JP6612011B2 - タービン羽根を冷却するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本書に開示の内容は、ターボ機械に関し、より具体的には、タービン羽根の冷却に関するものである。

一般に、ガスタービン・エンジンは、圧縮空気と燃料との混合物を燃焼して、高温燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは１つ以上のタービン段を通って流れて、負荷及び／又は圧縮機のための動力を発生する。各々のタービン段は、燃焼ガスによって回転するように駆動される複数のタービン羽根を含む。これらのタービン羽根を冷却するために様々な冷却技術を用いることができる。残念なことに、既存の冷却技術は、羽根の前縁又は後縁を適切に冷却できないことがある。更に、既存の冷却技術は、タービン羽根の鋳造に問題を生じさせることがある。

米国特許第７３８７４９２号

以下に、「特許請求の範囲」に記載された発明の範囲に相応する特定の実施形態について概要を記載する。これらの実施形態は「特許請求の範囲」に記載された発明の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ本発明の取り得る形態についての概要を提供しようとするに過ぎない。実際には、本発明は、以下に述べる実施形態と同様であるか又はそれらとは異なることのある様々な形態を包含することができる。

第１の実施形態において、タービン羽根を含むシステムが提供され、該タービン羽根は、該タービン羽根の内部から外部へ向かう流れ方向に冷却剤を運ぶように構成された少なくとも１つの冷却スロットを含む。該冷却スロットは、前記内部に結合された入口と、該入口より下流にある先細部分とを含む。該先細部分は、流れ方向に減少する第１の断面積を持つ。前記冷却スロットはまた、前記タービン羽根の後縁に沿って配置された出口を含む。

第２の実施形態において、回転羽根を含むシステムが提供される。回転羽根は、前縁、後縁、正圧面(pressure sidewall) 、負圧面(suction sidewall)、前記正圧面と前記負圧面との間に配置された冷却空洞、及び前記冷却空洞に結合された複数の冷却スロットを含む。前記複数の冷却スロットは、冷却剤を、流れ方向に前記後縁を通過させるように構成されている。前記複数の冷却スロットの各々は、先細部分、前記先細部分に結合された計量部分、及び前記後縁に沿って配置された出口を含む。前記先細部分は、前記流れ方向に減少する第１の断面積を持つ。前記計量部分は、前記流れ方向にほぼ一定である第２の断面積を持つ。

第３の実施形態において、セラミック製のタービン羽根用コア（中子）を形成する段階と、前記コアを金型（ダイ）の中に挿入する段階と、前縁及び後縁で一緒に結合された正圧面及び負圧面を持つタービン羽根を、前記コアと前記金型と間で鋳造する段階とを含む方法が提供される。前記タービン羽根は、冷却剤を、流れ方向に前記後縁を通過させるように構成された複数の冷却スロットを含む。前記複数の冷却スロットの各々は、先細部分、前記先細部分に結合された計量部分、及び前記後縁に沿って配置された出口を含む。前記先細部分は、前記流れ方向に減少する第１の断面積を持つ。前記計量部分は、前記流れ方向にほぼ一定である第２の断面積を持つ。

本発明のこれらの及び他の特徴、側面及び利点は、添付図面を参照した以下の詳しい説明を読むことによってより良く理解されよう。図面では、全図を通じて同様な部品を同様な参照符号で表している。

図１は、冷却スロットを持つタービン羽根を有するタービンを含んでいるガスタービン・システムの一実施形態の概略図である。 図２は、冷却スロットを持つタービン羽根の一実施形態の斜視図である。 図３は、図２の線３−３に沿って見た、冷却スロットを持つタービン羽根の一実施形態の軸方向断面図である。 図４は、図２の線４−４に沿って見た、冷却スロットを持つタービン羽根の一実施形態の半径方向断面図である。 図５は、図３の線５−５に沿って見た、冷却スロットの一実施形態の透視図である。 図６は、冷却スロットを持つタービン羽根を製造するために使用されるコアの一実施形態の半径方向断面図である。

