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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad, einen Zentrifugal- bzw. Radialverdichter, eine Gasturbine und ein Herstellungsverfahren eines Laufrads.
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Hintergrund
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Herkömmlich war ein Laufrad eines geschlossenen Typs, das eine zylindrische Ansaugöffnung hat, die an dem Mittelachsenabschnitt vorgesehen ist, als Laufrad (engl.: „impeller“) bekannt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). Dieses Laufrad umfasst einen Scheibenabschnitt und ein Paar von Vorsprüngen, die von beiden Seiten des Scheibenabschnitts vorstehen. Eine Ansaugöffnung ist innerhalb des Vorsprungs an einer Seite ausgebildet und ein Fluidströmungsweg, der sich zu der Ansaugöffnung fortsetzt, ist in dem Scheibenabschnitt ausgebildet.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Japanisches eingetragenes Gebrauchsmuster Nr. 3157493
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Ein typisches Laufrad eines geschlossenen Typs ist aus einer Nabe, einer Abdeckung und einer Vielzahl von Leitwänden oder -flügeln ausgebildet. Beim Herstellen solch eines geschlossenen Laufrads werden die Nabe und die Leitwände zunächst von einem Stück eines Metallblocks durch numerisch gesteuerte spanende Bearbeitung bzw. NC-Bearbeitung integral geschnitten. Danach wird die Abdeckung durch Schweißen, Löten und dergleichen an den Leitwänden befestigt. In diesem Fall ist es schwierig, die Verarbeitungskosten zu senken, weil der Metallblock durch die NC-Bearbeitung in eine komplizierte Form geschnitten wird, die die Nabe und die Leitwände umfasst. Außerdem kann ein Verbindungsteil ein Abschnitt sein, der eine Verschlechterung der strukturellen Festigkeit des Laufrads verursacht, weil das Verbindungsteil ausgebildet wird, wenn die Leitwände und die Verkleidung befestigt werden.
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In Patentliteratur 1 ist ein Fluidströmungsweg, der sich zu der Ansaugöffnung fortsetzt, in dem Scheibenabschnitt ausgebildet. Der Fluidströmungsweg ist von der Mitte des Scheibenabschnitts zu der Außenseite linear ausgebildet. Jedoch sind die Ansaugöffnung (Einlass) des Laufrads und der Fluidströmungsweg, der von der Ansaugöffnung zu einer Austragsöffnung (Auslass) ausgebildet ist, als separate Strömungswege ausgebildet. Folglich können die Ansaugöffnung und der Fluidströmungsweg nicht integral ausgebildet werden. Somit ist es schwierig die Bearbeitung zu vereinfachen und die Bearbeitungskosten zu senken.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ein Laufrad, einen Radialverdichter, eine Gasturbine und ein Herstellungsverfahren eines Laufrads vorzusehen, welche die strukturelle Festigkeit erhöhen können, während die Herstellungskosten reduziert werden.
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Lösung des Problems
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Ein Laufrad der vorliegenden Erfindung umfasst eine Nabe, die um eine Rotationswelle rotiert, eine Abdeckung, die so vorgesehen ist, dass sie der Nabe in einer Wellenrichtung der Rotationswelle gegenüberliegt, eine Vielzahl von Leitwänden, die zwischen der Nabe und der Abdeckung vorgesehen sind, und die in Reihen in einer Umfangsrichtung der Rotationswelle angeordnet sind, und eine Vielzahl von Druckbeaufschlagungs-Strömungswegen, die durch die Nabe, die Abdeckung und die Leitwände definiert sind, die ein Fluid zum Einströmen von der Wellenrichtung der Rotationswelle veranlassen, die ein Fluid zum Ausströmen zu einer Außenseite in einer Radialrichtung der Rotationswelle veranlassen, und die in der Umfangsrichtung der Rotationswelle in einer Reihe angeordnet sind.
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Jeder von den Druckbeaufschlagungs-Strömungswegen ist ein Durchgangsloch, das einen Einlass und einen Auslass hat und von dem Einlass zu dem Auslass auf eine lineare Weise durchdringend ausgebildet ist. Der Einlass ist an einer Endoberfläche des Laufrads in der Wellenrichtung der Rotationswelle ausgebildet. Der Auslass ist an einer Außenumfangsoberfläche des Laufrads an einer Außenseite in der Radialrichtung der Rotationswelle ausgebildet. In einer Ebene, die von der Wellenrichtung der Rotationswelle betrachtet wird, ist eine Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs, das sich von dem Einlass zu dem Auslass erstreckt, eine Tangentialrichtung an dem Einlass, der orthogonal zu einem Liniensegment ist, das eine Mitte der Rotationswelle und dem Einlass verbindet. In einer Ebene, die von der Wellenrichtung der Rotationswelle betrachtet wird, ist eine Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs, das sich von dem Einlass zu dem Auslass erstreckt, eine Tangentialrichtung an dem Einlass, der orthogonal zu einem Liniensegment ist, das eine Mitte der Rotationswelle und den Einlass verbindet.
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Mit dieser Konfiguration kann der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg durch Ausbilden des Durchgangslochs auf eine lineare Weise durchdringend ausgebildet werden. Folglich können die Herstellungskosten reduziert werden. Außerdem gibt es keine Notwendigkeit, die Nabe, die Abdeckung und die Leitwände separat herzustellen, weil der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg durch Ausbilden des Durchgangslochs ausgebildet werden kann. Folglich können die Nabe, die Abdeckung und die Leitwände ohne Ausbilden eines Verbindungsteils an der Nabe, der Abdeckung und den Leitwänden integral ausgebildet werden. In anderen Worten gibt es durch integrales Ausbilden der Nabe, der Abdeckung und der Leitwände keine Notwendigkeit, das Verbindungsteil auszubilden. Somit kann die strukturelle Festigkeit verbessert werden.
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In der Ebene, die von der Wellenrichtung der Rotationswelle betrachtet wird, ist die Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs von dem Einlass zu dem Auslass die Tangentialrichtung an dem Einlass, der orthogonal zu dem Liniensegment ist, das die Mitte der Rotationswelle und den Einlass verbindet.
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Mit dieser Konfiguration kann der Abstand von der Mitte der Rotationswelle zu dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg in der Radialrichtung schrittweise von dem Einlass zu dem Auslass erhöht werden. Folglich kann die Druckbeaufschlagungsfunktion des Laufrads geeignet angewendet werden.
