[发明专利]涡轮叶片的冷却结构

说明书

一种对涡轮叶片(1)进行冷却的结构，其设置有：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)与相对于高温气体流路(GP)呈凸状弯曲的第二叶片壁(5)之间；以及晶格结构体(23)，其构成为将设置于面对所述冷却通道的两壁面上的多个主肋(31A、31B)重叠成格子状，在晶格结构体(23)上具有副肋(37A、37B)，所述副肋(37A、37B)以向形成于相邻的主肋之间的晶格流路(35)突出的方式与所述主肋(31A、31B)设置成一体，设置于所述第一叶片壁的内壁面的副肋(37A)与设置于所述第二叶片壁的内壁面的副肋(37B)设置于相互不重合的位置。

相关申请

本申请主张2017年3月10日申请的日本专利申请2017-045926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

本发明涉及一种从内部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

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，需要冷却涡轮叶片，即需要冷却静叶及动叶。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)。

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体的方案(例如参照专利文献2)。一般而言，在晶格结构体中，其两侧端被端部壁面封闭。在一方的流路中流动的冷却介质与作为隔开结构体内外的壁面的隔板接触，并转向而流入另一方的流路。同样地，在另一方的流路中流动的冷却介质与结构体的隔板接触，并转向而流入一方的流路。这样，通过反复进行冷却介质朝向端部壁面的接触/转向而促进冷却。另外，利用冷却介质横穿格子状的肋时所产生的涡流而促进冷却。

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：日本专利第4957131号说明书

发明内容

(一)要解决的技术问题

专利文献2的晶格结构体被沿着冷却介质的移动方向延伸设置的多个隔板分割。除了端部壁面之外，该隔板也使冷却介质转向。也就是说，通过增加冷却介质与壁面接触的频率而促进冷却。但是，在将多个隔板设置于晶格结构体而减少隔板间的流路数量的情况下，如果由于某种原因而封闭一部分流路，则隔板间的流路整体的流量平衡会大幅偏离。其结果为，由于叶片内的冷却分布不均衡而导致涡轮叶片的耐久性降低。

因此，本发明的目的在于为了解决上述技术问题而提供一种冷却结构，其能够抑制涡轮叶片的耐久性降低，并且能够高效地冷却涡轮叶片。

(二)技术方案