CN101952555A - 燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法 - Google Patents

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Abstract

燃气轮机(1)中，包括：轮盘(114)，通过在侧周部连结有接受燃料燃烧后产生的燃烧气体的涡轮侧动叶片，而传递涡轮侧动叶片接受的所述燃烧气体的能量且以旋转轴(RL)为中心旋转；以及径方向通路(13)，在轮盘(114)上从旋转轴(RL)侧朝向轮盘(114)的外侧形成，是包括具有如下形状的部分而形成的孔：在该部分被假想曲面(V03)截取形成的截面上，轮盘(114)的周方向的长度大于平行于旋转轴(RL)的方向的长度，其中，所述假想曲面(V03)是以旋转轴(RL)为轴心的曲面，从所述曲面上的所有点到旋转轴(RL)的距离全部相等。

Description

燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法
技术领域
本发明涉及燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法，更详细地说，涉及利用空气冷却动叶片的燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法。
背景技术
一直以来，作为从使燃料燃烧后产生的燃烧气体取出能量的装置，具有燃气轮机。燃气轮机例如对压缩后的空气喷射燃料，利用使所述燃料燃烧产生的燃烧气体的能量来使涡轮旋转而从转子输出旋转能量。
例如，专利文献1中，公开了搭载下述涡轮冷却系统的燃气轮机，所述涡轮冷却系统中，从涡轮结构外供给的动叶片冷却用介质在冷却前的状态下通过配置在轮盘的中心孔内的中空轴内，经由设在衬垫上的径方向孔被导向轮盘的外周侧，由此冷却动叶片。
【专利文献1】日本特开平9-242563号公报(段号0012)
此处，在专利文献1公开的燃气轮机中，在作为旋转体的轮盘的径方向上形成的径方向孔上，轮盘旋转时由于惯性力而在周方向上受到力。此时，担心因所述径方向孔的形状而在特定的部分上产生应力集中。
本发明鉴于上述问题而提出，其目的是，减小在轮盘的径方向上形成的径方向通路上产生的应力分布的偏置。
发明内容
为了解决上述课题，实现目的，本发明的燃气轮机，其特征是，包括：轮盘，在侧周部连结有接受燃料燃烧后产生的燃烧气体的动叶片，从而传递所述动叶片接受的所述燃烧气体的能量而以旋转轴为中心旋转；以及径方向通路，在所述轮盘上从所述旋转轴侧朝向所述轮盘的外侧形成，该径方向通路是包括具有如下形状的部分而形成的孔：在该部分被假想曲面截取形成的截面上，所述轮盘的周方向上的长度大于平行于所述旋转轴的方向上的长度，其中，所述假想曲面是以所述旋转轴为轴心的曲面，且从所述曲面上的所有点到所述旋转轴的距离全部相等。
所述轮盘以旋转轴为轴旋转时，所述径方向通路在所述轮盘的周方向上受到力。此处，本发明的燃气轮机中，通过上述构成，所述径方向通路的被所述假想曲面截取形成的截面形成为与平行于所述旋转轴的方向的长度相比所述轮盘的周方向的长度较大的椭圆状。因此，所述燃气轮机中，在通过所述截面的图心而与所述力正交的部位产生的应力减小。由此，燃气轮机中，所述径方向通路上产生的应力分布的偏置减小。
作为本发明的优选实施方式，优选的是，所述径方向通路具备包含所述旋转轴的假想平面所不包括的部分。
通过上述构成，本发明的燃气轮机中，所述径方向通路的被所述假想曲面截取形成的截面具有形成与平行于所述旋转轴的方向的长度相比所述轮盘的周方向的长度较大的椭圆状的部分。因此，所述燃气轮机中，通过所述截面的图心与所述力正交的部位上产生的应力减小。由此，燃气轮机中，所述径方向通路上产生的应力分布的偏置减小。
