涡轮叶片的冷却结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110337530A(43)申请公布日2019.10.15(21)申请号201880014034.2(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司1(22)申请日2018.03.061002代理人张晶刘言(30)优先权数据2017-0459272017.03.10JP(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日F01D9/02(2006.01)2019.08.26F02C7/18(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2018/0086452018.03.06(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/164150JA2018.09.13(71)申请人川崎重工业株式会社地址日本兵库县(72)发明人都留智子石田克彦权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称涡轮叶片的冷却结构(57)摘要在对涡轮叶片(1)进行冷却的结构中，具备：冷却通道(17)，其形成于相对于高温气体流路(GP)呈凹状弯曲的第一叶片壁(3)与呈凸状弯曲的第二叶片壁(5)之间；晶格结构体(23)，其构成为将设置于面对冷却通道的两壁面上的多个肋重叠成格子状；分隔体(27)，其设置于相邻的晶格结构体之间；制冷剂排出口(25)，其向外部排出冷却通道内的冷却介质(CL)；以及暴露壁部(29)，其是第二叶片壁(5)的向制冷剂排出口(25)的外部延伸设置的部分，在隔着分隔体相邻的晶格结构体(23)的出口部上，相邻的第一肋组(33A)及相邻的第二肋组(33B)分别相对于分隔体向相反朝向倾斜。CN110337530ACN110337530A权利要求书1/1页1.一种燃气涡轮发动机的冷却结构，其用于对利用高温气体驱动的涡轮的涡轮叶片进行冷却，其中，所述冷却结构具备：冷却通道，其形成在相对于所述高温气体的流路呈凹状弯曲的所述涡轮叶片的第一叶片壁、与相对于所述高温气体的流路呈凸状弯曲的所述涡轮叶片的第二叶片壁之间；多个晶格结构体，各晶格结构体具有：第一肋组和第二肋组，其中，所述第一肋组由设置于面对所述冷却通道的所述第一叶片壁的壁面上的多个呈直线状延伸的第一肋构成，所述第二肋组由设置于面对所述冷却通道的所述第二壁的壁面上的多个呈直线状延伸的第二肋构成，并与所述第一肋组重叠成格子状；分隔体，其设置于相邻的两个所述晶格结构体之间，封闭形成在各肋组中的流路；制冷剂排出口，其设置于所述冷却通道的下游侧端部，向外部排出所述冷却通道内的冷却介质；以及暴露壁部，其是所述第二叶片壁的向所述制冷剂排出口的外部延伸设置而形成的部分，在隔着所述分隔体相邻的两个所述晶格结构体的至少各出口部，相邻的两个所述第一肋组及相邻的两个所述第二肋组分别相对于所述分隔体向相反朝向倾斜。2.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，在隔着所述分隔体相邻的两个所述晶格结构体的至少各出口部，相邻的两个所述第一肋组及相邻的两个所述第二肋组分别相对于所述分隔体对称地倾斜。3.根据权利要求1或2所述的冷却结构，其特征在于，所述晶格结构体的出口配置于所述制冷剂排出口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却介质整体的移动方向是沿着所述涡轮叶片的翼弦的方向，多个所述晶格结构体隔着所述分隔体沿着所述涡轮叶片的高度方向并列配置。2CN110337530A说明书1/6页涡轮叶片的冷却结构相关申请[0001]本申请主张2017年3月10日申请的日本专利申请2017-045927的优先权，并通过参照将其整体作为本申请的一部分而引用。技术领域[0002]本发明涉及一种对燃气涡轮发动机的涡轮叶片，即涡轮中的静叶及动叶进行冷却的结构。背景技术[0003]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气体，因此燃气涡轮发动机在运转中暴露于高温中。因而，需要冷却涡轮的静叶及动叶。作为对这样的涡轮叶片进行冷却的结构，而已知有将由压缩机压缩的空气的一部分导入在叶片内形成的冷却通道，并将压缩空气作为冷却介质对涡轮叶片进行冷却的方案(例如参照专利文献1)。[0004]在将压缩空气的一部分用于涡轮叶片的冷却的情况下，具有不需要从外部导入冷却介质，就能够简单地实现冷却结构的优点，另一方面，如果将由压缩机压缩的空气大量用于冷却，则会降低发动机效率，因此需要以尽量少的空气量有效地进行冷却。作为用于以高效率冷却涡轮叶片的结构，提出了采用将多个肋组合成格子状而形成的所谓的晶格结构的方案(例如参照专利文献2)。在晶格结构中，通过使冷却介质与构成晶格结构的肋碰撞而产生涡流，从而提高冷却效率。[0005]另一方面，作为从叶片后缘部排出涡轮叶片内的冷却介质的结构，而提出了如下的方案：