JP2018021545A

JP2018021545A - タービン構成要素およびタービン構成要素を製造および冷却する方法

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Publication number: JP2018021545A
Application number: JP2017108889A
Authority: JP
Inventors: サンディプ・ドゥッタ; Dutta Sandip; ジェームス・ツァン; Zhang James; ゲイリー・マイケル・イッツェル; Gary Michael Itzel; ジョン・マコーネル・デルヴォー; Mcconnell Delvaux John; マシュー・トロイ・ハフナー; Matthew Troy Hafner
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2018-02-08
Also published as: EP3255247B1; US20170350259A1; US10287894B2; EP3255247A1

Abstract

【課題】タービン構成要素およびタービン構成要素を製造および冷却する。【解決手段】タービン構成要素（１０）は、根元部（１１）と、根元部から根元部の反対側の先端（１４）に延びる翼形部（１２）とを含む。翼形部は、前縁（１５）および後縁（１６）に延びる後縁部分を形成する。翼形部の後縁部分の複数の入れ子状冷却チャネルは、後縁部分でタービン構成要素の内部からタービン構成要素の外部への冷却流体の通過を可能にする。タービン構成要素を製造する方法は、前縁と、後縁に延びる後縁部分と、後縁部分の複数の入れ子状冷却チャネルとを有する翼形部を形成することを含む。各入れ子状冷却チャネルは、後縁部分でタービン構成要素の内部とタービン構成要素の外部を流体接続する。タービン構成要素も冷却する。【選択図】図１

Description

本実施形態は、タービン翼形部の後縁を冷却するための方法および装置に関する。より具体的には、本実施形態は、タービン構成要素の翼形部の後縁に沿った入れ子状冷却チャネルに関する。

近年の高効率燃焼タービンは、約２０００°Ｆ（１０９３℃）を超える燃焼温度を有し、より効率的なエンジンに対する要求は止まらないため、燃焼温度は上がり続けている。ノズルおよびブレードなどのガスタービン構成要素は、高温ガス経路で強烈な熱および外部圧力を受ける。これらの過酷な運転条件は、運転温度の上昇と高温ガス経路の圧力増大の両方を伴う場合がある技術の進歩によって悪化している。結果として、ノズルおよびブレードなどの構成要素は、場合によっては、ノズルまたはブレードのコア内に挿入されるマニホルドを通じて流体を流すことによって冷却され、流体は、インピンジメント孔を通じてマニホルドからインピンジメント後キャビティに流出し、次いで、ノズルまたはブレードの外部壁の開口を通ってインピンジメント後キャビティから出て、時にはノズルまたはブレードの外部に流体のフィルム層を形成する。

タービン翼形部の後縁の冷却は、高温炉のような環境でその完全性を延長するために重要である。タービン翼形部は、主としてニッケル基またはコバルト基超合金で製造されることが多いが、代替的に１つまたは複数のセラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）材料で製造された外側部分を有してもよい。ＣＭＣ材料は、一般に、金属より高温での取り扱いに優れている。特定のＣＭＣ材料は、被覆繊維で強化されたセラミックマトリックスを有する組成物を含む。この組成物は、様々な異なるシステムへの適用が可能である、強固かつ軽量で耐熱性のある材料を提供する。ノズルまたはブレードなどのタービン構成要素が形成される材料は、タービン構成要素が含む特定の構造体と組み合わされて、冷却流体システムの冷却効率をある程度阻害する。タービン翼形部の温度を実質的に均一に維持することで、翼形部の有効寿命を最大化する。

ＣＭＣ部品の製造は、通常、部品（プリフォーム）の外形を形成するために既に存在するマトリックス材料を有する予備含浸複合繊維（プリプレグ）を積層することと、プリフォームをオートクレーブおよび焼成することと、焼成したプリフォームを溶融マトリックス材料に浸透させることと、プリフォームの任意の機械加工またはさらなる処理とを含む。プリフォームを浸透させることは、セラミックマトリックスをガス混合物から堆積すること、プリセラミックポリマーを熱分解すること、要素を化学反応させること、一般に９２５〜１６５０℃（１７００〜３０００°Ｆ）の温度範囲で焼結すること、またはセラミック粉末を電気泳動的に堆積することを含む。タービン翼形部に関して、ＣＭＣを金属スパー上に配置して、翼形部の外側表面のみを形成することができる。

