(57)【要約】【課題】高温の流れに曝される構成部品を冷却する。【解決手段】ターボ機械ブレード（２）の多壁ブレード（６）のための冷却回路（３０）は、中央空洞（２６）と複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）とを含み、前記中央空洞（２６）は、該冷却回路（３０）の中間の通路を備え、冷却空気の流れ（３２）が、前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路（３０）へと供給され、さらに前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォーム（３）のプラットフォームコア（５４）へと流体連通させ、前記冷却空気の流れ（３２）を前記プラットフォーム（３）の前記プラットフォームコア（５４）へと通過させる接続部（５６）とを備えている冷却システム。【選択図】図１
2018040348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多壁ブレード（６）とプラットフォーム（３）とを含むターボ機械ブレード（２）のための冷却システムであって、
前記多壁ブレード（６）のための冷却回路（３０）であって、中央空洞（２６）と複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）とを含んでおり、前記中央空洞（２６）は、該冷却回路（３０）の中間の通路を備え、冷却空気の流れ（３２）が、前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路（３０）へと供給される冷却回路（３０）と、
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォーム（３）のプラットフォームコア（５４）へと流体連通させ、前記冷却空気の流れ（３２）を前記プラットフォーム（３）の前記プラットフォームコア（５４）へと通過させる接続部と
を備える冷却システム。
【請求項２】
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、奇数個の外側空洞を含む、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記中央空洞（２６）は、前記冷却空気の流れ（３２）の流れ方向を変えるように構成されている、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記流れ方向は、径方向の流れ方向を含む、請求項３に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、正圧面（８）および負圧面（１０）で構成されるグループから選択される前記多壁ブレード（６）の面に隣接して位置する、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記冷却回路（３０）は、ブレード中部冷却回路、前縁冷却回路、および後縁冷却回路で構成されるグループから選択される、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記冷却空気を前記プラットフォームコア（５４）から冷却フィルム（５８）として排出させる複数の開口（６０）をさらに備える、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記冷却空気の流れ（３２）は、前記第１の外側空洞を通って第１の径方向に流れ、前記冷却空気の流れ（３２）は、前記第２の外側空洞を通って前記第１の径方向とは反対の第２の径方向に流れる、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記第１の径方向は、外側への径方向であり、前記第２の径方向は、内側への径方向である、請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１０】
圧縮機構成要素（１０４）と、燃焼器構成要素（１１０）と、タービン構成要素（１１６）とを含んでおり、前記タービン構成要素（１１６）は、複数のターボ機械ブレード（２）を含み、前記ターボ機械ブレード（２）のうちの少なくとも１つは、多壁ブレード（６）およびプラットフォーム（３）を含んでいるガスタービンシステム（１０２）と、
前記多壁ブレード（６）のための冷却回路（３０）であって、中央空洞（２６）と複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）とを含んでおり、前記中央空洞（２６）は、該冷却回路（３０）の中間の通路を備え、冷却空気の流れ（３２）が、前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路（３０）へと供給される冷却回路（３０）と、
