JP6651378B2 - インサート組品、翼、ガスタービン、および、翼の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、インサート組品、翼、ガスタービン、および、翼の製造方法に関する。

ガスタービンは、例えば、静翼などの翼の内部に冷却用空気を流している場合が多い。このような翼は、翼の内部に冷却用空気を流すための翼空気通路を備え、翼空気通路に多数の孔を有するインサートなどの筒状体を配置し、翼壁を冷却空気でインピンジメント冷却している。また、インピンジメント冷却後の冷却空気は、翼壁に設けられた複数の冷却孔から燃焼ガス中に排出される際、翼壁をフィルム冷却している。この種の筒状体は、翼本体との間に熱伸び差が生じる。そのため、このような場合には、筒状体の２つの端部のうち一方をシール溶接又はろう付けして翼本体に固定し、他方は翼本体との間のシール性は保持しつつ、筒状体の長手方向の伸びに対してフリーにして熱伸び差を吸収するようにしている。

特許文献１は、インサートの熱伸び差を吸収する構成が記載されている。この特許文献１は、インサートのフリーの端部を保持部材によって保持して、フリーの端部の隙間から冷却用空気が漏出しないようにしている。

特開２０１２−２４６７８５号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、インサートのシール性能が十分に確保されているとは言えない。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、安定したインサートのシール性能を得ることができるインサート組品、翼、ガスタービン、および、翼の製造方法を提供することを目的とする。

この発明の態様によれば、インサート組品は、翼本体と、該翼本体の径方向の両端に形成された外側シュラウド及び内側シュラウドと、からなるタービン翼に配置され、前記翼本体内に冷却空気が供給される翼空気通路内に設けられたインサート組品であって、複数の冷却孔を有する筒状体に形成され、径方向に直交する方向に延在し、両端で前記筒状体の内周面に固定され、前記筒状体の径方向の一方の端部に隣接して配置された板状の補強部材を有し、前記翼本体の径方向の一方の端部に固定されたインサートと、前記翼本体の径方向の他方の端部に固定され、前記インサートの端部に接触して、前記インサートが径方向に摺動可能なシール面が形成され、前記インサートの前記翼本体に対する径方向に直交する方向の位置決めをする環状に形成された保持部材と、を備える。
このようなインサート組品を備えれば、前記インサートの径方向の他方の端部近傍に補強板を備えるので、インサートの剛性が上がる。そのため、インサートの端部の外径が広がるのを抑制して、インサートと保持部材の間のシール面に隙間が形成されるのを防止できるので、シール面からの冷却空気の漏洩が抑制される。その結果、漏洩空気の減少により、安定した冷却性能を得ることが可能となる。

この発明の態様によれば、インサート組品は、前記シール面が前記インサートの端部の内周面に形成されていてもよい。

この発明の態様によれば、インサート組品は、前記シール面が前記インサートの端部の外周面に形成されていてもよい。

この発明の態様によれば、インサート組品は、径方向の前記一方の端部に向かうと共に先細るＬ字状の断面形状を備え、径方向の前記一方の端部側の先端に形成された環状の位置決め部と、前記位置決め部に隣接して径方向の前記他方の端部側に前記位置決め部より大径に形成された位置決め凸部と、前記位置決め凸部に隣接して径方向の前記他方の端部側に前記位置決め凸部より大径に形成され、前記翼本体に固定されているフランジ部を備えていてもよい。
このようなインサート組品を備えれば、翼空気通路に対するインサートの位置決めが容易になる。

この発明の態様によれば、インサート組品は、前記インサートの前記他方の端部に径方向で嵌合する位置決め部を備えていてもよい。
このように構成することで、位置決め部を介して保持部材に対するインサートの位置決めが容易になる。

この発明の態様によれば、インサート組品は、側面が前記翼空気通路の前記他方の端部の開口に嵌合する位置決め凸部を備えていてもよい。
このように構成することで、インサート組品は、位置決め凸部を介して翼空気通路に対する保持部材の位置決めが容易になるので、インサートの翼空気通路に対する位置決めも容易になる。

この発明の態様によれば、インサート組品は、インサートで囲まれた内部キャビティの通路断面の全面を覆う補強部材を備えていてもよい。

この発明の態様によれば、インサート組品は、少なくとも一つの貫通孔を有する補強部材を備えていてもよい。
このように構成することで、補強部材が、少なくとも一つの貫通孔（抜き孔）を有するので、貫通孔を介して内部キャビティの塵埃をごみ収容空間に移動して、内部キャビティの塵埃を除去できる。また、内部キャビティに供給される冷却空気の流量を調整する流量調整板としても利用できる。

この発明の態様によれば、インサート部品は、前記翼本体の前記他方の端部に設けられた開口を閉塞する蓋板を備えていてもよい。
このように構成することで、蓋板を翼本体に固定することにより、翼本体内の冷却空気が漏れ出すのを防止できる。

この発明の態様によれば、インサート組品は、前記前記インサートの内部空間に堆積するごみを除去する抜き孔である貫通孔を有する補強部材を備えていてもよい。更に、前記インサートは、前記補強部材と前記蓋板とにより囲まれたごみ収容空間を有し、前記保持部材は、前記シール面を介して、前記インサートに嵌め合い可能に形成されていてもよい。
このように構成することで、補強部材と蓋板との間のごみ収容空間が形成され、抜き孔によってインサートの内部空間からごみ収容空間へ塵埃を移動できる。従って、ごみ収容空間に塵埃を収容できるので、塵埃によりインサートの冷却孔等が詰まるのを防止できる。

この発明の態様によれば、インサート組品は、前記蓋板が固定され、一体化された保持部材を備えていてもよい。
このように構成することで、部品点数が減少して、メンンテナンス作業が容易になる。

この発明の態様によれば、翼は、以上に記載のいずれかのインサート組品を備えている。

この発明の態様によれば、翼の製造方法は、翼の外側シュラウドから内側シュラウドまで貫通するように形成された翼空気通路に挿通可能なインサートを形成する工程と、前記インサートの内周面に補強部材を固定して、補強部材を備えたインサートとして一体化させる工程と、前記インサートの第一端部を前記翼空気通路に対して位置決め可能な保持部材を形成する工程と、前記翼空気通路の第一開口部の周縁に前記保持部材のフランジ部を固定する工程と、前記保持部材が取り付けられた第一開口部とは反対側の第二開口部から前記翼空気通路にインサートを挿入して、前記インサートの第一端部を前記保持部材により位置決めさせる工程と、前記インサートの第二端部を前記翼空気通路の第二開口部の周縁に固定する工程と、を含む。
このように構成することで、インサートを翼空気通路に対して簡単な手順で正しい位置に配置させることができる。その結果、翼の組立に熟練を要さず、組み立て作業者の負担を軽減できる。

この発明の態様によれば、ガスタービンは、以上に記載の翼を備えている。

上記インサート組品、翼、ガスタービン、および、翼の製造方法によれば、インサート組品は安定して良好なシール性能を保持できるので、ガスタービンの熱効率の低下を抑制できる。また、容易にインサート組品の組立作業を行うことができるとともに、翼の安定した冷却性能を得ることができる。

