涡轮叶片及燃气涡轮制造技术

涡轮叶片具备：叶片部；冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列的方式形成于所述叶片部的后缘部，并与所述冷却通路连通且在所述后缘部中的所述叶片部的表面开口，在将包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置的中央区域中的表示所述冷却孔的开口密度的指标设为d_mid，将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧的区域中的所述指标设为d_up，将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧的区域中的所述指标设为d_down时，满足d_up＜d_mid＜d_down的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮叶片及燃气涡轮
本公开涉及涡轮叶片及燃气涡轮。
技术介绍
在燃气涡轮等的涡轮叶片中，已知通过使冷却介质流入在涡轮叶片的内部形成的冷却通路，从而对暴露在高温气流等中的涡轮叶片进行冷却。例如，专利文献1中公开了在燃气涡轮的燃烧气体流路中排列并在内部设有供冷却介质流动的内部流路的涡轮动叶。在该涡轮动叶的后缘部沿着连结叶片根与叶片前端的方向排列有多个喷出口，这些喷出口以在后缘端开口的方式设置。从在涡轮动叶的叶根部设置的供给口供给至内部流路的冷却介质一边从该内部流路中通过一边使其一部分从在后缘部设置的多个喷出口喷出。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-225690号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，根据本申请的专利技术人的研究，可能在涡轮叶片内部形成的冷却通路内产生温度分布和/或压力分布。因此认为通过进行与冷却通路内的温度分布和/或压力分布对应的冷却而能够更有效地对叶片进行冷却。但是，专利文献1中并未具体公开进行与冷却通路内的温度分布和/或压力分布对应的涡轮叶片的冷却。鉴于上述情况，本专利技术至少一个实施方式的目的在于提供一种能够有效对涡轮叶片进行冷却的涡轮叶片及燃气涡轮。用于解决课题的方案(1)本专利技术至少一个实施方式的涡轮叶片具备：叶片部；冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列的方式形成于所述叶片部的后缘部，并与所述冷却通路连通且在所述后缘部中的所述叶片部的表面开口，所述后缘部中的所述多个冷却孔的形成区域包括：中央区域，其包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_mid且恒定；上游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_up且恒定；以及下游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_down且恒定，满足d_up＜d_mid＜d_down的关系。在叶片部的内部形成的冷却通路内，由于冷却介质一边对叶片部进行冷却一边流动，因此存在形成随着趋向冷却介质流的下游侧而温度变高的温度分布的情况。在这一点上，在上述(1)的结构中，使冷却通路中的冷却介质流的下游侧位置的冷却孔的开口密度大于更上游侧的位置，因此在冷却介质温度相对变高的下游侧，能够使经由冷却孔的冷却介质的供给流量增加。由此，能够对应于冷却通路的温度分布适当地对涡轮叶片的后缘部进行冷却。(2)本专利技术至少一个实施方式的涡轮叶片具备：叶片部；冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列而对所述叶片部的后缘部进行对流冷却的方式形成于所述后缘部，并与所述冷却通路连通且贯通所述后缘部而在后缘端面开口，在将包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置的中央区域中的表示所述冷却孔的开口密度的指标设为d_mid，将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧的区域中的所述指标设为d_up，将在所述叶片高度方向上位于所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧的区域中的所述指标设为d_down时，满足d_up＜d_down＜d_mid的关系，并且，所述后缘部中的所述多个冷却孔的形成区域包括：中央区域，其包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_mid且恒定；最上游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧且所述形成区域中的所述冷却介质流的最上游侧，并且，表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_up且恒定；以及最下游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧且所述形成区域中的所述冷却介质流的最下游侧，并且，表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_down且恒定。在配置有涡轮叶片的燃烧气体流路中流通的气体的温度在叶片高度方向上存在在中央区域中比叶片部的两端部(第一端及第二端)侧的区域高的倾向。另一方面，在叶片部的内部形成的冷却通路内，由于冷却介质一边对叶片部进行冷却一边流动，因此存在形成随着趋向冷却介质流的下游侧而温度变高的温度分布的情况。在这样的情况下，为了恰当地对后缘部进行冷却，希望使叶片高度方向的中央区域中的经由冷却孔的冷却介质流量最大，且使位于冷却通路的冷却介质流的下游侧的区域中经由冷却孔的冷却介质流量大于位于上游侧的区域。在这一点上，根据上述(2)的结构，由于使中央区域中的冷却孔的开口密度大于相比于该中央区域位于上游侧的区域(上游侧区域)及位于下游侧的区域(下游侧区域)中的冷却孔的开口密度，因此能够在燃烧气体流路中流通的气体温度相对变高的中央区域中，使经由冷却孔的冷却介质的供给流量增加。另外，在上述(2)的结构中，使上述下游侧区域中的冷却孔的开口密度大于上述上游侧区域，因此能够在冷却介质温度高于上游侧区域的下游侧区域中，使经由冷却孔的冷却介质的供给流量增加。按照这种方式，能够对应于冷却通路的温度分布适当地对涡轮叶片的后缘部进行冷却。(3)本专利技术至少一个实施方式的涡轮叶片具备：叶片部；冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列的方式形成于所述叶片部的后缘部，并与所述冷却通路连通且在所述后缘部中的所述叶片部的表面开口，其中，所述涡轮叶片是动叶，在将包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的前端与基端之间的中间位置的中央区域中的表示所述冷却孔的开口密度的指标设为d_mid，将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述前端侧的区域中的所述指标设为d_tip，将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述基端侧的区域中的所述指标设为d_root时，满足d_tip＜d_mid＜d_root的关系，并且，表示所述开口密度的指标d_tip、d_mid以及d_root是以贯通所述后缘部的方式设置的所述冷却孔的贯通孔径D与在所述叶片高度方向上相邻的所述冷却孔之间的间距P的比D/P，所述后缘部中的所述多个冷却孔的形成区域包括：中央区域，其包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的前端与基端之间的中间位置，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_mid且恒定；前端侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述前端侧且所述形成区域中的最靠近所述前端的位置，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_tip且恒定；以及基端侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮叶片，其中，/n所述涡轮叶片具备：/n叶片部；/n冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及/n多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列的方式形成于所述叶片部的后缘部，并与所述冷却通路连通且在所述后缘部中的所述叶片部的表面开口，/n所述后缘部中的所述多个冷却孔的形成区域包括：/n中央区域，其包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_mid且恒定；/n上游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_up且恒定；以及/n下游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_down且恒定，/n满足d_up＜d_mid＜d_down的关系。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170707 JP 2017-1341011.一种涡轮叶片，其中，
所述涡轮叶片具备：
叶片部；
冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及
多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列的方式形成于所述叶片部的后缘部，并与所述冷却通路连通且在所述后缘部中的所述叶片部的表面开口，
所述后缘部中的所述多个冷却孔的形成区域包括：
中央区域，其包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_mid且恒定；
上游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_up且恒定；以及
下游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_down且恒定，
满足d_up＜d_mid＜d_down的关系。


