[发明专利]涡轮用叶片

说明书

本申请是申请日为2008年11月7日、申请号为200880129918.9(国际申请号为PCT/JP2008/070271)、发明名称为“涡轮用叶片”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机，更详细而言涉及燃气轮机的涡轮用叶片(静叶片、动叶片)。

背景技术

作为燃气轮机的涡轮部中的涡轮用叶片(例如第二级静叶片)，已知的为例如在专利文献1中公开的涡轮用叶片。

专利文献1日本特开平3-253701号公报

然而，在所述专利文献1公开的涡轮用叶片中，为了更高效率地冷却叶片主体的内壁面(内周面)，必须以紊流孔尽可能位于靠近叶片主体的内壁面的位置处的方式配置插入件的壁面。由此，插入件的流路截面积必然性地增大，出现冷却空气量变多，燃气轮机的性能降低的问题。

另外，导入至插入件内部的冷却空气在通过形成在插入件上的多个紊流孔对叶片主体的内壁进行紊流冷却后，从叶片主体上形成的多个薄膜冷却孔被吹出。即，导入到插入件内部的冷却空气总共仅进行一次紊流冷却后就从薄膜冷却孔向叶片主体的外部流出。由此，存在低温的冷却空气从薄膜冷却孔被吹出，燃气轮机的气体温度下降，而燃气轮机的热效率降低的可能性。

发明内容

本发明鉴于上述问题而提出，其目的为提供一种涡轮用叶片，该涡轮用叶片能够减少冷却空气(冷却介质)量，而且能够防止低温的冷却空气从薄膜冷却孔被吹出。

本发明为了解决所述技术问题，采用以下的技术手段。

本发明涉及的涡轮用叶片具备：叶片主体，其设有多个薄膜冷却孔，并且通过设有至少一个板状肋而在内部形成至少两个空腔，所述肋在与竖立设置方向的轴线大致正交的截面内与连结前缘和后缘的中心线大致正交；中空的插入件，其以在自身外周面与所述叶片主体的内周面之间形成冷却空间的方式配置在所述各空腔内，并且设有多个紊流冷却孔，所述涡轮用叶片的特征在于，该涡轮用叶片构成为，对位于所述叶片主体腹侧的内周面紊流冷却的冷却介质的一部分，进一步对位于所述叶片主体背侧的内周面进行紊流冷却后，从位于所述叶片主体的背侧的薄膜冷却孔被吹出。

根据本发明涉及的涡轮用叶片，由于空腔内的插入件的流路截面积减小，因此能够降低总体冷却空气量(冷却空气的消耗量)。

另外，导入至插入件内部的冷却空气的一部分被导入至插入件的内部，对叶片主体的背侧内壁面进行紊流冷却，并且能够用来对叶片主体的背侧外壁面(外周面)进行薄膜冷却。

由此，能够使导入插入件内部的冷却空气量减少，或者能够成为极少量，能够进一步降低总体冷却空气量(与现有技术相比减少10％左右)，并且能够防止低温冷却空气从薄膜冷却孔被吹出。

本发明涉及的涡轮用叶片具备：叶片主体，其设有多个薄膜冷却孔，并且通过设有至少一个板状肋而在内部形成至少两个空腔，所述肋在与竖立设置方向的轴线大致正交的截面内与连结前缘和后缘的中心线大致正交；中空的插入件，其以在自身外周面与所述叶片主体的内周面之间形成冷却空间的方式配置在所述各空腔内，并且设有多个紊流冷却孔，所述涡轮用叶片的特征在于，该涡轮用叶片构成为，所述插入件在所述空腔的腹侧和背侧各配置一个，从配置在腹侧的插入件的紊流冷却孔向位于所述叶片主体的腹侧的内周面吹出的冷却介质的一部分，暂时通过所述冷却空间被导入到配置在背侧的插入件的内部后，从配置在背侧的插入件的紊流冷却孔向位于所述叶片主体的背侧的内周面被吹出。

根据本发明涉及的涡轮用叶片，例如如图2所示，由于空腔内的插入件的流路截面积减小，因此能够降低总体冷却空气量(冷却空气消耗量)。

另外，导入至插入件内部的冷却空气的一部分被导入至插入件的内部，用来对叶片主体的背侧内壁面进行紊流冷却，并且对叶片主体的背侧外壁面(外周面)进行薄膜冷却。

由此，能够使导入插入件内部的冷却空气量减少，或者能够成为极少量，能够进一步降低整体冷却空气量(与现有技术相比减少10％左右)，并且能够防止低温冷却空气从薄膜冷却孔被吹出。