TW201809448A - 流路形成板、具備其之葉片、具備其之燃氣渦輪機、及流路形成板的製造方法 - Google Patents

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Abstract

於流路形成板,形成有:接觸燃燒氣體的氣體通道面(64p)、在氣體通道面(64p)之周緣所形成的端面、第一側通路(90i)、以及複數個端面噴出通路(71)。第一側通路(90i),係往沿著端面的一部分亦即第一端面(62b)的方向延伸,來流動有冷卻空氣(Ac)。形成第一側通路(90i)的複數個通路形成面,係包含:朝向反流路側(Dri),且隨著接近第一端面(62b)而逐漸遠離氣體通道面(64p)的第一形成面(91)。複數個端面噴出通路(71),係在第一側通路(90i)的第一形成面(91)開口,且在第一端面(62b)開口。

Description

流路形成板、具備其之葉片、具備其之燃氣渦輪機、及流路形成板的製造方法
本發明,係關於用來界定燃燒氣體所流動之燃燒氣體流路的流路形成板、具備其之葉片、具備其之燃氣渦輪機、及流路形成板的製造方法。
本案係根據2016年3月11日在日本國申請的特願2016-048765號來主張優先權,並將其內容援用於此。
燃氣輪機,係具備:以軸線為中心來旋轉的轉子、以及覆蓋該轉子的機殼。轉子,係具有:轉子軸、以及安裝於該轉子軸的複數個轉子葉片。且,於機殼的內側,設有複數個定子葉片。
轉子葉片,係具有:對軸線往徑方向延伸的葉體、設在葉體之徑方向內側的平台、以及設在平台之徑方向內側的葉根。轉子葉片的葉體,係配置在通過有燃燒 氣體的燃燒氣體流路內。平台,係界定燃燒氣體流路之徑方向內側的邊緣。葉根,係被固定於轉子軸。定子葉片,係具有:對軸線往徑方向延伸的葉體、設在葉體之徑方向內側的內側護罩、以及設在葉體之徑方向外側的外側護罩。定子葉片的葉體,係配置在通過有燃燒氣體的燃燒氣體流路內。內側護罩,係界定燃燒氣體流路之徑方向內側的邊緣。外側護罩,係界定燃燒氣體流路之徑方向外側的邊緣。機殼,係具有相對於軸線在徑方向與轉子葉片相對向的分割環。該分割環,係界定燃燒氣體流路之徑方向外側的邊緣。
以上,轉子葉片的平台、定子葉片的外側護罩及內側護罩、分割環,均形成用來界定燃燒氣體流路的流路形成板。該流路形成板,係暴露於高溫的燃燒氣體。因此,流路形成板,一般以空氣等來冷卻。
例如,於以下的專利文獻1,揭示有流路形成板的一種亦即定子葉片的內側護罩。於該內側護罩,形成有沿著後端面的後側通路、以及複數個後端面噴出通路。複數個後端面噴出通路,係連通於後端面通路,並在後端面開口。亦即,在該內側護罩,使冷卻空氣流入後側通路。該冷卻空氣,係從後側通路流入複數個後端面噴出通路。流入至後端面噴出通路的冷卻空氣,係從後端面之後端面噴出通路的開口流出。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3978143號公報
流路形成板,係期望著將與燃燒氣體接觸的氣體通道面予以有效率地冷卻。
於是,本發明,係以提供可有效率地冷卻氣體通道面的流路形成板、具備其之葉片、具備其之燃氣渦輪機、及流路形成板的製造方法為目的。
為了達成前述目的之發明,其作為一態樣的流路形成板,係用來界定燃燒氣體所流動之燃燒氣體流路的流路形成板,其具備:與前述燃燒氣體接觸的氣體通道面、相對於前述氣體通道面朝向相反側的反氣體通道面、形成在前述氣體通道面之周緣的端面、在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間往沿著前述端面的一部分亦即第一端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第一側通路、以及連通於前述第一側通路並在前述第一端面開口的複數個端面噴出通路。前述端面噴出通路的通路剖面積,係比前述第一側通路的通路剖面積還小。前述第一側通路,係由複數個通路形成面來界定。複數個前述通路形成面之中,第一形成 面,係以前述反氣體通道面為基準,朝向與前述氣體通道面之側亦即流路側之相反側的反流路側,隨著朝向接近前述第一端面之側亦即端面側而逐漸遠離前述氣體通道面。複數個前述端面噴出通路,係在前述第一形成面開口。
該流路形成板,係在冷卻空氣流動於第一側通路的過程中,來冷卻流路形成板之端面側的部分。該冷卻空氣,係從第一側通路流入至複數個端面噴出通路。冷卻空氣,係在流動於端面噴出通路的過程中,來對流冷卻流路形成板之端面側的部分。在該流路形成板,端面噴出通路的通路剖面積比第一側通路的通路剖面積還小。換言之,第一側通路的通路剖面積,比端面噴出通路的通路剖面積還大。因此,可抑制流動於第一側通路之冷卻空氣的流速。其結果,在該流路形成板,可抑制冷卻空氣流動於第一側通路之過程中的壓力損失。且,在該流路形成板,其每單位通路剖面積中,流動於端面噴出通路之冷卻空氣所致的冷卻效果,比流動於第一側通路之冷卻空氣所致的冷卻效果還高。
端面噴出通路,係在形成第一側通路的通路形成面之中,朝向反流路側,且隨著朝向端面側逐漸遠離氣體通道面的第一形成面處開口。因此,端面噴出通路之反端面側的端部,係在形成第一側通路的通路形成面上,在比最接近端面側的部分還靠反端面側的位置開口。其結果,在該流路形成板,冷卻效果較高的端面噴出通路的通路長度變長。該流路形成板中,在從氣體通道面朝向反氣 體通道面的方向觀看時,存在有第一側通路與端面噴出通路重疊的部分。因此,在該流路形成板,可不增加冷卻空氣的流量,便有效地冷卻氣體通道面之端面側的部分。又,在燃燒氣體流路以軸線為中心成為環狀的情況,所謂的前述「從氣體通道面朝向反氣體通道面的方向」,係成為相對於該軸線交叉的方向亦即徑方向。
在此,前述流路形成板中,形成前述第一側通路之通路剖面的複數個邊之中,至少一邊為直線亦可。
以上任一個前述流路形成板中,在形成前述第一側通路之通路剖面的複數個邊之中,以彼此相鄰的邊所形成之各角的內角,均為180°以下亦可。
在該流路形成板,可抑制第一側通路的通路剖面積變小的情況,可抑制冷卻空氣流動於第一側通路之過程中的壓力損失。
以上任一個前述流路形成板中,在複數個前述通路形成面之中,第二形成面,係朝向前述反流路側,且在前述第一形成面從與前述端面側相反側之反端面側的邊緣往前述反端面側擴展,前述第二形成面,係相對於前述氣體通道面實質上為平行亦可。
以上任一個前述流路形成板中,在複數個前述通路形成面之中,第三形成面,係朝向前述流路側,且沿著前述反氣體通道面擴展亦可。
在此,所謂的第三形成面沿著反氣體通道面擴展,係代表著第三形成面與反氣體通道面實質上為平 行。因此,關於第三形成面與反氣體通道面之間的距離,是由作為流路形成板的強度或製造流路形成板之過程中的製作容易性等,來決定容許距離。該流路形成板,係使第三形成面沿著反氣體通道面,藉此可使第三形成面與反氣體通道面之間的距離以容許距離以上分離,並使第一側通路的通路剖面積變大。
以上任一個前述流路形成板中,亦可具備:與前述第一側通路連通,且在前述氣體通道面開口的複數個第一氣體通道面噴出通路。
該流路形成板,係可藉由流動於第一氣體通道面噴出通路的冷卻空氣,來更加冷卻氣體通道面。
在具有前述第二形成面的前述流路形成板中,具備:連通於前述第一側通路,在前述氣體通道面開口的複數個第一氣體通道面噴出通路,複數個前述第一氣體通道面噴出通路,係在前述第二形成面開口亦可。
該流路形成板,亦可藉由流動於第一氣體通道面噴出通路的冷卻空氣,來更加冷卻氣體通道面。且,該流路形成板,不會與端面噴出通路干涉,可容易形成第一氣體通道面噴出通路。
在具有前述第一氣體通道面噴出通路的流路形成板中,複數個前述第一氣體通道面噴出通路,係隨著朝向前述端面側而逐漸接近前述流路側亦可。
該流路形成板,係可藉由來自第一氣體通道面噴出通路的冷卻空氣,來薄膜冷卻氣體通道面。
以上任一個前述流路形成板中,具備:沿著前述端面來設置,且從前述反氣體通道面往前述反流路側突出的周壁,在前述反氣體通道面和前述周壁,形成有往前述流路側凹陷之供冷卻空氣流入的凹部亦可。
在形成有前述凹部的前述流路形成板中,亦可具備:與前述凹部內的空間連通,且在前述氣體通道面開口的複數個第二氣體通道面噴出通路。
該流路形成板,係可藉由流動於第二氣體通道面噴出通路的冷卻空氣,來更加冷卻氣體通道面。
在具備前述第二氣體通道面噴出通路的前述流路形成板中,複數個前述第二氣體通道面噴出通路,係隨著朝向前述端面側而逐漸接近前述流路側亦可。
該流路形成板,係可藉由來自第二氣體通道面噴出通路的冷卻空氣,來薄膜冷卻氣體通道面。
在形成有前述凹部的任一個前述流路形成板中,亦可具備:與前述凹部內的空間和前述第一側通路連通的連通路。
具備前述連通路的前述流路形成板中,前述周壁,係具有沿著前述第一端面設置的第一壁,前述連通路,係在以前述第一壁的面界定前述空間的面、或在前述凹部的底面開口亦可。
以上任一個前述流路形成板中,前述端面,係具有:在前述第一側通路所延伸的方向中從前述第一端面的第一端往與前述第一端面交叉的方向延伸的第二端 面、以及在前述第一側通路所延伸的方向中從與前述第一端面的前述第一端為相反側的第二端往與前述第一端面交叉的方向延伸的第三端面。且具備:在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間,沿著前述第二端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第二側通路、以及在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間,沿著前述第三端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第三側通路。前述第一側通路,係與前述第二側通路及前述第三側通路連通亦可。
為了達成前述目的之發明,其作為一態樣的葉片, 係具備:以上任一個前述流路形成板、以及形成翅膀形狀,且從前述流路形成板的前述氣體通道面往前述流路側延伸的葉體。
在此,前述葉片中,前述第一端面,係朝向前述燃燒氣體所流動之軸方向下游側的後端面亦可。
為了達成前述目的之發明,其作為其他態樣的葉片,係具備:具備前述第一氣體通道面噴出通路的以上任一個前述流路形成板、以及形成翅膀形狀,且從前述流路形成板的前述氣體通道面往前述流路側延伸的葉體,前述第一端面,係朝向前述燃燒氣體所流動之軸方向下游側的後端面,複數個前述第一氣體通道面噴出通路之前述氣體通道面的開口,係比前述葉體還靠軸方向下游側。
以上任一個前述葉片中,前述流路形成板的 前述端面,係具有:在前述第一側通路所延伸的第一方向中從前述後端面的第一端往與前述後端面交叉的方向延伸的腹側端面、以及在前述第一方向中從與前述後端面的前述第一端為相反側的第二端往與前述後端面交叉的方向延伸的背側端面。在前述後端面中不包含前述背側端面的邊緣及前述腹側端面的邊緣的中間區域、在前述後端面中包含前述背側端面的邊緣並與前述中間區域在前述第一方向鄰接的背側區域、在前述後端面中包含前述腹側端面的邊緣並與前述中間區域在前述第一方向鄰接的腹側區域,係各自在前述第一方向並排且形成有複數個前述端面噴出通路的開口。比起前述背側區域與前述腹側區域之中,至少一方之側的區域之複數個前述端面噴出通路的周邊長相對於複數個前述端面噴出通路之開口間隔的比例亦即開口密度,前述中間區域之複數個前述端面噴出通路的前述開口密度較高亦可。
氣體通道面中,在比葉體還靠軸方向下游側的部分,與腹側區域或背側區域相比之下,中間區域較容易被燃燒氣體加熱,比較難以藉由流動於第一側通路的冷卻空氣來冷卻。該葉片,比起後端面中的背側區域與腹側區域之中至少一方側的區域之複數個端面噴出通路的開口密度,後端面中之中間區域之複數個端面噴出通路的前述開口密度較高。因此,該葉片,可在氣體通道面中,將比葉體還靠軸方向下游側且中間區域的部分予以有效地冷卻。
前述中間區域之複數個前述端面噴出通路的前述開口密度較高,前述葉片中,於前述背側區域及前述腹側區域,分別形成有於前述第一方向並排之至少3個以上的前述端面噴出通路的開口亦可。
為了達成前述目的之發明,其作為一態樣的燃氣渦輪機,係具備:以上任一個前述流路形成板、以及生成前述燃燒氣體的燃燒器。
為了達成前述目的之發明,其作為其他態樣的燃氣渦輪機,係具備:以上任一個前述葉片、以及生成前述燃燒氣體的燃燒器。
為了達成前述目的之發明,其作為一態樣之流路形成板的製造方法,係用來界定燃燒氣體所流動之燃燒氣體流路的流路形成板的製造方法,其實行以下步驟:外形形成步驟,係形成:接觸前述燃燒氣體的氣體通道面、朝向與前述氣體通道面為相反側的反氣體通道面、在前述氣體通道面的周緣所形成的端面;側通路形成步驟,係形成:在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間,沿著前述端面的一部分亦即第一端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第一側通路;以及噴出通路形成步驟:係形成:連通於前述第一側通路,並在前述第一端面開口的複數個端面噴出通路。在前述側通路形成步驟中,形成用來界定前述第一側通路的 複數個通路形成面。複數個前述通路形成面之中,第一形成面,係以前述氣體通道面為基準,朝向前述反氣體通道面之側,且隨著接近前述第一端面而逐漸遠離前述氣體通道面。在前述噴出通路形成步驟中,將複數個前述端面噴出通路形成為使複數個前述端面噴出通路的通路剖面積比前述第一側通路的通路剖面積還小,並使複數個前述端面噴出通路在前述第一形成面開口。
根據本發明的一態樣,可有效地冷卻流路形成板之氣體通道面中之第一端面側的部分。
1‧‧‧燃氣渦輪機
2‧‧‧燃氣渦輪機轉子
3‧‧‧燃氣渦輪機機殼
5‧‧‧中間機殼
6‧‧‧排氣室
10‧‧‧壓縮機
11‧‧‧壓縮機轉子
12‧‧‧轉子軸
13‧‧‧轉子葉片列
14‧‧‧轉子葉片
16‧‧‧定子葉片列
17‧‧‧定子葉片
15‧‧‧壓縮機機殼
20‧‧‧燃燒器
30‧‧‧渦輪機
31‧‧‧渦輪機轉子
32‧‧‧轉子軸
33‧‧‧轉子葉片列
34‧‧‧轉子葉片
41‧‧‧渦輪機機殼
42‧‧‧分割環
43‧‧‧隔熱環
44‧‧‧葉環
45‧‧‧機殼本體
46‧‧‧定子葉片列
47‧‧‧定子葉片
49‧‧‧燃燒氣體流路
50‧‧‧定子葉片
51‧‧‧葉體
52‧‧‧前緣部
53‧‧‧後緣部
54‧‧‧背側面(負壓面)
55‧‧‧腹側面(正壓面)
60i‧‧‧內側護罩
60o‧‧‧外側護罩
61i‧‧‧內側護罩本體
61o‧‧‧外側護罩本體
62f‧‧‧前端面
62b‧‧‧後端面(第一端面)
63‧‧‧周方向端面
63n‧‧‧背側端面
63p‧‧‧腹側端面
64i‧‧‧反氣體通道面
64io‧‧‧外側反氣體通道面
64p‧‧‧氣體通道面
65i、65o‧‧‧周壁
65f‧‧‧前壁
65b‧‧‧後壁(第一壁)
65n‧‧‧背側壁
65p‧‧‧腹側壁
66‧‧‧凹部
67‧‧‧內側腔室
71‧‧‧後端面噴出通路(端面噴出通路)
72‧‧‧第一氣體通道面噴出通路
73‧‧‧第二氣體通道面噴出通路
74n‧‧‧背側連通路
74p‧‧‧腹側連通路
75‧‧‧葉片空氣通路
76‧‧‧葉片面噴出通路
78n‧‧‧背側通路
78p‧‧‧腹側通路
81‧‧‧衝突板
90i、90ia、90ib、90ic、90id、90ie、90if、90o、90oh、90oi‧‧‧後側通路(第一側通路)
91‧‧‧第一形成面
