JP3188105B2 - ガスタービンの動翼 - Google Patents
ガスタービンの動翼Info
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- JP3188105B2 JP3188105B2 JP15855094A JP15855094A JP3188105B2 JP 3188105 B2 JP3188105 B2 JP 3188105B2 JP 15855094 A JP15855094 A JP 15855094A JP 15855094 A JP15855094 A JP 15855094A JP 3188105 B2 JP3188105 B2 JP 3188105B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火力発電などに適用さ
れガスタービンの動翼に関する。
れガスタービンの動翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は火力発電などに使用されている従
来のガスタービンの動翼の説明図である。図において、
本ガスタービンの動翼はインテグラルシュラウドブレー
ドと称され、それぞれの動翼１１の先端にシュラウド１
２が一体に形成されており、シュラウド１２は動翼１１
の先端から漏洩するガスを減少させるとともに、シュラ
ウド１２の端面を隣接するシュラウド１２の端面に圧接
して連続したシュラウド１２を形成することにより動翼
１１の耐振動強度を向上させるようになっている。動翼
１１にはロータの軸方向と円周方向との両方向の振動が
発生するが、シュラウド１２の端面を斜めに形成するこ
とにより両方向の振動が抑制される。また、シュラウド
１２には動翼１１の先端から漏洩するガスを減少させる
ためと、ケーシング側との接触に備えてフィン１３が突
設されている。
来のガスタービンの動翼の説明図である。図において、
本ガスタービンの動翼はインテグラルシュラウドブレー
ドと称され、それぞれの動翼１１の先端にシュラウド１
２が一体に形成されており、シュラウド１２は動翼１１
の先端から漏洩するガスを減少させるとともに、シュラ
ウド１２の端面を隣接するシュラウド１２の端面に圧接
して連続したシュラウド１２を形成することにより動翼
１１の耐振動強度を向上させるようになっている。動翼
１１にはロータの軸方向と円周方向との両方向の振動が
発生するが、シュラウド１２の端面を斜めに形成するこ
とにより両方向の振動が抑制される。また、シュラウド
１２には動翼１１の先端から漏洩するガスを減少させる
ためと、ケーシング側との接触に備えてフィン１３が突
設されている。
【０００３】また、ガスタービンの動翼には高温のガス
に対応するために冷却が施されており、入口温度が１０
００〜１２００℃の場合には一般に動翼１１を長さ方向
に貫通する多孔１４による対流冷却方式が採用されてい
る。矢印はその冷却空気の流れを示す。
に対応するために冷却が施されており、入口温度が１０
００〜１２００℃の場合には一般に動翼１１を長さ方向
に貫通する多孔１４による対流冷却方式が採用されてい
る。矢印はその冷却空気の流れを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ガスタービンの動翼においては動翼１１を長さ方向に貫
通する多孔１４による対流冷却が行われており、動翼１
１内部を冷却して昇温した冷却空気は動翼１１頂部も冷
却して多孔１４先端から流出するが、動翼１１頂部の冷
却効果は極めて低い。動翼１１頂部のシュラウド１２は
熱容量が小さく、冷却が不足するとシュラウド１２の温
度は高温のガス温度に相当するまで昇温する。このた
め、動翼１１に対するシュラウド１２の付け根部に高遠
心力に加えて高温度によりクリープ変形が発生し、動翼
１１頂部がケーシング側に接触して焼損することがあ
る。
ガスタービンの動翼においては動翼１１を長さ方向に貫
通する多孔１４による対流冷却が行われており、動翼１
１内部を冷却して昇温した冷却空気は動翼１１頂部も冷
却して多孔１４先端から流出するが、動翼１１頂部の冷
却効果は極めて低い。動翼１１頂部のシュラウド１２は
熱容量が小さく、冷却が不足するとシュラウド１２の温
度は高温のガス温度に相当するまで昇温する。このた
め、動翼１１に対するシュラウド１２の付け根部に高遠
心力に加えて高温度によりクリープ変形が発生し、動翼
１１頂部がケーシング側に接触して焼損することがあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスタービ
ンの動翼は上記課題の解決を目的にしており、長さ方向
に貫通する多孔を介して対流冷却されるガスタービンの
動翼において、上記多孔からシュラウドに沿って分岐し
て設けられ、上記多孔を介して対流冷却を行った冷却気
