葉片組列、燃氣渦輪機的制作方法
【專利摘要】葉片組列劃分并形成流通工作流體(G)的流路(R)，通過在圓周方向具備多個具有葉片體(11)的葉片分割體(10)，形成環(huán)狀，所述葉片分割體(10)具備：端壁部(12、13)，其面向所述流路(R)并沿所述圓周方向延伸；葉片體(11)，其從所述端壁部(12、13)延伸并配置在所述流路(R)內(nèi)，其中所述端壁部(12、13)的所述圓周方向的端面(15A、15B)具有傾斜部(16)，其朝向所述流路(R)側(cè)，并且朝向流通所述流路(R)的所述工作流體(G)的回旋方向的下游側(cè)傾斜。
【專利說明】
葉片組列、燃氣渦輪機
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種葉片組列以及使用該葉片組列的燃氣渦輪機。
[0002]本申請依據(jù)2014年4月3日提出申請的日本專利特愿2014-076770號主張優(yōu)先權，并在此處援用其內(nèi)容。
【背景技術】
[0003]燃氣渦輪機在缸體內(nèi)具備設置為可旋轉(zhuǎn)形式的旋轉(zhuǎn)軸、動葉片和靜葉片。分別設有多組動葉片和靜葉片。在缸體內(nèi)，動葉片和靜葉片沿燃燒氣體的流動方向在旋轉(zhuǎn)軸的軸向交互排列設置。
[0004]動葉片受到在缸體內(nèi)沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向流動的燃燒氣體的壓力，和旋轉(zhuǎn)軸一起圍繞旋轉(zhuǎn)軸的軸進行旋轉(zhuǎn)。
[0005]靜葉片固定在缸體側(cè)，調(diào)節(jié)缸體內(nèi)燃燒氣體的流動方向、壓力、流速等。
[0006]動葉片具備具有葉片形狀的葉片體和設在葉片體端部的平臺。平臺沿旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向被分割為多個。靜葉片在葉片體的端部設有內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)。該內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)與動葉片的平臺相同，沿旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向被分割為多個。也就是說，通過沿旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向設置多個葉片體和平臺一體化的分割體，以及葉片體、內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)一體化的分割體，構成動葉片和靜葉片。
[0007]專利文獻I中公開了以下結(jié)構:在動葉片的外周側(cè)，與上述平臺相同，沿旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向設有被分割為多個的分割環(huán)。
[0008]專利文獻2中公開了以下結(jié)構:通過在自動葉片的平臺端面下凹形成的壓力側(cè)插口設置插銷，對向沿圓周方向鄰接的動葉片的半徑方向傾斜的端面的間隙進行密封。
[0009]現(xiàn)有技術文獻
[0010]專利文獻
[0011 ] 專利文獻I:日本專利特開2000-257447號公報
[0012]專利文獻2:美國專利第8137072號說明書
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]上述具備分割體的結(jié)構中，在沿圓周方向互相鄰接的分割體的平臺和內(nèi)側(cè)覆環(huán)等之間，分別存在間隙。燃氣渦輪機運轉(zhuǎn)過程中，流經(jīng)主流路的工作流體即燃燒氣體的一部分通過該間隙從主流路漏出。
[0015]為了抑制燃燒氣體泄露，也采取將高壓密封氣體從該間隙提供至燃燒氣體流經(jīng)的主流路的措施。但是，是從沿圓周方向互相鄰接的分割體之間的間隙提供密封氣體。該密封氣體的供給方向為旋轉(zhuǎn)軸的徑向，其相對于沿燃氣渦輪機旋轉(zhuǎn)軸的軸向的燃燒氣體流(主流)垂直相交。因此，提供的密封氣體會導致燃燒氣體流產(chǎn)生損失。
[0016]本發(fā)明提供一種可抑制工作流體在流動過程中的損失并提高效率的葉片分割體、葉片組列和燃氣渦輪機。
[0017]技術方案
[0018]本發(fā)明為解決上述課題，采用以下方法。
[0019]本發(fā)明所涉及的第一方式的葉片分割體具備:端壁部，其面向工作流體所流通的流路并沿圓周方向延伸;葉片體，其從所述端壁部延伸并配置在所述流路內(nèi)，其中所述端壁部的所述圓周方向的端面具有傾斜部，其朝向所述流路側(cè)，并且朝向流通所述流路的所述工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。
