[發明專利]動葉以及具備該動葉的軸流旋轉機械

在審

• 申請號: 202010089533.7
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN112211677A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 石田智廣;貫野敏史;黑崎光;伊藤榮作
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F01D5/20
• 分類號: F01D5/20;F01D5/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉建

本發明提供一種動葉以及具備該動葉的軸流旋轉機械。動葉具備形成于葉片體的第一端部的護罩蓋。護罩蓋向遠離葉片體的中弧線的葉片體遠離方向擴展。護罩蓋具有朝向葉片高度方向上的第一側露出的反氣體通過面、以及朝向葉片高度方向上的第二側露出的氣體通過面。氣體通過面具有在與中弧線正交的截面中隨著分別從葉片體的正壓面以及負壓面趨向葉片體遠離方向而逐漸向第一側延伸的過渡面。反氣體通過面具有在所述截面中沿著過渡面而以向第二側凹陷的方式擴展的凹面。

技術領域

本發明涉及動葉以及具備該動葉的軸流旋轉機械。

背景技術

作為軸流旋轉機械的一種的燃氣輪機具備以軸線為中心進行旋轉的轉子、以及覆蓋該轉子的殼體。轉子具有轉子軸、以及安裝于該轉子軸的多個動葉。

例如，以下的專利文獻所記載的動葉具有呈翼形的葉片體、護罩以及平臺。葉片體沿針對軸線而言的徑向延伸。因此，該葉片體的葉片高度方向為徑向。護罩設置于葉片體的針對軸線而言的徑向外側的端部。平臺設置于葉片體的針對軸線而言的徑向內側的端部。護罩與平臺均向與徑向大致垂直的方向擴展。護罩具有護罩主體(或護罩蓋)和兩個密封翅片。護罩主體具有朝向徑向外側的反氣體通過面、以及朝向徑向內側的氣體通過面。兩個密封翅片均從護罩主體的反氣體通過面向徑向外側突出，并沿針對軸線而言的周向延伸。這兩個密封翅片沿軸線所延伸的軸線方向隔開間隔地設置。在護罩主體的反氣體通過面形成有向徑向內側凹陷的兩個凹面。兩個凹面配置在兩個密封翅片之間。

專利文獻1：日本特開2008-038910號公報

如前所述，護罩設置于葉片體的徑向外側的端部。因此，該護罩的重量增加會導致施加于葉片體的離心載荷的增加。因此，優選將護罩輕量化，從而減小施加于葉片體的離心載荷。在以上的專利文獻1所記載的技術中，由于在護罩主體的反氣體通過面形成有凹面，因此在某種程度上實現了護罩的輕量化。

然而，通常，護罩主體的氣體通過面具有過渡面。該過渡面在與葉片體的中弧線正交的截面中，隨著分別從葉片體的正壓面以及負壓面趨向遠離葉片體的方向而向徑向外側彎曲地延伸。在護罩主體相對于葉片體的根部分產生應力。作為緩和該應力的方法，存在增大過渡面的曲率半徑的方法。然而，若僅增大過渡面的曲率半徑，則護罩主體(或護罩蓋)的重量會增加。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供能夠緩和在護罩蓋相對于葉片體的根部分產生的應力，并減輕護罩蓋的重量的技術。

用于達成所述目的的發明的一方案的動葉具備：呈翼形的葉片體；以及護罩蓋，其形成于所述葉片體的葉片高度方向上的第一側與第二側中的、所述葉片體中的所述第一側的第一端部。所述護罩蓋向葉片體遠離方向擴展，所述葉片體遠離方向是與所述葉片高度方向交叉的方向且是從所述葉片體的所述第一端部處的中弧線遠離的方向。所述護罩蓋具有朝向所述第一側向外部露出的反氣體通過面、以及朝向所述第二側向外部露出的氣體通過面。所述氣體通過面具有過渡面，在與所述中弧線正交的截面中，所述過渡面隨著分別從所述葉片體的正壓面以及負壓面趨向所述葉片體遠離方向而逐漸向所述第一側延伸。所述反氣體通過面具有凹面，在所述截面中，所述凹面以沿著所述過渡面中的至少一部分表面向所述第二側凹陷的方式擴展。

在護罩蓋相對于葉片體的根部分產生應力。作為緩和該應力的方法，存在增大過渡面的曲率半徑的方法。本方案的凹面是沿著氣體通過面中的過渡面而以向第二側凹陷的方式擴展的面。因此，在本方案中，即使增大過渡面的曲率半徑，氣體通過面與反氣體通過面之間的距離即蓋厚度也不會變厚。因此，在本方案中，能夠緩和在護罩蓋相對于葉片體的根部分產生的應力，并減輕護罩蓋的重量。

在此，在所述一方案的動葉中，也可以是，所述護罩蓋具有相當于葉片體接近方向處的所述過渡面的中間部的主體中間部，所述葉片體接近方向是與所述葉片高度方向交叉的方向且是向所述葉片體的中弧線接近的方向，所述主體中間部處的所述反氣體通過面具有所述凹面的至少一部分。