JP6461474B2 - ターボ機械用冷却構造 - Google Patents

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Description

本開示は一般に、ターボ機械に関する。より具体的には、本開示はターボ機械用冷却構造に関する。
従来にターボ機械(例えばガスタービン、蒸気タービン)は、発電用に頻繁に使用されている。より具体的には、高温ガス又は蒸気などの作動流体は通常、ターボ機械のロータに結合されたターボ機械ブレードのセットに押し込まれる。ブレードに加わる作動流体の力は、これらのブレード(及び結合されたロータ本体)を回転させる。多くの場合、ロータ本体は、発電機などの発電電動機械の駆動シャフトに結合される。この意味で、ターボ機械のロータの回転を開始によって、発電機内の駆動シャフトの回転を開始させ、その発電機に(発電出力に関連する)電流を生成させる。
これらの従来のターボ機械内の作動流体は、高温でターボ機械を通って流れることができる。ターボ機械内に作動流体を保持し、且つ/又はターボ機械の特定のコンポーネントが高温の作動流体に曝されることを防ぐことによって、従来のターボ機械の動作効率を高めてもよい。例えば、ターボ機械シールを使用して、作動流体をターボ機械内に保持し、且つ/又は作動流体がターボ機械内で曝されることを防止することに役立ててもよい。
しかし、ターボ機械内のシールの近傍では、冷却流路が使用されることが多い。特に、高温の作動流体に曝されるシールを囲む領域を冷却するために冷却流路が使用されることがある。
米国特許第7363709号明細書
これらの冷却流路をターボ機械内のコンポーネント上に取り付けるのはコストが高く、困難である。
ターボ機械用冷却構造が開示される。一実施形態では、冷却構造は、ターボ機械のシールである。冷却構造は、シールスロットの表面に結合された本体を含み、本体はシールスロットに冷却流体を供給するため、本体の第1の表面上の通路を含んでいる。
本発明の第1の態様は、ターボ機械のシールスロット用の冷却構造を含んでいる。冷却構造は、シールスロットに冷却流体を供給するため、本体の第1の表面上の通路を含んでいる。
本発明の第2の態様は、第1のコンポーネント、第1のコンポーネントの近傍の第2のコンポーネント、第1のコンポーネントと第2のコンポーネントとの間に延在するシールスロット、及びシールスロット内に位置する冷却構造を含み、冷却構造はシールスロットの表面に結合された本体を含み、本体はシールスロットに冷却流体を供給するため、本体の第1の表面上の通路を含んでいる。
本発明の上記の、及びその他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付図面を参照して本発明の様々な態様の以下の詳細な説明からより理解し易くなろう。
本発明の実施形態によるターボ機械の概略図である。 本発明の実施形態による、冷却構造を含むターボ機械のタービンシュラウドの斜視図である。 本発明の実施形態による、ターボ機械のシール冷却構造を含む図2のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。 本発明の実施形態による、冷却構造及びシールを含む図2のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。 本発明の実施形態による、図2に示す冷却構造の斜視図である。 本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の代替実施形態による、代替冷却構造及びシールを含む図2のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。 本発明の代替実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の代替実施形態による、様々な冷却構造の斜視図である。 本発明の代替実施形態による、付加的な冷却構造を含む図2のターボ機械のタービンシュラウドの一部の拡大前面図である。 本発明の代替実施形態による、冷却構造を含むターボ機械のタービンバケットの斜視図である。 本発明の実施形態による、冷却構造を含む図16のターボ機械のタービンバケットの一部の拡大前面図である。
本発明の図面は必ずしも縮尺通りではないことに留意されたい。図面は本発明の代表的な態様を示すことだけを意図しており、したがって、本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。図中、同一の番号は図面間で同一の要素を表している。
本明細書に記載のように、本発明の態様はターボ機械に関するものである。特に、本明細書に記載のように、本発明の態様はターボ機械用冷却構造に関するものである。
図1を参照すると、本発明の実施形態によるターボ機械の概略図が示されている。しかし、ターボ機械100は、発電するように構成された従来のいずれかのタービンシステム(例えば蒸気タービンシステム)として構成されてもよいことが理解されよう。したがって、明解にするためにターボ機械100の簡単な説明をしておく。図1に示されるように、ターボ機械100は圧縮機102、圧縮機102に流体結合された燃焼器104、及び燃焼器104からの燃焼生成物を受容するための、燃焼器104に流体結合されたガスタービンコンポーネント106を含んでいる。ガスタービンコンポーネント106は、シャフト108を介して圧縮機102にも結合されてもよい。シャフト108は、ターボ機械100の動作中に電気を生成するための発電機110にも結合されてもよい。
