(57)【要約】      （修正有）【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】多壁ブレードのための後縁冷却システムであって、多壁ブレードの後縁に向かって延びており、冷却剤の供給部に流体連通した往路レグ３４と、多壁ブレードの後縁から遠ざかるように延びており、冷却剤の集合通路４６に流体連通した復路レグ３８と、往路レグ３４と復路レグ３８とを結合させるためのターン３６とを含む冷却回路３０を含んでおり、往路レグ３４は、多壁ブレードの径方向の軸ｒに沿って復路レグ３８から径方向にオフセットされている、後縁冷却システム。【選択図】図３
2018112181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多壁ブレード（６）のための後縁冷却システムであって、
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）に向かって延びており、冷却剤の供給部（４２）に流体連通した往路レグ（３４）と、
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）から遠ざかるように延びており、冷却剤の集合通路（４６）に流体連通した復路レグ（３８）と、
前記往路レグ（３４）と前記復路レグ（３８）とを結合させるためのターン（３６）と
を含む冷却回路（３２）を備えており、
前記往路レグ（３４）は、前記多壁ブレード（６）の径方向の軸（ｒ）に沿って前記復路レグ（３８）から径方向にオフセットされている、後縁冷却システム。
【請求項２】
前記冷却剤の集合通路（４６）は、前記多壁ブレード（６）内の少なくとも１つの他の冷却回路に流体連通している、請求項１に記載の後縁冷却システム。
【請求項３】
前記冷却回路（３２）を通過し、前記冷却剤の集合通路（４６）へと入り、該冷却剤の集合通路（４６）から前記多壁ブレード（６）の少なくとも１つの他の冷却回路へと通過する冷却剤の流れ
をさらに含む、請求項１に記載の後縁冷却システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの他の冷却回路は、フィルム冷却、対流冷却、または衝突冷却のうちの少なくとも１つをもたらす、請求項３に記載の後縁冷却システム。
【請求項５】
前記往路レグ（３４）の前記復路レグ（３８）からの径方向のオフセットは、前記復路レグ（３８）から径方向外側および前記復路レグ（３８）から径方向内側で構成されるグループから選択される、請求項１に記載の後縁冷却システム。
【請求項６】
前記復路レグ（３８）は、前記往路レグ（３４）とは異なるサイズである、請求項１に記載の後縁冷却システム。
【請求項７】
前記復路レグ（３８）は、前記往路レグ（３４）に対して周方向にオフセットされている、請求項１に記載の後縁冷却システム。
【請求項８】
前記往路レグ（３４）は、前記多壁ブレード（６）の負圧面（１０）に沿って延び、前記復路レグ（３８）は、前記多壁ブレード（６）の正圧面（８）に沿って延びており、あるいは前記往路レグ（３４）は、前記多壁ブレード（６）の正圧面（８）に沿って延び、前記復路レグ（３８）は、前記多壁ブレード（６）の負圧面（１０）に沿って延びている、請求項７に記載の後縁冷却システム。
【請求項９】
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）の径方向長さの少なくとも一部分にわたって広がる複数の前記冷却回路（３２）
をさらに備える、請求項１に記載の後縁冷却システム。
【請求項１０】
複数の前記冷却回路（３２）をさらに備え、該複数の冷却回路（３２）の各々における前記往路レグ（３４）および復路レグ（３８）のサイズは、前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）における当該冷却回路（３２）の径方向位置に応じて異なる、請求項１に記載の後縁冷却システム。
【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）ブレードのための冷却回路に関する。
【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。ガスタービンシステムの運転中に、タービンブレードおよびノズル翼形部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。
【０００３】
