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公開番号2024148667
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062016
出願日2023-04-06
発明の名称タービン翼及びガスタービン
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F01D 5/18 20060101AFI20241010BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】タービン翼への冷却媒体の供給系統における冷却媒体の漏れを低減する。
【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係るタービン翼は、翼形部よりも翼先端側に位置するシュラウド部と、湾曲面により形成され、シュラウド部の翼形部側の端部に接続されるフィレット部と、翼形部の内部において翼高さ方向に沿って延在する少なくとも1つの冷却通路と、シュラウド部の内部に少なくとも部分的に設けられ、少なくとも1つの冷却通路と連通する少なくとも1つの冷却キャビティと、少なくとも1つの冷却キャビティに接続されるとともにシュラウド部の表面に開口する複数の冷却孔と、を備えるタービン翼である。複数の冷却孔は、少なくとも1つの第1冷却孔と、少なくとも1つの第1冷却孔よりも内径が大きく、翼形部のコード方向に沿って延在する少なくとも1つの第2冷却孔とを含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
翼高さ方向に延在し、前縁と後縁との間において延在する圧力面及び負圧面を有する翼形部と、
前記翼形部よりも翼先端側に位置するシュラウド部と、
湾曲面により形成され、前記シュラウド部の前記翼形部側の端部に接続されるフィレット部と、
前記翼形部の内部において前記翼高さ方向に沿って延在する少なくとも１つの冷却通路と、
前記シュラウド部の内部に少なくとも部分的に設けられ、前記少なくとも１つの冷却通路と連通する少なくとも１つの冷却キャビティと、
前記少なくとも１つの冷却キャビティに接続されるとともに前記シュラウド部の表面に開口する複数の冷却孔と、
を備えるタービン翼であって、
前記複数の冷却孔は、
少なくとも１つの第１冷却孔と、
前記少なくとも１つの第１冷却孔よりも内径が大きく、前記翼形部のコード方向に沿って延在する少なくとも１つの第２冷却孔とを含む、
タービン翼。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記少なくとも１つの第２冷却孔の延在方向は、前記少なくとも１つの第１冷却孔の延在方向と比べて前記コード方向に対してなす角度が小さい、
請求項１に記載のタービン翼。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第２冷却孔の内径は、前記少なくとも１つの第１冷却孔の内径の１．５倍以上２．５倍以下である、
請求項１又は２に記載のタービン翼。
【請求項４】
前記シュラウド部の表面に開口する前記少なくとも１つの第２冷却孔の第２出口開口部は、前記シュラウド部の表面に開口する前記少なくとも１つの第１冷却孔の第１出口開口部よりも前記後縁側に位置する、
請求項１又は２に記載のタービン翼。
【請求項５】
前記少なくとも１つの冷却キャビティの内面に開口する前記少なくとも１つの第２冷却孔の第２入口開口部は、前記内面に開口する前記少なくとも１つの第１冷却孔の第１入口開口部よりも前記後縁側に位置する、
請求項１又は２に記載のタービン翼。
【請求項６】
前記第２冷却孔の数は、前記少なくとも第１冷却孔の数よりも少ない
請求項１又は２に記載のタービン翼。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第２冷却孔の内径は、前記シュラウド部の厚さの５０％以上である、
請求項１又は２に記載のタービン翼。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第２冷却孔の内径は、前記シュラウド部の厚さの８０％以上９０％以下である、
請求項７に記載のタービン翼。
【請求項９】
前記少なくとも１つの冷却キャビティは、前記コード方向に沿って複数の冷却キャビティを含み、
前記少なくとも１つの第２冷却孔は、複数の冷却キャビティの内、最も前記後縁側に位置する前記冷却キャビティに接続されている、
請求項１又は２に記載のタービン翼。
【請求項１０】
前記翼形部は、前記翼高さ方向における基準位置において最大翼厚が最小となる基準翼形を有し、
前記少なくとも１つの第２冷却孔は、前記翼高さ方向から見たときに前記基準翼形、又は、前記フィレット部と重複している、
請求項１又は２に記載のタービン翼。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、タービン翼及びガスタービンに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービン等のタービン翼として、翼先端部に冷却キャビティを設けたタービン翼が用いられることがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、翼形部とチップシュラウドとを有し、翼形部に複数の半径方向冷却孔が設けられるとともに、チップシュラウド内に、前述の半径方向冷却孔と連通する内部拡大部（キャビティ）が設けられた、ガスタービンのタービン翼が開示されている。半径方向冷却孔に供給された冷却媒体は、該半径方向冷却孔を通過した後、チップシュラウド内の内部拡大部に導入され、その後、チップシュラウド内に形成された複数の冷却孔からタービン翼の外部に放出される。このようにして、タービン翼の翼形部及びチップシュラウドが冷却されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－２８５８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、チップシュラウドの厚さは比較的薄いため、チップシュラウド内に形成する冷却孔の孔径は比較的小さい。該冷却孔の孔径が小さいと、必要量の冷却媒体を供給するための供給圧力が高くなる。そのため、冷却媒体の供給系統において冷却媒体が漏れ易くなってしまう。
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、タービン翼への冷却媒体の供給系統における冷却媒体の漏れを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るタービン翼は、
翼高さ方向に延在し、前縁と後縁との間において延在する圧力面及び負圧面を有する翼形部と、
前記翼形部よりも翼先端側に位置するシュラウド部と、
湾曲面により形成され、前記シュラウド部の前記翼形部側の端部に接続されるフィレット部と、
前記翼形部の内部において前記翼高さ方向に沿って延在する少なくとも１つの冷却通路と、
前記シュラウド部の内部に少なくとも部分的に設けられ、前記少なくとも１つの冷却通路と連通する少なくとも１つの冷却キャビティと、
前記少なくとも１つの冷却キャビティに接続されるとともに前記シュラウド部の表面に開口する複数の冷却孔と、
を備えるタービン翼であって、
前記複数の冷却孔は、
少なくとも１つの第１冷却孔と、
前記少なくとも１つの第１冷却孔よりも内径が大きく、前記翼形部のコード方向に沿って延在する少なくとも１つの第２冷却孔とを含む。
【０００８】
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
上記（１）の構成のタービン翼と、
前記タービン翼が設けられる燃焼ガス流路を流れる燃焼ガスを生成するための燃焼器と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、タービン翼への冷却媒体の供給系統における冷却媒体の漏れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係るタービン翼が適用されるガスタービンの概略構成図である。
一実施形態に係るタービン翼（動翼）を、負圧面から圧力面に向かう方向に見た概略図である。
図２に示すタービン翼を翼高さ方向から視た図であり、図２のＡ－Ａ矢視図である。
図３のＢ－Ｂ矢視概略断面図である。
図３のＣ－Ｃ矢視概略断面図である。
図３について第２冷却孔の近傍を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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