CN103459776B - 叶片部件及旋转机械 - Google Patents

Abstract

本发明的叶片部件具备：叶片主体；端壁，设于叶片主体的叶片宽度方向上的端部，并以与叶片宽度方向交叉的方式延伸；圆角部，将叶片主体的端部与端壁平滑地连接；及冷却流路，使冷却介质在叶片主体和端壁的内部流通，并且沿着叶片宽度方向延伸的两条主流路由形成于端壁侧的折回流路以折弯的方式连接。上述折回流路以在叶片主体的与翼型中心线交叉的截面上沿着上述圆角部的方式形成，并且上述折回流路的叶片厚度方向的宽度大于上述主流路的叶片厚度方向的流路宽度。

Description

叶片部件及旋转机械

技术领域

本发明涉及叶片部件及旋转机械。

背景技术

众所周知，叶片部件是旋转机械中最重要的要素之一。例如，设于定子侧的叶片部件作为对工作流体进行整流的静叶片而发挥功能。而且，设于转子侧的叶片部件作为从工作流体回收能量或向工作流体提供能量的动叶片而发挥功能。

当在高温环境下使用这种叶片部件时，为了抑制在叶片部件产生的氧化减薄、疲劳，需要对叶片部件进行冷却。

例如，下述专利文献1所记载的静叶片具备：沿着涡轮半径方向延伸的叶片主体；和形成于该叶片主体的前端部并以与涡轮半径方向交叉的方式延伸的端壁，在叶片主体的内部形成有蛇形流路，该蛇形流路将分别沿着涡轮半径方向延伸的多个冷却流路连接成曲折状。并且，通过使冷却空气在该蛇形流路中流通，而实现叶片部件的冷却。

下述专利文献2中的动叶片采用了同样的冷却流路。

专利文献1：日本特开平10-299409号公报

专利文献2：日本特开2006-170198号公报

发明内容

然而，在上述的叶片部件中，如图13及图14所示，在蛇形流路74中流动的冷却空气c从内侧对叶片主体70进行冷却。

但是，在上述的叶片部件中，通常形成有圆角部73，该圆角部73将叶片主体70的端部71（基部）与端壁72（平台）平滑地连接。因此，如图14所示，在圆角部73的周边产生从蛇形流路74的折回部75到圆角部73的外表面的叶片壁的壁厚大的部位。由此，在该叶片壁壁厚大的部位，有可能无法通过冷却空气c来充分冷却。

本发明考虑到这种情况而作出，课题在于充分地进行圆角部的冷却。

本发明的叶片部件具备：叶片主体；端壁，设于上述叶片主体的叶片宽度方向上的端部，并以与上述叶片宽度方向交叉的方式延伸；圆角部，将上述叶片主体的端部与上述端壁平滑地连接；及冷却流路，使冷却介质在上述叶片主体和上述端壁的内部流通，并且沿着上述叶片宽度方向延伸的两条主流路由形成于上述端壁侧的折回流路以弯折的方式连接，上述叶片部件中，上述折回流路以在上述叶片主体的与翼型中心线交叉的截面上沿着上述圆角部的方式形成，并且上述折回流路的叶片厚度方向上的宽度形成得比上述主流路的叶片厚度方向上的流路宽度大。

这样一来，折回流路以在与翼型中心线交叉的截面上沿着圆角部的方式形成，因此从折回流路到圆角部的外表面的壁厚大致均匀。由此，能够抑制产生叶片壁的壁厚增大部位这一情况，从而可均匀且充分地对圆角部进行冷却。

