JPH0913903A

JPH0913903A - ガスタービン動翼

Info

Publication number: JPH0913903A
Application number: JP16077495A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Itou; 洋茂伊藤; Nagatoshi Okabe; 永年岡部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】セラミックス外被と金属製翼軸部の金属製カバ
ーとの接触部において、材料の熱伸び差により発生する
応力を最小とする。【構成】セラミックス外被８と金属製カバー９ａとの間
に、熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材１４を配
設し、この傾斜組成材１４におけるセラミックス外被８
および金属製カバー９ａと接触する部分の熱膨張係数
を、それぞれセラミックス外被８および金属製カバー９
ａと同一の熱膨張係数に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスタービン動翼に係
り、特にガス通路部にセラミックスを適用したガスター
ビン動翼に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガスタービンは、図８に示すよ
うに構成されており、ガスタービン１と同軸に設けられ
た圧縮器２の駆動によって圧縮された圧縮空気を燃焼器
３に案内し、この燃焼器３のライナー４の部分で燃料と
ともに燃焼させる。燃焼による高温の燃焼ガスは、トラ
ンジションピース５，静翼６を経て動翼７に導き、この
動翼７を回転駆動させてガスタービン１の仕事をさせる
ようになっている。

【０００３】この種のガスタービンにおいては、タービ
ン入口ガス温度を上昇させると、タービン熱効率が上昇
することが知られており、タービン入口ガス温度を上昇
させるために、ガスタービン１の燃焼器３や動翼７・静
翼６の材料には耐熱性超合金材料が使用されている。し
かし、このような耐熱性超合金より耐熱性に優れたセラ
ミックス材料を、ガスタービン部品として用いることが
例えば特開昭５９−１１９００１号公報や特開昭５９−
１６０００１号公報などに開示されている。

【０００４】セラミックス材料は、その固有の性質とし
て耐熱性が優れている反面、脆いという欠点を有してお
り、小さな傷に対しても極めて脆弱であり、また熱的，
機械的衝撃に対しても弱い。このため、羽根植込部と有
効部をセラミックス材料で一体成形する羽根も提案され
ているものの、応力集中部での応力軽減法や金属との接
触部における過大応力の克服といった点で未だ実用化に
至っていないのが現状である。

【０００５】そこで、セラミックス材料は、引張荷重に
は弱いが、圧縮荷重には強いという特性があり、この長
所を活かすために金属製芯金とセラミックススリーブと
を組み合わせた方式のセラミックス動翼が特開昭５９−
１１９００１号公報に開示されている。図９（Ａ），
（Ｂ）はそのセラミックススリーブ型動翼を示したもの
である。

【０００６】図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、高温ガ
スに晒される羽根通路部外表面に、セラミックススリー
ブ（セラミックス製外被）８が配設され、このセラミッ
クススリーブ８の内側に金属製翼軸部としての芯金９が
設けられている。このような組み合わせ方式のセラミッ
クス動翼では、芯金９がロータに植え込まれる構造とな
っており、運転中にセラミックススリーブ８に発生する
遠心力は金属製カバーとしての頂部カバー９ａで受け止
められ、セラミックススリーブ８には圧縮荷重のみが作
用する。引張荷重は芯金９の有効部で発生するが、この
部分はガス温度に比べ温度が低く、金属材料で構成して
も十分に使用に耐えることができる。

【０００７】そして、図９（Ａ），（Ｂ）に示すセラミ
ックススリーブ型動翼は、芯金９の翼先端側からセラミ
ックススリーブ８を挿入し、その後芯金９と同一金属製
の頂部カバー９ａを装着し、次に芯金９と頂部カバー９
ａとの拡散接合部１０を高温雰囲気下で加圧し、接合一
体構造としている。

【０００８】また、冷却空気は、植込部から芯金９に向
けて冷却空気孔１１を通り、頂部カバー９ａに形成され
た冷却空気孔１１ａからタービン動翼外に排出されるよ
うになっており、この間動翼を冷却するため、この冷却
空気も芯金９および頂部カバー９ａを熱損傷から保護す
る機能を果たしている。

【０００９】このようなセラミックススリーブ型動翼
は、高温となる羽根通路部にセラミックスを使用する一
方、比較的温度が低く、高引張応力が発生する羽根植込
部に金属材料を使用し、両材料の長所を活かす構造とな
っている。

