JP3285793B2 - ガスタービンロータ - Google Patents
ガスタービンロータInfo
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- JP3285793B2 JP3285793B2 JP17409797A JP17409797A JP3285793B2 JP 3285793 B2 JP3285793 B2 JP 3285793B2 JP 17409797 A JP17409797 A JP 17409797A JP 17409797 A JP17409797 A JP 17409797A JP 3285793 B2 JP3285793 B2 JP 3285793B2
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- Japan
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- blade
- upstream
- cavity
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- cooling air
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン車室か
ら静翼を経て動翼に冷却空気を供給する構造を備えたガ
スタービンロータに関する。
ら静翼を経て動翼に冷却空気を供給する構造を備えたガ
スタービンロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のものについて図３および図４に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【０００３】図３に示すものでは、静翼２０を経由した
冷却空気２１は、矢印で示すように静翼２０の内端上流
側に設けた孔２２から流出し、静翼翼頂のラビリンス２
３を通り抜けて動翼２４の翼根部２５に供給され、冷却
に供されるようになっている。
冷却空気２１は、矢印で示すように静翼２０の内端上流
側に設けた孔２２から流出し、静翼翼頂のラビリンス２
３を通り抜けて動翼２４の翼根部２５に供給され、冷却
に供されるようになっている。
【０００４】すなわち、この形式のものにあっては、前
記翼根部２５に冷却空気を流すのは、同翼根部２５の上
流側と下流側の静圧差に依存することになるので、動翼
２４の前で高くするかもしくは動翼２４の後で低くする
ことが必要である。
記翼根部２５に冷却空気を流すのは、同翼根部２５の上
流側と下流側の静圧差に依存することになるので、動翼
２４の前で高くするかもしくは動翼２４の後で低くする
ことが必要である。
【０００５】また図４に示す他の形式のものは、前記図
３のものの構成に加えて、静翼２０の内周部に後流方向
に向けて開口するノズル２６を設け、同ノズル２６から
も冷却空気を噴出させ、同冷却空気が動翼２４の翼根部
２５へ入り易くなるようにしたものである。
３のものの構成に加えて、静翼２０の内周部に後流方向
に向けて開口するノズル２６を設け、同ノズル２６から
も冷却空気を噴出させ、同冷却空気が動翼２４の翼根部
２５へ入り易くなるようにしたものである。
【０００６】このノズル２６から噴出する冷却空気の流
れは、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面をとって図４（ｂ）に示
すように、ノズル２６の噴出角をθ、動翼２４の周速度
をｕ、冷却空気の噴出速度をｃとすると、図４（ｂ）中
に記入した速度三角形ができ、流入速度ｗが求められる
ことになる。
れは、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面をとって図４（ｂ）に示
すように、ノズル２６の噴出角をθ、動翼２４の周速度
をｕ、冷却空気の噴出速度をｃとすると、図４（ｂ）中
に記入した速度三角形ができ、流入速度ｗが求められる
ことになる。
【０００７】しかし、この流入速度ｗが加重されるとは
いうものの、この形式のものにあっても翼根部２５へ供
給される冷却空気の流動は、動翼２４の翼根部２５にお
ける上流側と下流側との静圧差によることが基本であ
る。
いうものの、この形式のものにあっても翼根部２５へ供
給される冷却空気の流動は、動翼２４の翼根部２５にお
ける上流側と下流側との静圧差によることが基本であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】タービン後方段の長い
動翼では、流体の速度の周方向成分は遠心力を発生さ
せ、流れが外周へ片寄る傾向があるので、通路面積内を
できるだけ一様流れにし、流体が軸方向に滑らかに流れ
るように、動翼へ入る時の圧力を外周寄りで高く、内周
で低くなるように動翼の通路面積と出入口角度を調整し
た設計とするのが普通である。
動翼では、流体の速度の周方向成分は遠心力を発生さ
せ、流れが外周へ片寄る傾向があるので、通路面積内を
できるだけ一様流れにし、流体が軸方向に滑らかに流れ
るように、動翼へ入る時の圧力を外周寄りで高く、内周
で低くなるように動翼の通路面積と出入口角度を調整し
た設計とするのが普通である。
【０００９】その結果、このような長い動翼の根本近く
ではその段の圧力降下の大部分が静翼中で発生し、動翼
前後の圧力差は極くわずかなものとなってしまう。従っ
て前記した図３の形式のものでは、翼根部へ冷却空気を
導入して所定の冷却空気量を確保することがむづかしく
なってしまうものである。
ではその段の圧力降下の大部分が静翼中で発生し、動翼
前後の圧力差は極くわずかなものとなってしまう。従っ
