(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状をなす翼本体と、
前記翼本体の内部に設けられるキャビティと、
前記キャビティから前記翼本体の後端部に開口する腹側の壁面と背側の壁面により区画された冷却通路と、
を備え、
前記冷却通路は、
前記キャビティ側の冷却ピンを配置する領域に設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて腹側壁部と背側壁部との幅が狭くなる第１通路と、
前記第１通路の冷却空気の流れ方向下流端に連続し、前記翼本体の長手方向に沿って複数の柱が所定間隔を空けて設けられて、隣接する前記柱の対向する側面が前記冷却空気の流れ方向に沿う平面である流量調整機構が設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて前記腹側壁部と前記背側壁部との幅が一定な第２通路と、
一端部は前記第２通路の冷却空気の流れ方向下流端に連続し、他端部は前記翼本体の後端部に開口して前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて前記腹側壁部と前記背側壁部との幅が一定な第３通路と、
を有することを特徴とするタービン翼。
【請求項２】
前記翼本体は、前記キャビティと外部とを連通する複数の冷却孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載のタービン翼。
【請求項３】
前記キャビティは、前記翼本体の内壁面から所定間隔を空けて複数の貫通孔を有する仕切板が設けられることを特徴とする請求項２に記載のタービン翼。
【請求項４】
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
を備え、
前記タービンの静翼として請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタービン翼が用いられる、
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項５】
中空形状をなす翼本体と、
前記翼本体の内部に設けられるキャビティと、
前記キャビティから前記翼本体の後端部に開口する腹側の壁面と背側の壁面により区画された冷却通路と、
を備え、
前記冷却通路は、
前記キャビティ側の冷却ピンを配置する領域に設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて腹側壁部と背側壁部との幅が狭くなる第１通路と、
前記第１通路の冷却空気の流れ方向下流端に連続し、前記翼本体の長手方向に沿って複数の柱が所定間隔を空けて設けられて、隣接する前記柱の対向する側面が前記冷却空気の流れ方向に沿う平面である流量調整機構が設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて前記腹側壁部と前記背側壁部との幅が一定な第２通路と、
一端部は前記第２通路の冷却空気の流れ方向下流端に連続し、他端部は前記翼本体の後端部に開口して前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて前記腹側壁部と前記背側壁部との幅が一定な第３通路と、
を有することを特徴とするタービン翼の中間加工品。
【請求項６】
請求項５に記載のタービン翼の中間加工品を鋳造により製作する工程と、
鋳造された前記中間加工品における前記翼本体の後端部を切削加工する工程と、
を有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、ガスタービンにおける静翼または動翼として使用されるタービン翼、このタービン翼が適用されたガスタービン、タービン翼を製造するための中間加工品、タービン翼を製造するためのタービン翼の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。そして、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。
【０００３】
このように構成されたタービンにて、例えば、静翼は、翼本体における長手方向の一端部が外側シュラウドに支持され、他端部が内側シュラウドに支持されている。そして、外側シュラウドから翼本体内に導入された冷却空気は、翼本体の内壁面に沿って流れることでこの翼本体の内壁面を冷却し、その後、翼本体に形成された冷却孔から外部に排出されて翼本体の外壁面に沿って流れることでこの翼本体の外壁面を冷却する。また、翼本体内に導入された冷却空気は、翼本体の後端部に形成された冷却通路を流れて外部に排出されることでこの翼本体の後端部を冷却する。