体を通して動翼頂部を冷却する複数の溝を有している。
ンの動翼は上記課題の解決を目的にしており、長さ方向
に貫通する多孔を介して対流冷却されるガスタービンの
動翼において、上記多孔からシュラウドに沿って分岐し
て設けられ、上記多孔を介して対流冷却を行った冷却気
体を通して動翼頂部を冷却する複数の溝を有している。
【０００６】そして上記複数の溝は上記シュラウドの表
面に設けた窪み内に刻設され、同窪みには上記溝の両端
に対応する部位に切込穴が穿設されたプラグ板を嵌込ん
で蝋付けした構成を特徴とする。
面に設けた窪み内に刻設され、同窪みには上記溝の両端
に対応する部位に切込穴が穿設されたプラグ板を嵌込ん
で蝋付けした構成を特徴とする。
【０００７】
【作用】即ち、本発明に係るガスタービンの動翼におい
ては、長さ方向に貫通する多孔を介して対流冷却される
ガスタービンの動翼における多孔からシュラウドに沿っ
て分岐して設けられた複数の溝に多孔を介して対流冷却
を行った冷却気体を通して動翼頂部を冷却するようにな
っており、多孔から複数の溝をシュラウドに沿って分岐
して設けたことにより動翼頂部における冷却空気の通過
面積が増加し冷却空気がシュラウドに沿って流れて熱交
換を行う距離が長くなり動翼頂部の冷却が十分に行われ
る。
ては、長さ方向に貫通する多孔を介して対流冷却される
ガスタービンの動翼における多孔からシュラウドに沿っ
て分岐して設けられた複数の溝に多孔を介して対流冷却
を行った冷却気体を通して動翼頂部を冷却するようにな
っており、多孔から複数の溝をシュラウドに沿って分岐
して設けたことにより動翼頂部における冷却空気の通過
面積が増加し冷却空気がシュラウドに沿って流れて熱交
換を行う距離が長くなり動翼頂部の冷却が十分に行われ
る。
【０００８】そしてこれら複数の溝はシュラウドの表面
に設けた窪み内に刻設され、かつ同窪みには上記溝の両
端に対応する部位に切込穴が穿設されたプラグ板を嵌込
んで蝋付けしており、多孔から複数の溝をシュラウドに
沿って分岐して設けたことにより動翼頂部における冷却
空気の通過面積が増加し冷却空気がシュラウドに沿って
流れて熱交換を行う距離が長くなり動翼頂部の冷却が十
分に行われる。しかも、これら複数の溝はシュラウド表
面の窪み内に刻設して窪みにプラグ板を嵌込んで蝋付け
することにより特に高度な加工技術を要することなく容
易に製作できて製作費に対する影響も少ない。
に設けた窪み内に刻設され、かつ同窪みには上記溝の両
端に対応する部位に切込穴が穿設されたプラグ板を嵌込
んで蝋付けしており、多孔から複数の溝をシュラウドに
沿って分岐して設けたことにより動翼頂部における冷却
空気の通過面積が増加し冷却空気がシュラウドに沿って
流れて熱交換を行う距離が長くなり動翼頂部の冷却が十
分に行われる。しかも、これら複数の溝はシュラウド表
面の窪み内に刻設して窪みにプラグ板を嵌込んで蝋付け
することにより特に高度な加工技術を要することなく容
易に製作できて製作費に対する影響も少ない。
【０００９】
【実施例】図１および図２は本発明の一実施例に係るガ
スタービンの動翼の説明図である。図において、本実施
例に係るガスタービンの動翼は火力発電などに使用され
るガスタービンのもので、インテグラルシュラウドブレ
ードと称され、それぞれの動翼３の先端にシュラウド１
が一体に形成されており、シュラウド１は動翼３の先端
から漏洩するガスを減少させるとともに、シュラウド１
の端面を隣接するシュラウド１の端面に圧接して連続し
たシュラウド１を形成することにより動翼３の耐振動強
度を向上させるようになっている。動翼３にはロータの
軸方向と円周方向との両方向の振動が発生するが、シュ
ラウド１の端面を斜めに形成することにより両方向の振
動が抑制される。また、シュラウド１には動翼３の先端
から漏洩するガスを減少させるためと、ケーシング側と
の接触に備えてフィン４が突設されている。
スタービンの動翼の説明図である。図において、本実施
例に係るガスタービンの動翼は火力発電などに使用され
るガスタービンのもので、インテグラルシュラウドブレ
ードと称され、それぞれの動翼３の先端にシュラウド１
が一体に形成されており、シュラウド１は動翼３の先端
から漏洩するガスを減少させるとともに、シュラウド１
の端面を隣接するシュラウド１の端面に圧接して連続し
たシュラウド１を形成することにより動翼３の耐振動強
度を向上させるようになっている。動翼３にはロータの
軸方向と円周方向との両方向の振動が発生するが、シュ
ラウド１の端面を斜めに形成することにより両方向の振
動が抑制される。また、シュラウド１には動翼３の先端
から漏洩するガスを減少させるためと、ケーシング側と
の接触に備えてフィン４が突設されている。
【００１０】また、本ガスタービンの動翼には入口温度
が１０００〜１２００℃と高温のガスに対応するために
冷却が施されており、図１に示すように動翼３を長さ方
