JP6133333B2 - 熱によって高い応力を受ける構成部材において表面付近冷却通路を形成する方法およびこのような通路を有する構成部材 - Google Patents

Description

本発明は、熱機械の分野に関する。本発明は、請求項１のプリアンブルに係る、熱によって高い応力を受ける構成部材において表面付近冷却通路を形成する方法に関する。本発明は、この方法に従って形成された構成部材にも関する。

発明の背景
熱機械において、加えられた燃料を発電のためにより有効に利用するために、できるだけ高い効率が常に目標とされてきた。ガスタービンの場合、その目標は、６３％の効率であり、例えば、そのために、約１８５０Ｋのより高い燃焼温度が要求される。これを達成するために、機械の、熱によって高い負荷を受ける構成部材は、複雑な冷却装置および冷却構成によって冷却されなければならない。複雑さが高まることにより、このような構成部材の製造上の問題が大きくなり、高いスクラップ率につながる。

ガスタービンの場合、燃焼器出口温度の不規則な分布により、ステータブレード、ロータブレード、または高温ガス通路の壁エレメントなどの、順次配列された構成部材における臨界的な高温ゾーンが生じ、局所的な過熱を生じるので、このような構成部材においては、高温ガス温度よりも約８０〜１３０Ｋだけ高い作動温度が将来的に考慮されるべきである。

この理由から、ガスタービンおよび類似の熱機械の場合、熱によって高い負荷を受ける構成部材の極めて効率的な局所的冷却が要求される。

このような効率的な局所的冷却を発展させることができる１つの可能な方法は、図１及び図２に２つの態様で示された表面付近または壁付近冷却である。図１に示された（例えば管状の）構成部材１０’は、例えば４ｍｍの厚さｔの壁部１１を有する。高温ガスは、外側から構成部材１０’に衝突する（白抜き矢印）。冷却媒体、たいていは空気または蒸気は、構成部材１０’の内部空間１２を流過し、外部から加えられた熱を壁部１１から少なくとも部分的に放散させる。

構成部材１０のための改良された代替的な冷却構成が図２に再現されている。この場合、例えば１ｍｍの内径ｄ１を有する、冷却媒体が流過する平行な冷却通路１３が、壁部１１において直接に延びており、例えば壁部１１の外面からわずか０．５ｍｍの距離ｄ２に位置している。

図１の構成から図２の構成への変更は、冷却媒体と高温ガスとの間の距離が減少されていることにより、冷却媒体質量流量の４０〜５５％の減少、または高温ガス温度の５０〜１２５Ｋの上昇を可能にする。

このような構成は、以下のようにしみ出し冷却を備える構成部材において達成することができる：基本形は、図３によれば、しみ出し冷却される構成部材壁部１４’（例えば２．０ｍｍ〜５．３ｍｍの厚さを有する）を有し、この構成部材壁部を、斜めの冷却孔１５（例えば０．８ｍｍの内径を有する）が、構成部材壁部１４’の低温側ＣＳから高温側ＨＳへ延びており、これらの冷却孔を冷却媒体１６が流過し、熱負荷を受ける表面１８において排出される、構成部材である。

同様の壁部１４を備えた図４による構成部材の場合、冷却孔１５の代わりに、例えば１．０ｍｍの内径を有する冷却通路１７が構成部材壁部１４に形成されており、これらの冷却通路１７は、複数の部分１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有する。第１の通路部分１７ａは、低温側ＣＳにおける入口から構成部材壁部１４の内部へ延びている。第２の通路部分１７ｂは、第１の通路部分１７ａに隣接しており、（図２に示された冷却通路１３の形式で）、冷却される表面１８に対して実質的に平行に（例えば０．６ｍｍの距離において）延びている。第３の通路部分１７ｃは、次いで、第２の冷却通路１７ｂに隣接しており、高温側ＨＳにおける出口において終わっている。第１の通路部分１７ａおよび第３の通路部分１７ｃは、この場合、表面１８に対して斜めに向きづけられている（図３における冷却孔１５と同様である）。

