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JP5545401B2 - Turbine blade - Google Patents

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JP5545401B2
JP5545401B2 JP2013162347A JP2013162347A JP5545401B2 JP 5545401 B2 JP5545401 B2 JP 5545401B2 JP 2013162347 A JP2013162347 A JP 2013162347A JP 2013162347 A JP2013162347 A JP 2013162347A JP 5545401 B2 JP5545401 B2 JP 5545401B2
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Description

本発明は、中空領域に供給される冷却ガスによって冷却可能なタービン翼に関するものである。   The present invention relates to a turbine blade that can be cooled by a cooling gas supplied to a hollow region.

ジェットエンジン等に搭載されるタービンが備えるタービン翼は、燃焼器で生成された燃焼ガス等の高温ガス中に晒されるために、種々の熱対策が施されている。
このような対策の1つに、タービン翼を中空に形成し、この中空領域に冷却ガスを供給することによってタービン翼の過熱を抑制する方法がある。その冷却方式の一つにインピンジ冷却方式がある。インピンジ冷却方式は高い冷却性能が得られる冷却方式として知られているが、インサートと呼ばれる部品を翼内部に挿入する必要があるため、インピンジ冷却方式を用いる場合は、翼形状が制限される。現在の空力設計では翼素性能を高めるために、複雑な三次元形状となることが一般的であり、インサートを挿入可能なように翼形状を制限されることは、空力設計の観点から見てデメリットとなる。
Since turbine blades provided in a turbine mounted on a jet engine or the like are exposed to high-temperature gas such as combustion gas generated by a combustor, various countermeasures against heat are taken.
As one of such measures, there is a method of suppressing overheating of the turbine blades by forming the turbine blades in a hollow state and supplying a cooling gas to the hollow region. One of the cooling methods is the impingement cooling method. The impingement cooling system is known as a cooling system that can obtain high cooling performance. However, since it is necessary to insert a component called an insert into the blade, the blade shape is limited when the impingement cooling system is used. In the current aerodynamic design, in order to improve the blade element performance, it is common to have a complicated three-dimensional shape, and the fact that the blade shape is limited so that the insert can be inserted from the viewpoint of aerodynamic design. Disadvantages.

特許文献1に示された技術は、このようなインピンジ冷却の欠点を補いつつ、インピンジ冷却と同等の冷却性能を発揮する技術して提案されている。
具体的には、タービン翼の前縁側から後縁側に向けて冷却ガスを導く過程において、冷却ガスを背側壁面と腹側壁面との間において繰り返し蛇行させることによって冷却効率を向上させる構成が、特許文献1に開示されている。
The technique disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a technique that exhibits the same cooling performance as impingement cooling while compensating for such drawbacks of impingement cooling.
Specifically, in the process of introducing the cooling gas from the front edge side to the rear edge side of the turbine blade, the configuration in which the cooling gas is repeatedly meandered between the back side wall surface and the abdominal side wall surface to improve the cooling efficiency is patented. It is disclosed in Document 1.

国際公開第07/094212号パンフレットInternational Publication No. 07/094212 Pamphlet

ところで、特許文献1では、タービン翼のハブ側からチップ側に延在するスロット部を、腹側壁面と背側壁面とに交互に設置することによって蛇行流路が形成されている。
そして、このようなスロット部は、腹側壁面あるいは背側壁面のいずれか一方に片持ちされた状態で、かつ、タービン翼の高さ方向(ハブ側とチップ側とを結ぶ方向)に長く延在して形成されている。
By the way, in patent document 1, the meandering flow path is formed by installing alternately the slot part extended from the hub side of a turbine blade to the chip | tip side in an abdominal side wall surface and a back side wall surface.
Such a slot portion is cantilevered on either the abdominal side wall surface or the back side wall surface and extends long in the height direction of the turbine blade (the direction connecting the hub side and the tip side). Is formed.

