CN113692477B - 涡轮静叶以及燃气轮机 - Google Patents
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Abstract
一实施方式的涡轮静叶具备:叶片体,其包括翼型部及护罩,所述翼型部包括多个冷却流路及多个折返流路,至少一个所述折返流路在内部具有配置于比划分燃烧气体流路的气体通路面靠叶片高度方向的外侧或内侧的位置的迂回流路,所述护罩设置于所述翼型部的所述叶片高度方向上的前端侧及基端侧中的至少一方;以及盖部,其固定于所述翼型部的所述叶片高度方向上的所述前端侧或所述基端侧的端部,形成所述至少一个折返流路,所述盖部与所述翼型部分体,所述盖部形成为,形成所述折返流路的流路宽度的内壁面宽度比形成于所述翼型部的所述冷却流路的所述流路宽度大,所述盖部的厚度的最小值比所述护罩中的安装有所述盖部的部分的厚度小。
Description
技术领域
本发明涉及一种涡轮静叶以及燃气轮机。
背景技术
涡轮叶片由于暴露在燃烧气体等高温流体中,因此具有用于冷却的构造。作为涡轮叶片的冷却构造,例如能够举出通过使冷却介质在形成于翼型部的内部的迂回流路中流动来对翼型部进行冷却的构造。
迂回流路包括在翼型部的内部沿叶片高度方向延伸并由隔壁隔开的多个冷却流路。例如,在某个冷却流路中从叶片高度方向的一侧朝向另一侧流动的冷却介质,通过在该冷却流路的另一侧折返的部分而流入与该冷却流路相邻的冷却流路,从而从另一侧朝向一侧流动。在上述的折返部分处,有可能冷却介质的流速降低而热传递率降低。
因此,例如在专利文献1所记载的燃气轮机静叶中,形成有如下那样的迂回流路:将在叶片高度方向的一侧折返的部分的流路设为比一侧的护罩的气体通路表面更向一侧深入的流路,将在叶片高度方向的另一侧折返的部分的流路设为比另一侧的护罩的气体通路表面更向另一侧深入的流路(参照专利文献1)。
另外,在通过铸造制作具备迂回流路的静叶时,由于铸造的困难性,有时将铸造时形成迂回流路的型芯分割成多个,并将一部分的折返流路从气体通路面配置到外侧的护罩侧。在该情况下,将与翼型部分体的盖部安装于翼型部而形成折返流路,从而整体上形成迂回流路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-230404号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的燃气轮机静叶中,冷却空气在叶片的朝向外侧护罩及内侧护罩的根部呈直线状流动而对根部进行冷却,然后流入下一个通路,在该过程中也再次对根部进行冷却,从而冷却效果增加。
但是,在专利文献1所记载的燃气轮机静叶中,通过使折返部分的流路远离燃烧气体流动的区域而使形成该流路的部位的温度降低,从而与翼型部中位于燃烧气体流动的区域内的部位的温度差变大。因此,形成折返部分的流路的部位的热应力有可能变大。
鉴于上述情况,本发明的至少一实施方式的目的在于,兼顾涡轮静叶中的冷却效率降低的抑制以及热应力的抑制。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一实施方式的涡轮静叶具备:
叶片体,其包括翼型部及护罩,所述翼型部包括多个冷却流路及多个折返流路,至少一个所述折返流路在内部具有配置于比划分燃烧气体流路的气体通路面靠叶片高度方向的外侧或内侧的位置的迂回流路,所述护罩设置于所述翼型部的所述叶片高度方向上的前端侧及基端侧中的至少一方;以及
盖部,其固定于所述翼型部的所述叶片高度方向上的所述前端侧或所述基端侧的端部,形成所述至少一个折返流路,所述盖部与所述翼型部分体,
所述盖部形成为,形成所述折返流路的流路宽度的内壁面宽度比形成于所述翼型部的所述冷却流路的所述流路宽度大,
所述盖部的厚度的最小值比所述护罩中的安装有所述盖部的部分的厚度小。
根据上述(1)的结构,与形成折返流路的所述翼型部分体的盖部在叶片高度方向上固定于气体通路面的外侧或内侧的所述叶片体,所述盖部的形成所述折返流路的流路宽度的内壁面宽度形成得比所述翼形部的冷却流路的流路宽度大,因此,能够抑制折返流路中的冷却介质的压力损失的增加。
并且,根据上述(1)的结构,由于盖部的厚度的最小值比护罩中的安装有盖部的部分的厚度小,因此能够抑制作用于盖部的热应力。
(2)在几个实施方式中,在上述(1)的结构的基础上,
所述翼型部具备:腹侧叶片面,其在周向上呈凹面状凹陷;以及背侧叶片面,其在所述周向上呈凸面状突出,且与所述腹侧叶片面在前缘及后缘连接,
所述护罩包括:
底部,其在所述叶片高度方向上形成与所述气体通路面在叶片高度方向上相反一侧的内表面;
外壁部,其形成于所述底部的轴向及所述周向的两端,且沿所述叶片高度方向延伸;
冲击板,其配置于由所述外壁部和所述底部包围的内部空间,且具备多个贯通孔;以及
叶片面突出部,其形成于所述气体通路面,从所述腹侧叶片面的前缘部朝向在所述周向上相邻的所述翼型部的所述背侧叶片面延伸至与所述相邻的翼型部之间的燃烧气体流路的流路宽度的中间位置,被形成于与所述气体通路面连接的位置的外缘部包围,并从所述气体通路面向所述叶片高度方向突出。
根据上述(2)的结构,由于所述护罩具有形成于该护罩的轴向及周向的两端的外壁部,在该外壁部与所述盖部之间以覆盖所述护罩的内表面的方式形成有具备多个孔的冲击板,因此能够抑制在护罩产生的热应力。
另外,在从所述腹侧叶片面的前缘部朝向在所述周向上相邻的所述翼型部的所述背侧叶片面直到与所述相邻的翼型部之间的燃烧气体流路的流路宽度的中间位置之间的气体通路面上,形成有被外缘部包围且向叶片高度方向突出的叶片面突出部,因此能够抑制在气体通路面产生燃烧气体流的二次流,叶片的空气动力性能得到改善。
(3)在几个实施方式中,在上述(2)的结构的基础上,
所述冲击板包括:
一般区域,其与未形成有所述叶片面突出部的区域的所述护罩的所述内表面对置地配置,具有对所述内表面进行冲击冷却的多个所述贯通孔;以及
高密度区域,其包括形成有所述叶片面突出部的由所述外缘部包围的范围,且所述贯通孔的开口密度比所述一般区域高。
根据上述(3)的结构,冲击板以覆盖护罩的底面的方式具有形成有叶片面突出部的贯通孔的高密度区域和未形成有叶片面突出部的贯通孔的一般区域,在被形成有叶片面突出部的外缘部包围的范围内形成有贯通孔的高密度区域,因此能够抑制在形成有叶片面突出部的外缘部周围产生的热应力。
(4)在几个实施方式中,在上述(3)的结构的基础上,
所述冲击板包括:
第二冲击板,其在所述叶片高度方向上靠近所述内表面;以及
第一冲击板,其配置在相对于所述第二冲击板从所述内表面沿所述叶片高度方向分离的方向,
所述第二冲击板和所述第一冲击板经由在所述叶片高度方向上弯折的台阶部连接,
在所述外壁部与所述盖部之间配置有沿所述轴向或所述周向延伸的至少一个所述台阶部,
所述第一冲击板包括所述开口密度比所述第一冲击板的一般区域高的第一高密度区域,
所述第二冲击板包括所述开口密度比所述第二冲击板的一般区域高的第二高密度区域。
根据上述(4)的结构,在所述冲击板中,所述第一冲击板和所述第二冲击板经由台阶部一体形成,因此,能够抑制在冲击板产生的热应力。另外,从第一冲击板的开口密度高的第一高密度区域和第二冲击板的第二高密度区域这两个区域对形成有叶片面突出部的外缘部的范围进行冲击冷却,因此,能够进一步降低叶片面突出部的外缘部周围的热应力。
(5)在几个实施方式中,在上述(4)的结构的基础上,
所述护罩形成为在周向上配置多个翼型部,
所述台阶部在分别配置于所述多个翼型部的多个所述盖部之间沿所述轴向延伸配置。
根据上述(5)的结构,由于在固定于沿周向配置在所述护罩的多个翼型部的盖型部之间的冲击板形成有台阶部,因此,能够抑制在配置于翼型部之间的冲击板产生的热应力。
(6)在几个实施方式中,在上述(4)或(5)的结构的基础上,所述台阶部具有相对于叶片高度方向倾斜的倾斜面。
根据上述(6)的结构,由于形成于冲击板的台阶部具有在叶片高度方向上倾斜的倾斜面,因此台阶部的加工容易。
(7)在几个实施方式中,在上述(4)至(6)的结构的基础上,形成于所述第一冲击板的所述贯通孔即第一贯通孔的孔径比形成于所述第二冲击板的所述贯通孔即第二贯通孔的孔径大。
根据上述(7)的结构,由于形成于所述第一冲击板的所述贯通孔的孔径形成得比形成于所述第二冲击板的所述贯通孔的孔径大,因此能够利用冷却介质有效地对护罩内表面进行冷却。
(8)在几个实施方式中,在上述(7)的结构的基础上,形成于所述第一冲击板的所述第一贯通孔的排列间距比形成于所述第二冲击板的所述第二贯通孔的排列间距大。
根据上述(8)的结构,形成于所述第一冲击板的所述贯通孔的排列间距形成得比形成于所述第二冲击板的所述贯通孔的排列间距大,因此能够利用冷却介质有效地对护罩内表面进行冷却,并且能够抑制冷却介质的过度消耗量。
(9)在几个实施方式中,在上述(4)至(8)的结构的基础上,所述第二冲击板固定于所述护罩的所述外壁部的内表面及所述盖部的外壁面,在两个所述第二冲击板之间经由所述台阶部配置有所述第一冲击板。
根据上述(9)的结构,第一冲击板和第二冲击板形成于经由台阶部而一体化的冲击板,因此,能够抑制在冲击板产生的热应力。
(10)在几个实施方式中,在上述(3)至(9)中任一结构的基础上,
所述冲击板具有供所述盖部嵌合的开口,
所述盖部包括突出部,所述突出部在所述叶片高度方向上从所述开口向与所述翼型部相反的一侧突出。
根据上述(10)的结构,能够增大盖部的叶片高度方向上的大小,因此能够使因在折返流路中冷却介质的流动的朝向改变而流速降低、热传递率降低的区域进一步远离燃烧气体流动的区域。由此,能够抑制翼型部中的护罩的附近的冷却效率的降低。
(11)在几个实施方式中,在上述(1)至(10)的结构的基础上,所述盖部经由焊接部固定于所述护罩。
根据上述(11)的结构,能够经由护罩将与翼型部分体的盖部固定于翼型部。盖部经由焊接部固定于护罩,能够与翼型部、护罩分开地制作盖部,因此,容易以厚度比较薄的方式制作盖部。
