專利名稱：渦輪動(dòng)葉、渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子以及具備它們的汽輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有一體地連接在葉片有效部頂端的減振蓋(整體罩蓋) 的渦輪動(dòng)葉、渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子以及具備它們的汽輪機(jī)，所述減振蓋通過從葉片 有效部一體地切削出葉片頂部的制作方法或冶金方法制造。
背景技術(shù)：
一般來說，汽輪機(jī)在渦輪機(jī)匣內(nèi)具有沿水平方向延伸的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子， 在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子與渦輪機(jī)匣之間形成蒸汽通道，在該蒸汽通道內(nèi)設(shè)置有多個(gè) 渦輪級(jí)。在各渦輪級(jí)中設(shè)置有定葉片(渦輪噴嘴)和植設(shè)在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上 的動(dòng)葉(渦輪機(jī)葉片)。為了抑制運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動(dòng)或防止蒸汽從葉片頂部漏出，這樣的汽輪機(jī)的渦輪動(dòng)葉中葉片頂部大多采用葉片組(blade array)的結(jié)構(gòu)。該葉片組結(jié)構(gòu)為將蓋安裝在葉片頂部設(shè)置的榫上，通過鉚接榫將多片 葉片結(jié)合在一起作為一個(gè)葉片群的結(jié)構(gòu)。這樣將多枚葉片集合在一起作為葉片群，在渦輪動(dòng)葉的頂部具有幾個(gè) 葉片群的葉片組結(jié)構(gòu)具有下述所謂全周一群葉片的葉片組結(jié)構(gòu)不僅榫的 鉚接作業(yè)花費(fèi)較多時(shí)間很費(fèi)功夫，而且結(jié)合部分的強(qiáng)度不一定牢固，通過 別的方法用蓋(整體罩蓋)結(jié)合所有片數(shù)的葉片。有關(guān)用蓋結(jié)合葉片、全周一群葉片公開了許多研究清楚了使蓋的形狀 合適、葉片與蓋的結(jié)合程度、結(jié)合位置等的技術(shù)。這樣用蓋結(jié)合、拼接葉片，全周一群葉片組的結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉在例如 專利文獻(xiàn)l (日本特開平10-103003號(hào)公報(bào))中公開了例如圖16所示的所 謂減振蓋結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉在葉片30、 30的頂部安裝蓋31、 31，并且使蓋 31 、31的葉片背側(cè)32和葉片腹側(cè)33朝向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向37或其相反方向， 該蓋31、 31具備伸出部34、 35，在鄰接的葉片30、 30之間使伸出部34、 35彼此在與蓋接觸面的法線方向(渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向)36交叉的蓋接觸面38上強(qiáng)力接觸，在其強(qiáng)大的接觸力的作用下產(chǎn)生反作用力，將反作用力作為 摩擦力有效的利用而抑制振動(dòng)。該減振蓋結(jié)構(gòu)即使在運(yùn)轉(zhuǎn)中因離心力使輪狀體(在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上一體地切削出而設(shè)置的盤狀體)在半徑方向上產(chǎn)生熱伸縮，或輪狀體與蓋31之 間熱膨脹的差引起的蓋31、 31的間距容易加大，但由于鄰接的葉片30、 30 之間的蓋接觸面38上作用有摩擦力，蓋31、 31之間的位置關(guān)系(面之間 的距離)幾乎不受影響，因此在葉片長度有長短、因使用的位置不同產(chǎn)生 溫度差、或者材料之間的線性膨脹出現(xiàn)差異時(shí)，不受限制于使用的渦輪級(jí) 的位置，能夠自由地選擇任意的渦輪級(jí)。這樣能夠應(yīng)用于渦輪級(jí)任意位置的減振蓋結(jié)構(gòu)最近在更多的汽輪機(jī)中 作為實(shí)際機(jī)器逐漸應(yīng)用起來。上述專利文獻(xiàn)1中公開的減振蓋結(jié)構(gòu)雖然在葉片的長短、材料熱膨脹 的差異等上不受任何約束、較高發(fā)揮抑振效果這些點(diǎn)上較為出色，但也存 在幾個(gè)問題，其中之一就是組裝作業(yè)。艮P,由于具備減振蓋結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉在使相鄰接的蓋彼此互相接觸時(shí)， 使伸出部34、 35的與渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向37平行的邊作為蓋接觸面38強(qiáng)力壓 接而進(jìn)行組裝，因此是在預(yù)先改變尺寸或者進(jìn)行鉚接使蓋變形而實(shí)際進(jìn)行 操作的，以便使葉片背側(cè)32和葉片腹側(cè)33各自側(cè)的伸出部34、 35彼此干 涉。當(dāng)進(jìn)行這種作業(yè)時(shí)，由于這種渦輪動(dòng)葉僅將伸出部34、 35的肩部作為 蓋接觸面38強(qiáng)力壓接，沒有在其他的接觸面上采取任何措施，因此即使對(duì) 肩部強(qiáng)力壓接以致產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地產(chǎn)生反作用力時(shí)，也存在運(yùn)轉(zhuǎn)中由離心力解 除扭轉(zhuǎn)、產(chǎn)生的反作用力變?nèi)醵荒軌蚶媚Σ亮?