(57)【要約】【課題】相対的な軸方向の位置関係が設計時に意図したものとずれた場合等であっても、複数の燃焼器の出口部間における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減可能なガスタービンの静翼を提供する。【解決手段】ガスタービンの静翼は、中空の翼体を備え、ガスタービンの軸方向における翼体の上流側端部は、軸方向における上流側に突出する凸部又は前記軸方向における下流側に凹む凹部を含み、凹部又は凸部は、翼体の外部空間と内部空間とを連通する少なくとも一つのパージ孔を含む。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの静翼であって、
中空の翼体を備え、
前記ガスタービンの軸方向における前記翼体の上流側端部は、前記軸方向における上流側に突出する凸部又は前記軸方向における下流側に凹む凹部を含み、
前記凹部又は前記凸部は、前記翼体の外部空間と内部空間とを連通する少なくとも一つのパージ孔を含む、ガスタービンの静翼。
【請求項２】
前記凸部又は前記凹部は、翼高さ方向に沿って前記翼体の先端側から基端側にかけて延在し、
前記パージ孔は、前記先端側から前記基端側にかけて前記翼高さ方向に沿って配列された複数のパージ孔を含む、請求項１に記載のガスタービンの静翼。
【請求項３】
前記翼体は、前記ガスタービンの周方向において前記パージ孔に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔を含む、請求項１又は２に記載のガスタービンの静翼。
【請求項４】
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、を備え、
前記上流側端部の外壁面は、前記凸部又は前記凹部を周方向に挟んで前記負圧面壁部及び前記圧力面壁部に延在する一対の平板部を含む、請求項１乃至３の何れか１項に記載のガスタービンの静翼。
【請求項５】
前記翼体の前記内部空間に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第１インサートを更に備え、
前記第１インサートは、前記翼高さ方向に沿って延在する開口が形成された開口形成部を含み、
前記開口は、前記少なくとも一つのパージ孔に対向して配置されている、請求項１乃至４の何れか１項に記載のガスタービンの静翼。
【請求項６】
前記第１インサートは、筒状に形成された筒体と、前記筒体の一端部に鍔状に設けられたインサートカラーと、を含み、
前記インサートカラーは、前記開口形成部の位置に対応して配置された切欠き部を有する、請求項５に記載のガスタービンの静翼。
【請求項７】
前記翼体の内壁面と前記第１インサートの外周面との間には第１インピンジメント空間が形成され、
前記第１インサートのうち前記開口形成部を除いた部分は、前記第１インサートの内部空間と前記第１インピンジメント空間とを連通する複数のインピンジメント孔が形成されたインピンジメント壁部を含む、請求項５又は６に記載のガスタービンの静翼。
【請求項８】
前記翼体における前記上流側端部の内壁面には、前記第１インサートとの間で前記第１インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第１シールダムが形成され、
前記一対の第１シールダムは、前記パージ孔を前記ガスタービンの周方向に挟んで配置される、請求項７に記載のガスタービンの静翼。
【請求項９】
前記上流側端部は、前記ガスタービンの周方向に延在する平板部を含み、
前記凸部又は前記凹部は、前記平板部に形成されており、
前記一対の第１シールダムは、前記平板部の内壁面に形成されている、請求項８に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１０】
前記第１インサートは、前記開口を前記周方向に挟んで配置された一対のリブを前記第１インサートの外周面に備え、
前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第１シールダムにそれぞれ嵌合する、請求項８又は９に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１１】
前記第１インサートの前記開口形成部と前記インピンジメント壁部とは、前記リブを間に挟んで隣接して設けられた、請求項１０に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１２】
前記ガスタービンの軸方向において前記第１インサートの下流側に隣接して設けられるとともに前記翼高さ方向に沿って延在する筒状の第２インサートを更に備え、
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、前記翼体の内側において前記負圧面壁部と前記圧力面壁部とを接続するように直線状に延在するｎ個（ｎは１以上の整数）の仕切壁と、を含み、
前記第１インサート及び前記第２インサートは、前記ｎ個の仕切壁のうち後縁から最も遠い仕切壁である前側仕切壁と、前記翼体の外壁のうち前記前側仕切壁を挟んで前記後縁と反対側の部分である前側外壁部と、によって画定される前側空間に設けられ、
前記翼体の内壁面と前記第２インサートの外周面との間には第２インピンジメント空間が形成され、
前記静翼は、前記第１インピンジメント空間と前記第２インピンジメント空間とを仕切る仕切部を備え、
前記第１インサートとの間で前記第１インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対であり、前記第２インサートとの間で前記第２インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対以下である、請求項８乃至１１の何れか１項に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１３】
前記仕切部は、前記第１インサートと前記第２インサートとの間を前記前側外壁部から前記前側仕切壁に亘って仕切る仕切壁を含む、請求項１２に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１４】
前記仕切部は、前記第２インサートとの間で前記第２インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第２シールダムを含む、請求項１２に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１５】
前記一対の第２シールダムは、前記前側仕切壁の内壁面及び前記前側外壁部の内壁面に形成された、請求項１４に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１６】
前記第２インサートは前記第２インサートの外周面に一対のリブを備え、
前記第２インサートの前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第２シールダムにそれぞれ嵌合する、請求項１４又は１５に記載のガスタービンの静翼。
【請求項１７】
径方向に沿った径方向壁部を含む出口部を有するとともに、周方向に配置される複数の燃焼器と、
前記周方向に隣り合う前記燃焼器の前記出口部のうち互いに対向する一対の前記径方向壁部の下流側に位置する、請求項１乃至１６の何れか１項に記載の静翼と、
を備えるガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービンの静翼及びガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の燃焼器を備えるガスタービンでは、燃焼器の出口近傍において、燃焼器間での音響的な伝搬により燃焼振動が発生することがある。このような燃焼振動は、ガスタービンの安定運転を阻害する要因となり得る。そこで、燃焼器の出口近傍で生じる燃焼振動を低減するための工夫がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、隣接する燃焼器の出口部間における熱音響的な接続に起因する熱音響的脈動又は望ましくないモードの共鳴を抑制するため、燃焼器出口部（タービン入口部）における環状のガス流路が周方向に分割されたガスタービンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７２６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、特許文献１に記載されるガスタービンでは、燃焼器出口と静翼との間に形成される環状のガス流路が、周方向に少なくとも部分的に繋がる隙間が形成されている。そのため、隣接する燃焼器間の隙間の形成により音響的伝搬の抑制効果が限定的となりうる。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の燃焼器の出口部間における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減可能なガスタービンの静翼及びガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの静翼は、
ガスタービンの静翼であって、
中空の翼体を備え、
前記ガスタービンの軸方向における前記翼体の上流側端部は、前記軸方向における上流側に突出する凸部又は前記軸方向における下流側に凹む凹部を含み、
前記凹部又は前記凸部は、前記翼体の外部空間と内部空間とを連通する少なくとも一つのパージ孔を含む。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、静翼の上流側に位置する凹部又は凸部を、燃焼器側の相手側部材（例えば燃焼器又は燃焼器と静翼との間に設けられるシール部材等）と嵌合させたときに、静翼の凹部または凸部の一対の側壁面と、相手側部材とを、軸方向においてオーバーラップさせることができる。これにより、燃焼器と静翼との間の隙間が凹凸形状の小さい隙間として形成され、複数の燃焼器の出口部間における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減することができる。
【０００９】
また、上記（１）の構成によれば、静翼の凹部又は凸部と燃焼器側の相手側部材との間の隙間に、翼体の内部空間からパージ孔を介して冷却媒体を供給することができる。このように、静翼の凹部又は凸部と、相手側部材との間の隙間に供給される冷却媒体の流れによって、静翼の上流側端部が冷却され、上流側端部の熱損傷が防止され、ガスタービンの安定運転が可能となる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記凸部又は前記凹部は、翼高さ方向に沿って前記翼体の先端側から基端側にかけて延在し、
前記パージ孔は、前記先端側から前記基端側にかけて前記翼高さ方向に沿って配列された複数のパージ孔を含む。
【００１１】
上記（２）の構成によれば、翼体の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔から冷却媒体を翼体の外部空間に排出することにより、翼体の内部空間への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体の上流側端部の熱損傷を抑制することができる。
