JP6929049B2 - タービンシュラウド後縁を冷却するためのシステムおよび方法 - Google Patents

タービンシュラウド後縁を冷却するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

本明細書で開示する主題はガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジン用のタービンシュラウドに関する。
ガスタービンエンジンなどのターボ機械は、圧縮機、燃焼器、およびタービンを含むことがある。ガスは圧縮機で圧縮され、燃料と混合され、次いで燃焼器内に供給され、そこでガス／燃料混合気が燃焼する。次いで、高温かつ高エネルギーの排出流体は、高温ガス通路に沿ってタービンに供給され、そこで流体のエネルギーは機械エネルギーに変換される。高温ガス通路に沿う高い温度はタービン構成部品（例えば、タービンシュラウド）を加熱し、構成部品を劣化させることがある。
米国特許第９１２７５４９号公報
本来、特許請求される主題の範囲に相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求する主題の範囲を限定することを意図するものではなく、むしろ、これらの実施形態は、特許請求する主題の可能な形態の簡潔な概要を提供することだけを意図する。実際、本主題は、下記に説明する実施形態と同様であるか、または異なる様々な形態を含むことがある。
第１の実施形態によれば、ガスタービンエンジンのタービンセクションに使用するためのシュラウドセグメントが提供される。シュラウドセグメントは本体を含み、本体は、前縁、後縁、第１の側縁、第２の側縁、ならびに前縁と後縁との間、および第１の側縁と第２の側縁との間の一対の両側の横方向側面を含む。一対の両側の横方向側面の第１の横方向側面は、冷却流体を有するキャビティとの境界となるように構成され、一対の両側の横方向側面の第２の横方向側面は、高温ガス流路の方を向く。シュラウドセグメントはまた、後縁に隣接して第２の横方向側面上に本体内に配置された少なくとも１つのチャネルを含み、少なくとも１つのチャネルは、後縁の上流から後縁に向かって、前縁から後縁への第１の方向に延在する第１の部分、後縁から後縁の上流に、後縁から前縁への第２の方向に延在する第２の部分、および後縁の上流から後縁に向かって、第１の方向に延在する第３の部分を含む。少なくとも１つのチャネルは、冷却流体をキャビティから受け入れて後縁を冷却するように構成される。
第２の実施形態によれば、ガスタービンエンジンが提供される。ガスタービンエンジンは、圧縮機と、燃焼システムと、タービンセクションとを含む。タービンセクションは、外側ケーシングと、外側ケーシングに結合した外側シュラウドセグメントと、圧縮機から冷却流体を受け入れるように構成されたキャビティを形成するように外側シュラウドセグメントに結合した内側シュラウドセグメントとを含む。前記内側シュラウドセグメントは本体を含み、本体は、前縁、後縁、第１の側縁、第２の側縁、ならびに前縁と後縁との間、および第１の側縁と第２の側縁との間の一対の両側の横方向側面を含む。一対の両側の横方向側面の第１の横方向側面は、キャビティとの境界となるように構成され、一対の両側の横方向側面の第２の横方向側面は、高温ガス流路の方を向く。内側タービンシュラウドセグメントは、後縁に隣接して第２の横方向側面上に本体内に配置された複数のチャネルを含み、各チャネルは蛇行パターンに配置される。複数のチャネルは、冷却流体をキャビティから受け入れて後縁を冷却するように構成される。
第３の実施形態によれば、ガスタービンエンジンのタービンセクションに使用するためのシュラウドセグメントが提供される。シュラウドセグメントは本体を含み、本体は、前縁、後縁、第１の側縁、第２の側縁、ならびに前縁と後縁との間、および第１の側縁と第２の側縁との間の一対の両側の横方向側面を含む。一対の両側の横方向側面の第１の横方向側面は、冷却流体を有するキャビティとの境界となるように構成され、一対の両側の横方向側面の第２の横方向側面は、高温ガス流路の方を向く。シュラウドセグメントはまた、後縁に隣接して第２の横方向側面上に本体内に配置された複数のチャネルを含み、各チャネルは蛇行パターンに配置され、各チャネルは後縁の上流に配置された自由端を含む。シュラウドセグメントはさらに、複数の入口通路を含む。複数の入口通路のそれぞれの入口通路は、後縁の上流の複数のチャネルの各チャネルのそれぞれの自由端に結合され、それぞれの入口通路は、それぞれの自由端から第１の横方向側面に延在し、それぞれの入口通路は、キャビティから各チャネルに冷却流体を供給して後縁を冷却するように構成される。
本主題のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して同様な符号が同様な部品を表している添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解できるであろう。
冷却チャネルを備えるタービンシュラウドを有するタービンシステムの実施形態のブロック図である。 外側タービンシュラウドセグメントに結合した内側タービンシュラウドセグメントの実施形態の斜視図である。 内側タービンシュラウドセグメントの実施形態の底面図（例えば、高温ガス流路の方を向く横方向側面の図）である。 内側タービンシュラウドセグメントの実施形態の上面図（例えば、キャビティとの境界となる横方向側面の図）である。 後縁に隣接してジグザグ配置の冷却チャネルを有する内側タービンシュラウドセグメントの実施形態の底面図（例えば、高温ガス流路の方を向く横方向側面の図）である。 後縁に隣接して蛇行配置の冷却チャネルを有する内側タービンシュラウドセグメントの実施形態の底面図（例えば、高温ガス流路の方を向く横方向側面の図）である。 線７−７に沿って切り取った図５の内側タービンシュラウドセグメントの一部分の実施形態の断面斜視図である（入口通路およびチャネルは破線で示されている）。 内側タービンシュラウドセグメントを製造するための方法の実施形態の流れ図である。
本主題の１つまたは複数の特定の実施形態を下記で説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するため、実際の実施態様のすべての特徴を本明細書で説明するわけではない。いかなるこうした実際の実施態様の開発に際しても、あらゆるエンジニアリングプロジェクトにおけるように、システム関連およびビジネス関連の制約を遵守することなど、実施態様ごとに変わり得る開発者の特定の目標を達成するために、実施態様特有の多くの決定を行われなければならないことを認識すべきである。さらに、このような開発の取り組みは、複雑であり時間を要することがあるが、それにもかかわらず、この開示の恩恵を受ける当業者にとっては、製作および製造の定常作業であることを認識すべきである。
本主題の様々な実施形態の要素を導入するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、それらの要素のうちの１つまたは複数があることを意味することを意図する。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であることを意図し、列挙した要素以外に追加の要素があり得ることを意味する。
