(57)【要約】  ガスタービンエンジン（１２）のタービン翼（２０）用の低圧冷却システム（６）と高圧冷却システム（８）とを含むタービン翼冷却システム（１０）が開示されている。少なくとも１つの実施の形態では、低圧冷却システム（６）は周囲空気冷却システム（１８）であってよく、高圧冷却システム（８）は圧縮機抽気冷却システム（２４）であってよい。少なくとも１つの実施の形態では、圧縮機抽気冷却システム（２４）は、高圧冷却サブシステム（９）と連通しており、この高圧冷却サブシステム（９）は、スナッバ内に位置するスナッバ冷却システム（１６）であってよい。可動の空気供給管（６２）を有する供給システム（１１）を、低圧冷却システムと高圧冷却システムとを分離するために使用することができる。供給システムは、スナッバ冷却システム（１６）に引きわたされるべき高圧冷却空気を、低圧冷却システム（６）によりタービン翼冷却システム（１０）の別の部分へと供給される低圧冷却流体から分離することを可能にする。
2017518452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼であって、
外側壁により形成された概して細長い中空翼であって、前縁と、後縁と、正圧面と、負圧面と、前記翼の第１の端部における根元部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部における先端と、前記概して細長い中空翼の内側に位置している翼冷却システムと、を有する中空翼と、
前記概して細長い中空翼を形成する前記外側壁から、前記概して細長い中空翼を含む翼の列内に位置する隣接するタービン翼に向かって延在するスナッバと、
前記スナッバ内に位置し下方の根元部スロットへと延在しているスナッバ冷却システムと、
周囲空気を前記翼冷却システムへと供給するために、周囲空気源に流体連通しておりかつ前記概して細長い中空翼内の前記翼冷却システムに連通している周囲空気冷却システムと、
圧縮機抽気を前記スナッバ冷却システムに供給するために、圧縮機と前記スナッバ冷却システムとに流体連通された圧縮機抽気冷却システムと、
を備えるタービン翼。
【請求項２】
前記圧縮機抽気冷却システムに流体連通している前記圧縮機は、前記タービン翼が取り付けられているガスタービンエンジンのタービンに圧縮機抽気を供給する、請求項１記載のタービン翼。
【請求項３】
前記圧縮機抽気冷却システムに流体連通している前記圧縮機は、前記タービン翼が取り付けられているガスタービンエンジンのタービンに流体連通していない第２の圧縮機である、請求項１記載のタービン翼。
【請求項４】
前記概して細長い翼の前記根元部の半径方向内側に位置する下方の根元部スロットと、前記概して細長い翼の前記根元部の半径方向内側に位置する圧縮機空気マニホルドと、をさらに備える、請求項１記載のタービン翼。
【請求項５】
前記圧縮機空気マニホルドは、前記下方の根元部スロットの半径方向内側でディスクに位置している、請求項４記載のタービン翼。
【請求項６】
少なくとも１つの可動の空気供給管をさらに備え、該空気供給管は、前記圧縮機空気マニホルドにおける入口と、前記概して細長い翼内の通路との係合と、該通路との非係合との間で可動な出口であって、前記下方の根元部スロットに位置している出口と、を有している、請求項５記載のタービン翼。
【請求項７】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管はさらに、前記少なくとも１つの可動の空気供給管が圧縮機空気を含んでいる場合に、前記圧縮機空気マニホルドに対して前記少なくとも１つの可動の空気供給管をシールするために、前記圧縮機空気マニホルドを形成する内壁に適合するようになっている、前記入口に隣接して位置するカラーを有している、請求項６記載のタービン翼。
【請求項８】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管の前記出口はさらに、前記概して細長い翼内の前記通路に対する前記少なくとも１つの可動の空気供給管の係合を容易にする面取りされた外側縁部を有している、請求項７記載のタービン翼。
【請求項９】
タービン翼であって、
外側壁により形成された概して細長い中空翼であって、前縁と、後縁と、正圧面と、負圧面と、前記翼の第１の端部における根元部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部における先端と、前記概して細長い中空翼の内側に位置している翼冷却システムと、を有する中空翼と、
前記概して細長い中空翼を形成する前記外側壁から、前記概して細長い中空翼を含む翼の列内に位置する隣接するタービン翼に向かって延在するスナッバと、
前記スナッバ内に位置し下方の根元部スロットへと延在しているスナッバ冷却システムと、
