WO2008102497A1 - ガスタービン動翼のプラットフォーム冷却構造 - Google Patents

Abstract

動翼冷却通路を流れる高圧の冷却空気をプラットフォームの側縁近傍のプラットフォーム表面に設けられた噴出開口に、カバープレート等の付加物を取付けずに導いて、動翼冷却通路から離れ、高温の燃焼ガスによって熱応力の影響を受けやすいプラットフォームの側縁近傍、特に側縁の上面を効果的に冷却して、プラットフォームの冷却性を向上すとともに、動翼としての信頼性を向上するガスタービン動翼のプラットフォーム冷却構造を提供すること。ガスタービン動翼の内部に形成され冷却空気を流通する動翼冷却通路１７ｃと、該動翼冷却通路１７ｃに一端が連通し他端がプラットフォーム５の側縁近傍のプラットフォーム表面に複数設けられた噴出開口２２に連通する冷却連通穴２４ａ、２４ｂがプラットフォームの内部を通って形成されてなることを特徴とする。

Description

ガスタービン動翼のプラットフオーム冷却構造 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オームの冷却構造に関するも のである。 背景技術

ガスタービン動翼の概要構造は図 4に示すようであり、 この図において、 ガス タービン動翼 1は、 翼を形成する翼部 3と、 該翼部 3の付根と接合しているブラ ットフオーム 5と、 プラットフオーム 5の下に位置するシャンク部 7とを含み、 シャンク部 7の下には翼根部 9が形成されている。

さらに、 図 4において、 翼根部 9の両側壁には波型の連続溝が形成され、 また ロータディスク 1 1側にも同形状の連続溝が形成され、 翼根部 9の溝がロー夕デ イスク 1 1の溝と係合することよってガスタービン動翼 1がロータディスク 1 1 に固定されている。 そして、 同様の固定方法によって複数枚のガスタービン動翼 1がロータディスク 1 1に円周方向に並んで固定される。

また、 プラットフォーム 5の下面とガスタービン動翼 1のシャンク部 7の側面 とによって空洞 1 3が形成され、 この空洞 1 3内にはロータ側からシール空気が 供給されて、 シール空気によって高温燃焼ガスが隣り合うプラットフオーム 5、 5間の隙間 1 5からロータ側に漏れるのを防止している。

このようにガスタービン動翼 1の構造において、 翼部 3は高温燃焼ガスに曝さ れるため、 翼部 3を冷却するために翼部 3の内部に動翼冷却通路 1 7が配置され ており、 この動翼冷却通路 1 7は翼根部 9から冷却空気を導入して、 図示は省略 しているが翼内部でこれら通路の一部、 もしくは全部が連通してサーペンタイン 冷却通路を形成し、 翼部 3全体を冷却している。

また、 前記動翼冷却通路 1 7に導入した冷却空気の一部は翼部 3の後縁から噴 出され翼部 3の後縁をさらに冷却するようになっている。

この動翼冷却通路 1 7に供給される冷却空気は、 翼音 B 3の冷却に使用されるた め前記シール空気とは別に高圧にコントロールされ必要な場合には冷却されて供 給されるようになっている。

また、 プラットフォーム 5の表面も高温燃焼ガスに曝されるため、 熱応力によ るクラックの発生および熱損傷の発生を抑えるために、 プラットフオーム 5の冷 却構造について種々の提案がなされている。

例えば、 特許文献 1 (特開平 1 0— 2 3 8 3 0 2号公報） に示されるガスター ビン動翼のプラットフオーム 0 1 0を、 図 5に示す。 図 5の （a) はガスタービ ン動翼の縦断面図を示し、 図 5の （b ) は （a ) の E— E線断面図である。 この 特許文献 1にはプラットフオーム 0 1 0の下面を流れるシール空気 0 1 2を利用 してプラットフオーム 0 1 0の上面を冷却する発明が示されており、 翼腹 0 1 3 側のプラッ卜フォーム 0 1 0の内部にタービン軸心から相対的に半径方向に向け て貫通する複数のシール空気流路孔 0 1 5が穿設されている。

また、 夕一ビン軸心から相対的に半径方向に斜めに流れてブラットフオーム 0 1 0の上面に開放される対流冷却孔 0 1 7を設ける構成も示されている。 なお、 プラットフォーム 0 1 0の上面の開放部分は、 末広がり状に開くシエイブトフィ ルム吹出口を設けてプラットフォーム 0 1 0の上面を拡がりながら這うように流 れて冷却するようになっている。

