JP2007501351A - 冷却孔のパラメータ製作法及び該方法を実施するための穿孔装置並びに前記方法により穿孔された単数又は複数の孔を備えた構成部材 - Google Patents
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Abstract
Description
高い効率と同時に高い固有出力を得るためには、ガスタービンは今日極めて高いタービン入口温度で運転される。しばしば、燃焼器から流出してタービンに流入する高温のフルード流の温度はタービンブレードの許容材料温度を越えている。それにも関わらずガスタービンの確実な長期耐用運転を可能にするためには、タービンブレードと、ブレード脚部及びケーシング壁もまた頻繁に冷却することが必要とされる。この場合、非常に有効な冷却法は、冷却しようとする構成部材の冷却しようとする箇所を冷却フルードフィルムで被覆し、このようにして高温のガスに対してシールドしようとするフィルム冷却である。冷却フルードフィルムを付与するためには、一般に例えば冷却空気等の、先行圧縮段から分岐された冷却フルードが、冷却通路を介して、内部が中空に形成された冷却しようとするブレードの内部に案内され、ここから多数の冷却孔を介してブレードの外面に案内される。前記冷却孔から流出する冷却フルードは、冷却孔から流出する際に、ブレードにわたって流れる高温ガス流によって、当該冷却フルードが冷却フィルムをブレード壁に沿って形成するように変向され且つ広げられる。冷却フィルムは、高温のガスが直接にブレードと接触することを防ぐ。
従って本発明の課題は、構成部材に孔を製作するための方法を提供することであり、しかも、この方法によって製作された孔は、実際の肉厚が理想の肉厚と異なっていても、予め規定された理想的な通流特性に対応するようにしたい。当該の方法は、特にガスタービン又は蒸気タービンの構成部材、有利にはガスタービン又は蒸気タービンのブレードに冷却孔を製作するために適しているのが望ましい。更に、本発明の課題は、前記のような方法を実施するための穿孔装置を提供することである。
a)構成部材の孔の設けられるべき箇所の実際の肉厚の測定;
b)測定した実際の肉厚の、仮定した理想の肉厚との比較に基づく少なくとも1つの孔ジオメトリ値のパラメータの算出;
c)算出した少なくとも1つの孔ジオメトリ値のパラメータに基づいた孔の製作
を有している。
Claims (12)
- 構成部材に孔をパラメータ製作するための方法、特にガスタービン又は蒸気タービンの構成部材、殊にガスタービン又は蒸気タービンのブレード(10)に冷却孔(11)をパラメータ製作するための方法において、該方法に以下の方法ステップ(21,23,24)、即ち:
a)構成部材の穿孔しようとする箇所の実際の肉厚の測定;
b)測定した実際の肉厚の、仮定の理想の肉厚との比較に基づく少なくとも1つの孔ジオメトリ値のパラメータの算出;
c)算出した少なくとも1つの孔ジオメトリ値のパラメータに基づいた孔の製作
を含めることを特徴とする、冷却孔のパラメータ製作法。 - 構成部材の実際の肉厚を、前記方法ステップaにおいて渦電流測定により測定する、請求項1記載の方法。
- 方法ステップbにおいて孔ジオメトリ値のパラメータを求めるために、まず仮定した理想の肉厚と、測定した実際の肉厚との差の値を求め、次いでこの差の値を考慮して、孔ジオメトリ値のパラメータを少なくとも1つの規定値から出発して算出する、請求項1又は2記載の方法。
- 前記規定値が絶対値であり且つ当該規定値を前記の差の値に関連して変更する、請求項3記載の方法。
- 前記規定値が肉厚に関連した相対値であり且つ当該規定値を前記の差の値に比例した値だけ変更する、請求項3記載の方法。
- 孔が、ガスタービン又は蒸気タービンの構成部材、特にガスタービン又は蒸気タービンのブレードの冷却孔であり、該冷却孔に流れ方向で見て流入区分、送り区分及び拡散区分を設け、孔ジオメトリ値として、規定値として規定した送り区分の長さを孔方向で投影された差の値だけ変更し且つ/又は送り区分の横断面直径を前記の差の値に関連して変更する、請求項3から5までのいずれか1項記載の方法。
- 全自動で実施する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 最初の孔を製作するための方法作業ステップa〜cを終了した後で、構成部材にもう1つの別の孔又は複数の別の孔を製作するために当該方法を繰り返す、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 特に請求項1から8までのいずれか1項記載の、構成部材に孔をパラメータ製作するための方法を実施するための穿孔装置であって、構成部材の実際の肉厚を測定するための測定ユニット、測定した実際の肉厚の、仮定した理想の肉厚との比較を実施し且つ該比較に基づいて少なくとも1つの孔ジオメトリ値のパラメータを算出するための演算ユニット、穿孔ユニットを制御するための制御ユニット及び構成部材に穿孔するための穿孔ユニットを有していることを特徴とする、構成部材に孔をパラメータ製作するための方法を実施するための穿孔装置。
- 穿孔ユニットがレーザドリルを有している、請求項9記載の穿孔装置。
- 加工しようとする構成部材を把持し且つ有利には全自動で、その都度実施しようとする加工ステップに従って位置決めするために、穿孔装置が付加的に把持兼位置決めユニットを有している、請求項9又は10記載の穿孔装置。
- 少なくとも1つの孔、有利には多数の孔が設けられており、当該の孔が請求項1から8までのいずれか1項記載の方法に従って製作されていることを特徴とする、構成部材、特にガスタービン又は蒸気タービンのブレード。
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