JP2022099908A - High temperature component and rotary machine - Google Patents
High temperature component and rotary machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022099908A JP2022099908A JP2020213979A JP2020213979A JP2022099908A JP 2022099908 A JP2022099908 A JP 2022099908A JP 2020213979 A JP2020213979 A JP 2020213979A JP 2020213979 A JP2020213979 A JP 2020213979A JP 2022099908 A JP2022099908 A JP 2022099908A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow path
- temperature component
- cooling
- diagonal
- passages
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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 in which a high-temperature working gas flows inside, 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).
ガスタービン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、異物等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。
In a machine operated by a high-temperature working gas such as a gas turbine, in general, the removal of heat by cooling leads to a decrease in the thermal efficiency of the machine. Therefore, it is desirable to efficiently cool high-temperature parts with as few cooling media as possible. Therefore, it is desirable to increase the flow rate of the cooling medium in the cooling passage and improve the cooling capacity by reducing the cross-sectional area of the flow path in the cooling passage.
However, as the cross-sectional area of the flow path becomes smaller, the risk of the cooling passage being blocked by foreign matter or the like may increase.
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、高温部品において冷却通路の閉塞による冷却能力低下を抑制することを目的とする。 At least one embodiment of the present disclosure is intended to suppress a decrease in cooling capacity due to blockage of a cooling passage in a high temperature component 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、
互いに並列に設けられる直線状の第1流路及び第2流路を含む複数の冷却通路と、
前記第1流路及び前記第2流路の延在方向にて互いに異なる位置にて前記延在方向に交差して設けられ、前記第1流路と前記第2流路とを接続する複数の連絡通路と、
を備え、
前記複数の連絡通路のそれぞれの断面積は、前記第1流路及び前記第2流路の断面積よりも大きい
又は、
前記複数の連絡通路の内壁面の表面粗さは、前記第1流路及び前記第2流路の内壁面の表面粗さよりも小さい。
(1) The high temperature parts according to at least one embodiment of the present disclosure are
A plurality of cooling passages including a linear first flow path and a second flow path provided in parallel with each other, and
A plurality of passages that are provided so as to intersect each other in the extending direction at different positions in the extending direction of the first flow path and the second flow path, and connect the first flow path and the second flow path. The connecting passage and
Equipped with
The cross-sectional area of each of the plurality of connecting passages is larger than the cross-sectional area of the first flow path and the second flow path, or
The surface roughness of the inner wall surface of the plurality of connecting passages is smaller than the surface roughness of the inner wall surface of the first flow path and the second flow path.
(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、高温部品において冷却通路の閉塞による冷却能力低下を抑制できる。 According to at least one embodiment of the present disclosure, it is possible to suppress a decrease in cooling capacity due to blockage of a cooling passage in a high temperature component.
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. do not have.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in one 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 tolerance or a state of relative displacement at an angle or distance 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 square shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a square shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or a chamfering within a range where the same effect can be obtained. It shall also represent the shape including the part and the like.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions excluding 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の一つを径方向Dr外側から見た模式的な平面図である。図4は、幾つかの実施形態に係る分割体51を周方向Dcに沿って見た模式的な側面図である。図5は、図3におけるA5-A5矢視断面図である。なお、図3~図5では、分割体51の構造を簡略化して描いている。したがって、例えば図3及び図5では、分割体51を遮熱環35に取り付けるためのフック等の記載を省略している。
FIG. 3 is a schematic plan view of one of the divided bodies 51 constituting the divided ring 50 according to some embodiments as viewed from the outside of the radial Dr. FIG. 4 is a schematic side view of the divided body 51 according to some embodiments as viewed along the circumferential direction Dc. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A5-A5 in FIG. In FIGS. 3 to 5, the structure of the divided body 51 is simplified and drawn. Therefore, for example, in FIGS. 3 and 5, the description of the hook or the like for attaching the split body 51 to the
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。各分割体51は、内部に冷却流路が形成された本体部52を主要な構成品とする。図2に示すように、分割体51は、径方向Drの内表面52a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。分割体51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、分割体51には、軸方向Daに延在する複数の軸方向通路(冷却通路)60が形成されている。
冷却通路60は、周方向Dcに並列させて複数配設されている。
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. The main component of each divided body 51 is a
A plurality of
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、外表面52b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60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52を対流冷却している。
Although not shown, in the
(冷却通路60の概要)
以下、幾つかの実施形態に係る冷却通路60について説明する。
幾つかの実施形態に係る冷却通路60のそれぞれは、上流端60aが冷却空気マニホールド55に接続されている。幾つかの実施形態に係る冷却通路60のそれぞれは、下流端60bが分割体51における軸方向Daの下流側端部53で燃焼ガスFG中に開口する。
幾つかの実施形態に係る冷却通路60のそれぞれは、後で詳述するように、周方向Dcで隣り合う他の冷却通路60と複数の連絡通路80によって接続されている。
(Outline of cooling passage 60)
Hereinafter, the
In each of the
Each of the
分割体51の外部から分割体51に供給される冷却空気CAは、冷却空気マニホールド55に供給された後、冷却空気マニホールド55から各冷却通路60に分配される。各冷却通路60に分配された冷却空気CAは、各冷却通路60を軸方向Da下流側に向かって流通して、下流端60bから分割体51の外部に排出される。
The cooling air CA supplied from the outside of the divided body 51 to the divided body 51 is supplied to the cooling
冷却空気マニホールド55から各冷却通路60に導入された冷却空気CAは、軸方向Daの下流側に向かって流れる過程で、本体部52から熱を奪うことで本体部52を冷却する。
ガスタービンやロケットエンジン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、過剰な冷却は機械の熱効率の低下を招いてしまう。そのため、過剰な冷却を抑制しつつ、冷却能力が不足しないようにすることが望まれている。したがって、幾つかの実施形態に係る分割体51においても、冷却通路60における流路断面積を小さくすることで冷却通路60における冷却空気CA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、異物等によって冷却通路60が閉塞するリスクが上昇するおそれがある。
The cooling air CA introduced from the cooling
In a machine operated by a high temperature working gas such as a gas turbine or a rocket engine, excessive cooling generally causes a decrease in the thermal efficiency of the machine. Therefore, it is desired that the cooling capacity is not insufficient while suppressing excessive cooling. Therefore, even in the divided body 51 according to some embodiments, it is desirable to increase the flow rate of the cooling air CA in the
However, as the cross-sectional area of the flow path becomes smaller, the risk of the
そこで、幾つかの実施形態では、分割体51における冷却構造を以下で述べるような構成とすることで、冷却通路60の閉塞による冷却能力低下を抑制するようにしている。
図6は、一実施形態に係る冷却通路60の構成を模式的に示した図であり、図3におけるA5-A5矢視断面の一部を拡大した図である。なお、図6では、説明の便宜上、周方向Dcで隣り合う2つの冷却通路60と、この2つの冷却通路60を接続する連絡通路80だけを図示している。
図7は、他の実施形態に係る冷却通路60の構成を模式的に示した図であり、図3におけるA5-A5矢視断面の一部を拡大した図に相当する。
図8は、さらに他の実施形態に係る冷却通路60の構成を模式的に示した図であり、図3におけるA5-A5矢視断面の一部を拡大した図に相当する。
図9は、さらに他の実施形態に係る冷却通路60の構成を模式的に示した図であり、図3におけるA5-A5矢視断面の一部を拡大した図に相当する。
図10は、さらに他の実施形態に係る冷却通路60の構成を模式的に示した図であり、図3におけるA5-A5矢視断面の一部を拡大した図に相当する。
図11は、さらに他の実施形態に係る冷却通路60の構成を模式的に示した図であり、図3におけるA5-A5矢視断面よりも径方向Dr外側の位置における断面の一部を拡大した図に相当する。
図12は、図11におけるA12-A12矢視断面図である。
Therefore, in some embodiments, the cooling structure of the divided body 51 is configured as described below to suppress a decrease in the cooling capacity due to the blockage of the
FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the
FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of the
FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of the
FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the
FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of the
FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of the
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line A12-A12 in FIG.
