JP2023172704A - タービン翼及びガスタービン - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できるタービン翼を提供する。【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係るタービン翼は、翼形部の後縁部内に形成され翼形部の後縁に向かって延在し、後縁において翼形部の外部に開口するピンフィン流路と、ピンフィン流路を構成する一対の対向する内壁を繋ぐ複数のピンフィンとを備える。ピンフィン流路は、第１領域と、第１領域よりも後縁側の第２領域とを含む。複数のピンフィンは、第１領域に設けられた複数の第１ピンフィンと、第２領域に設けられた複数の第２ピンフィンとを含む。複数の第１ピンフィンの第１直径は、複数の第２ピンフィンの第２直径よりも大きい。複数の第１ピンフィン同士の第１ピンピッチは、複数の第２ピンフィン同士の第２ピンピッチよりも大きい。第１ピンピッチを第１直径で除した値は、第２ピンピッチを第２直径で除した値よりも小さい。【選択図】図５

Description

本開示は、タービン翼及びガスタービンに関する。

ガスタービンのタービン翼としては、ピンフィンを介して翼後縁部を冷却するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－６０６３８号公報

例えば特許文献１に記載のタービン翼では、翼形部（翼本体）の内部に前縁通路及び後縁通路が形成されており、翼本体の後縁側にピンフィン間の流路からなるピンフィン流路が形成されている。そして、前縁通路及び後縁通路を冷却した後の冷却空気は、ピンフィン流路を流れ、ピンフィン冷却を行う。

例えば特許文献１に記載のタービン翼のような冷却空気の流路構成を有するタービン翼では、前縁通路及び後縁通路が設けられた領域では比較的メタル温度が高く、ピンフィン流路が設けられた翼本体の後縁側の領域では過冷却となる場合がある。このような場合には、ピンフィン流路の領域を前縁側に拡大することでメタル温度の抑制を図ることが考えられる。
しかし、ピンフィン流路において前縁側に拡大した領域では、ピンフィン流路を構成する一対の対向する内壁同士の間の距離が大きくなるため、当該領域のピンフィンの長さも長くなる。そのため、タービン翼の鋳造時に当該領域のピンフィンが折れやすくなる等、鋳造し難くなる。

本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できるタービン翼、及び、このタービン翼を備えるガスタービンを提供することを目的とする。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るタービン翼は、
翼形部と、
前記翼形部の後縁部内に形成され前記翼形部の後縁に向かって延在し、前記後縁において前記翼形部の外部に開口するピンフィン流路と、
前記ピンフィン流路を構成する一対の対向する内壁を繋ぐ複数のピンフィンと、
を備え、
前記ピンフィン流路は、第１領域と、前記第１領域よりも前記後縁側の第２領域と、を含み、
前記複数のピンフィンは、前記第１領域に設けられた複数の第１ピンフィンと、前記第２領域に設けられた複数の第２ピンフィンと、を含み、
前記複数の第１ピンフィンの第１直径は、前記複数の第２ピンフィンの第２直径よりも大きく、
前記複数の第１ピンフィン同士の第１ピンピッチは、前記複数の第２ピンフィン同士の第２ピンピッチよりも大きく、
前記第１ピンピッチを前記第１直径で除した値は、前記第２ピンピッチを前記第２直径で除した値よりも小さい。

（２）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
上記（１）乃至（８）の何れかの構成のタービン翼を備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できるタービン翼、及び、このタービン翼を備えるガスタービンを提供できる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼を備えるガスタービンの構成を示す模式図である。 幾つかの実施形態に係るタービン翼の断面図である。 幾つかの実施形態に係るタービン翼の内側シュラウドを底面側から見た斜視図である。 幾つかの実施形態に係るタービン翼の外側シュラウドを上面側から見た斜視図である。 幾つかの実施形態に係るタービン翼の翼後縁部を示す図であって、上段はタービン翼の立設方向軸線に対して略直交する面で切った断面図、下段はタービン翼の立設方向軸線に対して略平行となる面で切った断面図である。 ピンフィンの寸法について説明するための表である。 ピンフィンの寸法とピンフィン流路における冷却性能との関係を説明するための図である。

