JP2014152776A

JP2014152776A - ターボ機械用冷却構造

Info

Publication number: JP2014152776A
Application number: JP2014015091A
Authority: JP
Inventors: Benjamin Paul Lacy; ベンジャミン・ポール・レイシー; Brian Peter Arness; ブライアン・ピーター・アーネス; Edward Schick David; デイビッド・エドワード・シック
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2034-01-30
Also published as: CH707899A2; DE102014101360A1; JP6461474B2; US20140219780A1; US9828872B2

Abstract

【課題】ターボ機械用冷却構造を提供する。
【解決手段】冷却構造１１８はターボ機械のシールスロット用のものである。冷却構造は、シールスロット１２６の表面に結合された本体を含んでいる。本体は、冷却流体をシールスロットに供給するための通路１３６を本体の第１の表面上に含んでいる。別の実施形態では、装置は第１のコンポーネント１２０と、第１のコンポーネントに隣接する第２のコンポーネント１２２とを含んでいる。装置は更に、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントトの間に延びるシールスロットと、シールスロット内に位置する冷却構造とを含んでいる。冷却構造は、シールスロットの表面に結合された本体を含んでいる。本体は、冷却流体をシールスロットに供給するための通路を本体の第１の表面上に有している。
【選択図】図２

Description

本開示は一般に、ターボ機械に関する。より具体的には、本開示はターボ機械用冷却構造に関する。

従来にターボ機械（例えばガスタービン、蒸気タービン）は、発電用に頻繁に使用されている。より具体的には、高温ガス又は蒸気などの作動流体は通常、ターボ機械のロータに結合されたターボ機械ブレードのセットに押し込まれる。ブレードに加わる作動流体の力は、これらのブレード（及び結合されたロータ本体）を回転させる。多くの場合、ロータ本体は、発電機などの発電電動機械の駆動シャフトに結合される。この意味で、ターボ機械のロータの回転を開始によって、発電機内の駆動シャフトの回転を開始させ、その発電機に（発電出力に関連する）電流を生成させる。

これらの従来のターボ機械内の作動流体は、高温でターボ機械を通って流れることができる。ターボ機械内に作動流体を保持し、且つ／又はターボ機械の特定のコンポーネントが高温の作動流体に曝されることを防ぐことによって、従来のターボ機械の動作効率を高めてもよい。例えば、ターボ機械シールを使用して、作動流体をターボ機械内に保持し、且つ／又は作動流体がターボ機械内で曝されることを防止することに役立ててもよい。

しかし、ターボ機械内のシールの近傍では、冷却流路が使用されることが多い。特に、高温の作動流体に曝されるシールを囲む領域を冷却するために冷却流路が使用されることがある。

米国特許第７３６３７０９号明細書

これらの冷却流路をターボ機械内のコンポーネント上に取り付けるのはコストが高く、困難である。

ターボ機械用冷却構造が開示される。一実施形態では、冷却構造は、ターボ機械のシールである。冷却構造は、シールスロットの表面に結合された本体を含み、本体はシールスロットに冷却流体を供給するため、本体の第１の表面上の通路を含んでいる。

本発明の第１の態様は、ターボ機械のシールスロット用の冷却構造を含んでいる。冷却構造は、シールスロットに冷却流体を供給するため、本体の第１の表面上の通路を含んでいる。

本発明の第２の態様は、第１のコンポーネント、第１のコンポーネントの近傍の第２のコンポーネント、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの間に延在するシールスロット、及びシールスロット内に位置する冷却構造を含み、冷却構造はシールスロットの表面に結合された本体を含み、本体はシールスロットに冷却流体を供給するため、本体の第１の表面上の通路を含んでいる。

本発明の上記の、及びその他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付図面を参照して本発明の様々な態様の以下の詳細な説明からより理解し易くなろう。

