WO2007094212A1

WO2007094212A1 - 冷却構造

Info

Publication number: WO2007094212A1
Application number: PCT/JP2007/052107
Authority: WO
Inventors: Shu Fujimoto; Yoshitaka Fukuyama; Takashi Yamane; Masahiro Matsushita; Toyoaki Yoshida
Original assignee: Ihi Corporation; Japan Aerospace Exploration Agency
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2007-08-23
Also published as: EP1985804B1; EP1985804A1; EP1985804A4; CA2642505A1; JP4931157B2; JPWO2007094212A1; CA2642505C; US8172505B2; US20090126335A1

Abstract

　この冷却構造は、高温燃焼ガスの進行方向を中心に蛇行する冷却流路が構造体に形成され、冷却流路が、前記構造体の内部に形成された冷却用空気の流入路と、軸線方向に対して間隔をおいて配された少なくとも一つ以上の直線流路と、前記流入路と前記直線流路の端部同士を連通し、又は前記直線流路の端部同士を交互に連通する折り返し流路とを備えている。

Description

明細書

冷却構造

技術分野

[0001] 本発明は、タービンを構成するタービン翼やタービン壁等の構造体の冷却構造に関する。

背景技術

[0002] 近年、熱効率向上のために、タービンの高温ィ匕が進められており、タービン入口温度が 1200°Cから 1700°Cにまで達する。力かる高温下においては、タービンの構造体である金属製部品は、材料の耐用限界温度を超えな、ように冷却する必要がある。このようなタービン部品を冷却するために、部品内部に冷却用空気の流路を形成し、部品内部力冷却している。この際、冷却用空気として、通常、圧縮機で生成される高圧空気を使用する。そのため、冷却用空気として使用する空気量が、直接的にガスタービンの性能に影響を及ぼす。

[0003] 冷却を特に要するタービン部品としてタービン翼がある。このタービン翼の冷却構造として、冷却用空気を流通させるためのインサート部品を別部品として用意してタ一ビン翼の内部に組み込むインビンジメント冷却構造 (例えば、非特許文献 1参照。 ) や、タービン翼内に折り返し流路を形成して冷却用空気を流通させるサーペンタイン流路冷却構造 (例えば、特許文献 1、非特許文献 2参照。）が開示されている。

特許文献 1 :特開平 06— 167201号公報

特干文献 1： Shigemichi Yamawaki, 'Verifying Heat Transfer Analysis of High Pres sure Cooled Turbine Blades and Disk , Heat transfer in gas turoine systems(Annals of the New York Academy of Science), (米国) , the New York Academy of Science, 2001, Volume 934, pp.505- 512

特許文献 2 : Je— chin Han,他 2名, "Gas Turbine heat transfer and cooling technolo gy", (英国）， Taylor & Francis, 2000, pp.20

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0004] し力しながら、上記非特許文献 1に記載の冷却構造では、タービン翼としての一体的な組立てができず、インサート部品を組み込むための余計な製造コストがかかる。また、空力性能を向上させる三次元バウ翼 (翼高さ方向に弓形となった形状）に適用しょうとしても、インサート部品を三次元形状にした場合、翼に挿入するのが困難となつて、本冷却構造を採用することができない。

[0005] また、上記非特許文献 2に記載の冷却構造では、冷却流路が 180度で折り返される部分において冷却流路の断面積が極めて小さくなつて、冷却用空気の圧損が大きくなつてしまい、十分な冷却性能を得ることができない。さらに、非特許文献 2に記載の構造を実現させるためには、セラミックスコアの形状が複雑になり製作性が悪、。

[0006] 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、タービンを構成する構造体の内部を流通する冷却用空気の圧損を最小限に抑えて冷却用空気を節約しながら、冷却性能の維持'向上を図ることができる冷却構造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

[0007] 上記目的を達成するために、本発明に係る第 1の解決手段として、タービンの略軸線方向に流れる高温燃焼ガスに沿って設けられた壁面を有して前記タービンを構成する構造体の冷却構造であって、前記高温燃焼ガスの進行方向を中心に蛇行する冷却流路が前記構造体に形成され、前記冷却流路が、前記軸線方向と略直交する方向に延びて前記構造体の内部に形成された冷却用空気の流入路と、該流入路の長さと略同一長さが流路幅とされて、前記壁面の略法線方向に有限長さに延びて形成されて、略前記軸線方向に対して間隔をおいて配された少なくとも一つ以上の直線流路と、前記流入路と前記直線流路の端部同士を連通し、又は前記各直線流路の端部同士を交互に連通する折り返し流路とを備えていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、直線流路で流速を高めることができ、冷却用空気の壁面への衝突速度を高めることができる。

[0008] また、第 2の解決手段として、上記第 1の解決手段において、前記壁面が、タービン翼の背側翼面と腹側翼面であり、前記冷却流路が、前記タービン翼の中央部から前縁側に向かう第一流路及び後縁側に向かう第二流路を有して、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれが、前記流入路、前記直線流路及び折り返し流路を備え、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれの前記流入路が、前記タービン翼の高さ方向に沿って形成されて互いに隣接して配されていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、直線流路を流通する冷却用空気が折り返し流路にて背側翼面又は腹側翼面に衝突するので、そのときに翼面を冷却することができる。

[0009] また、第 3の解決手段として、上記第 1の解決手段において、前記タービン翼のチップ面又はハブ面に形成されて前記冷却流路に冷却用空気を導入する空気導入口力前記第一流路の略全域に連通するように形成されていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、第一流路内を冷却用空気が略均一に流れるので、前縁を略均等に冷去 Pすることができる。

[0010] また、第 4の解決手段として、上記第 2の解決手段において、前記流入路に沿って複数の乱流促進体が配されていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、乱流促進体により、流入路における冷却を強化することができる。

[0011] また、第 5の解決手段として、上記第 2の解決手段において、前記背側翼面と前記腹側翼面とに端部がそれぞれ接続された複数のフィン若しくは乱流促進体が、前記第二流路よりも後縁側に設けられていることを特徴とする冷却構造を採用する。この発明は、第二流路で使用した冷却用空気を排出する前にピンに衝突させることによってさらに冷却を強化することができ、冷却用空気の節約を図りながら冷却効率を向上することができる。

