(57)【要約】  幾つかの実施形態によれば、翼形部（３０）は、前縁（３２）と、後縁（３４）と、該前縁及び後縁間に延びる正圧側面（３８）と、前縁及び後縁間に延びる負圧側面（３６）と、を定める少なくとも１つの壁部を備える。翼形部は、３次元寸法で湾曲し、少なくとも１つの壁の内表面（３３）によって定められる１又はそれ以上のキャビティ（３９）を有する。複数の冷却フィルム孔（７０）が、正圧側面及び負圧側面のうちの少なくとも一方上に前縁から離間して配置された少なくとも１つの冷却トレンチ（５０）とキャビティとの間に延びる。少なくとも１つのトレンチは、翼形部の外表面（３１）から離間して配置されたフロア（６０）を有する。複数の冷却フィルム孔が、垂直ではない角度でフロアを貫通して延びる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元寸法で湾曲した翼形部（３０）であって、
前縁（３２）と、後縁（３４）と、該前縁及び後縁間に延びる正圧側面（３８）と、前記前縁及び後縁間に延びる負圧側面（３６）と、を定める少なくとも１つの壁部と、
前記少なくとも１つの壁の内表面（３３）によって定められる少なくとも１つの内部キャビティ（３９）と、
前記正圧側面及び前記負圧側面のうちの少なくとも一方上に前記前縁から離間して配置された少なくとも１つの冷却トレンチ（５０）と前記少なくとも１つの内部キャビティとの間に延びる複数の冷却フィルム孔（７０）と、
を備え、前記少なくとも１つの冷却トレンチが、前記翼形部の外表面（３１）から離間して配置されたフロア（６０）を有し、前記複数の冷却フィルム孔が、垂直ではない角度で前記フロアを貫通して延びる、翼形部（３０）。
【請求項２】
前記フロアが、第１及び第２の壁部（５６，５８）間を延びる、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【請求項３】
前記翼形部が、タービンブレード、タービンノズルベーン、圧縮機ブレード及び圧縮機ベーンのうちの１つである、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの冷却トレンチが、第１の端部（５２）及び第２の端部（５４）間を線形に延びる、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの冷却トレンチが、第１の端部（５２）及び第２の端部（５４）間を曲線的に延びる、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【請求項６】
隣接する翼形部間に延びる少なくとも１つの第２の冷却トレンチ（１５０）を更に備える、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第２の冷却トレンチが、外側バンド（１１０）又は内側バンド（１２０）内に配置される、請求項６に記載の翼形部（３０）。
【請求項８】
前記トレンチが、第１及び第２の壁部（５６，５８）を有する、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【請求項９】
前記第１及び第２の壁部が前記フロアから延びる、請求項８に記載の翼形部（３０）。
【請求項１０】
前記第１及び第２の壁部が垂直方向である、請求項９に記載の翼形部（３０）。
【請求項１１】
前記第１及び第２の壁部が前記フロアに垂直である、請求項９に記載の翼形部（３０）。
【請求項１２】
前記第１及び第２の壁部が前記フロアに対してある角度にある、請求項９に記載の翼形部（３０）。
【請求項１３】
