WO2010131385A1

WO2010131385A1 - タービン静翼およびガスタービン

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Publication number: WO2010131385A1
Application number: PCT/JP2009/070983
Authority: WO
Inventors: 羽田　哲; 敬三塚越
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2010-11-18
Also published as: CN102224322A; EP2431573A4; KR20110074942A; CN102224322B; JPWO2010131385A1; KR101239595B1; US8662844B2; EP2431573B1; EP2431573A1; US20110123351A1; JP5107463B2

Abstract

　翼形部（１１）は、隔壁（Ｐ）で翼形部（１１）の内部を前縁（ＬＥ）側から後縁（ＴＥ）側に向かって複数に区分した空間であるとともに、翼縦断面方向に延びる空間であって、翼体（２１）の内壁に分割部（２２）を備えた冷却室（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）と、冷却室（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）に配置され、複数のインピンジメント孔（３４）を備えた挿入筒（３１）と、翼体（２１）に穿設されたフィルム孔（２３）とを備えている。挿入筒（３１）は、前縁（ＬＥ）側から後縁（ＴＥ）側に向かって延びるとともに、翼縦断面方向に延びる仕切部（３２）を備えている。挿入筒（３１）の内部は、正圧面（ＰＳ）側の正圧面側インサート空間（ＩＰ１、ＩＰ２）と、負圧面側の負圧面側インサート空間（ＩＳ１、ＩＳ２）と、に仕切られている。

Description

タービン静翼およびガスタービン

　本発明は、ガスタービンにおける冷却構造を有するタービン静翼およびガスタービンに関する。

　一般的に、ガスタービンにおけるタービン動翼およびタービン静翼は、高温環境で用いられることから、内部に冷却構造が設けられている場合が多い。
　例えば、タービン静翼を冷却する構成として、内部に２から３の冷却空気が流通する空洞（チューブ）が設けられ、当該チューブの内部にインサート（挿入筒）が配置されている構成が知られている（例えば、特許文献１から４参照。）。

　上述の構成の場合、インサートと、チューブの内壁との間には、基本的に１つの空間（キャビティ）が形成されている。当該キャビティの内部を領域によって異なる圧力にコントロールする場合には、当該キャビティを仕切るシールダムなどを設けることにより行う方法が知られている。

　インサートの内部には、タービン静翼の冷却用空気が、車室圧と同じ圧力で供給されている。冷却用空気は、インサートに形成された多数の小さな孔から上述のチューブの内壁に向かって吹き付けられ、タービン静翼の冷却に用いられる（インピンジメント冷却）。

　インピンジメント冷却に用いられた冷却用空気は、キャビティとタービン静翼の外部と繋ぐ貫通孔を通ってキャビティからタービン静翼の外側に吹出される。吹出された冷却用空気は、タービン静翼の外面を膜状に覆うことにより、高温ガスからタービン静翼への熱の流入を低減させている（フィルム冷却）。

　上述のフィルム冷却を適正に行うためには、キャビティの内部と、タービン静翼の外側との間の圧力差をできるだけ下げる必要がある。

　図７は、従来のタービン静翼６０の翼横断面図を示すものである。
　タービン静翼６０の翼体７１を形成する翼形部６１には、その内部に前縁ＬＥから後縁ＴＥにかけて、複数の冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が配置され、各冷却室にはそれぞれインサート８１が配置されている。翼形部６１に供給される冷却空気は、インサート８１に供給され、インサート８１に穿設されたインピンジメント孔８４からキャビティ空間（翼体７１の内壁７１ａとインサート８１に囲まれた空間）に吹出し、翼体７１の内壁７１ａをインピンジメント冷却する。その後、翼形部６１に設けられたフィルム孔７３から燃焼ガス中へ排出させて、翼形部６１の翼体７１の外壁７１ｂをフィルム冷却している。

　しかし、図７に示すように、燃焼ガスが流れるタービン静翼６０の翼形部６１の外表面は、一般的に、翼が凸状に湾曲する負圧面ＳＳ側（背側）は、燃焼ガス圧力が低くなり、凹状に湾曲する正圧面ＰＳ側（腹側）は、燃焼ガス圧力が高くなっている。そのため、フィルム孔７３を介して燃焼ガス中に連通しているキャビティ空間の圧力は、フィルム孔前後の差圧（フィルム差圧）を適正に保つため、正圧面ＰＳ側（腹側）で高圧となり、負圧面ＳＳ側（背側）で低圧となる。

　すなわち、インサート８１のインピンジメント孔８４からキャビティ空間に吹出した冷却空気は、正圧面ＰＳ側（腹側）で吹出す空気の流速は遅く、負圧面ＳＳ側（背側）で空気の流速は速くなる。そのため、正圧面ＰＳ側（腹側）に比較して、負圧面ＳＳ側（背側）で翼体が過剰に冷却される傾向がある。
　この現象を抑制するため、翼体７１の内壁７１ａの前縁ＬＥ側及び後縁ＴＥ側に、翼縦断面方向に伸びる突起状のシールダム７２を設け、キャビティ空間を正圧面側キャビティ空間ＣＰと負圧面側キャビティ空間ＣＳに仕切っている。シールダム７２は、各冷却室に少なくとも２箇所（前縁ＬＥ側及び後縁ＴＥ側の内壁７２ａ又は隔壁Ｐ）配置されている。

　シールダム７２は、インサート８１を翼体７１の内壁７１ａ側から支持する目的の他に、キャビティ空間を正圧面側キャビティ空間ＣＰと負圧面側キャビティ空間ＣＳに分離して、正圧面側キャビティ空間ＣＰと負圧面側キャビティ空間ＣＳが連通するのを防止し、キャビティ空間の圧力を正圧面ＰＳ側（腹側）と負圧面ＳＳ側（背側）で変えることを目的としている。
　このシールダム７２は、翼体７１の前縁ＬＥ側及び後縁ＴＥ側の内壁７１ａに沿って翼縦断面方向に延設する突起物であり、シールダム７２の断面中央部には翼縦断面方向に沿って凹溝７２ａが設けられている。

