TWI694207B - 氣體渦輪定子葉片,以及具備其之氣體渦輪 - Google Patents

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Abstract

定子葉片的護罩,具有:背側通路(73n)、腹側通路(73p)、以及複數的後端通路(76)。複數的後端通路(76)是在沿背側端面(63n)的背側通路(73n)和沿腹側端面(63p)的腹側通路(73p)之間,在側向(Dc)上排列配置,且在後端面(62b)開口。複數的後端通路(76)之中,最靠近於背側通路(73n)的背側第一後端通路(76n1),是隨著往下游側而逐漸往靠近背側通路(73n)的側延伸。複數的後端通路(76)之中,最靠近於腹側通路(73p)的腹側第一後端通路(76p1),是隨著往下游側而逐漸往靠近腹側通路(73p)的側延伸。

Description

氣體渦輪定子葉片,以及具備其之氣體渦輪
本發明是有關於氣體渦輪定子葉片,以及具備其之氣體渦輪。 本申請案是根據2017年10月23日於日本國申請的特願2017-204676號來主張優先權,並將該內容引用於此。
氣體渦輪,具備:以軸線作為中心進行旋轉的轉子、以及包覆該轉子的殼體。轉子,具有:轉子軸、以及安裝於該轉子軸的複數的轉子葉片。另外,在殼體的內側,設置複數的定子葉片。
定子葉片,具有:朝相對於軸線的徑向延伸而形成翼型的葉片體、設置於葉片體的徑向內側的內側護罩、以及設置於葉片體的徑向外側的外側護罩。定子葉片的葉片體是配置於燃燒氣體通過的燃燒氣體流路內。內側護罩是將燃燒氣體流路的徑向內側的位置予以劃定。外側護罩是將燃燒氣體流路的徑向外側的位置予以劃定。
氣體渦輪的定子葉片是暴露在高溫的燃燒氣體下。因此,定子葉片是一般是以空氣等進行冷卻。
例如,在以下的專利文獻1所記載的定子葉片,形成冷卻空氣通過的各種通路。具體上,在定子葉片的葉片體,形成朝徑向延伸且冷卻空氣流入的葉片通路。另外,在內側護罩以及外側護罩,形成將冷卻空氣供給於葉片體的葉片通路的腔。並且,在內側護罩以及外側護罩,形成:背側通路、腹側通路、以及複數的後端通路。背側通路是連通於腔,沿護罩的背側端面來延伸,且在護罩的後端面開口。腹側通路是連通於腔,沿護罩的腹側端面來延伸,且在護罩的後端面開口。複數的後端通路是以腔為基準而在後端面側亦即背側通路和腹側通路之間排列配置,連通於腔而在後端面開口。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1 日本特開2004-060638號公報
[發明所欲解決之問題]
有關於氣體渦輪的定子葉片,期望將該定子葉片有效地予以冷卻,提昇定子葉片的耐久性的同時,儘可能減少用來將該定子葉片冷卻的空氣的使用量。
因此,本發明的目地在於提供:可有效冷卻的氣體渦輪定子葉片、以及具備該氣體渦輪定子葉片的氣體渦輪。 [解決問題之技術手段]
作為用來達成前述目地的發明所涉及的一個態樣的氣體渦輪定子葉片, 具備:葉片體,是配置於燃燒氣體流路內,形成翼型;以及護罩,是設置於前述葉片體的葉片高度方向之端。前述護罩,具有:氣路面,是與在前述燃燒氣體流路流動的燃燒氣體接觸;前端面,是相對於前述葉片體的後緣的前緣側的端面,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流近側亦即上游側;後端面,是與前述前端面成為背靠背的關係,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流遠側亦即下游側;背側端面,是將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的腹側面的背側面側的端面;腹側端面,是與前述背側端面成為背靠背的關係,將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的前述背側面的前述腹側面側的端面;腔,是形成於由前述前端面和前述後端面和前述背側端面及前述腹側端面所包圍的區域內,且冷卻空氣流入;背側通路,是在前述背側端面和前述腹側端面排列的方向亦即側向,以前述腔為基準而配置於前述背側端面側,且連通於前述腔而沿前述背側端面來往前述下游側延伸,在前述後端面開口;腹側通路,是在前述側向,以前述腔為基準而配置於前述腹側端面側,且連通於前述腔而沿前述腹側端面來往前述下游側延伸,在前述後端面開口;以及複數的後端通路,是以前述腔為基準而在前述後端面側亦即前述背側通路和前述腹側通路之間,在前述側向上排列配置,且連通於前述腔而在前述後端面開口。複數的前述後端通路之中,在前述側向最靠近於前述背側通路的背側第一後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述背側通路的側延伸。複數的前述後端通路之中,在前述側向最靠近於前述腹側通路的腹側第一後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述腹側通路的側延伸。
在比葉片體的後緣部更下游側且沿弧面曲線的區域,形成燃燒氣體的尾流。藉由該尾流,燃燒氣體和外側護罩之間的傳熱速率提高。因此,在氣路面中,比葉片體的後緣部更下游側且沿弧面曲線的區域,容易受到燃燒氣體的加熱。換句話說,在氣路面中,沿後端面且周向腹側(側向的單一側)的區域,容易受到燃燒氣體的加熱。因第一定子葉片的葉片體而形成的尾流區域是在鄰近於第一定子葉片的周向腹側的第二定子葉片的氣路面中,沿後端面且擴展至周向背側(周向的他方側)的區域內。所以,在氣路面中,沿後端面且周向背側的區域,也容易受到燃燒氣體的加熱。
本態樣的背側第一後端通路是隨著往下游側而逐漸往靠近背側通路的側延伸。因此,在本態樣中,在後端面中背側通路所開口的位置和背側第一後端通路所開口的位置之間的距離,是比背側第一後端通路相對於背側通路成為成為平行的情況更短。因此,在本態樣中,在氣路面中,沿後端面且周向腹側的區域的冷卻能力被強化。
本態樣的腹側第一後端通路是隨著往下游側而逐漸往靠近腹側通路的側延伸。因此,在本態樣中,在後端面中腹側通路所開口的位置和腹側第一後端通路所開口的位置之間的距離,是比腹側第一後端通路相對於腹側通路成為成為平行的情況更短。因此,在本態樣中,在氣路面中,沿後端面且周向背側的區域的冷卻能力被強化。
在本態樣中,背側第一後端通路隨著往下游側而逐漸往靠近背側通路的側延伸,腹側第一後端通路隨著往下游側而逐漸往靠近腹側通路的側延伸。因此,背側第一後端通路和腹側第一後端通路之間的複數的後端通路之中,在側向相鄰的任兩個的後端通路所開口的位置間的距離,是比全部的後端通路成為平行的情況的該距離更長。因此,在本態樣中,背側第一後端通路和腹側第一後端通路之間的局部的區域的冷卻能力在側向降低。然而,在氣路面中,背側第一後端通路和腹側第一後端通路之間的局部的區域沿後端面且在側向上,是比在氣路面中,沿後端面且周向背側的區域,以及沿後端面且周向腹側的區域更不易受到加熱。所以,在本態樣中,即使在氣路面中,背側第一後端通路和腹側第一後端通路之間的局部的區域的冷卻能力沿後端面且在側向降低,該區域的耐久性仍然不太會降低。
如上述般,在本態樣中,由於將容易受到加熱的區域的冷卻能力予以強化,且使相對地不易受到加熱的區域的冷卻能力降低,因而可以將定子葉片有效地予以冷卻。所以,依據本態樣,提昇定子葉片的耐久性的同時,可以抑制用來將該定子葉片冷卻的空氣的使用量的增加。
在此,在前述一個態樣的氣體渦輪定子葉片,複數的前述後端通路之中,除了前述背側第一後端通路以及前述腹側第一後端通路之外的局部的複數的後端通路,也可以與前述背側端面平行。
另外,在上述的任一個的態樣的氣體渦輪定子葉片中,也可以複數的前述後端通路之中,在前述側向最靠近前述背側第一後端通路的背側第二後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述背側通路的側延伸,且往靠近前述背側通路的側的位移量相對於往前述下游側的單位位移量,比前述背側第一後端通路更小,複數的前述後端通路之中,最靠近前述腹側第一後端通路的腹側第二後端通路在前述側向,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述腹側通路的側延伸,且往靠近前述腹側通路的側的位移量相對於往前述下游側的單位位移量,比前述腹側第一後端通路更小。
另外,在上述的任一個的態樣的氣體渦輪定子葉片中,也可以包含前述背側第一後端通路,且從前述背側第一後端通路往前述側向連續排列的複數的前述後端通路,是構成背側後端通路群,包含前述腹側第一後端通路,且從前述腹側第一後端通路往前述側向連續排列的複數的前述後端通路,是構成腹側後端通路群,構成前述背側後端通路群的複數的前述後端通路是彼此平行,構成前述腹側後端通路群的複數的前述後端通路是彼此平行。
作為用來達成前述目地的發明所涉及的其他態樣的氣體渦輪定子葉片, 具備:葉片體,是配置於燃燒氣體流路內,形成翼型;以及護罩,是設置於前述葉片體的葉片高度方向之端。前述護罩,具有:氣路面,是與在前述燃燒氣體流路流動的燃燒氣體接觸;前端面,是相對於前述葉片體的後緣的前緣側的端面,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流近側亦即上游側;後端面,是與前述前端面成為背靠背的關係,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流遠側亦即下游側;背側端面,是將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的腹側面的背側面側的端面;腹側端面,是與前述背側端面成為背靠背的關係,將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的前述背側面的前述腹側面側的端面;腔,是形成於由前述前端面和前述後端面和前述背側端面及前述腹側端面所包圍的區域內,且冷卻空氣流入;以及複數的後端通路群,是由以前述腔為基準而在前述後端面側,於前述背側端面和前述腹側端面排列的方向亦即側向排列配置,且連通於前述腔而在前述後端面開口的複數的後端通路所構成。複數的前述後端通路群是構成群的複數的前述後端通路皆為彼此平行。構成複數的前述後端通路群之中,在前述側向最靠近前述背側端面的背側後端通路群的複數的前述後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述背側端面的側延伸。構成複數的前述後端通路群之中,在前述側向最靠近前述腹側端面的腹側後端通路群的複數的前述後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述腹側端面的側延伸。