さらに、 特許文献 2 (特開平 1 1一 2 4 7 6 0 9号公報） にも、 図 6のような ガス夕一ビン動翼の冷却効果を高める構造が示されている。 図 6の （a ) はガス タービン動翼の平面図を示し、 図 6の （b) は （a ) の F— F線断面図である。 この特許文献 2には、 プラットフォーム 0 2 0の内部を貫通し、 一端が動翼 0 2 2の内部を冷却する冷却通路 0 2 4に連結し、 他端がブラットフオーム 0 2 0の 両側端面で開放する冷却通路 0 2 6が示されている。

また、 特許文献 3 (特開 2 0 0 6— 3 2 9 1 8 3号公報） は、 図 7のように、 プラットフォ一ム 0 5 2の下面とシャンク 0 5 4との間にカバープレート 0 5 0 を取付けて、 カバープレート 0 5 0によって空間 0 5 6を形成して、 動翼の内部 を冷却する冷却通路 0 5 8から高圧の冷却空気を、 通路 0 5 9から空間 0 5 6に 導き、 該空間 0 5 6を介して冷却穴 0 6 1、 0 6 3を通ってプラットフォーム 0 5 2の表面に流出してプラットフォ一ム 0 5 2の先端部近傍を冷却する構造が示 されている。

前記したように、 ガス夕一ビン動翼のプラットフォームの冷却に関して種々の提 案がされており、 特許文献 1においては、 前記したようにシール空気 0 1 2を用 いてプラットフオーム 0 1 0を冷却する構造が示されている。 しかし、 シール空 気は、 高温燃焼ガスが隣り合うプラットフォーム間の隙間から 夕側に漏れる のを防止するためにプラットフオームの下面側に供給される空気であるため、 通 常、 シール空気は温度コントロール、 さらに高圧にコントロールされていないた め、シール空気によるプラットフォームの冷却では十分な冷却効果が得られな 特に、 翼の付根部分から離れたプラットフォームの側縁部付近においては、 翼 内部を冷却する動翼冷却通路 0 1 9から離れており、 冷却がされにくく熱的に厳 しい状況にあるため、 翼の付根部分から離れたプラットフオームの側縁部付近、 特に高温燃焼ガスに曝される表面における効果的な冷却構造が望まれている。 一方、 特許文献 2 3においては、 シール空気によらずに、 動翼冷却通路を流 れる高圧の冷却空気を用いてプラットフオームを冷却する構造が示されている。 しかし、 特許文献 2においては、 プラットフォーム 0 2 0の内部を貫通し、 一 端が動翼 0 2 2の内部を冷却する冷却通路 0 2 4に連結し、 他端がプラットフォ —ム 0 2 0の両側の側端面に開放する冷却通路 0 2 6によって冷却空気をプラッ トフオーム 0 2 0の端面、 すなわち隣り合うプラットフオーム間の隙間に向かつ て噴出するものである。 このため、 プラットフォ一ム 0 2 0の端面の冷却および シール作用はなすが、 高温燃焼ガスに曝される側端近傍のブラットフオームの上 面を効果的に冷却することができない問題がある。

さらに、 特許文献 3においては、 プラットフォームの上面に動翼冷却通路を流 れる冷却空気をプラットフオームの側端部に導くものであるが、 プラットフォー ムの下面とシャンクとの間にカバープレートを取付けて空間を形成し、 該空間を 介して冷却空気を先端部近傍の表面へと噴出するようにしているので、 カバープ レートをプラットフオームとシャンクとに対して溶接等によって固定する必要が あるため、 取付け作業工数の増大が問題となるとともに、 高速回転する動翼は、 静止体に比べ、 より高い信頼性が求められるため、 本来ならば、 カバープレート のような付加物は可能な限り削除する必要がある。 発明の開示

