(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン構成部品用の積層シート（１００）であって、該積層シート（１００）は、
第１のカバー層（１１０）と、
第２のカバー層（１２０）と、
第１の中間層（１３０）と、を有しており、
前記第１のカバー層（１１０）と、前記第２のカバー層（１２０）と、前記第１の中間層（１３０）とは、互いの上面に重ねられており、
前記第１の中間層（１３０）は、前記第１のカバー層（１１０）と前記第２のカバー層（１２０）との間に位置していて、
前記第１の中間層（１３０）は少なくとも１つの第１の細長い貫通孔（１３１）を有していて、該貫通孔（１３１）を通って冷却流体が流れることができ、
前記第１の中間層（１３０）は少なくとも１つの別の第１の細長い貫通孔（１３２）を有していて、該貫通孔（１３２）は、前記第１の細長い貫通孔（１３１）から間隔を置いて位置していて、
前記別の第１の細長い貫通孔（１３２）を通って前記積層シートの平面で冷却流体が流れることができ、
前記第１の細長い貫通孔（１３１）と前記別の第１の細長い貫通孔（１３２）とは、前記冷却流体が前記第１の細長い貫通孔（１３１）と前記別の第１の細長い貫通孔（１３２）との間で流れることができるように接続されており、
さらに、第２の中間層（１４０）を有しており、
前記第１のカバー層（１１０）と、前記第２のカバー層（１２０）と、前記第１の中間層（１３０）と、前記第２の中間層（１４０）とは、互いの上面に重ねられており、
前記第２の中間層（１４０）は、前記第１の中間層（１３０）と、前記第１のカバー層（１１０）又は前記第２のカバー層（１２０）との間に位置していて、
前記第２の中間層（１４０）は少なくとも１つの第２の細長い貫通孔（１４１）を有していて、該第２の細長い貫通孔（１４１）を通って前記冷却流体が流れることができる、
ガスタービン構成部品用の積層シート。
【請求項２】
前記第１の細長い貫通孔（１３１）と前記第２の細長い貫通孔（１４１）とは、互いに対して平行である、請求項１記載の積層シート。
【請求項３】
前記第１の細長い貫通孔（１３１）は第１の方向に沿って延在していて、前記第２の細長い貫通孔（１４１）は第２の方向に沿って延在していて、
前記第１の方向と前記第２の方向とは非平行であり、特に互いに対して垂直である、請求項１記載の積層シート。
【請求項４】
前記第１の細長い貫通孔（１３１）と前記第２の細長い貫通孔（１４１）とは、前記冷却流体が前記第１の細長い貫通孔（１３１）と前記第２の細長い貫通孔（１４１）との間で流れることができるように、オーバーラップ領域で互いにオーバーラップしている、請求項３記載の積層シート。
【請求項５】
前記第１のカバー層（１１０）は第１の貫通孔（１１１）を有していて、
前記第１のカバー層（１１０）は、前記冷却流体が前記第１の貫通孔（１１１）と前記第１の細長い貫通孔（１３１）との間で流れることができるように、前記第１の中間層（１３０）に対して位置合わせされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の積層シート。
【請求項６】
前記第１のカバー層（１１０）は別の第１の貫通孔（１１２）を有していて、該別の第１の貫通孔（１１２）は、前記第１の貫通孔（１１１）に対して間隔を置いて位置しており、
前記第１のカバー層（１１０）は、前記冷却流体が前記別の第１の貫通孔（１１２）と前記第１の細長い貫通孔（１３１）との間で流れることができるように、前記第１の中間層（１３０）に対して位置合わせされている、請求項５記載の積層シート。
【請求項７】
前記第２のカバー層（１２０）は第２の貫通孔（１２１）を有していて、
前記第２のカバー層（１２０）は、前記冷却流体が前記第２の貫通孔（１２１）と前記第１の細長い貫通孔（１３１）との間で流れることができるように、前記第１の中間層（１３０）に対して位置合わせされている、請求項１から６までのいずれか１項記載の積層シート。
【請求項８】
前記第２のカバー層（１２０）は別の第２の貫通孔（１２２）を有していて、該別の第２の貫通孔（１２２）は、前記第２の貫通孔（１２１）に対して間隔を置いて位置していて、
前記第２のカバー層（１２０）は、前記冷却流体が前記別の第２の貫通孔（１２２）と前記第１の細長い貫通孔（１３１）との間で流れることができるように、前記第１の中間層（１３０）に対して位置合わせされている、請求項７記載の積層シート。
【請求項９】
前記第１の細長い貫通孔（１３１）と前記別の第１の細長い貫通孔（１３２）とは、互いに平行である、又は非平行、特に互いに対して垂直である、請求項１から８までのいずれか１項記載の積層シート。
