[发明专利]涡轮叶片及燃气轮机

说明书

本发明涉及一种涡轮叶片及燃气轮机。涡轮叶片具备：叶片主体；冷却通路，其在所述叶片主体的内部沿着叶片高度方向延伸；以及多个湍流器，它们设置于所述冷却通路的内壁面，且沿着所述冷却通路排列，所述叶片主体具有作为所述叶片高度方向上的两端部的第一端部和第二端部，所述第二端部的所述叶片主体的背腹方向上的所述冷却通路的通路宽度大于所述第一端部的所述冷却通路的所述通路宽度，所述多个湍流器的高度在所述叶片高度方向上随着从所述第一端部侧朝向所述第二端部侧而变高。

技术领域

本发明涉及涡轮叶片及燃气轮机。

背景技术

在燃气轮机等的涡轮叶片中，已知通过使冷却流体在形成于涡轮叶片的内部的冷却通路中流动，来对暴露于高温的气体流动等的涡轮叶片进行冷却。在这样的冷却通路的内壁面上，为了促进冷却通路中的冷却流体的流动的紊乱而提高冷却流体与涡轮叶片之间的热传递率，有时设置肋状的湍流器。

例如，在专利文献1中，公开了在沿着叶片高度方向延伸的冷却通路的内壁面上沿着冷却流体的流动方向设置有多个湍流器的涡轮叶片。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-225690号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，近年来，例如在燃气轮机中，随着高输出化，作用于涡轮叶片的负载有增大的倾向。为了使涡轮叶片具有能够承受这样具有增大倾向的负载的强度，有时使涡轮叶片的背腹方向的叶片宽度在涡轮的径向(即涡轮叶片的叶片高度方向)的一侧比另一侧大。

这样，在径向的一侧增大涡轮叶片的背腹方向的叶片宽度的情况下，形成于涡轮叶片的内部的冷却通路的宽度(或流路截面积)也有时在径向上该一侧变大。

期望如下一种的叶片结构，其具备对应于涡轮叶片的叶片宽度的变化来选择适当的湍流器、从而使冷却通路的内部冷却最佳化的冷却通路。

鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供一种能够实现高效的冷却的涡轮叶片及燃气轮机。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一实施方式的涡轮叶片具备：

叶片主体，其具有作为叶片高度方向上的两端部的第一端部和第二端部；

冷却通路，其在所述叶片主体的内部沿着所述叶片高度方向延伸；以及

多个湍流器，它们设置于所述冷却通路的内壁面，且沿着所述冷却通路排列，

所述第二端部处的所述叶片主体的背腹方向上的所述冷却通路的通路宽度，大于所述第一端部处的所述冷却通路的所述通路宽度，

所述多个湍流器的高度在所述叶片高度方向上随着从所述第一端部侧朝向所述第二端部侧而变高。

在上述(1)的结构中，随着在叶片高度方向上从冷却通路的通路宽度较小的第一端部侧接近冷却通路的通路宽度较大的第二端部侧，湍流器的高度变高，因此在第二端部侧，能够与第一端部侧相同程度地得到由湍流器带来的热传递率的提高效果。另外，在上述(1)的结构中，在叶片高度方向上，在第一端部侧湍流器高度较低，因此在冷却通路的通路宽度较窄而具有压力损失变大的倾向的第一端部侧，能够抑制由于湍流器的存在所导致的压力损失。因此，根据上述(1)的结构，能够高效地冷却在叶片高度方向上冷却通路的通路宽度变化的涡轮叶片。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，