(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温高圧ガスを加速する静翼と、高温高圧ガスにより回転駆動される動翼とを有し、外部より冷却媒体を前記静翼及び前記動翼に供給して前記静翼及び前記動翼の冷却後は再び外部に回収するクローズド冷却媒体流通パスを形成したタービン部を備え、前記静翼は翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、かつ前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービンにおいて、
前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部に一体に立設して形成したことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
請求項１記載のガスタービンにおいて、
前記外周側エンドウォール部はベース部とその外周の額縁部とからなり、前記冷却媒体キャビティは前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることで形成されており、前記パイプ状突起部は前記ベース部と一体に、かつ前記キャビティカバーに向かって立設して形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されていることを特徴とするガスタービン。
【請求項３】
高温高圧ガスを加速する静翼と、高温高圧ガスにより回転駆動される動翼とを有し、外部より冷却媒体を前記静翼及び前記動翼に供給して前記静翼及び前記動翼の冷却後は再び外部に回収するクローズド冷却媒体流通パスを形成したタービン部を備え、前記静翼は翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、かつ前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービンにおいて、
前記外周側エンドウォール部はベース部とその外周の額縁部とからなり、
前記外周側エンドウォール部は、前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることにより、前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、
前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部の前記ベース部に一体に形成し、
前記パイプ状突起部はその側部で前記額縁部とも一体に形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されていることを特徴とするガスタービン。
【請求項４】
翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービン静翼において、
前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部に一体に立設して形成したことを特徴とするガスタービン静翼。
【請求項５】
請求項４記載のガスタービン静翼において、
前記外周側エンドウォール部にベース部とその外周の額縁部とからなり、前記冷却媒体キャビティは前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることで形成されており、前記パイプ状突起部は前記ベース部と一体に、かつ前記キャビティカバーに向かって立設して形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されていることを特徴とするガスタービン静翼。
【請求項６】
翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービン静翼において、
前記外周側エンドウォール部はベース部とその外周の額縁部とからなり、
前記外周側エンドウォール部は、前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることにより、前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、
前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部の前記ベース部に一体に形成し、
