专利名称：轴流式流体机械用叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴流式流体机械(例如轴流式压縮机等)中使用 的叶片(例如静叶片)。
背景技术：
作为轴流式流体机械中使用的叶片，例如有专利文献1和2中所
公开的构造。
专利文献1日本特开平10-103002号公报 专利文献2日本特开平10-184303号公报
上述专利文献1中所公开的叶片，具有呈其前缘的翼梢(tip)部 以及翼根(root)部朝向上游侧突出的俯视大致U字状的前缘。而且，上述专利文献2所公开的叶片，具有呈其后缘的翼梢部以 及翼根部朝向下游侧突出的俯视大致U字状的后缘。
为了降低叶片的摩擦损失，提高轴流式流体机械的性能，考虑组 合上述专利文献1的发明和专利文献2的发明，降低叶片整体的表面 积，大幅降低叶片的摩擦损失而提高轴流式流体机械的性能。
然而，在组合上述专利文献1所公开的叶片和上述专利文献2所 公开的叶片而成的叶片中，中翼展(mid-span)部上的弦长与其他部分 的弦长相比变短。因此，在额定点上虽然能够降低叶片的摩擦损失而 提高轴流式流体机械的性能，但是例如在高负荷时，如果动作点向压 力比大于额定点的一侧移动的话，则存在中翼展部处空气流剥离而产
生喘振的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的，因此其目的在于，提供一种在 能够降低摩擦损失的同时具有高喘振耐性的轴流式流体机械用叶片。
本发明为了解决上述问题，采用了如下的手段。
本发明的轴流式流体机械用叶片，用于轴流式流体机械，其形成 为，前缘在其翼梢部及其翼根部处朝向上游侧突出，后缘在其翼梢部、 中翼展部以及翼根部处朝向下游侧突出。
根据这种轴流式流体机械用叶片，形成为其前缘俯视呈大致U字 状，其后缘俯视呈大致W字状，因此能够降低叶片整体的弦长的同时， 能够降低叶片整体的表面积。由此，能够降低叶片的摩擦损失。
而且，由于特别是能够降低叶片的翼梢部和中翼展部之间以及中 翼展部和翼根部之间的弦长，并降低这些区域的表面积，因而例如能 够如图4的虚线所示降低这些区域的摩擦损失。
进而，由于以中翼展部上的弦长大于翼梢部和中翼展部之间以及
中翼展部和翼根部之间的弦长(例如0MHt处的弦长和100y。Ht处的弦
长大致相等)的方式制成，因而在高负荷时即使动作点向压力比大于 额定点一侧移动，也能防止中翼展部上的空气流的剥离，并能防止喘 振耐性的降低。
并且，叶片通过切削其前缘及后缘而制成(即不是将其翼梢部、 中翼展部以及翼根部增设在上游侧和/或下游侧而制成)，因此能够避
免轴向的尺寸大型化。
本发明的轴流式流体机械用叶片，用于轴流式流体机械，其形成 为前缘在其翼梢部、中翼展部以及翼根部处朝向上游侧突出，后缘在 其翼梢部及其翼根部处朝向下游侧突出。
根据这种轴流式流体机械用叶片，形成为其前缘俯视呈大致W字 状，其后缘俯视呈大致U字状，因此能够降低叶片整体的弦长的同时， 能够降低叶片整体的表面积。由此，能够降低叶片的摩擦损失。
而且，由于特别是能够降低叶片的翼梢部和中翼展部之间以及中 翼展部和翼根部之间的弦长，并降低这些区域的表面积，因而例如能 够如图4的虚线所示降低这些区域的摩擦损失。
进而，由于以中翼展部上的弦长大于翼梢部和中翼展部之间以及
中翼展部和翼根部之间的弦长(例如0。/。Ht处的弦长和100y。Ht处的弦
长大致相等)的方式制成，因而在高负荷时即使动作点向压力比大于 额定点一侧移动，也能防止中翼展部上的空气流的剥离，并能防止喘 振耐性的降低。
并且，叶片通过切削其前缘及后缘而制成(即不是将其翼梢部、 中翼展部以及翼根部增设在上游侧和/或下游侧而制成)，因此能够避 免轴向的尺寸大型化。
本发明的轴流式流体机械用叶片，用于轴流式流体机械，在将
0%Ht (Ht是叶片高度)作为其根部，100%Ht作为其前端的情况下， 形成为20%Ht附近的弦长以及80%Ht附近的弦长小于50%Ht附近的弦 长。
根据这种轴流式流体机械用叶片，形成为其前缘俯视呈大致U字 状，其后缘俯视呈大致W字状，因此能够降低叶片整体的弦长的同时， 能够降低叶片整体的表面积。由此，能够降低叶片的摩擦损失。
而且，由于特别是能够降低叶片的20%Ht附近的弦长以及80%Ht 附近的弦长，并降低这些区域的表面积，因而例如能够如图4的虚线 所示降低这些区域的摩擦损失。
进而，由于50%Ht附近的弦长大于20%附近的弦长以及80%Ht 附近的弦长(例如0。/。Ht处的弦长和100。/。Ht处的弦长大致相等)的方 式制成，因而在高负荷时即使动作点向压力比大于额定点一侧移动， 也能防止中翼展部上的空气流的剥离，并能防止喘振耐性的降低。
并且，叶片通过切削其前缘及后缘而制成(即不是将其翼梢部、 中翼展部以及翼根部增设在上游侧和/或下游侧而制成)，因此能够避 免轴向的尺寸大型化。
本发明的轴流式流体机械，设有能够降低叶片的摩擦损失并具有 高的喘振耐性的轴流式流体机械用叶片。
根据这种轴流式流体机械，能够提高性能并提高喘振界限。
根据本发明，能够降低摩擦损失并防止喘振耐性的降低。
图1是设有本发明的轴流式流体机械用叶片的燃气轮机的图，是 表示拆下机室上半部分后的状态的概略透视图。
图2是表示图1所示的轴流式流体机械用叶片及位于其后段的动 叶片的要部透视图。
图3是沿着图2所示的箭头A观察图2所示的轴流式流体机械用 叶片的俯视图。
图4是对本发明的轴流式流体机械用叶片的摩擦损失与以往的轴 流式流体机械用叶片的摩擦损失进行比较的图表。
图5是表示本发明的轴流式流体机械用叶片的第二实施方式的图， 是与图3同样的图。
标号说明
20压縮部(轴流式流体机械)
60静叶片(轴流式流体机械用叶片) 61前缘 62后缘
70静叶片(轴流式流体机械用叶片) 71前缘 72后缘
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的轴流式流体机械用叶片的第一实施方式 进行说明。
图1是表示本实施方式的轴流式流体机械用叶片(以下称为"静 叶片")60的燃气轮机10的图，是表示拆下机室上半部分后的状态的 概略透视图。
如图1所示，燃气轮机10主要包括压縮燃烧用空气的压縮部(轴 流式流体机械)20、在从该压縮部20运送来的高压空气中喷射燃料而 燃烧并产生高温燃烧气体的燃烧部30、位于该燃烧部30的下游侧，由 出自燃烧部30的燃烧气体驱动的涡轮部40。
压縮部20具有转子组件21和静叶片组件22。
转子组件21具有配置于设在机室50内的轴颈轴承51上的轴21a、 以及设在该轴21a上的多个动叶片盘21b。而且，在该动叶片盘21b上 设有多个动叶片21c。
静叶片组件22相对这些动叶片盘21b沿轴向相邻配置，并且沿着
机室50的周方向分割成多个单元，例如在机室50的上半部、下半部 分别分割成2个单元的构造中，由4个单元(例如4个静叶片组件) 构成一段定子部。
图1中的标号26是扩散器。
如图l和图2所示，静叶片组件22具有环状配置的多个静叶片60， 并且向位于后段的动叶片21c (或者扩散器26)引导空气流。
接着，使用图3对本实施方式的静叶片60进行详细说明。图3表 示沿图2所示的箭头A观察静叶片60的俯视图、即将静叶片60以其 腹面侧朝下的方式放置在平坦的台面时能够从上方观察到的轮廓的 图。
在图3中，左侧是前缘侧，右侧是后缘侧，上侧是翼梢(前端) 侧、下侧是翼根(根部)侦'J。
如图3所示，静叶片60的前缘61，以呈其翼梢部及其翼根部朝向 上游侧(相对燃烧用空气的流动的上游侧)突出的俯视大致U字状的 方式形成。而且，静叶片60的后缘62，以呈其翼梢部、中翼展部以及 翼根部朝向下游侧(相对燃烧用空气的流动的下游侧)突出的俯视大 致W字状的方式形成。即，静叶片60以20%Ht附近的弦长以及80%Ht 附近的弦长比50。/oHt附近的弦长短的方式(换言之，20y。Ht附近的弦 长和80。/。Ht附近的弦长最短)的方式制成。
50%Ht附近的弦长，与0%Ht处的弦长和100%Ht处的弦长大致相等。0％。Ht是指静叶片60的根部，100。/。Ht是指静叶片60的前端。
根据本实施方式的静叶片60，以其前缘61俯视呈大致U字状， 且其后缘62俯视呈大致W字状的方式形成，能够降低静叶片60整体 的弦长，并降低静叶片60整体的表面积。由此，能够降低静叶片60 的摩擦损失。
而且，由于特别是实现静叶片60的翼梢部和中翼展部之间以及中 翼展部和翼根部之间的弦长的降低，并且实现这些区域的表面积的降 低，因而能够如图4的虚线所示降低这些区域的摩擦损失。
图4中的实线，表示具有图3所示的前缘61和从翼根至翼梢形成 直线状(即从翼根至翼梢不具有凹凸)的后缘的静叶片。
图4中的虚线，表示以25%Ht附近的弦长和75%Ht附近的弦长小 于50%Ht附近的弦长的方式(换言之，25%Ht附近的弦长和75%Ht附 近的弦长最短)的方式制成的静叶片60。
根据本实施方式的静叶片60，由于以50。/。Ht附近(中翼展部)的 弦长大于翼梢部和中翼展部之间以及中翼展部和翼根部之间的弦长 (例如0。/。Ht处的弦长和100。/。Ht处的弦长大致相等)的方式制成，因 而在高负荷时即使动作点向压力比大于额定点一侧移动，也能防止 50。/。Ht附近(中翼展部)的空气流的剥离，并能防止喘振耐性的降低。
并且，本实施方式的静叶片60通过切削其前缘及后缘而制成(即 不是将其翼梢部、中翼展部以及翼根部增设在上游侧和/或下游侧制 成)，因此能够避免轴向的尺寸大型化。
在具有本实施方式的静叶片60的压縮部20中，能够提高其性能， 并提高喘振界限。
对于本发明的静叶片的第二实施方式，参照图5进行说明。
本实施方式的静叶片70，在以其前缘71俯视呈大致W字状、且 其后缘72俯视呈大致U字状的方式形成这一点上，与上述第一实施方 式的构造不同。对于其他构成要素，与上述第一实施方式相同。因此 在此省略对这些构成要素的说明。
如与图3同样的图5所示，静叶片70的前缘71，以呈其翼梢部、 中翼展部以及翼根部朝向上游侧(相对燃烧用空气的流动的上游侧) 突出的俯视大致W字状的方式形成。而且，静叶片70的后缘72，以 呈其翼梢部及其翼根部朝向下游侧(相对燃烧用空气的流动的下游侧) 突出的俯视大致U字状的方式形成。g卩，静叶片70以20%Ht附近的 弦长以及80%Ht附近的弦长比50%Ht附近的弦长短的方式(换言之， 20MHt附近的弦长和80y。Ht附近的弦长最短)的方式制成。
50%Ht附近的弦长，与0%Ht处的弦长和100%Ht处的弦长大致相等。
0。/。Ht是指静叶片60的根部，100。/。Ht是指静叶片60的前端。
关于作用效果，与上述第一实施方式同样，因而在此省略其说明。
本发明的静叶片60、 70特别优选适用于次音速段。
本发明在上述的实施方式中，以20%Ht附近的弦长和80%Ht附近 的弦长小于50。/。Ht附近的弦长的方式(换言之，以20。/。Ht附近的弦长 和80y。Ht附近的弦长最短的方式)制成，但是本发明不限于此，例如， 也能够以25%Ht附近的弦长和75%Ht附近的弦长小于50%Ht附近的弦 长的方式制成。而且，关于使哪个部分的弦长小于哪个部分的弦长这 一点，可以适当根据需要变更。
权利要求
1. 轴流式流体机械用叶片，用于轴流式流体机械，其形成为前缘在其翼梢部及其翼根部处朝向上游侧突出，后缘在其翼梢部、中翼展部以及翼根部处朝向下游侧突出。
2. 轴流式流体机械用叶片，用于轴流式流体机械， 其形成为前缘在其翼梢部、中翼展部以及翼根部处朝向上游侧突出，后缘在其翼梢部及其翼根部处朝向下游侧突出。
3. 轴流式流体机械用叶片，用于轴流式流体机械， 在将0。/。Ht (Ht是叶片高度)作为其根部，100。/。Ht作为其前端的情况下，形成为20%Ht附近的弦长以及80%Ht附近的弦长小于50%Ht 附近的弦长。
4. 轴流式流体机械，设有如权利要求1所述的轴流式流体机械用 叶片。
5. 轴流式流体机械，设有如权利要求2所述的轴流式流体机械用 叶片。
6. 轴流式流体机械，设有如权利要求3所述的轴流式流体机械用 叶片。
全文摘要
本发明提供一种在能够降低摩擦损失的同时具有高喘振耐性的轴流式流体机械用叶片。本发明的轴流式流体机械用叶片(60)，用于轴流式流体机械，其形成为，前缘(61)在其翼梢部及其翼根部处朝向上游侧突出，后缘(62)在其翼梢部、中翼展部以及翼根部处朝向下游侧突出。
文档编号F01D5/14GK101379299SQ20078000402
公开日2009年3月4日 申请日期2007年1月30日 优先权日2006年3月14日
发明者岩谷淳二, 饭田耕一郎 申请人:三菱重工业株式会社