[发明专利]涡轮叶片

说明书

涡轮叶片(1)具有：冷却通路(11)，其构成为使冷却介质(CL)从叶片高度方向(H)上的根部侧向前端部侧移动；以及格子构造体(21)，其将配置于所述冷却通路(11)的多个肋组(33)重叠成格子状而成，在所述格子构造体(21)的两侧缘部(21a)设置有在各侧缘部开口且使冷却介质(CL)从形成于一方的所述肋组之间的格子流路(35)向另一方的格子流路(35)转向的转向部(37)，在所述格子构造体的一方的侧缘部(21a)与所述冷却通路的侧壁面(39)之间形成有沿叶片高度方向延伸并使所述侧缘部中的多个格子流路连通的连通流路(41)。

相关申请

本申请是主张2019年9月26日申请的日本特愿2019-175092的优先权的申请，通过参照其整体而引用了构成本申请的一部分的内容。

技术领域

本发明涉及在燃气涡轮发动机的涡轮中使用的涡轮叶片，特别是涉及用于冷却涡轮叶片的结构。

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，被供给由燃烧器燃烧后的高温的气体，因此在燃气涡轮发动机的运转期间暴露于高温。因此，需要对涡轮叶片、也就是静叶片和动叶片进行冷却。作为冷却这样的涡轮叶片的构造，公知将由压缩机压缩后的空气的一部分导入到在叶片内形成的冷却通路，将压缩空气作为冷却介质对涡轮叶片进行冷却(例如，参照专利文献1)。

在将压缩空气的一部分用于涡轮叶片的冷却的情况下，不需要从外部导入冷却介质，具有能够使冷却构造简单的优点，另一方面，若将由压缩机压缩后的空气大量地用于冷却，则会导致发动机效率降低，因此需要以尽可能少的空气量高效地进行冷却。作为用于高效地冷却涡轮叶片的构造，提出了采用将多个平行延伸的肋重叠成格子状而形成的所谓的格子构造体的方案(例如，参照专利文献2)。

通常，在格子构造体中，其两侧缘部被侧壁面封闭。在格子构造体的一个流路中流动的冷却介质与侧壁面碰撞并转向而流入另一个流路。同样，在格子构造体的另一个流路中流动的冷却介质与另一个侧壁面碰撞并转向而流入一个流路。这样，在格子构造体中，通过反复进行冷却介质与两侧缘的壁面的碰撞、转向来促进冷却。另外，冷却介质在横穿格子状的肋的交叉部分时产生涡流，由此进一步促进冷却。

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：日本特许第4957131号说明书

发明内容

发明要解决的课题

但是，在使在格子构造体内流动的冷却介质与封闭其侧缘部的侧壁面碰撞而转向的情况下，在侧缘部附近，流体阻力显著增大。在格子构造体中，由于在侧缘部以外的部分中，在流路的交叉部分中彼此的流路连通，因此当在侧缘部附近流体阻力增大时，产生不到达侧缘部而从上述要连通的部分向另一个流路短路的流动。当产生这样的短路的流动时，冷却介质无法充分地遍及整个流路，冷却效率降低。进而，本来应通过交叉部分而产生的涡流也变得不充分，从这一点来看也无法得到充分的冷却效果。

因此，为了解决上述课题，本发明的目的在于，在内部具有格子构造体的涡轮叶片中，抑制格子构造体的侧缘部的流体阻力的增大，从而能够进行高效的涡轮叶片的冷却。

用于解决课题的手段