(57)【要約】【課題】  多重壁タービンブレード冷却回路における圧力損失を低減させること。【解決手段】  １つの実施形態によるタービンブレード冷却システムは、タービンブレード（６）の第１のチャネルを通って流れる第１のガス流をタービンブレード（６）の中央プレナム（４４）に再配向するための第１の弓形転向部（６０）と、タービンブレードの第２のチャネルを通って流れる第２のガス流をタービンブレードの中央プレナムに再配向するための第２の弓形転向部（７０）とを備え、第１及び第２の弓形転向部（６０、７０）により、第１のガス流及び第２のガス流の、タービンブレード（６）の中央プレナム（４４）への衝突が低減される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンブレード冷却システムであって、
タービンブレードの第１のチャネル（２８）を通って流れる第１のガス流を前記タービンブレード（６）の中央プレナム（４４）に再配向するための第１の弓形転向部（６０、１６０）と、
前記タービンブレード（６）の第２のチャネル（３８）を通って流れる第２のガス流を前記タービンブレード（６）の前記中央プレナム（４４）に再配向するための第２の弓形転向部（７０、１７０）と、
を備え、
前記第１及び第２の弓形転向部（６０、７０）により、前記タービンブレード（６）の前記中央プレナム（４４）における前記第１のガス流及び前記第２のガス流の衝突が低減される、タービンブレード冷却システム。
【請求項２】
前記タービンブレード（６）は、多重壁タービンブレード（６）を含む、請求項１に記載のタービンブレード冷却システム。
【請求項３】
前記第１の弓形転向部（６０）の端壁（６２）及び前記第２の弓形転向部（７０）の端壁（７２）の隣接する遠位端により形成された尖端接合部（８０）をさらに備える、請求項１に記載のタービンブレード冷却システム。
【請求項４】
前記第１の弓形転向部（６０、１６０）は前記第１のガス流を約１８０°再配向し、前記第２の弓形転向部（７０、１７０）は前記第２のガス流を約１８０°再配向する、請求項１に記載のタービンブレード冷却システム。
【請求項５】
前記第１の弓形転向部（６０）及び前記第２の弓形転向部（７０）は、半円形である、請求項１に記載のタービンブレード冷却システム。
【請求項６】
前記第１の弓形転向部（１６０）及び前記第２の弓形転向部（１７０）はそれぞれ、転向ベーン（９２、９４）のセット（９０Ａ、９０Ｂ）を含み、前記転向ベーン（９２、９４）の各々は、弓形形状を有する、請求項１に記載のタービンブレード冷却システム。
【請求項７】
前転向ベーン（９２、９４）のセット（９０Ａ、９０Ｂ）において、第１の転向ベーン（９２）の凹状面（９８）は第２の転向ベーン（９４）の凹状面（１００）に向かい合う、請求項６に記載のタービンブレード冷却システム。
【請求項８】
前記転向ベーン（９２、９４）は、前記第１及び第２の弓形転向部（１６０、１７０）の端壁（１６２、１７２）から相隔たり、前記第１及び第２の弓形転向部（１６０、１７０）の前記端壁（１６２、１７２）は、実質的に同一平面上にある、請求項７に記載のタービンブレード冷却システム。
【請求項９】
タービンブレード（６）であって、
前記タービンブレード（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、
タービンブレード（６）の第１のチャネル（２８）を通って流れる第１のガス流を前記タービンブレード（６）の中央プレナム（４４）に再配向するための第１の弓形転向部（６０、１６０）と、
前記タービンブレード（６）の第２のチャネル（３８）を通って流れる第２のガス流を前記タービンブレード（６）の前記中央プレナム（４４）に再配向するための第２の弓形転向部（７０、１７０）と、
を含み、
前記第１及び第２の弓形転向部（６０、７０）により、前記タービンブレード（６）の前記中央プレナム（４４）における前記第１のガス流及び前記第２のガス流の衝突が低減される、タービンブレード（６）。
【請求項１０】
タービンバケット（２）であって、
シャンク（４）と、
前記シャンク（４）に結合された多重壁ブレード（６）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、
タービンブレード（６）の第１のチャネル（２８）を通って流れる第１のガス流を前記タービンブレード（６）の中央プレナム（４４）に再配向するための第１の弓形転向部（６０、１６０）と、
