KR102018011B1 - 동익, 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 동익의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

동익(50)은, 날개 높이 방향(Dwh)으로 연장되는 날개 통로(71)와, 플랫폼(60)에 형성되어 있는 플랫폼 통로(81)와, 축 장착부(90)의 외면(93)으로부터, 플랫폼 통로(81)를 거쳐 날개 통로(71)에 연결되는 연통로(75)를 구비한다. 플랫폼 통로(81)의 유입 통로부(82)를 획정하는 내면은 가스 패스측을 향하는 축측 내면(88)을 포함한다. 축측 내면(88)은 날개 높이 방향(Dwh) 성분보다 날개 두께 방향(Dwt) 성분이 많은 방향으로 넓어진다. 연통로(75)를 획정하는 내면은 축측 내면(88)에 연결되어 있다.

Description

동익, 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 동익의 제조 방법

본 발명은 동익, 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 동익의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은 2015년 9월 15일에, 일본에 출원된 특허 출원 제 2015-181691 호에 근거해 우선권을 주장하고, 이 내용을 여기에 원용한다.

가스 터빈은 축선을 중심으로 회전하는 로터와, 이 로터를 덮는 차실을 구비한다. 로터는 로터 축과, 이 로터 축에 장착되어 있는 복수의 동익을 구비한다. 동익은 익형을 이루는 익체와, 익체의 날개 높이 방향의 단부로부터 날개 높이 방향에 대해서 거의 수직인 방향으로 넓어지는 플랫폼과, 플랫폼으로부터 익체와 반대측으로 연장되는 축 장착부를 구비한다.

가스 터빈의 동익은 고온의 연소 가스에 노출된다. 이 때문에, 동익은 일반적으로 공기 등으로 냉각된다.

예를 들면, 이하의 특허문헌 1에 기재의 동익에는, 냉각 공기가 통과하는 각종 냉각 통로가 형성되어 있다. 구체적으로, 익체, 플랫폼 및 축 장착부에는, 내부를 날개 높이 방향으로 연장해서, 냉각 공기가 흐르는 날개 통로가 형성되어 있다. 플랫폼에는, 날개 높이 방향을 향해 연소 가스에 접하는 가스 패스면과, 가스 패스면과 배합(back alignment)의 관계에 있는 축 측면이 형성되어 있다. 또한, 이 플랫폼에는, 가스 패스면과 축 측면과의 사이를 날개 두께 방향으로 연장되어 냉각 공기가 흐르는 플랫폼 통로와, 플랫폼 통로의 날개 통로측의 단으로부터 가스 패스면으로부터 멀어지는 측으로 연장되는 턴다운 연장부가 형성되어 있다. 플랫폼 및 축 장착부에는, 플랫폼의 축 측면과 축 장착부의 외면과의 각부(角部)에 있어서의 외면으로부터, 턴다운 연장부를 거쳐 날개 통로에 연결되는 연통로가 형성되어 있다. 이 연통로에 있어서의 상기 각부의 외면에서의 개구는 플러그 등으로 막혀 있다.

이 동익은 기본적으로 주조로 제조된다. 날개 통로, 플랫폼 통로 및 턴다운 연장부는, 주조 과정에서, 각각의 형상에 맞은 외부 형상의 코어를 이용해서 형성된다. 주조에 의해 형성된 동익의 중간품에서는, 플랫폼 통로와 턴다운 연장부는 연결되어 있지만, 턴다운 연장부와 날개 통로는 연결되지 않았다. 연통로는, 이 중간품이 형성된 후, 형성된다. 구체적으로, 중간품에 있어서의 상기 각부의 외면으로부터, 턴다운 연장부를 거쳐서, 날개 통로에 뚫리는 관통 구멍을 기계 가공으로 형성한다. 이 관통 구멍, 즉 연통로는 턴다운 연장부를 가스 패스면측과 축 측면으로 2분한다.

일본 특허 공개 제 2012-132438 호 공보

상기 특허문헌 1에 기재의 동익에서는, 날개 통로 내의 냉각 공기가 연통로를 거쳐서, 턴다운 연장부 및 플랫폼 통로에 유입한다. 이 동익에서는, 냉각 공기가 턴다운 연장부를 흐르는 과정에서, 냉각 공기의 날개 두께 방향의 속도 성분이 작아지기 때문에, 턴다운 연장부를 흐르는 냉각 공기에 의한 대류 냉각 효과가 작아진다. 따라서, 이 동익에서는, 익체 근방의 가스 패스면의 냉각 효과가 저하한다고 하는 문제점이 있다. 또한, 이 동익에서는, 플랫폼 내에 플랫폼 통로 외에, 턴다운 연장부를 형성하고 있기 때문에, 동익의 강도가 저하한다고 하는 문제점도 있다.

여기서, 본 발명은 강도 및 냉각 효과의 저하를 억제할 수 있는 동익, 이것을 구비하는 가스 터빈, 동익의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 태양으로서의 동익은,

연소 가스가 흐르는 연소 가스 유로 내에 배치되어, 익형을 이루는 익체와, 상기 익체의 날개 높이 방향의 단부로부터 상기 날개 높이 방향에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지는 플랫폼과, 상기 플랫폼으로부터 상기 익체와 반대측으로 연장되는 축 장착부를 구비하고, 상기 익체, 상기 플랫폼 및 상기 축 장착부에는, 상기 익체, 상기 플랫폼 및 상기 축 장착부의 내부를 상기 날개 높이 방향으로 연장해서, 냉각 공기가 흐르는 날개 통로가 형성되고, 상기 플랫폼에는, 상기 날개 높이 방향을 향해 상기 연소 가스에 접하는 가스 패스면과, 상기 가스 패스면과 배합의 관계에 있는 축 측면과, 상기 가스 패스면과 상기 축 측면과의 사이에 형성되어 냉각 공기가 흐르는 플랫폼 통로가 형성되고, 상기 플랫폼의 상기 축 측면과 상기 축 장착부의 외면 중, 적어도 한쪽의 면으로부터, 상기 플랫폼 통로를 거쳐서 상기 날개 통로로 연결되는 연통로가 형성되고, 상기 연통로에 있어서의 상기 적어도 한쪽의 면에서의 개구가 밀봉 부재로 폐쇄되고, 상기 플랫폼 통로는, 상기 날개 통로 근방의 위치로부터 상기 위치에 있어서의 날개 두께 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 유입 통로부를 구비하고, 상기 유입 통로부를 획정하는 내면은, 상기 축 측면의 측을 향하는 가스 패스측 내면과, 상기 가스 패스측 내면에 대향하는 면으로서 상기 날개 높이 방향 성분보다 상기 날개 두께 방향 성분이 많은 방향으로 넓어지고 있는 축측 내면만을 포함하고, 상기 연통로를 획정하는 내면이 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면에 교차되어 연결되어 있다.

상기 동익에서는, 연통로의 내면이 플랫폼 통로에 있어서의 유입 통로부의 내면의 일부인 축측 내면에 교차되어 연결되어 있다. 이 때문에, 배경기술의 란에서 설명한 동익과 같이 턴다운 연장부를 형성하고 있지 않아도, 날개 통로와 플랫폼 통로를 연통시킬 수 있다. 따라서, 상기 동익에서는, 턴다운 연장부가 없다. 이 때문에, 상기 동익에서는, 턴다운 연장부를 형성하는 것에 의한 동익 강도의 저하를 회피할 수 있다.

또한, 상기 동익에서는, 턴다운 연장부가 형성되어 있지 않기 때문에, 배경기술의 란에서 설명한 동익에 비해서, 날개 통로로부터 플랫폼 통로에 도달하는 냉각 공기의 경로로서, 플랫폼 통로에 향하는 직선적인 경로가 형성된다. 이 때문에, 상기 동익에서는, 날개 통로 내의 냉각 공기가 플랫폼 통로에 유입하는 과정에서의 냉각 공기의 압력 손실을 작게 할 수 있다. 또한, 상기 동익에서는, 턴다운 연장부가 형성되어 있지 않기 때문에, 냉각 공기가 연통로로부터 플랫폼 통로에 있어서의 유입 통로부 내에 유입하는 과정에서, 유입 통로부가 연장되는 날개 두께 방향의 속도 성분이 실질적으로 작아지는 것이 없다. 이 때문에, 상기 동익에서는, 익체 근방의 가스 패스면의 냉각 효과의 저하를 억제할 수 있다.

여기서, 상기 동익에 있어서, 상기 유입 통로부의 상기 내면은, 상기 축측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단으로부터 상기 날개 높이 방향 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 상기 가스 패스측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단에 연결되는 단 내면을 포함하며, 상기 연통로의 상기 내면이 상기 유입 통로부의 상기 단 내면에 교차되어 연결되어 있어도 좋다.

상기 동익에서는, 연통로가 유입 통로부의 축측 내면 뿐만 아니라, 날개 통로의 내면과 대향하는 단 내면에 연결되어 있으므로, 날개 통로로부터 플랫폼 통로에 도달하는 냉각 공기의 경로로서 플랫폼 통로에 향하는 것보다 직선적인 경로가 형성된다. 따라서, 상기 동익에서는, 냉각 공기의 압력 손실을 보다 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 익체 근방의 가스 패스면의 냉각 효과의 저하를 보다 억제할 수 있다.

또한, 이상의 몇개의 전동익에 있어서, 상기 연통로의 상기 내면이 상기 유입 통로부의 상기 가스 패스측 내면에 교차되어 연결되어 있어도 좋다.

또한, 이상의 몇개의 상기 동익에 있어서, 상기 날개 통로에는, 상기 날개 두께 방향이며 상기 유입 통로부에 가까워지는 측에 부풀어 오른 팽창부가 형성되고, 상기 연통로는 상기 날개 통로의 상기 팽창부에 교차되어 연결되어 있어도 좋다.

상기 동익에서는, 날개 통로에 팽창부를 형성하는 것에 의해, 날개 통로와 유입 통로부와의 사이의 날개 두께 방향에 있어서의 거리를 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 동익에서는, 날개 통로 내의 냉각 공기가 플랫폼 통로에 유입하는 과정에서의 냉각 공기의 압력 손실을 보다 억제할 수 있다.

