JP2005220824A - Fluid jet structure, cooling air jet structure, fluid jet structure manufacturing method, cooling air jet structure manufacturing method, and turbine blade - Google Patents
Fluid jet structure, cooling air jet structure, fluid jet structure manufacturing method, cooling air jet structure manufacturing method, and turbine blade Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005220824A JP2005220824A JP2004029969A JP2004029969A JP2005220824A JP 2005220824 A JP2005220824 A JP 2005220824A JP 2004029969 A JP2004029969 A JP 2004029969A JP 2004029969 A JP2004029969 A JP 2004029969A JP 2005220824 A JP2005220824 A JP 2005220824A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling air
- green compact
- electrode
- build
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、流体作動ベースの外側へ流体を噴出させるための流体噴出構造(冷却空気噴出構造を含む)、この流体噴出構造を製造するための流体噴出構造の製造方法(冷却空気噴出構造の製造方法を含む)、ガスタービンに用いられるタービン翼に関する。 The present invention relates to a fluid ejection structure (including a cooling air ejection structure) for ejecting fluid to the outside of a fluid operation base, and a method for producing a fluid ejection structure for producing this fluid ejection structure (production of a cooling air ejection structure). And a turbine blade used in a gas turbine.
ガスタービンにはタービン翼が用いられ、前記タービン翼の翼本体は前記タービンの稼働中に燃焼ガスの影響によって高温環境下に置かれるため、従来から、次のように前記タービン翼の前記翼本体を冷却している。 Since a turbine blade is used for a gas turbine, and the blade body of the turbine blade is placed in a high temperature environment due to the influence of combustion gas during operation of the turbine, conventionally, the blade body of the turbine blade is as follows. Is cooling.
即ち、前記翼本体は中空状に構成されてあって、前記翼本体の内部は冷却空気源(例えば前記ガスタービンにおける圧縮機の圧縮機ケース内部)に連通してある。そして、前記翼本体には、冷却空気が流れる複数の冷却空気孔が貫通して形成れている。 That is, the blade main body is formed in a hollow shape, and the inside of the blade main body communicates with a cooling air source (for example, inside the compressor case of the compressor in the gas turbine). The blade body is formed with a plurality of cooling air holes through which cooling air flows.
従って、冷却空気が前記冷却空気源から前記翼本体の内部へ供給され、複数の前記冷却空気孔を流れると、前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、前記翼本体の表面に冷却空気フィルムが形成されて、前記冷却空気フィルムによって燃焼ガスから前記翼本体を遮蔽しつつ、前記翼本体をフィルム冷却(流体作動の一例)することができる。 Accordingly, when cooling air is supplied from the cooling air source to the inside of the blade body and flows through the plurality of cooling air holes, the cooling air can be ejected to the outside of the blade body. Thereby, a cooling air film is formed on the surface of the blade body, and the blade body can be film-cooled (an example of fluid operation) while shielding the blade body from combustion gas by the cooling air film.
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1に示すものがある。
ところで、前記翼本体(流体作動ベースの一例)の冷却効率(流体作動の効率の一例)を高めるためには、前記冷却空気孔の個数を増やして冷却空気の噴射箇所を増やしたり、前記冷却孔の孔径を小さしたりする必要がある。 By the way, in order to increase the cooling efficiency (an example of the fluid operation efficiency) of the blade body (an example of the fluid operation base), the number of the cooling air holes is increased to increase the number of cooling air injection locations, It is necessary to reduce the diameter of the hole.
しかしながら、前記冷却空気孔の個数を増やすと、前記翼本体の機械的強度が低下したり、前記冷却孔の孔径を小さくすると、冷却孔(流体孔の一例)の加工の難易度が高まって、加工コストが高くなったりするという問題がある。即ち、前記翼本体の機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、前記翼本体の冷却効率を高めることは容易でないという問題がある。 However, if the number of cooling air holes is increased, the mechanical strength of the blade body is reduced, or if the hole diameter of the cooling holes is reduced, the difficulty of processing the cooling holes (an example of fluid holes) increases. There is a problem that the processing cost becomes high. That is, there is a problem that it is not easy to increase the cooling efficiency of the blade body while suppressing the reduction in mechanical strength and processing cost of the blade body.
なお、前述の問題は、前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させて、前記翼本体をフィルム冷却するための構造についてのみ生じるものではなく、前記翼本体以外の冷却ベースの外側へ冷却空気を噴出させるための構造、或いは前記冷却ベース以外の流体作動ベースの外側へ冷却空気以外の流体を噴出させるための構造についても同様に生じる。 Note that the above-mentioned problem does not occur only in the structure for cooling the wing body by blowing the cooling air to the outside of the wing body, but the cooling air is supplied to the outside of the cooling base other than the wing body. A structure for ejecting or a structure for ejecting fluid other than cooling air to the outside of the fluid operation base other than the cooling base similarly occurs.
請求項1に記載の発明にあっては、流体作動ベースの外側へ流体を噴出させるための流体噴出構造において、
前記流体作動ベースに貫通して形成され、流体が流れる流体孔と;
前記流体作動ベースの表面に前記流体孔を覆うように形成され、表面側へ流体を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
In the invention according to claim 1, in the fluid ejection structure for ejecting the fluid to the outside of the fluid operation base,
Fluid holes formed through the fluid working base and through which fluid flows;
A built-up layer formed on the surface of the fluid working base so as to cover the fluid hole and configured to have a porous structure so that the fluid can be leached to the surface side;
The build-up layer is a green compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. An electrode is used to generate a pulsed discharge between the surface of the fluid working base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode material of the green compact electrode or The electrode material is formed by depositing and / or welding the reactant.