[0012] また、第 6の解決手段として、上記第 2の解決手段において、前記第一流路の基端力前記タービン翼の前縁に設けられた出口孔に連通されていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、第一流路を流通した冷却用空気を前縁から翼面に沿って排出させることができ、翼面をさらにフィルム冷却することができる。

[0013] また、第 7の解決手段として、上記第 2の解決手段において、前記直線流路及び前記折り返し流路を翼高さ方向に複数分割する仕切り部が、前記直線流路に設けられていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、直線流路の途中でタービン翼の高さ方向に流れようとする冷却用空気の流れを仕切り部にて規制することができる。そのため、翼内部における冷却用空気の流れに応じて仕切り部の配設位置を調整することによって、冷却流路内を流れる冷却用空気の流量配分をタービン翼の高さ方向で均一にすることができる。また、仕切り部において翼面に力かる荷重を支えることができ、翼の剛性を高めることができる

[0014] また、第 8の解決手段として、上記第 1の解決手段において、前記壁面が、タービン翼の背側翼面と腹側翼面であり、前記冷却流路が、前記タービン翼の中央部から前縁側に向かう第一流路、及び後縁側力中央部に向力う第二流路を有して、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれが、前記流入路、前記直線流路、及び前記折り返し流路を備え、前記第二流路よりも後縁側に、前記流入路と略同一の形状を有する冷却用空気の後縁側流入路が、前記流入路と略同一方向に設けられていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、温度上昇が小さい空気をタービン翼の後縁側の冷却用空気として利用することができ、翼面の冷却をより均一に行うことができる。

[0015] また、第 9の解決手段として、上記第 2の解決手段において、前記第一流路の前記流入路を第一流入路及び前記第二流路の前記流入路を第二流入路としたとき、前記第一流入路及び前記第二流入路が、前記タービン翼の高さ方向に漸次狭窄して形成され、前記第一流入路と前記第二流入路とを流れる冷却用空気が互いに対向するように配されてヽることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、各流入路に導入された冷却用空気が直線流路に漸次導入されて先端側の空気流量が漸次減少しても、流路幅が狭くなつていくので、流速を維持することができ、流入路高さ方向に冷却を均一化することができる。

[0016] また、第 10の解決手段として、上記第 2の解決手段において、前記折り返し流路の途中にフィンが立設されていることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、折り返し流路を流れる冷却用空気の伝熱面積を拡大して冷却性能を高めることができる。また、フィンの配置、形状、大きさを調整することによって、翼面の温度の均一化をより好適に図ることができる。

[0017] また、第 11の解決手段として、上記第 10の解決手段において、前記フィンが乱流促進体であることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、折り返し流路内を流れる冷却用空気に強い乱れを生じさせて翼面の冷却をより強化することができ、冷却性能をより高めることができる。

[0018] また、第 12の解決手段として、上記第 1の解決手段において、前記壁面が、前記高温燃焼ガスと直接接触する内壁面と、該内壁面よりも前記タービンの径方向外側に配された外壁面とを備え、前記内壁面及び前記外壁面間に前記冷却流路が形成されて!ヽることを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、直線流路を流通する冷却用空気が折り返し流路にて内壁面又は外壁面に衝突するので、そのときに内壁面や外壁面をインビンジ冷却することができる。

[0019] また、第 13の解決手段として、上記第 12の解決手段において、前記内壁面側における前記折り返し流路の流路高さが、前記外壁面側の高さよりも高いことを特徴とする冷却構造を採用する。

この発明は、内壁面側のみで流速を高め、冷却を強化する一方、冷却を必要としない外壁面側では、冷却用空気の圧力損失を最小限にすることができる。

[0020] また、第 14の解決手段として、上記第 1の解決手段において、前記壁面が、タービン翼の背側翼面と腹側翼面であり、前記冷却流路が、前記タービン翼の中央部から前縁側に向力う第一流路及び後縁側に向力う第二流路を有して、前記第一流路が少なくとも前記流入路を備え、前記第二流路が前記流入路、前記直線流路及び折り返し流路を備え、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれの前記流入路が、前記タービン翼の高さ方向に沿って形成されて互いに隣接して配されて、ることを特徴とする冷却構造を採用する。

[0021] また、第 15の解決手段として、前記第一流路を翼前後方向に二分割する仕切り部が設けられ、前記仕切り部には仕切られた前方空間と後方空間とを連通する複数の冷却孔が形成されて!ヽることを特徴とする。この発明は、折り返し流路を備えているのと同様な作用効果を得ることができる。

[0022] また、第 16の解決手段として、前記第一流路を翼前後方向に二分割する仕切り部が設けられ、前記仕切り部には仕切られた前方空間と後方空間とを連通する、翼高さ方向に伸びるスリットが形成されていることを特徴とする。

この発明は、折り返し流路を備えているのと同様な作用効果を得ることができる。発明の効果

[0023] 本発明によれば、タービンを構成する構造体の内部を流通される冷却用空気の圧損を最小限に抑えて冷却用空気を節約しながら、冷却性能の維持'向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係るタービン翼を示す斜視図である。

[図 2A]図 1の A— A断面図である。

[図 2B]図 1の B— B断面図である。

[図 3A]本発明の第 2の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の A— A断面に相当する位置の断面図である。

[図 3B]本発明の第 2の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の B—B断面に相当する位置の断面図である。

[図 3C]本発明の第 2の実施形態に係るタービン翼の変形例を示す図である。

[図 4A]本発明の第 3の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の A— A断面に相当する位置の断面図である。

[図 4B]本発明の第 3の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の B—B断面に相当する位置の断面図である。

[図 5A]本発明の第 4の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の A— A断面に相当する位置の断面図である。

[図 5B]本発明の第 4の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の B—B断面に相当する位置の断面図である。

[図 6A]本発明の第 5の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の A— A断面に相当する位置の断面図である。 [図 6B]本発明の第 5の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の B— B断面に相当する位置の断面図である。

[図 7A]本発明の第 6の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の A— A断面に相当する位置の断面図である。