【請求項１０】
前記第１の中間層（１３０）は、複数の別の第１の細長い貫通孔（１３２）を有していて、該複数の別の第１の細長い貫通孔（１３２）は互いに間隔を置いて位置していて、かつ、前記第１の細長い貫通孔（１３１）から間隔を置いて位置している、請求項１から９までのいずれか１項記載の積層シート。
【請求項１１】
前記第１のカバー層（１１０）は流体ガイドエレメントを有していて、
前記流体ガイドエレメントは、前記第１の細長い貫通孔（１３１）内の前記冷却流体をガイドするために、前記第１のカバー層（１１０）から前記第１の細長い貫通孔（１３１）内へと延在している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の積層シート。
【請求項１２】
前記第１のカバー層（１１０）は第１の材料、特に耐酸化材料から成り、前記第１の中間層（１３０）と、前記第２の中間層（１４０）、及び／又は前記第２のカバー層（１２０）は、第２の材料、特に耐食材料から成る、請求項１から１１までのいずれか１項記載の積層シート。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の積層シートを備えた、タービン構成部品、特に燃焼室又はガイドベーンノズル。
【請求項１４】
前記第１の細長い貫通孔（１３１）は前記別の第１の細長い貫通孔（１３２）と交差して、前記第１の細長い貫通孔（１３１）が前記別の第１の細長い貫通孔（１３２）と接続し結合される、請求項１から１２までのいずれか１項記載の積層シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却流体用の冷却通路を備えたガスタービン用の積層シートに関する。さらに本発明は、ガスタービン用の積層シートを製造する方法に関する。
【０００２】
背景技術
ガスタービンの出力と効率を向上させるために、現在のガスタービンの入口温度はますます高くなっている。そのため、より多数のタービン構成部品が、許容可能な耐用期間を達成するためにある種の冷却構造を必要とする。しかしながら、例えば冷却空気使用の増加は、ガスタービンの効率にとって不利な効果を及ぼすので、より効果的な冷却法が求められている。例えば、より効果的な冷却法は比較的小さな構成部品において、これらの構成部品内に形成された複雑な冷却特徴の使用によって達成される。しかしながら、例えば、比較的大きな金属薄板製の構造体の場合、使用可能な冷却法は、精密鋳造又は機械加工等によって製造される構成部品よりもずっと限定されている。
【０００３】
ガスタービン構成部品用のこれまで製造された構造体は、常に新種の材料からタービン構成部品を製造することによって比較的高温の環境での使用に適応させていた。このような新種の材料の使用は高価であり、入手可能な材料に限界がある。選択的に、ダブルスキン構成部材を使用することが知られている。これらの構成部材は、これらの構成部材間に冷却流体が流れるように互いに間隔を置いて配置されている。このような２重構成部品の設計は、複雑な配置と相互間の整列のためコストがかかり、タービン構成部品の設計及びプロフィールの柔軟性に限界がある。
【０００４】
米国特許第４１６８３４８号明細書には、ガスタービンの燃焼室用の穴のあけられた積層材料が開示されている。この材料は、穴のあけられた材料から成る少なくとも２つの隣接するシートを有していて、これらの穴は整列しておらず、隣接するシートの両隣接面上に形成された一連の通路によって互いに接続されている。
【０００５】
米国特許第３５８４９７２号明細書には、互いに接合された２つ以上の金属薄板から成る、制御された多孔質特性のシート材料が開示されていて、この金属薄板は、薄板を貫通する孔及び薄板の接合面の間の通路も画定するようにフォトエッチング又は別の機械加工により加工される。このシートは、タービンブレード又は別のガスタービンの高温部分に使用することができる。
【０００６】
発明の概要
本発明の課題は、製造コストを減じることができ、かつ積層シートの複雑性を低減することができる、ガスタービン構成部品用の積層シートを提供することである。
【０００７】
