(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷却空気の通路を有する静翼部と、当該静翼部を前記冷却空気の排出口側において支持する内側シュラウドとを含んでセグメントを構成し、このセグメントを複数環状に結合してなるガスタービン静翼において、
前記静翼部の冷却空気の排出口から少なくとも１本の流路を引き出すと共に、当該流路を前記内側シュラウドの前縁側隅部に導き、さらに、当該流路を前記内側シュラウドの側縁に沿って後方に延出したことを特徴とするガスタービン静翼。
【請求項２】
前記セグメントは、その内側シュラウドの側端面を隣接するセグメントの内側シュラウドにボルト結合にて結合して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン静翼。
【請求項３】
前記１本の流路は、前記内側シュラウドの前縁隅部において蛇行していることを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン静翼。
【請求項４】
前記１本の流路は、前記内側シュラウドの前縁隅部においてその流路幅を広げると共に、当該広げた流路の床部に調整板を設置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【請求項５】
さらに、前記広げた流路の床部または天井部に、タービュレーターを設置したことを特徴とする請求項４に記載のガスタービン静翼。
【請求項６】
さらに、前記広げた流路に、床部から天井部に渡って形成した針状のフィンを設置したことを特徴とする請求項４に記載のガスタービン静翼。
【請求項７】
さらに、前記１本の流路から引き出したフィルム冷却孔を前記内側シュラウドの前縁隅部に設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【請求項８】
さらに、板状部材その他の被覆部材を、前記内側シュラウドの前縁隅部から隣接する内側シュラウドの前縁隅部に渡して設置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【請求項９】
さらに、前記内側シュラウドの前縁角部を面取りしまたはアール形状とすると共に、当該前縁角部に断熱被覆を施したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【請求項１０】
さらに、前記内側シュラウドの側縁端部に面取りしまたはアール形状とすると共に、当該部分及び側縁端部に断熱被覆を施したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【請求項１１】
さらに、面板その他のシール部材を、隣接する前記内側シュラウドにおける接合面間に渡して介在させたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【請求項１２】
前記シール部材は、前記内側シュラウドの隙間を埋める凸部を備えた凸型断面形状を有すると共に、当該凸部を内側シュラウドの表面側に向けて配置されたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【請求項１３】
さらに、前記内側シュラウドにおける接合面を、シップラップ形式の接合面としたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のガスタービン静翼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスタービン静翼に関し、更に詳しくは、主として２段静翼以降に用いられるガスタービン静翼の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電用途などに用いられるガスタービンの静翼は約１３００度もの燃焼ガスの流路となる。従って、燃焼ガスによる溶融や破損を防止するため、ガスタービン静翼には種々の冷却構造が設けられている。このような冷却構造に関する技術としては、ガスタービン静翼内部に冷却空気の通路を設け、この通路に冷却空気を送り込むことでガスタービン静翼を内部から冷却する技術が広く知られている（例えば特開１１−１３２００５号公報参照）。
【０００３】