前記パイプ状突起部はその側部で前記額縁部とも一体に形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されていることを特徴とするガスタービン静翼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はガスタービン及びガスタービン静翼に係り、特に圧縮機吐出流体を昇圧して冷媒とし、エンドウォール部も含め静翼を冷却し、冷却後の冷媒を回収するガスタービン及びガスタービン静翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンは、圧縮機で圧縮した作動流体に燃料を混合して燃焼し、高温高圧の作動流体（以下、主流ガスという）を得て動翼を回転駆動するように構成されている。このタービンの回転エネルギーは、例えばタービンに結合されている発電機により電気エネルギーに変換される。
【０００３】
現在は、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクルの効率向上に大きな期待が寄せられており、その一手段として作動流体の温度のより高温及び高圧力比化が図られている。また、高温化と併せてこれまで主流ガス中に放出してきたガスタービン高温部の冷却媒体を例えば燃焼器入口等に回収する事により、熱エネルギーを有効に利用してさらに効率向上を図るクローズド冷却方式を採用したガスタービンの開発も進んでいる。
【０００４】
一般に、冷媒の回収を前提とするクローズド冷却方式を採用する静翼の構造は、クローズド冷却媒体を外部に漏らさないようシール性を上げなければならないという点で、従来のような冷媒を主流ガス中に放出するオープン冷却方式の構造とは大きく異なる。
【０００５】
回収を前提としたクローズド冷却媒体は、周囲の主流ガス圧力に比べ各段に高い圧力で供給されるため、一般にエンドウォール部はカバー付の圧力容器となる。
【０００６】
また、クローズド冷却方式を採用するガスタービンには、圧縮機吐出流体を冷却器とブースト圧縮機によりそれぞれ冷却及び昇圧した冷媒をクローズド冷却媒体として用いるものがある。
【０００７】
このようなクローズド冷却方式を採用したガスタービンにおいて、特開平２００１−９０５０４号公報には、ケーシング側よりガスパス内部の動翼の温度を検出することを可能とするため、静翼の外周側エンドウォール部に貫通した開口を形成し、この開口に中空孔のあるパイプを溶接で取り付け、このパイプに高温計（プローブ）を挿入した構造が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術には次のような問題がある。
【０００９】
クローズド冷却媒体は上述したように昇圧されて翼に供給されるため、周囲雰囲気に比べ高圧であり、翼に少しのクラックでも生じて冷却流路と主流ガスパス側をつなぐ経路が発生すると相当量のクローズド冷却媒体が主流ガス中にリークし、本来の経路に冷却媒体が達しなくなるため、即座に翼メタル温度上昇を引き起こし、しいては、翼の損傷、タービン部全体の破損につながりかねない。それゆえ、クローズド冷却ガスタービンにおいては、不具合発生の兆候をいち早く検出するために運転時の翼部メタル温度の監視が重要であり、そのためには特開平２００１−９０５０４号公報に記載のように、放射温度計プローブを設置し、動翼メタル温度を常時または定期的に監視するのが望ましい。
【００１０】
しかし、特開平２００１−９０５０４号公報の構造では、運転時にエンドウォールとカバーのそれぞれの熱変形、さらにはパイプ自体の熱伸びにより、パイプ両端の溶接部には過大な応力が発生し、破損等を引き起こし、内部のクローズド冷却媒体が外部に漏れ出し、静翼の冷却性能を損なう可能性がある。
【００１１】
また、一般に高温用翼材として用いられるＮｉ基単結晶合金は溶接性が悪く溶接部にクラックが発生し易く、エンドウォールとカバーにパイプを溶接する構造をとった場合、クラック無しの溶接ができなければ翼寿命を下げる結果となる。さらに、一般に溶接に用いられる金属は翼材に比べ強度が劣るため、特にエンドウォールのガスパス側のように高温の作動流体にさらされる場所に溶接部があれば、翼の寿命低下は免れない。またさらにガスパス側はプローブ挿入孔近傍に翼プロファイル部が位置し、製作上溶接トーチを回すのに制限を受け、確実な溶接施工が難しいという問題もある。
【００１２】