この課題は、独立請求項に記載したガスタービン構成部品用の積層シート及び、ガスタービン構成部品を製造する方法により解決される。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、ガスタービン構成部品用の積層シートが提供される。積層シートは、第１のカバー層と、第２のカバー層と、第１の中間層とを有している。第１のカバー層と、第２のカバー層と、第１の中間層とは、互いの上面に一緒に重ねられていて、前記第１の中間層は、前記第１のカバー層と前記第２のカバー層との間に位置している。前記第１の中間層は少なくとも１つの第１の細長い貫通孔を有していて、冷却流体は、前記第１の細長い貫通孔を通って流れることができる。換言すると、第１の細長い貫通孔を取り囲む第１の中間層の材料と、第１のカバー層と、第２のカバー層とは、第１の冷却通路を形成していて、この冷却通路を通って冷却流体が流れることができる。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、ガスタービン構成部品用の積層シートを製造する方法が提供される。この方法によれば、少なくとも１つの細長い貫通孔が、第１の中間層に形成される。第１のカバー層と、第２のカバー層と、第１の中間層とは、互いの上面に一緒に重ねられる。第１の中間層は、第１のカバー層と第２のカバー層との間に位置している。冷却流体は第１の細長い貫通孔を通り抜けて流れる。第１の細長い貫通孔と、第１のカバー層と、第２のカバー層とは、１つの冷却通路を形成していて、この冷却通路を通って冷却流体が流れることができる。
【００１０】
ガスタービン構成部品は、例えば、ガスタービンのガイドベーン、タービンブレード、又は燃焼室を形成するために使用されて良い。積層シートは、各ガスタービン構成部品の壁部分の一部、又はハウジングを形成することができる。積層シートは、ガスタービンの高温の作動ガスと接触するガスタービン構成部品の部位であって良い。
【００１１】
第１のカバー層と、第２のカバー層と、各中間層とは、金属材料から形成することができる。第１のカバー層と、第２のカバー層と、第１の中間層とは、互いに同じ材料、又は互いに異なる材料を有していて良い。例えば、第１のカバー層、第２のカバー層、又は第１の中間層のうちの１つは金属材料から形成されていて、その他の層は異種の材料、例えばガラス又はセラミック材料又は炭素繊維から形成されていて良く、又は逆にこれらの層が金属材料から成っていて、別の層がそれとは異なる材料から成っていて良い。
【００１２】
一実施態様では、外側のカバー層（例えば、タービンの高温の作動ガスにさらされていて良い第１のカバー層）は、第１／第２の中間層、及び内側のカバー層（例えば、冷却流体にさらされている第２のカバー層）とは異なる材料から形成されていて良い。第１のカバー層は、（外側で）ガス洗浄される（高温の）酸化領域に置かれて良く、第２のカバー層は、（内側で）冷却空気の（比較的低温の）ほぼ不活性の領域に置かれて良く、又は選択的に腐食領域に置かれて良い。特に、第１の（例えば外側の）カバー層は第１の材料、特に耐酸化材料を有していて、第１の中間層と、第２の中間層、及び／又は第２の（例えば内側の）カバー層は、第２の材料、特に耐食材料を有している。これにより耐用期間が向上され、コストは減じられる。
【００１３】
第１のカバー層と第２のカバー層との間に、複数の中間層が挿入されて良い。従って、積層シートは、複数の層から成る、特に第１のカバー層と、第２のカバー層と、複数の各第１の中間層及び／又は第２の中間層とから成るスタックを有していて良い。
【００１４】
第１の中間層は、第１の冷却通路を形成する細長い貫通孔を有している。この細長い貫通孔は、それぞれ第１のカバー層又は第２のカバー層の面に沿って方向付けられている延在方向を有している。特に、第１のカバー層又は第２のカバー層の内面は、第１の中間層への方向に向けられた法線をそれぞれ有している。第１の細長い貫通孔の延在方向は特に、各カバー層の内面の法線に対してほぼ垂直である。従って概説すると、細長い貫通孔は、冷却流体が、各カバー層の各面の法線に対して平行な方向に沿って流れるだけの貫通孔ではなく、第１の細長い貫通孔は、この第１の細長い貫通孔を通って流れる冷却流体が各カバー層の面に沿って流れ、従って、各カバー層の面の法線に対して垂直に流れるように形成されている。
【００１５】
本発明の態様によれば、各冷却通路は、各細長い貫通孔と各カバー層の各内面によって形成されている。冷却通路を形成するために、第１のカバー層又は第２のカバー層におけるさらなる溝又は機械スロットは必要ない。さらに、中間層に細長い貫通孔を形成することは、中間層に所定の深さの溝を形成することよりも容易である。何故ならば、製造工程でこのような溝の所望の深さを調整するのは困難だからである。
【００１６】
特に、第１のカバー層と第２のカバー層とには、冷却通路を形成するためにいかなる溝も設けられていない。冷却通路は、第１の中間層に機械加工された第１の細長い貫通孔によって形成されるだけで良い。
