[发明专利]涡轮叶片

说明书

本发明提供一种涡轮叶片，其能缓和沿背侧的隔热部件流动的流体的减速梯度且抑制边界层的发展，能抑制空气动力损失。具有形成于叶片内部且在叶片高度方向延伸的冷却流道(15a～15f)，利用隔热部件(14)覆盖背侧叶片面(12)以及腹侧叶片面(13)，在与叶片高度方向垂直的各叶片剖面的上述背侧叶片面上，在包括颈部的位置(S)且比该位置靠后侧、并且不包括最终的冷却流道(15f)的后端的位置(R)且比该位置靠前侧的范围内设定背侧的设计点(P1)。各叶片剖面的背侧中的隔热部件的厚度分布以隔热部件的厚度从叶片前缘到设计点相同，隔热部件的厚度从设计点到叶片后缘随着朝向后侧渐减的方式构成。

技术领域

本发明涉及至少具有一个形成于叶片内部且在叶片高度方向上延伸的冷却流道，并用隔热部件覆盖叶片面的涡轮叶片。

背景技术

燃气轮机是旋转机械的一种，主要用作航空机推进用、发电用的动力源。燃气轮机具备压缩机、燃烧器以及涡轮。压缩机吸入空气并压缩，生成压缩空气。燃烧器与由压缩机生成的压缩空气一起使燃料燃烧，生成高温的燃烧气体。涡轮利用由燃烧器生成的燃烧气体(主流气体)旋转。

为了燃气轮机的高性能化，要求燃烧气体的高温化。但是，伴随燃烧气体的高温化，容易产生导致涡轮叶片(即涡轮的静叶片或动叶片)的破损的问题(详细地说，蠕变、酸化减小厚度等)。作为对该问题的处理方法，具有在涡轮叶片的内部形成冷却流道，使冷却气体在该冷却流道中流动的方法。另外，具有用隔热部件覆盖叶片面(即叶片部件的表面)的方法。

若增大隔热部件的厚度，则从高温的主流气体对叶片面进行热遮蔽的效果变大，但涡轮叶片的空气动力性能下降。因此，在专利文献1中，使叶片后缘部的隔热部件的厚度随着朝向后侧而递减。由此，减小叶片后缘部的宽度，实现空气动力性能的提高。

对专利文献1进行详述。在专利文献1中，在与叶片高度方向垂直的各叶片剖面的背侧的叶片面上，在至少一个的叶片高度方向的冷却流道中的最靠近叶片后缘的最终的冷却流道的后端的位置(详细地说，在通过最终的冷却流道的后端且与外倾线垂直的直线通过背侧叶片面的位置)设定背侧的设计点。并且，各叶片剖面的背侧中的隔热部件的厚度分布以从叶片前缘到背侧设计点隔热部件的厚度一样，从背侧设计点到叶片后缘随着朝向后侧隔热部件的厚度递减的方式构成。

同样地，在与叶片高度方向垂直的各叶片剖面中的腹侧的叶片面上，在最终的冷却流道的后端的位置(详细地说，在通过最终的冷却流道的后端且与外倾线垂直的直线通过腹侧叶片面的位置)设定腹侧的设计点。并且，各叶片剖面的腹侧中的隔热部件的厚度分部以从叶片前缘到腹侧设计点隔热部件的厚度相同，从腹侧设计点到叶片后缘随着朝向后侧隔热部件的厚度渐减的方式构成。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-194667号公报

上述现有技术存在以下那样的课题。即，在专利文献1中，将背侧的设计点设定在最终的冷却流道的后端的位置，背侧的隔热部件的厚度渐减的区域比较小。因此，沿背侧的隔热部件流动的流体的递减梯度在局部大，容易产生边界层。因此，空气动力损失增加。

发明内容

本发明的目的在于提供能够缓和沿背侧的隔热部件流动的流体的减速梯度而抑制边界层的发展，能抑制空气动力损失的涡轮叶片。

为了实现上述目的，本发明是至少具有一个形成于叶片内部且在叶片高度方向延伸的冷却流道，利用隔热部件覆盖背侧以及腹侧的叶片面的涡轮叶片，在与叶片高度方向垂直的各叶片剖面的上述背侧叶片面上，在包括涡轮叶片间的距离为最小的颈部的位置且比该位置靠后侧，并且不包括上述至少一个冷却流道中的最靠近叶片后缘的最终的冷却流道的后端的位置且比该位置靠前侧的范围内设定背侧的设计点，上述各叶片剖面的背侧中的上述隔热部件的厚度分布以上述隔热部件的厚度从叶片前缘到上述设计点相同，上述隔热部件的厚度从上述设计点到上述叶片后缘随着朝向后侧渐减的方式构成。