JP2000034902A - Cooling rotor blade for gas turbine - Google Patents
Cooling rotor blade for gas turbineInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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- F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン冷却動
翼に関し、冷却空気の流れを改善して冷却効率を高める
と共に、シール用空気の流れも改善してシール性能も向
上させた構造の冷却動翼としたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling blade for a gas turbine, and more particularly to a cooling blade having a structure in which the flow of cooling air is improved to enhance the cooling efficiency, and the flow of sealing air is also improved to improve the sealing performance. It is a wing.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は従来のガスタービンの1段動翼の
代表的な断面図である。図において、20は動翼であ
り、21は翼根部、22はプラットフォームである。翼
根部には冷却通路23,24,25,26がそれぞれ独
立して設けられており、冷却通路23は前縁側の通路
で、翼内の冷却通路23aに連通し、冷却空気40がロ
ータ側から流入し、冷却通路23aから前縁部を冷却し
ながら冷却穴29から流出し、前縁部をシャワーヘッド
フィルム冷却する。冷却通路24からは冷却空気41が
流入し、翼内の冷却通路24aを通り、先端部から24
bに流入し、24bから基部の方に流れ、24cに流入
し、先端部より流出し、この過程において図4で後述す
るように冷却穴より翼表面へ流出してフィルム冷却を行
う。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a typical sectional view of a one-stage moving blade of a conventional gas turbine. In the figure, reference numeral 20 denotes a blade, 21 denotes a blade root, and 22 denotes a platform. Cooling passages 23, 24, 25, and 26 are provided independently of each other at the blade root portion. The cooling passage 23 is a passage on the leading edge side, communicates with a cooling passage 23a in the blade, and cools air 40 from the rotor side. It flows in and flows out of the cooling hole 29 while cooling the front edge from the cooling passage 23a, and the front edge is cooled by the shower head film. Cooling air 41 flows from the cooling passage 24, passes through the cooling passage 24a in the blade,
b, flows toward the base from 24b, flows into 24c, flows out from the tip, and in this process flows out from the cooling hole to the blade surface as described later with reference to FIG.
【0003】冷却通路25からは冷却空気42が、通路
28からは冷却空気43がそれぞれ流入し、合流して冷
却通路25aを流れ、先端部から通路25bに入り、基
部側に流れて25cに流入し、通路25cを流れる過程
において図4で後述するように、冷却穴より表面に流出
してフィルム冷却を行い、残りの空気は後縁27の冷却
穴28より流出してピンフィン冷却を行う。[0003] Cooling air 42 flows from the cooling passage 25, and cooling air 43 flows from the passage 28, merges and flows through the cooling passage 25a, enters the passage 25b from the front end, flows toward the base, and flows into the 25c. In the course of flowing through the passage 25c, as described later with reference to FIG. 4, the film flows out from the cooling hole to the surface to perform film cooling, and the remaining air flows out from the cooling hole 28 in the trailing edge 27 to perform pin fin cooling.
【0004】図4は図3におけるB−B断面図であり、
図示のように前縁の冷却通路23a内の冷却空気の一部
は冷却穴29から翼外に流出し、シャワーヘッドフィル
ム冷却を行い、前縁部を冷却している。又、冷却通路2
4c内を流れる冷却空気の一部は流れる過程において冷
却穴30より斜めに流出し、表面のフィルム冷却を行
い、同様に通路25cを流れる過程において冷却穴31
からも斜め方向に翼表面に流出し、後縁部をフィルム冷
却している。なお、図示の例では冷却穴は29,30,
31の個所のみ示したが、冷却穴はこれ以外に多数設け
られている。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG.
As shown in the drawing, a part of the cooling air in the cooling passage 23a at the leading edge flows out of the blade through the cooling hole 29, performs showerhead film cooling, and cools the leading edge. Also, cooling passage 2
Part of the cooling air flowing through the inside of the cooling holes 4c obliquely flows out of the cooling holes 30 in the process of flowing, performs film cooling of the surface, and similarly, in the process of flowing through the passages 25c, the cooling holes 31
From the surface of the wing, and the trailing edge is film-cooled. In the example shown, the cooling holes are 29, 30,
Although only 31 locations are shown, a number of cooling holes are provided in addition to this.
