JP5898902B2 - タービン動翼のプラットフォーム区域を冷却するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に云えば、燃焼タービン・エンジンに関し、これは、別に特別に記載していない場合は、動力発生及び航空機用エンジンに用いられているような全ての種類の燃焼タービン・エンジンを含む。より具体的には、本発明は、タービン動翼のプラットフォーム区域を冷却するための装置、システム及び／又は方法に関するものである。

ガスタービン・エンジンは、典型的には、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを含む。圧縮機及びタービンは、一般に、複数の段を構成するように軸方向に配列された複数列のエアロフォイル又は翼を含む。各段は、典型的には、一列の円周方向に間隔を置いて設けられた固定された静翼と、中心軸又はシャフトの周りを回転する一組の円周方向に間隔を置いて設けられた動翼とを含む。運転時、圧縮機内の動翼はシャフトを中心として回転して、空気の流れを圧縮する。次いで、圧縮された空気は、供給された燃料を燃焼させるために燃焼器内で使用される。その結果の燃焼過程から生じる高温ガスの流れはタービンを通って膨張し、これにより動翼が取り付けられているシャフトを回転させる。この態様では、燃料に含まれているエネルギはシャフトを回転させる機械的エネルギに変換され、次いで該機械的エネルギは、例えば、発電機のコイルを回転させて電気を発生するために使用することができる。

図１及び図２について説明すると、タービン動翼１００は、一般的に、エアロフォイル部分又はエアロフォイル１０２及び根元部分又は根元１０４を含む。エアロフォイル１０２は、凸状負圧面１０５及び凹状正圧面１０６を持つものとして記述することができる。エアロフォイル１０２は更に、（前側の縁である）前縁１０７及び（後側の縁である）後縁１０８を持つものとして記述することができる。根元１０４は、ロータ・シャフトに動翼１００を固定するための構造（典型的には、図示のように、ダブテール１０９を含む）と、プラットフォーム１１０（そこからエアロフォイル１０２が延在する）と、シャンク１１２（これは、ダブテール１０９とプラットフォーム１１０との間の構造を含む）とを持つものとして記述することができる。

例示されているように、プラットフォーム１１０は実質的に平面状であってよい。（本書で用いられる「平面状」とは、近似的に又は実質的に平面の形状であることを意味することに留意されたい。例えば、当業者に理解されるように、プラットフォームは僅かに湾曲した凸面状である外側表面を持つように構成することができ、その曲率は動翼の半径位置におけるタービンの円周に対応する。本書で用いられるとき、この種類のプラットフォーム形状は、曲率の半径がプラットフォームに平坦な外観を与えるほど充分に大きいので、平面状と見なされる。）。より具体的に述べると、プラットフォーム１１０は平面状の上面１１３を持つことができ、これは、図１に示されているように、軸方向及び円周方向に延在する平坦な表面を含むことができる。図２に示されているように、プラットフォーム１１０は平面状の下面１１４を持つことができ、これはまた、軸方向及び円周方向に延在する平坦な表面を含むことができる。プラットフォーム１１０の上面１１３及び下面１１４は、互いに対してほぼ平行になるように形成することができる。図示のように、プラットフォーム１１０は典型的には薄い半径方向輪郭を持つこと、すなわち、プラットフォーム１１０の上面１１３と下面１１４との間の半径方向距離が比較的短いことが理解されよう。

一般に、プラットフォーム１１０は、ガスタービンの高温ガス流路部分の内側流路境界を形成するためにタービン動翼１００に設けられる。プラットフォーム１１０は更に、エアロフォイル１０２に対する構造的支持を行う。運転時、タービンの回転速度は、プラットフォーム１１０に沿って高応力領域を生じさせる機械的荷重を誘起する。高応力領域は、高い温度と結合されたとき、最終的に、酸化、クリープ、低サイクル疲労亀裂などのような運転上の欠陥を生じさせる。勿論、これらの欠陥は、動翼１００の実用寿命に悪影響を与える。これらの厳しい運転条件、すなわち、高温ガス流路の極端な温度への露出と動翼に関連した機械的荷重とが、良好に機能し且つ製造するのに費用効果のよい耐久性のある丈夫な動翼プラットフォーム１１０を設計する際の重要な問題となることが理解されよう。

プラットフォーム区域１１０の耐久性をより大きくする１つの一般的な解決策は、運転中に圧縮空気又は他の冷却剤の流れによって冷却することであり、多様なこれらの種類のプラットフォーム設計が知られている。しかしながら、当業者に理解されるように、プラットフォーム区域１１０には、このように冷却を行うのを困難にする特定の設計上の問題がある。重要な部分では、これはこの区域の厄介な幾何学的形状に起因し、すなわち、前に述べたように、プラットフォーム１１０が動翼の中央芯部分から離れて存在する周辺構成部品であり、且つ典型的には構造的に健全であるが半径方向の厚さが薄いことに起因する。

冷却剤を循環させるために、動翼１００は、典型的には、１つ以上の中空の冷却通路１１６（図３、４及び５参照）を含み、これらの冷却通路は、少なくとも、根元１０４及びエアロフォイル１０２を含む動翼１００の芯部分の中を半径方向に延在する。以下に詳しく説明するように、熱の交換を増大させるため、このような冷却通路１１６は動翼１００の中央区域の中を曲がりくねって通る蛇行した流路を持つように形成することができるが、他の構成も可能である。運転中、冷却剤は、根元１０４の内側部分に形成された１つ以上の入口１１７を介して中央冷却通路に入ることができる。冷却剤は動翼１００の中を循環して、エアロフォイル上に形成された複数の出口（図示せず）を通って及び／又は根元１０４に形成された１つ以上の出口（図示せず）を介して出て行く。冷却剤は加圧することができ、また冷却剤として、例えば、加圧空気と、水、蒸気などと混合した加圧空気とを挙げることができる。多くの場合、冷却剤はエンジンの圧縮機から分流された圧縮空気であるが、他の供給源も可能である。後でより詳しく説明するように、これらの冷却通路は、典型的には、高圧冷却剤区域及び低圧冷却剤区域を含む。高圧冷却剤区域は、典型的には、冷却剤の圧力が比較的高い冷却通路の上流側部分に対応し、他方、低圧冷却剤区域は、冷却剤の圧力が比較的低い下流側部分に対応する。