そこで、 本発明は、 このような背景に鑑みなされたものであり、 動翼冷却通路 を流れる高圧の冷却空気をプラットフオームの側縁近傍のプラットフォーム表面 に設けられた噴出開口に、 カバープレート等の付加物を取付けずに導いて、 動翼 冷却通路から離れ、 高温の燃焼ガスによって熱応力の影響を受けやすいプラット フォームの側縁近傍、 特に側縁の上面を効果的に冷却して、 プラットフォームの 冷却性を向上すとともに、 動翼としての信頼性を向上するガスタービン動翼のプ ラットフオーム冷却構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、 本発明は、 ガスタービン動翼のプラットフォームを 冷却する冷却構造において、 ガス夕一ビン動翼の翼部の内部に形成され冷却空気 を流通する動翼冷却通路と、 該動翼冷却通路に一端が連通し他端がプラットフォ 一ムの側縁近傍のブラットフォーム表面に複数設けられた噴出開口に連通する冷 却連通穴とを備え、 該冷却連通穴が前記動翼冷却通路からプラットフオームの内 部を通って、 またはプラットフオームとシャンク部の内部を通って形成されてな ることを特徴とする。

かかる発明によれば、 動翼冷却通路に一端が連通し他端がプラットフオームの 側縁近傍のブラットフォーム表面に複数設けられた噴出開口に連通する冷却連通 穴が、 前記動翼冷却通路からプラットフォームの内部を通って、 またはプラット フォームとシャンク部の内部を通って形成されるので、 プラットフオームに余分 な付加物を取付けずに、 プラットフオームの側縁近傍の表面まで動翼冷却通路を 流れる高圧の冷却空気を導くことができる。

この結果、 高温の燃焼ガスによって熱応力の影響を受けやすいプラットフォー ムの側縁近傍、 特に側縁の上面を効果的に冷却して、 プラットフォームの冷却性 を向上すとともに、 高速回転する動翼にカバープレートのような付加物が取付け られることがないため動翼としての信頼性を向上することができる。

また、 好ましくは、 前記冷却連通穴がプラットフォーム内で動翼の側部におい て、 一端が前記動翼冷却通路に連通し他端がプラットフオームの側端面に連通し て直線状に形成され該側端面の開口を閉塞されて形成されるプラットフオーム通 路と、 該プラットフオーム通路から前記噴出開口に向かって傾斜して設けられる 噴出通路とから構成されるとよい。

かかる発明によれば、 冷却連通穴を構成するプラットフオーム通路を一端が前 記動翼冷却通路に連通し他端がプラットフォームの側端面に連通して直線状に形 成され該側端面の開口を閉塞して形成するため、 プラットフオームと翼部とを铸 造成形してから、 プラットフォーム通路を機械加工よつて形成でき、 さらにその プラットフオーム通路に対して、 傾斜して交差するように噴出通路を機械加工に よって形成することで、 冷却連通穴を製造することができる。

また、 好ましくは、 前記シャンク部の動翼冷却通路をプラットフォームの側縁 方向に膨出して形成し、 前記冷却連通穴が、 前記シャンク部およびプラットフォ ームの内部を直線状に貫通して形成されるとよい。

かかる発明によれば、 シャンク部をプラットフォームの側縁方向に膨出するこ とで、 その膨出部分からプラットフオームにかけてシャンク部およびブラットフ オームの内部を直線状に貫通して冷却連通穴を形成することができるようになる。 その結果、 動翼冷却通路から離れたプラットフォームの部位まで、 プラットフ オームにカバープレート等の特別な付加物を取付けずに冷却連通穴を形成でき、 プラットフオームの側縁近傍、 特に側縁の上面に動翼冷却通路を流れる高圧の冷 却空気を導くことができるとともに、 動翼としての信頼性を向上することができ る。

また、 好ましくは、 前記プラットフォームの下面とシャンク部の外面との交差 部分に余肉部を形成し、 前記冷却連通穴が、 前記余肉部とプラットフォームとシ ヤンク部の内部を直線状に貫通して形成されるとよく、 かかる発明によれば動翼 冷却通路から離れたプラットフオームの部位まで、 プラットフオームにカバープ レート等の特別な付加物を取付けずに冷却連通穴を形成でき、 プラットフオーム の側縁近傍、 特に側縁の上面に動翼冷却通路を流れる高圧の冷却空気を導くこと ができるとともに、 動翼としての信頼性を向上することができる。

さらに、 前記余肉部は前記冷却連通穴を内部に形成して凸状に隆起し、 前記余 肉部および前記冷却連通穴が前記ブラットフオームおよびシャンク部の铸造時に 成形されることで、 冷却連通穴の部分にのみ余肉部を形成して余肉部の軽量化を 達成するとともに、 冷却連通穴を容易に製造することができる。