前記第１及び第２の壁部が曲線的である、請求項９に記載の翼形部（３０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの冷却トレンチが前記負圧側面上に配置される、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの冷却トレンチが前記正圧側面上に配置される、請求項１に記載の翼形部（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、全体的に、翼形部を冷却するための１又はそれ以上の構造体に関する。より詳細には、限定ではないが、本実施形態は、限定ではなくノズルを含む翼形部の冷却トレンチに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なガスタービンエンジンは、一般に、前端と後端とを有し、これらの間に複数のコア推進構成要素が軸方向に位置付けられている。空気入口すなわち吸気口は、エンジンの前端にある。吸気口の後に続いて、後端に向かって順番に、圧縮機、燃焼室、タービン、及びエンジンの後端に出口／排気口がある。例えば、低圧及び高圧圧縮機、並びに高圧及び低圧タービンなど、追加の構成要素もガスタービンエンジンに含めることができることは当業者であれば容易に理解されるであろう。しかしながら、これは網羅的な記載ではない。ガスタービンエンジンはまた、典型的には、エンジンの中心長手方向軸線に沿って軸方向に配置された内部シャフトを有する。内部シャフトは、タービン及び圧縮機の両方に接続され、タービンが空気圧縮機に回転入力を提供して圧縮機ブレードを駆動するようにする。
【０００３】
航空機及び航空機エンジン用の構成要素（非限定的な実施例として、タービン構造、ブレード、ベーン及びシュラウドなど）の形成において、様々な構成要素は、熱障壁コーティング（「ＴＢＣ」）によって熱から遮断されているが、大部分は、温度低下又は制御を行うのに種々のタイプの空気冷却に依存している。例えば、フィルム冷却は、構成要素の１又はそれ以上の表面にわたって薄い一面の冷却空気を噴射し、他方、エフュージョン冷却は、構成要素において狭間隔で配置された離散的小孔から形成される格子体を通じて冷却空気を送り込むようにしている。冷却フィルム孔は、部品の限度内の温度を確保するのに利用され、部品又は構成要素がガスタービンエンジンの高温、高圧、及び高応力環境で劣化又は損傷を受けないようにする。これらの冷却フィルム孔は、航空機エンジン内でバイパス又は冷却空気を受け取って部品又は構成要素に通過させ、過酷な条件での運転に必要な冷却を提供する。現行の冷却フィルム孔は、構成要素を鋳造した後に構成要素に冷却フィルム孔を機械加工することによって形成される。これは、構成要素の形成プロセスに対してコスト及び時間が付加される。加えて、成形ディフューザ孔である現行の技法は、ディフューザの幾何形状、送給孔及び鋳造壁厚さに大きく依存している。
【０００４】
ディフューザ孔を正確に高い信頼性で検査することは現在のところ困難であり、場合によっては構成要素の破壊的評価又は切断が必要となることがある。これは望ましいことではない。
【０００５】
上記のことから分かるように、ガスタービンエンジン構成要素の冷却システムに関するこれら及び他の問題を克服することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，４１９，６８１号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、翼形部表面に冷却空気を提供するために１又はそれ以上のトレンチを利用することができる。これらのトレンチは、翼形部内部キャビティと流れ連通しており、簡単な幾何形状の冷却フィルム孔を利用する。トレンチは、翼形部の前縁から離間して配置され、高温燃焼ガスの流れに対してある角度にある。
【０００８】
幾つかの実施形態によれば、翼形部は、前縁と、後縁と、該前縁及び後縁間に延びる正圧側面と、前縁及び後縁間に延びる負圧側面と、を定める少なくとも１つの壁部を備える。翼形部は、３次元寸法で湾曲し、少なくとも１つの壁の内表面によって定められる少なくとも１つのキャビティを有する。複数の冷却フィルム孔が、正圧側面及び負圧側面のうちの少なくとも一方上に前縁から離間して配置された少なくとも１つのトレンチと内部キャビティとの間に延びる。トレンチは、翼形部の外表面から離間して配置されたフロアを有する。複数の冷却フィルム孔が、フロアに対して垂直ではないある角度でフロアを貫通して延びる。
【０００９】