[0020]如此，如果在端壁部的端面設置傾斜部，則互相鄰接的端壁部的端面之間的間隙向工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。結(jié)果，工作流體就難以流入向其回旋方向的下游側(cè)傾斜的間隙。即使從該間隙向工作流體的流路側(cè)提供密封氣體時，間隙也向工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。因此，可抑制密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0021]該發(fā)明所涉及的第二方式的葉片分割體中，在上述第一方式中，所述傾斜部也可在不斷靠近所述流路的同時，向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0022]通過如此構成，工作流體更難以流入間隙內(nèi)，也可進一步抑制密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0023]該發(fā)明所涉及的第三方式的葉片分割體中，在上述第一或第二方式中，所述端面中被配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊乃鰞A斜部也可在不斷靠近所述流路的同時，比配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊膬A斜部更加朝向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0024]通過如此構成，端壁部的端面之間的間隙越靠近工作流體所流經(jīng)的流路，傾斜越大。結(jié)果，工作流體更難以流入間隙內(nèi)。此外，從間隙提供密封氣體時，也可進一步抑制對主流的流動造成的損失。
[0025]該發(fā)明所涉及的第四方式的葉片分割體中，在上述第一至第三方式的任一方式中，相對于配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述端壁部面向所述流路的面，配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述端壁部面向所述流路的面也可以配置在遠離所述流路側(cè)的一側(cè)。
[0026]通過如此構成，工作流體更難以流入間隙內(nèi)。此外，從間隙提供密封氣體時，也可進一步抑制對主流的流動造成的損失。
[0027]該發(fā)明所涉及的第五方式的葉片分割體中，在上述第一至第四方式的任一方式中，也可以僅所述端面中的任意一個形成夾入密封部件的槽，所述傾斜部相對于所述槽形成在所述流路側(cè)。
[0028]通過如此構成，配置密封部件時，也可通過使間隙在間隙的流路側(cè)傾斜，從而使工作流體難以流入間隙內(nèi)。此外，可抑制從間隙提供的密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0029]該發(fā)明所涉及的第六方式的葉片分割體中，在上述第一至第五方式的任一方式中，所述端面也可形成沿徑向延伸的面，所述傾斜部也可從沿所述徑向延伸的面向所述流路側(cè)的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0030]該發(fā)明所涉及的第七方式的葉片組列劃分并形成所述流路，通過沿所述圓周方向具備多個上述第一至第六方式中的任一方式的葉片分割體，形成環(huán)狀。
[0031]該發(fā)明所涉及的第八方式的燃氣渦輪機具備上述第七方式的葉片組列。
[0032]通過如此構成，可使工作流體難以流入鄰接的端壁部之間的間隙內(nèi)。可抑制從間隙提供的密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0033]該發(fā)明所涉及的第九方式的葉片分割體具備端壁部和從所述端壁部向徑向延伸的葉片體，所述端壁部通過位于所述葉片體的凹面狀腹面部側(cè)的所述端壁部的端面和作為所述葉片體延伸的面的端壁面形成的角為銳角。
[0034]有益效果
[0035]根據(jù)該發(fā)明所涉及的葉片分割體、葉片組列和燃氣渦輪機，通過抑制工作流體流入相鄰端壁部之間的間隙，可抑制工作流體在流動過程中的損失并提高效率。
【附圖說明】
[0036]圖1是表示第一實施方式的燃氣渦輪機的大致整體結(jié)構的半截面圖。
[0037]圖2是表示構成上述燃氣渦輪機的靜葉片的靜葉片分割體的透視圖。
[0038]圖3是表示上述靜葉片分割體的端壁部相鄰部分的透視圖。
[0039]圖4是上述端壁部靜葉片相鄰部分的截面圖。
[0040]圖5是表示在上述端壁部中形成的對向面的第一改進例的結(jié)構的截面圖。
[0041 ]圖6是表示在上述端壁部中形成的對向面的第二改進例的結(jié)構的截面圖。
[0042]圖7是表示在上述端壁部中形成的對向面的第三改進例的結(jié)構的截面圖。
[0043]圖8是表示在上述端壁部中形成的對向面的第四改進例的結(jié)構的截面圖。
[0044]圖9是表示第二實施方式的燃氣渦輪機中，靜葉片分割體的端壁部相鄰部分的截面圖。
【具體實施方式】
[0045]以下，參照附圖，說明本發(fā)明的葉片組列、燃氣渦輪機的實施方式。但是，本發(fā)明并不僅限定于這些實施方式。
[0046](第一實施方式)
[0047]圖1是表示該實施方式的燃氣渦輪機的大致整體結(jié)構的半截面圖。圖2是表示構成燃氣渦輪機的靜葉片的靜葉片分割體的透視圖。圖3是表示靜葉片分割體的端壁部相鄰部分的透視圖。圖4是端壁部相鄰部分的截面圖。
[0048]如圖1所示，該實施方式的燃氣渦輪機I具備壓縮機2、燃燒器9、以及渦輪機部(渦輪機主體)3。
[0049]壓縮機2從空氣吸入口吸入空氣生成壓縮空氣。
[0050]燃燒器9與壓縮機2的排出口連接。燃燒器9向從壓縮機2排出的壓縮空氣噴射燃料，產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體G。
