(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジンのロータアセンブリを冷却する方法およびシステムを提供する。【解決手段】タービンのロータホイールアセンブリ１００を冷却するシステムが、周面の周りに円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロット５６を備えるロータホイール４４を含む。各ダブテールスロットが、１対の対向する上方スロットタング５８と下方スロットタング５８とを備える。システムは、タービンブレードを更に含む。タービンブレード３２は、エーロフォイルと、プラットフォーム４８と、ダブテール４６とを備える。ダブテールが、１対の対向する上方ダブテールタング５４と下方ダブテールタング５４とを備える。ダブテールが、ダブテールを通過して長手方向に延在する入口穴７２を更に備える。１対の上方ダブテールタングが、１対の上方ダブテールタングを通過して延在し入口穴と流体連通して結合されている第１の冷却穴７４を備える。【選択図】図３
2015092076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータホイール（４４）の周面の周りに円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロット（５６）を備えるロータホイール（４４）であって、各ダブテールスロット（５６）が１対の対向する上方スロットタング（５８）と１対の対向する下方スロットタング（５８）とを備える、ロータホイール（４４）と、
エーロフォイル（３４）と、プラットフォーム（４８）と、ダブテール（４６）とを備える少なくとも１つのタービンブレード（３２）であって、前記ダブテール（４６）が、１対の対向するダブテールタング（５４）と１対の対向する下方ダブテールタング（５４）とを備え、前記ダブテール（４６）が、前記ダブテール（４６）を通過して長手方向に延在する少なくとも１つの入口穴（７２）を更に備え、前記１対の上方ダブテールタング（５４）が、前記１対の上方ダブテールタング（５４）を通過して延在し、前記少なくとも１つの入口穴（７２）と流体連通して結合されている第１の冷却穴（７４）を備える、少なくとも１つのタービンブレード（３２）と
を備えるロータホイールアセンブリ（１００）。
【請求項２】
前記１対の対向する上方ダブテールタング（５４）が、対称的に配向され、前記１対の上方スロットタング（５８）に補完的に成形されており、前記１対の対向する下方ダブテールタング（５４）が、対称的に配向され、前記１対の下方スロットタング（５８）に補完的に成形されて、前記タービンブレード（３２）を前記複数のダブテールスロット（５６）の１つの中に支持する、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記１対の上方ダブテールタング（５４）の１つの下方面（７６）と、対応する前記１対の下方スロットタング（５８）の１つの上方面（８０）との間に画定される空洞（７８）を更に備える、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
冷却流体（１４）が前記下方スロットタング（５８）の上方面（８０）に衝突するように、前記冷却流体（１４）を前記少なくとも１つの入口穴（７２）から前記空洞（７８）に向かって導くように前記第１の冷却穴（７４）が構成されている、請求項３に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記エーロフォイル（３４）が少なくとも部分的に中空であり、前記エーロフォイル（３４）の中に画定される少なくとも１つの冷却通路（２２）を備え、前記少なくとも１つの冷却通路（２２）が前記少なくとも１つの入口穴（７２）と流体連通して結合されている、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記１対の上方ダブテールタング（５４）が、前記１対の上方ダブテールタング（５４）を通って延在し、前記少なくとも１つの冷却通路（２２）と流体連通して結合されている第２の冷却穴（７４）を更に備える、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記１対の上方ダブテールタング（５４）の１つの下方面（７６）と、対応する前記１対の下方スロットタング（５８）の上方面（８０）との間に画定される空洞（７８）を更に備え、前記第１の冷却穴（７４）が、冷却流体（１４）を前記少なくとも１つの入口穴（７２）から前記空洞（７８）に向かって導くように構成され、前記第２の冷却穴（７４）が、前記冷却流体（１４）を前記空洞（７８）から前記少なくとも１つの冷却通路（２２）に向かって導くように構成されている、請求項６に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
