【誤訳訂正書】
【提出日】令和3年7月8日(2021.7.8)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】タービンノズルの冷却のためのシステム及び方法
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する本主題は、一般にガスタービンに関し、より詳細には、タービンノズルの冷却のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンでは、燃料を燃焼させて高温燃焼ガスを発生させ、高温燃焼ガスがタービンを通して流れることにより負荷及び／又は圧縮機を駆動する。かかるシステムでは、ガスタービンの全体的な性能及び効率は、内部燃焼温度を上昇させることによって向上させることができる。高温ガス経路内で高温に付される構成要素（例えば、高温ガス経路構成要素）は、圧縮機などから冷却空気をインピンジメントスリーブを介して送ることによって冷却することができ、インピンジメントスリーブは冷却空気の流れを高温ガス経路構成要素の内側表面に衝突させる。この方法の使用によって高温ガス経路構成要素に冷却をもたらすことができるが、冷却効率をさらに向上させることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，４４４，３７６号 公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
出願当初の特許請求の範囲に対応する幾つかの実施形態について、以下にまとめる。それらの実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の可能な形態を簡潔にまとめることを意図したものにすぎない。実際、本発明は、以下に記載された実施形態と同様又は異なる様々な形態を包含する。
【０００５】
一実施形態では、システムは、冷却流を受容するように構成されたインピンジメントスリーブを含む。インピンジメントスリーブは、インピンジメントスリーブの外側表面から延在する噴出口の列を含み、噴出口の列の各噴出口は、インピンジメント流を加熱構造体に向けて方向付けるように構成され、各インピンジメント流は、冷却流の一部分を含む。インピンジメントスリーブは、冷却流に対して外側表面の外側に配設された１以上のピンも含み、１以上のピンの各ピンは、噴出口の列のうちの噴出口対の間に結合している。
【０００６】
別の実施形態では、システムは、冷却流を受容するように構成された付加製造インピンジメントスリーブを含む。インピンジメントスリーブは、付加製造インピンジメントスリーブを形成する複数の層に実質的に垂直な構築軸を含む。インピンジメントスリーブは、インピンジメントスリーブの外側表面から延在する複数の噴出口も含み、複数の噴出口は、複数の噴出口列を含む。複数の噴出口の各噴出口は、インピンジメント流を加熱構造体に向けて方向付けるように構成され、各インピンジメント流は、冷却流の一部分を含む。インピンジメントスリーブは、冷却流に対して外側表面の外側に配設された複数のピンをさらに含む。各噴出口列は、付加製造中にそれぞれの噴出口列を支持するためにそれぞれの噴出口列に沿って複数の噴出口のうちの噴出口対の間に結合した複数のピンのうちの１以上のピンを含む。複数のピンの各ピンは、構築軸の閾値角度内にあるそれぞれのピン軸に沿って配設される。
【０００７】
別の実施形態では、方法は、構築方向にインピンジメントスリーブを付加製造することを含み、インピンジメントスリーブは、外側表面と、外側表面から構築方向に対して４５度よりも大きな角度で延在する複数の噴出口とを含む。複数の噴出口の各噴出口は、インピンジメント流を加熱構造体に向けて方向付けるように構成される。インピンジメントスリーブは、複数のピンも含み、複数のピンの各ピンは、構築方向の閾値角度内にあるそれぞれのピン軸に沿って配設される。複数のピンの各ピンは、複数の噴出口のうちの少なくとも１つの噴出口に結合しており、複数のピンの各ピンは、付加製造中に少なくとも１つの噴出口を支持するように構成される。本方法は、付加製造インピンジメントスリーブをガスタービンのノズル内に挿入することも含む。
【０００８】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点については、図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができよう。図面全体を通して、類似の部品には類似の符号を付した。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービンシステムの一実施形態のブロック図である。
【図２】ガスタービンシステムの部分側断面図である。
【図３】インピンジメントスリーブを備える翼形部加熱構造体の一実施形態の断面図である。
