[發明專利]燃氣輪機的動翼及其制造方法、以及使用了動翼的燃氣輪機

有效

• 申請號: 201510309035.8
• 申請日: 2011-02-24
• 公開（公告）號: CN104895621B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 羽田哲;今田亙彥;新谷智史;大江克利;平田憲史;淺野弘
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 雒運樸

本申請是申請號為2011800077760、申請日為2011年2月24日、發明名稱為“燃氣輪機的動翼及其制造方法、以及使用了動翼的燃氣輪機”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及在火力發電等中使用的燃氣輪機的動翼，詳細而言，涉及對形成在動翼內部的冷卻空氣流通用的冷卻通路進行了改良的燃氣輪機的動翼及其制造方法、以及使用了動翼的燃氣輪機。

背景技術

在燃氣輪機中，為了使高溫的工作流體在渦輪動翼的周圍流動，通常在渦輪動翼的內部形成有沿著動翼的長度方向的冷卻通路，通過使冷卻空氣在該冷卻通路中流通來進行動翼的冷卻。被渦輪的壓縮機壓縮后的空氣的一部分被抽出而作為冷卻空氣向冷卻通路壓力輸送，該冷卻空氣在冷卻通路中流動而從內側對動翼進行冷卻，保護動翼以免受高溫的工作流體(燃燒氣體)的熱侵害。作為采用上述結構的現有的燃氣輪機(燃氣輪機動翼)，已知有專利文獻1所記載的技術。

在專利文獻1所記載的現有的燃氣輪機中，從動翼的基部側朝向前端側形成單一空間狀的空洞部，另一方面，從動翼的前端側朝向基部側形成多個直線通路狀的長孔，上述長孔在動翼的長度方向中間部與空洞部連通。并且，空洞部的寬度在與長孔連通的連通部被擴張。因此，在從動翼的前端側對長孔進行加工形成時，容易使長孔與空洞部連通，加工容易。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】：日本特開2007-211618號公報

然而，在專利文獻1的結構中，空洞部形成為單一空間狀，因此該部分處的動翼的有效截面積變小，動翼的強度或剛性受損，最壞的情況下可能會導致破裂(蠕變裂紋等)，欠缺可靠性。

另一方面，若不設置空洞部，通過從動翼的前端側和基部側這兩側進行長孔加工且在中間處連接而加工出一根長孔的方式形成為多個直線通路狀，則能夠將動翼的有效截面積增大與沒有設置空洞部對應的量。然而，在該方法中，從兩方向進行長孔加工時的對芯困難，存在加工成本增大或因長孔彼此的貫通不良而導致合格率降低的可能性。

發明內容

本發明鑒于上述情況而提出，其目的在于提供一種燃氣輪機的動翼及其制造方法、以及使用了動翼的燃氣輪機，從而使設置在動翼內部的冷卻通路的形成容易，且通過形成冷卻通路來避免動翼強度或剛性受損，從而提高可靠性。

為了解決上述課題，本發明采用了以下的結構。

即、本發明的第一方式涉及的燃氣輪機的動翼是在渦輪的動翼內部形成有冷卻通路，使冷卻空氣在該冷卻通路中流通來進行所述動翼的冷卻的燃氣輪機的動翼，其中，所述冷卻通路具有：沿著所述動翼的基部側長度方向延伸的多個直線通路狀的基部側長孔；沿著所述動翼的前端側長度方向延伸的多個直線通路狀的前端側長孔；夾設在所述基部側長孔與所述前端側長孔的連接部中而將兩長孔的各一根相互連通，且具有比所述兩長孔的通路截面積大的截面積的多個連通空洞部。

根據本發明，例如在先形成基部側長孔和連通空洞部，之后從動翼的前端側形成前端側長孔時，由于連通空洞部的截面積比基部側長孔或前端側長孔的通路截面積大，因此能夠容易使前端側長孔與連通空洞部貫通。因此，能夠使形成在動翼內部的冷卻通路的形成容易。另外，基部側長孔沒有成為單一的空洞部而形成為多個直線通路狀，因此能夠避免因冷卻通路的形成而損害動翼強度或剛性的情況。

另外，本發明的第二方式涉及的燃氣輪機的動翼中，所述連通空洞部與所述動翼的平臺部的位置一致地形成。由此，冷卻通路中橫截面積最大的連通空洞部形成在動翼中壁厚最大的平臺部的內部，因此實際上動翼的有效截面積變小的部分成為最小限度，能夠防止動翼的強度或剛性受損的情況。

并且，本發明的第三方式涉及的燃氣輪機的動翼中，所述多個連通空洞部之中的、相鄰的連通空洞部的高度不同。由此，相鄰的連通空洞部彼此沒有以相同的高度排列，各連通空洞部之間的距離變大，因此能夠避免在連通空洞部的位置處動翼的有效截面積變小的情況，能夠防止動翼的強度或剛性受損的情況。

并且，本發明的燃氣輪機的動翼的特征在于，至少所述多個前端側長孔的從前端至所述連通空洞部為止的長度相同。由此，能夠利用多個電極或鉆頭同時進行加工，不會產生長孔的加工精度的偏差，加工精度得以進一步提高。

另外，本發明的第四方式涉及的燃氣輪機將所述第一至第三方面中任一方式的燃氣輪機的動翼用于渦輪中。由此，能夠確保動翼的強度及剛性而提高可靠性。