压缩的制造方法

xiaoxiao2020-7-22  2

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压缩的制造方法
【专利摘要】本发明提供压缩机,其能避免摩擦损伤,提高疲劳强度可靠性。该电动机的特征在于,机轮(7)从与燕尾部(4a)的径向外侧的接触端部(9a)将圆周方向外侧的一部分直到机轮外周都去掉。具体地说,在机轮(7)的、包括比叶片固定槽(15)与燕尾部(4a)的径向外侧的接触端部(9a)更向圆周方向外侧、且比接触端部(9a)更向径向外侧的区域形成槽部(10)。通过降低燕尾部(4a)与机轮(7)的接触端部(9a)的机轮侧的刚性,降低产生应力,避免由摩擦引起的疲劳寿命可靠性下降。
【专利说明】压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及作为燃气轮机的结构单元的压缩机的叶片嵌入结构。
【背景技术】
[0002]一般地,在燃气轮机上设有用于压缩空气且向燃烧器输送的压缩机。在压缩机的内部设有绕燃气轮机的中心轴旋转的压缩机转子,在设在转子机轮上的圆周上的槽部设置动叶片的嵌入部并固定。另外,作为与动叶片的固定结构相关的现有技术,例如具有专利文献I记载的技术。
[0003]专利文献
[0004]专利文献1:日本特开昭63-273000号公报
[0005]燃气轮机压缩机的动叶片在运转时,除了由叶片自身的重量产生的离心力,有可能在高压侧,压力负荷变大,由于以在起动时产生的不正规的压力变动为起因的振动力,振动应力作用在叶片燕尾部上,导致疲劳损伤。
[0006]以往,由叶片燕尾的叶片负荷支承面整体承受其负荷。但是,在叶片负荷支承面与机轮的机轮负荷支承面的接触端部产生较大的应力。这一点除了产生较大应力外,还会产生以磨耗为主要原因的摩擦损伤,有可能导致疲劳强度可靠性下降。
[0007]因此,在实机中,期望应用能得到更高的可靠性的叶片槽结构。

【发明内容】

[0008]本发明的目的在于提供降低在叶片与机轮的接触端部产生的应力,抑制由摩擦引起的疲劳强度可靠性下降的压缩机。
[0009]为了实现上述目的,本发明的压缩机的特征在于,机轮从与叶片的接触端部将圆周方向外侧的一部分直到机轮外周都去掉。
[0010]更具体地说,一种压缩机,具备固定在机轮的外周侧的动叶片、固定在内置上述机轮的外壳的内周侧的静叶片,上述动叶片具有叶片部、与该叶片部的根侧连接并且具有与上述叶片部的离心力负荷方向平行的面的平台部、以及燕尾部,该燕尾部与该平台部连接,并且宽度比上述平台部的径向内侧且上述平台部的平行的面更向外侧扩宽,将该燕尾部插入形成在上述机轮的外周侧的叶片固定槽中并固定,该压缩机的特征在于,在上述机轮的、包括比上述叶片固定槽与上述燕尾部的径向外侧的接触端部更向圆周方向外侧、且比上述接触端部更向径向外侧的区域形成槽部或空心部。
[0011]通过为上述的叶片槽结构,能够降低叶片与机轮的接触端部的机轮侧的接触端部附近的刚性,降低产生应力,避免由摩擦引起的疲劳寿命可靠性下降。
[0012]本发明的效果如下。
[0013]根据本发明,能够提供降低在叶片与机轮的接触端部产生的应力,抑制由摩擦引起的疲劳强度可靠性下降的压缩机。【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施例一的、压缩机动叶片的嵌入部的详细图。
[0015]图2是表示代表的燃气轮机的结构例的图。
[0016]图3是表示普通的叶片的嵌合结构的图。
[0017]图4是表示在比较例的结构中产生的应力分布的图。
[0018]图5是对实施例一与比较例实施了模拟实机负荷的实物大模型疲劳试验的结果。
[0019]图6是表示本发明的实施例二的图。
[0020]图7是表不本发明的实施例二的图。
[0021 ] 图8是表示本发明的实施例四的图。
[0022]图中:1一压缩机,2—燃烧器,3—润轮机,4a—燕尾部,4b—平台部,5—叶片负荷支承面,6—叶片负荷支承面相当应力分布,7—机轮,8—机轮负荷支承面,9a、9b—接触端部,10、12—槽部,11—叶片矩形部圆周方向端面,13—圆状,14一叶片部,15—叶片固定槽。
【具体实施方式】
[0023]下面,使用【专利附图】