向に貫通する多孔５による対流冷却方式が採用されてい
る。矢印はその冷却空気の流れを示す。また、本ガスタ
ービン動翼においては図２に示すようにシュラウド１に
長方形或いは方形の窪みａが設けられており、窪みａ内
には回転方向に複数条の冷却空気用の溝ｂが刻設されて
いる。窪みａにはプラグ板２が嵌込まれており、このプ
ラグ板２には冷却空気の溝ｂの両端に対応する部位にそ
れぞれ溝幅と同等幅の切込みｃが設けられている。プラ
グ板２は窪みａに嵌込まれて窪みａ周辺に当接する全周
辺を蝋付けして固定されている。
が１０００〜１２００℃と高温のガスに対応するために
冷却が施されており、図１に示すように動翼３を長さ方
向に貫通する多孔５による対流冷却方式が採用されてい
る。矢印はその冷却空気の流れを示す。また、本ガスタ
ービン動翼においては図２に示すようにシュラウド１に
長方形或いは方形の窪みａが設けられており、窪みａ内
には回転方向に複数条の冷却空気用の溝ｂが刻設されて
いる。窪みａにはプラグ板２が嵌込まれており、このプ
ラグ板２には冷却空気の溝ｂの両端に対応する部位にそ
れぞれ溝幅と同等幅の切込みｃが設けられている。プラ
グ板２は窪みａに嵌込まれて窪みａ周辺に当接する全周
辺を蝋付けして固定されている。
【００１１】冷却空気は動翼３を貫通している多孔５内
を流れて動翼３を冷却してシュラウド１に至り、プラグ
板２によって両方向に流れの方向を変え、窪みａ内の溝
ｂを通ってシュラウド１を冷却し、矢印で示すようにラ
ジアル方向に流出する。動翼１を長さ方向に貫通する多
孔５により動翼３頂部を対流冷却しようとしても、動翼
３の形状に制限されて孔数を増やして冷却空気量を増や
すことは殆ど不可能に近く、また冷却空気は多孔５内を
直線的に流出するので熱交換を行う距離が非常に短い
が、上述のように長方形、或いは方形の窪みａに冷却空
気用の溝ｂを刻設して溝ｂに対応する部位に切込みｃを
有するプラグ板２を嵌込んで蝋付けして固定することに
より冷却空気の通過面積が大幅に増加して冷却空気量も
大幅に増加する。また、プラグ板２を介して冷却空気が
両側の切込みｃから流出するので、冷却空気がシュラウ
ド１に沿って流れる距離も長くなって熱交換を行う距離
も長くなり冷却効果が向上する。
を流れて動翼３を冷却してシュラウド１に至り、プラグ
板２によって両方向に流れの方向を変え、窪みａ内の溝
ｂを通ってシュラウド１を冷却し、矢印で示すようにラ
ジアル方向に流出する。動翼１を長さ方向に貫通する多
孔５により動翼３頂部を対流冷却しようとしても、動翼
３の形状に制限されて孔数を増やして冷却空気量を増や
すことは殆ど不可能に近く、また冷却空気は多孔５内を
直線的に流出するので熱交換を行う距離が非常に短い
が、上述のように長方形、或いは方形の窪みａに冷却空
気用の溝ｂを刻設して溝ｂに対応する部位に切込みｃを
有するプラグ板２を嵌込んで蝋付けして固定することに
より冷却空気の通過面積が大幅に増加して冷却空気量も
大幅に増加する。また、プラグ板２を介して冷却空気が
両側の切込みｃから流出するので、冷却空気がシュラウ
ド１に沿って流れる距離も長くなって熱交換を行う距離
も長くなり冷却効果が向上する。
【００１２】従来のガスタービンの動翼においては動翼
を長さ方向に貫通する多孔による対流冷却が行われてお
り、動翼内部を冷却して昇温した冷却空気は動翼頂部も
冷却して多孔先端から流出するが、動翼頂部の冷却効果
は極めて低い。動翼頂部のシュラウドは熱容量が小さ
く、冷却が不足するとシュラウドの温度は高温のガス温
度に相当するまで昇温する。このため、動翼に対するシ
ュラウドの付け根部に高遠心力に加えて高温度によりク
リープ変形が発生し、動翼頂部がケーシング側に接触し
て焼損することがあるが、本ガスタービンの動翼はこの
問題点を解消するためにシュラウド１に長方形或いは方
形の窪みａを加工し、この窪みａ内にロータの回転方向
に複数条の冷却空気用の溝ｂを刻設するとともに窪みａ
に嵌め込むプラグ板２の冷却空気用の溝ｂ終端に対応す
る部位に溝幅と同等幅の切込みｃを設け、このプラグ板
２を窪みａに嵌込み、嵌込んだプラグ板２の全周縁を窪
みａに蝋付けして固定しており、このようなシュラウド
１の冷却構造によってシュラウド１および動翼３頂部の
冷却が十分に行われ、動翼３に対するシュラウド１の付
け根部に高遠心力と高温度によって惹き起こされるクリ
ープ変形を防止することができる。なお、窪みａは必ず
しも長方形または方形である必要はなく、シュラウド１
の形状や冷却の必要な場所の状態などに応じて変えても
よい。また、溝ｂは必ずしも回転方向に刻設する必要は
なく、ロータの軸方向や斜め、或いは曲がって刻設され
ていてもよい。また、シュラウド１における窪みａの加
工、冷却空気用の溝ｂの加工、切込みｃの加工、プラグ
板２の蝋付けも特に高度な技術を必要とするものではな
く容易で、製作費への影響も少ない。