本開示は、高温ガス流路に沿って配置されたタービンの構成部品（例えば、タービンシュラウド）を冷却するためのシステムおよび方法を対象とする。具体的には、内側タービンシュラウドセグメントは、高温ガス流路の方を向く横方向側面に配置された表面近傍チャネル（例えば、マイクロチャネル）を含む本体を含む。特定の実施形態では、チャネルは、本体の後縁に隣接して配置される。チャネルを有する横方向側面を覆って配置された（例えば、横方向側面上にロウ付けされた）予備焼結プリフォームは、本体と一緒になってチャネルを画定する。各チャネルは、後縁の上流から後縁に向かって、本体の前縁から後縁への第１の方向に延在する第１の部分、後縁から後縁の上流に、後縁から前縁への第２の方向に延在する第２の部分、および後縁の上流から後縁に向かって、第１の方向に延在する第３の部分を含む。特定の実施形態では、第１、第２、および第３の部分は湾曲部分によって結合される。特定の実施形態では、後縁に隣接した各チャネルは蛇行パターンに配置することができる。後縁に隣接したチャネルは、内側タービンシュラウドセグメントと、内側タービンシュラウドセグメントに結合した外側タービンシュラウドセグメントとによって画定されたキャビティ（例えば、バスタブ）からの冷却流体（例えば、圧縮機からの吐出空気またはインピンジメント後の空気）を、チャネルの第１の部分の各自由端に結合されてキャビティとの境界となる内側タービンシュラウドセグメントの横方向側面（すなわち、高温ガス流路の方を向く横方向側面とは反対側の横方向側面）に延在する入口通路を経て受け入れるように構成される。チャネルは、冷却流体（例えば、使用後の冷却流体）を本体の後縁からチャネルの第３の部分の各自由端を経て排出する。このチャネルの形状によって、流量を最小に保ちながら後縁に隣接する冷却領域を大きくすることができる（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより大きい）。チャネルの形状はまた、チャネルが塞がった場合にも十分な冷却ができるように最適化される。開示する内側タービンシュラウドセグメントの実施形態は、より少ない（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより少ない）空気で内側タービンシュラウドセグメントを冷却することを可能にし、その結果、冷却に利用される供給可能な空気に関連する損失を低減する。
図面を参照すると、図１はタービンシステム１０の実施形態のブロック図である。下記で詳細に説明するように、開示するタービンシステム１０（例えば、ガスタービンエンジン）は、下記で説明する冷却チャネルを有するタービンシュラウドを使用することができ、これは、高温ガス通路構成部品の望ましくない状態を軽減し、タービンシステム１０の効率を改善することができる。タービンシステム１０は、タービンシステム１０を駆動するために、液体燃料、あるいは天然ガスおよび／または水素リッチ合成ガスなどの気体燃料を使用することができる。図示のように、燃料ノズル１２は供給燃料１４を取り入れて、その燃料を、空気、酸素、酸素富化空気、酸素低減空気、またはこれらを任意に組み合わせたものなどの酸化剤と混合する。以下の議論は酸化剤を空気と言っているが、開示する実施形態では任意の適切な酸化剤を使用することができる。燃料と空気が混合されると、燃料ノズル１２は燃料−空気混合気を、燃焼、エミッション、燃料消費、および出力が最適になる適切な比で燃焼器１６内に供給する。タービンシステム１０は、１つまたは複数の燃焼器１６の内部に配置された１つまたは複数の燃料ノズル１２を含むことができる。燃料−空気混合気は燃焼器１６内の燃焼室で燃焼し、それによって、高温の加圧排出ガスを生成する。燃焼器１６は、排出ガス（例えば、高温の加圧ガス）を、燃焼器尾筒を通してタービンノズル（または、「第１段ノズル」）、および他の段のバケット（またはブレード）およびノズル内に導き、それによって、タービンケーシング１９（例えば、外側ケーシング）内のタービン１８を回転させる。排出ガスは排気出口２０に向かって流れる。排出ガスがタービン１８を通過すると、ガスがタービンバケット（または、ブレード）を押してシャフト２２をタービンシステム１０の軸に沿って回転させる。図示のように、シャフト２２は、圧縮機２４を含むタービンシステム１０の様々な構成部品に接続することができる。圧縮機２４もまた、シャフト２２に結合されたブレードを含む。シャフト２２が回転すると、圧縮機２４内のブレードもまた回転し、それによって、空気は吸気口２６から圧縮機２４を通って圧縮されて、燃料ノズル１２および／または燃焼器１６内に入る。圧縮機２４からの圧縮空気（例えば、吐出空気）の一部分は、燃焼器１６を通らずにタービン１８またはその構成部品の方に向きを変えることができる。吐出空気（例えば、冷却流体）は、ロータのバケット、ディスク、およびスペーサとともに、ステータのシュラウドおよびノズルなどのタービン構成部品を冷却するために利用することができる。シャフト２２はまた、負荷２８に接続することができ、負荷２８は、例えば、発電所の発電機または航空機のプロペラなど、乗り物または定置負荷とすることができる。負荷２８は、タービンシステム１０の回転出力によって動力を受け取ることができる任意の適切な装置を含むことができる。タービンシステム１０は、軸方向軸または軸方向３０、軸３０に向かう、または軸３０から離れる半径方向３２、および軸３０の周りの周方向３４に沿って延在することができる。一実施形態では、高温ガス構成部品（例えば、タービンシュラウド、ノズルなど）はタービン１８内に位置し、ここでは、高温ガスがこれらの構成部品にわたって流れて、タービン構成部品のクリープ、酸化、摩耗、および熱疲労を引き起こす。タービン１８は、冷却通路（例えば、表面近傍マイクロチャネル）を有する１つまたは複数のタービンシュラウドセグメント（例えば、内側タービンシュラウドセグメント）を含むことができて、（例えば、典型的なシュラウド用の冷却システムよりも少ない冷却空気を使用して）高温ガス通路構成部品の温度を制御することができて、構成部品の望ましくない状態を軽減し、構成部品の耐用寿命を（それらの意図する機能を果たしながら）延ばし、タービンシステム１０の運転に関係するコストを削減し、ガスタービンシステム１０の効率を改善する。
図２は、外側タービンシュラウドセグメント３８に結合してタービンシュラウドセグメント４０を形成する内側タービンシュラウドセグメント３６の実施形態の斜視図である。タービン１８は多数のタービンシュラウドセグメント４０を含み、それらは合体して、それぞれのタービン段の周りにそれぞれ環を形成する。特定の実施形態では、タービン１８は、タービン１８（および、タービン段）の回転軸の周りを周方向３４に配置された各タービンシュラウドセグメント４０に対して、それぞれ外側タービンシュラウドセグメント３８に結合した多数の内側タービンシュラウドセグメント３６を含むことができる。他の実施形態では、タービン１８は、タービンシュラウドセグメント４０を形成するように外側タービンシュラウドセグメント３８に結合した多数の内側タービンシュラウドセグメント３６を含むことができる。
