JP2000345802A - ガスタービン翼の製造方法 - Google Patents
ガスタービン翼の製造方法Info
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- JP2000345802A JP2000345802A JP11153083A JP15308399A JP2000345802A JP 2000345802 A JP2000345802 A JP 2000345802A JP 11153083 A JP11153083 A JP 11153083A JP 15308399 A JP15308399 A JP 15308399A JP 2000345802 A JP2000345802 A JP 2000345802A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】翼高が大きくなっても容易に製造できるガスタ
ービン翼の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明に係るガスタービン翼の製造方法
は、翼有効部ルート部２４ａ側に形成する翼有効部ルー
ト部側冷却用通路２６と、翼有効部チップ部２３側に形
成する中実形状とを精密鋳造で作製する。次に、翼有効
部チップ部２３側に形成する中実形状に、機械加工で翼
有効部チップ部側冷却用通路２８を形成する。
ービン翼の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明に係るガスタービン翼の製造方法
は、翼有効部ルート部２４ａ側に形成する翼有効部ルー
ト部側冷却用通路２６と、翼有効部チップ部２３側に形
成する中実形状とを精密鋳造で作製する。次に、翼有効
部チップ部２３側に形成する中実形状に、機械加工で翼
有効部チップ部側冷却用通路２８を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン段落の後
段落にも適用できるガスタービン翼の製造方法に関す
る。
段落にも適用できるガスタービン翼の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、発電プラント等に適用されるガ
スタービンプラントは、図８に示すように、ガスタービ
ン１と同軸に設けられた空気圧縮機２の駆動により圧縮
された高圧空気がガスタービン燃焼器３に燃料とともに
供給され、燃焼器ライナ４により区画された燃焼室５で
燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをトラジションピース
６を介してガスタービン１のタービン静翼７やタービン
動翼８に案内し、タービン静翼７で膨張させた燃焼ガス
でタービン動翼８を回転させ、その際、タービン軸９に
回転トルクを発生させる構成になっている。
スタービンプラントは、図８に示すように、ガスタービ
ン１と同軸に設けられた空気圧縮機２の駆動により圧縮
された高圧空気がガスタービン燃焼器３に燃料とともに
供給され、燃焼器ライナ４により区画された燃焼室５で
燃焼ガスを生成し、その燃焼ガスをトラジションピース
６を介してガスタービン１のタービン静翼７やタービン
動翼８に案内し、タービン静翼７で膨張させた燃焼ガス
でタービン動翼８を回転させ、その際、タービン軸９に
回転トルクを発生させる構成になっている。
【０００３】そして、ガスタービンプラントのプラント
熱効率を向上させるためには、周知のようにガスタービ
ン入口温度を高温にすることが望ましく、実際、そのた
めにガスタービン入口温度を上昇させている。このガス
タービン入口温度の上昇に伴い、ガスタービン燃焼器
３、タービン静翼７やタービン動翼８にも高温に耐える
材料を使用する必要性が高まっており、ガスタービン部
品として耐熱性超合金材料が用いられるようになってき
た。
熱効率を向上させるためには、周知のようにガスタービ
ン入口温度を高温にすることが望ましく、実際、そのた
めにガスタービン入口温度を上昇させている。このガス
タービン入口温度の上昇に伴い、ガスタービン燃焼器
３、タービン静翼７やタービン動翼８にも高温に耐える
材料を使用する必要性が高まっており、ガスタービン部
品として耐熱性超合金材料が用いられるようになってき
た。
【０００４】ところが、現在、高温部材としてガスター
ビン１に適用されている耐熱性超合金材料の限界温度が
８００〜９００℃であるのに対し、ガスタービン入口温
度は１３００℃以上であり、その限界温度を大幅に超え
ている。このため、ガスタービンプラントの運転保証を
行うには、上述の限界温度まで冷却できる構造のガスタ
ービン翼が必要になってきた。
ビン１に適用されている耐熱性超合金材料の限界温度が
８００〜９００℃であるのに対し、ガスタービン入口温
度は１３００℃以上であり、その限界温度を大幅に超え
ている。このため、ガスタービンプラントの運転保証を
行うには、上述の限界温度まで冷却できる構造のガスタ
ービン翼が必要になってきた。
