(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼有効部と、
前記翼有効部の外周側に設けられたスナッバと、
前記翼有効部の内周側に設けられたプラットフォームと、
前記プラットフォームの内周側に設けられた植込み部と、
前記植込み部の内部に、冷却媒体を通過させて、前記植込み部を冷却する第１流路と、
前記プラットフォームの内部に、前記第１流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記プラットフォームを冷却する第２流路と、
前記翼有効部の内部に、前記第２流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部を冷却する翼有効部流路と、
前記スナッバの内部に、前記翼有効部流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバを冷却するスナッバ流路と、
を具備し、
前記翼有効部流路が、
前記翼有効部の前縁側の内部に、内周側から外周側に向けて前記第２流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の前縁側を冷却する第３流路と、
前記翼有効部の外周側の内部に、前縁側から中央部に向けて前記第３流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の外周側の前縁側から中央部を冷却する第４流路と、
前記翼有効部の中央部の内部に、外周側から内周側に向けて前記第４流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の中央部を冷却する第５流路と、
前記翼有効部の内周側の内部に、中央部から後縁側に向けて前記第５流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の内周側の中央部から後縁側を冷却する第６流路と、
前記翼有効部の後縁側の内部に、内周側から外周側に向けて前記第６流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の後縁側を冷却する第７流路と、
を具備し、
前記スナッバ流路が、
前記スナッバの後縁側の内部に、前記第７流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバの後縁側を冷却する第８流路と、
前記スナッバの内部に、中央部から前縁側に向けて前記第８流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバの中央部から前縁側を冷却する第９流路と、
を具備したことを特徴とするタービン動翼。
【請求項２】
前記第１流路と、前記第３流路と、前記第５流路と、前記第７流路と、前記第９流路とを、夫々複数具備することを特徴とする請求項１記載のタービン動翼。
【請求項３】
前記第２流路には、複数の前記第１流路及び複数の前記第３流路が連通し、
前記第４流路には、複数の前記第３流路及び複数の前記第５流路が連通し、
前記第６流路には、複数の前記第５流路及び複数の前記第７流路が連通し、
前記第８流路には、複数の前記第７流路及び複数の前記第９流路が連通していることを特徴とする請求項２記載のタービン動翼。
【請求項４】
翼有効部と、
前記翼有効部の外周側に設けられたスナッバと、
前記翼有効部の内周側に設けられたプラットフォームと、
前記プラットフォームの内周側に設けられた植込み部と、
前記植込み部の内部に、冷却媒体を通過させて、前記植込み部を冷却する第１流路と、
前記プラットフォームの内部に、前記第１流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記プラットフォームを冷却する第２流路と、
前記翼有効部の内部に、前記第２流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部を冷却する翼有効部流路と、
前記スナッバの内部に、前記翼有効部流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバを冷却するスナッバ流路と、
を具備し、
前記翼有効部流路が、
前記翼有効部の前縁側の内部に、内周側から外周側に向けて前記第２流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の前縁側を冷却する第３流路と、
