(57)【要約】【課題】内部に冷却用流路を容易かつ精度良く形成することが可能であるとともに、稼働時における熱応力の発生を抑えることが可能なタービン翼、タービン翼の製造方法、及びガスタービンを提供する。【解決手段】タービン静翼１０は、翼高さ方向に沿って筒状に形成されて外郭をなす外フレーム２０と、該外フレーム２０の内部に設けられ、該外フレーム２０に支持された支持部２１と、外フレーム２０の内周面との間に冷却用流路１１ｂとなる隙間を有して内部に挿入され、翼高さ方向両端部のいずれか一方のみで支持部２１に固定された挿入部材２２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼高さ方向に沿って筒状に形成されて外郭をなす外フレームと、
該外フレームの内部に設けられ、該外フレームに支持された支持部と、
前記外フレームの内周面との間に冷却用流路となる隙間を有して内部に挿入され、翼高さ方向両端部のいずれか一方のみで前記支持部に固定された挿入部材とを備えることを特徴とするタービン翼。
【請求項２】
翼高さ方向に沿って筒状に形成されて外郭をなす外フレームと、
該外フレームの互いに向かい合う面に掛け渡されて、翼高さ方向に貫通する内部を区画するように設けられ、該外フレームに支持された複数の支持部と、
前記外フレームの内周面との間に冷却用流路となる隙間を有して内部に挿入され、翼高さ方向両端部のいずれか一方のみで前記支持部に固定された挿入部材とを備えることを特徴とするタービン翼。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタービン翼において、
前記挿入部材は、内部を空洞とする枠状に構成されていることを特徴とするタービン翼。
【請求項４】
請求項３に記載のタービン翼において、
前記挿入部材は、前記支持部と対向する範囲の少なくとも一部、及び、前記支持部と固定されている一方の端部と反対側の他方の端部が開口していることを特徴とするタービン翼。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタービン翼において、
前記挿入部材は、翼高さ方向両端部の内、前記冷却流路の下流側となる端部で前記支持部に固定されていることを特徴とするタービン翼。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタービン翼において、
前記挿入部材は、翼高さ方向両端の内、前記冷却流路の上流側となる端部で前記支持部に固定されていることを特徴とするタービン翼。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタービン翼において、
前記挿入部材は、翼高さ方向に対をなして設けられ、翼高さ方向両側の内、前記冷却流路の上流側となる前記挿入部材の一方が、該上流側となる端部で前記支持部に固定されているとともに、前記冷却流路の下流側となる前記挿入部材の他方が、該下流側となる端部で前記支持部に固定されていることを特徴とするタービン翼。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタービン翼において、
前記挿入部材は、前記冷却用流路となる前記隙間が翼高さ方向に変化するようにして前記外フレームの内部に挿入されていることを特徴とするタービン翼。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタービン翼において、
前記外フレームまたは前記挿入部材の少なくとも一方には、他方に向けて突出する突出部が設けられ、
前記挿入部材は、前記突出部と前記外フレームまたは前記挿入部材の他方とが、常温時に隙間を有するとともに、稼働時に接触するようにして前記外フレームの内部に挿入されていることを特徴とするタービン翼。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタービン翼において、
前記挿入部材と前記支持部との間には、前記冷却用流路から流体が流入するのを規制する規制手段が設けられていることを特徴とするタービン翼。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のタービン翼において、
前記翼本体は、前記冷却用流路として、冷却ガスが供給されて翼高さ方向一方から他方へ向かって流通する供給側流路と、該供給側流路を流通した冷却ガスが流入して翼高さ方向他方から一方へと流通して排出される排出側流路とをそれぞれ複数有し、
前記供給側流路と前記排出側流路とが交互に配されていることを特徴とするタービン翼。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のタービン翼を静翼または動翼として備えることを特徴とするガスタービン。
【請求項１３】
翼高さ方向となる方向に沿って筒状に形成されて内部に支持部が取り付けられた外フレームの内部に、該外フレームの内周面との間に冷却用流路となる隙間を有して挿入部材を挿入し、該挿入部材の翼高さ方向となる方向両端部のいずれか一方のみを前記支持部に固定することを特徴とするタービン翼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン翼及びその製造方法、並びに、このタービン翼を備えるガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの静翼や動翼に用いられるタービン翼は、高温の作動流体に曝されるため、冷却構造が設けられている。すなわち、タービン翼内部に翼高さ方向に沿って冷却用流路が形成されている。そして、この冷却用流路に、圧縮機で生成された圧縮空気や、蒸気タービンで生成された水蒸気を冷却用流体として流通させ、作動流体の温度条件によってはタービン翼表面に形成された冷却孔から外部へこの冷却用流体を放出させることで冷却を行っている。
【０００３】
このようなタービン翼では、冷却用流路を、例えば鋳造により翼本体とともに一体的に形成する方法や、翼本体に穿設する方法などで形成することが可能であるが、これらは僅かな隙間をもって形成される冷却用流路を精度良く設ける必要がある点で問題があった。
