JPH0451641B2 - - Google Patents
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- JPH0451641B2 JPH0451641B2 JP57053508A JP5350882A JPH0451641B2 JP H0451641 B2 JPH0451641 B2 JP H0451641B2 JP 57053508 A JP57053508 A JP 57053508A JP 5350882 A JP5350882 A JP 5350882A JP H0451641 B2 JPH0451641 B2 JP H0451641B2
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- JP
- Japan
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- blade
- cooling
- flow path
- cooling fluid
- height direction
- Prior art date
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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
- 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
-
- 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
- F05D2260/221—Improvement of heat transfer
- F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、タービンの翼に係り、特に工業用タ
ービン・エンジンの第１段に使用されるような冷
却を必要とするタービンの翼に関する。
ービン・エンジンの第１段に使用されるような冷
却を必要とするタービンの翼に関する。
タービン・エンジン等では、一般に、燃焼する
ガスによつて駆動されるタービン自身が、燃焼器
へ空気を供給する送風機又は圧縮機を駆動する、
自力的駆動方式が採用されている。かかるタービ
ンの出力率を高めるために、最も有効な方法は、
タービン入口における燃焼ガス温度を高ることで
あるが、上記温度は、タービンの翼を構成する材
料の耐熱応力性或いは、高温酸化・腐食等に耐え
る能力により制限される。
ガスによつて駆動されるタービン自身が、燃焼器
へ空気を供給する送風機又は圧縮機を駆動する、
自力的駆動方式が採用されている。かかるタービ
ンの出力率を高めるために、最も有効な方法は、
タービン入口における燃焼ガス温度を高ることで
あるが、上記温度は、タービンの翼を構成する材
料の耐熱応力性或いは、高温酸化・腐食等に耐え
る能力により制限される。
そこで、従来は翼の内部に冷却流体を通流させ
る流路を備えた対流式のタービンの翼が用いられ
ている。しかし、この対流式のタービンの翼にあ
つては所定のタービン入口ガス温度に対して、タ
ービン翼の温度を許容値以内に保つために使用さ
れる冷却流体の量が過大であり、満足できるもの
ではなかつた。すなわち、冷却流体の量が多い
と、翼の温度は明らかに低下するが、逆に、翼の
空力損失が増大し、また、タービン出力効率も低
下する。このため、少ない冷却流体で翼を良好に
冷却できるものの出現が望まれているのが実状で
ある。
る流路を備えた対流式のタービンの翼が用いられ
ている。しかし、この対流式のタービンの翼にあ
つては所定のタービン入口ガス温度に対して、タ
ービン翼の温度を許容値以内に保つために使用さ
れる冷却流体の量が過大であり、満足できるもの
ではなかつた。すなわち、冷却流体の量が多い
と、翼の温度は明らかに低下するが、逆に、翼の
空力損失が増大し、また、タービン出力効率も低
下する。このため、少ない冷却流体で翼を良好に
冷却できるものの出現が望まれているのが実状で
ある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、タービン出力を
