高温部件、高温部件的制造方法、以及流量调节方法与流程

1.本发明涉及高温部件、高温部件的制造方法、以及流量调节方法。


背景技术：

2.例如，对于燃气轮机等供高温的工作气体在内部流动的机械，在构成该机械的部件中包含需要利用冷却介质进行冷却的高温部件。作为这样的高温部件的冷却构造，已知有在部件的内部通过使冷却空气流通于能够供冷却空气流通的多个配送通道(冷却通路)来进行高温部件的冷却的技术(例如参照专利文献1)。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2015
‑
48848号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.在如燃气轮机等那样利用高温的工作气体进行工作的机械中，通常，通过冷却来吸收热量会导致机械的热效率的降低。因此，希望用尽可能少的冷却介质高效地冷却高温部件。因此，冷却通路中的流路截面积不过度变大为宜。
8.但是，若流路截面积小，则由于高温部件的制造上的限制，存在冷却通路的尺寸精度降低的倾向，因此，有可能冷却通路中的冷却空气的流量的精度降低。
9.若由于冷却通路中的冷却空气的流量的精度降低而冷却空气的流量比设计上的流量多，则冷却空气过度吸收热量，有可能使机械的热效率降低。另外，若冷却空气的流量比设计上的流量少，则有可能因冷却不足而高温部件损伤。
10.鉴于上述的情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供一种能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足的高温部件。
11.用于解决课题的方案
12.(1)本发明的至少一个实施方式的高温部件用于涡轮机械，且需要利用冷却介质进行冷却，其中，
13.所述高温部件具备：
14.多个冷却通路，其能够供所述冷却介质流通；
15.集管部，其与所述多个冷却通路的下游端连接；以及
16.一个以上的出口通路，其用于将流入所述集管部的所述冷却介质向所述集管部的外部排出，
17.所述一个以上的出口通路的数量小于所述多个冷却通路的数量，
18.所述一个以上的出口通路各自的最小流路截面积为所述集管部与所述冷却通路的连接部处的所述多个冷却通路各自的流路截面积以上，
19.所述一个以上的出口通路各自的最小流路截面积之和比所述集管部与所述冷却
通路的连接部处的所述多个冷却通路各自的流路截面积之和小。
20.对多个冷却通路的每一个而言，若要由多个冷却通路各自的流路截面积来决定在各自中流动的冷却介质的流量，则如上所述那样，在流路截面积小时，由于高温部件的制造上的限制，存在冷却通路的尺寸精度降低的倾向，因此冷却通路中的冷却介质的流量的精度有可能降低。
21.与此相对，根据上述(1)的结构，一个以上的出口通路各自的最小流路截面积之和比集管部与冷却通路的连接部处的多个冷却通路各自的流路截面积之和小，因此，能够通过出口通路的最小流路截面积来规定多个冷却通路中的冷却介质的流量。由此，对于多个冷却通路的每一个而言，可以无需为了调整冷却介质的流量而使流路截面积过度变小，因此冷却通路的尺寸精度提高，从而能够抑制多个冷却通路彼此之间的冷却介质的流量的偏差。因此，能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
22.另外，根据上述(1)的结构，一个以上的出口通路各自的最小流路截面积为集管部与冷却通路的连接部中的多个冷却通路各自的流路截面积以上，因此，容易确保出口通路的尺寸精度，并且在出口通路中也不容易引起异物的堵塞。
23.并且，根据上述(1)的结构，一个以上的出口通路的数量小于多个冷却通路的数量，因此，在冷却介质的流量的管理上，能够减少应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的部位，从而能够抑制高温部件的制造成本。
24.(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，所述集管部中的上游侧内壁部与下游侧内壁部的分离距离为所述出口通路的流路截面积成为最小的区域中的等效直径的1倍以上且3倍以下。
25.若上游侧内壁部、即多个冷却通路的下游端与集管部的连接位置、和下游侧内壁部、即一个以上的出口通路的上游端与集管部的连接位置过于接近，则在冷却通路的下游端与出口通路的上游端的距离小的冷却通路和冷却通路的下游端与出口通路的上游端的距离大的冷却通路之间，冷却介质的流量的差增大。
26.与此相对，根据上述(2)的结构，上游侧内壁部、即多个冷却通路的下游端与集管部的连接位置、和下游侧内壁部、即一个以上的出口通路的上游端与集管部的连接位置至少分离上述等效直径的1倍以上，由此能够抑制多个冷却通路彼此之间的冷却介质的流量的偏差。
27.另外，在集管部中，由于与多个冷却通路的下游端连接，因此集管部中的空间容积变大，集管部中的冷却介质的流速降低，因此，向冷却介质的热传递率降低。因此，在集管部有可能冷却能力降低，因此上游侧内壁部与下游侧内壁部的分离距离不大为宜。
28.关于这一点，根据上述(2)的结构，上游侧内壁部与下游侧内壁部的分离距离为上述等效直径的3倍以下，因此，能够抑制在高温部件中产生冷却能力不足的区域。
29.(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)的结构的基础上，所述一个以上的出口通路包括所述出口通路的流路截面积朝向下游侧逐渐减小的流路截面积缩小部。