、不能夠較高地維持抑 振效果等問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是基于這樣的情形，目的是要提供一種能夠在減振結(jié)構(gòu)的蓋 的接觸面上確保穩(wěn)定并且可靠的接觸反作用力，能夠可靠地防止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)蓋 的退扭、能夠?qū)崿F(xiàn)全周一群葉片結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉、渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和具備該渦 輪動(dòng)葉的汽輪機(jī)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉在葉片有效部的葉片頂部 一側(cè)具有蓋，在其葉片根部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)在渦輪機(jī)葉輪植入部 的葉片植入部，該渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上，并且在使上述 蓋與相鄰接的蓋彼此接觸而作為葉片群結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉上，上述蓋在位于 葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋腹側(cè)伸出部，另一方面 在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋背側(cè)伸出部，當(dāng) 從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位置；上述蓋腹側(cè)伸 出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn) 子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大，并且在上述實(shí)心部上設(shè)置 有向上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向突出并沿渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的防扭轉(zhuǎn)片。并且，本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的特征在于，上述實(shí)心部上設(shè)置的防扭 轉(zhuǎn)片與上述蓋腹側(cè)伸出部和上述蓋背側(cè)伸出部接觸的蓋接觸面的平行度的偏差設(shè)定在角度r以內(nèi)的范圍內(nèi)。并且，本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的特征在于，上述葉片植入部為T字型。 而且，本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉為渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子， 一體地設(shè)置了渦輪機(jī)葉 輪，該渦輪機(jī)葉輪植設(shè)上述任一個(gè)渦輪動(dòng)葉，其特征在于，在上述渦輪機(jī) 葉輪植入部的底部設(shè)置鑲嵌于上述防扭轉(zhuǎn)片的退扭限制片、鑲嵌于防扭轉(zhuǎn) 片的退扭限制槽、或鑲嵌于退扭限制槽的退扭限制片中的任一個(gè)。而且，本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉在葉片有效部的葉片頂部一側(cè)具有蓋， 在其葉片根部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)在渦輪機(jī)葉輪植入部的外側(cè)燕尾形 的葉片植入部，該渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上，并且在使上述 蓋與相鄰接的蓋彼此接觸而作為葉片群結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉上，上述蓋在位于 葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋腹側(cè)伸出部，另一方面 在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋背側(cè)伸出部，當(dāng) 從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位置，上述蓋腹側(cè)伸 出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn) 子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大；并且在上述外側(cè)燕尾形的 葉片植入部的腿部的端部設(shè)置有沿上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的切口形狀的 防扭轉(zhuǎn)槽。本發(fā)明涉及的汽輪機(jī)的特征在于，由上述渦輪動(dòng)葉與渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子組合構(gòu)成。本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉和汽輪機(jī)由于在葉片植入部上設(shè)置了防扭轉(zhuǎn) 片，在渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置了鑲嵌該防扭轉(zhuǎn)片的退扭限制片，因此能夠 確保蓋與相鄰接的蓋的蓋接觸面上具有足夠的蓋接觸反作用力，能夠在充 分確保蓋接觸反作用力的情況下，充分發(fā)揮抑振效果。


