(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路内に配置され、翼形を成す翼体と、
前記翼体の翼高さ方向の端部から前記翼高さ方向に対して垂直な成分を有する方向に広がるプラットフォームと、
前記プラットフォームから前記翼体と反対側に延びる軸取付部と、
を有し、
前記翼体、前記プラットフォーム及び前記軸取付部には、前記翼体、前記プラットフォーム及び前記軸取付部の内部を前記翼高さ方向に延びて、冷却空気が流れる翼通路が形成され、
前記プラットフォームには、前記翼高さ方向を向いて前記燃焼ガスに接するガスパス面と、前記ガスパス面と背合わせの関係にある軸側面と、前記ガスパス面と前記軸側面との間に形成され冷却空気が流れるプラットフォーム通路と、が形成され、
前記プラットフォームの前記軸側面と前記軸取付部の外面とのうち、少なくとも一方の面から、前記プラットフォーム通路を経て前記翼通路につながる連通路が形成され、
前記連通路における前記少なくとも一方の面での開口が封止部材で塞がれ、
前記プラットフォーム通路は、前記翼通路近傍の位置から当該位置における翼厚さ方向成分を有する方向に延びる流入通路部を有し、
前記流入通路部を形成する内面は、前記軸側面の側を向くガスパス側内面と、前記ガスパス側内面に対向する面として前記翼高さ方向成分よりも前記翼厚さ方向成分の多い方向に広がっている軸側内面のみと、を含み、
前記連通路を形成する内面が、前記流入通路部の前記軸側内面に交わってつながっている、
動翼。
【請求項２】
請求項１に記載の動翼において、
前記流入通路部の前記内面は、前記軸側内面における前記翼通路側の端から前記翼高さ方向成分を有する方向に広がって、前記ガスパス側内面における前記翼通路側の端につながる端内面を含み、
前記連通路の前記内面が、前記流入通路部の前記端内面に交わってつながっている、
動翼。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の動翼において、
前記連通路の前記内面が、前記流入通路部の前記ガスパス側内面に交わってつながっている、
動翼。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の動翼において、
前記翼通路には、前記翼厚さ方向であって前記流入通路部に近づく側に膨らんだ膨らみ部が形成され、
前記連通路は、前記翼通路の前記膨らみ部に交わってつながっている、
動翼。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の動翼において、
前記プラットフォーム通路は、前記プラットフォーム内で蛇行している蛇行通路部を有する、
動翼。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の動翼において、
前記プラットフォームには、前記翼体の翼弦方向及び前記翼高さ方向に垂直な成分を有する幅方向に対して垂直な成分を有する方向に広がり、前記ガスパス面とつながる側端面が形成され、
前記プラットフォーム通路は、前記側端面に沿って、前記翼弦方向成分を含む方向に延びる側端通路部を有する、
動翼。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の複数の動翼と、
複数の前記動翼が取り付けられているロータ軸と、
複数の前記動翼、及び前記ロータ軸を覆う車室と、
前記車室内で、複数の前記動翼が配置されている領域に燃焼ガスを送る燃焼器と、
を備えるガスタービン。
【請求項８】
燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路内に配置され、翼形を成す翼体と、前記翼体の翼高さ方向の端部から前記翼高さ方向に対して垂直な成分を有する方向に広がるプラットフォームと、前記プラットフォームから前記翼体と反対側に延びる軸取付部と、を有する動翼の中間品を形成する中間品形成工程と、
前記中間品の外面から前記中間品の内部に延びる連通路を形成する連通路形成工程と、
前記連通路における前記中間品の外面での開口を塞ぐ封止工程と、
を実行し、
前記中間品形成工程では、
前記翼体、前記プラットフォーム及び前記軸取付部の内部を前記翼高さ方向に延びて、冷却空気が流れる翼通路を形成し、
前記プラットフォームに、前記翼高さ方向を向いて前記燃焼ガスに接するガスパス面と、前記ガスパス面と背合わせの関係にある軸側面と、前記ガスパス面と前記軸側面との間に形成され冷却空気が流れるプラットフォーム通路と、を形成し、
前記プラットフォーム通路の一部として、前記翼通路近傍の位置から当該位置における翼厚さ方向成分を有する方向に延びる流入通路部を形成し、
前記流入通路部を形成する際に、前記流入通路部を形成する内面の一部として、前記軸側面の側を向くガスパス側内面と、前記ガスパス側内面に対向する面として前記翼高さ方向成分よりも前記翼厚さ方向成分の多い方向に広がる軸側内面のみと、を形成し、
前記連通路形成工程では、
前記連通路として、前記プラットフォームの前記軸側面と前記軸取付部の外面とのうち、少なくとも一方の面から、前記流入通路部の前記軸側内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成する、
動翼の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の動翼の製造方法において、
前記中間品形成工程では、前記流入通路部を形成する内面の一部として、前記軸側内面における前記翼通路側の端から前記翼高さ方向成分を有する方向に広がって、前記ガスパス側内面における前記翼通路側の端につながる端内面を形成し、
前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記端内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成する、
動翼の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の動翼の製造方法において、
前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記軸側内面と前記端内面との角部を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成する、
動翼の製造方法。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか一項に記載の動翼の製造方法において、
前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記ガスパス側内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成する、
動翼の製造方法。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか一項に記載の動翼の製造方法において、
前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記ガスパス側内面と前記端内面との角部を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成する、
動翼の製造方法。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか一項に記載の動翼の製造方法において、
前記中間品形成工程は、
前記動翼の外形状に合った内部空間が形成されている鋳型を形成する鋳型形成工程と、
前記翼通路の形状にあった外形状の翼通路中子、及び、前記プラットフォーム通路の形状にあった外形状のプラットフォーム通路中子を形成する中子形成工程と、
前記鋳型内に前記翼通路中子及び前記プラットフォーム通路中子を配置して、前記鋳型内に溶融金属を流し込む鋳込み工程と、
前記溶融金属が硬化した後に、前記翼通路中子及び前記プラットフォーム通路中子を溶解させる中子溶解工程と、
を含む、
動翼の製造方法。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか一項に記載の動翼の製造方法において、
前記中間品形成工程では、前記プラットフォームの前記軸側面と前記軸取付部の外面とのうち、少なくとも一方の面から、前記流入通路部の前記軸側内面へ向けて凹む下穴を形成し、