上記で概説した特徴の全ては、単に例証として理解すべきであり、構造及び方法のより多くの特徴及び対象物が、本明細書の開示から得ることができる。従って、この発明の概要の非限定的な解釈は、本明細書、請求項、及びこれらと共に含まれる図面全体をより詳細に読むことなく理解されるはずである。
【００１０】
本開示の上述した及び他の特徴及び利点、並びにこれらを実現する方法は、添付図面と共に以下の実施形態の説明を参照することによって明らかになり、翼形部構造の冷却トレンチがより良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガスタービンエンジンの側断面図。
【図２】例示的な翼形部の等角図。
【図３】翼形部における冷却トレンチの等角図。
【図４】図３に示す例示的な冷却トレンチの等角断面図。
【図５】例示的なノズルセグメントの等角図。
【図６】外側端壁トレンチの等角図。
【図７】内側端壁トレンチの等角図。
【図８】正圧側面トレンチを有するノズルベーンの等角図。
【図９】負圧側面トレンチを有するノズルベーンの等角図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、その１つ又はそれ以上の実施例が図面に例示されている提示された実施形態について詳細に説明する。各実施例は、説明の目的で提供され、本開示の実施形態を限定するものではない。実際に、本開示の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を本実施形態において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、このような修正形態及び変形形態を添付の請求項及びその均等物の範囲内にあるものとして保護することが意図される。
【００１３】
図１〜９を参照すると、翼形部と共に使用する冷却トレンチの種々の実施形態が示される。トレンチは、翼形部の前縁から離間して配置され、翼形部の種々の表面上に配置することができる。続いてトレンチ内で翼形部を通って延びる複数の冷却フィルム孔は、翼形部の表面全体にわたって冷却空気を提供する。トレンチは、燃焼ガス流に対してある角度で延びることができ、一貫した又は一定の深さ及び幅を維持する３次元表面の湾曲を辿るように機械加工され又は形成することができる。この構成において、フィルム孔がトレンチ内に冷却空気を送り込み、該冷却空気が拡散してトレンチを充填し、次いで、冷却空気のフィルムが完全被覆フィルムとして３次元表面上を移動することができる。
【００１４】
本明細書で使用される用語「軸方向」及び「軸方向に」とは、エンジンの長手方向軸線に沿った寸法を意味する。「軸方向」及び「軸方向に」と併せて使用される用語「前方」とは、エンジン入口に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン入口により近接していることを意味する。「軸方向」及び「軸方向に」と併せて使用される用語「後方」とは、エンジン出口に向かう方向に移動していること、又はある構成要素がエンジン入口と比較してエンジン出口により近接していることを意味する。本明細書で使用される用語「半径方向」及び「半径方向に」とは、エンジンの長手方向軸線とエンジン外周との間に延びる寸法を意味する。
【００１５】
最初に図１を参照すると、エンジン入口端部１２を有するガスタービンエンジン１０の概略側断面図が示され、ここで空気は、圧縮機１４、燃焼器１６及び多段高圧タービン２０により全体的に定められるコアプロパルサー１３に流入する。全体として、コアプロパルサー１３は、運転中に動力を提供し、ガスタービンエンジン１０が航空機、発電、産業用、船舶又は同様のものなどで用いることができるようにする。
【００１６】
