JP7118596B2

JP7118596B2 - 冷媒流路の折り返し開口部における応力低減球根状突起を有するブレード

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Publication number: JP7118596B2
Application number: JP2017086738A
Authority: JP
Inventors: ブレンドン・ジェームス・リーリー; エリザベス・クラウス・ブラック; グレゴリー・トーマス・フォスター; ミシェル・ジェシカ・イデュアテ; ジェイコブ・チャールズ・ペリー，セカンド
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2037-04-26
Also published as: CN107435562B; KR102373727B1; CN107435562A; DE102017110051A1; JP2017203453A; US10119406B2; US20170328219A1; KR20170128128A

Description

この開示は、タービン翼形部に関し、より詳細には、翼形部を冷却する空気などの流体を通過させるための内部チャネルを有する、ロータまたはステータブレードなどの中空タービン翼形部に関する。

燃焼またはガスタービンエンジン（以下、「ガスタービン」という）は、圧縮機、燃焼器、およびタービンを含む。当技術分野では周知のように、圧縮機で圧縮された空気は燃料と混合され、燃焼器内で点火され、タービンを通って膨張されて動力を生成する。タービン内の部品、特に円周方向に配列されたロータブレードおよびステータブレードは、そこを通って消費される燃焼生成物の極めて高い温度および圧力によって特徴付けられる敵対的な環境にさらされる。この環境の反復的な熱サイクルならびに極端な温度および機械的応力に耐えるために、翼形部は頑丈な構造を有し、かつ能動的に冷却されなければならない。

理解されるように、タービンのロータブレードおよびステータブレードは、通常、圧縮機から抽気された空気である、冷媒が循環する冷却システムを形成する内部流路または回路をしばしば含む。このような冷却回路は、通常、翼形部に必要な構造的支持を提供する内部リブによって形成され、翼形部を許容可能な温度プロファイル内に維持する複数の流路構成を含む。これらの冷却回路を通過する空気は、多くの場合、翼形部の前縁、後縁、負圧側、および正圧側に形成された膜冷却開口部を通して通気される。

ガスタービンの効率は、燃焼温度が上昇するにつれて増加することが理解されるであろう。このため、タービンブレードがこれまで以上に高い温度に耐えることを可能にする技術的進歩に対する不断の要求が存在する。これらの進歩には、より高い温度に耐えることができる新しい材料が含まれることがあるが、ブレード構造および冷却能力を高めるために、翼形部の内部構成を改善することがしばしば含まれる。しかしながら、冷媒の使用はエンジンの効率を低下させるので、冷媒の使用量の増加に大きく依存する新たな構成は、１つの非効率性を単に別の非効率性に交換するだけである。結果として、内部翼形部形状および冷媒の効率を改善する冷媒循環を提供する新しい翼形部構成に対する要求が存在し続ける。

内部冷却された翼形部の構成をさらに複雑にする考慮事項は、翼形部の内部構造と外部構造との間の動作中に生じる温度差である。すなわち、それらは高温ガス経路にさらされるので、通常、翼形部の外壁は、動作中に、例えば、冷媒が各側面に対して画定される流路を流れる内部リブの多くよりもはるかに高い温度になる。実際には、共通の翼形部構成は、長い内側リブが正圧側および負圧側外壁に平行に走る「４壁」構成を含む。４壁構成で形成された壁に近い流路によって高い冷却効率が達成されることが知られている。壁に近い流路の課題は、外壁が内壁よりも著しく大きな熱膨張レベルを経験することである。この不均衡な成長は、内側リブが接続する点において応力を生じさせ、ブレードの寿命を短くする可能性のある低周期疲労を引き起こすおそれがある。

