JP2018087570A - タービンブレード用多転回冷却回路 - Google Patents

タービンブレード用多転回冷却回路 Download PDF

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Abstract

【課題】タービンブレード用多転回冷却回路を提供する。
【解決手段】タービンブレードの後縁冷却システムが開示される。システムは、外向き脚部と、外向き脚部に隣接して配置された戻り脚部と、を含む冷却回路を含むことができる。外向き脚部および戻り脚部は、それぞれ、タービンブレードの後縁に向かって、およびそれから離れて、延在してもよい。冷却回路はまた、複数の転回脚部を含むことができる。複数の転回脚部は、タービンブレードの後縁に直接隣接して配置された転回脚部と、その転回脚部に軸方向に隣接し、タービンブレードの後縁の反対側に配置された別個の転回脚部と、を含むことができる。別個の転回脚部は、外向き脚部と戻り脚部の少なくとも一方と非平行に配向されてもよい。
【選択図】図１

Description

本開示は、一般的にはタービンシステムに関し、より詳細には、タービンシステムのタービンブレード用多転回冷却回路に関する。
ガスタービンシステムは、発電などの分野で広く利用されているターボ機械の一例である。従来からのガスタービンシステムは、圧縮機部、燃焼器部、およびタービン部を含む。ガスタービンシステムの動作中には、タービンブレードおよびノズル翼形部などのシステム内の種々の部品が高温の流れに曝され、それは部品を故障させるおそれがある。より高温の流れは、一般に、ガスタービンシステムの性能、効率、および出力の向上をもたらすため、ガスタービンシステムをより高い温度で動作させることができるよう、高温の流れに曝される部品を冷却することが有益である。
タービンブレード用の多壁翼形部は、通常、複雑な迷路の内部冷却流路を含む。例えば、ガスタービンシステムの圧縮機によって提供される冷却空気（または他の適切な冷却剤）は、冷却流路を通って出入りして、多壁翼形部および／またはタービンブレードの様々な部分を冷却することができる。多壁翼形部の１つまたは複数の冷却流路によって形成された冷却回路は、例えば、内部壁近傍冷却回路、内部中央冷却回路、先端冷却回路、および多壁翼形部の前縁および後縁に隣接する冷却回路を含むことができる。
米国特許出願公開第２０１６／０１７７７４１号明細書
第１の実施形態は、タービンブレード用の後縁冷却システムを含むことができる。後縁冷却システムは、冷却回路を含み、冷却回路は、タービンブレードの後縁に向かって軸方向に延在する外向き脚部と、外向き脚部に隣接して配置され、タービンブレードの後縁から軸方向に延在する戻り脚部と、外向き脚部と戻り脚部とを流体結合する複数の転回脚部と、を含み、複数の転回脚部は、タービンブレードの後縁に直接隣接して配置された転回脚部と、タービンブレードの後縁の反対側に、転回脚部に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部と、を含み、別個の転回脚部は、外向き脚部および戻り脚部の少なくとも一方に非平行に配向されている。
別の実施形態は、タービンブレードを含むことができ、タービンブレードは、タービンブレード内に配置された後縁冷却システムを含み、後縁冷却システムは、タービンブレードの後縁の半径方向の長さに少なくとも部分的に沿って延在する複数の冷却回路を含み、冷却回路のうちの少なくとも１つは、タービンブレードの後縁に向かって軸方向に延在する外向き脚部と、外向き脚部に隣接して配置され、タービンブレードの後縁から軸方向に延在する戻り脚部と、外向き脚部と戻り脚部とを流体結合する複数の転回脚部と、を含み、複数の転回脚部は、タービンブレードの後縁に直接隣接して配置された転回脚部と、タービンブレードの後縁の反対側に、転回脚部に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部と、を含み、別個の転回脚部は、外向き脚部および戻り脚部の少なくとも一方に非平行に配向されている。
さらなる実施形態は、ターボ機械を含むことができ、ターボ機械は、複数のタービンブレードを含むタービン部品と、複数のタービンブレードのうちの少なくとも１つの内部に配置された後縁冷却システムと、を含み、後縁冷却システムは、タービンブレードの後縁の半径方向の長さに少なくとも部分的に沿って延在する複数の冷却回路を含み、複数の冷却回路のうちの少なくとも１つは、タービンブレードの後縁に向かって軸方向に延在する外向き脚部と、外向き脚部に隣接して配置され、タービンブレードの後縁から軸方向に延在する戻り脚部と、外向き脚部と戻り脚部とを流体結合する複数の転回脚部と、を含み、複数の転回脚部は、タービンブレードの後縁に直接隣接して配置された転回脚部と、タービンブレードの後縁の反対側に、転回脚部に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部と、を含み、別個の転回脚部は、外向き脚部および戻り脚部の少なくとも一方に非平行に配向されている。
本開示の例示の態様は、本明細書に記載の問題および／または論じられない他の問題を解決する。
本開示のこれらの特徴および他の特徴は、本開示の様々の態様の以下の詳細な説明を本開示の種々の実施形態を示す添付の図面と併せて検討することで、より容易に理解されよう。
様々な実施形態による多壁翼形部を有するタービンブレードの斜視図である。 様々な実施形態による図１の線Ｘ−Ｘに沿った図１のタービンブレードの断面図である。 様々な実施形態による後縁冷却システムの複数の転回脚部を含む冷却回路の側面図である。 様々な実施形態による図３の冷却回路の上面断面図である。 様々な実施形態による図１のタービンブレードの図３および図４に示す部分を示す図である。 追加の実施形態による後縁冷却システムの複数の転回脚部を含む冷却回路の側面図である。 別の実施形態による後縁冷却システムの複数の転回脚部を含む冷却回路の側面図である。 さらなる実施形態による後縁冷却システムの複数の転回脚部を含む冷却回路の側面図である。 追加の実施形態による後縁冷却システムの複数の転回脚部を含む冷却回路の側面図である。 さらなる実施形態による後縁冷却システムの複数の転回脚部を含む冷却回路の側面図である。 様々な実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。
本開示の図面は必ずしも一定の比率ではないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面においては、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。
ここで、添付の図面に示す代表的な実施形態を詳細に参照する。以下の説明は、実施形態を１つの好ましい実施形態に限定するものではないことを理解されたい。それとは反対に、添付の特許請求の範囲によって規定される記載された実施形態の趣旨および範囲内に含まれ得る代替例、改変例、および均等例をカバーすることが意図される。
上述したように、本開示は、一般的にはタービンシステムに関し、より詳細には、タービンシステムのタービンブレード用多転回冷却回路に関する。本明細書で使用されるように、タービンブレードの翼形部は、例えば、タービンシステムで利用される、回転タービンブレード用の多壁翼形部、または固定ベーン用のノズルもしくは翼形部を含むことができる。