本発明の実施形態によるターボ機械の概略図である。本発明の実施形態による、冷却構造を含むターボ機械のタービンシュラウドの斜視図である。本発明の実施形態による、ターボ機械のシール冷却構造を含む図２のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。本発明の実施形態による、冷却構造及びシールを含む図２のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。本発明の実施形態による、図２に示す冷却構造の斜視図である。本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の代替実施形態による、代替冷却構造及びシールを含む図２のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。本発明の代替実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の代替実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。本発明の代替実施形態による、付加的な冷却構造を含む図２のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。本発明の代替実施形態による、冷却構造を含むターボ機械のタービンバケットの斜視図である。本発明の実施形態による、冷却構造を含む図１６のターボ機械のタービンバケットの一部の拡大前面図である。

本発明の図面は必ずしも縮尺通りではないことに留意されたい。図面は本発明の代表的な態様を示すことだけを意図しており、したがって、本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。図中、同一の番号は図面間で同一の要素を表している。

本明細書に記載のように、本発明の態様はターボ機械に関するものである。特に、本明細書に記載のように、本発明の態様はターボ機械用冷却構造に関するものである。

図１を参照すると、本発明の実施形態によるターボ機械の概略図が示されている。しかし、ターボ機械１００は、発電するように構成された従来のいずれかのタービンシステム（例えば蒸気タービンシステム）として構成されてもよいことが理解されよう。したがって、明解にするためにターボ機械１００の簡単な説明をしておく。図１に示されるように、ターボ機械１００は圧縮機１０２、圧縮機１０２に流体結合された燃焼器１０４、及び燃焼器１０４からの燃焼生成物を受容するための、燃焼器１０４に流体結合されたガスタービンコンポーネント１０６を含んでいる。ガスタービンコンポーネント１０６は、シャフト１０８を介して圧縮機１０２にも結合されてもよい。シャフト１０８は、ターボ機械１００の動作中に電気を生成するための発電機１１０にも結合されてもよい。

図１に示されるように、ターボ機械１００の動作中、圧縮機１０２は空気を取り込み、圧縮された吸い込み空気が燃焼器１０４へと移動される前に吸い込み空気を圧縮する。燃焼器１０４内に入ると、圧縮空気は燃焼生成物（例えば燃料）と混合され、点火される。点火されると、圧縮空気−燃焼生成物の混合物は、ガスタービンコンポーネント１０６を通って流れる高温の加圧排気ガス（高温ガス）に変換される。高温ガスはガスタービンコンポーネント１０６を通って流れ、特に、シャフト１０８に結合された複数のバケット１１２（例えばバケット段）を通過し、それがガスタービン１００のバケット１１２とシャフト１０８とを回転させる。ターボ機械１１０のシャフト１０８は回転し、圧縮機１０２及びガスタービンコンポーネント１０６は駆動され、発電機１１０は電力（例えば電流）を生成することができる。

本明細書に記載のように、ターボ機械１００の効率は、動作中のターボ機械１００内の燃焼温度に部分的に左右され得る。すなわち、ターボ機械１００の効率は、ガスタービンコンポーネント１０６を通って流れる高温ガスの温度をより高く保つことによって向上し得る。高温ガスの燃焼温度は、ブレード１１２の先端の近傍に位置するタービンシュラウド１１４を使用することによって保持し得る。ガスタービンコンポーネント１０６のシュラウド１１４は、高温ガスがガスタービンコンポーネント１０６を通って流れる際に、高温ガスが軸方向に漏れることを防止し得る。図１に示されるように、シュラウド１１４はガスタービンコンポーネント１０６のハウジング１１６に結合されてもよく、ブレード１１２の近傍に位置してもよい。図示しない代替実施形態では、シュラウド１１４は各ブレード１１２の先端に結合されてもよく、互いに結合されて、ガスタービンコンポーネント１０６内の高温ガスの軸方向の漏れを防止するためにブレード１１２と共回転する実質的に連続するリングを形成してもよい。

