JP2019116893A - 先端レール冷却通路を有するタービン構成要素 - Google Patents

Abstract

【課題】先端レール冷却通路を含むタービン構成要素を提供する。【解決手段】タービン構成要素は、翼形部（１２４）内に配置された翼形部チャンバ（１７４）、先端プレート（１４８）から半径方向に延びるレールを含み、レールは、内部に先端ポケット（１５５）を画定する内側レール面と、外側レール面と、内側レール面と外側レール面との間の半径方向外側に面するレール面とを含む。先端レールキャビティ（１７２）は、レール内にあり、レールを部分的に囲み、先端レールキャビティ（１７２）は、冷却剤流を受け入れる。先端レール冷却通路（１７０）は、先端レールキャビティ（１７２）に流体結合された入口と、入口に流体結合されレールを部分的に囲む通路長さ（１７８）と、通路長さ（１７８）に流体結合された計量要素と、計量要素に流体結合され、半径方向外側に面するレール面を通って延びる出口（１８２）とを含む。【選択図】図４

Description

本開示は、一般に、タービン構成要素に関し、より具体的には、先端レール冷却通路を含むタービン構成要素に関する。

ガスタービンエンジンでは、空気が圧縮機で加圧され、燃焼器の燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスの流れを生成することがよく知られており、このようなガスが１つまたは複数のタービンを通って下流に流れ、エネルギーをそこから抽出することができる。このようなタービンによれば、一般に、円周方向に間隔を置いて配置されたタービンロータブレードの列が支持ロータディスクから半径方向外側に延びる。各ブレードは、典型的には、ロータディスクにおける対応するダブテールスロットのブレードの組立および分解を可能にするダブテールと、ダブテールから半径方向外側に延びる翼形部とを含む。

翼形部は、対応する前縁と後縁との間に軸方向に、かつ根元と先端との間に半径方向に延びる略凹状の正圧側壁および略凸状の負圧側壁を有する。ブレード先端は、半径方向外側のタービンシュラウドに密接して間隔を置いて配置され、その間においてタービンブレード間を下流に流れる燃焼ガスの漏れを最小限に抑えることが理解されよう。先端隙間またはギャップを最小限に抑えて漏れを防止することによってエンジンの最大効率が得られるが、この戦略は、タービンロータブレードとタービンシュラウドとの間の異なる熱的および機械的膨張および収縮率、ならびに動作中に過度に先端がシュラウドに擦れるという望ましくないシナリオを回避するという動機によって幾分制限される。

加えて、タービンロータブレードは高温の燃焼ガスに浸されるので、有用な部品寿命を確保するためには有効な冷却が必要である。典型的には、ブレード翼形部は中空であり、圧縮機と流体連通して配置され、そこから抽気された加圧空気の一部が、冷却剤として翼形部の冷却に使用されるように受け入れられる。翼形部の冷却は非常に精巧であり、様々な形態の内部冷却チャネルおよび特徴、ならびに冷却空気を放出するための翼形部の外側壁を通る冷却孔を使用して行うことができる。それにもかかわらず、翼形部先端は、それらがタービンシュラウドに隣接して直接位置し、先端ギャップを通って流れる高温の燃焼ガスによって加熱されるので、冷却することが特に困難である。したがって、ブレードの翼形部の内側に導かれる空気の一部は、典型的には、その冷却のために先端を通って放出される。

従来のブレード先端は、漏れを防止し、冷却効果を高めることを目的としたいくつかの異なる幾何学的形状および構成を含むことが理解されよう。しかしながら、従来のブレード先端はすべて、漏れを適切に低減すること、および／または効率を低下させる圧縮機バイパス空気の使用を最小限に抑える効率的な先端冷却を可能にすることの一般的な失敗を含む、いくつかの欠点を有する。「スキーラ先端」構成と呼ばれる１つのアプローチは、先端シュラウドに擦れる可能性がある半径方向に延びるレールを設ける。レールは漏れを低減し、したがってタービンエンジンの効率を高める。

しかしながら、スキーラ先端のレールは、高い熱負荷を受け、効果的に冷却することが困難であり、しばしばブレードの最も高温の領域の１つとなる。先端レールの衝突冷却は、レールの上部を通して冷却剤を送達し、レール冷却の有効な方法であることが実証されている。しかしながら、レールの上部を通して冷却剤を排出することに関連する多くの課題がある。例えば、逆流圧力マージンの要件は、この構成を満たすことは困難である（特に、それぞれレールの上部および正圧側壁である低圧および高圧領域に接続された孔が存在する正圧側壁において）。したがって、冷却剤流を背圧にし、同時にレールを十分に冷却するには先端通路に損失が生じることが課題であり、損失はこの領域で使用される冷却流体の量を減少させてしまう。さらに、出口孔は耐擦性を示しながら十分な冷却をレールに提供しなければならない。例えば、出口孔は、先端の擦れに耐えなければならないが、ダストがそれらを詰まらせることがないように十分に大きいものでなければならない。

理想的には、レール冷却通路は、付加製造を使用して形成することもできるが、さらなる課題を提示する。付加製造（ＡＭ）は、材料の除去ではなく、材料の連続的な層形成により構成要素を製造する多種多様なプロセスを含む。したがって、付加製造は、いかなる種類の工具、金型または固定具も使用することなく、かつ材料をほとんどまたは全く無駄にすることなく複雑な幾何学的形状を形成することができる。大半が切除されて廃棄される材料の固体ビレットから構成要素を機械加工する代わりに、付加製造に使用される材料は、構成要素を成形するために必要とされる材料のみである。先端レール冷却通路に関して、レール内の従来の円形の冷却孔は、（公称構築方向に垂直に）付加製造を使用して構築することが非常に困難であり、製造中にひどく変形または崩壊する。

先端冷却による別の課題は、先端レールの異なるエリアで観察される異なる温度に対応することである。例えば、正圧側壁のレールおよび負圧側壁の後方領域は、典型的には、他のエリアよりも高温である。

米国特許出願公開第２０１７／０１７５５４７号明細書

本開示の第１の態様は、基部、基部に対向して配置された先端、ならびにその前縁と後縁との間に延びる正圧側壁および負圧側壁を有する翼形部と、翼形部内に配置され、翼形部を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバと、先端の先端プレートおよび先端プレートから半径方向に延びるレールであって、レールは、先端プレートの近傍または周辺に配置され、レールは、内側レール面、外側レール面、および内側レール面と外側レール面との間の半径方向外側に面するレール面を有する先端プレートおよびレールと、レール内にあり、レールを部分的に囲み、冷却剤流を受け入れるキャビティと、キャビティに流体結合された入口、入口に流体結合され、レールを部分的に囲む通路長さ、通路長さに流体結合された計量要素、および計量要素に流体結合され、半径方向外側に面するレール面を通って延びる出口を含む先端レール冷却通路とを含むタービン構成要素を提供する。

本開示の第２の態様は、ガスタービンエンジン用のタービンロータブレードを提供し、タービンロータブレードは、基部、基部に対向して配置された先端、ならびにその前縁と後縁との間に延びる正圧側壁および負圧側壁を有する翼形部と、翼形部内に配置され、翼形部を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバと、先端の先端プレートおよび先端プレートから半径方向に延びるレールであって、レールは、先端プレートの近傍または周辺に配置され、レールは、内側レール面、外側レール面、および内側レール面と外側レール面との間の半径方向外側に面するレール面を有する先端プレートおよびレールと、レール内にあり、レールを部分的に囲み、冷却剤流を受け入れるキャビティと、キャビティに流体結合された入口、入口に流体結合され、レールを部分的に囲む通路長さ、通路長さに流体結合された計量要素、および計量要素に流体結合され、半径方向外側に面するレール面を通って延びる出口を含む先端レール冷却通路とを含む。

第３の態様は、基部、基部に対向して配置された先端、ならびにその前縁と後縁との間に延びる正圧側壁および負圧側壁を有する翼形部と、翼形部内に配置され、翼形部を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバと、正圧側壁と負圧側壁との間の先端の先端プレートと、先端プレートから半径方向に延びるレールであって、先端プレートの近傍または周辺に配置され、内部に少なくとも部分的に少なくとも１つの先端レール冷却構造を含むレールと、翼形部内の翼形部チャンバと先端プレートとの間に半径方向に配置され、翼形部チャンバに流体結合されて翼形部チャンバからの冷却剤の少なくとも一部を含む冷却剤流を受け入れる入口を含むレール冷却剤誘導チャンバと、レール冷却剤誘導チャンバからの冷却剤流をレールの少なくとも１つの先端レール冷却構造に誘導する複数の出口と、レール冷却剤誘導チャンバ内の少なくとも１つの誘導壁であって、他の出口よりも前に正圧側壁および負圧側壁の後方領域の少なくとも１つに沿って位置した複数の出口の１つまたは複数に向けて冷却剤流を誘導するように配置される少なくとも１つの誘導壁とを含むタービン構成要素を提供する。

