涡轮叶片、涡轮以及涡轮叶片的制造方法技术

沿着涡轮的径向设置的涡轮叶片具备：翼型部，其位于所述涡轮的流体流路内；以及护罩部，其位于所述径向上的所述翼型部的内侧或外侧，且具有供所述翼型部的端部嵌合的开口，在所述护罩部的形成所述开口的壁面与所述翼型部的所述端部的外周面之间形成有间隙，所述护罩部的所述壁面与所述翼型部的所述外周面在隔着所述间隙而与所述流体流路相反的一侧借助焊接部相互接合，在所述护罩部及所述翼型部中的至少一方设置有冷却孔，该冷却孔构成为朝所述间隙开口且向所述间隙供给冷却流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮叶片、涡轮以及涡轮叶片的制造方法
本专利技术涉及涡轮叶片、涡轮以及涡轮叶片的制造方法。
技术介绍
作为用于涡轮的涡轮叶片，已知有通过焊接将经由铸造制作出的部件接合而得到的涡轮叶片。例如，专利文献1公开了通过焊接将铸造出的叶片部以及护罩部接合而得到的涡轮静叶片。在该涡轮静叶片中，为了缓和护罩的热变形的约束，将叶片部与护罩部从护罩的冷却面侧沿护罩的厚度方向进行局部焊接，从而成为在叶片部与护罩之间的护罩的高温流体面附近残留有间隙(未熔敷部)的结构。在先技术文献专利文献专利文献1：日本实开昭60-57705
技术实现思路
专利技术要解决的课题在如专利文献1所记载的涡轮静叶片那样，叶片部与护罩部在护罩的厚度方向上被局部焊接而形成有间隙的情况下，在向涡轮叶片施加有外力、热时，利用所述间隙，能允许叶片部以及护罩部的稍许变形，因此与不残留所述间隙而在整体上进行焊接的情况相比，能减少应力。另一方面，当通过将叶片部与护罩部局部焊接而形成的间隙存在于燃烧气体的流路与焊接部之间时，高温的燃烧气体侵入到间隙而使焊接部的温度上升，产生焊接部因热而损伤的风险，存在涡轮叶片的寿命缩短的可能性。因此，期望抑制涡轮叶片中的焊接部的温度上升。鉴于上述情况，本专利技术的至少一方案的目的在于，提供一种能够抑制焊接部的温度上升的涡轮叶片。用于解决课题的方案(1)本专利技术的至少一方案的涡轮叶片是沿着涡轮的径向设置的涡轮叶片，所述涡轮叶片具备：翼型部，其位于所述涡轮的流体流路内；以及护罩部，其位于所述径向上的所述翼型部的内侧或外侧，并且具有供所述翼型部的端部嵌合的开口，在所述护罩部的形成所述开口的壁面与所述翼型部的所述端部的外周面之间形成有间隙，所述护罩部的所述壁面与所述翼型部的所述外周面在隔着所述间隙而与所述流体流路相反的一侧借助焊接部相互接合，在所述护罩部及所述翼型部中的至少一方设置有冷却孔，该冷却孔构成为朝所述间隙开口且向所述间隙供给冷却流体。根据上述(1)的构成，利用形成于护罩部与翼型部之间的间隙，能够允许翼型部以及护罩部的稍许变形，因此，能够抑制涡轮运转中的应力向焊接部的集中。另外，从设置在护罩部及翼型部中的至少一方的冷却孔向形成于护罩部与翼型部之间的间隙供给冷却流体，因此，能够防止在流体流路中流动的高温流体侵入到间隙。由此，能够抑制位于隔着间隙而与流体流路相反的一侧的焊接部的温度上升，能够提高涡轮叶片的寿命。(2)若干实施方式在上述(1)的构成的基础上，所述护罩部包括内侧护罩以及外侧护罩，该内侧护罩以及外侧护罩在所述径向上分别设置于所述翼型部的内侧以及外侧，并且分别具有所述开口，在所述内侧护罩以及所述外侧护罩的各自的所述壁面与所述翼型部的各个端部的所述外周面之间形成有所述间隙，所述内侧护罩以及所述外侧护罩的各自的所述壁面与所述翼型部的各个端部的所述外周面在隔着所述间隙而与所述流体流路相反的一侧借助所述焊接部相互接合。在上述(2)的构成中，从冷却孔向分别在内侧护罩与翼型部之间以及外侧护罩与翼型部之间形成的间隙供给冷却流体，因此，能够更加有效地防止高温流体侵入到间隙。