CN112211677A - 动叶以及具备该动叶的轴流旋转机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动叶以及具备该动叶的轴流旋转机械。动叶具备形成于叶片体的第一端部的护罩盖。护罩盖向远离叶片体的中弧线的叶片体远离方向扩展。护罩盖具有朝向叶片高度方向上的第一侧露出的反气体通过面、以及朝向叶片高度方向上的第二侧露出的气体通过面。气体通过面具有在与中弧线正交的截面中随着分别从叶片体的正压面以及负压面趋向叶片体远离方向而逐渐向第一侧延伸的过渡面。反气体通过面具有在所述截面中沿着过渡面而以向第二侧凹陷的方式扩展的凹面。

Description

动叶以及具备该动叶的轴流旋转机械

技术领域

本发明涉及动叶以及具备该动叶的轴流旋转机械。

背景技术

作为轴流旋转机械的一种的燃气轮机具备以轴线为中心进行旋转的转子、以及覆盖该转子的壳体。转子具有转子轴、以及安装于该转子轴的多个动叶。

例如，以下的专利文献所记载的动叶具有呈翼形的叶片体、护罩以及平台。叶片体沿针对轴线而言的径向延伸。因此，该叶片体的叶片高度方向为径向。护罩设置于叶片体的针对轴线而言的径向外侧的端部。平台设置于叶片体的针对轴线而言的径向内侧的端部。护罩与平台均向与径向大致垂直的方向扩展。护罩具有护罩主体(或护罩盖)和两个密封翅片。护罩主体具有朝向径向外侧的反气体通过面、以及朝向径向内侧的气体通过面。两个密封翅片均从护罩主体的反气体通过面向径向外侧突出，并沿针对轴线而言的周向延伸。这两个密封翅片沿轴线所延伸的轴线方向隔开间隔地设置。在护罩主体的反气体通过面形成有向径向内侧凹陷的两个凹面。两个凹面配置在两个密封翅片之间。

专利文献1：日本特开2008-038910号公报

如前所述，护罩设置于叶片体的径向外侧的端部。因此，该护罩的重量增加会导致施加于叶片体的离心载荷的增加。因此，优选将护罩轻量化，从而减小施加于叶片体的离心载荷。在以上的专利文献1所记载的技术中，由于在护罩主体的反气体通过面形成有凹面，因此在某种程度上实现了护罩的轻量化。

然而，通常，护罩主体的气体通过面具有过渡面。该过渡面在与叶片体的中弧线正交的截面中，随着分别从叶片体的正压面以及负压面趋向远离叶片体的方向而向径向外侧弯曲地延伸。在护罩主体相对于叶片体的根部分产生应力。作为缓和该应力的方法，存在增大过渡面的曲率半径的方法。然而，若仅增大过渡面的曲率半径，则护罩主体(或护罩盖)的重量会增加。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供能够缓和在护罩盖相对于叶片体的根部分产生的应力，并减轻护罩盖的重量的技术。

用于达成所述目的的发明的一方案的动叶具备：呈翼形的叶片体；以及护罩盖，其形成于所述叶片体的叶片高度方向上的第一侧与第二侧中的、所述叶片体中的所述第一侧的第一端部。所述护罩盖向叶片体远离方向扩展，所述叶片体远离方向是与所述叶片高度方向交叉的方向且是从所述叶片体的所述第一端部处的中弧线远离的方向。所述护罩盖具有朝向所述第一侧向外部露出的反气体通过面、以及朝向所述第二侧向外部露出的气体通过面。所述气体通过面具有过渡面，在与所述中弧线正交的截面中，所述过渡面随着分别从所述叶片体的正压面以及负压面趋向所述叶片体远离方向而逐渐向所述第一侧延伸。所述反气体通过面具有凹面，在所述截面中，所述凹面以沿着所述过渡面中的至少一部分表面向所述第二侧凹陷的方式扩展。

在护罩盖相对于叶片体的根部分产生应力。作为缓和该应力的方法，存在增大过渡面的曲率半径的方法。本方案的凹面是沿着气体通过面中的过渡面而以向第二侧凹陷的方式扩展的面。因此，在本方案中，即使增大过渡面的曲率半径，气体通过面与反气体通过面之间的距离即盖厚度也不会变厚。因此，在本方案中，能够缓和在护罩盖相对于叶片体的根部分产生的应力，并减轻护罩盖的重量。

在此，在所述一方案的动叶中，也可以是，所述护罩盖具有相当于叶片体接近方向处的所述过渡面的中间部的主体中间部，所述叶片体接近方向是与所述叶片高度方向交叉的方向且是向所述叶片体的中弧线接近的方向，所述主体中间部处的所述反气体通过面具有所述凹面的至少一部分。

另外，在以上任一所述方案的动叶中，也可以是，在所述截面中，所述凹面以所述中弧线为基准而向两侧扩展。在该情况下，在所述截面中，在所述截面中，所述凹面中以所述中弧线为基准而为所述正压面的一侧即正压侧的面随着趋向以所述中弧线为基准而为所述负压面的一侧即负压侧而趋向所述第二侧，所述凹面中以所述中弧线为基准而为所述负压侧的面随着趋向所述正压侧而趋向所述第二侧。