本発明の目的は、ガスパス内部を監視するためのプローブを設置しても冷却媒体のシール性能の低下や翼寿命の低下を生来することなく、信頼性を損なわないガスタービン及びガスタービン静翼を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、高温高圧ガスを加速する静翼と、高温高圧ガスにより回転駆動される動翼とを有し、外部より冷却媒体を前記静翼及び前記動翼に供給して前記静翼及び前記動翼の冷却後は再び外部に回収するクローズド冷却媒体流通パスを形成したタービン部を備え、前記静翼は翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、かつ前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービンにおいて、前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部に一体に立設して形成したものとする。
【００１４】
このようにプローブを冷却媒体キャビティに貫通挿入するための中空孔のあるパイプ状突起部を外周側エンドウォール部の一部分として一体に形成することにより、溶接箇所を削減して溶接部からの損傷の発生を低減させることができ、さらにパイプ状突起部自体も静翼と同じ部材で形成できるため、ガスパス内部を監視するためのプローブを設置しても冷却媒体のシール性能の低下や翼寿命の低下を生来することなく、信頼性を高めることができる。
【００１５】
（２）上記（１）のクローズド冷却方式のガスタービンにおいて、好ましくは、前記外周側エンドウォール部はベース部とその外周の額縁部とからなり、前記冷却媒体キャビティは前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることで形成されており、前記パイプ状突起部は前記ベース部と一体に、かつ前記キャビティカバーに向かって立設して形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されているものとする。
【００１６】
これにより冷却媒体キャビティの外周側壁であるキャビティカバーにパイプ状突起部を確実に接合することができるため、より冷却媒体キャビティのシール性能を向上させることができる。
【００１７】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、高温高圧ガスを加速する静翼と、高温高圧ガスにより回転駆動される動翼とを有し、外部より冷却媒体を前記静翼及び前記動翼に供給して前記静翼及び前記動翼の冷却後は再び外部に回収するクローズド冷却媒体流通パスを形成したタービン部を備え、前記静翼は翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、かつ前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービンにおいて、前記外周側エンドウォール部はベース部とその外周の額縁部とからなり、前記外周側エンドウォール部は、前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることにより、前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部の前記ベース部に一体に形成し、前記パイプ状突起部はその側部で前記額縁部とも一体に形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されているものとする。
【００１８】
このようにパイプ状突起部の側部が冷却媒体キャビティの額縁部とも一体に形成されていることにより、外周側エンドウォール部の熱変形等によってパイプ状突起部の根本にかかる応力を低減させてより強度を高め、冷却媒体キャビティのシール性能を向上させることができる。
【００１９】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービン静翼において、前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部に一体に立設して形成したものとする。
【００２０】
（５）上記（４）のガスタービン静翼において、好ましくは、前記外周側エンドウォール部にベース部とその外周の額縁部とからなり、前記冷却媒体キャビティは前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることで形成されており、前記パイプ状突起部は前記ベース部と一体に、かつ前記キャビティカバーに向かって立設して形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されているものとする。