【０００５】最近では、例えば図９に示すように、ター
ビン動翼８がガスタービン入口温度１３００℃以上のク
ラスのガスタービン１に適用されつつある。すなわち、
図９において、主に空気圧縮機から抽気された冷却空気
は、タービン動翼８のシャンク部１０ａと翼植込み部１
０ｂとを連続的に一体に形成した翼ルート部（翼根元
部）１０から翼有効部１０ｃ内の通路１１ａ，１１ｂに
流入して対流冷却するとともに、反転蛇行通路１２ａ，
１２ｂでリターンフローを繰り返した後、出口１３ａ，
１３ｂから翼外に放出される。
ビン動翼８がガスタービン入口温度１３００℃以上のク
ラスのガスタービン１に適用されつつある。すなわち、
図９において、主に空気圧縮機から抽気された冷却空気
は、タービン動翼８のシャンク部１０ａと翼植込み部１
０ｂとを連続的に一体に形成した翼ルート部（翼根元
部）１０から翼有効部１０ｃ内の通路１１ａ，１１ｂに
流入して対流冷却するとともに、反転蛇行通路１２ａ，
１２ｂでリターンフローを繰り返した後、出口１３ａ，
１３ｂから翼外に放出される。
【０００６】また、翼前縁部１４は、通路１１ａに穿設
されたシャワーヘッド冷却空気吹出し孔１５から吹き出
された冷却空気により冷却される。また、翼表面は、フ
ィルム冷却空気吹出し孔（図示せず）から吹き出された
冷却空気により冷却される。さらに、通路１１ｂを通過
した冷却空気は、ピンフィン１６により翼後縁部１７を
冷却させた後、翼後縁部１７に設けた冷却空気吹出し孔
１８から噴出される。
されたシャワーヘッド冷却空気吹出し孔１５から吹き出
された冷却空気により冷却される。また、翼表面は、フ
ィルム冷却空気吹出し孔（図示せず）から吹き出された
冷却空気により冷却される。さらに、通路１１ｂを通過
した冷却空気は、ピンフィン１６により翼後縁部１７を
冷却させた後、翼後縁部１７に設けた冷却空気吹出し孔
１８から噴出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図９で示した
従来のガスタービン翼では、以下に示す問題点がある。
従来のガスタービン翼では、以下に示す問題点がある。
【０００８】最近のガスタービンプラントでは、ガスタ
ービン入口温度の上昇や再燃器の採用により、これまで
冷却を必要としなかったタービン第３段落以後に設置し
たガスタービン翼にも冷却を必要としている。タービン
第３段落以後に設置したガスタービン翼は、タービン第
１段落やタービン第２段落に設置したガスタービン翼に
較べて翼高が大きく、例えば出力３００ＭＷクラスのガ
スタービンプラントで、その翼高が６０ｃｍ以上になっ
ている。
ービン入口温度の上昇や再燃器の採用により、これまで
冷却を必要としなかったタービン第３段落以後に設置し
たガスタービン翼にも冷却を必要としている。タービン
第３段落以後に設置したガスタービン翼は、タービン第
１段落やタービン第２段落に設置したガスタービン翼に
較べて翼高が大きく、例えば出力３００ＭＷクラスのガ
スタービンプラントで、その翼高が６０ｃｍ以上になっ
ている。
【０００９】このように、翼高が大きくなり、冷却用の
通路１１ａ，１１ｂが反転蛇行の通路になると、現在の
製造技術では、その構造が複雑すぎてもはや精密鋳造で
作製することに限界を来しており、また機械加工で全て
の翼内冷却構造を施行することも難しくなっている。
通路１１ａ，１１ｂが反転蛇行の通路になると、現在の
製造技術では、その構造が複雑すぎてもはや精密鋳造で
作製することに限界を来しており、また機械加工で全て
の翼内冷却構造を施行することも難しくなっている。
【００１０】また、翼ルート部（翼根元部）は、運転
中、翼有効部１０ｃのチップ部（翼先端部）に較べて大
きな遠心力が働くが、翼高が大きくなるに連れて遠心力
も増える。このため、タービン第３段落以後のガスター
ビン翼の翼高が大きいと、遠心力の強度の点から、翼ル
ート部は通路（冷却孔）１１等の空洞部分が少なく、翼
母材部分が多い構造のものが要求される。
中、翼有効部１０ｃのチップ部（翼先端部）に較べて大
きな遠心力が働くが、翼高が大きくなるに連れて遠心力
も増える。このため、タービン第３段落以後のガスター
ビン翼の翼高が大きいと、遠心力の強度の点から、翼ル
ート部は通路（冷却孔）１１等の空洞部分が少なく、翼
母材部分が多い構造のものが要求される。
【００１１】他方、翼有効部１０ｃの中央部（ＰＣＤ）
は、そのルート部やそのチップ部に較べてガスタービン
駆動ガス（主流）の温度が高いため、熱伝達率の高い構
造が要求される。
は、そのルート部やそのチップ部に較べてガスタービン
駆動ガス（主流）の温度が高いため、熱伝達率の高い構
造が要求される。
【００１２】さらに、翼有効部１０ｃのルート部側、中
央部分、チップ部側の断面形状を較べると、ルート部側
は厚く、翼チップ部側は薄くなっており、翼全体がねじ
れた形状になっている。このような場合、機械加工の治
具の挿入深さには治具の長さだけでなく、最小肉厚の点
からも制限を受ける。
央部分、チップ部側の断面形状を較べると、ルート部側
