(57)【要約】      （修正有）【課題】多重壁ブレードの先端領域を冷却するための冷却回路を提供する。【解決手段】冷却システムは、第１の区間４２及び第２の区間４６を含む分岐通路冷却回路４０と、冷却空気を分岐通路冷却回路４０の第１の区間４２及び第２の区間４６に供給するための空気供給キャビティ４４とを含み、分岐通路冷却回路４０の第１の区間４２は、多重壁ブレード６の少なくとも１つの中央プレナムから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、分岐通路冷却回路４０の第２の区間４６は、多重壁ブレード６において壁近傍冷却チャネル１８の第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う。【選択図】図３
2017122443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却システムであって、
第１の区間（４２、１４２、２４２）及び第２の区間（４６、１４６、２４６）を含む分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）と、
冷却空気を前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）及び前記第２の区間（４６、１４６、２４６）に供給するための空気供給キャビティ（４４、１４４、２４４）と、
を備え、
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）は、多重壁ブレード（６）の少なくとも１つの中央プレナム（２０）から半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第２の区間（４６、１４６、２４６）は、前記多重壁ブレード（６）における壁近傍冷却チャネル（１８）の第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、冷却システム。
【請求項２】
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）及び前記第２の区間（４６、１４６、２４６）は、前記空気供給キャビティ（４４、１４４、２４４）から前記多重壁ブレード（６）の後縁（１６）に向かって延びる、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）及び前記第２の区間（４６、１４６、２４６）は、前記空気供給キャビティ（４４、１４４、２４４）から前記多重壁ブレード（６）の前縁（１４）に向かって延びる、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記壁近傍冷却チャネル（１８）の前記第１のセットは、前記多重壁ブレード（６）の正圧側面（８）に隣接して配置される、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）は、前記多重壁ブレード（６）内の壁近傍冷却チャネル（１８）の第２のセットにわたって延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記壁近傍冷却チャネル（１８）の前記第２のセットは、前記多重壁ブレード（６）の負圧側面（１０）に隣接して配置される、請求項５に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）又は前記第２の区間（４６、１４６、２４６）のうちの少なくとも１つは、前記冷却空気を前記多重壁ブレード（６）の先端（２２）に配向して先端フィルム（５２）を提供するための少なくとも１つの先端フィルムチャネル（４８）を含む、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第２の区間（４６、１４６、２４６）は、前記冷却空気を前記多重壁ブレード（６）の正圧側面（８）に配向して正圧側面フィルムをもたらすための少なくとも１つの正圧側面フィルムチャネル（５２）を含む、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項９】
多重壁タービンブレード（６）であって、
前記多重壁タービンブレード（６）内に配置された冷却システムを備え、前記冷却システムは、
第１の区間（４２、１４２、２４２）及び第２の区間（４６、１４６、２４６）を含む分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）と、
冷却空気を前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）及び前記第２の区間（４６、１４６、２４６）に供給するための空気供給キャビティ（４４、１４４、２４４）と、
を含み、
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）は、多重壁ブレード（６）の少なくとも１つの中央プレナム（２０）から半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第２の区間（４６、１４６、２４６）は、前記多重壁ブレード（６）における壁近傍冷却チャネル（１８）の第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、多重壁タービンブレード。
【請求項１０】
ターボ機械であって、
圧縮機構成要素（１０４）と、燃焼器構成要素（１１０）と、少なくとも１つが多重壁ブレード（６）を有する複数のタービンバケットを含むタービン構成要素（１１６）とを含むガスタービンシステム（１０２）と、