前記タービンブレード（６）の第２のチャネル（３８）を通って流れる第２のガス流を前記タービンブレード（６）の前記中央プレナム（４４）に再配向するための第２の弓形転向部（７０、１７０）と、
を含み、
前記第１のガス流及び前記第２のガス流は、前記中央プレナム（４４）内で結合し、
前記第１及び第２の弓形転向部（６０、７０）により、前記タービンブレード（６）の前記中央プレナム（４４）における前記第１のガス流及び前記第２のガス流の衝突が低減される、タービンバケット。
【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、多重壁タービンブレード冷却回路における圧力損失を低減させることに関する。
【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】
ガスタービンシステムの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。冷却チャネルは、ガスタービンシステムの圧縮機から空気を受け取り、空気を、内部冷却チャネルに通してタービンブレードを冷却することができる。空気は圧縮機から抽気されるので、冷却チャネルを通過した空気の供給圧は、通常、限られている。回復不能な圧力損失を低減させる冷却チャネルを提供することは有用である。圧力損失が増大するにつれて、適切なガス経路圧力マージン（逆流マージン）を維持するために、より高い供給圧が必要とされる。より高い供給圧力により、二次流回路における（例えば、ロータにおける）漏れが多くなり、供給温度が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８７３４１０８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第１の態様は、タービンブレードの第１のチャネルを通って流れる第１のガス流をタービンブレードの中央プレナムに再配向するための第１の弓形転向部と、タービンブレードの第２のチャネルを通って流れる第２のガス流をタービンブレードの中央プレナムに再配向するための第２の弓形転向部とを備え、第１及び第２の弓形転向部により、タービンブレードの中央プレナムにおける第１のガス流及び第２のガス流の衝突が低減される、タービンブレード冷却システムを提供する。
【０００６】
本開示の第２の態様は、タービンブレード内に配置された冷却システムを備え、該冷却システムは、タービンブレードの第１のチャネルを通って流れる第１のガス流をタービンブレードの中央プレナムに再配向するための第１の弓形転向部と、タービンブレードの第２のチャネルを通って流れる第２のガス流をタービンブレードの中央プレナムに再配向するための第２の弓形転向部とを含み、第１及び第２の弓形転向部により、タービンブレードの中央プレナムにおける第１のガス流及び第２のガス流の衝突が低減される、タービンブレードを提供する。
【０００７】
本開示の第３の態様は、シャンクと、シャンクに結合された多重壁ブレードと、多重壁ブレード内に配置された冷却システムとを備え、該冷却システムは、タービンブレードの第１のチャネルを通って流れる第１のガス流をタービンブレードの中央プレナムに再配向するための第１の弓形転向部と、タービンブレードの第２のチャネルを通って流れる第２のガス流をタービンブレードの中央プレナムに再配向するための第２の弓形転向部とを含み、第１のガス流及び第２のガス流は、中央プレナム内で結合し、第１及び第２の弓形転向部により、タービンブレードの中央プレナムにおける第１のガス流及び第２のガス流の衝突が低減される、タービンバケットを提供する。
【０００８】
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。
【０００９】
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】
【００１０】
【図１】実施形態による、ブレードを含むタービンバケットの斜視図。
【図２】実施形態による、図１の線Ａ−Ａに沿った、図１のブレードの部分断面図。
【図３】実施形態による、成形された戻りチャネルを有する圧力損失低減構造。
【図４】実施形態による、成形された戻りチャネルを有する圧力損失低減構造を示す、図１のブレードの部分断面図。
【図５】実施形態による、転向ベーンを有する圧力損失低減構造。
【図６】実施形態による、転向ベーンを有する圧力損失低減構造。
