JP7073039B2

JP7073039B2 - 多重壁翼のための冷却回路

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Description

本開示は、一般的には、タービンシステムに関し、より詳細には、多重壁翼の先端領域のための冷却回路に関する。

ガスタービンシステムは、発電のような分野で広く利用されているターボ機関の１例である。従来のガスタービンシステムは、圧縮機セクション、燃焼器セクション及びタービンセクションを備えている。ガスタービンシステムの作動中、タービン翼のようなシステム内の様々な部品が高温の流れに付され、部品の故障の原因となりかねない。一般に、流れの温度が高いほど、ガスタービンシステムの性能、効率及び発電出力は向上するので、ガスタービンシステムを上昇した温度で作動できるように高温の流れに付される部品を冷却すると有益である。

タービン翼は、一般に、複雑に入り組んだ部冷却チャネルを有する。例えば、ガスタービンシステムの圧縮機によって供給される冷却空気を内部冷却チャネルに流してタービン翼を冷却することができる。

多重壁タービン翼冷却システムは、内部壁近傍冷却回路を有することができる。そのような壁近傍冷却回路は、例えば、多重壁翼の外壁に隣接する壁近傍冷却チャネルを有することができる。壁近傍冷却チャネルは典型的には小さく、必要な冷却流が少なくて済むが、効果的な冷却を起こすために充分な速度を依然として維持する。その他に、典型的には大きくて冷却効率の低い多重壁翼の内部チャネルを冷却空気源として用いることができ、「使用済の」冷却流を集めて多重壁翼の低熱負荷領域に再分配するための１以上の再利用回路に用いることができる。多重壁翼の先端で、壁近傍冷却チャネル及び低冷却効率の内部チャネルは、非常に高い熱負荷にさらされる。

米国特許出願公開第２０１５／００５９３５５号公報

本開示の第１の態様は、第１の方向に延在する第１の脚、第２の方向に延在する第２の脚及び第１の脚と第２の脚とを流体接続する反転部を有するサーペンタイン冷却回路と、サーペンタイン冷却回路に冷却空気を供給するための給気キャビティとを有し、サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁翼の１以上の中央プレナムから半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の１以上の中央プレナムを少なくとも部分的に覆っており、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組から半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組を少なくとも部分的に覆っている、冷却システムを提供する。

本開示の第２の態様は、多重壁タービン翼であって、多重壁タービン翼内に設けられた冷却システムであって、第１の方向に延在する第１の脚、第２の方向に延在する第２の脚及び第１の脚と第２の脚とを流体接続する反転部を有するサーペンタイン冷却回路と、サーペンタイン冷却回路に冷却空気を供給するための給気キャビティとを有する冷却システムを有し、サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁タービン翼の１以上の中央プレナムから半径方向外側に延在しているとともに多重壁タービン翼の１以上の中央プレナムを少なくとも部分的に覆っており、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、多重壁タービン翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組から半径方向外側に延在しているとともに多重壁タービン翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組を少なくとも部分的に覆っている、多重壁タービン翼を提供する。

本開示の第３の態様は、圧縮機部品、燃焼器部品及びタービン部品を含むガスタービンシステムであって、タービン部品が複数のタービン動翼を有し、タービン動翼の１以上が多重壁翼を有する、ガスタービンシステムと、多重壁翼内に設けられた冷却システムであって、第１の方向に延在する第１の脚及び第２の方向に延在する第２の脚を有するサーペンタイン冷却回路、並びにサーペンタイン冷却回路に冷却空気を供給するための給気キャビティを有する冷却システムとを備えるタービン機関であって、サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁翼の１以上の中央プレナムから半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の１以上の中央プレナムを少なくとも部分的に覆っており、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組から半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組を少なくとも部分的に覆っている、タービン機関を提供する。

