涡轮动叶、涡轮动叶组装体、燃气轮机以及燃气轮机的修补方法与流程

1.本公开涉及涡轮动叶、涡轮动叶组装体、燃气轮机以及燃气轮机的修补方法。


背景技术：

2.用于例如燃气轮机等涡轮机的涡轮动叶的叶片根部是反复作用有因从翼形部传递的离心载荷引起的离心应力、因与平台的温度差引起的热应力的部位，而且是应力集中部。因此，为了抑制涡轮动叶的疲劳寿命降低，进行了用于降低叶片根部处的应力的设计(参照例如专利文献1)。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2021-131061号公报
6.在具有形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿的叶片根部中，对于每个齿有时应力不同。例如，存在叶片高度方向的最基端侧的齿的应力比其他齿大的情况。在该情况下，若增大最基端侧的齿的厚度，则该齿的强度变大而应力变小，但产生与该齿抵接的形成转子盘的叶片槽的部位的应力变大的副作用。因此，在通过增大该齿的厚度来减小该齿的应力的情况下，还需要考虑该部位的应力的抑制。


技术实现要素：

7.本公开的至少一实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，在抑制副作用的同时降低涡轮动叶的叶片根部处的应力。
8.(1)本公开的至少一实施方式的涡轮动叶具备：
9.翼形部；以及
10.叶片根部，其形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿，
11.所述多个齿包括沿与所述叶片高度方向交叉的方向延伸且从所述叶片高度方向上的最基端侧起依次配置的基端侧第一齿、基端侧第二齿及基端侧第三齿、以及沿所述交叉的方向延伸且从所述叶片高度方向上的最前端侧起依次配置的前端侧第一齿及前端侧第二齿，
12.所述基端侧第一齿与所述基端侧第二齿之间的间隔、以及所述基端侧第二齿与所述基端侧第三齿之间的间隔中的任一方比所述前端侧第一齿与所述前端侧第二齿之间的间隔大，
13.在与所述多个齿的延伸方向正交的截面中，将连结形成于在所述叶片高度方向上相邻的齿之间的齿底部彼此的直线作为第一直线，
14.在所述截面中，在将包含所述多个齿各自中的所述前端侧的齿面的直线部的第二直线与所述第一直线的交点作为第一交点，并将包含所述多个齿各自中的所述基端侧的齿面的直线部的第三直线与所述第一直线的交点作为第二交点时，
15.所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离比所述基端侧第一齿以外的所述齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离大。
16.(2)本公开的至少一实施方式的涡轮动叶组装体具备：
17.上述(1)的结构的涡轮动叶；以及
18.转子盘，其具有能够与所述涡轮动叶的所述叶片根部卡合的叶片槽部，
19.所述叶片槽部具有能够与所述基端侧第一齿卡合的基端侧第一叶片槽、能够与所述基端侧第二齿卡合的基端侧第二叶片槽、能够与所述基端侧第三齿卡合的基端侧第三叶片槽、能够与所述前端侧第一齿卡合的前端侧第一叶片槽、以及能够与所述前端侧第二齿卡合的前端侧第二叶片槽，
20.在使所述前端侧第一齿的所述前端侧的齿面与所述前端侧第一叶片槽紧贴时，至少在所述基端侧第一齿的所述前端侧的齿面与所述基端侧第一叶片槽之间形成第一间隙。
21.(3)本公开的至少一实施方式的燃气轮机具备：
22.多个涡轮动叶，其具有翼形部及叶片根部；以及
23.转子盘，其具有能够与所述叶片根部卡合的多个叶片槽部，
24.所述多个涡轮动叶中的至少一个为上述(1)的结构的涡轮动叶。
25.(4)对于本公开的至少一实施方式的燃气轮机的修补方法，所述燃气轮机具备：多个涡轮动叶，其具有翼形部及叶片根部；以及转子盘，其具有能够与所述叶片根部卡合的多个叶片槽部，其中，
26.所述燃气轮机的修补方法包括将安装于所述转子盘的所述多个涡轮动叶中的至少一个与上述(1)的结构的涡轮动叶置换的工序。
27.发明效果
28.根据本公开的至少一实施方式，能够在抑制副作用的同时降低涡轮动叶的叶片根部处的应力。
附图说明
29.图1是一实施方式的燃气轮机的概略结构图。
30.图2是向从前缘朝向后缘的方向(弦向)观察一实施方式的涡轮动叶的图。
31.图3是向从负压面朝向压力面的方向(转子周向)观察图2所示的涡轮动叶的示意图。
32.图4是示出图3的a-a截面的图。
33.图5是放大了图2中的各齿与各槽的卡合部分的示意图。
34.图6是放大了图2中的各齿与各槽的卡合部分的示意图。
35.图7是放大了图2中的各齿与各槽的卡合部分的示意图。
36.附图标记说明：
[0037]1…
燃气轮机；
[0038]6…
涡轮机；
[0039]
24
…
涡轮动叶；
[0040]
35
…
转子盘；
[0041]
37
…
叶片槽部；
[0042]
44
…
翼形部；
[0043]
50
…
叶片根部；
[0044]
50a
…
端面；
[0045]
50b
…
底部直线部；
[0046]
51
…
齿；
[0047]
52、55
…
齿面；
[0048]
52a、55a
…
直线部；
[0049]
53
…
齿底部；
[0050]
54
…
承接面；
[0051]
90
…
涡轮动叶组装体；
[0052]
381
…
第一叶片槽(前端侧第一叶片槽)；
[0053]
382
…
第二叶片槽(前端侧第二叶片槽)；
[0054]
383
…
第三叶片槽(基端侧第三叶片槽)；
[0055]
384
…
第四叶片槽(基端侧第二叶片槽)；
[0056]
385
…
第五叶片槽(基端侧第一叶片槽)；
[0057]
511
…
第一齿(前端侧第一齿)；
[0058]
511a、511b、511c、511d、511e
…
齿面；
[0059]
512
…
第二齿(前端侧第二齿)；
[0060]
513
…
第三齿(基端侧第三齿)；
[0061]
514
…
第四齿(基端侧第二齿)；
[0062]
515
…
第五齿(基端侧第一齿)；
[0063]
515c
…
齿顶直线部；
[0064]
515d、515e
…
曲线。
具体实施方式
[0065]
以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式而记载的或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。
[0066]
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。
[0067]
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上相等的状态，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。
[0068]
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。
[0069]
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。
[0070]
(关于燃气轮机1的整体结构)
[0071]
首先，参照图1对应用了一实施方式的涡轮动叶的燃气轮机的结构进行说明。图1是一实施方式的燃气轮机1的概略结构图。
[0072]
如图1所示，一实施方式的燃气轮机1具备：压缩机2，其用于生成压缩空气；燃烧器4，其用于使用压缩空气及燃料而产生燃烧气体；以及涡轮机6，其构成为由燃烧气体驱动而旋转。在发电用的燃气轮机1的情况下，构成为在涡轮机6连结有未图示的发电机，通过涡轮机6的旋转能量来进行发电。
[0073]
在图1所示的燃气轮机1中，压缩机2具备能够以中心轴ax为中心旋转的转子30、以及配置于转子30的周围的定子5。
[0074]
定子5具有压缩机机室(壳体)10、以及固定于压缩机机室10侧的多个压缩机静叶16。
[0075]
转子30具有能够以中心轴ax为中心旋转的转子轴8、固定于转子轴8的多个转子盘31、以及分别安装于多个转子盘31的多个压缩机动叶18。
[0076]
转子轴8设置成一并贯通压缩机机室10以及后述的涡轮机机室22。
[0077]
压缩机动叶18在多个转子盘31各自的外周部沿中心轴ax的周向配置有多个。另外，转子盘31在与中心轴ax平行的方向上隔开间隔地配置有多段。因此，压缩机动叶18在与中心轴ax平行的方向上隔开间隔地配置有多段。
[0078]
压缩机静叶16在中心轴ax的周上配置有多个。另外，压缩机静叶16在与中心轴ax平行的方向上隔开间隔地配置有多段。压缩机静叶16以在与中心轴ax平行的方向上配置在压缩机动叶18之间的方式配置有多段。
[0079]