この発明の第一実施形態におけるガスタービンの模式的な断面図である。 この発明の第一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。 この発明の第一実施形態における静翼の斜視図である。 この発明の第一実施形態における翼空気通路の平面断面図である。 この発明の第一実施形態における翼空気通路の開口周縁の断面図である。 この発明の第一実施形態における翼の製造方法のフローチャートである。 この発明の第二実施形態における翼空気通路の開口周縁の断面図である。 この発明の第三実施形態における翼空気通路の開口周縁の断面図である。 この発明の第三実施形態における翼空気通路の開口周縁の変形例の断面図である。

［第一実施形態］
以下、この発明の第一実施形態に係るインサート組品、翼、ガスタービン、および、翼の製造方法を図面に基づき説明する。

（ガスタービンの実施形態）
図１は、この発明の第一実施形態におけるガスタービンの模式的な断面図である。図２は、この発明の第一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。
図１に示すように、この実施形態におけるガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された空気Ａ中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器３０と、燃焼ガスにより駆動するタービン４０と、を備えている。

圧縮機２０は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２１と、圧縮機ロータ２１を覆う圧縮機車室２５と、複数の静翼段２６と、を有する。タービン４０は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ４１と、タービンロータ４１を覆うタービン車室４５と、複数の静翼段４６と、を備えている。

圧縮機ロータ２１とタービンロータ４１とは、軸線Ａｒ上に位置し、互いに接続されることでガスタービンロータ１１を構成している。このガスタービンロータ１１は、例えば、発電機ＧＥＮのロータに接続されている。
圧縮機車室２５とタービン車室４５とは、互いに接続されることでガスタービン車室１５を構成している。

以下の第一実施形態の説明においては、軸線Ａｒが延びる方向を軸方向Ｄａ、この軸線Ａｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、軸線Ａｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒとする。さらに、軸方向Ｄａでタービン４０を基準にして圧縮機２０側を上流側Ｄａｕ、その反対側を下流側Ｄａｄとする。さらに、径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉ、その反対側を径方向外側Ｄｒｏとする。

圧縮機ロータ２１は、ロータ軸２２と、複数の動翼段２３とを備えている。ロータ軸２２は、軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びている。複数の動翼段２３は、軸方向Ｄａに並んでロータ軸２２にそれぞれ取り付けられている。各動翼段２３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼２３ａを備えている。複数の動翼段２３の下流側Ｄａｄには、それぞれ静翼段２６が配置されている。これら静翼段２６は、圧縮機車室２５の内側に設けられている。静翼段２６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼２６ａを備えている。

図２に示すように、タービンロータ４１は、軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びるロータ軸４２と、このロータ軸４２に取り付けられている複数の動翼段４３と、を備えている。複数の動翼段４３は、軸方向Ｄａに並んでいる。複数の動翼段４３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼４３ａで構成されている。複数の動翼段４３の各上流側Ｄａｕには、静翼段４６が配置されている。これら静翼段４６は、タービン車室４５の内側に設けられている。静翼段４６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼４６ａを備えている。

タービン車室４５は、筒状の外側車室４５ａと、外側車室４５ａの内側に固定されている内側車室４５ｂと、内側車室４５ｂの内側に固定されている複数の分割環４５ｃとを備えている。複数の分割環４５ｃは、いずれも、複数の静翼段４６の相互の間の位置に設けられている。これら分割環４５ｃの径方向内側Ｄｒｉには、それぞれ動翼段４３が配置されている。

ロータ軸４２とタービン車室４５との間の空間は、燃焼器３０からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路４９となっている。この燃焼ガス流路４９に、静翼４６ａ及び動翼４３ａが配置されている。この燃焼ガス流路４９は、軸線Ａｒを中心とした軸方向Ｄａに長い環状に形成されている。

タービン車室４５の内側車室４５ｂは、径方向外側Ｄｒｏから径方向内側Ｄｒｉに貫通する冷却空気通路４５ｐを備えている。この冷却空気通路４５ｐを通った冷却空気は、静翼４６ａ内及び分割環４５ｃ内に導入されて、静翼４６ａ及び分割環４５ｃの冷却に利用される。ここで、複数の静翼段４６のうち、一部の静翼段４６には、車室の冷却空気通路を経ずにガスタービン車室１５内の空気が静翼４６ａに冷却空気として供給される場合もある。

（翼の実施形態）
次に、この発明の第一実施形態における翼を図面に基づき説明する。この実施形態における翼は、ガスタービンの静翼である。
図３は、この発明の第一実施形態における静翼の斜視図である。

図３に示すように、静翼４６ａは、径方向Ｄｒに延びる翼本体５１と、翼本体５１の径方向内側Ｄｒｉに形成されている内側シュラウド６０ｉと、翼本体５１の径方向外側Ｄｒｏに形成されている外側シュラウド６０ｏと、を備えている。

翼本体５１は、燃焼ガスＧが通る燃焼ガス流路４９（図２参照）内に配置されている。
翼本体５１は、上流側Ｄａｕの端部が前縁部５２を構成し、下流側Ｄａｄの端部が後縁部５３を構成している。翼本体５１は、周方向Ｄｃを向く表面のうち、一方が凸状の面、他方が凹状の面となっている。凸状面は、背側面５４（＝負圧面）を構成し、凹状の面は、腹側面５５（＝正圧面）を構成している。
以下の説明においては、説明の都合上、周方向Ｄｃで翼本体５１の腹側（＝正圧面側）を周方向腹側Ｄｃｐ、翼本体５１の背側（＝負圧面側）を周方向背側Ｄｃｎとする。

外側シュラウド６０ｏは、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに広がる板状の外側シュラウド本体６１と、外側シュラウド本体６１の外周縁に沿って外側シュラウド本体６１から径方向外側Ｄｒｏに突出する周壁６５と、を有する。

外側シュラウド本体６１は、上流側Ｄａｕの端面である前端面６２ｆと、下流側Ｄａｄの端面である後端面６２ｂと、周方向腹側Ｄｃｐの端面である腹側端面６３ｐと、周方向背側Ｄｃｎの端面である背側端面６３ｎと、径方向内側Ｄｒｉを向くガスパス面６４と、を備えている。

外側シュラウド６０ｏには、外側シュラウド本体６１と周壁６５とにより、径方向内側Ｄｒｉに向かって凹む凹部６６が形成されている。
ここで、上述した外側シュラウド６０ｏと内側シュラウド６０ｉとは、基本的に同じ構造である。そのため、内側シュラウド６０ｉについての詳細説明は省略する。

翼本体５１、外側シュラウド６０ｏ、及び、内側シュラウド６０ｉには、径方向Ｄｒに延びる複数の翼空気通路７１（空洞部）が形成されている。これら翼空気通路７１は、いずれも、外側シュラウド６０ｏから、翼本体５１を経て、内側シュラウド６０ｉにまで連なって形成されている。複数の翼空気通路７１は、翼本体５１の翼弦に沿って並んでいる。隣接する翼空気通路７１の一部は、径方向外側Ｄｒｏの部分、又は径方向内側Ｄｒｉの部分で互いに連通して、サーペンタイン流路を形成している。

複数の翼空気通路７１のうち、いずれかは、外側シュラウド６０ｏにおける凹部６６で開口している。さらに、複数の翼空気通路７１のうち、いずれかは、内側シュラウド６０ｉにおける凹部で開口している。言い換えれば、複数の翼空気通路７１のうち、一部の翼空気通路７１は、外側シュラウド６０ｏから内側シュラウド６０ｉまで貫通するように形成されている。静翼４６ａの径方向外側Ｄｒｏ又は径方向内側Ｄｒｉに供給された冷却空気Ａｃの一部は、この翼空気通路７１の開口（内側シュラウド６０ｉ側の開口７１ｂ、外側シュラウド６０ｏ側の開口７１ｃ）から翼空気通路７１内に流入する。