て前記した図３の形式のものでは、翼根部へ冷却空気を
導入して所定の冷却空気量を確保することがむづかしく
なってしまうものである。
【００１０】同様に図４のものでも、ラビリンス２３を
通った冷却空気による動翼前後の圧力差での冷却空気の
導入は期待できず、ノズル２６の噴出に多くを依存する
こととなり、冷却空気量の確保は大巾に低下せざるをえ
ないものである。
通った冷却空気による動翼前後の圧力差での冷却空気の
導入は期待できず、ノズル２６の噴出に多くを依存する
こととなり、冷却空気量の確保は大巾に低下せざるをえ
ないものである。
【００１１】本発明はこのような従来のものにおける不
具合を解消し、動翼の翼根部に対して確実に冷却空気を
供給しうるようにしたものを提供することを課題とする
ものである。
具合を解消し、動翼の翼根部に対して確実に冷却空気を
供給しうるようにしたものを提供することを課題とする
ものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、相隣接するディスクの翼根
位置で互いに軸方向に対向して張り出して当接する一対
のディスク腕と、同腕の外側で動翼の上流側端部底位置
に形成した動翼翼溝キャビティと、静翼の内周端上流側
に対向して形成した静翼上流側キャビティを有し、前記
一対のディスク腕を軸方向に貫通して前記静翼上流側キ
ャビティと動翼翼溝キャビティとを連通する連通孔を設
けたガスタービンロータを提供するものである。
解決すべくなされたもので、相隣接するディスクの翼根
位置で互いに軸方向に対向して張り出して当接する一対
のディスク腕と、同腕の外側で動翼の上流側端部底位置
に形成した動翼翼溝キャビティと、静翼の内周端上流側
に対向して形成した静翼上流側キャビティを有し、前記
一対のディスク腕を軸方向に貫通して前記静翼上流側キ
ャビティと動翼翼溝キャビティとを連通する連通孔を設
けたガスタービンロータを提供するものである。
【００１３】すなわち、動翼の上流側端部底位置の動翼
翼溝キャビティと、静翼の内周端上流側の静翼上流側キ
ャビティとは、ディスク腕を貫通した連通孔で連通され
ているので、動翼翼溝キャビティの圧力は静翼上流側キ
ャビティの圧力をほぼ確保することとなり、この動翼翼
溝キャビティに続く動翼翼根部へ確実に冷却空気の供給
を行うことができるものである。
翼溝キャビティと、静翼の内周端上流側の静翼上流側キ
ャビティとは、ディスク腕を貫通した連通孔で連通され
ているので、動翼翼溝キャビティの圧力は静翼上流側キ
ャビティの圧力をほぼ確保することとなり、この動翼翼
溝キャビティに続く動翼翼根部へ確実に冷却空気の供給
を行うことができるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１及び図２に基づいて本発明の
実施の一形態を説明する。図１は（ａ），（ｂ）図に区
分して本実施の形態の要部構成を示し、また図２は図１
の要部構成をタービン中に組み入れる位置関係を示すも
のである。
実施の一形態を説明する。図１は（ａ），（ｂ）図に区
分して本実施の形態の要部構成を示し、また図２は図１
の要部構成をタービン中に組み入れる位置関係を示すも
のである。
【００１５】ガスタービンのロータは図２に示すように
ディスク１を複数個軸方向に積重ね、これを締結ボルト
８で締付けて一本のロータを形成している。
ディスク１を複数個軸方向に積重ね、これを締結ボルト
８で締付けて一本のロータを形成している。
【００１６】ここで隣接する一対のディスク１，１につ
いてみれば、各ディスク１，１にそれぞれ固定された動
翼２４の翼根部に相当する位置において、隣接する一方
のディスク１から他方のディスク１に向かって軸方向に
張り出したディスク腕２を設け、互に隣接するディスク
１，１のディスク腕２，２同志を当接させて相互の位置
決めを行っている。
いてみれば、各ディスク１，１にそれぞれ固定された動
翼２４の翼根部に相当する位置において、隣接する一方
のディスク１から他方のディスク１に向かって軸方向に
張り出したディスク腕２を設け、互に隣接するディスク
１，１のディスク腕２，２同志を当接させて相互の位置
決めを行っている。
【００１７】このディスク腕２，２の当接部位Ｂを拡大
して図１に示している。なお、この部位には、動翼２
４，２４の間に当る動翼翼間部３が含まれており、本来
ここには静翼が動翼と対向方向に延びて配置されている
が、ここでは図示を省略している。
して図１に示している。なお、この部位には、動翼２
４，２４の間に当る動翼翼間部３が含まれており、本来
ここには静翼が動翼と対向方向に延びて配置されている
が、ここでは図示を省略している。
【００１８】図１及び図２共に左側が作動流体の上流側
であり、この上流側でディスク腕２の張り出し部に当る
位置（この位置は図示省略した静翼の上流側内周端が対
向する位置に相当する）に静翼上流側キャビティ４が形
成されている。
であり、この上流側でディスク腕２の張り出し部に当る
位置（この位置は図示省略した静翼の上流側内周端が対
向する位置に相当する）に静翼上流側キャビティ４が形
成されている。
【００１９】また、図１の右側の作動流体下流側では、
前記静翼上流側キャビティ４に対向して、動翼の上流側
端部底位置に動翼翼溝キャビティ５が形成されている。
前記静翼上流側キャビティ４に対向して、動翼の上流側
端部底位置に動翼翼溝キャビティ５が形成されている。
【００２０】そして軸方向で対向方向に張り出して延
び、その先端を当接した前記１対のディスク腕２，２に
は、同ディスク腕２，２中を軸方向に貫通する連通孔６
が設けられ、同連通孔６により前記静翼上流側キャビテ
