JP2002028751A - ガスタービン動翼の製造方法 - Google Patents
ガスタービン動翼の製造方法Info
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
- F01D5/187—Convection cooling
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ガスタービン動翼の製造コストを低減させ、か
つガスタービン動翼の寿命を延ばし、信頼性を向上させ
ることが可能なガスタービン動翼の製造方法を提供す
る。 【解決手段】内部に冷却媒体流通路を有し、かつ鋳造に
よって製造される動翼１０４で、この動翼の内部に冷却
媒体流通路を形成するに際し、前記冷却媒体流通路と同
形状をした中子２０１を配置し、鋳造後その中子を取り
除き形成するようにしたガスタービン動翼の製造方法に
おいて、前記中子２０１を形成配置するに際し、前記中
子を、前記冷却媒体流通路の形状をした中子の途中から
翼の遠心力方向と平行な方向に延び、かつ翼外部に至る
枝部（中子支持部分）３３，３４を有する形状となし、
かつ前記枝部の翼外部の端部を外部から固定し、鋳金属
を注入するようにした。
つガスタービン動翼の寿命を延ばし、信頼性を向上させ
ることが可能なガスタービン動翼の製造方法を提供す
る。 【解決手段】内部に冷却媒体流通路を有し、かつ鋳造に
よって製造される動翼１０４で、この動翼の内部に冷却
媒体流通路を形成するに際し、前記冷却媒体流通路と同
形状をした中子２０１を配置し、鋳造後その中子を取り
除き形成するようにしたガスタービン動翼の製造方法に
おいて、前記中子２０１を形成配置するに際し、前記中
子を、前記冷却媒体流通路の形状をした中子の途中から
翼の遠心力方向と平行な方向に延び、かつ翼外部に至る
枝部（中子支持部分）３３，３４を有する形状となし、
かつ前記枝部の翼外部の端部を外部から固定し、鋳金属
を注入するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン動翼の
製造方法に係わり、特に内部に冷却媒体流通路を有し、
かつ鋳造によって製造される動翼で、この動翼の内部に
冷却媒体流通路を形成するに際し、前記冷却媒体流通路
と同形状をした中子を配置し、鋳造後その中子を取り除
き冷却媒体流通路を形成するようにしたガスタービン動
翼の製造方法に関するものである。
製造方法に係わり、特に内部に冷却媒体流通路を有し、
かつ鋳造によって製造される動翼で、この動翼の内部に
冷却媒体流通路を形成するに際し、前記冷却媒体流通路
と同形状をした中子を配置し、鋳造後その中子を取り除
き冷却媒体流通路を形成するようにしたガスタービン動
翼の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは、作動流体を燃焼器で燃
焼させて高温高圧の作動流体となし、この作動流体によ
りタービンを回動するようにしたものである。すなわ
ち、図１０にその概略構成が示されているように、圧縮
機１０１で圧縮した作動流体を燃焼器１０２で燃焼させ
てエネルギを高め、そのエネルギをタービン部１０３で
回収して軸１０５に回転力を生じさせ、それによって発
電等を行う装置である。タービン部１０３の中には、タ
ービンロータ１０６が存在し、タービンロータの外周に
はガスタービン動翼１０４が周方向に複数枚植え付けら
れている。運転時には、タービンロータ１０６、ガスタ
ービン動翼１０４は中心線１０７周りに回転しているた
め、タービンロータ１０６にはガスタービン動翼１０４
の遠心力が作用している。
焼させて高温高圧の作動流体となし、この作動流体によ
りタービンを回動するようにしたものである。すなわ
ち、図１０にその概略構成が示されているように、圧縮
機１０１で圧縮した作動流体を燃焼器１０２で燃焼させ
てエネルギを高め、そのエネルギをタービン部１０３で
回収して軸１０５に回転力を生じさせ、それによって発
電等を行う装置である。タービン部１０３の中には、タ
ービンロータ１０６が存在し、タービンロータの外周に
はガスタービン動翼１０４が周方向に複数枚植え付けら
れている。運転時には、タービンロータ１０６、ガスタ
ービン動翼１０４は中心線１０７周りに回転しているた
め、タービンロータ１０６にはガスタービン動翼１０４
の遠心力が作用している。
【０００３】ガスタービンの燃焼温度は、効率向上のた
めに年々高くなる傾向にあり、特に燃焼器１０２で燃焼
した後、そのエネルギを回収するガスタービン動翼１０
４部分は、ガスタービン動翼を構成する材料に許容され
る温度以上に高い温度にさらされる。このため、通常は
圧縮機１０１の中の圧縮空気やコンバインドサイクルの
場合は蒸気タービン部の蒸気などを冷却媒体として用
い、ガスタービン動翼部分を冷却することが考えられて
いる。
めに年々高くなる傾向にあり、特に燃焼器１０２で燃焼
した後、そのエネルギを回収するガスタービン動翼１０
４部分は、ガスタービン動翼を構成する材料に許容され
る温度以上に高い温度にさらされる。このため、通常は
圧縮機１０１の中の圧縮空気やコンバインドサイクルの
場合は蒸気タービン部の蒸気などを冷却媒体として用
い、ガスタービン動翼部分を冷却することが考えられて
いる。
【０００４】図１１にガスタービン動翼の斜視図が示さ
れている。ガスタービン動翼は、内部に冷却媒体流通路
を有するプロファイル部１１１と、このプロファイル部
を回転体に固定保持する為のダブテイル部１１３と、ダ
ブテイル部１１３とプロファイル部１１１の間に位置し
てダブテイル部１１３とプロファイル部１１１を結合保
持し、かつ内部に前記プロファイル部１１１の冷却媒体
流通路に連通する冷却媒体供給孔および供給媒体回収孔
を有するシャンク部１１２から構成される。なお、一般
にプロファイル部先端部をチップと呼び、プロファイル
部とシャンク部の付根に近い部分をハブと呼んでいる。
れている。ガスタービン動翼は、内部に冷却媒体流通路
を有するプロファイル部１１１と、このプロファイル部
を回転体に固定保持する為のダブテイル部１１３と、ダ
ブテイル部１１３とプロファイル部１１１の間に位置し
てダブテイル部１１３とプロファイル部１１１を結合保
持し、かつ内部に前記プロファイル部１１１の冷却媒体
流通路に連通する冷却媒体供給孔および供給媒体回収孔
を有するシャンク部１１２から構成される。なお、一般
にプロファイル部先端部をチップと呼び、プロファイル
部とシャンク部の付根に近い部分をハブと呼んでいる。
【０００５】図１２は、図１１に示したガスタービン動
翼を断面した図である。本図の斜線部はガスタービン動
翼の中実部分の断面部分を表し、斜線部でない部分は冷
却媒体流通路を表している。１２６はプロファイル部、
１２７はシャンク部、１２８はダブテイル部である。１
２１は冷却媒体供給孔であり、１２２は冷却媒体回収孔
である。矢印１２３は冷却媒体がガスタービン動翼内部
を流れる方向である。また、１２４はハブリターン部、
１２５はチップリターン部である。
翼を断面した図である。本図の斜線部はガスタービン動
翼の中実部分の断面部分を表し、斜線部でない部分は冷
却媒体流通路を表している。１２６はプロファイル部、
１２７はシャンク部、１２８はダブテイル部である。１
２１は冷却媒体供給孔であり、１２２は冷却媒体回収孔
である。矢印１２３は冷却媒体がガスタービン動翼内部
を流れる方向である。また、１２４はハブリターン部、
１２５はチップリターン部である。
【０００６】冷却媒体は、供給孔１２１から矢印１２３
の方向にガスタービン動翼内に供給され、ダブテイル内
の冷却媒体供給流路、シャンク部内の冷却媒体供給流路
を通過して、矢印１４１方向へ進み、プロファイル部１
２６に供給される。その後、チップリターン部１２５で
矢印１３０に沿って、流れはチップからハブへ流れる方
向へ変わる。その後、ハブリターン部１２４において矢
印１３５に沿って流れはハブからチップへ流れる方向へ
変わる。プロファイル部内で、冷却媒体はチップリター
ン部でハブからチップへ流れる方向がチップからハブへ
流れる方向に変わる、または、ハブリターン部でチップ
からハブへ流れる方向がハブからチップへ流れる方向へ
変わる、ということを数回繰返しながらプロファイルを
冷却している。
の方向にガスタービン動翼内に供給され、ダブテイル内
の冷却媒体供給流路、シャンク部内の冷却媒体供給流路
を通過して、矢印１４１方向へ進み、プロファイル部１
２６に供給される。その後、チップリターン部１２５で
矢印１３０に沿って、流れはチップからハブへ流れる方
向へ変わる。その後、ハブリターン部１２４において矢
印１３５に沿って流れはハブからチップへ流れる方向へ
変わる。プロファイル部内で、冷却媒体はチップリター
ン部でハブからチップへ流れる方向がチップからハブへ
流れる方向に変わる、または、ハブリターン部でチップ
からハブへ流れる方向がハブからチップへ流れる方向へ
変わる、ということを数回繰返しながらプロファイルを