さらに、 本発明において、 前記噴出開口がブラッ卜フォームの側縁近傍の上面 に側縁に沿って複数列設けられているとよく、 かかる発明によれば、 噴出開口が プラットフオームの側縁近傍の上面に広い範囲に設けられているため、 動翼冷却 通路を流れる高圧の冷却空気によってプラットフオームの先端近傍の表面を効果 的に冷却することで、 より高い冷却性能が得られ、 かつより広い範囲の冷却が可 能となる。

以上のように本発明によれば、 動翼冷却通路を流れる高圧の冷却空気をプラッ トフオームの側縁近傍のプラットフオーム表面に設けられた噴出開口に、 前記特 許文献 3のカバ一プレート等の付加物を取付けずに導いて、 動翼冷却通路から離 れ、 高温の燃焼ガスによつて熱応力の影響を受けやすいブラットフォームの側縁 近傍、 特に側縁の上面を効果的に冷却して、 プラットフォームの冷却性を向上す とともに、 動翼としての信頼性を向上するガスタービン動翼のプラットフォーム 冷却構造を得ることができる。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の第 1の実施形態にかかるガスタービン動翼のプラットフォ ーム冷却構造を示し、 （a )はガスタービン動翼のプラットフオームの平面図であ り、 （b) は （a ) の A— A線断面図である。

第 2図は、第 2の実施形態を示し、 （a)はガスタービン動翼のプラットフォ一 ムの平面図であり、 （b ) は （a ) の B— B線断面図である。

第 3図は、第 3の実施形態を示し、 （a )はガスタービン動翼のプラットフォ一 ムの平面図であり、 （b ) は （a ) の C一 C線断面図であり、 （c ) は （b) の D 一 D線断面図である。

第 4図は、 ガスタービン動翼の概要構造を示す斜視図である。

第 5図は、 従来技術の説明図である。

第 6図は、 従来技術の説明図である。

第 7図は、 従来技術の説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。 但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、 材質、 形状、 その相対的 配置等は特に特定的な記載がない限りは、 この発明の範囲をそれに限定する趣旨 ではなく、 単なる説明例に過ぎない。

本発明の実施の形態について、 適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 参照する図面において、 図 1は本発明の第 1の実施形態にかかるガスタービン 動翼のプラットフォーム冷却構造を示し、 （a) は平面図であり、 （b) は （a) の A— A線断面図である。 図 2は第 2の実施形態を示し、 （a ) は平面図であり、 ( b) は（a ) の B— B線断面図である。 図 3は第 3の実施形態を示し、 （a ) は 平面図であり、 （b ) は （a ) の C— C線断面図であり、 （c ) は （b) の D— D 線断面図である。

ガスタービン動翼 1の概要構造を図 4に示す。 この図において、 ガスタービン 動翼 1は、 翼を形成する翼部 3と、 該翼部 3の付根と接合しているプラットフォ ーム 5と、 プラットフォーム 5の下に位置するシャンク部 7とを含み、 シャンク 部 7の下には翼根部 9が形成されている。

さらに、 図 4において、 翼根部 9の両側壁には波型の連続溝が形成され、 また ロータディスク 1 1側にも同形状の連続溝が形成され、 翼根部 9の溝がロータデ イスク 1 1の溝と係合することよってガスタービン動翼 1が口一夕ディスク 1 1 に固定されている。 そして、 同様の固定方法によって複数枚のガス夕一ビン動翼 1がロータディスク 1 1に円周方向に並んで固定されている。

また、 プラットフオーム 5の下面とガスタービン動翼 1のシャンク部 7の側面 とによって空洞 1 3が形成され、 この空洞 1 3内にはロータ側からシール空気が 供給されて、 シール空気によって高温燃焼ガスが隣り合うプラットフオーム 5、 5間の隙間 1 5からロータ側に漏れるのを防止している。

このようにガスタービン動翼 1の構造において、 翼部 3は高温 焼ガスに曝さ れるため、 翼部 3を冷却するために翼部 3の内部に動翼冷却通路 1 7が配置され ており、 この動翼冷却通路 1 7は翼根部 9から冷却空気を導入して、 図示は省略 しているが翼内部でこれら通路の一部、 もしくは全部が連通してサ一ペンタイン 冷却通路を形成し、 翼部 3全体を冷却している。

