JP2017532482A - ガスタービン翼の弦中央冷却キャビティ内に壁近傍冷却通路を形成する挿入体を有する内部冷却システム - Google Patents

Abstract

ガスタービンエンジン用の翼（１０）が開示されており、このガスタービンエンジンでは、翼（１０）は１つ以上の内部キャビティ（１６）を有する内部冷却システム（１４）を備え、内部キャビティ（１６）は、この内部キャビティ（１６）内に含まれる挿入体（１８）を有しており、この挿入体（１８）は、向上された流れパターンを有する壁近傍冷却通路（２０）を形成している。壁近傍冷却通路（２０）内の冷却流体流は、全体として細長い中空翼（２６）を形成する外壁（２４）から延在する複数の冷却流体流制御体（２２）によって制御されてよい。冷却流体流制御体（２２）は翼幅方向に延在する列（２８）を成すようにまとめられてよく、内部冷却システム（１４）は、挿入体（１８）から外壁（２４）に向かって延在している１つ以上のバイパス流低減体（３０）を備えていてよく、このバイパス流低減体（３０）は、冷却流体流制御体（２２）によって形成された通路（２０）を通る冷却流体を方向付け、これにより内部冷却システム（１４）の有効性は向上する。

Description

本発明は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細にはガスタービンエンジンの翼用の内部冷却システムに関する。

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有する。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、タービンベーン及びブレードアセンブリを高温に曝す。結果としてタービンベーンとブレードとは、このような高温に耐え得る材料から形成されていなければならず、又は、構成要素を、その材料の能力を超える環境内で持ちこたえられるようにする冷却特徴を有していなければならない。タービンエンジンは、通常、シェルから半径方向内方へ延びる固定のタービンベーンの複数の列と、ロータを回転させるためのロータアセンブリに取り付けられた回転可能なタービンブレードの複数の列とを有する。

通常、タービンベーンは、高温の燃焼器ガスに曝され、このガスにより翼は加熱される。翼は、翼の温度を減じるために内部冷却システムを備えている。翼は、壁近傍冷却通路を形成する内部挿入体を有している。しかしながら、多くの挿入体は、翼の正圧面及び負圧面にインピンジメント冷却を提供するための複数のインピンジメント孔を有する平らなシートメタルから形成されている。上流側の以前のインピンジメント空気は、下流のインピンジメント噴流を通過し、フィルム孔から出ていく前にクロスフローを形成する。クロスフローは、インピンジメント噴流を曲がらせて、インピンジメントターゲット面から離して、冷却効果を減じる恐れがある。クロスフローの量を減じるために、以前のインピンジメント空気は、外部のフィルム孔から外へ抜かれる。しかしながら、フィルム冷却孔の数が多いほど、冷却空気の利用の効率は少なくなる。インピンジメント孔は冷却空気圧を消費し、シャワーヘッド孔が、外部表面上で高い滞留ガス圧を受ける前縁で問題を引き起こすことが多い。従って、ガスタービン翼用のより効率的な内部冷却システムの必要性がある。

ガスタービンエンジン用の翼が開示されており、このガスタービンエンジンでは、翼は１つ以上の内部キャビティを有する内部冷却システムを備えており、内部キャビティは、この内部キャビティ内に含まれる挿入体を有していて、この挿入体は、向上された流れパターンを有する壁近傍冷却通路を形成している。壁近傍冷却通路内の冷却流体流は、全体として細長い中空翼を形成する外壁から延在する複数の冷却流体流制御体によって制御されてよい。冷却流体流制御体は、翼幅方向に延在する列を成すようにまとめられてよく、内部冷却システムは、挿入体から外壁に向かって延在している１つ以上のバイパス流低減体を備えていてよく、このバイパス流低減体は、冷却流体流制御体によって形成された通路を通る冷却流体を方向付け、これにより内部冷却システムの効率は向上する。

少なくとも１つの実施形態では、ガスタービンエンジン用のタービン翼は、外壁により形成された全体として細長い中空翼から成っていてよく、さらに前縁と、後縁と、正圧面と、負圧面と、第１端部における内側端壁と、この第１端部とは全体として細長い中空翼のほぼ反対側の第２端部における外側端壁と、全体として細長い中空翼の内側面に位置している冷却システムとを有している。冷却システムは、１つ以上の弦中央冷却キャビティを有していてよく、この冷却キャビティ内には挿入体が位置していて、この挿入体は正圧面壁近傍冷却通路と、負圧面壁近傍冷却通路とを形成する。全体として細長い中空翼を形成する外壁から挿入体に向かって複数の冷却流体流制御体が延在していてよく、冷却流体流制御体は、後縁に向かって下流へと延在する複数の交互のジグザグ通路を形成している。冷却流体流を減じるために１つ以上のバイパス流低減体が、挿入体から外壁へと延在してよい。