低圧冷却空気を前記翼冷却システムへと供給するために、低圧空気源に流体連通しておりかつ前記概して細長い中空翼内の前記翼冷却システムの低圧サブシステムに連通している低圧空気冷却システムと、
高圧冷却空気を前記スナッバ冷却システムに供給するために、高圧空気源と、前記翼冷却システムの前記スナッバ冷却システムとに流体連通されている高圧冷却システムであって、前記高圧冷却空気は、前記低圧冷却空気よりも高い圧力を有している、高圧冷却システムと、
を備えるタービン翼。
【請求項１０】
前記低圧空気冷却システムは、周囲空気を前記翼冷却システムへと供給するために、周囲空気源に流体連通しておりかつ前記概して細長い中空翼内の前記翼冷却システムに連通している周囲空気冷却システムである、請求項９記載のタービン翼。
【請求項１１】
前記高圧冷却システムは、圧縮機抽気を前記スナッバ冷却システムに供給するために、圧縮機と前記スナッバ冷却システムとに流体連通された圧縮機抽気冷却システムである、請求項９記載のタービン翼。
【請求項１２】
前記圧縮機抽気冷却システムに流体連通している前記圧縮機は、前記タービン翼が取り付けられているガスタービンエンジンのタービンに圧縮機抽気を供給する、請求項１１記載のタービン翼。
【請求項１３】
前記概して細長い翼の前記根元部の半径方向内側に位置する下方の根元部スロットと、前記概して細長い翼の前記根元部の半径方向内側に位置する圧縮機空気マニホルドと、をさらに備え、前記圧縮機空気マニホルドは、前記下方の根元部スロットの半径方向内側でディスクに位置している、請求項９記載のタービン翼。
【請求項１４】
少なくとも１つの可動の空気供給管をさらに備え、該空気供給管は、前記圧縮機空気マニホルドにおける入口と、前記概して細長い翼内の通路との係合と、該通路との非係合との間で可動な出口であって、前記下方の根元部スロットに位置している出口と、を有している、請求項１３記載のタービン翼。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管はさらに、前記少なくとも１つの可動の空気供給管が圧縮機抽気を含んでいる場合に、前記圧縮機空気マニホルドに対して前記少なくとも１つの可動の空気供給管をシールするために、前記圧縮機空気マニホルドを形成する内壁に適合するようになっている、前記入口に隣接して位置するカラーを有している、請求項１４記載のタービン翼。
【請求項１６】
タービン翼であって、
外側壁により形成された概して細長い中空翼であって、前縁と、後縁と、正圧面と、負圧面と、前記翼の第１の端部における根元部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部における先端と、前記概して細長い中空翼の内側に位置している翼冷却システムと、を有する中空翼と、
低圧冷却空気を前記翼冷却システムへと供給するために、低圧空気源に流体連通しておりかつ前記概して細長い中空翼内の前記翼冷却システムの低圧サブシステムに連通している低圧空気冷却システムと、
高圧冷却空気を高圧サブシステムに供給するために、高圧空気源と、前記翼冷却システムの前記高圧サブシステムとに流体連通されている高圧冷却システムであって、前記高圧冷却空気は、前記低圧冷却空気よりも高い圧力を有している、高圧冷却システムと、
前記概して細長い翼の前記根元部の半径方向内側に位置する下方の根元部スロットと、前記概して細長い翼の前記根元部の半径方向内側に位置する圧縮機空気マニホルドと、
少なくとも１つの可動の空気供給管であって、前記圧縮機空気マニホルドにおける入口と、前記概して細長い翼内の通路との係合と、該通路との非係合との間で可動な出口であって前記下方の根元部スロットに位置している出口と、を有する少なくとも１つの可動の空気供給管と、
を備えるタービン翼。
【請求項１７】
前記低圧空気冷却システムは、周囲空気源に流体連通している周囲空気冷却システムであって、前記低圧サブシステムは、周囲空気を前記翼冷却システムへと供給する、前記概して細長い翼内の前記翼冷却システムである、請求項１６記載のタービン翼。
【請求項１８】
前記高圧冷却システムは、圧縮機に流体連通された圧縮機抽気冷却システムであって、前記高圧サブシステムは、圧縮機抽気を前記スナッバに供給するためのスナッバ冷却システムである、請求項１６記載のタービン翼。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管はさらに、前記少なくとも１つの可動の空気供給管が圧縮機抽気を含んでいる場合に、前記圧縮機空気マニホルドに対して前記少なくとも１つの可動の空気供給管をシールするために、前記圧縮機空気マニホルドを形成する内壁に適合するようになっている、前記入口に隣接して位置するカラーを有している、請求項１６記載のタービン翼。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管の前記出口はさらに、前記概して細長い翼内の前記通路に対する前記少なくとも１つの可動の空気供給管の係合を容易にする面取りされた外側縁部を有している、請求項１９記載のタービン翼。