[0051]渦輪機3將從燃燒器9送出的燃燒氣體G作為工作流體，轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動動能，產(chǎn)生驅(qū)動力。渦輪機3將產(chǎn)生的驅(qū)動力傳輸給與旋轉(zhuǎn)軸4連接的發(fā)電機(無圖示)。
[0052]渦輪機部3中，靜葉片列(葉片組列)7和動葉片列8沿旋轉(zhuǎn)軸4的軸向交互排列在缸體5內(nèi)。渦輪機部3中，燃燒氣體G在缸體5內(nèi)形成的主流路(流路)R面向旋轉(zhuǎn)軸4的軸向的同時，相對于靜葉片列7和動葉片列8相對回旋進行流通。
[0053]靜葉片列7的外周側(cè)與缸體5—體設置。靜葉片列7具備沿圓周方向設置的多個后述靜葉片分割體10。靜葉片列7通過沿圓周方向具備多個這些靜葉片分割體10，整體上形成環(huán)狀。靜葉片列7和動葉片列8以沿圓周方向覆蓋旋轉(zhuǎn)軸4的方式配置在渦輪機部3的缸體5內(nèi)，劃分并形成流通燃燒氣體G的主流路R。
[0054]如圖2所示，各靜葉片分割體10具備葉片體11、內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13。
[0055]葉片體11具有葉片截面形狀。葉片體11的一側(cè)為凹面狀的腹面部11a。葉片體11的另一側(cè)為凸面狀的背面部lib。葉片體11從內(nèi)周端壁部12向外周端壁部13延伸。葉片體11作為靜葉片列7裝配在渦輪機部3內(nèi)，從而配置在主流路R內(nèi)。具體而言，葉片體11作為形成環(huán)狀的靜葉片列7裝配時，從內(nèi)周端壁部12向外周端壁部13沿靜葉片列7的徑向延伸。
[0056]內(nèi)周端壁部12是所謂的內(nèi)側(cè)覆環(huán)。內(nèi)周端壁部12—體設置在葉片體11一側(cè)的端部。該內(nèi)周端壁部12沿旋轉(zhuǎn)軸4的圓周方向進行多個配置，從而作為整體，形成以旋轉(zhuǎn)軸4為中心的環(huán)狀體。
[0057]外周端壁部13是所謂的外側(cè)覆環(huán)。外周端壁部13—體設置在葉片體11另一側(cè)的端部。外周端壁部13沿旋轉(zhuǎn)軸4的圓周方向進行多個配置，從而作為整體，在內(nèi)周端壁部12的徑向外側(cè)形成以旋轉(zhuǎn)軸4為中心的環(huán)狀體。
[0058]如此，靜葉片列7在各靜葉片分割體10的內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13之間劃分并形成流通燃燒氣體G的主流路R。而且，在通過該內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13包圍的主流路R內(nèi)配置葉片體11。
[0059]圖2中，各靜葉片分割體10，例如，在內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13之間具備3個葉片體11，但對葉片體11的個數(shù)并無限定。
[0060]在旋轉(zhuǎn)軸4的外周部沿圓周方向設置的多個靜葉片分割體10如圖3、圖4所示，在互相鄰接的內(nèi)周端壁部12、12之間、外周端壁部13、13之間分別隔開間隙S配置。
[0061]內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13中，在其圓周方向為端面的對向面(端面)15A分別與在圓周方向相鄰的其他靜葉片分割體10的內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13的端面即對向面(端面)15B對向。也就是說，配置在燃燒氣體G的回旋方向D2上游側(cè)(圖3圖紙左側(cè))的內(nèi)周端壁部12中的燃燒氣體G的回旋方向D2下游側(cè)(圖3圖紙右側(cè))的對向面15A，與配置在燃燒氣體G的回旋方向D2下游側(cè)的內(nèi)周端壁部12中的燃燒氣體G的回旋方向D2上游側(cè)的對向面15B之間為間隙S。
[0062]另外，本實施方式中的回旋方向D2是指燃燒氣體G通過葉片體11回旋后的方向，是靜葉片列7的軸向出口側(cè)中，從葉片體11的腹面部Ila朝向鄰接的其他葉片體11的背面部11b的燃燒氣體G的圓周方向的流動方向?；匦较駾2如圖3和圖4所示的箭頭一樣，上游側(cè)是圖4的圖紙左側(cè)，回旋方向D 2的下游側(cè)是圖4的圖紙右側(cè)。
[0063]因此，一個內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13中，對向面15A形成在回旋方向D2的上游側(cè)，對向面15B形成在回旋方向D2的下游側(cè)。
[0064]以內(nèi)周端壁部12為例進行說明，該對向面15A、15B在內(nèi)周端壁部12中面向主流路R并朝向葉片體11延伸的面即端壁面17F，向動葉片列8的旋轉(zhuǎn)方向DI的前方側(cè)傾斜。也就是說，從旋轉(zhuǎn)軸4的軸向即流通后述主流路R的燃燒氣體G的主流方向D3觀察對向面15A、15B時，其向主流路R側(cè)、并且向燃燒氣體G相對于靜葉片列7相對回旋的流動方向即回旋方向D2的下游側(cè)傾斜。該實施方式中，通過對向面15A、15B的整體向主流路R側(cè)、并且向燃燒氣體G的回旋方向D2的下游側(cè)傾斜，形成傾斜部16。