ＣＭＣ材料の例には、これらに限定されないが、炭素繊維強化炭素（Ｃ／Ｃ）、炭素繊維強化炭化ケイ素（Ｃ／ＳｉＣ）、炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素（ＳｉＣ／ＳｉＣ）、アルミナ繊維強化アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃／Ａｌ₂Ｏ₃）、またはそれらの組み合わせが挙げられる。ＣＭＣは、モノリシックセラミック構造と比較して、増加した伸び、破壊靱性、熱衝撃、動的負荷能力、および異方性特性を有することができる。

米国特許第７６４５１２２号

一実施形態では、タービン構成要素は、根元部と、根元部から根元部の反対側の先端に延びる翼形部とを含む。翼形部は、前縁および後縁に延びる後縁部分を形成する。翼形部の後縁部分の複数の入れ子状冷却チャネルは、後縁部分でタービン構成要素の内部からタービン構成要素の外部への冷却流体の通過を可能にする。

別の実施形態では、タービン構成要素を製造する方法は、前縁と、後縁に延びる後縁部分と、後縁部分の複数の入れ子状冷却チャネルとを有する翼形部を形成することを含む。各入れ子状冷却チャネルは、後縁部分でタービン構成要素の内部とタービン構成要素の外部を流体接続する。

別の実施形態では、タービン構成要素を冷却する方法は、冷却流体をタービン構成要素の内部に供給することを含む。タービン構成要素は、根元部と、根元部から根元部の反対側の先端に延びる翼形部とを含む。翼形部は、前縁および後縁に延びる後縁部分を形成する。後縁部分は、複数の入れ子状冷却チャネルを有する。方法はまた、翼形部の後縁部分を介して入れ子状冷却チャネルを通じて冷却流体を導くことを含む。各入れ子状冷却チャネルは、後縁部分でタービン構成要素の内部とタービン構成要素の外部を流体接続する。

本発明のその他の特徴および利点は、本発明の原理を例示により示した添付図面を伴って、以下に行うより詳細な説明から明らかとなろう。

本開示の一実施形態におけるタービン構成要素の概略斜視側面図である。ＣＭＣ外側層を有する図１のタービン構成要素の概略平面図である。金属翼形部としての図１のタービン構成要素の概略平面図である。図３の線４−４に沿った概略部分断面図である。本開示の一実施形態における入れ子状波形チャネル構成を示す、図１のタービン構成要素の後縁部分の概略部分断面図である。本開示の一実施形態における入れ子状ジグザグ冷却チャネル構成を示す、図１のタービン構成要素の後縁部分の概略部分断面図である。本開示の一実施形態における入れ子状蛇行冷却チャネル構成を示す、図１のタービン構成要素の後縁部分の概略部分断面図である。本開示の一実施形態における入れ子状正弦波形チャネル構成を示す、図１のタービン構成要素の後縁部分の概略部分断面図である。本開示の一実施形態における入れ子状不規則形チャネル構成を示す、図１のタービン構成要素の後縁部分の概略部分断面図である。本開示の一実施形態における入れ子状構成の２つの不規則形チャネルを示す、図１のタービン構成要素の後縁部分の概略部分断面図である。

可能な限り、同一の参照番号が同一の部品を表すために図面の全体にわたって使用される。

タービン翼形部の後縁に沿った入れ子状冷却チャネルを用いて、タービン翼形部の後縁を冷却するための方法および装置が提供される。

本開示の実施形態は、たとえば、本明細書に開示される特徴の１つまたは複数を含まない概念と比較して、タービン翼形部の冷却を提供し、冷却されたタービン翼形部のより均一な温度を提供し、向上した寿命を有するタービン翼形部を提供し、隣接する冷却チャネルを用いて冷却することによって塞がれた冷却チャネルを少なくとも部分的に補償し、またはそれらの組み合わせを提供する。

本明細書で使用される入れ子状冷却チャネルは、隣接する冷却チャネル輪郭の２つの部分の間に延びる少なくとも１つの部分を有する冷却チャネルを指す。冷却チャネルが入れ子状にされると、高温ガス流線は複数の冷却チャネルを横切る。