30.根据上述(3)的结构，通过从流路截面积缩小部的下游侧调节出口通路的与延伸方向正交的方向的大小，从而出口通路中的最小流路截面积的调节变得容易。因此，若对出口通路的下游侧的出口通路的与延伸方向正交的方向的尺寸进行管理，则能够管理冷却介质的流量，因此，能够使应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的区域变窄，从而能
够抑制高温部件的制造成本。
31.(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)中任一结构的基础上，
32.所述一个以上的出口通路的内壁面在所述出口通路的流路截面积成为最小的区域中具有中心线平均粗糙度ra为10μm以下的粗糙度，
33.所述多个冷却通路的内壁面具有中心线平均粗糙度ra为10μm以上且20μm以下的粗糙度。
34.根据上述(4)的结构，由于多个冷却通路的内壁面具有上述的粗糙度，因此能够提高冷却通路中的冷却性能。另外，根据上述(4)的结构，由于出口通路的流路截面积成为最小的区域中的出口通路的内壁面具有上述的粗糙度，因此能够抑制出口通路中的压力损失的偏差，并且异物容易通过出口通路，能够降低出口通路堵塞的风险。
35.(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中任一结构的基础上，形成所述多个冷却通路的壁部在所述冷却通路的下游端处的角部被倒角。
36.从导热性能提高的观点出发，形成多个冷却通路的壁部有时根据需要尽可能减小壁部的厚度。在这种情况下，若在冷却通路的下游端形成角部未被倒角的形状，则例如在通过精密铸造法、金属层叠造型法形成高温部件时、或之后的热处理时，有可能该角部的形状被破坏。若该角部的形状被破坏，则对在冷却通路中流通的冷却介质的流动造成不良影响，有可能使冷却性能降低。
37.与此相对，根据上述(5)的结构，由于在冷却通路的下游端对角部进行了倒角，因此能够抑制由上述的该角部的形状被破坏带来的不良影响。
38.(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中任一结构的基础上，所述出口通路的数量为1。
39.如上所述，在冷却介质的流量的管理上，希望减少应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的部位。关于这一点，根据上述(6)的结构，出口通路的数量为1，因此，能够减少应确保通路的尺寸精度的部位，从而能够抑制高温部件的制造成本。
40.(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一结构的基础上，
41.所述高温部件是多个分割体沿着周向配设成环状而构成的燃气轮机的分割环，
42.所述多个分割体分别具有面向供燃烧气体流动的燃烧气体流路的内表面，
43.所述多个冷却通路形成于所述多个分割体各自的内部，
44.所述一个以上的出口通路在所述多个分割体各自的轴向的下游侧端部处向所述燃烧气体中开口。
45.根据上述(7)的结构，燃气轮机的分割环具备上述(1)至(6)中任一结构，由此，一个以上的出口通路各自的最小流路截面积之和比集管部与冷却通路的连接部处的多个冷却通路各自的流路截面积之和小，因此，能够通过出口通路的最小流路截面积来规定多个冷却通路中的冷却介质的流量。由此，对于多个冷却通路的每一个而言，无需为了调整冷却介质的流量而使流路截面积过度变小，因此，冷却通路的尺寸精度提高，能够抑制多个冷却通路彼此间的冷却介质的流量的偏差。因此，在分割环中能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
46.另外，根据上述(7)的结构，一个以上的出口通路各自的最小流路截面积为集管部与冷却通路的连接部中的多个冷却通路各自的流路截面积以上，因此，在分割环中能够容
易确保出口通路的尺寸精度，并且在出口通路中也不容易引起异物的堵塞。
47.并且，根据上述(7)的结构，一个以上的出口通路的数量小于多个冷却通路的数量，因此，在冷却介质的流量的管理上，能够减少应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的部位，从而能够抑制分割环的制造成本。
48.(8)本发明的至少一个实施方式的高温部件的制造方法是制造用于涡轮机械且需要利用冷却介质进行冷却的高温部件的方法，其中，
49.所述高温部件的制造方法包括如下步骤：
50.形成能够供所述冷却介质流通的多个冷却通路；
51.形成与所述多个冷却通路的下游端连接的集管部；以及
52.形成用于将流入所述集管部的所述冷却介质向所述集管部的外部排出的一个以上的出口通路，
53.所述一个以上的出口通路的数量小于所述多个冷却通路的数量，
54.所述一个以上的出口通路各自的最小流路截面积为所述集管部与所述冷却通路的连接部处的所述多个冷却通路各自的流路截面积以上，
55.所述一个以上的出口通路各自的最小流路截面积之和比所述集管部与所述冷却通路的连接部处的所述多个冷却通路各自的流路截面积之和小。
56.根据上述(8)的方法，一个以上的出口通路各自的最小流路截面积之和比集管部与冷却通路的连接部处的多个冷却通路各自的流路截面积之和小，因此，能够通过出口通路的最小流路截面积来规定多个冷却通路中的冷却介质的流量。由此，对于多个冷却通路的每一个而言，无需为了调整冷却介质的流量而使流路截面积过度变小，因此，冷却通路的尺寸精度提高，能够抑制多个冷却通路彼此间的冷却介质的流量的偏差。因此，能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
57.另外，根据上述(8)的方法，能够使一个以上的出口通路各自的最小流路截面积为集管部与冷却通路的连接部中的多个冷却通路各自的流路截面积以上，因此，容易确保出口通路的尺寸精度，并且在出口通路中也不容易引起异物的堵塞。
58.并且，根据上述(8)的方法，一个以上的出口通路的数量小于多个冷却通路的数量，因此在冷却介质的流量的管理上，能够减少应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的部位，从而能够抑制高温部件的制造成本。
59.(9)在几个实施方式中，在上述(8)的方法的基础上，在形成所述一个以上的出口通路的步骤中，以包括所述出口通路的流路截面积朝向下游侧逐渐减小的流路截面积缩小部的方式形成所述一个以上的出口通路。
60.根据上述(9)的方法，通过以在流路截面积缩小部具有出口通路中的最小流路截面积的方式形成出口通路，从而在冷却介质的流量的管理上，只要在流路截面积缩小部管理最下游侧的区域的尺寸精度即可，因此能够使应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的区域变窄，从而能够抑制高温部件的制造成本。
61.(10)在几个实施方式中，在上述(8)或(9)的方法的基础上，
62.在形成所述一个以上的出口通路的步骤中，通过金属层叠造型法或精密铸造法形成所述一个以上的出口通路，
63.所述高温部件的制造方法还包括如下步骤：
64.对所述一个以上的出口通路的内壁面的至少一部分实施机械加工。
65.根据上述(10)的方法，与仅通过机械加工形成出口通路的情况相比，能够抑制高温部件的制造成本。另外，根据上述(10)的方法，与仅通过金属层叠造型法或精密铸造法形成出口通路的情况相比，能够提高出口通路的内壁面的尺寸精度，从而能够提高冷却介质的流量的调节精度。并且，根据上述(10)的方法，能够一边确认冷却介质的流量一边调节出口通路的内壁面的尺寸，因此，能够抑制冷却介质的流量的过量或不足。
66.(11)在几个实施方式中，在上述(10)的方法的基础上，在实施所述机械加工的步骤中，利用钻头来对所述一个以上的出口通路进行切削。
67.根据上述(11)的方法，能够通过钻头的直径来规定出口通路的内壁面的尺寸，因此制造变得容易。
68.(12)本发明的至少一个实施方式的流量调节方法是在用于涡轮机械且需要利用冷却介质进行冷却的高温部件的内部流动的所述冷却介顾的流量调节方法，其中，
69.所述流量调节方法包括如下步骤：
70.形成能够供所述冷却介质流通的多个冷却通路；
71.形成与所述多个冷却通路的下游端连接的集管部；
72.通过金属层叠造型法或精密铸造法形成用于将流入所述集管部的所述冷却介质向所述集管部的外部排出的一个以上的出口通路；以及
73.利用钻头来对所述一个以上的出口通路进行切削。
74.根据上述(12)的方法，能够通过钻头的直径来规定出口通路的内壁面的尺寸，因此，冷却介质的流量调节变得容易。因此，容易在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
75.(13)在几个实施方式中，在上述(12)的方法的基础上，
76.所述高温部件包括多个冷却通路组，所述冷却通路组包括一个所述集管部、下游端与该集管部连接的至少两个以上的所述冷却通路、以及与该集管部连接的一个以上的所述出口通路，
77.在形成所述多个冷却通路的步骤中，形成所述多个冷却通路组所包含的各个所述冷却通路，
78.在形成所述集管部的步骤中，形成所述多个冷却通路组所包含的各个所述集管部，
79.在形成所述一个以上的出口通路的步骤中，形成所述多个冷却通路组所包含的各个所述出口通路，
80.在利用钻头来对所述一个以上的出口通路进行切削的步骤中，利用钻头对所述多个冷却通路组所包含的各个所述出口通路进行切削。
81.根据上述(13)的方法，能够通过钻头的直径来规定各出口通路的内壁面的尺寸，因此，容易抑制多个冷却通路组彼此间的冷却介质的流量的偏差。
82.发明效果
83.根据本发明的至少一个实施方式，可提供一种能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足的高温部件。
附图说明
84.图1是表示燃气轮机的整体结构的概要图。
85.图2是表示涡轮的气体流路的剖视图。
86.图3是从径向外侧观察几个实施方式的分割体的示意性俯视图，以及沿着周向从转子的旋转方向下游侧向旋转方向上流侧观察的示意性侧视图。
87.图4是图3中的a4
‑
a4向视剖视图。
88.图5是图4中的集管部附近的放大图。
89.图6是表示通过金属层叠造型法制作几个实施方式的分割体时的制作顺序的一例的流程图。
90.图7是用于说明出口通路切削工序的图。
具体实施方式
91.以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式所记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此，而只不过是说明例。
92.例如，“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表述不仅严格地表示这样配置，还表示具有公差、或者可得到相同功能的程度的角度、距离而相对位移了的状态。
93.例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态，也表示存在公差、或者可得到相同功能的程度的差异的状态。
94.例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在可得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
