JP2021169801A - High-temperature component and rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、高温部品及び回転機械に関する。 The present disclosure relates to high temperature parts and rotary machines.
例えば、ガスタービン等、高温の作動ガスが内部を流れる機械では、その機械を構成する部品には、冷却媒体による冷却を必要とする高温部品が含まれる。このような高温部品の冷却構造として、部品の内部に冷却空気を流通させることで高温部品の冷却を行うことが知られている(例えば特許文献1参照)。 For example, in a machine such as a gas turbine through which a high-temperature working gas flows, the parts constituting the machine include high-temperature parts that require cooling by a cooling medium. As a cooling structure for such a high-temperature component, it is known that the high-temperature component is cooled by circulating cooling air inside the component (see, for example, Patent Document 1).
上述した特許文献に記載の高温部品のように、高温部品が周方向に沿って環状に形成されるガスタービンの分割環を構成する分割体等である場合、高温部品を他の部材と結合するためのフック等を備えることがある。分割体におけるフックのように、板状の本体部から突出して設けられる突出部を高温部品が備える場合、本体部と突出部との温度差に起因して突出部に熱応力が作用することが考えられる。そのため、突出部に作用する熱応力の抑制が求められることが考えられる。 When the high-temperature component is a split body or the like constituting a split ring of a gas turbine formed in an annular shape along the circumferential direction like the high-temperature component described in the above-mentioned patent document, the high-temperature component is combined with another member. It may be equipped with a hook or the like for the purpose. When a high-temperature component is provided with a protrusion provided so as to project from a plate-shaped main body like a hook in a divided body, thermal stress may act on the protrusion due to the temperature difference between the main body and the protrusion. Conceivable. Therefore, it is conceivable that it is required to suppress the thermal stress acting on the protruding portion.
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、高温部品において熱応力を抑制することを目的とする。 At least one embodiment of the present disclosure aims to suppress thermal stress in high temperature components in view of the above circumstances.
(1)本開示の少なくとも一実施形態に係る高温部品は、
冷却通路を内部に有する板状の本体部と、
前記本体部から突出して設けられる突出部であって、前記冷却通路の入口開口によって前記本体部の表面から隔てられ、該表面に対する交差方向に延在する交差面を有する突出部と、
前記本体部の前記表面に接続される一端、および、前記突出部の前記交差面に接続される他端を有し、前記入口開口に跨って前記一端から前記他端まで延在する接続部と、
を備える。
(1) The high-temperature parts according to at least one embodiment of the present disclosure are
A plate-shaped main body with a cooling passage inside,
A projecting portion that is provided so as to project from the main body portion, is separated from the surface of the main body portion by an inlet opening of the cooling passage, and has an intersecting surface extending in an intersecting direction with respect to the surface portion.
A connecting portion having one end connected to the surface of the main body portion and the other end connected to the intersecting surface of the protruding portion and extending from the one end to the other end across the inlet opening. ,
To be equipped.
(2)本開示の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、上記(1)の構成の高温部品を備える。 (2) The rotary machine according to at least one embodiment of the present disclosure includes high-temperature parts having the configuration of (1) above.
本開示の少なくとも一実施形態によれば、高温部品において熱応力を抑制できる。 According to at least one embodiment of the present disclosure, thermal stress can be suppressed in high temperature components.
以下、添付図面を参照して本開示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、本開示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 disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present disclosure to this, and are merely explanatory examples. No.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a state of relative displacement with tolerances or angles and distances to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
For example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained. The shape including the part and the like shall also be represented.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.
以下の説明では、ガスタービンに用いられる高温部品を例に挙げて、幾つかの実施形態に係る高温部品について説明する。
図1は、回転機械の一例としてのガスタービン10の全体構成を表す概略図である。図2は、ガスタービン10のガス流路を表す断面図である。
In the following description, high temperature parts according to some embodiments will be described by taking high temperature parts used in a gas turbine as an example.
FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a
本実施形態において、図1に示すように、ガスタービン10は、圧縮機11と燃焼器12とタービン13がロータ14により同軸上に配置されて構成され、ロータ14の一端部に発電機15が連結されている。なお、以下の説明では、ロータ14の軸線Axが延びる方向を軸方向Da、このロータ14の軸線を中心とした周方向を周方向Dcとし、ロータ14の軸線Axに対して垂直な方向を径方向Drとする。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
圧縮機11は、空気取入口から取り込まれた空気AIが複数の静翼及び動翼を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気ACを生成する。燃焼器12は、この圧縮空気ACに対して所定の燃料FLを供給し、燃焼することで高温・高圧の燃焼ガスFGが生成される。タービン13は、燃焼器12で生成された高温・高圧の燃焼ガスFGが複数の静翼及び動翼を通過することでロータ14を駆動回転し、このロータ14に連結された発電機15を駆動する。
The
また、図2に示すように、タービン13にて、タービン静翼(静翼)21は、翼型部23のハブ側が内側シュラウド25に固定され、先端側が外側シュラウド27に固定されて構成されている。タービン動翼(動翼)41は、翼型部43の基端部がプラットフォーム45に固定されて構成されている。そして、外側シュラウド27と動翼41の先端部側に配置される分割環50とが遮熱環35を介して車室(タービン車室)30に支持され、内側シュラウド25がサポートリング31に支持されている。そのため、燃焼ガスFGが通過する燃焼ガス流路32は、内側シュラウド25と、外側シュラウド27と、プラットフォーム45と、分割環50により囲まれた空間として軸方向Daに沿って形成される。
Further, as shown in FIG. 2, in the
なお、内側シュラウド25、外側シュラウド27及び分割環50は、ガスパス面形成部材として機能する。ガスパス面形成部材とは、燃焼ガス流路32を区画すると共に燃焼ガスFGが接触するガスパス面を有するものである。
The
燃焼器12、動翼41(例えばプラットフォーム45)、静翼21(例えば内側シュラウド25や外側シュラウド27)及び分割環50等は、燃焼ガスFGが接触する高温環境下で使用される高温部品であり、冷却媒体による冷却を必要とする。以下の説明では、高温部品の冷却構造の例として、複数の分割体51が周方向Dcに沿って環状に配設されて構成されるガスタービン10の分割環50の冷却構造について説明する。
The
図3は、幾つかの実施形態に係る分割環50を構成する分割体51の一つについての斜視図である。
図4は、幾つかの実施形態に係る分割環50を構成する分割体51の一つについての斜視図であり、後述する閉止部材517の取り付け前の状態を示している。
図5は、図3のA矢視における断面図である。
図6は、図3のB矢視における断面図である。
図7は、図3に示した分割体51の一部について拡大した斜視図である。
図8は、図5のC矢視における断面図である。
図9は、図5のD矢視における断面図である。
図10は、図5のE矢視における断面の一実施形態を示す図である。
図11は、図5のE矢視における断面の他の実施形態を示す図である。
FIG. 3 is a perspective view of one of the divided bodies 51 constituting the divided ring 50 according to some embodiments.
FIG. 4 is a perspective view of one of the divided bodies 51 constituting the divided ring 50 according to some embodiments, and shows a state before attachment of the closing
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A of FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B of FIG.
FIG. 7 is an enlarged perspective view of a part of the divided body 51 shown in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line C of FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line D of FIG.
FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a cross section in the direction of arrow E in FIG.
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the cross section in the E arrow view of FIG.
(分割体51について)
幾つかの実施形態に係る分割環50は、周方向Dcに環状に配設された複数の分割体51から構成される。図3乃至図7に示すように、各分割体51は、冷却通路6を内部に有する板状の本体部53と、本体部53から突出して設けられる突出部55と、を備える。幾つかの実施形態に係る分割体51では、突出部55は、軸方向Da上流側の突出部55と、軸方向Da下流側の突出部55とを含む。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、本体部53の径方向Dr外側の外表面532と、軸方向Da下流側の突出部55の軸方向Da上流側を向いた側面55aとが接続部57によって接続されている。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、突出部55は、冷却通路6の後述する入口開口64aによって本体部53の外表面532から隔てられている。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、軸方向Da下流側の突出部55の軸方向Da上流側を向いた側面55aは、本体部53の外表面532に対する交差方向に延在する交差面である。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、接続部57は、本体部53の表面(外表面532)に接続される一端571、及び、突出部55の交差面(側面55a)に接続される他端573を有し、後述する入口開口64aに跨って一端571から他端573まで延在する。
(About the split body 51)
The split ring 50 according to some embodiments is composed of a plurality of split bodies 51 arranged in a ring shape in the circumferential direction Dc. As shown in FIGS. 3 to 7, each divided body 51 includes a plate-shaped
In the divided body 51 according to some embodiments, the
In the split body 51 according to some embodiments, the protruding
In the divided body 51 according to some embodiments, the
In the split body 51 according to some embodiments, the connecting
図2に示すように、分割体51は、本体部53の径方向Dr内側の内表面531が燃焼ガスFGが流れる燃焼ガス流路32に面するように配置される。本体部53の径方向Dr内側には、一定の隙間を設けて、ロータ14を中心に回転する動翼41が配置されている。高温の燃焼ガスFGによる熱損傷を防止するため、本体部53には、軸方向Daに延在する複数の軸方向通路(冷却通路)6が形成されている。
冷却通路6は、周方向Dcに並列させて複数配設されている。
As shown in FIG. 2, the divided body 51 is arranged so that the
A plurality of cooling passages 6 are arranged in parallel in the circumferential direction Dc.
図示はしないが、一実施形態に係るガスタービン10では、幾つかの実施形態に係る各分割体51には、本体部53の径方向Dr外側の外表面532側から冷却空気CAが供給されるように構成されている。分割体51に供給された冷却空気CAは、冷却通路6を流通し、燃焼ガスFG中に排出する過程で、分割体51の本体部53を対流冷却している。
Although not shown, in the
幾つかの実施形態に係る分割体51では、突出部55は、分割体51をガスタービン10の車室30側に取り付けるためのフック59を構成する。例えば幾つかの実施形態に係る分割体51では、図2に示すように、フック59の爪部59aが遮熱環35と係合して遮熱環35に係止されることで遮熱環35を介して車室(タービン車室)30に支持されている。
In the split body 51 according to some embodiments, the protruding
(冷却通路6について)
以下、幾つかの実施形態に係る冷却通路6について説明する。
なお、冷却通路6に関する説明の便宜上、軸方向Daの位置P1から位置P5が図5に示す各位置であることとする。位置P1から位置P5は、軸方向Da上流側から下流側に向かって順に位置している。例えば位置P1は、後述する上流側接続端部61aの位置とする。また、例えば位置P5は、後述する下流側接続端部61bの位置とする。
幾つかの実施形態に係る冷却通路6は、軸方向Daに直線状に延在する複数の第1冷却通路61と、第1冷却通路61の延在方向(軸方向Da)に沿って延在する複数の第2冷却通路62と、導入通路64とを含んでいる。
(About cooling passage 6)
Hereinafter, the cooling passage 6 according to some embodiments will be described.