図1に示されるように、ターボ機械100の動作中、圧縮機102は空気を取り込み、圧縮された吸い込み空気が燃焼器104へと移動される前に吸い込み空気を圧縮する。燃焼器104内に入ると、圧縮空気は燃焼生成物(例えば燃料)と混合され、点火される。点火されると、圧縮空気−燃焼生成物の混合物は、ガスタービンコンポーネント106を通って流れる高温の加圧排気ガス(高温ガス)に変換される。高温ガスはガスタービンコンポーネント106を通って流れ、特に、シャフト108に結合された複数のバケット112(例えばバケット段)を通過し、それがガスタービン100のバケット112とシャフト108とを回転させる。ターボ機械110のシャフト108は回転し、圧縮機102及びガスタービンコンポーネント106は駆動され、発電機110は電力(例えば電流)を生成することができる。
本明細書に記載のように、ターボ機械100の効率は、動作中のターボ機械100内の燃焼温度に部分的に左右され得る。すなわち、ターボ機械100の効率は、ガスタービンコンポーネント106を通って流れる高温ガスの温度をより高く保つことによって向上し得る。高温ガスの燃焼温度は、ブレード112の先端の近傍に位置するタービンシュラウド114を使用することによって保持し得る。ガスタービンコンポーネント106のシュラウド114は、高温ガスがガスタービンコンポーネント106を通って流れる際に、高温ガスが軸方向に漏れることを防止し得る。図1に示されるように、シュラウド114はガスタービンコンポーネント106のハウジング116に結合されてもよく、ブレード112の近傍に位置してもよい。図示しない代替実施形態では、シュラウド114は各ブレード112の先端に結合されてもよく、互いに結合されて、ガスタービンコンポーネント106内の高温ガスの軸方向の漏れを防止するためにブレード112と共回転する実質的に連続するリングを形成してもよい。
図2を参照すると、本発明の実施形態による、冷却構造118を含むターボ機械100タービンシュラウド114の斜視図が示されている。図2に示されるように、タービンシュラウド114は第1のコンポーネント120、及び第1のコンポーネント120の近傍に位置する第2のコンポーネント122を含んでもよい。図2に示されるように、様々な実施形態では、第2のコンポーネント122は、ブレード112(図1)の近傍に位置する底面124を含んでもよい。加えて、図2に示されるように、シュラウド114は、第1のコンポーネント120と第2のコンポーネント122との間に延在するシールスロット126を含んでもよい。本明細書に記載のように、シールスロット126は、高温ガスがガスタービンコンポーネント106(図1)の流路から軸方向に漏れることを実質的に防止するためのシール128(図4)を受容してもよい。より具体的には、シール128(図4)は、シュラウド114のシールスロット126内に位置してもよく、シュラウド114の前面130に結合された別個のタービンシュラウド(図示せず)へと延びて、結合された2つのシュラウド(例えばシュラウド114)とその間に位置するシール128とが、ガスタービンコンポーネント106(図1)の高温経路から高温ガスが漏れることを実質的に防止するようにしてもよい。
図2に示されるように、シュラウド114は、シールスロット126内に位置する冷却構造118を含んでもよい。より具体的には、図3〜5に示されるように、冷却構造118は、シールスロット126の表面134に結合された本体132を含んでもよく、本体132は、本体132の第1の表面138上の通路136を含んでもよい。通路136は、本明細書に記載のように、シールスロット126に冷却流体を供給してもよい。図3及び4に示されるように、本体132の第1の表面138は、ろう付けによってシールスロット126に表面に結合されている。図示しない代替実施形態では、冷却構造は118の本体132の第1の表面138は、それに限定されないが溶接、拡散接合、又は機械的固締を含む従来のいずれかの接合技術によってシールスロット126の表面134に結合される。更に、図4に示されるように、シール128は、シールスロット126内に位置する冷却構造118の近傍に、これに実質的に接触固定されてシールスロット126内に位置してもよい。より具体的には、シール128は、シール128がシュラウド114の第2のコンポーネント122と冷却構造118の第2の表面140との間に位置するように、シールスロット126内の冷却構造118の近傍に位置してもよい。その結果、冷却構造の通路136は、本体132の第1の表面138と、シュラウド114の第1のコンポーネント120の表面134との間に形成されてもよい。
図5〜11に示されるように、冷却構造118は予備焼結プリフォームを含んでもよい。すなわち、冷却構造118は、予備焼結プリフォームから形成され、シュラウド114とは別個に製造され、別個の製造プロセス(例えばろう付け)でシールスロット126内に配置されてもよい。図示しない代替実施形態では、冷却構造118は、シールスロット126に冷却流体を供給することができ、且つ/又はガスタービンコンポーネント106(図1)内の高温ガスの高温に耐えることができる、それに限定されないがアルミニウム、スチール、チタンを含むいずれかの従来の金属又は合金から形成されてもよい。加えて、冷却構造118は、それらに限定されないが、ろう付け、溶接、機械的固締などを含む従来の機械的結合技術によってシールスロット126の表面134に結合されてもよい。
図5で示すように、冷却構造118の通路136は、本体132の第1の表面138上の溝142を含んでもよい。より具体的には、図5に示されるように、冷却構造118の通路136は、本体132の幅(W)に実質的に沿って第1の表面138上に延びてもよい溝142を含んでもよい。溝142は、それに限定されないがエッチング、ミリング、切削、研削などを含む従来のいずれかの技術によって本体132の第1の表面138上に形成されてもよい。代替実施形態では、溝142は、それに限定されないが鋳込み、化学蒸着、直接金属焼結、又はスパッタリングを含む従来のいずれかの材料蒸着技術を含む従来の材料により、本体132の第1の表面138に材料を追加することによって形成されてもよい。