また、 前記動翼冷却通路 1 7に導入した冷却空気の一部は翼部 3の後縁から噴 出され翼部 3の後縁をさらに冷却するようになっている。

この動翼冷却通路 1 7に供給される冷却空気は、 翼部 3の冷却に使用されるた め前記シール空気とは別に高圧にコントロールされ必要な場合には冷却されて供 給されるようになっている。

以上のガスタービン動翼の構造は、 背景技術で説明したものと同様であり、 次 に本願発明の特徵であるプラットフォーム 5の冷却構造について図 1〜 3を参照 して説明する。

(第 1の実施形態）

プラットフォーム 5は図 1に示すように平面視においてほぼ長方形状をし、 翼 部 3が铸造によってプラットフオーム 5と一体に成形され、 翼部 3の内部には動 翼冷却通路 1 Ίが前縁側 1 7 a、 中央部 1 7 b、 1 7 c , 後縁側 1 7 dのそれぞ れに設けられている。そしてこれら通路には、翼根部 9から冷却空気を導入して、 図示は省略しているが翼内部でこれら通路の一部、 もしくは全部が連通してサー ペンタイン冷却通路を形成し、 翼部 3全体を冷却している。

また、 プラットフォーム 5の腹側 2 0の側縁近傍のプラットフォーム 5の表面 には、 側縁に沿って複数個所に冷却空気の噴出開口 2 2が設けられ、 動翼冷却通 路 1 7 a、 1 7 b、 1 7 c、 1 7 dに一端が連通し他端が前記噴出開口 2 2に連 通する冷却連通穴 2 4が設けられている。 図 1に示すように翼部 3の腹側 2 0の 冷却連通穴 2 4 aは、 ブラットフォーム 5の前縁と略平行に複数本がそれぞれ平 行に配列され、 背側 2 6の冷却連通穴 2 4 bは、 翼部 3の前縁側に 2本および後 縁側に 3本、 プラットフォーム 5の前縁と略平行にそれぞれ平行に配列されてい る。 なお、 冷却通路穴 2 4 aおよび 2 4 bは、 プラットフォームの冷却を最適化 するために、 適宜相互に角度を設けて配置してもよい。

そして、 図 1 ( b ) に示すように、 腹側 2 0の冷却連通穴 2 4 aはプラットフ オーム 5の内部で、 一端が動翼冷却通路 1 Ί cに連通し他端がブラットフォーム 5の側端面に連通して直線状に形成され該側端面の開口をプラグ 2 8で閉塞され て形成されるプラットフオーム通路 3 0と、 プラットフオーム通路 3 0から噴出 開口 2 2に向かって傾斜して設けられる噴出通路 3 2とから構成されている。 噴 出開口 2 2は側縁に沿つて 2列設けられおり、 プラットフォーム 5の側縁近傍の 表面を広く冷却している。

また、 背側 2 6の冷却連通穴 2 4 bも同様に、 プラグ 2 8で側端面の開口が閉 塞されて形成されるプラットフオーム通路 3 1と、 プラットフオーム通路 3 1か ら噴出開口 2 2に向かって傾斜して設けられる噴出通路 3 3とから構成されてい る。

腹側 2 0のプラットフォーム通路 3 0と背側 2 6のプラットフォーム通路 3 1 とは、互いに反対向きで直線状に形成されている。また、噴出通路 3 2、 3 3は、 プラットフォ一ム 5の側端に向けて傾斜させることで、 プラットフオーム 5の表 面を広くフィルム冷却することができる。

上記の第 1の実施形態によれば、 ブラットフォーム通路 3 0、 3 1の一端が動 翼冷却通路 1 7 a、 1 7 b、 1 7 c、 1 7 dに連通し他端がブラットフォーム 5 の側端面に連通して直線状に形成され、該側端面の開口を閉塞して形成するため、 プラットフオーム 5と翼部 3とを一体に铸造成形するのと同時に、 または铸造成 形してからプラットフォーム通路 3 0、 3 1を機械加工よつて形成できる。 さらにそのプラットフォーム通路 3 0、 3 1に対して、 傾斜して交差するよう に噴出通路 3 2、 3 3を機械加工によって形成することで、 冷却連通穴 2 4 a、 2 4 bを加工することができる。

また、 冷却連通穴 2 4 a、 2 4 bが動翼冷却通路 1 7からプラットフォーム 5 の内部を通って形成されるため、 プラットフオーム 5にカバープレート等の余分 な付加物を取付けずに、 ブラットフォーム 5の側緣近傍の表面まで動翼冷却通路 を流れる高圧の冷却空気を導くことができる。