場合によっては、冷却剤は冷却通路１１６から、隣り合う動翼１００のシャンク１１２及びプラットフォーム１１０の間に形成された空洞１１９の中へ導くことができる。空洞から、冷却剤は動翼のプラットフォーム区域１１０を冷却するために使用することができ、その従来の設計が図３に示されている。この種の設計では、典型的には、複数の冷却通路１１６の１つから空気を抽出し、該空気を使用して、シャンク１１２／プラットフォーム１１０の間に形成された空洞１１９を加圧する。このように加圧されたとき、この空洞１１９は、プラットフォーム１１０を通って延在する冷却チャンネルへ冷却剤を供給する。プラットフォーム１１０を横切った後、冷却空気はプラットフォーム１１０の上面１１３中に形成された膜冷却孔を通って空洞を出て行くことができる。

しかしながら、この種の従来の設計では幾つかの欠点があることが理解されよう。第１に、２つの隣接した動翼１００が組み立てられた後にのみ冷却回路が形成されるので、冷却回路は１つの部品に内蔵されていない。これにより、取り付け時及び取り付け前の流れ試験にかなりの困難さ及び複雑さが加えられる。第２の欠点は、隣り合う動翼１００の間に形成される空洞１１９の完全さが、空洞１１９の周縁を如何に良好に封止するかに左右されることである。封止が不適切であると、その結果としてプラットフォームの冷却が不適切になり且つ／又は冷却空気が無駄にされる。第３の欠点は、高温ガス流路のガスが空洞１１９又はプラットフォーム１１０自身の中に吸い込まれる可能性があると云う固有のリスクである。このことは、空洞１１９が運転中に充分に高い圧力に維持されていない場合に生じ得る。空洞１１９の圧力が高温ガス流路内の圧力よりも低くなった場合、高温ガスがシャンク空洞１１９又はプラットフォーム１１０自体内に吸い込まれる。これにより、典型的には、これらの構成部品が高温ガス流路の状態への露出に耐えるように設計されていないので、これらの構成部品に損傷が生じる。

図４及び図５は、プラットフォーム冷却のための別の種類の従来の設計の例を示す。この場合、冷却回路は動翼１００に内蔵されており、図示のように、シャンク空洞１１９を必要としていない。冷却空気は、動翼１１０の芯部分の中に延在する複数の冷却通路１１６の１つから抽出されて、プラットフォーム１１０内に形成された冷却チャンネル１２０（すなわち、「プラットフォーム冷却チャンネル１２０」）を通るように導かれる。幾つかの矢印で示されているように、冷却空気はプラットフォーム冷却チャンネル１２０を通って流れて、プラットフォーム１１０の後側縁部１２１にある出口を通って又は負圧面側の縁部１２２に沿って配置された出口から出て行く。（矩形のプラットフォーム１１０の様々な縁部又は面について説明する際、各々がエアロフォイル１０２の負圧面１０５及び正圧面１０６に対するその位置並びに／又は動翼１００を取り付けた後のエンジンの前側方向及び後側方向に基づいて記述されることに留意されたい。そこで、当業者に理解されるように、プラットフォームは、図３及び図４に示されているように、後側縁部１２１と、負圧面側の縁部１２２と、前側縁部１２４と、正圧面側の縁部１２６とを含んでいると記述することができる。更に、負圧面側の縁部１２２及び正圧面側の縁部１２６はまた一般に「スラッシュフェース(slashface) 」とも呼ばれており、また隣接する動翼１００が取り付けられたときにそれらの間に形成される狭い空洞は「スラッシュフェース空洞」と呼ぶことができる。）。

図４及び図５の従来の設計は、それらが組み立て又は取り付け状態の変化に影響されないと云う理由で、図３に設計に対して利点を有していることが理解されよう。しかしながら、この種の従来の設計は幾つかの制約又は欠点を有する。第１に、図示のように、エアロフォイル１０２の各々の側に単一の回路のみが設けられており、従って、プラットフォーム１１０内の異なる位置において使用される冷却空気の量の制御が制限されると云う欠点がある。第２に、この種類の従来の設計では一般的にカバー領域（冷却される範囲）が制限されている。図５の蛇行通路は図４と比べてカバー範囲を改善しているが、プラットフォーム１１０内には冷却されずに残っているデッド領域が依然として存在する。第３に、入り組んだ形のプラットフォーム冷却チャンネル１２０を形成することによってより良好なカバー範囲を得るためには、製造コストが大幅に増大し、冷却チャンネルの形成に鋳造処理を必要とする場合は特にそうである。第４に、これらの従来の設計では、典型的には、冷却剤を使用した後で且つ完全に使い尽くす前に、冷却剤を高温ガス流路の中に放出しており、これはエンジンの効率に悪影響を与える。第５に、この種の従来の設計では、一般的に、融通性が殆ど無い。すなわち、冷却チャンネル１２０がプラットフォーム１１０の一体部分として形成されていて、運転条件が変化するにつれてそれらの機能又は構成を変更する機会が殆ど又は全く無いことである。更に、これらの種類の従来の設計では、修理又は改造するのが困難である。

結果として、従来のプラットフォーム冷却設計では、１つ以上の重要な領域が欠けている。そこで、タービン動翼のプラットフォーム区域を効果的に且つ効率よく冷却すると共に、構成するのに費用効率が高く、用途に融通性があり且つ耐久性があるようにする改善された装置、システム及び方法が依然として必要である。

米国特許第７４１６３９１号

本願では、タービン動翼用のプラットフォーム冷却構造を記述する。一実施形態では、プラットフォーム冷却構造は、正圧面側スラッシュフェース及び負圧面側スラッシュフェースの内の少なくとも一方から中へ形成されたプラットフォーム溝穴と、前記プラットフォーム溝穴を２つの半径方向に重なるプレナムに分離して、その内の第１のプレナムが第２のプレナムの内側に位置するように取外し可能に係合させた衝突冷却用挿着体と、前記第１のプレナムを内部冷却通路の高圧冷却剤区域に接続する高圧接続路と、前記第２のプレナムを前記内部冷却通路の低圧冷却剤区域に接続する低圧接続路とを含んでおり、前記衝突冷却用挿着体は複数の衝突冷却用開口を有する。タービン動翼は、エアロフォイルと根元との間の接合部分にプラットフォームを持つことができる。動翼はその中に形成された内部冷却通路を含むことができ、該冷却通路は、前記根元における冷却剤源との接続部から少なくとも前記プラットフォームのほぼ半径方向高さまで延在する。運転時に、前記内部冷却通路は高圧冷却剤区域及び低圧冷却剤区域を含むことができる。前記エアロフォイルの正圧面側と一致する側に沿って、前記プラットフォームの正圧面側は、前記エアロフォイルから正圧面側スラッシュフェースまで円周方向に延在する上面を含むことができる。前記エアロフォイルの負圧面側と一致する側に沿って、前記プラットフォームの負圧面側は、前記エアロフォイルから負圧面側スラッシュフェースまで円周方向に延在する上面を含むことができる。

