JPH10252406A - ガスタービン動翼の冷却プラットフォーム - Google Patents

ガスタービン動翼の冷却プラットフォーム

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JPH10252406A JP9062990A JP6299097A JPH10252406A JP H10252406 A JPH10252406 A JP H10252406A JP 9062990 A JP9062990 A JP 9062990A JP 6299097 A JP6299097 A JP 6299097A JP H10252406 A JPH10252406 A JP H10252406A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン動翼の冷却プラットフォームに
関し、動翼を蒸気冷却した場合に、プラットフォームの
蒸気冷却も可能とする。 【解決手段】 動翼１には蒸気通路３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，
３Ｄが設けられ、通路３Ａから蒸気を導き、３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄとサーペンタイン蒸気通路を構成し、翼を冷却
し、通路３Ｄの基部から翼根部に流出して回収される。
通路３Ａの基部から流入する蒸気の一部は蒸気通路４，
７に入り、一方の側では４，５及び６を通り、他方では
８，９を通り、蒸気通路３Ｄの基部で翼を冷却した蒸気
と共に回収される。従って、プラットフォーム２の周辺
部が蒸気で冷却することができ、空気を不要とし、動翼
に蒸気冷却を採用した場合にプラットフォームも蒸気で
冷却できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン動翼の
冷却プラットフォームに関し、蒸気を用いてプラットフ
ォーム周辺を効果的に冷却するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の代表的な空気冷却方式を採
用したガスタービン動翼の内部を示し、１１は動翼全体
で、１２はそのプラットフォーム、１３Ａ，１３Ｂ，１
３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅはそれぞれ翼内部の空気通路で内
壁には空気の流れを乱して熱伝達を良好にするためのタ
ービュレータ１４が設けられている。１５は翼根部であ
り、翼根部１５の下部より冷却空気１８−１，１８−
２，１８−３が翼内に流入する。
【０００３】上記のような構成の動翼において、冷却空
気１８−１は空気通路１３Ａに入り、後縁の空気穴より
空気を流出してスロット冷却１７を行う。又、冷却空気
１８−２は空気通路１３Ｃに入り、その先端部より通路
１３Ｄに流入し、更にその基部側より通路１３Ｂに流入
し、その過程で図示していない空気穴より流出してフィ
ルム冷却を行いながら先端部より放出される。更に、冷
却空気１８−３は前縁部の空気通路１３Ｅに入り、先端
部に流れるに従って前縁部の空気穴より流出し、シャワ
ーヘッド冷却１６を行う。このように翼の冷却には多量
の空気を必要とし、ロータ冷却系の空気の一部を翼に供
給し、冷却を行っている。
【０００４】一方、プラットフォーム１２の冷却は、特
別に冷却をしない例が多く、冷却をする場合には、プラ
ットフォームに穴を貫通し、翼の冷却空気の一部を導入
して流し、プラットフォームの端部より外部へ放出して
冷却を実施している。図５はその一例を示し、図４の動
翼のプラットフォームの平面図である。
【０００５】図示のように動翼１１には前述の空気通路
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅが設けられ、
冷却空気が流れるが、プラットフォーム１２には空気通
路１３Ｅへ流入する冷却空気の一部を両端に取込む空気
穴２０，２２を設け、これらに連通し、後縁方向の空気
穴２１，２３を設けて後縁側に開放する。前縁側の空気
通路１３Ｅから取込んだ冷却空気は空気穴２０，２１及
び２２，２３を通り、プラットフォーム１２の両側を流
れて冷却し、後縁側に放出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のガ
スタービンの動翼においては、多量の冷却空気を常に翼
に流し、翼を冷却しており、そのために、空気を高圧と
するための圧縮機やクーラに相当の動力をついやすこと
になり、ガスタービンの性能の低下につながっていた。
【０００７】又、近年、ガスタービンと蒸気タービンと
を組合せて発電効率を高めるコンバインドサイクルが実
現しており、翼の冷却に空気を用いる代りに、蒸気ター
ビンで発生する蒸気の一部を抽出し、この蒸気を翼に導
くことが考えられているが、この蒸気冷却方式は未だ実
用化されていないのが現状である。
【０００８】そこで本発明では、動翼の冷却に従来の空
気冷却方式から蒸気冷却方式を採用して、翼の構造を蒸
気冷却に適した冷却構造とした場合に、プラットフォー
ムも同様に蒸気冷却できる構造とし、動翼の冷却には空
気を一切使用しないで、それによってガスタービンの性
能も向上できるようにすることを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は前述の
課題を解決するために、次の手段を提供する。
【００１０】翼内部に蒸気通路を配設し、同通路に蒸気
を流して冷却するガスタービン動翼のプラットフォーム
において、同プラットフォームの翼の位置する周辺に蒸
気通路を穿設し、同蒸気通路を前記翼の蒸気通路に連通
して蒸気を流すことを特徴とするガスタービン動翼の冷
却プラットフォーム。
【００１１】本発明のガスタービンの冷却プラットフォ
ームは、動翼内の蒸気通路からプラットフォームに蒸気
