CN112867844A - 涡轮动叶以及燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明具备形成有多个冷却孔的前缘部，所述多个冷却孔包括配置于叶片高度方向上的第一范围的m(其中，m是2以上的整数)个冷却孔、以及配置于叶片高度方向上的比第一范围靠叶片前端侧的第二范围配置的n(其中，n是2以上的整数)个冷却孔，在将叶片高度方向上的第一范围的尺寸设为a，将叶片高度方向上的第二范围的尺寸设为b时，满足n/b＜m/a。

Description

涡轮动叶以及燃气轮机
技术领域
本公开涉及涡轮动叶以及燃气轮机的冷却结构。
背景技术
燃气轮机的涡轮动叶暴露于高温气体中，因此通过从形成于前缘部的多个冷却孔喷出冷却空气来进行叶片表面的薄膜冷却。该冷却孔除了薄膜冷却的效果以外，还具有经由冷却孔的内表面对前缘部进行冷却的效果(散热器效果)。
例如在专利文献1中公开了如下一种涡轮动叶，其具备包括三列沿叶片高度方向呈直线状排列的冷却孔列的前缘部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5536001号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，典型的涡轮动叶的叶片面的前缘的曲率半径随着趋向叶片前端侧(叶顶侧)而变小。在该情况下，若如专利文献1的涡轮动叶那样在前缘部设置有沿着叶片高度方向排列的多个冷却孔，则随着趋向叶片前端侧，冷却孔与和该冷却孔相邻的冷却孔之间的间隔容易变小。在这样的情况下，在前缘部中，叶片前端侧与叶片基端侧(轮毂侧)相比更容易被冷却，因此若向叶片基端侧的冷却孔供给足够量的冷却空气，则会向叶片前端侧的冷却孔供给过剩的量的冷却空气。
鉴于上述的情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供能够以少量的冷却空气冷却前缘部的涡轮动叶以及燃气轮机。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一实施方式的涡轮动叶具备形成有多个冷却孔的前缘部，
所述多个冷却孔包括：
配置于叶片高度方向上的第一范围的m个冷却孔，其中，m是2以上的整数；以及
配置于所述叶片高度方向上的比所述第一范围靠叶片前端侧的第二范围的n个冷却孔，其中，n是2以上的整数，
在将所述叶片高度方向上的所述第一范围的尺寸设为a，将所述叶片高度方向上的所述第二范围的尺寸设为b时，满足n/b＜m/a。
根据上述(1)所记载的涡轮动叶，由于满足n/b＜m/a，因此能够抑制向第二范围中的冷却孔供给的冷却空气的供给量过剩的情况。因此，能够使向第一范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)所记载的涡轮动叶的基础上，
与所述叶片高度方向正交的截面中的所述前缘部的叶片面的曲率半径随着趋向叶片前端侧而变小。
在与叶片高度方向正交的截面中的前缘部的叶片面的曲率半径随着趋向叶片前端侧而变小的情况下，前缘部中的冷却孔与和该冷却孔相邻的冷却孔的间隔随着趋向叶片前端侧而变小。因此，假设n/b与m/a相等，则叶片前端侧与叶片基端侧相比更容易被冷却。
关于这一点，在上述(2)所记载的涡轮动叶中，由于满足了n/b＜m/a，因此能够抑制向第二范围中的冷却孔供给的冷却空气的供给量过剩的情况。因此，能够使向第一范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)所记载的涡轮动叶的基础上，
所述第二范围位于比叶片高度的1/2的位置靠叶片前端侧的位置。
根据上述(3)所记载的涡轮动叶，能够削减向冷却空气的供给量容易过剩的叶片前端侧的范围中的冷却孔供给的冷却空气的供给量，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
(4)在几个实施方式中，在上述(3)所记载的涡轮动叶的基础上，所述第二范围包括从叶片高度的2/3的位置到叶片前端为止的范围。
根据上述(4)所记载的涡轮动叶，能够削减向冷却空气的供给量容易过剩的叶片前端侧的范围中的冷却孔供给的冷却空气的供给量，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中任一项所记载的涡轮动叶的基础上，
所述多个冷却孔包括：
在所述第一范围内分别沿着所述叶片高度方向排列的多个冷却孔列；以及
在所述第二范围内分别沿着所述叶片高度方向排列的至少一个冷却孔列，
所述第二范围中的所述冷却孔列的列数比所述第一范围中的所述冷却孔列的列数少。
在与叶片高度方向正交的截面中的前缘部的叶片面的曲率半径随着趋向叶片前端侧而变小的情况下，前缘部中的冷却孔列与和该冷却孔列相邻的冷却孔列的间隔随着趋向叶片前端侧而变小。因此，假设第一范围的冷却孔列的列数与第二范围的冷却孔列的列数相等，则叶片前端侧与叶片基端侧相比更容易被冷却。
关于这一点，在上述(5)所记载的涡轮动叶中，由于第二范围中的所述冷却孔列的列数比所述第一范围中的所述冷却孔列的列数少，因此能够抑制向第二范围中的冷却孔列供给的冷却空气的供给量过剩的情况。因此，能够使向第一范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
(6)在几个实施方式中，在上述(5)所记载的涡轮动叶的基础上，
所述第一范围中的所述冷却孔列的列数为3，
所述第二范围中的所述冷却孔列的列数为2。
根据上述(6)所记载的涡轮动叶，与第一范围中的冷却孔列的列数和第二范围中的冷却孔列的列数分别为3的情况相比，能够抑制向第二范围中的冷却孔列供给的冷却空气的供给量过剩的情况，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
(7)在几个实施方式中，在上述(6)所记载的涡轮动叶的基础上，
所述第一范围中的所述多个冷却孔列包括形成于压力面的压力面侧冷却孔列、形成于负压面的负压面侧冷却孔列、以及形成于所述压力面侧冷却孔列与所述负压面侧冷却孔列之间的中央冷却孔列，
所述第二范围中的所述至少一个冷却孔列包括形成于所述压力面的压力面侧冷却孔列、以及形成于所述负压面的负压面侧冷却孔列。
根据上述(7)所记载的涡轮动叶，能够以少量的冷却空气在从压力面到负压面的范围内有效地冷却暴露于高温气体中的前缘部。
(8)在几个实施方式中，在上述(7)所记载的涡轮动叶的基础上，
所述第一范围中的所述压力面侧冷却孔列沿着直线状的第一假想线排列，
所述第一范围中的所述负压面侧冷却孔列沿着直线状的第二假想线排列，
所述中央冷却孔列沿着直线状的第三假想线排列，
在将所述第一假想线与所述第二假想线在所述叶片高度方向上的同一位置处的叶片面上的距离设为X，将所述第二假想线与所述第三假想线在所述叶片高度方向上的同一位置处的叶片面上的距离设为Y，
将所述第一范围中的所述距离Y的最大值设为Ymax，
将所述距离X小于所述距离Ymax的叶片高度方向上的位置设为h1时，
所述第二范围位于比所述位置h1靠叶片前端侧的位置。
根据上述(8)所记载的涡轮动叶，即使在第二范围中的冷却孔的列数比第一范围中的冷却孔列的列数少的情况下，由于第二范围位于比位置h1靠叶片前端侧的位置，因此也能够使第二范围中的冷却孔列彼此的间隔小于距离Ymax。因此，能够抑制向第二范围中的冷却孔列供给的冷却空气的供给量不足的情况。因此，能够使向第一范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
(9)在几个实施方式中，在上述(7)或(8)所记载的涡轮动叶的基础上，
所述第一范围的所述压力面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述压力面交叉的第一直线的方向延伸，
所述第一范围的所述负压面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述负压面交叉的第二直线的方向延伸，
所述第二范围的所述压力面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述压力面交叉的第三直线的方向延伸，
所述第二范围的所述负压面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述负压面交叉的第四直线的方向延伸，
所述第三直线与所述第四直线所成的角度小于所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
根据上述(9)所记载的涡轮动叶，能够以少量的冷却空气在从压力面到负压面的范围内有效地冷却暴露于高温气体中的前缘部。
(10)本发明的至少一实施方式的燃气轮机具备：压缩机，其用于生成压缩空气；燃烧器，其用于使用压缩空气及燃料来产生燃烧气体；以及涡轮，其构成为由所述燃烧气体驱动，所述涡轮具备上述(1)至(9)中任一项的涡轮动叶。
根据上述(10)所记载的燃气轮机，由于具备上述(1)至(9)中任一项的涡轮动叶，因此能够使向第一范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。因此，能够以少量的冷却空气抑制涡轮动叶的损伤，从而实现燃气轮机的稳定的运转。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式，提供能够以少量的冷却空气冷却前缘部的涡轮动叶以及燃气轮机。
附图说明
图1是一实施方式的燃气轮机1的概要结构图。
图2是一实施方式的涡轮动叶26的概要结构图。
图3是示出图2所示的涡轮动叶26的第一范围S1中的与叶片高度方向正交的截面的一部分的图。
图4是示出图2所示的涡轮动叶26的第二范围S2中的与叶片高度方向正交的截面的一部分的图。
图5是示出将图2或图3所示的第一假想线V1与第二假想线V2在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为X、将第二假想线V2与第三假想线V3在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为Y的情况下的、叶片高度方向上的位置h与距离X、Y的关系的图。
图6是一实施方式的涡轮动叶26的概要结构图。
图7是示出图6所示的涡轮动叶26的第二范围S2中的与叶片高度方向正交的截面的一部分的图。
图8是示出将图3、图6或图7所示的第一假想线V1与第二假想线V2在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为X、将第二假想线V2与第三假想线V3在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为Y、将第四假想线V4与第五假想线V5在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为Z的情况下的、叶片高度方向上的位置h与距离X、Y、Z的关系的图。
图9是示出前缘部46的多个冷却孔48的其他配置例的图。
图10是示出前缘部46的多个冷却孔48的其他配置例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或者附图所示的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不意在将本发明的范围限定于此，而只不过是单纯的说明例。
例如，“在某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表达不仅表示严格上那样的配置，还表示具有公差或者能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对位移了的状态。
例如，“相同”、“等同”以及“均质”等表示事物等同状态的表达不仅表示严格上等同的状态，还表示存在公差或者能够得到相同功能的程度的差的状态。
例如，表示四边形状、圆筒形状等形状的表达不仅表示在几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在能够得到相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“具备”、“配备”、“含有”、“包括”或者“具有”一个构成要素这样的表达并不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表达。
图1是一实施方式的燃气轮机1的概要结构图。
如图1所示，燃气轮机1具备用于生成压缩空气的压缩机2、用于使用压缩空气以及燃料来产生燃烧气体的燃烧器4、以及构成为由燃烧气体驱动而旋转的涡轮6。在发电用的燃气轮机1的情况下，在涡轮6连结有未图示的发电机。
压缩机2包括固定于压缩机机室10侧的多个静叶16、以及以相对于静叶16交替排列的方式植设于转子轴8的多个动叶18。从空气取入口12取入的空气被送向压缩机2，该空气通过多个静叶16以及多个动叶18而被压缩，由此成为高温高压的压缩空气。
向燃烧器4供给燃料、以及由压缩机2生成的压缩空气，在该燃烧器4中燃料燃烧，从而生成作为涡轮6的工作流体的燃烧气体。如图1所示，燃气轮机1具有在外壳20内以转子轴8为中心沿周向配置有多个的燃烧器4。
涡轮6具有由涡轮机室22形成的燃烧气体流路28，且包括设置于该燃烧气体流路28的多个涡轮静叶24以及涡轮动叶26。涡轮静叶24被从涡轮机室22侧支承，沿转子轴8的周向排列的多个涡轮静叶24构成静叶栅。另外，涡轮动叶26植设于转子轴8，沿转子轴8的周向排列的多个涡轮动叶26构成动叶栅。静叶栅与动叶栅在转子轴8的轴线方向上交替地排列。
在涡轮6中，流入了燃烧气体流路28的来自燃烧器4的燃烧气体通过多个涡轮静叶24以及多个涡轮动叶26而驱动转子轴8旋转，进而驱动与转子轴8连结的发电机而生成电力。驱动涡轮6后的燃烧气体经由排气机室30而向外部排出。
图2是一实施方式的涡轮动叶26的概要结构图。图3是示出图2所示的涡轮动叶26的第一范围S1中的与叶片高度方向(转子轴8的径向)正交的截面的一部分的图。图4是示出图2所示的涡轮动叶26的第二范围S2中的与叶片高度方向正交的截面的一部分的图。
如图2所示，涡轮动叶26具备固定于转子轴8(参照图1)的基端部32、以及截面构成翼型的翼型部36。翼型部36的叶片面50包括前缘38、后缘40、压力面42以及负压面44。图3以及图4所示的与叶片高度方向正交的截面中的前缘部46的叶片面50的曲率半径R随着趋向图2所示的叶片前端56(叶片高度方向上的翼型部36的前端)侧而变小。
如图2所示，在翼型部36的前缘部46形成有多个冷却孔48。前缘部46的多个冷却孔48包括在叶片高度方向上的第一范围S1内沿着叶片高度方向分别呈直线状排列的多个冷却孔列48A、48B、48C。
多个冷却孔列48A、48B、48C包括形成于压力面42的压力面侧冷却孔列48A、形成于负压面44的负压面侧冷却孔列48B、以及形成在压力面侧冷却孔列48A与负压面侧冷却孔列48B之间的中央冷却孔列48C。
压力面侧冷却孔列48A由沿着沿叶片高度方向延伸的直线状的第一假想线V1排列的多个冷却孔48构成。负压面侧冷却孔列48B由沿着沿叶片高度方向延伸的直线状的假想线V2排列的多个冷却孔48构成。中央冷却孔列48C由沿着沿叶片高度方向延伸的直线状的假想线V3排列的多个冷却孔48构成。形成于前缘部46的第一范围S1的多个冷却孔48呈交错状地彼此错开配置。需要说明的是，在图示的例示性的方案中，在涡轮动叶26的轮毂面54与翼型部36的叶片面50的边界形成有圆角部58，在圆角部58不形成冷却孔48，圆角部58的上端相当于第一范围S1的下端。
前缘部46的多个冷却孔48包括在叶片高度方向上的比第一范围S1靠叶片前端56侧的第二范围S2内沿着叶片高度方向分别呈直线状排列的多个冷却孔列48D、48E。第一范围S1与第二范围S2在叶片高度方向上彼此相邻。在图示的例示性的方案中，第二范围S2位于比叶片高度H的1/2的位置靠叶片前端56侧的位置，例如设置在从叶片高度H的2/3的位置到叶片前端56为止的范围内。在此，叶片高度H是指从涡轮动叶26的轮毂面54到叶片前端56为止的沿着转子轴8的径向的高度。
多个冷却孔列48D、48E包括形成于压力面42的压力面侧冷却孔列48D、以及形成于负压面44的负压面侧冷却孔列48E。压力面侧冷却孔列48D由沿着上述第一假想线V1排列的多个冷却孔48构成。负压面侧冷却孔列48E由沿着上述第二假想线V2排列的多个冷却孔48构成。形成于前缘部46的第二范围S2的多个冷却孔48呈交错状地彼此错开配置。
在图示的例示性的方案中，前缘部46的第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数为3，前缘部46的第二范围S2中的冷却孔列48D、48E的列数为2。像这样，前缘部46的第二范围S2中的冷却孔列48D、48E的列数设定得比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数少。另外，在将前缘部46的多个冷却孔48中的配置于第一范围S1的冷却孔48的个数设为m(其中，m是2以上的整数)，将前缘部46的多个冷却孔48中的配置于第二范围S2的冷却孔48的个数设为n(其中，n是2以上的整数)，将叶片高度方向上的第一范围S1的尺寸设为a，将叶片高度方向上的第二范围S2的尺寸设为b时，满足n/b＜m/a。即，n除以b得到的值小于m除以a得到的值。
如图3以及图4所示，在翼型部36的内部形成有沿着叶片高度方向延伸的冷却流路52，前缘部46的各冷却孔48与冷却流路52连通。由压缩机2(参照图1)生成的压缩空气的一部分作为冷却用空气向冷却流路52供给，冷却用空气从冷却流路52通过各冷却孔48而用于叶片面50的薄膜冷却。
如图3所示，压力面侧冷却孔列48A中的各冷却孔48沿着平行于与压力面42交叉的第一直线L1的方向延伸。负压面侧冷却孔列48B中的各冷却孔48沿着平行于与负压面44交叉的第二直线L2的方向延伸。
另外，如图4所示，压力面侧冷却孔列48D中的各冷却孔48沿着平行于与压力面42交叉的第三直线L3的方向延伸。负压面侧冷却孔列48E中的各冷却孔48沿着平行于与负压面44交叉的第四直线L4的方向延伸。在此，第三直线L3与第四直线L4所成的角度θ2和第一直线L1与第二直线L2所成的角度θ1相等。
如图3所示，在将第一假想线V1与第二假想线V2在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为X，将第二假想线V2与第三假想线V3在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为Y的情况下，在图5中示出叶片高度方向上的位置h与距离X、Y的关系。需要说明的是，叶片高度方向上的位置h意味着叶片高度方向上的距轮毂面54的距离。
如图5所示，在将第一范围S1中的距离Y的最大值设为Ymax，将距离X小于距离Ymax的叶片高度方向上的位置设为h1时，第二范围S2位于比位置h1靠叶片前端56侧的位置。
根据以上所示的结构，即使在前缘部46的叶片面50的曲率半径R随着趋向叶片前端56侧而变小的情况下，通过将第二范围S2中的冷却孔列48D、48E的列数设定得比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数少，满足了n/b＜m/a，因此能够抑制向第二范围S2中的冷却孔列48D、48E供给的冷却空气的供给量过剩的情况。因此，能够使向第一范围S1的冷却孔48供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围S2的冷却孔48供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部46。
另外，即使第二范围S2中的冷却孔列48D、48E的列数比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数少，由于第二范围S2位于比位置h1靠叶片前端56侧的位置，因此也能够使第二范围S2中的冷却孔列48D与冷却孔列48E的间隔小于距离Ymax。由此，能够抑制向第二范围S2中的冷却孔列48D、48E供给的冷却空气的供给量不足的情况。因此，能够使向第一范围S1的冷却孔48供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围S2的冷却孔48供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部46。
接下来，对其他实施方式进行说明。
图6是一实施方式的涡轮动叶26的概要结构图。在图6所示的方案中，仅压力面侧冷却孔列48D和负压面侧冷却孔列48E的结构与图2所示的方案不同，第二范围S2中的压力面侧冷却孔列48D与负压面侧冷却孔列48E的间隔设定得比图2所示的方案窄。对于其他的结构，与上述的实施方式相同，因此以下对与上述的实施方式不同的结构进行说明。
在图6所示的方案中，压力面侧冷却孔列48D由沿着沿叶片高度方向延伸的直线状的第四假想线V4排列的多个冷却孔48构成。负压面侧冷却孔列48E由沿着沿叶片高度方向延伸的直线状的第五假想线V5排列的多个冷却孔48构成。在此，在第二范围S2内，第四假想线V4位于比第一假想线V1靠前缘38侧的位置，第五假想线V5位于比第二假想线V2靠前缘38侧的位置。
图7是示出图6所示的涡轮动叶26的第二范围S2中的与叶片高度方向正交的截面的一部分的图。需要说明的是，图6所示的涡轮动叶26的第一范围S1中的与叶片高度方向正交的截面的结构与图3所示的结构相同，因此省略说明。
如图7所示，压力面侧冷却孔列48D中的各冷却孔48沿着平行于与压力面42交叉的第三直线L3的方向延伸。负压面侧冷却孔列48E中的各冷却孔48沿着平行于与负压面44交叉的第四直线L4的方向延伸。在此，第二范围S2中的第三直线L3与第四直线L4所成的角度θ2小于第一范围S1中的第一直线L1与第二直线L2所成的角度θ1(参照图3)。
如图3以及图7所示，在将第一假想线V1与第二假想线V2在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为X，将第二假想线V2与第三假想线V3在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为Y，将第四假想线V4与第五假想线V5在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离设为Z的情况下，在图8中示出叶片高度方向上的位置h与距离X、Y、Z的关系。
在图8所示的结构中，在将第一范围S1中的距离Y的最大值设为Ymax，将距离X小于距离Ymax的叶片高度方向上的位置设为h1时，第二范围S2位于比位置h1靠叶片前端56侧的位置。
如图8所示，在第二范围S2内，第四假想线V4与第五假想线V5在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离Z设定得比第一假想线V1与第二假想线V2在叶片高度方向上的同一位置处的叶片面50上的距离X小。
在图6～图8所示的结构中，在前缘部46的叶片面50的曲率半径R随着趋向叶片前端56侧而变小的情况下，通过将第二范围S2中的冷却孔列48D、48E的列数设定得比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数少，满足了n/b＜m/a，因此也能够抑制向第二范围S2中的冷却孔列48D、48E供给的冷却空气的供给量过剩的情况。因此，能够使向第一范围S1的冷却孔48供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围S2的冷却孔48供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部46。
另外，即使第二范围S2中的冷却孔列48D、48E的列数比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数少，由于第二范围S2位于比位置h1靠叶片前端56侧的位置，因此能够使第二范围S2中的冷却孔列48D与冷却孔列48E的间隔小于距离Ymax。因此，能够抑制向第二范围S2中的冷却孔列48D、48E供给的冷却空气的供给量不足的情况。因此，能够使向第一范围S1的冷却孔48供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围S2的冷却孔48供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部46。
另外，由于第三直线L3与第四直线L4所成的角度θ2小于第一直线L1与第二直线L2所成的角度θ1，因此能够以少量的冷却空气在从压力面42到负压面44的范围内有效地冷却暴露于高温气体中的前缘部46。
本发明并不限定于上述的实施方式，还包括对上述的实施方式施加变形而得到的方式、将这些方式适当组合而得到的方式。
例如，在上述的几个实施方式中，例示出了第二范围S2中的冷却孔列48D、48E的列数比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数少的结构。但是，只要前缘部46的多个冷却孔48满足n/b＜m/a，则第二范围S2中的冷却孔列的列数与第一范围中的冷却孔列的列数的大小关系不限。例如，也可以如图9所示那样，第二范围S2中的冷却孔列48D、48E、48F的列数与第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数相同，还可以如图10所示那样，第二范围S2中的冷却孔列48D、48E、48F、48G的列数比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数多。
在图9所示的例示性的方案中，在第二范围S2中的冷却孔列48D、48E、48F的列数与第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数相同的情况下，通过使第二范围S2的冷却孔列48F中的冷却孔48的间隔大于第一范围S1的冷却孔列48C中的冷却孔48的间隔，从而满足n/b＜m/a。
另外，在图10所示的例示性的方案中，在第二范围S2中的冷却孔列48D、48E、48F、48G的列数比第一范围S1中的冷却孔列48A、48B、48C的列数多的情况下，通过使第二范围S2的冷却孔列48D、48E、48F、48G各自的冷却孔48的间隔(叶片高度方向上的间隔)大于第一范围S1的冷却孔列48A、48B、48C各自的冷却孔48的间隔(叶片高度方向上的间隔)，从而满足n/b＜m/a。
像这样，通过满足n/b＜m/a，能够使向第一范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量、以及向第二范围的冷却孔供给的冷却空气的供给量适当化，从而能够以少量的冷却空气有效地冷却前缘部。
附图标记说明：
1...燃气轮机；
2...压缩机；
4...燃烧器；
6...涡轮；
26...涡轮动叶；
38...前缘；
42...压力面；
44...负压面；
46...前缘部；
48...冷却孔；
48A、48D...压力面侧冷却孔列；
48B、48E...负压面侧冷却孔列；
48C...中央冷却孔列；
50...叶片面；
56...叶片前端。

Claims (10)

1.一种涡轮动叶，其中，
所述涡轮动叶具备形成有多个冷却孔的前缘部，
所述多个冷却孔包括：
配置于叶片高度方向上的第一范围的m个冷却孔，其中，m是2以上的整数；以及
配置于所述叶片高度方向上的比所述第一范围靠叶片前端侧的第二范围的n个冷却孔，其中，n是2以上的整数，
在将所述叶片高度方向上的所述第一范围的尺寸设为a，将所述叶片高度方向上的所述第二范围的尺寸设为b时，满足n/b＜m/a。
2.根据权利要求1所述的涡轮动叶，其中，
与所述叶片高度方向正交的截面中的所述前缘部的叶片面的曲率半径随着趋向叶片前端侧而变小。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮动叶，其中，
所述第二范围位于比叶片高度的1/2的位置靠叶片前端侧的位置。
4.根据权利要求3所述的涡轮动叶，其中，
所述第二范围包括从叶片高度的2/3的位置到叶片前端为止的范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮动叶，其中，
所述多个冷却孔包括：
在所述第一范围内分别沿着所述叶片高度方向排列的多个冷却孔列；以及
在所述第二范围内分别沿着所述叶片高度方向排列的至少一个冷却孔列，
所述第二范围中的所述冷却孔列的列数比所述第一范围中的所述冷却孔列的列数少。
6.根据权利要求5所述的涡轮动叶，其中，
所述第一范围中的所述冷却孔列的列数为3，
所述第二范围中的所述冷却孔列的列数为2。
7.根据权利要求6所述的涡轮动叶，其中，
所述第一范围中的所述多个冷却孔列包括形成于压力面的压力面侧冷却孔列、形成于负压面的负压面侧冷却孔列、以及形成于所述压力面侧冷却孔列与所述负压面侧冷却孔列之间的中央冷却孔列，
所述第二范围中的所述至少一个冷却孔列包括形成于所述压力面的压力面侧冷却孔列、以及形成于所述负压面的负压面侧冷却孔列。
8.根据权利要求7所述的涡轮动叶，其中，
所述第一范围中的所述压力面侧冷却孔列沿着直线状的第一假想线排列，
所述第一范围中的所述负压面侧冷却孔列沿着直线状的第二假想线排列，
所述中央冷却孔列沿着直线状的第三假想线排列，
在将所述第一假想线与所述第二假想线在所述叶片高度方向上的同一位置处的叶片面上的距离设为X，将所述第二假想线与所述第三假想线在所述叶片高度方向上的同一位置处的叶片面上的距离设为Y，
将所述第一范围中的所述距离Y的最大值设为Ymax，
将所述距离X小于所述距离Ymax的叶片高度方向上的位置设为h1时，
所述第二范围位于比所述位置h1靠叶片前端侧的位置。
9.根据权利要求7或8所述的涡轮动叶，其中，
所述第一范围的所述压力面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述压力面交叉的第一直线的方向延伸，
所述第一范围的所述负压面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述负压面交叉的第二直线的方向延伸，
所述第二范围的所述压力面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述压力面交叉的第三直线的方向延伸，
所述第二范围的所述负压面侧冷却孔列中的各所述冷却孔沿着平行于与所述负压面交叉的第四直线的方向延伸，
所述第三直线与所述第四直线所成的角度小于所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
10.一种燃气轮机，其中，
所述燃气轮机具备：压缩机，其用于生成压缩空气；燃烧器，其用于使用压缩空气及燃料来产生燃烧气体；以及涡轮，其构成为由所述燃烧气体驱动，所述涡轮具备权利要求1至9中任一项所述的涡轮动叶。
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