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Bevorzugt ist in der Ebene, die von der Radialrichtung der Rotationswelle betrachtet wird, eine Neigungsrichtung des Durchgangslochs bezüglich der Endoberfläche des Laufrads in der Wellenrichtung eine Richtung entlang einer Richtung eines relativen Einströmungswinkels des Fluids, das in den Einlass strömt.
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Mit dieser Konfiguration kann das Fluid über den Einlass zu dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg geeignet eingeführt werden.
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Bevorzugt sind die Nabe und die Abdeckung in einer Ringform ausgebildet, die mit einem Einetzloch an einer Wellenmitte ausgebildet ist, durch welche die Rotationswelle eingesetzt wird, und in der Ebene, die von der Wellenrichtung der Rotationswelle betrachtet wird, ist ein Abstand zwischen einer Innenumfangsoberfläche der Nabe und dem Einlass kürzer als ein Abstand zwischen dem Einlass und einer Außenumfangsoberfläche der Abdeckung.
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Mit dieser Konfiguration kann der Abstand von der Mitte der Rotationswelle zu dem Einlass in der Radialrichtung durch Reduzieren des Abstandes zwischen der Innenumfangsoberfläche der Nabe und dem Einlass reduziert werden. Folglich kann der Abstand von der Mitte der Rotationswelle zu dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg in der Radialrichtung weiter von dem Einlass zu dem Auslass schrittweise erhöht werden. Somit kann die Druckbeaufschlagungsfunktion des Laufrads weiter erhöht werden.
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Ein Radialverdichter der vorliegenden Erfindung umfasst das oben beschriebene Laufrad und eine Rotationswelle, die mit dem Laufrad verbunden ist und die das Laufrad rotiert.
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Mit dieser Konfiguration kann der Radialverdichter vorgesehen werden, der das Laufrad mit einer hohen strukturellen Festigkeit und niedrigen Kosten verwendet.
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Eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung umfasst einen Verdichter, der Luft aufnimmt und der die Luft verdichtet, eine Brennkammer, die verdichtete Luft, die durch den Verdichter verdichtet wird, und einen Brennstoff vermischt und verbrennt, eine Turbine, die mit Verbrennungsgas rotiert, das durch Verbrennung des Brennstoffes durch die Brennkammer erzeugt wird, und den oben beschriebenen Radialverdichter, der die verdichtete Luft, die vorne in dem Verdichter abgezapft wird, aufnimmt und mit Druck beaufschlagt und der die verdichtete und mit Druck beaufschlagte Luft als Kühlluft austrägt.
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Mit dieser Konfiguration kann die verdichtete Luft durch den Radialverdichter mit Druck beaufschlagt und die verdichtete Luft als Kühlluft zugeführt werden.
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Ein Herstellungsverfahren eines Laufrads der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Laufrads, das eine Nabe, die um eine Rotationswelle rotiert, eine Abdeckung, die so vorgesehen ist, dass sie der Nabe in einer Wellenrichtung der Rotationswelle gegenüberliegt, eine Vielzahl von Leitwänden, die zwischen der Nabe und der Abdeckung vorgesehen sind und die in Reihen in einer Umfangsrichtung der Rotationswelle angeordnet sind, und eine Vielzahl von Druckbeaufschlagungs-Strömungswegen, die durch die Nabe, die Abdeckung und die Leitwände definiert sind, die ein Fluid zum Einströmen von der Wellenrichtung der Rotationswelle veranlassen, die ein Fluid zum Ausströmen zu einer Außenseite in einer Radialrichtung der Rotationswelle veranlassen, und die in der Umfangsrichtung der Rotationswelle in einer Reihe angeordnet sind, umfasst. Jeder der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg hat einen Einlass, der an einer Endoberfläche des Laufrads in der Wellenrichtung der Rotationswelle ausgebildet ist, und einen Auslass, der an einer Außenumfangsoberfläche des Laufrads an einer Außenseite in der Radialrichtung der Rotationswelle ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst einen spanenden Bearbeitungsschritt eines Ausbildens eines Durchgangslochs durchdringend von dem Einlass zu dem Auslass in einer linearen Weise, um das Durchgangsloch als Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg zu bilden.
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Mit dieser Konfiguration kann bei der Bearbeitung durch das Ausbilden des Durchgangslochs durchdringend in einer linearen Weise die Druckbeaufschlagungsströmung einfach ausgebildet werden. Folglich können die Bearbeitungskosten reduziert werden.
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Bevorzugt wird bei dem spanenden Bearbeitungsschritt das Durchgangsloch durch Bohrbearbeitung oder Fräsbearbeitung ausgebildet.
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Mit dieser Konfiguration kann ein effektiver spanender Bearbeitungsvorgang durch eine einfache Einrichtung für spanendes Bearbeiten durch durchdringendes Ausbilden des Durchgangslochs durch Bohrbearbeitung oder Fräsbearbeitung ausgeführt werden. Folglich können die Bearbeitungskosten reduziert werden.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner einen Polierschritt eines Polierens einer Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs.
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Mit dieser Konfiguration kann die Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs durch Polieren geglättet werden. Folglich kann eine Erhöhung des Strömungswegwiderstands in dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg verringert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Konfigurationszeichnung einer Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht um eine Brennkammer der Gasturbine gemäß der ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine Draufsicht eines Laufrads gemäß der ersten Ausführungsform.
- 4 ist eine Seitenansicht des Laufrads gemäß der ersten Ausführungsform.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht des Laufrads gemäß der ersten Ausführungsform.