ここで、ガスタービン静翼は、事後的なメンテナンスの容易性等を考慮し、組立および分解が可能な分割式の構造を有している。図１４は、ガスタービン２段静翼の単位構成要素であるセグメント１を示す斜視図である。このセグメント１を構成する単位ユニットは、略平行四辺形の内側シュラウド２と、これに一端部を固定され柱状に設置された１枚の静翼部３と、前記内側シュラウド２に対して略平行に配置されると共に前記静翼部３の他端部に固定された略平行四辺形の外側シュラウド４とからなる。セグメント１は、この単位ユニット一対を、溶接によって並列に結合して構成される。そして、ガスタービン静翼は、このセグメント１をボルト等の脱着可能な結合部材（図示省略）によって並列に結合し、全体としては環状構造となるように形成される。なお、ガスタービン静翼は、外側シュラウド４の外周側面に設けた足５において、ガスタービン車室（図示省略）に片持ち構造で固定設置される。
【０００４】
なお、前記セグメント１のボルト結合部７は、ガスタービンの運転時におけるガスタービン静翼の膨張を吸収するため、一定の間隔をあけて結合されている。この間隔は、ガスタービン運転時におけるガスタービン静翼の膨張により塞がるように設計されている。しかし、現実には製造段階での許容誤差等により、このボルト結合部７には約０．５ｍｍ〜１ｍｍほどの隙間７ａが生じる。
【０００５】
図１５は、図１４に記載した内側シュラウド２付近の拡大斜視図であり、図１６は、図１５に記載した内側シュラウド２の平面断面図である。また、図１７は、図１６に記載した内側シュラウド２のI−I方向の側面断面図であり、図１８はそのII−II方向の側面断面図である。図１５〜図１８において、ガスタービン静翼は、静翼部３内部に、リブ８によって隔てられた静翼部前縁通路９と静翼部後縁通路１０とを有している。この静翼部前縁通路９は内側シュラウド２内部に設けられた開口室１１に通じており、また、静翼部後縁通路１０は内側シュラウド２を貫通し、その底面部側に形成されたキャビティ１２に通じている。この開口室１１とキャビティ１２とは、内側シュラウド２の底面部に配置された底板１３によって隔てられている。なお、図１７に記載した静翼部３内部の部材１４は、静翼部３をインピンジ冷却（衝突冷却）するために、静翼部前縁通路９ならびに静翼部後縁通路１０に差し込まれた金属部材からなる管状のインピンジ管１４である。
【０００６】
また、内側シュラウド２において、燃焼ガス６流路の上流側である前縁１５内部には、その前縁１５に沿って前縁流路１６が設けられている。この前縁流路１６と前記開口室１１とは、その中間に設けられた中間流路１７によって通じている。この前縁流路１６の床部には、その流路断面積を狭めるための調整板１８が敷かれており、また、その調整板１８上および前縁流路１６の天井部には、冷却空気１９を攪拌するためのタービュレーター２０が複数段設置されている。
【０００７】
前縁流路１６の出口付近からは、この前縁流路１６よりも狭い断面積である中央流路２１が引き出されている。この中央流路２１は、内側シュラウド２の接合面２２に沿って、燃焼ガス流路の下流側である内側シュラウド２の後縁２３に抜けている。また、前縁流路１６の入り口付近からも、前縁流路１６よりも狭い断面積である側縁流路２４が引き出されている。この側縁流路２４は、内側シュラウド２の側縁２５に沿って、後縁２３に抜けている（図１６、図１８参照）。なお、上記冷却構造は、セグメント１を構成する一対の単位ユニットごとにそれぞれ設けられ、左右一対として内側シュラウド２の冷却構造を構成している。
【０００８】
ガスタービンの稼働時において、内側シュラウド２を冷却するときには、冷却空気１９を、外側シュラウド４から静翼部３内部のインピンジ管１４に送り込む。すると、この冷却空気１９は静翼部３をインピンジ冷却しつつ、一部は、静翼部前縁通路９を経て内側シュラウド２内の開口室１１に流入し、一部は、静翼部後縁通路１０を経て内側シュラウド２を貫通してキャビティ１２に供給される（図１７参照）。開口室１１に流入した冷却空気１９は、中間流路１７を通って前縁流路１６に流入し、内側シュラウド２の前縁をコンベクション冷却（対流冷却）する。そして、その一部は前縁流路１６入り口付近から側縁流路２４に流入し、内側シュラウド２の側縁２５をコンベクション冷却しつつ、後縁２３から排出される。また、残りの冷却空気１９は、前縁流路１６の出口付近から中央流路２１に流入し、内側シュラウドの溶接接合面２２付近をコンベクション冷却しつつ、後縁２３から排出される。
【０００９】
ここで、調整板１８は、前縁流路１６の断面積を狭めることによって、そこを通る冷却空気１９の流速の低下を防ぎ、前縁１５の冷却効率を高めるように作用する。さらに、タービュレーター２０は、前縁流路１６内の冷却空気１９を攪拌し、前縁１５の冷却効率を高めるように作用する。また、中央流路２１ならびに側縁流路２４は、前縁流路１６よりも断面積が小さいので、これらの流路２１、２４を通過する冷却空気１９の流速は、前縁流路１６よりも速い。したがって、このような流路を狭めた構造は、内側シュラウド２の溶接接合面２２付近ならびに側縁２５の冷却効率を高めるように作用する。
【００１０】