[図 7B]本発明の第 6の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の B— B断面に相当する位置の断面図である。

圆 8]本発明の第 7の実施形態に係るタービンノズルバンドを示す断面図である。

[図 9]本発明の第 8の実施形態に係るタービン翼 1における冷却用空気の流れのシミユレーシヨン結果を示す図である。

[図 10A]図 9の A— A断面図である。

[図 10B]図 9の B— B断面図である。

圆 11]本発明の第 8の実施形態に係るタービン翼における冷却用空気のシミュレ一シヨン結果 (第一流路内の冷却用空気の流れ場の概略図）を示す図である。

圆 12]本発明の第 8の実施形態に係るタービン翼における冷却用空気のシミュレ一シヨン結果 (第一流路内の静圧分布)を示す図である。

圆 13]本発明の第 8の実施形態に係るタービン翼における冷却用空気のシミュレ一シヨン結果 (第一流路内の熱伝達率分布)を示す図である。

[図 14A]本発明の第 9の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の A— A断面に相当する位置の断面図である。

[図 14B]本発明の第 9の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の B— B断面に相当する位置の断面図である。

[図 14C]本発明の第 9の実施形態に係るタービン翼であって、図 14Bの P矢視図である。

[図 15A]本発明の第 10の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の A— A断面に相当する位置の断面図である。

[図 15B]本発明の第 10の実施形態に係るタービン翼であって、図 1の B—B断面に相当する位置の断面図である。

[図 15C]本発明の第 10の実施形態に係るタービン翼であって、図 15Bの Q矢視図である。

符号の説明

1, 22, 30， 40， 50, 60, 100, 120， 130···タービン翼（構造体) la, 30a, 50a, 100a, 120a, 130a-- '刖縁

lb, 30b, 50b, 100b, 120b, 130b- ··後縁

lc, 30c, 50c, 100c, 120c, 130c-- -背側翼面 (壁面）

Id, 30d, 50d, lOOd, 120d, 130d- 腹側翼面 (壁面) le, 30e, 50e， lOOe, 120e, 130e" -チップ面

If, 30f， 50f, 100f, 120f， 130f…ノヽブ面

2, 26， 31, 41, 51, 61, 72, 101, 121, 131···冷却流路

3, 42, 52, 62, 102, 122, 132···第一流路

5, 23, 32， 45, 53, 63···第二流路

6, 43· ··第一流入路 (流入路）

7, 24, 75···スロット（直線流路）

8, 25， 76···折り返し流路

11, 111…第一導入口（空気導入口)

17···ピンフィン（フィン）

20A…フィルム孔（出口孔）

27…仕切り部

33…後縁側流入路

55···フィン

65…乱流促進体

71· ··タービンノズルバンド (構造体）

71a…内壁面 (壁面）

71b…外壁面 (壁面）

73…流入路

123, 133…前縁部空洞

126, 136…仕切板 (仕切り部） 127…冷却孔

138· ··スジッ卜

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。

本発明の第 1の実施形態について、図 1及び図 2を参照して説明する。

本実施形態に係る冷却構造は、略タービン軸線 C1方向に壁面に沿って流れる高温燃焼ガスの進行方向を中心に蛇行してタービン翼 (構造体） 1内に形成された冷却構造であって、冷却用空気が流れる冷却流路 2を備えて、る。

[0027] タービン翼 1は、三次元バウ翼として形成された静翼であって、軸線 C1に対して径方向に立設されている。冷却流路 2は、タービン翼 1の中央部力前縁 la側に向かう第一流路 3及び後縁 lb側に向力う第二流路 5を備えている。

[0028] 第一流路 3は、タービンの略径方向となるタービン翼 1の高さ方向に延びてタービン翼 1の内部に形成された冷却用空気の第一流入路 (流入路) 6と、第一流入路 6の長さと略同一長さが流路幅とされて、タービン翼 1の背側翼面 (壁面） lc又は腹側翼面（壁面） Idの略法線方向に延びて形成されて、軸線 C1方向に対して間隔をおいて複数配されたスロット（直線流路） 7と、各スロット 7の端部同士を交互に連通する折り返し流路 8とを備えている。

[0029] 第二流路 5は、第一流入路 6と略同一の形状を有し第一流入路 6と略同一方向に延びる第二流入路 10と、第一流路 3と同様に設けられたスロット 7及び折り返し流路 8 とを備えている。

[0030] タービン翼 1のチップ面 leには、第一流入路 6及び第二流入路 10とそれぞれ連通する冷却用空気の第一導入口 11及び第二導入口 12が形成されている。何れの流入路 6, 10もタービン翼 1の高さ方向に沿ってチップ面 le近傍に向けて形成されて、隔壁 13を挟んで隣接して配されている。第一流入路 6及び第二流入路 10には、所定の形状に形成された乱流促進体 15が所定の配置で配されている。なお、タービン翼 1が動翼の場合には、ハブ面 If側に第一導入口 11及び第二導入口 12が配される

[0031] 背側翼面 lc及び腹側翼面 Idには、翼内部に向力つて複数のリブ 16が、それぞれ翼の中心線 C2方向に一定の間隔を空けて交互に並ぶように立設されており、リブ 16 間にスロット 7が形成されている。そして、リブ 16の先端と背側翼面 lc又は腹側翼面 1 dとの間に折り返し流路 8が形成されている。スロット 7及び折り返し流路 8の流路幅は、タービン翼 1のチップ面 le近傍力もハブ面 If近傍にかけて形成されている。これらのリブ 16の一つは、第一流入路 6及び第二流入路 10にそれぞれ最も近いスロット 7と各流入路 6, 10との間にも配されている。従って、第一流入路 6及び第二流入路 10 にそれぞれ最も近いスロット 7と各流入路 6, 10とは、折り返し流路 8によって連通されている。

[0032] 第二流路 5の基端は、背側翼面 lcと腹側翼面 Idとが接近する領域に連通されている。この領域には、背側翼面 lcと腹側翼面 Idとに挟まれて形成された空間内に、端部が背側翼面 lc及び腹側翼面 Idとそれぞれ接続された略円柱状のピンフィン (ピン ) 17がリブ 16の代わりに設けられて、冷却流路 2の一部であるピンフィン領域 18が形成されている。ピンフィン 17は、所定の大きさにて所定の範囲に所定の間隔で配されている。

[0033] 第一流路 3の基端は、タービン翼 1の前縁 laに設けられた複数のフィルム孔（出口孔） 20Aに連通されている。ピンフィン領域 18は、タービン翼 1の後縁 lbに設けられた複数のスロット冷却孔 21に連通されている。なお、背側翼面 lc及び腹側翼面 Idにも、折り返し流路 8に連通された複数のフィルム孔 20Bが設けられている。

[0034] 次に、本実施形態に係るタービン翼 1の冷却構造の作用について説明する。

図示しな!ヽ圧縮機側から導入された空気は、図示しな!ヽ燃焼器で燃料が混合され、燃焼されて高温燃焼ガスとなり、タービン翼 1の前縁 laに衝突した後、背側翼面 lc 及び腹側翼面 Idに沿って後縁 lb側に流れる。一方、空気の一部はタービン翼 1の冷却用空気として、第一導入口 11及び第二導入口 12からそれぞれ第一流入路 6及び第二流入路 10内に、互いに混合されることなく導入される。

[0035] 各流入路 6, 10内を流れる冷却用空気は、ハブ面 If側に向力つて流れながら乱流促進体 15にて冷却を強めながら折り返し流路 8に漸次流入していく。そして、折り返し流路 8とスロット 7との間を蛇行しながらそれぞれの流路の基端に向力つて流れていく。このとき、スロット 7から折り返し流路 8に冷却用空気が流入する際に、冷却用空気が背側翼面 lc又は腹側翼面 Idと衝突することにより、各翼面力 Sインビンジ冷却される。また、リブ 16との間でも熱交換が行われて冷却される。

[0036] ここで、スロット 7の幅力折り返し流路 8の高さよりも低い場合は、スロット 7にて流路が絞られるので、スロット 7での圧損が大きくなるが折り返し流路 8での圧損は基本的に小さい。また、スロット 7では冷却用空気の流速が上昇するので、冷却用空気の背側翼面 lc及び腹側翼面 Idへの衝突速度が高くなる。

[0037] 第一流路 3を流れた冷却用空気は、前縁 laのフィルム孔 20Aから翼外へ排出される。排出された空気は、背側翼面 lc及び腹側翼面 Idに沿って流れて、各翼面を外側からも冷却する。一方、第二流路 5を流れた冷却用空気は、スロット 7及び折り返し流路 8からピンフィン 17が配されたピンフィン領域 18内に流入する。ピンフィン領域 1 8内で冷却用空気がピンフィン 17の側面に衝突しながら流れる際、ピンフィン 17との間でも熱交換が行われて冷却される。その後、スロット冷却孔 21から冷却用空気が翼外へ排出される。

[0038] この冷却構造によれば、タービン翼 1の内部を流通する冷却用空気の圧損を最小限に抑えて、冷却用空気を節約しながら冷却性能の維持 ·向上を図ることができる。特に、背側翼面 lc及び腹側翼面 Idに冷却用空気を衝突させるに際して、スロット 7 での流速を高めることも可能であり、この場合には、翼面のインビンジ冷却をより効率よく行うことができる。

[0039] また、第一流路 3及び第二流路 5とで冷却用空気が別々に導入されるので、第一流路 3を流れる冷却用空気と第二流路 5を流れる冷却用空気とが交わらず、前縁 la側を冷却した空気が後縁 lb側に向力のを規制することができ、後縁 lb側の冷却効率を向上させることができる。さら〖こ、第一流入路 6及び第二流入路 10に導入された冷却用空気に各流入路 6, 10に設けられた乱流促進体 15を通過させることで第一流入路 6及び第二流入路 10における冷却を強化することができる。

[0040] また、第二流路 5で使用した冷却用空気を翼外へ排出する前にピンフィン 17に衝突させることによって、さらに冷却を強化させることができ、冷却用空気の節約を図りながら冷却効率を向上することができる。また、第一流路 3を流通した冷却用空気を前縁 laから翼面に沿って排出させることができ、翼面を外側からフィルム冷却することがでさる。

[0041] 次に、第 2の実施形態について図 3を参照して説明する。なお、上述した第 1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。

第 2の実施形態と第 1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るタービン翼 2 2の冷却構造として、第二流路 23のスロット 24及び折り返し流路 25を冷却流路 26の翼高さ方向に所定の間隔で複数分割する仕切り部 27が設けられているとした点である。

[0042] 仕切り部 27は、例えば板状とされて、タービン翼 22の中心線 C2に沿う方向に並ぶように設けられている。なお、図 3Cに示すように、仕切り部 27が必要な箇所に対して部分的に設けられて、ても構わな、。

[0043] 次に、本実施形態に係るタービン翼 22の冷却構造の作用について説明する。

第 1の実施形態と同様にして、チップ面 22e側の第一導入口 11及び第二導入口 1 2からそれぞれ第一流入路 6及び第二流入路 10内に導入されたタービン翼 22の冷却用空気は、乱流促進体 15を通過しながらハブ面 22f側に流れるにつれて折り返し流路 25に漸次流入されて!ヽく。

[0044] そして、折り返し流路 25とスロット 24との間を蛇行しながら第一流路 3及び第二流路 23のそれぞれの基端に向カゝつて流れていく。このとき、スロット 24及び折り返し流路 25に仕切り部 27が設けられているので、冷却用空気がスロット 24及び折り返し流路 25内でタービン翼 22の高さ方向、即ち流路幅方向に流れようとしても、仕切り部 2 7によって途中で流れが規制される。そのため、翼高さ方向の流量配分がより均一化され、それぞれの流路の基端に向力つて冷却用空気が流れていく。この間に、第 1の実施形態と同様の熱交換が行われ、フィルム孔 20A及びスロット冷却孔 21から冷却用空気がそれぞれ翼外へ排出される。

[0045] このタービン翼 22の冷却構造によれば、翼内部における冷却用空気の流れに応じて仕切り部 27の配設位置を調整することによって、冷却流路 26内を流れる冷却用空気の流量配分をタービン翼 22の高さ方向でより均一にすることができる。また、仕切り部 27において翼面に力かる荷重を支えることができ、翼の剛性を高めることができる。 [0046] 次に、第 3の実施形態について図 4を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。

第 3の実施形態と第 1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るタービン翼 3 0の冷却流路 31に係る第二流路 32が、タービン翼 30の後縁 30b側から中央部に向力つて冷却用空気が流れるように形成され、ピンフィン領域 18に冷却用空気を供給する後縁側流入路 33が第二流路 32のさらに後縁 30b側に設けられているとした点である。

[0047] 第二流入路 10は、第 1の実施形態とは異なり、第一流入路 6から離間してピンフィン領域 18の前縁 30a側に隣接されている。第二流路 32の基端は、第一流入路 6の近傍の背側翼面 30c及び腹側翼面 30dに設けられたフィルム孔 20Bに連通されている。

[0048] 後縁側流入路 33は、各流入路 6, 10と略同一の形状を有して略同一方向に延びて設けられている。第二流入路 10と後縁側流入路 33とは、隔壁 35を挟んで隣接して配されている。タービン翼 30のチップ面 30eには、後縁側流入路 33と連通する冷却用空気の後縁側導入口 36が形成されて、る。後縁側流入路 33にも乱流促進体 1 5が配されている。

[0049] 次に、本実施形態に係るタービン翼 30の冷却構造の作用について説明する。

第 1の実施形態と同様にして第一導入口 11、第二導入口 12及び後縁側導入口 36 から冷却用空気をそれぞれ第一流入路 6、第二流入路 10、及び後縁側流入路 33に導入する。第一流路 3及び第二流路 32に導入された冷却用空気は、乱流促進体 15 に衝突しながらハブ面 30f側に流れるにつれて折り返し流路 8に漸次流入されていく

[0050] この際、第一流路 3では、第 1の実施形態と同様の作用によりタービン翼 30が冷却される。第二流路 32では、冷却用空気がタービン翼 30の後縁 30b側力も前縁 30a側に向力つて流れる。このときの作用は、第 1の実施形態と同様である。ただし、ピンフィン領域 18に流れずに、第一流入路 6近傍の背側翼面 30c及び腹側翼面 30dに設けられたフィルム孔 20B力翼外へ排出される。

[0051] 後縁側流入路 33に導入された冷却用空気は、乱流促進体 15を通過しながらハブ面 30f側に流れるにつれて、ピンフィン領域 18に漸次流入されていく。ピンフィン領域 18では、冷却用空気がピンフィン 17の側面に衝突しながら流れ、第 1の実施形態と同様の熱交換を行った後、スロット冷却孔 21から冷却用空気が翼外へ排出される。

[0052] このタービン翼 30の冷却構造によれば、スロット 7や折り返し流路 8を冷却用空気が流通することによって、圧損が増大したり、温度が上昇するといつた悪影響を受けない空気を後縁側流入路 33に導入するので、比較的低温で圧損の小さい空気をタービン翼 30の後縁側の冷却用空気として利用することができ、翼面の冷却をより均一に行うことができる。

[0053] 次に、第 4の実施形態について図 5を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。

第 4の実施形態と第 1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るタービン翼 4 0の冷却流路 41に係る第一流路 42の第一流入路 43及び第二流路 45の第二流入路 46が、タービン翼 40の高さ方向に漸次狭窄して形成され、第一流入路 43と第二流入路 46とを流れる冷却用空気が互いに対向するように配されて、るとした点である

[0054] 第一流入路 43と連通された第一導入口 11は、タービン翼 40のチップ面 40eに設けられ、第二流入路 46と連通された第二導入口 12は、タービン翼 40のハブ面 40f に設けられている。そして、第一流入路 43及び第二流入路 46を合わせた流路幅は、翼の高さ方向における任意の位置にて略同一の大きさとなるように、隔壁 47がリブ 16に対して傾斜して設けられている。第一流入路 43及び第二流入路 46に配された乱流促進体 15は、流路幅に応じて形成されている。なお、第一導入口 11がハブ面 4 Ofに設けられ、第二導入口 12がチップ面 40eに設けられていても構わない。

[0055] 次に、本実施形態に係るタービン翼 40の冷却構造の作用について説明する。

図示しない圧縮機側から導入された空気の一部はタービン翼 40の冷却用空気として、第一導入口 11及び第二導入口 12からそれぞれ第一流入路 43及び第二流入路 46内に、互いに混合されることなく導入される。

[0056] 第一流入路 43内を流れる冷却用空気は、乱流促進体 15を通過しながら、ハブ面 4 Of側に向力つて流れるにつれて折り返し流路 8に漸次流入していく。この際、流路が狭窄されているので、ハブ面 40fに近づくにつれて第一流入路 43内を流れる冷却用空気の流量が漸次減少しても、流速は維持される。

[0057] 第二流入路 46内を流れる冷却用空気は、乱流促進体 15を通過しながら、チップ面 40e側に向力つて流れるにつれて折り返し流路 8に漸次流入していく。この際、第一流入路 43と同様に流路が狭窄されて、るので、チップ面 40eに近づくにつれて第二流入路 46内を流れる冷却用空気の流量が漸次減少しても、流速は維持される。

[0058] 流速が維持された状態で冷却用空気が折り返し流路 8内に流入し、チップ面 40e 側とハブ面 40f側とで略均一な流速にて折り返し流路 8とスロット 7との間を蛇行しな力基端に向力つて流れていく。この際に、第 1の実施形態と同様の熱交換を行った後、冷却用空気が翼外へ排出される。

[0059] このタービン翼 40の冷却構造によれば、各流入路 43, 46に導入された冷却用空気力各流入路 43, 46内を流通する際、その流速を維持することができ、チップ面 4 Oe側及びノヽブ面 40f側とで冷却性能を均一にすることができる。

[0060] 次に、第 5の実施形態について図 6を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。

第 5の実施形態と第 1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るタービン翼 5 0の冷却流路 51の第一流路 52及び第二流路 53のそれぞれに係る折り返し流路 8の途中に、フィン 55が立設されているとした点である。

[0061] フィン 55は、リブ 16の先端と、背側翼面 50c又は腹側翼面 50dとの間を接続するように略円柱状に形成されている。そして、各折り返し流路 8に一つずつ配されており、前縁 50a側力も後縁 50b側に向力つて中心線 C2に沿って並ぶように配されている。なお、フィン 55の形状、大きさ、配置についてはこれに限らず、冷却を要する箇所に集中して酉 Sしても構わない。

[0062] 次に、本実施形態に係るタービン翼 50の冷却構造の作用について説明する。

第 1の実施形態と同様にして第一導入口 11及び第二導入口 12からそれぞれ第一流入路 6及び第二流入路 10内に導入されたタービン翼 50の冷却用空気は、乱流促進体 15に衝突しながらハブ面 50f側に流れるにつれて折り返し流路 8に漸次流入されていく。 [0063] そして、折り返し流路 8とスロット 7との間を蛇行しながら第一流路 52及び第二流路 53のそれぞれの基端に向力つて流れていく。このとき、折り返し流路 8にフィン 55が立設されているので、冷却用空気が、フィン 55の側面に衝突しながら流れる際、フィン 55との間でも熱交換が行われて冷却される。こうして、第 1の実施形態と同様の熱交換を行った後、フィルム孔 20A及びスロット冷却孔 21から冷却用空気がそれぞれ翼外へ排出される。

[0064] このタービン翼 50の冷却構造によれば、折り返し流路 8内でフィン 55に沿って冷却用空気を流すことができ、折り返し流路 8を流れる冷却用空気の伝熱面積を拡大して冷却性能を高めることができる。また、フィン 55の配置、形状、大きさを調整することによって、翼面の温度の均一化をより好適に図ることができる。

[0065] 次に、第 6の実施形態について図 7を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。

第 6の実施形態と第 5の実施形態との異なる点は、第 5の実施形態に係るフィン 55 の代わりに、本実施形態に係るタービン翼 60の冷却流路 61の第一流路 62及び第二流路 63における折り返し流路 8に乱流促進体 65が配されているとした点である。

[0066] 乱流促進体 65は、背側翼面 60c及び腹側翼面 60dに、リブ 16の先端との間に隙間が形成されるように設けられている。乱流促進体 65は、第 5の実施形態におけるフイン 55と同様に、前縁 60a側力も後縁 60b側に向かって中心線 C2に沿って並ぶように配されている。なお、乱流促進体 65の形状、大きさ、配置についてはこれに限らず、冷却を要する箇所に集中して配しても構わない。

[0067] 本実施形態に係るタービン翼 60の冷却構造は、上記第 5の実施形態に係るタービン翼 50の冷却構造と同様の作用 ·効果を奏することができる。

[0068] 次に、第 7の実施形態について図 8を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。

第 7の実施形態と上記他の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る冷却構造力タービン翼ではなくタービン翼 70が立設されるタービンノズルバンド 71に形成された冷却流路 72であるとした点である。

[0069] タービンノズルバンド 71は、タービン径方向内側に配された内壁面 (壁面） 71aと、内壁面 71aよりもタービンの径方向外側に配された外壁面 (壁面） 71bとを備えている。そして、冷却流路 72が内壁面 71aと外壁面 71bとの間に形成されている。

[0070] 冷却流路 72は、タービンノズルバンド 71の周方向に沿って形成された流入路 73と、流入路 73の長さと略同一長さが流路幅とされて、内壁面 71a及び外壁面 71bの略法線方向に内壁面 71a及び外壁面 71bとの間に延びて形成されたスロット 75と、各スロット 75の端部同士を交互に連通する折り返し流路 76とを備えている。

[0071] スロット 75と折り返し流路 76とは、内壁面 71a又は外壁面 71bから立設されたリブ 7 7によって形成されている。外壁面 71b〖こは、孔状又はスリット状の導入口 78が設けられ、流入路 73と連通されている。冷却流路 72の基端となる内壁面 71aには、出口冷却孔 80が形成されている。ここで、内壁面 71a側の折り返し流路 76の高さ力外壁面 71b側の高さよりも高く形成されている。

[0072] 次に、本実施形態に係るタービンノズルバンド 71の冷却構造の作用につ、て説明する。

図示しな!ヽ圧縮機側から導入された空気は、図示しな!ヽ燃焼器にて燃料が混合され、燃焼されて高温燃焼ガスとなり、タービン翼 70の翼面及びタービンノズルバンド 7 1の内壁面 71aの内径側に沿って流れる。一方、圧縮機側から導入された空気の一部はタービンノズルバンド 71の冷却用空気として、導入口 78から流入路 73内に導入され、内壁面 71aをインビンジ冷却する。

[0073] 流入路 73内を流れる冷却用空気は、外壁面 71b側から内壁面 71a側に向力つて流れながら折り返し流路 76に漸次流入していく。そして、折り返し流路 76とスロット 75 との間を蛇行しながら軸線 C1方向に流れていく。この間、第 1の実施形態と同様、スロット 75から折り返し流路 76に流入する際に、冷却用空気が内壁面 71a又は外壁面 71bと衝突することにより、壁面力インビンジ冷却される。また、リブ 77との間でも熱交換が行われて冷却される。こうして冷却用空気は、内壁面 71aの出口冷却孔 80から排出されて高温燃焼ガスの主流に戻される。

[0074] このタービンノズルバンド 71の冷却構造によれば、スロット 75にて流路が絞られ、スロット 75を流通する冷却用空気が速い速度で内壁面 71a又は外壁面 71bに衝突するので、そのときに内壁面 71aや外壁面 71bをより好適にインビンジ冷却することができる。

[0075] 次に、第 8の実施形態について図 9及び図 10を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第 8の実施形態と第 1の実施形態との異なる点は、タービン翼 100のチップ面 100e に形成される冷却用空気の第一導入口 111が前縁 100a側に大きく開口するように形成されているとした点である。すなわち、第一導入口 111は、第一流入路 6のみならず、スロット 7及び折り返し流路 8にも連通するように形成されて!、る。

また、第一流路 102は、第一流入路 6とスロット 7と折り返し流路 8とを備えている点で第 1の実施形態と同一である力 S、スロット ₇及び折り返し流路 ₈がそれぞれ一つしか形成されて、な、点で異なって、る。

[0076] このように、チップ面 100eに形成される冷却用空気の第一導入口 111の開口面積を拡大し、更に第一流路 102のスロット 7及び折り返し流路 8の数を減らして、るのは、第一流路 102に流入する冷却用空気を前縁 100aの全面に略均一に行き渡らせて、前縁 100aを略均等に冷却するためである。

第 1の実施形態のタービン翼 1の場合には、チップ面 100eに形成された第一導入口 111から第一流路 102に流入した冷却用空気は、ハブ面 100f側に向けて勢いよく流れ込み、その大半がハブ面 100f側に向けて流れる。これにより、第一導入口 11 1の前縁 100a側近傍において過大な静圧低下が発生し、前縁 100aのチップ面 100 e側で冷却用空気のよどみが発生して、前縁 100aのチップ面 le側の冷却が不十分になる力、更に悪い場合には高温主流ガスが冷却通路内に逆流し、タービン翼の破壊に至るおそれがある。

[0077] このため、タービン翼 100では、チップ面 100eに形成される冷却用空気の第一導入口 111の開口面積を拡大し、更に第一流路 102のスロット 7及び折り返し流路 8の数を減らしたりすることで、第一導入口 111の前縁 100a側において急激に圧力損失が増加しないようにしている。

これにより、第一流路 102内において過大な静圧低下が発生することが抑制され、冷却用空気が前縁 100aの全面に略均一に行き渡るようになる。したがって、前縁 10 0aのチップ面 100e側力もハブ面 100f側の全体が略均等に冷却されるようになる。この結果、冷却用空気の削減が可能となる。

[0078] このように、冷却用空気の第一導入口 111の開口面積が拡大することで低圧損を実現できる。更に、局所的な低静圧領域が形成されてしまうことがなくなるので、タービン翼 100の内外圧力差を確保でき、高温主流ガスがタービン翼 100内部に逆流しにくくなる。その結果、より多くの冷却用空気を流すことができるので、冷却効率の向上が可能になり、タービン翼がより高温の主流ガスに耐えることができるようになる。なお、タービン翼 100が動翼の場合には、ハブ面 100f側に第一導入口 111及び第二導入口 12が配される。

[0079] 図 11〜13は、第 8の実施形態に係るタービン翼 100における冷却用空気のシミュレーシヨン結果を示す図であって、図 11は第一流路 102内の冷却用空気の流れ場の概略図を、図 12は第一流路 102内の静圧分布を、図 13は第一流路 102内の熱伝達率分布を示す図である。

図 11に示すように、第 8の実施形態のタービン翼 100では、チップ面 100eに形成された第一導入口 111から第一流路 102に流入した冷却用空気は、前縁 100aのチップ面 100e側力もハブ面 100f側に向けて略均一に流れ、澱みが発生して、る様子は見受けられない。

また、図 12に示すように、第 8の実施形態のタービン翼 100では、第一流路 102内の熱伝達率分布が略均等であって、局所的な低静圧領域が形成されてしまうことがない。

更に、図 13に示すように、第 8の実施形態のタービン翼 100では、前縁 100aのチップ面 100e側力もハブ面 100f側に向けて略均一な熱伝達率分布が得られる。熱伝達率が前縁 100aのチップ面 100e側力ハブ面 100f側に渡って略同一であるため、前縁 100aが略全面に渡って略均一に冷却されることとなる。

このように、第 8の実施形態のタービン翼 100では、第一流路 102に流入した冷却用空気の流れに澱みが発生することなぐ前縁 100aが略全面に渡って略均一に冷却される。

[0080] 次に、第 9の実施形態について図 14を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。第 9の実施形態と第 8の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るタービン翼 1 20の冷却流路 121の第一流路 122には、隔壁 13と略平行に立設されて第一流路 1 22を 2つの空間（第一流入路 6と前縁部空洞 123)に仕切る仕切板 126が設けられ、この仕切板 126には、複数の冷却孔 127がー列に並んで形成されているとした点である（図 14C参照)。

なお、タービン翼 120のチップ面 120eに形成される冷却用空気の第一導入口 111 は、前縁 120a側に大きく開口するように形成されている点は、第 8の実施形態と同様である。

[0081] 次に、本実施形態に係るタービン翼 120の冷却構造の作用について説明する。

第 8の実施形態と同様にして、第一導入口 111から第一流入路 6に導入された冷却用空気は、仕切板 126に形成された複数の冷却孔 127から漸次に前縁部空洞 12 3に向けて流入していく。このとき、冷却用空気が前縁部空洞 123の内壁に衝突する際、前縁部空洞 123の内壁との間で熱交換が行われて冷却される。こうして、熱交換を行った後、フィルム孔 20A及びスロット冷却孔 21から冷却用空気がそれぞれ翼外へ排出される。

[0082] また、第 8の実施形態と同様に、冷却用空気が第一導入口 111から前縁部空洞 12 3にも流入するため、前縁 120aのチップ面 120e側において、冷却用空気の澱みが発生してしまうことはない。これにより、前縁 120aのチップ面 120e側からハブ面 120f 側に向けて略均一な熱伝達率分布が得られる。そして、前縁 120aが略全面に渡つて略均一に冷却されることとなる。

[0083] 次に、第 10の実施形態について図 15を参照して説明する。なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。

第 10の実施形態と第 9の実施形態との異なる点は、本実施形態に係るタービン翼 130の冷却流路 131の第一流路 132には、隔壁 13と略平行に立設されて第一流路 132を 2つの空間（第一流入路 6と前縁部空洞 133)に仕切る仕切板 136が設けられ、この仕切板 136に、チップ面 130eftlJ力らノヽブ面 130fftlJに渡って 1つのスリット 138 が形成されて、るとした点である（図 15C参照)。

なお、タービン翼 130のチップ面 130eに形成される冷却用空気の第一導入口 111 は、前縁 130a側に大きく開口するように形成されている点は、第 8, 9の実施形態と同様である。

