WO2021060093A1

WO2021060093A1 - タービン翼

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Publication number: WO2021060093A1
Application number: PCT/JP2020/034988
Authority: WO
Inventors: 智子都留; 博資瀧; 大毅鍋島
Original assignee: 川崎重工業株式会社
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-04-01
Also published as: GB202203943D0; DE112020004602T5; US20220213792A1; GB2603338B; WO2021060093A8; GB2603338A; CN114450466A; JP2021050688A; US11708763B2; CN114450466B

Abstract

冷却媒体（ＣＬ）が翼高さ方向（Ｈ）における根元部側から先端部側へ移動するように構成された冷却通路（１１）と、前記冷却通路（１１）に配置された複数のリブ組（３３）を格子状に重ねてなるラティス構造体（２１）とを備えるタービン翼（１）において、前記ラティス構造体（２１）の両側縁部（２１ａ）に、各側縁部において開口し、かつ一方の前記リブ組間に形成されたラティス流路（３５）から他方のラティス流路（３５）へ冷却媒体（ＣＬ）を転向させる転向部（３７）が設けられ、前記ラティス構造体の一方の側縁部（２１ａ）と、前記冷却通路の側壁面（３９）との間に、翼高さ方向に延びて前記側縁部における複数のラティス流路を連通させる連通流路（４１）が形成されている。

Description

タービン翼

関連出願

　本出願は、２０１９年９月２６日出願の特願２０１９－１７５０９２の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

　本発明は、ガスタービンエンジンのタービンに使用されるタービン翼に関し、特にタービン翼を冷却するための構造に関する。

　ガスタービンエンジンを構成するタービンは、燃焼器の下流に配置され、燃焼器で燃焼された高温のガスが供給されるため、ガスタービンエンジンの運転中は高温に曝される。したがって、タービン翼、つまり静翼および動翼を冷却する必要がある。このようなタービン翼を冷却する構造として、圧縮機で圧縮された空気の一部を、翼内に形成した冷却通路に導入し、圧縮空気を冷却媒体としてタービン翼を冷却することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

　圧縮空気の一部をタービン翼の冷却に用いる場合、外部から冷却媒体を導入する必要がなく、冷却構造を簡単にできるメリットがある一方、圧縮機で圧縮された空気を多量に冷却に用いるとエンジン効率の低下につながるので、できるだけ少ない空気量で効率的に冷却を行う必要がある。タービン翼を高い効率で冷却するための構造として、複数の平行に延びるリブを格子状に重ねて形成した、いわゆるラティス構造体を採用することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

　一般に、ラティス構造体では、その両側縁部が側壁面によって閉塞されている。ラティス構造体の一方の流路を流れる冷却媒体が、側壁面に衝突し、転向して他方の流路に流入する。同様に、ラティス構造体の他方の流路を流れる冷却媒体が他方の側壁面に衝突し、転向して一方の流路に流入する。このように、ラティス構造体では、冷却媒体が両側縁の壁面への衝突・転向を繰り返すことで冷却が促進される。また、冷却媒体が格子状のリブの交差部分を横切る際に渦流が発生することにより一層冷却が促進される。

米国特許第５６０３６０６号明細書特許第４９５７１３１号明細書

　しかし、ラティス構造体内を流れる冷却媒体を、その側縁部を閉塞する側壁面に衝突させて転向させる場合、側縁部付近で流体抵抗が著しく増大する。ラティス構造体では、側縁部以外の部分にも流路の交差部分で互いの流路が連通しているので、側縁部近傍において流体抵抗が増大すると、側縁部まで到達せずに上記の連通する部分から他方の流路へ短絡する流れが発生する。このような短絡する流れが生じると、流路全体に冷却媒体が十分に行き渡らず冷却効率が低下する。さらに、本来交差部分を通過することによって発生するべき渦流も不十分となり、この点からも十分な冷却効果が得られない。

　そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決すべく、内部にラティス構造体を備えるタービン翼において、ラティス構造体の側縁部における流体抵抗の増大を抑制し、効率的なタービン翼の冷却を可能にすることにある。