【図７】実施形態による、戻りチャネル内に転向ベーンを有する圧力損失低減構造を示す、図１のブレードの部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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、多重壁タービンブレード冷却回路における圧力損失を低減させることに関する。
【００１３】
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ブレード６（例えば、多重壁ブレード）とを含む。ブレード６は、正圧側面８と、反対側の負圧側面１０とを含む。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１２、並びに前縁１２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１４を含む。
【００１４】
シャンク４及びブレード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。
【００１５】
図２は、実施形態による、複数の冷却回路を含む冷却構成１６を示す、図１のＡ−Ａに沿ったブレード６の部分断面図である。この実施例において、冷却構成１６は、ブレード６の負圧側面１０上の内部２経路蛇行負圧側面（ＳＳ）冷却回路１８、並びにブレード６の正圧側面８上の内部２経路蛇行回路正圧側面（ＰＳ）冷却回路２０を含む。２経路蛇行回路冷却回路に関して説明されるが、本開示の圧力損失低減構造（後述される）は、冷却目的で、ブレード６、シャンク４及び／又はバケット２の他の部分に再分配するために、複数の流れチャネルからの「使用済みの」冷却空気を収集する、他のタイプの蛇行回路（例えば、３経路、４経路、その他）及び／又は非蛇行冷却回路と共に用い得ることは、当業者には明らかであろう。さらに、圧力損失低減構造は、再分配のために複数のガス流を単一のガス流に集める必要性がある、ブレード６、シャンク４の他のセクション及び／又はバケット２の他の部分に用いてもよい。
【００１６】
ＳＳ冷却回路１８は、冷却ガス２４（例えば、空気）の流れを、ブレード６の負圧側面１０に沿ってブレード６の先端領域４８（図１）に向かって半径方向外向きに配向するための供給チャネル２２を含む。図２において、冷却ガス２４の流れは、紙面外へ流出するものとして示される。転向部（図示せず）を通過した後、「使用済みの」冷却ガス２６の流れは、戻りチャネル２８を通ってブレード６のシャンク４に向かって戻すように配向される。図２において、冷却ガス２６の流れは、紙面内に流入するものとして示される。
【００１７】
ＰＳ冷却回路２０は、冷却ガス３４（例えば、空気）の流れを、ブレード６の正圧側面８に沿ってブレード６の先端領域４８（図１）に向かって半径方向外向きに配向するための供給チャネル３２を含む。転向部（図示せず）を通過した後、「使用済みの」冷却ガス３６の流れは、戻りチャネル３８を通ってブレード６のシャンク４に向かって戻すように配向される。図２において、冷却ガス３４の流れは、紙面外へ流出するものとして示されるが、冷却ガス３６の流れは、紙面内に流入するものとして示される。
【００１８】
実施形態によれば、図２と共に図３及び図５を参照すると、圧力損失低減構造４０（図３）、５０（図５）は、ＳＳ冷却回路１８の戻りチャネル２８を通って流れる冷却ガス２６の流れを、ＰＳ冷却回路２０の戻りチャネル３８を通って流れる冷却ガス３６の流れと結合して、中央プレナム４４内の冷却ガス４２の単一の複合流を形成するために設けられる。このことにより、流れが中央プレナム４４に入る際の、冷却ガス２６、３６の流れの衝突を防止することにより、圧力損失の低減を達成することができる。圧力損失低減構造４０は、冷却ガス２６、３６の流れが中央プレナム４４に入る前に、冷却ガス２６、３６の流れを転向させるように構成される。このことは、例えば、中央プレナム４４において結合される場合に、冷却ガス２６、３６の流れが互いに実質的に平行になるように、戻りチャネル２８、３８を成形することによって、及び／又は戻りチャネル２８、３８内の転向ベーン（図４）を用いることによって、達成することができる。有利なことに、再配向された冷却ガス２６、３６の流れは、衝突及び関連した圧力損失が低減した状態で、中央プレナム４４に流入する。
【００１９】
ブレード６において、冷却ガス４２の流れは、中央プレナム４４を通って半径方向外向きに移動する（図２の紙面外へ）。冷却ガス４２の流れは、中央プレナム４４から、ブレード６の前縁１２内に配置された前縁キャビティ４６に再配向して、衝突冷却をもたらすことができる。代替的に又は追加的に、冷却ガス４２の流れは、ブレード６の先端領域４８（図１）に再配向してもよい。冷却ガス４２の流れは、対流冷却のために、ブレード６、シャンク４の他の位置、及び／又はバケット２の他の部分に供給してもよい。さらにまた、冷却ガス４２の流れを用いて、ブレード６の外面のフィルム冷却をもたらすこともできる。ブレード６内の圧力損失低減構造４０、５０の位置に応じて、冷却ガス４２の流れを、例えば、ブレード６の後縁１４における冷却チャネル／回路に再分配してもよい。ブレード６内で、任意の数の圧力損失低減構造４０、５０を用いてもよい。
【００２０】
図３において、圧力損失低減構造４０の第１の実施形態が示される。ＳＳ冷却回路１８の戻りチャネル２８を通って流れる冷却ガス２６の流れは、戻りチャネル２８を通って、弓形端壁６２を有する圧力損失低減構造４０の第１の弓形転向部６０へと、第１の方向（矢印Ａ）に流れる。冷却ガス２６の流れは、入口Ｉ１を通って、戻りチャネル２８から第１の弓形転向部６０に流入する。冷却ガス２６の流れは、弓形端壁６２と、弓形端壁６２の遠位端及び第２の弓形転向部７０（後述される）の弓形端壁７２により形成された尖端接合部８０とによって再配向され（矢印Ｂ）、出口Ｏ１を通って中央プレナム４４に向かって流入し（矢印Ｃ）、冷却ガス４２の流れの部分を形成する。戻りチャネル２８及び中央プレナム４４は、リブ６６により離隔される。図３に示すように、冷却ガス２６の流れは、リブ６６の端部セクション６８の周りを流れる。
【００２１】
また、図３には、圧力損失低減構造４０の第２の弓形転向部７０が示されている。ＰＳ冷却回路２０の戻りチャネル３８を通って流れる冷却ガス３６の流れは、戻りチャネル３８を通って、弓形端壁７２を有する圧力損失低減構造４０の第２の弓形転向部７０へと、第１の方向（矢印Ｄ）に流れる。冷却ガス３６の流れは、入口Ｉ２を通って、戻りチャネル３８から第２の弓形転向部７０に流入する。冷却ガス３６の流れは、弓形端壁７２及び尖端接合部８０により再配向され（矢印Ｅ）、出口Ｏ２を通って中央プレナム４４に向かって流入し（矢印Ｆ）、冷却ガス４２の流れの別の部分を形成する。戻りチャネル３８及び中央プレナム４４は、リブ７６により離隔される。冷却ガス３６の流れは、リブ７６の端部セクション７８の周りを流れる。
【００２２】
実施形態において、弓形端壁６２、７２、並びに第１及び第２の弓形転向部６０、７０の遠位端により形成される尖端接合部８０は、冷却ガス２６、３６の流れの衝突を防止し、冷却ガス２６、３６の流れを中央プレナム４４に向かってその中に上向きに配向する。中央プレナム４４内で冷却ガス２６、３６の流れを結合して、冷却ガス４２の流れを生成する。
【００２３】
第１及び第２の弓形転向部６０、７０の弓形端壁６２、７２は、実質的に半円形とすることができる。従って、冷却ガス２６、３６の流れがリブ６６、７６の端部セクション６８、７８の周りを流れる際に、冷却ガス２６、３６の流れを、最大約１８０°まで回転させることができる。圧力損失低減構造４０の種々の実施形態において、弓形転向部６０、７０の第１及び第２の弓形端壁６２、７２の他の適切な構成を用いることもできる。
【００２４】
図４は、圧力損失低減構造４０を示す図１のブレードの部分断面図である。図示のように、冷却ガス２６の流れは、戻りチャネル２８を通って、圧力損失低減構造４０の第１の弓形転向部６０へと、第１の方向に（図４の紙面内に）流れる。第１の弓形転向部６０において、冷却ガス２６の流れは、弓形端壁６２及び尖端接合部８０により、第２の方向に（図４の紙面外へ）再配向され、中央プレナム４４に流入し、冷却ガス４２の流れの部分を形成する。戻りチャネル２８及び中央プレナム４４は、リブ６６により離隔される。
【００２５】
冷却ガス３６の流れは、戻りチャネル３８を通って、圧力損失低減構造４０の第２の弓形転向部７０へと、第２の方向に（図４の紙面内に）流れる。第２の転向部７０において、冷却ガス３６の流れは、弓形端壁７２及び尖端接合部８０により、第２の方向に（図４の紙面外へ）再配向され、中央プレナム４４に流入し、冷却ガス４２の流れの別の部分を形成する。戻りチャネル３８及び中央プレナム４４は、リブ７６により離隔される。
【００２６】
