CN104632293A - 燃气轮机叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种端壁部的冷却性能以及燃气轮机的热效率优异的燃气轮机叶片。该燃气轮机叶片具备在内部具有冷却流路(320)的叶片部(310)，在该叶片部(310)的气轮机径向的内周侧的端部具备了端壁(100)的燃气轮机叶片(300)中，在端壁(100)的叶片前缘侧的钩部(110)设置冷却孔(130)，将多个冷却孔(130)沿燃气轮机的周向以不同的间隔配置，从而使流经冷却流路(320)而来的冷却空气(700)从冷却孔(130)向前缘(101)侧流通。

Description

燃气轮机叶片
技术领域
本发明涉及使用于燃气轮机的燃气轮机叶片。
背景技术
燃气轮机叶片的表面暴露于高温的燃烧气体中，因此为了抑制叶片材料的高温腐蚀、构造强度的下降以确保健全性，而需要强制地进行冷却。近年来，为了提高燃气轮机的热效率，而使燃烧温度上升，因此以往不进行冷却的第二级静叶的内周侧端壁也需要强制的冷却。
作为本技术领域所涉及的文献，存在日本特开平5-10102号公报(专利文献1)。在该公报中记载有“对叶片母体(20a)进行了冷却的冷却介质当然释放至主流气体中，但重要的是将冷却空气的排出口(25)设置于内周侧的端壁(20b)的叶片前缘侧的位置。”。另外，记载有“该排出口(25)设置于向主静叶(20)的与处于上游侧的动叶(1)之间的空腔(28)排出的位置。”。
另外，在日本特开平10-184312号公报(专利文献2)记载有“内径侧端壁(4b)沿周向具备与静叶(2b)的内部冷却流路(7)连通的空气通路(8)，其喷出口(9)相对于密封翅片(16a)的前端部位于主流侧且呈狭缝状开口。”。而且，记载有“冷却空气的一部分通过设置于内径侧端壁(4b)的空气通路(8)，从狭缝状的喷出口(9)沿周向连续地朝向第二级动叶体(11b)的密封翅片(16a)喷出。被喷出的冷却空气喷出至在内径侧端壁(4b)与密封翅片(16a)的前端协同动作的密封装置。此时，通过对泄漏至级间隙(25)的主流气体进行稀释，而带来密封装置附近的温度下降。”。此外，上述的括弧内所示的附图标记表示各文献内的参照附图标记，与后述的本发明的参照附图标记无关。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-10102号公报
专利文献2：日本特开平10-184312号公报
发明内容
在燃气轮机中，通过与气轮机处于同一轴上的压缩机吸入大气，并将已压缩的空气输送至燃烧器而使其与燃料混合来使燃料燃烧。另一方面，气轮机叶片的冷却空气使用从压缩机抽取的一部分压缩空气。因此，气轮机叶片的冷却空气在维持冷却性能的前提下尽可能地少，提高燃气轮机的热效率需要压缩空气用于燃烧。
关于该点，在日本特开平5-10102号公报中，关于从端壁的冷却的观点来看应该如何将配置于内周侧的端壁的叶片前缘侧的冷却空气的排出口沿气轮机周向配置未做任何提及。另一方面，日本特开平10-184312号公报的设置于内径侧端壁的空气通路是为了冷却配置于级间隙的密封装置附近而设置的，与之前的文献相同地，关于从端壁的冷却的观点来看应该如何沿气轮机周向配置未做任何提及。
本发明的目的在于提供一种端壁部的冷却性能以及燃气轮机的热效率优异的燃气轮机叶片。
本申请包含多个解决上述课题的机构，若列举其一个例子，则一种燃气轮机叶片，其特征在于，具备：叶片部，其在内部具有冷却流路；端壁部，其位于该叶片部的气轮机径向的一侧端部；前缘侧钩部，其是用于使该端壁部与和该端壁部相邻的隔板卡合的钩部，并位于所述叶片部的前缘侧；以及多个冷却孔，其设置于该前缘侧钩部并与所述冷却流路连通，所述多个冷却孔沿着气轮机周向排列，并且该多个冷却孔中存在在气轮机周向上相邻的冷却孔彼此之间的间隔不同的冷却孔。
