涡轮动叶片及具备该涡轮动叶片的燃气轮的制造方法
【专利摘要】本发明的涡轮动叶片（10）包括：叶片主体（11），以从转子主体（2）向该转子主体（2）的径向外侧延伸的方式安装于该转子主体（2）；及叶顶围带（20），固定于该叶片主体（11）的所述径向外侧，在所述叶片主体（11）内形成沿所述转子主体（2）的径向延伸并且供冷却介质流通的冷却路（14），所述叶顶围带（20）具备：围带主体（30），向所述径向外侧开口并且在外周端面形成与所述冷却路（14）连通的凹部（60）；及插塞（70），具有多个塞片（71，72），该多个塞片分别插入到形成于所述凹部（60）的侧面的安装槽（61a），从而相互协作地堵塞所述凹部（60）的开口。
【专利说明】涡轮动叶片及具备该涡轮动叶片的燃气轮机
【技术领域】
[0001]本发明涉及涡轮动叶片及具备该涡轮动叶片的燃气轮机。
[0002]本申请针对2011年10月27日在日本提交的日本特愿2011 — 236148号而主张优先权，并将其内容援用于本文中。
【背景技术】
[0003]近年来，燃气轮机的高温、高效率化不断进展，与此相伴，涡轮动叶片的叶片高度也存在增大化(长大叶片化)倾向。特别是在后级动叶片中，需要对排出的燃烧气体的热能进行抑制，叶片高度的增大化变得显著。在这种动叶片中，伴随着叶片高度的增大化，振动频率降低，因而产生颤振等不稳定振型的可能性升高。
[0004]因此，在构成各涡轮动叶片的叶片主体的前端配置叶顶围带，通过增加构造衰减而抑制不稳定的振动模式的产生。该叶顶围带也与燃气轮机的高温化相伴而需要冷却，因此在该叶顶围带内形成有冷却构造。
[0005]作为这种冷却构造，例如专利文献I所示的那样，公知有如下构造:在叶顶围带内形成与叶片主体内的冷却路连通的腔，使得也能够将对叶片主体进行了冷却的冷却空气用于叶顶围带的冷却。在叶顶围带形成与冷却路连通的凹部，并利用插塞将该凹部的开口堵塞，从而形成该腔。由此，将冷却空气导入腔，并经由该腔将冷却介质供给到叶顶围带的外周，从而实现该叶顶围带的冷却。
[0006]另外，在专利文献2中记载了以下技术:为了防止上述插塞因转子旋转所产生的离心力而脱离，在凹部的一对侧面分别形成安装槽，通过向该安装槽插入插塞而对凹部的开口进行堵塞，从而构成腔。更具体而言，该专利文献2的安装槽以在转子的轴向上相向的方式形成，将一个插塞从周向插入到该安装槽中，从而将开口堵塞。
[0007]专利文献1:日本特开2000 - 297604号公报
[0008]专利文献2:日本特开2010 - 31865号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]然而，在上述专利文献2的技术中，存在以下问题:插塞的未插入到安装槽的部分因离心力而向转子的径向外侧鼓出。即，一对安装槽在转子的轴向上相向且这些安装槽彼此的间隔以某种程度隔开，因此由于作用于插塞的离心力、腔内外的压力差而使得插塞的中央部容易向径向外侧产生蠕变。因此，由于由该蠕变引起的插塞自身的膨胀，在长期间使用的情况下插塞的耐久性有可能降低。
[0011]本发明鉴于这种课题而做出，其目的在于提供能够提高插塞的耐久性的涡轮动叶片及具备该涡轮动叶片的燃气轮机。
[0012]用于解决课题的手段
[0013](I)本发明所涉及的涡轮动叶片包括:叶片主体，以从转子主体向该转子主体的径向外侧延伸的方式安装于该转子主体；及叶顶围带，固定于该叶片主体的所述径向外侧，在所述叶片主体内形成沿所述转子主体的径向延伸并且供冷却介质流通的冷却路，所述叶顶围带具备:围带主体，向所述径向外侧开口并且在外周端面形成了与所述冷却路连通的凹部；及插塞，具有多个塞片，该多个塞片分别插入到形成于所述凹部的侧面的安装槽从而相互协作地堵塞所述凹部的开口。
[0014]根据这种特征的涡轮动叶片，由于以多个塞片形成插塞，并将各塞片分别插入到安装槽，因此与将插塞构成为单个部件的情况相比能够降低膨胀。
[0015](2)优选为，所述凹部以沿着所述外周端面的方向为长度方向而延伸，所述安装槽形成于沿着所述长度方向的一对所述侧面，多个所述塞片以相互抵接的方式排列于所述长度方向而堵塞所述凹部的开口。
[0016]在该情况下，在沿着凹部的长度方向的一对侧面形成有安装槽，因此一对侧面的相向方向成为凹部的宽度方向。因此，与在沿着凹部的宽度方向的侧面形成了安装槽的情况相比，能够将一对安装槽的间隔设定得较窄。由此，也能够较窄地设定插入到安装槽的塞片在该安装槽的相向方向的间隔，因此能够降低由离心力引起的塞片的变形，并能够更进一步降低该塞片的膨胀。
[0017](3)优选为，在所述叶片主体的内部形成多个所述冷却路，多个所述冷却路的径向外侧的端部排列于向所述转子主体的周向和轴线方向分别倾斜的方向，所述凹部以多个所述冷却路的径向外侧的端部的排列方向为所述长度方向而延伸。
[0018]在该情况下，凹部的长度方向沿向周向和轴线方向倾斜的方向延伸，因此例如即使在叶顶围带的外周端面存在插入塞片时的障碍物的情况下，也能够容易地将该塞片插入到安装槽。另外，能够防止塞片因转子的旋转加速度而脱离。
[0019](4)优选为，所述围带主体在所述凹部的长度方向的至少一端侧具有用于将所述塞片插入到所述安装槽的插塞插入口。
[0020]在该情况下，能够容易并且可靠地将塞片插入到安装槽。
[0021](5)优选为，所述围带主体具有多个叶梢翅片，该多个叶梢翅片从所述外周端面突出，并且沿所述转子主体的周向延伸且在所述转子主体的轴线方向上隔开间隔而配置，所述凹部形成于所述多个叶梢翅片之间。
[0022]在该情况下，即使在围带主体的外周端面形成有多个叶梢翅片时，由于插塞由多个塞片构成，叶梢翅片也难以成为障碍，能够容易地将这些塞片插入到安装槽。
[0023]另外，在如上述那样凹部向周向及轴线方向倾斜地形成的情况下，即使在存在叶梢翅片的情况下，也能够更容易地将塞片插入到安装槽。
[0024](6)本发明所涉及的燃气轮机的特征在于，具备:安装有上述任一种涡轮动叶片的所述转子主体；及以该转子主体能够旋转的方式覆盖该转子主体的外壳。
[0025]在这种特征的燃气轮机中，由于具备上述的涡轮动叶片，因此能够降低插塞的膨胀。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明所涉及的涡轮动叶片及燃气轮机，能够通过将插塞分割为各塞片而降低由离心力引起的膨胀，从而能够提高插塞的耐久性。【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明的实施方式所涉及的燃气轮机的整体图。
[0029]图2是从转子的周向观察本发明的实施方式所涉及的燃气轮机的涡轮动叶片的图。
[0030]图3是从转子的径向外侧观察本发明的实施方式所涉及的燃气轮机的涡轮动叶片的图。
[0031]图4是从转子的径向外侧观察围带主体的图。
[0032]图5是图3中的A — A剖视图。
[0033]图6A是对将塞片插入安装槽的顺序进行说明的图，是将第一塞片插入之前的图。
[0034]图6B是在图6A所示的状态之后向安装槽插入第二塞片之前的图。
[0035]图7是从转子的径向外侧观察第一变形例所涉及的涡轮动叶片的图。
[0036]图8是从转子的径向外侧观察第二变形例所涉及的涡轮动叶片的图。
[0037]图9是从转子的径向外侧观察第三变形例所涉及的涡轮动叶片的图。
【具体实施方式】
[0038]以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。
[0039]如图1所示，燃气轮机I具备:压缩机3，生成压缩空气；燃烧器4，向从压缩机3供给的压缩空气供给燃料并生成燃烧气体G ;及涡轮5，利用从燃烧器4供给的燃烧气体G而被旋转驱动。
[0040]压缩机3具备:压缩机外壳3a，以转子主体2能够旋转的方式覆盖转子主体2 ;多个压缩机动叶片3b，固定于转子主体2并呈环状地排列；及多个压缩机静叶片3c，由压缩机外壳3a支撑并呈环状地排列。压缩机动叶片3b及压缩机静叶片3c沿转子的轴线O方向多级交替地配置。
[0041]另外，涡轮5具备:涡轮外壳5a，以转子主体2能够旋转的方式覆盖转子主体2，并将内部作为燃烧气体流路F ;多个涡轮动叶片10，固定于转子主体2并呈环状地排列；及多个涡轮静叶片5b，由涡轮外壳5a所支撑并呈环状地排列。涡轮动叶片10及涡轮静叶片5b沿转子主体2的轴线O方向多级交替地配置。
[0042]另外，以下，将转子主体2的径向简称作“径向”，并将转子主体2的周向简称作“周向”，此外将该转子主体2的轴线O方向简称作“轴线O方向”。
[0043]接下来，参照附图对涡轮动叶片10的详细情况进行说明。
[0044]如图2所示，涡轮动叶片10具备:在图1中的燃烧气体流路F内配置的叶片主体
11;及在叶片主体11的径向外侧固定的叶顶围带20。另外，虽然省略了图示，但在叶片主体11的径向内侧设置以从该叶片主体11伸出的方式设置的平板及从平板进一步向径向内侧凸出的叶根。通过将该叶根安装于转子主体2的外周面，涡轮动叶片10与转子主体2被固定为一体。
[0045]如图2所示，叶片主体11以从转子主体2向该转子主体2的径向外侧延伸的方式被设置。另外，如图3所示，该叶片主体11具有以下翼型的剖面:以沿着轴线O方向从成为燃烧气体流路上游侧的前缘朝向成为下游侧的后缘向周向一侧(转子主体2的旋转方向前方侧，图3及图4的下侧)凸出的方式弯曲而形成有正压面12及负压面13。该剖面形状被设为以随着朝向轴线O方向的另一侧(气体流路的下游侧，图2?图4的右侧)而朝向周向另一侧(转子主体2的旋转方向后方侧，图3及4的上侧)的方式延伸的翼型。
[0046]另外，将与叶片主体11的延伸方向正交的剖面中的位于距正压面12和负压面13相等距离处的点从前缘到后缘相连而成的曲线作为中心线，该中心线与叶片主体11的弯曲形状同样地弯曲。
[0047]此外，在叶片主体11的内部，如图2所示，形成有沿径向延伸的多个(本实施方式中为6个)的冷却路14。该冷却路14例如以沿顺着上述中心线的方向排列的方式即沿着叶片主体11的上述剖面形状的延伸方向排列的方式，相互隔开间隔而形成。
[0048]从叶片主体11的径向内侧供给的冷却空气(冷却介质)在该冷却路14内向径向外侧流通。
[0049]叶顶围带20具备与叶片主体11 一体设置的围带主体30和可装卸地安装于该围带主体30的插塞70。
[0050]如图2至图4所示，围带主体30形成为沿径向具有规定厚度的板状，在叶片主体11的径向外侧以沿周向伸出的方式相对于该叶片主体11 一体地被固定。该围带主体30中的朝向径向外侧的面成为该围带主体30的外周端面31。
[0051]在该围带主体30中，朝着上游侧即轴线O方向一侧(气体流路的上游侧，图2?图4的左侧)且沿周向延伸的面作为上游侧端面41，朝向下游侧即轴线O方向另一侧且沿周向延伸的面作为下游侧端面42。这些上游侧端面41和下游侧端面42相互平行。
[0052]另外，如图3及图4所示，叶顶围带20中的朝向周向一侧的面作为第一接触面43，朝向周向另一侧的面作为第二接触面44。
[0053]第一接触面43由第一倾斜面43a、第二倾斜面43b及第三倾斜面43c这三个面构成。
[0054]第一倾斜面43a与上游侧端面41的周向一侧连接，并以随着朝向轴线O方向另一侧而向周向另一侧倾斜的方式延伸。另外，第二倾斜面43b与第一倾斜面43a的轴线O方向另一侧连接，并以随着朝向轴线O方向另一侧而向周向一侧倾斜的方式延伸。并且，第三倾斜面与第二倾斜面43b的轴线O方向另一侧连接，并以随着朝向轴线O方向另一侧而向周向一侧倾斜的方式延伸，且与下游侧端面42的周向一侧连接。
[0055]第二接触面44由第四倾斜面44a、第五倾斜面44b和第六倾斜面44c这三个面构成。
[0056]第四倾斜面44a与上游侧端面41中的周向另一侧连接，并与第一倾斜面43a平行地延伸。另外，第五倾斜面44b与第四倾斜面44a的轴线O方向另一侧连接，并与第二倾斜面43b平行地延伸。并且，第六倾斜面44c与第五倾斜面44b的轴线O方向另一侧连接，并与第三倾斜面43c平行地延伸，且与下游侧端面42的周向另一侧连接。
[0057]另外，第一倾斜面43a和第二倾斜面43b的连接部位比第四倾斜面44a和第五倾斜面44b的连接部位位于轴线O方向一侧。另外,第二倾斜面43b和第三倾斜面43c的连接部位比第五倾斜面44b和第六倾斜面44c的连接部位位于轴线O方向一侧。
[0058]在将各涡轮动叶片10安装于转子主体2时，围带主体30的第一接触面43中的第二倾斜面43b可滑动地与相邻叶顶围带20的第二接触面44中的第五倾斜面44b抵接。由此，由多个叶顶围带20构成圆环状的环。[0059]利用以上那样的上游侧端面41、下游侧端面42、第一接触面43及第二接触面44，围带主体30被设成从径向外侧观察的外周端面31的形状为Z字状。
[0060]如图2?图4所示，在该围带主体30的外周端面31设有第一叶梢翅片51、第二叶梢翅片52及凹部60。
[0061]第一叶梢翅片51设于与外周端面31中的轴线O方向一侧接近的部位，从该外周端面31向径向外侧突出，并且在外周端面31的周向整个区域与上游侧端面41平行地延伸。另外，第一叶梢翅片51的周向的两端分别与第一倾斜面43a及第四倾斜面44a连接。
[0062]另外，第二叶梢翅片52设于与外周端面31中的轴线O方向另一侧接近的部位，与第一叶梢翅片51同样地，从该外周端面31向径向外侧突出，并且在外周端面31的周向整个区域与下游侧端面42平行地延伸。另外，第二叶梢翅片52的周向的两端分别与第三倾斜面43c及第六倾斜面44c连接。
[0063]如此，第一叶梢翅片51及第二叶梢翅片52相互在轴线O方向上间隔而平行地设置。利用这些第一叶梢翅片51及第二叶梢翅片52，能够确保涡轮动叶片10与涡轮外壳之间的密封性。
[0064]在外周端面31中的上述第一叶梢翅片51和第二叶梢翅片52之间，以从该外周端面31向径向内侧凹入的方式形成凹部60，该凹部60向径向外侧开口。该凹部60将沿着外周端面31的方向作为长度方向而延伸，在本实施方式中，将随着朝向轴线O方向另一侧而朝向周向另一侧的方向作为长度方向而延伸。即，该凹部60与叶片主体11的上述剖面形状的延伸方向同样，将分别向转子主体2主体的周向及轴线O方向倾斜的方向作为长度方向而延伸。该凹部60的长度方向的两端的缘部分别形成为圆弧状，该凹部60的宽度方向的两侧的缘部形成为相互平行地沿长度方向延伸的直线状。
[0065]并且，如图2、图4及图5所示，在凹部60的底面62，上述多个冷却路14中的一部分冷却路14 (本实施方式中为6个冷却路14中的3个)的径向外侧的端部形成开口。由此，凹部60和该一部分冷却路14成为连通状态。
[0066]S卩，多个冷却路14的径向外侧的端部排列于与叶片主体11的上述剖面形状的延伸方向对应而分别向转子主体2的周向及轴线O方向倾斜的方向上。并且，以这些冷却路14的端部的排列方向作为长度方向以延伸的方式形成凹部60，从而一部分冷却路14的端部向凹部60内开口。
[0067]另外，在围带主体30内，形成有将该凹部60内与第一接触面43的第三倾斜面43c连通的多个冷却孔63 (参照图2)，并且形成有将该凹部60内与第二接触面44的第四倾斜面44a连通的多个冷却孔63 (省略图示)。此外，在围带主体30内，形成有将凹部60内与第一接触面43的第一倾斜面43a连通的多个冷却孔64。这些冷却孔63、64在第三倾斜面43c、第四倾斜面44a及第一倾斜面43a中的开口沿着第三倾斜面43c、第四倾斜面44a及第一倾斜面43a的延伸方向排列。
[0068]在此，位于比外周端面31中的第一叶梢翅片51靠轴线O方向另一侧且与第一倾斜面43a及第四倾斜面44a连接的区域被设为该外周端面31的第一主面32。
[0069]另外，外周端面31中的凹部60的长度方向近前侧(长度方向一端侧即轴线O方向一侧并且周向一侧)的部位被设为比第一主面32进一步向径向外侧平坦状地隆起的插入面36。[0070]并且，外周端面31中的包含除凹部60的长度方向近前侧以外的缘部在内的区域被设为以从宽度方向两侧及长度方向内侧(轴线O方向另一侧并且周向另一侧)包围该凹部60的方式比第一主面32及插入面36向径向外侧隆起的第二主面33。因此，凹部60以从外周端面31的第二主面33向径向内侧凹入的方式形成。另外，凹部60的长度方向近前侧在插入面36侧形成开口。
[0071]在外周端面31的第一主面32，多个冷却路14中的一部分(本实施方式中为6个冷却路14中的2个)形成开口。另外，在外周端面31的第二主面33中的凹部60的长度方向内侧的部位，多个冷却路14中的一部分(本实施方式中为6个冷却路14中的I个)形成开□。
[0072]并且，如图5所示，在凹部60中的沿其长度方向的一对侧面61即在该凹部60宽度方向上相向的一对侧面61,形成有沿着该长度方向延伸的安装槽61a。该安装槽61a是以从一对侧面61分别矩形地后退的方式凹入的槽，且在凹部60的长度方向整个区域延伸。
[0073]该安装槽61a的径向位置被设为与插入面36的径向位置大致相同。上述的凹部60向插入面36侧的开口被设为用于将后述的插塞70插入到该安装槽61a的插塞插入口65。另外，将插塞插入口 65与第一叶梢翅片51的轴线O方向的间隔确保为能够将后述的第一塞片71及第二塞片72插入到插塞插入口 65的量的尺寸。
[0074]如图3及图6所示，插塞70由多个塞片构成，在本实施方式中由2个第一塞片71及第二塞片72这二个塞片构成。
[0075]第一塞片71是具有与安装槽61a的径向的槽宽大致相同的厚度的板状部件，通过插入到安装槽61a，能够对凹部60的开口中的长度方向内侧的区域进行堵塞。
[0076]该第一塞片71中的朝着上述长度方向近前侧的端面被设为随着朝向该长度方向内侧而向凹部60的宽度方向一侧倾斜的第一抵接端面71a。
[0077]另外，第一塞片71的朝着上述长度方向内侧的端面与凹部60的开口的形状对应而形成为圆弧状。
[0078]另外，与第一塞片71同样地，第二塞片72是具有与安装槽61a的径向的槽宽大致相同的厚度的板状部件，且能够对凹部60的开口中的长度方向近前侧的区域进行堵塞。
[0079]该第二塞片72中的朝着上述长度方向内侧的端面被设为随着朝向该长度方向内侧而向凹部60的宽度方向一侧倾斜的第二抵接端面72a。
[0080]在将这些第一塞片71、第二塞片72插入到安装槽61a时，以并排的方式使第一抵接端面71a及第二抵接端面72a相互抵接，从而相互协作地对凹部60的开口进行堵塞。如此，利用由第一塞片71及第二塞片72构成的插塞70对凹部60的开口进行堵塞，从而如图5所示，在叶顶围带20内区划出与该叶顶围带20外部隔离的空间即腔C。
[0081]在利用插塞70对凹部60的开口进行堵塞时，如图6A所示，首先将第一塞片71从其前端侧即形成为圆弧状的端面侧经由插塞插入口 65插入到安装槽61a。由此，第一塞片71的两侧处于分别被安装槽61a夹持的状态，第一塞片71的径向的移动被限制。并且，在该状态下通过使第一塞片71向凹部60的长度方向内侧滑动，而将第一塞片71配置于凹部60的开口的长度方向内侧的区域塞片，并使第一塞片71的前端与凹部60的长度方向内侧抵接。
[0082]接着，如图6B所示，将第二塞片72从其前端侧即第二抵接端面72a侧经由插塞插入口 65插入到安装槽61a。由此，第二塞片72的两侧处于分别被安装槽61a夹持的状态，第一塞片71的径向的移动被限制。并且，在该状态下通过使第二塞片72向凹部60的长度方向内侧滑动，而将第一塞片71配置于凹部60的开口的长度方向近前侧的区域，并使第二抵接端面72a与第一塞片71的第一抵接端面71a抵接。
[0083]如此将第一塞片71及第二塞片72依次插入到安装槽61a，因而凹部60的开口其整个区域被堵塞，形成上述腔C。
[0084]在具备以上结构的燃气轮机动叶片10的燃气轮机I中，运转时将冷却空气从径向内侧向该叶片主体11内的冷却路14供给。由此，从内部对叶片主体11进行冷却。
[0085]另外，到达各冷却路14的径向外侧的端部的冷却空气在叶顶围带20内的腔C合流后，通过冷却孔63而向叶顶围带20的外部放出。此时，冷却孔63的内表面被冷却空气冷却，从而对叶顶围带20从其内部进行冷却。
[0086]在此，在燃气轮机运转时，与转子主体2的旋转相伴而产生离心力，该离心力也作用于叶顶围带20的插塞70。对此，在本实施方式中，由第一塞片71及第二塞片72构成插塞70，通过将这些第一塞片71及第二塞片72分别插入到安装槽61a而对凹部60的开口进行了堵塞，因此与将插塞70构成为单个部件的情况相比，能够降低该插塞70的变形。因此，能够提高插塞70的耐久性，能够使燃气轮机的运转长时间地持续。
[0087]另外，由于如此将插塞70分割，因此即使在插塞插入口 65的轴线O方向侧存在第一叶梢翅片51及第二叶梢翅片52的情况下，也能够容易地将第一塞片71、第二塞片72插入到安装槽61a。
[0088]此外，在本实施方式中，由于在沿着凹部60的长度方向的一对侧面61形成有安装槽61a，因此一对侧面61的相向方向成为凹部60的宽度方向。因此，与在沿着凹部60的宽度方向的侧面形成安装槽61a的情况相比,能够将一对安装槽61a的间隔设定得较窄。由此，由于也能够较窄地设定第一塞片71及第二塞片72的安装槽61a的相向方向的间隔，因此能够降低由离心力引起的第一塞片71及第二塞片72的变形。
[0089]即，由于能够以插塞70在其长度方向整个区域相对于安装槽61a接近的方式配置该插塞70，因此能够极力降低插塞70的中央部因离心力而向径向外侧变形。
[0090]由此，能够更进一步降低由离心力引起的第一塞片71及第二塞片72的膨胀。
[0091]另外，在本实施方式中，由于凹部60的长度方向沿从轴线O方向倾斜的方向延伸，因此即使在叶梢翅片设于凹部60的插塞插入口 65的轴线O方向侧的情况下，该叶梢翅片也不会成为妨碍，从而能够容易地将第一塞片71及第二塞片72插入到安装槽61a。
[0092]此外，凹部60的长度方向沿从周向倾斜的方向延伸，因此能够防止第一塞片71及第二塞片72因转子主体2的周向的旋转加速度而从安装槽61a脱出并使凹部60露出。
[0093]另外，在本实施方式中，在侧面61具有安装槽61a的凹部60的长度方向近前侧形成有插塞插入口 65,在该插塞插入口 65形成有与安装槽6Ia大致相同的径向位置的插入面36，因此能够将第一塞片71及第二塞片72容易地向安装槽61a引导。由此，能够容易且可靠地将第一塞片71及第二塞片72插入到安装槽61a。
[0094]以上，对本发明的实施方式详细地进行了说明，但不限于此，只要不脱离本发明的技术思想，还能够进行一些设计变更等。
[0095]例如在实施方式中，围带主体30中的外周端面31具有第一主面32、第二主面33，但是例如如图7的示意图所示的变形例那样，也可以在平滑的外周端面31形成凹部60。
[0096]S卩，在该变形例中，外周端面31中的第一叶梢翅片51和第二叶梢翅片52之间的区域被设为平滑地弯曲的外周面状，并以从该外周端面31向径向外侧凹入的方式形成凹部60。并且,与实施方式同样地,利用由插入到安装槽61a的第一塞片71及第二塞片72构成的插塞70对凹部60的开口进行堵塞。由此，也与实施方式同样地，通过将插塞70分割为第一塞片71及第二塞片72，除了能够降低由离心力引起的插塞70的膨胀外，也能够容易地将该插塞70插入到安装槽61a。
[0097]另外，在实施方式中，由第一塞片71及第二塞片72构成插塞70，但是作为图8所示的第二变形例，也可以由3个塞片70a、70b、70c构成插塞70。在该情况下，各塞片70a、70b,70c的大小与将插塞70分割为两个的情况相比进一步变小，因此能够进一步降低由离心力引起的膨胀，并更易于插入到安装槽61a。另外，也可以将插塞70分割为4个以上。另夕卜，在实施方式中，安装槽61a形成为直线状，但是也可以如第二变形例所示将安装槽61a形成为曲线状。
[0098]此外，例如作为第三变形例，也可以如图9所示，在沿着凹部60的长度方向的一对侧面61中的一个侧面的长度方向中央侧，设置朝着周向另一侧开口的插塞插入口 65，从该插塞插入口 65将第一塞片71及第二塞片72插入到安装槽61a内。在该第三变形例中，将从插塞插入口 65插入的塞片70a、70c沿着安装槽61a向长度方向近前侧、内侧各移动一片。之后，通过在插塞插入口 65再插入一片塞片70c,从而利用共计3片塞片70a、70b、70c对凹部60的开口进行堵塞。由此，能够进一步降低由离心力引起的插塞70的膨胀，并能够更易于将插塞70插入到安装槽。
[0099]另外，在实施方式中，对使用空气进行冷却进行了说明，但是不限于空气，例如也可以是蒸汽。即，通过在涡轮动叶片10设置多个冷却路14，在多个冷却路14的一部分使蒸汽从叶根向转子主体2的径向外侧流动，并将其回收到由设于叶顶围带20的凹部60和插塞70形成的腔C中。接下来，使回收后的蒸汽通过多个冷却路14中的剩余冷却路而向转子主体2的径向内侧流动，在叶根侧进行回收。根据该构成，在使用蒸汽那样的需要回收的冷却介质的涡轮动叶片10中，能够提高插塞70的耐久性。
[0100]工业实用性
[0101]本发明涉及一种涡轮动叶片，包括:叶片主体，以从转子主体向该转子主体的径向外侧延伸的方式安装于该转子主体；及叶顶围带，固定于该叶片主体的所述径向外侧，在所述叶片主体内形成沿所述转子主体的径向延伸并且供冷却介质流通的冷却路，所述叶顶围带具备:围带主体，向所述径向外侧开口并且在外周端面形成与所述冷却路连通的凹部；及插塞，具有多个塞片，该多个塞片分别插入到形成于所述凹部的侧面的安装槽从而相互协作地堵塞所述凹部的开口。根据本发明，能够通过将插塞分割为各塞片而降低由离心力引起的膨胀，能够提高插塞的耐久性。
[0102]附图标记说明
[0103]I 燃气轮机
[0104]2 转子主体
[0105]5 涡轮
[0106]5a 润轮外壳[0107]10涡轮动叶片
[0108]11叶片主体
[0109]14冷却路
[0110]20叶顶围带
[0111]30围带主体
[0112]31外周端面
[0113]51第一叶梢翅片(叶梢翅片)
[0114]52第二叶梢翅片(叶梢翅片)
[0115]60凹部
[0116]61侧面
[0117]61a安装槽
[0118]62底面
[0119]65插塞插入口
[0120]70插塞
[0121]70a塞片
[0122]70b塞片
[0123]70c塞片
[0124]71第一塞片(塞片)
[0125]71a第一抵接端面
[0126]72第二塞片(第二塞片)
[0127]72a第二抵接端面
[0128]C腔
【权利要求】
1.一种涡轮动叶片，包括:叶片主体，以从转子主体向该转子主体的径向外侧延伸的方式安装于该转子主体；及叶顶围带，固定于该叶片主体的所述径向外侧， 在所述叶片主体内形成沿所述转子主体的径向延伸并且供冷却介质流通的冷却路， 所述叶顶围带具备: 围带主体，向所述径向外侧开口并且在外周端面形成了与所述冷却路连通的凹部；及插塞，具有多个塞片，所述多个塞片分别被插入到形成于所述凹部的侧面的安装槽，从而相互协作而堵塞所述凹部的开口。
2.根据权利要求1所述的涡轮动叶片，其中， 所述凹部以沿着所述外周端面的方向为长度方向而延伸， 所述安装槽形成于沿着所述长度方向的一对所述侧面， 多个所述塞片以相互抵接的方式排列于所述长度方向而堵塞所述凹部的开口。
3.根据权利要求2所述的涡轮动叶片，其中， 在所述叶片主体的内部形成多个所述冷却路， 多个所述冷却路的径向外侧的端部排列于向所述转子主体的周向和轴线方向分别倾斜的方向， 所述凹部以多个所述冷却路的径向外侧的端部的排列方向为所述长度方向而延伸。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的涡轮动叶片，其中， 所述围带主体在所述凹部的长度方向的至少一端侧具有用于将所述塞片插入到所述安装槽的插塞插入口。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的涡轮动叶片，其中， 所述围带主体具有多个叶梢翅片，所述多个叶梢翅片从所述外周端面突出，并且沿所述转子主体的周向延伸且在所述转子主体的轴线方向上隔开间隔而配置， 所述凹部形成于所述多个叶梢翅片之间。
6.一种燃气轮机，具备: 安装有权利要求1?5中任一项所述的涡轮动叶片的所述转子主体；及 以该转子主体能够旋转的方式覆盖该转子主体的外壳。
【文档编号】F01D5/18GK103703216SQ201280036830
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】伊藤龙太 申请人:三菱重工业株式会社