前記多重壁ブレード（６）内に配置された冷却システムと、
を備え、前記冷却システムは、
第１の区間（４２、１４２、２４２）及び第２の区間（４６、１４６、２４６）を含む分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）と、
冷却空気を前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）及び前記第２の区間（４６、１４６、２４６）に供給するための空気供給キャビティ（４４、１４４、２４４）と、
を含み、
前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第１の区間（４２、１４２、２４２）は、多重壁ブレード（６）の少なくとも１つの中央プレナム（２０）から半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、前記分岐通路冷却回路（４０、１４０、２４０）の前記第２の区間（４６、１４６、２４６）は、前記多重壁ブレード（６）における壁近傍冷却チャネル（１８）の第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、ターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的に、タービンシステムに関し、より詳細には、多重壁ブレードの先端領域のための冷却回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンシステムは、発電などの分野において広く利用されているターボ機械の１つの実施例である。従来のガスタービンシステムは、圧縮機セクション、燃焼セクション、及びタービンセクションを含む。ガスタービンシステムの作動中、システムにおけるタービンブレードのような様々な構成要素は、高温流に晒され、これにより構成要素の機能不全を引き起こす可能性がある。一般に、より高い温度の流れになるほど、ガスタービンシステムの性能、効率、及び出力の向上をもたらすので、ガスタービンシステムが高温で作動できるようにするために、高温流に晒される構成要素を冷却するのが有利である。
【０００３】
タービンブレードは通常、複雑な迷路の内部冷却チャンネルを含む。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は、内部冷却チャンネルを通過して、タービンブレードを冷却することができる。
【０００４】
多重壁タービンブレード冷却システムは、内部の壁近傍冷却回路を含むことができる。このような壁近傍冷却回路は、例えば、多重壁ブレードの外壁に隣接した壁近傍冷却チャンネルを含むことができる。壁近傍冷却チャンネルは、通常は小型で、必要な冷却流が少ないながらも効果的な冷却を生じさせるのに十分な速度を依然として維持している。また、通常は大型で冷却効果が低い多重壁ブレードの内部チャンネルは、多重壁ブレードの冷却空気の供給源として用いることができ、再分配用に「使用済みの」冷却流を収集して再配向し、多重壁ブレードの熱負荷領域を低下させるための１つ又はそれ以上の再利用回路において用いることができる。多重壁ブレードの先端において、壁近傍冷却チャネル及び冷却効果が低い内部チャネルは、極めて高い熱負荷に晒される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８７３４１０８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本開示の第１の態様は、第１の区間及び第２の区間を含む分岐（ｆｏｒｋｅｄ）通路冷却回路と、冷却空気を分岐通路冷却回路の第１の区間及び第２の区間に供給するための空気供給キャビティとを含み、分岐通路冷却回路の第１の区間は、多重壁ブレードの少なくとも１つの中央プレナムから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、分岐通路冷却回路の第２の区間は、多重壁ブレードにおける壁近傍冷却チャネルの第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、冷却システムを提供する。
【０００７】
本開示の第２の態様は、多重壁ブレード内に配置された冷却システムを含み、この冷却システムは、第１の区間及び第２の区間を含む分岐通路冷却回路と、冷却空気を分岐通路冷却回路の第１の区間及び第２の区間に供給するための空気供給キャビティとを含み、分岐通路冷却回路の第１の区間は、多重壁ブレードの少なくとも１つの中央プレナムから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、分岐通路冷却回路の第２の区間は、多重壁ブレードにおける壁近傍冷却チャネルの第１のセットから半径方向外向きに延び且つこれらを少なくとも部分的に覆う、多重壁タービンブレードを提供する。
【０００８】
本開示の第３の態様は、圧縮機構成要素と、燃焼器構成要素と、少なくとも１つが多重壁ブレードを有する複数のタービンバケットを含むタービン構成要素とを含むガスタービンシステムと、多重壁ブレード内に配置された冷却システムとを含み、この冷却システムは、第１の区間及び第２の区間を含む分岐通路冷却回路と、冷却空気を分岐通路冷却回路の第１の区間及び第２の区間に供給するための空気供給キャビティとを含み、分岐通路冷却回路の第１の区間は、多重壁ブレードの少なくとも１つの中央プレナムから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、分岐通路冷却回路の第２の区間は、多重壁ブレードにおける壁近傍冷却チャネルの第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、ターボ機械を提供する。