本開示に記載された態様は、本明細書に記載された課題及び／又は考察されていない他の課題を解決する。

本開示の上記その他の特徴は、本開示の様々な実施形態を表す添付の図面と併せて本開示の様々な態様に関する以下の詳細な説明から、容易に理解されるであろう。

実施形態に係る多重壁翼を備えるタービン動翼の斜視図である。様々な実施形態に係る図１の多重壁翼の矢視Ａ－Ａ断面図である。様々な実施形態に係る図１の多重壁翼の先端領域の矢視Ｂ－Ｂ断面図である。様々な実施形態に係る図１の多重壁翼の先端領域の矢視Ｂ－Ｂ断面図である。様々な実施形態に係る図１の多重壁翼の先端領域の矢視Ｂ－Ｂ断面図である。様々な実施形態に係る２パスサーペンタイン冷却回路の一部分を形成するための例示的な方法を表す。様々な実施形態に係る２パスサーペンタイン冷却回路の一部分を形成するための例示的な方法を表す。様々な実施形態に係る２パスサーペンタイン冷却回路の一部分を形成するための例示的な方法を表す。様々な実施形態に係るガスタービンシステムの模式図である。

本開示の図面は、縮尺通りでないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様を表すものにすぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。図面において、図面間で、類似の符号は類似の構成要素を表す。

図面（例えば図９）において、「Ａ」軸は、軸の向きを表す。本明細書で用いる「軸方向」という用語は、ターボ機関（特に、ロータセクション）の回転軸と実質的に平行な軸Ａに沿った、物の相対的な位置／方向を示す。さらに本明細書で用いる「半径方向」という用語は、軸Ａに実質的に垂直でありかつ１箇所でのみ軸Ａに交差する、軸（ｒ）に沿った、物の相対的な位置／方向を示す。さらに、「周方向」という用語は、軸Ａを取り囲み、かつ、いかなる場所でも軸Ａと交差しない円周（ｃ）に沿った、物の相対的な位置／方向を示す。

上述の通り、本開示は、一般的には、タービンシステムに関し、より詳細には、多重壁翼の先端領域を冷却するための冷却回路に関する。

実施形態では、冷却回路は、低冷却効率の内部チャネルに遮蔽を提供するとともに冷却フィルムを提供しつつ、ガスタービンエンジンの多重壁翼の先端領域を冷却するように構成されている。遮蔽は、高冷却効率の壁近傍冷却チャネルにも提供することができる。冷却回路は２パスサーペンタイン冷却回路を含んでいてもよく、２パスサーペンタイン冷却回路には、低冷却効率の内部チャネル又は壁近傍冷却チャネルから冷却空気を送り込むことができる。空気は冷却回路を通過して対流冷却をもたらし、多重壁翼の先端領域を冷却する冷却フィルムとして排出される。

図１は、タービン動翼２の斜視図を示す。タービン動翼２は、シャンク４と、シャンク４に結合しかつシャンク４から半径方向外側に延在する多重壁翼６とを含む。多重壁翼６は、正圧側面８、反対側の負圧側面１０及び先端領域１２を有する。多重壁翼６は、正圧側面８と負圧側面１０との間の前縁１４及び前縁１４とは反対側にある正圧側面８と負圧側面１０との間の後縁１６をさらに有する。

シャンク４及び多重壁翼６は、各々、１種以上の金属（例えば、鋼、鋼合金等）で形成することができ、従来の方法に従って形成することができる（例えば、鋳造、鍛造又はその他の機械加工）。シャンク４及び多重壁翼６は、一体的に形成する（例えば、鋳造、鍛造又は三次元プリント等）こともできるし、或いは別個の部品として形成した後で接合（例えば、溶接、ろう付け、接合又は他の結合機構）してもよい。

図２は、図１の線Ａ－Ａに沿って観た多重壁翼６の断面図である。図に示す通り、多重壁翼６は、例えば、複数の高効率壁近傍冷却チャネル１８と１以上の低冷却効率内部チャネル２０（以下、「中央プレナム」という。）とを含む冷却チャネルの配置３０を有することができる。様々な冷却回路は、壁近傍冷却チャネル１８と中央プレナム２０との様々な組合せを用いて提供することができる。