此外，所述燃气轮机中，由于所述径方向通路相对于所述基准假想平面倾斜形成，因此所述冷却用空气流过的通路变长。因此，所述燃气轮机中，促进所述冷却用空气和冷却对象之间的热交换。由此，所述燃气轮机中，冷却性能提高。
作为本发明的优选实施方式，优选的是，所述径方向通路，其一侧开口端在形成于所述轮盘的所述侧周部内侧的空间开口，另一侧开口端在所述轮盘的所述侧周部开口，并且，从所述旋转轴方向投影到与所述旋转轴正交的面上时，相对于包括所述一侧开口端和所述旋转轴的基准假想平面具有10度以上且45度以下的角度。
通过上述构成，本发明的燃气轮机中，通过所述截面的图心与所述力正交的部位上产生的应力更良好地减小。由此，燃气轮机中，在所述径方向通路上产生的应力分布的偏置更良好地减小。
作为本发明的优选实施方式，优选的是，所述轮盘朝向规定的旋转方向旋转，所述径方向通路在所述一侧开口端部分以所述基准假想平面为界向与所述旋转方向相反侧的区域倾斜。
通过上述构成，本发明的燃气轮机中，导入所述径方向通路的冷却用空气与一侧开口端的壁面的冲撞被缓和，所述冷却用空气流入所述径方向通路。即，所述燃气轮机中，所述冷却用空气容易流入所述径方向通路。因此，所述燃气轮机中，供给到所述径方向通路的所述冷却用空气的流量增大。由此，所述燃气轮机中，所述冷却用空气和冷却对象的热交换被促进。因此，所述燃气轮机中，所述冷却用空气产生的冷却性能提高。
为了解决上述课题，实现目的，本发明的轮盘的特征是，具备在所述轮盘上从所述旋转轴侧朝向所述轮盘的外侧形成的径方向通路，该径方向通路是包括具有如下形状的部分而形成的孔：在该部分被假想曲面截取形成的截面上，所述轮盘的周方向上的长度大于平行于所述旋转轴的方向上的长度，其中，所述假想曲面是以所述旋转轴为轴心的曲面，且从所述曲面上的所有点到所述旋转轴的距离全部相等。
本发明的轮盘以旋转轴为轴旋转时，所述径方向通路在所述轮盘的周方向上受到力。此处，所述轮盘中，通过上述构成，所述径方向通路的被所述假想曲面截取形成的截面形成为与平行于所述旋转轴的方向的长度相比所述轮盘的周方向的长度较大的椭圆状。因此，所述轮盘中，通过所述截面的图心与所述力正交的部位上产生的应力减小。由此，所述轮盘中，所述径方向通路上产生的应力分布的偏置减小。
为了解决上述课题，实现目的，本发明的轮盘的径方向通路形成方法的特征是，包括：第一工序，将所述轮盘安装在钻床上，所述钻床设置为使钻头切削刃与包括圆盘状的轮盘的旋转轴的假想平面平行且从所述假想平面偏离规定距离；第二工序，使所述钻头切削刃与所述假想平面平行地移动而在所述轮盘上形成作为孔的第一个径方向通路；第三工序，使所述轮盘以所述旋转轴为轴旋转规定角度；第四工序，使所述钻头切削刃与所述假想平面平行地移动而在所述轮盘上形成作为孔的第二个径方向通路；以及第五工序，重复进行所述第三工序和所述第四工序直至在所述轮盘上形成预期个数的所述径方向通路。
通过上述构成，本发明的轮盘的径方向通路形成方法能够使用现有的机床而容易地加工所述径方向通路。此时，具备所述径方向通路的燃气轮机中，所述径方向通路的被所述假想曲面截取形成的截面形成为与平行于所述旋转轴的方向的长度相比所述轮盘的周方向的长度较大的椭圆状。因此，所述燃气轮机中，在通过所述截面的图心与所述力正交的部位上产生的应力减小。由此，燃气轮机中，所述径方向通路上产生的应力分布的偏置减小。
此外，所述燃气轮机中，导入所述径方向通路的冷却用空气与一侧开口端的壁面的冲撞被缓和，所述冷却用空气流入所述径方向通路。即，所述燃气轮机中，所述冷却用空气容易流入所述径方向通路。因此，所述燃气轮机中，向所述径方向通路供给的所述冷却用空气的流量增大。由此，所述燃气轮机中，所述冷却用空气产生的冷却性能提高。