翼本体５１の前縁部５２及び後縁部５３には、翼空気通路７１から燃焼ガス流路４９へ貫通する複数の翼面噴出通路７２が形成されている。翼本体５１は、翼空気通路７１内を冷却空気Ａｃが流れる過程で冷却される。翼空気通路７１に流入した冷却空気Ａｃは、この翼面噴出通路７２から燃焼ガス流路４９内に流出する。このため、翼本体５１の前縁部５２及び後縁部５３は、冷却空気Ａｃが翼面噴出通路７２から流出する過程で冷却される。さらに、翼面噴出通路７２から燃焼ガス流路４９に流出した冷却空気Ａｃの一部は、翼本体５１の表面を部分的に覆ってフィルム空気としての役目も果たす。

図４は、第一実施形態における翼空気通路の径方向に直交する面で切った平面断面図である。図５は、第一実施形態における翼空気通路の開口周縁の断面図である。
翼空気通路７１には、翼本体５１の内周面７１ａをインピンジメント冷却するためのインサート８０と、インサート８０の剛性を高める補強部材８５と、インサート８０を翼本体５１に保持する保持部材９０と、を含むインサート組品７９が配置されている。なお、径方向Ｄｒに直交し翼空気通路７１の通路断面を横切る方向をインサート径方向Ｄｉｒとする。

インサート８０は、薄板で形成された筒状体であり、翼空気通路７１の内周面（内壁面）７１ａから全周で同じ距離だけ離れて配置されている。これにより、翼本体５１の内周面７１ａとインサート８０の外周面８０ａとの間には、環状の空間であるインサートキャビティ８１が形成されている。

翼空気通路７１の内周面７１ａには、径方向Ｄｒに延びる２つのシールダム８３が形成されている。これらのシールダム８３は、径方向Ｄｒでインサート８０とほぼ同じ長さに形成されている。上述したインサートキャビティ８１は、インサート８０の周方向にシールダム８３で二つの空間に区分けされている。二つの空間は、翼本体５１に形成された翼面噴出通路７２を介して燃焼ガス流路４９に連通しているため、燃焼ガス流路４９側の圧力の影響で、互いに圧力が異なっている。

インサート８０の外周面８０ａには、その内部空間（内部キャビティ８０ｂ）と外部空間（インサートキャビティ８１）とを連通する複数のインピンジメント孔８２が形成されている。また、インサート８０の径方向外側Ｄｒｏの端部８８（図３）には、図示していないが、外側フランジが形成され、この外側フランジが翼本体５１の端縁に溶接等で固定されている。一方、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの他方の端部８４は、保持部材９０に接触しながら摺動し、保持部材９０とインサート８０の端部８４との間にシール面が形成されている（構造詳細は後述する）。なお、一方の端部とは、インサート８０が翼本体５１に固定されている端部を言い、他方の端部とは、インサート８０が保持部材に対して摺動するインサートの端部を言う。

図５に示すように、インサート８０は、更に、径方向内側Ｄｒｉの他方の端部８４に隣接して端部８４から径方向外側Ｄｒｏへ離間した位置に、インサート８０を径方向Ｄｒから見た通路断面の全面を閉塞するように板状に形成された補強部材８５を備えている。補強部材８５の端縁には、補強部材８５の本体部８５ａに対して径方向内側Ｄｒｉの方向に略直角に曲げられた取付部８５ｂが形成され、インサート８０の内周面８０ｃに溶接等で固定されている。

本実施形態においては、補強部材８５の本体部８５ａには、少なくとも一つの貫通孔である抜き孔８７が形成され、本体部８５ａを境にして径方向内側Ｄｒｉには、ごみ収容空間１００が配置されている。ごみ収容空間１００は、抜き孔８７を介して内部キャビティ８０ｂに連通している。抜き孔８７は、冷却空気Ａｃに含まれる塵挨のみを通過可能な最小限の大きさに形成されている。冷却空気Ａｃに含まれる塵埃は、抜き孔８７を介して内部キャビティ８０ｂからごみ収容空間１００へ移動し、ごみ収容空間１００に堆積する。ごみ収容空間１００に堆積する塵挨は、例えば、メンテナンス時に、ごみ収容空間１００から取り出される。

図５に示すように、インサート組品７９の一部を構成する保持部材９０は、インサート径方向Ｄｉｒから見た断面が略Ｌ字状の環状の部材である。保持部材９０は、径方向外側Ｄｒｏの先端部に、環状の薄板状に形成された位置決め部９１（第一位置決め部）を有する。保持部材９０の径方向内側Ｄｒｉの端部には、板状のフランジ部９２が形成されている。フランジ部９２のインサート径方向Ｄｉｒの側面９２ａは、翼本体５１に形成された翼空気通路７１の内周面７１ａよりインサート径方向Ｄｉｒの外方に広がり、内周面７１ａより大径に形成されている。

位置決め部９１とフランジ部９２の間には、インサート８０の外周面８０ａよりインサート径方向Ｄｉｒの外方に突出して外周面８０ａより大径に形成され、且つ、翼空気通路７１の内周面７１ａよりインサート径方向Ｄｉｒの径が小さく形成された位置決め凸部９３（第二位置決め部）が配置されている。保持部材９０は、位置決め部９１と位置決め凸部９３とフランジ部９２により、一体に形成された環状の部材であり、翼空気通路７１の径方向内側Ｄｒｉの開口７１ｂに嵌め込まれた部材である。ここで、インサート径方向Ｄｉｒの外方とは、インサート８０の径方向Ｄｒに延びる中心線からインサート径方向Ｄｉｒで翼空気通路７１の内周面７１ａに向かう方向を言う。

位置決め部９１は、インサート８０の端部８４を翼空気通路７１の内周面（内壁面）７１ａに対してインサート径方向Ｄｉｒの位置決めをするとともに、翼本体５１のインサート径方向Ｄｉｒへのインサート８０の端部８４の移動を規制する。この実施形態における位置決め部９１は、その外周面９１ｂが、端部８４の内周面８４ａより僅かに大径に形成され、インサート８０の端部８４の内周面８４ａ側に接触して嵌め合わせ可能な筒状に形成されている。つまり、インサート８０の端部８４は、その内周面８４ａが位置決め部９１の外周面９１ｂを介して保持部材９０に溶接等で固定されることなく接触し、保持部材９０の外周面９１ｂと端部８４の内周面８４ａとの間にシール面が形成される。保持部材９０の位置決め凸部９３のインサート径方向Ｄｉｒの外周面９３ａは、翼本体５１の開口７１ｂの内周面７１ａに接触し、翼本体５１に対する保持部材９０のインサート径方向Ｄｉｒの位置決めをする。なお、インサート８０と翼本体５１の間に熱伸び差が生じても、インサート８０は端部８４と位置決め部９１の間で径方向Ｄｒに摺動するので、インサート８０に熱応力が生ずることはない。また、インサート８０が径方向Ｄｒの熱伸びにより、位置決め部９１の径方向外側Ｄｒｏを向く先端部と干渉しないように、補強部材８５の取付部８５ｂの径方向内側Ｄｒｉの端部と位置決め部９１の先端部の間に一定の隙間をあけることが望ましい。つまり、取付部８５ｂは、端部８４に隣接させ、位置決め部９１から一定の隙間を保持して端部８４の内周面８４ａに固定すればよい。なお、一定の隙間、インサート８０の径方向Ｄｒの熱伸び差が吸収できる程度であれば、十分である。ここで、インサート８０の外径とは、例えば、図４に示すインサート８０の断面において最も大きい幅寸法ｈである。

