涡轮叶片及燃气涡轮机制造技术

在涡轮叶片及燃气涡轮机中，具备：叶型部(41)，在内部具有冷却空气通道(60)；平台(42)，设置于叶型部(41)的叶片高度方向(Dh)的叶片基端部(55)；及圆角部(80)，设置于叶型部(41)与平台(42)的连接部的整周。圆角部(80)具有第1圆角部(81)，该第1圆角部(81)在叶型部(41)的背侧叶面(53)侧设置于比叶型部(41)的背侧叶面(53)与平台(42)的背侧端部(44)之间的距离最短的位置更靠后缘(52)侧的位置，且圆角宽度(W)大于圆角部(80)中的其他区域的圆角宽度(W)。(W)。(W)。

【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机


[0001]本专利技术涉及一种适用于燃气涡轮机的转动叶片或固定叶片等涡轮叶片及具备该涡轮叶片的燃气涡轮机。

技术介绍

[0002]燃气涡轮机具有压缩机、燃烧器及涡轮机。压缩机通过压缩从空气取入口取入的空气而使其成为高温
·
高压的压缩空气。燃烧器通过对压缩空气供给燃料并使其燃烧而获得高温
·
高压的燃烧气体。涡轮机由燃烧气体驱动，并驱动在同轴上连结的发电机。
[0003]已知，在燃气涡轮机中的转动叶片或固定叶片等涡轮叶片中，在涡轮叶片的内部设置冷却通道，并通过使冷却流体流过冷却通道，冷却暴露于高温的气体流动中的涡轮叶片。例如，下述专利文献1中记载有在转动叶片的内部设置冷却空气通道，冷却空气通过冷却空气通道之后，从后缘侧的孔吹出的内容。并且，记载有在该转动叶片中，通过在叶片基端部与平台的连接部之间设置呈椭圆形的圆角部，减少热应力的内容。
[0004]以往技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开平11
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002101号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的技术课题
[0008]以往，如上所述，在转动叶片等涡轮叶片中，在叶片基端部与平台的连接部容易产生热应力。因此，为了缓解叶片基端部与平台的连接部中的热应力，在连接部形成有圆角部。通过在连接部形成圆角部，能够减少热应力。另一方面，涡轮叶片接受高温的气体流动，因此在空气力学上要求减小叶片基端部与平台的连接部的圆角部。
[0009]本专利技术解决上述课题，其目的在于提供一种抑制空气动力性能的降低，另一方面减少圆角部中的热应力的涡轮叶片及燃气涡轮机。
[0010]用于解决技术课题的手段
[0011]作为用于实现上述目的的本专利技术的一实施方式的涡轮叶片包括：叶型部，在内部具有冷却空气通道；叶片基端部，设置于所述叶型部的叶片高度方向的端部；及圆角部，设置于所述叶型部与所述叶片基端部的连接部的整周，所述圆角部包括在所述叶型部的背侧设置于比所述叶型部的背侧叶面与所述叶片基端部的背侧端部之间的距离最短的位置更靠后缘侧的位置，且圆角宽度大于所述圆角部中的其他区域的所述圆角宽度的第1圆角部。
[0012]因此，圆角部中的叶型部的背侧的后缘侧的部分容易受到热应力。通过在该部分设置圆角宽度大于圆角部中的其他区域的圆角宽度的第1圆角部，能够减少圆角部中的热应力。
[0013]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第1圆角部设置于比相邻的所述叶型部之间的喷口部更靠后缘侧的位置。
[0014]因此，能够减少圆角部中的热应力，另一方面，在空气动力性能降低的方面影响小。
[0015]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第1圆角部的圆角高度相对于所述圆角宽度之比即纵横尺寸比小于所述圆角部中的其他区域的所述纵横尺寸比。
[0016]因此，第1圆角部与其他圆角部相比，圆角宽度更大，因此能够减少由圆角部中的热伸长引起的热应力的产生。
[0017]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第1圆角部具有所述纵横尺寸比沿所述圆角部的周向恒定的区域。
[0018]因此，在圆角部的周向上的规定区域中能够减少热应力。
[0019]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第1圆角部的所述纵横尺寸比为1.0。
[0020]因此，能够减少第1圆角部的热应力。
[0021]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第1圆角部具有设置于沿所述圆角部的叶面的、所述叶型部的前缘侧的第1端部及设置于沿所述圆角部的所述叶面的、所述叶型部的后缘侧的第2端部，所述第1端部及所述第2端部与所述圆角宽度或所述圆角高度沿所述圆角部的所述叶面发生变化的圆角变化部连接。
[0022]因此，通过圆角宽度或圆角高度发生变化的圆角变化部来连接第1圆角部与其他圆角部，因此可设置平滑地连续于叶型部与叶片基端部的连接部的圆角部，从而能够抑制空气动力性能的降低及热应力急剧的变化。
[0023]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述叶型部具有在后缘部沿叶片高度方向隔着规定间隔排列有多个且一端与所述冷却空气通道连通而另一端在所述后缘部的后缘端面开口的多个冷却孔，所述圆角部包括靠近所述冷却孔而与叶片高度方向的内侧相邻地设置于所述后缘端面且所述圆角高度小于所述圆角部中的其他区域的所述圆角高度的第2圆角部。
[0024]因此，第2圆角部的圆角高度小于其他圆角部的圆角高度，因此冷却孔的叶片高度方向的位置比其他区域更靠近平台的上表面，因此能够通过流过冷却孔的冷却空气有效地冷却平台的上表面，从而能够减少平台42的后缘部侧的热应力。