　一方、インサート８１の外表面（翼体７１の内壁７１ａ側に対向する面）の前縁ＬＥ側及び後縁ＴＥ側には、翼縦断面方向及び翼横断面方向に延設する鍔部８３が少なくとも２箇所設けられ、この鍔部８３がシールダム７２の凹溝７２ａ内に挿入される。鍔部８３とシールダム７２とは凹溝７２ａ内で互いに接触し、高圧側の正圧面側キャビティ空間ＣＰと低圧側の負圧面側キャビティ空間ＣＳを縁切りして、両空間の差圧をシールしている。

　図７において、インサート８１からインピンジメント孔８４を介してキャビティ空間に吹出し、翼形部６１に設けたフィルム孔７３を介して燃焼ガス中に排出される冷却空気の流れを、以下に説明する。

　タービン静翼６０の外壁７１ｂを流れる燃焼ガスは、正圧面ＰＳ側（腹側）で圧力が高く、負圧面ＣＳ側（背側）で圧力が低くなる。翼体７１を冷却する冷却空気は、インサート８１内に燃焼ガス圧より高い圧力で供給される。冷却空気は、インサート８１に設けたインピンジメント孔８４を介して、正圧面側キャビティ空間ＣＰ及び負圧面側キャビティ空間ＣＳに吹き出し、翼体７１の内壁７１ａをインピンジメント冷却する。

　また、インサート８１から正圧面側キャビティ空間ＣＰに吹き出した冷却空気は、翼形部６１の翼体７１の正圧面ＰＳ側（腹側）に設けたフィルム孔７３を介して燃焼ガス中へ排出される。負圧面側キャビティ空間ＣＳに吹き出した冷却空気は、翼形部６２の負圧面ＣＳ側（背側）に設けたフィルム孔７３を介して燃焼ガス中へ排出する。翼体７１の正圧面ＰＳ側および負圧面ＳＳ側を流れる燃焼ガス圧の違いにより、正圧面側キャビティ空間ＣＰの圧力は負圧面側キャビティ空間ＣＳの圧力より高くなる。

米国特許第４３１２６２４号明細書特開２００２－１６１７０５号公報特開２００３－２８６８０５号公報特開平０９－１１２２０５号公報

　しかし、図７に示す従来例は、冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３内に各１個のインサート８１を配置した例であり、インサート８１に供給される冷却空気は、インピンジメント孔８４を介して、正圧面側キャビティ空間ＣＰ及び負圧面側キャビティ空間ＣＳに供給され、翼体７１の内壁７１ａをインピンジメント冷却した後、翼形部６１の外面をフィルム冷却する。しかし、冷却室内に１つのインサート８１のみを設けた場合、適切なフィルム冷却を行うことが難しい。

　すなわち、上述の構成では、燃焼ガスの上流側にある正圧面ＰＳ側（腹側）の翼体７１は、燃焼ガスの下流側にある負圧面ＳＳ側（背側）の翼体７１より高温となるため、正圧面ＰＳ（腹側）の翼体７１は、負圧面ＳＳ（背側）の翼体７１よりインピンジメント冷却を強化する必要がある。

　一方、正圧面側キャビティ空間ＣＰは、負圧面側キャビティ空間ＣＳより高圧であるため、インサート８１内とキャビティ空間の差圧が、正圧面側キャビティ空間ＣＰで小さく、負圧面側キャビティ空間ＣＳで大きくなる。従って、正圧面ＰＳ（腹側）の翼体７１の内壁７１ａに対するインピンジメント冷却を十分に効かせるためには、正圧面側キャビティ空間ＣＰに連通するインピンジメント孔８４の孔数の密度を大きくし、負圧面側キャビティ空間ＣＳに連通するインピンジメント孔８４の孔数の密度を小さくする必要がある。

　このような孔数の調整を行わないと、正圧面ＰＳ（腹側）の翼体に比較して、負圧面ＳＳ（背側）の翼体に対するインピンジメント冷却が強くなり、負圧面ＳＳ（背側）での冷却空気量が増加する。すなわち、正圧面ＰＳ（腹側）に対して、負圧面ＳＳ（背側）へのインピンジメント冷却の空気量が過剰となり、負圧側ＳＳ（背側）の翼体が冷えすぎ、翼全体の冷却空気量が増加して、ガスタービンの冷却効率を低下させることになる。

　しかし、負圧側ＳＳ（背側）の翼体のインピンジメント孔数の密度を、正圧面ＰＳ（腹側）の翼体のインピンジメント孔数の密度より小さくすると、負圧面ＳＳ（背側）の翼体では、インピンジメント孔の孔ピッチが広がり、翼体に温度むらが生じて、翼体の熱応力が増加するという問題があった。

　また、上述のように、正圧面側キャビティ空間ＣＰの圧力は、負圧面側キャビティ空間ＣＳの圧力より高圧であるため、インサート８１内とキャビティ空間との差圧は、正圧面側キャビティ空間ＣＰでは小さいが、負圧面側キャビティ空間ＣＳでは相対的に大きくなる。そのため、インサート８１の負圧面ＳＳ（背側）では、図７において破線で示すように、インサート８１が翼横断面の外方に向かって膨張して、インサート全体が変形するという問題があった。

　さらに、インサートが変形すると、インサートの鍔部８３とシールダム７２の凹溝７２ａとの間のシール性が悪化し、図７で矢印の流れで示すように、正圧面側キャビティ空間ＣＰから負圧面側キャビティ空間ＣＳに向かって冷却空気が漏れ、負圧側キャビティと、正圧側キャビティとの間のシール性が悪化するという問題があった。