低下させることのない量の冷却流体を翼内部にバ
ランス良く配分できるとともに翼の各部を良好に
冷却でき、また、比較的安価に製造可能なタービ
ンの翼を提供することにある。
ので、その目的とするところは、タービン出力を
低下させることのない量の冷却流体を翼内部にバ
ランス良く配分できるとともに翼の各部を良好に
冷却でき、また、比較的安価に製造可能なタービ
ンの翼を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、翼根部
の基端部に入口を有するとともに上記入口から翼
根部の内部および翼本体の内部を経由して翼外に
通じる冷却流路を備え、上記入口を冷却流体供給
部に接続するようにしたタービンの翼において、
翼前縁部内に設けられ、主として冷却流体を前記
翼根部の内部および前記翼本体の内部に翼の高さ
方向に沿つて形成された経路で導く流路および上
記流路に案内された冷却流体を上記翼本体の外部
へ排出させる排出孔を備えてなる第１の冷却流路
と、この第１の冷却流路とは独立して翼中間部内
に設けられ、主として冷却流体を前記翼根部の内
部および前記翼本体の内部に翼の高さ方向に沿つ
て形成された経路で導いた後に上記翼本体の高さ
方向先端部近傍でリターンさせて上記翼本体の基
端部近傍まで案内し、さらに上記基端部近傍から
リターンさせて上記翼本体の高さ方向先端部近傍
まで案内する屈折流路および上記屈折流路の少な
くとも最下流領域に案内された冷却流体を上記翼
本体の外部へ排出させる排出孔を備えてなる第２
の冷却流路と、この第２の冷却流路および前記第
１の冷却流路とは独立に翼後縁部内に設けられ、
主として冷却流体を前記翼根部の内部および前記
翼本体の内部に翼の高さ方向に沿つて形成された
経路で導く流路および上記流路に案内された冷却
流体を上記翼本体の後縁から外部へ排出させる流
路を備えてなる第３の冷却流路と、前記第１，第
２，第３の冷却流路の入口に設けられて各流路に
流入する冷却流体の流量を調整する流量調整機構
とを設けたことを特徴としている。
の基端部に入口を有するとともに上記入口から翼
根部の内部および翼本体の内部を経由して翼外に
通じる冷却流路を備え、上記入口を冷却流体供給
部に接続するようにしたタービンの翼において、
翼前縁部内に設けられ、主として冷却流体を前記
翼根部の内部および前記翼本体の内部に翼の高さ
方向に沿つて形成された経路で導く流路および上
記流路に案内された冷却流体を上記翼本体の外部
へ排出させる排出孔を備えてなる第１の冷却流路
と、この第１の冷却流路とは独立して翼中間部内
に設けられ、主として冷却流体を前記翼根部の内
部および前記翼本体の内部に翼の高さ方向に沿つ
て形成された経路で導いた後に上記翼本体の高さ
方向先端部近傍でリターンさせて上記翼本体の基
端部近傍まで案内し、さらに上記基端部近傍から
リターンさせて上記翼本体の高さ方向先端部近傍
まで案内する屈折流路および上記屈折流路の少な
くとも最下流領域に案内された冷却流体を上記翼
本体の外部へ排出させる排出孔を備えてなる第２
の冷却流路と、この第２の冷却流路および前記第
１の冷却流路とは独立に翼後縁部内に設けられ、
主として冷却流体を前記翼根部の内部および前記
翼本体の内部に翼の高さ方向に沿つて形成された
経路で導く流路および上記流路に案内された冷却
流体を上記翼本体の後縁から外部へ排出させる流
路を備えてなる第３の冷却流路と、前記第１，第
２，第３の冷却流路の入口に設けられて各流路に
流入する冷却流体の流量を調整する流量調整機構
とを設けたことを特徴としている。
上記のように、翼内において完全に独立した３
つの冷却流路に区分しているので、各冷却流路へ
の冷却流体供給圧力を一定とした場合、従来の翼
のように１つあるいは２つの内部流路だけを設け
たものに較べて冷却流体の流速を増加させること
ができ、この結果、従来の翼に比較して対流によ
る冷却効果を十分に高めることができる。したが
つて、結果的に従来の翼に較べて冷却流体の供給
圧力を低下でき、冷却流体の量の減少を図ること
ができ、空力損失の減少ならびに効率の向上を図
ることができる。また、翼内に形成されている３