このような中空領域を有するタービン翼は、セラミックス等によって形成された中子を用いた鋳造によって製造される。このため、上述のようにスロット部を中空領域の内部に複数形成する場合には、中子に対して、スロット部と同様のタービン高さ方向に長く延在する突出部を複数形成する必要がある。
しかしながら、中子は、セラミックス等によって形成され、上記突出部は、タービン翼の背側壁面に相当する面あるいはタービン翼の腹側壁面に相当する面に片持ち状態でタービンの高さ方向に長く延在しているため、特に曲がり部に応力がかかりやすい。
したがって、中子強度の観点から形状の制約を受ける可能性がある。また、製造可能であったとしても中子の歩留まりが悪くなる可能性がある。
A turbine blade having such a hollow region is manufactured by casting using a core formed of ceramics or the like. For this reason, when a plurality of slot portions are formed inside the hollow region as described above, it is necessary to form a plurality of projecting portions extending in the turbine height direction similar to the slot portions with respect to the core. is there.
However, the core is formed of ceramics or the like, and the protruding portion is long in the height direction of the turbine in a cantilevered state on a surface corresponding to the back side wall surface of the turbine blade or a surface corresponding to the abdominal side wall surface of the turbine blade. Since it is extended, stress is particularly easily applied to the bent portion.
Therefore, there is a possibility that the shape is restricted from the viewpoint of core strength. Moreover, even if it can be manufactured, the yield of the core may be deteriorated.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、中子の剛性を高めるような構造を提案し、内部構造の設計自由度を高め、最適な構造を用いることにより、ひいてはタービン翼の冷却効率をより向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and proposes a structure that increases the rigidity of the core, increases the degree of freedom in designing the internal structure, and by using an optimal structure, and consequently, the turbine blade. The purpose is to further improve the cooling efficiency.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。   The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.

第1の発明は、中空領域に供給される冷却ガスによって冷却可能なタービン翼であって、冷却ガスを背側壁面と腹側壁面との間において繰り返し蛇行させて導く蛇行流路がハブ側からチップ側に向けて連続して複数配列され、隣り合う上記蛇行流路が異なる繰り返しパターンにて上記冷却ガスを蛇行させるという構成を採用する。   A first aspect of the present invention is a turbine blade that can be cooled by a cooling gas supplied to a hollow region, and a meandering flow path for guiding the cooling gas to meander between a back side wall surface and an abdominal side wall surface repeatedly from the hub side. A configuration is adopted in which the cooling gas is meandered in a repeating pattern in which a plurality of adjacent meandering channels are arranged continuously toward the side and the adjacent meandering channels are different.

第2の発明は、上記第1の発明において、隣り合う上記蛇行流路の繰り返しパターンが同周期で位相が半周期ずれているという構成を採用する。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a configuration is adopted in which the repeating patterns of the adjacent meandering channels have the same period and the phase is shifted by a half period.

第3の発明は、上記第1の発明において、隣り合う上記蛇行流路の繰り返しパターンが同周期で位相が4分の1周期ずれているという構成を採用する。   According to a third aspect, in the first aspect, a configuration is adopted in which the repeating pattern of the adjacent meandering channels has the same period and the phase is shifted by a quarter period.

第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記蛇行流路を構成する壁部の一部であり上記背側壁面と上記腹側壁面から突出する突出部の幅が、上記蛇行流路の上記背側壁面から上記腹側壁面に向かう流路の幅及び上記蛇行流路の上記腹側壁面から上記背側壁面に向かう流路の幅よりも広く設定されているという構成を採用する。   4th invention is a part of the wall part which comprises the said meandering flow path in any one of the said 1st-3rd invention, The width | variety of the protrusion part which protrudes from the said back side wall surface and the said abdominal side wall surface, A configuration in which the width of the flow path from the back side wall surface to the abdominal side wall surface of the meandering flow path and the width of the flow path from the abdominal side wall surface to the back side wall surface of the meandering flow path are set wider Is adopted.

