JPH02241902A - タービンの冷却翼および複合発電プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、冷却性能の向上を図ったタービンの冷却翼お
よびこの翼を備えたガスタービンを蒸気タービンと組合
せて用いて発電を行なう複合発電プラントに関する。

（従来の技術） タービンエンジン等では、一般に燃焼するガスによって
駆動されるタービン自身が燃焼器へ空気を供給する送風
機、又は圧縮機を駆動する自刃的駆動方式が採用されて
いる。かかるタービンの出力効率を高めるために最も有
効な方法はタービン入口における燃焼ガス温度を高める
ことであるが。

この温度はタービンの翼、特に第１段の動静翼を構成す
る材料の耐熱応力性あるいは高＠酸化、腐食等に耐える
能力により制限される。

そこで従来は、第１８図に示すような翼内部を冷却媒体
で強制的に冷却するインサート・インピンジメント冷却
翼が用いられている。第１８図はタービンの静翼である
。実際には、翼の上下にはシュラウド部が設けられてお
り、これによりケーシング部に取付けられて、環状翼列
を形成する６第１８図にはシュラウド部は示していない
。第１８図において、インサート１０１．１０４内に供
給された冷却媒体はインピンジ孔１０２．１０６より翼
内面を対流冷却し、仕切板１０３に設けられた通過孔１
０５や翼内面とインサニト１０１．１０４で形成される
通路を流れ、最終的に翼後縁部に設けられた細孔１０７
により翼外へ排出される構造になっている。

このような冷却構造によれば、−度インピンジ゛メント
冷却した冷却媒体が仕切板１０３に設けられた通過孔１
０５を通って他のインサートと翼内面で形成される通路
部を流れる為、これがいわゆるクロスフロー（インピン
ジ孔１０４から噴出される冷却媒体とインピンジメント
冷却を終了した冷却媒体の各々の流れの方向がほぼ直交
する。）となってインピンジメント冷却効果を低下させ
る。また、他の問題点として、翼に供給される冷却媒体
はそれぞれのインサート１０１．１０４内へ分けて供給
される為、インピンジ孔１０２の１個当りを流れる量が
少なくなっており、その分冷却効果は小さくなる。

また他の問題点として冷却媒体は全て翼外へ排出される
為、主流ガスと混合して主流ガス温度の低下を招き、タ
ービンの出力効率を下げる等の問題があった。

これらの問題点は特に水蒸気を冷却媒体に用いるような
場合、従来用いられてきた空気と比較して水蒸気は比熱
が大きい為、上述の影響が顕著に現われる為、問題とな
っていた。

（発明が解決しようとする課題） このように従来のタービン冷却翼においては、■　イン
サートインピンジメント冷却要素を少なくとも２つ以上
有する冷却構造では、一方の冷却要素のインピンジ孔か
ら噴出した冷却媒体は他方の冷却要素のインピンジ孔か
ら噴出する冷却媒体に対して全てクロスフローとなり、
他方の冷却要素のインピンジメント冷却効果を低下させ
る。

■　インサートインピンジメント冷却要素を少なくとも
２つ以上有する冷却構造では、各々のインピンジメント
冷却要素へ冷却媒体を分配供給するため、各インピンジ
メント冷却要素を流れる冷却媒体量が減り冷却効果が低
下する。

■　また冷却媒体が全て翼外へ排出されるために主流ガ
スと混合して主流ガス温度の低下を招き。

タービンの出力効率を低下させる問題が生じている。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、上記問題
点の少なくとも一つを解決することによりタービン翼の
冷却効果を向上させ、もってタービンの出力効率を向上
させるひいてはこのタービ、ンを用いた発電プラント全
体の出力効率を向上させることを目的としている。

Ｃ発明の構成〕 （課題を解決するための手段） ■　本発明のタービンの冷却翼にあっては、内部に空洞
が形成された翼本体と、前記空洞内に配設されて、その
内部に冷却媒体を案内し、その周囲に配設されて、前記
冷却媒体を前記空洞内に向けて噴出させる複数のインサ
ートと、これら複数のインサートのそれぞれの前記冷却
孔から噴出した後の冷却媒体を前記翼本体のスパン方向
にそれぞれ案内して流す複数の案内手段と。

から成ることを特徴としている。

さらに、前記複数のインサートの少なくとも一つに冷却
媒体の供給源から冷却媒体を供給し、前記冷却孔から噴
出した冷却媒体を前記インサートに対応する案内手段で
翼本体スパン方向へ案内した後にリターンさせて前記複
数のインサートのうち供給源から冷却媒体の供給されな
いインサート内へ供給することを特徴としている。

また２内部に空洞が形成された翼本体と、前記空洞を翼
本体のスパン方向に沿って翼本体の前縁側、中縁部およ
び後縁側の少なくとも３つの空洞に仕切るための仕切手
段と、前記前縁側の空洞内に配設されて、供給源からそ
の内部に冷却媒体を案内し、その周囲に配設されて、前
記冷却媒体を前記空洞内に向けて噴出させる第１のイン
サートと、この第１のインサートの冷却孔から噴出した
後の冷却媒体を前記翼本体のスパン方向に案内して流す
第１の案内手段と、前記中縁部の空洞内に配設されて、
前記第１の案内手段されてきた冷却媒体をその内部に案
内し、その周囲に配設されて、前記冷却媒体を前記空洞
内に向けて噴出させる第２のインサートと、この第２の
インサートの冷却孔から噴出した後の冷却媒体を前記翼
本体のスパン方向に案内して流す第２の案内手段と、か
ら成ることを特徴としている。

また、前記案内手段で案内された後の冷却媒体を回収す
るための回収手段を設け、この回収手段で回収された冷
却媒体を冷却媒体の供給源へ戻すことを特徴としている
。

■　本発明の複合発電プラントにあっては、ガスを燃料
として駆動されるガスタービンと。

このガスタービンの排ガスエネルギを回収して得た蒸気
で駆動される蒸気タービンと、この蒸気タービンおよび
前記ガスタービンによって駆動される発電機と、を具備
する複合発電プラントにおいて、 前記ガスタービンの動翼あるいは静翼の少なくとも一方
は、内部に空洞が形成された翼本体と、前記空洞内に配
設されて、その内部に前記蒸気タービンで利用される蒸
気を冷却媒体として案内し、その周囲に形成された冷却
孔から前記冷却媒体を前記空洞内に向けて噴出させるイ
ンサートと、前記冷却孔から噴出した後の前記冷却媒体
を前記翼本体のスパン方向に案内して流す案内手段と、 を備えて成り、 前記蒸気タービンから前記インサートへ前記冷却媒体を
供給する冷却媒体供給手段と、前記案内手段で案内され
た前記冷却媒体を前記蒸気タービンへ戻す冷却媒体回収
手段とから成ることを特徴としている。

■　また、本発明のタービンの冷却翼およびこの翼を備
えたガスタービンを利用した複合発電システムにおいて
、 前記インサートの冷却孔から前記空洞内に噴出させた後
の前記冷却媒体の少なくとも一部を前記翼本体外に排出
させるための排出孔を前記翼本体の前縁部あるいは腹側
あるいは背側の少なくとも一つに設は前記案内手段内部
の前記排出孔位置の前記冷却媒体流れの下流領域近傍に
前記案内手段で翼本体のスパン方向に案内される冷却媒
体のスパン方向の流れを抑制するための抑制手段（じゃ
ま板）を設けたことを特徴としている。

（４）　また１本発明のタービンの冷却翼および複合発
電システムにおいて、 前記第１のインサートの前記冷却媒体の流れ最下流部近
傍に前記冷却媒体を噴出させて前記第２のインサートへ
導くためのオリフィス孔を形成あるいは、前記供給源か
ら前記冷却媒体が供給される前記インサートの前記冷却
媒体流れ最下流部近傍に、前記冷却媒体を噴出させて前
記供給源から冷却媒体の供給されない前記インサート内
へ供給するためのオリフィス孔を形成したことを特徴と
している。