フランジ部９２は、翼空気通路７１の開口７１ｂ周縁に、例えば、隅肉溶接等による溶接部を介して固定されている。本実施形態におけるフランジ部９２は、その側面９２ａと翼本体５１の端縁との隅部に隅肉溶接により形成された溶接部ｗ１を介して開口７１ｂの周縁に固定されている。この溶接部ｗ１は、フランジ部９２の全周に形成され、フランジ部９２と翼本体５１との隙間から冷却空気Ａｃが漏れないようになっている。

位置決め凸部９３は、翼本体５１に対して保持部材９０のインサート径方向Ｄｉｒの位置決めをする。この位置決め凸部９３は、翼空気通路７１の開口７１ｂに、隙間ばめ等により嵌め合わされる。この嵌め合わせ構造により、保持部材９０がインサート径方向Ｄｉｒで翼本体５１の翼空気通路７１に対して位置決めされる。そのため、インサート径方向Ｄｉｒにおける翼空気通路７１の内周面７１ａと位置決め部９１の外周面９１ｂとの間が全周で接触する。その結果、位置決め部９１によって位置決めされるインサート８０の外周面８０ａと、翼空気通路７１の内周面７１ａとの距離も全周で等距離に保たれる。

ここで、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４が、保持部材９０の位置決め部９１の外周面９１ｂに嵌め込まれ、端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂとが互いに接触し、この接触面にシール面が形成される。

インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍に補強部材８５がない構造と比較した本実施形態の構造の有効性を説明する。一般的に、インサート８０の端部８４が位置決め部９１に接触してシール面が形成される場合であって、補強部材８５を備えていない構造において、シール面に生ずる隙間に影響を及ぼす要因として、２つの項目が挙げられる。第１の要因は、インサート８０が冷却空気Ａｃの差圧を受け、インサート径方向Ｄｉｒの外方に膨張して、変形する場合である。すなわち、インサート８０は、内部キャビティ８０ｂとインサートキャビティ８１との圧力差のために、インサート８０の外周面８０ａがインサート径方向Ｄｉｒの外方に変形し、端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂとの間のシール面に隙間が生じやすい。すなわち、冷却空気Ａｃが外側シュラウド６０ｏから供給される内部キャビティ８０ｂは、圧力が最も高く、インピンジメント孔８２を介して内部キャビティ８０ｂに連通する下流側のインサートキャビティ８１の圧力は、内部キャビティ８０ｂの圧力より低くなる。従って、内部キャビティ８０ｂとインサートキャビティ８１との間の差圧を受けて、インサート８０はインサート径方向Ｄｉｒの外方に変形し、インサート８０のインサート径方向Ｄｉｒの幅寸法（例えば、幅寸法ｈ）が拡大する。そのため、インサート８０の端部８４の内周面８４ａと保持部材９０の位置決め部９１の外周面９１ｂの間のシール面には隙間が生じ易く、内部キャビティ８０ｂ側からインサートキャビティ８１側に、シール面を介して冷却空気Ａｃの漏れ出す量が増加して、冷却空気Ａｃの損失を招くことになる。なお、上述の例は、シール面が端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂの間に形成された場合であるが、シール面が端部８４の外周面８４ｂと位置決め部９１の内周面９１ａの間に形成された場合は、シール面での隙間が生ずる状況が異なる。すなわち、シール面が端部８４の外周面８４ｂと位置決め部９１の内周面９１ａとの間に形成された構造の場合、インサート８０が内部キャビティ８０ｂとインサートキャビティ８１の差圧を受けて、端部８４の外周面８４ｂが位置決め部９１の内周面９１ａに押しつけられ、むしろ、差圧を受けてシール面での隙間は減少する方向に働く。つまり、第１の要因である差圧の影響は、シール面の位置によって、隙間を拡大する方向にも働き、隙間を減少する方向にも働く。

次に、第２の要因は、インサート８０と保持部材９０との間のインサート径方向Ｄｉｒの熱伸び差が、シール面の隙間に影響を及ぼす場合である。すなわち、翼本体５１の翼空気通路７１の内周面７１ａは、燃焼ガスＧからの熱を受けてインサート径方向Ｄｉｒの外方に広がり、翼空気通路７１の通路断面の幅寸法が拡大する。保持部材９０は、翼本体５１に固定されているため、翼本体５１の動きに追随して、翼本体５１と同様に、インサート径方向Ｄｉｒの外方に広がり、保持部材９０の内径も大きくなる傾向を示す。一方、インサート８０は、内部キャビティ８０ｂ内の冷却空気Ａｃに直接接触しているため、保持部材９０ほどの高温にはならない。つまり、シール面が、端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂとの間に形成されている場合、位置決め部９１の外周面９１ｂは、インサート径方向Ｄｉｒの外方に拡大する。一方、インサート８０の端部８４は、相対的に保持部材９０より低温であるため、インサート径方向Ｄｉｒの外方への拡大の程度は小さい。特に、この傾向は、翼本体５１に固定されているインサート８０の一方の端部８８よりも、翼本体５１に対してフリーに保持されている他方の端部８４の方が顕著である。従って、シール面においては、端部８４の内周面８４ａと比較して、位置決め部９１の外周面９１ｂのインサート径方向Ｄｉｒの外方への変位が大きく、結果的に外周面９１ｂから内周面８４ａへのインサート径方向Ｄｉｒの押し付け力が強まり、シール面での隙間は減少する。

しかしながら、上述の例とは異なり、シール面が端部８４の外周面８４ｂと位置決め部９１の内周面９１ａとの間に形成されている場合、シール面での隙間が生ずる状況は異なる。すなわち、このような構造の場合、位置決め部９１の内周面９１ａのインサート径方向Ｄｉｒの外方への変位は、端部８４の外周面８４ｂのインサート径方向Ｄｉｒの外方への変位を上回る。従って、この場合は、シール面に隙間が生じやすくなる。

但し、上述の２つの要因の中で、シール面の隙間の発生に与える影響は、第１の要因の方が大きい。すなわち、第１の要因である内部キャビティ８０ｂとインサートキャビティ８１との間に生ずる圧力差に伴うインサート８０の変形による隙間の大きさの方が、第２の要因であるインサート８０と保持部材９０との間に生ずる熱伸び差に伴うシール面での変位による隙間の大きさより大きくなる。また、シール面が、端部８４の内周面８４ａ側にあるか又は外周面８４ｂ側にあるかによって、補強部材８５の有効性は異なってくる。各実施形態におけるシール面における隙間発生要因と補強部材８５の有効性との関係は、それぞれの実施形態で説明する。