また、内部に空洞を有するとともに、嵌合溝が翼高さ方向に沿って空洞の壁面に全周にわたって複数形成された翼本体と、翼本体の空洞内に壁面と隙間を有して配置され、かつ、外壁面に翼本体の嵌合溝に嵌め合わされる突堤を有するインサートとを備えるタービン翼が提案されている。このようなタービン翼では、翼本体に形成された嵌合溝に、インサートに形成された突堤が嵌合していることによって、翼本体とインサートとは互いの寸法差による隙間が形成されて一体となり、この隙間を冷却用流路として利用することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３０７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のタービン翼では、空洞の壁面全周にわたって複数形成された嵌合溝と、突堤とが嵌合することによって、翼本体とインサートとは冷却用流路となる範囲を除いて高さ方向全体に、また、翼の周方向全周にわたって互いに固定された状態となっている。そして、稼働時においては、翼本体が作動流体によって直接熱せられて高温となる一方、インサートは冷却用流路の内側となって相対的に低温となるため、熱伸びに差が生じ、熱応力が生じてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、内部に冷却用流路を容易かつ精度良く形成することが可能であるとともに、稼働時における熱応力の発生を抑えることが可能なタービン翼、タービン翼の製造方法、及びガスタービンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明のタービン翼は、翼高さ方向に沿って筒状に形成されて外郭をなす外フレームと、該外フレームの内部に設けられ、該外フレームに支持された支持部と、前記外フレームの内周面との間に冷却用流路となる隙間を有して内部に挿入され、翼高さ方向両端部のいずれか一方のみで前記支持部に固定された挿入部材とを備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明のタービン翼は、翼高さ方向に沿って筒状に形成されて外郭をなす外フレームと、該外フレームの互いに向かい合う面に掛け渡されて、翼高さ方向に貫通する内部を区画するように設けられ、該外フレームに支持された複数の支持部と、前記外フレームの内周面との間に冷却用流路となる隙間を有して内部に挿入され、翼高さ方向両端部のいずれか一方のみで前記支持部に固定された挿入部材とを備えることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のタービン翼の製造方法は、翼高さ方向となる方向に沿って筒状に形成されて内部に支持部が取り付けられた外フレームの内部に、該外フレームの内周面との間に冷却用流路となる隙間を有して挿入部材を挿入し、該挿入部材の翼高さ方向となる方向両端部のいずれか一方のみを前記支持部に固定することを特徴としている。
【００１０】
この構成及び方法によれば、外フレームと挿入部材とは、外フレームに支持された支持部に挿入部材が固定されていることにより一体となっており、また、外フレームの内周面と挿入部材との間に形成される隙間によって冷却用流路が形成されている。ここで、冷却用流路は、外フレームに挿入部材を挿入するだけで容易に形成することができ、また、互いの寸法差により精度良く形成することができる。また、挿入部材は、翼高さ方向両端部の内のいずれか一方のみで支持部に固定されており、これにより外フレームに対して支持部を介して片持ち状に支持された状態となっている。このため、作動流体に曝される外フレームと、冷却用流路の内側となる挿入部材との間で熱伸びに差が生じても、挿入部材が支持部と固定された端部を基端として相対的に変形するだけなので、熱応力の発生を効果的に抑えることができる。
【００１１】
また、上記のタービン翼において、前記挿入部材は、内部を空洞とする枠状に構成されていることがより好ましい。
【００１２】
この構成によれば、挿入部材が内部を空洞とする枠状に構成されていることで、全体として軽量化を図ることができるとともに、中実の部材であるものと比較して挿入部材自体の熱応力の発生を抑えることもできる。また、板材を枠状に組み立てることによって構成することができるので、製造が容易であり低コスト化を図ることができる。
【００１３】
また、上記のタービン翼において、前記挿入部材は、前記支持部と対向する範囲の少なくとも一部、及び、前記支持部と固定されている一方の端部と反対側の他方の端部が開口していることがより好ましい。
【００１４】
この構成によれば、挿入部材において、冷却用流路を形成する必要のある範囲、及び、支持部と固定する必要のある一方の端部を除く、支持部と対向する範囲の少なくとも一部、及び、他方の端部を開口した構成とすることで、軽量化、熱応力の低減、並びに、製造の容易化及び低コスト化をさらに図ることができる。
【００１５】
また、上記のタービン翼において、前記挿入部材は、翼高さ方向両端部の内、前記冷却流路の下流側となる端部で前記支持部に固定されていることがより好ましい。
【００１６】
この構成によれば、冷却用流路に流入する冷却用流体は、その一部が上流側で挿入部材と支持部との間に流入したとしても、下流側で挿入部材と支持部とが固定されていることでそのまま流出しまうことが規制されている。これにより、挿入部材と支持部との間の冷却用流体によって作用する圧力を高めることができ、結果として挿入部材と支持部との間に流入する冷却用流体の流量を小さくすることができ、冷却用流路を流通する冷却用流体によって効果的に冷却を行うことができる。また、挿入部材と支持部との間に流入した冷却用流体は、下流側で冷却用流路に合流することとなり、これにより冷却用流体が相対的に高温となり冷却効果が小さくなってしまう下流側においてより効果的に冷却を行うことができるようになる。
【００１７】
また、上記のタービン翼において、前記挿入部材は、翼高さ方向両端の内、前記冷却流路の上流側となる端部で前記支持部に固定されているものとしても良い。
【００１８】
この構成によれば、上流側で挿入部材と支持部とが固定されていることで、冷却用流体が挿入部材と支持部との間に流入してしまうのを規制し、冷却用流路に流入するようにして冷却用流体によって効果的に冷却を行うことができる。また、冷却用流体が冷却用流路から挿入部材と支持部との間に流入したとしても、下流側では挿入部材と支持部とは固定されていないので、そのまま排出させることができる。
【００１９】
また、上記のタービン翼において、前記挿入部材は、翼高さ方向に対をなして設けられ、翼高さ方向両側の内、前記冷却流路の上流側となる前記挿入部材の一方が、該上流側となる端部で前記支持部に固定されているとともに、前記冷却流路の下流側となる前記挿入部材の他方が、該下流側となる端部で前記支持部に固定されているものとしても良い。
【００２０】
