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      動葉片以及具備該動葉片的燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法_3

      文檔序號:9520615閱讀:來源:國知局
      封閉,蓋85與開口的邊緣通過釬焊等接合。背側(cè)通路74在平臺61的后端面63開口。
      [0087]在本實施方式中,背側(cè)母通路73的剖面積a2與背側(cè)通路74的剖面積a3實質(zhì)上相同。另外,多個腹側(cè)通路72的各剖面積al均小于背側(cè)母通路73的剖面積a2以及背側(cè)通路74的剖面積a3。然而,多個腹側(cè)通路72的各剖面積al的合計面積大于背側(cè)母通路73的剖面積a2以及背側(cè)通路74的剖面積a3。需要說明的是,各通路的剖面積均為與通路的長度方向垂直的面內(nèi)的剖面積。
      [0088]通過了轉(zhuǎn)子軸42的冷卻空氣通路42p的冷卻空氣流入形成于動葉片50的多個葉片空氣通路71中的在葉片根59的徑向內(nèi)側(cè)的端部開口的葉片空氣通路71。流入該葉片空氣通路71的冷卻空氣根據(jù)情況流入與該葉片空氣通路71相鄰的葉片冷卻流路。冷卻空氣在通過多個葉片空氣通路71的過程中,與葉片體51等進(jìn)行熱交換而冷卻葉片體51等。
      [0089]流入葉片空氣通路71中的最上游側(cè)的第一葉片空氣通路71a中的冷卻空氣的一部分從葉片體51的多個葉片前端通路56向燃燒氣體流路流出。另外,從葉片空氣通路71中的最下游側(cè)的第七葉片空氣通路71b向燃燒氣體流路流出。因此,葉片體51的前緣部52以及后緣部53被這些冷卻空氣冷卻。
      [0090]流入第一葉片空氣通路71a中的冷卻空氣的一部分通過與該第一葉片空氣通路71a連通的平臺61的前側(cè)通路79,從形成在平臺61的前端面62的前側(cè)通路79的開口向平臺61外流出。因此,在平臺61的燃?xì)馔ㄟ^面66中,位于前側(cè)通路79的徑向外側(cè)的部分被通過該前側(cè)通路79的冷卻空氣冷卻。并且,在平臺61的前端面62中,前側(cè)通路79的開口周圍的部分被從該開口流出的冷卻空氣冷卻。
      [0091]流入第一葉片空氣通路71a中的冷卻空氣的另一部分通過平臺61的腹側(cè)通路72,從形成在平臺61的腹側(cè)端面64的腹側(cè)通路72的開口向平臺61外流出。同樣,流入其他的葉片空氣通路71中的冷卻空氣的一部分通過與該葉片空氣通路71連通的平臺61的腹側(cè)通路72,而從形成在平臺61的腹側(cè)端面64的腹側(cè)通路72的開口向平臺61外流出。因此,在平臺61的燃?xì)馔ㄟ^面66中,位于腹側(cè)通路72的徑向外側(cè)的部分被通過該腹側(cè)通路72的冷卻空氣冷卻。并且,在平臺61的腹側(cè)端面64中,腹側(cè)通路72的開口周圍的部分被從該開口流出的冷卻空氣冷卻。
      [0092]流入第一葉片空氣通路71a中的冷卻空氣的又一部分通過平臺61的背側(cè)母通路73以及背側(cè)通路74,從形成在平臺61的后端面63的背側(cè)通路74的開口向平臺61外流出。因此,在平臺61的燃?xì)馔ㄟ^面66中,位于背側(cè)母通路73的徑向外側(cè)的部分以及位于背側(cè)通路74的徑向外側(cè)的部分被通過這些背側(cè)母通路73以及背側(cè)通路74的冷卻空氣冷卻。并且,在平臺61的后端面63中,背側(cè)通路74的開口周圍的部分被從該開口流出的冷卻空氣冷卻。
