CN108884718A - 汽轮机动叶片、汽轮机及汽轮机动叶片的制造方法 - Google Patents

汽轮机动叶片、汽轮机及汽轮机动叶片的制造方法 Download PDF

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Abstract

汽轮机动叶片具备：突出部(7)，设置在形成有前缘部(61a)的叶片主体(61)的所述叶片高度方向的顶端部分，以从负压面(612)朝向前缘部侧(61a)的方式突出；及过渡区域密封构件，设置成覆盖突出部(7)的基端侧的面的至少一部分及突出部(7)与负压面(612)之间的连接部分中的朝向前缘部(61a)侧的前缘侧过渡区域，且由硬度比叶片主体(61)高的材料形成。所述过渡区域密封构件具有：前侧密封部(81)，表面与叶片主体(61)的表面对齐；及基端侧密封部(82)，与前侧密封部(81)一体地形成，表面比所述基端侧的面突出。

Description

汽轮机动叶片、汽轮机及汽轮机动叶片的制造方法
技术领域
本发明涉及汽轮机动叶片、汽轮机及汽轮机动叶片的制造方法。
本申请基于在2016年4月14日提出申请的日本特愿2016-080994号及在2016年10月28日提出申请的日本特愿2016-212034号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
汽轮机使用于机械驱动用等，具有被支承为能够旋转的转子和覆盖转子的壳体。汽轮机通过向转子供给作为工作流体的蒸汽而被旋转驱动。汽轮机在转子设有动叶片，在覆盖转子的壳体设有静叶片。动叶片和静叶片在汽轮机的蒸汽流路交替地配置有多级。通过使蒸汽流到蒸汽流路而利用静叶片对蒸汽的流动进行整流，经由动叶片来驱动转子旋转。
在这样的汽轮机中，在蒸汽流路中流动的蒸汽中产生水滴(泄水)。包含该水滴的蒸汽在蒸汽流路中流动，当水滴与以高速旋转的动叶片发生碰撞时，会产生侵蚀叶片表面的冲蚀。
因此，在冲蚀容易产生的动叶片的前缘部设置用于防止冲蚀的保护构件。例如，专利文献1记载了具有由钨铬钴合金板构成的冲蚀屏蔽件作为保护构件的动叶片。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-87712号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，近年来，伴随着汽轮机的大型化，动叶片的高大化不断发展。另一方面，为了动叶片的轻量化而动叶片的顶端部分的壁厚减薄。在这样的动叶片中，为了调整与在周向上相邻的其他的动叶片的间隔而有时在动叶片设有在顶端部分从叶片面沿周向突出的构造。
在高大化的动叶片中，与水滴碰撞的速度随着朝向顶端而升高。因此，在高大化且顶端部分的壁厚变薄的动叶片中，该顶端部分的冲蚀产生的减薄的影响比其他的部分大。特别是在由于以壁厚较薄的状态设置突出部而顶端部分成为复杂的形状的动叶片中，该影响进一步变大。对于这样的动叶片，存在特别想要抑制顶端部分处的冲蚀的影响的愿望。
本发明提供一种能够抑制形成有突出部的顶端部分处的冲蚀的影响的汽轮机动叶片、汽轮机及汽轮机动叶片的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明的第一方式的汽轮机动叶片具备：叶片主体，具有沿叶片高度方向延伸的压力面及负压面，通过所述压力面和所述负压面形成有沿所述叶片高度方向延伸的前缘部；突出部，设置在所述叶片主体的所述叶片高度方向的顶端部分，以从所述负压面朝向所述前缘部侧的方式突出；及过渡区域密封构件，设置成覆盖所述突出部的朝向基端侧的基端侧的面的至少一部分以及所述突出部与所述负压面之间的连接部分中的朝向所述前缘部侧的前缘侧过渡区域，且由硬度比所述叶片主体高的材料形成，所述基端侧在所述叶片高度方向上位于与顶端相反的一侧，在所述前缘侧过渡区域形成有从所述负压面凹陷的第一凹部，所述过渡区域密封构件具有：前侧密封部，以表面与所述叶片主体的表面对齐的方式配置在所述第一凹部内；及基端侧密封部，与所述前侧密封部一体地形成，以表面比所述基端侧的面突出的方式配置在所述基端侧的面上。