つの冷却流路を完全に独立させ、それぞれの冷却
流路を別々に冷却流体供給部に通じさせているの
で、各冷却流路内の圧力が互いに干渉するのを防
止できる。この結果、各冷却流路を通流する冷却
流体の量を精度よく設定でき、最少の流量で最大
の冷却効果を発揮させることができる。したがつ
て、翼構成材料を良好に冷却できるので、冷却流
体の量を一層減少でき、なお一層の効率向上を図
ることができる。また、３つの冷却流路の入口に
各流路に流入する冷却流体の流量を調整する流量
調整機構を設けているので、翼製造加工時の精度
を上げることなく、流量調整機構の調整によつて
各冷却流路の流量を適正値に保つことができ、製
作の容易化をも図つた状態で上述した効果を発揮
させることができる。
つの冷却流路に区分しているので、各冷却流路へ
の冷却流体供給圧力を一定とした場合、従来の翼
のように１つあるいは２つの内部流路だけを設け
たものに較べて冷却流体の流速を増加させること
ができ、この結果、従来の翼に比較して対流によ
る冷却効果を十分に高めることができる。したが
つて、結果的に従来の翼に較べて冷却流体の供給
圧力を低下でき、冷却流体の量の減少を図ること
ができ、空力損失の減少ならびに効率の向上を図
ることができる。また、翼内に形成されている３
つの冷却流路を完全に独立させ、それぞれの冷却
流路を別々に冷却流体供給部に通じさせているの
で、各冷却流路内の圧力が互いに干渉するのを防
止できる。この結果、各冷却流路を通流する冷却
流体の量を精度よく設定でき、最少の流量で最大
の冷却効果を発揮させることができる。したがつ
て、翼構成材料を良好に冷却できるので、冷却流
体の量を一層減少でき、なお一層の効率向上を図
ることができる。また、３つの冷却流路の入口に
各流路に流入する冷却流体の流量を調整する流量
調整機構を設けているので、翼製造加工時の精度
を上げることなく、流量調整機構の調整によつて
各冷却流路の流量を適正値に保つことができ、製
作の容易化をも図つた状態で上述した効果を発揮
させることができる。
第１図は本発明をタービンの動翼に適用した一
実施例の外観を示すものである。すなわち、この
動翼は、大きく分けて、翼本体１と、この翼本体
１を支持する翼根部２と、プラツトホーム部３と
から構成されている。
実施例の外観を示すものである。すなわち、この
動翼は、大きく分けて、翼本体１と、この翼本体
１を支持する翼根部２と、プラツトホーム部３と
から構成されている。
上記翼本体１、翼根部２、およびプラツトホー
ム部３は、翼本体１の先端壁Ｘ（第２図参照）だ
けを残して精密鋳造によつて一体的に形成された
もので、上記先端壁Ｘは溶接あるいは拡散接合に
よつて接合されている。
ム部３は、翼本体１の先端壁Ｘ（第２図参照）だ
けを残して精密鋳造によつて一体的に形成された
もので、上記先端壁Ｘは溶接あるいは拡散接合に
よつて接合されている。
しかして、翼本体１内と翼根部２内とには、第
２図および第３図に示すように翼本体１の高さ方
向に延びる３つの冷却流体系統１１，１２，１３
が仕切壁１４，１５によつて形成されており、こ
れら冷却流体系統１１，１２，１３の翼根部２内
に位置する端部は、図示しない回転軸に設けられ
た冷却流体供給路に接続されている。上記仕切壁
１４は、翼本体１の翼本体近傍において２つの分
岐壁１４ａ，１４ｂに分岐し、これら分岐壁１４
ａ，１４ｂは前述した先端壁Ｘの内面近くまで延
びている。そして、分岐壁１４ａ，１４ｂ間に
は、この分岐壁１４ａ，１４ｂの間にＵ字形の流
路１６を構成する壁１７が設けられている。
２図および第３図に示すように翼本体１の高さ方
向に延びる３つの冷却流体系統１１，１２，１３
が仕切壁１４，１５によつて形成されており、こ
れら冷却流体系統１１，１２，１３の翼根部２内
に位置する端部は、図示しない回転軸に設けられ
た冷却流体供給路に接続されている。上記仕切壁
１４は、翼本体１の翼本体近傍において２つの分
岐壁１４ａ，１４ｂに分岐し、これら分岐壁１４
ａ，１４ｂは前述した先端壁Ｘの内面近くまで延
びている。そして、分岐壁１４ａ，１４ｂ間に
は、この分岐壁１４ａ，１４ｂの間にＵ字形の流
路１６を構成する壁１７が設けられている。
