JPH10238302A - ガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構 - Google Patents
ガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構Info
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- JPH10238302A JPH10238302A JP9040725A JP4072597A JPH10238302A JP H10238302 A JPH10238302 A JP H10238302A JP 9040725 A JP9040725 A JP 9040725A JP 4072597 A JP4072597 A JP 4072597A JP H10238302 A JPH10238302 A JP H10238302A
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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
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
- F05D2240/81—Cooled platforms
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンの内部において、特に熱の影響
を受け易い動翼のプラットフォームにおいて、翼冷却空
気、シール空気等現有の冷媒を活用して簡単な構成で前
記プラットフォームを効果的に冷却するようにした冷却
機構を提供することを課題とする。 【解決手段】 翼頭側から翼腹側及び翼背側の両側方に
分かれ、最終的に翼尾側に至る冷却通路をプラットフォ
ーム内部を通して設け、この冷却通路の上流は翼部冷却
通路に開口し、下流は翼尾の端面に開放して翼部冷却用
の冷却空気でプラットフォームを冷却するようにした。
を受け易い動翼のプラットフォームにおいて、翼冷却空
気、シール空気等現有の冷媒を活用して簡単な構成で前
記プラットフォームを効果的に冷却するようにした冷却
機構を提供することを課題とする。 【解決手段】 翼頭側から翼腹側及び翼背側の両側方に
分かれ、最終的に翼尾側に至る冷却通路をプラットフォ
ーム内部を通して設け、この冷却通路の上流は翼部冷却
通路に開口し、下流は翼尾の端面に開放して翼部冷却用
の冷却空気でプラットフォームを冷却するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン動翼に
おけるプラットフォームを冷却する機構に関する。
おけるプラットフォームを冷却する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に基づいて従来のものを説明する。
図４は代表的な従来のガスタービン中空動翼の斜視図を
示し、翼根１２ａから流入した冷却空気を矢印で図示し
た方向に流して動翼を冷却するものである。
図４は代表的な従来のガスタービン中空動翼の斜視図を
示し、翼根１２ａから流入した冷却空気を矢印で図示し
た方向に流して動翼を冷却するものである。
【０００３】即ち、前縁側１２ａから流入した冷却空気
は、フィン１３を有する曲がりくねった流路を流れて翼
を冷却し、チップシンニング１４が設けられた翼頂部の
穴Ａから流出して主ガス流れに合流する。
は、フィン１３を有する曲がりくねった流路を流れて翼
を冷却し、チップシンニング１４が設けられた翼頂部の
穴Ａから流出して主ガス流れに合流する。
【０００４】また後縁側１２ｂから流入した冷却空気
は、フィン１３が設けられた冷却通路を矢印方向に流
れ、ピンフィン１５によって翼後縁を冷却した後、穴又
はスリットＢから翼外へ流出して主ガス流れに合流す
る。そしてこのような高度な冷却構造をもつ多数の動翼
が円周方向に互いにプラットフォーム１６を隣接させて
ディスク１７に植え込まれている。
は、フィン１３が設けられた冷却通路を矢印方向に流
れ、ピンフィン１５によって翼後縁を冷却した後、穴又
はスリットＢから翼外へ流出して主ガス流れに合流す
る。そしてこのような高度な冷却構造をもつ多数の動翼
が円周方向に互いにプラットフォーム１６を隣接させて
ディスク１７に植え込まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
従来のものでは、中空動翼は翼根や翼に内部冷却を行う
高度な冷却構造を有するものであるが、冷却部位から突
出した形状となっている動翼プラットフォームそれ自体
については殆ど無冷却であり、充分な冷却構造となって
いない。
従来のものでは、中空動翼は翼根や翼に内部冷却を行う
高度な冷却構造を有するものであるが、冷却部位から突
出した形状となっている動翼プラットフォームそれ自体
については殆ど無冷却であり、充分な冷却構造となって
いない。
【０００６】このため高温ガスタービン動翼プラットフ
ォームの冷却が必要となるが、併せてこれを効果的に冷
却する際に発生する熱応力を緩和する必要が生ずる。因
にプラットフォームのガス流路側とプラットフォーム下
側のローター側では、ガスシール空気との間で１０００
℃以上の温度差が生じている。
ォームの冷却が必要となるが、併せてこれを効果的に冷
却する際に発生する熱応力を緩和する必要が生ずる。因
にプラットフォームのガス流路側とプラットフォーム下
側のローター側では、ガスシール空気との間で１０００
℃以上の温度差が生じている。
【０００７】この問題点を解消するため、プラットフォ
ーム表面を効果的に冷却すると共に、プラットフォーム
の上面と下面との温度差による熱応力を緩和できるよう
にした冷却機構として、これまでいくつかの冷却構造が
提案されている。
ーム表面を効果的に冷却すると共に、プラットフォーム