而且，上述折回流路可以在其内表面具有沿着上述圆角部的外表面形成的冷却面。

这样一来，由于具有冷却面，因此能够更充分地对背对该冷却面的圆角部进行冷却。

而且，上述折回流路可以具有突出部，该突出部形成于上述叶片主体的叶片厚度方向的中央侧，并将上述冷却介质的流动方向引导至上述叶片厚度方向两侧。

这样一来，由于具有突出部，因此冷却介质被引导至叶片厚度方向两侧。由此，能够充分地对位于折回流路的叶片厚度方向两侧的圆角部进行冷却。

而且，上述折回流路可以在其与上述主流路中的上游侧流路之间的分隔壁上具备冷却孔，其中上述主流路中的上游侧流路位于上述折回流路的上游侧。

这样一来，在折回流路的冷却面附近流动的压缩空气被更新，冷却面的冷却性能进一步提高。

而且，上述冷却面距上述圆角部的外表面的距离可以形成为与从上述叶片主体的外表面到上述主流路的内表面的距离大致相同。

这样一来，由于距冷却面的圆角部的外表面的距离形成为与从叶片主体的外表面到主流路的内表面的距离大致相同，因此能够在叶片主体与圆角部之间均匀地进行冷却。

而且，上述冷却面可以沿着上述翼型中心线延伸。

这样一来，由于冷却面沿着翼型中心线延伸，因此能够在沿着翼型中心线的大范围内均匀且充分地对圆角部进行冷却。

而且，本发明的旋转机械具备上述的叶片部件。

这样一来，由于具备上述的叶片部件，因此能够提高叶片部件的冷却效果，提供一种可靠性高的旋转机械。

发明效果

根据本发明的叶片部件，能够在圆角部均匀且充分地进行冷却。

而且，根据本发明的旋转机械，能够提高可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的燃气轮机GT的概略结构的半剖视图。

图2是本发明的第一实施方式的涡轮T的要部放大剖视图，是图1的要部I的放大图。

图3是本发明的第一实施方式的涡轮动叶片3的沿着翼型中心线Q剖切而形成的剖视图，是图4中的II-II线剖视图。

图4是本发明的第一实施方式的涡轮动叶片3的与叶片宽度方向交叉的翼型剖视图，是图3中的III-III线剖视图。

图5是本发明的第一实施方式的动叶片3的要部放大剖视图，是图3的要部IV的放大图。

图6是本发明的第一实施方式的冷却流路50的与翼型中心线Q交叉的剖视图，是图5的V-V线剖视图。

图7是本发明的第一实施方式的冷却流路50的与翼型中心线Q交叉的剖视图，是图5的VI-VI线剖视图。

图8是本发明的第二实施方式的涡轮静叶片2的沿着翼型中心线剖切而形成的剖视图。

图9表示本发明的第三实施方式的涡轮动叶片3的沿着翼型中心线Q剖切而形成的剖视图。

图10是图9的要部放大图（图9的要部VII的放大图）。

图11是本发明的第三实施方式的冷却流路的剖视图，是图10的VIII―VIII线剖视图。

图12是本发明的第三实施方式的冷却流路的剖视图，是图11的IX―IX线剖视图。

图13是现有涡轮动叶片的纵向剖视图。

图14是图13中的X-X线剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

（第一实施方式）

图1是表示本发明的第一实施方式的燃气轮机（旋转机械）GT的概略结构的半剖视图。如图1所示，燃气轮机GT具备：压缩机C，生成压缩空气（冷却介质）c；多个燃烧器B，向从压缩机C供给的压缩空气c供给燃料而生成燃烧气体g；及涡轮（旋转机械）T，通过从燃烧器B供给的燃烧气体g而获得旋转动力。

在燃气轮机GT中，压缩机C的转子R_C与涡轮T的转子R_T在各自的轴端连接而在涡轮轴P上延伸。

另外，在以下的说明中，将转子R_T的延伸方向称为涡轮轴向，将转子R_T的圆周方向称为涡轮周向，将转子R_T的半径方向称为涡轮径向。

图2是涡轮T的要部放大剖视图，是图1的要部I的放大图。

如图2所示，涡轮T具备在涡轮壳体1内沿着涡轮轴向交替地配设有四级的涡轮静叶片2及涡轮动叶片（叶片部件）3。各级的涡轮静叶片2沿着涡轮周向隔开间隔而构成环状的静叶片列，分别固定在涡轮壳体1侧，并朝向转子R_T侧延伸。