作動時には、空気は、ガスタービンエンジン１０のエンジン入口端部１２を通って流入し、少なくとも１つの圧縮段を通って移動して、ここで空気の圧力が増大して燃焼器１６に配向される。圧縮空気は、燃料と混合され、燃焼して高温の燃焼ガスを提供し、該燃焼ガスは、高圧タービン２０に向けて燃焼器１６から流出する。高圧タービン２０において、高温の燃焼ガスからエネルギーが抽出されることにより、タービンブレードの回転を引き起こし、その結果、第１の高圧シャフト２４の回転が生じる。高圧シャフト２４は、エンジンの前面に向けて通過して、１又はそれ以上の圧縮機段１４を連続的に回転させる。ファン１８は、第２の低圧シャフト２８により低圧タービン２１に接続され、ガスタービンエンジン１０の推力を生成する。また、低圧タービン２１を利用して、追加のエネルギーを抽出し、追加の圧縮機段に動力を供給することができる。高圧圧縮機空気を用いて、エンジンの構成要素の冷却を助けることもできる。
【００１７】
ガスタービンエンジン１０は、エンジン軸線２６の周りに軸対称であり、種々のエンジン構成要素がその周りに回転するようになる。軸対称高圧シャフト２４は、ガスタービンエンジン１０の前端を通って後端に延び、シャフト構造体の長さに沿って軸受により回転可能に支持される。高圧シャフト２４は中空であり、該高圧シャフト２４の回転とは関係なくその内部の低圧シャフト２８の回転を可能にすることができる。低圧シャフト２８はまた、エンジン軸線２６の周りに回転することができる。
【００１８】
ここで、翼形部３０の等角図である図２を参照する。翼形部３０は、ノズルベーンとして描かれているが、本明細書で示される実施形態と共に様々なタイプの翼形部を利用することができ、単一の翼形部の実施形態に関する説明は、限定とみなすべきではない。例えば、本明細書で記載される冷却トレンチはまた、ベーン、ブレード、又は作動中に冷却を必要とする何らかの翼形部構造体と共に利用することができる。
【００１９】
翼形部３０は、３次元方向で湾曲している。例えば、翼形部３０は、前縁から後縁まで軸方向に変化する湾曲を有することができる。翼形部３０は、根元端部から先端端部まで半径方向に変化する湾曲を有することができる。翼形部３０はまた、例えば、内側バンド又は内側端壁１２０に沿って右から左に円周方向で変化する湾曲を有することができる。加えて、翼形部は、該翼形部を通って延びる半径方向軸線の周りに湾曲又は捩れ部を有することができる。トレンチは、例えば、低圧又は高圧圧縮機の何れかからのバイパス冷却空気を受け取ることができる。
【００２０】
例示的な翼形部３０は、外表面３１、内表面３３、前縁３２、後縁３４、負圧側面３６、及び正圧側面３８を有する少なくとも１つの壁部を含む。負圧側面及び正圧側面３６，３８は、半径方向で根元端部から先端端部まで半径方向上向きに延び、更に前縁３２から後縁３４まで延びる。翼形部３０の内部は、中空又は少なくとも部分的に中空であり、冷却空気が内部の１又はそれ以上のキャビティ３９から外表面に移動できるようにすることができる。正圧側面３８の冷却は、少なくとも１つの冷却トレンチ５０を通る図で示されている。冷却トレンチ５０は、翼形部３０の湾曲に起因して半径方向に延びるときに湾曲することができる。冷却トレンチ５０は、翼形部の表面に沿ってフィルム冷却の拡散を増大させる。これは、乱流作用及び表面堆積物又は不規則性に関連する作用に良好に対応する。また、１又はそれ以上のトレンチ５０を負圧側面３６に沿って利用することもできる。本実施形態において、トレンチ５０はまた、負圧側面３６に沿って前縁３２付近に配置することができる。
【００２１】
ここで図３を参照すると、翼形部３０の一部の詳細図が示される。翼形部３０の一部は、負圧側面、正圧側面、又は例示的なノズル、ベーンもしくはブレードの他の部分、例えば、本明細書で更に記載される外側端壁又は内側端壁もしくはプラットフォームを表すことができる。翼形部３０の一部は、高温燃焼ガス２７が隣接して流れる外表面にわたって延びた冷却トレンチ５０を含む。この実施形態において、例えば、冷却トレンチ５０は、エンジン半径方向に延び、他方、燃焼ガスは、エンジン軸線方向に移動している。冷却トレンチ５０は、第１の端部５２及び第２の端部５４を含み、更に、第１の壁５６及び第２の壁５８により定められ、この両方は、第１及び第２の端部５２，５４の間でフロア６０から延びる。これら第１の壁５６及び第２の壁５８はまた、冷却トレンチ５０にわたって移動する高温ガス流に対して下流側壁及び上流側壁と呼ぶことができる。