另外，在图1所示的燃气轮机1中，压缩机2具备设置于压缩机机室10的入口侧且用于取入空气的空气取入口12、以及设置于空气取入口12侧的入口引导叶片14。需要说明的是，压缩机2也可以具备未图示的抽气室等其他构成要素。在这样的压缩机2中，从空气取入口12取入的空气通过多个压缩机静叶16以及多个压缩机动叶18而被压缩，由此生成压缩空气。然后，压缩空气从压缩机2向下游侧的燃烧器4输送。
[0080]
在图1所示的燃气轮机1中，燃烧器4配置于壳体(燃烧器机室)20内。如图1所示，燃烧器4也可以在壳体20内以转子轴8为中心呈环状地配置有多个。通过向燃烧器4供给燃料和由压缩机2生成的压缩空气，并使燃料燃烧，由此产生作为涡轮机6的工作流体的高温高压的燃烧气体。然后，燃烧气体从燃烧器4被输送到后段的涡轮机6。
[0081]
在图1所示的燃气轮机1中，涡轮机6具备能够以中心轴ax为中心旋转的转子33、以及配置于转子33的周围的定子7。
[0082]
定子7具有涡轮机机室(壳体)22、以及固定于涡轮机机室22侧的多个涡轮静叶26。
[0083]
转子33具有上述的转子轴8、固定于转子轴8的多个转子盘35、以及分别安装于多个转子盘35的多个涡轮动叶24。
[0084]
涡轮动叶24在多个转子盘35各自的外周部沿中心轴ax的周向配置有多个。另外，转子盘35在与中心轴ax平行的方向上隔开间隔地配置有多段。因此，涡轮动叶24在与中心轴ax平行的方向上隔开间隔地配置有多段。
[0085]
涡轮静叶26在中心轴ax的周向上配置有多个。另外，涡轮静叶26在与中心轴ax平行的方向上隔开间隔地配置有多段。涡轮静叶26以在与中心轴ax平行的方向上配置在涡轮动叶24之间的方式配置有多段。
[0086]
需要说明的是，在涡轮机6中，转子轴8沿轴向(图1中的左右方向)延伸，燃烧气体从燃烧器4侧向排气机室28侧(图1中的从左侧向右侧)流动。因此，在图1中，图示左侧为轴向上游侧，图示右侧为轴向下游侧。另外，在以下的说明中，在仅记载为轴向的情况下，表示与中心轴ax平行的方向，在仅记载为径向的情况下，表示以中心轴ax为中心的径向。在以下的说明中，在记载为转子的周向、或仅记载为周向的情况下，表示以中心轴ax为中心的周向。
[0087]
涡轮动叶24构成为与涡轮静叶26一起从在涡轮机机室22内流动的高温高压的燃烧气体产生旋转驱动力。通过将该旋转驱动力传递给转子轴8，从而驱动与转子轴8连结的未图示的发电机。
[0088]
在涡轮机机室22的轴向下游侧经由排气机室28连结有排气室29。驱动涡轮机6后的燃烧气体通过排气机室28以及排气室29向外部排出。
[0089]
(涡轮动叶24的结构)
[0090]
接下来，对一实施方式的涡轮动叶24进行说明。在以下的说明中，作为一实施方式的涡轮动叶24，对燃气轮机1的涡轮机6的涡轮动叶24进行说明，但在其他实施方式中，涡轮动叶也可以是蒸气轮机的涡轮动叶。
[0091]
图2是向从前缘朝向后缘的方向(弦向)观察一实施方式的涡轮动叶24的图，图3是向从负压面朝向压力面的方向(转子周向)观察图2所示的涡轮动叶24的示意图，图4是示出图3的a-a截面的图。需要说明的是，图2图示了涡轮机6的转子盘35以及涡轮动叶24。
[0092]
如图2～图4所示，一实施方式的涡轮动叶24具备平台42、隔着平台42在叶片高度方向(也称为跨度方向)上相互位于相反侧的翼形部44以及叶片根部50、以及位于平台42与叶片根部50之间的柄60。翼形部44、平台42、叶片根部50以及柄60可以通过铸造等一体地构成。
[0093]
需要说明的是，在涡轮动叶24安装于转子盘35的状态下，涡轮动叶24的叶片高度方向与径向一致。在以下的说明中，叶片高度方向上的前端侧为涡轮动叶24安装于转子盘35时的径向外侧，叶片高度方向上的基端侧为涡轮动叶24安装于转子盘35时的径向内侧。另外，在以下的说明中，也将叶片高度方向上的前端侧简称为前端侧，将叶片高度方向上的基端侧简称为基端侧。
[0094]
翼形部44设置成相对于转子盘35在叶片高度方向上延伸。翼形部44具有沿叶片高度方向延伸的前缘46以及后缘48，并且具有在前缘46与后缘48之间延伸的压力面41以及负压面43。如图4所示，可以在翼形部44的内部形成有中空部34。中空部34可以作为供用于冷却翼形部44的冷却流体流通的冷却通路发挥功能。
[0095]
如图2所示，在涡轮机6中，叶片根部50与设置于转子盘35的叶片槽部37卡合。这样，涡轮动叶24植设在涡轮机6的转子盘35上，以中心轴ax为中心与转子盘35一起旋转。
[0096]
(叶片根部50)
[0097]
在一实施方式的涡轮动叶24中，叶片根部50具有在叶片高度方向上的不同位置形成的多个齿51。多个齿51分别在与叶片高度方向交叉的方向即叶片根部50的延伸方向上延伸，齿顶部51a向叶片根部50的宽度方向突出。
[0098]
需要说明的是，在本说明书中，叶片根部50的“宽度方向”是指从翼形部44的压力面41侧向负压面43侧(或从负压面43侧向压力面41侧)横穿涡轮动叶24的方向。叶片根部50
的宽度方向相当于转子33的周向。
[0099]
在一实施方式的涡轮动叶24中，叶片高度方向上的位置不同的例如五个齿51在叶片根部50的宽度方向的一方侧和另一方侧设置。叶片高度方向上的位置不同的五个齿51从前端侧起依次为第一齿511、第二齿512、第三齿513、第四齿514、以及第五齿515。
[0100]
多个齿51的位置随着从叶片高度方向的前端侧朝向基端侧而接近叶片根部50的宽度方向的中心。
[0101]
需要说明的是，第一齿511也称为前端侧第一齿，第二齿512也称为前端侧第二齿。另外，第五齿515也称为基端侧第一齿，第四齿514也称为基端侧第二齿，第三齿513也称为基端侧第三齿。
[0102]
在设置于转子盘35的叶片槽部37中，隔着叶片根部50在叶片根部50的宽度方向的一方侧和另一方侧分别形成有与叶片高度方向上的位置不同的五个齿51分别卡合的五个叶片槽38。五个叶片槽38之中，与第一齿511卡合的叶片槽38是第一叶片槽381，与第二齿512卡合的叶片槽38是第二叶片槽382，与第三齿513卡合的叶片槽38是第三叶片槽383。与第四齿514卡合的叶片槽38是第四叶片槽384，与第五齿515卡合的叶片槽38是第五叶片槽385。
[0103]
需要说明的是，第一叶片槽381也称为前端侧第一叶片槽，第二叶片槽382也称为前端侧第二叶片槽。另外，第五叶片槽385也称为基端侧第一叶片槽，第四叶片槽384也称为基端侧第二叶片槽，第三叶片槽383也称为基端侧第三叶片槽。
[0104]
在一实施方式的涡轮动叶24中，叶片根部50具有承接面54。承接面54是各个齿51的表面中的、在转子盘35旋转而对涡轮动叶24作用有离心力时，与转子盘35的各叶片槽38的表面接触的部分。即，承接面54是在叶片高度方向上朝向从叶片根部50朝向翼形部44的方向的面(即，朝向径向外侧的面)。
[0105]
如图4所示，叶片根部50也可以相对于轴向倾斜地延伸。即，涡轮动叶24的叶片根部50也可以插入在转子盘35中相对于轴向倾斜设置的叶片槽部37中。
[0106]
涡轮动叶24的叶片根部50反复作用有因从翼形部44传递的离心载荷引起的离心应力、因与平台42的温度差引起的热应力。在具有形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿51的叶片根部50中，有时每个齿51的应力不同。例如，存在叶片高度方向的最基端侧的齿51(第五齿515)的应力比其他齿51大的情况。在该情况下，若增大最基端侧的齿(第五齿515)的厚度，则该齿(第五齿515)的强度变大而应力变小，但产生形成与该齿(第五齿515)抵接的转子盘35的叶片槽38(第五叶片槽385)的部位的应力变大的副作用。因此，在通过增大该齿(第五齿515)的厚度来减小该齿(第五齿515)的应力的情况下，还需要考虑抑制该部位的应力。
[0107]
因此，在一实施方式的涡轮动叶24中，为了实现兼顾第五齿515的应力的减小、和在转子盘35中形成第五叶片槽385的部位的应力的抑制这样的本技术的目的，将各齿51的形状设为如下。
[0108]
图5是放大了图2中的各齿51与各叶片槽38的卡合部分的示意图。
[0109]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i12
大。
[0110]
这里，前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
为第一齿511中的前端侧的齿面511a即第一齿511的承接面54与第二齿512中的前端侧的齿面512a即第二齿512的承接面54之间的距离。
[0111]
同样地，前端侧第二齿(第二齿512)与前端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