　上記目的を達成するために、本発明に係るタービン翼は、高温ガスによって駆動されるタービンのタービン翼であって、
　当該タービン翼の、互いに対向する第１内壁面と第２内壁面との間に形成された冷却通路であって、冷却媒体が当該タービン翼の高さ方向における根元部側から先端部側へ移動するように構成された冷却通路と、
　前記冷却通路の前記第１内壁面上に、前記高さ方向に対して傾斜した方向に延びるように配置された複数のリブからなる第１リブ組と、前記第２内壁面上に、前記高さ方向に対して前記第１リブ組と反対方向に傾斜した方向に延びるように配置された複数のリブからなる第２リブ組とを格子状に重ねることによって組み合わせてなるラティス構造体と、
を備え、
　前記ラティス構造体の両側縁部に、各側縁部において開口し、かつ一方の前記リブ組間に形成されたラティス流路から、他方の前記リブ組間に形成されたラティス流路へ前記冷却媒体を転向させる転向部が設けられており、
　前記ラティス構造体の両側縁部の一方の側縁部である第１側縁部と、前記第１側縁部に対向する前記冷却通路の第１側壁面との間に、前記高さ方向に延びて前記第１側縁部における複数のラティス流路を連通させる第１連通流路が形成されている。
　なお、前記ラティス構造体の両側縁部の他方の側縁部である第２側縁部と、前記第２側縁部に対向する前記冷却通路の第２側壁面との間に、前記高さ方向に延びて前記第２側縁部における複数のラティス流路を連通させる第２連通流路が形成されていてもよい。

　この構成によれば、ラティス構造体内を流れる冷却媒体は、ラティス構造体の側縁部に設けられたラティス流路を閉塞しない転向部において転向され、かつ、この転向部はラティス構造体の外側に形成された連通流路に連通している。したがって、ラティス構造体の側縁部における流体抵抗の増大が抑制される。これにより、ラティス構造体内において冷却媒体が短絡的に流れることが抑制され、ラティス流路の全体に行き渡ることが促進されるので、効率的にタービン翼を冷却することが可能になる。さらに、冷却媒体の流れる方向を、タービン翼の根元部、すなわちタービンのロータ（タービン動翼の場合）またはケーシング（タービン静翼の場合）といったタービン翼が連結され、冷却媒体のタービン翼内への導入口を設け易い箇所から先端部側に向かう方向としているので、冷却通路内の構造を簡素化できる。

　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。

　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
本発明の第１実施形態に係るタービン翼の一例を示す斜視図である。図１のタービン翼の冷却通路を模式的に示す縦断面図である。図１のタービン翼の横断面図である。図１のタービン翼に用いられるラティス構造体を模式的に示す斜視図である。図２の一部を拡大して示す縦断面図である。図５の連結部を拡大して示す縦断面図である。図６の連結部の一変形例を示す縦断面図である。

　以下，本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図１に、本発明の一実施形態に係るガスタービンエンジンのタービン翼である、タービンの動翼を示す。なお、本明細書において、「タービン翼」には、タービンの動翼および静翼（以下、それぞれ単に「動翼」，「静翼」という。）を含む。以下の説明では、タービン翼として、主として動翼を例として示すが、特に説明する場合を除き、本発明は静翼にも適用することができる。動翼１は、図示しない燃焼器から供給された、矢印方向に流れる高温ガスＧによって駆動されるタービンを形成している。タービン動翼１は、高温ガスＧの流路ＧＰに対して凹状に湾曲する第１翼壁３と、高温ガスの流路ＧＰに対して凸状に湾曲する第２翼壁５とを有する。

　本明細書では、説明の便宜上、上述のように、高温ガスＧの流路ＧＰに対して凹状に湾曲する翼壁を第１翼壁３と呼び、高温ガスの流路ＧＰに対して凸状に湾曲する翼壁を第２翼壁５と呼ぶが、特に説明する場合を除き、第１翼壁３の構成と第２翼壁５の構成は互いに入れ替えることが可能である。また、本明細書では、高温ガスＧの流れ方向に沿った上流側（図１の左側）を前方と呼び、下流側（図１の右側）を後方と呼ぶ。