【0005】図5はシール用空気の流れを示す図であ
る。図において動翼20の後段には静翼50が配置され
ており、51は内側シュラウド、52は外側シュラウド
である。53は内側シュラウド端部51内部のキャビテ
ィ、54はシールリング保持環でラビリンスシール58
を保持している。このラビリンスシール58はロータの
ディスクとシール部を構成している。55はシールリン
グ保持環に穿設された穴であり、後述するようにシール
用空気が流出する。56は隣接する動翼20と静翼50
とで形成される空間、57は静翼50の内側シュラウド
端部57aのハニカムシール、58は前述したラビリン
スシール、59は静翼50と隣接する前段の動翼との間
に形成される空間である。FIG. 5 is a diagram showing the flow of sealing air. In the drawing, a stationary blade 50 is arranged at a stage subsequent to the moving blade 20, 51 is an inner shroud, and 52 is an outer shroud. 53 is a cavity inside the inner shroud end 51, 54 is a labyrinth seal 58 which is a seal ring holding ring.
Holding. The labyrinth seal 58 forms a disk and a seal portion of the rotor. Reference numeral 55 denotes a hole formed in the seal ring holding ring, and sealing air flows out as described later. Reference numeral 56 denotes an adjacent moving blade 20 and a stationary blade 50.
57 is a honeycomb seal at the inner shroud end 57a of the stationary blade 50, 58 is a labyrinth seal described above, and 59 is a space formed between the stationary blade 50 and an adjacent preceding moving blade. is there.
【0006】上記の構成において、シール用空気70は
静翼50中に設けられたシール用チューブ71を通り、
内側シュラウド端部51内のキャビティ53に流入し、
キャビティ53内を外部の燃焼ガス通路の圧力よりも高
め、シールリング保持環54の穴55から空間56に流
出し、空間56から動翼20のプラットフォーム22の
端部22bと静翼50の内側シュラウド端部57aのハ
ニカムシール57で形成されるシール部の隙間を通り、
70aのように燃焼ガス通路に流出する。一方、シール
リング保持環54の穴55から流出した冷却空気の一部
はラビリンスシール58とロータディスク80とのシー
ル部隙間を通り、空間59に流出し、空間59より内側
シュラウド51の後方端から前段と同じように70bと
して流出する。In the above configuration, the sealing air 70 passes through the sealing tube 71 provided in the stationary blade 50,
Flows into the cavity 53 in the inner shroud end 51,
The inside of the cavity 53 is made higher than the pressure of the external combustion gas passage, flows out of the hole 55 of the seal ring retaining ring 54 into the space 56, and from the space 56, the end 22 b of the platform 22 of the moving blade 20 and the inner shroud of the stationary blade 50. Passing through the gap of the seal portion formed by the honeycomb seal 57 at the end portion 57a,
It flows out into the combustion gas passage as indicated by 70a. On the other hand, a part of the cooling air flowing out of the hole 55 of the seal ring holding ring 54 passes through the gap between the labyrinth seal 58 and the rotor disk 80, flows out into the space 59, and from the rear end of the shroud 51 inside the space 59. It flows out as 70b as in the previous stage.
【0007】動翼20と前段の静翼との間も同じであ
り、プラットフォーム22の前方端部22aと前段の静
翼との間を通り同様にシール用空気70cが流出する。
このようにして静翼50の内側シュラウド51内部及び
動翼20のプラットフォーム22内側を燃焼ガス通路よ
りも高圧にしてこれら内側空間に高温の燃焼ガスが流入
するのを防止している。The same is true between the moving blade 20 and the preceding stationary vane, and the sealing air 70c similarly flows out between the front end 22a of the platform 22 and the preceding stationary vane.