[0065]對向面15A、15B相對于旋轉(zhuǎn)軸4的軸向傾斜。具體而言，從徑向觀察對向面15A、15B時，在從主流方向D3的上游側(cè)朝向下游側(cè)的同時，其從回旋方向D2的上游側(cè)朝向下游側(cè)傾斜。也就是說，從徑向外側(cè)觀察內(nèi)周端壁部12時，其形狀為平行四邊形。
[0066]外周端壁部13中也與內(nèi)周端壁部12相同，對向面15A、15B傾斜并形成傾斜部16。
[0067]因此，一個內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13中，對向面15A形成在回旋方向D2的上游偵U，對向面15B形成在回旋方向D2的下游側(cè)。內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13中，通過位于葉片體11的凹面狀腹面部Ila側(cè)的端面即對向面15A和葉片體11延長的面即端壁面17F形成的角呈角度為α的銳角。內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13中，通過位于葉片體11的凸面狀背面部Ilb側(cè)的端面即對向面15Β和端壁面17F形成的角呈角度為β的鈍角。對向面15Β要與對向面15Α平行，形成的角度β需滿足β=180°_α。
[0068]如此，如果使內(nèi)周端壁部12、外周端壁部13的對向面15Α、15Β傾斜并形成傾斜部16，則相鄰的內(nèi)周端壁部12、外周端壁部13的對向面15Α、15Β之間的間隙S相對于靜葉片列7的徑向，向燃燒氣體G的回旋方向D2的下游側(cè)傾斜。也就是說，在與主流路R合流的端壁面17F附近，間隙S以從端壁面17F朝向回旋方向D2下游側(cè)開口的方式形成。因此，流經(jīng)主流路R的燃燒氣體G要流入間隙S，需要逆著主流路R的流向流動。從而，流經(jīng)內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13之間的主流路R的燃燒氣體G難以流入向其回旋方向D2的下游側(cè)傾斜的間隙S。
[0069]從該間隙S向主流路R提供密封氣體A時，間隙S向燃燒氣體G的回旋方向D2的下游側(cè)傾斜。因此，密封氣體A傾斜地送入燃燒氣體G流通的主流路R。而且，燃燒氣體G進入了間隙S時，在燃燒氣體G從朝向旋轉(zhuǎn)軸4軸向的主流路R內(nèi)的流動方向即主流方向D3的上游側(cè)流向下游側(cè)的同時，主流路R內(nèi)的壓力下降。因此，從主流方向D3的上游側(cè)進入的燃燒氣體G在主流方向D3的下游側(cè)，從間隙S流出至主流路R內(nèi)。該流出的燃燒氣體G也傾斜地送入主流路R。從而，密封氣體A和從間隙S流出的燃燒氣體G與流經(jīng)主流路R的燃燒氣體G合流時的交叉角度變小，可抑制對流經(jīng)主流路R的燃燒氣體G的流動造成的損失。
[0070]如上所述，通過使內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13的對向面15Α、15Β傾斜并設置傾斜部16，可抑制燃燒氣體G流入相鄰的內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13之間的間隙S。結(jié)果，可抑制燃燒氣體G流動中的損失，提高燃氣渦輪機I的效率。
[0071 ]從間隙S向主流路R提供密封氣體A時，可抑制密封氣體A對燃燒氣體G的流動造成的損失，因此可提尚燃氣禍輪機I的效率。
[0072]密封氣體A將高效地從間隙S流出，因此，通過密封氣體A也提高了冷卻內(nèi)周端壁部12、外周端壁部13的效果。
[0073](第一實施方式的改進例)
[0074]上述實施方式中，使對向面15Α、15Β為平面狀并形成有傾斜部16，但并不限定于此。下面，作為其改進例，以內(nèi)周端壁部12為例進行表示。另外，外周端壁部13中也可適用相同的改進例。
[0075](第一改進例)
[0076]圖5是表示在上述葉片端板中形成的對向面的第一改進例的結(jié)構的截面圖。
[0077]如該圖5所示，在圓周方向相鄰的內(nèi)周端壁部12的對向面15Α、15Β的傾斜部16也可以在不斷靠近面向主流路R的端壁面17F的同時，以朝向流通于主流路R的燃燒氣體G的回旋方向D2的下游側(cè)慢慢傾斜的方式彎曲形成。
[0078]通過如此構成，內(nèi)周端壁部12的對向面15Α、15Β之間的間隙S越靠近面向主流路R的端壁面17F，傾斜越大。結(jié)果，端壁面17F中，間隙S以朝向回旋方向D2上游側(cè)并以更尖銳的角度開口的方式形成。因此，燃燒氣體G更難以流入間隙S內(nèi)。此外，從間隙S提供密封氣體A時，密封氣體A的流出方向和燃燒氣體G的流動方向的交叉角度變得更小。結(jié)果，可進一步抑制對燃燒氣體G的流動造成的損失。
[0079](第二改進例)
[0080]圖6是表示在上述葉片端板中形成的對向面的第二改進例的結(jié)構的截面圖。