　動翼１は、図２に示すように、そのプラットフォーム７がタービンロータの一部であるタービンディスク９の外周部に連結されることで、タービンロータに植設されている。多数の動翼１がタービンロータの周方向に植設されてタービンを形成している。動翼１の内部（図１の第１翼壁３と第２翼壁５との間の空間）には、動翼１を内部から冷却するための冷却通路１１が形成されている。

　以下の説明において、タービン翼（この例では動翼１）の高さ方向、すなわちタービンの径方向を「翼高さ方向Ｈ」と呼び、翼高さ方向Ｈに直交する、翼弦にほぼ沿った方向を「翼幅方向Ｗ」と呼び、第１翼壁３と第２翼壁５とが対向する方向（図２の紙面に垂直な方向）を「翼厚方向Ｄ」と呼ぶ。

　図２に示すように、圧縮機からの圧縮空気の一部である冷却媒体ＣＬが、径方向内側のタービンディスク９の内部に形成された冷媒導入通路１３を通って、径方向外側に向かって流れ、動翼１の根元部（タービンディスク９に連結される部分）１ａ側の端面に形成された冷媒導入口１５を介して冷却通路１１に導入される。本実施形態では、冷却通路１１内において、冷却媒体ＣＬの全体が、翼高さ方向Ｈにおける根元部１ａ側から先端部１ｂ側へ向かう方向に流れる。冷却通路１１に供給された冷却媒体ＣＬは、動翼１の先端部１ｂに設けられた冷媒排出孔１７から外部（高温ガスＧの流路ＧＰ）へ排出される。なお、図示の例では１つの冷媒排出孔１７が設けられているが、複数の冷媒排出孔１７が設けられていてもよい。

　このように、冷却媒体ＣＬの流れる方向を、タービン翼の根元部１ａ側、すなわちタービンのロータ（動翼１の場合）またはケーシング（静翼の場合）といった、タービン翼が連結され、冷却媒体ＣＬのタービン翼内への導入口（同図の例では冷媒導入口１５）を設けることが容易な箇所から先端部１ｂ側に向かう方向としていることにより、冷却通路１１内の構造を簡素化できる。

　なお、本実施形態では、動翼１の翼幅方向Ｗの全体に渡って冷却通路１１を設けているが、動翼１の翼幅方向Ｗにおける一部のみ、例えば後方の半分の領域のみに設けてもよい。

　冷却通路１１の内部には、動翼１を冷却するための冷却構造体として、ラティス構造体２１が設けられている。図３に示すように、ラティス構造体２１は、冷却通路１１に面する第１翼壁３の壁面および第２翼壁５の壁面にそれぞれ立設された複数のリブからなる。以下の説明では、第１翼壁３の冷却通路１１に面する壁面を第１内壁面３ａと称し、第２翼壁５の冷却通路１１に面する壁面を第２内壁面５ａと称する。

　図２に示すように、本実施形態では、ラティス構造体２１は、冷却通路１１の翼高さ方向Ｈにおける根元部１ａ側の一部にのみ設けられている。冷却通路１１の翼高さ方向Ｈにおける先端部１ｂ側の残りの部分（つまり、冷却通路１１における下流側部分）には、ラティス構造体２１から排出された冷却媒体ＣＬを冷媒排出孔１７へ導く冷媒導出部２３が形成されている。冷媒導出部２３は、冷却通路１１内の、ラティス構造体２１の出口から冷媒排出孔１７までの領域の部分に形成されている。冷媒導出部２３における第１内壁面３ａおよび第２内壁面５ａ（図３）は、後述する連結支柱２５が設けられている部分以外の部分が平坦面として、つまり突起物や凹所が設けられていない面として形成されている。

　図４に示すように、ラティス構造体２１は、冷却通路１１に面する両壁面３ａ，５ａ上に、互いに平行にかつ等間隔に設けられた複数のリブ３１からなるリブ組３３を、複数組格子状に重ねて組み合わせることにより形成されている。具体的には、本実施形態では、第１内壁面３ａ上に、翼高さ方向Ｈに対して傾斜した方向に延びるように配置された複数のリブ３１からなる第１リブ組（図４における下段のリブ組）３３Ａと、第２内壁面５ａ上に、翼高さ方向Ｈに対して第１リブ組３３と反対方向に傾斜した方向に延びるように配置された複数のリブ３１からなる第２リブ組（図４における上段のリブ組）３３Ｂとを、翼厚方向Ｄに格子状に重ねることによって組み合わせて、ラティス構造体２１が形成されている。