前記翼有効部の外周側の内部に、前縁側から中央部に向けて前記第３流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の外周側の前縁側から中央部を冷却する第４流路と、
前記翼有効部の中央部の内部に、外周側から内周側に向けて前記第４流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の中央部を冷却する第５流路と、
前記翼有効部の内周側の内部に、中央部から後縁側に向けて前記第５流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の内周側の中央部から後縁側を冷却する第６流路と、
前記翼有効部の後縁側の内部に、内周側から外周側に向けて前記第６流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の後縁側を冷却する第７流路と、
を具備し、
前記スナッバ流路が、
前記スナッバの後縁側の内部に、前記第７流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバの後縁側を冷却する第８流路と、
前記スナッバの内部に、中央部から前縁側に向けて前記第８流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバの中央部から前縁側を冷却する第９流路と、
を具備するタービン動翼を備えたことを特徴とするタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明の実施形態は、タービン動翼及びタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】  二酸化炭素の削減や省資源などの要求から、発電プラントの高効率化が進められている。そのため、ガスタービン発電プラントにおいては、作動流体の高温化などが積極的に進められている。この作動流体の高温化に伴って、動翼や静翼などの冷却方法についても様々な試みがなされている。【０００３】  近年では、タービンの作動流体として二酸化炭素を使用した発電プラントが検討されている。この発電プラントでは、燃焼器において生成した二酸化炭素を作動流体として系統内に循環させている。具体的には、この発電プラントは、酸素および炭化水素などの燃料を燃焼させる燃焼器を備える。燃焼によって生成した二酸化炭素および水蒸気とともに、作動流体として燃焼器に導入された二酸化炭素をタービンに導入し、タービンを回転させて発電を行う。【０００４】  タービンから排出されるタービン排気（二酸化炭素および水蒸気）を熱交換器によって冷却し、水分を除去してピュアな二酸化炭素とする。この二酸化炭素は、圧縮機によって昇圧されて超臨界流体となる。昇圧された二酸化炭素の大部分は、上記の熱交換器によって加熱され、燃焼器に循環される。昇圧された二酸化炭素のうち、外部から供給された燃料と酸素の燃焼によって生じた二酸化炭素に相当する量の二酸化炭素は、例えば回収などがなされ、他の用途に利用される。【０００５】  このような超臨界の二酸化炭素を作動流体とする場合のタービンの入口圧力は、従来のガスタービンにおけるタービンの入口圧力の２０倍程度となる。なお、タービンの入口における作動流体の温度は、１０００℃を超え現状ガスタービンと同等である。そのため、二酸化炭素を作動流体とする場合、従来のガスタービンに比べて、動翼などの翼面における熱伝達率は、１０倍程度となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１７３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上記したように、超臨界の二酸化炭素を作動流体とする発電プラントにおいては、動翼などの翼面における熱伝達率は増加する。そこで、翼の冷却を促進するため、翼に導入する冷却媒体の供給量を増加することが考えられるが、発電システムの効率向上の観点から妥当ではない。そのため、冷却媒体の供給量を抑えつつ、これまで以上の翼冷却効果が得られる技術が求められている。【０００８】  本発明が解決しようとする課題は、冷却媒体の供給量を抑えつつ、効率よく冷却することのできるタービン動翼及び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】
【０００９】
実施形態のタービン動翼は、翼有効部と、前記翼有効部の外周側に設けられたスナッバと、前記翼有効部の内周側に設けられたプラットフォームと、前記プラットフォームの内周側に設けられた植込み部とを備える。さらに、タービン動翼は、前記植込み部の内部に、冷却媒体を通過させて、前記植込み部を冷却する第１流路と、前記プラットフォームの内部に、前記第１流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記プラットフォームを冷却する第２流路と、前記翼有効部の内部に、前記第２流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部を冷却する翼有効部流路と、前記スナッバの内部に、前記翼有効部流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバを冷却するスナッバ流路と、を具備する。さらに、前記翼有効部流路が、前記翼有効部の前縁側の内部に、内周側から外周側に向けて前記第２流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の前縁側を冷却する第３流路を具備する。さらに、前記翼有効部流路が、前記翼有効部の外周側の内部に、前縁側から中央部に向けて前記第３流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の外周側の前縁側から中央部を冷却する第４流路と、前記翼有効部の中央部の内部に、外周側から内周側に向けて前記第４流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の中央部を冷却する第５流路と、前記翼有効部の内周側の内部に、中央部から後縁側に向けて前記第５流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の内周側の中央部から後縁側を冷却する第６流路と、前記翼有効部の後縁側の内部に、内周側から外周側に向けて前記第６流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記翼有効部の後縁側を冷却する第７流路とを具備する。さらにまた、前記スナッバ流路が、前記スナッバの後縁側の内部に、前記第７流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバの後縁側を冷却する第８流路と、前記スナッバの内部に、中央部から前縁側に向けて前記第８流路を通過した前記冷却媒体を通過させて、前記スナッバの中央部から前縁側を冷却する第９流路と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の動翼が設けられたタービンを備えるガスタービン設備の系統図。
【図２】実施形態の動翼が設けられたタービンの縦断面の一部を示した図。
【図３】実施形態の動翼の外形を模式的に示す図。
【図４】実施形態の動翼の縦断面を示す図。
【図５】実施形態の動翼の翼有効部の横断面を示す図。
【図６】実施形態の動翼のスナッバの横断面を示す図。
【図７】実施形態の動翼のスナッバの縦断面を示す図。
【図８】実施形態の動翼の植込み部の横断面を示す図。
【図９】実施形態の動翼の植込み部の縦断面を示す図。
【図１０】実施形態の動翼の翼有効部の冷却孔部の断面を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】  図１は、実施形態のタービン動翼が設けられたタービンを備えるガスタービン設備１０の系統図である。なお、図１では本発明を、ＣＯ２タービンを用いたガスタービン設備１０に適用した場合について示してあるが、本発明は、ＣＯ２タービンに限らず、他のガスタービンや蒸気タービンについても適用することができる。
【００１３】  図１に示すように、酸素および燃料は、燃焼器２０に供給され、燃焼する。また、燃焼器２０には、作動流体として循環する二酸化炭素も導入される。燃料および酸素の流量は、例えば、それぞれが完全に混合した状態において量論混合比（理論混合比）となるように調整されている。燃料としては、例えば、天然ガス、メタンなどの炭化水素や、石炭ガス化ガスなどが使用される。