In this manner, the inside of the inner shroud 51 of the stationary blade 50 and the inside of the platform 22 of the moving blade 20 are set at a higher pressure than the combustion gas passage, thereby preventing high-temperature combustion gas from flowing into these inside spaces.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前述のようにガスター
ビンの1段動翼では冷却空気を翼内に導き冷却をし、そ
の冷却空気は内部の冷却通路を流れる過程において、冷
却穴から翼表面に噴出させて翼表面の前縁部をシャワー
ヘッドフィルム冷却、翼の腹側や背側のフィルム冷却を
行っている。近年のガスタービンにおいては燃焼ガスの
高温化が進み、燃焼器出口温度で1150℃程度のもの
が実現しており、近年では更に1300℃以上のプラン
トが開発されようとしている。これに伴って1段目の動
翼は特に高温の燃焼ガスに最もさらされる部分であり、
翼の冷却は更に効率良く行う必要があり、更なる冷却構
造の改良が望まれている。As described above, in a single-stage bucket of a gas turbine, cooling air is guided into the blades to perform cooling. The cooling air flows from a cooling hole to a blade surface in a process of flowing through an internal cooling passage. To cool the showerhead film on the leading edge of the wing surface and cool the film on the ventral and dorsal sides of the wing. In recent gas turbines, the temperature of combustion gas has been increasing, and the temperature at the combustor outlet has been increased to about 1150 ° C. In recent years, plants having a temperature of 1300 ° C. or more are being developed. Along with this, the first stage rotor blade is the part most exposed to particularly high temperature combustion gas,
It is necessary to cool the blade more efficiently, and further improvement of the cooling structure is desired.
【0009】又、シール用空気も燃焼ガスの高温化に伴
い、シール性能を向上させ、プラットフォームやシュラ
ウドの内側に燃焼ガスが侵入しないように充分にシール
圧を確保すると共に、シール用空気も効率良く利用しな
ければならない。In addition, the sealing air is also improved in sealing performance as the temperature of the combustion gas is increased, and a sufficient sealing pressure is ensured so that the combustion gas does not enter the inside of the platform or the shroud. You have to use it well.
【0010】そこで本発明は、ガスタービン冷却動翼、
特に1段動翼において、冷却空気の通路に改良を加え、
冷却空気が冷却通路を効率良く流れて冷却効率を高め、
更にシール用空気の流路もシール効果が増すような形状
を採用し、冷却性能、シール性能共向上させることを課
題としてなされたものである。Accordingly, the present invention provides a gas turbine cooling blade,
Especially in the first stage rotor blades, the cooling air passage was improved,
Cooling air efficiently flows through the cooling passage to increase cooling efficiency,
Further, it is an object of the present invention to improve the cooling performance and the sealing performance by adopting a shape for increasing the sealing effect also in the flow path of the sealing air.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の(1),(2)の手段を提供する。The present invention provides the following means (1) and (2) to solve the above-mentioned problems.
【0012】(1)動翼内部に冷却空気の通路を設け同
通路にプラットフォーム下部より冷却空気を導いて流し
翼を冷却すると共に、隣接する前段、後段の静翼の内側
シュラウド端部と前記プラットフォーム端部との間にシ
ール部を設け、同シール部よりシール用空気を燃焼ガス
通路に流出させるガスタービン冷却動翼において、前記
冷却空気通路は冷却空気を前縁部に流し、先端に流出さ
せる第1の通路と、冷却空気を後縁側から導き、後縁に
設けられた多数のスロットより一部を流出させると共に
残部は前縁側に向かってサーペンタイン流路を流れ先端
に流出させる第2の通路とから構成されることを特徴と
するガスタービン冷却動翼。(1) A cooling air passage is provided inside the moving blade, cooling air is guided from the lower part of the platform through the passage to cool the blade, and the inner shroud ends of the adjacent front and rear stationary vanes and the platform are arranged. In a gas turbine cooling blade having a seal portion provided between the end portion and a sealing air from the seal portion to a combustion gas passage, the cooling air passage allows cooling air to flow to a front edge portion and to flow to a tip end. A first passage for guiding the cooling air from the trailing edge side to allow a portion to flow out from a number of slots provided on the trailing edge, and a second passage to flow the serpentine flow path toward the leading edge side and to the leading end; And a gas turbine cooling blade.