95.另一方面，“配备”、“具有”、“具备”、“包含”、或“有”一构成要素这样的表述不是将其他构成要素的存在排出在外的排他性表述。
96.在以下的说明中，列举燃气轮机所使用的高温部件为例来对几个实施方式的高温部件进行说明。
97.图1是表示燃气轮机的整体结构的概要图，图2是表示涡轮的气体流路的剖视图。
98.在本实施方式中，如图1所示，燃气轮机10构成为通过转子14使压缩机11、燃烧器12和涡轮13配置在同轴上，在转子14的一端部连结有发电机15。需要说明的是，在以下的说明中，将转子14的轴线延伸的方向设为轴向da，将以该转子14的轴线为中心的周向设为周向dc，将与转子14的轴线ax垂直的方向设为径向dr。另外，将周向dc中的转子14的旋转方向表示为旋转方向r。
99.在压缩机11中，从空气取入口取入的空气ai通过多个静叶及动叶而被压缩，从而生成高温、高压的压缩空气ac。燃烧器12通过对该压缩空气ac供给规定的燃料fl并进行燃烧，从而生成高温、高压的燃烧气体fg。在涡轮13中，由燃烧器12生成的高温、高压的燃烧气体fg通过多个静叶及动叶而驱动转子14旋转，从而驱动与该转子14连结的发电机15。
100.另外，如图2所示，在涡轮13中，涡轮静叶(静叶)21构成为，翼型部23的轮毂侧固定于内侧护罩25，前端侧固定于外侧护罩27。涡轮动叶(动叶)41构成为，翼型部43的基端部固定于平台45。并且，外侧护罩27和配置于动叶41的前端部侧的分割环50经由隔热环35支承
于机室(涡轮机室)30，内侧护罩25支承于支撑环31。因此，供燃烧气体fg通过的燃烧气体流路32作为由内侧护罩25、外侧护罩27、平台45和分割环50包围的空间而沿着轴向da形成。
101.需要说明的是，内侧护罩25、外侧护罩27及分割环50作为气体通过面形成构件而发挥功能。气体通过面形成构件划分燃烧气体流路32，并且具有与燃烧气体fg接触的气体通过面。
102.燃烧器12、动叶41(例如平台45)、静叶21(例如内侧护罩25、外侧护罩27)及分割环50等是与燃烧气体fg接触的在高温环境下使用的高温部件，需要利用冷却介质进行冷却。在以下的说明中，作为高温部件的冷却构造的例子，对分割环50的冷却构造进行说明。
103.图3是从径向dr外侧观察构成几个实施方式的分割环50的分割体51之一的示意性俯视图，以及沿着周向dc从转子14的旋转方向r下游侧向旋转方向r上游侧观察的示意性侧视图。图4是图3中的a4
‑
a4向视剖视图。需要说明的是，在图3中，简化地描绘了分割体51的构造。因此，例如在图3中，省略了用于将分割体51安装于隔热环35的钩等的记载。
104.几个实施方式的分割环50由沿周向dc形成为环状的多个分割体51构成。各分割体51以在内部形成有冷却流路的主体52为主要的构成品。如图2所示，分割体51以径向dr的内表面52a面向供燃烧气体fg流动的燃烧气体流路32的方式配置。在分割体51的径向dr内侧设置一定的间隙，并配置有以转子14为中心旋转的动叶41。为了防止由高温的燃烧气体fg引起的热损伤，在分割体51形成有沿轴向da延伸的多个轴向通路(冷却通路)60。
105.冷却通路60沿周向dc并列地配置有多个。
106.在几个实施方式中，将冷却通路60的周向dc称为冷却通路60的宽度方向。另外，在几个实施方式中，将在冷却通路60中与该宽度方向正交的径向dr称为冷却通路60的高度方向。
107.虽然未图示，但在一个实施方式的燃气轮机10中，构成为从外表面52b侧向几个实施方式的各分割体51供给冷却空气ca。供给到分割体51的冷却空气ca在冷却通路60流通，在向燃烧气体fg中排出的过程中，对分割体51的主体52进行对流冷却。
108.以下，对几个实施方式的分割体51的冷却构造进行说明。
109.几个实施方式的冷却通路60各自的上游端与冷却空气岐管55连接。在几个实施方式的冷却通路60各自的内部形成有将冷却通路60从中途分割为多个分支流路63的分隔壁70。在几个实施方式中，分隔壁70将冷却通路60从中途沿冷却通路60的宽度方向分割成一对分支流路63。
110.在几个实施方式的冷却通路60、即比分隔壁70靠上游侧的区间以及分支流路63中，从冷却通路60的延伸方向观察时的冷却通路60的流路的截面形状可以是矩形，也可以是圆形，也可以是矩形以外的多边形，也可以是椭圆形。另外，冷却通路60中的比分隔壁70靠上游侧的区间与分支流路63中的流路的截面形状的种类也可以不同。即，也可以是比分隔壁70靠上游侧的区间中的流路的截面形状为矩形，分支流路63中的流路的截面形状为圆形。另外，分支流路63中的流路的截面形状也可以是由分隔壁70将圆、椭圆用分割为两部分后那样的形状。
111.冷却通路60通过对冷却通路60的内壁面进行冷却来冷却分割体51。因此，冷却通路60具有冷却通路60的等效直径的5倍以上的长度。需要说明的是，在冷却通路60的截面形状为圆形以外的形状的情况下，冷却通路60的等效直径为从冷却空气ca的流动的点置换为
成为等效的圆形的流路时的流路的直径。
112.多个分支流路63各自的下游端65与集管部80连接。在几个实施方式中，例如，分别相邻的三个冷却通路60中的六个分支流路63的下游端65与一个集管部80的上游侧内壁部81连接。在几个实施方式中，在分割体51形成有多个集管部80。
113.各集管部80是由在轴向da上对置的一对壁部即上游侧内壁部81及下游侧内壁部82、在周向dc上对置的一对壁部即侧方内壁部83、84、以及在径向dr上对置的一对壁部即未图示的内壁部包围而成的长方体状的空间部。
