(57)【要約】  ガスタービンエンジン（１０）の翼冷却システム（５４）が開示されている。翼冷却システム（５４）は、少なくとも第１の冷却流体供給システム（５６）と、第２の冷却流体供給システム（５８）とから形成されていてもよい。第１の冷却流体供給システム（５６）は、冷却流体を第１の圧力で翼の第１の列（６８）の１つまたは複数の翼へ供給するように構成されていてもよく、第２の冷却流体供給システム（５８）は、冷却流体を第２の圧力で翼の第１の列（６８）の１つまたは複数の翼へ供給するように構成されていてもよい。加えて、第２の圧力は第１の圧力よりも低くてもよい。これにより、１つまたは複数の翼のそれぞれを、２つの異なる圧力の冷却流体によって冷却することができる。特定の実施の形態では、これは、このような冷却を提供するためにタービンエンジン（１０）にかかるコストを削減しつつ、翼を冷却することが可能になる。
2018514685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１０）であって、
ロータアセンブリ（１８）の周囲に周方向に配置された翼の第１の列（６８）を有する、ロータアセンブリ（１８）と、
前記ロータアセンブリ（１８）の上流に配置された圧縮機（１２）と、
前記圧縮機（１２）の第１の部分（６２）と流体連通する第１の冷却流体供給システム（５６）であって、冷却流体を第１の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第１の部分（６２）から前記翼の前記第１の列（６８）の第１の翼へ供給するように構成されている、第１の冷却流体供給システム（５６）と、
前記圧縮機（１２）の第２の部分（６４）と流体連通する第２の冷却流体供給システム（５８）であって、冷却流体を第２の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第２の部分（６４）から前記翼の前記第１の列（６８）の前記第１の翼へ供給するように構成されている、第２の冷却流体供給システム（５８）と、を備え、
前記第２の圧力は前記第１の圧力よりも低いことを特徴とする、タービンエンジン（１０）。
【請求項２】
前記第１の冷却流体供給システム（５６）は、前記冷却流体を前記第１の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第１の部分（６２）から前記翼の前記第１の列（６８）の各翼に供給するようにさらに構成されており、
前記第２の冷却流体供給システム（５８）は、前記冷却流体を前記第２の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第２の部分（６４）から前記翼の前記第１の列（６８）の各翼に供給するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項１記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項３】
前記翼の第１の列（６８）は、前記ロータアセンブリ（１８）から半径方向外方へ延びるタービンブレード（４６）の第１の周方向に整列した列（６８）を含むことを特徴とする、請求項１記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項４】
前記翼の第１の列（６８）は、前記ロータアセンブリ（１８）の少なくとも一部の周囲に周方向に配置されたベーンキャリヤ（４２）に取り付けられたタービンベーン（４４）の第１の列（６８）を含み、前記タービンベーン（４４）の前記第１の列（６８）の前記タービンベーン（４４）はそれぞれ、半径方向内方へ延びていることを特徴とする、請求項１記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項５】
前記ロータアセンブリ（１８）の周囲に周方向に配置された翼の第２の列（７０）と、
前記圧縮機（１２）の第３の部分（６６）と流体連通する第３の冷却流体供給システム（６０）であって、冷却流体を第３の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第３の部分（６６）から前記翼の第２の列（７０）の第１の翼へ供給するように構成されており、前記第３の圧力は前記第２の圧力よりも低い、第３の冷却流体供給システム（６０）と、をさらに備え、
前記第２の冷却流体供給システム（５８）は、冷却流体を前記第２の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第２の部分（６４）から前記翼の第２の列（７０）の前記第１の翼へ供給するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項１記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項６】
前記翼の第１の列（６８）は、前記ロータアセンブリ（１８）から半径方向外方へ延びるタービンブレード（４６）の第１の周方向に整列した列（６８）を含み、
前記翼の第２の列（７０）は、前記ロータアセンブリ（１８）から半径方向外方へ延びる前記タービンブレード（４６）の第２の周方向に整列した列（７０）を含むことを特徴とする、請求項５記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項７】
前記翼の第１の列（６８）は、前記ロータアセンブリ（１８）の少なくとも一部の周囲に周方向に配置されたベーンキャリヤ（４２）に取り付けられたタービンベーン（４４）の第１の列（６８）を含み、前記タービンベーン（４４）の第１の列のタービンベーン（４４）はそれぞれ、半径方向内方へ延びており、
前記翼の第２の列（７０）は、前記ロータアセンブリ（１８）から半径方向外方へ延びるタービンブレード（４６）の第１の周方向に整列した列を含むことを特徴とする、請求項５記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項８】
前記ロータアセンブリ（１８）の周囲に周方向に配置された翼の第３の列（７２）をさらに備え、
前記第３の冷却流体供給システム（６０）は、冷却流体を第３の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第３の部分（６６）から前記翼の第３の列（７２）の第１の翼へ供給するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項５記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項９】
前記ロータアセンブリ（１８）の周囲に周方向に配置された翼の第３の列（７２）と、
前記圧縮機（１２）の第４の部分と流体連通する第４の冷却流体供給システムであって、前記冷却流体を第４の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第４の部分から前記翼の第３の列（７２）の第１の翼へ供給するように構成されており、前記第４の圧力は前記第３の圧力よりも低い、第４の冷却流体供給システムと、をさらに備え、
前記第３の冷却流体供給システム（６０）は、前記冷却流体を前記第３の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第３の部分（６６）から前記翼の第３の列（７２）の前記第１の翼へ供給するようにさらに構成されていることを特徴とする、請求項５記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項１０】
前記翼の第１の列（６８）の第１の翼は、正圧面冷却システム（８４）と、負圧面冷却システム（６８）と、前記正圧面冷却システム（８４）と前記負圧面冷却システム（８６）との間に配置された１つまたは複数の翼弦方向リブ（８８）とを有しており、
前記第１の冷却流体供給システム（５６）は、前記冷却流体を前記第１の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第１の部分（６２）から前記翼の第１の列（６８）の前記第１の翼の前記正圧面冷却システム（８４）に供給するようにさらに構成されており、
前記第２の冷却流体供給システム（５８）は、前記冷却流体を前記第２の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第２の部分（６４）から前記翼の第１の列（６８）の前記第１の翼の前記負圧面冷却システム（８６）へ供給するようにさらに構成されている
ことを特徴とする、請求項１記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項１１】
前記翼の第１の列（６８）の第１の翼は、正圧面冷却システム（８４）と、負圧面冷却システム（８６）と、前記正圧面冷却システム（８４）と前記負圧面冷却システム（８６）との間に配置された１つまたは複数の翼弦方向リブ（８８）とを有しており、
前記翼の第２の列（７０）の第１の翼は、正圧面冷却システム（８４）と、負圧面冷却システム（８６）と、前記正圧面冷却システム（８４）と前記負圧面冷却システム（８６）との間に配置された１つまたは複数の翼弦方向リブ（８８）とを有しており、
前記第１の冷却流体供給システム（５６）は、前記冷却流体を前記第１の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第１の部分（６２）から前記翼の第１の列（６８）の前記第１の翼の前記正圧面冷却システム（８４）へ供給するようにさらに構成されており、