以下に本発明の１つ以上の特定の実施形態を記述する。これらの実施形態の説明を簡潔にするために、実際の具現化手段の全ての特徴を本明細書で記述することはできない。ここで、任意の工業又は設計計画におけるように、任意のこのような実際の具現化手段の開発において、開発者の特定の目標を達成するために、具現化手段によって変わり得るシステム関連及び事業関連の制約の順守のような多数の具現化手段特有の決定を行わなければならないことを理解されたい。また更に、このような開発努力は、複雑で時間がかかることがあるが、それにも拘わらず、この開示内容を利用する通常の技術者にとって設計、製作及び製造についての日常的な仕事であることを理解されたい。

本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、数を明記しないで記載した要素及び「前記」と付した要素は、１つ以上の要素があることを意味するものとする。また用語「有する」、「含む」及び「持つ」は、排他的なものではなく、列挙した要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味するものとする。

以下に記述されるように、本発明の特定の実施形態では、空気力学的性能を向上させ、耐久性を改善し、及び／又は寿命を改善した複数のターボ機械羽根（例えば、回転羽根又は翼形部）を含むターボ機械を提供する。例えば、ターボ機械は、複数のタービン羽根を持つタービン（例えば、ガスタービン又は蒸気タービン）である。他の実施形態では、ターボ機械は、圧縮機などの他のターボ機械である。一実施形態では、タービン羽根は、冷却剤を運ぶように構成された冷却スロットを含むことができる。例えば、冷却剤はタービン羽根を通って流れて、タービン羽根の表面の対流冷却及び／又は膜冷却を行うことができる。冷却スロットは、タービン羽根に配置された入口、該入口に結合された先細部分、該先細部分に結合された計量部分、及びタービン羽根の後縁に配置された出口を含むことができる。特定の実施形態では、先細部分は、冷却スロットの上流側から下流側へ減少する第１の断面積を持つことができる。言い換えると、先細部分は、冷却スロットの上流側から下流側へ次第に細くなっている。計量部分は、冷却スロットの上流側から下流側へ一定である第２の断面積を持つことができる。

先細部分が次第に細くなっていることにより、冷却スロットを通って流れる冷却剤の速度を増大させることができる。この冷却剤速度の増大は、冷却スロットの下流側付近の熱伝達を増大させることができ、これによってタービン羽根の後縁の下流端部付近の温度を減少させ、且つタービン羽根の寿命を増大させることができる。更に別の実施形態において提供される方法では、実質的に中実なセラミック製の翼形部用コアを形成する段階と、前記コアを金型中に挿入する段階と、前縁及び後縁で一緒に結合された正圧面及び負圧面を持つ翼形部を鋳造する段階とを含むことができる。翼形部は、その後縁から延在する複数の冷却スロットを含むことができる。更に、複数の冷却スロットの各々は、先細部分、該先細部分に結合された計量部分、及び後縁に配置された出口を含む。先細部分の第１の断面積は、冷却スロットの上流側から下流側へ減少させることができ、また計量部分の第２の断面積は、冷却スロットの上流側から下流側へほぼ一定にすることができる。鋳造物の冷却スロットの先細の形状は、鋳造物の強度を増大させることができ、これによって鋳造物の故障の頻度を低減することができる。このようにして、タービン羽根の耐久性及び／又は寿命もまた改善することができる。

次に図面について説明すると、図１は、冷却スロットを持つタービン羽根２２を有するガスタービン・システム１０の一実施形態の概略図を示す。システム１０は、圧縮機１２、複数の燃料ノズル１６を持つ複数の燃焼器１４、及びタービン１８を含む。燃料ノズル１６は（天延ガス又は合成ガスのような）液体燃料及び／又は気体燃料を燃焼器１４に送り込む。燃焼器１４は、燃料・空気混合物に点火して燃焼させ、次いで高温の加圧燃焼ガス２０（例えば、排出ガス）をタービン１８へ通す。複数のタービン羽根２２が回転子２４に結合される。回転子２４はまた、図示のように、タービン・システム１０にわたって幾つかの他の構成部品に結合される。燃焼ガス２０がタービン１８内のタービン羽根２２を通過するにつれて、タービン１８は回転駆動され、これにより回転子２４を回転軸２５に沿って回転させる。最終的には、燃焼ガス２０は、排気出口２６を介してタービン１８から排出される。

