(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンのタービン流路構成要素であって、
桁と、
前記桁を少なくとも部分的に囲むように構成されたカバーシートであって、前記桁と嵌め合い係合するように構成されたカバーシートと
を備え、
前記カバーシートは、
基部と、
前記基部から前記桁に向かって延びる複数のペデスタルと
を備え、
前記複数のペデスタルの各々は、前記桁に結合される平坦部を有し、
前記複数のペデスタルは、前記基部および前記桁と協働して、冷却空気を受け入れるための網目状の冷却回路を形成する複数の交差する冷却通路を形成する
タービン流路構成要素。
【請求項２】
請求項１に記載のタービン流路構成要素であって、
前記タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、
前記カバーシートは、前記負圧側で前記桁と係合するように構成された
タービン流路構成要素。
【請求項３】
請求項１に記載のタービン流路構成要素であって、
第２の複数の冷却空気通路と交互配置される第１の複数の冷却空気通路をさらに備え、
前記第１の複数の冷却空気通路は、冷却空気を第１の位置まで移送し、
前記第２の複数の冷却空気通路は、前記第１の位置とは異なる第２の位置まで冷却空気を移送する
タービン流路構成要素。
【請求項４】
請求項３に記載のタービン流路構成要素であって、
前記タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、
前記第２の複数の冷却空気通路は、前記負圧側から前記正圧側まで冷却空気を移送させるように構成された
タービン流路構成要素。
【請求項５】
請求項１に記載のタービン流路構成要素であって、
前記タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、
前記桁は、前記正圧側と前記負圧側との間に空洞を形成し、
前記タービン流路構成要素は、前記正圧側と前記負圧側との間で延びると共に前記空洞を埋める複数の中空ピンをさらに備え、
前記中空ピンは、断面形状が楕円形である
タービン流路構成要素。
【請求項６】
請求項５に記載のタービン流路構成要素であって、
前記中空ピンは、前記負圧側から前記正圧側まで冷却空気を直接的に移送するように構成された
タービン流路構成要素。
【請求項７】
ガスタービンエンジンのタービン流路構成要素であって、
桁と、
前記桁を少なくとも部分的に囲むように構成されたカバーシートであって、前記桁と嵌め合い係合するように構成されたカバーシートと
を備え、
前記カバーシートは、
該カバーシートの中に形成された複数のペデスタルであって、前記桁に向かって延びる複数のペデスタルを備え、
前記複数のペデスタルは、冷却空気用の冷却回路を形成するように構成され、
前記タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、
前記桁は、前記正圧側と前記負圧側との間に空洞を形成し、
前記タービン流路構成要素は、前記正圧側と前記負圧側との間で延びると共に前記空洞を埋める複数の中空ピンをさらに備え、
前記中空ピンは、断面形状が楕円形である
タービン流路構成要素。
【請求項８】
請求項７に記載のタービン流路構成要素であって、
前記中空ピンは、前記負圧側から前記正圧側まで冷却空気を直接的に移送するように構成された
タービン流路構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、参照により本明細書に組み込まれる「ガスタービンエンジンおよびガスタービンエンジンの冷却流路構成要素」という名称の２０１０年１２月３０に出願された米国特許仮出願第６１／４２８，７２８号の利益を主張する。
【０００２】
本出願は、米国空軍により与えられた、契約番号ＦＡ８６５０−０７−Ｃ−２８０３の米国政府の支援により行われた。米国政府は、本出願の一定の権利を有し得る。
【０００３】
本発明は、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、冷却流路構成要素を有するガスタービンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００４】