【００１２】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記翼体は、前記ガスタービンの周方向において前記パージ孔に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔を含む。
【００１３】
上記（３）の構成によれば、サイドパージ孔から冷却媒体を翼体の外部空間に排出することにより、翼体の内部空間への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体の軸方向上流側端部の損傷を抑制することができる。
【００１４】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し、翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し、前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、を備え、
前記上流側端部の外壁面は、前記凸部又は前記凹部を周方向に挟んで前記負圧面壁部及び前記圧力面壁部に延在する一対の平板部を含む。
【００１５】
上記（４）の構成によれば、翼体の上流側端部の加工が容易になる。
【００１６】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の構成において、
前記翼体の前記内部空間に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第１インサートを更に備え、
前記第１インサートは、前記翼高さ方向に沿って延在する開口が形成された開口形成部を含み、
前記開口は、前記少なくとも一つのパージ孔に対向して配置されている。
【００１７】
上記（５）の構成によれば、第１インサートの内部空間から開口形成部の開口を介して第１インサートの外部に流出した高圧の冷却媒体を、パージ孔からスムーズに静翼の凹部又は凸部と燃焼器側の相手側部材との間の隙間に直接供給することができる。これにより、静翼を冷却しながら前述の隙間を介した燃焼ガスの逆流を抑制することができる。
【００１８】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記第１インサートは、筒状に形成された筒体と、前記筒体の一端部に鍔状に設けられたインサートカラーと、を含み、
前記インサートカラーは、前記開口形成部の位置に対応して配置された切欠き部を有する。
【００１９】
上記（６）の構成によれば、インサートカラーに開口形成部の開口の位置に対応する部分に切欠き部があるので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体の内壁面と第１インサートの外周面との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔に供給できる。
【００２０】
（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、
前記翼体の内壁面と前記第１インサートの外周面との間には第１インピンジメント空間が形成され、
前記第１インサートのうち前記開口形成部を除いた部分は、前記第１インサートの内部空間と前記第１インピンジメント空間とを連通する複数のインピンジメント孔が形成されたインピンジメント壁部を含む。
【００２１】
上記（７）の構成によれば、インピンジメント壁部に形成されたインピンジメント孔を介して第１インサートの内部空間から第１インピンジメント空間に冷却媒体を排出することにより、翼体に対してインピンジメント冷却を行うことができる。
【００２２】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記翼体における前記上流側端部の内壁面には、前記第１インサートとの間で前記第１インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第１シールダムが形成され、
前記一対の第１シールダムは、前記パージ孔を前記ガスタービンの周方向に挟んで配置される。
【００２３】
上記（８）の構成によれば、インピンジメント空間のうち開口形成部の開口とパージ孔とを連通するために接続する連通空間を、一対の第１シールダムによって、第１インピンジメント空間に対して仕切ることができる。このため、静翼の凹部又は凸部と燃焼器側の相手側部材との間の隙間に対して、翼体の内部空間からパージ孔を介して第１インサートに供給された冷却媒体の圧力を下げることなく、高圧の冷却媒体を効果的に供給することができる。これにより、第１インピンジメント空間が、連通空間から縁切り離されるため、翼面の状態に応じて効果的なインピンジメント冷却が可能になる。
【００２４】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記上流側端部は、前記ガスタービンの周方向に延在する平板部を含み、
前記凸部又は前記凹部は、前記平板部に形成されており、
前記一対の第１シールダムは、前記平板部の内壁面に形成されている。
【００２５】
上記（９）の構成によれば、一対の第１シールダムを平板部の内壁面に形成することにより、第１シールダムと第１インサートとの間の漏れ流れを効果的に抑制し、有効なインピンジメント冷却が達成できる。
【００２６】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）又は（９）の構成において、
前記第１インサートは、前記開口を前記周方向に挟んで配置された一対のリブを前記第１インサートの外周面に備え、
前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第１シールダムにそれぞれ嵌合する。
【００２７】
上記（１０）の構成によれば、第１インピンジメント空間において、翼体に対する効果的なインピンジメント冷却が可能になる。
【００２８】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記第１インサートの前記開口形成部と前記インピンジメント壁部とは、前記リブを間に挟んで隣接して設けられる。
【００２９】
上記（１１）の構成によれば、パージ孔を介して翼体の外部空間に排出される冷却媒体及びインピンジメント孔を介して第１インピンジメント空間に噴射される冷却媒体によって、翼体を効果的に冷却することができる。
【００３０】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１１）の何れかの構成において、
前記ガスタービンの軸方向において前記第１インサートの下流側に隣接して設けられるとともに前記翼高さ方向に沿って延在する筒状の第２インサートを更に備え、
前記翼体は、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部と、前記凸部又は前記凹部と後縁とを接続し前記翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部と、前記翼体の内側において前記負圧面壁部と前記圧力面壁部とを接続するように延在するｎ個（ｎは１以上の整数）の仕切壁とを含み、
前記第１インサート及び前記第２インサートは、前記ｎ個の仕切壁のうち後縁から最も遠い仕切壁である前側仕切壁と、前記翼体の外壁のうち前記前側仕切壁を挟んで前記後縁と反対側の部分である前側外壁部と、によって画定される前側空間に設けられ、
前記翼体の内壁面と前記第２インサートの外周面との間には第２インピンジメント空間が形成され、
前記静翼は、前記第１インピンジメント空間と前記第２インピンジメント空間とを仕切る仕切部を備え、
前記第１インサートとの間で前記第１インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対であり、前記第２インサートとの間で前記第２インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対以下である。
【００３１】
上記（１２）の構成によれば、第１インサートとの間で第１インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は一対であり、第２インサートとの間で第２インピンジメント空間を仕切るシールダムの数は、一対以下である。このため、前側空間の圧力を３以上の圧力に分ける場合であっても、第１インサート及び第２インサートを容易に前側空間に挿入することができ、仕切部における漏れ流れの量の増大を抑制することができる。
【００３２】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
前記仕切部は、前記第１インサートと前記第２インサートとの間を前記前側外壁部から前記前側仕切壁に亘って仕切る仕切壁を含む。
【００３３】
上記（１３）の構成によれば、仕切壁を挟んで両側に位置する第１インピンジメント空間と第２インピンジメント空間との間の漏れ流れを完全に防止できる。
【００３４】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
前記仕切部は、前記第２インサートとの間で前記第２インピンジメント空間を仕切るように前記翼高さ方向に延在する一対の第２シールダムを含む。
【００３５】
上記（１４）の構成によれば、第２シールダムを挟んで両側に位置する第１インピンジメント空間と第２インピンジメント空間との間の漏れ流れを簡素な構成で抑制することができる。
【００３６】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の構成において、
前記一対の第２シールダムは、前記前側仕切壁の内壁面及び前記前側外壁部の内壁面に形成される。
【００３７】
上記（１５）の構成によれば、簡素な構成で、前側仕切壁の内壁面と第２インサートとの間を仕切るとともに、前側外壁部と第２インサートとの間を仕切ることができる。
【００３８】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１４）又は（１５）の構成において、
前記第２インサートは前記第２インサートの外周面に一対のリブを備え、
前記第２インサートの前記一対のリブは、前記翼高さ方向に沿って延在するとともに前記一対の第２シールダムにそれぞれ嵌合する。
【００３９】
上記（１６）の構成によれば、一対の第２シールダムを挟んで両側に位置する第１インピンジメント空間と第２インピンジメント空間との間の漏れ流れを簡素な構成で抑制することができる。
【００４０】
（１７）本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
径方向に沿った径方向壁部を含む出口部を有するとともに、周方向に配置される複数の燃焼器と、
前記周方向に隣り合う前記燃焼器の前記出口部のうち互いに対向する一対の前記径方向壁部の下流側に位置する、上記（１）乃至（１６）の何れかに記載の静翼と、
を備える。
【００４１】
上記（１７）の構成によれば、上記（１）乃至（１６）の何れかに記載の静翼を備えるため、複数の燃焼器の出口部間における音響伝搬に起因した燃焼振動を効果的に低減することができる。これにより、対処が必要な燃焼振動の周波数が少なくなり、ガスタービンの安定運転が可能となる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の燃焼器の出口部における燃焼振動を低減可能なガスタービンの静翼及びガスタービンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。