(12)在几个实施方式中,在上述(1)至(11)中任一结构的基础上,所述护罩包括形成于所述翼型部的所述基端侧或所述基端侧的外侧护罩或内侧护罩。
(13)在几个实施方式中,在上述(1)至(12)中任一结构的基础上,所述盖部中沿所述叶片高度方向延伸的部位的厚度的最小值比所述护罩中的安装有所述盖部的部分的厚度小。
盖部形成折返流路,因此具有例如沿叶片高度方向延伸的部位(以下也称为第一部位)、以及包括相当于折返流路的叶片高度方向的端部的部位在内沿与第一部位不同的方向延伸的部位(以下也称为第二部位)。由于第一部位的护罩侧的端部安装于护罩,因此,第一部位配置在比第二部位靠护罩的位置。
在此,根据上述(13)的结构,由于盖部中沿叶片高度方向延伸的部位的厚度的最小值比护罩中的安装有盖部的部分的厚度小,因此能够使更靠近护罩的部位的厚度比护罩中的安装有盖部的部分的厚度小。由此,能够有效地抑制作用于盖部的热应力。
(14)在几个实施方式中,在上述(1)至(13)中任一结构的基础上,所述盖部中沿所述叶片高度方向延伸的部位的厚度的最小值比隔开所述多个冷却流路的隔壁的厚度小。
例如,在翼型部形成有三个以上的冷却流路的情况下,存在将通过由盖部形成的折返流路而连通的一对冷却流路和与该一对冷却流路不同的流路隔开的隔壁。并且,盖部中沿叶片高度方向延伸的部位的一部分与该隔壁的叶片高度方向的两个端部中的该盖部所在的端部连接。
在此,根据上述(14)的结构,在盖部中沿叶片高度方向延伸的部位的厚度的最小值比隔壁的厚度小,因此即使如上所述在盖部中沿叶片高度方向延伸的部位与隔壁连接,也能够有效地抑制作用于盖部的热应力。
(15)在几个实施方式中,在上述(10)的结构的基础上,
所述盖部包括以对所述冲击板中的所述开口的周缘部进行支承的方式沿所述周缘部延伸的板支承部,
所述冲击板经由焊接部固定于所述盖部的所述板支承部。
根据上述(15)的结构,通过在盖部形成板支承部,冲击板相对于盖部的定位变得容易,冲击板的安装变得容易。
(16)在几个实施方式中,在上述(1)至(15)中任一结构的基础上,所述盖部经由焊接部的一部分固定于隔开所述多个冷却流路的隔壁。
如上所述,例如,在翼型部形成有三个以上的冷却流路的情况下,存在将通过由盖部形成的折返流路而连通的一对冷却流路和与该一对冷却流路不同的流路隔开的隔壁。并且,盖部中沿叶片高度方向延伸的部位的一部分与该隔壁的叶片高度方向的两个端部中的该盖部所在的端部连接。
因此,根据上述(16)的结构,能够将以与翼型部、护罩相比厚度变得较薄的方式制作的盖部经由焊接部的一部分固定于隔壁。
(17)在几个实施方式中,在上述(1)至(16)中任一结构的基础上,所述盖部由耐热温度比构成所述叶片体的材料低的材料构成。
如上所述,盖部形成于在叶片高度方向上隔着气体通路面而与翼型部相反的一侧,因此能够远离燃烧气体流动的区域。因此,盖部所要求的耐热温度比翼型部所要求的耐热温度低。因此,如上述(15)的结构那样,通过由耐热温度比构成叶片体的材料低的材料构成盖部,能够抑制盖部的成本。
(18)本发明的至少一实施方式的燃气轮机具备:
上述(1)至(17)中任一结构的涡轮静叶;
转子轴;以及
涡轮动叶,其植设于所述转子轴。
根据上述(18)的结构,具备上述(1)至(17)中任一结构的涡轮静叶,因此能够兼顾涡轮静叶的冷却效率降低的抑制和热应力的抑制。由此,涡轮静叶的耐久性提高,燃气轮机的可靠性提高。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式,能够兼顾涡轮静叶中的冷却效率降低的抑制和热应力的抑制。
附图说明
图1是示出使用了几个实施方式的涡轮静叶的一实施方式的燃气轮机的概要结构图。
图2是一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图3是一实施方式的涡轮静叶的内部剖视图(图2中的A-A向视)。
图4是另一实施方式的涡轮静叶的内部剖视图(图2中的A-A向视)。
图5是又一实施方式的涡轮静叶的内部剖视图(图2中的A-A向视)。
图6是图3所示的一实施方式的涡轮静叶的B-B向视剖视图。
图7是图4所示的另一实施方式的涡轮静叶的C-C向视剖视图。
图8是图5所示的又一实施方式的涡轮静叶D-D向视剖视图。
图9是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图10是图9所示的涡轮静叶的E-E向视剖视图。
图11是冲击板的台阶部周围的冲击冷却的说明图。
图12是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图13是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图14是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图15是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图16是图15所示的另一实施方式的涡轮静叶的F-F向视剖视图。
图17是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图18是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图19是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
图20是另一实施方式的涡轮静叶的内部剖视图(图15中的H-H向视)。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是,作为实施方式所记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此,只不过是说明例。
例如,“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对配置的表达不仅表示严格上那样的配置,还表示具有公差或者以能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对地位移了的状态。
例如,“同一”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表达不仅表示严格相等的状态,还表示存在公差、或者能够得到相同功能的程度的差的状态。
例如,四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义上的四边形状、圆筒形状等形状,还表示在能够得到相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面,“具备”、“含有”、“配备”、“包含”或者“具有”一个构成要素这样的表述不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性的表述。
首先,参照图1对使用了几个实施方式的涡轮静叶的燃气轮机进行说明。需要说明的是,图1是示出使用了几个实施方式的涡轮静叶的一实施方式的燃气轮机1的概要结构图。
如图1所示,一实施方式的燃气轮机1具备:用于生成压缩空气的压缩机2、用于使用压缩空气及燃料而产生燃烧气体的燃烧器4、以及构成为由燃烧气体驱动而旋转的涡轮机6。在发电用的燃气轮机1的情况下,在涡轮机6连结有未图示的发电机,利用涡轮机6的旋转能量进行发电。
使用图1对燃气轮机1中的各部位的具体结构例进行说明。
压缩机2具备:压缩机机室10、设置于压缩机机室10的入口侧且用于取入空气的空气取入口12、以将压缩机机室10及后述的涡轮机室22都贯通的方式设置的转子轴8、以及配置在压缩机机室10内的各种叶片。各种叶片包括:设置于空气取入口12侧的入口引导叶片14、固定于压缩机机室10侧的多个压缩机静叶16、以及以相对于压缩机静叶16沿轴向交替地排列的方式植设于转子轴8的多个压缩机动叶18。需要说明的是,压缩机2也可以具备未图示的抽气室等其他构成要素。在这样的压缩机2中,从空气取入口12取入的空气通过多个压缩机静叶16及多个压缩机动叶18而被压缩,由此生成压缩空气。然后,压缩空气从压缩机2向下游侧的燃烧器4输送。
燃烧器4配置在壳体(燃烧器机室)20内。如图1所示,燃烧器4可以在壳体20内以转子轴8为中心呈环状地配置有多个。向燃烧器4供给燃料和由压缩机2生成的压缩空气,并使燃料燃烧,由此产生作为涡轮机6的工作流体的高温高压的燃烧气体。然后,燃烧气体从燃烧器4向后级的涡轮机6输送。
涡轮机6具备:涡轮机室(壳体)22、以及配置在涡轮机室22内的各种涡轮叶片。各种涡轮叶片包括:固定于涡轮机室22侧的多个涡轮静叶100、以及以相对于涡轮静叶100沿轴向交替地排列的方式植设于转子轴8的多个涡轮动叶24。
需要说明的是,在涡轮机6中,转子轴8沿轴向(图1中的左右方向)延伸,燃烧气体从燃烧器4侧朝向排气机室28侧(图1中的从左侧向右侧)流动。因此,在图1中,图示左侧为轴向上游侧,图示右侧为轴向下游侧。另外,在以下的说明中,在仅记载为径向的情况下,表示与正交于转子轴8的方向的径向相同的方向。
涡轮动叶24构成为与涡轮静叶100一起从在涡轮机室22内流动的高温高压的燃烧气体产生旋转驱动力。该旋转驱动力传递给转子轴8,由此驱动与转子轴8连结的发电机。
在涡轮机室22的轴向下游侧经由排气机室28连结有排气室29。驱动涡轮机6后的燃烧气体通过排气机室28及排气室29而向外部排出。
图2是一实施方式的涡轮静叶100的俯视图。图3是一实施方式的涡轮静叶100的内部剖视图。图4是另一实施方式的涡轮静叶100的内部剖视图。图5是又一实施方式的涡轮静叶100的内部剖视图。图6是图3所示的一实施方式的涡轮静叶100的B-B向视剖视图。图7是图4所示的另一实施方式的涡轮静叶100的C-C向视剖视图。图8是图5所示的又一实施方式的涡轮静叶100的D-D向视剖视图。
如图2~图5所示,几个实施方式的涡轮静叶100具备叶片体101和盖部150。
几个实施方式的叶片体101包括:在内部具有多个冷却流路111的翼型部110、设置于该翼型部110的前端110c侧即径向外侧的外侧护罩121、以及设置于该翼型部110的基端110d侧(基端侧)即径向内侧的内侧护罩122。需要说明的是,在以下的说明中,也将径向称为翼型部110的叶片高度方向,或者简称为叶片高度方向。另外,为了方便说明,对于多个冷却流路111,从翼型部110的前缘110a侧到后缘110b侧依次称为第一冷却流路111a、第二冷却流路111b、第三冷却流路111c、第四冷却流路111d、以及第五冷却流路111e。但是,在以下的说明中,在不需要区分各冷却流路111a、111b、111c、111d、111e的情况下,有时省略附图标记中的编号后的字母的记载而简称为冷却流路111。
在几个实施方式的涡轮静叶100中,多个冷却流路111被隔壁140隔开。即,第一冷却流路111a和第二冷却流路111b被第一隔壁141隔开。第二冷却流路111b和第三冷却流路111c被第二隔壁142隔开。第三冷却流路111c和第四冷却流路111d被第三隔壁143隔开。第四冷却流路111d和第五冷却流路111e被第四隔壁144隔开。在以下的说明中,在不需要区分各隔壁141~144的情况下,有时简称为隔壁140。
几个实施方式的盖部150与翼型部110分体,且安装于在翼型部110的叶片高度方向上隔着气体通路面而与翼型部110相反一侧的外侧护罩121及内侧护罩122。几个实施方式的盖部150形成将多个冷却流路111中的彼此相邻的一对冷却流路111连通的折返流路112。需要说明的是,在几个实施方式的涡轮静叶100配置于涡轮机的情况下,气体通路面为燃烧气体接触的面,相当于图2~图5所示的外侧护罩121及内侧护罩122的外表面121a、122a。在几个实施方式的涡轮静叶100中,翼型部110及护罩121、122例如通过铸造来制造,但盖部150例如为金属板制。
在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中形成有四个折返流路112。具体而言,从前缘110a侧起依次为,第一个折返流路112a与第一冷却流路111a和第二冷却流路111b连通,第二个折返流路112b与第二冷却流路111b和第三冷却流路111c连通。第三个折返流路112c与第三冷却流路111c和第四冷却流路111d连通,第四个折返流路112d与第四冷却流路111d和第五冷却流路111e连通。
在图2及图3所示的一实施方式的涡轮静叶100中,上述四个折返流路112中的将第二冷却流路111b与第三冷却流路111c连通的折返流路112b由盖部150A形成。
在图4所示的另一实施方式的涡轮静叶100中,上述四个折返流路112中的将第二冷却流路111b与第三冷却流路111c连通的折返流路112b、以及将第四冷却流路111d与第五冷却流路111e连通的折返流路112d由盖部150B形成。
在图5所示的又一实施方式的涡轮静叶100中,上述四个折返流路112中的将第二冷却流路111b与第三冷却流路111c连通的折返流路112b、以及将第四冷却流路111d与第五冷却流路111e连通的折返流路112d由盖部150C形成。
需要说明的是,在图3所示的一实施方式的涡轮静叶100中,也可以由两个盖部150A形成将第二冷却流路111b与第三冷却流路111c连通的折返流路112b、以及将第四冷却流路111d与第五冷却流路111e连通的折返流路112d。另外,在图3所示的一实施方式的涡轮静叶100中,也可以由一个盖部150A形成将第四冷却流路111d与第五冷却流路111e连通的折返流路112d。
另外,在图4所示的另一实施方式的涡轮静叶100中,也可以由一个盖部150B仅形成将第二冷却流路111b与第三冷却流路111c连通的折返流路112b、以及将第四冷却流路111d与第五冷却流路111e连通的折返流路112d中的任一方。
同样地,在图5所示的又一实施方式的涡轮静叶100中,也可以由一个盖部150C仅形成将第二冷却流路111b与第三冷却流路111c连通的折返流路112b、以及将第四冷却流路111d与第五冷却流路111e连通的折返流路112d中的任一方。
需要说明的是,在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,由盖部150形成径向外侧的两个折返流路112b、112d中的至少一方并配置于外侧护罩121,但也可以由盖部150形成径向内侧的两个折返流路112a、112c中的至少一方并配置于内侧护罩(参照后述的图10)。
在各冷却流路111内设置有多个用于促进向冷却介质的热传递的凸状的未图示的肋。另外,在翼型部110的后缘110b附近,形成有在冷却介质的流动方向的上游侧与第五冷却流路111e连通且下游侧在后缘110b的端部开口的多个冷却孔113。
在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,形成有包括多个冷却流路111和多个折返流路112的迂回流路115。
如上所述,图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100由翼型部110、与翼型部110的前端110c侧连接的外侧护罩121、以及与翼型部110的基端110d侧连接的内侧护罩122形成。另外,外侧护罩121及内侧护罩122包括:形成气体通路面的底部124、从底部124的轴向及周向的两端向叶片高度方向上的与气体通路面相反的一侧延伸的外壁部123、后缘端部125、以及固定于外壁部123的冲击板130。
向涡轮静叶100供给的冷却介质例如利用从压缩机2抽出的压缩空气。
在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,向迂回流路115供给的冷却介质如箭头A所示那样,从外部向外侧护罩121的内部空间116供给。冷却介质经由形成于外侧护罩121的内表面121b的开口133向第一冷却流路111a流入,并如箭头b所示那样,在第一冷却流路111a内沿着叶片高度方向从前端110c侧朝向基端110d侧流动。之后,流入第一冷却流路111a的冷却介质如箭头c~j所示那样,依次流过折返流路112a、冷却流路111b、折返流路112b、冷却流路111c、折返流路112c、冷却流路111d、折返流路112d、冷却流路111e。这样,冷却介质在翼型部110内从前缘110a侧朝向后缘110b侧,朝向与燃烧气体的主要流动相同的方向流动。
流入到冷却流路111e的冷却介质如箭头k所示那样,从在后缘110b开口的多个冷却孔113向翼型部110的外部的燃烧气体中排出。
另外,在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,从外部供给至比冲击板130靠径向外侧(前端110c侧)的区域内(内部空间116)的冷却介质,经由形成于冲击板130的多个贯通孔114向外侧护罩121的底部124的径向外侧(前端110c侧)的内表面121b吹送。冷却介质对内表面121b进行冲击冷却(碰撞冷却)。由此,能够利用冷却介质对外侧护罩121的底部124进行冷却。
如上所述,在折返流路112中,有可能冷却介质的流速降低而使热传递率降低。因此,在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,如上所述,由安装于外侧护罩121的翼型部110的前端110c的盖部150形成至少一部分的折返流路112。
由此,能够使折返流路112远离燃烧气体流动的区域。在折返流路112的中心附近,冷却介质的流动的朝向在折返流路112中改变,因此折返流路112的中心附近的流速降低,热传递率降低,成为金属温度变高的倾向。因此,将形成折返流路112的盖部150配置于从气体通路面起的径向的外侧处,从而能够使折返流路112的中心区域远离燃烧气体流动的区域。由此,能够抑制折返流路112的壁部的过热。
需要说明的是,在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,燃烧气体流动的区域是外侧护罩121的基端110d侧的外表面121a与内侧护罩122的径向外侧(前端110c侧)的外表面122a之间的区域。燃烧气体流接触的外侧护罩121的外表面121a以及内侧护罩122的外表面122a成为气体通路面。
通过使折返流路112远离燃烧气体流动的区域,从而形成该折返流路112的盖部150的金属温度降低。因此,盖部150与翼型部110的前端110c侧及基端110d侧的外侧端部110e及内侧端部110f(参照图10)的温度差变大,从而存在由于盖部150与外侧端部110e或内侧端部110f之间的热伸长差而盖部150中的热应力变大的担忧。
关于这一点,在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,使盖部150的厚度t的最小值比外侧护罩121中的安装有盖部150的翼型部110的外侧端部110e的厚度T小。由此,盖部150与外侧端部110e或内侧端部110f之间的热伸长差被吸收,从而能够抑制作用于盖部150的热应力。
另外,在一实施方式的燃气轮机1中,具备图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100,因此能够兼顾涡轮静叶100中的冷却效率降低的抑制和热应力的抑制。由此,涡轮静叶100的耐久性提高,燃气轮机1的可靠性提高。
在图2~图8所示的几个实施方式中,盖部150形成折返流路112,因此例如具有:从外侧护罩121的径向外侧(前端110c侧)的底部124的内表面121b竖立设置并沿叶片高度方向延伸的周壁部151(第一部位)、以及包括相当于折返流路112中的叶片高度方向的端部的顶部内表面152a并沿与周壁部151不同的方向的轴向延伸的顶部152(第二部位)(参照图6~图8)。
如图2及图6所示,盖部150从外侧护罩121的径向外侧(前端110c侧)的底部124的内表面121b竖立设置。具体而言,如上所述,盖部150是与翼型部110分体的构件,盖部150的背腹方向的内壁150a的背腹方向盖宽度W1形成为比冷却流路111的背腹方向流路宽度w1大(W1>w1),并且盖部150内的流路截面积形成为比冷却流路111的流路截面积大。另外,沿着弧线CL的方向上的内壁150a的弧线方向盖宽度W2也形成得比冷却流路111b的前缘110a侧的内壁面110g和相邻的冷却流路111c的后缘110b侧的内壁面110g的沿弧线CL的方向的弧线方向流路宽度w2大(W2>w2)。优选以盖宽度W1、W2与流路宽度w1、w2相同的方式进行固定。但是,从制作误差等观点出发,盖宽度W1、W2设为比流路宽度w1、w2稍大的宽度,并通过焊接等固定于翼型部110。盖部150形成为,盖部150的流路截面积比冷却流路111的流路截面积大,并且通过将盖部150的盖宽度形成为比冷却流路111的流路宽度大,从而能够避免完成时的盖宽度W1、W2比流路宽度w1、w2小,能够避免折返流路中的冷却介质的压力损失增大。
需要说明的是,周壁部151可以如图3、6所示的盖部150A那样在与叶片高度方向相同的方向上延伸,也可以如图4、7所示的盖部150B那样相对于叶片高度方向倾斜。
在图5及图8所示的又一实施方式中,盖部150C包括以支承冲击板130中的开口133的周缘部135(图8)的方式沿着周缘部135延伸的板支承部157。板支承部157的外周侧的端部与周壁部151的径向外侧的端部连接。另外,在板支承部157的内周侧的端部竖立设置有主要沿叶片高度方向延伸的上部周壁部153(第三部位)。在图5及图8所示的又一实施方式中,顶部152(第二部位)的外周侧的端部与上部周壁部153(第三部位)的径向外侧的端部连接。需要说明的是,在图5及图8所示的又一实施方式的盖部150C中,周壁部151或上部周壁部153中的至少一方也可以与图3、6所示的盖部150A的周壁部151同样地沿与叶片高度方向相同的方向延伸。
如图2、图3、图5、图6、图8所示,盖部150是如下那样的且由薄板形成的矩形形状的盖构件:从叶片高度方向观察的平面剖面具有与背侧及腹侧的叶片形状一致的曲线状的边,在内部具备从盖部150的叶片高度方向的内侧的端部151a向径向外侧方向凹陷的空间。盖部150例如通过冲压成形而由一张薄板形成。盖部150构成为包括形成盖部150的周壁面的周壁部151、以及形成盖的顶面的顶部152。另外,如图5、图8所示,盖部150也可以构成为在对上述冲击板130的周缘部135进行支承的外周侧包括呈搁板状扩展的板支承部157。
在图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,如图6~图8所示,盖部150经由焊接部171固定于外侧护罩121。
由此,能够经由外侧护罩121将与翼型部110分体的盖部150固定于翼型部110。
在图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,盖部150中沿叶片高度方向延伸的周壁部151的厚度t的最小值比外侧护罩121中的安装有盖部150的翼型部110的外侧端部110e的厚度T小。
对于周壁部151,周壁部151的外侧护罩121侧的端部151a安装于外侧护罩121。因此,周壁部151配置在比顶部152靠近外侧护罩121的位置。
在此,根据图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100,通过使盖部150中沿叶片高度方向延伸的周壁部151的厚度t的最小值比安装有盖部150的翼型部110的外侧端部110e的厚度T小,从而能够使更靠近翼型部110的部位(周壁部151)的厚度t比安装有盖部150的翼型部110的外侧端部110e的厚度T小。由此,相对地容易吸收翼型部110与盖部150的热伸长差,金属温度也比翼型部110降低,因此能够有效地抑制作用于盖部150的热应力。
在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,盖部150中沿叶片高度方向延伸的周壁部151的厚度t的最小值比分隔多个冷却流路的隔壁140的厚度Tw小。
在此,根据图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100,盖部150中沿叶片高度方向延伸的周壁部151的厚度t的最小值比隔壁140的厚度Tw小,因此如上所述,即使盖部150中沿叶片高度方向延伸的周壁部151与隔壁140连接,也能够有效地抑制作用于盖部150的热应力。
在图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,外侧护罩121及内侧护罩122具备冲击板130。在图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,盖部150包括在叶片高度方向上从翼型部110的开口133向与翼型部110相反的一侧突出的突出部155。
由此,能够增大盖部150的叶片高度方向的大小,因此能够使由于在折返流路112处冷却介质的流动的朝向改变而流速降低从而热传递率降低的区域进一步远离燃烧气体流动的区域。因此,能够抑制折返流路112的壁部的过热。
需要说明的是,在图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,冲击板130经由焊接部173将开口133的内周端133a与盖部150相互固定。
在图5及图8所示的又一实施方式的涡轮静叶100中,盖部150C如上所述包括以对冲击板130中的开口133的周缘部135进行支承的方式沿周缘部135延伸的板支承部157。另外,在图5及图8所示的又一实施方式的涡轮静叶100中,冲击板130经由焊接部173固定于盖部150的板支承部157。
在图5及图8所示的又一实施方式的涡轮静叶100中,通过在盖部150C形成板支承部157,虽未图示,即使使从叶片高度方向观察时的开口133的大小比突出部155的大小大一定程度,也能够使开口133的内周端133a不从盖部150的板支承部157伸出。同样地,通过在盖部150C形成板支承部157,虽未图示,即使使从叶片高度方向观察时的开口133的位置与突出部155的位置偏离一定程度,也能够使开口133的内周端133a不从盖部150的板支承部157伸出。
因此,根据图5及图8所示的又一实施方式的涡轮静叶100,冲击板130相对于盖部150的定位变得容易,冲击板130的安装变得容易。
在图2~图5所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,盖部150经由焊接部171的一部分固定于隔壁140。
由此,以与翼型部110、护罩121、122相比厚度变得较薄的方式制作的盖部150经由焊接部171的一部分固定于隔壁140。
在图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,如上所述,盖部150为金属板制,因此能够容易地制作构成为盖部150的厚度t的最小值比安装有盖部150的翼型部110的外侧端部110e的厚度T小的盖部150。
在图2~图8所示的几个实施方式的涡轮静叶100中,盖部150能够由耐热温度比构成叶片体101的材料低的材料构成。即,如上所述,盖部150在叶片高度方向上形成于隔着外侧护罩121而与翼型部110相反的一侧,因此能够远离燃烧气体流动的区域。因此,盖部150所要求的耐热温度比叶片体101所要求的耐热温度低。因此,通过由耐热温度比构成叶片体101的材料低的材料构成盖部150,能够抑制盖部150的成本。
上述说明的盖部150以安装于外侧护罩121侧的方案进行了说明,但也可以安装于内侧护罩122侧。如图10(后述)所示,也可以在内侧护罩122侧的叶片高度方向的内侧的翼型部110的端面固定盖部150。如上所述,在外侧护罩121侧安装盖部150的情况下,例如,如图3所示,在与第二冷却流路111b和第三冷却流路111c连通的折返流路112b安装有盖部150(150A)。另一方面,在内侧护罩122侧安装盖部150的情况下,能够在与第一冷却流路111a和第二冷却流路111b连通的折返流路112a或者与第三冷却流路111c和第四冷却流路111d连通的折返流路112c中的至少任一方安装盖部150。
图9是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。图10是图9所示的另一实施方式的涡轮静叶的E-E向视所示的剖视图。图11是冲击板的台阶部周围的冲击冷却的说明图。图12是又一实施方式的涡轮静叶的俯视图。图13是又一实施方式的涡轮静叶的俯视图。图14是又一实施方式的涡轮静叶的俯视图。
如图9、图10、图12、图13及图14所示,几个实施方式的涡轮静叶100具备形成于外侧护罩121及内侧护罩122的另一实施方式的冲击板130。需要说明的是,图9、图10、图12、图13及图14是从径向外侧向内侧方向观察时的外侧护罩121的俯视图。图9是在一个护罩配置了一个叶片的涡轮静叶的一例。图12是在一个护罩配置了两个叶片的涡轮静叶的一例。图13是在一个护罩配置了三个叶片的涡轮静叶的一例。需要说明的是,图9、图10、图12、图13的方案均是相对于一个叶片的翼型部110配置了一个盖部150的例子。另一方面,图14是将相邻的两个盖部150相对于一个叶片的翼型部110配置的实施方式的一例。需要说明的是,图9、图10、图12、图13及图14所示的实施方式作为在外侧护罩121配置盖部150的例子进行了说明,但内侧护罩122也是相同的构造。
图9、图10、图12、图13及图14所示的几个实施方式的涡轮静叶100中的冲击板130以覆盖除了配置于翼型部110的盖部150的顶部152以外的外侧护罩121的底部124的内表面121b的整个面的方式固定于外侧护罩121及盖部150。如图9、图10、图12、图13及图14所示,冲击板130由高处冲击板130a(第一冲击板)、与高处冲击板130a相比径向的高度较低低且与外侧护罩121的底部124的内表面121b之间的间隙较小的低处冲击板130b(第二冲击板)、以及将高处冲击板130a与低处冲击板130b连接的台阶部131构成,且整体上一体形成。高处冲击板130a配置在比低处冲击板130b靠叶片高度方向的外侧的位置,与外侧护罩121的内表面121b之间的间隙L1比低处冲击板130b与外侧护罩121的内表面121b之间的间隙L2大(L1>L2)。需要说明的是,在图9、图12、图13、图14所示的俯视图中,对高处冲击板130a标注斜线部来表示,对低处冲击板130b不标注斜线部来表示。
如图9、图10、图12、图13及图14所示,冲击板130的周缘部135通过焊接等固定于形成各叶片的翼型部110的开口133的外周面的外侧端部110e及盖部150的周壁部151以及外侧护罩121的外壁部123的内周面123a中的任一个壁面,以形成冲击空间116a的方式被密封。需要说明的是,即使在内侧护罩122配置冲击板130的情况下,也与外侧护罩121同样地,通过焊接等固定于翼型部110及盖部150以及内侧护罩122的内周面123a并被密封。
该冲击板130包括:在叶片高度方向上靠近外侧护罩121的内表面121b的低处冲击板130b、以及配置在相对于该低处冲击板130b从内表面121b向叶片高度方向的外侧分离的方向上的高处冲击板130a。将高处冲击板130a与低处冲击板130b连接的台阶部131形成为在外侧护罩121的外壁部123的内周面123a与在轴向或周向上对置地配置的盖部150的周壁部151之间沿轴向或周向延伸。台阶部131优选形成相对于转子轴8的轴向具备倾斜度的倾斜部131a。与将台阶部131由相对于轴向垂直的面形成相比,由具有一定程度的倾斜度的倾斜面形成更容易进行冲压加工。
如图10所示,在几个实施方式的涡轮静叶100中,在翼型部110的前端110c侧连接有外侧护罩121,在基端110d侧连接有内侧护罩122。如图10所示,冲击板130的包括作为固定端的周缘部135在内的区域形成为低处冲击板130b,通过焊接等固定于外侧护罩121的外壁部123的内周面123a及盖部150的周壁部151中的任意方。另外,高处冲击板130a形成于冲击板130的由低处冲击板130b夹着的中间区域。高处冲击板130a与外侧护罩121的内表面121b的间隙L(L1)比低处冲击板130b与外侧护罩121的内表面121b的间隙L(L2)大。
通过利用焊接等将冲击板130固定于外侧护罩121的外壁部123的内周面123a及盖部150的周壁部151,从而形成于外侧护罩121的径向外侧的内部空间116与形成于冲击板130和外侧护罩121的内表面121b之间的冲击空间116a之间被封闭。内部空间116与冲击空间116a经由贯通孔114(后述)连通。
在不设置任何台阶而仅应用平板状的冲击板130的情况下,在冲击板130产生热应力,有可能导致冲击板130损伤。即,在配置于外侧护罩121的冲击板130的情况下,冲击板130在径向外侧与内部空间116外接,在径向内侧与冲击空间116a内接。因此,在燃气轮机1的通常运转时,冲击板130的金属温度接近冷却介质的温度,维持在比较低的温度。另一方面,固定有冲击板130的外侧护罩121的外壁部123及盖部150受到燃烧气体温度的影响而金属温度变为高温。因此,在燃气轮机1起动时等的升温过程中,随着燃烧气体温度的上升,燃烧气体流直接接触的翼型部110、外侧护罩121及内侧护罩122以及盖部150的金属温度上升。另一方面,冲击板130由于配置在冷却介质的流动中而维持在相对低的温度。
因此,随着燃烧气体温度的上升,外侧护罩121的底部124及外侧护罩121的外壁部123欲沿轴向及周向进行热伸长,但冲击板130向轴向及周向的热伸长由于金属温度低而有限。因此,在通过焊接等将冲击板130的周缘部135的整周固定于外侧护罩121的外壁部123的内周面123a及盖部150的周壁部151中的任意方的状态下,在冲击板130的周缘部135与外侧护罩121的外壁部123及盖部150的周壁部151的接合位置的附近产生由热伸长差引起的热应力。冲击板130由比外侧护罩121的外壁部123相对薄的板形成,但尽管如此,有可能由于产生的热应力而冲击板130损伤。
为了抑制这样的热应力的产生,优选在固定有冲击板130的两侧的端部例如外侧护罩121的外壁部123的内周面123a、与在轴向或周向上对置地配置的盖部150的周壁部151之间设置至少一个台阶部131。另外,如图12及图13所示的实施方式那样,在相对于一个护罩具备多个叶片的静叶的实施方式的情况下,优选在沿周向相邻的两个叶片中的一个叶片的盖部150的周壁部151与另一个叶片的盖部150的周壁部151之间,在冲击板130设置至少一个台阶部131。
例如,在图12所示的实施方式中,在一个外侧护罩121与图12中未图示的一个内侧护罩122之间存在第一翼型部110-1和第二翼型部110-2。在沿着周向相邻的第一翼型部110-1和第二翼型部110-2分别安装有盖部150。
在第一翼型部110-1的盖部150的周壁部151-1中的与第二翼型部110-2的盖部150对置的周壁部151-1、和第二翼型部110-2的盖部150的周壁部151-2中的与第一翼型部110-1的盖部150对置的周壁部151-2之间配置有冲击板130。
同样地,在图13所示的实施方式中,在一个外侧护罩121与图13中未图示的一个内侧护罩122之间存在第一翼型部110-1、第二翼型部110-2和第三翼型部110-3。在沿着周向相邻的第一翼型部110-1、第二翼型部110-2和第三翼型部110-3分别安装有盖部150。
在第一翼型部110-1的盖部150的周壁部151-1中的与第二翼型部110-2的盖部150对置的周壁部151-1、和第二翼型部110-2的盖部150的周壁部151-2中的与第一翼型部110-1的盖部150对置的周壁部151-2之间配置有冲击板130。同样地,在第二翼型部110-2的盖部150的周壁部151-2中的与第三翼型部110-3的盖部150对置的周壁部151-2、和第三翼型部110-3的盖部150的周壁部151-3中的与第二翼型部110-2的盖部150对置的周壁部151-3之间配置有冲击板130。
根据上述结构,外侧护罩121、内侧护罩122具有形成于该护罩121、122的轴向及周向的两端的外壁部123,在该外壁部123与盖部150之间以覆盖外侧护罩121、内侧护罩122的底部124的方式一体地形成有具备多个贯通孔114的冲击板130。冲击板130是低处冲击板130b和高处冲击板130a经由台阶部131一体地形成的,因此能够抑制在冲击板130产生的热应力。
根据上述结构,在固定于沿周向配置在外侧护罩121、内侧护罩122的多个翼型部110的盖部150之间的冲击板130形成有台阶部131,因此能够抑制在配置于翼型部110之间的冲击板130中产生的热应力。
根据上述结构,台阶部131具备相对于转子轴8的轴向具有倾斜度的倾斜部13la,因此加工容易。
如图9、图10、图12、图13及图14所示,在几个实施方式的涡轮静叶100中,优选台阶部131连续地形成,以使形成于冲击板130的台阶部131沿着外侧护罩121的外壁部123、盖部150的周壁部151与冲击板130之间的固定点形成台阶部131的封闭的台阶环。台阶部131不连续的部位容易产生热应力,因此优选尽量避免。
需要说明的是,在图9所示的实施方式中,在外侧护罩121的背侧叶片面119侧,背侧叶片面119与外壁部123的内周面123a件的间隔比腹侧叶片面117侧窄,因此难以在其之间设置台阶部131。在这样的构造的叶片的情况下,优选相对于一个护罩形成多个台阶部131的台阶环。需要说明的是,在背侧叶片面119与外壁部123的内周面123a之间的间隔较宽而存在设置台阶部131的余地的叶片的情况下,优选将多个台阶部131的台阶环合体,将台阶部131的台阶环设为一个。
如图10及图11所示,在高处冲击板130a的整个面及低处冲击板130b的整个面形成有多个贯通孔114。形成于高处冲击板130a的高处贯通孔114a(第一贯通孔)的孔径d比形成于低处冲击板130b的低处贯通孔114b(第二贯通孔)大。另外,高处贯通孔114a的排列间距P1以比低处贯通孔114b的排列间距P2大的间距配置。另外,也可以在形成台阶部131的倾斜部131a设置贯通孔114。另外,贯通孔114的排列可以是四角排列,也可以是交错排列。
以下,使用图11来说明高处冲击板130a和低处冲击板130b中的贯通孔114(114a、114b)对外侧护罩121的底部124的内表面121b的冲击冷却的效果的差异。如图11所示,从外部向内部空间116供给的冷却介质从径向外侧向内侧方向经由形成于冲击板130的贯通孔114喷出。在喷出冷却介质时,由于在冲击板130的前后施加的压力差,冷却介质成为喷流而与外侧护罩121的底部124的内表面121b碰撞,对内表面121b进行冲击冷却(碰撞冷却)。
但是,在相对于冷却介质通过贯通孔114时的流速而间隙L过大的情况下,冷却介质的喷流有可能在到达内表面121b之前的中间位置扩散。在该情况下,在冷却介质到达内表面121b时,得不到规定的流速,有时在贯通孔114的正下方的内表面121b上的位置Q1、Q2处,在冷却介质与内表面121b之间得不到充分的热传递率。相对于冷却介质通过贯通孔114时的冲击板130的前后的压力差,贯通孔114的孔径d与间隙L的比率(d/L)存在用于在内表面121b得到充分的热传递率的适当的比率。因此,如果冲击板130的间隙L不同,则优选选定对应的孔径,维持贯通孔的孔径d与间隙L的适当的比率(d/L)。即,若将形成于高处冲击板130a的高处贯通孔114a的孔径设为d1、将间隙设为L1,将形成于低处冲击板130b的低处贯通孔114b的孔径设为d2、将间隙设为L2,则优选使高处贯通孔114a与低处贯通孔114b之间具有d1>d2、L1>L2的关系来选定贯通孔的孔径d与间隙L的适当的比率(d/L)。
根据上述结构,由于形成于所述高处冲击板130a的高处贯通孔114a的直径形成得比形成于所述低处冲击板130b的低处贯通孔114b的直径大,因此能够利用冷却介质有效地对护罩的内表面121b进行冷却。
另外,在高处贯通孔114a的孔径d1、排列间距p1与低处贯通孔114b的孔径d2、排列间距p2之间,当d1>d2的情况下,优选选定p1>p2的排列间距。这是因为,若将高处贯通孔114a的排列间距选定为低处贯通孔114b的排列间距p2那样的小间距,则冷却介质的喷出量增加而冷却介质过度消耗,因此导致燃气轮机1的热效率的降低。
根据上述结构,由于形成于所述高处冲击板130a的高处贯通孔114a的间距p1形成得比形成于所述低处冲击板130b的低处贯通孔114b的间距p2大,因此能够利用冷却介质有效地对护罩的底部124的内表面121b进行冷却,并且能够抑制冷却介质的过度消耗。
图14是又一实施方式的涡轮静叶的俯视图。即,图14是对应于图4及图5所示的实施方式,在多个盖部150(150-1a、150-1b)的冷却流路111中流动的冷却介质的流动方向上相邻地配置于叶片体101的另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。盖部150-1a形成将冷却流路111b与冷却流路111c连通的折返流路112b,盖部150-1b形成将冷却流路111d与冷却流路111e连通的折返流路112d。需要说明的是,盖部150-1b与后缘端部125局部重叠,因此,为了使盖部150-1b的安装及拆卸变得容易,包围盖部150-1b的区域在后缘端部125形成有切口部125a。在本实施方式中,也与图9、图10、图12及图13所示的实施方式同样地,将冲击板130配置于护罩(外侧护罩121、内侧护罩122),在冲击板130形成台阶部131,将冲击板130区分为高处冲击板130a和低处冲击板130b。在高处冲击板130a的整个面和低处冲击板130b的整个面形成有包括高处贯通孔114a和低处贯通孔114b的贯通孔114,优选根据冲击板130与外侧护罩121的内表面121b之间的间隙L的大小来选定适当的贯通孔(孔径、间距等)。
需要说明的是,在图9、图12、图13、图14的各实施方式中,在高处冲击板130a和低处冲击板130b的整个面配置有贯通孔114(高处贯通孔114a、低处贯通孔114b)(在图9、图12、图13、图14中,仅表示了贯通孔114的一部分)。
图15是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。图16是图15所示的护罩的局部剖视图。图17~图19是另一实施方式的涡轮静叶的俯视图。图20是另一实施方式的涡轮静叶的内部剖视图。
本实施方式涉及为了抑制在护罩的气体通路面产生的二次流而在护罩的外表面局部地设置突出部并对突出部进行冷却的冷却构造。
如图15所示,在对翼型部110施加的负载大的叶片的情况下,在燃烧气体流路128的入口流路部分,有时产生沿与作为主流的燃烧气体流FL1大致正交的方向流动的二次流FL2。当产生燃烧气体的二次流FL2时,在叶片间的燃烧气体流路128中流动的燃烧气体流FL1的压力损失增大,空气动力性能降低。即,流入涡轮静叶100的燃烧气体流FL1相对于轴向具有倾斜度地流入燃烧气体流路128。在施加到叶片的负载大的叶片的情况下,由于流入的燃烧气体流体的热膨胀,施加到翼型部110的压力高的腹侧叶片面117与压力低的背侧叶片面118之间的最大压力与最小压力之差变大,对叶片施加的负载变大。
在对叶片施加的负载大的叶片的情况下,容易产生二次流FL2,从作为压力面侧的腹侧叶片面117侧朝向相邻的叶片体101的翼型部110的负压面侧的背侧叶片面118,产生图15的虚线所示的二次流FL2。二次流FL2的产生使燃烧气体流FL1的压力损失增大。为了抑制该二次流FL2的产生,在燃烧气体流FL1流入叶片体101的叶片体101的前缘110a侧的腹侧叶片面117的前缘部117a的附近设置有抑制二次流FL2的二次流的抑制机构。
如图15及图16所示,具体而言,翼型部110与护罩120(外侧护罩121、内侧护罩122)经由形成于翼型部110的整周的圆角(fillet)126连接。在护罩120的外表面121a形成有延伸至从翼型部110到护罩端部121c之间的燃烧气体流路128的流路宽度的中间位置的叶片面突出部180。叶片面突出部180通过连接部181将形成于翼型部110的圆角126与护罩120的外表面121a连接。叶片面突出部180从连接部181向燃烧气体流FL1流入的方向延伸,并延伸至前端部180a。叶片面突出部180具备从护罩120的外表面121a向叶片高度方向的燃烧气体流路128侧突出的山形的凸形状的剖面。叶片面突出部180配置为,形成在与圆角126连接的连接部181处距外表面121a的高度最高、且朝向前端部180a、前缘110a及后缘而逐渐降低的倾斜面。另外,叶片面突出部180与护罩120的外表面121a连接的边界线形成叶片面突出部180的外缘部180b。
图17的G部详细中示出了叶片面突出部180周围的构造细节。如G部详细所示,在翼型部110与配置于周向的腹侧叶片面117侧的外壁部123之间配置有高处冲击板130a,在高处冲击板130a与翼型部110之间、以及高处冲击板130a与腹侧叶片面117侧的外壁部123之间配置有低处冲击板130b。进而,存在配置有高处冲击板130a和低处冲击板130b的区域与包含形成于护罩120的外表面121a的叶片面突出部180的外缘部180b的区域在叶片高度方向上重叠的区域。
在此,配置有上述叶片面突出部180的腹侧叶片面117的前缘部117a是指,形成与前端部180a及外缘部180b一起形成叶片面突出部180的圆角126的边界即连接部181的范围,并且是至少包含前缘110a、且从前缘110a沿着腹侧叶片面117至形成翼型部110的冷却流路111的一部分的第一隔壁141的范围。需要说明的是,根据燃烧气体流FL1流入腹侧叶片面117的角度,前缘部117a也包括比前缘110a的位置稍微深入背侧叶片面119侧的情况。
如上所述,通过设置向叶片高度方向突出的叶片面突出部180,流入叶片体101的燃烧气体流FL1最初接触的翼型部110的前缘110a的腹侧叶片面117的位置是配置叶片面突出部180的位置。护罩120的叶片高度方向的前端110c与基端110d之间的间隔比未形成叶片面突出部180的区域窄。也就是说,叶片面突出部180处的叶片高度方向上的流路长度变短,流路面积变小。其结果是,如图15的箭头所示,越过叶片面突出部180沿着腹侧叶片面117流动的主流的燃烧气体流FL1的流速加快。
如上所述,当作为压力面的翼型部110的腹侧叶片面117与作为负压面的翼型部110的背侧叶片面119的最大压力与最小压力之差变大时,从翼型部110的腹侧叶片面117朝向相邻的翼型部110的背侧叶片面119产生二次流FL2。但是,通过在燃烧气体流FL1流入的翼型部110的前缘110a的腹侧叶片面117的位置设置叶片面突出部180,从而产生沿着翼型部110的腹侧叶片面117流动的燃烧气体流FL1的流速加快、二次流FL2减少的效果。其结果是,降低伴随着二次流的产生而在燃烧气体流路128中流动的燃烧气体流FL1的压力损失,空气动力性能得到改善。
另一方面,护罩120的外表面121a有时应用无冷却构造或仅对沿着护罩120的端部121c的区域进行冷却的叶片构造。在该情况下,对于上述那样的叶片面突出部180及叶片面突出部180的外缘部180b周围的护罩120,与护罩120的其他区域相比,热应力变高,有时超过容许值。
为了解决上述问题,在本实施方式中,如上所述,应用图17~图20所示的冷却构造。即,在几个实施方式中,如图9~图14所示,护罩120在内部配置有具有多个贯通孔114的冲击板130,对护罩120的底部124的与外表面(气体通路面)121a在叶片高度方向上相反一侧的内表面121b进行冲击冷却(碰撞冷却)。在本实施方式中,如图17所示,为了强化叶片面突出部180及叶片面突出部180的外缘部180b周围的护罩120的外表面121a的冷却,应用了提高冲击板130的贯通孔114的开口密度的构造。
即,如图17所示,在本实施方式中,为了以覆盖形成于护罩120的外表面121a且由细线的虚线示出的叶片面突出部180的外缘部180b的方式强化对形成有叶片面突出部180的外表面121a的相反侧的内表面121b的冲击冷却(碰撞冷却),在冲击板130配置由粗线的虚线示出的贯通孔114的开口密度高的高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b)。也就是说,对于冲击板130(高处冲击板130a、低处冲击板130b),如图11所示,在未形成有叶片面突出部180的一般区域137中,高处冲击板130a具备孔径d1、排列间距p1的多个高处贯通孔114a,低处冲击板130b具备孔径d2、排列间距p2的多个低处贯通孔114b。另一方面,作为形成有叶片面突出部180的高密度区域136,高处冲击板130a具备第一高密度区域136a,该第一高密度区域136a具备孔径d1相同且孔间的间隔比排列间距p1小的排列间距p13的多个高处贯通孔114a,低处冲击板130b具备第二高密度区域136b,该第二高密度区域136b具备孔径d2相同且孔间的间隔比排列间距p2小的排列间距p14的多个低处贯通孔114b。通过配置与一般区域137相比提高了贯通孔114的开口密度的高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b),实现了护罩120的外表面121a的包括叶片面突出部180的外缘部180b在内的范围的冷却强化。
在此,若将图11所示的贯通孔114的孔径设为d、贯通孔114的排列间距设为P,则贯通孔114的开口密度由〔d/P〕表示。若使孔径d恒定且增大排列间距P,则开口密度变小,若使孔径d恒定且减小排列间距P,则开口密度变高,强化对底部124的冲击冷却(碰撞冷却)。同样地,若使排列间距P恒定且增大孔径d,则开口密度变高,若使排列间距P恒定且减小孔径d,则开口密度变小。在高处冲击板130a的情况下,对于排列有以图11所示的孔径d1和排列间距p13形成的高处贯通孔114a的第一高密度区域136a,与在护罩120的外表面121a未形成叶片面突出部180的区域相比,强化了冲击冷却性能。同样地,在低处冲击板130b的情况下,对于排列有以图11所示的孔径d2和排列间距p14形成的低处贯通孔114b的第二高密度区域136b,与低处冲击板130b的未形成叶片面突出部180的区域相比,强化了冲击冷却性能。
如上所述,包括叶片面突出部180在内,在形成有叶片面突出部180的外缘部180b及外缘部180b的周围的冲击板130上,形成高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b)的贯通孔114配置在由粗虚线所示的范围内。在从叶片高度方向观察形成叶片面突出部180的外缘部180b的情况下,至少高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b)以包围叶片面突出部180的外缘部180b的整体的方式重叠,并以覆盖外缘部180b的方式配置。
具体而言,如图17所示,在从叶片高度方向观察的情况下,配置有叶片面突出部180的外缘部180b的区域遍及到经由台阶部131与固定于翼型部110或盖部150的低处冲击板130b连接的高处冲击板130a的两侧。因此,低处冲击板130b在与被叶片面突出部180的外缘部180b包围的范围重叠的区域内,如粗虚线所示那样,形成有开口密度比低处冲击板130b的一般区域137(孔径d2、排列间距p2的低处贯通孔114b)高的第二高密度区域136b。另一方面,高处冲击板130a在与被叶片面突出部180的外缘部180b包围的范围重叠的区域内,形成有开口密度比高处冲击板130a的一般区域137(孔径d1、排列间距p1的高处贯通孔114a)高的第一高密度区域136a(孔径d1、排列间距p13的高处贯通孔114a)。
根据上述的结构,能够以覆盖叶片面突出部180的外缘部180b的方式在冲击板130形成贯通孔114的开口密度高的高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b)。其结果是,与包含形成有叶片面突出部180的外缘部180b的范围的高密度区域136重叠的护罩120的内表面121b被冲击冷却,叶片面突出部180周围的护罩120的热应力降低。
图18示出另一实施方式的涡轮静叶的俯视图,示出设置有抑制燃烧气体流FL1的二次流FL2的叶片面突出部180的另一实施方式。在本实施方式中,也与图17所示的实施方式同样地,在护罩120的外表面121a且前缘110a侧的腹侧叶片面117形成有叶片面突出部180。如图15、图16及图18所示,叶片面突出部180通过连接部181与形成于翼型部110的圆角126连接,从连接部181向燃烧气体流FL1流入的方向延伸,并延伸到前端部180a。叶片面突出部180具备从护罩120的外表面121a向叶片高度方向的燃烧气体流路128侧突出的山形的凸形状的剖面。叶片面突出部180配置成,形成在圆角126的连接部181处距外表面121a的高度最高并朝向前端部180a、前缘110a及后缘110b逐渐降低的倾斜面。另外,叶片面突出部180与护罩120的外表面121a连接的边界线形成叶片面突出部180的外缘部180b。
另一方面,在图18所示的一个护罩配置了两个叶片的涡轮静叶100的情况下,存在腹侧叶片面117与相邻的翼型部110的背侧叶片面119相对、而不与外壁部123直接相对的叶片构造的情况。在这样的翼型部110中,在相邻的翼型部110之间产生与上述同样的二次流。因此,为了减少二次流,同样地形成有从一方的翼型部110的腹侧叶片面117的前缘部117a朝向相邻的翼型部110的背侧叶片面119、并在最突出的位置延伸至燃烧气体流路128的流路宽度的中间位置的叶片面突出部180。但是,在该情况下,在腹侧叶片面117侧的周向上不存在直接相对的护罩端部121c。因此,燃烧气体流路128的流路宽度的中间位置是指燃烧气体流路128的流路宽度的1/2的位置最突出的位置,根据翼型部110的形状,也包括从流路宽度的1/2的位置偏向翼型部110的位置。
图18所示的本实施方式的叶片面突出部180与图17所示的实施方式同样地,以覆盖叶片面突出部180的外缘部180b的方式具备具有由粗虚线所示的高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b)的冲击板130,对形成有热应力变高的叶片面突出部180的外缘部180b的护罩120的内表面121b进行冲击冷却(碰撞冷却),从而抑制了热应力。
另外,在相邻的翼型部110之间形成叶片面突出部180的情况下,如图18所示,叶片面突出部180的前端部180a配置于在叶片高度方向上与在相邻的翼型部110彼此之间配置的高处冲击板130a重叠的位置。因此,该情况下的冲击板130的贯通孔114的高密度区域136配置为,横跨在相邻的翼型部110之间配置的高处冲击板130a和在高处冲击板130a与翼型部110之间形成的低处冲击板130b的两侧。即,在高处冲击板130a的前缘110a侧的靠近翼型部110的位置配置有第一高密度区域136a,在低处冲击板130b的翼型部110的腹侧叶片面117的前缘部117a的周围配置有第二高密度区域136b。需要说明的是,腹侧叶片面117的前缘部117a的含义如上述所述。
如上所述,通过设置向叶片高度方向突出的叶片面突出部180,与图17所示的实施方式同样地,产生沿着翼型部110的腹侧叶片面117流动的燃烧气体流FL1的流速加快、二次流FL2减少的效果。其结果是,降低伴随着二次流FL2的产生而在燃烧气体流路128中流动的燃烧气体流FL1的压力损失,叶片的空气动力性能得到改善。另外,以覆盖叶片面突出部180的外缘部180b的方式在外表面121a的相反侧的内表面121b侧配置冲击板130的高密度区域136,从而抑制了护罩120的形成有叶片面突出部180的区域的热应力。
图19示出另一实施方式的涡轮静叶的俯视图,示出设置了抑制燃烧气体流FL1的二次流FL2的叶片面突出部180的另一实施方式。在本实施方式中,也与图17及图18所示的实施方式同样地,在护罩120的外表面121a、且前缘110a侧的腹侧叶片面117形成有叶片面突出部180。如图15、图16及图19所示,叶片面突出部180通过连接部181与形成于翼型部110的圆角126连接,从连接部181向燃烧气体流FL1流入的方向延伸,并延伸至前端部180a。叶片面突出部180具备从护罩120的外表面121a向叶片高度方向的燃烧气体流路128侧突出的山形的凸形状的剖面。叶片面突出部180配置成,形成在圆角126的连接部181处距外表面121a的高度最高并朝向前端部180a、前缘110a及后缘110b逐渐降低的倾斜面。另外,叶片面突出部180与护罩120的外表面121a连接的边界线形成叶片面突出部180的外缘部180b。
本实施方式的情况是在一个护罩配置了三个叶片的例子,但翼型部110的腹侧叶片面117与外壁部123直接相对的翼型部110的叶片面突出部180周围的冷却构造是与图17所示的构造相同的冷却构造。另外,翼型部110的腹侧叶片面117与相邻的翼型部110的背侧叶片面119直接相对的翼型部110的叶片面突出部180周围的冷却构造,与图18所示的在相邻的翼型部110之间配置叶片面突出部180时的构造相同。
如上所述,通过设置向叶片高度方向突出的叶片面突出部180,与图17及图18所示的实施方式同样地,产生沿着翼型部110的腹侧叶片面117流动的燃烧气体流FL1的流速加快、二次流FL2减少的效果。其结果是,降低伴随着二次流FL2的产生而在燃烧气体流路128中流动的燃烧气体流FL1的压力损失,叶片的空气动力性能得到改善。
另外,以覆盖叶片面突出部180的外缘部180b的方式在外表面121a的相反侧的内表面121b侧配置冲击板130的高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b),从而降低了护罩120的形成有叶片面突出部180的区域的热应力。
图20示出另一实施方式的涡轮静叶的内部剖视图。图20所示的构造是与图3所示的翼型部110的内部剖面大致相同的构造。但是,在第二冷却流路111b内的叶片高度方向上具备贯通翼型部110的空气配管127,空气配管127的一端向形成于被内侧护罩122支承的保持环162的内部空间116开口。保持环162从内侧护罩122的内表面122b向叶片高度方向的内侧突出,经由配置于前缘110a侧的上游肋161a和后缘110b侧的下游肋161b被内侧护罩122支承。另外,在上游肋161a与下游肋161b之间配置有将内部空间116隔开的具有多个贯通孔114的冲击板130。通过配置冲击板130,在冲击板130与内侧护罩122的内表面122b之间形成冲击空间116a。另外,保持环162在底面具备流通孔162a。
需要说明的是,形成于内侧护罩122的冲击板130在图20中未图示,但与图9~图14及图17~图19所示的几个实施方式同样地,由具有多个贯通孔114的高处冲击板130a和低处冲击板130b构成。与其他实施方式同样的点在于,低处冲击板130b通过焊接等固定于内侧护罩122的外壁部123、翼型部110的周缘部135等中的任意方,在低处冲击板130b之间的中间区域配置有高处冲击板130a。
从外侧护罩121的内部空间116供给的冷却空气Ac经由空气配管127向形成于内侧护罩122侧的保持环162的内部空间116供给。一部分冷却空气Ac作为经由冲击板130的贯通孔114对内侧护罩122的内表面122b进行冲击冷却(碰撞冷却)的冷却空气而应用,剩余的冷却空气Ac从流通孔162a向未图示的级间腔供给,作为吹扫用空气以防止燃烧气体向级间腔逆流的现象。
另外,如上所述,在内侧护罩122中,也存在产生在图17~图19所示的实施方式中说明过的燃烧气体的二次流FL2的情况。为了抑制该二次流的产生,与另一实施方式同样地,在内侧护罩122的外表面122a形成有未图示的叶片面突出部180。为了对叶片面突出部180的外缘部180b进行冷却,与另一实施方式同样地,作为冲击板130的贯通孔114的配置,设置有贯通孔114的开口密度高的高密度区域136(第一高密度区域136a、第二高密度区域136b)。从高密度区域136的具有高开口密度的贯通孔114排出的冷却空气Ac对内侧护罩122的内表面122b进行冲击冷却,从而对叶片面突出部180的外缘部180b周围的内侧护罩122进行冷却,降低在内侧护罩产生的热应力。
需要说明的是,与图9~图14所示的实施方式同样地,在图17~图19所示的本实施方式中,也在高处冲击板130a和低处冲击板130b的整个面配置有贯通孔114(高处贯通孔114a、低处贯通孔114b)(在图17~图19中,仅表示了贯通孔114的一部分)。
上述的说明主要以外侧护罩121的例子进行了说明,但在内侧护罩122中也应用同样的构造,产生相同的作用、效果。
本发明并不限定于上述的实施方式,也包括对上述的实施方式施加了变形的方式、将这些方式适当组合的方式。
例如,在图2、图3、图5及图6所示的实施方式中,也可以以周壁部151与顶部152通过曲面平滑地连接的方式形成盖部150。
另外,例如,在图4及图7所示的又一实施方式中,也可以以周壁部151和板支承部157通过曲面平滑地连接的方式形成盖部150。同样地,例如,在图4及图7所示的又一实施方式中,也可以以板支承部157和上部周壁部153通过曲面平滑地连接的方式形成盖部150。例如,在图4及图7所示的又一实施方式中,也可以以上部周壁部153和顶部152通过曲面平滑地连接的方式形成盖部150。
附图标记说明:
1…燃气轮机;
8…转子轴;
24…涡轮动叶;
100…涡轮静叶;
101…叶片体;
110…翼型部;
110a…前缘;
110b…后缘;
110c…前端;
110d…基端;
110e…外侧端部;
110f…内侧端部;
110g…内壁面;
111…冷却流路;
112…折返流路;
113…冷却孔;
114…贯通孔;
114a…高处贯通孔(第一贯通孔);
114b…低处贯通孔(第二贯通孔);
115…迂回流路;
116…内部空间;
116a…冲击空间;
117…腹侧叶片面;
117a…前缘部;
119…背侧叶片面;
120…护罩;
121…外侧护罩;
121a…外表面(气体通路面);
121b…内表面;
121c…护罩端部;
122…内侧护罩;
122a…外表面(气体通路面);
122b…内表面;
123…外壁部;
123a…内周面;
124…底部;
125…后缘端部;
126…圆角;
127…空气配管;
128…燃烧气体流路;
130…冲击板;
130a…高处冲击板(第一冲击板);
130b…低处冲击板(第二冲击板);
131…台阶部;
131a…倾斜部;
133…开口;
135…周缘部;
136…高密度区域;
136a…第一高密度区域;
136b…第二高密度区域;
137…一般区域;
140…隔壁;
150…盖部;
151…周壁部(第一部位);
152…顶部(第二部位);
153…上部周壁部(第三部位);
155…突出部;
157…板支承部;
161a…上游肋;
161b…下游肋;
162…保持环;
162a…流通孔;
171、173…焊接部;
180…叶片面突出部;
180a…前端部;
180b…外缘部;
181…连接部;
W1…背腹方向盖宽度;
w1…背腹方向流路宽度;
W2…弧线方向盖宽度;
w2…弧线方向流路宽度;
L1、L2…间隙;
FL1…燃烧气体流;
FL2…二次流。
Claims (12)
1.一种涡轮静叶,其中,
所述涡轮静叶具备:
叶片体,其包括翼型部及护罩,所述翼型部包括多个冷却流路及多个折返流路,至少一个所述折返流路在内部具有配置于比划分燃烧气体流路的气体通路面靠叶片高度方向的外侧或内侧的位置的迂回流路,所述护罩设置于所述翼型部的所述叶片高度方向上的前端侧及基端侧中的至少一方;以及
盖部,其固定于所述翼型部的所述叶片高度方向上的所述前端侧或所述基端侧的端部,形成至少一个所述折返流路,所述盖部与所述翼型部分体,
所述护罩具备:
底部,其在所述叶片高度方向上形成与所述气体通路面在叶片高度方向上相反一侧的内表面;
外壁部,其形成于所述底部的轴向及周向的两端,且沿所述叶片高度方向延伸;以及
冲击板,其配置于由所述外壁部和所述底部包围的内部空间,且具备多个贯通孔,
所述冲击板包括:
第二冲击板,其在所述叶片高度方向上靠近所述内表面;以及
第一冲击板,其配置在相对于所述第二冲击板从所述内表面沿所述叶片高度方向分离的方向,
在所述外壁部与所述盖部之间配置有至少一个台阶部,所述至少一个台阶部沿所述轴向或所述周向延伸,将所述第一冲击板与所述第二冲击板连接,且在所述叶片高度方向上弯折,
形成于所述第一冲击板的所述贯通孔即第一贯通孔的孔径比形成于所述第二冲击板的所述贯通孔即第二贯通孔的所述孔径大,
形成于所述第一冲击板的所述第一贯通孔的排列间距比形成于所述第二冲击板的所述第二贯通孔的所述排列间距大,
所述第二冲击板固定于所述护罩的所述外壁部的内表面及所述盖部的外壁面,在两个所述第二冲击板之间经由所述台阶部配置有所述第一冲击板。
2.根据权利要求1所述的涡轮静叶,其中,
所述护罩包括形成于所述翼型部的所述前端侧或所述基端侧的外侧护罩或内侧护罩。
3.一种燃气轮机,其中,
所述燃气轮机具备:
权利要求1所述的涡轮静叶;
转子轴;以及
涡轮动叶,其植设于所述转子轴。
4.一种涡轮静叶,其中,
所述涡轮静叶具备:
叶片体,其包括翼型部及护罩,所述翼型部包括多个冷却流路及多个折返流路,至少一个所述折返流路在内部具有配置于比划分燃烧气体流路的气体通路面靠叶片高度方向的外侧或内侧的位置的迂回流路,所述护罩设置于所述翼型部的所述叶片高度方向上的前端侧及基端侧中的至少一方;以及
盖部,其固定于所述翼型部的所述叶片高度方向上的所述前端侧或所述基端侧的端部,形成至少一个所述折返流路,所述盖部与所述翼型部分体,
所述翼型部具备:腹侧叶片面,其在周向上呈凹面状凹陷;以及背侧叶片面,其在所述周向上呈凸面状突出,且与所述腹侧叶片面在前缘及后缘连接,
所述护罩包括:
底部,其在所述叶片高度方向上形成与所述气体通路面在叶片高度方向上相反一侧的内表面;
外壁部,其形成于所述底部的轴向及所述周向的两端,且沿所述叶片高度方向延伸;
冲击板,其配置于由所述外壁部和所述底部包围的内部空间,且具备多个贯通孔;以及
叶片面突出部,其形成于所述气体通路面,从所述腹侧叶片面的前缘部朝向在所述周向上相邻的所述涡轮静叶的所述翼型部的所述背侧叶片面延伸至与相邻的所述翼型部之间的燃烧气体流路的流路宽度的中间位置,被形成于与所述气体通路面连接的位置的外缘部包围,并从所述气体通路面向所述叶片高度方向上的所述燃烧气体流路的一侧突出,
所述冲击板包括:
一般区域,其与未形成有所述叶片面突出部的区域的所述护罩的所述内表面对置地配置,具有对所述内表面进行冲击冷却的多个所述贯通孔;以及
高密度区域,其包括形成有所述叶片面突出部的由所述外缘部包围的范围,且所述贯通孔的开口密度比所述一般区域高,
所述冲击板包括:
第二冲击板,其在所述叶片高度方向上靠近所述内表面;以及
第一冲击板,其配置在相对于所述第二冲击板从所述内表面沿所述叶片高度方向分离的方向,
所述第二冲击板和所述第一冲击板经由在所述叶片高度方向上弯折的台阶部连接,
在所述外壁部与所述盖部之间配置有沿所述轴向或所述周向延伸的至少一个所述台阶部,
所述第一冲击板包括所述开口密度比所述第一冲击板的所述一般区域高的第一高密度区域,
所述第二冲击板包括所述开口密度比所述第二冲击板的所述一般区域高的第二高密度区域。
5.根据权利要求4所述的涡轮静叶,其中,
所述护罩形成为在周向上配置多个所述翼型部,
所述台阶部在分别配置于多个所述翼型部的多个所述盖部之间沿所述轴向或所述周向延伸配置。
6.根据权利要求4或5所述的涡轮静叶,其中,
形成于所述第一冲击板的所述贯通孔即第一贯通孔的孔径比形成于所述第二冲击板的所述贯通孔即第二贯通孔的孔径大。
7.根据权利要求6所述的涡轮静叶,其中,
形成于所述第一冲击板的所述第一贯通孔的排列间距比形成于所述第二冲击板的所述第二贯通孔的排列间距大。
8.根据权利要求4所述的涡轮静叶,其中,
所述第二冲击板固定于所述护罩的所述外壁部的内表面及所述盖部的外壁面,在两个所述第二冲击板之间经由所述台阶部配置有所述第一冲击板。
9.根据权利要求4所述的涡轮静叶,其中,
所述台阶部具有相对于叶片高度方向倾斜的倾斜面。
10.根据权利要求4所述的涡轮静叶,其中,
所述冲击板具有供所述盖部嵌合的开口,
所述盖部包括突出部,所述突出部在所述叶片高度方向上从所述开口向与所述翼型部相反的一侧突出。
11.根据权利要求4所述的涡轮静叶,其中,
所述护罩包括形成于所述翼型部的所述前端侧或所述基端侧的外侧护罩或内侧护罩。
12.一种燃气轮机,其中,
所述燃气轮机具备:
权利要求4所述的涡轮静叶;
转子轴;以及
涡轮动叶,其植设于所述转子轴。
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