この構成によれば、冷却用流路の上流で、挿入部材の一方が支持部に固定されていることで、冷却用流体が挿入部材と支持部との間に流入してしまうのを規制し、冷却用流路に流入するようにして効果的に冷却を行うことができる。また、冷却用流体が冷却用流路から挿入部材の一方と支持部との間に流入したとしても、下流側で挿入部材の他方と支持部とが固定されていることでそのまま流出しまうことが規制されている。これにより、各挿入部材と支持部との間の冷却用流体によって作用する圧力を高めることができ、結果として挿入部材と支持部との間に流入する冷却用流体の流量を小さくすることができ、冷却用流路を流通する冷却用流体によって効果的に冷却を行うことができる。また、挿入部材の他方と支持部との間に流入した冷却用流体は、下流側で冷却用流路に合流することとなり、これにより冷却用流体が相対的に高温となり冷却効果が小さくなってしまう下流側においてより効果的に冷却を行うことができるようになる。
【００２１】
また、上記のタービン翼において、前記挿入部材は、前記冷却用流路となる前記隙間が翼高さ方向に変化するようにして前記外フレームの内部に挿入されていることがより好ましい。
【００２２】
この構成によれば、冷却用流路が狭くなっている範囲で流速を速くして効果的に冷却することができ、例えば翼高さ方向に相対的に高温となり得る位置で冷却用流路を狭くなるように設定することで、冷却の最適化を図ることができる。
【００２３】
また、上記のタービン翼において、前記挿入部材と前記支持部との間には、前記冷却用流路から流体が流入するのを規制する規制手段が設けられていることがより好ましい。
【００２４】
この構成によれば、規制手段によって冷却用流路を流通する冷却用流体が挿入部材と支持部との間に流入するのを規制することができ、冷却用流体を冷却用流路に流通させて効果的に冷却することができる。
【００２５】
また、上記のタービン翼において、前記翼本体は、前記冷却用流路として、冷却ガスが供給されて翼高さ方向一方から他方へ向かって流通する供給側流路と、該供給側流路を流通した冷却ガスが流入して翼高さ方向他方から一方へと流通して排出される排出側流路とをそれぞれ複数有し、前記供給側流路と前記排出側流路とが交互に配されていることがより好ましい。
【００２６】
この構成によれば、供給側流路と排出側流路が交互に配されていることで、供給側流路と排出側流路との離間距離を短くして流路全体の長さを最小限として、圧力損失を抑えることができる。また、供給側流路から排出側流路へと流入する冷却ガスの流れに、他の供給側流路からの冷却ガスが混合される所謂クロスフローの発生を防止することができ、クロスフローによる圧力損失の発生、及び、インピンジメント冷却効率の低下を防止することができる。このため、冷却用流路に、より大きな流量で冷却ガスを流通させて効果的に冷却を行うことができる。
【００２７】
また、本発明のガスタービンは、上記のタービン翼を静翼または動翼として備えることを特徴としている。
【００２８】
この構成によれば、タービン翼を効果的に冷却し、また、熱応力の発生を抑えることができ、高温環境下で好適に稼働させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のタービン翼によれば、内部に冷却用流路を容易かつ精度良く形成することができるとともに、稼働時における熱応力の発生を効果的に抑えることができる。
また、本発明のタービン翼の製造方法によれば、タービン翼の内部に冷却用流路を容易かつ精度良く形成することができるとともに、タービン翼を稼働させた際の熱応力の発生を効果的に抑えることができる。
また、本発明のガスタービンによれば、上記タービン翼を備えることで、高温環境下で好適に稼働させることができ、高出力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のタービン翼において、翼高さ方向に直交する面で破断した（図２に示す切断線Ａ−Ａにおける）断面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態のタービン静翼の詳細を示す一部を破断した斜視図である。
【図３】図１に示すタービン静翼において、切断線Ｂ−Ｂで破断した斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のタービン翼を備えたガスタービンを示す模式的な半断面図である。
【図５】本発明に係る第１の実施形態のタービン翼において、冷却用流路の詳細を示す断面図である。
【図６】本発明に係る第１の実施形態のタービン翼を模式的に示した側方視した断面図である。
【図７】本発明に係る第２の実施形態のタービン翼を模式的に示した側方視した断面図である。
【図８】本発明に係る第３の実施形態のタービン翼を模式的に示した側方視した断面図である。
【図９】本発明に係る第４の実施形態のタービン翼を模式的に示した側方視した断面図である。
【図１０】本発明に係る第５の実施形態のタービン翼において、図２における切断線Ｂ−Ｂと同一位置で破断した斜視図である。
【図１１】本発明に係る第５の実施形態のタービン翼において、冷却用流路及び規制手段の詳細を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る第６の実施形態のタービン静翼の詳細を示す一部を破断した斜視図である。
【図１３】本発明に係る第６の実施形態のタービン翼を模式的に示した側方視した断面図である。
【図１４】図１２の切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図１５】図１２の切断線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【図１６】図１２の切断線Ｅ−Ｅにおける断面図である。
【図１７】本発明に係る実施形態のタービン翼において、冷却用流路の一の変形例を示す側方視した断面図である。
【図１８】本発明に係る実施形態のタービン翼において、冷却用流路の他の変形例を示す側方視した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下、本発明に係る第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のタービン翼において、翼高さ方向に直交する面で破断した断面図を示している。図２は、本実施形態のタービン静翼の詳細を示す一部を破断した斜視図であり、上記図１は、図２における切断線Ａ−Ａにおける断面を示している。図３は、図１における切断線Ｂ−Ｂで破断した斜視図を示している。
そして、図４は、本実施形態のタービン翼を備えたガスタービンを示す模式的な半断面図を示している。
