特許 7129277 翼およびガスタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-24

(45)【発行日】2022-09-01

(54)【発明の名称】翼およびガスタービン

(51)【国際特許分類】

   F01D 9/02 20060101AFI20220825BHJP

   F01D 5/18 20060101ALI20220825BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20220825BHJP

【ＦＩ】

F01D9/02 102

F01D5/18

F02C7/18 A

F01D9/02 104

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018157597

(22)【出願日】2018-08-24

(65)【公開番号】P2020029852

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2021-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大友 宏之

(72)【発明者】

【氏名】古川 章吾

【審査官】北村 一

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２００５０２４６９６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１８３６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２７９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９０１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０００３０７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭４６－０００８０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ １／００－１１／２４

Ｆ０２Ｃ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に冷却通路が設けられる翼本体と、
前記翼本体における長手方向の端部に連結されて内部に前記冷却通路が流体連通する空間部が設けられる翼支持部材と、
を備え、
前記翼支持部材は、前縁側に２つの前縁隅部と後縁側に２つの後縁隅部とを有すると共に、前記前縁隅部の少なくともいずれか一方に３つ以上の外面に交差する第１面取り部が設けられ、前記第１面取り部に前記空間部に流体連通する第１冷却孔が設けられる、
ことを特徴とする翼。

【請求項2】

前記第１冷却孔は、前記翼本体の端部が連結される前記翼支持部材のガスパス面側に向けて傾斜して設けられることを特徴とする請求項１に記載の翼。

【請求項3】

前記空間部から前記３つ以上の外面のうちの少なくとも２つの外面を外部に開口する第２冷却孔が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の翼。

【請求項4】

前記第１冷却孔と前記第２冷却孔は、平行をなして設けられることを特徴とする請求項３に記載の翼。

【請求項5】

前記３つ以上の外面のうちの２つの外面に交差する第２面取り部が設けられ、前記空間部から前記第２面取り部を外部に開口する第３冷却孔が設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の翼。

【請求項6】

前記第２面取り部は、前記翼本体の端部が連結される前記翼支持部材のガスパス面側から離間して設けられることを特徴とする請求項５に記載の翼。

【請求項7】

前記空間部は、前縁部側冷却通路と、一端部が前記前縁部側冷却通路に連通して他端部が外部に開口する側端部側冷却通路と、前記冷却通路と前記前縁部側冷却通路を連結する連結用冷却通路とを有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の翼。

【請求項8】

前記翼支持部材は、矩形状をなし、前記第１冷却孔は、２つの前記前縁隅部のうちの少なくとも１つに設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の翼。

【請求項9】

前記翼支持部材が複数環状に結合されて翼結合体が設けられ、前記第１冷却孔は、前記翼結合体の前縁隅部に設けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の翼。

【請求項10】

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、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の翼を有して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、
を備えることを特徴とするガスタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、ガスタービンに適用される静翼や動翼などの翼、この翼を備えたガスタービン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。圧縮機は、空気取入口から取り込まれた空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気とする。燃焼器は、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・高圧の燃焼ガスを得る。タービンは、この燃焼ガスにより駆動し、同軸上に連結された発電機を駆動する。

【0003】

このガスタービンにおいて、タービンは、車室内に静翼と動翼が燃焼ガスの流動方向に沿って交互に複数配設されて構成されており、各静翼が車室の内側に装着されるシュラウドに支持され、動翼がロータに支持されている。そのため、燃焼器で生成された燃焼ガスは、ガス流路を流れるとき、複数の静翼と動翼を通過することでロータが駆動回転する。このガス流路は、外側シュラウドおよび内側シュラウドと動翼のプラットフォームおよび分割環で囲まれた空間として形成されている。

【0004】

上述したタービンにて、静翼は、内部に冷却通路が設けられている。冷却空気は、外側シュラウド内へ供給されて内面を冷却した後、静翼内に流入して内部の冷却通路へ流れることで静翼をインピンジメント冷却し、一部が冷却孔から外部に噴出して静翼を対流冷却する。また、静翼を冷却した冷却空気は、内側シュラウド内へ流入して内面を冷却した後に外部へ排出される。

【0005】

このようなガスタービンとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第４５０８４８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ガスタービンの静翼は、燃焼ガスにより外側シュラウドや内側シュラウドの前縁の隅部が焼損しやすい。そのため、上述した特許文献１では、静翼部の冷却空気の排出口からの冷却流路を内側シュラウドの前縁側隅部から側縁に沿って後方に延出すると共に、冷却流路から鋭角隅部に冷却空気を流出させるフィルム冷却孔を設けている。しかし、特許文献１では、内側シュラウドの外面や側縁に多数のフィルム冷却孔を設けている。そのため、フィルム冷却孔から流出する冷却空気により内側シュラウドの外面や側縁を冷却することはできるものの、内側シュラウドの鋭角となる隅部自体の冷却が不十分となり、更なる内側シュラウドの冷却性能の向上が望まれている。