図２を参照すると、本発明の実施形態による、冷却構造１１８を含むターボ機械１００タービンシュラウド１１４の斜視図が示されている。図２に示されるように、タービンシュラウド１１４は第１のコンポーネント１２０、及び第１のコンポーネント１２０の近傍に位置する第２のコンポーネント１２２を含んでもよい。図２に示されるように、様々な実施形態では、第２のコンポーネント１２２は、ブレード１１２（図１）の近傍に位置する底面１２４を含んでもよい。加えて、図２に示されるように、シュラウド１１４は、第１のコンポーネント１２０と第２のコンポーネント１２２との間に延在するシールスロット１２６を含んでもよい。本明細書に記載のように、シールスロット１２６は、高温ガスがガスタービンコンポーネント１０６（図１）の流路から軸方向に漏れることを実質的に防止するためのシール１２８（図４）を受容してもよい。より具体的には、シール１２８（図４）は、シュラウド１１４のシールスロット１２６内に位置してもよく、シュラウド１１４の前面１３０に結合された別個のタービンシュラウド（図示せず）へと延びて、結合された２つのシュラウド（例えばシュラウド１１４）とその間に位置するシール１２８とが、ガスタービンコンポーネント１０６（図１）の高温経路から高温ガスが漏れることを実質的に防止するようにしてもよい。

図２に示されるように、シュラウド１１４は、シールスロット１２６内に位置する冷却構造１１８を含んでもよい。より具体的には、図３〜５に示されるように、冷却構造１１８は、シールスロット１２６の表面１３４に結合された本体１３２を含んでもよく、本体１３２は、本体１３２の第１の表面１３８上の通路１３６を含んでもよい。通路１３６は、本明細書に記載のように、シールスロット１２６に冷却流体を供給してもよい。図３及び４に示されるように、本体１３２の第１の表面１３８は、ろう付けによってシールスロット１２６に表面に結合されている。図示しない代替実施形態では、冷却構造は１１８の本体１３２の第１の表面１３８は、それに限定されないが溶接、拡散接合、又は機械的固締を含む従来のいずれかの接合技術によってシールスロット１２６の表面１３４に結合される。更に、図４に示されるように、シール１２８は、シールスロット１２６内に位置する冷却構造１１８の近傍に、これに実質的に接触固定されてシールスロット１２６内に位置してもよい。より具体的には、シール１２８は、シール１２８がシュラウド１１４の第２のコンポーネント１２２と冷却構造１１８の第２の表面１４０との間に位置するように、シールスロット１２６内の冷却構造１１８の近傍に位置してもよい。その結果、冷却構造の通路１３６は、本体１３２の第１の表面１３８と、シュラウド１１４の第１のコンポーネント１２０の表面１３４との間に形成されてもよい。

図５〜１１に示されるように、冷却構造１１８は予備焼結プリフォームを含んでもよい。すなわち、冷却構造１１８は、予備焼結プリフォームから形成され、シュラウド１１４とは別個に製造され、別個の製造プロセス（例えばろう付け）でシールスロット１２６内に配置されてもよい。図示しない代替実施形態では、冷却構造１１８は、シールスロット１２６に冷却流体を供給することができ、且つ／又はガスタービンコンポーネント１０６（図１）内の高温ガスの高温に耐えることができる、それに限定されないがアルミニウム、スチール、チタンを含むいずれかの従来の金属又は合金から形成されてもよい。加えて、冷却構造１１８は、それらに限定されないが、ろう付け、溶接、機械的固締などを含む従来の機械的結合技術によってシールスロット１２６の表面１３４に結合されてもよい。
図５で示すように、冷却構造１１８の通路１３６は、本体１３２の第１の表面１３８上の溝１４２を含んでもよい。より具体的には、図５に示されるように、冷却構造１１８の通路１３６は、本体１３２の幅（Ｗ）に実質的に沿って第１の表面１３８上に延びてもよい溝１４２を含んでもよい。溝１４２は、それに限定されないがエッチング、ミリング、切削、研削などを含む従来のいずれかの技術によって本体１３２の第１の表面１３８上に形成されてもよい。代替実施形態では、溝１４２は、それに限定されないが鋳込み、化学蒸着、直接金属焼結、又はスパッタリングを含む従来のいずれかの材料蒸着技術を含む従来の材料により、本体１３２の第１の表面１３８に材料を追加することによって形成されてもよい。

