JP6231071B2 - 冷却式の壁 - Google Patents
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Description
従来型のガスタービンでは、圧縮機が空気を加圧し、加圧された空気は燃焼器に案内されて燃料と混合され、燃焼ガスを発生させるために点火される。燃焼ガスは、燃焼器の下流側に配置されたタービンに流入する。タービンは、圧縮機及び発電機を駆動するために、エネルギを高温燃焼ガスから取り出す。
本開示の一つの側面は、高温ガス流路を冷却流路から分離する、ガスタービン用の冷却式の壁を提案することにある。この冷却式の壁は、乱流体リブの丸み付けられた先端部の輪郭と根元のフィレットとによる乱流体リブの冷却効率の損失を、少なくとも部分的に補償する。更に、翼の側壁、ヒートシールド、バーナ又は燃焼室を形成するこのような冷却式の壁が、開示の対象となる。本開示の付加的な構成は、従属請求項に記載されている。
同一の、又は機能的に同一の要素には、同じ符号が用いられる。記載された値及び寸法は例示された値に過ぎず、このような寸法又は実施形態に限定されるものではない。
Claims (15)
- 冷却流(14)からガスタービンの高温ガス流路を分離するための、冷却式の壁(1,2)であって、冷却される壁(5)から冷却流(14)内に向かって延びる、少なくとも1つの乱流体リブ(5)を有しており、該乱流体リブ(5)は、該乱流体リブ(5)の根元にフィレットを有しているものにおいて、
前記乱流体リブ(5)の少なくとも一方の側におけるフィレットは、該フィレットが形成される前の冷却式の壁(1,2)の原形に対して、該冷却式の壁(1,2)の内部に向かって延びていて凹所を形成しており、該凹所は前記乱流体リブ(5)に隣接する冷却式の壁(1,2)の厚さを局所的に減少させることを特徴とする、冷却式の壁。 - 少なくとも、運転中の前記冷却流(14)に関して前記乱流体リブ(5)の下流側にある前記フィレットは、前記冷却式の壁(1,2)の内部に向かって延びている、請求項1記載の冷却式の壁。
- 前記冷却式の壁(1,2)の内部に向かって延びている前記フィレットと、後続の乱流体リブ(5)の開始部との間の移行部は、直線状である、請求項1又は2記載の冷却式の壁。
- 前記冷却式の壁(1,2)の内部に向かって延びている前記フィレットと、後続の乱流体リブ(5)の開始部との間の移行部は、前記フィレットの曲率よりも小さな曲率で曲げられている、請求項1又は2記載の冷却式の壁。
- 前記乱流体リブ(5)の両側に、側壁(1,2)の内部に向かって延びるフィレットが設けられている、請求項1から4までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記冷却式の壁(1,2)の内部に向かって延びる前記フィレットと、完全な壁厚(t)を有する隣接する壁区分との間の移行部は、直線状である、請求項5記載の冷却式の壁。
- 前記冷却式の壁(1,2)の内部に向かって延びる前記フィレットと、完全な壁厚(t)を有する隣接する壁区分との間の移行部は、フィレットの曲率よりも小さな曲率で曲げられている、請求項5記載の冷却式の壁。
- 前記フィレットは、半径(R1)を有しており且つ該フィレット半径(R1)の0.5〜1.5倍の侵入深さ(δ)で前記冷却式の壁(1,2)の内部に向かって侵入している、請求項1から7までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記側壁(1,2)の内部に向かって延びている前記フィレットの侵入深さ(δ)は、前記フィレット半径(R1)よりも小さい、請求項1から7までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記側壁(1,2)の内部に向かって延びている前記フィレットの侵入深さ(δ)は、前記壁厚(t)の1/4未満である、請求項1から9までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記乱流体リブ(5)は、幅(w)を有しており、少なくとも2つの乱流体リブ(5)が、2つの後続の乱流体リブ(5)の間に間隔(L)を置いて配置されており、前記乱流体リブ幅(w)は、2つの後続の乱流体リブ(5)の間の間隔(L)の5%〜20%である、請求項1から10までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記冷却式の壁(1,2)は、高温ガス流路から冷却流路(4)を分離する冷却アセンブリの側壁(1,2)であり、乱流体リブの高さ(h)は、前記冷却流路(4)の高さ(H)の5%〜20%である、請求項1から11までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記乱流体リブ(5)は、前記冷却式の壁(1,2)の一体部分であり且つ/又は前記冷却式の壁(1,2)と前記乱流体リブ(5)とは、1体の鋳造部品である、請求項1から12までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記冷却式の壁(1,2)は、翼(3)の側壁(1,2)であり、前記翼(3)は、第1の側壁(1)と、対向する第2の側壁(2)とを有しており、これらの第1及び第2の側壁は、前縁と後縁とにおいて互いに結合されていて、根元部から先端部まで長手方向に延びており、前記翼(3)は内部冷却流路(4)を有しており、該内部冷却流路(4)は、前記翼(3)を冷却する冷却媒体を案内するために、前記第1及び第2の側壁(1,2)間で長手方向に延びている、請求項1から13までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
- 前記冷却式の壁(1,2)は、ガスタービンの高温ガス通路内に設けられたヒートシールドであるか、又はガスタービンのバーナ又は燃焼室の側壁である、請求項1から13までのいずれか1項記載の冷却式の壁。
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