【図４】複数の噴出口を備えるインピンジメントスリーブの一実施形態の斜視図である。
【図５】複数の噴出口を備える図４のインピンジメントスリーブの一部分の一実施形態の部分斜視図である。
【図６】図５の複数の噴出口の１つの噴出口の別の実施形態の断面図である。
【図７】図５の複数の噴出口の１つの噴出口の別の実施形態の断面図である。
【図８】図５の複数の噴出口の１つの噴出口の別の実施形態の断面図である。
【図９】インピンジメントスリーブを構築及び実施する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の１以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するため、現実の実施に際してのあらゆる特徴について本明細書に記載しないこともある。実施化に向けての開発に際して、あらゆるエンジニアリング又は設計プロジェクトの場合と同様に、実施毎に異なる開発者の特定の目標（システム及び業務に関連した制約に従うことなど）を達成すべく、実施に特有の多くの決定を行う必要があることは明らかであろう。さらに、かかる開発努力は複雑で時間を要することもあるが、本明細書の開示内容に接した当業者にとっては日常的な設計、組立及び製造にすぎないことも明らかである。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の構成要素について紹介する際、単数形で記載したものは、その構成要素が１以上存在することを意味する。「備える」、「含む」及び「有する」という用語は内包的なものであり、記載した構成要素以外の追加の構成要素が存在していてもよいことを意味する。
【００１２】
本発明に係るガスタービンシステムは、ガスタービンシステムのタービンセクション内にインピンジメントスリーブのようなハードウエアの形式で冷却をもたらすことができる。特定のガスタービンシステムは、加熱部品（例えば、翼形部）内に配置されるインピンジメントスリーブ、又は、ガスタービンの加熱部品のケーシングに隣接して配置されるインピンジメントスリーブを含んでいてもよい。インピンジメント冷却は、加熱構成要素の内側表面に冷却空気を高速で衝突させる（例えば、当てる）ことによって機能する。インピンジメント冷却により、対流によって伝達される熱を（例えば、通常の対流冷却よりも）多くすることができ、インピンジメント冷却は、タービンブレードやタービンノズルのような熱負荷の大きい領域で多用される。例えば、タービンブレードやタービンの他の加熱構成要素の翼形部は、１以上のキャビティを備える中空とすることができ、それらのキャビティ内にインピンジメントスリーブが挿入される。
【００１３】
インピンジメント冷却のためのインピンジメントスリーブの幾つかの実施形態では、冷却空気を排出して加熱構造体の内側表面に衝突させるための穴又は空気出口を含んでいてもよい。ただし、インピンジメントスリーブと加熱構造体の内側表面との間の構造によっては、インピンジメント距離（例えば、空気出口から内側表面までの距離）を制御するのが難しい。さらに、加熱構造体の到達困難な部位に冷却空気を送るのが難しい。例えば、加熱構造体は、狭い角部やそれぞれの表面輪郭に尖った移行部を有していることがあり、そのためインピンジメントスリーブをそのような形状に適合させて、内側表面を冷却するために空気を効果的に方向付けるのは困難である。したがって、ガスタービンシステムの加熱構造体の効果的な冷却をもたらすインピンジメントスリーブが求められている。例えば、本明細書で説明するシステムは、インピンジメント距離の制御及び加熱構造体の所望の箇所に冷却空気を方向付けることの制御を可能にし、それによりインピンジメントスリーブの冷却効率を向上させることができる。
【００１４】
ここで図面を参照すると、図１は、ガスタービンシステム１０の実施形態のブロック図を示しており、システム１０の幾つかの部分での冷却を改善するための特徴部（例えば、インピンジメントスリーブのような冷却特徴部）を含むことができる。自明であろうが、本明細書で説明するシステム及び方法は、ガスタービンシステム及び蒸気タービンシステムのようなあらゆるタービンシステムで使用することができ、特定の機械やシステムに限定されるものではない。図に示す通り、システム１０は、圧縮機１２、タービン燃焼器１４及びタービン１６を含み、タービン１６は、１以上の別個の段落１８を含んでいてもよい。システム１０は、天然ガスや合成ガスなどの液体燃料及び／又はガス燃料２２を受容するように構成された１以上の燃料ノズル２０を含む１以上の燃焼器１４を含んでいてもよい。
【００１５】
