涡轮动叶、涡轮以及顶隙测量方法技术

涡轮动叶具备：基端部，其固定于转子轴；以及翼型部，其包括正压面、负压面以及将正压面与负压面连接的顶面，且在内部形成有冷却流路，涡轮动叶顶面包括位于前缘侧且形成为与涡轮动叶转子轴平行的前缘区域、以及与涡轮动叶前缘区域相邻的后缘区域，后缘区域具备以随着接近后缘而趋向径向内侧的方式倾斜的倾斜面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮动叶、涡轮以及顶隙测量方法
本公开涉及涡轮动叶、涡轮以及顶隙测量方法。
技术介绍
涡轮中的涡轮外壳侧的静止壁面与涡轮动叶的顶面的间隙的大小(以下，称为顶隙。)受到涡轮动叶的由热变形以及离心力引起的变形的影响而发生变化。在专利文献1中，公开了与这样的涡轮动叶的变形相应的涡轮动叶的叶端形状的例子。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-84730号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在燃气轮机运转中，为了提高燃气轮机的性能，期望选定适当的顶隙，以抑制涡轮动叶叶端处的漏流。本专利技术的至少一实施方式是鉴于上述那样以往的课题而完成的，其目的在于提供具备适当的顶隙的涡轮动叶、涡轮以及顶隙测量方法。用于解决课题的方案(1)对于本专利技术的至少一实施方式的涡轮动叶具备：基端部，其固定于转子轴；以及翼型部，其包括正压面、负压面以及将所述正压面与所述负压面连接的顶面，且在内部形成有冷却流路，其中，所述顶面包括位于前缘侧且形成为与所述转子轴平行的前缘区域、以及与所述前缘区域相邻的后缘区域，所述后缘区域具备以随着接近后缘而趋向径向内侧的方式倾斜的倾斜面。在燃气轮机的运转时(涡轮动叶的温度上升了的高温状态)，涡轮动叶受到离心力、从气体流动受到的力以及热伸长的影响而发生变形。特别是，在冷却流路中流动的冷却介质的温度在涡轮动叶的后缘侧容易升高，从而后缘侧的热伸长量容易增大。因此，在燃气轮机的运转停止时(涡轮动叶的温度未上升而成为接近常温的状态)涡轮动叶的顶面与涡轮机室的静止壁面之间的顶隙从前缘到后缘被设定为恒定的情况下，在燃气轮机的运转时热伸长量较大的后缘侧，涡轮动叶的顶面与涡轮机室的静止壁面的接触风险容易升高。另一方面，若为了使涡轮动叶的顶面与涡轮机室的静止壁面在后缘侧不会发生接触而使顶隙从前缘到后缘同样地增大，则在燃气轮机的运转时，前缘侧处的顶隙变得过大，燃气轮机的性能降低。根据上述(1)的结构，在热伸长量容易增大的后缘侧设置的后缘区域包括以随着接近后缘而趋向径向内侧的方式倾斜的倾斜面。因此，由于在燃气轮机的运转时后缘区域与前缘区域相比较大地发生变形，因此能够使顶面各处的顶隙接近均匀。(2)对于本专利技术的至少一实施方式的涡轮动叶具备：基端部，其固定于转子轴；以及翼型部，其包括正压面、负压面以及将所述正压面与所述负压面连接的顶面，且在内部形成有冷却流路，其中，所述顶面包括位于前缘侧的前缘区域、以及与所述前缘区域相邻的后缘区域，所述后缘区域具备以随着接近后缘而趋向径向内侧的方式相对于所述前缘区域倾斜的倾斜面，在所述顶面中，在将所述前缘区域和所述后缘区域的边界线与所述负压面的交点的位置设为P1，将所述负压面上的位置中的在相邻的涡轮动叶的后缘与所述负压面之间形成喉部的位置设为P2时，所述位置P1与所述位置P2一致、或者位于比所述位置P2靠所述翼型部的后缘侧的位置。根据上述(2)的结构，在涡轮动叶的叶端的热伸长所引起的变形在后缘区域比在前缘区域大的情况下，与涡轮机室的静止壁面的接触风险降低，能够维持适当的顶隙。(3)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，在所述顶面中，在将所述前缘区域和所述后缘区域的边界线与所述负压面的交点的位置设为P1，将所述负压面上的位置中的在相邻的涡轮动叶的后缘与所述负压面之间形成喉部的位置设为P2时，所述位置P1与所述位置P2一致，或者所述位置P1位于比所述位置P2靠后缘侧的位置。