本発明によれば、蛇行流路が、タービン翼の高さ方向(ハブ側とチップ側とを結ぶ方向)に連続して複数配列され、隣り合う蛇行流路が異なる繰り返しパターンで冷却ガスを蛇行させる。
つまり、本発明によれば、隣り合う蛇行流路において、背側壁面あるいは腹側壁面から突出される突出部(スロット部)の配置パターンが、異なることとなる。このため、突出部がタービン翼の高さ方向において離散化して配置されることとなり、従来のタービン翼のように、背側壁面あるいは腹側壁面に片持ちされると共に高さ方向に長く延在するスロット部を備える必要がなくなる。
したがって、このようなタービン翼の製造に用いられる中子において、腹側壁面に相当する面に高さ方向に一直線で長く延在する突出部を形成する必要がなくなる。すなわち、従来の中子のうち、特に脆い箇所を形成する必要がなくなる。よって、例えば、従来と同じ程度の脆性を中子に許容する場合には、より中子における突出部間隔を狭める等の微細化が可能となる。
このように、本発明によれば、中子の剛性を高めるような構造を提案し、内部構造の設計自由度を高め、最適な構造を用いることにより、ひいてはタービン翼の冷却効率をより向上させることが可能となる。
According to the present invention, a plurality of meandering channels are continuously arranged in the turbine blade height direction (the direction connecting the hub side and the tip side), and the adjacent meandering channels meander the cooling gas in different repeating patterns. Let
In other words, according to the present invention, the arrangement patterns of the protruding portions (slot portions) protruding from the back side wall surface or the abdominal side wall surface in the adjacent meandering flow paths are different. For this reason, the protrusions are discretely arranged in the height direction of the turbine blade, and are cantilevered on the back side wall surface or the abdominal side wall surface and extend long in the height direction like conventional turbine blades. There is no need to provide a slot portion to be used.
Therefore, in the core used for manufacturing such a turbine blade, it is not necessary to form a protrusion that extends long in a straight line in the height direction on the surface corresponding to the abdominal wall surface. That is, it is not necessary to form a particularly fragile portion in the conventional core. Therefore, for example, in the case where the core is allowed to have the same degree of brittleness as in the prior art, it is possible to make the core finer, for example, by narrowing the interval between the protrusions in the core.
As described above, according to the present invention, a structure that increases the rigidity of the core is proposed, the degree of freedom in designing the internal structure is increased, and the optimum structure is used, thereby further improving the cooling efficiency of the turbine blades. It becomes possible.

本発明の第1実施形態におけるタービン翼の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the turbine blade in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるタービン翼を腹側から見ると共に腹部を省略した矢視図である。It is the arrow line view which abbreviate | omitted the abdomen while seeing the turbine blade in 1st Embodiment of this invention from the abdominal side. 図2におけるA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 図2におけるB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line in FIG. 本発明の第1実施形態におけるタービン翼が備える腹側突出部と背側突出部とをタービン翼の高さ方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the belly side protrusion part and back side protrusion part with which the turbine blade in 1st Embodiment of this invention is provided from the height direction of the turbine blade. 本発明の第2実施形態におけるタービン翼を腹側から見ると共に腹部を省略した矢視図である。It is the arrow line view which abbreviate | omitted the abdominal part while seeing the turbine blade in 2nd Embodiment of this invention from the abdominal side. 本発明の第2実施形態におけるタービン翼が備える腹側突出部と背側突出部とをタービン翼の高さ方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the belly side protrusion part with which the turbine blade in 2nd Embodiment of this invention is equipped, and the back side protrusion part from the height direction of the turbine blade. 本発明の第3実施形態におけるタービン翼を腹側から見ると共に腹部を省略した矢視図である。It is the arrow line view which abbreviate | omitted the abdomen while seeing the turbine blade in 3rd Embodiment of this invention from the abdominal side. 本発明の第3実施形態におけるタービン翼が備える腹側突出部と背側突出部とをタービン翼の高さ方向から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the belly side protrusion part with which the turbine blade in 3rd Embodiment of this invention is equipped, and the back side protrusion part from the height direction of the turbine blade. 本発明の第4実施形態におけるタービン翼を腹側から見ると共に腹部を省略した矢視図である。It is the arrow line view which abbreviate | omitted the abdomen while seeing the turbine blade in 4th Embodiment of this invention from the abdominal side.

以下、図面を参照して、本発明に係るタービン翼の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, an embodiment of a turbine blade according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態のタービン翼10の構成を示す斜視図である。
なお、図1に示すタービン翼10は、金属によって形成されるタービン動翼であるが、本発明のタービン翼はタービン動翼に限られるものではなく、タービン静翼に適用することも可能である。
タービン翼10は、前縁部1から後縁部2に向けて流れる流体中に晒され、紙面手前において凹むように湾曲された腹部3と、紙面奥側において膨らむように湾曲された背部4とを有している。
なお、図1において、タービンの回転軸に対して内径側であるハブ側と回転軸に対して外径側のチップ側とを結ぶ方向をタービン翼の高さ方向とする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a turbine blade 10 of the present embodiment.
The turbine blade 10 shown in FIG. 1 is a turbine blade formed of metal, but the turbine blade of the present invention is not limited to a turbine blade, and can be applied to a turbine stationary blade. .
The turbine blade 10 is exposed to a fluid flowing from the front edge portion 1 toward the rear edge portion 2, and is abdomen 3 that is curved so as to be recessed in front of the paper surface, and a back portion 4 that is curved so as to swell on the back side of the paper surface. have.
In FIG. 1, the direction connecting the hub side that is the inner diameter side with respect to the rotating shaft of the turbine and the tip side that is the outer diameter side with respect to the rotating shaft is the height direction of the turbine blade.

そして、タービン翼10は、内部に中空領域5と、該中空領域5に形成される複数の蛇行流路6とを備えている。
中空領域5は、前縁部1から後縁部2に向かう方向における略中央部から後縁部2の近傍まで形成されたタービン翼10の内部空間である。この中空領域5の前縁部1側には、中空領域5に冷却ガスを供給するための供給流路7が接続されている。また、中空領域5の後縁部2側は、後縁部2に向けて形成された開口端51とされている。
The turbine blade 10 includes a hollow region 5 inside and a plurality of meandering channels 6 formed in the hollow region 5.
The hollow region 5 is an internal space of the turbine blade 10 formed from a substantially central portion in the direction from the front edge portion 1 to the rear edge portion 2 to the vicinity of the rear edge portion 2. A supply flow path 7 for supplying a cooling gas to the hollow region 5 is connected to the front edge 1 side of the hollow region 5. Further, the rear edge 2 side of the hollow region 5 is an opening end 51 formed toward the rear edge 2.

蛇行流路6は、供給流路7を介して中空領域5に供給された冷却ガスを、背側壁面5bと腹側壁面5a(図3参照)との間において繰り返し蛇行させて前縁部1側(前縁側)から後縁部2側(後縁側)に向けて導くものである。   The meandering channel 6 causes the cooling gas supplied to the hollow region 5 through the supply channel 7 to meander repeatedly between the back side wall surface 5b and the abdominal side wall surface 5a (see FIG. 3), thereby leading the front edge 1 side. It leads toward the rear edge portion 2 side (rear edge side) from the (front edge side).

そして、本実施形態のタービン翼10においては、蛇行流路6がタービン翼10の高さ方向に連続して複数配列されており、隣り合う蛇行流路が異なる繰り返しパターン(蛇行パターン)にて冷却ガスを蛇行させる。
具体的には、本実施形態のタービン翼10においては、隣り合う蛇行流路6の繰り返しパターンが同周期で位相が半周期ずらされている。
In the turbine blade 10 of the present embodiment, a plurality of meandering channels 6 are continuously arranged in the height direction of the turbine blade 10, and the adjacent meandering channels are cooled by different repeating patterns (meandering patterns). Let the gas meander.
Specifically, in the turbine blade 10 of the present embodiment, the repeating patterns of the adjacent meandering channels 6 are shifted in the same cycle and the phase is shifted by a half cycle.

より詳細に説明する。図2は、タービン翼10を腹側から見ると共に腹部3を省略した矢視図である。また、図3は、図2におけるA−A線断面図であり、隣り合う2つの蛇行流路6のうちハブ側の蛇行流路6aの断面図である。また、図4は、図2におけるB−B線断面図であり、隣り合う2つの蛇行流路6のうちチップ側の蛇行流路6bの断面図である。   This will be described in more detail. FIG. 2 is an arrow view in which the abdomen 3 is omitted while the turbine blade 10 is viewed from the abdomen side. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and is a cross-sectional view of the meandering channel 6 a on the hub side of two adjacent meandering channels 6. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 2, and is a cross-sectional view of the meandering flow path 6 b on the chip side among two adjacent meandering flow paths 6.

