JP2012102726A

JP2012102726A - タービンロータブレードのプラットフォーム領域を冷却するための装置、システム、及び方法

Info

Publication number: JP2012102726A
Application number: JP2011233468A
Authority: JP
Inventors: John Wesley Harris; ジョン・ウェズリー・ハリス; Daniel Howard Tragesser; ダニエル・ハワード・トレイゲェッサー; Anthony Louis Giglio; アンソニー・ルイス・ジグリオ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-05-31
Also published as: US20120107135A1; FR2966869A1; CN102454427A; DE102011054880A1

Abstract

【課題】タービンロータブレードのプラットフォーム領域を効果的に且つ効率的に冷却、装置、システム及び方法を提供する。
【解決手段】翼形部１０２と根元との間の接合部にプラットフォームを有しプラットフォームのほぼ半径方向高さまで延在する内部冷却通路１１６を含むタービンロータブレードのプラットフォーム冷却装置であって、プラットフォームの正圧側面が、翼形部１０２から正圧側スラッシュ面１２６に円周方向に延在する平面の上側面を含み、負圧側面が、翼形部から負圧側スラッシュ面１２２に円周方向に延在する実質的に平面の上側面を含む。冷却装置は平面上側面の直ぐ内寄りに存在し正圧側スラッシュ面１２６又は負圧側スラッシュ面１２２のいずれかからプラットフォームを通って内部冷却通路との接続部まで線形的に延在する。
【選択図】図７

Description

本出願は、総括的には、本明細書で使用する場合及び特に記載のない限り、発電及び航空機エンジン用などのあらゆるタイプの燃焼タービンエンジンを含む燃焼タービンエンジンに関する。より具体的には、限定ではないが、本出願は、タービンロータブレードのプラットフォーム領域を冷却するための装置、システム及び／又は方法に関する。

ガスタービンエンジンは通常、圧縮機、燃焼器及びタービンを含む。圧縮機及びタービンは一般的に、多段で軸方向にスタックされた翼形部又はブレードの列を含む。各段は通常、固定された円周方向に間隔を置いて配置されるステータブレードの列と、中心軸線又はシャフトの周りで回転する円周方向に間隔を置いて配置されるロータブレードのセットとを含む。作動中に圧縮機内のロータブレードは、シャフトの周りで回転して空気の流れを加圧する。加圧した空気は次に、燃焼器内で使用されて供給燃料を燃焼させる。燃焼プロセスにより結果として生じた高温ガスの流れは、タービンを通って膨張し、これによりロータブレードが当該ブレードを取り付けたシャフトを回転させる。このようにして、燃料内に含有されるエネルギーが回転シャフトの機械的エネルギーに変換され、次いで、この回転シャフトの機械エネルギーは、例えば、発電のため発電機のコイルを回転させるのに使用することができる。

図１及び図２を参照すると、タービンロータブレード１００は一般的に、翼形部分又は翼形部１０２と、根元部分又は根元１０４とを含む。翼形部１０２は、凸面形負圧面１０５及び凹面形正圧面１０６を有するものとして説明することができる。翼形部１０２は更に、前方端縁部である前縁１０７と、後方端縁部である後縁１０８とを有するものとして説明することができる。根元１０４は、ブレード１００をロータシャフトに固定するための構造体（図示するように、通常はダブテール１０９を含む）と、そこから翼形部１０２が延在するプラットフォーム１１０と、ダブテール１０９及びプラットフォーム１１０間に構造体を含むシャンク１１２とを有するものとして説明することができる。

図示のように、プラットフォーム１１０は実質的に平面とすることができる。より具体的には、プラットフォーム１１０は、平面上側面１１３を有することができ、この平面上側面１１３は、図１に示すように軸方向及び円周方向に延在する平坦面を含むことができる。図２に示すように、プラットフォーム１１０は、平面下側面１１４を有することができ、この平面下側面１１４もまた、軸方向及び円周方向に延在する平坦面を含むことができる。プラットフォーム１１０の上側面１１３及び底側面（下側面）１１４は、その各々が他方に対してほぼ平行になるように形成することができる。図示するように、プラットフォーム１１０は通常、薄い半径方向輪郭を有し、すなわち該プラットフォーム１１０の上側面１１３及び底側面１１４間に比較的短い半径方向距離が存在することは当業者には理解されるであろう。

一般的に、プラットフォーム１１０は、タービンブレード１００上で使用して、ガスタービンの高温ガス通路セクションの内側流路境界を形成する。プラットフォーム１１０は更に、翼形部１０２に対して構造的支持を与える。作動中、タービンの回転速度は、プラットフォーム１１０に沿って高応力領域を発生させる機械的荷重を誘起し、該高応力領域は、高温と相まって最終的には酸化、クリープ、低サイクル疲労割れ及びその他のような作動上の欠陥部の形成を引き起こす。言うまでもなく、これらの欠陥は、ロータブレードの有効寿命に悪影響を与える。これらの過酷な作動条件、すなわち高温ガス通路の極度な温度への露出、及び回転ブレードに関連する機械的荷重は、良好に作動し且つ製造上の費用効果があり、耐久性があり長持ちするロータブレードプラットフォーム１１０の設計において大きな課題を生じさせることは理解されるであろう。

プラットフォーム領域１１０の耐久性を向上させる１つの一般的な解決法は、作動時に該プラットフォーム領域１１０を加圧空気又は他の冷却媒体の流れにより冷却することであり、また種々のこれらのタイプのプラットフォーム設計は公知である。しかしながら、当業者には理解されるように、プラットフォーム領域１１０は、このようにする冷却を困難にさせる特定の設計課題を提示する。大部分において、このことは、上述のようにプラットフォーム１１０がロータブレードの中心コア部から離れて存在する周辺構成要素であり且つ典型的には構造的に安定しているが薄い半径方向厚さを有するように設計されているので、この領域の扱い難い幾何形状に起因している。

