JP2017210959A - ガスタービンロータブレード用冷却通路 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガスタービンロータブレード用冷却通路を提供する。
【解決手段】本開示は、ガスタービンエンジンのロータブレード１００に関する。ロータブレード１００は、翼形部１２６と、側面１４６、１４８および半径方向外面１４２を有する先端シュラウド１２８と、先端シュラウド１２８を翼形部１２６に結合する移行部分１５０と、を含む。翼形部１２６、移行部分１５０、および先端シュラウド１２８は、その中に一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂを集合的に画定する。一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、先端シュラウド１２８の側面１４６、１４８によって画定される一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂを含む。
【選択図】図５
【解決手段】本開示は、ガスタービンエンジンのロータブレード１００に関する。ロータブレード１００は、翼形部１２６と、側面１４６、１４８および半径方向外面１４２を有する先端シュラウド１２８と、先端シュラウド１２８を翼形部１２６に結合する移行部分１５０と、を含む。翼形部１２６、移行部分１５０、および先端シュラウド１２８は、その中に一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂを集合的に画定する。一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、先端シュラウド１２８の側面１４６、１４８によって画定される一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂを含む。
【選択図】図５
Description
本開示は、一般的にはガスタービンエンジンに関する。より詳細には、本開示は、ガスタービンエンジンのロータブレードに関する。
ガスタービンエンジンは、一般的に、圧縮機部、燃焼部、タービン部、および排気部を含む。圧縮機部は、ガスタービンエンジンに流入する作動流体の圧力を徐々に増加させ、この圧縮された作動流体を燃焼部に供給する。圧縮された作動流体および燃料（例えば、天然ガス）は、燃焼部内で混合され、燃焼チャンバ内で燃焼して、高圧および高温の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、燃焼部からタービン部に流れ、そこで膨張して仕事を発生させる。例えば、タービン部における燃焼ガスの膨張は、例えば発電機に接続されたロータシャフトを回転させて、電気を発生させることができる。次いで、燃焼ガスは、排気部を介してガスタービンから排出される。
タービン部は、そこを流れる燃焼ガスから運動エネルギーおよび／または熱エネルギーを抽出する複数のロータブレードを含む。特定の実施形態では、複数のロータブレードの一部または全部は、フィレット部分によって翼形部分に結合された先端シュラウドを含む。これらのロータブレードは、一般に極端に高温の環境で動作する。このように、ロータブレードは、通常、その中に画定された１つまたは複数の冷却通路を含む。ガスタービンエンジンの運転中に、圧縮空気などの冷却媒体が１つまたは複数の冷却通路を通って流れてロータブレードを冷却する。それにもかかわらず、フィレット部分および先端シュラウドに十分な冷却を提供する従来の冷却通路構成は、ロータブレードの重量を増加させ、これは望ましくない場合がある。
本技術の態様および利点は、その一部を以下の説明に記載しており、あるいはその説明から明らかになり、あるいは本技術の実施により学ぶことができる。
一態様では、本開示は、ガスタービンエンジンのロータブレードに関する。ロータブレードは、翼形部と、側面および半径方向外面を有する先端シュラウドと、先端シュラウドを翼形部に結合する移行部分と、を含む。翼形部、移行部分、および先端シュラウドは、集合的にその中に一次冷却通路を画定する。一次冷却通路は、先端シュラウドの側面によって画定される一次冷却通路出口を含む。
本開示のさらなる態様は、圧縮機部分、燃焼部分、およびタービン部分を有するガスタービンエンジンに関する。タービン部分は、１つまたは複数のロータブレードを含む。各ロータブレードは、翼形部と、側面および半径方向外面を有する先端シュラウドと、先端シュラウドを翼形部に結合する移行部分と、を含む。翼形部、移行部分、および先端シュラウドは、集合的にその中に一次冷却通路を画定する。一次冷却通路は、先端シュラウドの側面によって画定される一次冷却通路出口を含む。
本技術のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解されよう。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであるが、本技術の実施形態を例示し、また説明とともに本技術の原理を説明する働きをする。
本技術の完全かつ可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者に向けられて、本明細書に記載されており、それは以下の添付の図面を参照している。
本明細書および図面における符号の反復使用は、本技術の同じまたは類似の特徴もしくは要素を表すことを意図している。
本技術の実施形態を示すために、ここで詳細に参照を行うが、それの１つまたは複数の実施例を添付の図面に示す。詳細な説明は、図面の特徴を参照するために、数字および文字の符号を用いる。図面および説明の同様のまたは類似の符号は、本技術の同様のまたは類似の部材を指すために用いている。本明細書において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、１つの構成要素と別の構成要素とを区別するために交換可能に用いることができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図しない。「上流」および「下流」という用語は、流体経路における流体流れについての相対的方向を示す。例えば、「上流」は流体がそこから流れる方向を示し、「下流」は流体がそこへ流れる方向を示す。
各実施例は本技術の説明のために提供するものであって、本技術を限定するものではない。実際、本技術の範囲または趣旨を逸脱せずに、修正および変更が本発明において可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または記載する特徴は、さらに別の実施形態を与えるために、別の実施形態で用いることができる。したがって、本技術は、添付の請求の範囲およびそれらの等価物の範囲に入るこのような修正および変更を包括することが意図されている。産業用または陸上用のガスタービンが本明細書に示され説明されているが、本明細書に示され説明される本技術は、特許請求の範囲に特に明記しない限り、陸上および／または産業用ガスタービンに限定されない。例えば、本明細書に記載の技術は、航空ガスタービン（例えば、ターボファンなど）、蒸気タービン、および海洋ガスタービンを含むが、これらに限定されない任意のタイプのタービンに使用することができる。
ここで図面を参照すると、図面全体にわたって同一の符号は同じ要素を示しており、図１はガスタービンエンジン１０を概略的に示している。本開示のタービンエンジン１０は、ガスタービンエンジンである必要はなく、蒸気タービンエンジンまたは他の適切なエンジンなどの任意の適切なタービンエンジンであってもよいことを理解されたい。ガスタービンエンジン１０は、入口部１２と、圧縮機部１４と、燃焼部１６と、タービン部１８と、排気部２０と、を含む。圧縮機部１４およびタービン部１８は、シャフト２２によって結合されてもよい。シャフト２２は、シャフト２２を形成するために互いに結合された単一のシャフトまたは複数のシャフトセグメントであってもよい。