別の実施形態では、本願は、タービン動翼用のプラットフォーム冷却構造を製造する方法を開示する。本方法は、プラットフォームの中に正圧面側スラッシュフェースに形成された口部から円周方向に延在するプラットフォーム溝穴を形成する工程と、該形成されたプラットフォーム溝穴内から機械加工して、前記プラットフォーム溝穴内の第１の所定の位置を内部冷却通路の高圧冷却剤区域へ接続する高圧接続路を形成する工程と、前記形成されたプラットフォーム溝穴内から機械加工して、前記プラットフォーム溝穴内の第２の所定の位置を前記内部冷却通路の低圧冷却剤区域へ接続する低圧接続路を形成する工程と、複数の衝突冷却用開口を含んでいると共に、望ましくは前記プラットフォーム溝穴の大きさに対応する所定の形状を有する衝突冷却用挿着体を形成する工程と、前記衝突冷却用挿着体を前記プラットフォーム溝穴内に取り付ける工程と、を有する。取り付けられたとき、衝突冷却用挿着体は実質的にプラットフォーム溝穴を２つの半径方向に重なるプレナムに分離し、その内の衝突冷却前プレナムは衝突冷却後プレナムの内側に位置する。タービン動翼は、エアロフォイルと根元との間の接合部分にプラットフォームを持つことができ、その場合、動翼はその中に形成された内部冷却通路を含むことができ、該冷却通路は、前記根元における冷却剤源との接続部から少なくとも前記プラットフォームのほぼ半径方向高さまで延在する。運転時に、前記内部冷却通路は高圧冷却剤区域及び低圧冷却剤区域を含むことができ、その場合、前記エアロフォイルの正圧面側と一致する側に沿って、前記プラットフォームの正圧面側は、前記エアロフォイルから正圧面側スラッシュフェースまで円周方向に延在する上面を含む。

本願のこれらの及び他の特徴は、図面及び「特許請求の範囲」と併せて好ましい実施形態についての以下の詳しい説明を見れば明らかになろう。

本発明のこれらの及び他の特徴は、添付図面を参照して本発明の模範的な実施態様についての以下のより詳しい説明を注意深く読むことによってより完全に理解されよう。

図１は、本発明の実施形態を用いることのできる模範的なタービン動翼の斜視図である。 図２は、本発明の実施形態を使用することのできるタービン動翼の下面を示す斜視図である。 図３は、従来の設計による冷却システムを持つ隣り合うタービン動翼の断面図である。 図４は、従来の設計による内部冷却チャンネルを設けたプラットフォームを持つタービン動翼の上面図である。 図５は、別の従来の設計による内部冷却チャンネルを含むプラットフォームを持つタービン動翼の上面図である。 図６は、本発明の模範的な実施形態に従った、プラットフォーム衝突冷却用挿着体を取り外した状態で示すタービン動翼の斜視図である。 図７は、本発明の模範的な実施形態に従った、タービン動翼及びプラットフォーム衝突冷却用挿着体の部分断面上面図である。 図８は、本発明の模範的な実施形態に従った、タービン動翼及びプラットフォーム衝突冷却用挿着体の部分断面側面図である。 図９は、本発明の模範的な実施形態に従ったタービン動翼及びプラットフォーム衝突冷却用挿着体の部分断面側面図である。 図１０は、本発明の模範的な実施形態に従った衝突冷却用挿着体の斜視図である。 図１１は、本発明の別の模範的な実施形態に従った衝突冷却用挿着体の斜視図である。 図１２は、本発明の模範的な実施形態に従った方法の流れ図である。

冷却剤の内部循環により冷却されるタービン翼は、典型的には、幾つかの従来の冷却設計に関して述べたように、根元から半径方向外向きに、プラットフォーム区域を通ってエアロフォイルの中まで延在する内部冷却通路１１６を含むことが理解されよう。また本発明の特定の実施形態が、効率のよい能動的なプラットフォーム冷却を向上させ又は実現可能にするために従来の冷却剤通路と共に利用することができること、また本発明が一般的な設計の曲がりくねった又は蛇行した形状を持つ内部冷却通路１１６に関連して説明されることが理解されよう。図７に描かれているように、蛇行した通路は、典型的には、冷却剤の一方向の流れを可能にするように構成されていて、冷却剤とその周囲の動翼１００との間での熱の交換を促進させる造作物を含む。運転時、加圧された冷却剤は、典型的には圧縮機から抽出された圧縮空気であり（しかし、蒸気のような他の種類の冷却剤も本発明の様々な実施形態で利用することができる）、根元１０４を通るように形成された接続路を介して内部冷却通路１１６に供給される。圧力により冷却剤を内部冷却通路１１６の中へ駆動し、冷却剤は周囲の壁から熱を対流によって伝達される。

冷却剤は冷却通路１１６の中を移動するにつれて圧力を失って、内部冷却通路１１６の上流側部分の中の冷却剤が下流側部分の中の冷却剤よりも高い圧力を持つことが理解されよう。後でより詳しく説明するように、この圧力差は、プラットフォームの中に形成された冷却通路にわたって又はその中を通るように冷却剤を駆動するために用いることができる。ここで、異なる形状の内部冷却通路を持つ動翼１００に本発明を用いることができ、また本発明が蛇行した形態の内部冷却通路に制限されないことが理解されよう。従って、本書で用いられる用語「内部冷却通路」又は「冷却通路」とは、動翼内に冷却剤を循環させることのできる任意の通路又は中空のチャンネルを含むことを意味する。本書で規定されるように、本発明での内部冷却通路１１６は少なくともプラットフォーム１１６のほぼ半径方向高さまで延在し、該通路は、比較的高い冷却剤圧力の少なくとも１つの区域（これは、以後、「高圧の区域」とも呼び、また、場合によっては、蛇行した通路内の上流側部分とすることことができる）と、比較的低い冷却剤圧力の少なくとも１つの区域（これは、以後、「低圧の区域」とも呼び、また、高圧の区域に対して、蛇行した通路内の下流側部分とすることことができる）とを含むことができる。