図４に示すように、ガスタービン１は、圧縮空気を生成する圧縮機２と、圧縮機２から供給される圧縮空気に燃料を供給して作動流体である燃焼ガスＧ１（図２参照）を生成する複数の燃焼器３と、少なくとも１段ずつのタービン静翼１０及びタービン動翼６を有し、燃焼器３から供給される燃焼ガスＧ１により回転動力を発生させるタービン４とを備えている。
【００３２】
また、ガスタービン１には、軸線方向Ｄに延びるロータ７が、圧縮機２からタービン４まで一体的に取り付けられており、このロータ７は、一端が圧縮機２内に設けられた軸受部７ａによって軸線Ｏ回りであるタービン４の周方向Ｒに回転可能に支持されると共に、他端がタービン４に設けられた軸受部７ｂによってタービン４の周方向Ｒに回転可能に支持されている。以下、ロータ７の軸線方向Ｄに沿って圧縮機２側を前側とし、タービン４側を後側とする。
【００３３】
圧縮機２は、空気を取り込む空気取入口２ａを前側に向けて配設された圧縮機ケーシング２ｂと、この圧縮機ケーシング２ｂ内に配設された複数の圧縮機静翼２ｃ及び複数の圧縮機動翼２ｄとを備えている。圧縮機静翼２ｃは、それぞれ圧縮機ケーシング２ｂの内周面に固定されると共にロータ７側に向けて延設され、タービン４の周方向Ｒに互いに等しい間隔をあけて配列している。また、圧縮機動翼２ｄは、ロータ７の外周面に固定されると共に圧縮機ケーシング２ｂの内周面に向けて延設され、タービン４の周方向Ｒに互いに等しい間隔をあけて配列している。そして、これら圧縮機静翼２ｃと圧縮機動翼２ｄとは、軸線方向Ｄに沿って交互になるように多段配置されている。
【００３４】
燃焼器３は、内部に図示しないバーナを有する内筒３ａと、圧縮機２から供給される圧縮空気を内筒３ａに導く外筒３ｂと、内筒３ａに燃料を供給する図示しない燃料噴射器と、内筒３ａからの燃焼ガスＧ１をタービン４に導く尾筒３ｃとを備えている。このように構成された燃焼器３によれば、内筒３ａ内において、外筒３ｂから導かれる圧縮空気と燃焼噴射機から供給される燃料とを混合し、混合された流体をバーナにより燃焼させることで燃焼ガスＧ１を生成することが可能となり、この燃焼ガスＧ１を尾筒３ｃを通してタービン４に導くことができる。複数の燃焼器３は、タービン４の周方向Ｒに配置されると共に、前端部が圧縮機ケーシング２ｂの後端部に連結された燃焼器ケーシング３ｄの内部に配設されている。
【００３５】
タービン４は、前端部が燃焼器ケーシング３ｄの後端部に連結されたタービンケーシング５と、このタービンケーシング５内に軸方向に交互に多段に配設された前記タービン静翼１０及び前記タービン動翼６とを備えている。各段のタービン静翼１０は、周方向Ｒに環状に等しい間隔をあけて配列され、それぞれタービンケーシング５側に固定されると共にロータ７側に向けて放射状に複数延設されている。同様に、各段のタービン動翼６も、周方向Ｒに環状に等しい間隔をあけて配列され、ロータ７側に固定されると共にタービンケーシング５側に向けて放射状に延設されている。
【００３６】
また、タービン４には、圧縮機２内部の空気が圧縮機２から燃焼器３を迂回（バイパス）して供給される図示しないバイパス流路が設けられている。このバイパス流路を通してタービン４に供給された空気は、冷却用流体である冷却ガスとしてタービン静翼１０及びタービン動翼６それぞれの内部を流通するようになっている。詳細は後述する。また、タービンケーシング５の後端部には、後側に向けて開口した排気室８が連結されている。この排気室８には、タービン静翼５及びタービン動翼６を通過した燃焼ガスＧ１の動圧を静圧に変換する排気ディフューザ８ａが備えられている。
【００３７】
以上のように構成されたガスタービン１においては、まず、圧縮機２の空気取入口２ａから取り込まれた空気が、多段に配置された圧縮機静翼２ｃ及び圧縮機動翼２ｄを通過して圧縮され圧縮空気が生成される。次いで、燃焼器３にて、前述したように圧縮空気から燃焼ガスＧ１が生成され、この燃焼ガスＧ１がタービン４に導かれる。そして、この燃焼ガスＧ１がタービン静翼５及びタービン動翼６が配列する範囲を燃焼ガス流路４ａとして通過することでロータ７が回転駆動され、ガスタービン１は、回転動力を出力することができる。そして、ロータ７を回転駆動した後の排気ガスは、排気室８の排気ディフューザ８ａで静圧に変換された後、大気に放出される。
【００３８】
次に、各タービン静翼１０の詳細について説明する。図２に示すように、タービン静翼１０は、タービン半径方向に相当する翼高さ方向Ｈに延設される翼本体１１と、翼本体１１の両端に設けられて翼本体１１を支持する外側シュラウド１２及び内側シュラウド１３とを備える。外側シュラウド１２及び内側シュラウド１３は、それぞれ、翼本体１１が取り付けられ、翼本体１１が取り付けられた面と反対側に冷却室１４、１５が形成された本体部１２ａ、１３ａと、本体部１２ａ、１３ａに取り付けられ冷却室１４、１５を封じる蓋体１２ｂ、１３ｂとを有する。外側シュラウド１２及び内側シュラウド１３の本体部１２ａ、１３ａには、翼本体１１の内部と連通し、翼本体１１内部に冷却ガスＧ２を供給し、また、排出させる多数の開口がそれぞれ形成されている。
【００３９】
また、外側シュラウド１２の蓋体１２ｂ、１３ｂには、圧縮機２と接続された図示しないバイパス流路と接続され冷却ガスＧ２が供給される第一の供給口１６及び第二の供給口１７と、翼本体１１の内部を冷却した冷却ガスＧ２を回収する排出口１８とが設けられている。第一の供給口１６は、外側シュラウド１２の冷却室１４と連通している。また、第二の供給口１７は、翼本体１１の内部でインピンジメント冷却を行うためのインピンジメント冷却用流路１１ｂ（図１参照）と連通している。
【００４０】
また、図２に示すように、外側シュラウド１２及び内側シュラウド１３の各冷却室１４、１５には、インピンジメント冷却を行うためのインピンジメントプレート１２ｃ、１３ｃが設けられている。インピンジメントプレート１２ｃ、１３ｃは、それぞれ冷却室１４、１５を翼高さ方向Ｈに区画するように設けられており、多数のインピンジメント冷却孔１２ｄ、１３ｄが形成されている。
【００４１】
一方、翼本体１１の内部には、後述する冷却用流路１１ｂが形成されているとともに、表面には、該冷却用流路１１ｂと連通した前縁冷却孔１１ｃ、後縁冷却孔１１ｄ、フィルム冷却孔１１ｅなど各種冷却孔が形成されている。このため、圧縮機２から図示しないバイパス流路を経て供給された冷却ガスＧ２は、例えば本実施形態のように、第二の供給口１７から翼本体１１に流入し、インピンジメント冷却を行った後に後縁冷却孔１１ｄから燃焼ガス流路４ａに放出される。一方、第一の供給口１６からは冷却室１４、１５に流入し、まずインピンジメント冷却孔１２ｄ、１３ｄから噴射して外側シュラウド１２の本体部１２ａ、１３ａをインピンジメント冷却する。次に、この冷却ガスＧ２は、各開口から翼本体１１の内部の冷却用流路１１ｂに流入して翼本体１１を内部から冷却し、さらに前縁冷却孔１１ｃ、後縁冷却孔１１ｄ、フィルム冷却孔１１ｅから燃焼ガス流路４ａに放出され、さらに翼本体１１の冷却を行って燃焼ガスＧ１とともに排出される。一方、各冷却孔から放出されなかった冷却ガスＧ２は、冷却用流路１１ｂから内側シュラウド１３の冷却室１４、１５に流入して、内側シュラウド１３をインピンジメント冷却した後に、翼本体１１内部の他の冷却用流路１１ｂを経て、外側シュラウド１２の排出口１８から排出される。