【図２】一実施形態に係るガスタービン１の燃焼器４の出口部５２及びタービン６の入口部の概略構成を示す図である。
【図３】一実施形態に係るガスタービン１の燃焼器４の出口部５２及びタービン６の入口部の概略構成を示す図である。
【図４】一実施形態に係る１段静翼２３廻りの概略断面図（図３に示すＶＩ−ＶＩ断面図）である。
【図５】一実施形態に係る１段静翼２３廻りの他の態様の概略断面図（図３に示すＶＩ−ＶＩ断面図）。
【図６】図４に示した１段静翼２３Ａの具体的構成の一例を示す拡大断面図である。
【図７】図６におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図８】図５に示した１段静翼２３Ａの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。
【図９】図８におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図１０】一実施形態に係る第１インサート１１４の概略構成の一例を示す図である。
【図１１】他の実施形態に係る第１インサート１１４の概略構成の一例を示す図である。
【図１２】図１５に示した第１インサート１１４におけるインサートカラー１２４が設けられる範囲を示す断面図である。
【図１３】第１シールダム１４２の構成例を示す概略断面図である。
【図１４】図４に示した１段静翼２３Ａの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。
【図１５】図１０におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図１６】図５に示した１段静翼２３Ａの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。
【図１７】図１２におけるＤ−Ｄ断面を示す図である。
【図１８】図１４又は図１６に示す第１インサートと第２インサートを組み合わせたインサートの斜視図である。
【図１９】第１インサートと第２インサートを組み合わせたインサートの共通の共有インサートカラーの取付図である。
【図２０Ａ】第２シールダム１６６の構成例を示す概略断面図である。
【図２０Ｂ】第２シールダム１６６の他の構成例を示す概略断面図である。
【図２１】図４に示した１段静翼２３Ａの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。
【図２２】図２１におけるＥ−Ｅ断面を示す図である。
【図２３】一実施形態に係る外側シュラウド６２の構成を示す概略斜視図である。
【図２４】他の実施形態に係る１段静翼２３廻りの概略断面図である。
【図２５】他の実施形態に係る１段静翼２３廻りの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００４５】
図１は、一実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。
図１に示すように、ガスタービン１は、圧縮空気を生成するための圧縮機２と、圧縮空気及び燃料を用いて燃焼ガスを発生させるための燃焼器４と、燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービン６と、を備える。発電用のガスタービン１の場合、タービン６には不図示の発電機が連結される。
【００４６】
圧縮機２は、圧縮機車室１０側に固定された複数の静翼１６と、静翼１６に対して交互に配列されるようにロータ８に植設された複数の動翼１８と、を含む。
圧縮機２には、空気取入口１２から取り込まれた空気が送られるようになっており、この空気は、複数の静翼１６及び複数の動翼１８を通過して圧縮されることで高温高圧の圧縮空気となる。
【００４７】
燃焼器４には、燃料と、圧縮機２で生成された圧縮空気とが供給されるようになっており、該燃焼器４において燃料が燃焼され、タービン６の作動流体である燃焼ガスが生成される。図１に示すように、ガスタービン１は、ケーシング２０内にロータを中心として周方向に沿って複数配置された燃焼器４を有する。
【００４８】
タービン６は、タービン車室２２によって形成される燃焼ガス流路２８を有し、該燃焼ガス流路２８に設けられる複数の静翼２４及び動翼２６を含む。静翼２４はタービン車室２２から支持されており、ロータ８の周方向に沿って配列される複数の静翼２４が静翼列を構成している。また、動翼２６はロータ８に植設されており、ロータ８の周方向に沿って配列される複数の動翼２６が動翼列を構成している。静翼列と動翼列とは、ロータ８の軸方向において交互に配列されている。なお、複数の静翼２４のうち、最も上流側に設けられる静翼２４、すなわち燃焼器４に近い位置に設けられる静翼２４が１段静翼２３（以下、単に「静翼２３」と記載する。）である。
【００４９】
タービン６では、燃焼ガス流路２８に流れ込んだ燃焼器４からの燃焼ガスが複数の静翼２４及び複数の動翼２６を通過することでロータ８が回転駆動され、ロータ８に連結された発電機が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン６を駆動した後の燃焼ガスは、排気室３０を介して外部へ排出される。
【００５０】
なお、燃焼器４は、ロータ８を中心として環状に配置され、燃料の燃焼により発生した燃焼ガスは、尾筒５０の下流端部に位置する燃焼器４の出口部５２を介して、タービン６の静翼２３に流入する。
【００５１】
以下では、ガスタービン１の軸方向（ロータ８の軸方向）を単に「軸方向」と記載し、ガスタービン１の径方向（ロータ８の径方向）を単に「径方向」と記載し、ガスタービン１の周方向（ロータ８の周方向）を単に「周方向」と記載することとする。また、燃焼ガス流路２８における燃焼ガスの流れ方向について、軸方向における上流側を単に「上流側」と記載し、軸方向における下流側を単に「下流側」と記載することとする。
【００５２】
図２及び図３は、それぞれ、一実施形態に係るガスタービン１の燃焼器４の出口部５２及びタービン６の入口部の概略構成を示す図である。このうち図２は周方向に沿った断面図であり、図３は径方向に沿った断面図である。図４は、一実施形態に係る燃焼器４（燃焼器アセンブリ１００）の出口部５２と静翼２３を組み合わせた概略構成を示す図である。
【００５３】
図２及び図３に示すように、ガスタービン１は、周方向に配置される複数の燃焼器４と、燃焼器４の出口部５２よりも下流側に位置する静翼２３と、を備える。
【００５４】
周方向に配置される複数の燃焼器４は、幾つかの実施形態に係る燃焼器アセンブリ１００を構成する。図２及び図３に示すように、複数の燃焼器４は、それぞれ、燃焼器４の下流端部に位置する出口部５２を有し、各燃焼器４の出口部５２は、径方向に沿って延在する径方向壁部５４ａ，５４ｂと、周方向に沿って延在する周方向壁部５６ａ，５６ｂと、を含む。ここで、周方向に隣り合う燃焼器４の出口部５２のうち、一方の燃焼器４の径方向壁部５４と、他方の燃焼器４の径方向壁部５４ａ，５４ｂとは、互いに対向する一対の径方向壁部５４ａ，５４ｂである（図２参照）。
【００５５】
図２に示すように、周方向に沿って配列される複数の静翼２３は、上述の一対の径方向壁部５４ａ，５４ｂの下流側に設けられる静翼２３Ａを含む。
幾つかの実施形態では、図２に示すように、複数の静翼２３は、周方向に隣り合う一対の静翼２３Ａ，２３Ａの間の周方向位置に設けられる他の静翼２３Ｂをさらに含む。図２に示すように、静翼２３Ａは、他の静翼２３Ｂの前縁よりも上流側まで延在している。なお、図２において、他の静翼２３Ｂの軸方向における前縁の位置を、一点鎖線Ｌ１で示す。図２に示す例示的な実施形態では、周方向に沿って配列される複数の静翼２３は、周方向において交互に配置される静翼２３Ａ及び他の静翼２３Ｂを含む。
【００５６】
幾つかの実施形態では、図３に示すように、静翼２３Ａは、中空の翼体７０と、翼体７０の径方向内側である先端部１０７に設けられる内側シュラウド６０と、静翼２３Ａの径方向外側である基端部１０５に設けられる外側シュラウド６２と、を含む。静翼２３は外側シュラウド６２を介してタービン車室２２に支持される。
【００５７】
幾つかの実施形態では、例えば図４に示すように、軸方向における翼体７０の上流側端部８２は、軸方向における上流側に突出する凸部８６を含む。翼体７０は、凸部８６と後縁７６とを接続し、翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部７５と、凸部８６と後縁７６とを接続し、翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部７３と、を備える。凸部８６は、翼体７０の外部空間９４と内部空間１０９とを連通する少なくとも一つのパージ孔８７を含む。
【００５８】
また、上流側端部８２の軸方向上流側の端面は、それぞれ軸方向に直交し周方向に延在する一対の平板部１４８が形成され、軸方向に延びるパージ孔８７を中心として一対の平板部１４８の周方向の両側端で、負圧面壁部７５の翼面及び圧力面壁部７３の翼面に結合されている。また、凸部８６は、一対の平板部１４８の間から軸方向上流側に伸びて、上流側端部８２に対向して軸方向上流側に配置された相手側部材５５に形成された溝状の相手側部材凹部５５ａに嵌まり込むように形成される。凸部８６の周方向を向く面は、一対の側壁面８８を形成する。なお、凸部８６の外表面と相手側部材凹部５５ａの内表面の間には、パージ孔８７から排出された冷却媒体が流れる程度の隙間が形成されている。平板部１４８から凸部８６の軸方向上流側端面である頂面８６ａまでの軸方向の長さは、一対の側壁面８８間の距離で規定される周方向の凸部８６の幅より大きく、上流側端部８２の平板部１４８と相手側部材５５の軸方向下流側端面５５ｂとの間に形成される軸方向の隙間９５より大きい。
【００５９】
上記静翼２３Ａによれば、静翼２３Ａの上流側端部８２に位置する凸部８６を、燃焼器４側の相手側部材５５と嵌合させたときに、静翼２３Ａの凸部８６の一対の側壁面８８と、相手側部材５５とを、軸方向及び周方向においてオーバーラップさせることができる。
【００６０】
これにより、相手側部材５５の軸方向下流側端面５５ｂと静翼２４の圧力面壁部７３側の平板部１４８との間の軸方向の隙間９５ａと、相手側部材５５の軸方向下流側端面５５ｂと静翼２４の負圧面壁部７５側の平板部１４８との間の軸方向の隙間９５ｂとが、周方向に直線状に繋がるのではなく、凸部８６の一対の側壁面８８と、相手側部材５５の相手側部材凹部５５ａとの組合せにより、軸方向及び周方向において凸部８６と相手側部材５５とがオーバーラップする構造が形成され、オーバーラップ構造を介して、軸方向の隙間９５ａと隙間９５ｂが繋がる。従って、隣接する複数の燃焼器４の出口部５２を繋ぐ隙間９５は、凹凸形状の屈折する溝状の小さい隙間として形成され、複数の燃焼器４の出口部５２における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減することができる。
【００６１】
また、上記構成によれば、静翼２３Ａの凸部８６と燃焼器４側の相手側部材５５との間の隙間９５に、翼体７０の内部空間１０９からパージ孔８７を介して冷却媒体を供給することができる。このように、静翼２３Ａの凸部８６と、相手側部材との間の隙間９５に供給される冷却媒体の流れによって、静翼２３Ａの上流側端部８２が冷却され、上流側端部８２の熱損傷が防止される。
【００６２】
