[发明专利]涡轮翼的冷却结构

说明书

本发明涉及一种涡轮翼的冷却结构，其是对涡轮翼(1)进行冷却的结构，其中，设置有：冷却通道(17)，其在相对于高温气体流路(GP)呈凹状弯曲的第一翼壁(3)与呈凸状弯曲的第二翼壁(5)之间形成；格架结构体(23)，其是使在面向所述冷却通道的两壁面上设置的多个肋呈格子状重叠而构成；冷媒排出口(25)，其设置于所述冷却通道的下游侧端部，并使冷却通道内的冷却媒体(CL)向外部排出；露出壁部(27)，其是所述第二翼壁(5)的向冷媒排出口(25)的外部延伸设置的部分；以及平坦面部(29)，其是所述冷却通道的从所述格架结构体的出口(23a)到所述冷媒排出口(25)的部分，且由所述第一翼壁(3)及第二翼壁(5)的壁面作为平坦面而形成。

相关申请

本申请主张2017年1月18日申请的日本专利申请2017-006571的优先权，并通过参照将其整体引用作为本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及一种用于对燃气涡轮发动机的涡轮中的静翼及动翼进行冷却的结构。

背景技术

构成燃气涡轮发动机的涡轮配置于燃烧器的下游，且被供给在燃烧器中燃烧的高温的气体，因此在燃气涡轮发动机的运转中暴露于高温中。因而，需要对涡轮的静翼及动翼进行冷却。作为这样的对涡轮翼进行冷却的结构，公知有一种方案：将在压缩机中进行了压缩的空气的一部分向形成于翼内的冷却通道导入，并将压缩空气作为冷却媒体对涡轮翼进行冷却(例如参照专利文献1)。

在将压缩空气的一部分用于涡轮翼的冷却的情况下，具有不需要从外部导入冷却媒体就能够简单地实现冷却结构的优点，另一方面，如果将在压缩机中进行了压缩的空气大量用于冷却，则会发动机效率降低，因此需要以尽量少的空气量高效地进行冷却。作为用于高效地冷却涡轮翼的结构，提出了一种方案，其采用将多个肋呈格子状组合而形成的所谓的格架结构(例如参照专利文献2)。在格架结构中，通过使冷却媒体与构成格架结构的肋碰撞而产生涡流，从而提高了冷却效率。

另一方面，作为将涡轮翼内的冷却媒体从翼后缘部排出的结构，提出了如下的方案：切除涡轮翼后缘部的正压面侧的翼壁，由此使冷却媒体以沿着因上述切口而露出的负压面侧的翼壁的背面的方式流动，从而对该面进行气膜冷却(日文：フィルム冷却)(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5603606号说明书

专利文献2：日本专利第4957131号说明书

发明内容

(一)要解决的技术问题

但是，在如专利文献2所公开的那样，使翼后缘部的气膜冷却与格架结构进行组合的情况下，从格架结构流出的较强的涡流被向露出的壁面排出，并卷入在外部流动的高温的气体。其结果是，难以充分获得利用气膜冷却的冷却效果。

因此，本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种冷却结构，其利用格架结构对冷却涡轮翼内部高效地进行冷却，并且涡轮翼后缘部也利用气膜冷却有效地冷却，从而能够使涡轮翼整体高效地冷却。

(二)技术方案