涡轮叶片以及具备该涡轮叶片的燃气轮机.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CN108625905A(43)申请公布日2018.10.09(21)申请号201810084896.4(22)申请日2018.01.29(30)优先权数据2017-0493922017.03.15JP(71)申请人三菱日立电力系统株式会社地址日本神奈川县(72)发明人三好市朗(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司11243代理人金成哲宋春华(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图7页(54)发明名称涡轮叶片以及具备该涡轮叶片的燃气轮机(57)摘要本发明提供涡轮叶片以及具备该涡轮叶片的燃气轮机，可进一步提高涡轮叶片的冷却性能。本发明的涡轮叶片(15)具备：面向供冷却空气(35)流动的冷却流路(23c)的第一壁面(38)；面向供工作流体(6)流动的工作流体流路(17)的第二壁面(27a)；连通冷却流路(23c)和工作流体流路(17)的连通孔(36)；以及设于连通孔(36)的在第一壁面(38)开口的开口部(39)的冷却空气(35)的流向的下游侧且从第一壁面(38)向冷却流路(23c)侧突出的突出部(37)，突出部(37)具备：从第一壁面(38)以与冷却空气(35)的流向相反的朝向向上倾斜地形成于冷却流路(23c)侧的倾斜部(37A)；以及呈凸形状地形成于冷却流路(23c)侧，且呈弧状地与开口部(39)相连的曲部。CN108625905ACN108625905A权利要求书1/1页1.一种涡轮叶片，其特征在于，具备：面向供冷却空气流动的冷却流路的第一壁面；面向供工作流体流动的工作流体流路的第二壁面；连通上述冷却流路和上述工作流体流路的连通孔；以及突出部，其设于上述连通孔的在上述第一壁面开口的开口部的上述冷却空气的流向的下游侧且从上述第一壁面向上述冷却流路侧突出。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，上述突出部具备：从上述第一壁面以与上述冷却空气的流向相反的朝向向上倾斜地形成于上述冷却流路侧的倾斜部；以及呈凸形状地形成于上述冷却流路侧，且呈弧状地与上述开口部相连的曲部。3.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，具备第二曲部，其在上述开口部的周向上与上述突出部相邻地设置，且与上述开口部顺滑地相连。4.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，上述开口部形成为椭圆形状。5.一种燃气轮机，其特征在于，具备具有权利要求1所述的涡轮叶片的叶片级。2CN108625905A说明书1/8页涡轮叶片以及具备该涡轮叶片的燃气轮机技术领域[0001]本发明涉及涡轮叶片以及具备该涡轮叶片的燃气轮机。背景技术[0002]燃气轮机的涡轮叶片暴露于高温的燃烧气体中。因此，需要冷却涡轮叶片，抑制因高温的燃烧气体而引起的涡轮叶片的高温氧化、减薄损伤等。作为冷却涡轮叶片的方法，具有以下方法：在叶片表面形成气膜冷却孔，使在叶片内部的冷却流路流动的冷却空气从气膜冷却孔喷出而在叶片表面蔓延，从而形成冷却空气的冷却膜，抑制热从高温的燃烧气体向涡轮叶片流入。[0003]一般而言，从气膜冷却孔喷出的冷却空气与燃烧气体混合，产生混合损失。由此，可能降低涡轮的热效率。因此，致力于改良气膜冷却孔的压力较低的出口侧的形状，提高冷却效率，削减冷却空气的流量。通过提高冷却效率，从而能够削减涡轮叶片的冷却所需的冷却空气的流量，能够提高涡轮的热效率。[0004]另外，在气膜冷却孔的压力较高的入口侧(冷却流路侧)因来自冷却空气室的流的不均匀，流场可能产生剥离区域。当在气膜冷却孔的入口侧产生剥离区域时，冷却空气流变得不均匀，冷却空气流在气膜冷却孔内成为偏流。这样一来，从气膜冷却孔喷出的冷却空气流的朝向变化，冷却空气难以沿叶片表面流动，因此涡轮叶片的冷却效率降低。与此相对，具有以下方法：在气膜冷却孔的入口侧设置锥形部，促进向气膜冷却孔的冷却空气的流动，从而抑制涡轮叶片的冷却效率的降低(参照专利文献1等)。[0005]现有技术文献[0006]专利文献[0007]专利文献1：日本特开2010－216471号公报发明内容[0008]发明所要解决的课题[0009]近年来，为了提高燃气轮机的效率，倾向于提高燃烧气体的温度。因此，期望对涡轮叶片遍及细微部分地进行冷却，进一步提高涡轮叶片的冷却效率。但是，专利文献1对气膜冷却孔的入口侧进行扩径而设置锥形部，因此根据确保涡轮叶片的强度等的理由，难以应用于涡轮叶片的厚度较薄的部分，难以进一步提高涡轮叶片的冷却效率。[0010]本发明鉴于上述而做成，目的在于进一步提高涡轮叶片的冷却效率。[0011]用于解决课题的方案[0012]为了实现上述目的，本发明的涡轮叶片的特征在于，具备：面向供冷却空气流动的冷却流路的第一壁面；面向供工作流体流动