前記連通路形成工程では、前記中間品形成工程で形成された前記中間品の前記下穴の底面から、前記流入通路部の前記軸側内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成する、
動翼の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の動翼の製造方法において、
前記中子形成工程では、前記下穴の形状にあった外形状の下穴中子を形成し、
前記鋳込み工程では、前記鋳型内に前記下穴中子を配置して、前記鋳型内に溶融金属を流し込み、
前記中子溶解工程では、前記溶融金属が硬化した後に、前記下穴中子を溶解させる、
動翼の製造方法。
【請求項１６】
請求項８から１５のいずれか一項に記載の動翼の製造方法において、
前記連通路形成工程では、放電加工又は電解加工で前記貫通孔を形成する、
動翼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動翼、これを備えているガスタービン、及び動翼の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、軸線を中心として回転するロータと、このロータを覆う車室と、を備える。ロータは、ロータ軸と、このロータ軸に取り付けられている複数の動翼とを有する。動翼は、翼形を成す翼体と、翼体の翼高さ方向の端部から翼高さ方向に対してほぼ垂直な方向に広がるプラットフォームと、プラットフォームから翼体と反対側に延びる軸取付部と、を有する。
【０００３】
ガスタービンの動翼は、高温の燃焼ガスに晒される。このため、動翼は、一般的に、空気等で冷却される。
【０００４】
例えば、以下の特許文献１に記載の動翼には、冷却空気が通る各種冷却通路が形成されている。具体的に、翼体、プラットフォーム及び軸取付部には、内部を翼高さ方向に延びて、冷却空気が流れる翼通路が形成されている。プラットフォームには、翼高さ方向を向いて燃焼ガスに接するガスパス面と、ガスパス面と背合わせの関係にある軸側面と、が形成されている。さらに、このプラットフォームには、ガスパス面と軸側面との間を翼厚さ方向に延びて冷却空気が流れるプラットフォーム通路と、プラットフォーム通路の翼通路側の端からガスパス面から遠ざかる側に延びるターンダウン延長部と、が形成されている。プラットフォーム及び軸取付部には、プラットフォームの軸側面と軸取付部の外面との角部における外面から、ターンダウン延長部を経て翼通路につながる連通路が形成されている。この連通路における前記角部の外面での開口は、プラグ等で塞がれている。
【０００５】
この動翼は、基本的に、鋳造で製造される。翼通路、プラットフォーム通路及びターンダウン延長部は、鋳造過程で、それぞれの形状にあった外形状の中子を用いて形成される。鋳造により形成された動翼の中間品では、プラットフォーム通路とターンダウン延長部とはつながっているものの、ターンダウン延長部と翼通路はつながっていない。連通路は、この中間品が形成された後、形成される。具体的に、中間品における前記角度の外面から、ターンダウン延長部を経て、翼通路にぬける貫通孔を機械加工で形成する。この貫通孔、つまり連通路は、ターンダウン延長部をガスパス面側と軸側面とに二分する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１３２４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の動翼では、翼通路内の冷却空気が連通路を経て、ターンダウン延長部及びプラットフォーム通路に流入する。この動翼では、冷却空気がターンダウン延長部を流れる過程で、冷却空気の翼厚さ方向の速度成分が小さくなるため、ターンダウン延長部を流れる冷却空気による対流冷却効果が小さくなる。よって、この動翼では、翼体近傍のガスパス面の冷却効果が低下する、という問題点がある。さらに、この動翼では、プラットフォーム内にプラットフォーム通路の他に、ターンダウン延長部を形成しているため、動翼の強度が低下する、という問題点もある。
【０００８】
そこで、本発明は、強度及び冷却効果の低下を抑えることができる動翼、これを備えるガスタービン、動翼の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての動翼は、
燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路内に配置され、翼形を成す翼体と、前記翼体の翼高さ方向の端部から前記翼高さ方向に対して垂直な成分を有する方向に広がるプラットフォームと、前記プラットフォームから前記翼体と反対側に延びる軸取付部と、を有し、前記翼体、前記プラットフォーム及び前記軸取付部には、前記翼体、前記プラットフォーム及び前記軸取付部の内部を前記翼高さ方向に延びて、冷却空気が流れる翼通路が形成され、前記プラットフォームには、前記翼高さ方向を向いて前記燃焼ガスに接するガスパス面と、前記ガスパス面と背合わせの関係にある軸側面と、前記ガスパス面と前記軸側面との間に形成され冷却空気が流れるプラットフォーム通路と、が形成され、前記プラットフォームの前記軸側面と前記軸取付部の外面とのうち、少なくとも一方の面から、前記プラットフォーム通路を経て前記翼通路につながる連通路が形成され、前記連通路における前記少なくとも一方の面での開口が封止部材で塞がれ、前記プラットフォーム通路は、前記翼通路近傍の位置から当該位置における翼厚さ方向成分を有する方向に延びる流入通路部を有し、前記流入通路部を形成する内面は、前記軸側面の側を向くガスパス側内面と、前記ガスパス側内面に対向する面として前記翼高さ方向成分よりも前記翼厚さ方向成分の多い方向に広がっている軸側内面のみと、を含み、前記連通路を形成する内面が、前記流入通路部の前記軸側内面に交わってつながっている。
【００１０】
当該動翼では、連通路の内面をプラットフォーム通路における流入通路部の内面の一部である軸側内面につなげたことにより、背景技術の欄で説明した動翼のようにターンダウン延長部を形成してなくても、翼通路とプラットフォーム通路とを連通させることができる。このため、当該動翼では、ターンダウン延長部がない。よって、当該動翼では、ターンダウン延長部を形成することによる動翼強度の低下を回避することができる。
【００１１】
また、当該動翼では、ターンダウン延長部が形成されていないため、背景技術の欄で説明した動翼に比べて、翼通路からプラットフォーム通路に至る冷却空気の経路として、プラットフォーム通路に向う直線的な経路が形成される。このため、当該動翼では、翼通路内の冷却空気がプラットフォーム通路に流入する過程での冷却空気の圧力損失を小さくすることができる。さらに、当該動翼では、ターンダウン延長部が形成されていないため、冷却空気が連通路からプラットフォーム通路における流入通路部内に流入する過程で、流入通路部が延びる翼厚さ方向の速度成分が実質的に小さくなることがない。このため、当該動翼では、翼体近傍のガスパス面の冷却効果の低下を抑えることができる。
【００１２】
ここで、前記動翼において、前記流入通路部の前記内面は、前記軸側内面における前記翼通路側の端から前記翼高さ方向成分を有する方向に広がって、前記ガスパス側内面における前記翼通路側の端につながる端内面を含み、前記連通路の前記内面が、前記流入通路部の前記端内面に交わってつながっていてもよい。
【００１３】
当該動翼では、連通路が流入通路部の軸側内面のみならず、翼通路の内面と対向する端内面につながっているので、翼通路からプラットフォーム通路に至る冷却空気の経路として、プラットフォーム通路に向うより直線的な経路が形成される。従って、当該動翼では、冷却空気の圧力損失をより小さくできる上に、翼体近傍のガスパス面の冷却効果の低下をより抑えることができる。
【００１４】
また、以上のいずれかの前記動翼において、前記連通路の前記内面が、前記流入通路部の前記ガスパス側内面に交わってつながっていてもよい。
【００１５】
また、以上のいずれかの前記動翼において、前記翼通路には、前記翼厚さ方向であって前記流入通路部に近づく側に膨らんだ膨らみ部が形成され、前記連通路は、前記翼通路の前記膨らみ部に交わってつながっていてもよい。
【００１６】
当該動翼では、翼通路に膨らみ部を形成することで、翼通路と流入通路部との間の翼厚さ方向における距離を短くすることができる。このため、当該動翼では、翼通路内の冷却空気がプラットフォーム通路に流入する過程での冷却空気の圧力損失をより抑えることができる。