さらには、前記第２のインサート内へ新たな冷却媒体を
供給するための補助供給口を設けあるいは、前記供給源
から冷却媒体の供給されない前記インサート内へ新たな
冷却媒体を供給するための補助供給口を設け、これら、
前記補助供給口の先端にノズルを形成し、前記ノズルか
ら噴出させる新たな冷却媒体には冷却液体あるいは湿り
蒸気を用い、これらを前記ノズルから霧状に噴出させて
前記冷却孔から噴出した後の冷却媒体に混合させること
を特徴としている。

（作　用） このように構成されたタービンの冷却翼あるいは複合発
電システムにおいては、次のような作用が得られ。

前述の■のように構成されたタービンの冷却翼において
は、インサート内から噴出してインピンジメント冷却を
した後の冷却媒体は翼のスパン方向に案内されて流れ、
特に冷却要素としてのインサートが複数設けられている
ような場合には、それぞれクロスフローが低減されてイ
ンピンジメント冷却効率が向上する。

また、スパン方向に案内された後の冷却媒体を他の冷却
要素としてのインサート内へ供給するようにしているの
で、それぞれの冷却要素へ別々に冷却媒体を供給する場
合よりも供給する冷却媒体が少なくても冷却効率が向上
する。

さらに案内手段で案内された後の冷却媒体を回収するた
めの回収手段を設けているため、冷却媒体を翼本体外の
主流ガス中に放出することが無く。

主流ガスの温度低下をもたらすことがない。そしてこの
回収した冷却媒体を他のサイクルへ供給すればプラント
全体の効率が向上する。

また前述の■のように構成された複合発電プラントにお
いては、ガスタービンの翼に前述の■の構成の翼を用い
ている。そして、冷却媒体には蒸気タービンに利用され
る蒸気を用いて、この蒸気が冷却のための熱交換を終え
ると再び蒸気タービンへ戻すように構成しているのでプ
ラント全体の効率が向上する。

また前述の■のように構成されたものにおいては、翼本
体の前縁、腹側、背側にフィルム冷却のための排出孔を
設け、案内手段内にスパン方向流れを抑制するためのじ
ゃま板を設けたために、排出孔から噴出する冷却媒体の
流量を適当に確保できて良好なフィルム冷却を実現でき
る。

また、前述の（４）のように構成されたものにおいては
、リターンさせて他の冷却要素たるインサートへ冷却媒
体を導く際に、オリフィス孔を形成して熱交換にまだ寄
与していない比較的低温の冷却媒体を混合させているた
め他のインサートの冷却効果を向上させることができる
。

さらに、他のインサートへ新たな冷却媒体を供給するた
めの補助供給口を設け、その先端をノズル状に形成して
液体、あるいは湿り蒸気をフラッシングさせることによ
って他の冷却要素の冷却効率を向上させることができる
。

（実施例） 以下本発明のタービンの冷却翼について図面を参照して
説明する。

■　実施例１ 斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線切断縦断面図である
。

この翼は、翼本体１と、この翼本体２１に一体に設けら
れた上部シュラウド２および下部シュラウド３とで構成
されている。翼本体１内には、翼本体１のスパン方向に
延びる空洞５、すなわち翼本体１と上下部シュラウド２
，３で囲まれた空間が形成されている。

この空洞５内には、翼の前轍部側に挿設され供給源から
の冷却媒体を内部に案内するための案内筒としての第１
のインサート６と翼の後縁部側に挿設される同じく案内
筒としての第２のインサート７とが設けられている。こ
れら第１及び第２のインサート６．７は上下部シュラウ
ｌ：′２，３に固定されている。

一方、第１及び第２のインサート６．７の周囲には、冷
却孔８，９が各々複数穿設されている。

上部シュラウド２の上方に設けられた冷却媒体供給口１
７．１８から冷却媒体は、各々第１及び第２のインサー
ト６．７内に供給され、翼本体１のスパン方向に案内さ
れなから冷却孔８，９から噴出し、翼本体１の内面をイ
ンピンジメント冷却する。

また、上部シュラウド２からは第１のインサート６と第
２のインサート７とを翼の前縁部側と後縁部側に隔てる
ための仕切板１０が翼のスパン方向に延出している。ま
た、第１のインサート６からは突壁６ａ、　６ｂが突設
しており、この突壁６ａ、　６ｂは仕切板１０に当接し
、突壁６ａ、６ｂと仕切板１０とで囲まれた案内手段た
る第１の回収通路１２が形成されている。この第１の回
収通路１２は翼のスパン方向に延びるもので、突壁６ａ
、６ｂに形成された回収小孔１３ａ、　１３ｂからイン
ピンジメント冷却後の冷却媒体が第１の回収通路１２内
へ流入するように構成されている。

同様に第２のインサート７からは突壁７ａ、７ｂが突設
しており、この突壁７ａ、７ｂは仕切板１０に当接し、
突壁７ａ、７ｂと仕切板とで囲まれた案内手段たる第２
の回収通路１４が形成されている。この第２の回収通路
１４も翼のスパン方向に延びるもので、突壁７ａ、７ｂ
に形成された回収小孔１５ａ、　１５ｂからインピンジ
メント冷却後の冷却媒体が第２の回収通路１４内へ流入
するように構成されている６すなわち、第１のインサー
ト６の冷却孔８から噴出した冷却媒体は、翼内面をイン
ピンジメント冷却し、その後翼本体２１の内面と第１の
インサート６の外面との隙間を翼のコード方向に沿って
流れて、翼内面を対流冷却し、第１の回収通路１２内に
流入して翼のスパン方向に沿って流れる。

同様に第２のインサート７の冷却孔９から噴出した冷却
媒体は、翼内面をインピンジメント冷却し、その後、翼
本体２１の内面と第１のインサート６の外面との隙間を
翼のコード方向に沿って流れて、翼の内面を対流冷却し
、第２の回収通路１４内に流入して翼のスパン方向に沿
って流れる。

これら第１及び第２の回収通路１２．１４に集められた
冷却媒体は回収通路１２．１４に連通し、下部シュラウ
ド３に設けられた回収口２０を通して回収される。

なお、供給口１９から供給される冷却媒体は翼の最後縁
部を冷却する目的で形成された冷却通路２３に案内され
、翼後縁に形成された細孔２４から噴出し、主流ガスへ
排出される。

以上のように構成された第１の実施例のタービン冷却翼
によれば次のような作用・効果が得られる。

第１および第２のインサート６．７により構成される２
つの冷却要素に供給される冷却媒体は各々翼の前縁部と
後縁部をインピンジメント冷却し、その後、冷却媒体は
翼内面を対流冷却するが、各々第１の回収通路１２．第
２の回収通路１４に集められる。このように一方の冷却
要素に供給された冷却媒体は他方の冷却要素のインピン
ジメント冷却の冷却媒体に対してクロスフローとならな
い。したがって、各々の冷却要素の冷却効率を低下させ
ることがない。

また一つの冷却要素内でも翼のスパン方向のクロスフロ
ーが低減されるため冷却効率が向上する。

また、第１および第２の回収通路１２．１４により集め
られた冷却媒体は下部シュラウド３に設けられた回収口
２０から回収されて主流ガス中には放出されないため主
流ガス温度の低下をもたらすことはない。なお、細孔２
４から放出される冷却媒体の量は少ないため影響はほと
んどない。

次に第３図は、本発明の第１の実施例における第１の変
形例を示している。

この変形例が第１図に示す構成と異なる箇所は。

第１および第２のインサート６．７の冷却孔８゜９から
翼の内面をインピンジメント冷却、さらに゛は対流冷却
した後の冷却媒体を回収するための回収筒２７を設けた
ことにある。

この回収筒２７はその内部に先の第１および第２の回収
通路１２．１４に相等する回収通路２８を有している。

つまり、第１および第２のインサートの冷却孔８．９か
ら翼の内面をインピンジメント冷却し、その後、翼内面
と、第１および第２のインサート６・、７との隙間をコ
ード方向に流れて翼内面を対流冷却した後の冷却媒体は
、回収筒２７の側面に設けられた回収小孔２９から回収
通路２８内へ流入し回収される。