ィ４と動翼翼溝キャビティ５とが連通されている。
び、その先端を当接した前記１対のディスク腕２，２に
は、同ディスク腕２，２中を軸方向に貫通する連通孔６
が設けられ、同連通孔６により前記静翼上流側キャビテ
ィ４と動翼翼溝キャビティ５とが連通されている。
【００２１】なお、前記１対のディスク腕２，２の当接
部は弾性的当接を狙って図示のように一部空間９を持っ
て当接する形態としているので、同空間９を通って前記
連通孔６が開放されないようにここには円周方向に亘っ
てシール板７が配設されている。
部は弾性的当接を狙って図示のように一部空間９を持っ
て当接する形態としているので、同空間９を通って前記
連通孔６が開放されないようにここには円周方向に亘っ
てシール板７が配設されている。
【００２２】本実施の形態は前記のように構成されてい
るので、図示省略の静翼を経由して静翼上流側キャビテ
ィ４に運ばれた冷却空気は、連通孔６を経て動翼翼溝キ
ャビティ５に送られる。
るので、図示省略の静翼を経由して静翼上流側キャビテ
ィ４に運ばれた冷却空気は、連通孔６を経て動翼翼溝キ
ャビティ５に送られる。
【００２３】連通孔６は、格別の障害物もなく冷却空気
はさしたる圧力損失もなく流れるので、動翼翼溝キャビ
ティ５内には静翼上流側キャビティ４内とほぼ等圧の冷
却空気が供給されることになる。
はさしたる圧力損失もなく流れるので、動翼翼溝キャビ
ティ５内には静翼上流側キャビティ４内とほぼ等圧の冷
却空気が供給されることになる。
【００２４】換言すれば図示省略の静翼の上流側と下流
側で圧力損失はなく、静翼上流側の圧力が次位に配置さ
れた動翼上流側の圧力としてほぼそのまま持ち越される
ことになる。
側で圧力損失はなく、静翼上流側の圧力が次位に配置さ
れた動翼上流側の圧力としてほぼそのまま持ち越される
ことになる。
【００２５】従って前記動翼翼溝キャビティ５から図示
省略の動翼翼根部への冷却空気の供給に際しては、静翼
上流側キャビティの圧力にほぼ相当する圧力を以って動
翼翼根部入口圧力とするので、冷却空気の送給は、確実
に行うことができるものである。
省略の動翼翼根部への冷却空気の供給に際しては、静翼
上流側キャビティの圧力にほぼ相当する圧力を以って動
翼翼根部入口圧力とするので、冷却空気の送給は、確実
に行うことができるものである。
【００２６】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】以上本発明によれば、相隣接するディス
クの翼根位置で互いに軸方向に対向して張り出して当接
する一対のディスク腕と、同腕の外側で動翼の上流側端
部底位置に形成した動翼翼溝キャビティと、静翼の内周
端上流側に対向して形成した静翼上流側キャビティを有
し、前記一対のディスク腕を軸方向に貫通して前記静翼
上流側キャビティと動翼翼溝キャビティとを連通する連
通孔を設けてガスタービンロータを構成しているので、
動翼翼溝キャビティに前記静翼上流側キャビティの圧力
に相当する圧力を確保し、これを動翼上流側の圧力とし
て動翼翼溝キャビティに続く翼根部への冷却空気を流す
力として用いることができ、冷却空気の供給を確実に、
かつ、安定的に行い得、以ってガスタービンの高温化対
応を大巾に前進させることができたものである。
クの翼根位置で互いに軸方向に対向して張り出して当接
する一対のディスク腕と、同腕の外側で動翼の上流側端
部底位置に形成した動翼翼溝キャビティと、静翼の内周
端上流側に対向して形成した静翼上流側キャビティを有
し、前記一対のディスク腕を軸方向に貫通して前記静翼
上流側キャビティと動翼翼溝キャビティとを連通する連
通孔を設けてガスタービンロータを構成しているので、
動翼翼溝キャビティに前記静翼上流側キャビティの圧力
に相当する圧力を確保し、これを動翼上流側の圧力とし
て動翼翼溝キャビティに続く翼根部への冷却空気を流す
力として用いることができ、冷却空気の供給を確実に、
かつ、安定的に行い得、以ってガスタービンの高温化対
応を大巾に前進させることができたものである。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービンロー
タの要部を示し、（ａ）は図２のＢ部拡大図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
タの要部を示し、（ａ）は図２のＢ部拡大図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本実施の形態の要部を組み入れ、全体の位置付
けを示す説明図である。
けを示す説明図である。
【図３】従来のガスタービンロータの要部の一例を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】従来のガスタービンロータの要部の他の例を示
し、（ａ）は同要部の説明図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ
断面図である。
し、（ａ）は同要部の説明図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ
断面図である。