この結果、 動翼冷却通路 1 7から離れて高温の燃焼ガスによって熱応力の影響 を受けやすいブラットフォーム 5の側縁近傍、 特に側縁の上面を効果的に冷却し て、 プラットフォーム 5の冷却性を向上することができるとともに、 高速回転す るタービン翼部 1に付加物を取付けられることがないため、 動翼としての信頼性 も向上し、 さらに付加物の溶接作業等の組立て作業工数の増加も伴わないため組 立て加工性も向上する。 (第 2の実施形態）

次に、 第 2の実施形態について図 2を参照して説明する。

第 1の実施形態と同一構成要素については同一符号を付して説明を省略する。 第 2の実施形態は、 シャンク部 7の動翼冷却通路 17 a、 17 b、 17 c、 17 dをそれぞれブラットフォ一ム 5の側縁方向に膨出して、冷却通路膨出部 36 a、 36 b、 36 c、 36 dを形成する。

図 2 (b) に示すように冷却通路膨出部 36 a、 36 b、 36 c、 36 dを形 成することによって、 シャンク部 7が外側に膨出し、 その膨出シャンク咅 1538と プラットフォーム 5の内部を直線状に貫通して冷却連通穴 39、 40、 41が形 成される。

腹側 20のプラットフォーム 5には、 外側の冷却連通穴 39と内側の冷却連通 穴 40との 2本が形成され、 背側 26のブラットフオーム 5には、 1本の冷却連 通穴 41が形成されている。

なお、 冷却連通穴 39、 40、 41は翼部 3とプラットフォーム 5との铸造時 に一体に成形しても、 錶造後に機械加工しても良い。

また、 冷却通路膨出部 36 a、 36 b、 36 c、 36 dは、 図 2 (b) の鎖線 で示すように翼根部 9 (図 4参照） にわたつて膨出した内径を有して形成されて いてもよい。

上記第 2の実施形態によれば、 膨出シャンク部 38からプラットフオーム 5に かけて膨出シャンク部 38およびプラットフオーム 5の内部を直線状に貫通して 冷却連通穴 39、 40、 41を形成することができる。 冷却連通穴 39、 40、 41を形成することができる結果、 動翼冷却通路 17から離れたプラットフォ一 ム 5の側端部位を、 ブラットフォーム 5にカバープレ一ト等の特別な付加物を取 付けずに、 プラットフォーム 5の側縁近傍、 特に側縁の上面を動翼冷却通路を流 れる高圧の冷却空気を導くことができる。

なお、 冷却通路穴 24 aおよび 24 bは、 プラットフオームの冷却を最適化す るために、 適宜相互に角度を設けて配置してもよい。

従って、 第 1の実施形態と同様に、 動翼冷却通路 17から離れて高温の燃焼ガ スによって熱応力の影響を受けやすいプラットフオーム 5の側縁近傍、 特に側縁 の上面を効果的に冷却して、 プラットフォ一ム 5の冷却性を向上すること;^でき るとともに、 高速回転する夕 ビン翼部 1に付加物を敢付けられることがないた め、 動翼としての信頼性も向上し、 さらに付加物の溶接作業等の組立て作業工数 の増加も伴わないため組立て加工性も向上する。

(第 3の実施形態）

次に、 第 3の実施形態について図 3を参照して説明する。

第 1の実施形態と同一構成要素については同一符号を付して説明を省略する。 第 3の実施形態は、 図 3 ( b ) に示すように、 プラットフォーム 5の下面とシャ ンク部 7の外面との交差部分に余肉部 4 3を形成し、 冷却連通穴 4 5、 4 6、 4 7が、 余肉部 4 3とプラットフオーム 5とシャンク部 7の内部を直線状に貫通し て形成されている。

さらに、 図 3 ( c ) に示すように、 余肉部 4 3は冷却連通穴 4 5を内部に形成 して凸状に隆起し、 余肉部 4 3および冷却連通穴 4 5がプラットフオーム 5およ びシャンク部 7の铸造成形時に同時に成形される。 また余肉部 4 3は、 冷却連通 穴 4 5を通すだけのためにその冷却連通穴 4 5に必要な余肉だけが形成されてい る。