タービン部１８は、一般に、複数のロータディスク２６（そのうちの１つを示す）を有するロータシャフト２４と、ロータディスク２６から半径方向外側に延在し、ロータディスク２６に相互接続されている複数のロータブレード２８と、を含む。各ロータディスク２６は、タービン部１８を通って延在するロータシャフト２４の一部に結合されてもよい。タービン部１８は、ロータシャフト２４およびロータブレード２８を円周方向に取り囲む外側ケーシング３０をさらに含み、それによりタービン部１８を通る高温ガス経路３２を少なくとも部分的に画定する。
運転中、空気または別の作動流体が入口部１２を通って圧縮機部１４に流れ、ここで空気が徐々に圧縮されて、燃焼部１６内の燃焼器（図示せず）に加圧空気が提供される。加圧空気は燃料と混合され、各燃焼器内で燃焼されて燃焼ガス３４を生成する。燃焼ガス３４は高温ガス経路３２に沿って燃焼部１６からタービン部１８に流れ、そこでエネルギー（運動および／または熱）が燃焼ガス３４からロータブレード２８に伝達され、ロータシャフト２４を回転させる。次いで、機械的回転エネルギーを使用して、圧縮機部１４に動力を供給し、および／または電気を発生させることができる。タービン部１８から出た燃焼ガス３４は、排気部２０を介してガスタービンエンジン１０から排出される。
図２および図３は、本明細書で開示される１つまたは複数の実施形態を組み込むことができ、図１に示すロータブレード２８の代わりにガスタービンエンジン１０のタービン部１８に組み込むことができる例示的なロータブレード１００の図である。図２および図３に示すように、ロータブレード１００は、軸方向Ａ、半径方向Ｒ、および円周方向Ｃを画定する。半径方向Ｒは、軸方向Ａにほぼ直交して延び、円周方向Ｃは、軸方向Ａの周りにほぼ同心状に延びる。
図２および図３に示すように、ロータブレード１００は、タービン部１８（図１）の高温ガス経路３２を流れる燃焼ガス３４の半径方向内側の流れ境界として一般に役立つプラットフォーム１０２を含む。より具体的には、プラットフォーム１０２は、半径方向外面１０６から半径方向に離間された半径方向内面１０４を含む。プラットフォーム１０２はまた、後縁１１０から軸方向に離間した前縁１０８を含む。前縁１０８は、燃焼ガス３４の流れの中に配置され、後縁１１０は、前縁１０８の下流に配置される。さらに、プラットフォーム１０２は、負圧側スラッシュ面１１４から円周方向に離間した正圧側スラッシュ面１１２を含む。
図２に示すように、ロータブレード１００は、プラットフォーム１０２の半径方向内面１０４から半径方向内向きに延在するシャンク部分１１６を含む。１つまたは複数のエンジェルウィング１１８は、シャンク部分１１６から軸方向外向きに延在することができる。シャンク部分１１６およびプラットフォーム１０２は、図２に示す実施形態において、シャンクポケット１２０を集合的に画定する。それにもかかわらず、いくつかの実施形態では、シャンク部分１１６およびプラットフォーム１０２は、シャンクポケット１２０を画定しなくてもよい。
ロータブレード１００はまた、シャンク部分１１６から半径方向内向きに延在する根元部分１２２を含む。根元部分１２２は、ロータブレード１００をロータディスク２６（図１）に相互接続または固定することができる。図２に示す実施形態では、根元部分１２２は、モミツリー構成を有する。それにもかかわらず、根元部分１２２は、任意の適切な構成（例えば、ダブテール構成など）を有してもよい。さらに、根元部分１２２は、冷却空気がロータブレード１００に入ることを可能にする吸気ポート１２４を画定することができる。
ロータブレード１００は、プラットフォーム１０２の半径方向外面１０６から先端シュラウド１２８まで半径方向外向きに延在する翼形部１２６をさらに含む。このように、先端シュラウド１２８は、概して、ロータブレード１００の半径方向最外部を画定することができる。翼形部１２６は、翼形部根元１３０（すなわち、翼形部１２６とプラットフォーム１０２との間の交差点）でプラットフォーム１０２に結合する。いくつかの実施形態では、翼形部根元１３０は、翼形部１２６とプラットフォーム１０２との間を移行する半径またはフィレット（図示せず）であってもよい。この点において、翼形部１２６は、翼形部根元１３０と先端シュラウド１２８との間に延在する翼形部翼幅１３２を画定する。翼形部１２６はまた、正圧側壁１３４と、対向する負圧側壁１３６と、を含む。正圧側壁１３４と負圧側壁１３６は、燃焼ガス３４の流れの中に配向された翼形部１２６の前縁１３８で一緒に接合されているか相互接続されている。正圧側壁１３４および負圧側壁１３６もまた、前縁１３８の下流に間隔を置いて配置された翼形部１２６の後縁１４０で一緒に接合されているか、相互接続されている。正圧側壁１３４および負圧側壁１３６は、前縁１３８および後縁１４０の周りで連続している。正圧側壁１３４は概ね凹状であり、負圧側壁１３６は概ね凸状である。
上述したように、先端シュラウド１２８は、ロータブレード１００の半径方向外側端部に配置される。先端シュラウド１２８は、ロータブレード１００を越えて逃げる燃焼ガス３４の量を減少させる。図３および図４に示す実施形態では、先端シュラウド１２８は、そこから半径方向外側に延在するレール１４４を有する半径方向外面１４２を含む。代替的な実施形態は、より多くのレール１４４（例えば、２つのレール１４４、３つのレール１４４など）を含んでもよいし、あるいはレール１４４を全く含まなくてもよい。先端シュラウド１２８はまた、翼形部１２６の前縁１３８および後縁１４０で相互接続された正圧側側面１４６および負圧側側面１４８を含む。図３に示す実施形態では、正圧側側面１４６および負圧側側面１４８は、概して、翼形部１２６の正圧側壁１３４および負圧側壁１３６と整列しない。さらに、先端シュラウド１２８は、その半径方向外面１４２から半径方向内向きに配置された半径方向内面１７８を含む。
ここで図５を参照すると、移行部分１５０は、先端シュラウド１２８を翼形部１２６の半径方向外側端部に結合する。その移行部分１５０は、高温ガス経路３２内の燃焼ガス３４に曝される外面１８０を含む。外面１８０は、翼形部１２６の正圧側および負圧側の壁１３４、１３６の外面を先端シュラウド１２８の半径方向内面１７８に結合する。図５および図６に示す実施形態では、移行部分１５０は、翼形部１２６と先端シュラウド１２８との間を移行するフィレット部分である。別の実施形態では、移行部分１５０は、翼形部１２６と先端シュラウド１２８との間の面取り（図示せず）または他の適切な移行を含んでもよい。
ロータブレード１００は、冷却空気が流れる１つまたは複数の冷却一次通路を内部に画定する。図５に示す実施形態では、翼形部１２６、移行部分１５０、および先端シュラウド１２８は、その中に第１の一次冷却通路１５２Ａおよび第２の一次冷却通路１５２Ｂを集合的に画定する。それにもかかわらず、ロータブレード１００は、必要に応じてまたは所望されるように、より多くの、またはより少ない一次冷却通路を画定することができる。実際、ロータブレード１００は、少なくとも１つの一次冷却通路を画定する限り、任意の数の一次冷却通路を画定することができる。
第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの各々は、対応する入口を含む。いくつかの実施形態では、根元部分１２２によって画定される吸気ポート１２４（図２）は、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの入口であってもよい。このような実施形態では、根元部分１２２、シャンク部分１１６、プラットフォーム１０２、翼形部１２６、移行部分１５０、および先端シュラウド１２８は、その中に第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂを集合的に画定する。他の実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの入口は、根元部分１２２、シャンク部分１１６、プラットフォーム１０２、および／または翼形部１２６によって画定されたチャンバ、通路、またはキャビティ（例えば、シャンクポケット１２０）のうちのいずれかと結合することができる。