図6〜11に示されるように、冷却構造118の様々な代替実施形態が図示されている。より具体的には、図6〜11に示されるように、通路136は、様々な別個の構造、幅、及び/又は冷却構造118の本ティ132上の位置を含んでもよい。図6に示されるように、通路136は本体132の幅(W)に実質的に沿って広がっていてもよい。図5と6とを比較して見てみると、通路136の幅は異なってもよい。図7に示されるように、冷却構造118の通路136は、本体132の長さ(L)に沿って第1の表面上に延びていてもよく、シールスロット126内に最適な冷却流体を供給するために、冷却流体をシールスロット126の特定部分内に放出してもよい。図8に示されるように、通路136は、冷却構造118の本体132の第1の表面138と第2の表面140の両方の上に形成されてもよい。第2の表面140上に形成された通路136は更に、本明細書に記載のように、冷却流体をシールスロット126(図3)に供給してもよい。
あるいは、図9に示されるように、冷シュラウド114(図2〜4)は、シールスロット126(図2及び3)内に位置する複数の冷却構造118、218を含んでもよい。図9に示されるように、冷却構造118の第2の表面140は、別個の冷却構造218の第1の表面238に結合されてもよい。別個の冷却構造218は、本体232、通路236、及び第2の表面240を含んでもよい。代替実施形態では、冷却構造118、218は積層されてもよい。
図10〜12に示されるように、冷却構造118は、第2の表面140がシール128に面するように実質的に回転されてもよく、第1の表面138はシール128には面していない通路136を含んでもよい。より具体的には、図12に示されるように、冷却構造118の第2の表面140は、シュラウド114のシールスロット126の表面134に結合されてもよい。本体132の第1の表面138は、シール128の近傍に位置してもよく、冷却構造118の通路136は、本体132の第1の表面138とシール128との間に形成されてもよい。
次いで図13及び14を参照すると、冷却構造118の代替実施形態が示されている。より具体的には、図13に示されるように、冷却構造118は、冷却構造118の本体132の第1の表面138から延びる複数のピン144を含んでもよい。図13に示されるように、複数のピンの隣接する各々の対は、間に開口146を含んでもよい。開口146は、図3〜12を参照して図示し、記載したように、通路136と実質的に同様に、ガスタービンコンポーネント106(図1)の動作中に冷却流体をシールスロット126(図2)に供給するためのものであってよい。複数のピン144の各々の対の上面148は、冷却構造118をシールスロット126(図3)内に配置する際に、シュラウド114(図3)の表面134に結合されてもよい。図14に示されるように、更なる代替実施形態では、冷却構造118は、冷却構造118の本体132の第1の表面138から延びる複数の隆起部材150を含んでもよい。図14に示されるように、複数の隆起部材150の隣接する各々の対は、間に開口146を含んでもよい。開口146は、図3〜12を参照して図示し、記載したように、通路136と実質的に同様に、ガスタービンコンポーネント106(図1)の動作中に冷却流体をシールスロット126(図2)に供給するためのものであってよい。この実施形態では、複数の隆起部材150の各々の対の頂点152は、冷却構造118をシールスロット126(図3)内に配置する際に、シュラウド114(図3)の表面134に結合されてもよい。複数の隆起部材150は実質的に球状に示されているが、様々なその他の形状(図示せず)を有してもよい。
次いで図15を参照すると、本発明の代替実施形態による、冷却構造118を含むタービンシュラウド114(図2)の一部の拡大前面図が示されている。より具体的には、図15に示されるように、冷却構造118の本体132は、実質的に多孔質発泡体154を含んでもよい。図15に示されるように、冷却流体をシールスロット126に供給するための通路136は、実質的に多孔質の発泡体154内の開口を含んでもよい。すなわち、実質的に多孔質の発泡体154の開口156は、ガスタービンコンポーネント106(図1)の動作中に冷却流体をシールスロット126に供給してもよい。実質的に多孔質の発泡体154は、それらに限定されないがろう付け、溶接、機械的固締などを含む従来の機械的結合技術によって冷却構造118の本体132に結合されてもよい。図示しない代替実施形態では、実質的に多孔質の発泡体154は、本体132とは別個のもの(例えば独立型)でもよく、表面158をシールスロット126の表面134に結合することによってシールスロット126内に配置されてもよい。図15に示されるように、実質的に多孔質の発泡体154の表面158は、シュラウド114の第1のコンポーネント120に表面134に結合されてもよい。より具体的には、実質的に多孔質の発泡体154の表面158は、それらに限定されないがろう付け、溶接、機械的固締などを含む従来の機械的結合技術によって表面134に結合されてもよい。実質的に多孔質の発泡体154は、ガスタービンコンポーネント106(図1)の高温ガスの高温に耐えることができる実質的に多孔質の材料(例えばシリコン、セラミックなど)を含む従来のいずれかの発泡体を含んでもよい。