通过如上述(3)的结构所示那样使位置P1与位置P2一致或者位于比位置P2靠后缘侧的位置，从而能够维持适当的顶隙。(4)在几个实施方式中，在上述(2)或(3)的结构的基础上，所述顶面具有作为开口的中心位置P3的至少一个出口开口，在所述顶面中，选定位于前缘侧且通过所述位置P2的第一假想线、以及位于后缘侧且通过所述位置P3的第二假想线，所述第一假想线位于由第一周向假想线、第一弧线正交假想线以及第一转子轴方向假想线限定的范围内，所述第一周向假想线通过所述位置P2且沿周向延伸，所述第一弧线正交假想线通过所述位置P2且沿与弧线正交的方向延伸，所述第一转子轴方向假想线通过所述位置P2且沿转子轴方向延伸，所述第二假想线位于由第二周向假想线、第二弧线正交假想线以及第二转子轴方向假想线限定的范围内，所述第二周向假想线通过所述位置P3且沿周向延伸，所述第二弧线正交假想线通过所述位置P3且沿与弧线正交的方向延伸，所述第二转子轴方向假想线通过所述位置P3且沿转子轴方向延伸，所述边界线是通过所述位置P1的直线，且形成于所述第一假想线与所述第二假想线之间的所述顶面上。(5)在几个实施方式中，在上述(4)的结构的基础上，在将所述第二周向假想线与所述负压面的交点的位置设为P4时，所述位置P1位于比所述位置P4靠所述翼型部的前缘侧的位置。在冷却流路中的最接近后缘的出口开口附近，热伸长量尤其容易增大，顶面与静止壁面的接触风险容易升高。因此，通过如上述(5)的结构所示那样使位置P1位于比位置P4靠前缘侧的位置，从而能够有效地降低出口开口附近的顶面与静止壁面的接触风险，并且抑制涡轮动叶的来自顶面的燃烧气体的漏流。(6)在几个实施方式中，在上述(4)的结构的基础上，在将所述第二弧线正交假想线与所述负压面的交点的位置设为P5时，所述位置P1位于比所述位置P5靠所述翼型部的前缘侧的位置。在冷却流路中的最接近后缘的出口开口附近，热伸长量尤其容易增大。因此，通过如上述(6)的结构所示那样使位置P1位于比位置P5靠前缘侧的位置，从而能够有效地降低顶面与静止壁面的接触风险，并且维持出口附近的适当的顶隙。(7)在几个实施方式中，在上述(4)的结构的基础上，在将所述第二转子轴方向假想线与所述负压面的交点的位置设为P6时，所述位置P1位于比所述位置P6靠所述翼型部的前缘侧的位置。在冷却流路中的最接近后缘的出口开口附近，热伸长量尤其容易增大。因此，通过如上述(7)的结构所示那样使位置P1位于比位置P6靠前缘侧的位置，从而能够有效地降低顶面与静止壁面的接触风险，并且维持出口附近的适当的顶隙。(8)在几个实施方式中，在上述(2)至(7)中任一结构的基础上，所述边界线沿着与所述转子轴正交的方向延伸。通过以前缘区域与后缘区域的边界线沿着与转子轴正交的周向延伸的方式构成涡轮动叶的顶面，边界线的形成变得容易。(9)在几个实施方式中，在上述(2)至(7)中任一结构的基础上，所述边界线沿着所述转子轴的轴向延伸。通过以前缘区域与后缘区域的边界线沿着转子轴的轴向延伸的方式构成涡轮动叶的顶面，边界线的形成变得容易。(10)在几个实施方式中，在上述(2)至(7)中任一结构的基础上，所述边界线沿着与弧线正交的方向延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮动叶，其具备：/n基端部，其固定于转子轴；以及/n翼型部，其包括正压面、负压面以及将所述正压面与所述负压面连接的顶面，且在内部形成有冷却流路，/n其中，/n所述顶面包括位于前缘侧且形成为与所述转子轴平行的前缘区域、以及与所述前缘区域相邻的后缘区域，/n所述后缘区域具备以随着接近后缘而趋向径向内侧的方式倾斜的倾斜面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181206 JP 2018-2289371.一种涡轮动叶，其具备：
基端部，其固定于转子轴；以及
翼型部，其包括正压面、负压面以及将所述正压面与所述负压面连接的顶面，且在内部形成有冷却流路，
其中，
所述顶面包括位于前缘侧且形成为与所述转子轴平行的前缘区域、以及与所述前缘区域相邻的后缘区域，
所述后缘区域具备以随着接近后缘而趋向径向内侧的方式倾斜的倾斜面。


