涡轮叶片制造技术

一种涡轮叶片，其具备包括前缘、后缘以及在它们之间延伸的压力面及负压面的翼形部，在翼形部的内部形成有冷却通路，其中，冷却通路包括：第一冷却通路，其位于相比于负压面更靠近压力面的位置；以及第二冷却通路，其位于相比于压力面更靠近负压面的位置，第一冷却通路和第二冷却通路被设置于翼形部的内部的分隔构件分离，在分隔构件中形成有将第一冷却通路与第二冷却通路连通的至少一个连通空间。与第二冷却通路连通的至少一个连通空间。与第二冷却通路连通的至少一个连通空间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮叶片


[0001]本专利技术涉及一种涡轮叶片。
[0002]本申请基于在2020年3月25日在日本专利局申请的特愿2020
‑
53727号主张优先权，并将该内容援引于此。

技术介绍

[0003]已知在燃气轮机等涡轮叶片中，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的涡轮叶片进行冷却。例如，专利文献1所公开的涡轮叶片的冷却通路具有如下结构：通过分隔构件而分支为负压面侧的冷却通路和压力面侧的冷却通路，两个冷却通路在涡轮叶片的后缘侧合流而成为合流冷却通路。
[0004]为了铸造包含冷却通路那样的空腔部分的涡轮叶片，需要使涡轮叶片的空腔部分及实心部分分别反转为实心部分及空腔部分的形状的型芯。这样，在专利文献1公开的涡轮叶片的铸造所使用的型芯中，相当于分隔构件的部分成为空腔部分，相当于冷却通路的部分成为实心部分。即，该型芯成为在相当于负压面侧的冷却通路的部分即实心部分与相当于压力面侧的冷却通路的部分即实心部分之间具有相当于分隔构件的部分即空腔部分的形状。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：美国专利申请公开第2018/0045058号说明书