一般に、様々な設計の従来の内部冷却通路１１６は、動翼１００内の特定の区域に対して能動的冷却を行うの有効である。しかしながら、当業者に理解されるように、プラットフォーム区域には課題が多い。これは、少なくとも部分的には、プラットフォームの扱いにくい幾何学的形状、すなわち、プラットフォームの半径方向高さが狭いことと、プラットフォームが動翼１００の芯部分又は本体から突き出している態様とに起因する。また一方、高温ガス流路の極端な温度への露出及び高い機械的荷重を考えると、プラットフォームの冷却要件が重要になる。前に述べたように、従来のプラットフォーム冷却設計は、区域の特定の課題に対処し損なっているので効果的ではなく、冷却剤を使用する効率が悪く、及び／又は製造するコストが高い。

図６〜図１２は、本発明の模範的な実施形態についての幾つかの図を示す。図６について説明すると、本発明の一実施形態に従ったタービン動翼１００及び衝突冷却用挿着体１３０の斜視図が示されている。図示のように、本発明は、一般的に、タービン動翼１００内に取り付けられた取外し可能な衝突冷却用挿着体１３０を含む。より具体的に述べると、動翼１００のプラットフォーム１１０が、その中に衝突冷却用挿着体１３０を嵌め込むように形成されたプラットフォーム溝穴１３４を含むことができる。好ましい一実施形態では、図示のように、プラットフォーム溝穴１３４は正圧面側の縁部又はスラッシュフェース１２６に配置することができる。しかし、プラットフォーム１１０の他の縁部に沿った他の位置、例えば負圧面側スラッシュフェース１２２に設けることも可能である。プラットフォーム溝穴１３４は矩形の口部を持つことができ、また外側表面すなわち天井１３５及び内側表面すなわち床１３６を含むものとして記述することができる。図示のように、口部は、半径方向に比較的薄く且つ軸方向に比較的広くなるように構成することができる。ここで、プラットフォーム溝穴１３４は口部から円周方向にプラットフォーム１１０の中へ延在して、その中に空洞を形成することが理解されよう。

プラットフォーム衝突冷却用挿着体１３０は、平面状の薄い円板／板の形状を持つことができ、またプラットフォーム溝穴１３４内に嵌合するように、且つ一般的にはプラットフォーム溝穴１３４と同様な輪郭（すなわち、図７の上面図に示された形状）を持つするように構成することができる。衝突冷却用挿着体１３０は複数の衝突冷却用開口１３２を含むことができ、それらの機能については後でより詳しく説明する。衝突冷却用挿着体１３０はまた、外側表面から延在するスペーサ１３８を含むことができる。更に、プラットフォーム溝穴１３４の口部を密閉する閉止体１３７を設けることができる。閉止体１３７は、図示のように、平坦な矩形の外面を持ち、衝突冷却用挿着体１３０がプラットフォーム溝穴１３４内に適切に取り付けられたときに実質的にプラットフォーム溝穴１３４の口部を覆い、塞ぎ又は封止する。好ましい実施形態によっては、後でより詳しく説明するように、閉止体１３７は、冷却剤がプラットフォーム溝穴１３４の口部を通って動翼１００から出て行くのを防止する。

プラットフォーム溝穴１３４の形状は変えることができる。好ましい一実施形態では、図７により明瞭に示されているように、プラットフォーム溝穴１３４は正圧面側スラッシュフェース又は縁部１２６から円周方向に延在することができる。この好ましい実施形態では、プラットフォーム溝穴１３４は、正圧面側スラッシュフェース１２６からプラットフォーム１１０の中心へ向かって延在するにつれて狭くなっていることが理解されよう。このように狭くすることは、一般に、エアロフォイル正圧面１０６とプラットフォーム１１０との接合部において形成される湾曲した輪郭に対応する。このような場合、輪郭（すなわち、図７の上面図に示された形状）については、プラットフォーム溝穴１３４は、エアロフォイル正圧面１０６の湾曲した輪郭に密接に関連した湾曲した後壁又は内壁を持つことができる。当業者には、他の構成のプラットフォーム溝穴１３４も用い得ることが明らかであろう。しかしながら、図６〜図１１の実施形態が、プラットフォーム１１０内の冷却するのがより困難な領域の幾分かを含む大きなカバー領域についての冷却要件を効果的に対処することが理解されよう。当業者には、他の性能上の利点及び効率向上が可能であることが理解されよう。

衝突冷却用挿着体１３０及びプラットフォーム溝穴１３４は、組み立てたときに、一対の半径方向に重なるプレナム１３９，１４０がプラットフォーム溝穴１３４内に形成されるように構成することができる。より詳しく述べると、図８に一層明瞭に示されているように、衝突冷却用挿着体１３０は実質的にプラットフォーム溝穴１３４を二分して、第１のプレナム１３９（これはまた「内側プレナム」又は「衝突冷却前プレナム」とも呼ぶことができる）を衝突冷却用挿着体１３０の下面に沿って形成すると共に、第２のプレナム１４０（これはまた「外側プレナム」又は「衝突冷却後プレナム」とも呼ぶことができる）を衝突冷却用挿着体１３０の上面に沿って形成する。

図７及び図８に最も明瞭に例示されているように、内部冷却通路１１６をプラットフォーム溝穴１３４へ所望の態様で接続するために、２つの接続路、すなわち、高圧接続路１４８及び低圧接続路１４９を設けることができる。具体的に示されていないが、以下の説明では、内部冷却通路１１６の上流側部分がタービン動翼１００の前縁１０７の方に存在し且つ内部冷却通路１１６の下流側部分がタービン動翼１００の後縁１０８の方に存在すると仮定していることが理解されよう。（典型的には、この構成が用いられるが、それは本発明の実施のために不可欠なものではなく、プラットフォーム溝穴１３４及び接続路１４８，１４９の位置は他の構成に適合するように調節することができる）。図８に示されているように、好ましい一実施形態では、高圧接続路１４８は、低圧接続路１４９よりも半径方向内側の位置でプラットフォーム溝穴１３４に接続される。この態様では、高圧接続路１４８は内側プレナム１３９に接続するように構成することができ、また低圧接続路１４９は外側プレナム１４０に接続するように構成することができる。

図９は、本発明の別の実施形態を例示する。図９では、プラットフォーム溝穴１３４は、衝突冷却用挿着体１３０をその周縁に沿って支持することのできる出っ張り又は切欠き１５１を備えるように構成されている。図示のように、スペーサ１３８を挿着体１３０の中央領域に沿った支持のために依然として含めることができ、或いは、他の実施形態では、スペーサ１３８は完全に取り除くことができる。切欠き１５１は、より多くの冷却剤が衝突冷却用開口を通って導かれるように、挿着体１３０の周りの封止を高めることができることが理解されよう。出っ張り１５１が用いられる場合、出っ張りは、エンジンの運転中に遠心力により挿着体１３０を出っ張り１５１に押し付けるように形成され、また出っ張り１５１は、このことが生じたとき、挿着体１５１を所望の位置に保持するように構成されることが理解されよう。