또한, 이상의 몇개의 상기 동익에 있어서, 상기 플랫폼 통로는 상기 플랫폼 내에서 사행하고 있는 사행 통로부를 구비해도 좋다.

상기 동익에서는, 사행 통로부를 구비하므로, 플랫폼 통로에 유입한 냉각 공기로 플랫폼 내의 넓은 범위에 걸쳐서 냉각할 수 있다.

또한, 이상의 몇개의 상기 동익에 있어서, 상기 플랫폼에는, 상기 익체의 익현 방향 및 상기 날개 높이 방향으로 수직인 성분을 갖는 폭 방향에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 상기 가스 패스면과 연결되는 측 단면이 형성되고, 상기 플랫폼 통로는, 상기 측 단면을 따라서, 상기 익현 방향 성분을 포함하는 방향으로 연장되는 측단 통로부를 구비해도 좋다.

상기 동익에서는, 플랫폼중의 측 단면 근방을 냉각할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 태양으로서의 가스 터빈은,

이상의 몇개의 복수의 상기 동익과, 복수의 상기 동익이 장착되어 있는 로터 축과, 복수의 상기 동익, 및 상기 로터 축을 덮는 차실과, 상기 차실 내에서, 복수의 상기 동익이 배치되어 있는 영역에 연소 가스를 보내는 연소기를 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 태양으로서의 동익의 제조 방법은,

연소 가스가 흐르는 연소 가스 유로 내에 배치되어, 익형을 이루는 익체와, 상기 익체의 날개 높이 방향의 단부로부터 상기 날개 높이 방향에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지는 플랫폼과, 상기 플랫폼으로부터 상기 익체와 반대측으로 연장되는 축 장착부를 구비하는 동익의 중간품을 형성하는 중간품 형성 공정과, 상기 중간품의 외면으로부터 상기 중간품의 내부로 연장되는 연통로를 형성하는 연통로 형성 공정과, 상기 연통로에 있어서의 상기 중간품의 외면에서의 개구를 막는 밀봉 공정을 실행하고, 상기 중간품 형성 공정에서는, 상기 익체, 상기 플랫폼 및 상기 축 장착부의 내부를 상기 날개 높이 방향으로 연장해서, 냉각 공기가 흐르는 날개 통로를 형성하고, 상기 플랫폼에, 상기 날개 높이 방향을 향해 상기 연소 가스에 접하는 가스 패스면과, 상기 가스 패스면과 배합의 관계에 있는 축 측면과, 상기 가스 패스면과 상기 축 측면과의 사이에 형성되어 냉각 공기가 흐르는 플랫폼 통로를 형성하고, 상기 플랫폼 통로의 일부로서, 상기 날개 통로 근방의 위치로부터 상기 위치에 있어서의 날개 두께 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 유입 통로부를 형성하고,

상기 유입 통로부를 형성할 때에, 상기 유입 통로부를 획정하는 내면의 일부로서, 상기 축 측면의 측을 향하는 가스 패스측 내면과, 상기 가스 패스측 내면에 대향하는 면으로서 상기 날개 높이 방향 성분보다 상기 날개 두께 방향 성분이 많은 방향으로 넓어지는 축측 내면만을 형성하고, 상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 플랫폼의 상기 축 측면과 상기 축 장착부의 외면 중, 적어도 한쪽의 면으로부터, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성한다.

상기 제조 방법에서는, 연통로로서 플랫폼 통로에 있어서의 유입 통로부의 내면의 일부인 축측 내면을 거쳐서, 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성한다. 이 때문에, 상기 제조 방법에서는, 배경기술의 란에서 설명한 동익과 같이 턴다운 연장부를 형성하고 있지 않아도, 날개 통로와 플랫폼 통로를 연통시킬 수 있다. 따라서, 상기 제조 방법으로 제조된 동익에서는, 턴다운 연장부가 없다. 이 때문에, 이 동익에서는, 턴다운 연장부를 형성하는 것에 의한 동익 강도의 저하를 회피할 수 있다.

또한, 상기 제조 방법으로 제조된 동익에서는, 턴다운 연장부가 형성되어 있지 않기 때문에, 배경기술의 란에서 설명한 동익에 비해서, 날개 통로로부터 플랫폼 통로에 도달하는 냉각 공기의 경로로서 플랫폼 통로에 향하는 직선적인 경로가 형성된다. 이 때문에, 상기 제조 방법으로 형성된 동익에서는, 날개 통로 내의 냉각 공기가 플랫폼 통로에 유입하는 과정에서의 냉각 공기의 압력 손실을 작게 할 수 있다. 또한, 상기 제조 방법으로 제조된 동익에서는, 턴다운 연장부가 형성되어 있지 않기 때문에, 냉각 공기가 연통로로부터 플랫폼 통로에 있어서의 유입 통로부내에 유입하는 과정에서, 유입 통로부가 연장되는 날개 두께 방향의 속도 성분이 실질적으로 작아지는 일이 없다. 이 때문에, 상기 제조 방법으로 형성된 동익에서는, 익체 근방의 가스 패스면의 냉각 효과의 저하를 억제할 수 있다.

여기서, 상기 제조 방법에 있어서, 상기 중간품 형성 공정에서는, 상기 유입 통로부를 획정하는 내면의 일부로서, 상기 축측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단으로부터 상기 날개 높이 방향 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 상기 가스 패스측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단에 연결되는 단 내면을 형성하고, 상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 단 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성해도 좋다.

또한, 이상의 몇개의 상기 제조 방법에 있어서, 상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면과 상기 단 내면과의 각부를 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성해도 좋다.

또한, 이상의 몇개의 상기 제조 방법에 있어서, 상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 가스 패스측 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성해도 좋다.

또한, 이상의 몇개의 상기 제조 방법에 있어서, 상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 가스 패스측 내면과 상기 단 내면과의 각부를 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성해도 좋다.

또한, 이상의 몇개의 상기 제조 방법에 있어서, 상기 중간품 형성 공정은, 상기 동익의 외부 형상에 맞은 내부 공간이 형성되어 있는 주형을 형성하는 주형 형성 공정과, 상기 날개 통로의 형상에 맞은 외부 형상의 날개 통로 코어, 및 상기 플랫폼 통로의 형상에 맞은 외부 형상의 플랫폼 통로 코어를 형성하는 코어 형성 공정과, 상기 주형 내에 상기 날개 통로 코어 및 상기 플랫폼 통로 코어를 배치하고, 상기 주형 내에 용융 금속을 흘려 넣는 주조 공정과, 상기 용융 금속이 경화한 후에, 상기 날개 통로 코어 및 상기 플랫폼 통로 코어를 용해시키는 코어 용해 공정을 포함해도 좋다.

또한, 이상의 몇개의 상기 제조 방법에 있어서, 상기 중간품 형성 공정에서는, 상기 플랫폼의 상기 축 측면과 상기 축 장착부의 외면 중, 적어도 한쪽의 면으로부터, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면으로 향하여 오목한 하부 구멍을 형성하고, 상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 중간품 형성 공정에서 형성된 상기 중간품의 상기 하부 구멍의 저면으로부터, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성해도 좋다.

상기 제조 방법에서는, 연통로 형성 공정에 있어서의, 관통 구멍을 형성하기 위한 중간품에 대한 가공량을 줄일 수 있다. 또한, 상기 제조 방법에서는, 중간품 형성 공정에서 형성한 하부 구멍을 가이드로서, 관통 구멍을 형성할 수 있으므로, 연통로의 관통 방향의 정확성을 높일 수 있다.

상기 중간품 형성 공정에서 상기 하부 구멍을 형성하는 상기 제조 방법에 있어서, 상기 코어 형성 공정에서는, 상기 하부 구멍의 형상에 맞은 외부 형상의 하부 구멍 코어를 형성하고, 상기 주조 공정에서는, 상기 주형 내에 상기 하부 구멍 코어를 배치하고, 상기 주형 내에 용융 금속을 흘려 넣고, 상기 코어 용해 공정에서는, 상기 용융 금속이 경화한 후에, 상기 하부 구멍 코어를 용해시켜도 좋다.

또한, 이상의 몇개의 상기 제조 방법에 있어서, 상기 연통로 형성 공정에서는, 방전 가공 또는 전해 가공으로 상기 관통 구멍을 형성해도 좋다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 동익의 강도 및 냉각 효과의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 모식적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익의 캠버 라인에 따른 면에서의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 플랫폼의 날개 높이 방향으로 수직인 면에서의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익의 날개 두께 방향으로 넓어지는 면에서의 단면을 나타내는 주요부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익의 제조 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 동익 중간품의 날개 두께 방향으로 넓어지는 면에서의 단면을 나타내는 주요부 단면도이다.
도 8은 비교예에 있어서의 동익의 날개 두께 방향으로 넓어지는 면에서의 단면을 나타내는 주요부 단면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 제 1 변형예에 있어서의 동익의 날개 두께 방향으로 넓어지는 면에서의 단면을 나타내는 주요부 단면도이다.
도 10은 본 발명에 관한 제 2 변형예에 있어서의 동익의 날개 두께 방향으로 넓어지는 면에서의 단면을 나타내는 주요부 단면도이다.
도 11은 본 발명에 관한 제 3 변형예에 있어서의 동익의 날개 두께 방향으로 넓어지는 면에서의 단면을 나타내는 주요부 단면도이다.
도 12는 본 발명에 관한 제 4 변형예에 있어서의 동익의 날개 두께 방향으로 넓어지는 면에서의 단면을 나타내는 주요부 단면도이다.
도 13은 본 발명에 관한 일 변형예에 있어서의 동익의 제조 과정에서 제조되는 동익 중간품의 주요부 단면도이다.
도 14는 본 발명에 관한 일 변형예에 있어서의 동익의 제조 과정에서 이용되는 각종 코어를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시형태 및 각종 변형예에 대해서, 도면을 참조해 상세하게 설명한다.

