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JP2006105084A - Gas turbine moving blade - Google Patents

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JP2006105084A
JP2006105084A JP2004295849A JP2004295849A JP2006105084A JP 2006105084 A JP2006105084 A JP 2006105084A JP 2004295849 A JP2004295849 A JP 2004295849A JP 2004295849 A JP2004295849 A JP 2004295849A JP 2006105084 A JP2006105084 A JP 2006105084A
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JP
Japan
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gas turbine
blade
peripheral side
rotor blade
cooling
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Application number
JP2004295849A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kitamura
剛 北村
Masaaki Matsuura
正昭 松浦
Hideaki Sugishita
秀昭 椙下
Kunihiro Shimizu
邦弘 清水
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/20Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine having a structure for effectively cooling a tip part of a moving blade of the small gas turbine. <P>SOLUTION: A cooling hole of a tip surface is arranged in a position near the positive pressure side. Since there is a flow to the negative pressure side from the positive pressure side on the tip surface, such a cooling hole further uniformly cools the tip surface. An inclination is formed in a rear edge part of an outer shroud and a front edge part of a divided ring so as to guide air on the outer peripheral side of the outer shroud of a stationary blade to the tip surface side of the moving blade adjacent to the rear stage side. A slot is arranged in the divided ring so that air on the outer peripheral side of the divided ring cools the tip surface of the moving blade. A projection for blocking up clearance for delaying a flow speed of the air of the tip surface, is arranged in a seal piece between the adjacent divided rings. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスタービン動翼の冷却に関する。   The present invention relates to cooling of gas turbine rotor blades.

ガスタービン動翼の翼端部(チップ部)は、チップリーケージ(チップ部における腹側から背側へのガスの流れ)、二次流れ等の影響で、熱的に非常に過酷な環境にさらされる。チップ部を効果的に冷却する技術が望まれている。   The tip (tip) of the gas turbine blade is exposed to a very severe environment due to the effects of tip leakage (gas flow from the ventral side to the back side of the tip) and secondary flow. It is. A technique for effectively cooling the tip portion is desired.

分割環とその外周に配置したインピンジメント冷却板との間を周方向に延びる圧力隔壁により軸方向で区画し、それぞれ異なる圧力に調整した複数のキャビティを設けたことを特徴とするガスタービンにおける分割環の冷却構造が知られている(特許文献1参照)。   A division in a gas turbine characterized in that a partition wall and an impingement cooling plate arranged on the outer periphery thereof are partitioned in the axial direction by a pressure partition extending in the circumferential direction, and a plurality of cavities adjusted to different pressures are provided. A ring cooling structure is known (see Patent Document 1).

圧縮機から供給された圧縮空気と燃料ノズルから噴射された燃料を燃焼筒内で燃焼し、その燃焼ガスを動翼に導き動力を得るガスタービンの、圧縮空気の一部を利用して動翼の翼端を冷却する動翼翼端冷却構造であって、動翼本体の翼端面から軸心方向に深さを有して形成された凹部と、動翼本体の前縁部材内部を通り凹部の前縁側の壁面に出口開口を有する翼端冷却空気導入通路と、凹部の後縁側の壁面に入口開口を有し、動翼本体の後縁部材内部を通り、後縁または後縁近傍の翼表面に出口開口を有する翼端冷却空気排出通路と、動翼本体と別体に成形され、凹部内壁に密着接合して固定される蓋部材とを具備し、蓋部材の凹部内壁に密着接合する面に、翼端冷却空気導入通路の出口開口と翼端冷却空気排出通路の入口開口を連通する複数の溝が設けられている、ことを特徴とするガスタービン動翼翼端冷却構造が知られている(特許文献2参照)。   Compressed air supplied from a compressor and fuel injected from a fuel nozzle are combusted in a combustion cylinder and the combustion gas is guided to a moving blade to obtain power. The blade tip cooling structure for cooling the blade tip of the rotor blade includes a recess formed with a depth in the axial direction from the blade end surface of the blade main body, and a recess formed through the inside of the leading edge member of the blade main body. A blade tip cooling air introduction passage having an outlet opening on the wall surface on the leading edge side, an inlet opening on the wall surface on the trailing edge side of the recess, passing through the inside of the trailing edge member of the moving blade body, and the blade surface near the trailing edge or the trailing edge A blade end cooling air discharge passage having an outlet opening, and a lid member that is molded separately from the rotor blade main body and is tightly joined and fixed to the inner wall of the recess, and is a surface that is tightly joined to the inner wall of the recess of the lid member , The outlet opening of the blade tip cooling air introduction passage and the inlet opening of the blade tip cooling air discharge passage communicate with each other. Grooves are provided, and the gas turbine rotor assembly end cooling structure is known, wherein the (see Patent Document 2).