説明の便宜上、図6乃至図10において、周方向Dcで隣り合う2つの冷却通路60の一方を第1流路61と称し、他方を第2流路62と称する。また、図11及び図12において、周方向Dcで隣り合って配置された3つの冷却通路60のうち、周方向Dcの一方側の冷却通路を60を第1流路61と称し、周方向Dcの他方側の冷却通路を60を第2流路62と称し、第1流路61と第2流路62との間に配置された冷却通路60を第3流路63と称する。
For convenience of explanation, in FIGS. 6 to 10, one of the two
図6乃至図12に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51は、互いに並列に設けられる直線状の第1流路61及び第2流路62を含む複数の冷却通路60を備えている。図6乃至図12に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51は、第1流路61及び第2流路62の延在方向(軸方向Da)にて互いに異なる位置にて軸方向Daに交差して設けられ、第1流路61と第2流路62とを接続する複数の連絡通路80を備えている。
そのため、第1流路61や第2流路62において閉塞箇所が生じても、複数の連絡通路80の何れかを介して閉塞箇所を迂回して冷却空気CAを流通させることができる。これにより、冷却通路60の閉塞による冷却能力低下を抑制できる。
As shown in FIGS. 6 to 12, the divided body 51 according to some embodiments includes a plurality of
Therefore, even if a blocked portion occurs in the first flow path 61 or the second flow path 62, the cooling air CA can be circulated by bypassing the blocked portion via any of the plurality of connecting
なお、図6乃至図12に示す幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の連絡通路80のそれぞれの断面積Saは、第1流路61及び第2流路62の断面積Scよりも大きいとよい。又は、図6乃至図12に示す幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の連絡通路80の内壁面80aの表面粗さRaaは、第1流路61及び第2流路62の内壁面60dの表面粗さRacよりも小さいとよい。
In the divided body 51 according to some embodiments shown in FIGS. 6 to 12, the cross-sectional area Sa of each of the plurality of connecting
複数の連絡通路80のそれぞれの断面積Saが第1流路61及び第2流路62の断面積Scよりも大きければ、複数の連絡通路80において、第1流路61及び第2流路62よりも異物等が詰まり難くなる。そのため、第1流路61や第2流路62において閉塞箇所が生じた場合に、連絡通路80を介した迂回ルートを確保し易くなる。
また、複数の連絡通路80の内壁面80aの表面粗さRaaが第1流路61及び第2流路62の内壁面60dの表面粗さRacよりも小さければ、複数の連絡通路80において、第1流路61及び第2流路62よりも異物等が詰まり難くなる。そのため、第1流路61や第2流路62において閉塞箇所が生じた場合に、連絡通路80を介した迂回ルートを確保し易くなる。
If the cross-sectional area Sa of each of the plurality of connecting
Further, if the surface roughness Raa of the
なお、複数の連絡通路80の内壁面80aの表面粗さRaa、及び、第1流路61及び第2流路62の内壁面60dの表面粗さRacは、例えば算術平均粗さRaである。
The surface roughness Raa of the
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のであれば、造形条件を変更することで、複数の連絡通路80の内壁面80aの表面粗さRaaが第1流路61及び第2流路62の内壁面60dの表面粗さRacよりも小さくなるようにしてもよい。
なお、三次元積層造形における造形条件とは、例えば、1パス当たりの積層高さやエネルギビームの出力、エネルギビームの走査速度等である。
For example, if the divided body 51 according to some embodiments is formed by three-dimensional laminated molding, the surface roughness Raa of the
The modeling conditions in the three-dimensional laminated modeling are, for example, the stacking height per pass, the output of the energy beam, the scanning speed of the energy beam, and the like.
例えば、図6に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の連絡通路80は、複数の冷却通路60の一端側(軸方向Da上流側)から他端側(軸方向Da下流側)に向かう基準方向(軸方向Da)に対して鋭角を成すように第1流路61から分岐する少なくとも一本の第1斜め流路81を含むとよい。複数の連絡通路80は、軸方向Daに対して鋭角を成すように第2流路62から分岐する少なくとも一本の第2斜め流路82を含むとよい。
すなわち、図6に示す実施形態では、第1斜め流路81が第1流路61から分岐する分岐角度θ1が鋭角であるとよく、第2斜め流路82が第2流路62から分岐する分岐角度θ2が鋭角であるとよい。
For example, as shown in FIG. 6, in the divided body 51 according to some embodiments, the plurality of connecting
That is, in the embodiment shown in FIG. 6, it is preferable that the branch angle θ1 at which the first diagonal flow path 81 branches from the first flow path 61 is an acute angle, and the second diagonal flow path 82 branches from the second flow path 62. It is preferable that the branch angle θ2 is an acute angle.
第1斜め流路81が第1流路61から分岐する分岐角度θ1が鋭角であると、第1流路61と接続される第1斜め流路81の一方端の軸方向Da位置は、第2流路62と接続される第1斜め流路81の他方端の軸方向Da位置よりも軸方向Da上流側に位置することとなる。幾つかの実施形態では、冷却空気CAが軸方向Da上流側から下流側に向かって流れるので、第1斜め流路81が第1流路61から分岐する分岐角度θ1が鋭角であると、第1流路61と接続される第1斜め流路81の一方端は、第2流路62と接続される第1斜め流路81の他方端よりも冷却空気CAの流れに関して上流側に位置することとなる。
そのため、第1流路61を流通する冷却空気CAが第1斜め流路81を流れ易くなる。
When the branch angle θ1 at which the first diagonal flow path 81 branches from the first flow path 61 is an acute angle, the axial Da position of one end of the first diagonal flow path 81 connected to the first diagonal flow path 61 is the first. The position is located upstream of the axial Da position at the other end of the first oblique flow path 81 connected to the two flow paths 62. In some embodiments, the cooling air CA flows from the upstream side of the axial Da to the downstream side, so that the branch angle θ1 at which the first oblique flow path 81 branches from the first flow path 61 is an acute angle. One end of the first diagonal flow path 81 connected to the first flow path 61 is located upstream of the other end of the first diagonal flow path 81 connected to the second flow path 62 with respect to the flow of the cooling air CA. It will be.