本明細書で使用される後縁部分は、本明細書で説明されるように、内部に形成された冷却チャネルとは別のチャンバまたは他の空隙のない後縁の翼形部の部分を指す。

図１を参照すると、タービン構成要素１０は、根元部１１と、基部１３の根元部１１から基部１３の反対側の先端１４に延びる翼形部１２とを含む。いくつかの実施形態では、タービン構成要素１０は、タービンノズルである。いくつかの実施形態では、タービン構成要素１０は、タービンブレードである。翼形部１２の形状は、前縁１５と、後縁１６と、凸状外側表面を有する負圧側１８と、凸状外側表面の反対側の凹状外側表面を有する正圧側２０とを含む。図１には示されていないが、タービン構成要素１０はまた、翼形部１２の基部１３の根元部１１と同様に、翼形部１２の先端１４に外側側壁を含むことができる。

翼形部１２の略弓形の輪郭は、図２および図３により明確に示されている。図２を参照すると、翼形部１２は、金属スパー２４に取り付けられたセラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）シェル２２を含む。翼形部１２は、金属スパー２４上のＣＭＣ材料の１つまたは複数の層の薄いＣＭＣシェル２２として形成される。図３を参照すると、翼形部１２は、代替的に金属部品３０として形成される。金属部品は、好ましくは、高温超合金である。いくつかの実施形態では、高温超合金は、ニッケル基高温超合金またはコバルト基高温超合金である。

いずれの場合でも、後縁部分４２の入れ子状冷却チャネル４０は、タービン構成要素１０を含むタービンの運転中、翼形部１２の内側部分に供給された冷却流体が後縁部分４２を通って後縁部分４２の外に流れることを可能にする。翼形部１２はまた、１つまたは複数のチャンバ３２を含み、チャンバ３２には、タービン構成要素１０の根元部１１または先端１４を介して冷却流体が供給され得る。

図４を参照すると、タービン構成要素１０の後縁部分４２は、内部表面５２の第１の端部５０、および後縁１６のまたはその近くの第１の端部５０の反対側の第２の端部５４で開口し、タービン構成要素１０の内部から外部へと略軸線方向に冷却流体を通過させる入れ子状冷却チャネル４０を含む。入れ子状冷却チャネル４０は、好ましくは、互いに流体的に隔離されるように設計される。言い換えれば、各入れ子状冷却チャネル４０は、好ましくは、第１の端部５０および第２の端部５４でのみ開口し、隣接する入れ子状冷却チャネル４０から流体的に隔離される。

後縁部分４２の入れ子状冷却チャネル４０は、これらに限定されないが、図５に示す波形輪郭、図６に示すジグザグ輪郭、図７に示す蛇行輪郭、図８に示す正弦波形輪郭、またはそれらの組み合わせを含む任意の入れ子状外形を有する。いくつかの実施形態では、後縁部分４２の上側または下側縁部のまたはその近くの入れ子状冷却チャネル４０は、図５〜図８に示すように、上側または下側縁部にまたはその近くにより多くの冷却を提供するために、後縁部分４２の中央部分の入れ子状冷却チャネル４０とは異なるパターンを有することができる。各入れ子状冷却チャネル４０の２つの端部５０，５４は、図５、図６、および図８に示すように、同じ半径方向高さであってもよいし、または入れ子状冷却チャネル４０の２つの端部５０，５４は、図７に示すように、異なる半径方向高さであってもよい。

いくつかの実施形態では、後縁部分４２の入れ子状冷却チャネル４０は、図９および図１０に示すように、不規則形輪郭を有する。各入れ子状冷却チャネル４０は、図９に示すように同じ不規則形輪郭を有してもよいし、または各入れ子状冷却チャネル４０は、図１０に示すように異なる不規則形輪郭を有してもよい。不規則形輪郭は、たとえば、ランダムな輪郭など、任意の非反復輪郭であってもよい。図１０を参照すると、下側入れ子状冷却チャネル４０は、上側入れ子状冷却チャネル４０に対して入れ子状にされており、これは下側入れ子状冷却チャネル４０の少なくとも一部が、下側入れ子状冷却チャネル４０の入れ子状部分の両側の上側入れ子状冷却チャネル４０の２つの部分の半径方向高さ６２，６４より上の半径方向高さ６０まで延びるからである。

翼形部１２がＣＭＣシェル２２を含む場合、入れ子状冷却チャネル４０の少なくとも一部は、ＣＭＣ材料の層の間に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、入れ子状冷却チャネル４０のすべてが、ＣＭＣ層の間に形成される。いくつかの実施形態では、入れ子状冷却チャネル４０は、ＣＭＣ材料の形成後にＣＭＣ材料を機械加工することによって形成される。他の実施形態では、犠牲材料をＣＭＣ材料の形成中または形成後に焼成または熱分解して、入れ子状冷却チャネル４０を形成する。

翼形部１２が金属部品３０として形成される場合、金属部品は、鋳造によって、または代替的に金属３次元（３Ｄ）印刷によって形成されてもよい。いくつかの実施形態では、金属部品３０は、たとえば図３の線４−４に沿って共にろう付けまたは溶接される２つの金属片として形成される。このような実施形態では、２つの片は、凸状外側表面を有する負圧側１８を含む第１のセクション４４、および凹状外側表面を有する正圧側２０を含む第２のセクション４６であり、入れ子状冷却チャネル４０の少なくとも一部は、セクション４４，４６の表面の一方または両方に形成される。いくつかの実施形態では、入れ子状冷却チャネル４０のすべてが、セクション４４，４６の表面に形成される。他の実施形態では、金属部品３０は、金属３Ｄ印刷によって単一の片として形成されてもよい。

金属３Ｄ印刷は、複雑な入れ子状冷却チャネル４０を含むタービン構成要素１０の正確な作製を可能にする。いくつかの実施形態では、金属３Ｄ印刷は、コンピュータ制御下で材料の連続層を形成して、タービン構成要素１０の少なくとも一部を作製する。いくつかの実施形態では、粉末金属を加熱して、粉末を作製中のタービン構成要素１０に溶融または焼結する。加熱方法には、これらに限定されないが、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）、直接金属レーザー焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、３Ｄ金属プリンタが金属粉末を載置し、次いで高出力レーザーがコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルからのモデルに基づいて特定の所定の位置でその粉末を溶融する。１つの層が溶融して形成されると、３Ｄプリンタは、金属構成要素全体が製造されるまで、金属粉末の追加の層を第１の層の上に、または他の方法で指示されるように、一度に１つずつ配置することによって、プロセスを繰り返す。

入れ子状冷却チャネル４０は、好ましくは、翼形部１２の後縁部分４２に形成され、後縁部分４２を冷却するために冷却流体の通過を可能にする。入れ子状冷却チャネル４０は、入れ子状冷却チャネル４０の経路長さを増加させ、これらに限定されないが、波形、ジグザグ、蛇行、正弦波形、不規則形、またはそれらの組み合わせを含む隣接する入れ子状冷却チャネル４０を入れ子形状にする任意の輪郭を有することができる。入れ子形状は、好ましくは、隣接する入れ子状冷却チャネル４０が塞がれた入れ子状冷却チャネル４０のいずれかの側に冷却流体を供給し続けることができるという点で、１つの入れ子状冷却チャネル４０の偶発的な遮断を少なくとも部分的に補償する。

いくつかの実施形態では、入れ子状冷却チャネル４０の寸法、輪郭、および／または位置は、タービン構成要素１０を含むタービンの運転中に後縁部分４２で温度を実質的に均一に維持する冷却を可能にするために選択される。入れ子状冷却チャネル４０の断面は、これらに限定されないが、円形、楕円形、レーストラック形、および平行四辺形を含む任意の形状を有することができる。入れ子状冷却チャネル４０の断面のサイズおよび形状は、入れ子状冷却チャネル４０に要求される局所冷却効果に応じて、第１の端部５０から第２の端部５４へと変化してもよい。いくつかの実施形態では、入れ子状冷却チャネル４０の１つまたは複数は、内部熱伝達向上特徴部を有する。いくつかの実施形態では、内部熱伝達特徴部は、１つまたは複数のタービュレータ、１つまたは複数のディンプル、１つまたは複数の溝、またはそれらの組み合わせである。

本発明を１つまたは複数の実施形態に関して説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、その要素を種々変更させることができ、均等物で置換することができることは当業者によって理解されるであろう。さらに、特定の状況または材料に適応させるために、その本質的範囲から逸脱することなく、本発明の教示に多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられた最良の実施形態として開示された特定の実施形態に限定されるものでなく、添付の特許請求の範囲に入るすべての実施形態を含むことが意図されている。さらに、詳細な説明で特定されたすべての数値は、正確な値および近似値が両方とも明示的に特定されたものとして解釈されなければならない。
［実施態様１］
根元部（１１）と、
前記根元部（１１）から前記根元部（１１）の反対側の先端（１４）に延び、前縁（１５）および後縁（１６）に延びる後縁部分（４２）を形成する翼形部（１２）とを含むタービン構成要素（１０）であって、
前記翼形部（１２）の前記後縁部分（４２）の複数の入れ子状冷却チャネル（４０）は、前記後縁部分（４２）で前記タービン構成要素（１０）の内部から前記タービン構成要素（１０）の外部への冷却流体の通過を可能にするタービン構成要素（１０）。
［実施態様２］
前記翼形部（１２）が、金属スパー（２４）と、前記金属スパー（２４）上のシェル（２２）とを含み、前記シェル（２２）が、セラミックマトリックス複合材料を含む実施態様１に記載のタービン構成要素（１０）。
［実施態様３］
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部が、前記セラミックマトリックス複合材料の層の間に形成される実施態様２に記載のタービン構成要素（１０）。
［実施態様４］
前記翼形部（１２）が、金属３次元印刷によって高温超合金で形成される実施態様１に記載のタービン構成要素（１０）。
［実施態様５］
前記翼形部（１２）が、前記翼形部（１２）を形成する第１のセクション（４４）および前記第１のセクション（４４）に溶接またはろう付けされた第２のセクション（４６）を含み、前記第１のセクション（４４）および前記第２のセクション（４６）が、金属３次元印刷によって形成され、前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部が、前記第１のセクション（４４）または前記第２のセクション（４６）の表面に形成される実施態様４に記載のタービン構成要素（１０）。
［実施態様６］
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）が、波形、ジグザグ、蛇行、正弦波形、不規則形、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される入れ子状外形を有する実施態様１に記載のタービン構成要素（１０）。
［実施態様７］
タービン構成要素（１０）を製造する方法であって、
前縁（１５）と、後縁（１６）に延びる後縁部分（４２）と、前記後縁部分（４２）の複数の入れ子状冷却チャネル（４０）であって、前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の各々は、前記後縁部分（４２）で前記タービン構成要素（１０）の内部と前記タービン構成要素（１０）の外部を流体接続する複数の入れ子状冷却チャネル（４０）とを有する翼形部（１２）を形成することを含むタービン構成要素（１０）を製造する方法。
［実施態様８］
前記形成することが、シェル（２２）を金属スパー（２４）上に形成して前記翼形部（１２）を形成することを含み、前記シェル（２２）が、セラミックマトリックス複合材料を含む実施態様７に記載の方法。
［実施態様９］
前記金属スパー（２４）を形成することをさらに含む実施態様８に記載の方法。
［実施態様１０］
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部を前記セラミックマトリックス複合材料の層の間に形成することをさらに含む実施態様８に記載の方法。
［実施態様１１］
前記成形することが、前記翼形部（１２）を形成するために高温超合金の金属３次元印刷を含む実施態様７に記載の方法。
［実施態様１２］
前記形成することが、第１のセクション（４４）および第２のセクション（４６）を金属３次元印刷することと、前記第１のセクション（４４）を前記第２のセクション（４６）に溶接またはろう付けして前記翼形部（１２）を形成することとを含み、前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部が、前記第１のセクション（４４）または前記第２のセクション（４６）の表面に形成される実施態様７に記載の方法。
［実施態様１３］
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）が、波形、ジグザグ、蛇行、正弦波形、不規則形、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される外形を有する実施態様７に記載の方法。
［実施態様１４］
タービン構成要素（１０）を冷却する方法であって、
冷却流体を前記タービン構成要素（１０）の内部に供給することであって、前記タービン構成要素（１０）は、
根元部（１１）と、
前記根元部（１１）から前記根元部（１１）の反対側の先端（１４）に延び、前縁（１５）および後縁（１６）に延びる後縁部分（４２）を形成する翼形部（１２）とを含み、前記後縁部分（４２）は、複数の入れ子状冷却チャネル（４０）を有する供給することと、
前記翼形部（１２）の前記後縁部分（４２）を介して前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）を通じて前記冷却流体を導くことであって、前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の各々は、前記後縁部分（４２）で前記タービン構成要素（１０）の内部と前記タービン構成要素（１０）の外部を流体接続する導くこととを含むタービン構成要素（１０）を冷却する方法。
［実施態様１５］
前記タービン構成要素（１０）を含むタービンを運転することをさらに含む実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１６］
前記翼形部（１２）が、金属スパー（２４）と、前記金属スパー（２４）上のシェル（２２）とを含み、前記シェル（２２）が、セラミックマトリックス複合材料を含む実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１７］
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部が、前記セラミックマトリックス複合材料の層の間に形成される実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
前記翼形部（１２）が、金属３次元印刷によって高温超合金で形成される実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１９］
前記翼形部（１２）が、前記翼形部（１２）を形成する第１のセクション（４４）および前記第１のセクション（４４）に溶接またはろう付けされた第２のセクション（４６）を含み、前記第１のセクション（４４）および前記第２のセクション（４６）が、金属３次元印刷によって形成され、前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部が、前記第１のセクション（４４）または前記第２のセクション（４６）の表面に形成される実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）が、波形、ジグザグ、蛇行、正弦波形、不規則形、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される外形を有する実施態様１４に記載の方法。