此外，所述燃气轮机中，由于所述径方向通路相对于所述基准假想平面倾斜形成，因此所述冷却用空气流过的通路变长。因此，所述燃气轮机中，所述冷却用空气和冷却对象之间的热交换被促进。由此，所述燃气轮机中，冷却性能提高。
本发明中，在形成于轮盘的径方向上的径方向通路产生的应力分布的偏置减小。
附图说明
【图1】图1是表示本实施方式的燃气轮机的构成的示意图。
【图2】图2是将本实施方式的燃气轮机的涡轮部放大而示意地表示的剖面图。
【图3】图3是将本实施方式的在轮盘上形成的径方向通路从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。
【图4】图4是将现有的在轮盘上形成的径方向通路从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。
【图5】图5是将现有的轮盘的侧周部在平面上展开而表示的示意图。
【图6】图6是将本实施方式的轮盘的侧周部在平面上展开而表示的示意图。
【图7】图7是将现有的在轮盘上形成的径方向通路的内侧开口端附近从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。
【图8】图8是将本实施方式的在轮盘上形成的径方向通路的内侧开口端附近从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。
【图9】图9是说明在本实施方式的径方向通路加工时使钻头切削刃从假想平面错开的量的图。
标号说明
1、2燃气轮机
11第一供给通路
12第一空间
13、23径方向通路
13a、23a一侧开口端
13b、23b另一侧开口端
14第二空间
15冷却通路
16第二供给通路
17第三空间
18嵌合部
110涡轮部
111涡轮部机室
112涡轮侧静叶片
113涡轮侧动叶片
114、214轮盘
120压缩部
121空气吸入口
122压缩机壳体
123压缩机侧静叶片
124压缩机侧动叶片
130燃烧部
140排气部
141排气扩散室
150转子
151、152轴承
D钻头切削刃
GND地面
RL旋转轴
V01假想平面
V02基准假想平面
V03假想曲面
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。另外，本发明并不限于用于实施本发明的最佳方式(以下称为实施方式)。此外，下述实施方式的构成要素中，包括本领域技术人员容易想到的要素、实质上等同的要素、所谓的均等的范围的要素。
图1是表示本实施方式的燃气轮机的构成的示意图。本实施方式的燃气轮机1设置在地面GND上。燃气轮机1构成从流体流动的上游侧朝向下游侧依次包括压缩部120、燃烧部130、涡轮部110、及排气部140。
压缩部120对空气加压，并向燃烧部130送出加压后的空气。燃烧部130向所述加压后的空气供给燃料。而且，燃烧部130向压缩后的空气喷射燃料而使所述燃料燃烧。涡轮部110将从燃烧部130送出的所述燃烧气体具有的能量转换成旋转能量。排气部140向大气排出所述燃烧气体。
压缩部120包括空气吸入口121、压缩机壳体122、压缩机侧静叶片123、及压缩机侧动叶片124而构成。空气吸入口121从大气将空气取入到压缩机壳体122中。多个压缩机侧静叶片123和多个压缩机侧动叶片124在压缩机壳体122内交替设置。
涡轮部110如图1所示，包括涡轮部机室111、涡轮侧静叶片112、及涡轮侧动叶片113而构成。多个涡轮侧静叶片112和多个涡轮侧动叶片113在涡轮部机室111内沿燃烧气体的流动方向交替配置。排气部140具有与涡轮部110连接的排气扩散室141。排气扩散室141将通过涡轮部110后的废气的动压转换为静压。
