(57)【要約】【課題】正圧側インピンジメントを有する部分的にラップされた後縁冷却回路を提供する。【解決手段】流体結合された様々な内部キャビティを含むタービンブレード翼形部は、翼形部の正圧側に隣接して配置された第１の正圧側キャビティを含むことができる。第１の正圧側キャビティは、冷却剤を受け取ることができる。翼形部はまた、第１の正圧側キャビティに隣接し、それに流体結合された第２の正圧側キャビティと、第１の正圧側キャビティと第２の正圧側キャビティとの間に配置され、それらを流体結合する少なくとも１つのチャネルを含むことができる。チャネルは、第１および第２の正圧側キャビティの上面と底面との間に半径方向に配置されてもよい。翼形部は、後縁に隣接して配置され、第１の正圧側キャビティと直接流体連通する後縁冷却システムを含むことができる。後縁冷却システムは、第１の正圧側キャビティから冷却剤の一部を受け取ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンブレード（２）用の翼形部（６）であって、前記翼形部（６）は、
正圧側に隣接して配置され、冷却剤（６２）を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に隣接し、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に流体結合された第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する少なくとも１つのチャネル（３１）であって、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
の上面（６８、７２）と底面（７０、７４）との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネル（３１）と、
前記翼形部（６）の後縁（１６）に隣接して配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と直接流体連通する後縁冷却システム（３２）と、を含み、前記後縁冷却システム（３２）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）から前記冷却剤（６２）の一部（７８）を受け取るように構成される、
翼形部（６）。
【請求項２】
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の少なくとも一部（７８）は、前記後縁（１６）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置される、請求項１に記載の翼形部（６）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのチャネル（３１）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合された複数のチャネル（３１）をさらに含む、請求項１に記載の翼形部（６）。
【請求項４】
前記複数のチャネル（３１）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する、請求項３に記載の翼形部（６）。
【請求項５】
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の反対側の前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に隣接して配置された第３の正圧側キャビティ（２８Ｃ）をさらに含み、前記第３の正圧側キャビティ（２８Ｃ）は、前記複数のチャネル（３１）のうちの１つを介して前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合される、請求項３に記載の翼形部（６）。
【請求項６】
前記複数のチャネル（３１）は、前記正圧側面（８）の反対側の内壁（７６）上に配置される、請求項３に記載の翼形部（６）。
【請求項７】
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の一部（７８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に隣接して軸方向に延在する、請求項１に記載の翼形部（６）。
【請求項８】
前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合された正圧側膜孔（３８）をさらに含み、前記正圧側膜孔（３８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）から前記冷却剤（６２）を排出するように構成される、請求項１に記載の翼形部（６）。
【請求項９】
前記正圧側膜孔（３８）は、前記チャネル（３１）に隣接して配置される、請求項８に記載の翼形部（６）。
【請求項１０】
正圧側面（８）の反対側の負圧側面（１０）に隣接して配置された少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）をさらに含み、前記少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）は、前記後縁冷却システム（３２）と直接流体連通し、
前記後縁冷却システム（３２）は、前記冷却剤（６２）の前記受け取った部分を前記少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）に供給するように構成される、請求項１に記載の翼形部（６）。
【請求項１１】
タービンブレード（２）であって、
シャンク（４）と、
前記シャンク（４）の半径方向上方に形成されたプラットフォーム（５）と、
前記プラットフォーム（５）の上方に半径方向に形成された翼形部（６）と、
を含み、前記翼形部（６）は、
正圧側面（８）に隣接して配置され、冷却剤（６２）を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に隣接し、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に流体結合された第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する少なくとも１つのチャネル（３１）であって、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
の上面（６８、７２）と底面（７０、７４）との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネル（３１）と、
前記翼形部（６）の後縁（１６）に隣接して配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と直接流体連通する後縁冷却システム（３２）と、を含み、前記後縁冷却システム（３２）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）から前記冷却剤（６２）の一部（７８）を受け取るように構成される、タービンブレード（２）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのチャネル（３１）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する複数のチャネル（３１）をさらに含む、請求項１１に記載のタービンブレード（２）。
【請求項１３】
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の一部（７８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に隣接して軸方向に延在する、請求項１１に記載のタービンブレード（２）。
【請求項１４】
前記翼形部（６）の前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合された正圧側膜孔（３８）をさらに含み、前記正圧側膜孔（３８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）から前記冷却剤（６２）を排出するように構成される、請求項１１に記載のタービンブレード（２）。
【請求項１５】
前記翼形部（６）の前記少なくとも１つのチャネル（３１）は、
前記正圧側膜孔（３８）の反対側にあるか、または
前記正圧側膜孔（３８）に隣接するか、
少なくとも一方の前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合される、請求項１４に記載のタービンブレード（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的にはタービンシステムに関し、より詳細には、互いに流体結合された様々な内部キャビティを含むタービンブレード翼形部に関する。
【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、燃焼器部、およびタービン部を含む。ガスタービンシステムの動作中には、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部品が高温の流れに曝され、それは部品を故障させるおそれがある。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部品を冷却することが有益である。
【０００３】
タービンブレード用の多壁翼形部は、通常、複雑な迷路の内部冷却流路を含む。例えば、ガスタービンシステムの圧縮機によって提供される冷却空気（または他の適切な冷却剤）は、冷却流路を通って出入りして、多壁翼形部および／またはタービンブレードの様々な部分を冷却することができる。多壁翼形部の１つまたは複数の冷却流路によって形成された冷却回路は、例えば、内部壁近傍冷却回路、内部中央冷却回路、先端冷却回路、および多壁翼形部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】
第１の実施形態は、タービンブレード用の翼形部を含むことができる。翼形部は、正圧側に隣接して配置され、冷却剤を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティと、第１の正圧側キャビティに隣接し、第１の正圧側キャビティに流体結合された第２の正圧側キャビティと、第１の正圧側キャビティと第２の正圧側キャビティとの間に配置され、第１の正圧側キャビティと第２の正圧側キャビティとを流体結合する少なくとも１つのチャネルであって、第１の正圧側キャビティと、第２の正圧側キャビティと、の上面と底面との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネルと、翼形部の後縁に隣接して配置され、第１の正圧側キャビティと直接流体連通する後縁冷却システムと、を含み、後縁冷却システムは、第１の正圧側キャビティから冷却剤の一部を受け取るように構成される。
【０００６】
別の実施形態は、タービンブレードを含むことができ、タービンブレードは、シャンクと、シャンクの半径方向上方に形成されたプラットフォームと、プラットフォームの上方に半径方向に形成された翼形部と、を含み、翼形部は、正圧側面に隣接して配置され、冷却剤を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティと、第１の正圧側キャビティに隣接し、第１の正圧側キャビティに流体結合された第２の正圧側キャビティと、第１の正圧側キャビティと第２の正圧側キャビティとの間に配置され、第１の正圧側キャビティと第２の正圧側キャビティとを流体結合する少なくとも１つのチャネルであって、第１の正圧側キャビティと、第２の正圧側キャビティと、の上面と底面との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネルと、翼形部の後縁に隣接して配置され、第１の正圧側キャビティと直接流体連通する後縁冷却システムと、を含み、後縁冷却システムは、第１の正圧側キャビティから冷却剤の一部を受け取るように構成される。
【０００７】
さらなる実施形態は、タービンシステムであって、タービンシステムは、複数のタービンブレードを含むタービン部品を含み、複数のタービンブレードの各々は、翼形部を含み、翼形部は、正圧側面に隣接して配置され、冷却剤を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティと、第１の正圧側キャビティに隣接し、第１の正圧側キャビティに流体結合された第２の正圧側キャビティと、第１の正圧側キャビティと第２の正圧側キャビティとの間に配置され、第１の正圧側キャビティと第２の正圧側キャビティとを流体結合する少なくとも１つのチャネルであって、第１の正圧側キャビティと、第２の正圧側キャビティと、の上面と底面との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネルと、翼形部の後縁に隣接して配置され、第１の正圧側キャビティと直接流体連通する後縁冷却システムと、を含み、後縁冷却システムは、第１の正圧側キャビティから冷却剤の一部を受け取るように構成される。
【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、本開示の様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】様々な実施形態による多壁翼形部を有するタービンブレードの斜視図である。
【図２】様々な実施形態による図１の線Ｘ−Ｘに沿った図１のタービンブレードの断面図である。
【図３】様々な実施形態による、後縁冷却システムの冷却回路および様々な翼形部キャビティの側面図である。
【図４】様々な実施形態による、図３の様々な翼形部キャビティおよび後縁冷却システムの冷却回路を含む翼形部の後縁部分の上面断面図である。
【図５】様々な実施形態による、図４の線Ｘ’−Ｘ’に沿った、図４の様々な翼形部キャビティを含む翼形部の正面断面図である。
【図６】追加の実施形態による、図３の様々な翼形部キャビティおよび後縁冷却システムの冷却回路を含む翼形部の後縁部分の上面断面図である。
【図７】さらなる実施形態による、図３の様々な翼形部キャビティおよび後縁冷却システムの冷却回路を含む翼形部の後縁部分の上面断面図である。
【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。
【００１１】
本開示の図面は必ずしも一定の比率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。図面においては、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、添付の図面に示す代表的な実施形態を詳細に参照する。以下の説明は、実施形態を１つの好ましい実施形態に限定するものではないことを理解されたい。それとは反対に、添付の特許請求の範囲によって規定される記載された実施形態の趣旨および範囲内に含まれ得る代替例、改変例、および均等例をカバーすることが意図される。
【００１３】
上述したように、本開示は、一般的にはタービンシステムに関し、より詳細には、互いに流体結合された様々な内部キャビティを含むタービンブレード翼形部に関する。本明細書で使用されるように、タービンブレードの翼形部は、例えば、タービンシステムで利用される、回転タービンブレード用の多壁翼形部、または固定ベーン用のノズルもしくは翼形部を含むことができる。
【００１４】
実施形態によれば、タービンシステム（例えば、ガスタービンシステム）のタービンブレード、特に多壁翼形部を冷却するために、流れ再利用を伴う後縁冷却回路が提供される。冷却剤の流れは、後縁冷却回路を通って流れた後に再利用される。後縁冷却回路を通過した後に、冷却剤の流れを収集して、翼形部および／またはタービン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、冷却剤の流れは、対流冷却および／または膜冷却のために、タービンブレードの多壁翼形部の正圧側面または負圧側面の少なくとも一方に導くことができる。さらに、冷却剤の流れは、先端部およびプラットフォーム冷却回路を含む、タービンブレード内の他の冷却回路に供給することができる。
【００１５】
従来の後縁冷却回路は、通常、冷却剤の流れが後縁冷却回路を通過した後にタービンブレードからそれを排出する。これは、冷却剤がタービンブレードから排出される前にその最大熱容量まで使用されていない可能性があるので、冷却剤の効率的な使用ではない。対照的に、実施形態によれば、後縁冷却回路を通過した後の冷却剤の流れは、多壁翼形部および／またはタービンブレードのさらなる冷却に使用される。
【００１６】
図面（例えば、図１を参照）において、「Ａ」軸は、軸方向を表す。本明細書で使用されるように、「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（特に、ロータ部）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。さらに本明細書で使用されるように、「半径方向」および／または「半径方向に」という用語は、軸Ａに実質的に垂直であって、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。最後に、「円周方向」という用語は、軸Ａ（例えば、軸「Ｃ」）周りの運動または位置を指す。
【００１７】
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の上に半径方向に形成されたプラットフォーム５と、シャンク４に結合され、シャンク４から半径方向外方に延在する多壁翼形部６と、を含む。多壁翼形部６はまた、プラットフォーム５の上に半径方向に配置または形成することができ、プラットフォーム５がシャンク４と多壁翼形部６との間に形成される。多壁翼形部６は、正圧側面８と、反対側の負圧側面１０と、先端領域１８と、を含む。多壁翼形部６は、正圧側面８と負圧側面１０との間の前縁１４と、前縁１４の反対側の正圧側面８と負圧側面１０との間の後縁１６と、をさらに含む。本明細書で説明するように、多壁翼形部６はまた、内部に形成された後縁冷却システムを含むこともできる。
【００１８】
タービンブレード２のシャンク４および多壁翼形部６は、１つまたは複数の金属（例えば、ニッケル、ニッケルの合金など）から形成することができ、従来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および多壁翼形部６は、一体に形成（例えば、鋳造、鍛造、三次元印刷など）してもよいし、あるいは別々の部品として形成して、後で（例えば、溶接、ろう付け、接着、または他の結合機構によって）接合してもよい。
【００１９】
図２は、図１の線Ｘ−Ｘに沿った多壁翼形部６の断面図を示す。図示するように、多壁翼形部６は、複数の内部流路またはキャビティを含むことができる。実施形態では、多壁翼形部６は、少なくとも１つの前縁キャビティ２０と、多壁翼形部６の中央部分２４に形成された少なくとも１つの表面（壁近接）キャビティ２２と、を含む。多壁翼形部６はまた、少なくとも１つの表面キャビティ２２に隣接する、多壁翼形部６の中央部分２４に形成された少なくとも１つの内部キャビティ２６を含むことができる。
【００２０】
図２に示す非限定的な例では、多壁翼形部６はまた、多壁翼形部６の後縁部分３０に形成された複数の正圧側キャビティ２８を含むこともできる。複数の正圧側キャビティ２８は、第１の正圧側キャビティ２８Ａおよび第２の正圧側キャビティ２８Ｂ（集合的に、「正圧側キャビティ２８」）を含むことができる。複数の正圧側キャビティ２８の各々は、多壁翼形部６の正圧側面８に隣接して形成および／または配置されてもよい。第１の正圧側キャビティ２８Ａは、多壁翼形部６の後縁１６に隣接して配置されてもよく、および／または第２の正圧側キャビティ２８Ｂと後縁１６との間に配置されてもよい。第２の正圧側キャビティ２８Ｂは、第１の正圧側キャビティ２８Ａおよび多壁翼形部６の正圧側面８に隣接して配置されてもよい。さらに、第２の正圧側キャビティ２８Ｂは、第１の正圧側キャビティ２８Ａと中央部分２４の表面キャビティ２２との間に配置されてもよい。本明細書で説明するように、複数の正圧側キャビティ２８、具体的には第１の正圧側キャビティ２８Ａおよび第２の正圧側キャビティ２８Ｂは、互いに流体連通および／または流体結合することができる。図２に示すように、第１の正圧側キャビティ２８Ａは、以下で詳細に説明するように、後縁１６に隣接する多壁翼形部６の後縁部分３０内に形成および／または配置することができる後縁冷却システム３２に直接隣接して配置され、および／または後縁冷却システム３２と流体連通することができる。
【００２１】
多壁翼形部６の複数のキャビティ２８は、それらの間に配置された少なくとも１つのチャネル３１を介して流体結合されてもよい。具体的には、少なくとも１つのチャネル３１は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に形成され、配置され、かつ／または軸方向に延在することができる。図２に示すように、少なくとも１つのチャネル３１は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間で、円周方向（Ｃ）に、軸方向に角度をもって延在することができる。少なくとも１つのチャネル３１はまた、第１の正圧側キャビティ２８Ａを第２の正圧側キャビティ２８Ｂに流体結合し、本明細書で説明するように、冷却剤が第１の正圧側キャビティ２８Ａから第２の正圧側キャビティ２８Ｂに流れることを可能にする。図２に示す非限定的な例では、多壁翼形部６は、単一のチャネル３１のみを含むことができる。本明細書で説明する他の非限定的な例では、多壁翼形部６は複数のチャネル３１を含むことができ、複数のチャネル３１の少なくとも１つが第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとを流体結合する。
【００２２】
多壁翼形部６はまた、少なくとも１つの負圧側キャビティ３４を含むことができる。図２に示す非限定的な例において、多壁翼形部６の後縁部分３０は、多壁翼形部６の負圧側面１０に隣接して配置および／または形成された負圧側キャビティ３４を含むことができる。負圧側キャビティ３４は、多壁翼形部６の正圧側キャビティ２８に隣接して配置されてもよいが、それから離間されてもよい。本明細書で説明するように、負圧側キャビティ３４は、多壁翼形部６の後縁部分３０内に形成および／または配置された後縁冷却システム３２に直接隣接して配置され、および／または後縁冷却システム３２と流体連通することができる。
【００２３】
図２に示すように、少なくとも１つの負圧側キャビティ３４は、少なくとも１つの閉塞部３６を含むことができる。閉塞部３６は、多壁翼形部６の負圧側キャビティ３４の全体にわたって形成および／または配置されてもよい。図２に示す非限定的な例では、負圧側キャビティ３４の閉塞部３６は、本明細書で説明するように、後縁冷却システム３２から負圧側キャビティ３４に流入することができる冷却剤の流れを変更（例えば、阻害）することができるピンバンクであってもよい。非限定的な例では、負圧側キャビティ３４の閉塞部３６は、多壁翼形部６の半径方向長さ（Ｌ）全体（例えば、図１参照）に延在してもよい。別の非限定的な例では、負圧側キャビティ３４の閉塞部３６は、多壁翼形部６内で部分的に半径方向にのみ延在してもよいし、プラットフォーム５および／または先端領域１８に直接隣接して配置された翼形部６の一部に達する前に半径方向に終端してもよい。閉塞部３６は、形状および／またはサイズが実質的に一様であるように描かれているが、閉塞部３６の形状および／またはサイズは、負圧側キャビティ３４内の閉塞部３６の相対位置および／または多壁翼形部６内の閉塞部３６の半径方向位置に基づいて変化してもよいことが理解される。さらに、負圧側キャビティ３４内に閉塞部３６を形成する際には、様々な形状（例えば、円形、正方形、長方形など）を使用することができることが理解される。本明細書ではピンバンクとして説明したが、閉塞部３６は、例えば、バンプ、フィン、プラグなどを含んでもよいことが理解される。
【００２４】
図示していないが、閉塞部３６は、多壁翼形部６の他の部分に形成されてもよいことが理解される。非限定的な例では、第１の正圧側キャビティ２８Ａは、第１の正圧側キャビティ２８Ａ内を流れることができる冷却剤の流れを変更（例えば、阻害）することができるピンバンクとして形成された閉塞部３６を含むことができる。具体的には、後縁冷却システム３２に隣接する第１の正圧側キャビティ２８Ａの一部に、閉塞部３６（例えば、ピンバンク）を形成することができる。後縁冷却システム３２に隣接して形成された閉塞部は、本明細書で説明するように、第１の正圧側キャビティ２８Ａから後縁冷却システム３２に流れることができる冷却剤の流れを変更する（例えば、阻害する）ことができる。負圧側キャビティ３４に形成され、図２に関して詳細に説明した閉塞部３６と同様に、第１の正圧側キャビティ２８Ａに形成された閉塞部３６は、多壁翼形部６の半径方向長さ（Ｌ）全体（例えば、図１参照）に延在してもよい。あるいは、第１の正圧側キャビティ２８Ａの閉塞部３６は、多壁翼形部６内で部分的に半径方向にのみ延在してもよいし、プラットフォーム５および／または先端領域１８に直接隣接して配置された翼形部６の一部に達する前に半径方向に終端してもよい。
【００２５】
図２に示すように、タービンブレード２（例えば、図１を参照）および／または多壁翼形部６は、複数の膜孔を含むことができる。具体的には、タービンブレード２は、多壁翼形部６の正圧側面８に隣接して形成された少なくとも１つの正圧側膜孔３８（破線で示す）を含むことができる。さらに、図２に示すように、正圧側膜孔３８は、多壁翼形部６のチャネル３１に隣接して配置することができる。すなわち、正圧側膜孔３８は、チャネル３１に隣接して配置されてもよく、多壁翼形部６の中央部分２４に形成された表面キャビティ２２よりも第１の正圧側キャビティ２８Ａに実質的により近接して形成されてもよい。本明細書で説明するように、正圧側膜孔３８をチャネル３１に隣接して配置すること、ならびに／あるいは第１の正圧側キャビティ２８Ａおよび／または後縁１６に近い軸方向下流に配置することによって、後縁部分３０の正圧側面８および／または多壁翼形部６の後縁１６の冷却を改善することができる。
【００２６】
１つの非限定的な例では、正圧側膜孔３８は、多壁翼形部６の正圧側面８の一部を直接貫通して形成されてもよい。別の非限定的な例では、正圧側膜孔３８は、多壁翼形部６の隣接する正圧側面８のタービンブレード２のプラットフォーム５の一部（例えば、図１参照）に形成されてもよい。いずれの非限定的な例においても、正圧側膜孔３８は、複数の正圧側キャビティ２８のうちの少なくとも１つに流体連通および／または流体結合することができる。図２に示すように、正圧側膜孔３８は、後縁冷却システム３２の反対側の第２の正圧側キャビティ２８Ｂと流体連通および／または流体結合することができる。本明細書で説明するように、正圧側膜孔３８は、１つまたは複数の正圧側キャビティ２８から冷却剤を排出し、放出し、および／または取り除き、冷却剤を多壁翼形部６の正圧側面８の少なくとも一部の上に流すように構成することができる。
【００２７】
図２に示すように、タービンブレード２は、少なくとも１つの負圧側膜孔４０（破線で示す）を含むこともできる。負圧側膜孔４０は、多壁翼形部６の負圧側面１０に隣接して形成することができる。正圧側膜孔３８と同様に、非限定的な例では、負圧側膜孔４０は、多壁翼形部６の負圧側面１０の一部を直接貫通して形成されてもよく、逆に、負圧側面１０に隣接するタービンブレード２（例えば、図１を参照）のプラットフォーム５の一部を貫通して形成されてもよい。いずれの非限定的な例においても、負圧側膜孔４０は、少なくとも１つの負圧側キャビティ３４と流体連通および／または流体結合して圧迫することができる。図２に示すように、また正圧側膜孔３８と同様に、負圧側膜孔４０は、後縁冷却システム３２の反対側の負圧側キャビティ３４と流体連通および／または流体結合することができる。負圧側膜孔４０は、本明細書で説明するように、負圧側キャビティ３４から冷却剤を排出し、放出し、および／または取り除き、冷却剤を多壁翼形部６の負圧側面１０の少なくとも一部の上に流すように構成することができる。
【００２８】
多壁翼形部６内に形成されるキャビティの数は、当然ながら、例えば多壁翼形部６の具体的な構成、サイズ、使用目的などに応じて変化してもよい。この限りにおいて、本明細書に開示の実施形態に示すキャビティの数は限定を意味しない。
【００２９】
後縁冷却システム３２を含む実施形態を、図３および図４に示す。その名称が示すように、後縁冷却システム３２は、多壁翼形部６の正圧側面８と負圧側面１０との間で、多壁翼形部６の後縁１６に隣接して配置される。負圧側キャビティ３４は、図３の第１の正圧側キャビティ２８Ａによって視界から遮断されているので、明瞭化のために省略されている。
【００３０】
後縁冷却システム３２は、半径方向に離間した（すなわち、「Ｒ」軸（例えば図１を参照）に沿った）複数の冷却回路４２を含み（２つのみを示す）、各々が外向き脚部４４、転回脚部４６、および戻り脚部４８を含む。外向き脚部４４は、多壁翼形部６の後縁１６に向かって軸方向に、および／または実質的に垂直に延在する。戻り脚部４８は、多壁翼形部６の前縁１４（例えば、図１を参照）に向かって軸方向に延在する。さらに、図２に示すように、戻り脚部４８は、多壁翼形部６の後縁１６から軸方向に離れて、および／または実質的に垂直に延在する。このように、外向きの脚部４４および戻り脚部４８は、例えば、互いに平行に配置および／または配向されてもよい。後縁冷却システム３２を形成する各冷却回路４２の戻り脚部４８は、戻り脚部４８と流体連通する対応する外向き脚部４４よりもタービンブレード２のシャンク４の下方および／または近くに配置することができる。いくつかの実施形態では、後縁冷却システム３２および／または後縁冷却システム３２を形成する複数の冷却回路４２は、多壁翼形部６の後縁１６の半径方向長さ（Ｌ）（例えば、図１を参照）全体に沿って延在することができる。他の実施形態では、後縁冷却システム３２は、多壁翼形部６の後縁１６の１つまたは複数の部分に沿って部分的に延在してもよい。
【００３１】
各冷却回路４２において、外向き脚部４４は、転回脚部４６によって戻り脚部４８に対して「Ｒ」軸に沿って半径方向にオフセットされている。この限りにおいて、本明細書で説明するように、転回脚部４６は、冷却回路４２の外向き脚部４４を冷却回路４２の戻り脚部４８に流体結合する。図２に示す非限定的な実施形態では、例えば、外向き脚部４４は、冷却回路４２の各々の戻り脚部４８に対して半径方向外側に配置される。他の実施形態では、冷却回路４２の１つまたは複数において、戻り脚部４８に対する外向き脚部４４の半径方向の配置は、外向き脚部４４が戻り脚部４８に対して半径方向内側に位置するように逆転されてもよい。
【００３２】
半径方向のオフセットに加えて、図４で簡単に説明すると、外向きの脚部４４は、複数の転回脚部４６によって、戻り脚部４８に対してある角度（α）だけ円周方向にオフセットすることができる。この構成では、外向き脚部４４は多壁翼形部６の正圧側面８に沿って延在し、戻り脚部４８は多壁翼形部６の負圧側面１０に沿って延在する。半径方向および円周方向のオフセットは、例えば、後縁冷却システム３２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いて変化してもよい。
【００３３】
図３に戻ると、後縁冷却システム３２は、第１の正圧側キャビティ２８Ａ（縮尺通りに描いていない）に流体結合されてもよく、および／または直接流体連通してもよい。具体的には、後縁冷却システム３２の冷却回路４２は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと直接流体連通することができる。第１の正圧側キャビティ２８Ａは、第１の正圧側キャビティ２８Ａと後縁冷却システム３２とを流体結合するために、側壁５２を貫通して形成された少なくとも１つの開口部５０を含むことができる。図３に示す非限定的な例では、複数の開口部５０が、後縁冷却システム３２の各冷却回路４２を流体結合するために、第１の正圧側キャビティ２８Ａの側壁５２を貫通して形成されてもよい。すなわち、第１の正圧側キャビティ２８Ａの側壁５２を貫通して形成された複数の開口部５０の各々は、後縁冷却システム３２の別個の冷却回路４２に軸方向に隣接して形成されてもよく、および／またはそれに対応してもよく、各開口部５０は、対応する冷却回路４２を第１の正圧側キャビティ２８Ａに流体結合することができる。さらに、各冷却回路４２の外向き脚部４４は、開口部５０を介して第１の正圧側キャビティ２８Ａと直接流体連通することができる。
【００３４】
タービンブレード２（例えば、図１を参照）の動作中には、冷却剤６２の流れ、例えばガスタービンシステム１０２（図５）の圧縮機１０４によって生成された空気は、第１の正圧側キャビティ２８Ａに流入する。図３に示す非限定的な実施形態では、冷却剤６２は、第１の正圧側キャビティ２８Ａを通って（半径方向に）、および／または第１の正圧側キャビティ２８Ａに流入してもよく、２つの異なる部分に分割されてもよい。具体的には、冷却剤６２が第１の正圧側キャビティ２８Ａを通って流れる際に、冷却剤６２は、第１の部分６４と第２の部分６６とに分割されてもよい。冷却剤６２の第１の部分６４および第２の部分６６の各々は、多壁翼形部６の別個の部分を通って、および／またはそれに流れて、多壁翼形部６の一部（例えば、後縁１６、後縁部分３０）の熱伝達および／または冷却を提供する。多壁翼形部６の別個の部分を通って流れる第１の部分６４および第２の部分６６の体積は、実質的に同様であってもよく、あるいは、互いに異なっていてもよいことが理解される。
【００３５】
冷却剤６２の第１の部分６４は、第１の正圧側キャビティ２８Ａに流入し、および／またはそれに受け取られてもよい具体的には、冷却剤６２の第１の部分６４は、本明細書で説明するように、多壁翼形部６の第１の正圧側キャビティ２８Ａ内に留まってもよく、第１の正圧側キャビティ２８Ａを通って流れ、その後に、多壁翼形部６の別個の部分（例えば、チャネル３１）を通って流れてもよい。図３に示す非限定的な例では、冷却剤６２の第１の部分６４は、多壁翼形部６の第１の正圧側キャビティ２８Ａを通って、軸方向に、半径方向に、円周方向に、またはこれらの任意の組み合わせに流れてもよい。最終的には、以下に詳細に説明するように、冷却剤６２の第１の部分６４のすべては、後縁１６および／または側壁５２から第２の正圧側キャビティ２８Ｂに向かって軸方向に流れることができる。本明細書で説明するように、第１の正圧側キャビティ２８Ａ内を流れる冷却剤６２の第１の部分６４は、第１の正圧側キャビティ２８Ａおよび／または多壁翼形部６の他の部分の内部の冷却および／または熱伝達を助けることができる。
【００３６】
各冷却回路４２において、冷却剤６２の第２の部分６６は、冷却回路４２の外向き脚部４４内を通り、多壁翼形部６の転回脚部４６および／または後縁１６に向かって軸方向に流れる。すなわち、冷却剤６２は、第１の正圧側キャビティ２８Ａ内で分割されてもよく、および／または冷却剤６２の第２の部分６６は、側壁５２を貫通して形成された開口部５０を通って流れ、続いて各冷却回路４２の外向き脚部４４の中におよび／または軸方向に通って流れることによって形成される。冷却剤６２の第２の部分６６が冷却回路４２の転回脚部４６を通って流れる際に、冷却剤６２の第２の部分６６が方向転換し、かつ／または移動する。具体的には、冷却回路４２の転回脚部４６は、冷却剤６２の第２の部分６６を、多壁翼形部６の後縁１６から軸方向に離れるように方向転換させる。冷却剤６２の第２の部分６６は、続いて転回脚部４６から冷却回路４２の戻り脚部４８に流入し、後縁１６から軸方向に離れるように流れる。後縁１６から離れるように軸方向に流れることに加えて、冷却回路４２の戻り脚部４８を流れる冷却剤６２の第２の部分６６はまた、負圧側キャビティ３４に向かって軸方向に流れることもできる（例えば、図４を参照）。各外向き脚部４４に入る冷却剤６２の第２の部分６６は、後縁冷却システム３２の各冷却回路４２について同じであってもよい。あるいは、各外向き脚部４４に入る冷却剤６２の第２の部分６６は、冷却回路４２の異なるセット（すなわち、１つまたは複数）について異なっていてもよい。
【００３７】
図４を参照し、また引き続き図３を参照すると、後縁冷却システム３２は、負圧側キャビティ３４と直接流体連通することができる。具体的には、冷却回路４２の戻り脚部４８（例えば、図３を参照）は、負圧側キャビティ３４と直接流体連通および／または流体結合している。図４に示すように、戻り脚部４８は、負圧側キャビティ３４を貫通して形成された開口部５４を介して、負圧側キャビティ３４に延在し、かつ／または直接結合されてもよい。冷却回路４２の各戻り脚部４８は、負圧側キャビティ３４の壁を貫通して形成された対応する開口部５４（図示されたもの）と流体結合し、流体連通し、かつ／または結合している。本明細書で説明するように、戻り脚部４８は、冷却剤６２の第２の部分６６を、負圧側キャビティ３４内にまたは負圧側キャビティ３４を貫通して形成された開口部５４を通して負圧側キャビティ３４に提供することができる。戻り脚部４８および負圧側キャビティ３４は、別個の部品から形成されてもよいし、あるいは、互いに一体化されて形成されてもよいことが理解される。
【００３８】
多壁翼形部６を通る冷却剤６２の第１の部分６４および第２の部分６６のそれぞれの流れを、図３および図４を参照して説明する。図４は、複数のキャビティ（例えば、正圧側キャビティ２８、負圧側キャビティ３４）および後縁冷却システム３２を含む多壁翼形部６の後縁部分３０の上面断面図を示す。図４に示すように、図３に関して本明細書で説明したように、冷却剤６２は、第１の正圧側キャビティ２８Ａを通って半径方向に（例えば、紙面の手前方向に）流れることができ、第１の部分６４と第２の部分６６にそれぞれ分割され得る。さらに、本明細書で説明するように、冷却剤６２の第１の部分６４は、第１の正圧側キャビティ２８Ａを通って軸方向に流れ、および／または多壁翼形部６の後縁１６から軸方向に離れるように流れることができる。さらに、冷却剤６２の第１の部分６４は、チャネル３１および／または第２の正圧側キャビティ２８Ｂに向かって軸方向に流れることができる。チャネル３１を流れる冷却剤６２の第１の部分６４は、チャネル３１に向かって流れ、続いてチャネル３１を通って第２の正圧側キャビティ２８Ｂに流入することができる。冷却剤６２の第１の部分６４は、複数のキャビティ２８および／または周囲表面および／または多壁翼形部６の各部分に冷却および／または熱伝達を提供することができる。すなわち、冷却剤６２の第１の部分６４は、第１の正圧側キャビティ２８Ａ、第２の正圧側キャビティ２８Ｂおよび／またはチャネル３１を形成する壁に衝突し、かつ／またはその上を流れて、多壁翼形部６の領域を冷却することができる。
【００３９】
さらに、冷却剤６２の第１の部分６４が第２の正圧側キャビティ２８Ｂに流れた後に、第１の部分６４は、第２の正圧側キャビティ２８Ｂに流体結合することができる正圧側膜孔３８を通って流れることができる。正圧側膜孔３８は、多壁翼形部６から冷却剤６２の第１の部分６４を排出および／または流すことができる。具体的には、冷却剤６２の第１の部分６４は、正圧側膜孔３８を介して内部の多壁翼形部６から排出および／または除去され、多壁翼形部６の外面または正圧側面８および／またはその上を流れることができる。非限定的な例では、多壁翼形部６から正圧側膜孔３８を介して排出される冷却剤６２の第１の部分６４は、多壁翼形部６の正圧側面８に沿って、後縁１６に向かって軸方向に流れることができ、多壁翼形部６の外面または正圧側面８に膜冷却を提供することができる。さらに、本明細書で説明するように、正圧側膜孔３８は、チャネル３１に隣接し、かつ／または従来の翼形部よりも第１の正圧側キャビティ２８Ａおよび後縁１６に軸方向に近接して配置される。その結果、正圧側面８の上を流れる冷却剤６２の第１の部分６４が多壁翼形部６の後縁１６に達する前に移動する表面および／または移動距離を、より小さくすることができる。これによって、後縁１６の冷却および／または第１の部分６４と後縁１６との間に生じる熱伝達を向上させることができるが、それは、冷却剤６２の第１の部分６４の温度が、正圧側膜孔３８と後縁１６との間の短縮された距離を流れる際に著しく増加しない可能性があるからである。
【００４０】
図４に示し、図３に関して本明細書で説明するように、冷却剤６２の第２の部分６６は、負圧側キャビティ３４を通って軸方向に流れ、および／または多壁翼形部６の後縁１６から軸方向に離れるように流れることができる。冷却剤６２の第２の部分６６はまた、第２の部分６６が負圧側キャビティ３４を通って、かつ／または負圧側キャビティ３４内に形成された閉塞部３６の上を流れる際に、後縁冷却システム３２から軸方向に離れて流れることができる。負圧側キャビティ３４を通って（例えば、軸方向、半径方向に）流れる冷却剤６２の第２部分６６は、負圧側キャビティ３４および／または周囲表面および／または多壁翼形部６の各部分に冷却および／または熱伝達を提供することができる。
【００４１】
さらに、図４に示すように、冷却剤６２の第２の部分６６は、負圧側膜孔４０に向かって軸方向に流れることができる。具体的には、冷却剤６２の第２の部分６６は、負圧側キャビティ３４に流体結合することができる負圧側膜孔４０に向かって軸方向に流れ、続いてそれを通って流れることができる。正圧側膜孔３８および第１の部分６４と同様に、負圧側膜孔４０は、多壁翼形部６から冷却剤６２の第２の部分６６を排出するおよび／または流すことができる。具体的には、冷却剤６２の第２の部分６６は、負圧側膜孔４０を介して内部の多壁翼形部６から排出および／または除去され、多壁翼形部６の外面または負圧側面１０および／またはその上を流れることができる。非限定的な例では、第１の部分６４と同様に、多壁翼形部６から負圧側膜孔４０を介して排出される冷却剤６２の第２の部分６６は、多壁翼形部６の負圧側面１０に沿って、後縁１６に向かって軸方向に流れることができ、多壁翼形部６の外面または負圧側面１０に膜冷却を提供することができる。
【００４２】
図５は、線Ｘ’−Ｘ’に沿った図４の様々な正圧側キャビティ２８を含む多壁翼形部６の正面断面図を示す。本明細書で説明するように、多壁翼形部６は、冷却剤６２の第２の部分６６が正圧側キャビティ２８の間を移動または流れることを可能にするために、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に配置され、それらを流体結合する少なくとも１つのチャネル３１を含むことができる。図５に示すように、少なくとも１つのチャネル３１（３つを示す）が、多壁翼形部６の複数の正圧側キャビティ２８の上面６８、７２と底面７０、７４との間に配置されてもよい。具体的には、チャネル３１は、第１の正圧側キャビティ２８Ａの上面６８と底面７０との間、および第２の正圧側キャビティ２８Ｂの上面７２と底面７４との間で、それぞれ半径方向に形成、位置決めおよび／または配置されてもよい。チャネル３１は、多壁翼形部６の半径方向長さ（Ｌ）全体にわたって（例えば、図１を参照）正圧側キャビティ２８間に配置されてもよいし、または多壁翼形部６内で部分的にのみ半径方向に延在してもよい。複数の正圧側キャビティ２８の上面６８、７２および底面７０、７４は、キャビティ２８を封入し、かつ／または取り囲んでもよく、および／または多壁翼形部６の半径方向端部（例えば、プラットフォーム５、先端領域１８（図１）を参照）に隣接するキャビティを分離してもよい。
【００４３】
本明細書で説明するように、チャネル３１は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間で軸方向に延在することができる。さらに、図５に示すように、チャネル３１は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間で、軸方向に実質的に直線状に延在することができる。これに加えて、またはこれに代えて、チャネル３１は、図５の破線で示すように、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間で軸方向に、かつ半径方向の角度をもって延在してもよい。非限定的な例では、多壁翼形部６は、本明細書で説明するように、直線的に延在するチャネル３１、半径方向に角度をもって延在するチャネル３１、または第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に軸方向に延在する直線状チャネル３１と（例えば、半径方向に）角度をもったチャネル３１との組み合わせを含んでもよい。
【００４４】
図６は、互いに流体結合された複数の正圧側キャビティ２８を含む多壁翼形部６の別の非限定的な例を示す。類似の符号を付したおよび／または名前をつけた構成要素は、実質的に類似の態様で機能し得ることが理解される。これらの構成要素の冗長な説明は、明瞭にするために省略している。
【００４５】
図４と比較して、多壁翼形部の後縁部分３０は、図６に示す非限定的な例において、少なくとも１つのチャネル３１の別個の部品および／または別個の数、位置および／または形成を含んでもよい。具体的には、図６に示すように、第１の正圧側キャビティ２８Ａの一部７８は、第２の正圧側キャビティ２８Ｂに隣接して軸方向に延在することができる。第２の正圧側キャビティ２８Ｂと後縁１６との間に軸方向に形成された第１の正圧側キャビティ２８Ａの全体を示す図４とは異なり、図６の第１の正圧側キャビティ２８Ａの一部７８は、軸方向に延在し、および／または第２の正圧側キャビティ２８Ｂを部分的に取り囲むことができる。第１の正圧側キャビティ２８Ａの残りの部分は、依然として後縁１６と第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に配置されてもよい。
【００４６】
第２の正圧側キャビティ２８Ｂと、第２の正圧側キャビティ２８Ｂの上に軸方向に延在する第１の正圧側キャビティ２８Ａの一部７８とを分離するために、内壁７６を多壁翼形部６内に形成することができる。図６に示すように、内壁７６は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと多壁翼形部６の正圧側面８の外壁／外面との間で、それらに隣接して第２の正圧側キャビティ２８Ｂを形成および／または画定することができる。非限定的な例において、内壁７６は、多壁翼形部６の正圧側面８と実質的に平行で、かつその反対側に形成された第１のセグメントを含むことができる。内壁７６の第１のセグメントは、第２の正圧側キャビティ２８Ｂと、第２の正圧側キャビティ２８Ｂに隣接して軸方向に延在する第１の正圧側キャビティ２８Ａの一部７８との間に配置および／または形成することもできる。内壁７６の第２のセグメントは、第１セグメントおよび／または多壁翼形部６の正圧側面８から実質的に垂直に延在することができる。さらに、内壁７６の第２のセグメントは、第２の正圧側キャビティ２８Ｂと、後縁１６と第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に配置された第１の正圧側キャビティ２８Ａの残りの部分を分離し、かつ／またはそれらの間に配置されてもよい。
【００４７】
本明細書で説明するように、多壁翼形部６は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に配置され、それらを流体結合する少なくとも１つのチャネル３１（点線で示す）を含むことができる。図４とは異なり、図６に示す多壁翼形部６は、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に形成され、それらを流体結合する複数のチャネル３１を含むことができる。図６に示す非限定的な例では、３つのチャネル３１が第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に配置され、それらを流体結合することができる。チャネル３１は、多壁翼形部６の内壁７６内に、および／または内壁７６を貫通して形成され、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとを流体結合することができる。具体的には、２つの別個のチャネル３１が、多壁翼形部６の正圧側面８の反対側で、内壁７６の第１のセグメントに形成されてもよい。さらに、別のチャネル３１が、多壁翼形部６の正圧側面８および／または内壁７６の第１セグメントに形成された２つのチャネル３１に隣接して、内壁７６の第２セグメントに形成されてもよい。
【００４８】
図７は、互いに流体結合された複数の正圧側キャビティ２８を含む多壁翼形部６の追加の非限定的な例を示す。図７に示す非限定的な例では、多壁翼形部６は、第１の正圧側キャビティ２８Ａ、第２の正圧側キャビティ２８Ｂおよび第３の正圧側キャビティ２８Ｃ（まとめて、「正圧側キャビティ２８」）を含むことができる。複数の正圧側キャビティ２８の各々は、多壁翼形部６の正圧側面８に隣接して形成および／または配置されてもよい。第１の正圧側キャビティ２８Ａおよび第２の正圧側キャビティ２８Ｂは、図２および図４に関して本明細書で説明したものと同様に、多壁翼形部６内に配置および／または形成することができる。第３の正圧側キャビティ２８Ｃは、第２の正圧側キャビティ２８Ｂに隣接して、かつ／または軸方向上流に（例えば、後縁１６からさらに離れて）配置されてもよい。このように、第２の正圧側キャビティ２８Ｂは、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第３の正圧側キャビティ２８Ｃに隣接して、および／またはそれらの間に配置されてもよい。
【００４９】
図７に示すように、また図６と同様に、多壁翼形部６は、複数のチャネル３１を含むことができる。しかし、図６に関して示し説明した非限定的な例とは異なり、図７に示す複数のチャネル３１は、複数のキャビティ２８を流体結合するために異なる位置に形成されてもよい。具体的には、第１のチャネル３１Ａは、本明細書で同様に説明したように、第１の正圧側キャビティ２８Ａと第２の正圧側キャビティ２８Ｂとの間に配置され、それらを流体結合することができる。さらに、第２のまたは別個のチャネル３１Ｂは、第２の正圧側キャビティ２８Ｂと第３の正圧側キャビティ２８Ｃとの間に配置され、それらを流体結合することができる。非限定的な例では、第２の正圧側キャビティ２８Ｂは、両方のチャネル３１Ａ、３１Ｂと流体連通および／または流体結合することができ、第１の正圧側キャビティ２８Ａから冷却剤６２の第１の部分６４を受け取り、続いて冷却剤６２の第１の部分６４を第３の正圧側キャビティ２８Ｃに供給することができる。図７に示すように、正圧側膜孔３８は、第３の正圧側キャビティ２８Ｃに流体結合されてもよい。図４の第２の正圧側キャビティ２８Ｂに関して本明細書で説明したのと同様に、第３の正圧側キャビティ２８Ｃは、（第２の）チャネル３１Ｂを介して冷却剤６２の第１の部分６４を受け取ることができ、正圧側膜孔３８は、続いて多壁翼形部６の第３の正圧側キャビティ２８Ｃから第１の部分６４を排出および／または流すことができる
多壁翼形部６内に形成されるチャネルの数は、当然ながら、例えば多壁翼形部６および／または複数の正圧側キャビティ２８の具体的な構成、サイズ、使用目的などに応じて変化してもよい。この限りにおいて、本明細書に開示の実施形態に示すチャネルの数は限定を意味しない。
【００５０】
多壁翼形部／ブレードの後縁のさらなる冷却を提供するために、および／または後縁に冷却膜を直接提供するために、排出流路（図示せず）は、本明細書に記載する冷却回路のいずれかの任意の部分から後縁を通って後縁の外に、および／または後縁に隣接する翼形部／ブレードの側面の外に通過することができる。各排出流路は、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サイズが決められ、および／または後縁内に配置されてもよい。排出流路を含む場合であっても、冷却剤の大部分（例えば、半分より多く）が依然として冷却回路、特にその戻り脚部を通って流れることができ、続いて本明細書に記載の他の目的、例えば膜および／またはインピンジメント冷却のために多壁翼形部／ブレードの別個の部分に提供され得る。
【００５１】
図８は、本明細書において使用することができるガスターボ機械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１０６の流れを圧縮する。圧縮機１０４は、圧縮空気１０８の流れを燃焼器１１０に供給する。燃焼器１１０は、圧縮空気１０８の流れを加圧された燃料１１２の流れと混合し、この混合物に点火して、燃焼ガス１１４の流れを生成する。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１１４の流れは、通常、複数のタービンブレード２（図１）を含むタービン１１６に供給される。燃焼ガス１１４の流れは、タービン１１６を駆動して機械的仕事を発生させる。タービン１１６で発生された機械的仕事は、シャフト１１８を介して圧縮機１０４を駆動し、発電機などの外部負荷１２０を駆動するために用いることができる。
【００５２】
様々な実施形態において、互いに「流体結合された」または「流体連通する」と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することができる。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、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。
【００５３】
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。逆に、別の要素に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」、または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係を記述するために使用される他の単語も同様なやり方（例えば、「間に」対「直接間に」、「隣接する」対「直接隣接する」など）で解釈するべきである。本明細書で用いられる「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つもしくは複数のすべての組み合わせを含む。
【００５４】
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。
【００５５】
本明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。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ことを意図している。
［実施態様１］
タービンブレード（２）用の翼形部（６）であって、前記翼形部（６）は、
正圧側に隣接して配置され、冷却剤（６２）を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に隣接し、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に流体結合された第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する少なくとも１つのチャネル（３１）であって、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
の上面（６８、７２）と底面（７０、７４）との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネル（３１）と、
前記翼形部（６）の後縁（１６）に隣接して配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と直接流体連通する後縁冷却システム（３２）と、を含み、前記後縁冷却システム（３２）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）から前記冷却剤（６２）の一部（７８）を受け取るように構成される、
翼形部（６）。
［実施態様２］
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の少なくとも一部（７８）は、前記後縁（１６）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置される、実施態様１に記載の翼形部（６）。
［実施態様３］
前記少なくとも１つのチャネル（３１）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合された複数のチャネル（３１）をさらに含む、実施態様１に記載の翼形部（６）。
［実施態様４］
前記複数のチャネル（３１）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する、実施態様３に記載の翼形部（６）。
［実施態様５］
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の反対側の前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に隣接して配置された第３の正圧側キャビティ（２８Ｃ）をさらに含み、前記第３の正圧側キャビティ（２８Ｃ）は、前記複数のチャネル（３１）のうちの１つを介して前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合される、実施態様３に記載の翼形部（６）。
［実施態様６］
前記複数のチャネル（３１）は、前記正圧側面（８）の反対側の内壁（７６）上に配置される、実施態様３に記載の翼形部（６）。
［実施態様７］
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の一部（７８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に隣接して軸方向に延在する、実施態様１に記載の翼形部（６）。
［実施態様８］
前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合された正圧側膜孔（３８）をさらに含み、前記正圧側膜孔（３８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）から前記冷却剤（６２）を排出するように構成される、実施態様１に記載の翼形部（６）。
［実施態様９］
前記正圧側膜孔（３８）は、前記チャネル（３１）に隣接して配置される、実施態様８に記載の翼形部（６）。
［実施態様１０］
正圧側面（８）の反対側の負圧側面（１０）に隣接して配置された少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）をさらに含み、前記少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）は、前記後縁冷却システム（３２）と直接流体連通し、
