燃气涡轮机的高温部件、具备此高温部件的燃气涡轮机、以及燃气涡轮机高温部件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃气涡轮机的高温部件、具备此高温部件的燃气涡轮机、以及燃气涡轮机高温部件的制造方法。
[0002]本申请依据2014年8月4日提出申请的日本专利特愿2014-158535号主张优先权，并在此处援用其内容。
【背景技术】
[0003]燃气涡轮机是将由压缩机加压的空气在燃烧器中与燃料混合，产生高温流体即燃烧气体。燃烧气体被引入静叶和动叶交替配设的涡轮机的燃烧气体流路内。涡轮机通过在燃烧气体流路内流通的燃烧气体，使动叶及转子旋转。由此，涡轮机将燃烧气体的能量作为旋转能量输出，并且向压缩机和发电机供给旋转驱动力。
[0004]流通燃烧气体的燃烧气体流路由壁部包围内周侧和外周侧，形成环状。燃烧气体流路的壁部通过在周向和轴向上排列板状的高温部件而构成。具体而言，在燃烧气体流路的内周侧，安装于静叶底端的内侧覆环在周向上呈环状排列。并且，在燃烧气体流路的内周侦U，沿着燃烧气体流路在轴向上相邻的位置处，安装于动叶底端的平台在周向上呈环状排列。由此，内侧覆环及平台的各个环状体在转子轴向上交替排列，构成内周侧的壁部。在燃烧气体流路的外周侧，安装于静叶前端的外侧覆环在周向上呈环状排列。并且，在燃烧气体流路的外周侧，沿着燃烧气体流路在轴向上相邻的位置处，呈圆弧状弯曲的开口环在周向上呈环状排列。由此，外侧覆环及开口环的各个环状体在轴向上交替排列，构成外周侧的壁部。
[0005]使用一部分压缩空气作为冷却空气，对构成此种燃烧气体流路并接触高温燃烧气体的高温部件进行冷却。作为冷却燃气涡轮机高温部件的构造，例如有在专利文献I中公开的冷却构造。此冷却构造在静叶的覆环端面形成有沿轴向延伸的冷却空气流路。具体而言，在静叶的覆环端面形成有沿轴向延伸的沟。通过用塞子堵塞此沟的开口部，形成了在轴向上延伸的冷却空气流路。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开平09-228803号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]然而，上述静叶的外侧覆环、内侧覆环以及开口环等高温部件为了在轴向上与其他高温部件邻接，在轴向上形成有间隙。通过使这些高温部件呈环状排列，从而在转子的周向上形成间隙，进行邻接。在燃烧气体流路中流通的燃烧气体将流入轴向和周向的间隙中。由此，不仅是面向高温部件的燃烧气体流路的气路面，气路面周围的外周面也会变为高温状态。因此，希望有效冷却高温部件的外周面。
[0011]本发明提供一种能够有效冷却外周面的燃气涡轮机的高温部件、具备该燃气涡轮机高温部件的燃气涡轮机、以及燃气涡轮机高温部件的制造方法。
[0012]技术方案
[0013]根据本发明的第一形态的燃气涡轮机的高温部件，在转子周围划分出流动燃烧气体的环状燃烧气体流路。燃气涡轮机的高温部件具备具有气路面的板状构件，该气路面面向所述燃烧气体流路中的所述转子的径向内侧或者外侧中的至少一方。所述板状构件沿着与所述气路面交叉的外周面，在内部形成冷却流路。所述板状构件具有从所述冷却流路的内面中的所述外周面侧突出的外周面侧湍流器。
[0014]根据此种结构，形成有从冷却流路的内面中的外周面侧突出的外周面侧湍流器。因此，冷却空气碰撞到外周面侧湍流器，并在冷却流路内流通。通过使冷却空气碰撞到外周面侧湍流器，能够打乱冷却空气的流向，从而破坏沿着冷却流路外周面侧的内面所产生的冷却空气的边界层。因此，在冷却流路外周面侧的内面附近流动的冷却空气流速上升，能够使外周面侧的热传导率提升。
[0015]上述燃气涡轮机的高温部件也可具备从所述冷却流路的内面中的所述气路面侧突出的气路面侧湍流器。
[0016]根据此种结构，形成有从冷却流路的内面中的气路面侧突出的气路面侧湍流器。因此，冷却空气碰撞到气路面侧湍流器，并在冷却流路内流通。通过使冷却空气碰撞到气路面侧湍流器，能够打乱冷却空气的流向，从而破坏沿着冷却流路气路面侧的内面所产生的冷却空气的边界层。因此，在冷却流路气路面侧的内面附近流动的冷却空气流速上升，能够使气路面侧的热传导率提升。能够有效冷却高温部件的气路面。
[0017]在上述燃气涡轮机的高温部件中，所述冷却流路也可由沟部和盖部形成，该沟部从所述板状构件的所述外周面凹下，该盖部闭塞所述沟部的开口。所述外周面侧湍流器也可设置在所述盖部。