冷却している。
【０００７】このように複雑な構造を持つガスタービン
動翼は、通常は鋳造または精密鋳造によって製造され
る。なお、以下の文章では、鋳造と精密鋳造をまとめて
鋳造と呼ぶこととする。
動翼は、通常は鋳造または精密鋳造によって製造され
る。なお、以下の文章では、鋳造と精密鋳造をまとめて
鋳造と呼ぶこととする。
【０００８】図１４は、図１２におけるガスタービン動
翼を鋳造によって製造する際に、内部の冷却媒体流通路
を形成する為に必要な中子２０１の斜視図である。１３
１は供給孔１２１部分の中子、１３２は回収孔１２２部
分の中子、１３３はリターン部１２４部分の中子であ
る。
翼を鋳造によって製造する際に、内部の冷却媒体流通路
を形成する為に必要な中子２０１の斜視図である。１３
１は供給孔１２１部分の中子、１３２は回収孔１２２部
分の中子、１３３はリターン部１２４部分の中子であ
る。
【０００９】図１４は、図１２に示したガスタービン動
翼の鋳造時の断面図である。この時、内部には図１３で
示した中子が配置されている。ここで、図１３に示した
図と同一番号の物は、図１３と同一の部分が示されてい
る。ガスタービン動翼内の中子は、供給孔１３１、回収
孔１３２部分で外部と連通しており、この部分が幅木１
４４によって外部から固定支持されている。
翼の鋳造時の断面図である。この時、内部には図１３で
示した中子が配置されている。ここで、図１３に示した
図と同一番号の物は、図１３と同一の部分が示されてい
る。ガスタービン動翼内の中子は、供給孔１３１、回収
孔１３２部分で外部と連通しており、この部分が幅木１
４４によって外部から固定支持されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述した図１２に示す
ガスタービン動翼を鋳造によって製造する時、鋳造時の
断面は、図１４のようになる。この時、内部には図１３
に示す中子２０１が配置されている。ここで、中子２０
１のハブリターン部１３３は中子が外部から支持されて
いる１３１，１３２部分から遠い位置に存在する。この
ため、ハブリターン部１３３の中子の支持強度が弱く、
鋳造時に中子が動いて冷却媒体流通路の製作精度が低下
して、製作誤差が増大する。製作誤差は製品として使用
する前の検査時に調べられ、ある一定量より製作誤差が
大きい物は不合格品となり製品として使用することがで
きない。このため、製作精度が低いと、製作誤差が増大
し、不合格品となるガスタービン動翼が増える為、ガス
タービン動翼製造の歩留まりが悪くなり、製造コストが
高くなる恐れがある。
ガスタービン動翼を鋳造によって製造する時、鋳造時の
断面は、図１４のようになる。この時、内部には図１３
に示す中子２０１が配置されている。ここで、中子２０
１のハブリターン部１３３は中子が外部から支持されて
いる１３１，１３２部分から遠い位置に存在する。この
ため、ハブリターン部１３３の中子の支持強度が弱く、
鋳造時に中子が動いて冷却媒体流通路の製作精度が低下
して、製作誤差が増大する。製作誤差は製品として使用
する前の検査時に調べられ、ある一定量より製作誤差が
大きい物は不合格品となり製品として使用することがで
きない。このため、製作精度が低いと、製作誤差が増大
し、不合格品となるガスタービン動翼が増える為、ガス
タービン動翼製造の歩留まりが悪くなり、製造コストが
高くなる恐れがある。
【００１１】そこで、図１６に示す中子のハブリターン
部をシリカチューブ等でできた１７１，１７２で押さえ
て、鋳造時の中子の動きを抑制する方法が考えられる。
しかし、中子押さえのシリカチューブ１７１，１７２に
より、鋳造後の動翼には図１５に示すような中子支持穴
１６１，１６２が生じる。中子支持穴１６１，１６２は
最終的には溶接等により封止する措置がとられるが、一
般的に溶接部は強度が低い。ガスタービン動翼の場合、
ガスタービン運転時には溶接した中子支持穴１６１，１
６２付近に、遠心力により矢印１６３方向に大きな荷重
が作用する。荷重方向１６３と垂直に近い中子支持穴１
６１，１６２を設けると応力集中の影響で穴回りに大き
な応力が発生し、ガスタービン動翼の寿命が下がり、信
頼性が低下するという課題がある。
部をシリカチューブ等でできた１７１，１７２で押さえ
て、鋳造時の中子の動きを抑制する方法が考えられる。
しかし、中子押さえのシリカチューブ１７１，１７２に
より、鋳造後の動翼には図１５に示すような中子支持穴
１６１，１６２が生じる。中子支持穴１６１，１６２は
最終的には溶接等により封止する措置がとられるが、一
般的に溶接部は強度が低い。ガスタービン動翼の場合、
ガスタービン運転時には溶接した中子支持穴１６１，１
６２付近に、遠心力により矢印１６３方向に大きな荷重
が作用する。荷重方向１６３と垂直に近い中子支持穴１
６１，１６２を設けると応力集中の影響で穴回りに大き
な応力が発生し、ガスタービン動翼の寿命が下がり、信
頼性が低下するという課題がある。
【００１２】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、ガスタービン動翼の製造コストを
低減させ、かつガスタービン動翼の寿命を延ばし、信頼
性を向上させることが可能なガスタービン動翼の製造方
法を提供することにある。
目的とするところは、ガスタービン動翼の製造コストを
低減させ、かつガスタービン動翼の寿命を延ばし、信頼
性を向上させることが可能なガスタービン動翼の製造方
法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、内部
に冷却媒体流通路を有し、かつ鋳造によって製造される
動翼で、この動翼の内部に冷却媒体流通路を形成するに
際し、前記冷却媒体流通路と同形状をした中子を配置
し、鋳造後その中子を取り除き形成するようにしたガス
タービン動翼の製造方法において、前記中子を形成配置
するに際し、前記中子を、前記冷却媒体流通路の形状を
した中子の途中から翼の遠心力方向と平行な方向に延
び、かつ翼外部に至る枝部を有する形状となし、かつ前
記枝部の翼外部の端部を外部から固定し、鋳金属を注入
するようにし所期の目的を達成するようにしたものであ
る。
に冷却媒体流通路を有し、かつ鋳造によって製造される
動翼で、この動翼の内部に冷却媒体流通路を形成するに
際し、前記冷却媒体流通路と同形状をした中子を配置
し、鋳造後その中子を取り除き形成するようにしたガス
タービン動翼の製造方法において、前記中子を形成配置
するに際し、前記中子を、前記冷却媒体流通路の形状を
した中子の途中から翼の遠心力方向と平行な方向に延
び、かつ翼外部に至る枝部を有する形状となし、かつ前
記枝部の翼外部の端部を外部から固定し、鋳金属を注入
するようにし所期の目的を達成するようにしたものであ
る。
【００１４】また、この場合、前記中子の枝部を、翼の
底部側に引き出すようにしたものである。
底部側に引き出すようにしたものである。
【００１５】また本発明は、内部に冷却媒体流通路を有
するプロファイル部と、このプロファイル部を回転体に
固定保持するためのダブテイル部と、このダブテイル部
と前記プロファイル部の間に位置してダブテイル部とプ
ロファイル部を結合保持し、かつ内部に前記プロファイ
ル部の冷却媒体流通路に連通する冷却媒体供給孔および
回収孔を有するシャンク部とを備え、前記プロファイル
部を冷却する冷却媒体が、前記ダブテイル部内の冷却媒
体供給孔とシャンク部内の冷却媒体供給孔を流通して前
記プロファイル部の冷却媒体流通路に供給され、かつプ
ロファイル部冷却後の冷却媒体がこのシャンク部内の冷
却媒体回収孔とこのダブテイル部内の冷却媒体回収孔を
流通して回収されるように形成されており、かつ前記プ
ロファイル部のチップ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷
却媒体の流れ方向が、前記プロファイル部のハブからチ
ップへ向かう流れから前記プロファイル部のチップから
ハブ方向へ向かう流れに変わるチップリターン部と、前
記プロファイル部のハブ近傍内部に冷却媒体流通路内の
冷却媒体の流れ方向が前記プロファイル部のチップから
前記プロファイル部のハブ方向へ向かう流れから、前記
プロファイル部のハブから前記プロファイル部のチップ
へ向かう流れに変わるハブリターン部を持ち、かつ鋳造
によって製造され、かつ前記冷却媒体流通路が中子によ
って形成されるガスタービン動翼の製造方法において、
前記ハブリターン部を、鋳造過程においてダブテイル底
部まで貫通させ、かつ前記貫通穴のダブテイル底部より
中子の一部を外部に露出させ、その露出部分を外部から
固定し、鋳造するようにしたものである。
するプロファイル部と、このプロファイル部を回転体に
固定保持するためのダブテイル部と、このダブテイル部
と前記プロファイル部の間に位置してダブテイル部とプ
ロファイル部を結合保持し、かつ内部に前記プロファイ
ル部の冷却媒体流通路に連通する冷却媒体供給孔および