For convenience of explanation regarding the cooling passage 6, it is assumed that the positions P1 to P5 in the axial direction Da are the respective positions shown in FIG. The positions P1 to P5 are sequentially located from the upstream side to the downstream side in the axial direction Da. For example, the position P1 is the position of the upstream side
The cooling passages 6 according to some embodiments extend along a plurality of first cooling passages 61 extending linearly in the axial direction Da and the extending direction (axial direction Da) of the first cooling passage 61. A plurality of second cooling passages 62 and an introduction passage 64 are included.
(第1冷却通路61)
複数の第1冷却通路61のそれぞれは、周方向Dcに離間して配置されている。周方向Dcで隣り合う第1冷却通路61同士は、第1仕切壁71によって仕切られている。
複数の第1冷却通路61のそれぞれは、後述する第1折り返し通路66を介して第2冷却通路62に接続される上流側接続端部61aを含む。
複数の第1冷却通路61のそれぞれは、後述する第2折り返し通路65を介して導入通路64に接続される下流側接続端部61bを含む。
なお、複数の第1冷却通路61のそれぞれは、下流通路61とも称する。
(First cooling passage 61)
Each of the plurality of first cooling passages 61 is arranged so as to be separated from each other in the circumferential direction Dc. The first cooling passages 61 adjacent to each other in the circumferential direction Dc are partitioned by the
Each of the plurality of first cooling passages 61 includes an upstream
Each of the plurality of first cooling passages 61 includes a downstream
Each of the plurality of first cooling passages 61 is also referred to as a downstream passage 61.
(第2冷却通路62)
複数の第2冷却通路62のそれぞれは、複数の第1冷却通路61の延在方向(軸方向Da)を含む平面の垂線方向(径方向Dr)において第1冷却通路61から離間して、第1冷却通路61の何れかにそれぞれ連通するよう第1冷却通路61の延在方向(軸方向Da)に沿って延在する。
複数の第2冷却通路62のそれぞれは、周方向Dcに離間して配置されている。周方向Dcで隣り合う第2冷却通路62同士は、第2仕切壁72によって仕切られている。
(Second cooling passage 62)
Each of the plurality of second cooling passages 62 is separated from the first cooling passage 61 in the perpendicular direction (radial direction Dr) of the plane including the extending direction (axial direction Da) of the plurality of first cooling passages 61. It extends along the extending direction (axial direction Da) of the first cooling passage 61 so as to communicate with any of the cooling passages 61.
Each of the plurality of second cooling passages 62 is arranged so as to be separated from each other in the circumferential direction Dc. The second cooling passages 62 adjacent to each other in the circumferential direction Dc are partitioned by the
幾つかの実施形態に係る分割体51では、図5及び図6に示すように、周方向Dcから見たときに、内表面531に近い径方向Dr位置に複数の第2冷却通路62が配置され、複数の第2冷却通路62よりも内表面531から遠い径方向Dr位置に複数の第1冷却通路61が配置されている。
In the divided body 51 according to some embodiments, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of second cooling passages 62 are arranged at the radial Dr position close to the
なお、第1仕切壁71の軸方向Da下流側の端面71aは、図5、図6及び図9に示すように、径方向Dr内側に傾斜した傾斜面であってもよく、図示はしていないが、径方向Drと平行に延在していてもよい。
As shown in FIGS. 5, 6 and 9, the
(第1折り返し通路66)
幾つかの実施形態に係る分割体51では、1本の第1冷却通路61に対して、1本の第2冷却通路62が接続されている。各々の第1冷却通路61と該第1冷却通路61に連通する第2冷却通路62とは、複数の第1折り返し通路66の各々によって互いに接続されている。
複数の第1折り返し通路66は、本体部53の軸方向Da上流側の端部近傍に配置されていて、第1冷却通路61の軸方向Da上流側の端部と、第2冷却通路62の軸方向Da上流側の端部とを接続している。
例えば、図10に示す一実施形態のように、複数の第1折り返し通路66のそれぞれは、周方向Dcに離間して配置されているとよい。すなわち、周方向Dcで隣り合う第1折り返し通路66同士は、折り返し通路仕切壁76によって仕切られているとよい。
これにより、周方向Dcに沿って隣り合う第1折り返し通路66同士を隔てることができる。また、折り返し通路仕切壁76が第1折り返し通路66を流通する冷却空気CAへの伝熱部材としての機能を果たすので、冷却能力を向上できる。
以下の説明では、第1折り返し通路66のことを中間折り返し通路66とも称する。
(1st turnaround passage 66)
In the divided body 51 according to some embodiments, one second cooling passage 62 is connected to one first cooling passage 61. Each of the first cooling passages 61 and the second cooling passage 62 communicating with the first cooling passage 61 are connected to each other by each of the plurality of first
The plurality of first
For example, as in one embodiment shown in FIG. 10, it is preferable that each of the plurality of first turn-
Thereby, the first turn-
In the following description, the first turn-
なお、第1折り返し通路66は、折り返し通路仕切壁76によって仕切られていなくてもよく、例えば図11に示す他の実施形態のように、第1折り返し通路66が一つのヘッダ空間となるように中間ヘッダ部66Aを設けてもよい。
The
(導入通路64)
幾つかの実施形態に係る分割体51は、図3乃至図8に示すように、導入通路64を備えている。導入通路64は、径方向Drにおいて複数の第2冷却通路62とは反対側に第1冷却通路61から離間して、複数の第1冷却通路61にそれぞれ連通するよう第1冷却通路61の延在方向(軸方向Da)、及び本体部53の板幅方向(周方向Dc)に沿って延在する。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、図8に示すように、導入通路64の周方向Dcに沿った通路幅は、複数の第1冷却通路61の周方向Dc周方向Dcに沿った配置範囲と実質的に等しい。すなわち、幾つかの実施形態に係る分割体51では、導入通路64は、周方向Dcに隔てられていない1本の通路である。
なお、導入通路64は、上流通路64とも称する。
(Introduction passage 64)
As shown in FIGS. 3 to 8, the split body 51 according to some embodiments includes an introduction passage 64. The introduction passage 64 extends the first cooling passage 61 so as to be separated from the first cooling passage 61 on the side opposite to the plurality of second cooling passages 62 in the radial direction and communicate with the plurality of first cooling passages 61, respectively. It extends along the existing direction (axial direction Da) and the plate width direction (circumferential direction Dc) of the
In the divided body 51 according to some embodiments, as shown in FIG. 8, the passage width along the circumferential direction Dc of the introduction passage 64 is along the circumferential direction Dc circumferential direction Dc of the plurality of first cooling passages 61. Substantially equal to the placement range. That is, in the divided body 51 according to some embodiments, the introduction passage 64 is one passage not separated by the circumferential direction Dc.
The introduction passage 64 is also referred to as an upstream passage 64.
導入通路64の軸方向Da上流側の端部には、入口開口64aが形成されている。入口開口64aは、本体部53の板幅方向(周方向Dc)に沿って延在するスリット開口である。
なお、幾つかの実施形態に係る分割体51では、上述したように、軸方向Da下流側の突出部55は、入口開口64aによって本体部53の外表面532から隔てられている。
An
In the divided body 51 according to some embodiments, as described above, the protruding
(第2折り返し通路65)
幾つかの実施形態に係る分割体51では、導入通路64と、複数の第1冷却通路61とは、第2折り返し通路65によって接続されている。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、第2折り返し通路65は、本体部53の軸方向Da下流側の端部近傍に配置されていて、導入通路64の軸方向Da下流側の端部と、第1冷却通路61の軸方向Da下流側の端部とを接続している。
なお、以下の説明では、第2折り返し通路65のことを入口側折り返し通路65とも称する。
(2nd turnaround passage 65)
In the split body 51 according to some embodiments, the introduction passage 64 and the plurality of first cooling passages 61 are connected by a
In the split body 51 according to some embodiments, the
In the following description, the second turn-
(出口側ヘッダ部80)
幾つかの実施形態に係る分割体51は、複数の出口側ヘッダ部80を備えている。幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の第2冷却通路62のそれぞれは、軸方向Da下流側の端部が複数の出口側ヘッダ部80の何れかに接続されている。幾つかの実施形態に係る分割体51では、1つの出口側ヘッダ部80に複数の第2冷却通路62が接続されている。図10に示す例では、周方向Dcでそれぞれ隣り合う6つの第2冷却通路62の上記端部が1つの出口側ヘッダ部80の軸方向Da上流側に接続されている。幾つかの実施形態では、分割体51には、複数の出口側ヘッダ部80が形成されている。
(
The split body 51 according to some embodiments includes a plurality of outlet
各出口側ヘッダ部80の軸方向Da下流側の内壁82には、出口側ヘッダ部80に流入した冷却空気CAを出口側ヘッダ部80の外部、すなわち分割体51の外部に排出するための1つの出口通路83が形成されている。出口通路83は、分割体51における軸方向Daの下流側端部511で燃焼ガスFG中に開口する。
1 for discharging the cooling air CA flowing into the
(冷却空気CAの流れ)
幾つかの実施形態に係る分割体51では、分割体51の外部から本体部53の径方向Dr外側の外表面532側に供給された冷却空気CAは、導入通路64の入口開口64aから導入通路64に流入して導入通路64内を軸方向Da下流側に向かって流通する。
導入通路64内を流通した冷却空気CAは、入口側折り返し通路65を介して各々の第1冷却通路61に流入して各々の第1冷却通路61を軸方向Da上流側に向かって流通する。
各々の第1冷却通路61を流通した冷却空気CAは、中間折り返し通路66を介して各々の第2冷却通路62に流入して各々の第2冷却通路62を軸方向Da下流側に向かって流通する。
各々の第2冷却通路62を流通した冷却空気CAは、各出口側ヘッダ部80で集められて、出口通路83から分割体51の外部に排出される。
(Flow of cooling air CA)
In the split body 51 according to some embodiments, the cooling air CA supplied from the outside of the split body 51 to the
The cooling air CA that has flowed through the introduction passage 64 flows into each of the first cooling passages 61 through the inlet side turn-
The cooling air CA that has flowed through each of the first cooling passages 61 flows into each of the second cooling passages 62 through the
The cooling air CA flowing through each of the second cooling passages 62 is collected by each outlet
(冷却通路の閉塞リスクについて)
ガスタービン10等のように高温の作動ガスによって作動する機械では、一般的に、冷却によって熱が奪われることは機械の熱効率の低下につながる。そのため、出来るだけ少ない冷却媒体で効率的に高温部品を冷却することが望ましい。したがって、冷却通路における流路断面積、すなわち冷却通路の延在方向と直交する断面に表れる冷却通路の断面積を小さくすることで冷却通路における冷却媒体の流通速度を増加させて冷却能力を向上させることが望ましい。
しかし、流路断面積が小さくなるほど、異物によって冷却通路が閉塞するリスクが上昇するおそれがある。
(About the risk of blockage of the cooling passage)
In a machine operated by a high-temperature working gas such as a
However, the smaller the cross-sectional area of the flow path, the higher the risk of the cooling passage being blocked by foreign matter.