[0081 ]如該圖6所示，在圓周方向相鄰的內(nèi)周端壁部12中，變更配置在燃燒氣體G的回旋方向D2下游側(cè)的內(nèi)周端壁部12中的燃燒氣體G的回旋方向D2上游側(cè)的對向面15B的傾斜部16。具體而言，對向面15B的傾斜部16也可以越靠近端壁面17F，比對向面15A的傾斜部16更加朝向回旋方向D2下游側(cè)延伸的方式形成。此處，該第二改進例中，對向面15B的傾斜部16中形成與對向面15A的傾斜部16平行的第一傾斜部16a，以及傾斜角度比第一傾斜部16a大的第二傾斜部16b。從而，內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13中，通過第一傾斜部16a和端壁面17F形成的角與第一實施方式相同，為β時，通過第二傾斜部16b和端壁面17F形成的角的角度γ比角度β大。
[0082]通過如此構成，內(nèi)周端壁部12的對向面15Α、15Β之間的間隙S越靠近端壁面17F，傾斜越大。結(jié)果，從間隙S提供密封氣體A時，也可進一步抑制對燃燒氣體G的流動造成的損失。
[0083](第三改進例)
[0084]圖7是表示在上述葉片端板中形成的對向面的第三改進例的結(jié)構的截面圖。
[0085]如該圖7所示，在圓周方向相鄰的內(nèi)周端壁部12中，面向主流路R的端壁面17F也可以以下方式配置:相對于配置在回旋方向D2上游側(cè)的內(nèi)周端壁部12的端壁面17Fa，配置在回旋方向D2下游側(cè)的內(nèi)周端壁部12的端壁面17Fb配置在遠離主流路R側(cè)的一側(cè)。也就是說，回旋方向D2下游側(cè)的端壁面17Fb相對于回旋方向D2上游側(cè)的端壁面17Fa以不同的高度形成，其朝向動葉片列8的徑向內(nèi)側(cè)變低。
[0086]通過如此構成，燃燒氣體G更難以流入間隙S內(nèi)。從間隙S提供密封氣體A時，從間隙S流出的密封氣體A沿形成高度差以低于上游側(cè)的端壁面17Fa的端壁面17Fb流動。結(jié)果，抑制了從間隙S流出后立即與流經(jīng)主流路R的燃燒氣體G進行合流，可抑制對燃燒氣體G在主流路R中的流動造成的損失。
[0087](第四改進例)
[0088]圖8是表示在上述葉片端板中形成的對向面的第四改進例的結(jié)構的截面圖。
[0089]該圖8所示的第四改進例為上述第二改進例和第三改進例的組合。也就是說，在圓周方向?qū)ο虻膶ο蛎?5A、15B中，配置在燃燒氣體G的回旋方向D2下游側(cè)的對向面15B的傾斜部16以越靠近端壁面17F側(cè)越朝向回旋方向D2下游側(cè)延伸的方式形成。此外，相對于配置在回旋方向D2上游側(cè)的端壁面17Fa，配置在回旋方向D2下游側(cè)的端壁面17Fb配置在遠離葉片體11側(cè)的一側(cè)。
[0090]通過如此構成，燃燒氣體G更難以流入間隙S內(nèi)。從間隙S提供密封氣體A時，也可進一步抑制從間隙S流出的密封氣體A對燃燒氣體G的流動造成的損失。
[0091](其他的改進例)
[0092]上述第一實施方式及其改進例中，相對于對向面15A、15B的整個區(qū)域形成傾斜部16，但并不限定于此。在對向面15A、15B中，傾斜部16至少形成在面臨燃燒氣體G的主流路R的端壁面17F較近側(cè)的區(qū)域。
[0093](第二實施方式)
[0094]接下來，對本發(fā)明所涉及的葉片組列、燃氣渦輪機的第二實施方式進行說明。另夕卜，以下說明的第二實施方式中，對于與上述第一實施方式相同的結(jié)構，在圖中標記相同的符號并省略其說明。
[0095]圖9是表示第二實施方式的燃氣渦輪機中，靜葉片分割體的葉片端板相鄰部分的截面圖。
[0096]如該圖9所示，內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13具有對向面(端面)15C、15D，其分別與在圓周方向相鄰的其他靜葉片分割體10的內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13對向。也就是說，配置在燃燒氣體G的回旋方向D2上游側(cè)的內(nèi)周端壁部12中的燃燒氣體G的回旋方向D2下游側(cè)的對向面15C，與配置在燃燒氣體G的回旋方向D2下游側(cè)的內(nèi)周端壁部12中的燃燒氣體G的回旋方向D2上游側(cè)的對向面I之間為間隙S。
[0097]在一側(cè)的對向面15C形成槽21，以在該間隙S中夾入密封部件20。通過將密封部件20收納在槽21內(nèi)并使其介于對向面15C、MD之間，可抑制燃燒氣體G從主流路R向外部泄露。具體而言，本實施方式的密封部件20為呈圓柱狀的插銷。
[0098]另外，密封部件20并不限定于像本實施方式一樣的插銷，只要能夠抑制燃燒氣體G流出即可。例如，作為密封部件20，也可以使用呈平板狀的密封板。
[0099]對向面15C、I中，相對于密封部件20在主流路R側(cè)形成傾斜部16。也就是說，對向面15C、15D中形成相對于端壁面17F垂直并沿徑向延伸的面，傾斜部16從該面在主流路R側(cè)向回旋方向D2的下游側(cè)傾斜。
[0100]如此，通過在主流路R側(cè)使間隙S傾斜，可使燃燒氣體G難以流入間隙S內(nèi)。而且，可抑制從間隙S提供的密封氣體A對主流的流動造成的損失。
[0101]因此，如上所述，在內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13的對向面15C、15D，通過相對于密封部件20在端壁面17F側(cè)設置傾斜部16，可抑制燃燒氣體G在流動過程中的損失，并提高燃氣渦輪機I的效率。
[0102](其他實施方式)
[0103]另外，本發(fā)明的葉片組列、燃氣渦輪機并不限定于參照【附圖說明】的上述各實施方式，在其技術范圍內(nèi)可考慮有各種改進例。
