(57)【要約】【課題】冷却媒体の供給量を増加することなく、翼の冷却を促進することができるタービン静翼を提供する。【解決手段】実施形態の静翼３０は、内部に中空部４１、４２、４３を有する翼有効部４０と、翼有効部４０の径方向外側に設けられた外側平板フランジ部５１と、外側平板フランジ部５１から径方向外側に突出し、前縁側および後縁側に周方向に設けられた一対の外側取付部５２、５３とを有する外側シュラウド５０と、翼有効部４０の径方向内側に設けられた内側平板フランジ部６１を有する内側シュラウド６０と、外側平板フランジ部５１に形成された径方向に貫通する開口部５４、５５を介して中空部４１、４２に冷却媒体を導入する冷却媒体導入通路と、外側平板フランジ部５１の肉厚内に外側平板フランジ部５１の表面に沿う方向に形成され、中空部４１に冷却媒体を導入する冷却媒体導入通路５７とを備える。【選択図】図３
2020067062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に中空部を有する翼有効部と、
前記翼有効部の径方向外側に設けられた外側平板フランジ部と、前記外側平板フランジ部から径方向外側に突出し、前縁側および後縁側に周方向に設けられた一対の外側取付部とを有する外側シュラウドと、
前記翼有効部の径方向内側に設けられた内側平板フランジ部を有する内側シュラウドと、
前記外側平板フランジ部に形成された径方向に貫通する貫通孔を介して前記翼有効部の前記中空部に冷却媒体を導入する第１の冷却媒体導入通路と、
前記外側平板フランジ部の肉厚内に前記外側平板フランジ部の表面に沿う方向に形成され、前記翼有効部の前記中空部に冷却媒体を導入する第２の冷却媒体導入通路と
を具備することを特徴とするタービン静翼。
【請求項２】
前記外側シュラウドが、
周方向に隣接する前記外側シュラウドのタービンロータ軸方向に延びる側面間に設けられ、前記外側シュラウド間をシールする第１の板状部材を備え、
前記第２の冷却媒体導入通路は、前記第１の板状部材よりも径方向外側に形成されていることを特徴とする請求項１記載のタービン静翼。
【請求項３】
前記外側平板フランジ部の肉厚内に前記外側平板フランジ部の表面に沿う方向に形成され、前記中空部内の冷却媒体を外部に排出する第１の冷却媒体排出通路を備え、
前記第１の冷却媒体排出通路は、前記第１の板状部材よりも径方向内側に形成されていることを特徴とする請求項２記載のタービン静翼。
【請求項４】
前記第１の冷却媒体排出通路は、前記タービン静翼の後縁側に設けられていることを特徴とする請求項３記載のタービン静翼。
【請求項５】
前記内側シュラウドが、
周方向に隣接する前記内側シュラウドのタービンロータ軸方向に延びる側面間に設けられ、前記内側シュラウド間をシールする第２の板状部材と、
前記内側平板フランジ部の肉厚内に前記内側平板フランジ部の表面に沿う方向に形成され、前記中空部内の冷却媒体を外部に排出する第２の冷却媒体排出通路と
を備え、
前記第２の冷却媒体排出通路は、前記第２の板状部材よりも径方向外側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のタービン静翼。
【請求項６】
前記内側シュラウドが、初段のタービン静翼における内側シュラウドであり、
前記内側シュラウドと前記内側シュラウドの上流側に隣接する第１のタービン部材との間をシールする第３の板状部材を備え、
前記第２の冷却媒体排出通路は、前記第３の板状部材よりも径方向外側に形成されていることを特徴とする請求項５記載のタービン静翼。
【請求項７】
前記外側シュラウドが、初段のタービン静翼における内側シュラウドであり、
前記外側シュラウドと前記外側シュラウドの上流側に隣接する第２のタービン部材との間をシールする第４の板状部材を備え、
前記第２の冷却媒体導入通路は、前記第４の板状部材よりも径方向外側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のタービン静翼。
【請求項８】
前記第２の冷却媒体導入通路は、前記タービン静翼の前縁側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のタービン静翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、タービン静翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の削減や省資源などの要求から、発電プラントの高効率化が進められている。そのため、ガスタービン発電プラントにおいては、作動流体の高温化などが積極的に進められている。この作動流体の高温化に対応するために、静翼や動翼などの冷却に関して様々な試みがなされている。
【０００３】
近年において、燃焼器において生成した二酸化炭素を作動流体として系統内に循環させる発電プラントが検討されている。具体的には、この発電プラントは、酸素および炭化水素などの燃料を燃焼させる燃焼器を備える。作動流体として燃焼器に導入された二酸化炭素は、燃焼によって生成した燃焼ガス（二酸化炭素および水蒸気）とともにタービンに導入される。タービンは、これらの導入された燃焼ガスおよび作動流体によって駆動される。そして、タービンの駆動を利用して発電機で発電を行う。
【０００４】
タービンから排出されるタービン排気（二酸化炭素および水蒸気）は、熱交換器によって冷却されることでて水分が除去され、二酸化炭素（作動流体）となる。二酸化炭素は、圧縮機によって昇圧されて超臨界流体となる。昇圧された二酸化炭素の大部分は、上記の熱交換器によって加熱され、燃焼器に循環される。昇圧された二酸化炭素のうち、外部から供給された燃料と酸素の燃焼によって生じた二酸化炭素に相当する分は、例えば回収され、他の用途に利用される。
【０００５】
このような超臨界の二酸化炭素を作動流体とするタービン入口圧力は、従来のガスタービンにおけるタービン入口圧力の２０倍程度となる。なお、超臨界の二酸化炭素を作動流体とするタービンを以下において、ＣＯ２タービンという。
【０００６】
また、ＣＯ２タービンのタービン入口における作動流体の温度は、１０００℃を超え、現状のガスタービンのタービン入口における作動流体の温度と同等である。そして、ＣＯ２タービンでは、上記したようにタービン入口圧力は高いため、従来のガスタービンに比べて、静翼などの翼面における熱伝達率が増大する。
【０００７】
ＣＯ２タービンでは、従来のガスタービンの場合と同様に、温度が３５０〜５５０℃程度の冷却媒体を静翼および動翼の内部に設けられた冷却流路に導いて、静翼および動翼を冷却している。
【０００８】
例えば、静翼は、翼有効部と、翼有効部の外周側に設けられた外側シュラウドと、翼有効部の内周側に設けられた内側シュラウドとを備える。
