CN110945212A - 汽轮机叶片、汽轮机、以及汽轮机叶片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种汽轮机叶片,所述汽轮机叶片具备:叶片主体(7),具有沿叶片高度方向延伸的叶面(70)。叶片主体(7)具有:第一吸入口(74),沿所述叶片高度方向延伸,在叶面(70)开口;第一排水流路(75),在内部沿所述叶片高度方向延伸;第一连通路径(76),在内部沿所述叶片高度方向相互分离,且以相互独立的状态使第一吸入口(74)与第一排水流路(75)连通。

Description

汽轮机叶片、汽轮机、以及汽轮机叶片的制造方法
技术领域
本发明涉及一种汽轮机叶片、汽轮机、以及汽轮机叶片的制造方法。
本申请基于2017年9月5日在日本申请的日本特愿2017-170124号和日本特愿2017-170123号主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
汽轮机具有:转子,能用于机械驱动用等,被支承为可旋转;以及壳体,覆盖转子。汽轮机通过对转子供给作为工作流体的蒸汽来旋转驱动。在汽轮机中,在转子设有动叶,在覆盖转子的壳体设有静叶。汽轮机的蒸汽流路构成为,在多段交替配设有动叶和静叶。使蒸汽在蒸汽流路中流动,从而通过静叶将蒸汽的流动整流,并经由动叶使转子旋转驱动。
在汽轮机中,随着接近其最终段,压力变得非常低。因此,流通的蒸汽不久达到饱和蒸汽压,成为含有液化的微小的水滴(水滴核)的湿蒸汽状态。该微小的水滴(排水)的大部分与蒸汽一同穿过叶片列间,但有一部分通过惯性附着于叶面,从而在叶面上形成液膜。液膜移动到叶片的后缘后,再次成为飞溅在蒸汽流中的粗大的水滴。已知该粗大的水滴与动叶以较大的相对速度进行碰撞,从而在动叶片表面产生腐蚀。
与此相对,对于降低排水的影响而言,去除附着于叶面的排水自身是最有效果的。专利文献1记载了一种在静叶的后缘端设有回收附着于叶面的液滴的构造,所述静叶是将叶背侧的金属板与叶腹侧的金属板塑性加工形成的中空叶状的静叶。具体而言,在专利文献1所记载的静叶形成有:狭缝,沿叶片高度方向延伸;以及第二狭缝,在该狭缝的主流流动方向上游侧沿叶片高度方向设置多个。该狭缝和第二狭缝与叶体内部的中空部连通。经由该狭缝和第二狭缝,将附着于叶面的排水回收至叶体内部。
专利文献2记载了一种在腹侧的叶片表面形成有腹侧狭缝,在背侧的叶片表面形成有背侧狭缝的静叶。在该静叶中,在静叶的内部形成有从内侧护罩贯通到外侧护罩的二个独立的中空空洞。腹侧狭缝和背侧狭缝分别与其他中空空洞连通。由此,会抑制回收的排水向叶片表面再次流出,提高排水的回收效率。
在专利文献2所记载的静叶中,需要在内部形成二个独立的中空空洞。在静叶自身通过铸造形成的情况下,中空空洞为使用型芯等与叶面同时成型,或为使用钻头等在后续加工中形成。在通过从板材切削来形成静叶的情况下,为使用钻头等在后续加工中形成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5919123号公报
专利文献2:日本特开平11-336503号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外,在专利文献1所记载的静叶中,多个狭缝和多个第二狭缝与叶体内部的中空部会通过一条连通路径连接。就是说,狭缝彼此经由连通路径在内部相连。其结果是,由于产生于叶面的周围的叶片高度方向的压力差的原因,存在以下可能性:从配置于压力高的部分的狭缝吸入的排水在连通路径内向叶片高度方向移动,从配置于压力低的部分的其他狭缝再次流出。因此,难以高效地去除附着于叶面的排水。
本发明提供一种可以高效地去除附着于叶面的排水的汽轮机叶片、汽轮机、以及汽轮机叶片的制造方法。
技术方案
本发明的第一方案的汽轮机叶片具备:叶片主体,具有沿叶片高度方向延伸的叶面,所述叶片主体具有:第一吸入口,沿所述叶片高度方向延伸并在所述叶面开口;第一排水流路,在内部沿所述叶片高度方向延伸;以及多个第一连通路径,在内部沿所述叶片高度方向相互远离,且以相互独立的状态使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通。
根据像这样的构成,即使在第一吸入口所延伸的叶片高度方向在叶面的周围产生压力差,也能抑制第一连通路径内的排水根据压力差沿叶片高度方向移动。其结果是,会抑制从位于压力高的部分的第一吸入口向第一连通路径一度引入的排水从位于压力低的部分的第一吸入口再次向外部流出。因此,能够抑制从第一吸入口一度回收的排水向外部流出。
此外,在本发明的第二方案的汽轮机叶片中,可以是在第一方案中所述第一吸入口形成于所述叶面中的凹面状的腹侧面。
根据像这样的构成,能够回收附着于腹侧面的排水。
此外,在本发明的第三方案的汽轮机叶片中,可以是在第一方案中所述第一吸入口形成于所述叶面中的,与凹面状的腹侧面和凸面状的背侧面连接的后缘部侧的端部。
根据像这样的构成,能够将附着于背侧面、腹侧面并向后缘部侧流出的排水在最下游侧的端部回收。其结果是,能够将更多的排水从第一吸入口回收。因此,能够高效地回收附着于叶面的排水。
此外,在本发明的第四方案的汽轮机叶片中,可以是在第一至第三方案中的任一个中所述第一吸入口形成于所述叶片高度方向的所述叶面的上半部分区域。
根据像这样的构成,能够使附着于叶面的叶片高度方向的上半部分区域的排水流入第一吸入口。因此,能够高精度地回收附着于叶面的上半部分区域并向后缘部侧流动的排水。
此外,在本发明的第五方案的汽轮机叶片中,可以是在第一至第四方案中的任一个中所述叶片主体具有:第二排水流路,在内部沿所述叶片高度方向延伸,形成于比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧;第二吸入口,在凸面状的背侧面开口;第二连通路径,使所述第二吸入口与所述第二排水流路连通;以及分隔部,将所述第二排水流路与所述第一排水流路分隔为在所述叶片主体的内部相互独立。
根据像这样的构成,通过第一排水流路与第二排水流路在分隔部相互独立,能够防止第一吸入口与第二吸入口在叶片主体的内部连通。由此,能够防止经由第一吸入口回收的排水穿过叶片主体的内部,从形成于压力低的背侧面的第二吸入口流出。
此外,在本发明的第六方案的汽轮机叶片中,可以是在第五方案中所述叶片主体具有:背侧板材,形成凸面状的背侧面作为所述叶面;腹侧板材,形成凹面状的腹侧面作为所述叶面;以及多个接合部,将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,所述接合部中的一个形成所述分隔部。
根据像这样的构成,即使是难以实施加工的形状的叶片主体,也能够通过将二片板材在事先加工的基础上以形成分隔部的方式接合,使在叶片主体的内部沿叶片高度方向延伸的二个空间以独立的状态来容易地形成。因此,能够抑制由叶片主体的形状导致的加工难度的影响,形成第一排水流路和第二排水流路。
此外,在本发明的第七方案的汽轮机叶片中,可以是在第六的方案中所述第一排水流路通过分别形成于背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面的第一排水流路形成面来形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧板材中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧,所述第一排水流路形成面通过从所述背侧板材内侧面和所述腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷来形成。
根据像这样的构成,通过以从背侧板材和腹侧板材中的至少一方凹陷的方式形成第一排水流路形成面,能够不加厚背侧板材和腹侧板材的板厚,将第一排水流路形成得更大。
此外,在本发明的第八方案的汽轮机叶片中,可以是在第六或第七方案中所述第一连通路通过分别形成于背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面的第一连通路径形成面来形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧板材中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧,所述第一连通路径形成面通过从所述背侧板材内侧面和所述腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷来形成。
根据像这样的构成,第一连通路径形成面能够仅通过对平板状的背侧板材或腹侧板材的表面进行加工来形成。因此,第一连通路径形成面的加工变得容易。此外,通过第一连通路径形成面在背侧板材与腹侧板材之间形成有第一连通路径。因此,能够容易地在叶片主体的内部形成第一连通路径。
此外,在本发明的第九方案的汽轮机叶片中,可以是在第六至第八方案中的任一个中所述第一吸入口由第一吸入口背侧形成面以及所述腹侧板材的后缘部侧的端面形成,所述第一吸入口背侧形成面在所述背侧板材中从位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧的背侧板材内侧面凹陷。
此外,在本发明的第十方案的汽轮机中,所述汽轮机具备:转子轴,以轴线为中心进行旋转;以及第一至第九方案中的任一个的汽轮机叶片,配置为围绕所述转子轴。
根据像这样的构成,能够在汽轮机叶片中高效地回收排水,能够使汽轮机高效地运转。
此外,本发明的第十一方案为一种汽轮机叶片的制造方法,所述汽轮机叶片具备:第一吸入口,在具有沿叶片高度方向延伸的叶面的叶片主体的所述叶面沿所述叶片高度方向延伸并开口;第一排水流路,在所述叶片主体的内部沿所述叶片高度方向延伸;以及多个第一连通路径,在所述叶片主体的内部沿所述叶片高度方向相互远离,且以相互独立的状态使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通,所述汽轮机叶片的制造方法包括:准备工序,准备可以形成凸面状的背侧面作为所述叶面的平板状的背侧板材以及可以形成凹面状的腹侧面作为所述叶面的平板状的腹侧板材;加工工序,对所述背侧板材和所述腹侧板材进行加工;以及接合工序,以使所述第一排水流路和所述第一连通路径形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间的方式将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,在所述加工工序中,在所述背侧板材和所述腹侧板材中的至少一方形成第一吸入口形成面,所述第一吸入口形成面形成所述第一吸入口,在所述背侧板材和所述腹侧板材这两方都形成第一排水流路形成面和第一连通路径形成面,其中,所述第一排水流路形成面形成所述第一排水流路,所述第一连通路径形成面形成所述第一连通路径,在所述背侧板材形成所述背侧面,在所述腹侧板材形成所述腹侧面。