回転軸を備える回転可能なシャフト（２６）と、
前記回転可能なシャフト（２６）を中心として円周方向に延在するケーシング（３８）であって、冷却流体（１４）を導くように構成されている少なくとも１つの導管（２４）を備えるケーシング（３８）と、
共に回転するために前記回転可能なシャフト（２６）の部分に結合されており、前記タービンエンジン（１０）の作動流体（１４）を膨張させるように構成されているロータホイールアセンブリ（１００）であって、前記ロータホイールアセンブリ（１００）が、前記ロータホイール（４４）の周面の周りに円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロット（５６）を備えるロータホイール（４４）であって、各前記ダブテールスロット（５６）が１対の対向する上方スロットタング（５８）と１対の対向する下方スロットタング（５８）とを備える、ロータホイール（４４）と、前記回転軸を中心として円周方向の配列の中に配置された複数のタービンブレード（３２）であって、前記複数のタービンブレード（３２）の各々のタービンブレード（３２）が、エーロフォイル（３４）と、プラッフォーム（４８）と、ダブテール（４６）とを備え、前記ダブテール（４６）が、１対の対向する上方ダブテールタング（５４）と１対の対向する下方ダブテールタング（５４）とを備え、前記ダブテール（４６）が、前記ダブテール（４６）を通って長手方向に延在し、前記少なくとも１つの導管（２４）に結合されている少なくとも１つの入口穴（７２）を更に備え、前記１対の上方ダブテールタング（５４）が、前記１対の上方ダブテールタング（５４）を通って延在し、前記少なくとも１つの入口穴（７２）と流体連通して結合されている第１の冷却穴（７４）を備える、複数のタービンブレード（３２）とを備えるロータホイールアセンブリ（１００）と
を備えるタービンエンジン（１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの入口穴（７２）が、複数の軸方向に位置合わせされた入口穴（７２）を備える、請求項８に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項１０】
前記エーロフォイル（３４）が少なくとも部分的に中空であり、前記エーロフォイル（３４）の中に画定される複数の冷却通路（２２）を備え、前記複数の冷却通路（２２）が、前記複数の軸方向に位置合わせされた入口穴（７２）と流体連通して結合されている、請求項９に記載のタービンエンジン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンのロータアセンブリを冷却するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも公知のガスタービンエンジンは、円周方向に離隔配置されたタービンブレードを含むロータアセンブリを備える。バケットと呼ばれることが多い各タービンブレードは、プラットフォームから半径方向外側に延在するエーロフォイルを含む。各タービンブレードは、プラットフォームとダブテールとの間に延在するシャンクから半径方向内側に延在するダブテールを更に含む。ダブテールは、ロータアセンブリ内のタービンブレードをロータホイールに取り付けるために使用される。ロータホイールは、ロータホイールの円周の周りに延びる複数のダブテールスロットおよびダブテール支柱を円周方向に交互に含む。各支柱は、隣接するダブテールスロットの間に画定される。少なくともいくつかの公知のブレードは、エーロフォイル、プラットフォーム、シャンクおよびダブテールによって画定される内側冷却通路を含む。そのようなブレードでは、冷却流体は、タービンブレードに結合された圧縮機排気などの冷却流体の供給源から通路に供給される。
【０００３】
少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンは、支柱の頂部、隣接するブレードのシャンク部分、および隣接するブレードのプラットフォームの下側で囲まれる空洞内で、各ロータホイール支柱の頂部上方に典型的に配置される封止体を使用する。封止体は、ロータホイールの前方側に空洞を形成する前方カバープレートを含む。一次ガス流からの高温ガスが前方空洞の中に漏出するので、前方空洞内の空気の温度は、ブレードのダブテール部分に入る冷却空気よりも一般的に高温である。それに因って、前方空洞は、通常は冷却流体によってパージされる。ロータホイール支柱の頂部を熱隔離することによって、ロータホイール支柱の温度が許容限界を超えないことを保証する。カバープレートはロータホイールの冷却を促進するが、しかしプレートのための追加の空間が必要であること、および追加の機器構成要素が必要であることから、そのようなカバープレートの利点を凌ぐ可能性があり、それによってガスタービンエンジンの費用を増加させ、性能を低下させる可能性がある。