更に、用語「フロア」が利用されるが、冷却トレンチ５０は、壁がそこから垂下してフロアが天井又は上側境界と同様であるように反転させることができ、すなわち、冷却トレンチ５０は、例えば、垂直方向に延びることができる。従って、用語フロアは、限定とみなすべきではない。冷却トレンチ５０は鋳造することができ、或いは、翼形部内に機械加工することができる。冷却フィルム孔７０は、翼形部３０の１又はそれ以上のキャビティ３９（図２）からトレンチフロア６０まで延びて、冷却空気を冷却トレンチ５０に提供し、該冷却空気は、冷却トレンチ５０から通過して翼形部３０の表面全体にフィルムを形成し、これにより翼形部３０表面を高温の燃焼ガス流２７から保護する。冷却フィルム孔７０は、一般に断面が円形であるが、このような形状は限定ではなく、様々な代替の幾何形状を利用してもよい。加えて、冷却フィルム孔７０は、線形又は曲線であるか、或いは線形もしくは曲線セグメントの何れか又は両方により定められるセグメント化することができる。更に、断面形状は、冷却フィルム孔７０の端部間で変わることができる。
【００２２】
ここで図４を参照すると、図３に示される翼形部分の１つのセクションが切り取られて、冷却フィルム孔７０及び冷却トレンチ５０を示している。冷却フィルム孔７０は、ほぼ円筒形であり、翼形部３０の壁部を貫通してトレンチフロア６０まで延びている。冷却フィルム孔７０は各々、フロアに対して垂直ではないある角度αでトレンチフロア６０を通って延びる軸線７２を有する。より具体的には、フロアとの角度関係（α）は、約１５度〜約５０度、より具体的には約２０度〜約３５度とすることができる。冷却フィルム孔７０は、断面がほぼ円形であり、円筒形状を定めるような角度で延びる。しかしながら、このような形状は限定ではなく、様々な形状を利用してもよい。例えば、長円形状の断面を利用することができ、或いは、多角形状の断面を利用することができる。本実施形態の１つの利点は、円形形状の製造が容易であり、冷却フィルム孔の幾何形状の変更並びに利用することができる複数のスロットを必要としない点であり、かかる複数のスロットは、このような冷却フィルム孔の形成が困難であることにより製造上の配慮が必要となる。更に、本構成は、翼形部３０に対して破壊的処理を行うことなく容易に検査することができる。
【００２３】
また、冷却トレンチ５０と冷却フィルム孔７０との間に構造的関係が存在する。例えば、一部の実施形態によれば、冷却トレンチ５０の深さは、孔直径の５０％〜１００％とすることができる。深さは、翼形部３０の外表面３１から冷却トレンチ５０のトレンチフロア６０までで測定される。より具体的には、深さは、孔直径の約６０％〜約８０％の間、一部の実施形態によれば、孔直径の約７０％とすることができる。冷却トレンチ５０は、送給孔直径の１１０％〜約１６５％の幅を有することができる。加えて、翼形部３０の壁厚は、孔長さがフィルム孔直径の少なくとも約１５０％であるのを確保するのに十分とすることができる。
【００２４】
第１の壁５６上の翼形部の外表面はまた、翼形部の外表面を燃焼ガス流２７の高温から保護する障壁コーティング８０を含むことができる。障壁コーティング８０は、材料温度を制限するため翼形部３０の内部から冷却空気を外部に供給する冷却フィルム孔７０に加えて利用される熱障壁とすることができる。障壁コーティング８０は、冷却トレンチ５０の形成後又は形成前に翼形部３０に施工することができる。冷却トレンチ５０の形成後障壁コーティング８０が施工されたときに、障壁コーティング８０は、第１及び第２の壁５６，５８並びにトレンチフロア６０に沿って冷却トレンチ５０内に延びることができ、或いは延びない場合がある。但し、冷却フィルム孔７０の閉塞を阻止するよう留意すべきである。更に、１つの障壁コーティング８０が図示されているが、障壁コーティング８０は、１又はそれ以上の材料層から構成することができる点は理解されたい。障壁コーティング８０は任意選択であるが、このようなコーティングが利用される場合及びコーティングがトレンチフロア上に使用されるかどうかに応じて、上記で参照された寸法及び関係をコーティングに対して適用することができる。
【００２５】