　ラティス構造体２１において、各リブ組３３の隣り合うリブ３１，３１間の間隙が冷却媒体ＣＬの流路（ラティス流路）３５を形成する。各ラティス流路３５は、ラティス構造体２１の翼高さ方向Ｈに延びる２つの側縁部２１ａ，２１ａの間で、翼高さ方向Ｈに対して傾斜するように延びている。なお、本明細書においてラティス構造体２１の「側縁部２１ａ」とは、ラティス構造体２１の、翼幅方向Ｗにおける縁部を指す。

　図５に示すように、本実施形態において、第１リブ組３３Ａの高さ方向Ｈに対する傾斜角度θ１は４５°に設定されている。第２リブ組３３Ｂの高さ方向Ｈに対する傾斜角度θ２は、第１リブ組３３Ａと反対方向に４５°に設定されている。したがって、第１リブ組３３Ａの延設方向と第２リブ組３３Ｂの延設方向とのなす角度は略９０°である。もっとも、これらの傾斜角度θ１，θ２の値は４５°に限定されない。

　図４に示すように、ラティス構造体２１の両側縁部２１ａ，２１ａには、各側縁部２１ａにおいて開口し、かつ一方のリブ組３３に形成されたラティス流路３５から、他方のリブ組３３に形成されたラティス流路３５へ冷却媒体ＣＬを転向させる転向部３７が設けられている。

　具体的には、図６に示すように、ラティス構造体２１の転向部３７は、各ラティス流路３５を形成する２つのリブ３１，３１の少なくとも下流側（翼高さ方向Ｈにおける先端部１ｂ側；図６の上側）に位置するリブ３１の側縁部２１ａにおいて、当該リブ３１の傾斜方向に対して当該ラティス流路３５内側に偏向した部分を有している。図示の例では、転向部３７は、ラティス流路３５の下流側に位置するリブ３１の側縁部２１ａにおいて、折れ曲がり部３７ａで翼幅方向Ｗに沿って折れ曲がることにより偏向した部分を有している。なお、図示の例では、転向部３７を容易に形成するために、ラティス流路３５の上流側に位置するリブ３１の側縁部２１ａも、翼幅方向Ｗに沿って偏向している。

　なお、ラティス構造体２１の転向部３７の形状は、ラティス流路３５の下流側に位置するリブ３１の側縁部２１ａにおいて、当該リブ３１の傾斜方向に対して当該ラティス流路３５内側に偏向していれば、上記の例に限定されない。例えば、図７に示すように、ラティス流路３５の下流側に位置するリブ３１の側縁部２１ａにおいて、当該リブ３１の傾斜方向に対して当該ラティス流路３５内側に湾曲していてもよい。なお、当該ラティス流路３５の上流側に位置するリブ３１は、同図に示すように、偏向していなくてよい。

　図５に示すように、本実施形態では、さらに、ラティス構造体２１の両側縁部２１ａと、各側縁部２１ａに対向する冷却通路１１の各側壁面３９，３９との間に、翼高さ方向Ｈに延びる連通流路４１がそれぞれ形成されている。換言すれば、ラティス構造体２１は、その翼幅方向寸法Ｌｘが、冷却通路１１の翼幅方向寸法Ｃｘよりも小さく形成されており、冷却通路１１の両側壁面３９，３９から等間隔となる位置に設けられている。このように設置されたラティス構造体２１の両側縁部２１ａ，２１ａと冷却通路１１の両側壁面３９，３９との間の各隙間が連通流路４１を形成している。上述したように、ラティス構造体２１の両側縁部２１ａに設けられた転向部３７は、各側縁部２１ａにおいて開口しているから、各連通流路４１によって、各々の側縁部２１ａにおける複数のラティス流路３５（転向部３７）が連通している。

