(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン静翼セグメント（１０）であって、当該タービン静翼セグメントが、
互いに離間して配置された内壁（１４）及び外壁（１２）と、
前記内壁と前記外壁との間に延在し、前縁部（１８）と後縁部（２０）とを有する静翼であって、前記前縁部と前記後縁部との間に、静翼の長さに沿って延在して、冷媒を静翼の長さに沿った冷媒の流れ方向に流通させる複数の分離した空洞部（４４，４６，５０，５２，５４）を含む静翼と、
前記空洞部の１つの内部にあり、その内壁面から離間して配置される少なくとも１つの挿入スリーブ（５８，６０，６２，６４，６６，６８，７０）であって、各挿入スリーブが冷媒を同挿入スリーブ内に流入させる入口を有しており、各挿入スリーブが、冷媒の流れ方向にみて上流側に位置する第１の部分と、冷媒の流れ方向にみて下流側に位置する第２の部分とを有していて、前記挿入スリーブの第１の部分が、冷媒を前記挿入スリーブの第１の部分と前記空洞の内壁面との隙間に流入させて、前記空洞の内壁面に衝突させる複数の貫通する衝突冷却穴（８６，８８，９４，９６）を有し、前記第１の部分から冷媒の流れ方向に見て下流側の前記挿入スリーブの第２の部分はほぼ無孔であって対流冷却部分を規定し、前記挿入スリーブの第２の部分と前記空洞の内壁面とは、その間に、前記隙間と連通し、前記衝突冷却穴から同隙間に流入する冷媒を受け入れる流路を規定する挿入スリーブ（５８，６０，６２，６４，６６，６８，７０）と
を具備しており、前記衝突冷却穴（８６，８８，９４，９６）が、前記挿入スリーブ（５８，６０，６２，６４，６６，６８，７０）における前記静翼の正圧側及び負圧側にそれぞれ対面する第１の壁（８２，９８）及び第２の壁（８４，１００）に規定されており、前記第１の壁及び第２の壁の少なくとも一方にある衝突冷却穴はそれぞれの壁の、冷媒の流れ方向にみて上流側に位置する第１の上流側部分のみに沿って規定されていて、前記静翼の負圧側に対面する第２の壁（８４，１００）の衝突冷却穴（８８，９６）の存在する範囲が、第１の壁（８２，９８）の衝突冷却穴（８６，９４）の存在する範囲よりも狭いタービン静翼セグメント。
【請求項２】
前記外壁（１２）内にプレナム（３２）が規定され、且つ前記静翼は、冷媒を前記外壁プレナムと前記空洞部のうち少なくとも１つとの間で流通させるために前記プレナムと連通する少なくとも１つの第１の開口を有する、請求項１記載のタービン静翼セグメント。
【請求項３】
前記静翼の正圧側に対面する第１の壁（８２，９８）の衝突冷却穴（８６，９４）が静翼の長さの８０％に延在する、請求項１又は請求項２記載のタービン静翼セグメント。
【請求項４】
前記静翼の負圧側に対面する第２の壁（８４，１００）の衝突冷却穴（８８，９６）が静翼の長さの４５％に延在する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のタービン静翼セグメント。
【請求項５】
前記挿入スリーブ（５８，６０，６２，６４，６６，６８，７０）の少なくとも一方の壁の下流側部分が、前記第１の部分から使用済みの衝突冷媒を受け取る前記静翼の内壁との間に横断面寸法の小さい冷媒流路を規定し、それにより、熱伝達率を向上させる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のタービン静翼セグメント。
【請求項６】
前記挿入スリーブ（５８，６０，６２，６４，６６，６８，７０）の第１の壁及び第２の壁の衝突冷却穴（８６，８８，９４，９６）が、第１の壁及び第２の壁に沿った対流冷却への遷移が起こるように第１の上流側部分のみに延在する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のタービン静翼セグメント。
【請求項７】