これにより、ガスタービン１の安定運転が可能となる。なお、翼体７０の内部空間１０９には、冷却媒体として、例えば、圧縮機２で生成された圧縮空気が供給されるようになっていてもよい。
【００６３】
図５は、一実施形態に係る燃焼器４（燃焼器アセンブリ１００）の出口部５２と静翼２３を組み合わせた概略構成を示す図である。
幾つかの実施形態では、例えば図５に示すように、軸方向における翼体７０の上流側端部８２は、軸方向における下流側に凹む凹部８４を含む。翼体７０は、凹部８４と後縁７６とを接続し、翼面が凸面を形成する負圧面側の負圧面壁部７５と、凹部８４と後縁７６とを接続し、翼面が凹面を形成する圧力面側の圧力面壁部７３と、を備える。凹部８４は、翼体７０の外部空間９４と内部空間１０９とを連通する少なくとも一つのパージ孔８７を含む。
【００６４】
また、上流側端部８２の軸方向上流側の端面は、軸方向に直交し周方向に延在する一対の平板部１４８が形成され、軸方向に延びるパージ孔８７を中心として一対の平板部１４８の周方向の両側端で、負圧面壁部７５及び圧力面壁部７３に結合されている。また、凹部８４は、一対の平板部１４８の間から軸方向下流側に凹んで、上流側端部８２に対向して軸方向上流側に配置された相手側部材５５に形成された凸状の相手側部材凸部５５ｃが嵌まり込むように形成される。凹部８４の周方向を向く面は、一対の側壁面８８を形成する。なお、凹部８４の内表面と相手側部材凸部５５ｃの外表面の間は、パージ孔８７から排出された冷却媒体が流れる程度の隙間が形成されている。凹部８４の軸方向の深さは、凹部８４の一対の側壁面８８で画定される周方向の幅より大きく、上流側端部８２の平板部１４８と相手側部材５５の軸方向下流側端面５５ｂとの間に形成される軸方向の隙間９５より大きい。
上記静翼２３Ａによれば、静翼２３Ａの上流側端部８２に位置する凹部８４を、燃焼器４側の相手側部材５５と嵌合させたときに、１段静翼２３Ａの凹部８４の一対の側壁面８８と、相手側部材５５とを、軸方向及び周方向においてオーバーラップさせることができる。
【００６５】
これにより、相手側部材５５の軸方向下流側端面５５ｂと静翼２４の圧力面壁部７３側の平板部１４８との間の軸方向の隙間９５ａと、相手側部材５５の軸方向下流側端面５５ｂと静翼２４の負圧面壁部７５側の平板部１４８との間の軸方向の隙間９５ｂとが、周方向に直線状に繋がるのではなく、凹部８４の一対の側壁面８８と、相手側部材５５の相手側部材凸部５５ｃとの組合せにより、軸方向及び周方向においてオーバーラップする構造が形成され、オーバーラップ構造を介して、軸方向の隙間９５ａと隙間９５ｂが繋がる。従って、隣接する複数の燃焼器４の出口部５２を繋ぐ隙間９５は、凹凸形状の屈折する溝状の小さい隙間として形成され、複数の燃焼器４の出口部５２間における音響伝搬に起因した燃焼振動を低減することができる。
【００６６】
また、上記構成によれば、静翼２３Ａの凹部８４と燃焼器４側の相手側部材５５との間の隙間９５に、翼体７０の内部空間１０９からパージ孔８７を介して冷却媒体を供給することができる。このように、静翼２３Ａの凹部８４と、相手側部材との間の隙間９５に供給される冷却媒体の流れによって、静翼２３Ａを冷却することができる。
【００６７】
これにより、ガスタービン１の安定運転が可能となる。なお、翼体７０の内部空間１０９には、冷却媒体として、例えば、圧縮機２で生成された圧縮空気が供給されるようになっていてもよい。
【００６８】
図６は、図４に示した静翼２３Ａの具体的構成の一例を示す拡大断面図である。図７は、図６におけるＡ−Ａ断面を示す図である。図８は、５に示した静翼２３Ａの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。図９は、図８におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
【００６９】
幾つかの実施形態では、例えば図６及び図８に示すように、翼体７０は、周方向においてパージ孔８７に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔８９を含む。図示する形態では、翼体７０は、周方向においてパージ孔８７を挟んで両側に設けられた一対のサイドパージ孔８９を含む。
【００７０】
かかる構成によれば、サイドパージ孔８９から冷却媒体を翼体７０の外部空間９４に排出することにより、翼体７０の内部空間１０９への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔８９の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体７０の上流側端部８２の熱損傷を抑制することができる。
【００７１】
幾つかの実施形態では、例えば図６及び図８に示すように、上流側端部８２の外壁面１１２は、凸部８６又は凹部８４を周方向に挟んで負圧面壁部７５及び圧力面壁部７３に延在する平坦面で形成された一対の平板部１４８を含む。かかる構成によれば、翼体７０の上流側端部８２の加工が容易になる。
【００７２】
幾つかの実施形態では、例えば図７及び図９に示すように、凸部８６又は凹部８４は、翼高さ方向に沿って翼体７０の先端側（図３における内側シュラウド６０側）から基端側（図３における外側シュラウド６２側）にかけて延在し、パージ孔８７は、翼高さ方向に沿って翼体７０の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔８７を含む。凸部８６又は凹部８４は、翼高さ方向における静翼２３Ａの基端部１０５と先端部１０７との間の長さの半分以上の長さにわたって延在していてもよい。なお、図７及び図９に示すように、外部から翼体７０に供給される冷却媒体は、基端部１０５側一方向から供給される片側供給構造である。
【００７３】
かかる構成によれば、翼体７０の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔８７から冷却媒体を翼体７０の外部空間９４に排出することにより、翼体７０の内部空間１０９への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔８７の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体７０の上流側端部８２の熱損傷を抑制することができる。
【００７４】
以下では、幾つかの実施形態に共通する翼構造の基本的な考え方について説明する。
図４及び図５に示すように、幾つかの実施形態に共通する翼構造は、翼体７０の上流側端部８２から後縁７６まで間の翼体７０の内部空間が、仕切壁１５０によって複数の空間に仕切られ、空間に供給された冷却媒体は、翼面６７、６９に形成された複数の冷却孔１３６を介して、燃焼ガス中に排出する過程で、翼体７０を冷却している。特に、上流側端部８２に最も近い前側空間１６０を形成する前側外壁部１５８は、翼面の中でも燃焼ガスの流れ方向の最も上流側に配置されているため、インピンジメント冷却やフィルム冷却等の適切な冷却構造が要求される。
【００７５】
また、翼体の負圧面壁部７５側を流れる燃焼ガスは、圧力面壁部７３側を流れる燃焼ガスと比較して流速が早く、圧力面壁部７３側より燃焼ガス圧の低下が著しい。従って、翼体７０の負圧面壁部７５側に隣接する前側空間１６０と燃焼ガス流との圧力差によって冷却媒体の排出量が変化する。冷却媒体の消費流量は、ガスタービン１の熱効率に影響するため、冷却媒体の消費量の適切な管理が必要になる。つまり、翼体７０の前側空間１６０と燃焼ガスとの圧力差を燃焼ガスが流れる翼面に沿った方向で可能な限り同じ圧力差として、適正な冷却媒体の消費量となるような翼構造が要求される。負圧面壁部７５側の翼面６９に沿って流れる燃焼ガスの圧力変化に応じて前側空間１６０の圧力を変える翼構造について、以下に説明する。
【００７６】
幾つかの実施形態では、例えば図６及び図８に示すように、翼体の内部空間を複数に区分けするため、静翼２３Ａの翼体７０は、翼体７０の内側において負圧面壁部７５と圧力面壁部７３とを接続するように直線状に延在するｎ個（ｎは１以上の整数）の仕切壁１５０を含んで形成され、上流側端部８２の内部空間には、第１インサート１１４及び第２インサート１５２が配置される。第１インサート１１４及び第２インサート１５２は、ｎ個の仕切壁１５０のうち後縁７６（図４及び図５参照）から最も遠い仕切壁１５０である前側仕切壁１５４と、翼体７０の外壁１５６のうち前側仕切壁１５４を挟んで後縁７６と反対側の部分である前側外壁部１５８と、によって画定される前側空間１６０に設けられる。翼体７０の内壁面１３０と第２インサート１５２の外周面１３２との間には低圧インピンジメント空間１７６（第２インピンジメント空間）が形成される。第２インサート１５２は、第２インサート１５２の内部空間１９６と低圧インピンジメント空間１７６とを連通する複数のインピンジメント孔１９４が形成されたインピンジメント壁部１９８を含む。図示する形態では、インピンジメント壁部１９８は、前側外壁部１５８に対向して設けられる。翼体７０は、上流側端部８２、仕切壁１５０、前側仕切壁１５４、前側外壁部１５８及び前側空間仕切壁１７０（後述）を含む。
【００７７】
すなわち、図６及び図８に示すように、静翼２３Ａは、高圧インピンジメント空間１３４と低圧インピンジメント空間１７６とを仕切る前側空間仕切壁１７０（仕切部）を備える。図６及び図８に示す翼構造の場合、翼面に沿って流れる燃焼ガス流の圧力は、圧力面壁部７３側と負圧面壁部７５側と大きな差はなく、ほぼ同じ圧力である。しかし、負圧面壁部７５側の燃焼ガス流の圧力は、前側空間仕切壁１７０の位置を境界として、後縁７６に向かうと共に急激に低下する。つまり、前側空間仕切壁１７０の軸方向上流側の仕切壁が翼体７０に接続する翼面６９側の位置は、負圧面壁部７５側の燃焼ガス流の圧力が低下する分岐点になる。
【００７８】
図６又は図８に示す翼構造は、上述のように、負圧面壁部７５側の燃焼ガスの圧力変化に応じて、前側空間１６０を前側空間仕切壁１７０により２つの空間に仕切る構造である。前側空間１６０を、一部の圧力面壁部７３側を含めて負圧面壁部７５側の燃焼ガス圧力が高い凸部８６又は凹部８４に近い空間と、負圧面壁部７５側の燃焼ガス圧力が低い凸部８６又は凹部８４から遠い空間とに区分して、それぞれの空間に第１インサート１１４及び第２インサート１５２を配置した構造である。詳細は後述するが、第１インサート１１４及び第２インサート１５２を形成するインピンジメント壁部１４０、１９８により、翼体７０の内壁面１３０と第１インサート１１４との間に高圧インピンジメント空間１３４が形成され、翼体７０の内壁面１３０と第２インサート１５２との間に低圧インピンジメント空間１７６が形成される。インピンジメント壁部１４０、１９８には複数のインピンジメント孔１３８、１９４が形成され、外部から内部空間１０９、１９６に供給された冷却媒体がインピンジメント孔１３８、１９４から噴出して、高圧インピンジメント空間１３４及び低圧インピンジメント空間１７６に面した上記内壁面１３０をインピンジメント冷却（衝突冷却）する。インピンジメント冷却後の冷却媒体は、翼面に形成された冷却孔１３６から燃焼ガス中に排出する過程で、翼体７０の翼面６７、６９をフィルム冷却する。
【００７９】
第１インサート１１４が配置された高圧インピンジメント空間１３４は、圧力面壁部７３及び負圧面壁部７５の両方に対面しているが、上述のように、圧力面壁部７３及び負圧面壁部７５の燃焼ガスの圧力は大略同じ圧力である。従って、第１インサート１１４を構成するインピンジメント壁部１４０に形成された複数のインピンジメント孔１３８の仕様（孔径又は開口面積又は配列等）について、圧力面壁部７３と負圧面壁部７５のそれぞれに対向するインピンジメント壁部１４０のインピンジメント孔１３８を同じ仕様とすることが望ましい。その結果、圧力面壁部７３側と負圧面壁部７５側共に、高圧インピンジメント空間と燃焼ガスとの圧力差が均一になり、冷却孔１３６から燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量が平準化される。
【００８０】
一方、第２インサート１５２が配置された低圧インピンジメント空間１７６の場合は、低圧インピンジメント空間１７６が対面する負圧面壁部７５側の燃焼ガスの圧力は、翼面６９に沿って急激に低下する。従って、低圧インピンジメント空間１７６の圧力を高圧インピンジメント空間１３４の圧力と同じ圧力を維持すると、低圧インピンジメント空間１７６と燃焼ガスとの圧力差が大きくなる。つまり、低圧インピンジメント空間１７６から冷却孔１３６を介して燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量が適正値を越え、過剰な冷却媒体量が流出し、ガスタービンの熱効率の低下を招く。冷却媒体の低圧インピンジメント空間１７６から燃焼ガス中への過剰な流出を抑制するため、第１インサート１１４のインピンジメント壁部１４０に形成されたインピンジメント孔１３８の仕様とは異なる仕様を選定することが望ましい。例えば、第２インサート１５２のインピンジメント壁部１９８に形成されたインピンジメント孔１９４の孔径又は開口面積の縮小やインピンジメント孔１９４の配列ピッチの拡大等により排出する冷却媒体の流路を調節することが望ましい。
【００８１】
このように、第１インサート１１４及び第２インサート１５２のインピンジメント壁部１４０、１９８に形成されたインピンジメント孔１３８、１９４の適正な孔径又は開口面積又は配列等の仕様を適宜選択して、高圧インピンジメント空間１３４及び低圧インピンジメント空間１７６と燃焼ガスとの間の圧力差が大略同じとなるようなインピンジメント孔の仕様を選定することが望ましい。その結果、インピンジメント孔１３８、１９４による翼体７０の内壁面１３０に対するインピンジメント冷却と、冷却孔１３６のフィルム冷却の効果により、翼体７０が適正に冷却される。更に、第１インサート１１４と第２インサート１５２から燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量を適正に管理することで、冷却媒体の消費量が低減され、タービンの熱効率が改善される。
【００８２】
一方、上述のように連通空間１７２は、内部空間１０９とほぼ同じ圧力であり、前側空間１６０の中では最も圧力が高い空間である。そのため、連通空間１７２と高圧インピンジメント空間１３４との間をシールするため、構造詳細は後述する一対のシールダム１４２が配置されている。
【００８３】
次に、第１インサート及び第２インサートの構造について説明する。
図１０は、一実施形態に係る第１インサート１１４の概略構成の一例を示す図である。図１１は、他の実施形態に係る第１インサート１１４の概略構成の一例を示す図である。図１２は、図１１に示した第１インサート１１４におけるインサートカラー１２４が設けられる範囲の一例を示す断面図である。図１２では、インサートカラー１２４のみが実線で表示され、翼体７０及び第１インサート１１４、第２インサート１５２は仮想線で表示されている。
【００８４】
図６から図９に示すように、第１インサート１１４は、翼高さ方向に沿って延在する開口１１６が形成された開口形成部１１８を含み、開口１１６は軸方向でパージ孔８７に対向して配置されている。
【００８５】
幾つかの実施形態では、例えば図７、図９、図１０及び図１１に示すように、第１インサート１１４は、筒状に形成された筒体１２０と、筒体１２０の基端部１０５側の端部に鍔状に設けられたインサートカラー１２４と、先端部１０７側の端部に設けられた蓋部１２１と、筒体１２０の内面に固定された補強材１２３と、を含む。図１０に示す第１インサート１１４では、インサートカラー１２４は、筒体１２０の基端部１０５側の端部の全周に亘って設けられている。筒体１２０の先端部１０７側には、筒体１２０の内面に環状に形成されたガイド１２１ａを備えた蓋部１２１（例えば図７及び図９参照）が配置されている。蓋部１２１は、先端部１０７側の翼体７０の端面に溶接等で固定されている。蓋部１２１に形成されている環状のガイド１２１ａは、第１インサート１１４の筒体１２０の内周面１２０ａに嵌め込まれる。ガイド１２１ａの外周面と筒体１２０の内周面１２０ａとの間は、翼高さ方向に摺動可能に嵌合された構造であり、筒体１２０の翼高さ方向の熱伸び差を吸収可能である。補強材１２３は、第１インサート１１４の筒体１２０の内周面１２０ａの先端部１０７側であって、翼体７０に形成されたパージ孔８７の内、最も翼高さ方向の先端部１０７側に配置されたパージ孔８７の位置より先端部１０７側に寄った位置に配置するのが望ましく、筒体１２０の内面に溶接等で固定されている。補強材１２３を設けることにより、筒体１２０の先端部１０７側の剛性が上がり、筒体１２０の振動等の発生も抑制される。
【００８６】
図１１に示す第１インサート１１４の他の実施形態では、インサートカラー１２４は、周方向における開口形成部１１８の位置に対応して配置された切欠き部１２６を有する。例えば図１２に示すように、インサートカラー１２４の外周端１２４ａは、筒体１２０から翼体７０まで延在し、筒体１２０の基端部１０５側において、翼体７０の内壁面１３０及び前側仕切壁１５４並びに前側空間仕切壁１７０の壁面１９０と第１インサート１１４の外周面１３２との隙間（高圧インピンジメント空間１３４）を封止するように、翼体７０及び前側仕切壁１５４並びに前側空間仕切壁１７０の端面に、溶接又はろう付け等で固定されている。なお、図７及び図９に示す態様は、第１インサート１１４に供給される冷却媒体が基端部１０５側の一方向（片側供給構造）から供給される。第１インサート１１４は、図１０又は図１１に示す翼体７０の基端部１０５側の端面にインサートカラー１２４を介して固定する態様である。
【００８７】
上記構成によれば、インサートカラー１２４が周方向における開口形成部１１８の開口１１６の位置に対応する部分に切欠き部１２６を有するので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体７０の内壁面１３０と第１インサート１１４の外周面１３２との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔８７に供給できる。
【００８８】
幾つかの実施形態では、例えば図６及び図８に示すように、軸方向において第１インサート１１４の下流側に隣接して設けられるとともに翼高さ方向に沿って延在する筒状の第２インサート１５２を備える。第２インサート１５２も第１インサート１１４と同様に、筒状に形成された筒体１２０と、筒体１２０の基端部１０５側の端部に鍔状に設けられたインサートカラー１２４と、先端部１０７側の端部に設けられた蓋部１２１と、筒体１２０の内面に固定された補強材１２３と、を含む。但し、第２インサート１５２は、第１インサート１１４より後縁７６に近い側に配置されているため、第２インサート１５２の内部空間１９６は、連通空間１７２に直接接続する必要がない。そのため、第２インサート１５２のインサートカラー１２４には切欠き部１２６が形成されていない。その他の構造は、図１０に示す第１インサート１１４と同じ構造である。また、第２インサート１５２も、翼体７０及び前側仕切壁１５４並びに前側空間仕切壁１７０への取付けは、第１インサート１１４と同じように、インサートカラー１２４を介して溶接又はろう付け等で固定される。その結果、翼体７０の内壁面１３０及び前側仕切壁１５４並びに前側空間仕切壁１７０の壁面１９０と、第２インサート１５２の外周面１３２との間の隙間が封止される。
【００８９】
上記第１インサートの構成によれば、第１インサート１１４のインピンジメント壁部１４０に形成されたインピンジメント孔１３８を介して第１インサート１１４の内部空間１０９から高圧インピンジメント空間１３４に高圧の冷却媒体が排出される。また、第２インサート１５２のインピンジメント壁部１９８に形成されたインピンジメント孔１９４を介して第２インサート１５２の内部空間１９６から低圧インピンジメント空間１７６に冷却媒体が排出される。これにより、前側空間１６０において、負圧面壁部７５側の翼面６９に沿って流れる燃焼ガスの圧力の変化に応じ、第１インサート１１４、第２インサート１５２のインピンジメント孔１３８、１９４の適正な仕様を選定して、翼体７０の内壁面１３０のインピンジメント冷却を効果的に行うことができる。
【００９０】
かかる構成によれば、第１インサート１１４の内部空間１０９から開口形成部１１８の開口１１６を介して第１インサート１１４の外部に流出した高圧の冷却媒体を、パージ孔８７からスムーズに静翼２３Ａの凸部８６又は凹部８４と燃焼器４側の相手側部材５５（図４及び図５参照）との隙間９５に直接供給することができる。これにより、静翼２３Ａの凸部８６又は凹部８４を冷却し、凸部８６又は凹部８４の熱損傷を防止できる。
【００９１】
また、翼体７０における上流側端部８２の内壁面１３０には、第１インサート１１４との間で高圧インピンジメント空間１３４を仕切るように翼高さ方向にそれぞれ延在する一対の第１シールダム１４２が形成される。一対の第１シールダム１４２は、パージ孔８７を周方向に挟んで配置される。すなわち、一対の第１シールダム１４２のうち一方は、上流側端部８２のうち負圧面壁部７５の内壁面１３０に形成され、一対の第１シールダム１４２のうち他方は、上流側端部８２のうち圧力面壁部７３の内壁面１３０に形成される。
【００９２】
図１３は、第１シールダム１４２の構成の一例を示す断面図である。
図１３に示すように、第１インサート１１４は、開口１１６を周方向に挟んで配置された一対のリブ１７８を第１インサート１１４の外周面１３２に備え、一対のリブ１７８は、翼高さ方向に沿って延在するとともに一対の第１シールダム１４２にそれぞれ嵌合する。図示する例示的形態では、一対の第１シールダム１４２のうち一方は、翼体７０の上流側端部８２の内壁面１３０に形成された翼高さ方向に延在する突出部２００であり、突出部２００の頂面には翼高さ方向に延在する溝部２０２が形成されており、溝部２０２にリブ１７８の先端が係合する。一対の第１シールダム１４２のうち他方は、翼体７０の上流側端部８２の内壁面１３０に形成された翼高さ方向に延在する突出部２００であり、突出部２００の頂面には翼高さ方向に延在する溝部２０２が形成されており、溝部２０２にリブ１７８の先端が係合する。なお、一対のシールダム１４２は、図１３に示すように、パージ孔８７を中心に、周方向の両側に対称的に配置されている。
【００９３】
また、図６及び図８に示すように、上流側端部８２は、周方向に延在するとともに平坦面を形成する一対の平板部１４８を含み、凸部８６又は凹部８４は、平板部１４８から軸方向上流側に突出して又は軸方向下流側に凹むように形成されており、一対の第１シールダム１４２は、平板部１４８の内壁面１３０に形成されている。かかる構成によれば、平板部１４８を備えることにより、翼体の上流側端部の加工が容易になる。
【００９４】