２パスサーペンタイン冷却回路４０を含む実施形態を図３に示すが、図３は、図１の線Ｂ－Ｂに沿って観た多重壁翼６の断面図である。２パスサーペンタイン冷却回路４０は、図２に示す冷却チャネルの配置３０に対して、多重壁翼６に沿って半径方向外側（例えば、多重壁翼６の先端領域１２の近傍）に位置している。この点で、図２と図３を対比すると、２パスサーペンタイン冷却回路４０は、（例えばガスタービン内で）多重壁翼６の回転中に、多重壁翼６の先端領域１２で典型的に生じる非常に高い熱負荷から、中央プレナム２０及び壁近傍冷却チャネル１８の少なくともいくつかを効果的に「遮蔽」する。

２パスサーペンタイン冷却回路４０は、中央プレナム２０の上方に延在しかつ中央プレナムを少なくとも部分的に覆っている第１の脚４２を含んでいる。第１の脚４２は、多重壁翼６の、前方給気キャビティ４４から後縁１６に向かって後方へ延在している。図３では、中央プレナム２０の全体の上方に延在しているように示してあるが、２パスサーペンタイン冷却回路４０の第１の脚４２は、一般的に、複数の中央プレナム２０の１以上の上方に延在する。

２パスサーペンタイン冷却回路４０は、多重壁翼６の正圧側面８に隣接して設けられた壁近傍冷却チャネル１８の組（例えば１又は複数）の上方に延在し、かつその壁近傍冷却チャネル１８の組（例えば１又は複数）を少なくとも部分的に覆う第２の脚４６をさらに含んでいる。多重壁翼６の後縁１６に隣接して設けられた反転部４５は、２パスサーペンタイン冷却回路４０の第１の脚４２と第２の脚４６とを流体接続する。第２の脚４６は、反転部４５から多重壁翼６の前縁１４に向かって延在している。図２と図３を対比すると、この実施形態では、第２の脚４６は、多重壁翼６の正圧側面８に隣接して設けられた壁近傍冷却チャネル１８の全体の上方に延在していることがわかる。しかし、一般的に、２パスサーペンタイン冷却回路４０の第２の脚４６は、多重壁翼６の正圧側面８に隣接して設けられた複数の壁近傍冷却チャネル１８の１以上の上方に延在することができる。

冷却空気は、給気キャビティ４４を介して２パスサーペンタイン冷却回路４０の第１の脚４２に供給される。給気キャビティ４４は、中央プレナム２０の１以上に流体接続され、中央プレナム２０の１以上から冷却空気を受けることができる。他の実施形態では、給気キャビティ４４は、壁近傍冷却チャネル１８の１以上に流体接続され、壁近傍冷却チャネル１８の１以上から冷却空気を受けることができる。この実施形態において、いずれの場合も、給気キャビティ４４は、多重壁翼６の前縁１４の近くに設けられている。

図３を図１及び図２と併せて参照すると、冷却空気は、給気キャビティ４４から（例えば、図３の頁から飛び出して）第１の脚４２へと流れ、反転部４５を通り、第２の脚４６へと流れる。２パスサーペンタイン冷却回路４０の第１及び第２の脚４２，４６及び反転部４５において、冷却空気は、多重壁翼６の先端領域１２の隣接部から熱を（例えば、対流を介して）吸収して、その下方の壁近傍冷却チャネル１８及び中央プレナム２０を過度の熱から遮蔽する。冷却空気は、第１及び第２の脚４２，４６から１以上の先端フィルムチャネル４８を通して流出する（例えば、図３の頁から飛び出す方向に）。冷却空気は、先端フィルムチャネル４８によって、多重壁翼６の先端２２に導かれる。冷却空気は先端フィルム２４として多重壁翼６の先端２２から排出され、先端フィルム冷却をもたらす。また、冷却空気は、第２の脚４６から１以上の正圧側面フィルムチャネル５０を通して多重壁翼６の正圧側面８に排出され、正圧側面フィルム冷却用のフィルム５２をもたらす。

冷却空気は、また、壁近傍冷却チャネル１８の１以上から先端フィルム冷却をもたらす先端２２へ排出してもよい。例えば、図３に示す通り、多重壁翼６の負圧側面１０に隣接する壁近傍冷却チャネル１８の１以上を、１以上の先端フィルムチャネル５４によって多重壁翼６の先端２２に流体接続してもよい。冷却空気は先端フィルムチャネル５４から排出（図３の頁から飛び出し）て、先端フィルム冷却用の先端フィルム２４をもたらす。