【０００４】
このような静翼の冷却構造が適用されたガスタービンとしては、例えば、下記特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたタービン静翼にて、翼本体の後端部に形成された冷却通路は、複数の冷却ピンが配置されると共に、出口部に複数のペデスタルが配列されたノズル形状をなしている。そして、この冷却通路は、出口部に向けてその幅が狭くなる先細形状をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８７５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
静翼は、翼本体の冷却性能を向上させたいことから、後端部の冷却通路の幅を狭くすると共に、空気抗力係数（Ｃｄ値）を小さくすることが望まれている。そのため、従来、翼本体の冷却通路は、出口部に向けて絞った先細形状となっている。ところが、翼本体の冷却通路が先細形状であることから、出口部における先端開口幅を適正幅に設定するために精度の高い加工技術が要求され、加工コストが増加してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、翼後端部の冷却通路における抵抗を低減して翼における冷却性能の向上を図ると共に、製造コストの増加を抑制するタービン翼、ガスタービン、タービン翼の中間加工品、タービン翼の製造方法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】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のタービン翼は、中空形状をなす翼本体と、前記翼本体の内部に設けられるキャビティと、前記キャビティから前記翼本体の後端部に開口する冷却通路と、を備え、前記冷却通路は、前記キャビティ側に設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて幅が狭くなる第１通路と、前記翼本体の後端部側に設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて幅が一定な第２通路と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、冷却通路として幅が狭くなる第１通路を設けることで、冷却通路から外部に排出される冷却空気量を適正に調整することができ、第１通路に続いて幅が一定な第２通路を設けることで、流路抵抗を低減して冷却空気量を低減することができる。その結果、翼後端部の冷却通路における抵抗を低減して翼における冷却性能の向上を図ることができると共に、製造コストの増加を抑制することができる。
【００１０】
本発明のタービン翼では、前記第２通路は、流量調整機構が設けられることを特徴としている。
【００１１】
従って、第２通路に流量調整機構が設けられており、流量調整機構により冷却空気を整流して適正に排出することができる。
【００１２】
本発明のタービン翼では、前記流量調整機構は、前記翼本体の前記第２通路上の長手方向に沿って複数の柱が所定間隔を空けて設けられていることを特徴としている。
【００１３】
従って、第２通路上の長手方向に沿って複数の柱を所定間隔を空けて設けることで流量調整機構を構成しており、構造の簡素化を図ることができる。
【００１４】
本発明のタービン翼では、前記冷却通路は、一端部が前記第２通路に連通して他端部が前記翼本体の後端部に開口して前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて幅が一定な第３通路が設けられることを特徴としている。
【００１５】
従って、第２通路に連通して幅が一定な第３通路を後端部に開口して設けることで、第２通路を通過した冷却空気が圧損を受けることなく適正に排出することができる。
【００１６】
本発明のタービン翼では、前記翼本体は、前記キャビティと外部とを連通する複数の冷却孔が設けられることを特徴としている。
【００１７】
従って、キャビティから複数の冷却孔を通して外部に排出された冷却空気が翼本体の外壁面に沿って流れることで、翼本体を効率良く冷却することができる。
【００１８】
本発明のタービン翼では、前記キャビティは、前記翼本体の内壁面から所定間隔を空けて複数の貫通孔を有する仕切板が設けられることを特徴としている。
【００１９】