表面付近または壁付近冷却として図４に示されたタイプの冷却構成は、慣用の冷却構成と比較して著しい利点をもたらす。

しかしながら、このような冷却構成は、生産技術に関する困難性についての問題を生じ、これは、高コストおよび高スクラップ率につながる。

中空コア技術における鋳造法によってこのような冷却構成を得ることはたしかに考えられる。この場合、構成部材の鋳造後、内部冷却通路網を形成するコアは除去される。残留する空洞が通路を形成する。この方法は生産技術に関して実用的であるが、複雑さのために高価であり、かつ高スクラップ率となる。さらに、構成部材は、この技術によって再生したり、後から変更したりすることはできない。

発明の概要
したがって、本発明の課題は、熱機械、特にガスタービンの熱負荷を受ける構成部材用の表面付近冷却通路を形成する方法であって、この方法は、様々な構成部材に適用することができ、既存の構成部材における改装の際にも、比較的低コストかつ低スクラップ率で行われ、著しく改良された冷却効果およびこれに対応して延長された寿命を有する構成部材を提供する、方法を開示することである。

対応する構成部材を開示することも本発明の課題である。

これらの課題およびその他の課題は、請求項１および１３の全ての特徴によって達成される。

熱によって高い応力を受ける構成部材に表面付近冷却通路を形成するための本発明による方法は、以下のステップ；
ａ）冷却される領域において高温側の表面を有する構成部材を提供するステップと、
ｂ）この表面に少なくとも１つのチャネルを入り込ませるステップと、
ｃ）冷却管をチャネルに挿入するステップと、
ｄ）挿入された冷却管が充填材料に埋め込まれかつ入口および出口を開放させておくように、冷却管が挿入されたままチャネルに耐熱性充填材料を充填するステップと、
ｅ）冷却管が埋め込まれたままチャネルを抗酸化・温度安定カバー層によって被覆するステップと、を含む。

本発明による方法の１つの実施の形態は、ステップ（ｂ）において構成部材におけるチャネルが材料除去プロセスによって凹まされることを特徴とする。

この場合、チャネルは、特に、ＥＤＭ電極による型彫り放電加工によって構成部材に凹まされることができる。

ＥＤＭ電極の形状は、好適には、凹まされるチャネルに対応している。

本発明による方法の別の実施の形態は、構成部材が、高温側と、その反対側に配置された低温側とを備えた壁部を有し、チャネルは、低温側から高温側に向かって壁部を貫通し、低温側に入口を、高温側に出口を有するように構成部材に形成されることを特徴とする。

この場合、チャネル、および結果的に完成した冷却通路は、低温側における入口から構成部材壁部の内部へ延びる第１の通路部分と、第１の通路部分に隣接し、冷却される表面に対して実質的に平行に延びる第２の通路部分と、第２の通路部分に隣接し、高温側における出口において終わっている第３の通路部分と、を有するならば、特に好ましい。

第１の冷却通路および第３の冷却通路は、好適には、前記表面に対して斜めに、すなわち鋭角で向きづけられている。

この場合、冷却通路は、特に、約１ｍｍの内径を有することができ、第２の通路部分は、冷却される表面から１ｍｍよりも小さいまたは１ｍｍに等しい距離に位置することができる。

本発明による方法の別の実施の形態は、チャネルが、以下のような深さまで構成部材に入り込まされる、または以下のような深さまで構成部材に凹まされることを特徴とする。すなわち、挿入された冷却管が、入口および出口を除き、前記表面の十分に下方に配置されるような深さである。

本発明による方法の別の実施の形態は、チャネルには、冷却管が挿入されたまま、充填材料としての高温はんだが充填される。

本発明による方法のさらに別の実施の形態は、抗酸化・温度安定カバー層が、堆積溶接によって、レーザ金属成形法（ＬＭＦ）によって提供される。この場合、カバー層は、好適には、複数の重なり合うコーティングの連続的な提供によって形成される。

溶射は、代替的な好適なコーティングプロセスを構成する。

表面によって画定された高温側と、少なくとも１つの表面付近冷却通路とを有する、本発明による、熱によって高い応力を受ける構成部材は、冷却通路が、本発明による方法によって形成されていることを特徴とする。

本発明による構成部材の１つの実施の形態は、構成部材が、高温側と、その反対側に配置された低温側とを備える壁部を有し、冷却通路が、低温側から高温側へ構成部材を貫通しており、低温側における入口と、高温側における出口とを有することを特徴とする。

本発明による構成部材の別の実施の形態は、冷却通路が、低温側における入口から構成部材壁部の内部へ延びる第１の通路部分と、第１の通路部分に隣接し、冷却される表面に対して実質的に平行に延びる第２の通路部分と、第２の通路部分に隣接し、高温側における出口において終わっている第３の通路部分と、を有することを特徴とする。

第１の通路部分および第３の通路部分は、特に表面に対して斜めに向きづけられており、好適には、表面垂線に対して１５°〜３０°の角度、特に好適には約１８°の角度を有している。

本発明による構成部材の別の実施の形態は、冷却通路が、冷却管を有しており、この冷却管は、表面に入り込まされたチャネルに位置しており、耐熱性充填材料、特に高温はんだに埋め込まれている。

冷却管は、好適には、約１ｍｍの内径と、約１．５ｍｍの外径とを有しており、第２の通路部分は、冷却される表面から１ｍｍよりも小さいまたは１ｍｍと等しい距離に位置している。

本発明による構成部材の別の実施の形態は、冷却通路が、約２０ｍｍの長さを有することを特徴とする。

本発明による構成部材のさらに別の実施の形態は、複数の冷却通路は、並列におよび／または直列に、互いに間隔を置いて構成部材に配置されている。この場合、冷却媒体は、同じ方向または反対方向に複数の冷却通路を流過することができる。構成部材の冷却要求に最適に適応させられた、様々に向きづけられたまたは寸法決めされた冷却通路を備えるその他の冷却配列も考えられる。

引き続き、図面に関連した典型的な実施の形態に基づいて発明をさらに詳細に説明する。

管状の構成部材を示す断面図であり、この構成部材において、熱負荷を受ける壁部は、管内を流れる冷却媒体によって冷却される。 管状の構成部材を拡大して詳細に示す断面図であり、この構成部材において、熱負荷を受ける壁部は、壁部内に延びる冷却通路によって表面の近くで冷却される。 慣用のしみ出し冷却のための冷却通路を備えた構成部材壁部の断面図である。 しみ出し冷却に加えて表面付近冷却通路を備えた構成部材壁部を示す、図３と同様の図である。 本発明の典型的な実施の形態による、表面付近冷却通路を備えた構成部材壁部を示す、図４と同様の図である。 図５に示した冷却通路を平面ＶＩ−ＶＩに沿って示す図である。 本発明の典型的な実施の形態による、板状の構成部材に表面付近冷却通路を形成するための様々なステップを示す図である。 本発明において使用することができるＥＤＭ電極の一例を示す側面図である。 本発明の別の典型的な実施の形態による、構成部材に凹まされたチャネル内への、対応して曲げられた管の挿入を示す図である。 本発明の別の典型的な実施の形態による、堆積溶接（ＬＭＦ）によるカバー層の形成中の複数のステップを示す、図６と同様の図である。 本発明による、ブレード翼の前縁に設けられた冷却通路を備えたステータブレードの形式の、本発明による構成部材の典型的な実施の形態を示す図である。

発明を実施する方法
本発明は、表面付近冷却構成のための既知の製造方法に対する新たな代替方法を開示する。基材に対応する冷却通路を形成するまたは２つ以上の部材の組合せによって冷却通路を形成する試みに代えて、表面付近または壁付近冷却通路を形成するための後述の解決手段は、構成部材の表面への完全な通路の埋込みに基づく。