冷却流体流制御体のうちの１つ以上は、正圧面によって形成される横断面積を有していてよく、この正圧面は負圧面の反対側にある。正圧面と負圧面とは、前縁と、この前縁とは冷却流体流制御体の反対側の端部にある後縁とによって互いに連結されていてよい。翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第１の列は、複数の冷却流体流制御体を有していてよく、これら冷却流体流制御体は、正圧面によって形成される横断面積を有していて、この正圧面は負圧面の反対側にあり、正圧面と負圧面とは、前縁と、前縁とは少なくとも１つの冷却流体流制御体の反対側の端部にある後縁とによって互いに連結されている。１つの冷却流体流制御体の正圧面は、隣接する冷却流体流制御体の負圧面に隣接していてよい。別の実施形態では、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第１の列内の各冷却流体流制御体は、翼幅方向に延在する第１の列の端部における冷却流体流制御体を除いて、１つの冷却流体流制御体の正圧面が、隣接する冷却流体流制御体の負圧面に隣接するように、同様に位置していてよい。内部冷却システムは、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第１の列の下流に位置する、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第２の列を備えていてよい。翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第２の列は、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第１の列における冷却流体流制御体とは反対側に正圧面を有する１つ以上の冷却流体流制御体を有していてよく、これにより、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第２の列を通って流れる冷却流体は、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の第１の列により冷却流体に加えられる翼幅方向ベクトルとは反対の翼幅方向ベクトルを伴い下流へと方向付けられる。従って、ジグザグ流路が形成される。

少なくとも１つの実施形態では、弦中央冷却キャビティは、弦中央冷却キャビティを前縁冷却キャビティと後縁冷却キャビティとに分割する１つ以上のリブを有していてよい。１つ以上のインピンジメントスタンドオフが、負圧面を形成する外壁から半径方向内側に向かって挿入体へと延在していてよい。複数の冷却流体流制御体は、全体として細長い中空翼の正圧面を形成する外壁から延在してよい。挿入体は、全体として細長い中空翼の負圧面に向かって方向付けられた複数のインピンジメント孔を備えていてよい。少なくとも１つの実施形態では、バイパス流低減体は、複数のバイパス流低減体から成っていてよい。複数のバイパス流低減体のうちの１つ以上は、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体の隣接する列の間に位置していてよい。

１つ以上の前方の支持リブが、挿入体の上流側端部から延在していて、上流側挿入体支持体と接触していてよく、後方の支持リブが、挿入体の下流側端部から延在していて下流側挿入体支持体と接触している。挿入体の上流側端部から延在している前方の支持リブは、上流側挿入体支持体の正圧面と接触していてよく、挿入体の下流側端部から延在している後方の支持リブは、下流側挿入体支持体の正圧面と接触していてよい。

使用中、冷却流体は、圧縮機又は別のそのような供給源から、内部冷却システムの挿入体の内側チャンバへと供給されてよい。冷却流体は、挿入体を充填することができ、ほぼ翼幅方向で挿入体を貫流する。冷却流体は、冷却流体排出口を通過して正圧面の壁近傍冷却通路内に到り、インピンジメント孔を通過して、負圧面近くの壁近傍冷却通路内へと到る。正圧面の壁近傍冷却通路内の冷却流体は、挿入体と前方の支持リブと後方の支持リブとにより、負圧面の壁近傍冷却通路内へ流入するのを阻止されている。インピンジメント孔から、負圧面近くの壁近傍冷却通路内へと流れる冷却流体は、負圧面を形成する外壁の内面に衝突する。