従って、キャビティから仕切板の各貫通孔を通った冷却空気が翼本体の内壁面に沿って流れることで、翼本体を効率良く冷却することができる。
【００２０】
また、本発明のガスタービンにあっては、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、を備え、タービンの静翼として前記タービン翼が用いられることを特徴とするものである。
【００２１】
従って、翼後端部の冷却通路における抵抗を低減して翼における冷却性能の向上を図ることができると共に、製造コストの増加を抑制することができる。
【００２２】
また、本発明のタービン翼の中間加工品にあっては、中空形状をなす翼本体と、前記翼本体の内部に設けられるキャビティと、前記キャビティから前記翼本体の後端部に開口する冷却通路と、を備え、前記冷却通路は、前記キャビティ側に設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて幅が狭くなる第１通路と、前記翼本体の後端部側に設けられて前記キャビティ側から前記翼本体の後端部に向けて幅が一定な第２通路と、前記第２通路に設けられる流量調整機構と、一端部が前記第２通路に連通して他端部が前記翼本体の後端部に開口する第３通路と、を有することを特徴とするものである。
【００２３】
従って、冷却通路として幅が一定な第２通路を有する中間加工品とすることで、この中間加工品に対して仕上げ加工するだけで、容易にタービン静翼を製造することができる。
【００２４】
本発明のタービン翼の中間加工品では、前記流量調整機構は、前記翼本体の前記第２通路上の長手方向に沿って複数の柱が所定間隔を空けて設けられていることを特徴としている。
【００２５】
従って、第２通路上の長手方向に沿って複数の柱を所定間隔を空けて設けることで流量調整機構を構成しており、構造の簡素化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明のタービン翼の製造方法にあっては、前記タービン翼の中間加工品を鋳造により製作する工程と、鋳造された前記中間加工品における前記翼本体の後端部を切削加工する工程と、を有することを特徴とするものである。
【００２７】
従って、鋳造された中間加工品における翼本体の後端部を切削加工しても、第３通路の幅が変動することはなく、第２通路による高い冷却性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のタービン翼、ガスタービン、タービン翼の中間加工品、タービン翼の製造方法によれば、冷却通路として幅が狭くなる第１通路とこの第１通路に続いて幅が一定な第２通路を設けるので、翼後端部の冷却通路における抵抗を低減して翼における冷却性能の向上を図ることができると共に、製造コストの増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本実施形態のタービン静翼を表す断面図である。
【図２】図２は、タービン翼における後端部の断面図である。
【図３】図３は、タービン翼の冷却通路を表す図２のIII−III断面図である。
【図４】図４は、タービン翼における冷却通路の出口部を表す断面図である。
【図５】図５は、本実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。
【図６】図６は、本実施形態のタービンの要部を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るタービン翼、ガスタービン、タービン翼の中間加工品、タービン翼の製造方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００３１】
図５は、本実施形態のガスタービンを表す概略構成図、図６は、本実施形態のタービンの要部を表す概略図である。
【００３２】
本実施形態において、図５に示すように、ガスタービン１０は、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３により構成されている。このガスタービン１０は、同軸上に図示しない発電機が連結されており、発電可能となっている。
【００３３】