23
为第二齿512中的前端侧的齿面512a即第二齿512的承接面54与第三齿513中的前端侧的齿面513a即第三齿513的承接面54之间的距离。
[0112]
基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
为第五齿515中的前端侧的齿面515a即第五齿515的承接面54与第四齿514中的前端侧的齿面514a即第四齿514的承接面54之间的距离。
[0113]
基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
为第四齿514中的前端侧的齿面514a即第四齿514的承接面54与第三齿513中的前端侧的齿面513a即第三齿513的承接面54之间的距离。
[0114]
在与多个齿51的延伸方向正交的截面、即图5所示的示意性截面中，将连结在叶片高度方向上形成于相邻的齿51之间的齿底部53彼此的直线作为第一直线l1。
[0115]
在上述截面中，将包含多个齿51各自中的前端侧的齿面52的直线部52a的第二直线l2与第一直线l1的交点作为第一交点p1。
[0116]
将包含多个齿51各自中的基端侧的齿面55的直线部55a的第三直线l3与第一直线l1的交点作为第二交点p2。
[0117]
需要说明的是，在一实施方式的涡轮动叶24中，以连结相邻的两个齿底部53彼此的直线全部与第一直线l1一致的方式来设定各齿51的形状。由此，能够适当地进行各齿51中的载荷分担。
[0118]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a1、a2、a3、a4大。
[0119]
需要说明的是，设第一齿511中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离为a1，设第二齿512中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离为a2，设第三齿513中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离为a3，设第四齿514中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离为a4。
[0120]
根据一实施方式的涡轮动叶24，由于基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a1、a2、a3、a4大，因此基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大。由此，能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0121]
具有能够与涡轮动叶24的叶片根部50卡合的叶片槽部37的转子盘35具有能够与形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿51分别卡合的多个叶片槽38。对于转子盘35中在叶片高度方向(转子盘35的径向)上相邻的叶片槽38彼此的间隔，在一般的转子盘中，在转子盘的径向上相邻的任意两个叶片槽中为相同的间隔。
[0122]
需要说明的是，在转子盘35的径向上相邻的叶片槽38彼此的间隔例如是在叶片槽38中与各齿51的承接面54对置的面彼此的间隔。在一实施方式的涡轮机6中，对于在转子盘35的径向上相邻的叶片槽38彼此的间隔，在转子盘35的径向相邻的任意两个叶片槽38中是
相同的间隔。
[0123]
因此，若基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大，则在转子盘35的旋转速度足够小的情况下，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与供前端侧第一齿(第一齿511)卡合的叶片槽38(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与供基端侧第一齿(第五齿515)卡合的叶片槽38(第五叶片槽385)之间形成间隙g。
[0124]
另外，若基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大，则在转子盘35的旋转速度足够小的情况下，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与供前端侧第一齿(第一齿511)卡合的叶片槽38(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与供基端侧第一齿(第五齿515)卡合的叶片槽38(第五叶片槽385)之间、以及在基端侧第二齿(第四齿514)的前端侧的齿面514a与供基端侧第二齿(第四齿514)卡合的叶片槽38(第四叶片槽384)之间形成间隙g。
[0125]
需要说明的是，在图5所示的例子中，基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔1
34
比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大。在图5所示的例子中，基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
和前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
相等。在图5所示的例子中，前端侧第二齿(第二齿512)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
23
和前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔1
12
相等。
[0126]
因此，一实施方式的涡轮动叶24安装在具有与一般的转子盘相同的结构的转子盘35的情况下，在转子盘35的旋转速度足够小的情况下，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与供前端侧第一齿(第一齿511)卡合的叶片槽38(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与供基端侧第一齿(第五齿515)卡合的叶片槽38(第五叶片槽385)之间形成间隙g。因此，根据一实施方式的涡轮动叶24，同基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
均和前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔1
12
相等的情况相比，能够降低形成在受到因从翼形部44传递的离心载荷引起的离心应力时与基端侧第一齿(第五齿515)抵接的转子盘35的叶片槽38(第五叶片槽385)的部位的应力、以及基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0127]
因此，根据一实施方式的涡轮动叶24，使基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大，从而能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。另外，根据一实施方式的涡轮动叶24，能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大引起的上述的副作用。
[0128]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5优选为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a4的101％以上且105％以下。
[0129]
如上述那样，若增大最基端侧的齿51(第五齿515)的厚度，则该齿(第五齿515)的强度变大而应力变小，但产生形成与该齿(第五齿515)抵接的转子盘35的叶片槽38(第五叶
片槽385)的部位的应力变大的副作用。如上述那样，通过使基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔1
12
大，能够抑制上述的副作用。但是，若使基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔1
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