タービン燃焼器１４は、燃料−空気混合物を点火及び燃焼させた後、高温の加圧燃焼ガス２４（例えば、排気）をタービン１６内に送る。タービンブレードは、シャフト２６に結合し、シャフト２６は、ガスタービンシステム１０全体の幾つかの他の構成要素にも結合している。燃焼ガス２４がタービン１６内でタービンブレードを通過すると、タービン１６が駆動されて回転し始め、それによりシャフト２６が回転する。最終的に、燃焼ガス２４は、排気出口２８を介してガスタービンシステム１０から排出される。さらに、シャフト２６は、負荷３０に結合していてもよく、負荷３０は、シャフト２６の回転によって動力を供給される。例えば、負荷３０は、発電機、飛行機のプロペラのような、ガスタービンシステム１０の回転出力によって動力を発生させることができる任意の適切な装置とし得る。
【００１６】
圧縮機ブレードは、圧縮機１２の構成要素として含まれる。圧縮機１２内のブレードは、シャフト２６に結合し、上述の通りシャフト２６がタービン１６によって回転駆動されると回転する。吸気口３２は圧縮機１２内に空気３４を送り込み、圧縮機１２内でブレードが回転すると、空気３４を圧縮して、加圧空気３６を発生させる。加圧空気３６は、次いでタービン圧縮機１４の燃料ノズル２０内に供給される。燃料ノズル２０は、加圧空気３６と燃料２２を混合して、燃焼（例えば、燃料を完全に燃焼させる燃焼）のための適切な混合比を生じる。
【００１７】
図２は、ガスタービンシステム１０の実施形態の部分断面側面図である。図に示す通り、ガスタービンシステム１０に関して、長手方向軸又は長手方向３８、半径方向軸又は半径方向４０及び周方向軸又は周方向４２を参照して説明する。高温燃焼ガス２４は、燃焼器１４（図１）からタービン１６内に矢印４４で示す長手方向軸３８に概ね沿った方向に流れる。タービン１６の段落１８の各々は、ロータホイールに結合した一組のブレード４６を含んでおり、ロータホイールはシャフト２６に回転可能に取り付けてもよい。タービン１６は、各段落１８内にタービンノズル組立体４８を含み、タービンノズル組立体４８は、それぞれの段落１８の一組のブレード４６に向けて高温燃焼ガス２４を方向付ける。本明細書で説明するタービンノズル組立体４８は、第１段、第２段、第３段又はそれらの組合せに使用し得る。各ノズル組立体４８は、内側バンドセグメント５２と外側バンドセグメント５４の間で半径方向４０に延在する周方向に離間した複数のベーン５０を含んでいてもよい。隣接する外側バンドセグメント５４を互いに結合して外側環状リングを形成し、隣接する内側バンドセグメント５２の内側環状リングの周りに延在せしめてもよい。ベーン５０は、内側バンドセグメント５２及び外側バンドセグメント５４によって形成された２つの環状リングの間に延在し得る。ガスタービンシステム１０は、シュラウドセグメント５６を含んでいてもよく、シュラウドセグメント５６は、ベーン５０を通過した高温燃焼ガス２４をブレードに方向付けるために、外側バンドセグメント５４の下流に配設し得る。自明であろうが、「下流」という用語は、矢印４４で示す通り、長手方向軸３８に沿ってタービン１６を通る燃焼ガス２４の方向をいう。同様に、「上流」という用語は、長手方向軸３８に沿った反対方向（例えば、圧縮機１２に向かう方向）をいう。
【００１８】
高温ガス（例えば、燃焼ガス２４）の流れ経路に沿って配設される構造体又は構成要素は、加熱構造体又は構成要素ということもある。一例として、加熱構造体は、タービンノズル組立体４８のブレード及び他の部品（例えば、ベーン５０）である。幾つかの実施形態では、加熱構造体（例えば、ベーン５０）を冷却するために、破線７８で示す通り、加熱構造体内に１以上のインピンジメントスリーブ９２を配設し得る。例えば、冷却空気は、矢印７９で示すように、圧縮機１２などからインピンジメントスリーブ９２を通して送ることができ、冷却空気の流れを矢印８１で示す通り加熱構造体の内側表面に衝突させる。
【００１９】
図３は、図２の加熱構造体（例えば、ベーン５０）の一例の矢視３−３断面図を示す。加熱構造体は、正圧側面８０から負圧側面８２に延在する全体的な空力形状（例えば、翼形部）を有していてもよい。加熱構造体（例えば、ベーン５０）は、前縁８４から後縁８６に延在し得る。加熱構造体はシェル８８を有していてもよく、シェルは１以上の内部冷却キャビティ９０を画成する。加熱構造体は、加熱構造体の内部の通路に冷却空気を通過させること（例えば、対流冷却）によって冷却し得る。例えば、空気３４（図１）の一部分を圧縮機１２から分岐させて、矢印７９で示す通り加熱構造体（例えば、ベーン５０）の１以上の内部冷却キャビティ９０を通して流してもよい。さらに、１以上のインピンジメントスリーブ９２を、１以上の内部冷却キャビティ９０内に配設してもよく、矢印８１で示す通りシェル８８上でのインピンジメント冷却によって加熱構造体を冷却する。
【００２０】
インピンジメントスリーブ９２は、シェル９４を有していてもよく、シェル９４は、内側表面９６と外側表面９８を有する。インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８は、冷却空気を受容するように構成された冷却チャネルを囲む。さらに、インピンジメントスリーブ９２は、内側表面９６から離れるように外側表面９８から延在する複数の噴出口１００を有する。複数の噴出口１００の各々は長さ１０２及び出口１０４を有し、出口１０４から、内部冷却キャビティ９０を形成するシェル８８の壁１０８までの距離１０６が存在する。幾つかの実施形態では、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８は、対応する内部冷却キャビティ９０の壁１０８に概ね平行とし得る。
