叶片以及具备该叶片的燃气涡轮制造技术

叶片具有划定燃烧气体流路的一部分的流路形成板(60o)。在流路形成板(60o)形成有在后端面(62b)开口的多个后通路(75)。与后端面(62b)中的背侧区域(NP)和腹侧区域(PP)中的至少一方的侧区域的多个后通路(75)的开口密度相比，后端面(62b)中的中间区域(MP)的多个后通路(75)的开口密度较高。开口密度是多个后通路(75)的湿缘长度相对于多个后通路(75)的开口的间隔的比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】叶片以及具备该叶片的燃气涡轮
本专利技术涉及叶片以及具备该叶片的燃气涡轮。本申请基于2015年3月26日在日本申请的特愿2015-064939号而主张优先权，在此援引其内容。
技术介绍
燃气涡轮具备以轴线为中心而旋转的转子以及覆盖该转子的机室。转子具有转子轴以及安装于该转子轴的多个动叶。另外，在机室的内侧设置有多个静叶。动叶具有：沿相对于轴线的径向延伸的叶片主体；设置于叶片主体的径向内侧的平台；以及设置于平台的径向内侧的叶根。动叶的叶片主体配置在供燃烧气体通过的燃烧气体流路内。平台划定燃烧气体流路的径向内侧的位置。叶根固定于转子轴。静叶具有：沿相对于轴线的径向延伸的叶片主体；设置于叶片主体的径向内侧的内侧护罩；以及设置于叶片主体的径向外侧的外侧护罩。静叶的叶片主体配置在供燃烧气体通过的燃烧气体流路内。内侧护罩划定燃烧气体流路的径向内侧的位置。外侧护罩划定燃烧气体流路的径向外侧的位置。燃气涡轮的静叶以及动叶均暴露于高温的燃烧气体。因此，静叶、动叶通常由空气等进行冷却。例如，在以下的专利文献1所记载的静叶形成有供冷却空气通过的各种冷却通路。具体地说，在静叶的叶片主体形成有沿着径向延伸且供冷却空气流入的空洞。另外，在内侧护罩以及外侧护罩形成有与叶片主体的空洞连通且沿着叶片主体的轴弦方向延伸的多个排出孔。该排出孔在内侧护罩的后端面以及外侧护罩的后端面开口。多个排出孔相对于轴线沿周向排列。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特许第2862536号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题关于燃气涡轮的静叶和动叶，期望在有效地对这些叶片进行冷却而提高叶片的耐久性的同时也尽量地减少用于冷却该叶片的空气的使用量。因此，本专利技术的目的在于，提供能够实现耐久性的提高且能够抑制冷却用的空气的使用量的叶片以及具备该叶片的燃气涡轮。用于解决课题的方案作为用于实现所述目的的专利技术的第一方案的叶片是在内部形成有燃烧气体流路的燃气涡轮的叶片，该燃烧气体流路以转子轴为中心形成环状，且在所述转子轴延伸的轴向上延伸，其中，所述燃气涡轮的叶片具有：叶片主体，其配置在供燃烧气体流动的所述燃烧气体流路中，且在相对于所述转子轴的径向上延伸；以及流路形成板，其形成于所述叶片主体的所述径向的端处，且划定所述燃烧气体流路的一部分，在所述流路形成板形成有：后端面，其是所述轴向上的、所述燃烧气体流动的轴向下游侧的端面；腹侧端面，其是相对于所述转子轴的周向上的、所述叶片主体的腹侧即周向腹侧的端面；背侧端面，其是与所述周向腹侧相反的一侧即周向背侧的端面；空洞，其供冷却空气流入；以及多个后通路，其与所述空洞连通且在所述后端面上开口，在所述后端面中的不包含与所述背侧端面的缘以及与所述腹侧端面的缘的中间区域、所述后端面中的包含与所述背侧端面的缘且与所述中间区域在周向上相邻的背侧区域以及所述后端面中的包含与所述腹侧端面的缘且与所述中间区域在周向上相邻的腹侧区域，分别形成有在所述周向上排列的多个所述后通路的开口，与所述背侧区域和所述腹侧区域中的至少一方的侧区域的、多个所述后通路的湿缘长度相对于多个所述后通路的开口的间隔的比例即开口密度相比，所述中间区域的多个所述后通路的所述开口密度高。沿着叶片主体的背侧面流动的燃烧气体的流路长度比沿着叶片主体的腹侧面流动的燃烧气体的流路长度长。因此，沿着叶片主体的背侧面流动的燃烧气体的流速比沿着叶片主体的腹侧面流动的燃烧气体的流速快。另外，沿着叶片主体的背侧面流动的燃烧气体之后在流路形成板的气体通过面中的靠后端面的部分且周向的中央部分处也以较高的流速流动。