【００４２】
次に、翼本体１１の詳細について説明する。図１及び図３に示すように、タービン静翼１０の翼本体１１は、翼高さ方向Ｈに沿って筒状に形成されて外郭をなす外フレーム２０と、該外フレーム２０の内部に設けられ、該外フレーム２０に支持された支持部２１と、外フレーム２０の内周面との間に冷却用流路１１ｂとなる隙間を有して内部に挿入された挿入部材２２とを備える。外フレーム２０には、前述の各種冷却孔が形成されているとともに、内周面には翼高さ方向Ｈに沿って延設されたリブ２０ａが、突出部として挿入部材２２に向かって突出している。リブ２０ａは、外フレーム２０の内周に沿って間隔を有して複数形成されており、その突出量は、冷却用流路１１ｂとして必要な幅と対応している。
【００４３】
また、支持部２１は、略板状で、外フレーム２０の内部を、それぞれ挿入部材２２が挿入される挿入空間２０ｂに区画するように内周面に固定されている。本実施形態では、支持部２１として、翼本体１１の腹側から背側へ、前縁側と後縁側との二箇所で外フレーム２０間に掛け渡された第一の支持部２１Ａと、翼本体１１の前縁から後縁へと沿って外フレーム２０と第一の支持部２１Ａとの間、及び、第一の支持部２１Ａ間に掛け渡されている第二の支持部２１Ｂとを有し、これらの支持部２１によって挿入空間２０ｂを六つ形成している。そして、各挿入空間２０ｂに挿入部材２２が挿入されている。各挿入部材２２は、翼高さ方向Ｈ両端部２２ａ、２２ｂの内のいずれか一方のみで支持部２１に固定されている。各挿入部材２２が両端部２２ａ、２２の内のいずれで固定されているかは、それぞれ対応する冷却用流路１１ｂの冷却ガスＧ２が流通する向きと対応しており、本実施形態では、対応する冷却用流路１１ｂの下流側となる一端部２２ａで固定されている。
【００４４】
また、挿入部材２２は、内部を空洞とする枠状に構成されている。より詳しくは、各挿入部材２２は、略板状の部材を、それぞれ挿入される挿入空間２０ｂの形状に応じて、その外縁に沿うように湾曲、屈曲させることで形成されている。特に本実施形態では、挿入部材２２は、外フレーム２０と対向する流路形成部２３と、流路形成部２３の側縁から第一の支持部２１Ａに沿って配設される側板部２４と、支持部２１と固定される側の一端部２２ａで流路形成部２３と側板部２４とで囲まれる空洞部分を封じるように固定された端板部２５とを有する。このため、各挿入部材２２は、第二の支持部２１Ｂと対向する範囲、及び、端板部２５が設けられた一端部２２ａと反対側の他端部２２ｂでは開口を形成する枠状の部材として構成されている。そして、挿入部材２２は、端板部２５の縁部において各支持部２１との間に溶接部２６を形成して支持部２１に固定されている。
【００４５】
ここで、図５に示すように、挿入部材２２は、ガスタービン１が稼働していない常温時においては、支持部２１及び外フレーム２０に設けられたリブ２０ａとの間でそれぞれ隙間Ｄ２０、Ｄ２１を有するとともに、ガスタービン１が稼働して燃焼ガス流路４ａ内が高温環境となった稼働時においてはその熱伸びにより支持部２１及び外フレーム２０に設けられたリブ２０ａと接触するような寸法に形成されている。なお、図３において、挿入部材２２の端板部２５は、側板部２４と縁部が一致するようにして一体となっているが、隙間Ｄ２１を形成するために端板部２５の縁部が側板部２４から張り出すようにした構成としても良い。
【００４６】
以上のような構成のタービン静翼１０の翼本体１１は、以下のように製造することができる。すなわち、まず外フレーム２０と支持部２１とを形成する。具体的には、例えば鋳造により一体的に形成する方法が考えられる。また、外フレーム２０のみを形成した後に、内周面に各支持部２１を溶接やロウ付け等により固定するものとしても良い。一方、挿入部材２２は、例えば、一枚の板状部材を湾曲、屈曲加工することにより流路形成部２３及び側板部２４を形成した後に、端板部２５となる部材を流路形成部２３及び側板部２４の縁部に溶接、ロウ付け等により固定することで形成することができる。また、挿入部材２２についても鋳造により一体的に形成するものとしても良い。そして、一体となった外フレーム２０と支持部２１とで形成された挿入空間２０ｂに挿入部材２２をそれぞれ挿入し、各挿入部材２２の端板部２５の縁部で支持部２１と溶接して溶接部２６を形成することにより図１及び図３に示すような冷却用流路１１ｂを有する翼本体１１を製造することができる。このように、本実施形態のタービン静翼１０の翼本体１１における冷却用流路１１ｂは、外フレーム２０に挿入部材２２を挿入するだけで容易に形成することができ、また、外フレーム２０と挿入部材２２との互いの寸法差により精度良く形成することができる。
【００４７】
次に、この実施形態のタービン静翼１０の作用について図６に基づいて説明する。なお、図６は、タービン静翼１０を側方視した断面図であるが、当該タービン静翼１０の作用の理解を容易とするために模式的に示している。
図６に示すように、第一の供給口１６から外側シュラウド１２の冷却室１４に供給された冷却ガスＧ２は、翼高さ方向Ｈ一方側から翼本体１１の内部において、支持部２１によって区画された挿入空間２０ｂの一部に流入する。流入した冷却ガスＧ２は、翼高さ方向一方側から翼高さ方向Ｈ他方側へ、冷却用流路１１ｂを流通するとともに、挿入部材２２と支持部２１との間や、挿入部材２２の支持部２１と固定されていない他端部２２ｂの開口から内部空洞にも流通する。ここで、挿入部材２２は、下流側となる一端部２２ａで支持部２１と固定されていることで、挿入部材２２の内部空洞に流入した冷却ガスＧ２がそのまま流出しまうことが規制されている。これにより、挿入部材２２と支持部２１との間、及び、挿入部材２２の内部空洞の冷却ガスＧ２によって作用する圧力を高めることができ、結果として挿入部材２２と支持部２１との間、及び、挿入部材２２の内部空洞に流入する冷却ガスＧ２の流量を小さくすることができ、冷却用流路１１ｂを流通する冷却ガスＧ２によって、外部の燃焼ガス流路４ａを流れる燃焼ガスＧ１に曝されて高温となる外フレーム２０を効果的に冷却することができる。
【００４８】