【００１７】
従って、各カバー層に溝が必要でないので、中間層に対する各カバー層の調整及び整列については、各冷却通路を形成するために中間層に対して各カバー層を正確に調整する必要がないので、簡略化される。さらに、互いに間隔を置いて配置される壁エレメントを有する従来のダブルスキンシートを折り曲げることによりずれが生じることがあるので、カバー層を重ね合わせた後で、積層シートを折り曲げることもできる。
【００１８】
別の実施態様によれば、積層シートは第２の中間層を有している。第１のカバー層、第２のカバー層、第１の中間層、及び第２の中間層は、互いの上面に一緒に重ねられていて、第２の中間層は、第１の中間層と、第１のカバー層又は第２のカバー層との間に位置している。第２の中間層は、冷却流体が流れることができる少なくとも１つの第２の細長い貫通孔を有している。第２の細長い貫通孔は、冷却流体が流れることができる第２の冷却通路を形成する。
【００１９】
第１の冷却通路と第２の冷却通路とが互いに間隔を置いて位置し、第１の冷却通路と第２の冷却通路とが互いに絶縁されているように、第２の中間層は第１の中間層に対して位置合わせされていて良く、これにより各冷却通路は別個の冷却流体入口及び出口を有している。
【００２０】
選択的に、第１の冷却通路と第２の冷却通路とは、例えば、冷却流体が一方の冷却通路から他方の冷却通路へと流れることができるように、連結されていて良い。
【００２１】
別の実施態様では、第１の細長い貫通孔と第２の細長い貫通孔とは互いに平行に延びている。
【００２２】
別の実施態様によれば、第１の細長い貫通孔は第１の方向に沿って延在していて、第２の細長い貫通孔は第２の方向に沿って延在しており、この場合、第１の方向と第２の方向は非平行であって、特に互いに垂直である。従って、冷却通路と別の冷却通路とは、例えば冷却通路格子を形成して良い。
【００２３】
別の実施態様によれば、第１の細長い貫通孔と第２の細長い貫通孔とは、冷却流体が第１の細長い貫通孔（及び各第１の冷却通路）と第２の細長い貫通孔（及び各第２の冷却通路）との間で流れることができるように、オーバーラップ領域で互いにオーバーラップしている。換言すると、第１の中間層が第２の中間層の上に直接位置しているならば、第１の冷却通路と第２の冷却通路とは、オーバーラップ領域で互いに交差するように位置合わせされていて、この場合、オーバーラップ領域では、各冷却通路間での冷却流体の交換が可能である。
【００２４】
別の実施態様によれば、第１のカバー層は第１の貫通孔を有しており、この場合、第１のカバー層は、第１の貫通孔と冷却通路との間で冷却流体が流れるように、第１の中間層に対して位置合わせされている。従って、第１の貫通孔は、冷却流体が流れ込むことができる冷却流体入口及び／又は冷却流体が流れ出ることができる冷却流体出口として機能することができる。
【００２５】
選択的に、第１のカバー層及び／又は第２のカバー層には、冷却流体を、各冷却通路へとガイドすることができる貫通孔が設けられていなくても良い。この場合、冷却流体を、各積層シートの狭幅側（前面）を通して各冷却通路内へとガイドすることができる。各第１の細長い貫通孔及び／又は各第２の細長い貫通孔は、各第１の中間層及び／又は第２の中間層の狭幅側（前面）に開口部を有した、開放された細長い貫通孔であって良い。従って、各細長い貫通孔は、各中間層の各狭幅側に形成された各冷却流体入口及び／又は出口を有していて、これにより冷却流体は各入口及び／又は出口を通って、各第１のカバー層及び／又は第２のカバー層の内面の法線に対してほぼ垂直な方向に沿ってガイドされる。
【００２６】
別の実施態様によれば、第１のカバー層は、第１の貫通孔に対して間隔を置いて位置する別の第１の貫通孔を有しており、この場合、第１のカバー層は、別の第１の貫通孔と第１の細長い貫通孔、例えば第１の冷却通路との間で冷却流体が流れるように、第１の中間層に対して位置合わせされている。従って、複数の冷却流体入口及び出口が、冷却流体が各冷却通路に流入可能又は各冷却通路から流出可能であるように、第１のカバー層によって設けられて良い。
【００２７】
一実施態様では、複数の第１の貫通孔と複数の別の第１の貫通孔とが、各第１のカバー層を貫通して設けられていて良く、この場合、第１の貫通孔及び／又は別の第１の貫通孔を通って、第１の冷却通路から冷却流体が排出されて、これにより積層シート、特に各第１のカバー層のフィルム冷却が提供されて良い。
【００２８】
別の実施態様によれば、第２のカバー層は第２の貫通孔を有しており、この場合、第２のカバー層は、第２の貫通孔と各（第１又は第２の）細長い貫通孔、例えば冷却通路との間で冷却流体が流れるように、第１の中間層及び／又は第２の中間層に対してそれぞれ位置合わせされている。
【００２９】
例えば、一実施態様では、冷却流体は、第１の貫通孔から第１の細長い貫通孔へと噴射されて良く、冷却流体は例えば、各細長い貫通孔から、第２のカバー層に設けられた第２の貫通孔を通って排出されて良い。従って、冷却流体は、積層シートの外側領域から、第１の貫通孔を通って各冷却通路へと噴射されて良く、積層シートを冷却した後は、冷却流体は第２の貫通孔を通って排出される。特に、冷却流体は、第２の貫通孔から、高温の作動ガスが沿って流れるガスタービンの内部容積内（例えばガスタービンの燃焼室内）へと排出される。従って、ガスタービン構成部品の内側のいわゆるフィルム冷却が提供される。
【００３０】
別の実施態様によれば、第２のカバー層は、第２の貫通孔から間隔を置いて位置する別の第２の貫通孔を有している。第２のカバー層は、別の第２の貫通孔と第１（又は第２）の細長い貫通孔との間で冷却流体が流れるように、第１の中間層及び／又は第２の中間層に対して位置合わせされている。
【００３１】
別の実施態様によれば、第１の中間層は、第１の細長い貫通孔から間隔を置いて位置する少なくとも１つの別の第１の細長い貫通孔を有している。別の第１の細長い貫通孔は、冷却流体が別の第１の細長い貫通孔内で流れるように、別の第１の冷却通路を形成している。
【００３２】
第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔とは、一実施態様では、互いに平行であって良く、又は別の実施態様では、非平行、特に互いに垂直であって良い。従って、第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔とは互いに交差していて良い。
【００３３】
特に一実施態様によれば、第１の中間層は複数の別の第１の細長い貫通孔を有していて、この別の第１の細長い貫通孔は、互いに又は第１の細長い貫通孔から間隔を置いて位置している。
【００３４】
別の実施態様によれば、第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔とは、冷却流体が第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔との間で流れることができるように接続されている。従って、第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔とは、格子を形成していて、互いに間に冷却流体循環路を形成している。
【００３５】
従って、第２の中間層もそれぞれ別の第２の細長い貫通孔を有していて良く、この別の第２の細長い貫通孔は第２の細長い貫通孔に対して平行であって良い、又は各第２の細長い貫通孔に対して非平行であって良い。
【００３６】
別の実施態様によれば、第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔とは、冷却流体が第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔との間で流れることができるように接続されている。
【００３７】
第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔とが互いに非平行に延在しているならば、第１の細長い貫通孔と別の第１の細長い貫通孔とは互いに交差又はオーバーラップし、これにより冷却通路の格子が形成されて良い。
【００３８】
別の実施態様によれば、第１のカバー層及び／又は第２のカバー層が流体ガイドエレメントを有している。流体ガイドエレメントは、第１の冷却通路内で冷却流体をガイドするために、第１のカバー層から、特に第１のカバー層の内面から、第１の細長い貫通孔内へと延在している。選択的に、流体ガイドエレメントは、第２のカバー層から、例えば第２のカバー層の内面から、第１の細長い貫通孔内へと、又は第２の細長い貫通孔内へとそれぞれ延在していても良い。
【００３９】
流体ガイドエレメントは、例えばフィン、リブ、台座、凹部等を形成していて良い。
【００４０】
要するに、本発明によれば、少なくとも第１のカバー層、第２のカバー層、第１の中間層及び／又は複数の中間層のような複数の層から成る複合積層シートが提供される。中間層のうちの少なくとも１つは、細長い貫通孔を有することによって冷却通路を成すように形成されている。さらに、カバー層から、流体ガイドエレメントが各細長い貫通孔内へと延在していて良い。
【００４１】
各層（カバー層及び中間層）は、特に中間層の細長い貫通孔によって形成された埋め込まれた冷却通路と、流体ガイドエレメントのような埋め込まれた冷却部材とを備えた単一の積層シートを形成するように互いに貼り合わされて良い。積層シートは、ガスタービンの最終構成部品を形成するために使用することができる。さらに、積層シートは、燃焼室又はガスタービンのガイドベーンのような、最終構成部品を形成するために、隣接する別の多数の積層シートに取り付けられて良い。上述した積層シートの形状及び特徴は、複数の層を一緒に融合させるために、抵抗溶接を使用できるように利用することができる。各層、特に中間層は、細長い貫通孔（冷却通路）を形成するように波形をつけられても良い。流体ガイドエレメントは、熱伝達を向上させるために冷却通路内に加えられて良い。
【００４２】
本発明の態様により、冷却流体によって冷却される上述した積層シートの使用により、複雑な冷却構造を不要にすることができるガスタービン内の様々な構造及び構成部品が可能となる。また、適正な冷却効果が達成され、これにより燃焼温度は上昇し、又は冷却流体の流量は減じられる。比較的廉価な材料も使用することができ、ガスタービンの構成部品の比較的長い使用期間が達成される。
【００４３】
本発明の実施態様は、様々な主題について説明された。特に、いくつかの実施態様は、装置に関する請求項について説明されていて、その他の実施態様は、方法に関する請求項について説明されている。しかしながら当業者は、特に注釈がなければ、上述の及び下記の説明により、１つのタイプの主題に属している特徴の任意の組み合わせに加えてさらに、異なる主題に関する特徴間での任意の組み合わせも、特に装置に関する請求項の特徴と方法に関する請求項の特徴との任意の組み合わせも本願により開示されていると判断するだろう。
【００４４】
本発明の上述した態様及び別の態様は、以下に記載する実施態様の例から明らかとなり、実施態様の例につき説明される。以下に本発明を実施例につきさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一例としての実施態様による４層を有する積層シートを示した図である。
【図２】本発明の一例としての実施態様による図１に示した積層シートを完成状態で示した図である。
【図３】本発明の一例としての実施態様による積層シートから形成された、ガスタービン構成部品、特にノズルガイドベーンをした図である。
【００４６】
詳細な説明
図面の絵は概略である。異なる図において、類似の又は同じエレメントには、同じ参照符号が付与されていることを断っておく。
【００４７】
図１及び図２には、本発明による一例としての実施態様によるガスタービン構成部品用の積層シート１００の実施態様が示されている。この場合、図１には、使用される層１１０，１２０，１３０，１４０の分解図が示されていて、図２には、全ての層１１０，１２０，１３０，１４０が互いに接合された完成状態の積層シート１００が示されている。
【００４８】
図１から判るように、積層シート１００は、第１のカバー層１１０と、第２のカバー層１２０と、第１の中間層１３０とを有している。付加的に、図１に示された実施態様では、別の第２の中間層１４０を有した積層シート１００が示されている。しかしながら、積層シート１００は、１つの第１の中間層１３０、又は２つの中間層１３０，１４０、又は複数の中間層１３０，１４０を備えたものとして形成されて良い。
【００４９】
第１のカバー層１１０と、第２のカバー層１２０と、第１の中間層１３０とは、互いの上面に一緒に重ねられる。第１の中間層１３０は、第１のカバー層１１０と第２のカバー層１２０との間に位置している。第１の中間層１３０は少なくとも１つの第１の細長い貫通孔１３１を有している。第１の細長い貫通孔１３１と、第１のカバー層１１０と、第２のカバー層１２０とは、第１の冷却通路を形成していて、この冷却通路を通って冷却流体が流れることができる。
【００５０】
図１に示した実施態様では、積層シート１００はさらに、第１の中間層１３０と第２のカバー層１２０との間に配置された第２の中間層１４０を有している。第２の中間層１４０は、少なくとも１つの第２の細長い貫通孔１４１を有していて、この第２の細長い貫通孔１４１は別の冷却通路を形成していて、冷却流体は、この別の第２の冷却通路内で流れることができる。
【００５１】
図１に示した実施態様では、第１の中間層１３０は複数の細長い貫通孔１３１，１３２を有している。複数の別の第１の細長い貫通孔１３２は、互いに平行に延びている。第１の細長い貫通孔１３１は、別の第１の細長い貫通孔１３２に対して平行に延びてはいない。