　図４に示すように、ラティス構造体２１に導入された冷却媒体ＣＬは、同図に破線矢印で示すように、まず一方のリブ組３３（図示の例では下段の第１リブ組３３Ａ）のラティス流路３５を流れ、他方のリブ組３３（図示の例では上段の第２リブ組３３Ｂ）を横切りながら、側縁部２１ａに設けられた転向部３７に衝突する。転向部３７に衝突した冷却媒体ＣＬは、同図に実線矢印で示すように、他方のリブ組３３（図示の例では上段の第２リブ組３３Ｂ）のラティス流路３５に転向して流れ込む。この転向時に冷却媒体ＣＬに強い渦流が生じる。その後、冷却媒体ＣＬが他方のリブ組３３を横切る際、周期的に渦流に旋回が与えられることによって渦流が保持される。このようにして冷却媒体ＣＬに発生し、保持された渦流によって壁面３ａ，５ａの冷却が促進される。なお、図４では１つのラティス流路３５の両端の転向部３７のみを示し、他は省略している。

　本実施形態では、ラティス流路３５の各出口部分において、第１リブ組３３Ａと第２リブ組３３Ｂの各リブ３１の高さ、すなわち翼厚方向のラティス流路高さｈ１，ｈ２は同一である。また、第１リブ組３３Ａにおけるリブ３１同士の間隔と、第２リブ組３３Ｂにおけるリブ３１同士の間隔とは同一である。すなわち、第１リブ組３３Ａにおけるラティス流路幅Ｐ１と、第２リブ組３３Ｂにおけるラティス流路幅Ｐ２とは同一である。各ラティス流路３５におけるラティス流路高さｈ１，ｈ２とラティス流路幅Ｐ１，Ｐ２の比（ラティス流路３５のアスペクト比）は、特に限定されないが、上述のようにラティス構造体２１内で生じる渦流の変形や壁面からの剥離を避ける観点から、０．５～１．５程度の範囲内にあることが好ましい。本実施形態では、ラティス流路３５のアスペクト比を１としている。

　図５に示すように、本実施形態では、冷却媒体ＣＬを転向させる転向部３７が、各側縁部２１ａにおいて開口している、つまり各ラティス流路３５を閉塞していない。しかも、各転向部３７は、その外側に形成された連通流路４１と連通している。したがって、転向部３７付近において冷却媒体ＣＬの流体抵抗が増大することが抑制される。その結果、冷却媒体ＣＬは、ラティス流路３５の途中で短絡することなく確実にラティス構造体２１の側縁部２１ａまで到達し、転向部３７で転向する。

　連通流路４１の流路幅Ｐｘは、特に限定されない。もっとも、流路幅Ｐｘが広すぎると、冷却媒体ＣＬが転向部３７から連通流路４１へ流れ込むようになり、転向部３７において冷却媒体ＣＬが十分に転向しない。他方、流路幅Ｐｘが狭すぎると、転向部３７における冷却媒体ＣＬの流体抵抗増大を抑制する効果が十分に得られない。このような観点から、連通流路４１の流路幅Ｐｘは、ラティス流路高さｈ１，ｈ２の１～３倍程度、換言すれば、冷却通路高さ（冷却通路１１の翼厚方向Ｄの寸法）Ｃｚの０．５～１．５倍程度の範囲内にあることが好ましい。なお、図５において、連通流路４１は、図示の簡略化のため、全長に渡って一定の流路幅Ｐｘを有しているように示されている。しかし、一般的に動翼１の翼弦方向寸法は翼高さ方向Ｈに沿って一定でなく、これに伴って、連通流路４１に割り当てることのできる寸法も変動し得る。また、動翼１の翼幅方向寸法も翼高さ方向Ｈに沿って一定でないから、これに伴って冷却通路１１の通路高さＣｚ（＝ｈ１＋ｈ２）も一定でない。したがって、連通流路４１の流路幅Ｐｘも翼高さ方向Ｈに沿って変化する場合がある。

　また、この場合のラティス構造体２１の翼幅方向寸法Ｌｘに対する翼高さ方向寸法Ｌｙは、いずれのラティス流路３５も最低１回は側縁部２１ａに到達する寸法であることが好ましい。このような観点から、ＬｘはＬｙ／tanθ1の１．５～２倍の範囲内であることが好ましい。