一方、挿入部材２２の一端部２２ａは、端板部２５と支持部２１とが溶接された溶接部２６によって閉塞されているので、挿入部材２２と支持部２１との間、及び挿入部材２２の内部空洞を流通する冷却ガスＧ２は、支持部２１と側板部２４との隙間から冷却用流路１１ｂに合流することとなる。このため、冷却用流路１１ｂの下流側では上流側と比較して冷却ガスＧ２の流量が大きくなり流速を速くしてより効果的に冷却を行うことができる。そして、冷却ガスＧ２は、内側シュラウド１３の冷却室１５を経由して、翼本体１１の内部において支持部２１によって区画された他の挿入空間２０ｂに流入する。そして、流入した冷却ガスＧ２は、冷却用流路１１ｂ及び挿入部材２２の内部空洞を流通し、下流側となる翼高さ方向Ｈ一方側では、挿入部材２２の内部空洞を流通する冷却ガスＧ２が、冷却用流路１１ｂを流通する冷却ガスＧ２に合流し、同様に冷却を行うことができる。
【００４９】
以上のように、本実施形態のタービン静翼１０の翼本体１１では、外フレーム２０、支持部２１及び挿入部材２２で形成された冷却用流路１１ｂに冷却ガスＧ２を流通して、燃焼ガスＧ１に曝される外フレーム２０を効果的に冷却することができる。ここで、外フレーム２０が冷却ガスＧ２によって冷却されるものの直接燃焼ガスＧ１に曝される環境に位置する部材であるのに対して、挿入部材２２は、冷却用流路１１ｂよりも内側の位置する部材である。このため、翼本体１１は、稼働していない常温時に対して、燃焼ガス流路４ａに燃焼ガスＧ１が流入して高温となる稼働時では、全体的に高温となり熱伸びが生じるが、外フレーム２０と挿入部材２２とは常温時に対して稼働時に生じる熱伸びに差が生じることとなる。しかしながら、上記のとおり挿入部材２２は、翼高さ方向Ｈ一方の一端部２２ａのみで支持部２１に固定されており、これにより外フレーム２０に対して支持部２１を介して片持ち状に支持された状態となっている。このため、燃焼ガスＧ１に曝される外フレーム２０と、冷却用流路１１ｂの内側となる挿入部材２２との間で熱伸びに差が生じても、挿入部材２２が一端部２２ａを基端として相対的に変形するだけなので、熱応力の発生を効果的に抑えることができる。また、それ故にこのようなタービン静翼１０を備えたガスタービン１においては、タービン静翼１０を効果的に冷却し、また、熱応力の発生を抑えることができるので、高温環境下で好適に稼働させることができ、さらに高出力化を図ることができる。
【００５０】
また、上記のように、本実施形態のタービン静翼１０においては、挿入部材２２を枠状の部材としたことで、タービン静翼１０全体として軽量化を測ることができるとともに、中実の部材であるものと比較して挿入部材２２自体の熱応力の発生を抑えることもできる。また、板材を枠状に組み立てることによって構成することができるので、製造が容易であり低コスト化を図ることができる。特に本実施形態では、挿入部材２２において、冷却用流路１１ｂを形成する必要のある範囲となる流路形成部２３、及び、支持部２１と固定する必要のある一端部２２ａに設けられた端板部２５を除き、第二の支持部２１Ｂと対向する範囲、及び、他端部２２ｂを開口した構成とすることで、軽量化、熱応力の低減、並びに、製造の容易化及び低コスト化をさらに図ることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態を示したものである。なお、図７は、第１の実施形態における図６と同様に模式的に示したものである。また、この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５２】
図７に示すように、この実施形態のタービン静翼３０では、基本構成は第１の実施形態と同様であるが、外フレーム２０に挿入された挿入部材３１と支持部２１との固定位置が、冷却用流路１１ｂの下流側となる一端部３１ａで固定される第１の実施形態と異なり、上流側となる他端部３１ｂで固定されている。より詳しくは、挿入部材３１は、第１の実施形態同様に流路形成部２３と、側板部２４と、端板部３２とで構成されているが、端板部３２が他端部３１ｂに設けられており、該端板部３２の縁部と支持部２１との間で溶接部３３が設けられて固定されている。
【００５３】
このようなタービン静翼３０では、外側シュラウド１２の冷却室１４から翼本体１１の内部に冷却ガスＧ２が流入すると、冷却用流路１１ｂの上流側で挿入部材３１と支持部２１とが固定されていることで、冷却ガスＧ２が挿入部材３１と支持部２１との間、及び挿入部材３１の内部空洞に流入してしまうのを規制し、冷却用流路１１ｂに流入するようにして冷却ガスＧ２によって効果的に冷却を行うことができる。また、冷却ガスＧ２が冷却用流路１１ｂから挿入部材３１と支持部２１との間、さらには、挿入部材３１の内部空洞に流入したとしても、下流側では挿入部材３１と支持部２１とは固定されていないので、そのまま排出させることができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態を示したものである。なお、図８は、第１の実施形態における図６と同様に模式的に示したものである。また、この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
図８に示すように、この実施形態のタービン静翼４０では、基本構成は第１の実施形態と同様であるが、各翼本体１１の各挿入空間２０ｂには、挿入部材４１、４２が対をなして、翼高さ方向Ｈに順に挿入されている。そして、翼高さ方向Ｈ一方側、すなわち冷却用流路１１ｂの上流側に位置する一方の挿入部材４１は、支持部２１に、下流側となる一端部４１ａが固定されておらず、上流側となる他端部４１ｂのみ固定されている。また、翼高さ方向他方側、すなわち冷却用流路１１ｂの下流側に位置する他方の挿入部材４２は、支持部２１に、下流側となる一端部４２ａで固定されているのみで、上流側となる他端部４２ｂでは固定されていない。なお、挿入部材４１、４２は、いずれも、流路形成部２３と、側板部２４と、端板部４３とで形成されており、それぞれ端板部４３が支持部２１と固定される側の端部に設けられ、該端板部４３の縁部に設けられた溶接部４４によって支持部２１に固定されている。また、挿入部材４１、４２は、それぞれ支持部２１に固定された状態で、翼高さ方向Ｈに隙間Ｄ４０が形成されている。
【００５６】