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォーム（３）のプラットフォームコア（５４）へと流体連通させ、前記冷却空気の流れ（３２）を前記プラットフォーム（３）の前記プラットフォームコア（５４）へと通過させる接続部と
を備えるターボ機械。
【請求項１１】
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、奇数個の外側空洞を含む、請求項１０に記載のターボ機械。
【請求項１２】
前記中央空洞（２６）は、前記冷却空気の流れ（３２）の流れ方向を変えるように構成されている、請求項１０に記載のターボ機械。
【請求項１３】
前記流れ方向は、径方向の流れ方向を含む、請求項１２に記載のターボ機械。
【請求項１４】
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、正圧面（８）および負圧面（１０）で構成されるグループから選択される前記多壁ブレード（６）の面に隣接して位置する、請求項１０に記載のターボ機械。
【請求項１５】
前記冷却回路（３０）は、ブレード中部冷却回路、前縁冷却回路、および後縁冷却回路で構成されるグループから選択される、請求項１０に記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広くには、タービンシステムに関し、より詳細には、多壁（ｍｕｌｔｉ−ｗａｌｌ）ブレードのためのプラットフォームコア供給部（ｐｌａｔｆｏｒｍ  ｃｏｒｅ  ｆｅｅｄ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンシステムは、発電などの分野で広く利用されているターボ機械の一例である。従来からのガスタービンシステムは、圧縮機部分、燃焼器部分、およびタービン部分を含む。
【０００３】
ガスタービンシステムの運転中に、タービンブレードなどのシステム内の種々の構成部品が、構成部品を故障させかねない高温の流れに曝される。より高温の流れは、一般に、ガスタービンシステムの性能、効率、および出力の向上をもたらすため、ガスタービンシステムをより高い温度で動作させることができるよう、高温の流れに曝される構成部品を冷却することが好都合である。
【０００４】
タービンブレードは、典型的には、内部冷却チャネルの入り組んだ迷路を含む。例えば、ガスタービンシステムの圧縮機によってもたらされる冷却空気が、内部冷却チャネルを通ってタービンブレードを冷却することができる。
【０００５】
多壁タービンブレードの冷却システムは、内部の壁近傍冷却回路を備えることができる。このような壁近傍冷却回路は、例えば、多壁ブレードの外壁に隣接する壁近傍冷却チャネルを備えることができる。壁近傍冷却チャネルは、典型的には小さく、冷却用の流れをあまり必要としないが、依然として効果的な冷却に充分な速度を維持する。多壁ブレードの他の冷却効果の低い中央チャネル（典型的には、より大きい）を、冷却空気の供給源として使用することができ、「使用後」の冷却流を集めて多壁ブレードのうちのより熱負荷の低い領域へと再分配すべく案内するための１つ以上の再使用回路において使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１８４５１９号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本開示の第１の態様は、多壁ブレードとプラットフォームとを含むターボ機械ブレードのための冷却システムを提供する。この多壁ブレードのための冷却回路は、中央空洞と複数の外側空洞を含み、前記中央空洞は、該冷却回路の中間の通路を備え、冷却空気の流れが、前記複数の外側空洞のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路へと供給され、該冷却回路は、前記複数の外側空洞のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォームのプラットフォームコアへと流体連通させる接続部をさらに含み、前記冷却空気の流れは、前記プラットフォームの前記プラットフォームコアへと前記接続部を通過する。
【０００８】
本開示の第２の態様は、圧縮機構成要素と、燃焼器構成要素と、タービン構成要素とを含んでおり、前記タービン構成要素は、複数のターボ機械ブレードを含み、前記ターボ機械ブレードのうちの少なくとも１つは、多壁ブレードおよびプラットフォームを含んでいるガスタービンシステムと、前記多壁ブレード内に配置された冷却回路であって、中央空洞と複数の外側空洞とを含んでおり、前記中央空洞は、該冷却回路の中間の通路を備え、冷却空気の流れが、前記複数の外側空洞のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路へと供給される冷却回路と、前記複数の外側空洞のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォームのプラットフォームコアへと流体連通させ、前記冷却空気の流れを前記プラットフォームの前記プラットフォームコアへと通過させる接続部と、を備えるターボ機械を提供する。
