JP2012132438A5

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Publication number: JP2012132438A5
Application number: JP2011267427A
Authority: JP
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2031-12-07

Claims

翼形部と根元との間の接合部にプラットフォームを含むタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成であって、
前記根元における冷却媒体源との接続部から前記翼形部の内部に延びるよう構成された内部冷却通路と、
前記プラットフォームの少なくとも一部を横断するプラットフォーム冷却チャンネルと、
前記プラットフォーム冷却チャンネルとの接続部を有する第１のセクションと、半径方向に配向した冷却チャンネルを有する第２のセクションとを含むターンダウン延長部と、
前記根元の外側面を通って形成されたコネクタ開口から前記内部冷却通路との接続部まで延びて、これらの間で前記ターンダウン延長部の第２のセクションを二分するコネクタと
を備える冷却チャンネル構成。
前記根元が、接続手段と、該接続手段及び前記プラットフォーム間にシャンクとを有し、前記コネクタ開口が前記シャンクの外側面を通って形成され、前記コネクタが、前記コネクタ開口から外寄り方向で対角線上に延びる、請求項１記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記コネクタ開口がプラグを有し、前記ターンダウン延長部の第２のセクションの内側半径方向端部において前記ターンダウン延長部が行止り部を有し、前記コネクタ開口が前記プラットフォームのすぐ内寄りに位置付けられる、請求項１または２に記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記プラットフォームが平面構成を有し、前記プラットフォーム冷却チャンネルの長手方向軸線が、前記プラットフォームの平面とほぼ平行の関係を有し、前記コネクタ開口が、前記シャンク内に形成され、前記プラットフォームのすぐ内寄りに位置するフィレット領域内に位置付けられる、請求項１乃至３のいずれかに記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記ターンダウン延長部の第１のセクションが軸方向／円周方向に配向した冷却チャンネルを有し、前記ターンダウン延長部が、前記第１のセクションと前記第２のセクションとの間にほぼ９０°の肘状移行部を有する、請求項１乃至４のいずれかに記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記コネクタが、前記ターンダウン延長部の第２のセクションを斜めに二分する、請求項１乃至５のいずれかに記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記コネクタの断面形状がほぼ円形形状であり、斜めに二分することによって、前記第２のセクション内に楕円形状を有する壁開口が形成されるように構成され、前記楕円形状が半径方向にほぼ整列した主軸を有する、請求項６記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記コネクタが直線状で且つ長手方向軸線を有し、前記ターンダウン延長部の第２のセクションが直線状で且つ長手方向軸線を有し、前記ターンダウン延長部の第２のセクションが、二分したときに、前記コネクタの長手方向軸線と前記前記ターンダウン延長部の第２のセクションの長手方向軸線との間に形成される鋭角が１５°〜７５°の角度を含むように構成される、請求項１乃至７のいずれかに記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記第２のセクションは、該第２のセクションの長手方向軸線が半径方向に配向した基準線と３０°〜−３０°の鋭角を形成するように構成される、請求項８記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記内部冷却通路が、作動中に高圧冷却媒体領域と低圧冷却媒体領域とを含み、前記プラットフォーム冷却チャンネルが上流側端部と下流側端部とを有し、前記冷却チャンネル構成が、前記プラットフォーム冷却チャンネルの各端部にターンダウン延長部を含み、該ターンダウン延長部は、その第１のセクションが前記プラットフォーム冷却チャンネルの上流側端部と接続部を形成する上流側ターンダウン延長部と、その第１のセクションが前記プラットフォーム冷却チャンネルの下流側端部と接続部を形成する下流側ターンダウン延長部とを有し、前記冷却チャンネル構成が、前記ターンダウン延長部の各々にコネクタを有し、該コネクタは高圧コネクタ及び低圧コネクタであり、前記高圧コネクタが、前記シャンクの外側面を貫通して形成されたコネクタ開口から前記内部冷却通路の高圧冷却媒体領域との接続部まで延びて、これらの間で前記上流側ターンダウン延長部の第２のセクションを二分し、前記低圧コネクタが、前記シャンクの外側面を貫通して形成されたコネクタ開口から前記内部冷却通路の低圧冷却媒体領域との接続部まで延びて、これらの間で前記下流側ターンダウン延長部の第２のセクションを二分する、請求項２記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記プラットフォーム冷却チャンネルが蛇行形態を有し、前記翼形部が正圧側面及び負圧側面を有し、前記プラットフォームの正圧側面が、前記翼形部の正圧側面と一致するする前記プラットフォームの側面を有し、前記正圧側面スラッシュ面が、前記プラットフォームの正圧側面の直線状縁部を有し、前記プラットフォーム冷却チャンネルが、主として前記プラットフォームの正圧側面の内部を通って位置付けられる、請求項１０記