第１及び第２の壁部５６，５８とトレンチフロア６０の関係は変わる可能性がある。第１及び第２の壁部５６，５８は、トレンチフロア６０に対して垂直であるか、又はトレンチフロア６０に対して非垂直なある角度とすることができる。第１及び第２の壁部５６，５８は、トレンチフロア６０から線形的に延びることができる。或いは、幾つかの実施形態によれば、第１及び第２の壁部５６，５８は、トレンチフロア６０から曲線的に延びることができる。本明細書で更に示されるように、トレンチフロア６０は、本実施形態では線形セグメントとして描かれているが、冷却トレンチ５０が施工される翼形部表面の湾曲に応じて、第１の端部５２から第２の端部５４まで曲線的とすることができる。従って、第１及び第２の壁部５６，５８はまた、第１及び第２の端部５２，５４間で線形又は曲線的とすることができる。加えて、第１及び第２の端部５２，５４の上縁は面取りにすることができ、或いは、図示の縁部に加えて又は代替として、丸みを付けることができる。
【００２６】
ガスタービンエンジン１０（図１）の作動中、冷却トレンチ５０が冷却流体で充填された後、冷却流体が冷却トレンチ５０内部から流出し、翼形部３０の外表面に沿ってフィルムを生成する。これにより、高温燃焼ガスとの即時の混合が阻止され、より連続した冷却層として冷却トレンチ５０から流出する。これはまた、翼形部表面にわたって拡散するフィルムが乱流作用の影響が少ないようになる。冷却トレンチ５０は、一般に、燃焼ガス流に対してある角度で延び、垂直であるか、又は垂直でない場合もある。
【００２７】
ここで図５を参照すると、例示的なノズルセグメント１００が示される。ノズルセグメント１００は、他のノズルセグメントに隣接して位置付けられ、エンジンの軸線２６（図１）の周りに延びる円周方向ノズルを定めるようにする。ノズルセグメント１００は、外側バンド又は外側端壁１１０と、内側バンド又は内側端壁とを含む。例示的な内側及び外側端壁１２０，１１０間には、少なくとも１つの翼形部１３０が延びる。例示的な実施形態において、２つの翼形部１３０が端壁１１０，１３０間の各ノズルセグメント１００に対して描かれている。各翼形部１３０は、上述のように、正圧側面、負圧側面、及び後縁を含む。翼形部１３０は、前縁及び後縁が円周方向、半径方向及び軸方向で湾曲することができる点で本質的に３次元のものである。本ノズルセグメント１００には、様々なトレンチ５０が示されている。本実施形態によれば、少なくとも１つの冷却トレンチ５０は、正圧側面の各々上に位置する。加えて、冷却トレンチ１５０は、燃焼ガス流に対してある角度で隣接する翼形部１３０間をほぼ円周方向に延びる外側端壁１１０及び内側端壁１２０の表面上に配置される。冷却トレンチ１５０は、冷却トレンチ５０の端点付近に配置される。冷却トレンチ５０，１５０は全て、翼形部１３０の前縁から離間して配置される。冷却トレンチ５０，１５０は、翼形部１３０の前端又は後端からほぼ等距離で配置することができ、或いは、異なる距離であってもよい。更に、冷却トレンチ１５０は、一部の実施形態によれば、翼形部１３０の軸方向前方に配置することができる。
【００２８】
ここでより具体的に図６を参照すると、外側端壁１１０上に配置された冷却トレンチ１５０の詳細図と共にノズルセグメント１００の上側等角図が描かれている。この詳細図は、翼形部１３０に面する外側端壁１１０の表面に沿って配置された冷却トレンチ１５０を示している。冷却トレンチ１５０は、フロアから延びる第１の壁及び第２の壁部を含む点で上述の冷却トレンチ５０と同様である。この場合、フロアは、第１の壁及び第２の壁の上方にあり、複数の冷却フィルム孔１７０から冷却空気を受ける。冷却トレンチ１５０は、翼形部１３０のうちの１つの翼形部１３０の正圧側面上に配置された冷却トレンチ５０の端点付近に描かれている。しかしながら、冷却トレンチ１５０は、外側端壁又はバンド１１０の表面に沿って軸方向に異なる位置に配置されてもよい。
【００２９】
ここで図７を参照すると、内側端壁１２０に沿って延びた冷却トレンチ１５０を描いた詳細図と共に内側端壁１２０の等角図がより良好に示されている。詳細図において、冷却トレンチ５０は、翼形部１３０の負圧側面上に示され、冷却トレンチ１５０は、正圧側面の冷却トレンチ５０付近から隣接する翼形部１３０の隣接負圧側面の冷却トレンチ５０まで延びる内側端壁１２０に沿って示されている。