は厚く、翼チップ部側は薄くなっており、翼全体がねじ
れた形状になっている。このような場合、機械加工の治
具の挿入深さには治具の長さだけでなく、最小肉厚の点
からも制限を受ける。
【００１３】このように、従来のガスタービン翼では、
翼高が大きくなるに連れて製造上の問題が出ており、ガ
スタービン翼の製造上、新たな改善が求められていた。
翼高が大きくなるに連れて製造上の問題が出ており、ガ
スタービン翼の製造上、新たな改善が求められていた。
【００１４】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、翼高が大きくなっても低コストにして容易
に製造できるガスタービン翼の製造方法を提供すること
を目的とする。
れたもので、翼高が大きくなっても低コストにして容易
に製造できるガスタービン翼の製造方法を提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスタービ
ン翼の製造方法は、請求項１に記載したように、翼有効
部の翼有効部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、
上記翼有効部の翼有効部チップ部側に形成する中実形状
とが精密鋳造で作製された後、上記翼有効部チップ部側
に形成した中実形状に機械加工で上記第１の冷却通路と
連通させる第２の冷却通路を形成するものである。
ン翼の製造方法は、請求項１に記載したように、翼有効
部の翼有効部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、
上記翼有効部の翼有効部チップ部側に形成する中実形状
とが精密鋳造で作製された後、上記翼有効部チップ部側
に形成した中実形状に機械加工で上記第１の冷却通路と
連通させる第２の冷却通路を形成するものである。
【００１６】また、本発明に係るガスタービン翼の製造
方法は、請求項２に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、この第１の
冷却通路に横断して形成するピンフィンと、上記翼有効
部の翼有効部チップ部側に形成する中実形状とが精密鋳
造で作製された後、上記翼有効部チップ部側に形成した
中実形状に機械加工で上記ピンフィンを介して上記第１
の冷却通路と連通させる第２の冷却通路を形成するもの
である。
方法は、請求項２に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、この第１の
冷却通路に横断して形成するピンフィンと、上記翼有効
部の翼有効部チップ部側に形成する中実形状とが精密鋳
造で作製された後、上記翼有効部チップ部側に形成した
中実形状に機械加工で上記ピンフィンを介して上記第１
の冷却通路と連通させる第２の冷却通路を形成するもの
である。
【００１７】また、本発明に係るガスタービン翼の製造
方法は、請求項３に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、この第１の
冷却通路に横断して形成するピンフィンと、ピンフィン
に連接し、上記翼有効部の翼後縁部に形成する中実形状
と、上記翼有効部の翼有効部チップ部側に形成する中実
形状とが精密鋳造で作製された後、上記翼有効部チップ
部側に形成した中実形状に機械加工で上記ピンフィンを
介して上記第１の冷却通路と連通させる第２の冷却通路
を形成するとともに、上記翼後縁部に形成した中実形状
に機械加工で上記ピンフィンと連通させる後縁側吹出し
口を形成するものである。
方法は、請求項３に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、この第１の
冷却通路に横断して形成するピンフィンと、ピンフィン
に連接し、上記翼有効部の翼後縁部に形成する中実形状
と、上記翼有効部の翼有効部チップ部側に形成する中実
形状とが精密鋳造で作製された後、上記翼有効部チップ
部側に形成した中実形状に機械加工で上記ピンフィンを
介して上記第１の冷却通路と連通させる第２の冷却通路
を形成するとともに、上記翼後縁部に形成した中実形状
に機械加工で上記ピンフィンと連通させる後縁側吹出し
口を形成するものである。
【００１８】また、本発明に係るガスタービン翼の製造
方法は、請求項４に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、この第１の
冷却通路に横断して熱伝達促進体を備えた反転蛇行通路
と、上記翼有効部の翼有効部チップ部側に形成する中実
形状とが精密鋳造で作製された後、上記翼有効部チップ
部側に形成した中実形状に機械加工で上記反転蛇行通路
を介して上記第１の冷却通路と連通させる第２の冷却通
路とを形成するものである。
方法は、請求項４に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路と、この第１の
冷却通路に横断して熱伝達促進体を備えた反転蛇行通路
と、上記翼有効部の翼有効部チップ部側に形成する中実