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。

以下、幾つかの実施形態に係るタービン翼について、図を参照しながら説明する。
図１は、幾つかの実施形態に係るタービン翼を備えるガスタービンの構成を示す模式図である。
図２は、幾つかの実施形態に係るタービン翼の断面図である。
図３は、幾つかの実施形態に係るタービン翼の内側シュラウドを底面側から見た斜視図である。
図４は、幾つかの実施形態に係るタービン翼の外側シュラウドを上面側から見た斜視図である。
図５は、幾つかの実施形態に係るタービン翼の翼後縁部を示す図であって、上段はタービン翼の立設方向軸線に対して略直交する面で切った断面図、下段はタービン翼の立設方向軸線に対して略平行となる面で切った断面図である。
図６は、ピンフィンの寸法について説明するための表である。
図７は、ピンフィンの寸法とピンフィン流路における冷却性能との関係を説明するための図である。

（ガスタービン１００）
図１に示すように、幾つかの実施形態に係るガスタービン１００は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１と、燃料供給源（図示せず）から供給される燃料を圧縮空気に混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する複数の燃焼器２と、燃焼ガスＦＧにより駆動するタービン３と、を備えている。

図２に示すように、タービン３は、軸線Ａｒを中心として回転するロータ４を備えている。ロータ４には、例えば、ロータ４の回転で発電する発電機５（図１参照）が接続されている。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０は、例えば、タービン３における静翼に適用され得るものである。

（タービン翼１０）
図２に示すように、タービン翼１０は、翼本体（翼形部）１１と、この翼本体１１の内側及び外側にそれぞれ設けられた内側シュラウド１２及び外側シュラウド１３とを備えている。
翼本体１１は、その内部に、リブ４０によって前縁通路４２及び後縁通路４４が形成されており、これら前縁通路４２及び後縁通路４４には、周面及び底面に複数の冷却空気穴７０，７１が形成された有底筒状のインサート４６，４７が外側シュラウド１３側から挿入されている。
翼本体１１は、その後縁１１ｂ側に複数のピンフィン２６が設けられた通路であるピンフィン流路１６を備えている。ピンフィン流路１６については後で詳述する。
そして、これらインサート４６，４７にマニホールド（図示せず）から冷却空気ＣＡが送り込まれると、この冷却空気ＣＡは、冷却空気穴７０，７１から噴出し、前縁通路４２及び後縁通路４４の内壁に衝突し、いわゆるインピンジメント冷却が行われ、また、翼本体１１の後縁側のピンフィン流路１６を流れ、ピンフィン冷却が行われるようになっている。
なお、リブ４０には前縁１１ａ側の端面と後縁１１ｂ側の端面との間でリブ４０を貫通する不図示の貫通孔が形成されており、冷却空気ＣＡが該貫通孔を介して前縁通路４２から後縁通路４４に流入可能である。

内側シュラウド１２には、前縁１１ａ側及び後縁１１ｂ側に、前方フランジ８１及び後方フランジ８２が形成されており、ロータ４のアーム部４８との間をシールするシール１４が支持されたシール支持部６６に連結されている。そして、このシール支持部６６と内側シュラウド１２との間にキャビティ４５が形成されており、このキャビティ４５にも、インサート４６の開口端８４から流出した冷却空気ＣＡが送り込まれるようになっている。
シール支持部６６には、前方側（軸線Ａｒ方向上流側）に流路８５が形成されており、この流路８５を介してキャビティ４５から前段の動翼１８側及びシール１４の隙間を通って後段の動翼１９側へ空気が送り込まれ、内部を高温燃焼ガスＦＧの通路よりも高圧に保持して高温燃焼ガスＦＧの内部への浸入が防止されるようになっている。