他の実施形態では、多重壁翼６の後縁１６に隣接して設けられた後部給気キャビティ１４４を用いて、２パスサーペンタイン冷却回路１４０に冷却空気を供給してもよい。そのような構成を、図１及び図２と併せて参照される、図４に示す。

図４に示す２パスサーペンタイン冷却回路１４０は、中央プレナム２０の上方に延在し中央プレナム２０を少なくとも部分的に覆う第１の脚１４２を含んでいる。第１の脚１４２は、後部給気キャビティ１４４から多重壁翼６の前縁１４に向かって前方へ延在する。２パスサーペンタイン冷却回路１４０の第２の脚１４６は、多重壁翼６の正圧側面８に隣接して設けられた壁近傍冷却チャネル１８の組（例えば１又は複数）の上方に延在する。多重壁翼６の前縁１４に隣接して設けられた反転部１４５は、２パスサーペンタイン冷却回路１４０の第１の脚１４２と第２の脚１４６とを流体接続する。第２の脚１４６は、反転部１４５から多重壁翼６の後縁１６に向かって延在している。

給気キャビティ１４４は、中央プレナム２０の１以上又は壁近傍冷却チャネル１８の１以上に流体接続され、中央プレナム２０の１以上又は壁近傍冷却チャネル１８の１以上から冷却空気を受けることができる。図３に示す実施形態と同様に、図４に示す２パスサーペンタイン冷却回路１４０は、多重壁翼６の先端領域１２で典型的に生じる非常に高い熱負荷から、中央プレナム２０及び正圧側面の壁近傍冷却チャネル１８の少なくともいくつかを遮蔽するように構成されている。さらに、図４に示す２パスサーペンタイン冷却回路１４０は、それぞれ先端フィルム冷却及び正圧側面フィルム冷却のための先端フィルム２４及び正圧側面フィルム５２をもたらすように構成されている。

さらに他の実施形態では、図１及び図２と併せて参照される、図５に示すように、２パスサーペンタイン冷却回路２４０の第１の脚２４２は、中央プレナム２０だけ（例えば図３のように）でなく多重壁翼６の負圧側面１０に隣接して設けられた壁近傍冷却チャネル１８の組（例えば１又は複数）の上方にも延在してそれらを少なくとも部分的に覆うように拡大することができる。第１の脚２４２は、給気キャビティ２４４から多重壁翼６の後縁１６に向かって延在している。図３に示す実施形態でのように、２パスサーペンタイン冷却回路２４０の第２の脚２４６は、多重壁翼６の正圧側面８に隣接して設けられた壁近傍冷却チャネル１８の組（例えば１又は複数）の上方に延在し、この壁近傍冷却チャネル１８の組（例えば１又は複数）を少なくとも部分的に覆っている。多重壁翼６の後縁１６に隣接して設けられた反転部２４５は、２パスサーペンタイン冷却回路２４０の第１の脚２４２と第２の脚２４６とを流体接続する。第２の脚２４６は、反転部２４５から多重壁翼６の前縁１４に向かって延在する。

給気キャビティ２４４は、壁近傍冷却チャネル１８の１以上又は中央プレナム２０の１以上に流体接続され、壁近傍冷却チャネル１８の１以上又は中央プレナム２０の１以上から冷却空気を受けることができる。図５に示す２パスサーペンタイン冷却回路２４０は、多重壁翼６の先端領域１２で典型的に生じる非常に高い熱負荷から、中央プレナム２０、負圧側面の壁近傍冷却チャネル１８の少なくともいくつか及び正圧側面の壁近傍冷却チャネル１８の少なくともいくつかを遮蔽するように構成されている。さらに、図３に示す実施形態と同様に、図５に示す２パスサーペンタイン冷却回路２４０は、それぞれ先端フィルム冷却及び正圧側面フィルム冷却のための先端フィルム２４及び正圧側面フィルム５２をもたらすように構成されている。

図５で、給気キャビティ２４４は、２パスサーペンタイン冷却回路２４０の第１の脚２４２が多重壁翼６の後縁１６に向かって延在した状態で、多重壁翼６の前縁１４の近くに設けられている。しかし、図４に示す実施形態と同様に、給気キャビティ２４４は、２パスサーペンタイン冷却回路２４０の第１の脚２４２が多重壁翼６の後縁１６に向かって延在した状態で、多重壁翼６の後縁１６の近くに設けられてもよい。

図６～図８は、一実施形態に係る２パスサーペンタイン冷却回路４０の一部分６０を形成するための例示的な方法を表す。２パスサーペンタイン冷却回路４０の部分６０を鋳造するためのプロセスに使用されるコア６２（例えば、セラミックコア）の断面図を図６に示す。

コア６２は、スキーラコアセクション６４、先端コアセクション６６及び１以上の本体コアセクション６８を含む。支持ロッド７０は、様々なコアセクション６４、６６、６８を固定及び離隔している。スキーラコアセクション６４は、鋳造後に、多重壁翼６の先端２２に半径方向外側に開放されたキャビティを形成する。先端コアセクション６６は、鋳造後に、２パスサーペンタイン冷却回路４０の脚４２，４６の１つを形成する。本体コアセクション６８は、鋳造後に、壁近傍冷却チャネル１８又は中央プレナム２０の１以上を形成する。

コア６２を用いて（例えば、公知の鋳造技術を用いて）製造した金属鋳物８０の例を図７に示す。鋳物８０は、コア６２の支持ロッド７０の場所に対応する複数の開口８２を有する。一実施形態では、図８に示すように、各開口８２は、金属（例えば、ろう付け材料）プラグ８４を用いて封止してもよい。プラグ８４は、例えば、開口８２に挿入して、鋳物８０のキャビティ内リブ８６に圧入その他の方法で挿入し、スキーラキャビティ９０のフロア８８及びキャビティ内リブ８６に固定すればよい。この限りにおいて、プラグ８４は、スキーラキャビティ９０のキャビティ内リブ８６とフロア８８との間の開口９２を完全に貫通して、冷却空気が開口９２から開口８２を通して漏れるのを防ぐ。

キャビティ内リブ８６とスキーラキャビティ９０のフロア８８との間の開口９２は、例えば、２パスサーペンタイン冷却回路４０の脚４２，４６の一方に、開口９２を通過する冷却空気の流れに実質的に垂直（例えば、図８の頁の中又は外）に配向したプラグ８４をもたらすのに用いることができる。この位置で、プラグ８４は、開口９２の反対側で開口８２を封止できるだけでなく、対流熱流を改善し乱流空気流を促進することによって冷却ピンとしての機能も果たし、２パスサーペンタイン冷却回路４０の冷却効率を高めることもできる。２パスサーペンタイン冷却回路４０の第１及び第２の脚４２，４６におけるプラグ８４の設置可能な場所を、図３～図５に示す。図３～図５で示すプラグ８４の位置は、例示を目的としたものであり、限定的なものではない。

図９は、本発明で利用することができるガスタービン機関１０２の模式図を示す。ガスタービン機関１０２は、圧縮機１０４を備えることができる。圧縮機１０４は、流入する空気１０６の流れを圧縮する。圧縮機１０４は、圧縮空気１０８の流れを燃焼器１１０に送る。燃焼器１１０は、圧縮空気１０８の流れを加圧された燃料１１２の流れと混合し、その混合物を燃焼させて燃焼ガス１１４の流れを生成する。１個の燃焼器１１０しか図示していないが、ガスタービン機関１０２は、任意の数の燃焼器１１０を備えることができる。燃焼ガス１１４の流れは次いでタービン１１６に送られるが、タービン１１６は典型的には複数のタービン動翼２（図１）を含む。燃焼ガス１１４の流れは、タービン１１６を駆動して、機械仕事を発生させる。タービン１１６で発生させた機械仕事は、シャフト１１８を介して圧縮機１０４を駆動し、発電機及び／又は同類のもののような外部負荷１２０を駆動するのに用いることができる。