回収孔を有するシャンク部とを備え、前記プロファイル
部を冷却する冷却媒体が、前記ダブテイル部内の冷却媒
体供給孔とシャンク部内の冷却媒体供給孔を流通して前
記プロファイル部の冷却媒体流通路に供給され、かつプ
ロファイル部冷却後の冷却媒体がこのシャンク部内の冷
却媒体回収孔とこのダブテイル部内の冷却媒体回収孔を
流通して回収されるように形成されており、かつ前記プ
ロファイル部のチップ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷
却媒体の流れ方向が、前記プロファイル部のハブからチ
ップへ向かう流れから前記プロファイル部のチップから
ハブ方向へ向かう流れに変わるチップリターン部と、前
記プロファイル部のハブ近傍内部に冷却媒体流通路内の
冷却媒体の流れ方向が前記プロファイル部のチップから
前記プロファイル部のハブ方向へ向かう流れから、前記
プロファイル部のハブから前記プロファイル部のチップ
へ向かう流れに変わるハブリターン部を持ち、かつ鋳造
によって製造され、かつ前記冷却媒体流通路が中子によ
って形成されるガスタービン動翼の製造方法において、
前記ハブリターン部を、鋳造過程においてダブテイル底
部まで貫通させ、かつ前記貫通穴のダブテイル底部より
中子の一部を外部に露出させ、その露出部分を外部から
固定し、鋳造するようにしたものである。
【００１６】また、内部に冷却媒体流通路を有するプロ
ファイル部と、このプロファイル部を回転体に固定保持
する為のダブテイル部と、このダブテイル部と前記プロ
ファイル部の間に位置してダブテイル部とプロファイル
部を結合保持し、かつ内部に前記プロファイル部の冷却
媒体流通路に連通する冷却媒体供給孔を有するシャンク
部とを備え、前記プロファイル部を冷却する冷却媒体
が、前記ダブテイル部内の冷却媒体供給孔とシャンク部
内の冷却媒体供給孔を流通して前記プロファイル部の冷
却媒体流通路に供給され、かつプロファイル部冷却後の
冷却媒体がこのプロファイル部後縁側の冷却媒体吹き出
し孔からガスパス中へ放出され、かつ前記プロファイル
部のチップ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の流
れ方向が、前記プロファイル部のハブからチップへ向か
う流れから前記プロファイル部のチップからハブ方向へ
向かう流れに変わるチップリターン部と、前記プロファ
イル部のハブ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の
流れ方向が前記プロファイル部のチップから前記プロフ
ァイル部のハブ方向へ向かう流れから、前記プロファイ
ル部のハブから前記プロファイル部のチップへ向かう流
れに変わるハブリターン部を持ち、かつ鋳造によって製
造され、冷却媒体流通路が中子によって形成されるガス
タービン動翼の製造方法において、前記ハブリターン部
を、鋳造過程においてダブテイル底部まで貫通させ、か
つ前記貫通穴のダブテイル底部より中子の一部を外部に
露出させ、その部分を外部から固定するようにしたもの
である。
ファイル部と、このプロファイル部を回転体に固定保持
する為のダブテイル部と、このダブテイル部と前記プロ
ファイル部の間に位置してダブテイル部とプロファイル
部を結合保持し、かつ内部に前記プロファイル部の冷却
媒体流通路に連通する冷却媒体供給孔を有するシャンク
部とを備え、前記プロファイル部を冷却する冷却媒体
が、前記ダブテイル部内の冷却媒体供給孔とシャンク部
内の冷却媒体供給孔を流通して前記プロファイル部の冷
却媒体流通路に供給され、かつプロファイル部冷却後の
冷却媒体がこのプロファイル部後縁側の冷却媒体吹き出
し孔からガスパス中へ放出され、かつ前記プロファイル
部のチップ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の流
れ方向が、前記プロファイル部のハブからチップへ向か
う流れから前記プロファイル部のチップからハブ方向へ
向かう流れに変わるチップリターン部と、前記プロファ
イル部のハブ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の
流れ方向が前記プロファイル部のチップから前記プロフ
ァイル部のハブ方向へ向かう流れから、前記プロファイ
ル部のハブから前記プロファイル部のチップへ向かう流
れに変わるハブリターン部を持ち、かつ鋳造によって製
造され、冷却媒体流通路が中子によって形成されるガス
タービン動翼の製造方法において、前記ハブリターン部
を、鋳造過程においてダブテイル底部まで貫通させ、か
つ前記貫通穴のダブテイル底部より中子の一部を外部に
露出させ、その部分を外部から固定するようにしたもの
である。
【００１７】また、内部に冷却媒体流通路を有するプロ
ファイル部と、このプロファイル部を回転体に固定保持
する為のダブテイル部と、このダブテイル部と前記プロ
ファイル部の間に位置してダブテイル部とプロファイル
部を結合保持し、かつ内部に前記プロファイル部の冷却
媒体流通路に連通する冷却媒体供給孔および回収孔を有
するシャンク部とを備え、前記プロファイル部を冷却す
る冷却媒体が、前記ダブテイル部内の冷却媒体供給孔と
シャンク部内の冷却媒体供給孔を流通して前記プロファ
イル部の冷却媒体流通路に供給され、かつプロファイル
部冷却後の冷却媒体がこのシャンク部内の冷却媒体回収
孔とこのダブテイル部内の冷却媒体回収孔を流通して回
収されるように形成されており、冷却媒体供給孔または
冷却媒体回収孔がダブテイル側面において外部と連通し
ており、かつ鋳造によって製造され、冷却媒体流通路が
中子によって形成されるガスタービン動翼の製造方法に
おいて、前記ダブテイル側面へ連通している冷却媒体供
給孔または冷却媒体回収孔から分岐して生成されるダブ
テイル底面で外部と連通する貫通穴を設け、鋳造時に前
記貫通穴底部より中子の一部を外部に露出させ、その部
分を外部から固定するようにしたものである。
ファイル部と、このプロファイル部を回転体に固定保持
する為のダブテイル部と、このダブテイル部と前記プロ
ファイル部の間に位置してダブテイル部とプロファイル
部を結合保持し、かつ内部に前記プロファイル部の冷却
媒体流通路に連通する冷却媒体供給孔および回収孔を有
するシャンク部とを備え、前記プロファイル部を冷却す
る冷却媒体が、前記ダブテイル部内の冷却媒体供給孔と
シャンク部内の冷却媒体供給孔を流通して前記プロファ
イル部の冷却媒体流通路に供給され、かつプロファイル
部冷却後の冷却媒体がこのシャンク部内の冷却媒体回収
孔とこのダブテイル部内の冷却媒体回収孔を流通して回
収されるように形成されており、冷却媒体供給孔または
冷却媒体回収孔がダブテイル側面において外部と連通し
ており、かつ鋳造によって製造され、冷却媒体流通路が
中子によって形成されるガスタービン動翼の製造方法に
おいて、前記ダブテイル側面へ連通している冷却媒体供
給孔または冷却媒体回収孔から分岐して生成されるダブ
テイル底面で外部と連通する貫通穴を設け、鋳造時に前
記貫通穴底部より中子の一部を外部に露出させ、その部
分を外部から固定するようにしたものである。
【００１８】すなわちこのようなガスタービン動翼の製
造方法であると、中子を形成配置するに際し、中子を、
冷却媒体流通路の形状をしたこの中子の途中から翼の遠
心力方向と平行な方向に延び、かつ翼外部に至る枝部を
有する形状となし、かつ前記枝部の翼外部の端部を外部
から固定するようにしたから，すなわち、換言すれば外
部と連通する貫通穴を設けて、鋳造時にこの貫通穴底部
より中子の一部を外部に露出させ、その部分を外部から
固定するようにし、その後、鋳金属を注入するようにし
たから、冷却媒体流通路を形成する中子は、この翼外部
に至る枝部によって充分堅牢に保持され、したがってハ
ブリターン部の冷却媒体流通路の製作誤差は減少し、ガ
スタービン動翼の歩留まりが良くなり、ガスタービン動
翼の製造コストを充分低減することが可能となるのであ
る。
造方法であると、中子を形成配置するに際し、中子を、
冷却媒体流通路の形状をしたこの中子の途中から翼の遠
心力方向と平行な方向に延び、かつ翼外部に至る枝部を
有する形状となし、かつ前記枝部の翼外部の端部を外部
から固定するようにしたから，すなわち、換言すれば外
部と連通する貫通穴を設けて、鋳造時にこの貫通穴底部
より中子の一部を外部に露出させ、その部分を外部から
固定するようにし、その後、鋳金属を注入するようにし
たから、冷却媒体流通路を形成する中子は、この翼外部
に至る枝部によって充分堅牢に保持され、したがってハ
ブリターン部の冷却媒体流通路の製作誤差は減少し、ガ
スタービン動翼の歩留まりが良くなり、ガスタービン動
翼の製造コストを充分低減することが可能となるのであ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１（ａ）にはこの製造方法に
よって製造されたガスタービン動翼が示されている。ガ
