JP2005220824A - Fluid jet structure, cooling air jet structure, fluid jet structure manufacturing method, cooling air jet structure manufacturing method, and turbine blade - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of cooling a film while suppressing the degradation of mechanical strength of a blade body 3. <P>SOLUTION: This fluid jet structure comprises the hollow blade body 3, a cooling air hole 13 formed passing through the blade body 3, and a build-up layer 15 formed on the surface of the blade body 3 to cover the cooling air hole 13. The build-up layer 15 is formed by generating pulse discharge between the surface of the blade body 3 and a green compact electrode 17 to permit the electrode material of the green compact electrode 17 to be accumulated and/or welded on the surface of the blade body 3 by the discharge energy. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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。
特開平７−１９００２号公報 In addition, there exists a thing shown to patent document 1 as a prior art relevant to this invention.
JP-A-7-19002

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 claim 3, 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 cooled part of the turbine component. In other words, the cooling to the outside of the cooled part of the turbine part is performed 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 cooled part of the turbine part. Air can be ejected. Thereby, the part to be cooled of the turbine component can be efficiently cooled.

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 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;
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 claim 3 is achieved.

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 claim 7, in a hollow turbine blade (one of turbine components) used for a gas turbine,
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 claim 7, when cooling air is supplied from the cooling air source to the inside of the blade body and flows through the cooling air hole, it passes through the porous structure of the build-up layer. Cooling air can be leached to the surface side of the build-up layer and ejected to the outside of the wing body. In other words, the cooling air can be ejected to the outside of the blade body 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 blade body. Thus, a cooling air film is formed on the surface of the blade body, and the blade body is film-cooled (one of cooling by cooling air) while the cooling air film shields the blade body from combustion gas. Can do.

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 claim 7, the oxidation-resistant metal is a heat-resistant Ni alloy, a heat-resistant Co alloy, NiCoCrAlY, CoNiCrAl, or NiCr. Or it is the mixed material which consists of multiple types or more, It is characterized by the above-mentioned.

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 claim 7 is obtained.

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 claim 9, in addition to the action by the subject matter of claim 7 or claim 8, wherein 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 2 are any one kind of material or a mixed material composed of two or more kinds And

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 Claim 3 or Claim 6, without forming many said cooling-air holes with a small hole diameter in the to-be-cooled part of the said turbine components, it is from many very small ejection locations in the said build-up layer. Since cooling air can be ejected to the outside of the cooled part of the turbine part, the cooling efficiency of the turbine part is increased while suppressing the mechanical strength reduction and the processing cost of the cooled part of the turbine part. be able to.

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 claims 7 to 9, the wing body can be formed from a plurality of extremely small ejection locations without forming a large number of cooling air holes having a small hole diameter. Since the cooling air can be ejected to the outside of the blade body, the efficiency of film cooling of the turbine blade can be increased while suppressing the reduction in mechanical strength of the blade body and the processing cost.

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 wing body 3 is configured as a base. Further, an arc-shaped outer band 5 is integrally provided on the distal end side of the wing body 3, and an arc-shaped inner band 7 is integrally provided on the proximal end side of the wing body 3. An opening 9 is formed in the inner band 7. Here, the inside of the blade body 3 communicates with a cooling air source (in the best mode of the present invention, inside the compressor case (not shown) of the compressor in the jet engine) through the opening 9. It is.

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 blade body 3 is provided inside the blade body 3. Good.

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 air jet structure 11, and this cooling air jet structure 11 jets the cooling air CA to the outside of the blade body 3, and the blade body 3 is made into a film. It is a structure for 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 blade body 3. The build-up layer 15 is formed on the front edge portion of the blade body 3 so as to cover the plurality of cooling air holes 13, and the build-up layer 15 is cooled to the surface side of the build-up layer 15 by the cooling air CA. It is comprised by the porous structure | tissue so that leaching may be carried out. In particular, as shown in FIG. 2C, the build-up layer 15 uses a green compact electrode 17, and the surface of the leading edge of the blade body 3 and the green compact in an electrically insulating liquid or air. By generating a pulsed discharge between the electrode 17 and the discharge energy, the electrode material of the green compact electrode 17 or the reactant of the electrode material is deposited and / or on the surface of the front edge of the blade body 3. It is formed by welding.

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 compact electrode 17 is an oxidation-resistant metal powder, or the oxidation-resistant metal powder and ceramics (for example, cBN, TiC, WC, SiC, Cr 3 C 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 —Y Or the like), or an electrode made of a green compact obtained by compression-molding a mixture of the powder and the like, or a processed green compact obtained by heat-treating the green compact. Further, in the best mode of the present invention, the oxidation-resistant metal is a heat-resistant Ni alloy, a heat-resistant Co alloy, NiCoCrAlY, CoNiCrAlY, NiCr, or a mixed material composed of a plurality of types, 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 2 Any one kind of material or a mixed material composed of plural kinds or more. The shape of the tip portion of the green compact electrode 17 has a female shape corresponding to the shape of the front edge portion of the blade body 3.