因此，在叶片主体的背侧面以及流路形成板的气体通过面中的靠后端面的部分且周向的中央部分处，与燃烧气体的热传递率变高，与其他部分相比被燃烧气体加热。反之，在流路形成板的气体通过面中的靠后端面的部分且周向的端侧部分处，与周向的中央部分相比，由燃烧气体产生的加热量较少。因此，就该叶片而言，使中间区域的多个后通路的开口密度高于背侧区域和腹侧区域中的至少一方的侧区域的开口密度。其结果是，就该叶片而言，能够提高流路形成板的气体通过面中的靠后端面的部分且周向的中央部分处的冷却能力，能够提高叶片的耐久性。此外，就该叶片而言，能够抑制在存在于流路形成板的气体通过面中的靠后端面的部分且周向的端侧部分处的多个后通路流动中的冷却空气的总流量。作为用于实现所述目的的专利技术的第二方案的叶片在所述第一方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，所述中间区域的所述开口密度高于所述背侧区域的所述开口密度。作为用于实现所述目的的专利技术的第三方案的叶片在所述第一方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，所述中间区域的所述开口密度高于所述背侧区域的所述开口密度以及所述腹侧区域的所述开口密度。作为用于实现所述目的的专利技术的第四方案的叶片在所述第一方案至第三方案中任一方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，所述腹侧区域的所述开口密度高于所述背侧区域的所述开口密度。作为用于实现所述目的的专利技术的第五方案的叶片在所述第一方案至第四方案中任一方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，在所述背侧区域以及所述腹侧区域分别形成有在所述周向上排列的至少三个以上的所述后通路的开口。作为用于实现所述目的的专利技术的第六方案的叶片在所述第一方案至第五方案中任一方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，在所述流路形成板形成有：后集管通路，其沿着所述后端面在所述周向上延伸，且与多个所述后通路连通；背侧通路，其沿着所述背侧端面在具有所述轴向成分的方向上延伸，且使所述空洞与所述后集管通路连通；以及腹侧通路，其沿着所述腹侧端面在具有所述轴向成分的方向上延伸，且使所述空洞与所述后集管通路连通。作为用于实现所述目的的专利技术的第七方案的叶片在所述第六方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，在所述流路形成板形成有：气体通过面，其在周缘处与所述后端面、所述腹侧端面以及所述背侧端面相连，且与所述燃烧气体接触；以及多个气体通过面喷出通路，其与所述后集管通路连通，且在所述气体通过面上开口。就该叶片而言，能够利用在气体通过面喷出通路中流动的冷却空气来对气体通过面进一步进行冷却。作为用于实现所述目的的专利技术的第八方案的叶片在所述第一方案至第七方案中任一方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，在所述流路形成板形成有：气体通过面，其在周缘处与所述后端面、所述腹侧端面以及所述背侧端面相连，且与所述燃烧气体接触；以及多个气体通过面喷出通路，其与所述空洞连通，且在所述气体通过面上开口。就该叶片而言，能够利用在气体通过面喷出通路中流动的冷却空气来对气体通过面进一步进行冷却。作为用于实现所述目的的专利技术的第九方案的叶片在所述第七方案或第八方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，所述气体通过面喷出通路随着接近所述气体通过面而逐渐朝向所述轴向下游侧。就该叶片而言，能够利用从气体通过面喷出通路流出的冷却空气来对流路形成板的气体通过面进行薄膜冷却。作为用于实现所述目的的专利技术的第十方案的叶片在所述第一方案至第九方案中任一方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，相对于所述流路形成板而具有在所述周向上排列的多个所述叶片主体。