燃气轮机1具有作为旋转体的转子150。转子150以贯通压缩部120、燃烧部130、涡轮部110、排气部140的中心部的方式设置。对于转子150，压缩部120侧的端部由轴承151旋转自如地支承，排气部140侧的端部由轴承152旋转自如地支承。
此外，在转子150上固定有多个轮盘114。在轮盘114上连结有压缩机侧动叶片124及涡轮侧动叶片113。在转子150的压缩部120侧的端部上连结有发电机的发电机用输入轴。
燃气轮机1首先从压缩部120的空气吸入口121取入空气。取入的空气被多个压缩机侧静叶片123和压缩机侧动叶片124压缩。由此，所述空气变为与大气相比高温/高压的压缩空气。接着，燃烧部130对所述压缩空气供给规定的燃料而使所述燃料燃烧。
接着，构成涡轮部110的多个涡轮侧静叶片112和多个涡轮侧动叶片113将在燃烧部130中生成的燃烧气体具有的能量转换成旋转能量。涡轮侧动叶片113将所述旋转能量传递到转子150。由此，转子150进行旋转运动。
通过上述构成，燃气轮机1驱动与转子150连结的未图示的发电机。另外，通过涡轮部110后的废气在排气部140的排气扩散室141将动压转换成静压后，被放出至大气中。
图2是将本实施方式的燃气轮机的涡轮部放大而示意地表示的剖面图。如图2所示，转子150包括轮盘114和涡轮侧动叶片113而构成。轮盘114以图1及图2所示的旋转轴RL为轴旋转。在形成为圆盘状的轮盘114的径方向外侧的侧周部上沿周方向连结有多个涡轮侧动叶片113。由此，涡轮侧动叶片113也与轮盘114一起以旋转轴RL为轴旋转。
此处，向涡轮部110供给在燃烧部130中生成的比大气高温/高压的燃烧气体。由此，从燃烧气体接收热量，涡轮侧动叶片113及轮盘114的温度上升。因此，燃气轮机1向涡轮侧动叶片113及轮盘114供给与涡轮侧动叶片113及轮盘114相比低温的冷却用空气，使涡轮侧动叶片113及轮盘114冷却。
此处，轮盘114及涡轮侧动叶片113沿燃烧气体的流动设有多级。对于轮盘114，设有多个的轮盘114中，从燃烧气体的流动的上游侧开始为第一轮盘114a、第二轮盘114b。此外，对于涡轮侧动叶片113，设有多个的涡轮侧动叶片113中，从燃烧气体的流动的上游侧开始为第一涡轮侧动叶片113a、第二涡轮侧动叶片113b。第一涡轮侧动叶片113a与第一轮盘114a连结，第二涡轮侧动叶片113b与第二轮盘114b连结。
涡轮部110包括第一供给通路11、第一空间12、径方向通路13、第二空间14、冷却通路15、第二供给通路16、第三空间17而构成。第一供给通路11为冷却用空气流动的通路。冷却用空气从图1所示的压缩部120经过未图示的通路和使从压缩部120导入的空气冷却的冷却机而被供给到图2所示的第一供给通路11。
第一空间12形成于转子150。径方向通路13从形成为圆盘状的第一轮盘114a的内侧朝向第一轮盘114a的径方向外侧而在第一轮盘114a上形成有多个。第二空间14形成于第一轮盘114a和第一涡轮侧动叶片113a之间。冷却通路15在第一涡轮侧动叶片113a上形成有多个。
对于第一供给通路11，从一侧开口端供给冷却用空气，另一侧的端部在第一空间12开口。由此，冷却用空气经由第一供给通路11被供给到第一空间12。对于径方向通路13，一侧开口端13a在第一空间12开口，另一侧开口端13b在第二空间14开口。由此，第一空间12内的冷却用空气经由径方向通路13被供给到第二空间14。此时，冷却用空气通过径方向通路13的内部并与比冷却用空气高温的第一轮盘114a进行热交换。由此，冷却用空气通过径方向通路13并使第一轮盘114a冷却。