図3及び図4に示すように、蛇行流路6は、中空領域5における腹側壁面5aから突出すると共に先端面が背側壁面5bから離間した腹側突出部6cと、中空領域5における背側壁面5bから突出すると共に先端面が腹側壁面5aから離間した背側突出部6dとが交互に配列されることによって構成されている。
なお、視認を容易とするために、図2(後の図5も同様)においては、蛇行流路6aを構成する腹側突出部6cと背側突出部6dとに複数の点を入れて示し、蛇行流路6bを構成する腹側突出部6cと背側突出部6dとには点を入れずに示している。また、蛇行流路6bを構成する背側突出部6dは、塗りつぶして示している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the meandering flow path 6 includes a ventral protrusion 6 c that protrudes from the abdominal wall surface 5 a in the hollow region 5 and has a distal end surface that is separated from the back side wall surface 5 b, and a back in the hollow region 5. The rear side protruding portions 6d that protrude from the side wall surface 5b and whose front end surface is separated from the abdominal side wall surface 5a are alternately arranged.
In order to facilitate visual recognition, FIG. 2 (the same applies to FIG. 5 later) shows a plurality of points on the ventral protrusion 6c and the back protrusion 6d that constitute the meandering flow path 6a. The ventral protrusion 6c and the back protrusion 6d constituting the meandering flow path 6b are shown without a dot. Moreover, the back side protrusion part 6d which comprises the meandering flow path 6b is filled and shown.

図2は、上述のようにタービン翼10を腹側から見ると共に腹部3を省略した矢視図であり、腹部3に接続されている腹側突出部6cの面を、ハッチングを入れて示している。
そして、図2〜図4に示すように、腹側突出部6cと背側突出部6dとの配置間隔が蛇行流路6aと蛇行流路6bとにおいて等しく設定されており(すなわち隣り合う蛇行流路6の繰り返しパターンが同周期とされている)、さらに腹側突出部6cと背側突出部6dとがタービン翼10の高さ方向に交互に設置されている(すなわち隣り合う蛇行流路6の繰り返しパターンの位相が半周期ずらされている)。
FIG. 2 is an arrow view in which the abdomen 3 is omitted while the turbine blade 10 is viewed from the abdomen as described above, and the surface of the abdomen protrusion 6c connected to the abdomen 3 is shown with hatching. Yes.
As shown in FIGS. 2 to 4, the arrangement interval between the ventral protrusion 6 c and the back protrusion 6 d is set equal in the meandering flow path 6 a and the meandering flow path 6 b (that is, adjacent meandering flow). The repetitive pattern of the path 6 has the same period), and further, the ventral protrusions 6c and the back protrusions 6d are alternately arranged in the height direction of the turbine blades 10 (that is, adjacent meandering channels 6). The phase of the repetitive pattern is shifted by half a cycle).

図5は、腹側突出部6cと背側突出部6dとをタービン翼10の高さ方向から見た模式図である。そして、この図に示すように、腹側突出部6cと背側突出部6dとは、タービン翼10の高さ方向から見て重ねて配置されている。   FIG. 5 is a schematic view of the ventral protrusion 6 c and the back protrusion 6 d as viewed from the height direction of the turbine blade 10. And as shown in this figure, the abdominal side protrusion part 6c and the back | dorsal side protrusion part 6d are piled up seeing from the height direction of the turbine blade 10, and are arrange | positioned.

このような構成を有する本実施形態のタービン翼10においては、供給流路7を介して中空領域5に供給された冷却ガスは、前縁側から後縁側に流れ、蛇行流路6において背側壁面5bと腹側壁面5aとの間において繰り返し蛇行されてから外部に排出される。   In the turbine blade 10 of the present embodiment having such a configuration, the cooling gas supplied to the hollow region 5 via the supply flow path 7 flows from the front edge side to the rear edge side, and the back wall surface in the meandering flow path 6. After being meandered repeatedly between 5b and the abdominal wall surface 5a, it is discharged outside.

ここで、本実施形態のタービン翼10においては、蛇行流路6aの繰り返しパターンと、当該蛇行流路6aと隣り合う蛇行流路6bの繰り返しパターンとが同周期で位相が半周期ずらされている。
このため、図5に示すように、蛇行流路6aにおいて背側壁面5bから腹側壁面5aに向けて冷却ガスY1が流れる場合には、蛇行流路6bにおいて腹側壁面5aから背側壁面5bに向けて冷却ガスY2が流れる。一方、蛇行流路6aにおいて腹側壁面5aから背側壁面5bに向けて冷却ガスY1が流れる場合には、蛇行流路6bにおいて背側壁面5bから腹側壁面5aに向けて冷却ガスが流れる。
Here, in the turbine blade 10 of the present embodiment, the repeating pattern of the meandering channel 6a and the repeating pattern of the meandering channel 6b adjacent to the meandering channel 6a are shifted in phase by a half cycle. .
Therefore, as shown in FIG. 5, when the cooling gas Y1 flows from the back side wall surface 5b toward the abdominal wall surface 5a in the meandering channel 6a, the abdominal side wall surface 5a and the back side wall surface 5b in the serpentine channel 6b. The cooling gas Y2 flows toward. On the other hand, when the cooling gas Y1 flows from the abdominal wall surface 5a toward the back side wall surface 5b in the meandering channel 6a, the cooling gas flows from the back side wall surface 5b toward the abdominal wall surface 5a in the serpentine channel 6b.