在本方案中，凹面以中弧线为基准而向两侧扩展，因此能够进一步减轻护罩盖的重量。

在以上任一所述方案的动叶中，也可以是，所述护罩盖具有盖主体、以及与盖主体相连的外缘部。在该情况下，在所述截面中，所述外缘部位于比所述盖主体靠所述叶片体远离方向的位置，且相对于所述盖主体向所述叶片高度方向突出。另外，所述盖主体以及所述外缘部均具有所述气体通过面以及所述反气体通过面。所述盖主体的所述反气体通过面具有所述凹面。

在本方案中，能够抑制护罩盖的重量增加，并提高该护罩盖的外缘的刚性。

在具有所述外缘部的、所述方案的动叶中，也可以是，所述外缘部相对于所述盖主体而向所述叶片高度方向上的所述第一侧突出。

在具有所述外缘部的、以上任一所述方案的动叶中，也可以是，对于所述截面中的所述气体通过面与所述反气体通过面之间的距离即盖厚度，所述外缘部比主体端部厚，所述主体端部是所述盖主体的端部且与所述外缘部相连。

在具有所述主体端部的、所述方案的动叶中，也可以是，所述盖主体具有位于比所述主体端部靠叶片体接近方向的位置且相当于所述叶片体接近方向处的所述过渡面的中间部的主体中间部，所述叶片体接近方向是与所述叶片高度方向交叉的方向且是向所述叶片体的中弧线接近的方向。在该情况下，也可以是，对于所述截面中的所述盖厚度，所述主体中间部比所述主体端部厚。

在具有所述主体中间部的、所述方案的动叶中，也可以是，所述盖主体具有位于比所述主体中间部靠所述叶片体接近方向的位置的叶片附近部。在该情况下，也可以是，对于所述截面中的所述盖厚度，所述主体中间部比所述叶片附近部厚。

在具有所述外缘部以及所述主体端部的、以上任一所述方案的动叶中，也可以是，对于所述截面中的所述盖厚度，在所述护罩盖中，所述外缘部最厚。

在本方案中，能够提高护罩盖的外缘的刚性，并进一步减轻护罩盖的重量。

在具有所述外缘部以及所述主体端部的、以上任一所述方案的动叶中，对于所述截面中的所述盖厚度，在所述护罩盖中，所述主体端部最薄。

在本方案中，位于比主体中间部远离中弧线的区域的主体端部的盖厚度在护罩盖中为最薄。因此，在本方案中，能够通过外缘部来提高护罩盖的外缘的刚性，并抑制施加于以中弧线为基准的护罩盖的力矩的增加。

在以上任一所述方案的动叶中，也可以是，所述动叶还具备密封翅片，所述密封翅片从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述反气体通过面的外缘的第一部延伸至所述反气体通过面的外缘的第二部。

在具备所述密封翅片的所述方案的动叶中，所述密封翅片从所述反气体通过面的外缘的第一部跨过所述中弧线而延伸至所述反气体通过面的外缘的第二部。在该情况下，也可以是，关于所述密封翅片的所述叶片高度方向上的高度，与所述反气体通过面的外缘的所述第一部的位置处的所述高度、以及所述反气体通过面的外缘的所述第二部的位置处的高度相比，所述第一部与所述第二部之间的中间部的位置处的所述高度更高。

在以上任一所述方案的动叶中，也可以是，所述动叶还具备肋，所述肋从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述反气体通过面的外缘的一部分朝向所述反气体通过面的外缘的另一部分延伸。

在本方案中，能够抑制比叶片体靠第一侧的部分中的重量增加，并提高护罩盖的刚性。

在具备所述肋的所述方案的动叶中，也可以是，所述肋从所述反气体通过面的外缘的所述一部分延伸至所述另一部分。

在本方案中，能够提高护罩盖中的反气体通过面的外缘的一部分的位置处以及另一部的位置处的刚性。

在具备所述密封翅片的所述方案的动叶中，也可以是，所述动叶还具备肋，所述肋从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述反气体通过面的外缘的一部分延伸至所述密封翅片。

在本方案中，能够抑制比叶片体靠第一侧的部分中的重量增加，并提高护罩盖的刚性。

在具备所述密封翅片的所述方案的动叶中，也可以是，所述动叶还具备肋，所述肋从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述密封翅片向与所述密封翅片延伸的方向交叉的方向延伸。

在本方案中，能够抑制比叶片体靠第一侧的部分中的重量增加，并提高护罩盖的刚性。

在以上任一所述方案的动叶中，也可以是，所述反气体通过面的面积以包括所述反气体通过面的外缘在内的假想平面中的所述外缘内的面积为基准而为110％以上。

另外，在以上任一所述方案的动叶中，也可以是，在所述截面中，在所述截面中，所述反气体通过面具有形成所述反气体通过面的外缘的第一端和第二端，以所述截面中由将所述第一端与所述第二端连结的直线和所述气体通过面所围成的区域的面积即护罩盖截面积为基准，所述截面中由所述直线和所述反气体通过面所围成的区域的面积即凹陷面积为20％以上。