根据这样的结构，以基端侧密封部的表面比基端侧的面突出的方式，将基端侧密封部以载置于基端侧的面上的状态配置。因此，在基端侧的面中，不需要形成用于配置过渡区域密封构件的凹部。因此，能够抑制对于以与负压面较大地不同的角度延伸的基端侧的面进行加工的成本、时间。由此，通过抑制成本而制造的过渡区域密封构件，能够抑制形成有突出部的顶端部分处的冲蚀的影响。而且，不需要在突出部的基端侧的面上形成用于配置过渡区域密封构件的凹部，因此在与相邻的叶片接触而受力的突出部的强度确保上有利。此外，即使对于未配置冲蚀屏蔽件的类型的叶片，也能够通过仅形成与前侧密封部对应的凹部来配置冲蚀屏蔽件，能够简便地实现对于未装配冲蚀屏蔽件的现有的叶片的冲蚀耐性提高。
在本发明的第二方式的汽轮机动叶片中，根据第一方式，可以是，所述过渡区域密封构件将所述突出部的朝向前缘侧的前缘侧的面与所述基端侧的面相连接的交界线从所述交界线与所述负压面之间的连接点起覆盖至规定的长度为止，在将所述交界线的从所述连接点至所述突出部的顶端部为止的长度设为L时，所述规定的长度是从所述连接点起0.9L以下的长度。
根据这样的结构，通过局部性地未覆盖交界线的顶端而不需要对应于突出部的顶端部的狭窄区域而形成高精度的过渡区域密封构件。而且，通过从连接点覆盖交界线，能够可靠地保护容易产生冲蚀的部分。由此，能够抑制冲蚀的影响，并抑制过渡区域密封构件的制造成本。
在本发明的第三方式的汽轮机动叶片中，根据第一或第二方式，可以是，所述汽轮机动叶片具备前缘部密封构件，该前缘部密封构件设置成覆盖所述前缘部，且由硬度比所述叶片主体高的材料形成，所述叶片主体在所述前缘部具有从表面凹陷的第二凹部，所述前缘部密封构件以表面与所述叶片主体的表面对齐的方式配置在所述第二凹部内。
根据这样的结构，能够抑制前缘部处的冲蚀的产生。而且，在前缘部处，前缘部密封构件未从叶片主体的表面突出，由此能抑制流路内的蒸汽的流动受到阻碍的情况。
在本发明的第四方式的汽轮机动叶片中，根据第三方式，可以是，所述过渡区域密封构件与所述前缘部密封构件一体地形成，所述第一凹部与所述第二凹部以相同深度相连地形成。
根据这样的结构，能够将过渡区域密封构件和前缘部密封构件以少的工序接合于叶片主体。而且，通过第一凹部与第二凹部为相同深度，能够将过渡区域密封构件和前缘部密封构件形成为相同厚度的板材。因此，由此，能够抑制过渡区域密封构件及前缘部密封构件的制造成本。
本发明的第五方式的汽轮机具备：转子，具有第一～第四方式中的任一方式的汽轮机动叶片；壳体，覆盖所述转子。
根据这样的结构，能够抑制汽轮机动叶片处的冲蚀的影响，能够实现汽轮机动叶片的长寿命化。
本发明的第六方式的汽轮机动叶片的制造方法包括以下工序：叶片主体形成工序，一体地形成叶片主体与突出部，所述叶片主体具有沿叶片高度方向延伸的压力面及负压面，并通过所述压力面和所述负压面形成有沿所述叶片高度方向延伸的前缘部，所述突出部设置在所述叶片主体的所述叶片高度方向的顶端部分，并以从所述负压面朝向所述前缘部侧的方式突出；密封构件形成工序，通过金属注射成型来形成过渡区域密封构件，该过渡区域密封构件呈覆盖所述突出部的朝向基端侧的基端侧的面的至少一部分以及所述突出部与所述负压面之间的连接部分中的朝向所述前缘部侧的前缘侧过渡区域的形状，且由硬度比所述叶片主体高的材料形成，所述基端侧在所述叶片高度方向上位于与顶端相反的一侧；及接合工序，将所述过渡区域密封构件与所述基端侧的面的至少一部分及所述前缘侧过渡区域接合，在所述叶片主体形成工序中，在所述前缘侧过渡区域形成从所述负压面凹陷的第一凹部，所述过渡区域密封构件具有：前侧密封部，能够以表面与所述叶片主体的表面对齐的方式配置在所述第一凹部内；及基端侧密封部，与所述前侧密封部一体地形成，能够以表面比所述基端侧的面突出的方式配置在所述基端侧的面上。
在本发明的第七方式的汽轮机动叶片的制造方法中，根据第六方式，可以是，在所述接合工序中，将所述过渡区域密封构件钎焊于所述叶片主体及所述突出部。
发明效果
根据本发明，能够抑制形成有突出部的顶端部分处的冲蚀的影响。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的汽轮机的结构的示意图。
图2是本发明的实施方式的汽轮机动叶片的侧视图。
图3是从径向的内侧示出本发明的实施方式的汽轮机动叶片的顶端部分的立体图。
图4是从径向的外侧示出本发明的实施方式的汽轮机动叶片的顶端部分的立体图。
