JPS603404A - ガスタ−ビン冷却翼 - Google Patents
ガスタ−ビン冷却翼Info
- Publication number
- JPS603404A JPS603404A JP11085083A JP11085083A JPS603404A JP S603404 A JPS603404 A JP S603404A JP 11085083 A JP11085083 A JP 11085083A JP 11085083 A JP11085083 A JP 11085083A JP S603404 A JPS603404 A JP S603404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- blade
- cooling air
- cooled
- gas turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- 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
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
- F02C7/185—Cooling means for reducing the temperature of the cooling air or gas
-
- 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
- F05D2260/232—Heat transfer, e.g. cooling characterized by the cooling medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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】
〔発明の属する分野〕
本発明は、ガスタービン冷却翼にかかり、特に工業用ガ
スタービン第一段に使用されるよ“う構成された改良さ
れた冷却されるガスタービン冷却翼に関する。
スタービン第一段に使用されるよ“う構成された改良さ
れた冷却されるガスタービン冷却翼に関する。
カスタービン・エンジン等では、ガスを燃焼することに
よって駆動されるタービンが、燃焼器へ空気を供給する
送風機捷たは圧縮機を運転する。
よって駆動されるタービンが、燃焼器へ空気を供給する
送風機捷たは圧縮機を運転する。
かかるガスタービンの効率を高めるために、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めること
であるが、タービン興を構成する材料が、かかる比較的
高温の運転状態において発生する熱応力あるいは、高温
酸化、ふ食等に耐える能力により、前記の高温化はかな
り制限される。
方法はタービン入口における燃焼ガス温度を高めること
であるが、タービン興を構成する材料が、かかる比較的
高温の運転状態において発生する熱応力あるいは、高温
酸化、ふ食等に耐える能力により、前記の高温化はかな
り制限される。
このためガスタービンの効率を上げるために、種々の冷
却翼が考案されている。
却翼が考案されている。
第１図、及び第１図のＩＩ矢方向視断面を示す第２図は
代表的な空気冷却翼の構造を示すものである。図かられ
かるように、翼内部には冷却流路が設けてあり、冷却空
気供給部４から供給される冷却空気は翼前縁部ではフィ
ルム孔１から冷却空気の吹出しがおこなわれ冷却される
。翼後縁部ではビン・フィン３を通過後、翼後方下流へ
吹出し、対流冷却がおこなわれる。＋Ｘ（のリターン拳
フロ一部５では翼の後縁から前縁に向かって３列のリタ
ーン・フローがおこなわれ対流冷却および翼面に設けら
れたフィルム冷却孔より冷却空気を吹出しフィルム冷却
をおこなう。
代表的な空気冷却翼の構造を示すものである。図かられ
かるように、翼内部には冷却流路が設けてあり、冷却空
気供給部４から供給される冷却空気は翼前縁部ではフィ
ルム孔１から冷却空気の吹出しがおこなわれ冷却される
。翼後縁部ではビン・フィン３を通過後、翼後方下流へ
吹出し、対流冷却がおこなわれる。＋Ｘ（のリターン拳
フロ一部５では翼の後縁から前縁に向かって３列のリタ
ーン・フローがおこなわれ対流冷却および翼面に設けら
れたフィルム冷却孔より冷却空気を吹出しフィルム冷却
をおこなう。
前記空気冷却翼には以下の問題がある。つまり、リター
ン・フロー型冷却翼では、第１図で冷却空気供給孔４よ
り冷却空気を供給するのであるが、図中矢印に沿って流
路内を流れていくうちに冷却空気温度は上昇する。また
冷却空気流路を流れていく間にフィルム孔１より冷却空
気の吹出しをおこなうため冷却空気流量は徐々に減少し
ていく。
ン・フロー型冷却翼では、第１図で冷却空気供給孔４よ
り冷却空気を供給するのであるが、図中矢印に沿って流
路内を流れていくうちに冷却空気温度は上昇する。また
冷却空気流路を流れていく間にフィルム孔１より冷却空
気の吹出しをおこなうため冷却空気流量は徐々に減少し
ていく。
このようにリターン・フロー型冷却翼では、冷却空気流
路を進むうちに冷却性能は徐々におちていき、翼面温度
が不均一になる危険がある。
路を進むうちに冷却性能は徐々におちていき、翼面温度
が不均一になる危険がある。
まだ、エネルギーの有効利用という観点から、今後方ス
ターヒン入口温度はさらに上昇することが予想されるが
、空気冷却翼では、おのずと限度がある。つまり、高い
冷却性能を期待するには冷却空気流量を増加させればあ
る程度は可能ではあるが、冷却空気流量の増加は空力性
能の劣化をまねき、高温化にともなう利点がそこなわれ