过大，则产生形成能够与比基端侧第一齿(第五齿515)或者基端侧第二齿(第四齿514)靠前端侧的齿51卡合的叶片槽38的部位的应力变大的其他副作用。
[0130]
发明人等进行了深入研究的结果判明，若基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a4的101％以上且105％以下，则通过适当设定基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
，能够抑制上述的副作用以及上述的其他副作用。
[0131]
由此，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0132]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5优选为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a4的102％以上且104％以下。
[0133]
发明人等进行了深入研究的结果判明，若基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a4的102％以上且104％以下，则通过适当设定基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
，能够进一步抑制上述的其他副作用。
[0134]
由此，能够进一步抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0135]
图6是放大了图2中的各齿51与各叶片槽38的卡合部分的示意图，仅图示了各齿51。
[0136]
在一实施方式的涡轮动叶24中，在与多个齿51的延伸方向正交的截面、即图6所示的示意性的截面中，在将多个齿51各自中的、与叶片高度方向平行且通过第一交点p1的第四直线l4和第三直线l3的交点作为第三交点p3时，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5优选为比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b1、b2、b3、b4大。
[0137]
需要说明的是，设第一齿511中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离为b1，设第二齿512中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离为b2，设第三齿513中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离为b3，设第四齿514中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离为b4。
[0138]
在受到因从翼形部44传递的离心载荷引起的离心应力时，多个齿51各自从转子盘35沿着叶片高度方向、即第四直线l4的延伸方向受到力。因此，在多个齿51的每一个中，第一交点p1与第三交点p3之间的距离b1、b2、b3、b4、b5同齿51的强度密切相关。
[0139]
根据一实施方式的涡轮动叶24，由于基端侧第一齿(第五齿515)中的强度比基端
侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的强度大，因此能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0140]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5优选为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b4的101％以上且130％以下。
[0141]
如上述那样，若增大最基端侧的齿(第五齿515)的强度，则该齿(第五齿515)的应力变小，但产生形成与该齿(第五齿515)抵接的转子盘35的叶片槽38(第五叶片槽385)的部位的应力变大的副作用。如上述那样，通过使基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大，能够抑制该副作用。但是，若基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
过大，则产生形成能够与比基端侧第一齿(第五齿515)或基端侧第二齿(第四齿514)靠前端侧的齿51卡合的叶片槽38的部位的应力变大的其他副作用。
[0142]
发明人等进行了深入研究的结果判明，若基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b4的101％以上且130％以下，则通过适当设定基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
，能够抑制上述的副作用以及上述的其他副作用。
[0143]
由此，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0144]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5有序那位基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b4的105％以上且110％以下。
[0145]
发明人等进行了深入研究的结果判明，若基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b4的105％以上且110％以下，则通过适当设定基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔1
34
，能够进一步抑制上述的其他副作用。
[0146]
由此，能够进一步抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0147]
图7是放大了图2中的各齿51与各叶片槽38的卡合部分的示意图，仅图示了各齿51。
[0148]
在一实施方式的涡轮动叶24中，在与多个齿51的延伸方向正交的截面、即图7所示的示意性的截面中，在将多个齿5各自中的、与叶片高度方向平行且通过第一交点p1的第四直线l4和与叶片高度方向正交且通过第二交点p2的第五直线l5的交点作为第四交点p4时，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5优选为基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c1、c2、c3、c4大。
[0149]
需要说明的是，设第一齿511中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离为c1，设第二齿512中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离为c2，设第三齿513中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离为c3，设第四齿514中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离为c4。
[0150]
在多个齿5的每一个中，第一交点p1与第四交点p4之间的距离c1、c2、c3、c4、c5相当于第一交点p1与第二交点p2之间的距离a1、a2、a3、a4、a5的叶片高度方向的成分。因此，如上述那样，若基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a1、a2、a3、a4大，则基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交p1点与第四交点p4的距离c1、c2、c3、c4大。
[0151]
由此，基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大，因此能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0152]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5优选为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c4的100.5％以上且110％以下。
[0153]