圧縮機１１は、空気を取り込む空気取入口２０を有し、圧縮機車室２１内に入口案内翼（ＩＧＶ：Inlet  Guide  Vane）２２が配設されると共に、複数の静翼２３と動翼２４が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されてなり、その外側に抽気室２５が設けられている。燃焼器１２は、圧縮機１１で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、点火することで燃焼可能となっている。タービン１３は、タービン車室２６内に複数の静翼２７と動翼２８が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されている。このタービン車室２６の下流側には、排気車室２９を介して排気室３０が配設されており、排気室３０は、タービン１３に連続する排気ディフューザ３１を有している。
【００３４】
また、圧縮機１１、燃焼器１２、タービン１３、排気室３０の中心部を貫通するようにロータ（回転軸）３２が位置している。ロータ３２は、圧縮機１１側の端部が軸受部３３により回転自在に支持される一方、排気室３０側の端部が軸受部３４により回転自在に支持されている。そして、このロータ３２は、圧縮機１１にて、各動翼２４が装着されたディスクが複数重ねられて固定され、タービン１３にて、各動翼２８が装着されたディスクが複数重ねられて固定されており、圧縮機１１側の端部に図示しない発電機の駆動軸が連結されている。
【００３５】
そして、このガスタービン１０は、圧縮機１１の圧縮機車室２１が脚部３５に支持され、タービン１３のタービン車室２６が脚部３６により支持され、排気室３０が脚部３７により支持されている。
【００３６】
従って、圧縮機１１の空気取入口２０から取り込まれた空気が、入口案内翼２２、複数の静翼２３と動翼２４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。燃焼器１２にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給され、燃焼する。そして、この燃焼器１２で生成された作動流体である高温・高圧の燃焼ガスが、タービン１３を構成する複数の静翼２７と動翼２８を通過することでロータ３２を駆動回転し、このロータ３２に連結された発電機を駆動する。一方、タービン１３を駆動した燃焼ガスは、排気ガスとして大気に放出される。
【００３７】
上述したタービン１３において、図６に示すように、円筒形状をなすタービン車室２６は、その内側にリング形状をなす燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス通路４０が設けられ、この燃焼ガス通路４０に複数の静翼２７と動翼２８が周方向に所定間隔で配置されると共に、燃焼ガスＧの流れ方向に沿って交互に配設されている。この静翼２７は、長手方向（ロータ３２の径方向）における一端部（径方向の外側）に外側シュラウド４１が固定され、他端部（径方向の内側）に内側シュラウド４２が固定されて構成されている。そして、この外側シュラウド４１がタービン車室２６に支持されている。一方、動翼２８は、長手方向（ロータ３２の径方向）における基端部（径方向の内側）にプラットフォーム４３が固定されて構成されている。そして、このプラットフォーム４３がディスクを介してロータ３２に固定され、先端部（径方向の外側）がタービン車室２６の内壁面の近傍まで延出されている。
【００３８】
以下、本発明のタービン翼を構成する静翼２７について詳細に説明する。図１は、本実施形態のタービン静翼を表す断面図、図２は、タービン翼における後端部の断面図、図３は、タービン翼の冷却通路を表す図２のIII−III断面図、図４は、タービン翼における冷却通路の出口部を表す断面図である。
【００３９】
本実施形態において、図１に示すように、静翼２７は、翼本体５１と、キャビティ５２，５３，５４と、冷却通路５５とを備えている。
【００４０】
翼本体５１は、中空形状をなし、燃焼ガスの流動方向の上流側（図１にて、上側）となる前端部か湾曲断面形状をなし、燃焼ガスの流動方向の下流側（図１にて、下側）となる後端部が先細断面形状をなしている。この翼本体５１は、内部が２つの隔壁６１，６２により３つのキャビティ５２，５３，５４に区画されている。第１キャビティ５２は、翼本体５１の前端部側に配置され、第３キャビティ５４は、翼本体５１の後端部側に配置され、第２キャビティ５３は、第１キャビティ５２と第３キャビティ５４の間に配置されている。そして、翼本体５１は、各キャビティ５２，５３，５４に対応して所定の位置にそれぞれ内部と外部を貫通する複数の冷却孔６３，６４，６５が形成されている。
【００４１】