図６〜１１に示されるように、冷却構造１１８の様々な代替実施形態が図示されている。より具体的には、図６〜１１に示されるように、通路１３６は、様々な別個の構造、幅、及び／又は冷却構造１１８の本ティ１３２上の位置を含んでもよい。図６に示されるように、通路１３６は本体１３２の幅（Ｗ）に実質的に沿って広がっていてもよい。図５と６とを比較して見てみると、通路１３６の幅は異なってもよい。図７に示されるように、冷却構造１１８の通路１３６は、本体１３２の長さ（Ｌ）に沿って第１の表面上に延びていてもよく、シールスロット１２６内に最適な冷却流体を供給するために、冷却流体をシールスロット１２６の特定部分内に放出してもよい。図８に示されるように、通路１３６は、冷却構造１１８の本体１３２の第１の表面１３８と第２の表面１４０の両方の上に形成されてもよい。第２の表面１４０上に形成された通路１３６は更に、本明細書に記載のように、冷却流体をシールスロット１２６（図３）に供給してもよい。

あるいは、図９に示されるように、冷シュラウド１１４（図２〜４）は、シールスロット１２６（図２及び３）内に位置する複数の冷却構造１１８、２１８を含んでもよい。図９に示されるように、冷却構造１１８の第２の表面１４０は、別個の冷却構造２１８の第１の表面２３８に結合されてもよい。別個の冷却構造２１８は、本体２３２、通路２３６、及び第２の表面２４０を含んでもよい。代替実施形態では、冷却構造１１８、２１８は積層されてもよい。

図１０〜１２に示されるように、冷却構造１１８は、第２の表面１４０がシール１２８に面するように実質的に回転されてもよく、第１の表面１３８はシール１２８には面していない通路１３６を含んでもよい。より具体的には、図１２に示されるように、冷却構造１１８の第２の表面１４０は、シュラウド１１４のシールスロット１２６の表面１３４に結合されてもよい。本体１３２の第１の表面１３８は、シール１２８の近傍に位置してもよく、冷却構造１１８の通路１３６は、本体１３２の第１の表面１３８とシール１２８との間に形成されてもよい。

次いで図１３及び１４を参照すると、冷却構造１１８の代替実施形態が示されている。より具体的には、図１３に示されるように、冷却構造１１８は、冷却構造１１８の本体１３２の第１の表面１３８から延びる複数のピン１４４を含んでもよい。図１３に示されるように、複数のピンの隣接する各々の対は、間に開口１４６を含んでもよい。開口１４６は、図３〜１２を参照して図示し、記載したように、通路１３６と実質的に同様に、ガスタービンコンポーネント１０６（図１）の動作中に冷却流体をシールスロット１２６（図２）に供給するためのものであってよい。複数のピン１４４の各々の対の上面１４８は、冷却構造１１８をシールスロット１２６（図３）内に配置する際に、シュラウド１１４（図３）の表面１３４に結合されてもよい。図１４に示されるように、更なる代替実施形態では、冷却構造１１８は、冷却構造１１８の本体１３２の第１の表面１３８から延びる複数の隆起部材１５０を含んでもよい。図１４に示されるように、複数の隆起部材１５０の隣接する各々の対は、間に開口１４６を含んでもよい。開口１４６は、図３〜１２を参照して図示し、記載したように、通路１３６と実質的に同様に、ガスタービンコンポーネント１０６（図１）の動作中に冷却流体をシールスロット１２６（図２）に供給するためのものであってよい。この実施形態では、複数の隆起部材１５０の各々の対の頂点１５２は、冷却構造１１８をシールスロット１２６（図３）内に配置する際に、シュラウド１１４（図３）の表面１３４に結合されてもよい。複数の隆起部材１５０は実質的に球状に示されているが、様々なその他の形状（図示せず）を有してもよい。