【０００９】
本開示の第３の態様は、圧縮機構成要素と、燃焼器構成要素と、タービン構成要素とを含んでおり、前記タービン構成要素は、複数のターボ機械ブレードを含み、前記ターボ機械ブレードのうちの少なくとも１つは、多壁ブレードおよびプラットフォームを含んでいるガスタービンシステムと、前記ガスタービンシステムによって駆動されるシャフトと、電気を生み出すための前記シャフトに結合した発電機と、前記多壁ブレード内に配置された冷却回路であって、中央空洞と複数の外側空洞とを含んでおり、前記中央空洞は、該冷却回路の中間の通路を備え、冷却空気の流れが、前記複数の外側空洞のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路へと供給される冷却回路と、前記複数の外側空洞のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォームのプラットフォームコアへと流体連通させ、前記冷却空気の流れを前記プラットフォームの前記プラットフォームコアへと通過させる接続部と、を備える発電システムを提供する。
【００１０】
本開示の例示の態様は、本明細書に記載の問題および／または論じられない他の問題を解決する。
【００１１】
本開示のこれらの特徴および他の特徴は、本開示のさまざまの態様の以下の詳細な説明を本開示の種々の実施形態を示す添付の図面と併せて検討することで、より容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】いくつかの実施形態による多壁ブレードを含むターボ機械ブレードの斜視図を示している。
【図２】種々の実施形態による図１の線Ｘ−Ｘに沿って得た図１の多壁ブレードの断面図である。
【図３】図２の断面図の一部分を示しており、種々の実施形態による正圧側冷却回路を示している。
【図４】種々の実施形態による図３の正圧側冷却回路の斜視図である。
【図５】種々の実施形態による正圧側冷却回路の側面図である。
【図６】図２の断面図の一部分を示しており、種々の実施形態による正圧側冷却回路を示している。
【図７】種々の実施形態による図６の正圧側冷却回路の斜視図である。
【図８】種々の実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示の図面が、比例尺でないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面において、図の間で、類似した番号は類似した構成要素を表している。
【００１４】
上述したように、本開示は、広くには、タービンシステムに関し、より詳細には、多壁ブレードのためのプラットフォームコア供給部に関する。
【００１５】
図面（例えば、図８を参照）において、「Ａ」軸は、軸方向を表す。本明細書において使用されるとき、「軸方向」および／または「軸方向に」という用語は、ターボ機械（とくには、ロータ部分）の回転軸に実質的に平行な軸Ａに沿った物体の相対的な位置／方向を指す。さらに本明細書において使用されるとき、用語「径方向」および／または「径方向に」は、軸Ａに実質的に垂直でありかつただ１つの位置において軸Ａと交差する軸「ｒ」（例えば、図１を参照）に沿った物体の相対位置／方向を指す。さらに、「周方向」および／または「周方向に」という用語は、軸Ａを取り囲むが、いかなる位置においても軸Ａと交差しない円周（ｃ）に沿った物体の相対的な位置／方向を指す。
【００１６】
図１を参照すると、ターボ機械ブレード２の斜視図が示されている。ターボ機械ブレード２は、シャンク４と、シャンク４に結合し、シャンク４から径方向外側へと延びている多壁ブレード６とを含む。多壁ブレード６は、正圧面８と、反対側の負圧面１０と、先端領域３８とを含む。多壁ブレード６は、正圧面８と負圧面１０との間の前縁１４と、前縁１４の反対側の正圧面８と負圧面１０との間の後縁１６とをさらに含む。多壁ブレード６は、正圧側プラットフォーム５および負圧側プラットフォーム７を含むプラットフォーム３から径方向に延びている。プラットフォーム３は、多壁ブレード６とシャンク４との間の共通部分または移行部分に配置される。
【００１７】
シャンク４および多壁ブレード６の各々を、１つ以上の金属（例えば、鋼、鋼の合金、など）から形成でき、従来からの手法によって形成（例えば、鋳造、鍛造、または機械加工）することができる。シャンク４および多壁ブレード６を、一体的に形成（例えば、鋳造、鍛造、三次元印刷、など）してもよく、あるいは後に（例えば、溶接、ろう付け、接着、または他の結合の機構によって）接合される別々の構成部品として形成してもよい。多壁ブレード６は、固定されたブレード（ノズル）または回転するブレードであってよい。