第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、それぞれ第１の一次冷却通路出口１５４Ａおよび第２の一次冷却通路出口１５４Ｂで終端している。第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂの両方は、先端シュラウド１２８によって画定される。図５に示す実施形態では、先端シュラウド１２８の正圧側側面１４６が第１の一次冷却通路出口１５４Ａを画定し、先端シュラウド１２８の負圧側側面１４８が第２の一次冷却通路出口１５４Ｂを画定する。それにもかかわらず、第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂの各々は、先端シュラウド１２８の正圧側側面１４６または負圧側側面１４８のいずれかによって画定されてもよい。
上述したように、翼形部１２６、移行部分１５０、および先端シュラウド１２８は、その中に第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂを集合的に画定する。より具体的には、翼形部１２６は、第１の一次冷却通路１５２Ａの翼形部分１５６Ａと、第２の一次冷却通路１５２Ｂの翼形部分１５６Ｂと、を画定する。ロータブレード１００の移行部分１５０は、第１の一次冷却通路１５２Ａの移行部分１５８Ａと、第２の一次冷却通路１５２Ｂの移行部分１５８Ｂと、を画定する。好ましくは、移行部分１５８Ａ、１５８Ｂは、ロータブレード１００の冷却を向上させるように、ロータブレード１００の移行部分１５０の外面１８０に近接して配置するべきである。すなわち、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの移行部分１５８Ａ、１５８Ｂが移行部分１５０の外面１８０に近づくほど、冷却はより向上する。先端シュラウド１２８は、第１の一次冷却通路１５２Ａの先端シュラウド部分１６０Ａと、第２の一次冷却通路１５２Ｂの先端シュラウド部分１６０Ｂと、を画定する。
図５および図６は、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの翼形部分１５６Ａ、１５６Ｂ、移行部分１５８Ａ、１５８Ｂおよび先端シュラウド部分１６０Ａ、１６０Ｂの異なる構成を示す。図６は、明確にするために、第２の一次冷却通路１５２Ｂを省略している。図５に示す実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの翼形部分１５６Ａ、１５６Ｂは直線状であり、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの移行部分１５８Ａ、１５８Ｂおよび先端シュラウド部分１６０Ａ、１６０Ｂは曲線状である。しかしながら、図６に示す実施形態では、第１の一次冷却通路１５２Ａの翼形部分１５６Ａおよび移行部分１５８Ａは曲線状であり、先端シュラウド部分１６０Ａは直線状である。それにもかかわらず、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの翼形部分１５６Ａ、１５６Ｂ、移行部分１５８Ａ、１５８Ｂ、および先端シュラウド部分１６０Ａ、１６０Ｂのいずれかは、直線状、曲線状、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。
上述したように、図５に示す実施形態では、ロータブレード１００の移行部分１５０はフィレット部分を有し、第２の一次冷却通路１５２Ｂの第２の移行部分１５８Ｂは曲線状である。この実施形態では、第２の一次冷却通路１５２Ｂの第２の移行部分１５８Ｂの曲率は、ほぼフィレット部分の曲率に従う。すなわち、第２の一次冷却通路１５２Ｂの移行部分１５８Ｂは、フィレット部分の全長に沿ってフィレット部分の外面から均一に離間されている。第１の一次冷却通路１５２Ａの第１の移行部分１５８Ａの湾曲もまた、ほぼフィレット部分の曲率に追従してもよい。それにもかかわらず、いくつかの実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの第１および第２の移行部分１５８Ａ、１５８Ｂの曲率は、フィレット部分の曲率に追従しなくてもよい。
第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂならびに対応する第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂは、任意の適切な断面形状を有することができる。一実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂならびに対応する第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂは、円形の断面形状を有する。他の実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂならびに対応する第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂは、図７に示すように卵形または楕円形の形状を有してもよい。対応する第１および／または第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂが卵形断面を有する場合には、正圧側および／または負圧側側面１４６、１４８は、より薄く（すなわち、半径方向Ｒにより短い）てもよい。それにもかかわらず、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂならびに対応する第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂは、任意の適切な断面形状であってもよい。第１の一次冷却通路１５２Ａおよび第１の一次冷却通路出口１５４Ａは、第２の一次冷却通路１５２Ｂおよび第２の一次冷却通路出口１５４Ｂと同じ断面形状または異なる断面形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、対応する第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂとは異なる断面形状を有してもよい。第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、好ましくは、一定の直径を有する。それにもかかわらず、第１および／または第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの直径は、その長さに沿って変化してもよい。図５に示す実施形態では、例えば、第１の一次冷却通路１５２Ａは、第２の直径１７０より小さい第１の直径１６８を有する。
第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの各々は、その中に配置された１つまたは複数のタービュレータを含むことができる。１つまたは複数のタービュレータは、対応する一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂを通って流れる冷却空気中に乱流を生じさせ、それによってロータブレード１００と冷却空気との間の熱伝達率を増加させる。図８Ａ〜図８Ｃは、タービュレータの様々な実施形態を示す。例えば、１つまたは複数のタービュレータは、１つまたは複数の矩形突起１７２（図８Ａ）、１つまたは複数の半球突起１７４（図８Ｂ）、１つまたは複数のディンプル１７６（図８Ｃ）、あるいはこれらの任意の組み合わせであってもよい。実際、１つまたは複数のタービュレータは、その中に乱流を生成する第１および／または第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂ内に配置された任意の適切な特徴であってもよい。
