CN102057134A - 具有削薄接片的涡轮动叶片 - Google Patents

Abstract

一种具有削薄接片的涡轮动叶片，该涡轮动叶片具有：叶片体，其具有冷却介质从前边缘区域向后边缘区域流动的多个冷却流路；顶板，其形成该叶片体的顶部，并且其上面被实施耐热涂层，并且具有多个冷却孔；削薄接片，其在所述顶板向叶片径向外侧突出，在叶片周向沿着负压面侧叶片壁从前边缘端向所述后边缘区域的始端延伸而形成。

Description

具有削薄接片的涡轮动叶片

技术领域

本发明涉及在叶片前端部具有削薄接片的涡轮动叶片。

本申请主张以在2008年10月30日在美国申请的美国专利申请号61/109732为基础的优先权，在此援引其内容。

背景技术

燃气轮机由压缩机、燃烧器和涡轮构成。从空气取入口取入的空气被压缩机压缩，作为高温、高压的压缩空气向燃烧器提供。在燃烧器中，压缩空气与燃料进行混合燃烧，作为高温、高压的燃气向涡轮提供。在涡轮中，壳体内交互配置有多个涡轮静叶片和涡轮动叶片，利用提供给排气通路的燃气旋转驱动涡轮动叶片，利用与转子连结的发电机回收电力。驱动涡轮的燃气利用扩散器转换为静压向大气排放。

在这样构成的燃气轮机中，作用于多个涡轮静叶片和涡轮动叶片的燃气的温度达到1500℃，加热涡轮静叶片和涡轮动叶片，有可能使涡轮静叶片和涡轮动叶片破损。因此，涡轮静叶片和涡轮动叶片在叶片体内具有冷却通路，利用从外部接受的冷却空气等的冷却介质冷却叶片壁，并且在来自设置在叶片壁的冷却孔的冷却介质向燃气侧流出时，利用薄膜冷却等进行叶片面冷却。

另一方面，在旋转驱动涡轮动叶片的叶片前端部(顶部)与构成壳体的局部的分隔环之间设置有一定的间隙而使两者不干涉。但是，如果该间隙过大，则燃气的局部越过叶片前端部向下游侧流失，所以能量损失并且成为燃气轮机的热效率降低的原因。为了抑制来自该间隙的燃气的流出，涡轮动叶片的叶片前端部设置有起到堤坝作用的削薄接片(チツプシニング)(或者也称为削尖接片(チツプスキ一ラ))，极力减小削薄接片的顶面与分隔环的间隙，防止燃气轮机的热效率的降低。

图5A和图5B表示的是涡轮动叶片的一个例子。

图5A所示的涡轮动叶片50经由叶片根部16立设于埋入旋转的转盘(未图示)的平台11上，转子(未图示)和转盘(未图示)一体地进行旋转。在从叶片径向看涡轮动叶片50的剖面的情况下，在叶片的旋转方向R的上游侧，从前边缘到后边缘凹状地形成有加压面侧叶片壁18，在叶片的旋转方向R的下游侧，从前边缘到后边缘凸状地形成有负压面侧叶片壁19。涡轮动叶片50的前端部15利用顶板17进行堵塞。在该顶板17上，削薄接片23沿着涡轮动叶片50的周向的负压面侧叶片壁19从前边缘到后边缘设置成带状，向叶片的径向外侧突出。在该结构中，从涡轮动叶片50的加压面侧叶片壁20与叶片面冲突的燃气FG的一部分沿着叶片前端部15的顶板17流动，越过削薄接片23向下游侧排气通路流动。

如图5B所示，为了冷却顶板17和削薄接片23，在涡轮动叶片50的叶片前端部15上，设置有将在叶片体12内的冷却流路26流动的冷却介质CA的一部分向燃气中吹出的冷却孔28a、28b。另外，一部分的燃气FG在分隔环60与削薄接片23的顶面23a之间的间隙C流动，该间隙流产生涡轮的能量损失，而成为燃气轮机热效率降低的原因。因此，极力减小间隙C，因此，根据燃气轮机的运转条件，通过涡轮动叶片50的旋转，而产生一边使削薄接片23的顶面23a与分隔环60的下面接触一边进行旋转的状态。