图5是从径向的内侧观察本发明的实施方式的汽轮机动叶片的顶端部分的主要部分放大图。
图6是从前缘部侧观察本发明的实施方式的汽轮机动叶片的顶端部分的主要部分放大图。
图7是表示本发明的实施方式的汽轮机动叶片的制造方法的立体图。
图8是从径向的内侧示出本发明的变形例的汽轮机动叶片的顶端部分的立体图。
图9是从径向的外侧示出本发明的变形例的汽轮机动叶片的顶端部分的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
汽轮机100是将蒸汽S的能量作为旋转动力的旋转机械。如图1所示，本实施方式的汽轮机100具备壳体1、静叶片2、转子3、轴承部4。
此外，以下，将转子3的轴线Ac延伸的方向称为轴向Da，将相对于轴线Ac的周向简称为周向Dc，将相对于轴线Ac的径向简称为径向Dr。而且，将轴向Da的一侧称为上游侧，将轴向Da的另一侧称为下游侧。
壳体1的内部的空间被气密地密封，并且在内部形成有蒸汽S的流路。壳体1从径向Dr的外侧覆盖转子3。在壳体1的上游侧部分形成有向壳体1内引导蒸汽S的蒸汽入口11。在壳体1的下游侧部分形成有将通过了壳体1内的蒸汽S向外部排出的蒸汽出口12。
静叶片2沿转子3的周向Dc排列而在壳体1的朝向内侧的面上设置多个。静叶片2相对于转子3在径向Dr上隔开间隔地配置。静叶片2与后述的动叶片6在轴向Da上隔开间隔地配置。
转子3以轴线Ac为中心旋转。转子3具有转子主体5和动叶片(汽轮机动叶片)6。
转子主体5以贯通壳体1的方式沿轴向Da延伸。转子主体5的设有动叶片6的中间部分收容于壳体1的内部。转子主体5的两端部向壳体1的外部突出。转子主体5的两端部被轴承部4支承为能够旋转。
轴承部4将转子3支承为能够绕轴线Ac旋转。轴承部4具备在转子主体5的两端部分别设置的轴颈轴承41和在转子主体5的一端侧设置的推力轴承42。
动叶片6沿转子主体5的周向Dc并列配置多个。多个动叶片6呈环状而配置在转子主体5的外周面。动叶片6接受沿转子3的轴向Da流动的蒸汽S而使转子主体5绕轴线Ac旋转。如图2所示，本实施方式的动叶片6具有叶片主体61、平台62、叶片根部63、突出部7及密封构件10。
叶片主体61沿径向Dr延伸。在本实施方式的动叶片6中，将叶片主体61延伸的方向称为叶片高度方向Dh。即，本实施方式的叶片高度方向Dh是径向Dr。叶片主体61呈叶片形。叶片主体61以随着从叶片高度方向Dh的基端朝向叶片高度方向Dh的顶端而轴向Da的长度变短且周向Dc的壁厚变薄的方式形成。即，叶片主体61以随着从在叶片高度方向Dh上位于与顶端相反的一侧的基端朝向顶端而变细的方式形成。本实施方式的叶片主体61的叶片高度方向Dh的顶端是叶片主体61的叶片高度方向Dh的一个端部。叶片主体61具有沿叶片高度方向Dh延伸的压力面611及负压面612作为朝向周向Dc的表面。负压面612是呈凸状而朝向下游侧的面。压力面611是呈凹状而朝向上游侧的面。叶片主体61通过上述压力面611和负压面612形成沿叶片高度方向Dh延伸的前缘部61a及后缘部61b。
此外，本实施方式的叶片主体61的叶片高度方向Dh的基端侧为径向Dr的内侧。而且，叶片主体61的叶片高度方向Dh的顶端侧为径向Dr的外侧。即，叶片主体61的基端相对于叶片主体61的顶端而言是叶片高度方向Dh的相反侧。
前缘部61a是叶片主体61的上游侧的端部。在与叶片高度方向Dh正交的截面中，前缘部61a是将压力面611与负压面612连接的部分。
后缘部61b是叶片主体61的下游侧的端部。在与叶片高度方向Dh正交的截面中，后缘部61b是相对于前缘部61a而在轴向Da的相反侧将压力面611与负压面612连接的部分。
平台62设置在叶片主体61的叶片高度方向Dh的基端部分。即，平台62设置在叶片主体61的径向Dr的内侧。此外，本实施方式的叶片主体61的叶片高度方向Dh的基端是叶片主体61的叶片高度方向Dh的另一个端部。平台62是连接于叶片主体61的叶片高度方向Dh的基端部分且沿着具有与叶片高度方向Dh垂直的分量的方向扩展的板状的构件。
叶片根部63从平台62向叶片主体61的叶片高度方向Dh的相反侧延伸。叶片根部63设置在平台62的径向Dr的内侧。叶片根部63嵌入于转子主体5。