いくつかの実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの各々は、ジャケット付きコア１８２を使用して形成することができる。図９に示すように、ジャケット付きコア１８２は、コア材料１８６で充填された環状スリーブ１８４を含む。いくつかの実施形態では、環状スリーブ１８４は、ニッケルまたはニッケル系合金から形成され、コア材料１８６は、耐火性セラミック（例えば、シリカ、アルミナ、ムライトなど）である。ジャケット付きコア１８２は、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの形状などの様々な直線部分および／または曲線部分を有する構成に変形することができる。ジャケット付きコア１８２の断面形状はまた、図７に示す卵形断面を形成するように変形されてもよい。第１または第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの所望の形状に形成されると、ジャケット付きコア１８２は、ロータブレード１００を形成するための鋳型１８８内に配置される。次いで、鋳型１８８は、ロータブレード１００を形成するために使用される溶融材料１９０（例えば、溶融ニッケル系超合金）で充填される。鋳造プロセス中、鋳型１８８に注がれた溶融材料１９０は、環状スリーブ１８４を吸収する。この点に関して、環状スリーブ１８４およびロータブレード１００を形成する材料は、鋳造プロセスの完了時にそれらの間に分離した境界が存在しないように十分に混合される。図９は、溶融材料１９０が鋳型１８８に注入された後、溶融材料１９０が環状スリーブ１８４を吸収する前のジャケット付きコア１８２を示す。コア材料１８６は、次に、鋳造後にロータブレード１００から除去され（例えば、化学浸出により）、一次冷却通路が残される。しかしながら、代替的な実施形態では、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、任意の適切な方法またはプロセスを用いて形成されてもよい。
上述したように、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、ロータブレード１００を通って冷却空気を導き、その様々な部分を冷却する。より具体的には、冷却空気（例えば、圧縮機部１４（図１）から排出された空気）は、例えば吸気ポート１２４（図２）を通って第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂに入る。冷却空気は、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの少なくとも翼形部分１５６Ａ、１５６Ｂ、移行部分１５８Ａ、１５８Ｂ、および先端シュラウド部分１６０Ａ、１６０Ｂを通って流れる。入口の位置に応じて、冷却空気はロータブレード１００の他の部分を通って流れてもよい。例えば、吸気ポート１２４が第１および／または第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂの入口である場合には、冷却空気は、根元部分１２２（図２）、シャンク部分１１６（図２）、およびプラットフォーム１０２（図２）を通って流れてもよい。第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂを流れている間に、冷却空気は、ロータブレード１００から熱を吸収し、それを冷却する。すなわち、ロータブレード１００からの熱は対流で冷却空気に伝達される。冷却空気は、対応する第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂを通って第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂから出て、高温ガス経路３２（図１）に流入する。
図１０は、ロータブレード１００の代替的な実施形態を示す。この実施形態では、ロータブレード１００は、第１の一次冷却通路１５２Ａと流体連通する１つまたは複数の二次冷却通路をその中に画定する。以下にさらに詳細に説明するように、１つまたは複数の二次冷却通路は、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂによって提供される対流冷却に加えて、またはその代わりに、ロータブレード１００に膜冷却および／または追加の対流冷却を提供する。
図１０に示す実施形態では、ロータブレード１００の先端シュラウド１２８は、その中に第１の二次冷却通路１６２Ａおよび第２の二次冷却通路１６２Ｂを画定する。ロータブレード１００の先端シュラウド１２８および移行部分１５０は、その中に第３の二次冷却通路１６２Ｃおよび第４の二次冷却通路１６２Ｄを集合的に画定する。他の実施形態では、ロータブレード１００は、必要に応じてまたは所望されるように、より多くの、またはより少ない二次冷却通路を画定することができる。図１０は、第１の一次冷却通路１５２Ａのみを示しているが、追加の二次冷却通路は、ロータブレード１００によって画定される他の一次冷却通路（例えば、第２の一次冷却通路１５２Ｂ）と流体連通してもよい。
図１０に示すように、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、第１の一次冷却通路１５２Ａから、それぞれ第１の二次冷却通路出口１６４Ａ、第２の二次冷却通路出口１６４Ｂ、第３の二次冷却通路出口１６４Ｃ、および第４の二次冷却通路出口１６４Ｄまで延在する。図１０に示す実施形態では、先端シュラウド１２８の半径方向外面１４２は、第１および第２の二次冷却通路出口１６４Ａ、１６４Ｂを画定し、移行部分１５０は、第３および第４の二次冷却通路出口１６４Ｃ、１６４Ｄを画定する。他の実施形態では、移行部分１５０または先端シュラウド１２８の半径方向外面１４２のうちの１つは、第１、第２、第３、および第４の出口１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃ、１６４Ｄのすべてを画定することができる。それにもかかわらず、第１、第２、第３、および第４の出口１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃ、１６４Ｄは、移行部分１５０または先端シュラウド１２８の任意の表面によって画定されてもよい。
第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、冷却空気をロータブレード１００の外面に導くように配向することができる。より具体的には、第１および第２の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂは、先端シュラウド１２８の半径方向外面１４２に空気を導くことができる。この点で、第１および第２の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂは、好ましくは、先端シュラウド１２８の半径方向外面１４２に対してある角度で配向される。第３および第４の二次冷却通路１６２Ｃ、１６２Ｄは、移行部分１５０の外面１８０に空気を導くことができる。したがって、第３および第４の二次冷却通路１６２Ｃ、１６２Ｄは、移行部分１５０の外面１８０に対してある角度で配向されてもよい。実際、第３および第４の二次冷却通路１６２Ｃ、１６２Ｄは、移行部分１５０の外面１８０に対して接線方向に配向されてもよい。好ましくは、冷却空気は、ロータブレード１００の外面に実質的に平行な第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄから出る。第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄを配向させて冷却空気をロータブレード１００の外面に向けることによって、その膜冷却が容易になる。代替的な実施形態では、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、冷却空気をロータブレード１００の外面に向けなくてもよい。