【００１８】
図２が、図１の線Ｘ−Ｘに沿って得た多壁ブレード６の断面図を示している。図示のように、多壁ブレード６は、複数の内部空洞を含むことができる。いくつかの実施形態において、多壁ブレード６は、前縁空洞１８と、複数の正圧側（外側）空洞２０Ａ〜２０Ｅと、複数の負圧側（外側）空洞２２Ａ〜２２Ｆと、複数の後縁空洞２４Ａ〜２４Ｃと、複数の中央空洞２６Ａ、２６Ｂとを含む。多壁ブレード６における空洞１８，２０，２２，２４，２６の数は、当然ながら、例えば多壁ブレード６の具体的な構成、サイズ、使用目的、などに応じてさまざまであってよい。この限りにおいて、本明細書に開示の実施形態に示される空洞１８，２０，２２，２４，２６の数は、限定を意味しない。実施形態に応じて、空洞１８，２０，２２，２４，２６の種々の組み合わせを使用して、種々の冷却回路を設けることができる。
【００１９】
いくつかの実施形態による蛇行冷却回路３０が、図３および図４に示されている。冷却回路３０は、前縁１４と後縁１６との間の多壁ブレード６の正圧面８に隣接して位置する。冷却回路３０は、正圧側空洞２０Ｃ、２０Ｄ、および２２Ｅと、中央空洞２６Ｂとによって形成されている。本明細書において、冷却回路３０は、奇数個の正圧側空洞と中央空洞とを含むものとして説明されるが、同様の冷却回路を、奇数個の負圧側空洞と中央空洞とを使用して形成することも可能であることに、留意すべきである。
【００２０】
図３および図４を図１と共に参照すると、例えばガスタービンシステム１０２（図８）の圧縮機１０４によって生成される冷却空気３２の流れが、（例えば、少なくとも１つの冷却空気供給部を介して）シャンク４を通って正圧側空洞２０Ｅの基部３４へと供給される。冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｅを通って径方向外側へと多壁ブレード６の先端領域３８（図１）に向かって流れ、対流冷却をもたらす。ターン３６が、冷却空気３２の流れを正圧側空洞２０Ｅから正圧側空洞２０Ｄへと向け直す。冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｄを通って径方向内側へと正圧側空洞２０Ｄの基部３９に向かって流れ、対流冷却をもたらす。ターン４０が、冷却空気３２の流れを正圧側空洞２０Ｄの基部３９から中央空洞２６Ｂの基部４２へと向け直す。冷却空気３２の流れは、中央空洞２６Ｂを通って径方向外側へと多壁ブレード６の先端領域３８に向かって流れ、対流冷却をもたらす。ターン４４が、冷却空気３２の流れを中央空洞２６Ｂから正圧側空洞２０Ｃへと向け直す。冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｃを通って径方向内側へと正圧側空洞２０Ｃの基部４６に向かって流れ、対流冷却をもたらす。以下で詳述されるように、正圧側空洞２０Ｃを通って径方向内側へと流れる冷却空気３２の流れは、冷却の目的のためにプラットフォーム３へと向けられてもよい。いくつかの実施形態によれば、ターン３６、４０、４４（ならびに、後述される他のターン）は、空気または任意の他の気体を多壁ブレード６内の或る場所から別の場所へと通すことができる導管、チューブ、パイプ、チャネル、および／または任意の他の適切な機構を備えることができる。
【００２１】
図３および図４から、中央空洞２６Ｂが、冷却空気３２の流れの流れ方向（例えば、径方向の流れ方向）を変えるために使用される冷却回路３０における中間の通路であることを、見て取ることができる。冷却回路３０において、冷却空気３２の流れは、以下の冷却経路、すなわち正圧側空洞２０Ｅ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｄ（内側へ）→中央空洞２６Ｂ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｃ（内側へ）に沿って移動する。図３および図４から、奇数個の正圧側空洞２０Ｃ、２０Ｄ、および２０Ｅが冷却回路３０に含まれることも、見て取ることができる。奇数個（この実施形態では３つであるが、他の実施形態においては３つよりも多くてよい）の正圧側空洞２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅと、中間の通路としての中央空洞２６Ｂとを使用することによって、冷却空気３２の流れを、冷却の目的のために多壁ブレード６のプラットフォーム３のコア５４へと導くことができる。
【００２２】