【０００４】
したがって、冷却空気をロータホイールタングの表面に直接導くことによって、必要な機器構成要素の数を減少させることによって、および冷却システムが必要とする空間を低減することによって、ロータホイール冷却を改良することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，３０９，２１２号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一態様では、ロータホイールアセンブリを冷却するためのシステムが提供される。冷却システムは、ロータホイールの周面の周りに円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロットを含むロータホイールを含む。各ダブテールスロットが、１対の対向する上方スロットタングと１対の対向する下方スロットタングとを備える。冷却システムは、エーロフォイルと、プラットフォームと、ダブテールとを備える少なくとも１つのタービンブレードを更に備える。ダブテールが、１対の対向する上方ダブテールタングと１対の対向する下方ダブテールタングとを備える。ダブテールが、ダブテールを通過して長手方向に延在する少なくとも１つの入口穴を更に備える。１対の上方ダブテールタングが、１対の上方ダブテールタングを通過して延在し、少なくとも１つの入口穴と流体連通して結合されている第１の冷却穴を備える。
【０００７】
別の態様では、タービンエンジンが提供される。タービンエンジンが、回転軸を備える回転可能なシャフトを備える。タービンエンジンは、回転可能なシャフトを中心として円周方向に延在するケーシングであって、冷却流体を導くように構成されている少なくとも１つの導管を備えるケーシングを更に備える。タービンエンジンは、共に回転するために回転可能なシャフトの部分に結合されているロータホイールアセンブリを更に備える。ロータホイールアセンブリは、タービンエンジンの作動流体を膨張させるように構成されている。ロータホイールアセンブリは、ロータホイールの周面の周りに円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロットを含むロータホイールを含む。各ダブテールスロットが、１対の対向する上方スロットタングと１対の対向する下方スロットタングとを備える。ロータホイールアセンブリは、回転軸を中心として円周方向の配列の中に配置された複数のタービンブレードを更に備える。複数のタービンブレードの各々のタービンブレードが、エーロフォイルと、プラッフォームと、ダブテールとを備える。ダブテールが、１対の対向する上方ダブテールタングと１対の対向する下方ダブテールタングとを備える。ダブテールが、ダブテールを通過して長手方向に延在し、ケーシング導管に結合されている少なくとも１つの入口穴を更に備える。１対の上方ダブテールタングが、１対の上方ダブテールタングを通過して延在し、少なくとも１つの入口穴と流体連通して結合されている第１の冷却穴を備える。
【０００８】
やはり別の態様では、ロータホイールアセンブリのロータホイールリムを冷却する方法が提供される。ロータホイールアセンブリは、複数のタービンブレードと、ロータホイールの周面の周りに円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロットとを含み、複数のタービンブレードの各タービンブレードが、少なくとも１つの冷却通路と、プラットフォームと、少なくとも１つの冷却通路と流体連通して結合されている少なくとも１つの冷却穴を含むダブテールとを備える。方法は、タービンブレードのダブテールの上方タングを通って、少なくとも１つの入口穴と流体連通する第１の冷却穴を形成するステップを含む。方法は、タービンブレードのダブテールの上方タングの下方面と、対応するダブテールスロット下方タングの上方面との間に空洞を形成するステップを更に含む。更に、方法は、冷却流体を冷却流体供給源から第１の冷却穴に向かって導くステップを含む。更に、方法は、冷却流体を第１の冷却穴から空洞の中に放出するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】図１に示すガスタービンエンジンと共に使用される高圧タービンの部分の図である。
【図３】例示的なロータホイールアセンブリを含む、図１に示すガスタービンエンジンの部分等角断面図である。
【図４】図３に示すロータホイールアセンブリのダブテール部分の拡大図である。
【図５】図３に示すロータホイールアセンブリと共に使用され得る、例示的なタービンブレードのダブテールの拡大等角図である。
【図６】図３に示すロータホイールアセンブリの部分の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で使用する場合、「軸方向の」および「軸方向に」という用語は、ガスタービンエンジンの長手軸に略平行に延在する方向および配向を指示する。更に、「半径方向の」および「半径方向に」という用語は、ガスタービンエンジンの長手軸に略垂直に延在する方向および配向を指示する。加えて、本明細書で使用する場合、「円周方向の」および「円周方向に」という用語は、ガスタービンエンジンの長手軸を中心として円弧状に延在する方向および配向を指示する。
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲では、用語の数に参照がなされるが、用語の数は以下の意味を有すると定義するものとする。単数形「１つの（ａ）」「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈がそうではないと明確に指示しない限り、複数の参照を含む。明細書および特許請求の範囲の全体に亘って本明細書で使用する場合、近似言語は、関連する基本的機能の中に変化をもたらさずに、許容範囲で変化することができる任意の量的表現を修正するために適用することができる。したがって、「約」および「略」などの１つの語、または複数の語によって修正された値は、特定される正確な値に限定されるわけではない。少なくともいくつかの例において、近似言語は、値を測定する機器の正確さに相当することができる。ここで、ならびに明細書および特許請求の範囲の全体に亘って、範囲の限定を組み合わせ、および／または入れ替えることができ、そのような範囲は、同一であると見なされ、そうではないと文脈または言語で指示しない限り、その中に含まれる部分範囲すべてを含む。
【００１２】
図１は、例示的なガスタービンエンジン１０の概略図である。図１は、例示的なガスタービンエンジンを図示するが、本明細書に説明するタービンロータホイール冷却システムおよび方法は、任意の特定の型のタービンエンジンに限定されないことに留意されたい。当業者なら、本明細書に説明するタービンロータホイールのシステムおよび方法が、圧縮機または蒸気タービンを含む任意の回転機械と共に、そのような装置、システムおよび方法が本明細書に更に説明するように作動できるようにする任意の適切な構成で使用され得ることを理解すべきである。
【００１３】
例示的な実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、エンジン中心線１２を有し、連続的流れ関係の中に、圧縮機１６、燃焼器１８および高圧タービン２０を含む。燃焼器１８および高圧タービン２０は、ガスタービンエンジン１０の高温区分と呼ばれることが多い。ロータシャフト２６は、高圧タービン２０を圧縮機１６に回転可能に結合する。圧縮機１６は空気１４を圧縮し、空気１４は燃焼器１８およびタービンエンジン１０内の様々な他の領域に導かれる。燃料は燃焼器１８の中で燃焼して、高温ガス流２８を生成する。高温ガス流２８は、高圧タービン２０を通って膨張し、そこで仕事が高温ガス流２８から抽出されて、圧縮機１６を回転させる。
【００１４】
図２は、高圧タービン２０の部分を図示する。例示的な実施形態では、高圧タービン２０は、静翼３０およびタービンブレード３２を含む。静翼３０と共に使用されるエーロフォイル３４が、高温ガス流２８に直接さらされる前縁３６を含む。静翼３０は、ガスタービンエンジン１０のケーシング３８を通って１つまたは複数の段の圧縮機１６から送られる空気によって冷却され得る。タービンブレード３２と共に使用されるエーロフォイル４０が、高温ガス流２８に直接さらされる前縁４２、および軸方向に対向する後縁４３を含む。タービンブレード３２もまた、ガスタービンエンジン１０のケーシング３８を通って、１つまたは複数の段の圧縮機１６から送られる空気１４によって冷却され得る。
【００１５】
例示的な実施形態では、空気１４は、燃焼ガスにさらされる構成要素、例えば、静翼３０およびタービンブレード３２を冷却するために使用される冷却流体と説明される。別の実施形態では、空気１４以外の流体が、燃焼ガスにさらされる構成要素を冷却するために使用され得る。「流体」という用語は、本明細書で使用する場合、限定しないが、ガス、蒸気および空気を含む、任意の流れる媒体または材料を含む。例示的な実施形態では、タービンブレード３２内に画定される少なくとも１つの冷却通路２２が、冷却流体供給源導管２４と流体連通して結合されている。例示的な実施形態では、流体供給源導管２４は、圧縮機１６に結合されている。
【００１６】
作動中、ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１６の中に空気１４を吸い込む。圧縮機１６は、高速回転速度で回転し、空気１４を圧縮または加圧し、空気１４の一部を燃焼器１８に導き、空気１４の一部をガスタービンエンジン１０の他の領域に導いて、ガスタービンエンジン１０によって生成される熱にさらされる構成要素を冷却するために使用する。空気１４は、燃焼器１８内で燃料と混合され、点火されて、高温ガス流２８を生成する。高温ガス流２８は、燃焼器１８から高圧タービン２０に向かって導かれ、そこで高温ガス流２８は静翼３０を通過し、ロータホイール４４に結合されているタービンブレード３２に衝突する。ロータホイール４４は、タービンブレード３２に衝突する高温ガス流２８によって回転する。高温ガス流２８はまた、静翼３０およびタービンブレード３２に熱を伝達する。空気１４の一部が、静翼３０およびタービンブレード３２の中に形成された冷却通路２２を通って導かれて、構成要素の冷却を促進する。
【００１７】
図３は、ガスタービンエンジン１０の部分等角断面図であり、例示的なロータホイールアセンブリ１００を図示する。図４は、ロータホイールアセンブリ１００のダブテール部分４５の拡大図であり、ロータホイール４４に結合されたタービンブレード３２を含む。例示的な実施形態では、タービンブレード３２は、高圧タービン２０内に結合されている。代替の実施形態では、低圧タービン（図示せず）が、典型的なターボファン航空機エンジン応用の中など、圧縮機１６から上流に配置されたファン（図示せず）に動力を提供するために、高温ガス流２８から追加のエネルギーを抽出することができる。
【００１８】
例示的な実施形態では、エーロフォイル４０は、少なくとも部分的に中空であり、プラットフォーム４８でダブテール４６に一体に結合されている。プラットフォーム４８は、ガスタービンエンジン１０内の高温ガス流２８のための半径方向内側境界の部分を画定する。エーロフォイル４０は、前縁４２と後縁４３との間に延在する凹形圧迫側５０、および反対側の凸型吸込み側５２を一般的に含む。ダブテール４６は、側方または円周方向に対向する上方の１対のダブテールタング５４、および典型的なもみの木型配置に構成されている下方の１対のダブテールタング５４を含む。ダブテールタング５４は、ロータホイール４４の周辺部に形成されたダブテールスロット５６の中にタービンブレード３２を支持する。各タービンブレード３２のダブテール４６が各ダブテールスロット５６の中に挿入されると、タービンブレード３２は、ロータホイール４４にしっかりと結合され得る。組み立てられると、タービンブレード３２は、ロータホイール４４の外側周辺部の周りに円周方向に延在するブレード３２の配列を形成する。例示的な実施形態では、各ダブテールスロット５６は、各１対の円周方向に離隔配置されたロータホイール支柱６０の間に画定される。ダブテールスロット５６は、補完的にダブテールタング５４と対合して圧接面６２を提供するスロットタング５８を含み、圧接面６２を通ってタービンブレード３２の遠心荷重がロータホイール４４の中に誘導される。
【００１９】
図４を参照すると、ダブテールタング５４は、タービンブレード３２の半径方向の軸ＲＡを中心として対称的に延び、半径方向の軸ＲＡは、ガスタービンエンジン１０のエンジン中心線１２から半径方向外側に延在する。ガスタービンエンジン１０の中でロータホイール４４が回転する間、タービンブレード３２によって生成された遠心荷重が、ダブテールタング５４を通って、各ダブテールスロット５６のスロットタング５８の中に伝達される。したがって、複数対のダブテールタング５４が、ガスタービンエンジン１０の作動中、タービンブレード３２の中に誘導された遠心荷重をロータホイール４４の中に伝達する。
【００２０】
図５は、タービンブレードのダブテール４６の拡大等角図である。例示的な実施形態では、ダブテール４６は、下方ダブテールタング５４の間に円周方向に延在する一体型根元部６４を含む。根元部６４は、下方ダブテールタング５４の一体型延長部であり、タング５４の半径方向内側、かつタング５４の下方にある。タービンブレード３２は、例えば、高圧タービン２０内部で生成される温度および応力に耐えることができる適切な超合金の鋳造によって、一体に製造され得る。例示的な実施形態では、根元部６４は、ダブテール４６の前方端壁６８に隣接して画定される切欠き６６を含む。別法として、根元部６４は、前方端壁６８から対向する後方端壁７０まで延在することができ、前方端壁６８で半径方向内側に延在するリップ（図示せず）を含むことができ、またはガスタービンエンジン１０が本明細書に説明するように作動できるようにする任意の形状に形成され得る。例示的な実施形態では、根元部６４は、構造上の一体性およびダブテール４６の強度を高めることを促進する。
【００２１】
例示的な実施形態では、エーロフォイル４０は、少なくとも部分的に中空であり、内側冷却通路２２を含む。冷却通路２２は、例えば、限定しないが、エーロフォイル４０内に配置されたドリル穴、リブタービュレータで裏打ちされた蛇形状通路、ピン状フィンおよび／または窪み冷却領域を含むことができる。例示的な実施形態では、ダブテール４６は、ダブテール４６を通って長手方向に延在し、エーロフォイル４０内に形成された冷却通路２２と流体連通して結合されている複数の軸方向に位置合わせされた入口穴７２を含む。圧縮機１６から抽気された空気１４は、ダブテールスロット５６を通って入口穴７２の中に導かれて、ダブテール４６を通ってエーロフォイル４０の中に空気１４を提供する。
【００２２】
図６は、ロータホイールアセンブリ１００の部分の正面図であり、上方タング５４とスロットタング５８との間に形成された空洞７８を図示する。例示的な実施形態では、ダブテール４６は、上方タング５４を通って延在し、入口穴７２および／または冷却通路２２と流体連通して結合されている複数のダブテール冷却穴７４を更に含む。圧縮機１６から抽気された空気１４は、ダブテールスロット５６を通って入口穴７２の中に導かれてから、空気１４の一部がダブテール冷却穴７４を通って排出されて、ガスタービンエンジン１０（図１参照）の作動中に空気１４をスロットタング５８に提供する。例示的な実施形態では、各ダブテール冷却穴７４は、上方タング５４の下方面７６から各入口穴７２まで延在する別法として、少なくとも１つの冷却穴７４が、入口穴７２まで延在することができ、および／または少なくとも１つの冷却穴７４が、冷却通路２２まで延在することができる。冷却穴７４は、上方タング５４の下方面７６に沿って軸方向に離隔配置される。各冷却穴７４は、各入口穴７２内に画定された横断面流量範囲よりも小さい横断面流量範囲を有することができる。例示的な実施形態では、冷却穴７４は、まっすぐな円柱形通路である。別法として、冷却穴７４は、冷却穴７４が本明細書に説明するように作動できるようにする任意の形状に形成可能である。
【００２３】
例示的な実施形態では、ガスタービンエンジン１０の作動中に、ロータホイールアセンブリ１００が作動速度で回転中に生成される遠心力によって、ロータホイール４４が半径方向外側の位置に移動すると、各冷却穴７４が、タービンブレード３２とロータホイール４４との間に形成された空洞７８の中に空気１４の所望の衝突流を放出するように、冷却穴７４を構成することができる。詳細には、放出された空気１４がかなり速い速度でロータホイール４４のスロットタング５８の上方面８０に衝突するように冷却穴７４を配向することが可能であり、それによって、空気１４の冷却効率を向上させる。冷却穴７４を画定する空洞７８ならびにタング５４および５８は、冷却するのが一般的に困難なダブテールスロット５６の領域であり、このようにして構成される冷却穴７４は、これらの領域に冷却を提供することを促進することを理解されたい。一実施形態では、放出された空気１４は、ダブテール４６の後方端壁７０で空洞７８を出ることができる。空気１４は、例えば、限定しないが、封止されない間隙（図示せず）を通って、公知の漏出領域を有する封止された間隙（図示せず）を通って、または封止タブまたはダブテールタブ（図示せず）内の所定の寸法の穴を通って、端壁７０近傍の空洞７８を出ることができる。
【００２４】
代替の実施形態では、ガスタービンエンジン１０の作動中に、少なくとも１つの冷却穴７４が空気１４の衝突流を空洞７８の中に放出するように冷却穴７４を構成することができ、別法として、空洞７８から離れて少なくとも１つの入口穴７２および／または冷却通路２２まで空気１４を導くように、少なくとも１つの冷却穴７４を構成することができる。そのような実施形態の利点は、空気１４が再利用されて、タービンブレード３２の他の領域を更に冷却することができるということである。冷却穴７４から放出された空気１４は、ロータホイール４４を冷却する工程中に加熱されるが、空気１４の温度に対してさほど敏感ではないタービンブレード３２内の領域が存在するので、空気１４は、タービンブレード３２に対して更に冷却を提供するために使用され得る。そのような領域は、所与の流量が必要である可能性があり、したがって、空気１４は、ロータホイール４４を冷却するために使用された後、再利用され、タービンブレード３２内に再び導き入れることができる。