形状とが精密鋳造で作製された後、上記翼有効部チップ
部側に形成した中実形状に機械加工で上記反転蛇行通路
を介して上記第１の冷却通路と連通させる第２の冷却通
路とを形成するものである。
【００１９】また、本発明に係るガスタービン翼の製造
方法は、請求項５に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路および上記翼有
効部の翼有効部チップ部側に形成する第２の冷却通路の
うち、少なくとも一方に、冷却媒体を翼外に噴出させる
フィルム冷却用吹出し孔を上記翼有効部の翼壁に設け、
上記第１の冷却通路および第２の冷却通路のう、少なく
とも一方に連通させる上記フィルム冷却用吹出し孔を機
械加工で形成するものである。
方法は、請求項５に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路および上記翼有
効部の翼有効部チップ部側に形成する第２の冷却通路の
うち、少なくとも一方に、冷却媒体を翼外に噴出させる
フィルム冷却用吹出し孔を上記翼有効部の翼壁に設け、
上記第１の冷却通路および第２の冷却通路のう、少なく
とも一方に連通させる上記フィルム冷却用吹出し孔を機
械加工で形成するものである。
【００２０】また、本発明に係るガスタービン翼の製造
方法は、請求項６に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路に、翼ルート部
に形成する翼ルート部冷却用通路を連通させ、上記第１
の冷却通路に連通させる上記翼ルート部冷却用通路を機
械加工で形成するものである。
方法は、請求項６に記載したように、翼有効部の翼有効
部ルート部側に形成する第１の冷却通路に、翼ルート部
に形成する翼ルート部冷却用通路を連通させ、上記第１
の冷却通路に連通させる上記翼ルート部冷却用通路を機
械加工で形成するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
翼の製造方法の実施形態を図面および図面に付した符号
を引用して説明する。
翼の製造方法の実施形態を図面および図面に付した符号
を引用して説明する。
【００２２】図１は、本発明に係るガスタービン翼の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【００２３】図１に示すガスタービン翼は、底部側に、
シャンク部２０と翼植込み部２１とを連続一体に形成し
た翼ルート部（翼根元部）２２と、翼頂部側に形成した
翼有効部チップ部（翼先端部）２３と連続一体に形成し
た翼有効部２４とを備えて構成される。
シャンク部２０と翼植込み部２１とを連続一体に形成し
た翼ルート部（翼根元部）２２と、翼頂部側に形成した
翼有効部チップ部（翼先端部）２３と連続一体に形成し
た翼有効部２４とを備えて構成される。
【００２４】翼有効部２４は、翼ルート部２２に形成し
た翼ルート部冷却用通路２５に連通し、翼有効部ルート
部２４ａに形成する翼有効部ルート部側冷却用通路２６
と、冷却媒体ＣＦを衝突させて熱伝達係数を高めるピン
フィン２７と、ピンフィン２７を配置する翼有効部中央
部冷却用通路２７ｃと、この翼有効部中央部冷却用通路
２７ｃに連通する翼有効部チップ部側冷却用通路２８と
を備えている。
た翼ルート部冷却用通路２５に連通し、翼有効部ルート
部２４ａに形成する翼有効部ルート部側冷却用通路２６
と、冷却媒体ＣＦを衝突させて熱伝達係数を高めるピン
フィン２７と、ピンフィン２７を配置する翼有効部中央
部冷却用通路２７ｃと、この翼有効部中央部冷却用通路
２７ｃに連通する翼有効部チップ部側冷却用通路２８と
を備えている。
【００２５】このような構成を備えたガスタービン翼を
製造するにあたり、次の工程が施行される。
製造するにあたり、次の工程が施行される。
【００２６】まず、鋳造時、翼ルート部２２には比較的
口径の大きい翼ルート部冷却用通路２５が精密鋳造で作
製される。また、翼有効部２４は、領域Ａの部分（翼有
効部ルート部２４ａ側から翼有効部中央側部側）に上述
翼ルート部冷却用通路２５に連通する比較的口径の大き
い翼有効部ルート部側冷却用通路２６と、翼有効部中央
部冷却用通路２７に形成するピンフィン２７とを精密鋳
造で作製するとともに、領域Ｂの部分（翼有効部中央部
側から翼有効部チップ側部２３側）を中実として作製す
る。
口径の大きい翼ルート部冷却用通路２５が精密鋳造で作
製される。また、翼有効部２４は、領域Ａの部分（翼有
効部ルート部２４ａ側から翼有効部中央側部側）に上述
翼ルート部冷却用通路２５に連通する比較的口径の大き
い翼有効部ルート部側冷却用通路２６と、翼有効部中央
部冷却用通路２７に形成するピンフィン２７とを精密鋳
造で作製するとともに、領域Ｂの部分（翼有効部中央部
側から翼有効部チップ側部２３側）を中実として作製す
る。
【００２７】この場合、翼有効部２４の領域Ａの部分に
作製される翼有効部ルート部側冷却用通路２６は、図２
に示すように、翼前縁部２９と翼後縁部３０との間に作
製される。