このように冷却媒体回収の目的で回収筒２７を設けても
先の実施例と同等な作用効果が得られる。

さらに第４図は、本発明の第１の実施例の第２の変形例
を示している。

この変形例が第１図に示す構成と異なる箇所は、第１お
よび第２の回収通路１２．１４で回収された冷却媒体を
下部シュラウド３の冷却に再利用して翼本体２１外へ放
出させるようにしたことである。

第１および第２の回収通路１２．１４で回収された冷却
媒体は、下部シュラウド３内の小孔３０から下部シュラ
ウド３内の空間３１へ噴出されて下部シュラウド３壁を
インピンジメント冷却した後に、下部シュラウド３壁に
設けられた細孔３２ａ、　３２ｂから主流ガス中へ放出
される。

この変形例においても先の実施例と同様に回収通路１２
．１４が設けられているため、クロフローが防止でき各
々冷却要素のインピンジメント冷却効果が向上する。

この変形例では冷却媒体の最終的な回収はなされていな
いが、本来、本願発明のガスタービン冷却翼が冷却媒体
の回収を目的としたのは次のような理由からである。

本発明のタービンの冷却翼は主にガスタービンに用いら
れ、またガスタービンを利用して発電を行なう場合、近
年では液化天然ガス（ＬＮＧ）を燃料としてガスタービ
ンを駆動するとともにガスタービンの排ガスエネルギを
回収して得た水蒸気で蒸気タービンを駆動し、この蒸気
タービンとガスタービンとで発電機を駆動するようにし
た、いわゆる複合発電方式を採用する傾向にある。この
複合発電方式を採用すると、従来の蒸気タービン単独の
場合の熱効率４０％に比べ約４４％と熱効率を大幅に向
上させることが可能となる。

このような複合発電プラントにおいて、最近ではさらに
、液化天然ガス（ＬＮＧ）専焼から液化石油ガス（ＬＰ
Ｇ）との両用を図ったり、ＬＮＧ。

ＬＰＧの混焼の実現によって、プラント運用の円滑化、
経済性の向上化を図ろうとする考えもある。

ところで、このような複合発電システムは例えば第５図
に示すように構成される。第５図は、軸コンバインドプ
ラントの概略構成を示すものである。

第５図において一軸コンバインドサイクルの概略動作を
説明すると。

まず空気は吸気フィルタと吸気サイレンを通って空気圧
縮機に入り空気圧縮機は、空気を圧縮し圧縮空気を燃焼
器へ送る。

そして、燃焼器では、この圧縮空気の中に燃料が噴射さ
れ燃焼して高温ガスを作りこの高温ガスは、タービンで
仕事をし動力が発生するゆタービンから排出された排気
は、排気サイレンサを通って排熱回収熱交換器（ＨＲ８
Ｇ）へ送られこのＨＲ５Ｇでは、ガスタービン排気中の
熱エネルギーを回収して高圧および低圧の蒸気を発生す
る。

ＨＲ８Ｇで発生した高圧および低圧の蒸気は蒸気タービ
ンへ送られ仕事をし動力を発生し、一方ＨＲ８Ｇを出た
排ガスはダクトを通って煙突から大気へ放出される。

また、蒸気タービンを出た蒸気は、復水器に流入し、真
空脱気されて復水になり、復水は、復水ポンプで昇圧さ
れ給水となってＨＲ８Ｇへ送られる。

そして、ガスタービンと蒸気タービンは夫々、発電機を
その両軸端から駆動して１発電が行なわれる。

このような複合発電に用いられるガスタービン翼の冷却
には、冷却媒体として蒸気タービンで利用される蒸気を
用いることが考えられる。

一般には翼の冷却媒体としては空気が用いられているが
、蒸気は空気と比較して比熱が格段に大きく、また重量
が軽いため冷却効果は大きい。しかし、比熱が大きいた
めに冷却に利用された蒸気を主流ガス中に放出すると主
流ガスの温度低下がはげしくプラント全体の効率を低下
させることになる。

したがって、本発明の複合発電プラントでは第６図（第
５図の模式図として示す）に示すように蒸気タービン内
の比較的低温（例えば約８００℃程度）の蒸気をガスタ
ービン翼の冷却媒体供給口から供給し、翼本体を冷却、
熱交換して比較的高温（例えば約９００℃程度）になっ
た冷却媒体を回収して蒸気タービンに戻すように構成し
て、主流ガス温度（約り３００℃〜１５００℃程度）の
低下を防止すると共に蒸気タービンの効率向上、ひいて
はプラント全体の効率を向上させている。

以上のような理由から冷却媒体としての蒸気を回収する
構成としているのである。

ところで、冷却媒体として一般の空気を利用した場合に
は蒸気と比較して比熱が小さいため主流ガス中に放出さ
れても影響は小さい。そこで第４図に示すように冷却媒
体を主流ガス中に放出する構成では、冷却媒体に空気を
用いた方が主流ガス温度低下の影響が防止できる。

■　実施例２ 次に第７図乃至第１０図は、本発明のガスタービン冷却
翼の第２の実施例を示すもので、第１の実施例と同一部
分あるいは相等する部分には同一符号を付してその詳し
い説明は省略する。

なお、第７図は、第２図同様に概略縦断面図、第８図は
第７図におけるＢ−Ｂ線切断横断面図である。

この第２の実施例が第１の実施例と異なる特徴箇所は、
第１あるいは第２のインサート６．７の一方に案内され
インピンジメント冷却を終えた冷却媒体を第１あるいは
第２の一方の回収通路１２゜１４で翼のスパン方向へ案
内し、翼端近傍まで案内した後にリターンさせて、第１
あるいは第２の他方のインサート６．７へ案内し、この
他方のインサート６．７に設けられたインピンジメント
冷却孔８，９から冷却媒体を噴出させてインピンジメン
ト冷却をさせた後に、第１あるいは第２の他方の回収通
路１２．１４で回収し、この回収された冷却媒体をプラ
ントの他のサイクルへ戻すように構成したことにある。

第７図と第８図を参照して第２の実施例を説明する。

第７図は、翼の構造を理解しやすく表現するために翼ス
パン方向の断面を説明用に変形して記載した図であり、
第８図は翼のコード方向断面図である。

翼本体１内には翼本体１のスパン方向に延びる空洞５、
すなわち翼本体１と上下シュラウド２゜３で囲まれた空
間が形成されている。

この第２の実施例では、冷却媒体の供給口３８が１つだ
け設けられており、この供給口３８は第１の実施例の供
給口１７．１８を合せたものであり、供給口３８は２つ
の供給流路３８ａ、　３８ｂに分流している。

供給流路３８ａは、空洞５内の翼前縁部（なお、第６図
以降は翼の前縁と後縁が第２図と左右逆に描かれている
。）に挿設され冷却媒体を内部に案内するための案内筒
としての第１のインサート６に連通している。

一方供給流路３８ｂは空洞５内の翼後縁部に形成された
冷却通路２３に連通しており、この冷却通路２３内を対
流して翼の後縁部を冷却した後、翼後縁に形成された細
孔２４から噴出し、主流ガス中へ排出される。この排出
される冷却媒体の量は少ないため（主流ガス流量の１．
５％程度を越えない）主流ガス温度の低下にはさほど影
響を与えない。

ところで、供給口３８から供給された冷却媒体のほとん
どは供給流路３８ａから第１のインサート６内へ案内さ
れる。そして、第１のインサート６の周囲に複数穿設さ
れた冷却孔８から噴出し翼本体１の内面をインピンジメ
ント冷却する。

翼本体１の前縁側には仕切板１０が設けられており、こ
の仕切板１０と第１のインサート６の凹部６ｃとで第１
の回収通路１２が形成されており、第１のインサート６
の冷却孔８から噴出してインピンジメント冷却した後の
冷却媒体は、空洞５と第１のインサート６で形成される
隙間を翼のコード方向に短い距離流れて、第１のインサ
ート６および凹部６ｃに形成された回収小孔１３から第
１の回収通路１２内へ流入する。この第１の回収通路１
２に流入した冷却媒体は翼のスパン方向へ案内されて、
下部シュラウド３近傍まで流れる。

下部シュラウド３には、第１の回収通路１２で案内され
てきた冷却媒体をリターンさせて第２のインサート７内
へ流入させるリターン部４０が設けられている。

このリターン部４０でリターンされた冷却媒体は第２の
インサート７内（仕切板１０と第２のインサート７で囲
まれる通路）を案内されて上部シュラウド２方向へ流れ
る。

この第２のインサート７の周囲にも複数の冷却孔９が穿
設されており、この冷却孔９から噴出した冷却媒体は翼
内面をインピンジメント冷却する。

また、第２のインサート７の翼後縁側には円筒部７ｃが
形成されており、この円筒部７ｃ内が第２の回収通路１
４を形成している。この第２の回収通路１４には１円筒
部７ｃに穿設されている回収小孔１５から冷却媒体が流
入し、流入した冷却媒体は第２の回収通路１４内を翼ス
パン方向へ流れて、この第２の回収通路１４に連通ずる
回収口２０へと回収され、例えばプラントの他のサイク
ルへ戻される。よって、プラント全体の効率向上が望め
る。

このような冷却構造によれば第１のインサート６内から
翼内面をインビンプラント冷却した冷却媒体（蒸気）は
翼コード方へ流れ、翼スパン方向に伸びる第１の回収通
路１２へ導かれ、この部分で蒸気が一度回収され翼縁部
（下部シュラウド３に設けられたリターン部４０）でリ
ターンし、第２のインサート７内へ供給され、ここでさ
らに翼内面をインピンジメント冷却する。熱交換を終え
た蒸気は翼コード方向へ流れ、翼スパン方向に伸びる第
２の回収通路１４によって蒸気を回収され翼外部の蒸気
サイクルへ戻すことが可能となる。

したがってこの翼のインサート・インピンジメント冷却
部では翼内面と各インサート６．７間の隙間を流れる蒸
気は第１あるいは第２の回収通路へ向って流れる（コー
ド方向へ短い距離流れる）だけであり、翼スパン方向へ
流れる、いわゆるクロスフローが無くなりインピンジメ
ン１〜冷却効果は増大する。

又冷却要素をリターン部４０によって連結している為に
、各冷却要素に冷却媒体を分配するものより一個当りの
冷却要素を流れる蒸気量を多くすることが可能となり、
このことが対流冷却効果の大幅な向上にも役立つ。さら
に冷却に用いた蒸気は回収口２０によって回収できる為
、主流ガス温度の低下を招くこともなく、又回収した蒸
気を他の蒸気サイクルへ戻すことによりタービンのプラ
ント効率の大幅な向上が可能となる。

次ｔこ第９図は、本発明の第２の実施例における第１の
変形例を示すものである。

この変形例が第８図に示す構成と異なる箇所は。

第２の回収通路１４を仕切板１０と第２のインサート７
の凹部７ｄとで囲まれる空間で形成したことにある。

このような位置に第２の回収通路１４を形成することに
よって翼の後縁側の仕切板１１近傍の翼の腹側、背側の
冷却効果の向上が望める。

また図示は省略するが、冷却媒体の一部を翼面フィルム
冷却として用いて冷却効率を向上してもよい。

次に第１０図は、本発明の第２の実施例における第２の
変形例を示すものである。

この変形例が第７図に示す構成と異なる箇所は供給口３
８から供給された冷却媒体を供給流路３８ａを通して第
２のインサート７に最初に案内したことにある。第２の
インサート７の冷却孔９から噴出し、翼内面をインピン
ジメント冷却した後の冷却媒体は第２の回収通路１４に
回収されて翼のスパン方向に沿って流れ、下部シュラウ
ド３に形成されたリターン部４０でリターンフローとな
り、第１のインサート６内を流れて、冷却孔８から噴出
して翼内面をインピンジメント冷却し、その後冷却媒体
は第１の回収通路■２に回収すれて回収口２０から回収
される。

このように、第１あるいは第２のインサート６゜７のど
ちらに先に冷却媒体を流してもよい。このことは、本発
明のどの実施例においても当然適用できる事項である。

■　実施例３ 次に第１１図乃至第１４図は、本発明のタービン冷却翼
の第３の実施例を示すもので、第１および第２の実施例
と同一部分あるいは相等する部分には同一符号を付して
その詳しい説明は省略する。

この第３の実施例は、第１あるいは第２のインサート６
．７のどちらか一方に供給された後の冷却媒体を回収し
て第１あるいは第２のインサート６．７の他の一方に導
く点では、第２の実施例と共通している。

この第３の実施例を第１１図と第１２図を参照して説明
するが、第７図および第８図に示す第２の実施例と異な
り最も特徴とする箇所は４箇所である。

第１に、翼本体１の側面に排出孔４１．４２．４３を設
けたことである。翼本体１の最前縁部には排出孔４１が
、前縁側の腹側には排出孔４２が、また前縁側の背側に
は排出孔４３がそれぞれ複数設けられている。

第２に、この翼本体１の側面に設けられた各々の排出孔
４１．４２．４３から、インピンジメント冷却後の冷却
媒体が翼外に排出しやすくするために冷却媒体のスパン
方向の流れを各々の排出孔４１．４２゜４３の近傍のみ
で阻止するためにリブ状に形成されたじゃま板４４．４
５．４６を各々取付けたことにある。

第３に、第１あるいは第２のインサート６．７のうち最
初に冷却媒体が供給される方のインサートの冷却媒体の
流れ下流部にオリフィス孔４７を設けたことである。

第４に、第１および第２のインサート６．７の形状をそ
れぞれのインサート６．７の冷却媒体の流れ下流部で流
路面積が狭くなるようにそれぞれのインサート６．７を
テーパ形状に形成したことである。

その他細かい箇所として、上部シュラウド２および下部
シュラウド３を冷却するために各々空間’２ａ、　３ａ
を形成し、空間２ａには供給口４８から冷却媒体を供給
し、空間３ａには冷却通路２３の最下流に形成された小
孔４９から冷却媒体を供給するように構成されている。

そしてこれら空間２ａ、３ａで上、下部シュラウド２，
３を冷却した後の冷却媒体は主流ガス中に放出される。

第１に示したように、翼本体１の側面に排出孔４１、４
２．４３を設けたことにより、この排出孔４１゜４２、
４３から排出された冷却媒体は、翼本体１の表面を前縁
から後縁へ向かって流れて表面をフィルム冷却する。こ
のフィルム冷却効果により翼の冷却効率が向上する。

第２に示したように翼表面をフィルム冷却するための排
出孔４１．４２．４３の近傍の第１の回収通路１２内に
翼のスパン方向の流れを阻止するじゃま板４４、４５．
４６を設けたために、排出孔４１．４２．４３の近傍で
はスパン方向の速度成分が小さくなり、排出孔４１．４
２．４３から排出される冷却媒体の流量が適当に制御さ
れてフィルム冷却効率の向上が望める。

また、第３に示したように冷却媒体が最初に供給される
例えば第１のインサート６の最下流部にオリフィス孔４
７を設けたため、オリフィス孔４７から供給されるイン
ピンジメント冷却に寄与しなかった低温の冷却媒体が第
２のインサート７に供給されるため、第２の冷却要素の
冷却効率を格段に向上させることが可能となる。

さらに、第４図に示したように、第１あるいは第２のイ
ンサート６．７の形状を流れの下流で流路面積が狭くな
るようにテーパ形状とすることにより、各々のインサー
ト６．７内を流れる冷却媒体の流速を上流、下流でほぼ
一定とすることができ、翼の先端あるいは根元部での冷
却効果のばらつきを抑制できる。

以上のように、本発明の第３の実施例によれば、第１の
インサート６内から噴出して翼内面をインピンジメント
冷却した冷却蒸気は翼内壁とインサート６で形成される
スパン方向の広がり通路を通過し、一部は翼側面の排出
孔４１．４２．４３からフィルム吹き出されるものの大
部の冷却蒸気は第１の回収通路６により翼端部に集めら
れる。この部分ではインサート６の先端蓋に設けられた
オリフィス孔４７から供給される冷却に寄与しなかった
低温の冷却蒸気と混合し、リターンする。このような構
造にすることにより先の実施例と同様にインサート・イ
ンビンジメント冷却で熱交換を終えた冷却蒸気のスパン
方向の流れ、いわゆるクロススローの流速増加を抑える
ことが可能であり、クロスフローの影響によるインピン
ジメント対流冷却効果の低下を防ぐことができる。又、
オリフィス孔４７から供給される冷却に寄与しなかった
低温の冷却蒸気と、第１の冷却要素で熱交換を終えた比
較的高温の冷却蒸気を混合することにより、第２の冷却
要素（第２のインサート７）に供給される冷却蒸気の温
度を下げることが可能となる。又翼側面からのフィルム
冷却を行っているフィルム冷却孔４１．４２．４３近傍
に翼スパン方向の流れを阻止するじゃま板を設けること
により、スパン方向の速度成分を小さくし、適正な流量
配分を可能にすると共にクロス・フローによる対流冷却
によって高温になった冷却蒸気をフィルム冷却に用いな
くてもよいことになる。

さらにリターンした冷却蒸気は第２のインサート内へ供
給され、ここで再びインピンジメント冷却され、上述の
第１の冷却要素と同じような作用。

効果を得なから最終的には、熱交換を終えて蒸気回収口
１２に集められ翼外部へ回収され、他の蒸気サイクルへ
戻される。従って冷却に用いたほとんどの蒸気は蒸気回
収管によって回収できる為、主流ガス温度の低下を招く
こともなく、又回収した蒸気を他の蒸気サイクルへ戻す
ことによりタービンのプラント効率の大幅な向上が可能
となる。

なお、第３の実施例において上記のように説明した第１
乃至第４の特徴箇所はじゃま板４４．４５゜４６を排出
孔４１．４２．４３と組合せて適用する以外は、それぞ
れ単独の構成で用いても効果が認められるため、それぞ
れ少なくとも１つ備えた構成であればよいことは明白で
ある。

次に第１３図は、本発明の第３の実施例における第１の
変形例を示すものである。

この変形例が先の第１１図に示す構成と異なる箇所は２
箇所有る。

まず第１に、第２の冷却要素としての第２のインサート
７に直接冷却媒体を供給するための補助供給口５０を設
けたことである。

次に第２に、下部シュラウド３内に形成された空間３ａ
に直接冷却媒体を供給するための補助供給口５１を設け
たことである。

第１に示したように、補助供給口５０を設けたことによ
り次のような作用・効果が得られる６つまり、第２のイ
ンサート７には、第１のインサート６から翼内面をイン
ピンジメント冷却とだ後の冷却媒体（この実施例では第
１のインサート６の先端にオリフィス孔４７を設けて冷
却に寄与しない冷却媒体と混合している）がリターン部
４０でリターンされて供給されており、第１の冷却要素
よりも第２の冷却要素の方が冷却効率が低下することが
予想される。したがって、低温の冷却媒体（低温の空気
、水、蒸気等）を追加供給することにより、第２の冷却
要素（第２のインサート７）に供給する冷却媒体の温度
を低下させて翼全体の冷却効率の向上を図ったものであ
る。

また、同様に補助供給口５１を設けて新たな低温の冷却
媒体を下部シュラウド３の空間３ａに供給して下部シュ
ラウド３の冷却効果を向上させている。

これらの補助供給口５０．５１はもちろん一つの供給口
から分流させて供給してもよい。

次に第１４図は１本発明の第３の実施例における第２の
変形例を示すものである。

この変形例が先の第１３図に示す構成と異なる箇所は、
第２のインサート７に冷却媒体を直接供給する補助供給
口５０の先端にノズル５２を形成したことにある。

このノズル５２を設けたことにより補助供給口５０から
液体やしめり蒸気を供給する場合に霧状に吹き込む（フ
ラッシング）ことが可能となり冷却蒸気との混合が良好
に行なえる。なお、このように液体（水）やしぬり蒸気
を補助供給口から供給することによって、顕熱だけでな
く相変化に伴なう潜熱による冷却効果も期待できるため
、少ない補助供給量で効率良く冷却媒体（蒸気）を冷却
することができ、翼の冷却効率が格段に向上する。

（４）実施例４ 次に第１５図と第１６図は、本発明のガスタービン冷却
翼の第４の実施例を示すもので、第１乃至第３の実施例
と同一部分あるいは相等する部分には同一符号を付して
その詳しい説明は省略する。

この第４の実施例の最も特徴とする箇所は、先の実施例
で示した、第１あるいは第２の回収通路１２．１４の少
なくとも一方の回収通路内を翼スパン方向に延びて形成
されるリブ６０．６１で仕切り、複数の独立した第１あ
るいは第２の回収通路１２．１４を形成して、冷却媒体
をチャネル流れとしたことにある。

第２の特徴としては、翼の後縁に設けられた冷却通路２
３内にタービュレンス・プロモータ突起壁６０、６１を
形成し、この突起壁は各々翼スパン方向およびコード方
向に平行、すなわち直交させて配置し、冷却媒体の流れ
方向と突起壁の延びる方向を常に直交させるようにした
ことにある。

第１５図を参照して詳細な説明を行なう。

この第４の実施例では第１の冷却要素である第１のイン
サート６へ供給された冷却媒体（蒸気）は冷却孔８から
翼本体１の内壁面へ向って噴出され、翼内面はインピン
ジメント冷却される。ここで上記翼内壁面と第１のイン
サート６で形成される空間には、翼スパン方向に伸びる
複数のリブ６０が設けられており、前記空間はこの複数
のリブ６０で仕切られ、それぞれ独立した第１の回収通
路１２が形成されて冷却媒体はチャネル流れを形成する
。

第１のインサート６面には単数の冷却孔８列や複数の冷
却孔８列が配設されている。独立した複数の第１の回収
通路１２内を流れる冷却蒸気は翼内面をインピンジメン
ト冷却した後、翼スパン方向へ流れ翼端へ達する。

同様に第２のインサート７へ供給された冷却蒸気は冷却
孔９から翼本体１の内壁面へ向って噴出され、インピン
ジメント冷却される。ここで上記内壁面と第２のインサ
ート７で形成される空間は。

翼スパン方向に伸びる複数のリブ６１で仕切られ。

それぞれ単列の冷却孔９列を有する第２のインサート７
面に独立した複数の第２の回収通路１４が構成されてい
る。これら独立した第２の回収通路１４内を流れる冷却
蒸気はインピンジメント冷却した後、翼スパン方向へ流
れ翼端へ達する。

一方、翼後縁側の冷却にはタービュレンス・プロモータ
６３．６４と細孔６５の組合せによる強制対流冷却構成
が用いられている。ここで上記タービュレンス・プロモ
ータ６３．６４の突起壁は冷却媒体の供給口１７近傍で
は翼コード方向と平行に、また細孔６５近傍では翼スパ
ン方向と平行に配設され、この部分を流れる冷却媒体と
直交するようになっている。このようにタービュレンス
・プロモータ６３゜６４の配置を工夫して常に突起壁が
冷却媒体の流れ方向と直交するようにしている。そして
これら三つの冷却要素は翼本体１内に設けられた仕切板
１０゜１１によって分割構成される。

第１５図は、第１，２の冷却蒸気供給口１７．１ｇ。

後縁部冷却媒体供給口１９や蒸気回収口２０及びインサ
ート・インピンジメント冷却構成、翼後縁部の冷却構成
を示す縦断面図である。

供給口１７．１８から第１．第２のインサート６゜７へ
供給された冷却蒸気はインピンジメント冷却された後、
リブ６０．６１により独立して複数形成された第１およ
び第２の回収通路１２．１４で翼スパン方向に案内され
下部シュラウド３内に設けられた空隙１３へ導かれ合流
し、蒸気回収口２０によって翼外部へ回収される。一方
、翼後縁部の冷却には、後縁部側の冷却媒体の供給口１
９から冷却媒体が冷却通路２３内のタービュレンス・プ
ロモータ６３．６４へ供給され細孔６５から主流ガス中
へ混入される。

又、翼有効部は上下部シュラウド２，３によって支持固
定される構造になっている。又、第４の実施例の変形例
として図示はしてないが、蒸気冷却される翼面にフィル
ム孔列を形成して蒸気の一部をフィルム冷却する構成を
用いたり、インサート・インピンジメントの冷却要素を
通過する冷却蒸気を下部シュラウド３内にリターン部４
０を設けて翼端でリターンさせて１パスの冷却通路を形
成したりすることは自由である。又、翼後縁部の冷却要
゛素として全てをタービュレンス・プロモータ壁で構成
したり、細孔冷却の代わりとしてピンフィン冷却等を用
いてもいっこうにかまわない。

このような冷却構造によればインピンジ孔から吹き出た
蒸気は、リブ６０．６１により複数の独立した第１およ
び第２の回収通路１２，１４内を流れてインピンジメン
ト冷却すると共に仕切板を構成するリブ６０．６１が翼
の冷却に大きく寄与し、従来のような、内部のクロス・
フローによる対流冷却効果の低下をなくすことが可能と
なる。

又、上記独立した複数の第１あるいは第２の回収通路１
２．１４内においては独立した回収通路間のクロス・フ
ローはなくなるため、各回収通路１２゜１４に配列され
ているインピンジメント孔（冷却孔８．９）の孔径、孔
ピッチ等を変えて、独立した回収通路各部の蒸気量を自
在に変えることが可能となる。このことは翼のコード方
向の温度制御を可能にするため、翼各部で冷却効果を大
きくしたい部分とそうでない部分に対応した流れを作る
ことができ、翼面の温度分布を均一に保つことができる
し、温度差による熱応力発生も極力小さくすることがで
きる。そしてこれらインピンジメント冷却を終えた高温
の蒸気は下部シュラウド３内に設けられた回収口２０に
よって回収され、翼外部の蒸気サイクルへ戻すことによ
りシステム全体の熱サイクル効率を向上させることがで
きる。

さらに、翼後縁部の冷却の一部にタービュレンス・プロ
モータ６０．６１を用いる場合、冷却媒体の供給口１９
近傍ではその流れ方向の主成分は翼スパン方向（第１６
図中矢印Ａ）であり、翼後縁の吹き出し部（細孔２４）
に近いところでは翼コード方向（第１６図中矢印Ｂ）へ
流れるために、上記タービュレンス・プロモータ６０．
６１の突起壁を各々の冷却媒体の流れに直交するように
各々直交させて配置した。このように構成することによ
り、タービュレンス・プロモータ６０．６１による強制
対流冷却効果をさらに向上させることが可能となる。こ
のことは翼後縁から吹き抜ける冷却媒体の流量を極力少
なくして冷却効率を向上させることができると共に、主
流ガスとの混合による主流ガス温度低下も抑えることが
可能となる。従ってこのような良好な冷却効果を示す冷
却翼を用いることにより、タービン全体のプラント効率
の大幅な向上が可能となる。

■　実施例５ 次に第１７図と第１８図は、本発明のタービンの冷却翼
の第５の実施例を示すもので、第１乃至第４の実施例と
同一部分あるいは相等する部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。

この第５の実施例の最も特徴とする箇所は、比熱の大き
い冷却蒸気は回収できるような構成とし、比熱の小さい
冷却空気は主流ガス中へ放出するようにしたことである
。

第１７図を参照して詳細を説明する。

この実施例では翼の上部シュラウド２の上方に設けられ
た蒸気の供給口１７から、翼内部の第１インサート６内
へ冷却蒸気が蒸気サイクルより供給される。上記冷却蒸
気は冷却孔８から翼本体１の内壁面へ向って噴出され、
インピンジメント冷却した後、翼内壁面と上記第１のイ
ンサート６で形成される空間を翼スパン方向へ向って流
れる。舊スパン方向に伸びる複数のリブ６０は複数の独
立した第１の回収通路１２形成の為の仕切壁として働く
。

インピンジメント冷却により熱交換を終えた冷却蒸気は
複数の独立した第１の回収通路１２に案内されて下部シ
ュラウド３部へ設けられた蒸気回収口２０によって翼外
へ回収され、他の蒸気サイクルへ戻される。一方、上部
シュラウド２の上方へ設けられた別の空気の供給口１８
からは第２のインサート７へ空気が供給される。上記冷
却空気は冷却孔９から翼本体１の内壁面へ向って噴出さ
れ、インピンジメント冷却した後、翼後縁部の冷却要素
間を分けている仕切壁１１に設けられている通過孔７゜
を通って、翼後縁部のピンフィン７１冷却部へ達する。

この区間第２のインサート７内部を除いて、はぼ冷却空
気の流れは翼スパン方向である。熱交換を終えた冷却空
気は翼後縁から主流ガス中へ混入される。蒸気冷却と空
気冷却は仕切壁１ｏによって分けられる。第１７図は、
翼内壁と第１のインサート６で形成されるリブ６０の構
成、各冷却要素を仕切る仕切壁１０．１１の構成、翼後
縁部のインサート・インピンジメント冷却とピンフィン
冷却構成をそれぞれ示している縦断面図である。

また第５の実施例の変形例として図示はしてないが、蒸
気及び空気冷却される翼面にフィルム孔列を形成して冷
却媒体の一部をフィルム冷却したり、インサート・イン
ピンジメントの冷却要素を通過する冷却蒸気を翼端のシ
ュラウド部でリタ−ンさせて、さらに同様のインサート
・インピンジメント冷却要素へ連絡するような構造でも
いつこうにかまわない。

このような冷却構造によれば、水蒸気が供給される第１
のインサート６部ではインピンジメント冷却された冷却
蒸気は翼内面とインサート６で形成される通路をスパン
方向へ流れ、翼端に設けられた回収筒によって翼外部へ
回収される。又空気が供給される第２のインサート７部
ではインピンジメント冷却された冷却空気は翼内面とイ
ンサート７で形成される通路をコード方向へ流れ、翼後
縁部の冷却要素、例えばピンフィン冷却等へ連通してお
り、この部分を対流冷却した後、翼後縁から主流ガス中
へ混入される。このようにすることにより、空気と比較
して比熱が大きい水蒸気を翼外へ回収して、他の蒸気サ
イクルへ戻すことによりシステム全体の熱サイクル効率
を向上させることができる。又、翼の冷却に全て空気を
用いたものと比較すると、本発明の翼では使用する空気
の量を相当減らすことが可能であり、これが空気と主流
ガスとの混合による主流ガス温度低下を極力抑えること
が可能となる。従ってこのような良好な冷却効果を示す
冷却翼を用いることにより、タービン全体のプラント効
率の大幅な向上が可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して用いることができ
る。

当然上記実施例をそれぞれ組合せることもできる。

また、その用途もタービンの翼で冷却を必要とするもの
であれば何にでも適用できるものであるが、特にコンバ
インドサイクル発電用のガスタービンや石炭ガス化発電
用のガスタービンに適用することにより、より一層の効
果が得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、タービンの翼の冷
却において、冷却媒体のクロスフローが低減するため冷
却効率が向上する。

また、冷却に用いた冷却媒体を回収する場合には主流ガ
スの温度低下が防止できると共に回収した冷却媒体を他
のサイクル、特に複合発電プラントにおいては、冷却蒸
気を蒸気タービンへ戻すようにすればプラント全体の効
率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明のタービンの冷却翼の第１の実
施例を示す翼の概略斜視図と第１図におけるＡ−Ａ線切
断の縦断面図、第３図と第４図は本発明のタービンの冷
却翼の第１の実施例の変形例を示す翼の概略斜視図と縦
断面図、第５図は周知の複合発電プラントの概略構成図
、第６図は本発明のタービンの冷却翼を複合発電プラン
トに適用した場合の要部をさらに簡略化して示す構成図
。 第７図と第８図は本発明のタービンの冷却翼の第２の実
施例を示す概略縦断面図と第７図におけるＢ−Ｂ線切断
の横断面図、第９図は本発明の第２の実施例の第１の変
形例を示すタービン冷却翼の横断面図、第１０図は本発
明の第２の実施例の第２の変形例を示すタービンの冷却
翼の縦断面図、第１１図と第１２図は本発明のタービン
の冷却翼の第３の実施例を示す縦断面図と横断面図、第
１３図は本発明の第３の実施例の第１の変形例を示すタ
ービンの冷却翼の縦断面図、第１４図は本発明の第３の
実施例の第２の変形例を示すタービンの冷却翼を示す縦
断面図、第１５図と第１６図は本発明のタービンの冷却
翼の第４の実施例を示す横断面図と縦断面図、第１７図
と第１８図は本発明のタービンの冷却翼の第５の実施例
を示す横断面図と縦断面図、第１９図は従来のタービン
の冷却翼の概略構成を示す横断面図である。 １・・・翼本体　　　　　　２・・・上部シュラウド３
・・・下部シュラウド　　５・・・空洞６・・・第１の
インサート　７・・・第２のインサート８・・・冷却孔
　　　　　　９・・・冷却孔１０・・・仕切板（仕切手
段）１１・・・仕切板（仕切手段）１２・・・第１の回
収通路（案内手段）１３・・・回収小孔 １４・・・第２の回収通路（案内手段）１５・・・回収
小孔　　　　　１７．１８．１９・・・供給口２０・・
・回収口　　　　　　２３・・・冷却通路２７・・・回
収筒（案内手段） ２８・・・回収通路（案内手段） ２９１１０回収小孔　　　　　３８・・・供給口４０・
・・リターン部　　　　４１．、４２．４３・・・排出
孔４４、４５．４６・・・じゃま板（抑制手段）４７・
・・オリフィス孔　　　４８・・・供給口５０、５１・
・・補助供給口　　５２・・・ノズル６０、６１・・・
リブ ６３、６４・・・タービュレンス・プロモータ７０・・
・通過孔　　　　　　７１・・・ピンフィン代理人　弁
理士　　則　近　憲　佑 同　　松山光之 第 図 第 図 携 図 笥 図 第 図 第 図 第 図 萼 図 第 図 第 図 弔 図 図 第 図 弔 区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内部に空洞が形成された翼本体と、 前記空洞内に配設されて、その内部に冷却媒体を案内し
   、その周囲に設けられた冷却孔から前記冷却媒体を前記
   空洞内に向けて噴出させる複数のインサートと、 これら複数のインサートのそれぞれの前記冷却孔から噴
   出した後の冷却媒体を前記翼本体のスパン方向にそれぞ
   れ案内して流す複数の案内手段と、 から成ることを特徴とするタービンの冷却翼。 （２）内部に空洞が形成された翼本体と、 前記空洞を翼本体のスパン方向に沿って翼本体の前縁側
   、中縁部および後縁側の少なくとも３つの空洞に仕切る
   ための仕切手段と、 前記前縁側の空洞内に配設されて、供給源からその内部
   に冷却媒体を案内し、その周囲に設けられた冷却孔から
   前記冷却媒体を前記空洞内に向けて噴出させる第１のイ
   ンサートと、 この第１のインサートの冷却孔から噴出した後の冷却媒
   体を前記翼本体のスパン方向に案内して流す第１の案内
   手段と、 前記中縁部の空洞内に配設されて、前記第１の案内手段
   に案内されてきた冷却媒体をその内部に案内し、その周
   囲に設けられた冷却孔から前記冷却媒体を前記空洞内に
   向けて噴出させる第２のインサートと、 この第２のインサートの冷却孔から噴出した後の冷却媒
   体を前記翼本体のスパン方向に案内して流す第２の案内
   手段と、 から成ることを特徴とするタービンの冷却翼。 （３）内部に空洞が形成された翼本体と、 前記空洞内に配設されて、その内部に冷却媒体を案内し
   、その周囲に形成された冷却孔から前記冷却媒体を前記
   空洞内に向けて噴出させるインサートと、 前記冷却孔から噴出した後の冷却媒体を前記翼本体のス
   パン方向に案内して流す案内手段と、から成ることを特
   徴とするタービンの冷却翼。 （４）翼本体と、 この翼本体内の後縁側に冷却媒体を翼本体のスパン方向
   に導くための冷却通路と。 この冷却通路内を流れる前記冷却媒体を前記翼本体の後
   縁部から翼本体のコード方向に沿って前記翼本体外に排
   出するための細孔と、 前記冷却通路内の前記冷却媒体が翼本体のスパン方向に
   流れる成分の多い領域に設けられ、前記翼本体のコード
   方向に沿って延びる突起壁を有する第１のタービュレン
   スプロモータと、前記冷却通路内の前記冷却媒体が翼本
   体のコード方向に流れる成分の多い領域に設けられ、前
   記翼本体のスパン方向に沿って延びる突起壁を有する第
   ２のタービュレンスプロモータと、から成ることを特徴
   とするタービンの冷却翼。 ５　内部に空洞が形成された翼本体と、 前記空洞を翼本体のスパン方向に沿って翼本体の前縁側
   と後縁側の少なくとも２つの空洞に仕切るための仕切手
   段と、 前記前縁側の空洞内に配設されて、供給源からその内部
   に冷却蒸気を案内し、その周囲に設けられた冷却孔から
   前記冷却蒸気を前記空洞内に向けて噴出させるインサー
   トと、 前記後縁側の空洞内に供給源から冷却空気を導いて強制
   冷却する冷却要素と、 前記インサートの冷却孔から噴出した後の冷却蒸気を翼
   本体のスパン方向に案内して流す案内手段と、 この案内手段で翼本体スパン方向端部まで案内された冷
   却蒸気を回収する回収手段と、 前記後縁側の空洞内を冷却した後の冷却空気を前記翼本
   体外に排出するために前記翼本体の後縁に設けられた細
   孔と、 から成ることを特徴とするタービンの冷却翼。 （６）ガスを燃料として駆動されるガスタービンと、こ
   のガスタービンの排ガスエネルギーを回収して得た蒸気
   で駆動される蒸気タービンと、この蒸気タービンおよび
   前記ガスタービンによって駆動される発電機と、 を具備する複合発電プラントにおいて、 前記ガスタービンの動翼あるいは静翼の少なくとも一方
   の少なくとも一つは、 内部に空洞が形成された翼本体と、 前記空洞内に配設されて、その内部に前記蒸気タービン
   で利用される蒸気を冷却媒体として案内し、その周囲に
   形成された冷却孔から前記冷却媒体を前記空洞内に向け
   て噴出させるインサートと、 前記冷却孔から噴出した後の前記冷却媒体を前記翼本体
   のスパン方向に案内して流す案内手段と、 を備えて成り、 前記蒸気タービンから前記インサートへ前記冷却媒体を
   供給する冷却媒体供給手段と、 前記案内手段で案内された前記冷却媒体を前記蒸気ター
   ビンへ戻す冷却媒体回収手段と、から成ることを特徴と
   する複合発電プラント。 （７）前記ガスタービンの動翼あるいは静翼の少なくと
   も一方の少なくとも一つは、 前記空洞内を翼本体のスパン方向に沿って複数に仕切る
   仕切手段を備え、 前記仕切られた空洞の少なくとも２つの空洞内にそれぞ
   れ前記インサートを配設し、これらインサートに対応さ
   せて前記案内手段を 設けたことを特徴とする請求項（６）記載の複合発電プ
   ラント。 （８）前記案内手段は、 前記空洞内を翼本体のスパン方向に沿って複数に仕切る
   仕切手段および前記翼本体の内周壁との少なくとも一方
   と、前記仕切られた空洞内に配設される前記インサート
   の少なくとも一部とで囲まれて翼本体のスパン方向に沿
   って形成される回収通路で構成されていることを特徴と
   する請求項（１）または請求項（２）または請求項（３
   ）または請求項（５）記載のタービンの冷却翼あるいは
   請求項（６）記載の複合発電プラント。 （９）前記案内手段は、 前記空洞内に配設されて前記冷却媒体を翼本体のスパン