同样地，各级的涡轮动叶片3沿着涡轮周向隔开间隔而构成环状的动叶片列，固定在转子R_T的转子盘4A～4D，并朝向涡轮壳体1侧延伸。

如图2所示，转子R_T具备沿着涡轮轴向重合而从整体观察为轴状的转子盘4A～4D。这些转子盘4A～4D将第一级～第四级的涡轮动叶片3A～3D固定在各自的外周。另外，在以下的说明中，关于附图标记3A～3D、4A～4D、7A～7D，在单独地指代特定部件时，在附图标记之后标注大写字母，在指代非特定部件时，省略大写字母。

在这些转子盘4A～4D中的沿着涡轮轴向相邻的两个转子盘之间形成有沿着涡轮周向延伸的歧管5。另外，在第一级的转子盘4A的上游侧，中心轴朝向涡轮轴向的密封盘6与转子盘4A连接，在该密封盘6与转子盘4A之间形成有歧管5。

这些歧管5经由在转子盘4A～4C及密封盘6分别穿孔的连接孔5a而连续地连接，从压缩机C抽出的压缩空气c从密封盘6侧向各歧管5依次流入。

而且，在转子盘4A～4D形成有径向孔7A～7D，这些径向孔7A～7D将压缩空气c从各自的上游侧的歧管5引导至形成于各涡轮动叶片3A～3D的内部的冷却流路50（参照图3）。这些径向孔7A～7D分别在转子盘4A～4D上沿着涡轮周向隔开间隔地形成有多个。

图3是涡轮动叶片3的沿着翼型中心线Q剖切而形成的剖视图（图4中的II-II线剖视图），图4是涡轮动叶片3的与叶片宽度方向交叉的翼型剖视图（图3中的III-III线剖视图）。

如图3所示，涡轮动叶片3中，叶片主体10、平台（端壁）20、叶片根部30从叶片主体10的叶片宽度方向的另一侧向一侧按照上述的顺序连续地构成。

叶片主体10如图3所示，使叶片宽度方向朝向涡轮径向，并如图2所示，从形成于转子盘4（4A～4D）侧的基端（端部）14（图3所示）延伸至位于涡轮壳体1侧的前端15。

而且，叶片主体10如图4所示，使叶片厚度方向朝向涡轮周向，在与叶片宽度方向交叉的翼型截面上，前缘11形成为带有圆角，后缘12形成为尖锐状。而且，如图4所示，在叶片主体10上，背面13a呈凸状地形成于叶片表面13的涡轮周向的一侧，腹面13b呈凹状地形成于涡轮周向的另一侧。

如图3所示，平台20相对于叶片主体10的基端14而在涡轮轴向一侧连续地形成，并以与叶片宽度方向交叉的方式延伸。

该平台20和叶片主体10的基端14由圆角部40平滑地连接。该圆角部40沿着基端14的翼型截面轮廓形成为圆周状，沿着叶片宽度方向剖切而形成的截面轮廓为四分之一圆弧状（参照图6及图7）。

如图3所示，叶片根部30相对于平台20而在涡轮径向一侧（涡轮轴P侧）连续地形成，形成为例如圣诞树形状、三角形形状。该叶片根部30与形成于转子盘4的外周的未图示的叶片根槽嵌合，而被限制在转子盘4的外周部（参照图2）。

在由上述结构所构成的涡轮动叶片3的内部形成有冷却流路50。

如图3及图4所示，冷却流路50具备从前缘11朝向后缘12依次配置的前缘侧流路51、蛇形流路52、53。

前缘侧流路51在比蛇形流路52、53靠前缘11的一侧从叶片根部30沿着叶片宽度方向延伸至叶片主体10的前端15。该前缘侧流路51的上游端连接在与径向孔7（参照图2）连通的导入流路51i。而且，前缘侧流路51与分别贯通前缘11的叶片表面13和前缘侧流路51的流路壁面的多个冷却孔51h连通。