多壁ブレードは、典型的には、内部冷却通路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（または、他の適切な冷却剤）が、多壁ブレードの種々の部分を冷却するために、冷却通路を通過し、冷却通路を出ることができる。多壁ブレード内の１つ以上の冷却通路によって形成される冷却回路は、例えば、内部壁側冷却回路、内部中央冷却回路、先端冷却回路、ならびに多壁ブレードの前縁および後縁に隣接する冷却回路を含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０１７７７４１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１の態様は、多壁ブレードのための後縁冷却システムを提供する。この後縁冷却システムは、多壁ブレードの後縁に向かって延びており、空気の供給部に流体連通した往路レグと、多壁ブレードの後縁から遠ざかるように延びており、集合通路に流体連通した復路レグと、往路レグと復路レグとを結合させるためのターンとを有する冷却回路を備えており、往路レグは、多壁ブレードの径方向の軸に沿って復路レグから径方向にオフセットされている。
【０００６】
本開示の第２の態様は、後縁冷却システムが内部に配置された多壁タービンブレードであって、後縁冷却システムは、多壁ブレードの後縁の径方向長さの少なくとも一部分にわたって広がる複数の冷却回路を含んでおり、各々の冷却回路は、多壁ブレードの後縁に向かって延びており、空気の供給部に流体連通した往路レグと、多壁ブレードの後縁から遠ざかるように延びており、集合通路に流体連通した復路レグと、往路レグと復路レグとを結合させるためのターンとを含み、往路レグは、多壁ブレードの径方向の軸に沿って復路レグから径方向にオフセットされている、多壁タービンブレードを提供する。
【０００７】
本開示の第３の態様は、圧縮機部分と、燃焼器部分と、タービン部分とを含んでおり、タービン部分は複数のタービンブレードを含み、タービンブレードのうちの少なくとも１つは多壁ブレードを含んでいるガスタービンシステムと、多壁ブレードの内部に配置された後縁冷却システムとを含んでいるターボ機械であって、後縁冷却システムは、多壁ブレードの後縁の径方向長さの少なくとも一部分にわたって広がる複数の冷却回路を含み、各々の冷却回路は、多壁ブレードの後縁に向かって延びており、空気の供給部に流体連通した往路レグと、多壁ブレードの後縁から遠ざかるように延びており、集合通路に流体連通した復路レグと、往路レグと復路レグとを結合させるためのターンとを含み、往路レグは、多壁ブレードの径方向の軸に沿って復路レグから径方向にオフセットされており、往路レグは、復路レグに対して周方向にオフセットされている、ターボ機械を提供する。
【０００８】
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。
【０００９】
本開示のこれらの特徴および他の特徴は、本開示の種々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】
【００１０】
【図１】種々の実施形態による多壁ブレードの斜視図である。
【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】種々の実施形態による後縁冷却回路の一部分の側面図である。
【図４】種々の実施形態による図３の後縁冷却回路の上面断面図である。
【図５】種々の実施形態による図１の多壁ブレードの図３および図４に示した部分を示している。
【図６】種々の実施形態による後縁冷却回路の一部分の側面図である。
【図７】種々の実施形態による図６の後縁冷却回路の上面断面図である。
【図８】種々の実施形態による後縁冷却回路の一部分の側面図である。
【図９】種々の実施形態による後縁冷却回路の一部分の側面図である。
【図１０】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】
【００１１】
本開示の図面が、必ずしも一定の縮尺では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、図面間で類似する番号は類似する要素を示している。
【００１２】
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冷却回路に関する。多壁ブレードとして、例えば、タービンブレードまたはタービンシステムのノズルを挙げることができる。
【００１３】
いくつかの実施形態によれば、流れの再利用を伴う後縁冷却回路が、タービンシステム（例えば、ガスタービンシステム）の多壁ブレードを冷却するために設けられる。冷却空気の流れは、後縁冷却回路を通過した後に再利用される。後縁冷却回路を通過した後に、冷却空気の流れを集めて、多壁ブレードの他の部分を冷却するために使用することができる。例えば、冷却空気の流れを、対流冷却および／またはフィルム冷却のために、多壁ブレードの正圧面または負圧面の少なくとも一方へと導くことができる。さらに、冷却空気の流れを、先端およびプラットフォーム冷却回路など、多壁ブレード内の他の冷却回路へともたらしてもよい。
【００１４】