しかして、前記第１の冷却系統１１は、翼根部
２から翼本体１の先端部近傍まで延びるように前
記仕切壁１４と前縁部Ｆの近傍に設けられた仕切
壁１８とによつて形成された直線状の流路１９
と、上記仕切壁１８と前縁部Ｆの外面との間に形
成された空洞２０と、上記仕切壁１８に複数設け
られた小孔２１と、上記空洞２０と前縁部Ｆの外
面との間に存在する壁２２に複数設けられたフイ
ルム冷却用の排出孔２３とで構成されている。し
たがつて、この第１の冷却系統１１に供給された
冷却流体は、翼根部２から流入し、流路１９を翼
高さ方向に流れ、先端壁Ｘ付近に達するが、その
間に、仕切壁１８に設けられた複数の小孔２１か
ら空洞２０内に徐々に流入し、さらに、壁２２に
設けられた複数の排出孔２３を通過して、翼外部
に流出する。なお図中２４は流路１９の翼背側の
内面および翼腹側の内面の両者にそれぞれ突設さ
れ、対流冷却効果を増進させるための撹拌ストリ
ツプを示している。この第１図の冷却系統１１の
冷却性能は、主に、流路１９における対流冷却効
果、冷却流体が流路１９から小孔２１を通過し壁
２２の内面に噴流として衝突することによるイン
ピンジ冷却効果、排出孔２３の内面の対流冷却効
果、および上記排出孔２３を介して翼外に吹出し
た冷却流体が、翼外表面すなわち、前縁部Ｆなら
びにこの前縁部Ｆの背側、腹側に沿つて流れるこ
とによるフイルム冷却効果の相乗効果で与えられ
る。
２から翼本体１の先端部近傍まで延びるように前
記仕切壁１４と前縁部Ｆの近傍に設けられた仕切
壁１８とによつて形成された直線状の流路１９
と、上記仕切壁１８と前縁部Ｆの外面との間に形
成された空洞２０と、上記仕切壁１８に複数設け
られた小孔２１と、上記空洞２０と前縁部Ｆの外
面との間に存在する壁２２に複数設けられたフイ
ルム冷却用の排出孔２３とで構成されている。し
たがつて、この第１の冷却系統１１に供給された
冷却流体は、翼根部２から流入し、流路１９を翼
高さ方向に流れ、先端壁Ｘ付近に達するが、その
間に、仕切壁１８に設けられた複数の小孔２１か
ら空洞２０内に徐々に流入し、さらに、壁２２に
設けられた複数の排出孔２３を通過して、翼外部
に流出する。なお図中２４は流路１９の翼背側の
内面および翼腹側の内面の両者にそれぞれ突設さ
れ、対流冷却効果を増進させるための撹拌ストリ
ツプを示している。この第１図の冷却系統１１の
冷却性能は、主に、流路１９における対流冷却効
果、冷却流体が流路１９から小孔２１を通過し壁
２２の内面に噴流として衝突することによるイン
ピンジ冷却効果、排出孔２３の内面の対流冷却効
果、および上記排出孔２３を介して翼外に吹出し
た冷却流体が、翼外表面すなわち、前縁部Ｆなら
びにこの前縁部Ｆの背側、腹側に沿つて流れるこ
とによるフイルム冷却効果の相乗効果で与えられ
る。
しかして、前記第２の冷却系統１２は、仕切壁
１４と１５との間に形成され翼根部２から翼本体
１の先端壁Ｘの近傍まで延びた後、前記Ｕ字形の
流路に通じた屈折流路３１と、この屈折流路３１
を構成する翼本体１の腹側の壁に複数設けられた
排出孔３２とを主体にして構成されている。した
がつて、この第２の冷却系統１２に導かれた冷却
流体は、仕切壁１４と１５との間を翼根部から翼
本体１の先端部へ向けて流れた後、前縁部側回り
に180度リターンして分岐壁１４ｂと壁１７との
間を流れ、その後、翼本体１の根本部分において
再び前縁部側回りに180度リターンして分岐壁１
４ａと壁１７と間を翼先端部付近まで流れる。こ
の間に、この屈折流路３１を構成する翼本体１の
腹側の壁に設けられた排出孔３２から翼外へと流
れる。なお、図中３３は第１の冷却系統１１と同
様に設けられた撹拌ストリツプを示し、また３４
は先端壁Ｘに設けられた排出孔を示している。こ
の第２の冷却系統１２の冷却性能は、屈折流路３
１での対流冷却効果、排出孔３２，３４内での対
流冷却効果、排出孔３２，３４から吹出した冷却
流体が翼の腹側外面および先端部外面に沿つて流
れることによるフイルム冷却効果によつて与えら
れる。
１４と１５との間に形成され翼根部２から翼本体
１の先端壁Ｘの近傍まで延びた後、前記Ｕ字形の
流路に通じた屈折流路３１と、この屈折流路３１
