(57)【要約】      （修正有）【課題】動翼を冷却する。【解決手段】動翼は、半径方向外側端部６０を横切って延在するチッププレート７０を有するエアフォイルを含む。リム７２はチッププレート７０から半径方向外向きに延在し、エアフォイルの少なくとも一部を包囲して、凸部７６と対向する凹部を含む。複数の仕切りは、半径方向外側端部６０の凹部及び凸部７６の間に複数のポケット８２を画定するように、凹部及び凸部７６の間に延在する。チッププレート７０を通る複数の冷却流路８４は、チッププレート７０を通る複数のポケット８２への流体連通を提供する。少なくとも１つの仕切りにある第１流体流路８４は、少なくとも１つの仕切りを隔てて隣接するポケット８２の間に流体連通を提供する。【選択図】図５
2014077442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動翼であって、
（ａ）半径方向外側端部を横切って延在するチッププレートを有するエアフォイルと、
（ｂ）前記チッププレートから半径方向外向きに延在するリムであって、前記エアフォイルの少なくとも一部を包囲し、凸部と対向する凹部を含む、リムと、
（ｃ）前記半径方向外側端部において前記凹部及び凸部の間に複数のポケットを画定するように、前記凹部及び凸部の間に延在する複数の仕切りと、
（ｄ）前記チッププレートを通る複数の冷却流路であって、前記チッププレートを通る前記複数のポケットへの流体連通を提供する、複数の冷却流路と、
（ｅ）少なくとも１つの仕切りにある第１流体流路であって、前記少なくとも１つの仕切りを隔てて隣接するポケットの間に流体連通を提供する、第１流体流路と、
を備える動翼。
【請求項２】
前記凹部又は凸部のうちの少なくとも１つにある第２流体流路であって、前記凹部又は凸部のうちの少なくとも１つを横断する流体連通を提供する第２流体流路を更に備える、請求項１に記載の動翼。
【請求項３】
前記凹部及び凸部の両方にある第２流体流路であって、前記凹部及び凸部の両方を横断する流体連通を提供する第２流体流路を更に備える、請求項１に記載の動翼。
【請求項４】
前記凸部が前記凹部よりも幅広である、請求項１に記載の動翼。
【請求項５】
前記エアフォイルが後縁を有し、少なくとも１つのポケットの深さが前記後縁に向かって増大する、請求項１に記載の動翼。
【請求項６】
前記エアフォイルが後縁を有し、前記複数のポケットの容積が前記後縁に向かって減少する、請求項１に記載の動翼。
【請求項７】
動翼であって、
（ａ）前縁と前記前縁よりも下流の後縁と、前記前縁及び後縁の間の凹面と、前記前縁及び後縁の間の前記凹面と対向する凸面と、半径方向外側端部と、を有するエアフォイルと、
（ｂ）前記エアフォイルの前記半径方向外側端部を横切って延在するチッププレートと、
（ｃ）前記エアフォイルの前記凹面から半径方向外向きに延在する凹部と、
（ｄ）前記エアフォイルの前記凸面から半径方向外向きに延在する凸部と、
（ｅ）前記半径方向外側端部において複数のポケットを画定するために、前記凹部と前記凸部との間に延在する複数の仕切りと、
（ｆ）前記チッププレートを通る複数の冷却流路であって、前記チッププレートを通る前記複数のポケットへの流体連通を提供する、複数の冷却流路と、
（ｇ）少なくとも１つの仕切りにある第１流体流路であって、前記少なくとも１つの仕切りを隔てて隣接するポケットの間に流体連通を提供する、第１流体流路と、
を備える動翼。
【請求項８】
前記凹部又は凸部のうちの少なくとも１つにある第２流体流路であって、前記凹部又は凸部のうちの少なくとも１つを横断する流体連通を提供する第２流体流路を更に備える、請求項７に記載の動翼。
【請求項９】
前記凹部及び凸部の両方にある第２流体流路であって、前記凹部及び凸部の両方を横断する流体連通を提供する第２流体流路を更に備える、請求項７に記載の動翼。
【請求項１０】
前記凸部が前記凹部よりも幅広である、請求項７に記載の動翼。
【請求項１１】
少なくとも１つのポケットの深さが前記後縁に向かって増大する、請求項７に記載の動翼。