【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高度タービン開発プログラム、契約番号ＤＥ−ＦＣ２６−０５ＮＴ４２６４４によって部分的に支援されたものである。従って、米国政府は本発明において一定の権利を有することがある。
【０００２】
発明の分野
本発明は、一般にタービンエンジンに関し、特にガスタービンエンジン内のタービン翼のための周囲冷却空気を用いた冷却流体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
通常、ガスタービンエンジンは、空気を圧縮するための圧縮機と、圧縮空気を燃料と混合し混合物に点火するための燃焼器と、電力を発生するためのタービンブレードアセンブリとを備える。燃焼器はしばしば、華氏２５００度を超過し得る高温で作動する。典型的なタービン燃焼器構成は、タービンブレードアセンブリをこのような高温に曝す。従って、タービンブレード及びタービンベーンは、このような高温に耐え得る材料から製造されなければならない。タービンブレード、ベーン、及びその他の構成要素はしばしば、これらの部材の耐用寿命を拡大し、過度に高い温度の結果として生じる故障の可能性を減じるために、冷却システムを含んでいる。
【０００４】
通常、タービンベーンは、ベーン支持体から半径方向内側に向かって延在し、ロータアッセンブリの近位で終端しており、タービンブレードは半径方向外側に向かって延在し、ベーン支持体の近位で終端している。タービンベーンとブレードとは通常、燃焼器排ガスから発生する熱からベーンとブレードを冷却するために、これらの内面に位置する複数の冷却通路を有している。いくつかの大きなタービンブレードは相違なく、同様に内部冷却システムを必要とする。さらに、特により大きな下流の段における大きなタービンブレードは、構造的支持のために、隣接するブレード間に延在するスナッバを備えている場合がある。スナッバは、このスナッバを形成する外壁を冷却する内部冷却システムを有していてよい。エンジンはますます高い負荷で運転されるようになっているので、従来の冷却システムの非効率性を減じる、タービン翼及びスナッバ用の新規の冷却システムに対するニーズがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ガスタービンエンジンのタービン翼用の低圧冷却システムと高圧冷却システムとを含むタービン翼冷却システムが開示されている。少なくとも１つの態様では、低圧冷却システムは周囲空気冷却システムであってよく、高圧冷却システムは圧縮機抽気冷却システムであってよい。少なくとも１つの実施の形態では、圧縮機抽気冷却システムは、高圧サブシステムと連通していて、この高圧サブシステムは、スナッバ内に位置するスナッバ冷却システムであってよい。可動の空気供給管を含む供給システムは、低圧冷却サブシステムと高圧冷却サブシステムとを分離するために使用することができる。供給システムは、スナッバ冷却システムに引きわたされるべき高圧冷却空気を、低圧冷却システムによりタービン翼冷却システムの別の部分へと供給される低圧冷却流体から分離することを可能にする。
【０００６】
少なくとも１つの実施の形態では、冷却システムは、スナッバ冷却システムを冷却するために、圧縮機からの冷却流体をスナッバ冷却システムへと向けることができ、さらに冷却システムは、翼の別の側面を冷却するために、周囲空気源からの冷却流体を翼内の周囲空気冷却システムへと向けることができる。スナッバ冷却システムは、圧縮機抽気を受け取るために圧縮機抽気冷却システムに連通していてよい。スナッバ冷却システムは、スナッバ内に位置していてよく、下方の根元部スロットへと延在していてよい。周囲空気冷却システムは、スナッバ冷却システム以外の翼冷却システムの部分に周囲空気を供給するために、周囲空気源に流体連通していてよい。圧縮機抽気冷却システムは、圧縮機抽気をスナッバ冷却システムに供給するために、圧縮機に流体連通していてよい。従って、圧縮機抽気と周囲空気とは使用時に、タービン翼冷却システム内で分離されたまま維持される。
【０００７】
冷却システムは、少なくとも部分的にタービン翼内に位置していてよく、このタービン翼は、外側壁により形成された概して細長い中空翼から成っていてよく、中空翼は、前縁と、後縁と、正圧面と、負圧面と、翼の第１の端部における根元部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部における先端と、概して細長い中空翼の内側に位置している翼冷却システムとを有している。タービン翼は、概して細長い中空翼を形成する外側壁から、概して細長い中空翼を含む翼の列内に位置する隣接するタービン翼に向かって延在するスナッバを有していてよい。冷却システムはさらに、スナッバ内に位置していて、下方の根元部スロットへと延在しているスナッバ冷却システムを有していてよい。冷却システムは、翼内の周囲冷却システムに周囲空気を供給するために、周囲空気源に流体連通している周囲空気冷却システムを有していてよい。周囲空気冷却システムは、タービン翼内にある１つ以上の冷却通路の任意の適切な構造から形成されていてよい。冷却システムはさらに、スナッバ冷却システムに圧縮機抽気を供給するために、圧縮機とスナッバ冷却システムとに流体連通している圧縮機抽気冷却システムを含んでいてよい。