【００１０】ところで、タービン動翼を高温の作動ガス
環境中で高速回転させると、頂部カバー９ａ、芯金９お
よびセラミックススリーブ８には、前述したように遠心
力が作用するとともに、熱膨張による伸びが生じる。こ
こで、芯金９と頂部カバー９ａの構成材料となる耐熱性
超合金は、例えばＮｉ基合金の場合、熱膨張係数が１．
５×１０^-5／℃程度であり、セラミックススリーブ８の
構成材料となる窒化珪素や炭化珪素などの材料の熱膨張
係数は、３．５〜４×１０^-6／℃程度で、耐熱性超合金
の熱膨張係数に対して１／４〜１／５である。

【００１１】このため、頂部カバー９ａとセラミックス
スリーブ８とでは大きな熱伸び差が生じ、セラミックス
スリーブ８が遠心力によって頂部カバー９ａに強く押し
付けられる接触部においては、大きな摩擦力が発生す
る。その結果、セラミックススリーブ８の頂部カバー９
ａとの接触箇所には、強い引張応力や剪断応力が生じる
ため、これらの応力に弱いセラミックススリーブ８は破
損する可能性もある。

【００１２】そこで、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す従来
例では、頂部カバー９ａに変形可能な突起１２を形成
し、この突起１２によりセラミックススリーブ８に発生
する応力を軽減するようにしている。すなわち、この従
来例では頂部カバー９ａのセラミックススリーブ８の頂
部端面に対向する箇所に変形可能な薄板状の突起１２を
接合している。

【００１３】この突起１２は、セラミックススリーブ８
の周形状に合わせてリング状に２列配列し、この２列の
突起１２の間にはシール板１３が挟み込まれている。こ
の突起１２には、図１０（Ｂ）に示すように複数個の切
込み部１２ａが形成され、これらは互いに分断され、接
触するセラミックススリーブ８の変形に追従できるよう
にしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術では、熱伸び差により発生する応力
を、耐熱鋼で構成した頂部カバー９ａの突起１２の根元
の変形により吸収しているため、短時間の運転で、かつ
起動・停止回数もかなり少ない場合には有効であるが、
実機のような運転時間が長く、起動・停止も頻繁に行う
場合には、突起１２の根元での損傷が加速し、やがて突
起１２が破損し、セラミックススリーブ８自体も破壊す
ることになる。因みに、これは起動・停止による突起１
２の根元での変形が繰り返されることによる疲労や、高
温、高応力下で変形が進行するクリープによる損傷によ
って、突起１２の根元が変形して亀裂が発生することに
なるからである。

【００１５】さらに、上述した組み合わせ方式のセラミ
ックス動翼では、ガスタービンの出力が大となり、その
翼長が増大するに従ってセラミックスに発生する応力は
過大となる。図１１は起動時に発生する頂部カバー９ａ
との熱伸び差によりセラミックススリーブ８に発生する
応力の分布図を示し、翼長が短い翼では十分に許容され
る応力も翼長の増大に伴う接触荷重の増大によって、熱
伸び差応力も許容応力を越える可能性がある。また、熱
伸び差を軽減する構造も実際のガスタービンでは、長時
間の運転に対して信頼性を維持する必要がある。

【００１６】以上説明したように、ガスタービン翼の機
能性を損なうことなく、強度的に優れたセラミックス材
をスリーブとして翼に適用する際、長時間の経年的使用
に耐え、また多数の起動・停止にも破損のない動翼構造
の実現が技術的重要課題となっている。

【００１７】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、セラミックス外被と金属製翼軸部の金属製カバ
ーとの接触部において、材料の熱膨張率の差（熱伸び
差）により発生する応力を最小とし、長時間の使用にも
耐え、多数の起動・停止にも損傷することのないガスタ
ービン動翼を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、金属製翼軸部とこの翼軸
部に被着されるセラミックス外被とを組み合わせ、上記
金属製翼軸部に金属製カバーが装着されたガスタービン
動翼において、上記セラミックス外被と上記金属製カバ
ーとの間に、熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材
を配設し、この傾斜組成材における上記セラミックス外
被および上記金属製カバーと接触する部分の熱膨張係数
を、それぞれ上記セラミックス外被および上記金属製カ
バーと同一の熱膨張係数に設定したことを特徴とする。