- 6 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Meridianquerschnitt des Flügelrads gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
- 7 ist eine Schnittansicht eines Durchgangslochs eines Laufrads gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 8 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils des Laufrads gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachstehend werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug zu den beigefügten Abbildungen beschrieben werden. Es versteht sich, dass diese Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist. Außerdem umfassen Bauteile in den folgenden Ausführungsformen Bauteile, die einfach durch den Fachmann ersetzt werden können, oder Bauteile, die im Wesentlichen die gleichen sind wie diese Bauteile. Außerdem können die unten beschriebenen Bauteile geeignet miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus können die Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, wenn es eine Vielzahl von Ausführungsformen gibt.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung einer Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht um eine Brennkammer der Gasturbine gemäß der ersten Ausführungsform herum. 3 ist eine Draufsicht eines Laufrads gemäß der ersten Ausführungsform. 4 ist eine Seitenansicht des Laufrads gemäß der ersten Ausführungsform. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Laufrads gemäß der ersten Ausführungsform. 6 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Meridianquerschnitt des Laufrads gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
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Wie in 1 dargestellt umfasst eine Gasturbine 101 einen Verdichter 1, eine Brennkammer 2 und eine Turbine 3. Bei der Gasturbine 101 ist eine Turbinenwelle 4 eine Rotationswelle, die angeordnet ist, um durch die Mittelabschnitte des Verdichters 1, der Brennkammer 2 und der Turbine 3 hindurchzugehen. Der Verdichter 1, die Brennkammer 2 und die Turbine 3 sind in einer Reihe nacheinander von der Vorderseite zu der Rückseite in der Richtung der Luftströmung entlang einer Mittelachse C der Turbinenwelle 4 angeordnet. Bei der folgenden Erklärung bezieht sich eine Turbinenwellenrichtung auf eine Richtung, die parallel zu der Mittelachse C ist, eine Turbinenumfangsrichtung auf eine Richtung einer Rotation um die Mittelachse C und eine Turbinenradialrichtung auf eine Richtung, die orthogonal zu der Mittelachse C ist. Eine Innenseite der Turbinenradialrichtung bezieht sich auf eine Seite, die näher an der Mittelachse C in der Turbinenradialrichtung ist, und eine Außenseite in der Turbinenradialrichtung bezieht sich auf eine Seite, die weiter von der Mittelachse C in der Turbinenradialrichtung beabstandet ist.
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Der Verdichter 1 verdichtet Luft in verdichtete Luft. Der Verdichter 1 umfasst Verdichterleitschaufeln 13 und Verdichterlaufschaufeln 14, die innerhalb eines Verdichtergehäuses 12 vorgesehen sind, das keinen Lufteinlass 11 zum Aufnehmen von Luft hat. Das Verdichtergehäuse 12 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Eine Vielzahl von den Verdichterleitschaufeln 13 sind an der Seite des Verdichtergehäuses 12 angebracht und sind in Reihen entlang der Turbinenumfangsrichtung angeordnet. Eine Vielzahl der Verdichterlaufschaufeln 14 sind an der Seite der Turbinenwelle 4 angebracht und sind in Reihen in der Turbinenumfangsrichtung um die Turbinenwelle 4 herum angeordnet. Die Verdichterleitschaufeln 13 und die Verdichterlaufschaufeln 14 sind abwechselnd entlang der Turbinenwellenrichtung vorgesehen. Der Verdichter 1 hat einen Auslass 16, der mit einer Vielzahl von Leitschaufeln einer letzten Stufe 13a vorgesehen ist, die in einer Reihe entlang der Turbinenumfangsrichtung angeordnet sind. Bei dem Verdichter 1 kann der Auslass 16 mit einer Vielzahl von Ausgangsleitschaufeln 15 vorgesehen sein, die in einer Reihe entlang der Turbinenumfangsrichtung an einer Position stromab der Leitschaufeln der letzten Stufe 13a angeordnet sind.
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Die Brennkammer 2 erzeugt Hochtemperatur- und Hochdruck-Verbrennungsgas durch Zuführen von Brennstoff zu der verdichteten Luft, die durch den Verdichter 1 verdichtet wird. Die Brennkammer 2 umfasst eine Verbrennungskammer 21, in der die verdichtete Luft mit dem Brennstoff vermischt und verbrannt wird, und ein Übergangsstück 22, das das Verbrennungsgas von der Verbrennungskammer 21 zu der Turbine 3 führt. Eine Vielzahl (beispielsweise sechzehn) der Verbrennungskammern 21 sind in einer Reihe um die Turbinenwelle 4 herum entlang der Turbinenumfangsrichtung innerhalb eines Brennkammergehäuses 23 angeordnet, das eine zylindrische Form hat und das eine Brennkammergehäusekammer R bildet.
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Wie in 2 dargestellt hat jede von den Verbrennungskammern 21 eine rohrförmige Form. Innerhalb der Verbrennungskammer 21 ist ein Pilotverbrennungsbrenner 21A in der Mitte angeordnet. Bei der Verbrennungskammer 21 sind eine Vielzahl von Hauptverbrennungsbrennern 21B entlang der Innenumfangsoberfläche der Verbrennungskammer 21 so angeordnet, dass sie den Pilotverbrennungsbrenner 21A umgeben. Der Pilotverbrennungsbrenner 21A umfasst einen Pilotkegel 21Aa, der durch die Verbrennungskammer 21 getragen wird, und eine Pilotdüse 21Ab, die innerhalb des Pilotkegels 21Aa angeordnet ist. Jeder von den Hauptverbrennungsbrennern 21B umfasst eine Hauptdüse 21Ba und eine Verwirbelungsleitschaufel 21Bb, die an dem Außenumfang der Hauptdüse 21Ba vorgesehen ist. Bei der Verbrennungskammer 21 ist eine Pilotbrennstoffleitung, die nicht gezeigt ist, mit der Pilotdüse 21Ab gekoppelt und eine Hauptverbrennungsleitung, die nicht dargestellt ist, mit jeder der Hauptdüsen 21Ba gekoppelt. Bei der Verbrennungskammer 21 bildet ein Innenzylinder 21C, der den Pilotverbrennungsbrenner 21A umgibt, einen Strömungsweg zum Senden der verdichteten Luft zu dem Pilotverbrennungsbrenner 21A an der Innenseite des Innenzylinders 21C aus und bildet außerdem einen Strömungsweg zum Senden der verdichteten Luft zu dem Hauptverbrennungsbrenner 21B an der Außenseite des Innenzylinders 21C aus. Die Verbrennungskammer 21 hat ihre rohrförmige Achse entlang der Turbinenwellenrichtung und ein Lufteinlass 24 ist als eine rohrförmige Öffnung vorgesehen. Dieser Lufteinlass 24 ist so angeordnet, dass er dem Auslass 16 des Verdichters 1 gegenüberliegt. Wenn die verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck in die Verbrennungskammer 21 durch den Lufteinlass 24 einströmt, wird die verdichtete Luft mit dem Brennstoff gemischt, der von den Hauptverbrennungsbrennern 21B eingespritzt wird, und wird in Verwirbelungsströmungen des vorgemischten Gases gedreht. Die verdichtete Luft wird mit dem Brennstoff gemischt, der von dem Pilotverbrennungsbrenner 21A eingespritzt wird, wird durch eine Pilotflamme gezündet, was hier nicht dargestellt ist, wird verbrannt und wird in ein Verbrennungsgas gedreht und in die Verbrennungskammer 21 ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil des Verbrennungsgases mit Flammen auf eine Weise ausgetragen, dass es sich innerhalb der Verbrennungskammer 21 diffus verteilt, wird gezündet durch vorgemischtes Gas, das von den Hauptverbrennungsbrennern 21B zu der Innenseite der Verbrennungskammer 21 ausgeströmt ist, und wird verbrannt, in anderen Worten kann die Flammenstabilisierung zum Sicherstellen der stabilen Verbrennung mit dem mageren vorgemischten Brennstoff, der von dem Hauptverbrennungsbrenner 21B zugeführt wird, mit der Diffusionsflamme, die von dem Pilotbrennstoff, der von dem Pilotverbrennungsbrenner 21A eingespritzt wird, erreicht werden.