この方法のための一連の製造ステップは、以下のステップを含む。すなわち、第１のステップにおいて、後で表面に入り込まされる管を収容するために、基材が、適切な形式で、特にチャネルを凹ませることによって準備される。このようなチャネルの構成は、直線的であってよいが、適用事例に応じて冷却効果を特定形式で最適化するために、蛇行した構成などのその他の構成も考えられる。

チャネルは、通常、高温ガス側もしくは高温側から構成部材または壁部に形成される（図７（ａ）参照）。しかしながら、その位置が、使用されている機械のためにアクセス可能であるならば、他方の側からチャネルを形成することも考えられる。チャネルの形成と並行して、閉鎖体の形式の、好適には約１ｍｍの内径および１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの外径を備える管の形式の通路挿入体が前もって製造される。円形の横断面形状は、き裂成長を最小限に抑えることを助ける。

次いで、管は、冷却される構成部材または構成部材壁部におけるチャネルに導入される（図７（ｂ）および図１０参照）。管などの閉鎖された形態の利用は、後のカバー層の堆積溶接中の溶融プールの安定化を保証する。

管をチャネルに固定し、最適な熱伝達を達成するために、管は、チャネルにおいて、特に高温はんだの形式の充填材料に埋め込まれ、表面は研削によって平滑化される（図７（ｃ）参照）。

最後に、レーザ金属成形（ＬＭＦ）または別のコーティングプロセスによって、抗酸化カバー層が提供される（図７（ｄ）および図１１参照）。最終的な断熱のために、その上側に断熱皮膜（ＴＢＣ）を提供することもできる。

挿入された管の端部は、流過する冷却空気のための入口および出口を形成する。したがって、高温はんだによる埋込みの間にこれらの開口が閉鎖されたり狭窄されたりしないことが非常に重要である。

図４と同様の図において、図５は、本発明の典型的な実施の形態による表面付近冷却空気通路を備えた構成部材壁部を示している。図６は、図５の冷却通路の断面図を平面ＶＩ−ＶＩに沿って示している。複数の部分１７ａ，１７ｂ，７１ｃを有する冷却通路１７が、図５の構成部材壁部１４を貫通しており、冷却媒体１６、例えば冷却空気１６が、作動中に、低温側における入口１７ｉから高温側における出口１７ｏまで冷却通路を流過し、熱負荷を受ける表面１８において排出される。

冷却通路１７は、実質的に冷却管２０によって形成されている。冷却管２０は、構成部材壁部１４に設けられたチャネル１９に挿入され、高温はんだから成る充填材料２１に埋め込まれている。抗酸化材料から成るカバー層２２は、ＬＭＦによって充填材料２１の（平滑化された）層の上側に提供されている。この配列の横断面が図６に再現されている。管２０の円形の横断面形状は、き裂成長を生じにくい。

冷却通路１７は、アンダカットを一切有さない。冷却管２０の内径は、例えば、１．０ｍｍであり、外径は１．５ｍｍである。中央通路部分１７ｂは、表面１８に対して平行に延びているのに対し、通路部分１７ａ，１７ｃは、表面垂線に対して約１８°の角度だけ斜めに向きづけられている。冷却通路１７の長さは、約２０ｍｍである。中央通路部分１７ｂにおけるチャネル１９の深さは、約１．６ｍｍである。図５に示したように、管２０は、少なくとも中央通路部分１７ｂと、高温側における通路部分１７ｃとに亘って延びている。しかしながら、管２０は、低温側における通路部分１７ａの一部または全部に亘って延びていてもよい。

図７は、本発明の典型的な実施の形態による、板状の構成部材に表面付近冷却通路を形成するための様々なステップ（ａ）〜（ｅ）を写真のような図で示している。図７（ａ）は、ＥＤＭによって構成部材２３または２８に設けられたチャネル２４または２９を示している。次いで、図７（ｂ）によれば、対応して形成された冷却管２５または３０が、これらのチャネル２４，２９に導入される（挿入される）。次いで、図７（ｃ）によれば、挿入された管は高温はんだに埋め込まれ、充填されたチャネルの領域における表面が平滑に研削される。冷却通路の残留した出口２６または３１が明瞭に見えている。最後に、図７（ｄ）によれば、適切な材料から成る抗酸化カバー層２７または３２が、ＬＭＦによって、重なり合う幅で提供される。