[0104]上述實施方式中，在內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13均設置了傾斜部16，但也可以在內(nèi)周端壁部12和外周端壁部13中的僅一方設置傾斜部16。
[0105]上述實施方式中，提到了從間隙S向主流路R提供密封氣體A的情況，但在未提供密封氣體A時也可適用上述結(jié)構。
[0106]上述實施方式中，對向面15B要與對向面15A平行，形成的角度β需滿足β=180°_α，但并不限定于該角度。例如，角度β也可以是使對向面15Β不與對向面15Α平行的值。
[0107]上述各實施方式及其改進例中為在靜葉片列7設置傾斜部16的結(jié)構，但對于動葉片列8也可適用相同的結(jié)構。動葉片列8時，葉片體和葉根延伸而成的平臺相當于本發(fā)明中的端壁部。
[0108]除此之外，只要不超出本發(fā)明的主旨，可以從上述實施方式中所例舉的結(jié)構中進行取舍選擇，也可以適當變更為其他結(jié)構。
[0109]作為其他的改進例，例如，本發(fā)明所涉及的第十方式的葉片分割體具備:內(nèi)側(cè)覆環(huán)，其面向流通工作流體的流路并向圓周方向延伸;外側(cè)覆環(huán)，其配置在所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)的徑向外側(cè)，面向所述流路并沿圓周方向延伸;葉片體，其從所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)朝向所述外側(cè)覆環(huán)并沿徑向延伸，其中所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)和所述外側(cè)覆環(huán)的所述圓周方向的端面也可以具有傾斜部，其朝向所述流路側(cè)，并且朝向流通所述流路的所述工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。
[0110]如此，如果在內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)的端面設置傾斜部，則互相鄰接的內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)的端面之間的間隙向工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。結(jié)果，工作流體就難以流入向其回旋方向的下游側(cè)傾斜的間隙。即使從該間隙向工作流體的流路側(cè)提供密封氣體時，間隙也向工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。因此，可抑制密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0111]該發(fā)明所涉及的第十一方式的靜葉片分割體中，在上述第十方式中，所述傾斜部也可在不斷靠近所述流路的同時，向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0112]通過如此構成，工作流體更難以流入間隙內(nèi)，也可進一步抑制密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0113]該發(fā)明所涉及的第十二方式的靜葉片分割體中，在上述第十或第十一方式中，所述端面中被配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊乃鰞A斜部也可在不斷靠近所述流路的同時，比配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊膬A斜部更加朝向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0114]通過如此構成，內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)的端面之間的間隙越靠近工作流體所流經(jīng)的流路，傾斜越大。結(jié)果，工作流體更難以流入間隙內(nèi)。此外，從間隙提供密封氣體時，也可進一步抑制對主流的流動造成的損失。
[0115]該發(fā)明所涉及的第十三方式的靜葉片分割體中，在上述第十至第十二方式的任一方式中，相對于配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)和所述外側(cè)覆環(huán)面向所述流路的面，配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)和所述外側(cè)覆環(huán)面向所述流路的面也可以配置在遠離所述流路側(cè)的一側(cè)。
[0116]通過如此構成，工作流體更難以流入間隙內(nèi)。此外，從間隙提供密封氣體時，也可進一步抑制對主流的流動造成的損失。
[0117]該發(fā)明所涉及的第十四方式的靜葉片分割體中，在上述第十至第十三方式的任一方式中，也可以僅所述端面中的任意一個形成夾入密封部件的槽，所述傾斜部相對于所述槽形成在所述流路側(cè)。