前記内壁（１４）及び外壁（１２）がそれぞれのプレナム（７３，３２）を規定し、前記プレナムの各々の内部に衝突板（３６，７４）が配設され、前記外壁にある入口（２２）が蒸気を外壁のプレナムに流入し、外壁プレナムの内部の衝突板（３６）を通過して、前記外壁の別の面を衝突蒸気冷却し、
前記少なくとも１つの挿入スリーブが、前記空洞部の１つにあって前記外壁からの使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れる第１の挿入スリーブであって、前記外壁から受け入れられた蒸気を前記１つの空洞部の内壁面に向かって導き、前記１つの空洞部の周囲の前記静翼を衝突冷却させるための複数の衝突冷却穴を有する第１の挿入スリーブを有しており、
前記内壁が、前記１つの空洞部からの使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れて、前記内壁のプレナム（７３）に流入させ、その内部の前記衝突板を通過させて、前記内壁を衝突冷却するための開口を有しており、
前記少なくとも１つの挿入スリーブが、さらに、前記空洞部とは別の空洞部にあって、前記内壁から使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れる第２の挿入スリーブであって、前記内壁から受け入れられた蒸気を前記別の空洞部の内壁面に向かって導き、前記別の空洞部の周囲の前記静翼を衝突冷却させるための複数の衝突冷却穴を有する第２の挿入スリーブを有しており、
前記別の空洞部から使用済みの衝突冷却蒸気を受け入れる出口（２４）が設けられ、これにより、前記内壁と前記外壁、前記１つの空洞部および前記別の空洞部を流れる蒸気流は前記静翼を通過する閉回路を構成する、請求項１に記載の静翼セグメント。
【請求項８】
前記少なくとも１つの挿入スリーブが、さらに、前記空洞部のうち第３の空洞部の中にあって、前記外壁から使用済み衝突冷却蒸気を受け入れる第３の挿入スリーブを有しており、前記第３の挿入スリーブは、前記外壁から受け入れられた蒸気を前記１つの空洞部の内壁面に向かって導き、前記第３の空洞部の周囲の前記静翼を衝突冷却するための複数の衝突冷却穴を有しており、
前記内壁が、前記第３の空洞部から使用済み衝突冷媒を受け入れて、前記内壁のプレナムに流入させ、その内部の前記衝突板を通過させて、前記内壁を衝突冷却するための開口を有する、請求項７記載のタービン静翼セグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、例えば、電力を発生するためのガスタービンに関し、特に、そのようなタービンの第１段ノズルを冷却することに関する。特に、本発明は、対流冷却と衝突冷却を共に行うガスタービンノズルの挿入部材の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タービン静翼及びノズルを冷却する従来の方法は、冷却空気源、例えば、タービン圧縮機の中間段及び最終段から高圧冷却空気を取り出していた。そのようなシステムにおいては、通常、タービン静翼を冷却するための所望の質量流れという目的を達成するために、一連の内部流路を使用する。これに対し、外部配管はノズルに空気を供給するために使用され、通常は空気膜冷却を利用し、空気はタービンの高温ガス蒸気に排出される。最新のガスタービン構造では、タービンの各構成要素を通過して流れる高温ガスの温度が金属の融点温度を越える場合もあることが認められている。従って、動作中に高温ガスの通路に当たる構成要素を保護するための冷却方法を確立することが必要であった。特に、コンバインドサイクル発電所の場合、ガスタービンノズル（固定子静翼）を冷却するのに好ましい冷媒は蒸気であることが実証されている。例えば、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第５，２５３，９７６号を参照。蒸気冷却バケットの詳細な説明については、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第５，５３６，１４３号を参照のこと。また、回転子を介して第１段バケット及び第２段バケットに冷媒を供給する蒸気（又は空気）冷却回路の詳細な説明については、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第５，５９３，２７４号を参照のこと。