【0008】

本発明は、上述した課題を解決するものであり、翼支持部材を効率良く冷却することで冷却性能の向上を図る翼およびガスタービン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】

【0009】

上記の目的を達成するための本発明の翼は、内部に冷却通路が設けられる翼本体と、前記翼本体における長手方向の端部に連結されて内部に前記冷却通路が流体連通する空間部が設けられる翼支持部材と、を備え、前記翼支持部材は、前縁側に２つの前縁隅部と後縁側に２つの後縁隅部とを有すると共に、前記前縁隅部の少なくともいずれか一方に３つ以上の外面に交差する第１面取り部が設けられ、前記第１面取り部に前記空間部に流体連通する第１冷却孔が設けられる、ことを特徴とするものである。

【0010】

従って、翼支持部材の空間部に供給された冷却空気は、前縁隅部の第１冷却孔を通って第１面取り部から外部に流出することから、冷却空気により翼支持部材における前縁隅部の３つの外面に交差する第１面取り部が適正に冷却されることとなる。そのため、翼支持部材における高温領域を効率良く冷却することとなり、冷却性能を向上することができる。

【0011】

本発明の翼では、前記第１冷却孔は、前記翼本体の端部が連結される前記翼支持部材のガスパス面側に向けて傾斜して設けられることを特徴としている。

【0012】

従って、空間部の冷却空気は、第１冷却孔により翼本体の端部が連結される翼支持部材のガスパス面側に向けて傾斜して流出することから、翼支持部材における隅部のガスパス面側を効率良く冷却することができる。

【0013】

本発明の翼では、前記空間部から前記３つの外面のうちの少なくとも２つの外面を外部に開口する第２冷却孔が設けられることを特徴としている。

【0014】

従って、空間部の冷却空気は、第１冷却孔を通って第１面取り部から外部に流出すると共に、第２冷却孔を通って２つの外面から外部に流出することとなり、翼支持部材における隅部を効率良く冷却することができる。

【0015】

本発明の翼では、前記第１冷却孔と前記第２冷却孔は、平行をなして設けられることを特徴としている。

【0016】

従って、第１冷却孔と第２冷却孔が平行をなすことから、複数の穴あけ工具を用いた１回の穴あけ加工により第１冷却孔と第２冷却孔を同時に形成することができ、加工性を向上することで、加工コストを低減することができる。

【0017】

本発明の翼では、前記３つの外面のうちの２つの外面に交差する第２面取り部が設けられ、前記空間部から前記第２面取り部を外部に開口する第３冷却孔が設けられることを特徴としている。

【0018】

従って、空間部の冷却空気は、第１冷却孔を通って第１面取り部から外部に流出すると共に、第３冷却孔を通って第２面取り部から外部に流出することとなり、翼支持部材における隅部を効率良く冷却することができる。

【0019】

本発明の翼では、前記第２面取り部は、前記翼本体の端部が連結される前記翼支持部材のガスパス面側から離間して設けられることを特徴としている。

【0020】

従って、空間部の冷却空気は、翼本体の端部が連結される翼支持部材のガスパス面側から離間して設けられる第３冷却孔を通って第２面取り部から外部に流出することとなり、冷却空気が翼本体を通過するガスに悪影響を与えることがない。

【0021】

本発明の翼では、前記空間部は、前縁部側冷却通路と、一端部が前記前縁部側冷却通路に連通して他端部が外部に開口する側端部側冷却通路と、前記冷却通路と前記前縁部側冷却通路を連結する連結用冷却通路とを有することを特徴としている。

【0022】

従って、翼本体の冷却通路に供給された冷却空気は、連結用冷却通路から前縁部側冷却通路を通って側端部側冷却通路に流れて外部に流出すると共に、第１冷却孔を通って第１面取り部から外部に流出することとなり、翼支持部材を効率良く冷却することができる。

【0023】

本発明の翼では、前記翼支持部材は、矩形状をなし、前記第１冷却孔は、２つの前記前縁隅部のうちの少なくとも１つに設けられることを特徴としている。

【0024】

従って、第１冷却孔を２つの前縁隅部のうちの少なくとも１つに設けることから、翼支持部材における温度の高い領域だけを効率良く冷却することができる。

【0025】

本発明の翼では、前記翼支持部材が複数環状に結合されて翼結合体が設けられ、前記第１冷却孔は、前記翼結合体の前縁隅部に設けられることを特徴としている。

【0026】

従って、翼支持部材が複数環状に結合された翼結合体であるとき、翼結合体の前縁隅部に第１冷却孔を設けることから、翼結合体における温度の高い領域だけを効率良く冷却することができる。

【0027】

また、本発明のガスタービンは、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、前記翼を有して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、を備えることを特徴とするものである。