（内側シュラウド１２）
図３に示すように、内側シュラウド１２には、その前縁１１ａ側に、多数の針状フィン８９を備えた前縁流路８８が形成されている。また、内側シュラウド１２の両側部には、前後に沿ってレール９６が形成されており、これらレール９６には、一端が前縁流路８８と連通し、他端が内側シュラウド１２の後縁にて燃焼ガスＦＧ中に開口した側部流路９３が形成されている。
内側シュラウド１２の底面には、複数の小穴１０１を有する衝突板８４が底面に対して間隔をあけて設けられており、これら衝突板８４によって内側シュラウド１２の底面側に、チャンバ８３（図２参照）が形成されている。
また、内側シュラウド１２の後縁側には、一端が側部流路９３に連通し、他端で燃焼ガスＦＧ中へ排出する複数の後縁流路９２が形成されている。

また、キャビティ４５内に送り込まれた冷却空気ＣＡは、衝突板８４の小穴１０１からチャンバ８３内にも流入する。冷却空気ＣＡが衝突板８４の小穴１０１からチャンバ８３へ流入した際に、内側シュラウド１２の底面に衝突することにより、インピンジメント冷却が行われる。そして、チャンバ８３内に送り込まれた冷却空気ＣＡは、内側シュラウド１２の前縁流路８８に送り込まれ、針状フィン８９間を通過することにより内側シュラウド１２の前縁側を冷却し、その後、側部流路９３を通り、内側シュラウド１２の後縁から後縁流路９２を介して燃焼ガスＦＧ中へ放出されるようになっている。

（外側シュラウド１３）
図４に示すように、外側シュラウド１３には、その上面に、複数の小穴１０７を有する衝突板１０２が上面に対して間隔をあけて設けられており、これら衝突板１０２によって外側シュラウド１３の上面側に、チャンバ１０４（図２参照）が形成されている。
また、外側シュラウド１３には、前縁流路１０５が形成され、両側部に、前方側の前縁流路１０５と連通しかつ外側シュラウド１３の後縁にて開口した側部流路１０６が形成されており、前縁流路１０５が一方のチャンバ１０４と連通されている。

そして、マニホールド（図示せず）内に送り込まれた冷却空気ＣＡは、衝突板１０２の小穴１０７からチャンバ１０４内に流入し、側部流路１０６の後縁から放出されるようになっている。そして、冷却空気ＣＡが衝突板１０２の小穴１０７からチャンバ１０４へ流入した際に、外側シュラウド１３の上面に衝突することにより、インピンジメント冷却が行われる。
また、チャンバ１０４内に流入した冷却空気ＣＡは、前縁流路１０５にも流入し、この前縁流路１０５及び側部流路１０６を通過することにより、外側シュラウド１３の前縁及び両側部を冷却し、その後、外側シュラウド１３の後縁から放出されるようになっている。

（ピンフィン流路１６について）
図２及び図５に示すように、幾つかの実施形態に係るタービン翼１０は、翼本体１１の後縁部１５内に形成され翼本体１１の後縁１１ｂに向かって延在し、後縁１１ｂにおいて翼本体１１の外部に開口するピンフィン流路１６を備えている。幾つかの実施形態に係るタービン翼１０は、ピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７を繋ぐ複数のピンフィン２６を備えている。ピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７は、翼本体１１の背側の壁部２１ａと腹側の壁部２１ｂとである。なお、図５の上段に示した背側の壁部２１ａ及び腹側の壁部２１ｂは、実際には背側の壁面２２ａ及び腹側の壁面２２ｂに沿って湾曲しているが、図５では、図の簡略化のため、背側の壁部２１ａ及び腹側の壁部２１ｂを湾曲させずに単純化して表している。

図５の上段に示すように、ピンフィン流路１６の通路幅Ｗ、すなわち一対の対向する内壁１７同士の距離は、前縁１１ａ側から後縁１１ｂ側に向かって徐々に狭くなるように（先細になるように）形成されている。
また、図５の上段及び下段に示すように、ピンフィン流路１６は、前縁１１ａ側から後縁１１ｂ側に向かって、例えば第１領域１６１、第２領域１６２、及び第３領域１６３を含んでいる。
ピンフィン流路１６に設けられた複数のピンフィン２６は、第１領域１６１に設けられた複数の第１ピンフィン２６１と、第２領域１６２に設けられた複数の第２ピンフィン２６２と、第３領域１６３に設けられた複数の第３ピンフィン２６３とを含む。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、複数のピンフィン２６の直径ｄは例えば次のように設定されている。例えば第１ピンフィン２６１の直径ｄの値は第１直径ｄ１であり、第２ピンフィン２６２の直径ｄの値は第２直径ｄ２であり、第３ピンフィン２６３の直径ｄの値は第３直径ｄ３である。
幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第１直径ｄ１は第２直径ｄ２よりも大きく（ｄ２＜ｄ１）、第３直径ｄ３は第２直径ｄ２と等しい（ｄ２＝ｄ３）。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、ピンフィン２６は、第１ピンフィン２６１のピンピッチ（翼本体１１の立設方向軸線ＡＸに対して略平行となる方向の配列ピッチ、すなわち、立設方向軸線ＡＸに沿う方向におけるピンフィン２６の中心間距離、及び、翼本体１１の立設方向軸線ＡＸに対して略直交する方向Ｄｘの配列ピッチ、すなわち、ピンフィン列（立設方向軸線ＡＸに沿って並んだ複数のピンフィン２６）の列間距離）ｐである第１ピンピッチｐ１が、第２ピンフィン２６２のピンピッチｐである第２ピンピッチｐ２よりも大きく（ｐ２＜ｐ１）、第２ピンフィン２６２の第２ピンピッチｐ２が、第３ピンフィン２６３のピンピッチｐである第３ピンピッチｐ３よりも小さく（ｐ２＜ｐ３）なるように形成されている。
なお、同じ領域内のピンフィン２６のピンピッチｐは、翼本体１１の立設方向軸線ＡＸに対して略平行となる方向の配列ピッチと翼本体１１の立設方向軸線ＡＸに対して略直交する方向の配列ピッチを同じピッチ（第１領域１６１であれば第１ピンピッチｐ１）としたが、略平行となる方向と略直交する方向の配列ピッチが同一ではなく、異なっていても構わない。ただし、各領域間で比較した配列ピッチの変化の割合は、立設方向軸線ＡＸに対して略平行となる方向の配列ピッチと立設方向軸線ＡＸに対して略直交する方向の配列ピッチが同じ割合で変化するのが好ましい。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、ピンピッチｐをピンフィン２６の直径ｄで除した値ｐ／ｄによってピンフィン流路１６における冷却性能が変化する。以下の説明では、ピンピッチｐをピンフィン２６の直径ｄで除した値ｐ／ｄを径－ピッチ比ｐ／ｄとも称する。
例えば図７に示ように、幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、径－ピッチ比ｐ／ｄが１．０から２．０の間、より詳しくは１．５から２．０の間の辺りにおいてピンフィン流路１６における冷却性能が最大となる。なお、径－ピッチ比ｐ／ｄが１．０となる場合、隣り合うピンフィン同士の間に隙間が存在しないため、冷却空気ＣＡがピンフィン流路１６を流れることができない。

図７に示すように、径－ピッチ比ｐ／ｄが小さい方がピンフィン流路１６における冷却性能は高くなるが、上述したように径－ピッチ比ｐ／ｄが１．５から２．０の間の辺りにおいてピンフィン流路１６における冷却性能が最大となるため、径－ピッチ比ｐ／ｄが小さ過ぎると、径－ピッチ比ｐ／ｄが小さくなるほどピンフィン流路１６における冷却性能は低下してしまう。すなわち、ピンフィン流路１６における冷却性能は、径－ピッチ比ｐ／ｄが小さ過ぎない範囲内で径－ピッチ比ｐ／ｄが小さい方が高くなる。

ピンフィン流路１６の前縁１１ａ側の領域では、ピンフィン流路１６の後縁１１ｂ側の領域と比べてピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７同士の間の距離（通路幅Ｗ）が大きい。そのため、ピンフィン流路１６の前縁１１ａ側の領域におけるピンフィン２６の長さが長くなるため、タービン翼１０の鋳造時に当該領域のピンフィン２６が折れやすくなる等、鋳造し難くなる。
鋳造性の向上のために当該領域のピンフィン２６の直径ｄを大きくすることが考えられる。しかし、ピンフィン２６のピンピッチｐを変えずに単にピンフィン２６の直径ｄを大きくするだけでは、径－ピッチ比ｐ／ｄが小さくなり過ぎて当該領域における冷却性能が低下するおそれがある。

そこで、幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第１直径ｄ１を第２直径ｄ２よりも大きくした（ｄ２＜ｄ１）。
第１直径ｄ１を第２直径ｄ２よりも大きくすることで、第１ピンフィン２６１の長さが長くなっても鋳造性を確保できる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第１ピンフィン２６１の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ１／ｄ１）を第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）よりも小さくした。
第１ピンフィン２６１の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ１／ｄ１）を第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）よりも小さくすることで、第１領域１６１における冷却性能を第２領域１６２における冷却性能よりも大きくすることができる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第１ピンピッチｐ１を第２ピンピッチｐ２よりも大きくした（ｐ２＜ｐ１）。
第１ピンピッチｐ１を第２ピンピッチｐ２よりも大きくすることで、径－ピッチ比ｐ／ｄが小さくなり過ぎて第１領域１６１における冷却性能の低下を回避できる。
よって、幾つかの実施形態に係るタービン翼１０によれば、第１領域１６１における鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できる。また、幾つかの実施形態に係るタービン翼１０によれば、冷却性能を向上できることで冷却空気ＣＡの流量を低減できる。

幾つかの実施形態に係るガスタービン１００では、幾つかの実施形態に係るタービン翼１０を備えるので、タービン翼１０における冷却空気ＣＡの流量を抑制でき、ガスタービン１００の性能を向上できる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第１領域１６１は、ピンフィン流路１６において翼本体１１の前縁１１ａに最も近い領域であるとよい。
ピンフィン流路１６において翼本体１１の前縁１１ａに最も近い領域は、他の領域と比べてピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７同士の間の距離（通路幅Ｗ）が大きいため、該他の領域と比べてピンフィン２６の長さが長くなって鋳造し難くい。
幾つかの実施形態に係るタービン翼１０によれば、該他の領域と比べてピンフィン２６の長さが長くなって鋳造し難くい第１領域１６１において、第１領域１６１における鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第２領域１６２は、第１領域１６１と隣り合っていてもよい。
これにより、第２領域１６２に対して前縁１１ａ側で隣り合う領域（第１領域１６１）において、鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。
第２領域１６２よりも後縁１１ｂ側の第３領域１６３では、第２領域１６２よりも冷却性能が抑制されていてもよい。そのため、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。
これにより、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）を大きくすることで第３直径ｄ３に対する第３ピンピッチｐ３の大きさが大きくなるので、第３領域１６３内で第３ピンフィン２６３の占める割合が小さくなって、第３領域１６３における冷却空気ＣＡの圧損を抑制できる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第３直径ｄ３は、第２直径ｄ２と等しくてもよい（ｄ３＝ｄ２）。
第２領域１６２よりも後縁１１ｂ側の第３領域１６３では、第２領域１６２と比べてピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７同士の間の距離（通路幅Ｗ）が小さい。そのため、第１領域１６１のように第３ピンフィン２６３の第３直径ｄ３を第２ピンフィン２６２の第２直径ｄ２よりも大きくする必要がない。上述したように、径－ピッチ比ｐ／ｄは、冷却性能に大きな影響を及ぼす。また、第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）と第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）との大小関係は、第３直径ｄ３と第２直径ｄ２とを等しくすれば、第２ピンピッチｐ２と第３ピンピッチｐ３との関係だけで設定できる。したがって、第３直径ｄ３と第２直径ｄ２とを等しくすれば、タービン翼１０の設計段階における第３領域１６３の冷却性能の設定が容易となる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第３ピンピッチｐ３は、第２ピンピッチｐ２よりも大きくてもよい（ｐ２＜ｐ３）。
上述したように、第２領域１６２よりも後縁１１ｂ側の第３領域１６３では、第２領域よりも冷却性能が抑制されていてもよい。そのため、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。
第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）を大きくするには、第３ピンピッチｐ３を大きくしてもよく、第３直径ｄ３を小さくしてもよい。しかし、第３直径ｄ３を小さくすると第３ピンフィン２６３の鋳造性が低下するおそれがある。
そこで、第３ピンピッチｐ３を第２ピンピッチｐ２よりも大きくすれば、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）を大きくできて第３ピンフィン２６３の鋳造性を確保できる。

幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１以上（ｐ１≦ｐ３）であってもよい。
上述したように、第１ピンフィン２６１の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ１／ｄ１）は、第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）よりも小さい。また、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンフィン２６２の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。そのため、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）は、第１ピンフィン２６１の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ１／ｄ１）よりも大きくてもよい。したがって、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１以上であってもよい。

なお、幾つかの実施形態に係るタービン翼１０では、、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１よりも小さくてもよい（ｐ３＜ｐ１）。
すなわち、第３ピンフィン２６３の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ３／ｄ３）が第１ピンフィン２６１の径－ピッチ比ｐ／ｄ（ｐ１／ｄ１）よりも大きければ、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１よりも小さくてもよい。

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。
例えば、上述した幾つかの実施形態に係るピンフィン２６の断面視形状は、円形に限定されるものではなく、翼形、流線形、多角形、楕円形等、いかなる形状のものであってもよい。なお、ピンフィン２６の断面視形状は、円形以外である場合、ピンフィン２６の直径ｄは、断面視形状の円相当径であってもよい。また、ピンピッチｐは、隣り合う２つのピンフィン２６の断面視形状の図心同士の距離であってもよい。

上述した幾つかの実施形態に係るタービン翼１０は、タービン３における静翼に適用され得るものであったが、動翼に適用されるものであってもよい。

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タービン翼は、翼形部（翼本体１１）と、翼形部（翼本体１１）の後縁部１５内に形成され翼形部（翼本体１１）の後縁１１ｂに向かって延在し、後縁１１ｂにおいて翼形部（翼本体１１）の外部に開口するピンフィン流路１６と、ピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７を繋ぐ複数のピンフィン２６と、を備える。ピンフィン流路１６は、第１領域１６１と、第１領域１６１よりも後縁１１ｂ側の第２領域１６２と、を含む。複数のピンフィン２６は、第１領域１６１に設けられた複数の第１ピンフィン２６１と、第２領域１６２に設けられた複数の第２ピンフィン２６２と、を含む。複数の第１ピンフィン２６１の第１直径ｄ１は、複数の第２ピンフィン２６２の第２直径ｄ２よりも大きい。複数の第１ピンフィン２６１同士の第１ピンピッチｐ１は、複数の第２ピンフィン２６２同士の第２ピンピッチｐ２よりも大きい。第１ピンピッチｐ１を第１直径ｄ１で除した値（ｐ１／ｄ１）は、第２ピンピッチｐ２を第２直径ｄ２で除した値（ｐ２／ｄ２）よりも小さい。

上記（１）の構成によれば、複数の第１ピンフィン２６１の第１直径ｄ１を複数の第２ピンフィン２６２の第２直径ｄ２よりも大きくすることで、複数の第１ピンフィン２６１の長さが長くなっても鋳造性を確保できる。上記（１）の構成によれば、第１ピンピッチｐ１を第１直径ｄ１で除した値（ｐ１／ｄ１）を第２ピンピッチｐ２を第２直径ｄ２で除した値（ｐ２／ｄ２）よりも小さくすることで、第１領域１６１における冷却性能を第２領域１６２における冷却性能よりも大きくすることができる。そして、上記（１）の構成によれば、複数の第１ピンフィン２６１同士の第１ピンピッチｐ１を複数の第２ピンフィン２６２同士の第２ピンピッチｐ２よりも大きくすることで、径－ピッチ比ｐ／ｄが小さくなり過ぎて第１領域１６１における冷却性能の低下を回避できる。よって、上記（１）の構成によれば、第１領域１６１における鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できる。また、上記（１）の構成によれば、冷却性能を向上できることで冷却空気ＣＡの流量を低減できる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、第１領域１６１は、ピンフィン流路１６において翼形部（翼本体１１）の前縁１１ａに最も近い領域であるとよい。