実施形態によれば、タービンシステム（例えば、ガスタービンシステム）のタービンブレード、特に多壁翼形部を冷却するために、流れ再利用を伴う後縁冷却回路が提供される。冷却剤の流れは、後縁冷却回路を通って流れた後に再利用される。後縁冷却回路を通過した後に、冷却剤の流れを回収して、翼形部および／またはタービンブレードの他の部分を冷却するために使用することができる。例えば、冷却剤の流れは、対流冷却および／または膜冷却のために、タービンブレードの多壁翼形部の正圧側面または負圧側面の少なくとも一方に導くことができる。さらに、冷却剤の流れは、先端部およびプラットフォーム冷却回路を含む、タービンブレード内の他の冷却回路に供給することができる。
従来の後縁冷却回路は、通常、冷却剤の流れが後縁冷却回路を通過した後にタービンブレードからそれを排出する。これは、冷却剤がタービンブレードから排出される前にその最大熱容量まで使用されていない可能性があるので、冷却剤の効率的な使用ではない。対照的に、実施形態によれば、後縁冷却回路を通過した後の冷却剤の流れは、多壁翼形部および／またはタービンブレードのさらなる冷却に使用される。
図面（例えば、図１１を参照）において、「Ａ」軸は、軸方向を表す。本明細書で使用されるように、「軸方向」および／または「軸方向に」という用語は、タービンシステム（特に、ロータ部）の回転軸に実質的に平行な軸Ａに沿った物体の相対的な位置／方向を指す。さらに本明細書で使用されるように、「半径方向」および／または「半径方向に」という用語は、軸Ａに実質的に垂直であって、ただ１つの位置において軸Ａと交差する軸「Ｒ」（例えば、図１を参照）に沿った物体の相対位置／方向を指す。最後に、「円周方向」という用語は、軸Ａ（例えば、軸「Ｃ」）周りの運動または位置を指す。
図１を参照すると、タービンブレード２の斜視図が示されている。タービンブレード２は、シャンク４と、シャンク４に結合され、シャンク４から半径方向外方に延在する多壁翼形部６と、を含む。多壁翼形部６は、正圧側面８と、反対側の負圧側面１０と、先端領域５２と、を含む。多壁翼形部６は、正圧側面８と負圧側面１０との間の前縁１４と、前縁１４の反対側の正圧側面８と負圧側面１０との間の後縁１６と、をさらに含む。多壁翼形部６は、正圧側プラットフォーム５および負圧側プラットフォーム７から半径方向に離れるように延在する。
タービンブレード２のシャンク４および多壁翼形部６は、１つまたは複数の金属（例えば、ニッケル、ニッケルの合金など）から形成することができ、従来の手法によって形成（例えば、鋳造、鍛造、または機械加工）することができる。シャンク４および多壁翼形部６は、一体に形成（例えば、鋳造、鍛造、三次元印刷など）してもよいし、あるいは別々の部品として形成して、後で（例えば、溶接、ろう付け、接着、または他の結合機構によって）接合してもよい。
図２は、図１の線Ｘ−Ｘに沿った多壁翼形部６の断面図を示す。図示するように、多壁翼形部６は、複数の内部流路を含むことができる。いくつかの実施形態では、多壁翼形部６は、少なくとも１つの前縁流路１８と、少なくとも１つの正圧側（壁近接）流路２０と、少なくとも１つの負圧側（壁近接）流路２２と、少なくとも１つの後縁流路２４と、少なくとも１つの中央流路２６と、を含む。多壁翼形部６内の流路１８、２０、２２、２４、２６の数は、当然ながら、例えば多壁翼形部６の具体的な構成、サイズ、使用目的などに応じて変化してもよい。この限りにおいて、本明細書に開示の実施形態に示される流路１８、２０、２２、２４、２６の数は、限定を意味しない。実施形態によれば、流路１８、２０、２２、２４、２６の異なる組み合わせを使用して様々な冷却回路を設けることができる。
後縁冷却システム３０を含む実施形態を、図３〜図５に示す。その名称が示すように、後縁冷却システム３０は、多壁翼形部６の正圧側面８と負圧側面１０との間で、多壁翼形部６の後縁１６に隣接して配置される。
後縁冷却システム３０は、半径方向に離間した（すなわち、「Ｒ」軸（例えば図１を参照）に沿った）複数の冷却回路３２を含み（２つのみを示す）、各々が外向き脚部３４、複数の転回脚部３６、および戻り脚部３８を含む。外向き脚部３４は、多壁翼形部６の後縁１６に向かって軸方向に、および／または実質的に垂直に延在する。戻り脚部３８は、多壁翼形部６の前縁１４に向かって軸方向に延在する。さらに、図３に示すように、戻り脚部３８は、多壁翼形部６の後縁１６から軸方向に離れて、および／または実質的に垂直に延在する。このように、外向き脚部３４および戻り脚部３８は、例えば、互いに実質的に平行に配置および／または配向されてもよい。後縁冷却システム３０を形成する各冷却回路３２の戻り脚部３８は、戻り脚部３８と流体連通する対応する外向き脚部３４よりもタービンブレード２のシャンク４の下方および／または近くに配置することができる。いくつかの実施形態では、後縁冷却システム３０および／または後縁冷却システム３０を形成する複数の冷却回路３２は、多壁翼形部６の後縁１６の半径方向長さ（Ｌ）（図５）全体に沿って延在することができる。他の実施形態では、後縁冷却システム３０は、多壁翼形部６の後縁１６の１つまたは複数の部分に沿って部分的に延在してもよい。
各冷却回路３２において、外向き脚部３４は、複数の転回脚部３６によって戻り脚部３８に対して「Ｒ」軸に沿って半径方向にオフセットされている。この限りにおいて、本明細書で説明するように、複数の転回脚部３６は、冷却回路３２の外向き脚部３４を冷却回路３２の戻り脚部３８に流体結合する。図３に示す非限定的な実施形態では、例えば、外向き脚部３４は、冷却回路３２の各々の戻り脚部３８に対して半径方向外側に配置される。他の実施形態では、冷却回路３２の１つまたは複数において、戻り脚部３８に対する外向き脚部３４の半径方向の配置は、外向き脚部３４が戻り脚部３８に対して半径方向内側に位置するように逆転されてもよい。多壁翼形部６内の図３に示す後縁冷却システム３０の後縁の一部の非限定的な位置２８が、図５に示されている。
半径方向のオフセットに加えて、図４で簡単に説明すると、外向き脚部３４は、複数の転回脚部３６によって、戻り脚部３８に対して角度αだけ円周方向にオフセットすることができる。この構成では、外向き脚部３４は多壁翼形部６の正圧側面８に沿って延在し、戻り脚部３８は多壁翼形部６の負圧側面１０に沿って延在する。半径方向および円周方向のオフセットは、例えば、後縁冷却システム３０の幾何学的制約および熱容量の制約ならびに／あるいは他の要因に基づいて変化してもよい。他の実施形態では、外向き脚部３４は、多壁翼形部６の正圧側面８に沿って延在してもよく、戻り脚部３８は、多壁翼形部６の負圧側面１０に沿って延在してもよい。
図３に示すように、複数の転回脚部３６は、外向き脚部３４を戻り脚部３８と流体連通するように（流体）結合し、接合し、および／または提供するための様々な転回脚部を含むことができる。具体的には、外向き脚部３４が、冷却回路３２の複数の転回脚部３６を介して戻り脚部３８と流体連通しているので、本明細書で説明するように、冷却剤４０が外向き脚部３４を通過し、および／または外向き脚部３４を通り、転回脚部３６を通って、戻り脚部３８に流れることができる。図３に示すように、冷却回路３２の複数の転回脚部３６は、多壁翼形部６の後縁１６に隣接して配置することができる。具体的には、複数の転回脚部３６のうちの１つの転回脚部は、多壁翼形部６の後縁１６に直接隣接して配置され、半径方向に隣接して延在し、および／または後縁１６と実質的に平行であってもよい。以下に詳細に説明するように、冷却回路３２の複数の転回脚部３６、具体的には、後縁１６に直接隣接し、かつ／または半径方向に実質的に平行に延在することができる複数の転回脚部３６のうちの１つの転回脚部は、多壁翼形部６の後縁１６を冷却するために最大の熱伝達量を提供することができる。