用于达成所述目的的发明的一方案的轴流旋转机械具备：多个以上任一所述方案的动叶；转子轴，其以轴线为中心进行旋转；以及壳体，多个所述动叶沿针对所述轴线而言的周向排列，且以所述叶片高度方向成为针对所述轴线而言的径向的方式安装于所述转子轴。所述壳体将所述转子轴以及多个所述动叶的外周侧覆盖。

发明效果

根据本发明的一方案，能够缓和在护罩盖相对于叶片体的根部分产生的应力，并减轻护罩盖的重量。

附图说明

图1是本发明的一实施方式中的燃气轮机的示意性的剖视图。

图2是本发明的第一实施方式中的动叶的立体图。

图3是从径向外侧观察本发明的第一实施方式以及第二实施方式中的动叶时的图。

图4是示出本发明的第一实施方式中的动叶的图3中的IV-IV线剖视图。

图5是示出本发明的第一实施方式中的动叶的图3中的V-V线剖视图。

图6是示出本发明的第一实施方式中的动叶的图3中的VI-VI线剖视图。

图7是用于对与本发明的第一实施方式中的护罩盖相关的各种面积进行说明的说明图。

图8是示出本发明的第二实施方式中的动叶的图3中的VIII-VIII线剖视图。

图9是示出本发明的第二实施方式中的动叶的图3中的IX-IX射线剖视图。

图10是示出本发明的第二实施方式中的动叶的图3中的X-X射线剖视图。

图11是从径向外侧观察本发明的第三实施方式以及第四实施方式中的动叶时的图。

图12是示出本发明的第三实施方式中的动叶的图11中的XII-XII线剖视图。

图13是示出本发明的第三实施方式中的动叶的图11中的XIII-XIII线剖视图。

图14是示出本发明的第四实施方式中的动叶的图11中的XIV-XIV线剖视图。

图15是示出本发明的第四实施方式中的动叶的图11中的XV-XV线剖视图。

图16是从径向外侧观察本发明的第一实施方式以及第三实施方式的变形例中的动叶时的图。

图17是从径向外侧观察本发明的第二实施方式以及第四实施方式的变形例中的动叶时的图。

附图标记说明

10：燃气轮机

11：燃气轮机转子

14：中间壳体

15：燃气轮机壳体

20：压缩机

21：压缩机转子

22：转子轴

23：动叶列

25：压缩机壳体

26：静叶列

30：燃烧器

40：涡轮

41：涡轮转子

42：转子轴

43：动叶列

45：涡轮壳体

46：静叶列

50，50a，50b，50c：动叶

51：叶片体

52：前缘

53：后缘

54：负压面

55：正压面

56：第一端部

57：第二端部

58：平台

59：叶根

60、60b：护罩盖

61、61b：盖主体

62：外缘部

63：主体端部

64、64b：主体中间部

65：叶片附近部

66：气体通过面

67：过渡面

68、68b：反气体通过面

69、69b：凹面

71：第一部

72：第二部

73：接触面

78：密封翅片

79、79c：肋

A：空气

F：燃料

G：燃烧气体

CL：中弧线

Sa：反气体通过面的面积

Sv：假想平面中的外缘内的面积

Sr：凹陷截面积

Ss：护罩盖截面积

Ar：轴线

Da：轴线方向

Dau：轴线上游侧

Dad：轴线下游侧

Dc：周向

Dr：径向

Dri：径向内侧

Dro：径向外侧

Dh：叶片高度方向

Dh1：叶片高度方向上的第一侧

Dh2：叶片高度方向上的第二侧

Dn：负压侧

Dp：正压侧

Ds：叶片体接近方向

Dt：叶片体远离方向。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式以及各种变形例进行详细说明。

[轴流旋转机械的实施方式]

参照图1对本发明的轴流流体机械的一实施方式进行说明。

本实施方式的轴流旋转机械是燃气轮机。该燃气轮机10具备：压缩空气A的压缩机20、使燃料F在由压缩机20压缩了的空气A中燃烧并生成燃烧气体G的燃烧器30、以及由燃烧气体G驱动的涡轮40。

压缩机20具有：以轴线Ar为中心进行旋转的压缩机转子21、覆盖压缩机转子21的压缩机壳体25、以及多个静叶列26。涡轮40具有：以轴线Ar为中心进行旋转的涡轮转子41、覆盖涡轮转子41的涡轮壳体45、以及多个静叶列46。需要说明的是，以下，将轴线Ar延伸的方向设为轴线方向Da，简单地将以该轴线Ar为中心的周向设为周向Dc，将与轴线Ar垂直的方向设为径向Dr。另外，将轴线方向Da的一侧设为轴线上游侧Dau，将其相反的一侧设为轴线下游侧Dad。另外，将在径向Dr上接近轴线Ar的一侧设为径向内侧Dri，将其相反的一侧设为径向外侧Dro。

压缩机20相对于涡轮40配置在轴线上游侧Dau。压缩机转子21与涡轮转子41位于同一轴线Ar上且相互连接，从而构成燃气轮机转子11。在该燃气轮机转子11上例如连接有发电机GEN的转子。燃气轮机10还具备配置在压缩机壳体25与涡轮壳体45之间的中间壳体14。燃烧器30安装于该中间壳体14。压缩机壳体25、中间壳体14、以及涡轮壳体45相互连接，从而构成燃气轮机壳体15。

压缩机转子21具有：以轴线Ar为中心而沿轴线方向Da延伸的转子轴22、以及安装于该转子轴22的多个动叶列23。多个动叶列23沿轴线方向Da排列。各动叶列23均由沿周向Dc排列的多个动叶构成。在多个动叶列23的各轴线下游侧Dad配置有多个静叶列26中的任一静叶列26。各静叶列26设置在压缩机壳体25的内侧。各静叶列26均由沿周向Dc排列的多个静叶构成。

涡轮转子41具有以轴线Ar为中心沿轴线方向Da延伸的转子轴42、以及安装于该转子轴42的多个动叶列43。多个动叶列43沿轴线方向Da排列。各动叶列43均由沿周向Dc排列的多个动叶50构成。在多个动叶列43的各轴线上游侧Dau配置有多个静叶列46中的任一静叶列46。各静叶列46设置在涡轮壳体45的内侧。各静叶列46均由沿周向Dc排列的多个静叶构成。

压缩机20吸入空气A，并对该空气A进行压缩。压缩后的空气、即压缩空气经由中间壳体14流入燃烧器30。从外部向燃烧器30供给燃料F。燃烧器30使燃料F在压缩空气内燃烧，从而生成燃烧气体G。该燃烧气体G流入涡轮壳体45内，从而使涡轮转子41旋转。通过该涡轮转子41的旋转使发电机GEN发电。

以下，对以上说明的动叶的各种实施方式进行说明。

[动叶的第一实施方式]

参照图2～图7，对本发明的第一实施方式的动叶进行说明。

如图2所示，本实施方式的动叶50具有呈翼形的叶片体51、平台58、叶根59、护罩盖60以及密封翅片78。在动叶50安装于转子轴42(参照图1)的状态下，叶片体51的叶片高度方向Dh为径向Dr。护罩盖60设置于叶片体51的第一端部56。平台58设置于叶片体51的第二端部57。叶片体51的第一端部56是叶片高度方向Dh上的第一侧Dh1与第二侧Dh2中的、第一侧Dh1的端部。叶片体51的第二端部57是叶片高度方向Dh上的第二侧Dh2的端部。在动叶50安装于转子轴42的状态下，叶片高度方向Dh的第一侧Dh1成为径向外侧Dro。另外，在动叶50安装于转子轴42的状态下，叶片高度方向Dh的第二侧Dh2成为径向内侧Dri。因此，以下，将叶片高度方向Dh记载为径向Dr，将叶片高度方向Dh的第一侧Dh1记载为径向外侧Dro，将叶片高度方向Dh的第二侧Dh2记载为径向内侧Dri。

护罩盖60以及平台58向具有与径向Dr垂直的方向成分的方向扩展。叶根59设置在平台58的径向内侧Dri。该叶根59是用于将动叶50安装于转子轴42的结构。

如图2以及图3所示，叶片体51具有：前缘52、后缘53、凸状的面即负压面(背侧面)54以及凹状的面即正压面(腹侧面)55。前缘52以及后缘53存在于负压面54与正压面55的相连部分。前缘52以及后缘53均沿叶片高度方向Dh即径向Dr延伸。在动叶50安装于转子轴42的状态下，前缘52相对于后缘53而位于轴线上游侧Dau。

护罩盖60在周向Dc的两侧具有接触面73。该护罩盖60中的接触面73与相对于具有该护罩盖60的动叶50而在周向Dc上相邻的其他动叶50的护罩盖60的接触面73对置地接触。密封翅片78沿周向Dc从存在于护罩盖60的周向Dc的一侧的外缘的一部分即第一部71延伸至存在于护罩盖60的周向Dc的另一侧的外缘的一部分即第二部72。

如图4～图6所示，护罩盖60在与叶片体51的中弧线CL正交的截面中向叶片体远离方向Dt扩展。需要说明的是，图4是图3中的IV-IV线剖视图，图5是图3中的V-V线剖视图，图6是图3中的VI-VI线剖视图。上述的剖视图均是与叶片体51的中弧线CL正交的截面处的剖视图。另外，在上述的剖视图中，未描绘出存在于比截面靠内侧的的构件。前述的叶片体远离方向Dt是指，与径向Dr(叶片高度方向Dh)正交的方向且是远离叶片体51的一侧的方向。另外，叶片体接近方向Ds是指，与径向Dr(叶片高度方向Dh)正交的方向且是接近叶片体51的一侧的方向。因此，叶片体接近方向Ds是与叶片体远离方向Dt相反的方向。另外，以中弧线CL为基准而负压面54所在的负压侧Dn处的叶片体远离方向Dt与以中弧线CL为基准而正压面55所在的正压侧Dp处的叶片体远离方向Dt相反。另外，以中弧线CL为基准而为负压侧Dn处的叶片体接近方向Ds与以中弧线CL为基准而为正压侧Dp处的叶片体接近方向Ds相反。

护罩盖60具有盖主体61、以及与该盖主体61相连的外缘部62。外缘部62在与中弧线CL正交的截面中位于比盖主体61靠叶片体远离方向Dt的位置。换言之，盖主体61在与中弧线CL正交的截面中位于比外缘部62靠叶片体接近方向Ds的位置。外缘部62相对于盖主体61而向径向Dr(叶片高度方向Dh)突出。在本实施方式中，外缘部62相对于盖主体61而向径向外侧Dro(叶片高度方向Dh的第一侧Dh1)突出。前述的接触面73形成在该外缘部62的一部分上。

盖主体61以及外缘部62均具有气体通过面66和反气体通过面68。气体通过面66是朝向径向内侧Dri(叶片高度方向Dh的第二侧Dh2)而向动叶50的外部露出的面。反气体通过面68是朝向径向外侧Dro(叶片高度方向Dh的第一侧Dh1)而向动叶50的外部露出的面。

气体通过面66具有过渡面67，在与中弧线CL正交的截面中，该过渡面67随着趋向叶片体远离方向Dt而逐渐向径向外侧Dro(叶片高度方向Dh的第一侧Dh1)延伸。该过渡面67弯曲。反气体通过面68具有凹面69，该凹面69在与中弧线CL正交的截面中，以随着趋向叶片体接近方向Ds而趋向径向内侧Dri(叶片高度方向Dh的第二侧Dh2)，并向径向内侧Dri凹陷的方式扩展。换言之，该凹面69是沿着气体通过面66中的过渡面67而以向径向内侧Dri凹陷的方式扩展的面。该凹面69向以中弧线CL为基准的两侧扩展。因此，在与中弧线CL正交的截面中，凹面69的一部分以中弧线CL为基准而位于负压侧Dn，凹面69的剩余部分以中弧线CL为基准而位于正压侧Dp。位于负压侧Dn的凹面69的一部分以随着趋向径向内侧Dri而趋向正压侧Dp的方式倾斜，位于正压侧Dp的凹部的剩余部分以随着趋向径向内侧Dri而趋向负压侧Dn的方式倾斜。因此，位于负压侧Dn的凹面69的一部分的倾斜方向与位于正压侧Dp的凹部的剩余部分的倾斜方向相反。

盖主体61具有主体端部63、主体中间部64以及叶片附近部65。主体中间部64是在与中弧线CL正交的截面中，在盖主体61中相当于叶片体接近方向Ds上的过渡面67的中间部的部分。叶片附近部65是在与中弧线CL正交的截面中，在盖主体61中位于比主体中间部64靠叶片体接近方向Ds的位置的部分。主体端部63是盖主体61的端部，且是与外缘部62相连的部分。凹面69横跨主体端部63、主体中间部64、以及叶片附近部65而形成。

在此，将气体通过面66与反气体通过面68之间的距离设为盖厚度。在图4～图6所示的各截面中，外缘部62的盖厚度t1a、t1b比主体端部63的盖厚度t2a、t2b厚。主体中间部64的盖厚度t3a、t3b也比主体端部63的盖厚度t2a、t2b厚。并且，叶片附近部65的盖厚度t4a、t4b也比主体端部63的盖厚度t2a、t2b厚。即，在任一截面中，主体端部63的盖厚度t2a、t2b都为最薄。

前述的密封翅片78从护罩盖60的反气体通过面68向径向外侧Dro(叶片高度方向Dh的第一侧Dh1)突出，并沿周向Dc延伸。从轴线Ar到该密封翅片78的径向外侧Dro的一端即前端为止的距离与周向Dc上的位置无关地为恒定。然而，与存在于护罩盖60的周向Dc的一侧的外缘的第一部71(参照图3)中的翅片高度、以及存在于护罩盖60的周向Dc的另一侧的外缘的第二部72(参照图3)中的翅片高度相比，第一部71与第二部72的中间部的位置处的翅片高度h(参照图5)较高。这是因为反气体通过面68具有凹面69。需要说明的是，翅片高度h是指从反气体通过面68到密封翅片78的前端为止的距离。

如图7所示，反气体通过面68的面积Sa比包括反气体通过面68的外缘在内的假想平面中的外缘内的面积Sv大。具体而言，反气体通过面68的面积Sa以假想平面中的外缘内的面积Sv为基准而为110％以上，优选为120％以上。

另外，如图7所示，在与中弧线CL正交的截面中，以由将形成反气体通过面68的外缘的第一端与第二端连结的直线Lv和气体通过面66所围成的区域的面积即护罩盖截面积Ss为基准，该截面中由前述的直线Lv和反气体通过面68所围成的区域的面积即凹陷截面积Sr为20％以上，优选为30％以上。需要说明的是，前述的假想平面是包括直线Lv在内的面。

如上所述，在本实施方式中，反气体通过面68具有向径向内侧Dr凹陷的凹面69，因此能够减轻护罩盖60的重量。

然而，在护罩盖60相对于叶片体51的根部分产生应力。作为缓和该应力的方法，存在增大过渡面67的曲率半径的方法。本实施方式的凹面69是沿着气体通过面66中的过渡面67而以向径向内侧Dri凹陷的方式扩展的面。因此，在本实施方式中，即使增大过渡面67的曲率半径，气体通过面66与反气体通过面68之间的距离即盖厚度也不会变厚。因此，在本实施方式中，能够缓和在护罩盖60相对于叶片体51的根部分产生的应力，并减轻护罩盖60的重量。并且，在本实施方式中，凹面69以中弧线CL为基准而向两侧扩展，因此能够进一步减轻护罩盖60的重量。

在本实施方式中，具有相对于盖主体61而向径向Dr突出的外缘部62，因此能够抑制护罩盖60的重量增加，并提高该护罩盖60的外缘刚性。

在本实施方式中，位于比主体中间部64更远离中弧线CL的区域的主体端部63的盖厚度t2a、t2b在护罩盖60中为最薄。因此，在本实施方式中，能够通过外缘部62来提高护罩盖60的外缘的刚性，并抑制施加于以中弧线CL为基准的圆角的力矩的增加。

需要说明的是，在本实施方式中，并不在意外缘部62的盖厚度t1a、t1b和主体中间部64的盖厚度t3a、t3b和叶片附近部65的盖厚度t4a、t4b中的相互的大小关系。但是，若将外缘部62的盖厚度t1a、t1b设为最厚，则能够提高护罩盖60的外缘的刚性，并进一步减轻护罩盖60的重量。

[动叶的第二实施方式]

参照图3、图8～图10对本发明的第三实施方式的动叶进行说明。

如图8～图10所示，本实施方式的动叶50a的结构是从第一实施方式的动叶50结构中省略了密封翅片78而得到的结构，其他的结构与第一实施方式的动叶50的结构相同。需要说明的是，图8是图3中的VIII-VIII线剖视图，图9是图3中的IX-IX射线剖视图，图10是图3中的X-X射线剖视图。另外，由于在对本实施方式的动叶50a进行说明时，挪用了示出第一实施方式的动叶50的图3，因此在图3中描绘有密封翅片78。但是，在从径向外侧Dro观察本实施方式的动叶50a时的正确的图中未描绘有密封翅片78。

如前所述，本实施方式的动叶50a的结构是从第一实施方式的动叶50结构中省略了密封翅片78而得到的结构，其他的结构与第一实施方式的动叶50的结构相同。因此，在本实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果。即，在本实施方式中，也能够缓和在护罩盖60相对于叶片体51的根部分产生的应力，并减轻护罩盖60的重量。

「动叶的第三实施方式」

参照图11～图13对本实施方式的动叶进行说明。

本实施方式的动叶50b是对第一实施方式的动叶50中的盖厚度进行了变更而成的动叶，本实施方式的动叶50b的其他结构与第一实施方式的动叶50的结构相同。

因此，如图12以及图13所示，本实施方式的护罩盖60b也与第一实施方式的护罩盖60同样地具有外缘部62和盖主体61b。盖主体61b以及外缘部62均具有气体通过面66和反气体通过面68b。本实施方式的气体通过面66与第一实施方式的气体通过面66同样地具有过渡面67。本实施方式的反气体通过面68b与第一实施方式的反气体通过面68同样地具有凹面69b。该凹面69b是沿着气体通过面66中的过渡面67而向径向内侧Dri凹陷的面。另外，本实施方式的盖主体61b也与第一实施方式的盖主体61同样地具有主体端部63、主体中间部64b以及叶片附近部65。需要说明的是，图12是图11中的XII-XII线剖视图，图13是图11中的XIII-XIII线剖视图。上述的剖视图均是与叶片体51的中弧线CL正交的截面处的剖视图。

在图12所示的截面中，外缘部62的盖厚度t1a、t1b比主体端部63的盖厚度t2a、t2b厚。主体中间部64b的盖厚度t3a、t3b也比主体端部63的盖厚度t2a、t2b厚。并且，叶片附近部65的盖厚度t4a、t4b也比主体端部63的盖厚度t2a、t2b厚。即，在该截面中，主体端部63的盖厚度t2a、t2b为最薄。在本实施方式中，主体中间部64b的盖厚度t3a、t3b比叶片附近部65的盖厚度t4a、t4b厚。因此，在本实施方式中，盖厚度从主体端部63至主体中间部64b逐渐变厚，盖厚度从主体中间部64b至叶片附近部65逐渐变薄。

本实施方式的凹面69b也与第一实施方式的凹面69同样地是沿着气体通过面66中的过渡面67向径向内侧Dri凹陷的面。因此，在本实施方式中，也与第一实施方式同样地，能够缓和在护罩盖60b相对于叶片体51的根部分产生的应力，并减轻护罩盖60b的重量。并且，在本实施方式中，凹面69b也以中弧线CL为基准而向两侧扩展，因此能够进一步减轻护罩盖60b的重量。

在本实施方式中，具有相对于盖主体61b而向径向Dr突出的外缘部62，因此能够抑制护罩盖60b的重量增加，并提高该护罩盖60b的外缘的刚性。

并且，在本实施方式中，在护罩盖60b中，位于比主体中间部64b靠叶片体远离方向Dt的位置的主体端部63的盖厚度t2a、t2b也为最薄。因此，在本实施方式中，也能够通过外缘部62提高护罩盖60b的外缘的刚性，并抑制施加于以中弧线CL为基准的护罩盖60b的力矩的增加。

在盖主体61b中，施加于主体中间部64b的载荷比施加于主体端部63、叶片附近部65的载荷大。在本实施方式中，主体中间部64b的盖厚度比叶片附近部65厚，因此能够缓和在主体中间部64b产生的应力。

需要说明的是，在本实施方式中，并不在意外缘部62的盖厚度t1a、t1b和主体中间部64的盖厚度t3a、t3b中的相互的大小关系。但是，也可以将外缘部62的盖厚度t1a、t1b设为比主体中间部64b的盖厚度t3a、t3b厚，并将外缘部62的盖厚度t1a、t1b设为在护罩盖60b中为最厚。在该情况下，能够提高护罩盖60b的外缘的刚性，并进一步减轻护罩盖60b的重量。另一方面，也可以将主体中间部64b的盖厚度t3a、t3b设为比外缘部62的盖厚度t1a、t1b厚，并将主体中间部64b的盖厚度t3a、t3b设为在护罩盖60b中为最厚。在该情况下，能够抑制护罩盖60b的重量增加，并缓和在主体中间部64b产生的应力。

另外，在本实施方式中，以中弧线CL为基准而在正压侧Dp，主体中间部64b的盖厚度t3a比叶片附近部65的盖厚度t4a厚，以中弧线CL为基准而在负压侧Dn，主体中间部64b的盖厚度t3b也比叶片附近部65的盖厚度t4b厚。然而，也可以是，以中弧线CL为基准而在正压侧Dp与负压侧Dn中的仅一侧，主体中间部64b的盖厚度比叶片附近部65的盖厚度厚。

[动叶的第四实施方式」

参照图11、图14以及图15对本发明的第四实施方式的动叶50进行说明。

图14以及图15所示，本实施方式的动叶50c的结构是从第三实施方式的动叶50b的结构中省略了密封翅片78而得到的结构，其他的结构与第三实施方式的动叶50b的结构基本相同。需要说明的是，图14是图11中的XIV-XIV线剖视图，图15是图11中的XV-XV线剖视图。另外，由于在对本实施方式的动叶50c进行说明时，挪用了示出第三实施方式的动叶50b的图11，因此在图11中描绘有密封翅片78。但是，在从径向外侧Dro观察本实施方式的动叶50c时的正确的图中未描绘有密封翅片78。

如前所述，本实施方式的动叶50c的结构是从第三实施方式的动叶50b的结构中省略了密封翅片78而得到的结构，其他的结构与第三实施方式的动叶50b的结构基本相同。因此，在本实施方式中，也能够得到与第三实施方式相同的效果。即，在本实施方式中，也能够缓和在护罩盖60b相对于叶片体51的根部分产生的应力，并减轻护罩盖60b的重量。另外，在本实施方式中，与第三实施方式的动叶50b同样地，主体中间部64b的盖厚度也比叶片附近部65厚，因此能够缓和在主体中间部64b产生的应力。

需要说明的是，如图15所示，本实施方式的护罩盖60b在图11中的XV-XV线截面中，在以中弧线CL为基准的正压侧Dp未形成有外缘部62。并且，在该正压侧Dp中，在比相当于叶片体接近方向Ds上的过渡面67的中间部的位置靠叶片体远离方向Dt的位置未形成凹面69b，而在从该位置靠叶片体接近方向Ds的位置形成有凹面69b。

[其他的变形例」

在以上的实施方式的动叶中，也可以追加从护罩盖的反气体通过面向径向外侧Dro突出的肋。例如，如图16所示，也可以向具备密封翅片78的第一实施方式以及第三实施方式的动叶50、50b追加多个从护罩盖60、60b的外缘的一部分沿轴线方向Da延伸至密封翅片78的肋79。需要说明的是，该图16所示的肋79也可以不从护罩盖60、60b的外缘的一部分延伸。例如，肋79也可以从密封翅片78沿与密封翅片78延伸的方向交叉的方向延伸，该肋79也可以不到达护罩盖60、60b的外缘的一部分。另外，如图17所示，也可以向不具备密封翅片78的第二实施方式以及第四实施方式的动叶50a、50c追加多个从护罩盖60、60b的外缘的一部分沿轴线方向Da延伸至护罩盖60、60b的外缘的另一部分的肋79c。

这样，能够通过设置肋79、79c来抑制比叶片体51靠径向外侧Dro的部分处的重量增加，并提高护罩盖的刚性。需要说明的是，以上所说明的肋79、79c基本上不会比使用图7进行说明的包括反气体通过面68的外缘在内的假想平面更向径向外侧Dro突出。

在以上的实施方式以及变形例中说明的结构的动叶是燃气轮机的动叶。但是，在以上的实施方式以及变形例中说明的结构的动叶并不限定于燃气轮机的动叶，其也可以是其他的轴流旋转机械、例如，蒸汽轮机的动叶。

Claims (19)

1.一种动叶，其中，

所述动叶具备：

呈翼形的叶片体；以及

护罩盖，其形成于所述叶片体的叶片高度方向上的第一侧与第二侧中的、所述叶片体中的所述第一侧的第一端部，

所述护罩盖向叶片体远离方向扩展，所述叶片体远离方向是与所述叶片高度方向交叉的方向且是从所述叶片体的所述第一端部处的中弧线远离的方向，

所述护罩盖具有朝向所述第一侧向外部露出的反气体通过面、以及朝向所述第二侧向外部露出的气体通过面，

所述气体通过面具有过渡面，在与所述中弧线正交的截面中，所述过渡面随着分别从所述叶片体的正压面以及负压面趋向所述叶片体远离方向而逐渐向所述第一侧延伸，

所述反气体通过面具有凹面，在所述截面中，所述凹面以沿着所述过渡面中的至少一部分表面向所述第二侧凹陷的方式扩展。

2.根据权利要求1所述的动叶，其中，

所述护罩盖具有相当于叶片体接近方向处的所述过渡面的中间部的主体中间部，所述叶片体接近方向是与所述叶片高度方向交叉的方向且是向所述叶片体的中弧线接近的方向，

所述主体中间部处的所述反气体通过面具有所述凹面的至少一部分。

3.根据权利要求1或2所述的动叶，其中，

在所述截面中，所述凹面以所述中弧线为基准而向两侧扩展，

在所述截面中，所述凹面中以所述中弧线为基准而为所述正压面的一侧即正压侧的面随着趋向以所述中弧线为基准而为所述负压面的一侧即负压侧而趋向所述第二侧，所述凹面中以所述中弧线为基准而为所述负压侧的面随着趋向所述正压侧而趋向所述第二侧。

4.根据权利要求1所述的动叶，其中，

所述护罩盖具有盖主体、以及与盖主体相连的外缘部，

在所述截面中，所述外缘部位于比所述盖主体靠所述叶片体远离方向的位置，且相对于所述盖主体向所述叶片高度方向突出，

所述盖主体以及所述外缘部均具有所述气体通过面以及所述反气体通过面，

所述盖主体的所述反气体通过面具有所述凹面。

5.根据权利要求4所述的动叶，其中，

所述外缘部相对于所述盖主体而向所述叶片高度方向上的所述第一侧突出。

6.根据权利要求4所述的动叶，其中，

对于所述截面中的所述气体通过面与所述反气体通过面之间的距离即盖厚度，所述外缘部比主体端部厚，所述主体端部是所述盖主体的端部且与所述外缘部相连。

7.根据权利要求6所述的动叶，其中，

所述盖主体具有位于比所述主体端部靠叶片体接近方向的位置且相当于所述叶片体接近方向处的所述过渡面的中间部的主体中间部，所述叶片体接近方向是与所述叶片高度方向交叉的方向且是向所述叶片体的中弧线接近的方向，

对于所述截面中的所述盖厚度，所述主体中间部比所述主体端部厚。

8.根据权利要求7所述的动叶，其中，

所述盖主体具有位于比所述主体中间部靠所述叶片体接近方向的位置的叶片附近部，

对于所述截面中的所述盖厚度，所述主体中间部比所述叶片附近部厚。

9.根据权利要求6所述的动叶，其中，

对于所述截面中的所述盖厚度，在所述护罩盖中，所述外缘部最厚。

10.根据权利要求6所述的动叶，其中，

对于所述截面中的所述盖厚度，在所述护罩盖中，所述主体端部最薄。

11.根据权利要求1所述的动叶，其中，

所述动叶还具备密封翅片，所述密封翅片从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述反气体通过面的外缘的第一部延伸至所述反气体通过面的外缘的第二部。

12.根据权利要求11所述的动叶，其中，

所述密封翅片从所述反气体通过面的外缘的第一部跨过所述中弧线而延伸至所述反气体通过面的外缘的第二部，

关于所述密封翅片的所述叶片高度方向上的高度，与所述反气体通过面的外缘的所述第一部的位置处的所述高度、以及所述反气体通过面的外缘的所述第二部的位置处的高度相比，所述第一部与所述第二部之间的中间部的位置处的所述高度更高。

13.根据权利要求1所述的动叶，其中，

所述动叶还具备肋，所述肋从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述反气体通过面的外缘的一部分朝向所述反气体通过面的外缘的另一部分延伸。

14.根据权利要求13所述的动叶，其中，

所述肋从所述反气体通过面的外缘的所述一部分延伸至所述另一部分。

15.根据权利要求11所述的动叶，其中，

所述动叶还具备肋，所述肋从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述反气体通过面的外缘的一部分延伸至所述密封翅片。

16.根据权利要求11所述的动叶，其中，

所述动叶还具备肋，所述肋从所述护罩盖的所述反气体通过面向所述第一侧突出，且从所述密封翅片向与所述密封翅片延伸的方向交叉的方向延伸。

17.根据权利要求1所述的动叶，其中，

所述反气体通过面的面积以包括所述反气体通过面的外缘在内的假想平面中的所述外缘内的面积为基准而为110％以上。

18.根据权利要求1所述的动叶，其中，

在所述截面中，所述反气体通过面具有形成所述反气体通过面的外缘的第一端和第二端，

以所述截面中由将所述第一端与所述第二端连结的直线和所述气体通过面所围成的区域的面积即护罩盖截面积为基准，所述截面中由所述直线和所述反气体通过面所围成的区域的面积即凹陷面积为20％以上。

19.一种轴流旋转机械，其中，

所述轴流旋转机械具备：

多个权利要求1至18中任一项所述的动叶；

转子轴，其以轴线为中心进行旋转；以及

壳体，

多个所述动叶沿针对所述轴线而言的周向排列，且以所述叶片高度方向成为针对所述轴线而言的径向的方式安装于所述转子轴，

所述壳体将所述转子轴以及多个所述动叶的外周侧覆盖。

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