冷却媒体を循環させるために、ロータブレード１００は通常、少なくとも、根元１０４及び翼形部１０２を貫通することを含む、ブレード１００のコアを貫通して半径方向に延在する１以上の中空冷却通路１１６（図３、図４、図５、及び図９を参照）を含む。以下でより詳細に説明するように、熱交換を増大させるために、このような冷却通路１１６は、ブレード１００の中心領域を通って曲がりくねった蛇行通路を有する状態で形成することができるが、他の構成も実施可能である。作動中、冷却媒体は、根元１０４の内寄り部分内に形成された１以上の入口１１７を介して中心冷却通路に流入することができる。冷却媒体は、ブレード１００を通って循環し、翼形部上に形成された出口（図示せず）を通って、及び／又は根元１０４内に形成された１以上の出口（図示せず）を介して流出することができる。冷却媒体は、加圧することができ、また例えば、加圧空気、水と混合した加圧空気、蒸気及び同様のものを含むことができる。多くのケースでは、冷却媒体は、エンジンの圧縮機から分流された加圧空気であるが、他の供給源も実施可能である。以下により詳細に説明するように、これらの冷却通路は通常、高圧冷却媒体領域及び低圧冷却媒体領域を含む。高圧冷却媒体領域は通常、より高い冷却媒体圧力を有する冷却通路の上流部分に対応し、一方、低圧冷却媒体領域は、比較的より低い冷却媒体圧力を有する下流部分に対応する。

幾つかのケースでは、冷却媒体は、内部冷却通路１１６から隣り合うロータブレード１００のシャンク１１２及びプラットフォーム１１０間に形成されたキャビティ１１９内に導くことができる。ここから、冷却媒体を使用して、ブレードのプラットフォーム領域１１０を冷却することができ、この従来の設計を図３に提示している。このタイプの設計は通常、冷却通路１１６の１つから空気を取り出して、当該空気を使用してシャンク１１２／プラットフォーム１１０間に形成されたキャビティ１１９を加圧する。加圧されると、このキャビティ１１９は次に、プラットフォーム１１０を貫通して延在する冷却チャンネルに冷却媒体を供給する。プラットフォーム１１０を横断した後、冷却空気は、該プラットフォーム１１０の上側面１１３内に形成されたフィルム冷却孔を通してキャビティから流出することができる。

しかしながら、このタイプの従来の設計は、幾つかの欠点を有することが分かるであろう。第１に、冷却回路は２つの隣り合うロータブレード１００が組み立てられた後にのみ形成されるので、冷却回路は、１つの部品内に内蔵されるものではない。このことにより、据え付け及び据え付け前の流れテストが極めて困難で複雑なものになる。第２の欠点は、隣り合うロータブレード１００間に形成されたキャビティ１１９の一体性が、該キャビティの周囲を如何に良好にシールするかに依存していることである。不適切なシールにより、不十分なプラットフォーム冷却及び／又は冷却空気の浪費が生じる可能性がある。第３の欠点には、高温ガス通路ガスがキャビティ１１９又はプラットフォーム１１０自体内に吸込まれる可能性があるという内在するリスクがある。これは、キャビティ１１９が作動中に十分高い圧力に維持されていない場合に発生する可能性がある。キャビティ１１９の圧力が高温ガス通路内の圧力を下回った場合には、高温ガスがシャンクキャビティ１１９又はプラットフォーム１１０自体内に吸込まれることになり、これにより、典型的には、これらの構成要素が高温ガス通路条件への露出に耐えるように設計されていなかった場合には、これら構成要素が損傷を受けることになる。

図４及び図５は、プラットフォーム冷却の別のタイプの従来の設計を示している。このケースでは、冷却回路は、図示するように、ロータブレード１００内に内蔵され且つシャンクキャビティ１１９を含まない。冷却空気は、ブレード１００のコア部を貫通して延在する冷却通路１１６の１つから取り出され、且つプラットフォーム１１０内に形成された冷却チャンネル１２０（すなわち、「プラットフォーム冷却チャンネル１２０」）を通って後方に導かれる。幾つかの矢印で示すように、冷却空気は、プラットフォーム冷却チャンネル１２０を通って流れて、プラットフォーム１１０の後方端縁部１２１内の出口を通して又は負圧側面端縁部に沿って配置された出口から流出する。（矩形プラットフォーム１１０の端縁部又は面を説明又は言及する上で、これら端縁部又は面の各々は、翼形部１０２の負圧面１０５及び正圧面１０６に対するその位置に基づいて、及び／又はブレード１００を据え付けた場合にはエンジンの前方及び後方方向に基づいて正確に表すことができる点に留意されたい。従って、当業者には理解されるように、プラットフォームは、図３及び図４に示すように、後方端縁部１２１、負圧側面端縁部１２２、前方端縁部１２４及び正圧側面端縁部１２６を含むことができる。加えて、負圧側面端縁部１２２及び正圧側面端縁部１２６はまた、一般的には「スラッシュ面」と呼ばれ、また隣り合うロータブレード１００が据え付けた場合にこれらの間に形成された狭いキャビティは、「スラッシュ面キャビティ」と呼ぶことができる。）
図４及び図５の従来の設計は、これらが組み立て又は据え付け状態の変動による影響を受けない点において、図３の設計に勝る利点を有することが分かるであろう。しかしながら、この種の従来の設計は、幾つかの限界又は欠点を有する。第１に、図示するように、翼形部１０２の各側面上には単一の回路のみが設けられ、従って、プラットフォーム１１０内の様々な位置での使用される冷却空気の量の制御には限界があるという欠点が存在する。第２に、このタイプの従来の設計は、一般的に限られたカバレッジ範囲を有する。図５の蛇行通路は、図４に勝るカバレッジ範囲に関する改良であるが、プラットフォーム１１０内には非冷却状態のままのデッド区域が依然として存在する。第３に、複雑に形成されたプラットフォーム冷却チャンネル１２０によって良好なカバレッジ範囲を得るために、特に形成するのに鋳造プロセスを必要とする形状を冷却チャンネルが有する場合には、製造コストが大幅に増加する。第４に、これらの従来の設計は通常、使用後で且つ冷却媒体が完全に排出される前に冷却媒体を高温ガス通路内に放出し、このことは、エンジンの性能に悪影響を与える。第５に、この種の従来の設計は一般的に自由度が殆どない。すなわち、チャンネル１２０は、プラットフォーム１１０の一体形部分として形成され、作動条件が変化したときにこれらの機能又は構成を変更する機会を殆ど又は全く提供しない。加えて、これらのタイプの従来の設計は、補修又は改修するのが困難である。

米国特許第７４１６３９１号明細書

その結果、従来のプラットフォーム冷却設計は、１以上の重要な範囲において欠点がある。タービンロータブレードのプラットフォーム領域を効果的に且つ効率的に冷却すると同時に、構成上の費用効果があり、適用の自由度があり、また耐久性がある、改良型の装置、システム及び方法に対する必要性が存在する。