Therefore, the cooling air CA flowing through the first flow path 61 can easily flow through the first diagonal flow path 81.
同様に、第2斜め流路82が第2流路62から分岐する分岐角度θ2が鋭角であると、第2流路62と接続される第2斜め流路82の一方端の軸方向Da位置は、第1流路61と接続される第2斜め流路82の他方端の軸方向Da位置よりも軸方向Da上流側に位置することとなる。したがって、第2斜め流路82が第2流路62から分岐する分岐角度θ2が鋭角であると、第2流路62と接続される第2斜め流路82の一方端は、第1流路61と接続される第2斜め流路82の他方端よりも冷却空気CAの流れに関して上流側に位置することとなる。
そのため、第2流路62を流通する冷却空気CAが第2斜め流路82を流れ易くなる。
Similarly, when the branch angle θ2 at which the second diagonal flow path 82 branches from the second flow path 62 is an acute angle, the axial Da position of one end of the second diagonal flow path 82 connected to the second flow path 62 Is located upstream of the axial Da position at the other end of the second diagonal flow path 82 connected to the first flow path 61. Therefore, when the branch angle θ2 at which the second diagonal flow path 82 branches from the second flow path 62 is an acute angle, one end of the second diagonal flow path 82 connected to the second flow path 62 is the first flow path. It is located upstream of the other end of the second oblique flow path 82 connected to 61 with respect to the flow of the cooling air CA.
Therefore, the cooling air CA flowing through the second flow path 62 can easily flow through the second diagonal flow path 82.
例えば、図6に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の第1斜め流路81と複数の第2斜め流路82とが、軸方向Daにおいて交互に配置されてもよい。
これにより、第1流路61で閉塞箇所が生じても、第1流路61を流通する冷却空気CAは、該閉塞箇所よりも第1流路61の軸方向Da上流側であって該閉塞箇所に最も近い位置に接続されている第1斜め流路81を主に流通することで第2流路62に流入できる。また、第2流路62を流通する冷却空気CAの一部は、第2流路62における該第1斜め流路81との接続位置よりも軸方向Da下流側で第2流路62に接続されている第2斜め流路82を介して第1流路61に流入する。これにより、第1流路61において閉塞によって冷却空気CAが流通しなくなる範囲を抑制できる。
For example, as shown in FIG. 6, in the divided body 51 according to some embodiments, a plurality of first diagonal flow paths 81 and a plurality of second diagonal flow paths 82 are alternately arranged in the axial direction Da. May be good.
As a result, even if a blockage occurs in the first flow path 61, the cooling air CA flowing through the first flow path 61 is on the axial Da upstream side of the first flow path 61 and is blocked. It can flow into the second flow path 62 by mainly flowing through the first diagonal flow path 81 connected to the position closest to the location. Further, a part of the cooling air CA flowing through the second flow path 62 is connected to the second flow path 62 on the downstream side of Da in the axial direction from the connection position with the first diagonal flow path 81 in the second flow path 62. It flows into the first flow path 61 through the second diagonal flow path 82. As a result, it is possible to suppress the range in which the cooling air CA does not flow due to the blockage in the first flow path 61.
同様に、第2流路62で閉塞箇所が生じても、第2流路62を流通する冷却空気CAは、該閉塞箇所よりも第2流路62の軸方向Da上流側であって該閉塞箇所に最も近い位置に接続されている第2斜め流路82を主に流通することで第1流路61に流入できる。また、第1流路61を流通する冷却空気CAの一部は、第1流路61における該第2斜め流路82との接続位置よりも軸方向Da下流側で第1流路61に接続されている第1斜め流路81を介して第2流路62に流入する。これにより、第2流路62において閉塞によって冷却媒体が流通しなくなる範囲を抑制できる。 Similarly, even if a blockage occurs in the second flow path 62, the cooling air CA flowing through the second flow path 62 is on the axial Da upstream side of the second flow path 62 and is blocked. It can flow into the first flow path 61 by mainly flowing through the second diagonal flow path 82 connected to the position closest to the location. Further, a part of the cooling air CA flowing through the first flow path 61 is connected to the first flow path 61 on the downstream side of Da in the axial direction from the connection position with the second diagonal flow path 82 in the first flow path 61. It flows into the second flow path 62 through the first diagonal flow path 81. As a result, it is possible to suppress the range in which the cooling medium does not flow due to blockage in the second flow path 62.
なお、複数の第1斜め流路81は、上記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度θ1で第1流路61から分岐するとよい。複数の第2斜め流路82は、上記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度θ2で第2流路62から分岐するとよい。
これにより、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、積層方向を上記基準方向(軸方向Da)と同じ方向にすることで、第1斜め流路81や第2斜め流路82を構成する部位がオーバーハング領域になっても、サポートの形成の必要がなくなる。したがって、分割体51の造形に際し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。
The plurality of first diagonal flow paths 81 may branch from the first flow path 61 at a branch angle θ1 of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction. The plurality of second diagonal flow paths 82 may branch from the second flow path 62 at a branch angle θ2 of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction.
As a result, when the divided body 51 according to some embodiments is formed by three-dimensional laminating molding, the laminating direction is set to the same direction as the reference direction (axial direction Da), so that the first diagonal flow path 81 and the first diagonal flow path 81 and the first 2 Even if the portion constituting the diagonal flow path 82 becomes an overhang region, it is not necessary to form a support. Therefore, the support formed at the time of modeling the divided body 51 can be reduced, the time required for the laminated modeling can be shortened, and the process of removing the support can be simplified.
例えば、図8、及び図10に示すように、第1流路61と第2流路62との間で、上述した第1斜め流路81だけが設けられている場合や、図示はしていないが、第1流路61と第2流路62との間で、上述した第2斜め流路82だけが設けられている場合であっても、複数の第1斜め流路81は、上記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度θ1(図6参照)で第1流路61から分岐するとよく、複数の第2斜め流路82は、上記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度θ2(図6参照)で第2流路62から分岐するとよい。
これにより、上述したように、分割体51の造形に際し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。
For example, as shown in FIGS. 8 and 10, only the above-mentioned first oblique flow path 81 is provided between the first flow path 61 and the second flow path 62, or is not shown. However, even if only the above-mentioned second diagonal flow path 82 is provided between the first flow path 61 and the second flow path 62, the plurality of first diagonal flow paths 81 may be described above. It is preferable to branch from the first flow path 61 at a branch angle θ1 (see FIG. 6) of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction, and the plurality of second diagonal flow paths 82 may be 35 degrees or more with respect to the reference direction. It is preferable to branch from the second flow path 62 at a branch angle θ2 (see FIG. 6) of 55 degrees or less.