前缘侧流路51通过从径向孔7流动至叶片主体10的前端15的压缩空气c而对前缘11进行冷却，使压缩空气c从冷却孔51h流出而对前缘11进行气膜（showerhead film）冷却。

蛇形流路52如图3及图4所示，以位于翼型中心线Q上的方式在前缘侧流路51与蛇形流路53之间形成为曲折状（参照图3），分别沿着叶片宽度方向延伸的三条主流路52a～52c由形成为U字形的折回流路52d、52e连接。

三条主流路52a～52c分别从叶片主体10的前端15延伸至叶片主体10的基端14，并按照上述的顺序从后缘12侧朝向前缘11侧并排设置。并且，主流路52a的外周端与主流路52b的外周端由折回流路52d连接，主流路52b的内周端与主流路52c的内周端由折回流路52e连接。而且，主流路52a的上游端连接在与径向孔7（参照图2）连通的导入流路52i。而且，主流路52c与分别贯通叶片表面13和主流路52c的流路内壁的多个冷却孔52h连通。

在蛇形流路52中，压缩空气c在从导入流路52i向主流路52a流入之后，通过该主流路52a，在折回流路52d旋转180°而向主流路52b流入，通过主流路52b，在折回流路52e旋转180°而向主流路52c流入。在该过程中，在主流路52c内流动的压缩空气c的一部分如图4所示，从冷却孔52h倾斜地流出，对叶片表面13进行气膜冷却。

蛇形流路53如图3及图4所示，以位于翼型中心线Q上的方式在后缘12侧形成为曲折状（参照图3），分别沿着叶片宽度方向延伸的三条主流路53a～53c由形成为U字形的折回流路53d、53e连接。

三条主流路53a～53c分别从叶片主体10的前端15延伸至叶片主体10的基端14，按照上述的顺序从前缘11侧朝向后缘12侧并排设置。并且，主流路53a的外周端与主流路53b的外周端由折回流路53d连接，主流路53b的内周端与主流路53c的内周端由折回流路53e连接。而且，主流路53a的上游端连接在与径向孔7连通的导入流路53i、53j。而且，主流路53c如图4所示，与分别贯通叶片表面13和主流路53c的多个冷却孔53h连通。

在蛇形流路53中，压缩空气c从导入流路53i、53j向主流路53a流入之后，通过该主流路53a，在折回流路53d旋转180°而向主流路53b流入，通过主流路53b，在折回流路53e旋转180°而向主流路53c流入。在该过程中，在主流路53c内流动的压缩空气c的一部分从冷却孔53h向表面流出而进行气膜冷却，其余的压缩空气c在从后缘12流出时进行后缘端部的扰流柱（pin-fin）冷却。

另外，压缩空气c在蛇形流路53中从导入流路53i、53j经过主流路53a、53b、53c、折回流路53d、53e最终排出到燃烧气体中，但在流路内在折回流路53d、53e处折回流动的过程中，由于压力损失而使压力逐渐下降。

如上所述概略构成的涡轮动叶片3中，上述的折回流路52e、53e在涡轮径向上跨及叶片主体10的基端14、圆角部40、平台20而形成。该折回流路52e、53e在与翼型中心线Q交叉的截面上沿着圆角部40形成。

另外，折回流路52e、53e为同样的结构，因此在以下的说明中，对折回流路53e进行说明，而省略折回流路52e的说明。

图5是图3的要部放大图（图3的要部IV的放大图），图6是图5的V-V线剖视图，图7是图5的VI-VI线剖视图。

如图6及图7所示，折回流路53e在与翼型中心线Q正交的截面（以下，简称为翼型中心线Q的交叉截面）上，与主流路53b及主流路53c相比，叶片厚度方向尺寸L形成得较大（L₁>L₂）。而且，折回流路53e如图6所示形成为，在翼型中心线Q的交叉截面上其叶片宽度方向尺寸比叶片厚度方向尺寸L1短的扁平状。