【００２１】
上述の通り、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８は、冷却空気（図２の矢印７９及び８１）を受容するように構成された冷却チャネルを囲む。冷却空気は、インピンジメントスリーブ９２の内側表面９６を通して流すことができ、また、複数の噴出口１００を通してそれぞれの出口１０４（矢印８１で示す通り）から排出させ、内部冷却キャビティ９０の壁１０８に高速の空気を当てる／衝突させることができる（例えば、インピンジメント冷却）。こうして、対流によってシェルから冷却空気に伝達される熱を増やすことができ、加熱構造体（例えば、ベーン５０）の冷却が促進される。一例として、複数の噴出口１００の各々の出口１０４から排出される冷却空気（例えば、各インピンジメント流）は、壁１０８に向かって実質的に垂直な角度で方向付けられる。各噴出口１００の長さ１０２は複数の噴出口１００の間で異なっていてもよく、（例えば、壁１０８に対するインピンジメント距離を制御できるように）それぞれの出口１０４と内部冷却キャビティ９０の壁１０８との間のそれぞれの距離１０６を制御できるようにしてもよい。例えば、長さ１０２は、複数の噴出口１００の各々で同一であってもよいし、或いは、長さ１０２は、複数の噴出口１００の様々な噴出口で異なっていてもよい。幾つかの実施形態では、噴出口１００の長さ１０２は、各噴出口１０４と壁１０８との間の距離１０６が略等しくなるように噴出口毎に変更してもよい。噴出口１００の長さ１０２を変えることによって、加熱構造体の後縁８６付近のように、到達困難な領域に冷却空気を運ぶことができるようになる。自明であろうが、本明細書で開示する噴出口１００なしでは、後縁８６の壁１０８に向けて冷却空気を送るのは困難である。
【００２２】
図４は、複数の噴出口を備えるインピンジメントスリーブ９２の実施形態の斜視図である。複数の噴出口１００の各々は、噴出口１００の長手方向と整列する噴出口軸又は噴出口方向１３２を有し、噴出口軸１３２は、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８の接線面１３６に対して角度１３４を有していてもよい。角度１３４は、複数の噴出口１００のすべてについて一定値であってもよいし、或いは、角度１３４は、複数の噴出口１００の噴出口毎に異なっていてもよい。一例として、角度１３４は、９０度である（例えば、噴出口１００は、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８に対して垂直に整列する）。別の例では、角度１３４は、０度〜１８０度の範囲内の任意の値である。さらに、複数の噴出口１００の各対１０１の間に、１以上のピン１３８が存在し得る。幾つかの実施形態では、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８と複数の噴出口１００の間に、１以上のピン１３９が存在していてもよい。例えば、ピン１３８の一端が噴出口１００に結合し、他端がインピンジメントスリーブ９２の外側表面９８に結合していてもよい。さらに、複数の噴出口１００とグランドの間に、１以上のピン１４１が存在していてもよい。なお、「グランド」という用語は、本明細書では、付加製造される構成要素の初期の層をその上で付加させる基盤面をいう。１以上のピン１３８は、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８に対して複数の噴出口１００を任意の角度１３４で配向できるようにするために、複数の噴出口１００の構築／製造時における複数の噴出口１００のための構造的支持を提供し得る。１以上のピン１３８の各々は、ピン１３８の長手方向と整列するピン軸又は方向１４０を有していてもよい。１以上のピン１３８の各々のピン軸１４０は、複数のピン１３８のそれぞれのピンの近傍の位置のインピンジメントスリーブ９２の外側表面９８と実質的に平行であってもよく、各ピン１３８はインピンジメントスリーブ９２の外側表面９８の輪郭に実質的に追従する。幾つかの実施形態では、１以上のピン１３８の各々のピン軸１４０は、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８に対してある角度（例えば、略４５度又は４５度未満）をなしていてもよい。
【００２３】