　なお、本実施形態では、ラティス構造体２１の両側縁部２１ａ，２１ａそれぞれに対応する連通流路４１，４１が設けられているが、いずれか一方の側縁部２１ａに対応する連通流路４１のみが設けられていてもよい。

　さらに、本実施形態では、各連通流路４１の出口が上述した冷媒導出部２３に開口しており、冷媒導出部２３の下流には冷媒排出孔１７が設けられている。このような構成により、連通流路４１を流れる冷却媒体ＣＬが円滑に出口から排出されるので、ラティス構造体２１の側縁部２１ａにおける流体抵抗の増大が一層効果的に抑制される。また、動翼１内部にラティス構造体２１を設けることによる重量増大は必要最小限に抑えることが好ましい。そこで、動翼１において大きな応力がかかる部分であることから先端部１ｂに比べて冷却の必要性が高い根元部１ａ側にのみラティス構造体２１を設けることで、効率的な冷却と重量増大抑制とを両立することができる。もっとも、冷媒導出部２３を設けることは必須ではなく、ラティス構造体２１を動翼１の先端部１ｂまで設けてもよい。

　冷媒導出部２３を設ける場合、その翼高さ方向Ｈの長さＦｙは特に限定されないが、ラティス構造体２１の出口における冷却通路高さＣｚ（図４）の３～７倍程度の範囲内にあることが好ましい。

　本実施形態では、冷媒導出部２３において、第１内壁面３ａと第２内壁面５ａとを連結する連結支柱２５が設けられている。図示の例では、連結支柱２５として、円柱形状のピン状部材が用いられている。冷媒導出部２３に連結支柱２５を設けることによって、翼壁３，５の変形が防止され、冷却通路１１の通路高さを確保することができる。

　図示の例では、複数（この例では８個）の連結支柱２５を千鳥状に配置している。連結支柱２５の形状、寸法、数および配置は、翼壁３，５の変形を防止するのに十分で、かつ冷却媒体ＣＬが冷媒排出孔１７へ導出されるのを過剰に妨げないように適宜選択される。このような観点から、より具体的には、連結支柱２５の直径ｄは、ラティス流路幅Ｐ１，Ｐ２の０．５～１．５倍程度であることが好ましく、連結支柱２５間の配置間隔Ｓは、ラティス流路３５の出口の流路ピッチ（単位ラティス流路３５の翼幅方向Ｗ寸法）Ｐｃの０．５倍～ラティス構造体２１の翼幅方向寸法Ｌｘの０．５倍の範囲内にあることが好ましい。なお、連結支柱２５の形状、数および配置は、冷媒導出部２３の広さや翼壁間の距離、すなわち冷却通路１１の通路高さ等に応じて適宜選択してよい。また、冷媒導出部２３を設ける場合であっても、連結支柱２５は省略してもよい。

　以上説明したように、本実施形態に係るタービン翼によれば、ラティス構造体２１内を流れる冷却媒体ＣＬは、ラティス構造体２１の側縁部２１ａに設けられたラティス流路３５を閉塞しない転向部３７において転向され、かつ、この転向部３７はラティス構造体２１の外側に形成された連通流路４１に連通している。したがって、ラティス構造体２１の側縁部２１ａにおける流体抵抗の増大が抑制される。これにより、ラティス構造体２１内において冷却媒体ＣＬが短絡的に流れることが抑制され、ラティス流路３５の全体に行き渡ることが促進される。このようにして、確実に冷却媒体ＣＬをラティス構造体２１の側縁部２１ａにおいて転向させ、渦流を生じさせることにより、効率的にタービン翼を冷却することが可能になる。さらに、冷却媒体ＣＬの流れる方向を、タービン翼の根元部側、すなわちタービンのロータ（タービン動翼１の場合）またはケーシング（タービン静翼の場合）といったタービン翼が連結され、冷却媒体ＣＬのタービン翼内への導入口を設け易い箇所から先端部側に向かう方向としているので、冷却通路１１内の構造を簡素化できる。