根据本发明，能够以与端壁的每个部分的强化冷却的必要性对应的方式沿气轮机周向适当地分配冷却空气，因此能够抑制冷却空气的使用量，从而能够提高燃气轮机的热效率。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的燃气轮机叶片300的内周侧端壁部100的一个例子的俯视图。
图2是以图1中的A-A’面对图1所示的燃气轮机叶片进行剖切的剖视图。
图3是图1所示的燃气轮机叶片300的侧视图。
图4是表示使密封空气在燃气轮机叶片的内周侧端壁部的外周面流动的状态的图。
图5是本发明的第二实施方式的燃气轮机叶片300的内周侧端壁部100的一个例子的俯视图。
图6是以图5中的B-B’面对图5所示的燃气轮机叶片300进行剖切的剖视图。
图7是本发明的第三实施方式的燃气轮机叶片300的内周侧端壁部100的一个例子的俯视图。
图8是以图7中的C-C’面对图7所示的燃气轮机叶片300进行剖切的剖视图。
图中：100—内周侧端壁部，101—端壁部100的前缘，102—端壁部100的后缘，110—上游侧钩部(前缘侧钩部)，120—下游侧钩部(后缘侧钩)，130—冷却孔，130a—入口部，130b—出口部，130c—中间部，131—冷却孔，131a—入口部，131b—出口部，131c—中间部，135—槽，140—开口部，200—外周侧端壁部，210—上游侧钩部(前缘侧钩部)，220—下游侧钩部(后缘侧钩)，230—冲击板，300—第二级静叶，400—隔板，410—钩，500—第一级动叶，600—第二级动叶，700—冷却空气，710—密封空气，720—暴露于高温的燃烧气体的区域，800—燃烧气体。
具体实施方式
首先，在对本发明的各实施方式进行说明前，对本发明的各实施方式的燃气轮机叶片所包含的主要特征进行说明。
(1)在后述的本发明的实施方式的燃气轮机叶片中，具备：叶片部，其在内部具有冷却流路；端壁部，其位于该叶片部的气轮机径向的一侧端部；前缘侧钩部(上游侧钩部)，其是用于使该端壁部与和该端壁部相邻的隔板卡合的钩部，并位于所述叶片部的前缘侧；以及多个冷却孔，其设置于该前缘侧钩部并与所述冷却流路连通，所述多个冷却孔沿着气轮机周向排列，并且该多个冷却孔中存在在气轮机周向上相邻的冷却孔彼此之间的间隔不同的冷却孔。
在采用上述的冷却孔的配置方法的情况下，例如，若在端壁部的气轮机周向中，在与其他的部分相比温度相对较高的部分使冷却孔集中，则通过利用冷却空气通过该冷却孔的对流冷却、利用从该冷却孔释放的冷却空气的密封空气的流量增加以及温度降低，能够优先冷却密集地配置了冷却孔的部分，从而与沿气轮机周向均匀地配置冷却孔的情况进行比较能够减少从各冷却孔释放的冷却空气量。换句话说，与沿气轮机周向均匀地配置冷却孔的情况相比能够减少从冷却孔释放的冷却空气量的总和，能够减少压缩空气的抽气量，因此能够抑制燃气轮机效率的降低。
(2)另外，端壁部的气轮机周向的温度分布取决于从在气轮机轴向上相邻的动叶与静叶的间隙(gap)流出的密封空气，亦即之后沿着该静叶的端壁部的气体通路侧的表面流动的密封空气的流量。因此，位于在上述端壁部的表面中的、上述叶片部侧的表面(气体通路侧的表面)流动的密封空气的流量相对地较少的区域(例如后述图4的区域720)中的上述多个冷却孔的排列间隔优选比位于该流量相对地较多的区域(例如后述图4的区域710)中的冷却孔的排列间隔窄。若如上配置冷却孔，则能够优先冷却密封空气的流量相对较少的高温部的区域，结果能够抑制燃气轮机效率的降低。