次いで図１５を参照すると、本発明の代替実施形態による、冷却構造１１８を含むタービンシュラウド１１４（図２）の一部の拡大前面図が示されている。より具体的には、図１５に示されるように、冷却構造１１８の本体１３２は、実質的に多孔質発泡体１５４を含んでもよい。図１５に示されるように、冷却流体をシールスロット１２６に供給するための通路１３６は、実質的に多孔質の発泡体１５４内の開口を含んでもよい。すなわち、実質的に多孔質の発泡体１５４の開口１５６は、ガスタービンコンポーネント１０６（図１）の動作中に冷却流体をシールスロット１２６に供給してもよい。実質的に多孔質の発泡体１５４は、それらに限定されないがろう付け、溶接、機械的固締などを含む従来の機械的結合技術によって冷却構造１１８の本体１３２に結合されてもよい。図示しない代替実施形態では、実質的に多孔質の発泡体１５４は、本体１３２とは別個のもの（例えば独立型）でもよく、表面１５８をシールスロット１２６の表面１３４に結合することによってシールスロット１２６内に配置されてもよい。図１５に示されるように、実質的に多孔質の発泡体１５４の表面１５８は、シュラウド１１４の第１のコンポーネント１２０に表面１３４に結合されてもよい。より具体的には、実質的に多孔質の発泡体１５４の表面１５８は、それらに限定されないがろう付け、溶接、機械的固締などを含む従来の機械的結合技術によって表面１３４に結合されてもよい。実質的に多孔質の発泡体１５４は、ガスタービンコンポーネント１０６（図１）の高温ガスの高温に耐えることができる実質的に多孔質の材料（例えばシリコン、セラミックなど）を含む従来のいずれかの発泡体を含んでもよい。

図１〜４を参照して記載したように、ターボ機械１００の動作中、発電機１１０を使用して発電するため、複数のブレード１１２、及び部分的にシャフト１０８を駆動及び／又は回転させるために、高温ガスがガスタービンコンポーネント１０６を通過する。ガスタービンコンポーネント１０６の動作効率を高めるため、ガスタービンコンポーネント１０６内のシュラウド１１４を使用してもよい。その結果、高温ガスが高温ガス流とから漏れることが防止される。しかし、シールスロット１２６及びシール１２８は、部分的には高温の高温ガスに曝されることがある。高温の高温ガスに曝されると、時間の経過とともにシール１２８及びシュラウド１１４が不都合に劣化することがあり、交換及び／又はメインテナンスが必要になることがある。本明細書に記載のように、スロット１２６内の冷却構造１１８を使用することによって、ハウジング１１６内の第１のコンポーネント１２２の上方を流れる冷却流体は冷却構造１１８に流入し、より具体的には、冷却構造１１８の通路１３６を通ってシールスロット１２６に流入し得る。冷却構造１１８を介して冷却流体をシールスロット１２６に供給することによって、シールスロット１２６、及び部分的にシール１２８は、ガスタービンコンポーネント１０６を通って流れる高温ガスに曝されている間に冷却され得る。冷却構造１１８を使用してシールスロット１２６及び／又はシール１２８を冷却するプロセスは、シュラウド１１４及び／又はシール１２８の劣化率を最小限にするために役立つ。

加えて、シールスロット１２６内の冷却構造１１８を使用することによって、ユーザー（例えばタービンのオペレータ）は、シュラウド１１４のシールスロット１２６に供給される冷却流体の量を選択できる。より具体的には、冷却構造１１８は、冷却構造１１８の本体１３２上に形成される通路１３６のカスタマイズ可能な寸法及び／又は数量の通路１３６を含んでもよい。したがって、シールスロット１２６に供給される必要量の冷却流体をターボ機械１００の特性（例えば周囲温度、ターボ機械コンポーネントのサイズ、点火温度など）に応じて予め決定でき、特に必要量の冷却流体をシールスロット１２６に供給するための冷却構造１１８を製造し得る。すなわち、冷却構造１１８の通路１３６の寸法及び／又は数量を調整することによって、シールスロット１２６に供給される冷却流体を選択し得る。更に、シュラウド１１４内の冷却構造１１８を使用することによって、冷却流体の通路（例えば通路１３６、開口１５６）をターボ機械１００によって迅速且つ低コスト実装し得る。より具体的には、シュラウド１１４内の冷却構造１１８を使用することによって、冷却流体の通路は、シュラウド１１４のシールスロット１２６の動作スペースが狭いためコストが高く時間がかかることがあるシュラウド１１４の鋳込みプロセス中は形成されない。