[실시형태]

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 일 실시형태로서의 가스 터빈(10)은, 공기(A)를 압축하는 압축기(20)와, 압축기(20)에서 압축된 공기(A) 중에서 연료(F)를 연소시켜 연소 가스(G)를 생성하는 연소기(30)와, 연소 가스(G)에 의해 구동하는 터빈(40)을 구비하고 있다.

압축기(20)는, 축선(Ar)을 중심으로 회전하는 압축기 로터(21)와, 압축기 로터(21)를 덮는 압축기 차실(25)과, 복수의 정익 열(26)을 구비한다. 터빈(40)은, 축선(Ar)을 중심으로 회전하는 터빈 로터(41)와, 터빈 로터(41)를 덮는 터빈 차실(45)과, 복수의 정익 열(46)을 구비한다.

압축기 로터(21)와 터빈 로터(41)는 동일 축선(Ar) 상에 위치하고, 서로 접속되어 가스 터빈 로터(11)를 이룬다. 이 가스 터빈 로터(11)에는, 예를 들면, 발전기(GEN)의 로터가 접속되어 있다. 가스 터빈(10)은, 또한 압축기 차실(25)과 터빈 차실(45)과의 사이에 배치되어 있는 중간 차실(14)을 구비하고 있다. 연소기(30)는, 이 중간 차실(14)에 장착되어 있다. 압축기 차실(25)과 중간 차실(14)과 터빈 차실(45)은 서로 접속되어 가스 터빈 차실(15)을 이룬다. 또한, 이하에서는, 축선(Ar)이 연장되는 방향을 축 방향(Da), 이 축선(Ar)을 중심으로 한 둘레 방향을 간단히 둘레 방향(Dc)으로 하고, 축선(Ar)에 대해서 수직인 방향을 직경 방향(Dr)으로 한다. 또한, 축 방향(Da)에서 터빈(40)을 기준으로 해서 압축기(20)측을 상류측(Dau), 그 반대측을 하류측(Dad)으로 한다. 또한, 직경 방향(Dr)에서 축선(Ar)에 가까워지는 측을 직경 방향 내측(Dri), 그 반대측을 직경 방향 외측(Dro)으로 한다.

터빈 로터(41)는, 축선(Ar)을 중심으로 축 방향(Da)으로 연장되는 로터 축(42)과, 이 로터 축(42)에 장착되어 있는 복수의 동익 열(43)을 구비한다. 복수의 동익 열(43)은 축 방향(Da)으로 늘어서 있다. 각 동익 열(43)은 모두 둘레 방향(Dc)으로 늘어서 있는 복수의 동익(50)으로 구성되어 있다. 복수의 동익 열(43)의 각 상류측(Dau)에는, 정익 열(46)이 배치되어 있다. 각 정익 열(46)은 터빈 차실(45)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익 열(46)은 모두 둘레 방향(Dc)으로 늘어서 있는 복수의 정익(46a)으로 구성되어 있다.

로터 축(42)의 외주측과 터빈 차실(45)의 내주측과의 사이로서, 축 방향(Da)에서 정익(46a) 및 동익(50)이 배치되어 있는 환상의 공간은 연소기(30)로부터의 연소 가스(G)가 흐르는 연소 가스 유로(49)를 이룬다. 이 연소 가스 유로(49)는 축선(Ar)을 중심으로 환상을 이루고, 축 방향(Da)으로 길다.

동익(50)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 익형을 이루는 익체(51)와, 익체(51)의 날개 높이 방향(Dwh)의 단부에 설치되어 있는 플랫폼(60)과, 플랫폼(60)으로부터 익체(51)와 반대측으로 연장되는 축 장착부(90)를 구비한다. 또한, 이하에서는, 날개 높이 방향(Dwh)에서, 플랫폼(60)을 기준으로 해서 익체(51)가 존재하는 측을 선단측(Dwht), 축 장착부(90)가 존재하는 측을 기단측(Dwhs)으로 한다. 이 동익(50)이 로터 축(42)에 장착된 상태에서는, 날개 높이 방향(Dwh)이 실질적으로 직경 방향(Dr)과 동일 방향이 된다. 따라서, 이 상태에서는, 선단측(Dwht)이 직경 방향 외측(Dro)이 되고, 기단측(Dwhs)이 직경 방향 내측(Dri)이 된다. 또한, 이 상태에서는, 플랫폼(60)을 기준으로 하여, 직경 방향 외측(Dro)에 익체(51)가 존재하고, 직경 방향 내측(Dri)에 축 장착부(90)가 존재한다.

익체(51)는 연소 가스 유로(49) 내에 배치된다. 이 익체(51)에는, 볼록한 형상의 면인 배측면(부압면)(54)과, 오목한 형상의 면인 복측면(정압면)(55)이 형성되어 있다. 배측면(54)과 복측면(55)은 익체(51)의 전연(52)과 후연(53)으로 연결되어 있다. 동익(50)이 로터 축(42)에 장착된 상태에서는, 전연(52)은, 후연(53)에 대해서, 축 방향(Da)의 상류측(Dau)에 위치한다. 또한, 이 상태에서는, 배측면(54) 및 복측면(55)은, 모두 둘레 방향(Dc)의 성분을 갖는 방향을 향하고 있다.

플랫폼(60)은, 익체(51)의 날개 높이 방향(Dwh)의 단부로부터 날개 높이 방향(Dwh)에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지는 판형상의 부재이다. 이 플랫폼(60)에는, 가스 패스면(61)과, 축 측면(62)과, 한쌍의 측 단면(63)과, 한쌍의 전후 단면(64)이 형성되어 있다. 가스 패스면(61)은 날개 높이 방향(Dwh)의 선단측(Dwht)을 향해 연소 가스(G)에 접한다. 축 측면(62)은 가스 패스면(61)과 배합의 관계에 있고 기단측(Dwhs)을 향한다. 한쌍의 측 단면(63)은, 날개 높이 방향(Dwh) 및 익현 방향(Dwc)에 수직인 성분을 갖는 폭 방향(Dwp)에서 서로 상반되는 측을 향한다. 한쌍의 전후 단면(64)은 익현 방향(Dwc)에서 서로 상반되는 측을 향한다. 또한, 익현 방향(Dwc)은 익현(Lco)과 평행한 방향이다. 동익(50)이 로터 축(42)에 장착된 상태에서는, 축 방향(Da)의 성분을 포함하는 방향이 익현 방향(Dwc)이 되고, 둘레 방향(Dc)의 성분을 포함하는 방향이 폭 방향(Dwp)이 된다.

플랫폼(60)의 가스 패스면(61)은 날개 높이 방향(Dwh)에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지는 면이다. 한쌍의 측 단면(63)은 모두 폭 방향(Dwp)에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지고, 가스 패스면(61)에 연결되어 있다. 또한, 한쌍의 전후 단면(64)은 모두 익현 방향(Dwc)에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지고, 가스 패스면(61)에 연결되어 있다. 한쌍의 측 단면(63) 중, 한쪽의 측 단면(63)은 배측 단면(63n)을 이루고, 다른쪽의 측 단면(63)은 복측 단면(63p)을 이룬다. 또한, 한쌍의 전후 단면(64) 중, 한쪽의 전후 단면(64)은 전단면(64f)을 이루고, 다른쪽의 전후 단면(64)은 후단면(64b)을 이룬다. 배측 단면(63n)과 복측 단면(63p)은 평행이다. 또한, 전단면(64f)과 후단면(64b)은 평행이다. 이 때문에, 플랫폼(60)을 날개 높이 방향(Dwh)에서 보면, 평행사변형을 이루고 있다. 동익(50)이 로터 축(42)에 장착된 상태에서는, 전단면(64f) 및 후단면(64b)은 축 방향(Da)에 수직인 면이 된다. 또한, 이 상태에서는, 전단면(64f)은, 후단면(64b)에 대해서, 축 방향(Da)의 상류측(Dau)에 위치한다. 또한, 이하에서는, 익현 방향(Dwc)에서 후단면(64b)에 대해서 전단면(64f)의 측을 익현 전측(Dwcf)으로 하고, 익현 전측(Dwcf)과 반대측을 익현 후측(Dwcb)으로 한다. 또한, 폭 방향(Dwp)에서 복측 단면(63p)에 대해 배측 단면(63n)의 측을 간단히 배측(Dpn)으로 하고, 이 배측(Dpn)과 반대측을 간단히 복측(Dpp)으로 한다.

축 장착부(90)는, 플랫폼(60)으로부터, 날개 높이 방향(Dwh)에서 익체(51)와 반대측으로 연장되는 생크(91)와, 생크(91)로부터 날개 높이 방향(Dwh)에서 익체(51)와는 반대측으로 연장되는 익근(92)을 구비한다. 익근(92)은 익현(Lco)에 대해서 수직인 단면 형상이 크리스마스트리 형상을 이루고 있다. 이 익근(92)은 로터 축(42)(도 1 참조)의 익근 홈(도시하지 않음)에 끼워맞춰진다.

동익(50)에는, 도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 날개 높이 방향(Dwh)으로 연장되는 복수의 날개 통로(71)가 형성되어 있다. 각 날개 통로(71)는 모두 익체(51), 플랫폼(60), 축 장착부(90)에 걸쳐 연속해서 형성되어 있다. 복수의 날개 통로(71)는 익체(51)의 캠버 라인(Lca)(도 4 참조)에 따라서 늘어서 있다. 인접하는 날개 통로(71)는 날개 높이 방향(Dwh)의 단의 부분에서 서로 연통하고 있다. 또한, 복수의 날개 통로(71) 중, 적어도 하나의 날개 통로(71)는 익근(92)의 날개 높이 방향(Dwh)의 단에서 개구되어 있다. 이 날개 통로(71)에는, 로터 축(42)에 형성되어 있는 냉각 공기 통로로부터의 냉각 공기(Ac)가 이 개구로부터 유입한다.