【0013】(2)上記(1)の発明において、前記シ
ール部は前記プラットフォーム端部に設けられたナイフ
エッジと隣接する静翼の内側シュラウド端部とでシール
を構成すると共に、同シールから蛇行する流路を形成
し、同蛇行流路からシール用空気を燃焼ガス流れ方向に
向かって上向きに傾斜して燃焼ガス流路へ流出させるこ
とを特徴とするガスタービン冷却動翼。(2) In the above invention (1), the seal portion forms a seal with a knife edge provided at the platform end and an inner shroud end of an adjacent stationary blade, and meanders from the seal. A gas turbine cooling blade having a flow path formed therein, wherein the sealing air flows from the meandering flow path to the combustion gas flow path inclining upward in the combustion gas flow direction.
【0014】本発明の(1)では、第1の冷却通路にお
いて、冷却空気は最も高温燃焼ガスにさらされ、熱的影
響の厳しい前縁部を冷却し、そのまま先端より流出する
ので冷たい空気で前縁部が効果的に冷却される。第2の
冷却通路においては、冷却空気は後縁部がまず冷たい空
気で冷却され、熱的影響を受け疲労強度が低下するハブ
部を冷却し、疲労強度の低下を防止し、一部を後縁のス
ロットより流出させて後縁のフィンを冷却し、その後サ
ーペンタイン流路に流れて翼の主要部を冷却して前縁側
に流れ、先端より外部へ流出する。このように前縁側と
後縁側からそれぞれ独立の第1,第2の通路を設けたの
で、冷却効率が向上する。In (1) of the present invention, in the first cooling passage, the cooling air is exposed to the hottest combustion gas, cools the leading edge which is severely affected by heat, and flows out from the tip as it is, so that the cooling air is cooled. The leading edge is effectively cooled. In the second cooling passage, the cooling air is cooled at the trailing edge first with cold air, cools the hub portion where the fatigue strength is reduced due to the thermal influence, prevents the fatigue strength from being lowered, and partially cools the rear portion. The air flows out of the slot at the edge to cool the trailing edge fin, then flows into the serpentine flow path, cools the main part of the blade, flows toward the leading edge, and flows out from the tip. Since the first and second passages are provided independently from the leading edge side and the trailing edge side, the cooling efficiency is improved.
【0015】本発明の(2)では、シール用空気がナイ
フエッジによりシールを構成しているのでシール圧をこ
の部分で高め、更にシールを流出するシール用空気は蛇
行しながら流れて漏れ量を少くすると共に、シール性能
を向上させる。又、流出するシール用空気は燃焼ガス流
れ方向に向かって斜め上向きに燃焼ガス通路に流出する
ので、その流れはプラットフォームの端部や静翼の内側
シュラウド端部に当たり、これらの部分を冷却する作用
も併せたものである。In (2) of the present invention, since the sealing air forms the seal by the knife edge, the sealing pressure is increased at this portion, and the sealing air flowing out of the seal flows meandering to reduce the amount of leakage. To reduce the number and improve the sealing performance. In addition, since the outflowing sealing air flows into the combustion gas passage obliquely upward in the flow direction of the combustion gas, the flow hits the end of the platform or the end of the inner shroud of the stationary blade, and acts to cool these portions. Is also combined.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン冷却動翼の内部断面図で
あり、特に1段動翼の例を示し、図2はそのA−A断面
図である。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an internal cross-sectional view of a gas turbine cooling blade according to an embodiment of the present invention, and particularly shows an example of a single-stage blade, and FIG. 2 is an AA cross-sectional view thereof.
【0017】両図において、1は動翼であり、2はその
プラットフォームである。3,4,5は冷却通路であ
り、翼根部16に穿設されており、ロータ側から供給さ
れる冷却空気が供給される。冷却通路3は翼内の通路3
aに連通し、冷却通路4,5は翼根部16の途中で合流
して冷却通路6となっている。これら冷却通路3,4,
5は図3に示す従来のものよりも数を少くし、又、4,
5においてはリブにより流路を絞り、流入量を調整して
いる。In both figures, 1 is a rotor blade and 2 is its platform. Reference numerals 3, 4, and 5 denote cooling passages, which are formed in the blade root portion 16 and are supplied with cooling air supplied from the rotor side. The cooling passage 3 is a passage 3 in the blade.
a, the cooling passages 4 and 5 join together in the middle of the blade root 16 to form a cooling passage 6. These cooling passages 3, 4,
5 is smaller in number than the conventional one shown in FIG.