を構成する翼本体１の腹側の壁に複数設けられた
排出孔３２とを主体にして構成されている。した
がつて、この第２の冷却系統１２に導かれた冷却
流体は、仕切壁１４と１５との間を翼根部から翼
本体１の先端部へ向けて流れた後、前縁部側回り
に180度リターンして分岐壁１４ｂと壁１７との
間を流れ、その後、翼本体１の根本部分において
再び前縁部側回りに180度リターンして分岐壁１
４ａと壁１７と間を翼先端部付近まで流れる。こ
の間に、この屈折流路３１を構成する翼本体１の
腹側の壁に設けられた排出孔３２から翼外へと流
れる。なお、図中３３は第１の冷却系統１１と同
様に設けられた撹拌ストリツプを示し、また３４
は先端壁Ｘに設けられた排出孔を示している。こ
の第２の冷却系統１２の冷却性能は、屈折流路３
１での対流冷却効果、排出孔３２，３４内での対
流冷却効果、排出孔３２，３４から吹出した冷却
流体が翼の腹側外面および先端部外面に沿つて流
れることによるフイルム冷却効果によつて与えら
れる。
なお、上記屈折流路３１は途中の複数個所にお
いて、排出孔３２から冷却流体を翼外へ排出して
いるので下流に向かうにしたがつて通過する冷却
流体の量が徐々に減少し、対流冷却効果が低下す
る虞れがあるので、この実施例では、下流に向か
うにしたがつて通路断面積を減少させ、これによ
つて流速をほぼ一定に保つようにしている。また
流路の圧力損失を少くするという観点から２つの
リターン部はなめらかな曲率で変化する曲率路に
形成されている。
いて、排出孔３２から冷却流体を翼外へ排出して
いるので下流に向かうにしたがつて通過する冷却
流体の量が徐々に減少し、対流冷却効果が低下す
る虞れがあるので、この実施例では、下流に向か
うにしたがつて通路断面積を減少させ、これによ
つて流速をほぼ一定に保つようにしている。また
流路の圧力損失を少くするという観点から２つの
リターン部はなめらかな曲率で変化する曲率路に
形成されている。
しかして、前記第３の冷却系統１３は、翼の後
縁部側を冷却するためのもので、前記仕切壁１５
と翼本体１の後縁部側に設けられた仕切壁４１と
の間に翼根部２から翼本体１の先端壁Ｘの近辺に
至るまで高さ方向に延びる流路４２と、上記仕切
壁４１と翼本体１の後縁部Ｒとの間に形成された
空洞４３と、前記仕切壁４１に設けられた複数の
小孔４４と、上記空洞４３と後縁部Ｒとの間に存
在する壁４５に設けられた複数の排出孔４６とで
構成されている。したがつて、この第３の冷却系
統１３に導かれた冷却流体は、翼根部２から流路
４２内を翼本体１の先端部側へと流れた後、小孔
４４を通つて空洞４３内に流れ込み、次に排出孔
４６を通つて翼外へと流れる。なお、図中４７
は、撹拌ストリツプを示している。そして、この
第３の冷却系統１３の冷却性能は、流路４２での
対流冷却効果、小孔４４を通過した冷却流体が噴
流となつて壁４５の内面に衝突することによるイ
ンピンジ冷却効果および排出孔４６の内面におけ
る対流冷却効果によつて与えられる。
縁部側を冷却するためのもので、前記仕切壁１５
と翼本体１の後縁部側に設けられた仕切壁４１と
の間に翼根部２から翼本体１の先端壁Ｘの近辺に
至るまで高さ方向に延びる流路４２と、上記仕切
壁４１と翼本体１の後縁部Ｒとの間に形成された
空洞４３と、前記仕切壁４１に設けられた複数の
小孔４４と、上記空洞４３と後縁部Ｒとの間に存
在する壁４５に設けられた複数の排出孔４６とで
構成されている。したがつて、この第３の冷却系
統１３に導かれた冷却流体は、翼根部２から流路
４２内を翼本体１の先端部側へと流れた後、小孔
４４を通つて空洞４３内に流れ込み、次に排出孔
４６を通つて翼外へと流れる。なお、図中４７
は、撹拌ストリツプを示している。そして、この
第３の冷却系統１３の冷却性能は、流路４２での
対流冷却効果、小孔４４を通過した冷却流体が噴
流となつて壁４５の内面に衝突することによるイ
ンピンジ冷却効果および排出孔４６の内面におけ
る対流冷却効果によつて与えられる。
一方、第１、第２、第３の冷却系統１１，１
２，１３の前記翼根部２に位置する冷却流体導入
口には、各冷却系統１１，１２，１３に流入する
冷却流体の流量を細かに調整するオリフイスプレ
ート５１が着脱自在に設けられている。これは次
