JP6986155B2 - タービン動翼、ターボ機械及びコンタクト面製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態のタービン動翼が適用されたガスタービンを表す概略図である。図2は、本実施形態のタービン動翼の組立状態を表す概略図である。本実施形態のガスタービンは、図1に示すように、圧縮機11と燃焼器12とタービン13により構成されている。このガスタービンには、図示しない発電機が連結されており、発電可能となっている。
次に、タービン動翼の第2実施形態について、以下に説明する。図13は、第2実施形態のタービン動翼のチップシュラウドの概略構成を示す模式図である。図14は、図13における背側コンタクトブロック廻りの概略構成を示す正面図である。第2実施形態に示すタービン動翼は、第1実施形態と比較して、コンタクトブロック(背側コンタクトブロック50、腹側コンタクトブロック60)廻りの構造が異なっている。
12 燃焼器
13 タービン
27 静翼
28 動翼(タービン動翼)
32 ロータ(回転軸)
41 翼根部
42 翼本体
42a 負圧面(背側翼面)
42b 正圧面(腹側翼面)
42c 前縁
42d 後縁
43 チップシュラウド
43a 前縁端部
43b 後縁端部
44 シールフィン(フィン)
44a 端面
46 背側チップシュラウド
47 背側端部領域
49 腹側端部領域
48 腹側チップシュラウド
50、250 背側コンタクトブロック
60 腹側コンタクトブロック
51、251 背側カバー板
52、252 下流側背側カバー板
56 上流側背側カバー板
54 腹側カバー端面
54a 上流側背側カバー端面
64 背側カバー端面
64a 下流側腹側カバー端面
58、68 中間接続部
61 腹側カバー板
62 上流側腹側カバー板
66、266 下流側腹側カバー板
71 隙間
100 母材
102 コーティング
102a 平坦面
110、210 背側コンタクト面(第1面)
140 腹側コンタクト面(第2面)
112、142 凹部
112a、142a 凹部傾斜面
114、144、214 コンタクトブロック端部
116 傾斜面
116a 傾斜面外縁
120 フィレット
120a フィレット外縁
Claims (12)
- 正圧面と負圧面とを備える翼本体と、
翼本体先端に備えられ、軸方向に前記正圧面から前記負圧面に向けて径方向外側方向に傾くチップシュラウドと、を備え、
前記チップシュラウドは、
周方向中央部に配置され径方向外側に延伸するフィンと、前記正圧面側の腹側チップシュラウドと前記負圧面側の背側チップシュラウドと、からなり、
前記背側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの前縁端部に背側コンタクトブロックを含み、
前記腹側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの後縁端部に腹側コンタクトブロックを含み、
前記背側コンタクトブロックは、周方向に向く第1面を備え、
前記腹側コンタクトブロックは、前記第1面に対し周方向の反対方向を向く第2面を備え、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部に凹部が形成されていると共に、
前記フィンは、フィレットを介して前記背側コンタクトブロック又は前記腹側コンタクトブロック又はカバー板に結合され、前記第1面と前記第2面の間に形成される隙間に沿って前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部の軸方向上流側端は、前記フィレットの軸方向下流側の外縁位置から軸方向上流側の外縁位置の間に形成されているタービン動翼。 - 前記第1面を備える前記背側コンタクトブロックは、前記背側コンタクトブロックの軸方向上流側で前記フィンに接合し、軸方向下流側で傾斜面を介して背側カバー板に接合し、
前記第2面を備える前記腹側コンタクトブロックは、前記腹側コンタクトブロックの軸方向下流側で前記フィンに接合し、軸方向上流側で傾斜面を介して腹側カバー板に接合する請求項1に記載のタービン動翼。 - 正圧面と負圧面とを備える翼本体と、
翼本体先端に備えられ、軸方向に前記正圧面から前記負圧面に向けて径方向外側方向に傾くチップシュラウドと、を備え、
前記チップシュラウドは、
周方向中央部に配置され径方向外側に延伸するフィンと、前記正圧面側の腹側チップシュラウドと前記負圧面側の背側チップシュラウドと、からなり、
前記背側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの前縁端部に背側コンタクトブロックを含み、
前記腹側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの後縁端部に腹側コンタクトブロックを含み、
前記背側コンタクトブロックは、周方向に向く第1面を備え、
前記腹側コンタクトブロックは、
前記第1面に対し周方向の反対方向を向く第2面を備え、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部又は径方向外側端部の何れかに凹部が形成されていると共に、
前記第1面を備える前記背側コンタクトブロックは、前記背側コンタクトブロックの軸方向上流側で前記フィンに接合し、軸方向下流側で傾斜面を介して背側カバー板に接合し、
前記第2面を備える前記腹側コンタクトブロックは、前記腹側コンタクトブロックの軸方向下流側で前記フィンに接合し、軸方向上流側で傾斜面を介して腹側カバー板に接合するタービン動翼。 - 前記凹部は、前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部に形成され、
前記フィンは、
フィレットを介して前記コンタクトブロック又はカバー板に結合され、前記第1面と前記第2面の間に形成される隙間に沿って前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部の軸方向上流側端は、前記フィレットの軸方向下流側の外縁位置から軸方向上流側の外縁位置の間に形成されている請求項3に記載のタービン動翼。 - 前記第1面と周方向に隣接する翼の前記第2面とが対向するように配置されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のタービン動翼。
- 前記背側チップシュラウドは、
前記背側コンタクトブロックと、
前記チップシュラウドの径方向内周面縁から前記チップシュラウドの径方向内周面に沿って前記第1面から離間する方向であって、前記フィンの軸方向下流側に延在する背側カバー板と、から形成され、
前記腹側チップシュラウドは、
前記腹側コンタクトブロックと、
前記チップシュラウドの径方向内周面縁から前記チップシュラウドの径方向内周面に沿って前記第2面から離間する方向であって、前記フィンの軸方向上流側に延在する腹側カバー板と、から形成され、
前記第1面又は前記第2面を挟んだ周方向の断面視で、前記背側チップシュラウドは、軸方向下流側に向かうと共に、径方向外側に傾斜するように形成され、前記腹側チップシュラウドは、軸方向上流側に向かうと共に、径方向内側に傾斜するように形成されている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のタービン動翼。 - 前記第1面と前記第2面の間に形成される隙間の方向を見て、
前記第1面から時計回りの方向に、前記第1面と、前記背側チップシュラウドの径方向内側を向く内周面とのなす角度は90度より小さく、
前記第2面から反時計回りの方向に、前記第2面と、前記腹側チップシュラウドの径方向内側を向く内周面とのなす角度は90度より大きい請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のタービン動翼。 - 前記第1面と前記第2面の間に形成される隙間に沿って、前記第1面又は前記第2面の前記軸方向下流側端部に形成された前記凹部は、少なくとも前記第1面又は前記第2面の径方向外側端面及び軸方向下流側端面を含み、径方向内側方向に延在するように形成される請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のタービン動翼。
- 前記チップシュラウドは、前縁端部に設けられ、前記翼本体側に固定端を有し前記固定端から回転方向前方側の自由端である背側カバー端面まで延在する背側端部領域と、
後縁端部に設けられ、前記翼本体側に固定端を有し、前記固定端から回転方向後方側の自由端である腹側カバー端面まで延在する腹側端部領域と、を含む、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のタービン動翼。 - 前記第1面又は前記第2面の前記軸方向下流側端部に形成される前記凹部は、前記凹部の軸方向上流側端の外表面から軸方向下流側端に向かってコンタクト面から周方向に後退する方向に傾斜している請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のタービン動翼。
- 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のタービン動翼を備えるターボ機械。
- 正圧面と負圧面とを備える翼本体と、
翼本体先端に備えられ、軸方向に前記正圧面から前記負圧面に向けて径方向外側方向に傾くチップシュラウドと、を備え、
前記チップシュラウドは、
周方向中央部に配置され径方向外側に延伸するフィンと、前記正圧面側の腹側チップシュラウドと前記負圧面側の背側チップシュラウドと、からなり、
前記背側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの前縁端部に背側コンタクトブロックを含み、
前記腹側チップシュラウドは、前記チップシュラウドの後縁端部に腹側コンタクトブロックを含み、
前記背側コンタクトブロックは、周方向に向く第1面を備え、
前記腹側コンタクトブロックは、前記第1面に対し周方向の反対方向を向く第2面を備え、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方の面の軸方向下流側端部に凹部が形成されたタービン動翼の前記第1面及び前記第2面の少なくとも一方であるコンタクト面を製造するコンタクト面製造方法であって、
前記タービン動翼の前記コンタクト面となる面の母材の表面にコーティングを形成するステップと、
形成したコーティングの表面を研磨し、平坦にするステップと、
前記コーティングの軸方向下流側端部を研磨し、前記凹部を形成するステップと、を有するコンタクト面製造方法。
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