As a result, as described above, the support formed at the time of modeling the split body 51 can be reduced, the time required for the laminated modeling can be shortened, and the process of removing the support can be simplified.
例えば、図6、図8、及び図10に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の連絡通路80は、軸方向Da上流側から軸方向Da下流側に向かう基準方向に対して鋭角を成すように第1流路61又は第2流路62の一方の流路から分岐する斜め流路80A(第1斜め流路81又は第2斜め流路82)を含むとよい。そして、斜め流路80Aは、該一方の流路の流路壁60Wに設けられた凹部70に開口するとよい。
For example, as shown in FIGS. 6, 8 and 10, in the divided body 51 according to some embodiments, the plurality of connecting
第1流路61又は第2流路62において、凹部70が設けられた領域では、凹部70が設けられていない領域と比べて流路面積が増加するので、冷却空気CAの流速が低下し、静圧が増加する。図6、図8、及び図10に示すように、斜め流路80Aが凹部70に開口すれば、上述したように増加した静圧の影響を受けて冷却空気CAが斜め流路80Aに流入し易くなる。
In the region where the
例えば、図7、図9、図11及び図12に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51では、複数の連絡通路80は、第1流路61及び第2流路62に対して直交するように接続された直交流路80Bを含んでいてもよい。
これにより、第1流路61から連絡通路80(直交流路80B)を介して第2流路62に冷却空気CAが流通する場合の圧損と、第2流路62から連絡通路80(直交流路80B)を介して第1流路61に冷却空気CAが流通する場合の圧損とが同等となる。そのため、第1流路61における閉塞の可能性が第1流路61の延在方向位置によらず同等であり、第2流路62における閉塞の可能性が第2流路62の延在方向位置によらず同等であり、第1流路61における閉塞の可能性と第2流路62における閉塞の可能性とが同等である場合に、閉塞によって冷却空気CAが流通しなくなる範囲を効果的に抑制できる。
For example, as shown in FIGS. 7, 9, 11 and 12, in the divided body 51 according to some embodiments, the plurality of connecting
As a result, the pressure loss when the cooling air CA flows from the first flow path 61 to the second flow path 62 via the communication passage 80 (
例えば、図9及び図10に示すように、幾つかの実施形態に係る分割体51では、第1流路61又は第2流路62の少なくとも何れか一方は、複数の突部91が形成された内壁面60dを有していてもよい。
これにより、複数の突部91によって冷却空気CAの流れが乱されるので、冷却能力を向上できる。
For example, as shown in FIGS. 9 and 10, in the divided body 51 according to some embodiments, a plurality of
As a result, the flow of the cooling air CA is disturbed by the plurality of
例えば、図9に示す実施形態では、第1流路61及び第2流路62は、複数の突部91が形成された内壁面60dを有する。複数の連絡通路80は、第1流路61及び第2流路62に対して直交するように接続された直交流路80Bを含む。
これにより、複数の突部91によって冷却空気CAの流れが乱されるので、第1流路61及び第2流路62における冷却能力を向上できる。また、複数の連絡通路80(直交流路80B)に上記突部91を設けないことで、複数の連絡通路80(直交流路80B)における平滑性を確保して、異物等を詰まり難くすることで、閉塞によって冷却空気CAが流通しなくなる範囲を抑制できる。
For example, in the embodiment shown in FIG. 9, the first flow path 61 and the second flow path 62 have an
As a result, the flow of the cooling air CA is disturbed by the plurality of
例えば、図10に示す実施形態では、複数の連絡通路80は、軸方向Da上流側から軸方向Da下流側に向かう基準方向に対して鋭角を成すように第1流路61から分岐する斜め流路80A(第1斜め流路81)を含む。この斜め流路80A(第1斜め流路81)は、第1流路61の流路壁60Wに設けられた凹部70に開口する。第2流路62は、複数の突部91が形成された内壁面60dを有する。
For example, in the embodiment shown in FIG. 10, the plurality of connecting
図10に示す実施形態では、上記基準方向に対して鋭角を成すように第1斜め流路81が第1流路61から分岐するので、第1流路61を流通する冷却空気CAが第1斜め流路81を流れ易くなる。また、図10に示す実施形態では、第1流路61において凹部70が設けられた領域では、凹部70が設けられていない領域と比べて流路面積が増加するので、冷却空気CAの流速が低下し、静圧が増加する。図10に示す実施形態では、第1斜め流路81が凹部70に開口するので、上述したように増加した静圧の影響を受けて第1流路61を流通する冷却空気CAが第1斜め流路81を流れ易くなる。
図10に示す実施形態では、複数の突部91によって冷却空気CAの流れが乱されるので、第2流路62における冷却能力を向上できる。しかし、複数の突部91を設けることで、第2流路62における閉塞のリスクは第1流路61における閉塞のリスクよりも高くなる。
In the embodiment shown in FIG. 10, since the first oblique flow path 81 branches from the first flow path 61 so as to form an acute angle with respect to the reference direction, the cooling air CA flowing through the first flow path 61 is the first. It becomes easy to flow through the oblique flow path 81. Further, in the embodiment shown in FIG. 10, in the region where the
In the embodiment shown in FIG. 10, since the flow of the cooling air CA is disturbed by the plurality of
ここで、第1流路61よりも閉塞リスクが高い第2流路62において閉塞箇所が生じた場合について検討する。第2流路62に閉塞箇所が生じると、第2流路62を流通する冷却空気CAは、該閉塞箇所よりも第2流路62の上流側であって該閉塞箇所に最も近い位置に接続されている第1斜め流路81を主に流通することで第1流路61に流入できる。また、第1流路61を流通する冷却空気CAの一部は、第1流路61における該第1斜め流路81との接続位置よりも下流側で第1流路61に接続されている第1斜め流路81を介して第2流路62に流入する。その際、図10に示す実施形態では、上述したように、第1流路61を流通する冷却空気CAが第1斜め流路81を流れ易い。したがって、図10に示す実施形態では、第1流路61よりも閉塞リスクが高い第2流路62において閉塞箇所が生じても、冷却空気CAは、該閉塞箇所を迂回した後、速やかに第2流路62に流入することとなる。これにより、第2流路62における閉塞のリスクが第1流路61における閉塞のリスクよりも高い場合に、第2流路62において閉塞によって冷却空気CAが流通しなくなる範囲を抑制できる。 Here, a case where a blockage portion occurs in the second flow path 62, which has a higher risk of blockage than the first flow path 61, will be examined. When a blockage occurs in the second flow path 62, the cooling air CA flowing through the second flow path 62 is connected to a position on the upstream side of the second flow path 62 and closest to the blockage. It can flow into the first flow path 61 by mainly flowing through the first diagonal flow path 81. Further, a part of the cooling air CA flowing through the first flow path 61 is connected to the first flow path 61 on the downstream side of the connection position with the first diagonal flow path 81 in the first flow path 61. It flows into the second flow path 62 via the first diagonal flow path 81. At that time, in the embodiment shown in FIG. 10, as described above, the cooling air CA flowing through the first flow path 61 easily flows through the first diagonal flow path 81. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 10, even if a blockage occurs in the second flow path 62, which has a higher risk of blockage than the first flow path 61, the cooling air CA promptly turns the block after bypassing the blockage. It will flow into the two flow paths 62. As a result, when the risk of blockage in the second flow path 62 is higher than the risk of blockage in the first flow path 61, it is possible to suppress the range in which the cooling air CA does not flow due to blockage in the second flow path 62.