【0028】

従って、タービンの翼にて、翼支持部材の空間部に供給された冷却空気は、第１冷却孔を通って第１面取り部から外部に流出することで、冷却空気により翼支持部材における前縁隅部の３つの外面に交差する第１面取り部が適正に冷却されることとなる。そのため、翼支持部材における高温領域を効率良く冷却することとなり、冷却性能を向上することができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の翼およびガスタービンによれば、翼支持部材における高温領域を効率良く冷却することとなり、冷却性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、本実施形態の静翼を表す正面図である。

【図2】図２は、内側シュラウドを表す図１のII－II断面図である。

【図3】図３は、内側シュラウドにおける前縁隅部を表す斜視図である。

【図4】図４は、内側シュラウドにおける前縁隅部を表す側面図である。

【図5】図５は、第１面取り部の形成方法を表す斜視図である。

【図6】図６は、第２面取り部の形成方法を表す斜視図である。

【図7】図７は、第３面取り部の形成方法を表す斜視図である。

【図8】図８は、本実施形態の静翼の変形例を表す内側シュラウドの断面図である。

【図9】図９は、ガスタービンの全体構成を表す概略図である。

【図10】図１０は、タービンのガス流路を表す断面図である。

【0031】

以下、図面に基づいて本発明に係る静翼およびガスタービン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。

【0032】

図９は、ガスタービンの全体構成を表す概略図、図１０は、タービンのガス流路を表す断面図である。

【0033】

本実施形態において、図９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がロータ１４により同軸上に配置されて構成され、ロータ１４の一端部に発電機１５が連結されている。なお、以下の説明では、ロータ１４の中心軸線が延びる方向を軸方向Ｄａとし、このロータ１４の中心軸線を中心とした周方向を周方向Ｄｃとし、ロータ１４の中心軸線に対する直角方向を径方向Ｄｒとする。

【0034】

圧縮機１１は、空気取入口から取り込まれた空気ＡＩが複数の静翼および動翼を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気ＡＣを生成する。燃焼器１２は、この圧縮空気ＡＣに対して所定の燃料ＦＬを供給し、燃焼することで高温・高圧の燃焼ガスＦＧが生成される。燃焼ガスＦＧは、タービン１３の静翼および動翼を通過した後、排気ガスＥＧとして排出される。タービン１３は、この燃焼ガスＦＧが複数の静翼および動翼を通過することでロータ１４を駆動回転し、このロータ１４に連結された発電機１５を駆動する。

【0035】

また、図１０に示すように、タービン１３にて、静翼２１は、静翼本体（翼本体）２２の一端部が内側シュラウド（翼支持部材）２３に固定され、他端部が外側シュラウド２４に固定されて構成される。動翼２５は、動翼本体２６の基端部がプラットフォーム２７に固定されて構成される。そして、外側シュラウド２４と動翼２５の先端部側に配置される分割環２８とが遮熱環２９を介して車室（タービン車室）３０に支持され、内側シュラウド２３がサポートリング３１に支持される。そのため、燃焼ガスＦＧが通過する燃焼ガス流路３２は、内側シュラウド２３と、外側シュラウド２４と、プラットフォーム２７と、分割環２８により囲まれた空間として軸方向Ｄａに沿って形成される。

【0036】

ここで、静翼２１を構成する静翼本体２２、内側シュラウド２３、外側シュラウド２４について詳細に説明する。図１は、本実施形態の静翼を表す正面図、図２は、内側シュラウドを表す図１のII－II断面図である。

【0037】

図１および図２に示すように、静翼２１は、例えば、２段静翼であって、静翼本体２２の長手方向の一端部（径方向Ｄｒの内端部）が内側シュラウド（翼支持部材）２３に固定され、長手方向の他端部（径方向Ｄｒの外端部）が外側シュラウド２４に固定されている。ここで、内側シュラウド２３は、燃焼ガスＦＧが接触する上面がガスパス面であり、外側シュラウド２４は、燃焼ガスＦＧが接触する下面がガスパス面である。また、静翼２１は、冷却空気ＣＡを外側シュラウド２４から静翼本体２２の内部を通して内側シュラウド２３に供給する後述する冷却通路が設けられる。

【0038】

静翼本体２２は、中空形状をなし、燃焼ガスＦＧの流れ方向（軸方向Ｄａ）の上流側（図２にて、左側）となる前端部４１が湾曲断面形状をなし、燃焼ガスＦＧの流れ方向（軸方向Ｄａ）の下流側（図２にて、右側）となる後端部４２が先細断面形状をなしている。静翼本体２２は、燃焼ガスＦＧの流れ方向に交差する方向（径方向Ｄｒ）の一方（図２にて、上側）となる背部４３が凸状の湾曲断面形状をなし、燃焼ガスＦＧの流れ方向に交差する方向（径方向Ｄｒ）の他方（図２にて、下側）となる腹部４４が凹状の湾曲断面形状をなしている。