の上面と下面との温度差による熱応力を緩和できるよう
にした冷却機構として、これまでいくつかの冷却構造が
提案されている。
【０００８】例えば本出願人の出願に係る特開平７−３
３２００４に示されたものは、プラットフォームの半径
方向に向けて貫通するシール空気流路孔を設けるととも
に、同空気流路の上面にシェイプトフィルム吹出口を設
けたことによってプラットフォーム下面を流れるシール
空気は半径方向のシール空気孔を通ってプラットフォー
ム上面に設けられたシェイプトフィルム吹出口よりプラ
ットフォームの上面を拡がりながら這うように流れて、
プラットフォーム上表面を効果的に冷却するものであ
り、またシール空気流路孔からプラットフォームの円周
方向端面に至るスリットを設けたことによりプラットフ
ォームの上下の温度差によって生じた熱応力はスリット
の伸縮によって緩和され、プラットフォームは緊張から
解放されるという効果をも有するものである。
３２００４に示されたものは、プラットフォームの半径
方向に向けて貫通するシール空気流路孔を設けるととも
に、同空気流路の上面にシェイプトフィルム吹出口を設
けたことによってプラットフォーム下面を流れるシール
空気は半径方向のシール空気孔を通ってプラットフォー
ム上面に設けられたシェイプトフィルム吹出口よりプラ
ットフォームの上面を拡がりながら這うように流れて、
プラットフォーム上表面を効果的に冷却するものであ
り、またシール空気流路孔からプラットフォームの円周
方向端面に至るスリットを設けたことによりプラットフ
ォームの上下の温度差によって生じた熱応力はスリット
の伸縮によって緩和され、プラットフォームは緊張から
解放されるという効果をも有するものである。
【０００９】更に別の例として、本出願人の出願に係る
特開平８−２４６８０２に示されるように、ガスタービ
ン動翼の翼尾側（あるいは翼頭側）の翼根部から冷却用
空気を供給し、プラットフォームの翼尾近傍内部および
両側方部を順次通して翼頭側（あるいは翼尾側）端面に
開放する空気通路を設けることにより、プラットフォー
ム部を冷却するものがある。
特開平８−２４６８０２に示されるように、ガスタービ
ン動翼の翼尾側（あるいは翼頭側）の翼根部から冷却用
空気を供給し、プラットフォームの翼尾近傍内部および
両側方部を順次通して翼頭側（あるいは翼尾側）端面に
開放する空気通路を設けることにより、プラットフォー
ム部を冷却するものがある。
【００１０】しかしながらこれらいずれの冷却構造にお
いても一長一短があり、また、一方ではガスタービンの
高効率化のためには温度上昇が要求されること、あるい
は冷却構造形成に当ってのより簡略化した手法が要求さ
れることから、更に冷却効果が良く、より加工工数の少
ない冷却構造が要求されているのが実情である。
いても一長一短があり、また、一方ではガスタービンの
高効率化のためには温度上昇が要求されること、あるい
は冷却構造形成に当ってのより簡略化した手法が要求さ
れることから、更に冷却効果が良く、より加工工数の少
ない冷却構造が要求されているのが実情である。
【００１１】本発明はこのような状況に鑑みてなされ、
たとえばプラットフォームの内部に設けられ翼部冷却通
路に開口すると共に翼尾端面に開放する冷却通路等によ
り、簡便な構造及び手段でプラットフォームを確実に冷
却するようにしたものを提供することを課題とするもの
である。
たとえばプラットフォームの内部に設けられ翼部冷却通
路に開口すると共に翼尾端面に開放する冷却通路等によ
り、簡便な構造及び手段でプラットフォームを確実に冷
却するようにしたものを提供することを課題とするもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決するべくなされたもので、ガスタービン動翼のプラ
ットフォームを冷却するものにおいて、翼頭側から翼腹
側及び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一
対の冷却通路をプラットフォームの内部に形成し、同冷
却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路に
開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面で開放し
たガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構を提供
し、ガスタービン動翼の翼部を冷却するために設けられ
た翼部冷却流路のうち翼頭冷却通路に翼根部から流入す
る冷却空気の一部を、同翼頭冷却通路に開口して設けら
れたプラットフォームの冷却通路に流入させ、順次プラ
ットフォーム翼頭近傍内部および翼腹側と翼背側の両側
方の内部より冷却し、翼尾側端面より流出させることに
よりプラットフォームを効果的に冷却するものである。
解決するべくなされたもので、ガスタービン動翼のプラ
ットフォームを冷却するものにおいて、翼頭側から翼腹
側及び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一
対の冷却通路をプラットフォームの内部に形成し、同冷
却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路に
開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面で開放し
たガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構を提供
し、ガスタービン動翼の翼部を冷却するために設けられ
た翼部冷却流路のうち翼頭冷却通路に翼根部から流入す
る冷却空気の一部を、同翼頭冷却通路に開口して設けら
れたプラットフォームの冷却通路に流入させ、順次プラ
ットフォーム翼頭近傍内部および翼腹側と翼背側の両側
方の内部より冷却し、翼尾側端面より流出させることに