본 실시형태의 동익(50)은, 예를 들면 3 개의 날개 통로(71)가 형성되어 있다. 이러한 3 개의 날개 통로(71) 중, 가장 익현 전측(Dwcf)의 날개 통로(71)를 제 1 날개 통로(71a), 이 제 1 날개 통로(71a)의 익현 후측(Dwcb)에 인접하는 날개 통로(71)를 제 2 날개 통로(71b), 이 제 2 날개 통로(71b)의 익현 후측(Dwcb)에 인접하는 날개 통로(71)를 제 3 날개 통로(71c)로 한다. 제 3 날개 통로(71c)는 익근(92)의 날개 높이 방향(Dwh)의 단에서 개구되어 있다. 제 3 날개 통로(71c)와 제 2 날개 통로(71b)는 날개 높이 방향(Dwh)의 선단측(Dwht)의 부분에서 연통하고 있다. 또한, 제 2 날개 통로(71b)와 제 1 날개 통로(71a)는 날개 높이 방향(Dwh)의 기단측(Dwhs)의 부분에서 연통하고 있다. 날개 통로(71)에는, 익체(51)의 외면에서 개구되는 복수의 익면 분출 통로(72)가 형성되어 있다. 예를 들면, 제 3 날개 통로(71c)에는, 이 제 3 날개 통로(71c)로부터 익현 후측(Dwcb)으로 연장되고, 익체(51)의 외면에서 개구되는 복수의 익면 분출 통로(72)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 날개 통로(71a)에는, 이 제 1 날개 통로(71a)로부터의 익현 전측(Dwcf)으로 연장되고, 익체(51)의 외면에서 개구되는 복수의 익면 분출 통로(72)가 형성되어 있다.

익체(51)는 날개 통로(71) 내를 냉각 공기(Ac)가 흐르는 과정에서 대류 냉각된다. 또한, 날개 통로(71)에 유입한 냉각 공기(Ac)는 익면 분출 통로(72)에 유입하고, 이 익면 분출 통로(72)로부터 연소 가스 유로(49) 내에 유출한다. 이 때문에, 익체(51)의 전연(52) 및 후연(53) 등은, 냉각 공기(Ac)가 익면 분출 통로(72)를 흐르는 과정에서 냉각된다. 또한, 익면 분출 통로(72)로부터 연소 가스 유로(49)에 유출한 냉각 공기(Ac)의 일부는 익체(51)의 표면을 부분적으로 가려 필름 공기로서의 역할도 수행한다.

플랫폼(60)에는, 이 플랫폼(60) 내를 가스 패스면(61)에 따른 방향으로 연장되는 플랫폼 통로(81)가 형성되어 있다. 플랫폼 통로(81)로서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 익체(51)를 기준으로 해서 배측(Dpn)에 형성되어 있는 배측 플랫폼 통로(81n)와, 익체(51)를 기준으로 해서 복측(Dpp)에 형성되어 있는 복측 플랫폼 통로(81p)가 있다.

배측 플랫폼 통로(81n)는, 날개 두께 방향(Dwt) 성분을 갖는 방향으로 연장되는 유입 통로부(82n)와, 플랫폼(60)의 배측 단면(63n)에 따라서 연장되는 측단 통로부(83n)를 구비한다. 유입 통로부(82n)는, 제 1 날개 통로(71a)의 내면중에서 배측(Dpn)의 내면의 근방 위치로부터, 이 위치에서의 날개 두께 방향(Dwt) 성분을 갖는 방향으로 배측 단면(63n)의 근방 위치까지 연장된다. 측단 통로부(83n)는, 유입 통로부(82n)의 배측(Dpn)의 단으로부터 배측 단면(63n)에 따라서 익현 후측(Dwcb)으로 연장되고, 플랫폼(60)의 후단면(64b)에서 개구되어 있다. 또한, 날개 두께 방향(Dwt)은, 날개 높이 방향(Dwh)에 대해서 수직으로 또한 익현 방향(Dwc)에 대해서 수직인 방향으로 하는 경우가 있지만, 여기에서는, 날개 높이 방향(Dwh)에 대해서 수직으로 또한 캠버 라인(Lca)에 수직인 방향이다. 이 캠버 라인(Lca)은 일반적으로 만곡한 곡선이다. 이 때문에, 날개 두께 방향(Dwt)은 캠버 라인(Lca) 상의 위치에 따라 변화한다.

복측 플랫폼 통로(81p)는 날개 두께 방향(Dwt) 성분을 갖는 방향으로 연장되는 유입 통로부(82p)와, 플랫폼(60) 내를 사행하는 사행 통로부(83p)를 구비한다. 유입 통로부(82p)는, 제 1 날개 통로(71a)의 내면중에서 복측(Dpp)의 내면의 근방 위치로부터, 이 위치에의 날개 두께 방향(Dwt) 성분을 갖는 방향으로 복측 단면(63p)의 근방 위치까지 연장된다. 사행 통로부(83p)는, 유입 통로부(82p)의 복측(Dpp)의 단으로부터 폭 방향(Dwp)으로 사행하면서 익현 후측(Dwcb)으로 연장되고, 플랫폼(60)의 후단면(64b)에서 개구되어 있다.

동익(50)에는, 또한 날개 통로(71)와 플랫폼 통로(81)를 연통시키는 연통로(75)가 형성되어 있다. 연통로(75)로서는, 제 1 날개 통로(71a)와 배측 플랫폼 통로(81n)를 연통시키는 배측 연통로(75n)와, 제 1 날개 통로(71a)와 복측 플랫폼 통로(81p)를 연통시키는 복측 연통로(75p)가 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 배측 연통로(75n)는, 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)의 각부를 형성하는 면으로부터 배측 플랫폼 통로(81n)의 유입 통로부(82n)를 거쳐 제 1 날개 통로(71a)에 연결된다. 배측 연통로(75n)는, 상기 각부를 형성하는 면으로부터, 날개 높이 방향(Dwh)으로 연장되면서 날개 두께 방향(Dwt)에서 제 1 날개 통로(71a)에 가까워지는 측에 직선적으로 연장되어 있다. 상기 각부를 형성하는 면에 있어서의 배측 연통로(75n)의 개구는 밀봉 부재(76)로 막혀 있다.

배측 플랫폼 통로(81n)를 형성하는 내면은, 날개 높이 방향(Dwh) 성분보다 날개 두께 방향(Dwt) 성분이 많은 방향으로 넓어져서 축 측면(62)의 측을 향하는 가스 패스측 내면(87)과, 날개 높이 방향(Dwh) 성분보다 날개 두께 방향(Dwt) 성분이 많은 방향으로 넓어져서 가스 패스측 내면(87)에 적어도 일부가 대향하는 축측 내면(88)을 포함한다. 배측 플랫폼 통로(81n)의 유입 통로부(82n)를 형성하는 내면은, 이상으로 설명한 가스 패스측 내면(87) 및 축측 내면(88)의 외에, 축측 내면(88)에 있어서의 제 1 날개 통로(71a)측의 단으로부터 날개 높이 방향(Dwh) 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 가스 패스측 내면(87)에 있어서의 제 1 날개 통로(71a)측의 단에 연결되는 단 내면(89)을 포함한다.

배측 연통로(75n)는, 유입 통로부(82n)의 축측 내면(88)과 단 내면(89)과의 각부를 거쳐서, 제 1 날개 통로(71a)에 관통하는 관통 구멍으로 형성되어 있다. 따라서, 이 배측 연통로(75n)의 내면(78)은 유입 통로부(82n)의 축측 내면(88) 및 단 내면(89)에 교차되어 연결되어 있다.

복측 연통로(75p)는, 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)과의 각부를 형성하는 면으로부터 복측 플랫폼 통로(81p)의 유입 통로부(82p)를 거쳐서 제 1 날개 통로(71a)에 연결된다. 복측 연통로(75p)는, 상기 각부를 형성하는 면으로부터, 날개 높이 방향(Dwh)으로 연장되면서 날개 두께 방향(Dwt)에서 제 1 날개 통로(71a)에 가까워지는 측에 직선적으로 연장되어 있다. 상기 각부를 형성하는 면에 있어서의 복측 연통로(75p)의 개구는 밀봉 부재(76)로 막혀 있다.

복측 플랫폼 통로(81p)를 형성하는 내면도, 날개 높이 방향(Dwh) 성분보다 날개 두께 방향(Dwt) 성분이 많은 방향으로 넓어져서 축 측면(62)의 측을 향하는 가스 패스측 내면(87)과, 날개 높이 방향(Dwh) 성분보다 날개 두께 방향(Dwt) 성분이 많은 방향으로 넓어져서 가스 패스측 내면(87)에 적어도 일부가 대향하는 축측 내면(88)을 포함한다. 복측 플랫폼 통로(81p)의 유입 통로부(82p)를 형성하는 내면도, 이상에서 설명한 가스 패스측 내면(87) 및 축측 내면(88)의 외에, 축측 내면(88)에 있어서의 제 1 날개 통로(71a)측의 단으로부터 날개 높이 방향(Dwh) 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 가스 패스측 내면(87)에 있어서의 제 1 날개 통로(71a)측의 단에 연결되는 단 내면(89)을 포함한다.

복측 연통로(75p)는, 유입 통로부(82p)의 축측 내면(88)으로 단 내면(89)과의 각부를 거쳐서, 제 1 날개 통로(71a)에 관통하는 관통 구멍으로 형성되어 있다. 따라서, 이 복측 연통로(75p)의 내면(78)은 유입 통로부(82p)의 축측 내면(88) 및 단 내면(89)에 교차되어 연결되어 있다. 이상과 같이, 배측 연통로(75n)의 구성과 복측 연통로(75p)의 구성은 기본적으로 동일하다.