従来の分割体では、一般的に、冷却通路は燃焼ガスFGが流れる燃焼ガス流路32に近い1か所の径方向Dr位置に一重に配置されている。
これに対して、幾つかの実施形態に係る分割体51では、冷却通路の閉塞リスクを抑制するため、従来の分割体における冷却通路よりも第2冷却通路62の流路断面積を大きくしている。そして、幾つかの実施形態に係る分割体51では、従来の分割体における冷却通路よりも第2冷却通路62の流路断面積を大きくしたことで冷却空気CAの流速が従来の分割体よりも低下することで低下する冷却能力を補うべく、第2冷却通路62よりも径方向Dr外側に第1冷却通路61を配置した。すなわち、幾つかの実施形態に係る分割体51では、冷却通路6を径方向Drに二重に配置した。
これにより、複数の第1冷却通路61又は複数の第2冷却通路62の何れか一方だけを設けた場合と比べて冷却能力を確保しつつ、冷却通路6の断面積を大きくすることができる。したがって、複数の第1冷却通路61又は複数の第2冷却通路62の何れか一方だけを設けた場合、すなわち、従来の分割体のように冷却通路を一重に配置した場合と比べて、冷却能力を確保しつつ冷却通路6における閉塞リスクを抑制できる。
また、幾つかの実施形態に係る分割体51を用いることで、ガスタービン10の信頼性を向上できる。
In the conventional split body, generally, the cooling passages are singly arranged at one radial Dr position near the combustion
On the other hand, in the split body 51 according to some embodiments, in order to suppress the risk of blockage of the cooling passage, the flow path cross-sectional area of the second cooling passage 62 is made larger than that of the cooling passage in the conventional split body. There is. Then, in the split body 51 according to some embodiments, the flow velocity of the cooling air CA is larger than that of the conventional split body by making the flow path cross-sectional area of the second cooling passage 62 larger than that of the cooling passage in the conventional split body. The first cooling passage 61 is arranged outside the radial Dr of the second cooling passage 62 in order to compensate for the cooling capacity that is reduced due to the reduction. That is, in the divided body 51 according to some embodiments, the cooling passages 6 are doubly arranged in the radial direction Dr.
As a result, the cross-sectional area of the cooling passage 6 can be increased while ensuring the cooling capacity as compared with the case where only one of the plurality of first cooling passages 61 or the plurality of second cooling passages 62 is provided. Therefore, the cooling capacity is compared with the case where only one of the plurality of first cooling passages 61 or the plurality of second cooling passages 62 is provided, that is, the case where the cooling passages are arranged in a single layer as in the conventional divided body. The risk of blockage in the cooling passage 6 can be suppressed while ensuring the above.
Further, the reliability of the
(冷却通路6の断面積について)
図12は、幾つかの実施形態に係る分割体51についての、図5のC−C矢視断面の一部を示す図である。
図13は、図5のF−F矢視断面の一実施形態についての一部を示す図である。
図14は、図5のG−G矢視断面の一実施形態についての一部を示す図である。
図15は、図5のF−F矢視断面の他の実施形態についての一部を示す図である。
図16は、軸方向Daの位置による第1冷却通路61及び第2冷却通路62の断面積の変化の様子を示すグラフである。
図17は、一実施形態に係る分割体51における、軸方向Daの位置と冷却空気CAの温度Taとの関係、軸方向Daの位置と冷却通路6の断面積Sとの関係、軸方向Daの位置と冷却側熱伝達率hcとの関係、及び、軸方向Daの位置と燃焼ガス側熱伝達率hgとの関係をそれぞれ示すグラフを併記した図である。
(About the cross-sectional area of the cooling passage 6)
FIG. 12 is a diagram showing a part of a cross section taken along the line CC of FIG. 5 for the divided body 51 according to some embodiments.
FIG. 13 is a diagram showing a part of an embodiment of the FF arrow cross section of FIG.
FIG. 14 is a diagram showing a part of an embodiment of the cross section taken along the line GG of FIG.
FIG. 15 is a diagram showing a part of another embodiment of the FF arrow cross section of FIG.
FIG. 16 is a graph showing how the cross-sectional areas of the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62 change depending on the position of the axial Da.
FIG. 17 shows the relationship between the position of the axial Da and the temperature Ta of the cooling air CA, the relationship between the position of the axial Da and the cross-sectional area S of the cooling passage 6, and the axial Da in the divided body 51 according to the embodiment. It is a figure which also shows the relationship between the position of and the heat transfer coefficient hc on the cooling side, and the relationship between the position of Da in the axial direction and the heat transfer coefficient hg on the combustion gas side, respectively.
図5におけるC−C矢視断面の軸方向Da位置は、例えば位置P4と位置P5との間の位置であり、径方向Drに導入通路64と第1冷却通路61と第2冷却通路62とが積層された位置である。
図5におけるF−F矢視断面の軸方向Da位置は、例えば位置P3と位置P4との間の位置であり、径方向Drに第1冷却通路61と第2冷却通路62とが積層された位置である。
図5におけるG−G矢視断面の軸方向Da位置は、例えば位置P1と位置P2との間の位置であり、径方向Drに第1冷却通路61と第2冷却通路62とが積層された位置である。
The axial Da position of the CC arrow cross section in FIG. 5 is, for example, a position between the position P4 and the position P5, and the introduction passage 64, the first cooling passage 61, and the second cooling passage 62 are arranged in the radial direction Dr. Is the stacked position.
The axial Da position of the FF arrow cross section in FIG. 5 is, for example, a position between the position P3 and the position P4, and the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62 are laminated in the radial direction Dr. The position.
The axial Da position of the cross section taken along the line GG in FIG. 5 is, for example, a position between the positions P1 and P2, and the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62 are laminated in the radial direction Dr. The position.
なお、図示の便宜上、図16において軸方向Daの位置P4から位置P5までの区間において、第1冷却通路61の断面積S1は、第2冷却通路62の断面積S2よりも大きくなるようにグラフを描いているが、第1冷却通路61の断面積S1と第2冷却通路62の断面積S2とが等しくてもよい。 For convenience of illustration, the graph shows that the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 is larger than the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62 in the section from the position P4 to the position P5 in the axial direction Da in FIG. However, the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 and the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62 may be equal.
例えば、図16で示すように、幾つかの実施形態では、第1冷却通路61は、軸方向Da下流側から上流側に向かうにつれて断面積S1が大きくなるように構成されている。また、図16で示すように、例えば幾つかの実施形態では、第1冷却通路61の断面積S1は、少なくとも軸方向Daの位置P1から位置P4までの区間において、第1冷却通路61の断面積S1は、第2冷却通路62の断面積S2よりも大きい。
これにより、第1冷却通路61における冷却空気CAの流速を抑制して静圧を上昇させることができる。したがって、冷却空気CAの流通方向に関して第2冷却通路62の上流側に位置することとなる第1冷却通路61における静圧を向上できるので、第2冷却通路62における冷却空気CAの流速を上昇でき、第2冷却通路62における冷却能力を向上できる。
また、第1冷却通路61の断面積S1が第2冷却通路62の断面積S2と等しい場合と比べて、第1冷却通路と第2冷却通路との圧損の和を小さくすることができる。
なお、幾つかの実施形態では、第2冷却通路62の流路断面寸法、すなわち、軸方向Daに直交する方向の寸法は、第2冷却通路62の流路断面が円形であれば直径が0.1mm以上2.0mm以下であり、第2冷却通路62の流路断面が矩形であれば一辺の長さが0.1mm以上2.0mm以下である。
For example, as shown in FIG. 16, in some embodiments, the first cooling passage 61 is configured such that the cross-sectional area S1 increases from the downstream side to the upstream side in the axial direction Da. Further, as shown in FIG. 16, for example, in some embodiments, the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 is a disconnection of the first cooling passage 61 at least in the section from the position P1 to the position P4 in the axial direction Da. The area S1 is larger than the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62.
As a result, the flow velocity of the cooling air CA in the first cooling passage 61 can be suppressed and the static pressure can be increased. Therefore, since the static pressure in the first cooling passage 61 located on the upstream side of the second cooling passage 62 with respect to the flow direction of the cooling air CA can be improved, the flow velocity of the cooling air CA in the second cooling passage 62 can be increased. , The cooling capacity in the second cooling passage 62 can be improved.
Further, the sum of the pressure losses between the first cooling passage and the second cooling passage can be reduced as compared with the case where the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 is equal to the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62.
In some embodiments, the flow path cross-sectional dimension of the second cooling passage 62, that is, the dimension in the direction orthogonal to the axial direction Da, has a diameter of 0 if the flow path cross section of the second cooling passage 62 is circular. If the flow path cross section of the second cooling passage 62 is rectangular, the length of one side is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less.