よりプラットフォームを効果的に冷却するものである。
【００１３】また本発明は、前記翼頭近傍内部で翼部冷
却通路に開口する各冷却通路は、最も前縁側の翼部冷却
通路に一端を開口したガスタービン動翼のプラットフォ
ーム冷却機構を提供し、プラットフォームの内部に形成
した一対の冷却通路を、最も前縁側、即ち翼頭近傍内部
で翼部冷却通路に開口しているので、前記一対の冷却通
路へ供給される冷却空気は、翼内部を冷却する前のより
低温の冷却空気であるためにプラットフォームの冷却効
果は大きくなるものである。
却通路に開口する各冷却通路は、最も前縁側の翼部冷却
通路に一端を開口したガスタービン動翼のプラットフォ
ーム冷却機構を提供し、プラットフォームの内部に形成
した一対の冷却通路を、最も前縁側、即ち翼頭近傍内部
で翼部冷却通路に開口しているので、前記一対の冷却通
路へ供給される冷却空気は、翼内部を冷却する前のより
低温の冷却空気であるためにプラットフォームの冷却効
果は大きくなるものである。
【００１４】また本発明は、ガスタービン動翼のプラッ
トフォームを冷却するものにおいて、翼腹側のプラット
フォームの内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端
を同プラットフォームの翼腹側表面に開放した複数のシ
ール空気流路孔と、翼頭側から翼背側及び翼腹側にかけ
てプラットフォームの内部で相対的に半径方向に向けて
貫通し終端を同プラットフォームの翼背側と翼腹側で開
放した複数の対流冷却孔と、プラットフォームの翼背側
後縁内部を通って貫通し翼尾側端縁に開放する空気通路
とのうち、すくなくともいずれか一つを備えたガスター
ビン動翼のプラットフォーム冷却機構を提供し、翼腹側
をめがけ、又は翼頭側（プラットフォーム前縁部）から
翼背側と翼腹側にかけて、若しくは翼尾側（プラットフ
ォーム後縁部）を狙いとして、これらのうちの一か所以
上で、プラットフォーム下面を流れるシール空気通路と
プラットフォーム上面あるいは翼尾側端面に流通するよ
うにシール空気流路孔、対流冷却孔等が連通しており、
プラットフォーム下面を流れるシール空気が適宜設けら
れたこのシール空気流路孔、対流冷却孔等に流入し、１
つは翼腹側プラットフォーム上面にフィルム状に吹出す
ことによりプラットフォームの翼腹側部分を内部あるい
は上面より効果的に冷却することができ、また他の１つ
は翼頭側のプラットフォーム前縁部並びに翼背側および
翼腹側プラットフォームの上面部を効果的に冷却するこ
とができ、更に他の１つは翼尾側の特に翼背側プラット
フォーム後縁部を内部から効果的に冷却することができ
るものである。
トフォームを冷却するものにおいて、翼腹側のプラット
フォームの内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端
を同プラットフォームの翼腹側表面に開放した複数のシ
ール空気流路孔と、翼頭側から翼背側及び翼腹側にかけ
てプラットフォームの内部で相対的に半径方向に向けて
貫通し終端を同プラットフォームの翼背側と翼腹側で開
放した複数の対流冷却孔と、プラットフォームの翼背側
後縁内部を通って貫通し翼尾側端縁に開放する空気通路
とのうち、すくなくともいずれか一つを備えたガスター
ビン動翼のプラットフォーム冷却機構を提供し、翼腹側
をめがけ、又は翼頭側（プラットフォーム前縁部）から
翼背側と翼腹側にかけて、若しくは翼尾側（プラットフ
ォーム後縁部）を狙いとして、これらのうちの一か所以
上で、プラットフォーム下面を流れるシール空気通路と
プラットフォーム上面あるいは翼尾側端面に流通するよ
うにシール空気流路孔、対流冷却孔等が連通しており、
プラットフォーム下面を流れるシール空気が適宜設けら
れたこのシール空気流路孔、対流冷却孔等に流入し、１
つは翼腹側プラットフォーム上面にフィルム状に吹出す
ことによりプラットフォームの翼腹側部分を内部あるい
は上面より効果的に冷却することができ、また他の１つ
は翼頭側のプラットフォーム前縁部並びに翼背側および
翼腹側プラットフォームの上面部を効果的に冷却するこ
とができ、更に他の１つは翼尾側の特に翼背側プラット
フォーム後縁部を内部から効果的に冷却することができ
るものである。
【００１５】更にまた本発明は、ガスタービン動翼のプ
ラットフォームを冷却するものにおいて、翼頭側から翼
腹側及び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る
一対の冷却通路をプラットフォームの内部に形成し、同
冷却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路
に開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面で開放
するとともに、翼腹側のプラットフォームの内部で相対
的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラットフォーム
の翼腹側表面に開放した複数のシール空気流路孔と、翼
頭側から翼背側及び翼腹側にかけてプラットフォームの
内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラッ
トフォームの翼背側と翼腹側で開放した複数の対流冷却
孔と、プラットフォームの翼背側後縁内部を通って貫通
し翼尾側端縁に開放する空気通路とのうち、すくなくと
もいずれか一つを備えたガスタービン動翼のプラットフ
ォーム冷却機構を提供し、翼部冷却通路から冷却空気を
バイパス状に供給されて、プラットフォーム内で翼背側
と翼腹側の両側方の冷却通路を経て流して、プラットフ
ォームを冷却するものと、翼腹側、翼頭側から翼背側及
び翼腹側、又は翼背側後縁から翼尾側にかけてこれらの
うち少なくともいずれか一つの経路でシール空気を供給
して冷却するものとを組合せてプラットフォームの所定