突出部7设置在叶片主体61的叶片高度方向Dh的顶端部分。突出部7从负压面612朝向前缘部61a侧突出。突出部7不是在叶片主体61的叶片高度方向Dh的顶端设置的端板，而是从负压面612局部性地突出。即，突出部7并不是设置在叶片主体61的顶端部分的整个区域，而是形成叶片主体61的顶端部分的一部分。如图3及图4所示，突出部7形成在从前缘部61a离开的位置。在从叶片高度方向Dh观察时，突出部7以随着从负压面612离开并朝向前缘部61a侧而逐渐变细的方式形成。本实施方式的突出部7在前缘侧过渡区域TA形成有朝向后缘部61b侧凹陷的槽部70。突出部7形成于如下位置：相对于叶片主体61的从前缘部61a至后缘部61b为止的长度即叶片弦长度Y，突出部7的前缘部61a侧的根部的位置距前缘部61a为0.15Y以下。此外，突出部7的根部的位置更优选是距前缘部61a为0.1Y以下的位置。突出部7的根部的位置是从顶端侧观察时将后述的第三面73延长的情况下与负压面612汇合的位置。
在此，前缘侧过渡区域TA是指突出部7与负压面612之间的连接部分中的不是朝向后缘部61b侧而是朝向前缘部61a侧的区域。本实施方式的前缘侧过渡区域TA是槽部70和与槽部70连续的负压面612的一部分。因此，从叶片高度方向Dh观察时，突出部7与负压面612之间的连接部分由于槽部70而以前缘部61a侧缺失的方式凹陷。
另外，在本实施方式中，将突出部7与负压面612之间的连接部分中的朝向叶片高度方向Dh上顶端的相反侧即基端侧的区域称为基端侧过渡区域TB。即，基端侧过渡区域TB是突出部7与负压面612连接的区域之中在叶片高度方向Dh的基端侧形成的区域。基端侧过渡区域TB相对于突出部7而形成在叶片高度方向Dh的平台62侧(径向Dr的内侧)。本实施方式的基端侧过渡区域TB由突出部7的朝向平台62侧的面的一部分和负压面612的一部分形成。
另外，在本实施方式中，将基端侧过渡区域TB中的与前缘侧过渡区域TA连接的区域称为交叉区域TC。交叉区域TC是基端侧过渡区域TB中的在前缘部61a侧形成的区域。交叉区域TC是在突出部7中与叶片高度方向Dh的基端侧且前缘部61a侧的负压面612连接的区域。交叉区域TC面向槽部70的径向Dr的内侧。
在突出部7形成有朝向平台62侧的第一面(基端侧的面)71、朝向第一面71的相反侧的第二面72、朝向上游侧的第三面(前缘侧的面)73、将负压面612与第三面73连结的第四面74、朝向下游侧的第五面75及将第一面71与负压面612连接的连接面76。
第一面71朝向基端侧。第一面71朝向径向Dr的内侧。第一面71是沿着具有与叶片高度方向Dh垂直的分量的方向扩展的平面。即，第一面71沿着具有与负压面612垂直的分量的方向扩展。本实施方式的第一面71呈三角形形状。
第二面72朝向径向Dr的外侧。第二面72是沿着具有与叶片高度方向Dh垂直的分量的方向扩展的平面。第二面72与第一面71平行地形成。第二面72形成作为与叶片主体61的叶片高度方向Dh的顶端面为同一面。本实施方式的第二面72呈与第一面71相同大小的三角形形状。
第三面73朝向前缘部61a侧。第三面73与第一面71及第二面72垂直地连接。第三面73是沿着具有相对于轴向Da的上游侧而倾斜的分量的方向及叶片高度方向Dh扩展的平面。本实施方式的第三面73呈矩形形状。
第四面74朝向前缘部61a侧。第四面74是形成槽部70的面。第四面74是从前缘部61a侧朝向后缘部61b侧凹陷的凹状的曲面。第四面74将负压面612与第三面73连结。第四面74与第一面71及第二面72垂直地连接。第四面74与负压面612的一部分一起构成前缘侧过渡区域TA。本实施方式的第四面74与负压面612的一部分、第一面71的一部分及连接面76一起构成交叉区域TC。
第五面75朝向后缘部61b侧而与负压面612相连。第五面75与第一面71及第二面72垂直地连接。第五面75相对于第三面73成锐角地连接。第五面75是沿着具有相对于轴向Da的下游侧而倾斜的分量的方向及叶片高度方向Dh扩展的平面。本实施方式的第五面75呈矩形形状。
连接面76是将叶片主体61与突出部7连接的曲面。连接面76将负压面612与第一面71的大致垂直地配置的面彼此平滑地连接。连接面76具有与负压面612和第一面71连续的曲面。在连接面76中，相对于负压面612而曲面的曲率半径不连续地变化。即，即使假设负压面612由复杂的三维曲面形成的情况下，连接面76也使曲率半径从负压面612的端部起较大地变化地与第一面71的表面连接。连接面76与负压面612的一部分及第一面71的一部分一起构成基端侧过渡区域TB。