請求項1に記載の発明特定事項によると、流体が前記流体孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ流体を浸出させて、前記流体作動ベースの外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記流体作動ベースに孔径の小さい多数の前記流体孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記流体作動ベースの外側へ流体を噴出させることができる。これによって、冷却、清掃等の流体作動を効率よく行うことができる。 According to the invention specific matter of claim 1, when the fluid flows through the fluid hole, the fluid is leached to the surface side of the build-up layer via the porous structure of the build-up layer, and the fluid It can be ejected outside the working base. In other words, fluid can be ejected to the outside of the fluid working base from a number of extremely small ejection locations in the build-up layer without forming a large number of fluid holes having a small hole diameter in the fluid working base. As a result, fluid operations such as cooling and cleaning can be performed efficiently.
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記流体作動ベースの母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記流体作動ベースに強固に結合させることができる。 In addition, the boundary between the build-up layer formed by discharge energy and the base material of the fluid working base has a gradient alloy characteristic, and the build-up layer is firmly bonded to the fluid working base. Can do.
請求項2に記載の発明にあっては、冷却ベース(流体作動ベース)の外側へ冷却空気を噴出させるための冷却空気噴出構造において、
前記冷却ベースに貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と;
前記冷却ベースの表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
In the invention according to claim 2, in the cooling air ejection structure for ejecting the cooling air to the outside of the cooling base (fluid operation base),
Cooling air holes formed through the cooling base and through which cooling air flows;
A built-up layer formed on the surface of the cooling base so as to cover the cooling air holes and configured with a porous structure so that the cooling air is leached to the surface side, and
The build-up layer is a green compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. An electrode is used to generate a pulsed discharge between the surface of the cooling base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode material of the green compact electrode or the electrode on the surface of the cooling base. Formed by depositing and / or welding the reactants of the material.
請求項2に記載の発明特定事項によると、冷却空気が前記冷却空気孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ冷却空気を浸出させて、前記冷却ベースの外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記冷却ベースに孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記冷却ベースの外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、冷却空気によって効率よく冷却することができる。なお、冷却の主対象は、前記冷却ベースであるとは限らない。 According to the invention specific matter of claim 2, when cooling air flows through the cooling air hole, the cooling air is leached to the surface side of the build-up layer via the porous structure of the build-up layer. , And can be ejected to the outside of the cooling base. In other words, the cooling air can be ejected to the outside of the cooling base from a very large number of ejection locations in the build-up layer without forming a large number of cooling air holes having a small hole diameter in the cooling base. Thereby, it can cool efficiently with cooling air. Note that the main object of cooling is not necessarily the cooling base.
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記冷却ベースの母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記冷却ベースに強固に結合させることができる。 Further, the boundary between the build-up layer formed by discharge energy and the base material of the cooling base has gradient alloy characteristics, and the build-up layer can be firmly coupled to the cooling base. .
請求項3に記載の発明にあっては、ガスタービンに用いられる中空状のタービン部品の被冷却部(冷却ベースの1つ)の外側へ冷却空気を噴出させて、前記タービン部品の被冷却部を冷却するための冷却空気噴出構造において、
前記タービン部品の被冷却部に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔(流体孔の1つ)と;
前記タービン部品の被冷却部の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極してなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
In the third aspect of the present invention, the cooling air is ejected to the outside of the cooled part (one of the cooling bases) of the hollow turbine part used in the gas turbine, and the cooled part of the turbine part In the cooling air jet structure for cooling the
A cooling air hole (one of fluid holes) formed through the cooled part of the turbine component and through which cooling air flows;
A build-up layer formed on the surface of the cooled part of the turbine component so as to cover the cooling air hole and configured with a porous structure so that the cooling air is leached to the surface side;
The build-up layer is made of an oxidation-resistant metal powder, a green compact obtained by compression molding a powder of a mixture of an oxidation-resistant metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. Using the green compact electrode formed as a green compact electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the portion to be cooled of the turbine component and the green compact electrode, and the turbine discharges the discharge energy. It is formed by depositing and / or welding the electrode material of the green compact electrode or the reactant of the electrode material on the surface of the part to be cooled.
なお、前記タービン部品の被冷却部には、タービン翼の翼本体、タービンシュラウドのシュラウド本体等が含まれる。 The portion to be cooled of the turbine component includes a blade body of a turbine blade, a shroud body of a turbine shroud, and the like.
請求項3に記載の発明特定事項によると、冷却空気が前記冷却空気孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ冷却空気を浸出させて、前記タービン部品の被冷却部の外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記タービン部品の被冷却部に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記タービン部品の被冷却部の外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、前記タービン部品の被冷却部を効率よく冷却することができる。
According to the invention specific matter of
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記タービン部品の被冷却部の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記タービン部品の被冷却部に強固に結合させることができる。 In addition, the boundary between the build-up layer formed by discharge energy and the base material of the cooled part of the turbine part has a gradient alloy characteristic, and the built-up layer is used as the cooled part of the turbine part. Can be firmly bonded to each other.