【００５２】
図１に示した一例としての実施態様では、第１の細長い貫通孔１３１は、細長い貫通孔１３２に交差していて、第１の細長い貫通孔１３１は、別の第１の細長い貫通孔１３２に連通かつ連結されている。従って、第１の細長い貫通孔１３１によって形成された冷却通路から、別の第１の細長い貫通孔１３２によって形成された別の全ての冷却通路へと冷却流体が流れることができる。
【００５３】
図１に示されたように、１つの第１の貫通孔１１１と複数の別の第１の貫通孔１１２とが第１のカバー層１１０に形成されている。各貫通孔１１１，１１２を通って、冷却流体は、各細長い貫通孔１３１，１３２から噴出されて良い、又は排出されて良い。
【００５４】
付加的に、突起及び／又はフィンのような流体ガイドエレメントが、熱伝達を向上させ、各冷却通路を通る冷却流体の流れを案内するために、第１のカバー層１１０の内面から各第１の細長い貫通孔１３１，１３２内へと延在していて良い。図面を見やすくするために、流体ガイドエレメントは図示されていない。
【００５５】
さらに、図１には、第２の中間層１４０が示されている。第２の中間層１４０は、第２の細長い貫通孔１４１と、別の第２の細長い貫通孔１４２とを有している。第２の中間層１４０は複数の第２の細長い貫通孔１４１，１４２を有している。複数の別の第２の細長い貫通孔１４２は、互いに平行に延びている。第２の細長い貫通孔１４１は、別の第２の細長い貫通孔１４２に対して平行に延びてはいない。
【００５６】
図１に示した一例としての実施態様では、第２の細長い貫通孔１４１は、別の第２の細長い貫通孔１４２に交差していて、第２の細長い貫通孔１４１は、別の第２の細長い貫通孔１４２に連通かつ連結されている。従って、第２の細長い貫通孔１４１によって形成された冷却通路から、別の第２の細長い貫通孔１４２によって形成された別の全ての冷却通路へと冷却流体が流れることができる。
【００５７】
図１に示されたように、１つの第２の貫通孔１２１と複数の別の第２の貫通孔１２２とが第２のカバー層１２０に形成されている。各貫通孔１２１，１２２を通って、冷却流体は、各細長い貫通孔１４１，１４２から噴出されて良い、又は排出されて良い。
【００５８】
付加的に、突起及び／又はフィンのような流体ガイドエレメントが、熱伝達を向上させ、各冷却通路を通る冷却流体の流れを案内するために、第２のカバー層１２０の内面から各第２の細長い貫通孔１４１，１４２内へと延在していて良い。図面を見やすくするために、流体ガイドエレメントは図示されていない。
【００５９】
図１に示した一例としての実施態様では、別の第１の細長い貫通孔１３２は、別の第２の細長い貫通孔１４２に対して平行に延在していない。従って、別の第１の細長い貫通孔１３２と別の第２の細長い貫通孔１４２とは、各オーバーラップ領域で互いにオーバーラップするので、冷却流体は第１の細長い貫通孔１３１，１３２と第２の細長い貫通孔１４１，１４２との間で流れることができる。従って、冷却流体は例えば、第１のカバー層１１０の第１の貫通孔１１１，１１２から、第１の細長い貫通孔１３１，１３２によって形成された各冷却通路へと吹き出され、さらに、オーバーラップ領域内を流れて、第２の細長い貫通孔１４１，１４２によって形成された各第２の冷却通路内へと到り、さらに、第２のカバー層１２０の第２の貫通孔１２１，１２２から排出されて良い。
【００６０】
第１の細長い貫通孔１３１及び第２の細長い貫通孔１４１は、それぞれ冷却流体を分配し集めるためのギャラリである。第１の細長い貫通孔１３１と第２の細長い貫通孔１４１とは間隔をあけられていて、積層シート１００のほぼ反対側の端部に位置している。第１の細長い貫通孔１３１と第２の細長い貫通孔１４１とは、細長い貫通孔の（例えば、長手方向の長さに対して又は細長い方向に対して垂直方向の）幅の少なくとも２倍分の間隔をあけられて配置されている。好適には、第１の細長い貫通孔１３１と第２の細長い貫通孔１４１とは、細長い貫通孔の幅の少なくとも５倍分の間隔をあけられて配置されている。有利には、冷却流体は、積層シートの平面で流れ、従って大きな表面積を冷却する。このような構成は、「流出」貫通孔１２１，１２２に近過ぎる「流入」貫通孔１１１，１１２を有する構成とは対照的である。このような構成では、冷却流体は、積層体の平面内を通過することなく、殆ど直接積層体の平面を通り抜ける。この場合、冷却流体は、冷却流体入口と出口との間で積層体を貫通するクリーンな見通しを有している。
【００６１】