圖1是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第1實(shí)施方式的立體圖。圖2是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第1實(shí)施方式中的葉片組的狀態(tài) 的立體圖。圖3是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第1實(shí)施方式中的葉片植入部相 對(duì)于渦輪機(jī)葉輪植入部的組裝狀態(tài)的立體圖。圖4是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第1實(shí)施方式中的蓋的組裝狀態(tài) 的俯視圖。圖5是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第1實(shí)施方式中的渦輪機(jī)葉輪植入部的部分缺口部分立體圖。圖6是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第1實(shí)施方式中的葉片植入部的部分缺口部分立體圖。圖7是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第2實(shí)施方式的立體圖。圖8是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第3實(shí)施方式的立體圖。圖9是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第4實(shí)施方式的立體圖。圖10是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第5實(shí)施方式的立體圖。圖11是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第6實(shí)施方式的立體圖。圖12是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第6實(shí)施方式中的葉片植入部相對(duì)于渦輪機(jī)葉輪植入部的組裝狀態(tài)的立體圖。圖13是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第7實(shí)施方式的立體圖。 圖14是表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第8實(shí)施方式的立體圖。 圖15是表示本發(fā)明適合的汽輪機(jī)的大致結(jié)構(gòu)的長度方向的剖視圖。 圖16是表示現(xiàn)有技術(shù)的渦輪動(dòng)葉中的蓋的組裝狀態(tài)的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面引用附圖及附加在圖中的標(biāo)記說明本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉、渦輪 機(jī)轉(zhuǎn)子及具備它們的汽輪機(jī)的實(shí)施方式。圖1為表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第1實(shí)施方式的立體圖。 本實(shí)施方式涉及的渦輪動(dòng)葉為應(yīng)用于例如作為發(fā)電廠的動(dòng)力機(jī)械的汽輪機(jī)中的渦輪動(dòng)葉，釆用在具有作為葉片入口部的前緣la和作為葉片出口 部的后緣lb的葉片有效部1的頂部一側(cè)設(shè)置減振結(jié)構(gòu)的蓋2，并且在其底 部一側(cè)設(shè)置T字型葉片植入部3的結(jié)構(gòu)。這些葉片有效部1、蓋2和T字型葉片植入部3互相之間的連接通過 從一個(gè)材料上切削出或冶金連接而進(jìn)行。T字型葉片植入部3具有實(shí)心體(葉片臺(tái))(solid) 4，并且在前緣la 一側(cè)和后緣lb—側(cè)分別設(shè)置有朝向該實(shí)心體4的防扭轉(zhuǎn)片的法線方向(渦 輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向)AR,的突出形狀的防扭轉(zhuǎn)片5。凸出形狀的防扭轉(zhuǎn)片5向渦輪機(jī)葉輪的周向延伸，并且將其頂端形成 為平坦面6，使該平坦面6嵌入渦輪機(jī)葉輪(渦輪盤)的渦輪機(jī)葉輪植入部 內(nèi)而接觸。另外，渦輪機(jī)葉輪從渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子切削形成，并且具備使葉片植 入部3嵌合而嵌入的渦輪機(jī)葉輪植入部。葉片有效部1使從前緣la流入的蒸汽向后緣lb轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的 力使渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。另一方面，蓋2采用具有沿葉片有效部排列方向(渦輪機(jī)葉輪的周向) AR2并且分別在葉片腹側(cè)7和葉片背側(cè)8位置上的沿渦輪機(jī)葉輪的周向的 蓋腹側(cè)伸出部9和蓋背側(cè)伸出部10的結(jié)構(gòu)。并且，蓋2的尺寸形狀為當(dāng)假設(shè)蓋背側(cè)伸出部IO的寬度為W,、蓋 腹側(cè)伸出部9的寬度為W2時(shí)，W,與W2之和與蓋的整個(gè)寬度W之間的關(guān) 系滿足W〈W,+W2的關(guān)系式。該蓋背側(cè)伸出部10的寬度W,與蓋腹側(cè)伸出部9的寬度\￥2之和與蓋 的整個(gè)寬度W的差(W,+W2—W)為與在蓋腹側(cè)伸出部接觸面ll和蓋背 側(cè)伸出部接觸面12相鄰的對(duì)方一側(cè)的蓋2接觸時(shí)產(chǎn)生的蓋的干涉量5 ,該 干涉量S強(qiáng)制地使蓋2產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。當(dāng)蓋2產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，分別在蓋腹側(cè)伸出部接觸面11和蓋背側(cè)伸出部接 觸面12上產(chǎn)生沿蓋接觸面的法線方向AR3的蓋接觸反作用力Fc。該蓋接觸反作用力Fc成為抑制運(yùn)轉(zhuǎn)中渦輪動(dòng)葉產(chǎn)生的振動(dòng)的摩擦力的 要素。具有這種結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉如果像本實(shí)施方式的圖2所示那樣朝向葉片 有效部排列方向(渦輪機(jī)葉輪的周向)AR2依次排列葉片有效部1、 1的話， 則蓋腹側(cè)伸出部9和蓋背側(cè)伸出部10的蓋接觸面13被壓接，該壓接使蓋2 產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。此時(shí)，即使蓋2產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，如果沒有限制該扭轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)的話，則由于 葉片有效部l、 l能夠剛性地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)自由，因此有產(chǎn)生所謂退扭，蓋接 觸面13上不產(chǎn)生蓋接觸反作用力Fc的可能。但是，在蓋接觸面13上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，例如圖3所示那樣，在蓋2產(chǎn)生 扭轉(zhuǎn)角e C時(shí)，通過在渦輪機(jī)葉輪(渦輪盤)15的渦輪機(jī)葉輪植入部16上 設(shè)置退扭(^1:>9戻<9)限制片14，渦輪機(jī)葉輪植入部16的退扭限制片 14與實(shí)心體4的防扭轉(zhuǎn)片5之間產(chǎn)生的退扭限制片反作用力Rd產(chǎn)生，較 高維持蓋接觸面13上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc，上述退扭限制片14使葉 片植入部3的實(shí)心體(葉片臺(tái))4上設(shè)置的防扭轉(zhuǎn)片5的作用充分發(fā)揮。下面引用圖4稍微詳細(xì)地說明產(chǎn)生這樣的蓋接觸反作用力Fc的機(jī)理。蓋2產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角0 c的蓋2的局部彈性變形是微小的，由于由葉片腹 側(cè)7和葉片背側(cè)8中與相鄰接的對(duì)方一側(cè)的蓋2的干涉量、即蓋2的尺寸 決定，因此也可以作為常數(shù)處理。并且，防扭轉(zhuǎn)片5的扭轉(zhuǎn)角6 d幾乎由防扭轉(zhuǎn)片5的剛體旋轉(zhuǎn)量決定。另外，圖4中雙點(diǎn)劃線表示的標(biāo)記17為與葉片腹側(cè)相鄰接的對(duì)方一側(cè) 的蓋，標(biāo)記18為與葉片背側(cè)相鄰接的靠近跟前的對(duì)方一側(cè)的蓋，標(biāo)記19 為渦輪機(jī)葉輪植入部上設(shè)置的退扭限制片的邊界。當(dāng)如圖5所示假設(shè)渦輪機(jī)葉輪植入部16上設(shè)置的退扭限制片14的寬 度為W3、如圖6所示假設(shè)實(shí)心體4上設(shè)置的防扭轉(zhuǎn)片5的寬度為W4時(shí)， 由于渦輪動(dòng)葉組裝時(shí)的防扭轉(zhuǎn)片5與退扭限制片14之間的間隙用寬度W3 與寬度W4的差表示，因此防扭轉(zhuǎn)片5的剛體旋轉(zhuǎn)量為實(shí)心體4的防扭轉(zhuǎn)片 5的長度(縱深尺寸)D的函數(shù)。因此防扭轉(zhuǎn)片5的扭轉(zhuǎn)角8 d用(W3—W4)與縱深尺寸D的函數(shù)表示。[公式1]0 d=f (W廣W4， D) 〖公式2]并且，當(dāng)假設(shè)實(shí)心體4的從防扭轉(zhuǎn)片5到蓋2的等價(jià)扭轉(zhuǎn)剛性為G、 長度為L時(shí)，蓋2的蓋接觸面13上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc為Fc=GX ( 0C—ed) /L=2 X{ ec—f (W廣W4， D) }丄[公式3〗當(dāng)假設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)中蓋2的蓋接觸面13上產(chǎn)生的接觸反作用力為fc時(shí)，由 于該接觸反作用力fc也可以與上式等價(jià)地處理，結(jié)果運(yùn)轉(zhuǎn)中蓋2產(chǎn)生的蓋 的接觸反作用力fc為-fc-堡X{ 0c-f (W廣W4， D) }其中，g為運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度下等價(jià)的扭轉(zhuǎn)剛性。另外，運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的離心力引起的變形和線性膨脹引起的變化量相對(duì)于l、 ec和d由于很小，因此認(rèn)為與組裝時(shí)的值相等。另外，由于實(shí)心體4上設(shè)置的防扭轉(zhuǎn)片5的平坦面6朝向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子 軸向突出，因此寬度W3和寬度W4由渦輪機(jī)葉輪15和渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的膨脹 引起改變。并且，由于渦輪機(jī)葉輪15和葉片有效部1的線性膨脹差小，因此蓋2 上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc即使在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可以認(rèn)為是與組裝時(shí)相等的 值。而且，如果假設(shè)實(shí)心體4上設(shè)置的防扭轉(zhuǎn)片5的平坦面6不向渦輪機(jī) 轉(zhuǎn)子的軸向突出，則由于對(duì)伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度的線性膨脹再加上離心力， 因此渦輪機(jī)葉輪植入部16上設(shè)置的退扭限制片14的寬度W3產(chǎn)生較大的變 形。因此，可以認(rèn)為渦輪機(jī)葉輪植入部16的退扭限制片14的W3與實(shí)心體 4的防扭轉(zhuǎn)片5的寬度W4的寬度差(W3—W4)比組裝時(shí)的差增加很大。在這種情況下，蓋2與相鄰接的對(duì)方一側(cè)的蓋2的蓋接觸面13的方向， 和防扭轉(zhuǎn)片5的突出方向都不必完全朝向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向而與之平行，渦 輪機(jī)葉輪15的周向的變化量為用三角函數(shù)表示的很小的值，因此防扭轉(zhuǎn)片 5與蓋接觸面13的平行程度以角度來看即使在1°以內(nèi)的范圍內(nèi)產(chǎn)生偏差， 也能夠充分確保蓋接觸反作用力Fc。另外，如果使相鄰接的葉片植入部3、 3互相靠緊地組裝的話，則即使 沒有防扭轉(zhuǎn)片5也能夠起到防止扭轉(zhuǎn)止動(dòng)的效果，但由于運(yùn)轉(zhuǎn)中離心力使 渦輪機(jī)葉輪15的直徑增加，伴隨于此相鄰接的葉片植入部3、 3在周向上 的距離增加，因此可以認(rèn)為與組裝時(shí)相比間隙增加了。此時(shí)，由于可以認(rèn)為蓋接觸面13上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc降低， 因此不能夠期待足夠的蓋2、2互相接觸產(chǎn)生的渦輪動(dòng)葉的全周一群的效果。與此相對(duì)，本實(shí)施方式由于在實(shí)心體4上設(shè)置防扭轉(zhuǎn)片5，在渦輪機(jī)葉 輪植入部16上設(shè)置了嵌合防扭轉(zhuǎn)片5的退扭限制片4,因此即使蓋2與相 鄰接的對(duì)方一側(cè)的蓋2的蓋接觸面13，與防扭轉(zhuǎn)片5的平行程度存在一些 偏差，也能夠充分確保蓋接觸面13上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc，通過確保 蓋的接觸反作用力能夠充分發(fā)揮抑振效果，能夠?qū)崿F(xiàn)全周一群葉片組的結(jié) 構(gòu)。另外，雖然本實(shí)施方式采用在實(shí)心體4上設(shè)置防扭轉(zhuǎn)片5、在渦輪機(jī)葉 輪植入部16上設(shè)置嵌合防扭轉(zhuǎn)片5的退扭限制片14，充分確保蓋接觸面 13上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc的結(jié)構(gòu)，但并不局限于此例，例如也可以像 圖7所示那樣使沿渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向一側(cè)的實(shí)心體4的端面20強(qiáng)力地與圖5 所示的渦輪機(jī)葉輪植入部16的退扭限制片14壓接，產(chǎn)生退扭限制片反作 用力Rd，在充分確保該退扭限制片反作用力Rd的情況下維持足夠大的蓋 接觸反作用力Fc，并且也可以例如像圖8所示那樣將渦輪機(jī)葉輪植入部16 嵌合到實(shí)心體4上設(shè)置的防扭轉(zhuǎn)片5的內(nèi)側(cè)面20a上，產(chǎn)生退扭限制片反 作用力Rd。圖9為表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第4實(shí)施方式的立體圖。另外，對(duì)與第1實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素付與相同的標(biāo)記， 省略其重復(fù)的說明。本實(shí)施方式涉及的渦輪動(dòng)葉為這樣一種結(jié)構(gòu)在葉片有效部1的頂部 一側(cè)具備減振結(jié)構(gòu)的蓋2，在其底部一側(cè)具有T字型葉片植入部3，并且在 T字型葉片植入部3的底部一側(cè)設(shè)置朝向葉輪的周向延伸的防扭轉(zhuǎn)片5，在 渦輪機(jī)葉輪植入部上設(shè)置嵌合該防扭轉(zhuǎn)片5的退扭限制槽(圖中沒有表示)。這樣一來，本實(shí)施方式由于采用將T字型葉片植入部3上設(shè)置的防扭 轉(zhuǎn)片5嵌合到渦輪機(jī)葉輪植入部的退扭限制槽中，根據(jù)該防扭轉(zhuǎn)片5與退扭限制槽之間產(chǎn)生的退扭限制片反作用力Rd確保蓋接觸面13上產(chǎn)生的蓋 接觸反作用力Fc的結(jié)構(gòu)，因此能夠在確保蓋接觸反作用力Fc的情況下防 止蓋2扭轉(zhuǎn)止動(dòng)，能夠發(fā)揮高的抑振效果。另外，雖然本實(shí)施方式在T字型葉片植入部3的底部一側(cè)設(shè)置防扭轉(zhuǎn) 片5，在渦輪機(jī)葉輪植入部上設(shè)置嵌合該防扭轉(zhuǎn)片5的退扭限制槽，但并不 局限于此例，例如也可以像圖10所示那樣在T字型葉片植入部3的底部一 側(cè)設(shè)置凹陷形狀的退扭限制槽21，在渦輪機(jī)葉輪植入部16上設(shè)置嵌入該凹 陷形狀的退扭限制槽21中的防扭轉(zhuǎn)片，在這里產(chǎn)生退扭限制片反作用力 Rd，確保蓋接觸反作用力Fc。圖II為表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第6實(shí)施方式的立體圖。另外，對(duì)與第1實(shí)施方式的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素付與相同的標(biāo)記， 省略其重復(fù)的說明。本實(shí)施方式涉及的渦輪動(dòng)葉在葉片有效部1的頂部一側(cè)具有減振結(jié)構(gòu) 的蓋2、其底部一側(cè)具有外側(cè)燕尾形(outside-dovetaii-shaped)(鞍型)的 葉片植入部22，并且在外側(cè)燕尾形的葉片植入部22的鞍型腿部23上設(shè)置 有朝向葉輪的周向延伸、形成為臺(tái)階的作為切口形狀的槽的防扭轉(zhuǎn)槽24， 在渦輪機(jī)葉輪植入部上設(shè)置有嵌合到該臺(tái)階上形成的作為切口形狀的槽的 防扭轉(zhuǎn)槽24中的退扭限制片(圖中沒有表示)。另外，蓋2也可以與第1實(shí)施方式一樣將蓋背側(cè)伸出部10的寬度與蓋 腹側(cè)伸出部9的寬度之和設(shè)定為比蓋的整個(gè)寬度大，以便通過在與相鄰接 的對(duì)方一側(cè)的蓋2接觸時(shí)產(chǎn)生的蓋干涉量S產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。具備這種結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉如果像圖12所示那樣將具有外側(cè)燕尾形的葉 片植入部22的葉片有效部1植入渦輪機(jī)葉輪15的渦輪機(jī)葉輪植入部16中， 則能夠在外側(cè)燕尾形的葉片植入部22的鞍型腿部23上設(shè)置的防扭轉(zhuǎn)槽24 與渦輪機(jī)葉輪植入部16上設(shè)置的退扭限制片25之間產(chǎn)生退扭限制片反作 用力Rd。因此，如果采用本實(shí)施方式，通過產(chǎn)生退扭限制片反作用力Rd能夠充 分確保蓋接觸面13上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc，能夠充分發(fā)揮抑振效果。 圖13為表示本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉的第7實(shí)施方式的立體圖。 另外，對(duì)與第i實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相同的構(gòu)成要素付與相同的標(biāo)記，省略其重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式涉及的的渦輪動(dòng)葉在葉片有效部1的頂部一側(cè)具有減振結(jié)構(gòu)的蓋2、其底部一側(cè)具有外側(cè)燕尾形(鞍型)的葉片植入部22，并且在 外側(cè)燕尾形的葉片植入部22的鞍型腿部23的根部設(shè)置有朝向葉輪的周向 延伸的凹陷形狀的防扭轉(zhuǎn)槽24，在渦輪機(jī)葉輪植入部上設(shè)置有嵌合到該防 扭轉(zhuǎn)槽24中的退扭限制片(圖中沒有表示)。
另外，蓋2也可以與第1實(shí)施方式一樣將蓋背側(cè)伸出部10的寬度與蓋 腹側(cè)伸出部9的寬度之和設(shè)定為比蓋的整個(gè)寬度大，以便通過蓋干涉量S 產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。因此，如果采用本實(shí)施方式，與第4實(shí)施方式一樣，由于采用能夠確 保蓋接觸面13上產(chǎn)生的蓋接觸反作用力Fc的結(jié)構(gòu)，因此能夠在確保蓋接 觸反作用力Fc的情況下，防止蓋2的退扭，能夠發(fā)揮高的抑振效果。
另外，雖然本實(shí)施方式在外側(cè)燕尾形葉片植入部22的鞍型腿部23的 根部設(shè)置凹陷形狀的防扭轉(zhuǎn)槽24，在渦輪機(jī)葉輪植入部上設(shè)置嵌合到該防 扭轉(zhuǎn)槽24中的退扭限制片，但并不局限于此例，也可以例如像圖14所示 那樣在外側(cè)燕尾形的葉片植入部22的鞍型腿部23的根部設(shè)置退扭限制片 25，在渦輪機(jī)葉輪植入部16上設(shè)置嵌合該退扭限制片25的凹陷形狀的防 扭轉(zhuǎn)槽。
并且，本發(fā)明的其他實(shí)施例的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子為一體地設(shè)置了植設(shè)上述各 實(shí)施方式的渦輪動(dòng)葉的渦輪機(jī)葉輪15的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，在渦輪 機(jī)葉輪植入部的底部設(shè)置了鑲嵌于各實(shí)施方式中的防扭轉(zhuǎn)片5的退扭限制 片、鑲嵌在防扭轉(zhuǎn)片上的退扭限制槽、或者鑲嵌在退扭限制槽中的退扭限 制片中的任意一個(gè)。圖15為表示應(yīng)用了本發(fā)明的汽輪機(jī)的大致結(jié)構(gòu)的長度方向的剖視圖。
圖15中，汽輪機(jī)IOO具有由內(nèi)外殼體構(gòu)成的雙重結(jié)構(gòu)的渦輪機(jī)匣101。 該內(nèi)、內(nèi)側(cè)殼體由能夠分割的上下殼體片101a和101b構(gòu)成，在渦輪機(jī)匣 101的內(nèi)部，沿剖面中央線H與蒸汽入口部交叉地延設(shè)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子102。在 該渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子102與上下殼體片101a、 101b之間形成蒸汽通道104 (104a、 104b)，進(jìn)入的蒸汽沿橫方向分離而流動(dòng)。
蒸汽通道上設(shè)置有多個(gè)臺(tái)階的渦輪級(jí)105，各臺(tái)階部具有設(shè)置在內(nèi)側(cè)殼體上的噴嘴(定葉片)106和植設(shè)在設(shè)置了渦輪機(jī)葉輪的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子102 上的動(dòng)葉107。