【０００８】
少なくとも１つの実施の形態では、圧縮機抽気冷却システムは、タービン翼が取り付けられているガスタービンエンジンのタービンに圧縮機抽気を供給する圧縮機に流体連通していてよい。圧縮機は、タービンの上流、かつタービンエンジンの燃焼器の上流に位置していてよい。別の実施の形態では、圧縮機抽気冷却システムは、タービン翼が取り付けられているガスタービンエンジンのタービンに流体連通していない第２の圧縮機に流体連通していてよい。少なくとも１つの実施の形態では、第２の圧縮機は、必要時に、スナッバを冷却するために流入する周囲空気を加圧するために作動させることができる外部の圧縮機ファンであってよい。第２の圧縮機は、タービン翼が取り付けられているガスタービンエンジンのタービンに圧縮機抽気を供給する圧縮機に対して付加的なものであってよい。
【０００９】
少なくとも１つの実施の形態では、冷却システムは、概して細長い翼の根元部の半径方向内側に位置する下方の根元部スロットと、概して細長い翼の根元部の半径方向内側に位置する圧縮機空気マニホルドとを有していてよい。圧縮機空気マニホルドは、下方の根元部スロットの半径方向内側に位置していてよく、ディスクに位置していてもよい。冷却システムはさらに、１つ以上の可動の空気供給管を有していてよく、該空気供給管は、圧縮機空気マニホルドにおける入口と、概して細長い翼内の通路との係合と、該通路との非係合との間で可動な出口であって、下方の根元部スロットに位置している出口と、を有している。可動の空気供給管はさらに、可動の空気供給管が圧縮機抽気を含んでいる場合に、圧縮機空気マニホルドに対して可動の空気供給管をシールするために、圧縮機空気マニホルドを形成する内壁に適合するようになっている、入口に隣接して位置するカラーを有していてよい。可動の空気供給管の出口は、概して細長い翼内の通路に対する可動の空気供給管の係合を容易にするために、面取りされた外側縁部を有していてもよい。概して細長い翼内の通路と可動の空気供給管とは、概して細長い中空翼を形成する外壁の内面に接触しない外面を有していてよい。
【００１０】
別の実施の形態では、タービン翼は、低圧冷却空気を翼冷却システムへと供給するために、低圧空気源に流体連通しかつ概して細長い中空翼内の翼冷却システムの低圧サブシステムに連通している低圧空気冷却システムを有していてよい。タービン翼はさらに、高圧冷却空気を高圧冷却サブシステムに供給するために、高圧空気源と、翼冷却システムの高圧冷却サブシステムとに流体連通されている高圧冷却システムを有していてよく、前記高圧冷却空気は、前記低圧冷却空気よりも高い圧力を有している。少なくとも１つの実施の形態では、高圧冷却サブシステムは、スナッバ冷却システムから成っていてよい。少なくとも１つの実施の形態では、低圧空気冷却システムは、周囲空気を翼冷却システムへと供給するために、周囲空気源に流体連通しかつ概して細長い中空翼内の翼冷却システムに連通している周囲空気冷却システムであってよい。高圧冷却システムは、スナッバ冷却システムに圧縮機抽気を供給するために、圧縮機とスナッバ冷却システムとに流体連通している圧縮機抽気冷却システムであってよい。
【００１１】
別の実施の形態では、タービン翼は、概して細長い翼と、翼冷却システム、即ち前述したように、低圧空気冷却システムと、高圧空気冷却システムと、高圧空気冷却システムを翼冷却システムの高圧部分に連結するための少なくとも１つの可動の空気供給管と、を備えた翼冷却システムと、を有していてよい。可動の空気供給管は、圧縮機空気マニホルドにおける入口と、概して細長い翼内の通路との係合と、該通路との非係合との間で可動な出口であって、下方の根元部スロットに位置している出口と、を有していてよい。
【００１２】
タービン翼冷却システムの利点は、低圧冷却システムがタービン翼の一部を冷却し、低圧冷却システムによっては適切に冷却することはできないタービン翼のその他の側面は、高圧冷却システムによって冷却されることにある。従って、タービン翼を冷却するために必要な高圧空気の量は減じられ、従って、圧縮機又はタービンエンジンのその他の構成部分によって形成される高圧空気の非効率的な使用を減じることができる。
【００１３】
これらの実施の形態及びその他の実施の形態を以下でさらに詳細に説明する。
【００１４】