なお、キャビティ１２に供給された冷却空気１９は、ガスタービン静翼とガスタービン動翼との隙間（図示省略）を封止するシール用空気として用いられる。また、シール用空気の一部は、前縁１５下面付近から吹き出され、内側シュラウド２を前縁１５側からフィルム冷却（膜冷却）する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者らの研究によれば、上記従来のガスタービン静翼では、内側シュラウド２の前縁１５隅部が焼損２６、２６し、その表面に施された断熱被覆（ＴＢＣ：Thermal Barrier Coating）が剥離する現象が認められている（図１５参照）。これは、従来技術における冷却空気１９の流路１６、２４が、いずれも前縁１５隅部までは通っておらず、十分な冷却が行われていなかったためと考えられる。また、従来技術においては、一つの前縁流路１６から中央流路２１および側縁流路２４の両方の流路を引いていたため、これらの流路２１，２４内を通る冷却空気１９の流速が低下し、冷却効率が低下していたためとも考えられる。
【００１２】
また、従来技術のように、調整板１８やタービュレーター２０を設置し、冷却効率を維持する方法は、前縁１５隅部の冷却効率が悪い割にガスタービン構造が複雑化し、製造コストが増加するという問題点がある。また、冷却効率を上げるため、内側シュラウド２内部の冷却空気１９の流量を大幅に増加する方法は、ガスタービン運転コストを増加させるという問題点がある。また、中央流路２１ならびに側縁流路２４の断面積を狭めることで冷却空気１９の流速を増加させる方法もあるが、あまりに流路断面積を狭めると冷却可能な範囲も狭まるので、前縁１５隅部の冷却効率がさらに低下してしまう。
【００１３】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構造により効果的に内側シュラウド２を冷却するガスタービン静翼を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
発明者らの研究によれば、前記焼損２６は、ガスタービンの運転時において前記内側シュラウド２の隙間７に燃焼ガス６が巻き込まれ、その前縁１５隅部３０，３２の断熱被覆を壊食することによって発生する。そこで、この発明では、焼損２６を防止するため、内側シュラウド２の前縁１５隅部に冷却構造を設けるか、前記燃焼ガス６の巻き込み自体を抑制するようにした。
【００１５】
そして、上記の目的を達成するために、請求項１にかかるガスタービン静翼は、内部に冷却空気の通路を有する静翼部と、当該静翼部を前記冷却空気の排出口側において支持する内側シュラウドとを含んでセグメントを構成し、このセグメントを複数環状に結合してなるガスタービン静翼において、前記静翼部の冷却空気の排出口から少なくとも１本の流路を引き出すと共に、当該流路を前記内側シュラウドの前縁側隅部に導き、さらに、当該流路を前記内側シュラウドの側縁に沿って後方に延出したことを特徴とする。
【００１６】
ここで、１本の流路とは、当該静翼部の排出口から引き出された流路は、少なくとも前記内側シュラウドの前縁隅部を通過するまでは、分流を有さないことを意味する。ただし、前記分流には、微細孔であるフィルム冷却孔は含まないものとする。
【００１７】
また、内側シュラウドの隅部とは、一般には、内側シュラウド上に設置された静翼部よりも前縁側であってその両端部を含む部分をいうが、本発明においては、特に前記焼損２６が生ずる範囲を含む部分をいうものとする。また、内側シュラウドの隅部は、内側シュラウドの表面上の隅部を意味するものではなく、その前縁側面側ならびに側縁側面側の隅部をも含むものとする。
【００１８】
この発明において、静翼部の排出口から排出した冷却空気は、その排出口から引き出された１本の流路に流入する。そして、当該１本の流路を通って、内側シュラウドの前縁隅部を冷却し、さらに側縁を冷却しつつ内側シュラウドの後方へ流れる。
【００１９】
請求項２にかかるガスタービン静翼は、請求項１に記載のガスタービン静翼において、前記セグメントは、その内側シュラウドの側端面を隣接するセグメントの内側シュラウドにボルト結合にて結合して構成されたことを特徴とする。この発明において、セグメントの内側シュラウド同士は、ボルトにより結合されているため、溶接等により一体形成されている場合と比較して、熱応力による歪みを分散しやすい。したがって、この発明によれば、特に静翼体の端部や内側シュラウドに生じる局部的な集中応力は緩和され、クラック等の発生が抑止される。
【００２０】
請求項３にかかるガスタービン静翼は、請求項１または２にかかるガスタービン静翼において、前記１本の流路は、前記内側シュラウドの前縁隅部において蛇行していることを特徴とする。この発明において、冷却空気は、前記静翼部の排出口から前記１本の流路に流入し、前記内側シュラウドの前縁隅部を蛇行しつつ当該隅部を冷却する。
