JP6506549B2 - タービンブレード内の構造構成および冷却回路 - Google Patents
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Description
図5は、従来型の設計を有する回転子ブレードエーロフォイル25に見出すことができるような内部壁構成を示す。示したように、エーロフォイル25の外側表面を、比較的薄い加圧側外壁26および吸引側外壁27によって画定することができ、これらの外壁を、複数の半径方向に延び交差するリブ60を介して接続することができる。リブ60は、エーロフォイル25に対する構造的支持を与える一方で、複数の半径方向に延び実質的に分離された流路40をやはり画定するように構成される。典型的には、リブ60は、エーロフォイル25の半径方向の高さの大部分にわたり流路を仕切るように半径方向に延びるが、下記により詳細に論じるように、冷却回路を画定するように、流路をエーロフォイルの周辺に沿って接続することができる。すなわち、流路40は、エーロフォイル25の外側寄り端部または内側寄り端部のところで、ならびに多数の小さな交差通路または交差通路の間に位置することができるインピンジメントアパーチャ(図示せず)を介して流体連通することができる。このようにして、流路40のうちのあるものは一緒に、曲がりくねったまたは蛇行する冷却回路を形成することができる。加えて、冷却剤を流路40からエーロフォイル25の外側表面上へと通して放出する出口を形成する膜冷却ポート(図示せず)を含むことができる。
11 圧縮機
12 燃焼器
13 タービン
14 圧縮機回転子ブレード
15 圧縮機固定子ブレード
16 タービン回転子ブレード
17 タービン固定子ブレード
21 付け根
24 プラットフォーム
25 エーロフォイル
26 加圧側外壁
27 吸引側外壁
28 前縁
29 後縁
31 外側寄り先端
40 流路
60 リブ
62 カンバ線リブ
63 加圧側カンバ線リブ
64 吸引側カンバ線リブ
66 トラバースリブ
67 加圧側トラバースリブ
68 吸引側トラバースリブ
69 中央トラバースリブ
111 交差通路
113 角度
114 対向面
115 隣接面
116 出口面
117 出口
118 タービュレータ
119 角度
120 入口
Claims (12)
- 凹形状をした加圧側外壁および凸形状をした吸引側外壁であり、前縁および後縁に沿って接続し、前記外壁の間に冷却剤の流れを受けるための半径方向に延びるチャンバを形成する、加圧側外壁および吸引側外壁によって画定されるエーロフォイルを備えるタービンブレードであって、
第1の流路および第2の流路を含む半径方向に延びる流路へと前記チャンバを仕切るリブ構成と、
前記第1の流路内に形成された入口を前記第2の流路内に形成された出口へと流体接続する交差通路と
をさらに備え、
前記交差通路が前記第2の流路に対して傾斜した構成を含み、
前記第2の流路は、前記交差通路の前記出口が形成される第1の面および前記交差通路が狙いを定める第2の面を含む半径方向に延びる面によって画定され、
前記第1の面および前記第2の面が、前記第2の流路の隣接する面を備え、
前記第1の面がカンバ線リブを含み、前記第2の面がトラバースリブを含む、
タービンブレード。 - 前記傾斜した構成は、前記交差通路の中心軸が前記交差通路の前記出口を囲む表面に垂直な方向に対してある角度に向けられる構成を含む、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記傾斜した構成は、前記交差通路の前記中心軸および前記出口を囲む前記表面に垂直な前記方向が20°よりも大きい鋭角を形成する構成を含む、請求項2記載のタービンブレード。
- 前記交差通路がほぼ直線であり、
前記傾斜した構成は、前記交差通路が前記交差通路の前記出口を囲む表面に対してある角度に向けられる構成を含む、
請求項1記載のタービンブレード。 - 前記傾斜した構成は、前記交差通路および前記交差通路の前記出口を囲む前記表面が70°よりも小さい角度を形成する構成を含む、請求項4記載のタービンブレード。
- 前記傾斜した構成は、前記交差通路および前記交差通路の前記出口の前記周囲の表面が50°よりも小さい角度を形成する構成を含む、請求項4記載のタービンブレード。
- 前記傾斜した構成は、前記交差通路が前記第2の流路の中心軸に対して接線方向に向けられる構成を含み、
前記交差通路が湾曲する、
請求項1乃至3のいずれかに記載のタービンブレード。 - 前記交差通路の前記傾斜した構成が、半径方向傾きを含み、
前記傾斜した構成の前記半径方向傾きが、少なくとも20°の角度を含む、請求項1乃至7のいずれかに記載のタービンブレード。 - 前記交差通路が、湾曲したプロファイルを含む、請求項1乃至3のいずれかに記載のタービンブレード。
- 前記第2の面が、タービュレータを含み、前記タービュレータが、急峻な面を有し、ほぼ半径方向に向いた細長い突起を含む、請求項1乃至9のいずれかに記載のタービンブレード。
- 前記第1の面および前記第2の面のうちの一方が、波形プロファイルを有するカンバ線リブのセグメントを含み、
前記波形プロファイルが、少なくとも1つの前後への「S字」形状を有するプロファイルを含み、
前記タービンブレードが、タービン回転子ブレードを含み、
前記交差通路が、前記通路を通る加圧した冷却剤の流れを衝突させるように構成されたくびれ構成を含む、
請求項1乃至10のいずれかに記載のタービンブレード。 - 凹形状をした加圧側外壁および凸形状をした吸引側外壁であり、前縁および後縁に沿って接続し、前記外壁の間に冷却剤の流れを受けるための半径方向に延びるチャンバを形成する、加圧側外壁および吸引側外壁によって画定されるエーロフォイルを備えるタービンブレードであって、
第1の流路および第2の流路を含む半径方向に延びる流路へと前記チャンバを仕切るリブ構成と、
前記第1の流路内に形成された入口を前記第2の流路内に形成された出口へと流体接続する交差通路と
をさらに備え、
前記交差通路が、前記第2の流路に対して傾斜し、
前記第2の流路は、前記交差通路の前記出口が形成される第1の面および前記交差通路が狙いを定める第2の面を含む半径方向に延びる面によって画定され、
前記第1の面および前記第2の面が、前記第2の流路の隣接する面を備え、
前記第1の面がトラバースリブを含み、前記第2の面がカンバ線リブを含む、
タービンブレード。
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