另外，为了保护直接暴露在高温燃气的叶片面，在叶片前端部15的顶板17、负压面侧叶片壁19、加压面侧叶片壁20和削薄接片侧壁23d等的外表面实施耐热涂层(也被称为TBC)25，阻断来自高温燃气的热，而防止叶片面的烧损。但是，如上所述，削薄接片23的顶面23a与分隔环60的间隙C被调整为极小，难于对削薄接片23的顶面23a实施耐热涂层，叶片体的基材暴露在燃气中。因此，削薄接片的顶面23a通过在冷却孔28b流动的冷却介质CA的对流冷却，防护来自高温燃气的影响。

另外，在专利文献1～3中，公开了在叶片壁的整周配置了削薄接片的涡轮动叶片的一个例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2004-169694号公报

专利文献2：(日本)特开2001-107702号公报

专利文献1：(日本)特开2008-051094号公报

近年来，为了提高燃气轮机的热效率，燃气的温度具有高温化的倾向，而有必要加强对涡轮叶片的冷却。另外，配置在所述的涡轮动叶片的叶片前端部的削薄接片沿着叶片前端部的叶片壁，从前边缘侧到后边缘侧设置在顶板的上面，但是，由于在后边缘侧叶片宽度窄，所以限制了设置冷却孔的空间，有可能冷却不足。另一方面，削薄接片的顶面23a的叶片的基材的表面暴露在燃气中，在后边缘侧削薄接片冷却不足的情况下，存在受到高温燃气的影响而烧损削薄接片的问题。

发明内容

本发明是以提供具有解决所述问题的削薄接片的涡轮动叶片为目的。

为了到达所述的目的，本发明的涡轮动叶片具有：叶片体，其具有冷却介质从前边缘区域向后边缘区域流动的多个冷却流路；顶板，其形成该叶片体的顶部，上面被实施耐热涂层，并且具有多个冷却孔；削薄接片，其在所述顶板向叶片径向外侧突出，在叶片周向沿着负压面侧叶片壁，从前边缘端向所述后边缘区域的始端延伸而形成。

在这种情况下，削薄接片在叶片周向沿着负压面侧叶片壁，从前边缘端向所述后边缘区域的始端延伸而形成，由于在容易陷于冷却不足的后边缘区域没有设置削薄接片，所以能够防止削薄接片的烧损。另外，在没有设置削薄接片的后边缘区域，在顶板的上面实施耐热涂层，减小与分隔环的间隙，所以降低能量的损失，也能够防止由燃气引起的烧损。

另外，本发明的涡轮动叶片具有：叶片体，其具有冷却介质从前边缘区域向后边缘区域流动的多个冷却流路；顶板，其形成该叶片体的顶部，上面被实施耐热涂层，并且具有多个冷却孔；削薄接片，其在所述顶板向叶片径向外侧突出，在叶片周向从所述后边缘区域的始端沿着负压面侧叶片壁到前边缘端形成，还有从前边缘端沿着加压面侧叶片壁到所述后边缘区域的始端连续地延伸而形成。

在这种情况下，削薄接片在叶片周向从所述后边缘区域的始端沿着负压面侧叶片壁到前边缘端形成，还有从前边缘端沿着加压面侧叶片壁到所述后边缘区域的始端连续地延伸而形成，由于在容易陷于冷却不足的后边缘区域没有设置削薄接片，所以能够防止削薄接片的烧损。另外，在没有设置削薄接片的后边缘区域，在顶板的上面实施耐热涂层，减小与分隔环的间隙，进一步减小从叶片前端部泄露的间隙流，所以能够更加降低能量的损失。

优选的是，在考虑耐热涂层的完成加工高度不一致的情况下，所述顶板的高度被设定为至少比所述削薄接片的顶面高度低规定值。

在这种情况下，由于顶板被设定为比削薄接片的顶面低规定值，所以即使减小分隔环与叶片前端部的间隙，也能够防止顶板与分隔环接触。

优选的是，所述前边缘区域的顶板高度形成为低于所述后边缘区域的顶板的高度，所以从所述前边缘区域到所述后边缘区域形成具有上坡的倾斜部。

在这种情况下，由于所述前边缘区域的顶板高度形成为低于所述后边缘区域的顶板的高度，所以能够防止分隔环与顶板的严重接触，能够使燃气轮机稳定运转。

优选的是，所述多个冷却孔可以被多列地配置在前边缘区域的削薄接片的顶面或顶板的上面，也可以被单列地配置在所述后边缘区域的所述顶板的上面。

在这种情况下，由于所述多个冷却孔多列地配置在所述前边缘区域的削薄接片的顶面或顶板的上面，并且被单列地配置在后边缘区域的顶板的上面，所以补充前边缘区域和后边缘区域的顶板以及削薄接片的冷却不足，能够防止顶板和削薄接片的烧损。