図示のように、内側タービンシュラウドセグメント３６は、両方とも高温ガス流路４７との境界となる上流縁または前縁４４、および下流縁または後縁４６を有する本体４２を含む。本体４２はまた、両方とも前縁４４と後縁４６との間を延在する第１の側縁４８（例えば、第１のスラッシュ面）、および第１の側縁４８の反対側に配置された第２の側縁５０（例えば、第２のスラッシュ面）を含む。本体４２はさらに、前縁４４と後縁４６との間、および第１の側縁４８と第２の側縁５０との間を延在する一対の両側の横方向側面５２、５４を含む。特定の実施形態では、本体４２（具体的には、横方向側面５２、５４）は、第１の側縁４８と第２の側縁５０との間で周方向３４に、および／または、前縁４４と後縁４６との間で軸方向３０に円弧状にすることができる。横方向側面５２は、内側タービンシュラウドセグメント３６と外側タービンシュラウドセグメント３８との間で画定されたキャビティ５６と境界となるように構成される。横方向側面５４は、タービン１８内の高温ガス流路４７の方を向くように構成される。
下記でさらに詳細に説明するように、本体４２は、高温ガス流路構成部品（例えば、タービンシュラウド４０、内側タービンシュラウドセグメント３６など）を冷却するのを助けるために、横方向側面５４内に配置された複数のチャネル（例えば、冷却チャネルまたはマイクロチャネル）を含むことができる。特定の実施形態では、チャネルのいくつかは後縁４６に隣接して配置され、他のチャネルを本体４２の他の部分の横方向側面内に配置する場合も、配置しない場合もある。予備焼結プリフォーム（ＰＳＰ：ｐｒｅ−ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｐｒｅｆｏｒｍ）層５８は、ＰＳＰ層５８の第１の面６０が、本体４２と一緒になってチャネルを画定し（例えば、取り囲み）、ＰＳＰ層５８の第２の面６２が、高温ガス流路４７との境界となるように、横方向側面５４に配置する（例えば、その上にロウ付けする）ことができる。ＰＳＰ層５８は、超合金とロウ付け材料とで形成することができる。特定の実施形態では、ＰＳＰ層５８の代わりとして、本体４２と一緒になってチャネルを画定するＰＳＰではない金属板を横方向側面５４上に配置することができる。特定の実施形態では、チャネルを、横方向側面５４近くの本体４２内に完全に鋳造することができる。特定の実施形態では、ＰＳＰ層５８の代わりとして、バリアコーティングまたは熱バリアコーティングで架橋することを利用して本体４２内にチャネルを囲い込むことができる。
特定の実施形態では、本体４２は、内側タービンシュラウドセグメント３６を外側タービンシュラウドセグメント３８に結合することができるようにフック部を含む。上記のように、内側タービンシュラウドセグメント３６の横方向側面５２と外側タービンシュラウドセグメント３８はキャビティ５６を画定する。外側タービンシュラウドセグメント３８は一般に、圧縮機２４から来るタービン１８内の比較的低温の流体または空気（すなわち、高温ガス流路４７の温度より低温）に近接している。外側タービンシュラウドセグメント３８は、圧縮機２４からの冷却流体または空気を受け入れてキャビティ５６に冷却流体を供給するように通路（図示せず）を含む。下記でさらに詳細に説明するように、冷却流体は、本体４２内に配置されて横方向側面５２からチャネルに延在する入口通路を経て、内側タービンシュラウドセグメント３６の本体４２内のチャネルに流れる。（後縁に隣接しない領域に配置された）各チャネルは、自由端を有する鉤形部を含む第１の端部、および第２の端部を含む。第２の端部は、チャネル内の冷却流体の流量を調節するために調量特徴（例えば、チャネルの隣接する断面積に対して狭い断面積を有するチャネル内に延在する本体４２の部分）を含むことができる。特定の実施形態では、（第２の端部以外の）各チャネル自体が調量特徴（例えば、チャネル内に延在する本体４２の一部分を含む）として働く。他の実施形態では、鉤形部に結合した入口通路が調量特徴（例えば、入口通路内に延在する本体４２の部分）を含むことができる。特定の実施形態では、チャネル自体、第２の端部、または入口通路、またはこれらを組み合わせたものが調量特徴を含む。さらに、冷却流体は、第１の側縁４８および／または第２の側縁５０にある第２の端部を経てチャネル（および本体４２）を出る。特定の実施形態では、第１の側縁４８に隣接して配置された第１の端部と、第２の側縁５０に隣接して配置された第２の端部とを有するチャネルと、それとは反対を向く（すなわち、第１の端部が第２の側縁５０に隣接して配置され、第２の端部が第１の側縁４８に隣接して配置される）隣接のチャネルとが交互になるパターンでチャネルを配置することができる。チャネルの鉤形部によって、スラッシュ面に隣接する冷却チャネルの長さが長くなり、それによって、流量を最小に保ちながら冷却領域を大きくすることができる（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより大きい）。さらに、鉤形部によって、チャネルの直線部分の間隔をより良くすることができる。特定の実施形態では、本体４２は後縁４６に隣接して配置されたチャネルを含むが、これらのチャネルは本体４２の残りの部分に配置されたチャネルとは形状が異なる。例えば、後縁４６に隣接するチャネル（下記でさらに詳細に説明する）はそれぞれ蛇行パターンを含むことができる。チャネルの形状はまた、チャネルが塞がった場合にも十分な冷却ができるように最適化される。開示する内側タービンシュラウドセグメントの実施形態は、より少ない（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより少ない）空気で内側タービンシュラウドセグメントを冷却することを可能にし、その結果、冷却に利用される供給可能な空気に関連する損失を低減する。
図３は、ＰＳＰ層５８のない内側タービンシュラウドセグメント３６の実施形態の底面図（例えば、高温ガス流路の方を向く本体４２の横方向側面５４の図）である。図示のように、本体４２は、横方向側面５４内に配置された複数のチャネル７４（例えば、冷却チャネルまたはマイクロチャネル）を含む。本体４２は、２本から４０本以上のチャネル７４を含むことができる（図示のように、本体４２は２３本のチャネル７４を含む）。各チャネル７４は、キャビティ５６から冷却流体を受け入れるように構成される。各チャネル７４は第１の端部７６を含み、第１の端部７６は自由端８０を有する鉤形部７８を含む。各鉤形部７８は、約０．０５から４ミリメートル（ｍｍ）、０．１から３ｍｍ、１．１４から２．５ｍｍの範囲、およびそれらの間のすべての部分範囲の鉤部の転向半径を有する。下記でさらに詳細に説明するように、各鉤形部７８の自由端８０は入口通路に結合され、入口通路によってチャネル７４がキャビティ５６から冷却流体を受け入れることができる。鉤形部７８が曲がっていることによって、より多くのチャネル７４を横方向側面５４内に配置することができる。さらに、鉤形部７８によって、側縁４８、５０に隣接する冷却チャネル７４の長さが長くなり、それによって、流量を最小に保ちながら冷却領域を大きくすることができる（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより大きい）。さらに、鉤形部７８によって、チャネル７４の直線部分の間隔をより良くすることができる。さらに、鉤形部７８の折り返しによって、チャネルの直線部が、隣接するチャネルから均一に離れてシュラウドセグメント３６の本体４２の主要部を冷却することができる。