【００１９】請求項２は、金属製翼軸部とこの翼軸部に
被着されるセラミックス外被とを組み合わせ、上記金属
製翼軸部に金属製カバーが装着されたガスタービン動翼
において、上記セラミックス外被の上記金属製カバーと
接触する部分に、熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組
成材を一体に形成したことを特徴とする。

【００２０】請求項３は、金属製翼軸部とこの翼軸部に
被着されるセラミックス外被とを組み合わせ、上記金属
製翼軸部に金属製カバーが装着されたガスタービン動翼
において、上記金属製カバーの上記セラミックス外被と
接触する部分に、熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組
成材を一体に形成したことを特徴とする。

【００２１】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１において
は、セラミックス外被と金属製カバーとの間に、熱膨張
係数が連続的に変化する傾斜組成材を配設し、この傾斜
組成材におけるセラミックス外被および金属製カバーと
接触する部分の熱膨張係数を、それぞれセラミックス外
被および金属製カバーと同一の熱膨張係数に設定したこ
とにより、セラミックス外被および金属製カバーに発生
する熱伸び差応力を最小にすることができる。

【００２２】すなわち、傾斜組成材において、熱膨張の
大きな金属製カバーと接触する部分では、金属と同等の
熱膨張係数の材料が熱変形し、セラミックス外被と接触
する部分では、セラミックスと同等の熱膨張係数の材料
が熱変形することにより、見かけ上は、セラミックス外
被と金属製カバーとの熱伸び差が傾斜組成材で吸収され
ることになる。

【００２３】請求項２においては、セラミックス外被の
金属製カバーと接触する部分に、熱膨張係数が連続的に
変化する傾斜組成材を一体に形成したことにより、その
接触部の熱膨張係数が同一となるため、熱伸び差応力を
最小にすることができる。

【００２４】請求項３においては、金属製カバーのセラ
ミックス外被と接触する部分に、熱膨張係数が連続的に
変化する傾斜組成材を一体に形成したことにより、請求
項２と同様に、その接触部の熱膨張係数が同一となるた
め、熱伸び差応力を最小にすることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２６】図１は本発明に係るガスタービン動翼の第
１実施例を示す要部断面図である。なお、従来の構成と
同一または対応する部分には図１０と同一の符号を用い
て説明する。

【００２７】本実施例は、ガスタービン動翼の金属製翼
軸部としての芯金９と、この芯金９に被着される翼有効
部としてのセラミックススリーブ（セラミックス外被）
８とを組み合わせ、その後芯金９と同一金属製の頂部カ
バー９ａを装着して動翼を形成する。そして、芯金９の
頂部カバー９ａとセラミックススリーブ８との間には、
熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材１４が配設さ
れている。

【００２８】すなわち、傾斜組成材１４において、熱膨
張係数の大きな頂部カバー９ａと接触する部分では、耐
熱鋼と同等の熱膨張係数（１．５×１０^-5／℃）を有す
るように、またセラミックス材と接触する部分では、セ
ラミックスと同等の熱膨張係数（３．５〜４×１０^-6／
℃程度）となるように、傾斜組成材１４が接触する相手
材と同一の熱膨張係数に設定され、熱伸び差緩衝材料と
しての機能を有している。

【００２９】そして、傾斜組成材１４は、内部の熱膨張
係数を連続的に変化した材料を作成し、セラミックスス
リーブ８を芯金９に組み込む際に、この材料をセラミッ
クススリーブ８の頂部の頂部カバー９ａとの間に挟み込
んで取り付ける。

【００３０】ところで、タービン動翼を高温の作動ガス
環境中で高速回転させると、傾斜組成材１４は、セラミ
ックススリーブ８およびそれ自身に作用する遠心力によ
り頂部カバー９ａに強く押し付けられるため、定常運転
時には設置位置が移動することはないが、起動・停止時
の回転数の少ない場合には、接触力が弱く、翼振動など
により設置位置が変わることが考えれる。そのため、頂
部カバー９ａの一部に突起９ｂを形成することにより、
位置ずれを防止することができる。

【００３１】傾斜組成材１４は、金属とセラミックスの
中間的な特性を有する部分安定化ジルコニアなどを用い
て、その部分安定化度を変化させて作成することができ
る。実際の製造法としては、気相法、固相法、液相法な
どが挙げられる。

【００３２】上記気相法は、気相からの析出により、機
能要素を合成しながら傾斜化を図る方法であり、セラミ
ックス系長繊維複合材料のように基材をＣＶＤ（化学蒸
着法）やＣＶＩ（化学蒸気充填法）により充填する場合
には、特に有効である。

