JP2024018998A - インピンジメント冷却通路を有するターボ機械エアフォイル - Google Patents

Abstract

【課題】インピンジメント冷却通路を有するターボ機械エアフォイルを提供する。【解決手段】エアフォイル１０６は、前縁１１２、後縁、基部、先端と、前縁、後縁、基部、および先端の間に延びる正圧側壁１１６および負圧側壁１１８と、エアフォイル内に画定され、それぞれが基部または先端の一方の入口から延びる複数の通路１２２とを含む。複数の通路の各通路は、一次インピンジメント壁１３８とソリッド側壁１４０とによって少なくとも部分的に画定される。一次インピンジメント壁、一次インピンジメントギャップがその間に画定されるように、正圧側壁または負圧側壁の一方から間隔を置いて配置される。一次インピンジメント壁は、エアフォイルの内面に衝突するように一次インピンジメントギャップを横切って離散的な噴流の空気を導く複数のインピンジメント開口１４６を画定する。【選択図】図７

Description

本開示は、一般に、ターボ機械部品の冷却回路に関する。特に、本開示は、複数の冷却通路を有するエアフォイルに関する。

ターボ機械は、エネルギー伝達を目的として、さまざまな産業や用途で利用されている。例えば、ガスタービンエンジンは、一般に、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、および排気セクションを含む。圧縮機セクションは、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上昇させ、この圧縮された作動流体を燃焼セクションに供給する。圧縮された作動流体と燃料（天然ガスなど）は燃焼セクション内で混合し、燃焼室内で燃焼して高圧・高温の燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは燃焼セクションからタービンセクションに流れ込み、そこで膨張して仕事を生み出す。例えば、タービンセクションで燃焼ガスが膨張することで、例えば発電機に接続されたローターシャフトが回転し、電気が発生する。燃焼ガスはその後、排気セクションを経由して排気ガスとしてガスタービンから排出される。

タービンの効率は、少なくとも部分的には、タービンセクションを流れる燃焼ガスの温度に関係する。例えば、燃焼ガスの温度が高いほど、タービンの総合効率は高くなる。燃焼ガスの最高温度は、タービンステータベーンやタービンロータブレードに使用されるエアフォイルなど、様々なタービン構成部品の材料特性によって、少なくとも部分的に制限される可能性がある。そのため、タービンセクションの構成部品は、圧縮機セクションからの圧縮空気が循環して様々なタービン構成部品に冷却を提供する様々な冷却回路を含む可能性がある。しかし、様々なタービン構成部品を冷却するために圧縮機セクションから大量の空気を使用すると、ターボ機械の効率に悪影響を及ぼす可能性がある。

従って、圧縮機セクションから冷却回路に供給される空気の量を最小限に抑えながら、エアフォイルに十分な冷却を提供する冷却回路を有する改良されたエアフォイルが望まれており、当該技術分野において高く評価されるであろう。

本開示に従ったエアフォイルおよびステータベーンの態様および利点は、以下の説明において部分的に記載されるか、または説明から明らかであるか、または技術の実践を通じて学ぶことができる。

一実施形態によれば、エアフォイルが提供される。エアフォイルは、前縁、後縁、基部、および先端を含む。エアフォイルは、前縁、後縁、基部、および先端の間に延びる正圧側壁および負圧側壁をさらに含む。エアフォイルは、エアフォイル内に画定され、基部または先端の一方の入口から延びる複数の通路をさらに含む。複数の通路の各通路は、一次インピンジメント壁（primary impingement wall）とソリッド側壁（solid side wall）とによって少なくとも部分的に画定される。一次インピンジメント壁は、その間に一次インピンジメントギャップ（primary impingement gap）が画定されるように、正圧側壁または負圧側壁の一方から間隔を置いて配置される。一次インピンジメント壁は、エアフォイルの内面に衝突するために、インピンジメントギャップを横切る離散的な噴流の空気を導く複数のインピンジメント開口（impingement apertures）を画定する。

別の実施形態によれば、ステータベーン（stator vane）が提供される。ステータベーンは、内側プラットフォームと、外側プラットフォームと、内側プラットフォームに結合された基部と外側プラットフォームに結合された先端との間に延在するエアフォイルとを含む。エアフォイルは、前縁、後縁、基部、および先端を含む。エアフォイルは、前縁、後縁、基部、および先端の間に延びる正圧側壁および負圧側壁をさらに含む。エアフォイルは、エアフォイル内に画定され、基部または先端の一方の入口から延びる複数の通路をさらに含む。複数の通路の各通路は、一次インピンジメント壁とソリッド側壁とによって少なくとも部分的に画定される。一次インピンジメント壁は、その間に一次インピンジメントギャップが画定されるように、正圧側壁または負圧側壁の一方から間隔を置いて配置される。一次インピンジメント壁は、エアフォイルの内面に衝突するために、インピンジメントギャップを横切る離散的な噴流（discrete jets）の空気を導く複数のインピンジメント開口を画定する。

本発明のエアフォイルおよびステータベーン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することにより、よりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本技術の実施形態を示すものであり、本明細書とともに本技術の原理を説明するのに役立つ。

本システムおよび方法を製造し使用する最良の態様を含む、当業者に向けられた本エアフォイルおよびステータベーンの完全かつ有効な開示は、添付の図を参照する本明細書に記載されている。
本開示の実施形態によるターボ機械の概略図である。 本開示の実施形態による、図１のターボ機械のタービンセクションの部分断面側面図である。 本開示の実施形態によるステータベーンの透視図である。 本開示の実施形態による、半径方向Ｒに沿って見たステータベーンの外側プラットフォームの平面図である。 本開示の実施形態による、半径方向Ｒに沿って見たステータベーンの内側プラットフォームの平面図である。 本開示の実施形態による、線６－６に沿って見た、図３に示すステータベーンの断面図である。 本開示の実施形態による、図６に示される外形詳細部の拡大図である。 本開示の実施形態による、複数の通路が破線で示されたエアフォイルを示す透視図である。 本開示の実施形態による、線９－９に沿って見た、図７に示すエアフォイルの断面図を概略的に示す。 本開示の実施形態による、線１０－１０に沿って見た図７に示すエアフォイルの断面図を概略的に示す。

次に、本発明のエアフォイルおよびステータベーンの実施形態について詳細に説明する。各例は、技術を限定するのではなく、説明のために提供される。実際、当業者には、特許請求された技術の範囲または精神から逸脱することなく、本技術に修正および変形を加えることができることが明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として図示または説明された特徴は、別の実施形態と共に使用することにより、さらに別の実施形態を得ることができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内に入るような修正および変形をカバーすることが意図される。