第４の態様は、ガスタービンエンジン用のタービンロータブレードに関し、タービンロータブレードは、基部、基部に対向して配置された先端、ならびにその前縁と後縁との間に延びる正圧側壁および負圧側壁を有する翼形部と、翼形部内に配置され、翼形部を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバと、正圧側壁と負圧側壁との間の先端の先端プレートと、先端プレートから半径方向に延びるレールであって、先端プレートの近傍または周辺に配置され、内部に少なくとも部分的に少なくとも１つの先端レール冷却構造を含むレールと、翼形部内の翼形部チャンバと先端プレートとの間に半径方向に配置され、翼形部チャンバに流体結合されて翼形部チャンバからの冷却剤の少なくとも一部を含む冷却剤流を受け入れる入口を含むレール冷却剤誘導チャンバと、レール冷却剤誘導チャンバからの冷却剤流をレールの少なくとも１つの先端レール冷却構造に誘導する複数の出口と、レール冷却剤誘導チャンバ内の少なくとも１つの誘導壁であって、他の出口よりも前に正圧側壁および負圧側壁の後方領域の少なくとも１つに沿って位置した複数の出口の１つまたは複数に向けて冷却剤流を誘導するように配置される少なくとも１つの誘導壁とを含む。

本開示の例示的な態様は、本明細書で説明される問題および／または論じられていない他の問題を解決するように設計される。

本開示のこれらのおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。

ターボ機械システムの一実施形態の概略図である。 ロータディスク、タービンブレード、および固定シュラウドを含むタービンロータブレードアセンブリの形態の例示的なタービン構成要素の斜視図である。 本開示の実施形態を使用することができる、タービンロータブレードの形態のタービン構成要素の先端の拡大立体斜視図である。 本開示の実施形態を使用することができる、タービンロータブレードの形態のタービン構成要素の先端の透視斜視図である。 本開示の実施形態による、先端レール冷却通路（すなわち、空気スペース）の例示的な形状の斜視図である。 通路長さの断面を示す、図５の線６−６に沿った先端レールの断面図である。 計量要素の断面を示す、図５の線７−７に沿った先端レールの断面図である。 本開示の実施形態を使用することができる、タービンロータブレードの形態のタービン構成要素の先端の透視斜視図である。 本開示の実施形態による先端およびレール冷却剤誘導チャンバの断面を示す、図８の線９−９に沿った先端の断面図である。 本開示の実施形態による、レール冷却剤誘導チャンバの斜視図である。 レール冷却剤誘導チャンバの第１の断面を示す、図９の線１１−１１に沿った先端の断面図である。 レール冷却剤誘導チャンバの第２の断面を示す、図９の線１２−１２に沿った先端の断面図である。 本開示の別の実施形態による、レール冷却剤誘導チャンバの断面図である。 本開示の別の実施形態による、レール冷却剤誘導チャンバの断面図である。 本開示の別の実施形態による、レール冷却剤誘導チャンバの断面図である。 本開示の別の実施形態による、レール冷却剤誘導チャンバの断面図である。 本開示の別の実施形態による、レール冷却剤誘導チャンバの断面図である。 本開示の代替の実施形態を使用することができる、タービンロータブレードの形態のタービン構成要素の先端の透視斜視図である。 本開示の代替の実施形態による、図１８の線１９−１９に沿った先端およびレール冷却剤誘導チャンバの断面図である。 本開示の代替の実施形態を使用することができる、タービンロータブレードの形態のタービン構成要素の先端の透視斜視図である。 本開示のさらなる代替の実施形態による、図２０の線２１−２１に沿った先端およびレール冷却剤誘導チャンバの断面図である。

本開示の図面は、必ずしも原寸に比例し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考えるべきではない。図面において、図面間で同様の番号は、同様の要素を表す。

最初の問題として、本開示を明確に説明するために、ターボ機械システム内の、およびタービン構成要素に関連した関連する機械構成要素を参照して説明するときに、特定の専門用語を選択することが必要になる。これを行う場合、可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と同じ意味で使用および利用される。別途記載のない限り、このような専門用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者であれば、多くの場合、特定の構成要素がいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して参照されることがあることを理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてもよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載され得るものは、単一の部品として他の場所で参照されてもよい。

加えて、本明細書ではいくつかの記述上の用語を定常的に使用する場合があり、この点についてこれらの用語を定義することが有用であることが証明されるはずである。これらの用語およびその定義は、別途記載のない限り、以下の通りである。本明細書で使用する場合、「下流」および「上流」は、タービンエンジンを通る燃焼ガスまたは、例えば、燃焼器を通る空気の流れ、またはタービンの構成要素の１つを通るもしくはタービンの構成要素の１つによる冷却剤のような作動流体の流れに対する方向を示す用語である。「下流」という用語は、流体の流れの方向に相当し、「上流」という用語は、流れの反対の方向を指す。「前方」および「後方」という用語は、さらに詳細な記載がない限り、方向を指し、「前方」は、参照されている部品の上流部分、すなわち、圧縮機に最も近い部分を指し、「後方」は、参照されている部品の下流部分、すなわち、圧縮機から最も遠い部分を指す。多くの場合、中心軸線に関して異なる半径方向位置にある部品を記述することが要求される。「半径方向」という用語は、軸線に垂直な移動または位置を指す。このような場合、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線に近接して位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向内側」または「内側」にあると述べることになる。一方、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線から遠くに位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向外側」または「外側」にあると述べることができる。「軸方向」という用語は、軸線に平行な移動または位置を指す。最後に、「円周方向」という用語は、軸線周りの移動または位置を指す。このような用語は、タービンの中心軸線に関連して適用することができることは理解されよう。

ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「係合解除される」、「接続される」、または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」、または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係を記述するために使用される他の単語も同様なやり方（例えば、「間に」対「直接間に」、「隣接する」対「直接隣接する」など）で解釈するべきである。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つまたは複数のすべての組合せを含む。

上述したように、本開示の実施形態は、様々なレール冷却通路および／またはレール冷却剤誘導チャンバを含むタービン構成要素またはタービンロータブレードを提供する。タービン構成要素は、翼形部内に配置された翼形部チャンバを有する翼形部を含み、翼形部チャンバは、翼形部を通して冷却剤を供給するように構成される。翼形部の先端は、正圧側壁と負圧側壁との間の外側に面する先端端部を画定する先端プレートを先端に含む。レールは、先端プレートから半径方向に延びることができる。レールは、内部に先端レールポケットを画定する内側レール面と、外側レール面と、内側レール面と外側レール面との間の半径方向外側に面するレール面とを含むことができる。

実施形態では、「レール冷却構造」は、先端レールキャビティを有する先端レール冷却剤通路または先端レールキャビティのみを含むことができ、その各々は、レール内に配置され、レールを部分的に囲むことができる。先端レールキャビティは、例えば、翼形部チャンバまたはレール冷却剤誘導チャンバからの冷却剤流を受け入れる。先端レール冷却通路は、先端レールキャビティに流体結合された入口と、入口に流体結合され、レールを部分的に囲む通路長さと、通路長さに流体結合された計量要素と、計量要素に流体結合され、半径方向外側に面するレール面を通って延びる出口とを含むことができる。先端レール冷却通路は、通過する冷却剤を計量しながらレールの冷却を向上させることが可能である。

実施形態では、レール冷却剤誘導チャンバは、翼形部チャンバから半径方向外側に、かつ先端プレートから半径方向内側に配置されてもよい。レール冷却剤誘導チャンバは、翼形部チャンバに流体結合されて翼形部チャンバからの冷却剤の少なくとも一部を含む冷却剤流を受け入れる入口を含むことができる。レール冷却剤誘導チャンバからの複数の出口は、冷却剤流をレールの少なくとも１つのレール冷却構造、例えば、先端レールキャビティに、次いで先端レール冷却通路に、または先端レールキャビティのみに誘導する。レール冷却剤誘導チャンバ内の誘導壁は、他の出口よりも前に正圧側壁および負圧側壁の後方領域の少なくとも１つに沿って位置した複数の出口の１つまたは複数に向けて冷却剤流を誘導するように配置される。レール冷却剤誘導チャンバは、先端の他の部分と比較して追加の冷却を必要とする、先端および／またはレールのそれらのエリア、例えば、その負圧側の後方部分に、より低温の冷却剤流を送達する。