図５は、図４に示す複数の噴出口１００の各対１０１の間に１以上のピン１３８を備える複数の噴出口１００の一部分の詳細斜視図である。幾つかの実施形態では、複数の噴出口１００及び１以上のピン１３８を含むインピンジメントスリーブ９２は、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）のような付加製造技術を用いて構築され、インピンジメントスリーブ９２は、任意の適切なレーザ焼結金属材料（例えば、ステンレス鋼、ニッケル−クロム合金、コバルト−クロム合金、マルエージング鋼、アルミニウム合金、チタン合金など）を含んでいてもよい。複数の噴出口１００及び１以上のピン１３８を含むインピンジメントスリーブ９２は、３Ｄプリンティングのような他の任意の付加製造技術を用いて製造することもでき、インピンジメントスリーブ９２は、上述の付加製造技術のための任意の適切な金属材料を含んでいてもよい。ＤＭＬＳプロセスその他の付加製造技術を用いて構築されるインピンジメントスリーブ９２は、構築軸又は方向１６０（例えば、構築材料を敷設するときの方向と反対側）を有していてもよい。
【００２４】
複数の噴出口１００の各々は、構築軸１６０に対してある角度１６２をなす噴出口軸１３２を有していてもよく、この角度１６２は、略９０度、４５度超、或いは０度〜９０度の範囲内の任意の角度とし得る。複数の噴出口１００は、噴出口の１以上の列１６４を形成するように分布される。複数の噴出口１００の隣接噴出口間に、スペース１６６が存在していてもよい。一例として、スペース１６６は、複数の噴出口１００のすべての隣接噴出口で一定であってもよい（例えば、複数の噴出口１００が均等に離間している）。他の例では、スペース１６６は、複数の噴出口１００のうちの幾つか又はすべてで異なっていてもよい（例えば、複数の噴出口１００が均等に離間していない）。例えば、列１６４の噴出口１００間のスペース１６６は、２つの列１６４間のスペース１６６とは異なる。加えて又は別法として、加熱構造体の後縁に向けて方向付けられた噴出口１００間のスペース１６６は、加熱構造体の広幅面に向けて方向付けられた噴出口１００間のスペース１６６とは異なる（例えば小さい）。
【００２５】
さらに、１以上の列１６４の各々は、列方向（矢印１６８で示す通り）を有していてもよい。列方向１６８は、構築軸１６０と整列していてもよい。列方向１６８は、構築方向１６０に対してある角度１７０をなしていてもよく、角度１７０は、０度〜９０度の間である。幾つかの実施形態では、列１６４の各々の角度１７０は、図５の噴出口１６５に示すように、外側表面９８の周りに螺旋状に配置される列１６４をもたらすものであってもよい。一例として、角度１７０は、複数の噴出口１００の１以上の列１６４の各々で同じである。例えば、図５の噴出口１６７は、構築軸１６０に対して角度１７０が０度となるように配置される。別の実施形態では、角度１７０は、複数の噴出口１００の１以上の列１６４の列毎に異なる。１以上のピン１３８の各々は、構築軸１６０に対してある角度１７２をなすピン軸１４０を有していてもよく、角度１７２は、構築軸１６０の閾値支持角度内の任意の角度である。幾つかの実施形態では、１以上のピン１３８は、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８に対してある角度をなすピン軸１４０を有していてもよく、この角度は、構築軸１６０の閾値支持角度内にある。例えば、１以上のピン１３８は、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８に対して略４５度又は４５度未満の角度のピン軸１４０を有するように構築される。すなわち、１以上のピン１３８は、前の噴出口１００の上方又は離れるようにグランドから軸方向に構築されるのではなく、インピンジメントスリーブ９２の外側表面９８から離れるように構築される。なお、「グランド」という用語は、本明細書では、付加製造される構成要素の初期の層をその上で付加させる基盤面をいう。自明であろうが、閾値支持角度は、構築軸１６０に対する臨界角であり、臨界角未満の角度で敷設される構造体／特徴部又はＤＭＬＡ層は、追加の支持がなくても、それら自体で（例えば、へたりや弛みなしで）耐えることができる。構築軸の閾値支持角度は、略４５度である。１以上のピンは、任意の断面形状（例えば、円形、楕円形、矩形、六角形）を有し得る。１以上のピン１３８の各々は、特徴的な幅１７４を有していてもよい。特徴的な幅１７４は、略１．０ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．２ｍｍ又はそれ未満である。自明であろうが、１以上のピン１３８の各々は、断面（例えば、ピン軸１４０に垂直なもの）を有していてもよく、断面は円、四角又は矩形の形状或いは任意の他の形状を有する。
【００２６】