更に、前記肉盛層はポーラスな組織により構成されているため、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有する。また、前記圧粉体電極は耐酸化金属の粉末等を圧縮成形した圧粉体からなって、前記肉盛層は前記圧粉体電極等の電極材料等が堆積及び/又は溶着することによって形成されるため、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有する。 Furthermore, since the overlay layer is composed of a porous structure, the thermal conductivity of the overlay layer is low, and the overlay layer has a heat shielding property. The green compact electrode is made of a green compact obtained by compression-molding an oxidation-resistant metal powder, and the build-up layer is formed by depositing and / or welding electrode materials such as the green compact electrode. Therefore, the build-up layer has sufficient oxidation resistance.
請求項4に記載の発明にあっては、請求項1に記載の流体噴出構造を製造するための流体噴出構造の製造方法において、
流体作動ベースに流体が流れる流体孔を形成する孔形成工程と;
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と;
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と;
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と、を具備してなることを特徴とする。
In the invention according to claim 4, in the manufacturing method of the fluid ejection structure for producing the fluid ejection structure according to claim 1,
A hole forming step of forming a fluid hole through which fluid flows in the fluid working base;
A filling step of filling the cooling air holes with a powder of a conductive material having electrical conductivity after the hole forming step is completed;
After the filling step is completed, a compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. Using a powder electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the fluid working base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode of the green compact electrode on the surface of the fluid working base. A build-up layer forming step of forming a build-up layer composed of a porous structure so as to cover the cooling air holes by depositing and / or welding a material or a reactant of the electrode material;
A removal step of removing the powder of the conductive material from the cooling air holes after the build-up layer forming step is completed.
請求項4に記載の発明特定事項によると、請求項1に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。 According to the invention specifying item of the fourth aspect, the same effect as the operation of the invention specifying item of the first aspect can be obtained.
請求項5に記載の発明にあっては、請求項2に記載の冷却空気噴出構造を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法において、
冷却ベース部材に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と;
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と;
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と;
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と;を具備してなることを特徴とする。
In the invention according to claim 5, in the manufacturing method of the cooling air ejection structure for manufacturing the cooling air ejection structure according to claim 2,
Forming a cooling air hole through which cooling air flows in the cooling base member;
A filling step of filling the cooling air holes with a powder of a conductive material having electrical conductivity after the hole forming step is completed;
After the filling step is completed, a compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. Using a powder electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the cooling base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode material of the green compact electrode on the surface of the cooling base or A build-up layer forming step of forming a build-up layer composed of a porous structure so as to cover the cooling air holes by depositing and / or welding the reactant of the electrode material;
A removal step of removing the powder of the energized material from the cooling air holes after the build-up layer forming step is completed.
請求項5に記載の発明特定事項によると、請求項2に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。 According to the invention specific matter of claim 5, the same effect as the effect of the invention specific matter of claim 2 is obtained.
請求項6に記載の発明にあっては、請求項3に記載の冷却空気噴出構造を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法において、
タービン部品の被冷却部に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と;
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と;
前記充填工程が終了した後に、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と;
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と;を具備してなることを特徴とする。
In the invention according to claim 6, in the manufacturing method of the cooling air ejection structure for manufacturing the cooling air ejection structure according to
A hole forming step for forming a cooling air hole through which cooling air flows in a portion to be cooled of the turbine component;
A filling step of filling the cooling air holes with a powder of a conductive material having electrical conductivity after the hole forming step is completed;
After the filling step is completed, a green compact obtained by compression-molding a powder of an oxidation-resistant metal or a mixture of a metal powder of an oxidation-resistant metal and a ceramic, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact Using a green compact electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the cooled part of the turbine part and the green compact electrode, and the cooled part of the turbine part is generated by the discharge energy. By depositing and / or welding the electrode material of the green compact electrode or the reactive material of the electrode material on the surface of the metal, a built-up layer composed of a porous structure is formed so as to cover the cooling air hole. A build-up layer forming step;
A removal step of removing the powder of the energized material from the cooling air holes after the build-up layer forming step is completed.
請求項6に記載の発明特定事項によると、請求項3に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
According to the invention specific matter of claim 6, the same effect as the effect of the invention specific matter of
請求項7に記載の発明にあっては、ガスタービンに用いられる中空状のタービン翼(タービン部品の1つ)において、
中空状の構成され、内部が冷却空気源に連通した翼本体(タービン部品の被冷却部の1つ)と;
前記翼本体に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と;
前記翼本体の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記翼本体の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記翼本体の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
In the invention according to
A blade body (one of the parts to be cooled of the turbine component) having a hollow configuration and communicating with a cooling air source inside;
Cooling air holes formed through the blade body and through which cooling air flows;
A build-up layer formed on the surface of the blade body so as to cover the cooling air hole, and configured by a porous structure so that the cooling air is leached to the surface side, and
The build-up layer is made of an oxidation-resistant metal powder, a green compact obtained by compression molding a powder of a mixture of an oxidation-resistant metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. A compact electrode is used, and a pulsed discharge is generated between the surface of the blade body and the powder electrode, and the discharge energy causes the electrode of the powder electrode on the surface of the blade body. The material or the reactant of the electrode material is formed by deposition and / or welding.
