CN114060103B - 燃气轮机静叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃气轮机静叶片，其降低相对于因燃气轮机静叶片的温度上升而产生的热伸长的应力，降低燃气轮机静叶片的热变形时产生的应力。本发明的燃气轮机静叶片的特征在于，由内周侧端壁和外周侧端壁一体地形成静叶片，内周侧端壁具有：上游侧连接部，其向半径方向内侧延伸，与内周隔膜连接；以及下游侧连接部，其设置在比上游侧连接部靠下游侧的位置，向半径方向内侧延伸，与内周隔膜连接，在内周侧端壁的后缘部具有薄壁部，该薄壁部是使内周侧端壁的后缘部的壁厚变薄的部分。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机静叶片，尤其涉及通过内周侧端壁和外周侧端壁一体地形成两个静叶片的连翼结构的燃气轮机静叶片。
背景技术
在这样的本技术领域中的背景技术中，有日本特开2007-154889号公报(专利文献1)。
在该专利文献1中记载有一种连翼结构的燃气轮机静叶片(参照图2)。并且，在专利文献1中记载了，内侧带包括从内侧带向半径方向内侧延伸的后方凸缘，后方凸缘相对于内侧带的半径方向内表面从内侧带向半径方向内侧延伸，另外，内侧带包括从内侧带向半径方向内侧延伸的前方凸缘，前方凸缘设置于内侧带的上游端缘部和后方凸缘之间，相对于内侧带的半径方向内表面从内侧带向半径方向内侧延伸(参照第0009段)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2007-154889号公报
在专利文献1中记载有一种连翼结构的燃气轮机静叶片。
今后，燃气轮机静叶片在燃气轮机运转时，燃气轮机静叶片的温度逐渐上升，燃气轮机静叶片的相对于因燃气轮机静叶片的温度上升而产生的热伸长的应力增加。
并且，燃气轮机静叶片在燃气轮机静叶片的热变形时，在燃气轮机静叶片产生的应力增加，由此燃气轮机静叶片有可能产生裂纹。
但是，在专利文献1中没有记载防止这样的裂纹的产生的燃气轮机静叶片。即，在专利文献1中没有记载如下的燃气轮机静叶片：降低相对于因燃气轮机静叶片的温度上升而产生的热伸长的应力，降低燃气轮机静叶片的热变形时产生的应力。
发明内容
因此，本发明提供一种燃气轮机静叶片，其降低相对于因燃气轮机静叶片的温度上升而产生的热伸长的应力，降低燃气轮机静叶片的热变形时产生的应力。
为了解决上述课题，本发明的燃气轮机静叶片由内周侧端壁和外周侧端壁一体地形成静叶片。并且，其特征在于，内周侧端壁具有：上游侧连接部，其向半径方向内侧延伸，与内周隔膜连接；以及下游侧连接部，其设置在比上游侧连接部靠下游侧的位置，向半径方向内侧延伸，与内周隔膜连接，在内周侧端壁的后缘部具有薄壁部，该薄壁部是使内周侧端壁的后缘部的壁厚变薄的部分。
本发明的效果如下。
根据本发明，能够提供一种燃气轮机静叶片，其降低相对于因燃气轮机静叶片的温度上升而产生的热伸长的应力，降低燃气轮机静叶片的热变形时产生的应力。
另外，关于上述以外的问题、结构及效果，通过下述实施例的说明而明确。
附图说明
图1是说明本实施例记载的燃气轮机100的概略说明图。
图2是说明本实施例记载的燃气轮机静叶片10的立体说明图。
图3是说明本实施例记载的燃气轮机静叶片10的剖视说明图。
图4是说明本实施例记载的薄壁部33的立体说明图。
图中：1—静叶片，2—外周侧端壁，3—内周侧端壁，10—燃气轮机静叶片，20—燃气轮机动叶片，21—前方凸缘，22—后方凸缘，30—内周隔膜，31—上游侧连接部，32—下游侧连接部，33—薄壁部，34—厚壁部，40—外周隔膜，100—燃气轮机。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施例进行说明。另外，对实质上相同或类似的结构标注相同的附图标记，在说明重复的情况下，有时省略其说明。
[实施例]
《燃气轮机100》
首先，对本实施例中记载的燃气轮机100进行说明。
图1是说明本实施例记载的燃气轮机100的概略说明图。
燃气轮机100具有燃气轮机静叶片10和燃气轮机动叶片20，并导入燃烧气体。
燃烧气体通过燃烧器燃烧并生成由压缩机(未图示)压缩的空气和向燃烧器(未图示)供给的燃料。
并且，燃气轮机100将由燃烧器生成的燃烧气体导入燃气轮机静叶片10，将在燃气轮机静叶片10流通的燃烧气体导入燃气轮机动叶片20。
燃气轮机动叶片20通过被导入的燃烧气体而旋转，通过燃气轮机动叶片20旋转，与燃气轮机动叶片20同轴地连结的发电机(未图示)发电。
这样，在燃气轮机静叶片10中导入由燃烧器生成的高温的燃烧气体。
并且，今后，燃气轮机静叶片10在燃气轮机100运转时，燃气轮机静叶片10的温度逐渐上升，燃气轮机静叶片10相对于因燃气轮机静叶片10的温度上升而产生的热伸长的应力增加。并且，燃气轮机静叶片10在燃气轮机静叶片10的热变形时产生的应力有可能增加。
另外，燃气轮机静叶片10的内周侧与内周隔膜30连接，其外周侧与外周隔膜40连接。
《燃气轮机静叶片10》
接着，对本实施例中记载的燃气轮机静叶片10进行说明。
图2是说明本实施例记载的燃气轮机静叶片10的立体说明图。
本实施例中记载的燃气轮机静叶片10特别是连翼结构的燃气轮机静叶片10。
即，本实施例记载的连翼结构的燃气轮机静叶片10通过内周侧端壁3和外周侧端壁2一体地形成两个静叶片1。
另外，形成于燃气轮机静叶片10的两个静叶片1相对于静叶片1的前缘部在圆周方向上错开地形成静叶片1的后缘部。由此，能够将在燃气轮机静叶片10中流通的燃烧气体高效地导入燃气轮机动叶片20。
图3是说明本实施例记载的燃气轮机静叶片10的剖视说明图。
燃气轮机静叶片10具有静叶片1、外周侧端壁2以及内周侧端壁3。
外周侧端壁2具有：前方凸缘21，其与外周隔膜40连接，向半径方向外侧延伸；以及后方凸缘22，其与外周隔膜40连接，设置于比前方凸缘21靠下游侧的位置，并向半径方向外侧延伸。
内周侧端壁3具有：上游侧连接部31，其与内周隔膜30连接，向半径方向内侧延伸；以及下游侧连接部32，其与内周隔膜30连接，设置在比上游侧连接部31靠下游侧的位置，向半径方向内侧延伸。
静叶片1形成于外周侧端壁2与内周侧端壁3之间，前缘部(相对于燃烧气体的导入方向为上游侧：图3上左侧端部)的叶片长度比后缘部(相对于燃烧气体的导入方向为下游侧：图3上右侧端部)的叶片长度短。因此，静叶片1的后缘部的热伸长比前缘部的热伸长大。
并且，静叶片1的后缘部的热伸长在静叶片1与内周侧端壁3的接触部作用。即，相对于热伸长的应力(在静叶片1的热变形时产生的应力)在静叶片1的后缘部与内周侧端壁3的接触部处增加。
相对于该热伸长的应力在内周侧端壁3的后缘部(比下游侧连接部32靠下游侧的部分)产生。而且，在内周侧端壁3的后缘部产生的应力能够通过降低内周侧端壁3的后缘部的刚性来降低。
而且，连翼结构的燃气轮机静叶片10的内周侧端壁3的后缘部的刚性大，因此在内周侧端壁3的后缘部产生的应力也大。
因此，在本实施例中，为了降低在内周侧端壁3的后缘部产生的应力，在内周侧端壁3的后缘部形成薄壁部33。特别是，在本实施例中，在通过内周侧端壁3和外周侧端壁2一体地形成两个静叶片1的连翼结构的燃气轮机静叶片10的内周侧端壁3的后缘部形成薄壁部33。
《薄壁部33》
接着，对本实施例中记载的薄壁部33进行说明。
图4是说明本实施例中记载的薄壁部33的立体说明图。
薄壁部33形成于内周侧端壁3的后缘部，薄壁部33是使内周侧端壁3的后缘部的壁厚(半径方向的厚度)变薄的部分。
通过将薄壁部33形成在内周侧端壁3的后缘部，能够降低内周侧端壁3的后缘部的刚性，能够降低在内周侧端壁3的后缘部产生的应力。
另外，薄壁部33可以将内周侧端壁3的后缘部切削而形成，也可以与内周侧端壁3一起铸造而形成。
而且，薄壁部33(薄壁部33的半径方向的形成区域)形成在内周侧端壁3的后缘部的半径方向内侧。
通过将薄壁部33形成在内周侧端壁3的后缘部的半径方向内侧，能够确保内周侧端壁3的后缘部的强度，并且降低在内周侧端壁3的后缘部产生的应力。
即，在内周侧端壁3的后缘部形成薄壁部33和空间部。该空间部例如通过从内周侧沿半径方向切削内周侧端壁3的后缘部而形成。
另外，优选空间部的半径方向的厚度比形成有薄壁部33的内周侧端壁3的后缘部的半径方向的厚度(薄壁部33的半径方向的厚度)厚。即，薄壁部33的半径方向的厚度优选比空间部的半径方向的厚度薄。通常，内周侧端壁3的后缘部的半径方向的厚度为9～10mm，空间部的半径方向的厚度为5～6mm。即，在该情况下，薄壁部33的厚度为3～4mm左右。
由此，能够平衡良好地确保内周侧端壁3的后缘部的强度，并且能够降低在内周侧端壁3的后缘部产生的应力。
另外，优选空间部在轴向上从下游侧连接部32与内周侧端壁3的接触部形成至内周侧端壁3的最后缘端部。即，薄壁部33(薄壁部33的轴向的形成区域)优选在轴向上从下游侧连接部32与内周侧端壁3的接触部形成至内周侧端壁3的最后缘端部。
由此，能够有效地降低在内周侧端壁3的后缘部产生的应力。
另外，优选空间部在圆周方向上形成于内周侧端壁3的后缘部的中央部。即，优选薄壁部33(薄壁部33的圆周方向的形成区域)在圆周方向上形成在内周侧端壁3的后缘部的中央部，在薄壁部33的两侧形成厚壁部34(例如未被切削的部分)。这样，在从轴向观察内周侧端壁3的后缘部的情况下，优选在薄壁部33的两侧形成厚壁部34。另外，两侧的厚壁部34的圆周方向的长度优选相等。
由此，能够确保内周侧端壁3的后缘部的强度，并且降低在内周侧端壁3的后缘部产生的应力。
另外，本实施例中记载的燃气轮机静叶片10的两个静叶片1的后缘部相对于轴向在圆周方向上错开地形成。即，两个静叶片1的后缘部相对于内周侧端壁3的后缘部在圆周方向上偏向地形成。
因此，一个静叶片1的后缘部形成于形成有薄壁部33的内周侧端壁3的后缘部，其他静叶片1的后缘部形成于形成有厚壁部34的内周侧端壁3的后缘部。
由此，能够确保内周侧端壁3的后缘部的强度，并且有效地降低在内周侧端壁3的后缘部产生的应力。
这样，本实施例记载的燃气轮机静叶片10通过内周侧端壁3和外周侧端壁2一体地形成两个静叶片1。而且，内周侧端壁3具有：上游侧连接部31，其向半径方向内侧延伸，与内周隔膜30连接；以及下游侧连接部32，其设置于比上游侧连接部31靠下游侧的位置，向半径方向内侧延伸，并与内周隔膜30连接，在内周侧端壁3的后缘部具有薄壁部33，该薄壁部是使内周侧端壁3的后缘部的壁厚变薄的部分。
根据本实施例，能够降低相对于因燃气轮机静叶片10的温度上升而产生的热伸长的应力，能够降低燃气轮机静叶片10的热变形时产生的应力。
另外，本发明并不限定于上述的实施例，包括各种变形例。上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明的例子，并不限定于必须具有所说明的全部结构。
Claims (4)
1.一种燃气轮机静叶片，具有由内周侧端壁和外周侧端壁一体地形成两个静叶片的连翼结构，该燃气轮机静叶片的特征在于，
所述内周侧端壁具有：上游侧连接部，其向半径方向内侧延伸，与内周隔膜连接；以及下游侧连接部，其设置于比所述上游侧连接部靠下游侧的位置，向半径方向内侧延伸，与所述内周隔膜连接，
在所述内周侧端壁的后缘部具有薄壁部，该薄壁部是使所述内周侧端壁的后缘部的壁厚变薄的部分，
所述薄壁部在轴向上从所述下游侧连接部与所述内周侧端壁的接触部形成至所述内周侧端壁的最后缘端部。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机静叶片，其特征在于，
所述薄壁部形成于所述内周侧端壁的后缘部的半径方向内侧。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机静叶片，其特征在于，
所述薄壁部的半径方向的厚度比空间部的半径方向的厚度薄。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机静叶片，其特征在于，
所述薄壁部在圆周方向上形成于所述内周侧端壁的后缘部的中央部。
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