【００２１】
請求項４にかかるガスタービン静翼は、請求項１または２にかかるガスタービン静翼において、前記１本の流路は、前記内側シュラウドの前縁隅部においてその流路幅を広げると共に、当該広げた流路の床部に調整板を設置したことを特徴とする。
【００２２】
この発明において、冷却空気は、前記静翼部の排出口から前記１本の流路に流入し、前記内側シュラウドの前縁隅部において広げた流路を通って前記隅部を冷却する。このとき、前記広げた流路の床部に設置された調整板は、当該広げた流路の断面積を狭め、ここを通過する冷却空気の流速の低下を抑制する。
【００２３】
請求項５にかかるガスタービン静翼は、請求項４にかかるガスタービン静翼において、さらに、前記広げた流路の床部または天井部に、タービュレーターを設置したことを特徴とする。この発明において、冷却空気は、前記広げた流路を通過するときに流路内に設置されたタービュレーターにぶつかって攪拌され、その温度が均一化される。
【００２４】
請求項６にかかるガスタービン静翼は、請求項４にかかるガスタービン静翼において、さらに、前記広げた流路に、床部から天井部に渡って形成した針状のフィンを設置したことを特徴とする。この発明において、冷却空気は、前記広げた流路を通過するとき、この流路内に形成された針状のフィンに衝突して攪拌される。また、冷却空気は、針状フィンとの衝突によって、この針状フィンを介して前記内側シュラウドの前縁隅部と熱交換を行い、当該隅部を冷却する。
【００２５】
請求項７にかかるガスタービン静翼は、請求項１〜６のいずれか一つにかかるガスタービン静翼において、さらに、前記１本の流路から引き出したフィルム冷却孔を前記内側シュラウドの前縁隅部に設けたことを特徴とする。この発明において、前記一本の流路を通る冷却空気の一部は、前記フィルム冷却孔から噴出し、内側シュラウドの前縁隅部に冷却空気の薄膜をつくることによって当該隅部をフィルム冷却する。
【００２６】
請求項８にかかるガスタービン静翼は、請求項１〜７のいずれか一つにかかるガスタービン静翼において、さらに、板状部材その他の被覆部材を、前記内側シュラウドの前縁隅部から隣接する内側シュラウドの前縁隅部に渡して設置したことを特徴とする。この発明において、前記被覆部材は、前記内側シュラウドの隙間をその前縁側から覆い、燃焼ガスの前記隙間への巻き込みを抑制する。
【００２７】
請求項９にかかるガスタービン静翼は、請求項１〜８のいずれか一つにかかるガスタービン静翼において、さらに、前記内側シュラウドの前縁角部に面取りを施すと共に、当該部分及び側縁端部に断熱被覆を施したことを特徴とする。この発明において、前記前縁角部の面取りは、燃焼ガスの衝突による当該角部の壊食を緩和し、断熱被覆の剥離を抑制する。なお、前記面取りには、前記前縁角部に丸みをつけ円滑化することも含まれる。
【００２８】
請求項１０にかかるガスタービン静翼は、請求項１〜９のいずれか一つにかかるガスタービン静翼において、さらに、前記内側シュラウドの側縁端部に面取りを施すと共に、当該前縁角部に断熱被覆を施したことを特徴とする。この発明において、前記側縁端部の面取りは、燃焼ガスの衝突による当該端部の壊食を緩和し、断熱被覆の剥離を抑制する。なお、前記面取りには、前記側縁端部を曲面形状にして円滑化することも含まれる。
【００２９】
請求項１１に記載のガスタービン静翼は、請求項１〜１０のいずれか一つにかかるガスタービン静翼において、さらに、面板その他のシール部材を、隣接する前記内側シュラウドにおける接合面間に渡して介在させたことを特徴とする。この発明において、前記シール部材は、前記内側シュラウドの隙間を通ってその裏面側に抜ける燃焼ガスの流路を阻み、燃焼ガスの流れを抑止する。
【００３０】
請求項１２にかかるガスタービン静翼は、請求項１〜１１のいずれか一つにかかるガスタービン静翼において、前記シール部材は、前記内側シュラウドの隙間を埋める凸部を備えた凸型断面形状を有すると共に、当該凸部を内側シュラウドの表面側に向けて配置されたことを特徴とする。この発明において、前記シール部材は、その凸部を前記内側シュラウドの接合面間に差し込んでその隙間を埋める。すると、当該隙間を通る燃焼ガスは、前記凸部によってその流路を阻まれ、流れが抑止される。
【００３１】
請求項１３にかかるガスタービン静翼は、請求項１〜１２のいずれか一つにかかるガスタービン静翼において、さらに、前記内側シュラウドにおける接合面を、シップラップ形式の接合面としたことを特徴とする。この発明において、前記シップラップ形式の接合面は、前記内側シュラウドの隙間を通って前縁から後方に抜ける燃焼ガスの流路を阻み、燃焼ガスの流れを抑止する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が通常設計変更できるものが含まれるものとする。