従って、本出願は、翼形部と根元との間の接合部にプラットフォームを有し且つ根元から前記プラットフォームの少なくともほぼ半径方向高さまで延在する内部冷却通路を含むタービンロータブレードにおけるプラットフォーム冷却装置を記載しており、翼形部の正圧面と一致する側部に沿って、プラットフォームの正圧側面が、翼形部から正圧側スラッシュ面に円周方向に延在する実質的に平面の上側面を含み、翼形部の負圧面と一致する側部に沿って、プラットフォームの負圧側面が、翼形部から負圧側スラッシュ面に円周方向に延在する実質的に平面の上側面を含む。プラットフォーム冷却装置は、平面上側面の直ぐ内寄りに存在し且つ正圧側スラッシュ面又は負圧側スラッシュ面のいずれかからプラットフォームを通って内部冷却通路との接続部まで線形的に延在する、平面上側面にほぼ平行な長手方向軸線を有する線形プレナムと、プラットフォームの上側面上に形成された上側面出口から線形プレナムとの接続部まで線形的に延在する、各々がプラットフォームの上側面と鋭角を形成するように構成される複数の冷却アパーチャとを備えることができる。

本出願は更に、翼形部と根元との間の接合部にプラットフォームを有し且つ根元からプラットフォームの少なくともほぼ半径方向高さまで延在する内部冷却通路を含み、翼形部の正圧側面と一致する側部に沿って、プラットフォームの正圧側面が、翼形部から正圧側スラッシュ面に円周方向に延在する平面上側面を含み、翼形部の負圧側面と一致する側部に沿って、プラットフォームの負圧側面が、翼形部から負圧側スラッシュ面に円周方向に延在する平面上側面を含む、タービンロータブレードにおけるプラットフォーム冷却装置を作製する方法を記載している。本方法は、平面上側面の直ぐ内寄りに存在し且つ正圧側スラッシュ面上又は負圧側スラッシュ面上の位置にある開始点からプラットフォームを通って内部冷却通路との接続部まで線形的に延在するように構成された、平面上側面にほぼ平行な長手方向軸線を有する少なくとも１つの線形プレナムを機械加工するステップと、プラットフォームの上側面上の位置にある開始点から線形プレナムとの接続部まで線形的に延在する、各々がプラットフォームの上側面と６０°未満の角度の鋭角を形成するように構成される複数の冷却アパーチャを機械加工するステップとを含むことができる。

本出願のこれら及び他の特徴は、図面及び図特許請求の範囲を参照しながら好ましい実施形態の以下の詳細な説明を精査することにより明らかになるであろう。

本発明のこれら及び他の特徴は、添付図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を注意深く検討することによって完全に理解され且つ認識されるであろう。

その中で本発明の実施形態を使用することができる例示的なタービンロータブレードの斜視図。その中で本発明の実施形態を使用することができるタービンロータブレードの下側面図。従来の設計による、冷却システムを有する隣り合うタービンロータブレードの断面図。従来の設計による、内部冷却チャンネルを備えたプラットフォームを有するタービンロータブレードの上面図。代替の従来の設計による、内部冷却チャンネルを備えたプラットフォームを有するタービンロータブレードの上面図。本発明の例示的な実施形態による、プラットフォーム冷却構成を有するタービンロータブレードの斜視図。本発明の例示的な実施形態による、冷却構成を有するプラットフォームの部分断面上面図。本出願の例示的な実施形態による線形プレナム及び接続冷却アパーチャの側断面図。本出願の例示的な実施形態による線形プレナム及び接続冷却アパーチャの断面上面図。本出願の例示的な実施形態によるプラットフォーム冷却構成を作製する例示的な方法を示す図。

従来のタービンロータブレード１００の冷却構成は通常、ブレード１００の根元１０４から翼形部１０２内のある位置に半径方向に延在する内部冷却通路１１６を有することが分かるであろう。通常、内部冷却通路１１６は、冷却媒体の一方向流れと効率的な熱交換を促進する曲がりくねった蛇行通路を形成するように構成される。作動中、通常は圧縮空気であり且つ圧縮機から抽気される加圧冷却媒体（他の冷却媒体を使用してもよいが）は、内部冷却通路１１６に供給される。圧力により内部冷却通路１１６を通って冷却媒体が押し進められ、該冷却媒体は、周囲の壁から対流により熱を移動させる。（本発明は、異なる構成の内部冷却通路を有するロータブレード１００で実施することができ、蛇行形状を有する冷却通路に限定されるものではないことは分かるであろう。従って、用語「内部冷却通路」又は「冷却通路」とは、冷却媒体が通ってロータブレード内を循環できるあらゆる通路又は中空チャンネルを含むことを意図している。）
一般に、内部冷却通路１１６の様々な従来設計は、ロータブレード１００内の特定の領域に対して能動冷却を行うのに有効である。しかしながら、当業者には理解されるように、プラットフォーム領域はより困難な課題を提示している。この課題は、少なくともその一部は、プラットフォーム領域の扱い難い幾何形状、すなわち、その狭い半径方向高さ並びに該プラットフォームがロータブレード１００のコア部又は主本体から少し離れた状態であることに起因している。しかしながら、高温ガス通路の過度な温度への露出及び高い機械的荷重がある場合には、プラットフォームの冷却要求量が大きくなる。上記のように、従来のプラットフォーム冷却設計は、このような領域の特定の課題に対処できない理由から効果的ではなく、これらの冷却媒体の使用が非効率的で、及び／又は製作コストが高くなる。

ここで、図６〜図９を参照すると、本発明の例示的な実施形態の複数の図が提供される。図６及び図７は、詳細には、本発明の好ましい実施形態による、プラットフォーム冷却構成１３０を有するタービンロータブレード１００を示している。図示のように、ブレード１００は、翼形部１０２と根元１０４との間の接合部に存在するプラットフォーム１１０を含む。ロータブレード１００は、根元１０４からプラットフォーム１１０の少なくともほぼ半径方向高さまで、多くの場合、翼形部１０２内に延在する内部冷却通路１１６を含む。翼形部１０２の正圧面１０６に対応するプラットフォーム１１０の側面では、プラットフォーム１１０は、翼形部１０２から正圧側スラッシュ面１２６まで延在する平面上側面１１３を有することができる点は理解されるであろう。（本明細書で使用する場合の「平面」とは、その形状がほぼ又は実質的に平らであることを意味することに留意されたい。例えば、プラットフォームは、ロータブレードの半径方向位置におけるタービンの外周に対応する曲率を有する状態で、僅かに湾曲及び凸面形になった外側表面を有するように構成することができる点は当業者には理解されるであろう。本明細書で使用する場合に、このタイプのプラットフォーム形状は、曲率の半径がそのプラットフォームを平坦な外観にするのに十分に大きいので平面と見なされる。）翼形部１０２の負圧面１０５に相当するプラットフォーム１１０の側面では、プラットフォーム１１０は、翼形部１０２から負圧側スラッシュ面１２２に延在する平面上側面１１３を有することができることは分かるであろう。また、プラットフォーム１１０の内部に構成されるように、本発明の例示的な実施形態は、１以上の線形プレナム１３２及び各々から延在する複数の冷却アパーチャを含むことができる。