92‧‧‧第二形成面
93‧‧‧第三形成面
94‧‧‧第四形成面
150‧‧‧轉子葉片
151‧‧‧葉體
152‧‧‧前緣部
153‧‧‧後緣部
154‧‧‧背側面(負壓面)
155‧‧‧腹側面(正壓面)
160‧‧‧平台
161‧‧‧平台本體
162f‧‧‧前端面
162b‧‧‧後端面(第一端面)
163‧‧‧周方向端面
163n‧‧‧背側端面
163p‧‧‧腹側端面
164i‧‧‧反氣體通道面
164p‧‧‧氣體通道面
171‧‧‧後端面噴出通路(端面噴出通路)
175‧‧‧葉片空氣通路
176‧‧‧葉片面噴出通路
178n‧‧‧背側通路
178p‧‧‧腹側通路
190‧‧‧後側通路(第一側通路)
191‧‧‧第一形成面
240‧‧‧前側通路
240a‧‧‧前側通路(第一側通路)
241‧‧‧第一形成面
242‧‧‧第二形成面
244‧‧‧第四形成面
246‧‧‧第六形成面
249‧‧‧前端面噴出通路
250、250a‧‧‧分割環
261‧‧‧分割環本體
262f‧‧‧前端面(第一端面)
262b‧‧‧後端面
263‧‧‧周方向端面
263a‧‧‧旋轉前側端面(第一端面)
263r‧‧‧旋轉後側端面
264i‧‧‧反氣體通道面
264p‧‧‧氣體通道面
265‧‧‧周壁
265f‧‧‧前壁
265b‧‧‧後壁
265a‧‧‧旋轉前側壁
265r‧‧‧旋轉後側壁
266‧‧‧凹部
267‧‧‧內側腔室
271‧‧‧側端面噴出通路(端面噴出通路)
276‧‧‧前側連通路
277‧‧‧後端面噴出通路
278‧‧‧旋轉前側連通路
281‧‧‧衝突板
290‧‧‧旋轉前側通路(第一側通路)
291‧‧‧第一形成面
292‧‧‧第二形成面
294‧‧‧第四形成面
295‧‧‧第五形成面
296‧‧‧第六形成面
Da‧‧‧軸方向
Dau‧‧‧軸方向上游側
Dad‧‧‧軸方向下游側
Dc‧‧‧周方向
Dcp‧‧‧周方向腹側
Dcn‧‧‧周方向背側
Dca‧‧‧旋轉方向前側
Dcr‧‧‧旋轉方向後側
Dr‧‧‧徑方向
Dri‧‧‧徑方向內側
Dro‧‧‧徑方向外側
Ac‧‧‧冷卻空氣
G‧‧‧燃燒氣體
MP‧‧‧中間區域
PP‧‧‧腹側區域
NP‧‧‧背側區域
圖1為關於本發明之一實施形態之燃氣渦輪機的示意剖面圖。
圖2為關於本發明之一實施形態之燃氣渦輪機的主要部剖面圖。
圖3為關於本發明之一實施形態之定子葉片的立體圖。
圖4為關於沿著本發明之一實施形態之定子葉片的翅膀形狀中心線之剖面的剖面圖。
圖5為圖4的V-V線剖面圖。
圖6為圖4的VI-VI線剖面圖。
圖7為圖5的VII-VII線剖面圖。
圖8表示關於本發明之內側護罩之後側通路的第一變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖9表示關於本發明之內側護罩之後側通路的第二變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖10表示關於本發明之內側護罩之後側通路的第三變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖11表示關於本發明之內側護罩之後側通路的第四變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖12表示關於本發明之內側護罩之後側通路的第五變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖13表示關於本發明之內側護罩之後側通路的第六變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖14A為第一比較例之內側護罩之後側通路的剖面圖。
圖14B為第二比較例之內側護罩之後側通路的剖面圖。
圖14C為第三比較例之內側護罩之後側通路的剖面圖。
圖15為圖6的XV-XV線剖面圖。
圖16表示關於本發明之外側護罩之後側通路的第一變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖17表示關於本發明之外側護罩之後側通路的第二變形例。同圖為該後側通路的剖面圖。
圖18為表示關於本發明之內側護罩的第一變形例。同圖為從該徑方向外側觀看之內側護罩的俯視圖。
圖19為圖18的XIX-XIX線剖面圖。
圖20為表示關於本發明之內側護罩的第二變形例。同圖為相當於圖4之V-V線剖面圖的剖面圖。
圖21為表示關於本發明之內側護罩的第三變形例。同圖為相當於圖4之V-V線剖面圖的剖面圖。
圖22為關於本發明之一實施形態之轉子葉片的立體圖。
圖23為關於沿著本發明之一實施形態之轉子葉片的翅膀形狀中心線之剖面的剖面圖。
圖24為圖23的XXIV-XXIV線剖面圖。
圖25為關於本發明之一實施形態之分割環的立體圖。
圖26為圖25的XXVI箭頭視圖。
圖27為圖26的XXVII-XXVII線剖面圖。
圖28為圖26的XXVIII-XXVIII線剖面圖。
圖29為關於本發明之變形例之分割環的主要部剖面圖。
圖30為表示關於本發明之一實施形態之流路形成板的製造方法之順序的流程圖。
以下,針對本發明之一實施形態及其變形 例,參照圖式進行詳細說明。
「燃氣渦輪機的實施形態」
關於本發明之燃氣渦輪機的實施形態,參照圖1及圖2進行說明。
如圖1所示般,本實施形態的燃氣渦輪機1,係具備:壓縮外氣A來生成壓縮空氣Acom的壓縮機10、使來自燃料供給源的燃料F在壓縮空氣Acom中燃燒而生成燃燒氣體G的燃燒器20、以及藉由燃燒氣體G驅動的渦輪機30。
壓縮機10,係具有:以軸線Ar為中心來旋轉的壓縮機轉子11、以及覆蓋該壓縮機轉子11之筒狀的壓縮機機殼15。又,以下是以軸線Ar延伸的方向為軸方向Da。且,以軸方向Da的一方側為軸方向上游側Dau、以該軸方向Da的另一方側為軸方向下游側Dad。將相對於軸線Ar的徑方向單純設為徑方向Dr。且,在該徑方向Dr將遠離軸線Ar之側設為徑方向外側Dro,在該徑方向Dr將接近軸線Ar之側設為徑方向內側Dri。
壓縮機機殼15的上游側,係形成有開口。該開口,係成為使壓縮機10從外部吸取外氣A的空氣吸入口15i。在壓縮機機殼15的徑方向內側Dri,固定有複數個定子葉片列16。複數個定子葉片列16,係在軸方向Da空出間隔來並排。複數個定子葉片列16,均由在相對於軸線Ar的周方向Dc並排的複數個定子葉片17所構成。 壓縮機轉子11,係具有:以軸線Ar為中心於軸方向Da延伸的轉子軸12、以及固定在該轉子軸12之外周的複數個轉子葉片列13。各轉子葉片列13,係配置在任一個定子葉片列16的軸方向上游側Dau。複數個轉子葉片列13,均由在周方向Dc並排的複數個轉子葉片14所構成。
渦輪機30,係配置在壓縮機10的軸方向下游側Dad。該渦輪機30,係具有:以軸線Ar為中心來旋轉的渦輪機轉子31、以及覆蓋該渦輪機轉子31之筒狀的渦輪機機殼41。在渦輪機機殼41的徑方向內側Dri,固定有複數個定子葉片列46。複數個定子葉片列46,係在軸方向Da空出間隔來並排。複數個定子葉片列46,均由在周方向Dc並排的複數個定子葉片47所構成。渦輪機轉子31,係具有:以軸線Ar為中心於軸方向Da延伸的轉子軸32、以及固定在該轉子軸32之外周的複數個轉子葉片列33。各轉子葉片列33,係配置在任一個定子葉片列46的軸方向下游側Dad。複數個轉子葉片列33,均由在周方向Dc並排的複數個轉子葉片34所構成。
本實施形態的燃氣渦輪機1,進一步具備中間機殼5、排氣室6。中間機殼5,係在軸方向Da被配置在壓縮機機殼15與渦輪機機殼41之間。排氣室6,係配置在渦輪機機殼41的軸方向下游側Dad。壓縮機機殼15、中間機殼5、渦輪機機殼41、排氣室6,係彼此連結而構成燃氣渦輪機機殼3。壓縮機轉子11與渦輪機轉子31,係以相同的軸線Ar為中心來一體地旋轉。壓縮機轉子11 與渦輪機轉子31,係構成燃氣渦輪機轉子2。該燃氣渦輪機轉子2,係在軸方向Da的兩端各自藉由軸承來支撐。於該燃氣渦輪機轉子2,例如連接有發電機9的轉子。
燃燒器20,係被固定在中間機殼5。於該燃燒器20,連接有用來將燃料F供給至該燃燒器20的燃料管線25。於燃料管線25,設有用來調節燃料流量的燃料調節閥26。
渦輪機機殼41,係如圖2所示般,具有:複數個分割環42、複數個隔熱環43、作為第一零件的葉環44、機殼本體45。分割環42,係位在轉子葉片列33的徑方向外側Dro,而與轉子葉片列33在徑方向Dr相對向。葉環44,係以軸線Ar為中心形成環狀,且位在複數個分割環42的徑方向外側Dro。隔熱環43,係在徑方向Dr位在分割環42及定子葉片47與隔熱環43之間的位置,且連接分割環42及定子葉片47與隔熱環43。因此,分割環42及定子葉片47,係透過隔熱環43,而被葉環44從徑方向外側Dro支撐。機殼本體45,係以軸線Ar為中心形成環狀,且位在葉環44的徑方向外側Dro。機殼本體45,係從徑方向外側Dro來支撐葉環44。於機殼本體45的軸方向上游側Dau,連接有中間機殼5。且,於機殼本體45的軸方向下游側Dad,連接有排氣室6。
轉子軸32的徑方向外側Dro與渦輪機機殼41的徑方向內側Dri之間的環狀空間,係成為供來自燃燒器20的燃燒氣體G流動的燃燒氣體流路49。於轉子軸32, 形成有供冷卻空氣通過的冷卻空氣通路。通過該冷卻空氣通路的冷卻空氣,係被導入至轉子葉片34內,而利用於該轉子葉片34的冷卻。於渦輪機機殼41,形成有供冷卻空氣通過的冷卻空氣通路。通過該冷卻空氣通路的冷卻空氣,係被導入至定子葉片47內及分割環42內,而利用於定子葉片47及分割環42的冷卻。又,根據定子葉片列46,亦有著使中間機殼5內的空氣作為冷卻空氣,且不經過機殼的冷卻空氣通路便供給至構成該定子葉片列46之定子葉片47的情況。
「定子葉片的實施形態及各種變形例」
以下,針對關於本發明之定子葉片的實施形態及各種變形例,參照圖3~圖15進行說明。又,以下所說明的定子葉片,均為上述「燃氣渦輪機的實施形態」中所說明之定子葉片的具體例。
如圖3所示般,本實施形態的定子葉片50,係具有:於徑方向Dr延伸的葉體51、形成於葉體51之徑方向內側Dri的內側護罩60i、以及形成於葉體51之徑方向外側Dro的外側護罩60o。葉體51,係配置在流通有燃燒氣體G的燃燒氣體流路49(參照圖2)內。內側護罩60i,係界定環狀之燃燒氣體流路49之徑方向內側Dri的邊緣。且,外側護罩60o,係界定環狀之燃燒氣體流路49之徑方向外側Dro的邊緣。藉此,內側護罩60i及外側護罩60o,均為用來界定燃燒氣體流路49之一部分的流路 形成板。
葉體51,係如圖3~圖5所示般,形成翅膀形狀。該葉體51,係使軸方向上游側Dau的端部成為前緣部52,使軸方向下游側Dad的端部成為後緣部53。該葉體51的表面,在朝向周方向Dc的面之中,凸狀的面成為背側面54(=負壓面),凹狀的面成為腹側面55(=正壓面)。又,為了以下說明的方便,將周方向Dc之葉體51的腹側(=正壓面側)設為周方向腹側Dcp,將葉體51的背側(=負壓面側)設為周方向背側Dcn。
為流路形成板的內側護罩60i,係如圖3~圖5所示般,具有內側護罩本體61i、周壁65i。內側護罩本體61i,係形成有:軸方向上游側Dau的端面亦即前端面62f、軸方向下游側Dad的端面亦即後端面62b、在周方向Dc彼此朝向相反之側的一對周方向端面63、朝向徑方向外側Dro的氣體通道面64p、以及朝向徑方向內側Dri的反氣體通道面64i。一對周方向端面63之中,周方向腹側Dcp的端面係成為腹側端面63p,周方向背側Dcn的端面係成為背側端面63n。前端面62f與後端面62b,係幾乎平行。且,腹側端面63p與背側端面63n,係幾乎平行。因此,內側護罩本體61i,在從徑方向Dc觀看時,如圖5所示般,成為平行四邊形狀。
周壁65i,係從內側護罩本體61i的反氣體通道面64i往徑方向內側Dri(反流路側)突出。該周壁65i,係沿著內側護罩本體61i的端面而設置。周壁65i, 係具有:在軸方向Da互相對向的前壁65f及後壁65b、以及在周方向Dc互相對向的一對側壁65p、65n。在一對側壁65p、65n之中,周方向腹側Dcp的側壁係成為腹側壁65p,周方向背側Dcn的側壁係成為背側壁65n。前壁65f及後壁65b,均相對於內側護罩本體61i,比一對側壁65p、65n還往徑方向內側Dri突出。於內側護罩60i,藉由內側護罩本體61i與周壁65i,形成有朝向徑方向外側Dro凹陷的凹部66(參照圖4及圖5)。又,腹側壁65p之周方向腹側Dcp的面與內側護罩本體61i之周方向腹側Dcp的面為同一面。且,背側壁65n之周方向背側Dcn的面與內側護罩本體61i之周方向背側Dcn的面為同一面。後壁65b,係沿著內側護罩本體61i的後端面62b來形成,且形成在比後端面62b還靠軸方向上游側Dau側。因此,內側護罩本體61i的反氣體通道面64i之中,以後壁65b為基準之軸方向上游側Dau的面,係形成為前述凹部66的底面。且,內側護罩本體61i的反氣體通道面64i之中,以後壁65b為基準之軸方向下游側Dad的面,並不是形成為前述凹部66的底面,而是形成為外側反氣體通道面64io。內側護罩60i的外側反氣體通道面64io,係形成為隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。在此,反流路側,係指在徑方向Dr遠離燃燒氣體流路49或氣體通道面64p的方向;流路側,係指在徑方向Dr接近燃燒氣體流路49或氣體通道面64p的方向。因此,在內側護罩60i的情況,流路側係與徑方向外側Dro 一致,反流路側係與徑方向內側Dri一致。且,在外側護罩60o的情況,流路側係與徑方向內側Dri一致,反流路側係與徑方向外側Dro一致。
複數個定子葉片列46之中,於構成任一個定子葉片列46的定子葉片50,設有從內側護罩60i的一對側壁65p、65n往徑方向內側Dri突出的保持器85。該保持器85,係位在軸方向Da的前壁65f與後壁65b之間,且從腹側端面63p延伸至背側端面63n來形成。保持器85的腹側端面,係與內側護罩本體61i的腹側端面63p為同一面。且,雖未圖示,但保持器85的背側端面,係與內側護罩本體61i的背側端面63n為同一面。該保持器85,係接觸於被固定在燃氣渦輪機機殼3之內側遮罩8之下游側的徑方向外側端8a(參照圖4),負責用來將定子葉片50之徑方向內側Dri的部分支撐於內側遮罩8的徑方向外側端8a。於該保持器85,形成有於軸方向Da貫通的開口86(以下稱為保持器開口86)。該保持器開口86所形成的空間,係與內側護罩60i的凹部66所形成的空間相連。
定子葉片50,係如圖4所示般,進一步具備衝突板81。且,設有保持器85的定子葉片50,係具備衝突板81及密封板83。衝突板81,係將內側護罩60i之凹部66內的空間分隔為:徑方向內側Dri的區域亦即外側腔室66a與徑方向外側Dro的區域亦即內側腔室67。於該衝突板81,形成有於徑方向Dr貫通的複數個貫通孔 82。存在於定子葉片50之徑方向內側Dri的冷卻空氣Ac之一部分,係經過該衝突板81的貫通孔82,而流入內側腔室67內。此時,冷卻空氣Ac,係與凹部66的底面衝突,來衝擊冷卻該底面。密封板83,係在凹部66的開口之中,塞住比保持器85還靠軸方向下游側Dad的部分。該密封板83,係位在比保持器85還靠下游側Dad,且比衝突板81還靠徑方向內側Dri的位置。