【０００９】
本開示の例示的な態様は、本明細書で記載される問題及び／又は検討していない他の問題を解決する。
【００１０】
本開示のこれら及び他の特徴要素は、本開示の種々の実施形態を示した添付図面を参照しながら、本開示の種々の態様に関する以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態による、多重壁ブレードを含むタービンバケットの斜視図。
【図２】種々の実施形態による、図１の線Ａ−Ａに沿った、図１の多重壁ブレードの断面図。
【図３】種々の実施形態による、図１の線Ｂ−Ｂに沿って、図１の多重壁ブレードの先端領域の断面図。
【図４】種々の実施形態による、図１の線Ｂ−Ｂに沿った、図１の多重壁ブレードの先端領域の断面図。
【図５】種々の実施形態による、図１の線Ｂ−Ｂに沿って、図１の多重壁ブレードの先端領域の断面図。
【図６】種々の実施形態による、分岐通路冷却回路の部分を形成するための例示的な方法の図。
【図７】種々の実施形態による、分岐通路冷却回路の部分を形成するための例示的な方法の図。
【図８】種々の実施形態による、分岐通路冷却回路の部分を形成するための例示的な方法の図。
【図９】種々の実施形態によるガスタービンシステムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示の図面は縮尺通りではない点に留意されたい。当該図面は、本開示の典型的な態様のみを描くことを意図しており、従って、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面では、同じ参照符号は、複数の図面にわたり同じ要素を示している。
【００１３】
図、例えば図９において、「Ａ」軸は軸方向を表している。本明細書で使用される場合、用語「軸方向の」及び／又は「軸方向に」は、ターボ機械（詳細にはロータセクション）の回転軸に実質的に平行な軸線Ａに沿った物体の相対的位置／方向を指す。更に本明細書で使用される場合、用語「半径方向の」及び「半径方向に」は、軸線Ａに実質的に垂直で且つ１箇所でのみ軸線Ａと交わる軸線（ｒ）に沿った物体の相対的位置／方向を指す。加えて、用語「円周方向の」及び／又は「円周方向に」は、軸線Ａを囲み且つあらゆる位置にて軸線Ａと交わらない円周（ｃ）に沿った物体の相対的位置／方向を指す。
【００１４】
上述のように、本開示は、全体的に、タービンシステムに関し、より詳細には、多重壁ブレードの先端領域を冷却するための冷却回路に関する。
【００１５】
実施形態によれば、冷却回路は、冷却効果が低い内部チャンネルにシールドを提供し且つ冷却フィルムを提供しながら、ガスタービンエンジンの多重壁ブレードの先端領域を冷却するよう構成される。シールドはまた、冷却効果が高い壁近傍冷却チャンネルにも提供することができる。冷却回路は、分岐通路を含むことができ、該分岐通路は、冷却効果が低い内部チャンネル又は壁近傍冷却チャンネルから冷却を供給することができる。空気は、冷却回路を通過して対流冷却をもたらし、冷却フィルムとして排出されて多重壁ブレードの先端領域を冷却する。
【００１６】
図１を見ると、タービンバケット２の斜視図が示される。タービンバケット２は、シャンク４と、該シャンク４に結合され且つシャンク４から半径方向外向きに延びる多重壁ブレード６とを含む。多重壁ブレード６は、正圧側面８と、反対側の負圧側面１０と、先端領域１２とを含む。多重壁ブレード６はさらに、正圧側面８と負圧側面１０との間にある前縁１４、並びに前縁１４の反対側の側部上で正圧側面８と負圧側面１０との間にある後縁１６を含む。
【００１７】
シャンク４及び多重壁ブレード６は各々、１つ又はそれ以上の金属（例えば、鋼鉄、鋼鉄合金、その他）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、又は他の機械加工）することができる。シャンク４及び多重壁ブレード６は、一体的に形成（例えば、鋳造、鍛造、３次元プリント、その他）することができ、或いは、別個の構成要素として形成してもよく、後で接合（例えば、溶接、ろう付け、接着、又は他の結合機構により）される。
【００１８】
図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った多重壁ブレード６の断面図である。図示のように、多重壁ブレード６は、例えば、冷却効果の高い複数の壁近傍冷却チャネル１８と、以下に「中央プレナム」と呼ばれる、冷却効果の低い１つ又はそれ以上の内部チャネル２０を含む冷却チャネルの構成３０を含むことができる。壁近傍冷却チャネル１８及び中央プレナム２０の異なる組み合わせを用いて、種々の冷却回路を提供してもよい。
【００１９】
図１の線Ｂ−Ｂに沿った多重壁ブレード６の断面図である図３において、分岐通路冷却回路４０を含む実施形態が示される。分岐通路冷却回路４０は、図２に示される冷却チャネルの構成３０に対して、多重壁ブレード６に沿って（例えば、多重壁ブレード６の先端領域１２のより近くに）半径方向外側に配置される。この点に関して、図２及び図３を比べると、分岐通路冷却回路４０は、（例えば、ガスタービンにおける）多重壁ブレード６の回転の際、多重壁ブレード６の先端領域１２において通常生じる非常に高い熱負荷から、中央プレナム２０及び壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも一部を効果的に「シールドする」。
【００２０】
分岐通路冷却回路４０は、中央プレナム２０にわたって延び、これを少なくとも部分的に覆う第１の区間（ｌｅｇ）４２を含む。第１の区間４２は、前方空気供給キャビティ４４から多重壁ブレード６の後縁１６に向かって後方に延びる。図３には中央プレナム２０の全てにわたって延びるように示されているが、分岐通路冷却回路４０の第１の区間４２は、通常、中央プレナム２０の１つ又はそれ以上にわたって延びることができる。
【００２１】
分岐通路冷却回路４０はさらに、多重壁ブレード６の正圧側面８に隣接して配置された壁近傍冷却チャネル１８のセット（例えば、１つ又はそれ以上）にわたって延び且つそれらを少なくとも部分的に覆う第２の区間４６を含む。第２の区間４６は、空気供給キャビティ４４から多重壁ブレード６の後縁１６に向かって後方に延びる。図２及び図３を比べると、実施形態において、第２の区間４６は、多重壁ブレード６の正圧側面８に隣接して配置された壁近傍冷却チャネル１８の全てにわたって延びることが分かる。しかしながら、一般に、分岐通路冷却回路４０の第２の区間４６は、多重壁ブレード６の正圧側面８に隣接して配置された壁近傍冷却チャネル１８の１つ又はそれ以上にわたって延びることができる。
【００２２】
冷却空気は、空気供給キャビティ４４を介して、分岐通路冷却回路４０の第１及び第２の区間４２、４６に供給される。空気供給キャビティ４４は、中央プレナム２０の少なくとも１つに流体結合され、そこから冷却空気を受け取ることができる。他の実施形態において、空気供給キャビティ４４は、壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも１つに流体結合され、そこから冷却空気を受け取ることができる。いずれの場合も、この実施形態において、空気供給キャビティ４４は、多重壁ブレード６の前縁１４付近に配置される。
【００２３】
図１及び図２と併せて見た図３において、冷却空気は、空気供給キャビティ４４から（例えば、図３の紙面の外へ）分岐通路冷却回路４０の第１及び第２の区間４２、４６に流入する。分岐通路冷却回路４０の第１及び第２の区間４２、４６において、冷却空気は、多重壁ブレード６の先端領域１２の隣接する部分から熱を吸収し（例えば、対流を介して）、下にある壁近傍冷却チャネル１８及び中央プレナム２０を過度の熱からシールドする。冷却空気は、少なくとも１つの先端フィルムチャネル４８を介して、第１の区間４２から（例えば、図３の紙面の外へ）流出する。冷却空気は、先端フィルムチャネル４８により、多重壁ブレード６の先端２２に配向される。冷却空気は、多重壁ブレード６の先端２２から先端フィルム２４として排出され、先端フィルム冷却をもたらす。
【００２４】
冷却空気は、少なくとも１つの先端フィルムチャネル４８を介して、分岐通路冷却回路４０の第２の区間４６から（例えば、図３の紙面の外へ）も流出する。上述のように、冷却空気は、先端フィルムチャネル４８を通って、多重壁ブレード６の先端２２に排出され、先端フィルム冷却のための先端フィルム２４を提供する。さらに、冷却空気は、少なくとも１つの正圧側面フィルムチャネル５０を通して、第２の区間４６から多重壁ブレード６の正圧側面８に排出され、正圧側面フィルム冷却のためのフィルム５２をもたらす。
【００２５】
また、冷却システムは、壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも１つから先端２２に排出されて、先端フィルム冷却をもたらすこともできる。例えば、図３に示すように、少なくとも１つの先端フィルムチャネル５４により、壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも１つが多重壁ブレード６の先端２２に流体結合することができる。冷却空気は、先端フィルムチャネル５４から（例えば、図３の紙面の外へ）排出されて、先端フィルム冷却のための先端フィルム２４をもたらす。
【００２６】
別の実施形態において、分岐通路冷却回路１４０の第１及び第２の区間１４２、１４６は、後方空気供給キャビティ１４４から多重壁ブレード６の前縁１６に向かって延びることができる。こうした構成は、図１及び図２と併せて見た図４に示される。空気供給キャビティ１４４は、中央プレナム２０の少なくとも１つ又は壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも１つに流体結合され、それから冷却空気を受け取ることができる。図３に示される実施形態と同様に、図４に示される分岐通路冷却回路１４０は、多重壁ブレード６の先端領域１２に通常生じる非常に高い熱負荷から、中央プレナム２０及び正圧側面壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも一部をシールドするように構成される。さらに、図４に示される分岐通路冷却回路１４０は、先端フィルム冷却のための先端フィルム２４及び正圧側面フィルム冷却のための正圧側面フィルム５２をもたらすように構成される。
【００２７】
別の実施形態において、図１及び図２と併せて見た図５に示されるように、分岐通路冷却回路２４０の第１の区間２４２は、中央プレナム２０だけでなく、多重壁ブレード６の負圧側面１０に隣接して配置された壁近傍冷却チャネル１８のセット（例えば、１つ又はそれ以上）にわたって延び且つそれらを少なくとも部分的に覆うように拡張することもできる。図３に示される実施形態と同様に、分岐通路冷却回路２４０の第２の区間２４６は、多重壁ブレード６の負圧側面１０に隣接して配置された壁近傍冷却チャネル１８のセット（例えば、１つ又はそれ以上）にわたって延び且つそれを少なくとも部分的に覆う。
【００２８】
