JP2003314204A - タービン翼の翼台座 - Google Patents

タービン翼の翼台座

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JP2003314204A
JP2003314204A JP2003112398A JP2003112398A JP2003314204A JP 2003314204 A JP2003314204 A JP 2003314204A JP 2003112398 A JP2003112398 A JP 2003112398A JP 2003112398 A JP2003112398 A JP 2003112398A JP 2003314204 A JP2003314204 A JP 2003314204A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最良に冷却でき、安価に製造できるタービン
翼の翼台座を提供する。 【解決手段】 タービン翼（１）の翼台座（４）を、空
気と蒸気の両方で冷却する。翼台座の外側部には重要な
被冷却部が存在するので空気冷却とし、内側部は蒸気冷
却する。蒸気冷却の併用により圧縮空気の使用量を減ら
し、運転経費の節減を図る。内側部と外側部を衝突冷却
により冷却すれば、冷却効果の一層の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタービン翼の冷却形
翼台座に関する。
【０００２】
【従来の技術】タービン翼の空気・蒸気冷却形翼形部、
即ち羽根は特許文献１で公知である。
【０００３】また、蒸気や空気冷却形のタービン翼の翼
台座も、特許文献２で公知である。
【０００４】翼形部と翼台座、即ち翼脚を備えたタービ
ン翼の完全な蒸気冷却は、構造的に複雑であり、コスト
的な問題を伴う。また、完全な空気冷却も可能である
が、冷却空気を用意するために取り出す圧縮空気によ
り、大きな圧力損失が生ずる。
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１１２６１３４号明
細書
【特許文献２】米国特許第５８２９２４５号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、最良
に冷却でき、安価に製造できるタービン翼の翼台座を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、タービン翼
の翼台座を空気と蒸気の両方で冷却することで解決され
る。
【０００８】本発明は、蒸気冷却は冷却し易い個所に採
用し、これに対し空気冷却は冷却し難い個所に用い、更
に孔の対流冷却と膜冷却を行うという考えから出発す
る。
【０００９】蒸気冷却を閉回路により行うと有利であ
る。
【００１０】翼台座の外側部に重要な被冷却部が存在す
るので、外側部は空気冷却し、これに対し内側部は蒸気
冷却する。従って本発明に基づく翼台座は、空気冷却と
蒸気冷却を同時に施される。蒸気冷却により、冷却用の
圧縮空気を節約できる。
【００１１】外側部並びに内側部での、かつ空気および
蒸気冷却による冷却作用は、衝突冷却を、特に衝突冷却
用部材によって実行することで強化される。
【００１２】一体形の衝突冷却用部材を利用すること
で、部品の点数を減少できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図示の実施例を参照し、本発
明を詳細に説明する。
【００１４】図1は、図２の紙面に対し垂直な縦断面が
矩形の翼台座４（図２参照）を備えたタービン翼1、特
にガスタービン翼1の一部を示す。この翼1は空洞１０を
備えた翼形部、即ち羽根７を有する。その空洞１０内
で、翼形部７の例えば空気および蒸気冷却が行われる。
【００１５】タービン内に複数のタービン翼１が配置さ
れている。これらタービン翼１は、例えば翼台座４の範
囲で、結合および密封用要素２２で互いに結合されてい
る。
【００１６】翼台座４は外側部２８を有する（図２に破
線で図示）。この外側部２８は翼台座４の外周２９に沿
って形成されている。翼台座４の外側部２８は翼台座４
の内側部２５を包囲している。外側部２８は例えば空気
で冷却される。その空気は例えばタービンの圧縮空気か
ら取り出される。
【００１７】冷却作用を強めるため、外側部２８に、例
えば少なくとも１つの衝突冷却用部材１３ａが存在す
る。この部材１３ａは、例えば翼台座４の凹所、即ち空
気冷却中空室１６にはまり込んでいる。この中空室１６
は、翼台座４の翼形部７と反対側面、即ち裏側面５に配
置されている。
【００１８】衝突冷却用部材１３ａに少なくとも１つの
衝突空気出口３１が存在し、この出口３１を経て空気が