第１の細長い貫通孔１３１及び第２の細長い貫通孔１４１はほぼ一定の幅を有するように示されているが、第１の細長い貫通孔１３２及び第２の細長い貫通孔１４２への、又はこれら両貫通孔１３２，１４２からの冷却流体をより均等に分散させ、捕捉するように、その幅は変化して良い。さらに、第１の細長い貫通孔１３２と第２の細長い貫通孔１４２の幅も、好適には適当なところで冷却を増減させるために各孔の長さに沿って変化して良い。同様に、複数ある細長い貫通孔全ての幅は一定である必要はなく、１つの貫通孔が、近傍にある細長い貫通孔よりも広く又は狭くても良い。貫通孔１３１，１３２，１４１，１４２は、積層シートの平面に対して垂直に見た場合、まっすぐである必要はなく、例えば湾曲していても、Ｓ字形であっても、ジグザク形であっても、シェブロン形であっても、城郭形であっても良い。
【００６２】
積層シート１００は、平面状又は湾曲されていて、複数の平面内にあっても良い。
【００６３】
図２には、冷却流体の流れの例が示されている。冷却流体は、第１のカバー層１１０の貫通孔１１１，１１２から噴出されて、各冷却通路を通って流れた後、第２のカバー層１２０の第２の貫通孔１２１，１２２から排出される。
【００６４】
例えば、第２の貫通孔１２１，１２２と第２のカバー層１２０とはそれぞれ、ガスタービンの高温の作動ガスと接触する各タービン構成部品の壁エレメントを形成することができる。従って、冷却流体を各第２の貫通孔１２１，１２２から排出することにより、フィルム冷却が形成されて良い。
【００６５】
図３には、図１及び図２に示した積層シート１００によって製作されたガスタービン構成部品、特にガスタービンのノズルガイドベーン３００が示されている。
【００６６】
ノズルガイドベーン３００は、前縁３０１と後縁３０２とを有している。ガスタービンの高温の作動ガスは、前縁３０１に向かって流れ、さらに各面に沿って後縁３０２へと到る。ノズルガイドベーン３００は、内部容積を有する中空の構造を有している。冷却流体は内部容積を通り抜けて流れる。
【００６７】
ノズルガイドベーン３００の第１のカバー層１１０は、ノズルガイドベーン３００の内部容積を取り囲んでいる。従って、第１のカバー層１１０は、ノズルガイドベーン３００の内部容積内に位置し、冷却流体に接触するガイドベーン３００の内側の層を形成する。第２のカバー層１２０は、ノズルガイドベーン３００を通過するガスタービンの高温の作動ガスに接触するノズルガイドベーン３００の外側のカバー層を形成する。
【００６８】
第１の中間層１３０は、第１のカバー層１１０と第２のカバー層１２０との間に配置されている。第１の中間層１３０は、第１のカバー層１１０と第２のカバー層１２０との間にそれぞれ冷却通路を形成するために、それぞれ切欠部、例えば、第１の細長い貫通孔１３１と別の第１の細長い貫通孔１３２とを有している。
【００６９】
第１の細長い貫通孔１３１，１３１´は、別の第１の細長い貫通孔１３２に対して垂直に延びている。特に、第１の細長い貫通孔１３１，１３１´は、前縁３０１に沿って、及び後縁３０２に沿ってそれぞれ延びている。別の第１の細長い貫通孔１３２は、第１の細長い貫通孔１３１，１３１´に対して垂直に延在していて、これにより冷却流体は、それぞれ別の第１の細長い貫通孔１３２を通って、ノズルガイドベーン３００の前縁３０１と後縁３０２との間の方向で流れることができる。
【００７０】
第１のカバー層１１０は貫通孔１１１，１１２を有している。冷却流体は、内部容積から、第１のカバー層１１０の各第１の貫通孔１１１，１１２を通って流れ、第１の細長い貫通孔１３１，１３１´と別の第１の細長い貫通孔１３２とによって形成される各冷却通路へと到る。
【００７１】
外側の第２のカバー層１２０は、第２の貫通孔１２１，１２２を有していて、これらの貫通孔１２１，１２２を通って冷却流体は、冷却通路から排出されて良い。従って、冷却空気を各第２の貫通孔１２１，１２２から排出することにより、付加的なフィルム冷却が提供されて良い。特に、前縁３０１の領域に第２の貫通孔１２１´，１２２´を形成するのは効果的であろう。前縁３０１は、ガスタービンの作動中にガイドベーンノズル３００の最も高温の場所の一つを形成する場合がある。
【００７２】
補足すると、「有している」の記載は、別のエレメントやステップを排除するものではなく、冠詞の「１つの（ａ又はａｎ）」の記載は、複数を排除するものではない。異なる実施態様につき説明したエレメントも組み合わせることができる。さらに補足すると、請求の範囲内の参照符号は、請求の範囲を限定するものとして見なすべきではない。
【図１】
0006324417.tif 000002
【図２】
0006324417.tif 000003
【図３】
0006324417.tif 000004