図示の実施形態では、圧縮機１２は複数の圧縮機羽根２８を含む。圧縮機１２内の羽根２８は回転子２４に結合されていて、前に述べたように回転子２４がタービン１８によって回転駆動されるにつれて回転する。羽根２８が圧縮機１２内で回転しているとき、羽根２８は空気取入れ口からの空気を圧縮して加圧空気３０を生じさせ、この加圧空気は、燃焼器１４、燃料ノズル１６、及びタービン・システム１０の他の部分へ送ることができる。燃料ノズル１６は加圧空気と燃料とを混合して、適当な燃料・空気混合物を生成し、その燃料・空気混合物は燃焼器１４内で燃焼して、タービン１８を駆動する燃焼ガス２０を発生する。更に、回転子２４は負荷３１に結合することができ、負荷３１は回転子２４の回転によって動力を受けることができる。例えば、負荷３１は、タービン・システム１０の回転出力によってパワーを発生することのできる（発電プラント又は外部の機械的負荷のような）任意の適当な装置であってよい。例えば、負荷３１は、発電機、航空機のプロペラなどを含むことができる。以下の説明では、タービン１８の軸方向又は軸３２、半径方向又は軸３４、及び円周方向又は軸３６のような、様々な方向を参照することができる。

図２は、タービン羽根２２の一実施形態の斜視図である。図示の実施形態では、タービン羽根２２は羽根先端部５０及び羽根根元部５２を含む。タービン羽根２２の羽根根元部５２はタービン１８の回転子２４に結合することができる。更に、タービン羽根２２は羽根先端面５４を含むことができる。タービン羽根２２はまた、前縁５８及び後縁６０を含む。図２に示されているように、前縁５８及び後縁６０は、羽根先端面５４から羽根根元部５２へ向かって大体半径方向３４に延在する。更に、ガス６２がタービン羽根２２の前縁５８へ向かって軸方向３２に流れることができる。タービン羽根２２はまた、前縁５８及び後縁６０において接合された凹状の正圧面６４及び凸状の負圧面６６を含む。図２に示されている翼弦線６７は、正圧面６４と負圧面６６との間のほぼ中点を結んで、前縁５８から後縁６０へ延在する基準線である。タービン羽根２２は、後縁６０に沿って配置された複数の冷却スロット出口６８を含む。複数の冷却スロット出口６８は、タービン羽根２２内に配置された内部の冷却空洞７０と流体連通関係にすることができる。例えば、空洞７０はタービン羽根２２の内部に配置することができる。冷却空洞７０は、タービン羽根の冷却を行うために、冷却剤を、冷却スロット出口６８を通ってタービン羽根２２の外部へ流出させることができる。冷却剤は、ガスタービン・システム１０内を冷却するために選択された空気又は他の冷却剤とすることができる。図２に示されているように、冷却スロット出口６８は後縁６０内に（又はそれに直ぐ沿って）全て配置される。換言すると、冷却スロット出口６８は正圧面６４又は負圧面６６には配置されない。後縁６０は、後縁６０と冷却空洞７０との間に距離があるので、冷却空洞７０からの対流冷却を殆ど受けることができない。従って、冷却スロット出口６８は、冷却スロット出口６８の位置がちょうど後縁６０の所にあるので、後縁６０の直接冷却を行うことができる。