如图5所示，在折回流路53e的流路内壁面（内表面）的叶片厚度方向两侧形成有沿着圆角部40的外表面40a形成的冷却面55。

冷却面55沿着翼型中心线Q延伸，并且如图6及图7所示，在交叉截面上沿着形成为四分之一圆弧状的圆角部40的外表面40a而形成为圆弧状。更具体而言，冷却面55如图7所示，在翼型中心线Q的交叉截面上，在将主流路53b与主流路53c分隔的分隔壁54的前后的位置，沿着圆角部40具有四分之一圆弧状的截面轮廓，且在包含分隔壁54的位置（中间部53e1），如图6所示，沿着圆角部40具有小圆弧状的截面轮廓。

如图6及图7所示，优选使形成折回流路53e的流路宽度（L₁）的流路内壁60扩宽至大致圆角部40的外缘40b附近。以翼型中心线Q为中心而使流路宽度（L₁）朝向叶片厚度方向的两侧扩宽至圆角部40的外缘40b附近，由此使冷却面55沿着圆角部40在叶片厚度方向上扩张。另外，圆角部40的外缘40b是指圆角部40与平台20的表面之间的边界线。

而且，在将涡轮动叶片3的外表面的法线方向上的、该涡轮动叶片3的外表面与冷却流路50的流路内壁面的距离定义为叶片壁壁厚d时，冷却面55与圆角部40之间的叶片壁壁厚d₁在各部位大致均匀地形成。

而且，冷却面55与圆角部40之间的叶片壁壁厚d₁形成为与主流路53b及主流路53c的叶片壁壁厚d₂大致相同。

而且，在折回流路53e的流路内壁面的叶片根部30侧形成有突出部56，该突出部56在叶片厚度方向中央侧向流路内壁面的法线方向突出。如图6所示，突出部56在翼型中心线Q的各交叉截面上为梯形形状。如图5所示，该突出部56在折回流路53e中，在突出量随着从主流路53b侧向中间部53e1靠近而递增之后，突出量随着从中间部53e1向主流路53c靠近而递减。

该突出部56除了具有以下说明的压缩空气c的引导功能之外，还具有折回流路53e的流路截面的调整功能。在本实施方式中，通过如上述那样使折回流路53e的流路宽度（L₁）沿着叶片厚度方向扩宽，压缩空气c在折回流路53e的中央流动，中间部53e1的流路内壁60附近是为了避免产生流动的停滞以确保流路截面的均匀流动而设置的。

接下来，说明由上述结构的燃气轮机GT中的涡轮动叶片3的作用。

如上述那样，当压缩空气c经由导入流路53i、53j而向蛇形流路53流入时，通过主流路53a，在折回流路53d旋转180°而向主流路53b流入，通过主流路53b，在折回流路53e旋转180°而向主流路53c流入。

在通过折回流路53e的压缩空气c中，由于在冷却面55上叶片壁壁厚d₁大致均匀地形成，因此在圆角部40的各部位均匀地吸收热量。

即，如图5所示，在翼型中心线Q的延伸方向上均匀地对圆角部40的各部位进行冷却。而且，在翼型中心线Q的各交叉截面上（参照图6及图7），由于使流路宽度（L₁）扩宽至圆角部40的外缘附近，因此可在圆角部40的整个叶片宽度方向及叶片厚度方向上均匀地对各部位进行冷却。

而且，由于突出部56越靠近中间部53e1则突出量越大，因此在折回流路53e中已到达突出部56的上游端的压缩空气c立即被引导至叶片厚度方向的两侧。在折回流路53e中，被引导至叶片厚度方向的两侧的压缩空气c主要经由冷却面55从圆角部40吸收热量而进行冷却。

而且，通过调整突出部56的突出量，能够改善折回流路53e的流路截面的压缩空气c的不均匀流动。

如以上说明那样，根据燃气轮机GT中的涡轮动叶片3，折回流路53e在翼型中心线Q的交叉截面上沿着圆角部40形成，因此从折回流路53e到圆角部40的外表面40a的叶片壁壁厚d变得均匀。由此，能够抑制产生叶片壁壁厚d增大的部位这一情况，从而可均匀且充分地对圆角部40进行冷却。因此，能够抑制在涡轮动叶片3产生的氧化减薄、疲劳。另外，也能够在折回流路52e中获得同样的效果。