前記第２の冷却流体供給システム（５８）は、前記冷却流体を前記第２の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第２の部分（６４）から前記翼の第１の列（６８）の前記第１の翼の前記負圧面冷却システム（８６）へ供給するようにさらに構成されており、前記冷却流体を前記第２の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第２の部分（６４）から前記翼の第２の列（７０）の前記第１の翼の前記正圧面冷却システム（８４）へ供給するようにさらに構成されており、
前記第３の冷却流体供給システム（６０）は、前記冷却流体を前記第３の圧力で前記圧縮機（１２）の前記第３の部分（６６）から前記翼の第２の列（７０）の前記第１の翼の前記負圧面冷却システム（８６）へ供給するようにさらに構成されている
ことを特徴とする、請求項５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】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
本発明の開発は、米国エネルギー省の最新水素タービン開発プログラム、契約番号ＤＥ−ＦＣ２６−０５ＮＴ４２６４４によって一部補助されている。したがって、アメリカ合衆国政府は本発明における何らかの権利を有することがある。
【０００２】
発明の分野
本発明は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細にはタービン翼用の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
タービンエンジンは、一般的に、タービンエンジンのタービンセクション内に配置された（タービンブレードおよび／またはタービンベーンなどの）翼を有する。この配置は、翼に熱関連の損傷および故障を引き起こす可能性のある温度に翼をさらす場合がある。したがって、翼は、通常、冷却流体を翼の内部に供給する冷却システムによって冷却される。しかしながら、この典型的な翼冷却システムは、不十分である場合があり、および／または改良の余地がある場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ガスタービンエンジンの翼冷却システムが開示されている。翼冷却システムは、少なくとも、圧縮機の第１の部分と流体連通する第１の冷却流体供給システムと、圧縮機の第２の部分と流体連通する第２の冷却流体供給システムとから形成されていてもよい。第１の冷却流体供給システムは、冷却流体を第１の圧力で圧縮機の第１の部分からガスタービンエンジンのロータアセンブリの周囲に周方向に配置された翼の第１の列の１つまたは複数の翼に供給するように構成されていてもよく、第２の冷却流体供給システムは、冷却流体を第２の圧力で圧縮機の第２の部分から翼の第１の列の１つまたは複数の翼に供給するように構成されていてもよい。加えて、第２の圧力は第１の圧力よりも低くてもよい。これにより、１つまたは複数の翼のそれぞれを、２つの異なる圧力の冷却流体によって冷却することができる。特定の実施の形態では、これは、このような冷却を提供するためのタービンエンジンにかかるコストを削減しつつ、翼が冷却されることを可能にする。例えば、第２の圧力の冷却流体は、タービンエンジンの圧縮機において受ける圧縮がより少ないので、第２の圧力の冷却流体は、タービンエンジンにとってより費用のかからないものであり得る。加えて、これは、各翼への高温ガスの進入を依然として防止しつつ、翼がより効率的に冷却されることを可能にする。例えば、翼は、正圧面冷却システム、負圧面冷却システムおよび正圧面冷却システムと負圧面冷却システムとの間に配置された１つまたは複数の翼弦方向リブ（またはその他の障壁）を有していてもよい。特定の実施の形態では、（第２の圧力よりも高くてもよい）第１の圧力の冷却流体が、翼の正圧面冷却システムに供給されてもよく、これにより、翼の正圧面の外側のより高い圧力の流体が翼内に吸い込まれることを防止する。加えて、特定の実施の形態では、（第１の圧力よりも低くてもよい）第２の圧力の冷却流体が、翼の負圧面冷却システムに供給されてもよい。
【０００５】
少なくとも１つの実施の形態では、タービンエンジンは、ロータアセンブリの周囲に周方向に配置された翼の第１の列を有する、ロータアセンブリを備えていてもよい。タービンエンジンは、ロータアセンブリの上流に配置された圧縮機および圧縮機の第１の部分と流体連通する冷却流体供給システムも備えている。第１の冷却流体供給システムは、冷却流体を第１の圧力で圧縮機の第１の部分から翼の第１の列の第１の翼へ供給するように構成されている。タービンエンジンは、圧縮機の第２の部分と流体連通する第２の冷却流体供給システムをさらに備えている。第２の冷却流体供給システムは、冷却流体を第２の圧力で圧縮機の第２の部分から翼の第１の列の第１の翼へ供給するように構成されている。加えて、第２の圧力は第１の圧力よりも低い。
【０００６】
第１の冷却流体供給システムは、冷却流体を第１の圧力で圧縮機の第１の部分から翼の第１の列の各翼に供給するようにさらに構成されていてもよく、第２の冷却流体供給システムは、冷却流体を第２の圧力で圧縮機の第２の部分から翼の第１の列の各翼に供給するようにさらに構成されていてもよい。翼の第１の列は、ロータアセンブリから半径方向外方へ延びるタービンブレードの第１の周方向に整列した列を有していてもよい。さらに、翼の第１の列は、ロータアセンブリの少なくとも一部の周囲に周方向に配置されたベーンキャリヤに取り付けられたタービンベーンの第１の列を有していてもよい。タービンベーンの第１の列のタービンベーンはそれぞれ、半径方向内方へ延びていてもよい。
【０００７】
タービンエンジンは、ロータアセンブリの周囲に周方向に配置された翼の第２の列と、圧縮機の第３の部分と流体連通する第３の冷却流体供給システムとをさらに備えていてもよい。第３の冷却流体供給システムは、冷却流体を第３の圧力で圧縮機の第３の部分から翼の第２の列の第１の翼へ供給するように構成されていてもよい。第３の圧力は第２の圧力よりも低くてもよい。第２の冷却流体供給システムは、冷却流体を第２の圧力で圧縮機の第２の部分から翼の第２の列の第１の翼へ供給するようにさらに構成されていてもよい。翼の第１の列は、ロータアセンブリから半径方向外方へ延びるタービンブレードの第１の周方向に整列した列を有していてもよく、翼の第２の列は、ロータアセンブリから半径方向外方へ延びるタービンブレードの第２の周方向に整列した列を有していてもよい。翼の第１の列は、ロータアセンブリの少なくとも一部の周囲に周方向に配置されたベーンキャリヤに取り付けられたタービンベーンの第１の列を有していてもよく、翼の第２の列は、ロータアセンブリから半径方向外方へ延びるタービンブレードの第１の周方向に整列した列を有していてもよい。タービンベーンの第１の列のタービンベーンはそれぞれ、半径方向内方へ延びていてもよい。
【０００８】
タービンエンジンは、ロータアセンブリの周囲に周方向に配置された翼の第３の列をさらに備えていてもよい。第３の冷却流体供給システムは、冷却流体を第３の圧力で圧縮機の第３の部分から翼の第３の列の第１の翼へ供給するようにさらに構成されていてもよい。タービンエンジンは、ロータアセンブリの周囲に周方向に配置された翼の第３の列と、圧縮機の第４の部分と流体連通する第４の冷却流体供給システムとをさらに備えていてもよい。第４の冷却流体供給システムは、冷却流体を第４の圧力で圧縮機の第４の部分から翼の第３の列の第１の翼へ供給するように構成されていてもよい。第４の圧力は第３の圧力よりも低くてもよい。さらに、第３の冷却流体供給システムは、冷却流体を第３の圧力で圧縮機の第３の部分から翼の第３の列の第１の翼へ供給するようにさらに構成されていてもよい。
【０００９】
翼の第１の列の第１の翼は、正圧面冷却システム、負圧面冷却システムおよび正圧面冷却システムと負圧面冷却システムとの間に配置された１つまたは複数の翼弦方向リブを有していてもよい。第１の冷却流体供給システムは、冷却流体を第１の圧力で圧縮機の第１の部分から翼の第１の列の第１の翼の正圧面冷却システムへ供給するようにさらに構成されていてもよい。加えて、第２の冷却流体供給システムは、冷却流体を第２の圧力で圧縮機の第２の部分から翼の第１の列の第１の翼の負圧面冷却システムへ供給するようにさらに構成されていてもよい。
【００１０】
翼の第１の列の第１の翼は、正圧面冷却システム、負圧面冷却システムおよび正圧面冷却システムと負圧面冷却システムとの間に配置された１つまたは複数の翼弦方向リブを有していてもよく、翼の第２の列の第１の翼は、正圧面冷却システム、負圧面冷却システムおよび正圧面冷却システムと負圧面冷却システムとの間に配置された１つまたは複数の翼弦方向リブを有していてもよい。第１の冷却流体供給システムは、冷却流体を第１の圧力で圧縮機の第１の部分から翼の第１の列の第１の翼の正圧面冷却システムへ供給するようにさらに構成されていてもよい。第２の冷却流体供給システムは、冷却流体を第２の圧力で圧縮機の第２の部分から翼の第１の列の第１の翼の負圧面冷却システムへ供給するようにさらに構成されていてもよく、冷却流体を第２の圧力で圧縮機の第２の部分から翼の第２の列の第１の翼の正圧面冷却システムへ供給するようにさらに構成されていてもよい。また、第３の冷却流体供給システムは、冷却流体を第３の圧力で圧縮機の第３の部分から翼の第２の列の第１の翼の負圧面冷却システムへ供給するようにさらに構成されていてもよい。
【００１１】
明細書に組み込まれ明細書の一部を形成する添付の図面は、ここに開示される発明の実施の形態を例示し、詳細な説明と共に本発明の原理を開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】翼冷却システムの一例を備えるタービンエンジンの断面図である。