对于冷却通路15，一侧的端部在第二空间14开口，另一侧的端部在涡轮部机室111开口。由此，第二空间14内的冷却用空气经由冷却通路15排出到涡轮部机室111。此时，冷却用空气通过冷却通路15的内部并与比冷却用空气高温的第一涡轮侧动叶片113a进行热交换。由此，冷却用空气通过冷却通路15并对第一涡轮侧动叶片113a进行冷却。
第二供给通路16沿旋转轴RL方向形成于第一轮盘114a上。第三空间17形成于第一轮盘114a与第二轮盘114b之间。对于第二供给通路16，一侧的端部在第一空间12开口，另一侧的端部在第三空间17开口。由此，第一空间12内的冷却空气中未供给到径方向通路13的冷却用空气经由第二供给通路16被导入到第三空间17。
第三空间17内的冷却用空气流过与第一轮盘114a及第一涡轮侧动叶片113a大致相同地在第二轮盘114b及第二涡轮侧动叶片113b上形成的通路、空间、冷却用通路，对第二轮盘114b及第二涡轮侧动叶片113b进行冷却。如图2所示，径方向通路13与正交于旋转轴RL的面平行地形成。另外，径方向通路13也可以相对于正交于旋转轴RL的面倾斜而形成。
图3是将本实施方式的形成于轮盘上的径方向通路从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。此处，燃气轮机1在轮盘114上形成的径方向通路13具有特点。
如图3所示，设假想平面V01为包括旋转轴RL的任意平面。从轮盘114的径方向内侧朝向径方向外侧设有多个径方向通路13。此处，径方向通路13即使与通过旋转轴RL的假想平面V01交叉、或与假想平面V01平行，也没有完全包含于假想平面V01中。即，对于径方向通路13，将径方向通路13向轮盘114的径方向内侧延长的假想的线不与旋转轴RL相交叉。
此处，设包括径方向通路13的一侧开口端13a和旋转轴RL的假想的面为基准假想平面V02。燃气轮机1中，基准假想平面V02与径方向通路13所成的角度θ例如形成为30度。
另外，对于在轮盘114上设有多个的全部的径方向通路13，基准假想平面V02和径方向通路13所成的角度θ分别相等地设定为30度，但本实施方式不限定于此。对于在轮盘114上设有多个的全部的径方向通路13，也可以是基准假想平面V02和径方向通路13所成的角度θ分别不同地设定。
另外，图3所示的嵌合部18是涡轮侧动叶片113的端部嵌入的部分。嵌合部18与在涡轮侧动叶片113的端部形成的嵌合部嵌合，由此将涡轮侧动叶片113支承于轮盘114的侧周部。
径方向通路13避开在轮盘114的侧周部上形成有多个的嵌合部18之间，例如通过钻孔，从轮盘114的径方向外侧朝向轮盘114的径方向内侧形成。由此，另一侧开口端13b在设有多个的嵌合部18之间开口。
图4是将现有的在轮盘上形成的径方向通路从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。图5是将现有的轮盘的侧周部在平面上展开表示的示意图。现有的燃气轮机2如图4所示，具备轮盘214、和在轮盘214上形成的径方向通路23。此外，径方向通路23的另一侧开口端23b在轮盘214的侧周部开口。
如图4所示，径方向通路23的角度θ为0度时，径方向通路23的另一侧开口端23b如图5所示为大致正圆状。此处，轮盘214以图4所示的旋转轴RL为轴旋转时，在另一侧开口端23b，因惯性力在轮盘214上沿周方向受到力F。由此，在另一侧开口端23b产生应力。此时，另一侧开口端23b的大致正圆状的缘中，通过另一侧开口端23b的图心而与力F正交的部位P的应力为最大。即，燃气轮机2中，在部位P应力集中。
图6为将本实施方式的轮盘的侧周部在平面上展开表示的示意图。但是，如图3所示，角度0设定为0度以外时，即使径方向通路13通过钻孔而形成，径方向通路13的另一侧开口端13b如图6所示成为轮盘114的周方向较长的椭圆状。即，对于另一侧开口端13b，相比与旋转轴RL平行的方向的长度h，轮盘114的周方向的长度w较大。