发明的效果

利用本发明，由于能够防止削薄接片的高温燃气引起的烧损，并且抑制越过涡轮动叶片的燃气的损失，所以能够防止降低燃气轮机的的热效率。

附图说明

图1是表示与第一实施例相关的涡轮动叶片立体图；

图2A是表示与第一实施例相关的涡轮动叶片的叶片前端部的概略俯视图；

图2B是图2A所示的涡轮动叶片的立设方向的剖面的局部(图2A的剖面A-A)；

图3A是表示与第二实施例相关的涡轮动叶片立体图；

图3B是表示与第二实施例相关的涡轮动叶片的概略俯视图；

图4A是表示与第三实施例相关的涡轮动叶片的后边缘区域的立体图；

图4B是表示与第三实施例相关的涡轮动叶片的立设方向的剖面的局部(图4A的剖面B-B)；

图5A是表示现有技术涡轮动叶片的立体图；

图5B是表示现有技术涡轮动叶片的概略剖面图。

附图标记说明

10、40、50  涡轮动叶片  11  平台  12  叶片体  13  前边缘区域  14  后边缘区域  14a  后边缘区域的始端  15  叶片前端部(顶部)  16  叶片根部  17  顶板  17a  凹部  17b  凸部  17c  倾斜部  17t  顶板上面  18  叶片壁  19  负压面侧叶片壁  20  加压面侧叶片壁  21  前边缘端  22  后边缘端  23  削薄接片  23a  削薄接片顶面  23b、23c  削薄接片末端  23d  削薄接片侧壁  24  耐热涂层  25叶片底部  26a、26b  冷却流路  26c  最终冷却流路27、28  冷却流路  28a、28b、28c  冷却孔  29a、29b  隔壁  29c  前边缘侧隔壁  30  后边缘冷却部  30a  入口壁  31  冷却孔32针销  33  支座  34  后边缘侧隔壁  60  分隔环

具体实施方式

参照以下的附图，详细说明具有与本发明相关的削薄接片的涡轮叶片的优选实施例。另外，该实施例不是对本发明的限定。还有，在这些实施例的结构要素中包括本领域技术人员能够并且容易置换的或者实质上是相同的要素。

图1是与第一实施例相关的涡轮动叶片立体图，图2A是图1所示的涡轮动叶片的叶片前端部的概略俯视图，图2B是图1所示的涡轮动叶片的立设方向的剖面的局部(图2A的剖面A-A)。现有技术所说明的动叶片的各个结构名称、符号中通用的部件就使用相同的名称和符号进行说明。

如图1所示，与本发明的第一实施例相关的涡轮动叶片10经由叶片根部16，立设在埋入转盘(未图示)的平台11上，转子(未图示)和转盘是一体旋转。涡轮动叶片10的叶片体12在从转子径向看时，在转子的旋转方向R上游侧，从前边缘端21到后边缘端22凹状地形成有加压面侧叶片壁18，在转子的旋转方向R下游侧，从前边缘端21到后边缘端22凸状地形成有负压面侧叶片壁19。叶片宽度越接近后边缘22越窄。另外，在本实施例中，在从转子径向看的情况下的叶片体12的形状中，前边缘端21附近的区域作为前边缘区域13，后边缘端22附近的区域作为后边缘区域14，前边缘区域13与后边缘区域14之间的区域作为中间区域。而且，后边缘区域14与中间区域的边界作为后边缘区域14的始端14a。

叶片体12的叶片前端部15利用顶板17堵塞其顶部。在顶板17的上面17t上配置有削薄接片23，该削薄接片23被设置为：从负压面侧叶片壁19向转子的径向外侧延伸，并且在叶片体12的周向沿着顶板17的上面17t的负压面侧叶片壁19，从前边缘端21到后边缘区域14的始端14a。另外，涡轮动叶片10由于暴露在高温燃气中，所以与图5A和图5B所示现有技术的涡轮动叶片一样，在叶片体12的内部设置有冷却介质流动的冷却通路，接受来自叶片根部16的冷却介质，通过叶片体12内的对流冷却和在叶片面的薄膜冷却等对叶片体进行冷却(详述见后)。