【図２】図１のタービンエンジンのタービン翼の斜視図である。
【図３】断面線３−３に沿った、図２に示されたタービン翼の断面図である。
【図４】細部４−４における、図１のタービンエンジンの回転ディスクおよびタービン翼の一部の断面図であり、図１のタービンエンジンの根元部および根元部下方チャネルの詳細断面図を含む。
【図５】図４の細部５−５における、タービンエンジンの根元部および根元部下方チャネルの詳細断面図である。
【図６】図４の断面線６−６に沿った、タービンエンジンの根元部下方チャネルおよび仕切り板の断面図である。
【図７】図４の断面線６−６に沿った、タービンエンジンの根元部下方チャネルおよび仕切り板の断面図である。
【図８】図４の断面線６−６に沿った、タービンエンジンの根元部下方チャネルおよび仕切り板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図８に示すように、ガスタービンエンジン１０用の翼冷却システム５４が開示されている。翼冷却システム５４は、少なくとも、圧縮機１２の第１の部分６２と流体連通する第１の冷却流体供給システム５６と、圧縮機１２の第２の部分６４と流体連通する第２の冷却流体供給システム５８とから形成されていてもよい。第１の冷却流体供給システム５６は、冷却流体を第１の圧力で圧縮機１２の第１の部分６２からガスタービンエンジン１０のロータアセンブリ１８の周囲に周方向に配置された翼の第１の列の１つまたは複数の翼に供給するように構成されていてもよく、第２の冷却流体供給システム５８は、冷却流体を第２の圧力で圧縮機１２の第２の部分６４から翼の第１の列の１つまたは複数の翼に供給するように構成されていてもよい。加えて、第２の圧力は第１の圧力よりも低くてもよい。これにより、（１つまたは複数のタービンブレード４６および／または固定のタービンベーン４４のそれぞれなどの）１つまたは複数の翼のそれぞれを、２つの異なる圧力の冷却流体によって冷却することができる。特定の実施の形態では、これは、このような冷却を提供するためにタービンエンジンにかかるコストを削減しつつ、翼が冷却されることを可能にする。例えば、第２の圧力の冷却流体は、タービンエンジン１０の圧縮機１２において受ける圧縮がより少ないので、第２の圧力の冷却流体は、タービンエンジン１０にとってより費用のかからないものであり得る。加えて、これは、各翼への高温ガスの吸込みを依然として防止しつつ、翼がより効率的に冷却されることを可能にする。例えば、翼は、正圧面冷却システム８４、負圧面冷却システム８６および正圧面冷却システム８４と負圧面冷却システム８６との間に配置された１つまたは複数の障壁８８を有していてもよい。特定の実施の形態では、（第２の圧力よりも高くてもよい）第１の圧力の冷却流体が、翼の正圧面冷却システム８４に供給されてもよく、これにより、翼の正圧面７６の外側のより高圧の流体が翼内に吸い込まれることを防止する。加えて、特定の実施の形態では、（第１の圧力よりも低くてもよい）第２の圧力の冷却流体が、翼の負圧面冷却システム８６に供給されてもよく、これにより、翼の負圧面７８の外側のより低圧の流体が翼内に吸い込まれることを防止する。
【００１４】
図１〜図８にさらに示すように、ガスタービンエンジン１０用の翼冷却システム５４が開示されている。翼冷却システム５４は、少なくとも、圧縮機１２の第１の部分６２と流体連通する第１の冷却流体供給システム５６と、圧縮機１２の第２の部分６４と流体連通する第２の冷却流体供給システム５８とから形成されていてもよい。第１の冷却流体供給システム５６は、冷却流体を、翼の同じ列内の２つ以上の翼のそれぞれの第１の冷却システム８４に供給する第１の供給チャネル９８を有していてもよい。第２の冷却流体供給システム５８は、同じ２つ以上の翼のそれぞれの第２の冷却システム８６に冷却流体を供給する第１の供給チャネル１００を有していてもよい。これにより、（２つ以上のタービンブレード４６または２つ以上の固定タービンベーン４４などの）２つ以上の翼が、２つの異なる供給チャネル９８および１００から冷却流体を受け取ることができる。特定の実施の形態では、これは、２つ以上の翼が、２つの異なる圧力の冷却流体によって（または圧縮機１２の２つの異なる部分から受け取られた冷却流体によって）冷却されることを可能にする。加えて、（２つ以上のタービンブレード４６などの）２つ以上の翼が、根元部下方チャネル１０２と、２つの供給チャネル９８および１００に間接的および／または直接的に接続された接続チャネル１０６および１０８をと介して、冷却流体を受け取ってもよい。特定の実施の形態では、これは、タービンエンジン１０の回転ディスク４８（またはその他の支持構造）に形成される供給チャネル９８および１００の数を減らすことができ、これにより、回転ディスク４８の一体性を高めかつ／または回転ディスク４８を製造するためのコストが削減される。
【００１５】
図１に示すように、タービンエンジン１０は、圧縮機セクション１２と、燃焼器セクション１４と、タービンセクション１６とを備えていてもよい。ロータアセンブリ１８は、中央に配置されており、３つのセクションを通って延びている。圧縮機セクション１２は、固定ベーン２４および回転ブレード２６などの、翼の交互の列を包囲した、円筒体２０を備えていてもよい。固定ベーン２４は、円筒体２０に固定されていてもよく、他方、回転ブレード２６は、ロータアセンブリ１８とともに回転するようにロータアセンブリ１８に取り付けられていてもよい。
【００１６】
燃焼器セクション１４は、チャンバ３０を形成するシェル２８を備えていてもよい。複数の燃焼器、例えば１６の燃焼器（そのうちの１つの燃焼器３２のみが示されている）が、燃焼器セクションチャンバ３０内に収容されており、環状パターンで円の周囲に沿って分配されている。オイルまたはガスなどの液体または気体の形態であってもよい燃料は、各燃焼器３２に進入し、チャンバ３０から燃焼器３２へ導入される圧縮空気と組み合わされてもよい。組み合わされた燃料／空気混合物は燃焼器３２内で燃焼し、結果として生じる高温の圧縮ガス流が、タービンセクション１６へ送るために燃焼器３２に取り付けられたトランジションダクト（図示せず）へ排出されてもよい。
【００１７】
タービンセクション１６は、円筒状のハウジング４０を備えていてもよい。円筒状のハウジング４０は、ロータアセンブリ１８の周囲に周方向に配置された（固定タービンベーン４４および／または回転タービンブレード４６などの）翼の列を包囲してもよい内側円筒体４２を含む。タービンセクション１６の入口近くのベーン４４の第１の列とブレード４６の第１の列とは、一般に、それぞれ第１段ベーンおよび第１段ブレードと呼ばれる。ブレード４６の各列は、ロータアセンブリ１８を形成するためにロータ５０に設けられたディスク４８に取り付けられた複数の翼によって形成されていてもよい。ブレード４６は、ディスク４８から半径方向外方へ延びていてもよく、ブレード先端部として知られる領域において終わっている。ベーン４４の各列は、ベーンキャリヤ、タービンシュラウド支持体（フック）、リングセグメント支持体（フック）およびブレード外側空気シール支持体（フック）と呼ばれることがある、内側円筒体４２などの、しかしながらこれに限定されない、タービンエンジン支持構造に１つまたは複数のベーン４４を取り付けることによって形成されてもよい。ベーン４４は、内側円筒体４２の内側部分から半径方向へ延び、ロータ５０の近くで終わっていてもよい。内側円筒体４２は、円筒状のハウジング４０に取り付けられていてもよく、これは、エンジン１０のタービンセクション１６を包囲してもよい。
【００１８】
本発明をさらによく理解するために、システム内の構成部材の相対的配置およびシステム内での移動の説明を補助すべく、このようなタービンエンジン１０に座標系を適用することができる。ロータアセンブリ１８の回転軸線は、圧縮機セクション１２、燃焼器セクション１４およびタービンセクション１６を通って長手方向に延びており、長手方向を規定している。様々なセクションを通る一般的な作動流れパターンの斜視図で見て、タービン構成部材は、互いに長手方向上流または下流に配置されていると説明することができる。例えば、圧縮機セクション１２は、燃焼器セクション１４の長手方向上流にあり、タービンセクション１６は、燃焼器セクション１４の長手方向下流にある。中心ロータ軸線またはその他の長手方向軸線から離れる方向での様々な構成部材の位置は、半径方向で説明することができる。つまり、例えば、ブレード４６は、ディスク４８から半径方向に延びている。長手方向軸線および中心ロータ軸線からさらに離れた位置は、半径方向内方または内向きであるより近い位置と比較して半径方向外方または外向きとして説明することができる。
【００１９】
第３の座標方向、すなわち周方向は、特定の構成部材の位置を、ロータアセンブリ１８の中心軸線などの長手方向軸線を中心とする仮想円に関して説明することができる。例えば、タービンエンジン内のタービンブレードの配列において長手方向下流を見ると、時計の針のように複数の半径方向へ半径方向外方に延びる各ブレードが見られる。各ブレードの、角度位置とも呼ばれる「時計」位置は、周方向におけるブレードの位置を表す。つまり、ロータディスク４８から鉛直方向に延びるこの例におけるブレードは、周方向で「１２時」位置に配置されていると説明することができるのに対し、ロータディスク４８から右方へ延びるブレードは、（長手方向上流位置からブレードを見たとき）周方向で「３時」位置に配置されていると説明することができ、これらの２つのブレードは、周方向に離間していると説明することができる。つまり、半径方向は基準円のサイズを規定することができ、周方向は基準円における角度位置を表すことができる。