図３は、図２の線３−３に沿って見た、タービン羽根の一実施形態の軸方向断面図である。以下の説明では、タービン羽根２２の後縁６０の縦方向又は縦軸７６及び横方向又は横軸７８のような、様々な方向を参照することができる。図示の実施形態では、冷却スロット８０はタービン羽根２２の中に配置することができる。冷却剤が、後縁６０へ向かって矢印８２の方向に流れることができる。更に、冷却スロット８０は、後縁６０の中線８４の周りに対称にすることができる。中線８４は、縦軸７６及び／又は翼弦線６７と大体整列させることができる。図３に示されているように、冷却スロット８０は、タービン羽根２２の中に配置された冷却空洞７０に結合することができる。前に述べたように、冷却空洞７０、又は入口は、タービン羽根２２の中に配置された複数の冷却スロット８０の各々へ冷却剤を運ぶことができる。具体的に述べると、空洞７０はタービン羽根２２の内部に結合することができる。複数の冷却スロット８０の各々は幾つかの部分に分けることができる。具体的に述べると、先細部分（又は収縮部分）８８が冷却空洞７０の下流にあって、冷却空洞７０に結合される。換言すると、冷却剤が矢印８２の方向（すなわち、流れ方向）に先細部分８８を通って流れるにつれて、冷却スロット８０は先細になる又は収縮する。更に、計量部分９０が先細部分８８の下流にあって、先細部分８８に結合される。最後に、拡大部分（又は末広部分）９２が冷却スロット８０の計量部分９０と冷却スロット出口６８とに結合される。冷却剤が矢印８２の方向に末広部分９２を通って流れるにつれて、冷却スロット８０は拡大し又は末広がりになる。特定の実施形態では、拡大部分９２は省略することができる。

図示の実施形態では、先細部分８８は、冷却スロット８０の上流側９３から下流側９５へ減少していく第１の断面積を持つ。言い換えると、第１の断面積は流れ方向８２に減少する。例えば、上流側幅９４を先細部分８８の下流側幅９６よりも大きくすることができる。換言すると、先細部分８８は上流側９３から下流側９５へ次第に細くなる。従って、方向８２に流れる冷却剤の速度は先細部分８８により増大することができる。図示の実施形態では、計量部分９０は計量部分幅９８によって特徴付けることができ、計量部分幅９８は先細部分８８の下流側幅９６とほぼ同じか又はそれより小さくすることができる。図３に示されているように、計量部分幅９８、従って計量部分９８の第２の断面積は、一定にすることができる。換言すると、計量部分幅９８、従って第２の断面積は、流れ方向８２においてほぼ一定である。計量部分９０は、冷却スロット８０を通って流れる冷却剤の流量を調節するために用いることができる。例えば、計量部分９０は計量部分幅９８を小さくすると、冷却剤の流量を少なくすることができる。同様に、計量部分幅９８を大きくすると、冷却スロット８０を通る冷却剤の流量を多くすることができる。拡大部分９２は拡大部分幅１００によって規定することができ、拡大部分幅１００は計量部分幅９８よりも大きくすることができる。拡大部分９２は、流れ方向８２に増大する第３の断面積を持つ。更に、拡大部分９２は、後縁６０に沿って冷却剤のより幅の広い又は分散した流れを供給することができる。冷却スロット出口６８は、冷却スロット開口幅１０２によって規定することができ、その冷却スロット開口幅１０２は拡大部分幅１００よりも大きくすることができる。

図３に示されているように、先細部分８８は先細部分長さ１０４によって規定することができ、また計量部分９０は計量部分長さ１０６によって規定することができ、また拡大部分９２は拡大部分長さ１０８によって規定することができる。図示の実施形態では、先細部分長さ１０４は計量部分長さ１０６よりも大きい。特定の実施形態では、先細部分長さ１０４と計量部分長さ１０６との比は、約１．１対１〜１０対１、又は２対１〜８対１、又は４対１〜６対１とすることができる。先細部分長さ１０４をより長くすると、先細部分８８を通る冷却剤の速度が次第に速くなり、後縁６０の方への熱伝達を改善することができる。計量部分長さ１０６は計量部分幅９８と共に用いて、冷却スロット８０から出て行く冷却剤の流量を調節することができる。拡大部分長さ１０８は、後縁６０にわたって冷却剤を均等に分布させるように選択することができる。更に、冷却スロット８０は中線８４の周りに対称に示されているが、他の実施形態では、冷却スロット８０は中線８４の周りに対称になっていなくてもよい。例えば、冷却スロット８０は、正圧面６４の方へより多量の冷却剤を又は負圧面６６の方へより多量の冷却剤を導くように配向することができる。換言すると、複数の冷却スロット８０は、特定の実施形態では、縦軸７６と正確に揃えなくてもよい。