運転時には、冷却剤はエアロフォイル１０２の前縁１０７の近くの位置で内部冷却通路１１６に入り、後部の方向に蛇行するにつれて内部冷却通路１１６を半径方向外向き／内向きに交互に流れることができる。図示のように、高圧接続路１４８は、内部冷却通路１１６の上流側（及び相対的に高い圧力）の部分がプラットフォーム溝穴１３４の所定の部分（これは、説明したように、内側プレナム１３９である）と流体連通するように構成することができる。また、低圧接続路１４９は、内部冷却通路の下流側部分がプラットフォーム溝穴１３４の所定の部分（これは、説明したように、外側プレナム１４０である）と流体連通するように構成することができる。

特定の実施形態では挿着体１３０を好ましい位置に堅固に固定しているが、好ましい実施形態では、衝突冷却用挿着体１３０は、組み立てたときに、プラットフォーム溝穴１３４内に浮動状態に留まるようにすることができる。すなわち、衝突冷却用挿着体１３０はプラットフォーム溝穴１３４内に配置されるが、プラットフォーム溝穴１３４のどの壁にも固定されない。この場合、閉止体１３７を使用して、プラットフォーム溝穴１３４の口部を封止することができる。これによって、挿着体１３０はプラットフォーム溝穴１３４内に保持することができると共に、依然として幾分か動くことが可能である。好ましい実施形態では、プラットフォーム挿着体１３０の輪郭はプラットフォーム溝穴１３４の輪郭にぴったり合致するが、プラットフォーム挿着体１３０の輪郭をほんの少し小さくする。この場合、プラットフォーム挿着体１３０をプラットフォーム溝穴１３４内に設置したとき、挿着体１３０はその外周面と溝穴１３４の周囲の壁との間、及び１つの側面で閉止体１３７との間に殆ど隙間を生じないことが理解されよう。従って、挿着体１３０の軸方向及び円周方向の有意な動きが実質的に防止される。実施形態によっては、図示のように、衝突冷却用挿着体１３０の半径方向高さがプラットフォーム溝穴１３４の半径方向高さよりもかなり小さい。この構成では、挿着体１３０は半径方向に幾分かの限られた動きを行うことができる。

閉止体１３７は従来のやり方で封止することができる。封止することにより、溝穴１３４内に挿着体１３０を保持し、且つまたスラッシュフェースを通しての漏洩及び／又はこの位置での高温ガス流路の中への冷却剤の逃げ出しを防止又は抑制することができる。正圧面側スラッシュフェース１２６を通しての漏洩を防止することは、プラットフォーム溝穴１３４の中を流れる実質的に全ての冷却剤が内部冷却通路１１６に戻されることを意味し、この場合、冷却剤は更に動翼１００の他の領域を冷却するために使用し又は他の態様で用いることができることが理解されよう。代わりの実施形態では、閉止体１３７は限られた数の衝突冷却用開口（図示せず）を含むことができ、これらの衝突冷却用開口は、取り付けられた２つの動翼の間に形成されたスラッシュフェース空洞内に冷却剤の噴射流を導く。

図１０及び図１１に最も明瞭に例示されているように、プラットフォーム１１０を冷却するために、衝突冷却用挿着体１３０は一般的に複数の衝突冷却用開口１３２を含む。挿着体１３０の衝突冷却用開口１３２は複数の列を成すように配列することができるが、他の構成も可能である。衝突冷却用挿着体１３０、図示のように、湾曲した縁部１５４及び真っ直ぐな縁部１５５を含むことができる。本願の一実施形態では、湾曲した縁部１５４は、エアロフォイル１０２の湾曲した輪郭に形状をほぼ一致させることができる。複数列の衝突冷却用開口１３２は、衝突冷却用挿着体１３０の真っ直ぐな縁部１５５に対してほぼ垂直に又は斜めに配列することができる。しかしながら、衝突冷却用開口１３２は、本発明の範囲から逸脱せずに、任意の他の構成（例えば、食違い構成）で配列することができる。

衝突冷却用開口１３２は、噴射させた高速の冷却剤の流れをプラットフォーム溝穴１３４の天井１３５に向かって集中させるように構成することができることが理解されよう。天井１３５がプラットフォーム１３４の比較的狭い部分を挟んでプラットフォーム上面１１３と対向しているので、このように天井１３５を冷却することは、プラットフォーム上面１１３を冷却する有効な方法である。プラットフォーム上面１１３は、運転時に高温ガス流に直接曝されるので、冷却の必要な領域を構成する。前に述べたように、上記のような冷却剤の流れは、高圧接続路１４８及び低圧接続路１４９が内部冷却通路１６０に接続される位置相互の間に存在する圧力差によって駆動される。このような衝突冷却は、プラットフォーム溝穴１３４の中を流れる冷却剤の冷却効果を高めることができることが理解されよう。本願の一実施形態では、衝突冷却用開口１３２はほぼ円筒形の形状とすることができる。しかしながら、衝突冷却用開口１３２の形状は、他の形状、例えば、限定するものではないが、立方形、角柱形などにすることもできる。更に、衝突冷却用開口１３２は、衝突冷却用挿着体１３０の表面に対してほぼ垂直に配向することができる。衝突冷却用開口１３２はまた、本願の範囲から逸脱せずに、衝突冷却用挿着体１３０の表面に対して斜めに配向することもできる。

前に述べたように、本願の一実施形態では、衝突冷却用挿着体１３０はスペーサ１３８を含むことができる。運転時は、遠心力により挿着体１３０がプラットフォーム溝穴１３４の天井１３５に押し付けられることが理解されよう。従って、スペーサ１３８を使用することにより、エンジンの運転時の第１及び第２のプレナム１３９，１４０の半径方向高さを設定することができる。好ましい実施形態では、図１０に示されているように、スペーサ１３８は幾つかの円筒形突起で構成することができる。これらの突起は、運転時に第２のプレナム１４０の高さがプラットフォーム溝穴１３４にわたって比較的一定になるように、同じ高さを持つことができる。第２のプレナム１４０の高さ（すなわち、スペーサ１３８の高さ）は、天井１３５の衝突冷却が所望の熱伝達特性を生じ又はほぼ最大になるような隙間に基づいて定めることができることが理解されよう。