[0018]根据此种结构，用盖部闭塞从外周面凹下的沟部，则能够轻松形成冷却流路。通过在能够与板状构件分离的盖部形成外周面侧湍流器，从而能够轻松加工外周面侧湍流器。因此，能够轻松地在冷却流路内的任意部位以任意形状形成外周面侧湍流器。由此，能够轻松形成可有效冷却外周面的冷却流路。
[0019]在上述燃气涡轮机的高温部件中，所述冷却流路也可由沟部和盖部形成，该沟部从所述板状构件的所述外周面凹下，该盖部闭塞所述沟部的开口。所述外周面侧湍流器可设置在所述盖部，所述气路面侧湍流器可设置在所述沟部。
[0020]根据此种结构，相对于从外周面洼下的沟部，形成从气路面侧的内面突出的气路面侧湍流器。由此，能够轻松形成气路面侧湍流器。具体而言，以从连接到沟部开口的气路面侧的内面突出的方式，形成气路面侧湍流器，从而能够轻松地从外周面侧加工气路面侧湍流器。因此，能够轻松地在冷却流路内的任意部位以任意形状形成气路面侧湍流器。由此，能够轻松形成可有效冷却气路面的冷却流路。
[0021]在上述燃气涡轮机的高温部件中，所述冷却流路也可由沟部和盖部形成，该沟部从所述板状构件的所述外周面凹下，该盖部闭塞所述沟部的开口。所述外周面侧湍流器及所述气路面侧湍流器可设置在所述盖部。
[0022]根据此种结构，气路面侧湍流器与外周面侧湍流器都形成在能够与板状构件分离的盖部上。由此，能够轻松加工气路面侧湍流器。仅在外周面形成简单的低洼作为沟部，便能够形成冷却流路。因此，能够更轻松地在冷却流路内的任意部位以任意形状形成气路面侧湍流器。由此，能够更轻松地形成可有效冷却气路面的冷却流路。
[0023]本发明的第二形态的燃气涡轮机具备所述燃气涡轮机的高温部件。
[0024]根据此种结构，能够有效冷却外周面，从而能够有效利用冷却空气。因此，能够减少作为冷却空气供给至涡轮机的一部分压缩空气的量，并能够提升燃气涡轮机的效率。
[0025]根据本发明的第三形态的燃气涡轮机高温部件的制造方法，在转子周围划分出流动燃烧气体的环状燃烧气体流路。燃气涡轮机高温部件的制造方法包括沟部形成工序、盖部形成工序及盖部固定工序，所述沟部形成工序相对于具有气路面的板状构件，沿着外周面形成从与所述气路面交叉的所述外周面凹下的沟部，该气路面面向所述燃烧气体流路中的所述转子的径向内侧或者外侧中的至少一方，所述盖部形成工序形成闭塞所述沟部开口的盖部，所述盖部固定工序将所述盖部固定于所述沟部上。在所述盖部形成工序中，形成从所述盖部突出的外周面侧湍流器。在所述盖部固定工序中，将所述外周面侧湍流器朝向所述沟部固定。
[0026]根据此种结构，能够在沟部形成工序中从外周面侧形成沟部，同时在盖部形成工序中在盖部形成外周面侧湍流器。因此，通过在能够与板状构件分离的盖部形成外周面侧湍流器，能够轻松加工外周面侧湍流器。在盖部固定工序中，通过将盖部固定于沟部上，用盖部闭塞沟部的开口，从而能够从外周面侧轻松形成冷却流路。因此，能够轻松形成设置有外周面侧湍流器的冷却流路。
[0027]关于上述燃气涡轮机高温部件的制造方法，在所述沟部形成工序中，也可以从所述外周面侧实施加工，从而形成从所述沟部内面的所述气路面侧突出的气路面侧湍流器。
[0028]根据此种结构，在沟部形成工序中，从外周面侧同时形成沟部和气路面侧湍流器，从而能够轻松形成气路面侧湍流器。由此，能够轻松形成设置有气路面侧湍流器的冷却流路。
[0029]有益效果
[0030]根据本发明的燃气涡轮机的高温部件、具备该燃气涡轮机高温部件的燃气涡轮机、以及燃气涡轮机高温部件的制造方法，在内部形成设置有外周侧湍流器的冷却流路，由此能够有效冷却外周面。
【附图说明】
[0031]图1是本发明实施方式中的燃气涡轮机的主要部分缺口侧面图。
[0032]图2是本发明实施方式中的燃气涡轮机的主要部分截面图。
[0033]图3是针对本发明实施方式中的燃气涡轮机内侧覆环(高温部件)的概略形状进行说明的模式图。
[0034]图4是本发明的第一实施方式中的冷却流路的截面图。
[0035]图5是本发明的第二实施方式中的冷却流路的截面图。
[0036]图6是针对作为本发明改进例而在冷却流路中形成的动叶平台的概略形状进行说明的模式图。
[0037]图7是针对作为本发明改进例而在冷却流路中形成的开口环的概略形状进行说明的模式图。
【具体实施方式】
[0038]《第一实