を長さ方向に貫通する多孔による対流冷却が行われてお
り、動翼内部を冷却して昇温した冷却空気は動翼頂部も
冷却して多孔先端から流出するが、動翼頂部の冷却効果
は極めて低い。動翼頂部のシュラウドは熱容量が小さ
く、冷却が不足するとシュラウドの温度は高温のガス温
度に相当するまで昇温する。このため、動翼に対するシ
ュラウドの付け根部に高遠心力に加えて高温度によりク
リープ変形が発生し、動翼頂部がケーシング側に接触し
て焼損することがあるが、本ガスタービンの動翼はこの
問題点を解消するためにシュラウド１に長方形或いは方
形の窪みａを加工し、この窪みａ内にロータの回転方向
に複数条の冷却空気用の溝ｂを刻設するとともに窪みａ
に嵌め込むプラグ板２の冷却空気用の溝ｂ終端に対応す
る部位に溝幅と同等幅の切込みｃを設け、このプラグ板
２を窪みａに嵌込み、嵌込んだプラグ板２の全周縁を窪
みａに蝋付けして固定しており、このようなシュラウド
１の冷却構造によってシュラウド１および動翼３頂部の
冷却が十分に行われ、動翼３に対するシュラウド１の付
け根部に高遠心力と高温度によって惹き起こされるクリ
ープ変形を防止することができる。なお、窪みａは必ず
しも長方形または方形である必要はなく、シュラウド１
の形状や冷却の必要な場所の状態などに応じて変えても
よい。また、溝ｂは必ずしも回転方向に刻設する必要は
なく、ロータの軸方向や斜め、或いは曲がって刻設され
ていてもよい。また、シュラウド１における窪みａの加
工、冷却空気用の溝ｂの加工、切込みｃの加工、プラグ
板２の蝋付けも特に高度な技術を必要とするものではな
く容易で、製作費への影響も少ない。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係るガスタービンの動翼は前記
のように構成されており、動翼頂部の冷却が十分に行わ
れるので、動翼に対するシュラウドの付け根部に高遠心
力と高温度により発生するクリープ変形が防止される。
しかも、これら複数の溝はシュラウド表面の窪み内に刻
設して窪みにプラグ板を嵌込んで蝋付けすることにより
特に高度な加工技術を要することなく容易に製作できて
製作費に対する影響も少ない。
のように構成されており、動翼頂部の冷却が十分に行わ
れるので、動翼に対するシュラウドの付け根部に高遠心
力と高温度により発生するクリープ変形が防止される。
しかも、これら複数の溝はシュラウド表面の窪み内に刻
設して窪みにプラグ板を嵌込んで蝋付けすることにより
特に高度な加工技術を要することなく容易に製作できて
製作費に対する影響も少ない。
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係るガスター
ビンの動翼の斜視図、動図（ｂ）は断面図である。
ビンの動翼の斜視図、動図（ｂ）は断面図である。
【図２】図２は分解図である。
【図３】図３は（ａ）は従来のガスタービンの動翼の斜
視図、同図（ｂ）は断面図、同図（ｃ）はその多孔の斜
視図である。
視図、同図（ｂ）は断面図、同図（ｃ）はその多孔の斜
視図である。
１ シュラウド ２ プラグ板 ３ 動翼 ４ フィン ５ 多孔 ａ 窪み ｂ 冷却空気用の溝 ｃ 切込み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 5/18 F02C 7/18
Claims (1)
- 【請求項１】 長さ方向に貫通する多孔を介して対流冷
却されるガスタービンの動翼において、上記多孔からシ
ュラウドに沿って分岐して設けられ、上記多孔を介して
対流冷却を行った冷却気体を通して動翼頂部を冷却する
複数の溝を有し、同溝は上記シュラウドの表面に設けた
窪み内に刻設され、同窪みには上記溝の両端に対応する
部位に切込穴が穿設されたプラグ板を嵌込んで蝋付けし
たことを特徴とするガスタービンの動翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15855094A JP3188105B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | ガスタービンの動翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15855094A JP3188105B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | ガスタービンの動翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828303A JPH0828303A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3188105B2 true