特開平11−247621号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-247621 特開2002−195003号公報JP 2002-195003 A

大型のガスタービンの動翼の場合、チップ部、およびチップ付近の背側、腹側に多数のフィルム冷却孔を設置し、フィルム冷却することによりチップ部の冷却が行われている。しかし、ヘリコプターの動力などに用いられる小型ガスタービンの場合、加工上の都合により、d/C(dはフィルム孔径、Cはコード長)が大型の産業用ガスタービンに比べて大きい。そのため、小型のガスタービンに多数のフィルム孔を設置すると、フィルム冷却空気の流量が過大となり、過冷却となる。   In the case of a moving blade of a large gas turbine, the tip portion and a number of film cooling holes are provided on the back side and the abdominal side near the tip, and the tip portion is cooled by cooling the film. However, in the case of a small gas turbine used for the power of a helicopter or the like, the d / C (d is a film hole diameter and C is a cord length) is larger than that of a large industrial gas turbine due to processing convenience. Therefore, if a large number of film holes are installed in a small gas turbine, the flow rate of the film cooling air becomes excessive, resulting in overcooling.

本発明の目的は、小型のガスタービンの動翼のチップ部が効果的に冷却される構造のガスタービンを提供することである。   An object of the present invention is to provide a gas turbine having a structure in which a tip portion of a moving blade of a small gas turbine is effectively cooled.

本発明の他の目的は、小型のガスタービンにおける冷却空気の量を低減することである。   Another object of the present invention is to reduce the amount of cooling air in a small gas turbine.

以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   In the following, means for solving the problem will be described using the numbers used in [Best Mode for Carrying Out the Invention] in parentheses. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].

本発明によるガスタービン動翼(6)は、翼端面(26)の正圧側(30)に近い位置に開口(24)を有する冷却通路(22)が内部に設けられている。   The gas turbine rotor blade (6) according to the present invention is provided therein with a cooling passage (22) having an opening (24) at a position close to the pressure side (30) of the blade end surface (26).

本発明によるガスタービン動翼(6)において、冷却通路(22b)は、内部を流れる冷却媒体を正圧側(30)の内壁がインピンジメント冷却されるように誘導するガイド(34)を備えている。   In the gas turbine rotor blade (6) according to the present invention, the cooling passage (22b) includes a guide (34) for guiding the cooling medium flowing through the inside so that the inner wall of the positive pressure side (30) is impingement cooled. .

本発明によるガスタービン動翼(6)は、翼端面(26)を内壁からインピンジメント冷却する冷却通路(22d)と、冷却通路(22d)に接続され、当該ガスタービン動翼(6)の翼端面(26)に近い場所の正圧側(30)の外壁をフィルム冷却するフィルム冷却孔(40)に冷却媒体を導くフィルム冷却通路(38)とを備えている。   The gas turbine rotor blade (6) according to the present invention is connected to the cooling passage (22d) for impingement cooling the blade end surface (26) from the inner wall and the cooling passage (22d), and the blade of the gas turbine rotor blade (6) A film cooling passage (38) for introducing a cooling medium to a film cooling hole (40) for film cooling the outer wall on the pressure side (30) near the end face (26) is provided.

本発明によるガスタービン動翼(6)は、翼端面(26)に開口を有する第2冷却通路(22c)を備えている。冷却通路(22d)は第2冷却通路(22c)よりも下流側に位置し、フィルム冷却孔(40)は動翼(6)の下流端に近い位置に設けられている。   The gas turbine rotor blade (6) according to the present invention includes a second cooling passage (22c) having an opening in the blade end surface (26). The cooling passage (22d) is located on the downstream side of the second cooling passage (22c), and the film cooling hole (40) is provided at a position near the downstream end of the rotor blade (6).

本発明によるガスタービンは、本発明によるガスタービン動翼(6)を備えている。   The gas turbine according to the present invention comprises a gas turbine rotor blade (6) according to the present invention.