特定の実施形態では、熱負荷のより高い領域では、チャネル７４の直線部の間隔をより密に詰めるように鉤形部７８を調節することができる。全体として、チャネル７４の形状はまた、チャネル７４が塞がった場合にも十分な冷却ができるように最適化される。各チャンル７４はまた第２の端部８２を含み、第２の端部８２によって、使用後の冷却流体が、矢印８４で示すように、出口孔を通って側縁４８、５０から本体４２を出ることができる。特定の実施形態では、第２の端部８２は、各チャネル７４内の冷却流体の流量を調節する（例えば、調量する）ように構成された調量特徴を含む。特定の実施形態では、各チャネル７４は第２の端部８２において分割されたチャネルを形成することができる。具体的には、本体４２の架橋部は、架橋部の上流のチャネル７４の一部分および架橋部の下流のチャネル７４の一部分を有する第２の端部８２内を各チャネル７４にわたって（例えば、前縁４４から後縁４６の方向に）延在することができる。通路は架橋部の下に延在して、架橋部の上流のチャネル７４の部分と架橋部の下流のチャネル７４の部分を流体接続する。特定の実施形態では、（第２の端部８２以外の）各チャネル７４自体が調量特徴（例えば、チャネル内に延在する本体４２の一部分を含む）として働く。他の実施形態では、鉤形部７８に結合した入口通路が調量特徴（例えば、入口通路内に延在する本体４２の部分）を含むことができる。特定の実施形態では、チャネル７４自体、第２の端部８２、または入口通路、またはこれらを組み合わせたものが調量特徴を含む。
図示のように、チャネル７４のいくつか（例えば、チャネル８６）は、側縁５０に隣接して配置された第１の端部７６の鉤形部７８、および側縁４８に隣接して配置された第２の端部８２を含み、一方、チャネル７４のいくつか（例えば、チャネル８８）は、側縁４８に隣接して配置された第１の端部７６の鉤形部７８、および側縁５０に隣接して配置された第２の端部８２を含む。特定の実施形態では、１つの側縁４８または５０に隣接して配置された鉤形部７８、および反対側の側縁４８または５０に隣接して配置された第２の端部８２（例えば、特定の実施形態では、調量特徴を有する）を有する１つのチャネル７４と、それとは反対を向く隣接のチャネル７４とが（例えば、チャネル８６、８８が）交互になるパターンでチャネル７４は配置される。図示のように、チャネル７４は、側縁４８と側縁５０との間を、前縁４４に隣接してから後縁４６に隣接するまで延在する。特定の実施形態では、チャネル７４は、側縁４８と側縁５０との間を、前縁４４と後縁４６との間の本体４２の長さ９０の約５０から９０パーセント、５０から７０パーセント、７０から９０パーセント、およびそれらのすべての部分範囲を覆って延在することができる。例えば、チャネル７４は、側縁４８と側縁５０との間を、長さ９０の約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、または９０パーセントを覆って延在することができる。これによって、側縁４８、５０の両方に沿って冷却することができるとともに、前縁４４と後縁４６との間、および側縁４８と側縁５０との間の両方の間で本体４２の実質的な部分（具体的には、高温ガス流路４７の方を向く横方向側面５４）にわたって冷却することができる。
図４は、内側タービンシュラウドセグメント３６の実施形態の上面図（例えば、キャビティ５６との境界となる横方向側面５２の図）である。図示のように、本体４２は複数の開口または穴９２を含み、これらの開口または穴９２によって冷却流体がキャビティ５６から入口通路を経てチャネル７４内に流れることができる。本体はまた、複数の開口または穴９３を含み、これらの開口または穴９３によって冷却流体がキャビティ５６から後縁４６に隣接して配置された（チャネル７４とは異なる）チャネル内に流れることができる。特定の実施形態では、入口通路は、冷却流体がチャネル７４内に流れることができるように、チャネル７４の鉤形部７８の自由端８０から横方向側面５２まで概ね半径方向３２に延在する。特定の実施形態では、入口通路は、横方向側面５４に対して傾けることができる。例えば、入口通路の角度は、約４５度と９０度との間、４５度と７０度、７０と度との間の範囲、およびそれらのすべての部分範囲とすることができる。
図５は、後縁４６に隣接してジグザグ配置の冷却チャネル１０６を有する（ＰＳＰ層５８のない）内側タービンシュラウドセグメント３６の実施形態の底面図（例えば、高温ガス流路の方を向く横方向側面５４の図）である。図示のように、本体４２は、後縁４６に隣接して横方向側面５４内に配置された複数のチャネル１０６（例えば、冷却チャネルまたはマイクロチャネル）を含む。本体４２は、２本から３０本以上のチャネル１０６を含むことができる（図示のように、本体４２は１３本のチャネル１０６を含む）。チャネル１０６は、本体４２の中心軸１０８の周りに配置される。各チャネル１０６は、キャビティ５６から第１の自由端１１０を経て冷却流体を受け入れ、矢印１１４で示すように、後縁４６の出口孔から第２の自由端１１２を経て使用後の冷却流体を排出するように構成される。特定の実施形態では、チャネル１０６は、チャネル７４に関して上記で説明したような調量特徴を含むことができる。最も内側のチャネル１１６は、後縁４６の上流から後縁４６まで中心軸１０８に沿って軸方向３０に延在する。チャネル１０６はまた、チャネル１１６を挟むチャネル１１８、チャネル１１６およびチャネル１１８を挟むチャネル１２０、チャネル１１６およびチャネル１１８、１２０を挟むチャネル１２２、チャネル１１６およびチャネル１１８、１２０、１２２を挟むチャネル１２４、チャネル１１６およびチャネル１１８、１２０、１２２、１２４を挟むチャネル１２６、ならびにチャネル１１６およびチャネル１１８、１２０、１２２、１２４、および１２６を挟むチャネル１２８を含む。チャネル１１８、１２０、１２２、１２４、１２６はそれぞれ、第１の自由端１１０を有する第１の部分１３０を含み、第１の部分１３０は、後縁４６の上流から後縁４６に向かって中心軸１０８に平行に軸方向３０に延在する。チャネル１１８、１２０、１２２、１２４、および１２６はまたそれぞれ、（後縁４６に平行であるとともに）中心軸１０８に垂直に、かつそれから離れるように延在する第２の部分１３２を有する。チャネル１１８、１２０、１２２、１２４、および１２６はさらにそれぞれ、第２の自由端１１２を有する第３の部分１３４を含み、第３の部分１３４は、後縁４６の上流から後縁４６まで中心軸１０８に平行に軸方向３０に延在する。チャネル１１８、１２０、１２２、１２４、および１２６はそれぞれ、第１の部分１３０と第２の部分１３２とを結合する第１の湾曲部１３６、および第２の部分１３２と第３の部分１３４とを結合する第２の湾曲部１３８を含む。部分１３０は互いに平行である。また、部分１３２は互いに平行である。さらに、部分１３４は互いに平行である。チャネル１２８のそれぞれは、第１の自由端１１０を有する第１の部分１４０を含み、第１の部分１４０は、（後縁４６に平行であるとともに）中心軸１０８に垂直に、かつ中心軸１０８から離れるように延在する。チャネル１２８はまたそれぞれ、第２の自由端１１２を有する第２の部分１４２を含み、第２の部分１４２は、後縁４６の上流から後縁４６まで中心軸１０８に平行に軸方向３０に延在する。チャネル１２８のそれぞれは、第１の部分１４０と第２の部分１４２とを結合する湾曲部分１４４を含む。部分１４０は部分１３２に対して平行である。また、部分１４２は部分１３４に対して平行である。チャネル１０６の全体は、後縁４６に隣接して本体４２の長さ９０の最後の約２５パーセントの中に配置することができる。特定の実施形態では、チャネル１０６は、後縁４６に隣接して本体４２の長さ９０の最後の約１５から２５パーセントの中に配置することができる。チャネル１０６によって、流量を最小に保ちながら後縁４６に隣接する冷却領域を大きくすることができる（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより大きい）。全体として、チャネル１０６の形状はまた、チャネル１０６が塞がった場合にも十分な冷却ができるように最適化される。特定の実施形態では、本体４２は、（チャネル７４、１０６の両方を含むのではなく）チャネル１０６のみを含むことができる。
