[发明专利]轴流式涡轮机械以及其叶片

说明书

本发明提供一种轴流式涡轮机械的叶片和轴流式涡轮机械，其均衡地使空力性能与叶片可靠性并存。在具备叶片轮廓部(4)、设置于叶片轮廓部中的至少枢毂侧且具有划定工作流体的环状流路的一部分的流路壁面(3a)的端壁(3)以及设置于叶片轮廓部与流路壁面的边界部的圆角(5)的轴流式涡轮机械的叶片中，在与流路壁面和叶片轮廓部的叶片面正交的剖面上观察，圆角的外形是半径R的圆弧状曲面，从叶片轮廓部相对于流路壁面的投影的边缘至流路壁面的外缘的距离d比圆角的半径R的最大值小的狭小部(3b)存在于流路壁面，在狭小部中，与狭小部以外的区域相比降低圆角的上端部，圆弧状曲面的下端部在叶片轮廓部的整周上与流路壁面一致。

技术领域

本发明涉及轴流式涡轮机械以及其叶片。

背景技术

作为构成轴流式涡轮机械的叶片，例如已知专利文献1所公开的内容。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-156338号公报

在轴流式涡轮机械中，例如以相对于转子的动叶片的离心应力的强度提高为目的在叶片轮廓部的根部(台架等的与端壁的连接部分)等上设置圆角。可是，从叶片轮廓部的外周面至端壁的缘的距离d短，存在圆角的半径R无法收纳于距离d的情况。

一般来说，圆角的半径R在整周上被统一，圆角中的叶片轮廓部的缘部(圆角与叶片轮廓部的边界)在叶片轮廓部的整周上设定为距端壁恒定的高度。因此，在上述距离比半径R短的区域中，圆角为从中间切断的形状，相对于端壁的表面成为台阶。由于端壁的表面构成工作流体的流路壁面，因此若由圆角产生的台阶大就会引起空力性能的降低。如果将圆角的半径R设定为上述距离d的最小值，则凸凹能被抑制，但这种情况下圆角会小于所需要的值，由于离心应力的集中而会担忧叶片的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均衡地兼具空力性能与叶片可靠性的轴流式涡轮机械以及其叶片。

为了实现上述目的，本发明在具备叶片轮廓部、设于上述叶片轮廓部的尖端侧以及枢毂侧的至少枢毂侧且具有划定工作流体的环状流路的一部分的流路壁面的端壁、及在上述叶片轮廓部的整周设置于上述叶片轮廓部与上述流路壁面的边界部的圆角的轴流式涡轮机械的叶片中，在与上述流路壁面和上述叶片轮廓部的叶片面正交的剖面中观察，上述圆角的外形为半径R的圆弧状曲面，从上述叶片轮廓部相对于上述流路壁面的投影的外缘至上述流路壁面的外缘的距离d比上述圆角的半径R的最大值小的狭小部存在于上述流路壁面，在从上述流路壁面沿叶片长度方向取高度的情况下，使上述狭小部中的上述圆角的圆弧状曲面的上端部比其他部位的上述圆角的圆弧状曲面的上端部低，上述圆弧状曲面的下端部包括上述狭小部地在上述叶片轮廓部的整周上与上述流路壁面一致。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够均衡地使空力性能与叶片可靠性并存。

附图说明

图1是作为本发明的涡轮机械一例的燃气轮机的局部剖视图。

图2是将本发明的第一实施方式的叶片的主要部分抽出表示的立体图。

图3是从工作流体的上游侧观察本发明的第一实施方式的叶片的图。

图4是图3中的IV-IV线的叶片的剖视图。

图5是本发明的第一实施方式的叶片的形状的说明图。

图6是从工作流体的上游侧观察本发明的第二实施方式的叶片的图。

图7是从工作流体的上游侧观察本发明的第三实施方式的叶片的图。

图8是图7中的VIII-VIII线的叶片的剖视图。

图9是本发明的第四实施方式的叶片的剖视图。

图10是将现有技术的叶片的主要部分抽出表示的立体图。