【００１４】  燃焼器２０から排出された、燃焼によって生成した二酸化炭素、水蒸気、および作動流体の二酸化炭素からなる燃焼ガスは、タービン２１に導入される。タービン２１において膨張仕事をした燃焼ガスは、熱交換器２２を通り、さらに熱交換器２３を通る。熱交換器２３を通る際、水蒸気が凝縮して水となる。水は、配管２４を通り外部に排出される。なお、タービン２１には、発電機２５が連結されている。
【００１５】  水蒸気と分離された二酸化炭素（ドライ作動ガス）は、圧縮機２６で昇圧され、超臨界流体となる。圧縮機２６の出口において、二酸化炭素の圧力は、例えば、３０ＭＰａ程度となる。
【００１６】  圧縮機２６で昇圧された二酸化炭素の一部は、熱交換器２２において加熱され、燃焼器２０に作動流体として供給される。燃焼器２０に導入された二酸化炭素は、例えば、燃焼器２０の上流側から燃料や酸化剤とともに燃焼領域に噴出されたり、燃焼器ライナの冷却後に希釈孔などから燃焼器ライナ内の燃焼領域の下流側に噴出される。
【００１７】  また、熱交換器２２内の流路の途中から分岐された配管を介して超臨界流体の二酸化炭素の一部が、冷却媒体としてタービン２１に導入される。この冷却媒体の温度は、冷却効果と冷却対象物に生ずる熱応力の理由から、例えば、３５０℃〜５５０℃程度であることが好ましい。
【００１８】  圧縮機２６で昇圧された二酸化炭素の残りは、系統の外部に排出される。外部に排出された二酸化炭素は、例えば、回収装置により回収される。また、外部に排出された二酸化炭素は、例えば、石油採掘現場で用いられているＥＯＲ（Enhanced Oil Recovery）等に利用することができる。上記した系統において、例えば、燃焼器２０において燃料と酸素を燃焼させることで生成した二酸化炭素の生成量に相当する分の二酸化炭素が系統の外部に排出される。
【００１９】  次に、実施形態の動翼３４（タービン動翼）が設けられたタービン２１の構成について説明する。
【００２０】  図２は、実施形態の動翼３４が設けられたタービン２１の縦断面の一部を示した図である。図２に示すように、円筒形状のケーシング３０の内側には、静翼３１が配設されている。静翼３１は、ケーシング３０の周方向に沿って複数配置されており、これらの静翼３１により、静翼翼列を構成している。
【００２１】  また、静翼翼列の直下流側には、タービンロータ３２のロータディスク３３に周方向に複数（図２には１つのみ示す。）の動翼３４（タービン動翼）を植設して構成された動翼翼列が配置されている。静翼翼列と動翼翼列は、タービンロータ３２の軸方向に沿って交互に配設されている。静翼翼列と、この静翼翼列の直下流の動翼翼列とで一つのタービン段落を構成している。
【００２２】  動翼３４の外周は、例えば、シュラウドセグメント３５で包囲されている。このシュラウドセグメント３５は、燃焼ガスからケーシング３０への入熱を防止すると共に動翼３４の先端との隙間を調整し、適正な隙間を維持するためのものである。シュラウドセグメント３５は、例えば、ケーシング３０に固定された静翼３１によって支持されている。この場合、シュラウドセグメント３５と、ケーシング３０との間に周方向に空隙部３６が形成される。
【００２３】  このように、ケーシング３０の内側には、静翼翼列および動翼翼列を有する円環状の燃焼ガス通路３７が形成されている。
【００２４】  次に、実施形態の動翼３４の構成について説明する。図３は実施形態の動翼３４の外形を模式的に示す斜視図である。図４は実施形態の動翼３４の縦断面を示す図である。図５は実施形態の動翼３４の翼有効部４０の横断面を示す図である。
【００２５】  図３、図４に示すように、動翼３４は、翼有効部４０と、翼有効部４０の外周側（半径方向外側）に設けられたスナッバ４１と、翼有効部４０の内周側（半径方向内側）に設けられたプラットフォーム４２と、プラットフォーム４２の内周側に設けられた植込み部４３を備える。
【００２６】  翼有効部４０は、燃焼ガスが通過する通路部である。この翼有効部４０は、例えば、前縁側（例えば、図４、図５の左側）が湾曲断面形状を有し、後縁側（例えば、図４、図５の右側）が先細断面形状を有する、翼型形状に構成されている。
【００２７】  図４に示すように、翼有効部４０の内部には、翼高さ方向に沿って、冷却媒体の流路となる翼有効部冷却孔４４が形成されている。図５には、翼有効部冷却孔４４の断面形状が円形形状の場合を示している。しかし、翼有効部冷却孔４４の断面形状は、特に限定されない。