[0025]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述圆角部包括隔着所述叶型部的前缘而沿背侧叶面经由所述圆角变化部与所述第1圆角部连接且沿腹侧叶面经由所述圆角变化部与所述第2圆角部连接的第3圆角部。
[0026]因此，除了第1圆角部及第2圆角部以外，还隔着叶型部的前缘从背侧叶面朝向腹侧叶面设置第3圆角部，因此能够在叶型部与叶片基端部之间的整周设置适当形状的圆角。并且，通过设置圆角变化部，能够抑制空气动力性能的降低。
[0027]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第3圆角部具有所述圆角高度相对于所述圆角宽度的所述纵横尺寸比沿所述圆角部的所述叶面恒定的区域。
[0028]因此，在圆角部的周向上的规定区域中能够减少热应力。
[0029]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述圆角变化部包括设置于所述第1端部与所述第3端部之间的第1圆角变化部，所述第1圆角变化部从所述第1端部朝向所述第3端部而所述圆角宽度变小，所述圆角高度维持恒定。
[0030]因此，能够通过第1圆角变化部平滑地连接第1圆角部与第3圆角部，从而能够抑制空气动力性能的降低及热应力急剧的变化。
[0031]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第1圆角变化部具有所述圆角高度相对于所述圆角宽度的所述纵横尺寸比大于1.0的椭圆形的圆角。
[0032]因此，能够通过第1圆角变化部平滑地连接第1圆角部与第3圆角部。
[0033]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述圆角变化部包括设置于所述第2端部与所述第2圆角部之间的第2圆角变化部，所述第2圆角变化部从所述第2端部朝向所述第2圆角部而所述圆角宽度及所述圆角高度变小。
[0034]因此，能够通过第2圆角变化部平滑地连接第1圆角部与第2圆角部，从而能够抑制空气动力性能的降低及热应力急剧的变化。
[0035]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述第2圆角变化部具有所述圆角高度相对于所述圆角宽度的所述纵横尺寸比大于1.0的椭圆形的圆角。
[0036]因此，能够通过第2圆角变化部平滑地连接第1圆角部与第2圆角部。
[0037]在作为本专利技术的一实施方式的涡轮叶片中，所述圆角变化部包括设置于第4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，其包括：叶型部，在内部具有冷却空气通道；叶片基端部，设置于所述叶型部的叶片高度方向的端部；及圆角部，设置于所述叶型部与所述叶片基端部的连接部的整周，所述圆角部包括在所述叶型部的背侧设置于比所述叶型部的背侧叶面与所述叶片基端部的背侧端部之间的距离最短的位置更靠后缘侧的位置，且圆角宽度大于所述圆角部中的其他区域的所述圆角宽度的第1圆角部。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其中，所述第1圆角部设置于比相邻的所述叶型部之间的喷口部更靠后缘侧的位置。3.根据权利要求1或2所述的涡轮叶片，其中，所述第1圆角部形成为圆角高度相对于所述圆角宽度之比即纵横尺寸比小于所述圆角部中的其他区域的所述纵横尺寸比。4.根据权利要求3所述的涡轮叶片，其中，所述第1圆角部包括所述纵横尺寸比沿所述圆角部的周向恒定的区域。5.根据权利要求3或4所述的涡轮叶片，其中，所述第1圆角部的所述纵横尺寸比为1.0。6.根据权利要求3至5中任一项所述的涡轮叶片，其中，所述第1圆角部具有设置于沿所述圆角部的叶面的、所述叶型部的前缘侧的第1端部及设置于沿所述圆角部的所述叶面的、所述叶型部的后缘侧的第2端部，且在所述第1端部及所述第2端部中，与所述圆角宽度或所述圆角高度沿所述圆角部的所述叶面发生变化的圆角变化部连接。7.根据权利要求6所述的涡轮叶片，其中，所述叶型部具有在后缘部沿叶片高度方向隔着规定间隔排列有多个且一端与所述冷却空气通道连通而另一端在所述后缘部的后缘端面开口的多个冷却孔，所述圆角部包括靠近所述冷却孔而与叶片高度方向的内侧相邻地设置于所述后缘端面且所述圆角高度小于所述圆角部中的其他区域的所述圆角高度的第2圆角部。8.根据权利要求7所述的涡轮叶片，其中，所述圆角部包括隔着所述叶型部的前缘而沿背侧叶面经由所述圆角变化部与所述第1圆角部连接且沿腹侧叶面经由所述圆角变化部与所述第2圆角部连接的第3圆角部。9.根据权利要求8所述的涡轮叶片，其中，所述第3圆角部具有所述圆角高度相对于所述圆角宽度的所述纵横尺寸比沿所述圆角部的所述叶面恒定的区域。10.根据权利要求8或9所述的涡轮叶片，其中，所述圆角变化部包括设置于所述第1端部与第3端部之间的第1圆角变化部，所述第1圆角变化部从所述第1端部朝向所述第3端部而所述圆角宽度变小，所述圆角高度维持恒定。11.根据权利要求10所述的涡轮叶片，其中，所述第1圆角变化部具有所述圆角高度相对于所述圆角宽度的所述纵横尺寸比大于1.0的椭圆形的圆角。12.根据权利要求7至11中任一项所述的涡轮叶片，其中，
所述圆角变化部包括设置于所述第2端部与所述第2圆角部之间的第2圆角变化部，所述第2圆角变化部从所述第2端部朝向所述第2圆角部而所述圆角宽度及所述圆角高度变小。13.根据权利要求12所述的涡轮叶片，其中，所述第2圆角变化部具有所述圆角高...

【专利技术属性】
技术研发人员：若园进，宫久靖夫，羽田哲，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：