【請求項１２】
前記複数のポケットの容積が前記後縁に向かって減少する、請求項７に記載の動翼。
【請求項１３】
タービンであって、
（ａ）ケーシングと、
（ｂ）前記ケーシングの内部で周方向に配置された複数のエアフォイルであって、各エアフォイルが前縁と、前記前縁よりも下流の後縁と、前記前縁及び後縁の間の凹面と、前記前縁及び後縁の間の前記凹面と対向する凸面と、半径方向外側端部と、を有する、複数のエアフォイルと、
（ｃ）各エアフォイルの前記半径方向外側端部を横切って延在するチッププレートと、
（ｄ）各エアフォイルの前記凹面から半径方向外向きに延在する凹部と、
（ｅ）各エアフォイルの前記凸面から半径方向外向きに延在する凸部と、
（ｆ）前記半径方向外側端部において複数のポケットを画定するように、前記凹部と前記凸部との間に延在する複数の仕切りと、
（ｇ）前記チッププレートを通る複数の冷却流路であって、前記チッププレートを通る前記複数のポケットへの流体連通を提供する、複数の冷却流路と、
（ｈ）前記凹部又は凸部のうちの少なくとも１つにある第２流体流路であって、前記凹部又は凸部のうちの少なくとも１つを横断する流体連通を提供する第２流体流路と、
を備えるタービン。
【請求項１４】
前記第２流体流路が前記凹部及び凸部の両方にあり、前記第２流体流路が前記凹部及び凸部の両方を横断する流体連通を提供する、請求項１３に記載のタービン。
【請求項１５】
少なくとも１つの仕切りにある第１流体流路であって、前記少なくとも１つの仕切りを隔てて隣接するポケットの間に流体連通を提供する第１流体流路を更に備える、請求項１３に記載のタービン。
【請求項１６】
前記凸部が前記凹部よりも幅広である、請求項１３に記載のタービン。
【請求項１７】
少なくとも１つのポケットの深さが前記後縁に向かって増大する、請求項１３に記載のタービン。
【請求項１８】
前記複数のポケットの寸法が前記後縁に向かって減少する、請求項１３に記載のタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に動翼、及び動翼冷却方法を包含する。
【背景技術】
【０００２】
タービンは、産業及び商業運転において広く使用されている。発電に使用される一般的な商業用蒸気又はガスタービンは、静止又は回転エアフォイル又はブレードの交互の段を含む。例えば、静翼がタービンを包囲するケーシング等の静止部品に取り付けられ、動翼がタービンの軸中心線に沿って位置するロータに取り付けられる。燃焼ガス又は空気等であるがこれらに限定されない圧縮作動流体がタービン内を流れ、静翼は、動翼に運動を付与するために圧縮作動流体を加速させて動翼の後続段に向けて導くことによってロータを回転させて仕事を行う。
【０００３】
周囲に漏出したり動翼をバイパスしたりする圧縮作動流体は、タービンの効率を低下させる。動翼をバイパスする圧縮作動流体の量を減少させるために、ケーシングは、動翼の各段を包囲する静止シュラウドセグメントを含んでもよく、各動翼は、シュラウドセグメントと動翼との間の間隙を減少させる、半径方向外側端部のチップキャップを含んでもよい。動翼の周囲の漏れを減少又は防止する効果があるものの、シュラウドセグメントとチップキャップとの間の相互作用は、低サイクル疲労限界を減退させ、且つ／又はチップキャップにおけるクリープの増加を招く可能性のある、局所的な温度上昇を生じる可能性がある。そこで、冷却媒体を、各動翼の内部を流れるように供給した後に、チップキャップ内の冷却流路内に流すことで、動翼のチップキャップ上にフィルム冷却を提供してもよい。
【０００４】