スタービン動翼は、内部に冷却媒体流通路を備えるプロ
ファイル部３と、プロファイル部を回転体に固定保持す
る為のダブテイル部１と、プロファイルとダブテイルの
間に位置するシャンク部２から形成される。また、プロ
ファイル先端をチップと呼び、プロファイルとシャンク
の付根に近い部分をハブと呼ぶ。４は冷却媒体をガスタ
ービン動翼へ供給する供給孔であり、５は冷却媒体を回
収する回収孔である。８はチップリターン部、９はハブ
リターン部である。また、２１，２２は中子支持穴であ
り１０は中子支持穴２１，２２をダブテイル底面で密封
している蓋である。また、運転時には、矢印４１方向に
作動流体が流れている。
発明を詳細に説明する。図１（ａ）にはこの製造方法に
よって製造されたガスタービン動翼が示されている。ガ
スタービン動翼は、内部に冷却媒体流通路を備えるプロ
ファイル部３と、プロファイル部を回転体に固定保持す
る為のダブテイル部１と、プロファイルとダブテイルの
間に位置するシャンク部２から形成される。また、プロ
ファイル先端をチップと呼び、プロファイルとシャンク
の付根に近い部分をハブと呼ぶ。４は冷却媒体をガスタ
ービン動翼へ供給する供給孔であり、５は冷却媒体を回
収する回収孔である。８はチップリターン部、９はハブ
リターン部である。また、２１，２２は中子支持穴であ
り１０は中子支持穴２１，２２をダブテイル底面で密封
している蓋である。また、運転時には、矢印４１方向に
作動流体が流れている。
【００２０】冷却媒体は、供給孔４から矢印６の方向に
ガスタービン動翼内に供給され、ダブテイル部内の冷却
媒体供給流路、シャンク部内の冷却媒体供給流路を通過
して、矢印７方向へ進み、プロファイル部３に供給され
て、プロファイル部内をハブからチップ方向へ流れる。
その後、チップリターン部８で矢印２４に沿って、流れ
方向はチップからハブへ向かう方向へ変わる。その後、
ハブリターン部９において矢印２６に沿って流れはハブ
からチップへ流れる方向へ変わる。プロファイル内で、
冷却媒体はチップリターン部でハブからチップへ流れる
方向がチップからハブへ流れる方向に変わる、また、ハ
ブリターン部でチップからハブへ流れる方向がハブから
チップへ流れる方向へ変わる、ということを数回繰返し
ながらプロファイル部を冷却している。
ガスタービン動翼内に供給され、ダブテイル部内の冷却
媒体供給流路、シャンク部内の冷却媒体供給流路を通過
して、矢印７方向へ進み、プロファイル部３に供給され
て、プロファイル部内をハブからチップ方向へ流れる。
その後、チップリターン部８で矢印２４に沿って、流れ
方向はチップからハブへ向かう方向へ変わる。その後、
ハブリターン部９において矢印２６に沿って流れはハブ
からチップへ流れる方向へ変わる。プロファイル内で、
冷却媒体はチップリターン部でハブからチップへ流れる
方向がチップからハブへ流れる方向に変わる、また、ハ
ブリターン部でチップからハブへ流れる方向がハブから
チップへ流れる方向へ変わる、ということを数回繰返し
ながらプロファイル部を冷却している。
【００２１】ハブリターン部９は、中子支持穴２１，２
２を通してダブテイル底部で外部と連通している為、溶
接またはかしめによって蓋１０をダブテイル底部に取付
け、運転時にこの部分から冷却媒体が漏れないようにし
ている。
２を通してダブテイル底部で外部と連通している為、溶
接またはかしめによって蓋１０をダブテイル底部に取付
け、運転時にこの部分から冷却媒体が漏れないようにし
ている。
【００２２】図２（ａ）は、図１のガスタービン動翼の
断面（Ａ−Ａ）を示すもので、矢印４２は、運転時に作
動流体が流れる方向を示している。１１は、その内部を
冷却媒体がハブからチップ方向へ流れる冷却経路であ
り、１６はその内部を冷却媒体がチップからハブ方向へ
流れる冷却経路である。また、図２（ｂ）は、図１のガ
スタービン動翼のＢ−Ｂ断面である。１２は冷却媒体を
プロファイルへ導く冷却媒体供給流通路であり、１３は
冷却媒体をロータ内へ回収する冷却媒体回収流通路であ
る。なお、符号１４と１５は、図１のハブリターン部９
からダブテイル底面まで貫通している中子支持穴２１、
２２を表わしている。
断面（Ａ−Ａ）を示すもので、矢印４２は、運転時に作
動流体が流れる方向を示している。１１は、その内部を
冷却媒体がハブからチップ方向へ流れる冷却経路であ
り、１６はその内部を冷却媒体がチップからハブ方向へ
流れる冷却経路である。また、図２（ｂ）は、図１のガ
スタービン動翼のＢ−Ｂ断面である。１２は冷却媒体を
プロファイルへ導く冷却媒体供給流通路であり、１３は
冷却媒体をロータ内へ回収する冷却媒体回収流通路であ
る。なお、符号１４と１５は、図１のハブリターン部９
からダブテイル底面まで貫通している中子支持穴２１、
２２を表わしている。
【００２３】ガスタービン動翼には、運転時には、遠心
力によって矢印２３方向に高い荷重が作用している。図
１５に記載のガスタービン動翼では、中子支持穴１６
１，１６２が遠心力が作用する方向１６３と垂直方向に
開いている。通常、荷重方向に対して垂直に穴を開ける
と応力集中の影響によって、穴周りに高い応力が発生す
る。このため、図１５におけるガスタービン動翼は中子
支持穴１６１，１６２の周りに高い応力が発生してい
る。１６１，１６２のような穴は、鋳造後に溶接などに
よって封止する措置がとられることもあるが、通常、溶
接部の強度は、溶接をしていない部分の強度よりも低く
なる。このため、たとえ中子支持穴１６１，１６２を溶
接などによって封止したとしても、中子支持穴周りの強
度は低くなっており、中子支持穴１６１，１６２周りに
応力集中の影響によって高い応力が発生し、ガスタービ
ン動翼の寿命、信頼性が低下する。
力によって矢印２３方向に高い荷重が作用している。図
１５に記載のガスタービン動翼では、中子支持穴１６
１，１６２が遠心力が作用する方向１６３と垂直方向に
開いている。通常、荷重方向に対して垂直に穴を開ける
と応力集中の影響によって、穴周りに高い応力が発生す
る。このため、図１５におけるガスタービン動翼は中子
支持穴１６１，１６２の周りに高い応力が発生してい
る。１６１，１６２のような穴は、鋳造後に溶接などに
よって封止する措置がとられることもあるが、通常、溶
接部の強度は、溶接をしていない部分の強度よりも低く
なる。このため、たとえ中子支持穴１６１，１６２を溶
接などによって封止したとしても、中子支持穴周りの強
度は低くなっており、中子支持穴１６１，１６２周りに
応力集中の影響によって高い応力が発生し、ガスタービ
ン動翼の寿命、信頼性が低下する。
【００２４】本発明におけるガスタービン動翼の製造方
法では、中子が、図３に示されているように、冷却媒体
流通路の形状をした中子の途中から翼の遠心力方向と平
行な方向に延び、かつ翼外部に至る枝部（３３，３４）
を有する形状に形成されている。すなわち、ハブリター
ン部９を形成する中子部分を下方へ伸ばしてシャンク
部、ダブテイル部内に中子支持穴２１，２２（図１参
照）が設けられている為、高い荷重が発生している方向
（翼が遠心力を受ける方向）２３と中子支持穴２１，２
２の方向が平行に近い。このため、穴周りに大きな応力
が発生することが無く、ガスタービン動翼の寿命および
信頼性が向上する。
法では、中子が、図３に示されているように、冷却媒体
流通路の形状をした中子の途中から翼の遠心力方向と平
行な方向に延び、かつ翼外部に至る枝部（３３，３４）
を有する形状に形成されている。すなわち、ハブリター
ン部９を形成する中子部分を下方へ伸ばしてシャンク
部、ダブテイル部内に中子支持穴２１，２２（図１参
照）が設けられている為、高い荷重が発生している方向
（翼が遠心力を受ける方向）２３と中子支持穴２１，２
２の方向が平行に近い。このため、穴周りに大きな応力
が発生することが無く、ガスタービン動翼の寿命および
信頼性が向上する。
【００２５】また、本発明におけるガスタービン動翼に
は、シャンク部、ダブテイル部に中子支持のための中空
部が設けられている。このため、図１２に示すガスター
ビン動翼よりも、シャンク部、ダブテイル部内の中空部
が増えており、その分、ガスタービン動翼全体の重量が
軽量化されてる。ガスタービン動翼はロータの外周に植
え付けられており、運転時にはガスタービン動翼の遠心
力がロータへ作用している。そのため、ロータにはガス
タービン動翼の遠心力による応力が発生している。本発
明によるガスタービン動翼では、ガスタービン動翼の軽
量化によって、ガスタービン運転時に発生するガスター
ビン動翼の遠心力も軽減され、ロータへ作用する遠心力
も軽減される。このため、ガスタービン動翼の遠心力に
よってロータに発生する応力も低減され、ロータの信頼
性が向上するという利点もある。
は、シャンク部、ダブテイル部に中子支持のための中空
部が設けられている。このため、図１２に示すガスター
ビン動翼よりも、シャンク部、ダブテイル部内の中空部
が増えており、その分、ガスタービン動翼全体の重量が