位置を冷却するようにしたものである。
ラットフォームを冷却するものにおいて、翼頭側から翼
腹側及び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る
一対の冷却通路をプラットフォームの内部に形成し、同
冷却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路
に開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面で開放
するとともに、翼腹側のプラットフォームの内部で相対
的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラットフォーム
の翼腹側表面に開放した複数のシール空気流路孔と、翼
頭側から翼背側及び翼腹側にかけてプラットフォームの
内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラッ
トフォームの翼背側と翼腹側で開放した複数の対流冷却
孔と、プラットフォームの翼背側後縁内部を通って貫通
し翼尾側端縁に開放する空気通路とのうち、すくなくと
もいずれか一つを備えたガスタービン動翼のプラットフ
ォーム冷却機構を提供し、翼部冷却通路から冷却空気を
バイパス状に供給されて、プラットフォーム内で翼背側
と翼腹側の両側方の冷却通路を経て流して、プラットフ
ォームを冷却するものと、翼腹側、翼頭側から翼背側及
び翼腹側、又は翼背側後縁から翼尾側にかけてこれらの
うち少なくともいずれか一つの経路でシール空気を供給
して冷却するものとを組合せてプラットフォームの所定
位置を冷却するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態を図１に
基づいて説明する。図１（ａ）はガスタービン動翼の縦
断面を示し、図１（ｂ）はａのＢ−Ｂ矢視断面を示す。
基づいて説明する。図１（ａ）はガスタービン動翼の縦
断面を示し、図１（ｂ）はａのＢ−Ｂ矢視断面を示す。
【００１７】１は翼根部、２はプラットフォーム、３は
動翼の翼部で、この翼部３を冷却するために、翼根部１
の底部から流入し矢印の方向に流れる冷却空気４ａ，４
ｂが供給される。
動翼の翼部で、この翼部３を冷却するために、翼根部１
の底部から流入し矢印の方向に流れる冷却空気４ａ，４
ｂが供給される。
【００１８】翼部３の内部には蛇行状に折れ曲って形成
され、内面に図示省略のタービュレータを多数設けられ
た翼部冷却通路５ａ，５ｂが設けられている。
され、内面に図示省略のタービュレータを多数設けられ
た翼部冷却通路５ａ，５ｂが設けられている。
【００１９】翼部冷却通路５ａの最も翼前縁側に近いも
ののプラットフォーム２の内部で冷却空気４ａの一部を
バイパスさせるように前記翼部冷却通路５ａに開口し、
プラットフォーム２の翼頭近傍内部から翼腹３ｃ側、翼
背３ｄ側の翼両側内部を経て翼尾側の端面３ｅに開放す
るプラットフォーム２の冷却通路６ａ，６ｂが設けられ
ている。
ののプラットフォーム２の内部で冷却空気４ａの一部を
バイパスさせるように前記翼部冷却通路５ａに開口し、
プラットフォーム２の翼頭近傍内部から翼腹３ｃ側、翼
背３ｄ側の翼両側内部を経て翼尾側の端面３ｅに開放す
るプラットフォーム２の冷却通路６ａ，６ｂが設けられ
ている。
【００２０】このように構成された本実施の形態では、
翼部３を冷却するために翼部冷却通路５ａに供給される
冷却空気４ａは、前記タービュレータにより乱流状の壁
面流れで蛇行路を流れて翼部３を冷却して翼頂部から主
ガス流れに合流していくが、この冷却空気４ａの一部が
プラットフォーム２の内部において翼部冷却通路５ａか
ら分流し、冷却通路６ａ，６ｂを経て翼腹３ｃ側及び翼
背３ｄ側に当るプラットフォーム２内の両側方から冷却
を行い、端面３ｅから放出されるようになっている。
翼部３を冷却するために翼部冷却通路５ａに供給される
冷却空気４ａは、前記タービュレータにより乱流状の壁
面流れで蛇行路を流れて翼部３を冷却して翼頂部から主
ガス流れに合流していくが、この冷却空気４ａの一部が
プラットフォーム２の内部において翼部冷却通路５ａか
ら分流し、冷却通路６ａ，６ｂを経て翼腹３ｃ側及び翼
背３ｄ側に当るプラットフォーム２内の両側方から冷却
を行い、端面３ｅから放出されるようになっている。
【００２１】かくして本実施の形態では、冷却空気４ａ
の一部を使用してプラットフォーム２の所定の冷却を行
うものである。なお、ここでは冷却空気４ａは翼部３内
に蛇行して設けた翼部冷却通路５ａのうち、最も翼部３
の前縁側のものに冷却通路６ａ，６ｂを開口させ、翼部
３内を冷却する前のより低温の冷却空気でプラットフォ
ーム２を効果的に冷却する例について説明しているが、
冷却の程度いかんによっては、翼部冷却通路５ａ中最も
前縁側のものではなく、例えば次位のものを選んで冷却
通路６ａ，６ｂを開口させてもよいことは勿論である。
の一部を使用してプラットフォーム２の所定の冷却を行
うものである。なお、ここでは冷却空気４ａは翼部３内
に蛇行して設けた翼部冷却通路５ａのうち、最も翼部３
の前縁側のものに冷却通路６ａ，６ｂを開口させ、翼部
３内を冷却する前のより低温の冷却空気でプラットフォ
ーム２を効果的に冷却する例について説明しているが、
冷却の程度いかんによっては、翼部冷却通路５ａ中最も
前縁側のものではなく、例えば次位のものを選んで冷却
通路６ａ，６ｂを開口させてもよいことは勿論である。
【００２２】次に本発明の実施の第２形態を図２に基づ
いて説明する。図２（ａ）はガスタービン動翼の縦断面
を示し、図２（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面を示す。
なお、前記した実施の第１形態と同一の部分については
図中に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略す