１ ディスク ２ ディスク腕 ３ 動翼翼間部 ４ 静翼上流側キャビティ ５ 動翼翼溝キャビティ ６ 連通孔 ７ シール板 ８ 締結ボルト ９ 空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−242505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−25686（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−324632（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−81675（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 5/08 F01D 5/18 F01D 9/02 F01D 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】 相隣接するディスクの翼根位置で互いに
軸方向に対向して張り出して当接する一対のディスク腕
と、同腕の外側で動翼の上流側端部底位置に形成した動
翼翼溝キャビティと、静翼の内周端上流側に対向して形
成した静翼上流側キャビティを有し、前記一対のディス
ク腕を軸方向に貫通して前記静翼上流側キャビティと動
翼翼溝キャビティとを連通する連通孔を設けたことを特
徴とするガスタービンロータ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17409797A JP3285793B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | ガスタービンロータ |
| EP98924565A EP0921273B1 (en) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | Rotor for gas turbines |
| CA002262539A CA2262539C (en) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | Gas turbine rotor |
| US09/242,108 US6089827A (en) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | Rotor for gas turbines |
| PCT/JP1998/002564 WO1998057040A1 (fr) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | Rotor pour turbines a gaz |
| DE69820207T DE69820207T2 (de) | 1997-06-11 | 1998-06-10 | Rotor für gasturbinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17409797A JP3285793B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | ガスタービンロータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122402A JPH1122402A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3285793B2 true JP3285793B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=15972606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17409797A Expired - Fee Related JP3285793B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-30 | ガスタービンロータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285793B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105756719A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-07-13 | 北京航空航天大学 | 一种基于优化算法的压气机静子叶根开槽方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8092159B2 (en) * | 2009-03-31 | 2012-01-10 | General Electric Company | Feeding film cooling holes from seal slots |
| KR102582763B1 (ko) * | 2023-06-07 | 2023-09-26 | 터보파워텍(주) | 와이어 아크 용융 적층을 이용한 터빈 래비린스 씰 제조방법 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17409797A patent/JP3285793B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105756719A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-07-13 | 北京航空航天大学 | 一种基于优化算法的压气机静子叶根开槽方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1122402A (ja) | 1999-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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