冷却構造１１８はシュラウド１１４内に実装されるものとして記載しているが、冷却構造１１８がターボ機械１００の様々なコンポーネントによって使用されてもようことが理解される。図１６〜１７に示されるように、代替実施形態では、冷却構造１１８は、ターボ機械１００（図１）のバケット１１２上に配置されてもよく、この位置は冷却流体を供給するための冷却通路に有利である。より具体的には、図１６〜１７に示されるように、ターボ機械１００（図１）のバケット１１２は、第１のコンポーネント１２０と第２のコンポーネント１２２との間のシールスロット１２６内に位置する冷却構造１１８を含んでもよい。図１６に示されるように、第１のコンポーネント１２０はバケット１１２のブレード１６０用のプラットフォームとして構成されてもよく、第２のコンポーネント１２２は、ターボ機械１００（図１）のシャフト１０８に結合されたバケット１１２のベース部として構成されてもよい。図１６に示されるように、高温ガスへの不都合な露曝を防止するため、冷却構造１１８は冷却流体をプラットフォーム（例えば第１のコンポーネント１２０）、及びベース部（例えば第２のコンポーネント１２２）に供給してもよい。シールスロット１２６内に位置するシール１２８は、ターボ機械１００の隣接する２つのバケット１１２の間に位置してもよく、高温ガスがシャフト１０８（図１）に向かって流れることを実質的に防止でき、更に、シャフト１０８を囲むより低温のガスがターボ機械１００（図１）のガス通路内に流入することも防止し得る。

図示しない更なる代替実施形態では、冷却構造１１８は、ターボ機械１００（図１）の複数のバケット１１２の各々の段の間に位置する第１のコンポーネント１２０と第２のコンポーネント１２２との間に位置するシールスロット１２６内に位置してもよい。冷却構造１１８はステータノズルの従来のいずれかの通路内に位置してもよく、この位置はターボ機械１００（図１）の動作中に冷却流体を受けるのに有利である。例えば、冷却構造１１８は複数のステータノズルのシールスロット１２６内に位置してもよく、その位置で、第１のコンポーネント１２０はタービンハウジングのシェル及び／又はシュラウド１１４（図１）に取り付けるように構成されたコンポーネントを含み、第２のコンポーネント１２２は複数のステータノズルの各々のステータベーン／ブレード部用のプラットフォームを含んでいる。このような例示的実施形態では、シール１２８はターボ機械１００の隣接する２つのステータノズルの間のシールスロット１２６内に位置してもよく、高温ガスがターボ機械１００（図１）の高温ガス通路から流出することを防止でき、更に、タービンハウジングの近傍のより低温のガスがターボ機械１００（図１）のガス通路に流入することも防止し得る。しかし、当業者がターボ機械１００の（図１）の様々なコンポーネントのシールスロット１２６内に冷却構造１１８及びシール１２８を含めてもよく、それは冷却流体に曝される上で実質的に有利であるが、高温ガスがターボ機械１００（図１）の高温ガス通路に、又は高温ガス通路から不都合に漏れることを防止するためにシールが必要であることも理解されよう。

本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を記述する目的のためだけであり、開示内容を限定することを意図するものではない。本明細書で用いられる単数形「a」及び「the」は、文脈上別段の明確な指示がない限り、複数形をも含むことを意図する。更に、本明細書で用いられる用語「備える」及び／又は「備えている」という用語は、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又はコンポーネントを特定するものであるが、１つ又は複数の別の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はその組み合わせを除外するものではない。

本記述要件は、最良の態様を含めて本発明を開示し、いずれかのデバイス又はシステムを製造し、使用し、組み込まれたいすれかの方法を実施することを含めて、どの当業者も本発明を実施できるように実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含み得る。そのようなその他の実施例は、特許請求の範囲の文字言語と相違せず、又は文字言語とは非実質的な相違しか有していない等価の構造要素を含む場合は、特許請求の範囲に含まれるものである。

１００ターボ機械
１０２圧縮機
１０４燃焼器
１０６ガスタービンコンポーネント
１０８バイアシャフト
１１０発電機
１１２バケット
１１４タービンシュラウド
１１６ハウジング
１１８冷却構造
１２０第１のコンポーネント
１２２第２のコンポーネント
１２４底面
１２６シールスロット
１２８シール
１３０前面
１３２本体
１３４表面
１３６通路
１３８第１の表面
１４０第２の表面
１４２溝
１４４ピン
１４６開口
１４８上面
１５０隆起部材
１５２頂点
１５４多孔質発泡体
１５６開口
１５８結合面
１６０ブレード
２１８冷却構造
２３６通路
２３８第１の表面
２４０第２の表面

