[发明专利]燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法，更详细地说，涉及利用空气冷却动叶片的燃气轮机及轮盘以及轮盘的径方向通路形成方法。

背景技术

一直以来，作为从使燃料燃烧后产生的燃烧气体取出能量的装置，具有燃气轮机。燃气轮机例如对压缩后的空气喷射燃料，利用使所述燃料燃烧产生的燃烧气体的能量来使涡轮旋转而从转子输出旋转能量。

例如，专利文献1中，公开了搭载下述涡轮冷却系统的燃气轮机，所述涡轮冷却系统中，从涡轮结构外供给的动叶片冷却用介质在冷却前的状态下通过配置在轮盘的中心孔内的中空轴内，经由设在衬垫上的径方向孔被导向轮盘的外周侧，由此冷却动叶片。

【专利文献1】日本特开平9-242563号公报(段号0012)

此处，在专利文献1公开的燃气轮机中，在作为旋转体的轮盘的径方向上形成的径方向孔上，轮盘旋转时由于惯性力而在周方向上受到力。此时，担心因所述径方向孔的形状而在特定的部分上产生应力集中。

本发明鉴于上述问题而提出，其目的是，减小在轮盘的径方向上形成的径方向通路上产生的应力分布的偏置。

发明内容

为了解决上述课题，实现目的，本发明的燃气轮机，其特征是，包括：轮盘，在侧周部连结有接受燃料燃烧后产生的燃烧气体的动叶片，从而传递所述动叶片接受的所述燃烧气体的能量而以旋转轴为中心旋转；以及径方向通路，在所述轮盘上从所述旋转轴侧朝向所述轮盘的外侧形成，该径方向通路是包括具有如下形状的部分而形成的孔：在该部分被假想曲面截取形成的截面上，所述轮盘的周方向上的长度大于平行于所述旋转轴的方向上的长度，其中，所述假想曲面是以所述旋转轴为轴心的曲面，且从所述曲面上的所有点到所述旋转轴的距离全部相等。

所述轮盘以旋转轴为轴旋转时，所述径方向通路在所述轮盘的周方向上受到力。此处，本发明的燃气轮机中，通过上述构成，所述径方向通路的被所述假想曲面截取形成的截面形成为与平行于所述旋转轴的方向的长度相比所述轮盘的周方向的长度较大的椭圆状。因此，所述燃气轮机中，在通过所述截面的图心而与所述力正交的部位产生的应力减小。由此，燃气轮机中，所述径方向通路上产生的应力分布的偏置减小。

作为本发明的优选实施方式，优选的是，所述径方向通路具备包含所述旋转轴的假想平面所不包括的部分。

通过上述构成，本发明的燃气轮机中，所述径方向通路的被所述假想曲面截取形成的截面具有形成与平行于所述旋转轴的方向的长度相比所述轮盘的周方向的长度较大的椭圆状的部分。因此，所述燃气轮机中，通过所述截面的图心与所述力正交的部位上产生的应力减小。由此，燃气轮机中，所述径方向通路上产生的应力分布的偏置减小。

此外，所述燃气轮机中，由于所述径方向通路相对于所述基准假想平面倾斜形成，因此所述冷却用空气流过的通路变长。因此，所述燃气轮机中，促进所述冷却用空气和冷却对象之间的热交换。由此，所述燃气轮机中，冷却性能提高。

作为本发明的优选实施方式，优选的是，所述径方向通路，其一侧开口端在形成于所述轮盘的所述侧周部内侧的空间开口，另一侧开口端在所述轮盘的所述侧周部开口，并且，从所述旋转轴方向投影到与所述旋转轴正交的面上时，相对于包括所述一侧开口端和所述旋转轴的基准假想平面具有10度以上且45度以下的角度。

通过上述构成，本发明的燃气轮机中，通过所述截面的图心与所述力正交的部位上产生的应力更良好地减小。由此，燃气轮机中，在所述径方向通路上产生的应力分布的偏置更良好地减小。

作为本发明的优选实施方式，优选的是，所述轮盘朝向规定的旋转方向旋转，所述径方向通路在所述一侧开口端部分以所述基准假想平面为界向与所述旋转方向相反侧的区域倾斜。

通过上述构成，本发明的燃气轮机中，导入所述径方向通路的冷却用空气与一侧开口端的壁面的冲撞被缓和，所述冷却用空气流入所述径方向通路。即，所述燃气轮机中，所述冷却用空气容易流入所述径方向通路。因此，所述燃气轮机中，供给到所述径方向通路的所述冷却用空气的流量增大。由此，所述燃气轮机中，所述冷却用空气和冷却对象的热交换被促进。因此，所述燃气轮机中，所述冷却用空气产生的冷却性能提高。