冷却空気などの冷却流体を効果的に使用する冷却ガスタービンエンジン流路構成要素は、依然として関心のある分野である。既存のシステムの中には、特定の応用分野に関して様々な短所、欠点、および不利点を有するものがある。したがって、この技術分野におけるさらなる貢献が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、独特のガスタービンエンジンである。本発明の別の実施形態は、独特の冷却ガスタービンエンジン流路構成要素である。他の実施形態には、ガスタービンエンジンおよび冷却ガスタービンエンジン流路構成要素のための装置、システム、デバイス、ハードウェア、方法、および組合せが含まれる。本願のさらなる実施形態、形態、特徴、態様、利益および利点は、本明細書で提示される説明および図から明らかになろう。本発明は、以下の形態としても実現可能である。
［形態１］
ガスタービンエンジンのタービン流路構成要素であって、
桁と、
前記桁を少なくとも部分的に囲むように構成されたカバーシートであって、前記桁と嵌め合い係合するように構成されたカバーシートと
を備え、
前記カバーシートは、該カバーシートの中に形成された複数のペデスタルであって、前記桁に向かって延びる複数のペデスタルを備え、
前記複数のペデスタルは、冷却空気の冷却回路を形成するように構成された
タービン流路構成要素。
［形態２］
形態１に記載のタービン流路構成要素であって、
前記タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、
前記カバーシートは、前記負圧側で前記桁と係合するように構成された
タービン流路構成要素。
［形態３］
形態１に記載のタービン流路構成要素であって、
第２の複数の冷却空気通路と交互配置される第１の複数の冷却空気通路をさらに備え、
前記第１の複数の冷却空気通路は、冷却空気を第１の位置まで移送し、
前記第２の複数の冷却空気通路は、前記第１の位置とは異なる第２の位置まで冷却空気を移送する
タービン流路構成要素。
［形態４］
形態３に記載のタービン流路構成要素であって、前記第１の複数の冷却空気通路が、冷却空気を前記冷却回路まで移送するように構成された
タービン流路構成要素。
［形態５］
形態３に記載のタービン流路構成要素であって、
前記タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、
前記第２の複数の冷却空気通路は、前記負圧側から前記正圧側まで冷却空気を移送させるように構成された
タービン流路構成要素。
［形態６］
形態５に記載のタービン流路構成要素であって、
前記第２の複数の冷却空気通路は、前記正圧側の膜冷却のために冷却空気を排出するように構成された
タービン流路構成要素。
［形態７］
形態１に記載のタービン流路構成要素であって、
前記タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、
前記桁は、前記正圧側と前記負圧側との間に空洞を形成し、
前記タービン流路構成要素は、前記正圧側と前記負圧側との間で延びると共に前記空洞を埋める複数の中空ピンをさらに備え、
前記中空ピンは、断面形状が楕円形である
タービン流路構成要素。
［形態８］
形態７に記載のタービン流路構成要素であって、
前記中空ピンは、前記負圧側から前記正圧側まで冷却空気を直接的に移送するように構成された
タービン流路構成要素。
［形態９］
形態１に記載のタービン流路構成要素であって、
前記ペデスタルは、前記桁に接合された
タービン流路構成要素。
［形態１０］
ガスタービンエンジンであって、
タービン流路構成要素を有するタービンを備え、
前記タービン流路構成要素は、
第１の側と、該第１の側の反対側の第２の側と、によって画定され、
第１の複数の内部冷却空気通路と、第２の複数の内部冷却空気通路と、を備え、
前記第１の複数の内部冷却空気通路は、
前記第２の複数の内部冷却空気通路と交互配置され、
前記第２の複数の内部冷却空気通路を横切り、
冷却空気を前記第１の側に向けて移送するように構成され、
前記第２の複数の内部冷却空気通路は、冷却空気を前記第２の側に向けて移送するように構成された
ガスタービンエンジン。
［形態１１］
形態１０に記載のガスタービンエンジンであって、
桁をさらに備え、
前記第１の複数の内部冷却空気通路および前記第２の複数の内部冷却空気通路は、前記桁の中に配置された
ガスタービンエンジン。
［形態１２］
形態１１に記載のガスタービンエンジンであって、
前記桁は、冷却空気供給空洞を形成する壁を備え、
前記第１の複数の内部冷却空気通路および前記第２の複数の内部冷却空気通路のうちの少なくとも１つは、前記壁を貫くと共に、前記冷却空気供給空洞から前記壁を通って前記第１の側および前記第２の側のそれぞれの少なくとも１つまで冷却空気を移送するように構成された
ガスタービンエンジン。