제 1 날개 통로(71a)를 흐르는 냉각 공기(Ac)의 일부는, 배측 연통로(75n)를 거쳐서, 배측 플랫폼 통로(81n)의 유입 통로부(82n) 내에 유입한다. 냉각 공기(Ac)는, 이 유입 통로부(82n)를 흐르는 과정에서, 이 유입 통로부(82n) 근방의 플랫폼(60)을 대류 냉각한다. 이 때문에, 이 유입 통로부(82n) 근방의 가스 패스면(61)이 냉각된다. 냉각 공기(Ac)는 유입 통로부(82n)로부터 측단 통로부(83n) 내에 유입한다. 냉각 공기(Ac)는, 이 측단 통로부(83n)를 흐르는 과정에서, 이 측단 통로부(83n) 근방의 플랫폼(60)을 대류 냉각한다. 이 때문에, 이 측단 통로부(83n) 근방의 가스 패스면(61) 및 배측 단면(63n)이 냉각된다. 냉각 공기(Ac)는 플랫폼(60)의 후단면(64b)에 형성되어 있는 측단 통로부(83n)의 개구로부터 외부에 분출한다. 이 때문에, 플랫폼(60)의 후단면(64b)은 이 냉각 공기(Ac)에 의해 냉각된다.

제 1 날개 통로(71a)를 흐르는 냉각 공기(Ac)의 다른 일부는, 복측 연통로(75p)를 거쳐서, 복측 플랫폼 통로(81p)의 유입 통로부(82p) 내에 유입한다. 냉각 공기(Ac)는, 이 유입 통로부(82p)를 흐르는 과정에서, 이 유입 통로부(82p) 근방의 플랫폼(60)을 대류 냉각한다. 냉각 공기(Ac)는 유입 통로부(82p)로부터 사행 통로부(83p) 내에 유입한다. 냉각 공기(Ac)는, 이 사행 통로부(83p)를 흐르는 과정에서, 이 사행 통로부(83p) 근방의 플랫폼(60)을 대류 냉각한다. 냉각 공기(Ac)는, 플랫폼(60)의 후단면(64b)에 형성되어 있는 사행 통로부(83p)의 개구로부터 외부에 분출한다. 이 때문에, 플랫폼(60)의 후단면(64b)은 이 냉각 공기(Ac)에 의해 냉각된다.

다음에, 이상에서 설명한 동익(50)의 제조 방법으로 대해서, 도 6에 도시되는 흐름도에 따라서 설명한다.

우선, 주조에 의해 동익(50)의 중간품을 형성한다(S1: 중간품 형성 공정). 이 중간품 형성 공정(S1)에서는, 주형 형성 공정(S2), 코어 형성 공정(S3), 주조 공정(S4), 및 코어 용해 공정(S5)을 실행한다.

주형 형성 공정(S2)에서는, 동익(50)의 외부 형상에 맞은 내부 공간이 형성되어 있는 주형을 형성한다. 이 주형 형성 공정(S2)에서는, 예를 들면 로스트 왁스법으로 주형을 형성한다. 로스트 왁스법에서는, 우선 동익(50)의 외부 형상을 재현한 왁스 모형을 형성한다. 다음에, 내화 분말 등을 포함한 슬러리중에 왁스 모형을 넣고 나서, 이 슬러리를 건조시킨다. 그리고, 건조 후의 슬러리로부터 왁스 모형을 제거하고, 이것을 주형으로 한다.

코어 형성 공정(S3)에서는, 날개 통로(71)의 형상에 맞은 외부 형상의 날개 통로 코어, 및 플랫폼 통로(81)의 형상에 맞은 외부 형상의 플랫폼 통로 코어를 형성한다.

날개 통로 코어 및 플랫폼 통로 코어는 모두 알루미나 등의 세라믹스로 형성한다. 이 코어 형성 공정(S3)은 주형 형성 공정(S2)과 병행해서 실행해도 좋고, 주형 형성 공정(S2)에 대해서 전후해서 실행해도 좋다. 또한, 날개 통로 코어의 형성과 플랫폼 통로 코어의 형성을 병행해서 실행해도 좋고, 상이한 타이밍에 실행해도 좋다.

주조 공정(S4)에서는, 주형 내에 날개 통로 코어 및 플랫폼 통로 코어를 배치하고, 주형 내에 용융 금속을 흘려 넣는다. 용융 금속은, 예를 들면 내열성이 높은 니켈기 합금 등의 용융물이다.

주형 내에 흘려 넣은 용융 금속이 경화하면, 코어 용해 공정(S5)을 실행한다. 이 코어 용해 공정(S5)에서는, 알칼리 수용액으로 세라믹스제의 날개 통로 코어 및 플랫폼 통로 코어를 용해한다.

이상으로, 중간품 형성 공정(S1)이 종료되고, 동익(50)의 중간품이 완성된다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 이 중간품(50x)은 익체(51), 플랫폼(60)과, 축 장착부(90)를 구비하고 있다. 이 중간품(50x)에는, 날개 통로(71) 및 플랫폼 통로(81)가 형성되어 있다. 단, 이 중간품(50x)에는, 연통로(75)가 형성되어 있지 않다.

다음에, 중간품(50x)의 외면으로부터 중간품(50x) 내의 날개 통로(71)에 연장되는 연통로(75)를 형성한다(S6: 연통로 형성 공정). 이 연통로 형성 공정(S6)에서는, 전해 가공 또는 방전 가공 등으로, 도 7에 도시하는 바와 같이, 중간품(50x)에 연통로(75)로서의 관통 구멍을 형성한다. 이 관통 구멍은, 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)과의 각부를 형성하는 면으로부터, 플랫폼 통로(81)의 유입 통로부(82)를 거쳐서 제 1 날개 통로(71a)에 뚫리는 직선적인 구멍이다. 이 때문에, 이 연통로(75)의 내면(78)은, 전술한 바와 같이, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88) 및 단 내면(89)에 교차되어 연결되어 있다. 또한, 연통로 형성 공정(S6)에서는, 우선 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)과의 각부를 형성하는 면으로부터, 플랫폼 통로(81)의 유입 통로부(82)의 축측 내면(88)에 관통하는 관통 구멍을 형성한다. 그 후, 유입 통로부(82)를 형성하는 내면으로부터 제 1 날개 통로(71a)에 관통하는 관통 구멍을 형성하는 것에 의해, 연통로(75)로서의 관통 구멍을 형성한다.

그런데, 날개 통로(71), 플랫폼 통로(81) 및 연통로(75)가 형성되어 있는 중간품을 주조로 형성하는 것은 가능하다. 이 경우, 날개 통로 코어, 플랫폼 통로 코어, 및 연통로 코어를 일체로 한 코어를 준비하고, 이 코어를 주형 내에 배치하고, 중간품을 형성하게 된다. 날개 통로(71)는 날개 높이 방향(Dwh)으로 넓어진 평면을 따라서 형성되는 통로이다. 또한, 플랫폼 통로(81)는 날개 높이 방향(Dwh)에 대해서 수직인 방향으로 넓어진 평면을 따라서 형성되는 통로이다. 이 때문에, 날개 통로 코어는 날개 높이 방향(Dwh)으로 넓어진 평면에 따른 형상을 이루고, 플랫폼 통로 코어는 날개 높이 방향(Dwh)에 대해서 수직인 방향으로 넓어진 평면에 따른 형상을 이룬다. 따라서, 만일 전술의 일체 코어를 형성했을 경우, 이 일체 코어를 부주위하게 취급하면, 날개 통로(71)와 플랫폼 통로(81)를 연통시키는 연통로(75)를 형성하는 연통로 코어가 파손할 가능성이 지극히 높다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 날개 통로(71) 및 플랫폼 통로(81)가 형성되어 있는 중간품(50x)을 형성한 후, 이 중간품(50x)에 기계 가공 등으로 연통로(75)를 형성한다.

다음에, 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)과의 각부를 형성하는 면에 있어서의 연통로(75)의 개구를 밀봉 부재(76)로 막는다(S7: 밀봉 공정). 이 밀봉 공정(S7)에서는, 밀봉 부재(76)를 연통로(75)의 개구로부터 연통로(75) 내에 넣어, 이 밀봉 부재(76)를 중간품의 외면으로부터 중간품에 용접한다.

다음에, 연통로(75)가 형성된 중간품에 대해서 마무리 처리를 실시해서, 동익(50)을 완성시킨다(S8: 마무리 공정). 마무리 공정(S8)에서는, 예를 들면 중간품의 외면을 연마한다. 또한, 필요에 따라서, 중간품의 외면에 내열 코팅을 실시한다.

다음에, 본 실시형태의 동익(50)의 효과에 대해 설명한다. 우선, 비교예의 동익(50z)에 대해 설명한다.

비교예의 동익(50z)이나, 도 8에 도시하는 바와 같이, 익체(51)와 플랫폼(60)과 축 장착부(90)를 구비한다. 익체(51), 플랫폼(60) 및 축 장착부(90)에는, 내부를 날개 높이 방향(Dwh)으로 연장해서, 냉각 공기(Ac)가 흐르는 날개 통로(71)가 형성되어 있다. 플랫폼(60)에는, 날개 높이 방향(Dwh)을 향해 연소 가스에 접하는 가스 패스면(61)과, 가스 패스면(61)으로 배합의 관계에 있는 축 측면(62)이 형성되어 있다. 또한, 이 플랫폼(60)에는, 가스 패스면(61)과 축 측면(62)과의 사이를 날개 두께 방향(Dwt)으로 연장되어 냉각 공기(Ac)가 흐르는 플랫폼 통로(81z)와, 플랫폼 통로(81z)의 날개 통로(71)측의 단으로부터 가스 패스면(61)으로부터 멀어지는 측으로 연장되는 턴다운 연장부(89z)가 형성되어 있다. 플랫폼(60) 및 축 장착부(90)에는, 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)과의 각부에 있어서의 외면으로부터, 턴다운 연장부(89z)를 거쳐 날개 통로(71)에 연결되는 연통로(75z)가 형성되어 있다. 이 연통로(75z)에 있어서의 상기 각부의 외면에서의 개구는 플러그(76z) 등으로 막혀 있다.