JP3188105B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=15674161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15855094A Expired - Fee Related JP3188105B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | ガスタービンの動翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188105B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3276305B2 (ja) * | 1997-05-01 | 2002-04-22 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの冷却静翼 |
| US6761534B1 (en) * | 1999-04-05 | 2004-07-13 | General Electric Company | Cooling circuit for a gas turbine bucket and tip shroud |
| DE19963377A1 (de) * | 1999-12-28 | 2001-07-12 | Abb Alstom Power Ch Ag | Turbinenschaufel mit aktiv gekühltem Deckbandelement |
| DE10131073A1 (de) | 2000-12-16 | 2002-06-20 | Alstom Switzerland Ltd | Vorrichtung zur Kühlung eines Deckbandes einer Gasturbinenschaufel |
| JP4628865B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2011-02-09 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン動翼とそれを用いたガスタービン及びその発電プラント |
| US8322986B2 (en) * | 2008-07-29 | 2012-12-04 | General Electric Company | Rotor blade and method of fabricating the same |
| JP5232084B2 (ja) * | 2009-06-21 | 2013-07-10 | 株式会社東芝 | タービン動翼 |
| JP5591373B2 (ja) * | 2013-04-30 | 2014-09-17 | 三菱重工業株式会社 | タービン用翼およびその冷却方法 |
| US10301945B2 (en) * | 2015-12-18 | 2019-05-28 | General Electric Company | Interior cooling configurations in turbine rotor blades |
| DE102018200964A1 (de) | 2018-01-23 | 2019-07-25 | MTU Aero Engines AG | Rotorschaufeldeckband für eine Strömungsmaschine, Rotorschaufel, Verfahren zum Herstellen eines Rotorschaufeldeckbands und einer Rotorschaufel |
| US10641108B2 (en) * | 2018-04-06 | 2020-05-05 | United Technologies Corporation | Turbine blade shroud for gas turbine engine with power turbine and method of manufacturing same |
| CN109681464B (zh) * | 2018-11-27 | 2020-12-01 | 上海万泽精密铸造有限公司 | 预设有形变槽的耐高温叶轮 |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP15855094A patent/JP3188105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0828303A (ja) | 1996-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010327 |
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