JP7503704B2 - シール部材及びガスタービン - Google Patents

Description

本開示は、燃焼器のシール部材及びこれを用いたガスタービンに関する。
本願は、２０２１年３月９日に日本国特許庁に出願された特願２０２１－０３７１５３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ガスタービンは、圧縮機で圧縮された空気を燃焼器で燃料と混合して燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させ、静翼及び動翼を備えたタービンにおいて、ロータを回転させ、発電機で電力を取り出している。燃焼器とタービンの静翼との間にはシール部材が設けられている。シール部材は、高温の燃焼ガスに接しているため、シール部材内に冷却空気通路を設け、冷却空気通路に冷却空気を供給して、シール部材の本体を冷却し、シール部材の熱損傷を防止している。シール部材の冷却構造の一例が、特許文献１に開示されている。

特開２０００－２５７８６２号公報

しかしながら、シール部材を冷却する冷却空気は、シール部材を冷却後、燃焼ガス流路に排出されるため、ガスタービンの性能向上の観点から、冷却空気の一層の低減が要請されている。

本開示は、シール部材の燃焼ガスによる熱損傷を抑制しつつ、冷却空気量を低減可能なシール部材を提供することを目的としている。

本開示の一態様は、ガスタービンの燃焼ガス流路を形成するシール部材であって、
前記シール部材は、軸方向及び周方向に延在し、内部に冷却通路を有する第１本体部を含み、
前記第１本体部は、
周方向の一方の端部を形成する第１端部と、
前記周方向の反対側の他方の端部を形成する第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部の間に形成される中間部と、
からなり、
前記冷却通路は、
前記中間部に配置され、軸方向に対して第１角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された中間部冷却通路と、
前記第１端部に配置され、前記軸方向に対して第２角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された第１端部冷却通路と、
前記第２端部に配置され、前記軸方向に対して第３角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された第２端部冷却通路と、
を含み、
前記第２角度及び前記第３角度は、ともに前記第１角度よりも小さい。

本開示に係るシール部材によれば、シール部材の燃焼ガスからの熱損傷を抑制しつつ冷却空気量が低減され、ガスタ－ビンの性能が向上する。

図１は、本開示に係る一実施形態のガスタービンの概略装置構成図である。 図２は、本開示に係る一実施形態の燃焼器周りの構成を示す図である。 図３は、本開示に係る一実施形態のシール部材廻りの構成を示す図である。 図４は、本開示に係る一実施形態のシール部材の構成図である。 図５は、本開示に係る一実施形態のシール部材の冷却通路の配置図であり、図４のＸ－Ｘ断面を示す。 図６は、冷却通路の配置１の模式図である。 図７は、冷却通路の配置２の模式図である。 図８は、シール部材の変形例を示す構成図である。 図９は、シール部材の変形例の冷却通路の配置図であり、図８のＺ－Ｚ断面を示す。 図１０は、シール部材とタービン静翼の組合せ構造図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づき説明する。

《ガスタービンの構成》
シール部材が適用されるガスタービンについて、図１を参照して説明する。なお、図１は、シール部材が適用される一実施形態のガスタービン１を示す概略構成図である。

図１に示すように、一実施形態に係るガスタービン１は、圧縮空気を生成するための圧縮機２と、圧縮空気Ａ及び燃料を用いて燃焼ガスＧを発生させるための燃焼器４と、燃焼ガスＧによって回転駆動されるタービン６と、を備える。発電用のガスタービン１の場合、タービン６には不図示の発電機が連結され、タービン６の回転エネルギーによって発電が行われるようになっている。

ガスタービン１における各構成について、図１を用いて説明する。
圧縮機２は、圧縮機車室１０と、圧縮機車室１０の入口側に設けられ、空気を取り込むための吸気室１２と、圧縮機車室１０及び後述するタービン車室２２を共に貫通するように設けられたロータ８と、圧縮機車室１０内に配置された各種の翼と、を備える。各種の翼は、吸気室１２側に設けられた入口案内翼１４と、圧縮機車室１０側に固定された複数の圧縮機静翼１６と、圧縮機静翼１６に対して軸方向に交互に配列されるようにロータ８に植設された複数の圧縮機動翼１８と、を含む。このような圧縮機２において、吸気室１２から取り込まれた空気は、複数の圧縮機静翼１６及び複数の圧縮機動翼１８を通過して圧縮されることで圧縮空気Ａが生成される。圧縮空気Ａは圧縮機２から軸方向下流側の燃焼器４に送られる。

燃焼器４は、ケーシング２０内に配置される。図１に示すように、燃焼器４は、ケーシング２０内にロータ８の廻りに環状に複数配置されている。燃焼器４には燃料と圧縮機２で生成された圧縮空気Ａとが供給され、燃料を燃焼させることによって、タービン６の作動流体である高温高圧の燃焼ガスＧを発生させる。発生した燃焼ガスＧは燃焼器４から軸方向下流側の後段のタービン６に送られる。

タービン６は、タービン車室（ケーシング）２２と、タービン車室２２内に配置された各種のタービン翼と、を備える。各種のタービン翼は、タービン車室２２側に固定された複数のタービン静翼２４と、タービン静翼２４に対して軸方向に交互に配列されるようにロータ８に植設された複数のタービン動翼２６と、を含む。
なお、タービン６では、ロータ８は、軸方向に延在し、タービン車室２２から排出された燃焼ガスＧは、軸方向の下流側の排気車室２８に排出される。図１では、図示左側が軸方向上流側であり、図示右側が軸方向下流側である。また、以下の説明では、単に径方向と記載した場合、ロータ８に直交する方向を表す。また、周方向と記載した場合、ロータ８の回転方向を表す。

タービン動翼２４は、タービン静翼２４とともにタービン車室２２内を流れる高温高圧の燃焼ガスＧから回転駆動力を発生させるように構成される。この回転駆動力がロータ８に伝達され、ロータ８に連結された不図示の発電機が駆動される。

タービン車室２２の軸方向下流側には、排気車室２８を介して排気室２９が連結されている。タービン６を駆動した後の燃焼ガスＧは、排気車室２８及び排気室２９を通って外部へ排出される

《燃焼器廻り構造》
図２は、一態様におけるガスタービン１の燃焼器４廻りの概略構造を示す。図３は、タービン静翼２４とシール部材４０廻りの構造を示す。図２に示すように、燃焼器４は、ロータ８を中心として、ケーシング２０内に環状に複数配置され、ケーシング２０内に取り付けられている。燃焼器４は、燃料ＦＬを燃焼器４に供給する複数の燃料ノズル３０と、燃料ＦＬと圧縮空気Ａを混合させて燃焼する燃焼筒３２と、を有する。燃焼筒３２は、燃料ＦＬと圧縮空気Ａを燃焼させて燃焼ガスＧを生成する内筒３３と、タービン６に燃焼ガスＧを供給する尾筒３４と、を有する。尾筒３４の軸方向下流端には、シール部材４０を介してタービン静翼２４に接続するフランジ３５が配置されている。フランジ３５は、燃焼ガス流路３７を形成する尾筒３４の外周の全周に形成されている。

図３に示すように、尾筒３４のフランジ３５と、軸方向下流側で接続するタービン静翼２４との間には、軸方向の熱延びを吸収するために、所定の隙間が設けられ、着脱可能なシール部材４０が挿入されている。シール部材４０は、ロータ８を中心にして環状に複数配置されている。
シール部材４０は、軸方向上流端４２ｅで尾筒３４のフランジ３５に接続し、軸方向下流端４２ｆでタービン静翼２４に接続している。燃焼ガス流路３７を形成する尾筒３４のフランジ３５を軸方向下流側から見た断面形状は、径方向外側が長い環状の外辺３５ｂを形成し、径方向内側が短い環状の内辺３５ａを形成して、全体として矩形形状の通路断面を形成している。

《シール部材》
シール部材４０は、周方向に分割され、径方向内側に配置された内側シール部材４０ａと、径方向外側に配置された外側シール部材４０ｂと、が組み合わされて、一組のシール部材４０を構成している。一組の燃焼器４に対応して、軸方向下流側に一組のシール部材４０が配置されている。
シール部材４０は、軸方向上流側が、燃焼ガス流路３７を形成する尾筒３４にフランジ３５を介して接続し、軸方向下流側は、タ－ビン静翼２４のシュラウド２５と着脱可能に篏合している。内側シール部材４０ａの径方向外側面（内辺３５ａの外側面に対応）及び外側シール部材４０ｂの径方向内側面（外辺３５ｂの内側面に対応）は、燃焼ガス流路３７に接している。

図４は、シール部材４０の一例として、内側シール部材４０ａの構造を示す。内側シール部材４０ａは、径方向の外側に位置し、軸方向上流側から下流方向に延在し、周方向に延在する板状の第１本体部４２と、第１本体部４２の軸方向上流端４２ｅに接続し、径方向内側方向に延び、周方向に延在する板状の第２本体部４６と、第２本体部４６の径方向の中間位置から軸方向下流方向に突出する板状の第３本体部４７と、第２本体部４６の径方向内側の端部４６ａで接続し、軸方向上流方向に延び、径方向外側方向に延在する篏合部４８と、から構成され、一体で形成されている。第２本体部４６と篏合部４８の間には、径方向内側端が閉塞され、径方向の外側方向に延びる隙間が形成され、尾筒３４のフランジ３５が径方向外側から挿入可能な構造を有する。また、第１本体部４２と第３本体部４７の間には、第１本体部４２の軸方向下流側端４２ｆから軸方向上流側に凹む凹部５０が形成され、タービン静翼２４の前縁２４ａ側であって、シュラウド２５の軸方向上流側に突出する突出部２５ａ（図３）が篏合可能な構造を有する。なお、内側シール部材４０ａは、燃焼ガス流路３７からの入熱による熱損傷を抑制するため、後述する冷却通路５０を備える。冷却通路５０に供給される冷却空気は、ケーシング２０で囲まれた空間２１内の圧縮空気Ａが適用される。