図６は、後縁４６に隣接して蛇行配置の冷却チャネル１４６を有する（ＰＳＰ層５８のない）内側タービンシュラウドセグメント３６の実施形態の底面図（例えば、高温ガス流路の方を向く横方向側面５４の図）である。図示のように、本体４２は、後縁４６に隣接して横方向側面５４内に配置された複数のチャネル１４６（例えば、冷却チャネルまたはマイクロチャネル）を含む。本体４２は、２本から３０本以上のチャネル１４６を含むことができる（図示のように、本体４２は１０本のチャネル１４６を含む）。チャネル１４６は、本体４２の中心軸１０８の周りに配置される。図示のように、チャネル１４６のうちの５本は、中心軸１０８の第１の側１４８に配置され、一方、チャネル１４６の他の５本は、第１の側１４８のチャネル１４６に対して１８０度裏返した向きで（例えば、中心軸１０８に対して鏡像を形成するように）、中心軸１０８の第２の側１５０に配置される。各チャネル１４６は、キャビティ５６から第１の自由端１５２を経て冷却流体を受け入れ、矢印１５６で示すように、後縁４６の出口孔から第２の自由端１５４を経て使用後の冷却流体を排出するように構成される。特定の実施形態では、チャネル１４６は、チャネル７４に関して上記で説明したような調量特徴を含むことができる。各チャネル１４６は、第１の自由端１５２を有する第１の部分１５８を含み、第１の部分１５８は、後縁４６の上流から後縁４６に向かって中心軸１０８に平行に軸方向３０に延在する。各チャネル１４６はまた、後縁４６に隣接してから（例えば、中心軸１０８に平行に）後縁４６の上流に（例えば、方向３０の反対方向に）延在する第２の部分１６０を含む。各チャネル１４６はさらに、後縁４６の上流から後縁４６まで中心軸１０８に平行に軸方向３０に延在する第３の部分１６２を含む。第１、第２、および第３の部分１５８、１６０、１６２は互いに平行である。図示のように、第１、第２、および第３の部分１５８、１６０、１６２は直線状である。第２の部分１６０は、第１の部分１５８と第３の部分１６２との間に配置される。第１の部分１５８は、第２および第３の部分１６０、１６２より中心軸１０８の近くに位置する。各チャネル１４６はまた、後縁４６に隣接して配置されて、第１の部分１５８と第２の部分１６０とを結合する第１の湾曲部１６４を含む。各チャネル１４６はさらに、後縁４６の上流に配置されて、第２の部分１６０と第３の部分１６２とを結合する第２の湾曲部１６６を含む。このように、図示のように、各チャネル１４６は蛇行パターンを含む。チャネル１４６の全体は、後縁４６に隣接して本体４２の長さ９０の最後の約２５パーセントの中に配置することができる。特定の実施形態では、チャネル１４６は、後縁４６に隣接して本体４２の長さ９０の最後の約１５から２５パーセントの中に配置することができる。チャネル１４６によって、流量を最小に保ちながら後縁４６に隣接する冷却領域を大きくすることができる（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより大きい）。全体として、チャネル１４６の形状はまた、チャネル１４６が塞がった場合にも十分な冷却ができるように最適化される。特定の実施形態では、本体４２は、（チャネル７４、１４６の両方を含むのではなく）チャネル１４６のみを含むことができる。
図７は、線７−７に沿って切り取った図５の内側タービンシュラウドセグメント３６の一部分の実施形態の断面斜視図である（入口通路１６８およびチャネル１０６は破線で示されている）。図示のように、冷却流体がチャネル１０６内に流れることができるように、入口通路１６８（破線で示す）は、チャネル１０６の第１の部分１３０、１４０の自由端１１０から横方向側面５２（例えば、開口９３）まで概ね半径方向３２に延在する。チャネル１４６（例えば、第１の部分１５８の自由端１５２）もまた、通路１６８と同様な入口通路に結合することができる。特定の実施形態では、入口通路１６８は、横方向側面５４に対して傾けることができる。例えば、入口通路１６８の角度は、約４５度と９０度との間、４５度と７０度、７０と度との間の範囲、およびそれらのすべての部分範囲とすることができる。また、図７に示すように、後縁４６から使用後の冷却流体を吐出するためにチャネル１０６（または、チャネル１４６）のための出口孔１７０がある。
図８は、内側タービンシュラウドセグメント３６を製造するための方法１７２の実施形態の流れ図である。方法１７２は、本体４２を鋳造するステップ（ブロック１７４）を含む。方法１７２はまた、本体４２のガス通路面を研磨するステップ（ブロック１７６）を含む。具体的には、高温ガス流路４７の方を向くように構成された横方向側面５４を研磨して、第１の側縁４８と第２の側縁５０との間を周方向３４に、かつ／または、前縁４４と後縁４６との間を軸方向３０に円弧状にすることができる。方法１７２はさらに、本体４２の横方向側面５４内にチャネル７４、１０６、１４６を形成（例えば、機械加工、放電加工など）するステップ（ブロック１７８）を含む。方法１７２はさらに、任意に、出口特徴、あるいは、チャネル７４の第２の端部８２（または、チャネル１０６、１４６に対してはそれぞれ部分１３４、１６２）において出口孔を穿孔または放電加工すべき場所を示す出口標示特徴を形成（例えば、機械加工、放電加工など）するステップ（ブロック１８０）を含む。方法１７２はさらに、横方向側面５２からチャネル７４の第１の端部７６の鉤形部７８の自由端８０まで入口通路、および／または、チャネル１０６、１４６までの入口通路１６８を形成（例えば、機械加工、放電加工など）するステップ（ブロック１８２）を含む。方法１７２は、内側タービンシュラウドセグメント３６の製造中にチャネル７４、１０６、１４６内に細片が入るのを防ぐために、入口通路９４、１６８の開口または穴９２、９３をマスキングするステップ（ブロック１８４）を含む。方法１７２は、ＰＳＰ層５８の第１の面６０が、本体４２と一緒になってチャネル７４、１０６、１４６を画定し（例えば、取り囲み）、ＰＳＰ層５８の第２の面６２が高温ガス流路４７との境界となるように、ＰＳＰ層５８を横方向側面５４上にロウ付けするステップ（ブロック１８６）を含む。特定の実施形態では、ＰＳＰ層５８の代わりとして、本体４２と一緒になってチャネル７４、１０６、および１４６を画定するＰＳＰではない金属板を横方向側面５４上に配置することができる。特定の実施形態では、ＰＳＰ層５８の代わりとして、バリアコーティングまたはＴＢＣ（ｔｈｅｒｍａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ：熱バリアコーティング）で架橋することを利用して本体４２内にチャネル７４、１０６、１４６を囲い込むことができる。方法１７２はまた、本体４２へのＰＳＰ層５８のロウ付けを検査するステップ（ブロック１８８）を含む。方法１７２はさらに、スラッシュ面（例えば、側縁４８、５０）を加工するステップ（ブロック１９０）を含む。方法１７２はさらに、入口通路９４、１６８の開口９２、９３からマスキングを除去するステップ（ブロック１９２）を含む。方法１７２はさらに、冷却流体が側縁４８、５０および／または出口孔１７０（例えば、出口調量孔）を出ることができるように、チャネル７４の第２の端部８２の出口孔を形成（機械加工、放電加工など）するステップ（ブロック１９４）を含む。特定の実施形態では、チャネル７４、１０６、１４６、調量特徴、および入口通路９４は本体４２内に鋳造することができる。