図５において、圧力損失低減構造５０の別の実施形態が示される。前述の圧力損失低減構造４０とは異なり、圧力損失低減構造５０は、転向ベーン９２、９４の複数のセット９０Ａ、９０Ｂを含み、転向ベーン９２、９４の複数のセット９０Ａ、９０Ｂは、衝突及び関連した圧力損失が低減した状態で、冷却ガス２６、３６の流れを中央プレナム４４に再配向するように構成される。
【００２７】
図示のように、冷却ガス２６の流れは、戻りチャネル２８を通って、圧力損失低減構造５０の第１の弓形転向部１６０へと、第１の方向（矢印Ｇ）に流れる。この実施形態においては、上述の実施形態におけるように、第１の弓形転向部１６０の弓形構成は、転向部自体の形状（図３）ではなく、転向ベーン９２、９４のセット９０Ａにより与えられる。第１の弓形転向部１６０において、冷却ガス２６の流れは、転向ベーン９２、９４のセット９０Ａ及び端壁１６２により再配向される（矢印Ｈ、Ｉ）。再配向された冷却ガス２６の流れは、中央プレナム４４に向かってその中に流入し（矢印Ｊ）、冷却ガス４２の流れの部分を形成する。戻りチャネル２８及び中央プレナム４４は、リブ１６６により離隔される。図５に示すように、冷却ガス２６の流れは、リブ１６６の端部セクション１６８の周りを流れる。
【００２８】
また、図５には、圧力損失低減構造５０の第２の弓形転向部１７０が示されている。冷却ガス３６の流れは、戻りチャネル３８を通って、圧力損失低減構造５０の第２の弓形転向部１７０へと、第１の方向（矢印Ｋ）に流れる。第２の弓形転向部１７０において、冷却ガス３６の流れは、転向ベーン９２、９４のセット９０Ｂ及び端壁１７２により、再配向される（矢印Ｌ、Ｍ）。端壁１７２は、端壁１６２と実質的に同一平面上とすることができる。第１の弓形転向部１６０と同様に、第２の弓形転向部１７０の弓形構成は、前述の実施形態におけるように、転向部自体の形状（図３）ではなく、転向ベーン９２、９４のセット９０Ｂにより与えられる。その後、再配向された冷却ガス３６の流れは、中央プレナム４４に向かってその中に流入し（矢印Ｎ）、冷却ガス４２の流れの別の部分を形成する。戻りチャネル３８及び中央プレナム４４は、リブ１７６により離隔される。冷却ガス３６の流れは、リブ１７６の端部セクション１７８の周りを流れる。
【００２９】
実施形態において、転向ベーン９２、９４は、弓形構成を有する。２つの転向ベーン９２、９４を含むものとして説明されるが、転向ベーンの各セット９０Ａ、９０Ｂは、任意の数の適切に配置された転向ベーンも含むことができる。例えば、図６に示すように、単一の転向ベーン１０２を、第１及び第２の弓形転向部１６０、１７０内に設けてもよい。２つより多い転向ベーンを用いてもよい。
【００３０】
図５に示すように、転向ベーンの９２、９４のセット９０Ａ、９０Ｂの各々において、転向ベーン９２の凹状面９８は、転向ベーン９４の凹状面１００に向かい合い、これにより第１及び第２の弓形転向部１６０、１７０における弓形経路（Ｈ，Ｉ）、（Ｌ，Ｍ）が形成される。各セット９０Ａ、９０Ｂにおける転向ベーンの９２、９４は、冷却ガス２６、３６の流れがリブ１６６、１７６の端部セクション１６８、１７８の周りを流れる際に、冷却ガス２６、３６の流れの流向を、最大約１８０°まで回転させることができるように構成される。転向ベーンは、第１及び第２の弓形転向部１６０、１７０の端壁１６８、１７８から離れるように配置することができる。この点に関して、冷却ガス２６の流れは、セット９０Ａの転向ベーン９２、９４の両側の周りに流れることができ（矢印Ｈ、Ｉにより表されるように）、一方、冷却ガス３６の流れは、セット９０Ｂの転向ベーン９２、９４の両側の周りに流れることができる（矢印Ｌ，Ｍにより表されるように）。
【００３１】
図７は、圧力損失低減構造５０を示す図１のブレードの部分断面図である。図示のように、冷却ガス２６の流れは、戻りチャネル２８を通って、圧力損失低減構造４０の第１の弓形転向部１６０へと、第１の方向に（図７の紙面内に）流れる。第１の弓形転向部１６０において、冷却ガス２６の流れは、セット９０Ａの転向ベーン９２、９４及び端壁１６２により、中央プレナム４４へ（図７の紙面外へ）、第２の方向に再配向され、冷却ガス４２の流れの部分を形成する。戻りチャネル２８及び中央プレナム４４は、リブ１６６により離隔される。
【００３２】