［形態１３］
形態１１に記載のガスタービンエンジンであって、
前記桁を少なくとも部分的に囲むように構成されたカバーシートと、
前記桁と前記第１の側の前記カバーシートとの間に形成された冷却回路と
をさらに備え、
前記第１の複数の内部冷却空気通路は、冷却空気を前記冷却回路に供給するように構成された
ガスタービンエンジン。
［形態１４］
形態１３に記載のガスタービンエンジンであって、
前記カバーシートは、前記第１の側で前記カバーシートの中に形成された複数のペデスタルを備え、
前記ペデスタルは、前記桁の方に延びると共に、前記桁と前記カバーシートとの間の前記冷却回路を形成する
ガスタービンエンジン。
［形態１５］
形態１４に記載のガスタービンエンジンであって、
前記タービン流路構成要素は、後縁を有し、
前記ペデスタルは、前記後縁に隣接して配置された
ガスタービンエンジン。
［形態１６］
形態１３に記載のガスタービンエンジンであって、
前記カバーシートは、前記第２の側に開口を有し、
前記第２の複数の内部冷却空気通路は、冷却空気を前記開口に供給するように構成された
ガスタービンエンジン。
［形態１７］
形態１２に記載のガスタービンエンジンであって、
前記第１の側と前記第２の側との間で延びると共に、前記冷却空気供給空洞を埋める複数の中空ピンをさらに備え、
前記中空ピンは、
断面形状が楕円形であり、
前記第１の側から前記第２の側まで冷却空気を直接的に移送するように構成された
ガスタービンエンジン。
［形態１８］
形態１０に記載のガスタービンエンジンであって、
前記タービン流路構成要素は、タービンエーロフォイルとして構成された
ガスタービンエンジン。
［形態１９］
形態１０に記載のガスタービンエンジンであって、
前記タービン流路構成要素は、タービン翼として構成された
ガスタービンエンジン。
［形態２０］
ガスタービンエンジンの流路構成要素であって、
第１の側と、第２の側と、前記第１の側と前記第２の側との間に形成された冷却空気供給空洞と、によって画定される桁と、
前記冷却空気供給空洞によって供給される冷却空気を使用して前記流路構成要素を冷却する手段と
を備えたガスタービンエンジンの流路構成要素。
【０００６】
本明細書の説明では添付の図面を参照する。図面では、いくつかの図にわたって同じ参照番号が同じ部品を指す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態によるガスタービンエンジンの非限定的一例のいくつかの態様の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による流路構成要素の非限定的一例のいくつかの態様の図である。
【図３】本発明の一実施形態による図２の流路構成要素の非限定的一例のいくつかの態様の図である。
【図４】図２の流路構成要素を横切って冷却空気を移送するように構成された複数のピンの非限定的一例のいくつかの態様の図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、図２の流路構成要素の後縁部分の非限定的一例のいくつかの態様の図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、図２の流路構成要素の後縁部分内の冷却通路の非限定的例のいくつかの態様の断面図である。図６Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂの冷却通路の上覆いの複合断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の原理の理解を促進する目的で、図面に示された諸実施形態を参照し、また諸実施形態を説明するのに特定の用語を用いる。とはいうものの、本発明の特定の実施形態の図および説明によって本発明の範囲が限定されるものではないことを理解されたい。加えて、図示および／または説明されている実施形態（１つまたは複数）のいかなる変更および／または修正も本発明の範囲内にあることが期待されている。さらに、本明細書で図示および／または説明されるような、本発明に関連する当業者には通常想起されるであろう本発明の原理の他のいかなる適用例も本発明の範囲内にあることが期待されている。
【０００９】
