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JP3142850B2 - タービンの冷却翼および複合発電プラント - Google Patents

タービンの冷却翼および複合発電プラント

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JP3142850B2
JP3142850B2 JP01057831A JP5783189A JP3142850B2 JP 3142850 B2 JP3142850 B2 JP 3142850B2 JP 01057831 A JP01057831 A JP 01057831A JP 5783189 A JP5783189 A JP 5783189A JP 3142850 B2 JP3142850 B2 JP 3142850B2
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insert
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turbine
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麻子 松浦
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Toshiba Corp
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Priority to DE69017493T priority patent/DE69017493T2/de
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    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection cooling
    • F01D5/188—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall
    • F01D5/189—Convection cooling with an insert in the blade cavity to guide the cooling fluid, e.g. forming a separation wall the insert having a tubular cross-section, e.g. airfoil shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

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
て駆動す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力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温酸化，
腐食等に耐える能力により制限される。
そこで従来は、第19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19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。第19図にはシュラウド部は示していない。
第19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105や翼内面とインサ
ート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、一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105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10
4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。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明では、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る第１のイ
ンサート及び第２のインサートと、前記第１のインサー
ト及び前記第２のインサート内に供給される冷却媒体を
前記空洞内に噴出させるため該インサートに設けられる
冷却孔と、前記第１のインサートと前記第２のインサー
トの間に設けられ、前記冷却孔から噴出された冷却媒体
を翼スパン方向に案内し、前記翼本体から回収する回収
通路とを有することを特徴とするタービンの冷却翼を提
供する。
また、本発明では、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る第１のインサート及び第２
のインサートと、前記第１のインサート及び前記第２の
インサート内に供給される冷却媒体を前記空洞内に噴出
させるため該インサートに設けられる冷却孔と、前記第
１のインサートと前記第２のインサートの間に設けら
れ、前記第１のインサートに設けられた冷却孔から噴出
された冷却媒体を翼スパン方向に案内し、リターン部を
介して該冷却媒体を前記第２のインサート内へ供給する
第１の回収通路と、前記第２のインサートに設けられた
冷却孔から噴出された冷却媒体を翼スパン方向に案内
し、前記翼本体から回収する第２の回収通路とを有する
ことを特徴とするタービンの冷却翼をも併せて提供す
る。
されに、本発明では、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る第１のインサート及び第２
のインサートと、前記第１のインサート内に供給される
冷却蒸気を前記空洞内に噴出させるため該インサートに
設けられる第１の冷却孔と、この第１の冷却孔から噴出
された冷却蒸気を翼スパン方向に案内し、前記翼本体か
ら回収する回収通路と、前記第２のインサートに供給さ
れる冷却空気を前記空洞内に噴出させるため該インサー
トに設けられる第２の冷却孔と、この第２の冷却孔から
噴出された冷却空気を翼後縁から前記翼本体外に排出す
るための通路とを有することを特徴とするタービンの冷
却翼をも併せて提供する。
一方、本発明では、上記した冷却翼を備えたガスター
ビンと、このガスタービンの排熱を回収し蒸気を発生さ
せる排熱回収熱交換器と、前記蒸気が供給される蒸気タ
ービンと、前記ガスタービン及び前記蒸気タービンによ
り駆動される発電機とを具備する複合発電プラントをも
併せて提供する。
（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。
本発明に係る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。
また本発明に係る複合発電プラントにおいては、ガス
タービンの翼に本発明に係るタービンの冷却翼を用いて
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、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、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。
（１） 実施例１ 第１図は、本発明のタービン冷却翼をガスタービンの
第１段静翼に適用した例であり、概略構成斜視図、第２
図は第１図のＡ−Ａ線切断横断面図である。
この翼は、翼本体１と、この翼本体１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、翼の前縁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
ド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17,18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がら冷却孔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、この突設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,1
3b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
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,1
5b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。
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１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１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果を低下させるこ
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24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１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1
2,14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（LPG）
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、一軸コンバイン
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。
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（HRSG）へ送られこのHRSG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。
HRSG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HRSG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、
真空脱気されて腹水になり、腹水は、腹水ポンプで昇圧
され給水となってHRSG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、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トン全体の効率を低
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して
構成し、主流ガス温度（約1300℃〜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。
（２） 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を合わせたものであり、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12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14を
形成している。この第２の回収通路14には、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を翼スパン方向へ流れ
て、この第２の回収通路14に連通する回収口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。
このように冷却構造によれば第１のインサート６内か
ら翼内面をインピンジメ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
ント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。
次に第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
38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12に回収されて回収口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。
（３） 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44,45,46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にある。
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、翼合本体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41,42,43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
47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・インピンジ
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、いわゆるクロスフ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，効果を得ながら最
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41,4
2,43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。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
ピンジメント冷却した後の冷却媒体（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７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、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）やしめり蒸気を
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伸びて形成さ
れるリブ60,62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
23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16図は、第1,2の冷却蒸気供給口17,18、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60,6
1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19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40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
12,14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。
（５） 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。翼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形成の為の仕切板として働く。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70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、ほ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
10によって分けられる。第18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
いる横断面図である。
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ーンさせて、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
もいっこうにかまわない。
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
のである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〕
以上詳細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） 29……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
フロントページの続き (72)発明者 荒木 達雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−80004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−72604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−117006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−96103（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−203903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−176309（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−14203（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 5/18 F02C 7/16

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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る第１のインサート及び第２のイ