而且，由于具有冷却面55，因此能够更充分地对与该冷却面55背向的圆角部40进行冷却。

而且，由于具有突出部56，因此压缩空气c被引导至叶片厚度方向两侧。由此，能够充分地对位于折回流路53e的叶片厚度方向两侧的圆角部40进行冷却。

而且，冷却面55距圆角部40的外表面40a的距离形成为与从主流路53b、53c的流路内壁面到叶片主体10的外表面的距离大致相同，因此能够在叶片主体10与圆角部40之间均匀地进行冷却。

而且，由于冷却面55沿着翼型中心线Q延伸，因此能够在沿着翼型中心线Q而形成的大范围内均匀且充分地对圆角部40进行冷却。

而且，由于具备上述的涡轮动叶片3，因此能够提高涡轮动叶片3的冷却效果，并提高可靠性。

（第二实施方式）

以下，使用附图，说明本发明的第二实施方式。另外，在以下的说明及该说明所使用的附图中，对与已说明的结构要素同样的结构要素，标注同一附图标记，省略重复的说明。

图8是本实施方式的涡轮静叶片2的沿着翼型中心线剖切而形成的剖视图。

上述的第一实施方式中，本发明适用于涡轮动叶片3，相对于此，在本实施方式中，本发明适用于涡轮T的涡轮静叶片2（参照图2）。

如图8所示，涡轮静叶片2在叶片主体2a的基端（涡轮径向外侧、端部）58接合有外侧罩（端壁）2b，在叶片主体2a的前端（涡轮径向内侧、端部）59接合有内侧罩（端壁）2c。

叶片主体2a的基端58与外侧罩2b由圆角部41平滑地连接，叶片主体2a的前端59与内侧罩2c由圆角部42平滑地连接。

在该涡轮静叶片2的内部形成有蛇形流路（冷却流路）57。

蛇形流路57以位于图4所示的翼型中心线Q上的方式，如图8所示在前缘11与后缘12之间形成为曲折状，分别沿着叶片宽度方向延伸的五条主流路57a～57c、57f、57g由形成为U字形的折回流路57d（57dA、57dB）、57e（57eA、57eB）连接。

五条主流路57a～57c、57f、57g分别从叶片主体2a的基端58侧延伸至叶片主体2a的前端59侧，并按照上述的顺序从前缘11侧朝向后缘12侧并排设置。并且，主流路57a的内周端与主流路57b的内周端由折回流路57eA连接，主流路57b的外周端与主流路57c的外周端由折回流路57dA连接。而且，主流路57c的内周端与主流路57f的内周端由折回流路57eB连接，主流路57f的外周端与主流路57g的外周端由折回流路57dB连接。

而且，主流路57a的上游端与供给压缩空气c的叶片环输送孔70连通，主流路57g与后缘12的冷却孔53m连通，在对后缘端部进行了对流冷却之后，将压缩空气c排出到燃烧气体中。

上述的折回流路57d（57dA、57dB）、57e（57eA、57eB）以在与叶片主体2a的翼型中心线交叉的截面上沿着圆角部41、42的方式形成。

更具体而言，在各自的折回流路57d（57dA、57dB）、57e（57eA、57eB）中，沿着圆角部41、42的外表面形成有冷却面55。而且，在折回流路57d中形成有突出部57d1，该突出部57d1在叶片厚度方向中央侧向流路内壁面的法线方向突出，在折回流路57e中形成有突出部57e1，该突出部57e1在叶片厚度方向中央侧向流路内壁面的法线方向突出。

根据本实施方式，除了能够获得上述第一实施方式的主要效果之外，还能够充分地对涡轮静叶片2的圆角部41、42进行冷却。

另外，在上述的实施方式中示出的动作步骤或各结构部件的各形状、组合等是一例，能够在不脱离本发明主旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。