図４は、図２の線４−４に沿って見た、タービン羽根２２の一実施形態の半径方向断面図である。図示の実施形態では、冷却空洞７０は、複数の冷却スロット８０の幾分かを接続して、冷却剤が複数の冷却スロット８０の各々を通って方向８２に流れることができるようにする。図４に示されているように、先細部分８８は、上流側９３から下流側９５へ減少する断面積を持つ。例えば、先細部分８８は２つの次元において、すなわち、横方向７８及び半径方向３４において狭くなっている。従って、先細部分８８は上流側高さ１２０及び下流流側高さ１２２を持つことができる。図４に示されているように、上流側高さ１２０は下流流側高さ１２２よりも大きい。換言すると、先細部分８８は、半径方向３４において上流側９３から下流側９５へ次第に狭くなっている。特定の実施形態では、上流側高さ１２０は上流側幅９４とほぼ同じにすることができ、また下流流側高さ１２２は下流側幅９６とほぼ同じにすることができる。換言すると、先細部分８８は、横方向７８及び半径方向３４の両方において同じ量だけ狭くなっている。従って、先細部分８８は円錐形通路とすることができる。他の実施形態では、上流側高さ１２０は上流側幅９４とは異なる大きさにすることができ、及び／又は下流流側高さ１２２は下流側幅９６とは異なる大きさにすることができる。換言すると、先細部分８８は、円周方向３６において半径方向３４とは異なる程度で狭くすることができる。

図４に示されているように、計量部分９０は計量部分高さ１２４を持ち、計量部分高さ１２４は、計量部分幅９８と同じか又は異なるようにすることができる。更に、拡大部分９２は拡大部分高さ１２６を持ち、拡大部分高さ１２６は、拡大部分幅１００と同じか又は異なるようにすることができる。最後に、出口６８は開口高さ１２８を持ち、開口高さ１２８は、開口幅１０２と同じか又は異なるようにすることができる。特定の実施形態では、先細部分８８は１つの次元における寸法のみを次第に狭くすることができる。換言すると、先細部分８８は、横方向７８の寸法のみ又は半径方向３４の寸法のみを次第に狭くすることができる。しかしながら、以下に詳しく述べるように、先細部分８８が横方向７８及び半径方向３４の両方の寸法、一般的には２つの次元の寸法を次第に狭くしている場合、鋳造物の強度を増大することができる。更に、冷却スロット８０は中線８４の周りに対称である（例えば、円錐形冷却スロット８０）として示されているが、他の実施形態では、冷却スロット８０中線８４の周りに対称でなくてもよい。例えば、冷却スロット８０は、冷却剤を羽根先端面５４の方へ（例えば、上向きの角度で）より多量に導くか又は羽根根元部５２の方へ（例えば、下向きの角度で）より多量に導くように配向することができる。換言すると、複数の冷却スロット８０は、特定の実施形態では、縦軸７６と正確に整列させなくてよい。

図５は、冷却スロット８０の出口６８を示すタービン羽根２２の一実施形態の透視図である。図５に示されているように、出口６８は後縁６０の中線８４に沿って配置され、これは一般に半径方向軸と整列させることができる。また、計量部分９０及び出口６８の両方の輪郭は、図５に示されたタービン羽根２２の透視図で見ることができる。出口６８の形状の例としては、限定するものではないが、円、楕円、正方形、長方形、多角形などが挙げられる。図示の実施形態では、計量部分高さ１２４が計量部分幅９８よりも大きい。同様に、開口高さ１２８が開口幅１０２よりも大きい。他の実施形態では、高さ１２４及び１２８は、幅９８及び１０２とほぼ同じにすることができる。更に別の実施形態では、高さ１２４及び１２８は、幅９８及び１０２よりも小さくするすることができる。また、冷却スロット８０の出口６８は正圧面６４と負圧面６６との間に配置される。従って、出口６８は正圧面６４又は負圧面６６へは延在しない。出口６８の構成は、後縁６０に供給される冷却量を増大させることができる。