【０００９】
従来の静翼において、静翼を冷却するための全量の冷却媒体は、ケーシングに設けられた導入口を介して外側シュラウドに形成された径方向に貫通する貫通孔から翼有効部内に導かれる。そして、翼有効部内に導かれた冷却媒体は、翼有効部内の通路を流れて翼有効部を冷却する。翼有効部を冷却した冷却媒体は、静翼の外側シュラウドおよび内側シュラウドの肉厚内に表面に沿う方向に形成された冷却孔を通り、翼外部に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１５−５９４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記したように、ＣＯ２タービンにおいては、静翼などの翼面における熱伝達率は増加する。そこで、翼の冷却を促進するため、翼に導入する冷却媒体の供給量を増加することが考えられるが、発電システムの効率向上の観点から妥当ではない。
【００１２】
また、従来の静翼では、熱負荷の大きい外側シュラウドを翼有効部を冷却した後の冷却媒体によって冷却している。そのため、従来の静翼では、外側シュラウドを十分に冷却することができなかった。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、冷却媒体の供給量を増加することなく、翼の冷却を促進することができるタービン静翼を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
実施形態のタービン静翼は、内部に中空部を有する翼有効部と、前記翼有効部の径方向外側に設けられた外側平板フランジ部と、前記外側平板フランジ部から径方向外側に突出し、前縁側および後縁側に周方向に設けられた一対の外側取付部とを有する外側シュラウドと、前記翼有効部の径方向内側に設けられた内側平板フランジ部を有する内側シュラウドとを備える。
【００１５】
また、タービン静翼は、前記外側平板フランジ部に形成された径方向に貫通する貫通孔を介して前記翼有効部の前記中空部に冷却媒体を導入する第１の冷却媒体導入通路と、前記外側平板フランジ部の肉厚内に前記外側平板フランジ部の表面に沿う方向に形成され、前記翼有効部の前記中空部に冷却媒体を導入する第２の冷却媒体導入通路とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態の静翼が設けられたタービンを備えるガスタービン設備の系統図である。
【図２】実施の形態の静翼が設けられたタービンの縦断面の一部を示した図である。
【図３】実施の形態の静翼の縦断面を示す図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図７】実施の形態における、タービン段落が第２段以降の静翼について、図３のＡ−Ａ断面に相当する断面の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、実施の形態の静翼が設けられたタービンを備えるガスタービン設備１の系統図である。なお、ここでは、燃焼器２で生成された二酸化炭素を作動流体として循環させるＣＯ２タービンを例示して説明する。
【００１９】
図１に示すように、ガスタービン設備１は、燃焼器２と、タービン３と、発電機４と、熱交換器５と、凝縮器６と、圧縮機７とを備える。
【００２０】
ガスタービン設備１において、酸素および燃料が燃焼器２に供給される。そして、燃焼器２において燃焼が生じることによって、二酸化炭素および水蒸気が生成される。また、燃焼器２には、ガスタービン設備１を循環する二酸化炭素が熱交換器５を介して導入される。
【００２１】
燃料および酸素の流量は、例えば、それぞれが完全に混合した状態において量論混合比（理論混合比）となるように調整されている。燃料としては、例えば、天然ガス、メタンなどの炭化水素や、石炭ガス化ガスなどが使用される。
【００２２】
タービン３においては、燃焼器２で生成された二酸化炭素および水蒸気と、熱交換器５を介して燃焼器２に導入された二酸化炭素とを含む燃焼ガスが、燃焼器２から導入される。タービン３に作動流体として導入された燃焼ガスは、タービン３において膨張仕事を行う。これによって、タービン３に連結された発電機４が駆動し、発電が行われる。
【００２３】
タービン３から排出された燃焼ガスは、熱交換器５を通過後に、凝縮器６を通過する。凝縮器６では、タービン３から排出された燃焼ガスに含まれる水蒸気が凝縮され、液体の水になる。その水は、凝縮器６を通過した燃焼ガスが流れる配管から分岐された分岐管８を通って、外部に排出される。
【００２４】
燃焼ガスは、凝縮器６で水蒸気と分離されてドライな作動流体、すなわち二酸化炭素となる。この二酸化炭素は、圧縮機７で昇圧され、超臨界流体となる。圧縮機７の出口において、二酸化炭素の圧力は、例えば、３０ＭＰａ程度となる。
【００２５】
圧縮機７で昇圧された二酸化炭素の一部は、熱交換器５において加熱され、燃焼器２に供給される。燃焼器２に導入された二酸化炭素は、例えば、燃焼器２の上流側から燃料および酸化剤（酸素）とともに燃焼領域（図示しない）に噴出されたり、燃焼器ライナ（図示しない）を冷却した後に希釈孔などを介して燃焼領域の下流側に噴出される。
【００２６】
また、超臨界流体である二酸化炭素の一部は、熱交換器５内の流路の途中から分岐された分岐管９を介して、冷却媒体としてタービン３に導入される。この冷却媒体の温度は、タービン３に導入される燃焼ガスの温度よりも低い温度である。この冷却媒体の温度は、冷却対象物に対する冷却効果と冷却対象物に生ずる熱応力とを考慮して、例えば、３５０℃〜５５０℃程度であることが好ましい。
【００２７】
圧縮機７で昇圧された二酸化炭素の残りは、系統の外部に排出される。系統の外部には、例えば、燃焼器２において燃焼により生成した二酸化炭素に相当する量の二酸化炭素が排出される。
【００２８】
外部に排出された作動ガスは、例えば、回収装置により回収される。また、外部に排出された二酸化炭素は、例えば、石油採掘現場で用いられているＥＯＲ（Enhanced Oil Recovery）にも利用することができる。
【００２９】
次に、実施の形態の静翼３０（タービン静翼）が設けられたタービン３の構成について説明する。
【００３０】
図２は、実施の形態の静翼３０が設けられたタービン３の縦断面の一部を示した図である。図２に示された断面は、周方向に隣接する静翼３０間における断面を示している。
【００３１】
図２に示すように、タービン３は、円筒形状の外部ケーシング１５と、外部ケーシング１５の内側に設けられた、円筒形状の内部ケーシング１６とを備える。内部ケーシング１６の内側には、周方向に複数の静翼３０が配置され、静翼翼列を構成している。なお、静翼３０は、内部ケーシング１６に支持されている。