即使在本態樣,由於將容易受到加熱的區域的冷卻能力予以強化,且使相對地不易受到加熱的區域的冷卻能力降低,因而可以將定子葉片有效地予以冷卻。所以,依據本態樣,提昇定子葉片的耐久性的同時,可以抑制用來將該定子葉片冷卻的空氣的使用量的增加。
並且,本態樣的複數的後端通路群是構成群的複數的後端通路皆為彼此平行。因此,在本態樣中,相較於複數的後端通路的各個皆朝不同方向延伸的情況,更能夠減少加工複數的後端通路所花費的時間。
在具有前述背側後端通路群和前述腹側後端通路群之上述的任一個的態樣的氣體渦輪定子葉片中,也可以在前述側向且於前述背側後端通路群和前述腹側後端通路群之間,具有以複數的前述後端通路之中的局部的複數的前述後端通路來構成的中央後端通路群。
該情況,也可以是構成前述中央後端通路群的複數的前述後端通路皆為平行於前述背側端面。
另外,在上述的任一個的態樣的氣體渦輪定子葉片中,也可以具備複數個前述葉片體,複數的前述葉片體是設置於單一的前述護罩。
作為用來達成前述目地的發明所涉及的一個態樣的氣體渦輪, 具備:上述的任一個的態樣的氣體渦輪定子葉片;轉子,是以軸線作為中心進行旋轉;殼體,是包覆前述轉子的外周側;以及燃燒器,是藉由燃料的燃燒來生成前述燃燒氣體,且將前述燃燒氣體送入前述殼體內。前述氣體渦輪定子葉片是固定於前述殼體的內周側。 [發明效果]
依據本發明的一個態樣,可以將氣體渦輪定子葉片有效地予以冷卻,達成耐久性的提昇並且抑制冷卻用的空氣的使用量。
以下,針對本發明的各種實施方式以及其變形例,參照圖式進行詳細說明。
「氣體渦輪的實施方式」 針對氣體渦輪的實施方式,參照第1圖以及第2圖進行說明。
如第1圖所示般,本實施方式的氣體渦輪10,具備:壓縮機20,是將空氣A予以壓縮;燃燒器30,是在以壓縮機20壓縮的空氣A中使燃料F燃燒來生成燃燒氣體G;以及渦輪40,是藉由燃燒氣體G進行驅動。
壓縮機20,具有:壓縮機轉子21,是以軸線Ar作為中心進行旋轉;壓縮機殼體25,是包覆壓縮機轉子21;以及複數的定子葉片段26。渦輪40,具有:渦輪轉子41,是以軸線Ar作為中心進行旋轉;包覆渦輪轉子41的渦輪殼體45;以及複數的定子葉片段46。
壓縮機轉子21和渦輪轉子41是位於同一軸線Ar上,形成為彼此連接而氣體渦輪轉子11。在該氣體渦輪轉子11,連接例如發電機GEN的轉子。另外,壓縮機殼體25和渦輪殼體45是彼此連接而形成為氣體渦輪殼體15。此外,在下述中,將軸線Ar所延伸的方向作為軸線方向Da、將以該軸線Ar為中心的周向單純作為周向Dc,將相對於軸線Ar垂直的方向作為徑向Dr。另外,在軸線方向Da以渦輪40為基準而將壓縮機20側作為軸線上游側Dau,將其相反側作為軸線下游側Dad。另外,將在徑向Dr靠近軸線Ar的側作為徑向內側Dri、將其相反側作為徑向外側Dro。
壓縮機轉子21,具有:轉子軸22,是以軸線Ar作為中心而朝軸線方向Da延伸;以及複數的轉子葉片段23,安裝於該轉子軸22。複數的轉子葉片段23是排列在軸線方向Da。各轉子葉片段23皆由在周向Dc排列的複數的轉子葉片23a所構成。在複數的轉子葉片段23的各軸線下游側Dad,配置定子葉片段26。各定子葉片段26是設置於壓縮機殼體25的內側。各定子葉片段26皆由在周向Dc排列的複數的定子葉片26a所構成。
渦輪轉子41如第2圖所示般,具有:轉子軸42,是以軸線Ar作為中心而朝軸線方向Da延伸;以及複數的轉子葉片段43,安裝於該轉子軸42。複數的轉子葉片段43是排列在軸線方向Da。各轉子葉片段43皆由在周向Dc排列的複數的轉子葉片43a所構成。在複數的轉子葉片段43的各軸線上游側Dau,配置定子葉片段46。各定子葉片段46是設置於渦輪殼體45的內側。各定子葉片段46皆由在周向Dc排列的複數的氣體渦輪定子葉片46a所構成。此外,在下述中,將氣體渦輪定子葉片簡稱為定子葉片。渦輪殼體45,具有:筒狀的外側殼體45a,是構成渦輪殼體45的外殻;內側殼體45b,是固定於外側殼體45a的內側;以及複數的分裂環45c,是固定於內側殼體45b的內側。複數的分裂環45c皆設置於複數的定子葉片段46的相互之間的位置。所以,在各分裂環45c的徑向內側Dri,配置轉子葉片段43。
轉子軸42的外周側和渦輪殼體45的內周側之間,並在軸線方向Da配置定子葉片46a以及轉子葉片43a的環狀的空間,形成為來自於燃燒器30的燃燒氣體G流通的燃燒氣體流路49。該燃燒氣體流路49是以軸線Ar為中心來形成環狀,且軸線方向Da較長。在渦輪殼體45的內側殼體45b,形成從徑向外側Dro貫穿於徑向內側Dri的冷卻空氣通路45p。通過該冷卻空氣通路45p的冷卻空氣是被導入於定子葉片46a內以及分裂環45c內,並利用於定子葉片46a以及分裂環45c的冷卻。此外,依據定子葉片段46,也有氣體渦輪殼體15內的空氣作為冷卻空氣,不經過渦輪殼體45的冷卻空氣通路45p而供給於構成該定子葉片段46的定子葉片46a的情況。
如第1圖所示般,壓縮機20是將空氣A予以壓縮來生成壓縮空氣。該壓縮空氣是流入於燃燒器30內。燃料F被供給於燃燒器30。在燃燒器30內,燃料F在壓縮空氣中燃燒,生成高溫高壓的燃燒氣體G。該燃燒氣體G是從燃燒器30送往渦輪40內的燃燒氣體流路49。燃燒氣體G是在於燃燒氣體流路49往軸線下游側Dad流動的過程,使渦輪轉子41旋轉。藉該渦輪轉子41的旋轉,連接於氣體渦輪轉子11的發電機GEN的轉子進行旋轉。其結果,發電機GEN進行發電。
以下,針對有關於在上述所說明的氣體渦輪10的定子葉片46a各種實施方式進行說明。
「定子葉片的第一實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第一實施方式,參照第3圖以及第4圖進行說明。
如第3圖所示般,本實施方式的定子葉片(氣體渦輪)50,具有:葉片體51,是形成翼型且朝徑向Dr延伸;內側護罩60i,是形成於葉片體51的徑向內側Dri的端;以及外側護罩60o,是形成於葉片體51的徑向外側Dro的端。葉片體51是配置於燃燒氣體G通過的燃燒氣體流路49(參照第2圖)內。內側護罩60i是將環狀的燃燒氣體流路49的徑向內側Dri的位置予以劃定。另外,外側護罩60o是將環狀的燃燒氣體流路49的徑向外側Dro的位置予以劃定。
葉片體51是如第4圖所示般,軸線上游側Dau的端部形成為前緣部52,軸線下游側Dad的端部形成為後緣部53。在該葉片體51的表面,朝向周向Dc的面之中,凸狀的面形成為背側面54(=負壓面),凹狀的面形成為腹側面55(=正壓面)。此外,為了以下的說明方便,也有將周向Dc稱為側向Dc的情形。另外,將在周向Dc腹側面55相對於背側面54存在的側作為周向腹側Dcp,將在周向Dc背側面54相對於腹側面55存在的側作為周向背側Dcn。另外,也有將軸線方向Da的軸線上游側Dau稱為前側,將軸線方向Da的軸線下游側Dad稱為後側的情形。另外,也有將徑向Dr稱為葉片高度方向Dr的情形。
內側護罩60i和外側護罩60o基本上是相同的構造。因此,在下述中是針對外側護罩60o進行說明。
如第3圖以及第4圖所示般,外側護罩60o,具有:板狀的外側護罩本體61,是朝軸線方向Da以及周向Dc擴展;以及周壁65,是沿外側護罩本體61的外周緣且從外側護罩本體61往徑向外側Dro凸出。
外側護罩本體61,形成有:前端面62f,是軸線上游側Dau的端面;後端面62b,是軸線下游側Dad的端面;腹側端面63p,是周向腹側Dcp的端面;背側端面63n,是周向背側Dcn的端面;以及氣路面64,是朝向徑向內側Dri。前端面62f和後端面62b是大致平行。另外,腹側端面63p和背側端面63n是大致平行。所以,外側護罩本體61在從徑向Dc觀看的情況下,如第4圖所示般,成為平行四邊形狀。
周壁65,具有:在軸線方向Da彼此相對向的前周壁65f和後周壁65b,以及在周向Dc彼此相對向的一對的側周壁65p、65n。前周壁65f以及後周壁65b對於外側護罩本體61,皆比一對的側周壁65p、65n更往徑向外側Dro凸出,形成為鉤部。形成為鉤部的前周壁65f以及後周壁65b是負責將定子葉片50安裝於渦輪殼體45(參照第2圖)的內周側的功能。在外側護罩60o,藉由外側護罩本體61和周壁65,形成往徑向內側Dri凹入的凹部66。
定子葉片50,進一步具備:碰撞板67,是將外側護罩60o的凹部66間隔成為徑向外側Dro的區域和屬於徑向內側Dri的區域的內側腔69。在該碰撞板67,形成有朝徑向Dr貫穿的複數的空氣孔68。存在於定子葉片50的徑向外側Dro的冷卻空氣Ac的局部,是經過該碰撞板67的空氣孔68,流入於內側腔69內。該內側腔69是形成於由前端面62f和後端面62b和背側端面63n以及腹側端面63p所包圍的區域內。
朝徑向Dc延伸的複數的葉片空氣通路71,形成於葉片體51、外側護罩60o以及內側護罩60i。各葉片空氣通路71皆形成為從外側護罩60o,經過葉片體51,連續至內側護罩60i。複數的葉片空氣通路71是沿葉片體51的弧面曲線來排列。鄰近的葉片空氣通路71的局部是在徑向外側Dro的部分、或徑向內側Dri的部分彼此連通。另外,複數的葉片空氣通路71之中,任一個是在外側護罩60o之凹部66的底部開口。並且,複數的葉片空氣通路71之中,任一個是在內側護罩60i之凹部的底部開口。存在於定子葉片50的徑向外側Dro或徑向內側Dri的冷卻空氣Ac的局部,是從該葉片空氣通路71的開口流入於葉片空氣通路71內。從葉片空氣通路71往燃燒氣體流路49貫穿的複數的葉面噴出通路72,形成於在葉片體51的前緣部52以及後緣部53。
如第4圖所示般,外側護罩60o的一對的側周壁65p、65n之中,沿腹側端面63p且朝具有軸線方向Da元件的方向延伸的腹側通路73p,形成於周向腹側Dcp的側周壁65p。另外,沿背側端面63n且朝具有軸線方向Da元件的方向延伸的背側通路73n,形成於周向背側Dcn的側周壁65n。腹側通路73p以及背側通路73n皆在其上游端來連通於內側腔69。另外,腹側通路73p以及背側通路73n,皆為其下游端在外側護罩本體61的後端面62b開口。以內側腔69為基準而配置在軸線下游側Dad亦即背側通路73n和腹側通路73p之間的複數的後端通路76,被形成在外側護罩本體61。複數的後端通路76是在周向(側向)Dc排列。複數的後端通路76皆連通於內側腔69,且在後端面62b開口。
複數的後端通路76之中,在周向(側向)Dc最靠近於背側通路73n,換句話說靠近於背側端面63n的後端通路76是背側第一後端通路76n1。該背側第一後端通路76n1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。另外,複數的後端通路76之中,在周向(側向)Dc最靠近於腹側通路73p,換句話說靠近於腹側端面63p的後端通路76是腹側第一後端通路76p1。該腹側第一後端通路76p1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。
包含背側第一後端通路76n1,從背側第一後端通路76n1往周向腹側(側向)Dcp連續排列的複數的後端通路76,構成背側後端通路群75n。另外,包含腹側第一後端通路76p1,從腹側第一後端通路76p1往周向背側(側向)Dcn連續排列的複數的後端通路76,構成腹側後端通路群75p。在本實施方式中,全部的後端通路76是屬於背側後端通路群75n和腹側後端通路群75p之中的任一個單一的群。
構成背側後端通路群75n的複數的後端通路76n是彼此平行。所以,構成背側後端通路群75n的複數的後端通路76n,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。另外,構成腹側後端通路群75p的複數的後端通路76p,也彼此平行。所以,構成腹側後端通路群75p的複數的後端通路76p,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。
燃燒氣體G是在定子葉片50的外側護罩60o和內側護罩60i之間流動。因此,在外側護罩60o和內側護罩60i之間配置的葉片體51是藉由該燃燒氣體G進行加熱。該葉片體51是在冷卻空氣Ac流通於葉片空氣通路71內的過程中,藉由該冷卻空氣Ac進行冷卻。另外,流入於葉片空氣通路71的冷卻空氣Ac是從該葉面噴出通路72流出於燃燒氣體流路49內。因此,葉片體51的前緣部52以及後緣部53是在冷卻空氣Ac從葉面噴出通路72流出的過程中,藉由該冷卻空氣Ac進行冷卻。並且,從葉面噴出通路72流出於燃燒氣體流路49的冷卻空氣Ac的局部,也是局部地將葉片體51的表面覆蓋來發揮作為薄膜空氣的功能。
另外,外側護罩60o的氣路面64以及內側護罩60i的氣路面,也藉由燃燒氣體G加熱。外側護罩60o和內側護罩60i,如前述般基本上是相同的構造。因此,外側護罩60o的冷卻方法和內側護罩60i的冷卻方法基本上是相同的冷卻方法。因此,在下述中,針對外側護罩60o的冷卻方法進行說明。
存在於外側護罩60o的徑向外側Dro的冷卻空氣Ac是經過碰撞板67的複數的空氣孔68,流入於內側腔69內。從碰撞板67的複數的空氣孔68噴出的冷卻空氣Ac碰撞於外側護罩60o的凹部66的底面,且該底面被衝擊冷卻。其結果,在外側護罩60o的氣路面64中,包含對應於凹部66的底面的區域的區域是以底面的衝擊冷卻進行冷卻。
流入於外側護罩60o的內側腔69的冷卻空氣Ac的一部分是流入於腹側通路73p,並從後端面62b的開口流出。在外側護罩60o的氣路面64中,沿腹側端面63p的區域是在冷卻空氣Ac流動於腹側通路73p的過程中,藉由該冷卻空氣Ac進行冷卻。流入於外側護罩60o的內側腔69的冷卻空氣Ac的其他部分是流入於背側通路73n,並從後端面62b的開口流出。在外側護罩60o的氣路面64中,沿背側端面63n的區域是在冷卻空氣Ac流動於背側通路73n的過程中,藉由該冷卻空氣Ac進行冷卻。
流入於外側護罩60o的內側腔69的冷卻空氣Ac的另外一部分是流入於複數的後端通路76,並從後端面62b的開口流出。在外側護罩60o的氣路面64中,沿後端面62b的區域是在冷卻空氣Ac流動於複數的後端通路76的過程中,藉由該冷卻空氣Ac進行冷卻。此外,在外側護罩60o的氣路面64中,沿背側端面63n且沿後端面62b的區域是藉由流動於背側通路73n的冷卻空氣Ac進行冷卻。另外,在外側護罩60o的氣路面64中,沿腹側端面63p且沿後端面62b的區域是藉由流動於腹側通路73p的冷卻空氣Ac進行冷卻。
但是,在比葉片體51的後緣部53更下游側且沿弧面曲線的區域,形成燃燒氣體G的尾流Gw。藉由該尾流Gw,燃燒氣體G和外側護罩60o之間的傳熱速率提高。因此,在氣路面64中,比葉片體51的後緣部53更下游側且沿弧面曲線的區域,容易受到燃燒氣體G的加熱。換句話說,在氣路面64中,沿後端面62b且周向腹側Dcp的區域的局部,容易受到燃燒氣體G的加熱。因第一定子葉片50的葉片體51而形成的尾流區域是在鄰近於第一定子葉片50的周向腹側Dcp的第二定子葉片50的氣路面64中,沿後端面62b且擴展至周向背側Dcn的區域內。所以,在氣路面64中,沿後端面62b且周向背側Dcn的區域的局部,也容易受到燃燒氣體G的加熱。
並且,腹側通路73p和腹側第一後端通路76p1是彼此平行的情況下,與在周向Dc的兩個通路73p、76p1之間的無冷卻區域變寬。因此,在此之間容易受到燃燒氣體G的加熱。另外,即使背側通路73n和背側第一後端通路76n1是彼此平行的情況,與在周向Dc的兩個通路73n,76n1之間的無冷卻區域仍變寬。因此,在此之間也容易受到燃燒氣體G的加熱。
本實施方式的背側第一後端通路76n1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。因此,在本實施方式中,在後端面62b中背側通路73n所開口的位置和背側第一後端通路76n1所開口的位置之間的距離,是比背側第一後端通路76n1相對於背側通路73n成為平行的情況更短。因此,在本實施方式中,在氣路面64中,沿後端面62b且周向腹側Dcp的區域的冷卻能力被強化。
本實施方式的腹側第一後端通路76p1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。因此,在本實施方式中,在後端面62b中腹側通路73p所開口的位置和腹側第一後端通路76p1所開口的位置之間的距離,是比腹側第一後端通路76p1相對於背側通路73p成為平行的情況更短。因此,在本實施方式中,在氣路面64中,沿後端面62b且周向背側Dcn的區域的冷卻能力被強化。
在本實施方式中,構成背側後端通路群75n的複數的後端通路76n,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。另外,在本實施方式中,構成腹側後端通路群75p的複數的後端通路76p,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。因此,在構成背側後端通路群75n的複數的後端通路76n之中,最靠周向腹側Dcp的後端通路76n所開口的位置;以及在構成腹側後端通路群75p的複數的後端通路76p之中,與最靠周向背側Dcn的後端通路76p所開口的位置之間的距離,是比兩個後端通路76n、76p彼此平行的情況的同距離更長。換句話說,在構成背側後端通路群75n的複數的後端通路76n之中,最靠近於腹側通路73p的後端通路76n所開口的位置;以及在構成腹側後端通路群75p的複數的後端通路76p之中,最靠近於背側通路73n的後端通路76p所開口的位置之間的間隙,是比兩個後端通路76n、76p彼此平行的情況的同間隙更大。因此,在本實施方式中,在氣路面64中,沿後端面62b且周向Dc的中央部的區域的冷卻能力降低。然而,由於在氣路面64中,沿後端面62b且周向Dc的中央部的區域,前述的尾流的影響較小,因而在氣路面64中,比沿後端面62b且周向背側Dcn的區域,以及沿後端面62b且周向腹側Dcp的區域更不易受到加熱。所以,在本實施方式中,即使在氣路面64中,沿後端面62b且周向的中央部的區域的冷卻能力降低,該區域的耐久性仍不會降低。
如上述般,在本實施方式中,由於將容易受到加熱的區域的冷卻能力予以強化,且使相對地不易受到加熱的區域的冷卻能力降低,因而可以將定子葉片50有效地予以冷卻。所以,依據本實施方式,提昇定子葉片50的耐久性的同時,可以抑制用來將該定子葉片50冷卻的空氣的使用量的增加。
本實施方式的複數的後端通路76,可以例如以放電加工來形成。在該放電加工中,以直線上的金屬絲作為電極,使該金屬絲朝金屬絲所延伸的方向移動,將後端通路76加工於母材。複數的後端通路76如果是彼此平行,倘若將與該後端通路76的數目相同數目的金屬絲彼此平行配置,且使這些的金屬絲一體移動的話,可以將複數的後端通路76一齊形成。
在本實施方式中,全部的後端通路76未彼此平行。然而,在本實施方式中,全部的後端通路76屬於背側後端通路群75n和腹側後端通路群75p的任一個,且構成背側後端通路群75n的複數的後端通路76n彼此平行,構成腹側後端通路群75p的複數的後端通路76p彼此平行。因此,在本實施方式中,相較於複數的後端通路76的各個皆朝不同方向延伸的情況,更能夠減少加工複數的後端通路76所花費的時間。
「定子葉片的第二實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第二實施方式,參照第5圖進行說明。
本實施方式的定子葉片是將第一實施方式的定子葉片之複數的後端通路76的配置等予以變更,其他的構成則與第一實施方式的定子葉片相同。
本實施方式的定子葉片作為後端通路群,具有:背側後端通路群75na和中央後端通路群75ca及腹側後端通路群75pa。複數的後端通路76a的全部,是屬於背側後端通路群75na和中央後端通路群75ca及腹側後端通路群75pa之中的任一個的群。
背側後端通路群75na是由背側第一後端通路76na1、以及從該背側第一後端通路76na1往周向腹側(側向)Dcp連續排列的複數的後端通路76na所構成。構成該背側後端通路群75na的複數的後端通路76na是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。
腹側後端通路群75pa是由腹側第一後端通路76pa1、以及從該腹側第一後端通路76pa1往周向背側(側向)Dcn連續排列的複數的後端通路76pa所構成。構成該腹側後端通路群75pa的複數的後端通路76pa是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。
中央後端通路群75ca是在周向(側向)Dc上,配置於背側後端通路群75na和腹側後端通路群75pa之間。中央後端通路群75ca是以彼此平行的複數的後端通路76ca所構成。構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca的角度,是構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的背側後端通路群75na的複數的後端通路76na的角度,以及構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的腹側後端通路群75pa的複數的後端通路76pa的角度之間的角度。在本實施方式中,構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca的角度為0°。換句話說,在本實施方式中,與構成中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca、腹側通路73p、背側通路73n、腹側端面63p、以及背側端面63n平行。
以上,即使是本實施方式,仍與第一實施方式相同地,構成腹側後端通路群75pa的複數的後端通路76pa,隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。另外,構成背側後端通路群75na的複數的後端通路76na,是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。因此,由於即使是本實施方式,仍與第一實施方式相同,在容易受到加熱的區域,亦即在氣路面64中,將沿後端面62b且周向背側Dcn的區域以及周向腹側Dcp的區域的冷卻能力予以強化,相對地使不易受到加熱的區域的冷卻能力降低,因而可以將定子葉片50有效地予以冷卻。所以,即使是本實施方式,仍提昇定子葉片的耐久性的同時,可以抑制用來將該定子葉片冷卻的空氣的使用量的增加。
在氣路面64中,沿後端面62b且周向背側Dcn的區域和周向腹側Dcp的區域之間的中央區域,主要藉由在構成中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca流動的冷卻空氣Ac進行冷卻。
然而,在構成背側後端通路群75na的複數的後端通路76na之中,在最靠近於腹側通路73p的後端通路76na所開口的位置;以及構成中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca之中,與最靠近於背側通路73n的後端通路76ca所開口的位置之間的間隙,是比兩個後端通路76na、76ca彼此平行的情況的同間隙更大。另外,在構成腹側後端通路群75pa的複數的後端通路76pa之中,在最靠近於背側通路73n的後端通路76pa所開口的位置;以及構成中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca之中,與最靠近於腹側通路73p的後端通路76ca所開口的位置之間的間隙,是比兩個後端通路76na、76ca是彼此平行的情況的同間隙更大。因此,在本實施方式中,在氣路面64中,沿後端面62b的這些的間隙區域的冷卻能力降低。然而,由於在氣路面64中,沿後端面62b的這些的間隙區域,前述的尾流的影響較小,因而在氣路面64中,比沿後端面62b且周向背側Dcn的區域、以及沿後端面62b且周向腹側Dcp的區域更不易受到加熱。所以,在本實施方式中,即使在氣路面64中,沿後端面62b的這些的間隙區域的冷卻能力降低,這些的間隙區域的耐久性仍不會降低。
另外,在本實施方式中,全部的後端通路76a屬於背側後端通路群75na和腹側後端通路群75pa及中央後端通路群75ca的任一個。而且,構成背側後端通路群75na的複數的後端通路76na是彼此平行,構成腹側後端通路群75pa的複數的後端通路76pa是彼此平行,構成中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca是彼此平行。因此,即使是本實施方式,相較於複數的後端通路76a的各個皆朝不同方向延伸的情況,仍更能減少加工複數的後端通路76a所花費的時間。
此外,相較於第一實施方式的定子葉片具有兩個的後端通路群75n、75p,本實施方式的定子葉片具有三個的後端通路群75na、75ca、75pa。因此,本實施方式中將複數的後端通路76a加工所花費的時間比第一實施方式耗費更多。然而,在本實施方式中,有在周向Dc排列的兩個間隙的關係,可以將在周向Dc相鄰的兩個的後端通路群75na、75ca(75ca、75pa)之間的間隙,在第一實施方式中,縮小成為比在周向Dc相鄰的兩個的後端通路群75n、75p之間的間隙更小。
「定子葉片的第三實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第三實施方式,參照第6圖進行說明。
本實施方式的定子葉片是第二實施方式的定子葉片的變形例。本實施方式的定子葉片,也與第二實施方式的定子葉片相同,作為後端通路群,具有:背側後端通路群75nb和中央後端通路群75cb及腹側後端通路群75pb。複數的後端通路76b的全部是與第二實施方式的定子葉片相同,屬於背側後端通路群75nb和中央後端通路群75cb及腹側後端通路群75pb之中的任一個的群。
本實施方式的背側後端通路群75nb,也與第二實施方式的背側後端通路群75na相同,由背側第一後端通路76nb1、以及從該背側第一後端通路76nb1往周向腹側(側向)Dcp連續排列的複數的後端通路76nb所構成。構成該背側後端通路群75nb的複數的後端通路76nb是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。但是,構成本實施方式的背側後端通路群75nb的複數的後端通路76nb的數目,是比構成第二實施方式的背側後端通路群75na的複數的後端通路76na的數目更少。
本實施方式的腹側後端通路群75pb,也與第二實施方式的腹側後端通路群75pa相同,由腹側第一後端通路76pb1、以及從該腹側第一後端通路76pb1往周向背側(側向)Dcn連續排列的複數的後端通路76pb所構成。構成該腹側後端通路群75pb的複數的後端通路76pb是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。但是,構成本實施方式的腹側後端通路群75pb的複數的後端通路76pb的數目,是比構成第二實施方式的腹側後端通路群75pa的複數的後端通路76pa的數目更少。
本實施方式的中央後端通路群75cb是與第二實施方式的中央後端通路群75ca相同,在周向(側向)Dc上,配置於背側後端通路群75nb和腹側後端通路群75pb之間。中央後端通路群75cb是以彼此平行的複數的後端通路76cb所構成。構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的中央後端通路群75cb的複數的後端通路76cb的角度,是構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的背側後端通路群75nb的複數的後端通路76nb的角度,以及構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的腹側後端通路群75pb的複數的後端通路76pb的角度之間的角度。但是,構成本實施方式的中央後端通路群75cb的複數的後端通路76cb的數目,是比構成第二實施方式的中央後端通路群75ca的複數的後端通路76ca的數目更多。
換言之,本實施方式的定子葉片,是將構成第二實施方式的定子葉片之背側後端通路群75na的後端通路76na的數目以及構成腹側後端通路群75pa的後端通路76pa的數目予以減少,另一方面將構成第二實施方式的定子葉片之中央後端通路群75ca的後端通路76ca的數目予以增加。
如上述般,構成背側後端通路群75nb的後端通路76nb的數目、構成腹側後端通路群75pb的後端通路76pb的數目、以及構成中央後端通路群75cb的後端通路76cb的數目,也可以依據葉片體51的形狀等來適宜變更。
「定子葉片的第四實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第四實施方式,參照第7圖進行說明。
本實施方式的定子葉片是將第一實施方式的定子葉片之複數的後端通路76的配置等予以變更,其他的構造則與第一實施方式的定子葉片相同。上述的實施方式的定子葉片之複數的後端通路的全部是屬於複數的後端通路群的任一個。在本實施方式中,複數的後端通路76c之中,局部的複數的後端通路76c屬於後端通路群,剩餘的後端通路76c不屬於後端通路群。
本實施方式的定子葉片作為後端通路76c,具有:背側第一後端通路76nc1、背側第二後端通路76nc2、構成中央後端通路群75cc的複數的後端通路76cc、腹側第一後端通路76pc1、以及腹側第二後端通路76pc2。在本實施方式中,複數的後端通路76c之中,背側第一後端通路76nc1、背側第二後端通路76nc2、腹側第一後端通路76pc1、以及腹側第二後端通路76pc2,不屬於後端通路群。
即使是本實施方式,複數的後端通路76c之中,在周向(側向)Dc最靠近於背側通路73n的後端通路76c仍為背側第一後端通路76nc1。該背側第一後端通路76nc1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。
背側第二後端通路76nc2是複數的後端通路76c之中,在周向(側向)Dc最靠近背側第一後端通路76nc1的後端通路76c。該背側第二後端通路76nc2,也隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。但是,該背側第二後端通路76nc2是往靠近背側通路73n的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量,比背側第一後端通路76nc1的同位移量更小。換句話說,相對於背側通路73n的背側第二後端通路76nc2的角度,是比相對於背側通路73n的背側第一後端通路76nc1的角度更小。
即使是本實施方式,複數的後端通路76c之中,在周向(側向)Dc最靠近於腹側通路73p的後端通路76c仍為腹側第一後端通路76pc1。該腹側第一後端通路76pc1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。
腹側第二後端通路76pc2是複數的後端通路76c之中,在周向(側向)Dc最靠近腹側第一後端通路76pc1的後端通路76c。該腹側第二後端通路76pc2,也隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。但是,該腹側第二後端通路76pc2是往靠近腹側通路73p的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量,比腹側第一後端通路76pc1的同位移量更小。換句話說,相對於腹側通路73p的腹側第二後端通路76pc2的角度,是比相對於腹側通路73p的腹側第一後端通路76pc1的角度更小。
構成中央後端通路群75cc的複數的後端通路76cc,皆在周向(側向)Dc配置於背側第二後端通路76nc2和腹側第二後端通路76pc2之間。構成該中央後端通路群75cc的複數的後端通路76cc是彼此平行。構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的中央後端通路群75cc的複數的後端通路76cc的角度,是相對於腹側通路73p或背側通路73n的背側第二後端通路76nc2的角度,以及相對於腹側通路73p或背側通路73n的腹側第二後端通路76pc2的角度之間的角度。
以上,即使是本實施方式,仍與上述的實施方式相同地,腹側第一後端通路76pc1,隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。另外,背側第一後端通路76nc1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。因此,由於即使是本實施方式,仍與上述實施方式相同,在容易受到加熱的區域,亦即在氣路面64中,將沿後端面62b且周向背側Dcn的區域以及周向腹側Dcp的區域的冷卻能力予以強化,相對地使不易受到加熱的區域的冷卻能力降低,因而可以將定子葉片有效地予以冷卻。所以,即使是本實施方式,仍能提昇定子葉片的耐久性,並同時可以抑制用來將該定子葉片冷卻的空氣的使用量的增加。
在氣路面64中,沿後端面62b且周向背側Dcn的區域和周向腹側Dcp的區域之間的中央區域,主要藉由在構成中央後端通路群75cc的複數的後端通路76cc流動的冷卻空氣Ac進行冷卻。
然而,在背側第二後端通路76nc2所開口的位置,以及構成中央後端通路群75cc的複數的後端通路76cc之中,與最靠近於背側通路73n的後端通路76cc所開口的位置之間的間隙,是比兩後端通路76nc2、76cc是彼此平行的情況的同間隙更大。另外,在腹側第二後端通路76pc2所開口的位置,以及構成中央後端通路群75cc的複數的後端通路76cc之中,與最靠近於腹側通路73p的後端通路76cc所開口的位置之間的間隙,是比兩後端通路76pc2、76cc為彼此平行的情況的同間隙更大。因此,在本實施方式中,在氣路面64中,沿後端面62b的這些的間隙區域的冷卻能力降低。然而,由於在氣路面64中,沿後端面62b的這些的間隙區域,前述的尾流的影響較小,因而在氣路面64中,比沿後端面62b且周向背側Dcn的區域、以及沿後端面62b且周向腹側Dcp的區域更不易受到加熱。所以,在本實施方式中,即使在氣路面64中,沿後端面62b的這些的間隙區域的冷卻能力降低,這些的間隙區域的耐久性仍不會降低。
在本實施方式中,以中央後端通路群75cc為基準而存在於周向背側Dcn的複數的後端通路76nc1、76nc2,是越靠近於背側通路73n的後端通路76nc1,往靠近背側通路73n的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量越大。另外,在本實施方式中,以中央後端通路群75cc為基準而存在於周向腹側Dcp的複數的後端通路76pc1、76pc2,是越靠近於腹側通路73p的後端通路76pc1,往靠近腹側通路73p的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量越大。因此,在本實施方式中,在周向(側向)Dc相鄰的任兩個的後端通路76c的開口位置間的距離之中的最大距離,可以比複數的後端通路的全部屬於任一個的後端通路群的上述的實施方式之同最大距離更短。
「定子葉片的第五實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第五實施方式,參照第8圖進行說明。
本實施方式的定子葉片是將第一實施方式的定子葉片之背側通路73n變更成複數的背側端面通路74n,將第一實施方式的定子葉片之腹側通路73p變更成複數的腹側端面通路74p,將第一實施方式的定子葉片之複數的後端通路76的配置等予以變更。本實施方式的定子葉片的其他構造則與第一實施方式的定子葉片相同。
複數的背側端面通路74n是皆連通於內側腔69,且在背側端面63n開口。本實施方式的複數的背側端面通路74n是彼此平行。但是,複數的背側端面通路74n也可以彼此不平行。複數的腹側端面通路74p是皆連通於內側腔69,且在腹側端面63p開口。本實施方式的複數的腹側端面通路74p是彼此平行。但是,複數的腹側端面通路74p也可以彼此不平行。
本實施方式的定子葉片,具有:作為後端通路群,第一背側後端通路群75nda、第二背側後端通路群75ndb、第三背側後端通路群75ndc、中央後端通路群75cd、第一腹側後端通路群75pda、第二腹側後端通路群75pdb、以及第三腹側後端通路群75pdc。複數的後端通路76d的全部是屬於複數的後端通路群之中的任一個的群。
第一背側後端通路群75nda是由背側第一後端通路76nd1、以及從該背側第一後端通路76nd1往周向腹側(側向)Dcp連續排列的複數的後端通路76nda所構成。構成該第一背側後端通路群75nda的複數的後端通路76nda是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側端面63n的側延伸。
第二背側後端通路群75ndb是在周向(側向) Dc鄰近於第一背側後端通路群75nda。第二背側後端通路群75ndb是由在周向(側向)Dc排列的複數的後端通路76ndb所構成。構成該第二背側後端通路群75ndb的複數的後端通路76ndb是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側端面63n的側延伸。構成第二背側後端通路群75ndb的複數的後端通路76ndb是往靠近背側端面63n的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量,比構成第一背側後端通路群75nda的複數的後端通路76nda的同位移量更小。換句話說,構成相對於背側端面63n的第二背側後端通路群75ndb的複數的後端通路76ndb的角度,是比構成相對於背側端面63n的第一背側後端通路群75nda的複數的後端通路76nda的角度更小。
第三背側後端通路群75ndc是在周向(側向) Dc鄰近於第二背側後端通路群75ndb。第三背側後端通路群75ndc是由在周向(側向)Dc排列的複數的後端通路76ndc所構成。構成該第三背側後端通路群75ndc的複數的後端通路76ndc是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側端面63n的側延伸。構成第三背側後端通路群75ndc的複數的後端通路76ndc是往靠近背側端面63n的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量,比構成第二背側後端通路群75ndb的複數的後端通路76ndb的同位移量更小。換句話說,構成相對於背側端面63n的第三背側後端通路群75ndc的複數的後端通路76ndc的角度,是比構成相對於背側端面63n的第二背側後端通路群75ndb的複數的後端通路76ndb的角度更小。
第一腹側後端通路群75pda是由腹側第一後端通路76pd1、以及從該腹側第一後端通路76pd1往周向腹側(側向)Dcp連續排列的複數的後端通路76pda所構成。構成該第一腹側後端通路群75pda的複數的後端通路76pda是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側端面63p的側延伸。
第二腹側後端通路群75pdb是在周向(側向) Dc鄰近於第一腹側後端通路群75pda。第二腹側後端通路群75pdb是由在周向(側向)Dc排列的複數的後端通路76pdb所構成。構成該第二腹側後端通路群75pdb的複數的後端通路76pdb是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側端面63p的側延伸。構成第二腹側後端通路群75pdb的複數的後端通路76pdb是往靠近腹側端面63p的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量,比構成第一腹側後端通路群75pda的複數的後端通路76pda的同位移量更小。換句話說,構成相對於腹側端面63p的第二腹側後端通路群75pdb的複數的後端通路76pdb的角度,是比構成相對於腹側端面63p的第一腹側後端通路群75pda的複數的後端通路76pda的角度更小。
第三腹側後端通路群75pdc是在周向(側向) Dc鄰近於第二腹側後端通路群75pdb。第三腹側後端通路群75pdc是由在周向(側向)Dc排列的複數的後端通路76pdc所構成。構成該第三腹側後端通路群75pdc的複數的後端通路76pdc是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側端面63p的側延伸。構成第三腹側後端通路群75pdc的複數的後端通路76pdc是往靠近腹側端面63p的側的位移量相對於往軸線下游側Dad的單位位移量,比構成第二腹側後端通路群75pdb的複數的後端通路76pdb的同位移量更小。換句話說,構成相對於腹側端面63p的第三腹側後端通路群75pdc的複數的後端通路76pdc的角度,是比構成相對於腹側端面63p的第二腹側後端通路群75pdb的複數的後端通路76pdb的角度更小。
以上,即使是本實施方式,仍與上述的實施方式相同地,腹側第一後端通路76pd1,隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側端面63p的側延伸。另外,背側第一後端通路76nd1是隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側端面63n的側延伸。因此,由於即使是本實施方式,仍與上述實施方式相同,在容易受到加熱的區域,亦即在氣路面64中,將沿後端面62b且周向背側Dcn的區域以及周向腹側Dcp的區域的冷卻能力予以強化,相對地使不易受到加熱的區域的冷卻能力降低,因而可以將定子葉片有效地予以冷卻。所以,即使是本實施方式,仍提昇定子葉片的耐久性的同時,可以抑制用來將該定子葉片冷卻的空氣的使用量的增加。
此外,即使是本實施方式,仍與第二至第四實施方式相同,在氣路面64中,沿後端面62b且周向背側Dcn的區域和周向腹側Dcp的區域之間的中央區域,主要藉由在構成中央後端通路群75cd的複數的後端通路76cd流動的冷卻空氣Ac進行冷卻。
另外,在本實施方式中,全部的後端通路76d屬於複數的後端通路群之中的任一個,構成各後端通路群的複數的後端通路彼此平行。因此,在本實施方式中,相較於複數的後端通路的各個皆朝不同方向延伸的情況,更能夠減少加工複數的後端通路76d所花費的時間。
此外,在本實施方式中,將第一實施方式的定子葉片之背側通路73n變更成複數的背側端面通路74n,將第一實施方式的定子葉片之腹側通路73p變更成複數的腹側端面通路74p。然而,與包含第一實施方式的上述的實施方式相同,也可以採用背側通路73n來代替複數的背側端面通路74n,採用腹側通路73p來代替複數的腹側端面通路74p。
另外,也可以將第一實施方式、第二實施方式、以及第三實施方式的定子葉片之背側通路73n變更成複數的背側端面通路74n,將這些的實施方式的定子葉片之腹側通路73p變更成複數的腹側端面通路74p。
定子葉片如以上述的各實施方式所說明般,除了對於一個護罩設置一個葉片體的方式之外,也有對於一個的護罩設置複數葉片體的方式。因此,在下述中,針對對於一個護罩設置複數葉片體的定子葉片的實施方式進行說明。此外,在此的一個護罩是指除了在護罩的鑄造過程中一體成形的方式之外,也包含將複數分割護罩以螺栓等的連結件連結而一體化的方式。
「定子葉片的第六實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第六實施方式,參照第9圖進行說明。
本實施方式是將第一實施方式的態樣,套用在對於一個的護罩設置兩個的葉片體的定子葉片的例子。
如第9圖所示般,兩個的葉片體51a、51b是在周向Dc排列。兩個的葉片體51a、51b之中,第一葉片體51a的背側面54是與第二葉片體51b的腹側面55在周向Dc對向。
本實施方式的護罩60x也與第二實施方式相同地,形成有:內側腔69、背側通路73n、腹側通路73p、以及具有複數的後端通路76的複數的後端通路群。即使是本實施方式,作為後端通路群,仍與第一實施方式相同,具有:背側後端通路群75ne以及腹側後端通路群75pe。複數的後端通路76的全部,是屬於背側後端通路群75ne及腹側後端通路群75pe之中的任一個的群。
構成背側後端通路群75ne的複數的後端通路76n是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。
構成腹側後端通路群75pe的複數的後端通路76p是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。
即使是本實施方式,仍與第一實施方式相同,在構成背側後端通路群75ne的複數的後端通路76n之中,最靠近於腹側通路73p的後端通路76n所開口的位置;以及在構成腹側後端通路群75pe的複數的後端通路76p之中,最靠近於背側通路73n的後端通路76p所開口的位置之間的間隙79e,是比兩個後端通路76n、76p彼此平行的情況的同間隙更大。周向Dc之背側後端通路群75ne和腹側後端通路群75pe之間的上述的間隙79e是在周向Dc,位於第二葉片體51b的後緣部53的周向Dc的位置和背側通路73n之間的大致中央。換句話說,間隙79e是位於從第二葉片體51b的後緣部53的周向Dc的位置往周向背側Dcn相當於第二葉片體51b的最大葉片厚度的距離以上,且從背側通路73n往周向腹側Dcp相當於第二葉片體51b的最大葉片厚度的距離以上的位置。
如上述般,即使是本實施方式,由於仍與第一實施方式相同地,構成背側後端通路群75ne的複數的後端通路76n,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸,因而可以在氣路面64中,將沿後端面62b且周向背側Dcn的區域的冷卻能力予以強化。並且,即使是本實施方式,由於仍與第一實施方式相同地,構成腹側後端通路群75pe的複數的後端通路76p,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸,因而可以在氣路面64中,將沿後端面62b且周向腹側Dcp的區域的冷卻能力予以強化。
如前述般,在比葉片體51的後緣部53更下游側且沿弧面曲線的區域,形成燃燒氣體G的尾流。因此,在氣路面64中,比第二葉片體51的後緣部53更下游側且沿弧面曲線的區域,容易受到燃燒氣體G的加熱。因此,在本實施方式中,使周向Dc之背側後端通路群75ne和腹側後端通路群75pe之間的間隙79e,位於在周向Dc第二葉片體51b的後緣部53和背側通路73n之間的大致中央。換言之,在本實施方式中,將該間隙79e的周向Dc的位置位於避開在氣路面64中容易受到加熱的區域的位置。所以,在本實施方式中,即使在氣路面64中,沿後端面62b的間隙79e的冷卻能力降低,該間隙79e的耐久性仍不會降低。
「定子葉片的第七實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第七實施方式,參照第10圖進行說明。
本實施方式是第六實施方式的變形例。即使本實施方式的護罩60x,仍與第六實施方式相同,作為後端通路群,具有:背側後端通路群75nf以及腹側後端通路群75pf。但是,構成背側後端通路群75nf的後端通路76n的數目,是比構成第六實施方式的背側後端通路群75ne的後端通路76n的數目更多。另外,構成腹側後端通路群75pf的後端通路76p的數目,是比構成第六實施方式的腹側後端通路群75pe的後端通路76p的數目更少。因此,在本實施方式中,背側後端通路群75nf和腹側後端通路群75pf之間的間隙79f的位置,是比第六實施方式之背側後端通路群75ne和腹側後端通路群75pe之間的間隙79e的位置靠近周向腹側Dcp的位置。
在本實施方式中,周向Dc之背側後端通路群75nf和腹側後端通路群75pf之間的間隙79f的位置,是從第一葉片體51a的後緣部53的周向Dc的位置往周向背側Dcn相當於第一葉片體51a的大致最大葉片厚度的距離的位置。所以,即使是本實施方式,仍與第六實施方式相同,將該間隙79f的周向Dc的位置位於避開在氣路面64中容易受到加熱的區域的位置。
即使是本實施方式,仍與第六實施方式相同地,可以在氣路面64中,將沿後端面62b且周向背側Dcn的區域、以及沿後端面62b且周向腹側Dcp的區域的冷卻能力予以強化。另外,因為前述的間隙79f的位置是避開容易受到加熱的區域的位置,所以即使沿後端面62b的間隙79f的冷卻能力降低,該間隙79e的耐久性仍不會降低。
「定子葉片的第八實施方式」 以下,針對本發明所涉及的定子葉片的第八實施方式,參照第11圖進行說明。
本實施方式是將第一實施方式的態樣,套用在對於一個護罩設置兩個葉片體的定子葉片的例子。
如第11圖所示般,兩個葉片體51a、51b是在周向Dc排列。兩個葉片體51a、51b之中,第一葉片體51a的背側面54是與第二葉片體51b的腹側面55在周向Dc對向。
本實施方式的護罩60x也與第二實施方式相同地,形成有:內側腔69、背側通路73n、腹側通路73p、以及具有複數的後端通路76的複數的後端通路群。即使是本實施方式,作為後端通路群,仍與第二實施方式相同,具有:背側後端通路群75ng和中央後端通路群75cg及腹側後端通路群75pg。複數的後端通路76的全部,是屬於背側後端通路群75ng和中央後端通路群75cg及腹側後端通路群75pg之中的任一個的群。
構成背側後端通路群75ng的複數的後端通路76na是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸。
構成腹側後端通路群75pg的複數的後端通路76pa是彼此平行,皆隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p的側延伸。
構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的中央後端通路群75cg的複數的後端通路76ca的角度,是構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的背側後端通路群75ng的複數的後端通路76na的角度,以及構成相對於腹側通路73p或背側通路73n的腹側後端通路群75pg的複數的後端通路76pa的角度之間的角度。
即使是本實施方式,仍與第二實施方式相同,在構成背側後端通路群75ng的複數的後端通路76na之中,最靠近於腹側通路73p的後端通路76na所開口的位置;以及在構成中央後端通路群75cg的複數的後端通路76ca之中,最靠近於背側通路73n的後端通路76ca所開口的位置之間的間隙79gb,是比兩個後端通路76na、76ca彼此平行的情況的同間隙更大。另外,在構成腹側後端通路群75pg的複數的後端通路76pa之中,在最靠近於背側通路73n的後端通路76pa所開口的位置;以及構成中央後端通路群75cg的複數的後端通路76ca之中,與最靠近於腹側通路73p的後端通路76ca所開口的位置之間的間隙79ga,是比兩個後端通路76pa、76ca是彼此平行的情況的同間隙更大。