空気供給キャビティ２４４は、壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも１つ又は中央プレナム２０の少なくとも１つに流体結合され、それから冷却空気を受け取ることができる。図５に示される分岐通路冷却回路２４０は、通常、多重壁ブレード６の先端領域１２に生じる非常に高い熱負荷から、中央プレナム２０、負圧側面壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも一部、及び正圧側面壁近傍冷却チャネル１８の少なくとも一部をシールドするように構成される。さらに、図３に示される実施形態と同様に、図５に示される分岐通路冷却回路２４０は、先端フィルム冷却のための先端フィルム２４及び正圧側面フィルム冷却のための正圧側面フィルム５２をもたらすように構成される。
【００２９】
図５において、空気供給キャビティ２４４は、多重壁ブレード６の前縁１４付近に配置され、分岐通路冷却回路２４０の第１及び第２の区間２４２、２４６は、多重壁ブレード６の後縁１６に向かって延びる。しかしながら、図４に示される実施形態と同様に、空気供給キャビティ２４４が、多重壁ブレード６の後縁１６付近に配置され、分岐通路冷却回路２４０の第１及び第２の区間２４２、２４６は、多重壁ブレード６の前縁１４に向かって延びてもよい。
【００３０】
図６〜図８は、１つの実施形態による分岐通路冷却回路４０の部分６０を形成するための例示的な方法を示す。図６には、分岐通路冷却回路４０の部分６０を鋳造するためのプロセスで使用されるコア６２（例えば、セラミックコア）の断面図が示される。
【００３１】
コア６２は、スクイーラコアセクション６４、先端コアセクション６６、及び少なくとも１つの本体コアセクション６８を含む。支持ロッド７０は、種々のコアセクション６４、６６、６８を固定して離隔する。スクイーラコアセクション６４は、鋳造後、外部に半径方向で開放された多重壁ブレード６の先端２２においてキャビティを形成することになる。先端コアセクション６６は、鋳造後、分岐通路冷却回路４０の区間４２、４６の１つを形成することになる。本体コアセクション６８は、鋳造後、壁近傍冷却チャンネル１８又は中央プレナム２０のうちの少なくとも１つを形成することになる。
【００３２】
図７には、コア６２を用いて（例えば、公知の鋳造技術を用いて）製作された金属鋳造物８０の１つの実施例が示されている。鋳造物８０は、コア６２における支持ロッド７０の位置に対応する複数の開口８２を含む。１つの実施形態によれば、図８に示すように、各開口８２は、金属（例えば、真鍮材料）プラグ８４を用いてシールすることができる。プラグ８４は、例えば、開口８２に挿入し、鋳造物８０のキャビティ内リブ８６に圧入又は他の方法で挿入し、スクイーラキャビティ９０のフロア８８及びキャビティ内リブ８６に固定（例えば、ろう付けにより）することができる。この点に関して、プラグ８４は、キャビティ内リブ８６とスクイーラキャビティ９０のフロア８８との間で開口９２を完全に貫通して延び、冷却空気が開口８２を通って開口９２から外部に漏洩するのを防ぐ。
【００３３】
キャビティ内リブ８６とスクイーラキャビティ９０のフロア８８との間の開口９２を用いて、例えば、開口９２を通る冷却空気の流れ（例えば、図８の紙面の内外への）に実質的に垂直な向きにされたプラグ８４を、分岐通路冷却回路４０の区間４２、４６の１つに設けることができる。この位置において、プラグ８４は、開口９２の両側部で開口８２をシールするだけでなく冷却ピンとしての役割も果たし、対流的熱流を改善し且つ乱流を促進することにより、分岐通路冷却回路４０の冷却効果を向上させる。図３〜図５において、分岐通路冷却回路４０の第１及び第２の区間４２、４６におけるプラグ８４の実施可能な位置が示される。図３〜図５におけるプラグ８４の図示される位置は、単に例証に過ぎず、限定を意味するものではない。
【００３４】
図９は、本明細書で用いることができるガスターボ機械１０２の概略図を示す。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に送給する。燃焼器１１０は、圧縮空気１０８の流れと燃料１１２の加圧流とを混合して、混合気を点火し、燃焼ガス１１４の流れを生成する。単一の燃焼器１１０のみが図示されているが、ガスタービンシステム１０２は、あらゆる数の燃焼器１１０を含むことができる。次いで、燃焼ガス１１４の流れは、タービン１１６に送給され、該タービンは通常、複数のタービンバケット２（図１）を含む。燃焼ガス１１４の流れは、タービン１１６を駆動して、機械的仕事を生成する。タービン１１６にて生成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、また、発電機及び／又は同様のものなどの外部負荷１２０を駆動するのに用いることができる。
【００３５】
様々な実施形態において、互いに「結合される」ものとして記載される構成要素は、１又はそれ以上の境界部に沿って接合することができる。一部の実施形態において、これらの境界部は、別個の構成要素間の接合部を含むことができ、他の場合では、これらの境界部は、堅固に及び／又は一体的に形成される相互接続部を含むことができる。すなわち、一部の場合において、互いに「結合される」構成要素は、単一の連続部材を定めるよう同時に形成することができる。しかしながら、他の実施形態では、これらの結合された構成要素は、別個の部材として形成されて、その後、既知のプロセス（例えば、締結、超音波溶接、接着）を通じて接合してもよい。
【００３６】
