[發明專利]渦輪用葉片

有效

• 申請號: 201410336091.6
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN104088673A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 羽田哲;橋本朋子;由里雅則;桑原正光
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D9/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

本申請是申請日為2008年11月7日、申請號為200880129918.9(國際申請號為PCT/JP2008/070271)、發明名稱為“渦輪用葉片”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種燃氣輪機，更詳細而言涉及燃氣輪機的渦輪用葉片(靜葉片、動葉片)。

背景技術

作為燃氣輪機的渦輪部中的渦輪用葉片(例如第二級靜葉片)，已知的為例如在專利文獻1中公開的渦輪用葉片。

專利文獻1日本特開平3-253701號公報

然而，在所述專利文獻1公開的渦輪用葉片中，為了更高效率地冷卻葉片主體的內壁面(內周面)，必須以紊流孔盡可能位于靠近葉片主體的內壁面的位置處的方式配置插入件的壁面。由此，插入件的流路截面積必然性地增大，出現冷卻空氣量變多，燃氣輪機的性能降低的問題。

另外，導入至插入件內部的冷卻空氣在通過形成在插入件上的多個紊流孔對葉片主體的內壁進行紊流冷卻后，從葉片主體上形成的多個薄膜冷卻孔被吹出。即，導入到插入件內部的冷卻空氣總共僅進行一次紊流冷卻后就從薄膜冷卻孔向葉片主體的外部流出。由此，存在低溫的冷卻空氣從薄膜冷卻孔被吹出，燃氣輪機的氣體溫度下降，而燃氣輪機的熱效率降低的可能性。

發明內容

本發明鑒于上述問題而提出，其目的為提供一種渦輪用葉片，該渦輪用葉片能夠減少冷卻空氣(冷卻介質)量，而且能夠防止低溫的冷卻空氣從薄膜冷卻孔被吹出。

本發明為了解決所述技術問題，采用以下的技術手段。

本發明涉及的渦輪用葉片具備：葉片主體，其設有多個薄膜冷卻孔，并且通過設有至少一個板狀肋而在內部形成至少兩個空腔，所述肋在與豎立設置方向的軸線大致正交的截面內與連結前緣和后緣的中心線大致正交；中空的插入件，其以在自身外周面與所述葉片主體的內周面之間形成冷卻空間的方式配置在所述各空腔內，并且設有多個紊流冷卻孔，所述渦輪用葉片的特征在于，該渦輪用葉片構成為，對位于所述葉片主體腹側的內周面紊流冷卻的冷卻介質的一部分，進一步對位于所述葉片主體背側的內周面進行紊流冷卻后，從位于所述葉片主體的背側的薄膜冷卻孔被吹出。

根據本發明涉及的渦輪用葉片，由于空腔內的插入件的流路截面積減小，因此能夠降低總體冷卻空氣量(冷卻空氣的消耗量)。

另外，導入至插入件內部的冷卻空氣的一部分被導入至插入件的內部，對葉片主體的背側內壁面進行紊流冷卻，并且能夠用來對葉片主體的背側外壁面(外周面)進行薄膜冷卻。

由此，能夠使導入插入件內部的冷卻空氣量減少，或者能夠成為極少量，能夠進一步降低總體冷卻空氣量(與現有技術相比減少10％左右)，并且能夠防止低溫冷卻空氣從薄膜冷卻孔被吹出。

本發明涉及的渦輪用葉片具備：葉片主體，其設有多個薄膜冷卻孔，并且通過設有至少一個板狀肋而在內部形成至少兩個空腔，所述肋在與豎立設置方向的軸線大致正交的截面內與連結前緣和后緣的中心線大致正交；中空的插入件，其以在自身外周面與所述葉片主體的內周面之間形成冷卻空間的方式配置在所述各空腔內，并且設有多個紊流冷卻孔，所述渦輪用葉片的特征在于，該渦輪用葉片構成為，所述插入件在所述空腔的腹側和背側各配置一個，從配置在腹側的插入件的紊流冷卻孔向位于所述葉片主體的腹側的內周面吹出的冷卻介質的一部分，暫時通過所述冷卻空間被導入到配置在背側的插入件的內部后，從配置在背側的插入件的紊流冷卻孔向位于所述葉片主體的背側的內周面被吹出。

根據本發明涉及的渦輪用葉片，例如如圖2所示，由于空腔內的插入件的流路截面積減小，因此能夠降低總體冷卻空氣量(冷卻空氣消耗量)。

另外，導入至插入件內部的冷卻空氣的一部分被導入至插入件的內部，用來對葉片主體的背側內壁面進行紊流冷卻，并且對葉片主體的背側外壁面(外周面)進行薄膜冷卻。

由此，能夠使導入插入件內部的冷卻空氣量減少，或者能夠成為極少量，能夠進一步降低整體冷卻空氣量(與現有技術相比減少10％左右)，并且能夠防止低溫冷卻空氣從薄膜冷卻孔被吹出。