이 비교예의 동익(50z)도 기본적으로 주조로 제조된다. 날개 통로(71), 플랫폼 통로(81z) 및 턴다운 연장부(89z)는, 주조 과정에서, 각각의 형상에 맞은 외부 형상의 코어를 이용해서 형성된다. 주조에 의해 형성된 동익(50z)의 중간품에서는, 플랫폼 통로(81z)와 턴다운 연장부(89z)는 연결되어 있지만, 턴다운 연장부(89z)와 날개 통로(71)는 연결되지 않았다. 연통로(75z)는 이 중간품이 형성된 후에 형성된다. 구체적으로, 중간품에 있어서의 상기 각부의 외면으로부터, 턴다운 연장부(89z)를 거쳐서, 날개 통로(71)에 뚫리는 관통 구멍을 기계 가공으로 형성한다. 이 관통 구멍은, 상기 각부를 형성하는 면으로부터, 날개 높이 방향(Dwh)으로 연장되면서 날개 두께 방향(Dwt)에서 날개 통로(71)에 가까워지는 측에 직선적으로 연장되어 있다. 즉, 이 관통 구멍은 날개 높이 방향(Dwh) 및 날개 두께 방향(Dwt)에 대해서 경사한 구멍이다. 이 관통 구멍, 즉 연통로(75z)는 턴다운 연장부(89z)를 가스 패스면(61)측과 축 측면(62)으로 2분한다. 또한, 이 관통 구멍은, 턴다운 연장부(89z)를 형성하는 내면 중, 날개 높이 방향(Dwh) 방향으로 넓어지고 또한 날개 두께 방향(Dwt)에서 서로 대향하는 한쌍의 내면을 관통한다.

이 비교예의 동익(50z)에서는, 날개 통로(71)와 플랫폼 통로(81z)를 연통시키기 위해서, 연통로(75z) 외에, 턴다운 연장부(89z)를 형성하고 있다. 이 때문에, 비교예의 동익(50z)에서는, 턴다운 연장부(89z)의 존재에 의해, 축 장착부(90)와 플랫폼(60)과의 이음매 부근의 강도가 저하한다.

이 비교예의 동익(50z)에서는, 날개 통로(71) 내를 기단측(Dwhs)으로부터 선단측(Dwht)으로 흐르는 냉각 공기(Ac)가, 연통로(75z) 내에 유입했을 때, 선단측(Dwht)으로부터 기단측(Dwhs)으로 향하는 흐름으로 바뀐다. 냉각 공기(Ac)는, 연통로(75z)로부터 턴다운 연장부(89z) 내에 유입하면, 이 턴다운 연장부(89z) 내를 기단측(Dwhs)으로부터 선단측(Dwht)으로 흐른다. 냉각 공기(Ac)는, 턴다운 연장부(89z)로부터 플랫폼 통로(81z) 내에 유입하면, 이 플랫폼 통로(81z) 내를 날개 두께 방향(Dwt)으로 흐른다. 따라서, 이 비교예의 동익(50z)에서는, 날개 통로(71) 내의 냉각 공기(Ac)가 플랫폼 통로(81z)에 유입하는 과정에서, 이 냉각 공기(Ac)가 날개 높이 방향(Dwh)으로 사행해서 흐른다. 이 때문에, 이 비교예의 동익(50z)에서는, 날개 통로(71) 내의 냉각 공기(Ac)가 플랫폼 통로(81z)에 유입하는 과정에서의 냉각 공기(Ac)의 압력 손실이 커진다.

또한, 이 비교예의 동익(50z)에서는, 냉각 공기(Ac)가 턴다운 연장부(89z)로부터 플랫폼 통로(81z)에 유입하는 과정에서, 냉각 공기(Ac)의 날개 두께 방향(Dwt)의 속도 성분이 작아지기 때문에, 턴다운 연장부(89z)끼리의 플랫폼 통로(81z)를 흐르는 냉각 공기(Ac)에 의한 대류 냉각 효과가 작아진다. 따라서, 비교예의 동익(50z)에서는, 턴다운 연장부(89z) 근방의 가스 패스면(61), 즉 익체(51) 근방의 가스 패스면(61)의 냉각 효과가 저하한다.

한편, 본 실시형태의 동익(50)에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 연통로(75)의 내면(78)을 플랫폼 통로(81)의 내면의 일부인 축측 내면(88)에 연결한 것에 의해, 비교예와 같이 턴다운 연장부(89z)를 형성하고 있지 않아도, 날개 통로(71)와 플랫폼 통로(81)를 연통시킬 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 동익(50)에서는, 턴다운 연장부(89z)가 없다. 따라서, 본 실시형태의 동익(50)에서는, 턴다운 연장부(89z)를 형성하는 것에 의한 동익 강도의 저하를 회피할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 동익(50)에서는, 턴다운 연장부(89z)가 형성되어 있지 않기 때문에, 비교예의 동익(50z)에 비해서, 날개 통로(71)로부터 플랫폼 통로(81)에 도달하는 냉각 공기(Ac)의 경로로서, 플랫폼 통로(81)에 향하는 직선적인 경로가 형성된다. 이 때문에, 본 실시형태의 동익(50)에서는, 날개 통로(71) 내의 냉각 공기(Ac)가 플랫폼 통로(81)에 유입하는 과정에서의 냉각 공기(Ac)의 압력 손실을 작게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 동익(50)에서는, 턴다운 연장부(89z)가 형성되어 있지 않기 때문에, 연통로(75)로부터의 냉각 공기(Ac)는, 플랫폼 통로(81)가 연장되는 날개 두께 방향(Dwt)의 속도 성분이 작아지는 일이 없이, 이 플랫폼 통로(81) 내를 흐른다. 이 때문에, 본 실시형태의 동익(50)에서는, 익체(51) 근방의 가스 패스면(61)의 냉각 효과의 저하를 억제할 수 있다.

특히, 본 실시형태에서는, 연통로(75)를 이루는 관통 구멍이 플랫폼 통로(81)에 있어서의 유입 통로부(82)의 축측 내면(88) 뿐만 아니라, 날개 통로(71)의 내면과 대향하는 단 내면(89)을 관통하고 있으므로, 날개 통로(71)로부터 플랫폼 통로(81)에 도달하는 냉각 공기(Ac)의 경로로서, 플랫폼 통로(81)에 향하는 것보다 직선적인 경로가 형성된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 냉각 공기(Ac)의 압력 손실을 보다 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 익체(51) 근방의 가스 패스면(61)의 냉각 효과의 저하를 보다 억제할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 보다 직선적인 경로가 형성되기 때문에, 보어스코프(borescope) 등의 점검 기기를 이용한 플랫폼 통로 내의 점검이 용이하게 된다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 연통로(75)는, 제 1 날개 통로(71a)와 플랫폼 통로(81)를 연통시키는 것이다. 그러나, 연통로(75)는 제 1 날개 통로(71a)를 제외한 다른 날개 통로(71)와 플랫폼 통로(81)를 연통시키는 것이어도 좋다. 예를 들면, 연통로(75)는, 제 2 날개 통로(71b) 또는 제 3 날개 통로(71c)와, 플랫폼 통로(81)를 연통시키는 것이어도 좋다.

또한, 1개의 플랫폼 통로(81)와 날개 통로(71)를 연통시키는 연통로의 수는 하나로 한정되지 않고, 복수여도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 본 실시형태의 배측 연통로(75n)에 추가해서, 플랫폼 통로(81)의 일부인 측단 통로부(83n)와 제 3 날개 통로(71c)를 연통시키는 배측 연통로를 설치해도 좋다. 또한, 플랫폼 통로(81)에 있어서의 날개 통로(71)와의 연통 위치는 설계 조건 등에 따라 적당 선택할 수 있다. 예를 들면, 사행 통로부(83p)의 도중에 연통 위치를 설치해도 좋다.

[동익의 제 1 변형예]

상기 실시형태에 있어서의 동익의 제 1 변형예에 대해서, 도 9를 참조해서 설명한다.

본 변형예의 동익(50b)에서는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 연통로(75b)를 이루는 관통 구멍이 플랫폼 통로(81)에 있어서의 유입 통로부(82)의 축측 내면(88), 및 날개 통로(71)의 내면과 대향하는 단 내면(89)을 관통하고 있다. 따라서, 본 변형예의 연통로(75b)의 내면(78)도, 이상의 각 실시형태의 연통로와 마찬가지로, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88) 및 단 내면(89)에 교차되어 연결되어 있다. 단, 본 변형예의 관통 구멍은, 이상의 실시형태의 관통 구멍과 상이하게, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88)과 단 내면(89)과의 각부를 관통하고 있지 않다. 또한, 본 실시형태의 관통 구멍은 유입 통로부(82)의 가스 패스측 내면(87)과 단 내면(89)과의 각부도 관통하고 있지 않다.

이와 같이, 관통 구멍은 유입 통로부(82)의 축측 내면(88)을 관통하고 있으면, 축측 내면(88)과 단 내면(89)과의 각부, 및 가스 패스측 내면(87)과 단 내면(89)과의 각부를 관통하고 있지 않아도 좋다.

또한, 본 변형예의 연통로(75b)를 형성하는 관통 구멍은 플랫폼(60)의 축 측면(62)만으로부터 날개 통로(71)에 관통하고 있다. 따라서, 본 변형예의 관통 구멍은, 상기 실시형태의 관통 구멍과 상이하게, 이 축 측면(62) 및 축 장착부(90)의 외면(93)을 넘어 날개 통로(71)에 관통하고 있지 않다. 이와 같이, 관통 구멍은 플랫폼(60)의 축 측면(62)만으로부터 날개 통로(71)에 관통해도 좋다. 또한, 관통 구멍은 축 장착부(90)의 외면(93)만으로부터 날개 통로(71)에 관통해도 좋다.

[동익의 제 2 변형예]

상기 실시형태에 있어서의 동익의 제 2 변형예에 대해서, 도 10을 참조해서 설명한다.