本明細書において「例示的：exemplary」という語は、「例、実例、または説明（example, instance, or illustration）として役立つ」という意味で使用される。本明細書において「例示的」として説明される任意の実施態様は、必ずしも、他の実施態様よりも好ましい又は有利であると解釈されるものではない。さらに、特に特定されない限り、本明細書に記載されるすべての実施形態は、例示的であると考えられるべきである。

詳細な説明では、図面中の特徴を参照するために数字および文字を使用している。図面および説明における同様または類似の表記は、本発明の同様または類似の部分を指すために使用されている。本明細書において、「第１」、「第２」、および「第３」という用語は、１つの構成要素を別の構成要素から区別するために互換的に使用することができ、個々の構成要素の位置または重要性を意味することを意図していない。

「流体：fluid」とは、気体であっても液体であってもよい。「流体連通：fluid communication」とは、流体が指定された領域間を連通させることができることを意味する。

本明細書において、「上流」（または「前方」）および「下流」（または「後方」）という用語は、流体経路における流体の流れに関する相対的な方向を指す。例えば、「上流」とは、流体が流れる方向を指し、「下流」とは、流体が流れる方向を指す。「半径方向」という用語は、特定の構成部品の軸中心線に対して実質的に垂直な相対方向を指し、「軸方向」という用語は、特定の構成部品の軸中心線に対して実質的に平行および／または同軸に配置された相対方向を指し、「周方向」という用語は、特定の構成部品の軸中心線の周りに延びる相対方向を指す。

「約：about」、「およそ：approximately」、「一般的に：generally」、「実質的に：substantially」などの近似語は、指定された正確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、近似的な表現は、値を測定するための計器の精度、または構成要素および／またはシステムを構築もしくは製造するための方法もしくは機械の精度に対応する場合がある。少なくともいくつかの例では、近似言語は、値を測定するための機器の精度、または構成要素および／もしくはシステムを構築もしくは製造するための方法もしくは機械の精度に対応することがある。例えば、個々の値、値の範囲、および／または値の範囲を定義する端点のいずれかにおいて、１、２、４、５、１０、１５、または２０パーセントのマージン内にあることを指す場合がある。角度または方向の文脈で使用される場合、このような用語には、記載された角度または方向よりも１０度大きいまたは小さい範囲が含まれる。例えば、「概ね垂直」は、時計回りまたは反時計回りなど、どの方向においても垂直から１０度以内の方向を含む。

「結合された：coupled」、「固定された：fixed」、「に取り付けられた：attached to」などの用語は、本明細書で特に規定しない限り、直接的な結合、固定、または取り付け、ならびに１つまたは複数の中間構成要素または特徴を介した間接的な結合、固定、または取り付けの両方を指す。本明細書で使用される場合、用語「含む：comprises」、「含んでいる：comprising」、「備える：includes」、「備えている：including」、「有する：has」、「有している：having」またはその他の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図している。例えば、特徴のリストから構成されるプロセス、方法、成形品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されていない、又はそのようなプロセス、方法、成形品、又は装置に固有の他の特徴を含み得る。さらに、明示的に反対の記載がない限り、「又は」は、包括的な又はを意味し、排他的な又はを意味しない。例えば、条件Ａ又は条件Ｂは、以下のいずれかにより満たされる：Ａは真であり（または存在し）、Ｂは偽である（または存在しない）；Ａは偽であり（または存在しない）、Ｂは真である（または存在する）；およびＡとＢの両方が真である（または存在する）。

本明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、範囲限定は組み合わされ、交換される。そのような範囲は、文脈または文言がそうでないことを示さない限り、特定され、そこに含まれるすべてのサブ範囲を含む。例えば、本明細書で開示されるすべての範囲は終点を含み、終点は互いに独立して組み合わせ可能である。

ここで図面を参照すると、図１は、ターボ機械の一実施形態の概略図を示しており、図示の実施形態では、ガスタービンエンジン１０である。本明細書では、産業用または陸上用のガスタービンが示され、説明されているが、本開示は、特許請求の範囲に別段の規定がない限り、産業用または陸上用のガスタービンに限定されない。例えば、本明細書で説明する本発明は、蒸気タービン、航空機用ガスタービン、または船舶用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ボ機械に使用することができる。

図１に示すように、ガスタービンエンジン１０は一般に圧縮機セクション１２を含む。圧縮機セクション１２は、圧縮機１４を含む。圧縮機は、ガスタービンエンジン１０の上流端に配置される入口１６を含む。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機セクション１２の下流に配置された１つ以上の燃焼器２０を有する燃焼セクション１８をさらに含む。ガスタービンエンジン１０は、燃焼セクション１８の下流にあるタービンセクション２２をさらに含む。シャフト２４は、ガスタービンエンジン１０内を概ね軸方向に延びている。

圧縮機セクション１２は、一般に、複数のロータディスク２１と、各ロータディスク２１から半径方向外側に延び、各ロータディスク２１に連結された複数のロータブレード２３とを含むことができる。各ロータディスク２１は、順番に、圧縮機セクション１２を通って延びるシャフト２４に連結されるか、又はシャフト２４の一部を形成することができる。圧縮機セクション１２のロータブレード２３は、エアフォイル（例えば、前縁、後縁、および前縁と後縁との間に延在する側壁（side walls）を有する）を画定するターボ機械エアフォイル（turbomachine airfoils）を含んでもよい。

タービンセクション２２は、一般に、複数のロータディスク２７と、各ロータディスク２７から半径方向外側に延び、各ロータディスク２７に相互に連結された複数のロータブレード２８とを含むことができる。各ロータディスク２７は、順番に、タービンセクション２２を通って延びるシャフト２４に結合されるか、またはシャフト２４の一部を形成することができる。タービンセクション２２はさらに、シャフト２４の一部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３２を含む。タービンセクション２２は、外側ケーシング３２から半径方向内側に延びるステータベーンまたは静止ノズル（stator vanes or stationary nozzles）２６を含むことができる。ロータブレード２８とステータベーン２６は、ガスタービン１０の軸方向中心線３０に沿って交互に配置されてもよい。ロータブレード２８およびステータベーン２６の両方は、エアフォイル形状（例えば、前縁、後縁、および前縁と後縁との間に延在する側壁を有する）を画定するターボ機械エアフォイルを含むことができる。

運転中、周囲空気３６または他の作動流体がコンプレッサ１４の入口１６に吸入され、徐々に圧縮されて圧縮空気３８が燃焼セクション１８に供給される。圧縮空気３８は燃焼セクション１８に流入し、燃料と混合されて可燃混合気を形成する。可燃混合気は燃焼器２０の燃焼室４０内で燃焼され、燃焼室４０からタービンセクション２２に流入する燃焼ガス４２を生成する。エネルギー（運動エネルギーおよび／または熱エネルギー）は燃焼ガス４２からロータブレード２８に伝達され、シャフト２４を回転させて機械的な仕事を発生させる。使用済みの燃焼ガス４２（排気ガス）はタービンセクション２２を出て、排気ディフューザ３４内を流れ、排気ディフューザ３４内に配置された複数の支柱またはメインエアフォイル（struts or main airfoils）４４を横切る。

ガスタービンエンジン１０は、シャフト２４と一致する軸中心線３０に沿って延びる軸方向Ａと、軸中心線３０に垂直な半径方向Ｒと、軸中心線３０の周りに延びる周方向Ｃとを有する円筒座標系を定義することができる。

図２は、本開示の実施形態によるガスタービンエンジン１０のタービンセクション２２の部分断面側面図である。タービンセクション２２は、各々が、シャフト２４に回転可能に取り付けられ得るロータディスク２７に結合された一組のロータブレード２８を含む１つ以上のステージ５０を含み得る。１つまたは複数のステージ５０の各ステージは、一組のステータベーン２６をさらに含むことができる。本明細書で説明するステータベーン２６は、第１ステージ、第２ステージ、第３ステージ、またはその他に採用することができる。本明細書で使用される場合、「第１ステージ：first stage」は、燃焼セクション１８のすぐ下流のステージを指し、燃焼ガスが燃焼セクションを出た直後に第１ステージのステータベーンと係合するようになっている。例示的な実施形態では、本明細書で説明するステータベーン２６は、第１ステージのステータベーンであってもよい。

各ステータベーン２６は、内側プラットフォームまたはエンドウォール（inner platform or endwall）５２と外側プラットフォームまたはエンドウォール（outer platform or endwall）５４との間で半径方向Ｒに延びる少なくとも１つのエアフォイル５６を含むことができる。各ステータベーン２６の周方向に隣接する外側プラットフォーム５４は、各ステータベーン２６の周方向に隣接する内側プラットフォーム５２の内側環状リングの周囲に延びる外側環状リングを形成するように結合されてもよい。少なくとも１つのエアフォイル５６は、プラットフォーム５２、５４によって形成された２つの環状リングの間に延在していてもよい。タービンセクション２２は、外側プラットフォーム５４の下流に配置され、ステータベーン２６を通過して流れる燃焼ガス４２をロータブレード２８に導くシュラウドセグメント５８も含むことができる。

燃焼ガス４２の流路に沿って配置された構造または構成要素は、高温ガス流路構成要素（hot gas path components）と呼ばれることがある。一実施例では、高温ガス経路構成要素は、ステータベーン２６および／またはロータブレード２８であってもよい。幾つかの実施形態では、高温ガス経路構成要素を冷却するために、破線７８で示されるように、インピンジメントスリーブ、冷却チャネル、冷却孔などの冷却特徴が高温ガス経路構成要素内に配置されてもよい。例えば、矢印７９で示されるような冷却空気は、圧縮機セクション１２又は他の場所からルーティングされ、矢印８１で示されるような冷却特徴部を通って導かれ得る。前述したように、ガスタービンエンジン１０の高効率を維持するためには、高温ガス経路部品２６、２８を冷却するために圧縮機セクション１２から引き出される冷却空気７９の量を最小限にすることが望ましい。

ここで図３を参照すると、本開示の実施形態に従ったステータベーン１００（図１および図２の２６）の透視図が図示されている。例示的な実施形態において、ステータベーン１００は、燃焼ガス４２が燃焼セクション１８を出た直後にステータベーン１００が燃焼ガスを受ける（engage：携わる）ような、第１ステージのステータベーンであってもよい。図示されているように、ステータベーン１００は、外側プラットフォーム１０４から間隔を隔てて（例えば、半径方向に間隔を隔てて）配置された内側プラットフォーム１０２を含む。内側プラットフォーム１０２および外側プラットフォーム１０４は、燃焼ガス４２の半径方向内向き／外向きの流れの境界を規定することができる。エアフォイル１０６は、内側プラットフォーム１０２と外側プラットフォーム１０４との間に延びていてもよい。特に、エアフォイル１０６は、内側プラットフォーム１０２に結合された基部１０８と外側プラットフォーム１０４に結合された先端１１０との間を半径方向に延びることができる。

エアフォイル１０６は、後縁１１４から間隔をあけて配置された前縁１１２をさらに含むことができる。さらに、エアフォイル１０６は、前縁１１２と後縁１１４との間にそれぞれ延びる正圧側壁１１６および負圧側壁１１８を含むことができる。エアフォイル１０６は、燃焼ガス４２を前縁１１２で受け、正圧側壁１１６および負圧側壁１１８に沿って後縁１１４まで案内されるように、概して空気力学的な輪郭を有することができる。

例示的な実施形態では、ステータベーン１００は、ガスタービン１０の動作中にステータベーン１００に対流冷却（convective cooling）を提供するために、内側プラットフォーム１０２、外側プラットフォーム１０４、及びエアフォイル１０６内に延在する冷却回路１２０を画定することができる。例えば、冷却回路１２０は、圧縮機セクション１２と流体連通していてもよく、冷却回路１２０が圧縮機セクション１２から圧縮冷却空気の流れを受けるようになっていてもよい。特に、冷却回路１２０は、エアフォイル１０６及び／又は内側プラットフォーム１０２及び外側プラットフォーム１０４を通ってスパン方向（又は半径方向）に延びる複数の通路１２２を含むことができる。

複数の通路１２２の各通路１２２は、基部１０８または先端１１０の一方に画定された入口１２４から、基部１０８または先端１１０の他方の閉鎖端（closed end）１２６まで（例えば、概ね半径方向に）延びることができる（図８～図１０に示すように）。図４は、本開示の実施形態による、半径方向Ｒに沿って見たステータベーン１００の外側プラットフォーム１０４の平面図を示し、図５は、半径方向Ｒに沿って見た内側プラットフォーム１０２の平面図を示す。特に、図４および図５は、複数の通路１２２の入口１２４を図示する。

図４に示すように、複数の通路１２２は、エアフォイル１０６の先端１１０および／またはステータベーン１００の外側プラットフォーム１０４を通って画定された入口１２４を有する外壁通路（outer wall passages）１２８を含むことができる。同様に、図５に示すように、複数の通路１２２は、エアフォイル１０６の基部１０８および／またはステータベーン１００の内側プラットフォーム１０２を通って画定された入口１２４を有する内壁通路（inner wall passages）１３０を含むことができる。さらに、図７に示すように、複数の通路１２２は、前縁通路（leading edge passage）１３２、後縁通路（aft passage）１３４、および前縁通路１３２と後縁通路１３４との間に配置された１つまたは複数の中間通路（intermediary passages）１３６を含むことができる。前縁通路１３２は、前縁通路の入口１２４がエアフォイル１０６の基部１０８および／またはステータベーン１００の内側プラットフォーム１０２を貫通して画定されるような内壁通路１３０であってもよい。対照的に、後縁通路１３４は外壁通路１２８とすることができ、後縁通路１３４の入口１２４は、エアフォイル１０６の先端１１０および／またはステータベーン１００の外側プラットフォーム１０４を通って画定される。

例示的な実施形態では、図４および図５によって集合的に示されるように、複数の通路１２２の入口１２４は、エアフォイル１０６の前縁１１２から後縁１１４に延びる方向に関して交互のパターンで（in an alternating pattern）、エアフォイル１０６の基部１０８または先端１１０（および／またはステータベーン１００の内側または外側プラットフォーム１０２、１０４）のうちの一方に画定されてもよい。このようにして、複数の通路１２２の各通路１２２は、エアフォイルの基部１０８または先端１１０の一方に画定された入口を有することができ、各通路１２２は、エアフォイル１０６の反対側の端部（例えば、１以上の隣接する通路１２２と比較して基部１０８または先端１１０の他方）に画定された入口１２４を有する別の通路１２２に隣接することができる。

特に、図４および図５に図示されたエアフォイル１０６は、６つの通路１２２を含んでもよく、そのうちの３つは外壁通路１２８であり、３つは上述のように交互パターンによる内壁通路１３２である。しかしながら、エアフォイル１０６は、任意の適切な数の通路１２２を含んでもよく、特許請求の範囲に特に記載されていない限り、通路１２２の特定の数（外壁／内壁通路１２８、１３０を含む）または通路１２２の特定のパターンに限定されるべきではないことが理解されるべきである。

図６は、本開示の実施形態による、図３に示す線６－６に沿ってからのステータベーン１００の断面図を示し、図７は、図６に示す外形詳細図の拡大図を示す。図６および図７に示されるように、複数の通路１２２の各通路１２２は、一次インピンジメント壁１３８およびソリッド側壁１４０によって少なくとも部分的に画定される。

特に、最先端通路１３２は、最先端通路１３２と複数の通路のうちの隣接する通路１２２との両方を少なくとも部分的に画定する共有側壁（shared side wall）１４１を有することができる。共有側壁１４１は、共有側壁１４１が部分的に画定する通路１２２内に延びる１つ以上の突出部（Ｕ字形突出部（U-shaped protrusion）など）を含むことができる。複数の通路１２２のうちの１つ以上の通路１２２は、断面形状が概ね矩形であってもよい。様々な実施形態において、通路１２２のうちの１つ以上は、２つのソリッド側壁１４０、一次インピンジメント壁１３８、およびソリッド側壁１４４によって集合的に画定されてもよい。ソリッド側壁１４４は、一次インピンジメント壁１３８から間隔を空けて配置されてもよく、２つのソリッド側壁１４０は、ソリッド側壁１４４と一次インピンジメント壁１３８との間に延在してもよい。ソリッド側壁１４４および一次インピンジメント壁１３８は、互いに概ね平行であってよく、２つのソリッド側壁１４０は、互いに概ね平行であってよい。本明細書で使用される場合、「ソリッド：solid」は、ソリッドな構造（solid structure）がそこを流体が通過することを許容しないように、開口、通路、穴、または他の流体を許容する空所（fluid permitting void）を含まない壁または他の構造を指す場合がある。

例示的な実施形態において、一次インピンジメント壁１３８は、一次インピンジメントギャップ１４２がその間に画定されるように、正圧側壁１１６または負圧側壁１１８の一方から間隔を空けて配置され得る。特に、一次インピンジメント壁１３８は、一次インピンジメントギャップ１４２がその間に画定されるように、正圧側壁１１６の内面から間隔を置いて配置されてもよい。特定の実施形態では、一次インピンジメントギャップ１４２が、エアフォイルの半径方向スパン全体（例えば、基部１０８から先端１１０まで）に沿って、かつエアフォイルの正圧側１１６の大部分に沿って、均一な距離を画定し得るように、一次インピンジメント壁１３８は、正圧側壁１１６に対応するように概して輪郭付けられ得る。共有側壁１４１の一端は、一次インピンジメント壁１３８を超えて正圧側壁１１６の内面まで延びてよく、同様に、最後尾側壁（aft side wall）１４０は、共有側壁１４１および最後尾側壁（aftmost side wall）１４０が一次インピンジメントギャップ１４２を境界とするように、一次インピンジメント壁１３８を超えて正圧側壁１１６の内面まで延びてよい。

多くの実施形態において、一次インピンジメント壁１３８は、エアフォイルの内面に衝突する（impinge upon an interior surface of the airfoil）ようにインピンジメント間隙を横切る（across the impingement gap）離散ジェット中の空気を方向付ける複数のインピンジメント開口１４６を画定し得る。例えば、複数のインピンジメント開口１４６は、正圧側壁１１６の内面に衝突するように離散的な噴流中の空気を方向付けるようにサイズおよび方向付けられ得る。流体の離散ジェット（discrete jets of fluid）は、一次インピンジメントギャップ１４２を横切って移動し、正圧側壁１１６の内面に衝突する（または打ち付ける：strike）のに十分な速度および圧力を有することができる（フィルム冷却に使用される流体とは対照的に、より低い圧力および異なる方向（lower pressure and different orientation）であろう）。流体の離散的な噴流は、内面に衝突し（または打ち付け：strike）、内面上に流体の薄い境界層を形成し、正圧側壁１１６（または負圧側壁１１８）と流体との間の最適な熱伝達を可能にする。

例えば、複数のインピンジメント開口１４６は、一次インピンジメント壁１３８を通って概ね垂直に延びることができ、複数のインピンジメント開口１４６は、インピンジメント前の流体を、それが衝突する表面、例えば正圧側壁１１６の内面に対して垂直に方向付けることができる。一旦流体が内面に衝突すると、流体はエネルギー伝達を受け、したがって異なる特性を有するので、「衝突後流体及び／又は使用済み冷却流体：post-impingement fluid and/or spent cooling fluid」と呼ばれることがある。例えば、使用済み冷却流体は、インピンジメントプロセス中に正圧側壁１１６から熱を除去したため、インピンジメント前の流体よりも温度が高く、圧力が低い場合がある。

図７に示すように、エアフォイル１０６の前縁１１２に沿って、共有側壁１４１の一端は、一次インピンジメント壁１３８を越えて正圧側壁１１６の内面まで延びてよく、共有側壁１４１の他端は、一次インピンジメント壁１３８を越えて延びてよく、これにより、共有側壁１４１は、前縁１１２の内面と一次インピンジメント壁１３８との間に前縁インピンジメントギャップ１４３の対向する境界を画定する。

例示的な実施形態では、図６及び図７に示されるように、エアフォイル１０６は、収集チャンバ又はプレナム１５２を部分的に画定する負圧側二次インピンジメント壁１４８及び正圧側二次インピンジメント壁１５０を更に含み得る。特に、収集チャンバ１５２は、共有側壁１４１、ソリッド側壁１４４、負圧側二次インピンジメント壁１４８、正圧側二次インピンジメント壁１５０、および１つまたは複数のソリッド側壁１４０によって集合的に画定され得る。収集チャンバ１５２は、一次インピンジメント壁１３８を出て正圧側壁１１６の内面に衝突した衝突後の流体を収集することができる。

特定の実施形態では、複数の通路１２２の隣接する通路１２２のソリッド側壁１４０は、集合的に、一次インピンジメントギャップ１４２と収集チャンバ１５２との間に延びる収集通路（collection passage）１５４を画定する。すなわち、それぞれ別個の（しかし隣接する）通路１２２を部分的に画定する２つの隣接するソリッド側壁１４０は、集合的に、一次インピンジメントギャップ１４２と収集チャンバ１５２との間に延び、収集チャンバ１５２を流体的に結合する収集通路１５４を画定することができる。例えば、複数の通路１２２の第１の通路のソリッド側壁１４０と、複数の通路１２２の隣接する第２の通路のソリッド側壁１４０とは、一次インピンジメントギャップ１４２と収集通路１５２との間に延びる収集通路１５４を集合的に画定することができる。このようにして、空気は、複数の通路１２２の入口１２４を介してエアフォイル１０６に入り、複数の通路１２２から複数のインピンジメント開口１４６を介して一次インピンジメントギャップ１４２に出ることができる。その後、衝突後の空気は、収集通路１５４を通って収集チャンバ１５２に移動することができる。収集チャンバ１５２から、空気は負圧側二次インピンジメント壁１４８および正圧側二次インピンジメント壁１５０を通って移動する。

多くの実施形態において、負圧側二次インピンジメント壁１４８は、複数の通路の前縁通路１３２のソリッド側壁１４０から後縁１１４に向かって、または後縁１１４に向かって延びてよい。特に、負圧側二次インピンジメント壁１４８は、共有側壁１４１から後縁部分１５６まで延びてよい。正圧側壁１１６、負圧側壁１１８、負圧側二次インピンジメント壁１４８、および正圧側二次インピンジメント壁１５０は、エアフォイル１０６の後縁部分１５６において一緒に収束し得る。さらに、後縁部分１５６は、エアフォイル１０６の後縁１１４を画定し得る。

例示的な実施形態において、負圧側二次インピンジメント壁１４８は、二次インピンジメントギャップ１５８がその間に画定されるように、負圧側壁１１８から間隔を空けて配置されてもよい。さらに、複数のインピンジメント開口１６０が、負圧側二次インピンジメント壁１４８に画定されてもよく、このインピンジメント開口１６０は、二次インピンジメントギャップ１５８を横切って負圧側壁１１８の内面に衝突するように、離散的な噴流で収集チャンバ１５２からの空気を誘導する。例えば、複数のインピンジメント開口１６０は、負圧側二次インピンジメント壁１４８を通って概ね垂直に延びてよく、複数のインピンジメント開口１６０は、それが衝突する表面、例えば負圧側壁１１８の内面に対して垂直に流体を方向付けることができる。多くの実施形態において、負圧側二次インピンジメント壁１４８は、二次インピンジメントギャップ１５８がエアフォイルの半径方向スパン全体（例えば、基部１０８から先端１１０まで）に沿って均一な距離を画定するように、負圧側壁１１８に対応するように輪郭を有することができる。

同様に、様々な実施形態において、正圧側二次インピンジメント壁１５０は、複数の通路１２２の後縁通路１３４のソリッド側壁１４０から後縁１１４に向かって、または後縁１１４に向かって延在していてもよい。特に、正圧側二次インピンジメント壁１５０は、後端通路１３４のソリッド側壁１４０から後縁部分１５６に向かって延びていてもよい。例示的な実施形態において、正圧側二次インピンジメント壁１５０は、二次インピンジメントギャップ１６２がその間に画定されるように、正圧側壁１１６から間隔を空けて配置されてもよい。さらに、複数のインピンジメント開口１６４が、正圧側二次インピンジメント壁１５０に画定されてもよく、このインピンジメント開口１６４は、通路１２２の後方の正圧側壁１１６の内面に衝突するように、二次インピンジメントギャップ１６２を横切って離散的な噴流で収集チャンバ１５２からの空気を導く。例えば、複数のインピンジメント開口１６４は、正圧側二次インピンジメント壁１５０を通って概して垂直に延びることができ、複数のインピンジメント開口１６４は、それが衝突する表面、例えば正圧側壁１１６の内面に対して垂直に流体を方向付けることができる。多くの実施形態において、正圧側二次インピンジメント壁１５０は、二次インピンジメントギャップ１６２がエアフォイルの半径方向スパン全体（例えば、基部１０８から先端１１０まで）に沿って均一な距離を画定し得るように、正圧側壁１１６の後端部分に対応するように輪郭付けされ得る。

多くの実施形態において、後縁部分１５６は、二次インピンジメントギャップ１５８（例えば、負圧側二次インピンジメントギャップ）および二次インピンジメントギャップ１６２（例えば、正圧側二次インピンジメントギャップ）に流体結合された後縁冷却回路（trailing edge cooling circuit）１６６を画定し得る。示されるように、後縁冷却回路１６６は、二次インピンジメントギャップ１５８および二次インピンジメントギャップ１６２から、エアフォイル１０６の後縁１１４の出口１６８まで延びることができる。

例示的な実施形態では、図７に示すように、エアフォイル１０６は、正圧側壁１１６および／または負圧側壁１１８を貫通して画定された１つまたは複数のフィルム冷却孔１７６をさらに含むことができる。フィルム冷却孔１７６の各々は、一次インピンジメントギャップ１４２、前縁インピンジメントギャップ１４３、または二次インピンジメントギャップ１６０もしくは１６２のいずれか一方と流体連通していてもよい。フィルム冷却孔１７６は、有利には、正圧側壁１１６、前縁１１２、及び／又は負圧側壁１１８の外面上に空気の薄い保護層（trailing edge cooling circuit）を提供することができる。フィルム冷却孔１７６は、フィルム冷却孔１７６が画定されている壁の表面に対して斜めに延びていてもよい。例えば、正圧側壁１１６を貫通して画定されたフィルム冷却孔１７６は、正圧側壁１１６の内面および／または外面に対して斜めに（すなわち、垂直ではなく）延びる。

図８は、複数の通路１２２が破線で示されているエアフォイル１０６の透視図である。図示されるように、複数の通路１２２の入口１２４は、エアフォイル１０６の前縁１１２から後縁１１４に延びる方向に関して交互のパターンで、エアフォイル１０６の基部１０８または先端１１０の一方に画定され得る。このようにして、複数の通路１２２の各通路１２２は、エアフォイル１０６の基部１０８または先端１１０の一方に画定された入口を有してもよく、隣接する各通路１２２は、エアフォイル１０６の反対側の端部（例えば、隣接する１以上の通路１２２よりも先端１１０の基部１０８の他方）に画定された入口１２４を有してもよい。

図９は、本開示の実施形態に従って、図７に示される線９－９に沿ってからのエアフォイル１０６の断面図を概略的に図示し、図１０は、図７に示される線１０－１０に沿ってからのエアフォイル１０６の断面図を概略的に図示する。特に、図９は、複数の通路１２２のうちの第１の通路１７２を図示することができ、図１０は、複数の通路のうちの第２の通路１７４を図示することができる。第１の通路１７２および第２の通路１７４は、エアフォイル１０６（図７）内で互いに隣接してもよい。複数の通路１２２の各通路１２２（第１および第２の通路１７２、１７４を含む）は、基部１０８または先端１１０の一方に画定された入口１２４から、基部１０８または先端１１０の他方の閉鎖端１２６まで、または基部１０８または先端１１０の他方に近接して、（例えば、概して半径方向に）延びてよい。さらに、複数の通路１２２の入口１２４は、エアフォイル１０６の前縁１１２から後縁１１４に延びる方向に関して交互のパターンで、エアフォイル１０６の基部１０８または先端１１０の一方に画定されてもよい。このようにして、先端１１０に画定された入口１２４を有する各通路１２２は、基部１０８に画定された入口を有する１つまたは複数の通路１２２に隣接することができる。例えば、図９および図１０に示すように、第１の通路１７２は、先端１１０の入口１２４から、基部１０８の、または基部１０８に近接した閉鎖端１２６まで延びることができる。対照的に、（第１の通路１７２に隣接する）第２の通路１７４は、基部１０８における入口１２４から、先端１１０における、または先端１１０に近接する閉鎖端１２６まで延在することができる。

さらに、図７～図１０に集合的に示されるように、複数の通路１２２の各通路１２２は、通路１２２が入口１２４から閉鎖端１２６まで延びるにつれて断面積が収束してよい。例えば、いくつかの実施形態では、各通路１２２は、通路１２２が入口１２４から閉鎖端１２６まで延びるにつれて、断面積が連続的に収束してよい。これは、空気が、（エアフォイル１０６の任意のスパン方向または半径方向の位置において）一次インピンジメントギャップ１４２を横断するのに十分な速度および圧力で、インピンジメント開口１４６を介して複数の通路１２２から出ることを有利に保証する（advantageously ensures：有利なように確実にする）。特に、ソリッド側壁１４４は、通路１２２の入口１２４から閉鎖端１２６まで、一次インピンジメント壁１３８に向かって収束することができる。

多くの実施形態において、本明細書に記載されるエアフォイル１０６は、単一の構成要素（single component）として一体的に形成されてもよい。すなわち、各サブコンポーネント、例えば、一次インピンジメント壁１３８、ソリッド側壁１４０、ソリッド側壁１４４、および／または他のサブコンポーネントは、単一の本体（single body）として一緒に製造されてもよい。例示的な実施形態では、これは、直接金属レーザー焼結（ＤＭＬＳ：direct metal laser sintering）、直接金属レーザー溶融（ＤＭＬＭ：direct metal laser melting）、または他の適切な付加製造技術（additive manufacturing techniques）などの付加製造システムおよび方法を利用することによって行われてもよい。この点に関して、付加製造方法を利用することによって、エアフォイル１０６は、連続金属の単一片（single piece of continuous metal）として一体的に形成され得、したがって、以前の設計と比較して、より少ないサブコンポーネントおよび／または接合部を含み得る。付加製造によるエアフォイル１０６の一体形成は、全体的な組立工程を有利に改善し得る。例えば、一体形成は、組み立てられなければならない別個の部品の数を減らし、したがって、関連する時間および全体的な組み立てコストを低減する。さらに、例えば、漏れ、別個の部品間の接合品質、および全体的な性能に関する既存の問題が有利に低減され得る。さらに、エアフォイル１０６の一体形成は、他の製造方法と比較して、エアフォイル１０６の重量を有利に低減し得る。

他の実施形態では、鋳造や他の適切な技術など、他の製造技術を使用することができる。

本明細書では、実施例を用いて、最良の態様を含む本発明を開示するとともに、任意の装置またはシステムの製造および使用、ならびに組み込まれた方法の実行を含め、当業者であれば誰でも本発明を実施できるようにする。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、当業者に思いつく他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。

本発明のさらなる態様は、以下の条項の主題によって提供される。
[実施形態1]
第１の態様によれば、エアフォイルは、前縁、後縁、基部および先端と、前記前縁、前記後縁、前記基部および前記先端の間に延びる正圧側壁および負圧側壁と、前記エアフォイル内に画定され、前記基部または前記先端の一方の入口から延びる複数の通路とを含む。前記複数の通路の各通路が、一次インピンジメント壁およびソリッド側壁によって少なくとも部分的に画定される。前記一次インピンジメント壁は、一次インピンジメントギャップがその間に画定されるように、前記正圧側壁または前記負圧側壁の一方から間隔を置いて配置される。前記一次インピンジメント壁は、前記インピンジメントギャップを横切って前記エアフォイルの内面に衝突するように離散的な噴流の空気を導く複数のインピンジメント開口を画定する。
[実施形態2]
前記複数の通路の各通路は、前記基部または前記先端の一方における入口から、前記基部または前記先端の他方における閉鎖端まで延びている、実施形態１に記載のエアフォイル。
[実施形態3]
前記複数の通路の各通路は、通路が前記入口と前記閉鎖端との間を延びるにつれて断面積が収束する、実施形態１または２に記載のエアフォイル。
[実施形態4]
前記複数の通路の入口は、前記エアフォイルの前縁から後縁に延びる方向に関して、前記エアフォイルの前記基部または前記先端の一方に交互のパターンで画定される、実施形態１乃至３のいずれかに記載のエアフォイル。
[実施形態5]
部分的に収集チャンバを画定する負圧側二次インピンジメント壁および正圧側二次インピンジメント壁をさらに含む、実施形態１乃至４のいずれかに記載のエアフォイル。
[実施形態6]
前記複数の通路のうちの第１の通路のソリッド側壁と、前記複数の通路のうちの隣接する第２の通路のソリッド側壁とが、前記一次インピンジメントギャップと前記収集チャンバとの間に延びる収集通路を集合的に画定する、実施形態１乃至５のいずれかに記載のエアフォイル。
[実施形態7]
前記負圧側二次インピンジメント壁が、複数の通路の前縁通路のソリッド側壁から前記後縁に向かって延在し、前記負圧側二次インピンジメント壁が、前記二次インピンジメントギャップがその間に画定されるように前記負圧側壁から間隔を空けて配置され、複数のインピンジメント開口が、前記負圧側二次インピンジメント壁に画定され、前記二次インピンジメントギャップを横切って前記負圧側壁の内面に衝突するように、離散的な噴流で前記収集チャンバからの空気を導く、実施形態１乃至６のいずれかに記載のエアフォイル。
[実施形態8]
前記正圧側二次インピンジメント壁が、前記複数の通路の後端通路のソリッド側壁から前記後縁に向かって延びており、前記正圧側二次インピンジメント壁が、二次インピンジメントギャップがその間に画定されるように前記正圧側壁から間隔を置いて配置され、前記複数のインピンジメント開口が、前記正圧側二次インピンジメント壁に画定され、前記収集チャンバからの空気を、前記二次インピンジメントギャップを横切って前記正圧側壁の内面に衝突するように離散的な噴流で導く、実施形態１乃至７のいずれかに記載のエアフォイル。
[実施形態9]
前記一次インピンジメント壁は、前記正圧側壁に対応するように輪郭が付けられている、実施形態１乃至８のいずれかに記載のエアフォイル。
[実施形態10]
前記エアフォイルが一体的に形成されている、実施形態１乃至９のいずれかに記載のエアフォイル。
[実施形態11]
ステータベーンであって、内側プラットフォームと、外側プラットフォームと、前記内側プラットフォームに結合された基部と前記外側プラットフォームに結合された先端との間に延在するエアフォイルと、を備え、前記エアフォイルは、前縁および後縁と、前記前縁、前記後縁、前記基部および前記先端の間に延びる正圧側壁および負圧側壁と、前記エアフォイル内に画定され、前記基部または前記先端の一方の入口から延びる複数の通路とを含み、前記複数の通路の各通路は、一次インピンジメント壁およびソリッド側壁によって少なくとも部分的に画定され、前記一次インピンジメント壁は、一次インピンジメントギャップがその間に画定されるように、前記正圧側壁または前記負圧側壁の一方から間隔を置いて配置され、前記一次インピンジメント壁は、前記インピンジメントギャップを横切って前記エアフォイルの内面に衝突するように離散的な噴流の空気を導く複数のインピンジメント開口を画定する、ステータベーン。
[実施形態12]
前記複数の通路の各通路は、前記基部または前記先端の一方における入口から、前記基部または前記先端の他方における閉鎖端まで延びている、実施形態１１に記載のステータベーン。
[実施形態13]
前記複数の通路の各通路は、通路が前記入口から前記閉鎖端まで延びるにつれて断面積が収束する、実施形態１１または１２に記載のステータベーン。
[実施形態14]
前記複数の通路の前記入口は、前記エアフォイルの前記前縁から前記後縁に延びる方向に関して、前記エアフォイルの前記基部または前記先端の一方に交互のパターンで画定される、実施形態１１乃至１３のいずれかに記載のステータベーン。
[実施形態15]
前記エアフォイルが、前記収集チャンバを部分的に画定する負圧側二次インピンジメント壁および正圧側二次インピンジメント壁をさらに含む、実施形態１１乃至１４のいずれかに記載のステータベーン。
[実施形態16]
前記複数の通路のうちの第１の通路の側壁と、前記複数の通路のうちの第２の通路のソリッド側壁とが、前記一次インピンジメントギャップと前記収集通路との間に延びる収集通路を集合的に画定する、実施形態１１乃至１５のいずれかに記載のステータベーン。
[実施形態17]
前記負圧側二次インピンジメント壁が、前記複数の通路の前縁通路のソリッド側壁から前記後縁に向かって延びており、前記負圧側二次インピンジメント壁が、二次インピンジメントギャップがその間に画定されるように前記負圧側壁から間隔を空けて配置され、前記複数のインピンジメント開口が、前記負圧側二次インピンジメント壁に画定され、前記二次インピンジメントギャップを横切って前記負圧側壁の内面に衝突するように、離散的な噴流で収集チャンバからの空気を導く、実施形態１１乃至１６のいずれかに記載のステータベーン。
[実施形態18]
前記正圧側二次インピンジメント壁が、前記複数の通路の後端通路のソリッド側壁から前記後縁に向かって延びており、前記正圧側二次インピンジメント壁が、二次インピンジメントギャップがその間に画定されるように前記正圧側壁から間隔を置いて配置され、前記複数のインピンジメント開口が、前記正圧側二次インピンジメント壁に画定され、前記収集チャンバからの空気を、前記二次インピンジメントギャップを横切って前記正圧側壁の内面に衝突するように離散的な噴流で導く、実施形態１１乃至１７のいずれかに記載のステータベーン。
[実施形態19]
前記一次インピンジメント壁は、前記正圧側壁に対応するように輪郭が付けられて、実施形態１１乃至１８のいずれかに記載のステータベーン。
[実施形態20]
前記エアフォイルが一体的に形成されている、実施形態１１乃至１９のいずれかに記載のステータベーン。