例如，在上述的第一实施方式中，在翼型中心线Q的交叉截面上将冷却面55形成为圆弧状的截面轮廓而沿着圆角部40的外表面，但也可以形成为沿着圆角部40的外表面的切线方向倾斜地延伸的直线状的截面轮廓而沿着圆角部40的外表面。在第二实施方式中也同样。

而且，在上述的第一实施方式中，本发明适用于折回流路52e、53e，但本发明也可以仅适用于任一方。而且，也可以形成多个与折回流路52e、53e同样的折回流路，并将本发明适用于其中的至少一个。在第二实施方式中也同样。

（第三实施方式）

以下，使用附图，说明本发明的第三实施方式。另外，在以下的说明及该说明所使用的附图中，对与已说明的结构要素同样的结构要素，标注同一附图标记，省略重复的说明。

本实施方式是在上述的蛇形流路的折回部设置冷却孔的实施例，能够适用于第一及第二实施方式双方。图9是在与第一实施方式的图3同样的涡轮动叶片的叶片剖视图中示出了在各个折回部入口的压缩空气c的流动方向的上游侧的分隔壁设有冷却孔的例子的图。图10是图9的要部放大图（图9的要部VII的放大图）。图11是表示在图10的折回流路53e周围的前缘方向上观察到的截面VIII―VIII的图，图12是表示图11的折回流路53e周围的截面IX―IX的图。以下，通过图9至图12，以蛇形流路53的折回流路53e为例，说明本实施方式。

图9及图10示出了如下例子：在蛇形流路53的基端14附近，在对主流路53a与53b之间进行分隔的分隔壁54设置冷却孔53k，该冷却孔53k朝向折回流路53e的底面倾斜地配置。

而且，如图11所示，由折回流路53e的叶片厚度方向的两侧的流路内壁60形成的流路截面，在叶片宽度方向的剖视图中，流路宽度（L1）扩宽至圆角部40的外缘40b附近，为了朝扩宽的两侧的流路内壁60吹出压缩空气c，而在主流路53b的背侧及腹侧附近配置有两个冷却孔53k。一个冷却孔53k与蛇形流路53的上游侧的主流路53a的上游侧流路连通，另一个冷却孔53k向下游侧的主流路53b开口。

如图12所示，折回流路53e的流路为具备扩张部61的形状，该扩张部61从主流路53b及53c的流路向叶片厚度方向的背侧及腹侧膨胀。在各自的背侧及腹侧所设置的冷却孔53k相对于翼型中心线Q保持倾斜，而使压缩空气c朝向吹向流路内壁60的方向。

如上述那样，由于在蛇形流路中流动的压缩空气c在流路内流动的过程中产生的压力损失，因此压缩空气c的压力下降。若以蛇形流路53为例进行说明，则从导入流路53i、53j向主流路53流入的低温的压缩空气c从基端侧14朝向前端15流动，在折回部53d旋转180°而折回，进而朝向基端14流下而到达折回部53e，在此期间由于流路内的压力损失而压力下降。即，在主流路53a的上游侧基端14和主流路53b的下游侧的折回流路53e的入口附近，由于压力损失而产生一定的压力差，因此由于冷却孔53k的入口侧与出口侧的压力差，在主流路53a中流动的压缩空气c的一部分流过冷却孔53k而向折回流路53e吹出。

根据本实施方式，压缩空气c可能停滞于在折回流路53e的流路截面上向叶片厚度方向膨胀的扩张部61，但通过设置本实施方式的冷却孔53k，压缩空气c的一部分朝向折回流路53e的流路内壁60而向斜下方向（径向的内侧方向）吹出，因此滞留于扩张部61的停滞了的压缩空气向下游侧被清除，在折回流路53e的冷却面55附近流动的压缩空气流被更新，冷却面55的冷却性能提高。