본 변형예의 동익(50c)에서는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 연통로(75c)를 이루는 관통 구멍이 플랫폼 통로(81)에 있어서의 유입 통로부(82)의 축측 내면(88), 및 날개 통로(71)의 내면과 대향하는 단 내면(89)을 관통하고 있다. 따라서, 본 변형예의 연통로(75c)의 내면(78)도, 이상의 각 실시형태의 연통로와 마찬가지로, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88) 및 단 내면(89)에 교차되어 연결되어 있다. 단, 본 변형예의 관통 구멍은, 이상의 실시형태의 관통 구멍과 상이하게, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88)과 단 내면(89)과의 각부를 관통하고 있는 동시에, 유입 통로부(82)의 가스 패스측 내면(87)과 단 내면(89)과의 각부도 관통하고 있다. 이 때문에, 본 변형예의 연통로(75c)의 내면(78)은 유입 통로부(82)의 가스 패스측 내면(87)과도 교차되어 연결되어 있다.

따라서, 본 변형예에서는, 날개 통로(71) 내의 냉각 공기(Ac)가 플랫폼 통로(81)에 유입하는 통로가 보다 직선적으로 될 뿐만 아니라, 이 통로의 단면적이 커진다. 이 때문에, 본 변형예의 동익(50c)에서는, 날개 통로(71) 내의 냉각 공기(Ac)가 플랫폼 통로(81)에 유입하는 과정에서의 냉각 공기(Ac)의 압력 손실을 보다 억제할 수 있다.

[동익의 제 3 변형예]

상기 실시형태에 있어서의 동익의 제 3 변형예에 대해서, 도 11을 참조해서 설명한다.

본 변형예의 동익(50d)에서는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 연통로(75d)를 이루는 관통 구멍이 플랫폼 통로(81)에 있어서의 유입 통로부(82)의 축측 내면(88), 및 날개 통로(71)의 내면과 대향하는 단 내면(89)을 관통하고 있다. 따라서, 본 변형예의 연통로(75d)의 내면(78)도, 이상의 각 실시형태의 연통로와 마찬가지로, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88) 및 단 내면(89)에 교차되어 연결되어 있다. 단, 본 변형예의 관통 구멍은, 상기 실시형태의 관통 구멍과 상이하게, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88)과 단 내면(89)과의 각부를 관통하지 않고, 유입 통로부(82)의 가스 패스측 내면(87)과 단 내면(89)과의 각부를 관통하고 있다. 이 때문에, 본 변형예의 연통로(75d)의 내면(78)은 유입 통로부(82)의 가스 패스측 내면(87)과도 교차되어 연결되어 있다.

이와 같이, 연통로(75d)를 형성하는 관통 구멍은 유입 통로부(82)의 가스 패스측 내면(87)을 관통해도 좋다.

[동익의 제 4 변형예]

상기 실시형태에 있어서의 동익의 제 4 변형예에 대해서, 도 12를 참조해서 설명한다.

본 변형예의 동익(50e)에 있어서의 연통로(75e)를 형성하는 관통 구멍은 상기 실시형태와 동일하다. 즉, 관통 구멍은, 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)과의 각부로부터, 유입 통로부(82)에 있어서의 축측 내면(88)과 단 내면(89)과의 각부를 거쳐서, 날개 통로(71)에 관통하고 있다. 단, 본 변형예에서는, 플랫폼(60) 내에 있어서의 날개 통로(71)에는, 날개 두께 방향(Dwt)으로서 유입 통로부(82)에 가까워지는 측으로 팽창되는 팽창부(77)가 형성되어 있다. 본 변형예의 관통 구멍은, 이 팽창부(77)를 포함한 영역을 관통하고 있다.

이와 같이, 날개 통로(71)에 팽창부(77)를 형성하는 것에 의해, 날개 통로(71)와 유입 통로부(82)와의 사이의 날개 두께 방향(Dwt)에 있어서의 거리를 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 날개 통로(71) 내의 냉각 공기(Ac)가 플랫폼 통로(81)에 유입하는 과정에서의 냉각 공기(Ac)의 압력 손실을 보다 억제할 수 있다.

또한, 본 변형예는, 상기 실시형태에 있어서의 동익의 변형예이지만, 제 1 내지 제 3 변형예의 동익을 본 변형예와 동일하게 변형해도 좋다.

[동익의 제조 방법의 변형예]

상기 실시형태에 있어서의 동익의 제조 방법의 변형예에 대해서, 도 13 및 도 14를 참조해서 설명한다.

본 변형예에서는, 도 6에 나타내는 중간품 형성 공정(S1)에서 연통로(75)의 일부를 형성한다. 구체적으로, 이 중간품 형성 공정(S1)에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 플랫폼(60)의 축 측면(62)과 축 장착부(90)의 외면(93)과의 각부를 형성하는 면으로부터, 플랫폼 통로(81)의 유입 통로부(82)와 제 1 날개 통로(71a)를 향해 오목한 하부 구멍(79)을 형성한다.

중간품 형성 공정(S1)에서는, 이 하부 구멍(79)을 형성하기 때문에, 중간품 형성 공정(S1) 중의 코어 형성 공정(S3)에서, 도 14에 도시하는 바와 같이, 하부 구멍(79)의 형상에 맞은 외부 형상하부 구멍 코어(103)를 형성한다. 이 하부 구멍 코어(103)는, 날개 통로 코어(101) 및 플랫폼 통로 코어(102)와 마찬가지로, 알루미나 등의 세라믹스로 형성한다. 다음에, 중간품 형성 공정(S1) 중의 주조 공정(S4)에서, 주형(100) 내에, 날개 통로 코어(101) 및 플랫폼 통로 코어(102)와 함께, 하부 구멍 코어(103)를 배치하고, 이 주형(100) 내에 용융 금속을 흘려 넣는다. 주형(100) 내에 흘려 넣은 용융 금속이 경화하면, 코어 용해 공정(S5)에서, 알칼리 수용액으로 세라믹스제의 날개 통로 코어(101), 플랫폼 통로 코어(102) 및 하부 구멍 코어(103)를 용해한다.

이상에서, 본 변형예에 있어서의 중간품 형성 공정(S1)이 종료되고, 도 13에 나타내는 중간품(50y)이 완성된다. 이 중간품(50y)은 익체(51), 플랫폼(60)과 축 장착부(90)를 구비하고 있다. 이 중간품(50y)에는, 날개 통로(71), 플랫폼 통로(81), 및 연통로(75)의 일부를 이루는 하부 구멍(79)이 형성되어 있다.

본 변형예에 있어서의 연통로 형성 공정(S6)에서는, 하부 구멍(79)의 저면(80)으로부터, 유입 통로부(82)의 축측 내면(88)을 거쳐서, 날개 통로(71)에 관통하는 관통 구멍을 전해 가공 또는 방전 가공 등으로 형성한다. 본 변형예에서는, 중간품 형성 공정(S1)에서 형성하는 하부 구멍(79)과, 연통로 형성 공정에서 전해 가공 또는 방전 가공 등으로 형성하는 관통 구멍으로, 도 5에 나타내는 연통로(75)가 형성된다.

연통로 형성 공정(S6)이 종료되면, 상기 실시형태와 마찬가지로, 밀봉 공정(S7) 및 마무리 공정(S8)을 거쳐서, 동익을 완성시킨다.

본 변형예에서는, 연통로 형성 공정(S6)에 있어서의, 관통 구멍을 형성하기 위한 전해 가공 또는 방전 가공 등에 의한 가공량을 줄일 수 있다. 또한, 본 변형예에서는, 중간품 형성 공정(S1)에서 형성한 하부 구멍(79)을 가이드로서, 전해 가공 또는 방전 가공을 실시할 수 있으므로, 연통로(75)의 관통 방향의 정확성을 높일 수 있다.

또한, 본 변형예는, 상기 실시형태에 있어서의 동익의 제조 방법의 변형예이지만, 제 1 내지 제 4 변형예의 동익도 본 변형예와 마찬가지로 제조해도 좋다.

[그 외의 변형예]

상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서, 유입 통로부(82) 및 연통로(75)를 형성하는 관통 구멍의 단면 형상에 대해 특히 기재하고 있지 않지만, 이 단면 형상은 특히 한정되지 않고, 예를 들면 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 타원형, 반타원형, 사각형 등의 다각형, 또는 이러한 우리 2개 이상의 형상을 조합한 형상이라도 좋다.

상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 연통로는 모두 직선적이다. 그렇지만, 연통로는 다소 굽혀져 있어도 좋다.

상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 플랫폼 통로의 유입 통로부는 날개 두께 방향으로 연장되어 있다. 이 때문에, 상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 유입 통로부의 가스 패스측 내면 및 축측 내면은 모두 익면 두께 방향으로 넓어지고 있다. 그렇지만, 유입 통로는 날개 높이 방향 성분보다 날개 두께 성분이 많은 방향으로 연장되어 있으면 좋다. 이 때문에, 유입 통로부의 가스 패스측 내면 및 축측 내면은 날개 높이 방향 성분보다 날개 두께 방향 성분이 많은 방향으로 넓어지고 있으면 좋다.

산업상의 이용 가능성

본 발명의 일 태양에 의하면, 동익의 강도 및 냉각 효과의 저하를 억제할 수 있다.