本発明によるガスタービンは、アウターシュラウド(9)を備えた静翼(5)と、静翼(5)の後段側に隣接する動翼(6)と、動翼(6)の外周に設置された分割環(10)と、アウターシュラウド(9)の外周側から分割環(10)の内周側に入る漏れ空気(42)に、動翼(6)の前縁の方に向いた運動量を与えるガイド(41)とを備えている。   A gas turbine according to the present invention is installed on the outer periphery of a stationary blade (5) having an outer shroud (9), a moving blade (6) adjacent to the rear stage of the stationary blade (5), and the moving blade (6). Momentum directed toward the leading edge of the rotor blade (6) from the outer ring side of the outer ring (10) and the leaked air (42) entering the inner peripheral side of the ring (10) from the outer side of the outer shroud (9). A feeding guide (41).

本発明によるガスタービンにおいて、ガイド(41)は、アウターシュラウド(9)の後縁と分割環(10)の前縁により構成される。   In the gas turbine according to the present invention, the guide (41) is constituted by the rear edge of the outer shroud (9) and the front edge of the split ring (10).

本発明によるガスタービンにおいて、分割環(10)は、周方向を長手方向として分割環(10)の内周側と外周側とを連通するスロット(44)を備えている。スロット(44)の内周側の開口部は、外周側の開口部よりも下流側にある。   In the gas turbine according to the present invention, the split ring (10) includes a slot (44) communicating the inner peripheral side and the outer peripheral side of the split ring (10) with the circumferential direction as the longitudinal direction. The opening on the inner peripheral side of the slot (44) is located downstream of the opening on the outer peripheral side.

本発明によるガスタービンは、動翼(6)と、動翼(6)の外周に設置された分割環(10)とを備えている。分割環(10)は、周方向を長手方向として分割環(10)の内周側と外周側とを連通するスロット(44)を備えている。スロット(44)の内周側の開口部は、外周側の開口部よりも下流側にある。   The gas turbine according to the present invention includes a moving blade (6) and a split ring (10) installed on the outer periphery of the moving blade (6). The split ring (10) includes a slot (44) that communicates the inner peripheral side and the outer peripheral side of the split ring (10) with the circumferential direction as the longitudinal direction. The opening on the inner peripheral side of the slot (44) is located downstream of the opening on the outer peripheral side.

本発明によるガスタービンは、周方向に複数配列された分割環(10)と、隣接する分割環(10)の間に挿入されるシールピース(46)とを備えている。シールピース(46)は、隣接する分割環(10)と動翼(6)の翼端面(26)とにより形成される隙間を小さくする突起(48)を備えている。   The gas turbine according to the present invention includes a plurality of split rings (10) arranged in the circumferential direction and a seal piece (46) inserted between adjacent split rings (10). The seal piece (46) includes a protrusion (48) that reduces a gap formed by the adjacent split ring (10) and the blade end surface (26) of the moving blade (6).

本発明によるガスタービンにおいて、シールピース(46)は、粘弾性が分割環(10)よりも大きい。   In the gas turbine according to the present invention, the seal piece (46) is larger in viscoelasticity than the split ring (10).

本発明によるガスタービンにおいて、シールピース(46)はグラファイトを含む。   In the gas turbine according to the invention, the seal piece (46) comprises graphite.

本発明によるガスタービンは、ヘリコプターの動力として搭載される。   The gas turbine according to the present invention is mounted as power for a helicopter.

本発明によるヘリコプターは、本発明によるガスタービンをローターの回転動力としている。   The helicopter according to the present invention uses the gas turbine according to the present invention as the rotational power of the rotor.

本発明によれば、小型のガスタービンの動翼のチップ部が効果的に冷却される構造のガスタービンが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas turbine of the structure where the tip part of the moving blade of a small gas turbine is cooled effectively is provided.

さらに本発明によれば、小型のガスタービンにおける冷却空気の量が低減される。   Furthermore, according to the present invention, the amount of cooling air in a small gas turbine is reduced.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。本発明によるガスタービンは、例えばヘリコプターの動力として使用される小型のガスタービンである。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The gas turbine according to the present invention is a small gas turbine used, for example, as power for a helicopter.