【００３０】
外側端壁１１０上に１つのトレンチ及び内側端壁１２０上に単一の冷却トレンチ１５０が示されているが、種々のトレンチを利用することができ、ノズルセグメント１００を通過する燃焼空気の所望の冷却をもたらすように構成要素の軸方向寸法に沿って離間して配置することができる。同様に、１又はそれ以上のトレンチ５０，１５０が正圧側面及び負圧側面に沿って翼形部１３０上で利用され、翼形部の前縁から離間して配置することができる。
【００３１】
ここで図８を参照すると、翼形部１３０の正圧側面が示され、また、見やすくするために冷却トレンチ５０が示されている。冷却トレンチ５０は、完全に半径方向寸法に対してある角度で延びることができる。換言すると、冷却トレンチ５０は、垂直方向に完全には延びていなくてもよく、ある角度が付けられ、翼形部１３０の表面の湾曲に起因して何らかの湾曲を有することができる。或いは、冷却トレンチ５０は、全体として又は部分的に、半径方向及び線形で、又は半径方向／非半径方向及び線形／非線形セグメントの組み合わせで延びることができる。
【００３２】
図９を参照すると、負圧側面の冷却トレンチ５０もまた示されている。負圧側面の冷却トレンチ５０は、翼形部１３０の表面に沿って軸方向の様々な位置に配置することができる。冷却トレンチ５０は、翼形部１３０の３次元的性質に起因した追加の湾曲を示している。すなわち、冷却トレンチ５０は、完全には線形に延びておらず、翼形部１３０の３次元的湾曲に起因して湾曲を有する。
【００３３】
冷却トレンチ５０，１５０は、３次元湾曲面の湾曲を辿り且つ一貫した又は一定の深さ及び幅を維持するように形成される。冷却フィルム孔７０は、冷却空気をトレンチに送給し、冷却空気が拡散して冷却トレンチ５０，１５０を充填する。次いで、冷却空気のフィルムが、完全被覆フィルムとして３次元湾曲表面上を移動する。加えて、トレンチは、破壊的技法を必要とすることなく改善された検査を可能にする。
【００３４】
用語「翼形部」は、ノズルベーンと組み合わせて示され説明されている。しかしながら、本用語は、このようなベーンに限定されるとみなすべきではなく、用語「翼形部」はまた、本実施形態による前縁から離間して配置された冷却トレンチを用いることができるブレードにも適用することができる。実際に、例えば、ファンブレード、圧縮機ブレード、圧縮機ベーン、並びにタービンベーン及びブレードを含む、あらゆる３次元湾曲翼形部が本明細書で記載されるトレンチを利用することができる。
【００３５】
構造及び方法に関する上述の記載は、説明の目的で提示されている。この説明は、本発明の構造及び方法を網羅すること又は開示された厳密な形態及び／又はステップに限定することを意図したものではなく、上述の教示に照らして多くの修正形態及び変形形態が実施可能であることは明らかである。本明細書で記載される特徴要素は、どのようにも組み合わせることができる。本明細書で記載される方法のステップは、物理的に実施可能なあらゆる順序で実施することができる。特定の構造形態を例示し説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、添付の請求項によってのみ限定されることは理解される。
【００３６】
本発明の複数の実施形態を本明細書で説明し例示してきたが、当業者であれば、本明細書で記載される機能を実施し及び／又は本明細書で記載される結果及び／又は利点のうちの１又はそれ以上を得るために他の様々な手段及び／又は構造が想定され、このような変形及び／又は修正形態の各々は、本明細書で記載される実施形態の範囲内にあるとみなされる。より一般的には、本明細書で記載される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例証を意味しており、実際のパラメータ、寸法、材料、及び構成は、本発明の教示が利用される１又は複数の特定の用途によって決まることになることは当業者には容易に理解されるであろう。