【００２０】
図１に示すように、タービンエンジン１０は、翼冷却システム５４をさらに備えていてもよい。翼冷却システム５４は、タービンセクション１６のブレード４６、タービンセクション１６のベーン４４またはタービンセクション１６のブレード４６およびベーン４４の両方に冷却流体を提供してもよい。翼冷却システム５４は、冷却流体供給システム５６，５８および６０を有していてもよい。各冷却流体供給システム５６，５８および６０は、圧縮機セクション１２の一部と流体連通していてもよい。さらに、冷却流体供給システム５６，５８および６０のいずれも互いに流体連通していなくてもよい。
【００２１】
（第１の冷却流体供給システム５６ａおよび／または第１の冷却流体供給システム５６ｂなどの）第１の冷却流体供給システム５６は、例えば全てのベーン２４および２６の下流の部分６２において圧縮機セクション１２と流体連通していてもよい。すなわち、第１の冷却流体供給システム５６は、圧縮機セクション１２を完全に通過した冷却流体を受け取ってもよく、これにより、冷却流体は、圧縮機セクション１２を完全に通過しなかった場合よりも高い圧力を有する。さらに、第１の冷却流体供給システム５６によって受け取られる冷却流体は、圧縮機セクション１２を完全に通過しているので、第１の冷却流体供給システム５６において受け取られるこれらの冷却流体は、タービンエンジン１０による生成に費用のかかるものである。
【００２２】
（第２の冷却流体供給システム５８ａおよび／または第２の冷却流体供給システム５８ｂなどの）第２の冷却流体供給システム５８は、例えば部分６２の上流の部分６４において圧縮機セクション１２と流体連通していてもよい。部分６４の一例は、第１０段（例えば、圧縮機セクション１２のブレード２６の１０番目の列）に配置された部分であってもよい。すなわち、このような例では、第２の冷却流体供給システム５８は、１０列のブレード２６を通過したが、部分６４の下流のその他のブレード２６を通過していない冷却流体を受け取ってもよい。（第１の冷却流体供給システム５６によって受け取られる冷却流体の場合に起こり得るように）全てのブレード２６を通過しない結果、第２の冷却流体供給システム５８によって受け取られる冷却流体は、第１の冷却流体供給システム５６によって受け取られる冷却流体よりも低い圧力を有している。同様に、第２の冷却流体供給システム５８によって受け取られる冷却流体は、第１の冷却流体供給システム５６によって受け取られるものよりも、タービンエンジン１０による生成がより費用のかからないものとなる。さらに、（第１の冷却流体供給システム５６によって受け取られる冷却流体の場合に起こり得るように）全てのブレード２６を通過しない結果、第２の冷却流体供給システム５８によって受け取られる冷却流体は、第１の冷却流体供給システム５６によって受け取られる冷却流体よりも低い温度をも有することができる。これにより、第２の冷却流体供給システム５８によって受け取られる冷却流体は、タービンエンジン１０の翼をより効果的に冷却することができる。
【００２３】
（第３の冷却流体供給システム６０ａおよび／または第３の冷却流体供給システム６０ｂなどの）第３の冷却流体供給システム６０は、例えば部分６４の上流の部分６６において圧縮機セクション１２と流体連通していてもよい。部分６６の一例は、第８段（例えば、圧縮機セクション１２のブレード２６の８番目の列）に配置された部分であってもよい。すなわち、このような例では、第３の冷却流体供給システム６０は、８列のブレード２６を通過したが、部分６６の下流のその他のブレード２６を通過していない冷却流体を受け取ってもよい。多くのブレード２６を通過しない結果、第３の冷却流体供給システム６０によって受け取られる冷却流体は、第２の冷却流体供給システム５８によって受け取られる冷却流体よりも低い圧力を有している。同様に、第３の冷却流体供給システム６０によって受け取られる冷却流体は、第２の冷却流体供給システム５８によって受け取られるものよりも、タービンエンジン１０による生成がより費用のかからないものとなる。さらに、多くのブレード２６を通過しない結果、第３の冷却流体供給システム６０によって受け取られる冷却流体は、第２の冷却流体供給システム５８によって受け取られる冷却流体よりも低い温度を有している。これにより、第３の冷却流体供給システム６０によって受け取られる冷却流体は、タービンエンジン１０の翼をより効果的に冷却することができる。
【００２４】
圧縮機セクション１２の部分と流体連通していることに加え、各流体冷却供給システム５６，５８および６０は、冷却流体を圧縮機セクション１２のそれぞれの部分からタービンセクション１６の１つまたは複数の翼へ（例えば、流体冷却供給システム５６ａ，５８ａおよび６０ａを介して１つまたは複数のブレード４６へおよび／または流体冷却供給システム５６ｂ，５８ｂおよび６０ｂを介してベーン４４へ）供給してもよい。例えば、第１の冷却流体供給システム５６は、翼の第１の列６８の１つまたは複数の翼に冷却流体を供給してもよい。このような例では、翼の第１の列６８がブレード４６の列である場合、第１の冷却流体供給システム５６ａは、ブレード４６の第１の列６８の１つまたは複数のブレード４６（または全てのブレード４６）に冷却流体を供給してもよい。さらに、翼の第１の列６８がベーン４４の列である場合、第１の冷却流体供給システム５６ｂは、冷却流体を（１つまたは複数の第１の圧力キャビティ１０１を介して）ベーン４４の第１の列６８の１つまたは複数のベーン４４（または全てのベーン）に供給してもよい。加えて、第１の冷却流体供給システム５６からの冷却流体は、翼の第１の列６８の翼の一部に供給されてもよい。例えば、図３に関して以下に説明するように、第１の冷却流体供給システム５６からの冷却流体は、翼の正圧面冷却システム８４に供給されてもよい。
【００２５】
第２の冷却流体供給システム５８は、第１の冷却流体供給システム５６によって供給される同じ翼に流体を供給してもよい。例えば、翼の第１の列６８がブレード４６の列である場合、第２の冷却流体供給システム５８ａは、第１の冷却流体供給システム５６ａによって供給されるブレード４６の第１の列６８の同じ１つまたは複数のブレード４６（または全てのブレード４６）に冷却流体を供給してもよい。さらに、翼の第１の列６８がベーン４４の列である場合、第２の冷却流体供給システム５８ｂは、冷却流体を（１つまたは複数の第２の圧力キャビティ１０３を介して）第１の冷却流体供給システム５６ｂによって供給されるベーン４４の第１の列６８の同じ１つまたは複数のベーン４４（または全てのベーン）に供給してもよい。加えて、第２の冷却流体供給システム５８からの冷却流体は、翼の第１の列６８の翼の一部に供給されてもよい。例えば、図２に関して以下に説明するように、第２の冷却流体供給システム５８からの冷却流体は、翼の負圧面冷却システム８６に供給されてもよい。
【００２６】
冷却流体供給システム５６および５８の結果、同じ翼は、特定の実施の形態では、２つの異なる圧力で冷却流体を受け取ってもよい。タービンエンジン１０の翼のこの冷却は、タービンブレードの第１の列などの翼の列が、同じ圧力を有する冷却流体および／または圧縮機セクションの同じ部分によって供給される冷却流体によって冷却される従来の冷却技術とは異なっていてもよい。一例として、従来の冷却技術では、翼の第１の列は、（部分６２のみなど）ガスタービンエンジンの１つの部分からのみ供給される冷却流体によって冷却されてもよい。これらの冷却流体は全て、圧縮機セクションの全てのベーンおよびブレードを通過するので、翼のこの従来の冷却は、タービンエンジンにとってよりコストのかかるものとなる。対照的に、特定の実施の形態では、ガスタービンエンジン１０の翼の第１の列６８は、第１の冷却流体供給システム５６および第２の冷却流体供給システム５８によって供給される冷却流体によって冷却されてもよい。これにより、翼の第１の列６８は、圧縮機セクション１２の部分６４から受け取られた冷却流体によって（少なくとも部分的に）冷却されてもよく、この冷却流体は、圧縮機セクション１２の部分６２からの冷却流体よりも、ガスタービンエンジン１０にとってよりコストが低い。
【００２７】
第２の冷却流体供給システム５８は、翼の第２の列７０の１つまたは複数の翼にも冷却流体を供給してもよい。このような例では、翼の第２の列７０がブレード４６の列である場合、第２の冷却流体供給システム５８ａは、ブレード４６の第２の列７０の１つまたは複数のブレード４６（または全てのブレード４６）に冷却流体を供給してもよい。さらに、翼の第２の列７０がベーン４４の列である場合、第２の冷却流体供給システム５８ｂは、冷却流体を（１つまたは複数の第２の圧力キャビティ１０３を介して）ベーン４４の第２の列７０の１つまたは複数のベーン４４（または全てのベーン）に供給してもよい。加えて、第２の冷却流体供給システム５８からの冷却流体は、翼の第２の列７０の翼の一部に供給されてもよい。例えば、図２に関して以下に説明するように、第２の冷却流体供給システム５８からの冷却流体は、翼の正圧面冷却システム８４に供給されてもよい。
【００２８】
第３の冷却流体供給システム６０は、第２の冷却流体供給システム５８によって供給される翼の第２の列７０の同じ翼に冷却流体を供給してもよい。例えば、翼の第２の列７０がブレード４６の列である場合、第３の冷却流体供給システム６０ａは、第２の冷却流体供給システム５８ａによって供給されるブレード４６の第２の列７０の同じ１つまたは複数のブレード４６（または全てのブレード４６）に冷却流体を供給してもよい。さらに、翼の第２の列７０がベーン４４の列である場合、第３の冷却流体供給システム６０ｂは、冷却流体を（１つまたは複数の第３の圧力キャビティ１０５を介して）第２の冷却流体供給システム５８ｂによって供給されるベーン４４の第２の列７０の同じ１つまたは複数のベーン４４（または全てのベーン）に供給してもよい。加えて、第３の冷却流体供給システム６０からの冷却流体は、翼の第２の列７０の翼の一部に供給されてもよい。例えば、図３に関して以下に説明するように、第３の冷却流体供給システム６０からの冷却流体は、翼の負圧面冷却システム８６に供給されてもよい。
【００２９】
冷却流体供給システム５８および６０の結果、特定の実施の形態では、翼の第２の列７０の同じ翼は、２つの異なる圧力で冷却流体を受け取ってもよい。これにより、翼の第２の列７０は、圧縮機セクション１２の部分６６から受け取られた冷却流体によって（少なくとも部分的に）冷却されてもよく、この冷却流体は、圧縮機セクション１２の部分６４からの冷却流体よりも、ガスタービンエンジン１０にとってよりコストが低い。
【００３０】
第３の冷却流体供給システム６０は、翼の第３の列７２の１つまたは複数の翼にも冷却流体を供給してもよい。このような例では、翼の第３の列７２がブレード４６の列である場合、第３の冷却流体供給システム６０ａは、ブレード４６の第３の列７２の１つまたは複数のブレード４６（または全てのブレード４６）に冷却流体を供給してもよい。さらに、翼の第３の列７２がベーン４４の列である場合、第３の冷却流体供給システム６０ｂは、冷却流体を（１つまたは複数の第３の圧力キャビティ１０５を介して）ベーン４４の第３の列７２の１つまたは複数のベーン４４（または全てのベーン４４）に供給してもよい。図１に示すように、翼の第３の列７２は、第３の流体冷却システム６０のみから冷却流体を受け取ってもよい。すなわち、翼の第１の列６８および第２の列７０とは異なり、翼の第３の列７２は、異なる圧力で冷却流体を受け取らなくてもよい。しかしながら、特定の実施の形態では、第３の列７２は、異なる圧力で冷却流体を受け取ってもよい。例えば、第３の冷却流体供給システム６０によって供給される冷却に加え、タービンエンジン１０は、第４の冷却流体供給システム（図示せず）を備えていてもよい。第４の冷却流体供給システムは、圧縮機セクション１２の第４の部分（図示されていないが、部分６６の上流に配置されてもよく、部分６６によって供給される冷却流体よりも低い圧力で冷却流体を供給してもよい）と流体連通していてもよく、冷却流体を、第４の部分から、第３の冷却流体供給システム６０によって供給される翼の第３の列７２の同じ翼へ供給してもよい。特定の実施の形態では、第３の冷却流体供給システム６０および第４の冷却供給システムの結果、翼の第３の列７２の同じ翼は、２つの異なる圧力で冷却流体を受け取ってもよい。これにより、翼の第３の列７２を、圧縮機セクション１２の第４の部分から受け取られた冷却流体によって（少なくとも部分的に）冷却することができ、この冷却流体は、圧縮機セクション１２の部分６６からの冷却流体よりも、ガスタービンエンジン１０にとってよりコストが低い。
【００３１】
図１のタービンエンジン１０は、冷却流体を翼の３つの列に提供するように示されているが、上述の冷却は、タービンエンジン１０のより多くのまたはより少ない翼に適用されてもよい。例えば、上述の冷却は、タービンセクション１６の全ての翼（またはタービンセクション１６の全ての段）に適用されてもよい。別の例として、上述の冷却は、タービンセクション１６の任意のその他の数の翼（またはタービンセクション１６の任意の数の段）に適用されてもよい。加えて、図１のタービンエンジン１０は、３つの冷却流体供給システム（すなわち、第１の冷却流体供給システム５６、第２の冷却流体供給システム５８および第３の冷却流体供給システム６０）を備えるように示されているが、タービンエンジン１０は、任意の数の冷却流体供給システムを備えていてもよい。例えば、タービンエンジン１０は、圧縮機セクション１２の各段と流体連通する異なる冷却流体供給システムを備えていてもよい。
【００３２】
さらに、図１のタービンエンジン１０は、圧縮機セクション１２の特定の部分と流体連通する３つの冷却流体供給システム（すなわち、第１の冷却流体供給システム５６、第２の冷却流体供給システム５８および第３の冷却流体供給システム６０）を備えるように示されており、各冷却流体供給システム５６，５８および６０（および／または任意のその他の冷却流体供給システム）は、圧縮機セクション１２の任意の他の部分と流体連通していてもよい。例えば、第１の冷却流体供給システム５６は、圧縮機セクション１２の第１３段と流体連通していてもよく、第２の冷却流体供給システム５８は、圧縮機セクション１２の第１１段と流体連通していてもよく、第３の冷却流体供給システム６０は、圧縮機セクション１２の第９段と流体連通していてもよい。加えて、図１のタービンエンジン１０は、翼の特定の列に冷却流体を供給する３つの冷却流体供給システム（すなわち、第１の冷却流体供給システム５６、第２の冷却流体供給システム５８および第３の冷却流体供給システム６０）を備えるように示されており、各冷却流体供給システム５６，５８および６０（および／または任意のその他の冷却流体供給システム）は、タービンセクション１６内の翼の任意の列に冷却流体を供給してもよい。例えば、第１の冷却流体供給システム５６は、翼の第２の列（または翼の第１の列６８および第２の列７０の両方）に冷却流体を供給してもよく、第２の冷却流体供給システム５８は、翼の第２の列７０および第３の列７２に冷却流体を供給してもよく、第３の冷却流体供給システム６０は、翼の第３の列７２および第４の列に冷却流体を供給してもよい。
【００３３】
図２は、図１におけるタービンエンジンのタービン翼の斜視図である。翼は、タービンブレード４６またはタービンベーン４４であってもよい。例示したように、翼はタービンブレード４６である。翼は、根元部９６に接続された略細長いブレード部分から形成されていてもよい。図３は、断面線３−３に沿った、図２に示されたタービン翼の断面図である。例示したように、翼はタービンブレード４６である。ブレード４６は、例えばタービンセクション１６の翼の第１の列６８、タービンセクション１６の翼の第２の列７０、タービンセクション１６の翼の第３の列７２またはタービンセクション１６の翼の任意のその他の列において使用するように適合された外壁７４を有していてもよい。外壁７４は、正圧面７６を形成する略凹面状の部分を形成していてもよく、負圧面７８を形成する略凸面状の部分を形成していてもよい。正圧面冷却システム８４および負圧面冷却システム８６は、ブレード４６の温度を低下させるために、ブレード４６を通ってブレード４６内の１つまたは複数の排出オリフィス（図示せず）から出るように１つまたは複数の冷却流体を方向付けるために、ブレード４６の内面に配置されていてもよい。排出オリフィスは、正圧面７６および負圧面７８上のどこに配置されていてもよく、様々な構成を有することができる。
【００３４】
図３に示すように、翼は、正圧面冷却システム８４と負圧面冷却システム８６との間に配置された１つまたは複数の障壁８８によって分離された、正圧面冷却システム８４および負圧面冷却システム８６を有していてもよい。障壁８８は、翼弦方向リブ、ブロッカ、インピンジメントインサート、あらゆるその他の要素または上記のあらゆる組合せなどの、正圧面冷却システム８４を負圧面冷却システム８６から分離する任意の要素であってもよい。正圧面冷却システム８４は、１つまたは複数のチャネルによって形成されていてもよい。例えば、例示したように、正圧面冷却システム８４は、５パス蛇行チャネルによって形成されていてもよい。別の実施の形態では、正圧面冷却システム８４は、（ベーン４４の場合にそうであってもよいが、インピンジメント冷却構成を利用するチャネルなどの）３パス蛇行チャネルによってまたは１つまたは複数のチャネルの任意のその他の構成によって形成されていてもよい。正圧面冷却システム８４は、第１の冷却流体供給システム５６、第２の冷却流体供給システム５８、第３の冷却流体供給システム６０またはあらゆるその他の冷却流体供給システムなどの冷却流体供給システムから冷却流体を受け取るために根元部９６の近くに入口９０を有していてもよい。さらに、例示したように、冷却流体は、後縁８２から前縁８０へ流れ、前縁８０の近くに配置された排出オリフィスにおいてブレード４６から出てもよい。特定の実施の形態では、正圧面冷却システム８４は、図１の第１の冷却流体供給システム５６から、入口９０において冷却流体を受け取ってもよい。このような例では、圧縮機セクション１２の部分６２から受け取られた冷却流体のより高い圧力は、正圧面７６におけるブレード４６の外側の流体のより高い圧力に対抗し、これにより、外側の流体が排出オリフィスを通じてブレード４６内へ吸い込まれることを防止する。
【００３５】