作製される翼有効部ルート部側冷却用通路２６は、図２
に示すように、翼前縁部２９と翼後縁部３０との間に作
製される。
【００２８】また、翼有効部２４の領域Ａの部分に作製
されるピンフィン２７は、図３に示すように、腹側３１
と背側３２とのそれぞれに設けられる。
されるピンフィン２７は、図３に示すように、腹側３１
と背側３２とのそれぞれに設けられる。
【００２９】次に、鋳造工程が終ると翼有効部２４は、
中実として形成する領域Ｂの部分を機械加工し、図４に
示すように、比較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷
却用通路２８を図１で示した矢印Ｌ方向から穿設する。
また、図２、図３および図４で示す腹側３１および背側
３２のそれぞれに形成するフィル冷却用吹出し孔３６も
機械加工で翼壁に穿設される。
中実として形成する領域Ｂの部分を機械加工し、図４に
示すように、比較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷
却用通路２８を図１で示した矢印Ｌ方向から穿設する。
また、図２、図３および図４で示す腹側３１および背側
３２のそれぞれに形成するフィル冷却用吹出し孔３６も
機械加工で翼壁に穿設される。
【００３０】このように、本実施形態では、鋳造時、翼
ルート部２２に比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通
路２５と翼有効部２４の領域Ａの部分に比較的口径の大
きい翼有効部ルート部側冷却用通路２６とピンフィン２
７とを精密鋳造で作製するとともに、翼有効部２４の領
域Ｂの部分を中実で作製し、鋳造後、中実で形成した領
域Ｂの部分を機械加工で比較的口径の小さい翼有効部チ
ップ部側冷却用通路２８を穿設するので、タービン後段
落に設置される翼高の大きいガスタービン翼でも冷却構
造を容易に作製することができ、高温化にも充分に対処
できる冷却構造のガスタービン翼を実現することができ
る。
ルート部２２に比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通
路２５と翼有効部２４の領域Ａの部分に比較的口径の大
きい翼有効部ルート部側冷却用通路２６とピンフィン２
７とを精密鋳造で作製するとともに、翼有効部２４の領
域Ｂの部分を中実で作製し、鋳造後、中実で形成した領
域Ｂの部分を機械加工で比較的口径の小さい翼有効部チ
ップ部側冷却用通路２８を穿設するので、タービン後段
落に設置される翼高の大きいガスタービン翼でも冷却構
造を容易に作製することができ、高温化にも充分に対処
できる冷却構造のガスタービン翼を実現することができ
る。
【００３１】また、本実施形態では、腹側３１および背
側３２のそれぞれに形成するフィルム冷却用吹出し孔３
６を機械加工で翼壁に穿設するので、孔加工作業を短時
間にして容易に行うことができる。
側３２のそれぞれに形成するフィルム冷却用吹出し孔３
６を機械加工で翼壁に穿設するので、孔加工作業を短時
間にして容易に行うことができる。
【００３２】なお、本実施形態では、翼有効部２４の翼
有効部中央部側にピンフィン２７を設けているが、例え
ば図５に示すように、領域Ａの部分に翼有効部ルート部
側冷却用通路２６を形成し、領域Ｂの部分に翼有効部チ
ップ部側冷却用通路２８を形成してもよい。この場合、
翼有効部ルート部側冷却用通路２６は精密鋳造で、また
翼有効部チップ部側冷却用通路８２は機械加工でそれぞ
れ施行される。
有効部中央部側にピンフィン２７を設けているが、例え
ば図５に示すように、領域Ａの部分に翼有効部ルート部
側冷却用通路２６を形成し、領域Ｂの部分に翼有効部チ
ップ部側冷却用通路２８を形成してもよい。この場合、
翼有効部ルート部側冷却用通路２６は精密鋳造で、また
翼有効部チップ部側冷却用通路８２は機械加工でそれぞ
れ施行される。
【００３３】図６は、本発明に係るガスタービン翼の製
造方法の第２実施形態を説明する図である。なお、第１
実施形態の構成部分または対応する部分と同一部分には
同一符号を付している。
造方法の第２実施形態を説明する図である。なお、第１
実施形態の構成部分または対応する部分と同一部分には
同一符号を付している。
【００３４】本実施形態に係るガスタービン翼の製造方
法は、まず、鋳造時、翼ルート部２２と翼有効部２４の
領域Ａの部分（翼有効部ルート部２４ａ側から翼有効部
中央部側）とのそれぞれに比較的口径の大きい翼ルート
部冷却用通路２５と翼有効部ルート部側冷却用通路２６
とのそれぞれを精密鋳造で作製するとともに、翼有効部
２４の領域Ｂの部分（翼有効部中央部側から翼有効部チ
ップ部２３側）と翼有効部２４の領域Ｃ（翼有効部中央
部側における翼後縁部３０側）の部分とのそれぞれを中
実として作製する。
法は、まず、鋳造時、翼ルート部２２と翼有効部２４の
領域Ａの部分（翼有効部ルート部２４ａ側から翼有効部
中央部側）とのそれぞれに比較的口径の大きい翼ルート
部冷却用通路２５と翼有効部ルート部側冷却用通路２６