このようなタービン静翼４０では、冷却用流路１１ｂの上流に位置する一方の挿入部材４１が、該上流側の他端部４１ｂで支持部２１に固定されていることで、冷却ガスＧ２が一方の挿入部材４１と支持部２１との間、及び当該挿入部材４１の内部空洞に流入してしまうのを規制し、冷却用流路１１ｂに流入するようにして効果的に冷却を行うことができる。また、冷却ガスＧ２が冷却用流路１１ｂから一方の挿入部材４１と支持部２１との間や、一方の挿入部材４１の内部空洞に流入し、さらに一端部４１ａから下流側の位置する他方の挿入部材４２側に流入したとしても、他方の挿入部材４２と支持部２１とが下流側で固定されていることでそのまま流出しまうことが規制されている。これにより、各挿入部材４１、４２と支持部２１との間、及び挿入部材４１、４２の内部空洞の冷却ガスＧ２によって作用する圧力を高めることができる。このため、結果として挿入部材４１、４２と支持部２１との間、及び挿入部材４１、４２の内部空洞に流入する冷却ガスＧ２の流量を小さくすることができ、冷却用流路１１ｂを流通する冷却ガスＧ２によって効果的に外フレーム２０の冷却を行うことができる。また、他方の挿入部材４２と支持部２１との間、及び他方の挿入部材４２の内部空洞に流入した冷却ガスＧ２は、下流側で冷却用流路１１ｂに合流することとなり、これにより冷却ガスＧ２が相対的に高温となり冷却効果が小さくなってしまう下流側においてより効果的に冷却を行うことができるようになる。
【００５７】
また、本実施形態では、対をなす挿入部材４１、４２は、それぞれ支持部２１に片持ち状に固定されているとともに、両者の間に隙間Ｄ４０が形成されていることで、熱伸びが生じても、互いが接触して熱応力が発生してしまうことを防止することができる。なお、この隙間Ｄ４０は、冷却用流路１１ｂに冷却ガスＧ２を流通させる観点から、稼働時で熱伸びが発生した際に小さくなったとしても、挿入部材４１の一端部４１ａと挿入部４２の他端部４２ｂとが接触しない程度の僅かな隙間を確保することが可能に設定されることが好ましい。
【００５８】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図９は、本発明の第４の実施形態を示したものである。なお、図９は、第１の実施形態における図６と同様に模式的に示したものである。また、この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５９】
図９に示すように、この実施形態のタービン静翼５０では、基本構成は第１の実施形態と同様であるが、外フレーム２０に形成される各挿入空間２０ｂに挿入部材５１が挿入されることによって挿入部材５１と外フレーム２０との間に形成される冷却用流路５０ａの幅が、翼高さ方向Ｈに変化している点で異なっている。より詳しくは、挿入部材５１の断面形状が翼高さ方向Ｈに変化していることで、冷却用流路５０ａは、上流側の幅Ｂ１に対して、下流側の幅Ｂ２の方が小さくなるように、翼高さ方向Ｈに幅が漸次変化している。
【００６０】
このようなタービン静翼５０では、冷却用流路５０ａの幅が相対的に狭くなっている下流側で流速を速くして効果的に冷却することができる。一般に、冷却用流路５０ａの下流側では、上流側で冷却をして温度が上昇した冷却ガスＧ２によって冷却を行うので冷却効率が低下してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態のように、下流側で冷却ガスＧ２の流速を早くして冷却の効率化を図ることで、冷却用流路５０ａ全体にわたって効果的に冷却することができる。
【００６１】
なお、上記においては、上流側に対して下流側で冷却用流路５０ａの幅を小さくするように挿入部材５１を形成するものとしたが、これに限るものではない。そのタービン翼の使用条件に応じて、中間部分で幅を狭くするようにしても良い。少なくとも相対的に高温となり得る位置で冷却用流路を狭くなるように設定することで、冷却の最適化を図ることができる。
【００６２】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１０及び図１１は、本発明の第５の実施形態を示したものである。なお、この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
図１０及び図１１に示すように、この実施形態のタービン静翼６０では、挿入部材２２と第一の支持部２１Ａとの間には、冷却用流路１１ｂから冷却ガスＧ２が流入するのを規制する規制手段６１が設けられている。具体的には、規制手段６１は、本実施形態では第一の支持部２１Ａにおいて、挿入部材２２の側板部２４と対向する面に、翼高さ方向Ｈに沿って形成された凹溝６１ａと、挿入部材２２の側板部２４に翼高さ方向Ｈに沿って形成され、第一の支持部２１Ａに向かって突出して凹溝６１ａに挿入された凸条部６１ｂとを有するラビリンス構造を備えている。
【００６４】
このようなタービン静翼６０では、規制手段６１において高さ方向Ｈに沿って全体にわたって凹溝６１ａに凸条部６１ｂが挿入されていることによって、冷却用流路１１ｂを流通する冷却ガスＧ２が挿入部材２２と第一の支持部２１Ａとの間に流入するのを規制することができる。このため、冷却用流路１１ｂに流通する冷却ガスＧ２の流量をより大きくすることができ、これにより効果的に冷却することができる。
【００６５】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図１２から図１６は、本発明の第６の実施形態を示したものである。なお、この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６６】
図１２に示すように、本実施形態のタービン静翼７０も、第１の実施形態同様に、タービン半径方向に相当する翼高さ方向Ｈに延設される翼本体７１と、翼本体７１の両端に設けられて翼本体７１を支持する外側シュラウド１２及び内側シュラウド１３とを備える。なお、外側シュラウド１２及び内側シュラウド１３の構造は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６７】
図１３及び図１４に示すように、タービン静翼７０の翼本体７１は、翼高さ方向Ｈに沿って筒状に形成されて外郭をなす外フレーム７２と、該外フレーム７２の内部に設けられ、該外フレーム７２に支持された支持部７３と、外フレーム７２の内周面との間に冷却用流路７１ｂとなる隙間を有して内部に挿入された挿入部材７４とを備える。外フレーム７２には、第１の実施形態同様に、各種冷却孔が形成されているとともにリブ７２ａが突出部として挿入部材７４に向かって突出している。
【００６８】
支持部７３は、略板状で、外フレーム７２の互いに向かい合う背面側、腹面側との間に掛け渡されていて、前縁側から後縁側に向かって間隔を有して複数配されており、外フレーム７２の内部を挿入部材７４が挿入される複数の挿入空間７２ｂに区画するように内周面に固定されている。本実施形態では、これら支持部７３によって挿入空間７２ｂ（７２ｂ−１〜４）を四つ形成している。そして、各挿入空間７２ｂに挿入部材７４が挿入されている。