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]专利文献1公开的涡轮叶片的铸造中使用的型芯具有这样的形状，因此存在如下问题点：相当于负压面侧的冷却通路的部分即实心部分和相当于压力面侧的冷却通路的部分即实心部分容易以相互接近的方式变形、即容易损坏。
[0010]鉴于上述情况，本专利技术的至少一个实施方式的目的在于，提供能够提高铸造中使用的型芯的强度的涡轮叶片。
[0011]用于解决课题的方案
[0012]为了实现上述目的，本专利技术的涡轮叶片具备包括前缘、后缘、以及在该前缘与该后缘之间延伸的压力面及负压面的翼形部，在该翼形部的内部形成有冷却通路，其中，所述冷却通路包括：第一冷却通路，其位于相比于所述负压面更靠近所述压力面的位置；以及第二冷却通路，其位于相比于所述压力面更靠近所述负压面的位置，所述第一冷却通路和所述第二冷却通路被设置于所述翼形部的内部的分隔构件分离，在所述分隔构件中形成有将所述第一冷却通路与所述第二冷却通路连通的至少一个连通空间。
[0013]专利技术效果
[0014]根据本专利技术的涡轮叶片，由于形成有将第一冷却通路与第二冷却通路连通的至少
一个连通空间，因此在为了铸造该涡轮叶片而使用的型芯中，相当于将第一冷却通路与第二冷却通路连通的至少一个连通空间的至少一个实心部分能够支承相当于第一冷却通路的实心部分和相当于第二冷却通路的实心部分。由此，能够降低相当于第一冷却通路的实心部分和相当于第二冷却通路的实心部分以相互接近的方式变形而损坏的可能性，因此能够提高铸造中使用的型芯的强度。
附图说明
[0015]图1是使用了本专利技术的一实施方式的涡轮叶片的燃气轮机的概要结构图。
[0016]图2是从压力面朝向负压面的方向观察本专利技术的一实施方式的涡轮叶片的图。
[0017]图3是沿着图2的III
‑
III线的剖视图。
[0018]图4是制造本专利技术的一实施方式的涡轮叶片的方法的各步骤的概要图。
[0019]图5是本专利技术的一实施方式的涡轮叶片的叶片形内部的一部分的放大剖视图。
[0020]图6是本专利技术的一实施方式的涡轮叶片和制造该涡轮叶片时使用的型芯各自的剖视图。
[0021]图7是本专利技术的一实施方式的涡轮叶片的变形例的一部分的剖视图。
[0022]图8是示出本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中的压力面侧针式翅片及负压面侧针式翅片的配置的一例的剖视图。
具体实施方式
[0023]以下，基于附图对本专利技术的实施方式的涡轮叶片进行说明。该实施方式表示本专利技术的一个方案，并不限定本专利技术，而能够在本专利技术的技术思想的范围内任意地变更。
[0024]<使用了本专利技术的涡轮叶片的燃气轮机的结构>
[0025]如图1所示，燃气轮机1具备：压缩机2，其用于生成压缩空气；燃烧器4，其用于使用压缩空气及燃料产生燃烧气体；以及涡轮6，其构成为被燃烧气体驱动而旋转。在发电用的燃气轮机1的情况下，在涡轮6连结有未图示的发电机。
[0026]压缩机2包括固定于压缩机机室10侧的多个静叶16、以及安装于转子8的多个动叶18。从空气取入口12取入的空气被输送至压缩机2，该空气通过多个静叶16及多个动叶18而被压缩，从而成为高温高压的压缩空气。
[0027]向燃烧器4供给燃料以及由压缩机2生成的压缩空气，在燃烧器4中燃料与压缩空气混合后燃烧，生成作为涡轮6的工作流体的燃烧气体。也可以在壳体20内以转子为中心沿着周向配置有多个燃烧器4。
[0028]涡轮6具有形成于涡轮机室22内的燃烧气体流路28，且包括设置于燃烧气体流路28的多个静叶24及动叶26。静叶24固定于涡轮机室22侧，沿着转子8的周向排列的多个静叶24构成静叶栅。另外，动叶26安装于转子8，沿着转子8的周向排列的多个动叶26构成动叶栅。静叶栅和动叶栅在转子8的轴向上交替地排列。
[0029]<本专利技术的涡轮叶片的结构>
[0030]本专利技术的涡轮叶片以涡轮6的动叶26及静叶24中的任一个为对象。以下，将本专利技术的一实施方式的涡轮叶片作为静叶24进行说明，但也可以是动叶26。
[0031]如图2所示，静叶24具备翼形部34，翼形部34沿叶片高度方向(跨度方向)延伸，具
有设置于叶片高度方向上的两端的外侧护罩38及内侧护罩40。翼形部34具有沿着叶片高度方向延伸的前缘42及后缘44，并且具有在前缘42与后缘44之间延伸的压力面46及负压面48。
[0032]如图3所示，在翼形部34的内部形成有供用于冷却静叶24的冷却流体(例如空气)流通的冷却通路50。在翼形部34的内部、即冷却通路50设置有分隔构件51，冷却通路50的一部分被分离成第一冷却通路52和第二冷却通路53。第一冷却通路52位于相比于负压面48更靠近压力面46的位置，第二冷却通路53位于相比于压力面46更靠近负压面48的位置。第一冷却通路52和第二冷却通路53各自的后缘44侧的端部彼此连接而构成合流部54。冷却通路50还包括一端在合流部54开口并且另一端在后缘44开口的多个流出通路55。流出通路55可以是具有圆形、矩形等任意的截面形状的通路，也可以是狭缝的形态。
[0033]在第一冷却通路52设置有一端与包括压力面46的压力面侧壁47连接并且另一端与分隔构件51连接的多个压力面侧针式翅片61。在第二冷却通路53设置有一端与包括负压面48的负压面侧壁49连接并且另一端与分隔构件51连接的多个负压面侧针式翅片62。
[0034]在分隔构件51形成有将第一冷却通路52与第二冷却通路53连通的连通空间56。连通空间56可以具有板形状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮叶片，其具备包括前缘、后缘、以及在该前缘与该后缘之间延伸的压力面及负压面的翼形部，在该翼形部的内部形成有冷却通路，其中，所述冷却通路包括：第一冷却通路，其位于相比于所述负压面更靠近所述压力面的位置；以及第二冷却通路，其位于相比于所述压力面更靠近所述负压面的位置，所述第一冷却通路和所述第二冷却通路被设置于所述翼形部的内部的分隔构件分离，在所述分隔构件中形成有将所述第一冷却通路与所述第二冷却通路连通的至少一个连通空间。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其中，所述分隔构件被所述至少一个连通空间分割成相互分离的至少两个分割分隔构件。3.根据权利要求1或2所述的涡轮叶片，其中，所述至少一个连通空间具有板形状。4.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其中，所述至少一个连通空间具有圆柱形状。5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮叶片，其中，在所述第一冷却通路中设置有多个压力面侧针式翅片，所述多个压力面侧针式翅片的一端与包括所述压力面的压力面侧壁连接，并且另一端与所述分隔构件连接，在所述第二冷却通路中设置有多个负压面侧针式翅片，所述多个负压面侧针式翅片的一端与包括所述负压面的负压面侧壁连接，并且另一端与所述分隔构件连接，在所述至少一个连通空间中设置有共用针式翅片，所述共用针式翅片的一端与所述压力面侧壁连接，并且另一端与所述负压面侧壁连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮叶片，其中，在所述第一冷却通路中设置有多个压力面侧针式翅片，所述多个压力面侧针式翅片的一端与包括所述压力面的压力面侧壁连接，并且另一端与所述分隔构件连接，在所述第二冷却通路中设置有多个负压面侧针式翅片，所述多个负压面侧针式翅片的一端与包括所述负压面的负压面侧壁连接，并且另一端与所述分隔构...

【专利技术属性】
技术研发人员：水上聪，桑原正光，羽田哲，松尾咲生，上村好古，田村亮藏，国贞安将，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：