図面、特に図１を参照すると、本発明の一実施形態によるガスタービンエンジン１０のいくつかの態様の非限定的一例が概略的に図示されている。１つの形態では、ガスタービンエンジン１０は航空機推進動力装置である。他の実施形態では、ガスタービンエンジン１０は陸上エンジンまたは船舶エンジンであり得る。１つの形態では、ガスタービンエンジン１０はマルチスプールターボファンエンジンである。他の実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、他の形態をとることができ、例えば、ターボ軸エンジン、ターボジェットエンジン、ターボプロップエンジン、または、シングルスプールもしくはマルチスプールを有する複合サイクルエンジンであり得る。
【００１０】
ターボファンエンジンとして、ガスタービンエンジン１０は、ファンシステム１２、バイパスダクト１４、圧縮機システム１６、ディフューザ１８、燃焼システム２０、タービンシステム２２、排出ダクト２６およびノズルシステム２８を含む。バイパスダクト１４および圧縮機システム１６は、ファンシステム１２と流体連通している。ディフューザ１８は、圧縮機システム１６と流体連通している。燃焼システム２０は、圧縮機システム１６とタービンシステム２２との間に流体が通るように配置される。１つの形態では、燃焼システム２０は、連続燃焼過程を閉じ込める燃焼ライナ（図示せず）を含む。他の実施形態では、燃焼システム２０は他の形態をとることができ、例えば、それだけには限らないが、ウェーブロータ燃焼システム、ロータリーバルブ燃焼システムまたはスリンガ燃焼システムであることができ、デフラグレーション（爆燃）および／またはデトネーション（爆轟）燃焼過程を用いることができる。
【００１１】
ファンシステム１２はファンロータシステム３０を含む。様々な実施形態においてファンロータシステム３０は、タービンシステム２２から動力を供給される１つまたは複数のロータ（図示せず）を含む。バイパスダクト１４は、ファンシステム１２によって発生されたバイパス流をノズル２８まで移送するように機能する。圧縮機システム１６は圧縮機ロータシステム３２を含む。様々な実施形態では、圧縮機ロータシステム３２は、タービンシステム２２から動力を供給される１つまたは複数のロータ（図示せず）を含む。各圧縮機ロータは、圧縮機翼の列（図示せず）と交互に組み入れられている複数列の圧縮機ブレード（図示せず）を含む。タービンシステム２２はタービンロータシステム３４を含む。様々な実施形態では、タービンロータシステム３４は、ファンロータシステム３０および圧縮機ロータシステム３２を駆動するように機能する１つまたは複数のロータ（図示せず）を含む。各タービンロータは、タービン翼の列（図示せず）と交互に組み入れられている複数のタービンブレード（図示せず）を含む。
【００１２】
タービンロータシステム３４は、軸システム３６を介して、圧縮機ロータシステム３２およびファンロータシステム３０に動力を伝えるように連結される。様々な実施形態では、軸システム３６は、同じまたは異なる速度および方向で回転できる複数の軸を含む。いくつかの実施形態では、単一の軸だけが使用され得る。タービンシステム２２は、エンジン１０のコア流をノズル２８に排出するように機能する。
【００１３】
１つの形態では、ファンロータシステム３０、圧縮機ロータシステム３２、タービンロータシステム３４および軸システム３６は、エンジン中心線４８を中心に回転する。他の実施形態では、ファンロータシステム３０、圧縮機ロータシステム３２、タービンロータシステム３４および軸システム３６のすべてまたは一部は、エンジン中心線４８に加えて、またはその代わりに、１つまたは複数の他の回転軸を中心に回転することができる。
【００１４】
排出ダクト２６は、バイパスダクト排出部３８と、タービンシステム２２の排出部４０と、エンジンノズル２８との間で延びる。排出ダクト２６は、バイパス流およびコア流を、それぞれ、バイパスダクト排出部３８およびタービン排出部４０からノズルシステム２８の中に導くように機能する。いくつかの実施形態では、排出ダクト２６はノズル２８の一部と考えられ得る。ノズル２８は、ファンシステム１２およびタービンシステム２２と流体連通する。ノズル２８は、ファンシステム１２からバイパスダクト１４を介してバイパス流を受け入れるとともに、タービンシステム２２からコア流を受け入れ、例えば推力発生流であるエンジン排気流として両方を排出するように機能する。他の実施形態では、他のノズル構成が用いられることができ、それには、コア流およびバイパス流のそれぞれについて別々のノズルとされることが含まれる。
【００１５】