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記タービンロータブレードの前方及び後方の方向に対して、前記プラットフォーム冷却チャンネルの上流側端部が前方位置を有し、前記プラットフォーム冷却チャンネルの下流側端部が後方位置を有し、前記プラットフォーム冷却チャンネルがスラッシュ面セクションを有し、該スラッシュ面セクションが、正圧側スラッシュ面の長さの大部分に沿って前記正圧側スラッシュ面に近接し且つ平行に位置するプラットフォーム冷却チャンネルのセクションを有し、前記スラッシュ面セクションの上流側端部が、前記プラットフォーム冷却チャンネルの上流側端部に近接して位置する、請求項１１記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記プラットフォーム冷却チャンネルが、前記スラッシュ面セクションから第１のスイッチバック部と、該第１のスイッチバック部の下流側で前記プラットフォームの中央区域正圧側面内に位置する内部セクションとを有し、前記内部セクションが、前記第１のスイッチバック部のすぐ下流側の直線状セクションと、該直線状セクションの下流側の第２のスイッチバック部とを含み、前記第２のスイッチバック部が、前記プラットフォーム冷却チャンネルの下流側端部に近接して位置する、請求項１２記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記上流側ターンダウン延長部が、前記プラットフォームと前記シャンクとの間で前記正圧側接合部に沿った前方位置を有し、前記下流側ターンダウン延長部が、前記プラットフォームと前記シャンクとの間で前記正圧側接合部に沿った後方位置を有する、請求項１０記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記プラットフォーム冷却チャンネルが高さと幅を有し、該高さが前記プラットフォーム冷却チャンネルの半径方向高さを有し、前記幅が前記前記プラットフォーム冷却チャンネルにわたる軸方向／円周方向幅を有し、前記プラットフォーム冷却チャンネルの大部分が、前記幅が前記高さよりも大きいように構成される、請求項１０記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
前記プラットフォーム冷却チャンネルの実質的に全ては、前記幅が前記高さよりも少なくとも２倍大きいように構成される、請求項１５記載のタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成。
翼形部と根元との間の接合部にプラットフォームを含むタービンロータブレードの内部を通る冷却チャンネル構成を製造する方法であって、
前記根元において冷却媒体源との接続部から前記翼形部の内部まで延びるように構成された内部冷却通路を形成するステップと、
前記プラットフォームの少なくとも一部を横断するプラットフォーム冷却チャンネルを形成するステップと、
前記プラットフォーム冷却チャンネルとの接続部を形成する第１のセクション及び半径方向に配向した冷却チャンネルを含む第２のセクションを備えたターンダウン延長部を形成するステップと、
前記根元の外側面を通って形成される開口から内部冷却通路との接続部まで延び且つこれらの間で前記ターンダウン延長部の第２のセクションを二分するコネクタを形成するステップと
を含む方法。
前記ターンダウン延長部を形成するステップが鋳造プロセスを含み、前記コネクタが前記ターンダウン延長部の後に形成され、前記コネクタを形成するステップが単引きの面加工プロセスを含む、請求項１７記載の方法。
前記ターンダウン延長部を形成するステップが、前記コネクタの形成における目的とする機械加工経路に一致する所定位置にてガイドロッドを位置付けることを含み、前記コネクタを形成するステップが、前記ガイドロッドを用いて前記機械加工プロセスを誘導することを含む、請求項１８記載の方法。
前記根元が、接続手段と、該接続手段と前記プラットフォームとの間にシャンクとを有し、前記コネクタが、前記シャンクの外側面上に位置付けられ且つ前記プラットフォームのすぐ内寄りにあるスタート位置から機械加工され、前記コネクタが、前記スタート位置のために外寄り方向で対角線上に延びており、前記方法が更に、プラグが前記シャンクの外面に近接して位置するように前記プラグを用いて前記コネクタを塞ぐステップを含む、請求項１８記載の方法。
前記コネクタが直線状で且つ長手方向軸線を有し、前記ターンダウン延長部の第２のセクションが直線状で且つ長手方向軸線を有し、前記ターンダウン延長部の第２のセクション及び前記コネクタが、二分したときに、前記コネクタの長手方向軸線と前記前記ターンダウン延長部の第２のセクションの長手方向軸線との間に形成される鋭角が３０°〜６０°の角度を含むように形成される、請求項１８記載の方法。
前記内部冷却通路が、作動中に高圧冷却媒体領域と低圧冷却媒体領域とを有するように形成され、前記プラットフォーム冷却チャンネルが、上流側端部及び下流側端部を含むように形成され、前記ターンダウン延長部が、前記プラットフォーム冷却チャンネルの各端部において形成され、該ターンダウン延長部は、その第１のセクションが前記プラットフォーム冷却チャンネルの上流側端部と接続部を形成する上流側ターンダウン延長部と、その第１のセクションが前記プラットフォーム冷却チャンネルの下流側端部と接続部を形成する下流側ターンダウン延長部とを有し、前記コネクタが、前記ターンダウン延長部の各々にて形成された、高圧コネクタ及び低圧コネクタを有し、前記高圧コネクタが、前記シャンクの外側面を貫通して形成された開口から前記内部冷却通路の高圧冷却媒体領域との接続部まで延びて、これらの間で前記上流側ターンダウン延長部の第２のセクションを二分し、前記低圧コネクタが、前記シャンクの外側面を貫通して形成された開口から前記内部冷却通路の低圧冷却媒体領域との接続部まで延びて、これらの間で前記下流側ターンダウン延長部の第２のセクションを二分する、請求項１８記載の方法。