(実施の第1形態)
図1を参照すると、ガスタービンの断面図が示されている。ガスタービン3は、流れ方向に交互に配置された静翼5と動翼6とを備えている。動翼6の回転軸(図示せず)は図面の下方向にある。静翼5の内周側にはインナーシュラウド8が取り付けられている。静翼5の外周側にはアウターシュラウド9が取り付けられている。動翼6の外周側には、動翼の先端部に対向して分割環10が設けられている。ガスタービンの上流側は燃焼器の尾筒2に接続されている。尾筒2から送り込まれた主流ガス15は、静翼5で整流され、動翼6を回転させる。
(First embodiment)
Referring to FIG. 1, a cross-sectional view of a gas turbine is shown. The gas turbine 3 includes stationary blades 5 and moving blades 6 that are alternately arranged in the flow direction. The rotating shaft (not shown) of the moving blade 6 is in the downward direction of the drawing. An inner shroud 8 is attached to the inner peripheral side of the stationary blade 5. An outer shroud 9 is attached to the outer peripheral side of the stationary blade 5. A split ring 10 is provided on the outer peripheral side of the moving blade 6 so as to face the tip of the moving blade. The upstream side of the gas turbine is connected to the combustor 2 of the combustor. The mainstream gas 15 fed from the tail cylinder 2 is rectified by the stationary blade 5 and rotates the moving blade 6.

図2を参照すると、動翼6の断面図が示されている。動翼6は、タービンの径方向(タービンの回転軸に直交する方向)に延長する冷却通路22を内部に有している。動翼6の翼端面、即ち動翼の最も外周側の、分割環10に対向する面は、チップ面26と呼ばれる。冷却通路22はチップ面26にチップ冷却孔24と呼ばれる開口を有する。冷却媒体は、冷却通路22の内周側から供給され、外周側に向かって流れ、チップ冷却孔24から動翼6の外に流出し、チップ面を冷却する。   Referring to FIG. 2, a cross-sectional view of the rotor blade 6 is shown. The rotor blade 6 has a cooling passage 22 extending in the radial direction of the turbine (a direction orthogonal to the rotation axis of the turbine). The blade end surface of the moving blade 6, that is, the surface facing the split ring 10 on the outermost peripheral side of the moving blade is called a tip surface 26. The cooling passage 22 has an opening called a chip cooling hole 24 in the chip surface 26. The cooling medium is supplied from the inner peripheral side of the cooling passage 22, flows toward the outer peripheral side, flows out of the rotor blade 6 from the tip cooling hole 24, and cools the tip surface.

図3Aを参照すると、動翼6の上面図(動翼6をチップ面26の側から見た図)が描かれている。動翼6を上面から見たときに、正圧側の面は腹側30と呼ばれ、負圧側の面は背側32と呼ばれる。本実施の形態において、チップ冷却孔24aはチップ面26のなかで腹側30に近い位置に設けられている。図3Bを参照すると、図3AにおけるB−B断面が描かれている。冷却通路22aはチップ面26において腹側30に偏った位置に絞られた開口を有している。   Referring to FIG. 3A, a top view of the rotor blade 6 (a view of the rotor blade 6 viewed from the tip surface 26 side) is depicted. When the rotor blade 6 is viewed from above, the pressure side surface is called the ventral side 30 and the suction side surface is called the dorsal side 32. In the present embodiment, the chip cooling hole 24 a is provided at a position close to the ventral side 30 in the chip surface 26. Referring to FIG. 3B, a BB cross section in FIG. 3A is depicted. The cooling passage 22 a has an opening constricted at a position biased to the ventral side 30 on the tip surface 26.

チップ冷却孔24が腹側30に近い位置に設けられていることによる効果を説明する。チップ面26の付近においては、分割環10とチップ面26の間の隙間に、腹側30から背側32に向かって、腹側30と背側32との圧力差によるガスの流れが生じている。そのため、チップ冷却孔24から出た冷却媒体は、腹側30から背側32に向けて流される傾向がある。したがって、チップ冷却孔24が腹側30に近い位置に設けられていると、チップ面26がより均一に冷却され好ましい。   The effect by which the chip | tip cooling hole 24 is provided in the position close | similar to the belly side 30 is demonstrated. In the vicinity of the tip surface 26, gas flows due to a pressure difference between the ventral side 30 and the dorsal side 32 from the ventral side 30 toward the dorsal side 32 in the gap between the split ring 10 and the tip surface 26. Yes. Therefore, the cooling medium exiting from the chip cooling hole 24 tends to flow from the ventral side 30 toward the dorsal side 32. Therefore, it is preferable that the chip cooling hole 24 is provided at a position close to the ventral side 30 because the chip surface 26 is more uniformly cooled.