先端レール冷却構造および／またはレール冷却剤誘導チャンバは、付加製造が可能である。先端レール冷却通路はまた、ダストの目詰まりに対応する。付加製造（ＡＭ）は、材料の除去ではなく、材料の連続的な層形成により構成要素を製造する多種多様なプロセスを含む。付加製造技術は、典型的には、形成される構成要素の三次元コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルを取得することと、構成要素を例えば、１８〜１０２マイクロメートル厚の層に電子的にスライスすることと、ベクトル、画像または座標を含む各層の二次元画像を有するファイルを作成することとを含む。次いでファイルは、構成要素が異なるタイプの付加製造システムによって構築することができるように、ファイルを解釈する準備ソフトウェアシステムにロードすることができる。３Ｄ印刷、ラピッドプロトタイピング（ＲＰ）、および直接デジタル製造（ＤＤＭ）の付加製造形式では、材料層を選択的に分配し、焼結し、形成し、堆積させるなどして構成要素を形成する。直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）（選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）とも呼ばれる）などの金属粉末付加製造技術では、金属粉末層を共に順次溶融して構成要素を形成する。より具体的には、金属粉末床上のアプリケータを使用して均一に分配させた後、微細金属粉末層を順次溶融させる。各アプリケータは、金属、プラスチック、セラミック、炭素繊維またはゴム製のリップ、ブラシ、ブレードまたはローラの形態のアプリケータ要素を含み、金属粉末を構築プラットフォーム上に均一に広げる。金属粉末床は、縦方向軸線に沿って移動させることができる。プロセスは、正確に制御された雰囲気を有する処理チャンバで行われる。各層が形成されると、金属粉末を選択的に溶融することによって、構成要素の幾何学的形状の各二次元スライスを融着させることができる。溶融は、１００ワットのイッテルビウムレーザなどの高出力溶融ビームによって実行することができ、金属粉末を完全に溶接（溶融）して固体金属を形成する。溶融ビームは走査ミラーを使用してＸ−Ｙ方向に移動し、金属粉末を完全に溶接（溶融）して固体金属を形成するのに十分な強度を有する。後続の二次元層ごとに金属粉末床を下げてもよく、構成要素が完全に形成されるまでプロセスを繰り返す。

図１は、ガスタービンシステム１００などのターボ機械システムの一実施形態の概略図である。システム１００は、圧縮機１０２と、燃焼器１０４と、タービン１０６と、シャフト１０８と、燃料ノズル１１０とを含む。一実施形態では、システム１００は、複数の圧縮機１０２と、燃焼器１０４と、タービン１０６と、シャフト１０８と、燃料ノズル１１０とを含むことができる。圧縮機１０２およびタービン１０６は、シャフト１０８によって結合される。シャフト１０８は、単一のシャフト、またはシャフト１０８を形成するように共に結合された複数のシャフトセグメントであってもよい。

一態様では、燃焼器１０４は、天然ガスまたは水素富化合成ガスなどの液体および／またはガス燃料を使用してエンジンを作動させる。例えば、燃料ノズル１１０は、空気供給源および燃料供給源１１２と流体連通する。燃料ノズル１１０は、空気燃料混合気を生成して、空気燃料混合気を燃焼器１０４に放出し、それによって燃焼を引き起こして高温の加圧排気ガスを生成する。燃焼器１０４は、高温の加圧ガスをトランジションピースを通してタービンノズル（または「第１段ノズル」）、ならびにバケットおよびノズルの他の段に誘導してタービン１０６を回転させる。タービン１０６の回転は、シャフト１０８を回転させ、それによって圧縮機１０２に流れる空気を圧縮する。一実施形態では、限定はしないが、シュラウド、ダイアフラム、ノズル、ブレードおよびトランジションピースを含む高温のガス経路構成要素がタービン１０６に位置し、そこで構成要素を横切る高温のガス流がタービン部品のクリープ、酸化、摩耗および熱疲労を引き起こす。高温のガス経路構成要素の温度を制御することにより、構成要素の危機モードを低減することができる。ガスタービンの効率は、タービンシステム１００の焼成温度の上昇と共に増加する。焼成温度が上昇するにつれて、高温のガス経路構成要素は、耐用年数を満たすために適切に冷却される必要がある。高温のガス経路に近接した領域を冷却するための構成を向上した構成要素およびそのような構成要素を作製する方法については、本明細書で詳細に論じる。以下の解説はガスタービンに主として焦点を当てているが、論じられる概念はガスタービンに限定されない。

図２は、タービンロータブレード１１５がガスタービンまたは燃焼エンジンのタービンに配置される、例示的な従来のタービン構成要素の斜視図である。タービンは、燃焼器から下流に取り付けられて高温の燃焼ガス１１６をそこから受け入れることが理解されよう。軸方向中心軸線の周りで軸対称であるタービンは、ロータディスク１１７と、半径方向軸線に沿ってロータディスク１１７から半径方向外側に延びる複数の円周方向に間隔を置いて配置されたタービンロータブレード（そのうちの１つのみが示されている）とを含む。環状の固定タービンシュラウド１２０は、固定ステータケーシング（図示せず）に適切に接合されてタービンロータブレード１１５を取り囲むので、動作中の燃焼ガスの漏れを制限する比較的小さい隙間またはギャップがその間に残る。

各タービンロータブレード１１５は、一般に、ロータディスク１１７の周囲の対応するダブテールスロットに取り付けられるように構成された軸方向ダブテールのような、任意の従来の形態を有することができる基部１２２（根元またはダブテールとも呼ばれる）を含む。中空の翼形部１２４は、基部１２２に一体的に接合され、そこから半径方向または長手方向外側に延びる。タービンロータブレード１１５はまた、燃焼ガス１１６の半径方向内側流路の一部を画定するために、翼形部１２４と基部１２２との接合部に配置された一体型プラットフォーム１２６を含む。タービンロータブレード１１５は、任意の従来の方法で形成することができ、典型的には、ワンピース鋳造、付加製造された部品、または鋳造ブレード基部セクションに接合された付加製造先端であることが理解されよう。翼形部１２４は、好ましくは、対向する前縁１３２と後縁１３４との間にそれぞれ軸方向に延びる、略凹状の正圧側壁１２８および円周方向または横方向に対向する略凸状の負圧側壁１３０を含む。側壁１２８および１３０はまた、プラットフォーム１２６から半径方向外側のブレード先端、または単に先端１３７へと半径方向に延びる。

図３は、本開示の実施形態を用いることができる、例示的なタービンブレード先端１３７の拡大斜視図を示す。一般に、ブレード先端１３７は、基部１２２（図２）に対向して配置され、正圧側壁１２８と負圧側壁１３０との間に外側に面する先端端部１５１を画定する先端プレート１４８を含む。先端プレート１４８は、典型的には、翼形部１２４内に配置された内部冷却通路（本明細書では「翼形部チャンバ」１７４（図４、図９も参照）として単に参照される）に接し、翼形部１２４の正圧側壁１２８と負圧側壁１３０との間に画定される。翼形部チャンバは、翼形部１２４を通して、例えば、半径方向に冷却剤を供給するように構成される。すなわち、圧縮機から抽気された圧縮空気のような冷却剤は、動作中に翼形部チャンバを通して循環させることができる。翼形部チャンバは、限定はしないが、冷却通路（図９および図１９参照）、衝突スリーブまたは要素、接続通路、キャビティ、ペデスタルなどを含む任意の現在知られているまたは後に開発される冷却剤搬送通路または回路を含むことができる。先端プレート１４８は、タービンロータブレード１１５と一体であってもよく、ブレードを鋳造した後に定位置に溶接／ろう付けされてもよい。

漏れ流量の低減などの特定の性能上の利点のために、ブレード先端１３７は、先端レール、または単にレール１５０を含むことがある。正圧側壁１２８および負圧側壁１３０と同時に、レール１５０は、それぞれ正圧側壁レール１５２および負圧側壁レール１５４を含むものとして説明することができる。一般に、正圧側壁レール１５２は、先端プレート１４８から半径方向外側に延び、翼形部１２４の前縁１３２から後縁１３４に延びる。図示されているように、正圧側壁レール１５２の経路は、正圧側壁１２８の外側半径方向縁部に隣接しているかまたはその近傍にある（すなわち、正圧側壁１２８の外側半径方向縁部と整列するように、先端プレート１４８の周辺にまたは近傍にある）。同様に、図示されているように、負圧側壁レール１５４は、先端プレート１４８から半径方向外側に延び、翼形部１２４の前縁１３２から後縁１３４に延びる。負圧側壁レール１５４の経路は、負圧側壁１３０の外側半径方向縁部に隣接しているかまたはその近傍にある（すなわち、負圧側壁１３０の外側半径方向縁部と整列するように、先端プレート１４８の周辺にまたは近傍にある）。正圧側壁レール１５２と負圧側壁レール１５４の両方は、内側レール面１５７と、外側レール面１５９と、内側レール面１５７と外側レール面１５９との間の半径方向外側に面するレール面１６０とを有するものとして説明することができる。レールが必ずしも正圧または負圧側壁レールに沿っていなくてもよいことを理解されたい。すなわち、本開示を使用することができる代替のタイプの先端では、先端レール１５０は、先端プレート１４８の縁部から離れるように移動してもよく、後縁１３４に延びなくてもよい。

このように形成されて、先端レール１５０は、タービンロータブレード１１５の先端１３７に先端ポケット１５５を画定することが理解されよう。当業者であれば理解されるように、このように構成された、すなわち、このタイプの先端ポケット１５５を有する先端１３７は、「スキーラ先端」または「スキーラポケットまたはキャビティ」を有する先端と呼ばれることもある。正圧側壁レール１５２および／または負圧側壁レール１５４の高さおよび幅（したがって先端ポケット１５５の深さ）は、最良の性能およびタービンアセンブリ全体のサイズに応じて変化させることができる。先端プレート１４８は、先端ポケット１５５の床（すなわち、キャビティの内側半径方向境界）を形成し、先端レール１５０は、先端ポケット１５５の側壁を形成し、先端ポケット１５５は、タービンエンジン内に設置されると、そこからわずかに半径方向にオフセットされる環状の固定タービンシュラウド１２０（図２参照）が密接して隣接する外側半径方向面を通して開いたままである。レール１５０の半径方向外側に面するレール面１６０は、環状の固定タービンシュラウド１２０に擦れることがある。