【００２５】
本明細書に説明するシステムおよび方法は、冷却空気をタービンブレードのタングと補完的なダブテールスロットのタングとの間に冷却空気を導く冷却システムを提供することによって、ガスタービンエンジンのロータホイールに冷却を提供するために必要な機器構成要素の数を低減することを促進する。詳細には、特有の冷却システムを有するタービンブレードのダブテールが説明されている。タービンブレードのダブテールは、上方の対のタングを通ってダブテールの冷却流体入口穴の中に延在する複数の冷却穴を含む。したがって、冷却空気をロータホイールに導く典型的なカバープレートアセンブリおよびシステムを使用する公知のガスタービンエンジンとは対照的に、本明細書に説明する装置、システムおよび方法は、ロータホイールタングの表面に直接冷却空気を導き、ロータホイール冷却システムの中で必要な機器構成要素の数を低減し、かつ冷却システムに必要な空間を低減することによって、ロータホイール冷却を改善することを促進する。
【００２６】
タービン構成要素の冷却を提供するための方法およびシステムの例示的な実施形態が、上記に詳細に説明されている。方法およびシステムは、本明細書に説明する特定の実施形態に限定されず、むしろシステムの構成要素、および／または方法のステップは、本明細書に説明する他の構成要素および／またはステップから独立して、かつ別個に利用可能である。例えば、方法は、他のタービン構成要素と組み合わせて使用することも可能であり、本明細書に説明するようにガスタービンブレードと共に実施することに限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、多くの他のガスタービンの応用に関連して実施され、利用され得る。
【００２７】
本開示の様々な実施形態の特定の特徴がいくつかの図面の中で示され、他の図面の中では示されていないが、これは便宜上のために過ぎない。本開示の原則にしたがって、図面の任意の特徴が、任意の他の図面の特徴と組み合わせて参照され、および／または特許請求されることが可能である。
【００２８】
ここに記載する説明は、最良の形態を含む、本明細書に説明するシステムおよび方法を開示するための実施例を使用し、更に、当業者が任意の装置またはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含めて、本開示を実施することができるようにするための実施例を使用する。本開示の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に思い当たる他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言とは異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言とは実質的には異ならない均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあると意図するものである。
【００２９】
本開示を様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者は、本開示が特許請求の範囲の精神および範囲の中にある修正形態によって実施可能であることを理解するであろう。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ガスタービンエンジン
１２  エンジン中心線
１４  冷却空気
１６  圧縮機
１８  燃焼器
２０  高圧タービン
２２  冷却通路
２４  冷却流体供給源導管
２６  ロータシャフト
２８  高温ガス流
３０  静翼
３２  タービンブレード
３４  エーロフォイル
３６  前縁
３８  ケーシング
４０  エーロフォイル
４２  前縁
４３  後縁
４４  ロータホイール
４５  ダブテール部分
４６  ダブテール
４８  プラットフォーム
５０  圧迫側
５２  吸込み側
５４  ダブテールタング
５６  ダブテールスロット
５８  スロットタング
６０  ロータホイール支柱
６２  圧接面
６４  根元部
６６  切欠き
６８  前方端壁
７０  後方端壁
７２  入口穴
７４  冷却穴
７６  下方面
７８  空洞
８０  上方面
１００  ロータホイールアセンブリ
【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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【外国語明細書】
2015092076000001.pdf