本願の別の実施形態では、図１１に示されているように、スペーサ１３８は衝突冷却用挿着体１３０の外周に沿って延在する隆起した縁部を含むことができる。この場合、スペーサ１３８にこの構成を使用すると、運転時に遠心力により隆起した縁部１３８が溝穴天井１３５に押し付けられるので、第１のプレナム１３９と第２のプレナム１４０との間の分離又は封止が高められる。これは、この潜在的な漏洩路を通って流れる冷却剤の量を減少させ、従って、衝突冷却用開口１３２を迂回する冷却剤の量を減少させ、その結果として、より多量の冷却剤を意図した経路に流れさせ、もって冷却性能が改善されることが理解されよう。

本願の一実施形態では、第１のプレナム１３９は、内部冷却通路１１６の高圧冷却剤区域と流体連通する少なくとも１つの入口又は入口チャンネル（これは高圧接続路１４８と呼ぶことができる）を含むことができる。第２のプレナム１４０は、内部冷却通路１１６の低圧冷却剤区域と流体連通する少なくとも１つの出口又は出口チャンネル（これは低圧接続路１４９と呼ぶことができる）を含むことができる。本願の様々な実施形態では、高圧接続路１４８及び／又は低圧接続路１４９は、１つ以上の方法によって、例えば、限定するものではないが、機械加工、鋳造などによって、製作することができる。

運転時、内部冷却通路１１６の高圧冷却剤区域を通って流れる冷却剤は、高圧接続路１４８を介して第１のプレナム１３９に入ることができる。その後、冷却剤は衝突冷却用開口１３２を通って第２のプレナム１４０へ流れて、プラットフォーム溝穴１３４の天井１３５に突き当たることによってプラットフォーム１１０の衝突冷却を実質的に遂行することができる。次いで、冷却剤は第２のプレナム１４０から低圧接続路１４９を介して内部冷却通路１１６の低圧冷却剤区域へ出て行くことができる。前に述べたように、様々な構成部品間の前述の機能的関係から、第１のプレナム１３９及び第２のプレナム１４０は「衝突冷却前プレナム」及び「衝突冷却後プレナム」とそれぞれ呼ぶこともできる。

本発明は更に、動翼のプラットフォーム区域内に有効な内部冷却チャンネルを形成する新規な方法を含む。図１２に例示されているように、最初の工程２０２として、プラットフォーム１１０の正圧面側スラッシュフェース１２６にプラットフォーム溝穴１３４を形成することができる。プラットフォーム溝穴１３４は、比較的簡単な形状であるので、通常の機械加工又は簡単な鋳造法を用いて費用効率よく形成することができる。より複雑な設計のために用いられる費用の高い鋳造法は避けることができる。

プラットフォーム溝穴１３４を形成した後、工程２０４で、通常の機械加工を用いて高圧接続路１４８及び低圧接続路１４９を作ることができる。より具体的に述べると、形成されたプラットフォーム溝穴１３４によって接近することができるので、通常の見通し機械加工又はドリル加工によって接続路１４８，１４９を形成することができる。

別個に、工程２０６で、プラットフォーム衝突冷却用挿着体１３０を所望の態様で製造することができ、その大きさ及び形状は、前に述べたように、プラットフォーム溝穴１３４の大きさに関係付けるのが望ましい。

工程２０８で、衝突冷却用挿着体１３０をプラットフォーム溝穴１３４内に取り付けることができる。前に述べたように、好ましい実施形態では、衝突冷却用挿着体１３０は溝穴１３４内に配置するが、溝穴１３４のいずれの壁にも取り付けない、すなわち、挿着体１３０を浮動状態に留まるようにすることができる。

最後に、工程２１０で、閉止体１３７を取り付けることができる。この取り付けは通常の方法によって行うことができ、また、前に述べたように、これにより、動翼１００の内部冷却通路１１６から溝穴１３４に流入した冷却剤が戻されるように溝穴１３４を封止することができる。

本発明の冷却装置は、運転時、次のように機能することができる。供給されて内部冷却通路１１６の中を流れている冷却剤の一部分が、高圧接続路１４８を通って内側又は衝突冷却前プレナム１３９に入る。冷却剤は挿着体１３０の衝突冷却用開口１３２を通って噴射されて、外側又は衝突冷却後プレナム１４０の中へ且つ溝穴１３４の天井１３５へ向けて導かれる。そこで冷却剤にはプラットフォーム１１０から熱が対流伝達される。衝突冷却後プレナム１４０から、冷却剤は低圧接続路１４９を通って動翼１００の内部冷却通路１１６へ戻ることができる。このように、本発明のプラットフォーム冷却構造は内部冷却通路１１６から冷却剤の一部分を抽出し、該冷却剤を使用してプラットフォーム１１０から熱を除去し、次いで冷却剤を内部冷却通路１１６へ戻して、内部冷却通路で更に利用できるようにする。

本発明が燃焼タービン動翼のプラットフォーム区域を能動的に冷却することのできる機構を提供したことが理解されよう。前に述べたように、この区域は、典型的には、冷却するのが困難であり、またその領域についての機械的荷重を考慮すると、燃焼温度が増大するにつれて高い応力を受ける場所である。従って、この種の能動的プラットフォーム冷却は、燃焼温度を高くし、出力を増大し、また効率を大きくしようとするときに、有効な実現可能な技術である。

更に、本願の取外し可能なプラットフォーム衝突冷却用挿着体１３０は、既存の動翼について冷却構造を再設計し又は再構成し又は改造し又は調整する融通性を大きくすることが理解されよう。すなわち、プラットフォーム衝突冷却用挿着体１３０は、運転条件が変更された場合、又はプラットフォーム区域についての冷却を一層大きくすることが必要とされた場合に、プラットフォーム１１０を通る冷却回路を費用効率の良い且つ便利な態様で交換することを可能にする。更に、この交換可能な構造は、代替の設計物をより簡便に試験することができるので、試験段階の際にかなり役に立つ。取り外し可能な挿着体はまた、衝突冷却構造の形成を簡略化させることができる。以前ではこのような複雑な幾何学的構成は必然的に費用の掛かる鋳造処理を意味していたが、本願では、内部衝突冷却構造を簡単な機械加工及び／又は簡略化した鋳造処理の組み合わせにより形成することのできる方法を教示した。最後に、本願では、プラットフォーム１１０自体から高温ガス流路に直接放出させいないようにした内部部チャンネルを使用してプラットフォーム１１０を冷却することのできる方法を教示した。前に述べたように、冷却剤のこの「再循環」は、一般的に、冷却剤の使用効率を増大させ、これによりエンジンの効率を増大させる。