複数の噴出口１００のうちの各対１０１の間に結合した１以上のピン１３８のうちの各隣接ピン間にスペース１７６が存在していてもよい。一例として、スペース１７６は、１以上のピン１３８の各対について一定値である（例えば、１以上のピン１３８が均等に離間している）。例えば、隣接するピン１３８間のスペース１７６は、一定値（例えば、略０．２〜３．０ｍｍ、又は０．２〜１．０ｍｍ）であり、外側表面９８に隣接するピン１３８は、スペース１７６によってオフセットしている。幾つかの実施形態では、ピン軸１４０は、インピンジメントスリーブ９２の外側表面に実質的に平行（例えば、１０度以内の平行）であり、スペース１７６によってフセットしている。スペース１７６は、構築材料、角度１７２又は任意のそれらの組合せに少なくとも部分的に基づく。スペース１７６は、インピンジメントスリーブ９２の形成中に噴出口１００のへたりや弛みを低減又は排除するように構成され、噴出口１００を所望の形状及び長さ１０２にすることができるようになる。幾つかの実施形態では、スペース１７６は、１以上のピン１３８のピン対毎に異なる（例えば、１以上のピン１３８が均等に離間していない）。
【００２７】
複数の噴出口１００の各々は、特徴的な幅１７８も有していてもよい。特徴的な幅１７８は、複数の噴出口１００の各々で同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、複数の噴出口１００の各々についての特徴的な幅１７８は、熱伝達特性、冷却性能、冷却空気流量、冷却空気流速、冷却空気流れパターン又はそれらの組合せが設計通りに達成されるように、それぞれの噴出口１００が特定の断面積をもつように選択される。したがって、各隣接する１以上のピン１３８間のスペース１７６は、それぞれの噴出口１００対の特徴的な幅１７８の略０．５倍である。複数の噴出口１００のいずれかの長さ１０２は、そのそれぞれの特徴的な幅１７８の０．５倍よりも長い。別の例では、複数の噴出口１００のいずれかの長さ１０２は、そのそれぞれの特徴的な幅１７８よりも長い。
【００２８】
図６〜図８は、噴出口軸１３２に垂直な複数の噴出口１００の様々な実施形態の断面図である。図に示す通り、複数の噴出口１００の各々は中空断面を有し、中空断面は円１９０、四角もしくは矩形１９２、又は涙滴１９４の形状、或いは任意の他の形状を有し得る。自明であろうが、特徴的な幅１７８は、円形状１９０の直径、矩形形状１９２の対角又は辺の長さ、或いは、涙滴形状１９４の長軸である。複数の噴出口１００の各々は、特徴的な幅１７８よりも小さな任意の適切な値の厚さ１９６を有し得る。幾つかの実施形態では、厚さ１９６及び特徴的な幅１７４は、同じ値を有していてもよく、また、ＤＭＬＳマシンや３Ｄプリンタの最小分解能に相当する大きさであってもよい。幾つかの実施形態では、複数の噴出口１００の各々は、１以上の先細エッジ１９８を有していてもよい。なお、インピンジメントスリーブ９２及び噴出口１００の幾つかの実施形態では、図３〜図８に示すものとは異なる断面を有していてもよい。例えば、インピンジメントスリーブ及びインピンジメント管（例えば、噴出口）は、２０１５年５月２９日出願の「Ａｒｔｉｃｌｅ，  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａｎ  Ａｒｔｉｃｌｅ」と題する米国特許出願第１４／７２５，３７４号に図示及び記載された形状又は断面を有していてもよく、その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。
【００２９】
図９は、インピンジメントスリーブ９２を構築及び実施するための方法２００を示すフローチャートである。本方法２００のステップの１以上を実行することができる。本方法２００は、インピンジメントスリーブ９２のコンピュータモデル（例えば、三次元（３Ｄ）のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル）を製造システム（例えば、ＤＭＬＳマシン又は３Ｄプリンタ）にローディングすること（ブロック２０２）を含む。本方法２００は、ロードした３Ｄ  ＣＡＤファイルに基づいて、物理的な部品（例えば、インピンジメントスリーブ９２）を構築すること（ブロック２０４）も含み、ＤＭＬＳマシンは、レイヤーバイレイヤー方式で構築方向にインピンジメントスリーブ９２を構築する。例えば、かかるプロセスは、インピンジメントスリーブ９２の主要本体（例えば、シェル９４）の部品を構築すること（ブロック２０６）、次いで、１以上のピン１３８を構築すること（ブロック２０８）、それに続いて、複数の噴出口１００を構築すること（ブロック２１０）を含んでいてもよい。ブロック２０６〜２１０に記載されたステップは、インピンジメントスリーブ９２の全体が構築されるまで各層について繰り返される。自明であろうが、ステップ２０６、２０８及び２１０は、同時に或いは任意の組合せの順序で順次実施できる（例えば、部品本体、ピン及び噴出口は、各構築層内に構築されるべきスリーブ構造に応じて、同時に又は任意の組合せの順序で構築される）。すなわち、幾つかの層は、部品本体だけに付加されることがあり、また、幾つかの層は、部材本体、ピン及び噴出口に付加される。最後の層が構築され、インピンジメントスリーブ９２が冷却されて固化されると、インピンジメントスリーブ９２の構築は完了する（ブロック２１２）。適宜、複数の噴出口１００がピン１３８なしでシェル９４によって支持されるように、１以上のピン１３８を取り除いてもよい（ブロック２１４）。本方法２００は、インピンジメントスリーブ９２をタービン段１８の加熱構造体（例えば、ノズル、ブレード）内に設置すること（ブロック２１６）も含む。