ここで、前記タービン翼は、タービン静翼又はタービン動翼であるか否か問わない。 Here, it does not matter whether the turbine blade is a turbine stationary blade or a turbine blade.
請求項7に記載の発明特定事項によると、冷却空気が前記冷却空気源から前記翼本体の内部へ供給され、前記冷却空気孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ冷却空気を浸出させて、前記翼本体の外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記翼本体に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、前記翼本体の表面に冷却空気フィルムが形成されて、前記冷却空気フィルムによって燃焼ガスから前記翼本体を遮蔽しつつ、前記翼本体をフィルム冷却(冷却空気による冷却の1つ)することができる。
According to the invention specific matter of
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記翼本体の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記翼本体に強固に結合させることができる。 Further, the boundary between the build-up layer formed by discharge energy and the base material of the blade body has a gradient alloy characteristic, and the build-up layer can be firmly bonded to the blade body. .
更に、前記肉盛層はポーラスな組織により構成されているため、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有する。また、前記圧粉体電極は耐酸化金属の粉末等を圧縮成形した圧粉体からなって、前記肉盛層は前記圧粉体電極等の電極材料等が堆積及び/又は溶着することによって形成されるため、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有する。 Furthermore, since the overlay layer is composed of a porous structure, the thermal conductivity of the overlay layer is low, and the overlay layer has a heat shielding property. The green compact electrode is made of a green compact obtained by compression-molding an oxidation-resistant metal powder, and the build-up layer is formed by depositing and / or welding electrode materials such as the green compact electrode. Therefore, the build-up layer has sufficient oxidation resistance.
請求項8に記載の発明にあっては、請求項7に記載の発明特定事項の他に、前記耐酸化金属は、耐熱Ni合金、耐熱Co合金、NiCoCrAlY、CoNiCrAl、NiCrいずれか1種の材料又は複数種以上からなる混合材料であることを特徴とする。
In the invention according to claim 8, in addition to the matters specifying the invention according to
請求項8に記載の発明特定事項によると、請求項7に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
According to the invention specific matter of claim 8, the same effect as the effect of the invention specific matter of
請求項9に記載の発明にあって、請求項7又は請求項8に記載の発明特定事項による作用の他に、前記セラミックスは、cBN、TiC、TiN、TiAlN、AlN、TiB2、WC、Cr3C2、SiC、ZrC、VC、B4C、Si3N4、VN、ZrO2、Al2O3、SiO2いずれか1種の材料又は複数種以上からなる混合材料であることを特徴とする。
In the invention described in
請求項1又は請求項4に記載の発明によれば、前記流体作動ベースに孔径の小さい多数の前記流体孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記流体作動ベースの外側へ流体を噴出させることができるため、前記流体作動ベースの機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、流体噴出構造による流体作動の効率を高めることができる。 According to the first or fourth aspect of the present invention, the fluid operation base can be formed from a large number of extremely small ejection locations in the build-up layer without forming a large number of fluid holes having a small hole diameter in the fluid operation base. Since the fluid can be ejected to the outside of the fluid, the efficiency of fluid operation by the fluid ejection structure can be increased while suppressing the reduction in mechanical strength and processing cost of the fluid operation base.
また、前記肉盛層を前記流体作動ベースに強固に結合させることができるため、前記流体噴出構造の品質(前記肉盛層の品質)が安定する。 Further, since the build-up layer can be firmly coupled to the fluid operation base, the quality of the fluid ejection structure (quality of the build-up layer) is stabilized.
請求項2又は請求項5に記載の発明によれば、前記冷却ベースに孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記冷却ベースの外側へ冷却空気を噴出させることができるため、前記冷却ベースの機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、冷却噴出構造による冷却の効率(流体作動の効率の1つ)を高めることができる。 According to the invention described in claim 2 or claim 5, without forming a large number of cooling air holes having a small hole diameter in the cooling base, the cooling base is formed from a large number of extremely small ejection locations in the build-up layer. Since the cooling air can be ejected to the outside, the cooling efficiency (one of the fluid operation efficiency) by the cooling ejection structure can be enhanced while suppressing the mechanical strength reduction and the processing cost of the cooling base. .
また、前記肉盛層を前記冷却ベースに強固に結合させることができるため、前記冷却空気噴出構造の品質(前記肉盛層の品質)が安定する。 Moreover, since the build-up layer can be firmly coupled to the cooling base, the quality of the cooling air ejection structure (quality of the build-up layer) is stabilized.
請求項3又は請求項6に記載の発明によれば、前記タービン部品の被冷却部に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記タービン部品の被冷却部の外側へ冷却空気を噴出させることができるため、前記タービン部品の被冷却部の機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、前記タービン部品の冷却の効率を高めることができる。
According to invention of
また、前記肉盛層を前記タービン部品の被冷却部に強固に結合させることができるため、前記冷却空気噴出構造の品質(前記肉盛層の品質)が安定する。 Further, since the build-up layer can be firmly coupled to the cooled part of the turbine component, the quality of the cooling air ejection structure (the quality of the build-up layer) is stabilized.
更に、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有するため、冷却空気の流量を減らして、前記ガスタービンエンジンのエンジン効率の低下を抑制できる。また、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有するため、冷却空気噴出構造の寿命、換言すれば前記タービン部品の寿命を延ばすことができる。 Furthermore, since the thermal conductivity of the build-up layer becomes low and the build-up layer has a heat shielding property, it is possible to reduce the flow rate of the cooling air and suppress the decrease in engine efficiency of the gas turbine engine. Further, since the build-up layer has sufficient oxidation resistance, the life of the cooling air ejection structure, in other words, the life of the turbine component can be extended.