図4Aを参照して、本実施の形態の変型例について説明する。この変型例においても、チップ冷却孔24は腹側30に近い位置に開口している。図4Bを参照すると、図4AのC−C断面が描かれている。冷却通路22bは、チップ面26に近い位置において冷却通路屈折部34を備えている。チップ面26の方向へ向かう冷却媒体の流れは、冷却通路屈折部34において一旦、腹側30に向かう運動量を与えられ、チップ面26に近い部分の腹側30の壁を内部からインピンジメント冷却する。その後、冷却媒体はチップ面26の腹側30に偏った位置に設けられたチップ冷却孔24から動翼6の外部に流れ出し、チップ面26を冷却する。   A modified example of the present embodiment will be described with reference to FIG. 4A. Also in this modified example, the chip cooling hole 24 opens at a position close to the ventral side 30. Referring to FIG. 4B, the CC cross section of FIG. 4A is depicted. The cooling passage 22 b includes a cooling passage refracting portion 34 at a position close to the chip surface 26. The flow of the cooling medium toward the chip surface 26 is once given momentum toward the ventral side 30 in the cooling passage refracting section 34, and impingement cooling the wall on the ventral side 30 near the chip surface 26 from the inside. . Thereafter, the cooling medium flows out from the tip cooling hole 24 provided at a position biased to the ventral side 30 of the tip surface 26 to the outside of the rotor blade 6 to cool the tip surface 26.

(実施の第2形態)
図5を参照すると、実施の第2形態における動翼6の上面図が示されている。動翼6は、チップ面26にチップ冷却孔24cを有している。動翼6は更に、チップ面26に近い後縁部(主流ガスの流れの下流側の端部に近い部分)の腹側30に、フィルム冷却孔40を有している。
(Second embodiment)
Referring to FIG. 5, a top view of the moving blade 6 in the second embodiment is shown. The rotor blade 6 has a tip cooling hole 24 c in the tip surface 26. The moving blade 6 further has a film cooling hole 40 on the ventral side 30 of the rear edge portion close to the tip surface 26 (portion close to the downstream end portion of the mainstream gas flow).

図6を参照すると、本実施の形態における動翼6を腹側から見た側面図が示されている。動翼6の内部に設けられた径方向に延長した冷却通路22c、22dのうちの一部の冷却通路22cは、チップ面26にチップ冷却孔24cを有している。他の冷却通路22dは、チップ面26において蓋部36で閉じられている。冷却通路22dは、冷却通路38に接続されている。冷却通路38は、チップ面6に近い後縁部に設けられたフィルム冷却孔40において開口している。   Referring to FIG. 6, a side view of the moving blade 6 in the present embodiment as viewed from the ventral side is shown. A part of the cooling passages 22 c and 22 d extending in the radial direction provided inside the rotor blade 6 has a tip cooling hole 24 c in the tip surface 26. The other cooling passage 22 d is closed with a lid 36 on the chip surface 26. The cooling passage 22d is connected to the cooling passage 38. The cooling passage 38 opens at a film cooling hole 40 provided at the rear edge portion close to the chip surface 6.

冷却通路22cをチップ面26の方向に向かって流れる冷却媒体は、チップ冷却孔24cから動翼の外部に流れ出し、チップ面26を冷却する。冷却通路22dをチップ面26の方向に向かって流れる冷却媒体は、蓋部36においてチップ面26を内壁からインピンジメント冷却し、その後冷却通路38を流れて、フィルム冷却孔40から動翼の外部に流れ出し、チップ面6に近い後縁部をフィルム冷却する。この部分は特に冷却が必要な部分であるため、フィルム冷却空気が供給されることは好ましい。   The cooling medium flowing in the direction of the tip surface 26 through the cooling passage 22c flows out of the rotor blade from the tip cooling hole 24c and cools the tip surface 26. The cooling medium flowing in the direction of the tip surface 26 through the cooling passage 22d impingement cools the tip surface 26 from the inner wall in the lid portion 36, and then flows through the cooling passage 38 to the outside of the rotor blade from the film cooling hole 40. The trailing edge close to the chip surface 6 is film-cooled. Since this part is a part that particularly needs cooling, it is preferable to supply film cooling air.