明細書の一部に組み込まれ、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】
【００１５】
【図１】圧縮機抽気を供給する圧縮機抽気冷却システムと、スナッバ冷却システムに周囲空気を供給する周囲空気冷却システムと、から成る冷却システムを有するタービンエンジンを概略的に示す図である。
【図２】スナッバ冷却システムを有するスナッバを備えるタービン翼を概略的に示す側面図である。
【図３】図２の３−３線に沿って切断した、スナッバ冷却システムと、隣接する冷却システム内におけるスナッバ冷却システムとを示す部分断面図である。
【図４】冷却システムの一実施形態を有する図２のタービン翼の根元部を示す部分断面図である。
【図５】図４に示した冷却システムを有するタービン翼の根元部を示す部分断面図であって、圧縮機抽気が圧縮機空気マニホルドに充填されており、可動の空気供給管が半径方向外側に摺動され通路に係合した状態を示す図である。
【図６】図５に示した冷却システムを有するタービン翼の根元部の正面を示す部分断面図である。
【図７】圧縮機抽気を供給する圧縮機抽気冷却システムと、スナッバ冷却システムに周囲空気を供給する周囲空気冷却システムと、から成る冷却システムを有する別の実施の形態のタービンエンジンを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図７に示すように、ガスタービンエンジン１２のタービン翼２０用の低圧冷却システム６と高圧冷却システム８とを含むタービン翼冷却システム１０が開示されている。少なくとも１つの実施の形態では、低圧冷却システム６は周囲空気冷却システム１８であってよく、高圧冷却システム８は圧縮機抽気冷却システム２４であってよい。少なくとも１つの実施の形態では、圧縮機抽気冷却システム２４は、高圧冷却サブシステム９と連通していて、この高圧冷却サブシステム９は、スナッバ２６内に位置するスナッバ冷却システム１６であってよい。１つ以上の可動の空気供給管６２を有する供給システム１１を、低圧冷却サブシステム７と高圧冷却サブシステム９とを分離するために使用することができる。供給システム１１は、スナッバ冷却システム１６に引きわたされるべき高圧冷却空気を、低圧冷却システム６によって、タービン翼冷却システム１０の別の部分へと供給される低圧冷却流体から分離することを可能にする。
【００１７】
少なくとも１つの実施の形態では、タービンエンジン１２用のタービン翼冷却システム１０は、高圧源からの高圧冷却流体を高圧サブシステム９へと向け、低圧源からの低圧冷却流体をタービン翼２０内の低圧冷却サブシステム７へと向ける。少なくとも１つの実施の形態では、高圧冷却システム８は圧縮機抽気冷却システム２４であってよく、高圧冷却サブシステム９はスナッバ冷却システム１６であってよい。さらに、低圧冷却システム６は周囲空気冷却システム１８であってよく、低圧冷却サブシステム７は、スナッバ冷却システム１６以外の、タービン翼２０内のタービン翼冷却システム１０の側面であってよい。従って、タービンエンジン１２用のタービン翼冷却システム１０は、圧縮機１４からの冷却流体をスナッバ冷却システム１６へと向けてよく、周囲空気源３０からの冷却流体を、タービン翼２０の別の側面を冷却するために周囲空気冷却システム１８へと向けてよい。
【００１８】
少なくとも１つの実施の形態では、タービンエンジン１２用のタービン翼冷却システム１０は、圧縮機１４からの冷却流体をスナッバ冷却システム１６へと向ける。タービン翼冷却システム１０はさらに、周囲空気源３０からの冷却流体を、タービン翼２０の別の側面を冷却するために周囲空気冷却システム１８へと向けてよい。スナッバ冷却システム１６は、圧縮機抽気を受け取るために圧縮機抽気冷却システム２４に連通していてよい。スナッバ冷却システム１６は、スナッバ２６内に位置していてよく、下方の根元部スロット２８へと延在していてよい。周囲空気冷却システム１８は、スナッバ冷却システム１６以外の、タービン翼２０内のタービン翼冷却システム１０の側面に周囲空気を供給するために、周囲空気源３０に流体連通していてよい。圧縮機抽気冷却システム２４は、スナッバ２６を冷却するためにスナッバ冷却システム１６に圧縮機抽気を供給するために、圧縮機１４及びスナッバ冷却システム１６に流体連通していてよい。従って、周囲空気と圧縮機抽気とは、タービン翼冷却システム１０内で分離されたまま維持される。
【００１９】