とのそれぞれを精密鋳造で作製するとともに、翼有効部
２４の領域Ｂの部分（翼有効部中央部側から翼有効部チ
ップ部２３側）と翼有効部２４の領域Ｃ（翼有効部中央
部側における翼後縁部３０側）の部分とのそれぞれを中
実として作製する。
【００３５】次に鋳造工程が終ると、翼有効部２４は中
実として形成する領域Ｂの部分および領域Ｃの部分のそ
れぞれを機械加工し、比較的口径の小さい翼有効部チッ
プ部側冷却用通路２８と翼後縁部３０の後縁側吹出し口
３３とのそれぞれを矢印Ｌ方向および矢印Ｍ方向のそれ
ぞれから穿設する。
実として形成する領域Ｂの部分および領域Ｃの部分のそ
れぞれを機械加工し、比較的口径の小さい翼有効部チッ
プ部側冷却用通路２８と翼後縁部３０の後縁側吹出し口
３３とのそれぞれを矢印Ｌ方向および矢印Ｍ方向のそれ
ぞれから穿設する。
【００３６】このように、本実施形態では、鋳造時、翼
ルート部２２に比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通
路２５と翼有効部２４の領域Ａの部分に比較的口径の大
きい翼有効部ルート部側冷却用通路２６とを精密鋳造で
作製するとともに、翼有効部２４の領域Ｂの部分と領域
Ｃの部分とのそれぞれを中実で作製し、鋳造後、中実で
形成する領域Ｂの部分と領域Ｃのと部分とのそれぞれに
機械加工で比較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷却
用通路２８と翼後縁部３０の後縁側吹出し口３３とのそ
れぞれを穿設するので、タービン後段落に設置される翼
高の大きいガスタービン翼でも冷却構造を容易に作製す
ることができる。
ルート部２２に比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通
路２５と翼有効部２４の領域Ａの部分に比較的口径の大
きい翼有効部ルート部側冷却用通路２６とを精密鋳造で
作製するとともに、翼有効部２４の領域Ｂの部分と領域
Ｃの部分とのそれぞれを中実で作製し、鋳造後、中実で
形成する領域Ｂの部分と領域Ｃのと部分とのそれぞれに
機械加工で比較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷却
用通路２８と翼後縁部３０の後縁側吹出し口３３とのそ
れぞれを穿設するので、タービン後段落に設置される翼
高の大きいガスタービン翼でも冷却構造を容易に作製す
ることができる。
【００３７】図７は、本発明に係るガスタービン翼の製
造方法の第３実施形態を説明する図である。なお、第１
実施形態の構成部分または対応する部分と同一部分には
同一符号を付している。
造方法の第３実施形態を説明する図である。なお、第１
実施形態の構成部分または対応する部分と同一部分には
同一符号を付している。
【００３８】本実施形態に係るガスタービン翼の製造方
法は、まず、鋳造時、翼ルート部２２と翼有効部２４の
領域Ａの部分（翼有効部ルート部２４ａ側）とのそれぞ
れに比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通路２５と翼
有効部ルート部側冷却用通路２６とのそれぞれを精密構
造で作製するとともに、翼有効部２４の領域Ｄの部分
（翼有効部中央部側）に、例えば突出し片等で形成した
熱伝達促進体３４を備えた反転蛇行通路３５を精密鋳造
で作製し、さらに翼有効部２４の領域Ｂの部分（翼有効
部チップ部２３側）を中実として作製する。
法は、まず、鋳造時、翼ルート部２２と翼有効部２４の
領域Ａの部分（翼有効部ルート部２４ａ側）とのそれぞ
れに比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通路２５と翼
有効部ルート部側冷却用通路２６とのそれぞれを精密構
造で作製するとともに、翼有効部２４の領域Ｄの部分
（翼有効部中央部側）に、例えば突出し片等で形成した
熱伝達促進体３４を備えた反転蛇行通路３５を精密鋳造
で作製し、さらに翼有効部２４の領域Ｂの部分（翼有効
部チップ部２３側）を中実として作製する。
【００３９】次に、鋳造工程が終了すると、翼有効部２
４は中実として形成する領域Ｂの部分を機械加工し、比
較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷却用通路２８を
矢印Ｌ方向から穿設する。
４は中実として形成する領域Ｂの部分を機械加工し、比
較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷却用通路２８を
矢印Ｌ方向から穿設する。
【００４０】このように、本実施形態では、鋳造時、翼
ルート部２２に比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通
路２５と翼有効部２４の領域Ａの部分に比較的口径の大
きい翼有効部ルート部側冷却用通路２６とを精密構造で
作製するとともに、翼有効部２４の領域Ｄの部分に熱伝
達促進体３４を備えた反転蛇行通路３５を精密構造で作