　インサートの変形を抑制するために、インサートにリブやディンプルを設けてインサートの強度を向上させる方法や、インサートの板厚を厚くしてインサートの強度を向上させる方法などが考えられる。しかしながら、上述のインサートの強度を向上させる方法では、インサートの製造性が悪化するという問題があった。

　上記の問題点は、図７に示す最も前縁ＬＥ側に近い冷却室Ｃ１の他に、隣接する他の冷却室Ｃ２においても、同様に存在する。

　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、インサート空間と正圧面側キャビティ空間との間、及び、インサート空間と負圧面側キャビティ空間の間の適正な差圧を選定して、翼体に対する適正なインピンジメント冷却を実現し、かつ、インサートの変形を抑制することにより、翼形部のフィルム冷却の冷却性向上を図ることができるタービン静翼およびガスタービンを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
　本発明の第１の態様に係るタービン静翼は、凹状に湾曲する正圧面および凸状に湾曲する負圧面を有する翼形部と、タービンケーシングに支持された外側シュラウドと、該翼形部を介して外側シュラウドに接続する内側シュラウドと、から構成されるタービン静翼であって、前記翼形部は、隔壁で前記翼形部の内部を前縁側から後縁側に向かって複数に区分した空間であるとともに、翼縦断面方向に延びる空間であって、翼体の内壁に分割部を備えた冷却室と、該冷却室に配置され、複数のインピンジメント孔を備えた挿入筒と、前記翼体に穿設されたフィルム孔と、を備え、前記挿入筒は、前記前縁側から前記後縁側に向かって延びるとともに、前記翼縦断面方向に延びる仕切部を備え、前記挿入筒の内部は、前記正圧面側の正圧面側インサート空間と、前記負圧面側の負圧面側インサート空間と、に仕切られている。

　本発明の第１の態様に係るタービン静翼によれば、正圧面側インサート空間および負圧面側インサート空間に異なる圧力の冷却用流体を供給することができる。そのため、正圧面側インサート空間と正圧面側キャビティ空間との間、および、負圧面側インサート空間と負圧面側キャビティ空間との間で適正な差圧を選定することができる。
　ここで、正圧面側キャビティ空間は、分割部によって分割された冷却室と挿入筒との間の２つの空間のうち、正圧面側の空間であり、負圧面側キャビティ空間は、負圧面側の空間である。

　これにより、挿入筒に形成されるインピンジメント孔の孔数の密度を適正な値に選定することができる。特に、差圧が拡大しやすい負圧面側インサート空間と負圧面側キャビティ空間との間におけるインピンジメント孔の孔数の密度を高めて、インピンジメント冷却による冷却性向上を図ることができる。その結果、翼体の熱応力が緩和されて、翼全体の冷却空気量が低減できる。

　また、正圧面側および負圧面側において、正圧面側インサート空間と正圧面側キャビティ空間との間、および、負圧面側インサート空間と負圧面側キャビティ空間との間の差圧拡大を抑制し、挿入筒の変形を抑制することができる。
　さらに、挿入筒の変形を抑制することで、分割部と挿入筒との間のシール性低下を抑制することができる。

　分割部と挿入筒との間のシール性低下を抑制することで、正圧面側キャビティ空間および翼形部外部の正圧面側との間の圧力差や、負圧面側キャビティ空間および翼形部外部の負圧面側との間の圧力差を所定の範囲内に収めることができる。そのため、フィルム孔から翼形部の外側に流出する冷却用流体の流速を所定の範囲内に収めることができ、フィルム冷却による冷却性を確保することができる。

　挿入筒に付加される上述の差圧に起因する力の増加が抑制される。そのため、挿入筒の強度を確保するリムやディンプルなどの加工を施す必要性が低減し、挿入筒の板厚の増加を抑制することができる。

　上記発明において、前記仕切部は、前記正圧面側インサート空間および前記負圧面側インサート空間を繋ぐ連通孔を備えることが好ましい。
　この構成によれば、ガスタービンの運転条件の変動により、翼形部の外面の負圧面側のフィルム空気量が増加し、負圧面側インサート空間の圧力が低下しても、連通孔を介して正圧面側インサート空間より冷却空気が適宜供給されるので、負圧面側インサート空間の圧力変動が抑制され、負圧面側の翼形部におけるフィルム冷却を確実に行うことができる。

　上記発明において、前記負圧面側インサート空間は、前記挿入筒と、前記仕切部と、前記外側シュラウドおよび前記内側シュラウドに配置された圧力調整板と、に囲まれた空間であることが好ましい。
　この構成によれば、負圧面側インサート空間に供給される冷却空気は、圧力調整板により常に適正な圧力に調整されるため、翼体の良好な冷却性能が得られ、インサートの変形もない。

　本発明の第２の態様に係るガスタービンは、上記のタービン静翼を有するタービン部が設けられているガスタービンである。
　本発明の第２の態様に係るガスタービンによれば、上記のタービン静翼を有するため、インピンジメント冷却およびフィルム冷却の冷却性向上を図ることができる。

　本発明のタービン静翼およびガスタービンによれば、正圧面側インサート空間および負圧面側インサート空間に異なる圧力の冷却用流体を供給することができるため、翼体の熱応力が緩和され、インピンジメント冷却およびフィルム冷却の冷却性向上を図ることができるので、冷却空気量が低減するという効果を奏する。また、インサートの変形が抑制され、シール性能が向上するという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係るタービン静翼を有するガスタービンの構成を説明する模式図である。図１のタービン静翼の構成を説明する翼縦断面図である。図１のタービン静翼の構成を説明する翼横断面図である。本発明の第２の実施形態に係わるタービン静翼の構成を説明する翼縦断面図である。図４のタービン静翼の構成を説明する翼横断面図である。本発明の第３の実施形態に係わるタービン静翼の構成を説明する翼縦断面図である。従来のタービン静翼のインサートの構成を示す翼横断面図である。

　　この発明の第１の実施形態に係るタービン静翼およびガスタービンの構成について、図１から図３を参照して説明する。なお、本実施形態では、本発明のタービン静翼の構成をガスタービンのタービン部における１段静翼や２段静翼に適用して説明する。

　図１は、本実施形態に係るタービン静翼を備えたガスタービンの構成を説明する模式図である。ガスタービン１には、図１に示すように、圧縮部２と、燃焼部３と、タービン部４と、回転軸５とが設けられている。

　圧縮部２は、図１に示すように、外部より空気を吸入して圧縮し、圧縮された空気を燃焼部３に供給するものである。圧縮部２には、回転軸５を介してタービン部４から回転駆動力が伝達され、回転駆動されることにより圧縮部２は空気を吸入して圧縮する。

　燃焼部３は、図１に示すように、外部から供給された燃料と圧縮部２から供給された圧縮空気を混合し、混合気を燃焼させて高温燃焼ガスを生成し、生成された高温燃焼ガスをタービン部４に供給するものである。

　タービン部４は、図１に示すように、供給された高温燃焼ガスから回転駆動力を抽出し、回転軸５を回転駆動するものである。タービン部４には、ガスタービン１のケーシング６に取り付けられるタービン静翼７と、回転軸５に取り付けられ回転軸５とともに回転するタービン動翼８とが、周方向に等間隔に並んで配置されている。

　タービン静翼７とタービン動翼８とは、燃焼部３から供給された高温燃焼ガスの下流方向に向かって、タービン静翼７、タービン動翼８の順に交互に並んで配置されている。一対のタービン静翼７およびタービン動翼８の組を段と呼び、燃焼部３側から第１段、第２段・・・と数える。

　回転軸５は、図１に示すように、タービン部４から圧縮部２に回転駆動力を伝達するものである。回転軸５には、圧縮部２およびタービン部４が設けられている。

　タービン静翼７を冷却するための冷却空気は、圧縮部２で加圧された圧縮空気の一部を抽気し、抽気配管（図示せず）を経由してタービン部４に供給される冷却空気を流用する。タービン部４に供給された冷却空気は、連絡配管（図示せず）を経由してタービン静翼７の外側シュラウド又は内側シュラウドに供給される。

　次に、本発明の第１の実施形態に係るタービン静翼について、図２および図３を参照して説明する。
　図２は、本実施形態に係るタービン静翼の構成を説明する翼縦断面図である。図３は、本実施形態に係わるタービン静翼の翼横断面図である。

　本実施形態のタービン静翼１０は、ガスタービンにおけるタービン部の静翼であって、インピンジ冷却構造およびフィルム冷却構造を有するものである。
　タービン静翼１０には、図２および図３に示すように、翼形部１１と、内側シュラウド１２と、外側シュラウド１３が、主な構成要素として設けられている。

　翼形部１１は、タービン静翼１０の翼体２１の外形を構成するものであり、高温の燃焼ガスが、その周囲を流れるものである。図２では、翼縦断面方向に延びる翼形部１１の横断面図が示されている。
　翼形部１１には、図２に示すように、正圧面ＰＳと、負圧面ＳＳと、前縁ＬＥと、後縁ＴＥと、冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と、シールダム（分割部）２２と、フィルム孔２３と、が設けられている。

　また、翼形部１１には、その内部に前縁ＬＥから後縁ＴＥにかけて、複数の冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が配置され、各冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は互いに板状の隔壁Ｐで仕切られている。隔壁Ｐは、翼縦断面方向に延びるとともに、正圧面ＰＳおよび負圧面ＳＳと交差する方向に延びる板状の部材であって、翼形部１１の内部に配置された部材である。

　なお、本実施形態では、冷却室が３個（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の場合を示しているが、４個以上であっても本発明を適用できるし、２個の場合でも適用できる。

　正圧面ＰＳは、図２に示すように、負圧面ＳＳとともに翼形部１１の翼体２１の外形を構成する面であって、凹状に湾曲した腹側の面である。
　負圧面ＳＳは、正圧面ＰＳとともに翼形部１１の外形を構成する面であって、凸状に湾曲した背側の面である。

　前縁ＬＥは、図２に示すように、翼形部１１において正圧面ＰＳと負圧面ＳＳとの境界部分であって、燃焼ガス流れに対して上流側の部分である。
　後縁ＴＥは、翼形部１１において正圧面ＰＳと負圧面ＳＳとの境界部分であって、燃焼ガス流れに対して下流側の部分である。

　冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、図２および図３に示すように、内部にインサート３１が配置される空間であって、タービン静翼１０の翼縦断面方向に延びる空間である。さらに、冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、シールダム２２を介して、インサート３１との間に正圧面側キャビティ空間（キャビティ空間）ＣＰ１、ＣＰ２および負圧面側キャビティ空間（キャビティ空間）ＣＳ１、ＣＳ２を形成するものである。

　シールダム２２は、図２に示すように、冷却室Ｃ１、Ｃ２の前縁ＬＥ側及び後縁ＴＥ側の内壁２１ａまたは隔壁Ｐに沿って、翼縦断面方向に伸びる突起部材であり、インサート３１と内壁２１ａの間に形成されたキャビティ空間を、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２および負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２に分割するものである。さらに、一対のシールダム２２のうちの前縁ＬＥ側のものは、冷却室Ｃ１、Ｃ２の壁面における前縁ＬＥの近傍に設けられ、後縁ＴＥ側のものは、冷却室Ｃ１、Ｃ２の壁面のうちの隔壁Ｐに設けられている。

　突起状のシールダム２２の断面中央部には、翼縦断面方向に沿って凹溝２２ａが設けられている。また、インサート３１の壁面から翼縦断面方向及び翼横断面方向でシールダム２２に向かって延設する鍔部３３が凹溝２２ａに挿入され、インサート３１と翼体２１の内壁２１ａの間に形成されたキャビティ空間を、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２および負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２に区切っている。

　なお、冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の内、最も後縁ＴＥ側に近い冷却室（本実施例では、Ｃ３）は、インサート３１内のキャビティ空間を高圧側と低圧側に区切る必要がない。すなわち、冷却室Ｃ３には、インサート３１の仕切部やシールダムが配置されていない。

　フィルム孔２３は、図２および図３に示すように、タービン静翼１０をフィルム冷却するものであって、正圧面側キャビティ空間ＣＰまたは負圧面側キャビティ空間ＣＳから、タービン静翼１０の外部に向かって延びる貫通孔である。

　正圧面側キャビティ空間ＣＰと連通するフィルム孔２３の孔数の密度は、正圧面側キャビティ空間ＣＰにおける冷却用空気の圧力と、正圧面ＰＳ近傍における燃焼ガスの圧力との差圧に基づいて定められている。負圧面側キャビティ空間ＣＳと連通するフィルム孔２３の孔数の密度も同様に、負圧面側キャビティ空間ＣＳにおける冷却用空気の圧力と、負圧面ＳＳ近傍における燃焼ガスの圧力との差圧に基づいて定められている。

　インサート３１は、図２および図３に示すように、冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の内部に配置される筒状に形成された部材であって、内部にタービン静翼１０を冷却する空気が供給されるものである。
　インサート３１は、配置される冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と略相似な形であって、冷却室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の壁面との間にキャビティ空間が形成される形状に形成されている。

　インサート３１は、図２および図３に示すように、中央部に仕切部３２を備え、インサート３１を腹側と背側に完全に仕切るものである。また、インサート３１の壁面には、正圧面ＰＳ側及び負圧面ＳＳ側の内壁２１ａに対向する面に、インピンジメント孔３４が設けられている。

　仕切部３２は、インサート３１の内部に設けられたインサート空間を正圧面側インサート空間（インサート空間）ＩＰ１、ＩＰ２および負圧面側インサート空間（インサート空間）ＩＳ１、ＩＳ２に分割するものである。
　仕切部３２は、インサート３１の内部を翼縦断面方向（図２の紙面に対して垂直方向）に延びる板状の部材であって、インサート３１における前縁ＬＥ側のシールダム２２と接触する部分から、後縁ＴＥ側のシールダム２２に向かって延びるものである。

　インピンジメント孔３４は、図２および図３に示すように、タービン静翼１０の翼形部１１をインピンジ冷却するものであって、正圧面側インサート空間ＩＰ１、ＩＰ２と正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２とを連通させる貫通孔、または、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２とを連通させる貫通孔である。

　正圧面側インサート空間ＩＰ１、ＩＰ２と正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２とを連通させるインピンジメント孔３４の孔数の密度は、正圧面側インサート空間ＩＰ１、ＩＰ２と正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２との間の冷却用空気の圧力差に基づいて定められている。負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２とを連通させるインピンジメント孔３４の孔数の密度も同様に、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２との間の冷却用空気の圧力差に基づいて定められている。

　次に、タービン静翼１０のインサート３１に冷却空気を供給する構造について、図３を参照しながら説明する。なお、タービン静翼用の冷却空気は、タービン部に供給される圧縮空気を流用し、内側シュラウド１２側及び外側シュラウド１３側からインサート空間に供給される。図３は、タービン静翼１０の翼縦断面を示す図である。

　タービン静翼１０は、翼形部１１、内側シュラウド１２及び外側シュラウド１３で形成され、外側シュラウド１３を介して、タービン部のケーシングに支持される。内側シュラウド１２及び外側シュラウド１３には、圧力調整板１６、１７、１８、１９が配置され、圧力調整板１６，１８によりインサート空間の圧力が調整される。

　図２及び図３を参照して、前縁ＬＥ側に最も近い冷却室Ｃ１を例に挙げて具体的に説明する。負圧面側インサート空間ＩＳ１は、インサート３１の負圧面側の壁面３１ｂと仕切部３２に囲まれた空間であり、外側シュラウド１３側とは圧力調整板１８で仕切られ、内側シュラウド１２側とは圧力調整板１６で仕切られている。

　圧力調整板１６、１８は、多数のインピンジメント孔（図示せず）を備え、内側シュラウド１２側及び外側シュラウド１３側に導入された冷却空気を減圧して、負圧面側インサート空間ＩＳ１の圧力を適正に保つ役割を果たす。

　一方、正圧面側インサート空間ＩＰ１は、インサート３１の正圧面ＰＳ側の壁面３１ａと仕切部３２に囲まれた空間であり、内側シュラウド１２側及び外側シュラウド１３側とは圧力調整板等では仕切られていない。すなわち、車室側から内側シュラウド１２側及び外側シュラウド１３側に供給された冷却空気は、圧力調整板を介さずに、正圧面側インサート空間ＩＰ１に直接供給される。

　また、図３に示すように、負圧面側インサート空間ＩＳ１の内側シュラウド１２側の入口部分には、翼形部１１の翼体の負圧面側の内壁２１ａおよび正圧面側の内壁２１ａに沿って、インサート受板３７がそれぞれ固定されている。インサート３１の一端部（図３における下側の端部）は、インサート受板３７に差し込む構造としている。この構造により、負圧面側インサート空間ＩＳ１の冷却空気の内側シュラウド側をシールするとともに、インサート３１の翼縦断面方向の熱伸び差を吸収している。
　この構造で、インサート３１の翼縦断面方向の熱伸び差を吸収しつつ、インサート３１が翼縦断面方向に伸縮できるような構造となっている。

　なお、上述の説明では、インサート３１は、外側シュラウド１３側で翼体２１に固定され、内側シュラウド１２側に凹溝３７ａを備えるインサート受板３７を設ける構造で説明したが、この構造とは逆に、インサート３１が、内側シュラウド１２側で翼体２１に固定され、外側シュラウド１３側にインサート受板３７を設ける構造であってもよい。

　上述の説明では、冷却室Ｃ１を例に挙げたが、隣接する冷却室Ｃ２でも同様の構造が適用される。すなわち、負圧面側インサート空間ＩＳ２は、インサート３１の負圧面側の壁面３１ｂと仕切部３２及び内側シュラウド１２、外側シュラウド１３との境界に設ける圧力調整板１６、１８により仕切られる。
　一方、正圧面側インサート空間ＩＰ２と内側シュラウド１２、外側シュラウド１３との境界には圧力調整板は配置されず、冷却空気は内側シュラウド１２側及び外側シュラウド１３側から正圧面側インサート空間ＩＰ２に直接導入される。

　圧力調節板としては、多数の貫通孔を備えたインピンジメント孔（図示せず）の他に、他の絞り構造などの減圧機能を備えた公知の技術を用いることができ、特に限定するものではない。

　なお、内側シュラウド１２および外側シュラウド１３の端部には、冷却通路（図示せず）が設けられ、圧力調整板１７と内側シュラウド１２の内壁１４および圧力調整板１９と外側シュラウド１３の内壁１５に囲まれた空間に連通している。圧力調整板１７、１９は、インピンジメント孔（図示せず）を備えている。

　次に、上記の構成からなるタービン静翼１０の冷却方法及び冷却空気の流れについて、図２および図３を参照しながら説明する。

　タービン静翼１０の冷却には、タービン静翼１０が設けられているガスタービンの圧縮部２から抽気された空気が用いられる。抽気された冷却用の空気を、そのままタービン静翼１０に冷却用空気として供給してもよいし、ガスクーラ等により冷却した後に供給してもよく、特に限定するものではない。

　タービン部４に供給された冷却用空気は、連絡配管（図示せず）を経由して外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２内に導入される。本実施形態では、外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２の両側から、冷却室Ｃ１、Ｃ２に冷却空気が導入される両側供給方式（両側供給構造）が採用されている。

　図２および図３に示すように、内側シュラウド１２および外側シュラウド１３に導入された冷却空気は、正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２には圧力調整されずに直接導入され、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２には、圧力調整板１６、１８を介して供給される。冷却空気は、圧力調整板１６、１８に設けられた多数のインピジメント孔（図示せず）を介して外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２の内壁１４、１５に吹出して、内壁１４、１５をインピンジメント冷却する。インピンジメント冷却後の冷却空気が、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給される。

　上述の構造により、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２の冷却空気の圧力が調節され、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２の間に適正な圧力差が維持され、かつ、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２の間でも適正な圧力差が維持できる。その結果、負圧面ＳＳの翼体の過剰なインピンジメント冷却が抑制され、熱応力が緩和される。

　なお、内側シュラウド１２および外側シュラウド１３に導入され、圧力調整板１７、１９を介して、圧力調整板１７と内側シュラウド１２の内壁１４でかこまれた空間および圧力調整板１９と、外側シュラウド１３の内壁１５と、でかこまれた空間に供給された冷却空気は、内側シュラウド１２および外側シュラウド１３の内壁１４、１５をインピンジメント冷却した後、外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２の冷却通路（図示せず）に導入され、端部冷却した後、燃焼ガス中に排出される。

　正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２および負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給された冷却用空気は、インサート３１に設けられたインピンジメント孔３４から、それぞれ正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２および負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２に向かって噴出する。

　正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２内の冷却用空気は、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２との間の圧力差により、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２に向かって噴出し、冷却室Ｃ１、Ｃ２を構成する内壁２１ａに衝突する。これにより、タービン静翼１０の翼体２１（内壁２１ａ）はインピンジメント冷却される。

　本実施形態では、適正なフィルム差圧を保つため、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２における冷却用空気の圧力は負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２の冷却用空気より高い圧力を維持する必要がある。そのため、正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２と正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２を連通させるインピンジメント孔３４の孔数の適正な密度が定められる。

　負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２内の冷却用空気についても同様に、負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２との間の圧力差により、負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２に向かって噴出し、冷却室Ｃ１、Ｃ２を構成する内壁２１ａに衝突する。

　すなわち、負圧面ＳＳ側において適正なフィルム差圧を保つため、負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２における冷却用空気の圧力は、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２より低圧に維持する必要がある。そのため、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２を連通させるインピンジメント孔３４の孔数の適正な密度が定められる。

　ここで、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２との間は、シールダム２２により分割されているため、上述のように異なる圧力の冷却用空気を、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２の内部に満たすことができる。

　インピンジメント冷却に用いられた冷却用空気は、その後、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２から、フィルム孔２３を介して翼形部１１の外側に流出して、フィルム冷却に用いられる。

　正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２における冷却用空気は、翼形部１１における正圧面ＰＳの近傍を流れる燃焼ガスとの間の圧力差により、フィルム孔２３を介して翼体の正圧面ＰＳの外部に流出する。流出した冷却用空気は、正圧面ＰＳに沿ってフィルム状の層を形成しながら流れることにより、タービン静翼１０の翼体２１の外壁２１ｂをフィルム冷却する。

　上記の構成によれば、正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２および負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に異なる圧力の冷却用空気を供給することができる。そのため、正圧面側インサート空間ＩＰ１、ＩＰ２と正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２との間の圧力差の拡大、および負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２との間の圧力差の拡大を抑制し、インサート３１の変形を抑制することができる。
　インサート３１の変形を抑制することで、シールダム２２に設けた凹溝２２ａとインサート３１の鍔部３３の間で接触面が維持され、接触面の形成によりシールダム２２とインサート３１との間のシール性低下を抑制することができ、インピンジメント冷却およびフィルム冷却の冷却性向上を図ることができる。

　シールダム２２とインサート３１との間のシール性低下を抑制することで、正圧面側キャビティ空間ＣＰ１、ＣＰ２における冷却用空気の圧力および正圧面ＰＳ近傍における燃焼ガスの圧力の間の差圧や、負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２における冷却用空気の圧力および負圧面ＳＳ近傍における燃焼ガスの圧力の間の差圧を所定の範囲内に収めることができる。そのため、フィルム孔２３から翼形部１１の外側に流出する冷却用空気の流速を所定の範囲内に収めることができ、フィルム冷却による冷却性を確保することができる。

　さらに、インサート３１に付加される上述の差圧に起因する力の増加が抑制される。そのため、インサート３１の強度を確保するリムやディンプルなどの加工を施す必要性が低減し、インサート３１の板厚の増加を抑制することができる。そのため、インサートの製造性悪化を防止することができる。

　その一方で、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２と負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２との間の冷却用空気の圧力差の拡大を抑制することで、インピンジメント孔３４の数を増加させることができ、インピンジメント冷却による冷却性向上を図ることができる。

　次に、本発明の第２の実施形態に係るガスタービン静翼の構成について、図４及び図５を参照して説明する。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、１段静翼の他に２段静翼にも適用できる。

　本実施形態のタービン静翼４０では、第１の実施形態のタービン静翼１０と比較して、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に冷却空気を供給する方法が異なっている。
　すなわち、図４及び図５に示すように、各冷却室Ｃ１、Ｃ２に配置されたインサート３１の仕切部３２には、正圧面側インサート空間ＩＰ１、ＩＰ２と負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２を連通する連通孔３５を備える点が異なっている。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と共通する名称及び符号は、第１の実施形態と同一の名称及び符号を使用する。

　本実施形態における冷却空気の供給構造及び冷却空気の流れを、以下に説明する。
　図４及び図５に示すように、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給される冷却空気の主要な流れは、第１の実施形態と同じである。すなわち、車室側から外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２に供給された冷却空気は、外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２の両側からインピンジメント孔（図示せず）を備えた圧力調整板１６、１８を介して負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給される（両側供給方式及び両側供給構造）。更に、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給された冷却空気は、インサート３１に設けられたインピンジメント孔３４を介して負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２に吹き出し、翼体２１の内壁２１ａをインピンジメント冷却する。インピンジメント冷却後の冷却空気は、翼体２１に設けられたフィルム孔２３を経由して燃焼ガス中に吹き出す際、翼形部１１の外面をフィルム冷却する。

　正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２の冷却空気の流れも、上記負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給される冷却空気の流れと同じである。

　一方、本実施形態においては、正圧面側インサート空間ＩＰ１、ＩＰ２に供給された冷却空気の一部は、仕切部３２に配置された連通孔３５を介して、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に導入される。

　しかし、ガスタービンの運転条件の変動により、翼形部１１の負圧面ＳＳ側のフィルム冷却空気量が増加した場合、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２の圧力（静圧）が低下して、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２から負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２に吹き出す必要なインピンジメント空気量が確保できず、翼体の冷却が十分に行われない場合が発生しうる。

　本実施形態では、この問題を解決するため、仕切部３２に連通孔３５を設けた。すなわち、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給される冷却空気は、主に外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２からインピンジメント孔を備えた圧力調整板１６、１８を介して供給されるが、仕切部３２に設けられた連通孔３５を介して正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２の冷却空気の一部が負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に補給できる構造としているので、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２の圧力の低下を防止できる。

　つまり、仕切部３２に設けられた連通孔３５は、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２の圧力が低下した際、正圧面側インサート空間と負圧面側インサート空間の差圧を利用して、正圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２から冷却空気を補給し、負圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２の圧力の低下を抑え、圧力を回復させる圧力調整機能を備えている。

負圧面側インサート空間ＩＰ１、１Ｐ２の圧力が安定すれば、翼形部の外面におけるフィルム冷却が確実に行われる。また、ガスタービンの運転条件の変動に対して、負圧面側キャビティ空間ＣＳ１、ＣＳ２と燃焼ガスとの間の適正なフィルム差圧が維持されるので、翼体の負圧面側の冷却空気量の適正化が図れ、翼全体の冷却空気量を最小にできる。

　なお、本実施形態の場合、第１の実施形態と同様に、内側シュラウド１２および外側シュラウド１３に導入された冷却空気の一部は、圧力調整板１７、１９を介して、内側シュラウド１２および外側シュラウド１３の端部冷却（図示せず）に使用される。

　次に、本発明の第３の実施形態に係るガスタービン静翼の構成について、図６を参照して説明する。図６は、第３の実施形態に係わるタービン静翼の翼縦断面図を示す。なお、本実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様に、１段静翼の他に２段静翼にも適用できる。

　第１及び第２の実施形態では、負圧面側インサート空間ＩＳ１、ＩＳ２に供給される冷却空気は、外側シュラウド１３及び内側シュラウド１２の両側から圧力調整板（第２の実施形態では、仕切部３２）を介して冷却空気が供給される両側供給方式が適用されているが、本実施形態では片側供給方式を採用している点で、他の実施形態とは異なっている。

　図６に示すように、本実施形態に係るタービン静翼５０は、第１及び第２の実施形態と比較して、冷却室Ｃ１の負圧面側インサート空間ＩＳ１の内側シュラウド１２側の入口部分に、インサート受板３７に代わり、インサート仕切板３８を設けている点が異なっている。
　すなわち、内側シュラウド１２側にインサート仕切板３８を設けることにより、内側シュラウド１２側と負圧面側インサート空間ＩＳ１とは縁切りされている。