図示のように、線形プレナム１３２は、平面上側面１１３の直ぐ内寄りにあるように構成することができる。線形プレナム１３２は、正圧側スラッシュ面１２６又は負圧側スラッシュ面１２２から内部冷却通路１１６との接続部までプラットフォーム１１０を通って直線状に延在することができる。線形プレナム１３２は、平面上側面１１３にほぼ平行な長手方向軸線を有するように構成することができる。プラットフォーム冷却構成は、複数の線形プレナム１３２を有することができる。幾つかの実施形態では、図７に示すように、３つの線形プレナム１３２を含めることができる。図示のように、線形プレナム１３２は、ほぼ平行とすることができる。

好ましい実施形態では、線形プレナム１３２の各々は、プラットフォーム１１０にわたって対角線上に延在することができる（すなわち、正圧側スラッシュ面１２６及び負圧スラッシュ面１２２に対して）。より具体的には、線形プレナム１３２は、正圧側スラッシュ面１２６上の位置から、プラットフォーム１１０の少なくともかなりの部分にわたって対角経路に沿って延在することができる。図示のように、対角経路は、下流側軸方向成分並びに円周方向成分を含むことができる。従って、図９に示すように、プレナム角１５１は、スラッシュ面１２２、１２５と線形プレナム１３２との間に形成された鋭角と呼ぶことができる。好ましい実施形態では、プレナム角１５１は、４５°〜９０°の値を含む。さらに好ましくは、プレナム角１５１は、６０°〜７５°の値を含む。

複数の冷却アパーチャ１４０は、プラットフォーム１１０の上側面１１３を通って形成された上側面出口１４５から線形プレナム１３２と共に形成される接続部まで直線状に延在することができる。図８に示すように、冷却アパーチャ１４０は、各々がプラットフォーム１１０の上側面１１３と斜角を形成するように構成することができる。幾つかの実施形態では、各冷却アパーチャ１４０の長手方向軸線とプラットフォーム１１０の上側面１１３との間に形成される鋭角１５２は、６０°未満の角度を含む。さらに好ましくは、各冷却アパーチャ１４０の長手方向軸線とプラットフォーム１１０の上側面１１３との間に形成される鋭角１５２は、４５°未満の角度を含む。冷却アパーチャ１４０は、線形プレナム１３２と各々が形成する接続部の軸方向位置に対して対応する上側面出口１４５が下流側位置を含むように構成することができる。図示のように、例示的な実施形態では、冷却アパーチャ１４０は互いにほぼ平行とすることができる。一般に、線形プレナム１３２及び冷却アパーチャ１４０は、冷却アパーチャ１４０の断面流れ面積が線形プレナム１３２の断面流れ面積よりも小さくなるように構成される。

冷却アパーチャ１４０は、ほぼ下流側方向に冷却媒体を排出するように構成することができる。幾つかの実施形態では、冷却アパーチャ１４０は、線形プレナム１３２との接続部からプラットフォーム１１０の一部にわたって対角線上に延在する。対角経路は、軸方向下流側成分及び円周方向成分を含むことができる。図７に示すように、幾つかの好ましい実施形態では、冷却アパーチャ１４０の円周方向成分は、冷却アパーチャ１４０がそこから延在する線形プレナム１３２の円周方向成分とは反対方向である。幾つかの実施形態では、冷却アパーチャ１４０は、互いに対してほぼ平行であり、各冷却アパーチャがそこから延在する線形プレナム１３２に対してほぼ９０°の角度１５３を形成する。

幾つかの実施形態では、特定の線形プレナム１３２から延在する冷却アパーチャ１４０は、短い長さ又は長い長さのいずれかを含むことができる。このケースでは、冷却アパーチャ１４０は、交互する短／長構成を有することができ、図７に示すように、ここで短い長さは、長い長さのほぼ４０％〜６０％を含む。

１つの例示的な実施形態では、少なくとも２つの線形プレナム１３２、すなわち第１の線形プレナム１３２及び第２の線形プレナム１３２が設けられる。第１の線形プレナム１３２（この実施例において、図７の前方の線形プレナム１３２と同様に構成されると考えることができる）は、正圧側スラッシュ面１２６上の位置から内部冷却通路１１６と形成される接続部の終端点まで延在することができる。作動中、この接続部は、第１の線形プレナム１３２に対し冷却媒体源を提供することができる。第２の線形プレナム１３２（この実施例において、図７の中間の線形プレナム１３２と同様に構成されると考えることができる）は、プラットフォーム１１０にわたる正圧側スラッシュ面１２６上の位置から負圧側スラッシュ面１２２上の位置に延在することができる。プラットフォーム１１０にわたるこの経路上、第２の線形プレナム１３２は、内部冷却通路１１６を分岐するように構成することができ、理解されるように、作動中に冷却媒体源を第２の線形プレナム１３２に提供する。

第１及び第２の線形プレナム１３２の各々は、そこから延在する複数の冷却アパーチャ１４０を含むことができる。第２の線形プレナム１３２は、プラットフォーム１１０の正圧側面上の複数の冷却アパーチャ１４０と、プラットフォーム１１０の負圧側面上の複数の冷却アパーチャ１４０とを有することができる。このようにして、第２の線形プレナム１３２を用いて、プラットフォーム１１０のいずれかの側部を冷却することができる。