【附图说明】本发明的实施方式。
[0024]图2表示燃气轮机的结构剖视图。燃气轮机大致包括压缩机1、燃烧器2及涡轮机
3。压缩机I将从大气吸入的空气作为动作流体进行绝热压缩,燃烧器2通过在从压缩机I供给的压缩空气中混合燃料并燃烧,产生高温高压的气体,并且,涡轮机3在从燃烧器2导入的燃烧气体膨胀时产生旋转动力。来自涡轮机3的废气释放到大气中。
[0025]图3是表示普通的压缩机的叶片槽结构的图。在图3的结构中,由燕尾部4a的叶片负荷支承面5整体承受由叶片部14自身的重量产生的离心力、与以在起动时产生的不规则的压力变动为起因的振动力相关的负荷。但是,从图4所示的叶片负荷支承面相当应力的分布6可以看出,在叶片负荷支承面5与机轮7的机轮负荷支承面8的接触端部产生较大的应力。这一点除了产生较大应力,还产生以磨耗为主要原因的摩擦损伤,有可能导致疲劳强度可靠性下降。
[0026]因此,在本发明中,在机轮7的、包括比叶片固定槽15与燕尾部4a的径向外侧的接触端部靠圆周方向外侧(平坦部4b的宽度方向外侧),且比接触端部靠径向外侧的区域形成槽部或空心部。下面,对该具体例子进行说明。
[0027](实施例一)
[0028]图1是作为本发明的实施例一,表示最能表现本发明的特征的涡轮机叶片槽结构的图。如图所示,作为叶片的根部的结构,由具有与叶片的离心力负荷方向平行的面的平台部4b、比该平台部4b更向机轮径向内侧且比平行部更向外侧扩宽的燕尾部4a形成。并且,在机轮7与压缩机叶片的燕尾部4a的嵌合部,在机轮7的、包括比与燕尾部4a (叶片)的径向外侧的接触端部9a靠圆周方向外侧、且比接触端部9a靠径向外侧的区域设置槽部10。该槽部10由比接触端部9a更朝向圆周方向外侧的第一直线部10a、比该直线部IOa更向机轮外周方向的第二直线部10b、以及连结这些直线的曲线部IOc形成。另外,槽部10期望形成在包括比与燕尾部4a的径向内侧的接触端部9b靠圆周方向内侧的区域。根据本结构,通过使机轮的接触端刚性下降,能降低接触端部9a的应力。
[0029]图5表示实施了模拟在本实施例结构及比较例结构的叶片槽部产生离心力的样式的实物大模型疲劳试验的结果。试验结果使用比较例结构的结果并无量纲化。根据本结果,通过使用本实施例结构,与比较例的形状相比,疲劳寿命大约提高六倍。
[0030](实施例二)
[0031]图6表示本发明的实施例二。其特征在于,以机轮的从与叶片的接触端部9向机轮外形,与叶片矩形部圆周方向端面11的距离变大的方式,向圆周方向外侧除掉直到上述机轮外周的部分。由此,与实施例一相比,能够抑制机轮的与叶片的接触面附近的强度下降。
[0032](实施例三)
[0033]图7表示本发明的实施例三。通过设置由与叶片负荷支承面5平行的直线及从该直线的两端部向机轮外形方向延伸的直线形成的槽部12,能减小机轮侧开口部,并且能消除,从而能够减小对涡轮机动作流体的流动的影响。
[0034](实施例四)
[0035]图8表示本发明的实施例四。在比机轮与叶片的接触面靠外形方向的区域形成空心部。作为空心部,例如通过在轴向上设置图8所示那样的圆或椭圆孔,与实施例三相同,降低接触端部的应力,并且能抑制对涡轮机动作流体的影响。
[0036]在上述各实施例中,考虑通过机轮的接触端部9a变形,实现应力的降低。因此,期望这些槽部及空心部(孔)的位置位于接触面的径向上部。但是,这些槽部、空心部的大小、位置需要考虑实机的负荷状况、适用材料的强度等适当设定。
[0037]另外,作为降低这些刚性的区域的疲劳强度提高方法,可以列举由喷丸硬化、喷射硬化产生的压缩残留应力的施加、或由摩擦搅拌产生的表面改性等。
【权利要求】
1.一种压缩机,具备固定在机轮的外周侧的动叶片、固定在内置上述机轮的外壳的内周侧的静叶片, 上述动叶片具有叶片部、与该叶片部的根侧连接并且具有与上述叶片部的离心力负荷方向平行的面的平台部、以及燕尾部,该燕尾部与该平台部连接,并且宽度比上述平台部的径向内侧且上述平台部的平行的面更向外侧扩宽,将该燕尾部插入形成在上述机轮的外周侧的叶片固定槽中并固定, 该压缩机的特征在于, 在上述机轮的、包括比上述叶片固定槽与上述燕尾部的径向外侧的接触端部更向圆周方向外侧、且比上述接触端部更向径向外侧的区域形成槽部或空心部。
2.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于, 上述槽部或空心部形成在上述机轮的、包括比上述叶片固定槽与上述燕尾部的径向内侧的接触端部更向圆周方向内侧的区域。
3.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于, 上述槽部由从上述接触端部朝向圆周方向外侧的第一直线部、朝向径向外侧的第二直线部、以及连结上述第一及第二直线部的曲线部形成。
4.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于, 上述槽部形成为,随着从上述接触端部朝向径向外侧,与上述平坦部的平行的面的距离变大。
5.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于, 在上述槽部或空心部施加由喷丸硬化产生的压缩残留应力。
6.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于, 在上述槽部或空心部的表面部进行由摩擦搅拌进行的表面改性。
【文档编号】F04D29/38GK103452905SQ201310210973
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】长埜浩太 申请人:株式会社日立制作所

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