由此，能够抑制位于隔着各个间隙而与流体流路侧相反的一侧的各个焊接部的温度上升，能够进一步提高涡轮叶片的寿命。(3)若干实施方式在上述(1)或(2)的构成的基础上，所述翼型部具有构成为供所述冷却流体流动的中空部，所述冷却孔包括第一冷却孔，该第一冷却孔构成为使所述翼型部的所述中空部与所述间隙连通。根据上述(3)的构成，能够经由构成为使翼型部的中空部与间隙连通的第一冷却孔，将在中空部中流动的冷却流体向间隙供给，能够防止高温的流体侵入到间隙。(4)若干实施方式在上述(1)～(3)中任一构成的基础上，所述涡轮叶片还具备遮蔽板，该遮蔽板设置于所述护罩部内，且与所述护罩部的内壁面一起形成冷却通路，该冷却通路构成为供所述冷却流体流动，所述冷却孔包括第二冷却孔，该第二冷却孔构成为使所述护罩部内的所述冷却通路与所述间隙连通。根据上述(4)的构成，能够经由构成为使由护罩部的内壁面与遮蔽板形成的冷却通路与间隙连通的第二冷却孔，将在冷却通路中流动的冷却流体向间隙供给，能够防止高温流体侵入到间隙。(5)若干实施方式在上述(1)～(4)中任一构成的基础上，所述焊接部包括沿着所述间隙的延伸方向的第一焊接部。(6)另外，若干实施方式在上述(1)～(5)中任一构成的基础上，所述焊接部包括沿着所述间隙的宽度方向的第二焊接部。根据上述(5)或(6)的构成，能够利用第一焊接部及/或第二焊接部来牢固地接合翼型部与护罩部。(7)若干实施方式在上述(1)～(6)中任一构成的基础上，在所述护罩部形成有喷射孔，该喷射孔以朝所述流体流路开口的方式设置于所述间隙的周围，并且构成为喷出所述冷却流体，所述喷射孔以随着朝向所述流体流路侧而接近所述翼型部的方式相对于所述径向倾斜。根据上述(7)的构成，从在间隙的周围设置于护罩部的喷射孔朝向翼型部喷射冷却流体，因此，能够抑制流体流路内的高温流体向间隙的侵入。因而，能够阻碍高温流体向间隙的流入，抑制焊接部的温度上升，并且能够抑制翼型部的温度上升。由此，能够进一步提高涡轮叶片的寿命。(8)若干实施方式在上述(1)～(7)中任一构成的基础上，所述护罩部中的与所述流体流路面对的所述开口的缘部的、沿着所述翼型部的延伸方向的剖面形状为弯曲形状。根据上述(8)的构成，在组装涡轮叶片时将翼型部的端部向护罩部的开口嵌入之际，即便护罩部的开口的缘部与翼型部接触，由于护罩部的开口的缘部具有弯曲状的平滑的剖面形状，因此，也不易在翼型部的表面产生损伤。由此，能够进一步提高涡轮叶片的寿命。(9)本专利技术的至少一实施方式的涡轮具备转子，该转子包括具有上述(1)～(8)中任一构成的涡轮叶片。根据上述(9)的构成，利用形成于护罩部与翼型部之间的间隙，能够允许翼型部以及护罩部的稍许变形，因此，能够抑制涡轮运转中的应力向焊接部的集中。另外，从设置在护罩部及翼型部中的至少一方的冷却孔向形成于护罩部与翼型部之间的间隙供给冷却流体，因此，能够防止在流体流路中流动的高温流体侵入到间隙。由此，能够抑制位于隔着间隙而与流体流路相反的一侧的焊接部的温度上升，能够提高涡轮叶片的寿命。(10)本专利技术的至少一实施方式的涡轮叶片的制造方法是包括翼型部和护罩部的涡轮叶片的制造方法，该翼型部设置在涡轮的流体流路内，该护罩部具有供所述翼型部的端部嵌合的开口，所述涡轮叶片的制造方法具备如下步骤：以在所述护罩部及所述翼型部中的至少一方形成的冷却孔朝在所述护罩部的形成所述开口的壁面与所述翼型部的所述端部的外周面之间形成的间隙开口的方式，向所述护罩部的所述开口嵌入所述翼型部的所述端部；在隔着所述冷却孔而与所述流体流路相反的一侧，对所述护罩部的所述壁面与所述翼型部的所述外周面进行焊接，在所述焊接的步骤中，以至少在所述冷却孔的开口位置和比该开口位置靠所述流体流路侧的位置残留有所述间隙的方式，仅在从所述冷却孔观察位于与所述流体流路相反的一侧的所述间隙形成焊接部。