本実施形態の場合、端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂとが接触して、この間にシール面が形成される。このような構造では、上述のように、内部キャビティ８０ｂとインサートキャビティ８１との圧力差により、シール面で隙間が広がる方向である。一方、インサート８０と保持部材９０との熱伸び差により、シール面での隙間は減少する方向である。但し、上述のように、圧力差に伴う隙間の拡大が、熱伸び差による隙間の減少を上回るため、全体として、シール面では隙間が広がる傾向にある。そこで、本実施形態では、インサート８０の端部８４の近傍、例えば端部８４に隣接させて径方向外側Ｄｒｏに補強部材８５を設ける構造を採用している。この結果、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍の剛性を高めて、インサート８０の変形を抑制している。つまり、インサート８０の端部８４に隣接させて、端部８４から径方向外側の離間した位置に取付けられる補強部材８５は、インサート８０のインサート径方向Ｄｉｒの外方への広がりを防止してシール面での隙間の発生を抑え、冷却空気Ａｃの損失を抑制する効果がある。

翼空気通路７１の径方向内側Ｄｒｉの開口７１ｂには、翼空気通路７１の通路断面の全面を閉塞するための蓋板９４が配置され、保持部材９０のフランジ部９２に蓋板９４の全周が溶接等で固定されている。蓋板９４は、翼本体５１の径方向内側Ｄｒｉの端部に溶接等で固定されてもよい。本実施形態においては、翼空気通路７１に供給される冷却空気Ａｃは、翼空気通路７１の一方の端部の開口７１ｃ（外側シュラウド６０ｏ側）のみから内部キャビティ８０ｂに供給される片側供給方式を適用するため、翼本体５１の他方の開口７１ｂを閉塞するために蓋板９４が設けられる。なお、他の実施形態としての冷却空気Ａｃの両側供給方式の例は、後述する。
蓋板９４をフランジ部９２に溶接等で固定することにより、保持部材９０の剛性を上げることが出来る。また、蓋板９４を設けることにより、翼空気通路７１の開口７１ｂから翼空気通路７１に冷却空気Ａｃが流入することもなく、内部キャビティ８０ｂ内の冷却空気Ａｃが翼本体５１から外部に漏れ出すこともない。なお、インサート８０の端部８４と保持部材９０の位置決め部９１は、互いに接触して、インサート８０の端部８４が径方向Ｄｒに摺動するので、インサート８０のインサートの径方向Ｄｒの熱伸びを吸収できる構造である。

ここで、冷却空気Ａｃの流れを説明する。冷却空気通路４５ｐ等から外側シュラウド６０ｏに供給された冷却空気Ａｃは、翼空気通路７１の径方向外側Ｄｒｏ一方の開口７１ｃからインサート８０の内部キャビティ８０ｂに流入する。内部キャビティ８０ｂに供給された冷却空気Ａｃは、インサート８０の壁面に形成された多数のインピンジメント孔８２からインサートキャビティ８１に噴出し、翼本体５１の内周面７１ａをインピンジメント冷却して、翼面噴出通路７２から燃焼ガス流路４９に排出される。冷却空気Ａｃが翼面噴出通路７２から排出される過程で、翼面がフィルム冷却される。更に、冷却空気Ａｃの一部は、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉに配置された補強部材８５の抜き孔８７を介してごみ収容空間１００に流入する。ごみ収容空間１００に流入した冷却空気Ａｃの一部は、更に、インサート８０の端部８４と保持部材９０の位置決め部９１の間に形成されたシール面（接触面）からインサートキャビティ８１側に冷却空気Ａｃの僅かな量が漏れ出し、最終的には燃焼ガス流路４９に排出される。

従って、冷却空気Ａｃの圧力は、内部キャビティ８０ｂ内で最も高く、ごみ収容空間１００の圧力は、内部キャビティ８０ｂの圧力より低く、インサートキャビティ８１の圧力は更に低くなる。すなわち、内部キャビティ８０ｂの冷却空気Ａｃの一部が、内部キャビティ８０ｂからごみ収容空間１００に流入する。更に、ごみ収容空間１００内の冷却空気Ａｃは、端部８４の内周面８４ａと保持部材９０の位置決め部９１の外周面９１ｂとの間のシール面から、インサートキャビティ８１側に漏れ出す冷却空気Ａｃの流れが生ずる。その結果、内部キャビティ８０ｂの抜き孔８７の近傍にある塵挨は、抜き孔８７を介してごみ収容空間１００にスムーズに移動して、ごみ収容空間１００の底に堆積する。一方、端部８４の内周面８４ａと保持部材９０の位置決め部９１の外周面９１ｂとの間のシール面から、インサートキャビティ８１側に漏れ出す冷却空気Ａｃは僅かな量に過ぎないので、ごみ収容空間１００の塵埃が、ごみ収容空間１００から更にインサートキャビティ８１側に排出することはない。

上述した構造は、外側シュラウド６０ｏ側の翼空気通路７１の開口７１ｃから冷却空気Ａｃを供給する構造であるが、内側シュラウド６０ｉの翼空気通路７１の開口７１ｂから冷却空気Ａｃを供給する構造としてもよい。この場合は、保持部材９０と蓋板９４と補強部材８５及びごみ収容空間１００は、翼空気通路７１の径方向外側Ｄｒｏの端部８８の開口７１ｃの近傍に配置される。なお、翼本体５１の径方向の端部の呼び方として、インサート８０が翼本体５１の端縁に固定される側を一方の端部と呼び、径方向の反対側の端部を他方の端部と呼ぶ場合もある。翼空気通路７１及びインサートの径方向の端部の呼び方も、翼本体に準じて呼ぶ場合もある。

（翼の製造方法）
この実施形態の保持部材、インサート組品、翼、および、ガスタービンは上述した構成を備えている。次にこの実施形態における翼の製造方法を図面に従って説明する。
図６は、この発明の一実施形態における翼の製造方法のフローチャートである。
まず、翼本体５１の外側シュラウド６０ｏから内側シュラウド６０ｉまで貫通するように形成された翼空気通路７１（空洞部）に挿通可能なインサート８０を形成する（ステップＳ０１）。
次に、補強部材８５の本体部８５ａの端縁を径方向内側Ｄｒｉ方向に直角に折り曲げ、取付部８５ｂを形成する。インサート８０の端部８４に隣接した径方向外側Ｄｒｏの位置の内周面８４ａであって、インサート径方向Ｄｉｒで対向するインサート８０の両側の内周面８４ａに、補強部材８５の取付部８５ｂを溶接等で固定して、補強部材８５を備えたインサート８０として一体化させる（ステップＳ０２）。
同様に、インサート８０の端部８４を翼空気通路７１に対して位置決め可能な保持部材９０を形成する（ステップＳ０３）。
ここで、インサート８０を形成する工程と保持部材９０を形成する工程とを行う順番は一例であって、上記の順番に限られるものではない。

次に、翼空気通路７１の開口７１ｂに保持部材９０の位置決め凸部９３を嵌め合わせて、翼空気通路７１の開口７１ｂの周縁に保持部材９０のフランジ部９２を溶接等により固定する（ステップＳ０４）。
その後、保持部材９０が取り付けられた開口７１ｂとは反対側の翼空気通路７１の径方向外側Ｄｒｏの開口７１ｃから翼空気通路７１にインサート８０を挿入する。そして、インサート８０の端部８４を保持部材９０の位置決め部９１に嵌め合わせて、インサート８０の端部８４を位置決めする（ステップＳ０５）。
次いで、インサート８０の径方向外側Ｄｒｏの端部８８を翼空気通路７１の開口の周縁に溶接等により固定する（ステップＳ０６）。

したがって、上述した実施形態のインサート組品７９によれば、補強部材８５でインサート８０の端部８４近傍のインサート８０の剛性を高めることが出来、インサート組品７９を構成するインサート８０の端部８４と保持部材９０との間のシール面からインサートキャビティ８１への冷却空気Ａｃの漏洩を抑制できる。そのため、ガスタービンの冷却性能の向上及び熱効率の低下を抑制できる。

上述のインサート組品、翼、ガスタービンの構造、であれば、インサート組品からの冷却空気の漏れを抑制でき、ガスタービンの熱効率の低下を防止できる。

さらに、上述した実施形態のインサート組品によれば、補強部材８５と蓋板９４（保持部材９０）との間にごみ収容空間１００を形成することができる。更に、補強部材８５に形成された抜き孔８７によってインサート８０の内部キャビティ８０ｂからごみ収容空間１００へと塵埃を移動させることができる。その結果、ごみ収容空間１００に塵埃を収容することができるため、塵埃がインサート８０のインピンジメント孔８２に詰まることを抑制して信頼性を向上できる。

なお、本実施形態では、補強部材８５に抜き孔８７を設け、補強部材８５の径方向内側Ｄｒｉにごみ収容空間１００を配置して、冷却空気Ａｃ中の塵埃を除去する機能を持たせているが、補強部材８５に抜き孔を設けなくてもよい。すなわち、補強部材８５は、インサート８０の剛性を高めることのみを目的とした部材であってもよい。

［第二実施形態］
図７を参照しながら、第二実施形態の構造を説明する。
本実施形態は、第一実施形態における保持部材９０と蓋板９４を一体化して一つの保持部材１１０とした点が第一実施形態とは異なる。すなわち、本実施形態のインサート組品７９は、インサート８０と一体に形成された保持部材１１０と、から形成されている。外側シュラウド６０ｏの翼空気通路７１の一方の開口７１ｃから冷却空気Ａｃを供給する片側供給方式の構造に本実施形態を適用する場合、翼空気通路７１の開口７１ｂを閉塞する板状のフランジ部１１２が、翼本体５１の径方向内側Ｄｒｉの端部に配置されている。フランジ部１１２から径方向外側Ｄｒｏの先端部に突出する環状で薄板状の位置決め部１１１が形成されている。位置決め部１１１の内周面１１１ａには、インサート８０の端部８４の外周面８４ｂと接触するシール面が形成されている。つまり、第一実施形態の場合は、インサート８０の端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂとが嵌め合う構造であり、インサート８０の端部８４と位置決め部９１とが接触するシール面は、位置決め部９１の外周面９１ｂ側に形成されていた。一方、本実施形態の場合、インサート８０の端部８４の外周面８４ｂが、保持部材１１０の位置決め部１１１の内周面１１１ａに嵌まり込む構造である。つまり、インサート８０の端部８４と位置決め部１１１とが接触するシール面は、位置決め部１１１の内周面１１１ａ側に形成されている点で、第一実施形態と異なっている。なお、インサート８０の径方向Ｄｒの熱伸び差は、インサート８０の端部８４がシール面で径方向Ｄｒに摺動して吸収される。

フランジ部１１２と位置決め部１１１との間には、インサート径方向Ｄｉｒに突出する側面１１３ａを有する位置決め凸部１１３が形成されている。位置決め凸部１１３の側面１１３ａは、インサート径方向Ｄｉｒで位置決め部１１１の外周面１１１ｂより径が大きく、翼空気通路７１の内周面７１ａより径が小さく形成されている。位置決め凸部１１３の側面１１３ａは、保持部材１１０を翼空気通路７１の開口７１ｂに嵌め込む際に、翼本体５１に対する保持部材１１０のインサート径方向Ｄｉｒの位置決めをする役割を果たす。フランジ部１１２は、翼本体５１に対してインサート径方向Ｄｉｒの位置決めがされた後、翼本体５１に溶接等で固定される。

インサートを含めたその他の構造は、第一実施形態と同様であり、第一実施形態と同じ構成は、同一名称、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、内側シュラウド６０ｉの翼空気通路７１の他方の開口７１ｂから冷却空気Ａｃを供給する片側供給方式の構造に本実施形態を適用する場合も、上記外側シュラウド６０ｏの場合と同様に、保持部材１１０と補強部材８５及びごみ収容空間１００は、翼空気通路７１の径方向外側Ｄｒｏの端部８８の開口７１ｃの近傍に配置すればよい。また、翼の製造方法も第一実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

本実施形態は、インサート８０の端部８４の外周面８４ｂが、保持部材１１０の位置決め部１１１の内周面１１１ａに接触する構造である。従って、本実施形態の場合、内部キャビティ８０ｂとインサートキャビティ８１との圧力差に伴う端部８４の外周面８４ｂと位置決め部１１１の内周面１１１ａの間に形成されるシール面の隙間は、減少する方向になる。一方、インサート８０と保持部材１１０との熱伸び差に伴うシール面の隙間は、拡大する方向である。しかし、上述のように、圧力差の要因の方が、熱伸び差の要因よりシール面の隙間の発生に与える影響が大きいため、全体としてシール面の隙間は減少する方向である。

但し、本実施形態の構造の場合、補強部材８５を端部８４の近傍に設けないと、シール面でのシール性が十分確保されない可能性がある。すなわち、補強部材８５を設けない場合、インサート８０は、圧力差によりインサート径方向Ｄｉｒの外方に広がる方向に変形する。一方、インサート８０の端部８４の近傍は、位置決め部１１１の内周面１１１ａによってインサート径方向Ｄｉｒの広がりが拘束される。位置決め部１１１の径方向Ｄｒの先端部より径方向外側Ｄｒｏに延びるインサート８０の部分は、位置決め部１１１に拘束されることなくインサート径方向Ｄｉｒの外方に拡張する。従って、インサート８０の端部８４は、位置決め部１１１の内周面１１１ａの径方向外側Ｄｒｏの端縁を接触点として、接触点より径方向外側Ｄｒｏのインサート８０はインサート径方向Ｄｉｒの外方に変形し、接触点より径方向内側Ｄｒｉのインサート８０は、インサート径方向Ｄｉｒの内方に変形する。そのため、端部８４の外周面８４ｂと位置決め部１１１の内周面１１１ａとの間のシール面は、面接触とはならず、線接触の形態で、位置決め部１１１の内周面１１１ａの径方向外側Ｄｒｏの端縁と端部８４の外周面８４ｂとが接触することになる。線接触の状態では、シール性が十分には確保できないため、端部８４の近傍に補強部材８５を設けてインサート８０の端部８４の近傍の剛性を高めて、シール性を確保する意義がある。本実施形態においても、上述のように、インサートの端部８４の近傍の変形を防止する上で補強部材は有効である。
なお、第一実施形態において、シール面の位置を端部８４の外周面８４ｂに形成する構造も適用できるが、その場合においても、本実施形態（第二実施形態）と同様に、補強部材８５を端部８４の近傍に設けることは有効である。
なお、本実施形態の補強部材は、補強部材８５に抜き孔を設けず、インサート８０の剛性を高めることのみを目的とした部材であってもよい。

［第三実施形態］
図８を参照しながら、第三実施形態の構造を説明する。
本実施形態は、第一実施形態及び第二実施形態とは異なり、翼空気通路７１の開口に蓋板を設けず、翼空気通路７１の両側の開口から冷却空気Ａｃを導入する両側供給方式の翼構造に適用した場合である。すなわち、本実施形態におけるインサート組品７９は、インサート８０と補強部材８５と保持部材９０と、から形成されている。第一実施形態及び第二実施形態の場合は、冷却空気Ａｃは、外側シュラウド６０ｏの翼空気通路７１の一方の開口７１ｃのみから内部キャビティ８０ｂに供給されるが、本実施形態の場合は、翼空気通路７１の外側シュラウド６０ｏ側及び内側シュラウド６０ｉ側の両側の開口７１ｂ，７１ｃから内部キャビティ８０ｂに冷却空気Ａｃを供給可能な構造である。本実施形態においても、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍、例えば径方向外側Ｄｒｏに隣接させて補強部材８５を設ける点では、他の実施形態と同じである。但し、補強部材８５の本体部８５ａには、多数の抜き孔８７（貫通孔）が形成され、補強部材８５は、冷却空気Ａｃの流量を調整する流量調整板の機能を果たす点で他の実施形態とは異なる構造である。なお、多孔板状に形成された補強部材８５の本体部８５ａの抜き孔の数又は孔径を変えることにより、補強部材の抜き孔８７を介して流入する冷却空気Ａｃの流量を調整できる。

図８に示すように、保持部材９０の形状及び構造は、第一実施形態とほぼ同じであり、保持部材９０の位置決め部９１の径方向外側Ｄｒｏの先端部が、インサート８０の端部８４の内周面８４ａに嵌まり込み、インサート８０の端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂが接触して、シール面が形成される構造である点も第一実施形態と同様である。また、本実施形態の場合、図示していないが、第一実施形態と同様に、インサート８０の径方向外側Ｄｒｏの端部８８には、外側フランジが形成され、この外側フランジが翼本体５１の端縁に溶接等で固定されている。従って、熱膨張によりインサート８０は径方向内側Ｄｒｉに延び、シール面で径方向Ｄｒに摺動して、インサート８０の熱伸びを吸収する構造も第一実施形態と同じである。なお、本実施形態においても、第二実施形態と同様に、インサート８０の端部８４の外周面８４ｂと位置決め部９１の内周面９１ａが接触して、シール面を形成する構造であってもよい。

補強部材８５が多数の抜き孔８７を有する流量調整板である点及び翼空気通路７１の径方向内側Ｄｒｉの開口７１ｂに蓋板９４を設けない点を除き、その他の構成は、第一実施形態と同様であり、同一の構成は、同一名称、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

翼本体５１の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍に流量調整を目的とした補強部材８５を設けることにより、インピンジメント孔８２から排出する冷却空気量の調整ができると共に、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの剛性を高めることが出来る。このため、本実施形態においても、補強部材８５は、内部キャビティ８０ｂとインサートキャビティ８１との圧力差及びインサート８０と保持部材９０との熱伸び差の影響により、端部８４の内周面８４ａと位置決め部９１の外周面９１ｂの間に形成されたシール面の隙間の広がりを防止する効果がある。すなわち、補強部材８５を端部８４に隣接させて、径方向外側Ｄｒｏの近傍に配置することにより、インサート８０の膨張によるインサート径方向Ｄｉｒの外方への広がりを防止して、流入する冷却空気Ａｃが保持部材９０の位置決め部９１とインサート８０の端部８４の間のシール面から冷却空気Ａｃがインサートキャビティ８１側に漏れ出し、冷却空気Ａｃの損失が増加するのを抑制する効果がある。なお、本実施形態においては、図示していないが、翼空気通路７１の径方向外側Ｄｒｏの一方の開口７１ｃ（外側シュラウド６０ｏ側）に流量調整板を目的とした補強部材８５を設けてもよい。

［変形例］
第三実施形態におけるインサートの変形例について、図９を参照しながら説明する。
第一実施形態から第三実施形態におけるインサート８０は、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍、例えば、端部８４に隣接させて径方向外側Ｄｒｏに補強部材８５が設けられ、補強部材８５はインサート８０の内部キャビティ８０ｂの通路断面の全面を覆うように配置されている。本変形例におけるインサート８０は、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍に補強部材８６を設ける点では、他の実施形態と同じ構造である。しかし、補強部材８６は内部キャビティ８０ｂの通路断面の一部のみに設けられ、通路断面の全面を覆う構造ではない点が、他の実施形態とは異なる構造である。

すなわち、図９に示すように、補強部材８６は、インサート８０のインサート径方向Ｄｉｒで対向するインサート８０の二つの内周面８０ｃの間に配置されている。補強部材８６の長手方向の端縁は、他の実施形態と同様に、径方向内側Ｄｒｉに略直角に曲げられて取付部８６ｂが形成され、取付部８６ｂはインサート８０の内周面８０ｃに溶接等で固定されている。但し、本変形例における補強部材８６の本体部８６ａには抜き孔は形成されていない。

また、本変形例においては、インサート８０の外側シュラウド６０ｏ側の端部８８は、翼本体５１の径方向外側Ｄｒｏの端縁に溶接等で固定され、翼本体５１の内側シュラウド６０ｉ側の端縁に保持部材９０が溶接等で固定されている。また、インサート８０の端部８４と保持部材９０の間にシール面が形成され、インサート８０がシール面で径方向Ｄｒに摺動して、インサート８０の径方向Ｄｒの熱伸び差を吸収する構造である。但し、インサート８０の端部の固定位置を翼本体５１の内側シュラウド６０ｉ側とし、保持部材９０を外側シュラウド６０ｏ側に配置して、インサート８０と保持部材９０が接触するシール面を翼空気通路７１の径方向外側Ｄｒｏの開口７１ｃの近傍に配置する構造であってもよい。

なお、その他の構成は、第三実施形態と同様であり、同一の構成は、同一名称、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。また、本変形例におけるインサート８０の径方向内側Ｄｒｉのインサート径方向Ｄｉｒから見た断面は、補強部材８６を補強部材８５に読み替えて、図８に示す第三実施形態の断面図（図８）を流用できる。

本変形例に示す構造によれば、補強部材８６を、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍、例えば、端部８４に隣接させて径方向外側Ｄｒｏに設けることにより、インサート８０の径方向内側Ｄｒｉの端部８４の近傍の剛性が高くなる。その結果、翼空気通路７１に供給された冷却空気Ａｃの一部が、インサート８０の端部８４と保持部材９０の位置決め部９１との間のシール面からインサートキャビティ８１側に漏洩して、冷却空気Ａｃの損失量が増加するのを抑制できる。

また、本変形例に示すインサート８０は、第一実施形態及び第二実施形態にも適用できる。この場合、補強部材８６より径方向内側Ｄｒｉの空間も内部キャビティ８０ｂの一部になり、ごみ収容空間１００は形成されない。本変形例に示す補強部材８６を第一実施形態及び第二実施形態に適用することにより、インサート８０の端部８４の近傍の剛性を大きくすることが出来る。従って、内部キャビティ８０ｂの冷却空気Ａｃの一部が、インサート８０の端部８４と保持部材９０，１１０との間のシール面からインサートキャビティ８１側に漏洩するのを抑制できる。