図６は、タービン羽根２２の製造に使用されるコア１５０の一実施形態の半径方向断面図である。一実施形態では、タービン羽根２２（又は翼形部）を製造するには、コア１５０を鋳造する。例えば、コア１５０は、液体セラミック又はグラファイト・スラリのような液体をコア金型（図示せず）の中に注入することによって製造することができる。次いで、該液体を加熱することにより、中実なセラミック製の翼形部用コア１５０を形成することができる。次いで、翼形部用コア１５０を翼形部用金型（図示せず）の中に懸架し、次いでセラミック製の翼形部用コア１５０を取り囲む翼形部用金型の中に高温のワックスを注入することができる。次いで、高温のワックスを固化して、その中に懸架されているセラミック製のコア１５０を含むワックスの翼形部を形成する。次いで、セラミック製のコア１５０を持つワックスの翼形部をセラミックのスラリの中に繰返し浸漬することにより、ワックスの翼形部の外側にセラミック製の殻体を形成することができる。次いで、このコア１５０とワックスと殻体との塊を加熱して温度を高くすることにより、ワックスを除去して、真ん中にセラミック製のコア１５０を持つ鋳型を形成することができる。次いで、熔融金属を中空の鋳型の中に注入することができる。熔融金属はワックスの翼形部に取って代わって、そのまま残っているセラミック製のコア１５０を持つ金属の金属の翼形部２２を形成する。次いで、この翼形部２２を冷却し、次いでセラミック製のコア１５０を除去する。

図６に示されているように、コア１５０の本体部分１５２が冷却空洞７０に対応することができ、また複数の延長部１５４が複数の冷却スロット８０に対応することができる。複数の延長部１５４の間の空間１５６がタービン羽根２２の複数の冷却スロット８０の間の構造に対応することができる。複数の延長部１５４のそれぞれの端部１５８は、タービン羽根２２の先細部分８８の最も狭い端部、又は下流側９５に対応することができる。従って、計量部分９０及び拡大部分９２は、コア１５０を除去した後にタービン羽根２２をドリルで穿孔するか切削することによって、タービン羽根２２の中に形成することができる。複数の延長部１５４の先細部分１６０はタービン羽根２２の冷却スロット８０の先細部分８８に対応することができる。上流側高さ１６２は上流側高さ１２０に対応することができ、また下流流側高さ１６４はタービン羽根２２の先細部分８８の下流流側高さ１２２に対応することができる。図６に示されているように、本体部分１５２に接続されている延長部１５４の部分、すなわち、延長部基部１６６は、延長部１５４の端部１５８よりも広い。従って、延長部基部１６６の強度が増大しているので、延長部１５４は、タービン羽根２２の製造の際に本体部分１５２に対して亀裂や破損を生じる恐れが少ない。

前に述べたように、実施形態のタービン羽根２２は、タービン羽根２２の有効寿命を延長するのに役立つ冷却スロット８０を含む。具体的に述べると、タービン羽根２２は複数の冷却スロット８０を含むことができ、該冷却スロット８０は、入口７０、該入口７０に結合された先細部分８８、該先細部分８８に結合された計量部分９０、及びタービン羽根２２の後縁６０に配置された出口６８を含む。先細部分８８の第１の断面積は、冷却スロット８０の上流側９３から下流側９５へ減少する。計量部分９０の第２の断面積は、冷却スロット８０の上流側９３から下流側９５まで一定にすることができる。冷却スロット８０は、冷却及び流れ調整を向上させると共に、製造歩留まりを改善するにに役立つ。その結果として、タービン羽根２２の後縁の冷却スロットの幾何学的構成は、費用対効果の優れた信頼性のある態様でタービン羽根２２の有効寿命を延長するのに役立つ。これまで、タービン羽根２２の模範的な実施形態を詳しく説明した。タービン羽根２２は、ガスタービン・システム１０の回転する面（例えば、回転子）上に、又は静止した面（例えば、固定子）上に、或いは回転子及び固定子の両方に配置することができる。上述の冷却スロット８０は、本書に述べた特定の実施形態のタービン羽根２２に用いることに制限されず、むしろ、冷却スロット８０は、本書に述べた他の回転子又は固定子構成部品とは独立に且つ別々に利用することができる。
「 本明細書は、最良の実施形態を含めて、本発明を開示するために、また当業者が任意の装置又はシステムを作成し使用し、任意の採用した方法を遂行すること含めて、本発明を実施できるようにするために、幾つかの例を使用した。本発明の特許可能な範囲は「特許請求の範囲」の記載に定めており、また当業者に考えられる他の例を含み得る。このような他の例は、それらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない構造的要素を持つ場合、或いはそれらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。