(3)此外，在上述(2)中，所谓“在端壁部中密封空气流量相对较少的区域”为上述端壁部的上述叶片部的前缘附近的部分以及从该部分至上述叶片部的腹部侧附近的部分的区域(例如，也可以是之后的图1的从P1至Pm的区域，在该区域进一步添加从P1至Pb的区域)。因此，将位于该区域的上述多个冷却孔的排列间隔与其他的区域(例如，上述叶片部的背侧附近的区域)相比更密集地配置，从而能够有效地抑制燃气轮机效率的降低。
(4)作为多个冷却孔的形状，能够利用各种形状，但例如存在如下冷却孔。首先，在经由上述前缘钩部将上述端壁部固定于上述隔板部的状态下，冷却孔具备：作为设置于上述前缘钩部的表面中的、与上述冷却流路面对的面的开口的入口部、作为设置于上述前缘钩部的表面中的、与上述隔板对置的面的开口的出口部、以及在上述前缘钩部内连通该入口部与该出口部的孔亦即从该入口部朝向前缘侧延伸至该出口部的中间部(例如，相当于后述的第一实施方式的冷却孔130)。
在如上形成的冷却孔中，通过从上述冷却流路经由上述入口部进入上述冷却孔内的冷却空气首先对上述端壁部进行冷却。之后，该冷却空气经由上述出口部释放至上述前缘钩部的外部，在通过形成于上述隔板与上述端壁部之间的间隙而到达动叶与静叶的上述间隙的期间对上述端壁部进一步进行冷却。然后，到达了该间隙的冷却空气与密封空气一同释放至气体通路内。
(5)在如上述(4)那样设置冷却孔的情况下，也可以进一步配置槽(例如，相当于后述的第二实施方式的槽135)，该槽设置于上述端壁部的表面中的、上述前缘侧钩部突出的表面，且从上述冷却孔的上述出口部连接至上述端壁部的前缘部。该槽设置于“形成于上述隔板与上述端壁部的结合部之间的间隙”，因此即便在该间隙为微小的情况下，冷却空气也因该槽的存在而容易通过该间隙，从而提高了冷却性能。
(6)另外，作为上述冷却孔的其他的形状，在经由上述前缘钩部将上述端壁部固定于上述隔板部的状态下，冷却孔具备：作为设置于上述前缘钩部或者上述端壁的表面中的、与上述冷却流路面对的面的开口的入口部、在上述端壁部的前缘部(换句话说，在该端壁部中位于燃烧气体的流通方向的上游侧的部分)开口的出口部、以及连通该入口部与该出口部的孔亦即从该入口部朝向前缘侧延伸至该出口部的中间部(例如，相对于后述的第三实施方式的冷却孔131。)。
通过如上形成的冷却孔，由经由上述入口部导入上述冷却孔内的冷却空气也能够对上述端壁部进行冷却，对上述端壁部进行了冷却的该冷却空气在前缘部经由上述出口部释放至上述间隙的附近，与之前的情况相同，最终与密封空气一同释放至气体通路。因此，即使如上述那样形成冷却孔也能够对端壁部进行冷却。
以下，使用附图对本发明的各实施方式具体地进行说明。此处列举燃气轮机的第二级静叶300为例，对相对于该第二级静叶300的叶片部310位于气轮机径向的内侧的内周侧端壁部100的冷却构造进行说明。
<第一实施方式>
图1是本发明的第一实施方式的燃气轮机叶片(静叶)300的内周侧端壁部100的一个例子的俯视图。图1是从气轮机径向的内侧朝向外侧观察内周侧端壁部100的图(参照图2的箭头I、I’)，本实施方式的静叶(第二级静叶)300成为相对于一张端壁部100配置有两张叶片部310的二连叶片。图1示出了设置于钩部110的多个冷却孔130的配置的一个例子，在多个冷却孔130中存在在气轮机周向上相邻的冷却孔彼此的间隔不同的冷却孔。另外，图2是以图1中的A-A’面对图1所示的燃气轮机叶片进行剖切的剖视图。以下，对采用图1所示的冷却孔130的配置的理由进行说明。
图3是图1所示的燃气轮机叶片300的侧视图。在图3中，本实施方式的燃气轮机叶片(第二级静叶)300具备：叶片部310、外周侧端壁部200、上游侧钩部210、下游侧钩部220、内周侧端壁部100、上游侧钩部110以及下游侧钩部120。