如上述那样，若增大最基端侧的齿(第五齿515)的强度，则该齿(第五齿515)的应力变小，但产生形成与该齿(第五齿515)抵接的转子盘35的叶片槽38(第五叶片槽385)的部位的应力变大的副作用。如上述那样，通过使基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大，能够抑制该副作用。但是，若基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
过大，则产生形成能够与比基端侧第一齿(第五齿515)或者基端侧第二齿(第四齿514)靠前端侧的齿51卡合的叶片槽38的部位的应力变大的其他副作用。
[0154]
发明人等进行了深入研究的结果判明，若基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c4的100.5％以上且110％以下，则通过适当设定基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
，能够抑制上述的副作用以及上述的其他副作用。
[0155]
由此，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0156]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5优选为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c4的100.5％以上且105％以下。
[0157]
发明人等进行了深入研究的结果判明，若基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c4的100.5％以上且105％以下，则通过适当设定基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔1
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
，能够进一步抑制上述的其他副作用。
[0158]
由此，能够进一步抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0159]
在一实施方式的涡轮动叶24中，基端侧第一齿(第五齿515)优选在与多个齿51的延伸方向正交的截面、即图5至图7所示的示意性的截面中，具有形成于基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a的齿顶直线部515c。齿顶直线部515c与前端侧的齿面515a的直线部52a优选在上述截面中通过曲线515d连接。齿顶直线部515c与基端侧的齿面55的直线部55a优选在上述截面中通过曲线515e连接。
[0160]
由此，在上述截面中，能够避免基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a比其他齿51不必要地突出。
[0161]
在一实施方式的涡轮动叶24中，叶片根部50的基端侧的端面50a优选在上述截面中具有与叶片高度方向正交的底部直线部50b。基端侧的端面50a和与叶片高度方向平行且通过基端侧第一齿(第五齿515)的第一交点p1的第四直线l4的第五交点p5优选存在于底部直线部50b上。
[0162]
由此，在上述截面中，与在连接基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a与底部直线部50b的曲线515e上存在第五交点p5的情况相比，基端侧第一齿(第五齿515)的第一交点p1与第五交点p5之间的距离变大。由此，与在连接基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a与底部直线部50b的曲线515e上存在第五交点p5的情况相比，能够增大基端侧第一齿(第五齿515)的齿的厚度。
[0163]
本公开的至少一实施方式的涡轮动叶组装体90(参照图2)具备一实施方式的涡轮动叶24、以及具有能够与涡轮动叶24的叶片根部50卡合的叶片槽部37的转子盘35。叶片槽部37具有能够与基端侧第一齿(第五齿515)卡合的基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)、能够与基端侧第二齿(第四齿514)卡合的基端侧第二叶片槽(第四叶片槽384)、能够与基端侧第三齿(第三齿513)卡合的基端侧第三叶片槽(第三叶片槽383)、能够与前端侧第一齿(第一齿511)卡合的前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)、以及能够与前端侧第二齿(第二齿512)卡合的前端侧第二叶片槽(第二叶片槽382)。在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)紧贴时，至少在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)之间形成第一间隙g1。
[0164]
由于基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大，因此能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0165]
在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)紧贴时，至少基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)之间形成第一间隙g1，因此，在受到因从翼形部44传递的离心载荷引起的离心应力时，能够降低形成基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)的部位的应力以及基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0166]
因此，能够抑制由于使基端侧第一齿(第五齿515)的厚度大于基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度而引起的上述副作用。
[0167]
在一实施方式的涡轮动叶组装体90中，也可以在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第二齿(第四齿514)的前端侧的齿面514a与基端侧第二叶片槽(第四叶片槽384)之间形成第二间隙g2。
[0168]
由此，能够降低形成基端侧第二叶片槽(第四叶片槽384)的部位的应力以及基端侧第二齿(第四齿514)处的应力。
[0169]
在一实施方式的涡轮动叶组装体90中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5优选为第一间隙g1的820倍以上且830倍以下。
[0170]
发明人等进行了深入研究的结果判明，通过以基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5为第一间隙g1的820倍以上且830倍以下的方式来设定基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5以及第一间隙g1，能够抑制上述的副作用以及上述的其他副作用。
[0171]
由此，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0172]
在一实施方式的涡轮动叶组装体90中，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5优选为第一间隙g1的770倍以上且820倍以下。
[0173]
发明人等进行了深入研究的结果判明，通过以基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5为第一间隙g1的770倍以上且820倍以下的方式来设定基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5以及第一间隙g1，能够抑制上述的副作用以及上述的其他副作用。
[0174]
由此，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0175]
一实施方式的燃气轮机1具备：多个涡轮动叶24，其具有翼形部44及叶片根部50；以及转子盘35，其具有能够与叶片根部50卡合的多个叶片槽部37。多个涡轮动叶24中中的至少一个是上述的一实施方式的涡轮动叶24。
[0176]
由此，能够提高转子盘35以及涡轮动叶24的耐久性。
[0177]
(关于燃气轮机的修补方法)
[0178]