る。
いて説明する。図２（ａ）はガスタービン動翼の縦断面
を示し、図２（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面を示す。
なお、前記した実施の第１形態と同一の部分については
図中に同一の符号を付して示し、重複する説明は省略す
る。
【００２３】本実施の形態はガスタービン動翼のプラッ
トフォーム２の下面を流れるシール空気１０を利用して
プラットフォーム２の冷却を行うものである。
トフォーム２の下面を流れるシール空気１０を利用して
プラットフォーム２の冷却を行うものである。
【００２４】翼腹３ｃ側のプラットフォーム２の内部に
はタービン軸心から相対的に半径方向に向けて貫通する
複数（ここでは５個のものを示すが適宜増減してもよ
い）のシール空気流路孔７が穿設されている。シール空
気流路孔７の各々はプラットフォームの翼腹ｃ側上面で
開放している。なお開放部は図示省略したが、後流に末
広がり状に開くシェイプトフィルム吹出口を設けること
により効果的な冷却をおこなうものである。
はタービン軸心から相対的に半径方向に向けて貫通する
複数（ここでは５個のものを示すが適宜増減してもよ
い）のシール空気流路孔７が穿設されている。シール空
気流路孔７の各々はプラットフォームの翼腹ｃ側上面で
開放している。なお開放部は図示省略したが、後流に末
広がり状に開くシェイプトフィルム吹出口を設けること
により効果的な冷却をおこなうものである。
【００２５】このようなシール空気流路孔７の設置によ
り、プラットフォーム２の下面を流れるシール空気１０
はシール空気流路孔７をタービン軸心に対し相対的に半
径方向に流れてプラットフォーム２の上面に流出する。
シェイプトフィルム吹出口によりプラットフォーム２の
上面を拡がりながら這うように、矢印の方向に流れてプ
ラットフォーム２の上面を効果的に冷却する。なお、シ
ェイプトフィルム吹出口の向きは、流れ方向を矢印で示
すように隣接する翼方向でも良いし、または、翼腹側方
向等でも適宜決めることで良い。
り、プラットフォーム２の下面を流れるシール空気１０
はシール空気流路孔７をタービン軸心に対し相対的に半
径方向に流れてプラットフォーム２の上面に流出する。
シェイプトフィルム吹出口によりプラットフォーム２の
上面を拡がりながら這うように、矢印の方向に流れてプ
ラットフォーム２の上面を効果的に冷却する。なお、シ
ェイプトフィルム吹出口の向きは、流れ方向を矢印で示
すように隣接する翼方向でも良いし、または、翼腹側方
向等でも適宜決めることで良い。
【００２６】また、翼頭側のプラットフォーム２の前縁
部に、プラットフォーム２の内部でタービン軸心に対し
て相対的に半径方向に翼背３ａ側および翼腹３ｃ側のプ
ラットフォーム２上面に向って斜めに貫通する対流冷却
孔８を複数個（ここでは翼背３ｄ、翼腹３ｃ側夫々２個
づつのものを示すが適宜増減してもよい）穿設されてい
る。
部に、プラットフォーム２の内部でタービン軸心に対し
て相対的に半径方向に翼背３ａ側および翼腹３ｃ側のプ
ラットフォーム２上面に向って斜めに貫通する対流冷却
孔８を複数個（ここでは翼背３ｄ、翼腹３ｃ側夫々２個
づつのものを示すが適宜増減してもよい）穿設されてい
る。
【００２７】対流冷却孔８の各々の開放部、即ちプラッ
トフォームの翼背３ｄ、翼腹３ｃ側の上面には、前記シ
ール空気流路孔７と同様、図示省略のシェイプトフィル
ム吹出口を設けることにより効果的な冷却をおこなうも
のである。
トフォームの翼背３ｄ、翼腹３ｃ側の上面には、前記シ
ール空気流路孔７と同様、図示省略のシェイプトフィル
ム吹出口を設けることにより効果的な冷却をおこなうも
のである。
【００２８】このような対流冷却孔８の設置によりプラ
ットフォーム２の下面を流れるシール空気１０が対流冷
却孔８を、タービン軸心に対し相対的に半径方向に斜め
に流れてプラットフォーム２の翼背３ｄ側および翼腹３
ｃ側上面に流出し、シェイプトフィルム吹出口によりプ
ラットフォーム２の上面を拡がりながら這うように矢印
の方向に流れてプラットフォーム２の上面を効果的に冷
却する。
ットフォーム２の下面を流れるシール空気１０が対流冷
却孔８を、タービン軸心に対し相対的に半径方向に斜め
に流れてプラットフォーム２の翼背３ｄ側および翼腹３
ｃ側上面に流出し、シェイプトフィルム吹出口によりプ
ラットフォーム２の上面を拡がりながら這うように矢印
の方向に流れてプラットフォーム２の上面を効果的に冷
却する。
【００２９】更に、翼尾側のプラットフォーム後縁部に
プラットフォーム２の下面を入口として開口し、プラッ
トフォーム２の翼背３ｄ側の後縁内部を通じて翼尾側端
面３ｅに開放する空気通路９を複数個（ここでは３個の
ものを示すが、この数は適宜増減してもよい）穿設して
いる。
プラットフォーム２の下面を入口として開口し、プラッ
トフォーム２の翼背３ｄ側の後縁内部を通じて翼尾側端
面３ｅに開放する空気通路９を複数個（ここでは３個の
ものを示すが、この数は適宜増減してもよい）穿設して
いる。
【００３０】この空気通路９の設置により、プラットフ
ォーム２の下面を流れるシール空気１０は、空気通路９
をまずタービン軸心に対して相対的に半径方向に向って
流れ途中より、軸斜め方向に流れを変えてプラットフォ
ーム２の翼背３ｄ側後縁部を内部から冷却し、翼端面か
ら流出する。
ォーム２の下面を流れるシール空気１０は、空気通路９
をまずタービン軸心に対して相対的に半径方向に向って
流れ途中より、軸斜め方向に流れを変えてプラットフォ
ーム２の翼背３ｄ側後縁部を内部から冷却し、翼端面か
ら流出する。
【００３１】なお、本実施の形態ではシール空気流路孔
７、対流冷却孔８、空気通路９の三者を全て備えたもの
として説明したが、これらは常に三者揃わねばならない
というものではなく、少なくともいずれか１つ有れば良
く、従って１つ、またはいずれか２つ、若しくは３つ全
部という組合せを適宜選択できるものである。