ガスタービンエンジン１０の動作中、ファン１２によって空気がファン１２の入口に引き込まれ圧縮される。ファン１２によって圧縮された空気の一部は、コア流として圧縮機システム１６に導かれ、圧縮空気の一部は、バイパス流としてバイパスダクト１４に導かれ、排出ダクト２６を介してノズル２８に排出される。圧縮機システム１６は、ファン１２から受け取った空気の一部分をさらに圧縮し、次にディフューザ１８に排出する。ディフューザ１８は、圧縮空気の速度を低下させ、拡散されたコア空気流を燃焼システム２０に導く。燃料は、燃焼システム２０の中で圧縮空気と混合され、次に燃焼される。燃焼システム２０を出て行く高温ガスは、タービンシステム２２に導かれ、タービンシステム２２は、軸システム３６を介してファンシステム１２および圧縮機システム１６を駆動するのに十分な機械的軸動力の形態でエネルギーを取り出す。タービンシステム２２を出て行くコア流は、エンジンテールコーン４２に沿って排出ダクト２６に、バイパスダクト１４からのバイパス流と共に導かれる。排出ダクト２６は、バイパス流およびコア流を受け入れ、例えば航空機推進などの推力を与えるためのエンジン排気流として、両方をノズル２８に排出するように構成される。
【００１６】
圧縮機ロータシステム３２は、燃焼の前にガスにエネルギーを付加するために使用される複数のブレードおよび翼（図示せず）を含む。タービンロータシステム３４は、流路内の高温高圧ガスからエネルギーを取り出すために使用される複数のブレードおよび翼（図示せず）を含む。ブレードおよび翼の温度を、例えばブレードおよび翼に使用される材料およびコーティングに基づいて、特定の温度限度内に維持することが望ましい。多くの場合、ブレードおよび翼は、冷却空気をブレードまたは翼に噴射することによって冷却される。
【００１７】
図２を参照すると、本発明の一実施形態による冷却流路構成要素５０の非限定的一例のいくつかの態様が図示されている。本明細書では、「流路構成要素」とは、エンジン１０の１つの構成要素であり、少なくとも部分的にエンジン１０内のコアガス流の中に配置されるか、またはそれに曝され、および／または、コアガス流を収容するエンジン１０内に少なくとも部分的に流路境界を形成する。１つの形態では、流路構成要素５０はタービン流路構成要素である。ある特定の形態では、流路構成要素５０は、本明細書でエーロフォイル５０と呼ばれるタービン翼エーロフォイルである。他の実施形態では、流路構成要素５０は、他の形態をとることがあり、例えばそれだけには限らないが、タービンブレード、支柱、ブレードプラットフォームまたはシュラウドとすることができ、あるいは、圧縮機または他の流路構成要素とすることができる。１つの形態では、エーロフォイル５０は、前縁５２、後縁５４、先端部５６およびハブ５８を含む。
【００１８】
図３を参照すると、エーロフォイル５０は、正圧側ＰＳおよび負圧側ＳＳによって画定されている。エーロフォイル５０は、桁（翼桁）６０およびカバーシート６２を含む。カバーシート６２は、桁６０と嵌め合い（mating）係合するように構成される。１つの形態では、カバーシート６２は、正圧側ＰＳと負圧側ＳＳとの両方で桁６０に分散結合される。他の実施形態では、カバーシート６２は、例えば、溶接、ろう付けまたは他の材料接合方法を含む他の結合技法および／または他の接合方法を用いて、桁６０に貼り付けることができる。１つの形態では、カバーシート６２は、ほとんど完全に桁６０を囲むように構成されるが、桁６０の一部分は、後縁５４に隣接する正圧側ＰＳで覆われないままにしてある。他の実施形態では、カバーシート６２は、桁６０を完全に覆うように構成されることができ、あるいは、図３に示されたよりも大きいまたは小さい範囲で桁６０を部分的に覆うように構成されることもできる。
【００１９】
桁６０およびカバーシート６２は、例えば桁６０およびカバーシート６２の中に形成されるリブおよび他の隔離デバイス６６を使用することにより、桁６０とカバーシート６２との間に間隙６４を形成するように構成される。桁６０は周囲壁６８を含み、周囲壁６８は、桁６０の周りに延びると共に、先端部５６とハブ５８との間で延びる連続リブ７４によって分離された前縁冷却空気供給空洞７０および後縁冷却空気供給空洞７２を形成する。桁６０の複数の開口７６が壁６８を貫通して延びる。開口７６は、冷却空気供給空洞７０および７２から間隙６４の中へ冷却空気を移送するように構成される。間隙６４は、桁６０の外側周辺部、および、カバーシート６２の内側周辺部に冷却空気を移送する配送環状部として機能する。カバーシート６２は、カバーシート６２の膜冷却を行うための、カバーシート６２の周辺部に間隔を置いて配置された複数の開口７８を含む。正圧側ＰＳおよび負圧側ＳＳの一部分は図３に示されていないが、桁６０、カバーシート６２、間隙６４および周囲壁６８が、例えば所望の空気力学的な形態で、前縁５２と正圧側ＰＳの図示部分との間に連続的に延びて、図３に示された間隙６１を埋めるとともに、桁６０、カバーシート６２、間隙６４および周囲壁６８が、例えば所望の空気力学的な形状で、前縁５２と負圧側ＳＳの図示部分との間に連続的に延びて、図３に示された間隙６３を埋め、それによって前縁冷却空気供給空洞７０の周辺部が閉鎖されることを理解されたい。