对于径方向通路13，轮盘114以图3所示的旋转轴RL为轴旋转时，在轮盘114的周方向受到力F。此时，若图3所示的轮盘114和图4所示的轮盘214在相同条件下旋转，则作用于另一侧开口端13b的力F和作用于另一侧开口端23b的力F相等。但是，若开口的形状不同，则即使相同的力F作用于所述开口，在特定的部位P产生的应力的大小也不同。
具体而言，相比在形成为正圆状的另一侧开口端23b的部位P产生的应力，通过形成为椭圆状的另一侧开口端13b的图心而与力F正交的部位P上产生的应力较小。即，燃气轮机1中，使在另一侧开口端13b的部位P产生的应力减小，使在另一侧开口端13b产生的应力分布的偏置减小。
另外，另一侧开口端13b的形状例如为周方向的长度w比与旋转轴RL平行的方向的长度h小的情况，与轮盘114的周方向的长度w比与旋转轴RL平行的方向的长度h大的情况不同，在部位P产生的应力增大。
此处，燃气轮机1中，图3所示的径方向通路13相对于与旋转轴RL正交的面倾斜而形成时，另一侧开口端13b的形状中与旋转轴RL平行的方向的长度h增大。即，径方向通路13相对于与旋转轴RL正交的面倾斜而形成时，在部位P产生的应力增加。
另外，燃气轮机1中，图3所示的径方向通路13的一侧开口端13a也与另一侧开口端13b同样地形成为椭圆状形状。由此，与另一侧开口端13b同样地在一侧开口端13a，燃气轮机1也使在一侧开口端13a的部位P产生的应力减小。由此，燃气轮机1使在一侧开口端13a产生的应力分布的偏置减小。
此处，在图3中设下述假想的曲面为假想曲面V03：以旋转轴RL为轴心的曲面且从所述曲面上的所有的点到旋转轴RL的规定距离α全部相等。即，假想曲面V03是以旋转轴RL为轴心、底面和上面的半径为规定距离α的圆柱的侧面。另外，规定距离α是从旋转轴RL到一侧开口端13a的距离以上且从旋转轴RL到另一侧开口端13b的距离以下的距离。
对于径方向通路13，被假想曲面V03截取形成的截面的形状与一侧开口端13a及另一侧开口端13b相同，相比与旋转轴RL平行的方向的长度h，轮盘114的周方向的长度w较大。由此，燃气轮机1中，与一侧开口端13a及另一侧开口端13b相同，在与通过所述截面的图心而作用于截面的缘上的力F正交的部位产生的应力减小。
因此，燃气轮机1中，使在所述截面上产生的应力分布的偏置减小。即，燃气轮机1中，不限于一侧开口端13a及另一侧开口端13b，使在径方向通路13上产生的应力分布的偏置减小。
图7是将现有的在轮盘上形成的径方向通路的内侧开口端附近从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。图8是将本实施方式的在轮盘上形成的径方向通路的内侧开口端附近从旋转轴方向投影到与旋转轴正交的面上的投影图。
冷却用空气从图2所示的第一空间12经由一侧开口端13a被导向径方向通路13。此时，轮盘114如图3的箭头RD所示，沿规定的旋转方向旋转。由此，从径方向通路13观察时，可看到冷却用空气如图8的箭头FL所示流入一侧开口端13a。
此处，燃气轮机2如图4所示，角度θ为0度。因此，冷却用空气如图7的箭头FL所示，与一侧开口端23a的壁面冲撞，难以流入径方向通路23。
另一方面，燃气轮机1如图8所示，径方向通路13与基准假想平面V02形成角度0。即，径方向通路13从基准假想平面V02倾斜而形成。而且，径方向通路13以基准假想平面V02为界，向与图3及图8的箭头RD所示的轮盘114的旋转方向相反侧的区域倾斜而形成。
由此，如图8的箭头FL所示，使冷却用空气与一侧开口端13a的壁面的冲撞缓和而流入径方向通路13。即，相比径方向通路23，冷却用空气更容易流入径方向通路13。