10: 가스 터빈 11: 가스 터빈 로터
15: 가스 터빈 차실 20: 압축기
21: 압축기 로터 25: 압축기 차실
30: 연소기 40: 터빈
41: 터빈 로터 42: 로터 축
43: 동익 열 45: 터빈 차실
46: 정익 열 46a: 정익
49: 연소 가스 유로
50, 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50z: 동익
50x: 중간품 51, 51a: 익체
52: 전연 53: 후연
54: 키측면 55: 배측면
60, 60a: 플랫폼 61: 가스 패스면
62: 축 측면 63: 측 단면
63n: 배측 단면 63p: 복측 단면
64: 전후 단면 64f: 전단면
64b: 후단면 71: 날개 통로
71a: 제 1 날개 통로 71b: 제 2 날개 통로
71c: 제 3 날개 통로
75, 75a, 75b, 75c, 75d, 75e, 75z: 연통로
75n: 배측 연통로 75p: 복측 연통로
76: 밀봉 부재 77: 팽창부
78: (연통로의)내면 79: 하부 구멍
81, 81a, 81z: 플랫폼 통로 82, 82n, 82p: 유입 통로부
83n: 측단 통로부 83p: 사행 통로부
88: 축측 내면 90, 90a: 축 장착부
91: 생크 92: 익근
100: 주형 101: 날개 통로 코어
102: 플랫폼 통로 코어 103: 하부 구멍 코어
Ac: 냉각 공기 G: 연소 가스
Da: 축 방향 Dau: 상류측
Dad: 하류측 Dc: 둘레 방향
Dr: 직경 방향 Dri: 직경 방향 내측
Dro: 직경 방향 외측 Dwc: 익현 방향
Dwf: 익현 전측 Dwb: 익현 후측
Dwh: 날개 높이 방향 Dwhs: 기단측
Dwht: 선단측 Dwp: 폭 방향
Dpn: 배측 Dpp: 복측
Dwt: 날개 두께 방향 Lca: 캠버 라인
Lco: 익현

Claims (16)

1. 연소 가스가 흐르는 연소 가스 유로 내에 배치되어, 익형을 이루는 익체와,
   상기 익체의 날개 높이 방향의 단부로부터 상기 날개 높이 방향에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지는 플랫폼과,
   상기 플랫폼으로부터 상기 익체와 반대측으로 연장되는 축 장착부를 구비하고,
   상기 익체, 상기 플랫폼 및 상기 축 장착부에는, 상기 익체, 상기 플랫폼 및 상기 축 장착부의 내부를 상기 날개 높이 방향으로 연장해서, 냉각 공기가 흐르는 날개 통로가 형성되고,
   상기 플랫폼에는, 상기 날개 높이 방향을 향해 상기 연소 가스에 접하는 가스 패스면과, 상기 가스 패스면과 배합의 관계에 있는 축 측면과, 상기 가스 패스면과 상기 축 측면과의 사이에 형성되어 냉각 공기가 흐르는 플랫폼 통로가 형성되고,
   상기 플랫폼의 상기 축 측면과 상기 축 장착부의 외면 중, 적어도 한쪽의 면으로부터, 상기 플랫폼 통로를 거쳐서 상기 날개 통로에 연결되는 연통로가 형성되고,
   상기 연통로에 있어서의 상기 적어도 한쪽의 면에서의 개구가 밀봉 부재로 폐쇄되고,
   상기 플랫폼 통로는, 상기 날개 통로 근방의 위치로부터 상기 위치에 있어서의 날개 두께 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 유입 통로부를 구비하고,
   상기 유입 통로부를 획정하는 내면은, 상기 축 측면의 측을 향하는 가스 패스측 내면과, 상기 가스 패스측 내면에 대향하는 면으로서 상기 날개 높이 방향 성분보다 상기 날개 두께 방향 성분이 많은 방향으로 넓어지고 있는 축측 내면만을 포함하고,
   상기 연통로를 획정하는 내면이 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면에 교차되어 연결되어 있는
   동익.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유입 통로부의 상기 내면은, 상기 축측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단으로부터 상기 날개 높이 방향 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 상기 가스 패스측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단에 연결되는 단 내면을 포함하며,
   상기 연통로의 상기 내면이 상기 유입 통로부의 상기 단 내면에 교차되어 연결되어 있는
   동익.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 연통로의 상기 내면이 상기 유입 통로부의 상기 가스 패스측 내면에 교차되어 연결되어 있는
   동익.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 날개 통로에는, 상기 날개 두께 방향으로서 상기 유입 통로부에 가까워지는 측으로 팽창된 팽창부가 형성되고,
   상기 연통로는 상기 날개 통로의 상기 팽창부에 교차되어 연결되어 있는
   동익.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랫폼 통로는 상기 플랫폼 내에서 사행하고 있는 사행 통로부를 구비하는
   동익.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랫폼에는, 상기 익체의 익현 방향 및 상기 날개 높이 방향으로 수직인 성분을 갖는 폭 방향에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 상기 가스 패스면과 연결되는 측 단면이 형성되고,
   상기 플랫폼 통로는, 상기 측 단면을 따라서, 상기 익현 방향 성분을 포함하는 방향으로 연장되는 측단 통로부를 구비하는
   동익.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 동익을 복수 개 갖추는 동시에,
   복수의 상기 동익이 장착되어 있는 로터 축과,
   복수의 상기 동익, 및 상기 로터 축을 덮는 차실과,
   상기 차실 내에서, 복수의 상기 동익이 배치되어 있는 영역에 연소 가스를 보내는 연소기를 구비하는
   가스 터빈.
8. 연소 가스가 흐르는 연소 가스 유로 내에 배치되고, 익형을 이루는 익체와, 상기 익체의 날개 높이 방향의 단부로부터 상기 날개 높이 방향에 대해서 수직인 성분을 갖는 방향으로 넓어지는 플랫폼과, 상기 플랫폼으로부터 상기 익체와 반대측으로 연장되는 축 장착부를 구비하는 동익의 중간품을 형성하는 중간품 형성 공정과,
   상기 중간품의 외면으로부터 상기 중간품의 내부로 연장되는 연통로를 형성하는 연통로 형성 공정과,
   상기 연통로에 있어서의 상기 중간품의 외면에서의 개구를 막는 밀봉 공정을 실행하고,
   상기 중간품 형성 공정에서는,
   상기 익체, 상기 플랫폼 및 상기 축 장착부의 내부를 상기 날개 높이 방향으로 연장해서, 냉각 공기가 흐르는 날개 통로를 형성하고,
   상기 플랫폼에, 상기 날개 높이 방향을 향해서 상기 연소 가스에 접하는 가스 패스면과, 상기 가스 패스면과 배합의 관계에 있는 축 측면과, 상기 가스 패스면과 상기 축 측면과의 사이에 형성되어 냉각 공기가 흐르는 플랫폼 통로를 형성하고,
   상기 플랫폼 통로의 일부로서, 상기 날개 통로 근방의 위치로부터 상기 위치에 있어서의 날개 두께 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되는 유입 통로부를 형성하고,
   상기 유입 통로부를 형성할 때에, 상기 유입 통로부를 획정하는 내면의 일부로서, 상기 축 측면의 측을 향하는 가스 패스측 내면과, 상기 가스 패스측 내면에 대향하는 면으로서 상기 날개 높이 방향 성분보다 상기 날개 두께 방향 성분이 많은 방향으로 넓어지는 축측 내면만을 형성하고,
   상기 연통로 형성 공정에서는,
   상기 연통로로서, 상기 플랫폼의 상기 축 측면과 상기 축 장착부의 외면 중, 적어도 한쪽의 면으로부터, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성하는
   동익의 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 중간품 형성 공정에서는, 상기 유입 통로부를 획정하는 내면의 일부로서, 상기 축측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단으로부터 상기 날개 높이 방향 성분을 갖는 방향으로 넓어져서, 상기 가스 패스측 내면에 있어서의 상기 날개 통로측의 단에 연결되는 단 내면을 형성하고,
   상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 단 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성하는
   동익의 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면과 상기 단 내면과의 각부(角部)를 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성하는
    동익의 제조 방법.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 가스 패스측 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성하는
    동익의 제조 방법.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 연통로로서, 상기 유입 통로부의 상기 가스 패스측 내면과 상기 단 내면과의 각부를 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성하는
    동익의 제조 방법.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 중간품 형성 공정은,
    상기 동익의 외부 형상에 맞은 내부 공간이 형성되어 있는 주형을 형성하는 주형 형성 공정과,
    상기 날개 통로의 형상에 맞은 외부 형상의 날개 통로 코어, 및 상기 플랫폼 통로의 형상에 맞은 외부 형상의 플랫폼 통로 코어를 형성하는 코어 형성 공정과,
    상기 주형 내에 상기 날개 통로 코어 및 상기 플랫폼 통로 코어를 배치하고, 상기 주형 내에 용융 금속을 흘려 넣는 주조 공정과,
    상기 용융 금속이 경화한 후에, 상기 날개 통로 코어 및 상기 플랫폼 통로 코어를 용해시키는 코어 용해 공정을 포함하는
    동익의 제조 방법.
14. 제 8 항에 있어서,
    상기 중간품 형성 공정에서는, 상기 플랫폼의 상기 축 측면과 상기 축 장착부의 외면 중, 적어도 한쪽의 면으로부터, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면으로 향하여 오목한 하부 구멍을 형성하고,
    상기 연통로 형성 공정에서는, 상기 중간품 형성 공정에서 형성된 상기 중간품의 상기 하부 구멍의 저면으로부터, 상기 유입 통로부의 상기 축측 내면을 거쳐서, 상기 날개 통로에 관통하는 관통 구멍을 형성하는
    동익의 제조 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 중간품 형성 공정은,
    상기 동익의 외부 형상에 맞은 내부 공간이 형성되어 있는 주형을 형성하는 주형 형성 공정과,
    상기 날개 통로의 형상에 맞은 외부 형상의 날개 통로 코어, 및 상기 플랫폼 통로의 형상에 맞은 외부 형상의 플랫폼 통로 코어를 형성하는 코어 형성 공정과,
    상기 주형 내에 상기 날개 통로 코어 및 상기 플랫폼 통로 코어를 배치하고, 상기 주형 내에 용융 금속을 흘려 넣는 주조 공정과,
    상기 용융 금속이 경화한 후에, 상기 날개 통로 코어 및 상기 플랫폼 통로 코어를 용해시키는 코어 용해 공정을 포함하고,
    상기 코어 형성 공정에서는, 상기 하부 구멍의 형상에 맞은 외부 형상의 하부 구멍 코어를 형성하고,
    상기 주조 공정에서는, 상기 주형 내에 상기 하부 구멍 코어를 배치하고, 상기 주형 내에 용융 금속을 흘려 넣고,
    상기 코어 용해 공정에서는, 상기 용융 금속이 경화한 후에, 상기 하부 구멍 코어를 용해시키는
    동익의 제조 방법.
16. 제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통로 형성 공정에서는, 방전 가공 또는 전해 가공으로 상기 관통 구멍을 형성하는
    동익의 제조 방법.

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