本公开的至少一实施方式的燃气轮机的修补方法是具备多个涡轮动叶24及转子盘35的燃气轮机1的修补方法，该多个涡轮动叶24具有翼形部44及叶片根部50，该转子盘35具有能够与叶片根部50卡合的多个叶片槽部37。本公开的至少一实施方式的燃气轮机的修补方法包括将安装于转子盘35的多个涡轮动叶中的至少一个与上述的一实施方式的涡轮动叶24置换的工序。
[0179]
由此，在现有的燃气轮机的修补时，通过将安装于转子盘的多个涡轮动叶中的至少一个与上述的一实施方式的涡轮动叶24置换，能够抑制作用于现有的燃气轮机1的转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0180]
本公开并不限定于上述的实施方式，还包括对上述的实施方式进行变形而得的方式、以及将这些方式适当组合后的方式。
[0181]
例如，在上述的一实施方式的涡轮动叶24中，形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿51的数量为5，但也可以为3或4，还可以为6以上。
[0182]
需要说明的是，在形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿51的数量为3个的情况下，基端侧第一齿与基端侧第二齿之间的间隔优选比前端侧第一齿与前端侧第二齿之间的间隔大。并且，基端侧第一齿中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离优选比基端侧第一齿以外的齿中的第一交点与第二交点之间的距离大。需要说明的是，在形成于叶片高
度方向上的不同位置的多个齿51的数量为3个的情况下，基端侧第二齿和前端侧第二齿是相同的齿。
[0183]
上述各实施方式所述的内容例如可以下那样掌握。
[0184]
(1)本公开的至少一实施方式的涡轮动叶24具备：翼形部44；以及叶片根部50，其具有形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿51。多个齿51包括沿与叶片高度方向交叉的方向延伸且从叶片高度方向上的最基端侧起依次配置的基端侧第一齿(第五齿515)、基端侧第二齿(第四齿514)及基端侧第三齿(第三齿513)、以及沿上述交叉的方向延伸且从叶片高度方向上的最前端侧依次配置的前端侧第一齿(第一齿511)及前端侧第二齿(第二齿512)。基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方，比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大。在与多个齿51的延伸方向正交的截面中，将连结形成于在叶片高度方向上相邻的齿51之间的齿底部53彼此的直线作为第一直线l1，在上述截面中，在将包含多个齿5各自中的前端侧的齿面52的直线部52a的第二直线l2与第一直线l1的交点作为第一交点p1，将包含多个齿5各自中的基端侧的齿面55的直线部55a的第三直线l3与第一直线l1的交点作为第二交点p2。基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a1、a2、a3、a4大。
[0185]
根据上述(1)的结构，由于基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a1、a2、a3、a4大，因此基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大。由此，能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0186]
具有能够与涡轮动叶24的叶片根部50卡合的叶片槽部37的转子盘35具有能够与形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿51分别卡合的多个叶片槽38。在转子盘35中，在叶片高度方向(转子盘35的径向)上相邻的叶片槽38彼此的间隔在一般的转子盘中，在转子盘的径向上相邻的任意的两个叶片槽中为相同的间隔。
[0187]
因此，若基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔i
45
比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大，则在转子盘35的旋转速度足够小的情况下，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与供前端侧第一齿(第一齿511)卡合的叶片槽38(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与供基端侧第一齿(第五齿515)卡合的叶片槽38(第五叶片槽385)之间形成间隙g。
[0188]
另外，若基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔1
34
比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
大，则在转子盘35的旋转速度足够小的情况下，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与供前端侧第一齿(第一齿511)卡合的叶片槽38(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与供基端侧第一齿(第五齿515)卡合的叶片槽38(第五叶片槽385)之间、以及在基端侧第二齿(第四齿514)的前端侧的齿面514a与供基端侧第二齿(第四齿514)卡合的叶片槽38(第四叶片槽384)之间形成间隙g。
[0189]
因此，在上述(1)的结构的涡轮动叶24安装于具有与一般的转子盘相同的结构的
转子盘35的情况下，在转子盘35的旋转速度足够小的情况下，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与供前端侧第一齿(第一齿511)卡合的叶片槽38(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与供基端侧第一齿(第五齿515)卡合的叶片槽38(第五叶片槽385)之间形成间隙g。因此，根据上述(1)的结构，同基端侧第一齿(第五齿515)与基端侧第二齿(第四齿514)之间的间隔1
45
、以及基端侧第二齿(第四齿514)与基端侧第三齿(第三齿513)之间的间隔i
34
中的任一方比前端侧第一齿(第一齿511)与前端侧第二齿(第二齿512)之间的间隔i
12
相等的情况相比，能够降低在形成受到因从翼形部44传递的离心载荷引起的离心应力时与基端侧第一齿(第五齿515)抵接的转子盘35的叶片槽38(第五叶片槽385)的部位的应力以及基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0190]
因此，根据上述(1)的结构，使基端侧第一齿(第五齿515)的厚度大于基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度，能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。另外，根据上述(1)的结构，能够抑制由于使基端侧第一齿(第五齿515)的厚度大于基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度而引起的上述副作用。
[0191]
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a4的101％以上且105％以下。
[0192]
根据上述(2)的结构，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0193]
(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a4的102％以上且104％以下。
[0194]
根据上述(3)的结构，能够进一步抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0195]
(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)任一结构中，优选的是，在上述截面中，在将多个齿5各自中的、与叶片高度方向平行且通过第一交点p1的第四直线l4与第三直线l3的交点作为第三交点p3时，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b1、b2、b3、b4大。
[0196]