[0118]通過如此構成，配置密封部件時，也可通過使間隙在間隙的流路側(cè)傾斜，從而使工作流體難以流入間隙內(nèi)。此外，可抑制從間隙提供的密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0119]該發(fā)明所涉及的第十五方式的靜葉片分割體中，在上述第十至第十四方式的任一方式中，所述端面也可形成沿徑向延伸的面，所述傾斜部也可從沿所述徑向延伸的面向所述流路側(cè)的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0120]該發(fā)明所涉及的第十六方式的靜葉片劃分并形成所述流路，通過沿所述圓周方向具備多個上述第十至第十五方式中的任一方式的靜葉片分割體，形成環(huán)狀。
[0121]該發(fā)明所涉及的第十七方式的燃氣渦輪機具備上述第十六方式的靜葉片列。
[0122]通過如此構成，可使工作流體難以流入相鄰的內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)之間的間隙內(nèi)?？梢种茝拈g隙提供的密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0123]作為其他的改進例，例如，本發(fā)明所涉及的第十七方式的靜葉片分割體具備:內(nèi)側(cè)覆環(huán)，其面向流通工作流體的流路并向圓周方向延伸;外側(cè)覆環(huán)，其配置在所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)的徑向外側(cè)，面向所述流路并沿圓周方向延伸;葉片體，其從所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)朝向所述外側(cè)覆環(huán)并沿徑向延伸，其中所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)和所述外側(cè)覆環(huán)的所述圓周方向的端面也可以具有傾斜部，其在從軸向上游側(cè)朝向下游側(cè)的同時，從所述工作流體的回旋方向上游側(cè)向下游側(cè)傾斜，朝向所述流路側(cè)，并且朝向流通所述流路的所述回旋方向的下游側(cè)傾斜。
[0124]如此，如果在內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)的端面設置傾斜部，互相鄰接的內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)的端面之間的間隙在從軸向上游側(cè)朝向下游側(cè)的同時，向工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。因此，流經(jīng)流路的主流和間隙的角度差變小，可減少橫斷間隙的工作流體的流動，從而，可減少工作流體流入間隙所造成的損失，并減少流入間隙的工作流體和主流的混入口 ο
[0125]此外，即使從該間隙向工作流體的流路側(cè)提供密封氣體時，間隙不僅相對于軸向傾斜，還相對于徑向傾斜。因此，可以進一步減小密封氣體與流經(jīng)流路的工作流體合流時的交叉角度，并可有效抑制對流經(jīng)流路的工作流體的流動造成的損失。
[0126]該發(fā)明所涉及的第十八方式的靜葉片分割體中，在上述第十七方式中，所述傾斜部也可在不斷靠近所述流路的同時，向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0127]通過如此構成，工作流體更難以流入間隙內(nèi)，也可進一步抑制密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0128]該發(fā)明所涉及的第十九方式的靜葉片分割體中，在上述第十七或第十八方式中，所述端面中被配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊乃鰞A斜部也可在不斷靠近所述流路的同時，比配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊膬A斜部更加朝向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0129]通過如此構成，內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)的端面之間的間隙越靠近工作流體所流經(jīng)的流路，傾斜越大。結(jié)果，工作流體更難以流入間隙內(nèi)。此外，從間隙提供密封氣體時，也可進一步抑制對主流的流動造成的損失。
[0130]該發(fā)明所涉及的第二十方式的靜葉片分割體中，在上述第十七至第十九方式的任一方式中，相對于配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)和所述外側(cè)覆環(huán)面向所述流路的面，配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述內(nèi)側(cè)覆環(huán)和所述外側(cè)覆環(huán)面向所述流路的面也可以配置在遠離所述流路側(cè)的一側(cè)。
[0131 ]通過如此構成，工作流體更難以流入間隙內(nèi)。此外，從間隙提供密封氣體時，也可進一步抑制對主流的流動造成的損失。
[0132]該發(fā)明所涉及的第二十一方式的靜葉片分割體中，在上述第十七至第二十方式的任一方式中，也可以僅所述端面中的任意一個形成夾入密封部件的槽，所述傾斜部相對于所述槽形成在所述流路側(cè)。