７、対流冷却孔８、空気通路９の三者を全て備えたもの
として説明したが、これらは常に三者揃わねばならない
というものではなく、少なくともいずれか１つ有れば良
く、従って１つ、またはいずれか２つ、若しくは３つ全
部という組合せを適宜選択できるものである。
【００３２】次に本発明の実施の第３形態について図３
に基づいて説明する。図３（ａ）はガスタービン動翼の
縦断面図を示し、図３（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面
を示す。
に基づいて説明する。図３（ａ）はガスタービン動翼の
縦断面図を示し、図３（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面
を示す。
【００３３】なお、図３からもわかる通り、本実施の形
態は前記実施の第１形態と実施の第２形態のものを完全
に組合せたものであり、両者の構成を全て盛り込み、両
者の機能、そして作用効果を併せ有するものである。
態は前記実施の第１形態と実施の第２形態のものを完全
に組合せたものであり、両者の構成を全て盛り込み、両
者の機能、そして作用効果を併せ有するものである。
【００３４】従って前記実施の第１形態及び実施の第２
形態と同一の部分については図中に同一の符号を付して
示し、説明については全て重複するので重複を避けるべ
く省略する。
形態と同一の部分については図中に同一の符号を付して
示し、説明については全て重複するので重複を避けるべ
く省略する。
【００３５】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００３６】
【発明の効果】以上本発明によれば、翼頭側から翼腹側
及び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一対
の冷却通路をプラットフォームの内部に形成するととも
に、同冷却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷
却通路に開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面
で開放してガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機
構を構成しているので、翼部冷却通路に開口した冷却通
路に同翼部冷却通路の冷却空気を導入し、これを翼尾側
端面の開放部まで通すことにより、熱の影響を受け易い
プラットフォームを確実に、かつ効果的に冷却すること
ができたものである。
及び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一対
の冷却通路をプラットフォームの内部に形成するととも
に、同冷却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷
却通路に開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面
で開放してガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機
構を構成しているので、翼部冷却通路に開口した冷却通
路に同翼部冷却通路の冷却空気を導入し、これを翼尾側
端面の開放部まで通すことにより、熱の影響を受け易い
プラットフォームを確実に、かつ効果的に冷却すること
ができたものである。
【００３７】また本発明は、前記翼頭近傍内部で翼部冷
却通路に開口する各冷却通路は、最も前縁側の翼部冷却
通路に一端を開口してガスタービン動翼のプラットフォ
ーム冷却機構を構成しているので、翼腹側及び翼背側の
両側方に設けた各冷却通路へ導入される冷却空気は翼部
冷却通路のうち最も前縁側のものからバイパスさせて得
るので、翼部冷却に用いられる前のより低温の冷却空気
で前記冷却通路を通してプラットフォームを冷却するこ
ととなり、同プラットフォームの冷却効果を更に一段と
向上することができたものである。
却通路に開口する各冷却通路は、最も前縁側の翼部冷却
通路に一端を開口してガスタービン動翼のプラットフォ
ーム冷却機構を構成しているので、翼腹側及び翼背側の
両側方に設けた各冷却通路へ導入される冷却空気は翼部
冷却通路のうち最も前縁側のものからバイパスさせて得
るので、翼部冷却に用いられる前のより低温の冷却空気
で前記冷却通路を通してプラットフォームを冷却するこ
ととなり、同プラットフォームの冷却効果を更に一段と
向上することができたものである。
【００３８】また本発明は、翼腹側のプラットフォーム
の内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラ
ットフォームの翼腹側表面に開放した複数のシール空気
流路孔と、翼頭側から翼背側及び翼腹側にかけてプラッ
トフォームの内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終
端を同プラットフォームの翼背側と翼腹側で開放した複
数の対流冷却孔と、プラットフォームの翼背側後縁内部
を通って貫通し翼尾側端縁に開放する空気通路とのう
ち、すくなくともいずれか一つを備えてガスタービン動
翼のプラットフォーム冷却機構を構成しているので、前
記翼腹側表面に開放するシール空気流通孔、翼頭側から
連通して翼背側と翼腹側に開放した対流冷却孔、及び翼
背側後縁内部を経て翼尾側端縁に開放した空気通路の少
なくともいずれか一つを経てシール空気を供給し、特に
熱の影響を受け易いプラットフォームとその表面を無駄
と無理なく効果的に冷却することができたものである。
の内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラ
ットフォームの翼腹側表面に開放した複数のシール空気
流路孔と、翼頭側から翼背側及び翼腹側にかけてプラッ