図４〜図７を参照して、先端レール冷却通路１７０の形態の先端レール冷却構造１６８（図４）の実施形態をここで説明する。図４は、先端レール冷却通路１７０の実施形態を使用することができる、タービンロータブレード１１５の形態のタービン構成要素の先端１３７の透視斜視図を示し、図５は、本開示の実施形態による、先端レール冷却通路１７０（すなわち、空気スペース）の例示的な形状の斜視図を示す。図４に示すように、先端レールキャビティ１７２は、レール１５０内に少なくとも部分的に（半径方向に）配置され、レール１５０を部分的に囲む。先端レールキャビティ１７２は、レール１５０に冷却剤流を受け入れる任意の形態の開口部を含むことができる。先端レールキャビティ１７２は、翼形部チャンバ１７４（図４）から、もしくはその一部として、またはレール冷却剤誘導チャンバ２００（例えば、図８、図９および図１８）から冷却剤流を受け入れることができ、後者は、本明細書でより詳細に説明される。図４に示す一例では、先端レールキャビティ１７２は、正圧および負圧側壁１２８、１３０の内面の衝突冷却後に冷却剤流を受け入れ、すなわち、翼形部チャンバ１７４からの複数の出口２２２を介した衝突後キャビティである。先端レールキャビティ１７２は、レール１５０内を通過するように、すなわち、レール１５０の曲率を囲むように任意の長さに延びることができる。先端レールキャビティ１７２は、翼形部チャンバ１７４またはレール冷却剤誘導チャンバ２２０（本明細書に記載）からの冷却剤流を受け入れるために、内部に任意の数の開口部を含むことができる。先端レールキャビティ１７２は、所望の任意の断面形状を有することができる。

本開示の実施形態によれば、先端レール冷却通路１７０は、先端レールキャビティ１７２に流体結合する。図５に最もよく示すように、本開示の実施形態による先端レール冷却通路１７０は、先端レールキャビティ１７２に流体結合された入口１７６と、入口１７６に流体結合され、レール１５０を部分的に囲む通路長さ１７８と、通路長さ１７８に流体結合された計量要素１８０と、計量要素１８０に流体結合され、半径方向外側に面するレール面１６０を通って延びる出口１８２（図４）とを含むことができる。入口１７６は、先端レールキャビティ１７２内の冷却剤流が入口１７６に入るように、任意の方法で、かつ先端レールキャビティ１７２に沿った任意の位置で先端レールキャビティ１７２に流体結合されてもよい。一実施形態では、入口１７６は、通路長さ１７８の方向とは反対の方向に冷却剤流を誘導するように傾斜することができる。一実施形態では、入口１７６は、通路長さ１７８に対して２０〜９０°の範囲の角度αで配置されてもよい。傾斜した入口１７６によって冷却剤流が傾斜した入口１７６を通過すると、冷却剤流は、傾斜した縁部から分離し、冷却剤中の圧力損失および（他の流れエリアと比較して）高い熱伝達領域を生じさせる。

図４に示すように、通路長さ１７８は、半径方向外側に面するレール面１６０の一部に平行に延びている。その結果、先端レール冷却通路１７０は、レール１５０の長さを冷却することができ、同時に半径方向外側に面するレール面１６０から冷却剤を排出することができる。通路長さ１７８は、所望の任意の長さを有することができる。

図６は、通路長さ１７８の断面を示す、図５の線６−６に沿った先端レール１５０の断面図を示し、図７は、計量要素１８０の断面を示す、図５の線７−７に沿った先端レール１５０の断面図を示す。計量要素１８０は、例えば、通路長さ１７８の下流端部（図５の右側）に配置された通路長さ１７８に流体結合される。図５から観察されるように、かつ図６と図７とを比較することによって、通路長さ１７８は、第１の断面積を有することができ、計量要素１８０は、第１の断面積未満の第２の断面積を有することができる。一実施形態では、計量要素１８０は、通路長さ１７８よりも小さい直径、例えば、通路長さ１７８の０．０６３５センチメートル（ｃｍ）（０．０２１インチ）と比較して、０．０５３３ｃｍ（０．０２５インチ）のその少なくとも一部のみを有することができる。別の実施形態では、通路長さ１７８は、円形の断面（図６）を有してもよく、計量要素１８０は、楕円形の断面（図７）を有してもよい。すなわち、計量要素１８０は、その円周方向（水平方向）幅（Ｗ）よりも大きい半径方向（縦方向）高さ（Ｈ）を有してもよく、またはその逆であってもよい。別の実施形態では、通路長さ１７８は、正方形の断面を有してもよく、計量要素１８０は、通路長さ１７８の円周方向幅よりも小さい円周方向幅を有する長方形の断面を有してもよい。計量要素１８０が通路長さよりも小さい断面積を有する他の多角形構成もまた、用いることができる。いずれにしても、図４に示すように、計量要素１８０は、通路長さ１７８に面する面１９０を提示することができ、これは通過する冷却剤流からの熱伝達に寄与し得る。楕円形である計量要素１８０は、熱伝達および付加製造の制約に対応する。例えば、現行の実施では、ダストの目詰まりを防止するための最小孔サイズ（Ｄ１）と、例えば、製造中のその崩壊を防止するための付加製造された孔の別個の孔サイズ（Ｄ２）とが定められている。付加製造のための最小サイズはより大きいが、製造上の制限は、この場合は半径（縦）方向である構築平面に対して垂直に適用されるだけである。したがって、この例の楕円形の計量要素１８０は、円周方向幅（Ｗ）のサイズＤ１および半径方向高さ（Ｈ）のサイズＤ２であってもよい。いずれにしても、計量要素１８０は、通過する冷却剤流を計量するように作用する。したがって、計量要素１８０は、通路長さ１７８よりも小さい断面積を有し、熱伝達を増加させ、付加製造の制限の満たし、冷却剤流の量の調節し、かつ逆流圧力マージンの要件を満たすことが可能である。

出口１８２（図５）は、計量要素１８０に流体結合され、半径方向外側に面するレール面１６０を通って延びる。出口１８２は、任意の様々な断面形状を有することができる。示される一実施形態では、円形の断面を有する。代替の実施形態では、正方形または長方形であってもよい。出口１８２は、半径方向に配向されてもよく、それは出口１８２が概ね半径方向に延びることを示し、例えば、＋／−１０°でわずかに半径方向に傾斜してもよい。出口１８２は、計量要素１８０から放出されて出口の内部面に衝突する冷却剤流に関連する熱伝達の利益を提供し、かつより大きな開口部を提供し、例えば、冷却孔を覆って汚れている外側に面するレール面１６０からのブレード先端の擦れにより閉じる危険性を低くする。出口１８２は、冷却孔が閉じるのを防止するのに必要な任意のサイズを有することができる。一例では、出口１８２は、計量要素１８０の直径の２倍の直径を有することができる。

翼形部１２４、特に先端１３７は、鋳造および付加製造のような任意の現在知られているまたは後に開発されるプロセスを使用して製造することができる。しかしながら、先端レール冷却通路１７０は、特にそれ自体が付加製造に適していることに留意されたい。この場合、従来の先端とは対照的に、レール１５０は、内部に先端レール冷却通路１７０を有する一体構造、すなわち、ワンピースとすることができる。さらに、図４で最もよく観察されるように、先端レール冷却通路１７０の入口１７６、通路長さ１７８および計量要素１８０は、レール１５０の内側レール面１５７、外側レール面１５９および半径方向外側に面するレール面１６０内にある。先端レール冷却通路の一部をカバーで形成する必要はなく、他の要素と共に開放通路を閉じる必要もない。使用される付加製造のタイプは、様々であってよい。一例では、付加製造は、直接金属レーザ溶融を含むことができる。

図４に示すように、１つの先端レールキャビティ１７２および１つの先端レール冷却通路１７０を本明細書で説明してきたが、複数の対のキャビティおよび先端レール冷却通路をレール１５０内に間隔を置いて配置させることができる。先端レールキャビティ１７２および／または先端レール冷却通路１７０がレールを囲むまたはレール内に延びる程度は、限定はしないが、先端サイズ、レール長さ、熱条件、冷却剤条件などの任意の数の要素に応じて変化し得る。場合によっては、先端プレート１４８は、翼形部チャンバ１７４の一部から先端プレート１４８を通って先端ポケット１５５に延びる先端プレート冷却剤通路１４９を含むことができる。先端プレート冷却剤通路１４９は、先端プレート１４８へのフィルム冷却を提供することができる。