      [0093]然而,平臺61在被燃燒氣體加熱時欲向各個方向進(jìn)行熱膨脹。在平臺61中,以葉片體51為基準(zhǔn),周向腹側(cè)的部分被朝向周向背側(cè)凹陷的葉片體51的腹側(cè)面54包圍,因此該周向腹側(cè)的部分的熱膨脹被葉片體51—定程度地約束。另一方面,在平臺61中,以葉片體51為基準(zhǔn),周向背側(cè)的部分未被葉片體51包圍,因此該周向背側(cè)的部分的熱膨脹不被葉片體51約束。
      [0094]因此,在平臺61中,以葉片體51為基準(zhǔn),在周向腹側(cè)的部分產(chǎn)生的熱應(yīng)力比在周向背側(cè)的部分產(chǎn)生的熱應(yīng)力大。
      [0095]因此,在本實施方式中,在平臺61中,在周向腹側(cè)的部分形成多個腹側(cè)通路72而增加對該部分進(jìn)行冷卻的冷卻空氣的流量,從而抑制該部分的熱應(yīng)力。另一方面,在平臺61中,在周向背側(cè)的部分形成一個背側(cè)母通路73、與該背側(cè)母通路73連通的一個背側(cè)通路74,而僅對溫度容易上升的平臺61的背側(cè)端面65的附近進(jìn)行冷卻,由此減少冷卻空氣的流量。
      [0096]另外,在本實施方式中,如上述那樣,增加對平臺61中的周向腹側(cè)的部分進(jìn)行冷卻的冷卻空氣的流量,并且使多個腹側(cè)通路72的各剖面積al小于背側(cè)母通路73的剖面積a2以及背側(cè)通路74的剖面積a3,從而提高在多個腹側(cè)通路72中流動的空氣的流速,提高周向腹側(cè)的部分的冷卻效率。
      [0097]因此,在本實施方式中,能夠?qū)崿F(xiàn)動葉片50的耐久性的提高并且抑制冷卻用的空氣的使用量。
      [0098][動葉片的第一變形例]
      [0099]利用圖9以及圖10對本發(fā)明所涉及的動葉片的第一變形例進(jìn)行說明。
      [0100]在本變形例的動葉片50a中,增加了上述實施方式的動葉片50的與第一葉片空氣通路71a連通的腹側(cè)通路72以及前側(cè)通路79的數(shù)量,其他的結(jié)構(gòu)與上述實施方式的動葉片50相同。
      [0101]在本變形例的平臺61a中,也與上述實施方式同樣地形成有從第一葉片空氣通路71a朝向周向腹側(cè)延伸且在平臺61a的腹側(cè)端面64開口的多個腹側(cè)通路72。多個腹側(cè)通路72在軸向Da上排列。如上所述,從第一葉片空氣通路71a朝向周向腹側(cè)延伸的腹側(cè)通路72的數(shù)量比在上述實施方式中從第一葉片空氣通路71a朝向周向腹側(cè)延伸的腹側(cè)通路72的數(shù)量多。
      [0102]另外,在本變形例的平臺61a中,也與上述實施方式同樣地形成有從第一葉片空氣通路71a朝向前側(cè)延伸且在平臺61a的前端面62開口的多個前側(cè)通路79。多個前側(cè)通路79在周向Dc上排列。如上所述,從第一葉片空氣通路71a向前側(cè)延伸的前側(cè)通路79的數(shù)量比在上述實施方式中從第一葉片空氣通路71a朝向前側(cè)延伸的前側(cè)通路79的數(shù)量多。
      [0103]因此,在本變形例中,在平臺61a的腹側(cè)端面64中的前側(cè)部分相鄰的腹側(cè)通路72的開口彼此的間隔比在該腹側(cè)端面64中的軸向Da的中間部分相鄰的腹側(cè)通路72的開口彼此的間隔窄。另外,在本變形例中,在平臺61a的前端面62相鄰的前側(cè)通路79的開口彼此的間隔比在平臺61a的腹側(cè)端面64中的軸向Da的中間部分相鄰的腹側(cè)通路72的開口彼此的間隔窄。
      [0104]對葉片體51的前緣部52與平臺61a的腹側(cè)端面64之間的最短距離L1比葉片體51的背側(cè)面55與平臺61a的背側(cè)端面65之間的最短距離L3短的情況進(jìn)行研究。
      [0105]在平臺61a中的與葉片體51的前緣部52接近的區(qū)域,邊界層較薄因此熱傳遞率較高。因此,在平臺61a中,以葉片體51為基準(zhǔn),周向腹側(cè)且前側(cè)的部分因較高的熱傳遞率而成為高溫,而欲大幅度地進(jìn)行熱膨脹。另一方面,由于葉片體51的前緣部52與平臺61a的腹側(cè)端面64的間隔比葉片體51的中間部與平臺61a的腹側(cè)端面64的間隔窄,因此平臺61a的周向腹側(cè)且前側(cè)的部分的熱膨脹被葉片體51強(qiáng)有力地約束。因此,周向腹側(cè)且前側(cè)的部分的隨著燃?xì)廨啓C(jī)的起動.停止而產(chǎn)產(chǎn)生的熱應(yīng)力增大,因低循環(huán)疲勞而造成壽命縮短。
      [0106]因此,在本變形例中,為了應(yīng)對這樣的情況,使前側(cè)的腹側(cè)通路72的數(shù)量多于上述實施方式的前側(cè)的腹側(cè)通路72的數(shù)量,與上述實施方式相比進(jìn)一步對該部分進(jìn)行冷卻,從而抑制該部分的熱應(yīng)力。
      [0107]接著,對葉片體51的前緣部52與平臺61a的前端面62之間的最短距離L2比葉片體51的背側(cè)面55與平臺61a的背側(cè)端面65之間的最短距離L3短的情況進(jìn)行研究。
      [0108]在該情況下,在平臺61a中,以葉片體51為基準(zhǔn),前側(cè)且周向腹側(cè)的部分靠近葉片體51中成為高溫的前緣部52,因此溫度容易升高,由此造成的高溫氧化變薄導(dǎo)致壽命縮短。
      [0109]因此,在本變形例中,也為了應(yīng)對這樣的情況,使腹側(cè)的前側(cè)通路79的數(shù)量多于上述實施方式的腹側(cè)的前側(cè)通路79的數(shù)量,與上述實施方式相比進(jìn)一步對該部分進(jìn)行冷卻,從而抑制該部分的高溫氧化變薄。
      [0110]如上述那樣,在增加前側(cè)的腹側(cè)通路72的數(shù)量的情況下,在軸向Da上相鄰的腹側(cè)通路72的軸向Da上的間隔變窄。若相鄰的腹側(cè)通路72彼此的間隔變窄,則存在多個腹側(cè)通路72周圍的強(qiáng)度比目標(biāo)強(qiáng)度低的可能性。
      [0111]因此,在這樣的情況下,如圖10所示,可以在多個前側(cè)的腹側(cè)通路72中,使軸向Da上相鄰的腹側(cè)通路72的開口的位置在徑向Dr上彼此不同。若像這樣使軸向Da上相鄰的兩個腹側(cè)通路72的開口的位置在徑向Dr上彼此不同,則能夠使兩個腹側(cè)通路72的實際的彼此的間隔大于軸向Da上的彼此的間隔。因此,在增加前側(cè)的腹側(cè)通路72的數(shù)量的情況下,通過使軸向Da上相鄰的腹側(cè)通路72的開口的位置在徑向Dr彼此不同,由此能夠抑制多個腹側(cè)通路72周圍的強(qiáng)度降低。
      [0112]需要說明的是,這里對在增加腹側(cè)通路72的數(shù)量的情況下防止多個前側(cè)通路79周圍的強(qiáng)度降低的方法進(jìn)行了說明,然而在增加前側(cè)通路79的數(shù)量的情況下,也同樣可以在多個前側(cè)通路79中使周向Dc上相鄰的前側(cè)通路79的開口的位置在徑向Dr上彼此不同。
      [0113][動葉片的第二變形例]
      [0114]利用圖11對本發(fā)明所涉及的動葉片的第二變形例進(jìn)行說明。
      [0115]在本變形例的動葉片50b中,增加了與上述實施方式的動葉片50的第七葉片空氣通路71b連通的腹側(cè)通路72的數(shù)量,其他的結(jié)構(gòu)與上述實施方式的動葉片50相同。
      [0116]在本變形例的平臺61b中,與上述實施方式同樣地形成有從第七葉片空氣通路71b朝向周向Dc腹側(cè)延伸且在平臺61b的腹側(cè)端面64開口的多個腹側(cè)通路72。多個腹側(cè)通路72在軸向Da上排列。
      [0117]因此,在本變形例中,在平臺61b的腹側(cè)端面64中的軸向下游側(cè)部分相鄰的腹側(cè)通路72的開口彼此的間隔比在該腹側(cè)端面64中的軸向Da的中間部分相鄰的腹側(cè)通路72的開口彼此的間隔窄。
      [0118]在平臺61b中,在葉片體51的后緣部53附近,燃燒氣體的流動通過葉片體51而加速。因此,平臺61b中的葉片體51的后緣部53附近的部分與平臺61b中的葉片體51的中間部附近的部分相比熱傳遞率較高。另外,葉片體51的后緣部53與平臺61b的腹側(cè)端面64的間隔比葉片體51的中間部與平臺61b的腹側(cè)端面64的間隔窄。因此,就平臺61b中的周向腹側(cè)且后側(cè)的部分而言,該部分的熱膨脹在葉片體51的后緣部53被強(qiáng)有力地約束。因此,平臺61b中的周向腹側(cè)且后側(cè)的部分隨著燃?xì)廨啓C(jī)的起動以及停止而產(chǎn)生的熱應(yīng)力提高,因低循環(huán)疲勞而造成壽命縮短。
      [0119]因此,在本變形例中,為了應(yīng)對這樣的情況,使后側(cè)的腹側(cè)通路72的數(shù)量多于上述實施方式的后側(cè)的腹側(cè)通路72的數(shù)量,與上述實施方式相比進(jìn)一步對該部分進(jìn)行冷卻,從而抑制該部分的熱應(yīng)力。
      [0120]需要說明的是,如上述那樣,在增加后側(cè)的腹側(cè)通路72的數(shù)量的情況下,與利用圖10而在上文中說明的情況相同,也可以在多個腹側(cè)通路72中,使軸向Da上相鄰的腹側(cè)通路72的開口的位置在徑向Dr上彼此不同。
      [0121][動葉片的第三變形例]
      [0122]利用圖12以及圖13對本發(fā)明所涉及的動葉片的第三變形例進(jìn)行說明。
      [0123]本變形例的動葉片50c為第一變形例的動葉片50a的變形例。在第一變形例的動葉片50a中,在平臺61a的腹側(cè)端面64的前側(cè)部分開口的全部通路均為從第一葉片空氣通路71a向徑向腹側(cè)延伸的腹側(cè)通路72。另外,在第一變形例的動葉片50a中,在平臺61a的前端面62開口的全部通路均為從第一葉片空氣通路71a向徑向Dr上游側(cè)延伸的前側(cè)通路79 ο
      [0124]在本變形例的平臺61c中形成有:從第一葉片空氣通路71a朝向周向腹側(cè)且朝向前側(cè)延伸的前側(cè)母通路75、從前側(cè)母通路75朝向周向腹側(cè)延伸且在腹側(cè)端面64開口的多個腹
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