具体的な設計において、各チップキャップは、リムによって少なくとも部分的に包囲された外面又はチッププレートを含んでもよい。リム及びチッププレートは、リム、チッププレート、及び包囲しているシュラウドセグメントの間に、スキーラチップ空洞としても知られるチップ空洞を、少なくとも部分的に画定してもよい。このようにして、スキーラチップ空洞に供給された冷却媒体が、チップキャップから熱を除去した後、リム上を流れてスキーラチップ空洞から流出するようにしてもよい。しかしながら、冷却媒体が過剰に動翼の吸引側の上を流れると、動翼上の圧縮作動流体の流れを妨害し、且つ／又はタービンの運転効率を低下させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８１５７５０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、改良型の動翼及び動翼冷却方法が、有用であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様及び利点は、以下の説明に明記されており、或いは説明から明らかとなり、或いは本発明の実践を通じて習得されるであろう。
【０００８】
本発明の一実施形態は、半径方向外側端部を横切って延在するチッププレートを有するエアフォイルを含む、動翼である。リムはチッププレートから半径方向外向きに延在し、エアフォイルの少なくとも一部を包囲して、凸部と対向する凹部を含む。複数の仕切りは、半径方向外側端部の凹部及び凸部の間に複数のポケットを画定するように、凹部及び凸部の間に延在する。チッププレートを通る複数の冷却流路は、チッププレートを通る複数のポケットへの流体連通を提供する。少なくとも１つの仕切りにある第１流体流路は、少なくとも１つの仕切りを隔てて隣接するポケットの間に流体連通を提供する。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、エアフォイルであって、前縁、前縁よりも下流の後縁、前縁及び後縁の間の凹面、前縁及び後縁の間の凹面と対向する凸面、及び半径方向外側端部を有するエアフォイルを含む、動翼である。チッププレートは、エアフォイルの半径方向外側端部を横切って延在する。凹部はエアフォイルの凹面から半径方向外向きに延在する。凸部はエアフォイルの凸面から半径方向外向きに延在する。複数の仕切りは半径方向外側端部に複数のポケットを画定するために、凹部と凸部との間に延在する。チッププレートを通る複数の冷却流路は、チッププレートを通る複数のポケットへの流体連通を提供する。少なくとも１つの仕切りの第１流体流路は、少なくとも１つの仕切りを隔てて隣接するポケットの間に流体連通を提供する。
【００１０】
本発明は、タービンであって、ケーシングと、ケーシングの内部で周方向に配置された複数のエアフォイルとを含むタービンを包含する。各エアフォイルは、前縁、前縁よりも下流の後縁、前縁及び後縁の間の凹面、前縁及び後縁の間の凹面と対向する凸面、及び半径方向外側端部を有する。チッププレートは、各エアフォイルの半径方向外側端部を横切って延在する。凹部は各エアフォイルの凹面から半径方向外向きに延在する。凸部は各エアフォイルの凸面から半径方向外向きに延在する。複数の仕切りは半径方向外側端部に複数のポケットを画定するように、凹部と凸部との間に延在する。複数の冷却流路は、チッププレートを通る複数のポケットへの流体連通を提供するように、チッププレートを通じて延在する。第２流体流路は、凹部又は凸部のうちの少なくとも１つを横断して流体連通を提供するように、凹部又は凸部のうちの少なくとも１つにある。
【００１１】
明細書に目を通すと、当業者はこのような実施形態の特徴及び態様、並びにその他をより良く理解するであろう。
【００１２】
当業者に対する、最良の態様を含む本発明の十分且つ実現可能な開示は、以下の添付図面の参照を含む、本明細書の残りの部分に、より具体的に明記されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の様々な実施形態を包含し得る、例示的タービンの略断面図である。
【図２】本発明の範囲に含まれる、図１に示す例示的タービン段の部分斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図２に示す動翼の拡大部分斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による、図２に示す動翼の半径方向外側端部の上面図である。