要素又は層が別の要素「の上にある」、「に係合される」、「に接続される」、又は「に結合される」と呼ばれる場合、要素又は層は、直接的に別の要素の上にあり、係合され、接続され、又は結合することができ、或いは、介在要素が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素の「直接的に上にあり」、「直接係合され」、「直接接続され」、又は「直接結合される」と呼ばれる場合には、介在する要素又は層は存在しない。要素間の関係を記述するのに使用される他の用語は、同様に解釈すべきである（例えば、「間にある」と「直接間にある」、「隣接する」と「直接隣接する」、その他）。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、関連して挙げられる要素の１又はそれ以上の要素の何れか及び全ての組み合わせを含む。
【００３７】
本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、「含む」及び／又は「備える」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１つ又はそれ以上の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。
【００３８】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる組み込み方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される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、請求項の文言と差違のない構造要素を含む場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【００３９】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
冷却システムであって、
第１の区間及び第２の区間を含む分岐通路冷却回路と、
冷却空気を上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間及び上記第２の区間に供給するための空気供給キャビティと、
を備え、
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間は、多重壁ブレードの少なくとも１つの中央プレナムから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、上記分岐通路冷却回路の上記第２の区間は、上記多重壁ブレードにおける壁近傍冷却チャネルの第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、冷却システム。
［実施態様２］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間及び上記第２の区間は、上記空気供給キャビティから上記多重壁ブレードの後縁に向かって延びる、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様３］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間及び上記第２の区間は、上記空気供給キャビティから上記多重壁ブレードの前縁に向かって延びる、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様４］
上記壁近傍冷却チャネルの上記第１のセットは、上記多重壁ブレードの正圧側面に隣接して配置される、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様５］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間は、上記多重壁ブレード内の壁近傍冷却チャネルの第２のセットにわたって延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様６］
上記壁近傍冷却チャネルの上記第２のセットは、上記多重壁ブレードの負圧側面に隣接して配置される、実施態様５に記載の冷却システム。
［実施態様７］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間又は上記第２の区間のうちの少なくとも１つは、上記冷却空気を上記多重壁ブレードの先端に配向して先端フィルムを提供するための少なくとも１つの先端フィルムチャネルを含む、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様８］
上記分岐通路冷却回路の上記第２の区間は、上記冷却空気を上記多重壁ブレードの正圧側面に配向して正圧側面フィルムをもたらすための少なくとも１つの正圧側面フィルムチャネルを含む、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様９］
上記冷却空気は、中央プレナム又は上記多重壁ブレードの壁付近冷却チャネルから上記空気供給キャビティに供給される、実施態様１に記載の冷却システム。
［実施態様１０］
多重壁タービンブレードであって、
上記多重壁タービンブレード内に配置された冷却システムを備え、上記冷却システムは、
第１の区間及び第２の区間を含む分岐通路冷却回路と、
冷却空気を上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間及び上記第２の区間に供給するための空気供給キャビティと、
を含み、
