JPS6364601B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6364601B2 JPS6364601B2 JP57187578A JP18757882A JPS6364601B2 JP S6364601 B2 JPS6364601 B2 JP S6364601B2 JP 57187578 A JP57187578 A JP 57187578A JP 18757882 A JP18757882 A JP 18757882A JP S6364601 B2 JPS6364601 B2 JP S6364601B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- cooling
- rotor
- blade
- seal
- 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.)
- Expired
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
- F01D5/187—Convection cooling
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスタービンに係り、特に、空気冷却
式のガスタービン動翼に関する。
式のガスタービン動翼に関する。
ガスタービンの熱効率はタービン入口温度の高
温化によつて著じるしく向上する。このため燃焼
ガスであるタービン作動ガス通路上にある動翼、
静翼、及び動翼を回転支持しているロータ等を効
率良く冷却することは、タービンの効率向上に有
効である。この冷却効率は各部の冷却構造と冷媒
の流量によつて大きく左右される。一般に、ガス
タービンでは、タービンと直結された圧縮機によ
つて生成される燃焼用圧縮空気の１部を抽気する
ことによつて冷却している。従つて、タービンの
総合効率上からは、極力少ない流量で有効に冷却
することが望ましい。
温化によつて著じるしく向上する。このため燃焼
ガスであるタービン作動ガス通路上にある動翼、
静翼、及び動翼を回転支持しているロータ等を効
率良く冷却することは、タービンの効率向上に有
効である。この冷却効率は各部の冷却構造と冷媒
の流量によつて大きく左右される。一般に、ガス
タービンでは、タービンと直結された圧縮機によ
つて生成される燃焼用圧縮空気の１部を抽気する
ことによつて冷却している。従つて、タービンの
総合効率上からは、極力少ない流量で有効に冷却
することが望ましい。
以下、従来のガスタービンの冷却構造の１例に
ついて、第１図により説明する。同図は動翼及び
静翼が組込まれている部分だけを取上げ、部分的
に断面をとつて示してある。動翼２は通常、図に
示すように、ロータへの植設部となるダブテイル
３１、シヤンク３及び作動ガス通路６内に突出し
たバケツト２１からなる。バケツト２１の内部に
は複雑な冷却流路２２が構成され、その出口２３
はバケツト先端のくぼみ２４、あるいは、フイル
ム冷却用の吹出し孔２５となつて、翼外面に開口
されて直接作動ガス通路に通じている。このバケ
ツト内部流路２２に対して、図示した例では、冷
却空気が矢印３３で示すように、ロータ１の中心
部からダブテイル３１の部分に形成したヘツダ３
２で分岐され、シヤンク３を経て導入されてい
る。第２図は第１図に示した動翼冷却流路２２の
断面形状と、両側に接する動翼について、−
矢視図を示してある。図のように、シヤンク３の
中央部は重量を軽減するために削除されており、
動翼を周方向に配列することによつて隣接するシ
ヤンク間に支柱３４、前後の側壁３５、プラツト
ホーム３６、及びダブテイル３１によつて囲まれ
たシヤンク室３７が形成されている。そして、プ
ラツトホーム３６の隣りとの合わせ面にはシール
ピン３８が設けてあり、外側の作動ガス通路６か
らシヤンク室３７への高温ガスの侵入を防止して
いる。一方、静翼４についても、その内部には動
翼と類似した冷却流路４１が形成されており、静
翼についてはこのほか中心部に管４２が設けてあ
り、この管４２からダイヤフラム５の内部を経て
流出孔５１に至り、ダイヤフラム５とロータ１間
に囲まれて形成された中間室５２に連通するシー
ル空気通路５３を設けてある。この流路５３を通
してシール空気を中間室５２に供給し、回転体と
静止体間の間隙を通して作動ガス通路６から高温
ガスが中間室５２内に流出しないように、シール
フイン５４及び５５を設け、且つ、作動ガス通路
方向へ一定の空気を供給すると共に、ラビリンス
シール５６のリーク空気を補給している。このリ
ーク空気は後流側のシールフイン５７の部分で作
動ガスのリーク防止用シール空気となつて作動ガ
ス通路６内に流入している。
ついて、第１図により説明する。同図は動翼及び
静翼が組込まれている部分だけを取上げ、部分的
に断面をとつて示してある。動翼２は通常、図に
示すように、ロータへの植設部となるダブテイル
３１、シヤンク３及び作動ガス通路６内に突出し
たバケツト２１からなる。バケツト２１の内部に
は複雑な冷却流路２２が構成され、その出口２３
はバケツト先端のくぼみ２４、あるいは、フイル
ム冷却用の吹出し孔２５となつて、翼外面に開口
されて直接作動ガス通路に通じている。このバケ
ツト内部流路２２に対して、図示した例では、冷
却空気が矢印３３で示すように、ロータ１の中心
部からダブテイル３１の部分に形成したヘツダ３
２で分岐され、シヤンク３を経て導入されてい
る。第２図は第１図に示した動翼冷却流路２２の
断面形状と、両側に接する動翼について、−
矢視図を示してある。図のように、シヤンク３の
中央部は重量を軽減するために削除されており、
動翼を周方向に配列することによつて隣接するシ
ヤンク間に支柱３４、前後の側壁３５、プラツト
ホーム３６、及びダブテイル３１によつて囲まれ
たシヤンク室３７が形成されている。そして、プ
ラツトホーム３６の隣りとの合わせ面にはシール
ピン３８が設けてあり、外側の作動ガス通路６か
らシヤンク室３７への高温ガスの侵入を防止して
いる。一方、静翼４についても、その内部には動
翼と類似した冷却流路４１が形成されており、静
翼についてはこのほか中心部に管４２が設けてあ
り、この管４２からダイヤフラム５の内部を経て
流出孔５１に至り、ダイヤフラム５とロータ１間
に囲まれて形成された中間室５２に連通するシー
ル空気通路５３を設けてある。この流路５３を通
してシール空気を中間室５２に供給し、回転体と
静止体間の間隙を通して作動ガス通路６から高温
ガスが中間室５２内に流出しないように、シール
フイン５４及び５５を設け、且つ、作動ガス通路
方向へ一定の空気を供給すると共に、ラビリンス
シール５６のリーク空気を補給している。このリ
ーク空気は後流側のシールフイン５７の部分で作
動ガスのリーク防止用シール空気となつて作動ガ
ス通路６内に流入している。
このように機内には多くの冷却流路が構成され
ており、これらの冷却空気はすべて作動ガス中に
混入するようになつているため、低温空気の混入
によつて、タービン作動ガスの温度は降下し、熱
効率の低下をもたよす。また、吹出しフイルム冷
却は翼表面での作動ガスの流れを乱し同様にター
ビン効率に影響するため、極力避けた冷却構造が
望ましい。更に、フインシールのシール空気流量
には作動ガス流出防止に必要なシール特性があつ
て、単に流れ方向を確保するだけの量では不足で
かなりの流量が必要であり、ラビリンスシールか
らのリーク空気と合わせて、ほとんど、冷却には
供しない無駄な空気である。今後更にガスタービ
ンの高温化を図るためには、このような無駄な空
気を極力少なくして節約を図つた冷却システムが
必要である。
ており、これらの冷却空気はすべて作動ガス中に
混入するようになつているため、低温空気の混入
によつて、タービン作動ガスの温度は降下し、熱
効率の低下をもたよす。また、吹出しフイルム冷
却は翼表面での作動ガスの流れを乱し同様にター
ビン効率に影響するため、極力避けた冷却構造が
望ましい。更に、フインシールのシール空気流量
には作動ガス流出防止に必要なシール特性があつ
て、単に流れ方向を確保するだけの量では不足で
かなりの流量が必要であり、ラビリンスシールか
らのリーク空気と合わせて、ほとんど、冷却には
供しない無駄な空気である。今後更にガスタービ
ンの高温化を図るためには、このような無駄な空
気を極力少なくして節約を図つた冷却システムが
必要である。
本発明の目的は高温化に適したガスタービン空
冷翼を提供するにある。
冷翼を提供するにある。
本発明の要点は、バケツト内の冷却流路をロー
タとタービン作動ガス通路間の中間室に開口する
ことにより、バケツトの冷却に供した空気をシー
ル空気として再利用することにある。
タとタービン作動ガス通路間の中間室に開口する
ことにより、バケツトの冷却に供した空気をシー
ル空気として再利用することにある。
以下、本発明の１実施例を第３図によつて説明
する。図示した動翼は外形状を変えることなく内
部の冷却流路構成だけを変えたもので、第１図に
示したガスタービンに適用できるので、動翼外の
部分のタービン構成図は省略した。すなわち、本
発明では、動翼７内の冷却流路７１の出口７２
を、シヤンク間に形成されるシヤンク室３７に開
口し、さらに、シヤンク側壁３５のシールフイン
５５よりも内径側に流出孔７３を開口するように
構成したものである。この構成により、冷却空気
はダブテイル部のヘツダ３２から矢印７４のよう
に、バケツト内の冷却流路７１に流入し、先端部
で流れの向きを逆転してシヤンク室３７に流入し
た後、流出孔７３からロータ１とダイヤフラム５
間に形成された中間室５２に流出して、作動ガス
流出防止用シール空気及びラビリンスシールのリ
ーク空気として供せられる。すなわち、本発明は
バケツトの冷却空気を回収してシール空気として
流用することにより、従来に要したシール空気の
大部分を節約でき、冷却空気混入によるタービン
作動ガスの温度低下を軽減できる。また、冷却流
路の出口圧力が作動ガス圧力の影響を受けず、且
つ、各流路共共通の一定圧にすることができ、こ
の圧力は流出孔７３の流路面積によつて調整しう
るため、動翼の冷却に要する空気流量の制御を容
易、且つ、精度よくできる利点がある。更に、上
記の一定圧力値を動翼入口の圧力以上の適当な値
に設定することにより、回収空気をプラツトホー
ム３６から、わずかに作動ガス通路に流出させる
ことによつて、従来、要したシールピン３８を省
略することができる。実施例のバケツト内流路で
は、２本の流路を１本に合流させて戻し、且つ、
１本のフイルム冷却用流路を加えて構成した場合
を示してあるが、本発明は流路出口の１部あるい
は全部を中間室に開口する以外の流路構成、冷却
空気のバケツト内への導入系路等を制約するもの
ではなく、また、シヤンク室３７を経ないで、例
えば、支柱３７を利用して中間室５２に導出する
場合にも適用しうる。
する。図示した動翼は外形状を変えることなく内
部の冷却流路構成だけを変えたもので、第１図に
示したガスタービンに適用できるので、動翼外の
部分のタービン構成図は省略した。すなわち、本
発明では、動翼７内の冷却流路７１の出口７２
を、シヤンク間に形成されるシヤンク室３７に開
口し、さらに、シヤンク側壁３５のシールフイン
５５よりも内径側に流出孔７３を開口するように
構成したものである。この構成により、冷却空気
はダブテイル部のヘツダ３２から矢印７４のよう
に、バケツト内の冷却流路７１に流入し、先端部
で流れの向きを逆転してシヤンク室３７に流入し
た後、流出孔７３からロータ１とダイヤフラム５
間に形成された中間室５２に流出して、作動ガス
流出防止用シール空気及びラビリンスシールのリ
ーク空気として供せられる。すなわち、本発明は
バケツトの冷却空気を回収してシール空気として
流用することにより、従来に要したシール空気の
大部分を節約でき、冷却空気混入によるタービン
作動ガスの温度低下を軽減できる。また、冷却流
路の出口圧力が作動ガス圧力の影響を受けず、且
つ、各流路共共通の一定圧にすることができ、こ
の圧力は流出孔７３の流路面積によつて調整しう
るため、動翼の冷却に要する空気流量の制御を容
易、且つ、精度よくできる利点がある。更に、上
記の一定圧力値を動翼入口の圧力以上の適当な値
に設定することにより、回収空気をプラツトホー
ム３６から、わずかに作動ガス通路に流出させる
ことによつて、従来、要したシールピン３８を省
略することができる。実施例のバケツト内流路で
は、２本の流路を１本に合流させて戻し、且つ、
１本のフイルム冷却用流路を加えて構成した場合
を示してあるが、本発明は流路出口の１部あるい
は全部を中間室に開口する以外の流路構成、冷却
空気のバケツト内への導入系路等を制約するもの
ではなく、また、シヤンク室３７を経ないで、例
えば、支柱３７を利用して中間室５２に導出する
場合にも適用しうる。
本発明によれば、動翼冷却用の空気を回収して
有効に活用することにより、少ない冷却空気流量
で高効率のガスタービンが得られる。
有効に活用することにより、少ない冷却空気流量
で高効率のガスタービンが得られる。
第１図は従来のガスタービンの動翼及び静翼ま
わりを示す部分図、第２図は第１図の−矢視
断面図、第３図は本発明による動翼の１実施例の
部分断面図である。 ７……動翼、３７……シヤンク室、３８……シ
ールピン、５２……中間室、５４……シールフイ
ン、５５……シールフイン、５６……ラビリンス
シール、７１……冷却流路、７２……出口、７３
……流出孔。
わりを示す部分図、第２図は第１図の−矢視
断面図、第３図は本発明による動翼の１実施例の
部分断面図である。 ７……動翼、３７……シヤンク室、３８……シ
ールピン、５２……中間室、５４……シールフイ
ン、５５……シールフイン、５６……ラビリンス
シール、７１……冷却流路、７２……出口、７３
……流出孔。
Claims (1)
- １ 動翼２とダイヤフラム５とロータ１とに囲ま
れた中間室５２にシール空気を送り動翼とダイヤ
フラムとに設けたシールフイン５５，５４間から
作動ガスが前記中間室内に侵入するのを防止する
ようにしたガスタービン動翼において、前記動翼
内に前記ロータの中心部から冷却空気を送入する
冷却流路７１を形成し、この流路を流れて温度上