伝統的な後縁冷却回路は、典型的に、冷却空気の流れを、後壁冷却回路を通って流れた後に、多壁ブレードから排出する。これは、冷却空気が、多壁ブレードから排出されるまでに、冷却空気の最大熱容量までは使用されていない可能性があるため、冷却空気の効率的な使用ではない。対照的に、いくつかの実施形態によれば、後壁冷却回路を通過した後の冷却空気の流れが、多壁ブレードのさらなる冷却のために使用される。
【００１５】
図面（例えば、図１０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、タービンシステム（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、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的な位置／方向を指す。最後に、用語「周方向」は、軸Ａを中心とする移動または位置を指す。
【００１６】
図１を参照すると、タービンブレード２の斜視図が示されている。タービンブレード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（多壁翼形部とも称される）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５２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から径方向に延びている。
【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、ニッケル、ニッケルの合金、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。
【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、複数の内部通路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、少なくとも１つの前縁通路１８と、少なくとも１つの正圧側（壁寄り）通路２０と、少なくとも１つの負圧側（壁寄り）通路２２と、少なくとも１つの後縁通路２４と、少なくとも１つの中央通路２６とを含む。多壁ブレード６における通路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通路１８，２０，２２，２４，２６の数は、限定を意味しない。実施形態に応じて、通路１８，２０，２２，２４，２６のさまざまな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】
後縁冷却回路３０を含む実施形態が、図３〜図５に示されている。名称が示すように、後縁冷却回路３０は、多壁ブレード６の後縁１６に隣接して、多壁ブレード６の正圧面８と負圧面１０との間に配置される。
【００２０】
後縁冷却回路３０は、径方向に間隔を空けつつ（すなわち、「ｒ」軸（例えば、図１を参照）に沿って）配置された複数の冷却回路３２（２つだけ図示されている）を含み、冷却回路３２の各々は、往路レグ３４と、ターン３６と、復路レグ３８とを含む。往路レグ３４は、多壁ブレード６の後縁１６に向かって軸方向に延びている。復路レグ３８は、多壁ブレードの前縁１４に向かって軸方向に延びている。往路および復路レグ３４，３８は、多壁ブレード６の負圧面１０および正圧面８の輪郭に沿うことができる。いくつかの実施形態において、後縁冷却回路３０は、多壁ブレード６の後縁１６の径方向の全長Ｌ（図５）に広がることができる。他の実施形態において、後縁冷却回路３０は、多壁ブレード６の後縁１６の１つ以上の部分に部分的に広がることができる。
【００２１】
各々の冷却回路３２において、往路レグ３４は、ターン３６によって復路レグ３８に対して「ｒ」軸に沿って径方向にオフセットされている。この限りにおいて、ターン３６は、第１のラジアル面Ｐ1に配置された冷却回路３２の往路レグ３４を、第１のラジアル面Ｐ1とは異なる第２のラジアル面Ｐ2に配置された冷却回路３２の復路レグ３８に流体連通させる。例えば、図３に示した実施形態（ただし、これに限られるわけではない）において、往路レグ３４は、各々の冷却回路３２の復路レグ３８に対して径方向外側に配置されている。他の実施形態においては、冷却回路３２のうちの１つ以上において、復路レグ３８に対する往路レグ３４の径方向における位置を逆にし、往路レグ３４を復路レグ３８に対して径方向内側に配置してもよい。多壁ブレード６における図３に示した後縁冷却回路３０の一部分の位置２８（ただし、これに限られるわけではない）が、図５に示されている。
【００２２】