例えば、図11に示す実施形態では、第1流路61と第2流路62との間に少なくとも1つの冷却通路60(第3流路63)が設けられる。複数の連絡通路80は、該少なくとも1つの冷却通路60(第3流路63)とは接続されず、第1流路61と第2流路62とを接続する。
具体的には、図11に示す実施形態では、複数の連絡通路80は、第3流路63とは径方向Drにずれた位置で周方向Dcに沿って延在する。すなわち、図11に示す実施形態では、複数の連絡通路80は、第3流路63を跨ぐようにして第1流路61と第2流路62とを接続している。
これにより、例えば、第1流路61及び第2流路62における冷却空気CAの流通方向と、上記少なくとも1つの冷却通路60(第3流路63)における冷却空気CAの流通方向とが異なっていても、第1流路61と第2流路62とを複数の連絡通路80で接続できる。
For example, in the embodiment shown in FIG. 11, at least one cooling passage 60 (third flow path 63) is provided between the first flow path 61 and the second flow path 62. The plurality of connecting
Specifically, in the embodiment shown in FIG. 11, the plurality of connecting
As a result, for example, the flow direction of the cooling air CA in the first flow path 61 and the second flow path 62 is different from the flow direction of the cooling air CA in the at least one cooling passage 60 (third flow path 63). However, the first flow path 61 and the second flow path 62 can be connected by a plurality of connecting
(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。
例えば幾つかの実施形態に係る分割体51における各通路を放電加工で形成しようとしても、複数の冷却通路60を形成した後、複数の連絡通路80を形成することが困難である。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れば、例えば放電加工では加工が困難である分割体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.
For example, even if it is attempted to form each passage in the divided body 51 according to some embodiments by electric discharge machining, it is difficult to form a plurality of connecting
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-mentioned embodiment and a form in which these forms are appropriately combined.
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、互いに並列に設けられる直線状の第1流路61及び第2流路62を含む複数の冷却通路60と、第1流路61及び第2流路62の延在方向にて互いに異なる位置にて上記延在方向に交差して設けられ、第1流路61と第2流路62とを接続する複数の連絡通路80と、を備える。複数の連絡通路80のそれぞれの断面積Saは、第1流路61及び第2流路62の断面積Scよりも大きい。又は、複数の連絡通路80の内壁面80aの表面粗さRaaは、第1流路61及び第2流路62の内壁面60dの表面粗さRacよりも小さい。
The contents described in each of the above embodiments are grasped as follows, for example.
(1) The high-temperature component according to at least one embodiment of the present disclosure includes a plurality of
上記(1)の構成によれば、第1流路61と第2流路62とを接続する複数の連絡通路80を備えるので、第1流路61や第2流路62において閉塞箇所が生じても、複数の連絡通路80の何れかを介して閉塞箇所を迂回して冷却媒体を流通させることができる。これにより、冷却通路60の閉塞による冷却能力低下を抑制できる。
また、上記(1)の構成によれば、複数の連絡通路80のそれぞれの断面積Saが第1流路61及び第2流路62の断面積Scよりも大きければ、複数の連絡通路80において、第1流路61及び第2流路62よりも異物等が詰まり難くなる。そのため、第1流路61や第2流路62において閉塞箇所が生じた場合に、連絡通路80を介した迂回ルートを確保し易くなる。
上記(1)の構成によれば、複数の連絡通路80の内壁面80aの表面粗さRaaが第1流路61及び第2流路62の内壁面60dの表面粗さRacよりも小さければ、複数の連絡通路80において、第1流路61及び第2流路62よりも異物等が詰まり難くなる。そのため、第1流路61や第2流路62において閉塞箇所が生じた場合に、連絡通路80を介した迂回ルートを確保し易くなる。
According to the configuration of (1) above, since a plurality of connecting
Further, according to the configuration of (1) above, if the cross-sectional area Sa of each of the plurality of connecting
According to the configuration of (1) above, if the surface roughness Raa of the
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、複数の連絡通路80は、複数の冷却通路60の一端側(軸方向Da上流側)から他端側(軸方向Da下流側)に向かう基準方向(軸方向Da)に対して鋭角を成すように第1流路61から分岐する少なくとも一本の第1斜め流路81を含む。複数の連絡通路80は、上記基準方向に対して鋭角を成すように第2流路62から分岐する少なくとも一本の第2斜め流路82を含む。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above, the plurality of connecting
上記(2)の構成によれば、上記基準方向に対して鋭角を成すように第1斜め流路81が第1流路61から分岐するので、第1流路61を流通する冷却媒体が第1斜め流路81を流れ易くなる。
上記(2)の構成によれば、基準方向に対して鋭角を成すように第2斜め流路82が第2流路62から分岐するので、第2流路62を流通する冷却媒体が第2斜め流路82を流れ易くなる。
According to the configuration of (2) above, since the first oblique flow path 81 branches from the first flow path 61 so as to form an acute angle with respect to the reference direction, the cooling medium flowing through the first flow path 61 is the first. 1 It becomes easy to flow through the diagonal flow path 81.
According to the configuration of (2) above, since the second oblique flow path 82 branches from the second flow path 62 so as to form an acute angle with respect to the reference direction, the cooling medium flowing through the second flow path 62 is the second. It becomes easy to flow through the oblique flow path 82.
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、複数の第1斜め流路81と複数の第2斜め流路82とが、上記延在方向において交互に配置される。 (3) In some embodiments, in the configuration of (2) above, the plurality of first diagonal flow paths 81 and the plurality of second diagonal flow paths 82 are alternately arranged in the extension direction.
上記(3)の構成によれば、第1流路61で閉塞箇所が生じても、第1流路61を流通する冷却媒体は、該閉塞箇所よりも第1流路61の上流側であって該閉塞箇所に最も近い位置に接続されている第1斜め流路81を主に流通することで第2流路62に流入できる。また、第2流路62を流通する冷却媒体の一部は、第2流路62における該第1斜め流路81との接続位置よりも下流側で第2流路62に接続されている第2斜め流路82を介して第1流路61に流入する。これにより、第1流路61において閉塞によって冷却媒体が流通しなくなる範囲を抑制できる。
また、上記(3)の構成によれば、第2流路62で閉塞箇所が生じても、第2流路62を流通する冷却媒体は、該閉塞箇所よりも第2流路62の上流側であって該閉塞箇所に最も近い位置に接続されている第2斜め流路82を主に流通することで第1流路61に流入できる。また、第1流路61を流通する冷却媒体の一部は、第1流路61における該第2斜め流路82との接続位置よりも下流側で第1流路61に接続されている第1斜め流路81を介して第2流路62に流入する。これにより、第2流路62において閉塞によって冷却媒体が流通しなくなる範囲を抑制できる。
According to the configuration of (3) above, even if a blocked portion occurs in the first flow path 61, the cooling medium flowing through the first flow path 61 is on the upstream side of the first flow path 61 with respect to the blocked portion. It can flow into the second flow path 62 by mainly flowing through the first diagonal flow path 81 connected to the position closest to the closed portion. Further, a part of the cooling medium flowing through the second flow path 62 is connected to the second flow path 62 on the downstream side of the connection position with the first diagonal flow path 81 in the second flow path 62. 2 It flows into the first flow path 61 through the diagonal flow path 82. As a result, it is possible to suppress the range in which the cooling medium does not flow due to blockage in the first flow path 61.