如图2A所示，在涡轮动叶片10的叶片体12的叶片前端部15上，削薄接片23被配置在以前边缘端21为起点沿着负压面侧叶片壁19到后边缘区域14的始端14a，而在从该始端14a到后边缘端22没有设置削薄接片。即，从后边缘区域14的始端14a到后边缘端22之间沿着顶板17的上面17t的负压面侧叶片壁19的部分没有设置削薄接片，与后边缘区域14的顶板17相同高度结束，顶板17的上面17t延伸到负压面侧叶片壁19边缘。另外，在沿着从前边缘端21到后边缘端22的加压面侧叶片壁20的顶板17的上面17t上没有设置削薄接片。

图2B是图2A的叶片的立设方向的剖面(图2A的剖面A-A)。顶板17由于要防止由高温燃气引起的烧损，在其上面17t的整个面上实施了耐热涂层24。如上所述，在顶板17的上面17t配置的削薄接片23形成为沿着负压面侧叶片壁19从前边缘端21到后边缘区域14的始端14a，而在从后边缘区域14的始端14a到后边缘端22没有形成削薄接片。作为替代的是，沿着负压面侧叶片壁19的从后边缘区域14的始端14a到后边缘端22之间的上面被加工成与顶板17的上面17t为相同的高度。另外，在顶板17的上面17t实施耐热涂层24，并且设定极力减小分隔环60的下面与实施了耐热涂层后的顶板17的上面17t的间隙。

另外，重要的是，要抑制边缘区域14的施工耐热涂层24之后的顶板17的上面17t的高度，而使该高度比削薄接片23的顶面23a低高度差H。设置该高度差的理由如下所述。

对削薄接片23的顶面23a不实施耐热涂层，而是机械加工完后的叶片体12的基材表面。另一方面，在顶板17的上面17t层积的耐热涂层24得不到像机械加工面那样的完成加工精度。即，耐热涂层由于进行了等离子体喷镀等的施工，所以难于形成像机械加工那样的面粗糙度，不能够形成高精度的完成加工面。因此，在考虑耐热涂层的加工完成的高度的最大不一致的范围之后，含有顶板17的耐热涂层厚度的上面17t相对削薄接片23的顶面23a，至少降低规定值(高度差H)。即，即使在以最大厚度形成耐热涂层的情况下，耐热涂层的上面17t与削薄接片23的顶面23a的高度差如果维持在规定值(高度差H)以上，则耐热涂层施工后的顶板17的上面17t也不高于削薄接片23的顶面23a的高度。因此，根据燃气轮机的运转条件，削薄接片23的顶面23a即使在与分隔环60的下面接触的情况下，后边缘区域14的的顶板17也不会与分隔环60的下面接触。另外，规定值只要至少为0以上就可以。

另外，对其它的叶片面，例如，负压面侧叶片壁19、加压面侧叶片壁20和削薄接片23的侧壁23d进行耐热涂层施工的说明内容与所述的现有技术相同。

利用图2B说明削薄接片23与叶片体12内的冷却流路的位置关系。在叶片体12内，从转盘(未图示)侧经由穿设在叶片根部16的冷却流路(未图示)配置有接受冷却介质CA的冷却流路26、27。冷却后边缘区域14的叶片体12的冷却介质CA从冷却流路26a接收，从后边缘端22向燃气中排出，冷却前边缘侧的叶片体12的冷却介质CA从叶片根部16侧被冷却流路27接收，从前边缘端21向燃气中排出。

冷却流路26(26a、26b、26c)利用在形成于叶片体12内的叶片径向配置的隔壁29形成有被分开的蛇形弯曲的流路。即，冷却介质CA从叶片根部16侧接收，在冷却流路26a向叶片前端部15流动，如图2B所示冷却介质CA的箭头那样，在叶片前端部15折返，并且在冷却流路26b朝向叶片底部25，向下方(叶片径向内侧)流动。其间，冷却流路26a和冷却流路26b由隔壁29b区分。还有，冷却介质CA在叶片底部25折返，朝向叶片前端部15，在最终冷却流路26c向上方(叶片径向外侧)流动。冷却流路26b与最终冷却流路26c之间由前边缘侧隔壁29c区分。另外，冷却流路26a与冷却流路27之间由隔壁29完全区分。

