[发明专利]涡轮、燃气轮机以及涡轮动叶

说明书

叶片主体(20)的轮毂侧基端(21)处的流路宽度随着从前缘(25)朝向后缘(26)而减小并在显示出极小值后增大，叶片主体(20)的从轮毂侧基端(21)朝向叶尖(22)侧离开的基准叶片高度方向位置(S)处的流路宽度随着从前缘(25)朝向后缘(26)而逐渐变小，各叶片高度方向位置处的流路宽度的最小值的轴弦长度方向位置随着从叶片主体(20)的轮毂侧基端(21)朝向叶尖(22)侧而向后缘(26)侧迁移，在基准叶片高度方向位置(S)处与后缘(26)一致。

技术领域

本发明涉及涡轮以及燃气轮机。

本申请基于在2015年2月10日申请的日本特愿2015-024441而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

从提高伴随着燃气轮机的高效率化、高温化的、进行旋转的(离心力的作用)涡轮动叶的强度的观点出发，优选增大叶片主体的轮毂侧基端处的流动方向的中央附近的叶片厚度。例如，专利文献1公开了在轮毂侧基端设置有提高叶片主体的强度的凸缘部的叶片结构。

在此，在涡轮中，为了使燃烧气体在相邻的动叶的叶片主体彼此的流路中加速，这些叶片主体彼此之间的流路宽度通常随着朝向下游侧而单调减小并在动叶的后缘处成为最小。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-203259号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在如上述那样增大了叶片主体的轮毂侧基端处的流动方向中央附近的叶片厚度的情况下，在轮毂侧基端，流路宽度成为最小的位置位于比后缘靠上游侧。在该情况下，在轮毂侧基端，流路宽度在流动方向中央附近由缩小变为扩大，由此叶片面上的流速分布变差。更具体地说，在叶片背面的中途产生急剧减速，其结果是，导致性能降低。

本发明是鉴于上述那样的课题而完成的，其目的在于，提供既能够提高强度又能够抑制效率降低的涡轮以及具有该涡轮的燃气轮机。

用于解决课题的方案

根据本发明的第一方案，涡轮具备多个动叶，该多个动叶具备向轴线的径向外侧延伸的叶片主体，且该多个动叶通过沿所述轴线的周向排列而在相邻的所述叶片主体彼此之间形成流路，所述叶片主体的轮毂侧基端处的流路宽度随着从前缘朝向后缘而减小并在显示出极小值之后增大，所述叶片主体的从轮毂侧基端朝向叶尖侧离开的基准叶片高度方向位置处的流路宽度随着从所述前缘朝向所述后缘而逐渐变小，各叶片高度方向位置处的所述流路宽度的最小值的轴弦长度方向位置随着从所述叶片主体的轮毂侧基端朝向叶尖侧而向后缘侧迁移，且在所述基准叶片高度方向位置处与所述后缘一致。

根据上述那样的结构，在基准叶片高度方向位置的后缘侧，流路宽度被缩径，在轮毂侧基端的后缘侧，流路宽度被扩大。由此，在后缘侧，以流动被从基准叶片高度方向位置侧朝向轮毂侧基端侧引导的方式进行流量的三维的再分配。这样，通过朝向轮毂侧基端供给流动，能够抑制该轮毂侧基端侧的叶片背面的流速的急剧减速。

根据本发明的第二方案，在上述第一方案所涉及的涡轮中，也可以是，所述基准叶片高度方向位置位于从轮毂侧基端朝向叶尖侧而为叶片高度的5％以上且25％以下的区域。

为了确保动叶的强度，在从轮毂侧基端朝向叶尖侧而小于叶片高度的5％的区域中，轴弦长度的中央附近处的叶片厚度变大。因此，基准叶片高度方向位置成为叶片高度的5％以上的区域。另一方面，基准叶片高度方向位置位于超过叶片高度的25％的区域的话，基准叶片高度方向位置与轮毂侧基端过于分离，因此无法有效地从该基准叶片高度方向位置朝向轮毂侧基端引导流动。

然而，根据上述的结构，通过将基准叶片高度方向位置设定在上述范围内，既能够确保动叶的强度又能够有效地进行流动向轮毂侧基端的引导。