《冷却通路の構成》
図４に示すように、第１本体部４２の径方向の外側を向く外表面４２ａは、燃焼ガス流路３７に面するガスパス面を形成する。従って、第１本体部４２は、燃焼ガス流路３７を流れる燃焼ガスＧからの入熱による熱損傷を抑制するため、内部に冷却通路５０を備える。冷却通路５０は、軸方向に延在し、周方向に一定の間隔を空けて複数配置され、第１本体部４２の軸方向下流端４２ｆの燃焼ガス流路３７に形成された開口４２ｂに接続する。 冷却通路５０は、一部を除き、軸方向に対して傾き角αを有する傾斜通路で形成されている。第１本体部４２の軸方向上流端４２ｅで接続し、径方向に延びる第２本体部４６の内部には、径方向に延びる供給通路５８が、周方向に一定の間隔を空けて複数配置されている。第２本体部４６の径方向内側の端部４６ａには、供給通路５８に接続する開口４６ｂが形成されている。供給通路５８は、第２本体部４６の径方向の外側で、第１本体部４２の内部に配置された冷却通路５０に接続点４２ｈを介して接続している。供給通路５８は、開口４６ｂを介してケーシング２０で囲まれた空間２１（図２）に連通している。なお、冷却通路５０と供給通路５８は、同一の孔径ｄでもよく、供給通路５８の孔径ｄより冷却通路５０の孔径ｄの方が小さくてもよい。供給通路５８の孔径ｄを冷却通路５０の孔径ｄより大きくすることにより、供給通路５８における冷却空気の圧力損失が低減され、より高圧の冷却空気が冷却通路５０に供給される。第１本体部４２に配置された冷却通路５０の配置の一実施形態について、以下に説明する。

《実施形態》
図５は、図４のＸ－Ｘ断面を示し、径方向外側から見た第１本体部４２に配置された冷却通路５０の配置図を示す。第１本体部４２は、図５に示すように、第１本体部４２の周方向で、冷却通路５０の配置が異なる３つの領域に区分けされる。第１本体部４２は、第１本体部４２の周方向の中間領域に配置された中間部４３と、第１本体部４２の周方向の一方の端部である第１端面４２ｃから中間部４３に至る領域に配置された第１端部４４と、第１本体部４２の周方向の他方の端部である第２端面４２ｄから中間部４３に至る領域に配置された第２端部４５と、を備える。第１本体部４２に形成された冷却通路５０は、中間部４３に形成された中間部冷却通路５２と、第１端部４４に形成された第１端部冷却通路５４と、第２端部４５に形成された第２端部冷却通路５６と、から構成されている。

《中間部冷却通路》
第１本体部４２の冷却通路５０は、軸方向に対する傾き角αを備えた複数の傾斜通路で形成されている。中間部冷却通路５２は、軸方向に対して同一の傾き角α１（第１角度）を備え、周方向に一定の間隔の配列ピッチ（間隔）ＬＰで配置された複数の直線状の傾斜通路で構成されている。中間部冷却通路５２の軸方向上流端は、第２本体部４６の内部に形成され、周方向に一定の配列ピッチ（間隔）ＬＰで複数配置された供給通路５８に対して接続点４２ｈを介して接続している。供給通路５８は、第２本体部４６の径方向に延在し、第１本体部４２の冷却通路５０に一対一に対応して個別に接続されている。ここで、冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰの替わりに、開口密度を適用してもよい。すなわち、中間部冷却通路５２は、周方向に互いに平行で、同一の開口密度を有する複数の傾斜通路からなる冷却通路５０で形成されている。なお、冷却通路５０の孔径ｄ及び配列ピッチ（間隔）ＬＰとした場合、開口密度は〔ｄ／ＬＰ〕で表示できる。冷却通路５０の軸方向に対する傾き角α（α１、α２、α３）は、図５において、軸方向に対して時計廻り方向の鋭角を意味する。

《第１端部冷却通路》
図５に示すように、第１端部冷却通路５４は、中間部冷却通路５２の内の第１端面４２ｃに最も接近する冷却通路５２ａに対して周方向に隣接して第１端部４４側に配置されている。第１端部冷却通路５４は、第１端面４２ｃから中間部４３までの間に周方向に所定の間隔を空けて配置された複数の冷却通路５０で形成されている。第１端部冷却通路５４を構成する冷却通路５０は、軸方向中間位置において、第１端面４２ｃ側から周方向に中間部冷却通路５２に接近すると共に周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが大きく、又は軸方向に対する傾き角αが大きく、又は開口密度が小さくなるように配置されている。すなわち、第１端部冷却通路５４は、中間部冷却通路５２と同じ方向に傾き、軸方向に対する傾き角αが、中間部冷却通路５２の傾き角α１（第１角度）より小さい傾き角α２（第２角度）で傾斜する直線状の傾斜通路で構成されている。第１端部冷却通路５４は、第１本体部４２の軸方向上流端４２ｅにおいて、第２本体部４６の内部に形成された供給通路５８に接続点４２ｈを介して接続されている。第２本体部４６の径方向に延びる供給通路５８の内、径方向外側端で第１端部冷却通路５４に接続する供給通路５８は、第２本体部４６の周方向に一定の間隔（同一の配列ピッチＬＰ）で配置されている。従って、供給通路５８が接続する第１端部冷却通路５４の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチＬＰは、供給通路５８と同一の配列ピッチＬＰで配置されている。なお、第１端部冷却通路５４を構成する冷却通路５０の内の最も第１端面４２ｃ側に接近して配置された冷却通路５４ａは、第１端面４２ｃに略平行に軸方向に沿って配置されている。

図５に示すように、第１端部冷却通路５４は、上述のように、第１本体部４２の第１端面４２ｃから周方向の他方の端部である第２端面４２ｄに向け、中間部冷却通路５２に至るまでの範囲に配置されている。上述のように、第１端部冷却通路５４の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０は、周方向に同一の配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は開口密度で配置されているが、中間部冷却通路５２の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰより小さく、又は開口密度は大きくてもよい。一方、第１端部冷却通路５４の軸方向下流端４２ｆにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は軸方向に対する傾き角αは、第１端面４２ｃ側から中間部冷却通路５２に向かって次第に大きくなるように形成され、開口密度は、第１端面４２ｃ側から中間部冷却通路５２に向かって次第に小さくなるように形成されている。

《第２端部冷却通路》
図５に示すように、第２端部冷却通路５６は、中間部冷却通路５２の内の第２端面４２ｄに最も接近する冷却通路５２ｂに対して、第１端部冷却通路５４の周方向の反対側の第２端部４５側に隣接して配置されている。第２端部冷却通路５６は、第２端面４２ｄから中間部４３までの間で、周方向に所定の間隔を空けて配置された複数の冷却通路５０で形成されている。第２端部冷却通路５６を構成する冷却通路５０は、軸方向中間位置において、第２端面４２ｄ側から周方向に中間部冷却通路５２に接近すると共に周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが大きく、又は軸方向に対する傾き角αが大きく、又は開口密度が小さくなるように配置されている。すなわち、第２端部冷却通路５６は、中間部冷却通路５２の冷却通路５０と同じ方向に傾き、軸方向に対する傾き角αが、中間部冷却通路５２の傾き角α１（第１角度）より小さい傾き角α３（第３角度）で傾斜する直線状の傾斜通路で構成されている。第２端部冷却通路５６は、第１本体部４２の軸方向上流端４２ｅにおいて第２本体部４６の内部に形成された供給通路５８に接続点４２ｈを介して接続されている。第２本体部４６の供給通路５８は、第２本体部４６の周方向に互いに平行に配置された供給通路５８で構成されている。なお、第２端部冷却通路５６を構成する冷却通路５０の内の最も第２端面４２ｄ側に接近して配置された冷却通路５６ａは、第２端面４２ｄに略平行に軸方向に沿って配置されている。

第２端部冷却通路５６は、上述のように、第１本体部４２の第２端面４２ｄから中間部冷却通路５２に至るまでの間に配置されている。第２端部冷却通路５６の軸方向下流端４２ｆにおける冷却通路５０は、周方向に同一の配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は開口密度で配置され、中間部冷却通路５２と同一の配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は開口密度で配置されている。一方、第２端部冷却通路５６の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰは、第２端面４２ｄ側から中間部冷却通路５２に向かうと共に次第に大きくなるように形成され、開口密度は、第２端面４２ｄ側から中間部冷却通路５２に向かうと共に次第に小さくなるように形成されている。なお、第２端部冷却通路５６は、第１端部冷却通路５４と同様に、軸方向上流端４２ｅにおいて、接続点４２ｈを介して第２本体部４６の供給通路５８に１対１で対応して接続されている。第２本体部４６における供給通路５８の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰは、第１本体部４２の軸方向上流端４２ｅにおける第２端部冷却通路５６の配列ピッチ（間隔）ＬＰと同じ配列ピッチ（間隔）ＬＰで、互いに平行に配置されている。

図５に示すように、中間部冷却通路５２は、全ての冷却通路５０が同じ傾き角α１の傾斜通路で形成され、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６の冷却通路５０よりも軸方向に対する傾き角αが大きい直線状の傾斜通路で構成されている。軸方向中間位置における冷却通路５０の周方向の開口密度は、中間部冷却通路５２が、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６より大きく、軸方向中間位置における冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰは、中間部冷却通路５２が、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６より小さく形成されている。