更に、前に述べたように、挿着体１３０はプラットフォーム溝穴１３４内に浮動状態に留まらせることができ、これは幾つかの性能上の利点をもたらすことができる。第１に、その動きは、エンジン運転時に生じる不所望な振動の幾分かを除去又は低減するために用いられることのある減衰効果を持つことができる。更に、当業者に理解されるように、組立体の浮動する性質は、動翼内の熱誘起歪みを防止し、それによってプラットフォームの応力を低減すると考えられる。

当業者に理解されるように、幾つかの模範的な実施形態に関連してこれまで述べた様々な特徴及び構成は、本発明の考えられる実施形態を形成するために選択的に適用することができる。簡潔にするため且つ当業者の能力を考慮して、起こり得る繰り返しの部分は全て省略するか又は詳しく説明していない。しかし、「特許請求の範囲」の幾つかの請求項等によってカバーされる全ての組合せ及び考えられる実施形態は本願の一部を成すものとする。更に、本発明の幾つかの模範的な実施形態についての説明から、上記の当業者には、様々な改良、変更及び修正が考えられよう。当業者によるこのような改良、変更及び修正はまた、「特許請求の範囲」によってカバーされるものとする。上記のことは本願の説明した実施形態にのみ関係すること、並びに「特許請求の範囲」の記載及びその等価な内容によって規定されるような本願の精神及び範囲か逸脱することなく多数の変更及び修正を成しうることは、明らかであろう。

１００ タービン動翼
１０２ エアロフォイル
１０４ 根元
１０５ 負圧面
１０６ 正圧面
１０７ 前縁
１０８ 後縁
１０９ ダブテール
１１０ プラットフォーム
１１２ シャンク
１１３ プラットフォームの上面
１１４ プラットフォームの下面
１１６ 内部冷却通路
１１７ 入口
１１９ 空洞
１２０ プラットフォーム冷却チャンネル
１２１ 後側縁部
１２２ 負圧面側スラッシュフェース（又は縁部）
１２４ 前側縁部
１２６ 正圧面側スラッシュフェース（又は縁部）
１３０ 衝突冷却用挿着体
１３２ 衝突冷却用開口
１３４ プラットフォーム溝穴
１３５ 溝穴の天井
１３６ 溝穴の床
１３７ 閉止体
１３８ スペーサ
１３９ 第１のプレナム（内側プレナム又は衝突冷却前プレナム）
１４０ 第２のプレナム（外側プレナム又は衝突冷却後プレナム）
１４８ 高圧接続路
１４９ 低圧接続路
１５１ 出っ張り又は切欠き
１５４ 湾曲した縁部
１５５ 真っ直ぐな縁部

Claims (10)