【００３３】上記固相法は、予め原料粉末を傾斜組成的
に積層した成形体を焼結や反応焼結で固める方法であ
り、組織の緻密化を図るために、ホットプレスやＨＩＰ
（熱間静水圧加圧法）により加圧焼結する。組織粉末の
組成には、コンピュータ制御による連続自動積層法など
により、連続的に組成を変化させて作成する。

【００３４】上記液相法は、液相からの固化や析出によ
り機能要素を析出凝固させながら、基材に傾斜積層する
方法である。プラズマ溶射法はこの方法の一つであり、
原料粉末を自動的に配合比を変えながら搬送し、一つの
プラズマトーチから溶射する方法と、複数のトーチを用
いて独立に調整しながら放射する方法とがある。いずれ
の方法も金属要素の酸化を防止し、コーティング膜のポ
ロシティー（空孔）の減少と密着強度を高めるため、減
圧溶射をする。

【００３５】この他に、それぞれの方法を複合化した方
法もあり、気相法と液相法、固相法と液相法を組み合わ
せて、互いにプロセスの長所を活かし、欠点を補完する
複合プロセスによっても作成することができる。

【００３６】また、単独に傾斜組成材１４を作成するの
ではなく、それぞれの方法を適用する際、セラミックス
スリーブ８や芯金９の頂部カバー９ａに直接傾斜組成材
１４を形成することも可能である。

【００３７】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３８】図２（Ａ），（Ｂ）は傾斜組成材１４の低
温時および高温時の変形状態を示す説明図である。ター
ビンの停止時には、図２（Ａ）に示すように芯金９およ
びセラミックススリーブ８には遠心力が作用せず、接触
力も小さい状態（ばねなどによる押し付け力のみ）にあ
り、互いに熱伸び差による応力が発生しない状態であ
る。

【００３９】この状態でガスタービンの回転を上昇させ
て、高温ガスに晒すと、芯金９、傾斜組成材１４および
セラミックススリーブ８間に接触力が生じ、接触した状
態で、温度上昇による熱膨張が起こる。傾斜組成材１４
が配されていない場合には、熱膨張係数の大きな頂部カ
バー９ａは大きく熱膨張することとなり、セラミックス
スリーブ８は熱膨張が小さいため、芯金９の熱膨張に追
従して大きな引張応力が発生することとなる。

【００４０】しかし、両者の間に熱膨張特性を傾斜した
傾斜組成材１４を配設することにより、図２（Ｂ）に示
すようにセラミックススリーブ８と接する部分の傾斜組
成材１４がセラミックスと同一の熱膨張をするため、セ
ラミックススリーブ８と傾斜組成材１４が接する部分に
熱伸び差による応力は発生しなくなる。

【００４１】しかし、傾斜組成材１４にはこの大きな熱
伸び差を緩衝するため、その内部に応力が発生する。図
３は傾斜組成材１４の幅をｄとし、幅方向に対して熱膨
張特性を指数関数で変化させた場合の熱膨張係数の変化
を示す。すなわち、幅方向の位置ｘでの熱膨張係数αは
セラミックス材の熱膨張係数をα0 、芯金９の熱膨張係
数をα1 として、

【数１】α＝α0 ＋（α1 −α0 ）（ｘ／ｄ）^p で与えられたとすると、指数ｐを変化させて熱膨張係数
の分布を変化させた場合、発生する最大応力は、その材
料強度との比（最大応力／材料強度）として図４に示す
ように与えられる。この応力比は傾斜組成材１４の幅が
大きくなるほど低下するが、同一の幅ｄ＝ｄ1 ，ｄ＝ｄ
2 ではそれぞれある指数の値ｐ1 ，ｐ2 で極小となる特
性が得られている。

【００４２】このように傾斜組成分布により変化する発
生応力を最小にするため、図５に示すような手順が考え
られる。すなわち、図５に示すように、ステップＳ１で
芯金９とセラミックススリーブ８の使用条件（境界条
件）が決定されると、ステップＳ２で材料物性データベ
ースから適用可能な材料の物性値を得て、その幅方向の
傾斜組成分布を想定して与える（ステップＳ３）。ステ
ップＳ４では、この分布形状に沿ってまず温度解析を行
い、次いでその解析データに基づき熱応力分布解析を実
施する（ステップＳ５）。さらに、他の分布形状により
得られた応力に比較しても小さくなるように、この解析
を繰り返して実施する。