開示した実施形態の技術的効果は、内側タービンシュラウドセグメント３６の後縁４６を冷却するためのシステムおよび方法を提供することを含む。具体的には、内側タービンシュラウドセグメント３６は横方向側面５４上に表面近傍マイクロチャネル１４６を含み、それらはＰＳＰ層５８によって本体４２内に取り囲まれている。チャネル１４６は入口通路１６８に結合された自由端１１０を含んで、冷却流体がチャネル１４６内に流れて内側タービンシュラウドセグメント３６の後縁４６を冷却できるようになっている。チャネル１４６はまた、調量特徴を含んで、チャネル１４６内の冷却流体の流量を調節することができるようになっている。チャネル１４６の蛇行形状によって、流量を最小に保ちながら後縁４６に隣接した冷却領域を大きくすることができる（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより大きい）。チャネル１４６の形状はまた、チャネル１４６が塞がった場合にも十分な冷却ができるように最適化される。開示した内側タービンシュラウドセグメント３６の実施形態は、より少ない（例えば、典型的なタービンシュラウド用の冷却システムより少ない）空気で内側タービンシュラウドセグメント３６の後縁４６を冷却することを可能にし、その結果、冷却に利用される供給可能な空気に関連する損失を低減する。
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本主題を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本主題を実施できるように説明している。本主題の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
ガスタービンエンジン（１０）のタービンセクション（１８）に使用するためのシュラウドセグメント（４０）であって、
前縁（４４）、後縁（４６）、第１の側縁（４８）、第２の側縁（５０）、ならびに前記前縁（４４）と前記後縁（４６）との間、および前記第１の側縁（４８）と前記第２の側縁（５０）との間の一対の両側の横方向側面（５２、５４）を含む本体（４２）であって、前記一対の両側の横方向側面（５２、５４）の第１の横方向側面（５２）が、冷却流体を有するキャビティ（５６）との境界となるように構成され、前記一対の両側の横方向側面（５２、５４）の第２の横方向側面（５４）が、高温ガス流路（４７）の方を向く、本体（４２）と、
前記後縁（４６）に隣接して前記第２の横方向側面（５４）上に前記本体（４２）内に配置された少なくとも１つのチャネルであって、前記後縁（４６）の上流から前記後縁（４６）に向かって、前記前縁（４４）から前記後縁（４６）への第１の方向に延在する第１の部分、前記後縁（４６）から前記後縁（４６）の上流に、前記後縁（４６）から前記前縁（４４）への第２の方向に延在する第２の部分、および前記後縁（４６）の上流から前記後縁（４６）に向かって、前記第１の方向に延在する第３の部分を備える少なくとも１つのチャネルとを備え、
前記少なくとも１つのチャネルが、前記冷却流体を前記キャビティ（５６）から受け入れて前記後縁（４６）を冷却するように構成される、シュラウドセグメント（４０）。
［実施態様２］
前記第１、第２、および第３の部分が直線状である、実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様３］
前記少なくとも１つのチャネルが、前記第１の部分を前記第２の部分に結合する、前記後縁（４６）に隣接した第１の湾曲部分を備える、実施態様２に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様４］
前記少なくとも１つのチャネルが、前記第２の部分を前記第３の部分に結合する、前記後縁（４６）の上流の第２の湾曲部分を備える、実施態様３に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様５］
前記第１、第２、および第３の部分が互いに平行である、実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様６］
前記少なくとも１つのチャネルが蛇行パターンに配置される、実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様７］
前記第１の部分が第１の自由端を備え、前記第１の自由端に結合され、前記第１の自由端から前記第１の横方向側面（５２）に半径方向（３２）に延在する入口通路（１６８）を前記シュラウドセグメント（４０）が備え、前記入口通路（１６８）が前記キャビティ（５６）から前記少なくとも１つのチャネルに前記冷却流体を供給するように構成される、実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様８］
前記第３の部分が、前記後縁（４６）に配置された第２の自由端を備え、前記少なくとも１つのチャネルが、前記冷却流体を前記第２の自由端を経て前記後縁（４６）において前記本体（４２）から排出するように構成される、実施態様７に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様９］
前記第１の部分が、前記第２および第３の部分より、前記前縁（４４）から前記後縁（４６）に延在する前記本体（４２）の中心軸の近くに位置する、実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様１０］
前記第２の部分が、前記第３の部分より前記中心軸の近くに位置する、実施態様９に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様１１］
前記少なくとも１つのチャネルが前記本体（４２）内に放電加工される、実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様１２］
前記本体（４２）が、前記前縁（４４）から前記後縁（４６）までの長さを有し、前記少なくとも１つのチャネルの全体が前記長さの最後の４分の１以内に配置される、実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様１３］