翼本体５１は、その内側に各キャビティ５２，５３，５４に対応して仕切板６６，６７，６８が配置されている。この仕切板６６，６７，６８は、筒形状をなし、長手方向の各端部が翼本体５１または各シュラウド４１，４２に固定されている。各仕切板６６，６７，６８は、翼本体５１の内壁面から所定間隔を空けて配置されることで、各キャビティ５２，５３，５４の周囲に冷却空間部５２ａ，５３ａ，５４ａが区画される。そして、各仕切板６６，６７，６８は、複数の貫通孔６９，７０，７１が形成されており、この各貫通孔６９，７０，７１によりキャビティ５２，５３，５４と冷却空間部５２ａ，５３ａ，５４ａが連通されている。
【００４２】
冷却通路５５は、第３キャビティ５４から翼本体５１の後端部に開口している。この冷却通路５５は、第１通路８１と第２通路８２を有している。第１通路８１は、第３キャビティ５４側に設けられて第３キャビティ５４側から翼本体５１の後端部に向けて幅が狭くなっている。第２通路８２は、翼本体５１の後端部側に設けられて第３キャビティ５４側から翼本体５１の後端部に向けて幅が一定となっている。
【００４３】
図２から図４に示すように、第１通路８１は、基端部が第３キャビティ５４に連通し、先端部が翼本体５１の後端部に向けて延出し、その幅が狭くなるように構成されている。即ち、第１通路８１は、翼本体５１を構成する腹側の壁部５１ａと背側の壁部５１ｂにより区画された通路であり、対向する壁面８１ａ，８１ｂにより形成されている。この壁面８１ａ，８１ｂは、冷却空気Ｓの流れ方向における下流側に向けてその幅が狭くなっている。また、第１通路８１は、複数の冷却ピン９１が所定間隔を空けて設けられることで、ピンフィン冷却構造となっている。各冷却ピン９１は、翼本体５１の各壁部５１ａ，５１ｂにおける壁面８１ａ，８１ｂを連結するように固定されており、第１通路８１を流れる冷却空気Ｓの流れ方向に交差している。そして、この各冷却ピン９１は、第１通路８１に千鳥格子状をなして配置されている。
【００４４】
第２通路８２は、流量調整機構が設けられており、この流量調整機構は、第２通路８２上の長手方向に沿って複数の柱が所定間隔を空けて設けられて構成されている。即ち、第２通路８２は、基端部が第１通路８１に連通し、先端部が翼本体５１の後端部に向けて延出し、その幅が一定となるように構成されている。即ち、第２通路８２は、翼本体５１を構成する腹側の壁部５１ａと背側の壁部５１ｂにより区画された通路であり、対向する壁面８２ａ，８２ｂにより形成されている。この壁面８２ａ，８２ｂは、冷却空気Ｓの流れ方向に向けて平行であり、その幅が一定となっている。また、第２通路８２は、複数の柱形状をなすペデスタル９２が翼本体５１の長手方向（図３の左右方向）に沿って所定間隔を空けて設けられることで、ノズル冷却構造となっている。各ペデスタル９２は、翼本体５１の各壁部５１ａ，５１ｂにおける壁面８２ａ，８２ｂを連結するように固定されており、第２通路８２を流れる冷却空気Ｓの流れ方向に交差している。
【００４５】
そして、この各ペデスタル９２は、隣接するペデスタル９２と対向する各側面が冷却空気Ｓの流れ方向に沿う平面であり、冷却空気Ｓの流れ方向の上流側の側面がその上流側に凸となる半円形状であり、冷却空気Ｓの流れ方向の下流側の側面が冷却空気Ｓの流れ方向に直交する平面である。また、各ペデスタル９２は、各側部が各壁面８２ａ，８２ｂに対して円弧形状をなして滑らかに段差なく連続している。
【００４６】
また、冷却通路５５は、第３通路８３を有している。第３通路８３は、基端部が第２通路８２に連通し、先端部が翼本体５１の後端部に開口し、第３キャビティ５４側から翼本体５１の後端部に向けて幅が一定となるように構成されている。即ち、第３通路８３は、翼本体５１を構成する腹側の壁部５１ａと背側の壁部５１ｂにより区画された通路であり、対向する壁面８３ａ，８３ｂにより形成されている。この壁面８３ａ，８３ｂは、冷却空気Ｓの流れ方向に向けて平行であり、その幅が一定となっている。
【００４７】
即ち、第１通路８１は、第３キャビティ５４から翼本体５１の後端部に向けてその幅が狭くなる通路であり、領域Ａに設けられている。第２通路８２は、第１通路８１から翼本体５１の後端部に向けてその幅が一定となる通路であり、領域Ｂに設けられている。ここで、第１通路８１の壁面８１ａ，８１ｂは、冷却空気Ｓの流れ方向に沿って湾曲しており、第１通路８１（壁面８１ａ，８１ｂ）と第２通路８２（壁面８２ａ，８２ｂ）とは、段差なく連続している。第１通路８１（領域Ａ）と第２通路８２（領域Ｂ）との境界は、壁面８１ａ，８１ｂとペデスタル９２の円弧形状をなす側面との接点である。また、第３通路８３は、第２通路８２から翼本体５１の後端部に向けてその幅が一定となる通路であり、領域Ｃに設けられている。ここで、第２通路８２の壁面８２ａ，８２ｂと第３通路８３の壁面８３ａ，８３ｂは、それぞれ冷却空気Ｓの流れ方向に沿って平行な平面であり、第２通路８２（壁面８２ａ，８２ｂ）と第３通路８３（壁面８３ａ，８３ｂ）とは、段差なく連続している。第２通路８２（領域Ｂ）と第３通路８３（領域Ｃ）との境界は、ペデスタル９２の円弧形状をなす側面と壁面８３ａ，８３ｂとの接点である。