図４に示されるように、径方向のオフセットに加えて、往路レグ３４は、復路レグ３８に対して角度αに位置するようにターン３６によって周方向にオフセットされてもよい。この構成において、往路レグ３４が多壁ブレード６の負圧面１０に沿って延びる一方で、復路レグ３８が多壁ブレード６の正圧面８に沿って延びる。他の実施形態においては、往路レグ３４が多壁ブレード６の正圧面８に沿って延びる一方で、復路レグ３８が多壁ブレード６の負圧面１０に沿って延びてよい。径方向および周方向のオフセットは、例えば後縁冷却回路３０の幾何学的制約および熱容量の制約ならびに／あるいは他の要因に基づき、さまざまであってよい。周方向のオフセットは、各々の冷却回路３２について同じであってよく、あるいは、例えば多壁ブレードの後縁１６における冷却回路３２の径方向位置に基づいて変化してもよい。
【００２３】
例えばガスタービンシステム１０２（図１０）の圧縮機１０４によって生成された冷却空気４０（または、他の適切な冷却剤）の流れは、少なくとも１つの冷却剤の供給部４２（例えば、冷気供給部４２）を介して後縁冷却回路３０に流入する。一般に、任意の適切な種類の冷却剤を使用することができる。各々の冷気供給部４２を、例えば図２に示した後縁通路２４のうちの１つを使用して形成することができ、あるいは多壁ブレード６内の任意の他の適切な冷却空気の供給源を用いて設けることができる。各々の冷却回路３２において、冷却空気４０の流れの一部４４が、冷却回路３２の往路レグ３４に入り、ターン３６に向かって流れる。冷却空気の流れ４４は、冷却回路３２のターン３６によって方向転換（例えば、反転）させられ、冷却回路３２の復路レグ３８に流入する。各々の往路レグ３４へと入る冷却空気４０の流れの一部４４は、各々の冷却回路３２について同じであってよく、あるいは冷却回路３２の異なる組（すなわち、冷却回路３２のうちの１つ以上）において異なっていてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態によれば、後縁冷却回路３０の複数の冷却回路３２からの冷却空気の流れ４４は、冷却回路３２の復路レグ３８から集合通路４６へと流れ出る。単一の集合通路４６を設けることができるが、複数の集合通路４６を利用することも可能である。集合通路４６を、例えば図２に示した後縁通路２４のうちの１つを使用して形成することができ、あるいは多壁ブレード６内の１つ以上の他の通路を用いて設けることができる。図３においては集合通路４６を通って径方向外側へと流れるように図示されているが、代わりに、「使用後」の冷却空気は、集合通路４６を通って径方向内側へと流れてもよい。
【００２５】
集合通路４６へと流入し、集合通路４６を通って流れる冷却空気４８またはその一部を、（例えば、１つ以上の通路（例えば、通路１８〜２４）および／または多壁ブレード６内の通路を使用して）多壁ブレード６の１つ以上のさらなる冷却回路へと導くことができる。この限りにおいて、冷却空気４８の残りの熱容量の少なくとも一部が、多壁ブレード６の後縁１６から非効率的に排出される代わりに、冷却の目的のために利用される。
【００２６】
冷却空気４８またはその一部を、多壁ブレードの種々の領域にフィルム冷却をもたらすために使用することができる。例えば、図１および図２に示されるように、冷却空気４８を使用して、冷却フィルム５０を、多壁ブレード６の正圧面８、負圧面１０、正圧側プラットフォーム５、負圧側プラットフォーム７、および先端領域５２のうちの１つ以上へともたらすことができる。
【００２７】
冷却空気４８またはその一部を、多壁ブレード６内の多通路（例えば、蛇行）冷却回路において使用してもよい。例えば、冷却空気４８を、複数の正圧側通路２０、複数の負圧側通路２２、複数の後縁通路２４、またはこれらの組み合わせによって形成される蛇行冷却回路へと供給することができる。複数の後縁通路２４を使用して形成された例示の蛇行冷却回路５４が、図２に示されている。蛇行冷却回路５４においては、冷却空気４８の少なくとも一部が、後縁通路２４を通って第１の径方向（例えば、紙面から出る方向）に流れ、別の後縁通路２４を通って反対の径方向（例えば、紙面へと入る方向）に流れ、また別の後縁通路２４を通って第１の径方向に流れる。同様の蛇行冷却回路５４を、正圧側通路２０、負圧側通路２２、中央通路２６、またはこれらの組み合わせを用いて形成することができる。
【００２８】
冷却空気４８を、衝突冷却のために、あるいはピンフィンと共に、使用することもできる。例えば、図２に示される例（ただし、これに限られるわけではない）においては、冷却空気４８の少なくとも一部を、中央通路２６へと導き、衝突孔５６を通って前縁通路１８の前方表面５８へと導くことで、多壁ブレード６の前縁１４の衝突冷却をもたらすことができる。衝突のための冷却空気４８の他の使用も想定される。冷却空気４８の少なくとも一部を、（例えば、通路（例えば、後縁通路２４）内の）一式の冷却ピンフィン６０を通って導くこともできる。冷却空気４８を使用する他の多数の冷却用途も可能である。
【００２９】
いくつかの実施形態において、後縁冷却回路３０内の１つ以上の冷却回路３２の往路および復路レグ３４，３８は、異なるサイズを有してもよい。例えば、図６および図７に示されるように、各々の冷却回路３２の往路レグ３４は、復路レグ３８よりも大きくてよい（例えば、熱伝達を高めるために）。往路レグ３４のサイズを、例えば往路レグ３４の径方向高さまたは横方向幅の少なくとも一方を増やすことによって大きくすることができる。他の実施形態において、往路レグ３４は、復路レグ３８よりも小さくてもよい。