【００４３】このようにして得られた応力は、ある傾斜
組成材の幅に対するものであるため、この応力が許容応
力に比較して十分小さくなるように傾斜組成材の幅を決
定する（ステップＳ６，Ｓ７）。この決定された傾斜組
成材の組成分布は、温度変化時に発生する応力が最小と
なって、ガスタービンの起動・停止にも十分耐えるもの
である。

【００４４】さらに、本実施例の効果について説明す
る。

【００４５】従来、頂部カバー９ａに形成した突起１２
の変形により、熱伸び差を吸収するガスタービン動翼で
は、実機での運転時間も長く、起動・停止も頻繁に行う
場合、突起１２の根元で高温での損傷が加速して突起１
２が破損し、セラミックススリーブ８自体も破壊するこ
とになる。

【００４６】しかし、本実施例による動翼構造では、熱
膨張特性を傾斜させた傾斜組成材１４を中間に配設した
ことにより、それぞれが接触する材料の熱膨張が同じに
なるため、熱伸び差の応力がなくなり、急激な温度変化
に対しても過大な応力を発生させることなく、十分に健
全性を保持することができる。

【００４７】また、傾斜組成材１４の組成分布も発生す
る熱応力を考慮して決定することにより、長時間の運転
にも耐えるものとなる。そして、傾斜組成材１４は従来
に比較して十分に剛性を有する材料で構成することがで
きるため、長時間、高温での使用環境においても経時的
にクリープ変形することがない。さらに、頻繁に行われ
る起動・停止に対しても応力変化が小さいので、疲労な
どにより破損することなく、翼の健全性を維持すること
ができる。

【００４８】図６は本発明に係るガスタービン動翼の第
２実施例を示す要部断面図である。なお、前記第１実施
例と同一または対応する部分には同一の符号を付して説
明する。以下の実施例についても同様である。

【００４９】図６に示すように、本実施例では、熱伸び
差緩衝材である傾斜組成材を単独に作成することなく、
頂部カバー９ａと接触するセラミックススリーブ８の頂
部端面に、熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材１
４ａ部分を形成して一体化したものである。

【００５０】この実施例としては、セラミックススリー
ブ８がセラミックス系長繊維複合材の場合に適用が容易
となる。この長繊維複合材では、セラミックス基材の間
に長繊維が配されており、この長繊維で作成されたプリ
フォームと呼ばれる成形体にセラミックス基材を充填す
ることにより、複合材が作成されるものの、この充填の
過程をＣＶＩなどの方法で行う場合には、傾斜組成成分
の材料を充填する際に蒸着させるガスの成分を連続的に
変化させることにより、容易に上記実施例を得ることが
できる。この場合にも頂部カバー９ａとの接触部での熱
膨張差がないので、熱伸び差応力を最小に抑えることが
できる。その他の構成および作用は前記第１実施例と同
様であるのでその説明を省略する。

【００５１】図７は本発明に係るガスタービン動翼の第
３実施例を示す要部断面図である。図７に示すように、
本実施例では、セラミックススリーブ８と接触する頂部
カバー９ａに傾斜組成材１４ｂを作成し、頂部カバー９
ａと一体化したものである。この場合には、減圧プラズ
マ溶射法などの液相法を適用して、傾斜組成材１４ｂを
形成することができる。この方法では、比較的短時間に
複雑な形状の傾斜層を得ることができるため、溶射本来
の課題であるポロシティー（空孔）の減少と、基材との
密着強度の確保は最も重要な問題であるが、かなり実用
的な方法である。その他の構成および作用は前記第１実
施例と同様であるのでその説明を省略する。

【００５２】その他、前記第１〜第３実施例の効果とし
ては、各実施例を適用した場合、ガスタービンの大型化
によって翼が大きくなるに従い、増大するセラミックス
スリーブ８の遠心力に抗しても、十分に耐える構造であ
るため、長大翼にも適用可能な点である。また、各実施
例では、傾斜組成材１４，１４ａ，１４ｂの材料成分と
ともに、傾斜組成材の幅を変えることができるので、そ
れぞれの使用条件によって最適な材料と形状を選定する
ことができる。

【００５３】また、前記第１〜第３実施例の二次的効果
としては、セラミックススリーブ８と頂部カバー９ａと
の接触部の応力が低下するため、従来まで応力の軽減の
ために、翼の断面形状や肉厚を流体力学的に効率の高い
形状から修正した場合もあるが、各実施例によって断面
形状なども流体力学的に最適な形状を選定でき、熱効率
も上昇させることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、セラミックス外被と金属製カバーとの間に、
熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材を配設し、こ
の傾斜組成材におけるセラミックス外被および金属製カ
バーと接触する部分の熱膨張係数を、それぞれセラミッ
クス外被および金属製カバーと同一の熱膨張係数に設定
したことにより、セラミックス外被および金属製カバー
に発生する熱伸び差応力を最小にすることができ、急激
な温度変化に対しても過大な応力を発生させることな
く、十分に健全性を保持することができる。

【００５５】また、傾斜組成材の組成分布も発生する熱
応力を考慮して決定することにより、長時間の運転にも
耐えるものとなる。そして、傾斜組成材は従来に比較し
て十分に剛性を有する材料で構成することができるた
め、長時間、高温での使用環境においても経時的にクリ
ープ変形することがない。さらに、頻繁に行われる起動
・停止に対しても応力変化が小さいので、疲労などによ
り破損することなく、翼の健全性を維持することができ
る。

【００５６】請求項２によれば、セラミックス外被の金
属製カバーと接触する部分に、熱膨張係数が連続的に変
化する傾斜組成材を一体に形成したことにより、その接
触部の熱膨張係数が同一となるため、熱伸び差応力を最
小にすることができる。

【００５７】請求項３によれば、金属製カバーのセラミ
ックス外被と接触する部分に、熱膨張係数が連続的に変
化する傾斜組成材を一体に形成したことにより、請求項
２と同様に、その接触部の熱膨張係数が同一となるた
め、熱伸び差応力を最小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスタービン動翼の第１実施例を
示す要部断面図。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は傾斜組成材の低温時および高
温時の変形状態を示す説明図。

【図３】傾斜組成材の熱膨張係数の分布を示す図。

【図４】熱膨張係数の分布指数により変化する最大応力
比を示す図。

【図５】傾斜組成材の最適組成分布を決定する手順を示
すフローチャート。

【図６】本発明に係るガスタービン動翼の第２実施例を
示す要部断面図。

【図７】本発明に係るガスタービン動翼の第３実施例を
示す要部断面図。

【図８】一般のガスタービンを示す断面図。

【図９】（Ａ），（Ｂ）はセラミックススリーブ型動翼
を示す縦断面図，横断面図。

【図１０】（Ａ），（Ｂ）は従来のガスタービン動翼の
一例を示す要部断面図，突起およびシール板を示す拡大
図。

【図１１】セラミックススリーブ型動翼に発生する熱伸
び差応力の発生を示す説明図。

【符号の説明】

１ガスタービン２圧縮器３燃焼器４ライナー５トランジションピース６静翼７動翼８セラミックススリーブ（セラミックス外被）９芯金（金属製翼軸部）９ａ頂部カバー（金属製カバー）１０拡散接合部１１冷却空気孔１１ａ冷却空気孔１２突起１２ａ切込み部１３シール板１４傾斜組成材１４ａ傾斜組成材１４ｂ傾斜組成材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製翼軸部とこの翼軸部に被着される
セラミックス外被とを組み合わせ、上記金属製翼軸部に
金属製カバーが装着されたガスタービン動翼において、
上記セラミックス外被と上記金属製カバーとの間に、熱
膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材を配設し、この
傾斜組成材における上記セラミックス外被および上記金
属製カバーと接触する部分の熱膨張係数を、それぞれ上
記セラミックス外被および上記金属製カバーと同一の熱
膨張係数に設定したことを特徴とするガスタービン動
翼。
【請求項２】金属製翼軸部とこの翼軸部に被着される
セラミックス外被とを組み合わせ、上記金属製翼軸部に
金属製カバーが装着されたガスタービン動翼において、
上記セラミックス外被の上記金属製カバーと接触する部
分に、熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材を一体
に形成したことを特徴とするガスタービン動翼。
【請求項３】金属製翼軸部とこの翼軸部に被着される
セラミックス外被とを組み合わせ、上記金属製翼軸部に
金属製カバーが装着されたガスタービン動翼において、
上記金属製カバーの上記セラミックス外被と接触する部
分に、熱膨張係数が連続的に変化する傾斜組成材を一体
に形成したことを特徴とするガスタービン動翼。