構成部材の表面にチャネル（図５および図６における１９）を設けるために、図９に示したようなＥＤＭ電極３３が使用され、このＥＤＭ電極３３は、後の通路部分１７ａ〜１７ｃに対応する複数の電極部分３３ａ〜３３ｃを有している。このような電極を用いて、チャネルは、皿穴浸食によって凹まされる。構成部材３４における、３つの部分を有するチャネル３５の構成と一致して、図１０によれば、挿入される冷却管３６も３つの部分３６ａ〜３６ｃに分けられている。

ＬＭＦによるカバー層２２の提供は、図１１によれば、好適にはカバー層コーティング１−Ｒから３−Ｃまでの重なり合う連続的な提供によって行われる。第１のステップ（図１１（ａ））において、第１の右側のカバー層コーティング１−Ｒが提供される。第２のステップ（図１１（ｂ））において、第１の左側のカバー層コーティング１−Ｌが、重なり合うように提供される。次いで、さらに別のステップ（図１１（ｃ））において、さらに別の右側および左側のカバー層コーティング２−ＲＲおよび２−ＬＬと、第３の中央のカバー層コーティング３−Ｃとが、提供される。

本発明による構成部材の典型的な実施の形態として、図１２は、最後に、ガスタービンのステータブレード４３を示しており、このステータブレードは、下側プラットフォーム３９と上側プラットフォーム４０との間に、冷却されるブレード翼３８を有しており、このブレード翼は、後縁４１と、前縁４２とを有している。本発明によれば、前縁４２において、単純なしみ出し冷却孔の代わりに、複数の列において互いにずらされた平行な冷却通路４４が配置されている。冷却媒体の流れ方向に関して、この場合、隣接する列の冷却通路４４、またこのような列それ自体を、特定の個々の事例の要求に対応して様々に向きづけることができる。その結果、冷却を一定に保ったまま、ブレードを流過する冷却媒体の一部を節約することができる。

概して、本発明による方法を使用することにより、冷却効果を高め、冷却媒体を節約するために、あらゆる形状の表面付近または壁付近冷却通路を、あらゆる慣用の対流冷却式高温ガス面に配置することができる。必要であれば、より大きな表面にこのような冷却通路を装備することもできる。構成部材が再調整されなければならない場合、または既存の構成部材が改良または交換されなければならない場合にも、前記技術を適用することができる。

本発明は、多くの利点を有する：
−壁付近冷却システムを高温ゾーンにおいて局所的に使用することができる；
−高温の外側から設けることができる；
−既に据え付けられた構成部材を再加工（改装）することができる；
−製造方法は、使用される構成部材の再調整を可能にする；
−高い冷却効果は、冷却媒体の消費を減じる；
−ある条件においては、機械における高温ガス温度を高めることができる；
−この方法は、二重壁鋳造法に対する好適な代替方法である；
−設けられる冷却通路の形状は、き裂成長のリスクを最小限に抑える。

１０，１０’ 構成部材（例えば管）
１１ 壁部
１２ 内部空間
１３ 冷却通路（表面付近）
１４，１４’ 構成部材
１５ 冷却孔
１６ 冷却媒体、例えば空気
１７ 冷却通路（表面付近）
１７ａ〜１７ｃ 通路部分
１７ｉ 入口
１７ｏ 出口
１８ 表面
１９ チャネル
２０ 冷却管
２１ 充填材料（例えば高温はんだ）
２２ カバー層（例えば堆積溶接された）
２３，２８，３４ 構成部材
２４，２９，３５ チャネル
２５，３０，３６ 冷却管
２６，３１ 出口
２７，３２ カバー層
３３ ＥＤＭ電極
３３ａ〜３３ｃ 電極部分
３６ａ〜３６ｃ 管部分
３７ ＬＭＦ装置
３８ ブレード翼
３９，４０ プラットフォーム
４１ 後縁
４２ 前縁
４３ ステータブレード（例えばガスタービン）
４４ 冷却通路
ｄ１ 内径
ｄ２ 距離
ＨＳ 高温側
ＣＳ 低温側
ｔ 壁厚
１−Ｒ，１−Ｌ カバー層コーティング
２−ＲＲ，２−ＬＬ カバー層コーティング
３−Ｃ カバー層コーティング