冷却回路３０における正圧側空洞２０Ｃ、２０Ｄ、および２０Ｅの順序を、多壁ブレード６の構成、冷却空気供給部の位置、などの因子に応じて変えることができる。例えば、冷却空気３２の流れは、以下のようであってよく、すなわち正圧側空洞２０Ｃ（外側へ）→中央空洞２６Ｂ（内側へ）→正圧側空洞２０Ｄ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｅ（内側へ）、正圧側空洞２０Ｃ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｄ（内側へ）→中央空洞２６Ｂ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｅ（内側へ）、正圧側空洞２０Ｅ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｃ（内側へ）→中央空洞２６Ｂ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｄ（内側へ）、などであってよい。冷却回路３０の上記実施形態の各々において、冷却空気３２の流れは、この順序における最後の正圧側空洞からプラットフォーム３へと導かれ、より一般的には、この順序において内側へと向いた冷却空気３２の流れを有する正圧側空洞からプラットフォーム３へと導かれる。冷却空気３２の流れが正圧側空洞において開始および終了し、中央空洞がその間のどこかにもたらされる限りにおいて、正圧側空洞の任意の順序を使用することができる。
【００２３】
蛇行冷却回路１３０を含む別の実施形態が、図５および図６に示されている。冷却回路１３０は、前縁１４と後縁１６との間の多壁ブレード６の正圧面８に隣接して位置する。冷却回路１３０は、正圧側空洞２０Ｃ、２０Ｄ、および２２Ｅと、中央空洞２６Ｂとによって形成されている。本明細書において、冷却回路１３０は、奇数個の正圧側空洞と中央空洞とを含むものとして説明されるが、同様の冷却回路を、奇数個の負圧側空洞と中央空洞とを使用して形成できることに、留意すべきである。
【００２４】
図５および図６を図１と共に参照すると、冷却回路１３０において、例えばガスタービンシステム１０２（図８）の圧縮機１０４によって生成される冷却空気３２の流れが、（例えば、少なくとも１つの冷却空気供給部を介して）シャンク４を通って中央空洞２６Ｂの基部４２へと供給される。冷却空気３２の流れは、中央空洞２６Ｂを通って径方向外側へと多壁ブレード６の先端領域３８（図１）に向かって流れ、対流冷却をもたらす。ターン１３２が、冷却空気３２の流れを中央空洞２６Ｂから正圧側空洞２０Ｅへと向け直す。冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｅを通って径方向内側へと正圧側空洞２０Ｅの基部３４に向かって流れ、対流冷却をもたらす。ターン１３４が、冷却空気３２の流れを正圧側空洞２０Ｅの基部３４から正圧側空洞２０Ｄの基部３９へと向け直す。冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｄを通って径方向外側へと多壁ブレード６の先端領域３８に向かって流れ、対流冷却をもたらす。ターン１３６が、冷却空気３２の流れを正圧側空洞２０Ｄから正圧側空洞２０Ｃへと向け直す。冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｃを径方向内側へと正圧側空洞２０Ｃの基部４６に向かって通過し、対流冷却をもたらす。やはり、以下で詳述されるように、正圧側空洞２０Ｃを通って径方向内側へと流れる冷却空気３２の流れを、冷却の目的のために多壁ブレード６のプラットフォーム３のコア５４へと導くことができる。
【００２５】
図５および図６から、中央空洞２６Ｂが、冷却回路１３０における供給通路として働くことを、見て取ることができる。冷却回路１３０において、冷却空気３２の流れは、以下の冷却経路、すなわち中央空洞２６Ｂ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｅ（内側へ）→正圧側空洞２０Ｄ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｃ（内側へ）に沿って移動する。冷却回路３０と同様に、奇数個の正圧側空洞２０Ｃ、２０Ｄ、および２０Ｅが、冷却回路１３０に含まれている。奇数個（この実施形態では３つであるが、他の実施形態においては３つよりも多くてよい）の正圧側空洞２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅと、供給通路としての中央空洞２６Ｂとを使用することによって、冷却空気３２の流れを、冷却の目的のために多壁ブレード６のプラットフォーム３のコア５４へと導くことができる。上述したように、冷却空気３２の流れが中央空洞において開始し、正圧側空洞において終了する限りにおいて、正圧側空洞の任意の順序を使用することができる。
【００２６】