根据上述(4)的结构，基端侧第一齿(第五齿515)中的强度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的强度大，因此能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0197]
(5)在几个实施方式中，在上述(4)的结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b4的101％以上且130％以下。
[0198]
根据上述(5)的结构，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0199]
(6)在几个实施方式中，在上述(5)的结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第三交点p3之间的距离b4的105％以上且110％以下。
[0200]
根据上述(6)的结构，能够进一步抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能
够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0201]
(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一结构中，优选的是，在上述截面中，在将多个齿5各自中的、与叶片高度方向平行且通过第一交点p1的第四直线l4和与叶片高度方向正交且通过第二交点p2的第五直线l5的交点作为第四交点p4时，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c1、c2、c3、c4大。
[0202]
根据上述(7)的结构，由于基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大，因此能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0203]
(8)在几个实施方式中，在上述(7)的结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c4的100.5％以上且110％以下。
[0204]
根据上述(8)的结构，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0205]
(9)在几个实施方式中，在上述(8)的结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c5为基端侧第二齿(第四齿514)中的第一交点p1与第四交点p4之间的距离c4的100.5％以上且105％以下。
[0206]
根据上述(9)的结构，能够进一步地抑制作用于转子盘的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿处的应力。
[0207]
(10)在几个实施方式中，在上述(1)至(9)中任一结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)在上述截面中具有形成于基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a的齿顶直线部515c。优选的是，齿顶直线部515c与前端侧的齿面515a的直线部52a在上述截面中通过曲线515d连接。优选的是，齿顶直线部515c与基端侧的齿面55的直线部55a在上述截面中由曲线515e连接。
[0208]
根据上述(10)的结构，在上述截面中，能够避免基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a比其他齿51不必要地突出。
[0209]
(11)在几个实施方式中，在上述(1)至(10)中任一结构中，优选的是，叶片根部50的基端侧的端面50a在上述截面中具有与叶片高度方向正交的底部直线部50b。优选的是，基端侧的端面50a和与叶片高度方向平行且通过基端侧第一齿(第五齿515)的第一交点p1的第四直线l4的第五交点p5存在于底部直线部50b上。
[0210]
根据上述(11)的结构，在上述截面中，同在连接基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a与底部直线部50b的曲线515e上存在第五交点p5的情况相比，基端侧第一齿(第五齿515)的第一交点p1与第五交点p5的距离变大。由此，同在连接基端侧第一齿(第五齿515)的齿顶部51a与底部直线部50b的曲线515e上存在第五交点p5的情况相比，能够增大基端侧第一齿(第五齿515)的齿的厚度。
[0211]
(12)本公开的至少一实施方式的涡轮动叶组装体90具备：上述(1)至(11)中任一结构的涡轮动叶24；以及转子盘35，其具有能够与涡轮动叶24的叶片根部50卡合的叶片槽部37。叶片槽部37具有能够与基端侧第一齿(第五齿515)卡合的基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)、能够与基端侧第二齿(第四齿514)卡合的基端侧第二叶片槽(第四叶片槽384)、能够与基端侧第三齿(第三齿513)卡合的基端侧第三叶片槽(第三叶片槽383)、能够与前端
侧第一齿(第一齿511)卡合的前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)、以及能够与前端侧第二齿(第二齿512)卡合的前端侧第二叶片槽(第二叶片槽382)。在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)紧贴时，至少在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)之间形成第一间隙g1。
[0212]
根据上述(12)的结构，由于具备上述(1)至(11)中任一结构的涡轮动叶24，因此基端侧第一齿(第五齿515)的厚度比基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度大。由此，能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0213]
根据上述(12)的结构，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)紧贴时，至少在基端侧第一齿(第五齿515)的前端侧的齿面515a与基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)之间形成第一间隙g1，因此能够降低在受到因从翼形部44传递的离心载荷引起的离心应力时形成基端侧第一叶片槽(第五叶片槽385)的部位的应力以及基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0214]
因此，根据上述(12)的结构，能够抑制由于使基端侧第一齿(第五齿515)的厚度大于基端侧第一齿(第五齿515)以外的齿51的厚度而引起的上述副作用。
[0215]
(13)在几个实施方式中，在上述(12)的结构中，优选的是，在使前端侧第一齿(第一齿511)的前端侧的齿面511a与前端侧第一叶片槽(第一叶片槽381)紧贴时，在基端侧第二齿(第四齿514)的前端侧的齿面514a与基端侧第二叶片槽(第四叶片槽384)之间形成有第二间隙g2。
[0216]
根据上述(13)的结构，能够降低在受到因从翼形部44传递的离心载荷引起的离心应力时形成基端侧第二叶片槽(第四叶片槽384)的部位的应力以及基端侧第二齿(第四齿514)处的应力。
[0217]
(14)在几个实施方式中，在上述(12)或者(13)的结构中，优选的是，基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5为第一间隙g1的820倍以上且830倍以下。
[0218]
发明人等进行了深入研究的结果判明，通过以基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5为第一间隙g1的820倍以上且830倍以下的方式来设定基端侧第一齿(第五齿515)中的第一交点p1与第二交点p2之间的距离a5以及第一间隙g1，能够抑制上述的副作用以及上述的其他副作用。
[0219]
根据上述(14)的结构，能够抑制作用于转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。
[0220]