在前缘侧过渡区域TA形成有从负压面612、第三面73及第四面74凹陷的第一凹部613。第一凹部613遍及整个区域而以相同深度凹陷。
叶片主体61在前缘部61a具有从表面凹陷的第二凹部614。第二凹部614遍及整个区域而以相同深度凹陷。本实施方式的第二凹部614与第一凹部613成为一体而形成凹陷部615。因此，第一凹部613与第二凹部614以相同深度相连地形成。凹陷部615以与密封构件10的厚度大致相同的深度从负压面612及突出部7凹陷。
密封构件10以覆盖第一面71的至少一部分、前缘侧过渡区域TA、前缘部61a的方式设置。密封构件10从基端侧过渡区域TB经由前缘侧过渡区域TA直至前缘部61a以相同厚度形成。密封构件10由硬度比叶片主体61高的材料形成。密封构件10通过对钨铬钴合金进行金属注射成型而利用成型来形成。密封构件10使用银焊料通过钎焊而固定于叶片主体61的凹陷部615。即，凹陷部615对应于密封构件10的形状，以与密封构件10的厚度大致相同的深度从负压面612凹陷。密封构件10具有第一密封构件(过渡区域密封构件)8和第二密封构件(前缘部密封构件)9。在密封构件10中，第一密封构件8与第二密封构件9一体地相连地形成。
第一密封构件8以覆盖第一面71的至少一部分、前缘侧过渡区域TA的方式设置。本实施方式的第一密封构件8覆盖第四面74的整个区域，并覆盖与第四面74连接的负压面612的一部分、与第四面74连接的第一面71的一部分、与第四面74连接的第三面73的一部分及连接面76的一部分。第一密封构件8覆盖突出部7的第三面73与第一面71相连接的交界线M1。如图5所示，第一密封构件8将交界线M1从交界线M1与负压面612之间的连接点P1覆盖至规定的长度为止。
在此，在作为平面的第一面71与第三面73直接连接的情况下，交界线M1实际上是面彼此连接的边。另一方面，在第一面71与第三面73经由曲面连接的情况下，交界线M1是将第一面71和第三面73分别延长时形成的假想线。而且，在第一面71及第三面73的一方或两方为曲面的情况下，从径向的内侧观察时，交界线M1是第一面71与第三面73交叉的棱线。
另外，在将从连接点P1至突出部7的顶端部的交界线M1的长度设为L时，规定的长度是从连接点起0.9L以下的长度。
本实施方式的第一密封构件8具有前侧密封部81和基端侧密封部82。在第一密封构件8中，前侧密封部81与基端侧密封部82一体地形成。
前侧密封部81能够以表面与叶片主体61的表面对齐的方式配置在第一凹部613内。前侧密封部81仅覆盖前缘侧过渡区域TA及交叉区域TC。本实施方式的前侧密封部81覆盖第四面74的整个区域，并覆盖与第四面74连接的负压面612的一部分、与第四面74连接的第三面73的一部分及连接面76的一部分。因此，在这些区域中，前侧密封部81的表面形成与负压面612或突出部7的面成为相同位置(对齐)地连续的面。
如图6所示，基端侧密封部82能够以表面比第一面71突出的方式配置在第一面71上。基端侧密封部82以与前侧密封部81连续的方式一体地形成。基端侧密封部82仅覆盖与第四面74连接的第一面71的一部分。本实施方式的基端侧密封部82在第一面71之中未覆盖前缘部61a侧的顶端部分，在与连接面76连接的区域之中未覆盖后缘部61b侧。基端侧密封部82以在第一面71上无间隙地载置的方式形成。因此，在第一面71上的基端侧密封部82的端部相对于第一面71形成高低差。基端侧密封部82以固定的厚度形成。
如图3及图4所示，第二密封构件9以覆盖前缘部61a的方式设置。本实施方式的第二密封构件9以从前缘部61a中的叶片高度方向Dh的顶端覆盖规定的区域的方式设置于前缘部61a的一部分。在此，规定的区域可列举例如前缘部61a中的附着的水滴的量多的部分。第二密封构件9是沿着负压面612和压力面611弯曲的板状的构件。第二密封构件9配置在第二凹部614内。第二密封构件9以表面成为与压力面611及负压面612相同位置(对齐)的方式形成。第二密封构件9以与第一密封构件8相同的厚度形成。
接下来，关于以上说明的动叶片6(汽轮机动叶片)的制造方法，按照图7所示的流程图进行说明。
本实施方式的动叶片的制造方法S100包括叶片主体形成工序S1、密封构件形成工序S2、接合工序S3。
在动叶片的制造方法S100中，首先，实施叶片主体形成工序S1。在叶片主体形成工序S1中，一体地形成动叶片6的叶片主体61和突出部7。在叶片主体形成工序S1中，通过例如铸造而一体地形成叶片主体61和突出部7。在本实施方式的叶片主体形成工序S1中，通过奥氏体系的不锈钢进行铸造。叶片主体形成工序S1在前缘侧过渡区域TA形成从负压面612、第三面73及第四面74凹陷的第一凹部613。而且，叶片主体形成工序S1在前缘部61a形成从压力面611及负压面612凹陷的第二凹部614。在本实施方式的叶片主体形成工序S1中，以避免密封构件10从叶片主体61的表面突出的方式在叶片主体61形成凹陷部615作为与密封构件10的形状对应的第一凹部613及第二凹部614。
此外，在叶片主体形成工序S1中，可以在形成包含叶片主体61和突出部7的中间品之后，通过机械加工设置槽部70，由此形成叶片主体61和突出部7。
在动叶片的制造方法S100中，接下来，实施密封构件形成工序S2。在本实施方式的密封构件形成工序S2中，将第一密封构件8及第二密封构件9形成作为一体的密封构件10。密封构件形成工序S2通过金属注射成型(MIM：Metal Injection Mold)来形成密封构件10。在密封构件形成工序S2中，以使前侧密封部81、基端侧密封部82、第二密封构件9成为一体的方式形成密封构件10。
在动叶片的制造方法S100中，接下里，实施接合工序S3。在接合工序S3中，将密封构件10接合于叶片主体61。接合工序S3将密封构件10接合于第一面71的至少一部分及前缘侧过渡区域TA。在接合工序S3中，以避免密封构件10从叶片主体61的表面突出的方式在凹陷部615接合密封构件10。此时，密封构件10以第二密封构件9及前侧密封部81的表面与负压面612或突出部7的面成为相同位置的方式无间隙地接合于凹陷部615。而且，密封构件10以基端侧密封部82的表面从第一面71突出的方式，将基端侧密封部82以无间隙地接触的状态接合在第一面71上。在接合工序S3中，使用银焊料通过钎焊将密封构件10固定于叶片主体61及突出部7。
此外，在本实施方式中，将具备叶片主体61、突出部7、凹陷部615且安装密封构件10之前的状态的动叶片称为叶片体。
在上述那样的汽轮机100中，动叶片6配置在蒸汽S从轴向Da的上游侧朝向下游侧流通的流路内。在该蒸汽S中，伴随着压力下降而产生水滴(泄水)。由此，蒸汽S以包含水滴的状态在流路内流通。
该水滴的直径随着穿过了动叶片6之后的排气压力的升高而增大。而且，水滴的产生量随着流路内的蒸汽S的湿度的升高而增多。因此，特别是在最下游侧的最终级附近，具有容易产生冲蚀的粒径的水滴容易产生。具体而言，在最终级附近，100μm～200μm左右的粒径的水滴增多。此外，特别是在最终级中到达突出部7的水滴也是140μm～150μm左右的粒径的水滴增多。
由于动叶片6在流路内以高速旋转而受到离心力的影响的水滴在通过了上游侧相邻的静叶片2之后，从轴向Da的上游侧朝向下游侧并从径向Dr的内侧朝向外侧流动。其结果是，在动叶片6的顶端的突出部7，水滴与蒸汽S一起碰撞而产生冲蚀。
特别是在由于叶片主体61的叶片高度方向Dh的长度变长而高大化的动叶片6中，与水滴发生碰撞的速度随着朝向顶端部分而升高。由此，顶端部分的由冲蚀产生的减薄的影响比其他的部分大。并且，在如本实施方式那样在叶片主体61的顶端部分设置突出部7的情况下，叶片主体61与突出部7之间的连接部分中的朝向基端侧的基端侧过渡区域TB处的由冲蚀产生的减薄的影响变大。
然而，根据通过上述那样的动叶片的制造方法S100制造的动叶片6，通过第一密封构件8能够覆盖基端侧过渡区域TB。通过第一密封构件8由比叶片主体61硬的材料形成，能够提高耐冲蚀性。由此，即使从径向Dr的内侧(叶片高度方向Dh的基端侧)向外侧(顶端侧)流动的水滴与基端侧过渡区域TB发生碰撞，也能够抑制基端侧过渡区域TB处的冲蚀。其结果是，在与突出部7之间的连接部分处，能够避免由冲蚀产生的减薄发展而突出部7从叶片主体61脱落的事态。因此，例如，在设计上，即使为了降低由于叶片主体61的叶片高度方向Dh的长度变长而增大的突出部7的离心力来将突出部7减薄，叶片主体61与突出部7之间的连接部分的强度弱的情况下，也能够抑制突出部7从叶片主体61的脱落。由此，对于设有突出部7的动叶片6，能够抑制顶端部分处的冲蚀的影响。
另外，以基端侧密封部82的表面比第一面71突出的方式将基端侧密封部82以载置于第一面71上的状态配置。因此，在第一面71中，不需要形成用于将第一密封构件8配置于内部的凹部。因此，能够抑制对于以与负压面612较大不同的角度延伸的第一面71进行加工的成本、时间。由此，通过抑制成本而制造的第一密封构件8，能够抑制形成有突出部7的顶端部分处的冲蚀的影响。
另外，不需要在突出部7的第一面71形成用于配置第一密封构件8的凹部，因此在与相邻的其他的叶片接触而受力的突出部7的强度确保上有利。此外，即使对于未配置冲蚀屏蔽件的类型的叶片，也能够通过仅形成与前侧密封部81对应的凹部来配置冲蚀屏蔽件。因此，能够简便地实现对于未装配冲蚀屏蔽件的现有的叶片的冲蚀耐性提高。
另外，通过局部性地未覆盖交界线M1的顶端而不需要形成与突出部7的顶端部的狭窄区域对应的第一密封构件8。而且，通过从连接点P1覆盖交界线M1，能够可靠地保护容易产生冲蚀的部分。由此，能够抑制冲蚀的影响，并抑制具有第一密封构件8的密封构件10的制造成本。
另外，第二密封构件9从前缘部61a中的叶片高度方向Dh的顶端部分覆盖规定的区域。因此，能够提高前缘部61a中的特别是与水滴碰撞的叶片高度方向Dh的顶端部分附近的耐冲蚀性，能够抑制冲蚀。而且，在前缘部61a中，第二密封构件9未从压力面611或负压面612突出，由此能抑制流路内的蒸汽的流动受到阻碍的情况。由此，不会阻碍蒸汽的流动而能够抑制前缘部61a的冲蚀的影响。
另外，根据上述那样的汽轮机100，能够抑制动叶片6处的冲蚀，能够实现动叶片6的长寿命化。因此，能够减少对动叶片6进行保养的频度，使汽轮机100高效地运转。而且，能够实现动叶片6的突出部7的形状的苗条化，能够实现动叶片6的高大化。
接下来，参照图8及图9，说明动叶片的变形例。
在变形例中，对于与实施方式同样的结构要素标注同一标号而省略详细的说明。该变形例的动叶片关于过渡区域密封构件与前缘部密封构件成为不同构件的结构而与实施方式不同。
变形例的动叶片6A如图8及图9所示，第一密封构件8A与第二密封构件9A形成为不同构件。第一密封构件8A与第二密封构件9A分离配置。此时，第一凹部613A与第二凹部614A分离配置。第一密封构件8A配置在第一凹部613A内。第二密封构件9A配置在第二凹部614A内。即使设为这样的结构，也能够低成本地形成覆盖突出部7的第一密封构件8A。
以上，参照附图而详述了本发明的实施方式，但是各实施方式中的各结构及它们的组合等为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换及其他的变更。而且，本发明不受实施方式的限定，仅受权利要求书的限定。
此外，可以仅对例如沿轴向Da并列的多个动叶片中的构成下游侧的动叶片列的动叶片采用具有突出部7的动叶片6、6A。
另外，在本实施方式中，第一密封构件8或密封构件10将前缘侧过渡区域TA以覆盖第四面74及与第四面74连续的负压面612的一部分的方式设置，但是没有限定于此。例如，第一密封构件8可以不覆盖与第四面74连续的负压面612的一部分，使前缘侧过渡区域TA成为仅覆盖第四面74的形状。而且，第一密封构件8或密封构件10可以使前缘侧过渡区域TA成为覆盖至与第四面74连续的第三面73的形状。
另外，第二密封构件9或密封构件10没有限定为仅设置于前缘部61a的一部分的情况，可以遍及前缘部61a的叶片高度方向Dh的整个区域地设置。
另外，本实施方式的突出部7具有槽部70，但是没有限定为这样的形状。例如，突出部7可以不具有槽部70而第三面73与负压面612直接连接。在这样的形状的情况下，前缘侧过渡区域TA成为例如第三面73及与第三面73连续的负压面612的一部分。而且，交叉区域TC成为例如以第一面71、第三面73及与第三面73连续的负压面612的一部分交叉的点为中心的区域。
另外，在密封构件形成工序S2中，可以通过精密铸造或机械加工来形成第一密封构件8或第二密封构件9。
产业利用性
根据上述的汽轮机动叶片、汽轮机、及汽轮机动叶片的制造方法，能够抑制形成有突出部的顶端部分处的冲蚀的影响。