同样地，也可以在蛇形流路52的折回流路52e中，在主流路52a与52b之间的分隔壁54设置冷却孔52k，适用与折回流路53e同样的结构。

而且，本发明适用于上述的涡轮T的涡轮动叶片3及涡轮T的涡轮静叶片2，但也可以将本发明适用于各种旋转机械的动叶片及静叶片（例如压缩机C的动叶片及静叶片（参照图1））。

工业实用性

本发明涉及一种叶片部件，具备：叶片主体；端壁，设于上述叶片主体的叶片宽度方向上的端部，并以与上述叶片宽度方向交叉的方式延伸；圆角部，将上述叶片主体的端部与上述端壁平滑地连接；及冷却流路，使冷却介质在上述叶片主体和上述端壁的内部流通，并且沿着上述叶片宽度方向延伸的两条主流路由形成于上述端壁侧的折回流路以弯折的方式连接，上述叶片部件中，上述折回流路以在上述叶片主体的与翼型中心线交叉的截面上沿着上述圆角部的方式形成，并且上述折回流路的叶片厚度方向的宽度形成得比上述主流路的叶片厚度方向的流路宽度大。根据本发明，能够在圆角部均匀且充分地进行冷却。

附图标记说明

2…涡轮静叶片（叶片部件）

2a…叶片主体

2b…外侧罩（端壁）

2c…内侧罩（端壁）

3（3A～3D）…涡轮动叶片（叶片部件）

10…叶片主体

14…基端（端部）

20…平台（端壁）

40…圆角部

41…圆角部

42…圆角部

40a…外表面

50…冷却流路

52b、52c…主流路

52e…折回流路

52k、53k冷却孔

53b、53c…主流路

53e…折回流路

55…冷却面

56…突出部

57…蛇形流路（冷却流路）

57a～57c、57f、57g…主流路

57d（57dA、57dB）、57e（57eA、57eB）…折回流路

58…基端（端部）

59…前端（端部）

60流路内壁

61扩张部

C…压缩机（旋转机械）

GT…燃气轮机（旋转机械）

Q…翼型中心线

T…涡轮（旋转机械）

c…压缩空气（冷却介质）

Claims (7)

1.一种叶片部件，具备：

叶片主体；

端壁，设于所述叶片主体的叶片宽度方向上的端部，并以与所述叶片宽度方向交叉的方式延伸；

圆角部，将所述叶片主体的端部与所述端壁平滑地连接；

冷却流路，使冷却介质在所述叶片主体和所述端壁的内部流通，并且，沿着所述叶片宽度方向延伸的两条主流路由形成于所述端壁侧的折回流路以弯折的方式连接，

所述折回流路的叶片厚度方向的宽度形成得比所述主流路的叶片厚度方向的流路宽度大，并且，所述折回流路具有使流路内壁向所述叶片厚度方向的背侧及腹侧膨胀而扩宽的扩张部。

2.根据权利要求1所述的叶片部件，其中，

所述折回流路在其内表面具有沿着所述圆角部的外表面形成的冷却面。

3.根据权利要求1所述的叶片部件，其中，

所述折回流路具有突出部，所述突出部形成于所述叶片主体的叶片厚度方向的中央侧，并将所述冷却介质的流动方向引导至所述叶片厚度方向两侧。

4.根据权利要求1所述的叶片部件，其中，

所述折回流路具备冷却孔，所述冷却孔配置在所述折回流路与位于所述折回流路的上游侧的所述主流路中的与所述折回流路相邻的上游侧流路之间的分隔壁的背侧附近及腹侧附近，且配置成朝着所述流路内壁而朝向径向内侧。

5.根据权利要求2所述的叶片部件，其中，

所述冷却面的距所述圆角部的外表面的距离形成为与从所述叶片主体的外表面到所述主流路的内表面的距离大致相同。

6.根据权利要求1所述的叶片部件，其中，

所述折回流路的所述流路内壁朝着所述叶片厚度方向而扩宽至所述圆角部的外缘附近。

7.一种旋转机械，具备权利要求1所述的叶片部件。