本發(fā)明的汽輪機(jī)100能夠在上述各實(shí)施例中的渦輪動(dòng)葉和渦 輪機(jī)葉輪的各種組合上進(jìn)行設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種渦輪動(dòng)葉，在葉片有效部的葉片頂部一側(cè)具有蓋，在其葉片根部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)于渦輪機(jī)葉輪植入部的葉片植入部，該渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，并且使上述蓋與相鄰接的蓋彼此接觸而作為葉片群結(jié)構(gòu)，其特征在于上述蓋在位于葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的周向突出的蓋腹側(cè)伸出部，另一方面在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋背側(cè)伸出部，當(dāng)從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位置；上述蓋腹側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大；并且在上述實(shí)心部上設(shè)置有向上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向突出并沿渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的防扭轉(zhuǎn)片。
2. 如權(quán)利要求1所述的渦輪動(dòng)葉，其特征在于上述實(shí)心部上設(shè)置的防扭轉(zhuǎn)片，與上述蓋腹側(cè)伸出部和上述蓋背側(cè)伸 出部接觸的蓋接觸面的平行度的偏差，設(shè)定在角度r以內(nèi)的范圍內(nèi)。
3. —種渦輪動(dòng)葉，在葉片有效部的葉片頂部一側(cè)具有蓋，在其葉片根 部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)于渦輪機(jī)葉輪植入部的葉片植入部，該渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，并且使上述蓋與相鄰接的蓋彼此接觸而作 為葉片群結(jié)構(gòu)，其特征在于上述蓋在位于葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋腹側(cè) 伸出部，另一方面在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的 蓋背側(cè)伸出部，當(dāng)從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位置；上述蓋腹側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出 部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大；并且在上述植入部的底部設(shè)置有向葉片長度方向突出并沿上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的防扭轉(zhuǎn)片。
4. 一種渦輪動(dòng)葉，在葉片有效部的葉片頂部一側(cè)具有蓋，在其葉片根 部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)于渦輪機(jī)葉輪植入部的葉片植入部，該渦輪機(jī) 葉輪植入部設(shè)置于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，并且使上述蓋與相鄰接的蓋彼此接觸而作 為葉片群結(jié)構(gòu)，其特征在于上述蓋在位于葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋腹側(cè) 伸出部，另一方面在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的 蓋背側(cè)伸出部，當(dāng)從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位 置；上述蓋腹側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出 部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大；并且在上述植入部的底部設(shè)置有沿上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的退扭限
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的渦輪動(dòng)葉，其特征在于 上述葉片植入部為T字型。
6. —種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子， 一體地設(shè)置了渦輪機(jī)葉輪，該渦輪機(jī)葉輪植設(shè)權(quán) 利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的渦輪動(dòng)葉，其特征在于-在上述渦輪機(jī)葉輪植入部的底部設(shè)置有鑲嵌于權(quán)利要求1或2所述的 防扭轉(zhuǎn)片的退扭限制片、鑲嵌于權(quán)利要求3所述的防扭轉(zhuǎn)片的退扭限制槽、 或鑲嵌于權(quán)利要求4所述的退扭限制槽中的退扭限制片中的任一個(gè)。
7. —種渦輪動(dòng)葉，在葉片有效部的葉片頂部一側(cè)具有蓋，在其葉片根 部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)于渦輪機(jī)葉輪植入部的外側(cè)燕尾形的葉片植入 部，該渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，并且使上述蓋與相鄰接的蓋 彼此接觸而作為葉片群結(jié)構(gòu)，其特征在于上述蓋在位于葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋腹側(cè) 伸出部，另一方面在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋背側(cè)伸出部，當(dāng)從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位置；上述蓋腹側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出 部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大；并且在上述外側(cè)燕尾形的葉片植入部的腿部的端部設(shè)置有沿上述渦輪 機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的切口形狀的防扭轉(zhuǎn)槽。