正圧面の壁近傍冷却通路における冷却流体は、第１のバイパス流低減体によって、正圧面を形成する外壁の内面に向かって方向付けられる。この場合、冷却流体は、冷却流体流制御体の近位端部と挿入体との間の小さいギャップの間を通って流れずに、冷却流体流制御体の第１の列を通って流れる。バイパス流低減体は、正圧面を形成する外壁に向かって冷却流体を方向付け、これにより、冷却流体流制御体の近位端部と挿入体との間に形成されるギャップの間の冷却流体の流れは実質的に減じられる。さらにバイパス流低減体は、正圧面を形成する外壁に向かって冷却流体を方向付け、燃焼器排ガスに直接曝されることにより最も冷却を必要とする外壁に向かって冷却流体を方向付ける。冷却流体は、冷却流体流制御体の連続した列をジグザグ状に前後に通過して流れ、後縁に向かって移動しながら外壁や冷却流体流制御体から熱を受け取るので、その温度は上昇する。冷却流体はさらに、ピンフィンの１つ以上の列を流過してよく、フィルム冷却孔から排出されてよい。冷却流体はさらに、シャワーヘッドを形成するように構成された前縁におけるフィルム冷却孔と、正圧面及び負圧面を形成する外壁におけるその他のフィルム冷却孔とを介して外壁の外面にフィルム冷却を形成してよい。

内部冷却システムの利点は、バイパス流低減体を有する挿入体が、この挿入体において、クロスフローに関連した問題を増加させるだけであるより多数のインピンジメント孔を使用するのではなく、冷却を向上させるために冷却流体を外壁に向かって方向付けることにある。

本発明の別の利点は、独特の圧力分布により、挿入体を外側に向かって広げ、挿入体全体を前方の支持リブ及び後方の支持リブに対して押し付けることにある。

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。

本明細書に組み込まれ明細書の一部を成す添付の図面は、本発明の実施形態を示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理を開示している。

内部冷却システムを備えたタービンベーンの斜視図である。 前縁冷却キャビティと後縁冷却キャビティとを備える内部冷却システムの図１の２−２線に沿って切断したタービンベーンの断面図である。 図２の３−３線に沿って切断したタービンベーンの断面図である。 図３の４−４細部線に沿って切り取った内部冷却システムの冷却流体流制御体とピンフィンとを詳細に示した図である。 図３の５−５細部線に沿って切り取った内部冷却システムの挿入体を詳細に示した図である。 図３の６−６線に沿って切り取った図であり、正圧面及び負圧面を形成する外壁の内面と共に、冷却流体流制御体、ピンフィン、半径方向内側に延在するインピンジメントスタンドオフを示す斜視断面図である。 図３の７−７線に沿って切断した内部冷却システムの負圧面における壁近傍冷却通路を形成する鋳造コアを示す断面図である。 図７の８−８細部線に沿って切り取った後縁冷却キャビティにおける内部冷却システムの冷却流体流制御体とピンフィンとを詳細に示した図である。 図３の９−９線に沿って切断した内部冷却システムの正圧面における壁近傍冷却通路を形成する鋳造コアを示す断面図である。 図９の１０−１０細部線に沿って切り取った前縁冷却キャビティにおける内部冷却システムの冷却流体流制御体とピンフィンとを詳細に示した図である。 挿入体の負圧面を示す側面図である。 挿入体の正圧面を示す図である。 図１の１３−１３線に沿って切断した負圧面の内面を示す断面図である。 図１３の１４−１４細部線に沿って切り取った負圧面の内面を示す詳細図である。 挿入体の斜視図である。 挿入体の端面図である。 図３の５−５細部線に沿って切り取った内部冷却システムの挿入体を、排出フィルム冷却孔と共に詳細に示した端面図である。

図１〜図１７にはガスタービンエンジン用の翼１０が開示されており、このガスタービンエンジンでは、翼１０は１つ以上の内部キャビティ１６を有する内部冷却システム１４を備えている。内部キャビティ１６は、この内部キャビティ１６内に含まれる挿入体１８を有していて、この挿入体１８は、向上された流れパターンを有する壁近傍冷却通路２０を形成している。壁近傍冷却通路２０内の冷却流体流は、全体として細長い（generally elongated）中空翼２６を形成する外壁２４から延在する複数の冷却流体流制御体２２によって制御されてよい。冷却流体流制御体２２は、翼幅方向に延在する列２８を成すようにまとめられてよく、内部冷却システム１４は、挿入体１８から外壁２４に向かって延在する１つ以上のバイパス流低減体３０を備えていてよい。このバイパス流低減体３０は、冷却流体流制御体２２によって形成された通路２０を通る冷却流体を方向付ける。これにより内部冷却システム１４の有効性は向上する。