【００３２】
また、静翼翼列の直下流側には、タービンロータ１７のロータディスク１８に周方向に複数の動翼１９（タービン動翼）を植設して構成された動翼翼列が配置されている。静翼翼列と動翼翼列は、タービンロータ軸方向に沿って交互に配設されている。静翼翼列と、この静翼翼列の直下流の動翼翼列とで一つのタービン段落を構成している。
【００３３】
ここで、タービンロータ軸方向（以下、軸方向Ｘという）は、タービンロータ１７の回転軸Ｏの延びる方向である。軸方向Ｘで、作動流体の流れの上流側（燃焼器側）を上流側Ｘｕ、作動流体の流れの下流側（タービン出口側）を下流側Ｘｄとする。周方向は、タービンロータ１７の回転軸Ｏを中心とした周方向である。
【００３４】
また、回転軸Ｏに対して垂直な方向を径方向Ｒとする。径方向Ｒで、回転軸Ｏに近づく側を径方向内側Ｒｉ、回転軸Ｏから遠ざかる側を径方向外側Ｒｏとする。
【００３５】
動翼１９の外周は、例えば、シュラウドセグメント２０で包囲されている。このシュラウドセグメント２０は、燃焼ガスから内部ケーシング１６への入熱を防止するとともに、動翼１９の先端との隙間を調整し、適正な隙間を維持するためのものである。シュラウドセグメント２０は、例えば、図２に示すように、内部ケーシング１６に固定された静翼３０によって支持されている。この場合、シュラウドセグメント２０と、内部ケーシング１６との間に、径方向および周方向に空隙部２１が形成される。
【００３６】
内部ケーシング１６の内側において、静翼翼列および動翼翼列を備える空間には、円環状の燃焼ガス通路２２が形成される。
【００３７】
外部ケーシング１５の上流側Ｘｕには、図１に示した分岐管９が貫通している。そして、分岐管９は、内部ケーシング１６の上流側Ｘｕに連結されている。
【００３８】
図２に示すように、内部ケーシング１６において、静翼３０を係止する係合溝２３の径方向外側Ｒｏには、軸方向Ｘに、冷却媒体が導かれる導入孔２４が形成されている。この導入孔２４の上流側Ｘｕの端部には、オリフィス２４ａが設けられている。オリフィス２４ａは、中央に開口を有し、導入孔２４に導入される冷却媒体の流量を調整する。
【００３９】
なお、導入孔２４に導入される冷却媒体の流量は、オリフィス２４ａの開口径などによって調整される。このオリフィス２４ａを備えた導入孔２４は、例えば、内部ケーシング１６の周方向に複数設けられてもよい。
【００４０】
分岐管９から内部ケーシング１６内に流入した冷却媒体の一部は、オリフィス２４ａを通り、導入孔２４に流入する。
【００４１】
また、内部ケーシング１６には、静翼３０を備える位置に対応して径方向Ｒに貫通孔２５が形成されている。導入孔２４に流入した冷却媒体は、貫通孔２５を通り静翼３０（翼有効部４０）内に導入される。
【００４２】
ここで、各タービン段落の静翼３０に導かれる冷却媒体の流量は、各静翼３０に対応して形成された貫通孔２５の孔径を変えることで調整される。換言すれば、貫通孔２５を介して各静翼３０に導入される冷却媒体の圧力は、各静翼３０に対応して形成された貫通孔２５の孔径を変えることで調整される。
【００４３】
なお、ここでは、一つの導入孔２４に導入された冷却媒体を、各貫通孔２５を介して各静翼３０に導いているが、この構成に限られない。
【００４４】
例えば、各タービン段落の静翼３０に対して導入孔２４をそれぞれ設けてもよい。具体的には、例えば、タービン段落の初段の静翼３０に対して、オリフィス２４ａを備える導入孔２４が内部ケーシング１６に、軸方向Ｘに形成される。また、タービン段落の第２段の静翼３０に対して、オリフィス２４ａを備える導入孔２４が内部ケーシング１６に、軸方向Ｘに形成される。これらの各導入孔２４は、例えば、内部ケーシング１６の周方向に複数設けられてもよい。
【００４５】
そして、分岐管９から内部ケーシング１６内に流入した冷却媒体の一部は、オリフィス２４ａを介して各導入孔２４に流入し、各貫通孔２５を介して各静翼３０に導かれる。この場合、各静翼３０に導かれる冷却媒体の流量は、オリフィス２４ａの開口径、周方向に設けられる導入孔２４の数などによって調整される。
【００４６】
次に、実施の形態の静翼３０の構成について説明する。
【００４７】
図３は、実施の形態の静翼３０の縦断面を示す図である。ここで、図３は、翼有効部４０のキャンバーラインに沿った縦断面である。図４は、図３のＡ−Ａ断面を示す図である。図５は、図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。図６は、図３のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【００４８】
なお、図３〜図６では、冷却媒体の流れを矢印で示している。また、図４〜図６において、翼有効部４０の外形を一点鎖線で示している。さらに、図４〜図６において、周方向に隣接する静翼３０の一部も示している。
【００４９】
図２および図３に示すように、静翼３０は、翼有効部４０と、外側シュラウド５０と、内側シュラウド６０とを備える。翼有効部４０、外側シュラウド５０および内側シュラウド６０は、例えば、一体的に形成さている。翼有効部４０は、例えば、前縁側（例えば、図３の左側）が湾曲断面形状を有し、後縁側（例えば、図３の右側）が先細断面形状を有する、翼型形状に構成されている。
【００５０】
翼有効部４０の周方向の隙間は、燃焼ガス通路２２の一部を構成している。そして、翼有効部４０の周囲を燃焼ガスが通過する。
【００５１】
翼有効部４０の径方向内側Ｒｉは、開口し、その開口は、内側シュラウド６０の内側平板フランジ部６１によって封鎖されている。翼有効部４０の径方向外側Ｒｏは、開口し、外側シュラウド５０が設けられている。具体的には、翼有効部４０の径方向外側Ｒｏには、外側シュラウド５０の外側平板フランジ部５１が設けられている。
【００５２】
外側シュラウド５０の外側平板フランジ部５１には、径方向外側Ｒｏに突出する一対の外側取付部５２、５３が設けられている。外側取付部５２は、静翼３０の前縁側に周方向に設けられ、外側取付部５３は、静翼３０の後縁側に周方向に設けられている。この外側取付部５２、５３は、図２に示す内部ケーシング１６の係合溝２３に係止される。これによって、静翼３０が内部ケーシング１６に支持される。
【００５３】
ここで、本実施の形態の静翼３０において、タービン段落の初段の静翼３０と、第２段以降の静翼３０とでは、上流側Ｘｕの構成が若干異なる。ここでは、まず、初段の静翼３０について説明する。そして、第２段以降の静翼３０については、初段の静翼３０の一連の説明後、初段の静翼３０と異なる構成について主に説明する。
【００５４】
（シール部の構成）
ここで、周方向に設けられた静翼３０間、静翼３０と静翼３０の上流側Ｘｕのタービン部材との間、静翼３０と静翼３０の下流側Ｘｄのタービン部材との間には、シールプレートが設けられている。なお、図２に示された断面図において、溝部１１、１２、８０、８１、８２、８３、８４、８５、１００、１０１、１０２に嵌合されたシールプレート９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７は、便宜上、線で示されている。
【００５５】
シールプレート９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７は、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスの燃焼ガス通路２２の外部への漏洩や、静翼３０内に導入される冷却媒体の燃焼ガス通路２２への漏洩を防止する。
【００５６】
まず、周方向に設けられた静翼３０間のシール部の構成について説明する。
【００５７】
図２および図３に示すように、周方向に隣接する外側シュラウド５０の対向する側面５０ａ、５０ｂには、溝部８０、８１、８２が形成されている。溝部８０、８１、８２は、スリット状に形成されている。
【００５８】
溝部８０は、外側平板フランジ部５１の側面５０ａに形成されている。具体的には、溝部８０は、軸方向Ｘに延びる側面５０ａに、所定の溝幅を有して軸方向Ｘに延設されている。
【００５９】
溝部８１は、外側平板フランジ部５１の側面５０ａおよび外側取付部５２、５３の側面５０ｂに形成されている。具体的には、溝部８１は、側面５０ａおよび径方向Ｒに延びる側面５０ｂ（外側取付部５２、５３の側面５０ｂ）に、所定の溝幅を有して径方向Ｒに延設されている。
【００６０】
なお、上流側Ｘｕに形成された溝部８１は、溝部８０の上流側端部から径方向外側Ｒｏに延設されている。
【００６１】
溝部８２は、外側平板フランジ部５１の側面５０ａに形成されている。具体的には、溝部８２は、側面５０ａに、溝部８０の下流側端部から径方向外側Ｒｏに所定の溝幅を有して延設されている。この溝部８２は、図２に示すように、シュラウドセグメント２０の上流端側に径方向Ｒに延設された溝部１００と繋がるように形成されている。
【００６２】
周方向に隣接する外側シュラウド５０のそれぞれの溝部８０、８１には、シールプレート９０、９１がそれぞれ嵌合されている。そして、周方向に隣接する外側シュラウド５０間をシールする。
【００６３】
シールプレート９０、９１を備えることで、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスと、静翼３０内に導入される冷却媒体との混合を防止できる。
【００６４】
また、周方向に隣接する、外側シュラウド５０の溝部８２およびシュラウドセグメント２０の溝部１００には、シールプレート９２が嵌合されている。そして、周方向に隣接する外側シュラウド５０の下流端側とシュラウドセグメント２０の上流端側との間をシールする。
【００６５】
シールプレート９２を備えることで、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスがシュラウドセグメント２０と内部ケーシング１６との間の空隙部２１に流入することを防止する。
【００６６】
また、周方向に隣接する内側シュラウド６０の内側平板フランジ部６１の対向する側面６０ａには、溝部８３が形成されている。溝部８３は、軸方向Ｘに延びる側面６０ａに、所定の溝幅を有して軸方向Ｘに延設されている。
【００６７】
周方向に隣接する内側シュラウド６０のそれぞれの溝部８３には、シールプレート９３が嵌合されている。そして、周方向に隣接する内側シュラウド６０間をシールする。
【００６８】
シールプレート９３を備えることで、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスが、タービンロータ１７と静翼３０との間の空間に流出することを防止できる。
【００６９】
ここで、シールプレート９０、９１、９２、９３は、板状部材で構成される。軸方向Ｘに延びる側面５０ａに形成された溝部８０に嵌合されたシールプレート９０は、第１の板状部材として機能する。軸方向Ｘに延びる側面６０ａに形成された溝部８３に嵌合されたシールプレート９３は、第２の板状部材として機能する。
【００７０】
次に、静翼３０と静翼３０の上流側Ｘｕのタービン部材との間のシール部の構成について説明する。なお、このシール部は、初段の静翼３０に備えられる。
【００７１】
ここで、初段の静翼３０の場合、静翼３０の上流側Ｘｕのタービン部材は、図２に示すように、燃焼器２の下流端部材となる。具体的には、燃焼器２のトランジションピース１０の下流端部材となる。
【００７２】
なお、燃焼器２のトランジションピース１０の下流端部材は、第１のタービン部材、第２のタービン部材として機能する。
【００７３】
初段の静翼３０の場合、図２および図３に示すように、上流側Ｘｕに隣接するトランジションピース１０の下流側端面１０ａ、およびこの下流側端面１０ａに対向する外側シュラウド５０の外側平板フランジ部５１の上流側端面５１ａには、溝部１１、８４が形成されている。溝部１１、８４は、スリット状に形成されている。
【００７４】
溝部１１は、周方向に延びる下流側端面１０ａに、所定の溝幅を有して周方向に延設されている。溝部８４は、周方向に延びる上流側端面５１ａに、所定の溝幅を有して周方向に延設されている。
【００７５】
この対向するそれぞれの溝部１１、８４には、シールプレート９４が嵌合されている。そして、下流側端面１０ａと上流側端面５１ａとの間を周方向に亘ってシールする。なお、シールプレート９４の構成は、前述した他のシールプレートの構成と同じである。また、シールプレート９４は、第４の板状部材として機能する。
【００７６】
また、初段の静翼３０の場合、図２および図３に示すように、上流側Ｘｕに隣接するトランジションピース１０の下流側端面１０ｂ、およびこの下流側端面１０ｂに対向する内側シュラウド６０の内側平板フランジ部６１の上流側端面６１ａには、溝部１２、８５が形成されている。溝部１２、８５は、スリット状に形成されている。
【００７７】
溝部１２は、周方向に形成される下流側端面１０ｂに、所定の溝幅を有して周方向に延設されている。溝部８５は、周方向に形成される上流側端面６１ａに、所定の溝幅を有して周方向に延設されている。
【００７８】
この対向するそれぞれの溝部１２、８５には、シールプレート９５が嵌合されている。そして、下流側端面１０ｂと上流側端面６１ａとの間を周方向に亘ってシールする。なお、シールプレート９５の構成は、前述した他のシールプレートの構成と同じである。また、シールプレート９５は、第３の板状部材として機能する。
【００７９】
シールプレート９４、９５を備えることで、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスが、内部ケーシング１６内の空間に流出することを防止できる。