在最终冷却流路26c朝向叶片前端部15的冷却介质CA流入后边缘冷却部30，对后边缘的叶片壁18进行冷却，从后边缘端22向燃气中排出。如图2B所示的后边缘冷却部30采用多孔冷却方式。以从叶片底部25侧向叶片前端部15贯通后边缘冷却部30的方式，多个冷却孔31穿设在后边缘冷却部30上。各个冷却孔31在上游侧与最终冷却流路26c连通，在下游侧经由后边缘端22在燃气中开口。冷却介质CA在冷却孔31流动期间，对后边缘冷却部30的叶片壁18对流冷却。

另外，叶片前端部15的顶板17也被在冷却流路26、27流动的冷却介质CA冷却。但是，由于越过削薄接片23流动的燃气的流速快，所以在顶板17的上面17t突出配置的削薄接片23与顶板17相比热负荷高，而成为冷却不足。因此，设置有冷却流路28，其一端与冷却流路26、27连通，另一端与设置在顶板17的上面17t和削薄接片23的顶面23a的冷却孔28a、28b连通。通过将冷却介质向燃气中吹出，进行顶板17和削薄接片23的对流冷却，而防止这些部位的冷却不足。另外，在削薄接片23的顶面23a开口的冷却孔28b在顶面23a上不开口，如图5B所示，而可以设置在负压面侧叶片壁19与顶面23a的边界附近的负压面侧叶片壁19一侧。如果在该位置开口，在顶面23a与分隔环60的下面接触的情况下，冷却孔28b损坏的可能性小，涡轮能够稳定运转。

如图2A和图2B所示，沿着负压面侧叶片壁19设置的冷却孔28b从前边缘端21(削薄接片23末端23b)到削薄接片23c，从冷却流路26、27一侧经由冷却流路28在削薄接片23的顶面23a开口，沿着从削薄接片23的末端23c到后边缘端22设置的负压面侧叶片壁19的冷却孔28c在顶板17的上面17t开口。

但是，在叶片体12内流动的冷却介质CA，在从前边缘区域13到后边缘区域14并且在冷却流路26a、26b和最终冷却流路26c流动而流入后边缘冷却部30的过程中，与冷却流路的内壁之间进行热交换，并且变成高温的冷却介质流入后边缘冷却部30。虽然后边缘区域14的顶板17也被在后边缘冷却部30流动的冷却介质冷却，但是由于冷却介质的温度高，所以经常有冷却不足的倾向。

还有，如图2A所示，后边缘区域14的叶片宽度窄，不能够确保设置像前边缘区域13那样的多列的冷却孔的空间，而只能够设置单列的冷却孔。即，在前边缘区域13的顶板17的上面17t，虽然从前边缘端21在前边缘区域13的负压面侧叶片壁19和加压面侧叶片壁20的两侧配置多列的冷却孔28a、28b，但是，从后边缘区域14的始端14a到后边缘端22之间只能够配置单列的冷却孔28c。另外，后边缘区域14的单列的冷却孔28c也可以沿着负压面侧叶片壁19配置，还可以沿着加压面侧叶片壁20配置，即使沿着负压面侧叶片壁19和加压面侧叶片壁20的中间线配置也可以。

后边缘区域14由于只配置有单列的冷却孔28c，所以与前边缘区域13进行比较是难于冷却的区域。削薄接片23由于热负荷高，所以是特别难于冷却的部分。在此，单列和多列的冷却孔是指：在图2A所示叶片平面，在从前边缘端21与连接后边缘端22的叶片宽度的中心线(拱形线)垂直的剖面看的情况下，在从负压面侧叶片壁19到加压面侧叶片壁20的削薄接片的顶面23a或者顶板17的上面17t的任何一个之上，将配置了一个冷却孔的列的情况称为单列的冷却孔，将配置了两个以上冷却孔的列的情况称为多列的冷却孔。

为了避免所述的削薄接片的烧损，以前边缘端21为起点沿着负压面侧叶片壁19到后边缘区域14形成的削薄接片23不延伸到后边缘端22，在后边缘区域14的始端14a被切断。即，削薄接片23的负压面侧末端23c是后边缘区域14的始端14a的位置。该始端14a的位置在形成叶片体12内的最终冷却流路26c的隔壁中，与前边缘侧的隔壁29c的位置呈平面性地一致(参照图2B)。即，从削薄接片23的负压面侧末端23c到后边缘端22之间，不设置削薄接片，而是加工成与后边缘区域14的顶板17相同的高度。