【００２８】  翼有効部に４０に形成される翼有効部冷却孔４４は、動翼３４の前縁側に位置する前縁側冷却孔４５と、動翼３４の中央部に位置する中央部冷却孔４６と、動翼３４の後縁側に位置する後縁側冷却孔４７とを備える。なお、翼有効部４０の中央部としては、例えば翼有効部４０のキャンバーラインの中央などが例示される。また、前縁側としては翼有効部４０の中央部よりも前縁側をいい、後縁側とは、翼有効部４０の中央部よりも後縁側をいう。
【００２９】  図４、図５は、前縁側冷却孔４５、中央部冷却孔４６、後縁側冷却孔４７を、夫々複数形成した例を示している。しかし、前縁側冷却孔４５、中央部冷却孔４６、後縁側冷却孔４７は、少なくとも一つずつ形成すればよい。
【００３０】  前縁側冷却孔４５、中央部冷却孔４６、後縁側冷却孔４７を、それぞれ複数形成した場合、例えば、次のような構成とすることができる。
【００３１】  その一つの構成は、前縁側冷却孔４５、中央部冷却孔４６、後縁側冷却孔４７を、それぞれ等間隔に形成し、前縁側冷却孔４５の孔径、中央部冷却孔４６の孔径、後縁側冷却孔４７の孔径を、これらが形成された部位の翼厚さの違いによって、異ならせた構成である。すなわちこの場合、例えば、翼厚さの厚い部分には、孔径の大きな冷却孔を形成し、翼厚さの薄い部分には、孔径の小さな冷却孔を形成する。
【００３２】  また他の構成としては、例えば、前縁側冷却孔４５の孔径、中央部冷却孔４６の孔径、後縁側冷却孔４７の孔径は、それぞれ等しい孔径とし、これらが形成された部位の翼厚さの違いによって、前縁側冷却孔４５の間隔、中央部冷却孔４６の間隔、後縁側冷却孔４７の間隔を、異ならせた構成である。すなわちこの場合、翼厚さの厚い部分には、短い間隔で冷却孔を形成し、翼厚さの薄い部分には、長い間隔で冷却孔を形成する。
【００３３】  図４、図５に示す例では、前縁側冷却孔４５と中央部冷却孔４６は、夫々平行するように、３つ形成され、その孔径は同一とされている。後縁側冷却孔４７は、夫々平行するように、５つ形成され、その孔径は、前縁側冷却孔４５及び中央部冷却孔４６の孔径より小さく設定されている。
【００３４】  翼有効部４０の前縁側の外周側には、冷却媒体の流路となる前縁側キャビティ４８が形成されている。この前縁側キャビティ４８には、各前縁側冷却孔４５及び中央部冷却孔４６が連通されており、前縁側キャビティ４８を介して、前縁側冷却孔４５と、中央部冷却孔４６とが連通されている。前縁側キャビティ４８は、各前縁側冷却孔４５から流入した冷却媒体が集合する部位であり、かつ、一旦集合した冷却媒体が、各中央部冷却孔４６に分散して流入する部位である。
【００３５】  また、翼有効部４０の後縁側の内周側には、冷却媒体の流路となる後縁側キャビティ４９が形成されている。この後縁側キャビティ４９には、各中央部冷却孔４６及び後縁側冷却孔４７が連通されており、後縁側キャビティ４９を介して、中央部冷却孔４６と後縁側冷却孔４７とが連通されている。後縁側キャビティ４９は、各中央部冷却孔４６から流入した冷却媒体が集合する部位であり、かつ、一旦集合した冷却媒体が、各後縁側冷却孔４７に分散して流入する部位である。上記のように本実施形態では、前縁側冷却孔４５と中央部冷却孔４６と、後縁側冷却孔４７と、前縁側キャビティ４８と、後縁側キャビティ４９とからなる翼有効部流路が形成されており、これによって、翼有効部４０の全体が効率良く冷却されるようになっている。
【００３６】  次に、動翼３４のスナッバ４１の部分の構成について説明する。図６は実施形態の動翼３４のスナッバ４１の横断面を示す図である。図７は実施形態の動翼３４のスナッバ４１の縦断面を示す図である。
【００３７】  図３に示すようにスナッバ４１は、例えば、多角形状の平板形状を有している。スナッバ４１は、動翼３４が回転した際に発生する振動を、隣接する動翼３４のスナッバ４１同士が接触することによって抑制する。図４、図６に示すように、スナッバ４１の内部には、冷却媒体の流路となるスナッバ冷却孔５０と、スナッバキャビティ５１が形成されている。スナッバキャビティ５１は、後縁側に形成されている。スナッバ冷却孔５０は、動翼３４の中央部から前縁側に向かうように形成されている。図６、図７には、スナッバ冷却孔５０が複数形成された例を示してある。しかし、スナッバ冷却孔５０は、少なくとも１つ形成されていればよい。
【００３８】  図７には、スナッバ冷却孔５０の断面形状が円形形状のものと、矩形形状のものを組み合わせて配設した例を示している。しかし、スナッバ冷却孔５０の断面形状は特に限定されない。スナッバ冷却孔５０は、図７に示すように、例えば、等間隔に複数形成し、断面形状を異ならせた構成とすることができる。