   方向に案内するための回収筒と、この回収筒の周囲に設
   けられ、前記冷却孔から噴出した後の前記冷却媒体を前
   記回収筒内部に導くための回収孔と、 から構成されることを特徴とする請求項（１）または請
   求項（２）または請求項（３）または請求項（５）記載
   のタービンの冷却翼あるいは請求項（６）記載の複合発
   電プラント。 （１０）前記インサート内に案内される冷却媒体は、少
   なくとも前記インサートと前記仕切手段とで囲まれて形
   成される通路内を流れることを特徴とする請求項（８）
   記載のタービンの冷却翼あるいは複合発電プラント。 （１１）前記インサート内に案内される前記冷却媒体は
   、少なくとも前記インサートと前記回収筒とで囲まれて
   形成される通路内を流れることを特徴とする請求項（９
   ）記載のタービンの冷却翼あるいは複合発電プラント。 （１２）前記案内手段は、 前記空洞内に配設された前記インサートの外周壁と前記
   翼本体の内周壁とで囲まれる隙間を前記翼本体のスパン
   方向に沿って複数に区切るリブによって形成される複数
   の独立した回収通路で構成されていることを特徴とする
   請求項（１）または請求項（２）または請求項（３）ま
   たは請求項（５）記載のタービンの冷却翼あるいは請求
   項（６）記載の複合発電プラント。 （１３）前記案内手段は、 前記空洞内を翼本体のスパン方向に沿って複数に区切る
   仕切手段および前記翼本体の内周壁の少なくとも一方と
   、前記仕切られた空洞内に配される前記インサートの外
   周壁とで囲まれる隙間を前記翼本体のスパン方向に沿っ
   て複数に区切るリブによって形成される複数の独立した
   回収通路で構成されていることを特徴とする請求項（１
   ）または請求項（２）または請求項（３）または請求項
   （５）記載のタービンの冷却翼あるいは請求項（６）記
   載の複合発電プラント。 （１４）前記複数のインサートの少なくとも一つに冷却
   媒体の供給源から冷却媒体を供給し、前記冷却孔から噴
   出した冷却媒体を前記インサートに対応する案内手段で
   翼本体スパン方向へ案内した後にリターンさせて前記複
   数のインサートのうち供給源から冷却媒体の供給されな
   いインサート内へ供給することを特徴とする請求項（１
   ）記載のタービンの冷却翼あるいは請求項（７）記載の
   複合発電プラント。 （１５）前記複数のインサートのうちのある一つのイン
   サートから噴出された前記冷却媒体をこのインサートに
   対応する案内手段で翼本体のスパン方向へ案内した後に
   リターンさせて前記複数のインサートのうちの他のイン
   サート内部に案内するように前記翼本体のスパン方向端
   部近傍にリターン部を設けたことを特徴とする請求項（
   １）記載のタービンの冷却翼あるいは請求項（７）記載
   の複合発電プラント。 （１６）前記第１のインサートの前記冷却媒体の流れ最
   下流部近傍に前記冷却媒体を噴出させて前記第２のイン
   サートへ導くためのオリフィス孔を形成したことを特徴
   とする請求項２記載のタービンの冷却翼。 （１７）前記供給源から前記冷却媒体が供給される前記
   インサートの前記冷却媒体流れ最下流部近傍に、前記冷
   却媒体を噴出させて前記供給源から冷却媒体の供給され
   ない前記インサート内へ供給するためのオリフィス孔を
   形成したことを特徴とする請求項（１４）記載のタービ
   ンの冷却翼あるいは複合発電プラント。 （１８）前記複数のインサートのうちのある一つの前記
   インサートの前記冷却媒体流れ最下流部近傍に、前記冷
   却媒体を噴出させて前記複数のイサートのうちの他の前
   記インサート内部へ供給するためのオリフィス孔を形成
   したことを特徴とする請求項（１５）記載のタービンの
   冷却翼あるいは複合発電プラント。 （１９）前記第２のインサート内へ新たな冷却媒体を供
   給するための補助供給口を設けたことを特徴とする請求
   項２記載のタービンの冷却翼。 （２０）前記供給源から冷却媒体の供給されない前記イ
   ンサート内へ新たな冷却媒体を供給するための補助供給
   口を設けたことを特徴とする請求項（１４）記載のター
   ビンの冷却翼あるいは複合発電プラント。 （２１）前記他のインサート内へ新たな冷却媒体を供給
   するための補助供給口を設けたことを特徴とする請求項
   （１５）記載のタービンの冷却翼あるいは複合発電プラ
   ント。 （２２）前記補助供給口の先端にノズルを形成したこと
   を特徴とする請求項（１９）記載のタービンの冷却翼あ
   るいは請求項（２０）または請求項（２１）記載のター
   ビンの冷却翼あるいは複合発電プラント。 （２３）前記ノズルから噴出させる新たな冷却媒体には
   冷却液体あるいは湿り蒸気を用い、これらを前記ノズル
   から霧状に噴出させて前記冷却孔から噴出した後の冷却
   媒体に混合させることを特徴とする請求項（２２）記載
   のタービンの冷却翼あるいは複合発電プラント。 （２４）前記案内手段で案内された後の冷却媒体を回収
   するための回収手段を設けたことを特徴とする請求項（
   １）または請求項（２）または請求項（３）記載のター
   ビンの冷却翼。 （２５）前記冷却媒体は蒸気であることを特徴とする請
   求項（１）または請求項（２）または請求項（３）また
   は請求項（４）または請求項（５）記載のタービンの冷
   却翼。 （２６）前記回収手段で回収された冷却蒸気を冷却媒体
   の供結源へ戻すことを特徴とする請求項（２４）記載の
   タービンの冷却翼。 （２７）前記翼本体のスパン方向端部には内部に空間が
   形成された上部シュラウドあるいは下部シュラウドが設
   けられ、前記案内手段で前記冷却媒体を前記空間に案内
   し、前記上部シュラウドあるいは下部シュラウドの少な
   くとも一方を強制冷却することを特徴とする請求項（１
   ）または請求項（２）または請求項（３）または請求項
   （５）記載のタービンの冷却翼あるいは請求項（６）記
   載の複合発電プラント。 （２８）前記翼本体のスパン方向端部に設けられる上部
   シュラウドあるいは下部シュラウドの少なくとも一方の
   内部に空間を形成し、この空間内に新たな冷却媒体を供
   給して強制冷却を行なうための補助供給口を設けたこと
   を特徴とする請求項（１）または請求項（２）または請
   求項３または請求項（４）または請求項（５）記載のタ
   ービンの冷却翼あるいは請求項（６）記載の複合発電プ
   ラント。 （２９）前記インサートの冷却孔から前記空洞内に噴出
   させた後の前記冷却媒体の少なくとも一部を前記翼本体
   外に排出させるための排出孔を前記翼本体の前縁部ある
   いは腹側あるいは背側の少なくとも一つに設けたことを
   特徴とする請求項（１）または請求項（２）または請求
   項（３）または請求項（５）記載のタービンの冷却翼あ
   るいは請求項（６）記載の複合発電プラント。 （３０）前記排出孔は前記案内手段内部と前記翼本体外
   部とを連通するように設けられていることを特徴とする
   請求項（２９）記載のタービンの冷却翼あるいは複合発
   電プラント。 （３１）前記案内手段内部の前記排出孔位置の前記冷却
   媒体流れの下流領域近傍に前記案内手段で翼本体のスパ
   ン方向に案内される冷却媒体のスパン方向の流れを抑制
   するための抑制手段を設けたことを特徴とする請求項（
   ２９）記載のタービンの冷却翼あるいは複合発電プラン
   ト。 （３２）前記細孔から排出される前記冷却媒体あるいは
   前記冷却空気は、前記翼本体の最後縁部に設けられたピ
   ンフィンの周囲を流れた後に前記翼本体外に排出される
   ことを特徴とする請求項（４）または請求項（５）記載
   のタービンの冷却翼。 （３３）前記インサートは前記冷却媒体の流れ方向下流
   側でその流路断面積が徐々に狭くなるように形成されて
   いることを特徴とする請求項（１）または請求項（２）
   または請求項（３）または請求項（５）に記載のタービ
   ンの冷却翼あるいは請求項（６）に記載の複合発電プラ
   ント。 （３４）前記通路は前記冷却媒体の流れ方向下流側でそ
   の流路断面積が徐々に狭くなるように形成されているこ
   とを特徴とする請求項（１０）または請求項（１１）記
   載のタービンの冷却翼あるいは複合発電プラント。