标号说明
100 汽轮机
S 蒸汽
Ac 轴线
Da 轴向
Dc 周向
Dr 径向
1 壳体
11 蒸汽入口
12 蒸汽出口
2 静叶片
3 转子
5 转子主体
6、6A 动叶片
Dh 叶片高度方向
61 叶片主体
611 压力面
612 负压面
613、613A 第一凹部
614、614A 第二凹部
615 凹陷部
61a 前缘部
61b 后缘部
62 平台
63 叶片根部
7 突出部
70 槽部
71 第一面
72 第二面
73 第三面
74 第四面
75 第五面
76 连接面
TA 前缘侧过渡区域
TB 基端侧过渡区域
TC 交叉区域
8、8A 第一密封构件
81 前侧密封部
82 基端侧密封部
9、9A 第二密封构件
10 密封构件
4 轴承部
41 轴颈轴承
42 推力轴承
S100 动叶片的制造方法
S1 叶片主体形成工序
S2 密封构件形成工序
S3 接合工序

Claims (7)

1.一种汽轮机动叶片，具备：
叶片主体，具有沿叶片高度方向延伸的压力面及负压面，通过所述压力面和所述负压面形成有沿所述叶片高度方向延伸的前缘部；
突出部，设置在所述叶片主体的所述叶片高度方向的顶端部分，以从所述负压面朝向所述前缘部侧的方式突出；及
过渡区域密封构件，设置成覆盖所述突出部的朝向基端侧的基端侧的面的至少一部分以及所述突出部与所述负压面之间的连接部分中的朝向所述前缘部侧的前缘侧过渡区域，且由硬度比所述叶片主体高的材料形成，所述基端侧在所述叶片高度方向上位于与顶端相反的一侧，
在所述前缘侧过渡区域形成有从所述负压面凹陷的第一凹部，
所述过渡区域密封构件具有：
前侧密封部，以表面与所述叶片主体的表面对齐的方式配置在所述第一凹部内；及
基端侧密封部，与所述前侧密封部一体地形成，以表面比所述基端侧的面突出的方式配置在所述基端侧的面上。
2.根据权利要求1所述的汽轮机动叶片，其中，
所述过渡区域密封构件将所述突出部的朝向前缘侧的前缘侧的面与所述基端侧的面相连接的交界线从所述交界线与所述负压面之间的连接点起覆盖至规定的长度为止，
在将所述交界线的从所述连接点至所述突出部的顶端部为止的长度设为L时，所述规定的长度是从所述连接点起0.9L以下的长度。
3.根据权利要求1或2所述的汽轮机动叶片，其中，
所述汽轮机动叶片具备前缘部密封构件，该前缘部密封构件设置成覆盖所述前缘部，且由硬度比所述叶片主体高的材料形成，
所述叶片主体在所述前缘部具有从表面凹陷的第二凹部，
所述前缘部密封构件以表面与所述叶片主体的表面对齐的方式配置在所述第二凹部内。
4.根据权利要求3所述的汽轮机动叶片，其中，
所述过渡区域密封构件与所述前缘部密封构件一体地形成，
所述第一凹部与所述第二凹部以相同深度相连地形成。
5.一种汽轮机，具备：
转子，具有权利要求1～4中任一项所述的汽轮机动叶片；及
壳体，覆盖所述转子。
6.一种汽轮机动叶片的制造方法，包括以下工序：
叶片主体形成工序，一体地形成叶片主体与突出部，所述叶片主体具有沿叶片高度方向延伸的压力面及负压面，并通过所述压力面和所述负压面形成有沿所述叶片高度方向延伸的前缘部，所述突出部设置在所述叶片主体的所述叶片高度方向的顶端部分，并以从所述负压面朝向所述前缘部侧的方式突出；
密封构件形成工序，通过金属注射成型来形成过渡区域密封构件，该过渡区域密封构件呈覆盖所述突出部的朝向基端侧的基端侧的面的至少一部分以及所述突出部与所述负压面之间的连接部分中的朝向所述前缘部侧的前缘侧过渡区域的形状，且由硬度比所述叶片主体高的材料形成，所述基端侧在所述叶片高度方向上位于与顶端相反的一侧；及
接合工序，将所述过渡区域密封构件与所述基端侧的面的至少一部分及所述前缘侧过渡区域接合，
在所述叶片主体形成工序中，在所述前缘侧过渡区域形成从所述负压面凹陷的第一凹部，
所述过渡区域密封构件具有：
前侧密封部，能够以表面与所述叶片主体的表面对齐的方式配置在所述第一凹部内；及
基端侧密封部，与所述前侧密封部一体地形成，能够以表面比所述基端侧的面突出的方式配置在所述基端侧的面上。
7.根据权利要求6所述的汽轮机动叶片的制造方法，其中，
在所述接合工序中，将所述过渡区域密封构件钎焊于所述叶片主体及所述突出部。
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