為流路形成板的外側護罩60o,係如圖3、圖4及圖6所示般,具有外側護罩本體61o、周壁65o。外側護罩本體61o,亦與內側護罩本體61i同樣地,形成有:前端面62f、後端面62b、一對周方向端面63、氣體通道面64p、以及反氣體通道面64i。一對周方向端面63之中,周方向腹側Dcp的端面係成為腹側端面63p,周方向背側Dcn的端面係成為背側端面63n。外側護罩本體61o,亦與內側護罩本體61i同樣地,在從徑方向Dc觀看時,成為平行四邊形狀。又,內側護罩本體61i的氣體通道面64p,雖朝向徑方向外側Dro,但外側護罩本體61o的氣體通道面64p,係朝向徑方向內側Dri。
周壁65o,係具有:在軸方向Da互相對向的前壁65f及後壁65b、以及在周方向Dc互相對向的一對側壁65p、65n。在一對側壁65p、65n之中,周方向腹側Dcp的側壁係成為腹側壁65p,周方向背側Dcn的側壁係成為背側壁65n。前壁65f及後壁65b,均相對於外側護罩本體61o比一對側壁65p、65n還往徑方向外側Dro突 出,成為鉤部。成為鉤部的前壁65f及後壁65b,其功能係用來將定子葉片50安裝於渦輪機機殼41的內周側。具體來說,成為鉤部的前壁65f及後壁65b,係被安裝在構成渦輪機機殼41之一部分的隔熱環43(參照圖2)。於外側護罩60o,藉由外側護罩本體61o與周壁65o,形成有朝向徑方向內側Dri凹陷的凹部66。又,腹側壁65p之周方向腹側Dcp的面與外側護罩本體61o之周方向腹側Dcp的面為同一面。且,背側壁65n之周方向背側Dcn的面與外側護罩本體61o之周方向背側Dcn的面為同一面。後壁65b,係沿著外側護罩本體61o的後端面62b來形成,且形成在比後端面62b還靠軸方向上游側Dau側。因此,外側護罩本體61o的反氣體通道面64i之中,以後壁65b為基準之軸方向上游側Dau的面,係形成為前述凹部66的底面。且,外側護罩本體61o的反氣體通道面64i之中,以後壁65b為基準之軸方向下游側Dad的面,並不是形成為前述凹部66的底面,而是形成為外側反氣體通道面64io。該外側護罩60o的外側反氣體通道面64io,係形成為隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。
定子葉片50,係如圖4所示般,進一步具備衝突板81,其將外側護罩60o之凹部66內的空間分隔成徑方向外側Dro的區域與徑方向內側Dri的區域亦即內側腔室67。於該衝突板81,形成有於徑方向Dr貫通的複數個貫通孔82。存在於定子葉片50之徑方向外側Dro的冷 卻空氣Ac之一部分,係經過該衝突板81的貫通孔82,而流入內側腔室67內。
於葉體51、外側護罩60o及內側護罩60i,如圖3及圖4所示般,形成有於徑方向Dr延伸的複數個葉片空氣通路75。各葉片空氣通路75,均形成為從外側護罩60o經過葉體51而連通至內側護罩60i。複數個葉片空氣通路75,係沿著葉體51的翅膀形狀中心線而並排。鄰接之二個葉片空氣通路75的一部分,係在徑方向外側Dro的部分、或徑方向內側Dri的部分互相連通。且,複數個葉片空氣通路75之中,任一個在徑方向外側Dro開口。
在此,本實施形態中,舉出複數個葉片空氣通路75為四個的例子。四個葉片空氣通路75之中,最靠軸方向上游側Dau的葉片空氣通路75為第一葉片空氣通路75a。以下,第二葉片空氣通路75b、第三葉片空氣通路75c、第四葉片空氣通路75d,係用該順序以第一葉片空氣通路75a為基準而並排於軸方向下游側Dad。第二葉片空氣通路75b,係在徑方向內側Dri的部分,與第三葉片空氣通路75c之徑方向內側Dri的部分連通。且,第三葉片空氣通路75c,係在徑方向外側Dro的部分,與第四葉片空氣通路75d之徑方向外側Dro的部分連通。
第一葉片空氣通路75a及第二葉片空氣通路75b之徑方向外側Dro的端部,係從外側護罩60o的衝突板81往徑方向外側Dro突出。第一葉片空氣通路75a及 第二葉片空氣通路75b之徑方向外側Dro的端部,係在外側護罩60o的反氣體通道面64i開口。藉此,第一葉片空氣通路75a及第二葉片空氣通路75b,係與外側護罩60o之凹部66內的空間連通。第一葉片空氣通路75a及第二葉片空氣通路75b,係從該開口流入有冷卻空氣Ac。第三葉片空氣通路75c及第四葉片空氣通路75d之徑方向外側Dro的端部為封閉。第一葉片空氣通路75a、第二葉片空氣通路75b、第三葉片空氣通路75c及第四葉片空氣通路75d之徑方向外側Dro的端部為封閉。
於葉體51的前緣部52及後緣部53,形成有從葉片空氣通路75往燃燒氣體流路49貫通的複數個葉片面噴出通路76。葉體51,係藉由將冷卻空氣Ac流通於葉片空氣通路75內的過程來冷卻。且,流入葉片空氣通路75的冷卻空氣Ac,係從該葉片面噴出通路76流出至燃燒氣體流路49內。因此,葉體51的前緣部52及後緣部53,係藉由使冷卻空氣Ac從葉片面噴出通路76流出的過程來冷卻。此外,從葉片面噴出通路76流出至燃燒氣體流路49的冷卻空氣Ac之一部分,係部分覆蓋葉體51的表面來發揮薄膜冷卻空氣的效果。
如圖5所示般,於內側護罩60i的腹側壁65p,形成有腹側通路78p,其沿著腹側端面63p往具有軸方向Da成分的方向延伸。且,於背側壁65n,亦形成有背側通路78n,其沿著背側端面63n往具有軸方向Da成分的方向延伸。腹側通路78p及背側通路78n,均在該 軸方向上游側Dau的端部與內側腔室67連通。於內側護罩本體61i,形成有沿著後端面62b於周方向Dc延伸的後側通路90i。後側通路(第一側通路)90i之周方向腹側Dcp的端部,係與腹側通路(第二側通路)78p之軸方向下游側Dad的端部連通。且,後側通路(第一側通路)90i之周方向背側Dcn的端部,係與背側通路(第三側通路)78n之軸方向下游側Dad的端部連通。軸方向Da之後側通路90i的位置,係比葉體51的後緣部53還靠軸方向下游側Dad,且與形成有後壁65b的區域重疊(參照圖4)。於後側通路90i,連通有複數個後端面噴出通路71。複數個後端面噴出通路71,均從後側通路90i往軸方向下游側Dad延伸,且在內側護罩本體61i的後端面62b開口。因此,通過複數個後端面噴出通路71的空氣,係經過該開口,而流出至燃燒氣體流路49中。複數個後端面噴出通路71,係於周方向Dc並排。
如圖6所示般,於外側護罩60o的腹側壁65p,亦與內側護罩60i的腹側壁65p同樣地,形成有腹側通路78p,其沿著腹側端面63p往具有軸方向Da成分的方向延伸。且,於外側護罩60o的背側壁65n,亦與內側護罩60i的背側壁65n同樣地,形成有背側通路78n,其沿著背側端面63n往具有軸方向Da成分的方向延伸。腹側通路78p及背側通路78n,均在該軸方向上游側Dau的端部與內側腔室67連通。於外側護罩本體61o,形成有沿著後端面62b於周方向Dc延伸的後側通路90o。後 側通路(第一側通路)90o之周方向腹側Dcp的端部,係與腹側通路(第二側通路)78p之軸方向下游側Dad的端部連通。且,後側通路(第一側通路)90o之周方向背側Dcn的端部,係與背側通路(第三側通路)78n之軸方向下游側Dad的端部連通。軸方向Da之後側通路90o的位置,係與形成有後壁65b的區域重疊(參照圖4)。於後側通路90o,連通有複數個後端面噴出通路71。複數個後端面噴出通路71,均從後側通路90o往軸方向下游側Dad延伸,且在外側護罩本體61o的後端面62b開口。因此,通過複數個後端面噴出通路71的空氣,係經過該開口,而流出至燃燒氣體流路49中。複數個後端面噴出通路71,係於周方向Dc並排。
如圖7所示般,內側護罩60i之後側通路90i的剖面形狀,係成為不等邊四角形狀。因此,該後側通路90i,係由包含第一形成面91、第二形成面92、第三形成面93、第四形成面94的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90i之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面91所含的邊、第二形成面92所含的邊、第三形成面93所含的邊、第四形成面94所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面91、第二形成面92、第三形成面93、第四形成面94,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。第一形成面91,係朝向徑方向內側Dri(反流路側),且往隨著朝向軸方向下游側Dad(端面側)而逐漸遠離氣體通道面64p的方向延伸。換言 之,第一形成面91,係朝向反流路側,且往隨著朝向第一端面亦即後端面62b接近之側亦即端面側而逐漸遠離氣體通道面64p的方向延伸。第二形成面92,係朝向徑方向內側Dri(反流路側),且從第一形成面91之軸方向上游側Dau(反端面側)的端部往軸方向上游側Dau(反端面側)延伸。換言之,第二形成面92,係朝向徑方向內側Dri(反流路側),且從第一形成面91之最接近氣體通道面64p的端部,往相對於第一端面亦即後端面62b遠離之側亦即反端面側延伸。該第二形成面92,係與氣體通道面64p實質上為平行。第四形成面94,係從第二形成面92之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri延伸。該第四形成面94,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。第三形成面93,係朝向徑方向外側Dro,且往隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p的方向延伸。第三形成面93之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第四形成面94之徑方向內側Dri的端部。且,第三形成面93之軸方向下游側Dad的端部,係連接於第一形成面91之軸方向下游側Dad的端部。該第三形成面93,係與外側反氣體通道面64io實質上為平行。
複數個後端面噴出通路71,均在第一形成面91開口。於後側通路90i,從腹側通路78p及背側通路78n流入冷卻空氣Ac。冷卻空氣Ac,係以流動於該後側通路90i的過程,來對內側護罩本體61i之軸方向下游側 Dad的部分進行對流冷卻。流入後側通路90i的冷卻空氣Ac,係流入後端面噴出通路71。冷卻空氣Ac,係以流動於該後端面噴出通路71的過程,來對內側護罩本體61i之軸方向下游側Dad的部分進行對流冷卻。冷卻空氣Ac,係從後端面62b的開口流出。後側通路90i的通路剖面積,係比後端面噴出通路71的通路剖面積還大。該理由是因為,藉由抑制流動於後側通路90i之冷卻空氣Ac的流速,來抑制冷卻空氣Ac流動於後側通路90i之過程中的壓力損失。因此,每單位通路剖面積中,流動於後端面噴出通路71之冷卻空氣Ac所致之對流冷卻的效果,比流動於後側通路90i之冷卻空氣Ac所致之對流冷卻的效果還高。又,通路剖面積,係指相對於通路之長度方向呈垂直之剖面的通路面積。
後端面噴出通路71之軸方向上游側Dau的端部,係開口在隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91。因此,後端面噴出通路71之軸方向上游側Dau的端部,係開口在比後側通路90i的通路剖面中最靠軸方向下游側Dad之位置的部分還要靠軸方向上游側Dau的位置。其結果,本實施形態中,使冷卻效果較高之後端面噴出通路71的通路長度變長。且,本實施形態中,從徑方向Dr觀看時,存在有後側通路90i與後端面噴出通路71重疊的部分。換言之,本實施形態中,在軸方向Da,存在有後側通路90i與後端面噴出通路71重疊的部分。因此,本實施形態中,在後側通路90i 與後端面噴出通路71重疊的部分,不必增加冷卻空氣Ac的流量,便可對氣體通道面64p進行雙重冷卻。此外,本實施形態中,可遍及冷卻效率較高之後端面噴出通路71的通路全長來冷卻氣體通道面64p。後述之圖14(C)所示的第三比較例中,從徑方向Dr觀看時,後端面噴出通路71之軸方向上游側Dau的一部與後側通路90ii重疊。該後端面噴出通路71,係開口在比後側通路90ii之通路剖面最靠軸方向下游側Dad之位置的部分還要靠軸方向上游側Dau的形成面m。但是,該形成面m,係朝向氣體通道面64p側亦即流路側。因此,成為在該後端面噴出通路71的流路側存在有後側通路90ii的一部分。因此,第三比較例中,無法說是遍及後端面噴出通路71的通路全長來有效地冷卻氣體通道面64p。另一方面,本實施形態中,如上述般,遍及冷卻效率較高之後端面噴出通路71的通路全長來有效地冷卻氣體通道面64p。亦即,本實施形態中,冷卻效率較高的後端面噴出通路71會遍及該通路全長來充分貢獻於氣體通道面64p的冷卻。因此,本實施形態中,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。
為了使後端面噴出通路71的通路長度變長,並遍及後端面噴出通路71的通路全長來充分貢獻於氣體通道面64p的冷卻,如上述般,作為形成後側通路90i之通路形成面的一個,有必要形成朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的 第一形成面91。此外,有必要在該第一形成面91使後端面噴出通路71開口。
因此,後側通路90i的剖面形狀,只要滿足以上的必要條件的話,亦可不為不等邊四角形狀。以下,針對後側通路的各種剖面形狀,使用圖8~圖13進行說明。
首先,參照圖8,針對後側通路的第一變形例進行說明。
本變形例之後側通路90ia的剖面形狀,係幾乎成為等腰梯形形狀。因此,該後側通路90ia,係由包含第一形成面91a、第三形成面93a、第四形成面94a、第五形成面95a的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90i之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面91a所含的邊、第三形成面93a所含的邊、第四形成面94a所含的邊、第五形成面95a所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面91a、第三形成面93a、第四形成面94a、第五形成面95a,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。本變形例的第一形成面91a,係與上述實施形態的第一形成面91相同,朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p。第四形成面94a,係朝向軸方向下游側Dad,且從第一形成面91a之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri擴展。該第四形成面94a,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。第三形成面93a,係與上述實施 形態的第三形成面93相同,朝向徑方向外側Dro,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。該第三形成面93a,係與外側反氣體通道面64io實質上為平行。第三形成面93a之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第四形成面94a之徑方向內側Dri的端部。第五形成面95a,係朝向軸方向上游側Dau,且從第三形成面93a之軸方向下游側Dad的端部往徑方向外側Dro擴展。第五形成面95a,係與第四形成面94a實質上為平行。第五形成面95a之徑方向外側Dro的端部,係連接於第一形成面91a之軸方向下游側Dad的端部。亦即,本變形例中,第一形成面91a與第四形成面94a直接連接,而上述實施形態般之在第一形成面91與第四形成面94之間的第二形成面92並不存在。另一方面,本變形例中,與上述實施形態不同,在第三形成面93a與第一形成面91a之間存在有第五形成面95a。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向內側Dri(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91a。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。