様々な実施形態において、互いに「結合」されていると記載された部品は、１以上の境界面に沿って接合できる。いくつかの実施形態では、これらの境界面は、別個の部品間の接合を含むことができ、他の場合では、これらの境界面は、強固及び／又は一体的に形成された相互連結を含むことができる。つまり、場合によっては、互いに「結合」された部品は、単一の連続部材を画成するように同時に形成することができる。しかし、他の実施形態では、これらの結合された部品は、別個の部材として形成した後で公知のプロセス（例えば締結、超音波溶接、接合）で接合することができる。

ある構成要素又は層が、他の構成要素に対して「上に配置」、「係合」、「接続」又は「結合」されていると記載されているときは、他の構成要素の直接上に配置、係合、接続又は結合されていてもよいし、或いは介在する構成要素が存在していてもよい。対照的に、ある構成要素が、他の構成要素に対して「上に直接配置」、「直接係合」、「直接接続」又は「直接結合」されていると記載されているときは、介在する構成要素又は層が存在しない。構成要素の間の関係を記載するために用いられた他の文言は、同様に解釈されるべきである（例えば、「間」対「間に直接」、「隣接」対「直接隣接」等）。本明細書で用いる「及び／又は」は、それに関連して列挙された項目の１以上の任意のあらゆる組合せを含む。

本明細書に用いられた専門用語は、特定の実施形態を記載する目的のみのためであり、開示の限定であることは意図されていない。本明細書に用いられているように、単数形で記載されたものであっても、別途文脈から明らかでない場合には、複数形も含むことが意図されている。「備える」及び／又は「含む」という用語は、本明細書では、記載された特徴、整数、ステップ、動作、構成要素及び／又は部品が存在することを示すが、１以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、構成要素、部品及び／又はそれらの群の存在又は追加を除外するものではない。

