【手続補正書】
【提出日】令和3年2月26日(2021.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腹側翼壁と、背側翼壁と、を含む翼体を備えるタービン動翼であって、
前記翼体は、
前記腹側翼壁と前記背側翼壁とを接続する隔壁であって前記翼体の高さ方向に沿って延在する隔壁により複数に仕切られた冷却流路からなるサーペンタイン流路と、
第１端が前記腹側翼壁の内壁面又は前記背側翼壁の内壁面に形成された第１入口側開口を介して前記冷却流路に連通し、第２端が前記翼体の前記腹側翼壁の外壁面又は前記背側翼壁の外壁面に形成された第１出口側開口に連通する冷却孔であって、前記第１入口側開口から前記第１出口側開口に向かって前縁方向に延伸する第１冷却孔と、を含み、
前記冷却流路は、前記第１冷却孔が連通される後縁側冷却流路と、前記後縁側冷却流路の前縁側に隣接して配置される前縁側冷却流路と、を含み、
前記冷却流路を流れる冷却空気は、前記前縁側冷却流路を流れた後に、前記後縁側冷却流路に流入するように構成されている、
タービン動翼。
【請求項２】
前記第１冷却孔は、
前記第１端が前記腹側翼壁の前記内壁面に形成された腹側第１入口側開口を介して前記冷却流路に連通し、前記第２端が前記翼体の前記腹側翼壁の前記外壁面に形成された腹側第１出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記腹側第１入口側開口から前記腹側第１出口側開口に向かって前記前縁方向に延伸する腹側第１冷却孔と、
前記第１端が前記背側翼壁の前記内壁面に形成された背側第１入口側開口を介して前記冷却流路に連通し、前記第２端が前記翼体の前記背側翼壁の前記外壁面に形成された背側第１出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記背側第１入口側開口から前記背側第１出口側開口に向かって前記前縁方向に延伸する背側第１冷却孔と、の内、少なくとも一方を含む
請求項１に記載のタービン動翼。
【請求項３】
前記翼体は、
第３端が前記腹側翼壁の前記内壁面又は前記背側翼壁の前記内壁面に形成された第２入口側開口を介して前記前縁側冷却流路に連通し、第４端が前記翼体の前記外壁面に形成された第２出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記第２入口側開口から前記第２出口側開口に向かって後縁方向に延伸する第２冷却孔と、を含んでいる、
請求項１又は２に記載のタービン動翼。
【請求項４】
前記第２冷却孔は、
前記第３端が前記腹側翼壁の前記内壁面に形成された腹側第２入口側開口を介して前記前縁側冷却流路に連通し、前記第４端が前記翼体の前記腹側翼壁の前記外壁面に形成された腹側第２出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記腹側第２入口側開口から前記腹側第２出口側開口に向かって前記後縁方向に延伸する腹側第２冷却孔と、
前記第３端が前記背側翼壁の前記内壁面に形成された背側第２入口側開口を介して前記前縁側冷却流路に連通し、前記第４端が前記翼体の前記背側翼壁の前記外壁面に形成された背側第２出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記背側第２入口側開口から前記背側第２出口側開口に向かって前記後縁方向に延伸する背側第２冷却孔と、の内、少なくとも一方を含む
請求項３に記載のタービン動翼。
【請求項５】
前記第１出口側開口の位置と前記第２出口側開口の位置との間の前縁―後縁方向の長さは、前記第１入口側開口の位置と前記第２入口側開口の位置との間の前記前縁―後縁方向の長さより短い
請求項３又は４に記載のタービン動翼。
【請求項６】
前記第１出口側開口の位置と前記第２出口側開口の位置との間の前縁―後縁方向の長さは、前記隔壁の厚さより短い
請求項３乃至５のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項７】
前記腹側翼壁及び前記背側翼壁は、前記隔壁が接合される隔壁接合領域をそれぞれ含み、
前記第１冷却孔及び前記第２冷却孔のうち少なくとも一方は、前記隔壁接合領域の一部を通過する
請求項３乃至６のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項８】
前記第１出口側開口及び前記第２出口側開口の少なくとも一方は、中心位置が前記隔壁接合領域に存在するように前記翼体の前記外壁面に形成される
請求項７に記載のタービン動翼。
【請求項９】
前記翼体は、先端側に形成された天板を備え、
前記第１出口側開口及び前記第２出口側開口の少なくとも一方は、前記天板の外壁面に形成されている
請求項３乃至８のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項１０】
前記翼体は、先端側に形成された天板を備え、
前記腹側翼壁と前記天板との接続部であって、前記翼体の前記外壁面側には前記腹側翼壁及び前記天板に対して傾斜した傾斜面が形成され、
前記第１出口側開口及び前記第２出口側開口の少なくとも一方は、前記傾斜面に形成されている
請求項３乃至８のいずれか一項に記載のタービン動翼。
【請求項１１】
前記第１入口側開口及び前記第２入口側開口は、前記サーペンタイン流路に面して前記天板から前記翼体の基端側の離れた位置に形成される
請求項９又は１０に記載のタービン動翼。
【請求項１２】
前記第１入口側開口は、前記サーペンタイン流路のうち、最も後縁側において前記翼体の高さ方向に沿って延在する前記冷却流路に面して形成される
請求項２乃至１１の何れか一項に記載のタービン動翼。
【請求項１３】
前記腹側第１入口側開口は、前記背側第１入口側開口よりも前記翼体の基端側に形成される
請求項２乃至１２の何れか一項に記載のタービン動翼。
【請求項１４】
前記隔壁は、前記腹側翼壁及び前記背側翼壁の何れか一方から他方へ向かう前記隔壁の中心線がキャンバーラインに対して傾斜している
請求項１乃至１３の何れか一項に記載のタービン動翼。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載のタービン動翼を備えるガスタービン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】タービン動翼及びガスタービン
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タービン動翼及びガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスタービンなどに用いられるタービン動翼は、高温の燃焼ガス中で使用されるため、冷却のための冷却流路を内部に備えており、冷却流路に冷却空気を流通させることで翼メタルの温度上昇を抑制している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２２００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のガスタービン翼では、翼体内にサーペンタイン流路を備え、このサーペンタイン流路に冷却空気を流通させて翼体を冷却し、更に翼壁に設けたフィルム冷却孔で翼壁及び隔壁を冷却している。しかし、特許文献１に記載のフィルム冷却孔では、冷却空気の冷却能力を効率的に利用しているとは言えない。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、冷却流体の冷却能力を効率的に利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るタービン動翼は、
腹側翼壁と、背側翼壁と、を含む翼体を備えるタービン動翼であって、
前記翼体は、
前記腹側翼壁と前記背側翼壁とを接続する隔壁であって前記翼体の高さ方向に沿って延在する隔壁により複数に仕切られた冷却流路からなるサーペンタイン流路と、
第１端が前記腹側翼壁の内壁面又は前記背側翼壁の内壁面に形成された第１入口側開口を介して前記冷却流路に連通し、第２端が前記翼体の前記腹側翼壁の外壁面又は前記背側翼壁の外壁面に形成された第１出口側開口に連通する冷却孔であって、前記第１入口側開口から前記第１出口側開口に向かって前縁方向に延伸する第１冷却孔と、を含み、
前記冷却流路は、前記第１冷却孔が連通される後縁側冷却流路と、前記後縁側冷却流路の前縁側に隣接して配置される前縁側冷却流路と、を含み、
前記冷却流路を流れる冷却空気は、前記前縁側冷却流路を流れた後に、前記後縁側冷却流路に流入するように構成されている。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、第１入口開口を介して冷却流路に連通する第１冷却孔は、前記冷却流路を形成する隔壁の冷却流体の流れ方向の下流側の流路（後縁側冷却流路）の内壁面に形成される。第１冷却孔に供給される冷却流体は、前記隔壁を介して冷却流路の上流側に配置された上流側冷却流路（前縁側冷却流路）を冷却した後の冷却流体である。供給された冷却流体は、隔壁下流側の冷却流路（後縁側冷却流路）を冷却した後、第１冷却孔を流れる過程で隔壁近傍の翼体を対流冷却する。したがって、冷却流体の使い廻しにより、冷却流体の冷却能力を効率的に利用することが出来る。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記第１冷却孔は、
前記第１端が前記腹側翼壁の前記内壁面に形成された腹側第１入口側開口を介して前記冷却流路に連通し、前記第２端が前記翼体の前記腹側翼壁の前記外壁面に形成された腹側第１出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記腹側第１入口側開口から前記腹側第１出口側開口に向かって前記前縁方向に延伸する腹側第１冷却孔と、
前記第１端が前記背側翼壁の前記内壁面に形成された背側第１入口側開口を介して前記冷却流路に連通し、前記第２端が前記翼体の前記背側翼壁の前記外壁面に形成された背側第１出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記背側第１入口側開口から前記背側第１出口側開口に向かって前記前縁方向に延伸する背側第１冷却孔と、の内、少なくとも一方を含む。
【０００９】
上記（２）の構成によれば、第１冷却孔が腹側第１冷却孔と背側第１冷却孔を含むので、翼体を腹側と背側の両方から効率的に冷却できる。
【００１０】
（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、
第３端が前記腹側翼壁の前記内壁面又は前記背側翼壁の前記内壁面に形成された第２入口側開口を介して前記前縁側冷却流路に連通し、第４端が前記翼体の前記外壁面に形成された第２出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記第２入口側開口から前記第２出口側開口に向かって後縁方向に延伸する第２冷却孔と、を含んでいる。
【００１１】
上記（３）の構成によれば、上述した第１冷却孔に加えて、第２冷却孔をさらに含むので、翼体の冷却流路を形成する隔壁の冷却し難い領域の冷却が一層強化され、翼体をより効果的に冷却できる。