軽量化されてる。ガスタービン動翼はロータの外周に植
え付けられており、運転時にはガスタービン動翼の遠心
力がロータへ作用している。そのため、ロータにはガス
タービン動翼の遠心力による応力が発生している。本発
明によるガスタービン動翼では、ガスタービン動翼の軽
量化によって、ガスタービン運転時に発生するガスター
ビン動翼の遠心力も軽減され、ロータへ作用する遠心力
も軽減される。このため、ガスタービン動翼の遠心力に
よってロータに発生する応力も低減され、ロータの信頼
性が向上するという利点もある。
【００２６】図３は、図１におけるガスタービン動翼を
鋳造によって製作する際、ガスタービン動翼内部の冷却
媒体流通路の形成に必要となる中子２０１の斜視図を表
す。このように中子は、翼の遠心力方向と平行な方向に
延び、かつ翼外部に至る枝部を有している。３１部分は
図１における供給孔４、３２部分は回収孔５、３３部分
は中子支持穴２１、３４部分は中子支持穴２２部分を形
成するのに必要な部分である。
鋳造によって製作する際、ガスタービン動翼内部の冷却
媒体流通路の形成に必要となる中子２０１の斜視図を表
す。このように中子は、翼の遠心力方向と平行な方向に
延び、かつ翼外部に至る枝部を有している。３１部分は
図１における供給孔４、３２部分は回収孔５、３３部分
は中子支持穴２１、３４部分は中子支持穴２２部分を形
成するのに必要な部分である。
【００２７】図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるガスタ
ービン動翼の鋳造時の状態（断面図）である。鋳造時に
は、ガスタービン動翼内部に図３に示した中子が配置さ
れている。ここで、ガスタービン動翼内部の中子におい
て、図３と同一の部分を示す場所には図３と同一の番号
が振ってある。４５は幅木である。中子は３１，３２，
３３，３４部分で幅木４５に固定されている。
ービン動翼の鋳造時の状態（断面図）である。鋳造時に
は、ガスタービン動翼内部に図３に示した中子が配置さ
れている。ここで、ガスタービン動翼内部の中子におい
て、図３と同一の部分を示す場所には図３と同一の番号
が振ってある。４５は幅木である。中子は３１，３２，
３３，３４部分で幅木４５に固定されている。
【００２８】図１４における従来のガスタービン動翼
は、鋳造時には、供給孔１２１を形成する中子の１３１
部分と回収孔１２２を形成する中子の１３２部分で中子
が支持されている。しかし、ハブリターン部１２４を形
成する中子１３３部分は中子が外部から支持されている
１３１，１３２部分から遠い位置に存在する。このた
め、ハブリターン部１２４を形成する中子１３３部分の
支持強度が弱く、鋳造時に中子１３３部分が動いて冷却
媒体流通路の製作精度が低下し、製作誤差が増大する。
製作誤差は製品として使用する前の検査時に調べられ、
ある一定量より製作誤差が大きい物は不合格品となり製
品として使用することができない。このため、製作精度
が低いと、製作誤差が増大し、不合格品となるガスター
ビン動翼が増える為、ガスタービン動翼製造の歩留まり
が悪くなり、製造コストが高くなるという課題がある。
は、鋳造時には、供給孔１２１を形成する中子の１３１
部分と回収孔１２２を形成する中子の１３２部分で中子
が支持されている。しかし、ハブリターン部１２４を形
成する中子１３３部分は中子が外部から支持されている
１３１，１３２部分から遠い位置に存在する。このた
め、ハブリターン部１２４を形成する中子１３３部分の
支持強度が弱く、鋳造時に中子１３３部分が動いて冷却
媒体流通路の製作精度が低下し、製作誤差が増大する。
製作誤差は製品として使用する前の検査時に調べられ、
ある一定量より製作誤差が大きい物は不合格品となり製
品として使用することができない。このため、製作精度
が低いと、製作誤差が増大し、不合格品となるガスター
ビン動翼が増える為、ガスタービン動翼製造の歩留まり
が悪くなり、製造コストが高くなるという課題がある。
【００２９】この点本発明によるガスタービン動翼は、
ハブリターン部９を形成する中子は中子支持穴２１，２
２を通して、中子の３３，３４部分が外部へ連通してお
り、幅木４５に固定されている。このため、ハブリター
ン部９は中子が外部から支持されている場所３３，３４
から近い位置に存在し、ハブリターン部９を形成する中
子部分の支持強度が強くなっている。このため、鋳造時
にハブリターン部９を形成する中子部分が動きにくくな
っており、製作誤差を減少させることができる。製作誤
差が少ないと、検査時に不合格品となるガスタービン動
翼が減少し、ガスタービン動翼製造の際の歩留まりが良
くなり、製造コストを低減できるという効果がある。
ハブリターン部９を形成する中子は中子支持穴２１，２
２を通して、中子の３３，３４部分が外部へ連通してお
り、幅木４５に固定されている。このため、ハブリター
ン部９は中子が外部から支持されている場所３３，３４
から近い位置に存在し、ハブリターン部９を形成する中
子部分の支持強度が強くなっている。このため、鋳造時
にハブリターン部９を形成する中子部分が動きにくくな
っており、製作誤差を減少させることができる。製作誤
差が少ないと、検査時に不合格品となるガスタービン動
翼が減少し、ガスタービン動翼製造の際の歩留まりが良
くなり、製造コストを低減できるという効果がある。
【００３０】図４は本発明によるガスタービン動翼の別
の形態である。ここで図１に記載のガスタービン動翼と
同一の形状・機能を有する部分には図１と同一の番号を
振ってある。４３はハブリターン部であり、５２は回収
孔中子支持穴であり、５３は回収孔中子支持穴封止蓋で
ある。
の形態である。ここで図１に記載のガスタービン動翼と
同一の形状・機能を有する部分には図１と同一の番号を
振ってある。４３はハブリターン部であり、５２は回収
孔中子支持穴であり、５３は回収孔中子支持穴封止蓋で
ある。
【００３１】本実施例によるガスタービン動翼では、ダ
ブテイル側面へ連通する回収孔５がダブテイル底部へ貫
通する回収孔中子支持穴５２に分岐している。運転時に
回収孔中子支持穴５２から冷却媒体が漏れることを防止
する為、回収孔中子支持穴５２のダブテイル底面に回収
孔中子支持穴封止蓋５３を溶接またはかしめによって取
付けている。
ブテイル側面へ連通する回収孔５がダブテイル底部へ貫
通する回収孔中子支持穴５２に分岐している。運転時に
回収孔中子支持穴５２から冷却媒体が漏れることを防止
する為、回収孔中子支持穴５２のダブテイル底面に回収
孔中子支持穴封止蓋５３を溶接またはかしめによって取
付けている。
【００３２】図５は、図４におけるガスタービン動翼の
鋳造時の断面図である。ここで、図１４と同一の形状・
構造の部分には図１４と同一の番号を振ってある鋳造時
にはガスタービン動翼内部に中子６１が配置されてい
る。
鋳造時の断面図である。ここで、図１４と同一の形状・
構造の部分には図１４と同一の番号を振ってある鋳造時
にはガスタービン動翼内部に中子６１が配置されてい
る。
【００３３】図１２におけるガスタービン動翼は回収孔
１２２を形成する中子１３２部分がダブテイル側面で外
部へ連通しており、この部分を外部から幅木で固定して
いる。また、供給孔１２１を形成する中子１３１部分は
ダブテイル底面で外部と連通しており、この部分を外部
から幅木で固定している。このため、幅木をダブテイル
側面とダブテイル底面の両方に設ける必要が有り、幅木
形状が複雑化している。
１２２を形成する中子１３２部分がダブテイル側面で外
部へ連通しており、この部分を外部から幅木で固定して
いる。また、供給孔１２１を形成する中子１３１部分は
ダブテイル底面で外部と連通しており、この部分を外部
から幅木で固定している。このため、幅木をダブテイル
側面とダブテイル底面の両方に設ける必要が有り、幅木
形状が複雑化している。
【００３４】本発明における図４のガスタービン動翼
は、回収孔５がダブテイル底面へ貫通する回収孔中子支
持穴５２に分岐しており、鋳造時には図５に示されてい
るように回収孔中子支持穴５２から中子６３部分を外部
に連通させて、この部分を幅木７６によって固定してい
る。ここで、中子３２部分は外部から固定されている中
子６３部分に近い為、中子３２部分を固定しなくてもこ
の部分の中子支持強度は十分に保たれる。このため中子
３２は支持されていない。このため、幅木はダブテイル
底面部の下方のみに配置させれば良く、幅木の簡略化・
低コスト化が可能である。
は、回収孔５がダブテイル底面へ貫通する回収孔中子支
持穴５２に分岐しており、鋳造時には図５に示されてい
るように回収孔中子支持穴５２から中子６３部分を外部
に連通させて、この部分を幅木７６によって固定してい
る。ここで、中子３２部分は外部から固定されている中
子６３部分に近い為、中子３２部分を固定しなくてもこ
の部分の中子支持強度は十分に保たれる。このため中子
３２は支持されていない。このため、幅木はダブテイル
底面部の下方のみに配置させれば良く、幅木の簡略化・
低コスト化が可能である。