のような理由に基づく。すなわち、上記構成の翼
は、翼の内部から外部へ冷却流体を吹出す、いわ
ゆるフイルム冷却用の排出孔を多用しているた
め、各冷却系統間の流量配分を厳密に行なう必要
がある。この配分を行なう手段として、製造加工
時の精度を上げることも考えられるが、上記精度
を上げることは実際問題として困難である。そこ
で、この実施例では、流量調整機構、つまりオリ
フイスプレート５１を付加して製作後に流量配分
を適正値に保つようにしているのである。
２，１３の前記翼根部２に位置する冷却流体導入
口には、各冷却系統１１，１２，１３に流入する
冷却流体の流量を細かに調整するオリフイスプレ
ート５１が着脱自在に設けられている。これは次
のような理由に基づく。すなわち、上記構成の翼
は、翼の内部から外部へ冷却流体を吹出す、いわ
ゆるフイルム冷却用の排出孔を多用しているた
め、各冷却系統間の流量配分を厳密に行なう必要
がある。この配分を行なう手段として、製造加工
時の精度を上げることも考えられるが、上記精度
を上げることは実際問題として困難である。そこ
で、この実施例では、流量調整機構、つまりオリ
フイスプレート５１を付加して製作後に流量配分
を適正値に保つようにしているのである。
このように、タービンの翼の内部を複数の細長
い流路に区切り、内部を通過する冷却流体の速度
を上昇させて対流冷却効果を高めると同時に、フ
イルム冷却用の排出孔を多数配置し、フイルム冷
却の重ね合わされた効果をも併用しているので少
ない冷却流体で冷却性能を飛躍的に向上させるこ
とができる。
い流路に区切り、内部を通過する冷却流体の速度
を上昇させて対流冷却効果を高めると同時に、フ
イルム冷却用の排出孔を多数配置し、フイルム冷
却の重ね合わされた効果をも併用しているので少
ない冷却流体で冷却性能を飛躍的に向上させるこ
とができる。
なお、本発明は、上述した実施例に限定される
ものではない。すなわち、第１の冷却系統１１で
は、インピンジ冷却を併用しているが、必ずしも
併用する必要はない。また、第２の冷却系統１２
の屈折流路３１におけるリターン部に第５図に示
すようにガイド６１を設けることによつて、この
部分での流動抵抗を減少させるようにしてもよ
い。また、第３の冷却系統１３において、翼後縁
部Ｒの両面の冷却を強化するために流路４２およ
び空洞４３と翼外とを連通させるフイルム冷却用
の排出孔を設けてもよい。さらに、最後縁部の流
路形状としては、第６図ａ，ｂに示すようにスリ
ツト状流路７１としてもよいし、また第７図ａ，
ｂに示すように空洞４３内に熱交換面を増加させ
るためにピンフイン７２を設けるようにしてもよ
い。
ものではない。すなわち、第１の冷却系統１１で
は、インピンジ冷却を併用しているが、必ずしも
併用する必要はない。また、第２の冷却系統１２
の屈折流路３１におけるリターン部に第５図に示
すようにガイド６１を設けることによつて、この
部分での流動抵抗を減少させるようにしてもよ
い。また、第３の冷却系統１３において、翼後縁
部Ｒの両面の冷却を強化するために流路４２およ
び空洞４３と翼外とを連通させるフイルム冷却用
の排出孔を設けてもよい。さらに、最後縁部の流
路形状としては、第６図ａ，ｂに示すようにスリ
ツト状流路７１としてもよいし、また第７図ａ，
ｂに示すように空洞４３内に熱交換面を増加させ
るためにピンフイン７２を設けるようにしてもよ
い。
さらに、各冷却系統において、翼本体１の先端
壁Ｘにフイルム冷却用の排出孔を設けてもよい。
壁Ｘにフイルム冷却用の排出孔を設けてもよい。
第１図は本発明の一実施例に係るタービンの翼
の外観図、第２図は第１図におけるＰ−Ｐ線に沿
つて切断し矢印方向に見た断面図、第３図は第１
図におけるＱ−Ｑ線に沿つて切断し矢印方向に見
た断面図、第４図は第１図におけるＳ−Ｓ線に沿
つて切断し矢印方向に見た局部的な断面図、第５
図は本発明に係るタービンの翼の変形例を局部的
に示す断面図、第６図ａは本発明の別の実施例に
おける要部の縦断面図、同図ｂは同要部の横断面
図、第７図ａは本発明のさらに別の実施例におけ
る要部の縦断面図、同図ｂは同要部の横断面図で
ある。 １……翼本体、２……翼根部、３……プラツト