【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記第２冷却孔は、
前記第３端が前記腹側翼壁の前記内壁面に形成された腹側第２入口側開口を介して前記前縁側冷却流路に連通し、前記第４端が前記翼体の前記腹側翼壁の前記外壁面に形成された腹側第２出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記腹側第２入口側開口から前記腹側第２出口側開口に向かって前記後縁方向に延伸する腹側第２冷却孔と、
前記第３端が前記背側翼壁の前記内壁面に形成された背側第２入口側開口を介して前記前縁側冷却流路に連通し、前記第４端が前記翼体の前記背側翼壁の前記外壁面に形成された背側第２出口側開口に連通する前記冷却孔であって、前記背側第２入口側開口から前記背側第２出口側開口に向かって前記後縁方向に延伸する背側第２冷却孔と、の内、少なくとも一方を含む。
【００１３】
上記（４）の構成によれば、第２冷却孔が腹側第２冷却孔と背側第２冷却孔を含むので、翼体の冷却流路を形成する隔壁を腹側と背側の両方から対流冷却され、翼体を更に効率的に冷却できる。
【００１４】
（５）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）の構成において、
前記第１出口側開口の位置と前記第２出口側開口の位置との間の前縁―後縁方向の長さは、前記第１入口側開口の位置と前記第２入口側開口の位置との間の前記前縁―後縁方向の長さより短い。
【００１５】
上記（５）の構成によれば、第１出口側開口の位置と第２出口側開口の位置との間の前縁―後縁方向の長さが、第１入口側開口の位置と第２入口側開口の位置との間の前縁―後縁方向の長さより短いので、隔壁を挟んで配置された第１冷却孔と第２冷却孔が、出口開口に近づくと共に隔壁に一層接近することになり、隔壁の冷却し難い領域の冷却が一層強化される。
【００１６】
（６）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（５）の構成において、前記第１出口側開口の位置と前記第２出口側開口の位置との間の前縁―後縁方向の長さは、前記隔壁の厚さより短い。
【００１７】
上記（６）の構成では、第１冷却孔の第１出口開口の位置と第２出口開口の位置との間の前縁―後縁方向の長さが、隔壁の厚さより短いので、第１出口開口の位置と第２出口開口の位置が更に接近する。従って、第１冷却孔と第２冷却孔が、前縁―後縁方向に更に接近して、隔壁の冷却し難い領域の冷却が一層強化される。
【００１８】
（７）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（６）の何れかの構成において、
前記腹側翼壁及び前記背側翼壁は、前記隔壁が接合される隔壁接合領域をそれぞれ含み、
前記第１冷却孔及び前記第２冷却孔のうち少なくとも一方は、前記隔壁接合領域の一部を通過する。
【００１９】
上述したように、隔壁接合領域では、冷却流路に直接接していないため冷却され難い領域であり、冷却流路を流れる冷却流体による冷却効果が得られ難い。
その点、上記（７）の構成によれば、第１冷却孔及び第２冷却孔のうち少なくとも一方が隔壁接合領域の一部を通過するので、冷却し難い隔壁接合領域を第１冷却孔及び第２冷却孔の少なくとも一方を流れる冷却流体によって冷却できる。
【００２０】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、前記第１出口側開口及び前記第２出口側開口の少なくとも一方は、中心位置が前記隔壁接合領域に存在するように前記翼体の前記外壁面に形成される。
【００２１】
上記（８）の構成によれば、第１出口側開口及び第２出口側開口の少なくとも一方の中心位置が隔壁接合領域に存在するように翼体の外壁面に形成されるので、隔壁接合領域を効果的に冷却できる。
【００２２】
（９）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（８）の何れかの構成において、
前記翼体は、先端側に形成された天板を備え、
前記第１出口側開口及び前記第２出口側開口の少なくとも一方は、前記天板の外壁面に形成されている。
【００２３】
一般的に、タービン動翼では、天板と、天板と対向するケーシングとの間を燃焼ガスが通り抜ける際、天板とケーシングとの間の隙間が小さいため燃焼ガスの流速が高くなり、翼体に対する熱伝達率が向上するため、天板における熱負荷が他の部位よりも高い。
上記（９）の構成によれば、第１出口側開口及び第２出口側開口の少なくとも一方が天板の外壁面に形成されているので、第１冷却孔及び第２冷却孔の少なくとも一方を通過した冷却流体によって、他の部位よりも熱負荷が高い天板を効果的に冷却できる。
【００２４】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（８）の何れかの構成において、
前記翼体は、先端側に形成された天板を備え、
前記腹側翼壁と前記天板との接続部であって、前記翼体の前記外壁面側には前記腹側翼壁及び前記天板に対して傾斜した傾斜面が形成され、
前記第１出口側開口及び前記第２出口側開口の少なくとも一方は、前記傾斜面に形成されている。
【００２５】
上述したように、一般的に、タービン動翼では、天板と、天板と対向するケーシングとの間を燃焼ガスが通り抜ける際、天板とケーシングとの間の隙間が小さいため燃焼ガスの流速が高くなり、翼体に対する熱伝達率が向上するため、天板における熱負荷が他の部位よりも高い。そのため、腹側翼壁と天板との接続部の温度は、天板からの伝熱によって高くなりがちである。
また、翼体における腹側翼壁と天板との接続部では、該接続部近傍での燃焼ガスの流れの乱れを抑制するためや、該接続部の面取りのために、翼体の外部側で腹側翼壁及び天板の双方に対して傾斜した傾斜面が設けられることがある。
その点、上記（１０）の構成によれば、第１出口側開口及び第２出口側開口の少なくとも一方が上記傾斜面に形成されているので、第１冷却孔及び第２冷却孔の少なくとも一方を通過した冷却流体によって、他の部位よりも熱負荷が高い天板を冷却しつつ、温度が高くなりがちな腹側翼壁と天板との接続部を効果的に冷却できる。
【００２６】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）の何れかの構成において、
前記第１入口側開口及び前記第２入口側開口は、前記サーペンタイン流路に面して前記天板から前記翼体の基端側の離れた位置に形成される。
【００２７】
天板と翼壁との接続部では、延在方向が異なる天板と翼壁とが接続されているため、応力集中が発生し易い。上記（１１）の構成によれば、第１入口側開口及び第２入口側開口がサーペンタイン流路に面して天板から翼体の基端側に離れた位置に形成されるので、応力集中が発生し易い場所に、第１入口側開口及び第２入口側開口が形成されることを避けることができる。
【００２８】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（１１）の何れかの構成において、前記第１入口側開口は、前記サーペンタイン流路のうち、最も後縁側において前記翼体の高さ方向に沿って延在する前記冷却流路に面して形成される。
【００２９】
上記（１２）の構成によれば、第１入口側開口がサーペンタイン流路のうち、最も後縁側の冷却流路に面して形成されるので、該冷却流路よりも上流側の冷却流路に第１入口側開口が形成された場合と比べて、第１冷却孔から翼体の外部に排出される冷却流体は、サーペンタイン流路に沿ってより長い距離を流れることになり、より多くの熱を奪うことができる。このように、上記（１２）の構成によれば、第１冷却孔から翼体の外部に排出される冷却流体により多くの熱を奪わせることができるので、冷却流体の流量を抑制でき、タービン効率の低下を抑制できる。
【００３０】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（１２）の何れかの構成において、前記腹側第１入口側開口は、前記背側第１入口側開口よりも前記翼体の基端側に形成される。
【００３１】
上述したように、天板と翼壁との接続部では、延在方向が異なる天板と翼壁とが接続されているため、応力集中が発生し易い。また、一般的に、タービン動翼では、背側に比べて腹側の方が翼体の温度が高くなりがちである。
その点、上記（１３）の構成によれば、腹側第１入口側開口が背側第１入口側開口よりも翼体の基端側に形成されているので、背側に比べて温度が高くなりがちな腹側において、応力集中が発生し易い天板と腹側翼壁との接続部からさらに離れた位置に腹側第１入口側開口を形成できる。
【００３２】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１３）の何れかの構成において、前記隔壁は、前記腹側翼壁及び前記背側翼壁の何れか一方から他方へ向かう前記隔壁の中心線がキャンバーラインに対して傾斜している。
【００３３】
上記（１４）の構成では、腹側翼壁及び背側翼壁の何れか一方から他方へ向かう隔壁の中心線がキャンバーラインに対して傾斜しているので、隔壁の断面形状が変形し、腹側隔壁接合領域や背側隔壁接合領域の前縁―後縁方向の幅が大きくなり、冷却し難い領域が拡大する傾向になる。その点、上記（１４）の構成では、第１冷却孔と第２冷却孔の組合せにより、腹側の隔壁接合領域や背側の隔壁接合領域の少なくとも一方の温度上昇を抑制できる。
【００３４】
（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、上記構成（１）乃至（１４）の何れかのタービン動翼を備えるので、冷却流体の冷却能力を効率的に利用して、翼体を効果的に冷却することができる。これにより、冷却流体の流量を抑制でき、タービン効率の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、冷却流体の冷却能力を効率的に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】幾つかの実施形態に係るタービン動翼が用いられる一実施形態のガスタービンを示す概略構成図である。
【図２】一実施形態のタービン動翼の内部断面図である。
【図３】一実施形態のタービン動翼の図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４Ａ】一実施形態のタービン動翼の後縁近傍をタービン動翼１の先端側から径方向内側方向に見た図である。
【図４Ｂ】図４Ａの隔壁周りの拡大断面図である。
【図５】図４Ａに示した一実施形態のタービン動翼の翼体における各冷却孔の延在状態を説明するための模式的な断面図である。
【図６】図４Ａに示した一実施形態のタービン動翼の翼体における各冷却孔の他の実施形態について、各冷却孔の延在状態を説明するための模式的な断面図である。
【図７】他の実施形態のタービン動翼の後縁近傍をタービン動翼の先端側から見た図（図８におけるＢ−Ｂ矢視断面図）である。
【図８】図７に示した他の実施形態のタービン動翼の翼体における各冷却孔の延在状態を説明するための模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
例えば、「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。
例えば、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。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「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。
【００３８】
幾つかの実施形態に係るタービン動翼が用いられるガスタービンについて、図１を参照して説明する。なお、図１は、幾つかの実施形態に係るタービン動翼が用いられる一実施形態のガスタービン１００を示す概略構成図である。
【００３９】
図１に示すように、一実施形態に係るガスタービン１００は、圧縮空気を生成するための圧縮機１０２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１０４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１０６と、を備える。発電用のガスタービン１００の場合、タービン１０６には不図示の発電機が連結され、タービン１０６の回転エネルギーによって発電が行われるようになっている。
【００４０】
ガスタービン１００における各部位の具体的な構成例について説明する。
圧縮機１０２は、圧縮機車室１１０と、圧縮機車室１１０の入口側に設けられ、空気を取り込むための空気取入口１１２と、圧縮機車室１１０及び後述するタービン車室１２２を共に貫通するように設けられたロータシャフト１０８と、圧縮機車室１１０内に配置された各種の翼と、を備える。各種の翼は、空気取入口１１２側に設けられた入口案内翼１１４と、圧縮機車室１１０側に固定された複数の圧縮機静翼１１６と、圧縮機静翼１１６に対して軸方向に交互に配列されるようにロータシャフト１０８に植設された複数の圧縮機動翼１１８と、を含む。なお、圧縮機１０２は、不図示の抽気室等の他の構成要素を備えていてもよい。このような圧縮機１０２において、空気取入口１１２から取り込まれた空気は、複数の圧縮機静翼１１６及び複数の圧縮機動翼１１８を通過して圧縮されることで圧縮空気が生成される。そして、圧縮空気は圧縮機１０２から後段の燃焼器１０４に送られる。
【００４１】
燃焼器１０４は、ケーシング（燃焼器車室）１２０内に配置される。図１に示すように、燃焼器１０４は、ケーシング１２０内にロータシャフト１０８を中心として環状に複数配置されていてもよい。燃焼器１０４には燃料と圧縮機１０２で生成された圧縮空気とが供給され、燃料を燃焼させることによって、タービン１０６の作動流体である高温高圧の燃焼ガスを発生させる。そして、燃焼ガスは燃焼器１０４から後段のタービン１０６に送られる。
【００４２】
タービン１０６は、タービン車室（ケーシング）１２２と、タービン車室１２２内に配置された各種のタービン翼と、を備える。各種のタービン翼は、タービン車室１２２側に固定された複数のタービン静翼１２４と、タービン静翼１２４に対して軸方向に交互に配列されるようにロータシャフト１０８に植設された複数のタービン動翼１と、を含む。
なお、タービン１０６では、ロータシャフト１０８は、軸方向に延在し、燃焼ガスは、図１における左側から右側に向かって流れる。図１では、図示左側が軸方向上流側であり、図示右側が軸流方向下流側である。
タービン動翼１は、タービン静翼１２４とともにタービン車室１２２内を流れる高温高圧の燃焼ガスから回転駆動力を発生させるように構成される。この回転駆動力がロータシャフト１０８に伝達されることで、ロータシャフト１０８に連結された発電機が駆動される。なお、タービン動翼１の具体的な構成例については後述する。
【００４３】
タービン車室１２２の下流側には、排気車室１２８を介して排気室１２９が連結されている。タービン１０６を駆動した後の燃焼ガスは、排気車室１２８及び排気室１２９を通って外部へ排出される。
【００４４】
図２は、一実施形態のタービン動翼１の内部断面図である。図３は、一実施形態のタービン動翼１の図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図４Ａは、一実施形態のタービン動翼１の後縁近傍をタービン動翼１の先端１７ａ側から径方向内側方向に見た図である。図４Ｂは、図４Ａにおける隔壁１０周りの拡大断面図である。一実施形態のタービン動翼１は、タービン１０６に用いられるタービン動翼であって、プラットフォームと基端１７ｂ側であるシャンク部２と翼部（翼体）３とを備えており、翼体３が高温高圧の燃焼ガスに曝される。
【００４５】
翼体３は、翼面が凹状に形成された正圧面である腹側の壁部（腹側翼壁）１３と、翼面が凸状に形成された負圧面である背側の壁部（背側翼壁）１４と、先端１７ａ側の天板１５とを有する。翼体３の内部には、対向する腹側翼壁１３の内壁面１３ａと背側翼壁１４の内壁面１４ａとの間に冷却流体（冷却媒体）としての冷却空気を流す前縁側サーペンタイン流路６と後縁側サーペンタイン流路７が形成され、全体としてサーペンタイン流路５を形成している。
具体的には、翼体３の内部には、腹側翼壁１３と背側翼壁１４とを接続する隔壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが設けられており、隔壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅと腹側翼壁１３と背側翼壁１４とによって囲まれた冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆが形成される。各冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆは、タービン動翼１の径方向、すなわちロータシャフト１０８に直交し、径方向に沿って延在する流路である。
すなわち、翼体３は、腹側翼壁１３と背側翼壁１４とを接続する隔壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅであって翼体３の高さ方向に沿って延在する隔壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅにより複数に仕切られた冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆからなるサーペンタイン流路５（前縁側サーペンタイン流路６，後縁側サーペンタイン流路７）を内部に有する。
【００４６】
なお、以下の説明では、各隔壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを区別する必要がない場合には、符号における番号の後のアルファベットの記載を省略して、単に隔壁１０と称することがある。同様に、以下の説明では、各冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆを区別する必要がない場合には、符号における番号の後のアルファベットの記載を省略して、単に冷却流路４と称することがある。
【００４７】
前縁側サーペンタイン流路６は、後縁側サーペンタイン流路７よりも前縁１８側に設けられた冷却流路であり、冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃを含む。冷却流路４ａと冷却流路４ｂとは転向部４ｇによって接続され、冷却流路４ｂと冷却流路４ｃとは転向部４ｈによって接続されている。
前縁側サーペンタイン流路６の冷却空気の供給流路９ａの入口９ｃはタービン動翼１の基端１７ｂ側に設けられ、冷却空気の出口６ｂは翼体３の先端１７ａ側の端部に設けられている。
【００４８】
後縁側サーペンタイン流路７は、前縁側サーペンタイン流路６よりも後縁１９側に設けられた冷却流路であり、冷却流路４ｄ，４ｅ，４ｆを含む。冷却流路４ｄと冷却流路４ｅとは転向部４ｉによって接続され、冷却流路４ｅと冷却流路４ｆとは転向部４ｊによって接続されている。
後縁側サーペンタイン流路７の冷却空気の供給流路９ｂの入口９ｄは、タービン動翼１の基端１７ｂ側に設けられ、冷却空気の出口７ｂは、後縁側サーペンタイン流路７において冷却空気の流れに対して最も下流側の冷却流路４ｆに連通し翼体３の後縁１９の後縁端面１９ａに開口している。
【００４９】
サーペンタイン流路５（前縁側サーペンタイン流路６，後縁側サーペンタイン流路７）内には、冷却空気への熱伝達を促進するための堰状のリブ１２が複数設けられている。また、後縁側サーペンタイン流路７において最も下流側の冷却流路４ｆには、後縁１９の後縁端面１９ａに開口する後縁冷却流路８が形成され、後縁領域を対流冷却している。後縁冷却流路８には、冷却空気への熱伝達を促進するための複数のピンフィン２０が設けられている。なお、後縁冷却流路８には、ピンフィン２０に替えて、複数の冷却孔を配置した冷却構造を設けてもよい。
【００５０】
タービン動翼１に供給される冷却空気には、例えば、圧縮機１０２から抽気した圧縮空気が利用される。
前縁側サーペンタイン流路６では、入口９ｃから流入した冷却空気は、供給流路９ａを介して冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃを順に流れることで翼体３の先端１７ａ側と基端１７ｂ側との間で蛇行し、出口６ｂからタービン動翼１の外部に流出する。このように、前縁側サーペンタイン流路６では、冷却空気は、冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃを順に流れることで、翼体３内で前縁１８側から後縁１９側に向かって、すなわち、燃焼ガスの流れ方向の上流側から下流側へ向かって流れる。
後縁側サーペンタイン流路７では、入口９ｄから流入した冷却空気は、供給流路９ｂを介して冷却流路４ｄ，４ｅ，４ｆを順に流れることで翼体３の先端１７ａ側と基端１７ｂ側との間で蛇行流路を形成し、出口７ｂからタービン動翼１の外部に流出する。このように、後縁側サーペンタイン流路７では、冷却空気は、冷却流路４ｄ，４ｅ，４ｆを順に流れることで、翼体３内で前縁１８側から後縁１９側に向かって、すなわち、燃焼ガスの流れ方向の上流側から下流側へ向かって流れる。後縁１９側に最も近い冷却流路４ｆは、後縁側サーペンタイン流路７の最終流路を形成し、最終流路を流れる冷却空気の一部は、先端１７ａ側の天板１５に形成された出口７ａから外部の燃焼ガス中に排出される。その他の冷却空気は、後縁冷却流路８により後縁領域を対流冷却して、後縁端面１９ａから燃焼ガス中に排出される。
【００５１】
なお、冷却流路４ｃと冷却流路４ｄとが転向部によって接続されて、前縁側サーペンタイン流路６と後縁側サーペンタイン流路７とが一体化されていてもよい。この場合、冷却空気の供給流路９ａから流入した冷却空気は、冷却流路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆを順に流れることで翼体３の先端１７ａ側と基端１７ｂ側との間で蛇行流路を形成し、出口７ｂからタービン動翼１の外部に流出する。
【００５２】
図２に示す翼構造は、サーペンタイン流路６、７に冷却空気を流通させて翼体を対流冷却し、更に翼壁に設けたフィルム冷却孔（図示なし）で翼壁をフィルム冷却している。
【００５３】
図４Ａ及び図７に示すように、幾つかの実施形態では、翼体３は、一端（第１端）が腹側翼壁１３の内壁面１３ａに形成された腹側第１入口側開口３２Ａ（第１入口側開口３１Ａ）を介して冷却流路４に連通し、他端（第２端）が翼体３の腹側翼壁１３の外壁面１３ｂに形成された腹側第１出口側開口３２Ｂ（第１出口側開口３１Ｂ）に連通する腹側第１冷却孔３２を含む。腹側第１冷却孔３２は、第１入口側開口３１Ａ（腹側第１入口側開口３２Ａ）から第１出口側開口３１Ｂ（腹側第１出口側開口３２Ｂ）に向かって前縁１８方向に延伸する。換言すると、翼体３のキャンバーラインＣに沿って第１出口側開口３１Ｂ（腹側第１出口側開口３２Ｂ）が第１入口側開口３１Ａ（腹側第１入口側開口３２Ａ）よりも前縁１８側に位置するように腹側第１冷却孔３２が形成されている。また、図４Ａ及び図７に示すように、幾つかの実施形態では、翼体３は、一端（第１端）が背側翼壁１４の内壁面１４ａに形成された背側第１入口側開口３３Ａを介して冷却流路４に連通し、他端（第２端）が翼体３の外壁面１４ｂに形成された背側第１出口側開口３３Ｂに連通する背側第１冷却孔３３を含む。背側第１冷却孔３３は、背側第１入口側開口３３Ａから背側第１出口側開口３３Ｂに向かって前縁１８方向に延伸する。換言すると、翼体３のキャンバーラインＣに沿って背側第１出口側開口３３Ｂが背側第１入口側開口３３Ａよりも前縁１８側に位置するように背側第１冷却孔３３が形成されている。
以下の説明では、腹側第１冷却孔３２、及び、背側第１冷却孔３３を総称して第１冷却孔３１とも称する。腹側第１入口側開口３２Ａ、及び、背側第１入口側開口３３Ａは、第１入口側開口３１Ａとも称する。腹側第１出口側開口３２Ｂ、及び、背側第１出口側開口３３Ｂは、第１出口側開口３１Ｂとも称する。
【００５４】
サーペンタイン流路６、７を冷却流体が流れる過程で、冷却流体は翼体３を対流冷却し、冷却流体の温度は上昇する。一方、サーペンタイン流路６、７を流れる過程で、冷却流体の圧力損失により冷却流体の圧力は低下する。冷却流体の流れ方向の下流側を流れる冷却流体は、上流側を流れる冷却流体と比較して、冷却流体の使い廻しにより効率的に利用されていることになる。
例えば、図２及び図３において、隣接する冷却流路４ｅ、４ｆで比較した場合、隔壁１０ｅを挟んで上流側の冷却流路４ｅ（後述の上流側冷却流路４Ｕ）を流れ、翼体３を対流冷却した冷却流体は、転向部４ｊを経て隔壁１０ｅの冷却流体の流れ方向の下流側に隣接する冷却流路４ｆ（後述の下流側冷却流路４Ｄ）に流入する。冷却流体は、冷却流路４ｅを流れる過程で、圧力損失により圧力を下げて冷却流路４ｆに供給される。更に、冷却流体は、冷却流路４ｆを流れる過程で、冷却流路４ｆを更に冷却する。
つまり、隔壁１０ｅを挟んで冷却流体の流れ方向の上流側の冷却流路４ｅを流れる冷却流体は、未だ冷却流体自体の温度が低く、圧力が高く、冷却能力を十分に備えているにも拘わらず、後述の第２冷却孔４１、４２、４３から燃焼ガス中に排出されるので、冷却能力を有する冷却流体を無駄に捨てることになる。一方、隔壁１０ｅの冷却流体の流れ方向の上流側の冷却流路４ｅを冷却した後、隔壁１０ｅの下流側の冷却流路４ｆに供給された冷却流体は、冷却流路４ｆを更に冷却した後、上述の第１冷却孔３１、３２、３３から燃焼ガス中に排出されることになる。従って、隔壁１０ｅを間に挟んで下流側の冷却流路４ｆを流れる冷却流体は、隔壁１０ｅを間に挟んで上流側の冷却流路４ｅから第２冷却孔４１、４２、４３を介して燃焼ガス中に排出される冷却流体と比較して、下流側の冷却流路４ｆを冷却した後、更に第１冷却孔３１、３２、３３を流れる過程で、翼体３を対流冷却するので、冷却流体の使い廻しがされ、効率的な冷却が行われている。特に、冷却流路４ｆが後縁１９に最も近い最終流路の場合、他の上流側の流路と比較して、その効果が最も大きい。
【００５５】
これにより、冷却流路４に面した腹側第１入口側開口３２Ａから流入した冷却空気は、腹側第１冷却孔３２内を腹側第１出口側開口３２Ｂに向かって前縁１８方向に流れることによって、隔壁１０近傍の腹側翼体３を対流冷却する。
同様に、冷却流路４に面した背側第１入口側開口３３Ａから流入した冷却空気は、背側第１冷却孔３３内を背側第１出口側開口３３Ｂに向かって前縁１８方向に流れることによって、隔壁１０近傍の背側翼体３を対流冷却する。
【００５６】
更に、第１冷却孔３１、３２、３３が、隔壁１０の冷却流体の流れ方向の下流側の冷却流路に連通しているので、冷却流体の効率的な使い廻しがされている。したがって、冷却空気の冷却能力を効率的に利用して、翼体３を効果的に冷却することができる。
【００５７】
また、幾つかの実施形態に係るガスタービン１００では、幾つかの実施形態に係るタービン動翼１を備えるので、冷却空気の冷却能力を効率的に利用して、翼体３を効果的に冷却することができる。これにより、冷却空気の流量を抑制でき、タービン効率の低下を抑制できる。
【００５８】
なお、翼体３には、腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３の少なくとも一方が設けられていればよい。翼体３に、腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３の双方を設ければ、翼体３を腹側と背側の両側から効率的に冷却できる。
【００５９】
サーペンタイン流路５（前縁側サーペンタイン流路６，後縁側サーペンタイン流路７）の冷却流路４のうち、冷却空気の流れ方向に対して、任意の隔壁１０の上流側に位置する冷却流路４を上流側冷却流路４Ｕとし、冷却空気の流れに対して該隔壁１０の下流側に位置する冷却流路４を下流側冷却流路４Ｄと呼ぶ。
例えば冷却流路４ｅは、隔壁１０ｅに対しては上流側冷却流路４Ｕであるが、隔壁１０ｄに対しては下流側冷却流路４Ｄである。
なお、上流側冷却流路４Ｕは、下流側冷却流路４Ｄに対して前縁１８側に隣接して配置されている。したがって、以下の説明では、上流側冷却流路４Ｕを前縁側冷却流路４Ｕと呼ぶこともある。また、下流側冷却流路４Ｄは、上流側冷却流路４Ｕに対して後縁１９側に隣接して配置されている。したがって、以下の説明では、下流側冷却流路４Ｄを後縁側冷却流路４Ｄと呼ぶこともある。
【００６０】
サーペンタイン流路５（前縁側サーペンタイン流路６，後縁側サーペンタイン流路７）を形成する隔壁１０と翼体３との接合構造について、図２、図４Ａ、図４Ｂを用いて以下に説明する。
隔壁１０は、冷却流路４を区切り、サーペンタイン流路５（前縁側サーペンタイン流路６，後縁側サーペンタイン流路７）を形成する仕切壁の役割を果たすが、翼壁１３、１４と共に鋳造により一体で形成される。隔壁１０は、先端１７ａ側の転向部４ｇ、４ｉ及び基端１７ｂ側の転向部４ｈ、４ｊを除き、先端１７ａ側から基端１７ｂ側まで径方向に延在し、各通路を形成している。
【００６１】
図４Ｂを用いて、翼体を径方向に見た場合の隔壁１０、１０ｅ周りの断面構造を説明する。隔壁１０は、腹側の内壁面１３ａと背側の内壁面１４ａに滑らかに内接するように形成されている。すなわち、隔壁１０の一部を形成し翼体３の内壁面１３ａ、１４ａに内接する接合部１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２は、製造上の都合から曲面状の形状を持たせて形成されている。各接合部１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２が翼体３の内壁面１３ａ、１４ａに内接する内縁を点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２とすれば、各接合部１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２が内壁面１３ａ、１４ａに接する末端が、点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２に相当する。なお、翼体３の前縁―後縁方向の中心軸を規定するキャンバーラインＣが隔壁と交差する前縁側の位置を点Ｐ５１、後縁側の位置を点Ｐ５２とすれば、点Ｐ５１と点Ｐ５２との間の長さが、隔壁１０の最小厚さに相当する。以下の説明では、ある２つ点の間を結ぶ線分のことを、両端の点の符号をハイフンを挟んで併記して表すこともある。例えば、点Ｐ５１と点Ｐ５２とを結ぶ線分を、単にＰ５１−Ｐ５２と表すこともある。
【００６２】
図４Ｂに示すように、内縁Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２を通り、隔壁１０の中心線Ｗｘに平行なラインが翼体３の外表面である腹側翼壁１３、背側翼壁１４と交差する位置を点Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ２３、Ｐ２４とすれば、点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４で囲われた領域を腹側隔壁接合領域５２と呼び、点Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４で囲われた領域を背側隔壁接合領域５３と呼ぶ。図４Ｂに示すように、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３は共に、冷却流路４に直接接していないため、冷却流体による冷却を行い難い領域である。腹側隔壁接合領域５２と背側隔壁接合領域５３を含む領域を、総称して隔壁接合領域５１としている。なお、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３の内側の領域を形成する内縁Ｐ１１とＰ１２及び内縁Ｐ２１とＰ２２のそれぞれの前縁―後縁方向の長さは、いずれも隔壁１０の厚さ（最少厚さＰ５１−Ｐ５２）より大きくなる。つまり、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３の前縁―後縁方向の幅は、隔壁１０の厚さより大きくなる。なお、隔壁１０の中心線Ｗｘは、腹側翼壁１３の内壁面１３ａに形成された内縁Ｐ１１とＰ１２を結ぶライン（境界線Ｐ１１―Ｐ１２）の中点及び背側翼壁１４の内壁面１４ａに形成された内縁Ｐ２１とＰ２２を結ぶライン（境界線Ｐ２１−Ｐ２２）の中点並びに隔壁の最小厚さＰ５１−Ｐ５２の中間点を結ぶ直線状のラインで規定される。
【００６３】
腹側翼壁１３と背側翼壁１４は、隔壁１０により結合された構造体である。従って、燃焼ガス側からの入熱により翼壁１３、１４は熱伸びを生ずる。一方、翼壁１３、１４と隔壁１０との接合部分は隔壁１０により拘束されているため、翼壁１３、１４と隔壁１０との接合部分である腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３には、大きな熱応力が発生する傾向にある。また、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３は、冷却流路４に直接接していないため、燃焼ガス側からの入熱によりメタル温度が高くなり易い。一方、隔壁１０は、冷却空気の流れ方向上流側及び下流側の両側で冷却流路４（上流側冷却流路４Ｕ及び下流側冷却流路４Ｄ）に直接接しているため、メタル温度は比較的低くなる。両者の温度差の違いにより、熱応力が更に大きくなる傾向にある。
【００６４】
腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３の内壁面１３ａ、１４ａ側の位置を画定する境界線Ｐ１１−Ｐ１２、Ｐ２１−Ｐ２２（内縁Ｐ１１と内縁Ｐ１２及び内縁Ｐ２１と内縁Ｐ２２を接続するライン）が長くなるほど、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３は、一層冷却し難くなり、熱応力は更に高くなる。
【００６５】
そのため、図４Ｂに示すように、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３を冷却するため、第１冷却孔３１、３２、３３及び第２冷却孔４１、４２、４３が配置されている。その配置の構造の詳細は、後述する。
【００６６】
腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３を第１冷却孔３１、３２、３３又は第２冷却孔４１、４２、４３のいずれか一方の冷却孔一つのみで冷却する構造も想定される。燃焼ガス流からの入熱が比較的小さく、熱応力が大きくない構造の場合は、いずれか一方の冷却孔を配置することのみでも冷却可能な場合もある。しかしながら、燃焼ガス側からの入熱が大きく構造上の拘束により、熱応力が高くなる構造の場合、いずれか一方の冷却孔のみによる冷却では、冷却不足となり、過大な熱応力の発生を抑制できない場合がある。
【００６７】
図４Ｂを用いて、一例を挙げて説明する。腹側隔壁接合領域５２を冷却するため、第１冷却孔３１、３２、３３のみを配置する場合を想定する。この場合、腹側第１冷却孔３２の内壁面１３ａに形成される腹側第１入口側開口３２Ａの開口は、少なくとも隔壁１０の接合部１０Ａ１の内縁Ｐ１１と干渉しないように、内縁Ｐ１１の位置より後縁側に寄った位置に配置する必要がある。一方、腹側第１冷却孔３２の他方の開口で、外壁面１３ｂに形成された腹側第１出口開口３２Ｂは、腹側隔壁接合領域５２の前縁側の位置を画定する境界線Ｐ１２−Ｐ１４（Ｌａ２）近傍まで延伸することが望ましい。しかしながら、腹側第１入口開口３２Ａを内縁Ｐ１１より更に後縁側に配置し、腹側第１出口開口３２Ｂを前縁側の境界線Ｐ１２−Ｐ１４近傍まで延伸させて、腹側第１冷却孔３２を腹側壁部１３の内部に形成するためには、腹側第１冷却孔３２の中心軸（ＡＸａ１）が腹側翼壁１３又は腹側の内壁面１３ａに対して、傾斜角θ（図４Ｂ）を小さくするのが望ましい。つまり、冷却孔は放電加工又は機械加工等で形成されるが、加工ノズルの翼外表面に対する傾斜角度には限界があり、加工ノズルの前縁―後縁方向の中心軸（キャンバーラインＣ）に対する傾きが小さくなると、穴加工が困難になる。この状況は、背側第１冷却孔３３でも同様であり、第２冷却孔４１、４２、４３でも同様である。
【００６８】
また、第１冷却孔３１、４１のみにより腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３を冷却する場合、冷却不足となる場合がある。すなわち、冷却流路４ｆを流れ、第１冷却孔３１、３２、３３に供給される冷却空気は、冷却流路４ｅに流入し、第２冷却孔４１、４２、４３に供給される冷却空気より、圧力が低下している。一方、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３を第１冷却孔３１、４１のみにより冷却するとなると、第１冷却孔３１、３２、３３は、隔壁接合領域５１、５２、５３の前縁側の境界線Ｐ１２−Ｐ１４及びＰ２２−Ｐ２４近傍まで延伸させることになる。つまり、冷却孔の長さを伸ばせば圧力損失が大きくなり、一方で、燃焼ガス側と冷却流路４ｆの間の差圧は小さくなる。従って、条件によっては、第１冷却孔３１、３２、３３を流れる冷却空気の流量が、十分に確保できない場合がある。
【００６９】
上記のようなタービン翼の場合には、第１冷却孔３１、３２、３３単独の配置では冷却不足となり、第１冷却孔３１、３２、３３及び第２冷却孔４１、４２、４３の組合せが望ましい場合がある。
【００７０】
翼体３は後縁に近くなると翼幅が小さくなり、冷却流路４の背腹方向の流路幅が小さくなる。従って、冷却流路４の形状は、背腹方向の流路幅が小さく、前縁―後縁方向の流路の長さが長くなり、台形形状、菱形形状や三角形状等の変形した流路形状になる。そのため、内壁面１３ａ、１４ａを結合する隔壁１０の断面形状も菱形形状に変形して、キャンバーラインＣに対する隔壁１０の中心線Ｗｘの傾きが小さくなる傾向になる。つまり、キャンバーラインＣに対する隔壁１０の中心線Ｗｘの傾きが小さくなると、隔壁１０の接合部１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２の曲率が大きくなり、隔壁１０の厚さ（Ｐ５１−Ｐ５２）と比較して、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３の前縁―後縁方向の長さが相対的に長くなり、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３は、一層冷却し難い構造になる。このような場合は、設置スペースの点から、腹側隔壁接合領域５２及び背側隔壁接合領域５３には、それぞれの隔壁接合領域について、複数の冷却孔を配置するのが望ましい。すなわち、第１冷却孔３１、３２、３３と第２冷却孔４１、４２、４３の組合せ、つまり、少なくとも腹側第１冷却孔３２と腹側第２冷却孔４２の組合せ、又は背側第１冷却孔３３と背側第２冷却孔４３の組合せのいずれかを選択することが望ましい。
【００７１】
腹側隔壁接合領域５２は、前縁―後縁方向の前縁側の位置を画定する境界線Ｌａ２と前縁―後縁方向の後縁側の位置を画定する境界線Ｌａ１により確定され、背側隔壁接合領域５３は、前縁―後縁方向の前縁側の位置を画定する境界線Ｌｂ２と前縁―後縁方向の後縁側の位置を画定する境界線Ｌｂ１により確定される。また、腹側隔壁接合領域５２と背側隔壁接合領域５３とを特に区別する必要がない場合、以下の説明では、単に隔壁接合領域５１と呼ぶこともある。
【００７２】
図４Ａ，４Ｂ，図７に示すように、幾つかの実施形態では、冷却流路４は、腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３が連通される後縁側冷却流路（下流側冷却流路）４Ｄと、後縁側冷却流路４Ｄの前縁１８側に隣接して配置される前縁側冷却流路（上流側冷却流路）４Ｕを含む。
翼体３は、一端（第３端）が腹側翼壁１３の内壁面１３ａに形成された腹側第２入口側開口４２Ａを介して前縁側冷却流路４Ｕに連通し、他端（第４端）が翼体３の外壁面１３ｂに形成された腹側第２出口側開口４２Ｂに連通する腹側第２冷却孔４２を含む。腹側第２冷却孔４２は、腹側第２入口側開口４２Ａから腹側第２出口側開口４２Ｂに向かって後縁１９方向に延伸する。
また、図４Ａ，４Ｂ，図７に示すように、幾つかの実施形態では、翼体３は、一端（第３端）が背側翼壁１４の内壁面１４ａに形成された背側第２入口側開口４３Ａを介して前縁側冷却流路４Ｕに連通し、他端（第４端）が翼体３の外壁面１４ｂに形成された背側第２出口側開口４３Ｂに連通する背側第２冷却孔４３を含む。背側第２冷却孔４３は、背側第２入口側開口４３Ａから背側第２出口側開口４３Ｂに向かって後縁１９方向に延伸する。
以下の説明では、腹側第２冷却孔４２、及び、背側第２冷却孔４３を総称して第２冷却孔４１とも称する。腹側第２入口側開口４２Ａ、及び、背側第２入口側開口４３Ａは、第２入口側開口４１Ａとも称する。腹側第２出口側開口４２Ｂ、及び、背側第２出口側開口４３Ｂは、第２出口側開口４１Ｂとも称する。
【００７３】
翼体３が腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３の少なくとも一方を含むので、翼体３のうち、第１入口側開口３１Ａの形成位置と第１出口側開口３１Ｂの形成位置との間の隔壁１０に接合する領域を対流冷却できる。すなわち、腹側第１入口側開口３２Ａの形成位置と腹側第１出口側開口３２Ｂの形成位置との間の隔壁１０に接合する領域又は背側第１入口側開口３３Ａの形成位置と背側第１出口側開口３３Ｂの形成位置との間の隔壁１０に接合する領域を対流冷却できる。
また、翼体３が腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３の少なくとも一方を含むので、翼体３のうち、腹側第２入口側開口４２Ａの形成位置と腹側第２出口側開口４２Ｂの形成位置との間の隔壁１０に接合する領域又は背側第２入口側開口４３Ａの形成位置と背側第２出口側開口４３Ｂの形成位置との間の隔壁１０に接合する領域の少なくとも一方を対流冷却できる。
上記の構成により、第２入口側開口４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの形成位置と第２出口側開口４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂの形成位置との間の領域であって、冷却が困難な隔壁１０に接合する領域を対流冷却できる。
【００７４】
さらに、腹側第２出口側開口４２Ｂ及び背側第２出口側開口４３Ｂの少なくとも一方から流出して翼の表面に沿って後縁側に流れる冷却空気によって、腹側第２出口側開口４２Ｂよりも後縁側の翼体の外表面、及び、背側第２出口側開口４３Ｂよりも後縁側の翼体の外表面の少なくとも一方をフィルム冷却できる。これにより、腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３の少なくとも一方による冷却効果と、腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３の少なくとも一方による冷却効果とが相まって、翼体３をより効果的に冷却できる。このため、例えば翼体３において温度が高くなる傾向にある部位を２つの冷却孔の組合せによってより効果的に冷却することができる。
なお、翼体３には、腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３の少なくとも一方が設けられていればよい。翼体３に、腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３の双方を設ければ、翼体３を腹側と背側の両側から効率的に冷却できる。
【００７５】
図４Ａ，４Ｂ，図７に示すように、幾つかの実施形態では、腹側第１冷却孔３２は、腹側第１冷却孔３２の少なくとも一部が腹側隔壁接合領域５２を通過する。
図４Ａ，図４Ｂ、図７に示すように、幾つかの実施形態では、腹側第２冷却孔４２は、腹側第２冷却孔４２の少なくとも一部が腹側隔壁接合領域５２を通過する。
【００７６】
図４Ａ，４Ｂ，図７に示すように、幾つかの実施形態では、背側第１冷却孔３３は、背側第１冷却孔３３の少なくとも一部が背側隔壁接合領域５３を通過する。
図４Ａ，４Ｂ，図７に示すように、背側第２冷却孔４３は、背側第２冷却孔４３の少なくとも一部が背側隔壁接合領域５３を通過する。
【００７７】