【０００３】
ところが、蒸気は燃焼ガスより大きな熱容量を有しているため、冷却蒸気を高温ガス蒸気と混合させることは効率の面で不利である。そのため、従来の蒸気冷却バケットの場合には、高温ガス通路に当たる構成要素の中の冷却蒸気を閉回路に維持することが望ましいと考えられていた。しかしながら、高温ガス通路の構成要素のいくつかの領域に関しては、閉回路の蒸気で実際に冷却することが不可能である。例えば、ノズル静翼の後縁部の構造は相対的に薄いので、この端部を蒸気で有効に冷却することはできない。従って、ノズル静翼のそれらの部分を冷却するときには空気冷却を採用している。後縁部に沿った空気冷却を利用した蒸気冷却ノズルの詳細な説明については、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第５，６３４，７６６号を参照のこと。後縁空洞部における冷却空気の流れ自体は、本明細書にも参考として開示内容を取り入れた米国特許第５，６１１，６６２号の主題である。
【０００４】
閉回路システムでは、複数のノズル静翼セグメントが設けられ、各セグメントは、内側側壁と外側側壁との間に延出する１つ又は複数のノズル静翼を具備する。静翼には、外側側壁及び内側側壁にある区画室と連通する複数の空洞部があり、外壁及び内壁と、静翼自体を冷却するために、閉回路に沿って冷媒を流通させる。すなわち、冷媒はセグメントの外壁のプレナムに供給され、その内部の複数のチャンバに配分され、板の複数の衝突冷却開口を通過して、セグメントの外壁面を衝突冷却する。使用済みの衝突冷媒は、静翼を通って半径方向に延出する前縁空洞部及び後方空洞部に流入する。少なくとも１つの冷却流体戻り／中間冷却空洞部も半径方向に延出しており、前縁空洞部と後方空洞部との間に位置する。
また、別の後縁空洞部を設けても良い。
【０００５】
従来、前縁空洞部、中間空洞部及び後方空洞部の各々に複数の衝突流れ穴を有する挿入部材が設けられていた。すなわち、通常は、静翼の前縁空洞部及び後方空洞部と、第１段ノズル静翼の戻り空洞部とにおいて衝突冷却が行われていたのである。前縁空洞部及び後方空洞部の挿入部材は、外壁の一体に鋳造されたフランジに結合するためのつばを入口端部に有するスリーブであり、空洞部を貫通して、その壁から離間した状態で配置される。挿入部材に流入した蒸気又は空気が衝突冷却穴を通って外方へ流れて、静翼の壁を衝突冷却するように、挿入部材には空洞部の壁面に対面して複数の衝突冷却穴が形成されている。同様に、戻り中間空洞部の挿入部材にも、衝突冷媒を静翼の側壁に向かって導くための複数の衝突冷却開口が形成されている。
【０００６】
冷媒として空気を使用する場合にも、また、蒸気を使用する場合にも、従来の閉回路冷却タービンノズルで起こっていた問題の１つは、衝突後の冷媒が交差流となり、更に下流側の衝突冷却の効率を低下させることである。これにより、空洞部に沿った熱伝達率に対する交差流の影響を判定するために使用される計算も不確かになってしまう。
【０００７】
従来のノズル空洞部衝突冷却システムにおけるもう１つの問題は、狭い空洞部の中で大きな衝突後交差流が生じるために、適切な熱伝達率を実現するためには大きな圧力降下が必要になるという点である。この大きな圧力降下に対して圧力降下を閉回路のその他の分岐路から均衡させるために、ノズル冷却回路のその他の部分の設計が更に複雑になる。多くの場合、設計上の制限が他にあるため、冷却流れからの過剰な圧力降下は不可能であろう。この圧力降下を減少させれば、流れ回路のその他の場所の設計はより簡単になるであろう。また、システムが効率良く動作することも要求されるであろう。