なお、 冷却連通穴 4 5、 4 6、 4 7は翼部 3とプラットフォーム 5と、 さらに 余肉部 4 3の铸造後に機械加工しても良い。

また、 冷却通路穴 2 4 aおよび 2 4 bは、 プラットフォームの冷却を最適化す るために、 適宜相互に角度を設けて配置してもよい。

以上の第 3の実施形態によれば、 動翼冷却通路 1 7から離れたプラットフォー ム 5の側端部位を、 ブラットフオーム 5にカバープレート等の特別な付加物を取 付けず、 しかも冷却連通穴 4 5の部分にのみ余肉部 4 3を形成して余肉部 4 3に よる重量増大を最小に抑えて軽量化を達成するとともに、 動翼冷却通路 1 7を流 れる高圧の冷却空気をプラットフォーム 5の側縁近傍に導いて冷却することがで きる。

前記第 1の実施形態、 第 2の実施形態、 第 3の実施形態をそれぞれ組み合わせ て実施してもよい。 例えば、 腹側 2 0のプラットフォーム 5においては第 3の実 施形態のように余肉部 4 3を形成し、背側 2 6のプラットフォーム 5においては、 第 1の実施形態のようにプラグ 2 8によって、 プラットフォーム通路 3 1の開口 を塞いで形成してもよい。 このように前記それぞれの実施の形態の構造を組み合 わせることによって、 翼部 3の動翼冷却通路 1 7 a、 1 7 b、 1 7 c、 1 7 dの 位置、 形状、 さらにプラットフォーム 5における冷却部位に応じて、 加工性、 冷 却性能を考慮して適切な構造を採用することによって、 プラットフオーム 5の冷 却構造の設計の自由度が向上する。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 動翼冷却通路を流れる高圧の冷却空気をプラットフオームの 側縁近傍のプラットフォーム表面に設けられた噴出開口に、 カバ一プレート等の 付加物を取付けずに導いて、 動翼冷却通路から離れ、 高温の燃焼ガスによって熱 応力の影響を受けやすいプラットフオームの側縁近傍、 特に側縁の上面を効果的 に冷却して、 プラットフォームの冷却性を向上すとともに、 動翼としての信頼性 を向上するガスタービン動翼のプラットフオーム冷却構造を提供することができ るので、 ガスタービンの動翼のプラットフオームへの適用に際して有益である。

Claims

1 . ガスタービン動翼のプラットフオームを冷却する冷却構造において、 ガスタービン動翼の翼部の内部に形成され冷却空気を流通する動翼冷却通路 と、 該動翼冷却通路に一端が連通し他端がプラットフオームの側縁近傍のプラッ トフォーム表面に複数設けられた噴出開口に連通する冷却連通穴とを備え、 該冷

ια一青

却連通穴が前記動翼冷却通路からプラットフオームの内部を通って、 またはブラ ットフォームとシャンク部の内部を通つて形成されてなる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構の s造。

2 . 前記冷却連通穴がプラットフォーム内で動翼の側部において、 一端が前記動 翼冷却通路に連通し他端がブラットフォームの側端囲面に連通して直線状に形成さ れ該側端面の開口を閉塞されて形成されるプラットフオーム通路と、 該プラット フォーム通路から前記噴出開口に向かって傾斜して設けられる噴出通路とから構 成されることを特徴とする請求項 1記載のガス夕一ビン動翼のブラットフォーム 冷却構造。

3 . 前記シャンク部の動翼冷却通路をプラットフオームの側縁方向に膨出して形 成し、 前記冷却連通穴が、 前記シャンク部およびプラットフォームの内部を直線 状に貫通して形成されることを特徴とする請求項 1記載のガスタービン動翼のプ ラットフオーム冷却構造。

4 . 前記プラットフオームの下面とシャンク部の外面との交差部分に余肉部を形 成し、 前記冷却連通穴が、 前記余肉部とプラットフォームとシャンク部の内部を 直線状に貫通して形成されることを特徴とする請求項 1記載のガス夕一ビン動翼 のブラットフオーム冷却構造。

5 . 前記余肉部は前記冷却連通穴を内部に形成して凸状に隆起し、 前記余肉部お よび前記冷却連通穴が前記ブラットフオームおよびシャンク部の铸造時に成形さ れることを特徴とする請求項 4記載のガスタービン動翼のプラットフオーム冷却 構造。

6 . 前記噴出開口がプラットフオームの側縁近傍の上面に側縁に沿って複数列 設けられていることを特徴とする請求項 1記載のガスタービン動翼のブラットフ オーム冷却構造。