（実施の形態）
【００３３】
図１は、この発明の実施の形態であるガスタービン静翼を構成するセグメントの内側シュラウドを示す平面断面図であり、（ａ）は一の実施例を、（ｂ）は他の実施例を示している。同図において、上記従来のガスタービン静翼と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図１（ａ）において、内側シュラウド２の鈍角隅部３０側（燃焼ガス６の流入方向から見て右側）の単位ユニットは、静翼部前縁通路９に通じる開口室１１を有している。この開口室１１からは、内側シュラウド２の前縁１５方向に、１本の冷却空気１９の流路３１が引き出されている。この鈍角隅部３０側の流路３１（以下「鈍角隅部流路３１」という。）は、ほぼ一様に長方形の断面形状を有している。
【００３５】
また、この鈍角隅部流路３１はワの字状に屈折しており、その第１の屈折部３１ａは前縁１５の中間付近に位置している。そして、その中間直線部３１ｂは前縁１５に沿って通り、第２の屈折部３１ｃにおいて鈍角隅部３０に位置している。そして、その最終直線部３１ｄは、前記鈍角隅部３０から側縁２５に沿って後方に延び、後縁２３から抜けている。
【００３６】
また、内側シュラウド２の鋭角隅部３２側（燃焼ガス６の流入方向から見て左側）の単位ユニットは、前記鈍角隅部３０側の単位ユニットと同様に、開口室１１と、１本の冷却空気１９の流路３３とを有している。この鋭角隅部３２側の流路３３（以下「鋭角隅部流路３３」という。）は、その屈折形状がクの字型である点を除き、前記鈍角隅部流路３１と同様に配置されている。
【００３７】
なお、鈍角隅部３０側の単位ユニットと鋭角隅部３２側の単位ユニットとは、接合面２２を形成する各ユニットの内側シュラウド２の外部に座金を設け、ボルト・ナットで締結固定されている（図示省略）。こうして成る一対のユニット体は、セグメントに取り付けられ、圧接狭持される。
【００３８】
ガスタービンの稼働時において、冷却空気１９は、外側シュラウド４から静翼部３を通って開口室１１に送り込まれ、この開口室１１から前縁１５方向に引き出された１本の流路３１、３３に流入する。そして、冷却空気１９は、前縁１５の肩口、前縁１５の隅部、さらには側縁２５をコンベクション冷却し、後縁２３から排出される。なお、図１（ｂ）は、内側シュラウド２のボルト・ナット接合面側にも冷却通路２１，２１を設けた他の実施例である。
【００３９】
なお、本実施の形態において、前記１本の流路３１，３３の断面形状は長方形であるが、この形状に限定されず、円、三角形等であってもよい。また、前記１本の流路３１，３３の断面積は、小さいほどこれを通る冷却空気の流速を速め、冷却効率を向上させるが、流路断面積があまりに小さい場合には、冷却空気による冷却範囲は狭くなる。したがって、前記１本の流路３１，３３の断面積は、ガスタービンの仕様等に応じて適宜変更することが好ましい。
【００４０】
また、本実施の形態において、鈍角隅部流路３１の形状はワの字状であるが、これに限定されず、レの字状やクの字状でもよい。鈍角隅部流路３１が、内側シュラウド２の前縁１５隅部ならびに側縁２５を通過する限り、前記内側シュラウド２の焼損２６は防止できるからである。この点は、鋭角隅部流路３３についても同様である。
【００４１】
また、前記鋭角隅部流路３３は、特に焼損２６が顕著な鋭角隅部３２において、蛇行させた形状としてもよい（図２参照）。この構成において、冷却空気１９は、内側シュラウド２の鋭角隅部３２を、１本の流路３３を通って蛇行する。そして前記鋭角隅部３２をコンベクション冷却し、側縁流路２４を通って後縁２３から排出される。この構成によれば、冷却空気１９の流路３３は１本であるので、焼損２６が相当範囲を有する場合であっても、冷却空気１９の流速はさほど低下しない。この構成によれば、前記蛇行した流路３４により、焼損２６が著しい鋭角隅部３２を効率的に冷却することができる。
【００４２】
また、前記鋭角隅部流路３３は、前記鋭角隅部３２を通過するにあたり、その流路幅を焼損２６の範囲と略同一幅に広げ、さらにその床部に調整板１８を設置した構成としてもよい。この構成において、前記調整板１８は、鋭角隅部流路３３の断面積を略一定に保つように作用する。したがって、冷却空気１９は、前記広げた流路３５においても流速を落とすことなく通過し、この鋭角隅部３２をコンベクション冷却する。この構成によれば、前記広げた流路３５によって広範囲の冷却が可能となるので、焼損２６が著しい鋭角隅部３２を効率的に冷却することができる。
【００４３】
