燃?xì)廨啓C(jī)葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啓C(jī)葉片的表面暴露于高溫的燃燒氣體中，因此為了抑制葉片材料的高溫腐蝕、構(gòu)造強(qiáng)度的下降以確保健全性，而需要強(qiáng)制地進(jìn)行冷卻。近年來(lái)，為了提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率，而使燃燒溫度上升，因此以往不進(jìn)行冷卻的第二級(jí)靜葉的內(nèi)周側(cè)端壁也需要強(qiáng)制的冷卻。
[0003]作為本技術(shù)領(lǐng)域所涉及的文獻(xiàn)，存在日本特開(kāi)平5-10102號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)。在該公報(bào)中記載有“對(duì)葉片母體(20a)進(jìn)行了冷卻的冷卻介質(zhì)當(dāng)然釋放至主流氣體中，但重要的是將冷卻空氣的排出口(25)設(shè)置于內(nèi)周側(cè)的端壁(20b)的葉片前緣側(cè)的位置。”。另夕卜，記載有“該排出口(25)設(shè)置于向主靜葉(20)的與處于上游側(cè)的動(dòng)葉(I)之間的空腔
(28)排出的位置?！?。
[0004]另外，在日本特開(kāi)平10-184312號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)記載有“內(nèi)徑側(cè)端壁(4b)沿周向具備與靜葉(2b)的內(nèi)部冷卻流路(7)連通的空氣通路(8)，其噴出口(9)相對(duì)于密封翅片(16a)的前端部位于主流側(cè)且呈狹縫狀開(kāi)口?！?。而且，記載有“冷卻空氣的一部分通過(guò)設(shè)置于內(nèi)徑側(cè)端壁(4b)的空氣通路(8)，從狹縫狀的噴出口(9)沿周向連續(xù)地朝向第二級(jí)動(dòng)葉體(Ilb)的密封翅片(16a)噴出。被噴出的冷卻空氣噴出至在內(nèi)徑側(cè)端壁(4b)與密封翅片(16a)的前端協(xié)同動(dòng)作的密封裝置。此時(shí)，通過(guò)對(duì)泄漏至級(jí)間隙(25)的主流氣體進(jìn)行稀釋，而帶來(lái)密封裝置附近的溫度下降?！?。此外，上述的括弧內(nèi)所示的附圖標(biāo)記表示各文獻(xiàn)內(nèi)的參照附圖標(biāo)記，與后述的本發(fā)明的參照附圖標(biāo)記無(wú)關(guān)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平5-10102號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平10-184312號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在燃?xì)廨啓C(jī)中，通過(guò)與氣輪機(jī)處于同一軸上的壓縮機(jī)吸入大氣，并將已壓縮的空氣輸送至燃燒器而使其與燃料混合來(lái)使燃料燃燒。另一方面，氣輪機(jī)葉片的冷卻空氣使用從壓縮機(jī)抽取的一部分壓縮空氣。因此，氣輪機(jī)葉片的冷卻空氣在維持冷卻性能的前提下盡可能地少，提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率需要壓縮空氣用于燃燒。
[0010]關(guān)于該點(diǎn)，在日本特開(kāi)平5-10102號(hào)公報(bào)中，關(guān)于從端壁的冷卻的觀點(diǎn)來(lái)看應(yīng)該如何將配置于內(nèi)周側(cè)的端壁的葉片前緣側(cè)的冷卻空氣的排出口沿氣輪機(jī)周向配置未做任何提及。另一方面，日本特開(kāi)平10-184312號(hào)公報(bào)的設(shè)置于內(nèi)徑側(cè)端壁的空氣通路是為了冷卻配置于級(jí)間隙的密封裝置附近而設(shè)置的，與之前的文獻(xiàn)相同地，關(guān)于從端壁的冷卻的觀點(diǎn)來(lái)看應(yīng)該如何沿氣輪機(jī)周向配置未做任何提及。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種端壁部的冷卻性能以及燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率優(yōu)異的燃?xì)廨啓C(jī)葉片。
[0012]本申請(qǐng)包含多個(gè)解決上述課題的機(jī)構(gòu)，若列舉其一個(gè)例子，則一種燃?xì)廨啓C(jī)葉片，其特征在于，具備:葉片部，其在內(nèi)部具有冷卻流路；端壁部，其位于該葉片部的氣輪機(jī)徑向的一側(cè)端部；前緣側(cè)鉤部，其是用于使該端壁部與和該端壁部相鄰的隔板卡合的鉤部，并位于所述葉片部的前緣側(cè)；以及多個(gè)冷卻孔，其設(shè)置于該前緣側(cè)鉤部并與所述冷卻流路連通，所述多個(gè)冷卻孔沿著氣輪機(jī)周向排列，并且該多個(gè)冷卻孔中存在在氣輪機(jī)周向上相鄰的冷卻孔彼此之間的間隔不同的冷卻孔。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠以與端壁的每個(gè)部分的強(qiáng)化冷卻的必要性對(duì)應(yīng)的方式沿氣輪機(jī)周向適當(dāng)?shù)胤峙淅鋮s空氣，因此能夠抑制冷卻空氣的使用量，從而能夠提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)葉片300的內(nèi)周側(cè)端壁部100的一個(gè)例子的俯視圖。