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Jede von den Verbrennungskammern 21 ist mit dem Verdichter 1 über einen Verdichterdiffusor 5 verbunden. Der Verdichterdiffusor 5 ist ein rohrförmiger Körper, der einen Luftdurchgang zum Leiten der verdichteten Luft von dem Verdichter 1 zu den Verbrennungskammern 21 ausbildet. Ein Ende 51 des Verdichterdiffusors 5 ist mit dem Auslass 16 des Verdichters 1 verbunden und das andere Ende 52 des Verdichterdiffusors 5 ist mit dem Lufteinlass 24 der Verbrennungskammer 21 verbunden, die in der Brennkammer 2 umfasst ist, sodass der Verdichter 2 und jede von den Brennkammern 2 dadurch verbunden sind.
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Die Turbine 3 erzeugt eine rotierende Antriebskraft unter Verwendung des resultierenden Verbrennungsgases der Verbrennung in der Brennkammer 2. Die Turbine 3 umfasst Turbinenleitschaufeln 32 und Turbinenlaufschaufeln 33, die innerhalb eines zylindrischen Turbinengehäuses 31 vorgesehen sind. Eine Vielzahl von den Turbinenleitschaufeln 32 sind an der Seite des Turbinengehäuses 31 angebracht und sind in Reihen entlang der Turbinenumfangsrichtung angeordnet. Die Turbinenlaufschaufeln 33 sind an der Seite der Turbinenwelle 4 angebracht und sind in Reihen entlang der Turbinenumfangsrichtung angeordnet. Die Turbinenleitschaufeln 32 und die Turbinenlaufschaufeln 33 sind abwechselnd in der Turbinenwellenrichtung vorgesehen. An der Rückseite des Turbinengehäuses 31 ist eine Abgaskammer 34 vorgesehen, die einen Abgasdiffusor 34a umfasst, der kontinuierlich an der Turbine 3 angeordnet ist.
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Der Endabschnitt der Turbinenwelle 4 an der Seite des Verdichters 1 ist durch ein Lagerungsteil 41 getragen und der Endabschnitt der Turbinenwelle 4 an der Seite der Abgaskammer 34 ist durch ein Lagerungsteil 42 getragen. Auf diese Weise ist die Turbinenwelle 4 rotierbar um die Mittelachse C vorgesehen. Obwohl nicht dargestellt ist der Endabschnitt der Turbinenwelle 4 an der Seite des Verdichters 1 mit einer Antriebswelle eines Generators gekoppelt.
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Bei der Gasturbine 101 wie oben beschrieben wird die Luft, die von dem Lufteinlass 11 des Verdichters 1 aufgenommen wird, zwischen den Verdichterleitschaufeln 13 und den Verdichterlaufschaufeln 14 hindurchgeführt und zu der Hochtemperatur- und Hochdruckluft verdichtet. Die verdichtete Luft wird danach mit dem Brennstoff vermischt und in der Brennkammer 2 verbrannt, sodass dadurch Hochtemperatur- und Hochdruck- Verbrennungsgas erzeugt wird. Dieses Verbrennungsgas wird danach zwischen den Turbinenleitschaufeln 32 und den Turbinenlaufschaufeln 33 der Turbine 3 hindurchgeführt, und treibt die Turbinenwelle 4 rotierend an, indem eine Rotationsantriebskraft auf den Generator aufgebracht wird, der mit der Turbinenwelle 4 gekoppelt ist. Auf diese Weise wird elektrische Energie erzeugt. Rauchgas bzw. Abgas, das die Turbinenwelle 4 rotierend angetrieben hat, wird durch den Abgasdiffusor 34a in der Abgaskammer 34 hindurchgeführt und wird zu der Atmosphäre als Rauchgas ausgetragen.
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Bei der Gasturbine 101 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst der Verdichterdiffusor 5 eine Luftzapföffnung 55. Die Luftzapföffnung 55 ist als ein Loch ausgebildet, das mit der Innenseite und der Außenseite des Verdichterdiffusors 5 in Verbindung steht, um die verdichtete Luft von dem Verdichterdiffusor 5 zu zapfen. Bei der ersten Ausführungsform ist die Luftzapföffnung 55 an zumindest einem von einem Ende 51 und einem anderen Ende 52 des Verdichterdiffusors 5 vorgesehen. Zum Beispiel ist die Luftzapföffnung 55 ein Loch, das an dem Rand des einen Endes 51 oder dem Rand des anderen Endes 52 des Verdichterdiffusors 5 ausgebildet ist. Deshalb nimmt die Luftzapföffnung 55 einen Teil der verdichteten Luft P, die über den Verdichterdiffusor 5 von dem Verdichter 1 zu der Verbrennungskammer 21 zu der Innenseite des Brennkammergehäuses 23, das eine zylindrische Form hat, die die Brennkammergehäusekammer R ausbildet, zu senden ist, heraus.
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In Bezug auf die Luftzapföffnung 55 umfasst die Gasturbine 101 eine Zwischenwellenabdeckung 6, die an dem Außenumfang der Turbinenwelle 4 angebracht ist, und die eine ringartige Form hat, die sich entlang der Turbinenumfangsrichtung erstreckt. An dem Außenumfang dieser Zwischenwellenabdeckung 6 ist die Brennkammergehäusekammer R innerhalb des Brennkammergehäuses 23 an der Außenseite der Verbrennungskammern 21 definiert.
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Die Gasturbine 101 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst außerdem eine Kühlvorrichtung 7. Die Kühlvorrichtung 7 umfasst ein Luftaustragrohr 71, das von der Brennkammergehäusekammer R zu der Außenseite des Brennkammergehäuses 23 führt, ein Luftzufuhrrohr 72, das von der Außenseite des Brennkammergehäuses 23 zu der Innenseite der Zwischenwellenabdeckung 6 (zu der Seite der Turbinenwelle 4) durch Durchdringen des Brennkammergehäuses 23 führt, ein Kühlluftrohr 73, durch das das Luftaustragrohr 71 mit dem Luftzufuhrrohr 72 in Verbindung steht, und einen Wärmetauscher (Turbinenkühlluft-(TCA)-Kühler) 74, der an einem Mittelpunkt entlang dem Kühlluftrohr 73 vorgesehen ist.
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Folglich wird die verdichtete Luft P, die über die Luftzapföffnung 55 in die Brennkammergehäusekammer R ausgegeben wird, zu dem Kühlluftrohr 37, das außerhalb des Brennkammergehäuses 23 vorgesehen ist, über das Luftaustragrohr 71 ausgetragen. Danach tauscht die verdichtete Luft P Wärme mit Kühl- bzw. Kältemittel in dem Wärmetauscher 74 aus und wird in Kühlluft umgewandelt. Die Kühlluft wird danach zu der Innenseite der Zwischenwellenabdeckung 6 über das Luftzufuhrrohr 72 zugeführt. Mit dieser Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, können Teile wie beispielsweise die Tubinenleitschaufeln 32, die Turbinenlaufschaufeln 33 und die Turbinenwelle 4 gekühlt werden.
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Die Gasturbine 101 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst außerdem eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8, einen Diffusor 9 und einen Sammler 10.
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Die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 ist innerhalb der Zwischenwellenabdeckung 6 an der Innenseite der Turbinenleitschaufeln 32 (der Turbinenleitschaufeln 32 der ersten Stufe, die an einem Einlass der Turbine 3 in der ersten Ausführungsform angeordnet sind) in der Turbinenradialrichtung vorgesehen. Die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 ist als das vorgesehen, was man einen Zentrifugal- oder Radialverdichter nennt, der ein Laufrad oder Impeller 81 eines geschlossenen Typs umfasst, das mit der Turbinenwelle 4 befestigt ist. Das Laufrad 81 umfasst eine Abdeckung 8a, eine Nabe 8b, die der Abdeckung 8a in der Turbinenwellenrichtung gegenüberliegt, und Leitwände 8c, die zwischen der Abdeckung 8a und der Nabe 8b vorgesehen sind. Ein Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d, der sich entlang der Turbinenwellenrichtung erstreckt und danach zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung gerichtet ist, ist zwischen der Abdeckung 8a und der Nabe 8b ausgebildet. Bei der Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 werden die Abdeckung 8a, die Nabe 8b und die Leitwand 8c veranlasst, mit der Rotation der Turbinenwelle 4 zu rotieren, sodass die Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, die durch die Kühlvorrichtung 7 zu der Innenseite der Zwischenwellenabdeckung 6 zugeführt wird, danach von der Turbinenradialrichtung in den Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d zwischen der Abdeckung 8a und der Nabe 8b angesaugt wird. Die Kühlluft wird danach von dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung ausgetragen, während der Druck erhöht wird.
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Der Diffusor 9 ist an dem Turbinengehäuse 31 befestigt und ist in einer kontinuierlichen Weise mit der Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 in der Turbinenumfangsrichtung an der Außenseite der Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 in der Turbinenradialrichtung vorgesehen. Der Diffusor 9 umfasst ein Paar von Leitplatten 9a, die Plattenelemente sind, die zusammen in einer Ringform durch Anordnen in einer einander zugewandten Weise entlang der Turbinenwellenrichtung mit der Turbinenwelle 4 in der Mitte, und bildet einen Durchgang 9b aus, der einen Schnittbereich hat, der sich zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung erhöht. Der Durchgang 9b ist auf solch eine Weise angeordnet, dass das Ende des Durchgangs 9b an der Innenseite in der Turbinenradialrichtung dem Außenende des Druckbeaufschlagungs-Strömungsweges 8d in der Turbinenradialrichtung gegenüberliegt, das heißt, den Auslässen des Druckbeaufschlagungs-Strömungsweges 8d. Folglich verzögert der Diffusor 9 die Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, die durch die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 an der Außenseite der Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 in der Turbinenradialrichtung den Druck erhöhte und von dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d ausgetragen wurde, während die Kühlluft zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung geleitet wird. Der Diffusor 9 kann einen ringförmigen Raum als die Passage 9b umfassen, der durch das Turbinengehäuse 31 ausgebildet ist, ohne mit den Leitungsplatten 9a ausgebildet zu sein. Außerdem kann der Diffusor 9 innerhalb des Durchgangs 9b mit befestigten Leitwänden zum Einstellen der Strömungen der Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung vorgesehen sein.
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Der Sammler 10 (engl.: „manifold“) ist an dem Turbinengehäuse 31 befestigt und, wie in 3 dargestellt, zwischen dem Diffusor 9 und den Turbinenleitschaufeln 32 angeordnet, die in Reihen entlang der Turbinenumfangsrichtung angeordnet sind. Der Sammler 10 hat einen ringförmigen Durchgang 10a, der in der Turbinenumfangsrichtung um die Turbinenwelle 4 herum kontinuierlich ist. Der ringförmige Durchgang 10a in dem Sammler 10 hat eine Öffnung 10b, die in der Turbinenumfangsrichtung an der Innenseite in der Turbinenradialrichtung kontinuierlich geöffnet ist. Der Sammler 10 ist mit dem Diffusor 9 auf solch eine Weise gekoppelt, dass die Öffnung 10b mit dem Außenende in der Turbinenradialrichtung des Durchgangs 9b des Diffusors 9 in Verbindung steht. Der Sammler 10 hat außerdem eine Vielzahl von Löchern 10c, die in der Turbinenradialrichtung an der Außenseite des ringförmigen Durchgangs 10a durchdringend ausgebildet sind und die in einer Reihe entlang der Turbinenumfangsrichtung angeordnet sind. Der Sammler 10 ist danach mit den Abdeckungsteilen 32b der Turbinenleitschaufeln 32 auf solch eine Weise gekoppelt, dass das Loch 10c mit einem Kühldurchgang 32a in Verbindung steht, der in jeder von den Turbinenschaufeln 32 vorgesehen ist. Eine Vielzahl von den Kühldurchgängen 32a ist innerhalb einer einzelnen Turbinenleitschaufel 32 ausgebildet und die Kühldurchgänge 32a sind zu einem einzelnen Einlassteil 32ba des Abdeckungsteils 32b an der Innenseite in der Turbinenradialrichtung vereinigt, und die Löcher 10c sind so ausgebildet, dass sie mit den jeweiligen Einlassteilen 32ba in Verbindung stehen. Folglich dient der Sammler 10 zum Zuführen der Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, die durch den Diffusor 9 zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung geführt wurde, in die Kühldurchgänge 32a der Turbinenschaufeln 32, während die Kühlluft entlang der Turbinenumfangsrichtung geleitet wird.
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Bei der oben beschriebenen Gasturbine 101 leitet der Diffusor 9 die Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, die den durch die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 erhöhten Druck hat, zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung, und der Sammler 10 leitet die Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, die durch den Diffusor 9 zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung geleitet wird, in den Kühldurchgang 32 in den Turbinenleitschaufeln 32. Folglich kann der Druckverlust der Kühlluft, welche die gekühlte verdichtete Luft P ist, die den Druck hat, der durch die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 erhöht wird, und die zu den Turbinenleitschaufeln 32 zuzuführen ist, reduziert werden.
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Als nächstes wird mit Bezug zu den 3 bis 6 das Laufrad 81 der Druckbeaufschlagungsvorrichtung 8 beschrieben werden. Weil das Laufrad 81 an der Turbinenwelle 4 befestigt ist, ist das Laufrad 81 in einer Ringform ausgebildet. Weil der Durchmesser der Turbinenwelle 4 groß ist, während der Installationsraum des Laufrads 81 begrenzt ist, sind der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des Laufrads 81 groß und die Differenz zwischen den Innen- und Außendurchmessern ist klein. Die Weite bzw. Breite des Laufrads 81 in der Turbinenwellenrichtung ist schmal.
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Das Laufrad 81 führt die Kühlluft (verdichtete Luft P) als Fluid von der Turbinenwellenrichtung ein und trägt die Kühlluft zu der Außenseite in der Turbinenradialrichtung aus. Wie oben beschrieben umfasst das Laufrad 81 die Nabe 8b, die Abdeckung 8a und eine Vielzahl von den Leitwänden 8c. Eine Vielzahl von den Druckbeaufschlagungs-Strömungswegen 8d sind durch die Nabe 8b, die Abdeckung 8a und die Leitwände 8c definiert. In anderen Worten sind die Druckbeaufschlagungs-Strömungswege 8d in einem ringförmig geformten Element so ausgebildet, dass das Laufrad 81, das die Nabe 8b, die Abdeckung 8a und die Leitwände 8c hat, die integral ausgebildet sind, ausgebildet ist.
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Der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d umfasst einen Einlass 83, der an der Endoberfläche des Laufrads 81 in der Turbinenwellenrichtung ausgebildet ist, und einen Auslass 84, der an der Außenumfangsoberfläche des Laufrads 81 an der Außenseite in der Turbinenradialrichtung ausgebildet ist. Der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d ist durch ein Durchgangsloch 82 ausgebildet, das von ein Einlass 83 zu dem Auslass 84 in einer linearen Weise durchdringend ausgebildet ist. Folglich sind die Druckbeaufschlagungs-Strömungswege 8d durch Anordnen der Durchgangslöcher 82 in einer Reihe in der Turbinenumfangsrichtung punktsymmetrisch bezüglich der Mittelachse C angeordnet. Das Durchgangsloch 82 ist in einem runden Loch ausgebildet, dessen Querschnitt eine kreisförmige Form ist.
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Wie in 3 dargestellt erstreckt sich der Einlass 83, der an der Endoberfläche des Laufrads 81 in der Turbinenwellenrichtung ausgebildet ist, in einer Tangentialrichtung, die orthogonal zu einem Liniensegment in der Turbinenradialrichtung ist, das die Mitte des Einlasses 83 und die Mittelachse C verbindet. In anderen Worten ist in der Ebene, die von der Turbinenwellenrichtung betrachtet wird, das Durchgangsloch 82 in einer Richtung entlang der Tangentialrichtung von der Mitte des Einlasses 83 durchdringend ausgebildet.
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Außerdem ist wie in 4 dargestellt der Auslass 84, der an der Außenumfangsoberfläche der Außenseite der Turbinenradialrichtung auf solch eine Weise ausgebildet ist, dass die Erstreckungsrichtung des Auslasses 84 bezüglich der Ebene geneigt ist, die orthogonal zu der Turbinenwellenrichtung ist. Kurz gesagt erstreckt sich das Durchgangsloch 82 in einer vorbestimmten Durchdringungsrichtung (Neigungsrichtung) bezüglich der Ebene, die orthogonal zu der Turbinenwellenrichtung ist. In anderen Worten ist das Durchgangsloch 82 auf solch eine Weise durchdringend ausgebildet, dass der Neigungswinkel θ bezüglich einer Ebene, die orthogonal zu der Turbinenwellenrichtung ist, ein vorbestimmter Neigungswinkel wird. In diesem Beispiel ist die Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs 82 eine Richtung entlang der Richtung eines relativen Einströmwinkels der Kühlluft, die in den Einlass 83 einströmt. Insbesondere ist der vorbestimmte Neigungswinkel 9 des Durchgangslochs 82 beispielsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr +/- 5 Grad bezüglich des relativen Einströmwinkels der Kühlluft, die in den Einlass 83 einströmt.
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Erneut bezugnehmend auf 3 kann die Verdichtungsleistung des Laufrads 81 durch schrittweises Erhöhen des Abstands von der Mittelachse C zu dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d von dem Einlass 83 zu dem Auslass 84 in der Radialrichtung erhöht werden. Kurz gesagt kann die Verdichtungsleistung des Laufrads 81 mit einer Erhöhung der Differenz zwischen dem Abstand von der Mittelachse C zu dem Einlass 83 in der Turbinenradialrichtung und dem Abstand von der Mittelachse C zu dem Auslass 84 in der Turbinenradialrichtung erhöht werden. Folglich ist in einer Ebene, die von der Turbinenwellenrichtung betrachtet wird, ein Abstand Li zwischen der Innenumfangsoberfläche der Nabe 8b und (der Mitte von) dem Einlass 83 in der Turbinenradialrichtung kürzer als der Abstand Lo zwischen (der Mitte von) dem Einlass 83 und der Außenumfangsoberfläche der Abdeckung 8a. Folglich kann die oben beschriebene Differenz erhöht werden, weil der Einlass 83 nahe zu der Mittelachse C gebracht werden kann. Bei der ersten Ausführungsform ist der Abstand Li kürzer als der Abstand Lo. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und der Abstand Li und der Abstand Lo kann auch der Gleiche sein.
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Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren des oben beschriebenen Laufrads 81 erklärt werden. Um das oben beschriebene Laufrad 81 herzustellen, wird zunächst ein ringförmiges Element vorbereitet, das die Außenformen der Nabe 8b, der Abdeckung 8a und der Leitwände 8c umfasst. In anderen Worten wird ein ringförmiges Element vorbereitet, das eine Form hat, bevor die Druckbeaufschlagungs - Strömungswege 8d ausgebildet werden. Ein spanender Bearbeitungsschritt wird zum durchdringenden Ausbilden des Durchgangslochs 82 in dem ringförmigen Element so ausgeführt, dass der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d hergestellt wird.
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Bei dem spanenden Bearbeitungsschritt wird das lineare Durchgangsloch 82 in dem ringförmigen Element durch eine spanabhebende Bearbeitung wie beispielsweise eine Bohrbearbeitung oder Fräsbearbeitung durchdringend ausgebildet. Zu diesem Zeitpunkt ist in der Ebene, die von der Turbinenwellenrichtung betrachtet wird, die Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs 82 eine Richtung von der Mitte des Einlasses 83, der zu der Tangentialrichtung orthogonal auszubilden ist, zu der Turbinenradialrichtung. Außerdem ist in der Ebene, die von der Turbinenradialrichtung betrachtet wird, die Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs 82 eine Richtung des Neigungswinkels θ, der der relative Einströmungswinkel der Kühlluft ist, die in den Einlass 83 einströmt.
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Danach kann, nachdem der spanende Bearbeitungsschritt ausgeführt wird, der Polierschritt eines Polierens der Innenoberfläche des Durchgangslochs 82 ausgeführt werden. Bei dem Polierschritt wird der Strömungswegwiderstand des Durchgangslochs 82 durch Polieren der Innenoberfläche des Durchgangslochs 82 reduziert, um glatt zu sein.
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Wie oben beschrieben kann gemäß der ersten Ausführungsform der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d durch einfache spanende Bearbeitung durch Ausbilden des Durchgangslochs 82 durchdringend auf eine lineare Weise ausgebildet werden. Folglich können die Herstellungskosten reduziert werden. Außerdem gibt es keine Notwendigkeit, die Nabe 8b, die Abdeckung 8a und die Leitwände 8c separat herzustellen, weil der Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d durch Ausbilden des Durchgangslochs 82 ausgebildet werden kann. Somit können die Nabe 8b, die Abdeckung 8a und die Leitwände 8c ohne Ausbilden eines Verbindungsteils an der Nabe 8b, der Abdeckung 8a und den Leitwänden 8c integral ausgebildet werden. In anderen Worten gibt es, durch integrales Ausbilden der Nabe 8b, der Abdeckung 8a und der Leitwände 8c keine Notwendigkeit, das Verbindungsteil auszubilden. Somit kann die strukturelle Festigkeit des Laufrads 81 verbessert werden.
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Außerdem ist gemäß der ersten Ausführungsform die Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs 82 eine Richtung von der Mitte des Einlasses 83 zu der Tangentialrichtung. Folglich kann der Abstand von der Mittelachse C zu dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d von dem Einlass 83 zu dem Auslass 84 in der Radialrichtung schrittweise erhöht werden. Somit kann das Laufrad 81 ausgebildet werden, das die Druckbeaufschlagungsfunktion geeignet anwenden kann.
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Außerdem kann gemäß der ersten Ausführungsform die Durchdringungsrichtung des Durchgangslochs 82 mit der Richtung entlang der Richtung des relativen Einströmwinkels der Kühlluft, die in den Einlass 83 einströmt, übereinstimmend hergestellt werden. Insbesondere kann wie oben beschrieben die Kühlluft des Druckbeaufschlagungs-Strömungswegs 8d über den Einlass 83 durch Herstellen des Neigungswinkels θ des Durchgangslochs 82 innerhalb eines Bereichs von ungefähr +/- 5 Grad bezüglich dem relativen Einströmwinkel der Kühlluft geeignet eingeführt werden.
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Darüber hinaus kann gemäß der ersten Ausführungsform der Abstand von der Mittelachse C zu dem Einlass 83 in der Radialrichtung durch Reduzieren des Abstands zwischen der Innenumfangsoberfläche der Nabe 8b und dem Einlass 83 reduziert werden. Folglich kann von dem Einlass 83 zu dem Auslass 84 der Abstand von der Mittelachse C zu dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d in der Radialrichtung schrittweise weiter erhöht werden. Somit kann die Druckbeaufschlagungsfunktion des Laufrads 81 weiter erhöht werden.
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Darüber hinaus kann gemäß der ersten Ausführungsform der spanende Bearbeitungsvorgang mit einer einfachen Einrichtung zum spanenden Bearbeiten durch Ausbilden der Durchgangslöcher 82 durch Bohrbearbeitung oder Fräsbearbeitung effektiv ausgeführt werden. Folglich können die spanenden Bearbeitungskosten weiter reduziert werden.
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Darüber hinaus kann gemäß der ersten Ausführungsform die Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs 82 durch Polieren geglättet werden. Folglich kann eine Erhöhung des Strömungswegwiderstands in dem Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg 8d unterbunden werden.
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Zweite Ausführungsform
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Als nächstes wird mit Bezug zu den 7 bis 8 das Laufrad 81 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben werden. Bei der zweiten Ausführungsform werden, um Wiederholungen zu verhindern, nur Abschnitte erklärt werden, die von denen der ersten Ausführungsform verschieden sind, und die Abschnitte, die die gleichen wie die der ersten Ausführungsform sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. 7 ist eine Schnittansicht eines Durchgangslochs eines Laufrads gemäß der zweiten Ausführungsform. 8 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils des Laufrads gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Bei dem Laufrad 81 der zweiten Ausführungsform wird die Querschnittsfläche des Strömungswegs des Durchgangslochs 82, das von dem Einlass 83 zu dem Auslass 84 erstreckend ausgebildet ist, gegenüber dem Durchgangsloch 82 in der ersten Ausführungsform erhöht. Insbesondere ist das Durchgangsloch 82 der ersten Ausführungsform ein Rundloch, dessen Querschnitt eine Kreisform ist. Jedoch ist, wie in 7 dargestellt, das Durchgangsloch 82 der zweiten Ausführungsform als ein Langloch ausgebildet, dessen Querschnitt eine ovale Form ist. In anderen Worten hat das Durchgangsloch 82 der zweiten Ausführungsform eine Form, in der die nebeneinander liegenden Durchgangslöcher 82 in der ersten Ausführungsform verbunden sind.
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Der Querschnitt des Durchgangslochs 82 in der zweiten Ausführungsform, der durch eine Ebene geschnitten ist, die orthogonal zu der Durchdringungsrichtung ist, hat eine Form, die zwei halbkreisförmige Bögen und zwei gerade Linien umfasst, die mit beiden Endabschnitten der Bögen verbunden sind, die einander gegenüberliegen. Zum Beispiel ist, wenn eine Bohrungsbearbeitung ausgeführt wird, das Durchgangsloch 82 der zweiten Ausführungsform in einem Langloch durch kontinuierliches paralleles Platzieren zweier Rundlöcher ausgebildet. Wenn eine Fräsbearbeitung ausgeführt wird, ist das Durchgangsloch 82 der zweiten Ausführungsform in einem Langloch durch paralleles Bewegen des Fräsers ausgebildet.
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Das Durchgangsloch 82 der zweiten Ausführungsform ist in einem Langloch durch kontinuierliches paralleles Platzieren einer Vielzahl der Rundlöcher ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Durchgangsloch 82 der zweiten Ausführungsform kann durch kontinuierliches Platzieren eines Lochs an dem anderen Loch in einer Diagonalrichtung auf solch eine Weise ausgebildet werden, dass die Querschnittsfläche des Strömungswegs von der Seite des Einlasses 83 zu der Seite des Auslasses 84 des Druckbeaufschlagungs-Strömungswegs 8d schrittweise erhöht wird. Kurz gesagt können die Rundlöcher auf solch eine Weise kontinuierlich ausgebildet werden, dass die Rundlöcher von der Seite des Einlasses 83 zu der Seite des Auslasses 84 schrittweise geweitet werden.
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Auf diese Weise kann gemäß der zweiten Ausführungsform die Querschnittsfläche des Strömungswegs des Durchgangsloch 82 verglichen mit der ersten Ausführungsform erhöht werden. Folglich kann mehr Kühlluft aufgenommen werden. Außerdem kann mehr verdichtete Kühlluft ausgetragen werden.
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Außerdem kann gemäß der zweiten Ausführungsform die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft an dem Auslass 84 durch Ausbilden des Durchgangslochs 82 reduziert werden, sodass die Querschnittsfläche des Strömungswegs von der Seite des Einlasses 83 zu der Seite des Auslasses 84 schrittweise erhöht wird. Folglich kann die Verdichtungseffizienz verbessert werden.
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Bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ist die Form des Durchgangslochs 82 in einem Rundloch oder einem langen Loch unter Berücksichtigung einer Bohrbearbeitung oder Fräsbearbeitung ausgebildet. Jedoch kann, beispielsweise um die Querschnittsfläche des Strömungswegs des Durchgangslochs 82 weiter zu erhöhen, die Form des Durchgangslochs 82 in einem Schrägbohrloch ausgebildet werden, dessen Querschnitt eine Rechteckform hat. In diesem Fall kann das Durchgangsloch 82 in dem Schrägloch durch Funkenerodieren oder dergleichen ausgebildet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verdichter
- 11
- Lufteinlass
- 12
- Verdichtergehäuse
- 13
- Verdichterleitschaufel
- 13a
- Leitschaufel der letzten Stufe
- 14
- Verdichterlaufschaufel
- 15
- Ausgangsführungsleitschaufel
- 16
- Auslass
- 2
- Brennkammer
- 21
- Verbrennungskammer
- 21A
- Pilotverbrennungsbrenner
- 21Aa
- Pilotkegel
- 21Ab
- Pilotdüse
- 21B
- Hauptverbrennungsbrenner
- 21Ba
- Hauptdüse
- 21Bb
- Verwirbelungsleitschaufel
- 21C
- Innenzylinder
- 22
- Übergangsstück
- 23
- Brennkammergehäuse
- 24
- Lufteinlass
- 3
- Turbine
- 31
- Turbinengehäuse
- 32
- Turbinenleitschaufel
- 32a
- Kühldurchgang
- 32b
- Verkleidungsteil
- 32ba
- Einlassteil
- 33
- Turbinenlaufschaufel
- 34
- Abgaskammer
- 34a
- Abgasdiffusor
- 4
- Turbinenwelle (Rotationswelle)
- 41
- Lagerungsteil
- 42
- Lagerungsteil
- 5
- Verdichterdiffusor
- 51
- Ende
- 52
- anderes Ende
- 55
- Luftzapföffnung
- 6
- Zwischenwellenabdeckung
- 7
- Kühlvorrichtung
- 71
- Luftaustragrohr
- 72
- Luftzufuhrrohr
- 73
- Kühlluftrohr
- 74
- Wärmetauscher
- 8
- Druckbeaufschlagungsvorrichtung
- 8a
- Abdeckung
- 8b
- Nabe
- 8c
- Leitwand
- 8d
- Druckbeaufschlagungs-Strömungsweg
- 81
- Laufrad
- 82
- Durchgangsloch
- 83
- Einlass
- 84
- Auslass
- 9
- Diffusor
- 9a
- Leitungsplatte
- 9b
- Durchgang
- 10
- Sammler
- 10a
- Ringförmiger Durchgang
- 10b
- Öffnung
- 10c
- Loch
- 101
- Gasturbine
- C
- Mittelachse
- P
- verdichtete Luft
- R
- Brennkammergehäusekammer