図５は、図４Ａに示した一実施形態のタービン動翼１の翼体３における冷却孔３２、３３、４２、４３の延在状態を説明するための模式的な断面図である。図６は、図４Ａに示した一実施形態のタービン動翼１の翼体３における各冷却孔３１，３２，４１，４２の他の実施形態について、冷却孔３２、３３、４２、４３の延在状態を説明するための模式的な断面図である。図７は、他の実施形態のタービン動翼１の後端近傍をタービン動翼１の先端１７ａ側から見た図である。図８は、図７に示した他の実施形態のタービン動翼１の翼体３における冷却孔３２、３３、４２、４３の延在状態を説明するための模式的な断面図である。
なお、図５，図６，図８で図示された冷却孔３２、３３、４２、４３の断面は、説明の便宜上、冷却孔３２、３３、４２、４３をそれぞれの延在方向に沿って切断した際に表れる断面を前縁１８側から投影した模式的なものである。
【００７８】
図４Ａ，図４Ｂ，図７に示す幾つかの実施形態では、冷却孔３２、３３、４２、４３は、冷却空気の流れに沿って最も下流側に位置する隔壁１０ｅを挟んで上流側と下流側に位置する上流側冷却流路４Ｕ又は下流側冷却流路４Ｄからの冷却空気を流通させるように構成されている。しかし、冷却孔３２、３３、４２、４３は、冷却空気の流れに沿って最も下流側に位置する隔壁１０ｅ以外の何れかの隔壁１０ａ〜１０ｄを挟んで上流側と下流側に位置する上流側冷却流路４Ｕ又は下流側冷却流路４Ｄからの冷却空気を流通させるように構成されていてもよい。以下の説明では、図４Ａ，図４Ｂ，図７を参照して説明する場合であっても、特に言及していない限り、冷却孔３２、３３、４２、４３は、何れかの隔壁１０ａ〜１０ｅを挟んで上流側と下流側に位置する上流側冷却流路４Ｕ又は下流側冷却流路４Ｄからの冷却空気を流通させるように構成されているものとする。
【００７９】
図４Ａ，図４Ｂ，図７に示すように、幾つかの実施形態では、翼体３は、腹側第１冷却孔３２と、腹側第２冷却孔４２と、背側第１冷却孔３３と、背側第２冷却孔４３とを有する。しかし、翼体３は、冷却孔３２、３３、４２、４３の少なくとも何れか一つを有していれば、少なくとも何れか一つの冷却孔の少なくとも一部が通過する隔壁接合領域５１を冷却できる。
【００８０】
例えば、翼体３は、腹側第１冷却孔３２と、背側第１冷却孔３３との少なくとも一方を有していてもよい。
【００８１】
図４Ａ，図４Ｂ，図７に示すように、幾つかの実施形態では、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２における、腹側第１出口側開口３２Ｂの位置と腹側第２出口側開口４２Ｂの位置との間の前縁―後縁方向の長さ、すなわち前縁１８と後縁１９とを結ぶ翼弦方向の長さは、腹側第１入口側開口３２Ａの位置と腹側第２入口側開口４２Ａの位置との間の前縁―後縁方向の長さより短い。
これにより、隔壁１０ｅを挟んで配置された腹側第１冷却孔３２と腹側第２冷却孔４２が、腹側第１出口側開口３２Ｂ及び腹側第２出口側開口４２Ｂに近づくと共に隔壁１０ｅに一層接近することになり、隔壁１０ｅの冷却し難い領域の冷却が一層強化される。
同様に、図４Ａ，図４Ｂ，図７に示すように、幾つかの実施形態では、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３における、背側第１出口側開口３３Ｂの位置と背側第２出口側開口４３Ｂの位置との間の前縁―後縁方向の長さは、背側第１入口側開口３３Ａの位置と背側第２入口側開口４３Ａの位置との間の前縁―後縁方向の長さより短い。
これにより、隔壁１０ｅを挟んで配置された背側第１冷却孔３３と背側第２冷却孔４３が、背側第１出口側開口３３Ｂ及び背側第２出口側開口４３Ｂに近づくと共に隔壁１０ｅに一層接近することになり、隔壁１０ｅの冷却し難い領域の冷却が一層強化される。
【００８２】
図４Ａ及び図４Ｂに示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２の腹側第１出口側開口３２Ｂの位置と、腹側第２冷却孔４２の腹側第２出口側開口４２Ｂの位置との間の前縁―後縁方向の長さは、隔壁１０ｅの厚さより短い。
同様に、図４Ａ及び図４Ｂに示す実施形態では、背側第１冷却孔３３の背側第１出口側開口３３Ｂの位置と、背側第２冷却孔４３の背側第２出口側開口４３Ｂの位置との間の前縁―後縁方向の長さは、隔壁１０ｅの厚さより短い。
【００８３】
幾つかの実施形態では、隔壁１０を挟んで隣接して配置される前縁側冷却流路４Ｕと後縁側冷却流路４Ｄのうち、前縁側冷却流路４Ｕには腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３が連通し、後縁側冷却流路４Ｄには腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３が連通する。
したがって、腹側第１冷却孔３２の腹側第１出口側開口３２Ｂの位置と、腹側第２冷却孔４２の腹側第２出口側開口４２Ｂの位置との間の前縁―後縁方向の長さが隔壁１０ｅの厚さより短い場合、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２が腹側隔壁接合領域５２に一層接近して、腹側隔壁接合領域５２の冷却が強化される。
同様に、背側第１冷却孔３３の背側第１出口側開口３３Ｂの位置と、背側第２冷却孔４３の背側第２出口側開口４３Ｂの位置との間の前縁―後縁方向の長さが隔壁１０ｅの厚さより短い場合、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３が背側隔壁接合領域５３に一層接近して、背側隔壁接合領域５３の冷却が強化される。
これにより、腹側翼壁１３において冷却流路４と対面している領域と比べて冷却し難い腹側隔壁接合領域５２を腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の少なくとも一方を流れる冷却空気によって冷却できる。同様に、背側翼壁１４において冷却流路４と対面している領域と比べて冷却し難い背側隔壁接合領域５３を背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の少なくとも一方を流れる冷却空気によって冷却できる。
【００８４】
例えば図６に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２は、サーペンタイン流路５に面して形成される腹側第１入口側開口３２Ａ及び腹側第２入口側開口４２Ａと、天板１５の表面（外壁面）１５ｂに形成される腹側第１出口側開口３２Ｂ及び腹側第２出口側開口４２Ｂとをそれぞれ有する。
腹側第１冷却孔３２の腹側第１出口側開口３２Ｂは、腹側第１冷却孔３２の腹側第１入口側開口３２Ａよりも腹側翼壁１３の厚み方向に沿って翼体３の外壁面１３ｂ側に形成されている。
腹側第２冷却孔４２の腹側第２出口側開口４２Ｂは、腹側第２冷却孔４２の腹側第２入口側開口４２Ａよりも腹側翼壁１３の厚み方向に沿って翼体３の外壁面１３ｂ側に形成されている。
【００８５】
一般的に、タービン動翼１では、天板１５と、天板１５と対向するタービン車室（ケーシング）１２２との間を燃焼ガスが通り抜ける際、天板１５とケーシング１２２との間の隙間が小さいため燃焼ガスの流速が高くなり、翼体３に対する熱伝達率が高くなるため、天板１５における熱負荷が他の部位よりも高い。
図６に示す実施形態のように、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の腹側第１出口側開口３２Ｂ及び腹側第２出口側開口４２Ｂが天板１５の表面に形成され、その位置が腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の腹側第１入口側開口３２Ａ及び腹側第２入口側開口４２Ａよりも腹側翼壁１３の厚み方向に沿って翼体３の外壁面１３ｂ側であれば、腹側第１入口側開口３２Ａ及び腹側第２入口側開口４２Ａから腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２に流入した冷却空気によって、他の部位よりも熱負荷が高い天板１５を効果的に冷却しつつ、腹側隔壁接合領域５２を冷却できる。
なお、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の腹側第１出口側開口３２Ｂ及び腹側第２出口側開口４２Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００８６】
なお、背側についても同様であってもよい。すなわち、例えば、図６に示す実施形態では、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３は、サーペンタイン流路５に面して形成される背側第１入口側開口３３Ａ及び背側第２入口側開口４３Ａと、天板１５の外壁面１５ｂに形成される背側第１出口側開口３３Ｂ及び背側第２出口側開口４３Ｂとをそれぞれ有する。
背側第１冷却孔３３の背側第１出口側開口３３Ｂは、背側第１冷却孔背側第１入口側開口３３Ａ及び背側第２入口側開口４３Ａの背側第１入口側開口３３Ａよりも背側翼壁１４の厚み方向に沿って翼体３の外壁面１４ｂ側に形成されている。
背側第２冷却孔４３の背側第２出口側開口４３Ｂは、背側第２冷却孔４３の背側第２入口側開口４３Ａよりも背側翼壁１４の厚み方向に沿って翼体３の外壁面１４ｂ側に形成されている。
これにより、背側第１入口側開口３３Ａ及び背側第２入口側開口４３Ａから背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３に流入した冷却空気によって、他の部位よりも熱負荷が高い天板１５を効果的に冷却しつつ、背側隔壁接合領域５３を冷却できる。
なお、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の背側第１出口側開口３３Ｂ及び背側第２出口側開口４３Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００８７】
例えば図５に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２は、サーペンタイン流路５に面して形成される腹側第１入口側開口３２Ａ及び腹側第２入口側開口４２Ａと、腹側翼壁１３の表面に形成される腹側第１出口側開口３２Ｂ及び腹側第２出口側開口４２Ｂと、をそれぞれ有する。
腹側第１冷却孔３２の腹側第１出口側開口３２Ｂは、腹側第１冷却孔３２の腹側第１入口側開口３２Ａよりも先端１７ａ側に形成されている。
腹側第２冷却孔４２の腹側第２出口側開口４２Ｂは、腹側第２冷却孔４２の腹側第２入口側開口４２Ａよりも先端１７ａ側に形成されている。
【００８８】
上述したように、一般的に、タービン動翼１では、天板１５における熱負荷が他の部位よりも高いため、翼壁１３，１４の温度は、天板１５からの熱伝達によって先端１７ａ側が高くなりがちである。
図５に示す実施形態のように、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の腹側第１出口側開口３２Ｂ及び腹側第２出口側開口４２Ｂが腹側翼壁１３の表面に形成され、その位置が腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の腹側第１入口側開口３２Ａ及び腹側第２入口側開口４２Ａよりも先端１７ａ側であれば、入口側開口３２Ａ，４２Ａから腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２に流入した冷却空気によって、腹側隔壁接合領域５２を冷却できるとともに、腹側隔壁接合領域５２のうち温度がより高くなりがちな先端１７ａ側の領域を効果的に冷却できる。