ピンフィン流路１６において翼形部（翼本体１１）の前縁１１ａに最も近い領域は、他の領域と比べてピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７同士の間の距離（通路幅Ｗ）が大きいため、該他の領域と比べてピンフィン２６の長さが長くなって鋳造し難くい。
上記（２）の構成によれば、該他の領域と比べてピンフィン２６の長さが長くなって鋳造し難くい第１領域１６１において、第１領域１６１における鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、第２領域１６２は、第１領域１６１と隣り合っていてもよい。

上記（３）の構成によれば、第２領域１６２に対して前縁１１ａ側で隣り合う領域（第１領域１６１）において、鋳造性を確保しつつ冷却性能を向上できる。

（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、ピンフィン流路１６は、第２領域１６２よりも後縁１１ｂ側の第３領域１６３を含んでいてもよい。複数のピンフィン２６は、第３領域１６３に設けられた複数の第３ピンフィン２６３を含むとよい。複数の第３ピンフィン２６３同士の第３ピンピッチｐ３を複数の第３ピンフィン２６３の第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンピッチｐ２を第２直径ｄ２で除した値（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。

第２領域１６２よりも後縁１１ｂ側の第３領域１６３では、第２領域１６２よりも冷却性能が抑制されていてもよい。そのため、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンピッチｐ２を第２直径ｄ２で除した値（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。
上記（４）の構成によれば、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）を大きくすることで第３直径ｄ３に対する第３ピンピッチｐ３の大きさが大きくなるので、ピンフィン流路１６内で第３ピンフィン２６３の占める割合が小さくなって、第３領域１６３における冷却空気の圧損を抑制できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、第３直径ｄ３は、第２直径ｄ２と等しくてもよい。

第２領域１６２よりも後縁１１ｂ側の第３領域１６３では、第２領域１６２と比べてピンフィン流路１６を構成する一対の対向する内壁１７同士の間の距離（通路幅Ｗ）が小さい。そのため、第１領域１６１のように複数の第３ピンフィン２６３の第３直径ｄ３を複数の第２ピンフィン２６２の第２直径ｄ２よりも大きくする必要がない。上記（５）の構成によれば、第３直径ｄ３と第２直径ｄ２とが等しいので、第２ピンピッチｐ２と第３ピンピッチｐ３との関係だけで冷却性能に大きな影響を及ぼす径－ピッチ比ｐ／ｄを設定できる。これにより、タービン翼１０の設計段階における第３領域１６３の冷却性能の設定が容易となる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）の構成において、第３ピンピッチｐ３は、第２ピンピッチｐ２よりも大きくてもよい。

第２領域１６２よりも後縁１１ｂ側の第３領域１６３では、第２領域１６２よりも冷却性能が抑制されていてもよい。そのため、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンピッチｐ２を第２直径ｄ２で除した値（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。
第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）を大きくするには、第３ピンピッチｐ３を大きくしてもよく、第３直径ｄ３を小さくしてもよい。しかし、第３直径ｄ３を小さくすると第３ピンフィン２６３の鋳造性が低下するおそれがある。
上記（６）の構成によれば、第３ピンピッチｐ３を第２ピンピッチｐ２よりも大きくすることで第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）を大きくすれば、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）を大きくしても第３ピンフィン２６３の鋳造性を確保できる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（６）の何れかの構成において、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１以上であってもよい。