【００３９】  図６に示すように、各スナッバ冷却孔５０は、スナッバキャビティ５１に連通している。また、スナッバキャビティ５１には、各後縁側冷却孔４７（図６中点線で示す）が連通している。したがって、各スナッバ冷却孔５０は、スナッバキャビティ５１を介して、後縁側冷却孔４７と連通されている。スナッバキャビティ５１は、各後縁側冷却孔４７から流入した冷却媒体が集合する部位であり、かつ、一旦集合した冷却媒体が、各スナッバ冷却孔５０に分散して流入する部位である。なお、スナッバ４１は、例えば、翼有効部４０と一体的に形成される。上記のように本実施形態では、スナッバ冷却孔５０と、スナッバキャビティ５１とによって、スナッバ流路が形成されており、これによって、スナッバ４１の全体が効率良く冷却されるようになっている。
【００４０】  次に、実施形態の動翼３４のプラットフォーム４２及び植込み部４３の構成について説明する。図８は実施形態の動翼３４の植込み部４３の横断面を示す図である。図９は実施形態の動翼３４のプラットフォーム４２及び植込み部４３の縦断面を示す図である。
【００４１】  プラットフォーム４２の内周側には、植込み部４３が形成されている。植込み部４３の内部には、内周側から外周側に向かうように冷却媒体の流路となる植込み冷却孔５２が形成されている。また、プラットフォーム４２の内部には、冷却媒体の流路となる植込みキャビティ５３が形成されている。図８には、植込み冷却孔５２の断面形状が矩形形状の場合を示している。しかし、植込み冷却孔５２の断面形状は特に限定されない。また、図８には、植込み冷却孔５２が複数形成された例を示してある。しかし、植込み冷却孔５２は、少なくとも１つ形成されていればよい。
【００４２】  各植込み冷却孔５２の外周側端部は、植込みキャビティ５３に連通している。また、植込みキャビティ５３には、各前縁側冷却孔４５の内周側端部が連通している。したがって、各植込み冷却孔５２と、各前縁側冷却孔４５とは、植込みキャビティ５３を介して連通されている。植込みキャビティ５３は、各植込み冷却孔５２から流入した冷却媒体が集合する部位であり、かつ、一旦集合した冷却媒体が、各前縁側冷却孔４５に分散して流入する部位である。
【００４３】  プラットフォーム４２は、例えば、翼有効部４０と一体的に形成される。植込み部４３はロータディスク３３に取り合うための構造を有している。図９に示した例では、植込み部４３はクリスマスツリー型形状を有している。
【００４４】  次に、実施形態に係る動翼３４における冷却媒体の流れについて図４〜９を参照して説明する。なお、前述したとおり、冷却媒体としては、例えば、超臨界流体の二酸化炭素を使用する。
【００４５】  植込み部４３の周りに導入された冷却媒体は、複数の植込み冷却孔５２（第１流路）から動翼３４の内部に流入する。植込み冷却孔５２に流入した冷却媒体は、図４に矢印で示すように、植込み冷却孔５２内を内周側から外周側に向かって流れ、植込みキャビティ５３（第２流路）内に流入する。この時、植込み部４３が冷却される。
【００４６】  植込みキャビティ５３に流入した冷却媒体は、植込みキャビティ５３内を前縁側冷却孔４５（第３流路）へ向かって流れ、この時、プラットフォーム４２が冷却される。複数の前縁側冷却孔４５に流入した冷却媒体は、前縁側冷却孔４５内を内周側から外周側に向かって流れ、前縁側キャビティ４８（第４流路）へ流入する。この時、翼有効部４０の前縁側が冷却される。
【００４７】  前縁側キャビティ４８内に流入した冷却媒体は、前縁側キャビティ４８内を前縁側から中央側（中央部冷却孔４６側）に向かって流れ、この時、翼有効部４０の外周側の前縁側から中央部が冷却される。複数の中央部冷却孔４６（第５流路）に流入した冷却媒体は、中央部冷却孔４６内を外周側から内周側に向かって流れ、後縁側キャビティ４９（第６流路）に流入する。この時、翼有効部４０の中央部が冷却される。
【００４８】  後縁側キャビティ４９内に流入した冷却媒体は、後縁側キャビティ４９内を中央側から後縁側（後縁側冷却孔４７側）に向かって流れ、この時、翼有効部４０の内周側の中央部から後縁側が冷却される。複数の後縁側冷却孔４７（第７流路）内に流入した冷却媒体は、後縁側冷却孔４７内を内周側から外周側に向かって流れ、スナッバキャビティ５１（第８流路）内に流入する。この時、翼有効部４０の後縁側が冷却される。