上述のように、線形プレナム１３２は、１つ又は２つのスラッシュ面出口１４７を含むことができる。例えば、第１の線形プレナム１３２は、正圧側スラッシュ面１２６上にスラッシュ面出口１４７を有することができる。好ましい実施形態では、スラッシュ面出口１４７は、低減された断面流れ面積を含むことができる。例えば、第２の線形プレナム１３２は、正圧側スラッシュ面１２６上のスラッシュ面出口１４７と、負圧側スラッシュ面１２２上のスラッシュ面出口１４７とを有することができる。好ましい実施形態では、正圧側スラッシュ面１２６上のスラッシュ面出口１４７は、負圧側スラッシュ面１２２上のスラッシュ面出口１４７の軸方向前方にある。好ましい実施形態では、第２の線形プレナム１３２の両方のスラッシュ面出口１４７は、低減された断面流れ面積を有することができる。本明細書で使用される場合の低減された断面流れ面積は、スラッシュ面出口１４７が提供する線形プレナム１３２を通る断面流れ面積よりも低減された断面流れ面積を含む。

以下でより詳細に検討するように、スラッシュ面出口１４７の断面流れ面積の低減は、少なくとも２つの理由により行う場合がある。第１に、断面流れ面積は、これらの出口位置を通って流出する冷却媒体に衝突させるために低減することができる。このことは、当業者には理解されるように、標的表面に対する冷却作用を改善することになる高い冷却媒体流出速度など、所望の冷却媒体衝突特性を有する流出する冷却媒体をもたらすことができる。スラッシュ面出口１４７の位置が与えられると、スラッシュ面出口１４７は、設置ロータブレード１００に隣接して間に形成されるスラッシュキャビティへの冷却媒体の衝突流を排出するように構成できることが分かるであろう。すなわち、スラッシュ面出口１４７は、比較的高速の衝突冷却媒体を隣り合うタービンブレード１００のスラッシュ面に対して配向することができる。スラッシュ面キャビティ及び該キャビティを定めるスラッシュ面は、冷却が困難なプラットフォーム１１０の領域であり、このようにして構成されるスラッシュ面１４７は、この区域に効果的な冷却をもたらすことができる。

第２に、スラッシュ面出口１４７の断面流れ面積は、線形プレナム１３２のサイズ及びプラットフォーム１１０の内部全体にわたって均一に分配する必要性もしくは冷却媒体を流量調整する必要性があることに起因して低減される場合がある。すなわち、線形プレナム１３２は、圧力損失が殆どない状態で複数の冷却アパーチャ１４０に冷却媒体を分配するよう設計される。これを達成するために、線形プレナム１３２の断面流れ面積は、通常、冷却アパーチャ１４０の断面流れ面積よりも有意に大きくされる。線形プレナム１３２のサイズと比較して、スラッシュ面出口１４７が低減されていない場合には、スラッシュ面出口１４７を通ってプラットフォーム１１０から流出する冷却媒体の量が過大になり、冷却アパーチャ１４０が利用可能な供給冷却媒体が不十分になる可能性が高い。従って、スラッシュ面出口１４７もまた、所望の流量調整特性に対応する断面流れ面積を有するようなサイズにすることができる。本明細書で使用される「所望の流量調整特性」とは、複数の冷却媒体通路及び／又はプラットフォーム１１０内に形成される出口を通る冷却媒体の所望の分布又は期待される分布に相当する又は結果としてもたらすような冷却媒体通路の流れ面積を意味する。

幾つかの実施形態では、プラグ１４９を用いて、図示のようにスラッシュ面出口１４７の断面流れ面積を低減することができる。プラグ１４９は、設置時に、プラグが存在する冷却通路を通る断面流れ面積を低減するように形成することができる。このケースでは、プラグ１４９は、通路を通過する流れの所望のレベルを許容するように構成され、残りの流れを代替のルートに配向する。本明細書で使用されるこのタイプのプラグは、部分プラグと呼ばれる。従って、部分プラグ１４９は、スラッシュ面出口１４７に挿入され、スラッシュ面出口１４７を通る流れ面積の一部を塞ぐことによって断面流れ面積を低減するように構成することができる。部分プラグ１４９は、所望又は所定の流れ面積まで低減するよう設計することができる。１つの好ましい実施形態では、部分プラグ１４９は、適切な「ドーナッツ」形状を形成するように中心アパーチャを有して形成される。中心アパーチャは、スラッシュ面出口１４７を通って所望の流れ面積を提供するよう形成される。上述のように、所定の断面流れ面積は、当業者であれば理解されるように、所望の冷却媒体衝突特性及び／又は所望の流量調整特性に関連付けることができる。部分プラグ１４９は、従来の材料から作られ、従来の方法（すなわち、溶接、ろう付け、その他）を用いて設置することができる。設置されると、部分プラグ１４９の外側面は、正圧側スラッシュ面１２６及び負圧側スラッシュ面１２２の表面に対して同一平面に存在することができる。幾つかの実施形態では、スラッシュ面出口１４７を通過する流れを完全に遮断することが望ましい場合がある。このケースでは、流れを完全に遮断するプラグ１４９（本明細書で使用される場合、「完全プラグ」と呼ばれる。）を用いることができる。

プラットフォーム１１０の平面上側面１１３にて、冷却アパーチャ１４０の各々は、上側面出口１４５を含む。上側面出口１４５は、所定の断面流れ面積を有するように構成することができる。好ましい実施形態では、所定の断面流れ面積は、各上側面出口１４５に対する所望の流量調整特性又は所望のフィルム冷却特性の少なくとも１つに対応する。上側面出口１４５から放出される冷却媒体は、作動流体のより高い温度からプラットフォーム１１０を保護する層を提供できる点で、有用とすることができることは当業者であれば分かるであろう。このタイプの冷却は通常、「フィルム冷却」と呼ばれ、高温ガス通路に冷却媒体が放出される方法は、この冷却方式の効率に影響を及ぼす可能性がある。上側面出口１４５は、フィルム冷却性能を改善するように構成することができることが分かるであろう。幾つかの実施形態では、冷却アパーチャ１４０の上側面出口１４５の各々は、プラグ１４９を含むことができる。プラグ１４９は、上側面出口１４５を通る所定の又は所望の断面流れ面積を生成するように構成することができる。