2.一种涡轮叶片，其中，
所述涡轮叶片具备：
叶片部；
冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及
多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列而对所述叶片部的后缘部进行对流冷却的方式形成于所述后缘部，并与所述冷却通路连通且贯通所述后缘部而在后缘端面开口，
在将包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置的中央区域中的表示所述冷却孔的开口密度的指标设为d_mid，
将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧的区域中的所述指标设为d_up，
将在所述叶片高度方向上位于所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧的区域中的所述指标设为d_down时，
满足d_up＜d_down＜d_mid的关系，并且，
所述后缘部中的所述多个冷却孔的形成区域包括：
中央区域，其包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的第一端与第二端之间的中间位置，并且表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_mid且恒定；
最上游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却通路内的冷却介质流的上游侧且所述形成区域中的所述冷却介质流的最上游侧，并且，表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_up且恒定；以及
最下游侧区域，其在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述冷却介质流的下游侧且所述形成区域中的所述冷却介质流的最下游侧，并且，表示多个所述冷却孔的开口密度的指标为d_down且恒定。


3.一种涡轮叶片，其具备：
叶片部；
冷却通路，其在所述叶片部的内部沿着叶片高度方向延伸；以及
多个冷却孔，它们以沿着所述叶片高度方向排列的方式形成于所述叶片部的后缘部，并与所述冷却通路连通且在所述后缘部中的所述叶片部的表面开口，
其中，
所述涡轮叶片是动叶，
在将包括所述叶片高度方向上的所述叶片部的前端与基端之间的中间位置的中央区域中的表示所述冷却孔的开口密度的指标设为d_mid，将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述前端侧的区域中的所述指标设为d_tip，将在所述叶片高度方向上位于比所述中央区域更靠所述基端侧的区域中的所述指标设为d_root时，
满足d_tip＜d_mid＜d_root的关系，并且，
表示所述开口密度的指标d_tip、d_mid以及d_root是以贯通所述后缘部的方式设置的所述冷却孔的贯通孔径D与在所述叶片高度方向上相邻的所述冷却孔之间的间距P的比D/P，
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻良史，伊藤竜太，大友宏之，羽田哲，若园进，
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