8. —種渦輪動(dòng)葉，在葉片有效部的葉片頂部一側(cè)具有蓋，在其葉片根 部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)于渦輪機(jī)葉輪植入部的外側(cè)燕尾形的葉片植入部，該渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，并且使上述蓋與相鄰接的蓋 彼此接觸而作為葉片群結(jié)構(gòu)，其特征在于-上述蓋在位于葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋腹側(cè) 伸出部，另一方面在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的 蓋背側(cè)伸出部，當(dāng)從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位 置；上述蓋腹側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出 部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大；并且在上述實(shí)心部的下部、即上述外側(cè)燕尾形的葉片植入部的鞍型腿 部的根部，設(shè)置有沿上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的防扭轉(zhuǎn)槽。
9. 一種渦輪動(dòng)葉，在葉片有效部的葉片頂部一側(cè)具有蓋，在其葉片根 部一側(cè)具有通過實(shí)心部植設(shè)于渦輪機(jī)葉輪植入部的外側(cè)燕尾形的葉片植入 部，該渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，并且使上述蓋與相鄰接的蓋 彼此接觸而作為葉片群結(jié)構(gòu)，其特征在于上述蓋在位于葉片腹側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋腹側(cè) 伸出部，并且在位于葉片背側(cè)的一邊上具有向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向突出的蓋背 側(cè)伸出部，當(dāng)從上述葉片頂部看這些伸出部時(shí)，相互位于點(diǎn)對(duì)稱的位置；上述蓋腹側(cè)伸出部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度與上述蓋背側(cè)伸出 部在上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向上的寬度之和形成為比上述蓋的寬度大；并且，在上述實(shí)心部的下部、即上述外側(cè)燕尾形的葉片植入部的鞍型腿部的根部，設(shè)置有沿上述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向延伸的退扭限制片。
10. —種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子， 一體地設(shè)置了渦輪機(jī)葉輪，該渦輪機(jī)葉輪植設(shè)權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的渦輪動(dòng)葉，其特征在于在上述渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置有鑲嵌于權(quán)利要求7所述的防扭轉(zhuǎn)槽中 的退扭限制片、鑲嵌于權(quán)利要求8所述的防扭轉(zhuǎn)槽中的退扭限制片、或鑲 嵌于權(quán)利要求9所述的退扭限制片的防扭轉(zhuǎn)槽中的任一個(gè)。
11. 如權(quán)利要求8和10中的任一項(xiàng)所述的渦輪動(dòng)葉，其特征在于 防扭轉(zhuǎn)槽為形成為臺(tái)階形狀的缺口形狀的槽。
12. —種汽輪機(jī)，其特征在于由權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的渦輪動(dòng)葉與權(quán)利要求6所述的渦 輪機(jī)轉(zhuǎn)子組合而構(gòu)成。
13. —種汽輪機(jī)，其特征在于由權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的渦輪動(dòng)葉與權(quán)利要求10所述的渦 輪機(jī)轉(zhuǎn)子組合而構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種渦輪動(dòng)葉、渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子以及具備它們的汽輪機(jī)，本發(fā)明涉及的渦輪動(dòng)葉在葉片有效部(1)的頂部一側(cè)具有蓋(2)、在其底部一側(cè)具有葉片植入部(3)，具有設(shè)置在渦輪機(jī)葉輪上的渦輪機(jī)葉輪植入部，該渦輪機(jī)葉輪植設(shè)該葉片植入部(3)，并且在將上述蓋(2)拼接到相鄰接的蓋上的葉片組結(jié)構(gòu)的渦輪動(dòng)葉上，在上述葉片植入部(3)上設(shè)置了防扭轉(zhuǎn)片(5)，并且在上述渦輪機(jī)葉輪植入部設(shè)置了鑲嵌該防扭轉(zhuǎn)片(5)的退扭限制片。
文檔編號(hào)F01D5/22GK101336335SQ20068005212
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者奧野研一, 村上格, 齊藤和宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