１つの好ましい実施形態では、図７に示すように、複数の線形プレナム１３２は、前方線形プレナム１３２、中間線形プレナム１３２、及び後方線形プレナム１３２の３つの線形プレナム１３２を含む。このケースでは、前方線形プレナム１３２は、このケースでは、前方線形プレナム１３２は、正圧側スラッシュ面１２６上の前方位置から、翼形部１０２の中間領域に近接して内部冷却通路１１６と形成される接続部における終端点まで下流側に斜めに延在することができる。中間線形プレナム１３２は、正圧側スラッシュ面１２６上の中間軸方向位置から負圧側スラッシュ面１２２上の後方位置まで下流側に斜めに延在することができ、これらの間で中間線形プレナム１３２は、内部冷却通路１１６を分岐することができる。後方線形プレナム１３２は、正圧側スラッシュ面１２６上の位置からプラットフォーム１１０の後方端縁部１２１上の位置まで下流側斜めに延在することができ、これらの間で、線形プレナム１３２は内部冷却通路１１６を分岐することができる。線形プレナム１３２の各々は、ここから延在する複数の冷却アパーチャ１４０を含むことができ、中間線形プレナム１３２及び後方線形プレナム１３２は、プラットフォーム１１０の正圧側スラッシュ面上に少なくとも複数の冷却アパーチャ１４０と、プラットフォーム１１０の負圧側面上に複数の冷却アパーチャ１４０とを含む。

本発明は更に、コスト効果があり且つ効率的な方式でロータブレードのプラットフォーム領域内に内部冷却チャンネルを形成する新規の方法を含む。図１の流れ図２００を参照すると、最初のステップ２０２として、線形プレナム１３２は、プラットフォーム１１０の正圧側又は負圧側スラッシュ面内に形成することができる。具体的には、線形プレナム１３２は、アクセスし易い場所（すなわち、負圧側スラッシュ面１２２又は正圧側スラッシュ面１２６のいずれか）から従来の見通し線機械加工又は孔加工プロセスを用いて形成することができる。従って、従来の複雑な設計を形成するのに使用しなければならない高価な鋳造プロセスを回避することができる。

線形プレナム１３２が形成されると、ステップ２０４において、冷却アパーチャ１４０は、同様に従来の見通し線機械加工又は孔加工プロセスを用いて形成することができる。この場合も同様に、機械加工プロセスは、アクセスし易い場所（すなわち、プラットフォーム１１０の上側面１１３）から開始することができる。

これとは別に、必要に応じて、ステップ２０６において、部分的又は完全プラグ１４９を製造することができる。上記で検討したように、部分プラグは、複数の異なる構成を有し、出口の流れ面積を低減するよう機能することができる。完全プラグは、出口の流れ面積を完全に遮断するよう形成することができる。プラグ１４９は、従来の材料から製造することができる。最後に、ステップ２０８において、プラグ１４９は、所定の場所に設置することができる。これは、溶接、ろう付け、又は機械的連結などの従来の方法を用いて実施することができる。

作動時には、線形プレナム１３２及び冷却アパーチャ１４０は、内部冷却通路１１６から、正圧側スラッシュ面１２６、負圧側スラッシュ面１２２、及び／又はプラットフォーム上側面１１３上に形成された複数の出口１４５、１４７に供給冷却媒体を配向するように構成できることが分かるであろう。より詳細には、本発明のプラットフォーム冷却構成は、冷却通路１１６から冷却媒体の一部を抽出し、該冷却媒体を用いてプラットフォーム１１０から熱を除去し、次いで、スラッシュ面キャビティ内及び／又はプラットフォームの上側面にわたって冷却媒体を放出し、プラットフォームの内部領域及び隣り合うブレードと共に形成されるスラッシュ面キャビティを冷却する（同時に、高温ガス通路流体の吸込みを低減する）ために冷却媒体が効率的に使用されるようにする。加えて、冷却媒体は、プラットフォーム１１０の表面にフィルム冷却を提供するのに使用される。本発明は、一連のコスト効果のある従来の技術を用いて複雑で効果的な冷却構成を効率的に形成することによって、燃焼タービンロータブレードのプラットフォーム領域を能動的に冷却する機構を提供する。上述のように、この領域は通常、冷却が困難であり、機械的負荷が加わる区域を考慮すると、特にエンジン燃焼温度が更に上昇したときに過酷な損傷を受ける場所である。従って、このタイプの能動プラットフォーム冷却は、より高い燃焼温度、より大きな出力、及びより高い効率が求められる重要な実現技術である。更に、プラットフォーム冷却チャンネルの形成においてポスト鋳造プロセスを使用することにより、プラットフォーム冷却構成を再設計、再構成、又は改造するためのより優れた融通性を提供することが分かるであろう。最後に、本発明は、複雑な幾何形状及び効果的なプラットフォームカバレッジを有するプラットフォーム冷却チャンネルの簡素な／コスト効果のある形成を教示している。これまでは、複雑な幾何形状は、必然的に高コストのインベストメント鋳造プロセス又は同様のものを意味していたが、本出願は、複雑な設計を有する冷却チャンネルが複数の複雑でない機械加工及び／又は鋳造プロセスの組み合わせによって形成できる方法を教示している。

当業者には理解されるように、幾つかの例示的な実施形態に関して上述した多くの様々な特徴及び構成は、本発明の他の実施可能な実施形態を形成するように更に選択的に適用することができる。簡潔にするため及び当業者の能力を考慮して、実施可能な反復形態の全てを示し又は詳細に論じていないが、幾つかの特許請求項又は他に包含される全ての組み合わせ及び実施可能な実施形態は、本出願の一部であることを意図している。加えて、本発明の幾つかの例示的な実施形態の上記の説明から、当業者は、その改良、変更及び修正に気付くであろう。当技術の範囲内のこのような改善、変更及び修正もまた、特許請求の範囲によって保護されることを意図している。更に、上述の説明は本出願の記載した実施形態のみに関するものであること、並びに提出した特許請求の範囲及びその均等物によって定まる本出願の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本明細書において多くの変更及び修正を行うことができることは明らかであろう。

１００タービンロータブレード
１０２翼形部
１０４根元
１０５負圧面
１０６正圧面
１０７前縁
１０８後縁
１０９ダブテール
１１０プラットフォーム
１１２シャンク
１１３プラットフォーム上側面
１１４プラットフォーム下側面
１１６内部冷却通路
１１７入口
１１９キャビティ
１２０プラットフォーム冷却チャンネル
１２１後方端縁部
１２２負圧側面端縁部又はスラッシュ面
１２４前方端縁部
１２６正圧側面端縁部又はスラッシュ面
１３０プラットフォーム冷却構成
１３２線形プレナム
１４０冷却アパーチャ
１４５上側面出口
１４７スラッシュ面出口
１４９プラグ
１５１線形プレナムとスラッシュ面との間の鋭角
１５２冷却アパーチャとプラットフォーム上側面との間の鋭角
１５３冷却アパーチャと線形プレナムとの間の鋭角