当業者であれば、単に通常の実験を利用して本明細書に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識又は確認することができるであろう。従って、上記の実施形態は単に例証として提示されており、本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内で、具体的に記載され特許請求されたものとは別の方法で実施できることを理解すべきである。本開示の発明の実施形態は、本明細書に記載される個々の特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法に向けられている。これに加えて、このような特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法が互いに矛盾していない場合、２つ以上のこのような特徴、システム、製品、材料、キット及び／又は方法の何れかの組み合わせは、本開示の発明の範囲内に含まれる。
【００３７】
実施例を用いて、最良の形態を含む実施形態を開示し、更に、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及びあらゆる包含の方法を実施することを含む、本発明の装置及び／又は方法を実施することを可能にする。これらの実施例は、網羅的なものではなく、或いは、開示された厳密なステップ及び／又は形態に本開示を限定することを意図するものではなく、上述の教示に照らして多くの修正形態及び変形形態が実施可能である。本明細書で記載される特徴要素は、どのようにも組み合わせることができる。本明細書で記載される方法のステップは、物理的に実施可能なあらゆる順序で実施することができる。
【００３８】
本明細書で定義され使用される全ての定義は、辞書の定義、引用により組み込まれる文献における定義、及び／又は定義される用語の通常の意味に対して規定していると理解すべきである。本明細書及び特許請求の範囲において使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、明示的にそうでないことを示していない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されたい。本明細書及び特許請求の範囲において使用される表現「及び／又は」は、そのように結合された要素の「何れか又は両方」、すなわちある場合では結合的に存在し、他の場合では選言的に存在する要素を意味するものと理解すべきである。
【００３９】
また、そうでないと明確に示されていない限り、１つよりも多いステップ又は行為を含む請求項に記載される何れの方法においても、本方法のステップ又は行為の順番は、方法のステップ又は行為が記載される順番に必ずしも限定されない点を理解されたい。
【００４０】
請求項並びに上述の明細書において、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「包含する」、「伴う」、「保持する」、「〜から構成される」などの全ての移行句は、オープンエンドであり、すなわちこれらを含むが限定されないことを意味するものと理解すべきである。米国特許商標庁の米国特許審査手続便覧に記載されているように、「〜からなる」、「〜から基本的になる」という移行句のみが、それぞれクローズド又はセミクローズドの移行句とすべきである。
【符号の説明】
【００４１】
３０  翼形部
３１  翼形部の外表面
３２  前縁
３３  壁の内表面
３４  後縁
３６  負圧側面
３８  正圧側面
３９  内部キャビティ
５０  冷却トレンチ
５２  第１の端部
５４  第２の端部
５６  第１の壁部
５８  第２の壁部
６０  フロア
７０  冷却フィルム孔
【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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【国際調査報告】
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