請求項7から請求項9のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記翼本体に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、極めて小さい多数の噴出箇所から前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させることができるため、前記翼本体の機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、前記タービン翼のフィルム冷却の効率を高めることができる。
According to the invention of any one of
また、前記肉盛層を前記翼本体に強固に結合させることができるため、前記冷却空気噴出構造の品質(前記肉盛層の品質)が安定する。 Further, since the build-up layer can be firmly bonded to the blade body, the quality of the cooling air ejection structure (quality of the build-up layer) is stabilized.
更に、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有するため、冷却空気の流量を減らして、前記ガスタービンエンジンのエンジン効率の低下を抑制できる。また、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有するため、前記タービン翼の寿命を延ばすことができる。 Furthermore, since the thermal conductivity of the build-up layer becomes low and the build-up layer has a heat shielding property, it is possible to reduce the flow rate of the cooling air and suppress the decrease in engine efficiency of the gas turbine engine. Moreover, since the build-up layer has sufficient oxidation resistance, the life of the turbine blade can be extended.
以下、本発明の最良の形態について図1から図3を参照して説明する。 The best mode of the present invention will be described below with reference to FIGS.
ここで、図1(a)は、図1(b)におけるI-I線に沿った図であって、図1(b)は、本発明の最良の形態に係わるタービン翼の側面図であって、図2及び図3は、本発明の最良の形態に係わる冷却空気噴出構造の製造方法を説明するための図である。なお、「前後」とは、特許公報掲載時の各図の向きを基準として、図1から図3において左右のことをいう。 Here, FIG. 1 (a) is a view taken along line II in FIG. 1 (b), and FIG. 1 (b) is a side view of the turbine blade according to the best mode of the present invention. 2 and 3 are views for explaining a method of manufacturing a cooling air jet structure according to the best mode of the present invention. Note that “front and rear” refers to the left and right in FIGS. 1 to 3 with reference to the orientation of each figure when the patent publication is published.
図1(a)(b)に示すように、本発明の最良の形態に係わるタービン翼1は、ジェットエンジン(ガスタービンの一例)における高圧タービン(図示省略)に用いられるものであって、筒状に構成された翼本体3をベースとして具備している。また、翼本体3の先端側には、円弧状のアウターバンド5が一体的に設けられており、翼本体3の基端側には、円弧状のインナーバンド7が一体的に設けられてあって、このインナーバンド7には、開口部9が形成されている。ここで、翼本体3の内部は、開口部9を介して冷却空気源(本発明の最良の形態にあっては前記ジェットエンジンにおける圧縮機の圧縮機ケース(図示省略)の内部)に連通してある。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a turbine blade 1 according to the best mode of the present invention is used for a high-pressure turbine (not shown) in a jet engine (an example of a gas turbine). The
なお、特開平7−19002号公報に示すように、翼本体3の内部には、翼本体3の内面側へ冷却空気を噴出する複数の噴出孔を備えたインサート部材が設けられるようにしてもよい。
As shown in JP-A-7-19002, an insert member having a plurality of ejection holes for ejecting cooling air to the inner surface side of the
本発明の最良の形態に係わるタービン翼1は冷却空気噴出構造11を具備しており、この冷却空気噴出構造11は、翼本体3の外側へ冷却空気CAを噴出させて、翼本体3をフィルム冷却するための構造である。
The turbine blade 1 according to the best mode of the present invention is provided with a cooling
即ち、翼本体3の前縁部(前縁部近傍を含む)には、冷却空気CAが流れる複数の冷却空気孔13が貫通して形成されている。そして、翼本体3の前縁部には、肉盛層15が複数の冷却空気孔13を覆うように形成されており、この肉盛層15は、肉盛層15の表面側へ冷却空気CAを浸出させるようにポーラスな組織により構成されている。特に、肉盛層15は、図2(c)に示すように、圧粉体電極17を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において翼本体3の前縁部の表面と圧粉体電極17との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、翼本体3の前縁部の表面に圧粉体電極17の電極材料又は該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたものである。
That is, a plurality of cooling air holes 13 through which the cooling air CA flows are formed through the front edge portion (including the vicinity of the front edge portion) of the
ここで、圧粉体電極17とは、耐酸化金属の粉末、或いは前記耐酸化金属の粉末とセラミックス(例えばcBN、TiC、WC、SiC、Cr3C2、Al2O3、ZrO2−Y等)の粉末との混合物を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる電極のことである。また、本発明の最良の形態にあっては、前記耐酸化金属は、耐熱Ni合金、耐熱Co合金、NiCoCrAlY、CoNiCrAlY、NiCrいずれか1種の材料又は複数種以上からなる混合材料であって、前記セラミックスは、cBN、TiC、TiN、TiAlN、AlN、TiB2、WC、Cr3C2、SiC、ZrC、VC、B4C、Si3N4、VN、ZrO2、Al2O3、SiO2いずれか1種の材料又は複数種以上からなる混合材料である。なお、圧粉体電極17の先端部の形状は、翼本体3の前縁部の形状に対応した雌形状を呈している。