上述のように、前側空間仕切壁１７０による前側空間１６０の区分け及び一対の第１シールダム１４２の配置の組合せにより、前側空間１６０は、内部空間１０９、１９６と連通空間１７２と高圧インピンジメント空間１３４と低圧インピンジメント空間１７６の５つの空間に区切られる。但し、内部空間１０９、１９６と連通空間１７２は、ほとんど同じ圧力の冷却媒体の供給圧力に近い圧力を有する空間である。従って、インサート（第１インサート１１４、第２インサート１５２）と翼体７０の間の空間は、最も高圧の連通空間１７２と、連通空間１７２より圧力が低く低圧インピンジメント空間１７６より圧力が高い中圧の圧力を有する高圧インピンジメント空間１３４と、最も圧力が低い低圧インピンジメント空間１７６と、の３つの圧力領域が分布する空間に区分けされる。
【００９５】
上記のように、第１インサート１１４及び第２インサート１５２の適正なインピンジメント孔１３９、１９４を選定して、圧力の異なる空間を適切に配置することにより、高圧インピンジメント空間１３４及び低圧インピンジメント空間１７６と負圧面壁部７５側の燃焼ガス流との圧力差が大略同じとなり、圧力差の平準化がされる。そのため、冷却媒体が翼面６９の冷却孔から過剰に流出したり、冷却媒体の流出流量の不足により翼面のメタル温度が上昇するという現象を抑制できる。その結果、翼体の熱損傷が防止され、冷却媒体の消費量が適正に管理されるので、ガスタービンの熱効率が向上する。
【００９６】
また、一対の第１シールダム１４２の突出部２００と突出部２００に形成された溝部２０２に挿入されたリブ１７８との組合せによって、開口１１６とパージ孔８７とを連通する連通空間１７２と高圧インピンジメント空間１３４との間がシールされる。このため、連通空間１７２から一対の第１シールダム１４２を介して高圧インピンジメント空間１３４に逃げる冷却媒体の漏洩が抑制される。従って、静翼２３Ａの凸部８６又は凹部８４と燃焼器４側の相手側部材との間の隙間９５（図４及び図５参照）に対して、翼体７０の内部空間１０９からパージ孔８７を介して第１インサート１１４に供給された冷却媒体の圧力を下げることなく、高圧の冷却媒体をパージ孔８７に供給することができる。これにより、静翼２３Ａを冷却し、凸部８６又は凹部８４の熱損傷を防止できる。
【００９７】
次に、図１４及び図１６に示す第１インサート１１４と第２インサート１５２を設ける翼体の空間を仕切る他の態様の構造を、以下に説明する。
図１４は、図４に示した静翼２３Ａの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。図１６は、図５に示した静翼２３Ａの具体的構成の他の態様の一例を示す拡大断面図である。図１７は、図１６におけるＤ−Ｄ断面を示す図である。図１８は、第１インサート１１４及び第２インサート１５２並びに共有インサートカラー１２５を組み合わせたインサートの実施態様の一例を示す斜視図である。図１９は、共有インサートカラー１２５を取付ける範囲を示す共有インサートカラーの取付図であり、共有インサートカラー１２５のみが実線で表示され、翼体及びインサート等の他の構成は、仮想線で表示されている。
【００９８】
幾つかの実施形態では、例えば図１４及び図１６に示すように、図６及び図８の構造と比較して、第１インサート１１４と第２インサート１５２を配置する前側空間１６０の空間の仕切構造を、前側空間仕切壁１７０のような仕切壁を設けず、複数対のシールダムの組合せでインピンジメント空間を仕切った構造である。すなわち、上流側端部８２に近い第１インサート１１４の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０との間には、一対のシールダム１４２が配置されている。第２インサート１５２の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０の間には、一対の第２シールダム１６６（仕切部）が配置されている。かかる構造が、図６及び図８に示す構造とは異なる構成である。
【００９９】
幾つかの実施形態では、例えば図１４及び図１６に示すように、翼体７０は、周方向においてパージ孔８７に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔８９を含む。図示する形態では、翼体７０は、周方向においてパージ孔８７を挟んで両側に設けられた一対のサイドパージ孔８９を含む。
【０１００】
かかる構成によれば、サイドパージ孔８９から冷却媒体を翼体７０の外部空間９４に排出することにより、翼体７０の内部空間１０９への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔８９の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体７０の上流側端部８２の損傷を抑制することができる。
【０１０１】
幾つかの実施形態では、例えば図１４から図１７に示すように、静翼２３Ａは、翼体７０の内部空間１０９に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第１インサート１１４を備える。第１インサート１１４は、翼高さ方向に沿って延在する開口１１６が形成された開口形成部１１８を含み、開口１１６は、パージ孔８７に対向して配置されている。
【０１０２】
図１５及び図１７に示すように、凸部８６又は凹部８４は、翼高さ方向に沿って翼体７０の先端側（図３における内側シュラウド６０側）から基端側（図３における外側シュラウド６２側）にかけて延在し、パージ孔８７は、翼高さ方向に沿って翼体７０の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔８７を含む。凸部８６又は凹部８４は、翼高さ方向における静翼２３Ａの基端部１０５と先端部１０７との間の長さの半分以上の長さにわたって延在していてもよい。
【０１０３】
かかる構成によれば、第１インサート１１４の内部空間１０９から開口形成部１１８の開口１１６を介して第１インサート１１４の外部に流出した高圧の冷却媒体を、翼体７０の先端側から基端側にかけて配列された複数のパージ孔８７から冷却媒体を翼体７０の外部空間９４に排出することにより、翼体７０の内部空間１０９への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔８７の外側の燃焼ガスの温度を低下させて、翼体７０の上流側端部８２の損傷を抑制することができる。また、静翼２３Ａの凸部８６又は凹部８４を冷却し、凸部８６又は凹部８４の熱損傷を防止できる。
【０１０４】
上述の複数対のシールダムの構成により、前側空間１６０は、内部空間１０９、１９６と連通空間１７２と高圧インピンジメント空間１３４と低圧インピンジメント空間１７６の５つの空間に区切られる。但し、内部空間１０９、１９６と連通空間１７２は、ほとんど同じ圧力の冷却媒体の供給圧力に近い圧力を有する空間である。従って、インサート（第１インサート１１４、第２インサート１５２）と翼体７０の間の空間を圧力の違いにより区分すると、最も高圧の連通空間１７２及び内部空間１０９、１９６と、連通空間１７２及び内部空間１０９、１９６より圧力が低く低圧インピンジメント空間１７６より圧力が高い中間の圧力を有する高圧インピンジメント空間１３４と、最も圧力が低い低圧インピンジメント空間１７６との３つの圧力領域に分布する空間に区分けされる。
【０１０５】
なお、本実施態様においても、図１４及び図１６に示すように、第１インサート１１４と第２インサート１５２のインピンジメント壁部１４０、１９８には、インピンジメント孔１３８、１９４が形成されている。第１インサート１１４の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０との間に形成される高圧インピンジメント空間１３４は、第１インサート１１４のインピンジメント壁部１４０に形成されたインピンジメント孔１３８を介して、第１インサート１１４の内部空間１０９に連通している。また、第２インサート１５２の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０との間に形成される低圧インピンジメント空間１７６は、第２インサート１５２のインピンジメント壁部１９８に形成されたインピンジメント孔１９４を介して、第２インサート１５２の内部空間１９６に連通している。また、翼体７０の圧力面壁部７３側及び負圧面壁部７５側には、複数の冷却孔１３６が形成され、高圧インピンジメント空間１３４及び低圧インピンジメント空間１７６と翼面６７、６９側の燃焼ガス空間を連通させている。
【０１０６】
本実施形態においても、第１インサート１１４の圧力面壁部７３側及び負圧面壁部７５側の燃焼ガス流の圧力は大略同じである。負圧面壁部７５側の燃焼ガスの圧力は、第１インサート１１４と第２インサート１５２が互いに対面する空間隙間１６０ａの位置に対応する負圧面壁部７５の翼面の位置より後縁７６側で急激に低下する。従って、図６及び図８に示す実施態様と同様に、第１インサート１１４と第２インサート１５２のインピンジメント孔１３８、１９４の仕様を適正に選定して、高圧インピンジメント空間１３４及び低圧インピンジメント空間１７６と、負圧面壁部７５側の燃焼ガス流との圧力差を大略同じとすることが望ましい。例えば、高圧インピンジメント空間１３４側から排出される冷却媒体の流量を低圧インピンジメント空間１７６側から排出される流路と同程度になるように、第１インサート１１４のインピンジメント壁部１４０のインピンジメント孔１３８との比較で、第２インサート１５２のインピンジメント壁部１９８のインピンジメント孔１９４の適正な仕様を選定して、第２インサート１５２から燃焼ガス中に排出される冷却媒体の適正量を選定することが望ましい。
【０１０７】
上記圧力の異なる空間を配置することにより、高圧インピンジメント空間１３４及び低圧インピンジメント空間１７６と負圧面壁部７５側の翼面６９に沿って流れる燃焼ガス流との圧力差が大略同じとなり、圧力差が平準化される。そのため、冷却媒体が翼面６９の冷却孔から過剰に流出、又は、冷却媒体の排出流量の不足により翼面のメタル温度が上昇するという現象を抑制できる。その結果、翼体の熱損傷が防止され、冷却媒体の消費量が適正に管理されるので、ガスタービンの熱効率が向上する。
【０１０８】
また、翼体７０における上流側端部８２の内壁面１３０には、第１インサート１１４との間で高圧インピンジメント空間１３４を仕切るように翼高さ方向にそれぞれ延在する一対の第１シールダム１４２が形成される。一対の第１シールダム１４２は、パージ孔８７を周方向に挟んで対称的に配置される。すなわち、一対の第１シールダム１４２のうち一方は、上流側端部８２のうち負圧面壁部７５の内壁面１３０に形成され、一対の第１シールダム１４２のうち他方は、上流側端部８２のうち圧力面壁部７３の内壁面１３０に形成される。なお、第１シールダム１４２の詳細な構造は、図１３に示す構造と同じである。
【０１０９】
また、静翼２３Ａの凸部８６又は凹部８４と燃焼器４側の相手側部材との間には、隙間９５（図４及び図５参照）が形成されている。翼体７０の内部空間１０９からパージ孔８７を介して第１インサートに供給された冷却媒体は、冷却媒体の圧力を下げることなく、隙間９５に供給することができる。これにより、静翼２３Ａを冷却し、凸部８６又は凹部８４の熱損傷を防止できる。
【０１１０】
また、一対の第１シールダム１４２を平板部１４８の内壁面１３０に形成し、第１インサート１１４の外周面１３２に固定されたリブ１７８と組み合わせることにより、第１シールダム１４２と第１インサート１１４との間の漏れ流れを効果的に抑制し、有効なインピンジメント冷却が達成できる。
【０１１１】