根据像这样的构成,通过事先对平板状的背侧板材、腹侧板材实施加工,能够不受到叶片主体的最终的形状的影响地加工。因此,第一吸入口形成面、第一排水流路形成面以及第一连通路径形成面能够仅通过对平板状的背侧板材、腹侧板材进行加工来形成。其结果是,第一吸入口形成面、第一排水流路形成面以及第一连通路径形成面的加工变得容易。此外,通过第一吸入口形成面、第一排水流路形成面以及第一连通路径形成面形成第一吸入口、第一排水流路以及第一连通路径。因此,即使像叶片主体较薄的情况、叶面由复杂的三维曲面来形成的情况这样,叶片主体采用难以实施加工的形状,也能够抑制由叶片主体的最终的形状导致的加工难度的影响,容易地在叶片主体的内部形成第一吸入口、第一排水流路以及第一连通路径。
此外,在本发明的第十二方案的汽轮机叶片的制造方法中,可以是在第十一方案中所述加工工序包括:去除工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材的一部分切削去除;以及弯曲工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材弯曲,在所述去除工序中,形成所述第一吸入口形成面、所述第一排水流路形成面以及所述第一连通路径形成面,在所述弯曲工序中,形成所述背侧面和所述腹侧面。
根据像这样的构成,不需要为了形成第一吸入口、第一排水流路以及第一连通路径而新准备背侧板材和腹侧板材以外的其他的构件。其结果是,能够削减形成叶片主体的部件个数,能够降低叶片主体的制造成本。
此外,在本发明的第十三方案的汽轮机叶片的制造方法中,可以是在第十二方案中在所述去除工序中,以在所述背侧板材与所述腹侧板材接合时从背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷的方式形成所述第一排水流路形成面,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧面中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧。
根据像这样的构成,通过以从背侧板材和腹侧板材中的至少一方凹陷的方式形成第一排水流路形成面,能够不加厚背侧板材和腹侧板材的板厚,将第一排水流路形成得更大。
此外,在本发明的第十四方案中的汽轮机叶片的制造方法中,可以是在第十二或第十三方案中在所述去除工序中,以在所述背侧板材与所述腹侧板材相接合时从背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷的方式形成所述第一连通路径形成面,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧面中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧。
根据像这样的构成,第一连通路径形成面能够仅通过对平板状的背侧板材或腹侧板材的表面进行加工来形成。因此,第一连通路径形成面的加工变得容易。此外,通过第一连通路径形成面在背侧板材与腹侧板材之间形成有第一连通路径。因此,能够容易地在叶片主体的内部形成第一连通路径。
此外,在本发明的第十五方案的汽轮机叶片的制造方法中,可以是在第十二至第十四中的任一个方案中,在所述去除工序中在将所述背侧板材与所述腹侧板材接合时形成从位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧的背侧板材内侧面凹陷的第一吸入口背侧形成面来作为所述第一吸入口形成面,在所述接合工序中,以在所述第一吸入口背侧形成面与所述腹侧板材的后缘部侧的端面之间形成所述第一吸入口的方式将所述背侧板材与所述腹侧板材接合。
此外,在本发明的第十六方案的汽轮机叶片的制造方法中,可以是在第十二至第十五中的任一个方案中,在所述准备工序中准备所述背侧板材和所述腹侧板材作为一片叶片形成板材,在所述弯曲工序中通过弯曲所述叶片形成板材来形成所述背侧面和所述腹侧面,并且形成所述叶片主体的前缘部。
根据像这样的构成,能够减少部件个数,形成叶片主体。其结果是,能够降低叶片主体的制造成本。
此外,在本发明的第十七方案中的汽轮机叶片的制造方法中,可以是在第十二至第十六中的任一个的方案中,在所述弯曲工序中将所述背侧面和所述腹侧面一同弯曲形成第二排水流路形成面,所述第二排水流路形成面在所述叶片主体的内部沿所述叶片高度方向延伸,形成了形成于比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧的第二排水流路,在所述去除工序中,以使所述背侧面与所述背侧板材的所述第二排水流路形成面连通的方式形成贯通所述背侧板材的第二连通路径。
根据像这样的构成,能够使第二排水流路形成面仅通过弯曲平板状的背侧板材、腹侧板材来形成。其结果是,第二排水流路形成面的加工变得容易。此外,通过第二排水流路形成面形成第二排水流路。因此,即使像叶片主体较薄的情况、叶面由复杂的三维曲面形成的情况这样,叶片主体的最终的形状为难以在内部实施加工的形状,也能够容易地在叶片主体的内部形成第二排水流路。
此外,在本发明的第十八方案的汽轮机叶片的制造方法中,可以是在第十七方案中在所述接合工序中,在所述第二排水流路形成面与所述第一排水流路形成面之间将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,形成将所述第二排水流路与所述第一排水流路分隔为相互独立的状态的分隔部。
根据像这样的构成,即使是难以实施加工的形状的叶片主体,也能够通过将二片板材在事先加工的基础上以形成分隔部的方式接合,使在叶片主体的内部沿叶片高度方向延伸的二个空间以独立的状态容易地形成。因此,能够抑制由叶片主体的形状导致的加工难度的影响,形成第一排水流路和第二排水流路。
此外,本发明的第十九方案中的汽轮机叶片具备:叶片主体,具有沿叶片高度方向延伸的叶面,所述叶片主体具有:背侧板材,形成凸面状的背侧面作为所述叶面;腹侧板材,形成凹面状的腹侧面作为所述叶面;多个接合部,将所述背侧板材与所述腹侧板材接合;第一排水流路,在所述背侧板材与所述腹侧板材之间沿所述叶片高度方向延伸;第二排水流路,在所述背侧板材与所述腹侧板材之间沿所述叶片高度方向延伸,形成于比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧;第一吸入口和第二吸入口,在所述叶面开口;第一连通路径,使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通;第二连通路径,使所述第二吸入口与所述第二排水流路连通;以及分隔部,将所述第二排水流路与所述第一排水流路分隔为在所述叶片主体的内部成为相互独立的状态,所述接合部中的一个形成所述分隔部。
根据像这样的构成,通过使第一排水流路与第二排水流路在分隔部相互独立,能够防止第一吸入口与第二吸入口在叶片主体的内部连通。由此,能够防止经由第一吸入口回收的排水穿过叶片主体的内部,从形成于压力低的背侧面的第二吸入口流出。此外,即使是难以进行加工的形状的叶片主体,也能够通过将二片板材在事先加工的基础上以形成分隔部的方式接合,使在叶片主体的内部沿叶片高度方向延伸的二个空间以独立的状态容易地形成。因此,能够抑制由叶片主体的最终的形状导致的加工难度的影响,形成第一排水流路和第二排水流路。
此外,本发明的第二十方案为一种汽轮机叶片的制造方法,所述汽轮机叶片具有:第一排水流路,在具有沿叶片高度方向延伸的叶面的叶片主体的内部沿所述叶片高度方向延伸;第二排水流路,在所述叶片主体的内部的比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧沿所述叶片高度方向延伸;第一吸入口和第二吸入口,在所述叶面开口;第一连通路径,使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通;以及第二连通路,使所述第二吸入口与所述第二排水流路连通,所述汽轮机叶片的制造方法包括:准备工序,准备可以形成凸面状的背侧面作为所述叶面的背侧板材以及可以形成凹面状的腹侧面作为所述叶面的腹侧板材;加工工序,对所述背侧板材和所述腹侧板材进行加工;以及接合工序,以使所述第一排水流路和所述第一连通路径形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间的方式将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,所述加工工序包括:去除工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材的一部分切削去除;弯曲工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材弯曲,在所述去除工序中,在所述背侧板材和所述腹侧板材这两方形成第一排水流路形成面和第二排水流路形成面,其中,所述第一排水流路形成面形成所述第一排水流路,所述第二排水流路形成面形成所述第二排水流路,在所述弯曲工序中,在所述背侧板材形成所述背侧面,在所述腹侧板材形成所述腹侧面,在所述接合工序中,在所述第二排水流路形成面与所述第一排水流路形成面之间接合所述背侧板材与所述腹侧板材,以形成将所述第二排水流路与所述第一排水流路分隔为相互独立的状态的分隔部。
根据像这样的构成,通过事先对平板状的背侧板材和腹侧板材实施加工,能够不受到叶片主体的最终的形状的影响地加工。因此,第一排水流路形成面和第二排水流路形成面能够仅通过加工平板状的背侧板材和腹侧板材来形成。其结果是,第一排水流路形成面和第二排水流路形成面的加工变得容易。此外,由第一排水流路形成面和第二排水流路形成面形成第一排水流路和第二排水流路。因此,即使像叶片主体较薄的情况、叶面由复杂的三维曲面形成的情况这样,叶片主体的最终的形状为难以在内部实施加工的形状,也能够容易地在叶片主体的内部形成第一排水流路和第二排水流路。而且,为了形成第一排水流路,不需要新准备背侧板材和腹侧板材以外的其他构件。其结果是,能够削减形成叶片主体的部件个数,降低叶片主体的制造成本。
发明效果
根据本发明,能够高效地去除附着于叶面的排水。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的汽轮机的构成的示意图。
图2是表示本发明的实施方式的汽轮机的排水的流通状态的汽轮机的纵剖视图。
图3是在沿本发明的第一实施方式的静叶的叶片高度方向扩展的假想平面的剖视图。
图4是在与本发明的第一实施方式的静叶的叶片主体的叶片高度方向正交的假想平面的剖视图。
图5是说明本发明的第一实施方式的静叶的后缘端部的主要部分立体图。
图6是表示本发明的实施方式的汽轮机叶片的制造方法的流程图。
图7是本发明的第一实施方式的背侧板材的剖视图。
图8是本发明的第一实施方式的腹侧板材的剖视图。
图9是说明本发明的第一实施方式的第一变形例的静叶的后缘端部的主要部分俯视图。
图10是说明本发明的第一实施方式的第二变形例的静叶的后缘端部的主要部分立体图。
图11是在与本发明的第一实施方式的第三变形例的静叶的叶片高度方向正交的假想平面的剖视图。
图12是在与本发明的第一实施方式的第四变形例的静叶的叶片高度方向正交的假想平面的剖视图。