トフォームの内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終
端を同プラットフォームの翼背側と翼腹側で開放した複
数の対流冷却孔と、プラットフォームの翼背側後縁内部
を通って貫通し翼尾側端縁に開放する空気通路とのう
ち、すくなくともいずれか一つを備えてガスタービン動
翼のプラットフォーム冷却機構を構成しているので、前
記翼腹側表面に開放するシール空気流通孔、翼頭側から
連通して翼背側と翼腹側に開放した対流冷却孔、及び翼
背側後縁内部を経て翼尾側端縁に開放した空気通路の少
なくともいずれか一つを経てシール空気を供給し、特に
熱の影響を受け易いプラットフォームとその表面を無駄
と無理なく効果的に冷却することができたものである。
【００３９】さらにまた本発明は、翼頭側から翼腹側及
び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一対の
冷却通路をプラットフォームの内部に形成し、かつ、同
冷却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路
に開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面で開放
するとともに、翼腹側のプラットフォームの内部で相対
的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラットフォーム
の翼腹側表面に開放した複数のシール空気流路孔と、翼
頭側から翼背側及び翼腹側にかけてプラットフォームの
内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラッ
トフォームの翼背側と翼腹側で開放した複数の対流冷却
孔と、プラットフォームの翼背側後縁内部を通って貫通
し翼尾側端縁に開放する空気通路とのうち、すくなくと
もいずれか一つを備えてガスタービン動翼のプラットフ
ォーム冷却機構を構成しているので、翼部冷却通路の冷
却空気による翼腹側と翼背側の冷却通路での冷却、及
び、シール空気による前記シール空気流通孔、前記対流
冷却孔又は前記空気通路の少なくともいずれかによる冷
却とを組合せることにより、より効果的にプラットフォ
ーム全体をくまなく冷却することにより、プラットフォ
ームの高温酸化やプラットフォームガス流路側とプラッ
トフォーム下側のローター側における温度差を少なく、
温度の均一化が図れることとなり熱応力を緩和、低減す
ることが可能となりガスタービン動翼の寿命を向上する
ことができたものである。
び翼背側の両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一対の
冷却通路をプラットフォームの内部に形成し、かつ、同
冷却通路はそれぞれ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路
に開口し、他端をプラットフォームの翼尾側端面で開放
するとともに、翼腹側のプラットフォームの内部で相対
的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラットフォーム
の翼腹側表面に開放した複数のシール空気流路孔と、翼
頭側から翼背側及び翼腹側にかけてプラットフォームの
内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラッ
トフォームの翼背側と翼腹側で開放した複数の対流冷却
孔と、プラットフォームの翼背側後縁内部を通って貫通
し翼尾側端縁に開放する空気通路とのうち、すくなくと
もいずれか一つを備えてガスタービン動翼のプラットフ
ォーム冷却機構を構成しているので、翼部冷却通路の冷
却空気による翼腹側と翼背側の冷却通路での冷却、及
び、シール空気による前記シール空気流通孔、前記対流
冷却孔又は前記空気通路の少なくともいずれかによる冷
却とを組合せることにより、より効果的にプラットフォ
ーム全体をくまなく冷却することにより、プラットフォ
ームの高温酸化やプラットフォームガス流路側とプラッ
トフォーム下側のローター側における温度差を少なく、
温度の均一化が図れることとなり熱応力を緩和、低減す
ることが可能となりガスタービン動翼の寿命を向上する
ことができたものである。
【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン動
翼を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ矢視図。
翼を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ矢視図。
【図２】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン動
翼を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ矢視図。
翼を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ矢視図。
【図３】本発明の実施の第３形態に係るガスタービン動
翼を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ矢視図。
翼を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ矢視図。
【図４】従来のガスタービン動翼の一例を示す縦断面
図。
図。
１ 翼根部 ２ プラットフォーム ３ 翼部 ３ａ 翼頭 ３ｂ 翼尾 ３ｃ 翼腹 ３ｄ 翼背 ３ｅ 端面 ４ａ，４ｂ 冷却空気 ５ａ，５ｂ 翼部冷却通路 ６ａ，６ｂ 冷却通路 ７ シール空気流路孔 ８ 対流冷却孔 ９ 空気通路 １０ シール空気
Claims (4)
- 【請求項１】 ガスタービン動翼のプラットフォームを
冷却するものにおいて、翼頭側から翼腹側及び翼背側の