【００２１】
（６）また、上記目的を達成するために、本発明は、翼部の外周側に翼部をケーシングに保持する外周側エンドウォール部を有し、前記外周側エンドウォール部と前記翼部の内部に冷却媒体流通パスを設けたガスタービン静翼において、前記外周側エンドウォール部はベース部とその外周の額縁部とからなり、前記外周側エンドウォール部は、前記額縁部の開口端面をキャビティカバーで閉じることにより、前記外周側エンドウォール部の内部に前記冷却媒体流通パスの一部として冷却媒体キャビティを形成し、前記冷却媒体キャビティを通って伸びるプローブ挿入用の中空孔のあるパイプ状突起部を前記外周側エンドウォール部の前記ベース部に一体に形成し、前記パイプ状突起部はその側部で前記額縁部とも一体に形成され、その先端が前記キャビティカバーの外側に突出し前記キャビティカバーに接合されているものとする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係るガスタービンにおいてガスタービン静翼を備えたタービン部要部の上側半分の軸方向断面図であり、図２は、セグメント構造のガスタービン静翼の斜視図であり、図３は、図２中のＡＡ線から見たガスタービン静翼の軸方向断面図であり、図４及び図５は、ガスタービン静翼の要部を拡大した断面図であり、図６は、図５中のＢＢ線から見た断面図である。なお、以下において、各図中の主流ガスの流通方向の上流側を前方側とし、下流側を後方側とする。
【００２４】
図１において、本実施の形態に係るガスタービン５０のタービン部は、概略的に言うと、全体を収容する円筒形状のケーシング３０と、ケーシング３０の内周側に軸方向複数段で設置されたシュラウド３１と、各段のシュラウド３１に係合支持されてリング状に複数個設置された静翼２７，１と、各段の静翼２７，１の間に配置される各段の動翼２３，２４をそれぞれ外周上でリング状に複数個設置されたタービンロータ２５とを備えている。静翼２７，１は燃焼器（図示せず）に発生した高温高圧ガス（以下、主流ガス２１という）を加速し、動翼２３，２４はその主流ガス２１により回転駆動される。
【００２５】
静翼１は、図２及び図３に示すように、同じ中心角で同軸的に配置された２つの円弧状の外周側エンドウォール部２及び内周側エンドウォール部３とこれらの間に位置する２つの翼部４とからなるセグメント構造となっており、このセグメント構造の静翼１がケーシング３０の内周側で複数個リング状に配列されることにより第２段の静翼段を構成している。また静翼１は、図３に示すように、外周側エンドウォール部２の内部に設置されたインピンジプレート１０と、外周側エンドウォール部２の外周側に取り付けられたキャビティカバー１１と、内周側エンドウォール部３の内周側に取り付けられたダイヤフラム１２と、外周側エンドウォール部２の外周側に接続された冷却媒体供給管１３及び冷却媒体回収管１４とを備えている。
【００２６】
また図１に示す静翼２７についても同様に、２つの円弧状の外周側エンドウォール部３５と内周側エンドウォール部３６の間に翼部３７が位置したセグメント構造となっており、このセグメント構造の静翼２７がケーシング３０の内周側で複数個リング状に配列されることにより第１段の静翼段を構成している。
【００２７】
図２、図３において、外周側エンドウォール部２は、ベース部２ａとその外周側に位置する額縁部２ｂとからなる広口の開口溝形状をしており、インピンジプレート１０は、外周側エンドウォール部２の内部に、ベース部２ａと平行に配置され、かつ多数の通気孔１０ａが設けられている。キャビティカバー１１は、外周側エンドウォール部２の額縁部２ｂの開口端面を閉じるように取り付けられて溶接接合されており、外周側エンドウォール部２の内部に圧力容器である冷却媒体キャビティ１５を形成している。また図３に示すように、翼部４の内部には冷却媒体流通路１６が設けられており、外周側エンドウォール部２のベース部２ａには冷却媒体キャビティ１５を冷却媒体流通路１６に連通させる冷却媒体供給口１７が設けられている。
【００２８】
冷却媒体供給管１３は、図示しない冷却器及びブースト圧縮機から低温かつ高圧のクローズド冷却媒体１９ａを、冷却媒体キャビティ１５に供給するようキャビティカバー１１に接続されている。また冷却媒体回収管１４は、冷却媒体キャビティ１５内にベース部２ａと一体に設けられた通路部材３２に接続され、通路部材３２には冷却媒体流通路１６に連通する貫通回収路２０が形成され、翼部４内部より排出されたクローズド冷却媒体１９ａを燃焼器（図示せず）の入口部分３３へ誘導できるようになっている。
【００２９】
また、静翼１は、図２、図４〜図６に示すように、外周側エンドウォール部２内部の前後方向２箇所でそれぞれ外周側エンドウォール部２と一体に形成され、中空孔６ａ，７ａを有するパイプ状突起部６，７と、各パイプ状突起部６，７に挿入貫通して設置された温度計プローブ８，９とを備えている。
【００３０】
前方側に形成したパイプ状突起部６は、図４に示すように外周側エンドウォール部２のベース部２ａと一体に形成され、外周側に向かって立設しており、その外周側先端はキャビティカバー１１より外側に貫通突出してその周囲を溶接接合されている。また後方側に形成したパイプ状突起部７については、図５及び図６に示すように外周側エンドウォール部２のベース部２ａと一体に形成され、かつ額縁部２ｂとも一体に形成されており、その外周側先端はキャビティカバー１１より外側に突出して溶接接合されている。
【００３１】
温度計プローブ８，９は、その先端部で周囲温度を計測する放射温度計であり、前方・後方の２本ともパイプ状突起部６，７の中空孔６ａ，７ａにそれぞれ挿入して冷却媒体キャビティ１５を貫通している。
【００３２】
図１に戻り、静翼１の２つのエンドウォール部２，３は主流ガス２１の流通経路であるガスパス２２を形成し、各温度計プローブ８，９の先端がガスパス２２内に突出して近傍の動翼２３，２４のメタル温度を測定できるよう配置されている。内周側エンドウォール部３の内周面に取り付けられているダイヤフラム１２は、さらに内周側に位置するタービンロータ２５との間でラビリンスシール２６を形成し、静翼１の前方側と後方側の間をシールするようになっている。
【００３３】
以上では２段目に位置する静翼１について説明したが、１段目に位置する静翼２７は、外周側エンドウォール部２から供給されたクローズド冷却媒体１９ａが翼部４を通って内周側エンドウォール部３より直接燃焼器（図示せず）の入口部分３３に戻される点を除いて静翼１と同様の冷却媒体流通パス構造を備えている。また、外周側エンドウォール部２には静翼１に設けたのと同様のパイプ状突起部７を有し、パイプ状突起部７には温度計プローブ９が挿入設置される。
【００３４】
動翼２３，２４は、通過する高温高圧ガス（主流ガス２１）により回転駆動されてタービンロータ２５全体を回転させるようになっている。またタービンロータ２５内に設けた図示しない流通路を介して、各動翼２３，２４の内部にもクローズド冷却媒体１９ｂが供給・回収されるようになっている。
【００３５】
以上において、冷却媒体供給管１３と、冷却媒体キャビティ１５と、冷却媒体供給口１７と、冷却媒体流通路１６と、貫通回収路２０及び冷却媒体回収管１４は、冷却媒体を外部より供給して翼部内部に流通冷却させた後に外部へ回収するクローズド冷却媒体流通パスを構成する。
【００３６】
次に以上のように構成した本実施の形態の作用を説明する。
【００３７】
まず図１に示すガスタービン５０のタービン部において、図示しない圧縮機と燃焼器より高温・高圧となった作動流体すなわち主流ガス２１は、静翼２７，１によりその主流ガス２１の圧力エネルギーを流速エネルギーに変換し、動翼２３，２４をタービンロータ２５ごと回転させる。その回転エネルギーで図示しない発電機を回転駆動して電力を得るが、その回転駆動力の一部は圧縮機の駆動にも用いられる。ここで、主流ガス２１の温度は、静翼２７，１の翼材の許容温度以上にまで達するため、高温の主流ガス２１にさらされる翼部４全体と各エンドウォール部２，３のガスパス側壁２８及び動翼２３，２４はそれぞれ適切に冷却しなければならない。
【００３８】
そのため、図示しない冷却器及びブースト圧縮機からの低温かつ高圧の冷却媒体であるクローズド冷却媒体１９ａが、ケーシング３０外部より冷却媒体供給管１３を介して静翼１に供給される。図３に示すように、まずクローズド冷却媒体１９ａは冷却媒体供給管１３より冷却媒体キャビティ１５内に流入し、次にインピンジプレート１０の通気孔１０ａを通過噴出することにより、冷却媒体キャビティ１５の内部底面であるベース部２ａに吹き付けられ、すなわちその内周側のガスパス側壁２８をインピンジメント冷却する。その後に、クローズド冷却媒体１９ａが冷却媒体供給口１７を介して翼部４内の冷却媒体流通路１６に流入し、翼部４内部を循環することで翼部４全体を冷却する。冷却後のクローズド冷却媒体１９ａは、貫通回収路２０及び冷却媒体回収管１４を通じて燃焼器（図示しない）の入口部分３３に向けて回収される。また図１において、上記の第２段目の静翼１と同様に第１段目の静翼２７にもクローズド冷却媒体１９ａが供給され、静翼２７の内部を循環冷却した後の冷却媒体１９ａは内周側エンドウォール部３６より直接燃焼器の入口部分３３に回収される。
【００３９】
また動翼２３，２４にもタービンロータ２５内の図示しない流通路を介してクローズド冷却媒体１９ｂが供給され、動翼２３，２４内部を循環冷却した後の冷却媒体１９ｂは図示しない流通路を通して合流し、最終的には、燃焼器の入口部分３３に回収される。
【００４０】
このようにクローズド冷却方式におけるクローズド冷却媒体１９ａ，１９ｂは、最終的な回収先である燃焼器（図示しない）の入口部分３３にまで到達できるよう、入口部分３３における圧力に加えてクローズド冷却媒体流通パス内部で生じる圧力損失分を上乗せした圧力にまで昇圧されて供給されている。そのためクローズド冷却媒体流通パスの全体に渡ってクローズド冷却媒体の圧力は、ガスパス外部の雰囲気圧力あるいは主流ガス２１の圧力に比べて各段に高くなっている。
【００４１】
したがってクローズド冷却媒体流通パスの途中経路において少しでもクラック等の損傷が発生した場合には、その部分より多量のクローズド冷却媒体１９ａ，１９ｂがリークしてそれより下流側のクローズド冷却媒体流通パスにはクローズド冷却媒体１９ａ，１９ｂがほとんど供給されない状態となる。その場合、瞬時に翼部メタル温度が許容値以上に上昇して溶損等により破損し、結果的にタービン部全体を破損してしまう可能性がある。
【００４２】
特に動翼のように高速で回転する部材では、このようにクラックによってリークが発生すると瞬時にメタル温度が上昇し、その結果、破損にまで至るようなことになれば、その部材自身の破壊にとどまらず他の部品まで損傷・破壊させうるといった大きな影響を与えることから、運転中常に動翼メタル温度を監視するための温度計の設置が必須となっている。
【００４３】
しかしその一方で、外周側エンドウォール部２内ではガスパス側壁２８に対して上述したようなインピンジメント冷却を行うため、冷却媒体キャビティ１５を外周側エンドウォール部２内部にできるだけ広く形成する必要がある。したがって温度計プローブ８，９を設置する場合には、必然的に圧力容器である冷却媒体キャビティ１５を貫通する配置で設けることになり、その設置箇所にはクローズド冷却媒体１９ａがリークしないようシール構造を設ける必要がある。
【００４４】
ここで比較例として従来の静翼では、図７に示すように、独立した単体部材であるパイプ部材１０７を冷却媒体キャビティ１１５に貫通させ、ガスパス側壁１２８及びキャビティカバー１１１とのそれぞれの接触箇所で溶接接合することによりシールして固定設置していた。このような従来の構成では、パイプ部材１０７に対する溶接性を良好にするために翼材より強度の低い溶接金属を用いる必要があり、またエンドウォール部１０２とキャビティカバー１１１のそれぞれの熱変形差やパイプ部材１０７自体の熱伸びに対して両端溶接部に過大な応力がかかるためクラックが生じる可能性が高いといった問題があった。そしてこれは特に高温の主流ガス２１にさらされるガスパス側壁１２８との溶接箇所１２９において重大な問題となっていた。
【００４５】
このような従来技術に対し、上述した本実施の形態のガスタービン５０の備える静翼１においては、パイプ状突起部６，７が強度の高い翼材である外周側エンドウォール部２の一部分として一体に形成された構成となっている。このため、熱変形により生じる応力に対して許容値が向上するとともに、構造的にもガスパス側壁２８との溶接箇所が不要となることから高温の主流ガス２１に対する耐久性も向上することになる。従ってガスパス２２内部を監視するための温度計プローブ８，９を設置してもクローズド冷却媒体１９ａのシール性能の低下や翼寿命の低下を生来することなく、ガスタービン及びガスタービン静翼の信頼性を高めることができる。
【００４６】
また特に後方側に設置したパイプ状突起部７については、外周側エンドウォール部２に対してその内部底面であるベース部２ａだけではなく側面の額縁部２ｂにも一体に形成していることから、外周側エンドウォール部２の熱変形等によりパイプ状突起部７の根本にかかる応力を低減させてより強度を高め、冷却媒体キャビティ１５のシール性能を向上させた構成となっている。
【００４７】
また上述したようにクローズド冷却方式の静翼１には高い水準のシール性能が要求されているため、オープン冷却方式に比べ製作時の初期クラックに対する許容基準が厳しく、溶接接合が歩留まりを下げる大きな要因となっている。従って本実施の形態のように溶接箇所を減らした構成は、静翼１の製作を容易にするとともに製作歩溜まりを向上させることが可能となる。