【００３０】
さらなる実施形態においては、後縁冷却回路３０内の冷却回路３２の往路レグ３４および復路レグ３８のサイズを、例えば多壁ブレード６の後縁１６における冷却回路３２の相対の径方向位置に基づいて変えることができる。例えば、図８に示されるように、径方向外側に位置する冷却回路３２Ａの往路レグ３４Ａおよび復路レグ３８Ａは、冷却回路３２Ｂの往路レグ３４Ｂおよび復路レグ３８Ｂのそれぞれよりもサイズが大きくてよい（例えば、熱伝達を向上させるために）。
【００３１】
さらなる実施形態においては、後縁冷却回路３０内の少なくとも１つの冷却回路３２において、往路レグ３４または復路レグ３８の少なくとも１つに障害物を設けることができる。障害物として、例えば、金属ピン、隆起部、フィン、プラグ、などを挙げることができる。さらに、障害物の密度を、多壁ブレード６における冷却回路３２の相対の径方向位置に基づいて変えることができる。例えば、図９に示されるように、径方向外側に位置する冷却回路３２Ｃの往路レグ３４Ｃおよび復路レグ３８Ｃ、ならびに冷却回路３２Ｄの往路レグ３４Ｄおよび復路レグ３８Ｄに、一連の障害物６２を設けることができる。障害物６２の密度を、復路レグ３８Ｃ、３８Ｄのそれぞれにおける障害物６２の密度と比較して、往路レグ３４Ｃ、３４Ｄにおいてより高くすることができる（例えば、熱伝達を高めるために）。さらに、障害物６２の相対密度を、冷却回路３２Ｄと比較して、径方向外側に位置する冷却回路３２Ｃにおいてより高くすることができる（例えば、熱伝達を高めるために）。
【００３２】
図１０が、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。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、ガスタービンシステム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ビンブレード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】
多壁の翼形部／ブレードの後縁の追加の冷却をもたらし、さらには／あるいは冷却フィルムを後縁へと直接もたらすために、排気通路（図示せず）を、本明細書に記載のいずれかの冷却回路の任意の部分から、後縁を通過し、後縁から外へと、かつ／または後縁に隣接する翼形部／ブレードの側面から外へと、通すことができる。各々の排気通路を、特定の冷却回路を流れる冷却剤の一部（例えば、半分未満）のみを受け取るように寸法付け、さらには／あるいは後縁内に配置することができる。排気通路を備える場合であっても、依然として、冷却剤の大半（例えば、半分よりも多く）を、冷却回路を通って流し、とくには冷却回路の復路レグを通って流し、その後に例えばフィルム冷却および／または衝突冷却などの本明細書に記載の他の目的のために多壁の翼形部／ブレードの別の部分へともたらすことができる。
【００３４】
さまざまな実施形態では、互いに「結合される」ものとして記載された構成要素は、１つまたは複数の界面に沿って接合されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの界面は、異なる構成要素間の接合を含むことができ、他の場合では、これらの界面は、堅固におよび／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、場合によっては、互いに「結合された」構成要素は、単一の連続した部材を画成するように同時に形成することができる。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。流体連通は、流体が流れることができる結合を指す。
【００３５】
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。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】
本明細書は、最良の形態を含めて本発明を開示するために、また、当業者が任意のデバイスまたはシステムの製作および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実施を含めて本発明を実施できるように、例を使用する。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）のための後縁冷却システムであって、
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）に向かって延びており、冷却剤の供給部（４２）に流体連通した往路レグ（３４）と、