図１に示すように、少なくとも１つの実施形態では、翼１０は、ガスタービンエンジン用のタービン翼１０であってよく、外壁２４により形成された全体として細長い中空翼２６を備えていてよく、さらに前縁３２と、後縁３４と、正圧面（pressure side）３６と、負圧面（suction side）３８と、第１端部４２における内側端壁４０と、この第１端部４２とは、全体として細長い中空翼２６のほぼ反対側の第２端部４６における外側端壁４４と、全体として細長い中空翼２６の内側面に位置する冷却システム１４とを有している。図１、図３、図５、図１７に示すように、冷却システム１４は、１つ以上の弦中央冷却キャビティ４５を有していてよく、この冷却キャビティ４５内には挿入体１８が位置していて、この挿入体１８は正圧面壁近傍冷却通路４８と、負圧面壁近傍冷却通路５０とを形成する。複数の冷却流体流制御体２２は、図２、図４、図８〜図１０に示すように、全体として細長い中空翼２６を形成する外壁２４から挿入体１８に向かって延在していてよい。冷却流体流制御体２２は、後縁３４に向かって下流へと延在する複数の交互のジグザグ通路５２を形成してよい。冷却システム１４はさらに、冷却流体流を減じる、挿入体１８から外壁２４へと延在する１つ以上のバイパス流低減体３０を有していてよい。

図４に示すように、冷却流体流制御体２２は、後縁３４に向かって下流へとほぼ弦方向に延在する複数の交互のジグザグ通路５２を形成してよい。ジグザグ通路５２は、正圧面５４によって形成された横断面積を有する１つ以上の冷却流体流制御体２２により形成されてよい。正圧面５４は負圧面５６の反対側にあり、正圧面５４と負圧面５６とは、前縁５８と、この前縁５８とは冷却流体流制御体２２の反対側の端部にある後縁６０とによって互いに連結されてよい。翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第１の列６４は複数の冷却流体流制御体２２を備えていてよく、これらの冷却流体流制御体２２は、負圧面５６の反対側にある正圧面５４によって形成された横断面積を有する。正圧面５４と負圧面５６とは、前縁５８と、この前縁５８とは冷却流体流制御体２２の反対側の端部にある後縁６０とによって互いに連結されている。１つの冷却流体流制御体２２の正圧面５４は、隣接する冷却流体流制御体２２の負圧面５６に隣接していてよい。少なくとも１つの実施形態では、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第１の列６４内の各冷却流体流制御体２２は、隣接する冷却流体流制御体２２をもたない翼幅方向に延在する第１の列６４の端部における冷却流体流制御体２２を除いて、１つの冷却流体流制御体２２の正圧面５４が、隣接する冷却流体流制御体２２の負圧面５６に隣接するように、同様に位置していてよい。

内部冷却システム１４はさらに、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第１の列６４の下流に位置する、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第２の列６６を備えていてよい。翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第２の列６６は、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第１の列における冷却流体流制御体２２とは反対側に正圧面５４を有する１つ以上の冷却流体流制御体２２を有していてよい。これにより、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第２の列６６を通って流れる冷却流体は、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の第１の列６４により冷却流体に加えられる翼幅方向ベクトル７０とは反対の翼幅方向ベクトル６８を伴い下流へと方向付けられる。

少なくとも１つの実施形態では、図３、図５、図１７に示すように、弦中央冷却キャビティ４５は１つ以上のリブ７２を有していてよく、このリブ７２は、弦中央冷却キャビティ４５を前縁冷却キャビティ７４と後縁冷却キャビティ７６とに分割している。１つ以上のインピンジメントスタンドオフ７７が、負圧面３８を形成する外壁２４から半径方向内側に向かって挿入体１８へと延在していてよい。複数の冷却流体流制御体２２は、全体として細長い中空翼２６の正圧面３６を形成する外壁２２から延在していてよい。挿入体１８は、全体として細長い中空翼２６の負圧面３８に向かって方向付けられた１つ以上のインピンジメント孔７８を備えていてよい。別の実施形態では、挿入体１８は、全体として細長い中空翼２６の負圧面３８に向かって方向付けられた複数のインピンジメント孔７８を備えていてよい。インピンジメント孔７８は、図１１に示すように翼幅方向に延在する複数の列８０を形成してよい。

少なくとも１つの実施形態では、図３、図５、図１２、図１５、図１６に示すように、内部冷却システム１４は複数のバイパス流低減体３０を有していてよい。複数のバイパス流低減体３０のうちの１つ以上は、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の隣接する列２８の間に位置していてよい。バイパス流低減体３０は、挿入体１８から正圧面３６を形成する外壁２４の内面８２までの距離の半分未満に延在していてよい。別の実施形態では、バイパス流低減体３０は、挿入体１８から正圧面３６を形成する外壁２４の内面８２までの距離の半分以上に延在していてよい。挿入体１８は、全て同じ高さと長さを有する、又は高さと長さが変化するバイパス流低減体３０を有していてよい。

内部冷却システム１４は、図３、図５、図１５、図１７に示すように、挿入体１８の上流側端部８６から延在していて上流側挿入体支持体８８と接触している前方の支持リブ８４と、挿入体１８の下流側端部９２から延在していて下流側挿入体支持体９４と接触している後方の支持リブ９０とを備えていてよい。挿入体１８の上流側端部８６から延在している前方の支持リブ８４は、上流側挿入体支持体８８の正圧面９６と接触していてよく、挿入体１８の下流側端部９２から延在している後方の支持リブ９０は、下流側挿入体支持体９４の正圧面９８と接触していてよい。運転中、正圧面３６近くの壁近傍冷却通路２０内の高圧は挿入体１８を負圧面３８に向かわせ、これにより前方の支持リブ８４は上流側挿入体支持体８８に座着され、後方の支持リブ９０は下流側挿入体支持体９４に座着される。

内部冷却システム１４は、図４及び図１７に示すように１つ以上のフィルム冷却孔１００を有していてよく、これらのフィルム冷却孔１００は、壁近傍冷却通路２０から冷却流体を排出するために外壁２４を貫通して延在している。フィルム冷却孔１００は、シャワーヘッドを形成するように前縁３２に位置していてよく、正圧面３６及び負圧面３８を貫通して延在してよい。フィルム冷却孔１００は、任意の適切な長さ及び横断面形状を有していてよい。前縁冷却キャビティ７４を後縁キャビティ７６から分離するリブ７２に最も近い、正圧面３６にあるフィルム冷却孔は、翼幅方向に延在する複数の列、例えばこれに限定するものではないが２つの列から形成されていてよく、正圧面３６に対して鋭角を成して、例えばこれに限定するものではないが直交から約３０°ずらされて位置していてよい。フィルム冷却孔１００はさらに、前縁３２における最も高い圧力の領域に位置していてよい。

内部冷却システム１４は、挿入体１８において冷却流体流制御体２２の下流で外壁２４から延在する１つ以上のピンフィン１０２の列を備えていてよい。ピンフィン１０２は、ほぼ円形の横断面積又は別の適当な形状を有してよい。挿入体１８において冷却流体流制御体２２の下流で外壁２４から延在するピンフィン１０２は、翼幅方向に延在するピンフィン１０８の１つ以上の列２８に位置していてよい。少なくとも１つの実施形態では、ピンフィン１０２は、互いの間に、又は外壁２４以外の隣接する構造体との間に約１．５ミリメートルの最小間隔を有していてよい。挿入体１８は、正圧面３６を形成する外壁２４と挿入体１８との間に形成された壁近傍冷却通路２０に冷却流体を供給するために、前縁３２における１つ以上の冷却流体排出口１０４を備えていてよい。正圧面３６を形成する外壁２４と挿入体１８との間に形成された壁近傍冷却通路２０に冷却流体を供給するための前縁３２における冷却流体排出口１０４のすぐ下流で挿入体１８から、１つ以上のバイパス流低減体３０が延在していてよい。

後縁冷却キャビティ７６は、複数の冷却流体流制御体２２を有していてよい。少なくとも１つの実施形態では、複数の冷却流体流制御体２２は、ほぼ翼幅方向に延在する１つ以上の列に位置していてよい。翼幅方向に延在する列は互いにほぼ平行であってよく、弦中央冷却キャビティ４５を前縁冷却キャビティ７４と後縁冷却キャビティ７６とに分けるリブ７２に対して平行であってよい。後縁冷却キャビティ７６における冷却流体流制御体２２は、正圧面３６を形成する外壁２４から、負圧面３８を形成する外壁２４へと延在していてよい。ピンフィン１０２の１つ以上の列は、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体２２の列と後縁３４との間に位置していてよい。ピンフィン１０２の隣接する列内のピンフィン１０２は、翼幅方向で互いにずらされていてよい。

使用中、冷却流体は、圧縮機又は別のそのような供給源から、内部冷却システム１４の挿入体１８の内側チャンバ１０６へと供給されてよい。冷却流体は、挿入体１８を充填することができ、ほぼ翼幅方向で挿入体１８を貫流する。冷却流体は冷却流体排出口１０４を通過して、正圧面３６の壁近傍冷却通路２０内に到り、インピンジメント孔７８を通過して、負圧面３８近くの壁近傍冷却通路２０内へと到る。正圧面３６の壁近傍冷却通路２０内の冷却流体は、挿入体１８と前方の支持リブ８４と後方の支持リブ９０とにより、負圧面３８の壁近傍冷却通路２０内へと流れるのを阻止されている。インピンジメント孔７８から、負圧面３８近くの壁近傍冷却通路２０内へと流れる冷却流体は、負圧面３８を形成する外壁２４の内面に衝突する。

正圧面３６の壁近傍冷却通路２０における冷却流体は、第１のバイパス流低減体３０によって、正圧面３６を形成する外壁２４の内面に向かって方向付けられる。この場合、冷却流体は、冷却流体流制御体２２の近位端部１０８と挿入体１８との間の小さいギャップ１１０を通って流れずに、冷却流体流制御体２２の第１の列を通って流れる。バイパス流低減体３０は、正圧面３６を形成する外壁２４に向かって冷却流体を方向付け、これにより、冷却流体流制御体２２の近位端部１０８と挿入体１８との間に形成されるギャップ１１０の冷却流体の流れは実質的に減じられる。ギャップのサイズは、組み立てにより約０．２ミリメートルであってよい。各側における厳しい公差は、流れとＨ／Ｔ特性の助けと成り、クリアランスの増加は、流れとＨ／Ｔとに悪影響を及ぼす。さらに、バイパス流低減体３０は、正圧面３６を形成する外壁２４に向かって冷却流体を方向付け、燃焼器排ガスに直接曝されることにより、最も冷却を必要とする外壁２４に向かって冷却流体を方向付ける。冷却流体は、冷却流体流制御体２２の連続した列をジグザグ状に前後に通過して流れ、後縁３４に向かって移動しながら外壁２４や冷却流体流制御体２２から熱を受け取るので、その温度は上昇する。冷却流体はさらに、ピンフィン１０２の１つ以上の列を流過してよく、フィルム冷却孔１００から排出されてよい。冷却流体はさらに、シャワーヘッドを形成するように構成された前縁３２におけるフィルム冷却孔１００と、正圧面３６及び負圧面３８を形成する外壁２４におけるその他のフィルム冷却孔とを介して外壁２４の外面にフィルム冷却を形成してよい。

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。

Claims (14)