プラグ１６６は、１つまたは複数の二次冷却通路を含む実施形態において、第１の一次冷却通路１５２Ａの第１の一次冷却通路出口１５４Ａに配置されてもよい。より具体的には、プラグ１６６は、第１の一次冷却通路出口１５４Ａを通る冷却空気の流れを閉塞する。このようにして、第１の一次冷却通路１５２Ａに存在する冷却空気のすべてが、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄに流入する。次に冷却空気は、対応する第１、第２、第３、または第４の二次冷却通路出口１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃ、１６４Ｄを通ってロータブレード１００から出る。この点に関して、第１の一次冷却通路１５２Ａは、プラグ１６６によって閉塞された場合にプレナムとして働き、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄに冷却空気を供給する。プラグ１６６は、第１の一次冷却通路１５２Ａに圧入するか、さもなければ先端シュラウド１２８に固定して結合することができる。
第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、任意の適切な構成および断面を有することができる。図１０に示す実施形態では、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、すべて直線状である。それにもかかわらず、他の実施形態では、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄのいくつかまたはすべては、曲線状であってもよい。第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、円形の断面形状または他の適切な形状を有することができる。第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄの直径は、好ましくは、その長さに沿って均一であって、第１の一次冷却通路１５２Ａの最小直径（例えば、直径１６８（図５））よりも小さい。それにもかかわらず、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄの直径は、不均一であって、第１の一次冷却通路１５２Ａの最小直径と同じかそれより大きくてもよい。
第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、任意の適切な方法で形成することができる。例えば、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、鋳造後にロータブレード１００を穿孔または機械加工することによって形成することができる。他の実施形態では、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、例えばジャケット付きコア１８２（図９）を使用して鋳造プロセス中に形成することができる。
第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、ロータブレード１００に膜冷却および／または対流冷却を提供する。より詳細には、冷却空気は、第１の一次冷却通路１５２Ａを通って流れ、これにより、上で詳細に説明したように、ロータブレード１００からの熱を対流により吸収する。プラグ１６６は、冷却空気が第１の一次冷却通路出口１５４Ａを通って第１の一次冷却通路１５２Ａから出るのを防止する。このように、第１の一次冷却通路１５２Ａは、プラグ１６６によって閉塞された場合にプレナムとして働き、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄに冷却空気を供給する。次に冷却空気は、対応する第１、第２、第３、および第４の出口１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃ、１６４Ｄを通って、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄから出る。冷却空気は、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄを通って流れる間に、ロータブレード１００からの熱を対流により吸収することができる。第１および第２の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂは、冷却空気を先端シュラウド１２８の半径方向外面１４２に導き、冷却空気の膜をその上に形成することができる。第３および第４の二次冷却通路１６２Ｃ、１６２Ｄは、冷却空気を移行部分１５０の外面１８０に導き、冷却空気の膜をその上に形成することができる。冷却空気の膜は、高温ガス経路３２を通って流れる燃焼ガス３４からロータブレード１００を断熱するためのバリアとして作用する。いくつかの実施形態では、二次冷却通路は、膜冷却を可能にするように配向されなくてもよい。
上で詳細に説明したように、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、翼形部１２６、先端シュラウド１２８、および移行部分１５０を対流により冷却する。より具体的には、先端シュラウド１２８の正圧側および／または負圧側側面１４６、１４８は、第１および第２の一次冷却通路出口１５４Ａ、１５４Ｂを画定する。この点で、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、従来の冷却通路構成と比較して、先端シュラウド１２８の冷却を増加させる。さらに、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂは、好ましくは、ロータブレード１００の移行部分１５０の外面１８０の曲率に近接し、それに沿って配置される。このように、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂはまた、従来の冷却通路構成を超えて移行部分１５０の冷却を向上させる。特定の実施形態では、第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、膜冷却および／または追加の対流冷却を先端シュラウド１２８および移行部分１５０に提供し、それによってロータブレード１００に追加の冷却を供給する。さらに、第１および第２の一次冷却通路１５２Ａ、１５２Ｂおよび／または第１、第２、第３、および第４の二次冷却通路１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、１６２Ｄは、従来の冷却通路構成とは異なり、望ましくなくロータブレード１００の重量を増加させることがない。
この明細書は、本技術を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本技術を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本技術の特許され得る範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を含む場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
ガスタービンエンジン（１０）用のロータブレード（２８，１００）であって、
翼形部（１２６）と、
側面（１４６，１４８）および半径方向外面（１０６，１４２）を有する先端シュラウド（１２８）と、
前記先端シュラウド（１２８）を前記翼形部（１２６）に結合する移行部分（１５０）と、を含み、
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に一次冷却通路（１５２）を画定し、
前記一次冷却通路（１５２）は、前記先端シュラウド（１２８）の側面（１４６，１４８）によって画定される一次冷却通路出口（１５４）を含む、ロータブレード（２８）。
［実施態様２］
前記先端シュラウド（１２８）の正圧側側面（１４６）は、前記一次冷却通路出口（１５４）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様３］
前記先端シュラウド（１２８）の負圧側側面（１４８）は、前記一次冷却通路出口（１５４）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様４］
前記先端シュラウド（１２８）は、前記一次冷却通路（１５２）と流体連通する二次冷却通路（１６２）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様５］
前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記先端シュラウド（１２８）の半径方向外面（１０６，１４２）によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、実施態様４に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様６］
前記一次冷却通路出口（１５４）に配置されたプラグ（１６６）をさらに含み、前記プラグ（１６６）は、前記二次冷却通路（１６２）を通る流体流れを導くために前記一次冷却通路出口（１５４）を通る流体流れを閉塞する、実施態様４に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様７］
前記二次冷却通路（１６２）は直線状である、実施態様４に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様８］
前記先端シュラウド（１２８）および前記移行部分（１５０）は、二次冷却通路（１６２）を集合的に画定し、前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記移行部分（１５０）の外面によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様９］
前記ロータブレード（２８，１００）の前記移行部分（１５０）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部は、曲線状である、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１０］
前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、直線状である、実施態様９に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１１］
前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、曲線状である、実施態様９に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１２］
前記一次冷却通路（１５２）は、１つまたは複数のタービュレータを含む、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１３］
前記一次冷却通路出口（１５４）は、卵形断面を有する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１４］
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に複数の一次冷却通路（１５２）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１５］
ガスタービンエンジン（１０）であって、
圧縮機部分（１４）と、
燃焼部分（１６）と、
１つまたは複数のロータブレード（２８，１００）を含むタービン部分（１８）とを含み、各ロータブレード（２８，１００）は、
翼形部（１２６）と、
側面（１４６，１４８）および半径方向外面（１０６，１４２）を含む先端シュラウド（１２８）と、
前記先端シュラウド（１２８）を前記翼形部（１２６）に結合する移行部分（１５０）と、を含み、
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に一次冷却通路（１５２）を画定し、
前記一次冷却通路（１５２）は、前記先端シュラウド（１２８）の側面（１４６，１４８）によって画定される一次冷却通路出口（１５４）を含む、ガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１６］
前記一次冷却通路（１５２）から、前記先端シュラウド（１２８）の半径方向外面（１０６，１４２）によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する二次冷却通路（１６２）をさらに含む、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１７］
前記一次冷却通路出口（１５４）に配置されたプラグ（１６６）をさらに含み、前記プラグ（１６６）は、前記二次冷却通路（１６２）を通る流体流れを導くために前記一次冷却通路出口（１５４）を通る流体流れを閉塞する、実施態様１６に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１８］
前記先端シュラウド（１２８）および前記移行部分（１５０）は、二次冷却通路（１６２）を集合的に画定し、前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記移行部分（１５０）の外面によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１９］
前記移行部分（１５０）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部は、曲線状である、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様２０］
前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、直線状である、実施態様１９に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１］
ガスタービンエンジン（１０）用のロータブレード（２８，１００）であって、
翼形部（１２６）と、
側面（１４６，１４８）および半径方向外面（１０６，１４２）を有する先端シュラウド（１２８）と、
前記先端シュラウド（１２８）を前記翼形部（１２６）に結合する移行部分（１５０）と、を含み、
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に一次冷却通路（１５２）を画定し、
前記一次冷却通路（１５２）は、前記先端シュラウド（１２８）の側面（１４６，１４８）によって画定される一次冷却通路出口（１５４）を含む、ロータブレード（２８）。
［実施態様２］
前記先端シュラウド（１２８）の正圧側側面（１４６）は、前記一次冷却通路出口（１５４）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様３］
前記先端シュラウド（１２８）の負圧側側面（１４８）は、前記一次冷却通路出口（１５４）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様４］
前記先端シュラウド（１２８）は、前記一次冷却通路（１５２）と流体連通する二次冷却通路（１６２）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様５］
前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記先端シュラウド（１２８）の半径方向外面（１０６，１４２）によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、実施態様４に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様６］
前記一次冷却通路出口（１５４）に配置されたプラグ（１６６）をさらに含み、前記プラグ（１６６）は、前記二次冷却通路（１６２）を通る流体流れを導くために前記一次冷却通路出口（１５４）を通る流体流れを閉塞する、実施態様４に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様７］
前記二次冷却通路（１６２）は直線状である、実施態様４に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様８］
前記先端シュラウド（１２８）および前記移行部分（１５０）は、二次冷却通路（１６２）を集合的に画定し、前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記移行部分（１５０）の外面によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様９］
前記ロータブレード（２８，１００）の前記移行部分（１５０）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部は、曲線状である、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１０］
前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、直線状である、実施態様９に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１１］
前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、曲線状である、実施態様９に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１２］
前記一次冷却通路（１５２）は、１つまたは複数のタービュレータを含む、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１３］
前記一次冷却通路出口（１５４）は、卵形断面を有する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１４］
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に複数の一次冷却通路（１５２）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８，１００）。
［実施態様１５］
ガスタービンエンジン（１０）であって、
圧縮機部分（１４）と、
燃焼部分（１６）と、
１つまたは複数のロータブレード（２８，１００）を含むタービン部分（１８）とを含み、各ロータブレード（２８，１００）は、
翼形部（１２６）と、
側面（１４６，１４８）および半径方向外面（１０６，１４２）を含む先端シュラウド（１２８）と、
前記先端シュラウド（１２８）を前記翼形部（１２６）に結合する移行部分（１５０）と、を含み、
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に一次冷却通路（１５２）を画定し、
前記一次冷却通路（１５２）は、前記先端シュラウド（１２８）の側面（１４６，１４８）によって画定される一次冷却通路出口（１５４）を含む、ガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１６］
前記一次冷却通路（１５２）から、前記先端シュラウド（１２８）の半径方向外面（１０６，１４２）によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する二次冷却通路（１６２）をさらに含む、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１７］
前記一次冷却通路出口（１５４）に配置されたプラグ（１６６）をさらに含み、前記プラグ（１６６）は、前記二次冷却通路（１６２）を通る流体流れを導くために前記一次冷却通路出口（１５４）を通る流体流れを閉塞する、実施態様１６に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１８］
前記先端シュラウド（１２８）および前記移行部分（１５０）は、二次冷却通路（１６２）を集合的に画定し、前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記移行部分（１５０）の外面によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１９］
前記移行部分（１５０）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部は、曲線状である、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様２０］
前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、直線状である、実施態様１９に記載のガスタービンエンジン（１０）。
１０ ガスタービンエンジン
１２ 入口部
１４ 圧縮機部
１６ 燃焼部
１８ タービン部
２０ 排気部
２２ シャフト
２４ ロータシャフト
２６ ロータディスク
２８ ロータブレード
３０ 外側ケーシング
３２ 高温ガス経路
３４ 燃焼ガス
１００ ロータブレード
１０２ プラットフォーム
１０４ プラットフォームの半径方向内面
１０６ プラットフォームの半径方向外面
１０８ プラットフォームの前縁面
１１０ プラットフォームの後縁面
１１２ プラットフォームの正圧側スラッシュ面
１１４ プラットフォームの負圧側スラッシュ面
１１６ シャンク部分
１１８ エンジェルウィング
１２０ シャンクポケット
１２２ 根元部分
１２４ 吸気ポート
１２６ 翼形部
１２８ 先端シュラウド
１３０ 翼形部根元
１３２ 翼形部翼幅
１３４ 翼形部の正圧側壁
１３６ 翼形部の負圧側壁
１３８ 前縁
１４０ 後縁
１４２ 先端シュラウドの半径方向外面
１４４ レール
１４６ 先端シュラウドの正圧側側面
１４８ 先端シュラウドの負圧側側面
１５０ 移行部分
１５２ 一次冷却通路
１５２Ａ 第１の一次冷却通路
１５２Ｂ 第２の一次冷却通路
１５４Ａ 第１の一次冷却通路出口
１５４Ｂ 第２の一次冷却通路出口
１５６Ａ 冷却通路の翼形部分
１５６Ｂ 冷却通路の翼形部分
１５８Ａ 第１の冷却通路の移行部分
１５８Ｂ 第２の冷却通路の移行部分
１６０Ａ 冷却通路の先端シュラウド部分
１６０Ｂ 冷却通路の先端シュラウド部分
１６２Ａ 第１の二次冷却通路
１６２Ｂ 第２の二次冷却通路
１６２Ｃ 第３の二次冷却通路
１６２Ｄ 第４の二次冷却通路
１６４Ａ 第１の二次冷却通路出口
１６４Ｂ 第２の二次冷却通路出口
１６４Ｃ 第３の二次冷却通路出口
１６４Ｄ 第４の二次冷却通路出口
１６６ プラグ
１６８ 第１の直径
１７０ 第２の直径
１７２ 矩形突起
１７４ 半球突起
１７６ ディンプル
１７８ 先端シュラウドの半径方向内面
１８０ 移行部分の外面
１８２ ジャケット付きコア
１８４ 環状スリーブ
１８６ コア材料
１８８ 鋳型
１９０ 溶融材料
１２ 入口部
１４ 圧縮機部
１６ 燃焼部
１８ タービン部
２０ 排気部
２２ シャフト
２４ ロータシャフト
２６ ロータディスク
２８ ロータブレード
３０ 外側ケーシング
３２ 高温ガス経路
３４ 燃焼ガス
１００ ロータブレード
１０２ プラットフォーム
１０４ プラットフォームの半径方向内面
１０６ プラットフォームの半径方向外面
１０８ プラットフォームの前縁面
１１０ プラットフォームの後縁面
１１２ プラットフォームの正圧側スラッシュ面
１１４ プラットフォームの負圧側スラッシュ面
１１６ シャンク部分