図２に示すように、タービン翼冷却システム１０は、少なくとも部分的にタービン翼２０内に位置していてよく、タービン翼２０は、外側壁３４から形成された概して細長い中空翼３２によって形成されていてよく、さらに前縁３６と、後縁３８と、正圧面４０と、負圧面４２と、翼３２の第１の端部４６における根元部４４と、この第１の端部４６とは反対側の第２の端部５０における先端４８と、概して細長い中空翼３２の内側に位置している翼冷却システム１０とを有している。タービン翼２０は、概して細長い中空翼３２を形成する外側壁３４から、概して細長い中空翼３２を含む翼２０の列５２内に位置する隣接するタービン翼２０に向かって延在するスナッバ２６を有していてよい。冷却システム１０はさらに、スナッバ２６内に位置していて下方の根元部スロット２８へと延在するスナッバ冷却システム１６を含んでいてよい。タービン翼冷却システム１０は、周囲空気源３０と、高圧冷却システム８内又はスナッバ冷却システム１６内にはないタービン翼冷却システム１０の側面とに、流体連通している周囲空気冷却システム１８を含んでいてよい。周囲空気冷却システム１８は、タービン翼２０内にある１つ以上の冷却通路の任意の適切な構造から形成されていてよい。冷却システム１０はさらに、スナッバ冷却システム１６に圧縮機抽気を供給してスナッバ２６を冷却するために、圧縮機１４とスナッバ冷却システム１６とに流体連通している圧縮機抽気冷却システム２４を含んでいてよい。
【００２０】
図２に示すように、翼２０内のタービン翼冷却システム１０は、半径方向に延在する３つの通路システムから成っていてよいが、これに限定されるものではない。スナッバ２６の半径方向外側の点では、タービン翼冷却システム１０は、前縁冷却通路８２と後縁冷却通路８４とによって形成される半径方向に延在する２つの通路に減じられてよい。前縁冷却通路８２と後縁冷却通路８４との間に中央冷却通路８６が位置していてよく、この中央冷却通路８６は、スナッバ冷却システム１６に圧縮空気を供給してよい。中央冷却通路８６は、半径方向外側に移動するにつれ先細りしてよく、スナッバ２６で終端していてよい。従って、翼２０の半径方向内側部分は３経路冷却システムを有しており、翼２０の半径方向外側部分は２経路冷却システムを有している。
【００２１】
スナッバ冷却システム１６は、翼２０の正圧面４０及び負圧面４２から延在する各スナッバ２６内全体に延在していてよい。スナッバ冷却システム１６は、横方向に延在する通路９２によって形成されていてよく、この通路９２は複数の排出出口９４に連通しており、これらの排出出口９４は、スナッバ２６の下流側９６で終端している。少なくとも１つの実施の形態では、スナッバ冷却システム１６は、スナッバ冷却システム１６内の３つの排出出口９４によって形成されてよい。少なくとも１つの実施の形態では、スナッバ２６は、管状の形状のハウジングによって形成されてよい。
【００２２】
図１に示すように、少なくとも１つの実施の形態では、圧縮機抽気冷却システム２４は、タービン翼２０が取り付けられているガスタービンエンジン１２のタービン５４に圧縮機抽気を供給する圧縮機１４に流体連通していてよい。圧縮機１４は、タービン５４の上流、かつタービンエンジン１２の燃焼器８８の上流に位置していてよい。圧縮機抽気冷却システム２４は、圧縮機１４の早期段からの圧縮空気を受け取ることができる。
【００２３】
図７に示すように、別の実施の形態では、圧縮機抽気冷却システム２４は、タービン翼２０が取り付けられているガスタービンエンジン１２のタービン５４に流体連通していない第２の圧縮機５６に流体連通していてよい。少なくとも１つの実施の形態では、第２の圧縮機５６は、必要時に、周囲空気冷却システム１８のためにポンプ作用を行わせるために作動させることができる外部の圧縮機ファン５８であってよい。第２の圧縮機５６は、タービン翼２０が取り付けられているガスタービンエンジン１２のタービン５４に圧縮機抽気を供給する圧縮機１４に対して付加的なものであってよい。第２の圧縮機５６は、タービン翼２０を冷却するために周囲空気冷却システム１８内で使用される周囲空気の全てを、又はスナッバ冷却システム１６内で使用される冷却空気の一部のみを加圧するために使用することができる。
【００２４】
図２〜図６に示すように、タービン翼冷却システム１０は、高圧冷却サブシステム９に高圧冷却流体を供給するために供給システム１１を有していてよい。少なくとも１つの実施の形態では、供給システム１１は概して細長い翼３２の根元部４４の半径方向内側に位置する下方の根元部スロット２８と、概して細長い翼３２の根元部４４の半径方向内側に位置する圧縮機空気マニホルド６０とを有していてよい。圧縮機空気マニホルド６０は、下方の根元部スロット２８の半径方向内側でディスク８０に位置していてよい。タービン翼冷却システム１０はさらに、１つ以上の可動の空気供給管６２を有していてよく、この空気供給管６２は、圧縮機空気マニホルド６０における入口６４と、概して細長い翼３２内の通路６８との係合と、この通路６８との非係合との間で可動な出口６６であって、下方の根元部スロット２８に位置している出口６６と、を有している。可動の空気供給管６２は、組み立てを可能にするために使用可能である。少なくとも１つの実施の形態では、タービン翼冷却システム１０は、可動の空気供給管６２の代わりに固定の管路を有していてよい。
【００２５】