１０タービン構成要素
１１根元部
１２翼形部
１３基部
１４先端
１５前縁
１６後縁
１８負圧側
２０正圧側
２２ＣＭＣシェル
２４金属スパー
３０金属部品
３２チャンバ
４０入れ子状冷却チャネル
４２後縁部分
４４第１のセクション
４６第２のセクション
５０第１の端部
５２内部表面
５４第２の端部
６０半径方向高さ
６２半径方向高さ
６４半径方向高さ

Claims

根元部（１１）と、
前記根元部（１１）から前記根元部（１１）の反対側の先端（１４）に延び、前縁（１５）および後縁（１６）に延びる後縁部分（４２）を形成する翼形部（１２）とを含むタービン構成要素（１０）であって、
前記翼形部（１２）の前記後縁部分（４２）の複数の入れ子状冷却チャネル（４０）は、前記後縁部分（４２）で前記タービン構成要素（１０）の内部から前記タービン構成要素（１０）の外部への冷却流体の通過を可能にするタービン構成要素（１０）。
前記翼形部（１２）が、金属スパー（２４）と、前記金属スパー（２４）上のシェル（２２）とを含み、前記シェル（２２）が、セラミックマトリックス複合材料を含む請求項１に記載のタービン構成要素（１０）。
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部が、前記セラミックマトリックス複合材料の層の間に形成される請求項２に記載のタービン構成要素（１０）。
前記翼形部（１２）が、金属３次元印刷によって高温超合金で形成される請求項１に記載のタービン構成要素（１０）。
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）が、波形、ジグザグ、蛇行、正弦波形、不規則形、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される入れ子状外形を有する請求項１に記載のタービン構成要素（１０）。
タービン構成要素（１０）を製造する方法であって、
前縁（１５）と、後縁（１６）に延びる後縁部分（４２）と、前記後縁部分（４２）の複数の入れ子状冷却チャネル（４０）であって、前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の各々は、前記後縁部分（４２）で前記タービン構成要素（１０）の内部と前記タービン構成要素（１０）の外部を流体接続する複数の入れ子状冷却チャネル（４０）とを有する翼形部（１２）を形成することを含むタービン構成要素（１０）を製造する方法。
前記形成することが、シェル（２２）を金属スパー（２４）上に形成して前記翼形部（１２）を形成することを含み、前記シェル（２２）が、セラミックマトリックス複合材料を含む請求項６に記載の方法。
前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の少なくとも一部を前記セラミックマトリックス複合材料の層の間に形成することをさらに含む請求項７に記載の方法。
前記成形することが、前記翼形部（１２）を形成するために高温超合金の金属３次元印刷を含む請求項６に記載の方法。
タービン構成要素（１０）を冷却する方法であって、
冷却流体を前記タービン構成要素（１０）の内部に供給することであって、前記タービン構成要素（１０）は、
根元部（１１）と、
前記根元部（１１）から前記根元部（１１）の反対側の先端（１４）に延び、前縁（１５）および後縁（１６）に延びる後縁部分（４２）を形成する翼形部（１２）とを含み、前記後縁部分（４２）は、複数の入れ子状冷却チャネル（４０）を有する供給することと、
前記翼形部（１２）の前記後縁部分（４２）を介して前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）を通じて前記冷却流体を導くことであって、前記複数の入れ子状冷却チャネル（４０）の各々は、前記後縁部分（４２）で前記タービン構成要素（１０）の内部と前記タービン構成要素（１０）の外部を流体接続する導くこととを含むタービン構成要素（１０）を冷却する方法。