る危険がある。そこで、ガスタービン入口温度の高温化
に対処すべく水冷翼の研究が各方面でなされている。翼
内部に冷却水の通る流路を有する水冷翼では内部の熱伝
達率が空冷翼の場合よりもはるかに高く、冷却水流路の
配置を充分に考慮せねば、空冷翼にくらべて異温度が不
均一になりやすく、熱応力も大きくなる危険がある。さ
らに水冷翼では＾圧水を冷却水として使用するため冷却
水流路内圧が＾くなり、上記異温度の不均一による熱応
力とあわせ強度的にも問題が多い。
ターヒン入口温度はさらに上昇することが予想されるが
、空気冷却翼では、おのずと限度がある。つまり、高い
冷却性能を期待するには冷却空気流量を増加させればあ
る程度は可能ではあるが、冷却空気流量の増加は空力性
能の劣化をまねき、高温化にともなう利点がそこなわれ
る危険がある。そこで、ガスタービン入口温度の高温化
に対処すべく水冷翼の研究が各方面でなされている。翼
内部に冷却水の通る流路を有する水冷翼では内部の熱伝
達率が空冷翼の場合よりもはるかに高く、冷却水流路の
配置を充分に考慮せねば、空冷翼にくらべて異温度が不
均一になりやすく、熱応力も大きくなる危険がある。さ
らに水冷翼では＾圧水を冷却水として使用するため冷却
水流路内圧が＾くなり、上記異温度の不均一による熱応
力とあわせ強度的にも問題が多い。
上述した問題点を解決すべく現在提案されている水冷其
の多くは累内部に冷却水の辿る細管を多数配置しその（
ＩＩｌ造は輩冷翼よりはるかに複雑なものとなっている
。
の多くは累内部に冷却水の辿る細管を多数配置しその（
ＩＩｌ造は輩冷翼よりはるかに複雑なものとなっている
。
この発明は、上述した従来の？Ｒ気翼および提案されて
いる水冷翼の欠点を改良したもので、空冷翼よりも良好
な冷却性能が得られ、かつ水冷翼よりも構造が簡単かつ
少量の冷却水で翼全面を均一に冷却するガスタービン冷
却翼を提供することを目的とする。
いる水冷翼の欠点を改良したもので、空冷翼よりも良好
な冷却性能が得られ、かつ水冷翼よりも構造が簡単かつ
少量の冷却水で翼全面を均一に冷却するガスタービン冷
却翼を提供することを目的とする。
この発明は冷却壁気が翼根部から流入し、翼有効内部の
冷却空気流路を通過し、異性に流出する形式の中空構造
をもつガスタービン冷却翼にかかり、翼根部より、前記
冷却空気流路に連通ずる冷却水の辿る内管、または内孔
を少なくとも一つ以上設けることにより、翼全面を均−
冷却するようにしたガスタービン翼でアル。
冷却空気流路を通過し、異性に流出する形式の中空構造
をもつガスタービン冷却翼にかかり、翼根部より、前記
冷却空気流路に連通ずる冷却水の辿る内管、または内孔
を少なくとも一つ以上設けることにより、翼全面を均−
冷却するようにしたガスタービン翼でアル。
本発明の一実施例を第３図、第４図を用いて説明する。
つまり、リターン・フロー型冷却翼の翼根部側リターン
部１０に冷却水１５の通る内孔１１を設ける。冷却水１
５は内孔１１を通り、冷却空気流路１６内に流入する際
フラッシユさせ蒸気とし、冷却空気と混合し、しかるの
ち、冷却空気とともに翼に設けられたフィルム孔１より
異性に吹出す。このような構造にすれば、リターン・フ
ロー流路を通過する際に温反上昇した冷却空気を冷却す
ることができ、さらに、冷却空気流量の減少にともなう
冷却性能の低下を防ぎ、放向を均一に冷却することが可
能となる。
部１０に冷却水１５の通る内孔１１を設ける。冷却水１
５は内孔１１を通り、冷却空気流路１６内に流入する際
フラッシユさせ蒸気とし、冷却空気と混合し、しかるの
ち、冷却空気とともに翼に設けられたフィルム孔１より
異性に吹出す。このような構造にすれば、リターン・フ
ロー流路を通過する際に温反上昇した冷却空気を冷却す
ることができ、さらに、冷却空気流量の減少にともなう
冷却性能の低下を防ぎ、放向を均一に冷却することが可
能となる。
第３図、第４図はリターン部に冷却水のＪ［１する内孔
を設けた例であるが、他の実施例として第５図に示すよ
うにリターン部に複数個の細孔１３を有する内管１２を
Ｍける構造としてもよい。
を設けた例であるが、他の実施例として第５図に示すよ
うにリターン部に複数個の細孔１３を有する内管１２を
Ｍける構造としてもよい。
上述した例はリターン・フロー型冷却具での応用例であ
るが、本発明は、リターンフロー型冷却翼に限らず、中
空構造を翁する空冷ＡＩ翼すべてに適用することができ
る。
るが、本発明は、リターンフロー型冷却翼に限らず、中
空構造を翁する空冷ＡＩ翼すべてに適用することができ
る。
また第６図に示すように、冷却水の通る内管１２′また
は内孔を感尚さ方向と直交するようにとりつけてもよい
。
は内孔を感尚さ方向と直交するようにとりつけてもよい
。
〔発明の効果〕
本発明を適用すれば比較的少ない冷却水で空冷翼よりも
篩い冷却性能が得られ、またその構造も水冷翼のように
複雑なものではなく、空冷翼に若干の改良を加えるだけ
で充分である。また水冷翼を動翼として使用する場合、
冷却水流路内の冷却水は遠心力により非常に高圧となり
、強度上問題となるが、本発明によれば空冷翼と同様、
静翼、動翼とも適用可能である。
篩い冷却性能が得られ、またその構造も水冷翼のように
複雑なものではなく、空冷翼に若干の改良を加えるだけ
で充分である。また水冷翼を動翼として使用する場合、
冷却水流路内の冷却水は遠心力により非常に高圧となり
、強度上問題となるが、本発明によれば空冷翼と同様、
静翼、動翼とも適用可能である。
を示す断面図である。
１・・・フィルム孔、
２・・・タービュレンス・プロモータ、３・・・ピンΦ