根据通过上述(10)的方法得到的涡轮叶片，利用形成于护罩部与翼型部之间的间隙，能够允许翼型部以及护罩部的稍许变形，因此，能够抑制涡轮运转中的应力向焊接部的集中。另外，从设置在护罩部及翼型部中的至少一方的冷却孔向形成于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮叶片，其沿着涡轮的径向设置，所述涡轮叶片的特征在于，所述涡轮叶片具备：翼型部，其位于所述涡轮的流体流路内；以及护罩部，其位于所述径向上的所述翼型部的内侧或外侧，并且具有供所述翼型部的端部嵌合的开口，在所述护罩部的形成所述开口的壁面与所述翼型部的所述端部的外周面之间形成有间隙，所述护罩部的所述壁面与所述翼型部的所述外周面在隔着所述间隙而与所述流体流路相反的一侧借助焊接部相互接合，在所述护罩部及所述翼型部中的至少一方设置有冷却孔，该冷却孔构成为朝所述间隙开口且向所述间隙供给冷却流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.27 JP 2015-0131401.一种涡轮叶片，其沿着涡轮的径向设置，所述涡轮叶片的特征在于，所述涡轮叶片具备：翼型部，其位于所述涡轮的流体流路内；以及护罩部，其位于所述径向上的所述翼型部的内侧或外侧，并且具有供所述翼型部的端部嵌合的开口，在所述护罩部的形成所述开口的壁面与所述翼型部的所述端部的外周面之间形成有间隙，所述护罩部的所述壁面与所述翼型部的所述外周面在隔着所述间隙而与所述流体流路相反的一侧借助焊接部相互接合，在所述护罩部及所述翼型部中的至少一方设置有冷却孔，该冷却孔构成为朝所述间隙开口且向所述间隙供给冷却流体。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述护罩部包括内侧护罩以及外侧护罩，该内侧护罩以及外侧护罩在所述径向上分别设置于所述翼型部的内侧以及外侧，并且分别具有所述开口，在所述内侧护罩以及所述外侧护罩的各自的所述壁面与所述翼型部的各个端部的所述外周面之间形成有所述间隙，所述内侧护罩以及所述外侧护罩的各自的所述壁面与所述翼型部的各个端部的所述外周面在隔着所述间隙而与所述流体流路相反的一侧借助所述焊接部相互接合。3.根据权利要求1或2所述的涡轮叶片，其特征在于，所述翼型部具有构成为供所述冷却流体流动的中空部，所述冷却孔包括第一冷却孔，该第一冷却孔构成为使所述翼型部的所述中空部与所述间隙连通。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮叶片，其特征在于，所述涡轮叶片还具备遮蔽板，该遮蔽板设置于所述护罩部内，且与所述护罩部的内壁面一起形成冷却通路，该冷却通路构成为供所述冷却流体流动，所述冷却孔包括第二冷却孔，该第二冷却孔构成为使所述护罩部内的所述冷却通路与所述间隙连通。5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮叶片，其特征在于，所述焊接部包括沿着所述间隙的延伸方向的第一焊接部。6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮叶片，其特征在于，所述焊接部包括沿着所述间隙的宽度方向的第二焊接部。7.根据权利要求1至6中任一项所述的涡轮叶片，其特征在于，在所述护罩部形成有喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：月元晃司，水上聪，永井友人，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP