JP2019078224A - Pin fin, pin fin group and turbine blade - Google Patents

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洋介 長谷川
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崇行 大澤
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Abstract

To provide a pin fin capable of more efficiently transmitting heat to cooling medium, a pin fin group, and a turbine blade.SOLUTION: A pin fin is configured to transmit heat from opposite first and second wall surfaces to cooling medium flowing between the first and second wall surfaces, and comprises a first projection part projecting from the first wall surface toward the second wall surface and a second projection part projecting from the second wall surface toward the first wall surface. On a base end side of the first and second projection parts, a width dimension in a direction orthogonal to flow of the cooling medium becomes maximum at a first position on an upstream side with respect to a center of a length along a flow direction of the cooling medium, while on a tip side thereof, the width dimension is smaller than the width dimension on the base end side, and the width dimension becomes maximum on a downstream side with respect to the first position.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、ピンフィン、ピンフィン群及びタービン翼に関する。   The present disclosure relates to pin fins, pin fins, and a turbine blade.

例えば、ガスタービンなどに用いられるタービン翼は、冷却のための冷却通路を内部に備えており、冷却通路に冷却空気を流通させることで翼メタルの温度上昇を抑制している(特許文献1参照)。例えば特許文献1に記載のタービン翼では、タービン翼の熱を冷却空気へ効率的に伝達させるために、冷却通路内に円柱状のピンフィンを複数設けている。   For example, a turbine blade used for a gas turbine or the like is internally provided with a cooling passage for cooling, and cooling metal is circulated through the cooling passage to suppress the temperature rise of the blade metal (see Patent Document 1). ). For example, in the turbine blade described in Patent Document 1, in order to efficiently transfer the heat of the turbine blade to the cooling air, a plurality of cylindrical pin fins are provided in the cooling passage.

特許第3040590号公報Patent No. 3040590

例えば、発電用のガスタービンコンバインドサイクルにおいて、熱効率を向上させるためには、燃焼温度を上昇させることが有効である。しかし、翼メタルの温度上昇を抑制するために冷却空気をより多く流通させることは、熱効率の観点から好ましくない。そのため、タービン翼の熱をより効率的に冷却空気に伝達させてタービン翼を冷却することが望まれている。   For example, in a gas turbine combined cycle for power generation, it is effective to raise a combustion temperature in order to improve the thermal efficiency. However, it is not preferable from the viewpoint of thermal efficiency to circulate more cooling air in order to suppress the temperature rise of the wing metal. Therefore, it is desirable to transfer the heat of the turbine blade to the cooling air more efficiently to cool the turbine blade.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、熱をより効率的に冷却媒体に伝達できるピンフィン、ピンフィン群及びタービン翼を提供することを目的とする。   In view of the above-described circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a pin fin, a pin fin group, and a turbine blade capable of transferring heat to a cooling medium more efficiently.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るピンフィンは、
対向する第1及び第2壁面の間を流れる冷却媒体に前記第1及び第2壁面からの熱を伝えるピンフィンであって、
前記第1壁面から前記第2壁面に向かって突出する第1突部と、前記第2壁面から前記第1壁面に向かって突出する第2突部とを備え、
前記冷却媒体の流れ方向に沿った方向であって、前記第1及び第2突部のそれぞれの先端面における最大寸法を規定する方向を第1方向、前記第1壁面及び前記第2壁面に沿った方向であって、前記第1方向と直交する方向を第2方向と定義し、
前記第1及び第2突部のそれぞれにおいて、前記第1方向における寸法を長さ寸法、前記第2方向における寸法を幅寸法と定義した場合に、
前記第1及び第2突部のそれぞれは、
長さ寸法の中間位置よりも前記冷却媒体の流れの上流側の第1位置において、幅寸法が最大となる基端部、及び
前記基端部よりも前記先端面側に位置する中間部であって、前記第1位置において、前記基端部よりも小さい幅寸法を有し、且つ、前記第1位置よりも前記冷却媒体の流れの下流側において、幅寸法が最大となる中間部、
を含む。
(1) A pin fin according to at least one embodiment of the present invention,
A pin fin for transferring heat from the first and second walls to a cooling medium flowing between the opposing first and second walls,
And a second protrusion projecting from the second wall surface toward the first wall surface.
A direction along the flow direction of the cooling medium, the direction defining the maximum dimension of the tip end face of each of the first and second protrusions along the first direction, the first wall surface and the second wall surface Defined as a second direction, which is perpendicular to the first direction,
In each of the first and second protrusions, the dimension in the first direction is defined as the length dimension, and the dimension in the second direction is defined as the width dimension.
Each of the first and second protrusions is
A proximal end at which the width dimension is maximized at a first position upstream of the flow of the cooling medium than an intermediate position of the length dimension, and an intermediate portion positioned closer to the distal end surface than the proximal end. An intermediate portion having a width smaller than the base end at the first position and having a maximum width at the downstream side of the flow of the cooling medium than the first position;
including.

上記(1)の構成では、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
すなわち、上記(1)の構成では、基端部の幅寸法が、長さ寸法の中間位置よりも冷却媒体の流れの上流側の第1位置において最大となるので、第1及び第2壁面に沿って流れる冷却媒体が第1位置に向かうにつれてそれぞれ第1及び第2壁面から第1及び第2突部の先端面側に向かうように誘導される。第1位置よりも下流側では基端部の幅寸法が小さくなるので、上述したように先端面側に向かって誘導された冷却媒体は、第1位置を通過すると、先端面側から第1及び第2壁面側に向かうように流れの向きが変化する。このとき、上記(1)の構成では、中間部の幅寸法が第1位置よりも冷却媒体の流れの下流側において最大となるので、第1位置を通過した冷却媒体の上述した流れの向きの変化を促進する。
したがって、上記(1)の構成により、冷却媒体の流れ方向と直交する方向へ冷却媒体が移動することで冷却媒体の混合が促進される。
In the configuration of the above (1), the first and second wall surfaces can be cooled efficiently.
That is, in the configuration of the above (1), the width dimension of the base end portion is largest at the first position on the upstream side of the flow of the cooling medium than the middle position of the length dimension. The cooling medium flowing along is guided from the first and second wall surfaces toward the leading end surface side of the first and second protrusions as it goes to the first position. Since the width dimension of the base end portion is smaller on the downstream side than the first position, the cooling medium guided toward the distal end surface side as described above passes the first position, and the first and The flow direction changes so as to be directed to the second wall side. At this time, in the configuration of the above (1), since the width dimension of the intermediate portion is maximum on the downstream side of the flow of the cooling medium than the first position, the direction of the above-mentioned flow of the cooling medium having passed the first position Promote change.
Therefore, according to the configuration of the above (1), the mixing of the cooling medium is promoted by the movement of the cooling medium in the direction orthogonal to the flow direction of the cooling medium.

冷却媒体の混合が促進されず、冷却媒体が第1及び第2壁面に沿って層流を形成するように流れていった場合、第1及び第2壁面から冷却媒体への熱伝達が下流側で低下するおそれがある。
しかし、上述したように、上記(1)の構成によれば、冷却媒体の流れ方向と直交する方向へ冷却媒体が移動することで冷却媒体の混合が促進されるので、第1及び第2壁面から冷却媒体への熱伝達が下流側で低下するおそれがなく、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
If the mixing of the cooling medium is not promoted and the cooling medium flows to form a laminar flow along the first and second walls, heat transfer from the first and second walls to the cooling medium is downstream. There is a risk of
However, as described above, according to the configuration of the above (1), the mixing of the cooling medium is promoted by the movement of the cooling medium in the direction orthogonal to the flow direction of the cooling medium, so the first and second wall surfaces There is no possibility that the heat transfer to the cooling medium from the downstream decreases, and the first and second wall surfaces can be cooled efficiently.

また、上記(1)の構成では、第1及び第2突部から冷却媒体へ効率的に熱が伝達されるので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
すなわち、一般的に、冷却媒体の流れに対して直交する方向に延在する柱状部材では、冷却媒体の流れの上流側では柱状部材の表面における冷却媒体の流速が速いため冷却媒体への熱伝達が良好であるが、冷却媒体の流れの下流側では柱状部材の表面から冷却媒体の流れが剥離して冷却媒体の流速が低下するため冷却媒体への熱伝達が良好ではない。
しかし、上記(1)の構成では、中間部の幅寸法が第1位置よりも冷却媒体の流れの下流側において最大となるので、中間部において冷却媒体の流速が低下する領域を縮小できる。換言すると、上記(1)の構成では、中間部の上流側の表面において冷却媒体の流速が速い領域、すなわち熱伝達が良好となる領域を拡大できる。
したがって、上記(1)の構成によれば、中間部において冷却媒体へ効率的に熱が伝達されるので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
Further, in the configuration of the above (1), heat is efficiently transferred from the first and second protrusions to the cooling medium, so that the first and second wall surfaces can be efficiently cooled.
That is, in general, in the columnar member extending in the direction orthogonal to the flow of the cooling medium, the heat transfer to the cooling medium occurs because the flow velocity of the cooling medium on the surface of the columnar member is high upstream of the flow of the cooling medium However, on the downstream side of the flow of the cooling medium, the flow of the cooling medium separates from the surface of the columnar member and the flow velocity of the cooling medium decreases, so that the heat transfer to the cooling medium is not good.
However, in the configuration of the above (1), since the width dimension of the middle portion is the largest downstream of the flow of the cooling medium than the first position, the region where the flow velocity of the cooling medium decreases in the middle portion can be reduced. In other words, in the configuration of the above (1), it is possible to expand the region where the flow velocity of the cooling medium is high, that is, the region where the heat transfer is good, on the upstream surface of the middle portion.
Therefore, according to the configuration of the above (1), since the heat is efficiently transferred to the cooling medium in the middle portion, the first and second wall surfaces can be efficiently cooled.

さらに、上記(1)の構成では、上述したように先端面側に向かって誘導された冷却媒体は、第1位置を通過すると、先端面側から第1及び第2壁面側に向かうように流れの向きが変化する。そのため、先端面側から第1及び第2壁面側に向かう冷却媒体が基端部の第1位置よりも下流側の表面に沿って流れることで、基端部の第1位置よりも下流側の表面における冷却媒体の流速低下を抑制できる。
したがって、上記(1)の構成によれば、基端部において冷却媒体へ効率的に熱が伝達されるので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
Furthermore, in the configuration of the above (1), as described above, the cooling medium guided toward the tip end face flows from the tip end face toward the first and second wall faces when passing the first position. Change in direction. Therefore, the cooling medium directed from the distal end surface toward the first and second wall surfaces flows along the surface downstream of the first position of the proximal end, whereby the cooling medium downstream of the first position of the proximal end It is possible to suppress the decrease in the flow velocity of the cooling medium on the surface.
Therefore, according to the configuration of the above (1), since the heat is efficiently transferred to the cooling medium at the proximal end portion, the first and second wall surfaces can be efficiently cooled.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記中間部の幅寸法は、長さ寸法の中間位置よりも前記冷却媒体の流れの下流側において最大となる。
上記(2)の構成によれば、中間部において上述したような冷却媒体の流速が低下する領域をさらに縮小できるので、熱伝達が良好となる領域をさらに拡大できる。
したがって、上記(2)の構成によれば、中間部において冷却媒体へより効率的に熱が伝達されるので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
(2) In some embodiments, in the configuration of the above (1), the width dimension of the middle portion is the largest downstream of the flow of the cooling medium than the middle position of the length dimension.
According to the configuration of the above (2), the region where the flow velocity of the cooling medium decreases as described above can be further reduced in the middle portion, so the region where the heat transfer becomes good can be further expanded.
Therefore, according to the configuration of the above (2), the heat is more efficiently transferred to the cooling medium in the intermediate portion, so that the first and second wall surfaces can be efficiently cooled.

(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記中間部の幅寸法は、前記第1方向の任意の位置において、前記基端部の幅寸法と同じか、前記基端部の幅寸法よりも小さい。
上記(3)の構成では、中間部の近傍で冷却媒体が下流側に向かって流れやすくなるので、上述したように先端面側に向かって誘導された冷却媒体が下流に向かって流れやすくなり、冷却媒体の圧力損失を低減できる。これにより、冷却媒体の流量低下を抑制できるので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
(3) In some embodiments, in the configuration of the above (1) or (2), is the width dimension of the middle part the same as the width dimension of the base end part at any position in the first direction? , Smaller than the width dimension of the proximal end.
In the configuration of the above (3), since the cooling medium tends to flow toward the downstream side near the middle portion, the cooling medium guided to the tip surface side tends to flow toward the downstream side as described above, The pressure loss of the cooling medium can be reduced. Thereby, since the flow rate reduction of the cooling medium can be suppressed, the first and second wall surfaces can be cooled efficiently.

また、上記(3)の構成では、ピンフィンを鋳造によって安価に製造できる。
すなわち、例えば、対向する第1及び第2壁面とピンフィンとをロストワックス精密鋳造によって一体的に形成する場合、対向する第1壁面と第2壁面とで挟まれた空間のうち、ピンフィンを除いた空間と同形状の中子を用いてろう型を成型する。一般的に、中子を製造する場合には、半割れの型を用いて製造するので、中子を半割れの型から抜くことができるようにしなければならず、中子の形状が制約を受ける。
Further, in the configuration of the above (3), the pin fins can be manufactured inexpensively by casting.
That is, for example, in the case where the opposing first and second wall surfaces and the pin fins are integrally formed by lost wax precision casting, the pin fins are excluded from the space sandwiched between the opposing first wall surface and the second wall surface. A wax mold is molded using a core having the same shape as the space. Generally, when manufacturing a core, since the core is manufactured using a half mold, the core must be able to be removed from the half mold, and the shape of the core is restricted. receive.

上記(3)の構成によれば、中間部の幅寸法が第1方向の任意の位置において、基端部の幅寸法と同じか、基端部の幅寸法よりも小さいので、半割れの型における、第1及び第2突部に相当する部位から中子を抜くことができ、上記(3)の構成のピンフィンの鋳造に用いる中子を容易に製造できる。したがって、上記(3)の構成のピンフィンを鋳造によって安価に製造できる。   According to the configuration of the above (3), since the width dimension of the middle portion is equal to or smaller than the width dimension of the base end at any position in the first direction, the half mold is The core can be removed from the portions corresponding to the first and second projections in the above, and the core used for casting the pin fin of the configuration of the above (3) can be easily manufactured. Therefore, the pin fins of the above configuration (3) can be manufactured inexpensively by casting.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、前記第1突部と前記第2突部とは、前記第1壁面と前記第2壁面との中間面に関して対称である。
上記(4)の構成によれば、第1及び第2壁面の間を流れる冷却媒体の流れも中間面に関して対称となるので、第1及び第2壁面の双方を効率的に冷却できる。
(4) In some embodiments, in the configuration according to any one of the above (1) to (3), the first protrusion and the second protrusion correspond to the first wall surface and the second wall surface. It is symmetrical about the interface.
According to the configuration of (4), the flow of the cooling medium flowing between the first and second wall surfaces is also symmetrical with respect to the intermediate surface, so that both of the first and second wall surfaces can be cooled efficiently.

(5)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの構成において、前記第1突部と前記第2突部とは、前記先端面同士で接続されている。
上記(5)の構成によれば、先端面同士が接続された第1及び第2突部が第1及び第2壁面の補強部材としての役割を果たすので、第1及び第2壁面の強度を向上できる。
(5) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (4), the first protrusion and the second protrusion are connected to each other at the tip surfaces.
According to the configuration of the above (5), since the first and second protrusions whose tip surfaces are connected to each other play a role as a reinforcing member for the first and second wall surfaces, the strength of the first and second wall surfaces can be increased. It can improve.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(4)の何れかの構成において、前記第1突部と前記第2突部とは、前記先端面同士が離間している。
上記(6)の構成によれば、第1及び第2突部におけるそれぞれの先端面が冷却媒体と接触するので、第1及び第2突部における冷却媒体との接触面積を増やすことができる。これにより、第1及び第2突部から冷却媒体へ効率的に熱が伝達されるので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
(6) In some embodiments, in the configuration of any one of (1) to (4), the tip surfaces of the first protrusion and the second protrusion are separated from each other.
According to the configuration of the above (6), the tip end surfaces of the first and second protrusions contact the cooling medium, so the contact area of the first and second protrusions with the cooling medium can be increased. Thus, heat is efficiently transferred from the first and second protrusions to the cooling medium, so that the first and second wall surfaces can be efficiently cooled.

(7)幾つかの実施形態では、上記(6)の構成において、
前記第1及び前記第2突部は、前記冷却媒体の流れの上流側において前記第1方向に沿った少なくとも1つの切れ込み部を有し、
前記切れ込み部は、前記第1及び第2壁面から離れるにつれて前記第2方向の寸法が大きくなる。
上記(7)の構成によれば、第1及び第2突部が冷却媒体の流れの上流側において第1方向に沿った少なくとも1つの切れ込み部を有しているので、冷却媒体は、切れ込み部へ誘導される。また、第1及び第2壁面から離れるにつれて切れ込み部の第2方向の寸法が大きくなるので、切れ込み部へ誘導された冷却媒体は、第1及び第2壁面から離れるように誘導される。これにより、冷却媒体の流れ方向と直交する方向へ冷却媒体が移動することで冷却媒体の混合が促進されるので、第1及び第2壁面から冷却媒体への熱伝達が促進され、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
(7) In some embodiments, in the configuration of (6) above,
The first and second protrusions have at least one notch along the first direction on the upstream side of the flow of the cooling medium,
The dimension of the said 2nd direction becomes large as the said notch part leaves | separates from the said, 1st and 2nd wall surface.
According to the configuration of (7), since the first and second protrusions have at least one notch along the first direction on the upstream side of the flow of the coolant, the coolant is a notch It is induced to. In addition, since the dimension of the notch in the second direction increases with distance from the first and second wall surfaces, the cooling medium guided to the notch is guided away from the first and second wall surfaces. This promotes mixing of the cooling medium by moving the cooling medium in a direction orthogonal to the flow direction of the cooling medium, thereby promoting heat transfer from the first and second wall surfaces to the cooling medium. The second wall can be cooled efficiently.

(8)本発明の少なくとも一実施形態に係るピンフィン群は、
上記(1)乃至(7)の何れかの構成の複数のピンフィンを備えるピンフィン群であって、
前記複数のピンフィンは、
前記第2方向に間隔をあけて配列される複数の前記ピンフィンを含む第1ピンフィン列と、
前記第1ピンフィン列に対して前記第1方向における前記冷却媒体の流れの下流側において、前記第2方向に間隔をあけて配列される複数の前記ピンフィンを含む第2ピンフィン列と、含む。
(8) A pin fin group according to at least one embodiment of the present invention is
A pin fin group comprising a plurality of pin fins according to any one of the above (1) to (7), wherein
The plurality of pin fins are
A first pin fin row including a plurality of the pin fins arranged at intervals in the second direction;
A second pin fin row including a plurality of the pin fins arranged at intervals in the second direction on the downstream side of the flow of the cooling medium in the first direction with respect to the first pin fin row.

上記(8)の構成では、第2方向に間隔をあけて配列される複数のピンフィンを含むピンフィン列が第1方向に2列存在するので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。   In the configuration of the above (8), since two pin fin rows including a plurality of pin fins arranged at intervals in the second direction exist in the first direction, the first and second wall surfaces can be efficiently cooled.

(9)幾つかの実施形態では、上記(8)の構成において、
前記第1突部と前記第2突部とは、前記先端面同士で接続されており、
前記第1ピンフィン列における任意のピンフィンを第1ピンフィン、
前記第2ピンフィン列における前記第1ピンフィンと最も近接するピンフィンを第2ピンフィン、
前記第1ピンフィンの前記先端面における幅寸法の最大値の1/2をR1、
前記第2ピンフィンの前記先端面における幅寸法の最大値の1/2をR2、
前記第1ピンフィンの前記先端面における幅寸法の中間位置と、前記第2ピンフィンの前記先端面における幅寸法の中間位置との前記第2方向における離間距離をDa、と定義した場合に、Da−R1−R2>0の関係を満たす。
(9) In some embodiments, in the configuration of (8) above,
The first protrusion and the second protrusion are connected by the tip surfaces,
Any pin fin in the first pin fin row is a first pin fin,
A second pin fin that is closest to the first pin fin in the second pin fin row;
One half of the maximum value of the width dimension at the tip end face of the first pin fin is R1,
One half of the maximum value of the width dimension in the tip end face of the second pin fin is R2,
When the separation distance in the second direction between the middle position of the width dimension of the first pin fin at the tip end surface and the middle position of the width dimension of the second pin fin at the tip end surface is defined as Da The relationship of R1-R2> 0 is satisfied.

上記(9)の構成によれば、第1ピンフィン列及び第2ピンフィン列を第1方向に投影した場合に、少なくとも中間部の近傍において第1ピンフィン列と第2ピンフィン列とがオーバーラップしない領域が形成されるので、冷却媒体の圧力損失を低減できる。これにより、冷却媒体の流量低下を抑制できるので、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。   According to the configuration of (9), when the first pin fin row and the second pin fin row are projected in the first direction, a region in which the first pin fin row and the second pin fin row do not overlap at least in the vicinity of the middle portion. The pressure loss of the cooling medium can be reduced. Thereby, since the flow rate reduction of the cooling medium can be suppressed, the first and second wall surfaces can be cooled efficiently.

(10)幾つかの実施形態では、上記(8)または(9)の構成において、
前記第1ピンフィン列における任意のピンフィンを第1ピンフィン、
前記第2ピンフィン列における前記第1ピンフィンと最も近接するピンフィンを第2ピンフィン、
前記第1ピンフィンの前記基端部における幅寸法の最大値の1/2をR3、
前記第2ピンフィンの前記基端部における幅寸法の最大値の1/2をR4、
前記第1ピンフィンの前記基端部における幅寸法の中間位置と、前記第2ピンフィンの前記基端部における幅寸法の中間位置との前記第2方向における離間距離をDb、と定義した場合に、Db−R3−R4<0の関係を満たす。
(10) In some embodiments, in the configuration of (8) or (9) above,
Any pin fin in the first pin fin row is a first pin fin,
A second pin fin that is closest to the first pin fin in the second pin fin row;
1/2 of the maximum value of the width at the base end of the first pin fin is R3,
One half of the maximum value of the width at the base end of the second pin fin is R4,
When the separation distance in the second direction between the middle position of the width at the base end of the first pin fin and the middle of the width at the base of the second pin fin is defined as Db, The relationship of Db-R3-R4 <0 is satisfied.

上述したように、冷却媒体は、第1及び第2突部の基端部近傍を通過する際に、第1及び第2壁面から先端面側に向かうように誘導され、その後、先端面側から第1及び第2壁面側に向かうように誘導されることで混合が促進される。
上記(10)の構成によれば、第1ピンフィン列及び第2ピンフィン列を第1方向に投影した場合に、基端部の少なくとも一部において第1ピンフィン列と第2ピンフィン列とがオーバーラップする領域が形成されるので、上述したような冷却媒体の混合がピンフィン列を通過するたびに繰り返される。したがって、第1及び第2壁面から冷却媒体への熱伝達が良好となり、第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
As described above, the cooling medium is guided from the first and second wall surfaces toward the distal end surface side when passing near the proximal end portions of the first and second protrusions, and then from the distal end surface side The mixing is promoted by being induced toward the first and second wall surfaces.
According to the configuration of the above (10), when the first pin fin row and the second pin fin row are projected in the first direction, the first pin fin row and the second pin fin row overlap at least a part of the base end portion. An area of mixing is formed, and the mixing of the cooling medium as described above is repeated each time it passes through the pin fin row. Therefore, heat transfer from the first and second wall surfaces to the cooling medium is improved, and the first and second wall surfaces can be cooled efficiently.

(11)本発明の少なくとも一実施形態に係るピンフィン群は、
上記構成(1)乃至(7)の何れかの構成の複数のピンフィンと、
前記ピンフィンとは異なる形状を有する複数の通常ピンフィンと、を備えるピンフィン群であって、
前記複数のピンフィンは、前記複数の通常ピンフィンよりも、前記冷却媒体の流れの下流側に設けられる。
(11) A pin fin group according to at least one embodiment of the present invention is
A plurality of pin fins according to any one of the configurations (1) to (7);
A pin fin group comprising a plurality of normal pin fins having a shape different from that of the pin fin;
The plurality of pin fins are provided downstream of the flow of the cooling medium than the plurality of normal pin fins.

冷却媒体は、被冷却部材から奪った熱によって温度が上昇するため、下流側に向かうにつれて被冷却部材との温度差が小さくなり、冷却効率が低下する。
上記(11)の構成では、冷却媒体に熱を効率的に伝達できる複数のピンフィンが複数の通常ピンフィンよりも、冷却媒体の流れの下流側に設けられるので、冷却媒体の流れの下流側においても第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
The temperature of the cooling medium rises due to the heat taken from the member to be cooled, so the temperature difference with the member to be cooled becomes smaller toward the downstream side, and the cooling efficiency decreases.
In the configuration of the above (11), the plurality of pin fins capable of efficiently transferring heat to the cooling medium are provided downstream of the flow of the cooling medium than the plurality of normal pin fins. The first and second wall surfaces can be cooled efficiently.

(12)本発明の少なくとも一実施形態に係るタービン翼は、
前記第1及び第2壁面との間に形成される冷却通路を内部に有するタービン翼であって、
前記冷却通路には、上記構成(8)乃至(11)の何れかの構成のピンフィン群が設けられる。
上記(12)の構成によれば、タービン翼の第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。
(12) A turbine blade according to at least one embodiment of the present invention,
A turbine blade internally having a cooling passage formed between the first and second wall surfaces, wherein
In the cooling passage, a pin fin group having any one of the configurations (8) to (11) is provided.
According to the configuration of the above (12), the first and second wall surfaces of the turbine blade can be cooled efficiently.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、対向する第1及び第2壁面の間を流れる冷却媒体によって第1及び第2壁面を効率的に冷却できる。   According to at least one embodiment of the present invention, the cooling medium flowing between the opposing first and second wall surfaces can efficiently cool the first and second wall surfaces.

一実施形態に係るガスタービンを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing a gas turbine concerning one embodiment. 一実施形態のタービン動翼の内部断面図である。It is an internal sectional view of the turbine bucket of one embodiment. 一実施形態のタービン動翼を図2のA方向から見た断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a turbine blade of an embodiment as viewed from direction A in FIG. 2. 一実施形態の冷却通路を冷却空気の流れの上流側から下流側に向かって見たときの翼部の断面の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of cross section of a wing part when the cooling passage of one Embodiment is seen toward the downstream from the upstream of the flow of cooling air. 一実施形態の冷却通路内に設けられているピンフィン群の一部についての斜視図である。It is a perspective view about a part of pin fin group provided in the cooling passage of one embodiment. 第1突部の斜視図である。It is a perspective view of a 1st projection. 一実施形態の第1突部をz方向から見たときの断面を表す図であり、(a)は、先端面の形状を表し、(b)は、基端面の形状を表す。It is a figure showing the cross section when the 1st projection of one embodiment is seen from the z direction, (a) expresses the shape of the tip face, (b) expresses the shape of the base end face. 第1突部をz方向から見た図である。It is the figure which looked at the 1st protrusion from z direction. ピンフィン群における複数のピンフィンの配置について説明する図である。It is a figure explaining arrangement of a plurality of pin fins in a pin fin group. 一実施形態の冷却通路をy方向に沿って見たときの翼部の断面の一部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a part of cross section of a wing part when the cooling passage of one embodiment is seen along the y direction. ピンフィンの近傍における冷却空気の流れを表す図であり、(a)は、先端面の近傍における冷却空気の流れを表す図であり、(b)は、基端面の近傍における冷却空気の流れを表す図である。It is a figure showing the flow of cooling air in the vicinity of a pin fin, (a) is a figure showing the flow of cooling air in the vicinity of a tip face, and (b) expresses the flow of cooling air in the neighborhood of a base end. FIG. 一実施形態のタービン動翼の鋳造に用いるろう型を成型するための中子のうち、ピンフィン群に係る部分についての斜視図である。It is a perspective view about a portion concerning a pin fin group among cores for molding a wax type used for casting of a turbine bucket of one embodiment. 中子の製造に用いる半割れの型の一部についての斜視図である。It is a perspective view about a part of mold which is used for manufacture of a core. 一実施形態の第1突部に対応する他の実施形態の第1突部の斜視図である。It is a perspective view of the 1st projection of other embodiments corresponding to the 1st projection of one embodiment. 他の実施形態に係る第1突部の斜視図である。It is a perspective view of the 1st projection concerning other embodiments. 図15における第1突部の矢視断面図であり、(a)は図15のx方向のa位置における矢視断面図であり、(b)は図15のx方向のb位置における矢視断面図であり、(c)は図15のx方向のc位置における矢視断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of the first protrusion in FIG. 15 as viewed in the direction of the arrow, where (a) is a cross-sectional view in the direction of arrow a in FIG. It is sectional drawing, (c) is arrow sectional drawing in c position of the x direction of FIG. 図16(b)のC−C矢視断面図である。It is CC arrow sectional drawing of FIG.16 (b).

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely illustrative. Absent.
For example, a representation representing a relative or absolute arrangement such as “in a direction”, “along a direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” is strictly Not only does it represent such an arrangement, but also represents a state of relative displacement with an angle or distance that allows the same function to be obtained.
For example, expressions that indicate that things such as "identical", "equal" and "homogeneous" are equal states not only represent strictly equal states, but also have tolerances or differences with which the same function can be obtained. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrilateral shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as rectangular shapes and cylindrical shapes in a geometrically strict sense, but also uneven portions and chamfers within the range where the same effect can be obtained. The shape including a part etc. shall also be expressed.
On the other hand, the expressions "comprising", "having", "having", "including" or "having" one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.

最初に、一実施形態に係るガスタービン100について、図1を参照して説明する。なお、図1は、一実施形態に係るガスタービン100を示す概略構成図である。   First, a gas turbine 100 according to an embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 1 is a schematic block diagram which shows the gas turbine 100 which concerns on one Embodiment.

図1に示すように、一実施形態に係るガスタービン100は、圧縮空気を生成するための圧縮機102と、圧縮空気及び燃料を用いて燃焼ガスを発生させるための燃焼器104と、燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービン106と、を備える。発電用のガスタービン100の場合、タービン106には不図示の発電機が連結され、タービン106の回転エネルギーによって発電が行われるようになっている。   As shown in FIG. 1, a gas turbine 100 according to an embodiment includes a compressor 102 for generating compressed air, a combustor 104 for generating combustion gas using compressed air and fuel, and combustion gas. And a turbine 106 configured to be rotationally driven by the In the case of the gas turbine 100 for power generation, a generator (not shown) is connected to the turbine 106, and power generation is performed by rotational energy of the turbine 106.

ガスタービン100における各部位の具体的な構成例について説明する。
圧縮機102は、圧縮機車室110と、圧縮機車室110の入口側に設けられ、空気を取り込むための空気取入口112と、圧縮機車室110及び後述するタービン車室122を共に貫通するように設けられたロータシャフト108と、圧縮機車室110内に配置された各種の翼と、を備える。各種の翼は、空気取入口112側に設けられた入口案内翼114と、圧縮機車室110側に固定された複数の圧縮機静翼116と、圧縮機静翼116に対して交互に配列されるようにロータシャフト108に植設された複数の圧縮機動翼118と、を含む。なお、圧縮機102は、不図示の抽気室等の他の構成要素を備えていてもよい。このような圧縮機102において、空気取入口112から取り込まれた空気は、複数の圧縮機静翼116及び複数の圧縮機動翼118を通過して圧縮されることで圧縮空気が生成される。そして、圧縮空気は圧縮機102から後段の燃焼器104に送られる。
A specific configuration example of each part in the gas turbine 100 will be described.
The compressor 102 is provided on the inlet side of the compressor casing 110 and the compressor casing 110, and penetrates the air intake 112 for taking in air, the compressor casing 110 and a turbine casing 122 described later. The rotor shaft 108 is provided, and various wings disposed in the compressor casing 110. The various wings are alternately arranged with respect to an inlet guide wing 114 provided on the air intake 112 side, a plurality of compressor vanes 116 fixed on the compressor casing 110 side, and the compressor vane 116. And a plurality of compression blades 118 embedded in the rotor shaft 108. In addition, the compressor 102 may be equipped with other components, such as a not-shown bleed chamber. In such a compressor 102, the air taken in from the air intake 112 is compressed through the plurality of compressor stator blades 116 and the plurality of compression blades 118 to generate compressed air. The compressed air is then sent from the compressor 102 to the combustor 104 in the subsequent stage.

燃焼器104は、ケーシング(燃焼器車室)120内に配置される。図1に示すように、燃焼器104は、ケーシング120内にロータシャフト108を中心として環状に複数配置されていてもよい。燃焼器104には燃料と圧縮機102で生成された圧縮空気とが供給され、燃料を燃焼させることによって、タービン106の作動流体である高温高圧の燃焼ガスを発生させる。そして、燃焼ガスは燃焼器104から後段のタービン106に送られる。   The combustor 104 is disposed in a casing (combustor casing) 120. As shown in FIG. 1, a plurality of combustors 104 may be annularly disposed within the casing 120 with the rotor shaft 108 as the center. The fuel and the compressed air generated by the compressor 102 are supplied to the combustor 104, and the fuel is burned to generate high-temperature and high-pressure combustion gas which is a working fluid of the turbine 106. The combustion gas is then sent from the combustor 104 to the turbine 106 of the subsequent stage.

タービン106は、タービン車室(ケーシング)122と、タービン車室122内に配置された各種のタービン翼と、を備える。各種のタービン翼は、タービン車室122側に固定された複数のタービン静翼124と、タービン静翼124に対して交互に配列されるようにロータシャフト108に植設された複数のタービン動翼1と、を含む。タービン動翼1は、タービン静翼124とともにタービン車室122内を流れる高温高圧の燃焼ガスから回転駆動力を発生させるように構成される。この回転駆動力はロータシャフト108に伝達される。なお、タービン動翼1の具体的な構成例については後述する。また、タービン106は、出口案内翼等の他の構成要素を備えていてもよい。上記構成を有するタービン106においては、燃焼ガスが複数のタービン静翼124及び複数のタービン動翼1を通過することでロータシャフト108が回転駆動する。これにより、ロータシャフト108に連結された発電機が駆動されるようになっている。   The turbine 106 includes a turbine casing (casing) 122 and various turbine blades disposed in the turbine casing 122. The various turbine blades are a plurality of turbine vanes 124 fixed to the turbine casing 122 side, and a plurality of turbine blades embedded in the rotor shaft 108 so as to be alternately arranged with respect to the turbine vanes 124. And one. The turbine moving blade 1 is configured to generate a rotational driving force from the high temperature and high pressure combustion gas flowing in the turbine casing 122 together with the turbine stationary blade 124. The rotational driving force is transmitted to the rotor shaft 108. In addition, the specific structural example of the turbine moving blade 1 is mentioned later. The turbine 106 may also include other components such as outlet guide vanes. In the turbine 106 having the above-described configuration, the rotor shaft 108 is rotationally driven by the combustion gas passing through the plurality of turbine vanes 124 and the plurality of turbine blades 1. Thus, the generator connected to the rotor shaft 108 is driven.

タービン車室122の下流側には、排気車室128を介して排気室129が連結されている。タービン106を駆動した後の燃焼ガスは、排気車室128及び排気室129を通って外部へ排出される。   An exhaust chamber 129 is connected to the downstream side of the turbine casing 122 via an exhaust casing 128. The combustion gas after driving the turbine 106 is exhausted to the outside through the exhaust casing 128 and the exhaust chamber 129.

図2は、一実施形態のタービン動翼1の内部断面図であり、図3は、一実施形態のタービン動翼1を図2のA方向、すなわちロータシャフト108の径方向外側から見た断面図である。一実施形態のタービン動翼1はシャンク部2と翼部3とを備えており、翼部3が高温高圧の燃焼ガスに曝される。   FIG. 2 is an internal cross-sectional view of the turbine rotor blade 1 of an embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the turbine rotor blade 1 of an embodiment as viewed from direction A of FIG. FIG. The turbine rotor blade 1 according to one embodiment includes a shank 2 and a wing 3, and the wing 3 is exposed to high-temperature and high-pressure combustion gas.

翼部3は、腹側の壁部(腹側壁)13と、背側の壁部(背側壁)14とを有する。図3に示すように、ロータシャフト108の径方向から見たときに、腹側壁13と背側壁14とは、前縁18において接続されており、後縁19において離間している。   The wing 3 has a ventral wall (vent side wall) 13 and a dorsal wall (back side wall) 14. As shown in FIG. 3, when viewed in the radial direction of the rotor shaft 108, the ventral side wall 13 and the back side wall 14 are connected at the leading edge 18 and are separated at the trailing edge 19.

翼部3には、対向する腹側壁13の内壁面13aと背側壁14の内壁面14aとの間に冷却媒体としての冷却空気を流す前縁側蛇行型冷却通路6と後縁側蛇行型冷却通路7が形成されている。
具体的には、翼部3の内部には隔壁10a,10b,10c,10d,10eが設けられており、隔壁10a,10b,10c,10d,10eと腹側壁13と背側壁14とによって囲まれた冷却通路4a,4b,4c,4d,4e,4f,4gが形成される。
In the wing portion 3, a leading edge side serpentine cooling passage 6 and a trailing edge side serpentine cooling passage 7 for flowing cooling air as a cooling medium between the inner wall surface 13 a of the opposite side wall 13 and the inner wall surface 14 a of the back side wall 14. Is formed.
Specifically, partition walls 10a, 10b, 10c, 10d and 10e are provided inside wing portion 3 and are surrounded by partition walls 10a, 10b, 10c and 10e, abdominal wall 13 and back wall 14 Cooling passages 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g are formed.

前縁側蛇行型冷却通路6は、後縁側蛇行型冷却通路7よりも前縁18側に設けられた冷却通路であり、冷却通路4a,4b,4cを含む。冷却通路4aと冷却通路4bとは転向部5aによって接続され、冷却通路4bと冷却通路4cとは転向部5bによって接続されている。
前縁側蛇行型冷却通路6の冷却空気の入口6aはタービン動翼1の根元側に設けられ、冷却空気の出口6bは翼部3の外周側(先端側)の端部に設けられている。
The leading edge serpentine cooling passage 6 is a cooling passage provided on the front edge 18 side of the trailing edge serpentine cooling passage 7 and includes cooling passages 4a, 4b and 4c. The cooling passage 4a and the cooling passage 4b are connected by the turning portion 5a, and the cooling passage 4b and the cooling passage 4c are connected by the turning portion 5b.
The cooling air inlet 6 a of the leading edge side serpentine cooling passage 6 is provided on the root side of the turbine moving blade 1, and the cooling air outlet 6 b is provided on the end of the outer peripheral side (tip side) of the wing 3.

後縁側蛇行型冷却通路7は、前縁側蛇行型冷却通路6よりも後縁19側に設けられた冷却通路であり、冷却通路4d,4e,4f,4gを含む。冷却通路4dと冷却通路4eとは転向部5cによって接続され、冷却通路4eと冷却通路4fとは転向部5dによって接続されている。冷却通路4gは、冷却通路4fの後縁19側に接続されている。
後縁側蛇行型冷却通路7の冷却空気の入口7aはタービン動翼1の根元側に設けられ、冷却空気の出口7bは翼部3の後縁19に設けられている。冷却空気の出口7bは、冷却通路4gにおける冷却空気の流れに対する下流側の端部である。
The trailing edge serpentine cooling passage 7 is a cooling passage provided on the trailing edge 19 side of the leading edge serpentine cooling passage 6 and includes cooling passages 4d, 4e, 4f, 4g. The cooling passage 4d and the cooling passage 4e are connected by the turning portion 5c, and the cooling passage 4e and the cooling passage 4f are connected by the turning portion 5d. The cooling passage 4g is connected to the trailing edge 19 side of the cooling passage 4f.
The cooling air inlet 7 a of the trailing edge side serpentine cooling passage 7 is provided on the root side of the turbine moving blade 1, and the cooling air outlet 7 b is provided on the trailing edge 19 of the wing 3. The outlet 7b of the cooling air is a downstream end of the flow of the cooling air in the cooling passage 4g.

各蛇行型冷却通路6,7内には、冷却空気への熱伝達を促進するための堰状のリブ12が複数設けられている。また、後縁側蛇行型冷却通路7において冷却空気の流れに対して最も下流側の冷却通路4gには、後で詳述する、冷却空気への熱伝達を促進するためのピンフィン201を複数有するピンフィン群200が設けられている。   In each of the serpentine cooling passages 6 and 7, a plurality of ribbed ribs 12 for promoting heat transfer to the cooling air are provided. Further, in the cooling passage 4g on the most downstream side with respect to the flow of cooling air in the trailing edge serpentine cooling passage 7, pin fins having a plurality of pin fins 201 for promoting heat transfer to the cooling air, which will be described in detail later A group 200 is provided.

タービン動翼1に供給される冷却空気には、例えば、圧縮機102から抽気した圧縮空気が利用される。
前縁側蛇行型冷却通路6では、入口6aから流入した冷却空気は、冷却通路4a,4b,4cを順に流れることで翼部3の先端側と根元側との間で蛇行し、出口6bからタービン動翼1の外部に流出する。
後縁側蛇行型冷却通路7では、入口7aから流入した冷却空気は、冷却通路4d,4e,4fを順に流れることで翼部3の先端側と根元側との間で蛇行し、冷却通路4gを後縁19側に向かって流れ、出口7bからタービン動翼1の外部に流出する。
For example, compressed air extracted from the compressor 102 is used as the cooling air supplied to the turbine moving blade 1.
In the leading edge side serpentine cooling passage 6, the cooling air flowing in from the inlet 6a meanders between the tip side and the root side of the wing portion 3 by sequentially flowing through the cooling passages 4a, 4b and 4c, and the turbine from the outlet 6b It flows out of the moving blade 1.
In the trailing edge side serpentine cooling passage 7, the cooling air flowing in from the inlet 7a meanders between the tip side and the root side of the wing portion 3 by sequentially flowing through the cooling passages 4d, 4e, 4f, and the cooling passage 4g It flows toward the trailing edge 19 side and flows out from the outlet 7 b to the outside of the turbine bucket 1.

(ピンフィン群200について)
図4は、一実施形態の冷却通路4gを冷却空気の流れの上流側から下流側に向かって見たときの翼部3の断面の一部を示す図であり、図5は、一実施形態の冷却通路4g内に設けられているピンフィン群200の一部についての斜視図である。なお、ピンフィン群200を構成する各ピンフィン201の形状の理解を容易にするために、図4及び後で説明する各図において、実際には表れないワイヤーフレームの線を併用してピンフィン201の外形を表すことがある。
一実施形態のピンフィン201は、腹側壁13の内壁面13aから背側壁14の内壁面14aに向かって突出する第1突部210と、背側壁14の内壁面14aから腹側壁13の内壁面13aに向かって突出する第2突部220とを備える。一実施形態では、第1突部210及び第2突部220は、腹側壁13の内壁面13aと背側壁14の内壁面14aとの中間面31、すなわち、内壁面13aと内壁面14aとの中間に位置する仮想の面までそれぞれ延在し、第1突部210の先端面211と、第2突部220の先端面221とが中間面31において接続されている。すなわち、一実施形態では、第1突部210と第2突部220とによってピンフィン201が一体的に形成されている。
一実施形態では、ピンフィン201は、中間面31に関して第1突部210と第2突部220とが対称である。
(About pin fin group 200)
FIG. 4 is a view showing a part of a cross section of the wing portion 3 when the cooling passage 4 g of an embodiment is viewed from the upstream side to the downstream side of the flow of cooling air, and FIG. 5 is an embodiment FIG. 16 is a perspective view of a portion of the pin fin group 200 provided in the cooling passage 4g of FIG. In addition, in order to facilitate understanding of the shape of each of the pin fins 201 constituting the pin fin group 200, the outline of the pin fins 201 is used in combination with a wire frame line that does not actually appear in FIG. May represent
The pin fin 201 according to one embodiment includes a first protrusion 210 projecting from the inner wall surface 13a of the abdominal side wall 13 toward the inner wall surface 14a of the back side wall 14, and an inner wall surface 13a of the abdominal wall 13 from the inner wall surface 14a of the back side wall 14. And a second protrusion 220 protruding toward the In one embodiment, the first projection 210 and the second projection 220 are intermediate surfaces 31 of the inner wall surface 13a of the abdominal side wall 13 and the inner wall surface 14a of the back side wall 14, ie, the inner wall surface 13a and the inner wall surface 14a. Each extends to a virtual surface located in the middle, and the distal end surface 211 of the first protrusion 210 and the distal end surface 221 of the second protrusion 220 are connected at the intermediate surface 31. That is, in one embodiment, the pin fin 201 is integrally formed by the first protrusion 210 and the second protrusion 220.
In one embodiment, the pin fin 201 is symmetrical about the intermediate surface 31 with respect to the first protrusion 210 and the second protrusion 220.

図6は、第1突部210の斜視図である。
説明の便宜上、冷却空気の流れ方向に沿った方向であって、第1及び第2突部210,220のそれぞれの先端面211,221における最大寸法LCmax(図6参照)を規定する方向をx方向とし、内壁面13a,14a(図4参照)に沿った方向であってx方向と直交する方向をy方向とする。また、中間面31に直交する方向をz方向とする。
上述のように定めたx、y、z方向を図4以降の各図において方向を表す際に用いることとする。
また、第1及び第2突部210,220のそれぞれにおいて、x方向における寸法を長さ寸法又は単に長さと呼び、y方向における寸法を幅寸法又は単に幅と呼び、z方向における寸法を高さ寸法又は単に高さと呼ぶ。また、以下の説明では、x方向を長さ方向とも呼び、y方向を幅方向とも呼び、z方向を高さ方向とも呼ぶ。
FIG. 6 is a perspective view of the first protrusion 210. FIG.
For convenience of explanation, the direction along the flow direction of the cooling air, which defines the maximum dimension LCmax (see FIG. 6) at the tip end face 211, 221 of each of the first and second protrusions 210, 220 is x The direction is the direction along the inner wall surfaces 13a and 14a (see FIG. 4), and the direction orthogonal to the x direction is the y direction. Further, the direction orthogonal to the intermediate surface 31 is taken as the z direction.
The x, y, and z directions determined as described above are used to indicate directions in each of FIG. 4 and subsequent figures.
Also, in each of the first and second projections 210 and 220, the dimension in the x direction is referred to as the length dimension or simply the length, the dimension in the y direction is referred to as the width dimension or simply the width, and the dimension in the z direction is the height It is called dimension or simply height. In the following description, the x direction is also referred to as a length direction, the y direction is also referred to as a width direction, and the z direction is also referred to as a height direction.

一実施形態では、中間面31に関して第1突部210と第2突部220とが対称であるので、第1突部210の先端面211における最大寸法LCmaxを規定する方向と、第2突部220の先端面221における最大寸法LCmaxを規定する方向とが一致している。しかし、後述する作用効果を奏する範囲内であれば、第1突部210の先端面211における最大寸法LCmaxを規定する方向と、第2突部220の先端面221における最大寸法LCmaxを規定する方向とがずれていてもよい。
また、一実施形態では、第1突部210と第2突部220とが中間面31を境にx方向及びy方向にずれていないが、後述する作用効果を奏する範囲内であれば、第1突部210と第2突部220とが中間面31を境にx方向やy方向にずれていてもよい。
In one embodiment, since the first protrusion 210 and the second protrusion 220 are symmetrical with respect to the intermediate surface 31, a direction defining the maximum dimension LCmax at the tip surface 211 of the first protrusion 210, and the second protrusion The direction in which the maximum dimension LCmax of the tip end surface 221 of the 220 is defined coincides with the direction. However, within the range that exerts the effects described later, the direction defining the maximum dimension LCmax in the tip end surface 211 of the first protrusion 210 and the direction defining the maximum dimension LCmax in the tip end surface 221 of the second protrusion 220 It may be out of alignment.
In one embodiment, the first protrusion 210 and the second protrusion 220 are not shifted in the x direction and the y direction with the intermediate surface 31 as a boundary, but if within the range that produces the effects described later, The first protrusion 210 and the second protrusion 220 may be shifted in the x direction or the y direction with the intermediate surface 31 as a boundary.

一実施形態では、第1突部210は、内壁面13aから所定の高さ寸法の範囲内の部位である基端部212と、中間面31から所定の高さ寸法の範囲内の部位である中間部213とを備える(図4,6参照)。以下の説明では、基端部212が内壁面13aから立ち上がる部分、すなわち基端部212の最も内壁面13a側の位置における第1突部210の断面を基端面214と呼ぶ。また、以下の説明では、第1突部210の先端面211の外縁と基端面214の外縁とを接続する面を側面215と呼ぶ。
同様に、第2突部220は、内壁面14aから所定の高さ寸法の範囲内の部位である基端部222と、中間面31から所定の高さ寸法の範囲内の部位である中間部223とを備える。以下の説明では、基端部222が内壁面14aから立ち上がる部分、すなわち基端部222の最も内壁面14a側の位置における第2突部220の断面を基端面224と呼ぶ。また、以下の説明では、第2突部220の先端面221の外縁と基端面224の外縁とを接続する面を側面225と呼ぶ。
In one embodiment, the first projection 210 is a base end portion 212 which is a portion within a predetermined height dimension from the inner wall surface 13 a and a portion which is within a predetermined height dimension from the intermediate surface 31. And an intermediate portion 213 (see FIGS. 4 and 6). In the following description, a section of the first protrusion 210 at a position where the proximal end 212 rises from the inner wall surface 13a, that is, the position of the proximal end 212 on the innermost wall surface 13a side is referred to as a proximal end surface 214. Further, in the following description, a surface connecting the outer edge of the tip end surface 211 of the first protrusion 210 and the outer edge of the base end surface 214 is referred to as a side surface 215.
Similarly, the second protrusion 220 has a proximal end 222 which is a portion within a predetermined height dimension from the inner wall surface 14 a and an intermediate portion which is a portion within a predetermined height dimension from the intermediate surface 31. And H.223. In the following description, a section of the second projection 220 at a position where the proximal end portion 222 rises from the inner wall surface 14a, that is, a position on the innermost wall surface 14a side of the proximal end portion 222 is referred to as a proximal end surface 224. Further, in the following description, a surface connecting the outer edge of the distal end surface 221 of the second protrusion 220 and the outer edge of the proximal end surface 224 is referred to as a side surface 225.

(第1及び第2突部210,220の形状について)
以下、主に図6,7,8を参照して、一実施形態の第1突部210の形状について説明する。なお、上述したように、一実施形態の第2突部220が一実施形態の第1突部210と中間面31に関して対称であるので、第2突部220の形状の説明については省略する。
図7は、一実施形態の第1突部210をz方向から見たときの断面を表す図であり、図7(a)は、先端面211の形状を表し、図7(b)は、基端面214の形状を表す。図8は、第1突部210をz方向から見た図である。
(About the shape of the first and second protrusions 210 and 220)
Hereinafter, the shape of the first protrusion 210 according to an embodiment will be described mainly with reference to FIGS. In addition, since the 2nd protrusion 220 of one Embodiment is symmetrical regarding the 1st protrusion 210 and the intermediate surface 31 of one Embodiment as mentioned above, it abbreviate | omits about description of the shape of the 2nd protrusion 220. FIG.
FIG. 7 is a view showing a cross section when the first protrusion 210 of one embodiment is viewed from the z direction, and FIG. 7 (a) shows the shape of the tip end surface 211, and FIG. 7 (b) shows The shape of the proximal end surface 214 is shown. FIG. 8 is a view of the first protrusion 210 as viewed from the z direction.

(1)先端面211
図7(a)に示すように、一実施形態の先端面211は、冷却空気の流れの上流側の上流部211f及び下流側の下流部211rが外側に向かって凸となる、丸みを帯びた形状を呈する。なお、上流部211f及び下流部211rが外側に向かって凸となる、角張った形状を呈していてもよい。
上述したように、一実施形態の第1突部210では、先端面211における長さ寸法のうち、幅方向の中間位置における長さ寸法が最大寸法LCmaxとなる。
なお、先端面211の形状の理解を容易にするために、図7(a)において、最大寸法LCmaxを直径とする仮想の円C1を2点鎖線で表す。
一実施形態では、先端面211における幅寸法は、最大寸法LCmaxよりも小さく、幅方向の中間位置における長さ方向の中間位置OCよりも冷却空気の流れの下流側、すなわち、図7(a)の右側において最大値WCmaxをとる。
一実施形態では、先端面211は、中間位置OCを含みx方向に延在する線分CLcを対称軸として線対称である。
(1) Tip surface 211
As shown to Fig.7 (a), the front end surface 211 of one Embodiment is rounded in which the upstream upstream part 211f of the flow of cooling air and the downstream downstream part 211r are convex toward the outer side. It takes a shape. The upstream portion 211 f and the downstream portion 211 r may have an angular shape which is convex outward.
As described above, in the first protrusion 210 of the embodiment, among the length dimensions of the distal end surface 211, the length dimension at the middle position in the width direction is the maximum dimension LCmax.
In order to facilitate understanding of the shape of the tip end surface 211, in FIG. 7A, a virtual circle C1 having the maximum dimension LCmax as a diameter is represented by a two-dot chain line.
In one embodiment, the width dimension at the tip end surface 211 is smaller than the maximum dimension LCmax, and the downstream side of the flow of cooling air than the lengthwise middle position OC at the middle position in the width direction, that is, FIG. The maximum value WCmax is taken on the right side of.
In one embodiment, the tip end surface 211 is axisymmetrical with a line segment CLc that includes the intermediate position OC and extends in the x direction as a symmetry axis.

(2)基端面214
図7(b)に示すように、一実施形態の基端面214は、冷却空気の流れの上流側の上流部214f及び下流側の下流部214rが外側に向かって凸となる、丸みを帯びた形状を呈する。なお、上流部214f及び下流部214rが外側に向かって凸となる、角張った形状を呈していてもよい。
なお、基端面214の形状の理解を容易にするために、図7(b)において、長さ方向の最大寸法LBmaxを直径とする仮想の円C2を2点鎖線で表す。なお、一実施形態では、基端面214の長さ方向の最大寸法LBmaxは、先端面211における長さ方向の最大寸法LCmaxと等しい。したがって、円C2と図7(a)における円C1とは、直径が等しい。
一実施形態では、基端面214における幅寸法は、幅方向の中間位置における長さ方向の中間位置OBよりも冷却空気の流れの上流側、すなわち、図7(b)の左側において最大値WBmaxをとる。
一実施形態では、基端面214は、中間位置OBを含みx方向に延在する線分CLbを対称軸として線対称である。
(2) Base end face 214
As shown in FIG. 7B, the base end surface 214 of one embodiment is rounded such that the upstream portion 214f on the upstream side and the downstream portion 214r on the downstream side of the flow of cooling air are convex outward. It takes a shape. The upstream portion 214 f and the downstream portion 214 r may have an angular shape that is convex outward.
In addition, in order to facilitate understanding of the shape of the base end surface 214, in FIG. 7B, a virtual circle C2 having a maximum dimension LBmax in the length direction as a diameter is represented by a two-dot chain line. In one embodiment, the maximum dimension LBmax in the longitudinal direction of the proximal end surface 214 is equal to the maximum dimension LCmax in the longitudinal direction of the distal end surface 211. Therefore, the circle C2 and the circle C1 in FIG. 7A have the same diameter.
In one embodiment, the width dimension at the base end surface 214 has the maximum value WBmax at the upstream side of the flow of cooling air, that is, on the left side of FIG. 7B than the lengthwise middle position OB at the middle position in the width direction. Take.
In one embodiment, the proximal end surface 214 is axisymmetrical with the line segment CLb including the intermediate position OB and extending in the x direction as the symmetry axis.

一実施形態の第1突部210の形状についてさらに説明する。
一実施形態では、図8に示すように、先端面211の中間位置OCと基端面214の中間位置OBとは、z方向から見たときの位置が一致する。
例えば図6に示すように、一実施形態の第1突部210の側面215は、先端面211及び基端面214の外縁同士をなだらかに接続する面で形成されている。なお、後述する作用効果を奏する範囲内であれば、側面215に角張った領域が存在してもよい。
The shape of the first protrusion 210 of the embodiment will be further described.
In one embodiment, as shown in FIG. 8, the middle position OC of the distal end surface 211 and the middle position OB of the base end surface 214 coincide in position when viewed from the z direction.
For example, as shown in FIG. 6, the side surface 215 of the first protrusion 210 of one embodiment is formed of a surface that gently connects the outer edges of the distal end surface 211 and the proximal end surface 214. It should be noted that an angular region may be present on the side surface 215 as long as the effects described below can be achieved.

一実施形態の基端部212では、長さ寸法の中間位置よりも冷却空気の流れの上流側の第1位置において、幅寸法が最大となる。なお、図7(b)、図8において符号P1を付して表したx方向の位置は、基端面214における第1位置である。
なお、一実施形態では、上述したように、側面215が形状の異なる先端面211と基端面214との外縁同士をなだらかに接続する面で形成されていることから、基端部212におけるxy平面と平行な面で切断した断面の形状は、z方向の位置によって異なる。また、一実施形態では、基端部212における第1位置は、z方向の位置によって異なる。
なお、z方向の位置にかかわらず、基端部212におけるxy平面と平行な面で切断した断面の形状が同じであってもよい。この場合、基端部212における第1位置は、z方向の位置にかかわらず1か所に定まる。
At the proximal end 212 of an embodiment, the width dimension is greatest at a first position upstream of the flow of cooling air relative to the mid-length position. Note that the position in the x direction indicated with reference numeral P1 in FIG. 7B and FIG. 8 is the first position on the base end surface 214.
In one embodiment, as described above, since the side surface 215 is formed by a surface that gently connects the outer edges of the distal end surface 211 and the base end surface 214 having different shapes, the xy plane at the proximal end 212 The shape of the cross section cut in a plane parallel to the direction varies with the position in the z direction. Also, in one embodiment, the first position at the proximal end 212 is different depending on the position in the z-direction.
Note that regardless of the position in the z direction, the shape of the cross section of the proximal end 212 cut by a plane parallel to the xy plane may be the same. In this case, the first position at the proximal end 212 is fixed at one position regardless of the position in the z direction.

一実施形態の中間部213は、上記第1位置において、基端部212よりも小さい幅寸法を有する。また、中間部213では、上記第1位置よりも冷却空気の流れの下流側の第2位置において、幅寸法が最大となる。また、中間部213の幅寸法は、長さ寸法の中間位置よりも冷却空気の流れの下流側において最大となる。
なお、図7(a)、図8において符号P2を付して表したx方向の位置は、先端面211における第2位置である。一実施形態では、上述したように、側面215が形状の異なる先端面211と基端面214との外縁同士をなだらかに接続する面で形成されていることから、中間部213におけるxy平面と平行な面で切断した断面の形状は、z方向の位置によって異なる。また、一実施形態では、中間部213における第2位置は、z方向の位置によって異なる。
なお、z方向の位置にかかわらず、中間部213におけるxy平面と平行な面で切断した断面の形状が同じであってもよい。この場合、中間部213における第2位置は、z方向の位置にかかわらず1か所に定まる。
The middle portion 213 of an embodiment has a smaller width dimension than the proximal end 212 at the first position. In the middle portion 213, the width dimension is maximized at the second position on the downstream side of the flow of the cooling air than the first position. In addition, the width dimension of the middle portion 213 is the largest downstream of the flow of the cooling air than the middle position of the length dimension.
Note that the position in the x direction indicated with a symbol P2 in FIG. 7A and FIG. 8 is the second position on the distal end surface 211. In one embodiment, as described above, since the side surface 215 is formed of a surface that gently connects the outer edges of the tip surface 211 and the base end surface 214 having different shapes, it is parallel to the xy plane in the middle portion 213 The shape of the cross section cut by the plane differs depending on the position in the z direction. In one embodiment, the second position in the middle portion 213 is different depending on the position in the z direction.
Note that regardless of the position in the z direction, the shape of the cross section of the intermediate portion 213 cut along a plane parallel to the xy plane may be the same. In this case, the second position in the middle portion 213 is fixed at one position regardless of the position in the z direction.

図6,8に示すように、中間部213の幅寸法は、長さ方向の任意の位置において、基端部212の幅寸法と同じか、基端部212の幅寸法よりも小さい。より具体的には、中間部213の幅寸法は、冷却空気の流れに沿ったある位置よりも上流側では、基端部212の幅寸法よりも小さく、該位置よりも下流側では、基端部212の幅寸法と略等しい。   As shown in FIGS. 6 and 8, the width dimension of the middle portion 213 is the same as or smaller than the width dimension of the proximal end 212 at any position in the longitudinal direction. More specifically, the width dimension of the intermediate portion 213 is smaller than the width dimension of the proximal end 212 on the upstream side than a certain position along the flow of cooling air, and the proximal end on the downstream side thereof It is approximately equal to the width dimension of the part 212.

図9は、ピンフィン群200における複数のピンフィン201の配置について説明する図であり、中間面31で切断したピンフィン群200を背側壁14側から見た図である。
一実施形態のピンフィン群200では、複数のピンフィン201が、規則的に配置されている。具体的には、ピンフィン群200は、ピンフィン201、すなわち第1突部210及び図9において不図示の第2突部220がy方向に沿って所定のピッチPyで配置された第1ピンフィン列202及び第2ピンフィン列203を備える。
第1ピンフィン列202と第2ピンフィン列203とは、x方向に所定のピッチPxで繰り返し配置されている(図5,9参照)。第1ピンフィン列202の各ピンフィン201と第2ピンフィン列203の各ピンフィン201とは、所定のずれ量D=0.5Pyでy方向にずれて配置されている。
FIG. 9 is a view for explaining the arrangement of the plurality of pin fins 201 in the pin fin group 200, and is a view of the pin fin group 200 cut at the intermediate surface 31 as viewed from the back side wall 14 side.
In the pin fin group 200 of one embodiment, a plurality of pin fins 201 are regularly arranged. Specifically, in the pin fin group 200, the pin fins 201, that is, the first protrusions 210 and the first protrusions 210 and the second protrusions 220 (not shown in FIG. 9) are arranged at a predetermined pitch Py along the y direction. And a second pin fin row 203.
The first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 are repeatedly arranged at a predetermined pitch Px in the x direction (see FIGS. 5 and 9). The pin fins 201 of the first pin fin row 202 and the pin fins 201 of the second pin fin row 203 are arranged to be deviated in the y direction with a predetermined deviation amount D = 0.5 Py.

一実施形態のピンフィン群200では、各ピンフィン201の先端面211における幅寸法の最大値(最大寸法LCmax)の1/2をRcとすると、D−2Rc>0の関係を満たす(図9参照)。そのため、一実施形態のピンフィン群200では、第1ピンフィン列202及び第2ピンフィン列203をx方向に投影した場合に、図4に示すように、少なくとも中間面31において第1ピンフィン列202と第2ピンフィン列203とがオーバーラップしない非オーバーラップ領域32が形成される。   In the pin fin group 200 of one embodiment, assuming that Rc is 1/2 of the maximum value (maximum dimension LCmax) of the width dimension at the tip end surface 211 of each pin fin 201, the relationship of D-2Rc> 0 is satisfied (see FIG. 9) . Therefore, in the pin fin group 200 according to one embodiment, when the first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 are projected in the x direction, as shown in FIG. A non-overlapping region 32 which does not overlap with the two-pin fin row 203 is formed.

また、一実施形態のピンフィン群200では、各ピンフィン201の基端部212における幅寸法の最大値(最大値WBmax)の1/2をRbとすると、D−2Rb<0の関係を満たす(図9参照)。そのため、一実施形態のピンフィン群200では、第1ピンフィン列202及び第2ピンフィン列203をx方向に投影した場合に、図4に示すように、基端部212,222の少なくとも一部において第1ピンフィン列202と第2ピンフィン列203とがオーバーラップするオーバーラップ領域33が形成される。   Further, in the pin fin group 200 according to one embodiment, assuming that Rb is a half of the maximum value (maximum value WBmax) of the width dimension at the base end portion 212 of each pin fin 201, the relationship D-2Rb <0 is satisfied (see FIG. 9). Therefore, in the pin fin group 200 of one embodiment, when the first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 are projected in the x direction, as shown in FIG. An overlap region 33 is formed where the first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 overlap.

次に、上述した一実施形態のピンフィン群200が設けられた冷却通路4g内での冷却空気の流れと、一実施形態のピンフィン群200によって冷却空気による冷却効果が向上する理由について、図8,10,11を参照して説明する。
図10は、一実施形態の冷却通路4gをy方向に沿って見たときの翼部3の断面の一部を模式的に示す図である。図11は、ピンフィン201の近傍における冷却空気の流れを表す図であり、図11(a)は、先端面211の近傍、すなわち中間面31の近傍における冷却空気の流れを矢印45,46によって表す図であり、図11(b)は、基端面214の近傍、すなわち、内壁面13aの近傍における冷却空気の流れを矢印47,48によって表す図である。
Next, the flow of the cooling air in the cooling passage 4g provided with the pin fin group 200 of the one embodiment described above and the reason why the cooling effect by the cooling air is improved by the pin fin group 200 of one embodiment will be described with reference to FIG. This will be described with reference to 10 and 11.
FIG. 10 is a view schematically showing a part of a cross section of the wing portion 3 when the cooling passage 4g of one embodiment is viewed along the y direction. FIG. 11 is a view showing the flow of cooling air in the vicinity of the pin fin 201, and FIG. 11A shows the flow of the cooling air in the vicinity of the tip end surface 211, ie, the vicinity of the intermediate surface 31 by arrows 45 and 46. FIG. 11 (b) is a diagram showing the flow of cooling air in the vicinity of the proximal end surface 214, ie, in the vicinity of the inner wall surface 13a, by arrows 47 and 48.

図8に示すように、一実施形態のピンフィン群200では、各ピンフィン201の基端部212,222の幅寸法が、幅方向の中間位置における長さ方向の中間位置OBよりも冷却空気の流れの上流側の第1位置において最大となる。したがって、図10の矢印41で示すように、内壁面13a,14aに沿って流れる冷却空気が第1位置に向かうにつれて、矢印42で示すように、それぞれ内壁面13a,14aから中間面31側に向かうように誘導される。なお、図10では、第1位置として基端面214,224における第1位置P1を図示している。   As shown in FIG. 8, in the pin fin group 200 of one embodiment, the width dimension of the base end portions 212 and 222 of each pin fin 201 is smaller than the middle position in the width direction than the middle position OB in the lengthwise direction. Maximum at the first position upstream of the Therefore, as shown by the arrow 41 in FIG. 10, as the cooling air flowing along the inner wall surfaces 13a, 14a goes to the first position, as shown by the arrow 42, from the inner wall surfaces 13a, 14a toward the intermediate surface 31 respectively. You are guided to go. In addition, in FIG. 10, the 1st position P1 in the base end surface 214,224 is shown in figure as a 1st position.

一実施形態では、上述したように、第1位置よりも下流側では基端部212,222の幅寸法が小さくなるので、上述したように先端面211,221側(中間面31側)に向かって誘導された冷却空気は、第1位置を通過すると、矢印43で示すように、中間面31側から内壁面13a,14a側に向かうように流れの向きが変化し、矢印44で示すように、内壁面13a,14a側に向かって流れる。
一実施形態では、上述したように、中間部213,223の幅寸法が第1位置よりも冷却空気の流れの下流側の第2位置において最大となる。したがって、第1位置を通過した冷却空気の上述した流れの向きの変化を促進する。なお、図10では、第2位置として先端面211,221における第2位置P2を図示している。
このようにして、一実施形態では、冷却空気の流れ方向と直交する方向、すなわちz方向へ冷却空気が移動することで冷却空気の混合が促進される。
In one embodiment, as described above, since the width dimensions of the proximal end portions 212 and 222 become smaller at the downstream side than the first position, as described above, the width direction becomes the tip surface 211 or 221 side (intermediate surface 31 side) When passing through the first position, the induced cooling air changes its flow direction from the intermediate surface 31 to the inner wall surface 13a, 14a as indicated by the arrow 43, and as indicated by the arrow 44. , Flows toward the inner wall surface 13a, 14a.
In one embodiment, as described above, the width dimension of the intermediate portions 213 and 223 is maximized at the second position downstream of the flow of cooling air than the first position. Therefore, the above-described change in the flow direction of the cooling air that has passed through the first position is promoted. In addition, in FIG. 10, the 2nd position P2 in the front end surface 211,221 is shown in figure as a 2nd position.
Thus, in one embodiment, the movement of the cooling air in a direction perpendicular to the flow direction of the cooling air, that is, the z direction promotes mixing of the cooling air.

仮に、冷却空気の混合が促進されず、冷却空気が内壁面13a,14aに沿って層流を形成するように流れていった場合、内壁面13a,14aの表面近傍を流れる冷却空気の温度が上昇することで内壁面13a,14aから冷却空気への熱伝達が下流側で低下するおそれがある。
しかし、一実施形態のピンフィン群200によれば、上述したように、冷却空気の流れ方向と直交する高さ方向へ冷却空気が移動することで冷却空気の混合が促進されるので、内壁面13a,14aの表面近傍を流れる冷却空気の温度上昇を抑制できる。これにより、内壁面13a,14aから冷却空気への熱伝達が下流側で低下することを抑制できるので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
If the mixing of the cooling air is not promoted and the cooling air flows to form a laminar flow along the inner wall surfaces 13a and 14a, the temperature of the cooling air flowing near the surface of the inner wall surfaces 13a and 14a is By rising, there is a possibility that heat transfer from the inner wall surface 13a, 14a to the cooling air may be reduced on the downstream side.
However, according to the pin fin group 200 of one embodiment, as described above, the mixing of the cooling air is promoted by the movement of the cooling air in the height direction orthogonal to the flow direction of the cooling air, so the inner wall surface 13a , 14a can suppress the temperature rise of the cooling air flowing near the surface. As a result, the heat transfer from the inner wall surfaces 13a and 14a to the cooling air can be suppressed from being reduced on the downstream side, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.

また、一実施形態のピンフィン群200では、第1及び第2突部210,220から冷却空気へ効率的に熱が伝達されるので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
すなわち、一般的に、冷却媒体の流れに対して直交する方向に延在する柱状部材では、冷却媒体の流れの上流側では柱状部材の表面における冷却媒体の流速が速いため冷却媒体への熱伝達が良好であるが、冷却媒体の流れの下流側では柱状部材の表面から冷却媒体の流れが剥離して冷却媒体の流速が低下するため冷却媒体への熱伝達が良好ではない。
しかし、一実施形態のピンフィン201では、中間部213,223の幅寸法が第1位置よりも冷却空気の流れの下流側の第2位置において最大となる。これにより、中間部213,223において冷却空気の流速が低下する領域を縮小できる。換言すると、図11(a)の矢印51で示すように、中間部213,223の上流側の表面において冷却空気の流速が速い領域、すなわち熱伝達が良好となる領域を相対的に拡大できる。
特に、一実施形態では、中間部213,223の幅寸法は、長さ寸法の中間位置OB,OCよりも冷却空気の流れの下流側において最大となるので、中間部213,223において上述したような冷却空気の流速が低下する領域をさらに縮小でき、熱伝達が良好となる領域をさらに拡大できる。
したがって、一実施形態のピンフィン群200では、ピンフィン201の中間部213,223において冷却空気へ効率的に熱が伝達されるので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
Moreover, in the pin fin group 200 of one embodiment, heat is efficiently transferred from the first and second protrusions 210 and 220 to the cooling air, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be efficiently cooled.
That is, in general, in the columnar member extending in the direction orthogonal to the flow of the cooling medium, the heat transfer to the cooling medium occurs because the flow velocity of the cooling medium on the surface of the columnar member is high upstream of the flow of the cooling medium However, on the downstream side of the flow of the cooling medium, the flow of the cooling medium separates from the surface of the columnar member and the flow velocity of the cooling medium decreases, so that the heat transfer to the cooling medium is not good.
However, in the pin fin 201 according to the embodiment, the width dimension of the intermediate portions 213 and 223 is maximized at the second position downstream of the flow of the cooling air than the first position. Thereby, the area | region where the flow velocity of cooling air falls in the intermediate part 213,223 can be reduced. In other words, as shown by the arrow 51 in FIG. 11A, the region where the flow velocity of the cooling air is high, ie, the region where the heat transfer is good, can be relatively enlarged on the surface upstream of the intermediate portions 213 and 223.
In particular, in one embodiment, the width dimension of the intermediate portion 213, 223 is maximized downstream of the flow of the cooling air than the intermediate position OB, OC of the linear dimension, so as described above in the intermediate portion 213, 223 It is possible to further reduce the area where the flow velocity of the cooling air is reduced and to further expand the area where the heat transfer is good.
Therefore, in the pin fin group 200 of one embodiment, heat is efficiently transferred to the cooling air at the intermediate portions 213 and 223 of the pin fins 201, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be efficiently cooled.

さらに、一実施形態のピンフィン群200では、図10の矢印42で示すように中間面31側に向かって誘導された冷却空気は、第1位置を通過すると、図10の矢印43で示すように中間面31側から内壁面13a,14a側に向かうように流れの向きが変化する。そのため、中間面31側から内壁面13a,14a側に向かう冷却空気が、図10の矢印44及び図11(b)の矢印48で示すように基端部212,222の第1位置よりも下流側の表面に沿って流れる。これにより、図11(b)の矢印53で示した領域、すなわち、基端部212,222の第1位置よりも下流側の表面において、冷却空気の流速低下を抑制でき、冷却空気へ熱を良好に伝達できる。
したがって、一実施形態のピンフィン群200では、ピンフィン201の基端部212,222において冷却空気へ効率的に熱が伝達されるので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
なお、図11(b)の矢印52で示した領域は、基端部212,222の上流側の表面において矢印47で示した冷却空気の流速が速く、熱伝達が良好な領域である。
Furthermore, in the pin fin group 200 of one embodiment, as indicated by the arrow 42 in FIG. 10, when the cooling air guided toward the intermediate surface 31 passes the first position, as indicated by the arrow 43 in FIG. The flow direction changes from the intermediate surface 31 side toward the inner wall surfaces 13a and 14a. Therefore, as indicated by the arrow 44 in FIG. 10 and the arrow 48 in FIG. 11 (b), the cooling air from the intermediate surface 31 to the inner wall surface 13a, 14a is downstream of the first position of the proximal end 212, 222. Flow along the side surface. Thus, in the area indicated by the arrow 53 in FIG. 11B, that is, on the surface downstream of the first position of the proximal end portions 212 and 222, a reduction in the flow velocity of the cooling air can be suppressed, and heat is supplied to the cooling air. It can be transmitted well.
Therefore, in the pin fin group 200 of one embodiment, heat is efficiently transferred to the cooling air at the proximal end portions 212 and 222 of the pin fins 201, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.
The region indicated by the arrow 52 in FIG. 11B is a region where the flow velocity of the cooling air indicated by the arrow 47 is high and the heat transfer is good on the surface on the upstream side of the proximal end portions 212 and 222.

一実施形態のピンフィン群200では、中間部213,223の幅寸法は、長さ方向の任意の位置において、基端部212,222の幅寸法と同じか、基端部212,222の幅寸法よりも小さい。これにより、中間部213,223の近傍で冷却空気が下流側に向かって流れやすくなるので、上述したように中間面31側に向かって誘導された冷却空気が下流に向かって流れやすくなり、冷却空気の圧力損失を低減できる。これにより、冷却空気の流量低下を抑制できるので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。   In the pin fin group 200 of one embodiment, the width dimension of the intermediate portions 213 and 223 is the same as the width dimension of the proximal end portions 212 and 222 or the width dimension of the proximal end portions 212 and 222 at any position in the longitudinal direction. Less than. As a result, the cooling air tends to flow downstream in the vicinity of the intermediate portions 213 and 223, so that the cooling air guided to the side of the intermediate surface 31 tends to flow downstream as described above, and thus cooling The pressure loss of air can be reduced. As a result, the decrease in flow rate of the cooling air can be suppressed, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.

一実施形態のピンフィン群200では、第1突部210と第2突部220とは、中間面31に関して対称である。これにより、冷却通路4gを流れる冷却空気の流れも中間面31に関して対称となるので、腹側壁13及び背側壁14の双方を効率的に冷却できる。   In the pin fin group 200 of the embodiment, the first protrusion 210 and the second protrusion 220 are symmetrical with respect to the intermediate surface 31. As a result, the flow of cooling air flowing through the cooling passage 4g is also symmetrical with respect to the intermediate surface 31, so that both the abdominal side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.

一実施形態のピンフィン群200では、第1突部210と第2突部220とは、先端面211,221同士で接続されている。これにより、先端面211,221同士が接続された第1及び第2突部210,220が腹側壁13及び背側壁14の補強部材としての役割を果たすので、腹側壁13及び背側壁14の強度を向上できる。   In the pin fin group 200 of the embodiment, the first protrusion 210 and the second protrusion 220 are connected by the tip surfaces 211 and 221. As a result, the first and second protrusions 210 and 220 whose tip end surfaces 211 and 221 are connected to each other play a role as a reinforcing member for the ventral side wall 13 and the back side wall 14, so the strength of the ventral side wall 13 and the back side wall 14 Can be improved.

一実施形態のピンフィン群200は、y方向に間隔をあけて配列される複数のピンフィン201を含む第1ピンフィン列202と、第1ピンフィン列202に対してx方向における冷却空気の流れの下流側において、y方向に間隔をあけて配列される複数のピンフィン201を含む第2ピンフィン列203と含む。
すなわち、一実施形態のピンフィン群200では、y方向に間隔をあけて配列される複数のピンフィン201を含むピンフィン列がx方向に複数列存在するので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
In one embodiment, the pin fin group 200 includes a first pin fin row 202 including a plurality of pin fins 201 spaced apart in the y direction, and a downstream side of the flow of cooling air in the x direction with respect to the first pin fin row 202. , And includes a second pin fin row 203 including a plurality of pin fins 201 spaced apart in the y direction.
That is, in the pin fin group 200 according to one embodiment, since the pin fin row including the plurality of pin fins 201 arranged at intervals in the y direction is present in a plurality of rows in the x direction, the abdominal side wall 13 and the back side wall 14 can be efficiently It can be cooled.

一実施形態のピンフィン群200では、上述したように、図9を用いて説明した各寸法がD−2Rc>0の関係を満たす。そのため、一実施形態のピンフィン群200では、第1ピンフィン列202及び第2ピンフィン列203をx方向に投影した場合に、図4に示すように、非オーバーラップ領域32が形成される。これにより、冷却空気の圧力損失を低減できるので、冷却空気の流量低下を抑制でき、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。   In the pin fin group 200 of one embodiment, as described above, the dimensions described using FIG. 9 satisfy the relationship of D−2Rc> 0. Therefore, in the pin fin group 200 of one embodiment, when the first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 are projected in the x direction, the non-overlap region 32 is formed as shown in FIG. As a result, the pressure loss of the cooling air can be reduced, so that the reduction in the flow rate of the cooling air can be suppressed, and the abdominal sidewall 13 and the back sidewall 14 can be cooled efficiently.

一実施形態のピンフィン群200では、上述したように、図9を用いて説明した各寸法がD−2Rb<0の関係を満たす。そのため、一実施形態のピンフィン群200では、第1ピンフィン列202及び第2ピンフィン列203をx方向に投影した場合に、図4に示すように、オーバーラップ領域33が形成される。
上述したように、冷却空気は、第1及び第2突部210,220の基端部212,222の近傍を通過する際に、図10の矢印42で示すように、内壁面13a,14aから中間面31側に向かうように誘導され、その後、矢印43,44で示すように、中間面31側から内壁面13a,14a側に向かうように誘導されることで混合が促進される。
一実施形態のピンフィン群200では、上述したオーバーラップ領域33が存在することで、上述したような冷却空気の混合が第1及び第2ピンフィン列202,203を通過するたびに繰り返される。したがって、内壁面13a,14aの表面近傍を流れる冷却空気の温度を下げることができるので、内壁面13a,14aから冷却空気への熱伝達が良好となり、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
In the pin fin group 200 of one embodiment, as described above, the dimensions described using FIG. 9 satisfy the relationship of D−2Rb <0. Therefore, in the pin fin group 200 according to the embodiment, when the first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 are projected in the x direction, an overlap region 33 is formed as shown in FIG.
As described above, when the cooling air passes near the proximal end portions 212 and 222 of the first and second protrusions 210 and 220, as shown by the arrow 42 in FIG. 10, the cooling air flows from the inner wall surfaces 13a and 14a. The mixing is promoted by being guided to the intermediate surface 31 side and then from the intermediate surface 31 to the inner wall surface 13a, 14a side as shown by the arrows 43 and 44.
In the pin fin group 200 according to one embodiment, the presence of the above-described overlap region 33 causes the mixing of the cooling air as described above to be repeated each time the first and second pin fin rows 202 and 203 pass. Therefore, the temperature of the cooling air flowing in the vicinity of the surface of the inner wall surface 13a, 14a can be lowered, so that the heat transfer from the inner wall surface 13a, 14a to the cooling air becomes good, and the abdominal side wall 13 and the back side wall 14 are efficiently made. It can be cooled.

一実施形態に係るタービン動翼1は、内壁面13a,14aの間に形成される冷却通路4gを内部に有するタービン翼であって、冷却通路4gには、一実施形態のピンフィン群200が設けられる。これにより、タービン動翼1の腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。   The turbine moving blade 1 according to one embodiment is a turbine blade having a cooling passage 4g formed between the inner wall surfaces 13a and 14a in the inside, and the cooling passage 4g is provided with the pin fin group 200 of one embodiment. Be As a result, the ventral side wall 13 and the back side wall 14 of the turbine bucket 1 can be cooled efficiently.

なお、一実施形態のタービン動翼1は、例えばロストワックス精密鋳造によって安価に製造できる。
すなわち、例えば、タービン動翼1をロストワックス精密鋳造によって製造する場合、ピンフィン群200については、対向する腹側壁13と背側壁14とで挟まれた空間のうち、ピンフィン群200を除いた空間、すなわち冷却空気が流れる領域と同形状の中子を用いてろう型を成型する。
一般的に、中子を製造する場合には、半割れの型を用いて製造するので、中子を半割れの型から抜くことができるようにしなければならず、中子の形状が制約を受ける。
The turbine rotor blade 1 according to one embodiment can be manufactured inexpensively by, for example, lost wax precision casting.
That is, for example, in the case of manufacturing the turbine rotor blade 1 by lost wax precision casting, in the pin fin group 200, a space excluding the pin fin group 200 in the space sandwiched between the facing ventral side wall 13 and the back side wall 14; That is, the core of the same shape as the area through which the cooling air flows is used to mold the wax mold.
Generally, when manufacturing a core, since the core is manufactured using a half mold, the core must be able to be removed from the half mold, and the shape of the core is restricted. receive.

図12は、一実施形態のタービン動翼1の鋳造に用いるろう型を成型するための中子300のうち、ピンフィン群200に係る部分についての斜視図である。中子300は、ろう型のろうが満たされる開口301を複数有する。この開口301の形状は、ピンフィン201の形状と同形状である。
図13は、中子300の製造に用いる半割れの型350の一部についての斜視図である。半割れの型350は、中子300の開口301に対応する突部351を複数有する。半割れの型350の突部351の形状は、一実施形態の第1及び第2突部210,220の形状と同形状である。
FIG. 12 is a perspective view of a portion related to the pin fin group 200 in the core 300 for molding the wax mold used for casting the turbine moving blade 1 according to one embodiment. The core 300 has a plurality of openings 301 which are filled with wax of the wax type. The shape of the opening 301 is the same as the shape of the pin fin 201.
FIG. 13 is a perspective view of a portion of a half mold 350 used for manufacturing the core 300. The mold half 350 has a plurality of projections 351 corresponding to the openings 301 of the core 300. The shape of the protrusion 351 of the half-broken mold 350 is the same as the shape of the first and second protrusions 210 and 220 of the embodiment.

一実施形態では、第1及び第2突部210,220は、中間部213,223の幅寸法が長さ方向の任意の位置において、基端部212,222の幅寸法と同じか、基端部212,222の幅寸法よりも小さい。したがって、半割れの型350の突部351は、第1及び第2突部210,220と同様に突出方向の先端側に向かうにつれて径が小さくなる。したがって、半割れの型350の突部351を中子300の開口301から抜くことができるので、中子300を容易に製造できる。したがって、一実施形態のタービン動翼1を鋳造によって安価に製造できる。   In one embodiment, the first and second protrusions 210 and 220 have the same width as the width of the proximal end 212 or 222 or the width at any position in the longitudinal direction of the middle portion 213 or 223. It is smaller than the width dimension of the parts 212 and 222. Therefore, the diameter of the projection 351 of the half mold 350 becomes smaller as it goes to the tip side in the projecting direction, as with the first and second projections 210 and 220. Therefore, since the protrusion 351 of the half mold 350 can be removed from the opening 301 of the core 300, the core 300 can be easily manufactured. Therefore, the turbine rotor blade 1 of one embodiment can be manufactured inexpensively by casting.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
(1)例えば、上述した一実施形態のピンフィン201の形状は一例であり、様々なバリエーションが存在する。そのバリエーションの一つを図14に示す。図14は、上述した一実施形態の第1突部210に対応する他の実施形態の第1突部210Aの斜視図である。
第1突部210Aは、一実施形態の第1突部210の先端面211、基端部212、中間部213、基端面214、及び側面215にそれぞれ対応する、先端面211A、基端部212A、中間部213A、基端面214A、及び側面215Aを備える。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes the embodiments in which the above-described embodiments are modified, and the embodiments in which these embodiments are appropriately combined.
(1) For example, the shape of the pin fin 201 of one Embodiment mentioned above is an example, and various variations exist. One of the variations is shown in FIG. FIG. 14 is a perspective view of a first protrusion 210A of another embodiment corresponding to the first protrusion 210 of one embodiment described above.
The first projection 210A corresponds to the distal end surface 211, the base end 212, the intermediate portion 213, the proximal end 214, and the side surface 215 of the first projection 210 according to an embodiment, the distal end surface 211A, the proximal end 212A. , An intermediate portion 213A, a proximal end surface 214A, and a side surface 215A.

第1突部210Aの基端部212Aでは、長さ寸法の中間位置よりも冷却空気の流れの上流側となる、ある位置において、幅寸法が最大となる。中間部213Aは、該位置において、基端部212Aよりも小さい幅寸法を有する。また、中間部213Aでは、該位置よりも冷却空気の流れの下流側において、幅寸法が最大となる。また、中間部213Aの幅寸法は、長さ寸法の中間位置よりも冷却空気の流れの下流側において最大となる。中間部213Aの幅寸法は、長さ方向の任意の位置において、基端部212Aの幅寸法と同じか、基端部212Aの幅寸法よりも小さい。
側面215Aは、形状の異なる先端面211Aと基端面214Aとの外縁同士をなだらかに接続する面で形成されている。
At the base end portion 212A of the first protrusion 210A, the width dimension is maximized at a position that is upstream of the flow of the cooling air than the middle position of the length dimension. The middle portion 213A has a smaller width dimension at this position than the proximal end 212A. Further, in the middle portion 213A, the width dimension is maximized on the downstream side of the flow of the cooling air than the position. In addition, the width dimension of the intermediate portion 213A is the largest downstream of the flow of the cooling air than the intermediate position of the length dimension. The width dimension of the middle portion 213A is equal to or smaller than the width dimension of the proximal end 212A at any position in the lengthwise direction.
The side surface 215A is formed of a surface that gently connects the outer edges of the distal end surface 211A and the proximal end surface 214A having different shapes.

第1突部210Aでは、中間部213Aにおいて、冷却空気の流れの上流側端から下流側に向かうにつれて、幅方向の長さ寸法は徐々に大きくなった後、徐々に小さくなり、再び大きくなって最大寸法をとる。換言すると、第1突部210Aでは、中間部213A近傍の側面215Aにおいて、凹状となる凹状部216Aが存在する。このように、第1突部210Aに凹状部216Aが存在していてもよく、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。   In the first protrusion 210A, in the intermediate portion 213A, the length dimension in the width direction gradually increases and then gradually decreases and then increases again from the upstream end of the flow of the cooling air toward the downstream side Take the largest dimension. In other words, in the first protrusion 210A, the concave portion 216A which is concave is present on the side surface 215A in the vicinity of the intermediate portion 213A. As described above, the concave portion 216A may exist in the first protrusion 210A, and the same effect as the above-described effect can be obtained.

(2)上述した一実施形態では、第1突部210の先端面211と、第2突部220の先端面221とが中間面31において接続されているが、第1突部210の先端面211と、第2突部220の先端面221とは離間していてもよい。第1突部210の先端面211と、第2突部220の先端面221とが離間している場合、各先端面211,221も冷却空気に接触するので、第1及び第2突部210,220における冷却空気との接触面積を増やすことができる。これにより、第1及び第2突部210,220から冷却空気へ効率的に熱が伝達されるので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
なお、第1突部210の先端面211と、第2突部220の先端面221とが離間している場合、各先端面211,221は平面であってもよく、曲面であってもよい。
(2) In the embodiment described above, the distal end surface 211 of the first protrusion 210 and the distal end surface 221 of the second protrusion 220 are connected at the intermediate surface 31, but the distal end surface of the first protrusion 210 211 and the tip end surface 221 of the second protrusion 220 may be separated. When the distal end surface 211 of the first protrusion 210 and the distal end surface 221 of the second protrusion 220 are separated from each other, each of the distal end surfaces 211 and 221 also contacts the cooling air. , 220 can increase the contact area with the cooling air. As a result, heat is efficiently transferred from the first and second protrusions 210 and 220 to the cooling air, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.
When the tip end surface 211 of the first protrusion 210 and the tip end surface 221 of the second protrusion 220 are separated, each tip end surface 211 or 221 may be flat or curved. .

さらに、第1突部及び第2突部は、以下で説明するように上流側が幅方向に分岐していていてもよい。
図15は、他の実施形態に係る第1突部210Bの斜視図である。
他の実施形態の第1突部210Bと不図示の第2突部とは、互いに対向した状態で、離間して配置されている。なお、他の実施形態に係る第2突部は、図15に示した他の実施形態の第1突部210Bと中間面31(図4参照)に関して対称であるので、第2突部の形状についての説明は省略する。
Furthermore, the first protrusion and the second protrusion may be branched in the width direction on the upstream side as described below.
FIG. 15 is a perspective view of a first protrusion 210B according to another embodiment.
The first protrusion 210 </ b> B of the other embodiment and the second protrusion (not shown) are disposed apart from each other in a state of facing each other. In addition, since the second protrusion according to the other embodiment is symmetrical with respect to the first protrusion 210B and the intermediate surface 31 (see FIG. 4) of the other embodiment shown in FIG. 15, the shape of the second protrusion The explanation of is omitted.

第1突部210Bは、冷却空気の流れ方向に沿ってそれぞれ延在する、中央側突部261と、一方側突部262と、他方側突部263とを有する。
説明の便宜上、冷却空気の流れ方向に沿った方向であって、中央側突部261が延在する方向をx方向とし、内壁面13a,14a(図4参照)に沿った方向であってx方向と直交する方向をy方向とし、x方向及びy方向のそれぞれに対して直交する方向をz方向とする。以下の説明では、上述した一実施形態の場合と同様に、x方向における寸法を長さ寸法又は単に長さと呼び、y方向における寸法を幅寸法又は単に幅と呼び、z方向における寸法を高さ寸法又は単に高さと呼ぶ。また、以下の説明では、x方向を長さ方向とも呼び、y方向を幅方向とも呼び、z方向を高さ方向とも呼ぶ。
The first protrusion 210 </ b> B includes a central protrusion 261, one protrusion 262, and the other protrusion 263 extending in the flow direction of the cooling air.
For convenience of explanation, the direction along the flow direction of the cooling air, in which the central protrusion 261 extends, is the x direction, and the direction along the inner wall surfaces 13a and 14a (see FIG. 4), x Let the direction orthogonal to the direction be the y direction, and let the direction orthogonal to the x direction and the y direction be the z direction. In the following description, as in the embodiment described above, the dimension in the x direction is referred to as the length dimension or simply the length, the dimension in the y direction is referred to as the width dimension or simply the width, and the dimension in the z direction is the height It is called dimension or simply height. In the following description, the x direction is also referred to as a length direction, the y direction is also referred to as a width direction, and the z direction is also referred to as a height direction.

図16は、図15における第1突部210Bの矢視断面図であり、図16(a)は、図15のx方向のa位置における矢視断面図であり、図16(b)は、図15のx方向のb位置における矢視断面図であり、図16(c)は、図15のx方向のc位置における矢視断面図である。
図15,16に示すように、中央側突部261は、冷却空気の流れの上流側となる上流部261aにおいて、x方向と直交する方向の断面の断面積、すなわちyz平面に平行な断面の断面積が、x方向に沿って冷却空気の流れの下流側に向かうにつれて増加するように形成されている。また、中央側突部261の上流部261aのy方向及びz方向の寸法は、冷却空気の流れの下流側となる下流部261bのy方向及びz方向の寸法よりも小さい。
中央側突部261は、x方向に沿った寸法がy方向に沿った寸法よりも大きい。
16 is an arrow sectional view of the first protrusion 210B in FIG. 15, FIG. 16 (a) is an arrow sectional view at a position a in the x direction in FIG. 15, and FIG. 16 (b) is FIG. 16 (c) is a cross-sectional view in the direction of the arrow c in FIG. 15; FIG.
As shown in FIGS. 15 and 16, in the upstream portion 261a on the upstream side of the flow of cooling air, the central protrusion 261 has a cross-sectional area in a cross section perpendicular to the x direction, ie, a cross section parallel to the yz plane. The cross-sectional area is formed to increase as it goes downstream in the flow of cooling air along the x direction. Further, the dimensions in the y direction and the z direction of the upstream portion 261a of the central protrusion 261 are smaller than the dimensions in the y direction and the z direction of the downstream portion 261b which is the downstream side of the flow of the cooling air.
The central protrusion 261 has a dimension along the x direction larger than a dimension along the y direction.

一方側突部262は、中央側突部261の延在方向と交差する方向、すなわちy方向の一方側において中央側突部261と離間している。
また、他方側突部263は、y方向の一方側とは反対側の他方側において中央側突部261と離間している。
The one side protrusion 262 is separated from the center side protrusion 261 in the direction crossing the extending direction of the center side protrusion 261, that is, one side in the y direction.
The other side protrusion 263 is separated from the central side protrusion 261 on the other side opposite to the one side in the y direction.

冷却空気の流れの上流側となる、一方側突部262の上流部262a及び他方側突部263の上流部263aは、x方向に沿って延在する。冷却空気の流れの下流側となる、一方側突部262の下流部262b及び他方側突部263の下流部263bは、それぞれ中央側突部261側に向かって延在していて、中央側突部261に接続している。
中央側突部261と、一方側突部262及び他方側突部263とが接続する接続範囲において、中央側突部261の延在方向と直交する方向の断面、すなわち、例えば図16(b)に示す断面において、中央側突部261は、一方側突部262及び他方側突部263よりも大きい高さ寸法を有する。
The upstream portion 262a of the one side protrusion 262 and the upstream portion 263a of the other side protrusion 263 which are upstream of the flow of the cooling air extend along the x direction. The downstream portion 262b of the one side protrusion 262 and the downstream portion 263b of the other side protrusion 263, which are downstream of the flow of the cooling air, extend toward the central side protrusion 261, respectively. It is connected to the part 261.
In a connection range where the central protrusion 261, the one protrusion 262 and the other protrusion 263 are connected, a cross section in a direction orthogonal to the extending direction of the central protrusion 261, that is, for example, FIG. In the cross section shown in FIG. 5, the central protrusion 261 has a height dimension larger than that of the one protrusion 262 and the other protrusion 263.

図15に示すように、他の実施形態に係る第1突部210Bは、冷却空気の流れの上流側においてx方向に沿った少なくとも2つの切れ込み部267,268を有する。切れ込み部267は、一方側突部262と中央側突部261とによって挟まれた部分であり、冷却空気の流路となる。切れ込み部268は、他方側突部263と中央側突部261とによって挟まれた部分であり、冷却空気の流路となる。切れ込み部267,268の幅寸法は、高さ方向に向かって内壁面13a(図16参照)から離れるにつれて大きくなる。   As shown in FIG. 15, the first protrusion 210 </ b> B according to another embodiment has at least two notches 267 and 268 along the x direction on the upstream side of the flow of cooling air. The cut portion 267 is a portion sandwiched by the one side protrusion 262 and the center side protrusion 261 and serves as a flow path of the cooling air. The notched portion 268 is a portion sandwiched by the other side protrusion 263 and the center side protrusion 261 and serves as a flow path of cooling air. The width dimension of the notches 267, 268 increases with distance from the inner wall surface 13a (see FIG. 16) in the height direction.

他の実施形態に係る第1突部210Bは、内壁面13aから所定の高さ寸法の範囲内の部位である基端部272と、中央側突部261において高さ方向に最も高い高さ位置から所定の高さ寸法の範囲内の部位である中間部273とを備える。なお、他の実施形態に係る第1突部210Bにおいて、例えば基端部272は、内壁面13aから、一方側突部262及び他方側突部263における高さ方向に最も高い高さ位置までの部位である。また、他の実施形態に係る第1突部210Bにおいて、例えば、中間部273は、中央側突部261において高さ方向に最も高い高さ位置から、一方側突部262及び他方側突部263における高さ方向に最も高い高さ位置までの部位である。   The first protrusion 210B according to the other embodiment has the highest height position in the height direction at the base end portion 272 which is a portion within the range of the predetermined height dimension from the inner wall surface 13a and the central side protrusion 261 And an intermediate portion 273 which is a portion within a predetermined height dimension range. In the first protrusion 210B according to the other embodiment, for example, the base end portion 272 is from the inner wall surface 13a to the highest height position in the height direction of the one side protrusion 262 and the other side protrusion 263. It is a site. In the first protrusion 210B according to the other embodiment, for example, the middle portion 273 is located at the highest height position in the height direction in the central protrusion 261, and the one side protrusion 262 and the other side protrusion 263. In the height direction to the highest height position.

図17は、図16(b)のC−C矢視断面図である。
以下の説明では、基端部272が内壁面13aから立ち上がる部分、すなわち基端部272の最も内壁面13a側の位置における第1突部210Bの断面を基端面274と呼ぶ。基端面274は、図16(b)のB−B矢視断面である。
図17においてハッチングを施した領域は中間部断面277であり、図16(b)のC−C矢視断面、すなわち、中間部273の所定の高さ位置における第1突部210Bの断面である。
FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
In the following description, a section of the first protrusion 210B at a position where the proximal end portion 272 rises from the inner wall surface 13a, that is, the position on the innermost wall surface 13a side of the proximal end portion 272 is referred to as a proximal end surface 274. The proximal end surface 274 is a cross section taken along the line B-B in FIG.
The hatched area in FIG. 17 is the middle cross section 277, which is a cross section taken along the line C--C in FIG. 16 (b), that is, a cross section of the first projection 210B at a predetermined height position of the middle 273. .

例えば図15及び図17に示すように、基端部272は、長さ寸法Lの中間位置P10(図17参照)よりも冷却空気の流れの上流側の第1位置において、幅寸法が最大となる。なお、図17において符号P11を付して表したx方向の位置は、基端面274における第1位置である。
中間部273は、上記第1位置において、基端部272よりも小さい幅寸法を有する。また、中間部273では、上記第1位置よりも冷却空気の流れの下流側の第2位置において、幅寸法が最大となる。また、中間部273の幅寸法は、長さ寸法Lの中間位置P10よりも冷却空気の流れの下流側において最大となる。
なお、図17において符号P12を付して表したx方向の位置は、中間部断面277における第2位置である。
For example, as shown in FIGS. 15 and 17, the proximal end 272 has a maximum width dimension at a first position upstream of the flow of cooling air with respect to the middle position P10 (see FIG. 17) of the length dimension L. Become. Note that the position in the x direction indicated with reference numeral P11 in FIG. 17 is the first position on the base end surface 274.
The middle portion 273 has a smaller width than the proximal end 272 at the first position. In addition, in the intermediate portion 273, the width dimension becomes maximum at the second position on the downstream side of the flow of the cooling air than the first position. In addition, the width dimension of the middle portion 273 is the largest downstream of the flow of the cooling air than the middle position P10 of the length dimension L.
Note that the position in the x direction indicated with reference numeral P12 in FIG. 17 is the second position in the middle cross section 277.

このように構成される他の実施形態の第1突部210Bの近傍を流れる冷却空気の流れについて、図15を参照して説明する。
内壁面13a(図4,16参照)に沿って流れてきた冷却空気は、第1突部210Bに到達すると、矢印71で示すように、中央側突部261と一方側突部262との間、及び中央側突部261と他方側突部263との間、すなわち、切れ込み部267,268に誘導される。
The flow of the cooling air flowing in the vicinity of the first protrusion 210B of another embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
When the cooling air having flowed along the inner wall surface 13a (see FIGS. 4 and 16) reaches the first protrusion 210B, as indicated by the arrow 71, the cooling air flowing between the central protrusion 261 and the one protrusion 262 is shown. , And between the central protrusion 261 and the other protrusion 263, that is, guided to the notches 267 and 268.

切れ込み部267,268の幅は、内壁面13aから離れるにつれて大きくなるので、切れ込み部267,268へ誘導された冷却空気は、内壁面13aから離れるように誘導される。
また、上述したように、一方側突部262の下流部262b及び他方側突部263の下流部263bは、それぞれ中央側突部261側に向かって延在していて、中央側突部261に接続している。そのため、切れ込み部267,268に誘導された冷却空気は、矢印72で示すように、内壁面13aから離れ、一方側突部262の下流部262b及び他方側突部263の下流部263bに乗り上がる。
Since the width of the notches 267, 268 increases with distance from the inner wall 13a, the cooling air guided to the notches 267, 268 is guided away from the inner wall 13a.
Further, as described above, the downstream portion 262 b of the one side protrusion 262 and the downstream portion 263 b of the other side protrusion 263 respectively extend toward the center side protrusion 261 side, and Connected Therefore, as indicated by the arrow 72, the cooling air guided to the notches 267 and 268 separates from the inner wall surface 13a and rides on the downstream portion 262b of the one side protrusion 262 and the downstream portion 263b of the other side protrusion 263. .

上述したように、中央側突部261と、一方側突部262及び他方側突部263とが接続する接続範囲において中央側突部261が一方側突部262及び他方側突部263よりも大きい高さ寸法を有する。また、中間部273は、上記第1位置において、基端部272よりも小さい幅寸法を有し、上記第1位置よりも冷却空気の流れの下流側の第2位置において、幅寸法が最大となる。
そのため、一方側突部262の下流部262b及び他方側突部263の下流部263bに乗り上がった冷却空気は、矢印73で示すように、各下流部262b,263bをそれぞれ乗り越えて下流側へ流れる。
このように、冷却空気は、第1突部210Bの各下流部262b,263b、及び不図示の第2突部における、上記下流部262b,263bに相当する部分を乗り越える際に冷却空気の流れ方向と直交する方向、すなわちz方向へ移動する。これにより、冷却空気の混合が促進されるので、内壁面13a,14aから冷却空気へ効率的に熱が伝達され、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
また、中央側突部261のx方向に沿った寸法がy方向に沿った寸法よりも大きいので、上述した一実施形態における図11(a)の矢印51で示した領域と同様に、冷却空気の流速が速い領域、すなわち熱伝達が良好となる領域を、単なる円柱形状の突部と比較して相対的に拡大できる。これにより、冷却空気へ効率的に熱が伝達されるので、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
As described above, the central protrusion 261 is larger than the one protrusion 262 and the other protrusion 263 in the connection range where the middle protrusion 261 and the one protrusion 262 and the other protrusion 263 are connected. It has a height dimension. In addition, the intermediate portion 273 has a width dimension smaller than the base end portion 272 at the first position, and has a maximum width dimension at a second position downstream of the flow of cooling air than the first position. Become.
Therefore, as indicated by the arrow 73, the cooling air which has run on the downstream portion 262b of the one side protrusion 262 and the downstream portion 263b of the other side protrusion 263 passes over the respective downstream portions 262b and 263b and flows downstream. .
Thus, the cooling air flows in the flow direction of the cooling air when it passes over portions corresponding to the downstream portions 262b and 263b in the downstream portions 262b and 263b of the first protrusion 210B and the second protrusions (not shown). And move in the direction orthogonal to that Thereby, the mixing of the cooling air is promoted, so that the heat is efficiently transferred from the inner wall surfaces 13a and 14a to the cooling air, and the abdominal side wall 13 and the back side wall 14 can be efficiently cooled.
Further, since the dimension along the x direction of the central protrusion 261 is larger than the dimension along the y direction, the cooling air is the same as the region indicated by the arrow 51 in FIG. 11A in the above-described embodiment. The region where the flow velocity is high, that is, the region in which the heat transfer is good, can be relatively enlarged as compared with a mere cylindrical protrusion. As a result, heat is efficiently transferred to the cooling air, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.

なお、上述した他の実施形態に係る第1突部210B及び不図示の第2突部では、上流側において幅方向に分岐した3つの部位である中央側突部261と、一方側突部262と、他方側突部263とを有している。しかし、第1突部及び第2突部の上流側における幅方向に分岐した部位の数は2つでもよく、4つ以上でもよい。   In the first protrusion 210B according to the other embodiment described above and the second protrusion (not shown), the central protrusion 261, which is three parts branched in the width direction on the upstream side, and the one protrusion 262 And the other side projection 263. However, the number of portions branched in the width direction on the upstream side of the first protrusion and the second protrusion may be two, or four or more.

(3)上述した一実施形態では、ピンフィン201は、中間面31に関して第1突部210と第2突部220とが対称である。すなわち、上述した一実施形態では、第1突部210と第2突部220とが同一形状である。しかし、上述した作用効果を奏する範囲内であれば、第1突部210と第2突部220とで形状が異なっていてもよい。 (3) In the embodiment described above, in the pin fin 201, the first protrusion 210 and the second protrusion 220 are symmetrical with respect to the intermediate surface 31. That is, in one embodiment mentioned above, the 1st projection 210 and the 2nd projection 220 are the same shape. However, the shapes of the first protrusion 210 and the second protrusion 220 may be different as long as the above-described effects can be obtained.

(4)上述した一実施形態では、ピンフィン群200のすべてのピンフィンが上述した形状を呈するピンフィン201である。しかし、ピンフィン群200の一部のピンフィンだけが上述した形状を呈するピンフィン201であってもよい。例えば、従来のピンフィンと同様に断面が円形である円柱上のピンフィン(通常ピンフィン)を冷却空気の流れの上流側に複数配置し、通常ピンフィンの下流側に上述した一実施形態のピンフィン201を複数配置してもよい。
冷却空気の流れの上流側では、冷却空気と腹側壁13及び背側壁14との温度差が大きいので、通常ピンフィンであっても腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。しかし、冷却空気の流れの下流側では、腹側壁13及び背側壁14から奪った熱によって冷却空気の温度が上昇するため、下流側に向かうにつれて腹側壁13及び背側壁14との温度差が小さくなり、冷却効率は低下する。しかし、冷却空気に熱を効率的に伝達できる複数のピンフィン201を複数の通常ピンフィンよりも、冷却空気の流れの下流側に設けることで、冷却空気の流れの下流側においても腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
(4) In one embodiment mentioned above, it is pin fin 201 in which all the pin fins of pin fin group 200 present shape mentioned above. However, only some of the pin fins of the pin fin group 200 may be the pin fins 201 having the above-described shape. For example, as in the conventional pin fins, a plurality of pin fins (usually pin fins) on a circular cylinder having a circular cross section are disposed upstream of the flow of cooling air, and a plurality of pin fins 201 of the above-described embodiment are usually disposed downstream of the pin fins. It may be arranged.
On the upstream side of the flow of the cooling air, the temperature difference between the cooling air and the ventral side wall 13 and the back side wall 14 is large, so that the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be efficiently cooled even with normal pin fins. However, on the downstream side of the flow of cooling air, the temperature of the cooling air rises due to the heat taken from the ventral side wall 13 and the back side wall 14, so the temperature difference between the ventilating side wall 13 and the back side wall 14 becomes smaller toward the downstream side. Cooling efficiency is reduced. However, by providing the plurality of pin fins 201 capable of efficiently transferring the heat to the cooling air on the downstream side of the flow of the cooling air than the plurality of normal pin fins, the abdominal side wall 13 and the back also on the downstream side of the flow of the cooling air The side wall 14 can be cooled efficiently.

(5)一実施形態では、先端面211における幅寸法は、図7(a)に示すように、幅方向の中間位置における長さ方向の中間位置OCよりも冷却空気の流れの下流側において最大値WCmaxをとる。しかし、先端面211における幅寸法が最大寸法となる位置は、図7(b)に示した上述した第1位置P1よりも下流側であれば、中間位置OCよりも冷却空気の流れの上流側であってもよい。この場合であっても、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。 (5) In one embodiment, as shown in FIG. 7A, the width dimension at the tip end surface 211 is the maximum on the downstream side of the flow of cooling air than the middle position OC in the length direction at the middle position in the width direction. Take the value WCmax. However, if the position where the width dimension at the end face 211 is the maximum dimension is on the downstream side of the above-described first position P1 shown in FIG. 7B, the upstream side of the flow of cooling air than the intermediate position OC. It may be Even in this case, the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.

(6)上述した一実施形態では、図6,8に示すように、中間部213の幅寸法は、長さ方向の任意の位置において、基端部212の幅寸法と同じか、基端部212の幅寸法よりも小さい。しかし、中間部213の幅寸法は、長さ方向の一部の位置において、基端部212の幅寸法よりも大きくてもよい。中間部213の幅寸法が、長さ方向の一部の位置において、基端部212の幅寸法よりも大きくても、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。
なお、この場合には、図13に示した半割れの型350の突部351を図12に示した中子300の開口301から抜くことが難しい。しかし、図13に示した半割れの型350を用いるのではなく、たとえば、3Dプリンターのような製造装置を用いて中子300を製造してもよい。したがって、中間部213の幅寸法が、長さ方向の一部の位置において、基端部212の幅寸法よりも大きくても、上述した一実施形態と同様に、タービン動翼1を鋳造によって安価に製造できる。
(6) In the embodiment described above, as shown in FIGS. 6 and 8, the width dimension of the intermediate portion 213 is the same as the width dimension of the proximal end portion 212 at any position in the length direction, or the proximal end portion It is smaller than the width dimension of 212. However, the width dimension of the intermediate portion 213 may be larger than the width dimension of the proximal end portion 212 at a part of the length direction. Even if the width dimension of the intermediate portion 213 is larger than the width dimension of the proximal end portion 212 at a part of the length direction, the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.
In this case, it is difficult to remove the projection 351 of the half mold 350 shown in FIG. 13 from the opening 301 of the core 300 shown in FIG. However, instead of using the half mold 350 shown in FIG. 13, for example, a core 300 may be manufactured using a manufacturing apparatus such as a 3D printer. Therefore, even if the width dimension of the intermediate portion 213 is larger than the width dimension of the base end portion 212 at a partial position in the length direction, the turbine rotor blade 1 is cast at low cost as in the above embodiment. Can be manufactured.

(7)上述した一実施形態のピンフィン群200では、第1ピンフィン列202及び第2ピンフィン列203をx方向に投影した場合に、図4に示すように、非オーバーラップ領域32が形成される。しかし、非オーバーラップ領域32が形成されなくてもよい。非オーバーラップ領域32が形成されない場合であっても、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。 (7) In the pin fin group 200 of one embodiment described above, when the first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 are projected in the x direction, the non-overlap region 32 is formed as shown in FIG. . However, the non-overlap region 32 may not be formed. Even if the non-overlap region 32 is not formed, the ventral sidewall 13 and the back sidewall 14 can be cooled efficiently.

(8)上述した一実施形態のピンフィン群200では、第1ピンフィン列202及び第2ピンフィン列203をx方向に投影した場合に、図4に示すように、オーバーラップ領域33が形成される。しかし、オーバーラップ領域33が形成されなくてもよい。オーバーラップ領域33が形成されない場合であっても、腹側壁13及び背側壁14を効率的に冷却できる。 (8) In the pin fin group 200 of the embodiment described above, when the first pin fin row 202 and the second pin fin row 203 are projected in the x direction, the overlap region 33 is formed as shown in FIG. However, the overlap region 33 may not be formed. Even when the overlap region 33 is not formed, the ventral side wall 13 and the back side wall 14 can be cooled efficiently.

(9)上述した一実施形態では、タービン動翼1が一実施形態のピンフィン群200を備えている。しかし、タービン静翼124が一実施形態のピンフィン群200と同様のピンフィン群を備えていてもよい。
また、タービン動翼1やタービン静翼124以外の冷却対象物が一実施形態のピンフィン群200と同様のピンフィン群を備えていてもよい。すなわち、例えば柱状のピンフィンを用いて気体や液体と熱の伝達を行っている従来の装置において、該ピンフィンに代えて一実施形態のピンフィン201を適用してもよい。
なお、冷却媒体は空気に限らず、各種の気体や液体を用いてもよい。
(9) In one embodiment mentioned above, turbine bucket 1 is provided with pin fin group 200 of one embodiment. However, the turbine vane 124 may include pin fins similar to the pin fins 200 of one embodiment.
Further, objects to be cooled other than the turbine moving blade 1 and the turbine stationary blade 124 may be provided with a pin fin group similar to the pin fin group 200 of one embodiment. That is, for example, in a conventional apparatus in which heat is transferred to a gas or a liquid using columnar pin fins, the pin fins 201 of one embodiment may be applied instead of the pin fins.
The cooling medium is not limited to air, and various gases and liquids may be used.

1 タービン動翼
3 翼部
4 冷却通路
4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g 冷却通路
6 前縁側蛇行型冷却通路
7 後縁側蛇行型冷却通路
13 腹側の壁部(腹側壁)
13a 内壁面
14 背側の壁部(背側壁)
14a 内壁面
31 中間面
100 ガスタービン
200 ピンフィン群
201 ピンフィン
202 第1ピンフィン列
203 第2ピンフィン列
210,210A,210B 第1突部
211 先端面
212 基端部
213 中間部
214 基端面
211A 先端面
212A 基端部
213A 中間部
214A 基端面
220 第2突部
221 先端面
222 基端部
223 中間部
224 基端面
261 中央側突部
262 一方側突部
263 他方側突部
267,268 切れ込み部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 turbine moving blade 3 wing part 4 cooling channel 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4g cooling channel 6 front edge side meandering type cooling passage 7 rear edge side meandering type cooling passage 13 ventral side wall portion (abdominal side wall)
13a Inner wall 14 back wall (back wall)
14a Inner wall surface 31 Intermediate surface 100 Gas turbine 200 Pin fin group 201 Pin fin 202 First pin fin row 203 Second pin fin row 210, 210A, 210B First protrusion 211 Tip surface 212 Base end portion 213 Middle portion 214 Base end surface 211A Tip surface 212A Base end part 213A Middle part 214A Base end face 220 2nd projection 221 Front end face 222 Base end part 223 Middle part 224 Base end face 261 Central side projection 262 One side projection 263 Other side projection 267, 268 Notch part

Claims (12)

対向する第1及び第2壁面の間を流れる冷却媒体に前記第1及び第2壁面からの熱を伝えるピンフィンであって、
前記第1壁面から前記第2壁面に向かって突出する第1突部と、前記第2壁面から前記第1壁面に向かって突出する第2突部とを備え、
前記冷却媒体の流れ方向に沿った方向であって、前記第1及び第2突部のそれぞれの先端面における最大寸法を規定する方向を第1方向、前記第1壁面及び前記第2壁面に沿った方向であって、前記第1方向と直交する方向を第2方向と定義し、
前記第1及び第2突部のそれぞれにおいて、前記第1方向における寸法を長さ寸法、前記第2方向における寸法を幅寸法と定義した場合に、
前記第1及び第2突部のそれぞれは、
長さ寸法の中間位置よりも前記冷却媒体の流れの上流側の第1位置において、幅寸法が最大となる基端部、及び
前記基端部よりも前記先端面側に位置する中間部であって、前記第1位置において、前記基端部よりも小さい幅寸法を有し、且つ、前記第1位置よりも前記冷却媒体の流れの下流側において、幅寸法が最大となる中間部、
を含むピンフィン。
A pin fin for transferring heat from the first and second walls to a cooling medium flowing between the opposing first and second walls,
And a second protrusion projecting from the second wall surface toward the first wall surface.
A direction along the flow direction of the cooling medium, the direction defining the maximum dimension of the tip end face of each of the first and second protrusions along the first direction, the first wall surface and the second wall surface Defined as a second direction, which is perpendicular to the first direction,
In each of the first and second protrusions, the dimension in the first direction is defined as the length dimension, and the dimension in the second direction is defined as the width dimension.
Each of the first and second protrusions is
A proximal end at which the width dimension is maximized at a first position upstream of the flow of the cooling medium than an intermediate position of the length dimension, and an intermediate portion positioned closer to the distal end surface than the proximal end. An intermediate portion having a width smaller than the base end at the first position and having a maximum width at the downstream side of the flow of the cooling medium than the first position;
Including pin fins.
前記中間部の幅寸法は、長さ寸法の中間位置よりも前記冷却媒体の流れの下流側において最大となる請求項1に記載のピンフィン。   The pin fin according to claim 1, wherein the width dimension of the middle portion is the largest downstream of the flow of the cooling medium than the middle position of the length dimension. 前記中間部の幅寸法は、前記第1方向の任意の位置において、前記基端部の幅寸法と同じか、前記基端部の幅寸法よりも小さい請求項1又は2に記載のピンフィン。   The pin fin according to claim 1 or 2, wherein the width dimension of the intermediate portion is equal to the width dimension of the proximal end or smaller than the width dimension of the proximal end at any position in the first direction. 前記第1突部と前記第2突部とは、前記第1壁面と前記第2壁面との中間面に関して対称である請求項1乃至3の何れか1項に記載のピンフィン。   The pin fin according to any one of claims 1 to 3, wherein the first protrusion and the second protrusion are symmetrical with respect to an intermediate surface between the first wall surface and the second wall surface. 前記第1突部と前記第2突部とは、前記先端面同士で接続されている請求項1乃至4の何れか1項に記載のピンフィン。   The pin fin according to any one of claims 1 to 4, wherein the first protrusion and the second protrusion are connected by the end faces. 前記第1突部と前記第2突部とは、前記先端面同士が離間している請求項1乃至4の何れか1項に記載のピンフィン。   The pin fin according to any one of claims 1 to 4, wherein the tip end surfaces of the first protrusion and the second protrusion are separated from each other. 前記第1及び前記第2突部は、前記冷却媒体の流れの上流側において前記第1方向に沿った少なくとも1つの切れ込み部を有し、
前記切れ込み部は、前記第1及び第2壁面から離れるにつれて前記第2方向の寸法が大きくなる請求項6に記載のピンフィン。
The first and second protrusions have at least one notch along the first direction on the upstream side of the flow of the cooling medium,
The pin fin according to claim 6, wherein the size of the second direction increases as the notches get further from the first and second wall surfaces.
請求項1乃至7の何れか1項に記載の複数のピンフィンを備えるピンフィン群であって、
前記複数のピンフィンは、
前記第2方向に間隔をあけて配列される複数の前記ピンフィンを含む第1ピンフィン列と、
前記第1ピンフィン列に対して前記第1方向における前記冷却媒体の流れの下流側において、前記第2方向に間隔をあけて配列される複数の前記ピンフィンを含む第2ピンフィン列と、含むピンフィン群。
A pin fin group comprising a plurality of pin fins according to any one of claims 1 to 7, comprising:
The plurality of pin fins are
A first pin fin row including a plurality of the pin fins arranged at intervals in the second direction;
A pin fin group including a second pin fin row including a plurality of the pin fins arranged at intervals in the second direction on the downstream side of the flow of the cooling medium in the first direction with respect to the first pin fin row .
前記第1突部と前記第2突部とは、前記先端面同士で接続されており、
前記第1ピンフィン列における任意のピンフィンを第1ピンフィン、
前記第2ピンフィン列における前記第1ピンフィンと最も近接するピンフィンを第2ピンフィン、
前記第1ピンフィンの前記先端面における幅寸法の最大値の1/2をR1、
前記第2ピンフィンの前記先端面における幅寸法の最大値の1/2をR2、
前記第1ピンフィンの前記先端面における幅寸法の中間位置と、前記第2ピンフィンの前記先端面における幅寸法の中間位置との前記第2方向における離間距離をDa、と定義した場合に、Da−R1−R2>0の関係を満たす請求項8に記載のピンフィン群。
The first protrusion and the second protrusion are connected by the tip surfaces,
Any pin fin in the first pin fin row is a first pin fin,
A second pin fin that is closest to the first pin fin in the second pin fin row;
One half of the maximum value of the width dimension at the tip end face of the first pin fin is R1,
One half of the maximum value of the width dimension in the tip end face of the second pin fin is R2,
When the separation distance in the second direction between the middle position of the width dimension of the first pin fin at the tip end surface and the middle position of the width dimension of the second pin fin at the tip end surface is defined as Da 9. The pin fin group according to claim 8, wherein the relationship of R1−R2> 0 is satisfied.
前記第1ピンフィン列における任意のピンフィンを第1ピンフィン、
前記第2ピンフィン列における前記第1ピンフィンと最も近接するピンフィンを第2ピンフィン、
前記第1ピンフィンの前記基端部における幅寸法の最大値の1/2をR3、
前記第2ピンフィンの前記基端部における幅寸法の最大値の1/2をR4、
前記第1ピンフィンの前記基端部における幅寸法の中間位置と、前記第2ピンフィンの前記基端部における幅寸法の中間位置との前記第2方向における離間距離をDb、と定義した場合に、Db−R3−R4<0の関係を満たす請求項8又は9に記載のピンフィン群。
Any pin fin in the first pin fin row is a first pin fin,
A second pin fin that is closest to the first pin fin in the second pin fin row;
1/2 of the maximum value of the width at the base end of the first pin fin is R3,
One half of the maximum value of the width at the base end of the second pin fin is R4,
When the separation distance in the second direction between the middle position of the width at the base end of the first pin fin and the middle of the width at the base of the second pin fin is defined as Db, The pin fin group according to claim 8 or 9, which satisfies the relationship of Db-R3-R4 <0.
請求項1乃至7の何れか1項に記載の複数のピンフィンと、
前記ピンフィンとは異なる形状を有する複数の通常ピンフィンと、を備えるピンフィン群であって、
前記複数のピンフィンは、前記複数の通常ピンフィンよりも、前記冷却媒体の流れの下流側に設けられるピンフィン群。
A plurality of pin fins according to any one of claims 1 to 7;
A pin fin group comprising a plurality of normal pin fins having a shape different from that of the pin fin;
The plurality of pin fins are provided on the downstream side of the flow of the cooling medium with respect to the plurality of normal pin fins.
前記第1及び第2壁面との間に形成される冷却通路を内部に有するタービン翼であって、
前記冷却通路には、請求項8乃至11の何れか1項に記載のピンフィン群が設けられるタービン翼。
A turbine blade internally having a cooling passage formed between the first and second wall surfaces, wherein
A turbine blade provided with the pin fin group according to any one of claims 8 to 11 in the cooling passage.
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