(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼内部に冷却空気通路を有し、同通路に冷却空気を流して翼内部を冷却すると共に、翼前縁部に空気吹き出し穴を多数穿設して前記冷却空気通路からの冷却空気を吹き出し、シャワーヘッド冷却するガスタービン冷却翼において、前記空気吹き出し穴は前縁部の翼面に対してほぼ直交するように穿設されていることを特徴とするガスタービン冷却翼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスタービン冷却翼に関し、翼の前縁部に設けるシャワーヘッド冷却のための空気吹き出し穴部分のクラックの発生を防止する構造としたものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンの静翼、動翼は高温の燃焼ガスに晒されるために翼内部に冷却空気通路を設け、冷却空気を流して翼内部を冷却し、翼の前縁部には空気吹き出し穴を多数設けて冷却空気通路からの冷却空気を吹き出し、シャワーヘッド冷却を行っている。
【０００３】
図４は従来のガスタービン冷却翼の斜視図、図５（ａ）は図４のＣ−Ｃ断面図、図５（ｂ）はそのＤ−Ｄ断面図である。これら図において、１１は冷却翼であり、１２がその前縁、１３がその後縁である。前縁１２には多数の空気吹き出し穴１４があけられており、翼内部の冷却空気通路１５からの冷却空気を翼表面へ吹き出し、翼表面をシャワーヘッド冷却している。
【０００４】
空気吹き出し穴１４は図５（ｂ）に示すように前縁１２の翼面に対して傾けて設けられている。空気吹き出し穴１４から吹き出た冷却空気は穴が斜めに設けられているので、翼表面に沿って流れ、翼面の冷却を効果的に行うようにしている。しかし、空気吹き出し穴１４は斜めに傾いており、その出入口には鋭角部３０が形成され、熱応力がこの穴周囲に発生すると鋭角部３０の応力集中により穴周囲にクラックが発生しやすい構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガスタービンの冷却翼は、前述のように空気吹き出し穴１４が前縁１２に斜めにあけられており、斜めにあけられていると、図５（ｂ）にも示すようにその壁面の出入口に鋭角な個所が形成され、穴の周囲に生じた熱応力がこの鋭角部３０に応力が集中し、穴の周囲に高い熱応力が生じ、クラックの発生の原因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明はガスタービンの冷却翼の空気吹き出し穴の角度を変更し、空気吹き出し穴の周囲に高い熱応力が発生しないようにして冷却翼前縁部のクラック発生を防止することを課題としてなされたものである。
【０００７】
【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、次の手段を提供する。
【０００８】
翼内部に冷却空気通路を有し、同通路に冷却空気を流して翼内部を冷却すると共に、翼前縁部に空気吹き出し穴を多数穿設して前記冷却空気通路からの冷却空気を吹き出し、シャワーヘッド冷却するガスタービン冷却翼において、前記空気吹き出し穴は前縁部の翼面に対してほぼ直交するように穿設されていることを特徴とするガスタービン冷却翼。
【０００９】
本発明のガスタービン冷却翼は、空気吹き出し穴が前縁部の翼面に対してほぼ直交するようにあけられている。従来の空気吹き出し穴は翼面に対し、斜めにあけられており、空気吹き出し穴出入口に鋭角部が形成され、この部分に応力が集中し、クラックの発生しやすい構造であったが、本発明では穴は直交するようにあけられ、空気吹き出し穴の周囲はほぼ直交部が形成されるので鋭角な個所がなくなり、応力集中を小さくして熱応力を低減させてクラックの発生を回避できる。
【００１０】
【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翼の斜視図、図２（ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。これら図において、１は冷却翼であり、２がその前縁、３がその後縁である。冷却翼１の内部には冷却空気通路１５が設けられ、冷却空気を流して冷却される。前縁２には多数の空気吹き出し穴４が設けられており、翼内部の冷却空気通路１５から冷却空気を吹き出し、前縁部のシャワーヘッド冷却を行う。
【００１１】
空気吹き出し穴４は図２（ｂ）に示すように前縁２の翼面に対してほぼ直交するように設けられており、穴出入口に鋭角な個所をなくし、空気吹き出し穴４まわりに発生する応力集中の影響を小さくし、熱応力を低減させる。
【００１２】
図３は空気吹き出し穴４の従来例との比較を示し、（ａ）が従来の翼の前縁部の縦断面図、（ｂ）が本実施の形態の翼の縦断面図である。図に示すように従来は空気吹き出し穴４が斜めにあけられているので、図中丸印で示すように空気吹き出し穴１４の出入口に鋭角部３０が形成される。
【００１３】
これに対し、本実施の形態の図３（ｂ）においては、空気吹き出し穴４が前縁２の翼面に対し、ほぼ直角にあけられており、図中丸印で示すように空気吹き出し穴４の出入口には従来の鋭角部に代り、直交部２０が形成される。
【００１４】
上記のように、本実施の形態においては空気吹き出し穴４が前縁２の翼面に対してほぼ直交するように設けられ、穴４出入口の周囲には鋭角部がなくなり、直交部２０となるので発生する熱応力を従来の斜めに設けた空気吹き出し穴１４と比べて大幅に低減することができ、前縁２の空気吹き出し穴４まわりのクラック発生を回避することができる。
【００１５】
上記に説明の実施の形態では空気吹き出し穴４を翼面に対してほぼ直交するように設ける例で説明したが、従来の空気吹き出し穴１４の傾斜よりもゆるやかに設定すればする程熱応力の集中を回避する効果があるものであり、直交するようにすることが最も好ましいものである。このような空気吹き出し穴の角度は翼の形状や燃焼ガス温度、冷却空気の圧力等によりシャワーヘッド冷却の効果を加味して従来の空気吹き出し穴１４の傾斜角と翼面に対する直交との間でクラックの発生を回避できる範囲で決定しても良いものである。
【００１６】
なお、本発明のガスタービン冷却翼は動翼、静翼のいずれに適用しても同様の効果が得られることはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】
以上、具体的に説明したように、本発明は、翼内部に冷却空気通路を有し、同通路に冷却空気を流して翼内部を冷却すると共に、翼前縁部に空気吹き出し穴を多数穿設して前記冷却空気通路からの冷却空気を吹き出し、シャワーヘッド冷却するガスタービン冷却翼において、前記空気吹き出し穴は前縁部の翼面に対してほぼ直交するように穿設されていることを特徴としている。このような空気吹き出し穴の構造により前縁部の空気吹き出し穴まわりに鋭角部をなくし、穴まわりに発生する熱応力の応力集中も低減することができ、クラック発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン冷却翼の斜視図である。
【図２】図１における断面図で、（ａ）がＡ−Ａ断面図、（ｂ）がＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るガスタービン冷却翼と従来例との断面図の比較を示し、（ａ）が従来例、（ｂ）が本実施の形態を示す。
【図４】従来のガスタービン冷却翼の斜視図である。
【図５】図４における断面図で、（ａ）がＣ−Ｃ断面図、（ｂ）がＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１      冷却翼
２      前縁
３      後縁
４      空気吹き出し穴
１５    冷却空気通路
２０    直交部
【図１】
0003615907.tif 000002
【図２】
0003615907.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003615907.tif 000005
【図５】
0003615907.tif 000006