なお、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の腹側第１出口側開口３２Ｂ及び腹側第２出口側開口４２Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００８９】
なお、背側についても同様であってもよい。すなわち、例えば図５に示す実施形態では、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３は、サーペンタイン流路５（前縁側サーペンタイン流路６，後縁側サーペンタイン流路７）に面して形成される背側第１入口側開口３３Ａ及び背側第２入口側開口４３Ａと、背側翼壁１４の表面に形成される背側第１出口側開口３３Ｂ及び背側第２出口側開口４３Ｂとをそれぞれ有する。
背側第１冷却孔３３の背側第１出口側開口３３Ｂは、背側第１冷却孔３３の背側第１入口側開口３３Ａよりも先端１７ａ側に形成されている。
背側第２冷却孔４３の背側第２出口側開口４３Ｂは、背側第２冷却孔４３の背側第２入口側開口４３Ａよりも先端１７ａ側に形成されている。
これにより、背側第１入口側開口３３Ａ及び背側第２入口側開口４３Ａから背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３に流入した冷却空気によって、背側隔壁接合領域５３を冷却できるとともに、背側隔壁接合領域５３のうち温度がより高くなりがちな先端１７ａ側の領域を効果的に冷却できる。なお、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の背側第１出口側開口３３Ｂ及び背側第２出口側開口４３Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００９０】
図７及び図８に示す一実施形態では、翼体３における腹側翼壁１３と天板１５との接続部の近傍での燃焼ガスの流れの乱れを抑制するためや、該接続部の面取りのために、翼体３の外部側で腹側翼壁１３及び天板１５の双方に対して傾斜した傾斜面１６ａを有する接続部１６が設けられている。
また、幾つかの実施形態に係る翼体３には、天板１５と、天板１５と対向するケーシング１２２とのクリアランスのリーク流れに起因した損失低減を目的として、例えば、図７，８に示すように、天板１５にスキーラリブ２７を設けてもよい。
【００９１】
例えば図７及び図８に示す実施形態では、翼体３は、腹側翼壁１３と天板１５との接続部であって、翼体３の外部側で腹側翼壁１３及び天板１５の双方に対して傾斜した傾斜面１６ａを有する接続部１６を有する。
腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２は、サーペンタイン流路５に面して形成される入口側開口３２Ａ、４２Ａと、接続部１６の傾斜面１６ａに形成される出口側開口３２Ｂ、４２Ｂと、をそれぞれ有する。腹側翼壁１３と天板１５の接続部１６に傾斜面１６ａを設けることにより、腹側翼面から天板１５に流れる燃焼ガス流の剥離が減少し、燃焼ガス流の乱れによる天板の過熱が抑制される。
【００９２】
上述したように、一般的に、タービン動翼１では、天板１５における熱負荷が他の部位よりも高い。
また、図７及び図８に示す一実施形態では、上述したように、傾斜面１６ａを有する接続部１６が設けられている。
図７及び図８に示す実施形態のように、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の出口側開口３２Ｂ、４２Ｂが傾斜面１６ａに形成されていれば、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２に流入した冷却空気によって、他の部位よりも熱負荷が高い天板１５を冷却しつつ、腹側隔壁接合領域５２のうち温度がより高くなりがちな先端１７ａ側の領域である腹側翼壁１３と天板１５との接続部１６を効果的に冷却できる。
なお、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の出口側開口３２Ｂ、４２Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００９３】
なお、図示はしないが、図７及び図８に示す実施形態の傾斜面１６ａように、背側翼壁１４と天板１５との接続部に翼体３の外部側で背側翼壁１４及び天板１５の双方に対して傾斜した傾斜面が形成されている場合、上述した構成と同様に、該傾斜面に背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の出口側開口３３Ｂ、４３Ｂを形成してもよい。
これにより、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３に流入した冷却空気によって、他の部位よりも熱負荷が高い天板１５を冷却しつつ、背側隔壁接合領域５３のうち温度がより高くなりがちな先端１７ａ側の領域を効果的に冷却できる。
なお、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の出口側開口３３Ｂ、４３Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００９４】
また、図７及び図８に示すように、天板１５にスキーラリブ２７が設けられていれば、上述した構成と同様に、スキーラリブ２７に背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の出口側開口３３Ｂ、４３Ｂを形成してもよい。
なお、図７及び図８に示すように、スキーラリブ２７に背側翼壁１４及び天板１５の双方に対して傾斜した傾斜面２７ａが形成されている場合、スキーラリブ２７の傾斜面２７ａに背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の出口側開口３３Ｂ、４３Ｂを形成してもよい。これらのような構成によっても、他の部位よりも熱負荷が高い天板１５を冷却しつつ、背側隔壁接合領域５３のうち温度がより高くなりがちな先端１７ａ側の領域を効果的に冷却できる。
【００９５】
例えば図４Ａ及び図７に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２は、サーペンタイン流路５に面して形成される入口側開口３２Ａ、４２Ａと、開口の中心位置が腹側隔壁接合領域５２に存在するように翼体３の表面に形成される出口側開口３２Ｂ、４２Ｂと、をそれぞれ有する。なお、ここで、翼体３の表面とは、翼壁１３，１４の表面だけではなく、天板１５や接続部１６、スキーラリブ２７の表面も含む。
【００９６】
このように、例えば図４Ａ及び図７に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の出口側開口３２Ｂ、４２Ｂが、開口の中心位置が腹側隔壁接合領域５２に存在するように翼体３の表面に形成されるので、出口側開口３２Ｂ、４２Ｂの開口の中心位置が腹側隔壁接合領域５２に存在しない場合と比べて、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２が腹側隔壁接合領域５２を通過する距離を大きくすることができる。これにより、腹側隔壁接合領域５２を効果的に冷却できる。
また、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の出口側開口３２Ｂ、４２Ｂを、その中心位置が腹側隔壁接合領域５２に存在するように翼体３の表面に形成することで、腹側隔壁接合領域５２における翼面を出口側開口３２Ｂ、４２Ｂから流出した冷却空気によって効果的な冷却を行うことができる。
なお、腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の出口側開口３２Ｂ、４２Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００９７】
なお、背側についても同様であってもよい。すなわち、例えば図４Ａ及び図７に示す実施形態では、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３は、サーペンタイン流路５に面して形成される入口側開口３３Ａ、４３Ａと、中心位置が背側隔壁接合領域５３に存在するように翼体３の表面に形成される出口側開口３３Ｂ、４３Ｂと、をそれぞれ有する。
このように、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の出口側開口３３Ｂ、４３Ｂの形成位置を上述したように設定することで、出口側開口３３Ｂ、４３Ｂの開口の中心位置が背側隔壁接合領域５３に存在しない場合と比べて、背側第１冷却孔４１及び背側第２冷却孔４２が背側隔壁接合領域５３を通過する距離を大きくすることができる。これにより、背側隔壁接合領域５３を効果的に冷却できる。
また、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の出口側開口４１Ｂ，４２Ｂを、開口の中心位置が背側隔壁接合領域５３に存在するように翼体３の表面に形成することで、背側隔壁接合領域５３における翼面を出口側開口３３Ｂ、４３Ｂから流出した冷却空気によって効果的な冷却を行うことができる。
なお、背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の出口側開口３３Ｂ、４３Ｂの何れか一方だけが上述したように構成されていてもよい。
【００９８】
例えば図４Ａ及び図７では、幾つかの実施形態に係る腹側第１冷却孔３２は、サーペンタイン流路５のうち、最も下流側、すなわち最も後縁１９側に近い位置においてタービン動翼１の径方向に沿って延在する冷却流路４ｃ，４ｆに面して形成される入口側開口３１Ａを有する。
これにより、冷却流路４ｃ，４ｆよりも上流側において、タービン動翼１の径方向に沿って延在する冷却流路の何れかに腹側第１冷却孔３２の腹側第１入口側開口３２Ａが形成された場合と比べて、腹側第１冷却孔３２から翼体３の外部に排出される冷却空気は、サーペンタイン流路５に沿ってより長い距離を流れることになり、冷却流路を形成する翼体から、より多くの熱を奪うことができる。したがって、腹側第１冷却孔３２から翼体３の外部に排出される冷却空気により多くの熱を奪わせることができるので、冷却空気の流量を抑制でき、タービン効率の低下を抑制できる。
なお、前縁側サーペンタイン流路５の冷却流路４ｃに面して形成される入口側開口３２Ａを有する腹側第１冷却孔３２と、後縁側サーペンタイン流路７の冷却流路４ｆに面して形成される入口側開口３２Ａを有する腹側第１冷却孔３２との、双方を設けてもよく、何れか一方だけを設けてもよい。この点は、次に述べる背側第１冷却孔３３についても同様である。
【００９９】
すなわち、例えば図４Ａ及び図７では、幾つかの実施形態に係る背側第１冷却孔３３は、サーペンタイン流路５のうち、最も下流側においてタービン動翼１の径方向に沿って延在する冷却流路４ｃ，４ｆに面して形成される入口側開口３３Ａを有する。
