[发明专利]涡轮叶片的冷却结构

说明书

在对涡轮叶片(1)进行冷却的结构中，具备：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)与呈凸状弯曲的第二叶片壁(5)之间；晶格结构体(23)，其构成为将设置于面对冷却通道的两壁面上的多个肋重叠成格子状；分隔体(27)，其设置于相邻的晶格结构体之间；制冷剂排出口(25)，其向外部排出冷却通道内的冷却介质(CL)；以及暴露壁部(29)，其是第二叶片壁(5)的向制冷剂排出口(25)的外部延伸设置的部分，在隔着分隔体相邻的晶格结构体(23)的出口部上，相邻的第一肋组(33A)及相邻的第二肋组(33B)分别相对于分隔体向相反朝向倾斜。

相关申请

本申请主张2017年3月10日申请的日本专利申请2017-045927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，需要冷却涡轮的静叶及动叶。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的方案(例如参照专利文献2)。在晶格结构中，通过使冷却介质与构成晶格结构的肋碰撞而产生涡流，从而提高冷却效率。

另一方面，作为从叶片后缘部排出涡轮叶片内的冷却介质的结构，而提出了如下的方案：切除涡轮叶片后缘部的正压面侧的叶片壁，并以沿着由此而暴露的负压面侧的叶片壁的背面的方式流动冷却介质，从而对该面进行气膜冷却(参照专利文献2)。

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

但是，如专利文献2所公开的那样，在晶格结构中组合了对翼后缘部进行气膜冷却的结构的情况下，从晶格结构流出的强涡流向暴露的壁面排出，并卷入沿外部流动的高温气体。其结果，难以充分获得气膜冷却所产生的冷却效果。

因此，本发明的目的在于为了解决上述的技术问题而提供一种冷却结构，其利用晶格结构高效地冷却涡轮叶片内部，并且还利用气膜冷却有效地冷却涡轮叶片后缘部，从而能够高效地冷却涡轮叶片整体。

(二)技术方案