中間部４３に形成された中間部冷却通路５２及び第１端部４４側に形成された第１端部冷却通路５４並びに第２端部４５側に形成された第２端部冷却通路５６は、上述のような冷却通路５０の配置により設定される。図５に示すように、第１本体部４２は、軸方向上流端４２ｅ及び軸方向下流端４２ｆにおける周方向幅が大略同一の幅で形成されている。従って、第１本体部４２の中間部４３に上述の中間部冷却通路５２を配置した場合、中間部冷却通路５２が形成された周方向幅は、冷却通路５２ａと冷却通路５２ｂの間の周方向の幅であり、軸方向上流端４２ｅにおける周方向幅と軸方向下流端４２ｆにおける周方向幅は、略同一の幅である。一方、中間部冷却通路５２は傾斜通路で形成されているため、中間部冷却通路５２が配置された中間部４３を周方向に挟んで、第１端部４４側及び第２端部４５側の軸方向上流端４２ｅ及び軸方向下流端４２ｆにおける周方向幅は、同じ幅ではなく、一方は大きい周方向幅を有し、他方は小さい周方向幅となる。図５に示す実施形態の場合、第１端部冷却通路５４が形成された第１端部４４側の軸方向上流端４２ｅにおける周方向幅は、軸方向下流端４２ｆの周方向幅より小さく、第２端部冷却通路５６が形成された第２端部４５側の軸方向上流端４２ｅにおける周方向幅は、軸方向下流端４２ｆにおける周方向幅より大きく形成されている。

図５に示す冷却通路５０は、軸方向下流側に向かうと共に、第１端面４２ｃ側から第２端面４２ｄ側に接近する方向に傾き、軸方向に対して時計廻り方向に鋭角をなす傾き角αで配置された例である。一方、逆に、第１本体部４２に配置された全ての冷却通路５０が、軸方向下流側に向かうと共に、第２端面４２ｄ側から第１端面４２ｃ側に接近する方向に傾き、軸方向に対して反時計廻り方向に鋭角をなす傾き角αで配置された冷却通路５０の配置であってもよい。その場合、第１端部冷却通路５４が形成された第１端部４４側の軸方向上流端４２ｅにおけるの周方向幅は、軸方向下流端４２ｆにおける周方向幅より大きく形成されている。また、第２端部冷却通路５６が形成された第２端部４５側の軸方向上流端４２ｅにおける周方向幅は、軸方向下流端４２ｆの周方向幅より小さく形成された配置になる。すなわち、第１端部冷却通路５４が配置された第１端部４４側の軸方向上流端４２ｅと軸方向下流端４２ｆの周方向幅の大小の関係と、第２端部冷却通路５６が配置された第２端部４５側の軸方向上流端４２ｅと軸方向下流端４２ｆの周方向幅の大小の関係は、逆の関係になる。なお、上記の説明は、第１本体部４２の軸方向上流端４２ｅ及び軸方向下流端４２ｆにおける周方向幅が大略同一の幅で形成されている場合で説明したが、第１本体部４２の軸方向下流端４２ｆより軸方向上流端４２ｅの方が、周方向幅が大きい場合も、同様の考え方が適用できる。

ところで、第１本体部４２の外表面４２ａは、燃焼ガス流路３７に面するため、燃焼ガスＧからの入熱により加熱される。従って、第１本体部４２は、許容メタル温度以下になるように冷却する必要がある。特に、中間部４３は、周方向の両側の第１端部４４及び第２端部４５と比較して加熱され易く、許容メタル温度が低く抑えられる。一方、第１端部４４及び第２端部４５は、中間部４３と比較して相対的に熱負荷が低く、周方向に隣接する他のシール部材４０からの熱拘束も小さいため、発生する熱応力が小さい。従って、第１端部４４及び第２端部４５の許容メタル温度は、中間部４３の許容メタル温度より高く設定できる。すなわち、第１端部４４及び第２端部４５に配置された冷却通路５０の配置密度は、許容メタル温度を越えない範囲で、中間部４３に配置された冷却通路５０の配置密度より小さくできる。つまり、第１端部４４側及び第２端部４５側に配置された冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰは、軸方向の位置が同じである中間部４３の冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰより大きくして、第１本体部４２の単位面積当たりの冷却通路５０の通路表面積を小さくできる。ここで、冷却通路５０の配置密度とは、第１本体部４２の単位面積当たりの範囲に配置された冷却通路５０の通路表面積を意味する。

《冷却通路の冷却能力》
次に、傾斜通路である冷却通路の傾き角αと冷却能力との関係を以下において説明する。図６は、冷却通路５０の配置１の模式図である。図７は、冷却通路５０の配置２の模式図である。図６及び図７は、平板状の同じ板材６０の内部に形成され、軸方向に延在し周方向に所定の間隔を空けて配置された複数の冷却通路５０を備え、冷却通路５０を流れる冷却空気により板材６０を冷却する冷却構造を対象にしている。図６に示す配置１は、冷却通路５０が延びる方向が軸方向と一致する冷却通路５０の配置を示す。図７に示す配置２は、軸方向に対する傾き角〔α０〕の傾斜通路を備えた冷却通路５０の配置を示す。図６の配置１と図７の配置２を対比して、冷却通路５０の傾き角αと冷却能力の関係を比較して説明する。

本実施形態に示すシール部材４０は、図３及び図４に示すように、第１本体部４２が、燃焼ガスＧに接するガスパス面である外表面４２ａからの燃焼ガスＧの入熱により加熱されるため、第１本体部４２は、冷却通路５０の内部を流れる冷却空気により冷却される。図６及び図７に示す板材６０は、シール部材４０の第１本体部４２に相当する。

図６に示す配置１の冷却通路５０は、板材６０の内部に形成され、板材６０の軸方向に対して傾き角〔０度〕の軸方向に延びる冷却通路５０を板材６０の周方向に所定の配列ピッチＬＰ０で配置した構造であり、最も基本的で一般的な対流冷却による板材の冷却構造である。
図６に示す配置１の断面Ｙ１－Ｙ１は、板材６０を軸方向下流側から見た断面を示し、冷却通路５０が周方向に配列ピッチＬＰ０で配置された構造を示している。配置１に示す周方向の配列ピッチＬＰ０である冷却通路５０は、板材６０に入る外部からの燃焼ガスの入熱を冷却して、板材６０の軸方向下流端６０ｂにおけるメタル温度が許容値以下となるように冷却通路５０を配置して、板材６０の熱損傷を抑制している。すなわち、周方向に配置された複数の冷却通路５０の一本当たりの冷却能力は、冷却通路５０の通路表面積に比例する。また、一本当たりの冷却通路５０が冷却可能な板材６０の範囲として、冷却通路５０の中心軸５０ａから周方向の両側に広がる板材６０の一定の領域を被加熱領域６１と設定する。被加熱領域６１は、図６において、冷却通路５０の中心軸５０ａを中心に、配列ピッチＬＰ０に相当する板材６０の周方向の幅を有し、板材６０の軸方向上流端６０ａ及び軸方向下流端６０ｂまでの範囲が画定される。すなわち、被加熱領域６１は、１本の冷却通路５０の中心軸５０ａを中心線に設定して、周方向に隣接する両側の冷却通路５０との間の中間位置を定める２つの第１中間線６１ａと、板材６０の軸方向上流端６０ａ及び軸方向下流端６０ｂで囲まれ、冷却通路５０の通路長さに相当する軸方向幅Ｌ１及び周方向幅ＬＰ０の矩形状の領域として画定される。配置１における冷却通路５０の通路長さＬ１は、板材６０の軸方向幅Ｌ１と同じ長さである。

配置１は、燃焼ガスＧからの入熱が、板材６０の被加熱領域６１に入り、被加熱領域６１に入った入熱は、被加熱領域６１に配置された冷却通路５０を流れる冷却空気で冷却され、板材６０の軸方向下流端６０ｂにおけるメタル温度が許容値以内に納まり、軸方向下流端６０ｂにおける板材６０のメタル温度が周方向でも一定のメタル温度となるように冷却通路５０の配置を選定することが、基本的な考え方である。この考え方の配置１を選定すれば、複数の冷却通路５０が配置された板材６０の各被加熱領域６１が、それぞれの対応する冷却通路５０で冷却され、冷却通路５０が配置された板材６０の全領域の板材６０のメタル温度が許容値以内に納まり、軸方向下流端６０ｂにおける板材６０の周方向のメタル温度が一定に維持されるとみなすことが出来る。

一方、図７に示す配置２の冷却通路５０の冷却構造の基本的な考え方は以下の通りである。配置２の冷却通路５０は、冷却通路５０の延びる方向が軸方向と一致せず、軸方向に対する傾き角〔α０〕の傾斜通路である。配置２は、冷却通路５０の配置を、軸方向に対する傾きを備えた傾斜通路とすることにより、配置１より冷却通路５０の冷却表面積を大きくして、冷却能力を増加させ、冷却空気量を低減可能としている点が、配置１と異なっている。図７に示す断面Ｙ２－Ｙ２は、配置２の板材６０を軸方向下流端６０ｂから見た断面を示し、断面Ｙ３－Ｙ３は、板材６０の軸方向上流端６０ａから見た断面を示す。冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰは、軸方向上流端６０ａでは、配置１の冷却通路５０の配列ピッチＬＰ０と同じであるが、軸方向下流端６０ｂにおける配列ピッチＬＰ１は、軸方向上流端６０ａの配列ピッチＬＰＯより拡大されている。

図７に示す配置２の冷却通路５０は、軸方向に対して傾き角〔α０〕を有する傾斜通路であるため、冷却通路５０の１本当たりの通路長さＬ２が、中心軸５０ａを基準とすれば、配置１の冷却通路５０より長くなり、冷却通路５０の通路表面積が拡大している。冷却通路５０の通路表面積の増加により、冷却通路５０の１本当たりの冷却能力が増加する。冷却通路５０を傾斜通路とすることによる冷却能力の増加とは、配置２において、通路長さＬ２が長くなることにより、冷却通路５０の１本当たりの冷却能力を増加させ、冷却通路５０の冷却能力の増加部分が、燃焼ガスＧからの入熱の増加部分を冷却するとの考え方に基づく。すなわち、冷却通路５０を傾斜通路とすることにより、燃焼ガスＧからの入熱を受ける板材６０の被加熱領域６１の冷却面積を増加させる。被加熱領域６１の面積の増加部分から燃焼ガスＧの入熱が増加し、増加した入熱部分を冷却通路５０の冷却表面積の増加部分が冷却することにより、板材６０のメタル温度を許容値以内に抑制しつつ、冷却空気量が低減可能となる。