このような本実施形態のタービン翼10によれば、蛇行流路6が、タービン翼10の高さ方向に連続して複数配列され、隣り合う蛇行流路6が異なる繰り返しパターンで冷却ガスを蛇行させる。
つまり、本実施形態のタービン翼10によれば、隣り合う蛇行流路6において、腹側突出部6cと背側突出部6dとの配置パターンが、異なることとなる。このため、腹側突出部6cと背側突出部6dとがタービン翼10の高さ方向において離散化して配置されることとなり、従来のタービン翼のように、背側壁面あるいは腹側壁面に片持ちされると共に高さ方向に長く延在するスロット部を備える必要がなくなる。
したがって、このようなタービン翼の製造に用いられる中子において、腹側壁面に相当する面に高さ方向に一直線で長く延在する突出部を形成する必要がなくなる。すなわち、従来の中子のうち、特に脆い箇所を形成する必要がなくなる。よって、例えば、従来と同じ程度の脆性を中子に許容する場合には、より中子における突出部間隔を狭める等の微細化が可能となる。
このように、本実施形態のタービン翼10によれば、中子の剛性を高めるような構造を提案し、内部構造の設計自由度を高め、最適な構造を用いることにより、ひいてはタービン翼の冷却効率をより向上させることが可能となる。
According to the turbine blade 10 of this embodiment, a plurality of meandering flow paths 6 are continuously arranged in the height direction of the turbine blade 10, and the adjacent meandering flow paths 6 meander the cooling gas in different repeating patterns. Let
That is, according to the turbine blade 10 of the present embodiment, the arrangement patterns of the ventral protrusions 6c and the back protrusions 6d are different in the adjacent meandering flow paths 6. For this reason, the abdominal projection 6c and the dorsal projection 6d are discretely arranged in the height direction of the turbine blade 10, and the back side wall surface or the abdominal side wall surface is separated as in the conventional turbine blade. It is not necessary to provide a slot portion that is held and extends long in the height direction.
Therefore, in the core used for manufacturing such a turbine blade, it is not necessary to form a protrusion that extends long in a straight line in the height direction on the surface corresponding to the abdominal wall surface. That is, it is not necessary to form a particularly fragile portion in the conventional core. Therefore, for example, in the case where the core is allowed to have the same degree of brittleness as in the prior art, it is possible to make the core finer, for example, by narrowing the interval between the protrusions in the core.
As described above, according to the turbine blade 10 of the present embodiment, a structure that increases the rigidity of the core is proposed, the degree of freedom in designing the internal structure is increased, and the optimum structure is used, thereby cooling the turbine blade. Efficiency can be further improved.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted or simplified.

図6は、本実施形態のタービン翼10を腹側から見ると共に腹部3を省略した矢視図である。また、図7は、タービン翼10が備える腹側突出部6cと背側突出部6dとをタービン翼10の高さ方向から見た模式図である。   FIG. 6 is an arrow view in which the abdomen 3 is omitted while the turbine blade 10 of this embodiment is viewed from the abdomen side. FIG. 7 is a schematic view of the ventral protrusion 6 c and the back protrusion 6 d provided in the turbine blade 10 as viewed from the height direction of the turbine blade 10.

そして、これらの図に示すように、本実施形態のタービン翼10においては、隣り合う蛇行流路6a,6bの繰り返しパターンが同周期で位相が4分の1周期ずれている。
このような構成を採用することによって、図7に示すように、タービン翼10の高さ方向から見て、蛇行流路6aの腹側突出部6cと背側突出部6dと間に、蛇行流路6bの腹側突出部6cと背側突出部6dとが配置されることとなる。
As shown in these drawings, in the turbine blade 10 of the present embodiment, the repeating patterns of the adjacent meandering flow paths 6a and 6b have the same period and the phase is shifted by a quarter period.
By adopting such a configuration, as shown in FIG. 7, when viewed from the height direction of the turbine blade 10, a meandering flow is formed between the ventral protrusion 6c and the back protrusion 6d of the meandering passage 6a. The ventral protrusion 6c and the dorsal protrusion 6d of the path 6b are arranged.