參照圖9,針對後側通路的第二變形例進行說明。
本變形例之後側通路90ib的剖面形狀,係幾乎成為 梯形形狀。因此,該後側通路90ib,係由包含第一形成面91b、第四形成面94b、第五形成面95b、第六形成面96b的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90ib之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面91b所含的邊、第四形成面94b所含的邊、第五形成面95b所含的邊、第六形成面96b所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面91b、第四形成面94b、第五形成面95b、第六形成面96b,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。本變形例的第一形成面91b,係與上述實施形態的第一形成面91相同,朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p。第四形成面94b,係朝向軸方向下游側Dad,且從第一形成面91b之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri擴展。該第四形成面94b,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。第六形成面96b,係朝向徑方向外側Dro,且與氣體通道面64p實質上為平行。第六形成面96b之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第四形成面94b之徑方向內側Dri的端部。第五形成面95b,係朝向軸方向上游側Dau,且從第六形成面96b之軸方向下游側Dad的端部往徑方向外側Dro擴展。第五形成面95b,係與第四形成面94b實質上為平行。第五形成面95b之徑方向外側Dro的端部,係連接於第一形成面91b之軸方向下游側Dad的端部。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口 在朝向徑方向內側Dri(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91b。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。
但是,關於形成後側通路90ib的通路形成面與存在於該後側通路90ib之外側的面之間的距離,是由作為流路形成板的強度或製造流路形成板之過程中的製作容易性等,來決定容許距離D。因此,後側通路90ib的通路形成面,係被要求著從存在於後側通路90ib之外側的面分離該容許距離D以上。另一方面,後側通路90ib的通路剖面積,係為了抑制冷卻空氣Ac流動於後側通路90ib之過程中的壓力損失,而被要求著變大。在此,上述實施形態及第一變形例的後側通路90i、90ia中,相對於後壁65b的面亦即面對凹部66的內面使第四形成面94、94a實質上成為平行,並相對於外側反氣體通道面64io使第三形成面93、93a實質上成為平行。其結果,上述實施形態及第一變形例中,可使後側通路90i的通路形成面從存在於後側通路90i之外側的面分離容許距離D以上,並同時使後側通路90i的通路剖面積變大。
本變形例中,相對於後壁65b的面亦即面對凹部66的內面使第四形成面94b實質上成為平行。但是,離外側反氣體通道面64io最近的第六形成面96b並未對該外側反氣體通道面64io成為平行。因此,若使從 外側反氣體通道面64io到第六形成面96b之軸方向下游側Dad之端部的位置成為容許距離D的話,該第六形成面96b的其他部分會從外側反氣體通道面64io分離必要以上的距離,而使後側通路90ib的通路剖面積變小。因此,上述實施形態及第一變形例,就後側通路的通路剖面積比本變形例還大的觀點來看較佳。
參照圖10,針對後側通路的第三變形例進行說明。
本變形例之後側通路90ic的剖面形狀,係幾乎成為正三角形狀。
因此,該後側通路90ic,係由包含第一形成面91c、第三形成面93c、第四形成面94c的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90ic之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面91c所含的邊、第三形成面93c所含的邊、第四形成面94c所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面91c、第三形成面93c、第四形成面94c,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。本變形例的第一形成面91c,係與上述實施形態的第一形成面91相同,朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p。第四形成面94c,係朝向軸方向下游側Dad,且從第一形成面91c之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri擴展。該第四形成面94c,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。第三形成面93c,係與上述實施形態的第 三形成面93相同,朝向徑方向外側Dro,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。該第三形成面93c,係與外側反氣體通道面64io實質上為平行。第三形成面93c之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第四形成面94c之徑方向內側Dri的端部。第三形成面93c之軸方向下游側Dad的端部,係連接於第一形成面91c之軸方向下游側Dad的端部。亦即,本變形例中,第一形成面91c與第四形成面94c直接連接,而上述實施形態般之在第一形成面91與第四形成面94之間的第二形成面92並不存在。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向內側Dri(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91c。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。因此,後側通路的剖面形狀,沒有必要成為上述般的四角形狀,即使是三角形狀,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。
但是,本變形例中,由第一形成面91c與第四形成面94c所夾的角、由第四形成面94c與第三形成面93c所夾的角、由第三形成面93c與第一形成面91c所夾的角均為銳角。如上述般,由相鄰的形成面所夾的為銳角的話,在該角的附近會產生冷卻空氣Ac的偏流,而在後側通路90ic的通路剖面內,使冷卻空氣Ac的流動產生速 度分佈。亦即,在後側通路90ic的通路剖面內,在後端面噴出通路71的開口附近,使冷卻空氣Ac的流速變大,而在後側通路90ic的通路剖面內沿著第一形成面91使冷卻空氣Ac的流動產生速度分佈,故從後側通路90ic流入後端面噴出通路71之冷卻空氣Ac的流量會比上述實施形態還受到抑制。因此,即使是由相鄰的形成面所夾的角為複數的情況,亦以盡可能減少銳角之角的數量為佳。
參照圖11,針對後側通路的第四變形例進行說明。
本變形例之後側通路90id的剖面形狀,係成為不等邊六角形狀。該後側通路90id,係由包含第一形成面91d、第二形成面92d、第三形成面93d、第四形成面94d、第五形成面95d、第六形成面96d的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90id之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面91c所含的邊、第二形成面92d所含的邊、第三形成面93d所含的邊、第四形成面94c所含的邊、第五形成面95d所含的邊、第六形成面96d所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面91d、第二形成面92d、第三形成面93d、第四形成面94d、第五形成面95d、第六形成面96d,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。本變形例的第一形成面91d,係與上述實施形態的第一形成面91相同,朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p。第二形成面92d,係朝向徑方向內側Dri, 且從第一形成面91d之軸方向上游側Dau的端部往軸方向上游側Dau擴展。該第二形成面92d,係與氣體通道面64p實質上為平行。第四形成面94d,係朝向軸方向下游側Dad,且從第二形成面92d之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri擴展。該第四形成面94d,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。第六形成面96d,係朝向徑方向外側Dro,且與氣體通道面64p及第二形成面92d實質上為平行。第六形成面96d之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第四形成面94d之徑方向內側Dri的端部。第三形成面93d,係朝向徑方向外側Dro,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。第三形成面93d之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第六形成面96d之軸方向下游側Dad的端部。第五形成面95d,係朝向軸方向上游側Dau,且從第三形成面93d之軸方向下游側Dad的端部往徑方向外側Dro擴展。該第五形成面95d,係與第四形成面94d實質上為平行。第五形成面95d之徑方向外側Dro的端部,係連接於第一形成面91d之軸方向下游側Dad的端部。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向內側Dri(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91d。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。因此,後側通路的剖面形狀,沒有必要成為上述般 的四角形狀,即使是比四角形的邊數還多的多角形狀,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。
本變形例,亦與上述實施形態及第一變形例相同,相對於後壁65b的面亦即面對凹部66的內面使第四形成面94d實質上成為平行,並相對於外側反氣體通道面64io使第三形成面93d實質上成為平行。因此,本變形例也是,可使後側通路90id的通路形成面從存在於後側通路90id之外側的面分離容許距離D以上,並同時使後側通路90id的通路剖面積變大。且,本變形例中,由相鄰的形成面所夾的角均為鈍角。因此,本變形例中,由相鄰的形成面所夾的角為銳角而起因之冷卻空氣Ac的偏流問題並不會發生。亦即,本變形例中,可抑制冷卻空氣Ac流動於後側通路90id的過程中,從後側通路90id往後端面噴出通路71流入之冷卻空氣Ac之流量的減少。
參照圖12,針對後側通路的第五變形例進行說明。
本變形例的後側通路90ie,係與上述實施形態同樣地,由包含第一形成面91e、第二形成面92e、第三形成面93e、第四形成面94e的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90ie之通路剖面的複數個邊之中,第二形成面92e所含的邊、第三形成面93e所含的邊、第四形成面94e所含的邊,均實質上為直線。且,第二形成面92e、第三形成面93e、第四形成面94e,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。但 是,本變形例的第一形成面91e,係與上述實施形態的第一形成面91相同,朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p,形成後側通路90ie之通路剖面的邊之中,第一形成面91e所含的邊,係從後側通路90ie的內側朝向外側凸出之柔順的曲線。又,第一形成面91e,亦與其他形成面92e、93e、94e相同,為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。且,本變形例中,第二形成面92e,亦與氣體通道面64p實質上為平行。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向內側Dri(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91e。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。因此,形成後側通路90ie的通路形成面之中,使後端面噴出通路71開口的第一形成面91e,即使為曲面,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。
參照圖13,針對後側通路的第六變形例進行說明。
本變形例的後側通路90if,係由包含第一形成面91f、第四形成面94f、第三形成面93f的複數個通路形成面來界定。本變形例的第一形成面91f,亦與第五變形例的第一形成面91e相同,朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p,為從後 側通路90if的內側朝向外側凸出之柔順的曲面。第四形成面94f,係朝向軸方向下游側Dad,且從第一形成面91f之軸方向下游側Dad的端部往徑方向內側Dri擴展。該第四形成面94f,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行的平面。第三形成面93f,係與上述實施形態的第三形成面93相同,朝向徑方向外側Dro,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p,為從後側通路90if的內側朝向外側凸出之柔順的曲面。第一形成面91f與第三形成面93f,係柔順地連續。藉此,第一形成面91f與第三形成面93f,構成為一個形成面。藉此,本變形例中,形成後側通路90if之通路剖面的複數個邊之中,除了第四形成面94f以外之剩餘的形成面94f、93f所含的邊全部為曲線。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向內側Dri(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91f。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。藉此,形成後側通路90if之通路剖面的複數個邊之中,即使一個形成面所含的邊為直線,剩餘的形成面所含的邊全部為曲線,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。
接著,參照圖14(A)~圖14(C),針對後側通路的比較例進行說明。
首先,參照圖14(A),針對第一比較例的後側通路進行說明。
第一比較例之後側通路90ig的剖面形狀,係幾乎成為正方形或長方形形狀。因此,該後側通路90ig,係以由形成面a、形成面b、形成面c、形成面d所成的四個通路形成面來界定。形成該後側通路90ie之通路剖面的複數個邊之中,形成面a所含的邊、形成面b所含的邊、形成面c所含的邊、形成面d所含的邊,均實質上為直線。且,形成面a、形成面b、形成面c、形成面d,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。形成面a,係朝向徑方向內側Dri,且與氣體通道面64p實質上為平行。形成面b,係從形成面a之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri擴展。形成面b,係相對於形成面a實質上為垂直,且與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。形成面c,係朝向徑方向外側Dro,且從形成面b之徑方向內側Dri的端部往軸方向下游側Dad擴展。該形成面c,係相對於形成面b實質上為垂直且與氣體通道面64p及形成面a實質上為平行。形成面d,係從形成面c之軸方向下游側Dad的端部往徑方向外側Dro擴展。該形成面d之徑方向外側Dro的端部,係連接於形成面a之軸方向下游側Dad的端部。該形成面d,係相對於形成面a及形成面c實質上為垂直,且與形成面b實質上為平行。
在界定第一比較例之後側通路90ig的複數個 通路形成面中,不包含:朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的形成面。該第一比較例中,後端面噴出通路71係開口在形成面d。因此,第一比較例中,後端面噴出通路71之軸方向上游側Dau的端部,係在形成後側通路90ig的通路形成面上,開口在最靠軸方向下游側Dad的部分。其結果,第一比較例中,冷卻效果較高之後端面噴出通路71的通路長度,會比上述實施形態或上述各變形例還短。且,第一比較例中,從徑方向Dr觀看時,後側通路90ig與後端面噴出通路71重疊的部分並不存在。因此,第一比較例中,並無法如上述實施形態或上述各變形例那般,有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。
接著,參照圖14(B),針對第二比較例的後側通路進行說明。
第二比較例之後側通路90ih的剖面形狀,係成為二個長方形交錯的形狀。因此,該後側通路90ih,係以由形成面e、形成面f、形成面g、形成面h、形成面i、形成面j所成的六個通路形成面來界定。形成該後側通路90ih之通路剖面的複數個邊之中,形成面e所含的邊、形成面f所含的邊、形成面g所含的邊、形成面h所含的邊、形成面i所含的邊、形成面j所含的邊,均實質上為直線。形成面e、形成面f、形成面g、形成面h、形成面i、形成面j,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。形成面e,係朝向徑方向內側Dri,且 與氣體通道面64p實質上為平行。形成面f,係從形成面e之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri擴展。該形成面f,係相對於形成面e實質上為垂直,且與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。形成面g,係朝向徑方向外側Dro,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。形成面g之軸方向上游側Dau的端部,係連接於形成面f之徑方向內側Dri的端部。形成面h,係從形成面g之軸方向下游側Dad的端部往徑方向外側Dro擴展。該形成面h,係相對於形成面g實質上為垂直。形成面i,係朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。該形成面i,係與形成面g實質上為平行。形成面i之軸方向下游側Dad的端部,係連接於形成面h之徑方向外側Dro的端部。形成面j,係從形成面i之軸方向上游側Dau的端部往徑方向外側Dro擴展,且與形成面f實質上為平行。該形成面j之徑方向外側Dro的端部,係連接於形成面e之軸方向下游側Dad的端部
第二比較例中,於位在比後側通路90ih之最靠軸方向下游側Dad的部分還靠軸方向上游側Dau的形成面j,使後端面噴出通路71開口。藉此,第二比較例中,冷卻效果較高之後端面噴出通路71的通路長度,與上述實施形態或上述各變形例同樣地可變長。而且,第二比較例中,從徑方向Dr觀看時,存在有後側通路90ih與後端面噴出通路71重疊的部分。但是,第二比較例中, 並不具有:朝向徑方向內側Dri,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的形成面。此外,第二比較例中,如上述實施形態般,彼此相鄰的形成面所夾之各角的內角,並非均為180°以下,形成面i與形成面j所夾之角的內角,係比180°還大。在此,所謂的內角,係指彼此相鄰的形成面所夾的角之中,位於通路內部側的角。如上述般,在彼此相鄰的形成面所夾的內角大於180°的情況,該角的頂點會往通路內側突出。其結果,後側通路90ih的通路剖面積會變小,在冷卻空氣Ac流通於後側通路90ih之過程中的壓力損失會增加。
接著,參照圖14(C),針對第三比較例的後側通路進行說明。
第三比較例之後側通路90ii的剖面形狀,係成為三角形狀。因此,該後側通路90ii,係以由形成面k、形成面l、形成面m所成的三個通路形成面來界定。形成該後側通路90ie之通路剖面的複數個邊之中,形成面k所含的邊、形成面l所含的邊、形成面m所含的邊,均實質上為直線。且,形成面k、形成面l、形成面m,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。形成面k,係朝向徑方向內側Dri,且與氣體通道面64p實質上為平行。形成面l,係從形成面k之軸方向上游側Dau的端部往徑方向內側Dri擴展。形成面l,係相對於形成面k實質上為垂直,且與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。形成面m,係朝向徑方向外側 Dro,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p。形成面m之軸方向上游側Dau的端部,係連接於形成面l之徑方向內側Dri的端部。形成面m之軸方向下游側Dad的端部,係連接於形成面k之軸方向下游側Dad的端部。
第三比較例中,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向外側Dro,且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸接近氣體通道面64p的形成面m。藉此,該第三比較例中,於位在比後側通路90ii之最靠軸方向下游側Dad的部分還靠軸方向上游側Dau的部分,使後端面噴出通路71開口。因此,第三比較例中,冷卻效果較高之後端面噴出通路71的通路長度,與上述實施形態或上述各變形例同樣地可變長。而且,第三比較例中,從徑方向Dr觀看時,存在有後側通路90ii與後端面噴出通路71重疊的部分。但是,第三比較例中,後端面噴出通路71係在朝向徑方向外側Dro的形成面m開口。因此,在第三比較例,後端面噴出通路71中與後側通路90ii重疊的部分係以後側通路90ii為基準位在與氣體通道面64p相反側的位置。
於是,在第三比較例,無法如前述般,遍及冷卻效率較高之後端面噴出通路71的通路全長來有效地冷卻氣體通道面64p。
參照圖15,針對本實施形態之外側護罩60o之後側通路90o的剖面形狀進行說明。
本實施形態之外側護罩60o之後側通路90o的剖面形狀,為不等邊四角形狀。該後側通路90o的剖面形狀,係與將前述內側護罩60i之後側通路90i的剖面形狀往徑方向Dr反轉的形狀實質上為相同。該後側通路90o,係由包含第一形成面91g、第二形成面92g、第三形成面93g、第四形成面94g的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90o之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面91g所含的邊、第二形成面92g所含的邊、第三形成面93g所含的邊、第四形成面94g所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面91g、第二形成面92g、第三形成面93g、第四形成面94g,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。第一形成面91g,係朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p。第二形成面92g,係朝向徑方向外側Dro(反流路側),且從第一形成面91g之軸方向上游側Dau的端部往軸方向上游側Dau擴展。該第二形成面92g,係與氣體通道面64p實質上為平行。第四形成面94g,係從第二形成面92g之軸方向上游側Dau的端部往徑方向外側Dro擴展。該第四形成面94g,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。第三形成面93g,係朝向徑方向內側Dri,且與外側反氣體通道面64io實質上為平行。第三形成面93g之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第四形成面94g之徑方向外側Dro的端部。且,第三形成面93g之軸方向下游 側Dad的端部,係連接於第一形成面91g之軸方向下游側Dad的端部。
複數個後端面噴出通路71,均在第一形成面91g開口。因此,關於外側護罩60o,亦與內側護罩60i同樣地,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。
外側護罩60o之後側通路90o的剖面形狀,並沒有必要如上述般成為不等邊四角形狀。以下,針對外側護罩60o之後側通路的各種剖面形狀,使用圖16及圖17進行說明。
首先,參照圖16,針對外側護罩60o之後側通路的第一變形例進行說明。
本變形例之後側通路90oh的剖面形狀,係成為三角形狀。因此,該後側通路90oh,係由包含第一形成面91h、第三形成面93h、第四形成面94h的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90oh之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面91h所含的邊、第三形成面93h所含的邊、第四形成面94h所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面91h、第三形成面93h、第四形成面94h,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。本變形例的第一形成面91h,係朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p。第四形成面94h,係從第一形成面91h之軸方向上游側Dau的端部往徑方向外側Dro擴展。 該第四形成面94h,係與後壁65b的面亦即面對凹部66的內面實質上為平行。第三形成面93h,係朝向徑方向內側Dri,且與反氣體通道面64i實質上為平行。第三形成面93h之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第四形成面94h之徑方向外側Dro的端部。且,第三形成面93h之軸方向下游側Dad的端部,係連接於第一形成面91h之軸方向下游側Dad的端部。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91h。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。因此,後側通路90oh的剖面形狀,沒有必要成為上述般的四角形狀,即使是三角形狀,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。且,後側通路的剖面形狀,係如圖11所示之內側護罩60i的後側通路90id那般,即使是比四角形的邊數還多的多角形狀,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。
接著,參照圖17,針對外側護罩60o之後側通路的第二變形例進行說明。
本變形例的後側通路90oi,亦與第一變形例的後側通路90oh相同,由包含第一形成面91i、第三形成面93i、第四形成面94i的複數個通路形成面來界定。形成該後側通路90oi之通路剖面的複數個邊之中,第三形成面93i所 含的邊、第四形成面94i所含的邊,均實質上為直線。且,第三形成面93i、第四形成面94i,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸彎曲的曲面。但是,本變形例的第一形成面91i,係與第一變形例相同,朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p,形成後側通路90oi之通路剖面的邊之中,第一形成面91i所含的邊,係從後側通路90oi的內側朝向外側凸出之柔順的曲線。