Claims

ターボ機械であって、
ロータシャフトに結合された複数のバケットと、
前記複数のバケットの近傍に位置するタービンシュラウドと、を備え、該タービンシュラウドが、
シールスロットと、
該シールスロット内に位置し、該シールスロットの表面に結合された本体を有する冷却構造と、を含み、前記本体がその第１の表面上に、冷却流体を前記シールスロットに供給するための通路を含むターボ機械。
前記冷却構造の前記本体の前記第１の表面が、前記シールスロットに結合される請求項１に記載のターボ機械。
前記冷却構造の前記本体の前記第１の表面が、ろう付け、溶接、又は拡散結合の１つによって前記シールスロットの前記表面に結合される請求項２に記載のターボ機械。
前記冷却構造が更に、前記シールスロットの前記表面に結合された前記本体の第２の表面を備え、該第２の表面は前記本体の反対側にある請求項１に記載のターボ機械。
前記冷却構造が更に、前記冷却流体を前記シールスロットに供給するための通路を前記本体の前記第２の表面上に備える請求項４に記載のターボ機械。
前記冷却構造の前記通路が、前記本体の前記第１の表面上に溝を含む請求項１に記載のターボ機械。
前記冷却構造の前記第１の表面が、
複数のピンの隣接する各々の対が間に開口を有する、前記本体の前記第１の表面から延びる複数のピン、
複数の隆起部材の隣接する各々の対が間に開口を有する、前記本体の第１の表面から延びる複数の隆起部材、の少なくとも１つを含む請求項１に記載のターボ機械。
前記冷却構造の前記通路が、前記本体の長さに沿って前記第１の表面上に延在する請求項１に記載のターボ機械。
前記冷却構造の前記本体が実質的に多孔質の発泡体を含み、前記通路が、前記冷却流体を前記シールスロットに供給するための開口を前記実質的に多孔質の発泡体内に含む請求項１に記載のターボ機械。
前記冷却構造が事前焼結プリフォームを含む請求項１に記載のターボ機械。
第１のコンポーネントと、
前記第１のコンポーネントに隣接する第２のコンポーネントと、
前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントとの間に延びるシールスロットと、
前記シールスロット内に位置する冷却構造と、を備え、該冷却構造が、前記シールスロットの表面に結合され、冷却流体を前記シールスロットに供給するための通路を前記本体の第１の表面上に含む本体を含む装置。
前記冷却構造の前記本体の前記第１の表面が、前記シールスロットの前記表面に結合される請求項１１に記載の装置。
前記冷却構造の前記本体の前記第１の表面が、ろう付け、溶接、又は拡散結合の１つによって前記シールスロットの前記表面に結合される請求項１１に記載の装置。
前記冷却構造が、前記シールスロットの前記表面に結合された前記本体の第２の表面を含み、前記本体の前記第２の表面が前記本体の前記第１の表面と反対側にある請求項１１に記載の装置。
前記冷却構造が更に、前記冷却流体を前記シールスロット供給するための通路を前記本体の前記第２の表面上に含む請求項１４に記載の装置。
前記冷却構造の前記通路が、前記本体の前記第１の表面上に溝を含む請求項１１に記載の装置。
前記冷却構造が、
複数のピンの隣接する各々の対が間に開口を有する、前記本体の前記第１の表面から延びる複数のピン、
複数の隆起部材の隣接する各々の対が間に開口を有する、前記本体の第１の表面から延びる複数の隆起部材、の少なくとも１つを含む請求項１１に記載の装置。
前記冷却構造に隣接する前記シールスロット内に位置するシールを更に含む請求項１１に記載の装置。
互いに結合された、前記シールスロットに位置する複数の冷却構造を更に備える請求項１１に記載の装置。
前記冷却構造が事前焼結プリフォームを含む請求項１１に記載の装置。