つまり、配置２の冷却通路５０を有する板材６０の冷却構造は、傾斜通路とすることによる冷却通路５０の冷却能力の増加により、配置１の冷却通路５０と同等の冷却能力を有する冷却構造と見做すことが出来る。同等の冷却能力を有する冷却通路５０とは、板材６０の被加熱領域６１の単位面積当たりの冷却能力が同じであると言う意味である。つまり、傾斜通路として冷却能力が増加する冷却通路５０を備えた配置２においては、冷却能力の増加分に応じて、被加熱領域６１の冷却面積を増加させて、燃焼ガスＧからの入熱を吸収できる能力が増加すると考える。板材６０の長さ及び幅は同じであるが、傾斜通路の配置２の板材６０の被加熱領域６１の単位面積当たりの冷却能力は、傾斜通路ではなく基準となる軸方向に平行に伸びる配置１の冷却通路５０の被加熱領域６１と同じ冷却能力とする考え方である。なお、配置２において、板材６０の被加熱領域６１が増加すると言うことは、板材６０の軸方向上流端６０ａにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが固定されているため、冷却通路５０の軸方向に対する傾き角〔α０〕を大きくして、被加熱領域６１の周方向幅、言い換えれば、冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰを広げることを意味し、冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰを広げることにより、被加熱領域６１の冷却面積を増加させることが出来ることを言う。

以下の説明では、配置１と比較して、配置２の冷却通路５０の冷却構造を具体的に説明する。図７に示すように、配置２の軸方向に対する傾き角〔α０〕の冷却通路５０の場合、板材６０の軸方向上流端６０ａから軸方向下流端６０ｂまでの冷却通路５０の中心軸５０ａに沿った通路長さＬ２は、配置１の冷却通路５０の通路長さＬ１より差分ＤＬだけ長く形成されている。つまり、配置２の冷却通路５０の場合、配置１と比較して、配置２の通路長さＬ２と配置１の通路長さＬ１との通路長さの差分ＤＬに相当する冷却通路５０の通路表面積が大きくなり、板材６０を冷却する冷却能力が増加することになる。

一方、図７に示すように、配置２の冷却通路５０に対応する板材６０の被加熱領域６３は、冷却通路５０の冷却能力の増加に伴い、板材６０の被加熱領域６１が拡張されている。すなわち、配置２の被加熱領域６３の設定は、配置１の通路長さＬ１の冷却通路５０に対応する被加熱領域６１の冷却面積を基準として、配置１の通路長さＬ１に対して増加する通路長さの差分ＤＬの比率に基づいて、配置２の通路長さＬ２の差分ＤＬに相当する被加熱増加領域６２を算出し、配置１の被加熱領域６１に被加熱増加領域６２が追加されたものとして、冷却能力が増加された後の配置２の被加熱領域６３が選定される。

配置２の場合、図７に示すように、板材６０の軸方向上流端６０ａにおける配列ピッチ（間隔）ＬＰは配置１と同じ配列ピッチＬＰ０で、固定されている。一方、軸方向下流端６０ｂにおける配列ピッチ（間隔）ＬＰは、配置１における配列ピッチＬＰＯより大きい配列ピッチＬＰ１に拡大されている。具体的には、配置１の被加熱領域６１と同じ冷却面積の配置２における被加熱領域６１は、図７に示すように、線分Ｐ１Ｐ２と線分Ｐ２Ｒ２と線分Ｒ２Ｒ１と線分Ｒ１Ｐ１で囲まれた菱型状の領域が相当する。更に、傾斜通路に伴う冷却通路５０の冷却能力の増加分に相当する被加熱増加領域６２は、被加熱領域６１の周方向の両側に隣接して形成される。被加熱増加領域６２は、冷却通路５０の通路長さＬ２の差分ＤＬの通路表面積の増加に伴う冷却能力の増加分に相当する冷却面積が、２つの領域に均等に分割され、被加熱領域６１の周方向の両側に配置されて形成される、と考える。
具体的には、被加熱増加領域６２は、被加熱領域６１の周方向の一方側に隣接する線分Ｐ１Ｒ１と線分Ｒ１Ｑ１と線分Ｑ１Ｐ１で囲まれた三角形状の第１増加領域６２ａと、被加熱領域６１の周方向の他方側に隣接して配置された線分Ｐ２Ｒ２と線分Ｒ２Ｑ２と線分Ｑ２Ｐ２で囲まれた三角形状の第２増加領域６２ｂで構成されている。被加熱領域６１に第１増加領域６２ａと第２増加領域６２ｂを加えることにより、配置２における１本の冷却通路５０に対応する板材６０の被加熱領域６３が画定される。つまり、配置１と同じ冷却面積の被加熱領域６１に対して被加熱増加領域６２を加えた領域が、板材６０の拡張された冷却面積を有する配置２の被加熱領域６３になる。

冷却通路５０の冷却能力の増加分を、上述のように、第１増加領域６２ａと第２増加領域６２ｂからなる被加熱増加領域６２に配分することにより、第１増加領域６２ａの線分Ｒ１Ｑ１及び第２増加領域６２ｂの線分Ｒ２Ｑ２が、配置２における軸方向下流端６０ｂにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰの増加分ＤＬＰとなる。
板材６０の軸方向下流端６０ｂにおける第１増加領域６２ａ及び第２増加領域６２ｂに対応するそれぞれの周方向の冷却通路５０の配列ピッチ（間隔）ＬＰの増加分は、各１／２ＤＬＰとなる。従って、配置２における軸方向下流端６０ｂにおける冷却通路５０の配列ピッチＬＰ１は、配置１の配列ピッチＬＰ０に対して、被加熱増加領域６２の配列ピッチＬＰの増加分ＤＬＰを加えた値になる。

配置１の冷却通路５０の冷却構造が、板材６０の軸方向下流端６０ｂにおいて、板材６０のメタル温度が許容値以内に維持され、周方向のメタル温度が一定に維持されている場合には、上述のように、配置１の冷却通路５０と同等の冷却能力を有する配置２の冷却通路５０の冷却構造においても、板材６０の軸方向下流端６０ｂにおけるメタル温度は、許容値以内に維持され、周方向のメタル温度も、大略一定の温度に維持されていると考えることができる。

冷却通路５０の配置を、配置１から配置２に変更した場合の冷却通路５０の傾き角αと冷却能力の関係は、上述したような関係にある。従って、冷却通路５０の傾き角αが大きくなると共に、冷却通路５０の冷却能力が増加して、被加熱領域６３の冷却面積が拡張され、被加熱領域６３の燃焼ガスＧからの入熱を吸収できる冷却能力が増加する。また、冷却通路５０の傾き角αの増加による被加熱領域６３の冷却面積の増加に伴い、冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが拡大される。なお、冷却通路５０の傾き角αの拡大により、冷却通路５０の通路長さＬ２が長くなり、内部を流れる冷却空気のヒートアップは進む。しかし、例え冷却通路５０内を流れる冷却空気の温度が増加しても、通路長さの増加による通路表面積の拡張に伴う冷却能力の増加効果の方のメリットが大きい。

なお、冷却通路５０の配置１の替わりに、配置２ではなく、一定の傾き角αを有する傾斜通路からなる冷却通路５０の配置３（図示せず）を適用した場合、配置１と比較して、冷却通路５０の通路長さが長くなり、通路長さの差分ＤＬだけ、冷却通路５０の冷却能力が増加する。一方、配置３における被加熱領域６１は、増加領域を加算することなく配置１のまま維持して、冷却通路５０の配列ピッチＬＰを変えていない。配置３が、板材６０の軸方向上流端６０ａから軸方向下流端６０ｂまで、配置１と同じ配列ピッチＬＰ０を選定した場合、冷却通路５０の通路長さの差分ＤＬ分の冷却能力の増加分が過剰となる。その結果、板材６０が過冷却状態になり、過剰な冷却空気の供給により、冷却空気量の損失を招き、ガスタービンの効率低下に繋がる。つまり、冷却通路５０の配置を、配置１から配置３に変更した場合、冷却能力の増加分に応じて、冷却空気量を低減することが望ましい。従って、配置１の場合の冷却通路５０の冷却能力と配置２の場合の冷却通路の冷却能力が、板材６０の単位面積当たりの冷却能力として同等となるように、冷却通路５０の周方向の配列ピッチＬＰ（間隔）を選定し、併せて適正な冷却空気量を選定すれば、冷却空気量が低減され、冷却空気量の損失が抑制される。

図５に示す第１端部４４及び第２端部４５の冷却通路５０の配置は、上述のように、冷却通路５０を傾斜通路とした場合の冷却通路５０の傾き角αと、対応する冷却通路５０の冷却能力の増加に伴う被加熱領域６３の冷却面積を設定し、設定された冷却面積に基づき配列ピッチ（間隔）ＬＰを設定する考え方に基づいて選定されている。第１端部４４に配置された第１端部冷却通路５４の場合、軸方向中間位置における冷却通路５０の配置は、第１端面４２ｃに最も接近し、軸方向に対する傾き角〔０度〕の冷却通路５４ａを基準として、冷却通路５０の周方向の傾き角αを次第に大きくして、冷却通路５０の配置が選定されている。すなわち、第１本体部４２の第１端面４２ｃから周方向に中間部冷却通路５２に接近すると共に冷却通路５０の軸方向の傾き角αが大きくなり、冷却通路５０の冷却能力の増加と共に、被加熱領域６３の冷却面積が増加して、冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが拡大して、開口密度が小さくなる配置が選定されている。