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間は、多重壁ブレードの少なくとも１つの中央プレナムから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、上記分岐通路冷却回路の上記第２の区間は、上記多重壁ブレードにおける壁近傍冷却チャネルの第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、多重壁タービンブレード。
［実施態様１１］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間及び上記第２の区間は、上記空気供給キャビティから上記多重壁ブレードの後縁に向かって延びる、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様１２］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間及び上記第２の区間は、上記空気供給キャビティから上記多重壁ブレードの前縁に向かって延びる、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様１３］
上記壁近傍冷却チャネルの上記第１のセットは、上記多重壁ブレードの正圧側面に隣接して配置される、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様１４］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間は、上記多重壁ブレード内の壁近傍冷却チャネルの第２のセットにわたって延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様１５］
上記壁近傍冷却チャネルの上記第２のセットは、上記多重壁ブレードの負圧側面に隣接して配置される、実施態様１４に記載の冷却システム。
［実施態様１６］
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間又は上記第２の区間のうちの少なくとも１つは、上記冷却空気を上記多重壁ブレードの先端に配向して先端フィルムをもたらすための少なくとも１つの先端フィルムチャネルを含む、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様１７］
上記分岐通路冷却回路の上記第２の区間は、上記冷却空気を上記多重壁ブレードの正圧側面に配向して正圧側面フィルムをもたらすための少なくとも１つの正圧側面フィルムチャネルを含む、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様１８］
上記冷却空気は、中央プレナム又は上記多重壁ブレードの壁付近冷却チャネルから上記空気供給キャビティに供給される、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様１９］
上記多重壁タービンブレードは、タービンバケットの部分を形成し、上記タービンバケットは、上記多重壁タービンブレードに結合されたシャンクを含む、実施態様１０に記載の多重壁タービンブレード。
［実施態様２０］
ターボ機械であって、
圧縮機構成要素と、燃焼器構成要素と、少なくとも１つが多重壁ブレードを有する複数のタービンバケットを含むタービン構成要素とを含むガスタービンシステムと、
上記多重壁ブレード内に配置された冷却システムと、
を備え、上記冷却システムは、
第１の区間及び第２の区間を含む分岐通路冷却回路と、
冷却空気を上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間及び上記第２の区間に供給するための空気供給キャビティと、
を含み、
上記分岐通路冷却回路の上記第１の区間は、多重壁ブレードの少なくとも１つの中央プレナムから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆い、上記分岐通路冷却回路の上記第２の区間は、上記多重壁ブレードにおける壁近傍冷却チャネルの第１のセットから半径方向外向きに延びてこれらを少なくとも部分的に覆う、ターボ機械。
【符号の説明】
【００４０】
２  タービンバケット
４  シャンク
６  多重壁ブレード
８  正圧側面
１０  負圧側面
１２  先端領域
１４  前縁
１６  後縁
１８  壁近傍冷却チャネル
２０  中央プレナム
２２  先端
２４  先端フィルム
３０  冷却チャネル
４０  分岐通路冷却回路
４２  第１の区間
４４  前方空気供給キャビティ
４６  第２の区間
４８  先端フィルムチャネル
５０  正圧側面フィルムチャネル
５２  先端フィルム
５４  先端フィルムチャネル
６０  分岐通路回路の部分
６２  コア
６４  スクイーラコアセクション
６６  先端コアセクション
６８  本体コアセクション
７０  支持ロッド
８０  金属鋳造物
８２  開口
８４  プラグ
８６  キャビティ内リブ
８８  フロア
９０  スクイーラキャビティ
９２  開口
１０２  ガスターボ機械
１０４  圧縮機
１０６  空気の流れ
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  負荷
１４０  分岐通路冷却回路
１４２  第１の区間
１４４  前方空気供給キャビティ
１４６  第２の区間
２４０  分岐通路冷却回路
２４２  第１の区間
２４４  前方空気供給キャビティ
２４６  第２の区間
【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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【外国語明細書】
2017122443000001.pdf