昇した冷却空気の一部を前記中間室へ導入する流
出口７２，７３を設けたことを特徴とするガスタ
ービン空冷翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18757882A JPS5979006A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | ガスタ−ビン空冷翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18757882A JPS5979006A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | ガスタ−ビン空冷翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979006A JPS5979006A (ja) | 1984-05-08 |
| JPS6364601B2 true JPS6364601B2 (ja) | 1988-12-13 |
Family
ID=16208548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18757882A Granted JPS5979006A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | ガスタ−ビン空冷翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979006A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH033501U (ja) * | 1989-05-25 | 1991-01-14 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3416447B2 (ja) * | 1997-03-11 | 2003-06-16 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの翼冷却空気供給システム |
| FR2877034B1 (fr) * | 2004-10-27 | 2009-04-03 | Snecma Moteurs Sa | Aube de rotor d'une turbine a gaz |
| NL2000578C2 (nl) | 2007-04-10 | 2008-10-13 | Cordstrap B V | Gesp voor het vastzetten van goederen. |
| US8235652B2 (en) * | 2007-12-29 | 2012-08-07 | General Electric Company | Turbine nozzle segment |
| CN102269016A (zh) * | 2011-07-09 | 2011-12-07 | 潍坊雷诺特动力设备有限公司 | 一种蒸汽动力装置的隔板汽封 |
| US9011078B2 (en) * | 2012-01-09 | 2015-04-21 | General Electric Company | Turbine vane seal carrier with slots for cooling and assembly |
| CN105927292B (zh) * | 2016-06-02 | 2018-10-16 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种带密封键功能的汽封压板结构 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5710704A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-20 | Hitachi Ltd | Gas turbine blade |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP18757882A patent/JPS5979006A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH033501U (ja) * | 1989-05-25 | 1991-01-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5979006A (ja) | 1984-05-08 |
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