【００６９】
図１２及び図１３に示すように、本実施形態では、冷却ガスＧ２が供給される第一の供給口１６と、冷却ガスＧ２を回収する排出口１８とが、二つずつ設けられている。そして、四つの挿入空間７２ｂの内、最も前縁側の挿入空間７２ｂ−１は、第一の供給口１６の一方と連通し、第一の供給口１６から内部へ冷却ガスＧ２を供給可能となっている。また、該挿入空間７２ｂ−１の後縁側に隣接する挿入空間７２ｂ−２は排出口１８の一方と連通し、内部の冷却ガスＧ２を排出口１８から排出可能となっている。また、該挿入空間７２ｂ−２の後縁側に隣接する挿入空間７２ｂ−３は第一の供給口１６の他方と連通し、第一の供給口１６から内部へ冷却ガスＧ２を供給可能となっている。さらに、該挿入空間７２ｂ−３の後縁側に隣接する挿入空間７２ｂ−４は排出口１８の他方と連通し、内部の冷却ガスＧ２を排出口１８から排出可能となっている。つまり、図１３から図１６に示すように、各挿入空間７２ｂに形成される冷却用流路７１ｂは、第一の供給口１６から冷却ガスＧ２が供給されて翼高さ方向Ｈ一方から他方へと流通する供給側流路と、冷却ガスＧ２が翼高さ方向Ｈ他方から一方へと流通して排出口１８から排出される排出側流路とが、前縁側から順に交互に設定されている。
【００７０】
本実施形態のタービン翼７０では、支持部７３によって外フレーム７２を拘束する方向を、背面と腹面との間の一方向のみとすることで、外フレーム７２の熱変形の自由度を高めて、熱応力の低減を図ることができる。また、上記他の実施形態同様に、挿入部材７４は、翼高さ方向Ｈの一方側のみで支持部７３に固定されて片持ち状に支持されているので、挿入部材７４における熱応力の発生を効果的に抑えることができる。そして、本実施形態のタービン翼７０でも、上記他の実施形態同様に、冷却用流路７１ｂに冷却ガスＧ２を流通させることで、外フレーム７２を効果的に冷却することができる。また、本実施形態では、複数の冷却用流路７１ｂが、冷却ガスＧ２が供給される供給側流路と、冷却ガスＧ２が排出される排出側流路とに交互に設定されている。このようにすることで、一の挿入空間７２ｂの冷却用流路７１ｂである供給側流路と、他の挿入空間７２ｂの冷却用流路７１ｂである排出側流路との離間距離を短かくすることができる。これにより、供給側流路から内側シュラウド１３の冷却室１５を経由して排出側流路へと流入し排出される冷却ガスＧ２の流路全体の長さを最小限にすることができ、タービン翼７０の内部に冷却ガスＧ２を流通させることで生じる圧力損失を抑えることができる。また、供給側流路同士の冷却ガスＧ２が内側シュラウド１３の冷却室１５内で合流した後に排出側流路に流入するような流れを規制することができ、一の供給側流路から冷却室１５に流入し内部を流通する冷却ガスＧ２に、他の供給側流路から冷却室１５に流入する冷却Ｇ２が混合される所謂クロスフローを防止することができ、該クロスフローによる圧力損失の発生、及び、インピンジメント冷却効率の低下を防止することができる。以上のように、流路長さを最小限とし、また、クロスフローの発生を防止することで、圧力損失を最小限としつつ、インピンジメント冷却効率の低下を防止することができる。このため、冷却用流路７１ｂにより大きな流量で冷却ガスＧ２を流通させて効果的に外フレーム７２を冷却することができるとともに、外側シュラウド１２及び内側シュラウド１３では効果的にインピンジメント冷却を行うことができる。また、本実施形態では、複数の冷却用流路７１ｂの供給側流路と排出側流路とを交互としつつ、最も前縁側を低温の冷却ガスＧ２が流れる供給側流路とすることで、最も高温となる前縁部分を効果的に冷却することができる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００７２】
なお、上記各実施形態のタービン静翼では、翼本体１１（７１）における冷却用流路は、複数設けられ、いずれかの冷却用流路で冷却ガスＧ２が外側シュラウド１２から流入して内側シュラウド１３へ流出し、その冷却ガスＧ２が他の冷却用流路で内側シュラウド１３から流入して外側シュラウド１２へ流出して回収される構成とされたが、これに限るものではない。例えば、図１７に示すように、冷却ガスＧ２は、外側シュラウド１２から供給されて全ての冷却用流路１１ｂに流入して内側シュラウド１３へ流出し回収される構造としても良い。また、図１８に示すように、冷却ガスＧ２は、内側シュラウド１３から供給されて全ての冷却用流路１１ｂに流入して外側シュラウド１２へ流出し回収される構造としても良い。
【００７３】
また、挿入部材は、いずれも枠状でその一部に開口を有する構成としたが、これに限るものではない。例えば、開口を有しない箱状に形成するものとしても良いし、あるいは、中実の部材によって構成するものとしても良い。また、挿入部材は、冷却用流路の上流側または下流側となる端部で支持部に固定されるものとしたが、これに限るものではない。例えば、翼高さ方向中間位置で支持部に固定するものとしても、当該固定箇所から翼高さ方向両側に張り出すような構造とすることで同様の効果を奏する。また、挿入部材は、支持部に溶接により固定されるものとしたが、これに限るものではなく、ロウ付け、あるいは、ボルトなどによる機械的な結合によるものとしても良い。また、支持部は、外フレームの内部を区画するように設けられているものとしたが、これに限るものでない。少なくとも、外フレームに支持されて挿入部材が固定される位置に配設されていれば良い。
【００７４】
また、上記実施形態のタービン静翼について説明したが、これに限るものではなく、高温環境下において使用され、冷却構造を必要とするタービン翼に適用可能であり、すなわち動翼にも適用可能である。さらには、ガスタービンの静翼、動翼に限るものではなく、蒸気タービンの静翼、動翼にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  ガスタービン
６  タービン動翼（タービン翼）
１０、３０、４０、５０、６０、７０  タービン静翼（タービン翼）
１１ｂ、５０ａ、７１ｂ  冷却用流路
２０、７２  外フレーム
２１、７３  支持部
２２、３１、４１、４２、５１、７４  挿入部材
６１  規制手段
Ｈ  翼高さ方向
【図１】
2010276010.tif 000003
【図２】
2010276010.tif 000004
【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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