本變形例也是,後端面噴出通路71,係開口在朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad而逐漸遠離氣體通道面64p的第一形成面91i。因此,本變形例也是,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。因此,形成後側通路90oi之通路剖面的邊之中,即使第一形成面91i所含的邊為曲線,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。且,如圖13所示之內側護罩60i的後側通路90if那般,形成後側通路之通路剖面的複數個邊之中,即使一個形成面所含的邊為直線,剩餘的形成面所含的邊全部為曲線,亦可得到與上述實施形態同樣的效果。
如上述般,本實施形態之外側護罩60o的後側通路90o,亦可考慮到與內側護罩60i的後側通路90i相同的各種變形例。
針對上述實施形態之內側護罩60i的第一變形 例,參照圖18及圖19進行說明。又,圖18,係從徑方向外側Dro觀看本變形例之內側護罩60ia的俯視圖,圖19,係圖18的XIX-XIX線剖面圖。
於本變形例的內側護罩60ia,亦與上述實施形態的內側護罩60i同樣地,形成有後側通路90i及複數個後端面噴出通路71。
於變形例的內側護罩60ia,形成有:連通於後側通路90i,且在氣體通道面64p開口的複數個第一氣體通道面噴出通路72。複數個第一氣體通道面噴出通路72,皆為在形成後側通路90i的通路形成面之中,在朝向徑方向內側Dri(反流路側)的第二形成面92開口。複數個第一氣體通道面噴出通路72在氣體通道面64p的開口,係在比葉體51的後緣部53還靠軸方向下游側Dad的區域沿著內側護罩本體61i的後端面62b並排於周方向Dc。
於本變形例的內側護罩60ia,進一步形成有:連通於內側腔室67,且在氣體通道面64p開口的複數個第二氣體通道面噴出通路73。複數個第二氣體通道面噴出通路73,係在後壁65b的面亦即面對凹部66的內面與該凹部66的底面之間的角的附近開口。且,複數個第二氣體通道面噴出通路73,亦可在後壁65b的面亦即凹部66內之內側腔室67(參照圖4)所面對之內面之底面側的部分開口,亦可在該凹部66的底面中亦即後壁65b側的部分開口。複數個第二氣體通道面噴出通路73 之氣體通道面64p的開口,係在比葉體51的後緣部53還靠軸方向下游側Dad,且在比第一氣體通道面噴出通路72之氣體通道面64p的開口還靠軸方向上游側Dau的區域,沿著內側護罩本體61i的後端面62b並排於周方向Dc。
在複數個第一氣體通道面噴出通路72之氣體通道面64p的開口、以及在複數個第二氣體通道面噴出通路73之氣體通道面64p的開口,均形成在氣體通道面64p中之周方向Dc的中間區域,而沒有形成在氣體通道面64p中之周方向腹側Dcp的腹側區域及氣體通道面64p中之周方向背側Dcn的背側區域。且,複數個第一氣體通道面噴出通路72、及複數個第二氣體通道面噴出通路73,均隨著接近氣體通道面64p而逐漸朝向軸方向下游側Dad地相對於氣體通道面64p傾斜。又,對於中間區域、腹側區域及背側區域的定義,暫留後述。
流動於後側通路90i之冷卻空氣Ac的一部分,係流入複數個第一氣體通道面噴出通路72。流入至複數個第一氣體通道面噴出通路72的冷卻空氣Ac,係流出至燃燒氣體流路49。此時,該冷卻空氣Ac,係沿著氣體通道面64p流動,而對該氣體通道面64p進行薄膜冷卻。且,內側腔室67內之冷卻空氣Ac的一部分,係流入至複數個第二氣體通道面噴出通路73。流入至複數個第二氣體通道面噴出通路73的冷卻空氣Ac,係流出至燃燒氣體流路49。此時,該冷卻空氣Ac,係沿著氣體通道面64p流動,而對該氣體通道面64p進行薄膜冷卻。
來自腹側通路78p的冷卻空氣Ac,係從後側通路90i之周方向腹側Dcp的端部流入至後側通路90i內。該冷卻空氣Ac,係在後側通路90i內流動於周方向背側Dcn的過程中,依序流入至複數個後端面噴出通路71。且,來自背側通路78n的冷卻空氣Ac,係從後側通路90i之周方向背側Dcn的端部流入至後側通路90i內。該冷卻空氣Ac,係在後側通路90i內流動於周方向腹側Dcp的過程中,依序流入至複數個後端面噴出通路71。因此,在後側通路90i之周方向Dc的中間區域所流動之冷卻空氣Ac的流量,會比在後側通路90i之周方向Dc的兩端側所流動之冷卻空氣Ac的流量還要少。如上述般,在後側通路90i之周方向Dc的中間區域所流動之冷卻空氣Ac的流量變少的話,在後側通路90i之周方向的中間區域所流動之冷卻空氣Ac的流速,會比在後側通路90i之周方向Dc的兩端側所流動之冷卻空氣Ac的流速還小。因此,在後側通路90i流動的冷卻空氣Ac與內側護罩本體61i之間的熱傳導率,會成為後側通路90i之周方向Dc的中間區域比後側通路90i之周方向Dc的兩端側還小。而且,在後側通路90i流動的冷卻空氣Ac,係在從周方向Dc的兩端側流動至周方向Dc之中間區域的過程中被逐漸加熱。因此,在後側通路90i流動的冷卻空氣Ac所致之對流冷卻的效果,係周方向Dc的中間區域比周方向Dc的兩端側還低。
沿著葉體51的背側面54來流動之燃燒氣體 G的流路長度,係比沿著葉體51的腹側面55來流動之燃燒氣體G的流路長度還長。因此,沿著葉體51的背側面54來流動之燃燒氣體G的流速,係比沿著葉體51的腹側面55來流動之燃燒氣體G的流速還快。且,沿著葉體51的背側面54流動過的燃燒氣體G,之後,即使是在氣體通道面64p中靠後端面62b的部分且在周方向Dc的中間區域,亦以高流速來流動。因此,在氣體通道面64p中靠後端面62b的部分且在周方向Dc的中間區域,燃燒氣體G與氣體通道面64p之間的熱傳導率會變高,與其他部分相比更容易被燃燒氣體G加熱。
如上述般,在氣體通道面64p中靠後端面62b的部分且在周方向Dc的中間區域,不只是在後側通路90i流動之冷卻空氣Ac所致之對流冷卻的效果較低,還更容易被燃燒氣體G加熱。
於是,本變形例中,為了提高在氣體通道面64p中靠後端面62b的部分且在周方向Dc之中間區域的冷卻能力,而設置有:在氣體通道面64p中靠後端面62b的部分且在周方向Dc的中間區域開口的複數個第一氣體通道面噴出通路72及複數個第二氣體通道面噴出通路73。
又,本變形例中,雖設置有複數個第一氣體通道面噴出通路72與複數個第二氣體通道面噴出通路73,但亦可僅設置其中一方的氣體通道面噴出通路。
且,本變形例中,複數個第一氣體通道面噴 出通路72在氣體通道面64p的開口,係在周方向Dc並排成一列。但是,並排於周方向Dc之開口的列,亦可為複數。且,本變形例中,複數個第二氣體通道面噴出通路73在氣體通道面64p的開口,亦在周方向Dc並排成一列。但是,並排於周方向Dc之該開口的列,亦可為複數。
且,本變形例中,係使複數個第一氣體通道面噴出通路72在後側通路90i的第二形成面92開口。但是,在圖8~圖13所示之後側通路的各種變形例中,關於作為通路形成面不具有第二形成面者,只要在朝向徑方向內側Di(反流路側)的形成面中,在比後端面噴出通路71與後側通路的連通位置還靠軸方向上游側Dau的位置開口即可。
且,本變形例,雖為內側護罩60i的變形例,但對於外側護罩60o,亦可與本變形例同樣地,設置複數個第一氣體通道面噴出通路72及複數個第二氣體通道面噴出通路73中的任一種以上。
針對上述實施形態之內側護罩60i的第二變形例,參照圖20進行說明。又,圖20,係相當於上述實施形態所示之圖4之V-V線剖面圖的剖面圖。
於本變形例的內側護罩60ib,亦與上述實施形態的內側護罩60i同樣地,形成有後側通路90i及複數個後端面噴出通路71。但是,本變形例的後側通路90i,係藉由腹側連通路74p及背側連通路74n來與內側腔室 67連通。
腹側連通路74p,係在後壁65b之面對凹部66的面與腹側壁65p之面對凹部66的面所夾之角的附近,開口於外側腔室66a或內側腔室67。該腹側連通路74p,係連接於後側通路90i之周方向腹側Dcp的端部。且,背側連通路74n,係在後壁65b之面對凹部66的面與背側壁65n之面對凹部66的面所夾之角的附近,開口於外側腔室66a或內側腔室67。該背側連通路74n,係連接於後側通路90i之周方向背側Dcn的端部。
如本變形例般,即使是對後側通路90i供給冷卻空氣Ac的通路與上述實施形態不同,亦與上述實施形態同樣地,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面64p之軸方向下游側Dad的部分。
又,在本變形例的內側護罩60ib中,亦可與第一變形例的內側護罩60ia同樣地,設置複數個第一氣體通道面噴出通路72及複數個第二氣體通道面噴出通路73中的任一種以上。且,本變形例中,從外側腔室66a通過衝突板81流入至內側腔室67之冷卻空氣Ac的壓力較低,故無法充分確保從內側腔室67透過背側連通路74n、腹側連通路74p及後側通路90i流入至後端面噴出通路71之冷卻空氣Ac的差壓,有著冷卻能力不足的情況。該情況時,將背側連通路74n或腹側連通路74p,藉由內側腔室67連接於冷卻空氣Ac壓力較高之外側腔室66a的內面,藉此可充分確保流動於後端面噴出通路71 之冷卻空氣Ac的差壓,可消解冷卻能力不足的情況。
且,本變形例,雖為內側護罩60i的變形例,但對於外側護罩60o,亦可與本變形例同樣地,從腹側連通路74p及背側連通路74n對後側通路90o供給冷卻空氣Ac。
針對上述實施形態之內側護罩60i的第三變形例,參照圖21進行說明。又,圖21,係相當於上述實施形態所示之圖4之V-V線剖面圖的剖面圖。
於本變形例的內側護罩60ic,亦與上述實施形態的內側護罩60i同樣地,形成有後側通路90i(第一側通路)及複數個後端面噴出通路71。
在此,內側護罩本體61i的後端面62b中,將不包含背側端面63n之邊緣及腹側端面63p之邊緣的區域定為中間區域MP。且,在後端面62b中,將包含背側端面63n的邊緣且與中間區域MP在周方向Dc(第一方向)鄰接的區域定為背側區域NP。此外,在後端面62b中,將包含腹側端面63p的邊緣且與中間區域MP在周方向Dc鄰接的區域定為腹側區域PP。於各區域MP、NP、PP,形成有在周方向Dc並排之3個以上之後端面噴出通路71的開口亦可。且,複數個後端面噴出通路71的剖面形狀均為圓形,且內徑為彼此相同者。藉此,複數個端面噴出通路的周邊長s為彼此相同。又,周邊長s,係指通路剖面中與流體接觸之壁面的長度。例如,通路剖面為圓形的情況,周邊長係指該圓的圓周長。
中間區域MP之複數個後端面噴出通路71的開口間隔為p1。背側區域NP之複數個後端面噴出通路71的開口間隔、及腹側區域PP之複數個後端面噴出通路71的開口間隔為p2。中間區域MP之複數個後端面噴出通路71的開口間隔p1,係比背側區域NP及腹側區域PP之複數個後端面噴出通路71的開口間隔p2還小。
且,在此,將複數個後端面噴出通路71之周邊長s對複數個後端面噴出通路71之開口間隔p的比例設為開口密度(s/p)。該情況,中間區域MP之複數個後端面噴出通路71的開口密度,係成為(s/p1)。且,腹側區域PP及背側區域NP之複數個後端面噴出通路71的開口密度,係成為(s/p2)。藉此,本變形例中,中間區域MP之複數個後端面噴出通路71的開口密度(s/p1),係比腹側區域PP及背側區域NP之複數個後端面噴出通路71的開口密度(s/p2)還高。
如前述般,在氣體通道面64p中靠後端面62b的部分且在周方向的中間區域,不只是在後側通路90i流動之冷卻空氣Ac所致之對流冷卻的效果較低,還更容易被燃燒氣體G加熱。
於是,本變形例中,使中間區域MP之複數個後端面噴出通路71的開口密度,比腹側區域PP及背側區域NP之複數個後端面噴出通路71的開口密度還要高,來使中間區域MP之複數個後端面噴出通路71所致的冷卻效果,比腹側區域PP及背側區域NP之複數個後 端面噴出通路71所致的冷卻效果還要高。
又,中間區域MP之複數個後端面噴出通路71的開口密度,在腹側區域PP之複數個後端面噴出通路71的開口密度、背側區域NP之複數個後端面噴出通路71的開口密度之中,可以比一方區域的開口密度高,且與另一方區域的開口密度相同。
且,中間區域MP之複數個後端面噴出通路71的開口密度,亦可在該中間區域MP內變化。同樣地,腹側區域PP之複數個後端面噴出通路71的開口密度,亦可在腹側區域PP內變化,背側區域NP之複數個後端面噴出通路71的開口密度,亦可在背側區域NP內變化。
且,本變形例中,為了提高某區域內的開口密度,將該區域內之複數個後端面噴出通路71的開口間隔p,設成比其他區域內之複數個後端面噴出通路71的開口間隔p還小。但是,為了提高某區域內的開口密度,亦可將該區域內之複數個後端面噴出通路71的周邊長s,設成比其他區域內之複數個後端面噴出通路71的周邊長s還長。
且,在本變形例的內側護罩60ic中,亦可與第一變形例的內側護罩60ia同樣地,設置複數個第一氣體通道面噴出通路72及複數個第二氣體通道面噴出通路73中的任一種以上。且,在本變形例的內側護罩60ic中,亦可與第二變形例的內側護罩60ib同樣地,從腹側連通路74p及背側連通路74n對後側通路90i供給冷卻空 氣Ac。
且,本變形例,雖為內側護罩60i的變形例,但對於外側護罩60o,亦可將複數個後端面噴出通路71之後端面62b的開口密度,設定成與本變形例相同。
且,以上均為設置後側通路90i,且對該後側通路90i連通複數個後端面噴出通路71之情況的例子。但是,例如,對於腹側通路78p或背側通路78n,使在周方向端面63開口的複數個側端面噴出通路連通的情況亦可與以上相同。亦即,形成腹側通路78p或背側通路78n的通路形成面之中,在朝向反流路側且隨著接近周方向端面63而逐漸遠離反氣體通道面64i的第一形成面,使複數個側端面噴出通路開口亦可。
「轉子葉片的實施形態」
以下,針對關於本發明之轉子葉片的實施形態及各種變形例,參照圖22~圖24進行說明。又,以下所說明的轉子葉片,均為上述「燃氣渦輪機的實施形態」中所說明之轉子葉片的具體例。
如圖22所示般,本實施形態的轉子葉片150,係具有:於徑方向Dr延伸的葉體151、形成在葉體151之徑方向內側Dri的平台160、以及形成在平台160之徑方向內側Dri的葉根157。葉體151,係配置在燃燒氣體流路49(參照圖2)內。平台160,係界定環狀之燃燒氣體流路49之徑方向內側Dri的位置。藉此,平台 160,係用來界定燃燒氣體流路49之一部分的流路形成板。
葉體151,係成為翅膀形狀。該葉體151,係使軸方向上游側Dau的端部成為前緣部152,使軸方向下游側Dad的端部成為後緣部153。該葉體151的表面,在朝向周方向Dc的面之中,凸狀的面成為背側面154(=負壓面),凹狀的面成為腹側面155(=正壓面)。又,為了以下說明的方便,將周方向Dc之葉體151的腹側(=正壓面側)設為周方向腹側Dcp,將葉體151的背側(=負壓面側)設為周方向背側Dcn。該轉子葉片150的周方向背側Dcn,係轉子軸32的旋轉方向前側。另一方面,定子葉片50的周方向背側Dcn,係轉子軸32的旋轉方向後側。又,該轉子葉片150的周方向背側Dcn,係在周方向Dc上與定子葉片50的周方向背側Dcn在相反側。
平台160,係具有:於軸方向Da及周方向Dc擴展之板狀的平台本體161、從平台本體161之軸方向下游側Dad的端部往軸方向下游側Dad突出的後突出部167b、以及從平台本體161之軸方向上游側Dau的端部往軸方向上游側Dau突出的前突出部167f。