1. ガスタービンエンジン用のタービン翼（１０）であって、
   外壁（２４）により形成された全体として細長い中空翼（２６）であって、前縁（３２）と、後縁（３４）と、正圧面（３６）と、負圧面（３８）と、第１端部（４２）における内側端壁（４０）と、前記第１端部（４２）とは前記全体として細長い中空翼（２６）のほぼ反対側の第２端部（４６）における外側端壁（４４）と、前記全体として細長い中空翼（２６）の内側面に位置している冷却システム（１４）と、を有している中空翼（２６）を備え、
   前記冷却システム（１４）は、少なくとも１つの弦中央冷却キャビティ（４５）を有していて、該冷却キャビティ（４５）内には挿入体（１８）が位置しており、該挿入体（１８）は正圧面壁近傍冷却通路（４８）と、負圧面壁近傍冷却通路（５０）とを形成しており、
   前記全体として細長い中空翼（２６）を形成する前記外壁（２４）から前記挿入体（１８）に向かって複数の冷却流体流制御体（２２）が延在しており、該冷却流体流制御体（２２）は、前記後縁（３４）に向かって下流へと延在する複数の交互のジグザグ通路（５２）を形成しており、
   冷却流体流を減じる、前記挿入体（１８）から前記外壁（２４）へと延在する少なくとも１つのバイパス流低減体（３０）を有していることを特徴とする、ガスタービンエンジン用のタービン翼（１０）。
2. 前記冷却流体流制御体（２２）のうちの少なくとも１つは、正圧面（５４）によって形成される横断面積を有しており、前記正圧面（５４）は負圧面（５６）の反対側にあり、前記正圧面（５４）と前記負圧面（５６）とは、前縁（５８）と、該前縁（５８）とは前記少なくとも１つの冷却流体流制御体（２２）の反対側の端部にある後縁（６０）とによって互いに連結されている、請求項１記載のタービン翼（１０）。
3. 翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第１の列（６４）は、複数の冷却流体流制御体（２２）を備え、該冷却流体流制御体（２２）は、正圧面（５４）によって形成される横断面積を有しており、前記正圧面（５４）は負圧面（５６）の反対側にあり、前記正圧面（５４）と前記負圧面（５６）とは、前縁（５８）と、該前縁（５８）とは前記少なくとも１つの冷却流体流制御体（２２）の反対側の端部にある後縁（６０）とによって互いに連結されており、１つの冷却流体流制御体（２２）の正圧面（５４）は、隣接する冷却流体流制御体（２２）の負圧面（５６）に隣接している、請求項２記載のタービン翼（１０）。
4. 前記翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第１の列（６４）内の各冷却流体流制御体（２２）は、前記翼幅方向に延在する第１の列（６４）の端部における冷却流体流制御体（２２）を除いて、１つの冷却流体流制御体（２２）の正圧面（５４）が、隣接する冷却流体流制御体（２２）の負圧面（５６）に隣接するように、同様に位置している、請求項３記載のタービン翼（１０）。
5. 前記翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第１の列（６４）の下流に位置する、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第２の列（６６）をさらに有する、請求項３記載のタービン翼（１０）。
6. 前記翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第２の列（６６）は、前記翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第１の列（６４）における前記冷却流体流制御体（２２）とは反対側に正圧面（５４）を有する少なくとも１つの冷却流体流制御体（２２）を有しており、これにより、前記翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第２の列（６６）を通って流れる冷却流体は、前記翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の第１の列（６４）により前記冷却流体に加えられる翼幅方向ベクトル（７０）とは反対の翼幅方向ベクトル（６８）を伴い下流へと方向付けられる、請求項５記載のタービン翼（１０）。
7. 前記少なくとも１つの弦中央冷却キャビティ（４５）は、該弦中央冷却キャビティ（４５）を前縁冷却キャビティ（７４）と後縁冷却キャビティ（７６）とに分ける少なくとも１つのリブ（７２）を有している、請求項５記載のタービン翼（１０）。
8. 前記負圧面（３８）を形成する前記外壁（２４）から半径方向内側に向かって前記挿入体（１８）へと延在する少なくとも１つのインピンジメントスタンドオフ（７７）をさらに有している、請求項５記載のタービン翼（１０）。
9. 前記複数の冷却流体流制御体（２２）は、前記全体として細長い中空翼（２６）の前記正圧面（３６）を形成する前記外壁（２４）から延在している、請求項２記載のタービン翼（１０）。
10. 前記挿入体（１８）は、前記全体として細長い中空翼（２６）の前記負圧面（３８）に向かって方向付けられた複数のインピンジメント孔（７８）を備えている、請求項９記載のタービン翼（１０）。
11. 前記少なくとも１つのバイパス流低減体（３０）は、複数のバイパス流低減体（３０）を有している、請求項１記載のタービン翼（１０）。
12. 前記複数のバイパス流低減体（３０）のうちの少なくとも１つは、翼幅方向に延在する冷却流体流制御体（２２）の隣接する列（２８）の間に位置している、請求項１１記載のタービン翼（１０）。
13. 前記挿入体（１８）の上流側端部（８６）から延在していて上流側挿入体支持体（８８）と接触している前方の支持リブ（８４）と、前記挿入体（１８）の下流側端部（９２）から延在していて下流側挿入体支持体（９４）と接触している後方の支持リブ（９０）と、をさらに有している、請求項１記載のタービン翼（１０）。
14. 前記挿入体（１８）の前記上流側端部（８６）から延在している前記前方の支持リブ（８４）は、前記上流側挿入体支持体（８８）の正圧面（９６）と接触していて、前記挿入体（１８）の前記下流側端部（９２）から延在している前記後方の支持リブ（９０）は、前記下流側挿入体支持体（９４）の正圧面（９８）と接触している、請求項１３記載のタービン翼（１０）。

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