なお、前記構成において、前記広げた流路３５上に、さらにタービュレーター２０を設置してもよい（図３参照）。この構成において、タービュレーター２０は、前記鋭角隅部流路３３を通過する冷却空気１９を攪拌し、その設置範囲内の冷却効率を高める。この構成によれば、前記鋭角隅部３２の冷却効率をより一層向上させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態において、さらに前記鋭角隅部流路３３から引き出されると共にその鋭角隅部３２に吹き出し孔を有するフィルム冷却孔３６を設けてもよい（図４参照）。この構成において、前記鋭角隅部流路３３を通る冷却空気の一部は、前記フィルム冷却孔から吹き出して内側シュラウド２の鋭角隅部３２に冷却空気１９の薄膜をつくる。そして、この冷却空気１９の薄膜は、内側シュラウド２への燃焼ガス６の熱量流入を抑制する。この構成によれば、冷却空気１９は、内側シュラウド２の鋭角隅部３２を内部および表面の双方から冷却するため、前記フィルム冷却孔３６を設けない場合と比較して、前記鋭角隅部３２をより一層効果的に冷却することができる。
【００４５】
また、特に本実施の態様では、前記鋭角隅部流路３３は、１本の流路によって開口室１１から引き出され、途中に分流を有しない。したがって、微細なフィルム冷却孔３６を多少設けたとしても、冷却空気１９の流速はさほど低下せず、その下流にある内側シュラウド２の側縁２５を十分に冷却することができる。なお、前記微細なフィルム冷却孔３６は、近年、ＹＡＧレーザーによって、安価かつ高速に容易に加工することができる。
【００４６】
なお、前記フィルム冷却孔は、前記内側シュラウド２の鋭角隅部３２の焼損２６を効果的に防止できる位置に設けることが望ましい。したがって、その位置は、内側シュラウド２の焼損２６範囲ならびに燃焼ガス６の流路特性に応じて適宜変更することが好ましい。例えば、前記フィルム冷却孔３６を、前記焼損２６が生じる範囲全体に渡って広く設けた場合（図４参照）には、トランスピレーション冷却効果（侵出冷却効果）により、前記焼損２６部を効果的に冷却することができる。
【００４７】
また、上記内側シュラウド２の鋭角隅部３２の冷却構造は、前記鈍角隅部３０についても同様に設けることができる。例えば、前記フィルム冷却孔３６を、鈍角隅部３０に設けるがごとくである（図５参照）。なお、その具体的な構造は、当業者自明の範囲で適宜変更することが好ましい。
【００４８】
また、本実施の形態において、さらに、被覆部材３７を、前記内側シュラウド２の前縁１５側面の端部から隣接する内側シュラウド２の前縁１５側面の端部に渡して設けた構成としてもよい（図６参照）。ここで、前記被覆部材３７は、金属材料からなる長方形状の板状部材３７であり、その高さは、内側シュラウド２の前縁１５側面の高さと略同一である。この構成において、前記被覆部材３７は、内側シュラウド２のボルト接合面間に生ずる隙間７ａを覆い、燃焼ガス６の前記隙間７ａへの巻き込みを防止する。この構成によれば、燃焼ガス６による前縁１５隅部の壊食を防止することができるので、当該前縁１５隅部の焼損２６を抑制することができる。
【００４９】
なお、前記被覆部材３７の形状は、前記長方形に限られず、Ｌ字型断面の板状部材としてもよい（図示省略）。被覆部材３７をこのような形状とすれば、前記焼損２６が生ずる付近の隙間７ａまで当該被覆部材３７によって覆うことができるので、より効果的に前記焼損２６を抑制することができる。また、前記被覆部材３７は、接合面間に生ずる隙間７ａと略同一幅および略同一高さの凸部を有するＴ字型断面形状としてもよい（図示省略）。この凸部を前記隙間７ａに、内側シュラウド２の前縁１５側の側面から差し込みつつ前記被覆部材３７を設置すれば、前記焼損２６が生ずる付近まで、前記隙間７ａを埋めることができる。
【００５０】
また、本実施の形態において、さらに、内側シュラウド２の前縁１５角部をアール形状とすることによって丸み３８をつけ、この前縁１５角部に断熱被覆を施した構成としてもよい（図７参照）。なお、断熱被覆の方法としては、断熱材である部分安定化Ｚｒ２O３をプラズマ被覆する方法や、ジルコニアの断熱被覆を施す方法が公知となっている。この構成において、丸み３８をつけて円滑化された前縁１５角部は、燃焼ガス６の当該前縁１５角部への衝突を緩和する。この構成によれば、燃焼ガス６により浸食され易い前記前縁１５角部の断熱被覆の剥離を抑制することができるので、前記焼損２６を効果的に抑制することができる。なお、前縁１５角部につけた丸み３８は、単に角部を切り取った面取りであってもよい（図示省略）。
【００５１】
また、本実施の形態において、さらに、前記内側シュラウド２の側縁２５端部にも面取り３９を施し、この側縁２５端部に断熱被覆を施した構成としてもよい（図８参照）。この構成において、前記側縁２５端部に施した面取り３９は、前記内側シュラウド２の隙間７ａに巻き込む燃焼ガス６の前記側縁２５端部の浸食を抑制する。この構成によれば、前記側縁２５端部における断熱被覆の剥離が防止されるので、前記焼損２６が抑制される。