本実施の形態において、チップ冷却孔24cが実施の第1形態におけるように腹側30に近い位置に設けられることは、チップ面26をより均一に冷却するために好ましい。さらに、冷却通路22cの内部に冷却通路屈折部34が設けられることも好ましい。   In the present embodiment, it is preferable that the chip cooling hole 24c is provided at a position close to the ventral side 30 as in the first embodiment in order to cool the chip surface 26 more uniformly. Furthermore, it is also preferable that a cooling passage refracting portion 34 is provided inside the cooling passage 22c.

(実施の第3形態)
図7を参照して、本発明の実施の第3形態について説明する。静翼5に取り付けられているアウターシュラウド9の後縁部と、その静翼5の後段側に隣接する動翼6のチップ面26に対向する分割環10の前縁部との間には、隙間がある。本実施の形態においては、その隙間が、アウターシュラウド9の外周側のガスを動翼6のチップ面26の近くに導入する形状をしたガイド部41となっている。図7に示された例では、ガイド部41は、アウターシュラウド9の後縁部と分割環10の前縁部との隙間が外周側から内周側にかけて後段側に傾斜することにより構成されている。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Between the rear edge of the outer shroud 9 attached to the stationary blade 5 and the front edge of the split ring 10 facing the tip surface 26 of the moving blade 6 adjacent to the rear stage side of the stationary blade 5, There is a gap. In the present embodiment, the gap serves as a guide portion 41 having a shape for introducing the gas on the outer peripheral side of the outer shroud 9 near the tip surface 26 of the rotor blade 6. In the example shown in FIG. 7, the guide portion 41 is configured such that a gap between the rear edge portion of the outer shroud 9 and the front edge portion of the split ring 10 is inclined toward the rear stage side from the outer peripheral side to the inner peripheral side. Yes.

分割環10は、軸方向の中央付近にスロット44を有している。図8を参照すると、分割環10の上面図が示されている。スロット44は、周方向に長い溝の形状をしている。スロット44が設けられる位置は、軸方向の中央付近でなくても、チップ面26の冷却したい位置でよい。スロット44は複数設けられてもよい。   The split ring 10 has a slot 44 near the center in the axial direction. Referring to FIG. 8, a top view of the split ring 10 is shown. The slot 44 has a long groove shape in the circumferential direction. The position where the slot 44 is provided may be a position where the chip surface 26 is desired to be cooled, even if it is not near the center in the axial direction. A plurality of slots 44 may be provided.

アウターシュラウド9の外周側からガイド部41により動翼6のチップ面26に近い前縁部に導入された漏れ空気42は、動翼6のチップ面26の付近、特に前縁部の付近を冷却する。分割環10の外周側からスロット44により動翼6のチップ面26の方向に導入されたガスは、動翼6の軸方向に中央付近や後縁部付近など、スロット44が設けられた部分のチップ面26とその近くに側面を冷却する。スロット44が周方向に長い溝の形状をしていることにより、より効果的にチップ面の広範囲にわたる冷却が行われる。   Leaked air 42 introduced from the outer peripheral side of the outer shroud 9 to the front edge portion near the tip surface 26 of the rotor blade 6 by the guide portion 41 cools the vicinity of the tip surface 26 of the rotor blade 6, particularly the vicinity of the front edge portion. To do. The gas introduced from the outer peripheral side of the split ring 10 toward the tip surface 26 of the rotor blade 6 by the slot 44 is in a portion where the slot 44 is provided in the axial direction of the rotor blade 6 such as near the center or near the rear edge. The side surface is cooled near the chip surface 26. Since the slot 44 has the shape of a groove that is long in the circumferential direction, the chip surface is more effectively cooled over a wide range.