図1〜4を参照して記載したように、ターボ機械100の動作中、発電機110を使用して発電するため、複数のブレード112、及び部分的にシャフト108を駆動及び/又は回転させるために、高温ガスがガスタービンコンポーネント106を通過する。ガスタービンコンポーネント106の動作効率を高めるため、ガスタービンコンポーネント106内のシュラウド114を使用してもよい。その結果、高温ガスが高温ガス流とから漏れることが防止される。しかし、シールスロット126及びシール128は、部分的には高温の高温ガスに曝されることがある。高温の高温ガスに曝されると、時間の経過とともにシール128及びシュラウド114が不都合に劣化することがあり、交換及び/又はメインテナンスが必要になることがある。本明細書に記載のように、スロット126内の冷却構造118を使用することによって、ハウジング116内の第1のコンポーネント122の上方を流れる冷却流体は冷却構造118に流入し、より具体的には、冷却構造118の通路136を通ってシールスロット126に流入し得る。冷却構造118を介して冷却流体をシールスロット126に供給することによって、シールスロット126、及び部分的にシール128は、ガスタービンコンポーネント106を通って流れる高温ガスに曝されている間に冷却され得る。冷却構造118を使用してシールスロット126及び/又はシール128を冷却するプロセスは、シュラウド114及び/又はシール128の劣化率を最小限にするために役立つ。
加えて、シールスロット126内の冷却構造118を使用することによって、ユーザー(例えばタービンのオペレータ)は、シュラウド114のシールスロット126に供給される冷却流体の量を選択できる。より具体的には、冷却構造118は、冷却構造118の本体132上に形成される通路136のカスタマイズ可能な寸法及び/又は数量の通路136を含んでもよい。したがって、シールスロット126に供給される必要量の冷却流体をターボ機械100の特性(例えば周囲温度、ターボ機械コンポーネントのサイズ、点火温度など)に応じて予め決定でき、特に必要量の冷却流体をシールスロット126に供給するための冷却構造118を製造し得る。すなわち、冷却構造118の通路136の寸法及び/又は数量を調整することによって、シールスロット126に供給される冷却流体を選択し得る。更に、シュラウド114内の冷却構造118を使用することによって、冷却流体の通路(例えば通路136、開口156)をターボ機械100によって迅速且つ低コスト実装し得る。より具体的には、シュラウド114内の冷却構造118を使用することによって、冷却流体の通路は、シュラウド114のシールスロット126の動作スペースが狭いためコストが高く時間がかかることがあるシュラウド114の鋳込みプロセス中は形成されない。
冷却構造118はシュラウド114内に実装されるものとして記載しているが、冷却構造118がターボ機械100の様々なコンポーネントによって使用されてもようことが理解される。図16〜17に示されるように、代替実施形態では、冷却構造118は、ターボ機械100(図1)のバケット112上に配置されてもよく、この位置は冷却流体を供給するための冷却通路に有利である。 より具体的には、図16〜17に示されるように、ターボ機械100(図1)のバケット112は、第1のコンポーネント120と第2のコンポーネント122との間のシールスロット126内に位置する冷却構造118を含んでもよい。図16に示されるように、第1のコンポーネント120はバケット112のブレード160用のプラットフォームとして構成されてもよく、第2のコンポーネント122は、ターボ機械100(図1)のシャフト108に結合されたバケット112のベース部として構成されてもよい。図16に示されるように、高温ガスへの不都合な露曝を防止するため、冷却構造118は冷却流体をプラットフォーム(例えば第1のコンポーネント120)、及びベース部(例えば第2のコンポーネント122)に供給してもよい。シールスロット126内に位置するシール128は、ターボ機械100の隣接する2つのバケット112の間に位置してもよく、高温ガスがシャフト108(図1)に向かって流れることを実質的に防止でき、更に、シャフト108を囲むより低温のガスがターボ機械100(図1)のガス通路内に流入することも防止し得る。
図示しない更なる代替実施形態では、冷却構造118は、ターボ機械100(図1)の複数のバケット112の各々の段の間に位置する第1のコンポーネント120と第2のコンポーネント122との間に位置するシールスロット126内に位置してもよい。冷却構造118はステータノズルの従来のいずれかの通路内に位置してもよく、この位置はターボ機械100(図1)の動作中に冷却流体を受けるのに有利である。例えば、冷却構造118は複数のステータノズルのシールスロット126内に位置してもよく、その位置で、第1のコンポーネント120はタービンハウジングのシェル及び/又はシュラウド114(図1)に取り付けるように構成されたコンポーネントを含み、第2のコンポーネント122は複数のステータノズルの各々のステータベーン/ブレード部用のプラットフォームを含んでいる。このような例示的実施形態では、シール128はターボ機械100の隣接する2つのステータノズルの間のシールスロット126内に位置してもよく、高温ガスがターボ機械100(図1)の高温ガス通路から流出することを防止でき、更に、タービンハウジングの近傍のより低温のガスがターボ機械100(図1)のガス通路に流入することも防止し得る。しかし、当業者がターボ機械100の(図1)の様々なコンポーネントのシールスロット126内に冷却構造118及びシール128を含めてもよく、それは冷却流体に曝される上で実質的に有利であるが、高温ガスがターボ機械100(図1)の高温ガス通路に、又は高温ガス通路から不都合に漏れることを防止するためにシールが必要であることも理解されよう。