【００５２】
また、本実施の形態において、さらに、隣接する内側シュラウド２のボルト接合面に、前縁１５から後縁２３に渡って溝４０，４０を形成し、この溝４０，４０に長方形の面板４１を嵌め込んだ構造としてもよい（図９および図１０参照）。この構造において、前記面板４１は、内側シュラウド２のボルト接合面間の隙間７ａを封止し、この隙間７ａを通って内側シュラウド２裏面側に抜ける燃焼ガス６の流路を阻む。この構成によれば、燃焼ガス６の前記隙間７ａにおける流路が封止されるので、燃焼ガス６の前記隙間７ａへの巻き込みが抑制される。したがって、特に内側シュラウド２の側縁端部の焼損２６が抑制される。なお、この面板４１は、板状体でなくともよく、柱状体であってもよい（図示省略）。また、この面板４１は、内側シュラウド２の１前縁１５から後縁２３に渡るほどの長さである必要はなく、前縁１５から前記焼損２６が認められる範囲に届くほどの長さがあればよい。
【００５３】
また、さらに、前記面板４１の中央部に、その長手方向に渡ってセグメント１の隙間７を埋める凸部４２を形成し、この凸部４２を内側シュラウド２の表面側に向けて配置した構造としてもよい（図１２および図１２参照）。この構成において、前記凸部４２は、内側シュラウド２の接合面に挟まれ、その隙間７を埋める。この構成によれば、この凸部４２によって内側シュラウド２の表面が平坦化されるので、前記凸部４２を設けない場合と比較して、より効果的に燃焼ガス６の前記隙間７への巻き込みを抑制することができる。
【００５４】
また、本実施の形態において、さらに、前記内側シュラウド２のボルト接合面４３，４３を、相互に噛み合わさるシップラップ形式の接合面としてもよい（図１３参照）。この構成において、前記階段状のボルト接合面４２，４２は、その段差部において、前記内側シュラウド２の隙間７を通って前縁１５から後縁２３に抜ける燃焼ガス６の流れを阻む。この構成によれば、前記隙間７を通る燃焼ガス６の流路が封止されるので、燃焼ガス６の前記隙間７への巻き込みが抑制される。したがって、特に内側シュラウド２の前縁１５角部における焼損２６が有効に防止される。なお、前記噛み合わさるボルト接合面４３、４３の形状は、階段状でなくともよい。例えば、鋸状や波状の接合面であってもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明であるガスタービン静翼（請求項１）によれば、冷却空気の流路は、前記内側シュラウドの隅部を通る。したがって、冷却空気は、当該隅部を冷却し、前記焼損を抑制する。また、前記冷却空気の流路は、静翼部の排出口から引き出されてから、少なくとも内側シュラウドの前縁隅部を通過するまで１本である。
【００５６】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項２）によれば、セグメントの内側シュラウド同士は、ボルトにより結合されているため、溶接等により一体形成されている場合と比較して、熱応力による歪みを分散しやすい。したがって、特に静翼体の端部や内側シュラウドに生じる局部的な集中応力は緩和され、クラック等の発生が抑止される。
【００５７】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項３）によれば、前記１本の流路は前記内側シュラウドの前縁隅部において蛇行しているため、焼損部が相当幅を有する場合であっても効果的に冷却することができる。
【００５８】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項４）によれば、前記１本の流路は、前記内側シュラウドの前縁隅部において広がっているので、流路が広がっていない場合よりも効果的に前記前縁隅部を冷却することができる。さらに、当該広げた流路の床部には調整板が設置されているので、当該流路を広げたことによって流速が著しく低下することはない。
【００５９】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項５）によれば、前記広げた流路に流入した冷却空気はタービュレーターによって攪拌されるので、前記内側シュラウドの前縁隅部を効率的に冷却することができる。
【００６０】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項６）によれば、前記広げた流路に流入した冷却空気は針状フィンに衝突して攪拌されるので、前記内側シュラウドの前縁隅部を効率的に冷却することができる。さらに、冷却空気は、針状フィンを介して前記内側シュラウドの前縁隅部と熱交換を行うので、この針状フィンを設けない場合と比較して、より効率的に前記内側シュラウド隅部の冷却を行うことができる。