【００４８】
このように構成された静翼２７は、鋳造により鋳物として製造され、外面が機械加工によって仕上げ処理される。即ち、図示しない型枠や中子により、翼本体５１とキャビティ５２，５３，５４と冷却通路５５とを有する中間加工品が製作され、この製作された中間加工品における翼本体５１の後端部が切削加工される。つまり、図４に示すように、製作された中間加工品に対して、翼本体５１の後端部における除去部１００を切削加工により除去する。この作業により静翼２７の全長が所定長さに仕上げ加工される。この場合、冷却通路５５における第３通路８３は、冷却空気Ｓの流れ方向に向けてその幅が一定である。そのため、冷却通路５５を製作するための中子の厚さが薄くなることはなく、また、除去部１００の除去長さがばらついても、第３通路８３の幅が変動することはない。
【００４９】
ここで、本実施形態の静翼２７の作用について説明する。
【００５０】
図１に示すように、図示しない冷却通路からの冷却空気（冷却媒体）が、静翼２７に対して外側シュラウド４１から供給されると、この冷却空気は、まず、各仕切板６６，６７，６８の内側の各キャビティ５２，５３，５４に導入される。そして、この各キャビティ５２，５３，５４の冷却空気は、次に、この仕切板６６，６７，６８に形成された多数の貫通孔６９，７０，７１を通して冷却空間部５２ａ，５３ａ，５４ａに噴射され、ここで、翼本体５１の内壁面に沿って流れることでインピンジメント冷却する。
【００５１】
その後、冷却空間部５２ａ，５３ａ，５４ａの冷却空気は、多数の冷却孔６３，６４，６５を通して外部（燃焼ガス通路４０）へ排出され、翼本体５１の外壁面に沿って流れることでこの外壁面を冷却する。また、冷却空間部５４ａの冷却空気の一部は、冷却通路５５を通して翼本体５１の後端部から排出されることでこの後端部を冷却する。このとき、冷却空間部５４ａの冷却空気は、先細形状の第１通路８１を流れるときに、冷却空気量が調整されると共に、複数の冷却ピン９１に接触しながら曲線状に流れことで冷却効率が向上する。そして、第１通路８１を通過した冷却空気は、幅が一定な第２通路８２及び第３通路８３を流れるときに、各ペデスタル９２の間を通過することで空気抗力係数（Ｃｄ値）が低減され、少ない空気量で翼本体５１の後端部が冷却される。
【００５２】
このように本実施形態のタービン翼にあっては、中空形状をなす翼本体５１と、翼本体５１の内部に設けられるキャビティ５２，５３，５４と、キャビティ５２，５３，５４から翼本体５１の後端部に開口する冷却通路５５とを備え、冷却通路５５として、第３キャビティ５４側に設けられて第３キャビティ５４側から翼本体５１の後端部に向けて幅が狭くなる第１通路８１と、翼本体５１の後端部側に設けられて第３キャビティ５４側から翼本体５１の後端部に向けて幅が一定な第２通路８２とを設けている。
【００５３】
従って、冷却通路５５として幅が狭くなる第１通路８１を設けることで、冷却通路５５から外部に排出される冷却空気量を適正に調整することができ、第１通路８１に続いて幅が一定な第２通路８２を設けることで、流路抵抗を低減して冷却空気量を低減することができる。その結果、翼本体５１の後端部の冷却通路５５における抵抗を低減して静翼２７における冷却性能の向上を図ることができると共に、製造コストの増加を抑制することができる。
【００５４】
本実施形態のタービン翼では、第１通路８１は、複数の冷却ピン９１が所定間隔を空けて設けられ、第２通路８２は、翼本体５１の長手方向に沿って複数のペデスタル９２が所定間隔を空けて設けられている。従って、第１通路８１に複数の冷却ピン９１を設け、第２通路８２に複数のペデスタル９２を設けており、複数の冷却ピン９１により翼本体５１の冷却効率を向上することができ、複数のペデスタル９２により冷却空気を整流して適正に排出することができる。即ち、ペデスタル９２が設けられた領域Ｂを幅が一定な第２通路８２とすることで、この冷却通路５５を流れる冷却空気量を低減して翼本体５１の後端部を効率良く冷却することができる。
【００５５】
本実施形態のタービン翼では、冷却通路５５として、一端部が第２通路８２に連通して他端部が翼本体５１の後端部に開口して第３キャビティ５４側から翼本体５１の後端部に向けて幅が一定な第３通路８３を設けている。従って、第２通路８２に連通して幅が一定な第３通路８３を後端部に開口して設けることで、第２通路８２を通過した冷却空気が圧損を受けることなく適正に排出することができる。