Claims (16)

1. 熱により高い応力を受ける構成部材（１４，２３，２８，３４）に表面付近冷却通路（１７，４４）を形成する方法において、以下のステップ；
   ａ）冷却される領域において高温側（ＨＳ）に表面（１８）を有する構成部材（１４，２３，２８，３４）を提供するステップと、
   ｂ）前記表面（１８）にチャネル（１９，２４，２９，３５）を入り込ませるステップであって、前記構成部材（１４，２３，２８，３４）における前記チャネル（１９，２４，２９，３５）を、材料除去プロセスによって凹ませるステップと、
   ｃ）該チャネル（１９，２４，２９，３５）に冷却管（２０，２５，３０，３６）を挿入するステップと、
   ｄ）挿入された冷却管（２０，２５，３０，３６）が充填材料（２１）に埋め込まれかつ入口（１７ｉ）および出口（１７ｏ，２６，３１）を開放させておくように、前記冷却管（２０，２５，３０，３６）が挿入されたまま前記チャネル（１９，２４，２９，３５）に耐熱性充填材料（２１）を充填するステップと、
   ｅ）前記冷却管（２０，２５，３０，３６）が埋め込まれたまま前記チャネル（１９，２４，２９，３５）を抗酸化・温度安定カバー層（２２，２７，３２）によって被覆するステップと、を含み、
   前記構成部材（１４，２３，２８，３４）は、高温側（ＨＳ）と、その反対側に配置された低温側（ＣＳ）とを備えた壁部（１４）を有し、前記チャネル（１９，２４，２９，３５）を、前記低温側（ＣＳ）から前記高温側（ＨＳ）へ前記壁部（１４）を貫通し、前記低温側に入口（１７ｉ）を、前記高温側（ＨＳ）に出口（１７ｏ）を有するように、前記構成部材の壁部（１４）に設けることを特徴とする、熱により高い応力を受ける構成部材に表面付近冷却通路を形成する方法。
2. 前記チャネル（１９，２４，２９，３５）を、ＥＤＭ電極（３３）による型彫り放電加工によって前記構成部材（１４，２３，２８，３４）に凹ませる、請求項１記載の方法。
3. 前記ＥＤＭ電極（３３）の形状は、凹まされるチャネル（１９，２４，２９，３５）に対応している、請求項２記載の方法。
4. 前記チャネル（１９，２４，２９，３５）、および結果的に、完成した冷却通路（１７，４４）もが、前記低温側（ＣＳ）における入口（１７ｉ）から前記構成部材の壁部（１４）の内部へ延びる第１の通路部分（１７ａ）と、該第１の通路部分（１７ａ）に隣接し、冷却される表面（１８）に対して実質的に平行に延びる第２の通路部分（１７ｂ）と、該第２の通路部分（１７ｂ）に隣接し、前記高温側（ＨＳ）における前記出口（１７ｏ）において終わっている第３の通路部分（１７ｃ）と、を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記第１の通路部分（１７ａ）および前記第３の通路部分（１７ｃ）は、前記表面（１８）に対して斜めに、すなわち鋭角で向きづけられている、請求項４記載の方法。
6. 前記冷却通路（１７，４４）は、約１ｍｍの内径を有することができ、前記第２の通路部分（１７ｂ）は、冷却される表面（１８）から１ｍｍよりも小さいまたは１ｍｍに等しい距離（ｄ２）に位置する、請求項４または５記載の方法。
7. 前記チャネル（１９，２４，２９，３５）を、挿入された冷却管（２０，２５，３０，３６）が、前記入口（１７ｉ）および前記出口（１７ｏ）を除き、前記表面（１８）の十分に下方に配置されるような深さまで、前記構成部材（１４，２３，２８，３４）に入り込ませるまたは前記構成部材（１４，２３，２８，３４）から凹ませる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記チャネル（１９，２４，２９，３５）に、前記冷却管（２０，２５，３０，３６）が挿入されたまま、充填材料（２１）としての高温はんだを充填する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 