在此，利用图2A、图2B所示的涡轮叶片的平面图和剖面图，说明后边缘区域14和后边缘区域14始端的意义。如上所述，由于冷却孔的设置空间和输入到后边缘冷却部30的冷却空气温度的制约，后边缘区域14与前边缘区域13比较是冷却不足的区域，是容易产生烧损削薄接片的部位。即，后边缘区域14是含有所述后边缘冷却部30和位于其上游侧的最终冷却流路26c的区域，在图2A中，前边缘区域13是从除去后边缘区域14的叶片前边缘侧到中间区域的范围。在中间区域与后边缘区域14的边界，即，后边缘区域14的始端14a(后边缘区域14的起始位置)在形成叶片体12内的最终冷却流路26c的隔壁中，与前边缘侧隔壁29c平面性的一致。将该前边缘侧隔壁29c的平面位置考虑为后边缘区域14的始端14a，由此到后边缘端22是容易成为冷却不足的区域。但是，后边缘区域14的始端14a优选尽量接近后边缘端22，但是，该位置根据施加在叶片的热负荷的变化而改变。即，在对叶片施加的热负荷高的情况下，虽然后边缘区域的始端14a位于所述前边缘侧隔壁29c的位置，但是，在热负荷小的情况下，优选位于后边缘冷却部30的入口壁30a的位置。因此，后边缘区域的始端14a存在于前边缘侧隔壁29c与后边缘冷却部30的入口壁30a之间，根据对叶片施加热负荷的变化，能够在从前边缘侧隔壁29c到后边缘冷却部30的入口壁30a的范围进行改变。

根据第一实施例所示的发明的结构，在叶片周向沿着负压面侧叶片壁19，从前边缘端21到后边缘区域14的始端14a形成有削薄接片23，从该始端14a到后边缘端22不设置削薄接片，而成为与顶板17相同的高度，由于在不设置削薄接片的顶板17的上面17t实施耐热涂层24，所以能够防止烧损削薄接片。另外，由于从前边缘端21到后边缘区域14的始端14a形成有削薄接片23，所以能够减小越过涡轮动叶片的叶片前端部15的燃气的间隙流。

另外，由于在顶板17的上面17t实施耐热涂层24，所以从没有设置削薄接片23的后边缘区域14的始端14a到后边缘端22之间，能够设定为极力减小分隔环的下面与施工内热涂层后的顶板的上面的间隙。

还有，通过在排气通路流动的燃气的作用，越过叶片前端部的间隙流的大小利用施加在加压面侧叶片壁20的正压(加压面)与施加在负压面侧叶片壁19的负压(负压面)的压差而进行变动。由于后边缘区域与前边缘区域相比，压差非常小，所以后边缘区域的间隙流给予燃气轮机的热效率的影响小。因此，利用本实施例的方案能够防止削薄接片的烧损，能够防止燃气轮机的热效率的降低。

关于本发明的涡轮动叶片第二实施例，参照图3A和图3B进行说明。图3A是表示与第二实施例相关的涡轮动叶片立体图，图3B是表示概略俯视图。如图3A所示，设置在叶片体12的顶板17的上面17t的削薄接片23形成在从后边缘区域14的始端14a沿着负压面侧叶片壁19到前边缘端21，还有连续带状地形成在从前边缘端21沿着加压面侧叶片壁20到后边缘区域14的始端14a。即，削薄接片23的加压面侧末端23b、负压面侧末端23c都形成在后边缘区域14的始端14a。另外，在本实施例的削薄接片23的顶面23a对冷却孔28b进行开口，来自叶片体12内的冷却流路26、27的冷却介质CA由该冷却孔28b吹出。由于其它结构与所述实施例2相同，省略说明其结构。

根据与本发明相关的涡轮动叶片的第二实施例，与第一实施例进行比较，削薄接片23配置在：从后边缘区域14的始端14a沿着负压面侧叶片壁19到前边缘端21，还有沿着加压面侧叶片壁20到后边缘区域14的始端14a，由于在从后边缘区域14的始端14a到后边缘端22没有设置削薄接片23，所以能够防止削薄接片的烧损。另外，由于削薄接片23设置在负压面侧叶片壁19和加压面侧叶片壁20的两侧，所以能够减少越过削薄接片在下游侧排气通路流出的燃气的间隙流，与实施例1进行比较，能够更加抑制燃气轮机的热效率的降低。其它的作用和效果与第一实施例相同。