Here, the green
次に、冷却空気噴出構造11を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the cooling air ejection structure for manufacturing the cooling
図2(a)に示すように、レーザ加工又は放電加工等によって翼本体3の前縁部に冷却空気CAが流れる冷却空気孔13を形成する(孔形成工程)。なお、翼本体3を鋳造によって成型する際に、冷却空気孔13を形成しても差し支えない。次に、図2(b)に示すように、通電性を有する通電材料の粉末19を冷却空気孔13に充填する(充填工程)。ここで、通電材料の粉末19としては、グラファイトの粉末の他に、通電性を有するセラミックスの粉末等が含まれる。
As shown in FIG. 2A, a cooling
前記充填工程が終了した後に、図2(c)に示すように、電気絶縁性のある気中又は液中において翼本体3の前縁部の表面と圧粉体電極17との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、翼本体3の前縁部の表面に圧粉体電極17の前記電極材料又は前記電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって、図3(a)に示すように、肉盛層15を複数の冷却空気孔13を覆うように形成する(肉盛層形成工程)。そして、図3(b)に示すように、複数の冷却空気孔13から通電材料の粉末19を除去する(除去工程)ことにより、冷却空気噴出構造11の製造が終了する。なお、通電材料の粉末19としては、グラファイトの粉末を用いた場合には、放電の際に通電材料の粉末19が翼本体3に溶着しないため、通電材料の粉末19の除去が簡単になる。
After the filling step is completed, as shown in FIG. 2C, a pulse shape is formed between the surface of the front edge portion of the
次に、本発明の最良の形態の作用について簡単に説明する。 Next, the operation of the best mode of the present invention will be briefly described.
冷却空気CAが前記冷却空気源から翼本体3の内部へ供給され、複数の冷却空気孔13を流れると、肉盛層15の前記ポーラスな組織を経由して肉盛層15の表面側へ冷却空気CAを浸出させて、翼本体3の外側へ噴出させることができる。換言すれば、翼本体3に多数の冷却空気孔13を形成することなく、肉盛層15における多数の噴出箇所から翼本体3の外側へ冷却空気CAを噴出させることができる。これによって、翼本体3の表面に冷却空気フィルムが形成されて、前記冷却空気フィルムによって燃焼ガスから翼本体3を遮蔽しつつ、翼本体3をフィルム冷却(冷却空気CAによる冷却の1つ)することができる。
When the cooling air CA is supplied from the cooling air source to the inside of the
また、放電エネルギーにより形成された肉盛層15と翼本体3の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、肉盛層15を翼本体3に強固に結合させることができる。
Further, the boundary between the build-
更に、肉盛層15はポーラスな組織により構成されているため、肉盛層15の熱伝導率は低くなって、肉盛層15は熱遮蔽性を有する。また、圧粉体電極17は耐酸化金属の粉末等を圧縮成形した圧粉体からなって、肉盛層15は圧粉体電極17等の電極材料等が堆積及び/又は溶着することによって形成されるため、肉盛層15は十分な耐酸化性を有する。
Furthermore, since the built-up
以上の如き、本発明の最良の形態によれば、翼本体3に孔径の小さい多数の冷却空気孔13を形成することなく、肉盛層15における極めて小さい多数の噴出箇所から翼本体3の外側へ冷却空気CAを噴出させることができるため、翼本体3の機械的強度の低下を抑制しつつ、フィルム冷却の効率を高めることができる。
As described above, according to the best mode of the present invention, without forming a large number of cooling air holes 13 having a small hole diameter in the
また、肉盛層15を翼本体3に強固に結合させることができるため、冷却空気噴出構造11の品質(肉盛層15の品質)が安定する。
Moreover, since the build-
更に、肉盛層15の熱伝導率は低くなって、肉盛層15は熱遮蔽性を有するため、冷却空気CAの流量を減らして、前記ジェットエンジンのエンジン効率の低下を抑制できる。また、肉盛層15は十分な耐酸化性を有するため、タービン翼1の寿命を延ばすことができる。
Furthermore, since the thermal conductivity of the built-up
なお、本発明は、前述の発明の最良の形態の説明に限るものではなく、冷却噴出構造11と略同じ構成を、翼本体3以外の冷却ベースの外側へ冷却空気CAを噴出させるための構造、或いは前記冷却ベース以外の流体作動ベースの外側へ冷却空気CA以外の流体を噴出させるための構造に適用することも可能であって、適用した場合には前述と同様の作用・効果を奏するものである。
The present invention is not limited to the description of the best mode of the invention described above, and has a structure for ejecting the cooling air CA to the outside of the cooling base other than the
1 タービン翼
3 翼本体
11 冷却空気噴出構造
13 冷却空気孔
15 肉盛層
17 圧粉体電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記流体作動ベースに貫通して形成され、流体が流れる流体孔と;
前記流体作動ベースの表面に前記流体孔を覆うように形成され、表面側へ流体を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とする流体噴出構造。 In the fluid ejection structure for ejecting fluid to the outside of the fluid operation base,
Fluid holes formed through the fluid working base and through which fluid flows;
A built-up layer formed on the surface of the fluid working base so as to cover the fluid hole and configured to have a porous structure so that the fluid is leached to the surface side;
The build-up layer is a green compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. An electrode is used to generate a pulsed discharge between the surface of the fluid working base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode material of the green compact electrode or A fluid ejection structure formed by depositing and / or welding a reactive substance of the electrode material.