前記第２の横方向側面（５４）上にロウ付けされた予備焼結プリフォーム層（５８）を備える実施態様１に記載のシュラウドセグメント（４０）であって、前記予備焼結プリフォーム層（５８）が、前記高温ガス流路（４７）との境界となるように構成された第１の面、および前記本体（４２）と一緒になって前記少なくとも１つのチャネルを画定する第２の面を備える、シュラウドセグメント（４０）。
［実施態様１４］
圧縮機（２４）と、
燃焼システム（１６）と、
タービンセクション（１８）と
を備えるガスタービンエンジン（１０）であって、前記タービンセクション（１８）が、
外側ケーシング（１９）と、
前記外側ケーシング（１９）に結合した外側シュラウドセグメント（３８）と、
前記圧縮機（２４）から冷却流体を受け入れるように構成されたキャビティ（５６）を形成するように前記外側シュラウドセグメント（３８）に結合した内側シュラウドセグメント（３６）とを備え、前記内側シュラウドセグメント（３６）が、
前縁（４４）、後縁（４６）、第１の側縁（４８）、第２の側縁（５０）、ならびに前記前縁（４４）と前記後縁（４６）との間、および前記第１の側縁（４８）と第２の側縁（５０）との間の一対の両側の横方向側面（５２、５４）を含む本体（４２）であって、前記一対の両側の横方向側面（５２、５４）の第１の横方向側面（５２）が、前記キャビティ（５６）との境界となるように構成され、前記一対の両側の横方向側面（５２、５４）の第２の横方向側面（５４）が、高温ガス流路（４７）の方を向く、本体（４２）と、
前記後縁（４６）に隣接して前記第２の横方向側面（５４）上に前記本体（４２）内に配置された複数のチャネルであって、各チャネルが蛇行パターンに配置される、複数のチャネルとを備え、
前記複数のチャネルが、前記冷却流体を前記キャビティ（５６）から受け入れて前記後縁（４６）を冷却するように構成される、ガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１５］
前記複数のチャネルの各チャネルが、第１の自由端および第２の自由端を備え、前記内側シュラウドセグメント（３６）が、前記複数のチャネルの各チャネルのそれぞれの第１の自由端に結合された複数の入口通路（１６８）のそれぞれの入口通路（１６８）を備え、前記複数の入口通路（１６８）が前記それぞれの第１の自由端から前記横方向側面（５２）に延在し、前記複数の入口通路（１６８）が前記キャビティ（５６）から前記複数のチャネルに前記冷却流体を供給するように構成される、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１６］
前記複数のチャネルの各第２の自由端が前記後縁（４６）に配置され、前記複数のチャネルが、前記冷却流体を前記第２の自由端を経て前記後縁（４６）において前記本体（４２）から排出するように構成される、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１７］
前記本体（４２）が、前記前縁（４４）から前記後縁（４６）までの長さを有し、前記複数のチャネルの全体が前記長さの最後の４分の１以内に配置される、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１８］
前記第２の横方向側面（５４）上にロウ付けされた予備焼結プリフォーム層（５８）を備える実施態様１４に記載のガスタービンエンジン（１０）であって、前記予備焼結プリフォーム層（５８）が、前記高温ガス流路（４７）との境界となるように構成された第１の面、および前記本体（４２）と一緒になって前記複数のチャネルを画定する第２の面を備えるガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１９］
ガスタービンエンジン（１０）のタービンセクション（１８）に使用するためのシュラウドセグメント（４０）であって、
前縁（４４）、後縁（４６）、第１の側縁（４８）、第２の側縁（５０）、ならびに前記前縁（４４）と前記後縁（４６）との間、および前記第１の側縁（４８）と前記第２の側縁（５０）との間の一対の両側の横方向側面（５２、５４）を含む本体（４２）であって、前記一対の両側の横方向側面（５２、５４）の第１の横方向側面（５２）が、冷却流体を有するキャビティ（５６）との境界となるように構成され、前記一対の両側の横方向側面（５２、５４）の第２の横方向側面（５４）が、高温ガス流路（４７）の方を向く、本体（４２）と、
前記後縁（４６）に隣接して前記第２の横方向側面（５４）上に前記本体（４２）内に配置された複数のチャネルであって、各チャネルが蛇行パターンに配置され、各チャネルが前記後縁（４６）の上流に配置された自由端を備える、複数のチャネルと、
複数の入口通路（１６８）であって、前記複数の入口通路（１６８）のそれぞれの入口通路（１６８）が、前記後縁（４６）の上流の前記複数のチャネルの各チャネルのそれぞれの自由端に結合され、前記それぞれの入口通路（１６８）が前記それぞれの自由端から前記横方向側面（５２）に延在し、前記それぞれの入口通路（１６８）が前記キャビティ（５６）から前記各チャネルに前記冷却流体を供給して前記後縁を冷却するように構成される、複数の入口通路（１６８）と
を備えるシュラウドセグメント（４０）。
［実施態様２０］
前記本体（４２）が、前記前縁（４４）から前記後縁（４６）までの長さを有し、前記複数のチャネルの全体が前記長さの最後の４分の１以内に配置される、実施態様１９に記載のシュラウドセグメント（４０）。
１０ タービンシステム
１２ 燃料ノズル
１４ 供給燃料
１６ 燃焼器
１８ タービン
１９ タービンケーシング
２０ 排気出口
２２ シャフト
２４ 圧縮機
２６ 吸気口
２８ 負荷
３０ 軸方向
３２ 半径方向
３４ 周方向
３６ 内側タービンシュラウドセグメント
３８ 外側タービンシュラウドセグメント
４０ タービンシュラウドセグメント
４２ 本体
４４ 前縁
４６ 後縁
４７ 高温ガス流路
４８ 第１の側縁
５０ 第２の側縁
５２ 横方向側面
５４ 横方向側面
５６ キャビティ
５８ 予備焼結プリフォーム層
６０ 第１の面
６２ 第２の面
７４ チャネル
７６ 第１の端部
７８ 鉤形部
８０ 自由端
８２ 第２の端部
８４ 矢印
８６ チャネル
８８ チャネル
９０ 長さ
９２ 開口
９３ 開口
９４ 入口通路
１０６ チャネル
１０８ 中心軸
１１０ 第１の自由端
１１２ 第２の自由端
１１４ 矢印
１１６ 最も内側のチャネル
１１８ チャネル
１２０ チャネル
１２２ チャネル
１２４ チャネル
１２６ チャネル
１２８ チャネル
１３０ 第１の部分
１３２ 第２の部分
１３４ 第３の部分
１３６ 第１の湾曲部
１３８ 第２の湾曲部
１４０ 第１の部分
１４２ 第２の部分
１４４ 湾曲部分
１４６ チャネル
１４８ 第１の側
１５０ 第２の側
１５２ 第１の自由端
１５４ 第２の自由端
１５６ 矢印
１５８ 第１の部分
１６０ 第２の部分
１６２ 第３の部分
１６４ 第１の湾曲部
１６６ 第２の湾曲部
１６８ 入口通路
１７０ 出口孔
１７２ 方法
１７４ ステップ
１７６ ステップ
１７８ ステップ
１８０ ステップ
１８２ ステップ
１８４ ステップ
１８６ ステップ
１８８ ステップ
１９０ ステップ
１９２ ステップ
１９４ ステップ

Claims (12)

  1. ガスタービンエンジン（１０）のタービンセクション（１８）に使用するためのシュラウドセグメント（４０）であって、当該シュラウドセグメント（４０）が、