上述した各実施形態及び変形例の翼によれば、上述したインサート組品を備えていることで、補強部材８５，８６によりインサート８０の端部８４の近傍のインサート８０の剛性を高めることが出来る。更に、インサート組品７９を構成するインサート８０の端部８４と保持部材９０，１１０の間のシール面からインサートキャビティ８１側への冷却空気Ａｃの漏洩を抑制できる。また、翼の冷却性能を向上させることができる。
さらに、上述した実施形態のガスタービンによれば、上述した翼を備えていることで、翼の冷却性能を向上できるため、ガスタービンの商品性を向上できる。

さらに、各実施形態及び変形例の翼の製造方法によれば、インサート８０を翼空気通路７１に対して簡単な手順で正しい位置に配置させることができるため、翼の組立に熟練を要さず、組み立て作業者の負担を軽減できる。

この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

１０ ガスタービン
１１ ガスタービンロータ
１５ ガスタービン車室
２０ 圧縮機
２１ 圧縮機ロータ
２２ ロータ軸
２３ 動翼段
２３ａ 複数の動翼
２５ 圧縮機車室
２６ 静翼段
２６ａ 静翼
３０ 燃焼器
４０ タービン
４１ タービンロータ
４２ ロータ軸
４２ｐ 冷却空気通路
４３ 動翼段
４３ａ 動翼
４５ タービン車室
４５ａ 外側車室
４５ｂ 内側車室
４５ｃ 分割環
４５ｐ 冷却空気通路
４６ 静翼段
４６ａ 静翼
４９ 燃焼ガス流路
５１ 翼本体
５２ 前縁部
５３ 後縁部
５４ 背側面
５５ 腹側面
６０ｉ 内側シュラウド
６０ｏ 外側シュラウド
６４ ガスパス面
６５ 周壁
６６ 凹部
７１ 翼空気通路
７１ａ 内周面（内壁面）
７１ｂ，７１ｃ 開口
７２ 翼面噴出通路
７９ インサート組品
８０ インサート
８０ａ 外周面
８０ｂ 内部キャビティ
８０ｃ 内周面
８１ インサートキャビティ
８２ インピンジメント孔（冷却孔）
８３ シールダム
８４，８８ 端部
８４ａ 内周面
８４ｂ 外周面
８５，８６ 補強部材
８５ａ 本体部
８５ｂ 取付部
８６ｂ 取付部
８７ 抜き孔（貫通孔）
９０，１１０ 保持部材
９１，１１１ 位置決め部
９１ａ，１１１ａ 内周面
９１ｂ，１１１ｂ 外周面
９２，１１２ フランジ部
９２ａ 側面
９３，１１３ 位置決め凸部
９３ａ，１１３ａ 側面
９４ 蓋板
１００ 収容空間
Ａ 空気
Ａｃ 冷却空気
Ａｒ 軸線
Ｄａ 軸方向
Ｄａｄ 下流側
Ｄａｕ 上流側
Ｄｃ 周方向
Ｄｒ 径方向
Ｄｒｉ 径方向内側
Ｄｒｏ 径方向外側
Ｄｉｒ インサート径方向
Ｇ 燃焼ガス
ＧＥＮ 発電機
ｗ１ 溶接部
ｗ２ 溶接部

Claims (14)

1. 翼本体と、
   前記翼本体の翼高さ方向の両端に形成された外側シュラウド及び内側シュラウドと、からなるタービン翼に配置され、
   前記翼本体内に冷却空気が供給される翼空気通路内に設けられたインサート組品であって、
   複数の冷却孔を有して筒状に形成され、前記翼高さ方向の一方の端部が前記翼本体に固定され、前記翼高さ方向の他方の端部に前記翼高さ方向に摺動する端面を備えたインサートと、
   前記翼高さ方向に直交する方向に延在して、前記インサートの内周面に固定され、前記翼高さ方向において前記他方の端部に隣接して配置された板状の補強部材と、
   前記翼本体の前記他方の端部に固定され、前記インサートの前記端面に接触して、前記インサートが前記翼高さ方向に摺動可能なシール面が形成され、前記インサートの前記翼本体に対する前記翼高さ方向に直交する方向の位置決めをする環状に形成された保持部材と、
   を含むインサート組品。
2. 前記シール面が、前記インサートの端部の内周面に形成されている請求項１に記載のインサート組品。
3. 前記シール面が、前記インサートの端部の外周面に形成されている請求項１に記載のインサート組品。
4. 前記保持部材は、
   前記翼高さ方向で前記一方の端部に向かうと共に先細るＬ字状の断面形状を備え、
   前記他方の端部より前記一方の端部側の先端に形成された環状の位置決め部と、
   前記位置決め部に隣接して前記他方の端部側に前記位置決め部より大径に形成された位置決め凸部と、
   前記位置決め凸部に隣接して前記他方の端部側に前記位置決め凸部より大径に形成され、前記翼本体に固定されているフランジ部と、
   を含んで形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のインサート組品。
5. 前記位置決め部は、前記インサートの前記他方の端部に前記翼高さ方向で嵌合する請求項４に記載のインサート組品。
6. 前記位置決め凸部は、前記位置決め凸部の側面が前記翼空気通路の前記他方の端部側に設けられた開口に嵌合する請求項４に記載のインサート組品。
7. 前記補強部材は、前記インサートで囲まれた内部キャビティの通路断面の全面を覆うように形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載のインサート組品。
8. 前記補強部材は、少なくとも一つの貫通孔を有する請求項１から７のいずれか１項に記載のインサート組品。
9. 前記インサート組品は、前記翼本体の前記他方の端部側に設けられた開口を閉塞する蓋板を更に含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のインサート組品。
10. 前記補強部材に形成された貫通孔は、前記インサートの内部空間に堆積するごみを除去する抜き孔であり、
    前記インサートは、前記補強部材と前記蓋板とにより囲まれたごみ収容空間を有し、
    前記保持部材は、前記シール面を介して、前記インサートに嵌め合い可能に形成されている請求項９に記載のインサート組品。
11. 前記蓋板は、前記保持部材に固定され、前記保持部材が一体化されている請求項９に記載のインサート組品。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の前記インサート組品を備える翼。
13. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のインサート組品を前記タービン翼に取り付けるタービン翼の製造方法であって、
    前記タービン翼の外側シュラウドから内側シュラウドまで貫通するように形成された翼空気通路に挿通可能なインサートを形成する工程と、
    前記他方の端部に隣接して前記インサートの内周面に補強部材を固定して、前記補強部材を備えた前記インサートとして一体化させる工程と、
    前記インサートの前記他方の端部に前記翼空気通路に対して位置決め可能な保持部材を形成する工程と、
    前記翼空気通路の前記他方の端部側に設けられた開口の周縁に前記保持部材のフランジ部を固定する工程と、
    前記保持部材が取り付けられた前記他方の端部側に設けられた開口とは反対側の前記一方の端部側に設けられた開口から前記翼空気通路にインサートを挿入して、前記インサートの前記他方の端部を前記保持部材により位置決めさせる工程と、
    前記インサートの前記一方の端部を前記翼空気通路の前記一方の端部側に設けられた開口の周縁に固定する工程と、を含む翼の製造方法。
14. 請求項１２に記載の翼を備えるガスタービン。

Images