第２端部４５に配置された第２端部冷却通路５６の場合、軸方向中間位置における冷却通路５０の配置は、第２端面４２ｄに最も接近し軸方向に対する傾き角〔０度〕の冷却通路５６ａを基準として、冷却通路５０の配置が選定されている。すなわち、第１本体部４２の第２端面４２ｄから周方向に中間部冷却通路５２に接近すると共に冷却通路５０の軸方向の傾き角αが大きくなり、冷却通路５０の冷却能力の増加と共に、被加熱領域６３の冷却面積が増加して、周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが増加して、開口密度が小さくなる配置が選定されている。この点は、第１端部冷却通路５４と同様の考え方である。但し、第２端部冷却通路５６の場合は、周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが、メタル温度が高い軸方向下流端４２ｆよりメタル温度が低い軸方向上流端４２ｅの方が大きい。従って、第２端部冷却通路５６の軸方向下流端４２ｆにおけるメタル温度が許容値を越えないように、軸方向下流端４２ｆにおける配列ピッチ（間隔）ＬＰは、中間部冷却通路５２と同じ配列ピッチ（間隔）ＬＰとしている。

第１端部冷却通路５４と第２端部冷却通路５６の配置を比較した場合、第１端部冷却通路５４の配置と、第２端部冷却通路５６の配置は、軸方向の上流側又は下流側に向かうと共に、冷却通路５０の配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は開口密度の変化が逆の方向に変化をする点を除き、大略同じ配置である。つまり、第１端部冷却通路５４は、軸方向下流側に向かうと共に、冷却通路５０の配列ピッチ（間隔）ＬＰが大きく、又は開口密度が小さくなる。一方、第２端部冷却通路５６は、軸方向下流側に向かうと共に、冷却通路５０の配列ピッチ（間隔）ＬＰが小さく、又は開口密度が大きくなる。なお、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６の冷却通路５０の第１端面４２ｃ又は第２端面４２ｄから中間部４３に向かう周方向の傾き角αの変化の割合は大略同じである。

別の見方をすれば、図５において、第１端部冷却通路５４の配置と、第２端部冷却通路５６の配置とは、第１本体部４２の周方向及び軸方向の中点（中間点）Ｓ０を中心にして、大略対称的な位置関係にあると見ることが出来る。すなわち、第１端部冷却通路５４の第１端面４２ｃからｎ番目の冷却通路５４ｎの軸方向下流端４２ｆから軸方向上流側の任意の位置を点Ｓ１とし、第２端部冷却通路５６の第２端面４２ｄから同じｎ番目の冷却通路５６ｎの軸方向上流端４２ｅから軸方向下流側の任意の位置を点Ｓ２とした場合、軸方向下流端４２ｆから点Ｓ１までの長さと軸方向上流端４２ｅから点Ｓ２までの長さが同じ長さであるとすれば、点Ｓ１と点Ｓ２の位置関係は、中点Ｓ０を中心にして大略対称的な位置関係にあると見ることができる。従って、第１端部冷却通路５４と第２端部冷却通路５６の冷却通路５０の配置数が同じであり、第１端面４２ｃ及び第２端面４２ｄからｎ番目の冷却通路５４ｎ、５６ｎの傾き角α又は配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は開口密度が同じであれば、第１端部冷却通路５４と第２端部冷却通路５６における各冷却通路５０の各被加熱領域６３の冷却面積は大略同じ面積となる。また、第１端部冷却通路５４と第２端部冷却通路５６における冷却通路５０の配置密度が大略同じとなり、冷却能力も大略同じとなる。

一方、第１端部冷却通路５４の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチＬＰを、中間部冷却通路５２の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰより小さく、又は、第１端部冷却通路５４の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０の周方向の開口密度を、中間部冷却通路５２の軸方向上流端４２ｅにおける冷却通路５０の周方向の開口密度より大きくした場合は、第１端部冷却通路５４の冷却通路５０の配置密度は、第２端部冷却通路５６の冷却通路５０の配置密度より大きくなる。また、第１端部冷却通路５４の第１端面４２ｃからｎ番目の冷却通路５４ｎと、第２端部冷却通路５６の第２端面４２ｄからｎ番目の冷却通路５６ｎの周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は開口密度を比較した場合、第１端部冷却通路５４の冷却通路５０の方が、第２端部冷却通路５６の冷却通路５０より周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが小さく、周方向の開口密度が大きくなる。すなわち、第１端部冷却数路５４の方が、第２端部冷通路５６より第１本体部４２における冷却通路５０の配置密度が大きく、冷却能力が大きい。また、更に第２端部冷却通路５６の第２端面４２ｄからｎ番目の冷却通路５６ｎの傾き角αを、第１端部冷却通路５４の第１端面４２ｃからｎ番目の冷却通路５４ｎの傾き角αより大きくすれば、第１端部冷却通路５４の冷却通路５０の配置密度は、第２端部冷却通路５６の冷却通路５０の配置密度より一層大きくなる。 このように、第１端部冷却通路５４と第２端部冷却通路５６の配置を、第１本体部４２の中点Ｓ０を中心に対称的な配置を選定しつつ、冷却通路５０の周方向の配列ピッチＬＰ又は開口密度又は傾き角αについて、異なる配置を選定する方が良い場合がある。その理由は、以下の通りである。

第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６の冷却通路５０は、軸方向下流に向かうと共に燃焼ガスＧからの入熱によりヒートアップされ、板材６０が加熱される。また、第１端部冷却通路５４の冷却通路５０は、軸方向下流側に向かうと共に、周方向の配列ピッチＬＰが大きく、開口密度は小さくなる。一方、第２端部冷却通路５６の冷却通路５０は、軸方向下流側に向かうと共に、周方向の配列ピッチＬＰが小さく、開口密度は大きくなる。つまり、第１端部冷却通路５４の方が、第２端部冷却通路５６よりヒートアップの程度が高く、軸方向下流端４２ｆでのメタル温度が高くなる。これを是正するため、第１端部冷却通路５４の冷却通路５０の配置は、第２端部冷却通路５６の冷却通路５０の配置と比較して、軸方向下流側に向かうと共に、冷却通路５０の周方向の配列ピッチＬＰを小さく、又は開口密度を大きく、又は傾き角αを小さくして、第１端部冷却通路５４の冷却能力を高めている。但し、第１端部冷却通路５４と中間部冷却通路５２を比較した場合、第１端部冷却通路５４の軸方向中間位置における冷却通路５０の周方向の配列ピッチＬＰは、中間部冷却通路５２の同じ軸方向中間位置における周方向の配列ピッチＬＰより大きく、開口密度は小さい。また、冷却通路５０の傾き角αは、中間部冷却通路５２より第１端部冷却通路５４の方が小さい。従って、冷却通路５０の冷却能力の点で、中間部冷却通路５２の方が第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６より大きくなる。

上記の説明は、内側シール部材４０ａに関する説明であるが、外側シール部材４０ｂについても同様の構造及び冷却通路５０の配置が適用できる。但し、外側シール部材４０ｂの場合、内側シール部材４０ａの説明の中で、「径方向の外側」は「径方向の内側」と読み替え、「径方向の内側」は「径方向の外側」と読み替えればよい。

《冷却通路の特徴》
上述のシール部材４０の冷却通路５０の配置の特徴点を以下に記載する。
第１の特徴点は、第１本体部４２の周方向の両側の第１端面４２ｃ及び第２端面４２ｄに隣接して配置された冷却通路５４ａ及び冷却通路５６ａを除く全ての冷却通路５０は、軸方向に対して傾き角αを有する傾斜通路で構成されている点である。更に、第１本体部４２に配置された冷却通路５０は、第１本体部４２の周方向の中間部４３と、中間部４３を間に挟んで第１端面４２ｃ側の第１端部４４と、第２端面４２ｄ側の第２端部４５と、に配置された冷却通路５０の配置が、異なる冷却通路５０の配置を備えている点である。
すなわち、中間部４３に配置された全ての冷却通路５０は、第１端部４４及び第２端部４５に配置された冷却通路５０より傾き角αが大きく、軸方向上流端４２ｅから軸方向下流端４２ｆまでの通路長さが最も長く、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６の冷却通路５０より長い。また、中間部冷却通路５２の全ての冷却通路５０は、互いに平行で、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６と比較して、周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰが最も小さく、冷却通路５０の開口密度が最も大きい冷却構造を有する。

第２の特徴点は、第１端部冷却通路５４と第２端部冷却通路５６の冷却通路５０の配置の違いにある。上述のように、第１端部冷却通路５４は、第１端面４２ｃ側から周方向の反対側の第２端面４２ｄ側に向かうと共に、冷却通路５０の軸方向に対する傾き角αを大きく、軸方向中間位置における冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰを大きく、開口密度を小さくする配置を備えている。このように、第１端面４２ｃから離間すると共に、冷却通路５０の傾き角αを大きくする配置を選定することにより、冷却通路５０の冷却能力を増加させ、被加熱領域６１を増加させて、第１端部冷却通路５４の冷却通路５０の軸方向下流端４２ｆにおける第１端部４４のメタル温度を許容値以下の適正な温度に維持して、燃焼ガスＧからの入熱による熱損傷を抑制できる。

一方、第２端部冷却通路５６は、第２端面４２ｄ側から周方向の反対側の第１端面４２ｃ側に向かうと共に、冷却通路５０の軸方向に対する傾き角αを大きくして、冷却通路５０の周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰを大きく、開口密度を小さくする配置を備えている。但し、冷却通路５０の軸方向における配列ピッチ（間隔）ＬＰ又は開口密度の変化は、第１端部冷却通路５４とは逆方向の変化である。すなわち、第２端部冷却通路５６は、冷却通路５０の軸方向下流側に向かうと共に、周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰは小さく、開口密度は大きくなり、軸方向下流端４２ｆでは、中間部冷却通路５２の冷却通路５０の配列ピッチ（間隔）ＬＰ及び開口密度と同じになる。このような配置を選定することにより、第１端部４４と同様に、第２端部冷却通路５６の冷却通路５０の軸方向下流端４２ｆにおける第１端部４４のメタル温度を許容値以下の適正な温度に維持しつつ、燃焼ガスＧからの入熱による熱損傷を抑制できる。

また、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却流路５６は共に、中間部冷却通路５２と比較して、第１本体部４２（板材６０）の単位面積当たりの通路表面積が小さくなる。
但し、第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却流路５６は、中間部冷却通路５２より燃焼ガスＧからの熱負荷が小さく、許容メタル温度を高く設定できるので、軸方向下流端４２ｆにおける第１本体部４２のメタル温度を許容値以内に維持しつつ、冷却空気量が低減できる。次に、シール部材４０の第１本体部４２に配置された冷却通路５０の配置の変形例を、以下に説明する。

《変形例》
図８は、シール部材の変形例の構成図であり、図９は、シール部材の変形例の冷却通路の配置図であり、図８のＺ－Ｚ断面を示す。図１０は、シール部材の変形例とタービン静翼の組合せ構造図である。図８及び図９に示すように、本変形例のシール部材４０の冷却通路５０は、中間部冷却通路５２の配置が異なる点が、実施形態と異なる構造である。第１端部冷却通路５４及び第２端部冷却通路５６の配置を含め、他の構造は実施形態と同じである。
図８及び図９に示すように、本変形例における中間部冷却通路５２は、第１本体部４２の軸方向下流端４２ｆに開口する第１中間部冷却通路５３ａと、第１本体部４２の径方向内側の内表面４２ｉに開口する第２中間部冷却通路５３ｂと、から構成されている。図９に示すように、本変形例の中間部冷却通路５２を径方向外側から見た場合、第１中間部冷却通路５３ａと、第２中間部冷却通路５３ｂは、周方向に交互に配置され、互いに平行に配置されている。但し、第１中間部冷却通路５３ａと、第２中間部冷却通路５３ｂは、周方向の配列ピッチ（間隔）ＬＰ及び軸方向の傾き角α並びに開口密度の点では、本実施形態における中間部冷却通路５２の冷却通路５０と同じ態様である。

第１中間部冷却通路５３ａは、実施形態の中間部冷却通路５２の冷却通路５０と同様に、軸方向に対して傾き角αの傾斜流路であって、第１本体部４２の軸方向下流端４２ｆに開口している。一方、第２中間部冷却通路５３ｂは、軸方向に対して傾き角αを有すると共に、径方向にも傾く傾斜流路であって、第１本体部４２の内表面４２ｉに形成された開口５３ｃに開口している。

図１０に示すように、本変形例のシール部材４０も、実施形態に示すシール部材４０と同様に、第１本体部４２と第３本体部４７の間に、第１本体部４２に軸方向下流端４２ｆから軸方向上流側に凹む凹部５０を備える。軸方向下流側に隣接して配置されたタービン静翼２４は、シュラウド２５の前縁２４ａ側から軸方向上流側に突出する突出部２５ａを備える。シュラウド２５の突出部２５ａは、軸方向下流側からシール部材４０の凹部５０に挿入され、シール部材４０とタービン静翼２４が嵌合する。シール部材４０とタービン静翼２４との間は、ガスタービン１の稼働時に生ずるシール部材４０とタービン静翼４０との間の軸方向の熱伸び差を吸収するため、軸方向に所定の隙間が設けられている。一方、ケーシング２０の空間２１内の冷却空気（圧縮空気Ａ）が、シール部材４０とタービン静翼２４の間の隙間部７０から燃焼ガスＧ中に流出しないように、第３本体部４７と突出部２５ａの間に固定シール４９が配置され、シール部材４０とタービン静翼２４との間の隙間部７０とケーシング２０の空間２１との間を封止している。

しかし、燃焼ガス流路３７を流れる燃焼ガスＧの圧力変動を受けて、シール部材４０の第１本体部４２とタービン静翼２４の突出部２５ａの間の隙間部７０内に、高温の燃焼ガスＧの一部が巻き込まれ、シール部材４０の第１本体部４２及び突出部２５ａが熱損傷を受ける場合がある。上述の本変形例に示すシール部材４０の中間部冷却通路５２によれば、中間部冷却通路５２を構成する第１中間部冷却通路５３ａは、第１本体部４２の軸方向下流端４２ｆの開口４２ｂから冷却空気を排出することにより、第１本体部４２の外表面４２ａ側のガスパス面を冷却できる。一方、第２中間部冷却通路５３ｂは、第１本体部４２の径方向内側に形成された開口５３ｃから冷却空気を隙間部７０の排出することにより、隙間部７０に巻き込まれた燃焼ガスＧが燃焼ガス流路３７側にパージされ、隙間部７０内の雰囲気ガス温度が低下して、第１本体部４２の内表面４２ｉを冷却できる。従って、本変形例に示す中間部冷却通路５２によれば、第１本体部４２のガスパス面及び内表面４２ｉを均一に冷却可能であり、シール部材４０及びタービン静翼２４の突出部２５ａの熱損傷が抑制される

上述の実施形態及び変形例として記載されている内容又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

上記実施形態及び変形例に記載の内容は、以下のように把握される。
（１）第１の態様に係るシール部材は、ガスタービンの燃焼ガス流路を形成するシール部材であって、前記シール部材は、軸方向及び周方向に延在し、内部に冷却通路を有する第１本体部を含み、前記第１本体部は、周方向の一方の端部を形成する第１端部と、前記周方向の反対側の他方の端部を形成する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部の間に形成される中間部と、からなり、前記冷却通路は、前記中間部に配置され、軸方向に対して第１角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された中間部冷却通路と、
前記第１端部に配置され、前記軸方向に対して第２角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された第１端部冷却通路と、前記第２端部に配置され、前記軸方向に対して第３角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された第２端部冷却通路と、を含み、前記第２角度及び前記第３角度は、ともに前記第１角度よりも小さい。

上記（１）に記載のシール部材によれば、中間部冷却通路の第１角度より、第１端部冷却通路の第２角度及び第２端部冷却通路の第３角度が小さく形成されているので、高温領域の中間部冷却通路の冷却面積が大きくなり、第１本体部の中間部のメタル温度を許容値以下に抑制できる。

（２）第２の態様に係るシール部材は、ガスタービンの燃焼ガス流路を形成するシール部材であって、前記シール部材は、軸方向及び周方向に延在し、内部に冷却通路を有する第１本体部を含み、前記第１本体部は、周方向の一方の端部を形成する第１端部と、前記周方向の反対側の他方の端部を形成する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部の間に形成される中間部と、からなり、前記冷却通路は、前記中間部に配置され、前記軸方向に対して一定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された中間部冷却通路と、前記第１端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第１端部冷却通路と、前記第２端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第２端部冷却通路と、を含み、前記第１端部冷却通路又は前記第２端部冷却通路の内のいずれか一つは、軸方向上流端の前記冷却通路の開口密度が、軸方向下流端の前記冷却通路の前記開口密度より小さい。

上記（２）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路又は第２端部冷却通路の内の一方の冷却通路の冷却通路の開口密度を、軸方向下流端より軸方向上流端を大きくすることにより、高温領域の中間部の冷却面積を大きく取って中間部のメタル温度を抑制すると共に、許容メタル温度の高い第１端部又は第２端部の軸方向上流側の開口密度を、軸方向下流側より小さくして冷却面積を小さくして、冷却空気量を低減している。従って、第１本体部のメタル温度を許容値以内に抑制しつつ、冷却空気量を低減できる。

（３）第３の態様に係るシール部材は、ガスタービンの燃焼ガス流路を形成するシール部材であって、前記シール部材は、軸方向及び周方向に延在し、内部に冷却通路を有する第１本体部を含み、前記第１本体部は、周方向の一方の端部を形成する第１端部と、前記周方向の反対側の他方の端部を形成する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部の間に形成される中間部と、からなり、前記冷却通路は、前記中間部に配置され、前記軸方向に対して一定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された中間部冷却通路と、
前記第１端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第１端部冷却通路と、前記第２端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第２端部冷却通路と、を含み、
前記第１端部冷却通路又は前記第２端部冷却通路の内のいずれか一つは、軸方向上流端の前記冷却通路の配列ピッチが、軸方向下流端の前記冷却通路の前記配列ピッチより大きい。

上記（３）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路又は第２端部冷却通路の内のいずれか１つの冷却通路の配列ピッチを、軸方向下流端より軸方向上流端を大きくすることにより、高温領域の中間部の冷却面積を大きく取って中間部のメタル温度を抑制すると共に、許容メタル温度の高い第１端部又は第２端部の軸方向上流側の配列ピッチを、軸方向下流側より小さくして冷却面積を小さくして、冷却空気量を低減している。
従って、第１本体部のメタル温度を許容値以内に抑制しつつ、冷却空気量を低減できる。

（４）第４の態様に係るシール部材は、（１）のシール部材であって、第１端部冷却通路の第２角度又は第２端部冷却通路の第３角度の内の少なくとも一方の角度は、第１本体部の隣接する端面から周方向に離間すると共に大きくなる。

上記（４）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路の第２角度又は第２端部冷却通路の第３角度の内の一方の冷却通路の角度を、第１本体部の端面から離間すると共に大きくするので、該当端部の冷却通路の冷却面積は小さくなり、冷却空気量が低減する。

（５）第５の態様に係るシール部材は、（４）のシール部材であって、第１端部冷却通路の第２角度は、第１本体部の第１端面から周方向に離間すると共に大きくなり、第２端部冷却通路の第３角度は、第１本体部の第２端面から周方向に離間すると共に大きくなる。

上記（５）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路の第２角度及び第２端部冷却通路の第３角度を、第１本体部の端面から離間すると共に大きくするので、第１端部及び第２端部の冷却通路の冷却面積は小さくなり、冷却空気量が一層低減する。

（６）第６の態様に係るシール部材は、（２）のシール部材であって、第１端部冷却通路又は第２端部冷却通路の内の少なくとも一方の冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に開口密度が大きくなる。

上記（６）に記載のシール部材によれば、許容メタル温度を中間部より高くできる第１端部又は第２端部の内、少なくとも一方の端部の端部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に開口密度を大きくしているので、軸方向下流端におけるメタル温度を許容値以内に収めることが出来る。また、冷却通路の軸方向の開口密度を変えているので、軸方向中間部より冷却面積が小さくなり、冷却空気量が低減できる。

（７）第７の態様に係るシール部材は、（２）又は（６）のシール部材であって、第１端部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に開口密度が小さくなり、第２端部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に開口密度が大きくなる。

上記（７）に記載のシール部材によれば、第１端部及び第２端部は、中間部より許容メタル温度を高くできる。また、第１端部冷却通路及び第２端部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に開口密度を変えているので、中間部より冷却面積が小さくなり、冷却空気量が低減できる。更に、第２端部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に開口密度を大きくしているので、第２端部の軸方向下流端におけるメタル温度を許容値以内に収めることが出来る。

（８）第８の態様に係るシール部材は、（２）又は（６）又は（７）のシール部材であって、第１端部冷却通路又は第２端部冷却通路の内の少なくとも一方の冷却通路の軸方向中間位置における開口密度は、前記第１本体部の隣接する端面から周方向に離間すると共に小さくなる。

上記（８）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路又は第２端部冷却通路の内、少なくとも一方の軸方向中間位置における開口密度が、第１本体部の隣接する端面から離間と共に小さくなるので、冷却空気量が低減される。

（９）第９の態様に係るシール部材は、（２）又は（６）から（８）のシール部材であって、第１端部冷却通路の軸方向中間位置における冷却通路の開口密度は、第１本体部の隣接する第１端面から周方向に離間すると共に小さくなり、第２端部冷却通路の軸方向中間位置における冷却通路の開口密度は、第１本体部の隣接する第２端面から周方向に離間すると共に小さくなる。

上記（９）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路及び第２端部冷却通路の軸方向中間位置における開口密度が、第１本体部の隣接する第１端面及び第２端面から離間と共に小さくなるので、冷却空気量が一層低減される。

（１０）第１０の態様に係るシール部材は、（２）又は（６）から（９）のシール部材であって、中間部冷却通路の軸方向中間位置における周方向の開口密度は、第１端部冷却通路の同一の軸方向中間位置における周方向の開口密度より大きく、第１端部冷却通路の同一の軸方向中間位置における前記周方向の開口密度は、第２端部冷却通路の同一の軸方向中間位置における周方向の開口密度より大きい。

上記（１０）に記載のシール部材によれば、中間部冷却通路の開口密度を第１端部冷却通路の開口密度より大きく、第１端部冷却通路の開口密度を第２端部冷却通路の開口密度を大きくして、冷却能力が最大の中間部より第１端部冷却通路及び第２端部冷却通路の冷却能力を小さくしている。従って、シール部材の全体として冷却空気量が低減されている。また、第１端部冷却通路の開口密度を第２端部冷却通路の開口密度より大きくして、第１端部のメタル温度を許容値内に抑制している。

（１１）第１１の態様に係るシール部材は、（３）のシール部材であって、第１端部冷却通路又は第２端部冷却通路の内の少なくとも一方の冷却通路の軸方向中間位置における配列ピッチは、第１本体部の隣接する端面から周方向に離間すると共に大きくなる。

上記（１１）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路又は第２端部冷却通路の内、少なくとも一方の冷却通路の軸方向中間位置における配列ピッチが、第１本体部の端面から離間と共に小さくなるので、冷却面積が増加して、冷却空気量が低減される。

（１２）第１２の態様に係るシール部材は、（３）又は（１１）のシール部材であって、第１端部冷却通路は、軸方向の上流側から下流側に向かって冷却通路の配列ピッチが大きくなり、第２端部冷却通路は、軸方向の上流側から下流側に向かって前記冷却通路の配列ピッチが小さくなる。

上記（１２）に記載のシール部材によれば、第１端部冷却通路は軸方向下流側に向かうと共に配列ピッチを大きく、第２端部冷却通路は軸方向下流側に向かうと共に配列ピッチを小さくしているので、軸方向下流端のメタル温度を許容値以下に抑制すると共に、冷却空気量の低減を図ることが出来る。

（１３）第１３の態様に係るシール部材は、（３）又は（１１）又は（１２）のシール部材であって、中間部冷却通路の軸方向中間位置における配列ピッチは、第１端部冷却通路及び第２端部冷却通路の同一の軸方向中間位置における配列ピッチより小さい。

上記（１３）に記載のシール部材によれば、中間部冷却通路の配列ピッチを他の領域より小さく、冷却面積を大きくしているので、中間部の軸方向下流端における熱損傷を防止できる。

（１４）第１４の態様に係るシール部材は、（３）又は（１１）から（１３）のシール部材であって、中間部冷却通路は、冷却通路の軸方向上流端の配列ピッチと軸方向下流端の配列ピッチが同一であり、第１端部冷却通路は、冷却通路の軸方向上流端の配列ピッチは、中間部冷却通路の軸方向上流端の配列ピッチより小さく形成され、軸方向下流端の配列ピッチが、中間部冷却通路の軸方向下流端の配列ピッチより大きく形成され、第２端部冷却通路は、冷却通路の軸方向上流端の配列ピッチが、中間部冷却通路の軸方向上流端の配列ピッチより大きく形成され、軸方向下流端の配列ピッチが、中間部冷却通路の軸方向下流端の配列ピッチと同一である。

上記（１４）に記載のシール部材によれば、第１本体部の軸方向下流端のメタル温度が許容値以内に抑制され、シール部材の全体としての冷却空気量が低減される。

（１５）第１５の態様に係るシール部材は、（１）から（１４）のシール部材であって、中間部冷却通路が形成された中間部の軸方向上流端の周方向幅と軸方向下流端の周方向幅は、同じ幅であり、第１端部冷却通路が形成された第１端部の軸方向上流端の周方向幅は、軸方向下流端の周方向幅より大きく、第２端部冷却通路が形成された第２端部の軸方向上流端の周方向幅は、軸方向下流端の周方向幅より小さい。

上記（１５）に記載のシール部材によれば、中間部冷却通路が形成された中間部より第１端部冷却通路が形成された第１端部及び第２端部冷却通路が形成された第２端部の方が、単位面積当たりの冷却通路の通路表面積が小さく、冷却面積が小さい。従って、中間部より第１端部及び第２端部における冷却空気量が低減され、シール部材の全体として冷却空気量が低減される。

（１６）第１６の態様に係るシール部材は、（１）から（１５）のシール部材であって、第１本体部の周方向の両側の端面の間の軸方向上流端における前記周方向幅は、少なくとも軸方向下流端における第１本体部の周方向幅と同じか又は大きい。

（１７）第１７の態様に係るシール部材は、（１）から（１６）のシール部材であって、中間部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に、径方向の内側方向に傾斜し、第１本体部の径方向内側の内表面に開口する複数の冷却通路を含む。

上記（１７）に記載のシール部材によれば、凹部に巻き込まれた燃焼ガスが、冷却通路から排出された冷却空気により直ちに燃焼ガス流路にパージされるので、シール部材の熱損傷が抑制される。

（１８）第１８の態様に係るシール部材は、（１７）のシール部材であって、中間部冷却通路は、第１本体部の軸方向下流端に開口する第１中間部冷却通路と、第１本体部の径方向内側の内表面に開口する第２中間部冷却通路と、からなり、第１中間部冷却通路と、第２中間部冷却通路は、第１本体部の周方向に交互に配置されている。

上記（１８）に記載のシール部材によれば、冷却通路を構成する第１中間部冷却通路と、第２中間部冷却通路が、周方向に交互に配置されているので、熱負荷の大きい第１本体部の中間部が均一に冷却される。

（１９）第１９の態様に係るシール部材は、（１）から（１８）のシール部材であって、シール部材は、燃焼ガスを排出する尾筒と尾筒の軸方向下流側に配置された静翼との間に配置され、尾筒と静翼の間をシールするシール部材であって、第１本体部と、第１本体部の軸方向上流端に接続し、外表面から径方向の離間する方向に延び、尾筒に係合する第２本体部と、を備え、第２本体部は、内部に径方向に延在する供給通路を含み、供給通路は、周方向に複数配列され、一端が冷却通路に連通し、第２本体部の末端であるに形成された開口を介して、ケーシングで囲まれた空間に連通する。

（２０）第２０の態様に係るガスタービンは、（１）から（１９）を備えるシール部材と、シール部材の軸方向上流側に接続された燃焼器と、燃焼器が発生した燃焼ガスで駆動されるタービンと、を備える。

１ ガスタービン
２ 圧縮機
４ 燃焼器
６ タービン
８ ロータ
１０ 圧縮機車室
１２ 吸気室
１４ 入口案内翼
１６ 圧縮機静翼
１８ 圧縮機動翼
２０ ケーシング
２１ 空間
２２ タービン車室
２４ タービン静翼
２５ シュラウド
２５ａ 突出部
２６ タービン動翼
２８ 排気車室
２９ 排気室
３０ 燃焼ノズル
３２ 燃焼筒
３３ 内筒
３４ 尾筒
３５ フランジ
３７ 燃焼ガス流路
４０ シール部材
４０ａ 内側シール部材
４０ｂ 外側シール部材
４２ 第１本体部
４２ａ 外表面
４２ｂ 開口
４２ｃ 第１端面
４２ｄ 第２端面
４２ｅ 軸方向上流端
４２ｆ 軸方向下流端
４２ｈ 接続点
４２ｉ 内表面
４３ 中間部
４４ 第１端部
４５ 第２端部
４６ 第２本体部
４６ａ 端部
４６ｂ 開口
４７ 第３本体部
４８ 篏合部
４９ 固定シール
５０、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５４ａ、５４ｎ、５６ａ、５６ｎ 冷却通路
５０ａ 中心軸
５２ 中間部冷却通路
５３ａ 第１中間部冷却通路
５３ｂ 第２中間部冷却通路
５３ｃ 開口
５４ 第１端部冷却通路
５６ 第２端部冷却通路
５８ 供給通路
６０ 板材
６０ａ 軸方向上流端
６０ｂ 軸方向下流端
６１、６３ 被加熱領域
６２ 被加熱増加領域
６２ａ 第１増加領域
６２ｂ 第２増加領域
Ｌ１、Ｌ２ 通路長さ
ＤＬ 差分
α、α０ 傾き角
α１ 傾き角（第１角度）
α２ 傾き角（第２角度）
α３ 傾き角（第３角度）
ＬＰ、ＬＰ０、ＬＰ１ 配列ピッチ