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）から遠ざかるように延びており、冷却剤の集合通路（４６）に流体連通した復路レグ（３８）と、
前記往路レグ（３４）と前記復路レグ（３８）とを結合させるためのターン（３６）と
を含む冷却回路（３２）を備えており、
前記往路レグ（３４）は、前記多壁ブレード（６）の径方向の軸（ｒ）に沿って前記復路レグ（３８）から径方向にオフセットされている、後縁冷却システム。
［実施態様２］
前記冷却剤の集合通路（４６）は、前記多壁ブレード（６）内の少なくとも１つの他の冷却回路に流体連通している、実施態様１に記載の後縁冷却システム。
［実施態様３］
前記冷却回路（３２）を通過し、前記冷却剤の集合通路（４６）へと入り、該冷却剤の集合通路（４６）から前記多壁ブレード（６）の少なくとも１つの他の冷却回路へと通過する冷却剤の流れ
をさらに含む、実施態様１に記載の後縁冷却システム。
［実施態様４］
前記少なくとも１つの他の冷却回路は、フィルム冷却、対流冷却、または衝突冷却のうちの少なくとも１つをもたらす、実施態様３に記載の後縁冷却システム。
［実施態様５］
前記往路レグ（３４）の前記復路レグ（３８）からの径方向のオフセットは、前記復路レグ（３８）から径方向外側および前記復路レグ（３８）から径方向内側で構成されるグループから選択される、実施態様１に記載の後縁冷却システム。
［実施態様６］
前記復路レグ（３８）は、前記往路レグ（３４）とは異なるサイズである、実施態様１に記載の後縁冷却システム。
［実施態様７］
前記復路レグ（３８）は、前記往路レグ（３４）に対して周方向にオフセットされている、実施態様１に記載の後縁冷却システム。
［実施態様８］
前記往路レグ（３４）は、前記多壁ブレード（６）の負圧面（１０）に沿って延び、前記復路レグ（３８）は、前記多壁ブレード（６）の正圧面（８）に沿って延びており、あるいは前記往路レグ（３４）は、前記多壁ブレード（６）の正圧面（８）に沿って延び、前記復路レグ（３８）は、前記多壁ブレード（６）の負圧面（１０）に沿って延びている、実施態様７に記載の後縁冷却システム。
［実施態様９］
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）の径方向長さの少なくとも一部分にわたって広がる複数の前記冷却回路（３２）
をさらに備える、実施態様１に記載の後縁冷却システム。
［実施態様１０］
複数の前記冷却回路（３２）をさらに備え、該複数の冷却回路（３２）の各々における前記往路レグ（３４）および復路レグ（３８）のサイズは、前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）における当該冷却回路（３２）の径方向位置に応じて異なる、実施態様１に記載の後縁冷却システム。
［実施態様１１］
後縁冷却システムが内部に配置された多壁タービンブレード（６）であって、
前記後縁冷却システムは、
当該多壁ブレード（６）の後縁（１６）の径方向長さの少なくとも一部分にわたって広がる複数の前記冷却回路（３２）
を備えており、
各々の冷却回路（３２）は、
当該多壁ブレード（６）の後縁（１６）に向かって延びており、冷却剤の供給部（４２）に流体連通した往路レグ（３４）と、
当該多壁ブレード（６）の後縁（１６）から遠ざかるように延びており、冷却剤の集合通路（４６）に流体連通した復路レグ（３８）と、
前記往路レグ（３４）と前記復路レグ（３８）とを結合させるためのターン（３６）と
を含み、
前記往路レグ（３４）は、当該多壁ブレード（６）の径方向の軸（ｒ）に沿って前記復路レグ（３８）から径方向にオフセットされている、多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１２］
前記冷却剤の集合通路（４６）は、当該多壁ブレード（６）内の少なくとも１つの他の冷却回路に流体連通しており、当該多壁タービンブレード（６）は、前記冷却回路（３２）を通過し、前記冷却剤の集合通路（４６）へと入り、該冷却剤の集合通路（４６）から当該多壁ブレード（６）の少なくとも１つの他の冷却回路へと通過する冷却剤の流れをさらに含む、実施態様１１に記載の多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１３］
前記少なくとも１つの他の冷却回路は、フィルム冷却、対流冷却、または衝突冷却のうちの少なくとも１つをもたらす、実施態様１２に記載の多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１４］
前記往路レグ（３４）の前記復路レグ（３８）からの径方向のオフセットは、前記復路レグ（３８）から径方向外側および前記復路レグ（３８）から径方向内側で構成されるグループから選択される、実施態様１１に記載の多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１５］