【００５６】
本実施形態のタービン翼では、翼本体５１に各キャビティ５２，５３，５４と外部とを連通する複数の冷却孔６３，６４，６５を設けている。従って、各キャビティ５２，５３，５４から複数の冷却孔６３，６４，６５を通して外部に排出された冷却空気が翼本体５１の外壁面に沿って流れることで、翼本体５１を効率良く冷却することができる。
【００５７】
本実施形態のタービン翼では、各キャビティ５２，５３，５４に翼本体５１の内壁面から所定間隔を空けて複数の貫通孔６９，７０，７１を有する仕切板６６，６７，６８を設けている。従って、各キャビティ５２，５３，５４から仕切板６６，６７，６８の各貫通孔６９，７０，７１を通った冷却空気が翼本体５１の内壁面に沿って流れることで、翼本体５１を効率良く冷却することができる。
【００５８】
また、本実施形態のガスタービンにあっては、空気を圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器１２と、燃焼器１２が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービン１３とを備え、タービン１３に静翼２７が用いられる。従って、翼本体５１の後端部の冷却通路５５における抵抗を低減して静翼２７における冷却性能の向上を図ることができると共に、製造コストの増加を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態のタービン翼の中間加工品にあっては、翼本体５１に設けられる冷却通路５５として、幅が狭くなる第１通路８１と、幅が一定な第２通路８２と、第２通路８２の複数のペデスタル９２と、第２通路８２に連通して翼本体５１の後端部に開口する第３通路８３とを設けている。従って、この中間加工品に対して仕上げ加工するだけで、容易にタービン１３の静翼２７を製造することができる。
【００６０】
また、本実施形態のタービン翼の製造方法にあっては、静翼２７の中間加工品を鋳造により製作する工程と、鋳造された中間加工品における翼本体５１の後端部を切削加工する工程とを有している。従って、鋳造された中間加工品における翼本体５１の後端部を切削加工しても、第３通路８３の幅が変動することはなく、第２通路８２による高い冷却性能を維持することができる。
【００６１】
なお、上述した実施形態では、第１通路８１（領域Ａ）と第２通路８２（領域Ｂ）との境界を、壁面８１ａ，８１ｂとペデスタル９２の円弧形状をなす側面との接点にしたが、この接点より第３キャビティ５４側としてもよい。即ち、第２通路８２を冷却空気Ｓの流れ方向の上流側に延長してもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、冷却通路５５として幅が一定な第３通路８３を設けたが、第３キャビティ５４側から翼本体５１の後端部に向けて幅が広くなる第３通路としてもよい。
【００６３】
また、上述した実施形態では、翼本体５１の第２通路８２に複数のペデスタル９２を配置することで、冷却空気Ｓの吹き出し口（ノズル）を形成したが、翼本体５１の後端部に複数の吹き出し孔を並設し、各吹き出し孔の内部に第１通路８１と第２通路８２を形成してもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態では、本発明のタービン翼をタービン１３の静翼２７に適用したが、動翼２８にて適用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ガスタービン
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
２７  静翼
２８  動翼
４１  外側シュラウド
４２  内側シュラウド
５１  翼本体
５２，５３，５４  キャビティ
５２ａ，５３ａ，５４ａ  冷却空間部
５５  冷却通路
６１，６２  隔壁
６３，６４，６５  冷却孔
６６，６７，６８  仕切板
６９，７０，７１  貫通孔
８１  第１通路
８１ａ，８１ｂ  壁面
８２  第２通路
８２ａ，８２ｂ  壁面
８３  第３通路
８３ａ，８３ｂ  壁面
９１  冷却ピン
９２  ペデスタル
Ｇ  燃焼ガス
Ｓ  冷却空気
【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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