Further, according to the configuration of (3) above, even if a blocked portion occurs in the second flow path 62, the cooling medium flowing through the second flow path 62 is on the upstream side of the second flow path 62 with respect to the blocked portion. Therefore, it can flow into the first flow path 61 by mainly flowing through the second diagonal flow path 82 connected to the position closest to the closed portion. Further, a part of the cooling medium flowing through the first flow path 61 is connected to the first flow path 61 on the downstream side of the connection position with the second diagonal flow path 82 in the first flow path 61. It flows into the second flow path 62 through the diagonal flow path 81. As a result, it is possible to suppress the range in which the cooling medium does not flow due to blockage in the second flow path 62.
(4)幾つかの実施形態では、上記(2)又は(3)の構成において、複数の第1斜め流路81は、上記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度θ1で第1流路61から分岐する。複数の第2斜め流路82は、上記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度θ2で第2流路62から分岐する。 (4) In some embodiments, in the configuration of (2) or (3), the plurality of first diagonal flow paths 81 have a branch angle θ1 of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction. 1 Branches from the flow path 61. The plurality of second diagonal flow paths 82 branch from the second flow path 62 at a branch angle θ2 of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction.
上記(4)の構成によれば、例えば高温部品を三次元積層造形によって形成する場合、積層方向を上記基準方向と同じ方向にすることで、第1斜め流路81や第2斜め流路82を構成する部位がオーバーハング領域になっても、サポートの形成の必要がなくなる。したがって、高温部品の造形に際し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。 According to the configuration of (4) above, for example, when a high-temperature component is formed by three-dimensional laminated molding, the stacking direction is set to the same direction as the reference direction, so that the first diagonal flow path 81 and the second diagonal flow path 82 are formed. Even if the part that constitutes the overhang area becomes an overhang area, there is no need to form a support. Therefore, it is possible to reduce the number of supports formed during the molding of high-temperature parts, shorten the time required for laminated molding, and simplify the process of removing the supports.
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、複数の連絡通路80は、複数の冷却通路60の一端側(軸方向Da上流側)から他端側(軸方向Da下流側)に向かう基準方向(軸方向Da)に対して鋭角を成すように第1流路61又は第2流路62の一方から分岐する斜め流路80Aを含む。斜め流路80Aは、第1流路61又は第2流路62の上記一方の流路の流路壁60Wに設けられた凹部70に開口する。
(5) In some embodiments, in the configuration of (1) above, the plurality of connecting
上記(5)の構成によれば、第1流路61又は第2流路62において、凹部70が設けられた領域では、凹部70が設けられていない領域と比べて流路面積が増加するので、冷却媒体の流速が低下し、静圧が増加する。上記(5)の構成によれば、斜め流路80Aが凹部70に開口するので、上述したように増加した静圧の影響を受けて冷却媒体が斜め流路80Aに流入し易くなる。
According to the configuration of (5) above, in the region where the
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、斜め流路80Aは、上記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度で第1流路61又は第2流路62の一方から分岐する。 (6) In some embodiments, in the configuration of (5) above, the oblique flow path 80A is the first flow path 61 or the second flow path at a branch angle of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction. Branch from one of 62.
上記(6)の構成によれば、例えば高温部品を三次元積層造形によって形成する場合、積層方向を上記基準方向と同じ方向にすることで、斜め流路80Aを構成する部位がオーバーハング領域になっても、サポートの形成の必要がなくなる。したがって、高温部品の造形に際し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。 According to the configuration of (6) above, for example, when a high-temperature component is formed by three-dimensional laminating molding, the laminating direction is set to the same direction as the reference direction, so that the portion constituting the oblique flow path 80A becomes an overhang region. Even so, there is no need to form a support. Therefore, it is possible to reduce the number of supports formed during the molding of high-temperature parts, shorten the time required for laminated molding, and simplify the process of removing the supports.
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、複数の連絡通路80は、第1流路61及び第2流路62に対して直交するように接続された直交流路80Bを含む。
(7) In some embodiments, in the configuration of (1) above, the plurality of connecting
上記(7)の構成によれば、第1流路61から連絡通路80(直交流路80B)を介して第2流路62に冷却媒体が流通する場合の圧損と、第2流路62から連絡通路80(直交流路80B)を介して第1流路61に冷却媒体が流通する場合の圧損とが同等となる。そのため、第1流路61における閉塞の可能性が第1流路61の延在方向位置によらず同等であり、第2流路62における閉塞の可能性が第2流路62の延在方向位置によらず同等であり、第1流路61における閉塞の可能性と第2流路62における閉塞の可能性とが同等である場合に、閉塞によって冷却媒体が流通しなくなる範囲を効果的に抑制できる。
According to the configuration of (7) above, the pressure loss when the cooling medium flows from the first flow path 61 to the second flow path 62 via the connecting passage 80 (
(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、第1流路61又は第2流路62の少なくとも何れか一方は、複数の突部91が形成された内壁面を60d有する。
(8) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (7) above, at least one of the first flow path 61 and the second flow path 62 is formed with a plurality of
上記(8)の構成によれば、複数の突部91によって冷却媒体の流れが乱されるので、冷却能力を向上できる。
According to the configuration of (8) above, the flow of the cooling medium is disturbed by the plurality of
(9)幾つかの実施形態では、上記(8)の構成において、第1流路61及び第2流路62は、複数の突部91が形成された内壁面60dを有する。複数の連絡通路80は、第1流路61及び第2流路62に対して直交するように接続された直交流路80Bを含む。
(9) In some embodiments, in the configuration of (8) above, the first flow path 61 and the second flow path 62 have an
上記(9)の構成によれば、複数の突部91によって冷却媒体の流れが乱されるので、第1流路61及び第2流路62における冷却能力を向上できる。また、複数の連絡通路80(直交流路80B)に上記突部91を設けないことで、複数の連絡通路80(直交流路80B)における平滑性を確保して、異物等を詰まり難くすることで、閉塞によって冷却媒体が流通しなくなる範囲を抑制できる。
According to the configuration of (9) above, since the flow of the cooling medium is disturbed by the plurality of
(10)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、複数の連絡通路80は、複数の冷却通路60の一端側(軸方向Da上流側)から他端側(軸方向Da下流側)に向かう基準方向(軸方向Da)に対して鋭角を成すように第1流路61から分岐する斜め流路80A(第1斜め流路81)を含む。斜め流路80A(第1斜め流路81)は、第1流路61の流路壁60Wに設けられた凹部70に開口する。第2流路62は、複数の突部91が形成された内壁面60dを有する。