前記抗酸化・温度安定カバー層（２２）を、堆積溶接によって、レーザ金属成形プロセス（ＬＭＦ）によって提供する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記カバー層（２２）を、複数の重なり合うカバー層コーティング（１−Ｒ，１−Ｌ，２−ＲＲ，２−ＬＬ，３−Ｃ）の連続的な提供によって形成する、請求項９記載の方法。
11. 熱により高い応力を受ける構成部材（１４，２３，２８，３４）に表面付近冷却通路（１７，４４）が形成されており、
    前記構成部材（１４，２３，２８，３４）は、冷却される領域において高温側（ＨＳ）に表面（１８）を有していて、
    前記表面（１８）にチャネル（１９，２４，２９，３５）が入り込まされており、
    該チャネル（１９，２４，２９，３５）に冷却管（２０，２５，３０，３６）が挿入されており、
    挿入された冷却管（２０，２５，３０，３６）が充填材料（２１）に埋め込まれかつ入口（１７ｉ）および出口（１７ｏ，２６，３１）を開放させておくように、前記冷却管（２０，２５，３０，３６）が挿入されたまま前記チャネル（１９，２４，２９，３５）に耐熱性充填材料（２１）が充填されており、
    前記冷却管（２０，２５，３０，３６）が埋め込まれたまま前記チャネル（１９，２４，２９，３５）が抗酸化・温度安定カバー層（２２，２７，３２）によって被覆されており、
    前記構成部材（１４，２３，２８，３４）は、高温側（ＨＳ）と、その反対側に配置された低温側（ＣＳ）とを備えた壁部（１４）を有し、前記冷却通路（１７，４４）は、前記低温側（ＣＳ）から前記高温側（ＨＳ）へ前記構成部材の壁部（１４）を貫通しており、前記低温側に入口（１７ｉ）を、前記高温側（ＨＳ）に出口（１７ｏ）を有することを特徴とする、表面（１８）によって画定された高温側と、少なくとも１つの表面付近冷却通路（１７，４４）とを有する、熱によって高い応力を受ける構成部材（１４，２３，２８，３４）。
12. 前記冷却通路（１７，４４）は、前記低温側（ＣＳ）における入口（１７ｉ）から前記構成部材の壁部（１４）の内部へ延びる第１の通路部分（１７ａ）と、該第１の通路部分（１７ａ）に隣接し、冷却される表面（１８）に対して実質的に平行に延びる第２の通路部分（１７ｂ）と、該第２の通路部分（１７ｂ）に隣接し、前記高温側（ＨＳ）における前記出口（１７ｏ）において終わっている第３の通路部分（１７ｃ）と、を有する、請求項１１記載の構成部材。
13. 前記第１の通路部分（１７ａ）および前記第３の通路部分（１７ｃ）は、前記表面（１８）に対して斜めに、すなわち鋭角で向きづけられており、表面垂線に対して１５°〜３０°の角度を有している、請求項１２記載の構成部材。
14. 前記冷却管は、約１ｍｍの内径と、約１．５ｍｍの外径とを有し、前記第２の通路部分（１７ｂ）は、冷却される表面（１８）から１ｍｍよりも小さいまたは１ｍｍに等しい距離（ｄ２）に位置する、請求項１２または１３記載の構成部材。
15. 前記冷却通路（１７，４４）は、約２０ｍｍの長さを有する、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の構成部材。
16. 複数の通路（４４）が、前記構成部材（４３）において並列および／または直列に互いに間隔を置いて配置されている、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の構成部材。

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