    ンサートと、 前記第１のインサート及び前記第２のインサート内に供
    給される冷却媒体を前記空洞内に噴出させるため該イン
    サートに設けられる冷却孔と、 前記第１のインサートと前記第２のインサートの間に設
    けられ、前記冷却孔から噴出された冷却媒体を翼スパン
    方向に案内し、前記翼本体から回収する回収通路と を有することを特徴とするタービンの冷却翼。
  2. 【請求項２】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る第１のインサート及び第２のイ
    ンサートと、 前記第１のインサート及び前記第２のインサート内に供
    給される冷却媒体を前記空洞内に噴出させるため該イン
    サートに設けられる冷却孔と、 前記第１のインサートと前記第２のインサートの間に設
    けられ、前記第１のインサートに設けられた冷却孔から
    噴出された冷却媒体を翼スパン方向に案内し、リータン
    部を介して該冷却媒体を前記第２のインサート内へ供給
    する第１の回収通路と、 前記第２のインサートに設けられた冷却孔から噴出され
    た冷却媒体を翼スパン方向に案内し、前記翼本体から回
    収する第２の回収通路と を有することを特徴とするタービンの冷却翼。
  3. 【請求項３】前記第１のインサートは、冷却媒体の最下
    流部に前記第１の回収通路に連通するオリフィスを備え
    たことを特徴とする請求項２記載のタービンの冷却翼。
  4. 【請求項４】前記第１のインサートもしくは前記第２の
    インサートは、冷却媒体の下流部で流路断面積が狭くな
    るようなテーパー形状を有することを特徴とする請求項
    ２記載のタービンの冷却翼。
  5. 【請求項５】前記第２のインサートに新たな冷却媒体を
    供給するため、前記第１の回収流路に連通する補助供給
    口を備えたことを特徴とする請求項２記載のタービンの
    冷却翼。
  6. 【請求項６】前記冷却媒体は、蒸気であることを特徴と
    する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のタービンの
    冷却翼。
  7. 【請求項７】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る第１のインサート及び第２のイ
    ンサートと、 前記第１のインサート内に供給される冷却蒸気を前記空
    洞内に噴出させるため該インサートに設けられる第１の
    冷却孔と、 この第１の冷却孔から噴出された冷却蒸気を翼スパン方
    向に案内し、前記翼本体から回収する回収通路と、 前記第２のインサートに供給される冷却空気を前記空洞
    内に噴出させるため該インサートに設けられる第２の冷
    却孔と、 この第２の冷却孔から噴出された冷却空気を翼後縁から
    前記翼本体外に排出するための通路と を有することを特徴とするタービンの冷却翼。
  8. 【請求項８】前記翼本体は、前記冷却孔から噴出された
    冷却媒体の一部を前記翼本体外に排出するための排出孔
    を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一
    項に記載のタービンの冷却翼。
  9. 【請求項９】前記翼本体の端部に設けられるシュラウド
    と、このシュラウドを冷却する冷却手段とを備えたこと
    を特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のタ
    ービンの冷却翼。
  10. 【請求項１０】冷却翼を備えたガスタービンと、このガ
    スタービンの排熱を回収し蒸気を発生させる排熱回収熱
    交換器と、前記蒸気が供給される蒸気タービンと、前記
    ガスタービン及び前記蒸気タービンにより駆動される発
    電機とを具備する複合発電プラントにおいて、 前記冷却翼は、内部に空洞が形成された翼本体と、前記
    空洞内に配設される第１のインサート及び第２のインサ
    ートと、前記第１のインサート及び第２のインサート内
    に冷却蒸気を供給する供給口と、前記第１のインサート
    及び第２のインサート内に供給された冷却蒸気を前記空
    洞内に噴出させるため該インサートに設けられる冷却孔
    と、前記第１のインサートと前記第２のインサートの間
    に設けられ、前記冷却孔から噴出された冷却媒体を翼ス
    パン方向に案内し前記翼本体から回収する回収通路とを
    備え、 前記蒸気タービンから冷却蒸気を抽出し前記冷却翼の前
    記供給口に供給する手段と、 前記冷却翼の前記回収通路から冷却蒸気を前記蒸気ター
    ビンに戻す手段と を有することを特徴とする複合発電プラント。
  11. 【請求項１１】冷却翼を備えたガスタービンと、このガ
    スタービンの排熱を回収し蒸気を発生させる排熱回収熱
    交換器と、前記蒸気が供給される蒸気タービンと、前記
    ガスタービン及び前記蒸気タービンにより駆動される発
    電機とを具備する複合発電プラントにおいて、 前記冷却翼は、内部に空洞が形成された翼本体と、前記
    空洞内に配設される第１のインサート及び第２のインサ
    ートと、前記第１のインサート及び前記第２のインサー
    ト内に冷却蒸気を供給する供給口と、前記第１のインサ
    ート及び前記第２のインサート内に供給される冷却媒体
    を前記空洞内に噴出させるため該インサートに設けられ
    る冷却孔と、前記第１のインサートと前記第２のインサ
    ートの間に設けられ、前記第１のインサートに設けられ
    た冷却孔から噴出された冷却蒸気を翼スパン方向に案内
    し、リータン部を介して該冷却蒸気を前記第２のインサ
    ート内へ供給する第１の回収通路と、前記第２のインサ
    ートに設けられた冷却孔から噴出された冷却蒸気を翼ス
    パン方向に案内し、前記翼本体から回収する第２の回収
    通路とを有し、 前記蒸気タービンから冷却蒸気を抽出し前記冷却翼の前
    記供給口に供給する手段と、 前記冷却翼の前記回収通路から冷却蒸気を前記蒸気ター
    ビンに戻す手段と を有することを特徴とする複合発電プラント。
  12. 【請求項１２】前記冷却翼の前記第１のインサートは、
    冷却蒸気の最下流部に前記第１の回収通路に連通するオ
    リフィスを備えたことを特徴とする請求項11記載の複合
    発電プラント。
  13. 【請求項１３】前記冷却翼の前記第１のインサートもし
    くは前記第２のインサートは、冷却蒸気の下流部で流路
    断面積が狭くなるようなテーパー形状を有することを特
    徴とする請求項11記載の複合発電プラント。
  14. 【請求項１４】前記冷却翼は、前記第２のインサートに
    新たな冷却蒸気を供給するため、前記第１の回収流路に
    連通する補助供給口を備えたことを特徴とする請求項11
    記載の複合発電プラント。
  15. 【請求項１５】冷却翼を備えたガスタービンと、このガ
    スタービンの排熱を回収し蒸気を発生させる排熱回収熱
    交換器と、前記蒸気が供給される蒸気タービンと、前記
    ガスタービン及び前記蒸気タービンにより駆動される発
    電機とを具備する複合発電プラントにおいて、 前記冷却翼は、内部に空洞が形成された翼本体と、前記
    空洞内に配設される第１のインサート及び第２のインサ
    ートと、前記第１のインサート内に冷却蒸気を供給する
    第１の供給口と、前記第２のインサート内に冷却空気を
    供給する第２の供給口と、前記第１のインサート内に供
    給される冷却蒸気を前記空洞内に噴出させるため該イン
    サートに設けられる第１の冷却孔と、この第１の冷却孔
    から噴出された冷却蒸気を翼スパン方向に案内し、前記
    翼本体から回収する回収通路と、前記第２のインサート
    に供給される冷却空気を前記空洞内に噴出させるため該
    インサートに設けられる第２の冷却孔と、この第２の冷
    却孔から噴出された冷却空気を翼後縁から前記翼本体外
    に排出するための通路とを有し、 前記蒸気タービンから冷気蒸気を抽出し前記冷却翼の前
    記第１の供給口に供給する手段と、 前記冷却翼の前記回収通路から冷却蒸気を前記蒸気ター
    ビンに戻す手段と を有することを特徴とする複合発電プラント。
  16. 【請求項１６】前記冷却翼の前記翼本体は、前記冷却孔
    から噴出された冷却媒体の一部を前記翼本体外に排出す
    るための排出孔を備えたことを特徴とする請求項10乃至
    15のいずれか一項に記載の複合発電プラント。
  17. 【請求項１７】前記冷却翼は、前記翼本体の端部に設け
    られるシュラウドと、このシュラウドを冷却する冷却手
    段とを備えたことを特徴とする請求項10乃至16のいずれ
    か一項に記載の複合発電プラント。
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