参照图4A和图4B说明与本发明相关的涡轮动叶片的第三实施例。

如图4A和图4B所示的那样，顶板17被形成为从前边缘区域13到后边缘区域14光滑的面并且堵塞叶片前端部15的结构与第一和第二实施例相同。另外，从前边缘区域13到后边缘区域14，沿着负压面侧叶片壁19和加压面侧叶片壁20设置削薄接片23，由于确实能够避免与分隔环60的干涉，所以顶板17的上面17t的高度设定为低于削薄接片23的顶面23a的结构也于第一和第二实施例相同。

但是，燃气轮机根据其运转的条件，减小分隔环60的下面与削薄接片23的顶面23a的间隙C，而存在两者以接触的状态运转的情况。即使是在这样的情况下，也能够一边切削削薄接片的顶面23a，一边使燃气轮机运转。但是，在接触状态长时间持续的情况下，由于极力减小削薄接片的顶面23a与顶板17的上面17t的高度差(高度差H1)以减少间隙流，所以产生顶板17的上面17t和分隔环60的下面在整个面接触的严重接触的的状态，而存在不能运转的情况。

通常顶板17像第一和第二的实施例那样，从前边缘区域13到后边缘区域14是相同的高度，分隔环60的下面与顶板17的上面17t之间的间隙被设定为相同。

但是，为了避免上述情况的发生，本实施例的顶板17被形成为：前边缘区域13被形成为比后边缘区域14低，从前边缘区域13到后边缘区域14具有光滑的上坡。即，顶板17的前边缘区域13形成有平面状的凹部17a，在后边缘区域14形成有平面状的凸部17b，该凸部17b被设定为比凹部17a在朝向叶片径向的外侧高。另外，后边缘区域14的凸部17b被设定为低于削薄接片23的顶面23a。还有，顶板17形成有倾斜部17c，该倾斜部17c具有从凹部17a向着凸部17b光滑的上坡。另外，由于从顶板17的凹部17a经由倾斜部17c与顶板17的凸部17b连接的面被形成为倾斜状的光滑的面，所以在其上面进行流动的间隙流不乱。

在顶板17的整个面上，在其上面17t上实施耐热涂层24加工。在后边缘区域14的凸部17b的上面也实施耐热涂层24的加工，但是，耐热涂层施工后的凸部17b的高度被抑制为比削薄接片23的顶面23a的高度低高度差H1。另外，施工耐热涂层后的凸部17b的高度被设定为比前边缘区域13的施工耐热涂层后的凹部17a的高度高出高度差H2。

在此，关于耐热涂层的完成加工后的高度的不一致，考虑高度差H1的方法，与第一实施例相同。

另外，图4B所示的后边缘冷却部30是采用散热针销的冷却方式的例子。

即，在形成最终流路26c的后边缘侧隔壁34上，在从叶片根部16到叶片前端部15并且在转子轴向穿设有向配置在后边缘区域14的后边缘冷却部30提供冷却介质CA的多个冷却孔31。另外，后边缘冷却部30的范围是从后边缘侧隔壁34到后边缘端22的范围。在这之间，从叶片根部16到叶片前端部15配置有多个散热针销32和支座33。后边缘冷却部30接受来自最终流路26c的冷却介质CA，并且起到对后边缘区域14的叶片壁18进行对流冷却的作用。在最终流路26c流动的冷气介质CA经由穿设在后边缘侧隔壁34的冷却孔31，流入后边缘冷却部30并且通过散热针销32进行对流冷却，从后边缘端22向燃气中排出。

即使在本实施例中的后边缘冷却部30中，与第一和第二的实施例相同，也具有冷却孔的设置空间和流入后边缘冷却部30的冷却空气温度的制约。因此，为了解决在后边缘区域中冷却不足的问题，在后边缘区域14的始端14a切除削薄接片23，在从后边缘区域14的始端14a到后边缘端22不设置削薄接片的结构与其它的实施例相同。

在本实施例中，以散热针销的冷却方式说明了后边缘冷却部30，但是也可以是采用第一实施例的图2B所示的多孔的冷却方式。另外，对如图2B所示的第一实施例的后边缘冷却部30来说，也可以采用散热针销的冷却方式。