空気冷却中空室１６に流入する。その流れ方向を矢印３
７で示す。冷却空気は翼台座４の裏側面５から、外側部
４０に存在する外側面６に向けて流れる。翼台座４の外
側部２８の熱的に負荷される外側面６の範囲で、衝突冷
却用部材１３ａにより衝突冷却が起る。
【００１９】空気冷却中空室１６を基点とする、例えば
少なくとも１つの空気出口３４、特に膜冷却孔３４が翼
台座４に存在する。その出口３４を経て、冷却空気が空
気冷却中空室１６から、タービン翼１を包囲する外側部
４０に流入する。その際、例えば空気出口３４は、翼台
座４の膜冷却が可能なように、膜冷却孔となす。従って
その空気冷却は、空気が圧縮空気に戻されないので、開
放回路を形成する。
【００２０】外側部２８は、例えば翼台座４の裏側面５
で、例えば全周にわたり環状に延びる分離リブ５７によ
って、内側部２５から分離されている。
【００２１】翼台座４の内側部２５では、タービン翼１
の空洞１０の裏側で、蒸気冷却が行われる。内側部２５
に、例えば衝突冷却用部材１３ｄが存在する。この部材
１３ｄは翼台座４の凹所１９、即ち蒸気冷却中空室には
まり込んでいる。タービンの蒸気回路からの蒸気が、蒸
気流入開口４６を経て蒸気貯蔵室４３に流入し、そこか
ら少なくとも１つの衝突蒸気出口４９を経て蒸気冷却中
空室１９に流入する。その際、翼台座４の内側部２５が
衝突冷却される。
【００２２】蒸気冷却中空室１９から、蒸気が翼台座４
にある蒸気出口５２を経て、例えばタービン翼空洞１０
に流入し、そこから蒸気戻り通路５５を経て蒸気回路に
戻る。従って、蒸気冷却は閉回路を形成している。蒸気
冷却中空室１９と蒸気戻り通路５５を、タービン翼空洞
１０を経ることなく接続してもよい。
【００２３】蓋５９は、例えば衝突冷却用部材１３ｄと
共に蒸気貯蔵室４３を形成する。
【００２４】内側部２５の衝突冷却用部材１３ｄと外側
部２８の衝突冷却用部材１３ａは一体化することもでき
る。
【００２５】衝突冷却用部材１３ａ、１３ｄは分離リブ
５７に当てられ、そこに例えば溶接により固着されてい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】タービン翼の翼台座の概略縦断面図。
【図２】タービン翼の翼台座の平面図。
【符号の説明】
１ タービン翼、４ 翼台座、７ 翼形部、１３ａ、１
３ｄ 衝突冷却用部材、２５ 翼台座の内側部、２８
翼台座の外側部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ａ Ｅ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タービン翼（１）の翼台座（４）が、空
    気と蒸気の両方で冷却されることを特徴とするタービン
    翼の翼台座。
  2. 【請求項２】 空気冷却が開放回路により実行されるこ
    とを特徴とする請求項１記載の翼台座。
  3. 【請求項３】 蒸気冷却が閉回路により実行されること
    を特徴とする請求項１記載の翼台座。
  4. 【請求項４】 翼台座（４）の外側部（２８）が空気で
    冷却されることを特徴とする請求項１又は２記載の翼台
    座。
  5. 【請求項５】 翼台座（４）の内側部（２５）が蒸気で
    冷却されることを特徴とする請求項１から３の１つに記
    載の翼台座。
  6. 【請求項６】 外側部（２８）での冷却が衝突冷却で実
    現されることを特徴とする請求項４記載の翼台座。
  7. 【請求項７】 内側部（２５）での冷却が衝突冷却で実
    現されることを特徴とする請求項５記載の翼台座。
  8. 【請求項８】 翼台座（４）が少なくとも１つの衝突冷
    却用部材（１３ａ、１３ｄ）を有すること特徴とする請
    求項６又は７記載の翼台座。
  9. 【請求項９】 外側部（２８）が少なくとも１つの衝突
    冷却用部材（１３ａ）を有することを特徴とする請求項
    ６記載の翼台座。
  10. 【請求項１０】 内側部（２５）が少なくとも１つの衝
    突冷却用部材（１３ｄ）を有することを特徴とする請求
    項７記載の翼台座。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つの膜冷却孔による空気
    冷却で翼台座（４）の膜冷却が実現されることを特徴と
    する請求項１記載の翼台座。
  12. 【請求項１２】 内側部（２５）と外側部（２８）の各
    衝突冷却用部材（１３ｄ）が一体化されたことを特徴と
    する請求項９又は１０記載の翼台座。
JP2003112398A 2002-04-18 2003-04-17 タービン翼の翼台座 Withdrawn JP2003314204A (ja)