(実施の第4形態)
図9を参照して、本発明の実施の第4形態について説明する。図9は、動翼6と分割環10とを、ガスタービン3の軸方向の上流側から見た部分図である。互いに隣接する分割環10の間には、シールピース46が配置されている。シールピース46は突起48を備えている。突起48は、動翼6との間にできる隙間をふさいで隙間を小さくしている。シールピース46の材料は、隙間がよりよくふさがれるように、グラファイトに例示される粘弾性の大きいねばい材料であることが好ましい。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a partial view of the moving blade 6 and the split ring 10 as viewed from the upstream side in the axial direction of the gas turbine 3. A seal piece 46 is disposed between the split rings 10 adjacent to each other. The seal piece 46 includes a protrusion 48. The protrusion 48 closes the gap formed between the rotor blade 6 and reduces the gap. It is preferable that the material of the seal piece 46 is a sticky material having a large viscoelasticity exemplified by graphite so that the gap is better closed.

動翼6が回転するとき、チップ面26には腹側30から背側32に向かうチップリーケージ空気50が発生する。シールピース46に突起48が無い場合、そこにできる隙間においてチップリーケージ空気50の流速が遅くなり渦が発生することなどにより、隙間におけるガス温度が高くなり、熱負荷が増大する。突起48があることにより、流速が遅くなることが避けられ、ガス温度の局所的な上昇が避けられる。   When the rotor blade 6 rotates, tip leakage air 50 is generated on the tip surface 26 from the ventral side 30 toward the dorsal side 32. When the seal piece 46 does not have the protrusion 48, the gas temperature in the gap becomes high and the heat load increases due to the flow velocity of the chip leakage air 50 being slow and the vortex being generated in the gap formed there. Due to the presence of the protrusions 48, it is possible to avoid a slow flow rate and to avoid a local increase in gas temperature.

図1は、ガスタービンの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas turbine. 図2は、動翼の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the moving blade. 図3Aは、動翼の上面図である。FIG. 3A is a top view of the rotor blade. 図3Bは、動翼の断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view of the rotor blade. 図4Aは、動翼の上面図である。FIG. 4A is a top view of the rotor blade. 図4Bは、動翼の断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view of a moving blade. 図5は、動翼の上面図である。FIG. 5 is a top view of the moving blade. 図6は、動翼の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a moving blade. 図7は、隣接する静翼と動翼を示す。FIG. 7 shows adjacent stationary blades and moving blades. 図8は、分割環の上面図を示す。FIG. 8 shows a top view of the split ring. 図9は、隣接する分割環とその間のシールピースを示す。FIG. 9 shows adjacent split rings and seal pieces between them.

符号の説明Explanation of symbols

2…尾筒
5…静翼
6…動翼
8…インナーシュラウド
9…アウターシュラウド
10…分割環
15…主流ガス
22…冷却通路
24…チップ冷却孔
26…チップ部
30…腹側
32…背側
34…冷却通路屈折部
36…蓋部
38…冷却通路
40…フィルム冷却孔
41…ガイド部
42…漏れ空気
44…スロット
46…シールピース
48…突起
50…チップリーケージ空気
2 ... tail tube 5 ... stationary blade 6 ... moving blade 8 ... inner shroud 9 ... outer shroud 10 ... outer shroud 10 ... divided ring 15 ... mainstream gas 22 ... cooling passage 24 ... tip cooling hole 26 ... tip portion 30 ... ventral side 32 ... back side 34 ... cooling passage refracting portion 36 ... lid portion 38 ... cooling passage 40 ... film cooling hole 41 ... guide portion 42 ... leaking air 44 ... slot 46 ... seal piece 48 ... projection 50 ... tip leakage air

Claims (14)