このため、隣り合う蛇行流路6a,6b間において冷却ガスが移動することを抑制することができる。例えば、タービン翼10が動翼の場合、タービン翼10に遠心力等が作用し、中空領域5において冷却ガスが偏る虞がある。これに対して、本実施形態のタービン翼10によれば、隣り合う蛇行流路6a,6b間において冷却ガスが移動することを抑制することができるため、冷却ガスの偏りを抑制することができ、確実にタービン翼10全体を冷却することが可能となる。   For this reason, it can suppress that a cooling gas moves between the adjacent meandering flow paths 6a and 6b. For example, when the turbine blade 10 is a moving blade, centrifugal force or the like acts on the turbine blade 10, and the cooling gas may be biased in the hollow region 5. On the other hand, according to the turbine blade 10 of the present embodiment, it is possible to suppress the movement of the cooling gas between the adjacent meandering flow paths 6a and 6b, and thus it is possible to suppress the deviation of the cooling gas. The entire turbine blade 10 can be reliably cooled.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においては、上記第1、2実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the description of the same parts as those in the first and second embodiments is omitted or simplified.

図8は、本実施形態のタービン翼10を腹側から見ると共に腹部3を省略した矢視図である。また、図9は、タービン翼10が備える腹側突出部6cと背側突出部6dとをタービン翼10の高さ方向から見た模式図である。   FIG. 8 is an arrow view in which the abdomen 3 is omitted while the turbine blade 10 of this embodiment is viewed from the abdomen side. FIG. 9 is a schematic view of the ventral protrusion 6 c and the back protrusion 6 d provided in the turbine blade 10 as viewed from the height direction of the turbine blade 10.

そして、これらの図に示すように、本実施形態のタービン翼10においては、隣り合う蛇行流路6a,6bの繰り返しパターンが同周期で位相が4分の1周期ずれ、さらに腹側突出部6cと背側突出部6dの幅が、蛇行流路6の背側壁面5bから腹側壁面5aに向かう流路の幅d及び蛇行流路6の腹側壁面5aから背側壁面5bに向かう流路の幅dよりも広く設定されている
このような構成を採用することによって、図9に示すように、タービン翼10の高さ方向から見て、蛇行流路6aの腹側突出部6cと背側突出部6dと間に、蛇行流路6bの腹側突出部6cと背側突出部6dとが重ねて配置されることとなる。
As shown in these drawings, in the turbine blade 10 of the present embodiment, the repeating pattern of the adjacent meandering channels 6a and 6b has the same period and the phase is shifted by a quarter period, and further, the ventral protrusion 6c. And the width of the back projecting portion 6d is the width d of the flow path from the back side wall surface 5b of the meandering flow path 6 to the abdominal side wall face 5a and the flow path from the abdominal side wall face 5a of the meandering flow path 6 to the back side wall face 5b. By adopting such a configuration, which is set wider than the width d of the turbine blade 10, as shown in FIG. Between the side protrusions 6d, the ventral side protrusions 6c and the back side protrusions 6d of the meandering flow path 6b are disposed so as to overlap each other.

このため、上記第2実施形態のタービン翼10よりもさらに、隣り合う蛇行流路6a,6b間において冷却ガスが移動することを抑制することができる。
したがって、本実施形態のタービン翼10によれば、隣り合う蛇行流路6a,6b間において冷却ガスが移動することを抑制することができるため、冷却ガスの偏りを抑制することができ、確実にタービン翼10全体を冷却することが可能となる。
For this reason, it is possible to further suppress the movement of the cooling gas between the adjacent meandering channels 6a and 6b than the turbine blade 10 of the second embodiment.
Therefore, according to the turbine blade 10 of the present embodiment, it is possible to suppress the movement of the cooling gas between the adjacent meandering flow paths 6a and 6b. The entire turbine blade 10 can be cooled.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、本第4実施形態の説明において、上記第1〜第3実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the description of the fourth embodiment, the description of the same parts as those of the first to third embodiments will be omitted or simplified.