[0133]通過如此構成，配置密封部件時，也可通過使間隙在間隙的流路側(cè)傾斜，從而使工作流體難以流入間隙內(nèi)。此外，可抑制從間隙提供的密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0134]該發(fā)明所涉及的第二十二方式的靜葉片分割體中，在上述第十七至第二十一方式的任一方式中，所述端面也可形成沿徑向延伸的面，所述傾斜部也可從沿所述徑向延伸的面向所述流路側(cè)的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。
[0135]該發(fā)明所涉及的第二十三方式的靜葉片列劃分并形成所述流路，通過沿所述圓周方向具備多個上述第十七至第二十二方式中的任一方式的靜葉片分割體，形成環(huán)狀。
[0136]該發(fā)明所涉及的第二十四方式的燃氣渦輪機具備上述第二十三方式的靜葉片列。
[0137]通過如此構成，可使工作流體難以流入相鄰的內(nèi)側(cè)覆環(huán)和外側(cè)覆環(huán)之間的間隙內(nèi)?？梢种茝拈g隙提供的密封氣體對主流的流動造成的損失。
[0138]工業(yè)上的可利用性
[0139]根據(jù)上述葉片組列，可抑制工作流體在流動過程中的損失并提高效率。
[0140]符號說明
[0141]I燃氣渦輪機
[0142]2壓縮機
[0143]3渦輪部
[0144]4旋轉(zhuǎn)軸
[0145]5 缸體
[0146]7靜葉片列(葉片組列)
[0147]8動葉片列
[0148]9燃燒器
[0149]10靜葉片分割體(葉片分割體)
[0150]11葉片體
[0151]Ila腹面部
[0152]Ilb背面部
[0153]12內(nèi)周端壁部
[0154]13外周端壁部
[0155]15A、15B、15C、15D 對向面(端面)
[0156]16傾斜部
[0157]16a第一傾斜部
[0158]16b第二傾斜部
[0159]17F、17Fa、17Fb 端壁面
[0160]20密封部件
[0161]21 槽
[0162]A密封氣體
[0163]G燃燒氣體(工作流體)
[0164]R主流路
[0165]S 間隙
【主權項】
1.一種葉片分割體，具備:端壁部，其面向工作流體所流通的流路并沿圓周方向延伸； 葉片體，其從所述端壁部延伸并配置在所述流路內(nèi)， 其中所述端壁部的所述圓周方向的端面具有傾斜部，其朝向所述流路側(cè)，并且朝向流通所述流路的所述工作流體的回旋方向的下游側(cè)傾斜。2.根據(jù)權利要求1所述的葉片分割體，所述傾斜部在不斷靠近所述流路的同時，向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。3.根據(jù)權利要求1或2所述的葉片分割體，所述端面中被配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊乃鰞A斜部在不斷靠近所述流路的同時，比配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述端面?zhèn)鹊膬A斜部更加朝向流通所述流路的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。4.根據(jù)權利要求1?3中任一項所述的葉片分割體，相對于配置在所述回旋方向下游側(cè)的所述端壁部面向所述流路的面，配置在所述回旋方向上游側(cè)的所述端壁部面向所述流路的面配置在遠離所述流路側(cè)的一側(cè)。5.根據(jù)權利要求1?4中任一項所述的葉片分割體，僅所述端面中的任意一個形成夾入密封部件的槽， 所述傾斜部相對于所述槽形成在所述流路側(cè)。6.根據(jù)權利要求1?5中任一項所述的葉片分割體，所述端面形成沿徑向延伸的面， 所述傾斜部從沿所述徑向延伸的面向所述流路側(cè)的所述回旋方向下游側(cè)傾斜。7.—種葉片組列，其劃分并形成所述流路，通過沿所述圓周方向具備多個根據(jù)權利要求I?6中任一項所述的葉片分割體，形成環(huán)狀。8.一種燃氣渦輪機，其具備權利要求7所述的葉片組列。9.一種葉片分割體，具備:端壁部； 葉片體，其從所述端壁部向徑向延伸， 其中所述端壁部通過位于所述葉片體的凹面狀腹面部側(cè)的所述端壁部的端面和作為所述葉片體延伸的面的端壁面形成的角為銳角。
【文檔編號】F01D25/12GK106068371SQ201580012569
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年4月2日 公開號201580012569.2, CN 106068371 A, CN 106068371A, CN 201580012569, CN-A-106068371, CN106068371 A, CN106068371A, CN201580012569, CN201580012569.2, PCT/2015/60494, PCT/JP/15/060494, PCT/JP/15/60494, PCT/JP/2015/060494, PCT/JP/2015/60494, PCT/JP15/060494, PCT/JP15/60494, PCT/JP15060494, PCT/JP1560494, PCT/JP2015/060494, PCT/JP2015/60494, PCT/JP2015060494, PCT/JP201560494
【發(fā)明人】坂元康朗
【申請人】三菱日立電力系統(tǒng)株式會社