Claims (20)

1. ガスタービンの燃焼ガス流路を形成するシール部材であって、
   前記シール部材は、軸方向及び周方向に延在し、内部に冷却通路を有する第１本体部を含み、
   前記第１本体部は、
   周方向の一方の端部を形成する第１端部と、
   前記周方向の反対側の他方の端部を形成する第２端部と、
   前記第１端部と前記第２端部の間に形成される中間部と、
   からなり、
   前記冷却通路は、
   前記中間部に配置され、軸方向に対して第１角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された中間部冷却通路と、
   前記第１端部に配置され、前記軸方向に対して第２角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された第１端部冷却通路と、
   前記第２端部に配置され、前記軸方向に対して第３角度で傾斜し、前記軸方向に延び、前記周方向に複数配置された第２端部冷却通路と、
   を含み、
   前記第２角度及び前記第３角度は、ともに前記第１角度よりも小さい、
   シール部材。
2. ガスタービンの燃焼ガス流路を形成するシール部材であって、
   前記シール部材は、軸方向及び周方向に延在し、内部に冷却通路を有する第１本体部を含み、
   前記第１本体部は、
   周方向の一方の端部を形成する第１端部と、
   前記周方向の反対側の他方の端部を形成する第２端部と、
   前記第１端部と前記第２端部の間に形成される中間部と、
   からなり、
   前記冷却通路は、
   前記中間部に配置され、前記軸方向に対して一定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された中間部冷却通路と、
   前記第１端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第１端部冷却通路と、
   前記第２端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第２端部冷却通路と、
   を含み、
   前記第１端部冷却通路又は前記第２端部冷却通路の内のいずれか一つは、軸方向上流端の前記冷却通路の開口密度が、軸方向下流端の前記冷却通路の前記開口密度より小さい、
   シール部材。
3. ガスタービンの燃焼ガス流路を形成するシール部材であって、
   前記シール部材は、軸方向及び周方向に延在し、内部に冷却通路を有する第１本体部を含み、
   前記第１本体部は、
   周方向の一方の端部を形成する第１端部と、
   前記周方向の反対側の他方の端部を形成する第２端部と、
   前記第１端部と前記第２端部の間に形成される中間部と、
   からなり、
   前記冷却通路は、
   前記中間部に配置され、前記軸方向に対して一定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された中間部冷却通路と、
   前記第１端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第１端部冷却通路と、
   前記第２端部に配置され、前記軸方向に対して所定の傾きを備えて延在し、前記周方向に複数配置された第２端部冷却通路と、
   を含み、
   前記第１端部冷却通路又は前記第２端部冷却通路の内のいずれか一つは、軸方向上流端の前記冷却通路の配列ピッチが、軸方向下流端の前記冷却通路の前記配列ピッチより大きい、
   シール部材。
4. 前記第１端部冷却通路の前記第２角度又は前記第２端部冷却通路の前記第３角度の内の少なくとも一方の角度は、前記第１本体部の隣接する端面から周方向に離間すると共に大きくなる、
   請求項１に記載のシール部材。
5. 前記第１端部冷却通路の前記第２角度は、前記第１本体部の第１端面から周方向に離間すると共に大きくなり、
   前記第２端部冷却通路の前記第３角度は、前記第１本体部の第２端面から周方向に離間すると共に大きくなる、
   請求項４に記載のシール部材。
6. 前記第１端部冷却通路又は前記第２端部冷却通路の内の少なくとも一方の前記冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に前記開口密度が大きくなる、
   請求項２に記載のシール部材。
7. 前記第１端部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に前記開口密度が小さくなり、
   前記第２端部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に前記開口密度が大きくなる、
   請求項２又は６のいずれかに記載のシール部材。
8. 前記第１端部冷却通路又は前記第２端部冷却通路の内の少なくとも一方の前記冷却通路の軸方向中間位置における前記開口密度は、前記第１本体部の隣接する端面から周方向に離間すると共に小さくなる、
   請求項２又は６又は７のいずれか一項に記載のシール部材。
9. 前記第１端部冷却通路の軸方向中間位置における前記冷却通路の前記開口密度は、前記第１本体部の周方向の隣接する第１端面から周方向に離間すると共に小さくなり、
   前記第２端部冷却通路の軸方向中間位置における前記冷却通路の前記開口密度は、前記第１本体部の隣接する第２端面から周方向に離間すると共に小さくなる、
   請求項２又は６から８のいずれか一項に記載のシール部材。
10. 前記中間部冷却通路の軸方向中間位置における周方向の前記開口密度は、前記第１端部冷却通路の同一の前記軸方向中間位置における前記周方向の前記開口密度より大きく、
    前記第１端部冷却通路の同一の前記軸方向中間位置における前記周方向の前記開口密度は、前記第２端部冷却通路の同一の前記軸方向中間位置における前記周方向の前記開口密度より大きい、
    請求項２又は６から９のいずれか一項に記載のシール部材。
11. 前記第１端部冷却通路又は前記第２端部冷却通路の内の少なくとも一方の前記冷却通路の軸方向中間位置における前記配列ピッチは、前記第１本体部の隣接する端面から周方向に離間すると共に大きくなる、
    請求項３に記載のシール部材。
12. 前記第１端部冷却通路は、軸方向上流側から軸方向下流側に向かって前記冷却通路の前記配列ピッチが大きくなり、
    前記第２端部冷却通路は、軸方向上流側から軸方向下流側に向かって前記冷却通路の前記配列ピッチが小さくなる
    請求項３又は１１のいずれかに記載のシール部材。
13. 前記中間部冷却通路の前記冷却通路の軸方向中間位置における前記配列ピッチは、前記第１端部冷却通路及び前記第２端部冷却通路の同一の前記軸方向中間位置における前記配列ピッチより小さい
    請求項３又は１１又は１２のいずれか一項に記載のシール部材。
14. 前記中間部冷却通路は、前記冷却通路の軸方向上流端の前記配列ピッチと軸方向下流端の前記配列ピッチが同一であり、
    前記第１端部冷却通路は、前記冷却通路の軸方向上流端の前記配列ピッチは、前記中間部冷却通路の軸方向上流端の前記配列ピッチより小さく形成され、軸方向下流端の前記配列ピッチが、前記中間部冷却通路の軸方向下流端の前記配列ピッチより大きく形成され、
    前記第２端部冷却通路は、前記冷却通路の軸方向上流端の前記配列ピッチが、前記中間部冷却通路の軸方向上流端の前記配列ピッチより大きく形成され、軸方向下流端の前記配列ピッチが、前記中間部冷却通路の軸方向下流端の前記配列ピッチと同一に形成されている
    請求項３又は１１から１３のいずれか一項に記載のシール部材。
15. 前記中間部冷却通路が形成された前記中間部の軸方向上流端における前記周方向の幅と軸方向下流端における前記周方向の幅は、同一の幅であり、
    前記第１端部冷却通路が形成された前記第１端部の軸方向上流端における前記周方向の幅は、軸方向下流端における前記周方向の幅より小さく、
    前記第２端部冷却通路が形成された前記第２端部の軸方向上流端における前記周方向の幅は、軸方向下流端における前記周方向の幅より大きい、
    請求項１から１４のいずれか一項に記載のシール部材。
16. 前記第１本体部の前記周方向の一方の端部である第１端面と他方の端部である第２端面との間の軸方向上流端における前記周方向の幅は、少なくとも軸方向下流端における前記第１本体部の前記周方向の幅と同じか又は大きい、
    請求項１から１５のいずれか一項に記載のシール部材。
17. 前記中間部冷却通路は、軸方向下流側に向かうと共に、径方向の内側方向に傾斜し、前記第１本体部の径方向内側の内表面に開口する複数の冷却通路を含む、
    請求項１から１６の何れか一項に記載のシール部材。
18. 前記中間部冷却通路は、
    前記第１本体部の軸方向下流端に開口する第１中間部冷却通路と、
    前記第１本体部の径方向内側の内表面に開口する第２中間部冷却通路と、からなり、
    前記第１中間部冷却通路と、前記第２中間部冷却通路は、前記第１本体部の周方向に交互に配置されている、
    請求項１７に記載のシール部材。
19. 前記シール部材は、燃焼ガスを排出する尾筒と前記尾筒の軸方向下流側に配置された静翼との間に配置され、前記尾筒と前記静翼の間をシールするシール部材であって、
    前記第１本体部と、
    前記第１本体部の軸方向上流端に接続し、外表面から離間する方向に延び、外側方向の末端が前記尾筒に係合する第２本体部と、を備え、
    前記第２本体部は、内部に径方向に延在する供給通路を含み、
    前記供給通路は、周方向に複数配列され、一端が前記冷却通路に連通し、前記第２本体部の前記末端である他端に形成された開口を介して、ケーシングで囲まれた空間に連通する、
    請求項１から１８のいずれか一項に記載のシール部材。
20. 請求項１～１９の何れか一項に記載のシール部材と、
    前記シール部材の軸方向上流側に接続された燃焼器と、
    前記燃焼器が発生した燃焼ガスで駆動されるタービンと、
    を備えるガスタービン。

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