图13是在与本发明的第一实施方式的第五变形例的静叶的叶片高度方向正交的假想平面的剖视图。
图14是在与本发明的第二实施方式的静叶的叶片主体的叶片高度方向正交的假想平面的剖视图。
图15是本发明的第二实施方式的背侧板材的剖视图。
图16是本发明的第二实施方式的腹侧板材的剖视图。
具体实施方式
《第一实施方式》
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
汽轮机100是取出蒸汽S的能量作为旋转动力的旋转机械。本实施方式的汽轮机100是低压汽轮机。如图1所示,汽轮机100具备:壳体1、静叶2、转子3、以及轴承部4。
需要说明的是,以下将转子3的轴线Ac延伸的方向设为轴向Da。此外,将轴线Ac的周向设为周向Dc。此外,将轴线Ac的径向设为径向Dr。此外,将轴向Da的一侧(第一侧)设为上游侧,轴向Da的另一侧(第二侧)设为下游侧。
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穿过壳体1内的蒸汽S向外部排出的蒸汽出口12。
静叶2沿转子3的周向Dc排列,并且多个静叶2设置于朝向壳体1的内侧的面。静叶2相对于转子3沿径向Dr隔开间隔地配置。静叶2与后述的动叶6沿轴向Da隔开间隔地配置。
转子3以轴线Ac为中心进行旋转。转子3具有转子轴5和动叶6。
转子轴5能够以轴线Ac为中心进行旋转。转子轴5以贯通壳体1的方式沿轴向Da延伸。转子轴5的设有动叶6的中间部分被容纳于壳体1的内部。转子轴5的两端部向壳体1的外部突出。转子轴5的两端部由轴承部4支承为可旋转。
轴承部4将转子3支承为可绕轴线Ac旋转。轴承部4具备:轴颈轴承41,分别设于转子轴5的两端部;以及推力轴承42,设于转子轴5的一端侧。
以围绕转子轴5的方式沿周向Dc排列配置有多个动叶6。多个动叶6呈环状配置于转子轴5的外周面。动叶6受沿转子3的轴向Da流动的蒸汽S的作用,使转子轴5绕轴线Ac旋转。
在此,作为本实施方式的汽轮机叶片,例举静叶2为例进行说明。需要说明的是,汽轮机叶片并不限定为静叶2,也可以是动叶6。
如图2所示,静叶2通过排列为环状并相互连结来形成一个静叶环。以围绕转子轴5的方式沿周向Dc配置有多个静叶2。如图2和图3所示,本实施方式的静叶2具有叶片主体7、内侧护罩21以及外侧护罩22。
如图3和图4所示,叶片主体7的剖面呈叶片形状并以叶片高度方向D1为径向Dr进行延伸。叶片主体7具有沿叶片高度方向D1延伸的叶面70。在从叶片高度方向D1观察时,叶片主体7的作为背侧的叶面70的背侧面701形成为凸面状。在从叶片高度方向D1观察时,叶片主体7的作为腹侧的叶面70的腹侧面702形成为凹面状。叶片主体7的连接背侧面701和腹侧面702的叶弦方向D2的前方侧的端部形成有前缘部7a。叶片主体7的连接背侧面701和腹侧面702的叶弦方向D2的后方侧的端部形成有后缘部7b。将叶厚方向D3设为周向Dc,分离地排列有多个叶片主体7。
在此,叶片主体7的叶片高度方向D1是叶片主体7的延伸的方向。此外,叶片主体7的叶弦方向D2是与本实施方式的叶片高度方向D1正交的方向,将其设为与将包括叶片主体7的叶弦的延伸方向的前缘部7a侧的端部与后缘部7b侧的端部连结的假想线平行的方向。将叶片主体7的叶厚方向D3设为与本实施方式的叶片高度方向D1和叶弦方向D2正交的方向。
如图2和图3所示,内侧护罩21将多个叶片主体7在叶片高度方向D1的基端部侧连结。在从轴向Da观察时,本实施方式的内侧护罩21呈圆弧状。内侧护罩21在内部形成后述的用于排出排水的内侧排出流路210。内侧排出流路210通过连接于未图示的冷凝器,成为负压(例如真空)。
外侧护罩22将多个叶片主体7在叶片高度方向D1的顶端部侧连结。因此,外侧护罩22相对于内侧护罩21,隔着叶片主体7配置于叶片高度方向D1的相反侧。在从轴向Da观察时,本实施方式的外侧护罩22呈圆弧状。外侧护罩22在内部形成后述的用于排出排水的外侧排出流路220。外侧排出流路220通过连接于未图示的冷凝器,成为负压(例如真空)。
如图2所示,在静叶2中,由相邻的叶片主体7、内侧护罩21以及外侧护罩22形成供蒸汽S流动的主流路C1。如图1所示,主流路C1是由蒸汽入口11和蒸汽出口12夹着的壳体1的内部的空间。叶片主体7配置于蒸汽S所流通的主流路C1内。内侧护罩21的朝向径向Dr的外侧的面划定环状的主流路C1的径向Dr的内侧的位置。外侧护罩22的朝向径向Dr的内侧的面划定环状的主流路C1的径向Dr的外侧的位置。
此外,如图4所示,本实施方式的叶片主体7具有:背侧板材71、腹侧板材72以及多个接合部73。
背侧板材71形成凸面状的背侧面701作为叶面70。背侧板材71是板状的构件,以在叶片主体7的内部形成空间的方式弯曲。背侧面701是在背侧板材71接合于腹侧板材72时朝向外侧的面。此外,在背侧板材71中,在背侧板材71接合于腹侧板材72时在叶片主体7的内部形成空间的面并且位于比背侧面701靠腹侧板材72侧的面为背侧板材内侧面71a。本实施方式的背侧板材71通过使背侧板材内侧面71a形成后缘部7b的腹侧面702的一部分,形成后缘部7b的端部。
腹侧板材72形成凹面状的腹侧面702作为叶面70。腹侧板材72是板状的构件,以与背侧板材71一同在叶片主体7的内部形成空间的方式弯曲。腹侧面702是在腹侧板材72接合于背侧板材71时,朝向外侧的面。此外,在腹侧板材72中,在腹侧板材72接合于背侧板材71时在叶片主体7的内部形成空间的面并且位于比腹侧面702靠背侧板材71侧的面是腹侧板材内侧面72a。
接合部73将背侧板材71与腹侧板材72接合。本实施方式的接合部73是通过钎焊将背侧板材71与腹侧板材72接合的部分,通过将银焊料凝固来形成。接合部73沿叶片高度方向D1无间隙地将背侧板材71与腹侧板材72接合。在本实施方式的叶片主体7中,像前缘部7a、后缘部7b、后述的分隔部80那样在沿叶弦方向D2分离的多处设置接合部73。
需要说明的是,接合部73并不限定于通过钎焊接合的构造,只要是将背侧板材71与腹侧板材72接合即可。接合部73也可以是例如以焊接的状态接合。
此外,本实施方式的叶片主体7具有:第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76、第二排水流路77、第二吸入口78、第二连通路径79、以及分隔部80。
第一吸入口74沿叶片高度方向D1延伸并在叶面70开口。本实施方式的第一吸入口74仅形成于腹侧面702。第一吸入口74形成于叶片高度方向D1的腹侧面702的上半部分区域。在此,上半部分区域是指,比叶片高度方向D1的中心位置靠外侧护罩22侧的区域。就是说,第一吸入口74作为一条长槽形成,所述长槽以沿叶片高度方向D1延伸的方式从腹侧面702的叶片高度方向D1的中心位置向外侧护罩22凹陷。在从叶厚方向D3观察腹侧面702时,第一吸入口74形成为细长地沿叶片高度方向D1延伸的矩形形状。第一吸入口74形成于比叶弦方向D2的中心靠后缘部7b侧。第一吸入口74由形成于背侧板材71和腹侧板材72中的至少一方的第一吸入口形成面81形成。如图5所示,本实施方式的第一吸入口74由腹侧板材72的后缘部7b侧的端面72b与从背侧板材71的背侧板材内侧面71a凹陷的第一吸入口背侧形成面81a形成。因此,在本实施方式中,形成第一吸入口74的第一吸入口形成面81为腹侧板材72的后缘部7b侧的端面72b与形成于背侧板材71的背侧板材内侧面71a的第一吸入口背侧形成面81a。
如图4所示,第一排水流路75是形成于背侧板材71与腹侧板材72之间的空间。如图3所示,第一排水流路75在叶片主体7的内部沿叶片高度方向D1延伸。第一排水流路75以将内侧护罩21与外侧护罩22连通的方式贯通叶片主体7。第一排水流路75形成有节流部751,所述节流部751在与形成于内侧护罩21和外侧护罩22的内部的空间的连接部分使流路变窄。如图4所示,第一排水流路75通过分别形成于背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a的第一排水流路形成面82,形成于背侧板材71与腹侧板材72之间。第一排水流路形成面82通过从背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a中的至少一方凹陷来形成。本实施方式的第一排水流路75由从背侧板材内侧面71a以形成凹曲面的方式凹陷的第一排水流路背侧形成面82a和从腹侧板材内侧面72a以形成凹曲面的方式凹陷的第一排水流路腹侧形成面82b形成。本实施方式的第一排水流路背侧形成面82a从第一吸入口背侧形成面81a以形成凹曲面的方式凹陷。因此,形成本实施方式的第一排水流路75的第一排水流路形成面82为,形成于背侧板材内侧面71a的第一排水流路背侧形成面82a和形成于腹侧板材内侧面72a的第一排水流路腹侧形成面82b。就是说,本实施方式的第一排水流路形成面82分别从背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a这两方凹陷。
如图5所示,在叶片主体7的内部沿叶片高度方向D1相互分离地形成有多个第一连通路径76。多个第一连通路径76以互相独立的状态使第一吸入口74与第一排水流路75连通。就是说,多个第一连通路径76形成为在第一吸入口74与第一排水流路75之间互不相连。第一连通路径76是形成于背侧板材71与腹侧板材72之间的空间。第一连通路径76通过分别形成于背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a的第一连通路径形成面83形成于背侧板材71与腹侧板材72之间。第一连通路径形成面83通过从背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a中的至少一方凹陷来形成。本实施方式的第一连通路径76由第一吸入口背侧形成面81a和从腹侧板材72的腹侧板材内侧面72a呈方槽状凹陷的第一连通路径腹侧形成面83b形成。因此,形成本实施方式的第一连通路径76的第一连通路径形成面83为第一吸入口背侧形成面81a的一部分和形成于腹侧板材内侧面72a的第一连通路径腹侧形成面83b。就是说,本实施方式的第一连通路径形成面83仅从腹侧板材内侧面72a凹陷。
如图4所示,第二排水流路77形成于比第一排水流路75靠前缘部7a侧。第二排水流路77是形成于背侧板材71与腹侧板材72之间的空间。如图3所示,第二排水流路77在叶片主体7的内部沿叶片高度方向D1延伸。第二排水流路77以将内侧护罩21与外侧护罩22连通的方式贯通叶片主体7。如图4所示,第二排水流路77通过分别形成于背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a的第二排水流路形成面84形成于背侧板材71与腹侧板材72之间。本实施方式的第二排水流路77由通过弯曲背侧板材71而形成于背侧板材内侧面71a的第二排水流路背侧形成面84a和通过弯曲腹侧板材72而形成于腹侧板材内侧面72a的第二排水流路腹侧形成面84b形成。因此,本实施方式中的形成第二排水流路77的第二排水流路形成面84为作为背侧板材内侧面71a的一部分的第二排水流路背侧形成面84a和作为腹侧板材内侧面72a的一部分的第二排水流路腹侧形成面84b。
第二吸入口78在背侧面701开口。第二吸入口78在背侧面701沿叶片高度方向D1延伸开口。本实施方式的第二吸入口78仅形成于背侧面701。第二吸入口78形成于背侧面701的叶片高度方向D1的整个区域。第二吸入口78形成为在叶片高度方向D1较长的一条狭缝。在从叶厚方向D3观察背侧面701时,第二吸入口78形成为细长地沿叶片高度方向D1延伸的矩形。第二吸入口78形成于比叶弦方向D2的中心靠前缘部7a侧。
在叶片主体7的内部沿叶片高度方向D1分离地形成有多个第二连通路径79。第二连通路径79以互相独立的状态使第二吸入口78与第二排水流路77连通。本实施方式的第二连通路径79是贯通背侧板材71的贯通孔。多个第二连通路径79在第二排水流路77与第二吸入口78之间以互不相连的方式分离地形成。
分隔部80将第一排水流路75与第二排水流路77分隔为在叶片主体7的内部互相独立。分隔部80是在第一排水流路75与第二排水流路77之间将背侧板材71与腹侧板材72接合的区域。分隔部80在叶片高度方向D1的整个区域将第一排水流路75与第二排水流路77隔离。本实施方式的分隔部80由将背侧板材71的背侧板材内侧面71a与腹侧板材72的腹侧板材内侧面72a接合的接合部73形成。
接着,按照图6所示的流程图,对以上说明的汽轮机叶片(静叶2)的制造方法进行说明。
如图6所示,汽轮机叶片的制造方法S1包括:准备工序S2、加工工序S3以及接合工序S4。
在汽轮机叶片的制造方法S1中,首先,实施准备工序S2。在准备工序S2中,准备可以形成凸面状的背侧面701作为叶面70的平板状的背侧板材71。在准备工序S2中,准备可以形成凹面状的腹侧面702作为叶面70的平板状的腹侧板材72。在准备工序S2中准备的背侧板材71和腹侧板材72的截面呈矩形的平板状。
在加工工序S3中,加工背侧板材71和腹侧板材72。在加工工序S3中,在背侧板材71和腹侧板材72中的至少一方,形成第一吸入口形成面81,该第一吸入口形成面形成第一吸入口74。在加工工序S3中,于背侧板材71和腹侧板材72这两方形成第一排水流路形成面82与第一连通路径形成面83,其中,第一排水流路形成面82形成第一排水流路75,第一连通路径形成面83形成第一连通路径76。在加工工序S3中,在背侧板材71形成背侧面701。在加工工序S3中,在腹侧板材72形成腹侧面702。在加工工序S3中,形成第二排水流路77的第二排水流路形成面84形成于背侧板材71和腹侧板材72这两方。在加工工序S3中,第二吸入口78和第二连通路径79形成于背侧板材71。
在本实施方式的加工工序S3中,形成第一吸入口背侧形成面81a作为第一吸入口形成面81。在加工工序S3中,形成第一排水流路背侧形成面82a和第一排水流路腹侧形成面82b作为第一排水流路形成面82。在加工工序S3中,形成第一连通路径腹侧形成面83b作为第一连通路径形成面83。在加工工序S3中,形成第二排水流路背侧形成面84a和第二排水流路腹侧形成面84b作为第二排水流路形成面84。
此外,本实施方式的加工工序S3包括:去除工序S31,将背侧板材71和腹侧板材72的一部分切削去除;弯曲工序S32,弯曲背侧板材71和腹侧板材72。
在去除工序S31中,如图7和图8所示,通过研削加工、切削加工切削背侧板材71和腹侧板材72来去除一部分。在去除工序S31中,形成第一吸入口形成面81、第一排水流路形成面82、第一连通路径形成面83、第二吸入口78以及第二连通路径79。在去除工序S31中,以从背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a中的至少一方凹陷的方式,形成第一排水流路形成面82。在去除工序S31中,以从背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a中的至少一方凹陷的方式形成第一连通路径形成面83。
具体根据加工背侧板材71的情况进行说明。如图7所示,在本实施方式的去除工序S31中,以在将背侧板材71组合到腹侧板材72时能造型出前缘部7a、后缘部7b、叶面70的方式从板状的背侧板材71将不需要的部分切削去除。这时,在去除工序S31中,通过操作者切削背侧板材内侧面71a,在背侧板材71形成第一吸入口背侧形成面81a作为第一吸入口形成面81。在去除工序S31中,通过操作者进一步切削第一吸入口背侧形成面81a的一部分,在背侧板材71形成第一排水流路背侧形成面82a。在去除工序S31中,切削背侧面701来形成第二吸入口78。在去除工序S31中,以连通第二吸入口78与第二排水流路形成面84的方式形成贯通背侧板材71的第二连通路径79。
接着,对加工腹侧板材72的情况进行说明。如图8所示,在本实施方式的去除工序S31中,以在将背侧板材71组合到腹侧板材72时能造型出前缘部7a、后缘部7b、以及叶面70的方式从板状的腹侧板材72将不需要的部分切削去除。这时,在去除工序S31中,通过操作者切削腹侧板材72的后缘部7b侧,形成对应于第一吸入口背侧形成面81a的形状的平滑的端面作为第一吸入口形成面81。在去除工序S31中,通过操作者切削腹侧板材内侧面72a,在腹侧板材72形成第一排水流路腹侧形成面82b。在去除工序S31中,通过操作者切削腹侧板材内侧面72a,在腹侧板材72形成第一连通路径腹侧形成面83b。
在弯曲工序S32中,弯曲背侧板材71和腹侧板材72,在背侧板材71和腹侧板材72形成规定的形状的叶面70。因此,通过在弯曲工序S32中弯曲背侧板材71和腹侧板材72,使背侧面701形成为凸面状,使腹侧面702形成为凹面状。在弯曲工序S32中,通过将背侧板材内侧面71a弯曲为凹面状,在背侧板材71形成第二排水流路背侧形成面84a作为第二排水流路形成面84。在弯曲工序S32中,通过将腹侧板材内侧面72a弯曲为凸面状,在腹侧板材72形成第二排水流路腹侧形成面84b作为第二排水流路形成面84。
在接合工序S4中,以在背侧板材71与腹侧板材72之间形成第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76以及第二排水流路77的方式接合背侧板材71与腹侧板材72。具体而言,在接合工序S4中,在前缘部7a的端部接合背侧板材71与腹侧板材72。此外,在接合工序S4中,以在第一吸入口背侧形成面81a与腹侧板材72的后缘部7b侧的端面72b之间形成第一吸入口74的方式接合背侧板材71与腹侧板材72。此外,在接合工序S4中,在第二排水流路形成面84与第一排水流路形成面82之间接合背侧板材71与腹侧板材72。由此,在接合工序S4中,将第二排水流路77与第一排水流路75分隔为互相独立的分隔部80形成为接合部73。在接合工序S4中,通过钎焊将背侧板材71与腹侧板材72接合。
在上述那样的汽轮机100中,如图2所示,静叶2的叶片主体7配置于从轴向Da的上游侧向下游侧供蒸汽S流通的主流路C1内。在该蒸汽S中压力降低,并且产生水滴。因此,特别是在最下游侧的最终段附近,变得易于产生水滴。因此,蒸汽S以含有水滴的状态在主流路C1内流通。在主蒸汽S在腹侧面702附近流动的情况下,主蒸汽S中的水滴因惯性作为微小的水滴附着于腹侧面702。此外,在主蒸汽S在背侧面701附近流动的情况下,主蒸汽S中的水滴因惯性作为微小的水滴W附着于背侧面701。
通过含有水滴的蒸汽S与叶片主体7碰撞,在叶面70附着有水滴(排水)。特别是如图4所示,附着于腹侧面702的排水以沿呈凹面状的腹侧面702从前缘部7a侧向后缘部7b侧形成液膜的方式流动。附着于腹侧面702的排水在流向后缘部7b的端部的中途,流入第一吸入口74。在此,第一排水流路75通过经由内侧护罩21的内侧排出流路210和外侧护罩22的外侧排出流路220连接于未图示的冷凝器,成为真空状态。因此,将流入第一吸入口74的排水引入沿叶片高度方向D1分离排列有多个的第一连通路径76,流入第一排水流路75。如图3所示,流入第一排水流路75的排水流向内侧护罩21或外侧护罩22。其后,如图2所示,排水经由内侧护罩21的内侧排出流路210和外侧护罩22的外侧排出流路220被送向冷凝器。需要说明的是,在一部分的未形成有第一吸入口74和第二吸入口78的叶片主体(位于铅锤方向的最下方的叶片主体)中,积存于内侧排出流路210的排水通过负压朝向外侧排出流路220在叶片主体中流动。
此外,如图4所示,附着于背侧面701的排水沿呈凸面状的背侧面701从前缘部7a侧向后缘部7b侧流动。通常,附着于背侧面701的排水通过使背侧面701呈凸面状,在到达后缘部7b侧的端部前从背侧面701剥离。然而,通过在比叶弦方向D2的中心靠前缘部7a侧形成第二吸入口78,附着于背侧面701的排水会在被剥离前流入第二吸入口78。在此,第二排水流路77与第一排水流路75同样,通过经由内侧护罩21的内侧排出流路210和外侧护罩22的外侧排出流路220连接于冷凝器,成为真空状态。因此,流入第二吸入口78的排水被引入沿叶片高度方向D1分离排列的多个第二连通路径79,流入第二排水流路77。如图3所示,流入第二排水流路77的排水流向内侧护罩21或外侧护罩22。其后,如图2所示,排水与从第一排水流路75流动出的排水在内侧护罩21的内侧排出流路210和外侧护罩22的外侧排出流路220合流,被送向冷凝器。
在通过上述那样的汽轮机叶片的制造方法S1制造的静叶2中,多个第一连通路径76一以独立的状态沿叶片高度方向D1分离来形成。因此,即使沿第一吸入口74的延伸的叶片高度方向D1在腹侧面702的周围产生压力差,也能够抑制第一连通路径76内的排水根据叶片高度方向D1的压力差沿叶片高度方向D1的移动。其结果是,能够抑制从位于压力高的部分的第一吸入口74向第一连通路径76一度引入的排水,从位于压力低的部分的第一吸入口74再次向外部的流出。因此,能够抑制从第一吸入口74一度回收的排水向外部的流出,能够高效地去除附着于叶面70的排水。
此外,沿叶片高度方向D1独立地形成有多个第一连通路径76。由此,与以将叶片高度方向D1的整个区域连通的状态形成的情况相比,能够抑制在周围流通的蒸汽S的流入。因此,能够抑制对在主流路C1中流动的蒸汽S的流通的影响,并且去除排水。
此外,第一吸入口74形成于腹侧面702的叶片高度方向D1的上半部分区域。由此,能够使附着于腹侧面702的叶片高度方向D1的上半部分区域的排水流入第一吸入口74。因此,能够以高精度回收附着于腹侧面702并向后缘部7b侧流动的排水。
此外,第一吸入口74形成于腹侧面702,第二吸入口78形成于背侧面701。因此,能够于背侧面701形成与第一吸入口74独立的其他的回收排水的构造。
此外,第一吸入口74形成于,在腹侧面702中比叶弦方向D2的中心靠后缘部7b侧。因此,能够一边以附着于腹侧面702而形成液膜的方式进行汇总一边使流向后缘部7b侧的排水聚集而流入第一吸入口74。其结果是,能够从第一吸入口74回收更多的排水。
此外,在本实施方式中,第一连通路径76不是通过钻孔加工,而是通过在腹侧板材72实施槽加工后将背侧板材71与腹侧板材72接合来形成的。其结果是,能够在接合部73的附近形成第一吸入口74。由此,能够以在后缘部7b侧的端部这样的壁厚较薄的部分维持强度的状态形成第一吸入口74。就是说,能够在更接近后缘部7b的端部的位置形成第一吸入口74,能够从第一吸入口74回收更多的排水。因此,能够高效地回收附着于腹侧面702的排水。
此外,在比第一吸入口74靠前缘部7a侧形成有第二吸入口78。因此,能够在将附着于背侧面701的排水从背侧面701剥离前,经由第二吸入口78回收排水。
此外,与第二吸入口78相连的第二排水流路77和与第一吸入口74相连的第一排水流路75通过分隔部80在叶片主体7的内部互相独立。因此,能够防止第二吸入口78与第一吸入口74在叶片主体7的内部连通。由此,能够防止从比背侧面701压力高的腹侧面702经由第一吸入口74回收的排水穿过叶片主体7的内部从形成于压力低的背侧面701的第二吸入口78的流出。因此,能够抑制从第一吸入口74一度回收的排水向外部流出,能够高效地去除附着于叶面70的排水。
此外,在本实施方式中,通过将背侧板材71和腹侧板材72这二片板材接合来形成叶片主体7。具体而言,在去除工序S31中,在平板状的背侧板材71形成第一吸入口背侧形成面81a和第一排水流路背侧形成面82a。此外,在平板状的腹侧板材72形成第一排水流路腹侧形成面82b和第一连通路径腹侧形成面83b。而且,通过弯曲工序S32,在背侧板材71形成第二排水流路背侧形成面84a。此外,在平板状的腹侧板材72形成第二排水流路腹侧形成面84b。而且,通过将弯曲工序S32后的背侧板材71和腹侧板材72接合而组合来形成第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76以及第二排水流路77。像这样,通过去除工序S31和弯曲工序S32事先地对平板状的背侧板材71、腹侧板材72实施加工,从而能够不受叶片主体7的最终的形状的影响地进行加工。因此,第一吸入口背侧形成面81a、第一排水流路背侧形成面82a、第一排水流路腹侧形成面82b、第一连通路径腹侧形成面83b、第二排水流路背侧形成面84a以及第二排水流路腹侧形成面84b能够仅通过对平板状的背侧板材71、腹侧板材72进行加工来形成。其结果是,第一吸入口背侧形成面81a、第一排水流路背侧形成面82a、第一排水流路腹侧形成面82b、第一连通路径腹侧形成面83b、第二排水流路背侧形成面84a以及第二排水流路腹侧形成面84b的加工变得容易。此外,能够提高第一吸入口背侧形成面81a、第一排水流路背侧形成面82a、第一排水流路腹侧形成面82b、第一连通路径腹侧形成面83b、第二排水流路背侧形成面84a以及第二排水流路腹侧形成面84b的加工精度。
而且,通过以高精度形成的第一吸入口背侧形成面81a、第一排水流路背侧形成面82a、第一排水流路腹侧形成面82b、第一连通路径腹侧形成面83b、第二排水流路背侧形成面84a以及第二排水流路腹侧形成面84b形成第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76以及第二排水流路77。其结果是,即使在像叶片主体7较薄的情况、叶面70由复杂的三维曲面形成的情况这样,叶片主体7为难以实施加工的形状的,也能够抑制由叶片主体7的最终的形状导致的加工难度的影响,容易地在叶片主体7的内部形成第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76以及第二排水流路77。因此,能够容易地在叶片主体7的内部形成用于回收排水的空间。
此外,通过利用二片板的表面形成第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76以及第二排水流路77,能够提高形成第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76以及第二排水流路77的位置、形状等制造上的自由度。
此外,形成有从背侧板材内侧面71a凹陷的第一排水流路背侧形成面82a和从腹侧板材内侧面72a凹陷的第一排水流路腹侧形成面82b作为第一排水流路形成面82。因此,通过以从背侧板材71和腹侧板材72中的至少一方凹陷的方式形成第一排水流路形成面82,能够不增厚背侧板材71和腹侧板材72的板厚,将第一排水流路75形成得更大。
此外,由于能够仅通过对平板状的背侧板材71和腹侧板材72的表面进行加工来形成第一排水流路形成面82,因此,第一排水流路形成面82的加工变得容易。而且,通过第一排水流路背侧形成面82a和第一排水流路腹侧形成面82b,在背侧板材71与腹侧板材72之间形成第一排水流路75。因此,能够容易地在叶片主体7的内部形成第一排水流路75。
特别是,通过像本实施方式这样形成第一排水流路背侧形成面82a和第一排水流路腹侧形成面82b两方,与仅在背侧板材71和腹侧板材72中的任一方形成第一排水流路形成面82的情况相比,能够抑制形成第一排水流路形成面82时的每一片的凹陷的深度。因此,能够抑制背侧板材71和腹侧板材72的板厚的变厚。
此外,第一连通路径腹侧形成面83b形成为从腹侧板材内侧面72a凹陷的槽。由此,第一连通路径形成面83能够仅通过对平板状的腹侧板材72的表面进行加工来形成。因此,第一连通路径形成面83的加工变得容易。此外,通过第一连通路径形成面83在背侧板材71与腹侧板材72之间形成第一连通路径76。因此,能够容易地在叶片主体7的内部形成第一连通路径76。
此外,在去除工序S31中,第一吸入口背侧形成面81a、第一排水流路背侧形成面82a、第一排水流路腹侧形成面82b、第一连通路径腹侧形成面83b以及第二连通路径79通过分别切削背侧板材71和腹侧板材72来形成。此外,在形成背侧面701和腹侧面702的定时,在弯曲工序S32中形成第二排水流路形成面84。因此,不需要为了第一吸入口74、第一排水流路75、第一连通路径76、第二排水流路77以及第二连通路径79准备背侧板材71和腹侧板材72以外的其他构件。其结果是,能够削减形成叶片主体7的部件个数,能够降低叶片主体7的制造成本。
此外,第二排水流路形成面84能够仅通过对平板状的背侧板材71和腹侧板材72实施弯曲加工来形成。其结果是,第二排水流路形成面84的加工变得容易。此外,通过第二排水流路形成面84形成第二排水流路77。因此,即使像叶片主体7较薄的情况、叶面由复杂的三维曲面形成的情况这样,叶片主体7的最终的形状为难以在内部实施加工的形状,也能够容易地在叶片主体的内部形成第二排水流路77。
此外,使第一排水流路75与第二排水流路77成为独立的状态的分隔部80由接合部73形成。因此,不需要通过其他构件形成分隔部80,或通过钻头、放电加工等后续加工切削出分隔部80等作业。因此,通过将二片板材在事先进行加工的基础上以形成分隔部80的方式接合,即使是难以实施加工的形状的叶片主体7,也能够使在叶片主体7的内部沿叶片高度方向D1连通的二个空间以独立的状态来容易地形成。因此,能够抑制由叶片主体7的形状导致的加工难度的影响,在叶片主体7的内部形成独立的第一排水流路75和第二排水流路77。就是说,能够进一步提高形成第一排水流路75和第二排水流路77的位置、形状等制造上的自由度。
此外,根据上述那样的汽轮机100,能够通过静叶2高效地回收排水,能够使汽轮机100高效地运转。
《第一变形例》
接着,参照图9对本第一实施方式的第一变形例的叶片主体7A进行说明。
在第一变形例中,对与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略详细说明。在该第一变形例的叶片主体7A中,形成第一连通路径76的第一连通路径形成面83与形成于背侧板材71的构成的第一实施方式不同。
如图9所示,第一变形例的第一连通路径76由腹侧板材内侧面72a和从背侧板材71的第一吸入口背侧形成面81a呈方槽状凹陷的第一连通路背侧形成面83a形成。因此,形成本变形例的第一连通路径76的第一连通路径形成面83为腹侧板材内侧面72a的一部分和第一连通路背侧形成面83a。第一连通路背侧形成面83a与形成第一排水流路背侧形成面82a的情况相同,在去除工序S31中通过操作者进一步切削第一吸入口背侧形成面81a的一部分来形成。第一连通路背侧形成面83a从第一吸入口背侧形成面81a凹陷来作为沿叶片高度方向D1分离地排列的多个方槽。
第一连通路背侧形成面83a形成为从第一吸入口背侧形成面81a凹陷的槽。由此,第一连通路径形成面83能够仅通过对平板状的背侧板材71的表面进行加工来形成。因此,第一连通路径形成面83的加工变得容易。此外,通过第一连通路径形成面83在背侧板材71与腹侧板材72之间形成第一连通路径76。因此,能够容易地在叶片主体7的内部形成第一连通路径76。
此外,第一变形例的第一连通路径76也是,与像第一实施方式那样将第一连通路径形成面83设于腹侧板材72的情况相同,以相互独立的状态形成多个。其结果是,能够从第一吸入口74至第一排水流路75使排水高效地流入。
《第二变形例》
接着,参照图10对本第一实施方式的第二变形例的叶片主体7B进行说明。
在第二变形例中,对与第一实施方式相同的结构要素标记相同的附图标记,并省略详细说明。在该第二变形例的叶片主体7B中,形成有第一吸入口74A的位置与第一实施方式不同。
如图10所示,第二变形例的第一吸入口74A形成于叶面70中的将腹侧面702与背侧面701连接的后缘部7b侧的端部。就是说,第一吸入口74A以切削后缘部7b侧的端部的方式凹陷。第二变形例的第一吸入口74A由背侧面701和腹侧面702这两方形成。第一吸入口74A形成于后缘部7b侧的端部的叶片高度方向D1的整个区域。第一吸入口74A形成为沿叶片高度方向D1较长地延伸的一个方槽。第一吸入口74A由分别形成于背侧板材71A和腹侧板材72A的第一吸入口形成面81形成。第二变形例的第一吸入口74A由从背侧板材71A的后缘部7b侧的端面和背侧板材内侧面71a凹陷的第一吸入口背侧形成面91a以及从腹侧板材72A的后缘部7b侧的端面和腹侧板材内侧面72a凹陷的第一吸入口腹侧形成面91b形成。在第二变形例中,形成第一吸入口74A的第一吸入口形成面81为第一吸入口背侧形成面91a和第一吸入口腹侧形成面91b。
第二变形例的第一吸入口74A形成于后缘部7b侧的端部。因此,能够将附着于背侧面701、腹侧面702并向后缘部7b侧流动的排水在最下游侧的端部回收,其结果是,能够从第一吸入口74A回收更多的排水。因此,能够高效地回收附着于背侧面701和腹侧面702的排水。
《第三变形例》
接着,参照图11对本第一实施方式的第三变形例的叶片主体7C进行说明。
在第三变形例中,对与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略详细说明。在该第三变形例的叶片主体7C中,未形成第二排水流路的构成与第一实施方式不同。
如图11所示,在第三变形例的叶片主体7C中,未形成第二排水流路、第二吸入口以及第二连通路径。就是说,在叶片主体7的内部仅形成有第一排水流路75B、第一吸入口74以及第一连通路径76。未形成有第二排水流路,从而能够仅通过利用弯曲加工弯曲背侧板材71B、腹侧板材72B而在叶片主体7C的内部形成空间来形成第一排水流路75B。由此,弯曲的背侧板材内侧面71a自身成为第一排水流路背侧形成面92a,弯曲的腹侧板材内侧面72a自身成为第一排水流路腹侧形成面92b。因此,不需要在去除工序S31中切削背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a而形成从背侧板材内侧面71a和腹侧板材内侧面72a凹陷的第一排水流路形成面82。因此,能够抑制加工成本,降低叶片主体7C的制造成本。
《第四变形例》
接着,参照图12对本第一实施方式的第四变形例的叶片主体7D进行说明。
在第四变形例中,对与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略详细说明。该第四变形例的叶片主体7D的由一片板材构成这一点与第一实施方式不同。
如图12所示,第四变形例的叶片主体7D具有:一片叶片形成板材99,作为背侧板材71和腹侧板材72;以及接合部73。叶片形成板材99是呈使第一实施方式的背侧板材71和腹侧板材72相连的形状的一片板材。通过弯曲叶片形成板材99来形成背侧面701C和腹侧面702C这两方作为叶面70。叶片形成板材99以在叶片主体7D的内部形成空间的方式弯曲。叶片形成板材99以形成前缘部7a的方式弯曲。就是说,在第四变形例的叶片主体7D中,在前缘部7a侧的端部没有形成接合部73。叶片形成板材99通过在后缘部7b侧接合两端,形成接合部73。就是说,第四变形例的叶片主体7D通过将叶片形成板材99的两端部接合来形成第一吸入口74。
此外,在第四变形例的叶片主体7D中,与第三变形例相同,未形成第二排水流路77、第二吸入口78以及第二连通路径79。就是说,在叶片主体7D的内部仅形成第一排水流路75C、第一吸入口74以及第一连通路径76。
在制造第四变形例的叶片主体7D时,在汽轮机叶片的制造方法S1的准备工序S2中,将背侧板材71和腹侧板材72作为一片的叶片形成板材99来准备。其后,通过在弯曲工序S32中弯曲叶片形成板材99,形成叶片主体7D的前缘部7a侧的端部。而且,在接合工序S4中通过将叶片形成板材99的两端部接合来形成第一吸入口74。
根据上述那样的第四变形例的静叶2,能够减少部件个数,形成叶片主体7D。其结果是,能够降低叶片主体7D的制造成本。此外,通过第四变形例的静叶2,也能够得到与第三变形例相同的作用效果。
《第五变形例》
接着,参照图11对第一实施方式的第五变形例的叶片主体7E进行说明。
在第五变形例中,对与第一实施方式相同的构成要素标记相同的附图标记,并省略详细说明。该第五变形例的叶片主体7E在由一片板材构成这一点与第一实施方式不同。
如图13所示,第五变形例的叶片主体7E具有:一片叶片形成板材99E,作为背侧板材71和腹侧板材72的;以及接合部73E。叶片形成板材99E为呈使第一实施方式的背侧板材71和腹侧板材72相连的形状的一片板材。叶片形成板材99E通过弯曲,形成背侧面701C以及腹侧面702C这两方作为叶面70。叶片形成板材99E以在叶片主体7E的内部形成空间的方式弯曲。叶片形成板材99E以形成前缘部7a的方式弯曲。就是说,在第五变形例的叶片主体7E中,在前缘部7a侧的端部没有形成接合部73E。叶片形成板材99E通过在后缘部7b侧将两端接合来形成接合部73E。就是说,第四变形例的叶片主体7E通过将叶片形成板材99E的两端部接合来形成第一吸入口74。
在制造第五变形例的叶片主体7E时,在汽轮机叶片的制造方法S1的准备工序S2中,将背侧板材71和腹侧板材72作为一片叶片形成板材99E来准备。其后,在弯曲工序S32中通过弯曲叶片形成板材99E来形成叶片主体7E的前缘部7a侧的端部。而且,在接合工序S4中通过将叶片形成板材99E的两端部接合来形成第一吸入口74。
根据上述那样的第五变形例的静叶2,能够减少部件个数地形成叶片主体7E。其结果是,能够降低叶片主体7E的制造成本。
《第二实施方式》
接着,参照图14至图16对本发明的汽轮机叶片的第二实施方式进行说明。第二实施方式所示的作为汽轮机叶片的静叶的叶片主体为实心构造这一点与第一实施方式不同。因此,在第二实施方式的说明中,对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记来进行说明,并省略重复说明。
如图14所示,第二实施方式的叶片主体7F具有:背侧板材71F、腹侧板材72F以及多个接合部73F。
背侧板材71F形成凸面状的背侧面701F的一部分作为叶面70F。背侧板材71F为比第一实施方式的背侧板材71薄且小的板状的构件。背侧板材71F沿腹侧板材72F弯曲。背侧面701F是在背侧板材71F与腹侧板材72F接合时朝向外侧的面。此外,在背侧板材71F中,在背侧板材71F与腹侧板材72F接合时朝向叶片主体7F的内侧的面并且位于比背侧面701F靠腹侧板材72F侧的面是背侧板材内侧面710a。第二实施方式的背侧板材71F通过使背侧板材内侧面710a形成后缘部7b的腹侧面702F的一部分,形成后缘部7b的端部。
腹侧板材72F形成凹面状的腹侧面702F和背侧面701F的一部分作为叶面70F。腹侧板材72F的剖面呈叶形状,沿叶片高度方向D1延伸。腹侧板材72F的叶厚方向D3的厚度比第一实施方式的腹侧板材72厚。腹侧板材72F具有与最终的叶片主体7F的叶厚方向D3的厚度相同程度的厚度。腹侧板材72F的外周面720F形成腹侧面702F与背侧面701F的前缘部7a侧的一部分。腹侧板材72F在背侧面701F侧的外周面720F的一部分形成能够容纳背侧板材71F的容纳凹部88。容纳凹部88保留前缘部7a侧,从背侧面701F侧的外周面720F凹陷。由此,腹侧板材72F的前缘部7a侧的外周面720F形成背侧面701F的一部分。腹侧面702F为外周面720F的一部分,在腹侧板材72F与背侧板材71F接合时,是朝向未配置背侧板材71F侧的面。此外,在腹侧板材72F中,在腹侧板材72F与背侧板材71F接合时,朝向叶片主体7F的内侧的面且位于比腹侧面702F靠背侧板材71F侧的面为腹侧板材内侧面720a。
接合部73F将背侧板材71F与腹侧板材72F接合。第二实施方式的接合部73F是通过钎焊将背侧板材71F与腹侧板材72F接合的部分,通过银焊料凝固而形成。接合部73F沿叶片高度方向D1无间隙地将背侧板材71F与腹侧板材72F接合。在第二实施方式的叶片主体7F中,接合部73F将背侧板材内侧面710a与腹侧板材内侧面720a接合。
此外,第二实施方式的叶片主体7F具有:第一吸入口74F、第一排水流路75F、第一连通路径76F、第二排水流路77F、第二吸入口78F、第二连通路径79F以及分隔部80F。
第二实施方式的第一吸入口74F仅形成于腹侧面702F。第一吸入口74F形成于叶片高度方向D1的腹侧面702F的上半部分区域。第一吸入口74F以沿叶片高度方向D1延伸的方式形成为一条长槽。在从叶厚方向D3观察腹侧面702F时,第一吸入口74F形成为细长地沿叶片高度方向D1延伸的矩形。第一吸入口74F形成于比叶弦方向D2的中心靠后缘部7b侧。第一吸入口74F由形成于背侧板材71F和腹侧板材72F的第一吸入口形成面81F形成。本实施方式的第一吸入口74F由腹侧板材72F的后缘部7b侧的端面720b以及从背侧板材71F的背侧板材内侧面710a呈方槽状凹陷的第一吸入口背侧形成面810a形成。第一吸入口背侧形成面810a为沿叶片高度方向D1延伸的纵长地形成的方槽。因此,在本实施方式中,形成第一吸入口74F的第一吸入口形成面81F为第一吸入口背侧形成面810a以及腹侧板材72F的后缘部7b侧的端面720b。
第一排水流路75F是形成于背侧板材71F与腹侧板材72F之间的空间。第一排水流路75F在叶片主体7F的内部沿叶片高度方向D1延伸。第一排水流路75F通过分别形成于背侧板材内侧面710a和腹侧板材内侧面720a的第一排水流路形成面82F,形成于背侧板材71F与腹侧板材72F之间。第二实施方式的第一排水流路75F通过从腹侧板材内侧面720a凹陷来形成。第一排水流路75F由背侧板材内侧面710a和从腹侧板材内侧面720a凹陷的第一排水流路腹侧形成面820b形成。第二实施方式的第一排水流路腹侧形成面820b以从腹侧板材内侧面720a形成凹曲面的方式凹陷。因此,形成第二实施方式的第一排水流路75F的第一排水流路形成面82F是背侧板材内侧面710a的一部分和第一排水流路腹侧形成面820b。
在叶片主体7F的内部沿叶片高度方向D1互相分离地形成有多个第一连通路径76F。多个第一连通路径76F在第一吸入口74F与第一排水流路75F之间形成为在叶片高度方向D1互不相连。第一连通路径76F是在背侧板材71F与腹侧板材72F之间形成的空间。第一连通路径76F是通过分别形成于背侧板材内侧面710a和腹侧板材内侧面720a的第一连通路径形成面83F,形成于背侧板材71F与腹侧板材72F之间。第一连通路径76F通过从背侧板材内侧面710a凹陷来形成。第二实施方式的第一连通路径76F由从背侧板材71F的背侧板材内侧面710a呈方槽状凹陷的第一连通路背侧形成面830a以及腹侧板材内侧面720a形成。第一连通路背侧形成面830a是构成沿叶片高度方向D1分离地形成的多个方槽的面。多个第一连通路背侧形成面830a在后缘部7b侧与第一吸入口背侧形成面810a连通。因此,形成第二实施方式的第一连通路径76F的第一连通路径形成面83F是第一连通路背侧形成面830a和腹侧板材内侧面720a的一部分。
第二排水流路77F形成于比第一排水流路75F靠前缘部7a侧。第二排水流路77F是形成于背侧板材71F与腹侧板材72F之间的空间。第二排水流路77F在叶片主体7F的内部沿叶片高度方向D1延伸。第二排水流路77F通过分别形成于背侧板材内侧面710a和腹侧板材内侧面720a的第二排水流路形成面84F,形成于背侧板材71F与腹侧板材72F之间。第二实施方式的第二排水流路77F通过从腹侧板材内侧面720a凹陷来形成。第二排水流路77F由背侧板材内侧面710a的一部分以及从腹侧板材内侧面720a凹陷的第二排水流路腹侧形成面840b形成。因此,形成本实施方式第二排水流路77F的第二排水流路形成面84F是背侧板材内侧面710a的一部分和第二排水流路腹侧形成面840b。
第二实施方式的第二吸入口78F仅形成于背侧面701F。第二吸入口78F形成于背侧面701的上半部分区域。第二吸入口78F以沿叶片高度方向D1延伸的方式形成为一条长槽。在从叶厚方向D3观察背侧面701F时,第二吸入口78F形成为细长地沿叶片高度方向D1延伸的矩形。第二吸入口78F形成于比叶弦方向D2的中心靠前缘部7a侧。第二吸入口78F由形成于背侧板材71F和腹侧板材72F的第二吸入口形成面85F形成。本实施方式的第二吸入口78F由背侧板材71F的前缘部7a侧的端面710b以及从腹侧板材72F的腹侧板材内侧面720a凹陷的第二吸入口腹侧形成面850b形成。第二吸入口腹侧形成面850b是构成沿叶片高度方向D1分离地形成的多个方槽的面。因此,在本实施方式中,形成第二吸入口78F的第二吸入口形成面85F是背侧板材71F的前缘部7a侧的端面710b和第二吸入口腹侧形成面850b。
在叶片主体7F的内部沿叶片高度方向D1分离地形成有多个第二连通路径79F。第二连通路径79F以相互独立的状态使第二吸入口78F与第二排水流路77F连通。本实施方式的第二连通路径79F通过分别形成于背侧板材内侧面710a和腹侧板材内侧面720a的第二连通路径形成面86F,形成于背侧板材71F与腹侧板材72F之间。第二连通路径79F通过从背侧板材内侧面710a和腹侧板材内侧面720a分别凹陷来形成。第二实施方式的第二连通路径形成面86F由从背侧板材内侧面710a呈方槽状凹陷的第二连通路背侧形成面860a和第二吸入口腹侧形成面850b形成。第二连通路背侧形成面860a是构成沿叶片高度方向D1分离地形成的多个方槽的面。第二连通路背侧形成面860a形成为使叶片高度方向D1的位置成为与第二吸入口腹侧形成面850b的位置相同。多个第二连通路背侧形成面860a在前缘部7a侧与背侧板材71F的前缘部7a侧的端面710b连通。因此,形成第二实施方式的第二连通路径79F的第二连通路径形成面86F为第二连通路背侧形成面860a和第二吸入口腹侧形成面850b。
分隔部80F将第一排水流路75F和第二排水流路77F分隔为在叶片主体7F的内部相互独立。分隔部80F是在第一排水流路75F与第二排水流路77F之间将背侧板材71F与腹侧板材72F接合的区域。分隔部80F在叶片高度方向D1的整个区域将第一排水流路75F与第二排水流路77F隔离。本实施方式的分隔部80F由将背侧板材内侧面710a与腹侧板材内侧面720a接合的接合部73F形成。
接着,对以上说明的第二实施方式的汽轮机叶片(静叶2F)的制造方法进行说明。在汽轮机叶片的制造方法S1中,在准备工序S2中准备剖面为矩形的平板状的背侧板材71F和腹侧板材72F。
其后,如图15和图16所示,在去除工序S31中,通过研削加工、切削加工切削背侧板材71F和腹侧板材72F来去除一部分。在去除工序S31中,形成第一吸入口形成面81F、第一排水流路形成面82F、第一连通路径形成面83F、第二排水流路形成面84F、第二吸入口形成面85F以及第二连通路径形成面86F。
具体而言,根据加工背侧板材71F的情况进行说明。如图15所示,在第二实施方式的去除工序S31中,从板状的背侧板材71F将不需要的部分切削去除,以便在将背侧板材71F组合于腹侧板材72F时造型出后缘部7b和背侧面701F的一部分。这时,在去除工序S31中,通过操作者切削背侧板材内侧面710a的后缘部7b侧,形成第一吸入口背侧形成面810a。在去除工序S31中,通过操作者以与第一吸入口背侧形成面810a所形成的槽连通的方式进一步切削背侧板材内侧面710a的一部分,在背侧板材71F形成第一连通路背侧形成面830a。在去除工序S31中,通过操作者切削背侧板材内侧面710a的前缘部7a侧,形成第二连通路背侧形成面860a作为第二连通路径形成面86F。
接着,对加工腹侧板材72F的情况进行说明。如图16所示,在本实施方式的去除工序S31中,从板状的腹侧板材72F将不要的部分切削去除,以便在将背侧板材71F组合于腹侧板材72F时造型出前缘部7a、背侧面701F的一部分、腹侧面702F。这时,在去除工序S31中,通过操作者切削腹侧板材72F的后缘部7b侧,来形成对应于第一吸入口背侧形成面810a的形状的平滑的端面720b。在去除工序S31中,通过操作者切削腹侧板材内侧面720a,在腹侧板材72F形成第一排水流路腹侧形成面820b。在去除工序S31中,通过操作者切削比第一排水流路腹侧形成面820b靠前缘部7a侧的叶弦方向D2的中间附近的腹侧板材内侧面720a,在腹侧板材72F形成第二排水流路腹侧形成面840b。而且,通过操作者以与第二排水流路腹侧形成面840b相连的方式切削比第二排水流路腹侧形成面840b靠前缘部7a侧的腹侧板材内侧面720a,在腹侧板材72F形成第二吸入口腹侧形成面850b。
其后,通过在弯曲工序S32中弯曲背侧板材71F,在背侧板材71F形成背侧面701F的一部分。此外,通过弯曲腹侧板材72F,在腹侧板材72F形成背侧面701F的一部分和腹侧面702F。
在接合工序S4中,以使第一吸入口74F、第一排水流路75F、第一连通路径76F、第二排水流路77F、第二吸入口78F以及第二连通路径79F形成于背侧板材71F与腹侧板材72F之间的方式将背侧板材71F与腹侧板材72F接合。具体而言,在接合工序S4中,以在第一吸入口背侧形成面810a与腹侧板材72F的后缘部7b侧的端面720b之间形成第一吸入口74F的方式将背侧板材71F与腹侧板材72F接合。此外,在接合工序S4中,以在第二吸入口腹侧形成面850b与背侧板材71F的前缘部7a侧的端面710b之间形成第二吸入口78F的方式将背侧板材71F与腹侧板材72F接合。而且,在接合工序S4中,在第二排水流路形成面84F与第一排水流路形成面82F之间接合背侧板材内侧面710a与腹侧板材内侧面720a。由此,在接合工序S4中,形成将第二排水流路77F和第一排水流路75F分隔为相互独立的分隔部80F作为接合部73F。
在上述那样的第二实施方式的静叶2F中,也与第一实施方式相同,以相互独立的状态形成多个第一连通路径76F。其结果是,能够使排水从第一吸入口74F至第一排水流路75F高效地流入。同样地,以相互独立的状态形成多个第二连通路径79F。其结果是,能够使排水从第二吸入口78F至第二排水流路77F高效地流入。
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明,但是各实施方式中的各种结构及其组合等仅为一个例子,在不脱离本发明主旨的范围内,可以进行结构的添加、省略、替换以及其他变更。此外,本发明并不限定于实施方式,仅由专利的权利要求书限定。
需要说明的是,第一吸入口74、74A、74F以及第二吸入口78、78F并不限定于以沿叶片高度方向D1连续的形状形成。第一吸入口74、74A、74F以及第二吸入口78、78F只要将多个第一连通路径76、76F和第二连通路径79、79F相连即可,可以形成为沿叶片高度方向D1不连续的狭缝。
此外,第一排水流路75、75B、75C、75F;第一吸入口74、74A、74F;第二排水流路77、77E;以及第二吸入口78、78F只要至少形成于叶片高度方向D1的上半部分区域即可。因此,第一排水流路75、75B、75C、75F以及第二排水流路77、77E并不限定于以连通内侧护罩21和外侧护罩22的方式贯通叶片主体7并形成于叶片主体的叶片高度方向的整个区域。
此外,第一吸入口74、74A、74F以及第二吸入口78、78F并不限定于形成于叶片高度方向D1的上半部分区域的整个区域。第一吸入口74、74A、74F以及第二吸入口78、78F也可以仅形成于叶面70、70F的顶端部侧的一部分的区域。
此外,第一吸入口74、74A、74F并不限定于仅形成于腹侧面702、702C、702F。特别是,在像第三变形例和第四变形例那样的未形成第二吸入口78,78F的情况下,第一吸入口74、74A、74F也可以形成于背侧面701、701C、701F。
此外,第一连通路径形成面83、83F并不限定于形成为像实施方式、变形例那样从背侧板材71、71A、71B、71F的背侧板材内侧面71a、710a以及腹侧板材72、72A、72B、72F的腹侧板材内侧面72a、720a中的任意一方凹陷。第一连通路径形成面83、83F也可以形成为像实施方式的第一排水流路形成面82那样从背侧板材71、71A、71B、71F的背侧板材内侧面71a、710a以及腹侧板材72、72A、72B、72F的腹侧板材内侧面72a、720a这两方凹陷。
此外,第一排水流路形成面82并不限定于形成为像实施方式那样从背侧板材71、71A、71B的背侧板材内侧面71a以及腹侧板材72、72A、72B的腹侧板材内侧面72a这两方凹陷。第一排水流路形成面82也可以形成为从背侧板材71、71A、71B、71F的背侧板材内侧面71a、710a以及腹侧板材72、72A、72B、72F的腹侧板材内侧面72a、720a中的任意一方凹陷。
此外,第二排水流路形成面84并不限定于像实施方式那样在弯曲工序S32中形成。第二排水流路形成面84也可以与第一排水流路形成面82相同,在去除工序S31中以从背侧板材71的背侧板材内侧面71a以及腹侧板材72的腹侧板材内侧面72a凹陷的方式切削来形成。
此外,第一排水流路形成面82并不限定于像实施方式那样在去除工序S31中形成。例如,第一排水流路形成面82也可以与第二排水流路形成面84相同,在弯曲工序S32中形成。
工业上的可利用性
根据本发明,能够高效地去除附着于叶面的排水。
符号说明
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、2F 静叶
3 转子
5 转子轴
6 动叶
4 轴承部
41 轴颈轴承
42 推力轴承
7、7A、7B、7C、7D、7E 叶片主体
D1 叶片高度方向
D2 叶弦方向
D3 叶厚方向
70、70F 叶面
701、701C、701F 背侧面
702、702C、702F 腹侧面
7a 前缘部
7b 后缘部
71、71A、71B、71F 背侧板材
71a、710a 背侧板材内侧面
72、72A、72B、72F 腹侧板材
72a、720a 腹侧板材内侧面
73、73E 接合部
74、74A、74F 第一吸入口
75、75B、75C、75F 第一排水流路
751 节流部
76、76F 第一连通路
77、77E 第二排水流路
78、78F 第二吸入口
79、79F 第二连通路径
80、80F 分隔部
81、81F 第一吸入口形成面
81a、91a、810a 第一吸入口背侧形成面
82、82F 第一排水流路形成面
82a、92a、820a 第一排水流路背侧形成面
82b、92b、820b 第一排水流路腹侧形成面
83、83F 第一连通路径形成面
83a、830a 第一连通路背侧形成面
83b、830b 第一连通路腹侧形成面
84、84F 第二排水流路形成面
84a 第二排水流路背侧形成面
84b、840b 第二排水流路腹侧形成面
850b 第二吸入口腹侧形成面
860a 第二连通路背侧形成面
88 容纳凹部
21 内侧护罩
210 内侧排出流路
22 外侧护罩
220 外侧排出流路
C1 主流路
S1 汽轮机叶片的制造方法
S2 准备工序
S3 加工工序
S31 去除工序
S32 弯曲工序
S4 接合工序
91b 第一吸入口腹侧形成面
99 叶片形成板材

Claims (20)

1.一种汽轮机叶片,具备:
叶片主体,具有沿叶片高度方向延伸的叶面,
所述叶片主体具有:
第一吸入口,沿所述叶片高度方向延伸并在所述叶面开口;
第一排水流路,在内部沿所述叶片高度方向延伸;以及
多个第一连通路径,在内部沿所述叶片高度方向相互远离,且以相互独立的状态使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通。
2.根据权利要求1所述的汽轮机叶片,其中,
所述第一吸入口形成于所述叶面中的凹面状的腹侧面。
3.根据权利要求1所述的汽轮机叶片,其中,
所述第一吸入口形成于所述叶面中的,与凹面状的腹侧面和凸面状的背侧面连接的后缘部侧的端部。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的汽轮机叶片,其中,
所述第一吸入口形成于所述叶片高度方向的所述叶面的上半部分区域。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的汽轮机叶片,其中,
所述叶片主体具有:
第二排水流路,在内部沿所述叶片高度方向延伸,形成于比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧;
第二吸入口,在凸面状的背侧面开口;
第二连通路径,使所述第二吸入口与所述第二排水流路连通;以及
分隔部,将所述第二排水流路和所述第一排水流路分隔为在所述叶片主体的内部相互独立。
6.根据权利要求5所述的汽轮机叶片,其中,
所述叶片主体具有:
背侧板材,形成凸面状的背侧面作为所述叶面;
腹侧板材,形成凹面状的腹侧面作为所述叶面;以及
多个接合部,将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,
所述接合部中的一个形成所述分隔部。
7.根据权利要求6所述的汽轮机叶片,其中,
所述第一排水流路通过分别形成于背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面的第一排水流路形成面来形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧板材中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧,
所述第一排水流路形成面通过从所述背侧板材内侧面和所述腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷来形成。
8.根据权利要求7所述的汽轮机叶片,其中,
所述第一连通路径通过分别形成于背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面的第一连通路径形成面形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧板材中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧,
所述第一连通路径形成面通过从所述背侧板材内侧面和所述腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷来形成。
9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的汽轮机叶片,其中,
所述第一吸入口由第一吸入口背侧形成面和所述腹侧板材的后缘部侧的端面形成,所述第一吸入口背侧形成面在所述背侧板材中从位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧的背侧板材内侧面凹陷。
10.一种汽轮机,具备:
转子轴,以轴线为中心进行旋转;以及
权利要求1至权利要求9中任一项所述的汽轮机叶片,配置为围绕所述转子轴。
11.一种汽轮机叶片的制造方法,所述汽轮机叶片具备:第一吸入口,在具有沿叶片高度方向延伸的叶面的叶片主体的所述叶面沿所述叶片高度方向延伸并开口;第一排水流路,在所述叶片主体的内部沿所述叶片高度方向延伸;以及多个第一连通路径,在所述叶片主体的内部沿所述叶片高度方向相互远离,且以相互独立的状态使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通,所述汽轮机叶片的制造方法包括:
准备工序,准备可以形成凸面状的背侧面作为所述叶面的平板状的背侧板材以及可以形成凹面状的腹侧面作为所述叶面的平板状的腹侧板材;
加工工序,对所述背侧板材和所述腹侧板材进行加工;以及
接合工序,以使所述第一排水流路和所述第一连通路径形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间的方式将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,
在所述加工工序中,
在所述背侧板材和所述腹侧板材中的至少一方形成有第一吸入口形成面,所述第一吸入口形成面形成所述第一吸入口,
在所述背侧板材和所述腹侧板材这两方都形成第一排水流路形成面和第一连通路径形成面,其中,所述第一排水流路形成面形成所述第一排水流路,所述第一连通路径形成面形成所述第一连通路径,
在所述背侧板材形成所述背侧面,
在所述腹侧板材形成所述腹侧面。
12.根据权利要求11所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
所述加工工序包括:
去除工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材的一部分切削去除;以及
弯曲工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材弯曲,
在所述去除工序中,形成所述第一吸入口形成面、所述第一排水流路形成面以及所述第一连通路径形成面,
在所述弯曲工序中,形成所述背侧面和所述腹侧面。
13.根据权利要求12所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
在所述去除工序中,以在所述背侧板材与所述腹侧板材接合时从背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷的方式形成所述第一排水流路形成面,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧面中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
在所述去除工序中,以在所述背侧板材与所述腹侧板材相接合时从背侧板材内侧面和腹侧板材内侧面中的至少一方凹陷的方式形成所述第一连通路径形成面,所述背侧板材内侧面在所述背侧板材中位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧,所述腹侧板材内侧面在所述腹侧面中位于比所述腹侧面靠所述背侧板材侧。
15.根据权利要求12至权利要求14中任一项所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
在所述去除工序中,在将所述背侧板材与所述腹侧板材接合时形成从位于比所述背侧面靠所述腹侧板材侧的背侧板材内侧面凹陷的第一吸入口背侧形成面来作为所述第一吸入口形成面,
在所述接合工序中,以在所述第一吸入口背侧形成面与所述腹侧板材的后缘部侧的端面之间形成所述第一吸入口的方式将所述背侧板材与所述腹侧板材接合。
16.根据权利要求12至权利要求15中任一项所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
在所述准备工序中,准备所述背侧板材和所述腹侧板材作为一片叶片形成板材,
在所述弯曲工序中,通过弯曲所述叶片形成板材来形成所述背侧面和所述腹侧面,并且形成所述叶片主体的前缘部。
17.根据权利要求12至权利要求16中任一项所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
在所述弯曲工序中,
将所述背侧面和所述腹侧面一同弯曲形成第二排水流路形成面,所述第二排水流路形成面在所述叶片主体的内部沿所述叶片高度方向延伸,形成了形成于比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧的第二排水流路,
在所述去除工序中,以使所述背侧面与所述背侧板材的所述第二排水流路形成面连通的方式来形成贯通所述背侧板材的第二连通路径。
18.根据权利要求17所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
在所述接合工序中,在所述第二排水流路形成面与所述第一排水流路形成面之间将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,形成将所述第二排水流路与所述第一排水流路分隔为相互独立的状态的分隔部。
19.根据权利要求1所述的汽轮机叶片,其中,具备:
叶片主体,具有沿叶片高度方向延伸的叶面,
所述叶片主体具有:
背侧板材,形成凸面状的背侧面作为所述叶面;
腹侧板材,形成凹面状的腹侧面作为所述叶面;
多个接合部,将所述背侧板材与所述腹侧板材接合;
第一排水流路,在所述背侧板材与所述腹侧板材之间沿所述叶片高度方向延伸;
第二排水流路,在所述背侧板材与所述腹侧板材之间沿所述叶片高度方向延伸,形成于比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧;
第一吸入口和第二吸入口,在所述叶面开口;
第一连通路径,使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通;
第二连通路径,使所述第二吸入口与所述第二排水流路连通;以及
分隔部,将所述第二排水流路与所述第一排水流路分隔为在所述叶片主体的内部成为相互独立的状态,
所述接合部中的一个形成所述分隔部。
20.根据权利要求11所述的汽轮机叶片的制造方法,其中,
所述汽轮机叶片具有:第一排水流路,在具有沿叶片高度方向延伸的叶面的叶片主体的内部沿所述叶片高度方向延伸;第二排水流路,在所述叶片主体的内部的比所述第一排水流路靠所述叶片主体的前缘部侧沿所述叶片高度方向延伸;第一吸入口和第二吸入口,在所述叶面开口;第一连通路径,使所述第一吸入口与所述第一排水流路连通;以及第二连通路径,使所述第二吸入口与所述第二排水流路连通,所述汽轮机叶片的制造方法包括:
准备工序,准备可以形成凸面状的背侧面作为所述叶面的背侧板材以及可以形成凹面状的腹侧面作为所述叶面的腹侧板材;
加工工序,对所述背侧板材和所述腹侧板材进行加工;以及
接合工序,以使所述第一排水流路和所述第一连通路径形成于所述背侧板材与所述腹侧板材之间的方式将所述背侧板材与所述腹侧板材接合,
所述加工工序包括:
去除工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材的一部分切削去除;
弯曲工序,将所述背侧板材和所述腹侧板材弯曲,
在所述去除工序中,在所述背侧板材和所述腹侧板材这两方形成第一排水流路形成面和第二排水流路形成面,其中,所述第一排水流路形成面形成所述第一排水流路,所述第二排水流路形成面形成所述第二排水流路,
在所述弯曲工序中,在所述背侧板材形成所述背侧面,在所述腹侧板材形成所述腹侧面,
在所述接合工序中,在所述第二排水流路形成面与所述第一排水流路形成面之间接合所述背侧板材与所述腹侧板材,以形成将所述第二排水流路与所述第一排水流路分隔为相互独立的状态的分隔部。
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