前記冷却ベースに貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と;
前記冷却ベースの表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とする冷却空気噴出構造。 In the cooling air ejection structure for ejecting cooling air to the outside of the cooling base,
Cooling air holes formed through the cooling base and through which cooling air flows;
A built-up layer formed on the surface of the cooling base so as to cover the cooling air holes and configured with a porous structure so that the cooling air is leached to the surface side, and
The build-up layer is a green compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. An electrode is used to generate a pulsed discharge between the surface of the cooling base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode material of the green compact electrode or the electrode on the surface of the cooling base. A cooling air jetting structure formed by depositing and / or welding a reactant of a material.
前記タービン部品の被冷却部に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と;
前記タービン部品の被冷却部の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極してなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とする冷却空気噴出構造。 In the cooling air jet structure for cooling the cooled part of the turbine part by jetting cooling air to the outside of the cooled part of the hollow turbine part used in the gas turbine,
A cooling air hole formed through the cooled part of the turbine component and through which cooling air flows;
A build-up layer formed on the surface of the cooled part of the turbine component so as to cover the cooling air hole and configured with a porous structure so that the cooling air is leached to the surface side;
The build-up layer is made of an oxidation-resistant metal powder, a green compact obtained by compression molding a powder of a mixture of an oxidation-resistant metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. Using the green compact electrode formed as a green compact electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the portion to be cooled of the turbine component and the green compact electrode, and the turbine discharges the discharge energy. A cooling air jetting structure formed by depositing and / or welding an electrode material of the green compact electrode or a reactant of the electrode material on a surface of a part to be cooled.
流体作動ベースに流体が流れる流体孔を形成する孔形成工程と;
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と;
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と;
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と、を具備してなることを特徴とする流体噴出構造の製造方法。 In the manufacturing method of the fluid ejection structure for manufacturing the fluid ejection structure of Claim 1,
A hole forming step of forming a fluid hole through which fluid flows in the fluid working base;
A filling step of filling the cooling air holes with a powder of a conductive material having electrical conductivity after the hole forming step is completed;
After the filling step is completed, a compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. Using a powder electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the fluid working base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode of the green compact electrode on the surface of the fluid working base. A build-up layer forming step of forming a build-up layer composed of a porous structure so as to cover the cooling air holes by depositing and / or welding a material or a reactant of the electrode material;
And a removal step of removing the powder of the current-carrying material from the cooling air hole after the build-up layer forming step is completed.
冷却ベース部材に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と;
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と;
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と;
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と;を具備してなることを特徴とする冷却空気噴出構造の製造方法。 In the manufacturing method of the cooling air ejection structure for manufacturing the cooling air ejection structure of Claim 2,
Forming a cooling air hole through which cooling air flows in the cooling base member;
A filling step of filling the cooling air holes with a powder of a conductive material having electrical conductivity after the hole forming step is completed;
After the filling step is completed, a compact comprising a green compact obtained by compression molding a metal powder, or a mixture of a metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. Using a powder electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the cooling base and the green compact electrode, and the discharge energy causes the electrode material of the green compact electrode on the surface of the cooling base or A build-up layer forming step of forming a build-up layer composed of a porous structure so as to cover the cooling air holes by depositing and / or welding the reactant of the electrode material;
And a removal step of removing the powder of the current-carrying material from the cooling air holes after the build-up layer forming step is completed.
タービン部品の被冷却部に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と;
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と;
前記充填工程が終了した後に、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と;
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と;を具備してなることを特徴とする冷却空気噴出構造の製造方法。 In the manufacturing method of the cooling-air ejection structure for manufacturing the cooling-air ejection structure of Claim 3,
A hole forming step for forming a cooling air hole through which cooling air flows in a portion to be cooled of the turbine component;
A filling step of filling the cooling air holes with a powder of a conductive material having electrical conductivity after the hole forming step is completed;
After the filling step is completed, a green compact obtained by compression-molding a powder of an oxidation-resistant metal or a mixture of a metal powder of an oxidation-resistant metal and a ceramic, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact Using a green compact electrode, a pulsed discharge is generated between the surface of the cooled part of the turbine part and the green compact electrode, and the cooled part of the turbine part is generated by the discharge energy. By depositing and / or welding the electrode material of the green compact electrode or the reactive material of the electrode material on the surface of the metal, a built-up layer composed of a porous structure is formed so as to cover the cooling air hole. A build-up layer forming step;
And a removal step of removing the powder of the current-carrying material from the cooling air holes after the build-up layer forming step is completed.
中空状の構成され、内部が冷却空気源に連通した翼本体と;
前記翼本体に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と;
前記翼本体の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と;を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記翼本体の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記翼本体の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び/又は溶着することによって形成されたことを特徴とするタービン翼。 In a hollow turbine blade used in a gas turbine,
A wing body that is hollow and has an interior communicating with a cooling air source;
Cooling air holes formed through the blade body and through which cooling air flows;
A build-up layer formed on the surface of the blade body so as to cover the cooling air hole, and configured by a porous structure so that the cooling air is leached to the surface side, and
The build-up layer is made of an oxidation-resistant metal powder, a green compact obtained by compression molding a powder of a mixture of an oxidation-resistant metal powder and a ceramic powder, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. A green electrode is used, and a pulsed discharge is generated between the surface of the blade body and the green electrode, and the discharge energy causes the electrode of the green electrode on the surface of the blade body. A turbine blade formed by depositing and / or welding a material or a reactant of the electrode material.