在本实施例中，设置如上所述的顶板高度不同的理由是：根据燃气轮机的运转条件，分隔环60与削薄接片23的顶面23a进行接触，并且进一步持续接触状态，在分隔环60和顶板17的上面17t的整个面，避免产生严重接触的状态。即，削薄接片23的顶面23a不施工耐热涂层而是由机械加工完成的叶片体12的基材表面。另一方面，在后边缘区域14的顶板17的凸部17b上进行积层的耐热涂层24的上面得不到像机械加工面那样的完成加工精度。因此，包含顶板17的耐热涂层的厚度的上面17t在考虑了耐热涂层完成加工的高度的最大不一致的范围，相对削薄接片23的顶面23a至少低规定值(高度差H1)。还有，后边缘区域14的顶板17的凸部17b的上面比前边缘区域13的顶板17的凹部17a的上面高出规定值(高度差H2)。

其结果，能够避免分隔环60的下面和叶片前端部10整个面进行接触的严重接触的状态，能够进行涡轮的稳定运转。另外，对于其它的叶片面，例如，对于负压面侧叶片壁19、加压面侧叶片壁20和削薄接片23的侧壁23d也进行耐热涂层的施工的情况与实施例1和实施例2相同。

另外，虽然图4B没有图示，但是与实施例1的图2B同样，即使在实施例3中，设置有从叶片体12内的冷却流路26、27向顶板17和削薄接片23吹出的冷却介质的冷却流路28，并且冷却介质从冷却孔28a、28c向燃气中排出。

通过具有本实施例的结构，由于切除容易陷入冷却不足的后边缘区域的削薄接片，并且在顶板形成实施了耐热涂层的凸部和凹部的倾斜部，所以能够防止削薄接片的烧损，降低能量的损失。另外，由于能够避免叶片前端部15的顶板17与分隔环60的严重接触，所以能够进行燃气轮机的稳定运转。

另外，虽然实施例1的削薄接片23被设置在从后边缘区域14的始端14a沿着负压面侧叶片壁19到前边缘端21，但是从前边缘端21进一步沿着加压面侧叶片壁20延长削薄接片，到前边缘区域13的中途，即，即使削薄接片23从前边缘端21沿着加压面侧叶片壁20不到后边缘区域14的始端14a，而是配置在前边缘区域13的中途的情况下，也与实施例1的基本技术思想相同，而包含的本发明的范围内。

产业上利用的可能性

利用本发明，能够防止削薄接片因高温燃气引起的烧损，抑制越过涡轮动叶片的燃气的损失，所以能够防止燃气轮机的热效率的降低。

Claims (5)

1.一种涡轮动叶片，具有：

叶片体，其具有冷却介质从前边缘区域向后边缘区域流动的多个冷却流路；

顶板，其形成该叶片体的顶部，上面被实施耐热涂层，并且具有多个冷却孔；

削薄接片，其在所述顶板向叶片径向外侧突出，在叶片周向沿着负压面侧叶片壁，从前边缘端向所述后边缘区域的始端延伸而形成。

2.一种涡轮动叶片，具有：

叶片体，其具有冷却介质从前边缘区域向后边缘区域流动的多个冷却流路；

顶板，其形成该叶片体的顶部，上面被实施耐热涂层，并且具有多个冷却孔；

削薄接片，其在所述顶板向叶片径向外侧突出，在叶片周向从所述后边缘区域的始端沿着负压面侧叶片壁到前边缘端形成，还有从前边缘端沿着加压面侧叶片壁到所述后边缘区域的始端连续地延伸而形成。

3.如权利要求1或2所述的涡轮动叶片，其特征在于，

在考虑耐热涂层的完成加工高度不一致的情况下，所述顶板的高度被设定为比所述削薄接片的顶面高度至少低规定值。

4.如权利要求1或2所述的涡轮动叶片，其特征在于，

所述前边缘区域的顶板高度形成为低于所述后边缘区域的顶板高度，并且从所述前边缘区域朝向所述后边缘区域形成具有上坡的倾斜部。

5.如权利要求1、2、4任一项所述的涡轮动叶片，其特征在于，所述多个冷却孔被多列地配置在所述前边缘区域的削薄接片顶面或所述顶板的上面，并且被单列地配置在所述后边缘区域的所述顶板的上面。

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