周向Dc之背側後端通路群75ng和中央後端通路群75cg之間的上述的間隙79gb是在周向Dc,位於第二葉片體51b的後緣部53的周向Dc的位置和背側通路73n之間的大致中央。換句話說,間隙79gb是位於從第二葉片體51b的後緣部53的周向Dc的位置往周向背側Dcn相當於第二葉片體51b的最大葉片厚度的距離以上,且從背側通路73n往周向腹側Dcp相當於第二葉片體51b的最大葉片厚度的距離以上的位置。換言之,在本實施方式中,將該間隙79gb的周向Dc的位置位於避開在氣路面64中容易受到加熱的區域的位置。另外,周向Dc之腹側後端通路群75pg和中央後端通路群75cg之間的間隙79ga是在周向Dc,位於從第一葉片體51a的後緣部53的周向Dc的位置往周向背側Dcn相當於第一葉片體51a的大致最大葉片厚度的距離的位置。換言之,在本實施方式中,將該間隙79ga的周向Dc的位置位於避開在氣路面64中容易受到加熱的區域的位置。
即使是本實施方式,由於仍與第二實施方式相同,構成背側後端通路群75ng的複數的後端通路76na隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近背側通路73n的側延伸,因而可以在氣路面64中,將沿後端面62b且周向背側Dcn的區域的冷卻能力予以強化。並且,即使是本實施方式,由於仍與第二實施方式相同,構成腹側後端通路群75pg的複數的後端通路76pa隨著往軸線下游側Dad而逐漸往靠近腹側通路73p側延伸,因而可以在氣路面64中,將沿後端面62b且周向腹側Dcp區域的冷卻能力予以強化。
另外,在本實施方式,因為前述的間隙79ga、79gb的位置是避開容易受到加熱的區域的位置,所以即使沿後端面62b的間隙79ga、79gb的冷卻能力降低,這些的間隙79ga、79gb的耐久性仍不會降低。
如前述般,第六實施方式以及第七實施方式是將第一實施方式的態樣,套用在對於一個護罩設置兩個葉片體的定子葉片的例子。另外,第八實施方式是將第二實施方式的態樣,套用在對於一個護罩設置兩個葉片體的定子葉片的例子。不過,也可以將第三至第五實施方式的任一個的態樣,套用在對於一個護罩設置兩個葉片體的定子葉片。 [產業上的利用可能性]
依據本發明的一個態樣,可以將氣體渦輪定子葉片有效地予以冷卻,達成耐久性的提昇並且抑制冷卻用的空氣的使用量。
10‧‧‧氣體渦輪 11‧‧‧氣體渦輪轉子 15‧‧‧氣體渦輪殼體 20‧‧‧壓縮機 21‧‧‧壓縮機轉子 25‧‧‧壓縮機殼體 30‧‧‧燃燒器 40‧‧‧渦輪 41‧‧‧渦輪轉子 42‧‧‧轉子軸 43‧‧‧轉子葉片段 43a‧‧‧轉子葉片 45‧‧‧渦輪殼體 45a‧‧‧外側殼體 45b‧‧‧內側殼體 45c‧‧‧分裂環 45p‧‧‧冷卻空氣通路 46‧‧‧定子葉片段 46a‧‧‧定子葉片 49‧‧‧燃燒氣體流路 50‧‧‧定子葉片 51‧‧‧葉片體 51a‧‧‧第一葉片體 51b‧‧‧第二葉片體 52‧‧‧前緣部 53‧‧‧後緣部 54‧‧‧背側面 55‧‧‧腹側面 60o‧‧‧外側護罩 60i‧‧‧內側護罩 60x‧‧‧護罩 61‧‧‧外側護罩本體 62f‧‧‧前端面 62b‧‧‧後端面 63n‧‧‧背側端面 63p‧‧‧腹側端面 64‧‧‧氣路面 65‧‧‧周壁 66‧‧‧凹部 67‧‧‧碰撞板 69‧‧‧內側腔 71‧‧‧葉片空氣通路 72‧‧‧葉面噴出通路 73n‧‧‧背側通路 73p‧‧‧腹側通路 74n‧‧‧背側端面通路 74p‧‧‧腹側端面通路 75n、75na、75nb、75ne、75nf、75ng‧‧‧背側後端通路群 75nda‧‧‧第一背側後端通路群 75ndb‧‧‧第二背側後端通路群 75ndc‧‧‧第三背側後端通路群 75p、75pa、75pb、75pe、75pf、75fg‧‧‧腹側後端通路群 75pda‧‧‧第一腹側後端通路群 75pdb‧‧‧第二腹側後端通路群 75pdc‧‧‧第三腹側後端通路群 75c、75ca、75cb、75cc、75cd、75cg‧‧‧中央後端通路群 76、76a、76b、76c、76d、76n、76na、76nb、76p、76pa、76pb‧‧‧後端通路 76n1、76na1、76nb1、76nc1、76nd1‧‧‧背側第一後端通路 76p1、76pa1、76pb1、76pc1、76pd1‧‧‧腹側第一後端通路 76nc2‧‧‧背側第二後端通路 76pc2‧‧‧腹側第二後端通路 79e、79f、79ga、79gb‧‧‧間隙 A‧‧‧空氣 Ac‧‧‧冷卻空氣 F‧‧‧燃料 G‧‧‧燃燒氣體 Gw‧‧‧尾流 Da‧‧‧軸線方向 Dau‧‧‧軸線上游側 Dad‧‧‧軸線下游側 Dc‧‧‧周向(側向) Dcp‧‧‧周向腹側 Dcn‧‧‧周向背側 Dr‧‧‧徑向(葉片高度方向) Dri‧‧‧徑向內側 Dro‧‧‧徑向外側
第1圖是本發明所涉及的一個實施方式之氣體渦輪的示意性的剖面圖。 第2圖是本發明所涉及的一個實施方式之氣體渦輪的重要部位剖面圖。 第3圖是本發明所涉及的第一實施方式之定子葉片的立體圖。 第4圖是第3圖之IV-IV線剖面圖。 第5圖是本發明所涉及的第二實施方式之定子葉片的剖面圖。 第6圖是本發明所涉及的第三實施方式之定子葉片的剖面圖。 第7圖是本發明所涉及的第四實施方式之定子葉片的剖面圖。 第8圖是本發明所涉及的第五實施方式之定子葉片的剖面圖。 第9圖是本發明所涉及的第六實施方式之定子葉片的剖面圖。 第10圖是本發明所涉及的第七實施方式之定子葉片的剖面圖。 第11圖是本發明所涉及的第八實施方式之定子葉片的剖面圖。
51‧‧‧葉片體
52‧‧‧前緣部
53‧‧‧後緣部
54‧‧‧背側面
55‧‧‧腹側面
60o‧‧‧外側護罩
61‧‧‧外側護罩本體
62b‧‧‧後端面
62f‧‧‧前端面
63n‧‧‧背側端面
63p‧‧‧腹側端面
65n、65p‧‧‧側周壁
69‧‧‧內側腔
73n‧‧‧背側通路
73p‧‧‧腹側通路
75n‧‧‧背側後端通路群
75p‧‧‧腹側後端通路群
76‧‧‧後端通路
76n‧‧‧後端通路
76n1‧‧‧背側第一後端通路
76p‧‧‧後端通路
76p1‧‧‧腹側第一後端通路
Ac‧‧‧冷卻空氣
Ar‧‧‧軸線
Da‧‧‧軸線方向
Dau‧‧‧軸線上游側
Dad‧‧‧軸線下游側
Dc‧‧‧周向(側向)
DcP‧‧‧周向腹側
Dcn‧‧‧周向背側
G‧‧‧燃燒氣體
Gw‧‧‧尾流

Claims (9)

  1. 一種氣體渦輪定子葉片,具備:葉片體,是配置於燃燒氣體流路內,形成翼型;以及護罩,是設置於前述葉片體的葉片高度方向之端,前述護罩,具有:氣路面,是與在前述燃燒氣體流路流動的燃燒氣體接觸;前端面,是相對於前述葉片體的後緣的前緣側的端面,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流近側亦即上游側;後端面,是與前述前端面成為背靠背的關係,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流遠側亦即下游側;背側端面,是將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的腹側面的背側面側的端面;腹側端面,是與前述背側端面成為背靠背的關係,將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的前述背側面的前述腹側面側的端面;內側腔,是形成於由前述前端面和前述後端面和前述背側端面及前述腹側端面所包圍的區域內,且冷卻空氣流入;背側通路,是在前述背側端面和前述腹側端面排列的方向亦即側向,以前述內側腔為基準而配置於前述背側端面側,且連通於前述內側腔而沿前述背側端面來往前述下 游側延伸,在前述後端面開口;腹側通路,是在前述側向,以前述內側腔為基準而配置於前述腹側端面側,且連通於前述內側腔而沿前述腹側端面來往前述下游側延伸,在前述後端面開口;以及複數的後端通路,是以前述內側腔為基準而在前述後端面側亦即前述背側通路和前述腹側通路之間,在前述側向上排列配置,且連通於前述內側腔而在前述後端面開口,複數的前述後端通路之中,在前述側向最靠近於前述背側通路的背側第一後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述背側通路的側延伸,複數的前述後端通路之中,在前述側向最靠近於前述腹側通路的腹側第一後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述腹側通路的側延伸,包含前述背側第一後端通路,且從前述背側第一後端通路往前述側向連續排列的複數的前述後端通路,是構成背側後端通路群,包含前述腹側第一後端通路,且從前述腹側第一後端通路往前述側向連續排列的複數的前述後端通路,是構成腹側後端通路群,構成前述背側後端通路群的複數的前述後端通路是彼此平行,構成前述腹側後端通路群的複數的前述後端通路是彼此平行。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的氣體渦輪定子葉片,其中,在構成前述背側後端通路群的複數的前述後端通路之中最靠近腹側通路的後端通路,以及構成前述腹側後端通路群的複數的前述後端通路之中最靠近背側通路的後端通路之間,具有在前述側向彼此相鄰的前述後端通路之間的間隙亦即隨著往前述下游側而逐漸變大的間隙。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的氣體渦輪定子葉片,其中,複數的前述後端通路之中,除了構成前述背側後端通路群的複數的前述後端通路以及構成前述腹側後端通路群的複數的前述後端通路之外的局部的複數的後端通路,是與前述背側端面平行。