平台本體161,係形成有:軸方向上游側Dau的端面亦即前端面162f、下游側Dad的端面亦即後端面162b、在周方向Dc彼此朝向相反之側的一對周方向端面163、朝向徑方向外側Dro的氣體通道面164p、以及朝向徑方向內側Dri的反氣體通道面164i。一對周方向端面 163之中,周方向腹側Dcp的端面係成為腹側端面163p,周方向背側Dcn的端面係成為背側端面163n。前端面162f與後端面162b,係幾乎平行。且,腹側端面163p與背側端面163n,係幾乎平行。因此,平台本體161,在從徑方向Dr觀看時,如圖24所示般,成為平行四邊形狀。
於轉子葉片150,如圖22及圖23所示般,形成有往徑方向Dc延伸的複數個葉片空氣通路175。各葉片空氣通路175,皆為在葉體151、平台160、葉根157之中,至少從葉體151往平台160連通而形成。複數個葉片空氣通路175,係沿著葉體151的翅膀形狀中心線而並排。鄰接之葉片空氣通路175的一部分,係在葉體151內之徑方向外側Dro的部分、或平台160之徑方向內側Dri的部分互相連通。且,複數個葉片空氣通路175之中,其中一個為穿越葉體151、平台160、葉根157連接來形成,且開口在葉根157之徑方向內側Dri的端部。於該葉片空氣通路175,使來自轉子軸32(參照圖2)之冷卻空氣通路的冷卻空氣Ac從該開口流入。
在此,複數個葉片空氣通路175,係有三個。三個葉片空氣通路175之中,將最靠軸方向上游側Dau的葉片空氣通路175設為第一葉片空氣通路175a。以下,第二葉片空氣通路175b、第三葉片空氣通路175c,係用該順序以第一葉片空氣通路175a為基準而並排於軸方向下游側Dad。第三葉片空氣通路175c,係穿越葉體151、平台160、葉根157連接來形成,且開口在葉根157之徑 方向內側Dri的端部。第一葉片空氣通路175a及第二葉片空氣通路175b,均為穿越葉體151、平台160連接來形成。第二葉片空氣通路175b,係在徑方向外側Dro的部分,與第三葉片空氣通路175c之徑方向外側Dro的部分連通。且,第二葉片空氣通路175b,係在徑方向內側Dri的部分,與第一葉片空氣通路175a之徑方向內側Dri的部分連通。
於葉體151的前緣部152及後緣部153,形成有從葉片空氣通路175往燃燒氣體流路49貫通的複數個葉片面噴出通路176。葉體151,係藉由將冷卻空氣Ac流通於葉片空氣通路175內的過程來冷卻。且,流入葉片空氣通路175的冷卻空氣Ac,係從該葉片面噴出通路176流出至燃燒氣體流路49內。因此,葉體151的前緣部152及後緣部153,係藉由冷卻空氣Ac流動於葉片面噴出通路176的過程來冷卻。此外,從葉片面噴出通路176流出至燃燒氣體流路49的冷卻空氣Ac之一部分,係部分覆蓋葉體151的表面來發揮空氣膜薄的效果。
於平台本體161,如圖24所示般,形成有:腹側通路178p、背側通路178n、後側通路190、以及複數個後端面噴出通路171。腹側通路178p及背側通路178n,均為在複數個葉片空氣通路175之中,與最靠軸方向上游側Dau的第一葉片空氣通路175a連通。腹側通路178p,係具有;從第一葉片空氣通路175a朝向周方向腹側Dcp,延伸至腹側端面163p附近為止的周方向通路部 173p、以及從該周方向通路部173p之周方向腹側Dcp的端部,沿著腹側端面163p往具有軸方向Da成分的方向延伸的軸方向通路部174p。背側通路178n,係具有:從第一葉片空氣通路175a朝向周方向背側Dcn,延伸至背側端面163n附近為止的周方向通路部173n、以及從該周方向通路部173n之周方向背側Dcn的端部沿著背側端面163n往具有軸方向Da成分的方向延伸的軸方向通路部174n。後側通路190,係在比葉體151的後緣部153還靠軸方向下游側Dad,沿著平台本體161的後端面162b於周方向Dc延伸。該後側通路190之周方向腹側Dcp的端部,係與腹側通路178p之軸方向下游側Dad的端部連通。且,該後側通路190之周方向背側Dcn的端部,係與背側通路178n之軸方向下游側Dad的端部連通。複數個後端面噴出通路171,均連通於後側通路190。複數個後端面噴出通路171,均從後側通路190往軸方向下游側Dad延伸,且在平台本體161的後端面162b開口。複數個後端面噴出通路171,係於周方向Dc並排。後側通路190的通路剖面積,係比後端面噴出通路171的通路剖面積還大。
後側通路190的剖面形狀,基本上與使用圖7來說明的定子葉片50之內側護罩60i之後側通路90i的剖面形狀相同。亦即,該後側通路190的剖面形狀,係成為不等邊四角形狀。界定該後側通路190的複數個通路形成面之中,一個通路形成面,係朝向徑方向內側Dri(反流 路側),且隨著朝向軸方向下游側Dad(端面側)而逐漸遠離氣體通道面164p,為第一形成面191(參照圖23)。複數個後端面噴出通路171,係開口在該第一形成面191。
因此,本實施形態的轉子葉片150中,亦使冷卻效果較高之後端面噴出通路171的通路長變長。且,本實施形態中,從徑方向Dr觀看時,存在有後側通路190與後端面噴出通路171重疊的部分。因此,本實施形態的轉子葉片150中,亦可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面164p之軸方向下游側Dad的部分。
在本實施形態,複數個葉片空氣通路175之中,於最靠軸方向上游側Dau的第一葉片空氣通路175a,連通有腹側通路178p及背側通路178n,並相對於該等腹側通路178p及背側通路178n,連通有後側通路190。但是,亦可為複數個葉片空氣通路175之中,於第二葉片空氣通路175b或第三葉片空氣通路175c,連通有腹側通路及背側通路,並相對於該等腹側通路及背側通路,連通有後側通路190。
本實施形態之轉子葉片150之後側通路190的剖面形狀,係如前述般,與使用圖7來說明的定子葉片50之內側護罩60i之後側通路90i的剖面形狀相同。但是,轉子葉片150之後側通路190的剖面形狀,亦可與使用圖8~圖13之定子葉片50之後側通路的剖面形狀同樣 地,為各種形狀。
且,亦可相對於轉子葉片150的後側通路190,與圖18及圖19所示的內側護罩60ia同樣地,連通有第一氣體通道面噴出通路。亦即,亦可設置有連通於後側通路190,且在平台160的氣體通道面164p開口的第一氣體通道面噴出通路。此外,與圖21所示的內側護罩60ic同樣地,將轉子葉片150之複數個後端面噴出通路171的開口密度,改變成平台本體161的後端面162b中的中間區域MP、背側區域NP及腹側區域PP。
且,以上均為設置後側通路190,且對該後側通路190連通複數個後端面噴出通路171之情況的例子。但是,例如,對於腹側通路178p或背側通路178n,使在周方向端面開口的複數個側端面噴出通路連通的情況亦可與以上相同。亦即,形成腹側通路178p或背側通路178n的通路形成面之中,在朝向反流路側且隨著接近周方向端面而逐漸遠離反氣體通道面164i的第一形成面,使複數個側端面噴出通路開口亦可。
「分割環的實施形態及各種變形例」
以下,針對關於本發明之分割環的實施形態及各種變形例,參照圖25~圖29進行說明。又,以下所說明的分割環,均為上述「燃氣渦輪機的實施形態」中所說明之分割環的具體例。
如圖25所示般,分割環250,係位在轉子葉 片34的徑方向外側Dro,而與轉子葉片34在徑方向Dr相對向。複數個分割環250,係並排於周方向Dc,並以軸線Ar為中心而構成環狀。該分割環250,係界定環狀之燃燒氣體流路49之徑方向外側Dro的邊緣。藉此,該分割環250,係成為流路形成板。
分割環250,係具有:板狀的分割環本體261、周壁265。分割環本體261,亦與定子葉片50的內側護罩本體61i同樣地,由以下部分所形成:前端面262f、後端面262b、一對周方向端面263、氣體通道面264p、反氣體通道面264i。分割環本體261,在從徑方向Dr觀看時,成為長方形或正方形狀。在此,周方向Dc之中,將渦輪機轉子31之旋轉方向的前側設為旋轉方向前側Dca,將渦輪機轉子31之旋轉方向的後側設為旋轉方向後側Dcr。且,一對周方向端面263之中,將旋轉方向前側Dca的周方向端面設為旋轉前側端面263a,將旋轉方向後側Dcr的周方向端面設為旋轉後側端面263r。
周壁265,係從分割環本體261的反氣體通道面264i往徑方向外側Dro突出。該周壁265,係沿著分割環本體261的端面來設置。周壁265,係具有:在軸方向Da互相對向的前壁265f及後壁265b、以及在周方向Dc互相對向的一對側壁265a、265r。前壁265f,係沿著分割環本體261的前端面262f來設置。後壁265b,係沿著分割環本體261的後端面262b來設置。一對側壁265a、265r之中,一方的側壁,係成為沿著旋轉前側端面263a 來設置的旋轉前側壁265a,另一方的側壁,係成為沿著旋轉後側端面263r來設置的旋轉後側壁265r。前壁265f及後壁265b,均相對於分割環本體261比一對側壁265a、265r還往徑方向外側Dro突出,成為鉤部。該鉤部,係被安裝在使用圖2所說明的隔熱環43。於旋轉前側壁265a,如圖27所示般,形成有:於旋轉方向後側Dcr凹陷,且於軸方向Da延伸的密封槽268。且,於旋轉後側壁265r,形成有:於旋轉方向前側Dca凹陷,且於軸方向Da延伸的密封槽268。於密封槽268,嵌入有密封板269。於分割環250,藉由分割環本體261與周壁265,形成有朝向徑方向內側Dri凹陷的凹部266。
分割環250,係進一步具備衝突板281。衝突板281,係將凹部266內的空間分隔為:徑方向外側Dro的區域與徑方向內側Dri的區域亦即內側腔室267。於該衝突板281,形成有於徑方向Dr貫通的複數個貫通孔282。存在於分割環250之徑方向外側Dro的冷卻空氣Ac之一部分,係經過該衝突板281的貫通孔282,而流入內側腔室267內。
於分割環本體261,如圖26所示般,形成有:前側通路240、複數個前側連通路276、旋轉前側通路290、複數個旋轉前側連通路278、複數個後端面噴出通路277、以及複數個側端面噴出通路271。
前側通路240,係如圖26及圖28所示般,沿著分割環本體261的前端面262f於周方向Dc延伸。複數 個前側連通路276,係連通內側腔室267與前側通路240。複數個前側連通路276,係於軸方向Da延伸。複數個前側連通路276之軸方向上游側Dau的端部,係連接於前側通路240。且,複數個前側連通路276之軸方向下游側Dad的端部,係連通於內側腔室267。具體來說,複數個前側連通路276之軸方向下游側Dad的端部,係開口在前壁265f的面亦即面對凹部266的內面與該凹部266的底面之間的角的附近。複數個後端面噴出通路277,係於軸方向Da延伸。複數個後端面噴出通路277之軸方向上游側Dau的端部,係連通於前側通路240。複數個後端面噴出通路277之軸方向下游側Dad的端部,係在分割環本體261的後端面262b開口。前側通路240的通路剖面積,係比後端面噴出通路277的通路剖面積還大。
流入至內側腔室267之冷卻空氣Ac的一部分,係經過複數個前側連通路276,而流入前側通路240。此時,來自前側連通路276的冷卻空氣Ac與形成前側通路240之通路形成面的一部分衝突,來衝擊冷卻該通路形成面的一部分。冷卻空氣Ac,係從前側通路240流入複數個後端面噴出通路277。冷卻空氣Ac,係以流動於該後端面噴出通路277的過程,來對分割環本體261之沿著氣體通道面264p的部分進行對流冷卻。冷卻空氣Ac,係從後端面262b的開口流出。
旋轉前側通路290,係如圖26及圖27所示般,沿著分割環本體261的旋轉前側端面263a於軸方向 Da延伸。複數個旋轉前側連通路278,係連通內側腔室267與旋轉前側通路290。複數個旋轉前側連通路278,係於周方向Dc延伸。複數個旋轉前側連通路278之旋轉方向前側Dca的端部,係連接於旋轉前側通路290。且,複數個旋轉前側連通路278之旋轉方向後側Dcr的端部,係連通於內側腔室267。具體來說,複數個旋轉前側連通路278之旋轉方向後側Dcr的端部,係開口在旋轉前側壁265a的面亦即面對凹部266的內面與該凹部266的底面之間的角的附近。複數個側端面噴出通路271,係於周方向Dc延伸。複數個側端面噴出通路271之旋轉方向後側Dcr的端部,係連通於旋轉前側通路290。複數個側端面噴出通路271之旋轉方向前側Dca的端部,係在分割環本體261的旋轉前側端面263a開口。旋轉前側通路290的通路剖面積,係比旋轉前側連通路278的通路剖面積及側端面噴出通路271的通路剖面積還大。
旋轉前側通路290的剖面形狀,係成為不等邊五角形狀。因此,該旋轉前側通路290,係由包含第一形成面291、第二形成面292、第四形成面294、第五形成面295、第六形成面296的複數個通路形成面來界定。形成該旋轉前側通路290之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面291所含的邊、第二形成面292所含的邊、第四形成面294所含的邊、第五形成面295所含的邊、第六形成面296所含的邊,均實質上為直線。且,第一形成面291、第二形成面292、第四形成面294、第五形成面 295、第六形成面296,均為於軸方向Da延伸的平面。第一形成面291,係朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向第一端面亦即接近旋轉前側端面263a之側的端面側而逐漸遠離氣體通道面264p。第二形成面292,係從第一形成面291之旋轉方向後側Dcr的端部往旋轉方向後側Dcr擴展。該第二形成面292,係與氣體通道面264p實質上為平行。第四形成面294,係從第二形成面292之旋轉方向後側Dcr的端部往徑方向外側Dro擴展。該第四形成面294,係與旋轉前側壁265a的面亦即面對凹部266的內面為平行。第六形成面296,係從第四形成面294之徑方向外側Dro的端部往旋轉方向前側Dca擴展。該第六形成面296,係與氣體通道面264p及第二形成面292實質上為平行。第五形成面295,係從第六形成面296之旋轉方向前側Dca的端部往徑方向內側Dri擴展。該第五形成面295,係與第四形成面294實質上為平行。第五形成面295之徑方向內側Dri的端部,係連接於第一形成面291之旋轉方向前側Dca的端部。
旋轉前側連通路278,係在形成旋轉前側通路290的通路形成面之中,在第四形成面294開口。側端面噴出通路271,係在形成旋轉前側通路290的通路形成面之中,在第一形成面291開口。
流入至內側腔室267之冷卻空氣Ac的一部分,係經過複數個旋轉前側連通路278,而流入旋轉前側通路290。冷卻空氣Ac,係以流動於該旋轉前側通路290 的過程,來對分割環本體261之沿著旋轉前側通路290的部分進行冷卻。冷卻空氣Ac,係從旋轉前側通路290流入複數個側端面噴出通路271。冷卻空氣Ac,係以流動於該側端面噴出通路271的過程,來在分割環本體261的氣體通道面264p中對旋轉方向前側Dca的部分進行對流冷卻。冷卻空氣Ac,係從分割環本體261之旋轉前側端面263a的開口流出。流動於側端面噴出通路271之冷卻空氣Ac所致之冷卻的效果,係比流動於旋轉前側通路290之冷卻空氣Ac所致之冷卻的效果還高。