例えば、図16で示すように、幾つかの実施形態では、第1冷却通路61の断面積S1は、位置P5から位置P4にかけて一定であってもよい。第1冷却通路61の断面積S1は、位置P4から位置P3にかけて単調増加するようにしてもよい。第1冷却通路61の断面積S1は、位置P3から位置P2にかけて単調増加するようにしてもよい。第1冷却通路61の断面積S1は、位置P2から位置P1にかけて一定であってもよい。
なお、位置P3から位置P2にかけて断面積S1が増加する割合は、位置P4から位置P3にかけて断面積S1が増加する割合よりも大きくてもよい。
For example, as shown in FIG. 16, in some embodiments, the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 may be constant from position P5 to position P4. The cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 may be monotonically increased from the position P4 to the position P3. The cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 may be monotonically increased from the position P3 to the position P2. The cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 may be constant from the position P2 to the position P1.
The rate at which the cross-sectional area S1 increases from the position P3 to the position P2 may be larger than the rate at which the cross-sectional area S1 increases from the position P4 to the position P3.
また、図16において破線a1で示すように、例えば、第1冷却通路61の断面積S1は、位置P4から位置P2にかけて一定の増加割合で単調増加するようにしてもよい。
図16において破線a2で示すように、例えば、第2冷却通路62の断面積S2は、位置P1から位置P1よりも軸方向Da下流側の任意の位置まで、下流側に向かうにつれて減少するようにしてもよい。
Further, as shown by the broken line a1 in FIG. 16, for example, the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 may be monotonically increased at a constant rate of increase from the position P4 to the position P2.
As shown by the broken line a2 in FIG. 16, for example, the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62 decreases from the position P1 to an arbitrary position on the axial Da downstream side of the position P1 toward the downstream side. You may.
図17を参照して、冷却空気CAの温度Ta、冷却通路6の断面積S、本体部側熱伝達率hb及び燃焼ガス側熱伝達率hgと、軸方向Daの位置との関係について説明する。なお、冷却側熱伝達率hcは、冷却空気CAと冷却通路6を形成する壁部との間の熱伝達率であり、燃焼ガス側熱伝達率hgは、燃焼ガスFGと本体部53との間の熱伝達率である。
図17のグラフでは、各値の変化の傾向を説明するため、各値の変化傾向を単純化して表している。
With reference to FIG. 17, the relationship between the temperature Ta of the cooling air CA, the cross-sectional area S of the cooling passage 6, the heat transfer coefficient hb on the main body side and the heat transfer coefficient hg on the combustion gas side, and the position in the axial direction Da will be described. .. The heat transfer coefficient hc on the cooling side is the heat transfer coefficient between the cooling air CA and the wall portion forming the cooling passage 6, and the heat transfer coefficient hg on the combustion gas side is the heat transfer coefficient between the combustion gas FG and the
In the graph of FIG. 17, in order to explain the tendency of change of each value, the tendency of change of each value is simplified.
冷却空気CAの温度Taのうち、第1冷却通路61における冷却空気CAの温度Ta1は、軸方向Da下流側から上流側に向かうにつれて上昇する。第2冷却通路62における冷却空気CAの温度Ta2は、軸方向Da上流側から下流側に向かうにつれて上昇する。 Of the temperature Ta of the cooling air CA, the temperature Ta1 of the cooling air CA in the first cooling passage 61 rises from the downstream side of the axial Da to the upstream side. The temperature Ta2 of the cooling air CA in the second cooling passage 62 rises from the upstream side to the downstream side of the axial Da.
冷却通路6の断面積Sのうち、第1冷却通路61の断面積S1は、上述したように、軸方向Da下流側から上流側に向かうにつれて増加する傾向にある。第2冷却通路62の断面積S2は、上述したように、軸方向Da位置によらず一定である。 Of the cross-sectional area S of the cooling passage 6, the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 tends to increase from the downstream side in the axial direction Da to the upstream side as described above. As described above, the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62 is constant regardless of the axial Da position.
第1冷却通路61の断面積S1が軸方向Da下流側から上流側に向かうにつれて増加する傾向にあるため、第1冷却通路61における冷却空気CAの流速は、軸方向Da下流側から上流側に向かうにつれて減少する傾向にある。
したがって、冷却側熱伝達率hcのうち、冷却空気CAと第1冷却通路61を形成する壁部との熱伝達率hc1は、軸方向Da下流側から上流側に向かうにつれて減少する傾向にある。
なお、冷却空気CAと第2冷却通路62を形成する壁部との熱伝達率hc2は、軸方向Da位置によらず一定である。
Since the cross-sectional area S1 of the first cooling passage 61 tends to increase from the downstream side of the axial Da to the upstream side, the flow velocity of the cooling air CA in the first cooling passage 61 tends to increase from the downstream side of the axial Da to the upstream side. It tends to decrease as it goes.
Therefore, of the cooling-side heat transfer coefficient hc, the heat transfer coefficient hc1 between the cooling air CA and the wall portion forming the first cooling passage 61 tends to decrease from the downstream side to the upstream side in the axial direction Da.
The heat transfer coefficient hc2 between the cooling air CA and the wall portion forming the second cooling passage 62 is constant regardless of the axial Da position.
燃焼ガス側熱伝達率hgは、動翼41の先端部と対向する軸方向Da位置において、他の位置よりも高い値となる。
The heat transfer coefficient hg on the combustion gas side is higher at the axial Da position facing the tip of the
(断面積S1と断面積S2との関係について)
幾つかの実施形態に係る分割体51では、図17に示した各値の変化の傾向を考慮して、冷却通路6の断面積(流路面積)を設定している。
例えば、幾つかの実施形態に係る分割体51では、各々の第1冷却通路61の断面積S1の最大値S1maxは、第1冷却通路61の延在方向(軸方向Da)に直交する断面内において該第1冷却通路61に最も近い第2冷却通路62の断面積S2の最大値S2maxよりも大きいとよい。
このことを式で表すと、次の式(1)となる。
S2max<S1max ・・・(1)
(Relationship between cross-sectional area S1 and cross-sectional area S2)
In the divided body 51 according to some embodiments, the cross-sectional area (flow path area) of the cooling passage 6 is set in consideration of the tendency of the change of each value shown in FIG.
For example, in the divided body 51 according to some embodiments, the maximum value S1max of the cross-sectional area S1 of each first cooling passage 61 is within the cross section orthogonal to the extending direction (axial direction Da) of the first cooling passage 61. It is preferable that the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62 closest to the first cooling passage 61 is larger than the maximum value S2max.
Expressing this by an equation, it becomes the following equation (1).
S2max <S1max ... (1)
これにより、各々の第1冷却通路61の断面積S1の最大値S1maxが、軸方向Daに直交する断面内において該第1冷却通路61に最も近い第2冷却通路62の断面積S2の最大値S2maxと同じか小さい場合と比べて、第1冷却通路61における冷却空気CAの流速を抑制して静圧を上昇させることができる。したがって、冷却空気CAの流通方向に関して第2冷却通路62の上流側に位置することとなる第1冷却通路61における静圧を向上できるので、第2冷却通路62における冷却空気CAの流速を上昇でき、第2冷却通路62における冷却能力を向上できる。
また、幾つかの実施形態に係る分割体51を用いることで、ガスタービン10の信頼性を向上できる。
As a result, the maximum value S1max of the cross-sectional area S1 of each first cooling passage 61 is the maximum value of the cross-sectional area S2 of the second cooling passage 62 closest to the first cooling passage 61 in the cross section orthogonal to the axial direction Da. Compared with the case where it is the same as or smaller than S2max, the flow velocity of the cooling air CA in the first cooling passage 61 can be suppressed and the static pressure can be increased. Therefore, since the static pressure in the first cooling passage 61 located on the upstream side of the second cooling passage 62 with respect to the flow direction of the cooling air CA can be improved, the flow velocity of the cooling air CA in the second cooling passage 62 can be increased. , The cooling capacity in the second cooling passage 62 can be improved.
Further, the reliability of the
幾つかの実施形態に係る分割体51では、各々の第1冷却通路61の断面積S1の最大値S1maxは、該第1冷却通路61に連通する第2冷却通路62の総断面積AS2の最大値AS2maxよりも大きいとよい。
このことを式で表すと、次の式(2)となる。
AS2max<S1max ・・・(2)
なお、上記総断面積AS2は、該第1冷却通路61に連通する全ての第2冷却通路62の断面積S2の和である。
In the divided body 51 according to some embodiments, the maximum value S1max of the cross-sectional area S1 of each first cooling passage 61 is the maximum of the total cross-sectional area AS2 of the second cooling passage 62 communicating with the first cooling passage 61. It should be larger than the value AS2max.
Expressing this by an equation, it becomes the following equation (2).
AS2max <S1max ... (2)
The total cross-sectional area AS2 is the sum of the cross-sectional areas S2 of all the second cooling passages 62 communicating with the first cooling passage 61.
これにより、各々の第1冷却通路61の断面積S1の最大値S1maxが、該第1冷却通路61に連通する第2冷却通路62の総断面積AS2の最大値AS2maxと同じか小さい場合と比べて、第1冷却通路61における冷却空気CAの流速を抑制して静圧を上昇させることができる。したがって、冷却空気CAの流通方向に関して第2冷却通路62の上流側に位置することとなる第1冷却通路61における静圧を向上できるので、第2冷却通路62における冷却空気CAの流速を上昇でき、第2冷却通路62における冷却能力を向上できる。 As a result, the maximum value S1max of the cross-sectional area S1 of each first cooling passage 61 is equal to or smaller than the maximum value AS2max of the total cross-sectional area AS2 of the second cooling passage 62 communicating with the first cooling passage 61. Therefore, the flow velocity of the cooling air CA in the first cooling passage 61 can be suppressed to increase the static pressure. Therefore, since the static pressure in the first cooling passage 61 located on the upstream side of the second cooling passage 62 with respect to the flow direction of the cooling air CA can be improved, the flow velocity of the cooling air CA in the second cooling passage 62 can be increased. , The cooling capacity in the second cooling passage 62 can be improved.