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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070048122A1 (en) * 2005-08-30 2007-03-01 United Technologies Corporation Debris-filtering technique for gas turbine engine component air cooling system
US7488157B2 (en) * 2006-07-27 2009-02-10 Siemens Energy, Inc. Turbine vane with removable platform inserts
US7581924B2 (en) * 2006-07-27 2009-09-01 Siemens Energy, Inc. Turbine vanes with airfoil-proximate cooling seam
US8096758B2 (en) * 2008-09-03 2012-01-17 Siemens Energy, Inc. Circumferential shroud inserts for a gas turbine vane platform
CH700687A1 (de) * 2009-03-30 2010-09-30 Alstom Technology Ltd Gekühltes bauteil für eine gasturbine.
US8840370B2 (en) 2011-11-04 2014-09-23 General Electric Company Bucket assembly for turbine system
US8845289B2 (en) * 2011-11-04 2014-09-30 General Electric Company Bucket assembly for turbine system
EP3287596A1 (en) * 2016-08-25 2018-02-28 Siemens Aktiengesellschaft A platform cooling device for a blade of a turbomachine and a turbomachine arrangement
US10583489B2 (en) * 2017-04-26 2020-03-10 General Electric Company Method of providing cooling structure for a component
US10502093B2 (en) * 2017-12-13 2019-12-10 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
US10533454B2 (en) 2017-12-13 2020-01-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
US10570773B2 (en) 2017-12-13 2020-02-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud cooling
GB202213805D0 (en) * 2022-09-22 2022-11-09 Rolls Royce Plc Platform for stator vane
GB202213804D0 (en) * 2022-09-22 2022-11-09 Rolls Royce Plc Platform for stator vane

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5320483A (en) * 1992-12-30 1994-06-14 General Electric Company Steam and air cooling for stator stage of a turbine
US5634766A (en) * 1994-08-23 1997-06-03 General Electric Co. Turbine stator vane segments having combined air and steam cooling circuits
US5829245A (en) * 1996-12-31 1998-11-03 Westinghouse Electric Corporation Cooling system for gas turbine vane
JP3316405B2 (ja) * 1997-02-04 2002-08-19 三菱重工業株式会社 ガスタービン冷却静翼
JP3411775B2 (ja) * 1997-03-10 2003-06-03 三菱重工業株式会社 ガスタービン動翼
CA2231988C (en) * 1998-03-12 2002-05-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine blade
US6406254B1 (en) * 1999-05-10 2002-06-18 General Electric Company Cooling circuit for steam and air-cooled turbine nozzle stage
ATE300664T1 (de) * 1999-07-16 2005-08-15 Gen Electric Vorgespannte gasturbinenleitschaufel
US6431824B2 (en) * 1999-10-01 2002-08-13 General Electric Company Turbine nozzle stage having thermocouple guide tube
EP1126134A1 (de) * 2000-02-17 2001-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Luft- und dampfgekühlte Gasturbinenschaufel

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EP1355040A3 (de) 2005-04-06
CN1451847A (zh) 2003-10-29
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US20040001753A1 (en) 2004-01-01
DE10217388A1 (de) 2003-10-30

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