114.在各集管部80的下游侧内壁部82形成有至少一个以上的出口通路110，该出口通路110用于将流入集管部80的冷却空气ca向集管部80的外部、即分割体51的外部排出。需要说明的是，在图3所示的实施方式中，在集管部80上，在下游侧内壁部82的周向dc的中央附近形成有一个出口通路110。出口通路110在分割体51的轴向da的下游侧端部53向燃烧气体fg中开口。
115.在几个实施方式中，分割体51包括多个冷却通路组6，该冷却通路组6包括一个集管部80、下游端与该集管部80连接的三个冷却通路60、以及与该集管部80连接的一个出口通路110。
116.从分割体51的外部供给到分割体51的冷却空气ca在供给到冷却空气岐管55后，从冷却空气岐管55分配到各冷却通路60。分配到各冷却通路60的冷却空气ca被分隔壁70分割而流入各分支流路63。流入各分支流路63的冷却空气ca被各集管部80收集，并从出口通路110向分割体51的外部排出。
117.在如燃气轮机10等那样利用高温的工作气体进行工作的机械中，通常，通过冷却吸收热量会导致机械的热效率的降低。因此，希望用尽可能少的冷却介质高效地冷却高温部件。因此，冷却通路60中的流路截面积不过度变大为宜。
118.但是，若流路截面积小，则由于作为高温部件的分割体51的制造上的限制，存在冷却通路60的尺寸精度降低的倾向，因此，有可能冷却通路60中的冷却空气ca的流量的精度降低。
119.若冷却通路60中的冷却空气ca的流量的精度降低而冷却空气ca的流量变得比设计上的流量多，则有可能被冷却空气ca过度吸收热量而使燃气轮机10的热效率降低。另外，若冷却空气ca的流量变得比设计上的流量少，则有可能因冷却不足而分割体51损伤。
120.鉴于上述的情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供一种能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足的高温部件。
121.为此，在几个实施方式中，通过将分割体51中的冷却构造设为下述那样的结构，从而能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
122.图5是图4中的集管部80附近的放大图。
123.在几个实施方式中，如图3～图5所示，在分割体51中，与一个集管部80连接的出口通路110的数量小于与一个集管部80连接的多个冷却通路60的数量。例如，在几个实施方式中，如图3～图5所示，对于一个集管部80，连接有由分隔壁70分割开的六个冷却通路60(六个分支流路63)和一个出口通路110。
124.在几个实施方式中，如图5所示，出口通路110具有上游侧区域111和下游侧区域115。在上游侧区域111形成有朝向下游侧而流路截面积逐渐减小的流路截面积缩小部113。
在下游侧区域115形成有流路截面积变得最小的最小流路截面积部117。
125.在几个实施方式中，从出口通路110的延伸方向观察时的出口通路110的流路的截面形状在上游侧区域111及下游侧区域115中为圆形。但是，出口通路110的流路的截面形状在上游侧区域111及下游侧区域115中也可以是矩形，也可以是矩形以外的多边形，也可以是椭圆形。另外，也可以是，在上游侧区域111和下游侧区域115中流路的截面形状的种类不同。即，也可以是，上游侧区域111中的流路的截面形状为矩形，下游侧区域115中的流路的截面形状为圆形。
126.需要说明的是，也考虑到下游侧区域115中的流路的截面形状为圆形以外的情况，在以下的说明中，在关于下游侧区域115(最小流路截面积部117)提及流路的大小的情况下，通过最小流路截面积部117的等效直径来进行说明。
127.在最小流路截面积部117的截面形状为圆形以外的形状的情况下，最小流路截面积部117的等效直径是从冷却空气ca的流动的点置换为成为等效的圆形的流路时的最小流路截面积部117的直径。需要说明的是，在最小流路截面积部117的截面形状为圆形的情况下，最小流路截面积部117的等效直径是最小流路截面积部117的直径。
128.在几个实施方式中，在分割体51中，出口通路110的最小流路截面积sbmin为集管部80与冷却通路60的连接部67处的多个冷却通路60(分支流路63)各自的流路截面积sa以上。
129.在几个实施方式中，如图3～图5所示，在分割体51中，出口通路110的最小流路截面积sbmin比与一个集管部80连接的多个冷却通路60(分支流路63)在连接部67处的各自的流路截面积sa之和∑sa小。
130.需要说明的是，在相对于一个集管部80连接有两个以上的出口通路110的情况下，与一个集管部80连接的出口通路110各自的最小流路截面积sbmin为连接部67处的多个冷却通路60各自的流路截面积sa以上。
131.另外，在相对于一个集管部80连接有两个以上的出口通路110的情况下，与一个集管部80连接的出口通路110的各自的最小流路截面积sbmin之和∑sbmin比与一个集管部80连接的多个冷却通路60在连接部67处的各自的流路截面积sa之和∑sa小。
132.如后所述，分割体51例如能够通过金属层叠造型法、精密铸造法而形成。因此，若冷却通路60的流路截面积sa小，则由于分割体51的制造上的限制，存在冷却通路60的尺寸精度降低的倾向。
133.对于多个冷却通路60的每一个而言，若欲由多个冷却通路60各自的流路截面积sa来确定在各自中流动的冷却空气ca的流量，则在流路截面积sa小时，如上所述，有可能冷却通路60的尺寸精度降低而冷却通路60中的冷却空气ca的流量的精度降低。