【0039】

また、この静翼本体２２は、内部が隔壁４５により２つのキャビティ（冷却通路）４６，４７に区画されている。第１キャビティ４６は、静翼本体２２の前端部４１側に配置され、第２キャビティ４７は、静翼本体２２の後端部４２側に配置されている。なお、図示しないが、静翼本体２２は、各キャビティ４６，４７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が形成されている。また、静翼本体２２は、各キャビティ４６，４７の内側に多孔板が配置されており、各キャビティ４６，４７に供給された冷却空気ＣＡにより静翼本体２２をインピンジメント冷却した後、この冷却空気ＣＡを各冷却孔から外部に噴出することで静翼本体２２を対流冷却する。

【0040】

内側シュラウド２３は、４個のフランジ部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄにより形成された矩形状をなす枠体５１と、この枠体５１の内部に一体に形成された取付部５２とを有して構成される。静翼本体２２は、長手方向の一端部が取付部５２の表面部に固定される。内側シュラウド２３は、取付部５２の裏面部に各リテーナ５３，５４が突出して形成されている。リテーナ５３は、燃焼ガスＦＧの流れ方向の上流側に上流側取付部として設けられ、リテーナ５４は、燃焼ガスＦＧの流れ方向の下流側に下流側取付部として設けられており、各リテーナ５３，５４は、サポートリング３１（図１０参照）に固定される。この場合、内側シュラウド２３は、フランジ部５１ａ，５１ｄが周方向Ｄｃに沿って互いに平行に配置され、フランジ部５１ｂ，５１ｃが軸方向Ｄａに対して周方向Ｄｃに傾斜した方向に沿って互いに平行に配置され、フランジ部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、全体としてひし形に近似した矩形状をなしている。

【0041】

内側シュラウド２３は、外側シュラウド２４から静翼本体２２を通して供給された冷却空気ＣＡを、周囲の少なくとも一部に供給する内側シュラウド用冷却通路６０が設けられている。内側シュラウド用冷却通路６０は、前縁部側冷却通路６１と、側端部側冷却通路６２，６３と、連結用冷却通路６４とを有する。

【0042】

前縁部側冷却通路６１は、内側シュラウド２３における静翼本体２２より燃焼ガスＦＧの流れ方向の上流側の前縁部で、且つ、幅方向（周方向Ｄｃ）で静翼本体２２の背部４３側にフランジ部５１ａに沿って設けられる。側端部側冷却通路６２は、内側シュラウド２３における幅方向（周方向Ｄｃ）で静翼本体２２の背部４３側にフランジ部５１ｂに沿って設けられる。側端部側冷却通路６３は、内側シュラウド２３における幅方向（周方向Ｄｃ）で静翼本体２２の腹部４４側にフランジ部５１ｃに沿って設けられる。連結用冷却通路６４は、内側シュラウド２３における静翼本体２２より燃焼ガスＦＧの流れ方向の上流側の前縁部で、且つ、幅方向（周方向Ｄｃ）のほぼ中間位置にフランジ部５１ｂ，５１ｃに沿って設けられる。

【0043】

そして、連結用冷却通路６４は、一端部が静翼本体２２の連通孔６５を介して第１キャビティ４６に連通し、他端部が前縁部側冷却通路６１に連通する。前縁部側冷却通路６１は、フランジ部５１ａに設けられ、一端部が側端部側冷却通路６２の一端部に連通し、他端部が側端部側冷却通路６３の一端部に連通する。側端部側冷却通路６２は、フランジ部５１ｂに設けられ、他端部がフランジ部５１ｂの後縁部を外部に開口する。側端部側冷却通路６３は、フランジ部５１ｃに設けられ、他端部がフランジ部５１ｃその後縁部を外部に開口する。

【0044】

また、内側シュラウド２３は、前縁側の幅方向（周方向Ｄｃ）における両側に２つの前縁隅部７０Ａ，８０Ａが設けられると共に、後縁側の幅方向（周方向Ｄｃ）における両側に２つの後縁隅部７０Ｂ，８０Ｂが設けられる。両側の前縁隅部７０Ａ，８０Ｂは、内側シュラウド用冷却通路６０から外部に開口する冷却孔７１，７２，７３，７４，８１，８２，８３，８４が設けられる。以下、冷却孔７１，７２，７３，７４，８１，８２，８３，８４について詳細に説明する。図３は、内側シュラウドにおける前縁隅部を表す斜視図、図４は、内側シュラウドにおける前縁隅部を表す側面図、図５は、第１面取り部の形成方法を表す斜視図、図６は、第２面取り部の形成方法を表す斜視図、図７は、第３面取り部の形成方法を表す斜視図である。なお、図４から図７は、内側シュラウド２３におけるフランジ部５１ａとフランジ部５１ｂとが連結される前縁隅部７０Ａを模式的に表したものである。

【0045】

図２から図４に示すように、内側シュラウド２３は、前縁隅部７０Ａに第１面取り部７５と、第２面取り部７６と、第３面取り部７７が設けられている。第１冷却孔７１は、
内側シュラウド用冷却通路６０から第１面取り部７５を外部に開口して流体連通するように設けられる。第２冷却孔７２，７３は、内側シュラウド用冷却通路６０から、内側シュラウド２３の外面としての側面９２と前面９１を外部に開口して流体連通するように設けられる。第３冷却孔７４は、内側シュラウド用冷却通路６０から第２面取り部７６を外部に開口して流体連通するように設けられる。

【0046】

即ち、図５に示すように、内側シュラウド２３の前縁隅部７０Ａは、フランジ部５１ａにより構成される前面９１と、フランジ部５１ｂにより構成される側面９２と、フランジ部５１ａ，５１ｂにより構成される上面（ガスパス面）９３とからなる３つの外面が交差する位置に設けられる。図５および図６に示すように、前縁隅部７０Ａは、フランジ部５１ｂの軸方向Ｄａに沿って第３面取り部７７が形成される。第３面取り部７７は、上面９３における側面９２側の領域Ｓ１が所定の傾斜角度で切り取られることで形成される。また、図６および図７に示すように、前縁隅部７０Ａは、径方向Ｄｒに沿って第２面取り部７６が形成される。第２面取り部７６は、交差する前面９１および側面９２の領域Ｓ２が所定の傾斜角度で切り取られることで形成され、第２面取り部７６により第４面取り部７８が形成される。更に、図３および図７に示すように、前縁隅部７０Ａは、前面９１と側面９２と上面９３に交差する第１面取り部７５が形成される。第１面取り部７５は、交差する前面９１と側面９２と第２面取り部７６と第３面取り部７７の領域Ｓ３が所定の傾斜角度で切り取られることで形成される。

【0047】

そして、図３および図４に示すように、第１面取り部７５に２つの第１冷却孔７１が開口し、側面９２に２つの第２冷却孔７２が開口し、前面９１に２つの第２冷却孔７３が開口し、第２面取り部７６に２つの第３冷却孔７４が開口する。また、内側シュラウド２３は、静翼本体２２（図２参照）が連結される上面９３に冷却孔が形成されていない。

【0048】

なお、前縁隅部７０Ａは、上述した形状に限定されるものではない。即ち、面取り部は、第１面取り部７５と第２面取り部７６と第３面取り部７７と第４面取り部７８に限定されるものではなく、少なくとも第１面取り部７５だけ設ければよい。また、第３面取り部７７と第４面取り部７８をなくし、第１面取り部７５と第２面取り部７６だけとしてもよく、更に、面取り部を増やしてもよい。例えば、第３面取り部７７のように、前縁隅部７０Ａにおける上面９３の前面９１側の領域を所定の傾斜角度で切り取ることで、フランジ部５１ａの周方向Ｄｃに沿って面取り部を形成してもよい。そして、各面取り部７５，７６，７７，７８は、平坦面とすることが、加工上最適であるが、凹凸形状をなす曲面であってもよい。

【0049】

また、第１面取り部７５と側面９２および前面９１と第２面取り部７６に開口する各冷却孔７１，７２，７３，７４の数は、それぞれ２つに限定されるものではない。例えば、第１面取り部７５の中心部に１つ設けたり、側面９２および前面９１における第１面取り部７５の近傍位置にそれぞれ１つずつ設けたり、第２面取り部７６における第１面取り部７５の近傍位置に１つ設けたりしてもよい。また、第１面取り部７５と側面９２および前面９１と第２面取り部７６に３つ以上の冷却孔７１，７２，７３，７４を設けてもよい。

【0050】

第１冷却孔７１と第２冷却孔７２，７３と第３冷却孔７４は、互いに平行をなし、静翼本体２２の端部が連結される上面９３側に向けて設けられる。即ち、内側シュラウド用冷却通路６０から第１冷却孔７１を通って外部に流出する冷却空気ＣＡ１と、内側シュラウド用冷却通路６０から第２冷却孔７２，７３を通って外部に流出する冷却空気ＣＡ２と、内側シュラウド用冷却通路６０から第３冷却孔７４を通って外部に流出する冷却空気ＣＡ３とは、互いに平行をなす。また、各冷却空気ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３は、内側シュラウド２３の上面９３に対して所定の上向き角度をもって流出される。つまり、各冷却空気ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３は、内側シュラウド２３から静翼本体２２側に向けて噴出される。なお、第１冷却孔７１と第２冷却孔７２，７３と第３冷却孔７４は、平行配置に限定されるものではなく、例えば、先端部に向けて互いに離間または互いに接近するような配置としてもよく、または、ランダムに配置してもよい。

【0051】

一方、図２に示すように、内側シュラウド２３は、図示しないが、前縁隅部８０Ａにも、前縁隅部７０Ａと同様に、第１面取り部と、第２面取り部と、第３面取り部が設けられている。そして、第１冷却孔８１は、内側シュラウド用冷却通路６０から第１面取り部を外部に開口するように設けられる。第２冷却孔８２，８３は、内側シュラウド用冷却通路６０から、内側シュラウド２３の外面としての反対側の側面と前面９１を外部に開口するように設けられる。第３冷却孔８４は、内側シュラウド用冷却通路６０から第２面取り部を外部に開口するように設けられる。

【0052】

なお、本実施形態では、冷却孔７１，７２，７３，７４，８１，８２，８３，８４を、内側シュラウド２３における幅方向（周方向Ｄｃ）における両側の前縁隅部７０Ａ，８０Ａの両方に設けたが、前縁隅部７０Ａ，８０Ａのいずれか一方だけに設けてもよい。

【0053】

また、図１および図２に示すように、外側シュラウド２４は、内側シュラウド２３と同様に、ひし形に近似した矩形状となっている。静翼本体２２は、長手方向の他端部が外側シュラウド２４の表面部に固定される。外側シュラウド２４は、外部から供給された冷却空気ＣＡを、周囲の少なくとも一部に供給する外側シュラウド用冷却通路１００が設けられている。外側シュラウド用冷却通路１００は、図示しないが、前縁部側冷却通路と、２つの側端部側冷却通路と、連結用冷却通路とを有する。

【0054】

以下、本実施形態の静翼２１における冷却空気の流れについて説明する。

【0055】

静翼２１において、外部から外側シュラウド２４の内面に流入した冷却空気ＣＡは、外側シュラウド用冷却通路１００を流れて外側シュラウド２４を冷却する。外側シュラウド２４を冷却した冷却空気ＣＡは、外側シュラウド２４から静翼本体２２の各キャビティ４６，４７に供給され、静翼本体２２をインピンジメント冷却する。静翼本体２２を冷却した一部の冷却空気ＣＡは、静翼本体２２の各冷却孔から外部に噴出して静翼本体２２を対流冷却し、残りの冷却空気ＣＡが内側シュラウド２３へ流入する。

【0056】

静翼本体２２から内側シュラウド２３へ流入した冷却空気ＣＡは、内側シュラウド用冷却通路６０を流れて内側シュラウド２３を冷却する。即ち、静翼本体２２における第１キャビティ４６の冷却空気ＣＡは、連通孔６５から連結用冷却通路６４に流入し、連結用冷却通路６４から前縁部側冷却通路６１に供給される。前縁部側冷却通路６１に供給された冷却空気ＣＡは、幅方向（周方向Ｄｃ）の両側に流れ、左右の側端部側冷却通路６２，６３に供給された後、後縁部から外部に排出される。つまり、冷却空気ＣＡが前縁部側冷却通路６１と各側端部側冷却通路６２，６３を流れることで、内側シュラウド２３の周囲を冷却する。

【0057】

このとき、前縁部側冷却通路６１に供給された冷却空気ＣＡは、一部が各前縁隅部７０Ａ，８０Ａにて、各冷却孔７１，７２，７３，７４，８１，８２，８３，８４を通って外部に流出される。例えば、前縁隅部７０Ａにて説明すると、図３および図４に示すように、前縁部側冷却通路６１の冷却空気ＣＡは、第１冷却孔７１を通って第１面取り部７５から冷却空気ＣＡ１として外部に流出される。また、前縁部側冷却通路６１の冷却空気ＣＡは、第２冷却孔７２，７３を通って冷却空気ＣＡ２として外部に流出される。更に、前縁部側冷却通路６１の冷却空気ＣＡは、第３冷却孔７４を通って冷却空気ＣＡ３として外部に流出される。そのため、この冷却空気ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３により前縁隅部７０Ａが冷却される。また、図２に示すように、同様に、前縁隅部８０Ａでも、前縁部側冷却通路６１の冷却空気ＣＡは、第１冷却孔８１を通って外部に流出され、第２冷却孔８２，８３を通って外部に流出され、第３冷却孔７４を通って外部に流出される。そのため、この冷却空気ＣＡにより前縁隅部８０Ａが冷却される。

【0058】

なお、上述した実施形態では、静翼２１を、静翼本体２２の長手方向の一端部に内側シュラウド２３を固定し、長手方向の他端部に外側シュラウド２４を固定して構成したが、この構成に限定されるものではない。図８は、本実施形態の静翼の変形例を表す内側シュラウドの断面図である。

【0059】

図８に示すように、静翼２１Ａは、２つの内側シュラウド２３Ａ，２３Ｂ（上述した内側シュラウド２３とほぼ同様）が環状に結合されると共に、２つの外側シュラウド（図示略）が環状に結合されて構成される翼結合体、所謂、セグメント静翼である。なお、静翼本体２２と外側シュラウドは、上述した実施形態と同様の構成である。内側シュラウド２３Ａ，２３Ｂ同士、外側シュラウド同士は、例えば、ボルト結合される。

【0060】

内側シュラウド２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ静翼本体２２を通して供給された冷却空気ＣＡを周囲に供給する内側シュラウド用冷却通路６０が設けられている。内側シュラウド用冷却通路６０は、前縁部側冷却通路６１と、側端部側冷却通路６２，６３と、連結用冷却通路６４とを有する。そして、内側シュラウド２３Ａは、幅方向（周方向Ｄｃ）における一方側の前縁隅部７０Ａに、内側シュラウド用冷却通路６０から外部に開口する冷却孔７１，７２，７３，７４が設けられる。一方、内側シュラウド２３Ｂは、幅方向（周方向Ｄｃ）における他方側の前縁隅部８０Ａに、内側シュラウド用冷却通路６０から外部に開口する冷却孔８１，８２，８３，８４が設けられる。なお、内側シュラウド２３Ａの幅方向（周方向Ｄｃ）における他方側の前縁隅部と、内側シュラウド２３Ｂの幅方向（周方向Ｄｃ）における一方側の前縁隅部には冷却孔が設けられていない。

【0061】

なお、静翼２１Ａにおける冷却空気の流れは、静翼２１とほぼ同様であることから、説明は省略する。

【0062】

このように本実施形態の翼にあっては、内部にキャビティ４６，４７が設けられる静翼本体２２と、静翼本体２２における長手方向の端部に連結されて内部に第１キャビティ４６が流体連通する内側シュラウド用冷却通路６０が設けられる内側シュラウド２３とを備え、内側シュラウド２３は、前縁隅部７０Ａ（８０Ａ）に前面９１と側面９２と上面９３に交差する第１面取り部７５が設けられ、第１面取り部７５に内側シュラウド用冷却通路６０に流体連通する第１冷却孔７１（８１）が設けられる。

【0063】

従って、内側シュラウド２３の内側シュラウド用冷却通路６０に供給された冷却空気ＣＡは、第１冷却孔７１を通って第１面取り部７５から外部に流出することから、冷却空気ＣＡにより内側シュラウド２３における前縁隅部７０Ａの第１面取り部７５が適正に冷却されることとなる。従来、内側シュラウドの外面や側縁に冷却孔を設けていたが、このような構成では、内側シュラウドの鋭角となる隅部自体の冷却が不十分となる。本実施形態では、第１冷却孔７１により前縁隅部７０Ａ（８０Ａ）に設けた第１面取り部７５を冷却するため、内側シュラウド２３における高温領域を効率良く冷却することとなり、冷却性能を向上することができる。

【0064】

本実施形態の静翼では、第１冷却孔７１（８１）を静翼本体２２の端部が連結される内側シュラウド２３の上面（ガスパス面）９３側に向けて傾斜して設ける。従って、内側シュラウド用冷却通路６０の冷却空気ＣＡは、第１冷却孔７１により静翼本体２２の端部が連結される内側シュラウド２３の上面９３側に向けて流出することから、内側シュラウド２３における前縁隅部７０Ａの上面９３側を効率良く冷却することができる。

【0065】

本実施形態の静翼では、内側シュラウド用冷却通路６０から前面９１と側面９２を外部に開口する第２冷却孔７２，７３（８２，８３）を設ける。従って、内側シュラウド用冷却通路６０の冷却空気ＣＡは、第１冷却孔７１を通って第１面取り部７５から外部に流出すると共に、第２冷却孔７２，７３を通って前面９１と側面９２から外部に流出することとなり、内側シュラウド２３における前縁隅部７０Ａを効率良く冷却することができる。

【0066】

本実施形態の静翼では、第１冷却孔７１（８１）と第２冷却孔７２，７３（８２，８３）を平行に設ける。従って、複数の穴あけ工具を用いた１回の穴あけ加工により第１冷却孔７１と第２冷却孔７２，７３を同時に形成することができ、加工性を向上することで、加工コストを低減することができる。

【0067】

本実施形態の静翼では、前面９１と側面９２に交差する第２面取り部７６を設け、内側シュラウド用冷却通路６０から第２面取り部７６を外部に開口する第３冷却孔７４（８４）を設ける。従って、内側シュラウド用冷却通路６０の冷却空気ＣＡは、第１冷却孔７１を通って第１面取り部７５から外部に流出すると共に、第３冷却孔７４を通って第２面取り部７６から外部に流出することとなり、内側シュラウド２３における前縁隅部７０Ａを効率良く冷却することができる。

