[發明專利]渦輪動葉及燃氣輪機

有效

• 申請號: 201680022383.X
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN107532477B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 高村啟太;羽田哲;渥美秀勝
• 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;F01D5/22;F02C7/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 祝博

燃氣輪機的葉片主體(51)具備：第一冷卻通路部(58)、第二冷卻通路部(59)、柱部(60)以及多個突出部。第一冷卻通路部(58)設于靠近前緣(55)一側。第二冷卻通路部(59)設于靠近所述后緣(56)一側。柱部(60)設于所述第一冷卻通路部(58)與所述第二冷卻通路部(59)之間，連續形成于所述葉片主體(51)的基部與端部之間。多個突出部從所述第一冷卻通路部(58)的內壁面和所述第二冷卻通路部(59)的內壁面突出。

技術領域

本發明涉及一種渦輪動葉及燃氣輪機。

本申請依據2015年8月25日向日本提出的日本專利申請2015-165539號主張優先權，并在此處援用其內容。

背景技術

燃氣輪機的渦輪動葉暴露于高溫/高壓的工作流體中，因此在內部具有冷卻結構。具體而言，例如在內部具有流路作為冷卻結構，使從壓縮機抽氣而得到的壓縮空氣作為冷卻空氣在該流路中流通，由此從內部對渦輪動葉進行冷卻。在燃氣輪機的前段側的渦輪動葉和后段側的渦輪動葉，周圍流動的工作流體的溫度、渦輪動葉本身的長度等不同，從而冷卻條件不同。因此，在前段側和后段側，渦輪動葉內部的冷卻流路的結構也不同。

在專利文獻1中，公開了后段側冷卻結構的一個例子。具體而言，對于專利文獻1所記載的渦輪動葉，在輪轂部和葉片根部的內部設有由內壁突起消散熱片的空洞，并且在比輪轂部靠近葉片端側的葉片內部貫穿設置有多孔，連通空洞與在葉片端部設置的開口，使冷卻空氣從空洞向開口通過。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平9-53407號公報

發明內容

發明要解決的問題

在專利文獻1所記載的渦輪動葉，冷卻空氣為了冷卻葉片端側而在多孔的內部流通。多孔為了確保所需的熱傳導率，而需要使在其內部流通的作為冷卻介質的冷卻空氣的流速提高，其結果導致壓力損失增大。因此，需要以作為上游側的葉片根部側處形成高供給壓的方式供給冷卻空氣。當供給高供給壓的冷卻空氣時，葉片根部側處的泄漏流增多，因此導致冷卻空氣的供給量增大。如上所述，燃氣輪機動葉中作為冷卻介質的冷卻空氣例如是從壓縮機抽氣而生成的。像這樣從壓縮機抽氣而得到的空氣用于渦輪葉片等的冷卻，并不會用于使渦輪機旋轉的工作。即，為了提高燃氣輪機的性能，需要將用于渦輪葉片的冷卻介質的量抑制在最小限度。

本發明的目的在于，提供一種渦輪動葉及燃氣輪機，該渦輪動葉能夠將冷卻介質的供給量抑制在最小限度并且有效地進行冷卻。

技術方案

根據本發明的第一方案，渦輪動葉具有前緣和后緣。在這些前緣與后緣之間具備具有正壓面和負壓面的葉片主體。所述葉片主體包括：第一冷卻通路部、第二冷卻通路部、柱部以及多個突出部。第一冷卻通路部與所述前緣靠近設置，供冷卻介質流過。第二冷卻通路部與所述后緣靠近設置，供冷卻介質流過。柱部設于所述第一冷卻通路部與所述第二冷卻通路部之間，在所述葉片主體的基部與端部之間連續形成。多個突出部從所述第一冷卻通路部的內壁面和所述第二冷卻通路部的內壁面突出。

通過在內壁面形成有突出部的第一冷卻通路部流過冷卻介質，能夠有效地冷卻靠近葉片主體的前緣一側。同樣地，通過在內壁面形成有突出部的第二冷卻通路部流過冷卻介質，能夠冷卻靠近葉片主體的后緣一側。這樣，能夠通過第一冷卻通路部和第二冷卻通路部有效地冷卻尤其容易成為高溫的前緣側和后緣側，并且通過在相對難以達到高溫的前緣側與后緣側之間設置柱部，能夠減小冷卻通路整體的截面積。通過使冷卻通路本身也成為如上所述具備突出部的結構，因此與多孔相比，能夠確保一定的截面積并且獲得冷卻效果，由此能夠使在冷卻通路流通時的壓力損失達到最小限度，能夠抑制供給壓。因此，能夠使冷卻渦輪葉片所需的冷卻介質的供給量達到最小限度。