【００１７】
また、以上のいずれかの前記動翼において、前記プラットフォーム通路は、前記プラットフォーム内で蛇行している蛇行通路部を有してよい。
【００１８】
当該動翼では、蛇行通路部を有するので、プラットフォーム通路に流入した冷却空気でプラットフォーム内の広い範囲にわって冷却することができる。
【００１９】
また、以上のいずれかの前記動翼において、前記プラットフォームには、前記翼体の翼弦方向及び前記翼高さ方向に垂直な成分を有する幅方向に対して垂直な成分を有する方向に広がり、前記ガスパス面とつながる側端面が形成され、前記プラットフォーム通路は、前記側端面に沿って、前記翼弦方向成分を含む方向に延びる側端通路部を有してもよい。
【００２０】
当該動翼では、プラットフォーム中の側端面近傍を冷却することができる。
【００２１】
前記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンは、
以上のいずれかの複数の前記動翼と、複数の前記動翼が取り付けられているロータ軸と、複数の前記動翼、及び前記ロータ軸を覆う車室と、前記車室内で、複数の前記動翼が配置されている領域に燃焼ガスを送る燃焼器と、を備える。
【００２２】
前記目的を達成するための発明に係る一態様としての動翼の製造方法は、
燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路内に配置され、翼形を成す翼体と、前記翼体の翼高さ方向の端部から前記翼高さ方向に対して垂直な成分を有する方向に広がるプラットフォームと、前記プラットフォームから前記翼体と反対側に延びる軸取付部と、を有する動翼の中間品を形成する中間品形成工程と、前記中間品の外面から前記中間品の内部に延びる連通路を形成する連通路形成工程と、前記連通路における前記中間品の外面での開口を塞ぐ封止工程と、を実行し、前記中間品形成工程では、前記翼体、前記プラットフォーム及び前記軸取付部の内部を前記翼高さ方向に延びて、冷却空気が流れる翼通路を形成し、前記プラットフォームに、前記翼高さ方向を向いて前記燃焼ガスに接するガスパス面と、前記ガスパス面と背合わせの関係にある軸側面と、前記ガスパス面と前記軸側面との間に形成され冷却空気が流れるプラットフォーム通路と、を形成し、前記プラットフォーム通路の一部として、前記翼通路近傍の位置から当該位置における翼厚さ方向成分を有する方向に延びる流入通路部を形成し、前記流入通路部を形成する際に、前記流入通路部を形成する内面の一部として、前記軸側面の側を向くガスパス側内面と、前記ガスパス側内面に対向する面として前記翼高さ方向成分よりも前記翼厚さ方向成分の多い方向に広がる軸側内面のみと、を形成し、前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記プラットフォームの前記軸側面と前記軸取付部の外面とのうち、少なくとも一方の面から、前記流入通路部の前記軸側内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成する。
【００２３】
当該製造方法では、連通路として、プラットフォーム通路における流入通路部の内面の一部である軸側内面を経て、翼通路に貫通する貫通孔を形成することにより、背景技術の欄で説明した動翼のようにターンダウン延長部を形成してなくても、翼通路とプラットフォーム通路とを連通させることができる。このため、当該製造方法で製造された動翼では、ターンダウン延長部がない。よって、この動翼では、ターンダウン延長部を形成することによる動翼強度の低下を回避することができる。
【００２４】
また、当該製造方法で製造された動翼では、ターンダウン延長部が形成されていないため、背景技術の欄で説明した動翼に比べて、翼通路からプラットフォーム通路に至る冷却空気の経路として、プラットフォーム通路に向う直線的な経路が形成される。このため、当該製造方法で形成された動翼では、翼通路内の冷却空気がプラットフォーム通路に流入する過程での冷却空気の圧力損失を小さくすることができる。さらに、当該製造方法で製造された動翼では、ターンダウン延長部が形成されていないため、冷却空気が連通路からプラットフォーム通路における流入通路部内に流入する過程で、流入通路部が延びる翼厚さ方向の速度成分が実質的に小さくなることがない。このため、当該製造方法で形成された動翼では、翼体近傍のガスパス面の冷却効果の低下を抑えることができる。
【００２５】
ここで、前記製造方法において、前記中間品形成工程では、前記流入通路部を形成する内面の一部として、前記軸側内面における前記翼通路側の端から前記翼高さ方向成分を有する方向に広がって、前記ガスパス側内面における前記翼通路側の端につながる端内面を形成し、前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記端内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成してもよい。
【００２６】
また、以上のいずれかの前記製造方法において、前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記軸側内面と前記端内面との角部を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成してもよい。
【００２７】
また、以上のいずれかの前記製造方法において、前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記ガスパス側内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成してもよい。
【００２８】
また、以上のいずれかの前記製造方法において、前記連通路形成工程では、前記連通路として、前記流入通路部の前記ガスパス側内面と前記端内面との角部を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成してもよい。
【００２９】
また、以上のいずれかの前記製造方法において、前記中間品形成工程は、前記動翼の外形状に合った内部空間が形成されている鋳型を形成する鋳型形成工程と、前記翼通路の形状にあった外形状の翼通路中子、及び、前記プラットフォーム通路の形状にあった外形状のプラットフォーム通路中子を形成する中子形成工程と、前記鋳型内に前記翼通路中子及び前記プラットフォーム通路中子を配置して、前記鋳型内に溶融金属を流し込む鋳込み工程と、前記溶融金属が硬化した後に、前記翼通路中子及び前記プラットフォーム通路中子を溶解させる中子溶解工程と、を含んでもよい。
【００３０】
また、以上のいずれかの前記製造方法において、前記中間品形成工程では、前記プラットフォームの前記軸側面と前記軸取付部の外面とのうち、少なくとも一方の面から、前記流入通路部の前記軸側内面へ向けて凹む下穴を形成し、前記連通路形成工程では、前記中間品形成工程で形成された前記中間品の前記下穴の底面から、前記流入通路部の前記軸側内面を経て、前記翼通路に貫通する貫通孔を形成してもよい。
【００３１】
当該製造方法では、連通路形成工程における、貫通孔を形成するための中間品に対する加工量を減らすことができる。また、当該製造方法では、中間品形成工程で形成した下穴をガイドとして、貫通孔を形成できるので、連通孔の貫通方向の正確性を高めることできる。
【００３２】
前記中間品形成工程で前記下穴を形成する前記製造方法において、前記中子形成工程では、前記下穴の形状にあった外形状の下穴中子を形成し、前記鋳込み工程では、前記鋳型内に前記下穴中子を配置して、前記鋳型内に溶融金属を流し込み、前記中子溶解工程では、前記溶融金属が硬化した後に、前記下穴中子を溶解させてもよい。
【００３３】
また、以上のいずれかの前記製造方法において、前記連通路形成工程では、放電加工又は電解加工で前記貫通孔を形成してもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の一態様によれば、動翼の強度及び冷却効果の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの模式的な断面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における動翼の斜視図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における動翼のキャンバーラインに沿った面での断面を示す断面図である。