フィン、 ４・・・冷却空気供給孔、 ５・・リターン・フロ一部、 ＩＯ・・・リターン部、 １１・・・内孔、 １２・・・内管、 １３・・・細孔。 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 （（１，） （ｂ） 第６図
フィン、 ４・・・冷却空気供給孔、 ５・・リターン・フロ一部、 ＩＯ・・・リターン部、 １１・・・内孔、 １２・・・内管、 １３・・・細孔。 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 （（１，） （ｂ） 第６図
Claims (1)
- 冷却空気が翼根部から流入し、翼有効部内部の冷却空気
流路を通過して翼外に流出する中空構造をもつカスター
ビン冷却翼において、翼根部より前記冷却空気流路に連
通ずる冷却水の通る内管または内孔を少なくとも一つ以
上有することを特徴とするガスタービン冷却翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11085083A JPS603404A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ガスタ−ビン冷却翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11085083A JPS603404A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ガスタ−ビン冷却翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603404A true JPS603404A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14546239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11085083A Pending JPS603404A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ガスタ−ビン冷却翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603404A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02108822A (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-20 | Jinichi Nishiwaki | ガスタービンブレードの冷却方法 |
| US5253976A (en) * | 1991-11-19 | 1993-10-19 | General Electric Company | Integrated steam and air cooling for combined cycle gas turbines |
| US5320483A (en) * | 1992-12-30 | 1994-06-14 | General Electric Company | Steam and air cooling for stator stage of a turbine |
| US5387086A (en) * | 1993-07-19 | 1995-02-07 | General Electric Company | Gas turbine blade with improved cooling |
| US6139269A (en) * | 1997-12-17 | 2000-10-31 | United Technologies Corporation | Turbine blade with multi-pass cooling and cooling air addition |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11085083A patent/JPS603404A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02108822A (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-20 | Jinichi Nishiwaki | ガスタービンブレードの冷却方法 |
| US5253976A (en) * | 1991-11-19 | 1993-10-19 | General Electric Company | Integrated steam and air cooling for combined cycle gas turbines |
| US5320483A (en) * | 1992-12-30 | 1994-06-14 | General Electric Company | Steam and air cooling for stator stage of a turbine |
| US5387086A (en) * | 1993-07-19 | 1995-02-07 | General Electric Company | Gas turbine blade with improved cooling |
| US6139269A (en) * | 1997-12-17 | 2000-10-31 | United Technologies Corporation | Turbine blade with multi-pass cooling and cooling air addition |
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