【００３０】
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、当業者が本発明を実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【００３１】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
冷却流を受容するように構成されたインピンジメントスリーブ（９２）を含むシステムであって、
インピンジメントスリーブ（９２）は、
インピンジメントスリーブ（９２）の外側表面（９８）から延在する噴出口の列（１００）であって、噴出口の列（１００）の各噴出口が、加熱構造体に向けてインピンジメント流を方向付けるように構成され、各インピンジメント流が、冷却流の一部分を含む、噴出口の列（１００）と、
冷却流に対して外側表面（９８）の外側に配設された１以上のピン（１３８）であって、１以上のピン（１３８）の各ピンが、噴出口の列（１００）のうちの少なくとも１つの噴出口に結合している、１以上のピン（１３８）と、
を含む、システム。
［実施態様２］
インピンジメントスリーブ（９２）は、構築軸（１６０）を有する付加製造インピンジメントスリーブ（９２）を含み、１以上のピン（１３８）の各ピンは、構築軸（１６０）の閾値支持角度内にあるそれぞれのピン軸（１４０）に沿って整列する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
噴出口の列（１００）のうちの１以上の噴出口は、構築軸（１６０）に対して略９０度で外側表面（９８）から延在する、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
付加製造インピンジメントスリーブ（９２）は、レーザ焼結金属材料を含む、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様５］
１以上のピン（１３８）は、噴出口の列（１００）のうちの噴出口対の間に結合した配列のピンを含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様６］
噴出口の列（１００）のうちのそれぞれの噴出口対の間に結合した配列のピンのうちのピンの内側層は、それぞれの一対の噴出口のうちの噴出口の直径の略０．５倍の範囲内で離間し、ピンの内側層は、配列のピンのうちの他のピンよりも外側表面（９８）に近い、実施態様５に記載のシステム。
［実施態様７］
噴出口の列（１００）のうちの第１の噴出口は、第１の噴出口の直径よりも大きく外側表面（９８）から延在する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様８］
インピンジメントスリーブ（９２）の外側表面（９８）は、冷却流を受容するように構成された冷却チャネルを囲む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様９］
加熱構造体を含み、加熱構造体は、ガスタービン（１６）のノズルを含み、インピンジメントスリーブ（９２）は、ノズルのキャビティ内に配設され、各インピンジメント流は、ノズルの内側表面に向けて方向付けられる、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１０］
各インピンジメント流は、実質的に垂直な角度でノズルの内側表面に向けて方向付けられる、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１１］
１以上のピン（１３８）の各ピンは、略０．２５ｍｍよりも小さい特徴的な幅（１７８）を含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１２］
冷却流を受容するように構成された付加製造インピンジメントスリーブ（９２）を含むシステムであって、
インピンジメントスリーブ（９２）は、
付加製造インピンジメントスリーブ（９２）を形成する複数の層に実質的に垂直な構築軸（１６０）と、
インピンジメントスリーブ（９２）の外側表面（９８）から延在する複数の噴出口（１００）であって、複数の噴出口（１００）が、複数の噴出口列を含み、複数の噴出口（１００）の各噴出口が、加熱構造体に向けてインピンジメント流を方向付けるように構成され、各インピンジメント流が、冷却流の一部分を含む、複数の噴出口（１００）と、