【０００８】
この交差流れの問題に一部対処した方法の１つは、衝突後の冷媒が、衝突後の冷媒の流路まで弦に沿った方向に流れて、静翼セグメントの半径方向内側の壁に到達するように、ノズル空洞部の半径方向の広がりに対しほぼ横方向に向いた複数のリブを設けるというものであった。しかし、現在のノズル挿入部材の構成に関連する上記の問題に対処するに際しては、静翼空洞部及び挿入部材の設計を簡単にし、交差流の影響を減少させるか又は排除し、且つ設計と関連する不確かさを減少させるようにすることが望ましいであろう。
【０００９】
発明者は、衝突の量を減少させること、すなわち、衝突冷却から対流冷却に変化させることにより、交差流の影響は減少又は排除され、且つ設計と関連する不確かさも減少することを認めた。すなわち、本発明は、ノズル空洞部の長さの一部に沿って行われる冷却を衝突冷却から対流冷却に変化させるように、衝突流れの量を減少させた新規な空洞挿入部材の構成を提供する。これにより、交差流の影響は減少又は排除され、且つ設計と関連する不確かさも減少する。
【００１０】
【発明の概要】
従って、本発明の１実施例においては、互いに離間して配置された、半径方向に見て内側の内壁及び外側の外壁と、内壁と外壁との間に延在し、前縁部及び後縁部と、正圧側及び負圧側とを有し、前縁部と後縁部との間に、静翼の長さに沿って延在して、冷媒を流通させる複数の分離した空洞部を含む静翼と、それらの空洞部の１つの内部にあり、その空洞部の内壁面に向かって冷媒を導くための複数の衝突冷却穴を有する挿入スリーブとを具備する閉回路固定子静翼セグメントが提供される。衝突冷却穴は、静翼の正圧側と負圧側にそれぞれ対面する挿入スリーブの第１及び第２の壁に規定されている。しかし、それら第１及び第２の壁の少なくとも一方にある衝突冷却穴は、ほぼその第１の上流側部分に沿ってのみ規定されているため、第１の上流側部分に沿っては、冷媒の流れは主に衝突冷却を行い、第２の下流側部分に沿っては、冷媒の流れは主に対流冷却を行う。
【００１１】
現時点で好ましい実施例では、挿入スリーブの第１及び第２の壁にある衝突冷却穴は、ほぼ各々の壁の第１の上流側部分に沿ってのみ延在しているので、それら２つの壁に沿って対流冷却への遷移が起こる。静翼の負圧側に対面する第２の壁の衝突冷却穴は、第１の壁の衝突冷却穴より狭い範囲に沿って延在するのが更に好ましい。
【００１２】
本発明の蒸気の目的及び利点、並びにその他の目的及び利点は、添付の図面と関連させて以下の本発明の現時点で好ましい実施例の更に詳細な説明を注意深く検討することにより更に完全に理解、了承されるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
先に述べた通り、本発明は、特に、タービンの第１段ノズルの冷却回路に関する。タービンのその他の様々な面、その構成及び作動方法の開示については、先に挙げた特許を参照のこと。そこで、図１を参照すると、第１段ノズルの複数の円周に沿って配列されたセグメントのうち１つのセグメントを構成する静翼１０が概略的に横断面図で示されている。それらのセグメントが互いに結合されて、タービンの第１段ノズルを通過する高温ガス通路を規定するセグメントの環状アレイを形成することがわかるであろう。各セグメントは半径方向に互いに離間する外壁１２と、内壁１４とを含み、ノズル静翼１０の１つ又は２つ以上は外壁と内壁との間に延出している。セグメントはタービンの内側シェル（図示せず）に沿って支持され、隣接するセグメントは互いに密封接合されている。従って、外壁及び内壁と、それらの間に延出する静翼とはタービンの内側シェルにより全体を支持されており、米国特許第５，６８５，６９３号に記載されているように、外側シェルを取り外すときに、タービンの内側シェル半体と共に取り外し可能であることがわかるであろう。この説明では、便宜上、静翼１０が１つのセグメントの唯一の静翼を形成しているものとして説明する。