翼端面の正圧側に近い位置に開口を有する冷却通路が内部に設けられた
ガスタービン動翼。
A gas turbine rotor blade in which a cooling passage having an opening at a position close to the pressure side of the blade end face is provided.
請求項1に記載されたガスタービン動翼であって、
前記冷却通路は、内部を流れる冷却媒体が前記正圧側の内壁をインピンジメント冷却されるように誘導するガイドを備えた
ガスタービン動翼。
A gas turbine rotor blade according to claim 1, comprising:
The cooling passage includes a guide that guides a cooling medium flowing inside so that the positive pressure side inner wall is impingement cooled.
翼端面を内壁からインピンジメント冷却する冷却通路と、
前記冷却通路に接続され、当該ガスタービン動翼の前記翼端面に近い場所の正圧側の外壁をフィルム冷却するフィルム冷却孔に冷却媒体を導くフィルム冷却通路
とを備える
ガスタービン動翼。
A cooling passage for impingement cooling the blade tip surface from the inner wall;
A gas turbine rotor blade comprising: a film cooling passage that is connected to the cooling passage and guides a cooling medium to a film cooling hole that cools the outer wall on the pressure side near the blade end surface of the gas turbine rotor blade.
請求項3に記載されたガスタービン動翼であって、
さらに、翼端面に開口を有する第2冷却通路
を具備し、
前記冷却通路は前記第2冷却通路よりも下流側に位置し、前記フィルム冷却孔は前記動翼の下流端に近い位置に設けられている
ガスタービン動翼。
A gas turbine rotor blade according to claim 3, wherein
And a second cooling passage having an opening at the blade tip surface.
The gas turbine rotor blade, wherein the cooling passage is located downstream of the second cooling passage, and the film cooling hole is provided at a position near the downstream end of the rotor blade.
請求項1から4のうちのいずれか1項に記載されたガスタービン動翼
を具備する
ガスタービン。
A gas turbine comprising the gas turbine rotor blade according to any one of claims 1 to 4.
アウターシュラウドを備えた静翼と、
前記静翼の後段側に隣接する動翼と、
前記動翼の外周に設置された分割環と、
前記アウターシュラウドの外周側から前記分割環の内周側に入る漏れ空気に、前記動翼の前縁の方に向いた運動量を与えるガイド
とを具備する
ガスタービン。
A stationary vane with an outer shroud,
A moving blade adjacent to the rear side of the stationary blade;
A split ring installed on the outer periphery of the rotor blade;
A gas turbine comprising: a guide that imparts momentum directed toward the leading edge of the moving blades to leaked air that enters the inner peripheral side of the split ring from the outer peripheral side of the outer shroud.
請求項6に記載されたガスタービンであって、
前記ガイドは、前記アウターシュラウドの後縁と前記分割環の前縁により構成される
ガスタービン。
A gas turbine according to claim 6, wherein
The guide is configured by a rear edge of the outer shroud and a front edge of the split ring.
請求項6または7に記載されたガスタービンであって、
前記分割環は、周方向を長手方向として前記分割環の内周側と外周側とを連通するスロットを備え、
前記スロットの前記内周側の開口部は、前記外周側の開口部よりも下流側にある
ガスタービン。
A gas turbine according to claim 6 or 7, wherein
The split ring includes a slot that communicates the inner peripheral side and the outer peripheral side of the split ring with the circumferential direction as a longitudinal direction,
The opening on the inner peripheral side of the slot is located downstream of the opening on the outer peripheral side.
動翼と、
前記動翼の外周に設置された分割環
とを具備し、
前記分割環は、周方向を長手方向として前記分割環の内周側と外周側とを連通するスロットを備え、
前記スロットの前記内周側の開口部は、前記外周側の開口部よりも下流側にある
ガスタービン。
Moving blades,
A split ring installed on the outer periphery of the rotor blade,
The split ring includes a slot that communicates the inner peripheral side and the outer peripheral side of the split ring with the circumferential direction as a longitudinal direction,
The opening on the inner peripheral side of the slot is located downstream of the opening on the outer peripheral side.
周方向に複数配列された分割環と、
隣接する前記分割環の間に挿入されるシールピースと
を具備し、
前記シールピースは、隣接する前記分割環と動翼の翼端面とにより形成される隙間を小さくする突起を備える
ガスタービン。
A plurality of split rings arranged in the circumferential direction;
A seal piece inserted between the adjacent split rings,
The said seal piece is equipped with the processus | protrusion which makes small the clearance gap formed by the said division ring adjacent and the blade end surface of a moving blade.
請求項10に記載されたガスタービンにおいて、
前記シールピースは、粘弾性が前記分割環よりも大きい
ガスタービン。
The gas turbine according to claim 10, wherein
The seal piece has a viscoelasticity larger than that of the split ring.
請求項11に記載されたガスタービンにおいて、
前記シールピースはグラファイトを含む
ガスタービン。
The gas turbine according to claim 11, wherein
The seal piece includes a graphite gas turbine.
請求項5から12のうちのいずれか1項に記載されたガスタービンであって、
前記ガスタービンは、ヘリコプターの動力として搭載される
ガスタービン。
A gas turbine according to any one of claims 5 to 12, comprising:
The gas turbine is mounted as power for a helicopter.
請求項13に記載されたガスタービンを搭載したヘリコプター。   A helicopter equipped with the gas turbine according to claim 13.
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