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 air ejection structure 11 is demonstrated.

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 air hole 13 through which the cooling air CA flows is formed in the front edge portion of the blade body 3 by laser machining, electric discharge machining, or the like (hole forming process). Note that the cooling air holes 13 may be formed when the blade body 3 is formed by casting. Next, as shown in FIG. 2B, the cooling air hole 13 is filled with a powder 19 of a conductive material having electrical conductivity (filling step). Here, the energization material powder 19 includes, in addition to graphite powder, ceramic powder having electrical conductivity.

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 blade body 3 and the green compact electrode 17 in the air or in the liquid having electrical insulation properties. 3 is generated, and the electrode material of the green compact electrode 17 or the reactant of the electrode material is deposited and / or welded on the surface of the front edge portion of the blade body 3 by the discharge energy. As shown to (a), the build-up layer 15 is formed so that the some cooling air hole 13 may be covered (build-up layer formation process). And as shown in FIG.3 (b), the manufacture of the cooling air ejection structure 11 is complete | finished by removing the powder 19 of electrically-conductive material from the some cooling air hole 13 (removal process). When the graphite powder is used as the energizing material powder 19, the energizing material powder 19 is not welded to the blade body 3 at the time of discharge, so that the energizing material powder 19 can be easily removed.

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 blade body 3 and flows through the plurality of cooling air holes 13, the cooling air CA is cooled to the surface side of the cladding layer 15 via the porous structure of the cladding layer 15. The air CA can be leached and ejected to the outside of the wing body 3. In other words, the cooling air CA can be ejected to the outside of the blade body 3 from many ejection locations in the build-up layer 15 without forming many cooling air holes 13 in the blade body 3. Thereby, a cooling air film is formed on the surface of the blade body 3, and the blade body 3 is film-cooled (one of cooling by the cooling air CA) while shielding the blade body 3 from the combustion gas by the cooling air film. be able to.

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-up layer 15 formed by the discharge energy and the base material of the blade body 3 has gradient alloy characteristics, and the build-up layer 15 can be firmly bonded to the blade body 3. .

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 layer 15 is composed of a porous structure, the heat conductivity of the built-up layer 15 is low, and the built-up layer 15 has heat shielding properties. The green compact electrode 17 is made of a green compact obtained by compression-molding an oxidation-resistant metal powder. The build-up layer 15 is formed by depositing and / or welding an electrode material such as the green compact electrode 17. Therefore, the built-up layer 15 has sufficient oxidation resistance.

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 blade body 3, the outside of the blade body 3 can be formed from a large number of extremely small ejection locations in the built-up layer 15. Since the cooling air CA can be jetted out, the film cooling efficiency can be increased while suppressing the decrease in the mechanical strength of the blade body 3.

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-up layer 15 can be firmly coupled to the blade body 3, the quality of the cooling air ejection structure 11 (quality of the build-up layer 15) is stabilized.

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 layer 15 is lowered and the built-up layer 15 has a heat shielding property, the flow rate of the cooling air CA can be reduced to suppress a decrease in engine efficiency of the jet engine. Moreover, since the build-up layer 15 has sufficient oxidation resistance, the lifetime of the turbine blade 1 can be extended.

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 blade body 3 with substantially the same configuration as the cooling ejection structure 11. Alternatively, it can be applied to a structure for ejecting a fluid other than the cooling air CA to the outside of the fluid operation base other than the cooling base, and when applied, the same operations and effects as described above are achieved. It is.

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る。Fig.1 (a) is a figure along the II line | wire in FIG.1 (b), FIG.1 (b) is a side view of the turbine blade concerning the best form of this invention. 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。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the cooling air ejection structure concerning the best form of this invention. 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。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the cooling air ejection structure concerning the best form of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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 Turbine blade 3 Blade body 11 Cooling air ejection structure 13 Cooling air hole 15 Overlay layer 17 Green compact electrode

Claims (9)

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. 冷却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. 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. 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. 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. 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. ガスタービンに用いられる中空状のタービン翼において、
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. 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ることを特徴とする請求項７に記載のタービン翼。   8. The turbine blade according to claim 7, wherein the oxidation-resistant metal is a heat-resistant Ni alloy, a heat-resistant Co alloy, NiCoCrAlY, CoNiCrAlY, or NiCr, or a mixed material composed of a plurality of types. 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請求項７又は請求項８に記載のタービン翼。
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.
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