１０ ガスタービン・システム
１２ 圧縮機
１８ タービン
２０ 燃焼ガス
２２ タービン羽根
２４ 回転子
２５ 回転軸
２８ 圧縮機羽根
３０ 加圧空気
３１ 負荷
３２ 軸方向
３４ 半径方向
３６ 円周方向
５０ 羽根先端部
５２ 羽根根元部
５４ 羽根先端面
５８ 前縁
６０ 後縁
６２ ガス
６４ 正圧面
６６ 負圧面
６７ 翼弦線
６８ 冷却スロット出口
７０ 冷却空洞
７６ 縦軸
７８ 横軸
８０ 冷却スロット
８２ 流れ方向を表す矢印
８４ 中線
８８ 先細部分
９０ 計量部分
９２ 末広部分
９３ 上流側
９４ 上流側幅
９５ 下流側
９６ 下流側幅
９８ 計量部分幅
１００ 拡大部分幅
１０２ 冷却スロット開口幅
１０４ 先細部分長さ
１０６ 計量部分長さ
１０８ 拡大部分長さ
１２０ 上流側高さ
１２２ 下流側高さ
１２４ 計量部分高さ
１２６ 拡大部分高さ
１２８ 開口高さ
１５０ コア
１５２ 本体部分
１５４ 延長部
１５６ 空間
１５８ 端部
１６０ 先細部分
１６２ 上流側高さ
１６４ 下流流側高さ
１６６ 延長部基部

Claims (2)

1. セラミック製のタービン羽根用コアを形成する段階と、
   前記コアを内部に持つ鋳型を形成する段階と、
   前縁及び後縁で一緒に結合された正圧面及び負圧面を持つタービン羽根を、前記コアと前記鋳型との間で鋳造する段階と、
   を含む方法であって、
   前記タービン羽根は、冷却空洞からの冷却剤を、流れ方向に前記後縁を通過させるように構成された複数の冷却スロットを含んでおり、
   前記複数の冷却スロットの各々が、
   前記流れ方向に減少する第１の断面積を持つ先細部分と、
   前記先細部分に結合された計量部分と、
   前記後縁に沿って配置された出口と
   を含み、
   前記冷却スロットが、
   （ｉ）前記先細部分の下流のみに配置された単一の計量部分であって前記流れ方向にほぼ一定の第２の断面積を持つ単一の計量部分を有し、かつ
   （ｉｉ）前記冷却スロットの前記出口が正圧面と負圧面の間の中線上の後縁に沿って配置され、前記正圧面と前記負圧面の間に横軸方向の末広部分を含んでおり、
   前記先細部分は前記流れ方向に第１の長さを持ち、前記末広部分が前記流れ方向に第３の長さを持ち、前記第３の長さが前記第１の長さよりも短く、
   前記コアが、
   前記冷却空洞に対応する本体部分と、
   前記冷却スロットの前記先細部分に対応する延長部と、
   を備え、
   前記延長部の端部は、前記冷却スロットの前記先細部分の最も狭い端部に対応し、
   前記計量部分と前記末広部分が、切削段階により形成される、
   方法。
2. 前記先細部分の前記第１の断面積は少なくとも２つの次元で減少しており、前記冷却スロットが前記後縁の中線の周りで対称である、請求項１に記載の方法。