先端レール冷却通路１７０は、傾斜した入口１７６、通路長さ１７８に沿った大きな表面積、および出口１８２の内部面を設けて熱伝達を顕著にする。計量要素１８０は、レール１５０の位置に関係なく先端レールキャビティ１７２（およびさらに上流）に冷却剤流の逆流マージンを生成する。大きな出口１８２は、先端の擦れにより孔が閉じる可能性を低減し、計量要素１８０と共に別の熱伝達面を提供する。先端レール冷却通路１７０は、ガスタービンエンジンの複合サイクル効率を向上させる現在の構成と比較して、先端の冷却剤流を減少させることができる。さらに、通路１７０は、部品の耐久性を高めることができる。

図８〜図２１を参照して、タービン構成要素の実施形態、レール冷却剤誘導チャンバ２２０を有するタービンロータブレード１１５（明瞭化のためにのみ、図９のみ）をここで説明する。図８は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０を有する先端１３７の透視斜視図を示し、図９は、先端１３７の図８の線９−９に沿った断面図を示す。この実施形態では、翼形部チャンバ１７４のみを有する図４に示す構造ではなく、先端１３７は、本開示の実施形態によるレール冷却剤誘導チャンバ２２０を含むことができる。図１０は、本開示の実施形態による、レール冷却剤誘導チャンバ２２０の斜視図を示す。図４に関連して説明され、図８に再び示すように、翼形部チャンバ１７４は、翼形部２１５内に配置され、翼形部チャンバ１７４は、翼形部を通して冷却剤、例えば、圧縮機１０２（図１）からの空気を供給するように構成される。タービン構成要素はまた、前縁１３２と後縁１３４との間に延びる、正圧側壁１２８と負圧側壁１３０との間の先端１３７に先端プレート１４８を含むことができる。レール１５０は、先端プレート１４８から半径方向に延び、先端プレート１４８の近傍または周辺に配置される。レール１５０は、内部に少なくとも部分的に少なくとも１つの先端レール冷却構造１６８を含むことができる。図９の実施形態では、先端レール冷却構造１６８は、内部に先端レールキャビティ１７２および先端レール冷却通路１７０を含み、図１８および図１９の実施形態に関して説明するように、先端レール冷却構造１６８は、先端レールキャビティ１７２のみを含むことができる。各先端レール冷却構造１６８は、少なくとも部分的に半径方向にレール１５０内にあってもよい。レール１５０は、正圧側壁レール１５２と、負圧側壁レール１５４とを含むことができる。レール１５０は、必要に応じて不連続部を有してもよい。

レール冷却剤誘導チャンバ２２０は、翼形部２１５内の翼形部チャンバ１７４と先端プレート１４８との間に半径方向に配置されてもよい。レール冷却剤誘導チャンバ２２０は、内部の冷却剤流２２６が曝される翼形部２１５の一部に若干の冷却を提供することができるが、翼形部チャンバ１７４からレール１５０のより低温の冷却剤流２２６が望ましいエリアに、例えば、正圧側壁１２８に沿って負圧側壁１３０の後方領域２５０に冷却剤流２２６を誘導するようにも機能する。本明細書で説明するように、レール冷却剤誘導チャンバ２２０の出口２２２は、先端レール冷却通路１７０に供給される先端レールキャビティ１７２などの先端レール冷却構造１６８と流体連通してもよく、またはキャビティ１７２が省略されている先端レール冷却通路１７０と直接流体連通してもよい（例えば、図２０参照）。

図１０を続けると、レール冷却剤誘導チャンバ２２０は、翼形部チャンバ１７４に流体結合されて翼形部チャンバ１７４からの冷却剤の少なくとも一部を含む冷却剤流２２６を受け入れる入口２２４を含むことができる。入口２２４は、冷却回路（図９）の最上部の揺動などで、例えば、衝突冷却後に翼形部チャンバ１７４に沿った任意の所望の位置から冷却剤流２２６を引き出すことができる。入口２２４が冷却剤流２２６を引き出す場所は、限定はしないが、所望の冷却剤圧力、冷却剤温度、または冷却剤流量、翼形部用途、予想されるレール温度、翼形部材料などを含む多数の要素に依存し得る。

レール冷却剤誘導チャンバ２２０からの複数の出口２２２は、冷却剤流２２６を少なくとも１つの先端レール冷却構造１６８に誘導する。先端レール冷却構造１６８は、レール１５０の任意の現在知られているまたは後に開発される冷却特徴を含むことができる。図９の例示的な実施形態では、先端レール冷却構造１６８は、本開示の実施形態による先端レール冷却通路１７０をレール１５０に含み、また、先端レールキャビティ１７２を含む。図１８および図１９の例示的な実施形態では、先端レール冷却構造１６８は、限定はしないが、開口部２２３を介して先端ポケット１５５などの他の構造に供給することができる先端レールキャビティ１７２のみを含む。図２０および図２１の例示的な実施形態では、先端レール冷却構造１６８は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０と直接連通する先端レール冷却通路１７０のみを含む。図１８〜図２１は、本明細書でより詳細に説明される。出口２２２は、冷却剤流２２６が先端レール冷却構造１６８に、例えば、先端レールキャビティ１７２（図９、図１８および図１９）または先端レール冷却通路１７０（図２０〜図２１）入ることができるように、レール冷却剤誘導チャンバ２２０の外周に沿って、すなわち、正圧および負圧側壁内に、半径方向天井２２８（図９）に配置されてもよい。図１０では、側壁１２８、１３０に対する位置を示すために、出口２２２が点線で重ねられている。任意の数の出口２２２を設けることができ、それらは所望の冷却を提供するために必要に応じて間隔を置いて配置したり、傾斜することができる。

レール冷却剤誘導チャンバ２２０はまた、その内部に少なくとも１つの誘導壁２３０を含むことができる。誘導壁２３０は、他の出口、すなわち、冷却剤流をそれらのエリアに供給しない出口よりも前に正圧側壁１２８および負圧側壁１３０の後方領域２５０の少なくとも１つに沿って位置した複数の出口２２２の１つまたは複数に向けて冷却剤流２２６を誘導するように配置される。レール１５０は、これらのエリアでより高温の温度を示すことが発見されており、したがって、追加のレール冷却が有益である。説明されるように、誘導壁２３０は、本開示の実施形態に従って様々な形態をとることができる。

図１０〜図１６は、誘導壁２３０がレール冷却剤誘導チャンバ２２０内に隔壁２４０を含む多数の実施形態を示す。図１１は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０の第１の断面を示す、図９の線１１−１１に沿った先端の断面図を示し、図１２は、レール冷却剤誘導チャンバの第２の断面を示す、図９の線１２−１２（線１１−１１からの半径方向外側）に沿った先端の断面図を示す。（図１３〜図１７は、図１２と同様の断面を示す）。

図９〜図１６に示す実施形態では、隔壁２４０は、正圧側壁１２８の内面２４４および負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０と流体接触する冷却剤流２２６の小路２４２（本明細書では「上流小路」と呼ぶ）を形成する。隔壁２４０はまた、例えば、後方領域２５０の上流の前方領域２６４のようなその他の領域で、負圧側壁１３０の内面２６２と流体接触する冷却剤流２２６の小路２６０（本明細書では「下流小路」と呼ぶ）を形成する。後方領域２５０は、すなわち、高温のガスが負圧側壁１３０および負圧側内側レール面１５７を越えてより深く温度に影響を与えるその位置ために、前方領域２６４よりも高い温度が観察される負圧側壁１３０の一部として定義することができる。前方領域２６４は、前縁１３２から後方領域２５０に延びることができる。本明細書で使用する場合、「流体接触」は、冷却剤流２２６が特定の側壁の記載された面と直接流体連通することを示す。「内面」は、特定の側壁の最も外側の、内側に面する面を示す。図１０〜図１６では、入口２２４は、前縁１３２に隣接して、すなわち、その直ぐ内側または近傍でレール冷却剤誘導チャンバ２２０に開き、かつ下流小路２６０ではなく上流小路２４２に開く。冷却剤流２２６は、上流小路２４２を通過した後、下流小路２６０に入って流れる。

図１０〜図１３は、上流小路２４２を複数の別個の小路２７２に分離する少なくとも１つの冷却剤誘導壁２７０を含む誘導壁２３０を示す。誘導壁２７０および別個の小路２７２は、例えば、冷却剤流２２６をレール冷却剤誘導チャンバ２２０に均一に広げ、例えば、ある程度の冷却を壁およびチャンバに提供し、必要に応じて冷却剤流２２６を誘導し、冷却剤流２２６をより均一に分配し、製造中およびそれ以降に先端プレート１４８を支持するために用いることができる。壁２７０間の間隔は、限定はしないが、所望の流れパラメータおよび先端プレート１４８を支持するのに必要な強度などの任意の数の要素で定義することができる。図１０〜図１２では、４つの冷却剤誘導壁２７０が示されており、図１３では、３つの冷却剤誘導壁２７０が示されている。しかしながら、任意の数の冷却剤誘導壁２７０を用いることができることが強調される。対照的に、図１４は、下流小路２６０に、および後方領域２５０の近傍に個別の支持体３００を有する隔壁２４０のみを示す。

図１５および図１６に示すように、誘導壁２３０はまた、下流小路２６０を複数の別個の小路２７６に分離する少なくとも１つの冷却剤誘導壁２７４を含むことができる。冷却剤誘導壁２７４および別個の小路２７６は、冷却剤誘導壁２７０および小路２７２について上述したのと同様の理由で用いることができる。さらに、冷却剤誘導壁２７４は、冷却剤流２２６を負圧側壁１３０の前方領域２６４に対して異なる上流および下流方向に誘導することができる。例えば、図１５および図１６に示すように、前方領域２６４を露出させる前にレール冷却剤誘導チャンバ２２０の中央部分２８４を冷却剤流２２６に露出させるように、それぞれ１つまたは２つの冷却剤誘導壁２７４を使用することができる。図１５では、１つの冷却剤誘導壁２７４が冷却剤流２２６を負圧側壁１３０の前方領域２６４に沿って下流に誘導するように作用するが、図１６では、２つの冷却剤誘導壁２７４が冷却剤流２２６を前方領域２６４に沿って上流に誘導するように作用する。任意の数の冷却剤誘導壁２７４は、例えば、冷却剤流２２６をレール冷却剤誘導チャンバ２２０に均一に広げ、例えば、ある程度の冷却を壁およびチャンバに提供し、必要に応じて冷却剤流２２６を誘導し、冷却剤流２２６をより均一に分配し、付加製造中およびそれ以降に先端プレート１４８を支持するために用いることができる。冷却剤誘導壁２７４間の間隔は、限定はしないが、所望の流れパラメータおよび先端プレート１４８を支持するのに必要な強度などの任意の数の要素で定義することができる。

図１５をさらに参照すると、誘導壁２３０は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０内のチャネル隔壁２８０を含むことができる。チャネル隔壁２８０は、チャネル小路２８２を介してレール冷却剤誘導チャンバ２２０の中央部分２８４へと続く上流小路２４２と、正圧側壁１２８の内面２４４と流体接触し、負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０に通じる後続の小路２８６とを形成する。複数の交差開口部２９０は、通過する冷却剤流２２６を誘導するために、チャネル隔壁２８０の正圧側壁１２８に面して設けられてもよい。冷却剤誘導壁２７４は、負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０から前方に延びることができる。冷却剤誘導壁２７４は、負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０から前縁１３２に向かって上流に延びる別個の小路２９２と、負圧側壁１３０の内面２５２の前方領域２６４に沿って下流に延びる連続小路２９４とを形成する。

図１０、図１２、図１３、図１５および図１７に最もよく示すように、少なくとも１つの誘導壁２３０、例えば、隔壁２４０および／または冷却剤誘導壁２７０、２７４は、冷却剤流２２６の一部がそれぞれの壁を通過することを可能にする複数の交差開口部２９０を内部に含むことができる。したがって、交差開口部２９０は、冷却剤流２２６の方向および流量をより制御することを可能にする。交差開口部２９０は、任意の方法で、例えば、各壁内で均一または不均一に間隔を置いて配置することができ、任意の所望のサイズまたは形状を有することができる。

個別の支持体３００は、例えば、付加製造中およびそれ以降に先端プレート１４８を支持するために必要な任意の位置で、レール冷却剤誘導チャンバ２２０内に設けることができる。各個別の支持体３００は、例えば、任意の断面のポスト、格子構造などその上で、例えば、所望の局所熱伝達を提供するために、および／または先端プレート１４８を支持するために任意の縦方向の形状をとることができる。個別の支持体３００は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０のどこにでも実質的に配置することができる。例えば、図１６を参照すると、複数の個別の支持体３００は、少なくとも下流小路２６０内に配置されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、複数の個別の支持体３００を様々な位置に配置することができる。ここでもまた、図１４は、下流小路２６０に、および後方領域２５０の近傍に個別の支持体３００を有する隔壁２４０のみを示す。任意の数の個別の支持体３００を設けることができ、それらは必要な任意の方法で分配することができる。

図１７を参照すると、他の実施形態では、入口３２４は、負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０に隣接するレール冷却剤誘導チャンバ２２０に開くことができる。入口２２４は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０内で実質的に任意の位置に配置することができ、誘導壁２３０は、内部の出口２２２（例えば、図９）が他の出口よりも前に冷却剤流２２６を受け入れるように、他の領域よりも前に正圧側壁１２８および負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０に冷却剤流２２６を誘導することにも留意されたい。図１７では、誘導壁２３０は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０内のチャネル隔壁３１０を含み、レール冷却剤誘導チャンバ２２０の中央部分３１４への小路３１２を含む上流小路２４２と、正圧側壁１２８の内面２４４と接触し、負圧側壁１３０の内面２５２の前方領域２６４に通じる別の小路３１６とを形成する。チャネル隔壁３１０は、通過する冷却剤流２２６を誘導するために、壁内に複数の交差開口部２９０を含むことができる。冷却剤誘導壁３１８を、小路３１２を複数の別個の小路３２０に分離するために設けることもできる。別個の小路３２０の各々は、交差開口部２９０を介して小路３１６に供給することができる。

図９に戻ると、断面は、２つ以上の小路を形成するレール冷却剤誘導チャンバ２２０内の誘導壁２３０を示す。図示のように、付加製造目的のために、小路は、先端プレート１４８内に頂部の天井３３０を含むことができ、スキーラ床を支持する。理解されるように、頂部の天井は、過度に水平な面の崩壊を防止するために、付加製造中の天井の十分な支持を可能にする。また、最も外側の誘導壁３４０は、支持のために、または出口２２２への冷却剤のアクセスを提供するために、先端プレート１４８の底部の近傍で外側に傾斜することができることが観察される。個別の支持体３００は、同様のフレア状の上側端部を有し、付加製造を可能にすることができる。図９はまた、付加製造された場合、先端プレート１４８、レール１５０、および誘導壁２３０が一体構造を形成すること、すなわち、それらが材料の一体型ワンピースであることを示す。図９はまた、レール冷却剤誘導チャンバ２２０が設けられる場合、先端プレート冷却剤通路１４９は、他の実施形態では翼形部チャンバ１７４ではなく、先端プレート１４８を通ってレール冷却剤誘導チャンバ２２０から延びることができることを示す。

図１０の例に示すように、誘導壁２３０、正圧側壁１２８および／または負圧側壁１３０のいずれかは、その上に、すなわち、その内面に任意の現在知られているまたは後に開発される乱流要素３３２を含むことができ、乱流を冷却剤流２２６に生成して熱伝達を増加させる。乱流要素３３２は、限定はしないが、渦発生器、ディンプル、波、粗さなどを含むことができ、乱流が望ましい任意の場所に配置することができる。

図１１および図１２に戻り、動作時および矢印で示すように、冷却剤流２２６は、入口２２４を介してレール冷却剤誘導チャンバ２２０に入り、上流小路２４２に入る。図１１および図１２に示す実施形態では、上流小路２４２は、小路を分離し、冷却剤流を分配する多数の誘導壁２７０を含む。冷却剤流２２６が最初に正圧側壁１２８の内面２４４に沿って移動すると、レール１５０の先端レール冷却構造１６８（例えば、図１０）に向かう出口２２２に遭遇し、したがって、他の出口２２２よりも前に、例えば、負圧側壁１３０の前方領域２６４においてより低温の冷却剤流２２６をそこに誘導する。冷却剤流２２６の大部分は、隔壁２４０によって負圧側壁１３０の前方領域２６４の内面２６２およびその上の出口２２２から封鎖されている。図１２に示すように、いくつかの実施形態では、一部の制限された量の冷却剤流２２６は、交差開口部２９０を通過して前方領域２６４に向かうことができる。交差開口部２９０を通過する冷却剤流２２６の部分は、内部の冷却剤流を冷却するが、上流小路２４２の冷却剤流２２６の大部分よりもまだ高温である。上流小路２４２の冷却剤流２２６のより低温の部分は、正圧側壁１２８に沿って出口２２２に遭遇した後、次に負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０の出口２２２に遭遇する。このようにして、負圧側壁の後方領域２５０上のレール１５０はまた、他の出口、例えば、前方領域２６４のものよりも低温の冷却剤流を受け入れる。後方領域２５０の後、冷却剤流２２６は、下流小路２６０に入り、前方領域２６４の出口２２２に遭遇し、レール１５０の先端レール冷却構造１６８（例えば、図１０）に進む。上述したように、より低温の冷却剤流２２６の一部は、交差開口部２９０を通過して、下流小路２６０のこのより高温の冷却剤流２２６と混合することができる。

他の実施形態は、図１１および図１２と同様に動作する。冷却剤流２２６は、最初に上流小路２４２を通過し、他の出口２２２よりも前に、正圧側壁１２８の内面２４４および負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０の近傍でレール１５０の先端レール冷却構造１６８（図９、図１９および図２１）に向かって出口２２２を出る。図１３は、内部の誘導壁２７０の追加の交差開口部２９０を示す。図１４は、下流小路２６０に、および後方領域２５０の近傍に個別の支持体３００を有する隔壁２４０のみを示す。図１５は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０の蛇行経路と、負圧側壁１３０の前方領域２６４に沿った下流冷却剤流とを形成するチャネル隔壁２８０および誘導壁２７４を示す。図１６は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０を通るより長い蛇行経路を形成する多数の誘導壁２７４を含む。図１７は、後方領域２５０の近傍の入口３２４と、湾曲したチャネル隔壁３１０とを有する。各実施形態は、各実施形態内の個別の形態で示されているが、異なる実施形態にわたって使用することができる固有の誘導壁２３０および小路２６０、２７２を提供する。

図１８および図１９は、先端レールキャビティ１７２のみを含む先端レール冷却構造１６８の透視斜視図および部分断面（図９と同様）をそれぞれ示す。ここで、先端レールキャビティ１７２は、限定はしないが、開口部２２３を介して先端ポケット１５５などの他の構造に供給することができる。先端レール冷却通路１７０は、省略されている。図２０および図２１は、レール冷却剤誘導チャンバ２２０と直接連通する先端レール冷却通路１７０のみを含む先端レール冷却構造１６８の透視斜視図および部分断面（図９と同様）をそれぞれ示す。ここで、レール冷却剤誘導チャンバ２２０の出口２２２は、先端レール冷却通路１７０の入口１７６に入る。図示されているように、先端レール冷却通路１７０およびレール冷却剤誘導チャンバ２２０の実施形態は、別々にまたは共に使用することができる。

レール冷却剤誘導チャンバ２２０の実施形態は、ガスタービンエンジンにおけるブレードスキーラ先端のレール１５０の効果的な冷却を提供する。レール冷却剤誘導チャンバ２２０は、低圧降下の蛇行型内部冷却構成を提供し、最も低温の冷却剤流２２６は、それが最も必要とされる、正圧側壁１２８の内面２４４および負圧側壁１３０の内面２５２の後方領域２５０のレール１５０の出口２２２（図１０）に最初に誘導される。側壁１２８、１３０を通る出口開口部を含み得る翼形部チャンバ１７４の領域とは対照的に、正圧側壁１２８および負圧側壁１３０は、それらを通る冷却剤通路開口部がなくてもよく、すなわち、チャンバ２２０は、冷却剤を誘導し、内部でのみ冷却するように作用する。さらに、レール冷却剤誘導チャンバ２２０は、密集して間隔を置いて配置される誘導壁２３０ならびに先端プレート１４８の底部の近傍で外側に傾斜する壁ならびに個別の支持体３００のような、付加製造中に先端プレート１４８を支持するために使用される特徴を組み込む。

本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。「任意の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、続いて記載された事象または状況が生じてもよいし、また生じなくてもよいことを意味し、かつ、その説明が、事象が起こる場合と、それが起こらない場合と、を含むことを意味する。

本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似する文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動できる任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組合せおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／−１０％を示すことができる。

添付の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を遂行するための、一切の構造、材料または動作を包含することが意図されている。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されたもので、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図されていない。多くの変更および変形は、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。本開示の原理および実際の応用を最もよく説明し、想定される特定の使用に適するように様々な変更を伴う様々な実施形態の開示を他の当業者が理解できるようにするために、実施形態を選択し説明した。
［実施態様１］
基部（１２２）、前記基部（１２２）に対向して配置された先端（１３７）、ならびにその前縁（１３２）と後縁（１３４）との間に延びる正圧側壁（１２８）および負圧側壁（１３０）を有する翼形部（１２４、２１５）と、
前記翼形部（１２４、２１５）内に配置され、前記翼形部（１２４、２１５）を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバ（１７４）と、
前記先端（１３７）の先端プレート（１４８）および前記先端プレート（１４８）から半径方向に延びるレール（１５０、１５２、１５４）であって、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、前記先端プレート（１４８）の近傍または周辺に配置され、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、内側レール面（１５７）、外側レール面（１５９）、および前記内側レール面（１５７）と前記外側レール面（１５９）との間の半径方向外側に面するレール面（１６０）を有する先端プレート（１４８）およびレール（１５０、１５２、１５４）と、
前記レール（１５０、１５２、１５４）内にあり、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲み、冷却剤流（２２６）を受け入れる先端レールキャビティ（１７２）と、
前記先端レールキャビティ（１７２）に流体結合された入口（１７６、２２４）、前記入口（１７６、２２４）に流体結合され、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲む通路長さ（１７８）、前記通路長さ（１７８）に流体結合された計量要素（１８０）、および前記計量要素（１８０）に流体結合され、前記半径方向外側に面するレール面（１６０）を通って延びる出口（１８２、２２２）を含む先端レール冷却通路（１７０）と
を含む、タービン構成要素。
［実施態様２］
前記入口（１７６、２２４）が、前記通路長さ（１７８）の方向とは反対の方向に前記冷却剤流（２２６）を誘導するように傾斜し、前記冷却剤中の圧力損失を生じさせる、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様３］
前記通路長さ（１７８）が、第１の断面積を有し、前記計量要素（１８０）が、前記第１の断面積未満の第２の断面積を有する、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様４］
前記計量要素（１８０）が、その円周方向幅（Ｗ）よりも大きい半径方向高さ（Ｈ）を有する、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様５］
前記通路長さ（１７８）が、円形の断面を有し、前記計量要素（１８０）が、楕円形の断面を有する、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様６］
前記出口（１８２、２２２）が、円形の断面を有する、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様７］
前記出口（１８２、２２２）が、前記計量要素（１８０）および前記通路長さ（１７８）よりも大きい断面積を有する、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様８］
前記翼形部（１２４、２１５）が、付加製造される、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様９］
前記レール（１５０、１５２、１５４）が、一体構造であり、前記先端レール冷却通路（１７０）の前記入口（１７６、２２４）、前記通路長さ（１７８）および前記計量要素（１８０）が、前記レール（１５０、１５２、１５４）の前記内側レール面（１５７）、前記外側レール面（１５９）および前記半径方向外側に面するレール面（１６０）内にある、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様１０］
前記レール（１５０、１５２、１５４）内に間隔を置いて配置された複数の対の前記キャビティ（１７２）および前記先端レール冷却通路（１７０）をさらに備える、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様１１］
前記通路長さ（１７８）が、前記半径方向外側に面するレール面（１６０）の一部に平行に延びている、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様１２］
前記計量要素（１８０）が、前記通路長さ（１７８）の下流端部に配置される、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様１３］
前記翼形部チャンバ（１７４）の一部から前記先端プレート（１４８）を通って前記内側レール面（１５７）内に画定された先端レールポケット（１５５）に延びる先端プレート冷却剤通路（１４９）をさらに備える、実施態様１に記載のタービン構成要素。
［実施態様１４］
ガスタービンエンジン用のタービンロータブレード（１１５）であって、前記タービンロータブレード（１１５）は、
基部（１２２）、前記基部（１２２）に対向して配置された先端（１３７）、ならびにその前縁（１３２）と後縁（１３４）との間に延びる正圧側壁（１２８）および負圧側壁（１３０）を有する翼形部（１２４、２１５）と、
前記翼形部（１２４、２１５）内に配置され、前記翼形部（１２４、２１５）を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバ（１７４）と、
前記先端（１３７）の先端プレート（１４８）および前記先端プレート（１４８）から半径方向に延びるレール（１５０、１５２、１５４）であって、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、前記先端プレート（１４８）の近傍または周辺に配置され、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、内側レール面（１５７）、外側レール面（１５９）、および前記内側レール面（１５７）と前記外側レール面（１５９）との間の半径方向外側に面するレール面（１６０）を有する先端プレート（１４８）およびレール（１５０、１５２、１５４）と、
前記レール（１５０、１５２、１５４）内にあり、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲み、冷却剤流（２２６）を受け入れる先端レールキャビティ（１７２）と、
前記先端レールキャビティ（１７２）に流体結合された入口（１７６、２２４）、前記入口（１７６、２２４）に流体結合され、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲む通路長さ（１７８）、前記通路長さ（１７８）に流体結合された計量要素（１８０）、および前記計量要素（１８０）に流体結合され、前記半径方向外側に面するレール面（１６０）を通って延びる出口（１８２、２２２）を含む先端レール冷却通路（１７０）と
を含む、タービンロータブレード（１１５）。
［実施態様１５］
前記入口（１７６、２２４）が、前記通路長さ（１７８）の方向とは反対の方向に前記冷却剤流（２２６）を誘導するように傾斜し、前記冷却剤中の圧力損失を生じさせる、実施態様１４に記載のタービンロータブレード（１１５）。
［実施態様１６］
前記通路長さ（１７８）が、第１の断面積を有し、前記計量要素（１８０）が、前記第１の断面積未満の第２の断面積を有する、実施態様１４に記載のタービンロータブレード（１１５）。
［実施態様１７］
前記通路長さ（１７８）および前記出口（１８２、２２２）が、円形の断面を有し、前記計量要素（１８０）が、楕円形の断面を有する、実施態様１６に記載のタービンロータブレード（１１５）。
［実施態様１８］
前記出口（１８２、２２２）が、前記計量要素（１８０）および前記通路長さ（１７８）よりも大きい断面積を有する、実施態様１４に記載のタービンロータブレード（１１５）。
［実施態様１９］
前記通路長さ（１７８）が、前記半径方向外側に面するレール面（１６０）の一部に平行に延びている、実施態様１４に記載のタービンロータブレード（１１５）。
［実施態様２０］
前記計量要素（１８０）が、前記通路長さ（１７８）の下流端部に配置される、実施態様１４に記載のタービンロータブレード（１１５）。