上述したように、第１ピンピッチｐ１を第１直径ｄ１で除した値（ｐ１／ｄ１）は、第２ピンピッチｐ２を第２直径ｄ２で除した値（ｐ２／ｄ２）よりも小さい。また、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）は、第２ピンピッチｐ２を第２直径ｄ２で除した値（ｐ２／ｄ２）よりも大きくてもよい。そのため、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）は、第１ピンピッチｐ１を第１直径ｄ１で除した値（ｐ１／ｄ１）よりも大きくてもよい。したがって、上記（７）の構成のように、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１以上であってもよい。

（８）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（６）の何れかの構成において、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１よりも小さくてもよい。

上述したように、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）は、第１ピンピッチｐ１を第１直径ｄ１で除した値（ｐ１／ｄ１）よりも大きくてもよい。なお、第３ピンピッチｐ３を第３直径ｄ３で除した値（ｐ３／ｄ３）が第１ピンピッチｐ１を第１直径ｄ１で除した値（ｐ１／ｄ１）よりも大きければ、上記（８）の構成のように、第３ピンピッチｐ３は、第１ピンピッチｐ１よりも小さくてもよい。

（９）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン１００は、上記（１）乃至（８）の何れかの構成のタービン翼１０を備える。

上記（９）の構成によれば、タービン翼１０における冷却空気ＣＡの流量を抑制できるので、ガスタービン１００の性能を向上できる。

３ タービン
１０ タービン翼
１１ 翼本体（翼形部）
１１ａ 前縁
１１ｂ 後縁
１５ 後縁部
１６ ピンフィン流路
１７ 内壁
２６ ピンフィン
１００ ガスタービン
１６１ 第１領域
１６２ 第２領域
１６３ 第３領域
２６１ 第１ピンフィン
２６２ 第２ピンフィン
２６３ 第３ピンフィン

Claims (9)

1. 翼形部と、
   前記翼形部の後縁部内に形成され前記翼形部の後縁に向かって延在し、前記後縁において前記翼形部の外部に開口するピンフィン流路と、
   前記ピンフィン流路を構成する一対の対向する内壁を繋ぐ複数のピンフィンと、
   を備え、
   前記ピンフィン流路は、第１領域と、前記第１領域よりも前記後縁側の第２領域と、を含み、
   前記複数のピンフィンは、前記第１領域に設けられた複数の第１ピンフィンと、前記第２領域に設けられた複数の第２ピンフィンと、を含み、
   前記複数の第１ピンフィンの第１直径は、前記複数の第２ピンフィンの第２直径よりも大きく、
   前記複数の第１ピンフィン同士の第１ピンピッチは、前記複数の第２ピンフィン同士の第２ピンピッチよりも大きく、
   前記第１ピンピッチを前記第１直径で除した値は、前記第２ピンピッチを前記第２直径で除した値よりも小さい、
   タービン翼。
2. 前記第１領域は、前記ピンフィン流路において前記翼形部の前縁に最も近い領域である、
   請求項１に記載のタービン翼。
3. 前記第２領域は、前記第１領域と隣り合っている、
   請求項１又は２に記載のタービン翼。
4. 前記ピンフィン流路は、前記第２領域よりも前記後縁側の第３領域を含み、
   前記複数のピンフィンは、前記第３領域に設けられた複数の第３ピンフィンを含み、
   前記複数の第３ピンフィン同士の第３ピンピッチを前記複数の第３ピンフィンの第３直径で除した値は、前記第２ピンピッチを前記第２直径で除した値よりも大きい、
   請求項１又は２に記載のタービン翼。
5. 前記第３直径は、前記第２直径と等しい、
   請求項４に記載のタービン翼。
6. 前記第３ピンピッチは、前記第２ピンピッチよりも大きい、
   請求項４に記載のタービン翼。
7. 前記第３ピンピッチは、前記第１ピンピッチ以上である、
   請求項４に記載のタービン翼。
8. 前記第３ピンピッチは、前記第１ピンピッチよりも小さい、
   請求項４に記載のタービン翼。
9. 請求項１に記載のタービン翼を備えるガスタービン。

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