The ceramics, cBN, TiC, TiN, TiAlN , AlN, TiB 2, WC, Cr 3 C 2, SiC, ZrC, VC, B 4 C, Si 3 N 4, VN, ZrO 2, Al 2 O 3, SiO The turbine blade according to claim 7 or 8, wherein the turbine blade is any one of two materials or a mixed material composed of a plurality of materials.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004029969A JP4505235B2 (en) | 2004-02-05 | 2004-02-05 | Method for producing fluid ejection structure and method for producing cooling air ejection structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004029969A JP4505235B2 (en) | 2004-02-05 | 2004-02-05 | Method for producing fluid ejection structure and method for producing cooling air ejection structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005220824A true JP2005220824A (en) | 2005-08-18 |
JP4505235B2 JP4505235B2 (en) | 2010-07-21 |
Family
ID=34996659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004029969A Expired - Fee Related JP4505235B2 (en) | 2004-02-05 | 2004-02-05 | Method for producing fluid ejection structure and method for producing cooling air ejection structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4505235B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013522532A (en) * | 2010-03-15 | 2013-06-13 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | Wing having a built-up surface portion in which a cooling passage is embedded |
US9200522B2 (en) | 2007-12-14 | 2015-12-01 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Active film cooling for turbine blades |
CN109154198A (en) * | 2016-05-12 | 2019-01-04 | 通用电气公司 | Engine components wall with cooling circuit |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05148615A (en) * | 1991-11-18 | 1993-06-15 | Res Dev Corp Of Japan | Treatment for surface of metallic material |
JPH07293204A (en) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Gas turbine cooling blade |
JPH08300227A (en) * | 1995-04-14 | 1996-11-19 | Res Dev Corp Of Japan | Electrode for electric discharge machining, and metal surface treating method by electric discharge |
JPH10231704A (en) * | 1997-02-18 | 1998-09-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Oozing cooling turbine shroud |
-
2004
- 2004-02-05 JP JP2004029969A patent/JP4505235B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05148615A (en) * | 1991-11-18 | 1993-06-15 | Res Dev Corp Of Japan | Treatment for surface of metallic material |
JPH07293204A (en) * | 1994-04-27 | 1995-11-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Gas turbine cooling blade |
JPH08300227A (en) * | 1995-04-14 | 1996-11-19 | Res Dev Corp Of Japan | Electrode for electric discharge machining, and metal surface treating method by electric discharge |
JPH10231704A (en) * | 1997-02-18 | 1998-09-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Oozing cooling turbine shroud |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9200522B2 (en) | 2007-12-14 | 2015-12-01 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Active film cooling for turbine blades |
JP2013522532A (en) * | 2010-03-15 | 2013-06-13 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | Wing having a built-up surface portion in which a cooling passage is embedded |
CN109154198A (en) * | 2016-05-12 | 2019-01-04 | 通用电气公司 | Engine components wall with cooling circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4505235B2 (en) | 2010-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6214248B1 (en) | Method of forming hollow channels within a component | |
JP6085256B2 (en) | Process of local repair of damaged thermomechanical parts and parts repaired according to the process, in particular turbine parts | |
US9175568B2 (en) | Methods for manufacturing turbine components | |
JP2006247750A (en) | Cores for use in precision investment casting | |
JP2014513207A5 (en) | ||
US7918647B1 (en) | Turbine airfoil with flow blocking insert | |
EP3101230B1 (en) | Turbine component having surface cooling channels and method of forming same | |
JP2007061912A (en) | Method for forming investment casting core, pattern and mold, casting method, and component thereof | |
JP2008525698A (en) | Components with embedded passages, especially hot gas components of turbomachines | |
CN102825426A (en) | Methods of fabricating coated component using multiple types of fillers | |
JP2003176704A (en) | Method for enhancing heat transfer inside turbulated cooling passage | |
JP2017020504A (en) | Three-dimensional manufacturing method and system of turbine component | |
US10981221B2 (en) | Method and assembly for forming components using a jacketed core | |
JP5943649B2 (en) | Manufacturing method of thermal barrier coating material | |
CN101410213A (en) | Electrode arrangement and electric discharge machining method for insulating material | |
EP3238860A1 (en) | Method and assembly for forming components using a jacketed core | |
JP4505235B2 (en) | Method for producing fluid ejection structure and method for producing cooling air ejection structure | |
EP4086429B1 (en) | Turbine blade repair method using additive manufacturing | |
CN114126786B (en) | Additive manufacturing method for metal parts | |
JP2017109246A (en) | Method and assembly for forming components having internal passages using jacketed core | |
US10508553B2 (en) | Components having separable outer wall plugs for modulated film cooling | |
EP3196329A1 (en) | Heat shielding coating and turbine member | |
US10279388B2 (en) | Methods for forming components using a jacketed mold pattern | |
JP2005214147A (en) | Nose cone, fan module and coating method | |
Rotundo | Design and optimization of components and processes for plasma sources in advanced material treatments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20090701 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091208 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20100420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20100426 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |