[发明专利]涡轮动叶片及具备该涡轮动叶片的燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮动叶片及具备该涡轮动叶片的燃气轮机。

本申请针对2011年10月27日在日本提交的日本特愿2011－236148号而主张优先权，并将其内容援用于本文中。

背景技术

近年来，燃气轮机的高温、高效率化不断进展，与此相伴，涡轮动叶片的叶片高度也存在增大化（长大叶片化）倾向。特别是在后级动叶片中，需要对排出的燃烧气体的热能进行抑制，叶片高度的增大化变得显著。在这种动叶片中，伴随着叶片高度的增大化，振动频率降低，因而产生颤振等不稳定振型的可能性升高。

因此，在构成各涡轮动叶片的叶片主体的前端配置叶顶围带，通过增加构造衰减而抑制不稳定的振动模式的产生。该叶顶围带也与燃气轮机的高温化相伴而需要冷却，因此在该叶顶围带内形成有冷却构造。

作为这种冷却构造，例如专利文献1所示的那样，公知有如下构造：在叶顶围带内形成与叶片主体内的冷却路连通的腔，使得也能够将对叶片主体进行了冷却的冷却空气用于叶顶围带的冷却。在叶顶围带形成与冷却路连通的凹部，并利用插塞将该凹部的开口堵塞，从而形成该腔。由此，将冷却空气导入腔，并经由该腔将冷却介质供给到叶顶围带的外周，从而实现该叶顶围带的冷却。

另外，在专利文献2中记载了以下技术：为了防止上述插塞因转子旋转所产生的离心力而脱离，在凹部的一对侧面分别形成安装槽，通过向该安装槽插入插塞而对凹部的开口进行堵塞，从而构成腔。更具体而言，该专利文献2的安装槽以在转子的轴向上相向的方式形成，将一个插塞从周向插入到该安装槽中，从而将开口堵塞。

专利文献1:日本特开2000－297604号公报

专利文献2:日本特开2010－31865号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献2的技术中，存在以下问题：插塞的未插入到安装槽的部分因离心力而向转子的径向外侧鼓出。即，一对安装槽在转子的轴向上相向且这些安装槽彼此的间隔以某种程度隔开，因此由于作用于插塞的离心力、腔内外的压力差而使得插塞的中央部容易向径向外侧产生蠕变。因此，由于由该蠕变引起的插塞自身的膨胀，在长期间使用的情况下插塞的耐久性有可能降低。

本发明鉴于这种课题而做出，其目的在于提供能够提高插塞的耐久性的涡轮动叶片及具备该涡轮动叶片的燃气轮机。

用于解决课题的手段

（1）本发明所涉及的涡轮动叶片包括：叶片主体，以从转子主体向该转子主体的径向外侧延伸的方式安装于该转子主体；及叶顶围带，固定于该叶片主体的所述径向外侧，在所述叶片主体内形成沿所述转子主体的径向延伸并且供冷却介质流通的冷却路，所述叶顶围带具备：围带主体，向所述径向外侧开口并且在外周端面形成了与所述冷却路连通的凹部；及插塞，具有多个塞片，该多个塞片分别插入到形成于所述凹部的侧面的安装槽从而相互协作地堵塞所述凹部的开口。

根据这种特征的涡轮动叶片，由于以多个塞片形成插塞，并将各塞片分别插入到安装槽，因此与将插塞构成为单个部件的情况相比能够降低膨胀。

（2）优选为，所述凹部以沿着所述外周端面的方向为长度方向而延伸，所述安装槽形成于沿着所述长度方向的一对所述侧面，多个所述塞片以相互抵接的方式排列于所述长度方向而堵塞所述凹部的开口。

在该情况下，在沿着凹部的长度方向的一对侧面形成有安装槽，因此一对侧面的相向方向成为凹部的宽度方向。因此，与在沿着凹部的宽度方向的侧面形成了安装槽的情况相比，能够将一对安装槽的间隔设定得较窄。由此，也能够较窄地设定插入到安装槽的塞片在该安装槽的相向方向的间隔，因此能够降低由离心力引起的塞片的变形，并能够更进一步降低该塞片的膨胀。

（3）优选为，在所述叶片主体的内部形成多个所述冷却路，多个所述冷却路的径向外侧的端部排列于向所述转子主体的周向和轴线方向分别倾斜的方向，所述凹部以多个所述冷却路的径向外侧的端部的排列方向为所述长度方向而延伸。

在该情况下，凹部的长度方向沿向周向和轴线方向倾斜的方向延伸，因此例如即使在叶顶围带的外周端面存在插入塞片时的障碍物的情况下，也能够容易地将该塞片插入到安装槽。另外，能够防止塞片因转子的旋转加速度而脱离。

（4）优选为，所述围带主体在所述凹部的长度方向的至少一端侧具有用于将所述塞片插入到所述安装槽的插塞插入口。

在该情况下，能够容易并且可靠地将塞片插入到安装槽。