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を記述する目的のためだけであり、開示内容を限定することを意図するものではない。本明細書で用いられる単数形「a」及び「the」は、文脈上別段の明確な指示がない限り、複数形をも含むことを意図する。更に、本明細書で用いられる用語「備える」及び/又は「備えている」という用語は、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素及び/又はコンポーネントを特定するものであるが、1つ又は複数の別の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/又はその組み合わせを除外するものではない。
本記述要件は、最良の態様を含めて本発明を開示し、いずれかのデバイス又はシステムを製造し、使用し、組み込まれたいすれかの方法を実施することを含めて、どの当業者も本発明を実施できるように実施例を用いている。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、当業者が想到するその他の実施例を含み得る。そのようなその他の実施例は、特許請求の範囲の文字言語と相違せず、又は文字言語とは非実質的な相違しか有していない等価の構造要素を含む場合は、特許請求の範囲に含まれるものである。
100 ターボ機械
102 圧縮機
104 燃焼器
106 ガスタービンコンポーネント
108 バイアシャフト
110 発電機
112 バケット
114 タービンシュラウド
116 ハウジング
118 冷却構造
120 第1のコンポーネント
122 第2のコンポーネント
124 底面
126 シールスロット
128 シール
130 前面
132 本体
134 表面
136 通路
138 第1の表面
140 第2の表面
142 溝
144 ピン
146 開口
148 上面
150 隆起部材
152 頂点
154 多孔質発泡体
156 開口
158 結合面
160 ブレード
218 冷却構造
236 通路
238 第1の表面
240 第2の表面

Claims (4)

  1. ターボ機械であって、
    ロータシャフトに結合された複数のバケットと、
    前記複数のバケットの先端の近傍に前記複数のバケットの先端から離れて位置するタービンシュラウドと、を備え、該タービンシュラウドが、
    シールスロットと、
    該シールスロット内に位置する冷却構造であって、該冷却構造が前記シールスロットの表面に結合された本体を有する、前記冷却構造と、
    を含み、
    前記本体がその第1の表面上に、冷却流体を前記シールスロットに供給するための通路を含み、
    前記冷却構造の前記通路が、前記本体の前記第1の表面に溝を備え、
    前記冷却構造が、完全に前記タービンシュラウド内に配置され
    前記冷却構造の前記第1の表面が、
    複数のピンの隣接する各々の対が間に開口を有する、前記本体の前記第1の表面から延びる複数のピン、
    複数の隆起部材の隣接する各々の対が間に開口を有する、前記本体の第1の表面から延びる複数の隆起部材、の少なくとも1つを含む、ターボ機械。
  2. ターボ機械であって、
    ロータシャフトに結合された複数のバケットと、
    前記複数のバケットの先端の近傍に前記複数のバケットの先端から離れて位置するタービンシュラウドと、を備え、該タービンシュラウドが、
    シールスロットと、
    該シールスロット内に位置する冷却構造であって、該冷却構造が前記シールスロットの表面に結合された本体を有する、前記冷却構造と、
    を含み、
    前記本体がその第1の表面上に、冷却流体を前記シールスロットに供給するための通路を含み、
    前記冷却構造の前記通路が、前記本体の前記第1の表面に溝を備え、
    前記冷却構造が、完全に前記タービンシュラウド内に配置される、
    前記冷却構造の前記通路が、前記本体の長さに沿って前記第1の表面上に延在するターボ機械。
  3. ターボ機械であって、
    ロータシャフトに結合された複数のバケットと、
    前記複数のバケットの先端の近傍に前記複数のバケットの先端から離れて位置するタービンシュラウドと、を備え、該タービンシュラウドが、
    シールスロットと、
    該シールスロット内に位置する冷却構造であって、該冷却構造が前記シールスロットの表面に結合された本体を有する、前記冷却構造と、
    を含み、
    前記本体がその第1の表面上に、冷却流体を前記シールスロットに供給するための通路を含み、
    前記冷却構造の前記通路が、前記本体の前記第1の表面に溝を備え、
    前記冷却構造が、完全に前記タービンシュラウド内に配置される、
    前記冷却構造が事前焼結プリフォームを含むターボ機械。
  4. 記本体第2の表面備える請求項1乃至3のいずれかに記載のターボ機械。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140170433A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 General Electric Company Components with near-surface cooling microchannels and methods for providing the same
EP2907977A1 (de) * 2014-02-14 2015-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Heißgasbeaufschlagbares Bauteil für eine Gasturbine sowie Dichtungsanordnung mit einem derartigen Bauteil
US10520193B2 (en) * 2015-10-28 2019-12-31 General Electric Company Cooling patch for hot gas path components