可動の空気供給管６２はさらに、可動の空気供給管６２が圧縮機抽気を含んでいる場合に、圧縮機空気マニホルド６０に対して可動の空気供給管６２をシールするために、圧縮機空気マニホルド６０を形成する内壁７０に適合するようになっている、入口６４に隣接して位置するカラー７４を有していてよい。可動の空気供給管６２の出口６６は、概して細長い翼３２内の通路６８に対する可動の空気供給管６２の係合を容易にするために、面取りされた外側縁部７２を有していてもよい。概して細長い翼３２内の通路６８と可動の空気供給管６２とは、概して細長い翼３２を形成する外壁３４の内面７８に接触しない外面７６を有していてよい。
【００２６】
タービンエンジン１２の作動中、冷却流体は冷却システム１０へと供給されてよい。冷却システム１０の少なくとも１つの側面に接続されて、周囲空気源３０からの周囲空気は、空気源３０から周囲空気冷却システム１８へと、及びタービン翼２０内の低圧冷却サブシステム７へと通されてよい。高圧冷却流体、例えばこれに限定されるものではないが圧縮機抽気は、スナッバ２６を冷却するには適当ではない全ての周囲空気冷却システムが存在している翼内で、スナッバ２６を冷却するためのスナッバ冷却システム１６のような、高圧冷却サブシステム９へと通されてよい。
【００２７】
少なくとも１つの実施の形態では、圧縮機抽気は、タービン翼２０を支持するディスク８０内に位置する圧縮機空気マニホルド６０内で捕集されてよい。圧縮機空気マニホルド６０は、下方の根元部スロット２８によってタービン翼２０の根元部４４から分離されていてよい。圧縮機抽気が圧縮機空気マニホルド６０を満たすと、可動の空気供給管６２は圧縮機空気マニホルド６０内の開口を通って摺動し、これにより出口６６は通路６８に係合し、入口６４を取り囲むカラー７４は、可動の空気供給管６２を圧縮機空気マニホルド６０に対してシールするために、圧縮機空気マニホルド６０を形成する内壁７０に対するシールを形成する。圧縮機抽気は、スナッバ２６を冷却するためにスナッバ冷却システム１６へと通されてよい。
【００２８】
上記説明は、本発明を例示、説明及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及び適応は、当業者に明らかになるであろうし、本発明の範囲又は思想から逸脱することなく成し得るものである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月7日(2016.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼（２０）であって、
外側壁（３４）により形成された概して細長い中空翼（３２）であって、前縁（３６）と、後縁（３８）と、正圧面（４０）と、負圧面（４２）と、前記翼（２０）の第１の端部（４６）における根元部（４４）と、前記第１の端部（４６）とは反対側の第２の端部（５０）における先端（４８）と、前記概して細長い中空翼（３２）の内側に位置している翼冷却システム（１０）と、を有する中空翼（３２）と、
前記概して細長い中空翼（３２）を形成する前記外側壁（３４）から、前記概して細長い中空翼（３２）を含む翼（２０）の列（５２）内に位置する隣接するタービン翼（２０）に向かって延在するスナッバ（２６）と、
前記スナッバ（２６）内に位置し下方の根元部スロット（２８）へと延在しているスナッバ冷却システム（１６）と、
低圧冷却空気を前記翼冷却システム（１０）へと供給するために、低圧空気源（３０）に流体連通しておりかつ前記概して細長い中空翼（３２）内の前記翼冷却システム（１０）の低圧サブシステム（７）に連通している低圧空気冷却システム（１８）と、
高圧冷却空気を前記スナッバ冷却システム（１６）に供給するために、高圧空気源（１４）と、前記翼冷却システム（１０）の前記スナッバ冷却システム（１６）とに流体連通されている高圧冷却システム（２４）であって、前記高圧冷却空気は、前記低圧冷却空気よりも高い圧力を有している、高圧冷却システム（２４）と、
を備えるタービン翼（２０）。
【請求項２】
前記低圧空気冷却システム（１８）は、周囲空気を前記翼冷却システム（１０）へと供給するために、周囲空気源（３０）に流体連通しておりかつ前記概して細長い中空翼（３２）内の前記翼冷却システム（１０）に連通している周囲空気冷却システム（１８）である、請求項１記載のタービン翼（２０）。
【請求項３】
前記高圧冷却システム（２４）は、圧縮機抽気を前記スナッバ冷却システム（１６）に供給するために、圧縮機（１４）と前記スナッバ冷却システム（１６）とに流体連通された圧縮機抽気冷却システム（２４）である、請求項１記載のタービン翼（２０）。
【請求項４】
前記圧縮機抽気冷却システム（２４）に流体連通している前記圧縮機（１４）は、前記タービン翼（２０）が取り付けられているガスタービンエンジン（１２）のタービン（５４）に圧縮機抽気を供給する、請求項３記載のタービン翼（２０）。