【図５】図４に示す動翼の半径方向外側端部の部分断面図である。
【図６】本発明の代替実施形態による、図２に示す動翼の半径方向外側端部の上面図である。
【図７】図６に示す動翼の半径方向外側端部の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を提示するために、ここでは詳細な参照がなされるが、そのうちの１つ以上の例を添付図面に示している。詳細な説明は、図中の特徴を指示するために数字及び文字による指定を用いる。本発明の類似又は同一の部分を示すために、図面及び説明において類似又は同一の指定が使用されている。本明細書において使用する際、「第１」、「第２」、及び「第３」という用語は、或る部品を別の部品と区別するために交換可能に使用されており、個々の部品の位置又は重要性を表すことを意図したものではない。加えて、「上流」及び「下流」という用語は、流体路における部品の相対位置を指す。例えば、流体が部品Ａから部品Ｂに向かって流れる場合、部品Ａは部品Ｂの上流にある。反対に、部品Ｂが部品Ａから流体の流れを受け取る場合、部品Ｂは部品Ａの下流にある。
【００１５】
各例は、本発明の限定ではなく、本発明の説明として提供される。実際、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく本発明の修正及び変更がなされ得ることは、当業者にとって自明であろう。例えば、一実施形態の一部として説明又は記載された特徴を、更なる実施形態を創出するために別の実施形態に用いてもよい。このように、本発明は、このような修正及び変更も添付請求項及びその同等物の範囲内に含まれるものとして網羅するように意図される。
【００１６】
本発明の様々な実施形態は、動翼及び動翼冷却方法を含む。動翼は主に、半径方向外側端部を備えるエアフォイルを含み、リムはスキーラチップ空洞を少なくとも部分的に画定するために、半径方向外側端部のチッププレートから半径方向外向きに延在する。複数の仕切りは、スキーラチップ空洞を分離して複数のポケットにするようにチッププレートを横切って延在し、複数の冷却流路は、冷却媒体がチッププレートを通って複数のポケットに流れる流体連通を提供する。特定の実施形態において、１つ以上の仕切りの流体流路は、冷却媒体が隣接するポケットの間を流れる流体連通を提供する。或いは、これに加えて、リムにある別の流体流路で、冷却媒体がリムを横断してポケットから流出するための流体連通を提供してもよい。本発明の実施例は、主にガスタービン又はその他のターボ機械に組み込まれた動翼に関連して記載されるものの、当業者は、別途請求項に具体的に記載されない限り、本発明がガスタービン又はその他のターボ機関に限定されないことを、本明細書の教示から容易に理解できよう。
【００１７】
ここで図面を参照すると、全図面を通して同一の参照番号は同じ要素を示しているが、図１は、本発明の様々な実施形態による例示的タービン１０の略断面図である。図１に示すように、タービン１０は、主にロータ１２と、タービン１０を通るガスパス１６を少なくとも部分的に画定するケーシング１４とを含む。ロータ１２は、タービン１０の軸中心線１８に概ね位置合わせされており、発電機、圧縮機、又は仕事を創出するその他の機械に接続されてもよい。ロータ１２は、連動して回転するようにボルト２４で互いに接続された、ロータホイール２０及びロータスペーサ２２の交番セクションを含んでもよい。ケーシング１４は、ガスパス１６を流れる圧縮作動流体２６を収容するために、ロータ１２の少なくとも一部を周方向に包囲する。圧縮作動流体２６は、例えば、燃焼ガス、圧縮空気、飽和蒸気、不飽和蒸気、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
【００１８】