冷却ガス３６の流れは、戻りチャネル３８を通って、圧力損失低減構造４０の第２の弓形転向部１７０へと、第１の方向に（図７の紙面内に）流れる。第２の弓形転向部１７０において、冷却ガス３６の流れは、セット９０Ｂの転向ベーン９２、９４及び端壁１７２により、中央プレナム４４へ（図７の紙面外へ）、第２の方向に再配向され、冷却ガス４２の流れの部分を形成する。戻りチャネル３８及び中央プレナム４４は、リブ１７６により離隔される。
【００３３】
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つ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。
【００３４】
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つ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。
【００３５】
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／又は構成要素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、構成要素及び／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。
【００３６】
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。
【００３７】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
タービンブレード冷却システムであって、
タービンブレードの第１のチャネルを通って流れる第１のガス流を上記タービンブレードの中央プレナムに再配向するための第１の弓形転向部と、
上記タービンブレードの第２のチャネルを通って流れる第２のガス流を上記タービンブレードの上記中央プレナムに再配向するための第２の弓形転向部と、
を備え、
上記第１及び第２の弓形転向部により、上記タービンブレードの上記中央プレナムにおける上記第１のガス流及び上記第２のガス流の衝突が低減される、タービンブレード冷却システム。
［実施態様２］
上記タービンブレードは、多重壁タービンブレードを含む、実施態様１に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様３］
上記衝突の低減により、上記中央プレナムにおける圧力損失が低減される、実施態様１に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様４］
上記第１の弓形転向部の端壁及び上記第２の弓形転向部の端壁の隣接する遠位端により形成された尖端接合部をさらに備える、実施態様１に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様５］
上記第１の弓形転向部は上記第１のガス流を約１８０°再配向し、上記第２の弓形転向部は上記第２のガス流を約１８０°再配向する、実施態様１に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様６］
上記第１の弓形転向部及び上記第２の弓形転向部は、半円形である、実施態様１に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様７］
上記第１の弓形転向部及び上記第２の弓形転向部はそれぞれ、転向ベーンのセットを含む、実施態様１に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様８］
上記転向ベーンの各々は、弓形形状を有する、実施態様７に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様９］
上記転向ベーンの各セットにおいて、第１の転向ベーンの凹状面は第２の転向ベーンの凹状面に向かい合う、実施態様８に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様１０］
上記転向ベーンは、上記第１及び第２の弓形転向部の端壁から相隔たる、実施態様９に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様１１］
上記第１及び第２の弓形転向部の上記端壁は、実質的に同一平面上にある、実施態様１０に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様１２］