図10は、本実施形態のタービン翼10を腹側から見ると共に腹部3を省略した矢視図である。
この図に示すように、本実施形態のタービン翼10は、中空領域5のチップ側の領域Aに上記第1実施形態の蛇行流路6(蛇行流路61)を備え、中空領域5の中央領域Bに上記第2実施形態の蛇行流路6(蛇行流路62)を備え、中空領域5のハブ側の領域Cに上記第3実施形態の蛇行流路6(蛇行流路63)を備えている。
FIG. 10 is a view of the turbine blade 10 of the present embodiment as viewed from the abdomen side and omitting the abdomen 3.
As shown in this figure, the turbine blade 10 of this embodiment includes the meandering flow path 6 (meandering flow path 61) of the first embodiment in the area A on the tip side of the hollow area 5, and the center of the hollow area 5 The region B is provided with the meandering channel 6 (meandering channel 62) of the second embodiment, and the region C on the hub side of the hollow region 5 is provided with the meandering channel 6 (meandering channel 63) of the third embodiment. ing.

このような構成を有する本実施形態のタービン翼10によれば、高さ方向の領域ごとに異なる冷却効率となり、タービン翼10の加熱状態に応じた冷却を実現することが可能となる。   According to the turbine blade 10 of the present embodiment having such a configuration, the cooling efficiency varies depending on the region in the height direction, and cooling according to the heating state of the turbine blade 10 can be realized.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態において示した蛇行流路6の繰り返しパターン、すなわち背側壁面5bと腹側壁面5aとの配置パターンは一例であり、タービン翼に求められる冷却性能に応じて任意に変更可能である。   For example, the repeating pattern of the meandering channel 6 shown in the above embodiment, that is, the arrangement pattern of the back side wall surface 5b and the abdominal side wall surface 5a is an example, and can be arbitrarily changed according to the cooling performance required for the turbine blade. .

また、上記実施形態において示した例は翼後縁部の冷却通路に本発明を適用した事例を示した物だが、翼のその他の部位について適用してもよい。   Moreover, although the example shown in the said embodiment showed the example which applied this invention to the cooling channel | path of the blade trailing edge part, you may apply to the other site | part of a blade.

10……タービン翼、1……前縁部、2……後縁部、3……腹部、4……背部、5……中空領域、5a……腹側壁面、5b……背側壁面、6(6a,6b)……蛇行流路、6c……腹側突出部(突出部、壁部)、6d……背側突出部(突出部、壁部)、Y1,Y2……冷却ガス   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Turbine blade, 1 ... Front edge part, 2 ... Rear edge part, 3 ... Abdominal part, 4 ... Back part, 5 ... Hollow area, 5a ... Abdominal side wall surface, 5b ... Back side wall surface, 6 (6a, 6b) ... meandering flow path, 6c ... ventral protrusion (protrusion, wall), 6d ... dorsal protrusion (protrusion, wall), Y1, Y2 ... cooling gas

Claims (1)

中空領域に供給される冷却ガスによって冷却可能なタービン翼であって、
冷却ガスを背側壁面と腹側壁面との間において繰り返し蛇行させて導く蛇行流路がハブ側からチップ側に向けて連続して複数配列され、隣り合う前記蛇行流路が異なる繰り返しパターンにて前記冷却ガスを蛇行させ、
隣り合う前記蛇行流路の繰り返しパターンが同周期で位相が4分の1周期ずれ、
前記蛇行流路を構成する壁部の一部であり前記背側壁面と前記腹側壁面から突出する突出部の幅が、前記蛇行流路の前記背側壁面から前記腹側壁面に向かう流路の幅及び前記蛇行流路の前記腹側壁面から前記背側壁面に向かう流路の幅よりも広く設定されている
ことを特徴とするタービン翼。
A turbine blade capable of being cooled by a cooling gas supplied to a hollow region,
A plurality of meandering flow paths that continuously guide the cooling gas between the back side wall surface and the abdominal side wall face are arranged from the hub side toward the chip side, and the adjacent meandering flow paths have different repeating patterns. Meander the cooling gas,
The repeating pattern of adjacent meandering channels has the same period and the phase is shifted by a quarter period,
The width of the protruding portion protruding from the back side wall surface and the abdominal side wall surface, which is a part of the wall portion constituting the meandering flow path, is a flow path from the back side wall surface of the serpentine flow path toward the abdominal side wall surface. And a width of a flow path extending from the abdominal side wall surface of the meandering flow path to the back side wall surface.
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