他の可能な順序として、中央空洞２６Ｂ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｃ（内側へ）→正圧側空洞２０Ｄ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｅ（内側へ）、中央空洞２６Ｂ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｃ（内側へ）→正圧側空洞２０Ｅ（外側へ）→正圧側空洞２０Ｄ（内側へ）、などが挙げられる。冷却回路１３０の上記実施形態の各々において、冷却空気３２の流れは、この順序における最後の正圧側空洞からプラットフォーム３へと導かれ、より一般的には、この順序において内側へと向いた冷却空気３２の流れを有する正圧側空洞からプラットフォーム３へと導かれる。冷却空気３２の流れが中央空洞へと供給され、正圧側空洞において終了する限りにおいて、正圧側空洞の任意の順序を使用することができる。
【００２７】
冷却回路３０，１３０は、多壁ブレード６のブレード中間領域における使用に関して説明されている。しかしながら、冷却回路３０，１３０は、多壁ブレード６の他の場所でも使用可能である。例えば、冷却回路３０，１３０を、多壁ブレードの前縁（正圧および／または負圧側）、多壁ブレードの後縁（正圧および／または負圧側）、などにおいて使用することができる。
【００２８】
冷却回路３０，１３０は、ガスタービンの運転中に回転するターボ機械ブレード２の多壁ブレード６における使用に関して説明されている。しかしながら、冷却回路３０，１３０を、ガスタービンの固定のタービンノズルにおける冷却にも使用することができる。さらに、冷却回路３０，１３０を使用して、動作時に内部の冷却空気の流れを必要とする他の構造物を冷却することができる。
【００２９】
次に、図７を図１、図３、および図４と併せて参照する。図７は、種々の実施形態による冷却回路３０の側面図である。図示されているように、冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｃからプラットフォームコア５４へと開口５２を通過することができる。
【００３０】
あるいは、冷却空気３２の流れは、正圧側空洞２０Ｃからプラットフォームコア５４へと通路５６を通過することができる。プラットフォーム３は、正圧側プラットフォーム５および／または負圧側プラットフォーム７を備えることができる。冷却空気３２の流れは、少なくとも１つのフィルム開口６０を介してプラットフォームコア５４から冷却フィルム５８として出て、プラットフォーム３のフィルム冷却をもたらすことができる。冷却空気３２の流れをプラットフォームコア５４へと導くための他の技術も、使用することができる。記載された実施形態は、限定を意味するものではない。
【００３１】
図８は、本明細書において使用され得るガスターボ機械１０２の概略図を示している。ガスターボ機械１０２は、圧縮機１０４を含むことができる。
【００３２】
圧縮機１０４は、流入する空気の流れ１０６を圧縮する。圧縮機１０４は、圧縮された空気の流れ１０８を燃焼器１１０へともたらす。燃焼器１１０は、圧縮された空気の流れ１０８を加圧された燃料の流れ１１２と混合し、この混合物に点火して、燃焼ガスの流れ１１４を生み出す。単一の燃焼器１１０のみが示されているが、ガスターボ機械１０２は、任意の数の燃焼器１１０を含むことができる。次いで、燃焼ガスの流れ１１４は、典型的には複数のターボ機械ブレード２（図１）を備えているタービン１１６へともたらされる。燃焼ガスの流れ１１４は、タービン１１６を駆動して機械的な仕事を生み出す。タービン１１６で生み出された機械的な仕事は、シャフト１１８を介して圧縮機１０４を駆動し、さらに発電機などの外部負荷１２０を駆動するために用いられてよい。
【００３３】
種々の実施形態において、互いに「結合」しているとして説明される構成要素は、１つ以上の界面に沿って結び付けられてよい。いくつかの実施形態において、これらの界面は、別個の構成要素の間の接合部を含むことができ、他の場合には、これらの界面は、堅固および／または一体的に形成された相互接続を含むことができる。すなわち、いくつかの場合において、互いに「結合」した構成要素は、単一の連続的な部材を定めるように同時に形成されることができる。しかしながら、他の実施形態において、これらの結合した構成要素は、別々の部材として形成された後に公知のプロセス（例えば、締め付け、超音波溶接、接着）によって結び付けられてよい。
【００３４】
或る要素または層が、他の要素に対して「上に位置し」、「係合し」、「接続され」、あるいは「結合し」ていると称される場合、他の要素に対して直接的に上に位置し、係合し、接続され、あるいは係合しても、介在の要素が存在してもよい。対照的に、或る要素が、他の要素に対して「直接的に上に位置し」、「直接的に係合し」、「直接的に接続され」、あるいは「直接的に結合し」ていると称される場合、いかなる介在の要素または層も存在できないかもしれない。
【００３５】
要素間の関係を説明するために使用される他の用語も、同様な方法で解釈されなければならない（例えば、「・・・の間に」に対する「・・・の間に直接的に」、「・・・に隣接」に対する「・・・に直接的に隣接」、など）。本明細書において使用されるとき、用語「および／または」は、そこに挙げられた項目のうちの１つ以上からなる任意かつすべての組み合わせを含む。