(15)本公开的至少一实施方式的燃气轮机1具备：多个涡轮动叶24，其具有翼形部44及叶片根部50；以及转子盘35，其具有能够与叶片根部50卡合的多个叶片槽部37。多个涡轮动叶24中的至少一个是上述(1)至(11)中任一结构的涡轮动叶24。
[0221]
根据上述(15)的结构，能够提高转子盘35以及涡轮动叶24的耐久性。
[0222]
(16)对于本公开的至少一实施方式的燃气轮机1的修补方法，所述燃气轮机具备：多个涡轮动叶24，其具有翼形部44及叶片根部50；以及转子盘35，其具有能够与叶片根部50卡合的多个叶片槽部37，所述燃气轮机1的修补方法包括将安装于转子盘35的多个涡轮动叶中的至少一个与上述(1)至(11)中任一结构的涡轮动叶24置换的工序。
[0223]
根据上述(16)的方法，在对现有的燃气轮机的修补时，通过将安装于转子盘的多个涡轮动叶中的至少一个与上述(1)至(11)中任一结构的涡轮动叶24置换，能够抑制作用于现有的燃气轮机1的转子盘35的应力局部地变大，并且能够抑制基端侧第一齿(第五齿515)处的应力。

技术特征：
1.一种涡轮动叶，其中，所述涡轮动叶具备：翼形部；以及叶片根部，其具有形成于叶片高度方向上的不同位置的多个齿，所述多个齿包括沿与所述叶片高度方向交叉的方向延伸且从所述叶片高度方向上的最基端侧起依次配置的基端侧第一齿、基端侧第二齿及基端侧第三齿、以及沿所述交叉的方向延伸且从所述叶片高度方向上的最前端侧起依次配置的前端侧第一齿及前端侧第二齿，所述基端侧第一齿中的所述前端侧的齿面与所述基端侧第二齿中的所述前端侧的齿面之间的间隔、以及所述基端侧第二齿中的所述前端侧的齿面与所述基端侧第三齿中的所述前端侧的齿面之间的间隔中的任一方，比所述前端侧第一齿中的所述前端侧的齿面与所述前端侧第二齿中的所述前端侧的齿面之间的间隔大，在与所述多个齿的延伸方向正交的截面中，将连结形成于在所述叶片高度方向上相邻的齿之间的齿底部彼此的直线作为第一直线，在所述截面中，在将包含所述多个齿各自中的所述前端侧的齿面的直线部的第二直线与所述第一直线的交点作为第一交点，并将包含所述多个齿各自中的所述基端侧的齿面的直线部的第三直线与所述第一直线的交点作为第二交点时，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离比所述基端侧第一齿以外的所述齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离大。2.根据权利要求1所述的涡轮动叶，其中，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离为所述基端侧第二齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离的101％以上且105％以下。3.根据权利要求2所述的涡轮动叶，其中，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离为所述基端侧第二齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离的102％以上且104％以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶，其中，在所述截面中，在将所述多个齿各自中的、与所述叶片高度方向平行且通过所述第一交点的第四直线和所述第三直线的交点作为第三交点时，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第三交点之间的距离比所述基端侧第一齿以外的所述齿中的所述第一交点与所述第三交点之间的距离大。5.根据权利要求4所述的涡轮动叶，其中，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第三交点之间的距离为所述基端侧第二齿中的所述第一交点与所述第三交点之间的距离的101％以上且130％以下。6.根据权利要求5所述的涡轮动叶，其中，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第三交点之间的距离为所述基端侧第二齿中的所述第一交点与所述第三交点之间的距离的105％以上且110％以下。7.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶，其中，在所述截面中，在将所述多个齿各自中的、与所述叶片高度方向平行且通过所述第一交点的第四直线和与所述叶片高度方向正交且通过所述第二交点的第五直线的交点作为
第四交点时，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第四交点之间的距离比所述基端侧第一齿以外的所述齿中的所述第一交点与所述第四交点之间的距离大。8.根据权利要求7所述的涡轮动叶，其中，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第四交点之间的距离为所述基端侧第二齿中的所述第一交点与所述第四交点之间的距离的100.5％以上且110％以下。9.根据权利要求8所述的涡轮动叶，其中，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第四交点之间的距离为所述基端侧第二齿中的所述第一交点与所述第四交点之间的距离的100.5％以上且105％以下。10.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶，其中，所述基端侧第一齿在所述截面中具有形成于所述基端侧第一齿的齿顶部的齿顶直线部，所述齿顶直线部与所述前端侧的齿面的直线部在所述截面中由曲线连接，所述齿顶直线部与所述基端侧的齿面的直线部在所述截面中由曲线连接。11.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶，其中，所述叶片根部的所述基端侧的端面在所述截面中具有与所述叶片高度方向正交的底部直线部，所述基端侧的端面和与所述叶片高度方向平行且通过所述基端侧第一齿的所述第一交点的第四直线的第五交点存在于所述底部直线部上。12.一种涡轮动叶组装体，其中，所述涡轮动叶组装体具备：权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶；以及转子盘，其具有能够与所述涡轮动叶的所述叶片根部卡合的叶片槽部，所述叶片槽部具有能够与所述基端侧第一齿卡合的基端侧第一叶片槽、能够与所述基端侧第二齿卡合的基端侧第二叶片槽、能够与所述基端侧第三齿卡合的基端侧第三叶片槽、能够与所述前端侧第一齿卡合的前端侧第一叶片槽、以及能够与所述前端侧第二齿卡合的前端侧第二叶片槽，在使所述前端侧第一齿的所述前端侧的齿面与所述前端侧第一叶片槽紧贴时，至少在所述基端侧第一齿的所述前端侧的齿面与所述基端侧第一叶片槽之间形成第一间隙。13.根据权利要求12所述的涡轮动叶组装体，其中，在使所述前端侧第一齿的所述前端侧的齿面与所述前端侧第一叶片槽紧贴时，在所述基端侧第二齿的所述前端侧的齿面与所述基端侧第二叶片槽之间形成第二间隙。14.权利要求12所述的涡轮动叶组装体，其中，所述基端侧第一齿中的所述第一交点与所述第二交点之间的距离为所述第一间隙的820倍以上且830倍以下。15.一种燃气轮机，其中，所述燃气轮机具备：多个涡轮动叶，其具有翼形部及叶片根部；以及转子盘，其具有能够与所述叶片根部卡合的多个叶片槽部，
所述多个涡轮动叶中的至少一个为权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶。16.一种燃气轮机的修补方法，所述燃气轮机具备：多个涡轮动叶，其具有翼形部及叶片根部；以及转子盘，其具有能够与所述叶片根部卡合的多个叶片槽部，其中，所述燃气轮机的修补方法包括将安装于所述转子盘的所述多个涡轮动叶中的至少一个与权利要求1至3中任一项所述的涡轮动叶置换的工序。

技术总结
本发明降低涡轮动叶的叶片根部处的应力。基端侧第一齿与基端侧第二齿之间的间隔、以及基端侧第二齿与基端侧第三齿之间的间隔中的任一方比前端侧第一齿与前端侧第二齿之间的间隔大。在与多个齿的延伸方向正交的截面中，在将连结形成于在叶片高度方向上相邻的齿之间的齿底部彼此的直线作为第一直线，将包含多个齿各自中的前端侧的齿面的直线部的第二直线与第一直线的交点作为第一交点，并将包含多个齿各自中的基端侧的齿面的直线部的第三直线与第一直线的交点作为第二交点时，基端侧第一齿中的第一交点与第二交点之间的距离比基端侧第一齿以外的齿中的第一交点与第二交点之间的距离大。之间的距离大。之间的距离大。


技术研发人员：平田宪史
受保护的技术使用者：三菱重工业株式会社
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/26