１０：ガスタービンシステム １２：圧縮機セクション １４：圧縮機 １６：入口 １８：燃焼セクション １９：ステータベーン ２０：燃焼器 ２１：ロータディスク ２２：タービンセクション ２３：ロータブレード ２４：シャフト ２６、１００：ステータベーン ２７：ロータディスク ２８：ロータブレード ３０：軸方向中心線 ３２：外側ケーシング ３４：排気ディフューザ ３６：周囲空気 ３８：圧縮空気 ４０：燃焼室 ４２：燃焼ガス ４４：メインエアフォイル ５０：ステージ ５２：内側プラットフォーム ５４：外側プラットフォーム ５６、１０６：エアフォイル ５８：シュラウドセグメント ７９：冷却空気 １０２：内側プラットフォーム １０４：外側プラットフォーム １０８：基部 １１０：先端 １１２：前縁 １１４：後縁 １１６：正圧側壁 １１８：負圧側壁 １２２：通路 １２４：入口 １２６：閉鎖端 １２８：外壁通路 １３０：内壁通路 １３２：前縁通路 １３４：後縁通路 １３６：中間通路 １３８：一次インピンジメント壁 １４０、１４４：ソリッド側壁 １４１：共有側壁 １４２：一次インピンジメントギャップ １４３：前縁インピンジメントギャップ １４６、１６０、１６４：インピンジメント開口 １４８：負圧側二次インピンジメント壁 １５０：正圧側二次インピンジメント壁 １５２：収集チャンバ １５４：収集通路 １５６：後縁部分 １５８、１６２：二次インピンジメントギャップ １６６：後縁冷却回路 １６８：出口 １７２：第１の通路 １７４：第２の通路 １７６：フィルム冷却孔

Claims (14)

1. エアフォイル（５６、１０６）であって、
   前縁（１１２）、後縁（１１４）、基部（１０８）、および先端（１１０）と、
   前縁（１１２）、後縁（１１４）、基部（１０８）および先端（１１０）の間に延びる正圧側壁（１１６）および負圧側壁（１１８）と、
   エアフォイル（５６、１０６）内に画定され、基部（１０８）または先端（１１０）の一方の入口（１２４）から延びる複数の通路（１２２）と、
   を含み、
   複数の通路（１２２）の各通路（１２２）が、一次インピンジメント壁（１３８）およびソリッド側壁（１４０）によって少なくとも部分的に画定され、
   一次インピンジメント壁（１３８）は、一次インピンジメントギャップ（１４２）がその間に画定されるように、正圧側壁（１１６）または負圧側壁（１１８）の一方から間隔を空けて配置され、
   一次インピンジメント壁（１３８）は、一次インピンジメントギャップ（１４２）を横切って離散的な噴流で空気をエアフォイル（５６、１０６）の内面に衝突させる複数のインピンジメント開口（１４６）を画定する、エアフォイル（５６、１０６）。
2. 複数の通路（１２２）の各通路（１２２）は、基部（１０８）又は先端（１１０）の一方における入口（１２４）から、基部（１０８）又は先端（１１０）の他方における閉鎖端（１２６）まで延びている、請求項１に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
3. 複数の通路（１２２）の各通路（１２２）は、通路（１２２）が入口（１２４）と閉鎖端（１２６）との間を延びるにつれて断面積が収束する、請求項２に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
4. 複数の通路（１２２）の入口（１２４）は、エアフォイル（５６、１０６）の前縁（１１２）から後縁（１１４）へ延びる方向に関して、エアフォイル（５６、１０６）の基部（１０８）または先端（１１０）の一方に交互のパターンで画定されている、請求項１に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
5. 収集チャンバ（１５２）を部分的に画定する負圧側二次インピンジメント壁（１４８）および正圧側二次インピンジメント壁（１５０）をさらに含む、請求項１に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
6. 複数の通路（１２２）のうちの第１の通路（１２２）のソリッド側壁（１４０）と、複数の通路（１２２）のうちの隣接する第２の通路（１２２）のソリッド側壁（１４０）とが、集合的に、一次インピンジメントギャップ（１４２）と収集チャンバ（１５２）との間に延びる収集通路（１５４）を画定する、請求項５に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
7. 負圧側二次インピンジメント壁（１４８）が、複数の通路（１２２）の前縁通路（１３２）のソリッド側壁（１４０）から後縁（１１４）に向かって延び、
   負圧側二次インピンジメント壁（１４８）が、二次インピンジメントギャップ（１５８）がその間に画定されるように、負圧側壁（１１８）から間隔を置いて配置され、
   複数のインピンジメント開口（１６０）が、負圧側二次インピンジメント壁（１４８）に画定され、二次インピンジメントギャップ（１５８）を横切って負圧側壁（１１８）の内面に衝突するように、離散的な噴流で収集チャンバ（１５２）からの空気を導く、請求項５に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
8. 正圧側二次インピンジメント壁（１５０）が、複数の通路（１２２）の後端通路（１３４）のソリッド側壁（１４０）から後縁（１１４）に向かって延び、
   正圧側二次インピンジメント壁（１５０）が、二次インピンジメントギャップ（１６２）がその間に画定されるように、正圧側壁（１１６）から間隔を置いて配置され、
   複数のインピンジメント開口（１６４）が、正圧側二次インピンジメント壁（１５０）に画定され、収集チャンバ（１５２）からの空気を、二次インピンジメントギャップ（１６２）を横切って正圧側壁（１１６）の内面に衝突するように離散的な噴流で方向付ける、請求項５に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
9. 後縁冷却回路１６６が、エアフォイル（５６、１０６）の後縁部分１５６内に配置され、後縁冷却回路（１６６）が、二次インピンジメントギャップ（１６２）に流体結合され、二次インピンジメントギャップ（１６２）からエアフォイル（５６、１０６）の後縁（１１４）における出口（１６８）まで延びている、請求項８に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
10. １つまたは複数のフィルム冷却孔（１７６）が、正圧側壁（１１６）または負圧側壁（１１８）を貫通して画定されており、１つまたは複数のフィルム冷却孔（１７６）が、一次インピンジメントギャップ（１４２）および二次インピンジメントギャップ（１６２）のうちの１つと流体連通している、請求項８に記載のエアフォイル（５６，１０６）。
11. 一次インピンジメント壁（１３８）が、正圧側壁（１１６）に対応するように輪郭付けされている、請求項１に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
12. エアフォイル（５６、１０６）が一体的に形成されている、請求項１に記載のエアフォイル（５６、１０６）。
13. ステータベーン（２６、１００）であって、
    内側プラットフォーム（５２、１０２）と、
    外側プラットフォーム（５４、１０４）と、
    内側プラットフォーム（５２、１０２）に結合された基部（１０８）と外側プラットフォーム（５４、１０４）に結合された先端（１１０）との間に延在するエアフォイル（５６、１０６）と、
    を含み、エアフォイル（５６、１０６）は、請求項１乃至１２のいずれかからに従って画定される、ステータベーン（２６、１００）。
14. ステータベーン（２６、１００）が、ガスタービンエンジン（１０）のタービンセクション（２２）の第１ステージに設置されるように構成されている、請求項１３に記載のステータベーン（２６、１００）。