(10) In some embodiments, in the configuration of (1) above, the plurality of connecting
上記(10)の構成によれば、上記基準方向に対して鋭角を成すように斜め流路80A(第1斜め流路81)が第1流路61から分岐するので、第1流路61を流通する冷却媒体が斜め流路80A(第1斜め流路81)を流れ易くなる。また、上記(10)の構成によれば、第1流路61において凹部70が設けられた領域では、凹部70が設けられていない領域と比べて流路面積が増加するので、冷却媒体の流速が低下し、静圧が増加する。上記(10)の構成によれば、斜め流路80A(第1斜め流路81)が凹部70に開口するので、上述したように増加した静圧の影響を受けて第1流路61を流通する冷却媒体が斜め流路を流れ易くなる。
上記(10)の構成によれば、複数の突部91によって冷却媒体の流れが乱されるので、第2流路62における冷却能力を向上できる。しかし、複数の突部91を設けることで、第2流路62における閉塞のリスクは第1流路61における閉塞のリスクよりも高くなる。
According to the configuration of (10) above, the diagonal flow path 80A (first diagonal flow path 81) branches from the first flow path 61 so as to form an acute angle with respect to the reference direction. The circulating cooling medium easily flows through the oblique flow path 80A (first diagonal flow path 81). Further, according to the configuration of (10) above, in the region where the
According to the configuration of (10) above, since the flow of the cooling medium is disturbed by the plurality of
ここで、第1流路61よりも閉塞リスクが高い第2流路62において閉塞箇所が生じた場合について検討する。第2流路62に閉塞箇所が生じると、第2流路62を流通する冷却媒体は、該閉塞箇所よりも第2流路62の上流側であって該閉塞箇所に最も近い位置に接続されている斜め流路80A(第1斜め流路81)を主に流通することで第1流路61に流入できる。また、第1流路61を流通する冷却媒体の一部は、第1流路61における該斜め流路80A(第1斜め流路81)との接続位置よりも下流側で第1流路61に接続されている斜め流路80A(第1斜め流路81)を介して第2流路62に流入する。その際、上記(10)の構成では、上述したように、第1流路61を流通する冷却媒体が斜め流路80A(第1斜め流路81)を流れ易い。したがって、上記(10)の構成によれば、第1流路61よりも閉塞リスクが高い第2流路62において閉塞箇所が生じても、冷却媒体は、該閉塞箇所を迂回した後、速やかに第2流路62に流入することとなる。これにより、第2流路62における閉塞のリスクが第1流路61における閉塞のリスクよりも高い場合に、第2流路62において閉塞によって冷却媒体が流通しなくなる範囲を抑制できる。 Here, a case where a blockage portion occurs in the second flow path 62, which has a higher risk of blockage than the first flow path 61, will be examined. When a blockage occurs in the second flow path 62, the cooling medium flowing through the second flow path 62 is connected to a position on the upstream side of the second flow path 62 and closest to the blockage. It can flow into the first flow path 61 by mainly flowing through the diagonal flow path 80A (first diagonal flow path 81). Further, a part of the cooling medium flowing through the first flow path 61 is located downstream of the connection position with the diagonal flow path 80A (first diagonal flow path 81) in the first flow path 61, and is the first flow path 61. It flows into the second flow path 62 through the diagonal flow path 80A (first diagonal flow path 81) connected to the second flow path 62. At that time, in the configuration of the above (10), as described above, the cooling medium flowing through the first flow path 61 easily flows through the diagonal flow path 80A (first diagonal flow path 81). Therefore, according to the configuration of (10) above, even if a blockage occurs in the second flow path 62, which has a higher risk of blockage than the first flow path 61, the cooling medium promptly bypasses the blockage. It will flow into the second flow path 62. As a result, when the risk of blockage in the second flow path 62 is higher than the risk of blockage in the first flow path 61, it is possible to suppress the range in which the cooling medium does not flow due to blockage in the second flow path 62.
(11)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(10)の何れかの構成において、第1流路61と第2流路62との間に少なくとも1つの冷却通路60(第3流路63)が設けられる。複数の連絡通路80は、該少なくとも1つの冷却通路60(第3流路63)とは接続されず、第1流路61と第2流路62とを接続する。
(11) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (10) above, at least one cooling passage 60 (third flow) between the first flow path 61 and the second flow path 62. Road 63) is provided. The plurality of connecting
上記(11)の構成によれば、例えば、第1流路61及び第2流路62における冷却媒体の流通方向と、上記少なくとも1つの冷却通路60(第3流路63)における冷却媒体の流通方向とが異なっていても、第1流路61と第2流路62とを複数の連絡通路80で接続できる。
According to the configuration of the above (11), for example, the flow direction of the cooling medium in the first flow path 61 and the second flow path 62 and the distribution of the cooling medium in the at least one cooling passage 60 (third flow path 63). Even if the directions are different, the first flow path 61 and the second flow path 62 can be connected by a plurality of connecting
(12)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(11)の何れかの構成において、高温部品は、周方向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。
(12) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (11) above, the high temperature component comprises a split ring 50 of the
上記(12)の構成によれば、分割体51が上記(1)乃至(11)の何れかの構成を備えることで、冷却通路60の閉塞による冷却能力低下を抑制できる。
According to the configuration of the above (12), when the divided body 51 has the configuration of any one of the above (1) to (11), it is possible to suppress a decrease in the cooling capacity due to the blockage of the
(13)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(12)の何れかの構成において、高温部品(分割体51)は、三次元積層造形物である。 (13) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (12) above, the high temperature component (divided body 51) is a three-dimensional laminated model.
例えば上記高温部品における各通路を放電加工で形成しようとしても、複数の冷却通路60を形成した後、複数の連絡通路80を形成することが困難である。上記(13)の構成によれば、例えば放電加工では加工が困難である高温部品であっても、三次元積層造形物として得ることができる。
For example, even if it is attempted to form each passage in the high temperature component by electric discharge machining, it is difficult to form a plurality of connecting
(14)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(13)の何れかの構成の高温部品を備える。 (14) 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 (13).
上記(14)の構成によれば、回転機械の高温部品における冷却能力低下を抑制して、回転機械の信頼性を向上できる。 According to the configuration of (14) above, it is possible to suppress a decrease in the cooling capacity of the high temperature component of the rotary machine and improve the reliability of the rotary machine.