【請求項５】
前記概して細長い翼（３２）の前記根元部（４４）の半径方向内側に位置する下方の根元部スロット（２８）と、前記概して細長い翼（３２）の前記根元部（４４）の半径方向内側に位置する圧縮機空気マニホルド（６０）と、をさらに備え、前記圧縮機空気マニホルド（６０）は、前記下方の根元部スロット（２８）の半径方向内側でディスク（８０）内に位置している、請求項１記載のタービン翼（２０）。
【請求項６】
少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）をさらに備え、該空気供給管は、前記圧縮機空気マニホルド（６０）における入口（６４）と、前記概して細長い翼（３２）内の通路（６８）との係合と、該通路（６８）との非係合との間で可動な出口（６６）であって、前記下方の根元部スロット（２８）内に位置している出口（６６）と、を有している、請求項５記載のタービン翼（２０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）はさらに、前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）が圧縮機抽気を含んでいる場合に、前記圧縮機空気マニホルド（６０）に対して前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）をシールするために、前記圧縮機空気マニホルド（６０）を形成する内壁（７０）に適合するようになっている、前記入口（６４）に隣接して位置するカラー（７４）を有している、請求項６記載のタービン翼（２０）。
【請求項８】
タービン翼（２０）であって、
外側壁（３４）により形成された概して細長い中空翼（３２）であって、前縁（３６）と、後縁（３８）と、正圧面（４０）と、負圧面（４２）と、前記翼（２０）の第１の端部（４６）における根元部（４４）と、前記第１の端部（４６）とは反対側の第２の端部（５０）における先端（４８）と、前記概して細長い中空翼（３２）の内側に位置している翼冷却システム（１０）と、を有する中空翼（３２）と、
低圧冷却空気を前記翼冷却システム（１０）へと供給するために、低圧空気源（３０）に流体連通しておりかつ前記概して細長い中空翼（３２）内の前記翼冷却システム（１０）の低圧サブシステム（７）に連通している低圧空気冷却システム（１８）と、
高圧冷却空気を高圧サブシステム（９）に供給するために、高圧空気源（１４）と、前記翼冷却システム（２０）の前記高圧サブシステム（９）とに流体連通されている高圧冷却システム（２４）であって、前記高圧冷却空気は、前記低圧冷却空気よりも高い圧力を有している、高圧冷却システム（２４）と、
前記概して細長い翼（３２）の前記根元部（４４）の半径方向内側に位置する下方の根元部スロット（２８）と、前記概して細長い翼（３２）の前記根元部（４４）の半径方向内側に位置する圧縮機空気マニホルド（６０）と、
少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）であって、前記圧縮機空気マニホルド（６０）における入口（６４）と、前記概して細長い翼（３２）内の通路（６８）との係合と、該通路（６８）との非係合との間で可動な出口（６６）であって前記下方の根元部スロット（２８）に位置している出口（６６）と、を有する少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）と、
を備えるタービン翼（２０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）はさらに、前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）が圧縮機抽気を含んでいる場合に、前記圧縮機空気マニホルド（６０）に対して前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）をシールするために、前記圧縮機空気マニホルド（６０）を形成する内壁（７０）に適合するようになっている、前記入口（６４）に隣接して位置するカラー（７４）を有している、請求項８記載のタービン翼（２０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）の前記出口（６６）はさらに、前記概して細長い翼（３２）内の前記通路（６８）に対する前記少なくとも１つの可動の空気供給管（６２）の係合を容易にする面取りされた外側縁部（７２）を有している、請求項９記載のタービン翼（２０）。
【国際調査報告】
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2017518452.tif 000011
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