本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明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、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
第１の方向に延在する第１の脚、第２の方向に延在する第２の脚及び第１の脚と第２の脚とを流体接続する反転部を有するサーペンタイン冷却回路と、
サーペンタイン冷却回路に冷却空気を供給するための給気キャビティとを有し、
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁翼の１以上の中央プレナムから半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の１以上の中央プレナムを少なくとも部分的に覆っており、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組から半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組を少なくとも部分的に覆っている、冷却システム。
［実施態様２］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、給気キャビティから多重壁翼の後縁に向かって延在し、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、反転部から多重壁翼の前縁に向かって延在する、実施態様１記載の冷却システム。
［実施態様３］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、給気キャビティから多重壁翼の前縁に向かって延在し、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、反転部から多重壁翼の後縁に向かって延在する、実施態様１記載の冷却システム。
［実施態様４］
壁近傍冷却チャネルの第１の組は、多重壁翼の正圧側面に隣接して位置する、実施態様１記載の冷却システム。
［実施態様５］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁翼内の壁近傍冷却チャネルの第２の組の上方に延在して壁近傍冷却チャネルの第２の組を少なくとも部分的に覆っている、実施態様１記載の冷却システム。
［実施態様６］
壁近傍冷却チャネルの第２の組は、多重壁翼の負圧側面に隣接して位置する、実施態様５記載の冷却システム。
［実施態様７］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚又は第２の脚の１以上は、先端フィルムをもたらすために冷却空気を多重壁翼の先端に導く１以上の先端フィルムチャネルを有する、実施態様１記載の冷却システム。
［実施態様８］
サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、正圧側面フィルムをもたらすために冷却空気を多重壁翼の正圧側面に導く１以上の正圧側面フィルムチャネルを有する、実施態様１記載の冷却システム。
［実施態様９］
冷却空気は、多重壁翼の中央プレナム又は壁近傍冷却チャネルから給気キャビティへ供給される、実施態様１記載の冷却システム。
［実施態様１０］
多重壁タービン翼であって、
多重壁タービン翼内に設けられた冷却システムであって、
第１の方向に延在する第１の脚、第２の方向に延在する第２の脚及び第１の脚と第２の脚とを流体接続する反転部を有するサーペンタイン冷却回路と、
サーペンタイン冷却回路に冷却空気を供給するための給気キャビティとを有する冷却システムを有し、
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁タービン翼の１以上の中央プレナムから半径方向外側に延在しているとともに多重壁タービン翼の１以上の中央プレナムを少なくとも部分的に覆っており、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、多重壁タービン翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組から半径方向外側に延在しているとともに多重壁タービン翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組を少なくとも部分的に覆っている、多重壁タービン翼。
［実施態様１１］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、給気キャビティから多重壁タービン翼の後縁に向かって延在し、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、反転部から多重壁タービン翼の前縁に向かって延在する、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１２］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、給気キャビティから多重壁タービン翼の前縁に向かって延在し、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、反転部から多重壁タービン翼の後縁に向かって延在する、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１３］
壁近傍冷却チャネルの第１の組は、多重壁タービン翼の正圧側面に隣接して位置する、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１４］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁タービン翼内の壁近傍冷却チャネルの第２の組の上方に延在して壁近傍冷却チャネルの第２の組を少なくとも部分的に覆っている、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１５］
壁近傍冷却チャネルの第２の組は、多重壁タービン翼の負圧側面に隣接して位置する、実施態様１４記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１６］
サーペンタイン冷却回路の第１の脚又は第２の脚の１以上は、先端フィルムをもたらすために冷却空気を多重壁タービン翼の先端に導く１以上の先端フィルムチャネルを有する、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１７］
サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、正圧側面フィルムをもたらすために冷却空気を多重壁タービン翼の正圧側面に導く１以上の正圧側面フィルムチャネルを有する、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１８］
冷却空気は、多重壁タービン翼の中央プレナム又は壁近傍冷却チャネルから給気キャビティへ供給される、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様１９］
多重壁タービン翼は、タービン動翼の部分を形成し、タービン動翼は、多重壁タービン翼に結合されたシャンクを有する、実施態様１０記載の多重壁タービン翼。
［実施態様２０］
圧縮機部品、燃焼器部品及びタービン部品を備えるガスタービンシステムであって、タービン部品は複数のタービン動翼を有し、タービン動翼の１以上は多重壁翼を有する、ガスタービンシステムと、
多重壁翼内に設けられた冷却システムであって、
第１の方向に延在する第１の脚、第２の方向に延在する第２の脚及び第１の脚と第２の脚とを流体接続する反転部を有するサーペンタイン冷却回路、並びに
サーペンタイン冷却回路に冷却空気を供給するための給気キャビティを有する冷却システムとを有し、
サーペンタイン冷却回路の第１の脚は、多重壁翼の１以上の中央プレナムから半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の１以上の中央プレナムを少なくとも部分的に覆っており、サーペンタイン冷却回路の第２の脚は、多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組から半径方向外側に延在しているとともに多重壁翼の壁近傍冷却チャネルの第１の組を少なくとも部分的に覆っている、タービン機関。

２タービン動翼
４シャンク
６多重壁翼
８正圧側面
１０負圧側面
１２先端領域
１４前縁
１６後縁
１８壁近傍冷却チャネル
２０中央プレナム
２２先端
２４先端フィルム
３０冷却チャネル
４０２パスサーペンタイン冷却回路
４２第１の脚
４４前方給気キャビティ
４５反転部
４６第２の脚
４８先端フィルムチャネル
５０正圧側面フィルムチャネル
５２フィルム
５４先端フィルムチャネル
６０２パス冷却回路の部分
６２コア
６４スキーラコアセクション
６６先端コアセクション
６８本体コアセクション
７０支持ロッド
８０金属鋳物
８２開口
８４プラグ
８６キャビティ内リブ
８８フロア
９０スキーラキャビティ
９２開口
１０２ガスタービン機関
１０４圧縮機
１０６空気
１０８圧縮空気
１１０燃焼器
１１２燃料
１１４燃焼ガス
１１６タービン
１１８シャフト
１２０負荷
１４０２パスサーペンタイン冷却回路
１４２第１の脚
１４４給気キャビティ
１４５反転部
１４６第２の脚
２４０２パスサーペンタイン冷却回路
２４２第１の脚
２４４給気キャビティ
２４５反転部
２４６第２の脚