【００４８】
また本実施の形態における静翼１の本体を精密鋳造により製作する場合においても、プローブ挿入孔を有しない一般的な静翼の精密鋳造に用いるワックス型に、別途形成したパイプ状突起部６，７のワックス型をエンドウォール部２のプローブ挿入孔形成位置に接合する工程を加えるだけで製作が可能となる。このため特殊な改造は伴わず、部品点数、製作工数も一般的な静翼とほぼ同等とすることができる。また、このような方法により製作されるため、既にワックス形成型のある翼においても、特にプローブ挿入孔形成のために別のワックス形成型を製作したりあるいは大きく形状を修正する必要がなく、容易に適用することが可能である。またパイプ状突起部６，７の中空孔６ａ，７ａの成形については、ワックス型の時点から中空孔６ａ，７ａを設けて精密鋳造により成形してもよいし、その他にも中空孔６ａ，７ａのないワックス型を用いて中実突起部を鋳造成形した後にドリル等による孔開け加工により中空孔６ａ，７ａを成形してもよい。
【００４９】
なお、パイプ状突起部６，７の外周側先端は、キャビティカバー１１と良好に溶接接合できるのであれば、キャビティカバー１１の外周側に突出させても、またキャビティカバー１１と面一に接触させる長さに形成してもどちらでもよい。
【００５０】
なお、上記本実施の形態は放射温度計プローブ８，９を設置することを前提として説明してきたが、挿入するプローブは放射温度計プローブ８，９に限られず、例えばガスタービン停止時あるいは簡易点検時にパイプ状突起部６，７に内視鏡を挿入することでケーシング３０を分解することなくガスパス２２内部を監察し、静翼１，２７及び動翼２３，２４の状態を検査することも可能である。
【００５１】
また、本発明の構成は本実施の形態のように第２段静翼への適用に限られず、他段のガスタービン静翼に適用しても同様の効果が得られる。いずれの場合においても、本発明の構成を適用することにより、特殊な改造を必要とせず、部品点数、製作工数も一般の静翼と同等程度でありながらプローブ挿入孔を有するガスタービン静翼の信頼性を向上することができ、その結果、信頼性の高いガスタービンを提供することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、溶接箇所を削減して溶接部からの損傷の発生を低減させることができ、さらにパイプ状突起部自体も静翼と同じ部材で形成できるため、ガスパス内部を監視するためのプローブを設置しても冷却媒体のシール性能の低下や翼寿命の低下を生来することなく、ガスタービン及びガスタービン静翼の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガスタービンのうちのタービン部要部の上側半分の軸方向断面図である。
【図２】セグメント構造であることを説明するガスタービン静翼の斜視図である。
【図３】図２中のＡＡ線の断面図である。
【図４】図２中のガスタービン静翼の前方側要部を拡大した断面図である。
【図５】図２中のガスタービン静翼の後方側要部を拡大した断面図である。
【図６】図５中のＢＢ線の断面図である。
【図７】従来技術のガスタービン静翼の後方側要部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１  ガスタービン静翼（第２段静翼セグメント）
２，３５  外周側エンドウォール部
２ａ  ベース部
２ｂ  額縁部
３，３６  内周側エンドウォール部
４，３７  翼部
６  前方パイプ状突起部
６ａ  中空孔
７  後方パイプ状突起部
７ａ  中空孔
８  前方温度計プローブ
９  後方温度計プローブ
１０  インピンジプレート
１０ａ  通気孔
１１  キャビティカバー
１２  ダイヤフラム
１３  冷却媒体供給管
１４  冷却媒体回収管
１５  冷却媒体キャビティ
１６  冷却媒体流通路
１７  冷却媒体供給口
１９ａ  静翼用クローズド冷却媒体
１９ｂ  動翼用クローズド冷却媒体
２０  貫通回収路
２１  主流ガス
２２  ガスパス
２３  第１段動翼
２４  第２段動翼
２５  タービンロータ
２６  ラビリンスシール
２７  第１段静翼
２８  ガスパス側壁
３０  ケーシング
３１  シュラウド
３２  通路部分
３３  燃焼器の入口部分
１０７  パイプ状突起部材
１２９  ガスパス側壁溶接箇所
【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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