In No. 5, the flow path is narrowed by a rib to adjust the inflow amount.
【0018】冷却通路6は後縁側に設けられ、翼内の通
路6a,6b,6c,6d,6eに連通し、翼内でサー
ペンタイン冷却通路を形成している。7は後縁であり、
多数のスロット15がほぼ軸方向を向くように穿設され
ている。8は通路6a〜6eの壁面に設けられた斜めの
タービュレータであり、9a,9bは前縁側の通路3a
内の壁面に設けられたタービュレータである。The cooling passage 6 is provided on the trailing edge side and communicates with the passages 6a, 6b, 6c, 6d and 6e in the blade to form a serpentine cooling passage in the blade. 7 is the trailing edge,
A number of slots 15 are drilled so as to be oriented substantially in the axial direction. Reference numeral 8 denotes an oblique turbulator provided on the wall surface of each of the passages 6a to 6e, and 9a and 9b represent passages 3a on the front edge side.
It is a turbulator provided on the inner wall surface.
【0019】10は傾斜部であり、プラットフォーム2
の前段側の端部2aのガス通路側の上面を斜め上向きに
成形した部分であり、隣接する前段の静翼との間に通路
17を形成している。11も同じく傾斜部であり、プラ
ットフォーム2の後段側の端部2cの内側下面を斜め上
向きに成形した部分であり、隣接する前段の静翼との間
に通路18を形成している。12a,12b,12cは
シールピンであり、円周方向に隣接する動翼のプラット
フォームとの間をシールしている。Reference numeral 10 denotes an inclined portion, and the platform 2
This is a portion in which the upper surface of the front end 2a on the gas passage side is formed obliquely upward and forms a passage 17 between the adjacent front stationary vane. Numeral 11 also denotes an inclined portion, which is a portion in which the inner lower surface of the rear end 2c of the platform 2 is formed obliquely upward, and forms a passage 18 between the adjacent front stationary vane. Reference numerals 12a, 12b, and 12c denote seal pins that seal between circumferentially adjacent blade platforms.
【0020】13,14はナイフエッジであり、13は
プラットフォーム2の前段側の端部2aに、14は後段
側の端部2dにそれぞれ設けられ、隣接する静翼のシー
ル部と近接し、内側をシールしている。100,10
1,102はロータ側から供給される冷却空気であり、
それぞれ冷却通路3,4,5に流入する。又、動翼1の
表面はセラミックスコーティング等のTBC(Thermal
Barrier Coating)を施し、高温燃焼ガスによる熱の影響
に対処している。Reference numerals 13 and 14 denote knife edges, 13 is provided at the front end 2a of the platform 2 and 14 is provided at the rear end 2d, respectively, and is located close to the seal portion of the adjacent stationary vane. Is sealed. 100, 10
1, 102 is cooling air supplied from the rotor side,
The coolant flows into the cooling passages 3, 4, and 5, respectively. The surface of the rotor blade 1 is made of TBC (Thermal
Barrier Coating is applied to deal with the effects of heat from the hot combustion gases.
【0021】上記構成の冷却動翼において、冷却空気1
00は冷却通路3から通路3aに直線状に流れてタービ
ュレータ9a,9bにより流れが乱されて熱伝達率を良
好にして高温にさらされ、熱的に最も厳しい前縁部を冷
却し、先端より燃焼ガス通路へ流出する。In the cooling blade having the above configuration, the cooling air 1
00 flows linearly from the cooling passage 3 to the passage 3a, is disturbed by the turbulators 9a and 9b, improves the heat transfer coefficient, and is exposed to a high temperature. It flows out to the combustion gas passage.
【0022】冷却空気101,102は冷却通路4,5
より流入し、冷却通路6で合流し、通路6aを先端に向
かって流れタービュレータ8で流れを攪拌して伝熱効果
を高めながら後縁部を冷却し、その過程で一部の空気は
後縁7に設けられた多数のスロット15よりほぼ軸方向
に流出し後縁を冷却する。The cooling air 101, 102 is supplied to the cooling passages 4, 5
The turbulator 8 flows into the cooling passage 6 and flows toward the front end thereof. The turbulator 8 cools the trailing edge while increasing the heat transfer effect. 7 flows out of the large number of slots 15 provided substantially in the axial direction and cools the rear edge.