冷却流に対して外側表面（９８）の外側に配設された複数のピンであって、各噴出口列が、付加製造中にそれぞれの噴出口列を支持するためにそれぞれの噴出口列に沿って複数の噴出口のうちの少なくとも１つの噴出口に結合した複数のピンのうちの１以上のピン（１３８）を含み、複数のピンの各ピンが、構築軸（１６０）の閾値角度内にあるそれぞれのピン軸（１４０）に沿って配設される、複数のピンと、
を含む、システム。
［実施態様１３］
複数の噴出口（１００）のうちのサブセットの噴出口は、サブセットの噴出口の直径よりも大きく延在し、複数の噴出口（１００）のうちのサブセットの噴出口は、構築軸（１６０）に対して４５度よりも大きい角度で外側表面（９８）から延在する、実施態様１２に記載のシステム。
［実施態様１４］
複数のピンの各ピンのピン軸（１４０）は、複数のピンのそれぞれのピンの直近のインピンジメントスリーブ（９２）の外側表面に実質的に平行である、実施態様１２に記載のシステム。
［実施態様１５］
付加製造インピンジメントスリーブ（９２）は、レーザ焼結材料を含み、レーザ焼結材料は、ステンレス鋼又はニッケル−クロム合金を含む、実施態様１２に記載のシステム。
［実施態様１６］
各インピンジメント流は、実質的に垂直な角度で加熱構造体に向けて方向付けられる、実施態様１２に記載のシステム。
［実施態様１７］
構築方向（１６０）にインピンジメントスリーブ（９２）を付加製造することを含む方法であって、
インピンジメントスリーブ（９２）は、
外側表面（９８）と、
構築方向（１６０）に対して４５度よりも大きい角度で外側表面（９８）から延在する複数の噴出口（１００）であって、複数の噴出口（１００）の各噴出口が、加熱構造体に向けてインピンジメント流を方向付けるように構成される、複数の噴出口（１００）と、
複数のピンであって、複数のピンの各ピンが、構築方向（１６０）の閾値角度内にあるそれぞれのピン軸（１４０）に沿って配設され、複数のピンの各ピンが、複数の噴出口（１００）のうちの少なくとも１つの噴出口に結合され、複数のピンの各ピンが、付加製造中に少なくとも１つの噴出口を支持するように構成される、複数のピンと、
を含み、
方法は、付加製造インピンジメントスリーブ（９２）をガスタービン（１６）のノズル内に挿入することを含む、方法。
［実施態様１８］
付加製造インピンジメントスリーブ（９２）をガスタービン（１６）のノズル内に挿入する前に、複数のピンのうちの１以上のピン（１３８）を移動させることを含む、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
付加製造インピンジメントスリーブ（９２）をガスタービン（１６）のノズル内に挿入する前に、複数のピンの各ピンを移動させることを含む、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
複数の噴出口（１００）の各噴出口は、外側表面（９８）からそれぞれの噴出口の直径の少なくとも０．５延在する、実施態様１７に記載の方法。
【符号の説明】
【００３２】
１０  システム
１２  圧縮機
１４  燃焼器
１６  タービン
１８  段落
２０  燃料ノズル
２２  燃料
２４  燃焼ガス
２６  シャフト
２８  排気出口
３０  負荷
３２  吸気口
３４  空気
３６  加圧空気
３８  長手方向軸／長手方向
４０  半径方向軸／半径方向
４２  周方向軸／周方向
４４  矢印
４６  ブレード
４８  ノズル組立体
５０  ベーン
５２  内側バンドセグメント
５４  外側バンドセグメント
５６  シュラウドセグメント
７８  破線
７９  矢印
８０  正圧側面
８１  矢印
８２  負圧側面
８４  前縁
８６  後縁
８８  シェル
９０  内部冷却キャビティ
９２  インピンジメントスリーブ
９４  シェル
９６  内側表面
９８  外側表面
１００  噴出口
１０１  各対
１０２  長さ
１０４  出口
１０６  距離
１０８  壁
１３２  噴出口軸
１３４  角度
１３６  接線面
１３８  ピン
１３９  ピン
１４０  ピン軸
１４１  ピン
１６０  構築軸／構築方向
１６２  角度
１６４  列
１６５  噴出口
１６６  スペース
１６７  噴出口
１６８  列方向
１７０  角度
１７２  角度
１７６  スペース
１７８  特徴的な幅
１９０  円／円形状
１９２  矩形／矩形形状
１９４  涙滴／涙滴形状
１９６  厚さ
１９８  先細エッジ
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図９
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図９】
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