【００３６】
本明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的とし、本開示を限定することを目的とするものではない。本明細書で用いられるように、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合に、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成部品の存在を示すが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、および／またはこれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。
【００３７】
この明細書は、ベストモードを含めて本発明を開示するために、ならびに、任意の装置またはシステムの製作および使用、採用された任意の方法の実施を含めて当業者が本発明を実践することも可能にするために例示を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
［実施態様１］
多壁ブレード（６）とプラットフォーム（３）とを含むターボ機械ブレード（２）のための冷却システムであって、
前記多壁ブレード（６）のための冷却回路（３０）であって、中央空洞（２６）と複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）とを含んでおり、前記中央空洞（２６）は、該冷却回路（３０）の中間の通路を備え、冷却空気の流れ（３２）が、前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路（３０）へと供給される冷却回路（３０）と、
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォーム（３）のプラットフォームコア（５４）へと流体連通させ、前記冷却空気の流れ（３２）を前記プラットフォーム（３）の前記プラットフォームコア（５４）へと通過させる接続部と
を備える冷却システム。
［実施態様２］
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、奇数個の外側空洞を含む、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様３］
前記中央空洞（２６）は、前記冷却空気の流れ（３２）の流れ方向を変えるように構成されている、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様４］
前記流れ方向は、径方向の流れ方向を含む、実施態様３に記載の冷却システム。
［実施態様５］
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、正圧面（８）および負圧面（１０）で構成されるグループから選択される前記多壁ブレード（６）の面に隣接して位置する、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様６］
前記冷却回路（３０）は、ブレード中部冷却回路、前縁冷却回路、および後縁冷却回路で構成されるグループから選択される、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様７］
前記冷却空気を前記プラットフォームコア（５４）から冷却フィルム（５８）として排出させる複数の開口（６０）をさらに備える、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様８］
前記冷却空気の流れ（３２）は、前記第１の外側空洞を通って第１の径方向に流れ、前記冷却空気の流れ（３２）は、前記第２の外側空洞を通って前記第１の径方向とは反対の第２の径方向に流れる、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様９］
前記第１の径方向は、外側への径方向であり、前記第２の径方向は、内側への径方向である、実施態様８に記載の冷却システム。
［実施態様１０］
圧縮機構成要素（１０４）と、燃焼器構成要素（１１０）と、タービン構成要素（１１６）とを含んでおり、前記タービン構成要素（１１６）は、複数のターボ機械ブレード（２）を含み、前記ターボ機械ブレード（２）のうちの少なくとも１つは、多壁ブレード（６）およびプラットフォーム（３）を含んでいるガスタービンシステム（１０２）と、
前記多壁ブレード（６）内に配置された冷却回路（３０）であって、中央空洞（２６）と複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）とを含んでおり、前記中央空洞（２６）は、該冷却回路（３０）の中間の通路を備え、冷却空気の流れ（３２）が、前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路（３０）へと供給される冷却回路（３０）と、