を取込み、プラットフォームに穿設した蒸気通路に流
し、プラットフォーム周辺を冷却するので空気を不要と
している。従って、動翼の空気冷却方式に代り、蒸気冷
却方式を採用した場合には、その動翼のプラットフォー
ムも同様に動翼基部から流入する蒸気で冷却することが
できる。そのため動翼には空気を必要とせず、ガスター
ビンの性能向上にもつながるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン動翼の冷却プラットフォ
ームを適用した動翼の内部を示す断面図、図２はそのＡ
−Ａ断面図でプラットフォームの冷却構造を示し、図３
は図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１３】図１は動翼１に蒸気冷却を採用する場合を
示し、動翼１には蒸気通路３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄがそ
れぞれ基部から先端部にわたって連通して設けられ、サ
ーペンタイン冷却通路を構成しており、各蒸気通路３Ａ
〜３Ｄの内壁には必要に応じ、蒸気の流れに乱れを与
え、熱伝達を向上させるタービュレータ５が設けられて
いる。
【００１４】上記の構成の動翼において、蒸気３０は図
示していない翼根部４下部の蒸気入口から後縁部の蒸気
通路３Ａに流入し、先端部より通路３Ｂに入り、その基
部より通路３Ｃに入り、更に、その先端部より、前縁側
の通路３Ｄに流入して基部に流れ、翼を冷却して図示し
ていない翼根部の蒸気出口より回収され、蒸気供給源へ
戻される。この際に、空気通路３Ａの入口部において、
蒸気の一部は次に説明するようにプラットフォーム２の
蒸気通路へ流入する。
【００１５】図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、
プラットフォーム２の蒸気通路を示している。図２にお
いて、蒸気通路３Ａからは蒸気通路４，７が連通してお
り、それぞれ４は蒸気通路５，６に、７は蒸気通路８に
接続し、８は更に蒸気通路９に接続し、これら蒸気通路
５，６及び８はそれぞれ蒸気通路３Ｄに基部において接
続している。
【００１６】このようなプラットフォーム２において、
後縁の蒸気通路３Ａの基部より流入した蒸気の一部はプ
ラットフォーム２の蒸気通路４及び７に流入し、蒸気通
路８，５及び６を通り、それぞれ前縁側に流れてプラッ
トフォーム２の周辺部を冷却し、蒸気通路３Ｄの基部か
ら流出して翼の冷却蒸気と共に回収される。
【００１７】なお、上記の実施の形態においては、プラ
ットフォーム２の一方（翼の腹側）には蒸気通路４，５
の２本を設け、他方（背側）には蒸気通路８を１本設け
る例で説明したが、蒸気通路の本数は翼の形状や、プラ
ットフォーム２のスペース上必要に応じて１本あるいは
複数本設ければ良いもので、この例に限るものではな
い。又、この蒸気通路は円形状の穴をプラットフォーム
にくり抜いて穿設すれば良く、又、蒸気の流入口は図１
では後縁側に設けたが、翼の蒸気冷却の経路によっては
前縁側でも良いものである。
【００１８】又、上記のような蒸気冷却をする動翼にお
いては、冷却効果を高めるためには極力熱容量を減す必
要があり、そのために図３に示すようにプラットフォー
ム２の厚さも、点線で示す部分を減肉することが好まし
い。
【００１９】上記の実施の形態のガスタービン動翼の冷
却プラットフォームによれば、動翼の冷却を空気の代り
に蒸気を用いて冷却するようなガスタービンにおいて
は、動翼のプラットフォームを図２のような構造を採用
すれば、動翼のプラットフォームにも蒸気冷却を行うこ
とができ、空気を使用しないことによりガスタービンの
性能を向上することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は、翼内部に蒸気通路を配設し、同通路に蒸気を流して
冷却するガスタービン動翼のプラットフォームにおい
て、同プラットフォームの翼の位置する周辺に蒸気通路
を穿設し、同蒸気通路を前記翼の蒸気通路に連通して蒸
気を流すことを特徴としているので、翼の蒸気通路から
プラットフォームに蒸気を容易に取込むことができる。
従って、動翼に空気冷却方式に代り、蒸気冷却方式を採
用した場合には、そのプラットフォームも同様に蒸気冷
却を用いることができる。このために動翼の冷却系から
空気の利用をなくし、ガスタービンの性能向上にも貢献
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン動翼
の冷却プラットフォームを適用した動翼内部の断面図で
ある。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】従来のガスタービン動翼の内部を示す断面図で
ある。
【図５】図４におけるＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１ 動翼 ２ プラットフォーム ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 蒸気通路 ４，５，６，７，８，９ 蒸気通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 左納 俊昭 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 翼内部に蒸気通路を配設し、同通路に蒸
    気を流して冷却するガスタービン動翼のプラットフォー
    ムにおいて、同プラットフォームの翼の位置する周辺に
    蒸気通路を穿設し、同蒸気通路を前記翼の蒸気通路に連
    通して蒸気を流すことを特徴とするガスタービン動翼の
    冷却プラットフォーム。
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