ホーム部、１１……第１の冷却系統、１２……第
２の冷却系統、１３……第３の冷却系統。
の外観図、第２図は第１図におけるＰ−Ｐ線に沿
つて切断し矢印方向に見た断面図、第３図は第１
図におけるＱ−Ｑ線に沿つて切断し矢印方向に見
た断面図、第４図は第１図におけるＳ−Ｓ線に沿
つて切断し矢印方向に見た局部的な断面図、第５
図は本発明に係るタービンの翼の変形例を局部的
に示す断面図、第６図ａは本発明の別の実施例に
おける要部の縦断面図、同図ｂは同要部の横断面
図、第７図ａは本発明のさらに別の実施例におけ
る要部の縦断面図、同図ｂは同要部の横断面図で
ある。 １……翼本体、２……翼根部、３……プラツト
ホーム部、１１……第１の冷却系統、１２……第
２の冷却系統、１３……第３の冷却系統。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 翼根部の基端部に入口を有するとともに上記
入口から翼根部の内部および翼本体の内部を経由
して翼外に通じる冷却流路を備え、上記入口を冷
却流体供給部に接続するようにしたタービンの翼
において、翼前縁部内に設けられ、主として冷却
流体を前記翼根部の内部および前記翼本体の内部
に翼の高さ方向に沿つて形成された経路で導く流
路および上記流路に案内された冷却流体を上記翼
本体の外部へ排出させる排出孔を備えてなる第１
の冷却流路と、この第１の冷却流路とは独立して
翼中間部内に設けられ、主として冷却流体を前記
翼根部の内部および前記翼本体の内部に翼の高さ
方向に沿つて形成された経路で導いた後に上記翼
本体の高さ方向先端部近傍でリターンさせて上記
翼本体の基端部近傍まで案内し、さらに上記基端
部近傍からリターンさせて上記翼本体の高さ方向
先端部近傍まで案内する屈折流路および上記屈折
流路の少なくとも最下流領域に案内された冷却流
体を上記翼本体の外部へ排出させる排出孔を備え
てなる第２の冷却流路と、この第２の冷却流路お
よび前記第１の冷却流路とは独立に翼後縁部内に
設けられ、主として冷却流体を前記翼根部の内部
および前記翼本体の内部に翼の高さ方向に沿つて
形成された経路で導く流路および上記流路に案内
された冷却流体を上記翼本体の後縁から外部へ排
出させる流路を備えてなる第３の冷却流路と、前
記第１，第２，第３の冷却流路の入口に設けられ
て各流路に流入する冷却流体の流量を調整する流
量調整機構とを具備してなることを特徴とするタ
ービンの翼。 ２ 前記第１，第２，第３の冷却流路は、前記翼
本体の高さ方向先端部外面に沿つて冷却流体を翼
外へ排出する排出孔を備えてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のタービンの翼。 ３ 前記第１の冷却流路は、冷却流体を前記翼本
体の高さ方向に案内する部分と、この部分と上記
翼本体の前縁部外面との間に形成された空洞と、
この空洞と上記部分とを仕切る仕切壁に設けられ
上記部分によつて案内された冷却流体を上記翼本
体の前縁部外面と上記空洞との間に存在する壁部
の内面に向けて噴射させる複数の小孔とを備えて
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のタービンの翼。 ４ 前記第２の冷却流路における前記屈折流路の
リターン部は、なめらかな曲率で変化する曲率路
に形成されてなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のタービンの翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5350882A JPS58170801A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | タ−ビンの翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5350882A JPS58170801A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | タ−ビンの翼 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5202287A Division JP2645209B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | タービンの翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58170801A JPS58170801A (ja) | 1983-10-07 |