【００２０】
図３と一緒に図４を参照すると、複数の中空ピン８０がエーロフォイル５０の後縁部分に配置されている。中空ピン８０は、断面が図４に示されており、分かりやすくするために桁６０およびカバーシート６２が取り除かれている。ピン８０は、断面形状が楕円形である。本明細書では、「楕円形」には、長円形と、例えば角が丸くなった長方形の「競馬場」形との両方が含まれる。ピン８０は、冷却空気供給空洞７２を埋めて桁６０の正圧側ＰＳと桁６０の負圧側ＳＳとの間で延びる。ピン８０は、冷却空気を直接、すなわち一直線に負圧側ＳＳの間隙６４から正圧側ＰＳの間隙６４まで、ピン８０を貫通して延びる楕円形開口８２を介して移送するように構成され、ピン８０は、負圧側ＳＳと正圧側ＰＳとの両方の間隙６４と流体連通する。ピン８０は、冷却空気供給空洞７２内の冷却空気流が各ピン８０の間を後縁５４の方向に流れて、後縁５４の近くの冷却エーロフォイル５０に所望の量の冷却空気を供給できるのに十分な量だけ、先端部５６からハブ５８まで間隔を置いて配置される。ピン８０は、冷却空気を移送するための開口８２の面積を最大にする一方で、後縁５４の近くのエーロフォイル５０を冷却するためのピン８０を通る流れを収容するためにピン８０間の流れ面積も最大にするように、形状が楕円形になっている。他の実施形態では、ピン８０は他の形状を有し得る。
【００２１】
図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、エーロフォイル５０の後縁部分８４の非限定的一例のいくつかの態様が示されている。カバーシート６２の後縁部分８４に複数のペデスタル８６が形成される。他の実施形態では、ペデスタル８６は、カバーシート６２の他の領域に形成され得る。ペデスタル８６は、任意の都合のよい手段で、例えば、それだけには限らないが、化学的または電気化学的機械加工などの材料除去手段、カバーシート６２を形成するための自由形状製作技法の使用、微細機械加工および／または放電機械加工、または蒸着などの材料追加手段、選択的レーザ焼結、および／または１つ以上の他の自由形式製造技法で形成することができる。ペデスタル８６の形状は、適用例の必要に応じて変わり得る。ペデスタル８６は、桁６０に取り付けるように構成される。
【００２２】
ペデスタル８６は、基部８８から桁６０と接触する平坦部９０まで、桁６０に向かって延びる。１つの形態では、ペデスタル８６は、エーロフォイル５０の後縁部分のカバーシート６２の中に形成される。他の実施形態では、ペデスタル８６は、エーロフォイル５０の後縁部分に加えて、またはその代わりに、エーロフォイル５０の他の部分に形成され得る。加えて、他の実施形態では、ペデスタル８６は、完全または部分的に桁６０の中に形成され得る。ペデスタル８６は、それらの間に、後縁５４を冷却するための冷却空気流の冷却回路９２を形成するように構成される。１つの形態では、冷却回路９２は、後縁５４から、後縁５４の隣り合うペデスタル８６の間に形成された出口スロット９４を経由して、冷却空気を排出するように機能する。冷却回路９２は、カバーシート６２と桁６０とペデスタル８６との間に形成される。ペデスタル８６は、平坦部９０において桁６０と、例えばカバーシート６２に関して上に示した方法で接合される。ペデスタル８６をカバーシート６２の中に形成することによって、カバーシートと桁との間の接合境界面が内側にエーロフォイル５０の中へと移動され、この移動により、ペデスタルが形成されていた桁６０上の位置よりも冷えた、また、このようなペデスタルに例えば厚さ９６を有する薄いカバーシートが接合されていた位置よりも冷えた、エーロフォイル５０内の冷却位置に接合境界面が配置される。より冷えた位置に接合境界面をこのように配置することで、カバーシート６２と桁６０との間の接合継ぎ目の寿命が伸び得る。
【００２３】
図６Ａ〜６Ｃを参照すると、エーロフォイル５０の先端部５６とハブ５８との間の方向に沿って、複数の内部冷却空気通路１００が複数の内部冷却空気通路１０２と交互配置されている。すなわち、先端部５６とハブ５８との間の方向に沿って見たとき、冷却空気通路１００と冷却空気通路１０２とが、例えば一方が他方の上に、交互に配置される。１つの形態では、冷却空気通路１００および１０２は桁６０の中に配置される。他の実施形態では、冷却空気通路１００は、異なるように配置され得る。冷却空気通路１００および冷却空気通路１０２は、エーロフォイル５０の後縁部分８４の別々の位置に冷却空気を移送するように構成される。冷却空気通路１００および冷却空気通路１０２は、任意の従来の手段または他の手段で形成することができる。図６Ａに示されているように、冷却空気通路１００は、桁６０の壁を貫き、負圧側ＳＳの供給空洞７２から冷却空気１０４を受け入れる。冷却空気通路１００は、負圧側ＳＳのカバーシート６２の内側に沿って冷却空気１０４を導き、それによってカバーシート６２のその部分が冷却される。その場合、冷却空気通路１００は、負圧側ＳＳから桁６０を通り抜けて正圧側ＰＳの方に冷却空気１０４を移動させて、エーロフォイル５０の後縁部分８４の膜冷却のために正圧側ＰＳの排出開口１０６を経由して冷却空気を移送する。
【００２４】
図６Ｂに示されるように、冷却通路１０２は、桁６０の壁を貫き、正圧側ＰＳの空洞７２から冷却空気１０８を受け入れ、エーロフォイル５０の後縁部分８４の冷却のために、エーロフォイル５０の負圧側ＳＳの冷却回路９２まで冷却空気１０８を移送する。冷却空気１０８は、エーロフォイル５０の後縁５４の出口スロット９４を通して排出される。図６Ｃに示されるように、冷却通路１００および１０２は、互いに交差して、冷却空気をエーロフォイル５０の両側に移送する。
【００２５】
本発明の諸実施形態はガスタービンエンジンのタービン流路構成要素を含み、このタービン流路構成要素は、桁と、桁を少なくとも部分的に囲むように構成されるとともに、桁と嵌め合い係合するように構成されたカバーシートと、を備え、このカバーシートは、カバーシートの中に形成された、桁に向かって延びる複数のペデスタルを含み、これら複数のペデスタルは、冷却空気の冷却回路を形成するように構成される。
【００２６】
１つの改良形態では、タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、カバーシートは、負圧側の桁と係合するように構成される。
【００２７】
別の改良形態では、タービン流路構成要素は、第２の複数の冷却空気通路と交互配置される第１の複数の冷却空気通路をさらに備え、この第１の複数の冷却空気通路は、第１の位置まで冷却空気を移送し、第２の複数の冷却空気通路は、第１の位置とは異なる第２の位置まで冷却空気を移送する。
【００２８】
さらに別の改良形態では、第１の複数の冷却空気通路は、冷却空気を冷却回路まで移送するように構成される。
【００２９】
さらに別の改良形態では、タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、第２の複数の冷却空気通路は、冷却空気を負圧側から正圧側まで移動させるように構成される。
【００３０】
さらに別の改良形態では、第２の複数の冷却空気通路は、正圧側での膜冷却のために冷却空気を排出するように構成される。
【００３１】
さらに別の改良形態では、タービン流路構成要素は、正圧側および負圧側によって画定され、桁は、正圧側と負圧側との間に空洞を形成し、タービン流路構成要素は、正圧側と負圧側との間で延びると共に空洞をまたぐ複数の中空ピンをさらに備え、中空ピンは断面形状が楕円形である。
【００３２】
さらに別の改良形態では、中空ピンは、負圧側から正圧側まで冷却空気を直接的に移送するように構成される。
【００３３】
さらに別の改良形態では、ペデスタルは桁に接合される。
【００３４】
本発明の諸実施形態はガスタービンエンジンを含み、このガスタービンエンジンは、タービン流路構成要素を有するタービンを備え、タービン流路構成要素は、第１の側と、第１の側の反対側の第２の側と、によって画定されるとともに、第１の複数の内部冷却空気通路および第２の複数の内部冷却空気通路を含み、第１の複数の内部冷却空気通路は、第２の複数の内部冷却空気通路と交互配置され、第２の複数の内部冷却空気通路を横切り、冷却空気を第１の側に向けて移送するように構成され、第２の複数の内部冷却空気通路は、冷却空気を第２の側に向けて移送するように構成される。
【００３５】
１つの改良形態では、ガスタービンエンジンは桁をさらに備え、第１の複数の内部冷却空気通路および第２の複数の内部冷却空気通路は、この桁の中に配置される。
【００３６】
別の改良形態では、桁は、冷却空気供給空洞を形成する壁を含み、第１の複数の内部冷却空気通路および第２の複数の内部冷却空気通路のうちの少なくとも１つは、壁を貫くと共に、冷却空気供給空洞から壁を通して第１の側および第２の側のそれぞれの少なくとも１つまで冷却空気を移送するように構成される。
