気の
必要性を減じることによりエンジン全体の効率を向上す
るための、タービンベーンの耐熱性の先端部挿入体を提
供することができる。また、挿入体下流側においてルー
バによる冷却を採用することにより冷却システムの効率
を向上することも出来る。
【００２５】なお、本発明は、上記の特定の実施例の構
成に限定されるものではなく、システムの変更、細部の
変更等を必要に応じて行うことが可能であり、これらの
設計変更、変形、部材の変更等も、特許請求の範囲に記
載された本発明に属するものである。
成に限定されるものではなく、システムの変更、細部の
変更等を必要に応じて行うことが可能であり、これらの
設計変更、変形、部材の変更等も、特許請求の範囲に記
載された本発明に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のステータベーンの構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】図１のステータベーンの断面図である。
【図３】図１のステータベーンにおける冷却空気による
温度勾配を示す図である。
温度勾配を示す図である。
【図４】本発明によるステータベーンの斜視図である。
【図５】本発明の図４のステータベーンの断面図である
。
。
【図６】図４のステータベーンの要部を示す拡大断面図
である。
である。
３８ ベーン
４０ 先端部挿入体
４２ 下流側部
４４ 先端部
４６，４８ 保持部
５０ 凹部
５２ プラットフォーム
５４，５６ 面
５８ 前側キャビティ
６０ 後側キャビティ
６２ 冷却孔
６４ 冷却ルーバ
７４，７６ 両端部
Claims (7)
- 【請求項１】 放射方向内側及び外側のプラットフォ
ーム間に介装される金属性下流側部と、前記プラットフ
ォーム間に介装されるとともに前記下流側部及び前記プ
ラットフォームに対して非固着的に設けられる耐熱性の
先端部挿入体によって構成したことを特徴とする軸流ガ
スタービンの耐熱性ベーン。 - 【請求項２】 前記下流側部は、内部に形成されたキ
ャビティと、前記キャビティに冷却空気を導入する手段
と、前記キャビティと前記下流側部の外表面間の冷却空
気の流通を許容する複数の冷却孔を有している請求項１
のベーン。 - 【請求項３】 前記先端部挿入体を前記下流側部間の
分離状態に保持して、挿入体と下流側部間に冷却空気を
フィルム状に排出するルーバを形成する手段を設けた請
求項１または２のベーン。 - 【請求項４】 前記の分離状態に保持する手段は、前
記下流側部に形成したスぺーサ突起で構成される請求項
３のベーン。 - 【請求項５】 前記先端部挿入体は、内側及び外側プ
ラットフォームに形成した第一及び第二の凹部に緩く嵌
合した保持部の間に配設される請求項１のベーン。 - 【請求項６】 前記プラットフォームに隣接する前記
保持部の面に冷却空気を吹き付ける手段を有する請求項
５のベーン。 - 【請求項７】 前記下流側部は、内部に形成されたキ
ャビティと、前記キャビティに冷却空気を導入する手段
と、前記キャビティと前記下流側部の外表面間の冷却空
気の流通を許容する複数の冷却孔を有している請求項１
のベーン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US572,739 | 1990-08-27 | ||
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Country Status (3)
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| JP (1) | JPH04246204A (ja) |
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- 1991-08-27 JP JP3240506A patent/JPH04246204A/ja active Pending
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