前記復路レグ（３８）は、前記往路レグ（３４）とは異なるサイズである、実施態様１１に記載の多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１６］
前記復路レグ（３８）は、前記往路レグ（３４）に対して周方向にオフセットされている、実施態様１１に記載の多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１７］
前記往路レグ（３４）は、当該多壁ブレード（６）の負圧面（１０）に沿って延び、前記復路レグ（３８）は、当該多壁ブレード（６）の正圧面（８）に沿って延びており、あるいは前記往路レグ（３４）は、当該多壁ブレード（６）の正圧面（８）に沿って延び、前記復路レグ（３８）は、当該多壁ブレード（６）の負圧面（１０）に沿って延びている、実施態様１６に記載の多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１８］
前記複数の冷却回路（３２）の各々における前記往路レグ（３４）および復路レグ（３８）のサイズは、当該多壁ブレード（６）の後縁（１６）における当該冷却回路（３２）の径方向位置に応じて異なる、実施態様１１に記載の多壁タービンブレード（６）。
［実施態様１９］
圧縮機部分（１０４）と、燃焼器部分（１１０）と、タービン部分（１１６）とを含んでおり、前記タービン部分（１１６）は複数のタービンブレード（２）を含み、前記タービンブレード（２）のうちの少なくとも１つは多壁ブレード（６）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）の内部に配置された後縁冷却システムと
を備えており、
前記後縁冷却システムは、
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）の径方向長さの少なくとも一部分にわたって広がる複数の前記冷却回路（３２）
を含み、
各々の冷却回路（３２）は、
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）に向かって延びており、冷却剤の供給部（４２）に流体連通した往路レグ（３４）と、
前記多壁ブレード（６）の後縁（１６）から遠ざかるように延びており、冷却剤の集合通路（４６）に流体連通した復路レグ（３８）と、
前記往路レグ（３４）と前記復路レグ（３８）とを結合させるためのターン（３６）と
を含み、
前記往路レグ（３４）は、前記多壁ブレード（６）の径方向の軸（ｒ）に沿って前記復路レグ（３８）から径方向にオフセットされており、前記往路レグ（３４）は、前記復路レグ（３８）に対して周方向にオフセットされている、ターボ機械（１０２）。
［実施態様２０］
前記冷却剤の集合通路（４６）は、前記多壁ブレード（６）内の少なくとも１つの他の冷却回路に流体連通しており、前記多壁タービンブレード（６）は、前記冷却回路（３２）を通過し、前記冷却剤の集合通路（４６）へと入り、該冷却剤の集合通路（４６）から前記多壁ブレード（６）の少なくとも１つの他の冷却回路へと通過する冷却剤の流れをさらに含む、実施態様１９に記載のターボ機械（１０２）。
【符号の説明】
【００３８】
２  タービンブレード
４  シャンク
５  正圧側プラットフォーム
６  多壁タービンブレード
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  前縁通路
２０  正圧側通路
２２  負圧側通路
２４  後縁通路
２６  中央通路
２８  冷却回路の位置
３０  後縁冷却回路
３２  後縁冷却回路
３２Ａ  冷却回路
３２Ｂ  冷却回路
３２Ｃ  冷却回路
３２Ｄ  冷却回路
３４  往路レグ
３４Ａ  往路レグ
３４Ｂ  往路レグ
３４Ｃ  往路レグ
３４Ｄ  往路レグ
３６  ターン
３８  復路レグ
３８Ａ  復路レグ
３８Ｂ  復路レグ
３８Ｃ  復路レグ
３８Ｄ  復路レグ
４０  冷却空気
４２  冷却剤供給部、冷気供給部
４４  （冷却空気の流れの）一部
４６  集合通路
４８  冷却空気
５０  冷却フィルム
５２  先端領域
５４  蛇行冷却回路
５６  衝突孔
５８  前方表面
６０  冷却ピンフィン
６２  障害物
１０２  ガスタービンシステム、ガスターボ機械
１０４  圧縮機
１１０  燃焼器
１１６  タービン
１１８  シャフト
１２０  外部負荷
Ａ  軸
Ａ  軸
Ｌ  全長
Ｐ１  ラジアル面
Ｐ２  ラジアル面
α  角度
【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】
2018112181.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018112181.tif 000012
【外国語明細書】
2018112181000001.pdf