【００８０】
次に、周方向に設けられたシュラウドセグメント２０間のシール部の構成について説明する。
【００８１】
ここで、シュラウドセグメント２０においては、上流側Ｘｕにおいて周方向に設けられたシュラウドセグメント２０間をシールする前述したシールプレート９２以外にも、シールプレート９６、９７が設けられている。
【００８２】
図２に示すように、シールプレート９６は、周方向に設けられたシュラウドセグメント２０間に設けられている。このシールプレート９６は、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスが、シュラウドセグメント２０と内部ケーシング１６との間の空隙部２１に流入することを防止する。
【００８３】
周方向に隣接するシュラウドセグメント２０の対向する側面２０ａには、前述した溝部１００以外にも、溝部１０１、１０２が形成されている。溝部１０１、１０２は、スリット状に形成されている。
【００８４】
具体的には、溝部１０１は、軸方向Ｘに延びる側面２０ａに、所定の溝幅を有して軸方向Ｘに延設されている。溝部１０１の上流端は、溝部１００の径方向外側Ｒｏの端部に繋がっている。
【００８５】
溝部１０２は、シュラウドセグメント２０の下流側端部に、所定の溝幅を有して径方向Ｒに延設されている。溝部１０２の径方向外側Ｒｏの端部は、溝部１０１の下流端に繋がっている。なお、溝部１０２は、後述するタービン段落が２段以降の静翼３０の外側平板フランジ部５１の上流側Ｘｕに形成される溝部８６と繋がるように形成されている。
【００８６】
（冷却媒体導入通路および冷却媒体排出通路の構成）
外側シュラウド５０の外側平板フランジ部５１は、例えば、図４に示すように、多角形状の平板形状を有している。この外側平板フランジ部５１には、図３に示すように、翼有効部４０の中空部４１、４２、４３に対応する開口部５４、５５、５６が形成されている。開口部５４、５５は、例えば、それぞれ中空部４１、４２の形状と同じ開口形状に形成されている。また、開口部５６は、複数の中空部４３が形成された領域全体に開口するように形成されている。
【００８７】
なお、開口部５４、５５、５６は、外側平板フランジ部５１に形成された径方向Ｒに貫通する貫通孔である。また、外側平板フランジ部５１の開口部５４、５５を介して翼有効部４０の中空部４１、４２、４３に冷却媒体を導入する通路は、第１の冷却媒体導入通路として機能する。
【００８８】
外側平板フランジ部５１には、図３に示すように、冷却媒体を開口部５４および中空部４１に導く冷却媒体導入通路５７が形成されている。また、外側平板フランジ部５１には、中空部４３および開口部５６内の冷却媒体を静翼３０に外部に排出する冷却媒体排出通路５８が形成されている。
【００８９】
なお、冷却媒体導入通路５７は、第２の冷却媒体導入通路として機能する。また、冷却媒体排出通路５８は、第１の冷却媒体排出通路として機能する。
【００９０】
冷却媒体導入通路５７は、図３に示すように、外側平板フランジ部５１の肉厚内に外側平板フランジ部５１の表面に沿う方向に形成されている。換言すると、冷却媒体導入通路５７は、外側平板フランジ部５１の肉厚部を水平方向に貫通して形成されている。
【００９１】
また、冷却媒体導入通路５７は、図４に示すように、静翼３０の前縁側に設けられている。冷却媒体導入通路５７は、少なくとも１つ形成され、図４に示すように、複数形成されてもよい。
【００９２】
なお、前縁側とは、翼有効部４０の中央よりも前縁側をいい、後縁側とは、翼有効部４０の中央よりも後縁側をいう。翼有効部４０の中央としては、例えば、翼有効部４０のキャンバーラインの中央などが例示される。
【００９３】
ここで、図４に示すように、シールプレート９０を備えることで、周方向に隣接する外側平板フランジ部５１間には、所定の間隙が形成される。この間隙を備えることで、冷却媒体導入通路５７の入口が外側平板フランジ部５１の周方向の側面５０ａに形成されていても、冷却媒体導入通路５７に冷却媒体を導入することができる。
【００９４】
冷却媒体導入通路５７は、図２に示すように、軸方向Ｘに延びる側面５０ａに形成された溝部８０に嵌合されたシールプレート９０よりも径方向外側Ｒｏに形成されている。また、冷却媒体導入通路５７は、トランジションピース１０の下流側端面１０ａと外側平板フランジ部５１の上流側端面５１ａとの間をシールするシールプレート９４よりも径方向外側Ｒｏに形成されている。
【００９５】
ここで、図４に示すように、シールプレート９４を備えることで、下流側端面１０ａと上流側端面５１ａとの間には、所定の間隙が形成される。冷却媒体は、この隙間から冷却媒体導入通路５７を通り開口部５４内へ流れる。また、下流側端面１０ａと上流側端面５１ａとの間に流れる冷却媒体は、シールプレート９４に遮られ、燃焼ガス通路２２内へ流れない。さらに、シールプレート９４を備えることで、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスは、内部ケーシング１６内の空間に流出しない。
【００９６】
冷却媒体排出通路５８は、図３に示すように、外側平板フランジ部５１の肉厚内に外側平板フランジ部５１の表面に沿う方向に形成されている。換言すると、冷却媒体排出通路５８は、外側平板フランジ部５１の肉厚部を水平方向に貫通して形成されている。
【００９７】
また、冷却媒体排出通路５８は、図５に示すように、静翼３０の後縁側に設けられている。冷却媒体排出通路５８は、少なくとも１つ形成され、図５に示すように、複数形成されてもよい。
【００９８】
ここで、図５に示すように、シールプレート９０を備えることで、周方向に隣接する外側平板フランジ部５１間には、所定の間隙が形成される。この間隙を備えることで、冷却媒体排出通路５８の出口が外側平板フランジ部５１の周方向の側面５０ａに形成されていても、冷却媒体排出通路５８から外部に冷却媒体を排出することができる。
【００９９】
さらに、冷却媒体排出通路５８は、図３に示すように、冷却媒体導入通路５７よりも径方向内側Ｒｉに形成されている。また、冷却媒体排出通路５８は、図２に示すように、軸方向Ｘに延びる側面５０ａに形成された溝部８０に嵌合されたシールプレート９０よりも径方向内側Ｒｉに形成されている。
【０１００】
また、冷却媒体排出通路５８は、シールプレート９２よりも径方向内側Ｒｉに形成されている。
【０１０１】
冷却媒体排出通路５８をシールプレート９０よりも径方向内側Ｒｉに設けることで、静翼３０から排出された冷却媒体は、再度静翼３０の内部へ流入することなく、燃焼ガス通路２２内へ流出する。
【０１０２】