【００３５】図６は、図１におけるガスタービン動翼と
図４におけるガスタービン動翼の混合例である。ここ
で、図１、図３に記載のガスタービン動翼と同一の形状
・機能を有する部分には、図１、図３に示した物と同一
の番号が付されている。
図４におけるガスタービン動翼の混合例である。ここ
で、図１、図３に記載のガスタービン動翼と同一の形状
・機能を有する部分には、図１、図３に示した物と同一
の番号が付されている。
【００３６】本発明におけるガスタービン動翼では、リ
ターン部９の中子を下方へ伸ばしてシャンク部、ダブテ
イル部内に中子支持穴２１，２２を設けている為、高い
荷重が発生している方向２３と中子支持穴２１，２２の
方向が平行に近い。このため、穴周りに大きな応力が発
生することが無く、ガスタービン動翼の寿命および信頼
性が向上する。また、本発明におけるガスタービン動翼
には、シャンク部、ダブテイル部に中子支持のための中
空部が設けられている。このため、図１２に示すガスタ
ービン動翼よりも、シャンク部、ダブテイル部内の中空
部が増えており、その分、ガスタービン動翼全体の重量
が軽量化されてる。ガスタービン動翼はロータの外周に
植え付けられており、ガスタービン運転時にはガスター
ビン動翼の遠心力がロータへ作用している。そのため、
ロータにはガスタービン動翼の遠心力による応力が発生
している。本発明によるガスタービン動翼では、ガスタ
ービン動翼の軽量化によって、ガスタービン運転時に発
生するガスタービン動翼の遠心力も軽減され、ロータへ
作用する遠心力も軽減される。このため、ガスタービン
動翼の遠心力によってロータに発生する応力も低減さ
れ、ロータの信頼性が向上するという利点も有る。
ターン部９の中子を下方へ伸ばしてシャンク部、ダブテ
イル部内に中子支持穴２１，２２を設けている為、高い
荷重が発生している方向２３と中子支持穴２１，２２の
方向が平行に近い。このため、穴周りに大きな応力が発
生することが無く、ガスタービン動翼の寿命および信頼
性が向上する。また、本発明におけるガスタービン動翼
には、シャンク部、ダブテイル部に中子支持のための中
空部が設けられている。このため、図１２に示すガスタ
ービン動翼よりも、シャンク部、ダブテイル部内の中空
部が増えており、その分、ガスタービン動翼全体の重量
が軽量化されてる。ガスタービン動翼はロータの外周に
植え付けられており、ガスタービン運転時にはガスター
ビン動翼の遠心力がロータへ作用している。そのため、
ロータにはガスタービン動翼の遠心力による応力が発生
している。本発明によるガスタービン動翼では、ガスタ
ービン動翼の軽量化によって、ガスタービン運転時に発
生するガスタービン動翼の遠心力も軽減され、ロータへ
作用する遠心力も軽減される。このため、ガスタービン
動翼の遠心力によってロータに発生する応力も低減さ
れ、ロータの信頼性が向上するという利点も有る。
【００３７】図７は、図６における実施例のガスタービ
ン動翼の鋳造時の断面図である。ここでは図１（ｂ）、
図５におけるガスタービン動翼の鋳造時の断面図と同一
の形状・機能を有する物には図１（ｂ）、図５と同一の
番号を振ってある。鋳造時にはガスタービン動翼内部に
は中子７７が配置されている。７６は幅木であり、中子
の３１，３３，３４，６３部分が幅木７６に固定されて
いる。
ン動翼の鋳造時の断面図である。ここでは図１（ｂ）、
図５におけるガスタービン動翼の鋳造時の断面図と同一
の形状・機能を有する物には図１（ｂ）、図５と同一の
番号を振ってある。鋳造時にはガスタービン動翼内部に
は中子７７が配置されている。７６は幅木であり、中子
の３１，３３，３４，６３部分が幅木７６に固定されて
いる。
【００３８】本発明によるガスタービン動翼は、ハブリ
ターン部９を形成する中子は中子支持穴２１，２２を通
して、中子の３３，３４部分が外部へ連通しており、幅
木４５に固定されている。このため、ハブリターン部９
は中子が外部から支持されている場所から近い位置に存
在し、ハブリターン部９を形成する中子部分の支持強度
が強くなっている。このため、鋳造時にハブリターン部
９を形成する中子部分が動きにくくなっており、製作誤
差を減少させることができる。製作誤差が少ないと、検
査時に不合格品となるガスタービン動翼が減少し、ガス
タービン動翼製造の際の歩留まりが良くなり、製造コス
トを低減できるという効果がある。
ターン部９を形成する中子は中子支持穴２１，２２を通
して、中子の３３，３４部分が外部へ連通しており、幅
木４５に固定されている。このため、ハブリターン部９
は中子が外部から支持されている場所から近い位置に存
在し、ハブリターン部９を形成する中子部分の支持強度
が強くなっている。このため、鋳造時にハブリターン部
９を形成する中子部分が動きにくくなっており、製作誤
差を減少させることができる。製作誤差が少ないと、検
査時に不合格品となるガスタービン動翼が減少し、ガス
タービン動翼製造の際の歩留まりが良くなり、製造コス
トを低減できるという効果がある。
【００３９】さらに、本発明におけるガスタービン動翼
は、回収孔５がダブテイル底面へ貫通する回収孔中子支
持穴５２に分岐しており、鋳造時には図５に示されてい
るように回収孔中子支持穴５２から中子６３部分を外部
に連通させて、この部分を幅木７６によって固定してい
る。ここで、中子３２部分は外部から固定されている中
子６３部分に近い為、中子３２部分を固定しなくてもこ
の部分の中子支持強度は十分に保たれる。このため中子
３２は支持されていない。このため、幅木はダブテイル
底面部の下方のみに配置させれば良く、幅木の簡略化・
低コスト化が可能である。
は、回収孔５がダブテイル底面へ貫通する回収孔中子支
持穴５２に分岐しており、鋳造時には図５に示されてい
るように回収孔中子支持穴５２から中子６３部分を外部
に連通させて、この部分を幅木７６によって固定してい
る。ここで、中子３２部分は外部から固定されている中
子６３部分に近い為、中子３２部分を固定しなくてもこ
の部分の中子支持強度は十分に保たれる。このため中子
３２は支持されていない。このため、幅木はダブテイル
底面部の下方のみに配置させれば良く、幅木の簡略化・
低コスト化が可能である。
【００４０】図１から図７では、供給孔がダブテイル下
面、回収孔がダブテイル側面で外部と連通している例を
挙げたが、供給孔、回収孔共にダブテイル下面または側
面のどちらにもなり得る。また、図１から図６では供給
孔は翼の上流側、回収孔は翼の下流側となっているが、
回収孔が翼の上流側、下流孔が後縁側にもなり得る。
面、回収孔がダブテイル側面で外部と連通している例を
挙げたが、供給孔、回収孔共にダブテイル下面または側
面のどちらにもなり得る。また、図１から図６では供給
孔は翼の上流側、回収孔は翼の下流側となっているが、
回収孔が翼の上流側、下流孔が後縁側にもなり得る。
【００４１】図７に本発明の別の形態のガスタービン動
翼の断面図が示されている。図１に記載のガスタービン
動翼と同一の形状・機能を有する部分には、図１に示し
た物と同一の番号が付してある。矢印８１，８２は冷却
媒体の流れる方向であり、８３は冷却媒体吹き出し孔で
ある。本実施例によるガスタービン動翼ではプロファイ
ル部３の作動流体流れ方向４１の下流側に外部と連通す
る冷却媒体吹き出し孔８３が開いており、ガスタービン
動翼を冷却した冷却媒体は、冷却媒体吹き出し孔８３か
ら矢印８２方向に外部へ放出される。
翼の断面図が示されている。図１に記載のガスタービン
動翼と同一の形状・機能を有する部分には、図１に示し
た物と同一の番号が付してある。矢印８１，８２は冷却
媒体の流れる方向であり、８３は冷却媒体吹き出し孔で
ある。本実施例によるガスタービン動翼ではプロファイ
ル部３の作動流体流れ方向４１の下流側に外部と連通す
る冷却媒体吹き出し孔８３が開いており、ガスタービン
動翼を冷却した冷却媒体は、冷却媒体吹き出し孔８３か
ら矢印８２方向に外部へ放出される。
【００４２】図１３におけるガスタービン動翼では、プ
ロファイル部１２６の作動流体流れ方向１２９の下流側
には、冷却空気吹き出し孔は開いていない。これに比べ
て本発明におけるガスタービン動翼はプロファイル部３
の作動流体流れ方向４１の下流側に外部と連通する冷却
媒体吹き出し孔８３が開いており、ガスタービン動翼を
冷却した冷却媒体は、冷却媒体吹き出し孔８３から矢印
８２方向に外部へ放出される。これによってプロファイ
ル下流側付近の冷却効果が高められ、その部分のメタル
温度が低下する。このため、ガスタービン動翼の信頼性
が向上する。
ロファイル部１２６の作動流体流れ方向１２９の下流側
には、冷却空気吹き出し孔は開いていない。これに比べ
て本発明におけるガスタービン動翼はプロファイル部３
の作動流体流れ方向４１の下流側に外部と連通する冷却
媒体吹き出し孔８３が開いており、ガスタービン動翼を
冷却した冷却媒体は、冷却媒体吹き出し孔８３から矢印
８２方向に外部へ放出される。これによってプロファイ