側端面噴出通路271,係開口在朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向旋轉方向前側Dca(端面側)而逐漸遠離氣體通道面264p的第一形成面291。因此,本實施形態中,使冷卻效果較高之側端面噴出通路271的通路長度變長。因此,本實施形態的分割環250,係與之前說明的內側護罩60i同樣地,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面264p之旋轉方向前側Dca的部分。
又,本實施形態之分割環250之旋轉前側通路290的剖面形狀,係與圖7~圖13所示之定子葉片50之後側通路90i的剖面形狀同樣地,可為各種形狀。
且,本實施形態的分割環250,亦可相對於該分割環250的旋轉前側通路290,與圖18及圖19所示的內側護罩60ia同樣地,具備:一端連通於旋轉前側通路290,且另一端開口於氣體通道面264p的第一氣體通道面 噴出通路。
接著,參照圖29,針對分割環250的變形例進行說明。
於本變形例的分割環250a,與上述實施形態的分割環250同樣地形成有:前側通路240a、複數個前側連通路276。於本變形例的分割環250a,進一步形成有複數個前端面噴出通路249。複數個前端面噴出通路249,係於軸方向Da延伸。複數個前端面噴出通路249之軸方向下游側Dad的端部,係連通於前側通路240a。且,複數個前端面噴出通路249之軸方向上游側Dau的端部,係在分割環本體261的前端面262f開口。前側通路240a的通路剖面積,係比前端面噴出通路249的剖面積還大。
本變形例之前側通路240a的剖面形狀,係成為梯形形狀。因此,該前側通路240a,係由包含第一形成面241、第二形成面242、第四形成面244、第六形成面246的複數個通路形成面來界定。形成該前側通路240a之通路剖面的複數個邊之中,第一形成面241所含的邊、第二形成面242所含的邊、第四形成面244所含的邊、第六形成面246所含的邊,均實質上為直線。第一形成面241、第二形成面242、第四形成面244、第六形成面246,均為於周方向Dc延伸,且隨著朝向周方向Dc而逐漸灣曲的曲面。第一形成面241,係朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向第一端面亦即接近前端面262f側的端面側而逐漸遠離氣體通道面264p。第二形成 面242,係從第一形成面241之軸方向下游側Dad的端部往軸方向下游側Dad擴展。該第二形成面242,係與氣體通道面264p實質上為平行。第四形成面244,係從第二形成面242之軸方向下游側Dad的端部往徑方向外側Dro擴展。該第四形成面244,係與前壁265f的面亦即面對凹部266的內面為平行。第六形成面246,係從第四形成面244之徑方向外側Dro的端部往軸方向上游側Dau擴展。該第六形成面246,係與氣體通道面264p及第二形成面242實質上為平行。該第六形成面246之軸方向上游側Dau的端部,係連接於第一形成面241之軸方向上游側Dau的端部。
前側連通路276,係在形成前側通路240a的通路形成面之中,在第四形成面244開口。後端面噴出通路277,亦在形成前側通路240a的通路形成面之中,在第四形成面244開口。且,前端面噴出通路249,係在形成前側通路240a的通路形成面之中,在第一形成面241開口。
流入至前側通路240a之冷卻空氣Ac的一部分,係與上述實施形態同樣地,流入複數個後端面噴出通路277。且,流入至前側通路240a之冷卻空氣Ac的其他一部分,係流入前端面噴出通路249。冷卻空氣Ac,係以流動於該前端面噴出通路249的過程,來在分割環本體261的氣體通道面264p中對軸方向上游側Dau的部分進行對流冷卻。冷卻空氣Ac,係從分割環本體261之前端 面262f的開口流出。
前端面噴出通路249,係開口在朝向徑方向外側Dro(反流路側),且隨著朝向軸方向上游側Dau(端面側)而逐漸遠離氣體通道面264p的第一形成面241。因此,本變形例中,冷卻效果較高之前端面噴出通路249的通路長度變長。因此,在本變形例的分割環250a,可不增加冷卻空氣Ac的流量,便有效地冷卻氣體通道面264p之軸方向上游側Dau的部分。
又,本變形例之分割環250a之前側通路240a的剖面形狀,係與圖7~圖13所示之定子葉片50之後側通路90i的剖面形狀同樣地,可為各種形狀。
且,本實施形態的分割環250a,亦可對於該本變形例之分割環250a的前側通路240a,與圖18及圖19所示之內側護罩60ia的第一變形例同樣地,具備:一端連通於旋轉前側通路290,且另一端開口於氣體通道面264p的第一氣體通道面噴出通路。
「流路形成板的製造方法之實施形態及各種變形例」
針對以上所說明之流路形成板的製造方法,依據圖30所示的流程圖進行說明。又,以上所說明的流路形成板,係指定子葉片50的內側護罩60i及外側護罩60o、轉子葉片150的平台160、以及分割環250。
首先,形成:流路形成板之外形狀的中間產物(S1:外形形成步驟)。在該外形形成步驟(S1),首 先,形成:形成有配合流路形成板之外形狀之內部空間的鑄模。鑄模,例如以失蠟法來形成。接著,對鑄模內流入溶融金屬。此時,若有必要在中間產物的內部形成空間的情況時,先在該鑄模內設置配合該空間之形狀的芯之後,再流入溶融金屬。使溶融金屬硬化而完成中間產物。又,在鑄模內設置有芯的情況,在溶融金屬硬化之後,以化學藥品來溶解該芯。於該中間產物,形成有:成為流路形成板之外表面的氣體通道面、反氣體通道面及各種端面等。
接著,在中間產物的氣體通道面與反氣體通道面之間,形成:沿著端面的一部分亦即第一端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣Ac的第一側通路(S2:側通路形成步驟)。在此,所謂的第一端面,例如為上述實施形態之內側護罩60i的後端面62b。且,所謂的第一側通路,例如為上述實施形態之內側護罩60i的後側通路90i。在該側通路形成步驟(S2),作為形成第一側通路之通路形成面的一部分,形成有第一形成面,該第一形成面係以氣體通道面為基準朝向反氣體通道面之側亦即反流路側,且隨著朝向接近第一端面之側而逐漸遠離氣體通道面。
該第一側通路,係例如對中間產物,施以放電加工或電解加工或機械加工等,藉此而可形成。且,亦可在鑄造中間產物之際,於鑄模內設置配合第一側通路之形狀的芯,而在該中間產物的鑄造過程中,形成第一側通路。該情況時,側通路形成步驟(S2),係在前述外形形 成步驟(S1)中進行。又,該側通路形成步驟(S2),亦可一併形成其他通路。
接著,於中間產物形成有複數個端面噴出通路,該端面噴出通路係連通於第一側通路,且在第一端面開口(S3:噴出通路形成步驟)。此處,所謂的端面噴出通路,係上述實施形態之內側護罩60i的後端面噴出通路71。在該噴出通路形成步驟(S3)中,將複數個端面噴出通路形成為,使複數個端面噴出通路的通路剖面積比第一側通路的通路剖面積還小。此外,使複數個端面噴出通路在第一側通路的第一形成面開口。
該端面噴出通路,係例如對中間產物,施以放電加工或電解加工或機械加工等,藉此而可形成。又,該噴出通路形成步驟(S3),亦可一併形成其他通路。
接著,對經過側通路形成步驟(S2)及噴出通路形成步驟(S3)的中間產物施以最終處理,來完成流路形成板(S4:收尾步驟)。收尾步驟(S4),係例如以機械加工等來研磨中間產物的外表面。且,因應必要,對中間產物的外表面施以耐熱塗層。
[產業上的可利用性]
根據本發明的一態樣,可有效地冷卻流路形成板之氣體通道面中之第一端面側的部分。
60i‧‧‧內側護罩
61i‧‧‧內側護罩本體
62b‧‧‧後端面(第一端面)
64io‧‧‧外側反氣體通道面
64p‧‧‧氣體通道面
65b‧‧‧後壁(第一壁)
66‧‧‧凹部
71‧‧‧後端面噴出通路(端面噴出通路)
90i‧‧‧後側通路(第一側通路)
91‧‧‧第一形成面
92‧‧‧第二形成面
93‧‧‧第三形成面
94‧‧‧第四形成面
Da‧‧‧軸方向
Dau‧‧‧軸方向上游側
Dad‧‧‧軸方向下游側
Dr‧‧‧徑方向
Dri‧‧‧徑方向內側
Dro‧‧‧徑方向外側
Ac‧‧‧冷卻空氣
D‧‧‧容許距離

Claims (22)

  1. 一種流路形成板,係用來界定燃燒氣體所流動之燃燒氣體流路的流路形成板,其具備:與前述燃燒氣體接觸的氣體通道面、相對於前述氣體通道面朝向相反側的反氣體通道面、形成在前述氣體通道面之周緣的端面、在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間往沿著前述端面的一部分亦即第一端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第一側通路、以及連通於前述第一側通路並在前述第一端面開口的複數個端面噴出通路,前述端面噴出通路的通路剖面積,係比前述第一側通路的通路剖面積還小,前述第一側通路,係由複數個通路形成面來界定,複數個前述通路形成面之中,第一形成面,係以前述反氣體通道面為基準,朝向與前述氣體通道面之側亦即流路側之相反側的反流路側,隨著朝向接近前述第一端面之側亦即端面側而逐漸遠離前述氣體通道面,複數個前述端面噴出通路,係在前述第一形成面開口。
  2. 如請求項1所述之流路形成板,其中, 形成前述第一側通路之通路剖面的複數個邊之中,至少一邊為直線。
  3. 如請求項1或2所述之流路形成板,其中,在形成前述第一側通路之通路剖面的複數個邊之中,以彼此相鄰的邊所形成之各角的內角,均為180°以下.
  4. 如請求項1~3中任一項所述之流路形成板,其中,複數個前述通路形成面之中,第二形成面,係朝向前述反流路側,且在前述第一形成面從與前述端面側相反側之反端面側的邊緣往前述反端面側擴張,前述第二形成面,係相對於前述氣體通道面實質上為平行。
  5. 如請求項1~4中任一項所述之流路形成板,其中,複數個前述通路形成面之中,第三形成面,係朝向前述流路側,且沿著前述反氣體通道面擴張。
  6. 如請求項1~5中任一項所述之流路形成板,其具備:與前述第一側通路連通,且在前述氣體通道面開口的複數個第一氣體通道面噴出通路。
  7. 如請求項4所述之流路形成板,其具備: 與前述第一側通路連通,且在前述氣體通道面開口的複數個第一氣體通道面噴出通路,複數個前述第一氣體通道面噴出通路,係在前述第二形成面開口。
  8. 如請求項6或7所述之流路形成板,其中,複數個前述第一氣體通道面噴出通路,係隨著朝向前述端面側而逐漸接近前述流路側。
  9. 如請求項1~8中任一項所述之流路形成板,其具備:沿著前述端面來設置,且從前述反氣體通道面往前述反流路側突出的周壁,在前述反氣體通道面和前述周壁,形成有往前述流路側凹陷之供冷卻空氣流入的凹部。
  10. 如請求項9所述之流路形成板,其具備:與前述凹部內的空間連通,且在前述氣體通道面開口的複數個第二氣體通道面噴出通路。
  11. 如請求項10所述之流路形成板,其中,複數個前述第二氣體通道面噴出通路,係隨著朝向前述端面側而逐漸接近前述流路側。
  12. 如請求項9~11中任一項所述之流路形成板,其具備:與前述凹部內的空間和前述第一側通路連通的連通路。
  13. 如請求項12所述之流路形成板,其中,前述周壁,係具有沿著前述第一端面設置的第一壁,前述連通路,係在以前述第一壁的面界定前述空間的面、或在前述凹部的底面開口。
  14. 如請求項1~11中任一項所述之流路形成板,其中,前述端面,係具有:在前述第一側通路所延伸的方向中從前述第一端面的第一端往與前述第一端面交叉的方向延伸的第二端面、以及在前述第一側通路所延伸的方向中從與前述第一端面的前述第一端為相反側的第二端往與前述第一端面交叉的方向延伸的第三端面,且具備:在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間,沿著前述第二端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第二側通路、以及在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間,沿著前述第三端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第三側通路,前述第一側通路,係與前述第二側通路及前述第三側通路連通。
  15. 一種葉片,其具備:請求項1~14中任一項所述之流路形成板、以及形成翅膀形狀,且從前述流路形成板的前述氣體通道面往前述流路側延伸的葉體。
  16. 如請求項15所述之葉片,其中,前述第一端面,係朝向前述燃燒氣體所流動之軸方向下游側的後端面。
  17. 一種葉片,其具備:請求項6~8中任一項所述之流路形成板、以及形成翅膀形狀,且從前述流路形成板的前述氣體通道面往前述流路側延伸的葉體,前述第一端面,係朝向前述燃燒氣體所流動之軸方向下游側的後端面,複數個前述第一氣體通道面噴出通路之前述氣體通道面的開口,係比前述葉體還靠軸方向下游側。
  18. 如請求項16或17所述之葉片,其中,前述流路形成板的前述端面,係具有:在前述第一側通路所延伸的第一方向中從前述後端面的第一端往與前述後端面交叉的方向延伸的腹側端面、以及在前述第一方向中從與前述後端面的前述第一端為相反側的第二端往與前 述後端面交叉的方向延伸的背側端面,在前述後端面中不包含前述背側端面的邊緣及前述腹側端面的邊緣的中間區域、在前述後端面中包含前述背側端面的邊緣並與前述中間區域在前述第一方向鄰接的背側區域、在前述後端面中包含前述腹側端面的邊緣並與前述中間區域在前述第一方向鄰接的腹側區域,係各自在前述第一方向並排且形成有複數個前述端面噴出通路的開口,比起前述背側區域與前述腹側區域之中,至少一方之側的區域之複數個前述端面噴出通路的周邊長相對於複數個前述端面噴出通路之開口間隔的比例亦即開口密度,前述中間區域之複數個前述端面噴出通路的前述開口密度較高。
  19. 如請求項18所述之葉片,其中,於前述背側區域及前述腹側區域,分別形成有於前述第一方向並排之至少3個以上的前述端面噴出通路的開口。
  20. 一種燃氣渦輪機,其具備:請求項1~14中任一項所述之流路形成板、以及生成前述燃燒氣體的燃燒器。
  21. 一種燃氣渦輪機,其具備:請求項15~19中任一項所述之葉片、以及 生成前述燃燒氣體的燃燒器。
  22. 一種流路形成板的製造方法,係用來界定燃燒氣體所流動之燃燒氣體流路的流路形成板的製造方法,其實行以下步驟:外形形成步驟,係形成:接觸前述燃燒氣體的氣體通道面、朝向與前述氣體通道面為相反側的反氣體通道面、在前述氣體通道面的周緣所形成的端面;側通路形成步驟,係形成:在前述氣體通道面與前述反氣體通道面之間,沿著前述端面的一部分亦即第一端面的方向延伸,且流動有冷卻空氣的第一側通路;以及噴出通路形成步驟:係形成:連通於前述第一側通路,並在前述第一端面開口的複數個端面噴出通路,在前述側通路形成步驟中,形成用來界定前述第一側通路的複數個通路形成面,複數個前述通路形成面之中,第一形成面,係以前述氣體通道面為基準,朝向前述反氣體通道面之側,且隨著接近前述第一端面而逐漸遠離前述氣體通道面,在前述噴出通路形成步驟中,將複數個前述端面噴出通路形成為使複數個前述端面噴出通路的通路剖面積比前述第一側通路的通路剖面積還小,並使複數個前述端面噴出通路在前述第一形成面開口。
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