上記第１のチャネルは、上記ブレードの負圧側面に沿って延び、上記第２のチャネルは、上記ブレードの正圧側面に沿って延びる、実施態様１に記載のタービンブレード冷却システム。
［実施態様１３］
タービンブレードであって、
上記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、
タービンブレードの第１のチャネルを通って流れる第１のガス流を上記タービンブレードの中央プレナムに再配向するための第１の弓形転向部と、
上記タービンブレードの第２のチャネルを通って流れる第２のガス流を上記タービンブレードの上記中央プレナムに再配向するための第２の弓形転向部と、
を含み、
上記第１及び第２の弓形転向部により、上記タービンブレードの上記中央プレナムにおける上記第１のガス流及び上記第２のガス流の衝突が低減される、タービンブレード。
［実施態様１４］
上記タービンブレードは、多重壁タービンブレードを含む、実施態様１３に記載のタービンブレード。
［実施態様１５］
上記第１のチャネルは、上記ブレードの負圧側面に沿って延び、上記第２のチャネルは、上記ブレードの正圧側面に沿って延びる、実施態様１３に記載のタービンブレード。
［実施態様１６］
上記第１の弓形転向部の端壁及び上記第２の弓形転向部の端壁の隣接する遠位端により形成された尖端接合部をさらに備える、実施態様１３に記載のタービンブレード。
［実施態様１７］
上記第１の弓形転向部及び上記第２の弓形転向部はそれぞれ、弓形転向ベーンのセットを含む、実施態様１３に記載のタービンブレード。
［実施態様１８］
上記第１のタービン部は端壁を含み、上記第２の転向部は端壁を含み、上記第１の転向部の上記端壁は、上記第２の転向部の上記端壁と実質的に同一平面上にあり、上記転向ベーンは、上記第１及び第２の弓形転向部の上記端壁から相隔たる、実施態様１７に記載のタービンブレード。
［実施態様１９］
タービンバケットであって、
シャンクと、
上記シャンクに結合された多重壁ブレードと、
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、
タービンブレードの第１のチャネルを通って流れる第１のガス流を上記タービンブレードの中央プレナムに再配向するための第１の弓形転向部と、
上記タービンブレードの第２のチャネルを通って流れる第２のガス流を上記タービンブレードの上記中央プレナムに再配向するための第２の弓形転向部と、
を含み、
上記第１のガス流及び上記第２のガス流は、上記中央プレナム内で結合し、
上記第１及び第２の弓形転向部により、上記タービンブレードの上記中央プレナムにおける上記第１のガス流及び上記第２のガス流の衝突が低減される、タービンバケット。
［実施態様２０］
上記中央プレナムにおける上記ガスの複合流は、上記冷却システムにより、冷却のために上記ブレード又はシャンクの他の領域に供給される、実施態様１９に記載のタービンバケット。
【符号の説明】
【００３８】
２  タービンバケット
４  シャンク
６  ブレード
８  正圧側面
１０  負圧側面
１２  前縁
１４  後縁
１６  冷却構成
１８  ＳＳ冷却回路
２０  ＰＳ冷却回路
２２  供給チャネル
２４  冷却ガス
２６  冷却ガス
２８  戻りチャネル
３２  供給チャネル
３４  冷却ガス
３６  冷却ガス
３８  戻りチャネル
４０  圧力損失低減構造
４２  冷却ガス
４４  中央プレナム
４６  端部キャビティ
４８  先端領域
５０  圧力損失低減構造
６０  第１の弓形転向部
６２  弓形端壁
６６  リブ
６８  端部セクション
７０  第２の弓形転向部
７２  弓形端壁
７６  リブ
７８  端部セクション
８０  尖端接合部
９０Ａ  転向ベーン
９０Ｂ  転向ベーン
９２  転向ベーン
９４  転向ベーン
９６  端壁
９８  凹状面
１００  凹状面
１０２  単一の転向ベーン
１６０  第１の弓形転向部
１６２  端壁
１６６  リブ
１６８  端部セクション
１７０  第２の弓形転向部
１７２  端壁
１７６  リブ
１７８  端部セクション
【図１】
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【図２】
2017115880.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】
2017115880.tif 000009
【外国語明細書】
2017115880000001.pdf