製する一方、翼有効部２４の領域Ｂの部分を中実で作製
し、鋳造後、中実で形成する領域Ｂの部分に機械加工で
比較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷却通路２８を
穿設するので、タービン後段落に設置される翼高の大き
いガスタービン翼でも冷却構造を容易に作製することが
できる。
ルート部２２に比較的口径の大きい翼ルート部冷却用通
路２５と翼有効部２４の領域Ａの部分に比較的口径の大
きい翼有効部ルート部側冷却用通路２６とを精密構造で
作製するとともに、翼有効部２４の領域Ｄの部分に熱伝
達促進体３４を備えた反転蛇行通路３５を精密構造で作
製する一方、翼有効部２４の領域Ｂの部分を中実で作製
し、鋳造後、中実で形成する領域Ｂの部分に機械加工で
比較的口径の小さい翼有効部チップ部側冷却通路２８を
穿設するので、タービン後段落に設置される翼高の大き
いガスタービン翼でも冷却構造を容易に作製することが
できる。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係るガス
タービン翼の製造方法は、翼ルート部に形成する翼ルー
ト部冷却用通路と、翼有効部に形成する翼有効部ルート
部側冷却用通路、ピンフィンおよび反転蛇行通路などの
冷却構造のうち、少なくとも一つ以上を精密構造で作製
するとともに、翼有効部のチップ部側および翼後縁部側
のうち、少なくとも一つ以上を中実で作製し、鋳造後、
中実の部分に機械加工で冷却用通路を穿設するので、タ
ービン後段落の翼高の大きいガスタービン翼の複雑な冷
却構造でも容易に作製することができ、高温化にも充分
に対処できる冷却構造を実現することができる。
タービン翼の製造方法は、翼ルート部に形成する翼ルー
ト部冷却用通路と、翼有効部に形成する翼有効部ルート
部側冷却用通路、ピンフィンおよび反転蛇行通路などの
冷却構造のうち、少なくとも一つ以上を精密構造で作製
するとともに、翼有効部のチップ部側および翼後縁部側
のうち、少なくとも一つ以上を中実で作製し、鋳造後、
中実の部分に機械加工で冷却用通路を穿設するので、タ
ービン後段落の翼高の大きいガスタービン翼の複雑な冷
却構造でも容易に作製することができ、高温化にも充分
に対処できる冷却構造を実現することができる。
【００４２】また、本発明に係るガスタービン翼の製造
方法は、翼前縁部、腹側、背側および翼後縁部に形成さ
れるフィルム冷却用吹出し孔を翼鋳造後、機械加工で穿
設するので、孔加工作業の時間を短くして容易に行うこ
とができ、作業者の労力を軽減させることができる。
方法は、翼前縁部、腹側、背側および翼後縁部に形成さ
れるフィルム冷却用吹出し孔を翼鋳造後、機械加工で穿
設するので、孔加工作業の時間を短くして容易に行うこ
とができ、作業者の労力を軽減させることができる。
【図１】本発明に係るガスタービン翼の製造方法の第１
実施形態を説明する図。
実施形態を説明する図。
【図２】図１のＺ−Ｚ矢視方向から見た切断断面図。
【図３】図１のＹ−Ｙ矢視方向から見た切断断面図。
【図４】図１のＸ−Ｘ矢視方向から見た切断断面図。
【図５】本発明に係るガスタービン翼の製造方法の第１
実施形態の変形例を説明する図。
実施形態の変形例を説明する図。
【図６】本発明に係るガスタービン翼の製造方法の第２
実施形態を説明する図。
実施形態を説明する図。
【図７】本発明に係るガスタービン翼の製造方法の第３
実施形態を説明する図。
実施形態を説明する図。
【図８】発電用に適用する従来のガスタービンプラント
を示す一部切欠概略断面図。
を示す一部切欠概略断面図。
【図９】従来のガスタービンプラントに適用するガスタ
ービン翼の概略縦断面図。
ービン翼の概略縦断面図。
１ ガスタービン ２ 空気圧縮機 ３ ガスタービン燃焼器 ４ 燃焼器ライナ ５ 燃焼室 ６ トラジションピース ７ タービン静翼 ８ タービン動翼 ９ タービン軸 １０ 翼ルート部 １０ａ シャンク部 １０ｂ 翼植込み部 １０ 翼有効部 １１ａ，１１ｂ 通路 １２ａ，１２ｂ 反転蛇行通路 １３ａ，１３ｂ 出口 １４ 翼前縁部 １５ シャワーヘッド冷却空気吹出し孔 １６ ピンフィン １７ 翼後縁部 １８ 冷却空気吹出し孔 ２０ シャンク部 ２１ 翼植込み部 ２２ 翼ルート部 ２３ 翼有効部チップ部 ２４ 翼有効部 ２４ａ 翼有効部ルート部 ２５ 翼ルート部冷却用通路 ２６ 翼有効部ルート部側冷却用通路 ２７ ピンフィン ２７ｃ 翼有効部中央部側冷却用通路 ２８ 翼有効部チップ部側冷却用通路 ２９ 翼前縁部 ３０ 翼後縁部 ３１ 腹側 ３２ 背側 ３３ 後縁側吹出し口 ３４ 熱伝達促進体 ３５ 反転蛇行通路 ３６ フィルム冷却用吹出し孔
Claims (6)
- 【請求項１】 翼有効部の翼有効部ルート部側に形成す
る第１の冷却通路と、上記翼有効部の翼有効部チップ部
側に形成する中実形状とが精密鋳造で作製された後、上
記翼有効部チップ部側に形成した中実形状に機械加工で
上記第１の冷却通路と連通させる第２の冷却通路を形成