2.一种涡轮动叶，其具备：
基端部，其固定于转子轴；以及
翼型部，其包括正压面、负压面以及将所述正压面与所述负压面连接的顶面，且在内部形成有冷却流路，
其中，
所述顶面包括位于前缘侧的前缘区域、以及与所述前缘区域相邻的后缘区域，
所述后缘区域具备以随着接近后缘而趋向径向内侧的方式相对于所述前缘区域倾斜的倾斜面，
在所述顶面中，在将所述前缘区域和所述后缘区域的边界线与所述负压面的交点的位置设为P1，将所述负压面上的位置中的在相邻的涡轮动叶的后缘与所述负压面之间形成喉部的位置设为P2时，
所述位置P1与所述位置P2一致、或者位于比所述位置P2靠所述翼型部的后缘侧的位置。


3.根据权利要求1所述的涡轮动叶，其中，
在所述顶面中，在将所述前缘区域和所述后缘区域的边界线与所述负压面的交点的位置设为P1，将所述负压面上的位置中的在相邻的涡轮动叶的后缘与所述负压面之间形成喉部的位置设为P2时，
所述位置P1与所述位置P2一致，或者所述位置P1位于比所述位置P2靠后缘侧的位置。


4.根据权利要求2或3所述的涡轮动叶，其中，
所述顶面具有作为开口的中心位置P3的至少一个出口开口，
在所述顶面中，选定位于前缘侧且通过所述位置P2的第一假想线、以及位于后缘侧且通过所述位置P3的第二假想线，
所述第一假想线位于由第一周向假想线、第一弧线正交假想线以及第一转子轴方向假想线限定的范围内，所述第一周向假想线通过所述位置P2且沿周向延伸，所述第一弧线正交假想线通过所述位置P2且沿与弧线正交的方向延伸，所述第一转子轴方向假想线通过所述位置P2且沿转子轴方向延伸，
所述第二假想线位于由第二周向假想线、第二弧线正交假想线以及第二转子轴方向假想线限定的范围内，所述第二周向假想线通过所述位置P3且沿周向延伸，所述第二弧线正交假想线通过所述位置P3且沿与弧线正交的方向延伸，所述第二转子轴方向假想线通过所述位置P3且沿转子轴方向延伸，
所述边界线是通过所述位置P1的直线，且形成于所述第一假想线与所述第二假想线之间的所述顶面上。


5.根据权利要求4所述的涡轮动叶，其中，
在将所述第二周向假想线与所述负压面的交点的位置设为P4时，
所述位置P1位于比所述位置P4靠所述翼型部的前缘侧的位置。


6.根据权利要求4所述的涡轮动叶，其中，
在将所述第二弧线正交假想线与所述负压面的交点的位置设为P5时，
所述位置P1位于比所述位置P5靠所述翼型部的前缘侧的位置。


7.根据权利要求4所述的涡轮动叶，其中，
在将所述第二转子轴方向假想线与所述负压面的交点的位置设为P6时，
所述位置P1位于比所述位置P6靠所述翼型...

【专利技术属性】
技术研发人员：北田宏树，羽田哲，大友宏之，国贞安将，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP