(57)【要約】【課題】冷却効率をさらに強化するために、トリップストリップを改良する。【解決手段】ガスタービンエンジン用のブレード２０は、包囲部を画定する外側ハウジング壁と、該包囲部内で前記ブレードの長さの少なくとも一部にわたって延びる複数のリブであって、前記包囲部の近位の端部から遠位の端部へと冷却空気流が流れることを可能にする少なくとも１つの流れチャンネル６２，６４，６６を画定する、複数のリブと、相隔たったダイヤ形の複数の乱流発生器１５０であって、各乱流発生器は頂部１７４を有し、前記外側ハウジング壁の内面に形成されて、前記流れチャンネル内へと延びていて、複数の列１７２の配列で形成されており、１つの列の乱流発生器は、隣接する列の隣り合う乱流発生器の間の隙間１８０に対して相対的に位置決めされている、ダイヤ形の複数の乱流発生器と、を備える。【選択図】図８
2015105657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン用のブレードであって、該ブレードは、
包囲部を画定する外側ハウジング壁と、
該包囲部内で前記ブレードの長さの少なくとも一部にわたって延びる複数のリブであって、前記包囲部の近位の端部から遠位の端部へと冷却空気流が流れることを可能にする少なくとも１つの流れチャンネルを画定する、複数のリブと、
相隔たったダイヤ形の複数の乱流発生器であって、各乱流発生器は頂部を有し、前記外側ハウジング壁の内面に形成されて、前記流れチャンネル内へと延びており、前記複数のダイヤ形の乱流発生器は、複数の列の配列で形成されており、１つの列の乱流発生器は、隣接する列の隣り合う乱流発生器の間の隙間に対して相対的に位置決めされている、ダイヤ形の複数の乱流発生器と、
を備えることを特徴とする、ガスタービンエンジン用のブレード。
【請求項２】
各乱流発生器の前側部分は、各乱流発生器の後側部分と鏡像対称である、請求項１記載のブレード。
【請求項３】
各乱流発生器は、鋭利な頂部を有している、請求項１記載のブレード。
【請求項４】
前記ブレードは、前記ガスタービンエンジンのタービン区分のブレードの第２の列の一部である、請求項１記載のブレード。
【請求項５】
各乱流発生器は、金属から形成されている、請求項１記載のブレード。
【請求項６】
少なくとも１つの流れチャンネルは、蛇行した流れチャンネルである、請求項１記載のブレード。
【請求項７】
冷却流れチャンネル内で乱流にされた空気流を形成するダイヤ形の乱流発生器であって、該乱流発生器は、鋭利な頂部を画定するダイヤ形を有しており、該乱流発生器の前側部分と、該乱流発生器の後側部分とは、互いに対して鏡像対称であることを特徴とする、冷却流れチャンネル内で乱流にされた空気流を形成するダイヤ形の乱流発生器。
【請求項８】
前記乱流発生器は、前記冷却チャンネル内で複数の列に配置された複数の乱流発生器の配列の一部であり、１つの列の１つの乱流発生器は、隣接する列の隣り合う乱流発生器の間の隙間に対して相対的に位置決めされている、請求項７記載の乱流発生器。
【請求項９】
前記冷却流体流れチャンネルは、ガスタービン用のブレードの内部に設けられている、請求項７記載の乱流発生器。
【請求項１０】
前記ブレードは、前記ガスタービンエンジンのタービン区分に設けられたブレードの第２の列の一部である、請求項９記載の乱流発生器。
【請求項１１】
前記冷却流体流れチャンネルは、蛇行した流れチャンネルである、請求項９記載の乱流発生器。
【請求項１２】
前記乱流発生器は、金属から形成されている、請求項７記載の乱流発生器。
【請求項１３】
ガスタービンエンジンであって、
外側のハウジングと、
圧縮された空気流を形成するために運転可能な圧縮機区分と、
該圧縮機区分に流体接続し、前記圧縮された空気流の燃焼部分量を受け取る燃焼器区分であって、該燃焼器区分は、前記圧縮された空気流の前記燃焼部分量を燃料と混合し、該混合物を高温の作業ガスを形成するために燃焼する、燃焼器区分と、
前記燃焼器区分に流体接続するタービン区分であって、該タービン区分は、前記高温の作業ガスを受け取り、ベーンの複数の列と、ブレードの複数の列とを有する、前記タービン区分と、を備え、
前記タービンの少なくとも幾つかが、
包囲部を画定する外側ハウジング壁と、
前記包囲部内で前記ブレードの長さの少なくとも一部にわたって延びる複数のリブであって、前記包囲部の近位の端部から遠位の端部にまで冷却空気流が流れることを可能にする少なくとも１つの流れチャンネルを画定する、複数のリブと、
相隔たったダイヤ形の複数の乱流発生器であって、各乱流発生器は、頂部を有し、前記外側のハウジング壁の内面に形成され、前記流れチャンネル内へと延びており、前記ダイヤ形の複数の乱流発生器は、複数の列の配列で形成されており、１つの列の１つの乱流発生器は、隣接する列の隣り合う乱流発生器の間の隙間に対して相対的に位置決めされていることを特徴とする、ガスタービンエンジン。
【請求項１４】
各乱流発生器の前側部分は、各乱流発生器の後側部分と鏡像対称である、請求項１３記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
各乱流発生器は、鋭利な頂部を有している、請求項１３のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
少なくとも幾つかのブレードは、前記タービン区分のブレードの第２の列の一部である、請求項１３記載のガスタービンエンジン。
【請求項１７】
各乱流発生器は、金属から形成されている、請求項１３記載のガスタービンエンジン。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの流れチャンネルは、蛇行した流れチャンネルである、請求項１３記載のガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は概して、ガスタービンエンジンのブレードの冷却チャンネル内に乱流にされた空気流を提供する乱流発生器に関し、特に、ガスタービンエンジンのブレードの冷却チャンネル内に乱流にされた空気流を提供する乱流発生器であって、該乱流発生器が、ダイヤ形の構造を有している、乱流発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の考察
世界のエネルギ需要は増大し続けており、このことは安定した廉価な、効率的で環境適合性の動力形成に対する需要をもたらしている。ガスタービンエンジンは、効率的な動力を提供する公知の機械の１つであり、しばしば発電所の発電機あるいは航空機または船舶内のエンジンに適用される。典型的なガスタービンエンジンは、圧縮機区分と、燃焼器区分と、タービン区分とを有している。圧縮機区分は、圧縮された空気流を燃焼器区分に提供し、燃焼器区分では、この圧縮された空気が、天然ガスのような燃料と混合され、高温の作業ガスを形成するために点火される。作業ガスは、タービン区分を通って膨張し、関連したベーンにより、タービン区分内のブレードの列を横切るように方向付けられる。作業ガスがタービン区分を通過すると、ブレードが回転させられて、ブレードの回転により、シャフトが回転させられて、これにより機械的な仕事を提供する。
【０００３】
作業ガスの温度は厳しく制御されているので、作業ガスの温度は個別のタービンエンジン設計のために予め設定された温度を超過しない。なぜならば、高過ぎる温度は、エンジンのタービン区分における様々な部品および構成要素を損傷し得るからである。しかし、作業ガスの温度を、できるだけ高くすることを可能にすることが望ましい。なぜならば作業ガスの温度が高ければ高いほど、ガスの流れは速くなり、このことは、エンジンのより効率的な運転をもたらすからである。
【０００４】
特定のガスタービンエンジン設計では、圧縮された空気流の一部が、タービン区分内の特定の構成部材、典型的にはベーン、ブレードおよび環状セグメントのための冷却を提供するためにも使用されている。これらの構成部材に提供される冷却が多いほど、かつ／または冷却が効率的であるほど、構成部材をより低温に維持することができ、したがって作業ガスの温度をより高温にすることができる。たとえば、圧縮されたガスの温度を減じることによって、部品を所望の温度に維持するためにより少量の圧縮ガスが要求され、このことは、より高い作業ガス温度と、より大きな動力と、エンジンからの効率をもたらす。さらに、タービン区分の１箇所においてより少量の冷却空気を使用することによって、より多くの冷却空気がタービン区分の別の箇所において使用され得る。１つの公知のタービンエンジン設計では、圧縮された空気流の８０％が、作業ガスを提供するために燃料と混合され、圧縮された空気流の２０％が、タービン区分の部品を冷却するために使用されている。冷却空気の温度が比較的低いことの結果として、より少量の冷却空気が１つの特定の箇所で使用される場合、より多くの冷却空気が、タービン区分の別の領域において、増幅された冷却のために使用され得る。
【０００５】
先行技術において、蛇行した冷却空気流れチャンネルをタービン区分のブレードの内部に設けることが知られている。ブレードの内部では、冷却空気がブレードから流出する前に、空気は往復運動で１つのチャンネルを上昇し、隣接するチャンネルを下るように流れる。公知の冷却空気流れチャンネル設計の１つでは、特別に構成された一連の乱流発生器またはトリップストリップが流れチャンネル内に位置決めされ、空気流をトリップストリップを介して乱流にする。トリップストリップにより提供された空気流内の乱れは、空気の局所的な熱伝導率を増大させ、したがって冷却効率を強化する。冷却効率をさらに強化するために、トリップストリップは改良され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、冷却効率をさらに強化するために、トリップストリップを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決した本発明に係るガスタービンエンジン用のブレードの構成では、ガスタービンエンジン用のブレードにおいて、該ブレードが、包囲部を画定する外側ハウジング壁と、該包囲部内で前記ブレードの長さの少なくとも一部にわたって延びる複数のリブであって、前記包囲部の近位の端部から遠位の端部へと冷却空気流が流れることを可能にする少なくとも１つの流れチャンネルを画定する、複数のリブと、相隔たったダイヤ形の複数の乱流発生器であって、各乱流発生器は頂部を有し、前記外側ハウジング壁の内面に形成されて、前記流れチャンネル内へと延びており、前記複数のダイヤ形の乱流発生器は、複数の列の配列で形成されており、１つの列の乱流発生器は、隣接する列の隣り合う乱流発生器の間の隙間に対して相対的に位置決めされている、ダイヤ形の複数の乱流発生器と、を備える。
【０００８】
本発明に係るブレードの好適な態様では、各乱流発生器の前側部分は、各乱流発生器の後側部分と鏡像対称である。
【０００９】
本発明に係るブレードの好適な態様では、各乱流発生器は、鋭利な頂部を有している。
【００１０】
本発明に係るブレードの好適な態様では、前記ブレードは、前記ガスタービンエンジンのタービン区分のブレードの第２の列の一部である。
【００１１】
本発明に係るブレードの好適な態様では、各乱流発生器は、金属から形成されている。
【００１２】
本発明に係るブレードの好適な態様では、少なくとも１つの流れチャンネルは、蛇行した流れチャンネルである。
【００１３】
上記課題を解決した本発明に係る乱流発生器の構成では、冷却流れチャンネル内で乱流にされた空気流を形成するダイヤ形の乱流発生器において、該乱流発生器は、鋭利な頂部を画定するダイヤ形を有しており、該乱流発生器の前側部分と、該乱流発生器の後側部分とは、互いに対して鏡像対称であるようにした。
【００１４】
本発明に係る乱流発生器の好適な態様では、前記乱流発生器は、前記冷却チャンネル内で複数の列に配置された複数の乱流発生器の配列の一部であり、１つの列の１つの乱流発生器は、隣接する列の隣り合う乱流発生器の間の隙間に対して相対的に位置決めされている。
【００１５】
本発明に係る乱流発生器の好適な態様では、前記冷却流体流れチャンネルは、ガスタービン用のブレードの内部に設けられている。
【００１６】
本発明に係る乱流発生器の好適な態様では、前記ブレードは、前記ガスタービンエンジンのタービン区分に設けられたブレードの第２の列の一部である。
【００１７】
本発明の好適に係る乱流発生器の態様では、前記冷却流体流れチャンネルは、蛇行した流れチャンネルである。
【００１８】
本発明の好適に係る乱流発生器の態様では、前記乱流発生器は、金属から形成されている。
【００１９】
上記課題を解決した本発明に係るガスタービンエンジンの構成では、ガスタービンエンジンが、外側のハウジングと、圧縮された空気流を形成するために運転可能な圧縮機区分と、該圧縮機区分に流体接続し、前記圧縮された空気流の燃焼部分量を受け取る燃焼器区分であって、該燃焼器区分は、前記圧縮された空気流の前記燃焼部分量を燃料と混合し、該混合物を高温の作業ガスを形成するために燃焼する、燃焼器区分と、前記燃焼器区分に流体接続するタービン区分であって、該タービン区分は、前記高温の作業ガスを受け取り、ベーンの複数の列と、ブレードの複数の列とを有する、前記タービン区分と、を備え、前記タービンの少なくとも幾つかが、包囲部を画定する外側ハウジング壁と、前記包囲部内で前記ブレードの長さの少なくとも一部にわたって延びる複数のリブであって、前記包囲部の近位の端部から遠位の端部にまで冷却空気流が流れることを可能にする少なくとも１つの流れチャンネルを画定する、複数のリブと、相隔たったダイヤ形の複数の乱流発生器であって、各乱流発生器は、頂部を有し、前記外側のハウジング壁の内面に形成され、前記流れチャンネル内へと延びており、前記ダイヤ形の複数の乱流発生器は、複数の列の配列で形成されており、１つの列の１つの乱流発生器は、隣接する列の隣り合う乱流発生器の間の隙間に対して相対的に位置決めされている。
【００２０】
本発明に係るガスタービンエンジンの好適な態様では、各乱流発生器の前側部分は、各乱流発生器の後側部分と鏡像対称である。
【００２１】
本発明に係るガスタービンエンジンの好適な態様では、各乱流発生器は、鋭利な頂部を有している。
【００２２】
本発明に係るガスタービンエンジンの好適な態様では、少なくとも幾つかのブレードは、前記タービン区分のブレードの第２の列の一部である。
【００２３】
本発明に係るガスタービンエンジンの好適な態様では、各乱流発生器は、金属から形成されている。
【００２４】
本発明に係るガスタービンエンジンの好適な態様では、記少なくとも１つの流れチャンネルは、蛇行した流れチャンネルである。
【発明の効果】
【００２５】
本開示は、ダイヤ形の構造を有する乱流発生器を説明する。乱流発生器の前側部分は、乱流発生器の後側部分と鏡像対称であり、乱流発生器は、ガスタービンエンジンのブレード内の冷却流れチャンネルのために使用される。ダイヤ形の複数の乱流発生器の配列は、冷却空気の流れに対して相対的に複数の列に位置決めされているので、複数の列のうちの１つの列の１つの乱流発生器は、隣接する列の２つの乱流発生器の間の隙間に対して相対的に位置決めされており、これらの乱流発生器の間を流れる空気の流れを分割することができる。
【００２６】
本発明の付加的な特徴は、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲から、添付の図面に関連して明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ガスタービンエンジンの、部分的に切り取られた等尺図である。
【図２】ガスタービンエンジンのブレードの列から分離した１つのブレードの断面図であり、該ブレード内の空気冷却流れチャンネルを示す図である。
【図３】図２に示したブレードの３−３線に沿った断面図である。
【図４】図２および図３に示したブレード内の流れチャンネル内に設けられた公知の複数の傾斜したトリップストリップを示す図である。
【図５】図４に示したトリップストリップの１つの断面図である。
【図６】図２および図３に示したブレード内の流れチャンネル内の、公知のシェブロン型のトリップストリップストリップを示す図である。
【図７】図２および図３に示したブレードの流れチャンネル内のセグメント化された傾斜したトリップストリップを示す図である。
【図８】図２および図３に示したブレードの流れチャンネル内のダイヤ形のトリップストリップを示す図である。
【図９】図８に示した乱流発生器のうちの１つを示す側面図である。
【図１０】図８に示した隣接する２つの乱流発生器の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
ガスタービンエンジンのブレード内の冷却流れチャンネルのためのダイヤ形の乱流発生器に関する本発明の実施の形態の以下の説明は、単に例示的な性質のものであり、本発明またはその適用または使用を制限することを意図するものではない。
【００２９】
図１は、圧縮機区分１２、燃焼器区分１４およびタービン区分１６を有するガスタービンエンジン１０の、部分的に切り取られた等尺図である。圧縮機区分１２、燃焼器区分１４およびタービン区分１６は全て、外側のハウジングまたはケーシング３０内に含まれている。エンジン１０の運転により、中心のシャフトまたはロータ１８が回転し、したがって機械的な仕事を生ぜしめる。エンジン１０は、以下で考察される本発明に関連して、制限することのない実施例の形態で、図示されかつ説明される。当業者であれば、別のガスタービン設計も本発明の利益を享受することを認めるだろう。ロータ１８の回転は、空気を圧縮機区分１２へと引き込み、圧縮機区分１２において、空気はベーン２２により方向付けられ、回転するブレード２０により圧縮されて、燃焼器区分１４へと搬送される。燃焼器区分１４では、圧縮された空気が、天然ガスのような燃料と混合される。燃焼器区分１４では、燃料／空気混合物は、高温の作業ガスを形成するために点火される。より具体的には、燃焼器区分１４は、複数の環状に配置された燃焼室２６を有している。各燃焼室２６は、インジェクタ（図示せず）により燃焼室２６内に噴射された空気を受け取り、燃料は圧縮された空気と混合され、作業ガスを形成するために点火装置２４により点火される。作業ガスは、移行部２８によってタービン区分１６へと方向付けられる。作業ガスは、タービン区分１６の周方向に配置された複数の静止しているベーン（図示せず）により方向付けられ、周方向に配置された回転可能なタービンブレード３４を横切って流れる。このことはタービンブレード３４を回転させ、したがってロータ１８を回転させる。作業ガスがタービン区分１６を通過すると、エンジン１０から排出ガスとして流出ノズル３６を通じて流出する。
【００３０】
周方向に配置された静止したベーンの各グループはベーンの列を規定し、周方向に配置されたブレード３４の各グループは、ブレード３４の列３８を規定する。この制限しない実施の形態では、タービン区分１６は、回転するブレード３４の４つの列３８と、静止したベーンの４つの列とを交互に連続して有している。別のガスタービンエンジン設計では、タービン区分１６がタービンブレード３４のより多くの列またはより少ない列を有していてよい。一列目のブレードと呼ばれるタービンブレードの最も上流側の列と、一列目のベーンと呼ばれるベーンの最も上流側の列とは、作用ガスの最も高い温度を受ける。作業ガスの温度は、該作業ガスがタービン区分１６を流れるにつれて低くなる。
【００３１】
図２は、翼またはブレード４０の断面図であり、一列目のブレードを表すことを意図しているが、ガスタービンエンジン１０における複数の列のいずれかのブレード３４を概して表すものでもあり得る。ブレード４０は、下記で詳細に説明するように冷却空気チャンネルを有している。図３は、図２に示す３−３線に沿ったブレード４０の断面図である。ブレード４０は、付設部分４２を有しており、該付設部分４２は、ブレード４０を当業者にとって良く知られた形式でロータ１８に確実に組み付けることを可能にするために構成されている。ブレードプラットホーム４４は、付設部分４２の遠位の端部に設けられており、ブレード４０の先細りする翼部分４６の開始部を画定している。
【００３２】
翼部分４６は、外側ハウジング４８と、複数の内部リブ５０，５２，５４，５６および５８とを有している。複数の内部リブ５０，５２，５４，５６および５８は、蛇行した流れチャンネル６０を画定し、該流れチャンネル６０は、外側ハウジング４８とリブ５０との間のチャンネル部分６２、リブ５０とリブ５２との間のチャンネル部分６４、リブ５２とリブ５４との間のチャンネル部分６６を含む。空気は付設部分４２内の入力開口７０を通じてブレード４０内に流入し、チャンネル部分６２内に流入し、ハウジング４８の端部７８に向かって流れる。端部７８では、幾らかの空気流が該端部に設けられたオリフィス８０を通じて流れチャンネル部分６２から流出する。次いで空気は、ブレード４０を、チャンネル部分６４を通じてブレード４０を下るように流れ、付設部分４２内のチャンバ７２内へと流入する。付設部分４２は、カバープレート７４によりカバーされた開口を有している。次いで空気は、ブレード４０を上るように、チャンネル部分６６を通じて流れ、かつブレード４０の端部７８に設けられたオリフィス７６を通じて流れる。リブ５４は、幾らかの空気がリブ５４とリブ５６との間のインピンジメントチャンネル８４内へ流れることを可能にするオリフィス８２の配列を有し、リブ５６は、空気がリブ５６およびリブ５８の間のチャンネル８８内に流れることを可能にするオリフィス８６の配列を有し、リブ５８は、空気がリブ５８および外側ハウジング４８の間のインピンジメントチャンネル９４内に流れることを可能にするオリフィス９２の配列を有している。外側ハウジング４８に設けられたオリフィス９６の配列は、空気がブレード４０から流出することを可能にしている。リブ５４，５６および５８に設けられたオリフィス８２，８６，９２は互いに対して相対的にずらされて配置されているので、空気は、直接に１つのチャンネルから次のチャンネルを通じて続くチャンネル内へと流れないことが判る。このことは、オリフィスのうちの１つを通じて流れる空気が、隣のチャンネル内のリブの区分に衝突して乱流を形成し、乱流は冷却効果を増幅させる。特に、この空気流効果は、チャンネル８４，８８，９４の内部で渦流を形成し、このことは効果的な冷却のための乱流を提供する。
【００３３】
概して図２に参照符号１００で示されているように、チャンネル部分６２，６４，６６の内壁に組み付けられた乱流発生器またはトリップストリップの構成を設けることが知られている。以下の説明は、まず公知のトリップストリップを説明し、次いで本発明によるトリップストリップの新規の構成を説明する。参照符号１００は、図２の全体を示すように意図されている。先行技術から知られているように、当該目的のトリップストリップは、ブレード４０の外側ハウジング４８の内面に、冷却空気の流れに対して横方向で形成された金属製のストリップである。この設計では、トリップストリップ１００は、傾斜したトリップストリップとして示されており、トリップストリップは、冷却空気の流れの方向に対して相対的に僅かに角度付けされている。択一的な態様では、トリップストリップ１００は、空気の流れ方向に対して垂直方向であってよい。傾斜したトリップストリップは、空気の流れ方向に対して垂直方向であってよい。傾斜したトリップストリップは、より多くの乱れた空気流を提供する比較的長いトリップストリップを形成するために、時には垂直のトリップストリップよりも好んで採用される。
【００３４】
図４は、チャンネル６２の部分を示すブレード４０の一部を示す図である。この図は、前縁部１２２および後縁部１２４をそれぞれ有する公知の３つの傾斜したトリップストリップ１２０を示している。図５は、複数のトリップストリップ１２０のうちの１つのトリップストリップ１２０を示す断面図である。空気はトリップストリップ１２０を横切って図４で上側に向かう方向に流れるので、トリップストリップ１２０は、冷却空気の熱境界層を乱流化し、冷却空気が前縁部１２２から後縁部１２４までのトリップストリップ１２０の長さに沿った渦流１２６を発生させる。トリップストリップ１２０を超えて、かつトリップストリップ１２０を取り囲んでいる空気流は、図５に矢印によって再現されている。トリップストリップ１２０の構造および方向付けにより、空気渦流１２６の螺旋状の構造のサイズ、つまり直径は前縁部１２２から前縁部１２４に向かって増大する。渦流１２６のサイズが増大すると、空気は乱流になりにくくなり、このことは冷却のための空気の効率を減じる。特に渦流１２６は、トリップストリップ１２０の全長に沿って伝播するので、境界層は、次第に乱流となるか、または厚くなり、結果として境界層の乱流促進効果（tripping effect）は、次第に効果的ではなくなる。この境界層成長の最終結果、著しく減じられた熱伝達増強が生じる。特に、空気流が、トリップストリップ１２０の前縁部１２２に衝突し、渦流１２６が形成されると、空気流のこの部分量ための境界層がトリップストリップ１２０の後縁部１２４に達するまで、渦流は、トリップストリップ１２０に既に存在し、これらの方向での空気流との組合せは、渦流１２６のサイズを増大させ、このことは空気流を乱流化するトリップストリップ１２０の能力を減じる。
【００３５】
図６は、図４に示した図に類似するチャンネル部分６２の部分を示すブレード４０の一部を示す図である。冷却流は、上方に向かっている。この図面は、公知の一連のシェブロン（山形紋）型のトリップストリップ１３０を示している。シェブロン型のトリップストリップ１３０は、向かい合って傾斜したトリップストリップ区分１３２，１３４を含んでおり、これらのトリップストリップ区分１３２，１３４は、その間に隙間１３６を画定し、図示のように反対方向に方向付けられている。トリップストリップ区分１３２，１３４はそれぞれ、前縁部１３８と後縁部１４０とを有している。上述のように、各トリップストリップ区分１３２，１３４は、空気の渦流１４２を形成する。渦流１４２は、前縁部１３８から後縁部１４０へと移動する。トリップストリップ区分１３２，１３４の間の隙間１３６を通る空気流は、渦流１３４に作用する。このことは２つのトリップストリップ区分１３２，１３４の後縁部１４０の接続部に２つの厚い境界層を形成し、冷却効率を減じる。
【００３６】
渦流１４２の相互作用は、傾斜したシェブロン型のトリップストリップ１５０を一連の区分１５２に区分化することにより減じられ得る。区分１５２は、それぞれ前縁部１５４および後縁部１５６を有しており、それぞれ図７に示すように空気渦流１５８を形成する。区分１５２はその間に冷却空気が流れることができる複数の隙間１６０を提供する。これらのシェブロン構成とは関係なく、渦流により形成された厚い境界層は、流入する冷却流による乱流促進効果（tripping effect）を減じ、トリップストリップに沿った熱伝達増強を減じる。
【００３７】
本発明は、トリップストリップ１００用の新規の構造を提案する。この新規の構造は、空気渦流の形成により形成された厚い境界層を除去する。図８は、図４、図６、図７に示した図に類似するチャンネル部分６２の一部を示すブレード４０の部分を示している。冷却流は上向きである。この新規の設計では、トリップストリップ１００は、ダイヤ形の乱流発生器１７０として構成されている。各乱流発生器１７０は、鋭利な頂部１７４と、前縁部１７６と、後縁部１７８とを有している。乱流発生器１７０のダイヤ形は、乱流発生器１７０の前側と後側とを提供し、前側と後側とは互いに鏡像対称である。
【００３８】
図９は、乱流発生器１７０の１つの側面図を示しており、図１０は、隣り合う２つの乱流発生器１７０の上面図であり、両図は、乱流発生器１７０の周りの空気流を示している。この場合、矢印は、乱流発生器１７０を越える空気および乱流発生器を取り囲む空気の流れを示している。乱流発生器１７０は、複数の列１７２に配置され、かつ構成されている。乱流発生器１７０は、その間に隙間１８０を形成するために相隔たっている。乱流発生器１７０の複数の列１７２は、図示のように複数の列１７２のうちの１つの列の乱流発生器１７０が隣接する列１７２の隣り合う２つの乱流発生器１７０の間の隙間１８０に対して相対的に位置決めされているように、構成されている。したがって、１つの列１７２の複数の乱流発生器１７０のうちの２つの乱流発生器１７０の間を流れる空気流は、該列から下流側の隣の列の乱流発生器１７０に接触する。乱流発生器１７０の高さおよび幅は、乱流発生器１７０の長さに沿って乱流発生器１７０の前縁部１７６から乱流発生器１７０の中間点まで増大するように構成されている。
【００３９】
運転中に、冷却流は、乱流発生器１７０の前側部分または前縁部１７６によって妨害される（乱流化）。前側部分または前縁部１７６は、上方に向かう「スキーのジャンプ台」を形成し、空気流は、外側に向かって分散し、乱流発生器１７０の長さに沿って回転する。新規に形成された、乱流発生器１７０を越える上昇流が持続するので、乱流化された冷却流は、チャンネル壁に再付着し、これにより再付着の箇所において極めて高い熱伝導率を生ぜしめる。後方のカウンタ空気渦流１８２が、乱流発生器１７０の後側部分に形成される。乱流発生器１７０の後側部分は、乱流レベルを向上させ、チャンネル壁に沿った高い熱伝導率を長く保つ。乱流発生器１７０は、古い渦流と、乱流発生器１７０に沿って流入した冷却流により新たに形成された渦流との間での空気渦流の相互作用を減じ、これにより境界層を乱流化するより効果的な方法を形成し、より高い熱伝達増強を誘発する。さらに、乱流発生器１７０のエンドラインの配置のために、２つの個別のダイヤ形の乱流発生器１７０の間で収束し発散する隙間１８０は、開口を通る冷却流れチャンネルを可能にし、新たな境界層を形成する。発散する開口により生ぜしめられたこの新規に形成された境界層により、乱流発生器１７０により形成された空気渦流のせん断オフ効果が生じる。
【００４０】
上述の考察は、本発明の例示的な実施の形態を開示し説明するものに過ぎない。当業者であれば、上記の考察から、かつ図面および特許請求の範囲から、種々の態様、変形および改良形が、以下の特許請求項において規定されるような本発明の範囲から逸脱することなしに成されることは容易に理解するであろう。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ガスタービンエンジン
１２  圧縮機区分
１４  燃焼器区分
１６  タービン区分
１８  シャフト
２０  ブレード
２２  ベーン
２４  点火装置
２６  燃焼室
２８  移行部
３０  外側のハウジング
３４  タービンブレード
３６  流出ノズル
３８  ブレードの列
４０  ブレード
４２  付設部分
４４  ブレードプラットホーム
４６  翼部分
４８  外側ハウジング
５０，５２，５４，５６および５８  内部リブ
６０  流れチャンネル
６２，６４，６６  流れチャンネル部分
７０  入力開口
７２  チャンバ
７４  カバー
７６  オリフィス
７８  端部
８０  オリフィス
８２，８６，９２  オリフィス
８４，８８，９４  チャンネル
９６  オリフィス
１００  トリップストリップ
１２０  トリップストリップ
１２２  前縁部
１２４  後縁部
１２６  渦流
１３０  トリップストリップ
１３２  トリップストリップ区分
１３４  トリップストリップ区分
１３６  隙間
１３８  前縁部
１４０  後縁部
１４２  渦流
１５０  トリップストリップ
１５２  区分
１５４  前縁部
１５６  後縁部
１５８  空気渦流１５８
１６０  隙間
１７０  乱流発生器
１７２  列
１７４  頂部
１７６  前縁部
１７８  後縁部
１８０  隙間
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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