ル下流側付近の冷却効果が高められ、その部分のメタル
温度が低下する。このため、ガスタービン動翼の信頼性
が向上する。
【００４３】さらに、本発明におけるガスタービン動翼
では、リターン部９の中子を下方へ伸ばしてシャンク
部、ダブテイル部内に中子支持穴２１，２２を設けてい
る為、高い荷重が発生している方向２３と中子支持穴２
１，２２の方向が平行に近い。このため、穴周りに大き
な応力が発生することが無く、ガスタービン動翼の寿命
および信頼性が向上する。
では、リターン部９の中子を下方へ伸ばしてシャンク
部、ダブテイル部内に中子支持穴２１，２２を設けてい
る為、高い荷重が発生している方向２３と中子支持穴２
１，２２の方向が平行に近い。このため、穴周りに大き
な応力が発生することが無く、ガスタービン動翼の寿命
および信頼性が向上する。
【００４４】図９は図８におけるガスタービン動翼の鋳
造時の断面図である。鋳造時には内部に中子９６が配置
されている。ここで、ガスタービン動翼内部の中子にお
いて図１（ｂ）と同一の形状・機能を有する部分には、
図１（ｂ）と同一の番号を振ってある。鋳造時には、冷
却媒体噴出し孔８３を通して中子９４部分が外部と連通
しており、中子９４部分は幅木９５に固定されている。
本実施例においても図１におけるガスタービン動翼と同
様にハブリターン部９を形成する中子は中子支持穴２
１，２２を通して、中子の３３，３４部分が外部へ連通
しており、幅木４５に固定されている。このため、ハブ
リターン部９は中子が外部から支持されている場所から
近い位置に存在し、ハブリターン部９を形成する中子部
分の支持強度が強くなっている。このため、鋳造時にハ
ブリターン部９を形成する中子部分が動きにくくなって
おり、製作誤差を減少させることができる。製作誤差が
少ないと、検査時に不合格品となるガスタービン動翼が
減少し、ガスタービン動翼製造の際の歩留まりが良くな
り、製造コストを低減できるという効果が生ずるのであ
る。
造時の断面図である。鋳造時には内部に中子９６が配置
されている。ここで、ガスタービン動翼内部の中子にお
いて図１（ｂ）と同一の形状・機能を有する部分には、
図１（ｂ）と同一の番号を振ってある。鋳造時には、冷
却媒体噴出し孔８３を通して中子９４部分が外部と連通
しており、中子９４部分は幅木９５に固定されている。
本実施例においても図１におけるガスタービン動翼と同
様にハブリターン部９を形成する中子は中子支持穴２
１，２２を通して、中子の３３，３４部分が外部へ連通
しており、幅木４５に固定されている。このため、ハブ
リターン部９は中子が外部から支持されている場所から
近い位置に存在し、ハブリターン部９を形成する中子部
分の支持強度が強くなっている。このため、鋳造時にハ
ブリターン部９を形成する中子部分が動きにくくなって
おり、製作誤差を減少させることができる。製作誤差が
少ないと、検査時に不合格品となるガスタービン動翼が
減少し、ガスタービン動翼製造の際の歩留まりが良くな
り、製造コストを低減できるという効果が生ずるのであ
る。
【００４５】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明の製造方
法によれば、ガスタービン動翼の製造コストを低減させ
ることができるとともに、ガスタービン動翼の寿命を延
ばすことができ、かつ信頼性を向上させることができ
る。
法によれば、ガスタービン動翼の製造コストを低減させ
ることができるとともに、ガスタービン動翼の寿命を延
ばすことができ、かつ信頼性を向上させることができ
る。
【図１】本発明の製造方法にて製造された動翼およびそ
の製造状態を示すガスタービン動翼の断面図である。
の製造状態を示すガスタービン動翼の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明におけるガスタービン動翼の冷却媒体流
通路の形成に必要な中子の斜視図である。
通路の形成に必要な中子の斜視図である。
【図４】本発明における別の形態のガスタービン動翼の
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明における別の形態のガスタービン動翼の
精鋳時の断面図である。
精鋳時の断面図である。
【図６】本発明における別の形態のガスタービン動翼の
断面図である。
断面図である。
【図７】本発明における別の形態のガスタービン動翼の
精鋳時の断面図である。
精鋳時の断面図である。
【図８】本発明における別の形態のガスタービン動翼の
断面図である。
断面図である。
【図９】本発明における別の形態のガスタービン動翼の
精鋳時の断面図である。
精鋳時の断面図である。
【図１０】ガスタービン全体図である。
【図１１】ガスタービン動翼の斜視図である。
【図１２】ガスタービン動翼の断面図である。
【図１３】ガスタービン動翼の冷却媒体流通路形成に必
要な中子の斜視図である。
要な中子の斜視図である。
【図１４】ガスタービン動翼の精鋳時の断面図である。
【図１５】中子支持を強化したガスタービン動翼の斜視
図である。
図である。
【図１６】中子支持を強化したガスタービン動翼の冷却
媒体流通路形成に必要な中子の斜視図である。
媒体流通路形成に必要な中子の斜視図である。
１…ダブテイル部、２…シャンク部、３…プロファイル
部、４…供給孔、５…回収孔、８…チップリターン部、
９…ハブリターン部、１０…蓋、１１，１６…冷却経
路、１２…冷却媒体供給流通路、１３…冷却媒体回収流
通路、２１，２２…中子支持穴、３１，３２，３３，３
４…中子支持部分、１０４…動翼、２０１…中子。
部、４…供給孔、５…回収孔、８…チップリターン部、
９…ハブリターン部、１０…蓋、１１，１６…冷却経
路、１２…冷却媒体供給流通路、１３…冷却媒体回収流
通路、２１，２２…中子支持穴、３１，３２，３３，３
４…中子支持部分、１０４…動翼、２０１…中子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木塚 宣明 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Ｆターム(参考） 3G002 CA08 CA11 CA15 CB00 4E093 QB01 QD03 TA10 UC01
Claims (5)
- 【請求項１】 内部に冷却媒体流通路を有し、かつ鋳造
によって製造される動翼で、該動翼の内部に冷却媒体流
通路を形成するに際し、前記冷却媒体流通路と同形状を
した中子を配置し、鋳造後その中子を取り除き形成する
ようにしたガスタービン動翼の製造方法において、 前記中子を形成配置するに際し、前記中子を、前記冷却
媒体流通路の形状をした中子の途中から翼の遠心力方向
と平行な方向に延び、かつ翼外部に至る枝部を有する形
状となし、かつ前記枝部の翼外部の端部を外部から固定
し、鋳金属を注入するようにしたことを特徴とするガス
タービン動翼の製造方法。 - 【請求項２】 前記中子の枝部が、翼の底部側に引き出
されたものである請求項１記載のガスタービン動翼の製
造方法。 - 【請求項３】 内部に冷却媒体流通路を有するプロファ
イル部と、該プロファイル部を回転体に固定保持するた
めのダブテイル部と、該ダブテイル部と前記プロファイ
ル部の間に位置してダブテイル部とプロファイル部を結
合保持し、かつ内部に前記プロファイル部の冷却媒体流
通路に連通する冷却媒体供給孔および回収孔を有するシ
ャンク部とを備え、前記プロファイル部を冷却する冷却
媒体が、前記ダブテイル部内の冷却媒体供給孔とシャン
ク部内の冷却媒体供給孔を流通して前記プロファイル部
の冷却媒体流通路に供給され、かつプロファイル部冷却
後の冷却媒体がこのシャンク部内の冷却媒体回収孔とこ
のダブテイル部内の冷却媒体回収孔を流通して回収され
るように形成されており、かつ前記プロファイル部のチ
ップ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の流れ方向
が、前記プロファイル部のハブからチップへ向かう流れ
から前記プロファイル部のチップからハブ方向へ向かう
流れに変わるチップリターン部と、前記プロファイル部
のハブ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の流れ方
向が前記プロファイル部のチップから前記プロファイル
部のハブ方向へ向かう流れから、前記プロファイル部の
ハブから前記プロファイル部のチップへ向かう流れに変
わるハブリターン部を持ち、かつ鋳造によって製造さ
れ、かつ前記冷却媒体流通路が中子によって形成される
ガスタービン動翼の製造方法において、 前記ハブリターン部が、鋳造過程においてダブテイル底
部まで貫通しており、前記貫通穴のダブテイル底部より
中子の一部を外部に露出させ、その部分を外部から固定
し鋳造するようにしたことを特徴とするガスタービン動
翼の製造方法。 - 【請求項４】 内部に冷却媒体流通路を有するプロファ
イル部と、該プロファイル部を回転体に固定保持する為