負圧面冷却システム８６は、１つまたは複数のチャネルによって形成されていてもよい。例えば、例示したように、負圧面冷却システム８６は、４パス蛇行チャネルによって形成されていてもよい。別の実施の形態では、正圧面冷却システム８４は、（ベーン４４の場合にそうであってもよいが、インピンジメント冷却構成を利用するチャネルなどの）１つまたは複数のチャネルの３パス蛇行チャネル、２パス蛇行チャネルまたはあらゆるその他の構成によって形成されていてもよい。正圧面冷却システム８４は、第１の冷却流体供給システム５６、第２の冷却流体供給システム５８、第３の冷却流体供給システム６０またはあらゆるその他の冷却流体供給システムなどの冷却流体供給システムから冷却流体を受け取るために、根元部９６の近くに入口９２および９４を有していてもよい。さらに、例示したように、入口９２において受け取られた冷却流体は、前縁８０から後縁８２へ流れ、後縁８２の近くに配置された排出オリフィスにおいてブレード４６から出てもよい。特定の実施の形態では、負圧面冷却システム８６は、図１の第２の冷却流体供給システム５８から、入口９２および９４において冷却流体を受け取ってもよい。このような例では、（部分６２から受け取られた冷却流体のより高い圧力と比較して）部分６４から受け取られた冷却流体のより低い圧力は、（正圧面７６におけるブレード４６の外側の流体のより高い圧力と比較して）負圧面７８におけるブレード４６の外側の流体のより低い圧力に対抗し、これにより、外側の流体が排出オリフィスを通じてブレード４６内へ吸い込まれることを防止する。タービンエンジン１０の翼のこの冷却は、翼の正圧面および負圧面の両方において同じ圧力で翼に冷却流体が提供される従来の冷却技術とは異なってもよい。このような従来技術では、冷却流体の圧力は、これらの冷却流体が負圧面（翼の外側でより低い圧力に曝される）を冷却するために使用される場合でさえも、正圧面における翼の外側の流体のより高い圧力に対抗するために十分に高いことが必要とされていた。これにより、これらの従来の冷却技術は、タービンエンジン１０が、このような高い圧力を必要としない翼の部分に、コストのかかる高圧の冷却流体を提供することを必要としていた。対照的に、特定の実施の形態では、（ブレード４６などの）翼の正圧面冷却システム８４には、（正圧面７６における翼の外側のより高い圧力に対抗するために）より高い圧力の冷却流体が提供されるが、（ブレード４６などの）翼の負圧面冷却システム８６には、（負圧面７８における翼の外側のより低い圧力に対抗するために）より低い圧力の冷却流体が提供される。特定の実施の形態では、これにより、翼はより効率的な形式で冷却されるが、依然として翼への高温ガス吸込みを防止することができる。
【００３６】
図４は、細部４−４において見た、図１におけるタービンエンジンの回転ディスクおよびタービン翼の一部の両方の断面図であり、図１におけるタービンエンジンの根元部および根元部下方チャネルの詳細断面図を含む。上記で説明したように、タービンブレード４６の列は、回転ディスク４８に取り付けられた複数の翼によって形成されていてもよい。タービンブレード４６の列の各タービンブレード４６は、ブレード部分（図示せず）および根元部９６を有する。ブレード４６の根元部９６は、ロータアセンブリ１８のロータ５０に設けられたディスク４８に取り付けられている。これにより、ブレード４６は、ディスク４８から半径方向外方へ延びている。
【００３７】
（ブレード４６などの）翼に冷却流体を供給するために、図１の冷却流体供給システム５６，５８および６０は、ディスク４８の内部（またはベーン４４の場合のように、他の支持構造内部）に配置されていてもよい。例えば、第１および第２の冷却流体供給システム５６および５８は、ブレード４６の第１の列６８のディスク４８内に配置されていてもよく、第２および第３の冷却流体供給システム５８および６０は、ブレード４６の第２の列７０のディスク４８内に配置されていてもよく、第３の冷却流体供給システム６０（または第３および第４の冷却流体供給システム）は、ブレード４６の第３の列７２のディスク４８内に配置されていてもよい。冷却流体供給システムは、あらゆる適切な形式でディスク４８の内部に配置されていてもよい。例えば、冷却流体供給システムの１つまたは複数の供給チャネル９８および１００は、ディスク４８に穿孔、機械加工またはその他の方法で形成されてよい。供給チャネル９８および１００は、ディスク４８に任意の構成で形成されてもよい。一例として、供給チャネル９８および１００は、（図１および図４に示すように）これらの供給チャネルが特定の箇所で互いに交差するような任意の角度で形成されてもよい。このような例では、供給チャネル９８および１００は、周方向で互いに離間していてもよく、これにより、供給チャネル９８が供給チャネル１００と物理的に交差することを防止する。別の例として、供給チャネル９８および１００は、供給チャネル９８および１００が互いに交差しない任意の角度で形成されてもよい。このような例では、供給チャネル９８および１００は、周方向で互いに離間していなくてもよい（または依然として周方向で互いに離間していてもよい）。
【００３８】
供給チャネル９８および１００は、図１の冷却流体供給システムのいずれかの一部であってもよい。図４に示すように、例えば、供給チャネル９８は第１の冷却流体供給システム５６の一部であり、供給チャネル１００は第２の冷却流体供給システム５８の一部である。これにより、特定の実施の形態では、供給チャネル９８は、部分６２からの冷却流体（例えば、より高い圧力を有する）を、ディスク４８に取り付けられたブレード４６の列の１つまたは複数のブレード４６に供給してもよく、供給チャネル１００は、部分６４からの冷却流体（例えば、部分６２によって供給される冷却流体よりも低い圧力を有する）を、ディスク４８に取り付けられたブレード４６の列の１つまたは複数のブレード４６に供給してもよい。
【００３９】
供給チャネル９８および１００は、ブレード４６の列の任意の数のブレード４６に冷却流体を供給してもよい。例えば、各供給チャネル９８および各供給チャネル１００は、ブレード４６の列の１つのブレード４６のみに冷却流体を供給してもよい。このような例では、ディスク４８は、ブレード４６の列における各ブレード４６のために供給チャネル９８および供給チャネル１００を有していてもよい。したがって、ブレード４６の列に１２のブレード４６が存在する場合、ディスク４８は、合計で２４の供給チャネルのために、１２の供給チャネル９８および１２の供給チャネル１００を有していてもよい。別の例として、各供給チャネル９８および各供給チャネル１００は、ブレード４６の列の２つのブレード４６のセットに冷却流体を供給してもよい。このような例では、ディスク４８は、ブレード４６の列における２つのブレード４６の各セットのために供給チャネル９８および供給チャネル１００を有していてもよい。したがって、ブレード４６の列に１２のブレード４６が存在する場合、ディスク４８は、合計で１２の供給チャネルのために、６の供給チャネル９８および６の供給チャネル１００を有していてもよい。特定の実施の形態では、これは、ディスク４８に形成される供給チャネル９８および１００の数を減らすことができるので、ディスク４８の構造的一体性を高めることができる。さらに、特定の実施の形態では、より少ない供給チャネル９８および１００がディスク４８に形成されるので、ディスク４８を製造するためのコストを削減することができる。
【００４０】
別の例として、各供給チャネル９８および各供給チャネル１００は、ブレード４６の列の３つ以上のブレード４６のセットに冷却流体を供給してもよい。このような例では、ディスク４８は、ブレード４６の列における３つ以上のブレード４６の各セットのために供給チャネル９８および供給チャネル１００を有していてもよい。したがって、ブレード４６の列に１２のブレード４６が存在する場合、ディスク４８は、合計で８以下の供給チャネル９８および１００のために、４以下の供給チャネル９８および４以下の供給チャネル１００を有していてもよい。特定の実施の形態では、これは、ディスク４８に形成される供給チャネル９８および１００の数をさらに減らすことができるので、ディスク４８の構造的一体性をさらに高めることができる。さらに、特定の実施の形態では、より少ない供給チャネル９８および１００がディスク４８に形成されるので、ディスク４８を製造するためのコストをさらに削減することができる。
【００４１】
供給チャネル９８および１００はそれぞれ、１つまたは複数のブレード４６の特定の部分に冷却流体をそれぞれ供給してもよい。例えば、供給チャネル９８は、ブレード４６の（図３に示された）正圧面冷却システム８４に冷却流体を供給してもよく、供給チャネル１００は、ブレード４６の（同じく図３に示された）負圧面冷却システム８６に冷却流体を供給してもよい。これにより、各供給チャネル９８および各供給チャネル１００が、（上述のように）冷却流体をブレード４６の列の１つのブレード４６のみに供給する場合、供給チャネル９８は、１つのブレード４６の正圧面冷却システム８４のみに冷却流体を供給してもよく、供給チャネル１００は、１つのブレード４６の負圧面冷却システム８６のみに冷却流体を供給してもよい。同様に、各供給チャネル９８および各供給チャネル１００が、（同じく上述のように）冷却流体をブレード４６の列の２つ以上のブレード４６のセットに供給する場合、供給チャネル９８は、２つ以上のブレード４６のセットの正圧面冷却システム８４のみに冷却流体を供給してもよく、供給チャネル１００は、２つ以上のブレード４６のセットの負圧面冷却システム８６のみに冷却流体を供給してもよい。
【００４２】
図４および図５にさらに示すように、タービンブレード４６の列の複数のタービンブレード４６のそれぞれが、根元部下方チャネル１０２に流体連通している。根元部下方チャネル１０２は、供給チャネル９８および１００から直接的または間接的に冷却流体を受け取ってもよく、さらに冷却流体をブレード４６に供給してもよい。例示したように、根元部下方チャネル１０２は、冷却流体を（例えば、より高い圧力を有する）供給チャネル９８から入口９０を介してブレード４６に供給してもよく、さらに、冷却流体を（例えば、より低い圧力を有する）供給チャネル１００から入口９２および入口９４（図示せず）を介してブレード４６に供給してもよい。根元部下方チャネル１０２は、ブレード４６の根元部９６の半径方向下側に配置されていてもよい。このような例では、根元部９６の一部は、供給チャネル９８および供給チャネル１００によって供給される冷却流体の間で（図４の細部５−５において見たタービンエンジンの根元部および根元部下方チャネルの断面詳細図である図５に示された）仕切り板１０４として機能するように根元部下方チャネル内へ半径方向下方に延びていてもよい。代替的に（または付加的に）、ディスク４８の一部が、供給チャネル９８および供給チャネル１００によって供給された冷却流体の間で仕切り板１０４として機能するように根元部下方チャネル内へ半径方向外方に延びていてもよい。仕切り板１０４の結果、（より高い圧力を有していてもよい）供給チャネル９８によって供給される冷却流体は、（供給チャネル９８によって供給されるものよりも低い圧力を有していてもよい）供給チャネル１００によって供給される冷却流体と流体連通していなくてもよい。根元部下方チャネル１０２は、根元部９６に、根元部９６に隣接して（根元部９６の側方など）、または根元部下方チャネル１０２が冷却流体を供給チャネル９８および１００から直接的または間接的に受け取りかつさらに冷却流体をブレード４６に供給することができるあらゆるその他の位置に、配置されていてもよい。