これにより、冷却流路４ｃ，４ｆよりも上流側においてタービン動翼１の径方向に沿って延在する冷却流路の何れかに背側第１冷却孔３３の入口側開口３３Ａが形成された場合と比べて、背側第１冷却孔３３から翼体３の外部に排出される冷却空気は、サーペンタイン流路５に沿ってより長い距離を流れることになり、より多くの熱を翼体３から奪うことができる。したがって、背側第１冷却孔３３から翼体３の外部に排出される冷却空気により多くの熱を奪わせることができるので、冷却空気の流量を抑制でき、タービン効率の低下を抑制できる。
【０１００】
例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２は、サーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側の離れた位置に形成される入口側開口３２Ａをそれぞれ有する。
【０１０１】
天板１５と腹側翼壁１３との接続部では、延在方向が異なる天板１５と腹側翼壁１３とが接続されているため、応力集中が発生し易い。その点、例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２の入口側開口３２Ａがサーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側の離れた位置に形成されるので、応力集中が発生し易い場所に入口側開口３２Ａが形成されることを避けることができる。
【０１０２】
なお、背側についても同様であってもよい。すなわち、例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、背側第１冷却孔３３は、サーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側に離れた位置に形成される入口側開口３３Ａをそれぞれ有する。
天板１５と背側翼壁１４との接続部では、延在方向が異なる天板１５と背側翼壁１４とが接続されているため、応力集中が発生し易い。その点、例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、背側第１冷却孔３３の入口側開口３３Ａがサーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側に離れた位置に形成されるので、応力集中が発生し易い場所に入口側開口３３Ａが形成されることを避けることができる。
【０１０３】
例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、翼体３は、腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３を有する。
腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３は、サーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側に離れた位置に形成される入口側開口３２Ａ、３３Ａをそれぞれ有する。
腹側第１冷却孔３２の入口側開口３２Ａは、背側第１冷却孔３３の入口側開口３３Ａよりも翼体３の基端１７ｂ側に形成される。
【０１０４】
上述したように、天板１５と腹側翼壁１３との接続部では、延在方向が異なる天板１５と腹側翼壁１３とが接続されているため、応力集中が発生し易い。同様に、天板１５と背側翼壁１４との接続部では、延在方向が異なる天板１５と背側翼壁１４とが接続されているため、応力集中が発生し易い。その点、例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３のそれぞれの入口側開口３２Ａ、３３Ａがサーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側に離れた位置に形成されるので、応力集中が発生し易い場所に入口側開口３２Ａ、３３Ａが形成されることを避けることができる。
また、上述したように、一般的に、タービン動翼１では、背側に比べて腹側の方が翼体３の温度が高くなりがちである。例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、腹側第１冷却孔３２の入口側開口３２Ａが背側第１冷却孔３３の入口側開口３３Ａよりも翼体３の基端１７ｂ側に形成されているので、背側に比べて温度が高くなりがちな腹側において、応力集中が発生し易い天板１５と腹側翼壁１３との接続部からさらに離れた位置に腹側第１冷却孔３２の入口側開口３２Ａを形成できる。
【０１０５】
なお、腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３についても同様であってもよい。すなわち、例えば図５，６，８に示す実施形態では、翼体３は、腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３を有する。
腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３は、サーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側に離れた位置に形成される入口側開口４２Ａ、４３Ａをそれぞれ有する。
腹側第２冷却孔４２の入口側開口４２Ａは、背側第２冷却孔４３の入口側開口４３Ａよりも翼体の基端１７ｂ側に形成される。
【０１０６】
上述したように、天板１５と腹側翼壁１３との接続部、及び、天板１５と背側翼壁１４との接続部では、応力集中が発生し易い。例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３のそれぞれの入口側開口４２Ａ、４３Ａがサーペンタイン流路５に面して天板１５から翼体３の基端１７ｂ側に離れた位置に形成されるので、応力集中が発生し易い場所に入口側開口４２Ａ、４３Ａが形成されることを避けることができる。
また、上述したように、一般的に、タービン動翼１では、背側に比べて腹側の方が翼体３の温度が高くなりがちである。例えば図５，図６，図８に示す実施形態では、腹側第２冷却孔４２の入口側開口４２Ａが背側第２冷却孔４３の入口側開口４３Ａよりも翼体３の基端１７ｂ側に形成されているので、背側に比べて温度が高くなりがちな腹側において、応力集中が発生し易い天板１５と腹側翼壁１３との接続部からさらに離れた位置に腹側第２冷却孔４２の入口側開口４２Ａを形成できる。
【０１０７】
例えば図４Ａ及び図７に示す実施形態では、隔壁１０は、腹側翼壁１３及び背側翼壁１４の何れか一方から他方へ向かう隔壁１０の中心線ＷｘがキャンバーラインＣに対して傾斜している。すなわち、図４Ａ、図４Ｂ、図７に示す実施形態では、隔壁１０は、腹側翼壁１３及び背側翼壁１４の何れか一方から他方へ向かう隔壁１０の中心線ＷｘがキャンバーラインＣに直交する線分と交差する。
【０１０８】
このように、例えば図４Ａ及び図７に示す実施形態では、隔壁の中心線Ｗｘが翼型の中心線であるキャンバーラインＣに対して傾斜しているので、腹側翼壁１３及び背側翼壁１４に対して傾斜した状態で接続されている。そのため、腹側隔壁接合領域５２や背側隔壁接合領域５３が大きくなる。腹側隔壁接合領域５２や背側隔壁接合領域５３が大きくなると、サーペンタイン流路５を流れる冷却空気によって腹側隔壁接合領域５２や背側隔壁接合領域５３を冷却し難くなる。
その点、例えば図４Ａ及び図７に示す実施形態では、少なくとも一部が腹側隔壁接合領域５２を通過する腹側第１冷却孔３２及び腹側第２冷却孔４２の組合せ、及び、少なくとも一部が背側隔壁接合領域５３を通過する背側第１冷却孔３３及び背側第２冷却孔４３の組合せの少なくとも一方を有するので、腹側隔壁接合領域５２や背側隔壁接合領域５３が上述した理由により大きくなってしまっても、腹側隔壁接合領域５２や背側隔壁接合領域５３の少なくとも一方の温度上昇を抑制できる。
【０１０９】
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。
例えば、上述したように、翼体３は、各冷却孔３１，３２，４１，４２の少なくとも何れか一つを有していれば、その少なくとも何れか一つの冷却孔の少なくとも一部が通過する隔壁接合領域５１を冷却できる。
なお、翼体３を、各冷却孔３１，３２，４１，４２の少なくとも何れか一つを有するように構成する場合、上述した幾つかの実施形態に係る各冷却孔３１，３２，４１，４２の何れの実施形態の冷却孔を採用することができる。また、翼体３を、各冷却孔３１，３２，４１，４２の少なくとも二つ以上を有するように構成する場合、上述した幾つかの実施形態に係る各冷却孔３１，３２，４１，４２の中から異なる実施形態の冷却孔を適宜組み合わせて採用することができる。また、上述したように、特に記載のない限り、第１冷却孔３１は、腹側第１冷却孔３２及び背側第１冷却孔３３を含み、第２冷却孔４１は、腹側第２冷却孔４２及び背側第２冷却孔４３を含む。また、特に記載のない限り、単に、入口側開口又と表示する場合、腹側第１入口側開口３２Ａ、腹側第２入口側開口４２Ａ、背側第１入口側開口３３Ａ、背側第２入口側開口４３Ａを含む。更に、特に記載のない限り、単に、出口側開口と表示する場合、腹側第１出口側開口３２Ｂ、腹側第２出口側開口４２Ｂ、背側第１出口側開口３３Ｂ、背側第２出口側開口４３Ｂを含むものとする。
【符号の説明】
【０１１０】
１  タービン動翼
３  翼部（翼体）
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ  冷却流路
４Ｕ  上流側冷却流路（前縁側冷却流路）
４Ｄ  下流側冷却流路（後縁側冷却流路）
５  サーペンタイン流路
６  前縁側サーペンタイン流路
７  後縁側サーペンタイン流路
８  後縁冷却流路
９ａ、９ｂ  供給流路
１０  隔壁
１３  腹側の壁部（腹側翼壁）
１４  背側の壁部（背側翼壁）
１３ａ、１４ａ  内壁面
１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ  外壁面
１５  天板
１６  接続部
１７ａ  先端
１７ｂ  基端
３１  第１冷却孔
３１Ａ  第１入口側開口
３１Ｂ  第１出口側開口
３２  腹側第１冷却孔
３２Ａ  腹側第１入口側開口
３２Ｂ  腹側第１出口側開口
３３  背側第１冷却孔
３３Ａ  背側第１入口側開口
３３Ｂ  背側第１出口側開口
４１ 第２冷却孔
４１Ａ  第２入口側開口
４１Ｂ  第２出口側開口
４２  腹側第２冷却孔
４２Ａ  腹側第２入口側開口
４２Ｂ  腹側第２出口側開口
４３  背側第２冷却孔
４３Ａ  背側第２入口側開口
４３Ｂ  背側第２出口側開口
ＡＸａ１，ＡＸａ２，ＡＸｂ１，ＡＸｂ２  中心軸
Ｃ  キャンバーライン
５１  隔壁接合領域
５２  腹側隔壁接合領域
５３  背側隔壁接合領域
Ｗｘ  中心線
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2019173595.tif 000005
【図５】
2019173595.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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