【００３７】
さらに別の改良形態では、ガスタービンエンジンは、桁を少なくとも部分的に囲むように構成されたカバーシートと、桁と第１の側のカバーシートとの間に形成された冷却回路とをさらに備え、第１の複数の内部冷却空気通路は、冷却空気を冷却回路に供給するように構成される。
【００３８】
さらに別の改良形態では、カバーシートは、第１の側でカバーシートの中に形成された複数のペデスタルを含み、ペデスタルは、桁の方に延びると共に、桁とカバーシートの間に冷却回路を形成する。
【００３９】
さらに別の改良形態では、タービン流路構成要素は後縁を有し、ペデスタルは後縁に隣接して配置される。
【００４０】
さらに別の改良形態では、カバーシートは第２の側に開口を含み、第２の複数の内部冷却空気通路は、冷却空気を開口に供給するように構成される。
【００４１】
さらに別の改良形態では、ガスタービンエンジンは、第１の側と第２の側との間に延びると共に冷却空気供給空洞を埋める複数の中空ピンをさらに備え、中空ピンは、断面形状が楕円形であり、冷却空気を第１の側から第２の側まで直接的に移送するように構成される。
【００４２】
さらに別の改良形態では、タービン流路構成要素はタービンエーロフォイルとして構成される。
【００４３】
さらに別の改良形態では、タービン流路構成要素はタービン翼として構成される。
【００４４】
本発明の諸実施形態はガスタービンエンジンの流路構成要素を含み、この流路構成要素は、第１の側、第２の側および第１の側と第２の側との間に形成される冷却空気供給空洞によって画定される桁と、冷却空気供給空洞によって供給される冷却空気を使用してタービン流路構成要素を冷却する手段と、を備える。
【００４５】
本発明を、現在最も実際的で好ましい実施形態と考えられるものに関連して説明してきたが、本発明は開示された実施形態（１つまたは複数）に限定されるべきではなく、むしろ添付の特許請求の趣旨および範囲内に含まれる様々な修正および等価の構成物を包含するものであり、この範囲は、法の下に許容されるこのようなすべての修正および等価の構成物を包含するように、最も広い解釈が許されることを理解されたい。さらに、上記の説明における好ましい（preferable）、好ましくは（preferably）、または好ましい（preferred）という語は、そのように説明された特徴がより望ましい可能性があることを示すとはいえ、その特徴が必ずしも必要ではないこともあり、その特徴を欠いているどのような実施形態も、以下の特許請求の範囲によって範囲が定義される本発明の範囲内のものとして期待され得ることを理解されたい。特許請求の範囲を読むことにおいて、「１つの（a）」、「１つの（an）」、「少なくとも１つの（at least one）」、「少なくとも一部分の（at least a portion）」などの語が用いられる場合、特許請求の範囲を１つだけの物に限定する意図のないことが、特にそれとは反対に特許請求の範囲に述べられていない限り、意図されている。さらに、「少なくとも一部分（at least a portion）」および／または「一部分（a portion）」という用語が使用される場合、その物は、物の一部分および／または全体を含むことが、特にそれとは反対に特定的に述べられていない限り、あり得る。
【符号の説明】
【００４６】
１０…ガスタービンエンジン
１２…ファンシステム
１４…バイパスダクト
１６…圧縮機システム
１８…ディフューザ
２０…燃焼システム
２２…タービンシステム
２６…排出ダクト
２８…ノズルシステム
３０…ファンロータシステム
３２…圧縮機ロータシステム
３４…タービンロータシステム
３６…軸システム
３８…バイパスダクト排出部
４０…排出部
４２…エンジンテールコーン
４８…エンジン中心線
５０…冷却エーロフォイル（冷却流路構成要素）
５２…前縁
５４…後縁
５６…先端部
５８…ハブ
６０…桁
６１，６３，６４…間隙
６２…カバーシート
６６…隔離デバイス
６８…壁
７０…冷却空気供給空洞
７２…空洞
７４…連続リブ
７６…開口
７８…開口
８０…中空ピン
８２…開口
８４…後縁部分
８６…ペデスタル
８８…基部
９０…平坦部
９２…冷却回路
９４…出口スロット
１００，１０２…冷却通路
１０４…冷却空気
１０６…排出開口
１０８…冷却空気
ＰＳ…正圧側
ＳＳ…負圧側
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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