    前縁（４４）、後縁（４６）、第１の側縁（４８）、第２の側縁（５０）、並びに前縁（４４）と後縁（４６）との間及び第１の側縁（４８）と第２の側縁（５０）との間の一対の横方向側面（５２，５４）を含む本体（４２）であって、前記一対の横方向側面（５２，５４）の第１の横方向側面（５２）が、冷却流体を有するキャビティ（５６）との境界をなすように構成され、前記一対の横方向側面（５２，５４）の第２の横方向側面（５４）が、高温ガス流路（４７）の方を向く、本体（４２）と、
    後縁（４６）に隣接して第２の横方向側面（５４）上に前記本体（４２）内に配置された少なくとも１つの第１のチャネル（１０６，１４６）と
    を備えており、
    前記少なくとも１つの第１のチャネルが、後縁（４６）の上流から後縁（４６）に向かって延在する第１の部分（１５８）、後縁（４６）から後縁（４６）の上流に向かって延在する第２の部分（１６０）及び後縁（４６）の上流から後縁（４６）に向かって延在する第３の部分（１６２）を備えているか、或いは
    前記少なくとも１つの第１のチャネルが、後縁（４６）の上流から後縁（４６）に向かって延在する第１の部分（１３０）、後縁（４６）と平行に延在する第２の部分（１３２）及び後縁（４６）の上流から後縁（４６）に向かって延在する第３の部分（１３４）を備えており、
    前記少なくとも１つの第１のチャネルが、前記キャビティ（５６）から冷却流体を受け入れて後縁（４６）を冷却するように、第１の部分（１３０，１５８）の第１の自由端（１１０，１５２）を介して前記キャビティ（５６）に結合しており、前記少なくとも１つの第１のチャネルは、冷却流体が、第１の部分を通して前縁（４４）から後縁（４６）に向かう第１の方向に、第２の部分を通して後縁（４６）から前縁（４４）に向かう第２の方向又は後縁と平行に、かつ第３の部分を通して第１の方向に流れるように構成されており、
    当該シュラウドセグメント（４０）が、
    後縁（４６）に隣接していない領域の第２の横方向側面（５４）上に前記本体（４２）内に配置された少なくとも１つの第２のチャネル（７４）であって、第１の側縁（４８）及び第２の側縁（５０）の一方に隣接した自由端（８０）を有する鉤形部（７８）を含む第１の端部（７６）、及び第１の側縁（４８）及び第２の側縁（５０）の他方まで延在する第２の端部（８２）を備える少なくとも１つの第２のチャネル（７４）
    をさらに備えており、
    前記少なくとも１つの第２のチャネル（７４）が、前記キャビティ（５６）から冷却流体を受け入れて第１の側縁（４８）及び第２の側縁（５０）を冷却するように、前記鉤形部（７８）の自由端（８０）に結合した第２の入口通路を介して前記キャビティ（５６）に結合している、シュラウドセグメント（４０）。
  2. 前記少なくとも１つの第１のチャネルの第１の部分、第２の部分及び第３の部分が直線状である、請求項１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  3. 前記少なくとも１つの第１のチャネルが、第１の部分を第２の部分に結合する、後縁（４６）に隣接した第１の湾曲部分を備える、請求項２に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  4. 前記少なくとも１つの第１のチャネルが、第２の部分を第３の部分に結合する、後縁（４６）の上流の第２の湾曲部分を備える、請求項３に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  5. 前記少なくとも１つの第１のチャネルの第１の部分、第２の部分及び第３の部分が互いに平行である、請求項１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  6. 前記少なくとも１つの第１のチャネルが蛇行パターンに配置される、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  7. 当該シュラウドセグメント（４０）が、前記少なくとも１つの第１のチャネルの第１の部分の第１の自由端に結合した第１の入口通路（１６８）であって、第１の自由端から第１の横方向側面（５２）に半径方向（３２）に延在する第１の入口通路（１６８）を備えており、第１の入口通路（１６８）が前記キャビティ（５６）から前記少なくとも１つの第１のチャネルに冷却流体を供給するように構成されており、前記少なくとも１つの第１のチャネルの第３の部分が、後縁（４６）に配置された第２の自由端を備え、前記少なくとも１つの第１のチャネルが、冷却流体を第２の自由端を経て後縁（４６）において前記本体（４２）から排出するように構成されている、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  8. 前記少なくとも１つの第１のチャネルの第１の部分が、前記少なくとも１つの第１のチャネルの第２の部分及び第３の部分よりも、前縁（４４）から後縁（４６）に延在する前記本体（４２）の中心軸の近くに位置する、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  9. 前記少なくとも１つの第１のチャネルの第２の部分が、前記少なくとも１つの第１のチャネルの第３の部分よりも前記中心軸の近くに位置する、請求項８に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  10. 前記本体（４２）が、前縁（４４）から後縁（４６）までの長さを有し、前記少なくとも１つの第１のチャネルがすべて、後縁（４６）から前記長さの４分の１までの領域に配置される、請求項１に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  11. 当該シュラウドセグメント（４０）が、第２の横方向側面（５４）上にロウ付けされた予備焼結プリフォーム層（５８）を備えており、前記予備焼結プリフォーム層（５８）が、前記高温ガス流路（４７）との境界をなすように構成された第１の面及び前記本体（４２）と一緒になって前記少なくとも１つの第１のチャネル及び前記少なくとも１つの第２のチャネルを画定する第２の面を備える、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のシュラウドセグメント（４０）。
  12. 圧縮機（２４）と、
    燃焼システム（１６）と、
    タービンセクション（１８）と
    を備えるガスタービンエンジン（１０）であって、前記タービンセクション（１８）が、外側ケーシング（１９）と、前記外側ケーシング（１９）に結合した外側シュラウドセグメント（３８）と、前記圧縮機（２４）から冷却流体を受け入れるように構成されたキャビティ（５６）を形成するように前記外側シュラウドセグメント（３８）に結合した内側シュラウドセグメント（３６）とを備えており、前記内側シュラウドセグメント（３６）が請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のシュラウドセグメント（４０）を含む、ガスタービンエンジン（１０）。
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