することを特徴とするガスタービン翼の製造方法。 - 【請求項２】 翼有効部の翼有効部ルート部側に形成す
る第１の冷却通路と、この第１の冷却通路に横断して形
成するピンフィンと、上記翼有効部の翼有効部チップ部
側に形成する中実形状とが精密鋳造で作製された後、上
記翼有効部チップ部側に形成した中実形状に機械加工で
上記ピンフィンを介して上記第１の冷却通路と連通させ
る第２の冷却通路を形成することを特徴とするガスター
ビン翼の製造方法。 - 【請求項３】 翼有効部の翼有効部ルート部側に形成す
る第１の冷却通路と、この第１の冷却通路に横断して形
成するピンフィンと、ピンフィンに連接し、上記翼有効
部の翼後縁部に形成する中実形状と、上記翼有効部の翼
有効部チップ部側に形成する中実形状とが精密鋳造で作
製された後、上記翼有効部チップ部側に形成した中実形
状に機械加工で上記ピンフィンを介して上記第１の冷却
通路と連通させる第２の冷却通路を形成するとともに、
上記翼後縁部に形成した中実形状に機械加工で上記ピン
フィンと連通させる後縁側吹出し口を形成することを特
徴とするガスタービン翼の製造方法。 - 【請求項４】 翼有効部の翼有効部ルート部側に形成す
る第１の冷却通路と、この第１の冷却通路に横断して熱
伝達促進体を備えた反転蛇行通路と、上記翼有効部の翼
有効部チップ部側に形成する中実形状とが精密鋳造で作
製された後、上記翼有効部チップ部側に形成した中実形
状に機械加工で上記反転蛇行通路を介して上記第１の冷
却通路と連通させる第２の冷却通路とを形成することを
特徴とするガスタービン翼の製造方法。 - 【請求項５】 翼有効部の翼有効部ルート部側に形成す
る第１の冷却通路および上記翼有効部の翼有効部チップ
部側に形成する第２の冷却通路のうち、少なくとも一方
に、冷却媒体を翼外に噴出させるフィルム冷却用吹出し
孔を上記翼有効部の翼壁に設け、上記第１の冷却通路お
よび第２の冷却通路のう、少なくとも一方に連通させる
上記フィルム冷却用吹出し孔を機械加工で形成すること
を特徴とするガスタービン翼の製造方法。 - 【請求項６】 翼有効部の翼有効部ルート部側に形成す
る第１の冷却通路に、翼ルート部に形成する翼ルート部
冷却用通路を連通させ、上記第１の冷却通路に連通させ
る上記翼ルート部冷却用通路を機械加工で形成すること
を特徴とするガスタービン翼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11153083A JP2000345802A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ガスタービン翼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11153083A JP2000345802A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ガスタービン翼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000345802A true JP2000345802A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15554613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11153083A Pending JP2000345802A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ガスタービン翼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000345802A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215233A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Ihi Corp | 冷却タービン翼 |
| JP2009167934A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン動翼およびガスタービン |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP11153083A patent/JP2000345802A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215233A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Ihi Corp | 冷却タービン翼 |
| JP2009167934A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン動翼およびガスタービン |
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