【００４３】
ブレード４６の根元部下方チャネル１０２は、さらに、（図４に示された）１つまたは複数の接続チャネル１０６および１０８と流体連通していてもよい。１つまたは複数の接続チャネル１０６および１０８は、ブレード４６の根元部下方チャネル１０２と、ブレード４６の列における１つまたは複数の付加的なブレード４６の根元部下方チャネル１０２との間に流体連通を提供してもよい。上述のように、各供給チャネル９８および各供給チャネル１００は、ブレード４６の列の２つ以上のブレード４６のセットに冷却流体を供給してもよく、これにより、ディスク４８に形成される供給チャネルの数が減る。特定の実施の形態では、接続チャネル１０６および１０８は、冷却流体を２つ以上のブレード４６のセットにおけるブレード４６の間で連通させてもよい。例えば、冷却流体は、供給チャネル９８によって、２つ以上のブレード４６のセットにおける第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２に直接的に供給されてもよい。冷却流体が第１のブレード４７に供給されることに加え、冷却流体の一部は、（例えば）２つ以上のブレード４６のセットの第２のブレード４９（および／またはあらゆるその他のブレード４６）の根元部下方チャネル１０２へ接続チャネル１０６を通じて供給されてもよい。これにより、１つの供給チャネル９８（および１つの供給チャネル１００）が、冷却流体を２つ以上のブレード４６に供給してもよい。追加の例が図６〜図８を参照して以下に説明される。
【００４４】
図６〜図８は、図４の切断線６−６に沿った、タービンエンジンの根元部下方チャネルおよび仕切り板の断面図である。加えて、図６〜図８は、タービンエンジン１０の翼の間の流体連通の様々な例を示している。（図６〜図８に明確に示されていない第１のブレード４７などの）第１の翼は、根元部下方チャネル１０２ａと流体連通していてもよく、（図６〜図８に明確に示されていない第２のブレード４９などの）第２の翼は、根元部下方チャネル１０２ｂと流体連通していてもよい。第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａは、供給チャネル９８に取り付けられ、この供給チャネル９８と流体連通していてもよい。これにより、例えば第１の冷却流体供給システム５６（および部分６２）からの冷却流体は、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａによって受け取られ、例えば、第１のブレード４７の正圧面冷却システム８４へ供給されてもよい。さらに、接続チャネル１０８は、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａと、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂとの間に配置され、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａを第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂに接続していてもよい。これにより、供給チャネル９８からの冷却流体は、第１のブレード４７の接続チャネル１０８および根元部下方チャネル１０２ａを介して（矢印１１０によって示されているように）第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂへ供給されてもよい。さらに、冷却流体は、例えば、第２のブレード４９の正圧面冷却システム８４に供給されてもよい。
【００４５】
加えて、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂは、供給チャネル１００に取り付けられ、この供給チャネル１００と流体連通していてもよい。これにより、例えば冷却流体供給システム５８（および部分６４）からの冷却流体は、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂによって受け取られ、例えば、第２のブレード４９の負圧面冷却システム８６へ供給されてもよい。さらに、接続チャネル１０６は、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂと、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａとの間に配置され、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂを第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａに接続していてもよい。これにより、供給チャネル１００からの冷却流体は、第２のブレード４９の接続チャネル１０６および根元部下方チャネル１０２ｂを介して（矢印１１２によって示されているように）第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａへ供給されてもよい。さらに、冷却流体は、例えば、第１のブレード４７の負圧面冷却システム８６に供給されてもよい。
【００４６】
第１および第２のブレード４６の根元部下方チャネル１０２は、さらに、仕切り板１０４を有していてもよい。仕切り板１０４は、根元部下方チャネル１０２を（例えば前方（または上流）部分および後方（または下流）部分などの）２つの部分に分割していてもよく、２つの部分の間の流体連通を防止してもよい。すなわち、仕切り板１０４は、根元部下方チャネル１０２の第１の部分へ供給チャネル９８によって供給される冷却流体（例えば、より高圧の冷却流体）と、根元部下方チャネル１０２の第２の部分へ供給チャネル１００によって供給される冷却流体（例えば、より低圧の冷却流体）との間の流体連通を防止してもよい。加えて、供給チャネル９８および１００は、異なる根元部下方チャネル１０２に取り付けられ、異なる根元部下方チャネル１０２と流体連通するように例示されているが、供給チャネル９８および１００は、（第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａまたは第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂのいずれかのように）同じ根元部下方チャネルに取り付けられ、同じ根元部下方チャネルと流体連通していてもよい。
【００４７】
図７は、タービンエンジン１０の翼の間の流体連通の別の例を示している。図７に示すように、（図６〜図８に明確に示されていない第１のブレード４７などの）第１の翼は、根元部下方チャネル１０２ａと流体連通していてもよく、（図６〜図８に明確に示されていない第２のブレード４９などの）第２の翼は、根元部下方チャネル１０２ｂと流体連通していてもよい。第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａは、供給チャネル９８に取り付けられ、この供給チャネル９８と流体連通していてもよい。これにより、例えば第１の冷却流体供給システム５６（および部分６２）からの冷却流体は、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａによって受け取られ、例えば、第１のブレード４７の正圧面冷却システム８４へ供給されてもよい。さらに、（例えばカバープレートによって形成されてもよい）接続チャネル１０８は、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａおよび第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂの双方に隣接して配置され、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａを第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂに接続していてもよい。これにより、供給チャネル９８からの冷却流体は、第１のブレード４７の接続チャネル１０８および根元部下方チャネル１０２ａを介して（矢印１１０によって示されているように）第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂへ供給されてもよい。さらに、冷却流体は、例えば、第１のブレード４７の正圧面冷却システム８４に供給されてもよい。
【００４８】