図１に示すように、タービン１０は、ロータ１２とケーシング１４との間で半径方向に延在するように、ケーシング１４の内部でロータ１２の周囲に周方向に配置された、動翼３０及び静翼３２の交互の段を、更に含む。動翼３０は、当該技術分野において周知の様々な手段を用いて、ロータホイール２０に接続されている。対照的に、静翼３２は、ロータスペーサ２２の反対側でケーシング１４の内部の周りで周辺に配置されてもよい。各動翼３０及び静翼３２は概ね、当該技術分野において周知のように、凹状の圧力側、凸状の吸引側、及び前縁及び後縁を備えるエアフォイル形状を有する。圧縮作動流体２６は、図１に示すように左から右へタービン１０を通るガスパス１６に沿って流れる。圧縮作動流体２６が動翼３０の最初の段を通過する際に、圧縮作動流体２６は膨張して、動翼３０、ロータホイール２０、ロータスペーサ２２、ボルト２４、及びロータ１２を回転させる。すると圧縮作動流体２６は、圧縮作動流体２６を加速させて次の動翼３０の段へとその方向を変える次の静翼３２の段を横断して流れ、プロセスは次の段ごとに繰り返される。図１に示す実施例において、タービン１０は、動翼３０の３つの段の間に静翼３２の２つの段を有する。しかしながら当業者は、別途請求項に具体的に記載されない限り、動翼３０及び静翼３２の段の数が本発明の限定とはならないことを、容易に理解するであろう。
【００１９】
図２は、本発明の範囲内において図１に示す動翼３０の例示的な段４０の部分斜視図である。段４０は、蒸気発電機、燃焼器、又は圧縮作動流体２６を発生するその他のシステム（図示せず）よりも下流のタービン１０内のいずれの段であってもよい。図１及び２に示すように、環状シュラウド４２又は複数のシュラウドセグメントは、ケーシング１４（図２には示さず）に適切に接続され、運転中にそこを通る圧縮作動流体２６の漏れを制限するために、その間の間隙又は隙間が比較的小さくなるように動翼３０を包囲する。各動翼３０は一般的に、ロータホイール２０の外周の対応するダブテイルスロット内を摺動するように構成された軸方向ダブテイル等、いずれの従来型の形状を有してもよいダブテイル４４を含む。中空のエアフォイル４６は、ダブテイル４４に一体的に接続されてもよく、そこから半径方向又は縦方向外向きに延在してもよい。動翼３０は、圧縮作動流体２６の流路の半径方向内側部を画定するためにエアフォイル４６とダブテイル４８との接合部に設けられた、一体型プラットフォーム４８も含んでもよい。動翼３０は、いずれの従来的な方法で形成されてもよく、単一又は複数片鋳造であってもよいことは、理解されよう。
【００２０】
エアフォイル４６は一般的に凹状圧力面５０、及び前縁５４と後縁５６との間で軸方向に延在する周方向又は横方向に対向する凸状吸引面５２を含む。圧力及び吸引面５０、５２は、プラットフォーム４８の半径方向内側基部５８と半径方向外側端部６０との間で半径方向にも延在するが、これは図３〜図５に関する議論においてより詳細に記載される。更に、圧力及び吸引面５０、５２は、エアフォイル４６から冷却媒体を流すための少なくとも１つの内部フローチャンバ、チャネル、又は空洞６２を画定するために、エアフォイル４６の全半径方向長さにわたって周方向に離間している。冷却媒体は、例えば飽和蒸気、不飽和蒸気、又は空気を含む、動翼３０から熱を除去するのに適したいずれの流体も含み得る。空洞６２は、例えば冷却媒体の有効性を強化するために様々な撹拌器を内部に備える蛇行フローチャネルを含む、いずれの構成を有してもよく、冷却媒体を、従来のフィルム冷却孔８４及び／又は後縁排気孔６６等、エアフォイル４６の様々な孔から排出できる。
【００２１】
図３〜図５は、本発明の一実施形態による、図２に示すエアフォイル４６の半径方向外側端部６０の、拡大部分斜視図、上面図、及び断面図である。図３〜図５に示すように、チッププレート７０は、半径方向外側端部６０を横切って延在してもよい。チッププレート７０は、動翼３０と一体であっても、エアフォイル４６の半径方向外側端部６０において所定位置に溶接されていてもよい。リム７２は、エアフォイル４６の少なくとも一部を包囲するように、チッププレート７０から半径方向外向きに延在する。リム７２は、凸部７６と対向する凹部７４を含んでもよい。凹部７４はエアフォイル４６の凹面５０から半径方向外向きに延在し、凸部７６はエアフォイル４６の凸面５２から半径方向外向きに延在する。