【0023】通路6aからの冷却空気は先端部より通路
6bに入り、プラットフォーム2側に向かって流れ、翼
を同様に冷却し、プラットフォーム2下部より反転して
通路6cに流入し、通路6cの先端側から通路6dに流
れ、更にプラットフォーム2下部から通路6eに流入し
て先端から外部へ流出する。このように冷却空気10
1,102は通路6a,6b,6c,6d,6eで構成
されるサーペンタイン流路を流れる過程において、斜め
に配置したタービュレータ8で流れに乱れを与えて攪拌
して冷却効果を高め、翼の主要部を冷却し、冷却後の空
気は先端より流出する。The cooling air from the passage 6a enters the passage 6b from the leading end, flows toward the platform 2, cools the blades in the same manner, inverts from the lower part of the platform 2 and flows into the passage 6c, and the leading end of the passage 6c. Flows from the side into the passage 6d, flows into the passage 6e from the lower part of the platform 2, and flows out from the tip. Thus, the cooling air 10
In the process of flowing through the serpentine flow path composed of the passages 6a, 6b, 6c, 6d, and 6e, the turbulators 8 obliquely disturb the flow and agitate the flow to enhance the cooling effect. The part is cooled, and the cooled air flows out from the tip.
【0024】このように冷却空気101,102は動翼
1の後縁側から流入させ、冷たい空気を後縁ハブ部に流
し、特に後縁ハブ部の熱による疲労強度を向上するよう
にし、又、通路6aには冷たい空気が最初に流入するの
で後縁のフィン部分が効果的に冷却され、通路6a内の
斜めタービュレータ8は他の通路よりは数も少くし、通
路6a自身も他の通路より大きくすることができる。
又、このような冷却方式を採用した動翼1では従来のよ
うな冷却穴29,30,31が不要となり、シャワーヘ
ッドフィルム冷却は不要となるものである。As described above, the cooling air 101 and 102 are made to flow in from the trailing edge side of the rotor blade 1 to flow cool air to the trailing edge hub portion, and in particular, to improve the fatigue strength of the trailing edge hub portion due to heat. Since the cold air flows into the passage 6a first, the fin portion at the trailing edge is effectively cooled, the number of the oblique turbulators 8 in the passage 6a is smaller than that of the other passages, and the passage 6a itself is also more than the other passages. Can be bigger.
Further, in the moving blade 1 adopting such a cooling method, the cooling holes 29, 30, and 31 as in the related art become unnecessary, and the cooling of the shower head film becomes unnecessary.
【0025】シール用空気103は図5で説明したよう
に隣接する静翼内から流入し、前段側では隣接する静翼
との間を流れ、ナイフエッジ13と隣接する静翼のシー
ル部間に流出し、蛇行しながら流れて傾斜部10で形成
される通路17から斜めに沿って流出し、その蛇行した
流れによりシール性能を高め、損失も少くなる。流出し
たシール用空気は斜め上向きに燃焼ガスの流れ方向に流
出するので、プラットフォーム2の端部2aに当たり、
この部分を冷却する効果も有する。As described with reference to FIG. 5, the sealing air 103 flows from inside the adjacent stationary blade, flows between the adjacent stationary blade on the front stage side, and flows between the knife edge 13 and the sealing portion of the adjacent stationary blade. It flows out, flows in a meandering manner, and flows out obliquely from the passage 17 formed by the inclined portion 10. The meandering flow enhances sealing performance and reduces loss. The outflowing sealing air flows out obliquely upward in the flow direction of the combustion gas, and hits the end 2 a of the platform 2.
It also has the effect of cooling this part.
【0026】更に後段側では、シール用空気104は同
様に後段の静翼のシール部とナイフエッジ14とで形成
する隙間から流出し、蛇行しながら傾斜部11で形成さ
れる通路18から燃焼ガス流れ方向に上向きに流出し、
上記と同様にシール性能を高めると共に、その流出した
シール用空気で隣接する静翼の内側シュラウド端部も冷
却する効果を有する。Further, on the downstream side, the sealing air 104 similarly flows out of a gap formed by the sealing portion of the downstream stationary blade and the knife edge 14, and the combustion gas flows from the passage 18 formed by the inclined portion 11 while meandering. Flows upward in the direction of flow,
In the same manner as described above, the sealing performance is enhanced, and the leaked sealing air also has the effect of cooling the inner shroud end of the adjacent vane.