Claims

翼形部と根元との間の接合部にプラットフォームを有し且つ前記根元から前記プラットフォームの少なくともほぼ半径方向高さまで延在する内部冷却通路を含むタービンロータブレードにおけるプラットフォーム冷却装置であって、前記翼形部の正圧面と一致する側部に沿って、前記プラットフォームの正圧側面が、前記翼形部から正圧側スラッシュ面に円周方向に延在する実質的に平面の上側面を含み、前記翼形部の負圧面と一致する側部に沿って、前記プラットフォームの負圧側面が、前記翼形部から負圧側スラッシュ面に円周方向に延在する実質的に平面の上側面を含み、
前記プラットフォーム冷却装置が、
前記平面上側面の直ぐ内寄りに存在し且つ前記正圧側スラッシュ面又は前記負圧側スラッシュ面のいずれかから前記プラットフォームを通って前記内部冷却通路との接続部まで線形的に延在する、前記平面上側面にほぼ平行な長手方向軸線を有する線形プレナムと、
前記プラットフォームの上側面上に形成された上側面出口から前記線形プレナムとの接続部まで線形的に延在する、各々が前記プラットフォームの上側面と鋭角を形成するように構成される複数の冷却アパーチャと
を備える、プラットフォーム冷却装置。
前記各冷却アパーチャの長手方向軸線と前記プレナムの上側面との間に形成される鋭角が６０°未満の角度を含み、前記各冷却アパーチャが前記線形プレナムと形成する前記接続部の軸方向位置に対して、前記対応する上側面出口が下流側位置を含む、請求項１記載のプラットフォーム冷却装置。
前記各冷却アパーチャの長手方向軸線と前記プレナムの上側面との間に形成される鋭角が４５°未満の角度を含み、前記各冷却アパーチャが前記線形プレナムと形成する前記接続部の軸方向位置に対して、前記対応する上側面出口が下流側位置を含み、前記冷却アパーチャがほぼ平行である、請求項１記載のプラットフォーム冷却装置。
前記プラットフォーム冷却装置が複数の線形プレナムを備え且つ前記冷却アパーチャの断面流れ面積が前記線形プレナムの断面流れ面積よりも小さくなるように構成され、前記線形プレナムの各々が、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記プラットフォームにわたって対角線上に延在し、該対角線経路が軸方向下流側成分及び円周方向成分を含み、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記線形プレナムの各々が前記正圧側スラッシュ面と４５°〜９０°の値を含む鋭角のプレナム角を形成する、請求項２記載のプラットフォーム冷却装置。
前記プラットフォーム冷却装置が複数の線形プレナムを備え且つ前記冷却アパーチャの断面流れ面積が前記線形プレナムの断面流れ面積よりも小さくなるように構成され、前記線形プレナムの各々が、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記プラットフォームにわたって対角線上に延在し、該対角線経路が軸方向下流側成分及び円周方向成分を含み、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記線形プレナムの各々が前記正圧側スラッシュ面と６０°〜７５°の値を含む鋭角のプレナム角を形成する、請求項２記載のプラットフォーム冷却装置。
前記複数の線形プレナムが、少なくとも２つの線形プレナムすなわち第１の線形プレナム及び第２の線形プレナムを含み、前記第１の線形プレナムが前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記内部冷却通路と形成される前記接続部における終端点まで延在し、前記第２の線形プレナムが前記プラットフォームにわたる前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記負圧側スラッシュ面上の位置まで延在して、これらの間で前記内部冷却通路を分岐し、前記第１及び第２の線形プレナムの各々が、そこから延在する複数の冷却アパーチャを含み、前記第２の線形プレナムが前記プラットフォームの正圧側面上に複数の冷却アパーチャと、前記プラットフォームの負圧側面上に複数の冷却アパーチャとを含み、前記冷却アパーチャがほぼ下流側方向で冷却媒体を放出するように構成される、請求項４記載のプラットフォーム冷却装置。
正圧側スラッシュ面１２６及び負圧スラッシュ面１２２に対して、冷却アパーチャが、前記線形プレナムとの接続部から対角線上に延在し、該対角経路が軸方向下流側成分及び円周方向成分を含み、前記冷却アパーチャの円周方向成分は、前記冷却アパーチャがそこから延在する前記線形プレナムの円周方向成分とは反対方向である、請求項６記載のプラットフォーム冷却装置。
前記冷却アパーチャが、互いにほぼ平行で且つ各々がそこから延在する線形プレナムに対しほぼ垂直であり、前記第１のプレナムの冷却アパーチャの各々が短い長さ又は長い長さのいずれかを含み、前記第１のプレナムの冷却アパーチャが、短／長の交互構成を有し、前記短い長さが、前記長い長さのほぼ４０％〜６０％を含む、請求項７記載のプラットフォーム冷却装置。
前記第１の線形プレナムが前記正圧側スラッシュ面上に低減された断面流れ面積を有するスラッシュ面出口を含み、前記第２の線形プレナムが前記正圧側スラッシュ面上のスラッシュ面出口と前記負圧側スラッシュ面上のスラッシュ面出口とを含み、該正圧側スラッシュ面上のスラッシュ面出口が前記負圧側スラッシュ面上のスラッシュ面出口の前方にあり、前記両方のスラッシュ面出口が低減された断面流れ面積を有し、前記低減された断面流れ面積が、前記スラッシュ面出口が提供する前記線形プレナムを通る断面流れ面積よりも小さい断面流れ面積を有し、前記低減された断面流れ面積のスラッシュ面出口の各々が、各スラッシュ出口についての所望の冷却媒体衝突特性及び所望の流量調整特性のうちの少なくとも１つに対応する所定の断面流れ面積を有する、請求項６記載のプラットフォーム冷却装置。
前記第１及び第２の線形プレナムのスラッシュ面出口が各々、前記所定の断面流れ面積を形成するように構成された非一体式プラグを含むプラグを有し、前記プラグの少なくとも１つが完全プラグを含み、前記プラグの１つが部分プラグを含む、請求項９記載のプラットフォーム冷却装置。
前記プラットフォームの上側面において、前記冷却アパーチャの各々が所定の断面流れ面積の上側面出口を有し、前記所定の断面流れ面積が、前記各上側面出口についての所望の冷却媒体衝突特性及び所望の流量調整特性のうちの少なくとも１つに対応する、請求項６記載のプラットフォーム冷却装置。
前記プラットフォームの上側面において、前記冷却アパーチャの各々が、前記所定の断面流れ面積を形成するように構成されたプラグを含む、請求項８記載のプラットフォーム冷却装置。