[0084] 次に、本実施形態に係るタービン翼 130の冷却構造の作用について説明する。

第 9の実施形態と同様にして、第一導入口 111から第一流入路 6に導入された冷却用空気は、仕切板 136に形成されたスリット 138から漸次に前縁部空洞 133に向けて流入していく。このとき、冷却用空気が前縁部空洞 133の内壁に衝突する際、前縁部空洞 133の内壁との間で熱交換が行われて冷却される。こうして、熱交換を行つた後、フィルム孔 20A及びスロット冷却孔 21から冷却用空気がそれぞれ翼外へ排出される。

[0085] また、第 8, 9の実施形態と同様に、冷却用空気が第一導入口 111から前縁部空洞 133にも流入するため、前縁 130aのチップ面 130e側において、冷却用空気の澱みが発生してしまうことはない。これにより、前縁 130aのチップ面 130e側からハブ面 13 Of側に向けて略均一な熱伝達率分布が得られる。したがって、前縁 130aが略全面に渡って略均一に冷却されることとなる。

[0086] 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなぐ添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

[0087] 例えば、上記実施形態では、タービン翼やタービンノズルバンドの冷却構造について記載している力本構造については、タービンシュラウドやその他高温に晒される壁面の冷却構造としても適用することができる。

産業上の利用可能性

[0088] 本発明の冷却構造は、タービン翼やタービンノズルバンドに適用できる。更に、タービンシュラウドやその他高温に晒される壁面に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] タービンの略軸線方向に流れる高温燃焼ガスに沿って設けられた壁面を有して前記タービンを構成する構造体の冷却構造であって、

前記高温燃焼ガスの進行方向を中心に蛇行する冷却流路が前記構造体に形成され、

前記冷却流路が、前記軸線方向と略直交する方向に延びて前記構造体の内部に形成された冷却用空気の流入路と、

該流入路の長さと略同一長さが流路幅とされて、前記壁面の略法線方向に有限長さに延びて形成されて、略前記軸線方向に対して間隔をお、て配された少なくとも一つ以上の直線流路と、

前記流入路と前記直線流路の端部同士を連通し、又は前記各直線流路の端部同士を交互に連通する折り返し流路とを備えていることを特徴とする冷却構造。

[2] 前記壁面が、タービン翼の背側翼面と腹側翼面であり、

前記冷却流路が、前記タービン翼の中央部から前縁側に向かう第一流路及び後縁側に向かう第二流路を有して、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれが、前記流入路、前記直線流路及び折り返し流路を備え、

前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれの前記流入路が、前記タービン翼の高さ方向に沿って形成されて互いに隣接して配されていることを特徴とする請求項 1 に記載の冷却構造。

[3] 前記タービン翼のチップ面又はハブ面に形成されて前記冷却流路に冷却用空気を導入する空気導入口が、前記第一流路の略全域に連通するように形成されてヽることを特徴とする請求項 1に記載の冷却構造。

[4] 前記流入路に沿って複数の乱流促進体が配されていることを特徴とする請求項 2 に記載の冷却構造。

[5] 前記背側翼面と前記腹側翼面とに端部がそれぞれ接続された複数のフィン若しくは乱流促進体が、前記第二流路よりも後縁側に設けられていることを特徴とする請求項 2に記載の冷却構造。

[6] 前記第一流路の基端が、前記タービン翼の前縁に設けられた出口孔に連通されてヽることを特徴とする請求項 2記載の冷却構造。

[7] 前記直線流路及び前記折り返し流路を翼高さ方向に複数分割する仕切り部が設けられていることを特徴とする請求項 2に記載の冷却構造。

[8] 前記壁面が、タービン翼の背側翼面と腹側翼面であり、

前記冷却流路が、前記タービン翼の中央部から前縁側に向かう第一流路及び後縁側から中央部に向かう第二流路を有して、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれが、前記流入路、前記直線流路、及び前記折り返し流路を備え、

前記第二流路よりも後縁側に、前記流入路と略同一の形状を有する冷却用空気の後縁側流入路が、前記流入路と略同一方向に設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の冷却構造。

[9] 前記第一流路の前記流入路を第一流入路とし、及び前記第二流路の前記流入路を第二流入路としたとき、

前記第一流入路及び前記第二流入路が、前記タービン翼の高さ方向に漸次狭窄して形成され、

前記第一流入路と前記第二流入路とを流れる冷却用空気が互いに対向するように配されていることを特徴とする請求項 2に記載の冷却構造。

[10] 前記折り返し流路の途中にフィンが立設されていることを特徴とする請求項 2に記載の冷却構造。

[11] 前記フィンが乱流促進体であることを特徴とする請求項 10に記載の冷却構造。

[12] 前記壁面が、前記高温燃焼ガスと直接接触する内壁面と、該内壁面よりも前記タービンの径方向外側に配された外壁面とを備え、

前記内壁面及び前記外壁面間に前記冷却流路が形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の冷却構造。

[13] 前記内壁面側における前記折り返し流路の流路高さが、前記外壁面側の高さよりも高いことを特徴とする請求項 12に記載の冷却構造。

[14] 前記壁面が、タービン翼の背側翼面と腹側翼面であり、

前記冷却流路が、前記タービン翼の中央部から前縁側に向かう第一流路及び後縁側に向かう第二流路を有して、前記第一流路が少なくとも前記流入路を備え、

前記第二流路が前記流入路、前記直線流路及び折り返し流路を備え、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれの前記流入路が、前記タービン翼の高さ方向に沿って形成されて互いに隣接して配されていることを特徴とする請求項 1 に記載の冷却構造。

[15] 前記第一流路を翼前後方向に二分割する仕切り部が設けられ、

前記仕切り部には仕切られた前方空間と後方空間とを連通する複数の冷却孔が形成されていることを特徴とする請求項 14に記載の冷却構造。

[16] 前記第一流路を翼前後方向に二分割する仕切り部が設けられ、

前記仕切り部には仕切られた前方空間と後方空間とを連通する、翼高さ方向に伸びるスリットが形成されていることを特徴とする請求項 14に記載の冷却構造。