134.与此相对，根据几个实施方式的分割体51，一个以上的出口通路110各自的最小流路截面积sbmin之和∑sbmin比连接部67中的多个冷却通路60各自的流路截面积sa之和∑sa小，因此，能够通过出口通路110的最小流路截面积sbmin来规定多个冷却通路60中的冷却空气ca的流量。由此，对多个冷却通路60的每一个而言，无需为了调整冷却空气ca的流量而使流路截面积sa过度变小，因此冷却通路60的尺寸精度提高，能够抑制多个冷却通路60彼此中的冷却空气ca的流量的偏差。因此，能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
135.另外，根据几个实施方式的分割体51，一个以上的出口通路110各自的最小流路截面积sbmin为连接部67处的多个冷却通路60各自的流路截面积sa以上，因此，容易确保出口通路110的径向的尺寸精度，并且在出口通路110中也不容易引起异物的堵塞。
136.并且，根据几个实施方式的分割体51，一个以上的出口通路110的数量小于多个冷却通路60的数量，因此，在冷却空气ca的流量的管理上，能够减少应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的部位，从而能够抑制分割体51的制造成本。
137.在几个实施方式中，如图5所示，在分割体51中，集管部80中的上游侧内壁部81与下游侧内壁部82的分离距离ld、即集管部80的上游侧端部与下游侧端部之间的长度为出口通路110的流路截面积成为最小的区域即下游侧区域115中的等效直径dbmin的1倍以上且3倍以下。
138.若上游侧内壁部81即多个冷却通路60的下游端65和集管部80的连接位置、与下游侧内壁部82即出口通路110的上游端110a和集管部80的连接位置过于接近，则在冷却通路60的下游端65与出口通路110的上游端110a之间的距离小的冷却通路60、和冷却通路60的下游端65与出口通路110的上游端110a之间的距离大的冷却通路60中，冷却空气ca的流量的差变大。
139.与此相对，根据几个实施方式的分割体51，使上游侧内壁部81和下游侧内壁部82至少分离上述等效直径dbmin的1倍以上，由此能够抑制多个冷却通路60彼此中的冷却空气ca的流量的偏差。
140.另外，对于集管部80而言，由于与多个冷却通路60的下游端65连接，因此集管部80中的空间容积变大，集管部80中的冷却空气ca的流速降低，因此向冷却空气ca的热传递率降低。因此，在集管部80中，冷却能力有可能降低，因而上游侧内壁部81与下游侧内壁部82的分离距离ld不怎么大为宜。
141.关于这一点，根据几个实施方式的分割体51，上游侧内壁部81与下游侧内壁部82的分离距离ld为上述等效直径dbmin的3倍以下，因此能够抑制在分割体51中产生冷却能力不足的区域。
142.另外，若上游侧内壁部81与下游侧内壁部82的分离距离ld为上述等效直径dbmin的3倍以下，则能够抑制集管部80的容积、即分割体51的内部的空间部的容积，从而抑制分割体51的强度降低。
143.在几个实施方式的分割体51中，出口通路110包括出口通路110的流路截面积朝向下游侧逐渐减小的流路截面积缩小部113。
144.由此，通过从流路截面积缩小部113的下游侧调节出口通路110的与延伸方向正交的方向上的大小，出口通路110中的最小流路截面积sbmin的调节变得容易。因此，只要对出口通路110的下游侧处的出口通路110的与延伸方向正交的方向上的尺寸进行管理便能够管理冷却空气ca的流量，因此能够使应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的区域变窄，从而能够抑制分割体51的制造成本。
145.需要说明的是，在上游侧区域111形成有流路截面积缩小部113，因此，如后所述，通过利用三角钻头从出口通路110的下游端110b朝向上游端110a对出口通路110实施机械加工，从而使从下游端110b起往上游侧的一部分区间的内径恒定，该区间成为下游侧区域115。因此，能够容易地在下游侧区域115形成最小流路截面积部117。
146.在几个实施方式的分割体51中，出口通路110的内壁面110c的粗糙度在出口通路110的流路截面积成为最小的区域中，为多个冷却通路60的内壁面60a的粗糙度以下。即，在几个实施方式的分割体51中，下游侧区域115的内壁面115a的粗糙度为多个冷却通路60的内壁面60a的粗糙度以下。
147.通过使出口通路110的内壁面110c的粗糙度如上述那样，从而出口通路110中的压力损失的偏差变小，因此能够提高冷却空气ca的流量的调节精度。另外，通过使出口通路110的内壁面110c的粗糙度如上述那样，从而异物容易通过出口通路110，因此，能够降低出口通路110堵塞的风险。
148.需要说明的是，在几个实施方式的分割体51中，上游侧区域111的内壁面111a的粗糙度也可以不为多个冷却通路60的内壁面60a的粗糙度以下。
149.例如，在几个实施方式中，出口通路110的内壁面110c在下游侧区域115具有中心线平均粗糙度ra为10μm以下的粗糙度。另外，在几个实施方式中，多个冷却通路60的内壁面60a具有中心线平均粗糙度ra为10μm以上且20μm以下的粗糙度。
150.根据几个实施方式的分割体51，多个冷却通路60的内壁面60c具有上述的粗糙度，因此能够提高冷却通路60中的冷却性能。另外，根据几个实施方式的分割体51，出口通路110的下游侧区域115的内壁面115c具有上述的粗糙度，因此能够抑制出口通路110中的压力损失的偏差，并且异物容易通过出口通路110，从而能够降低出口通路110堵塞的风险。
151.在几个实施方式的分割体51中，形成多个冷却通路60的壁部、即分隔壁70的角部75在冷却通路60的下游端65被倒角。
152.从提高导热性能的观点出发，也作为形成多个冷却通路60(分支流路63)的壁部的分隔壁70有时根据需要尽可能减小壁部的厚度、即分隔壁70的周向dc的尺寸。在这样的情况下，若在冷却通路60(分支流路63)的下游端65形成角部75未被倒角的形状，则例如在通过精密铸造法、金属层叠造型法形成分割体51时、或之后的热处理时，有可能该角部的形状被破坏。若该角部的形状被破坏，则对在冷却通路60流通的冷却空气ca的流动造成不良影响，有可能使冷却性能降低。
153.与此相对，根据几个实施方式的分割体51，在冷却通路60的下游端65对角部75进行了倒角，因此能够抑制由上述那样的该角部75的形状被破坏所带来的不良影响。
154.例如，在几个实施方式中，如图3～图5所示，对于一个集管部80连接有一个出口通路110。
155.如上所述，在冷却空气ca的流量的管理上，希望减少应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的部位。关于这一点，根据图3～图5所示的几个实施方式，与一个集管部80连接的出口通路110的数量为1，因此，能够减少应确保通路的尺寸精度的部位，从而能够抑制分割体51的制造成本。
156.(关于分割体51的制造方法)
157.以下，对上述的几个实施方式的分割体51的制造方法进行说明。几个实施方式的分割体51例如能够通过金属层叠造型法、精密铸造法来制作。图6是表示通过金属层叠造型法制作几个实施方式的分割体51时的制作顺序的一例的流程图。几个实施方式的分割体51的制造方法包括冷却通路形成工序s10、集管部形成工序s20、出口通路形成工序s30、以及出口通路切削工序s40。
158.几个实施方式的分割体51的形成方法例如可以是粉末床方式，也可以是金属沉积方式，也可以是粘结剂喷涂方式，也可以是上述方式以外的其他方式。在以下的说明中，对几个实施方式的分割体51的形成方法例如为粉末床方式、金属沉积方式的情况进行说明。
159.冷却通路形成工序s10是形成能够供冷却空气ca流通的多个冷却通路60的步骤。在冷却通路形成工序s10中，例如从轴向da上游侧向轴向da下游侧层叠原料粉末，将分割体51形成至冷却通路60的下游端65为止。
160.集管部形成工序s20是形成与多个冷却通路的下游端连接的集管部的步骤。在集管部形成工序s20中，接着冷却通路形成工序s10，从轴向da上游侧向轴向da下游侧层叠原料粉末，将分割体51形成至集管部80的下游侧内壁部82为止。
161.出口通路形成工序s30是形成一个以上的出口通路110的步骤，该出口通路110用于将流入集管部80的冷却空气ca向集管部80的外部排出。在出口通路形成工序s30中，接着集管部形成工序s20，从轴向da上游侧向轴向da下游侧层叠原料粉末，将分割体51形成至出口通路110的下游端110b为止。
162.需要说明的是，在出口通路形成工序s30中，将出口通路110形成为包括出口通路110的流路截面积朝向下游侧逐渐减小的流路截面积缩小部113。
163.图7是用于说明后述的出口通路切削工序s40的图。在图7中，用双点划线描绘了在出口通路切削工序s40中利用三角钻头19对出口通路110进行切削前的出口通路110的下游侧的形状及三角钻头19。
164.在几个实施方式的出口通路形成工序s30中，以出口通路110的下游侧处的出口通路110的与延伸方向正交的方向上的尺寸比三角钻头19的直径dd小的方式形成出口通路110的下游侧。即，在几个实施方式的出口通路形成工序s30中，在实施出口通路切削工序s40前的出口通路110中，以流路截面积缩小部113的最下游侧的出口通路110的与延伸方向正交的方向的尺寸m比三角钻头19的直径dd小的方式形成流路截面积缩小部113。
165.出口通路切削工序s40是对出口通路110的内壁面110c的至少一部分实施机械加工的步骤。具体而言，出口通路切削工序s40是利用三角钻头19对出口通路110进行切削的步骤。在出口通路切削工序s40中，从出口通路110的下游端110b向上游端110a利用三角钻头19对出口通路110实施机械加工。由此，从下游端110b到上游侧的一部分区间的内径恒定，该区间成为下游侧区域115。
166.需要说明的是，冷却通路形成工序s10及集管部形成工序s20不一定需要通过金属层叠造型法来实施，也可以通过精密铸造法来实施。并且，也可以通过金属层叠造型法实施出口通路形成工序s30。另外，也可以通过精密铸造法实施从冷却通路形成工序s10到出口通路形成工序s30为止的工序。
167.在几个实施方式的分割体51的制造方法中，以与一个集管部80连接的出口通路110的数量比与一个集管部80连接的多个冷却通路60的数量小的方式形成分割体51。
168.另外，在几个实施方式的分割体51的制造方法中，以出口通路110的最小流路截面积sbmin为集管部80与冷却通路60的连接部67处的多个冷却通路60(分支流路63)各自的流路截面积sa以上的方式形成分割体51。
169.并且，在几个实施方式的分割体51的制造方法中，以出口通路110的最小流路截面积sbmin比与一个集管部80连接的多个冷却通路60(分支流路63)的连接部67处的各个流路
截面积sa之和∑sa小的方式形成分割体51。
170.需要说明的是，在以对于一个集管部80连接有两个以上的出口通路110的方式形成分割体51的情况下，以与一个集管部80连接的出口通路110各自的最小流路截面积sbmin为连接部67中的多个冷却通路60各自的流路截面积sa以上的方式形成分割体51。
171.另外，在以对于一个集管部80连接有两个以上的出口通路110的方式形成分割体51的情况下，以与一个集管部80连接的出口通路110各自的最小流路截面积sbmin之和∑sbmin比与一个集管部80连接的多个冷却通路60的连接部67中的各个流路截面积sa之和∑sa小的方式形成分割体51。
172.根据几个实施方式的分割体51的制造方法，一个以上的出口通路110各自的最小流路截面积sbmin之和∑sbmin比连接部67处的多个冷却通路60各自的流路截面积sa之和∑sa小，因此，能够通过出口通路110的最小流路截面积sbmin来规定多个冷却通路60中的冷却空气ca的流量。由此，对多个冷却通路60的每一个而言，可以无需为了调整冷却空气ca的流量而使流路截面积过度变小，因此，冷却通路60的尺寸精度提高，能够抑制多个冷却通路60彼此间的冷却空气ca的流量的偏差。因此，能够在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
173.另外，根据几个实施方式的分割体51的制造方法，能够使一个以上的出口通路110各自的最小流路截面积sbmin为连接部67处的多个冷却通路60各自的流路截面积sa以上，因此，容易确保出口通路110的尺寸精度，并且在出口通路110中也不容易引起异物的堵塞。
174.并且，根据几个实施方式的分割体51的制造方法，一个以上的出口通路110的数量小于多个冷却通路60的数量，因此，在冷却空气ca的流量的管理上，能够减少应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的部位，从而能够抑制分割体51的制造成本。
175.根据几个实施方式的分割体51的制造方法，通过以在流路截面积缩小部113处具有出口通路110中的最小流路截面积的方式形成出口通路110，从而在冷却空气ca的流量的管理上，只要在流路截面积缩小部113中管理最下游侧的区域的尺寸精度即可。因此，能够缩小应确保流路截面积的精度、即通路的尺寸精度的区域，从而能够抑制分割体51的制造成本。
176.根据几个实施方式的分割体51的制造方法，与仅通过机械加工形成出口通路110的情况相比，能够抑制分割体51的制造成本。另外，根据几个实施方式的分割体51的制造方法，与仅通过金属层叠造型法或精密铸造法形成出口通路110的情况相比，能够提高出口通路110的内壁面110c的尺寸精度，从而能够提高冷却空气ca的流量的调节精度。并且，根据几个实施方式的分割体51的制造方法，能够一边确认冷却空气ca的流量一边调节出口通路110的内壁面110c的尺寸，因此能够抑制冷却空气ca的流量的过量或不足。
177.根据几个实施方式的分割体51的制造方法，能够通过三角钻头19的直径dd来规定出口通路110的内壁面110c的尺寸、更具体而言最小流路截面积部117的内径di，因此，分割体51的制造变得容易。
178.需要说明的是，通过实施几个实施方式的分割体51的制造方法，能够调整分割体51中的冷却空气ca的流量。即，上述的几个实施方式的分割体51中的冷却空气ca的流量调节方法包括冷却通路形成工序s10、集管部形成工序s20、出口通路形成工序s30和出口通路切削工序s40。
179.根据几个实施方式的冷却空气ca的流量调节方法，能够通过三角钻头19的直径dd来规定出口通路110的内壁面110c的尺寸(最小流路截面积部117的内径di)，因此，冷却空气ca的流量调节变得容易。因此，容易在抑制过度的冷却的同时而不会使得冷却能力不足。
180.在几个实施方式的冷却空气ca的流量调节方法中，在冷却通路形成工序s10中，形成多个冷却通路组6所包含的各个冷却通路60。
181.另外，在几个实施方式的冷却空气ca的流量调节方法中，在集管部形成工序s20中，形成多个冷却通路组6所包含的各个集管部80。
182.在几个实施方式的冷却空气ca的流量调节方法中，在出口通路形成工序s30中，形成多个冷却通路组6所包含的各个出口通路110。
183.在几个实施方式的冷却空气ca的流量调节方法中，在出口通路切削工序s40中，利用三角钻头19对多个冷却通路组6所包含的各个出口通路110进行切削。
184.由此，能够通过三角钻头19的直径dd来规定各出口通路110的内壁面110c的尺寸(最小流路截面积部117的内径di)，因此，容易抑制多个冷却通路组6彼此的冷却空气ca的流量的偏差。
185.本发明并不限定于上述的实施方式，还包括对上述的实施方式进行了变形而得的方式、将这些方式适当组合而得的方式。
186.例如，在上述的几个实施方式中，作为需要利用冷却介质进行冷却的高温部件的例子，列举分割环50为例进行了说明，但本发明不限定于此，也可以应用于燃烧器12、动叶41(例如平台45)、静叶21(例如内侧护罩25、外侧护罩27)等其他高温部件。另外，能够应用本发明的高温部件不限于燃气轮机10中的构成部件，也可以是涡轮增压器等燃气轮机10以外的涡轮机械中的构成部件。
187.附图标记说明：
188.6...冷却通路组；
189.10...燃气轮机；
190.12...燃烧器；
191.13...涡轮；
192.21...涡轮静叶(静叶)；
193.41...涡轮动叶(动叶)；
194.50...分割环；
195.51...分割体；
196.52...主体；
197.52b...外表面(被加热面)；
198.60...轴向通路(冷却通路)；
199.63...分支流路；
200.65...下游端；
201.67...连接部；
202.70...分隔壁；
203.80...集管部；
204.81...上游侧内壁部；
205.82...下游侧内壁部；
206.110...出口通路；
207.111...上游侧区域；
208.113...流路截面积缩小部；
209.115...下游侧区域；
210.117...最小流路截面积部。