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォーム（３）のプラットフォームコア（５４）へと流体連通させ、前記冷却空気の流れ（３２）を前記プラットフォーム（３）の前記プラットフォームコア（５４）へと通過させる接続部と
を備えるターボ機械。
［実施態様１１］
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、奇数個の外側空洞を含む、実施態様１０に記載のターボ機械。
［実施態様１２］
前記中央空洞（２６）は、前記冷却空気の流れ（３２）の流れ方向を変えるように構成されている、実施態様１０に記載のターボ機械。
［実施態様１３］
前記流れ方向は、径方向の流れ方向を含む、実施態様１２に記載のターボ機械。
［実施態様１４］
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）は、正圧面（８）および負圧面（１０）で構成されるグループから選択される前記多壁ブレード（６）の面に隣接して位置する、実施態様１０に記載のターボ機械。
［実施態様１５］
前記冷却回路（３０）は、ブレード中部冷却回路、前縁冷却回路、および後縁冷却回路で構成されるグループから選択される、実施態様１０に記載のターボ機械。
［実施態様１６］
前記冷却空気を前記プラットフォームコア（５４）から冷却フィルム（５８）として排出させる複数の開口（６０）をさらに備える、実施態様１０に記載のターボ機械。
［実施態様１７］
前記冷却空気の流れ（３２）は、前記第１の外側空洞を通って第１の径方向に流れ、前記冷却空気の流れ（３２）は、前記第２の外側空洞を通って前記第１の径方向とは反対の第２の径方向に流れる、実施態様１０に記載のターボ機械。
［実施態様１８］
前記第１の径方向は、外側への径方向であり、前記第２の径方向は、内側への径方向である、実施態様１７に記載のターボ機械。
［実施態様１９］
前記冷却回路（３０）は、蛇行冷却回路（３０）を含む、実施態様１０に記載のターボ機械。
［実施態様２０］
圧縮機構成要素（１０４）と、燃焼器構成要素（１１０）と、タービン構成要素（１１６）とを含んでおり、前記タービン構成要素（１１６）は、複数のターボ機械ブレード（２）を含み、前記ターボ機械ブレード（２）のうちの少なくとも１つは、多壁ブレード（６）およびプラットフォーム（３）を含んでいるガスタービンシステム（１０２）と、
前記ガスタービンシステム（１０２）によって駆動されるシャフトと、
電気を生み出すための前記シャフトに結合した発電機と、
前記多壁ブレード（６）内に配置された冷却回路（３０）であって、中央空洞（２６）と複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）とを含んでおり、前記中央空洞（２６）は、該冷却回路（３０）の中間の通路を備え、冷却空気の流れ（３２）が、前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第１の外側空洞を通って該冷却回路（３０）へと供給される冷却回路（３０）と、
前記複数の外側空洞（１８、２０、２２、２４）のうちの第２の外側空洞を前記プラットフォーム（３）のプラットフォームコア（５４）へと流体連通させ、前記冷却空気の流れ（３２）を前記プラットフォーム（３）の前記プラットフォームコア（５４）へと通過させる接続部と
を備える発電システム。
【符号の説明】
【００３８】
２  ターボ機械ブレード
３  プラットフォーム
４  シャンク
５  正圧側プラットフォーム
６  多壁ブレード
７  負圧側プラットフォーム
８  正圧面
１０  負圧面
１４  前縁
１６  後縁
１８  前縁空洞
２０Ａ〜２０Ｅ  正圧側空洞
２２Ａ〜２２Ｆ  負圧側空洞
２４Ａ〜２４Ｃ  後縁空洞
２６Ａ、２６Ｂ  中央空洞
３０  冷却回路
３２  冷却空気
３４  基部
３６  ターン
３８  先端領域
３９  基部
４０  ターン
４２  基部
４４  ターン
４６  基部
５２  開口
５４  プラットフォームコア
５６  通路
５８  冷却フィルム
６０  フィルム開口
１０２  ガスターボ機械、ガスタービンシステム
１０４  圧縮機
１０６  空気
１０８  圧縮された空気
１１０  燃焼器
１１２  燃料
１３０  冷却回路
１３２  ターン
１３４  ターン
１３６  ターン
【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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【図８】
2018040348.tif 000010
【外国語明細書】
2018040348000001.pdf