10 ガスタービン
50 分割環
51 分割体
60 冷却流路
61 第1流路
62 第2流路
63 第3流路
70 凹部
80 連絡通路
80A 斜め流路
80B 直交流路
81 第1斜め流路
82 第2斜め流路
91 突部
10 Gas turbine 50 Divided ring 51
Claims (14)
前記第1流路及び前記第2流路の延在方向にて互いに異なる位置にて前記延在方向に交差して設けられ、前記第1流路と前記第2流路とを接続する複数の連絡通路と、
を備え、
前記複数の連絡通路のそれぞれの断面積は、前記第1流路及び前記第2流路の断面積よりも大きい
又は、
前記複数の連絡通路の内壁面の表面粗さは、前記第1流路及び前記第2流路の内壁面の表面粗さよりも小さい
高温部品。 A plurality of cooling passages including a linear first flow path and a second flow path provided in parallel with each other, and
A plurality of passages that are provided so as to intersect each other in the extending direction at different positions in the extending direction of the first flow path and the second flow path, and connect the first flow path and the second flow path. The connecting passage and
Equipped with
The cross-sectional area of each of the plurality of connecting passages is larger than the cross-sectional area of the first flow path and the second flow path, or
A high-temperature component whose surface roughness of the inner wall surface of the plurality of connecting passages is smaller than the surface roughness of the inner wall surface of the first flow path and the second flow path.
前記複数の冷却通路の一端側から他端側に向かう基準方向に対して鋭角を成すように前記第1流路から分岐する少なくとも一本の第1斜め流路と、
前記基準方向に対して鋭角を成すように前記第2流路から分岐する少なくとも一本の第2斜め流路と、を含む
請求項1に記載の高温部品。 The plurality of communication passages
At least one first oblique flow path that branches from the first flow path so as to form an acute angle with respect to the reference direction from one end side to the other end side of the plurality of cooling passages.
The high temperature component according to claim 1, further comprising at least one second diagonal flow path branching from the second flow path so as to form an acute angle with respect to the reference direction.
請求項2に記載の高温部品。 The high temperature component according to claim 2, wherein the plurality of the first oblique flow paths and the plurality of the second diagonal flow paths are alternately arranged in the extending direction.
複数の前記第2斜め流路は、前記基準方向に対して35度以上55度以下の分岐角度で前記第2流路から分岐する、
請求項2又は3に記載の高温部品。 The plurality of first oblique flow paths branch from the first flow path at a branch angle of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction.
The plurality of second oblique flow paths branch from the second flow path at a branch angle of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction.
The high temperature component according to claim 2 or 3.
前記斜め流路は、前記第1流路又は前記第2流路の前記一方の流路の流路壁に設けられた凹部に開口する
請求項1に記載の高温部品。 The plurality of connecting passages are oblique flow paths that branch from one of the first flow path or the second flow path so as to form an acute angle with respect to a reference direction from one end side to the other end side of the plurality of cooling passages. Including
The high-temperature component according to claim 1, wherein the diagonal flow path opens in a recess provided in the flow path wall of the first flow path or the one of the second flow paths.
請求項5に記載の高温部品。 The high-temperature component according to claim 5, wherein the diagonal flow path branches from either the first flow path or the second flow path at a branch angle of 35 degrees or more and 55 degrees or less with respect to the reference direction.
請求項1に記載の高温部品。 The high temperature component according to claim 1, wherein the plurality of connecting passages include an orthogonal flow path connected so as to be orthogonal to the first flow path and the second flow path.
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 at least one of the first flow path and the second flow path has an inner wall surface on which a plurality of protrusions are formed.
前記複数の連絡通路は、前記第1流路及び前記第2流路に対して直交するように接続された直交流路を含む
請求項8に記載の高温部品。 The first flow path and the second flow path have an inner wall surface on which the plurality of protrusions are formed.
The high temperature component according to claim 8, wherein the plurality of connecting passages include an orthogonal flow path connected so as to be orthogonal to the first flow path and the second flow path.
前記斜め流路は、前記第1流路の流路壁に設けられた凹部に開口し、
前記第2流路は、複数の突部が形成された内壁面を有する
請求項1に記載の高温部品。 The plurality of connecting passages include an oblique flow path branching from the first flow path so as to form an acute angle with respect to a reference direction from one end side to the other end side of the plurality of cooling passages.
The diagonal flow path is opened in a recess provided in the flow path wall of the first flow path, and the diagonal flow path is opened.
The high-temperature component according to claim 1, wherein the second flow path has an inner wall surface on which a plurality of protrusions are formed.
前記複数の連絡通路は、該少なくとも1つの冷却通路とは接続されず、前記第1流路と前記第2流路とを接続する
請求項1乃至10の何れか一項に記載の高温部品。 At least one cooling passage is provided between the first flow path and the second flow path.
The high-temperature component according to any one of claims 1 to 10, wherein the plurality of connecting passages are not connected to the at least one cooling passage and connect the first flow path and the second flow path.
請求項1乃至11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 11, wherein the high-temperature component is a split body constituting a split ring of a gas turbine formed in an annular shape along the circumferential direction.
請求項1乃至12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 12, wherein the high-temperature component is a three-dimensional laminated model.
を備える回転機械。 A rotary machine comprising the high temperature component according to any one of claims 1 to 13.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020213979A JP2022099908A (en) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | High temperature component and rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020213979A JP2022099908A (en) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | High temperature component and rotary machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022099908A true JP2022099908A (en) | 2022-07-05 |
Family
ID=82269883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020213979A Pending JP2022099908A (en) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | High temperature component and rotary machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022099908A (en) |
-
2020
- 2020-12-23 JP JP2020213979A patent/JP2022099908A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10612384B2 (en) | Flow inducer for a gas turbine system | |
KR101318476B1 (en) | Gas turbin and disc and method for forming radial passage of disc | |
WO2020202867A1 (en) | High-temperature component and method for manufacturing high-temperature component | |
JPS61145303A (en) | Improved coolable stator assembly of rotary machine | |
JP6423144B2 (en) | Integrated cover bucket assembly | |
US9816389B2 (en) | Turbine rotor blades with tip portion parapet wall cavities | |
US9664204B2 (en) | Assembly for a fluid flow machine | |
WO2015152381A1 (en) | Vane array and gas turbine | |
KR20210021555A (en) | Wing and gas turbine | |
JP2022099908A (en) | High temperature component and rotary machine | |
JP7356397B2 (en) | High temperature parts and rotating machinery | |
WO2020202863A1 (en) | High-temperature part, manufacturing method of high-temperature part and flow rate adjusting method | |
JP7271093B2 (en) | turbomachinery rotor blades | |
JP2021169801A (en) | High-temperature component and rotary machine | |
JP7234006B2 (en) | High temperature parts and method for manufacturing high temperature parts | |
JP2023140430A (en) | Blade segment and rotary machine | |
WO2020235245A1 (en) | Turbine stator vane, gas turbine, and method for manufacturing turbine stator vane | |
WO2023095721A1 (en) | Turbine stator vane | |
KR102269713B1 (en) | Turbine blades, turbines and methods of cooling turbine blades | |
JP2023166152A (en) | Combustor tube, combustor, and gas turbine | |
JP2023170597A (en) | Turbine stationary blade, blade segment and gas turbine |