　なお、その他の構成要素については、上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。

　ここで、本実施形態では、図６に示すように、冷却室Ｃ１の負圧面側インサート空間ＩＳ１は、一方側（図６において上方側）が圧力調整板１８を介して外側シュラウド１３と連通し、他方側（図７において下方側）がインサート３１の一端部（図７における下側の端部）に固定されたインサート仕切板３８により閉塞されている。

　一方、冷却室Ｃ２の負圧面側インサート空間ＩＳ２は、負圧面側インサート空間ＩＳ１とは逆に、一方側が圧力調整板１６を介して内側シュラウド１２と連通し、他方側がインサート３１の端部（図６における上側の端部）に固定されたインサート仕切板（図示せず）により閉塞されている。

　つまり、負圧面側インサート空間ＩＳ１は、外側シュラウド１３の圧力調整板１８でインピンジメント冷却した冷却空気のみが供給され、内側シュラウド１２側は閉塞されて、内側シュラウド１２側からは冷却空気が供給されない。
　一方、負圧面側インサート空間ＩＳ２は、内側シュラウド１２の圧力調整板１６でインピンジメント冷却した冷却空気のみが供給され、外側シュラウド１３側は閉塞されて、冷却空気が供給されない、いわゆる「片側供給構造」が採用されている。

　なお、本実施形態における負圧面側インサート空間ＩＳ１は、一方側が、圧力調整板１６を介して内側シュラウド１２と連通し、他方側が外側シュラウド１３に近いインサート３１の端部に固定されたインサート仕切板３８により閉塞する構造とし、隣接する負圧面側インサート空間ＩＳ２は、一方側が外側シュラウド１３と連通し、他方側がインサート３１の端部に固定されたインサート仕切板（図示せず）により閉塞された「片側供給構造」としてもよい。

　さらに、タービン静翼５０の冷却室が４個以上の場合でも、片側供給構造が適用できるが、外側シュラウド又は内側シュラウドのいずれから冷却空気を供給するか、いずれの負圧面側インサート空間に供給するか、原則的にその組み合わせは任意である。
　但し、隣接する負圧面側インサート空間同士は、互いに異なるシュラウド（外側シュラウド又は内側シュラウド）から供給する片側供給構造とすることが望ましい。負圧面側インサート空間に供給される冷却空気の偏流を避けるためである。

　なお、図６は、第１の実施形態の翼縦断面を参照して説明したが、第２の実施形態の場合でも同様である。

　本実施形態に係るタービン静翼５０によれば、インサート仕切板３８は、インピンジメント板３１に密着するようにして固定されており、インサート仕切板３８とインピンジメント板３１との接合部におけるシール性が確保されることとなるので、当該接合部からの冷却空気の漏れを確実に防止することができる。

　さらに、本実施形態ではインサート仕切板３８により冷却空気がシールされているため、第１及び第２の実施形態に比較して、冷却空気の漏れを更に低減できる。
　なお、その他の作用効果は、第１及び第２の実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。

　１　ガスタービン
　４　タービン部
　６　ケーシング
　７　タービン静翼
　１０、４０、５０　タービン静翼
　１１、６１　翼形部
　１２　内側シュラウド
　１３　外側シュラウド
　１６、１７、１８、１９　圧力調整板
　２１、７１　翼体（内壁２１ａ、７１ａ、外壁２１ｂ、７１ｂ）
　２２、７２　シールダム（分割部）
　２３、７３　フィルム孔
　３１、８１　インサート（挿入筒）
　３２　仕切部
　３４、８４　インピンジメント孔
　３５　連通孔
　ＰＳ　正圧面
　ＳＳ　負圧面
　ＬＥ　前縁
　ＴＥ　後縁
　Ｐ　　隔壁
　ＣＰ、ＣＰ１、ＣＰ２　正圧面側キャビティ空間（キャビティ空間）
　ＣＳ、ＣＳ１、ＣＳ２　負圧面側キャビティ空間（キャビティ空間）
　ＩＰ１、ＩＰ２　正圧面側インサート空間（インサート空間）
　ＩＳ１、ＩＳ２　負圧面側インサート空間（インサート空間）
　Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３　冷却室

Claims

　凹状に湾曲する正圧面および凸状に湾曲する負圧面を有する翼形部と、タービンケーシングに支持された外側シュラウドと、該翼形部を介して外側シュラウドに接続する内側シュラウドと、から構成されるタービン静翼であって、
　前記翼形部は、
　隔壁で前記翼形部の内部を前縁側から後縁側に向かって複数に区分した空間であるとともに、翼縦断面方向に延びる空間であって、翼体の内壁に分割部を備えた冷却室と、
　該冷却室に配置され、複数のインピンジメント孔を備えた挿入筒と、
　前記翼体に穿設されたフィルム孔と、
を備え、
　前記挿入筒は、前記前縁側から前記後縁側に向かって延びるとともに、前記翼縦断面方向に延びる仕切部を備え、
　前記挿入筒の内部は、前記正圧面側の正圧面側インサート空間と、前記負圧面側の負圧面側インサート空間と、に仕切られているタービン静翼。
　前記仕切部は、前記正圧面側インサート空間および前記負圧面側インサート空間を繋ぐ連通孔を備える請求項１に記載のタービン静翼。
　前記負圧面側インサート空間は、
　前記挿入筒と、前記仕切部と、前記外側シュラウドおよび前記内側シュラウドに配置された圧力調整板と、に囲まれた空間である請求項１に記載のタービン静翼。
　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタービン静翼を有するタービン部が設けられているガスタービン。