１１８ エンジェルウィング
１２０ シャンクポケット
１２２ 根元部分
１２４ 吸気ポート
１２６ 翼形部
１２８ 先端シュラウド
１３０ 翼形部根元
１３２ 翼形部翼幅
１３４ 翼形部の正圧側壁
１３６ 翼形部の負圧側壁
１３８ 前縁
１４０ 後縁
１４２ 先端シュラウドの半径方向外面
１４４ レール
１４６ 先端シュラウドの正圧側側面
１４８ 先端シュラウドの負圧側側面
１５０ 移行部分
１５２ 一次冷却通路
１５２Ａ 第１の一次冷却通路
１５２Ｂ 第２の一次冷却通路
１５４Ａ 第１の一次冷却通路出口
１５４Ｂ 第２の一次冷却通路出口
１５６Ａ 冷却通路の翼形部分
１５６Ｂ 冷却通路の翼形部分
１５８Ａ 第１の冷却通路の移行部分
１５８Ｂ 第２の冷却通路の移行部分
１６０Ａ 冷却通路の先端シュラウド部分
１６０Ｂ 冷却通路の先端シュラウド部分
１６２Ａ 第１の二次冷却通路
１６２Ｂ 第２の二次冷却通路
１６２Ｃ 第３の二次冷却通路
１６２Ｄ 第４の二次冷却通路
１６４Ａ 第１の二次冷却通路出口
１６４Ｂ 第２の二次冷却通路出口
１６４Ｃ 第３の二次冷却通路出口
１６４Ｄ 第４の二次冷却通路出口
１６６ プラグ
１６８ 第１の直径
１７０ 第２の直径
１７２ 矩形突起
１７４ 半球突起
１７６ ディンプル
１７８ 先端シュラウドの半径方向内面
１８０ 移行部分の外面
１８２ ジャケット付きコア
１８４ 環状スリーブ
１８６ コア材料
１８８ 鋳型
１９０ 溶融材料
Claims (15)
- ガスタービンエンジン（１０）用のロータブレード（２８，１００）であって、
翼形部（１２６）と、
側面（１４６，１４８）および半径方向外面（１０６，１４２）を有する先端シュラウド（１２８）と、
前記先端シュラウド（１２８）を前記翼形部（１２６）に結合する移行部分（１５０）と、を含み、
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に一次冷却通路（１５２）を画定し、
前記一次冷却通路（１５２）は、前記先端シュラウド（１２８）の側面（１４６，１４８）によって画定される一次冷却通路出口（１５４）を含む、ロータブレード（２８）。 - 前記先端シュラウド（１２８）の正圧側側面（１４６）は、前記一次冷却通路出口（１５４）を画定する、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記先端シュラウド（１２８）の負圧側側面（１４８）は、前記一次冷却通路出口（１５４）を画定する、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記先端シュラウド（１２８）は、前記一次冷却通路（１５２）と流体連通する二次冷却通路（１６２）を画定する、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記先端シュラウド（１２８）の半径方向外面（１０６，１４２）によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、請求項４に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記一次冷却通路出口（１５４）に配置されたプラグ（１６６）をさらに含み、前記プラグ（１６６）は、前記二次冷却通路（１６２）を通る流体流れを導くために前記一次冷却通路出口（１５４）を通る流体流れを閉塞する、請求項４に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記二次冷却通路（１６２）は直線状である、請求項４に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記先端シュラウド（１２８）および前記移行部分（１５０）は、二次冷却通路（１６２）を集合的に画定し、前記二次冷却通路（１６２）は、前記一次冷却通路（１５２）から、前記移行部分（１５０）の外面によって画定される二次冷却通路出口（１６４）まで延在する、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記ロータブレード（２８，１００）の前記移行部分（１５０）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部は、曲線状である、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、直線状である、請求項９に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記翼形部（１２６）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部と前記先端シュラウド（１２８）によって画定される前記一次冷却通路（１５２）の一部とは、曲線状である、請求項９に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記一次冷却通路（１５２）は、１つまたは複数のタービュレータを含む、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記一次冷却通路出口（１５４）は、卵形断面を有する、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- 前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に複数の一次冷却通路（１５２）を画定する、請求項１に記載のロータブレード（２８，１００）。
- ガスタービンエンジン（１０）であって、
圧縮機部分（１４）と、
燃焼部分（１６）と、
１つまたは複数のロータブレード（２８，１００）を含むタービン部分（１８）とを含み、各ロータブレード（２８，１００）は、
翼形部（１２６）と、
側面（１４６，１４８）および半径方向外面（１０６，１４２）を含む先端シュラウド（１２８）と、
前記先端シュラウド（１２８）を前記翼形部（１２６）に結合する移行部分（１５０）と、を含み、
前記翼形部（１２６）、前記移行部分（１５０）、および前記先端シュラウド（１２８）は、集合的にその中に一次冷却通路（１５２）を画定し、
前記一次冷却通路（１５２）は、前記先端シュラウド（１２８）の側面（１４６，１４８）によって画定される一次冷却通路出口（１５４）を含む、ガスタービンエンジン（１０）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/163,027 US10344599B2 (en) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | Cooling passage for gas turbine rotor blade |
| US15/163,027 | 2016-05-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017210959A true JP2017210959A (ja) | 2017-11-30 |
| JP7220976B2 JP7220976B2 (ja) | 2023-02-13 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017099445A Active JP7220976B2 (ja) | 2016-05-24 | 2017-05-19 | ガスタービンロータブレード用冷却通路及び、ロータブレードを製造する方法 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| US11225872B2 (en) | 2019-11-05 | 2022-01-18 | General Electric Company | Turbine blade with tip shroud cooling passage |
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