のダブテイル部と、該ダブテイル部と前記プロファイル
部の間に位置してダブテイル部とプロファイル部を結合
保持し、かつ内部に前記プロファイル部の冷却媒体流通
路に連通する冷却媒体供給孔を有するシャンク部とを備
え、前記プロファイル部を冷却する冷却媒体が、前記ダ
ブテイル部内の冷却媒体供給孔とシャンク部内の冷却媒
体供給孔を流通して前記プロファイル部の冷却媒体流通
路に供給され、かつプロファイル部冷却後の冷却媒体が
このプロファイル部後縁側の冷却媒体吹き出し孔からガ
スパス中へ放出され、かつ前記プロファイル部のチップ
近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の流れ方向が、
前記プロファイル部のハブからチップへ向かう流れから
前記プロファイル部のチップからハブ方向へ向かう流れ
に変わるチップリターン部と、前記プロファイル部のハ
ブ近傍内部に冷却媒体流通路内の冷却媒体の流れ方向が
前記プロファイル部のチップから前記プロファイル部の
ハブ方向へ向かう流れから、前記プロファイル部のハブ
から前記プロファイル部のチップへ向かう流れに変わる
ハブリターン部を持ち、かつ鋳造によって製造され、冷
却媒体流通路が中子によって形成されるガスタービン動
翼の製造方法において、前記ハブリターン部が、鋳造過
程においてダブテイル底部まで貫通しており、前記貫通
穴のダブテイル底部より中子の一部を外部に露出させ、
その部分を外部から固定するようにしたことを特徴とす
るガスタービン動翼の製造方法。 - 【請求項５】 内部に冷却媒体流通路を有するプロファ
イル部と、該プロファイル部を回転体に固定保持する為
のダブテイル部と、該ダブテイル部と前記プロファイル
部の間に位置してダブテイル部とプロファイル部を結合
保持し、かつ内部に前記プロファイル部の冷却媒体流通
路に連通する冷却媒体供給孔および回収孔を有するシャ
ンク部とを備え、前記プロファイル部を冷却する冷却媒
体が、前記ダブテイル部内の冷却媒体供給孔とシャンク
部内の冷却媒体供給孔を流通して前記プロファイル部の
冷却媒体流通路に供給され、かつプロファイル部冷却後
の冷却媒体がこのシャンク部内の冷却媒体回収孔とこの
ダブテイル部内の冷却媒体回収孔を流通して回収される
ように形成されており、冷却媒体供給孔または冷却媒体
回収孔がダブテイル側面において外部と連通しており、
かつ鋳造によって製造され、冷却媒体流通路が中子によ
って形成されるガスタービン動翼の製造方法において、 前記ダブテイル側面へ連通している冷却媒体供給孔また
は冷却媒体回収孔から分岐して生成されるダブテイル底
面で外部と連通する貫通穴が設けられており、鋳造時に
前記貫通穴底部より中子の一部を外部に露出させ、その
部分を外部から固定するようにしたことを特徴とするガ
スタービン動翼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000215894A JP3472531B2 (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | ガスタービン動翼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000215894A JP3472531B2 (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | ガスタービン動翼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002028751A true JP2002028751A (ja) | 2002-01-29 |
| JP3472531B2 JP3472531B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=18711247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000215894A Expired - Lifetime JP3472531B2 (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | ガスタービン動翼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472531B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012036888A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | General Electric Co <Ge> | バケット組立体冷却装置及びバケット組立体の形成方法 |
| JP2012097746A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | General Electric Co <Ge> | タービンバケットを冷却するためのシステム及び方法 |
| US8807198B2 (en) | 2010-11-05 | 2014-08-19 | United Technologies Corporation | Die casting system and method utilizing sacrificial core |
| JP2016513203A (ja) * | 2013-02-06 | 2016-05-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | ねじれリブを有するねじれガスタービンエンジンエアフォイルのための鋳造コア |
| US9587494B2 (en) | 2012-08-27 | 2017-03-07 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine, gas turbine blade, and manufacturing method of gas turbine blade |
| JP2017078391A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 翼、これを備えているガスタービン、及び翼の製造方法 |
-
2000
- 2000-07-12 JP JP2000215894A patent/JP3472531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012036888A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | General Electric Co <Ge> | バケット組立体冷却装置及びバケット組立体の形成方法 |
| JP2012097746A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | General Electric Co <Ge> | タービンバケットを冷却するためのシステム及び方法 |
| US8807198B2 (en) | 2010-11-05 | 2014-08-19 | United Technologies Corporation | Die casting system and method utilizing sacrificial core |
| US9908175B2 (en) | 2010-11-05 | 2018-03-06 | United Technologies Corporation | Die casting system and method utilizing sacrificial core |
| US9587494B2 (en) | 2012-08-27 | 2017-03-07 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine, gas turbine blade, and manufacturing method of gas turbine blade |
| JP2016513203A (ja) * | 2013-02-06 | 2016-05-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | ねじれリブを有するねじれガスタービンエンジンエアフォイルのための鋳造コア |
| JP2017078391A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 翼、これを備えているガスタービン、及び翼の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3472531B2 (ja) | 2003-12-02 |
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