前記複数の線形プレナムが、３つの線形プレナム、すなわち前方線形プレナム、中間線形プレナム、及び後方線形プレナムを含み、前記前方線形プレナムが、前記正圧側スラッシュ面上の前方位置から、前記翼形部の中間領域に近接して前記内部冷却通路と形成される接続部における終端点まで下流側に斜めに延在し、前記中間線形プレナムは、前記正圧側スラッシュ面上の中間軸方向位置から前記負圧側スラッシュ面上の後方位置まで下流側に斜めに延在してこれらの間で前記内部冷却通路を分岐し、前記後方線形プレナムが、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記プラットフォームの後方端縁部上の位置まで下流側斜めに延在してこれらの間で前記内部冷却通路を分岐し、前記線形プレナムの各々が、そこから延在する複数の冷却アパーチャを含み、前記中間及び後方線形プレナムが、前記プラットフォームの正圧側面上に少なくとも複数の冷却アパーチャと、前記プラットフォームの負圧側面上に複数の冷却アパーチャとを含み、前記冷却アパーチャが、ほぼ下流側方向に冷却媒体を放出するように構成される、請求項４記載のプラットフォーム冷却装置。
翼形部と根元との間の接合部にプラットフォームを有し且つ前記根元から前記プラットフォームの少なくともほぼ半径方向高さまで延在する内部冷却通路を含み、前記翼形部の正圧側面と一致する側部に沿って、前記プラットフォームの正圧側面が、前記翼形部から正圧側スラッシュ面に円周方向に延在する平面上側面を含み、前記翼形部の負圧側面と一致する側部に沿って、前記プラットフォームの負圧側面が、前記翼形部から負圧側スラッシュ面に円周方向に延在する平面上側面を含む、タービンロータブレードにおけるプラットフォーム冷却装置を作製する方法であって、
前記平面上側面の直ぐ内寄りに存在し且つ前記正圧側スラッシュ面上又は負圧側スラッシュ面上の位置にある開始点から前記プラットフォームを通って前記内部冷却通路との接続部まで線形的に延在するように構成された、前記平面上側面にほぼ平行な長手方向軸線を有する少なくとも１つの線形プレナムを機械加工するステップと、
前記プラットフォームの上側面上の位置にある開始点から前記線形プレナムとの接続部まで線形的に延在する、各々が前記プラットフォームの上側面と６０°未満の角度の鋭角を形成するように構成される複数の冷却アパーチャを機械加工するステップと
を含む方法。
前記少なくとも１つの線形プレナムを機械加工するステップが、少なくとも複数の線形プレナムを機械加工するステップを含み、前記線形プレナムの各々が、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記プラットフォームの円周方向幅の少なくとも約５０％にわたって対角線上に延在し、該対角線経路が軸方向下流側成分及び円周方向成分を含み、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記線形プレナムの各々が前記正圧側スラッシュ面と４５°〜９０°の値を含む鋭角のプレナム角を形成する、請求項１４記載の方法。
前記各冷却アパーチャが前記線形プレナムと形成する前記接続部の軸方向位置に対して、前記対応する上側面出口が下流側位置を含み、前記冷却アパーチャがほぼ平行であり、前記冷却アパーチャの断面流れ面積が、前記冷却アパーチャが延在する前記線形プレナムの断面流れ面積よりも小さい、請求項１５記載の方法。
前記複数の線形プレナムが、少なくとも２つの線形プレナムすなわち第１の線形プレナム及び第２の線形プレナムを含み、前記第１の線形プレナムが前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記内部冷却通路と形成される前記接続部における終端点まで延在し、前記第２の線形プレナムが前記プラットフォームにわたる前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記負圧側スラッシュ面上の位置まで延在して、これらの間で前記内部冷却通路を分岐し、前記第１及び第２の線形プレナムの各々が、そこから延在する複数の冷却アパーチャを含み、前記第２の線形プレナムが前記プラットフォームの正圧側面上に複数の冷却アパーチャと、前記プラットフォームの負圧側面上に複数の冷却アパーチャとを含み、前記冷却アパーチャがほぼ下流側方向で冷却媒体を放出するように構成される、請求項１６記載の方法。
所定構成のプラグを作製するステップと、前記第１及び第２の線形プレナムの機械加工により形成された前記スラッシュ面出口の各々を前記作製したプラグで塞ぐステップとを更に含み、前記プラグの所定構成が、前記スラッシュ面出口の各々から断面流れ面積を低減し、前記各スラッシュ面出口についての所望の冷却媒体衝突特性及び所望の流量調整特性のうちの少なくとも１つを達成するようにする、請求項１７記載の方法。
前記冷却アパーチャを機械加工するステップが、所定の断面流れ面積を有する上側面出口を機械加工するステップを含み、前記所定の断面流れ面積が、前記各上側面出口についての所望の冷却媒体衝突特性及び所望の流量調整特性のうちの少なくとも１つに対応する、請求項１７記載の方法。
前記冷却アパーチャを機械加工するステップが、上側面出口を機械加工するステップを含み、所定構成のプラグを作製するステップと、前記上側面出口の各々を前記作製したプラグのうちの１つで塞ぐステップとを更に含み、前記プラグの所定構成が、前記上側面出口の各々から断面流れ面積を低減し、前記各上側面出口についての所望のフィルム冷却特性及び所望の流量調整特性のうちの少なくとも１つを達成するようにする、請求項１７記載の方法。
前記複数の線形プレナムが、３つの線形プレナム、すなわち前方線形プレナム、中間線形プレナム、及び後方線形プレナムを含み、前記前方線形プレナムが、前記正圧側スラッシュ面上の前方位置から、前記翼形部の中間領域に近接して前記内部冷却通路と形成される接続部における終端点まで下流側に斜めに延在し、前記中間線形プレナムは、前記正圧側スラッシュ面上の中間軸方向位置から前記負圧側スラッシュ面上の後方位置まで下流側に斜めに延在してこれらの間で前記内部冷却通路を分岐し、前記後方線形プレナムが、前記正圧側スラッシュ面上の位置から前記プラットフォームの後方端縁部上の位置まで下流側斜めに延在してこれらの間で前記内部冷却通路を分岐し、前記線形プレナムの各々が、そこから延在する複数の冷却アパーチャを含み、前記中間及び後方線形プレナムが、前記プラットフォームの正圧側面及び前記プラットフォームの負圧側面の各々上に複数の冷却アパーチャを含む、請求項１６記載の方法。