【0027】以上、説明したように本実施形態において
は、冷却用空気100は前縁側の通路3aへ直線状に流
して前縁部のみを冷却し、冷却空気101,102を後
縁側から流入させ、通路6a,6b,6c,6d,6e
で形成するサーペンタイン流路と、これらの通路に設け
た斜めタービュレータ8とで翼を効果的に冷却するの
で、冷却効果が向上する。As described above, in the present embodiment, the cooling air 100 flows straight into the passage 3a on the front edge side to cool only the front edge, and allows the cooling air 101 and 102 to flow from the rear edge side. , Passages 6a, 6b, 6c, 6d, 6e
The blades are effectively cooled by the serpentine flow paths formed by the above and the oblique turbulators 8 provided in these paths, so that the cooling effect is improved.
【0028】更にシール用空気103,104の流出経
路をナイフエッジ13,14と傾斜部10,11で形成
される斜め上向きの通路17,18とにより蛇行して流
出するようにしたので、シール性能が向上すると共に、
流出するシール用空気によってもプラットフォーム2の
端部2aを冷却し、又、隣接する静翼の内側シュラウド
端部も冷却することができる。Further, the outflow path of the sealing air 103, 104 is meandered by the knife edges 13, 14 and the obliquely upward passages 17, 18 formed by the inclined portions 10, 11, so that the outflow path is sealed. Is improved,
The outflowing sealing air can also cool the end 2a of the platform 2 and also cool the inner shroud end of the adjacent vane.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明のガスタービン冷却動翼は、
(1)動翼内部に冷却空気の通路を設け同通路にプラッ
トフォーム下部より冷却空気を導いて流し翼を冷却する
と共に、隣接する前段、後段の静翼の内側シュラウド端
部と前記プラットフォーム端部との間にシール部を設
け、同シール部よりシール用空気を燃焼ガス通路に流出
させるガスタービン冷却動翼において、前記冷却空気通
路は冷却空気を前縁部に流し、先端に流出させる第1の
通路と、冷却空気を後縁側から導き、後縁に設けられた
多数のスロットより一部を流出させると共に残部は前縁
側に向かってサーペンタイン流路を流れ先端に流出させ
る第2の通路とから構成されることを特徴としている。
このような構成により第1の冷却通路により前縁部が、
第2の冷却通路により後縁部と主要部がそれぞれ効果的
に冷却され、冷却効率が向上するものである。As described above, the gas turbine cooling blade of the present invention comprises:
(1) A cooling air passage is provided inside the moving blade, cooling air is guided from the lower part of the platform through the passage to cool the blade, and the inner shroud end of the adjacent front and rear stationary vanes and the platform end are connected to each other. In the gas turbine cooling blade, in which a seal portion is provided between the seal portions and the sealing air flows out to the combustion gas passage, the cooling air passage causes the cooling air to flow to the front edge portion and to flow out to the tip. A passage and a second passage for guiding cooling air from the trailing edge, allowing a part of the cooling air to flow out from a number of slots provided on the trailing edge, and the remainder to flow the serpentine flow path toward the leading edge and to the leading end. It is characterized by being done.
With such a configuration, the front edge portion is formed by the first cooling passage,
The second cooling passage effectively cools the trailing edge portion and the main portion, respectively, and improves the cooling efficiency.