　本発明の一実施形態において、前記転向部３７は、前記ラティス流路３５を形成する２つのリブ３１，３１の少なくとも下流側に位置するリブの側縁部２１ａにおいて、当該リブの傾斜方向に対して当該ラティス流路３５内側に偏向した部分を有していてもよい。この構成によれば、簡易な構成によって、ラティス構造体２１の側縁部２１ａに到達した冷却媒体ＣＬを転向部において転向させることができる。

　本発明の一実施形態において、先端部１ｂに設けられて、前記冷却通路１１内の冷却媒体ＣＬを外部へ排出する冷媒排出孔１７を備え、前記冷却通路１１の前記先端部１ｂ側の領域が、前記冷却媒体ＣＬを前記冷媒排出孔１７へ導出する冷媒導出部２３として形成されていてもよい。この構成によれば、冷媒導出部２３を設けることにより、上記連通流路４１を流れる冷却媒体ＣＬが、ラティス構造体２１の設置領域からタービン翼１の先端部１ｂへ向けて円滑に排出される。したがって、ラティス構造体２１の側縁部２１ａにおける静圧上昇が一層効果的に抑制される。

　本発明の一実施形態において、前記冷媒導出部に、前記第１内壁面３ａと前記第２内壁面５ａとを連結する連結支柱２５が設けられていてもよい。この構成によれば、前記冷媒導出部２３における翼壁３，５の変形が防止され、冷却通路１１の高さが確保される。

　以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１　動翼（タービン翼）
１ａ　動翼の根元部
１ｂ　動翼の先端部
１１　冷却通路
１０　冷却構造体
１７　冷媒排出孔
２１　ラティス構造体
２１ａ　ラティス構造体の側縁部
２３　冷媒導出部
２５　連結支柱
３１　ラティス構造体のリブ
３３　ラティス構造体のリブ組
３７　転向部
３９　冷却通路の側壁面
４１　連通流路
ＣＬ　冷却媒体
Ｇ　高温ガス

Claims

　高温ガスによって駆動されるタービンのタービン翼であって、
　当該タービン翼の、互いに対向する第１内壁面と第２内壁面との間に形成された冷却通路であって、冷却媒体が当該タービン翼の高さ方向における根元部側から先端部側へ移動するように構成された冷却通路と、
　前記冷却通路の前記第１内壁面上に、前記翼高さ方向に対して傾斜した方向に延びるように配置された複数のリブからなる第１リブ組と、前記第２内壁面上に、前記翼高さ方向に対して前記第１リブ組と反対方向に傾斜した方向に延びるように配置された複数のリブからなる第２リブ組とを格子状に重ねることによって組み合わせてなるラティス構造体と、
を備え、
　前記ラティス構造体の両側縁部に、各側縁部において開口し、かつ一方の前記リブ組間に形成されたラティス流路から、他方の前記リブ組間に形成されたラティス流路へ前記冷却媒体を転向させる転向部が設けられており、
　前記ラティス構造体の両側縁部の一方の側縁部である第１側縁部と、前記第１側縁部に対向する前記冷却通路の第１側壁面との間に、前記翼高さ方向に延びて前記第１側縁部における複数のラティス流路を連通させる第１連通流路が形成されている、
タービン翼。
　請求項１に記載のタービン翼において、前記転向部は、前記ラティス流路を形成する２つのリブの少なくとも下流側に位置するリブの側縁部において、当該リブの傾斜方向に対して当該ラティス流路内側に偏向した部分を有しているタービン翼。
　請求項１または２に記載のタービン翼において、先端部に設けられて、前記冷却通路内の冷却媒体を外部へ排出する冷媒排出孔を備え、前記冷却通路の前記先端部側の領域が、前記冷却媒体を前記冷媒排出孔へ導出する冷媒導出部として形成されているタービン翼。
　請求項３に記載の冷却構造において、前記冷媒導出部に、前記第１内壁面と前記第２内壁面とを連結する連結支柱が設けられているタービン翼。
　請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却構造において、前記ラティス構造体の両側縁部の他方の側縁部である第２側縁部と、前記第２側縁部に対向する前記冷却通路の第２側壁面との間に、前記翼高さ方向に延びて前記第２側縁部における複数のラティス流路を連通させる第２連通流路が形成されているタービン翼。