図３に示す非限定的な例において、複数の転回脚部３６は、第１の転回脚部４２、第２の転回脚部４４、および第３の転回脚部４６を含むことができる。複数の転回脚部３６の第１の転回脚部４２は、外向き脚部３４と戻り脚部３８との間に配置されてもよく、より具体的には、外向き脚部３４および戻り脚部３８と直接流体連通および／または流体結合されてもよい。第１の転回脚部４２は、冷却回路３２内の冷却剤４０の第１の転回、湾曲、屈曲および／または流れ方向の変化を形成することができる。第１の転回脚部４２は、外向き脚部３４および／または戻り脚部３８と非平行であるように配向および／または形成することができる。図３に示す非限定的な例では、第１の転回脚部４２は、外向き脚部３４から実質的に垂直に延在することができる。具体的には、複数の転回脚部３６の第１の転回脚部４２は、外向き脚部３４から離れておよび／またはその上に、半径方向に上方に延在することができ、第１の転回脚部４２が外向き脚部３４に対して実質的に垂直に配置され、および／または配向される。第１の転回脚部４２は、外向き脚部３４の上方におよび／またはそれから離れて、多壁翼形部６（例えば、図１を参照）の先端領域５２に向かって半径方向に延在することができる。図３の非限定的な例に示すように、第１の転回脚部４２は、多壁翼形部６の後縁１６に実質的に平行に半径方向に延在することもできる。戻り脚部３８が外向き脚部３４の下方に実質的に平行に配置される結果として、第１の転回脚部４２は、戻り脚部３８に対して実質的に垂直に配置されてもよく、かつ／あるいは戻り脚部３８から離れておよび／またはその上に半径方向に延在してもよい。
複数の転回脚部３６の第２の転回脚部４４は、第１の転回脚部４２と直接流体連通し、および／または流体結合されてもよい。さらに、本明細書で説明するように、第２の転回脚部４４は、第３の転回脚部４６と直接流体連通し、および／または流体結合されてもよく、複数の転回脚部３６の第１の転回脚部４２と第３の転回脚部４６との間に配置されてもよい。第２の転回脚部４４は、第１の転回脚部４２からの冷却回路３２内の冷却剤４０の第２の転回、湾曲、屈曲および／または流れ方向の変化を形成することができる。複数の転回脚部３６の第２の転回脚部４４は、第１の転回脚部４２から実質的に垂直に延在することができる。具体的には、図３に示す非限定的な例では、第２の転回脚部４４は、第２の転回脚部４４が第１の転回脚部４２に実質的に垂直となるように、多壁翼形部６の後縁１６から離れるように軸方向に延在し、および／または後縁１６に向かって軸方向に延在することができる。その結果、第２の転回脚部４４はまた、多壁翼形部６の後縁１６に対して実質的に垂直に延在することができ、外向き脚部３４および／または戻り脚部３８に対して実質的に平行であり得る。図３に示すように、冷却回路３２の第２の転回脚部４４は、冷却回路３２の対応する外向き脚部３４および／または戻り脚部３８よりも、先端領域５２の半径方向上方および／またはその近くに配置することができる。
図３に示すように、複数の転回脚部３６の第３の転回脚部４６は、第２の転回脚部４４と戻り脚部３８との間に直接流体連通して配置されてもよい。すなわち、第３の転回脚部４６は、第２の転回脚部４４と戻り脚部３８との間に配置され、複数の転回脚部３６、具体的には第２の転回脚部４４を、冷却回路３２の戻り脚部３８に流体結合する。第１の転回脚部４２および第２の転回脚部４４と同様に、第３の転回脚部４６は、冷却回路３２内の冷却剤４０の第３の転回、湾曲、屈曲および／または流れ方向の変化を形成することができる。また、第１の転回脚部４２と同様に、第３の転回脚部４６は、外向き脚部３４および／または戻り脚部３８と非平行であるように配向および／または形成されてもよい。図３に示す非限定的な例では、複数の転回脚部３６の第３の転回脚部４６は、戻り脚部３８に対して実質的に垂直に延在することができる。具体的には、第３の転回脚部４６は、戻り脚部３８および／またはタービンブレード２のシャンク４に向かって、第２の転回脚部４４から離れておよび／または実質的に下方に、半径方向下方に延在することができる（例えば、図１を参照）。第３の転回脚部４６はまた、第１の転回脚部４２に対して実質的に平行に半径方向に延在することができ、多壁翼形部６の後縁１６に半径方向に隣接して、かつ／または実質的に平行に延在することができる。さらに、複数の転回脚部３６の第３の転回脚部４６は、第３の転回脚部４６と後縁１６との間に他の部品、冷却回路３２などが配置されないように、多壁翼形部６の後縁１６に直接隣接して配置されてもよい。図３に示す非限定的な例では、第３の転回脚部４６の少なくとも一部は、外向き脚部３４および／または戻り脚部３８の上に配置され、および／またはその上に半径方向に延在してもよい。外向き脚部３４および／または戻り脚部３８の上に配置され、かつ／または半径方向に延在し得る第３の転回脚部４６の一部は、第２の転回脚部４４に直接隣接して配置され、かつ／または第１の転回脚部４２と軸方向に位置合わせされた第３の転回脚部４６の一部であってもよい。外向き脚部３４は戻り脚部３８に対して実質的に平行であるので、第３の転回脚部４６もまた、外向き脚部３４に対して実質的に垂直に配置され得ることが理解される。
第３の転回脚部４６は、冷却回路３２の複数の転回脚部３６の残りの転回脚部（例えば、第１の転回脚部４２、第２の転回脚部４４）よりも実質的に長い長さ（Ｌ3）を含むことができる。具体的には、第３の転回脚部４６は、第１の転回脚部４２の長さ（Ｌ1）および／または第２の転回脚部４４の長さ（Ｌ2）よりも長い長さ（Ｌ3）を含む外壁４８を含むことができる。図３に示すように、第３の転回脚部４６の外壁４８は、多壁翼形部６の後縁１６に実質的に平行であってもよく、後縁１６に直接隣接して配置することができる。このように、第３の転回脚部４６の外壁４８は、多壁翼形部６の後縁１６に対する冷却回路３２の最も近い部分および／または構成要素とすることができる。本明細書で説明するように、複数の転回脚部３６の転回脚部のそれぞれの向きおよび／または位置、ならびに第３の転回脚部４６の外壁４８の長さは、冷却回路３２内の熱伝達を改善することができる。
冷却剤４０の流れ、例えば、ガスタービンシステム１０２（図１１）の圧縮機１０４によって生成された空気は、少なくとも１つの冷却剤供給部７０を介して後縁冷却システム３０に流入する。各冷却剤供給部７０は、例えば、図２に示す後縁流路２４のうちの１つを用いて形成されてもよく、あるいは多壁翼形部６における冷却剤の他の任意の適切な供給源または供給プレナムを用いて提供されてもよい。各冷却回路３２において、冷却剤４０の流れの一部７２は、冷却回路３２の外向き脚部３４内を通り、複数の転回脚部３６に向かって流れる。冷却剤４０の一部７２は、本明細書で説明するように、冷却剤が冷却回路３２の複数の転回脚部３６を通って流れる際に、様々な方向に向け直され、かつ／または移動される。冷却剤４０の一部７２は、その後、複数の転回脚部３６から冷却回路３２の戻り脚部３８に流入する。各外向き脚部３４に流れる冷却剤４０の流れの一部７２は、各冷却回路３２について同じであってもよい。あるいは、各外向き脚部３４に流れる冷却剤４０の流れの一部７２は、冷却回路３２の異なるセット（すなわち、１つまたは複数）について異なっていてもよい。
冷却回路３２を通って流れる冷却剤４０の流れの一部７２は、外向き脚部３４を通って複数の転回脚部３６に流れ、続いて、複数の転回脚部３６を通って様々な方向に向け直され、かつ／または移動することができる。図３に示す非限定的な例では、冷却剤４０の一部７２は、外向き脚部３４を通って複数の転回脚部３６の第１の転回脚部４２に流？れ、冷却剤が第１の転回脚部４２を通って流れる際に半径方向上向きに、かつ／または外向き脚部３４から垂直方向に向け直されてもよい。冷却剤４０の一部７２は、冷却回路３２の複数の転回脚部３６の第１の転回脚部４２から第２の転回脚部４４に流れることができる。より具体的には、冷却剤４０の一部７２は、冷却剤が第２の転回脚部４４を通って流れる際に、多壁翼形部６の後縁１６に向かって軸方向に向け直されてもよく、かつ／または第１の転回脚部４２から垂直に流れてもよい。冷却剤４０の一部７２は、続いて、第２の転回脚部４４から第３の転回脚部４６に流れ、最終的に戻り脚部３８に流れることができる。図３に示す非限定的な例では、冷却剤４０の一部７２は、冷却剤が第３の転回脚部４６を通って流れる際に、戻り脚部３８に向かって半径方向に向け直されてもよく、かつ／または第２の転回脚部４４から垂直に流れてもよい。さらに、第３の転回脚部４６を流れる冷却剤４０の一部７２は、多壁翼形部６の後縁１６と実質的に平行に流れることができ、第３の転回脚部４６の外壁４８の上を流れることができる。冷却剤４０の一部７２が第３の転回脚部４６を通って流れると、それは向け直され、かつ／または戻り脚部３８内に移動する。すなわち、冷却剤４０の一部７２は、第３の転回脚部４６から戻り脚部３８に軸方向に向け直され、および／または多壁翼形部６の後縁１６に実質的に垂直に、かつ／または軸方向に離れるように向け直される。
複数の転回脚部３６の転回脚部の各々の向きおよび／または位置は、冷却回路３２内の熱伝達を改善することができる。すなわち、複数の転回脚部３６の各々の向き、複数の転回脚部３６のうちの１つの転回脚部（例えば、第３の転回脚部４６）の後縁１６に対する位置または向き（例えば、隣接する、平行な）、および／または冷却剤４０が複数の転回脚部３６を通って流れる流路は、タービンブレード２の多壁翼形部６の後縁１６の熱伝達および／または冷却を改善することができる。図３に示す非限定的な例では、複数の転回脚部３６の一部（例えば、第１の転回脚部４２、第２の転回脚部４４）は、冷却回路３２内に配置され、かつ／または配向され、第３の転回脚部４６が後縁１６に直接隣接して配置され、後縁１６に隣接して半径方向に、または実質的に平行に延在することを可能にする。後縁１６に対する第３の転回脚部４６の位置および／または向きの結果として、第３の転回脚部４６と後縁１６との間に最大の熱伝達量が生じて、多壁翼形部６の後縁１６を適切に冷却することができる。
実施形態によれば、後縁冷却システム３０の複数の冷却回路３２内の冷却剤４０の一部７２は、冷却回路３２の戻り脚部３８から出て、プレナムまたは回収流路７４に流入する。単一のプレナムまたは回収流路７４を設けることができるが、複数のプレナムまたは回収流路７４を利用することもできる。回収流路７４は、例えば、図２に示す後縁流路２４のうちの１つを使用して形成することができ、あるいは多壁翼形部６内の１つまたは複数の他の流路および／または流路を使用して設けることができる。図３では回収流路７４を通って半径方向外向きに流れるように示されているが、代わりに、「使用済み」冷却剤が回収流路７４を通って半径方向内向きに流れてもよい。
回収流路７４内に流入し、それを流れる回収冷却剤７６またはその一部は、（例えば、１つまたは複数の流路（例えば、流路１８〜２４）および／または多壁翼形部６内の流路を使用して）多壁翼形部６の１つまたは複数の追加の冷却回路に導かれてもよい。この限りにおいて、回収冷却剤７６の残りの熱容量の少なくとも一部は、多壁翼形部６の後縁１６から非効率的に排出されるのではなく、冷却目的のために利用される。
回収冷却剤７６またはその一部は、多壁翼形部６の様々な領域に膜冷却を提供するために使用されてもよい。例えば、図１および図２に示すように、回収冷却剤７６を使用して、多壁翼形部６の正圧側面８、負圧側面１０、正圧側プラットフォーム５、負圧側プラットフォーム７、および先端領域５２うちの１つまたは複数に冷却膜５０を提供することができる。
回収冷却剤７６またはその一部は、多壁翼形部６の多流路（例えば、蛇行）冷却回路に使用することもできる。例えば、回収冷却剤７６は、複数の正圧側流路２０、複数の負圧側流路２２、複数の後縁流路２４、またはこれらの組み合わせによって形成された蛇行冷却回路に供給されてもよい。図２には、複数の後縁流路２４を使用して形成された例示的な蛇行冷却回路５４が示されている。蛇行冷却回路５４では、回収冷却剤７６の少なくとも一部が、後縁流路２４を通って第１の半径方向（例えば、紙面手前の方向）に、別の後縁流路２４を通って反対の半径方向（例えば、紙面奥の方向）に、および、さらに別の後縁流路２４を通って第１の半径方向に流れる。同様の蛇行冷却回路５４は、正圧側流路２０、負圧側流路２２、中央流路２６、またはこれらの組み合わせを用いて形成することができる。
回収冷却剤７６はまた、衝突冷却用に、またはピンフィンとともに使用されてもよい。例えば、図２に示す非限定的な例では、回収冷却剤７６の少なくとも一部は、中央流路２６に導かれ、衝突孔５６を通って、前縁流路１８の前方表面５８上に導かれて、多壁翼形部６の前縁１４の衝突冷却を提供する。衝突のための回収冷却剤７６の他の用途もまた想定される。回収冷却剤７６の少なくとも一部は、一組の冷却ピンフィン６０（例えば、流路（例えば、後縁流路２４）内）を通って導かれてもよい。回収冷却剤７６を使用する他の多くの冷却用途も可能である。
図６は、複数の転回脚部３６を有する冷却回路３２を含む後縁冷却システム３０の別の非限定的な例を示す。図３と比較すると、図６に示す冷却回路３２の非限定的な例は、冷却回路３２の複数の転回脚部３６の間の滑らかな、湾曲したおよび／またはそれほど深刻でない移行（例えば９０°の転回）および／またはコーナーを含むことができるすなわち、図３に示す非限定的な例では、冷却回路３２の複数の転回脚部３６のそれぞれの間に形成される移行および／またはコーナーは、実質的に垂直、鋭角および／または角度（例えば、９０度）である。図６に示す非限定的な例では、冷却回路３２の複数の転回脚部３６のそれぞれの間に形成された移行および／またはコーナーは、実質的に湾曲し、丸く、および／または滑らかである。複数の転回脚部３６の各々の間に形成された丸いまたは湾曲した移行および／またはコーナーは、複数の転回脚部３６における冷却回路３２を通るより良好な流れを可能にし、および／または実質的に冷却剤４０が複数の転回脚部３６内にトラップされないようにすることができる。これは、上述したように、タービンブレード２の多壁翼形部６内の熱伝達および／または冷却を改善するのに役立つ。
図７は、複数の転回脚部３６を有する冷却回路３２を含む後縁冷却システム３０の追加の非限定的な例を示す。図３と比較して、図７に示す冷却回路３２の非限定的な例は、複数の転回脚部３６のための異なる向きを含むことができる。具体的には、図７に示す冷却回路３２の複数の転回脚部３６は、図３に示す複数の転回脚部３６から実質的に反転させ、および／または鏡像化することができる。図７に示すように、図３と同様に、第１の転回脚部４２は、外向き脚部３４と直接流体連通してもよく、第３の転回脚部４６は、戻り脚部３８と直接流体連通してもよく、第２の転回脚部４４は、第１の転回脚部４２および第３の転回脚部４６と直接流体連通し、それらの間に配置されてもよい。
しかしながら、図３に示す冷却回路３２とは異なり、第１の転回脚部４２は、後縁１６に直接隣接して配置することができる。具体的には、図７に示すように、第１の転回脚部４２は、多壁翼形部６の後縁１６に直接隣接して配置されてもよく、半径方向に隣接して、かつ／または実質的に平行に延在してもよい。第１の転回脚部４２は、外向き脚部３４から、後縁１６に隣接して、戻り脚部３８の方に／それを越えて、半径方向下方に延在することができる。さらに、図７に示すように、第１の転回脚部４２は、同様に本明細書で説明するように、後縁１６に直接隣接し、かつ／または実質的に平行に配置された外壁４８を含むことができる。第２の転回脚部４４は、第１の転回脚部４２および／または多壁翼形部６の後縁１６に対して実質的に垂直に、および／または軸方向に離れるように延在することができる。さらに、第３の転回脚部４６は、第２の転回脚部４４に対して半径方向に上方に、かつ／または実質的に垂直に、戻り脚部３８に向かって延在してもよい。さらに、第３の転回脚部４６は、第１の転回脚部４２および／または多壁翼形部６の後縁１６に対して、半径方向および実質的に平行に延在することができる。
図７に示す非限定的な例では、冷却剤４０の流れの一部７２は、図３に関して本明細書で説明したものよりも冷却回路３２内の別個の流路に追従してもよい。図７に示すように、冷却剤４０の流れの一部７２は、外向き脚部３４を通って後縁１６に向かって軸方向に流れることができる。その後、冷却剤４０の流れの一部７２は、冷却回路３２の複数の転回脚部３６の第１の転回脚部４２に流入することができる。具体的には、冷却剤４０の一部７２は、第１の転回脚部４２を通って、外壁４８に沿って、多壁翼形部６の後縁１６に直接隣接し、かつ／または実質的に平行に、半径方向下方に流れることができる。第１の転回脚部４２を通って流れた後、冷却剤４０の一部７２は、第２の転回脚部４４を通って後縁１６から軸方向に、かつ／または垂直に流れることができる。次に、冷却剤４０の一部７２が、冷却回路３２の複数の転回脚部３６の第３の転回脚部４６を通って流れる際に、冷却剤４０の一部７２は、半径方向上方に、第１の転回脚部４２および／または後縁１６に実質的に平行に流れる。最後に、冷却剤４０の一部７２は、戻り脚部３８を通って後縁１６から軸方向に流れ、例えば、本明細書で説明するように、膜冷却を提供するために多壁翼形部６の他の部分に供給される。
多壁翼形部／ブレードの後縁のさらなる冷却を提供するために、および／または後縁に冷却膜を直接提供するために、排出流路（図示せず）は、本明細書に記載する冷却回路のいずれかの任意の部分から後縁を通って後縁の外に、および／または後縁に隣接する翼形部／ブレードの側面の外に通過することができる。各排出流路は、特定の冷却回路を流れる冷却剤の一部（例えば、半分未満）のみを受け取るようにサイズが決められ、および／または後縁内に配置されてもよい。排出流路を含む場合であっても、冷却剤の大部分（例えば、半分より多く）が依然として冷却回路、特にその戻り脚部を通って流れることができ、続いて本明細書に記載の他の目的、例えば膜および／または衝突冷却のために多壁翼形部／ブレードの別個の部分に提供され得る。
図８〜図１０は、後縁冷却システム３０の冷却回路３２Ａ、３２Ｂの追加の非限定的な例を示す。以下に説明するように、図８〜図１０に示す冷却回路３２Ａ、３２Ｂの一部は、前述の冷却回路と実質的に同様であってもよい。さらに、以下に詳細に説明するように、冷却回路３２Ａ、３２Ｂの他の部分は、別個の方法で形成され、および／または機能することができる。その結果、冷却剤４０の少なくとも一部が、図８〜図１０に示す後縁冷却システム３０を独特のまたは別個の経路で流れることができる。
図８に示すように、第１の冷却回路３２Ａは、図３に関して本明細書で示し説明した後縁冷却システム３０の冷却回路３２と実質的に同様であってもよい。具体的には、第１の冷却回路３２Ａおよびその様々な部分（例えば、外向き脚部３４Ａ、複数の転回脚部３６Ａ、戻り脚部３８Ａ）は、図３に関して本明細書で示し説明した、冷却回路３２の外向き脚部３４、転回脚部３６、および戻り脚部３８と実質的に同様に構成し、形成し、配向し、および／または機能することができる。さらに、第２の冷却回路３２Ｂは、図７に関して本明細書で示し説明した後縁冷却システム３０の冷却回路３２と実質的に同様であってもよい。具体的には、第２の冷却回路３２Ｂおよびその様々な部分（例えば、外向き脚部３４Ｂ、複数の転回脚部３６Ｂ、戻り脚部３８Ｂ）は、図７に関して本明細書で示し説明した、冷却回路３２の外向き脚部３４、転回脚部３６、および戻り脚部３８と実質的に同様に構成し、形成し、配向し、および／または機能することができる。
図９に示すように、図８と同様に、第１の冷却回路３２Ａおよびその様々な部分（例えば、外向き脚部３４Ａ、複数の転回脚部３６Ａ、戻り脚部３８Ａ）は、図３に関して本明細書で示し説明した、冷却回路３２の外向き脚部３４、転回脚部３６、および戻り脚部３８と実質的に同様に構成し、形成し、配向し、および／または機能することができる。しかし、図７および図８とは異なり、第２の冷却回路３２Ｂは、本明細書で説明した非限定的な例とは異なる方法で形成および／または機能することができる。具体的には、図９に示すように、第２の冷却回路３２Ｂの外向き脚部３４Ｂは、戻り脚部３８Ｂの下または下方に半径方向に配置および／または形成されてもよい。その結果、第１の冷却回路３２Ａの戻り脚部３８Ａは、第２の冷却回路３２Ａの戻り脚部３８Ｂに直接隣接して、かつ／またはその上に半径方向に配置することができる。
本明細書で説明するように、第２の冷却回路３２Ｂの複数の転回脚部３６Ｂは、第２の冷却回路３２Ｂの同様の脚部に結合され、かつ／または直接流体連通してもよい。例えば、第１の転回脚部４２Ｂは、それぞれ外向き脚部３４Ｂおよび第２の転回脚部４４Ｂと直接流体連通することができ、第３の転回脚部４６Ｂは、それぞれ戻り脚部３８Ｂおよび第２の転回脚部４４Ｂと直接流体連通することができる。しかしながら、第２の冷却回路３２Ｂの別個の形成および／または構成のために、第２の冷却回路３２Ｂを流れる冷却剤４０の一部７２の流路は独特であってもよい。図９に示し、本明細書で同様に説明するように、冷却剤４０の一部７２は、多壁翼形部６の後縁１６に向かって軸方向に外向き脚部３４Ｂを通って流れることができる。冷却剤４０の一部７２が第２の冷却回路３２の複数の転回脚部３６Ｂに到達すると、一部７２の流路は、戻り脚部３８Ｂに達する前に独特なものであってもよい。具体的には、冷却剤４０の一部７２は、第１の転回脚部４２Ｂを通って半径方向に下方に流れ、次に第２の転回脚部４４Ｂを通って多壁翼形部６の後縁１６に向かって軸方向に流れることができる。第２の転回脚部４４Ｂから、冷却剤４０の一部７２は、第３の転回脚部４６Ｂを通って半径方向上方に（例えば、先端領域５２に向かって）流れ、戻り脚部３８Ｂに流入することができる。図９に示し、本明細書で同様に説明するように、第３の転回脚部４６Ｂを通って半径方向に上方に流れる冷却剤４０の一部７２はまた、多壁翼形部６の後縁１６に直接隣接し、かつ／または実質的に平行に流れることができる。最後に、冷却剤４０の一部７２は、戻り脚部３８Ｂを通って軸方向に流れ、かつ／または多壁翼形部６の後縁１６から軸方向に離れて、回収流路７４に流入することができる。
図１０に示す非限定的な例を参照すると、冷却回路３２Ａ、３２Ｂの一部は、図９に関して本明細書で説明した冷却回路３２Ａ、３２Ｂと実質的に同様であってもよい。具体的には、図１０に示す冷却回路３２Ａ、３２Ｂの外向き脚部３４Ａ、３４Ｂおよび複数の転回脚部３６Ａ、３６Ｂは、図９に関連して本明細書で示し説明した外向き脚部３４Ａ、３４Ｂおよび複数の転回脚部３６Ａ、３６Ｂと実質的に同様に構成し、形成し、および／または機能することができる。さらに、第１の外向き脚部３４Ａは、冷却回路３２の第２の外向き脚部３４Ｂと実質的に同様であってもよい。さらに、第１の複数の転回脚部３６Ａは、第２の複数の転回脚部３６Ｂと実質的に同様であってもよい。しかしながら、第２の外向き脚部３４Ｂおよび第２の複数の転回脚部３６Ｂは、それぞれ第１の外向き脚部３４Ａおよび第１の複数の転回脚部３６Ａの「鏡像」として配向、形成および／または配置されてもよい。その結果、第２の複数の転回脚部３６Ｂを通る冷却剤４０の一部７２の流れは、第１の複数の転回脚部３６Ａを通る冷却剤４０の流れとは異なり、かつ／または反対であってもよい。図１０に示すように、冷却剤４０の一部７２Ｂは、第１の外向き脚部３４Ａを流れる冷却剤４０の一部７２Ａと実質的に同様に（例えば、後縁１６に向かって軸方向に）、第２の外向き脚部３４Ｂを通って流れることができる。しかし、冷却剤４０の一部７２Ｂが第２の複数の転回脚部３６Ｂに到達すると、流路は変化してもよく、かつ／または一部７２Ａの流れの反対であってもよい。冷却剤４０の一部７２Ｂは、第２の複数の転回脚部３６Ｂの第１の転回脚部４２Ｂを通って流れる際に、タービンブレード２のシャンク４（例えば、図１を参照）に向かって半径方向下方に流れることができる。冷却剤４０の一部７２Ｂは、第２の複数の転回脚部３６Ｂの第２の転回脚部４４Ｂを通って流れる際に、多壁翼形部６の後縁１６に向かって軸方向に流れることができ、その後、本明細書で説明するように、冷却回路３２の単一の戻り脚部３８に向かって半径方向上方に流れることができる。
図１０に示すように、前述した非限定的な例とは異なり、外向き脚部３４Ａ、３４Ｂおよび複数の転回脚部３６Ａ、３６Ｂの２つの別個の組は、単一の戻り脚部３８を共有することができる。具体的には、第１の複数の転回脚部３６Ａおよび第２の複数の転回脚部３６Ｂは、直接流体連通することができ、かつ／または冷却回路３２の単一の戻り脚部３８に流体結合することができる。本明細書で前述したように、単一の戻り脚部３８は、多壁タービン翼形部６の後縁１６に対して実質的に垂直に延在してもよい。さらに、図１０に示すように、単一の戻り脚部３８は、冷却回路３２の第１の外向き脚部３４Ａおよび第２の外向き脚部３４Ｂの間に延在し、それらの間に配置され、かつ／またはそれらに対して実質的に平行であってもよい。本明細書で説明するように、第１の複数の転回脚部３６Ａおよび第２の複数の転回脚部３６Ｂをそれぞれ流れる冷却剤４０の別個の一部７２Ａ、７２Ｂは、冷却回路３２の単一の戻り脚部３８に収束し、結合し、かつ／または流入して、それを通って流れる。
図１１は、本明細書において使用することができるガスターボ機械１０２の概略図を示す。ガスターボ機械１０２は、圧縮機１０４を含むことができる。圧縮機１０４は、流入する空気１０６の流れを圧縮する。圧縮機１０４は、圧縮空気１０８の流れを燃焼器１１０に供給する。燃焼器１１０は、圧縮空気１０８の流れを加圧された燃料１１２の流れと混合し、この混合物に点火して、燃焼ガス１１４の流れを生成する。単一の燃焼器１１０のみが示されているが、ガスタービンシステム１０２は、任意の数の燃焼器１１０を含むことができる。次いで、燃焼ガス１１４の流れは、通常、複数のタービンブレード２（図１）を含むタービン１１６に供給される。燃焼ガス１１４の流れは、タービン１１６を駆動して機械的仕事を発生させる。タービン１１６で発生された機械的仕事は、シャフト１１８を介して圧縮機１０４を駆動し、発電機などの外部負荷１２０を駆動するために用いることができる。
様々な実施形態において、互いに「流体結合された」または「流体連通する」と記載された構成要素は、１つまたは複数の界面に沿って接合することができる。いくつかの実施形態において、これらの界面は、別個の構成要素の間の接合部を含むことができ、他の場合には、これらの界面は、堅固および／または一体的に形成された相互接続を含むことができる。すなわち、場合によっては、互いに「結合された」構成要素は、単一の連続した部材を画成するように同時に形成することができる。しかしながら、他の実施形態において、これらの結合した構成要素は、別々の部材として形成された後に公知のプロセス（例えば、締め付け、超音波溶接、接着）によって結び付けられてよい。
或る要素または層が、他の要素に対して「上に位置し」、「係合し」、「接続され」、あるいは「結合し」ていると称される場合、他の要素に対して直接的に上に位置し、係合し、接続され、あるいは係合しても、介在の要素が存在してもよい。対照的に、或る要素が、他の要素に対して「直接的に上に位置し」、「直接的に係合し」、「直接的に接続され」、あるいは「直接的に結合し」ていると称される場合、いかなる介在の要素または層も存在できないかもしれない。要素間の関係を説明するために使用される他の用語も、同様な方法で解釈されなければならない（例えば、「・・・の間に」に対する「・・・の間に直接的に」、「・・・に隣接」に対する「・・・に直接的に隣接」、など）。本明細書において、用語「および／または」は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つもしくは複数のすべての組み合わせを含む。
さらに、様々な実施形態において、他の構成要素と「実質的に平行」または「実質的に垂直」であると記載される構成要素は、互いに正確に平行／垂直であるか、あるいは許容範囲内で互いにわずかに傾斜していると理解される。後者の場合、その許容範囲は、「実質的に平行」または「実質的に垂直」であると記載された構成要素の動作および／または機能を低減または減少させない角度として決定および／または定義することができる。非限定的な例において、本明細書で「実質的に平行」または「実質的に垂直」であると説明された構成要素は、角度の変化がなくてもよいし（例えば＋／−０）、あるいは、小さなまたは最小の角度の変化（例えば＋／−１５°）を有してもよい。本明細書で説明する許容可能な角度変化（例えば＋／−１５°）は単なる例示であり、限定的ではないことが理解される。
本明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的とし、本開示を限定することを目的とするものではない。本明細書で用いられるように、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合に、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成部品の存在を示すが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、および／またはこれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。
本明細書は、本発明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発明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、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
［実施態様１］
タービンブレード（２）用の後縁冷却システム（３０）であって、前記後縁冷却システム（３０）は、
冷却回路（３２）を含み、前記冷却回路（３２）は、
前記タービンブレード（２）の後縁（１６）に向かって軸方向に延在する外向き脚部（３４）と、
前記外向き脚部（３４）に隣接して配置され、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）から軸方向に延在する戻り脚部（３８）と、
前記外向き脚部（３４）と前記戻り脚部（３８）とを流体結合する複数の転回脚部（３６）と、を含み、前記複数の転回脚部（３６）は、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接して配置された転回脚部（３６）と、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）の反対側に、前記転回脚部（３６）に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部（３６）と、を含み、前記別個の転回脚部（３６）は、前記外向き脚部（３４）および前記戻り脚部（３８）の少なくとも一方に非平行に配向されている、
後縁冷却システム（３０）。
［実施態様２］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に隣接して半径方向に延在する、実施態様１に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様３］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行である、実施態様１に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様４］
前記転回脚部（３６）は、前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記別個の転回脚部（３６）に実質的に平行に延在する、実施態様１に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様５］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記戻り脚部（３８）と直接流体連通する、実施態様１に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様６］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記戻り脚部（３８）の上方に半径方向に延在する、実施態様５に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様７］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記外向き脚部（３４）と直接流体連通する、実施態様１に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様８］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記戻り脚部（３８）の下方に半径方向に延在する、実施態様７に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様９］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接し、および
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行に、
のうちの少なくとも一方に配置された外壁（４８）を含む、実施態様１に記載の後縁冷却システム（３０）。
［実施態様１０］
タービンブレード（２）であって、
前記タービンブレード（２）内に配置された後縁冷却システム（３０）を含み、前記後縁冷却システム（３０）は、
前記タービンブレード（２）の後縁（１６）の半径方向の長さに少なくとも部分的に沿って延在する複数の冷却回路（３２）を含み、前記冷却回路（３２）のうちの少なくとも１つは、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に向かって軸方向に延在する外向き脚部（３４）と、
前記外向き脚部（３４）に隣接して配置され、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）から軸方向に延在する戻り脚部（３８）と、
前記外向き脚部（３４）と前記戻り脚部（３８）とを流体結合する複数の転回脚部（３６）と、を含み、前記複数の転回脚部（３６）は、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接して配置された転回脚部（３６）と、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）の反対側に、前記転回脚部（３６）に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部（３６）と、を含み、前記別個の転回脚部（３６）は、前記外向き脚部（３４）および前記戻り脚部（３８）の少なくとも一方に非平行に配向されている、
タービンブレード（２）。
［実施態様１１］
前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行である、実施態様１０に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１２］
前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、前記冷却回路（３２）の前記別個の転回脚部（３６）に実質的に平行に延在する、実施態様１０に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１３］
前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接し、および
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行に、
のうちの少なくとも一方に配置された外壁（４８）を含む、実施態様１０に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１４］
前記複数の冷却回路（３２）のそれぞれの前記転回脚部（３６）は、
前記外向き脚部（３４）または
前記戻り脚部（３８）
のうちの一方と直接流体連通する、実施態様１０に記載のタービンブレード（２）。
［実施態様１５］
ターボ機械であって、
複数のタービンブレード（２）を含むタービン部品と、
前記複数のタービンブレード（２）のうちの少なくとも１つの内部に配置された後縁冷却システム（３０）と、を含み、前記後縁冷却システム（３０）は、
前記タービンブレード（２）の後縁（１６）の半径方向の長さに少なくとも部分的に沿って延在する複数の冷却回路（３２）を含み、前記複数の冷却回路（３２）のうちの少なくとも１つは、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に向かって軸方向に延在する外向き脚部（３４）と、
前記外向き脚部（３４）に隣接して配置され、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）から軸方向に延在する戻り脚部（３８）と、
前記外向き脚部（３４）と前記戻り脚部（３８）とを流体結合する複数の転回脚部（３６）と、を含み、前記複数の転回脚部（３６）は、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接して配置された転回脚部（３６）と、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）の反対側に、前記転回脚部（３６）に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部（３６）と、を含み、前記別個の転回脚部（３６）は、前記外向き脚部（３４）および前記戻り脚部（３８）の少なくとも一方に非平行に配向されている、
ターボ機械。
［実施態様１６］
前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行である、実施態様１５に記載のターボ機械。
［実施態様１７］
前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、前記複数の冷却回路（３２）の前記別個の転回脚部（３６）に実質的に平行に延在する、実施態様１５に記載のターボ機械。
［実施態様１８］
前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、
前記外向き脚部（３４）または
前記戻り脚部（３８）
のうちの一方と直接流体連通する、実施態様１５に記載のターボ機械。
［実施態様１９］
前記複数の冷却回路（３２）の前記転回脚部（３６）の少なくとも一部は、前記戻り脚部（３８）の上方に半径方向に延在する、実施態様１８に記載のターボ機械。
［実施態様２０］
前記複数の冷却回路（３２）の前記転回脚部（３６）は、
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接し、および
前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行に、
のうちの少なくとも一方に配置された外壁（４８）を含む、実施態様１５に記載のターボ機械。
２ タービンブレード
４ シャンク
５ 正圧側プラットフォーム
６ 多壁翼形部
７ 負圧側プラットフォーム
８ 正圧側面
１０ 負圧側面
１４ 前縁
１６ 後縁
１８ 前縁流路
２０ 正圧側流路
２２ 負圧側流路
２４ 後縁流路
２６ 中央流路
２８ 非限定的な位置
３０ 後縁冷却システム
３２ 冷却回路
３４ 外向き脚部
３６ 転回脚部
３８ 戻り脚部
４０ 冷却剤
４２ 第１の転回脚部
４４ 第２の転回脚部
４６ 第３の転回脚部
４８ 外壁
５０ 冷却膜
５２ 先端領域
５４ 蛇行冷却回路
５６ 衝突孔
５８ 前方表面
６０ 冷却ピンフィン
７０ 冷却剤供給部
７２ 一部
７４ 回収流路
７６ 回収冷却剤
１０２ ガスタービンシステム
１０４ 圧縮機
１０６ 空気
１０８ 圧縮空気
１１０ 燃焼器
１１２ 燃料
１１４ 燃焼ガス
１１６ タービン
１１８ シャフト
１２０ 外部負荷
３２Ａ 第１の冷却回路
３２Ｂ 第２の冷却回路
３４Ａ 第１の外向き脚部
３４Ｂ 第２の外向き脚部
３６Ａ 第１の複数の転回脚部
３６Ｂ 第２の複数の転回脚部
３８Ａ 第１の戻り脚部
３８Ｂ 第２の戻り脚部
４２Ｂ 第１の転回脚部
４４Ｂ 第２の転回脚部
４６Ｂ 第３の転回脚部
７２Ａ 一部
７２Ｂ 一部

Claims (14)

  1. タービンブレード（２）用の後縁冷却システム（３０）であって、前記後縁冷却システム（３０）は、
    冷却回路（３２）を含み、前記冷却回路（３２）は、
    前記タービンブレード（２）の後縁（１６）に向かって軸方向に延在する外向き脚部（３４）と、
    前記外向き脚部（３４）に隣接して配置され、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）から軸方向に延在する戻り脚部（３８）と、
    前記外向き脚部（３４）と前記戻り脚部（３８）とを流体結合する複数の転回脚部（３６）と、を含み、前記複数の転回脚部（３６）は、
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接して配置された転回脚部（３６）と、
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）の反対側に、前記転回脚部（３６）に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部（３６）と、を含み、前記別個の転回脚部（３６）は、前記外向き脚部（３４）および前記戻り脚部（３８）の少なくとも一方に非平行に配向されている、
    後縁冷却システム（３０）。
  2. 前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に隣接して半径方向に延在する、請求項１に記載の後縁冷却システム（３０）。
  3. 前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行である、請求項１に記載の後縁冷却システム（３０）。
  4. 前記転回脚部（３６）は、前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記別個の転回脚部（３６）に実質的に平行に延在する、請求項１に記載の後縁冷却システム（３０）。
  5. 前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記戻り脚部（３８）と直接流体連通する、請求項１に記載の後縁冷却システム（３０）。
  6. 前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記戻り脚部（３８）の上方に半径方向に延在する、請求項５に記載の後縁冷却システム（３０）。
  7. 前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記外向き脚部（３４）と直接流体連通する、請求項１に記載の後縁冷却システム（３０）。
  8. 前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、前記戻り脚部（３８）の下方に半径方向に延在する、請求項７に記載の後縁冷却システム（３０）。
  9. 前記複数の転回脚部（３６）のうちの前記転回脚部（３６）は、
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接し、および
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行に、
    のうちの少なくとも一方に配置された外壁（４８）を含む、請求項１に記載の後縁冷却システム（３０）。
  10. タービンブレード（２）であって、
    前記タービンブレード（２）内に配置された後縁冷却システム（３０）を含み、前記後縁冷却システム（３０）は、
    前記タービンブレード（２）の後縁（１６）の半径方向の長さに少なくとも部分的に沿って延在する複数の冷却回路（３２）を含み、前記冷却回路（３２）のうちの少なくとも１つは、
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に向かって軸方向に延在する外向き脚部（３４）と、
    前記外向き脚部（３４）に隣接して配置され、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）から軸方向に延在する戻り脚部（３８）と、
    前記外向き脚部（３４）と前記戻り脚部（３８）とを流体結合する複数の転回脚部（３６）と、を含み、前記複数の転回脚部（３６）は、
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接して配置された転回脚部（３６）と、
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）の反対側に、前記転回脚部（３６）に軸方向に隣接して配置された別個の転回脚部（３６）と、を含み、前記別個の転回脚部（３６）は、前記外向き脚部（３４）および前記戻り脚部（３８）の少なくとも一方に非平行に配向されている、
    タービンブレード（２）。
  11. 前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行である、請求項１０に記載のタービンブレード（２）。
  12. 前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、前記冷却回路（３２）の前記別個の転回脚部（３６）に実質的に平行に延在する、請求項１０に記載のタービンブレード（２）。
  13. 前記複数の冷却回路（３２）の各々の前記転回脚部（３６）は、
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に直接隣接し、および
    前記タービンブレード（２）の前記後縁（１６）に実質的に平行に、
    のうちの少なくとも一方に配置された外壁（４８）を含む、請求項１０に記載のタービンブレード（２）。
  14. 前記複数の冷却回路（３２）のそれぞれの前記転回脚部（３６）は、
    前記外向き脚部（３４）または
    前記戻り脚部（３８）
    のうちの一方と直接流体連通する、請求項１０に記載のタービンブレード（２）。
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