幾つかの実施形態では、例えば図１８、１９に示すインサートは、第１インサート１１４及び第２インサート１５２と、両方のインサートが共有する共有インサートカラー１２５とを含む。第１インサート１１４及び第２インサート１５２は、筒状に形成された筒体１２０を含む。また、第１インサート１１４及び第２インサート１５２が共有する共有インサートカラー１２５は、筒体１２０の基端部１０５側の端部に溶接等で固定され、筒体１２０と共有インサートカラー１２５は一体化されている。共有インサートカラー１２５の外周端１２５ａは、翼体７０及び前側仕切壁１５４の内壁面１３０と第１インサート１１４及び第２インサート１５２の外周面１３２との隙間（高圧インピンジメント空間１３４）を封止するように、前側仕切壁１５４を含んだ翼体７０の基端部１０５側の端面に溶接等で固定されている。なお、図１５及び図１７に示す翼構成の態様は、第１インサート１１４及び第２インサート１５２に供給される冷却媒体が基端部１０５側の一方向（片側供給構造）から供給され、共有インサートカラー１２５は図１８、１９に示す基端部１０５側の翼高さ方向の端面に配置する態様である。第１インサート１１４及び第２インサート１５２の他の内部構造（蓋部１２１、ガイド１２１ａ、補強材１２３等）は、図１０に示す構造と同様である。
【０１１２】
なお、図１９に示すように、実線で示された共有インサートカラー１２５には、第１インサート１１４の内部空間１０９及び第２インサート１５２の内部空間１９６の平面断面の形状に合わせて、基端部１０５側に開口１２２が形成されている。共有インサートカラー１２５及び蓋部１２１を備えた第１インサート１１４並びに第２インサート１５２を翼体７０に取付けることにより、高圧インピンジメント空間１３４と低圧インピンジメント空間１７６の翼高さ方向の両端が閉塞される。
【０１１３】
図１８、１９に示す第１インサート１１４では、共有インサートカラー１２５は、周方向における開口形成部１１８の位置に対応して配置された切欠き部１２６を有する。
【０１１４】
上記構成によれば、共有インサートカラー１２５が、周方向における開口形成部１１８の開口１１６の位置に対応する位置に切欠き部１２６を有するので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体７０の内壁面１３０と第１インサート１１４の外周面１３２との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔８７に供給できる。なお、開口形成部１１８の開口１１６に対向していない第２インサート１５２近傍の共有インサートカラー１２５については、切欠き部１２６は不要である。
【０１１５】
上述の共有インサートカラー１２５は、第１インサート１１４及び第２インサート１５２に共通する一体で形成された共有インサートカラー１２５を適用する態様で説明したが、インサート取付けの容易性の観点から、第１インサート１１４及び第１インサート１５２に個別にインサートカラー１２４を取り付ける構造でもよい。その場合、インサートカラー１２４を取り付けた第１インサート１１４及び第２インサート１５２を個別に前側空間１６０に挿入して、それぞれのインサートカラー１２４の外周端１２４ａを翼体７０及び前側仕切壁１５４の翼高さ方向端面に固定する。その後、第１インサート１１４のインサートカラー１２４の第２インサート１５２に隣接する側の端部と、第２インサート１５２のインサートカラー１２４の第１インサート１１４に隣接する側の端部と、を溶接等で接合して一体化させ、共有インサートカラー１２５を形成してもよい。このような構造によれば、翼体７０及び前側仕切壁１５４の壁面１９０と第１インサート１１４及び第２インサート１５２の外周面１３２との間の隙間、並びに、第１インサート１１４の隣接する第２インサート側の対向する外周面１３２及び第２インサート１５２の隣接する第１インサート側の対向する外周面１３２との間の隙間が封止されると共に、インサートの前側空間１６０への取り付けも容易になる。
【０１１６】
幾つかの実施形態では、例えば図１４及び図１６に示すように、第２インサート１５２が配置された前側空間１６０には、第２インサート１５２との間で低圧インピンジメント空間１７６を仕切るように翼高さ方向に延在する一対の第２シールダム１６６が設けられる。図示する形態では、一対の第２シールダム１６６は、それぞれ、前側仕切壁１５４の壁面１９０及び前側外壁部１５８の内壁面１３０に形成される。図１４及び図１６に示す幾つかの実施形態では、第１インサート１１４との間で高圧インピンジメント空間１３４を仕切るシールダムの数は一対であり、第２インサート１５２との間で低圧インピンジメント空間１７６を仕切るシールダムの数は一対である。
【０１１７】
幾つかの実施形態では、例えば図２０Ａに示すように、第２インサート１５２は第２インサート１５２の外周面１３２に一対のリブ１８２を備え、第２インサート１５２の一対のリブ１８２は、翼高さ方向に沿って延在するとともに一対の第２シールダム１６６にそれぞれ嵌合する。図示する例示的形態では、一対の第２シールダム１６６のうち一方は、前側仕切壁１５４の壁面１９０に形成された翼高さ方向に延在する突出部２０４であり、突出部２０４の頂面には翼高さ方向に延在する溝部２０６が形成されており、溝部２０６に一対のリブ１８２のうち一方のリブ１８２の先端が係合する。図２０Ｂに示すように、一対の第２シールダム１６６のうち他方は、前側外壁部１５８の内壁面１３０に形成された翼高さ方向に延在する突出部２０４であり、突出部２０４の頂面には翼高さ方向に延在する溝部２０６が形成されており、溝部２０６に一対のリブ１８２のうち他方のリブ１８２の先端が係合する。
【０１１８】
かかる構成によれば、一対の第２シールダム１６６の突出部２０４と突出部２０４に形成された溝部２０６に挿入されたリブ１８２との組合せによって、一対の第２シールダム１６６を挟んで両側に位置する高圧インピンジメント空間１３４と低圧インピンジメント空間１７６との間の漏れ流れを簡素な構成で抑制することができる。
【０１１９】
かかる構成によれば、高圧インピンジメント空間１３４において、翼体７０に対する効果的なインピンジメント冷却が可能になる。
【０１２０】
幾つかの実施形態では、例えば図１４に示すように、第１インサート１１４の開口形成部１１８とインピンジメント壁部１４０とは、リブ１７８を間に挟んで隣接して設けられる。
【０１２１】
かかる構成によれば、パージ孔８７を介して翼体７０の外部空間９４に排出される冷却媒体及びインピンジメント孔１３８を介して高圧インピンジメント空間１３４に噴出される冷却媒体によって、静翼２３Ａの翼体７０を効果的に冷却することができる。
【０１２２】
次に、図２１に示す１つのインサートと複数対のシールダムを組み合わせて翼体の空間を仕切る他の実施態様の構造を、以下に説明する。図２１は、図４に示した静翼２３Ａの具体的構成の他の実施態様の一例を示す拡大断面図である。図２２は、図２１におけるＥ−Ｅ断面を示す図である。
【０１２３】
幾つかの実施形態では、図２１及び図２２に示すように、前側空間１６０に１つの第３インサート１６４と複数対の第３シールダム１６８ａ、１６８ｂを設け、前側空間１６０の空間を、５つの空間に仕切る構造である。すなわち、上流側端部８２に近い第３インサート１６４の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０との間には、一対の第３シールダム１６８ａが配置され、第３インサート１６４の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０又は前側仕切壁１５４の壁面１９０の間であって、一対の第３シールダム１６８ａより後縁７６側に近い位置に、一対の第３シールダム１６８ｂが配置された構造である。
【０１２４】
幾つかの実施形態では、例えば図２１及び図２２に示すように、翼体７０は、周方向においてパージ孔８７に隣接する少なくとも一つのサイドパージ孔８９を含む。図示する形態では、翼体７０は、周方向においてパージ孔８７を挟んで両側に設けられた一対のサイドパージ孔８９を含む。
【０１２５】
かかる構成によれば、サイドパージ孔８９から冷却媒体を翼体７０の外部空間９４に排出することにより、翼体７０の内部空間１９７への燃焼ガスの逆流を抑制し、サイドパージ孔８９の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体７０の上流側端部８２の損傷を抑制することができる。
【０１２６】
幾つかの実施形態では、例えば図２１及び図２２に示すように、静翼２３Ａは、翼体７０の内部空間１９７に翼高さ方向に沿って延設された筒状の第３インサート１６４を備える。第３インサート１６４は、翼高さ方向に沿って延在する開口１１６が形成された開口形成部１１８を含み、開口１１６は、パージ孔８７に対向して配置されている。
【０１２７】
かかる構成によれば、第３インサート１６４の内部空間１９７から開口形成部１１８の開口１１６を介して第３インサート１６４の外部に流出した高圧の冷却媒体を、パージ孔８７からスムーズに相手側部材５５との隙間９５に直接供給することができる。これにより、静翼２３Ａの凸部８６を冷却し、凸部８６の熱損傷を防止できる。
【０１２８】
幾つかの実施形態では、例えば図２１及び図２２に示すように、凸部８６は、翼高さ方向に沿って翼体７０の先端部１０７側から基端部１０５側にかけて延在し、パージ孔８７は、翼高さ方向に沿って翼体７０の先端部１０７から基端部１０５にかけて配列された複数のパージ孔８７を含む。凸部８６は、翼高さ方向における静翼２３Ａの基端部１０５と先端部１０７との間の長さの半分以上の長さにわたって延在していてもよい。
【０１２９】
かかる構成によれば、翼体７０の先端部１０７から基端部１０５にかけて配列された複数のパージ孔８７から冷却媒体を翼体７０の外部空間９４に排出することにより、翼体７０の内部空間１９７への燃焼ガスの逆流を抑制し、パージ孔８７の外側の燃焼ガスの温度を低下させて翼体７０の上流側端部８２の損傷を抑制することができる。
【０１３０】
上述の複数対の第３シールダム１６８ａ、１６８ｂの構成により、第３インサート１６４が配置された前側空間１６０は、内部空間１９７と連通空間１７２と高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂと低圧インピンジメント空間１７６の５つの空間に区切られる。但し、内部空間１９７と連通空間１７２は、ほとんど同じ圧力の冷却媒体の供給圧力に近い圧力を有する空間である。
【０１３１】
なお、本実施態様においても、図２１に示すように、第３インサート１６４のインピンジメント壁部１９９には、インピンジメント孔１９５が形成されている。第３インサート１６４の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０との間に形成される高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂは、第３インサート１６４のインピンジメント壁部１９９に形成されたインピンジメント孔１９５ａを介して、第３インサート１６４の内部空間１９７に連通している。また、第３インサート１６４の外周面１３２と翼体７０の内壁面１３０との間に形成される低圧インピンジメント空間１７６は、第３インサート１６４のインピンジメント壁部１９９に形成されたインピンジメント孔１９５ｂを介して、第３インサート１６４の内部空間１９７に連通している。また、翼体７０の圧力面壁部７３側及び負圧面壁部７５側には、複数の冷却孔１３６が形成され、高圧インピンジメント空間１３４及び低圧インピンジメント空間１７６と翼面６７、６９側の燃焼ガス空間は、冷却孔１３６を介して連通している。
【０１３２】
本実施形態の場合、高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂと、低圧インピンジメント空間１７６に供給される冷却媒体は、共通する１つの空間である内部空間１９７から供給される。一方、高圧インピンジメント空間１３４ａは、上流側端部８２に近い負圧面壁部７５側に配置され、高圧インピンジメント空間１３４ｂは、上流側端部８２に近い圧力面壁部７３側に配置されている。また、低圧インピンジメント空間１７６は負圧面壁部７５側であって、高圧インピンジメント空間１３４ａより後縁７６側に近い位置に配置されている。
【０１３３】
負圧面壁部７５側の高圧インピンジメント空間１３４ａと低圧インピンジメント空間１７６を区切る第３シールダム１６８ｂの位置は、負圧面壁部７５側の燃焼ガス流の圧力が急激に低下する位置に対応している。すなわち、第３シールダム１６８ｂの位置より軸方向上流側の上流側端部８２に近い負圧面壁部７５側の燃焼ガス流の圧力は、上流側端部８２に近い圧力面壁部７３側の燃焼ガス流の圧力と大略同じである。また、負圧面壁部７５側の第３シールダム１６８ｂの位置から後縁７６に向かって、負圧面壁部７５側の燃焼ガスの圧力が低下する。
【０１３４】
従って、前側空間１６０は、内部空間１９７と連通空間１７２の圧力が最も高く、高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂの圧力は内部空間１９７より低い。また、低圧インピンジメント空間１７６の圧力は高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂより低く、前側空間１６０の中で最も低い圧力の空間となるように、インピンジメント壁部１９９のインピンジメント孔１９５の仕様を選定する必要がある。つまり、前側空間１６０は、３つの圧力領域の区分に区分けされる。従って、高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂ及び低圧インピンジメント空間１７６から翼体７０に形成された複数の冷却孔１３６を介して燃焼ガス中に排出される冷却媒体の流量を平準化するためには、各インピンジメント空間が対面するインピンジメント壁部１９９に形成されたインピンジメント孔１９５の仕様を各インピンジメント空間の圧力変化に応じて変化させ、各インピンジメント空間と負圧面壁部７５又は圧力面壁部７３との圧力差を平準化することが望ましい。すなわち、高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂは、ほぼ同じ圧力のため、同じ仕様のインピンジメント孔１９５ａが選定できる。しかし、負圧面壁部７５側の翼面６９は、燃焼ガス流の圧力の低下が大きいため、低圧インピンジメント空間１７６に開口するインピンジメント孔１９５ｂは、高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂに開口するインピンジメント孔１９５とは異なる仕様を選定して、冷却媒体の流量を絞ることが望ましい。上記の構成により、過剰な冷却媒体の消費量が低減される。
【０１３５】
本実施形態に適用される第３インサート１６４は、例えば図１０及び図１１に示される第１インサート１１４と大略同じ構造である。上述のように、上流側端部８２の凸部８６に形成されたパージ孔８７の位置に対向する第３インサート１６４の外周面１３２には、開口１１６が形成された開口形成部１１８が配置されている。また、第３インサート１６４の基端部１０５側の端部には、第１インサート１１４のインサートカラー１２４に相当するインサートカラー１６７が形成されている。インサートカラー１６７は、第３インサート１６４の筒体１２０の基端部１０５の外周端に溶接等固定され一体化されている。インサートカラー１６７の外周端１６７ａは、図２１に破線で示すように、翼体７０及び前側仕切壁１５４翼高さ方向の基端部１０５側の端面に溶接等で固定される。インサートカラー１６７の基端部１０５側の端部の中央部には開口１２２が形成されている。翼体７０及び前側仕切壁１５４並びに第３インサート１６４の基端部１０５側の翼高さ方向の端面にインサートカラー１６７を取り付け、翼体７０の先端部１０７側に第３インサート１６４の蓋部１２１を取り付けることにより、高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂ及び低圧インピンジメント空間１７６の径方向の両端は、閉塞される。
【０１３６】
開口形成部１１８の翼高さ方向の位置に対応するインサートカラー１６７の端部には、切欠き部１２６が形成されている。図２１及び図２２に示す態様は、第３インサート１６４に供給される冷却媒体は、基端部１０５側の一方向（片側供給構造）から供給され、インサートカラー１６７は基端部１０５側に配置された構造である。
【０１３７】
上記構成によれば、インサートカラー１６７が周方向における開口形成部１１８の開口１１６の位置に対応する部分に切欠き部１２６を有するので、外部から供給される冷却媒体の一部を翼体７０の内壁面１３０と第３インサート１６４の外周面１３２との隙間に直接供給出来るので、冷却媒体の圧力損失の発生を極力抑えて、高圧の冷却媒体をパージ孔８７に供給できる。
【０１３８】
上述のように、前側空間１６０のうち、翼体７０の内壁面１３０及び前側仕切壁１５４の壁面１９０と第３インサート１６４の外周面１３２の間の空間は、複数対の第３シールダム１６８ａ、１６８ｂを配置して、上述のように、連通空間１７２と高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂと低圧インピンジメント空間１７６の３つの圧力の異なる空間に区切られる。複数対の第３シールダム１６８ａ、１６８ｂの構成は、図２１に示される。図１３に示す一対の第１シールダム１４２と同様な構造で、複数対の第３シールダム１６８ａ、１６８ｂは、翼体７０の内壁面１３０又は前側仕切壁１５４の壁面１９０から突出する突出部２００と溝部２０２とからなる。また、第３インサート１６４の外周面１３２には、図１３に示された構造と同じ一対のリブ１７８が固定されている。突出部２００に形成された溝部２０２とリブ１７８との組み合わせにより、連通空間１７２と高圧インピンジメント空間１３４ａ、１３４ｂと低圧インピンジメント空間１７６との間がシールされ、一対の第３シ−ルダム１６８ａ、１６８ｂを介して各空間の間に生ずる冷却媒体の漏れ流れが抑制される。
【０１３９】
図２３は、一実施形態に係る外側シュラウド６２の構成を示す概略斜視図である。
図２３に示すように、外側シュラウド６２は、流路壁を構成する板状部２０８と、板状部２０８における前縁側にて板状部２０８から径方向外側に突出するとともにガスタービン１の静止壁部（不図示）に固定される前縁外側フック部２１０とを含む。前縁外側フック部２１０は、周方向に延設されている。前縁外側フック部２１０には、上流側に向けて凹となる肉抜き部２１２が形成されており、肉抜き部２１２の底面２１４は、翼体７０における上流側端部８２の内壁面１３０に接続するとともに内壁面１３０と同一平面上に形成されている。
【０１４０】
かかる構成によれば、前縁外側フック部２１０による干渉を抑制しつつスムーズに前述の第１インサート１１４を翼体７０の内部に挿入することができる。
【０１４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【０１４２】
例えば、図４及び図５に示した幾つかの実施形態では、翼体７０の上流側端部８２が一対の平板部１４８を備える形態を例示したが、例えば図２４に示すように、上流側端部８２は、一対の平板部を備えていなくともよい。図２４に示す形態では、上流側端部８２の凸部８６における周方向両側の側壁面８８は、滑らかに湾曲した翼面６７，６９にそれぞれ接続している。かかる構成においても同様に燃焼振動を抑えることができる。図２４に示す形態では、翼面形状に合わせて相手側部材５５の下流側端面５５ｂは曲面形状に形成されている。
【０１４３】
図２４に示す実施形態は、図４から図２２に示す実施形態と比較して、上流側端部８２の形状が異なる形状であるが、その他の構造は、図４から図２２に示す実施形態と同じ構造であり、その構造による作用、効果も同じである。
【０１４４】
また、他の実施形態では、例えば図２５に示すように、一対の平板部１４８は、軸方向及び周方向の各々と交差する斜め方向に沿ってそれぞれ形成されていてもよい。図２５に示す形態では、一対の平板部１４８の各々は、軸方向において下流側に向かうにつれてパージ孔８７から離れるように傾斜している。かかる構成においても同様に燃焼振動を抑えることができる。また、翼体７０の上流側端部８２の加工及び相手側部材５５の下流側端面５５ｂの加工が容易である。
【０１４５】
図２５に示す実施形態は、図４から図２２に示す実施形態と比較して、上流側端部８２の平板部１４８の形状が異なるが、その他の構造は、図４から図２２に示す実施形態と同じ構造であり、その構造による作用、効果も同じである。
【０１４６】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【０１４７】
１  ガスタービン
２  圧縮機
４  燃焼器
４ａ  下流側端
６  タービン
８  ロータ
１０  圧縮機車室
１２  入口
１６  静翼
１６，２４  静翼
１８，２６  動翼
２０  ケーシング
２２  タービン車室
２３（２３Ａ，２３Ｂ）  静翼（１段静翼）
２８  燃焼ガス流路
３０  排気室
５０  尾筒
５２  出口部
５４  径方向壁部
５４ａ  下流側端
５５  相手側部材
５６  周方向壁部
５６ａ  下流側端
６０  内側シュラウド
６２  外側シュラウド
６７，６９  翼面
７０  翼体
７３  圧力面壁部
７５  負圧面壁部
７６  後縁
８２  上流側端部
８４  凹部
８６  凸部
８７  パージ孔
８８  側壁面
８９  サイドパージ孔
９４  外部空間
９５  隙間
２００，２０４  突出部
１００  燃焼器アセンブリ
１０５  基端部
１０７  先端部
１０９，１９６、１９７  内部空間
１１２  外壁面
１１４  第１インサート
１１６、１２２  開口
１１８  開口形成部
１２０  筒体
１２１  蓋部
１２１ａ  ガイド
１２３  補強材
１２４、１６７  インサートカラー
１２４ａ、１６７ａ  外周端
１２５  共有インサートカラー
１２５ａ  外周端
１２６  切欠き部
１３０  内壁面
１３２  外周面
１３３  内周面
１３４  高圧インピンジメント空間
１３６    冷却孔
１３８，１９４、１９５ａ、１９５ｂ  インピンジメント孔
１４０，１９８、１９９  インピンジメント壁部
１４２  第１シールダム
１４８  平板部
１５０  仕切壁
１５２  第２インサート
１５４  前側仕切壁
１５６  外壁
１５８  前側外壁部
１６０  前側空間
１６０ａ  空間隙間
１６２  仕切部
１６４  第３インサート
１６６  第２シールダム
１６８  第３シールダム
１７０  前側空間仕切壁
１７８，１８２  リブ
１７２  連通空間
１７６  低圧インピンジメント空間
１９０  壁面
２０２，２０６  溝部
２０８  板状部
２１０  前縁外側フック部
２１２  肉抜き部
２１４  底面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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