加えて、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂは、供給チャネル１００に取り付けられ、この供給チャネル１００と流体連通していてもよい。これにより、例えば冷却流体供給システム５８（および部分６４）からの冷却流体は、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂによって受け取られ、例えば、第１のブレード４７の負圧面冷却システム８６へ供給されてもよい。さらに、接続チャネル１０６は、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂおよび第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａの双方に隣接して配置され、第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂを第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａに接続していてもよい。これにより、供給チャネル１００からの冷却流体は、第２のブレード４９の接続チャネル１０６および根元部下方チャネル１０２ｂを介して（矢印１１２によって示されているように）第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａへ供給されてもよい。さらに、冷却流体は、例えば、第１のブレード４７の負圧面冷却システム８６に供給されてもよい。
【００４９】
第１および第２のブレード４６の根元部下方チャネル１０２は、さらに、仕切り板１０４を有していてもよい。仕切り板１０４は、根元部下方チャネル１０２を（例えば前方（または上流）部分および後方（または下流）部分などの）２つの部分に分割していてもよく、２つの部分の間の流体連通を防止してもよい。すなわち、仕切り板１０４は、根元部下方チャネル１０２の第１の部分へ供給チャネル９８によって供給される冷却流体（例えば、より高圧の冷却流体）と、根元部下方チャネル１０２の第２の部分へ供給チャネル１００によって供給される冷却流体（例えば、より低圧の冷却流体）との間の流体連通を防止してもよい。加えて、供給チャネル９８および１００は、異なる根元部下方チャネル１０２に取り付けられ、異なる根元部下方チャネル１０２と流体連通するように例示されているが、供給チャネル９８および１００は、（第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａまたは第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂのいずれかなど）同じ根元部下方チャネルに取り付けられ、同じ根元部下方チャネルと流体連通していてもよい。
【００５０】
図８は、タービンエンジン１０の翼の間の流体連通の別の例を示している。図８に示すように、（図６〜図８に明確に示されていない第１のブレード４７などの）第１の翼は、根元部下方チャネル１０２ａと流体連通していてもよく、（図６〜図８に明確に示されていない第２のブレード４９などの）第２の翼は、根元部下方チャネル１０２ｂと流体連通していてもよい。さらに、接続チャネル１０８は、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａと第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂとの間に（またはこれら両方に隣接して）配置されていてもよい。接続チャネル１０８は、供給チャネル９８、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａおよび第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂのそれぞれに取り付けられていてもよい。これにより、供給チャネル９８からの冷却流体は、接続チャネル１０８に供給されてもよく、さらに、（矢印１１０によって示すように）接続チャネル１０８から第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａへおよび接続チャネル１０８から第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂへ供給されてもよい。さらに、冷却流体は、例えば、第１のブレード４７の正圧面冷却システム８４および第２のブレード４９の正圧面冷却システム８４に供給されてもよい。これにより、例えば第１の冷却流体供給システム５６（および部分６２）からの冷却流体は、（接続チャネル１０８を通じて）第１のブレード４７および第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２によって受け取られ、例えば、第１のブレード４７および第２のブレード４９の正圧面冷却システム８４へ供給されてもよい。
【００５１】
加えて、接続チャネル１０６は、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａと第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂとの間に（またはそれら両方に隣接して）配置されていてもよい。接続チャネル１０６は、供給チャネル１００、第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａおよび第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂのそれぞれに取り付けられていてもよい。これにより、供給チャネル１００からの冷却流体は、接続チャネル１０６に供給されてもよく、さらに、（矢印１１２によって示すように）接続チャネル１０６から第１のブレード４７の根元部下方チャネル１０２ａへおよび接続チャネル１０６から第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２ｂへ供給されてもよい。さらに、冷却流体は、例えば、第１のブレード４７の負圧面冷却システム８６および第２のブレード４９の負圧面冷却システム８６に供給されてもよい。これにより、例えば冷却流体供給システム５８（および部分６４）からの冷却流体は、（接続チャネル１０６を通じて）第１のブレード４７および第２のブレード４９の根元部下方チャネル１０２によって受け取られ、例えば、第１のブレード４７および第２のブレード４９の負圧面冷却システム８６へ供給されてもよい。
【００５２】
第１および第２のブレード４６の根元部下方チャネル１０２は、仕切り板１０４をさらに有していてもよい。仕切り板１０４は、根元部下方チャネル１０２を（例えば前方（または上流）部分および後方（または下流）部分などの）２つの部分に分割していてもよく、２つの部分の間の流体連通を防止してもよい。すなわち、仕切り板１０４は、根元部下方チャネル１０２の第１の部分へ供給チャネル９８によって供給される冷却流体（例えば、より高圧の冷却流体）と、根元部下方チャネル１０２の第２の部分へ供給チャネル１００によって供給される冷却流体（例えば、より低圧の冷却流体）との間の流体連通を防止してもよい。
【００５３】
図４〜図８の流体連通の例は、異なる圧力で（または圧縮機１２の異なる部分から）翼へ冷却流体を供給することに関して説明されているが、特定の実施の形態では、図４〜図８の流体連通の例は、同じ圧力で（または圧縮機１２の同じ部分から）翼へ冷却流体を供給するために利用されてもよい。さらに、特定の実施の形態では、異なる圧力を有する冷却流体は、翼へ供給される前に、混合されてもよい。このような実施の形態では、根元部下方チャネル１０２および接続チャネル１０６，１０８は、タービンエンジン１０の回転ディスク４８（またはその他の支持構造）に形成される供給チャネルの数を減らすことができ、これにより、回転ディスク４８（またはその他の支持構造）の一体性を高め、および／または、回転ディスク４８（またはその他の支持構造）を製造するコストが削減される。
【００５４】
さらに、図４〜図８の流体連通の例は、上記でタービンブレード４６に関して説明されているが、特定の実施の形態では、図４〜図８の流体連通の例は、タービンベーン４４などのその他の翼に関して利用されてもよい。その他の実施の形態では、タービンベーン４４は、タービンベーン４６とは異なる流体連通形式によって冷却流体を受け取ってもよい。例えば、ベーン４４が取り付けられた（内側円筒体４２またはベーンキャリヤなどの）タービンエンジン支持構造（および／またはタービンシュラウド支持体、リングセグメント支持体、および／またはブレード外側空気シール支持体）は、（図１の冷却流体供給システム５６ｂ，５８ｂ，６０ｂなどの）１つまたは複数の冷却流体供給システムおよび（図１の１つまたは複数の圧力キャビティ１０１，１０３および１０５などの）１つまたは複数の圧力キャビティを有していてもよい。さらに、ベーン４４は、（供給チャネル９８および１００と同様の）１つまたは複数の供給チャネルを通じて図１の圧力キャビティ１０１，１０３および１０５のうちの１つまたは複数と流体連通していてもよい。１つまたは複数の供給チャネルは、（各ベーン４４の正圧面冷却システム８４および各ベーン４４の負圧面冷却システム８６のそれぞれなど）各ベーン４４に冷却流体を直接的に（または間接的に）提供してもよい。
【００５５】
上記説明は、本発明を例示、説明および記述するという目的で提供されている。これらの実施の形態に対する変更および適合は、当業者に明らかになり、本発明の範囲または思想から逸脱することなく成すことができる。
【図１】
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【図２】
2018514685.tif 000004
【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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【国際調査報告】
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