  4. 一種氣體渦輪定子葉片,具備:葉片體,是配置於燃燒氣體流路內,形成翼型;以及護罩,是設置於前述葉片體的葉片高度方向之端,前述護罩,具有:氣路面,是與在前述燃燒氣體流路流動的燃燒氣體接觸;前端面,是相對於前述葉片體的後緣的前緣側的端面,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流近側亦即上 游側;後端面,是與前述前端面成為背靠背的關係,朝前述燃燒氣體流路內之前述燃燒氣體流遠側亦即下游側;背側端面,是將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的腹側面的背側面側的端面;腹側端面,是與前述背側端面成為背靠背的關係,將前述前端面和前述後端面連接,相對於前述葉片體的前述背側面的前述腹側面側的端面;內側腔,是形成於由前述前端面和前述後端面和前述背側端面及前述腹側端面所包圍的區域內,且冷卻空氣流入;以及複數的後端通路群,是由以前述內側腔為基準而在前述後端面側,於前述背側端面和前述腹側端面排列的方向亦即側向排列配置,且連通於前述內側腔而在前述後端面開口的複數的後端通路所構成,複數的前述後端通路群是構成群的複數的前述後端通路皆為彼此平行,構成複數的前述後端通路群之中,在前述側向最靠近前述背側端面的背側後端通路群的複數的前述後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述背側端面的側延伸,構成複數的前述後端通路群之中,在前述側向最靠近前述腹側端面的腹側後端通路群的複數的前述後端通路,是隨著往前述下游側而逐漸往靠近前述腹側端面的側延 伸。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的氣體渦輪定子葉片,其中,在前述側向且於前述背側後端通路群和前述腹側後端通路群之間,具有以複數的前述後端通路之中的局部的複數的前述後端通路來構成的中央後端通路群。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的氣體渦輪定子葉片,其中,具有以下兩者之中,至少一方之間隔;在構成前述背側後端通路群的複數的前述後端通路之中最靠近前述腹側端面的前述後端通路,以及構成前述中央後端通路群的複數的前述後端通路之中最靠近背側端面的後端通路之間,在前述側向彼此相鄰的前述後端通路之間的間隙亦即隨著往前述下游側而逐漸變大的間隙,以及在構成前述腹側後端通路群的複數的前述後端通路之中最靠近背側端面的前述後端通路,以及構成前述中央後端通路群的複數的前述後端通路之中最靠近腹側端面的後端通路之間,在前述側向彼此相鄰的前述後端通路之間的間隙亦即隨著往前述下游側而逐漸變大的間隙。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的氣體渦輪定子葉片,其中, 構成前述中央後端通路群的複數的前述後端通路皆為平行於前述背側端面。
  8. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的氣體渦輪定子葉片,其中,具備複數個前述葉片體,複數的前述葉片體是設置於單一的前述護罩。
  9. 一種氣體渦輪,具備:申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的氣體渦輪定子葉片;轉子,是以軸線作為中心進行旋轉;殼體,是包覆前述轉子的外周側;以及燃燒器,是藉由燃料的燃燒來生成前述燃燒氣體,且將前述燃燒氣體送入前述殼體內,前述氣體渦輪定子葉片是固定於前述殼體的內周側。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6763636B1 (ja) * 2020-02-14 2020-09-30 三菱パワー株式会社 タービン静翼組品及びガスタービン
JP7530307B2 (ja) 2021-01-22 2024-08-07 三菱重工業株式会社 流路形成板、これを備える翼及びガスタービン、並びに、流路形成板の製造方法
CN116710702A (zh) 2021-03-09 2023-09-05 三菱重工业株式会社 密封构件及燃气轮机
CN114087027B (zh) * 2021-11-23 2024-02-27 浙江燃创透平机械有限公司 一种具有导流管的燃气轮机静叶
US20240011398A1 (en) * 2022-05-02 2024-01-11 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Turbine component having platform cooling circuit
US20240159152A1 (en) * 2022-11-16 2024-05-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling method and structure of vane of gas turbine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016039714A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Siemens Energy, Inc. A cooled turbine vane platform comprising forward, midchord and aft cooling chambers in the platform
WO2016152573A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 翼、及びこれを備えているガスタービン

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4017213A (en) 1975-10-14 1977-04-12 United Technologies Corporation Turbomachinery vane or blade with cooled platforms
WO1996015357A1 (en) * 1994-11-10 1996-05-23 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine vane with a cooled inner shroud
US5779437A (en) * 1996-10-31 1998-07-14 Pratt & Whitney Canada Inc. Cooling passages for airfoil leading edge
US6004100A (en) * 1997-11-13 1999-12-21 United Technologies Corporation Trailing edge cooling apparatus for a gas turbine airfoil
JP3782637B2 (ja) * 2000-03-08 2006-06-07 三菱重工業株式会社 ガスタービン冷却静翼
US6506022B2 (en) * 2001-04-27 2003-01-14 General Electric Company Turbine blade having a cooled tip shroud
US6761529B2 (en) 2002-07-25 2004-07-13 Mitshubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling structure of stationary blade, and gas turbine
US6824359B2 (en) * 2003-01-31 2004-11-30 United Technologies Corporation Turbine blade
US8205458B2 (en) 2007-12-31 2012-06-26 General Electric Company Duplex turbine nozzle
JP5683573B2 (ja) * 2010-04-20 2015-03-11 三菱重工業株式会社 分割環冷却構造およびガスタービン
US8632298B1 (en) 2011-03-21 2014-01-21 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine vane with endwall cooling
EP2896787B1 (en) * 2012-09-12 2019-01-23 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Gas turbine
JP5606648B1 (ja) * 2014-06-27 2014-10-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 動翼、及びこれを備えているガスタービン
CN204609952U (zh) * 2015-03-26 2015-09-02 三菱日立电力系统株式会社 插通静叶片的空气通路的插入件、静叶片装置以及燃气轮机
JP6725273B2 (ja) 2016-03-11 2020-07-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 翼、これを備えているガスタービン
JP2017204676A (ja) 2016-05-09 2017-11-16 日本放送協会 アンテナ特性測定装置及びプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016039714A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Siemens Energy, Inc. A cooled turbine vane platform comprising forward, midchord and aft cooling chambers in the platform
WO2016152573A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 翼、及びこれを備えているガスタービン

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