【００１４】
図１の概略図に示すように、静翼は前縁部１８と、後縁部２０と、外壁１２に至る冷却蒸気入口２２とを有する。戻り蒸気出口２４もノズルセグメントと連通している。外壁１２は、上壁面３４と共にプレナム３２を規定する外側レーリング２６、前部レーリング２８及び後部レーリング３０と、外壁１２に配設された衝突板３６とを含む。（外方へ及び内方へ、又は外側及び内側という用語はほぼ半径方向に関するものである。）衝突板３６と外壁１２の内壁３８との間には、側壁２６、前部壁２８及び後部壁３０の間に延出する複数のリブ構造４０が配設されている。衝突板３６はプレナム３２の全長にわたってリブ４０の上に重なり合っている。そのため、入口２２からプレナム３２に流入した蒸気は衝突板３６にある複数の開口を通過して、外壁１２の内壁３８に衝突し、それを冷却する。
【００１５】
この実施例では、第１段ノズル静翼１０は複数の空洞部，例えば、１つの前縁空洞部４２と、２つの後方空洞部５２、５４と、４つの中間戻り空洞部４４、４６、４８及び５０と、後縁空洞部５６を有する。
【００１６】
前縁空洞部４２と、後方空洞部５２、５４とは、それぞれ、挿入スリーブ５８、６０及び６２を有し、中間空洞部４４、４６、４８及び５０も同様の挿入スリーブ６４、６６、６８及び７０を有する。これら全ての挿入スリーブはほぼ中空のスリーブの形態をとり、以下に更に詳細に説明するように、スリーブには穴が形成されている。挿入スリーブは、その挿入スリーブが設けられるべき特定の空洞部の形状に対応する形状であるのが好ましく、スリーブの側面には、衝突冷却すべき空洞部の壁面に対向して位置する挿入スリーブの部分に沿って、複数の衝突冷却開口が設けられている。例えば、図２に示すように、前縁空洞部４２の場合、挿入スリーブ５８の前縁部は弓形であり、側壁はほぼ空洞部４２の側壁に対応する形状となっている。この挿入スリーブの壁面には、以下に説明するように、長さの一部に沿って、複数の衝突冷却開口が形成されている。しかし、空洞部４２を空洞部４４から分離するリブ７２に対向して配置されるスリーブ又は挿入スリーブ５８の背面には、衝突冷却開口は設けられない。同様に、後方空洞部５２、５４の場合には、以下に更に詳細に説明するように、挿入スリーブ６０及び６２の側壁の長さの一部に沿って複数の衝突冷却開口が形成されるが、挿入スリーブ６０及び６２の前壁及び後壁は中実で、穴のない材料から形成されている。
【００１７】
空洞部４２、４４、４６、４８、５０、５２及び５４に差し込まれる挿入スリーブは空洞部の壁面から離間しているため、蒸気などの冷媒は衝突冷却開口を通過して流れ、空洞部の内壁面に衝突し、壁面を冷却することができることは理解されるであろう。
【００１８】
従来の構成の挿入スリーブでは、先に述べた通り、衝突冷却開口は挿入スリーブの全長に沿って規定されているが、一般に開口は静翼の外壁に対面する挿入スリーブの側面に限られていた。そのような挿入スリーブが差し込まれた空洞部における熱の伝達は前述のように挿入スリーブにより発生する衝突によって促進されるが、空洞部には大きな圧力降下が起こり、その結果、ノズル構成のその他の場所で設計が複雑になってしまっていた。加えて、衝突後に蓄積した冷媒が空洞部の上流側端部から下流側へ進むにつれて、交差流による劣化が増加する。これにより、熱伝達率が低下するのみならず、熱伝達率の計算も極めて不確かになる。
【００１９】
本発明は、ノズルの他の場所における設計を更に簡単にするため、空洞部の長さに沿った圧力降下を減少させるべく開発された。更に、本発明は、熱伝達率を推定することに関わる不確かさを減少させるべく開発された。また、本発明は、設計条件に適合するため、空洞部に沿った低サイクル疲れ（ＬＣＦ）寿命を増加させるべく開発された。