[0015]圖2是以圖1中的A-A’面對(duì)圖1所示的燃?xì)廨啓C(jī)葉片進(jìn)行剖切的剖視圖。
[0016]圖3是圖1所示的燃?xì)廨啓C(jī)葉片300的側(cè)視圖。
[0017]圖4是表示使密封空氣在燃?xì)廨啓C(jī)葉片的內(nèi)周側(cè)端壁部的外周面流動(dòng)的狀態(tài)的圖。
[0018]圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)葉片300的內(nèi)周側(cè)端壁部100的一個(gè)例子的俯視圖。
[0019]圖6是以圖5中的B-B’面對(duì)圖5所示的燃?xì)廨啓C(jī)葉片300進(jìn)行剖切的剖視圖。
[0020]圖7是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)葉片300的內(nèi)周側(cè)端壁部100的一個(gè)例子的俯視圖。
[0021]圖8是以圖7中的C-C’面對(duì)圖7所示的燃?xì)廨啓C(jī)葉片300進(jìn)行剖切的剖視圖。
[0022]圖中:100—內(nèi)周側(cè)端壁部，101—端壁部100的前緣，102—端壁部100的后緣，110—上游側(cè)鉤部(前緣側(cè)鉤部)，120—下游側(cè)鉤部(后緣側(cè)鉤)，130—冷卻孔，130a—Λ口部，130b—出口部，130c—中間部，131—冷卻孔，131a—入口部，131b—出口部，131c—中間部，135—槽，140—開(kāi)口部，200—外周側(cè)端壁部，210—上游側(cè)鉤部(前緣側(cè)鉤部)，220—下游側(cè)鉤部(后緣側(cè)鉤)，230一沖擊板，300一第二級(jí)靜葉，400一隔板,410一鉤,500一第一級(jí)動(dòng)葉，600—第二級(jí)動(dòng)葉，700—冷卻空氣，710—密封空氣，720—暴露于高溫的燃燒氣體的區(qū)域，800—燃燒氣體。
【具體實(shí)施方式】
[0023]首先，在對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明前，對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)葉片所包含的主要特征進(jìn)行說(shuō)明。
[0024](I)在后述的本發(fā)明的實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)葉片中，具備:葉片部，其在內(nèi)部具有冷卻流路；端壁部，其位于該葉片部的氣輪機(jī)徑向的一側(cè)端部；前緣側(cè)鉤部(上游側(cè)鉤部)，其是用于使該端壁部與和該端壁部相鄰的隔板卡合的鉤部，并位于所述葉片部的前緣側(cè)；以及多個(gè)冷卻孔，其設(shè)置于該前緣側(cè)鉤部并與所述冷卻流路連通，所述多個(gè)冷卻孔沿著氣輪機(jī)周向排列，并且該多個(gè)冷卻孔中存在在氣輪機(jī)周向上相鄰的冷卻孔彼此之間的間隔不同的冷卻孔。
[0025]在采用上述的冷卻孔的配置方法的情況下，例如，若在端壁部的氣輪機(jī)周向中，在與其他的部分相比溫度相對(duì)較高的部分使冷卻孔集中，則通過(guò)利用冷卻空氣通過(guò)該冷卻孔的對(duì)流冷卻、利用從該冷卻孔釋放的冷卻空氣的密封空氣的流量增加以及溫度降低，能夠優(yōu)先冷卻密集地配置了冷卻孔的部分，從而與沿氣輪機(jī)周向均勻地配置冷卻孔的情況進(jìn)行比較能夠減少?gòu)母骼鋮s孔釋放的冷卻空氣量。換句話說(shuō)，與沿氣輪機(jī)周向均勻地配置冷卻孔的情況相比能夠減少?gòu)睦鋮s孔釋放的冷卻空氣量的總和，能夠減少壓縮空氣的抽氣量，因此能夠抑制燃?xì)廨啓C(jī)效率的降低。
[0026](2)另外，端壁部的氣輪機(jī)周向的溫度分布取決于從在氣輪機(jī)軸向上相鄰的動(dòng)葉與靜葉的間隙(gap)流出的密封空氣，亦即之后沿著該靜葉的端壁部的氣體通路側(cè)的表面流動(dòng)的密封空氣的流量。因此，位于在上述端壁部的表面中的、上述葉片部側(cè)的表面(氣體通路側(cè)的表面)流動(dòng)的密封空氣的流量相對(duì)地較少的區(qū)域(例如后述圖4的區(qū)域720)中的上述多個(gè)冷卻孔的排列間隔優(yōu)選比位于該流量相對(duì)地較多的區(qū)域(例如后述圖4的區(qū)域710)中的冷卻孔的排列間隔窄。若如上配置冷卻孔，則能夠優(yōu)先冷卻密封空氣的流量相對(duì)較少的高溫部的區(qū)域，結(jié)果能夠抑制燃?xì)廨啓C(jī)效率的降低。
[0027](3)此外，在上述(2)中，所謂“在端壁部中密封空氣流量相對(duì)較少的區(qū)域”為上述端壁部的上述葉片部的前緣附近的部分以及從該部分至上述葉片部的腹部側(cè)附近的部分的區(qū)域(例如，也可以是之后的圖1的從Pl至Pm的區(qū)域，在該區(qū)域進(jìn)一步添加從Pl至Pb的區(qū)域)。因此，將位于該區(qū)域的上述多個(gè)冷卻孔的排列間隔與其他的區(qū)域(例如，上述葉片部的背側(cè)附近的區(qū)域)相比更密集地配置，從而能夠有效地抑制燃?xì)廨啓C(jī)效率的降低。
[0028](4)