如图3所示，本实施方式的第二级静叶300位于处于燃烧气体800的流动的上游侧的第一级动叶500与处于下游侧的第二级动叶600之间。从第一级动叶500流来的燃烧气体800以由第二级动叶600高效地获取动力的方式被第二级静叶300的叶片部310加速，而使流动的朝向偏转。在第二级静叶300的内周侧(气轮机径向内侧)的端部设置有内周侧端壁部100，在外周侧(气轮机径向外侧)的端部设置有外周侧端壁部200，上述两个端壁部100、200构成燃气轮机的气体通路的一部分，因此暴露于高温的燃烧气体中。
在外周侧端壁部200的位于气轮机径向外侧的面(外周面)设置有用于在隔板外圈(外隔板)450固定外周侧端壁部200的上游侧钩部(前缘侧钩)210与下游侧钩部(后缘侧钩)220。
上游侧钩部210从端壁部200的外周面朝向气轮机径向外侧突出，其前端具有朝向燃烧气体的流通方向(气体流通方向)的上游侧呈大致直角曲折的键型的形状。另一方面，下游侧钩部220从端壁部200的外周面朝向气轮机径向外侧突出，其前端朝向气体流通方向的下游侧呈大致直角曲折的键型的形状。两个钩部210、220凭借该凸状的键型形状，与设置于隔板外圈450的凹部卡合，第二级静叶300的气轮机径向外侧被该两个钩部210、220固定于作为静止体的外壳(外隔板400)。
另一方面，在内周侧端壁部100的位于气轮机径向内侧的面(内周面)设置有用于在隔板内圈(内隔板)400固定内周侧端壁部100的上游侧钩部(前缘侧钩)110与下游侧钩部(后缘侧钩)120。
上游侧钩部110从端壁部100的内周面朝向气轮机径向内侧突出，其前端具有朝向气体流通方向的上游侧呈大致直角曲折的键型的形状。另一方面，下游侧钩部120从端壁部100的内周面朝向气轮机径向内侧突出，但其前端与上游侧钩110不同不曲折(其中，也可以与上游侧钩部110相同地使下游侧钩部120的前端曲折)。隔板内圈(内隔板)400作为供上游侧钩部110卡合的部分而具备钩部410。钩部410是从隔板400的外周朝向气轮机径向外侧突出的部分，其前端具有朝向气体流通方向的下游侧呈大致直角曲折的键型的形状。如上形成的两个钩部110、120凭借凸状的形状，与包含设置于隔板内圈400的钩部410的凹部卡合，从而第二级静叶300的气轮机径向内侧被该两个钩部110、120固定于作为静止体的隔板400。
如图2所示，用于朝形成于第二级静叶300的叶片部310的内部的冷却流路320流动的冷却空气700从搭载于燃气轮机设备的压缩机(未图示)抽取而来，从叶片部310的气轮机径向外侧进行供给。之后，一部分通过叶片部310内部的冷却流路320而释放至气体通路中，剩余的冷却空气经由设置于内周侧端壁100的开口部140流向隔板400侧的冷却流路320。
此外，图2所示的冷却流路320成为沿气轮机径向延伸的直线状的流路，但不限定于此，能够以在叶片部300内沿气轮机径向曲折地行进的流路形状为首利用公知的形状。另外，此处未以图示进行说明，但冷却空气之后从开设于隔板400的流量调整孔向叶轮空间流出而对叶轮空间进行冷却后，上游侧从与第一级动叶500的间隙550、下游侧从与第二级动叶600的间隙650向气体通路中流出，作为用于防止燃烧气体流入叶轮空间的密封空气发挥功能。
另外，在图2所示的例子中，在外周侧端壁部200的气轮机径向外侧配置有冲击板230，冲击板230上设置有多个作为细孔的冲击孔(未图示)。成为通过从该多个冲击孔相对于外周侧端壁部200的外周面喷出的冷却空气来对外周侧端壁部200进行冲击冷却的构造。
图4示出了从气轮机径向的外侧朝向内侧观察内周侧端壁部100时的表面(外周面)，以重叠的方式示出了对从与第一级动叶500的间隙550流出的密封空气710的流动状态进行观测的实验结果。如该图所示，密封空气710以在内周侧端壁部100的外周面上以偏差分布流动，在各叶片部310的前缘附近的部分以及从该部分至各叶片部310的腹部侧附近的部分的区域中密封空气710的流量相对变少。该区域成为暴露于高温的燃烧气体的区域720，因此依靠密封空气710的冷却效果较低。因此，发明人等发现了为了确保内周侧端壁部100的材料健全性并且缩小导入冷却流路320内的冷却空气量，重点强化暴露于高温的燃烧气体的区域720的冷却这一方法是有效的。而且，发明人等通过使用于内周侧端壁部100的冷却的多个冷却孔130中的区域720以及位于其附近的冷却孔的排列与其他的部分相比更密集，从而实现该区域720的强化冷却。
此处，返回图1。在图1中，在上游侧钩部110沿气轮机周向隔着规定的间隔设置有多个冷却孔130，该多个冷却孔130分别与叶片部310内的冷却流路320连通。多个冷却孔130的气轮机周向的排列间隔不是全部相同，存在不同的一部分。具体而言，冷却孔130配置为在相当于图4的区域720的区域使气轮机周向的排列间隔比其他部分窄。
气轮机周向的缩窄冷却孔130的排列间隔的区域只要基于图4所示的密封空气的分布决定即可，但作为该区域的决定方法的基准存在如下方法。即，在本实施方式中，如图1所示，在将气轮机周向的叶片前缘的位置设为点P1、将叶片后缘的位置设为点Pt、将点P1与点Pt的中心(中点)设为点Pm、将包含气轮机中心轴的面与叶片部310的背面侧连接的位置设为点Pb时，使从点P1至点Pm的区域所包含的冷却孔130的排列间隔比其他的区域窄。另外，也可以在从该点P1至点Pm的区域，还有从点P1至点Pb的区域缩窄排列间隔。
如图1以及图2所示，各冷却孔130具备：入口部130a、出口部130b、以及连接入口部130a与出口部130b的中间部130c。在经由钩部110、120将内周侧端壁部100固定于隔板内圈400的状态下，入口部130a在上游侧钩部110的表面中的、与冷却流路320面对的面开口。图2的入口部130a设置于相对于内周侧端壁部100的上游侧钩部110的根部(Root portion)。在经由钩部110、120将内周侧端壁部100固定于隔板内圈400的状态下，出口部130b在上游侧钩部110的表面中的、与隔板400的钩部410的键型对置的面开口。中间部130C是在上游侧钩部110内对入口部130a与出口部130b进行连通的孔，并从入口部130a朝向前缘101侧延伸至出口部130b。
在如上述那样构成的第二级静叶300中，如图2所示，从压缩机抽取的冷却空气700相对于第二级静叶300从气轮机径向外侧供给而来，首先，从冲击板230上的冲击孔喷出，对外周侧端壁部200进行冷却。然后，该冷却空气在通过叶片部310的内部冷却流路320对叶片部310进行冷却后，一部分释放至气体通路中。另外，未释放至气体通路的剩余的空气从冷却流路320经由开口部140流入隔板400侧的流路330，利用隔板400的内部与外部的压力差，而从在上游侧钩部110的表面开口的各入口部130a进入冷却孔130内，通过各冷却孔130从出口部130b释放。从各出口部130b释放出的冷却空气进入形成于内周侧端壁部100的内周面与钩部410的外周面之间的间隙150(参照图3)，在该间隙150内朝内周侧端壁部100的前缘101(参照图1、图2)的方向移动，而在与第一级动叶500的间隙550与密封空气一同被释放。
如上通过冷却孔130以及间隙150的冷却空气利用对流冷却而对内周侧端壁部100进行冷却。特别地在图4所示的密封空气的流量较少的区域720中，冷却孔130的排列间隔与其他的区域相比更为密集，因此强化了区域720中的对流冷却能力，并且利用区域720中的密封空气的流量增加以及温度降低而强化了冷却能力，因此能够实现有效的冷却。
若如上变更冷却孔130的气轮机周向的排列间隔，则能够以与内周侧端壁部100的各部分的强化冷却的必要性对应的方式沿气轮机周向适当分配冷却空气。具体而言，能够在密封空气流量相对地较少的位置(强化冷却的必要性较高的位置)密集地配置冷却孔130而较多地分配冷却空气，另一方面，能够在密封空气流量相对地较多的位置(强化冷却的必要性较低的位置)稀疏地配置冷却孔130而减少冷却空气的分配。因此，例如在假定为冷却空气总量与冷却孔130的总数恒定的情况下，根据本实施方式，与冷却孔130的排列间隔相同的情况进行比较，能够减少冷却空气总量。由此能够减少从压缩机抽取的压缩空气的量，因此最终能够提高燃气轮机的热效率。
此外，在上述的例子中，冷却孔130的气轮机周向的排列间隔仅存在两种，但根据密封空气流量的分布也可以利用三种以上的排列间隔。
<第二实施方式>
在本实施方式中，在第一实施方式中进行了说明的钩部110的冷却孔130的基础上，在内周侧端壁部100的内周面上设置与该冷却孔130连接的槽135，该冷却孔130与该槽135组合，从而增加冷却空气量强化冷却性能。
图5是本发明的第二实施方式的燃气轮机叶片(第二级静叶)300的内周侧端壁部100的一个例子的俯视图，且是从与图1相同的方向(参照图6的箭头V、V’)观察端壁部100的图。该图示出了钩部110的冷却孔130与端壁表面的槽135的配置的一个例子。图6是以图5中的B-B’面对图5所示的燃气轮机叶片300进行剖切的剖视图。在图5以及图6中，对具有与在之前的实施方式中已经进行了说明的部分相同功能的部分标注与之前的实施方式相同的附图标记并省略说明。
在本实施方式中，如图5所示，在设置于上游侧钩部110的冷却孔130沿气轮机周向等间隔地排列，并设置有槽135，槽135设置于内周侧端壁部100的表面中的上游侧钩部110突出的表面(内周面)，并从冷却孔130的出口部130b连接至内周侧端壁部100的前缘部101或者其附近。此外，从实现强化内周侧端壁部100中相当于高温部的区域720(参照图4)的冷却功能的观点来看，槽135仅设置于图1的从点Pb至点Pm的区域所包含的冷却孔130的出口部130b。
如图6所示，与之前的实施方式相同地，即便在本实施方式中，内周侧端壁部100的上游侧钩部110也与隔板400的上游侧钩部410啮合。因此，如之前的实施方式那样，在将冷却孔130设置于内周侧端壁部100的情况下，若该内周侧端壁部100的内周侧表面与钩部410的间隙150(参照图3)较窄，则从设置于上游侧钩110的冷却孔130喷出的冷却空气有时难以向前缘101方向流动。
因此，在本实施方式中，在内周侧端壁部100的内周侧表面设置槽135而扩大冷却空气的流路宽度。由此，能够使从冷却孔130的出口喷出而通过间隙150的冷却空气量增加。如图5所示，槽135与第一实施方式相同地仅设置于位于从需要强化冷却的叶片前缘附近直至腹部侧的区域的冷却孔130的出口侧。通过上述的构造，除了冷却空气通过冷却孔130以及槽135时的对流冷却效果之外，还能够增加该区域的密封空气的流量与从冷却孔130流出的冷却空气，从而能够强化暴露于高温的燃烧气体的区域720(参照图4)的冷却。其结果，能够将内周侧端壁100的冷却空气流量分配至所需的部分，从而能够抑制冷却空气流量并提高燃气轮机的热效率。
此外，在本实施方式中，虽将冷却孔130的气轮机周向的排列间隔设为等间隔，但也能够如第一实施方式那样，使排列间隔不同，从而进一步明确流量分配的差异，而实现内周侧端壁部100的强化冷却。另外，槽150也可以位于全部的冷却孔130的出口。
<第三实施方式>
在本实施方式中，不在上游侧钩部110设置冷却孔130，而主要在内周侧端壁部100的内部设置冷却孔131，来强化所需的部分的冷却。
图7是本发明的第三实施方式的燃气轮机叶片(第二级静叶)300的内周侧端壁部100的一个例子的俯视图，且是从与图1以及图5相同的方向(参照图8的箭头VII、VII’)观察端壁部100的图。该图示出了冷却孔131的配置的一个例子。图8是以图7中的C-C’面对图7所示的燃气轮机叶片300进行剖切的剖视图。在图7以及图8中对具有与在之前的实施方式中已经进行了说明的部分相同的功能的部分标注与之前的实施方式相同的附图标记并省略说明。
在本实施方式中，如图8所示，冷却孔131具备：入口部131a、出口部131b以及中间部131c。具体而言，冷却孔131以如下方式穿孔，在上游侧钩110部的根部具有入口部131a，从该入口部通过内周侧端壁100的内部在前缘101附近的出口部131b开口。在该构造中，能够利用冷却孔131的对流冷却效果从内周侧端壁部100的内部进行冷却，因此冷却效果较高。
另外，如图7所示，冷却孔131配置为与第一实施方式相同地在从需要强化冷却的叶片前缘附近直至腹部侧的区域720及其附近缩窄气轮机周向的间隔。通过上述的构造，与之前的实施方式相同地，能够增加缩窄了排列间隔的范围的密封空气的流量与从冷却孔131流出的冷却空气，也能够进一步强化来自内周侧端壁部100的内部的冷却，因此能够有效强化冷却暴露于高温的燃烧气体的区域720。
此外，在利用冷却孔131促进内周侧端壁部100的密封空气流量的增加的情况下，优选冷却孔131的出口部131b如图8所示的例子那样设置于内周侧端壁部100的外周面上的前缘101附近，而使出口部131b朝向燃气轮机的气体通路开口。若如上设置出口部131b，则从冷却孔131释放出的冷却空气在端壁部100的外周面上迅速地流动，因此能够容易地增加高温部的区域720的密封空气流量。
然而，在本实施方式中，与其他的实施方式进行比较，存在冷却孔131变长，冷却孔131内部的压力损失变大的趋势，因此考虑冷却空气量的减少、燃烧气体的逆流的必要性比其他的实施方式高，但若注意上述的点而应用，则能够将内周侧端壁部100的冷却空气流量分配至所需的部分，从而能够抑制冷却空气流量并提高燃气轮机的热效率。
此外，在图8所示的例子中，虽将冷却孔131的入口部131a设置于上游侧钩110部的根部，但若为与冷却流路330面对的面上，则也可以在上游侧钩110部的根部以外的部分设置入口部131a，进一步也可以在内周侧端壁部100的内周面上设置入口部131a。
另外，冷却孔131的出口部131b不仅可以设置于图8所示的内周侧端壁部100的外周面上，若为内周侧端壁部100的前缘部101的附近则也可以设置于其他的部分。
然而，在上述的各实施方式中，对排列间隔不同的遍布气轮机的整周排列冷却孔130、131以及槽135的例子进行了说明，但根据端壁部100的冷却需要的程度，也可以进一步明确冷却孔130、131以及槽135的排列的疏密而仅在气轮机周向的一部分排列冷却孔130、131以及槽135。例如，对于各叶片部而言，也可以仅在图1的从Pb至Pm的区域排列冷却孔130，在其他的区域不设置冷却孔130的结构。
另外，在上述的各实施方式中分别图示的冷却孔130、131的剖面为规定半径的圆形，长轴方向的剖面形状不变化，但若能够确保隔板400的外部与内部的压力差，且冷却空气以能够发挥冷却内周侧端壁部100的效果的程度的速度以及流量通过冷却孔130、131内的范围内，则能够适当地变更冷却孔130、131的剖面形状。另外，对于冷却孔130、131的轴向长度而言也相同。并且，在未图示的例子中，从使相对于静叶300的冷却孔130、131的加工变得容易的观点来看，相对于上游侧钩部110或者内周侧端壁部100以具有与气轮机轴向平行的中心轴的方式设置冷却孔130、131，但不限定于该方向，也可以沿着其他的方向设置冷却孔130、131。上述的点对于槽135而言也相同。
另外，在上述的各实施方式中，对燃气轮机的第二级静叶的内周侧端壁部100的冷却进行了说明，但对于其他级的静叶的内周侧端壁部而言也能够应用本发明，若为能够利用与上述相同的构造的位置，则也能够进一步应用于外周侧端壁部、应用于蒸气轮机的静叶的内周侧以及外周侧端壁部、应用于燃气轮机以及蒸气气轮机的动叶。
此外，本发明不限定于上述的各实施方式，包含不脱离其主旨的范围内的各种变形例。例如，本发明不限定于具备在上述的各实施方式中进行了说明的全部的构成，也包含删除其构成的一部分的构成。另外，也可以将某实施方式的构成的一部分追加于其他的实施方式的构成或者置换成其他的实施方式的构成。

Claims (8)

1.一种燃气轮机叶片，其特征在于，具备：
叶片部，其在内部具有冷却流路；
端壁部，其位于该叶片部的气轮机径向的一侧端部；
前缘侧钩部，其是用于使该端壁部与和该端壁部相邻的隔板卡合的钩部，并位于所述叶片部的前缘侧；以及
多个冷却孔，其设置于该前缘侧钩部并与所述冷却流路连通，
所述多个冷却孔沿着气轮机周向排列，并且该多个冷却孔中存在在气轮机周向上相邻的冷却孔彼此之间的间隔不同的冷却孔。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机叶片，其特征在于，
位于在所述端壁部的表面中的、所述叶片部一侧的表面流动的密封空气的流量相对较少的区域中的所述多个冷却孔的排列间隔，比位于该流量相对较多的区域中的冷却孔的排列间隔窄。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机叶片，其特征在于，
对于所述多个冷却孔的气轮机周向的排列间隔而言，
位于所述端壁部的所述叶片部的前缘附近的部分以及从该部分至所述叶片部的腹部侧附近的部分的区域中的所述多个冷却孔的排列间隔，比位于其他区域中的冷却孔的排列间隔窄。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机叶片，其特征在于，
所述多个冷却孔分别具备在所述前缘钩部的表面中的与所述冷却流路面对的面开口的入口部、作为设置于所述前缘钩部的表面中的与所述隔板对置的面的开口的出口部、以及连接该入口部与该出口部的中间部。
5.根据权利要求4所述的燃气轮机叶片，其特征在于，
进一步具备槽，该槽设置于所述端壁部的表面中的、所述前缘侧钩部突出的表面，并且从所述多个冷却孔中任一个所述出口部连接至所述端壁部的前缘部。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机叶片，其特征在于，
所述多个冷却孔分别具备在所述前缘钩部或者所述端壁部的表面中的、与所述冷却流路面对的面开口的入口部、在所述端壁部的前缘部开口的出口部、以及连接该入口部与该出口部的中间部。
7.根据权利要求6所述的燃气轮机叶片，其特征在于，
所述多个冷却孔的所述出口部朝向燃气轮机的气体通路开口。
8.一种燃气轮机，其特征在于，
具备权利要求1所述的燃气轮机叶片。
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