【００２０】
本発明の一実施例として提供される挿入スリーブでは、挿入スリーブの上流側の部分に衝突冷却開口が配置される。挿入スリーブの残る下流側の部分には衝突冷却開口がないという意味でほぼ無孔であり、むしろ、空洞部内の冷媒の流れ面積を挿入スリーブと空洞部の内壁との間の間隙に縮小することにより、熱伝達率を向上させるためのブロックメカニズムとして作用する。このような構成により、衝突後の予期しない冷媒の交差流は少なくなり、熱伝達率をより正確に推定できるようになり、且つ空洞部の入口から出口に至るまでの圧力降下を減少させることができる。
【００２１】
本発明を具現化した挿入スリーブの例示的な形状を図２から図４に示す。図２は、前縁空洞部用の挿入スリーブの例を示し、図３は、戻り空洞部の一つに対応する挿入スリーブの例を示し、図４は、後方空洞部における衝突冷却開口の分布の１例を示す。
【００２２】
図２及び図３に示す挿入スリーブ、例えば、挿入スリーブ６４は、対応する空洞部、例えば、空洞部４４の開口の周囲にある周囲フランジ（図示せず）に結合するための周囲フランジ８０がある開口下端部、すなわち、半径方向内側の端部をもつ細長いスリーブ７８である。スリーブ７８の側壁８２、８４には、複数の衝突冷却開口８６、８８がそれぞれ設けられている。図示されているように、衝突冷却開口８６、８８はこのスリーブの第１の、上流側の部分８７、８９に沿って規定されており、冷媒をスリーブと、衝突冷却すべき静翼の内壁面との間の空間へ流入させる。スリーブ７８の第２の、下流側の部分９０、９２には衝突冷却開口はなく、下流側の部分は、スリーブの第１の、衝突冷却開口がある部分に隣接して規定される空間からの衝突後の冷媒の流れを受け入れる流路を規定することにより、空洞部４２内における冷媒の流れ面積を縮小し、それにより、熱伝達率を向上させる。このような構成により、衝突後の望ましくない冷媒（空気又は蒸気）の交差流は減少し、熱伝達率をより正確に推定できるようになり、且つ空洞部の入口から出口に至るまでの圧力降下を減少させることができる。
【００２３】
更に図３に示すように、衝突冷却開口８６、８８がそれぞれ設けられるスリーブの部分の広さは、本発明の現時点で好ましい実施例においては、挿入スリーブの側壁が翼の正圧側に面しているか、又は負圧側に面しているかによっても異なる。それぞれの側における衝突冷却開口の広がりは本発明の目的を達成するために必要に応じて、又は望まれる通りに変えられるが、衝突冷却開口の広がりはスリーブ７８の負圧側８４より正圧側８２の方で大きくなるのが好ましいことはわかる。
【００２４】
図４を参照すると、静翼空洞部５２に同様の種類の挿入スリーブ６０が設けられている。例えば、図２に示すように、挿入スリーブ６０の周囲の輪郭形状は空洞部５２の輪郭形状に対応している。挿入スリーブの側壁９８、１００には衝突冷却開口９４、９６が形成されており、蒸気又は空気のいずれかである冷媒はプレナム３２（図１）から挿入スリーブ６０に流入した後、それらの衝突冷却開口９４、９６を通って外側へ流れ、空洞部５２の両側の静翼の外壁を衝突冷却する。
【００２５】
衝突冷却開口９４、９６がそれぞれ設けられる挿入スリーブ６０の部分の広さは、本発明の現時点で好ましい実施例においては、挿入スリーブの側壁が翼の正圧側に面しているか、又は負圧側に面しているかによっても異なる。その点に関して、それぞれの側における衝突冷却開口の広がりは本発明の目的を達成するために必要に応じて、又は望む通りに変えられるが、衝突冷却開口の広がりは挿入スリーブ６０の負圧側１００より正圧側９８の方で大きくなるのが好ましいことがわかる。
【００２６】