上述した式(1)又は式(2)を満たすために、例えば図13及び図14に示すように、径方向Drにおける各々の第1冷却通路61の寸法H1を径方向Drにおける各々の第2冷却通路62の寸法H2をよりも大きくしてもよい。例えば、径方向Drにおける各々の第1冷却通路61の寸法H1の最大値H1maxを、該第1冷却通路61に連通する第2冷却通路62の径方向Drにおける寸法H2の最大値H2maxよりも大きくしてもよい。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、例えば上流側接続端部61aから第1冷却通路61の軸方向Daの長さの0.5倍の距離だけ軸方向Da下流側に離れた位置までの区間内における何れかの軸方向Da位置において、各々の第1冷却通路61の寸法H1の最大値H1maxが該第1冷却通路61に連通する第2冷却通路62の径方向Drにおける寸法H2の最大値H2maxよりも大きくなるとよい。
なお、第1冷却通路61の軸方向Daの長さは、例えば下流側接続端部61bから上流側接続端部61aまでの長さである。
In order to satisfy the above-mentioned formula (1) or formula (2), for example, as shown in FIGS. 13 and 14, the dimension H1 of each first cooling passage 61 in the radial direction Dr is set to each second in the radial direction Dr. The dimension H2 of the cooling passage 62 may be made larger than that. For example, the maximum value H1max of the dimension H1 of each first cooling passage 61 in the radial direction Dr is larger than the maximum value H2max of the dimension H2 in the radial direction Dr of the second cooling passage 62 communicating with the first cooling passage 61. You may.
In the split body 51 according to some embodiments, for example, from the upstream side
The length of the first cooling passage 61 in the axial direction Da is, for example, the length from the
また、上述した式(1)又は式(2)を満たすために、例えば図15に示すように、径方向Dr及び軸方向Daに直交する通路幅方向(周方向Dc)における各々の第1冷却通路61の寸法W1を通路幅方向における各々の第2冷却通路62の寸法W2をよりも大きくしてもよい。例えば、通路幅方向における各々の第1冷却通路61の寸法W1の最大値W1maxを、該第1冷却通路61に連通する第2冷却通路62の通路幅方向における寸法W2の最大値W2maxよりも大きくしてもよい。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、例えば上流側接続端部61aから第1冷却通路61の軸方向Daの長さの0.5倍の距離だけ軸方向Da下流側に離れた位置までの区間内における何れかの軸方向Da位置において、各々の第1冷却通路61の寸法W1の最大値W1maxが該第1冷却通路61に連通する第2冷却通路62の通路幅方向における寸法W2の最大値W2maxよりも大きくなるとよい。
Further, in order to satisfy the above-mentioned formula (1) or formula (2), for example, as shown in FIG. 15, each first cooling in the passage width direction (circumferential direction Dc) orthogonal to the radial direction Dr and the axial direction Da. The dimension W1 of the passage 61 may be made larger than the dimension W2 of each second cooling passage 62 in the passage width direction. For example, the maximum value W1max of the dimension W1 of each first cooling passage 61 in the passage width direction is larger than the maximum value W2max of the dimension W2 in the passage width direction of the second cooling passage 62 communicating with the first cooling passage 61. You may.
In the split body 51 according to some embodiments, for example, from the upstream side
幾つかの実施形態に係る分割体51では、各々の第1冷却通路61は、接続端部(上流側接続端部)61a側の領域における断面積S1が、該領域よりも上流側接続端部61aから遠い領域における断面積S1よりも大きいとよい。
これにより、各々の第1冷却通路61では、より第2冷却通路62に近い領域の方が断面積S1が大きくなる。したがって、冷却空気CAの流通方向に関して第2冷却通路62の上流側に位置することとなる第1冷却通路61のうち、より第2冷却通路62に近い領域における静圧を向上できるので、第2冷却通路62における冷却空気CAの流速を効率的に上昇でき、第2冷却通路62における冷却能力を効率的に向上できる。
なお、幾つかの実施形態に係る分割体51において、上述した式(1)又は式(2)を満たさない冷却通路6が存在していてもよい。
In the divided body 51 according to some embodiments, each first cooling passage 61 has a cross-sectional area S1 in a region on the connection end portion (upstream side connection end portion) 61a side, which is upstream of the connection end portion. It is preferable that it is larger than the cross-sectional area S1 in the region far from 61a.
As a result, in each of the first cooling passages 61, the cross-sectional area S1 becomes larger in the region closer to the second cooling passage 62. Therefore, of the first cooling passage 61 located on the upstream side of the second cooling passage 62 with respect to the flow direction of the cooling air CA, the static pressure in the region closer to the second cooling passage 62 can be improved, so that the second cooling passage 62 can be improved. The flow velocity of the cooling air CA in the cooling passage 62 can be efficiently increased, and the cooling capacity in the second cooling passage 62 can be efficiently improved.
In the divided body 51 according to some embodiments, there may be a cooling passage 6 that does not satisfy the above-mentioned formula (1) or formula (2).
(第1冷却通路61及び第2冷却通路62の周方向Dc位置の関係)
例えば、図8、図12乃至図15に示すように、第2冷却通路62の各々の周方向Dc位置は、第1冷却通路61の各々の周方向Dc位置と実質的に同じである。すなわち、幾つかの実施形態に係る分割体51では、径方向Drから見たときに、第1仕切壁71は、第2仕切壁72と通路幅方向(周方向Dc)における実質的に同じ位置に配置されているとよい。
これにより、第1冷却通路61と第2冷却通路62との接続部分、すなわち中間折り返し通路66の構造を単純化できる。
なお、複数の第2冷却通路62の全てではなく、少なくとも1本以上の周方向Dc位置が、複数の第1冷却通路61の何れかの周方向Dc位置と実質的に同じであってもよい。
(Relationship between the circumferential direction Dc positions of the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62)
For example, as shown in FIGS. 8, 12 to 15, each circumferential Dc position of the second cooling passage 62 is substantially the same as each circumferential Dc position of the first cooling passage 61. That is, in the divided body 51 according to some embodiments, the
Thereby, the structure of the connecting portion between the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62, that is, the
It should be noted that, not all of the plurality of second cooling passages 62, but at least one or more circumferential Dc positions may be substantially the same as any of the plurality of first cooling passages 61 in the circumferential direction Dc position. ..
図18は、図5のF−F矢視断面のさらに他の実施形態についての一部を示す図である。例えば、図18に示すように、第2冷却通路62の各々の周方向Dc位置は、第1冷却通路61の各々の周方向Dc位置と実質的に異なっていてもよい。すなわち、さらに他の実施形態に係る分割体51では、径方向Drから見たときに、第1仕切壁71は、第2仕切壁72と通路幅方向(周方向Dc)における実質的に異なる位置に配置されていてもよい。
これにより、径方向Drから見たときに、第1仕切壁71と第2仕切壁72とが周方向Dcにおける実質的に同じ位置に配置されている場合と比べて、径方向Drから見たときに、第2仕切壁72と第1冷却通路61とが重複する領域が増える。これにより、例えば隣り合う2つの第2冷却通路62の間を第2仕切壁72を介して伝わってきた熱が第1冷却通路61を流通する冷却空気CAに伝わり易くなる。
なお、複数の第2冷却通路62の全てではなく、少なくとも1本以上の周方向Dc位置が、複数の第1冷却通路61の何れかの周方向Dc位置と実質的に異なっていてもよい。
FIG. 18 is a diagram showing a part of still another embodiment of the FF arrow cross section of FIG. For example, as shown in FIG. 18, each circumferential Dc position of the second cooling passage 62 may be substantially different from each circumferential Dc position of the first cooling passage 61. That is, in the divided body 51 according to still another embodiment, the
As a result, when viewed from the radial direction Dr, the
It should be noted that, not all of the plurality of second cooling passages 62, but at least one or more circumferential Dc positions may be substantially different from any of the plurality of first cooling passages 61 in the circumferential direction Dc position.
(第1冷却通路61及び第2冷却通路62の本数)
図19は、図5のF−F矢視断面のさらに他の実施形態についての一部を示す図である。図19に示す実施形態では、図5におけるF−F矢視断面の軸方向Da位置において、1つの第1冷却通路61の周方向Dcの寸法W1は、1つの第2冷却通路62の周方向Dcの寸法W2の2倍を超えている。
例えば、図19に示す実施形態では、1つの第1冷却通路61に対して2つの第2冷却通路62が接続されていてもよい。
すなわち、上述した幾つかの実施形態に係る分割体51では、1本の第1冷却通路61に対して、1本の第2冷却通路62が接続されていたが、1本の第1冷却通路61に対して、2本以上の第2冷却通路62が接続されていてもよい。
(Number of first cooling passages 61 and second cooling passages 62)
FIG. 19 is a diagram showing a part of still another embodiment of the FF arrow cross section of FIG. In the embodiment shown in FIG. 19, at the axial Da position of the cross section taken along the line FF in FIG. 5, the dimension W1 of the circumferential direction Dc of one first cooling passage 61 is the circumferential direction of one second cooling passage 62. It is more than twice the size W2 of Dc.
For example, in the embodiment shown in FIG. 19, two second cooling passages 62 may be connected to one first cooling passage 61.
That is, in the divided body 51 according to some of the above-described embodiments, one second cooling passage 62 is connected to one first cooling passage 61, but one first cooling passage 62 is connected. Two or more second cooling passages 62 may be connected to 61.