【図４】本発明に係る一実施形態におけるプラットフォームの翼高さ方向に垂直な面での断面を示す断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における動翼の翼厚さ方向に広がる面での断面を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における動翼の製造手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る一実施形態における動翼中間品の翼厚さ方向に広がる面での断面を示す要部断面図である。
【図８】比較例における動翼の翼厚さ方向に広がる面での断面を示す要部断面図である。
【図９】本発明に係る第一変形例における動翼の翼厚さ方向に広がる面での断面を示す要部断面図である。
【図１０】本発明に係る第二変形例における動翼の翼厚さ方向に広がる面での断面を示す要部断面図である。
【図１１】本発明に係る第三変形例における動翼の翼厚さ方向に広がる面での断面を示す要部断面図である。
【図１２】本発明に係る第四変形例における動翼の翼厚さ方向に広がる面での断面を示す要部断面図である。
【図１３】本発明に係る一変形例における動翼の製造過程で製造される動翼中間品の要部断面図である。
【図１４】本発明に係る一変形例における動翼の製造過程で用いられる各種中子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態及び各種変形例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
「実施形態」
図１に示すように、本発明に係る一実施形態としてのガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された空気Ａ中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスＧを生成する燃焼器３０と、燃焼ガスＧにより駆動するタービン４０と、を備えている。
【００３８】
圧縮機２０は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２１と、圧縮機ロータ２１を覆う圧縮機車室２５と、複数の静翼列２６と、を有する。タービン４０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ４１と、タービンロータ４１を覆うタービン車室４５と、複数の静翼列４６と、を有する。
【００３９】
圧縮機ロータ２１とタービンロータ４１とは、同一軸線Ａｒ上に位置し、互いに接続されてガスタービンロータ１１を成す。このガスタービンロータ１１には、例えば、発電機ＧＥＮのロータが接続されている。ガスタービン１０は、さらに、圧縮機車室２５とタービン車室４５との間に配置されている中間車室１４を備えている。燃焼器３０は、この中間車室１４に取り付けられている。圧縮機車室２５と中間車室１４とタービン車室４５とは、互いに接続されてガスタービン車室１５を成す。なお、以下では、軸線Ａｒが延びる方向を軸方向Ｄａ、この軸線Ａｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、軸線Ａｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒとする。また、軸方向Ｄａでタービン４０を基準にして圧縮機２０側を上流側Ｄａｕ、その反対側を下流側Ｄａｄとする。また、径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉ、その反対側を径方向外側Ｄｒｏとする。
【００４０】
タービンロータ４１は、軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びるロータ軸４２と、このロータ軸４２に取り付けられている複数の動翼列４３と、を有する。複数の動翼列４３は、軸方向Ｄａに並んでいる。各動翼列４３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼５０で構成されている。複数の動翼列４３の各上流側Ｄａｕには、静翼列４６が配置されている。各静翼列４６は、タービン車室４５の内側に設けられている。各静翼列４６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼４６ａで構成されている。
【００４１】
ロータ軸４２の外周側とタービン車室４５の内周側との間であって、軸方向Ｄａで静翼４６ａ及び動翼５０が配置されている環状の空間は、燃焼器３０からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路４９を成す。この燃焼ガス流路４９は、軸線Ａｒを中心として環状を成し、軸方向Ｄａに長い。
【００４２】
動翼５０は、図２に示すように、翼形を成す翼体５１と、翼体５１の翼高さ方向Ｄｗｈの端部に設けられているプラットフォーム６０と、プラットフォーム６０から翼体５１と反対側に延びる軸取付部９０と、を有する。なお、以下では、翼高さ方向Ｄｗｈで、プラットフォーム６０を基準にして翼体５１が存在する側を先端側Ｄｗｈｔ、翼取付部９０が存在する側を基端側Ｄｗｈｓとする。この動翼５０がロータ軸４２に取り付けられた状態では、翼高さ方向Ｄｗｈが実質的に径方向Ｄｒと同じ方向になる。よって、この状態では、先端側Ｄｗｈｔが径方向外側Ｄｒｏとなり、基端側Ｄｗｈｓが径方向内側Ｄｒｉになる。また、この状態では、プラットフォーム６０を基準にして、径方向外側Ｄｒｏに翼体５１が存在し、径方向内側Ｄｒｉに軸取付部９０が存在する。
【００４３】
翼体５１は、燃焼ガス流路４９内に配置される。この翼体５１には、凸状の面である背側面（負圧面）５４と、凹状の面である腹側面（正圧面）５５とが形成されている。背側面５４と腹側面５５とは、翼体５１の前縁５２と後縁５３とでつながっている。動翼５０がロータ軸４２に取り付けられた状態では、前縁５２は、後縁５３に対して、軸方向Ｄａの上流側Ｄａｕに位置する。また、この状態では、背側面５４及び腹側面５５は、いずれも周方向Ｄｃの成分を有する方向を向いている。
【００４４】
プラットフォーム６０は、翼体５１の翼高さ方向Ｄｗｈの端部から翼高さ方向Ｄｗｈに対して垂直な成分を有する方向に広がる板状の部材である。このプラットフォーム６０には、翼高さ方向Ｄｗｈの先端側Ｄｗｈｔを向き燃焼ガスＧに接するガスパス面６１と、ガスパス面６１と背合わせの関係にあり基端側Ｄｗｈｓを向く軸側面６２と、翼高さ方向Ｄｗｈ及び翼弦方向Ｄｗｃに垂直な成分を有する幅方向Ｄｗｐで互いに相反する側を向く一対の側端面６３と、翼弦方向Ｄｗｃで互いに相反する側を向く一対の前後端面６４と、が形成されている。なお、翼弦方向Ｄｗｃとは、翼弦Ｌｃｏと平行な方向である。動翼５０がロータ軸４２に取り付けられた状態では、軸方向Ｄａの成分を含む方向が翼弦方向Ｄｗｃになり、周方向Ｄｃの成分を含む方向が幅方向Ｄｗｐになる。
【００４５】
プラットフォーム６０のガスパス面６１は、翼高さ方向Ｄｗｈに対して垂直な成分を有する方向に広がる面である。一対の側端面６３は、いずれも、幅方向Ｄｗｐに対して垂直な成分を有する方向に広がり、ガスパス面６１につながっている。また、一対の前後端面６４は、いずれも、翼弦方向Ｄｗｃに対して垂直な成分を有する方向に広がり、ガスパス面６１につながっている。一対の側端面６３のうち、一方の側端面６３は背側端面６３ｎを成し、他方の側端面６３は腹側端面６３ｐを成す。また、一対の前後端面６４のうち、一方の前後端面６４は前端面６４ｆを成し、他方の前後端面６４は後端面６４ｂを成す。背側端面６３ｎと腹側端面６３ｐとは平行である。また、前端面６４ｆと後端面６４ｂとは平行である。このため、プラットフォーム６０を翼高さ方向Ｄｗｈから見ると、平行四辺形を成している。動翼５０がロータ軸４２に取り付けられた状態では、前端面６４ｆ及び後端面６４ｂは、軸方向Ｄａに垂直な面になる。また、この状態では、前端面６４ｆは、後端面６４ｂに対して、軸方向Ｄａの上流側Ｄａｕに位置する。なお、以下では、翼弦方向Ｄｗｃで後端面６４ｂに対して前端面６４ｆの側を翼弦前側Ｄｗｃｆとし、翼弦前側Ｄｗｃｆと反対側を翼弦後側Ｄｗｃｂとする。また、幅方向Ｄｗｐで腹側端面６３ｐに対し背側端面６３ｎの側を単に背側Ｄｐｎとし、この背側Ｄｐｎと反対側を単に腹側Ｄｐｐとする。
【００４６】
軸取付部９０は、プラットフォーム６０から、翼高さ方向Ｄｗｈで翼体５１と反対側に延びるシャンク９１と、シャンク９１から翼高さ方向Ｄｗｈで翼体５１とは反対側に延びる翼根９２と、を有する。翼根９２は、翼弦Ｌｃｏに対して垂直な断面形状がクリスマスツリー形状を成している。この翼根９２は、ロータ軸４２（図１参照）の翼根溝（不図示）に嵌り込む。
【００４７】
動翼５０には、図２〜図４に示すように、翼高さ方向Ｄｗｈに延びる複数の翼通路７１が形成されている。各翼通路７１は、いずれも、翼体５１、プラットフォーム６０、軸取付部９０にかけて連なって形成されている。複数の翼通路７１は、翼体５１のキャンバーラインＬｃａ（図４参照）に沿って並んでいる。隣接する翼通路７１は、翼高さ方向Ｄｗｈの端の部分で互いに連通している。また、複数の翼通路７１のうち、少なくとも一の翼通路７１は、翼根９２の翼高さ方向Ｄｗｈの端で開口している。この翼通路７１には、ロータ軸４２に形成されている冷却空気通路からの冷却空気Ａｃがこの開口から流入する。
【００４８】
本実施形態の動翼５０は、例えば、三つの翼通路７１が形成されている。これらの三つの翼通路７１のうち、最も翼弦前側Ｄｗｃｆの翼通路７１を第一翼通路７１ａ、この第一翼通路７１ａの翼弦後側Ｄｗｃｂに隣接する翼通路７１を第二翼通路７１ｂ、この第二翼通路７１ｂの翼弦後側Ｄｗｃｂに隣接する翼通路７１を第三翼通路７１ｃとする。第三翼通路７１ｃは、翼根９２の翼高さ方向Ｄｗｈの端で開口している。第三翼通路７１ｃと第二翼通路７１ｂとは、翼高さ方向Ｄｗｈの先端側Ｄｗｈｔの部分で連通している。また、第二翼通路７１ｂと第一翼通路７１ａとは、翼高さ方向Ｄｗｈの基端側Ｄｗｈｓの部分で連通している。翼通路７１には、翼体５１の外面で開口する複数の翼面噴出通路７２が形成されている。例えば、第三翼通路７１ｃには、この第三翼通路７１ｃから翼弦後側Ｄｗｃｂに延びて、翼体５１の外面で開口する複数の翼面噴出通路７２が形成されている。また、第一翼通路７１ａには、この第一翼通路７１ａからの翼弦前側Ｄｗｃｆに延びて、翼体５１の外面で開口する複数の翼面噴出通路７２が形成されている。
【００４９】
翼体５１は、翼通路７１内を冷却空気Ａｃが流れる過程で対流冷却される。また、翼通路７１に流入した冷却空気Ａｃは、翼面噴出通路７２に流入し、この翼面噴出通路７２から燃焼ガス流路４９内に流出する。このため、翼体５１の前縁５２及び後縁５３等は、冷却空気Ａｃが翼面噴出通路７２を流れる過程で冷却される。さらに、翼面噴出通路７２から燃焼ガス流路４９に流出した冷却空気Ａｃの一部は、翼体５１の表面を部分的に覆ってフィルム空気としての役目も果たす。
【００５０】
プラットフォーム６０には、このプラットフォーム６０内をガスパス面６１に沿った方向に延びるプラットフォーム通路８１が形成されている。プラットフォーム通路８１としては、図４に示すように、翼体５１を基準にして背側Ｄｐｎに形成されている背側プラットフォーム通路８１ｎと、翼体５１を基準にして腹側Ｄｐｐに形成されている腹側プラットフォーム通路８１ｐと、がある。
【００５１】
背側プラットフォーム通路８１ｎは、翼厚さ方向Ｄｗｔ成分を有する方向に延びる流入通路部８２ｎと、プラットフォーム６０の背側端面６３ｎに沿って延びる側端通路部８３ｎと、を有する。流入通路部８２ｎは、第一翼通路７１ａの内面のうちで背側Ｄｐｎの内面の近傍位置から、この位置での翼厚さ方向Ｄｗｔ成分を有する方向に背側端面６３ｎの近傍位置まで延びる。側端通路部８３ｎは、流入通路部８２ｎの背側Ｄｐｎの端から背側端面６３ｎに沿って翼弦後側Ｄｗｃｂに延び、プラットフォーム６０の後端面６４ｂで開口している。なお、翼厚さ方向Ｄｗｔとは、翼高さ方向Ｄｗｈに対して垂直で且つ翼弦方向Ｄｗｃに対して垂直な方向とする場合があるが、ここでは、翼高さ方向Ｄｗｈに対して垂直で且つキャンバーラインＬｃａに垂直な方向である。このキャンバーラインＬｃａは、一般的に湾曲した曲線である。このため、翼厚さ方向Ｄｗｔは、キャンバーラインＬｃａ上の位置に応じて変化する。
【００５２】
腹側プラットフォーム通路８１ｐは、翼厚さ方向Ｄｗｔ成分を有する方向に延びる流入通路部８２ｐと、プラットフォーム６０内を蛇行する蛇行通路部８３ｐと、を有する。流入通路部８２ｐは、第一翼通路７１ａの内面のうちで腹側Ｄｐｐの内面の近傍位置から、この位置での翼厚さ方向Ｄｗｔ成分を有する方向に腹側端面６３ｐの近傍位置まで延びる。蛇行通路部８３ｐは、流入通路部８２ｐの腹側Ｄｐｐの端から幅方向Ｄｗｐに蛇行しつつ翼弦後側Ｄｗｃｂに延び、プラットフォーム６０の後端面６４ｂで開口している。
【００５３】
動翼５０には、さらに、翼通路７１とプラットフォーム通路８１とを連通させる連通路７５が形成されている。連通路７５としては、第一翼通路７１ａと背側プラットフォーム通路８１ｎとを連通させる背側連通路７５ｎと、第一翼通路７１ａと腹側プラットフォーム通路８１ｐとを連通させる腹側連通路７５ｐとがある。
【００５４】
図５に示すように、背側連通路７５ｎは、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部を形成する面から背側プラットフォーム通路８１ｎの流入通路部８２ｎを経て第一翼通路７１ａにつながる。背側連通路７５ｎは、前記角部を形成する面から、翼高さ方向Ｄｗｈに延びつつ翼厚さ方向Ｄｗｔで第一翼通路７１ａに近づく側に直線的に延びている。前記角部を形成する面における背側連通路７５ｎの開口は、封止部材７６で塞がれている。
【００５５】
背側プラットフォーム通路８１ｎを形成する内面は、翼高さ方向Ｄｗｈ成分よりも翼厚さ方向Ｄｗｔ成分の多い方向に広がって軸側面６２の側を向くガスパス側内面８７と、翼高さ方向Ｄｗｈ成分よりも翼厚さ方向Ｄｗｔ成分の多い方向に広がってガスパス側内面８７に少なくとも一部が対向する軸側内面８８と、を含む。背側プラットフォーム通路８１ｎの流入通路部８２ｎを形成する内面は、以上で説明したガスパス側内面８７及び軸側内面８８の他、軸側内面８８における第一翼通路７１ａ側の端から翼高さ方向Ｄｗｈ成分を有する方向に広がって、ガスパス側内面８７における第一翼通路７１ａ側の端につながる端内面８９を含む。
【００５６】
背側連通路７５ｎは、流入通路部８２ｎの軸側内面８８と端内面８９との角部を経て、第一翼通路７１ａに貫通する貫通孔で形成されている。よって、この背側連通路７５ｎの内面７８は、流入通路部８２ｎの軸側内面８８及び端内面８９につながっている。
【００５７】
腹側連通路７５ｐは、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部を形成する面から腹側プラットフォーム通路８１ｐの流入通路部８２ｐを経て第一翼通路７１ａにつながる。腹側連通路７５ｐは、前記角部を形成する面から、翼高さ方向Ｄｗｈに延びつつ翼厚さ方向Ｄｗｔで第一翼通路７１ａに近づく側に直線的に延びている。前記角部を形成する面における腹側連通路７５ｐの開口は、封止部材７６で塞がれている。
【００５８】
腹側プラットフォーム通路８１ｐを形成する内面も、翼高さ方向Ｄｗｈ成分よりも翼厚さ方向Ｄｗｔ成分の多い方向に広がって軸側面６２の側を向くガスパス側内面８７と、翼高さ方向Ｄｗｈ成分よりも翼厚さ方向Ｄｗｔ成分の多い方向に広がってガスパス側内面８７に少なくとも一部が対向する軸側内面８８と、を含む。腹側プラットフォーム通路８１ｐの流入通路部８２ｐを形成する内面も、以上で説明したガスパス側内面８７及び軸側内面８８の他、軸側内面８８における第一翼通路７１ａ側の端から翼高さ方向Ｄｗｈ成分を有する方向に広がって、ガスパス側内面８７における第一翼通路７１ａ側の端につながる端内面８９を含む。
【００５９】
腹側連通路７５ｐは、流入通路部８２ｐの軸側内面８８と端内面８９との角部を経て、第一翼通路７１ａに貫通する貫通孔で形成されている。よって、この腹側連通路７５ｐの内面７８は、流入通路部８２ｐの軸側内面８８及び端内面８９につながっている。以上のように、背側連通路７５ｎの構成と腹側連通路７５ｐの構成とは、基本的に同じである。
【００６０】
第一翼通路７１ａを流れる冷却空気Ａｃの一部は、背側連通路７５ｎを経て、背側プラットフォーム通路８１ｎの流入通路部８２ｎ内に流入する。冷却空気Ａｃは、この流入通路部８２ｎを流れる過程で、この流入通路部８２ｎ近傍のプラットフォーム６０を対流冷却する。このため、この流入通路部８２ｎ近傍のガスパス面６１が冷却される。冷却空気Ａｃは、流入通路部８２ｎから側端通路部８３ｎ内に流入する。冷却空気Ａｃは、この側端通路部８３ｎを流れる過程で、この側端通路部８３ｎ近傍のプラットフォーム６０を対流冷却する。このため、この側端通路部８３ｎ近傍のガスパス面６１及び背側端面６３ｎが冷却される。冷却空気Ａｃは、プラットフォーム６０の後端面６４ｂに形成されている側端通路部８３ｎの開口から外部に噴出する。このため、プラットフォーム６０の後端面６４ｂは、この冷却空気Ａｃにより冷却される。
【００６１】
第一翼通路７１ａを流れる冷却空気Ａｃの他の一部は、腹側連通路７５ｐを経て、腹側プラットフォーム通路８１ｐの流入通路部８２ｐ内に流入する。冷却空気Ａｃは、この流入通路部８２ｐを流れる過程で、この流入通路部８２ｐ近傍のプラットフォーム６０を対流冷却する。冷却空気Ａｃは、流入通路部８２ｐから蛇行通路部８３ｐ内に流入する。冷却空気Ａｃは、この蛇行通路部８３ｐを流れる過程で、この蛇行通路部８３ｐ近傍のプラットフォーム６０を対流冷却する。冷却空気Ａｃは、プラットフォーム６０の後端面６４ｂに形成されている蛇行通路部８３ｐの開口から外部に噴出する。このため、プラットフォーム６０の後端面６４ｂは、この冷却空気Ａｃにより冷却される。
【００６２】
次に、以上で説明した動翼５０の製造方法について、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００６３】
まず、鋳造により動翼５０の中間品を形成する（Ｓ１：中間品形成工程）。この中間品形成工程（Ｓ１）では、鋳型形成工程（Ｓ２）、中子形成工程（Ｓ３）、鋳込み工程（Ｓ４）、及び中子溶解工程（Ｓ５）を実行する。
【００６４】
鋳型形成工程（Ｓ２）では、動翼５０の外形状にあった内部空間が形成されている鋳型を形成する。この鋳型形成工程（Ｓ２）では、例えば、ロストワックス法で鋳型を形成する。ロストワックス法では、まず、動翼５０の外形状を再現したワックス模型を形成する。次に、耐火粉末等を含むスラリー中にワックス模型を入れてから、このスラリーを乾燥させる。そして、乾燥後のスラリーからワックス模型を取り除いて、これを鋳型とする。
【００６５】
中子形成工程（Ｓ３）では、翼通路７１の形状にあった外形状の翼通路中子、及び、プラットフォーム通路８１の形状にあった外形状のプラットフォーム通路中子を形成する。翼通路中子及びプラットフォーム通路中子は、いずれも、アルミナ等のセラミックスで形成する。この中子形成工程（Ｓ３）は、鋳型形成工程（Ｓ２）と並行して実行してもよいし、鋳型形成工程（Ｓ２）に対して前後して実行してもよい。また、翼通路中子の形成とプラットフォーム通路中子の形成とを併行して実行してもよいし、異なるタイミングで実行してもよい。
【００６６】
鋳込み工程（Ｓ４）では、鋳型内に翼通路中子及びプラットフォーム通路中子を配置して、鋳型内に溶融金属を流し込む。溶融金属は、例えば、耐熱性の高いニッケル基合金等の溶融物である。
【００６７】
鋳型内に流し込んだ溶融金属が硬化すると、中子溶解工程（Ｓ５）を実行する。この中子溶解工程（Ｓ５）では、アルカリ水溶液でセラミックス製の翼通路中子及びプラットフォーム通路中子を溶解する。
【００６８】
以上で、中間品形成工程（Ｓ１）が終了し、動翼５０の中間品が出来上がる。図７に示すように、この中間品５０ｘは、翼体５１、プラットフォーム６０と、軸取付部９０を有している。この中間品５０ｘには、翼通路７１及びプラットフォーム通路８１が形成されている。但し、この中間品５０ｘには、連通路７５が形成されていない。
【００６９】
次に、中間品５０ｘの外面から中間品５０ｘ内の翼通路７１に延びる連通路７５を形成する（Ｓ６：連通路形成工程）。この連通路形成工程（Ｓ６）では、電解加工又は放電加工等で、図７に示すように、中間品５０ｘに連通路７５としての貫通孔を形成する。この貫通孔は、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部を形成する面から、プラットフォーム通路８１の流入通路部８２を経て第一翼通路７１ａに抜ける直線的な孔である。このため、この連通路７５の内面７８は、前述したように、流入通路部８２の軸側内面８８及び端内面８９につながっている。なお、連通路形成工程（Ｓ６）では、まず、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部を形成する面から、プラットフォーム通路８１の流入通路部８２の軸側内面８８に貫通する貫通孔を形成する。その後、流入通路部８２を形成する内面から第一翼通路７１ａに貫通する貫通孔を形成することで、連通路７５としての貫通孔を形成する。
【００７０】
ところで、翼通路７１、プラットフォーム通路８１及び連通路７５が形成されている中間品を鋳造で形成することは可能である。この場合、翼通路中子、プラットフォーム通路中子、及び連通路中子を一体にした中子を準備し、この中子を鋳型内に配置して、中間品を形成することになる。翼通路７１は、翼高さ方向Ｄｗｈに広がった平面に沿って形成される通路である。また、プラットフォーム通路８１は、翼高さ方向Ｄｗｈに対して垂直な方向に広がった平面に沿って形成される通路である。このため、翼通路中子は、翼高さ方向Ｄｗｈに広がった平面に沿った形状を成し、プラットフォーム通路中子は、翼高さ方向Ｄｗｈに対して垂直な方向に広がった平面に沿った形状を成す。従って、仮に、前述の一体中子を形成した場合、この一体中子を不用意に扱うと、翼通路７１とプラットフォーム通路８１とを連通させる連通路７５を形成する連通路中子が破損する可能性が極めて高い。
【００７１】
このため、本実施形態では、翼通路７１及びプラットフォーム通路８１が形成されている中間品５０ｘを形成した後、この中間品５０ｘに機械加工等で連通路７５を形成する。
【００７２】
次に、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部を形成する面における連通路７５の開口を封止部材７６で塞ぐ（Ｓ７：封止工程）。この封止工程（Ｓ７）では、封止部材７６を連通路７５の開口から連通路７５内に入れて、この封止部材７６を中間品の外面から中間品に溶接する。
【００７３】
次に、連通路７５が形成された中間品に対して仕上げ処理を施して、動翼５０を完成させる（Ｓ８：仕上工程）。仕上工程（Ｓ８）では、例えば、中間品の外面を研磨する。また、必要に応じて、中間品の外面に耐熱コーティングを施す。
【００７４】
次に、本実施形態の動翼５０の効果について説明する。まず、比較例の動翼５０ｚについて説明する。
【００７５】
比較例の動翼５０ｚも、図８に示すように、翼体５１とプラットフォーム６０と軸取付部９０とを有する。翼体５１、プラットフォーム６０及び軸取付部９０には、内部を翼高さ方向Ｄｗｈに延びて、冷却空気Ａｃが流れる翼通路７１が形成されている。プラットフォーム６０には、翼高さ方向Ｄｗｈを向いて燃焼ガスに接するガスパス面６１と、ガスパス面６１と背合わせの関係にある軸側面６２と、が形成されている。さらに、このプラットフォーム６０には、ガスパス面６１と軸側面６２との間を翼厚さ方向Ｄｗｔに延びて冷却空気Ａｃが流れるプラットフォーム通路８１ｚと、プラットフォーム通路８１ｚの翼通路７１側の端からガスパス面６１から遠ざかる側に延びるターンダウン延長部８９ｚと、が形成されている。プラットフォーム６０及び軸取付部９０には、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部における外面から、ターンダウン延長部８９ｚを経て翼通路７１につながる連通路７５ｚが形成されている。この連通路７５ｚにおける前記角部の外面での開口は、プラグ７６ｚ等で塞がれている。
【００７６】
この比較例の動翼５０ｚも、基本的に、鋳造で製造される。翼通路７１、プラットフォーム通路８１ｚ及びターンダウン延長部８９ｚは、鋳造過程で、それぞれの形状にあった外形状の中子を用いて形成される。鋳造により形成された動翼５０ｚの中間品では、プラットフォーム通路８１ｚとターンダウン延長部８９ｚとはつながっているものの、ターンダウン延長部８９ｚと翼通路７１はつながっていない。連通路７５ｚは、この中間品が形成された後に形成される。具体的に、中間品における前記角度の外面から、ターンダウン延長部８９ｚを経て、翼通路７１にぬける貫通孔を機械加工で形成する。この貫通孔は、前記角部を形成する面から、翼高さ方向Ｄｗｈに延びつつ翼厚さ方向Ｄｗｔで翼通路７１に近づく側に直線的に延びている。すなわち、この貫通孔は、翼高さ方向Ｄｗｈ及び翼厚さ方向Ｄｗｔに対して傾斜した孔である。この貫通孔、つまり連通路７５ｚは、ターンダウン延長部８９ｚをガスパス面６１側と軸側面６２とに二分する。また、この貫通孔は、ターンダウン延長部８９ｚを形成する内面のうち、翼高さ方向Ｄｗｈ方向に広がり且つ翼厚さ方向Ｄｗｔで互いに対向する一対の内面を貫通する。
【００７７】
この比較例の動翼５０ｚでは、翼通路７１とプラットフォーム通路８１ｚとを連通させるために、連通路７５ｚの他に、ターンダウン延長部８９ｚを形成している。このため、比較例の動翼５０ｚでは、ターンダウン延長部８９ｚの存在により、軸取付部９０とプラットフォーム６０とのつなぎ目付近の強度が低下する。
【００７８】
この比較例の動翼５０ｚでは、翼通路７１内を基端側Ｄｗｈｓから先端側Ｄｗｈｔに流れる冷却空気Ａｃが、連通路７５ｚ内に流入した際、先端側Ｄｗｈｔから基端側Ｄｗｈｓに向かう流れに変わる。冷却空気Ａｃは、連通路７５ｚからターンダウン延長部８９ｚ内に流入すると、このターンダウン延長部８９ｚ内を基端側Ｄｗｈｓから先端側Ｄｗｈｔに流れる。冷却空気Ａｃは、ターンダウン延長部８９ｚからプラットフォーム通路８１ｚ内に流入すると、このプラットフォーム通路８１ｚ内を翼厚さ方向Ｄｗｔに流れる。よって、この比較例の動翼５０ｚでは、翼通路７１内の冷却空気Ａｃがプラットフォーム通路８１ｚに流入する過程で、この冷却空気Ａｃが翼高さ方向Ｄｗｈに蛇行して流れる。このため、この比較例の動翼５０ｚでは、翼通路７１内の冷却空気Ａｃがプラットフォーム通路８１ｚに流入する過程での冷却空気Ａｃの圧力損失が大きくなる。
【００７９】
また、この比較例の動翼５０ｚでは、冷却空気Ａｃがターンダウン延長部８９ｚからプラットフォーム通路８１ｚに流入する過程で、冷却空気Ａｃの翼厚さ方向Ｄｗｔの速度成分が小さくなるため、ターンダウン延長部８９ｚ寄りのプラットフォーム通路８１ｚを流れる冷却空気Ａｃによる対流冷却効果が小さくなる。よって、比較例の動翼５０ｚでは、ターンダウン延長部８９ｚ近傍のガスパス面６１、つまり翼体５１近傍のガスパス面６１の冷却効果が低下する。
【００８０】
一方、本実施形態の動翼５０では、図５に示すように、連通路７５の内面７８をプラットフォーム通路８１の内面の一部である軸側内面８８につなげたことにより、比較例のようにターンダウン延長部８９ｚを形成してなくても、翼通路７１とプラットフォーム通路８１とを連通させることができる。このため、本実施形態の動翼５０では、ターンダウン延長部８９ｚがない。よって、本実施形態の動翼５０では、ターンダウン延長部８９ｚを形成することによる動翼強度の低下を回避することができる。
【００８１】
また、本実施形態の動翼５０では、ターンダウン延長部８９ｚが形成されていないため、比較例の動翼５０ｚに比べて、翼通路７１からプラットフォーム通路８１に至る冷却空気Ａｃの経路として、プラットフォーム通路８１に向う直線的な経路が形成される。このため、本実施形態の動翼５０では、翼通路７１内の冷却空気Ａｃがプラットフォーム通路８１に流入する過程での冷却空気Ａｃの圧力損失を小さくすることができる。
【００８２】
さらに、本実施形態の動翼５０では、ターンダウン延長部８９ｚが形成されていないため、連通路７５からの冷却空気Ａｃは、プラットフォーム通路８１が延びる翼厚さ方向Ｄｗｔの速度成分が小さくなることなく、このプラットフォーム通路８１内を流れる。このため、本実施形態の動翼５０では、翼体５１近傍のガスパス面６１の冷却効果の低下を抑えることができる。
【００８３】
特に、本実施形態では、連通路７５を成す貫通孔がプラットフォーム通路８１における流入通路部８２の軸側内面８８のみならず、翼通路７１の内面と対向する端内面８９を貫通しているので、翼通路７１からプラットフォーム通路８１に至る冷却空気Ａｃの経路として、プラットフォーム通路８１に向うより直線的な経路が形成される。従って、本実施形態では、冷却空気Ａｃの圧力損失をより小さくできる上に、翼体５１近傍のガスパス面６１の冷却効果の低下をより抑えることができる。さらに、本実施形態では、より直線的な経路が形成されるため、ボアスコープ等の点検機器を用いたプラットフォーム通路内の点検が容易になる。
【００８４】
なお、本実施形態における連通路７５は、第一翼通路７１ａとプラットフォーム通路８１とを連通させるものである。しかしながら、連通路７５は、第一翼通路７１ａを除く他の翼通路７１とプラットフォーム通路８１とを連通させるものであってもよい。例えば、連通路７５は、第二翼通路７１ｂまたは第三翼通路７１ｃと、プラットフォーム通路８１とを連通させるものであってもよい。
【００８５】
また、一のプラットフォーム通路８１と翼通路７１とを連通させる連通路の数は一つに限定されず、複数であってもよい。この場合、例えば、本実施形態の背側連通路７５ｎに加え、プラットフォーム通路８１の一部である側端通路部８３ｎと第三翼通路７１ｃとを連通させる背側連通路を設けてもよい。また、プラットフォーム通路８１における翼通路７１との連通位置は、設計条件等に応じて適宜選択することができる。例えば、蛇行通路部８３ｐの途中に連通位置を設けてもよい。
【００８６】
「動翼の第一変形例」
上記実施形態における動翼の第一変形例について、図９を参照して説明する。
【００８７】
本変形例の動翼５０ｂでは、上記実施形態と同様に、連通路７５ｂを成す貫通孔がプラットフォーム通路８１における流入通路部８２の軸側内面８８、及び翼通路７１の内面と対向する端内面８９を貫通している。従って、本変形例の連通路７５ｂの内面７８も、以上の各実施形態の連通路と同様、流入通路部８２の軸側内面８８及び端内面８９につながっている。但し、本変形例の貫通孔は、以上の実施形態の貫通孔と異なり、流入通路部８２の軸側内面８８と端内面８９との角部を貫通していない。さらに、本実施形態の貫通孔は、流入通路部８２のガスパス側内面８７と端内面８９との角部も貫通していない。
【００８８】
このように、貫通孔は、流入通路部８２の軸側内面８８を貫通していれば、軸側内面８８と端内面８９との角部、及びのガスパス側内面８７と端内面８９との角部を貫通していなくてもよい。
【００８９】
また、本変形例の連通路７５ｂを形成する貫通孔は、プラットフォーム６０の軸側面６２のみから翼通路７１に貫通している。従って、本変形例の貫通孔は、上記実施形態の貫通孔と異なり、この軸側面６２及び軸取付部９０の外面９３を跨いて翼通路７１に貫通していない。このように、貫通孔は、プラットフォーム６０の軸側面６２のみから翼通路７１に貫通してもよい。また、貫通孔は、軸取付部９０の外面９３のみから翼通路７１に貫通してもよい。
【００９０】
「動翼の第二変形例」
上記実施形態における動翼の第二変形例について、図１０を参照して説明する。
【００９１】
本変形例の動翼５０ｃでは、上記実施形態と同様に、連通路７５ｃを成す貫通孔がプラットフォーム通路８１における流入通路部８２の軸側内面８８、及び翼通路７１の内面と対向する端内面８９を貫通している。従って、本変形例の連通路７５ｃの内面７８も、以上の各実施形態の連通路と同様、流入通路部８２の軸側内面８８及び端内面８９につながっている。但し、本変形例の貫通孔は、以上の実施形態の貫通孔と異なり、流入通路部８２の軸側内面８８と端内面８９との角部を貫通していると共に、流入通路部８２のガスパス側内面８７と端内面８９との角部も貫通している。このため、本変形例の連通路７５ｃの内面７８は、流入通路部８２のガスパス側内面８７ともつながっている。
【００９２】
よって、本変形例では、翼通路７１内の冷却空気Ａｃがプラットフォーム通路８１に流入する通路がより直線的になる上に、この通路の断面積が大きくなる。このため、本変形例の動翼５０ｃでは、翼通路７１内の冷却空気Ａｃがプラットフォーム通路８１に流入する過程での冷却空気Ａｃの圧力損失をより抑えることができる。
【００９３】
「動翼の第三変形例」
上記実施形態における動翼の第三変形例について、図１１を参照して説明する。
【００９４】
本変形例の動翼５０ｄでは、上記実施形態と同様に、連通路７５ｄを成す貫通孔がプラットフォーム通路８１における流入通路部８２の軸側内面８８、及び翼通路７１の内面と対向する端内面８９を貫通している。従って、本変形例の連通路７５ｄの内面７８も、以上の各実施形態の連通路と同様、流入通路部８２の軸側内面８８及び端内面８９につながっている。但し、本変形例の貫通孔は、上記実施形態の貫通孔と異なり、流入通路部８２の軸側内面８８と端内面８９との角部を貫通せず、流入通路部８２のガスパス側内面８７と端内面８９との角部を貫通している。このため、本変形例の連通路７５ｄの内面７８は、流入通路部８２のガスパス側内面８７ともつながっている。