【００４９】  スナッバキャビティ５１内に流入した冷却媒体は、スナッバキャビティ５１内を、スナッバ冷却孔５０側に向かって流れ、この時、スナッバ４１の後縁側が冷却される。複数のスナッバ冷却孔５０（第９流路）内に流入した冷却媒体は、スナッバ冷却孔５０内を前縁側に向かって流れ、前縁側端部から動翼３４の外部に排出される、この時、スナッバ４１の中央部から前縁側が冷却される。動翼３４の外部に排出された冷却媒体は、燃焼ガス通路３７（図２参照）を流れる燃焼ガスに混ざり、下流側へ流れる。
【００５０】  以上のように、本実施形態の動翼３４では、複数の植込み冷却孔５２（第１流路）から動翼３４の内部に流入した冷却媒体が、植込みキャビティ５３（第２流路）、複数の前縁側冷却孔４５（第３流路）、前縁側キャビティ４８（第４流路）、複数の中央部冷却孔４６（第５流路）、後縁側キャビティ４９（第６流路）、複数の後縁側冷却孔４７（第７流路）、スナッバキャビティ５１（第８流路）、複数のスナッバ冷却孔５０（第９流路）を通って動翼３４の各部を冷却する。したがって、冷却媒体の供給量を抑えつつ、動翼３４の全体（翼有効部４０、スナッバ４１、プラットフォーム４２、植込み部４３）を効率良く冷却することができる。
【００５１】  また、冷却媒体として、例えば、高圧とされた超臨界流体の二酸化炭素を使用することにより、動翼３４から冷却媒体への熱流束を多くすることができ、効率良く冷却を行うことができる。さらに、本実施形態の動翼３４では、動翼３４の冷却を終えた冷却媒体を、後縁側に比べて圧力の高い前縁側から燃焼ガス通路３７内に放出する構成となっている。したがって、スナッバ冷却孔５０から燃焼ガス通路３７内に冷却媒体を放出する部分の開口部の口径を、大きく設定することができ、この開口部の詰まり等の発生を抑制することができる。
【００５２】  なお、実施形態の動翼３４の構成は、上記した構成に限られない。燃焼ガス通路３７を流れる燃焼ガス（作動流体）に晒される、すなわち燃焼ガスと接触する動翼３４の翼面に、例えば遮熱コーティング（ＴＢＣ）を施してもよい。遮熱コーティング層は、例えば、対環境性に優れた金属ボンド層と、低熱伝導性のセラミックストップ層から構成される。なお、遮熱コーティング層の構成は特に限定されるものではなく、使用する環境に応じて、一般的に使用されている構成を適用することができる。このように、遮熱コーティング層を備えることで、燃焼ガスから動翼３４への入熱量が低減され、冷却媒体の流量を低減することができる。
【００５３】  また、翼有効部冷却孔４４、スナッバ冷却孔５０、植込み冷却孔５２、前縁側キャビティ４８、後縁側キャビティ４９、スナッバキャビティ５１、植込みキャビティ５３の内壁面のうちの少なくとも一部に、内壁面から突出する突条部を備えた構成としてもよい。
【００５４】  図１０は、実施形態の動翼３４において、内壁面から垂直に突出する突条部９０を備えた翼有効部冷却孔４４の縦断面を示す図である。図１０に示すように、翼有効部冷却孔４４の内壁面に、長手方向に複数段の突条部９０を備えた構成とすることができる。なお、突条部９０の形状は、これに限られない。突条部９０は、内壁面の内側に突出して、冷却媒体の流れを乱す構造ならばよい。このように、突条部９０を備えることで、冷却媒体の流れが乱れ、冷却孔内壁面と冷却媒体との間の熱伝達率が促進される。これによって動翼３４を効率よく冷却することができる。
【００５５】  以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】  １０…ガスタービン設備、２０…燃焼器、２１…タービン、２２、２３…熱交換器、２４…配管、２５…発電機、２６…圧縮機、３０…ケーシング、３１…静翼、３２…タービンロータ、３３…ロータディスク、３４…動翼、３５…シュラウドセグメント、３６…空隙部、３７…燃焼ガス通路、４０…翼有効部、４１…スナッバ、４２…プラットフォーム、４３…植込み部、４４…翼有効部冷却孔、４５…前縁側冷却孔、４６…中央部冷却孔、４７…後縁側冷却孔、４８…前縁側キャビティ、４９…後縁側キャビティ、５０…スナッバ冷却孔、５１…スナッバキャビティ、５２…植込み冷却孔、５３…植込みキャビティ、９０…突条部。
【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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