作为用于实现所述目的的专利技术的第十一方案的叶片在所述第十方案的所述燃气涡轮的叶片的基础上，与所述中间区域中的、包含多个所述叶片主体彼此之间的叶片间区域的所述开口密度相比，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮的叶片，其在内部形成有燃烧气体流路，该燃烧气体流路以转子轴为中心形成环状，且在所述转子轴延伸的轴向上延伸，其中，所述燃气涡轮的叶片具有：叶片主体，其配置在供燃烧气体流动的所述燃烧气体流路中，且在相对于所述转子轴的径向上延伸；以及流路形成板，其形成于所述叶片主体的所述径向的端处，且划定所述燃烧气体流路的一部分，在所述流路形成板形成有：后端面，其是所述轴向上的、所述燃烧气体流动的轴向下游侧的端面；腹侧端面，其是相对于所述转子轴的周向上的、所述叶片主体的腹侧即周向腹侧的端面；背侧端面，其是与所述周向腹侧相反的一侧即周向背侧的端面；空洞，其供冷却空气流入；以及多个后通路，其与所述空洞连通且在所述后端面上开口，在所述后端面中的不包含与所述背侧端面的缘以及与所述腹侧端面的缘的中间区域、所述后端面中的包含与所述背侧端面的缘且与所述中间区域在周向上相邻的背侧区域以及所述后端面中的包含与所述腹侧端面的缘且与所述中间区域在周向上相邻的腹侧区域，分别形成有在所述周向上排列的多个所述后通路的开口，与所述背侧区域和所述腹侧区域中的至少一方的侧区域的、多个所述后通路的湿缘长度相对于多个所述后通路的开口的间隔的比例即开口密度相比，所述中间区域的多个所述后通路的所述开口密度高。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.26 JP 2015-0649391.一种燃气涡轮的叶片，其在内部形成有燃烧气体流路，该燃烧气体流路以转子轴为中心形成环状，且在所述转子轴延伸的轴向上延伸，其中，所述燃气涡轮的叶片具有：叶片主体，其配置在供燃烧气体流动的所述燃烧气体流路中，且在相对于所述转子轴的径向上延伸；以及流路形成板，其形成于所述叶片主体的所述径向的端处，且划定所述燃烧气体流路的一部分，在所述流路形成板形成有：后端面，其是所述轴向上的、所述燃烧气体流动的轴向下游侧的端面；腹侧端面，其是相对于所述转子轴的周向上的、所述叶片主体的腹侧即周向腹侧的端面；背侧端面，其是与所述周向腹侧相反的一侧即周向背侧的端面；空洞，其供冷却空气流入；以及多个后通路，其与所述空洞连通且在所述后端面上开口，在所述后端面中的不包含与所述背侧端面的缘以及与所述腹侧端面的缘的中间区域、所述后端面中的包含与所述背侧端面的缘且与所述中间区域在周向上相邻的背侧区域以及所述后端面中的包含与所述腹侧端面的缘且与所述中间区域在周向上相邻的腹侧区域，分别形成有在所述周向上排列的多个所述后通路的开口，与所述背侧区域和所述腹侧区域中的至少一方的侧区域的、多个所述后通路的湿缘长度相对于多个所述后通路的开口的间隔的比例即开口密度相比，所述中间区域的多个所述后通路的所述开口密度高。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮的叶片，其中，所述中间区域的所述开口密度高于所述背侧区域的所述开口密度。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮的叶片，其中，所述中间区域的所述开口密度高于所述背侧区域的所述开口密度以及所述腹侧区域的所述开口密度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气涡轮的叶片，其中，所述腹侧区域的所述开口密度高于所述背侧区域的所述开口密度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃气涡轮的叶片，其中，在所述背侧区域以及所述腹侧区域分别形成有在所述周向上排列的至少三个以上的所述后通路的开口。6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃气涡轮的叶片，其中，在所述流路形成板形成有：后集管通路，其沿着所述后端...

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾咲生，森川朋子，羽田哲，大友宏之，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP