叶片区段体以及旋转机械的制作方法

1.本公开涉及叶片区段体以及旋转机械。


背景技术：

2.在作为例如旋转机械的一例的燃气轮机中，作为涡轮机的静叶，已知有具有相对于一个外侧护罩及一个内侧护罩配置有两个翼形部的连叶片结构的涡轮静叶(例如参照专利文献1)。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2015-090108号公报
6.但是，在如专利文献1所记载的涡轮静叶那样具有连叶片结构的涡轮静叶中，由于两个翼形部相接近地配置，因此在例如通过喷渡等对翼形部施工隔热涂层时，在两个翼形部彼此相对的叶片面中，一方的翼形部的叶片面遮掩在另一方的翼形部的阴影中。因此，存在难以对两个翼形部彼此相对的叶片面施工隔热涂层这一课题。
7.因此，若相对于一个外侧护罩以及一个内侧护罩配置一个翼形部，则能够解决上述的课题。但是，由于外侧护罩以及内侧护罩的周向的分割数增加，因此冷却空气从周向相邻的外侧护罩彼此以及内侧护罩彼此之间的间隙流入燃烧气体的流路内的流量有可能增加。若冷却空气流入燃烧气体的流路内的流量增加，则对燃气轮机的效率带来负面影响。
8.为了抑制冷却空气流入燃烧气体的流路内的流量，若通过例如螺栓结合将两个相对于一个外侧护罩以及一个内侧护罩配置有一个翼形部的区段体连结，则能够消除两个区段体的外侧护罩彼此以及内侧护罩彼此之间的间隙。
9.然而，涡轮静叶由于使燃烧气体的流动方向转向，因此从燃烧气体受到使涡轮静叶欲沿周向旋转的力。因此，为了使涡轮静叶在壳体内不沿周向旋转、以及为了涡轮静叶的定位，构成为安装于壳体的定位销与涡轮静叶卡合。
10.由于涡轮静叶在周向上热伸长，需要考虑该热伸长而在与定位销卡合的部位设定与定位销的间隙。
11.例如，在如上述那样通过将两个区段体螺栓结合而构成一个叶片区段体的情况下，若例如在周向相邻的两个叶片区段体彼此之间的位置与定位销卡合，则必须在与定位螺栓之间设置能够吸收在周向的全长的范围内的叶片区段体的热伸长的间隙，该间隙的大小变得比较大。
12.若该间隙的大小变得比较大，则在涡轮的组装时，叶片区段体变得能够在周向上移动该间隙的量，因此例如与叶片区段体邻接的密封环等其他构件的组装变得困难等，有可能对涡轮的组装带来影响。


技术实现要素：

13.本公开的至少一实施方式是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，在抑制旋转
机械的效率的降低的同时使旋转机械的组装容易化。
14.(1)本公开的至少一实施方式的叶片区段体具备：
15.第一区段体，其包括一个第一翼形部、设置于所述一个第一翼形部的叶片高度方向的外侧的第一外侧护罩、及设置于所述一个第一翼形部的所述叶片高度方向的内侧的第一内侧护罩；以及
16.第二区段体，其包括一个第二翼形部、设置于所述一个第二翼形部的叶片高度方向的外侧的第二外侧护罩、及设置于所述一个第二翼形部的所述叶片高度方向的内侧的第二内侧护罩，
17.所述第一外侧护罩与所述第二外侧护罩螺栓结合，
18.所述第一内侧护罩与所述第二内侧护罩螺栓结合，
19.所述叶片区段体具有横跨于所述第一外侧护罩和所述第二外侧护罩而形成的凹部。
20.(2)本公开的至少一实施方式的旋转机械具备：
21.上述(1)的结构的叶片区段体；
22.壳体，其覆盖所述叶片区段体；以及
23.定位销，其安装于所述壳体，且前端部与所述凹部卡合。
24.发明效果
25.根据本公开的至少一实施方式，能够在抑制旋转机械的效率的降低的同时使旋转机械的组装容易化。
附图说明
26.图1是表示作为旋转机械的一例的燃气轮机的整体结构的概略图。
27.图2是表示涡轮的气体流路的剖视图。
28.图3是从径向外侧观察一实施方式的涡轮静叶的图。
29.图4是图3的iv-iv向视图。
30.附图标记说明：
31.10...燃气轮机；
32.13...涡轮机；
33.23、23a、23b...翼形部；
34.25、25a、25b...内侧护罩；
35.27、27a、27b...外侧护罩；
36.30...机室(涡轮机机室，壳体)；
37.23a...前缘；
38.23b...后缘；
39.23c...腹侧叶片面；
40.23d...背侧叶片面；
41.23a...第一翼形部；
42.23b...第二翼形部；
43.25...内侧护罩；
44.25a...第一内侧护罩；
45.25b...第二内侧护罩；
46.27...外侧护罩；
47.27a...第一外侧护罩；
48.27b...第二外侧护罩；
49.100...叶片区段体；
50.101...区段体；
51.101a...第一区段体；
52.101b...第二区段体；
53.111...第一开口部；
54.112...第二开口部；
55.131...第一侧部通路；
56.132...第二侧部通路；
57.181...凹部；
58.191...定位销。
具体实施方式
59.以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式所记载的或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不旨在将本公开的范围限定于此，而只不过是说明例。
60.例如，“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对的配置的表述不仅严格地表示这样的配置，还表示以公差、以及能够得到相同功能的程度的角度、距离相对地位移了的状态。
61.例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差或者能够得到相同功能的程度的差的状态。
62.例如，在本说明书中，四边形形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义的四边形形状、圆筒形状等形状，还表示在能够得到相同的效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
63.另一方面，“备有”、“具有”、“具备”、“包含”、或“具有”一个构成要素这样的表述不是将其他构成要素的存在除外在外的排他性的表述。
64.图1是表示作为旋转机械的一例的燃气轮机的整体结构的概略图，图2是表示涡轮的气体流路的剖视图。
65.在本实施方式中，如图1所示，燃气轮机10通过由转子14将压缩机11、燃烧器12以及涡轮机13配置于同轴上而构成，且在转子14的一端部连结有发电机15。需要说明的是，在以下的说明中，将转子14的轴线所延伸的方向设为轴向da，将以该转子14的轴线为中心的周向设为周向dc，将相对于转子14的轴线ax垂直的方向设为径向dr。需要说明的是，将径向dr称作叶片高度方向。
66.在压缩机11中，从空气取入口取入的空气at通过多个静叶以及动叶而被压缩，由此生成高温、高压的压缩空气ac。燃烧器12对该压缩空气ac供给规定的燃料fl并进行燃烧，
由此生成高温、高压的燃烧气体fg。涡轮机13使在燃烧器12中生成的高温、高压的燃烧气体fg通过多个静叶以及动叶，由此驱动转子14旋转，并驱动与该转子14连结的发电机15。
67.另外，如图2所示，在涡轮机13中，涡轮静叶(静叶)21构成为，翼形部23的轮毂侧固定于内侧护罩25且前端侧固定于外侧护罩27。涡轮动叶(动叶)41构成为，翼形部43的基端部固定于平台45。并且，外侧护罩27和配置于动叶41的前端部侧的分割环51经由隔热环53支承于机室(涡轮机室)30，内侧护罩25支承于支承环31。因此，供燃烧气体fg通过的燃烧气体流路32沿着轴向da形成为被内侧护罩25、外侧护罩27、平台45以及分割环51包围的空间。
68.图3是从径向dr外侧观察一实施方式的涡轮静叶21的图。
69.图4是图3的iv-iv向视图。
70.一实施方式的涡轮静叶21构成为一个叶片区段体100，该一个叶片区段体100通过以螺栓结合的方式将两个相对于一个外侧护罩27及一个内侧护罩25配置有一个翼形部23的区段体101连结而成。
71.关于一实施方式的叶片区段体100的详细情况将在后面详细叙述。
72.需要说明的是，如图3所示，翼形部23由作为压力面的凹面形成的腹侧叶片面23c和作为负压面的凸面形成的背侧叶片面23d形成，且由轴向的上游侧的前缘23a以及下游侧的后缘23b连接腹侧叶片面23c和背侧叶片面23d，形成一体化的翼形部23。
73.需要说明的是，内侧护罩25和外侧护罩27作为气体通路面形成构件而发挥功能。气体通路面形成构件是指划分燃烧气体流路32并且具有与燃烧气体fg接触的气体通路面的构件。在不需要特别区分内侧护罩25和外侧护罩27的情况下，有时也将内侧护罩25以及外侧护罩27简称为护罩2。
74.(关于叶片区段体100)
75.一实施方式的叶片区段体100如上述那样包括螺栓结合的两个区段体101。在以下的说明中，为了方便说明，将以腹侧叶片面23c与对象侧的区段体101的背侧叶片面23d对置的方式配置的区段体101作为第一区段体101a，将以背侧叶片面23d与对象侧的区段体101的腹侧叶片面23c对置的方式配置的区段体101作为第二区段体101b。在图3中，图示左侧的区段体101是第一区段体101a，图示右侧的区段体是第二区段体101b。
76.第一区段体101a包括一个第一翼形部23a、设置于一个第一翼形部23a的叶片高度方向的外侧的第一外侧护罩27a、以及设置于一个第一翼形部23a的叶片高度方向的内侧的内侧护罩25(第一内侧护罩)。
77.同样地，第二区段体101b包括一个第二翼形部23b、设置于一个第二翼形部23b的叶片高度方向的外侧的第二外侧护罩27b、以及设置于一个第二翼形部23b的叶片高度方向的内侧的第二内侧护罩25b。
78.在一实施方式的叶片区段体100的第一区段体101a中，第一外侧护罩27a在与气体通路面27a相反的一侧的面即径向dr外侧具备能够贮存从外部供给的冷却空气的空间即外侧区域155。第一区段体101a的外侧区域155是被第一外侧护罩27a的周缘部、即形成第一外侧护罩27a的周向的两端部的腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a及背侧叶片面23d侧的第一侧端部151a、轴向的前缘23a侧的第一前缘端部153a、以及后缘23b侧的第一后缘端部154a包围的区域，形成有向径向dr内侧方向凹陷的空间部157。形成外侧区域155的底面的外侧区域底面155a形成气体通路面27a的径向外侧的面。即，第一区段体101a的空间部157
是由外侧区域底面155a、从该外侧区域底面155a沿叶片高度方向(径向)延伸的外壁部即第一侧端部151a及第一前缘端部153a、以及第一后缘端部154a形成的空间。
79.在一实施方式的燃气轮机10中，构成为从外部向第一区段体101a的该空间部157供给冷却空气ca。
80.在一实施方式的叶片区段体100的第一区段体101a中，内侧护罩25(第一内侧护罩)具有形成内侧护罩25(第一内侧护罩)的周向的端部的腹侧叶片面23c侧的第一侧端部。
81.同样地，在一实施方式的叶片区段体100的第二区段体101b中，第二外侧护罩27b在与气体通路面27a相反的一侧的面即径向dr外侧具备能够贮存从外部供给的冷却空气的空间即外侧区域155。第二区段体101b的外侧区域155是被第二外侧护罩27b的周缘部、即形成第二外侧护罩27b的周向的两端部的腹侧叶片面23c侧的第二侧端部151b及背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b、轴向的前缘23a侧的第二前缘端部153b、以及后缘23b侧的第二后缘端部154b包围的区域，形成有向径向dr内侧方向凹陷的空间部157。形成外侧区域155的底面的外侧区域底面155a形成气体通路面27a的径向外侧的面。即，第二区段体101b的空间部157是由外侧区域底面155a、从该外侧区域底面155a沿叶片高度方向(径向)延伸的外壁部即第二侧端部151b及第二前缘端部153b、以及第二后缘端部154b形成的空间。
82.在一实施方式的燃气轮机10中，构成为从外部向第二区段体101b的该空间部157供给冷却空气ca。
83.在一实施方式的叶片区段体100的第二区段体101b中，第二内侧护罩25b具有形成第二内侧护罩25b的周向的端部的背侧叶片面23d侧的第二侧端部158b。
84.(关于第一区段体101a与第二区段体101b的螺栓结合)
85.在一实施方式的叶片区段体100的第一区段体101a中，形成有在周向上贯通第一外侧护罩27a中的腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a、以及内侧护罩25(第一内侧护罩)中的腹侧叶片面23c侧的第一侧端部的螺栓孔161。
86.在一实施方式的叶片区段体100的第一区段体101a中，可以在第一外侧护罩27a的第一侧端部151a沿轴向隔开间隔地形成有多个螺栓孔161。在图3所示的例子中，螺栓孔161为两个，但也可以是一个，还可以是三个以上。
87.虽未图示，但在内侧护罩25(第一内侧护罩)的第一侧端部形成有一个螺栓孔161，但也可以沿轴向隔开间隔地形成有多个螺栓孔161。
88.在一实施方式的叶片区段体100的第二区段体101b中，形成有在周向上贯通第二外侧护罩27b中的背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b、以及第二内侧护罩25b中的背侧叶片面23d侧的第二侧端部157b的螺栓孔162。
89.在一实施方式的叶片区段体100的第二区段体101b中，可以在第二外侧护罩27b的第二侧端部151b沿轴向隔开间隔地形成有多个螺栓孔162。在图3以及图4所示的例子中，螺栓孔162是两个，但也可以是一个，还可以是三个以上。
90.在图4所示的例子中，在第二内侧护罩25b的第二侧端部157b形成有一个螺栓孔162，但也可以在轴向上隔开间隔地形成有多个螺栓孔162。
91.第一区段体101a的螺栓孔161和第二区段体101b的螺栓孔162各自的位置被设定成能够使螺栓171贯穿螺栓孔161和螺栓孔162。
92.在一实施方式的叶片区段体100中，通过将螺栓171贯穿螺栓孔161和螺栓孔162并
安装螺母172，从而将第一区段体101a与第二区段体101b螺栓结合。
93.需要说明的是，在一实施方式的燃气轮机10的涡轮机13中，上述的叶片区段体100在周向上配置有多个。在周向上相邻的叶片区段体100彼此不进行螺栓结合。在周向上相邻的叶片区段体100彼此之间配置有未图示的密封板，该密封板用于防止冷却空气ca从周向上相邻的叶片区段体100彼此之间泄漏。
94.(关于凹部)
95.一实施方式的叶片区段体100具有横跨于第一外侧护罩27a和第二外侧护罩27b而形成的凹部181。
96.具体而言，凹部181形成为，在第一区段体101a中的腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a以及第二区段体101b中的背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b的轴向下游侧的区域中，横跨于第一侧端部151a和第二侧端部151b并朝向径向内侧凹陷。
97.凹部181构成为在一实施方式的叶片区段体100覆盖叶片区段体100的壳体即涡轮机机室30内与定位销191卡合，该定位销191用于限制叶片区段体100向周向的移动。
98.即，在一实施方式的叶片区段体100中，由第一外侧护罩27a和第二外侧护罩27b从周向夹着定位销191而形成凹部181。
99.叶片区段体100使燃烧气体fg的流动方向转向，因此从燃烧气体fg受到欲使叶片区段体100沿周向旋转的力。因此，为了使叶片区段体100在涡轮机机室30内不沿周向旋转、以及为了对叶片区段体100进行定位，构成为安装于涡轮机机室30的定位销191与凹部181卡合。
100.在一实施方式的叶片区段体100中，能够消除第一区段体101a和第二区段体101b的外侧护罩27彼此以及内侧护罩25彼此之间的间隙，能够抑制冷却空气ca从该间隙的泄漏，因此在具备一实施方式的叶片区段体100的燃气轮机10中能够抑制效率降低。
101.另外，在一实施方式的叶片区段体100中，将螺栓结合了第一区段体101a和第二区段体101b的叶片区段体100安装于燃气轮机10的涡轮机机室30，并使安装于涡轮机机室30的定位销191与凹部181卡合，由此能够限制叶片区段体100向周向的移动。另外，即使叶片区段体100沿周向热伸长，以定位销191卡合的凹部181为中心而周向的一侧的第一区段体101a主要从凹部181向一侧热伸长，以定位销191卡合的凹部181为中心而周向的另一侧的第二区段体101b主要从凹部181向另一侧热伸长。因此，在叶片区段体100冷却的状态下，能够使定位销191与凹部181之间的间隙比较小。由此，与叶片区段体100邻接的密封环等其他构件的组装变得比较容易，能够使具备叶片区段体100的燃气轮机10的组装容易化。
102.一实施方式的燃气轮机10具备一实施方式的叶片区段体100、覆盖叶片区段体100的涡轮机机室30、以及安装于涡轮机机室30且前端部与凹部181卡合的定位销191。
103.由此，能够消除第一区段体101a和第二区段体102a的外侧护罩27彼此以及内侧护罩25彼此之间的间隙，能够抑制冷却空气ca从该间隙泄漏，因此能够抑制燃气轮机10的效率降低。
104.另外，根据一实施方式的燃气轮机10，与叶片区段体100邻接的密封环等其他构件的组装变得比较容易，能够使燃气轮机10的组装容易化。
105.(关于外侧护罩27的冷却结构)
106.以下，关于外侧护罩27的冷却结构进行说明。
107.在第一区段体101a以及第二区段体101b的外侧区域155以覆盖外侧区域底面155a的整体的方式配置有具备多个贯通孔的未图示的冲击板。需要说明的是，未图示的冲击板覆盖图3中施加了阴影的区域。
108.形成空间部157的外侧区域155由未图示的冲击板划分，划分为径向dr外侧的空间部157和径向dr内侧的空间部157。径向dr外侧的空间部157与径向dr内侧的空间部157经由未图示的冲击板的贯通孔连通。
109.供给到空间部157的冷却空气由未图示的冲击板的贯通孔供给到径向dr内侧的空间部157，对外侧区域底面155a进行冲击冷却(碰撞冷却)。通过对外侧区域底面155a进行冲击冷却，抑制气体通路面27a因燃烧气体而过热。对外侧区域底面155a进行了冲击冷却后的冷却空气被供给到后述的第一周向通路121、第二周向通路122、第一侧部通路131、以及第二侧部通路132。
110.对外侧区域底面155a进行冲击冷却后的冷却空气也可以向在第一前缘端部153a以及第二前缘端部153b沿着轴向形成的未图示的多个贯通孔供给而对第一前缘端部153a以及第二前缘端部153b进行冷却，之后，从外侧护罩27的前缘侧的端部27c向外侧护罩的外部排出。
111.另外，对外侧区域底面155a进行冲击冷却后的冷却空气也可以向在第一后缘端部154a以及第二后缘端部154b沿着轴向形成的未图示的多个贯通孔供给而对第一后缘端部154a以及第二后缘端部154b进行冷却，之后，从外侧护罩27的后缘侧的端部27d向外侧护罩的外部排出。
112.在一实施方式的第一区段体101a中，在第一前缘端部153a的朝向后缘23b侧的面、即面向径向dr内侧的空间部157的壁面形成有第一开口部111。
113.在一实施方式的第一区段体101a中，在第一前缘端部153a形成有沿周向延伸的第一周向通路121。
114.在一实施方式的第一区段体101a中，在腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a形成有沿轴向延伸的第一侧部通路131。
115.在一实施方式的第一区段体101a中，第一周向通路121是连通第一开口部111与第一侧部通路131的通路。
116.在一实施方式的第一区段体101a中，第一侧部通路131是在腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a从前缘23a侧形成至后缘23b侧的通路，上游侧的端部与第一周向通路121连接，下游侧的端部在第一外侧护罩27a的后缘侧的端部27d开口。
117.第一侧部通路131在从轴向观察时与凹部181重叠。
118.在一实施方式的第一区段体101a中，对外侧区域底面155a进行了冲击冷却后的冷却空气从第一开口部111流入第一前缘端部153a内的第一周向通路121并在第一周向通路121中流通，由此对第一前缘端部153a进行冷却。
119.在第一周向通路121中流通后的冷却空气在第一侧部通路131中流通，对腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a和凹部181的周边进行冷却，之后，从第一外侧护罩27a的后缘侧的端部27d向第一外侧护罩27a的外部排出。
120.在一实施方式的第二区段体101b中，在第二前缘端部153b中的朝向后缘23b侧的面、即面向径向dr内侧的空间部157的壁面形成有第二开口部112。
121.在一实施方式的第二区段体101b中，在第二前缘端部153b形成有沿周向延伸的第二周向通路122。
122.在一实施方式的第二区段体101b中，在背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b形成有沿轴向延伸的第二侧部通路132。
123.在一实施方式的第二区段体101b中，第二周向通路122是连通第二开口部112与第二侧部通路132的通路。
124.在一实施方式的第二区段体101b中，第二侧部通路132是在背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b从前缘23a侧形成至后缘23b侧的通路，上游侧的端部与第二周向通路122连接，下游侧的端部在第二外侧护罩27b的后缘侧的端部27d开口。
125.第二侧部通路132在从轴向观察时与凹部181重叠。
126.在一实施方式的第二区段体101b中，对外侧区域底面155a进行了冲击冷却后的冷却空气从第二开口部112流入第二前缘端部153b内的第二周向通路122并在第二周向通路122中流通，由此冷却第二前缘端部153b。
127.在第二周向通路122中流通后的冷却空气在第二侧部通路132中流通，对背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b和凹部181的周边进行冷却，之后，从第二外侧护罩27b的后缘侧的端部27d向第二外侧护罩27b的外部排出。
128.这样，在一实施方式的叶片区段体100中，能够利用在第一侧部通路131中流通的冷却空气ca以及在第二侧部通路132中流通的冷却空气ca对凹部181的附近进行冷却。
129.凹部181如上述那样构成为与定位销191卡合，因此例如难以对凹部181进行冲击冷却。因此，存在凹部181的附近的金属温度变得比较高的倾向。
130.根据一实施方式的叶片区段体100，通过使冷却空气在第一侧部通路131以及第二侧部通路132中流通，能够利用在第一侧部通路131以及第二侧部通路132中流通的冷却空气ca在凹部181的附近。由此，能够有效地冷却存在金属温度变得比较高的倾向的区域。
131.需要说明的是，在一实施方式的叶片区段体100中，也可以构成为能够利用在第一侧部通路131及第二侧部通路132中的至少任一方中流通的冷却空气ca在凹部181的附近。即，也可以仅第一侧部通路131及第二侧部通路132中的任一方在从轴向观察时与凹部181重叠。
132.在一实施方式的叶片区段体100中，第一外侧护罩27a的背侧叶片面23d侧的第一侧端部151a与周向上相邻的其他叶片区段体100中的第二外侧护罩27b的腹侧叶片面23c侧的第二侧端部151b隔着用于吸收向周向的热伸长的间隙地对置。因此，能够期待利用从该间隙稍微泄漏的冷却空气进行冷却。
133.同样地，第二外侧护罩27b的腹侧叶片面23c侧的第二侧端部151b与周向上相邻的其他叶片区段体100中的第一外侧护罩27a的背侧叶片面23d侧的第一侧端部151a隔着用于吸收向周向的热伸长的间隙地对置。因此，能够期待利用从该间隙稍微泄漏的冷却空气进行冷却。
134.在一实施方式的叶片区段体100中，第一外侧护罩27a也可以在两个第一侧端部151a中的、位于和与第二外侧护罩27b对置的腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a相反的一侧的背侧叶片面23d侧的第一侧端部151a处不包括第一侧部通路131。
135.同样地，第二外侧护罩27b也可以在两个第二侧端部151b中的、位于和与第一外侧
护罩27a对置的背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b相反的一侧的腹侧叶片面23c侧的第二侧端部151b处不包括第二侧部通路132。
136.由此，在必要性较低的第一外侧护罩27a的背侧叶片面23d侧的第一侧端部151a以及第二外侧护罩27b的腹侧叶片面23c侧的第二侧端部151b处，能够省略用于设置第一侧部通路131以及第二侧部通路132的加工，因此能够抑制叶片区段体100的制造成本。
137.在一实施方式的叶片区段体100中，可以包括第一开口部111、第二开口部112、第一周向通路121、第二周向通路122、第一侧部通路131、以及第二侧部通路132。
138.根据一实施方式的叶片区段体100，能够使从第一开口部111流入的冷却空气经由第一周向通路121向第一侧部通路131流通。另外，通过使从第一开口部111流入的流体在第一周向通路121中流通，能够有效地冷却存在金属温度变得比较高的倾向的第一前缘端部153a。
139.同样地，根据一实施方式的叶片区段体100，能够使从第二开口部112流入的流体经由第二周向通路122向第二侧部通路132流通。另外，通过使从第二开口部112流入的流体在第二周向通路122中流通，能够有效地冷却存在金属温度变得比较高的倾向的第二前缘端部153b。
140.在一实施方式的叶片区段体100中，第一开口部111相对于第一翼形部23a的位置可以与第二开口部112相对于第二翼形部23b的位置相同。
141.例如，在通过铸造来制造第一区段体101a以及第二区段体101b的情况下，在从同一形状的铸造物得到第一区段体101a与第二区段体101b的情况下，相当于第一开口部111以及第二开口部112的开口部也能够在铸造阶段形成。由此，能够削减铸造后的加工的工时，能够抑制叶片区段体100的制造成本。
142.本公开并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加了变形而得的方式、将这些的方式适当组合而得的方式。
143.上述各实施方式所述的内容例如以下那样掌握。
144.(1)本公开的至少一实施方式的叶片区段体100具备第一区段体101a，该第一区段体101a包括一个第一翼形部23a、设置于一个第一翼形部23a的叶片高度方向的外侧的第一外侧护罩27a、及设置于一个第一翼形部23a的叶片高度方向的内侧的内侧护罩25(第一内侧护罩)。本公开的至少一实施方式的叶片区段体100具备第二区段体101b，该第二区段体101b包括一个第二翼形部23b、设置于一个第二翼形部23b的叶片高度方向的外侧的第二外侧护罩27b、及设置于一个第二翼形部23b的叶片高度方向的内侧的第二内侧护罩25b。第一外侧护罩27a与第二外侧护罩27b螺栓结合。第一翼形部23a的内侧护罩25(第一内侧护罩)与第二内侧护罩25b螺栓结合。本公开的至少一实施方式的叶片区段体100具有横跨于第一外侧护罩27a和第二外侧护罩27b而形成的凹部181。
145.根据上述(1)的结构，能够消除第一区段体101a和第二区段体101b的外侧护罩27彼此以及内侧护罩25彼此之间的间隙，能够抑制流体(冷却空气ca)从该间隙泄漏，因此在具备叶片区段体100的旋转机械(燃气轮机10)中能够抑制效率降低。
146.另外，根据上述(1)的结构，将螺栓结合了第一区段体101a和第二区段体101b的叶片区段体100安装于旋转机械(燃气轮机10)的壳体(涡轮机机室30)，并使安装于壳体(涡轮机机室30)的定位销191与凹部181卡合，由此能够限制叶片区段体100向周向的移动。另外，
即使叶片区段体100沿周向热伸长，以定位销191卡合的凹部181为中心而周向的一侧的第一区段体101a主要从凹部181向一侧热伸长，以定位销191卡合的凹部181为中心而周向的另一侧的第二区段体101b主要从凹部181向另一侧热伸长。因此，在叶片区段体100冷却了的状态下，能够使定位销191与凹部181之间的间隙比较小。由此，与叶片区段体100邻接的密封环等其他构件的组装变得比较容易，能够使具备叶片区段体100的旋转机械(燃气轮机10)的组装容易化。
147.(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，优选的是，第一外侧护罩27a在周向的两个第一侧端部151a中的、与第二外侧护罩27b对置的第一侧端部151a(腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a)处包括从前缘23a侧形成至后缘23b侧的第一侧部通路131。优选的是，第二外侧护罩27b在周向的两个第二侧端部151b中的、与第一外侧护罩27a对置的第二侧端部151b(背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b)处包括从前缘23a侧形成至后缘23b侧的第二侧部通路132。优选的是，第一侧部通路131及第二侧部通路132中的至少任一方在从叶片高度方向观察时与凹部181重叠。
148.根据上述(2)的结构，通过使流体(冷却空气ca)在第一侧部通路131以及第二侧部通路132中流通，能够利用在第一侧部通路131及第二侧部通路132中的至少任一方中流通的流体(冷却空气ca)在凹部181的附近。由此，能够有效地冷却存在金属温度变得比较高的倾向的区域。
149.(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构中，优选的是，第一侧部通路131及第二侧部通路132在从叶片高度方向观察时与凹部181重叠。
150.根据上述(3)的结构，能够更有效地冷却存在金属温度变得比较高的倾向的区域。
151.(4)在几个实施方式中，在上述(2)或(3)的结构中，优选的是，第一外侧护罩27a在两个第一侧端部151a中的、位于和与第二外侧护罩27b对置的第一侧端部151a(腹侧叶片面23c侧的第一侧端部151a)相反的一侧的第一侧端部151a(背侧叶片面23d侧的第一侧端部151a)处不包括第一侧部通路131。第二外侧护罩27b在两个第二侧端部151b中的、位于和与第一外侧护罩27a对置的第二侧端部151b(背侧叶片面23d侧的第二侧端部151b)相反的一侧的第二侧端部151b(腹侧叶片面23c侧的第二侧端部151b)处不包括第二侧部通路132。
152.根据上述(4)的结构，能够在必要性比较低的区域中省略用于设置第一侧部通路131以及第二侧部通路132的加工，因此能够抑制叶片区段体100的制造成本。
153.(5)在几个实施方式中，在上述(2)至(4)中任一结构中，优选的是，第一外侧护罩27a包括在前缘23a侧的端部处从第一外侧护罩27a朝向叶片高度方向上的与第一翼形部23a相反的一侧突出的第一前缘端部153a。优选的是，第一外侧护罩27a具有形成于第一前缘端部153a的朝向后缘23b侧的面的第一开口部111。优选的是，第一外侧护罩27a包括形成于第一前缘端部153a且连通第一开口部111与第一侧部通路131的第一周向通路121。第二外侧护罩27b包括在前缘23a侧的端部处从第二外侧护罩27b朝向叶片高度方向上的与第二翼形部23b相反的一侧突出的第二前缘端部153b。优选的是，第二外侧护罩27b具有形成于第二前缘端部153b的朝向后缘23b侧的面的第二开口部112。优选的是，第二外侧护罩27b包括形成于第二前缘端部153b且连通第二开口部112与第二侧部通路132的第二周向通路122。
154.根据上述(5)的结构，能够使从第一开口部111流入的流体(冷却空气ca)经由第一
周向通路121向第一侧部通路131流通。另外，通过使从第一开口部111流入的流体(冷却空气ca)在第一周向通路121中流通，能够有效地冷却存在金属温度变得比较高的倾向的第一前缘端部153a。
155.另外，根据上述(5)的结构，能够使从第二开口部112流入的流体(冷却空气ca)经由第二周向通路122在第二侧部通路132中流通。另外，通过使从第二开口部112流入的流体(冷却空气ca)在第二周向通路122中流通，能够有效地冷却存在金属温度变得比较高的倾向的第二前缘端部153b。
156.(6)在几个实施方式中，在上述(5)的结构中，优选的是，第一开口部111相对于第一翼形部23a的位置与第二开口部112相对于第二翼形部23b的位置相同。
157.根据上述(6)的结构，例如，在通过铸造来制造第一区段体101a以及第二区段体101b的情况下，在从同一形状的铸造物得到第一区段体101a与第二区段体101b的情况下，相当于第一开口部111以及第二开口部112的开口部也能够在铸造阶段形成。由此，能够削减铸造后的加工的工时，能够抑制叶片区段体100的制造成本。
158.(7)本公开的至少一实施方式的旋转机械(燃气轮机10)具备：上述(1)至(6)中任一结构的叶片区段体100；壳体(涡轮机机室30)，其覆盖叶片区段体100；以及定位销191，其安装于壳体(涡轮机机室30)，且前端部与凹部181卡合。
159.根据上述(7)的结构，能够消除第一区段体101a和第二区段体101b的外侧护罩27彼此以及内侧护罩25彼此之间的间隙，能够抑制流体(冷却空气ca)从该间隙泄漏，因此能够抑制旋转机械(燃气轮机10)的效率降低。
160.另外，根据上述(7)的结构，与叶片区段体100邻接的密封环等其他构件的组装变得比较容易，能够使旋转机械(燃气轮机10)的组装容易化。

技术特征：
1.一种叶片区段体，其中，所述叶片区段体具备：第一区段体，其包括一个第一翼形部、设置于所述一个第一翼形部的叶片高度方向的外侧的第一外侧护罩、及设置于所述一个第一翼形部的所述叶片高度方向的内侧的第一内侧护罩；以及第二区段体，其包括一个第二翼形部、设置于所述一个第二翼形部的叶片高度方向的外侧的第二外侧护罩、及设置于所述一个第二翼形部的所述叶片高度方向的内侧的第二内侧护罩，所述第一外侧护罩与所述第二外侧护罩螺栓结合，所述第一内侧护罩与所述第二内侧护罩螺栓结合，所述叶片区段体具有横跨于所述第一外侧护罩和所述第二外侧护罩而形成的凹部，所述凹部相比于从周向夹着所述凹部的区域朝向所述叶片高度方向的内侧凹陷。2.根据权利要求1所述的叶片区段体，其中，所述第一外侧护罩在所述周向的两个第一侧端部中的、与所述第二外侧护罩对置的所述第一侧端部处包括从前缘侧形成至后缘侧的第一侧部通路，所述第二外侧护罩在所述周向的两个第二侧端部中的、与所述第一外侧护罩对置的所述第二侧端部处包括从所述前缘侧形成至所述后缘侧的第二侧部通路，所述第一侧部通路及所述第二侧部通路中的至少任一方在从所述叶片高度方向观察时与所述凹部重叠。3.根据权利要求2所述的叶片区段体，其中，所述第一侧部通路及所述第二侧部通路在从所述叶片高度方向观察时与所述凹部重叠。4.根据权利要求2或3所述的叶片区段体，其中，所述第一外侧护罩在所述两个第一侧端部中的、位于和与所述第二外侧护罩对置的所述第一侧端部相反的一侧的所述第一侧端部处不包括所述第一侧部通路，所述第二外侧护罩在所述两个第二侧端部中的、位于和与所述第一外侧护罩对置的所述第二侧端部相反的一侧的所述第二侧端部处不包括所述第二侧部通路。5.根据权利要求2或3所述的叶片区段体，其中，所述第一外侧护罩包括在所述前缘侧的端部处从所述第一外侧护罩朝向所述叶片高度方向上的与所述第一翼形部相反的一侧突出的第一前缘端部，所述第一外侧护罩具有形成于所述第一前缘端部的朝向所述后缘侧的面的第一开口部，所述第一外侧护罩包括形成于所述第一前缘端部且连通所述第一开口部与所述第一侧部通路的第一周向通路，所述第二外侧护罩包括在所述前缘侧的端部处从所述第二外侧护罩朝向所述叶片高度方向上的与所述第二翼形部相反的一侧突出的第二前缘端部，所述第二外侧护罩具有形成于所述第二前缘端部的朝向所述后缘侧的面的第二开口部，所述第二外侧护罩包括形成于所述第二前缘端部且连通所述第二开口部与所述第二
侧部通路的第二周向通路。6.根据权利要求5所述的叶片区段体，其中，所述第一开口部相对于所述第一翼形部的位置与所述第二开口部相对于所述第二翼形部的位置相同。7.一种旋转机械，其中，所述旋转机械具备：权利要求1至6中任一项所述的叶片区段体；壳体，其覆盖所述叶片区段体；以及定位销，其安装于所述壳体，且前端部与所述凹部卡合。

技术总结
本发明的目的在于，在抑制旋转机械的效率的降低的同时使旋转机械的组装容易化。本公开的至少一实施方式的叶片区段体具备：第一区段体，其包括一个第一翼形部、设置于一个第一翼形部的叶片高度方向的外侧的第一外侧护罩、及设置于一个第一翼形部的叶片高度方向的内侧的第一内侧护罩；以及第二区段体，其包括一个第二翼形部、设置于一个第二翼形部的叶片高度方向的外侧的第二外侧护罩、及设置于一个第二翼形部的叶片高度方向的内侧的第二内侧护罩。第一外侧护罩与第二外侧护罩螺栓结合，第一内侧护罩与第二内侧护罩螺栓结合，该叶片区段体具有横跨于第一外侧护罩和第二外侧护罩而形成的凹部。成的凹部。成的凹部。


技术研发人员：中田谅大 堀内康广 渡边泰行 村形直
受保护的技术使用者：三菱重工业株式会社
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/9/26