【0030】本発明の(2)は上記(1)の発明におい
て、前記シール部は前記プラットフォーム端部に設けら
れたナイフエッジと隣接する静翼の内側シュラウド端部
とでシールを構成すると共に、同シールから蛇行する流
路を形成し、同蛇行流路からシール用空気を燃焼ガス流
れ方向に向かって上向きに傾斜して燃焼ガス流路へ流出
させることを特徴としている。このような構成によりシ
ール圧をナイフエッジで充分確保すると共に蛇行通路に
より流路の抵抗を増し、シール性能を向上させることが
できる。更に、その流出するシール用空気によりプラッ
トフォームや内側シュラウド端部も冷却する効果も有す
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the seal portion forms a seal with a knife edge provided at an end of the platform and an inner shroud end of an adjacent stationary blade. A flow path meandering from the seal is formed, and sealing air is inclined upward in the flow direction of the combustion gas from the meandering flow path and flows out to the combustion gas flow path. With such a configuration, the sealing pressure is sufficiently ensured by the knife edge, and the resistance of the flow path is increased by the meandering passage, whereby the sealing performance can be improved. Furthermore, the sealing air that flows out also has the effect of cooling the platform and the end of the inner shroud.
【図1】本発明の実施の一形態に係るガスタービン冷却
動翼の内部断面図である。FIG. 1 is an internal cross-sectional view of a gas turbine cooling blade according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1におけるA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
【図3】従来のガスタービン冷却動翼の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional gas turbine cooling blade.
【図4】図3におけるB−B断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3;
【図5】従来のガスタービンのシール用空気の流れを示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing a flow of sealing air of a conventional gas turbine.
1 動翼 2 プラットフォーム 2a,2b,2c,2d 端部 3,4,5 冷却通路 3a 通路 6a,6b,6c,6d,6e 通路 7 後縁 8,9a,9b タービュレータ 10,11 傾斜部 13,14 ナイフエッジ 15 スロット 17,18 通路 100,101,102 冷却空気 Reference Signs List 1 rotor blade 2 platform 2a, 2b, 2c, 2d end 3,4,5 cooling passage 3a passage 6a, 6b, 6c, 6d, 6e passage 7 trailing edge 8,9a, 9b turbulator 10,11 inclined portion 13,14 Knife edge 15 Slot 17, 18 Passage 100, 101, 102 Cooling air
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正田 淳一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 橋本 幸弘 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Fターム(参考) 3G002 CA06 CA08 CB03 CB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Junichiro Masada 2-1-1, Shinhama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside the Takasago Works, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. No.1 F-term in Takasago Works, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (reference) 3G002 CA06 CA08 CB03 CB05
Claims (2)
にプラットフォーム下部より冷却空気を導いて流し翼を
冷却すると共に、隣接する前段、後段の静翼の内側シュ
ラウド端部と前記プラットフォーム端部との間にシール
部を設け、同シール部よりシール用空気を燃焼ガス通路
に流出させるガスタービン冷却動翼において、前記冷却
空気通路は冷却空気を前縁部に流し、先端に流出させる
第1の通路と、冷却空気を後縁側から導き、後縁に設け
られた多数のスロットより一部を流出させると共に残部
は前縁側に向かってサーペンタイン流路を流れ先端に流
出させる第2の通路とから構成されることを特徴とする
ガスタービン冷却動翼。1. A cooling air passage is provided inside a moving blade, cooling air is guided from a lower portion of the platform through the passage to cool the blade, and the inner shroud ends of the adjacent preceding and succeeding stationary vanes and the platform end. In the gas turbine cooling blade where a sealing portion is provided between the cooling portion and the sealing portion to flow out to the combustion gas passage from the sealing portion, the cooling air passage causes the cooling air to flow to the front edge portion and to flow out to the tip. A second passage for guiding the cooling air from the trailing edge side, causing a part of the cooling air to flow out from a number of slots provided on the trailing edge, and leaving the remainder flowing through the serpentine flow path toward the leading edge side to the leading end; And a gas turbine cooling blade.
部に設けられたナイフエッジと隣接する静翼の内側シュ
ラウド端部とでシールを構成すると共に、同シールから
蛇行する流路を形成し、同蛇行流路からシール用空気を
燃焼ガス流れ方向に向かって上向きに傾斜して燃焼ガス
流路へ流出させることを特徴とする請求項1記載のガス
タービン冷却動翼。2. A seal comprising a knife edge provided at an end of the platform and an inner shroud end of an adjacent stator vane, and a flow path meandering from the seal. 2. The gas turbine cooling blade according to claim 1, wherein the sealing air flows from the flow path into the combustion gas flow path inclined upward in the combustion gas flow direction.
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