通常、凹部及び凸部７４、７６はチッププレート７０とほぼ直角に交差するが、これは実施形態に応じて様々であってよい。加えて、凹部及び凸部７４、７６は、ほぼ矩形の断面を有してもよく、凹部及び凸部７４、７６の高さ及び幅は、動翼の位置、シュラウド４２との所望の間隙等、様々な要因に応じて、チッププレート７０の周りで異なってもよい。特定の実施形態において、凹部及び凸部７４、７６は、図３及び図４に最もわかりやすく示すように、リム４２がチッププレート７０全体を包囲するように、前縁及び後縁５４、５６において接合されてもよい。
【００２２】
図３〜図５に更に示すように、複数の仕切り８０は、半径方向外側端部６０において凹部及び凸部７４、７６の間のスキーラチップ空洞内に複数のポケット８２を画定するために、凹部及び凸部７４、７６の間のチッププレート７０を横切って延在してもよい。各ポケット８２は概ね、１つ以上の仕切り８０、凹部及び凸部７４、７６、及びチッププレート７０によって区切られてもよい。加えて、ポケット８２は、動翼３０の半径方向外側端部６０を通じてほぼ開放されており、取り付け時、基本的には周囲のシュラウド４２によって囲まれている。
【００２３】
ポケット８２は、幅、深さ、長さ、及び／又は容積において、特に後縁５６の方向において様々であってよい。しかしながら本発明は、別途請求項に具体的に記載されない限り、ポケット８２のいずれの具体的形状、寸法、又は配向にも限定されるものではない。例えば図４及び図５に最もわかりやすく示すように、ポケット８２の深さはチッププレート７０全体にわたって実質的に一定であるが、その一方でポケット８２の幅が、後縁５６の方向に減少してもよい。このような場合、ポケット８２の幅は後縁５６に向かってエアフォイル４６の狭小化形状に比例して全体的に狭くなっている。
【００２４】
特定の実施形態において、チッププレート７０、リム７２、及び／又は仕切り８０は、ボンドコート又はその他のタイプの高温皮膜等の皮膜で処理される。皮膜は例えば、アルミナイド皮膜等、高アルミニウム含有量の腐食防止剤を含む。アルミナイド皮膜は、腐食に対しては効果が非常に高いが、摩耗が早い傾向がある。その結果、アルミナイド皮膜は、隣接する部品との摩擦から比較的保護されている場所なので、ポケット８２の内側によく適している。
【００２５】
動翼３０は、チッププレート７０を通る個々のポケット８２への流体連通を提供する、複数の冷却流路８４を更に含んでもよい。各ポケット８２内の冷却流路８４の寸法及び数は、エアフォイル４６内の空洞６２からポケット８２内への冷却媒体の所望の圧力及び流量を送達するように、選択される。当業者には理解できるように、エアフォイル４６全体にわたる差圧は、リム７２の凹部７６の上を通ってポケット８２から出るように、冷却媒体を通過させようとする。このようにして失われた冷却媒体は、半径方向外側端部６０に提供される冷却を減少させるのみならず、タービン１０の効率にも悪影響を及ぼす。その結果、動翼３０は、隣接するポケット８２の間の冷却媒体の分配及び／又は流れを強化するために、仕切り８０内の流体流路８６及び／又はリム７２内の流体流路８８を更に含んでもよい。冷却媒体はこうして冷却流路８４を通って個々のポケット８２内に流入し、対流的に及び伝導的にチッププレート７０、リム７２、及び仕切り８０を冷却しつつ、やはり部分的にこれらの表面を、ガスパス１６を流れる圧縮作動流体２６に関連する極端な温度から絶縁することができる。加えて、冷却媒体が、リム７２の流体流路８８を通ってポケット８２から流出する前に、仕切り８０の流体流路８６を流れて、隣接するポケット８２に付加的な冷却を提供するようにしてもよい。このようにして、動翼３０の半径方向外側端部６０は、ポケット８２を通る冷却媒体の流量を増加させることなく、動作中に許容可能な温度に維持される。更に、当業者であれば理解できるように、結果的な温度の低下は、動翼３０の半径方向外側端部６０に沿って運転中に発生する酸化量を、全体的に減少させる。酸化の減少は、エアフォイル４６の空気力学的性能を改善し、最終的には修繕費用を削減する。加えて、リム７２の上の冷却媒体流は、さもなければ動翼３０をバイパスするであろう圧縮作動流体２６の量を減少させるための、動翼３０のその部分を横断するシールの役割を果たし、タービン１０の性能を更に改善する。