而且，一侧开口端13a如图6及图8所示，一侧开口端13a的形状形成为椭圆状，由此轮盘114的周方向的长度w比图5及图7所示的一侧开口端23a的轮盘214的周方向的长度w大。因此，如图8的箭头FL所示，与一侧开口端23a相比，冷却用空气更容易流入一侧开口端13a。
由此，燃气轮机1向径方向通路13供给的冷却用空气的流量增大。此外，与之相伴，燃气轮机1向图2所示的冷却通路15供给的冷却用空气的流量也增大。因此，燃气轮机1中，促进冷却用空气和涡轮侧动叶片113及冷却用空气和轮盘114的热交换。即，燃气轮机1中，轮盘114及涡轮侧动叶片113被进一步冷却。
而且，如图3所示，由于径方向通路13相对于基准假想平面V02倾斜而形成，因此与图4所示的径方向通路23相比冷却用空气流过的通路较长。因此，具备径方向通路13的燃气轮机1中，冷却用空气与涡轮侧动叶片113的接触面积增大。由此，燃气轮机1中，冷却用空气与涡轮侧动叶片113的热交换被进一步促进。即，燃气轮机1中，涡轮侧动叶片113被进一步冷却。
另外，虽然角度θ被设定为例如30度，但本实施方式不限于此。燃气轮机1中，若角度θ被设定为10度以上且45度以下，则在径方向通路13产生的应力分布的偏置减小。此外，燃气轮机1中，冷却空气产生的冷却性能提高。
此处，如上所述，径方向通路13例如通过钻孔而从轮盘114的径方向外侧朝向轮盘114的径方向内侧形成。以下，对径方向通路13的加工方法的一实施方式进行说明。
通常，如图4所示的径方向通路23，形成延长线与旋转轴RL相交的通路时，钻头切削刃的刃尖朝向旋转轴RL。但是，本实施方式中，如图3所示，钻头切削刃D向与假想平面V01偏离规定距离β的位置偏移，在径方向通路13加工时，与假想平面V01平行地移动。
图9是对本实施方式的径方向通路的加工时钻头切削刃偏离假想平面的量进行说明的图。规定距离β如图9所示，根据从旋转轴RL到一侧开口端13a的距离r、角度θ求得。具体而言，规定距离β是距离r与sinθ之积。
加工径方向通路13的操作员首先将圆盘状的轮盘114安装在钻床上。此时，钻头切削刃D设置为与假想平面V01平行且从假想平面V01偏离规定距离β。操作员在该条件下加工第一个径方向通路13。
接着，操作员使轮盘114以旋转轴RL为轴旋转规定角度。另外，规定角度根据在轮盘114上设置的径方向通路13的数量求得。例如，径方向通路13在轮盘114上以规定数量γ形成时，轮盘114旋转将360除以规定数量γ后而得到的角度。在该状态下，操作员加工第二个径方向通路13。之后，直至在轮盘114上形成预期个数的径方向通路13之前，操作员重复进行使轮盘旋转规定角度的工序和加工的工序。
这样，燃气轮机1能够使用现有的机床而容易地加工径方向通路13。由此，具备径方向通路13的燃气轮机1中，如上所述，使径方向通路13上产生的应力分布的偏置减小。此外，具备径方向通路13的燃气轮机1如上所述，更适当地冷却轮盘114及涡轮侧动叶片113。
另外，径方向通路13例如形成为直线状，但本实施方式不限于此。径方向通路13也可以形成为例如多个直线组合成的、即折曲的形状。该情况下，优选具有角度θ的部分在径方向通路13的一侧开口端13a或另一侧开口端13b附近形成。
具有角度θ的部分在径方向通路13的一侧开口端13a附近形成时，如上所述，冷却用空气容易流入倾斜的径方向通路13的一侧开口端13a。因此，燃气轮机1中，轮盘114及涡轮侧动叶片113被进一步冷却。
此外，另一侧开口端13b在形成于轮盘114上的径方向通路13中最远离旋转轴RL。因此，另一侧开口端13b附近部分在径方向通路13中承受最大的力F。因此，具有角度θ的部分在径方向通路13的另一侧开口端13b附近形成时，燃气轮机1中，使在径方向通路13中承受最大的力F的部分上产生的应力分布的偏置减小。
