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公開番号2025113162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024199885
出願日2024-11-15
発明の名称タービンコンポーネントのピン-衝突ジェット冷却構造物およびこれを含むガスタービン
出願人ドゥサンエナービリティーカンパニーリミテッド
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類F01D 5/18 20060101AFI20250725BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】タービンコンポーネントのピン-衝突ジェット冷却構造物およびこれを含むガスタービンを提供する。
【解決手段】本発明のタービンブレードまたはタービンベーンのエアフォイルは、前記エアフォイルの内部に形成される冷却流路キャビティと、前記冷却流路キャビティの内部に挿入され、複数の冷却ホールを含むインサートと、前記インサートの外面と前記冷却流路キャビティの内面との間に形成される冷却構造物とを含み、前記冷却構造物は、前記インサートの外面に密着し、複数の冷却ホールに連通する複数の衝突ジェットホールを含む支持部と、前記支持部の下面と前記冷却流路キャビティの内面との間に連結される冷却ピンとを含む。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
タービンブレードまたはタービンベーンのエアフォイルにおいて、
前記エアフォイルの内部に形成される冷却流路キャビティと、
前記冷却流路キャビティの内部に挿入され、複数の冷却ホールを含むインサートと、
前記インサートの外面と前記冷却流路キャビティの内面との間に形成される冷却構造物とを含み、
前記冷却構造物は、
前記インサートの外面に密着し、複数の冷却ホールに連通する複数の衝突ジェットホールを含む支持部と、
前記支持部の下面と前記冷却流路キャビティの内面との間に連結される冷却ピンとを含むエアフォイル。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記支持部は、所定の厚さの円形ディスク形状に形成された請求項１に記載のエアフォイル。
【請求項３】
前記複数の衝突ジェットホールは、
前記冷却ピンの上流に配置される１つの第１ジェットホールと、
前記冷却ピンの下流に配置される１対の第２ジェットホールとを含む請求項２に記載のエアフォイル。
【請求項４】
前記複数の衝突ジェットホールの直径をｄとする時、
前記冷却ピンのジェット方向の高さ（ｚ）は、ｄの２～４倍に形成され、
前記支持部の厚さ（ｔ）は、ｄの２～４倍に形成される請求項２に記載のエアフォイル。
【請求項５】
前記支持部は、頂点がラウンド形成された所定の厚さの三角形ディスク形状に形成された請求項１に記載のエアフォイル。
【請求項６】
前記複数の衝突ジェットホールは、
前記冷却ピンの上流に配置される１つの第１ジェットホールと、
前記冷却ピンの下流に配置される１対の第２ジェットホールとを含む請求項５に記載のエアフォイル。
【請求項７】
前記複数の衝突ジェットホールの直径をｄとする時、
前記冷却ピンのジェット方向の高さ（ｚ）は、ｄの２～４倍に形成され、
前記支持部の厚さ（ｔ）は、ｄの２～４倍に形成される請求項５に記載のエアフォイル。
【請求項８】
前記支持部は、側面が前記複数の衝突ジェットホールと前記冷却ピンとを取り囲む弧状曲面形状に形成された請求項１から７のいずれか一項に記載のエアフォイル。
【請求項９】
前記複数の衝突ジェットホールは、
前記冷却ピンの上流に配置される１つの第１ジェットホールと、
前記冷却ピンの下流に配置される１対の第２ジェットホールとを含む請求項８に記載のエアフォイル。
【請求項１０】
前記複数の衝突ジェットホールの直径をｄとする時、
前記冷却ピンのジェット方向の高さ（ｚ）は、ｄの２～４倍に形成され、
前記支持部の厚さ（ｔ）は、ｄの２～４倍に形成される請求項８に記載のエアフォイル。
（【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】
本発明は、タービンコンポーネントのピン－衝突ジェット冷却構造物およびこれを含むガスタービンに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
タービンとは、蒸気、ガスのような圧縮性流体の流れを利用して衝動力または反動力で回転力を得る機械装置であり、蒸気を用いる蒸気タービンおよび高温の燃焼ガスを用いるガスタービンなどがある。
【０００３】
このうち、ガスタービンは、大きく、圧縮機と、燃焼器と、タービンとで構成される。前記圧縮機は、空気を導入する空気導入口が備えられ、圧縮機ハウジング内に複数の圧縮機ベーンと、圧縮機ブレードとが交互に配置されている。
【０００４】
燃焼器は、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、バーナで点火することにより、高温高圧の燃焼ガスが生成される。
【０００５】
タービンは、タービンハウジング内に複数のタービンベーンと、タービンブレードとが交互に配置されている。また、圧縮機と燃焼器とタービンおよび排気室の中心部を貫通するようにロータが配置されている。
【０００６】
前記ロータは、両端部がベアリングによって回転可能に支持される。そして、前記ロータに複数のディスクが固定されて、それぞれのブレードが連結されると同時に、排気室側の端部に発電機などの駆動軸が連結される。
【０００７】
このようなガスタービンは、４行程機関のピストンのような往復運動機構がないため、ピストン－シリンダのような相互摩擦部分がなくて潤滑油の消費が極めて少なく、往復運動機械の特徴である振幅が大幅に減少し、高速運動が可能というメリットがある。
【０００８】
ガスタービンの作動について簡略に説明すれば、圧縮機で圧縮された空気が燃料と混合されて燃焼されることにより、高温の燃焼ガスが作られ、このように作られた燃焼ガスはタービン側に噴射される。噴射された燃焼ガスが前記タービンベーンおよびタービンブレードを通過しながら回転力を生成し、これによって前記ロータが回転する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、エアフォイルの衝突冷却流路に複数の支持部と冷却ピンとを形成することにより、衝突冷却空気のクロスフローを低減し、冷却効率を向上させることができるタービンコンポーネントのピン－衝突ジェット冷却構造物およびこれを含むガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための、本発明のタービンブレードまたはタービンベーンのエアフォイルは、前記エアフォイルの内部に形成される冷却流路キャビティと、前記冷却流路キャビティの内部に挿入され、複数の冷却ホールを含むインサートと、前記インサートの外面と前記冷却流路キャビティの内面との間に形成される冷却構造物とを含み、前記冷却構造物は、前記インサートの外面に密着し、複数の冷却ホールに連通する複数の衝突ジェットホールを含む支持部と、前記支持部の下面と前記冷却流路キャビティの内面との間に連結される冷却ピンとを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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