[发明专利]包含针肋排列的涡轮叶片

说明书

本发明揭示一种涡轮叶片，该涡轮叶片的包含前缘、尾缘及连接所述前缘与尾缘的压力面及吸力面的具有翼形端面形状的动叶片从平台沿半径方向延伸到作为自由端的顶部，在所述涡轮叶片的内部形成有供冷却空气流动的至少一个冷却流路，沿着所述尾缘形成有连接于所述冷却流路的尾缘槽，在和所述尾缘槽连接的冷却流路中具备针肋排列，该针肋排列由两端分别连接于所述压力面及吸力面的多个针肋构成，在构成所述针肋排列的多个针肋中，对于配置于所述冷却流路的内侧墙面与所述平台的上表面延长线所交叉的角部领域的一部分针肋而言，连接于所述压力面及吸力面的倒角部或圆角部比其余的其它针肋的倒角部或圆角部更大。

技术领域

本发明涉及一种燃气涡轮机的涡轮叶片，该涡轮叶片通过配置在涡轮叶片的尾缘部分的针肋排列改善了尾缘的机械强度。

背景技术

涡轮机是一种利用蒸汽、气体之类的可压缩流体的流动以冲击力或反作用力获得旋转力的机械装置，包括利用蒸汽的蒸汽涡轮机及利用高温燃气的燃气涡轮机等。

其中，燃气涡轮机主要包括压气机、燃烧室及涡轮机。所述压气机具备导入空气的空气导入口，压气机外壳内交替配置了多个压气机静叶片与压气机动叶片。从外部导入的空气在经过以多级方式构成的旋转的压气机动叶片的过程中逐渐被压缩而上升至目标压力。

燃烧室对所述压气机所压缩的压缩空气供应燃料并且利用燃烧装置点火而生成高温高压的燃气。

涡轮机在涡轮机外壳内交替配置了多个涡轮静叶片与涡轮动叶片。而且，贯穿压气机、燃烧室、涡轮机及排气室的中心部地配置了转子。

所述转子的两端部被轴承支撑为能够旋转。而且，所述转子上固定有多个轮盘而得以连接各个动叶片，同时在排气室侧的端部连接发电机等的驱动轴。

该燃气涡轮机由于没有诸如四冲程内燃机的活塞之类的往复运动机构而不具备活塞-气缸之类的相互摩擦部位，因而润滑油的消耗极少，并且大幅减少了往复运动的特征即振幅，具有能够进行高速运动的优点。

影响燃气涡轮机效率的因素很多。近年来，开发燃气涡轮机时在诸如提升燃烧室中的燃烧效率、通过提高涡轮机入口温度的方式提高热力学效率、提高压气机与涡轮机的空气动力效率等多方面进行了研究。

发电用产业燃气涡轮机的等级(class)能以涡轮机入口温度(TIT，Turbine InletTemperature)予以区分，目前G等级与H等级的燃气涡轮机占据前沿地位，最新的燃气涡轮机已有达到J等级的案例。燃气涡轮机的等级越高，效率与涡轮机入口温度均越高，就H等级的燃气涡轮机而言，因涡轮机入口温度达到1500℃而与此相应地需要开发出耐热材料并且发展出冷却技术。

在涡轮机入口温度越来越提高的现实情况下，为了确保涡轮叶片的耐热性能而适用了各种冷却结构。涡轮叶片的冷却结构在把导入其内部的冷却空气予以排放的过程中产生碰撞式冷却，并且在表面的多个处所配置了用于形成膜冷却的各种形态的出口。但具备叶型形态的动叶片的结构中尾缘部分最薄而在结构方面不利，再加上若沿着尾缘形成用于排放冷却空气的槽，则尾缘的结构强度更会成为问题。

在涡轮叶片方面，动叶片因流动的燃气而持续承受变动的动态压力，再加上由于暴露于燃气的高温，所以材料物性劣化，机械强度只能降低。该问题在形态方面的强度最弱的尾缘最为严重，因此针对该问题的改善作业在涡轮叶片的设计中一直受到了重视。

现有技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国注册专利第10-1580490号(2015.12.21注册)

发明内容

解决的技术课题

本发明的目的是提供一种涡轮叶片的新结构，其在涡轮叶片的尾缘方面，既能大幅减少其冷却性能与设计的变更又能提高其机械强度。

解决课题的技术方案