| JPH0451641B2 true JPH0451641B2 (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=12944756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5350882A Granted JPS58170801A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | タ−ビンの翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58170801A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4738587A (en) * | 1986-12-22 | 1988-04-19 | United Technologies Corporation | Cooled highly twisted airfoil for a gas turbine engine |
| US4767268A (en) * | 1987-08-06 | 1988-08-30 | United Technologies Corporation | Triple pass cooled airfoil |
| US4753575A (en) * | 1987-08-06 | 1988-06-28 | United Technologies Corporation | Airfoil with nested cooling channels |
| US5674050A (en) * | 1988-12-05 | 1997-10-07 | United Technologies Corp. | Turbine blade |
| GB0127902D0 (en) * | 2001-11-21 | 2002-01-16 | Rolls Royce Plc | Gas turbine engine aerofoil |
| US8591189B2 (en) * | 2006-11-20 | 2013-11-26 | General Electric Company | Bifeed serpentine cooled blade |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5255536U (ja) * | 1975-10-21 | 1977-04-21 | ||
| CA1087527A (en) * | 1977-02-10 | 1980-10-14 | George A. Durgin | Cooled gas turbine blade |
| JPS5520041A (en) * | 1978-07-29 | 1980-02-13 | Noto Denshi Kogyo Kk | Piezoelectric device |
| JPS5713201A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | Hitachi Ltd | Air cooled gas turbine blade |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5350882A patent/JPS58170801A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58170801A (ja) | 1983-10-07 |
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