(軸方向Da上流側の端部に形成された開口部について)
図20は、幾つかの実施形態に係る分割体51の軸方向Da上流側の一部の斜視図であり、後述する閉止部材517を取り付ける前の状態を示している。
図21は、幾つかの実施形態に係る分割体51の軸方向Da上流側の一部の斜視図であり、後述する閉止部材517を取り付けた後の状態を示している。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、図20に示すように、軸方向Da上流側の上流側端部513に、中間折り返し通路66に面する開口部515が形成されている。幾つかの実施形態に係る分割体51では、開口部515は閉止部材517によって閉止されている。
(About the opening formed at the end on the upstream side of Da in the axial direction)
FIG. 20 is a perspective view of a part of the split body 51 according to some embodiments on the upstream side in the axial direction Da, and shows a state before the closing
FIG. 21 is a perspective view of a part of the split body 51 according to some embodiments on the upstream side in the axial direction Da, and shows a state after the closing
In the split body 51 according to some embodiments, as shown in FIG. 20, an
幾つかの実施形態に係る分割体51では、分割体51の外部から閉止部材517で閉止する前の開口部515及び中間折り返し通路66を介して不図示のピンゲージ等を第1冷却通路61や第2冷却通路62に差し入れることができる。これにより、第1冷却通路61や第2冷却通路62に閉塞がないことを確認できる。なお、分割体51の外部から閉止部材517で閉止する前の開口部515及び中間折り返し通路66を介して、第1冷却通路61や第2冷却通路62に閉塞がないことを目視によって確認することもできる。
このようにして、第1冷却通路61や第2冷却通路62に閉塞がないことが確認された後、開口部515には、閉止部材517が配置されて閉止される。なお、閉止部材517は、例えば溶接等によって分割体51に固定できる。
In the split body 51 according to some embodiments, a pin gauge or the like (not shown) is passed through the
In this way, after it is confirmed that the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62 are not blocked, the closing
幾つかの実施形態に係る分割体51では、閉止部材517は、折り返し通路仕切壁76の少なくとも一部と当接する。より具体的には、幾つかの実施形態に係る分割体51では、閉止部材517の軸方向Da下流側を向いた端面は、複数の折り返し通路仕切壁76の軸方向Da上流側を向いた端面の少なくとも一部と当接する。
これにより、折り返し通路仕切壁76を挟んで周方向Dcで隣り合う中間折り返し通路66間での冷却空気CAの漏れを抑制できる。
また、閉止部材517が折り返し通路仕切壁76の少なくとも一部と当接することで、開口部515に閉止部材517を取り付ける際に開口部515における閉止部材517の位置決めが容易となる。
In the split 51 according to some embodiments, the closing
As a result, leakage of the cooling air CA between the
Further, when the closing
幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の中間折り返し通路66に面する開口部515と、開口部515を閉止する閉止部材517とを備えるので、開口部515から中間折り返し通路66を介して第1冷却通路61及び第2冷却通路62にアクセス可能となる。これにより、例えば分割体51の製造段階で第1冷却通路61及び第2冷却通路62が規定の開口面積を有しているか否かを確認でき、分割体51の品質管理に寄与する。
Since the divided body 51 according to some embodiments includes an
(中間折り返し通路66の位置について)
例えば図5に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の中間折り返し通路66の少なくとも一部は、分割体51における軸方向Daにおける一方側の端面である上流側端部513の上流側端面513aから、径方向Drにおける中間折り返し通路66の通路高さH6の2倍以内の距離に存在するとよい。すなわち、幾つかの実施形態に係る分割体51では、中間折り返し通路66の軸方向Da上流側に位置する上流側端部513の厚さLuは、中間折り返し通路66の通路高さH6の2倍以内(Lu≦2×H6)であるとよい。
(About the position of the intermediate turn-back passage 66)
For example, as shown in FIG. 5, in the split body 51 according to some embodiments, at least a part of the plurality of
中間折り返し通路66では、径方向Drの位置が異なる第1冷却通路61と第2冷却通路62とを接続するため、冷却空気CAの流れの向きが変化するので、中間折り返し通路66における冷却空気CAへの熱伝達率が向上する。そのため、分割体51における中間折り返し通路66近傍の領域の冷却能力が向上する。
一般的に、分割体51における上流側端面513a近傍では、他の領域よりも熱負荷が高いので、中間折り返し通路66を上流側端面513a近傍に配置することが望ましい。中間折り返し通路66を上流側端面513a近傍に配置することで、分割体51における上流側端面513a近傍を効率的に冷却できる。
In the intermediate turn-
Generally, in the vicinity of the upstream end surface 513a of the split body 51, the heat load is higher than in other regions, so it is desirable to arrange the
(入口側折り返し通路65の位置について)
例えば図5に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51では、入口側折り返し通路65の少なくとも一部は、分割体51において軸方向Daにおける他方側の端面である下流側端部511の下流側端面511aから、径方向Drにおける入口側折り返し通路65の通路高さH5の3倍以内の距離に存在するとよい。すなわち、幾つかの実施形態に係る分割体51では、入口側折り返し通路65の軸方向Da下流側に位置する下流側端部511の厚さLdは、入口側折り返し通路65の通路高さH5の3倍以内(Ld≦3×H5)であるとよい。
(About the position of the entrance side turnaround passage 65)
For example, as shown in FIG. 5, in the split body 51 according to some embodiments, at least a part of the inlet
入口側折り返し通路65では、径方向Drの位置が異なる導入通路64と第1冷却通路61とを接続するため、冷却空気CAの流れの向きが変化するので、入口側折り返し通路65における冷却空気CAへの熱伝達率が向上する。そのため、分割体51における入口側折り返し通路65近傍の領域の冷却能力が向上する。
一般的に、分割体51における下流側端面511a近傍では、燃焼ガスFGの巻き込みにより他の領域よりも熱負荷が高いので、入口側折り返し通路65を下流側端面511a近傍に配置することが望ましい。入口側折り返し通路65を下流側端面511a近傍に配置することで、分割体51における下流側端面511a近傍を効率的に冷却できる。
In the inlet
Generally, in the vicinity of the downstream end surface 511a of the split body 51, the heat load is higher than in other regions due to the entrainment of the combustion gas FG. Therefore, it is desirable to arrange the inlet
(三次元積層造形物)
幾つかの実施形態に係る分割体51は、三次元積層造形によって形成された三次元積層造形物であるとよい。
これにより、例えば放電加工では加工が難しくなるような細長い冷却通路6を備える分割体51であっても、三次元積層造形物として得ることができる。
(Three-dimensional laminated model)
The divided body 51 according to some embodiments may be a three-dimensional laminated model formed by three-dimensional laminated modeling.
As a result, even a split body 51 provided with an elongated cooling passage 6 that is difficult to process by electric discharge machining can be obtained as a three-dimensional laminated model.
(接続部57について)
以下、幾つかの実施形態に係る分割体51における接続部57の役割について説明する。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、接続部57は、リブ状に構成された部位である。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、上述したように、入口開口64aは、本体部53の板幅方向(周方向Dc)に沿って延在するスリット開口である。接続部57は、板幅方向(周方向Dc)におけるスリット開口の形成範囲内に複数設けられている。
(About connection part 57)
Hereinafter, the role of the connecting
In the split body 51 according to some embodiments, the connecting
In the split body 51 according to some embodiments, as described above, the
幾つかの実施形態に係る分割体51では、突出部55が冷却通路6の入口開口64aによって本体部53の外表面532から隔てられているため、本体部53と突出部55との温度差が拡大する傾向にあるところ、本体部53と突出部55とが接続部57で接続されているので、接続部57が伝熱パスとして機能し、本体部53と突出部55との温度差を抑制できる。これにより、突出部55における熱応力を抑制できる。
また、突出部55と本体部53とが接続部57で接続されることで、分割体51の変形を抑制できる。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、入口開口64aを形成する部位を複数の接続部57によって補強できる。
In the divided body 51 according to some embodiments, since the protruding
Further, by connecting the protruding
In the split body 51 according to some embodiments, the portion forming the
幾つかの実施形態に係る分割体51では、軸方向Da下流側の突出部55の軸方向Da上流側を向いた側面55a(以下、単に側面55aと称する)から連なる、突出部55の径方向Dr内側を向いた面は、軸方向Da下流側に向かうにつれて径方向Dr内側に向かう傾斜面(突出部傾斜面)55bである。幾つかの実施形態に係る分割体51では、側面55aと突出部傾斜面55bとの交差部55cと本体部53の外表面532とが対向する軸方向Daの位置Pinが導入通路64の軸方向Da上流側の端部となるため、該軸方向Da位置が導入通路64の入口端641となる。
In the divided body 51 according to some embodiments, the radial direction of the protruding
幾つかの実施形態に係る分割体51では、図5に示すように、接続部57の一部は、導入通路64の入口端641よりも軸方向Da下流側に位置している。すなわち、幾つかの実施形態に係る分割体51では、接続部57は、該接続部57の一部である侵入部575が冷却通路6の内部に侵入するように配置されている。
幾つかの実施形態に係る分割体51では、侵入部575は、突出部傾斜面55bと接続されている。すなわち、幾つかの実施形態に係る分割体51では、接続部57の一部は、突出部55の交差面(側面55a)に連なる冷却通路6の形成壁面である突出部傾斜面55bに接続されている。
これにより、突出部55と接続部57との接続領域を交差面(側面55a)以外の領域で確保でき、本体部53と突出部55との温度差を一層抑制できる。
In the split body 51 according to some embodiments, as shown in FIG. 5, a part of the connecting
In the split body 51 according to some embodiments, the intruding
As a result, the connection region between the protruding
幾つかの実施形態に係る分割体51では、図5に示すように、侵入部575の径方向Dr内側を向いた面は、軸方向Da下流側に向かうにつれて径方向Dr外側に向かう傾斜面(侵入部傾斜面)575aである。侵入部傾斜面575aは、外表面532と離間している。すなわち、侵入部575の少なくとも一部は、外表面532と離間している。
そのため、侵入部傾斜面575aが外表面532と接続されている場合と比べて、侵入部575が導入通路64内に侵入する部分体積を抑制できるので、入口開口64a近傍における導入通路64の流路面積の減少を抑制できる。したがって、導入通路64を流通する冷却空気CAの流速が入口開口64a近傍で増加することを抑制して、導入通路64における圧損を抑制できる。
また、導入通路64を流通する冷却空気CAの流速が入口開口64a近傍で増加することを抑制できるので、突出部55が過剰に冷却されることを抑制でき、本体部53と突出部55との温度差を一層抑制できる。
さらに、突出部55が過剰に冷却されることを抑制できるので、導入通路64における冷却空気CAの温度上昇を抑制でき、第1冷却通路61及び第2冷却通路62における冷却能力の低下を抑制できる。
In the split body 51 according to some embodiments, as shown in FIG. 5, the surface of the
Therefore, as compared with the case where the intrusion portion inclined
Further, since it is possible to suppress an increase in the flow velocity of the cooling air CA flowing through the introduction passage 64 in the vicinity of the
Further, since the
(外表面532と冷却通路6との関係について)
幾つかの実施形態に係る分割体51では、本体部53の外表面532の一部は、冷却通路6の一部を構成する。より具体的には、幾つかの実施形態に係る分割体51では、冷却通路6は、入口開口64aを含む上流通路(導入通路64)と、上述した交差方向に上流通路64と離間した位置に配置される下流通路(第1冷却通路61)と、上流通路64と下流通路61とを接続する折り返し通路である入口側折り返し通路65とを含む。図5に示すように、本体部53の外表面532の一部は、上流通路64の一部を構成し、入口側折り返し通路65の形成壁面65aに連なる。
(Regarding the relationship between the
In the divided body 51 according to some embodiments, a part of the
これにより、本体部53の外表面532に沿って冷却空気CAが冷却通路6に流入し易くなる。
また、本体部53の外表面532に沿う方向の一方側(軸方向Da下流側)における本体部53の端部(下流側端部511)から入口開口64aが他方側(軸方向Da上流側)に離れた位置に設けられている場合であっても、入口開口64aから流入する冷却空気CAを上流通路64によって軸方向Da下流側に導くことができるとともに、冷却空気CAを入口側折り返し通路65を介して下流通路61に導くことで、冷却空気CAを入口側折り返し通路65から軸方向Da上流側に向かって導くことができる。
As a result, the cooling air CA easily flows into the cooling passage 6 along the
Further, the
(接続部57の上流側傾斜面577について)
幾つかの実施形態に係る分割体51では、接続部57は、一端571から他端573側に向かって本体部53の外表面532に対して斜めに延在する傾斜面である上流側傾斜面577を有する。
上流側傾斜面577は、一端571の軸方向Da上流側の端部からフック59の爪部59aとの間に延在し、軸方向Da下流側に向かうにつれて径方向Dr外側に向かう傾斜面である。
(About the upstream
In the split body 51 according to some embodiments, the connecting
The upstream-side
幾つかの実施形態に係る分割体51では、上流側傾斜面577が本体部53の外表面532に接続される一端571から突出部55の径方向外側に位置するフック59の爪部59aまで本体部53の外表面532に対して斜めに延在するので、接続部57は、突出部55の先端側(径方向Dr外側)から基端側(径方向Dr内側)に向かうにつれて裾広がりとなる形状を有することとなる。したがって、接続部57の一端571と本体部53の外表面532との接続部分の面積を増やすことができ、本体部53から突出部への伝熱量を増やすことができ、本体部53と突出部55との温度差を一層抑制できる。
In the split body 51 according to some embodiments, the main body extends from one
また、上流側傾斜面577が軸方向Da下流側に向かうにつれて径方向Dr外側に向かう傾斜面であるので、例えば幾つかの実施形態に係る分割体51を三次元積層造形によって形成する場合、積層方向を軸方向Daに沿った上流側から下流側に向かう方向とすれば、接続部57は、造形を進めていくにつれて径方向に沿った大きさが漸増する部位となる。そのため、サポートを形成しなくても接続部57の形成が可能となるとともに、接続部57自体が突出部55のサポートとしての役割を果たすこととなる。したがって、形成するサポートを減らすことができ、積層造形に要する時間を短縮できるとともに、サポート除去の工程を簡略化できる。
Further, since the upstream
さらに、接続部57は、上述したように、造形を進めていくにつれて径方向に沿った大きさが漸増する部位となるので、積層方向に沿って造形していく際に突出部55が形状の急変部となることを緩和できる。一般的に、金属の積層造型では、積層方向に沿って造形していく際に形状が急変する急変部が存在すると、急変部の近傍において、積層方向と直交する断面に表れる造形物の外縁の位置が積層方向と直交する方向にずれてしまうおそれがある。
上述したように、接続部57は、積層方向に沿って造形していく際に突出部55が形状の急変部となることを緩和できるので、突出部55の近傍において分割体51の形状が歪んでしまうことを抑制できる。
Further, as described above, the connecting
As described above, since the connecting
(第1冷却通路61及び第2冷却通路62の流路断面の形状について)
上述した幾つかの実施形態では、第1冷却通路61及び第2冷却通路62の流路断面の形状は矩形であったが、円形であってもよく、楕円であってもよい。また、第1冷却通路61及び第2冷却通路62の流路断面の形状は、矩形以外の多角形であってもよく、多角形と円又は楕円とを組み合わせた形状であってもよい。
例えば、第1冷却通路61の流路断面の形状と第2冷却通路62の流路断面の形状とが異なる形状であってもよい。例えば、第1冷却通路61の流路断面の形状を円形とし、第2冷却通路62の流路断面の形状を多角形としてもよい。また、例えば、全ての第1冷却通路61の流路断面の形状が同じである必要はなく、異なっていてもよい。同様に、全ての第2冷却通路62の流路断面の形状が同じである必要はなく、異なっていてもよい。
(Regarding the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62)
In some of the above-described embodiments, the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62 is rectangular, but it may be circular or elliptical. Further, the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62 may be a polygon other than a rectangle, or may be a combination of a polygon and a circle or an ellipse.
For example, the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 and the shape of the flow path cross section of the second cooling passage 62 may be different. For example, the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 may be circular, and the shape of the flow path cross section of the second cooling passage 62 may be polygonal. Further, for example, the shapes of the flow path cross sections of all the first cooling passages 61 do not have to be the same, but may be different. Similarly, the shape of the flow path cross section of all the second cooling passages 62 does not have to be the same, but may be different.
図22Aは、第1冷却通路61又は第2冷却通路62の流路断面の形状の例として、正多角形ではない多角形の一例を示す図である。
図22Bは、第1冷却通路61又は第2冷却通路62の流路断面の形状の例として、多角形と円形とを組み合わせた形状の一例を示す図である。
例えば図22A及び図22Bに示した流路断面の形状は、流路の図示上側で図示上下方向に対して傾斜した傾斜面601を有する。
例えば、分割体51を三次元積層造形によって形成する場合、冷却通路6における積層方向を図示下方から上方に向かう方向とすれば、冷却通路6が例えば図22A及び図22Bに示すような傾斜面601を有していれば、造形時にオーバーハング領域となる傾斜面601の形状崩れを抑制できる。
FIG. 22A is a diagram showing an example of a polygon other than a regular polygon as an example of the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 or the second cooling passage 62.
FIG. 22B is a diagram showing an example of a shape in which a polygon and a circle are combined as an example of the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 or the second cooling passage 62.
For example, the shape of the flow path cross section shown in FIGS. 22A and 22B has an
For example, when the divided body 51 is formed by three-dimensional laminated molding, if the stacking direction in the cooling passage 6 is from the lower side to the upper side in the drawing, the cooling passage 6 has an
図23Aは、図5のF−F矢視断面のさらに他の実施形態についての一部を示す図である。
例えば図23Aに示すように、第1冷却通路61及び第2冷却通路62の流路断面の形状を三角形としてもよい。この場合、第2冷却通路62において、軸方向Daに沿って見たときに三角形状を有する流路断面の一辺602が本体部53の径方向Dr内側を向くようにするとよい。これにより、本体部53の内表面531から径方向外側に向かって見たときの流路断面の投影面積を大きくしつつ第2冷却通路62と内表面531との距離を小さくすることができるので、第2冷却通路62内を流通する冷却空気CAによって、本体部53の内表面531側の領域を効率的に冷却できる。
なお、図23Aに示すように、第2冷却通路62において、軸方向Daに沿って見たときに三角形状を有する流路断面の一辺602が本体部53の径方向Dr内側を向くようにすると、三角形の一つの頂点603が径方向Dr外側を向く。したがって、図23Aに示すように、第1冷却通路61において、軸方向Daに沿って見たときに三角形状を有する流路断面の三角形の一つの頂点604を径方向Dr内側を向け、該頂点604を径方向Drにおいて第2冷却通路62と重複させれば、本体部53の径方向Drに沿った厚さを抑制できる。
FIG. 23A is a diagram showing a part of still another embodiment of the FF arrow cross section of FIG.
For example, as shown in FIG. 23A, the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 and the second cooling passage 62 may be triangular. In this case, in the second cooling passage 62, it is preferable that one
As shown in FIG. 23A, in the second cooling passage 62, when one
図23Bは、図5のF−F矢視断面のさらに他の実施形態についての一部を示す図である。
例えば図23Bに示すように、第1冷却通路61の流路断面の形状を菱形とし、第2冷却通路62の流路断面の形状を三角形としてもよい。この場合、図23Aに示した例と同様に、第2冷却通路62において、軸方向Daに沿って見たときに三角形状を有する流路断面の一辺602が本体部53の径方向Dr内側を向くようにするとよい。これにより、本体部53の内表面531から径方向外側に向かって見たときの流路断面の投影面積を大きくしつつ第2冷却通路62と内表面531との距離を小さくすることができるので、第2冷却通路62内を流通する冷却空気CAによって、本体部53の内表面531側の領域を効率的に冷却できる。
なお、図23Bに示すように、第2冷却通路62において、軸方向Daに沿って見たときに三角形状を有する流路断面の一辺602が本体部53の径方向Dr内側を向くようにすると、三角形の一つの頂点603が径方向Dr外側を向く。したがって、図23Bに示すように、第1冷却通路61において、軸方向Daに沿って見たときに菱形形状を有する流路断面の菱形の一つの頂点605を径方向Dr内側を向け、該頂点605を径方向Drにおいて第2冷却通路62と重複させれば、本体部53の径方向Drに沿った厚さを抑制できる。
FIG. 23B is a diagram showing a part of still another embodiment of the FF arrow cross section of FIG.
For example, as shown in FIG. 23B, the shape of the flow path cross section of the first cooling passage 61 may be a rhombus, and the shape of the flow path cross section of the second cooling passage 62 may be a triangle. In this case, as in the example shown in FIG. 23A, in the second cooling passage 62, one
As shown in FIG. 23B, in the second cooling passage 62, when one
本開示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。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
(1)本開示の少なくとも一実施形態に係る高温部品は、冷却通路6を内部に有する板状の本体部53と、本体部53から突出して設けられる突出部55であって、冷却通路6の入口開口64aによって本体部53の表面(外表面532)から隔てられ、該表面に対する交差方向に延在する交差面(側面55a)を有する突出部55と、本体部53の外表面532に接続される一端571、および、突出部55の交差面(側面55a)に接続される他端573を有し、入口開口64aに跨って一端571から他端573まで延在する接続部57と、を備える。
The contents described in each of the above embodiments are grasped as follows, for example.
(1) The high-temperature parts according to at least one embodiment of the present disclosure are a plate-shaped
上記(1)の構成によれば、突出部55が冷却通路6の入口開口64aによって本体部53の外表面532から隔てられているため、本体部53と突出部55との温度差が拡大する傾向にあるところ、本体部53と突出部55とが接続部57で接続されているので、接続部57が伝熱パスとして機能し、本体部53と突出部55との温度差を抑制できる。これにより、突出部55における熱応力を抑制できる。
According to the configuration of (1) above, since the protruding
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、接続部57は、該接続部57の一部が冷却通路6の内部に侵入するように配置されている。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above, the connecting
上記(2)の構成によれば、突出部55と接続部57との接続領域を交差面(側面55a)以外の領域で確保でき、本体部53と突出部55との温度差を一層抑制できる。
According to the configuration of (2) above, the connection region between the protruding
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、接続部57の一部は、突出部55の交差面(側面55a)に連なる冷却通路6の形成壁面である突出部傾斜面55bに接続される。
(3) In some embodiments, in the configuration of (2) above, a part of the connecting
上記(3)の構成によれば、突出部55と接続部57との接続領域を交差面(側面55a)以外の領域で確保でき、本体部53と突出部55との温度差を一層抑制できる。
According to the configuration of (3) above, the connection region between the protruding
(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、本体部53の表面(外表面532)の一部は、冷却通路6の一部を構成する。
(4) In some embodiments, in any of the above configurations (1) to (3), a part of the surface (outer surface 532) of the
上記(4)の構成によれば、本体部53の外表面532に沿って冷却媒体が冷却通路6に流入し易くなる。
According to the configuration of (4) above, the cooling medium easily flows into the cooling passage 6 along the
(5)幾つかの実施形態では、上記(4)の構成において、冷却通路6は、入口開口64aを含む上流通路64と、上述した交差方向に上流通路64と離間した位置に配置される下流通路61と、上流通路64と下流通路61とを接続する折り返し通路である入口側折り返し通路65とを含む。本体部53の外表面532の一部は、上流通路64の一部を構成し、入口側折り返し通路65の形成壁面65aに連なる。
(5) In some embodiments, in the configuration of (4) above, the cooling passage 6 is arranged at a position separated from the upstream passage 64 including the
上記(5)の構成によれば、本体部53の外表面532に沿う方向の一方側(軸方向Da下流側)における本体部53の端部(下流側端部511)から入口開口64aが他方側(軸方向Da上流側)に離れた位置に設けられている場合であっても、入口開口64aから流入する冷却媒体を上流通路64によって該一方側に導くことができるとともに、冷却媒体を入口側折り返し通路65を介して下流通路61に導くことで、冷却媒体を入口側折り返し通路65から該他方側に向かって導くことができる。
According to the configuration of (5) above, the
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(5)の何れかの構成において、接続部57は、一端か571から他端573側に向かって本体部53の外表面532に対して斜めに延在する傾斜面である上流側傾斜面577を有する。
(6) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (5) above, the connecting
上記(6)の構成によれば、上流側傾斜面577が本体部53の外表面532に接続される一端571から突出部55の径方向外側に位置するフック59の爪部59aまで本体部53の外表面532に対して斜めに延在するので、接続部57は、突出部55の先端側(径方向Dr外側)から基端側(径方向Dr内側)に向かうにつれて裾広がりとなる形状を有することとなる。したがって、接続部57の一端571と本体部53の外表面532との接続部分の面積を増やすことができ、本体部53から突出部55への伝熱量を増やすことができ、本体部53と突出部55との温度差を一層抑制できる。
According to the configuration of (6) above, the
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(6)の何れかの構成において、入口開口64aは、本体部53の板幅方向(周方向Dc)に沿って延在するスリット開口である。接続部57は、該板幅方向におけるスリット開口の形成範囲内に設けられる複数の接続部57を含む。
(7) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (6) above, the
上記(7)の構成によれば、板幅方向に沿って延在するスリット開口を形成する、板幅方向に沿って延在する部位(入口開口64aを形成する部位)を複数の接続部57によって補強できる。
According to the configuration of (7) above, a plurality of connecting
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、高温部品は、周方向Dcに沿って環状に形成されるガスタービン10の分割環50を構成する分割体51である。
(8) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (7) above, the high temperature component constitutes a split ring 50 of the
上記(8)の構成によれば、分割体が上記(1)乃至(7)の何れかの構成を備えることで、分割体51の突出部55において熱応力を抑制できる。
According to the configuration of the above (8), when the divided body has the structure of any one of the above (1) to (7), the thermal stress can be suppressed in the protruding
(9)幾つかの実施形態では、上記(8)の構成において、突出部55は、分割体51をガスタービン10の車室30側に取り付けるためのフック59を構成する。
(9) In some embodiments, in the configuration of (8) above, the
上記(9)の構成によれば、分割体51のフック59を構成する突出部55において熱応力を抑制できる。
According to the configuration (9) above, thermal stress can be suppressed at the protruding
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(9)の何れかの構成において、高温部品は、三次元積層造形物である。 (10) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (9) above, the high temperature component is a three-dimensional laminated model.
上記(10)の構成によれば、高温部品を積層造形で形成する際に突出部55がオーバーハング領域となる場合であっても、接続部57の形状等を工夫することで、接続部57を積層造形時のサポート部材として利用できる。これにより、積層造形後のサポート部材の除去工程を簡略化できる。
According to the configuration of (10) above, even when the protruding
(11)本開示の少なくとも一実施形態に係る回転機械(ガスタービン10)は、上記(1)乃至(10)の何れかの構成の高温部品を備える。 (11) The rotary machine (gas turbine 10) according to at least one embodiment of the present disclosure includes high-temperature parts having any of the above configurations (1) to (10).
上記(11)の構成によれば、突出部55における熱応力を抑制して、回転機械の信頼性を向上できる。
According to the configuration (11) above, the thermal stress at the protruding
6 冷却通路
10 ガスタービン
50 分割環
51 分割体
53 本体部
55 突出部
55a 側面
57 接続部
59 フック
61 第1冷却通路(下流通路)
62 第2冷却通路
64 導入通路(上流通路)
65 第2折り返し通路(入口側折り返し通路)
65a 形成壁面
66 第1折り返し通路(中間折り返し通路)
71 第1仕切壁
72 第2仕切壁
515 開口部
517 閉止部材
531 内表面
532 外表面
571 一端
573 他端
577 上流側傾斜面
6 Cooling
62 Second cooling passage 64 Introduction passage (upstream passage)
65 Second turnaround passage (entrance side turnaround passage)
65a Formed
71
Claims (11)
前記本体部から突出して設けられる突出部であって、前記冷却通路の入口開口によって前記本体部の表面から隔てられ、該表面に対する交差方向に延在する交差面を有する突出部と、
前記本体部の前記表面に接続される一端、および、前記突出部の前記交差面に接続される他端を有し、前記入口開口に跨って前記一端から前記他端まで延在する接続部と、
を備える高温部品。 A plate-shaped main body with a cooling passage inside,
A projecting portion that is provided so as to project from the main body portion, is separated from the surface of the main body portion by an inlet opening of the cooling passage, and has an intersecting surface extending in an intersecting direction with respect to the surface portion.
A connecting portion having one end connected to the surface of the main body portion and the other end connected to the intersecting surface of the protruding portion and extending from the one end to the other end across the inlet opening. ,
High temperature parts with.
請求項1に記載の高温部品。 The high-temperature component according to claim 1, wherein the connecting portion is arranged so that a part of the connecting portion penetrates into the inside of the cooling passage.
請求項2に記載の高温部品。 The high-temperature component according to claim 2, wherein the part of the connecting portion is connected to a wall surface forming the cooling passage connected to the intersecting surface of the protruding portion.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の高温部品。 The high-temperature component according to any one of claims 1 to 3, wherein a part of the surface of the main body portion constitutes a part of the cooling passage.
前記表面の前記一部は、前記上流通路の一部を構成し、前記折り返し通路の形成壁面に連なる
請求項4に記載の高温部品。 The cooling passage includes an upstream passage including the inlet opening, a downstream passage arranged at a position separated from the upstream passage in the intersecting direction, and a folded passage connecting the upstream passage and the downstream passage. Including
The high-temperature component according to claim 4, wherein the part of the surface constitutes a part of the upstream passage and is connected to the forming wall surface of the folded passage.
請求項1乃至5の何れか一項に記載の高温部品。 The high-temperature component according to any one of claims 1 to 5, wherein the connecting portion has an inclined surface extending obliquely from the one end toward the other end side with respect to the surface of the main body portion.
前記接続部は、前記板幅方向における前記スリット開口の形成範囲内に設けられる複数の接続部を含む
請求項1乃至6の何れか一項に記載の高温部品。 The entrance opening is a slit opening extending along the plate width direction of the main body portion.
The high-temperature component according to any one of claims 1 to 6, wherein the connecting portion includes a plurality of connecting portions provided within the formation range of the slit opening in the plate width direction.
請求項1乃至7の何れか一項に記載の高温部品。 The high-temperature component according to any one of claims 1 to 7, wherein the high-temperature component is a split body forming a split ring of a gas turbine formed in an annular shape along the circumferential direction.
請求項8に記載の高温部品。 The high-temperature component according to claim 8, wherein the protruding portion constitutes a hook for attaching the divided body to the vehicle interior side of the gas turbine.
請求項1乃至9の何れか一項に記載の高温部品。 The high-temperature component according to any one of claims 1 to 9, wherein the high-temperature component is a three-dimensional laminated model.
を備える回転機械。 A rotating machine including the high temperature component according to any one of claims 1 to 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020073765A JP2021169801A (en) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | High-temperature component and rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020073765A JP2021169801A (en) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | High-temperature component and rotary machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021169801A true JP2021169801A (en) | 2021-10-28 |
Family
ID=78119376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2020073765A Pending JP2021169801A (en) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | High-temperature component and rotary machine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2021169801A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7324381B1 (en) * | 2023-02-22 | 2023-08-09 | 三菱重工業株式会社 | Combustor cylinder, combustor and gas turbine |
-
2020
- 2020-04-17 JP JP2020073765A patent/JP2021169801A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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