【００９５】
このように、連通路７５ｄを形成する貫通孔は、流入通路部８２のガスパス側内面８７を貫通してもよい。
【００９６】
「動翼の第四変形例」
上記実施形態における動翼の第四変形例について、図１２を参照して説明する。
【００９７】
本変形例の動翼５０ｅにおける連通路７５ｅを形成する貫通孔は、上記実施形態と同様である。すなわち、貫通孔は、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部から、流入通路部８２における軸側内面８８と端内面８９との角部を経て、翼通路７１に貫通している。但し、本変形例では、プラットフォーム６０内における翼通路７１には、翼厚さ方向Ｄｗｔであって流入通路部８２に近づく側に膨らんだ膨らみ部７７が形成されている。本変形例の貫通孔は、この膨らみ部７７を含む領域を貫通している。
【００９８】
このように、翼通路７１に膨らみ部７７を形成することで、翼通路７１と流入通路部８２との間の翼厚さ方向Ｄｗｔにおける距離を短くすることができる。このため、翼通路７１内の冷却空気Ａｃがプラットフォーム通路８１に流入する過程での冷却空気Ａｃの圧力損失をより抑えることができる。
【００９９】
なお、本変形例は、上記実施形態における動翼の変形例であるが、第一〜第三変形例の動翼を本変形例と同様に変形してもよい。
【０１００】
「動翼の製造方法の変形例」
上記実施形態における動翼の製造方法の変形例について、図１３及び図１４を参照して説明する。
【０１０１】
本変形例では、図６に示す中間品形成工程（Ｓ１）で連通孔７５の一部を形成する。具体的に、この中間品形成工程（Ｓ１）では、図１３に示すように、プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３との角部を形成する面から、プラットフォーム通路８１の流入通路部８２と第一翼通路７１ａとに向かって凹む下穴７９を形成する。
【０１０２】
中間品形成工程（Ｓ１）では、この下穴７９を形成するため、中間品形成工程（Ｓ１）中の中子形成工程（Ｓ３）で、図１４に示すように、下穴７９の形状に合った外形状の下穴中子１０３を形成する。この下穴中子１０３は、翼通路中子１０１及びプラットフォーム通路中子１０２と同様に、アルミナ等のセラミックスで形成する。次に、中間品形成工程（Ｓ１）中の鋳込み工程（Ｓ４）で、鋳型１００内に、翼通路中子１０１及びプラットフォーム通路中子１０２と共に、下穴中子１０３を配置して、この鋳型１００内に溶融金属を流し込む。鋳型１００内に流し込んだ溶融金属が硬化すると、中子溶解工程（Ｓ５）で、アルカリ水溶液でセラミックス製の翼通路中子１０１、プラットフォーム通路中子１０２及び下穴中子１０３を溶解する。
【０１０３】
以上で、本変形例における中間品形成工程（Ｓ１）が終了し、図１３に示す中間品５０ｙが出来上がる。この中間品５０ｙは、翼体５１、プラットフォーム６０と、軸取付部９０を有している。この中間品５０ｙには、翼通路７１、プラットフォーム通路８１、及び連通孔７５の一部を成す下穴７９が形成されている。
【０１０４】
本変形例における連通路形成工程（Ｓ６）では、下穴７９の底面８０から、流入通路部８２の軸側内面８８を経て、翼通路７１に貫通する貫通孔を電解加工又は放電加工等で形成する。本変形例では、中間品形成工程（Ｓ１）で形成する下穴７９と、連通路形成工程で電解加工又は放電加工等で形成する貫通孔とで、図５に示す連通孔７５が形成される。
【０１０５】
連通路形成工程（Ｓ６）が終了すると、上記実施形態と同様に、封止工程（Ｓ７）及び仕上工程（Ｓ８）を経て、動翼を完成させる。
【０１０６】
本変形例では、連通路形成工程（Ｓ６）における、貫通孔を形成するための電解加工又は放電加工等による加工量を減らすことができる。また、本変形例では、中間品形成工程（Ｓ１）で形成した下穴７９をガイドとして、電解加工又は放電加工を行うことができるので、連通孔７５の貫通方向の正確性を高めることできる。
【０１０７】
なお、本変形例は、上記実施形態における動翼の製造方法の変形例であるが、第一〜第四変形例の動翼も、本変形例と同様に製造してもよい。
【０１０８】
「その他の変形例」
上記実施形態及び各変形例において、流入通路部８２及び連通路７５を形成する貫通孔の断面形状について特に記載していないが、この断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、長円形、半長円形、四角形等の多角形、若しくはこれらのうちの二つ以上の形状を組み合わせた形状でもよい。
【０１０９】
上記実施形態及び各変形例における連通路は、いずれも直線的である。しかしながら、連通路は、多少曲がっていてもよい。
【０１１０】
上記実施形態及び各変形例におけるプラットフォーム通路の流入通路部は、翼厚さ方向に延びている。このため、上記実施形態及び各変形例における流入通路部のガスパス側内面及び軸側内面は、いずれも翼面厚さ方向に広がっている。しかしながら、流入通路は、翼高さ方向成分よりも翼厚さ成分の多い方向に延びていればよい。このため、流入通路部のガスパス側内面及び軸側内面は、翼高さ方向成分よりも翼厚さ成分の多い方向に広がっていればよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１０：ガスタービン、１１：ガスタービンロータ、１５:ガスタービン車室、２０:圧縮機、２１:圧縮機ロータ、２５:圧縮機車室、３０:燃焼器、４０:タービン、４１:タービンロータ、４２:ロータ軸、４３:動翼列、４５:タービン車室、４６:静翼列、４６ａ：静翼、４９：燃焼ガス流路、５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｚ：動翼、５０ｘ：中間品、５１，５１ａ：翼体、５２：前縁、５３：後縁、５４：背側面、５５：腹側面、６０，６０ａ：プラットフォーム、６１：ガスパス面、６２：軸側面、６３：側端面、６３ｎ：背側端面、６３ｐ：腹側端面、６４：前後端面、６４ｆ：前端面、６４ｂ：後端面、７１：翼通路、７１ａ：第一翼通路、７１ｂ：第二翼通路、７１ｃ：第三翼通路、７５，７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｅ，７５ｚ：連通路、７５ｎ：背側連通路、７５ｐ：腹側連通路、７６：封止部材、７７：膨らみ部、７８：（連通路の）内面、７９:下穴、８１，８１ａ，８１ｚ：プラットフォーム通路、８２，８２ｎ，８２ｐ：流入通路、８３ｎ：側端通路部、８３ｐ：蛇行通路部、８８:軸側内面、９０，９０ａ：軸取付部、９１：シャンク、９２：翼根、１００：鋳型、１０１:翼通路中子、１０２：プラットフォーム通路中子、１０３：下穴中子、Ａｃ：冷却空気Ａｃ、Ｇ：燃焼ガス、Ｄａ：軸方向、Ｄａｕ：上流側、Ｄａｄ：下流側、Ｄｃ：周方向、Ｄｒ：径方向、Ｄｒｉ：径方向内側、Ｄｒｏ：径方向外側、Ｄｗｃ：翼弦方向、Ｄｗｆ：翼弦前側、Ｄｗｂ：翼弦後側、Ｄｗｈ：翼高さ方向、Ｄｗｈｓ：基端側、Ｄｗｈｔ：先端側、Ｄｗｐ：幅方向、Ｄｐｎ：背側、Ｄｐｐ：腹側、Ｄｗｔ：翼厚さ方向、Ｌｃａ：キャンバーライン、Ｌｃｏ：翼弦
【要約】
【課題】強度及び冷却効果の低下を抑えることができる動翼を提供する。
【解決手段】翼体５１、プラットフォーム６０及び軸取付部９０内には、翼高さ方向Ｄｗｈの延びる翼通路７１が形成されている。プラットフォーム６０内には、プラットフォーム通路８１が形成されている。プラットフォーム６０の軸側面６２と軸取付部９０の外面９３とのうち、少なくとも一方の面から、プラットフォーム通路８１を経て翼通路７１につながる連通路７５が形成されている。プラットフォーム通路８１の流入通路部８２を形成する内面は、軸側面６２の側を向くガスパス側内面８７と、翼高さ方向Ｄｗｈ成分よりも翼厚さ方向Ｄｗｔ成分の多い方向に広がってガスパス側内面８７に少なくとも一部が対向する軸側内面８８と、を含む。連通路７５を形成する内面は、流入通路部８２内の軸側内面８８につながっている。
【選択図】図５【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005905631.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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