【0068】

本実施形態の静翼では、第２面取り部７６を静翼本体２２の端部が連結される内側シュラウド２３の上面（ガスパス面）９３側から離間して設ける。従って、内側シュラウド用冷却通路６０の冷却空気ＣＡは、静翼本体２２の端部が連結される内側シュラウド２３の上面９３側から離間して第３冷却孔７４を通って第２面取り部７６から外部に流出することとなり、冷却空気ＣＡが静翼本体２２を通過する燃焼ガスＦＧの流れに悪影響を与えることがない。

【0069】

本実施形態の静翼では、内側シュラウド用冷却通路６０として、前縁部側冷却通路６１と、一端部が前縁部側冷却通路６１に連通して他端部が外部に開口する側端部側冷却通路６２，６３と、キャビティ４６と前縁部側冷却通路６１を連結する連結用冷却通路６４とを設ける。従って、静翼本体２２のキャビティ４６に供給された冷却空気ＣＡは、連結用冷却通路６４から前縁部側冷却通路６１を通って側端部側冷却通路６２，６３に流れて外部に流出すると共に、第１冷却孔７１を通って第１面取り部７５から外部に流出することとなり、内側シュラウド２３を効率良く冷却することができる。

【0070】

本実施形態の静翼では、内側シュラウド２３を矩形状とし、第１冷却孔７１，８１を２つの前縁隅部７０Ａ，８０Ａのうちの少なくとも１つに設ける。従って、内側シュラウド２３における温度の高い領域だけを効率良く冷却することができる。

【0071】

本実施形態の静翼では、２つの内側シュラウド２３Ａ，２３Ｂが環状に結合されて翼結合体を構成し、一方の内側シュラウド２３Ａの前縁隅部７０Ａに冷却孔７１，７２，７３，７４を設け、他方の内側シュラウド２３Ｂの前縁隅部８０Ａに冷却孔８１，８２，８３，８４を設ける。従って、２つの内側シュラウド２３Ａ，２３Ｂが結合された翼結合体であっても、幅方向の両側の前縁隅部７０Ａ，８０Ａに冷却孔７１，７２，７３，７４，８１，８２，８３，８４を設けることから、翼結合体における温度の高い領域だけを効率良く冷却することができる。

【0072】

また、本実施形態のガスタービンにあっては、空気ＡＩを圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１が圧縮した圧縮空気ＡＩと燃料ＦＬを混合して燃焼する燃焼器１２と、静翼２１を有して燃焼器１２が生成した燃焼ガスＦＧにより回転動力を得るタービン１３とを備える。

【0073】

従って、タービン１３の静翼にて、内側シュラウド２３の内側シュラウド用冷却通路６０に供給された冷却空気ＣＡは、第１冷却孔７１を通って第１面取り部７５から外部に流出することで、冷却空気ＣＡにより内側シュラウド２３における前縁隅部７０Ａの第１面取り部７５が適正に冷却されることとなる。そのため、内側シュラウド２３における高温領域を効率良く冷却することとなり、冷却性能を向上することができる。

【0074】

なお、上述した実施形態では、本発明の翼における支持部材をタービン１３の静翼２１の内側シュラウド２３に適用して説明したが、外側シュラウド２４に適用してもよい。また、本発明の翼をタービン１３の静翼２１に適用して説明したが、動翼２５に適用してもよい。この場合、翼支持部材は、プラットフォーム２７である。また、本発明の翼を他の回転機械の翼に適用してもよい。

【符号の説明】

【0075】

１０ ガスタービン
１１ 圧縮機
１２ 燃焼器
１３ タービン
１４ ロータ
１５ 発電機
２１，２１Ａ 静翼（翼）
２２ 静翼本体（翼本体）
２３ 内側シュラウド（翼支持部材）
２４ 外側シュラウド（翼支持部材）
２５ 動翼
３１ サポートリング
３２ 燃焼ガス流路
４１ 前端部
４２ 後端部
４３ 背部
４４ 腹部
４５ 隔壁
４６ 第１キャビティ（冷却通路）
４７ 第２キャビティ（冷却通路）
５１ 枠体
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ フランジ部
５２ 取付部
６０ 内側シュラウド用冷却通路（空間部）
６１ 前縁部側冷却通路
６２，６３ 側端部側冷却通路
６４ 連結用冷却通路
６５ 連通孔
７０Ａ，８０Ａ 前縁隅部
７１，８１ 第１冷却孔
７２，７３，８２，８３ 第２冷却孔
７４，８４ 第３冷却孔
７５ 第１面取り部
７６ 第２面取り部
７７ 第３面取り部
７８ 第４面取り部
９１ 前面（外面）
９２ 側面（外面）
９３ 上面（外面、ガスパス面）
１００ 外側シュラウド用冷却通路
ＡＩ 空気
ＡＣ 圧縮空気
ＣＡ 冷却空気
ＦＬ 燃料
ＦＧ 燃焼ガス
ＥＧ 排気ガス
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】