前記後縁冷却システム（３２）は、前記冷却剤（６２）の前記受け取った部分を前記少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）に供給するように構成される、実施態様１に記載の翼形部（６）。
［実施態様１１］
タービンブレード（２）であって、
シャンク（４）と、
前記シャンク（４）の半径方向上方に形成されたプラットフォーム（５）と、
前記プラットフォーム（５）の上方に半径方向に形成された翼形部（６）と、
を含み、前記翼形部（６）は、
正圧側面（８）に隣接して配置され、冷却剤（６２）を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に隣接し、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に流体結合された第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する少なくとも１つのチャネル（３１）であって、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
の上面（６８、７２）と底面（７０、７４）との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネル（３１）と、
前記翼形部（６）の後縁（１６）に隣接して配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と直接流体連通する後縁冷却システム（３２）と、を含み、前記後縁冷却システム（３２）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）から前記冷却剤（６２）の一部（７８）を受け取るように構成される、タービンブレード（２）。
［実施態様１２］
前記少なくとも１つのチャネル（３１）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する複数のチャネル（３１）をさらに含む、実施態様１１に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１３］
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の一部（７８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に隣接して軸方向に延在する、実施態様１１に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１４］
前記翼形部（６）の前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合された正圧側膜孔（３８）をさらに含み、前記正圧側膜孔（３８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）から前記冷却剤（６２）を排出するように構成される、実施態様１１に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１５］
前記翼形部（６）の前記少なくとも１つのチャネル（３１）は、
前記正圧側膜孔（３８）の反対側にあるか、または
前記正圧側膜孔（３８）に隣接するか、
少なくとも一方の前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に流体結合される、実施態様１４に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１６］
前記翼形部（６）は、
正圧側面（８）の反対側の負圧側面（１０）に隣接して配置された少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）をさらに含み、前記少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）は、前記後縁冷却システム（３２）と直接流体連通し、
前記後縁冷却システム（３２）は、前記冷却剤（６２）の前記受け取った部分を前記少なくとも１つの負圧側キャビティ（３４）に供給するように構成される、実施態様１５に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１７］
タービンシステム（１０２）であって、
複数のタービンブレード（２）を含むタービン部品を含み、前記複数のタービンブレード（２）の各々は、
翼形部（６）を含み、前記翼形部（６）は、
正圧側面（８）に隣接して配置され、冷却剤（６２）を受け取るように構成された第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に隣接し、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）に流体結合された第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する少なくとも１つのチャネル（３１）であって、
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と、
前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）と、
の上面（６８、７２）と底面（７０、７４）との間に半径方向に配置された少なくとも１つのチャネル（３１）と、
前記翼形部（６）の後縁（１６）に隣接して配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と直接流体連通する後縁冷却システム（３２）と、を含み、前記後縁冷却システム（３２）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）から前記冷却剤（６２）の一部（７８）を受け取るように構成される、
タービンシステム（１０２）。
［実施態様１８］
前記翼形部（６）の前記少なくとも１つのチャネル（３１）は、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置され、前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）とを流体結合する複数のチャネル（３１）をさらに含む、実施態様１７に記載のタービンシステム（１０２）。
［実施態様１９］
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の一部（７８）は、前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）に隣接して軸方向に延在する、実施態様１７に記載のタービンシステム（１０２）。
［実施態様２０］
前記第１の正圧側キャビティ（２８Ａ）の少なくとも一部（７８）は、前記後縁（１６）と前記第２の正圧側キャビティ（２８Ｂ）との間に配置される、実施態様１７に記載のタービンシステム（１０２）。
【符号の説明】
【００５６】
２  タービンブレード
４  シャンク
５  プラットフォーム
６  多壁翼形部
８  正圧側面
１０  負圧側面
１４  前縁
１６  後縁
１８  先端領域
２０  少なくとも１つの前縁キャビティ
２２  表面キャビティ
２４  中央部分
２６  少なくとも１つの内部キャビティ
２８  正圧側キャビティ
３０  後縁部分
３１  チャネル
３２  後縁冷却システム
３４  負圧側キャビティ
３６  閉塞部
３８  正圧側膜孔
４０  負圧側膜孔
４２  冷却回路
４４  外向き脚部
４６  転回脚部
４８  戻り脚部
５０  開口部
５２  側壁
５４  開口部
６２  冷却剤
６４  第１の部分
６６  第２の部分
６８  上面
７０  底面
７２  上面
７４  底面
７６  内壁
７８  一部
１０２  ガスタービンシステム
１０４  圧縮機
１０６  空気
１０８  圧縮空気
１１０  燃焼器
１１２  燃料
１１４  燃焼ガス
１１６  タービン
１１８  シャフト
１２０  外部負荷
２８Ａ  第１の正圧側キャビティ
２８Ｂ  第２の正圧側キャビティ
２８Ｃ  第３の正圧側キャビティ
３１Ａ  第１のチャネル
３１Ｂ  第２のチャネル
【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】
2018087571.tif 000009
【図８】
2018087571.tif 000010
【外国語明細書】
2018087571000001.pdf