另外，燃气轮机1中，也可以如图4所示，将角度θ设定为0度。但是，该情况下，径方向通路13与图4及图5所示的径方向通路23不同，在径方向通路13的被假想曲面V03截取形成的截面形成为椭圆状。例如，燃气轮机1中，径方向通路13通过放电加工进行加工。
由此，对于径方向通路13，即使不具有角度θ，但如图6所示，径方向通路13的被假想曲面V03截取形成的截面形成为与平行于旋转轴RL的方向的长度h相比轮盘114的周方向的长度w较大的椭圆状。由此，燃气轮机1中，如上所述，使径方向通路13上产生的应力分布的偏置减小。
另外，本实施方式中的“椭圆状”不一定限于正确的椭圆。即，径方向通路13的被假想曲面V03截取形成的截面的形状不限于由平面上的特定两点的距离之和恒定的点的集合构成的曲线。径方向通路13的被假想曲面V03截取形成的截面的形状为不具有角部的大致椭圆形状即可。
如上所述，本实施方式的燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法，对于在轮盘的径方向上形成有冷却用空气流过的径方向通路的燃气轮机有用，特别是适于使所述径方向通路上产生的应力分布的偏置减小的燃气轮机。

Claims (6)

1.一种燃气轮机，其特征在于，包括：
轮盘，在侧周部连结有接受燃料燃烧后产生的燃烧气体的动叶片，从而传递所述动叶片接受的所述燃烧气体的能量而以旋转轴为中心旋转；以及
径方向通路，在所述轮盘上从所述旋转轴侧朝向所述轮盘的外侧形成，该径方向通路是包括具有如下形状的部分而形成的孔：在该部分被假想曲面截取形成的截面上，所述轮盘的周方向上的长度大于平行于所述旋转轴的方向上的长度，其中，所述假想曲面是以所述旋转轴为轴心的曲面，且从所述曲面上的所有点到所述旋转轴的距离全部相等。
2.如权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述径方向通路具备包含所述旋转轴的假想平面所不包括的部分。
3.如权利要求2所述的燃气轮机，其特征在于，
所述径方向通路，其一侧开口端在形成于所述轮盘的所述侧周部内侧的空间开口，另一侧开口端在所述轮盘的所述侧周部开口，并且，从所述旋转轴方向投影到与所述旋转轴正交的面上时，相对于包括所述一侧开口端和所述旋转轴的基准假想平面具有10度以上且45度以下的角度。
4.如权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于，
所述轮盘朝向规定的旋转方向旋转，所述径方向通路在所述一侧开口端部分以所述基准假想平面为界向与所述旋转方向相反侧的区域倾斜。
5.一种轮盘，其特征在于，具备在所述轮盘上从所述旋转轴侧朝向所述轮盘的外侧形成的径方向通路，该径方向通路是包括具有如下形状的部分而形成的孔：在该部分被假想曲面截取形成的截面上，所述轮盘的周方向上的长度大于平行于所述旋转轴的方向上的长度，其中，所述假想曲面是以所述旋转轴为轴心的曲面，且从所述曲面上的所有点到所述旋转轴的距离全部相等。
6.一种轮盘的径方向通路形成方法，其特征在于，包括：
第一工序，将所述轮盘安装在钻床上，所述钻床设置为使钻头切削刃与包括圆盘状的轮盘的旋转轴的假想平面平行且从所述假想平面偏离规定距离；
第二工序，使所述钻头切削刃与所述假想平面平行地移动而在所述轮盘上形成作为孔的第一个径方向通路；
第三工序，使所述轮盘以所述旋转轴为轴旋转规定角度；
第四工序，使所述钻头切削刃与所述假想平面平行地移动而在所述轮盘上形成作为孔的第二个径方向通路；以及
第五工序，重复进行所述第三工序和所述第四工序直至在所述轮盘上形成预期个数的所述径方向通路。
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