US10309252B2 (en) * 2015-12-16 2019-06-04 General Electric Company System and method for cooling turbine shroud trailing edge
US10221719B2 (en) * 2015-12-16 2019-03-05 General Electric Company System and method for cooling turbine shroud
US10378380B2 (en) * 2015-12-16 2019-08-13 General Electric Company Segmented micro-channel for improved flow
US20170306775A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 General Electric Company Article, component, and method of making a component
EP3361056A1 (de) * 2017-02-10 2018-08-15 Siemens Aktiengesellschaft Leitschaufel für eine strömungsmaschine
US11572801B2 (en) 2019-09-12 2023-02-07 General Electric Company Turbine engine component with baffle

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2574473B1 (fr) * 1984-11-22 1987-03-20 Snecma Anneau de turbine pour une turbomachine a gaz
US4902198A (en) * 1988-08-31 1990-02-20 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for film cooling of turbine van shrouds
JP3302370B2 (ja) * 1995-04-11 2002-07-15 ユナイテッド・テクノロジーズ・コーポレーション 薄膜冷却スロットを備えたタービンブレードの外部エアシール
US5957657A (en) 1996-02-26 1999-09-28 Mitisubishi Heavy Industries, Ltd. Method of forming a cooling air passage in a gas turbine stationary blade shroud
JP3999395B2 (ja) * 1999-03-03 2007-10-31 三菱重工業株式会社 ガスタービン分割環
US6368054B1 (en) * 1999-12-14 2002-04-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Split ring for tip clearance control
US6511762B1 (en) 2000-11-06 2003-01-28 General Electric Company Multi-layer thermal barrier coating with transpiration cooling
US6617003B1 (en) 2000-11-06 2003-09-09 General Electric Company Directly cooled thermal barrier coating system
US6551061B2 (en) 2001-03-27 2003-04-22 General Electric Company Process for forming micro cooling channels inside a thermal barrier coating system without masking material
US6499949B2 (en) 2001-03-27 2002-12-31 Robert Edward Schafrik Turbine airfoil trailing edge with micro cooling channels
US6461107B1 (en) 2001-03-27 2002-10-08 General Electric Company Turbine blade tip having thermal barrier coating-formed micro cooling channels
JP2003129803A (ja) * 2001-10-24 2003-05-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン
US20040086635A1 (en) 2002-10-30 2004-05-06 Grossklaus Warren Davis Method of repairing a stationary shroud of a gas turbine engine using laser cladding
US20050111966A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Metheny Alfred P. Construction of static structures for gas turbine engines
US7363707B2 (en) 2004-06-14 2008-04-29 General Electric Company Braze repair of shroud block seal teeth in a gas turbine engine
US7144220B2 (en) * 2004-07-30 2006-12-05 United Technologies Corporation Investment casting
US7653994B2 (en) 2006-03-22 2010-02-02 General Electric Company Repair of HPT shrouds with sintered preforms
US7527475B1 (en) 2006-08-11 2009-05-05 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with a near-wall cooling circuit
US7695247B1 (en) 2006-09-01 2010-04-13 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade platform with near-wall cooling
US7641445B1 (en) 2006-12-01 2010-01-05 Florida Turbine Technologies, Inc. Large tapered rotor blade with near wall cooling
US7967566B2 (en) 2007-03-08 2011-06-28 Siemens Energy, Inc. Thermally balanced near wall cooling for a turbine blade
US7722327B1 (en) 2007-04-03 2010-05-25 Florida Turbine Technologies, Inc. Multiple vortex cooling circuit for a thin airfoil
US7900458B2 (en) 2007-05-29 2011-03-08 Siemens Energy, Inc. Turbine airfoils with near surface cooling passages and method of making same
US7740445B1 (en) 2007-06-21 2010-06-22 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with near wall cooling
US7963745B1 (en) 2007-07-10 2011-06-21 Florida Turbine Technologies, Inc. Composite turbine blade
US7857589B1 (en) 2007-09-21 2010-12-28 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine airfoil with near-wall cooling
DE602008005708D1 (de) 2008-04-09 2011-05-05 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Reparatur der Heißgaskomponente einer Gasturbine
EP2353763A1 (en) * 2010-02-10 2011-08-10 Siemens Aktiengesellschaft A method of manufacturing a hot-gas component with a cooling channel by brazing a sintered sheet on a carrier ;corresponding hot-gas component
US8382424B1 (en) * 2010-05-18 2013-02-26 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine vane mate face seal pin with impingement cooling
US8684664B2 (en) * 2010-09-30 2014-04-01 General Electric Company Apparatus and methods for cooling platform regions of turbine rotor blades
JP5631182B2 (ja) * 2010-12-03 2014-11-26 三菱重工業株式会社 ガスタービンのシール構造
US8870523B2 (en) * 2011-03-07 2014-10-28 General Electric Company Method for manufacturing a hot gas path component and hot gas path turbine component
US8784037B2 (en) * 2011-08-31 2014-07-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine shroud segment with integrated impingement plate
US8845285B2 (en) * 2012-01-10 2014-09-30 General Electric Company Gas turbine stator assembly

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