1. タービン動翼（１００）がエアロフォイル（１０２）と根元（１０４）との間の境界分にプラットフォーム（１１０）を持ち、また前記動翼（１００）はその中に形成された内部冷却通路（１１６）を含み、該冷却通路は、前記根元（１０４）における冷却剤源との接続部から少なくとも前記プラットフォーム（１１０）のほぼ半径方向高さまで延在し、また運転時には、前記内部冷却通路（１１６）は高圧冷却剤区域及び低圧冷却剤区域を含み、また前記エアロフォイル（１０２）の正圧面側（１０６）と一致する側に沿って、前記プラットフォーム（１１０）の正圧面側が、前記エアロフォイル（１０２）から正圧面側スラッシュフェース（１２６）まで円周方向に延在する上面（１１３）を有し、また前記エアロフォイル（１０２）の負圧面側（１０５）と一致する側に沿って、前記プラットフォーム（１１０）の負圧面側が、前記エアロフォイル（１０２）から負圧面側スラッシュフェース（１２２）まで円周方向に延在する上面（１１３）を有している場合において、タービン動翼（１００）に設けられるプラットフォーム冷却構造であって、
   前記正圧面側スラッシュフェース（１２６）及び前記負圧面側スラッシュフェース（１２２）の内の少なくとも一方から中へ形成されたプラットフォーム溝穴（１３４）と、
   前記プラットフォーム溝穴（１３４）を２つの半径方向に重なるプレナムに分離して、その内の第１のプレナム（１３９）が第２のプレナム（１４０）の内側に位置するように取外し可能に係合させた衝突冷却用挿着体（１３０）と、
   前記第１のプレナム（１３９）を前記内部冷却通路（１１６）の高圧冷却剤区域に接続する高圧接続路（１４８）と、
   前記第２のプレナム（１４０）を前記内部冷却通路（１１６）の低圧冷却剤区域に接続する低圧接続路（１４９）と、を有し、
   前記衝突冷却用挿着体（１３０）には複数の衝突冷却用開口（１３２）が設けられていること、
   を特徴とするプラットフォーム冷却構造。
2. 前記プラットフォーム（１１０）が、平面状の上面（１１３）と、それにほぼ平行な平面状の下面（１１４）とを持ち、
   前記プラットフォーム溝穴（１３４）が、前記プラットフォーム（１１０）の前記上面（１１３）に接近している平面状の天井（１３５）と、前記プラットフォーム（１１０）の前記下面（１１４）に接近している平面状の床（１３６）とを持ち、前記プラットフォーム溝穴（１３４）は前記正圧面側スラッシュフェース（１２６）から中へ形成されており、
   前記衝突冷却用挿着体（１３０）が、平面状の外側表面及び平面状の内側表面を持つ半径方向に薄い構造を有しており、更に、
   前記複数の衝突冷却用開口（１３２）が前記外側表面から前記内側表面へ前記衝突冷却用挿着体（１３０）を貫通していて、且つ冷却剤の流れを噴射させて、該噴射させた冷却剤の流れを前記プラットフォーム溝穴（１３４）の前記天井（１３５）へ向けて導くように構成されている、請求項１記載のプラットフォーム冷却構造。
3. 前記高圧接続路（１４８）を前記プラットフォーム溝穴（１３４）に接続する場所が、前記低圧接続路（１４９）を前記プラットフォーム溝穴（１３４）に接続する場所に対して前側の位置にあり、また、
   前記プラットフォーム溝穴（１３４）は、前記正圧面側スラッシュフェース（１２６）に沿った口部から、前記プラットフォーム溝穴（１３４）が前記プラットフォーム（１１０）の中へ円周方向に延在するにつれて、前記プラットフォーム溝穴（１３４）の軸方向の幅が狭くなるように構成されている、請求項２記載のプラットフォーム冷却構造。
4. 前記プラットフォーム溝穴（１３４）の内壁の輪郭が湾曲しており、該湾曲した輪郭は、前記エアロフォイル（１０２）の正圧面が前記プラットフォーム（１１０）と交差する場所における前記エアロフォイル（１０２）の正圧面の湾曲した輪郭に形状及び位置がほぼ対応しており、また、
   前記内壁は、前記衝突冷却用挿着体（１３０）の周縁がその中にぴったり挿入されるように構成された切欠き（１５１）を含んでいる、請求項２記載のプラットフォーム冷却構造。
5. 前記内壁は出っ張り（１５１）を含んでおり、前記出っ張り（１５１）は、前記衝突冷却用挿着体（１３０）が運転時の遠心力によって前記プラットフォーム溝穴（１３４）の前記天井（１３５）へ向けて押されたとき、前記出っ張り（１５１）が前記衝突冷却用挿着体（１３０）の周縁と係合して、前記衝突冷却用挿着体（１３０）を前記プラットフォーム溝穴（１３４）の前記天井（１３５）から所定の距離の所に維持するように、構成されており、また、
   前記プラットフォーム冷却構造は、更に、運転時に前記プラットフォーム溝穴（１３４）の中を流れる冷却剤のほぼ全てを前記内部冷却通路（１１６）へ戻すために、前記プラットフォーム溝穴（１３４）の口部を実質的に封止するように構成されている閉止体（１３７）を有している、請求項４記載のプラットフォーム冷却構造。
6. 前記衝突冷却用挿着体（１３０）は、その外側表面上にスペーサ（１３８）を持っており、
   前記スペーサ（１３８）は、前記外側表面から所定の長さ突き出している１つ以上の硬質突起で構成されており、また
   前記スペーサ（１３８）は、運転時の遠心力によって前記プラットフォーム溝穴（１３４）の前記天井（１３５）へ向けて押されたとき、前記衝突冷却用挿着体（１３０）の前記外側表面を前記プラットフォーム溝穴（１３４）の前記天井（１３５）から所定の距離に維持するように構成されている、請求項２記載のプラットフォーム冷却構造。
7. 前記衝突冷却用挿着体（１３０）は前記プラットフォーム溝穴（１３４）内に浮動状態に配置されている、請求項２記載のプラットフォーム冷却構造。
8. タービン動翼（１００）がエアロフォイル（１０２）と根元（１０４）との間の境界分にプラットフォーム（１１０）を持ち、また前記動翼（１００）はその中に形成された内部冷却通路（１１６）を含み、該冷却通路は、前記根元（１０４）における冷却剤源との接続部から少なくとも前記プラットフォーム（１１０）のほぼ半径方向高さまで延在し、また運転時には、前記内部冷却通路（１１６）は高圧冷却剤区域及び低圧冷却剤区域を含み、また前記エアロフォイル（１０２）の正圧面側（１０６）と一致する側に沿って、前記プラットフォーム（１１０）の正圧面側が、前記エアロフォイル（１０２）から正圧面側スラッシュフェース（１２６）まで円周方向に延在する上面（１１３）を有している場合において、タービン動翼（１００）用のプラットフォーム冷却構造を製造する方法であって、
   前記プラットフォーム（１１０）の中に前記正圧面側スラッシュフェース（１２６）に形成された口部から円周方向に延在するプラットフォーム溝穴（１３４）を形成する工程と、
   前記形成されたプラットフォーム溝穴内から機械加工して、前記プラットフォーム溝穴（１３４）内の第１の所定の位置を前記内部冷却通路（１１６）の高圧冷却剤区域へ接続する高圧接続路（１４８）を形成する工程と、
   前記形成されたプラットフォーム溝穴内から機械加工して、前記プラットフォーム溝穴（１３４）内の第２の所定の位置を前記内部冷却通路（１１６）の低圧冷却剤区域へ接続する低圧接続路（１４９）を形成する工程と、
   複数の衝突冷却用開口（１３２）を含むと共に、望ましくは前記プラットフォーム溝穴（１３４）の大きさに対応する所定の構成を持っている衝突冷却用挿着体（１３０）を形成する工程と、
   前記衝突冷却用挿着体（１３０）を前記プラットフォーム溝穴（１３４）内に取り付ける工程と、を有し、
   取り付けられたとき、前記衝突冷却用挿着体（１３０）は実質的に前記プラットフォーム溝穴（１３４）を２つの半径方向に重なるプレナムに分離し、その内の衝突冷却前冷却剤プレナムが衝突冷却後冷却剤プレナムの内側に位置すること、
   を特徴とする方法。
9. 前記プラットフォーム溝穴（１３４）内の前記第１の所定の位置が、前記衝突冷却前冷却剤プレナムの中にあり、且つ前記プラットフォーム溝穴（１３４）内の前記第２の所定の位置が、前記衝突冷却後冷却剤プレナムの中にある場合において、
   前記方法は、更に、前記衝突冷却用挿着体（１３０）が浮動状態に留まるように、前記衝突冷却用挿着体（１３０）を前記プラットフォーム溝穴（１３４）の中に配置する工程と、
   前記プラットフォーム溝穴（１３４）の口部を覆う閉止体（１３７）を取り付ける工程とを含んでいる、請求項８記載の方法。
10. 前記衝突冷却用挿着体（１３０）は、平面状の外側表面及び平面状の内側表面を持つ半径方向に薄い板構造を有しており、
    前記複数の衝突冷却用開口（１３２）は前記外側表面から前記内側表面まで前記衝突冷却用挿着体（１３０）を貫通していて、且つ冷却剤の流れを噴射させて、該噴射させた冷却剤の流れを前記プラットフォーム溝穴（１３４）の天井（１３５）へ向けて導くように構成されており、
    前記衝突冷却用挿着体（１３０）はその外側表面上にスペーサ（１３８）を有し、該スペーサ（１３８）は、前記外側表面から所定の長さ突き出している１つ以上の硬質突起で構成されており、また
    前記スペーサ（１３８）は、前記衝突冷却用挿着体（１３０）が運転時の遠心力によって前記プラットフォーム溝穴（１３４）の前記天井（１３５）へ向けて押されたとき、前記衝突冷却用挿着体（１３０）の前記外側表面を前記プラットフォーム溝穴（１３４）の前記天井（１３５）から所定の距離に維持するように構成されている、請求項９記載の方法。