【００２６】
図６及び図７は、本発明の代替実施形態による動翼３０の半径方向外側端部６０の、上面図及び断面図である。動翼３０は主に、図３〜図５に関して上述したように、エアフォイル４６、半径方向外側端部６０、チッププレート７０、リム７２、仕切り８０、ポケット８２、冷却流路８４、及び流体流路８６、８８を含む。この特定の実施形態において、リム７２の凸部７６は、特に後縁５６から離れて、リム７２の凹部７４よりも幅広である。その結果、冷却媒体は、動翼３０の半径方向外側端部６０に所望の冷却を提供する前に、リム７２の凹部７４の上で尚早に漏出する可能性が低くなる。加えて、ポケット８２の深さは、後縁５６の方向に向かって徐々に減少してもよい。後縁５６の付近でのポケット８２の深さの減少は、動翼の半径方向外側端部６０への冷却を更に促進するために、リム７２を通って漏出する前の、ポケット８２内の冷却媒体の滞留時間を短縮する。
【００２７】
当業者は、図１〜図７に関して図示及び記載された実施形態が、動翼３０の冷却方法も提供し得ることを、本明細書の教示から容易に理解するであろう。本方法は、例えば、冷却流路８４を通じてチッププレート７０、リム７２、及び／又は仕切り８０によって画定されたポケット８２内に、冷却媒体を流入させるステップを含んでもよい。本方法は、仕切り８０の流体流路８６を通じて冷却媒体を流すことによって隣接するポケット８２の間に冷却媒体を流すステップを、更に含んでもよい。或いは、若しくはこれに加えて、本方法は、リム４２の凹部及び／又は凸部７４、７６の流体流路８８に冷却媒体を流すことによって、ポケット８２から冷却媒体を流出させるステップを含んでもよい。
【００２８】
図１〜図７に図示及び記載された様々な実施形態が、リム７２の上を通って高温ガスパス１６内に流入する冷却媒体の量も減少させながら、動翼３０の半径方向外側端部６０への冷却を強化することが、予想される。その結果、本明細書に記載の実施形態は、特に半径方向外側端部６０の周りで、動翼３０の温度を低下させ、それによってこれらの部品の低サイクル疲労限界を改善し、過剰温度による局所的クリープを減少させる。
【００２９】
本明細書は、最良の形態を含む、本発明を開示するために、並びに装置及びシステムの作製及び使用、並びにいずれの組み込まれた方法の実行も含め、本発明を当業者が実行できるようにするべく例示を用いている。本発明の特許可能な範囲は請求項によって定義され、当業者に想到されるその他の例を含み得る。このようなその他の例は、請求項の文言と異ならない構成要素を含む場合、又は請求項の文言と僅かな差しかない同等の構成要素を含む場合に、特許請求の範囲に含まれるとみなされる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  タービン
１２  ロータ
１４  ケーシング
１６  ガスパス
１８  軸中心線
２０  ロータホイール
２２  ロータスペーサ
２４  ボルト
２６  圧縮作動流体
３０  動翼
３２  静翼
４０  動翼段
４２  シュラウド
４４  ダブテイル
４６  エアフォイル
４８  プラットフォーム
５０  凹状圧力面
５２  凸状吸引面
５４  前縁
５６  後縁
５８  動翼の内側基部
６０  動翼の半径方向外側端部
６２  空洞
６４  フィルム冷却孔
６６  後縁排気孔
７０  チッププレート
７２  リム
７４  凹部
７６  凸部
８０  仕切り
８２  ポケット
８４  冷却流路
８６  仕切りの流体流路
８８  リムの流体流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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