Claims

冷却システムであって、当該冷却システムが、
多重壁翼（６）の正圧側面（８）に隣接して位置する壁近傍冷却チャネル（１８）の第１の組と、
多重壁翼（６）の負圧側面（１０）に隣接して位置する壁近傍冷却チャネル（１８）の第２の組と、
前記壁近傍冷却チャネル（１８）の第１の組と第２の組との間に配置された、多重壁翼（６）の少なくとも１つの中央プレナム（２０）と、
第１の方向に延在する第１の脚（４２，１４２，２４２）、第２の方向に延在する第２の脚（４６，１４６，２４６）及び第１の脚（４２，１４２，２４２）と第２の脚（４６，１４６，２４６）とを流体接続する反転部（４５，１４５，２４５）を有するサーペンタイン冷却回路（４０，１４０，２４０）と、
サーペンタイン冷却回路（４０，１４０，２４０）に冷却空気を供給するための給気キャビティ（４４，１４４，２４４）と
を備えており、
前記サーペンタイン冷却回路（４０，１４０，２４０）の第１の脚（４２，１４２，２４２）が、前記１以上の中央プレナム（２０）から半径方向外側に延在しているとともに前記１以上の中央プレナム（２０）を覆っており、前記サーペンタイン冷却回路（４０，１４０，２４０）の第２の脚（４６，１４６，２４６）が、前記壁近傍冷却チャネル（１８）の第１の組から半径方向外側に延在しているとともに前記壁近傍冷却チャネル（１８）の第１の組を覆っている、冷却システム。
前記サーペンタイン冷却回路（４０，２４０）の第１の脚（４２，２４２）が、給気キャビティ（４４，２４４）から多重壁翼の後縁（１６）に向かって延在し、前記サーペンタイン冷却回路（４０，２４０）の第２の脚（４６，２４６）が、反転部（４５，２４５）から多重壁翼の前縁（１４）に向かって延在する、請求項１に記載の冷却システム。
前記サーペンタイン冷却回路（１４０）の第１の脚（１４２）が、給気キャビティ（１４４）から多重壁翼（６）の前縁（１４）に向かって延在し、前記サーペンタイン冷却回路（１４０）の第２の脚（１４６）が、反転部（１４５）から多重壁翼（６）の後縁（１６）に向かって延在する、請求項１に記載の冷却システム。
前記壁近傍冷却チャネル（１８）の第２の組が、多重壁翼（６）の先端領域（１２）において前記サーペンタイン冷却回路（２４０）の第１の脚（４２，１４２）に隣接して位置する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の冷却システム
前記サーペンタイン冷却回路（２４０）の第１の脚（２４２）が、多重壁翼内の壁近傍冷却チャネル（１８）の第２の組の上方に延在して壁近傍冷却チャネル（１８）の第２の組を覆っている、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の冷却システム。
前記サーペンタイン冷却回路（４０，１４０，２４０）の第１の脚（４２，１４２，２４２）又は第２の脚（４６，１４６，２４６）の１以上が、先端フィルム（２４）をもたらすために冷却空気を多重壁翼の先端（２２）に導く１以上の先端フィルムチャネル（４８）を有する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の冷却システム。
前記サーペンタイン冷却回路（４０，１４０，２４０）の第２の脚（４６，１４６，２４６）が、正圧側面フィルム（５２）をもたらすために冷却空気を多重壁翼の正圧側面（８）に導く１以上の正圧側面フィルムチャネル（５０）を有する、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の冷却システム。
冷却空気が、前記多重壁翼の中央プレナム（２０）或いは前記壁近傍冷却チャネル（１８）の第１の組又は第２の組の一方から給気キャビティ（４４，１４４，２４４）に供給される、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の冷却システム。
多重壁タービン翼（６）であって、
当該多重壁タービン翼内に設けられた請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の冷却システムを備える、多重壁タービン翼（６）。
圧縮機部品（１０４）、燃焼器部品（１１０）及びタービン部品（１１６）を含むガスタービンシステムを備えるタービン機関（１０２）であって、タービン部品（１１６）が複数のタービン動翼（２）を含んでいて、該タービン動翼の１以上が請求項９に記載の多重壁タービン翼（６）を有する、タービン機関（１０２）。