さらに、冷却媒体排出通路５８をシールプレート９０、９２よりも径方向内側Ｒｉに設けることで、静翼３０から排出された冷却媒体は、シュラウドセグメント２０と内部ケーシング１６との間の空隙部２１に流入することもない。
【０１０３】
内側シュラウド６０の内側平板フランジ部６１は、外側平板フランジ部５１と同様に、例えば、図６に示すように、多角形状の平板形状を有している。この内側平板フランジ部６１には、図３に示すように、翼有効部４０の中空部４１、４２、４３に対応する凹部６２、６３、６４が形成されている。
【０１０４】
凹部６２、６３は、例えば、それぞれ中空部４１、４２の形状と同じ形状に形成されている。凹部６４は、複数の中空部４３が形成された領域全体に対応して窪みを有するように形成されている。凹部６３と凹部６４は、軸方向Ｘに連通している。
【０１０５】
内側平板フランジ部６１には、図３に示すように、中空部４１および凹部６２内の冷却媒体を静翼３０の外部に排出する冷却媒体排出通路６５が形成されている。さらに、内側平板フランジ部６１には、中空部４３および凹部６４内の冷却媒体を静翼３０の外部に排出する冷却媒体排出通路６６が形成されている。なお、冷却媒体排出通路６５、６６は、第２の冷却媒体排出通路として機能する。
【０１０６】
冷却媒体排出通路６５、６６は、図３に示すように、内側平板フランジ部６１の肉厚内に内側平板フランジ部６１の表面に沿う方向に形成されている。換言すると、冷却媒体排出通路６５、６６は、内側平板フランジ部６１の肉厚部を水平方向に貫通して形成されている。また、冷却媒体排出通路６５と冷却媒体排出通路６６は、例えば、同じ径方向位置に形成される。
【０１０７】
冷却媒体排出通路６５は、図６に示すように、静翼３０の前縁側に設けられている。また、冷却媒体排出通路６６は、静翼３０の後縁側に設けられている。冷却媒体排出通路６５、６６は、少なくとも１つ形成され、図６に示すように、複数形成されてもよい。
【０１０８】
ここで、図６に示すように、シールプレート９３を備えることで、周方向に隣接する内側平板フランジ部６１間には、所定の間隙が形成される。この間隙を備えることで、冷却媒体排出通路６５、６６の出口が内側平板フランジ部６１の周方向の側面６０ａに形成されていても、冷却媒体排出通路６５、６６から外部に冷却媒体を排出することができる。
【０１０９】
また、図６に示すように、シールプレート９５を備えることで、下流側端面１０ｂと内側平板フランジ部６１の上流側端面６１ａとの間には、所定の間隙が形成される。冷却媒体排出通路６５から排出された冷却媒体は、この隙間を通り燃焼ガス通路２２内へ流出する。
【０１１０】
冷却媒体排出通路６５、６６は、図２に示すように、軸方向Ｘに延びる側面６０ａに形成された溝部８３に嵌合されたシールプレート９３よりも径方向外側Ｒｏに形成されている。これによって、冷却媒体排出通路６５、６６から排出された冷却媒体は、燃焼ガス通路２２内へ流出する。なお、冷却媒体排出通路６５、６６から排出された冷却媒体は、タービンロータ１７と静翼３０との間の空間に流出することもない。
【０１１１】
また、冷却媒体排出通路６５は、トランジションピース１０の下流側端面１０ｂと内側平板フランジ部６１の上流側端面６１ａとの間をシールするシールプレート９５よりも径方向外側Ｒｏに形成されている。これによって、静翼３０から排出された冷却媒体は、内部ケーシング１６内の空間に流出することなく、燃焼ガス通路２２内へ流出する。
【０１１２】
次に、翼有効部４０の内部の構成について説明する。
【０１１３】
図３に示すように、翼有効部４０の内部には、中空部４１、４２、４３が形成されている。この中空部４１、４２、４３には、翼有効部４０の内部に導入された冷却媒体を流すための流路が形成されている。換言すれば、中空部４１、４２、４３は、翼有効部４０の内部に径方向Ｒに形成された貫通孔である。
【０１１４】
なお、図３に示す翼有効部４０内の冷却媒体の流路は一例であり、これに限られるものではない。
【０１１５】
中空部４１は、例えば、図３に示すように、翼有効部４０の前縁側に形成されている。中空部４１の横断面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、前縁側の翼有効部４０の外形形状に対応する形状としてもよい。
【０１１６】
中空部４２は、翼有効部４０の中央に形成され、中空部４３は、翼有効部４０の後縁側に形成されている。中空部４２、４３の横断面形状も特に限定されるものではない。ここでは、中空部４２の横断面形状として半楕円形状、中空部４３の横断面形状として円形形状を例示している。
【０１１７】
後縁側に形成される中空部４３は、少なくとも１つ形成される。ここでは、中空部４３が複数形成された一例を示している。
【０１１８】
中空部４１および開口部５４、５５には、図３に示すように、インサート部材７０が配置されている。このインサート部材７０は、板状部７１と、筒体部７５とを備える。
【０１１９】
板状部７１は、開口部５４、５５を覆うように外側平板フランジ部５１に設けられている。板状部７１には、開口部５４に連通する開口７２および開口部５５に連通する開口７３が形成されている。板状部７１は、例えば、図３に示すように、外周縁の一部を外側平板フランジ部５１に支持されて、所定の位置に固定されている。
【０１２０】
筒体部７５は、径方向外側Ｒｏが開口し、径方向内側Ｒｉが閉鎖された筒体である。筒体部７５の径方向外側Ｒｏの開口の周囲には、軸方向Ｘに延びるフランジ部７７を備える。フランジ部７７の外周側面７７ａは、開口部５４の内壁５４ａに接触している。
【０１２１】
また、フランジ部７７の一部から径方向外側Ｒｏに延びる支持板７８は、板状部７１に固定されている。これによって、筒体部７５は、板状部７１に支持される。また、筒体部７５の、中空部４１の内壁４１ａと面する箇所（筒体部７５の側壁）には、複数の噴出孔７６が形成されている。
【０１２２】
ここで、図３に示したタービン段落の初段の静翼３０において、筒体部７５の底壁に噴出孔７６を備えない一例を示したが、底壁に複数の噴出孔７６を備えてもよい。また、図示していないが、タービン段落の第２段以降の静翼３０においては、筒体部７５の底壁にも噴出孔７６が備えられている。
【０１２３】
筒体部７５は、開口部５４の内壁５４ａおよび中空部４１の内壁４１ａと所定の空隙をあけて、開口部５４および中空部４１内に挿入されている。そして、フランジ部７７によって、筒体部７５の内部の空間と、筒体部７５と内壁５４ａおよび内壁４１ａの空間とが区画されている。
【０１２４】
また、外側平板フランジ部５１に形成された冷却媒体導入通路５７は、フランジ部７７よりも径方向外側Ｒｏに位置している。換言すると、冷却媒体導入通路５７の出口は、フランジ部７７よりも径方向外側Ｒｏに位置している。
【０１２５】
フランジ部７７を備えることで、冷却媒体導入通路５７から開口部５４内に導入された冷却媒体は、まず、筒体部７５の内部に導かれる。
【０１２６】
また、内側平板フランジ部６１に形成された冷却媒体排出通路６５は、筒体部７５と凹部６２の内壁６２ａとの空間に連通している。これによって、筒体部７５の噴出孔７６から中空部４１の内壁４１ａに向かって噴出された冷却媒体は、冷却媒体排出通路６５を通り外部に排出される。
【０１２７】
複数の中空部４３が形成された領域全体に開口する開口部５６は、平板７９によって塞がれている。
【０１２８】
図３に示すように、外側平板フランジ部５１に形成された冷却媒体排出通路５８は、開口部５６に連通している。また、内側平板フランジ部６１に形成された冷却媒体排出通路６６は、凹部６４に連通している。そのため、開口部５６内の冷却媒体は、冷却媒体排出通路５８を通り外部に排出される。凹部６４内の冷却媒体は、冷却媒体排出通路６６を通り外部に排出される。
【０１２９】
次に、実施の形態の静翼３０における冷却媒体の流動について、図２〜図６を参照して説明する。
【０１３０】
なお、冷却媒体としては、例えば、前述したように、熱交換器５内の流路の途中から抽気された超臨界流体の二酸化炭素が使用される（図１参照）。
【０１３１】
熱交換器５内の流路の途中から分岐された冷却媒体は、図２に示すように、分岐管９を介して内部ケーシング１６内に導入される。内部ケーシング１６内に導入された冷却媒体の一部は、オリフィス２４ａを通り、導入孔２４に流入する。
【０１３２】
導入孔２４に流入した冷却媒体は、内部ケーシング１６の貫通孔２５を通り、静翼３０側に流れる。貫通孔２５を通り静翼３０側に流れる冷却媒体は、外側取付部５２、５３、外側平板フランジ部５１、内部ケーシング１６およびシールプレート９０、９１で囲まれた環状の空間１１０に流れる。
【０１３３】
空間１１０に流入した冷却媒体の一部は、図３に示すように、径方向Ｒに貫通する板状部７１の開口７２、７３を通り、翼有効部４０内に流入する。具体的には、板状部７１の開口７２を通った冷却媒体は、筒体部７５内に流入する。板状部７１の開口７３を通った冷却媒体は、中空部４２に流入する。
【０１３４】
空間１１０に流入した冷却媒体の残部は、図２、図３、図４に示すように、空間１１０に入口が開口する冷却媒体導入通路５７を通り、開口部５４に流入する。開口部５４に流入した冷却媒体は、筒体部７５内に流入する。
【０１３５】
一方、内部ケーシング１６内に導入された冷却媒体の残部は、トランジションピース１０の下流側端面１０ａと外側平板フランジ部５１の上流側端面５１ａとの間の隙間から冷却媒体導入通路５７を通り開口部５４内へ流れる。なお、これらの冷却媒体導入通路５７の入口は、環状の燃焼器２が設けられた内部ケーシング１６内の空間１１１に開口している。そのため、これらの冷却媒体導入通路５７には、空間１１１から直接冷却媒体が導入される。開口部５４内へ流れた冷却媒体は、筒体部７５内に流入する。
【０１３６】
ここで、上記したように、複数設けられた冷却媒体導入通路５７には、空間１１１から冷却媒体が導入されるものと、空間１１０から冷却媒体が導入されるものがある。
【０１３７】
そして、冷却媒体が冷却媒体導入通路５７を通過する際、外側平板フランジ部５１は冷却される。
【０１３８】
ここで、分岐管９を介して内部ケーシング１６内に導入される冷却媒体の流量は、従来の静翼を冷却するための冷却媒体の流量と同じである。そして、本実施の形態では、冷却媒体は、径方向Ｒから導入される冷却媒体導入通路と、外側平板フランジ部５１の肉厚内に外側平板フランジ部５１の表面に沿って形成された冷却媒体導入通路５７とに分かれて流れる。すなわち、径方向Ｒから導入される冷却媒体導入通路から翼有効部４０内に流入する冷却媒体の流量と、冷却媒体導入通路５７から翼有効部４０内に流入する冷却媒体の流量との合計は、従来の静翼を冷却するための冷却媒体の流量と同じである。
【０１３９】
筒体部７５内に流入した冷却媒体は、図３に示すように、噴出孔７６から中空部４１の内壁４１ａに向けて噴出され、内壁４１ａに衝突する。冷却媒体を内壁４１ａに衝突させることで、内壁４１ａと冷却媒体との間の熱伝達が促進され、翼有効部４０が効率よく冷却される。
【０１４０】
内壁４１ａに衝突した冷却媒体は、内側平板フランジ部６１の冷却媒体排出通路６５、トランジションピース１０の下流側端面１０ｂと内側平板フランジ部６１の上流側端面６１ａとの間の隙間を通り燃焼ガス通路２２内へ流出する。
【０１４１】
冷却媒体が冷却媒体排出通路６５を通過する際、内側平板フランジ部６１は冷却される。
【０１４２】
燃焼ガス通路２２内へ流出した冷却媒体は、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスとともに下流側Ｘｄへ流れる。
【０１４３】
一方、外側平板フランジ部５１の開口部５５、翼有効部４０の中空部４２に流入した冷却媒体は、中空部４２を構成する壁面を冷却しつつ、径方向内側Ｒｉへ流れる。そして、冷却媒体は、内側平板フランジ部６１の凹部６３、６４を通り、翼有効部４０の中空部４３を流れる。
【０１４４】
内側平板フランジ部６１の凹部６３、６４を流れる冷却媒体の一部は、内側平板フランジ部６１の冷却媒体排出通路６６を通り燃焼ガス通路２２内へ流出する。冷却媒体が冷却媒体排出通路６６を通過する際、内側平板フランジ部６１は冷却される。
【０１４５】
翼有効部４０の中空部４３を径方向外側Ｒｏへ流れる冷却媒体は、開口部５６に流入する。開口部５６に流入した冷却媒体は、外側平板フランジ部５１の冷却媒体排出通路５８を通り燃焼ガス通路２２内へ流出する。冷却媒体が冷却媒体排出通路５８を通過する際、外側平板フランジ部５１は冷却される。
【０１４６】
（タービン段落が第２段以降の静翼の構成）
ここで、タービン段落が第２段以降の静翼３０について、初段の静翼３０の構成と異なる構成部分について説明する。
【０１４７】
図２に示すように、タービン段落が第２段以降の静翼３０では、外側シュラウド５０の外側平板フランジ部５１の上流側Ｘｕにおける周方向のシール部の構成が、初段の静翼３０における外側平板フランジ部５１の上流側Ｘｕにおける周方向のシール部の構成と異なる。ここでは、この異なる構成について主に説明する。
【０１４８】
なお、第２段以降の静翼３０における他のシール部の構成は、初段の静翼３０におけるシール部の構成と同じである。
【０１４９】
図７は、実施の形態における、タービン段落が第２段以降の静翼３０について、図３のＡ−Ａ断面に相当する断面の一部を示す図である。なお、ここでは、図２に示された第２段の静翼３０および図７を主に参照する。また、図７において、初段の静翼３０の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
【０１５０】
タービン段落が第２段以降の静翼３０において、図２および図７に示すように、外側平板フランジ部５１の周方向の側面５０ａの上流側端部には、所定の溝幅を有する溝部８６が径方向Ｒに延設されている。図２に示すように、溝部８６の径方向内側Ｒｉの端部は、外側平板フランジ部５１の側面５０ａに形成されている溝部８０の上流端と繋がっている。
【０１５１】
なお、溝部８６は、前述したように、シュラウドセグメント２０の下流端側に径方向Ｒに延設された溝部１０２と繋がるように形成されている。そして、溝部８６と溝部１０２に、シールプレート９７が勘合されている。
【０１５２】
シールプレート９２、９６、９７を備えることで、燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガスがシュラウドセグメント２０と内部ケーシング１６との間の空隙部２１に流入することを防止する。
【０１５３】
このように、第２段以降の静翼３０では、外側シュラウド５０および内側シュラウド６０の上流側Ｘｕには、周方向の静翼３０間をシールするシール部を備えている。一方、第２段以降の静翼３０では、外側シュラウド５０と外側シュラウド５０の上流側Ｘｕに隣接するタービン部材との間をシールするシール部材、および内側シュラウド６０と内側シュラウド６０の上流側Ｘｕに隣接するタービン部材との間をシールするシール部材は備えていない。
【０１５４】
内部ケーシング１６の貫通孔２５の静翼３０側には、外側取付部５２、５３、外側平板フランジ部５１、内部ケーシング１６およびシールプレート９０、９１で囲まれた環状の空間１１０を有する。
【０１５５】
ここで、内部ケーシング１６の導入孔２４に流入した冷却媒体は、貫通孔２５を通り、静翼３０側に流れる。貫通孔２５を通り静翼３０側に流れる冷却媒体は、環状の空間１１０に流れる。
【０１５６】
空間１１０に流入した冷却媒体の一部は、径方向Ｒに貫通する板状部７１の開口７２、７３を通り、翼有効部４０内に流入する。具体的には、板状部７１の開口７２を通った冷却媒体は、筒体部７５内に流入する。板状部７１の開口７３を通った冷却媒体は、中空部４２に流入する。
【０１５７】
空間１１０に流入した冷却媒体の残部は、空間１１０に入口が開口する冷却媒体導入通路５７を通り、開口部５４に流入する。開口部５４に流入した冷却媒体は、筒体部７５内に流入する。
【０１５８】
ここで、第２段以降の静翼３０では、冷却媒体導入通路５７のすべてが、空間１１０に入口が開口している。
【０１５９】
なお、冷却媒体の流動については、前述した初段の静翼３０における流動と同様である。
【０１６０】
上記したように、実施の形態の静翼３０によれば、径方向Ｒに貫通する板状部７１の開口７２、７３を介して翼有効部４０内に冷却媒体を導入する冷却媒体導入通路以外にも、外側平板フランジ部５１に形成された冷却媒体導入通路５７を介して翼有効部４０内に冷却媒体を導入することができる。
【０１６１】
冷却媒体導入通路５７には、分岐管９から内部ケーシング１６内に流入した冷却媒体が流れる。すなわち、冷却媒体導入通路５７を流れる冷却媒体の温度は、冷却媒体排出通路５８、６５、６６を流れる冷却媒体の温度よりも低い。そのため、外側平板フランジ部５１の冷却を促進することができる。
【０１６２】
ここで、静翼３０において、上流側Ｘｕの部位は、下流側Ｘｄの部位よりも高温の燃焼ガスに曝される。そこで、冷却媒体導入通路５７を静翼３０の前縁側に設けることで、高温の燃焼ガスと接触する静翼３０の上流側Ｘｕを積極的に冷却することができる。
【０１６３】
また、冷却媒体導入通路５７を介して翼有効部４０内に冷却媒体を導入することで、冷却媒体の流量が従来の静翼に導入される冷却媒体の流量と同じであっても、従来の動翼よりも効果的に静翼３０を冷却することができる。
【０１６４】
さらに、翼有効部４０を冷却した冷却媒体を外側シュラウド５０および内側シュラウド６０の冷却に使用することで、冷却媒体の流量を抑制しつつ、冷却媒体の冷却能力を最大限に利用することができる。これによっても、静翼３０を効率よく冷却することができる。
【０１６５】
ここで、実施の形態の静翼３０の構成は、上記した構成に限られない。燃焼ガス通路２２を流れる燃焼ガス（作動流体）に曝される静翼３０の翼面に、例えば、遮熱コーティング（ＴＢＣ）を施してもよい。
【０１６６】
遮熱コーティング層は、例えば、耐環境性に優れた金属ボンド層と、低熱伝導性のセラミックストップ層とから構成される。なお、遮熱コーティング層の構成は、特に限定されるものではなく、使用する環境に応じて、一般的に使用されている構成を適用することができる。
【０１６７】
このように遮熱コーティング層を備えることで、燃焼ガスからの入熱量が低減され、冷却媒体の流量を低減することができる。
【０１６８】
なお、ここでは、ＣＯ２タービンを例示して説明したが、他のガスタービンにも本実施の形態の構成を適用することもできる。
【０１６９】
以上説明した実施形態によれば、冷却媒体の供給量を増加することなく、翼の冷却を促進することが可能となる。
【０１７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７１】
１…ガスタービン設備、２…燃焼器、３…タービン、４…発電機、５…熱交換器、６…凝縮器、７…圧縮機、８、９…分岐管、１０…トランジションピース、１０ａ、１０ｂ…下流側端面、１１、１２…溝部、１５…外部ケーシング、１６…内部ケーシング、１７…タービンロータ、１８…ロータディスク、１９…動翼、２０…シュラウドセグメント、２０ａ、５０ａ、５０ｂ、６０ａ…側面、２１…空隙部、２２…燃焼ガス通路、２３…係合溝、２４…導入孔、２４ａ…オリフィス、２５…貫通孔、３０…静翼、４０…翼有効部、４１、４２、４３…中空部、４１ａ、５４ａ、６２ａ…内壁、５０…外側シュラウド、５１…外側平板フランジ部、５１ａ、６１ａ…上流側端面、５２、５３…外側取付部、５４、５５、５６…開口部、５７…冷却媒体導入通路、５８、６５、６６…冷却媒体排出通路、６０…内側シュラウド、６１…内側平板フランジ部、６２、６３、６４…凹部、７０…インサート部材、７１…板状部、７２、７３…開口、７５…筒体部、７６…噴出孔、７７…フランジ部、７７ａ…外周側面、７８…支持板、７９…平板、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、１００、１０１、１０２…溝部、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７…シールプレート、１１０、１１１…空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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