両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一対の冷却通路を
プラットフォームの内部に形成し、同冷却通路はそれぞ
れ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路に開口し、他端を
プラットフォームの翼尾側端面で開放したことを特徴と
するガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構。 - 【請求項２】 前記翼頭近傍内部で翼部冷却通路に開口
する各冷却通路は、最も前縁側の翼部冷却通路に一端を
開口したことを特徴とする請求項１に記載のガスタービ
ン動翼のプラットフォーム冷却機構。 - 【請求項３】 ガスタービン動翼のプラットフォームを
冷却するものにおいて、翼腹側のプラッフォームの内部
で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同プラットフ
ォームの翼腹側表面に開放した複数のシール空気流路孔
と、翼頭側から翼背側及び翼腹側にかけてプラットフォ
ームの内部で相対的に半径方向に向けて貫通し終端を同
プラットフォームの翼背側と翼腹側で開放した複数の対
流冷却孔と、プラットフォームの翼背側後縁内部を通っ
て貫通し翼尾側端縁に開放する空気通路とのうち、すく
なくともいずれか一つを備えたことを特徴とするガスタ
ービン動翼のプラットフォーム冷却機構。 - 【請求項４】 ガスタービン動翼のプラットフォームを
冷却するものにおいて、翼頭側から翼腹側及び翼背側の
両側方に別れてそれぞれ翼尾側に至る一対の冷却通路を
プラットフォームの内部に形成し、同冷却通路はそれぞ
れ一端を翼頭近傍内部で翼部冷却通路に開口し、他端を
プラットフォームの翼尾側端面で開放するとともに、翼
腹側のプラットフォームの内部で相対的に半径方向に向
けて貫通し終端を同プラットフォームの翼腹側表面に開
放した複数のシール空気流路孔と、翼頭側から翼背側及
び翼腹側にかけてプラットフォームの内部で相対的に半
径方向に向けて貫通し終端を同プラットフォームの翼背
側と翼腹側で開放した複数の対流冷却孔と、プラットフ
ォームの翼背側後縁内部を通って貫通し翼尾側端縁に開
放する空気通路とのうち、すくなくともいずれか一つを
備えたことを特徴とするガスタービン動翼のプラットフ
ォーム冷却機構。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04072597A JP3758792B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | ガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構 |
| DE19807563A DE19807563B4 (de) | 1997-02-25 | 1998-02-23 | Kühlkonstruktion zum Kühlen der Plattform einer Turbinenschaufel |
| CA002230291A CA2230291C (en) | 1997-02-25 | 1998-02-23 | Cooling structure to cool platform for drive blades of gas turbine |
| US09/028,886 US6071075A (en) | 1997-02-25 | 1998-02-24 | Cooling structure to cool platform for drive blades of gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04072597A JP3758792B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | ガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003204336A Division JP3776897B2 (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | ガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10238302A true JPH10238302A (ja) | 1998-09-08 |
| JP3758792B2 JP3758792B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=12588599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04072597A Expired - Lifetime JP3758792B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | ガスタービン動翼のプラットフォーム冷却機構 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6071075A (ja) |
| JP (1) | JP3758792B2 (ja) |
| CA (1) | CA2230291C (ja) |
| DE (1) | DE19807563B4 (ja) |
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| JP2021156284A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ターボ機械構成要素用の冷却回路 |
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