【００６１】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項７）によれば、前記フィルム冷却孔から噴出した冷却空気は、内側シュラウド隅部をその表面からフィルム冷却するので、内側シュラウド内部からの冷却とあわせて、当該隅部を効率的に冷却することができる。さらに、この冷却空気の流路は１本であるので、微細なフィルム冷却孔を設けても相当の流速を維持しつつ下流の内側シュラウド側縁を冷却することができる。
【００６２】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項８）によれば、燃焼ガスの前記内側シュラウドの隙間への巻き込みを抑止できるので、効果的に前記前縁隅部の焼損を抑制することができる。
【００６３】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項９）によれば、前記前縁角部に施された面取りは、その断熱被覆の剥離を抑制するので、効果的に前記前縁隅部の焼損を抑制することができる。
【００６４】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項１０）によれば、前記側縁端部に施された面取りは、その断熱被覆の剥離を抑制するので、効果的に前記側縁端部の焼損を抑制することができる。
【００６５】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項１１）によれば、前記内側シュラウドの接合面間に渡して設置されたシール部材は、前記接合面間の隙間を封止し、この隙間を抜ける燃焼ガスの流路を阻むので、燃焼ガスの前記隙間への巻き込みが抑制される。したがって、主として前記内側シュラウドの側縁端部の焼損を抑制することができる。
【００６６】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項１２）によれば、前記シール部材が備える凸部は、セグメントの間に生ずる隙間を埋めて内側シュラウドの表面を平坦化するので、凸部を設けない場合と比較して、より効果的に燃焼ガスの前記隙間への巻き込みを抑制することができる。
【００６７】
また、この発明であるガスタービン静翼（請求項１３）によれば、前記内側シュラウドに形成されたシップラップ形式の接合面は、前記内側シュラウドの隙間を通る燃焼ガスの流路を封止するので、燃焼ガスの前記隙間への巻き込みを抑制し、特に内側シュラウドの前縁角部における焼損を有効に防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる内側シュラウドを示す平面断面図である。
【図２】蛇行する冷却空気の流路を示す平面断面図である。
【図３】広げた冷却空気の流路を示す平面断面図である。
【図４】フィルム冷却孔を設けた前縁鋭角隅部を示す斜視図である。
【図５】フィルム冷却孔を設けた前縁鈍角隅部を示す斜視図である。
【図６】被覆部材を設けた前縁隅部を示す斜視図である。
【図７】角部を丸めた前縁隅部を示す斜視図である。
【図８】端部を面取りした側縁を示す斜視図である。
【図９】面板を設けたボルト接合面を示す組立斜視図である。
【図１０】図９の正面断面図である。
【図１１】凸型の面板を設けたボルト接合面を示す組立斜視図である。
【図１２】図１１の正面断面図である。
【図１３】シップラップ形式のボルト接合面を示す斜視図である。
【図１４】ガスタービン静翼の翼列を示す斜視図である。
【図１５】ガスタービン静翼の内側シュラウド付近を示す斜視図である。
【図１６】従来の内側シュラウドの平面断面図である。
【図１７】図１６のI−I断面図である。
【図１８】図１６のII−II断面図である。
【符号の説明】
７  接合面
７ａ  隙間
１１  開口室
１８  調整板
２０  タービュレーター
２２  溶接接合面
２４  側縁流路
２６  焼損
３１  鈍角隅部流路
３３  鋭角隅部流路
３６  フィルム冷却孔
３７  被覆部材
３８  丸み
３９  面取り
４０  溝
４１  面板
４２  凸部
４３，４３  階段状のボルト接合面
【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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【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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