この構成においても、衝突冷却開口９４、９６は挿入スリーブの上流側部分１０２、１０４に配置されており、挿入スリーブ６０の他方の、すなわち、下流側の部分１０６、１０８には衝突冷却開口はない。その代わりに、下流側部分は空洞部５２内の冷媒の流れ面積を縮小することにより、熱伝達率を向上させる働きをしている。前縁空洞部及び戻り空洞部の挿入スリーブの場合と同様に、このように挿入スリーブを構成することにより、衝突後の冷媒の望ましくない交差流は少なくなり、熱伝達率をより正確に推定できるようになり、且つ空洞部の入口から出口に至る圧力降下を減少させることができる。
【００２７】
流れ解析用ソフトウェアを使用して、空洞部の衝突冷却領域及び対流冷却領域に沿った熱伝達率と圧力降下を判定した。解析によれば、上述の構成によって熱伝達率が増加した一方、圧力降下の減少が認められた。例えば、長さが約６．３２インチの静翼１０を有し、衝突冷却開口９４は約５．０５インチ（８０％）に沿って広がり、衝突冷却開口９６は約２．８８インチ（４５％）に沿って広がっているような一実施例のタービンシステムの第１段ノズルの第６の空洞部５２について、正圧側と負圧側の双方で適切な熱伝達率が得られ、且つ空洞部に沿った圧力降下は最小であることが判定された。
【００２８】
図１に示すように、衝突後の冷却蒸気は内壁１４と下部カバープレート７６とにより規定されるプレナム７３に流入する。構造補強用のリブ７５は内壁１４と一体に鋳造されている。リブ７５の半径方向内側には衝突板７４が配置されている。そのため、空洞部４２、５２及び５４から流入して、冷却に使用された後の衝突冷却蒸気はプレナム７３に入り、衝突板７４の衝突冷却開口を通過して、内壁１４を衝突冷却する。その後、冷却蒸気はリブ７５の方向に従って開口（詳細には図示せず）に向かって流れ、空洞部４４、４６、４８及び５０をそれぞれ通って戻り、蒸気出口２４に到達する。空洞部４４、４６、４８及び５０内部には、それぞれの空洞部を規定する側壁及びリブから離間する関係で、挿入スリーブ６４、６６、６８及び７０が配設されている。スリーブの両側には衝突冷却開口があり、先に概要を説明したように、蒸気などの冷媒を挿入スリーブの内部から衝突冷却開口を通して流通させ、静翼の側壁を衝突冷却する。その後、使用済みの冷却蒸気は挿入スリーブと中間空洞部の壁との間の間隙から出口２４まで流れ、冷媒供給部、例えば、蒸気供給源に戻る。
【００２９】
図１に示す静翼の蒸気／空気組み合わせ冷却回路の後縁空洞部５６の空気冷却回路は、一般的に米国特許５６３４７６６号特許の回路にほぼ対応しているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３０】
本発明を現時点で最も実用的で、好ましい実施例であると考えられるものに関連して説明したが、本発明は開示した実施例には限定されてはならず、特許請求の範囲の趣旨に包含される様々な変形及び等価の構成を含むことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を具現化した第１段ノズル静翼の１実施例の概略横断面図。
【図２】  静翼空洞部に配設された、本発明を具現化した衝突冷却挿入スリーブを有する第１段ノズル静翼の概略切り欠き斜視図。
【図３】  本発明を具現化した別の挿入スリーブの斜視図。
【図４】  本発明を具現化した更に別の挿入スリーブの概略縦断面図。
【符号の説明】
１０…静翼、１２…外壁、１４…内壁、１８…前縁部、２０…後縁部、２２…冷却蒸気入口、２４…戻り蒸気出口、３２…プレナム、３６…衝突板、４０…リブ、４２…前縁空洞部、５２、５４…後方空洞部、４４、４６、４８、５０…中間戻り空洞部、５６…後縁空洞部、５８、６０、６２、６４、６６、６８、７０…挿入スリーブ、７３…プレナム、７５…リブ、７８…スリーブ、８２、９８…正圧側、８４、１００…負圧側、８６、８８、９４、９６…衝突冷却開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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