１００ ガスタービンシステム
１０２ 圧縮機
１０４ 燃焼器
１０６ タービン
１０８ シャフト
１１０ 燃料ノズル
１１２ 空気供給源および燃料供給源
１１５ タービンロータブレード
１１６ 燃焼ガス
１１７ ロータディスク
１２０ 固定タービンシュラウド
１２２ 基部
１２４ 翼形部
１２６ プラットフォーム
１２８ 正圧側壁
１３０ 負圧側壁
１３２ 前縁
１３４ 後縁
１３７ タービンブレード先端
１４８ 先端プレート
１４９ 先端プレート冷却剤通路
１５０ 先端レール
１５１ 先端端部
１５２ 正圧側壁レール
１５４ 負圧側壁レール
１５５ 先端ポケット
１５７ 内側レール面
１５９ 外側レール面
１６０ 半径方向外側に面するレール面
１６８ 先端レール冷却構造
１７０ 先端レール冷却通路
１７２ 先端レールキャビティ
１７４ 翼形部チャンバ
１７６ 入口
１７８ 通路長さ
１８０ 計量要素
１８２ 出口
１９０ 通路長さに面する面
２００ レール冷却剤誘導チャンバ
２１５ 翼形部
２２０ レール冷却剤誘導チャンバ
２２２ 出口
２２３ 開口部
２２４ 入口
２２６ 冷却剤流
２２８ 半径方向天井
２３０ 誘導壁
２４０ 隔壁
２４２ 上流小路
２４４ 正圧側壁の内面
２５０ 後方領域
２５２ 負圧側壁の内面
２６０ 下流小路
２６２ 負圧側壁の前方領域の内面
２６４ 前方領域
２７０ 冷却剤誘導壁
２７２ 別個の小路
２７４ 冷却剤誘導壁
２７６ 別個の小路
２８０ チャネル隔壁
２８２ チャネル小路
２８４ レール冷却剤誘導チャンバの中央部分
２８６ 後続の小路
２９０ 交差開口部
２９２ 別個の小路
２９４ 連続小路
３００ 個別の支持体
３１０ チャネル隔壁
３１２ 小路
３１４ 中央部分
３１６ 小路
３１８ 冷却剤誘導壁
３２０ 別個の小路
３２４ 入口
３３０ 天井
３３２ 乱流要素
３４０ 最も外側の誘導壁
Ｄ１ 最小孔サイズ
Ｄ２ 別個の孔サイズ
Ｈ 半径方向高さ
Ｗ 円周方向幅
α 角度

Claims (15)

1. 基部（１２２）、前記基部（１２２）に対向して配置された先端（１３７）、ならびにその前縁（１３２）と後縁（１３４）との間に延びる正圧側壁（１２８）および負圧側壁（１３０）を有する翼形部（１２４、２１５）と、
   前記翼形部（１２４、２１５）内に配置され、前記翼形部（１２４、２１５）を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバ（１７４）と、
   前記先端（１３７）の先端プレート（１４８）および前記先端プレート（１４８）から半径方向に延びるレール（１５０、１５２、１５４）であって、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、前記先端プレート（１４８）の近傍または周辺に配置され、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、内側レール面（１５７）、外側レール面（１５９）、および前記内側レール面（１５７）と前記外側レール面（１５９）との間の半径方向外側に面するレール面（１６０）を有する先端プレート（１４８）およびレール（１５０、１５２、１５４）と、
   前記レール（１５０、１５２、１５４）内にあり、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲み、冷却剤流（２２６）を受け入れる先端レールキャビティ（１７２）と、
   前記先端レールキャビティ（１７２）に流体結合された入口（１７６、２２４）、前記入口（１７６、２２４）に流体結合され、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲む通路長さ（１７８）、前記通路長さ（１７８）に流体結合された計量要素（１８０）、および前記計量要素（１８０）に流体結合され、前記半径方向外側に面するレール面（１６０）を通って延びる出口（１８２、２２２）を含む先端レール冷却通路（１７０）と
   を含む、タービン構成要素。
2. 前記入口（１７６、２２４）が、前記通路長さ（１７８）の方向とは反対の方向に前記冷却剤流（２２６）を誘導するように傾斜し、前記冷却剤中の圧力損失を生じさせる、請求項１に記載のタービン構成要素。
3. 前記通路長さ（１７８）が、第１の断面積を有し、前記計量要素（１８０）が、前記第１の断面積未満の第２の断面積を有する、請求項１に記載のタービン構成要素。
4. 前記計量要素（１８０）が、その円周方向幅（Ｗ）よりも大きい半径方向高さ（Ｈ）を有する、請求項１に記載のタービン構成要素。
5. 前記通路長さ（１７８）が、円形の断面を有し、前記計量要素（１８０）が、楕円形の断面を有する、請求項１に記載のタービン構成要素。
6. 前記出口（１８２、２２２）が、円形の断面を有する、請求項１に記載のタービン構成要素。
7. 前記出口（１８２、２２２）が、前記計量要素（１８０）および前記通路長さ（１７８）よりも大きい断面積を有する、請求項１に記載のタービン構成要素。
8. 前記翼形部（１２４、２１５）が、付加製造される、請求項１に記載のタービン構成要素。
9. 前記レール（１５０、１５２、１５４）が、一体構造であり、前記先端レール冷却通路（１７０）の前記入口（１７６、２２４）、前記通路長さ（１７８）および前記計量要素（１８０）が、前記レール（１５０、１５２、１５４）の前記内側レール面（１５７）、前記外側レール面（１５９）および前記半径方向外側に面するレール面（１６０）内にある、請求項１に記載のタービン構成要素。
10. 前記レール（１５０、１５２、１５４）内に間隔を置いて配置された複数の対の前記キャビティ（１７２）および前記先端レール冷却通路（１７０）をさらに備える、請求項１に記載のタービン構成要素。
11. 前記通路長さ（１７８）が、前記半径方向外側に面するレール面（１６０）の一部に平行に延びている、請求項１に記載のタービン構成要素。
12. 前記計量要素（１８０）が、前記通路長さ（１７８）の下流端部に配置される、請求項１に記載のタービン構成要素。
13. 前記翼形部チャンバ（１７４）の一部から前記先端プレート（１４８）を通って前記内側レール面（１５７）内に画定された先端レールポケット（１５５）に延びる先端プレート冷却剤通路（１４９）をさらに備える、請求項１に記載のタービン構成要素。
14. ガスタービンエンジン用のタービンロータブレード（１１５）であって、前記タービンロータブレード（１１５）は、
    基部（１２２）、前記基部（１２２）に対向して配置された先端（１３７）、ならびにその前縁（１３２）と後縁（１３４）との間に延びる正圧側壁（１２８）および負圧側壁（１３０）を有する翼形部（１２４、２１５）と、
    前記翼形部（１２４、２１５）内に配置され、前記翼形部（１２４、２１５）を通して冷却剤を供給するように構成された翼形部チャンバ（１７４）と、
    前記先端（１３７）の先端プレート（１４８）および前記先端プレート（１４８）から半径方向に延びるレール（１５０、１５２、１５４）であって、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、前記先端プレート（１４８）の近傍または周辺に配置され、前記レール（１５０、１５２、１５４）は、内側レール面（１５７）、外側レール面（１５９）、および前記内側レール面（１５７）と前記外側レール面（１５９）との間の半径方向外側に面するレール面（１６０）を有する先端プレート（１４８）およびレール（１５０、１５２、１５４）と、
    前記レール（１５０、１５２、１５４）内にあり、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲み、冷却剤流（２２６）を受け入れる先端レールキャビティ（１７２）と、
    前記先端レールキャビティ（１７２）に流体結合された入口（１７６、２２４）、前記入口（１７６、２２４）に流体結合され、前記レール（１５０、１５２、１５４）を部分的に囲む通路長さ（１７８）、前記通路長さ（１７８）に流体結合された計量要素（１８０）、および前記計量要素（１８０）に流体結合され、前記半径方向外側に面するレール面（１６０）を通って延びる出口（１８２、２２２）を含む先端レール冷却通路（１７０）と
    を含む、タービンロータブレード（１１５）。
15. 前記入口（１７６、２２４）が、前記通路長さ（１７８）の方向とは反対の方向に前記冷却剤流（２２６）を誘導するように傾斜し、前記冷却剤中の圧力損失を生じさせる、請求項１４に記載のタービンロータブレード（１１５）。