[發明專利]燃氣輪機葉片

有效

• 申請號: 201410609725.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104632293B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 田川久人;堀內康廣
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;杜嘉璐

本發明提供一種端壁部的冷卻性能以及燃氣輪機的熱效率優異的燃氣輪機葉片。該燃氣輪機葉片具備在內部具有冷卻流路(320)的葉片部(310)，在該葉片部(310)的氣輪機徑向的內周側的端部具備了端壁(100)的燃氣輪機葉片(300)中，在端壁(100)的葉片前緣側的鉤部(110)設置冷卻孔(130)，將多個冷卻孔(130)沿燃氣輪機的周向以不同的間隔配置，從而使流經冷卻流路(320)而來的冷卻空氣(700)從冷卻孔(130)向前緣(101)側流通。

技術領域

本發明涉及使用于燃氣輪機的燃氣輪機葉片。

背景技術

燃氣輪機葉片的表面暴露于高溫的燃燒氣體中，因此為了抑制葉片材料的高溫腐蝕、構造強度的下降以確保健全性，而需要強制地進行冷卻。近年來，為了提高燃氣輪機的熱效率，而使燃燒溫度上升，因此以往不進行冷卻的第二級靜葉的內周側端壁也需要強制的冷卻。

作為本技術領域所涉及的文獻，存在日本特開平5-10102號公報(專利文獻1)。在該公報中記載有“對葉片母體(20a)進行了冷卻的冷卻介質當然釋放至主流氣體中，但重要的是將冷卻空氣的排出口(25)設置于內周側的端壁(20b)的葉片前緣側的位置。”。另外，記載有“該排出口(25)設置于向主靜葉(20)的與處于上游側的動葉(1)之間的空腔(28)排出的位置。”。

另外，在日本特開平10-184312號公報(專利文獻2)記載有“內徑側端壁(4b)沿周向具備與靜葉(2b)的內部冷卻流路(7)連通的空氣通路(8)，其噴出口(9)相對于密封翅片(16a)的前端部位于主流側且呈狹縫狀開口。”。而且，記載有“冷卻空氣的一部分通過設置于內徑側端壁(4b)的空氣通路(8)，從狹縫狀的噴出口(9)沿周向連續地朝向第二級動葉體(11b)的密封翅片(16a)噴出。被噴出的冷卻空氣噴出至在內徑側端壁(4b)與密封翅片(16a)的前端協同動作的密封裝置。此時，通過對泄漏至級間隙(25)的主流氣體進行稀釋，而帶來密封裝置附近的溫度下降。”。此外，上述的括弧內所示的附圖標記表示各文獻內的參照附圖標記，與后述的本發明的參照附圖標記無關。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平5-10102號公報

專利文獻2：日本特開平10-184312號公報

發明內容

在燃氣輪機中，通過與氣輪機處于同一軸上的壓縮機吸入大氣，并將已壓縮的空氣輸送至燃燒器而使其與燃料混合來使燃料燃燒。另一方面，氣輪機葉片的冷卻空氣使用從壓縮機抽取的一部分壓縮空氣。因此，氣輪機葉片的冷卻空氣在維持冷卻性能的前提下盡可能地少，提高燃氣輪機的熱效率需要壓縮空氣用于燃燒。

關于該點，在日本特開平5-10102號公報中，關于從端壁的冷卻的觀點來看應該如何將配置于內周側的端壁的葉片前緣側的冷卻空氣的排出口沿氣輪機周向配置未做任何提及。另一方面，日本特開平10-184312號公報的設置于內徑側端壁的空氣通路是為了冷卻配置于級間隙的密封裝置附近而設置的，與之前的文獻相同地，關于從端壁的冷卻的觀點來看應該如何沿氣輪機周向配置未做任何提及。

本發明的目的在于提供一種端壁部的冷卻性能以及燃氣輪機的熱效率優異的燃氣輪機葉片。

本申請包含多個解決上述課題的機構，若列舉其一個例子，則一種燃氣輪機葉片，其特征在于，具備：葉片部，其在內部具有冷卻流路；端壁部，其位于該葉片部的氣輪機徑向的一側端部；前緣側鉤部，其是用于使該端壁部與和該端壁部相鄰的隔板卡合的鉤部，并位于所述葉片部的前緣側；以及多個冷卻孔，其設置于該前緣側鉤部并與所述冷卻流路連通，所述多個冷卻孔沿著氣輪機周向排列，并且該多個冷卻孔中存在在氣輪機周向上相鄰的冷卻孔彼此之間的間隔不同的冷卻孔。

根據本發明，能夠以與端壁的每個部分的強化冷卻的必要性對應的方式沿氣輪機周向適當地分配冷卻空氣，因此能夠抑制冷卻空氣的使用量，從而能夠提高燃氣輪機的熱效率。