米国特許出願公開第２０１５／０１８４５１９号明細書

本開示の第１の態様は、前縁および後縁に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁および凸状の負圧側外壁によって画定される翼形部を含むブレードを提供し、ブレードは、リブ構成であって、半径方向に延在するチャンバを、リブの第１の側面の第１の流路と、リブの反対側の第２の側面の隣接する第２の流路と、に仕切るリブであって、各流路は、半径方向に延在するチャンバの端部部材によって半径方向に延在するチャンバの端部において囲まれる、リブと、冷媒が半径方向に延在するチャンバの端部部材内の第１の流路と第２の流路との間を通過するリブの端部に画定された折り返し開口部と、を含むリブ構成と、リブの端部に沿って、かつ、折り返し開口部の対向する半径方向に延在する側面に延在する球根状突起と、をさらに含む。

本開示の第２の態様は、前縁および後縁に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁および凸状の負圧側外壁によって画定される翼形部を含むタービン・ロータ・ブレードを提供し、タービン・ロータ・ブレードは、リブ構成であって、半径方向に延在するチャンバを、リブの第１の側面の第１の流路と、リブの反対側の第２の側面の隣接する第２の流路と、に仕切るリブであって、各流路は、半径方向に延在するチャンバの端部部材によって半径方向に延在するチャンバの端部において囲まれる、リブと、冷媒が半径方向に延在するチャンバの端部部材内の第１の流路と第２の流路との間を通過するリブの端部に画定された折り返し開口部と、を含むリブ構成と、リブの端部に沿って、かつ、折り返し開口部の対向する半径方向に延在する側面に延在する球根状突起と、をさらに含む。

本開示の例示的な態様は、本明細書に記載された問題および／または論じられていない他の問題を解決するための構成である。

本開示のこれらのおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。

本出願の特定の実施形態を用いることができる例示的なガスタービンエンジンの概略図である。図１の燃焼タービンエンジンの圧縮機部の断面図である。図１の燃焼タービンエンジンのタービン部の断面図である。本開示の実施形態を使用することができるタイプのタービン・ロータ・ブレードの斜視図である。従来の構成による内壁またはリブ構成を有するタービン・ロータ・ブレードの断面図である。従来の構成によるリブ構成を有するタービン・ロータ・ブレードの断面図である。図４の線Ｅ－Ｅに沿った従来のリブ構成の拡大断面斜視図である。図４の線Ｄ－Ｄに部分的に沿った、本開示の実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。図４の線Ａ－Ａに部分的に沿った、本開示の実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。図４の線Ｅ－Ｅに沿った、本開示の実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。図４の線Ｆ－Ｆに部分的に沿った、本開示の実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。図４の線Ｆ－Ｆに部分的に沿った、本開示の実施形態によるリブ構成および球根状突起の別の拡大断面斜視図である。図４の線Ｂ－Ｂに部分的に沿った、本開示の代替的な実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。本明細書に記載された実施形態のいずれかで使用され得る球根状突起の一実施形態の拡大断面図である。図４の線Ｂ－Ｂに部分的に沿った、本開示の別の代替的な実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。図４の線Ｄ－Ｄに部分的に沿った、本開示の別の代替的な実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。図４の線Ｅ－Ｅに部分的に沿った、本開示の別の代替的な実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。図４の線Ｄ－Ｄに部分的に沿った、本開示のさらに別の代替的な実施形態によるリブ構成および球根状突起の拡大断面斜視図である。

本開示の図面は原寸に比例していないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面においては、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。

当初の問題として、本開示を明確に説明するために、ガスタービン内の関連する機械部品を参照し説明する場合に特定の用語を選択することが必要になる。これを行う際には、可能であれば、共通の業界用語が使用され、受け入れられた意味に合致するように使用される。特に明記しない限り、そのような用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者であれば、いくつかの異なるまたは重複する用語を使用して、特定の構成要素を参照することがしばしばあることを理解するであろう。単一の部分であるとして本明細書に記載されているものが、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、参照されてもよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載されるものが、単一の部分として他の場所で参照されてもよい。

さらに、本明細書ではいくつかの記述的用語を規則通りに使用することができ、このセクションの開始時にこれらの用語を定義することが有用であることが分かる。これらの用語およびそれらの定義は、特に断らない限り、以下の通りである。
本明細書で使用される「下流側」および「上流側」は、タービンエンジンを通る作動流体、または例えば、燃焼器を通る空気の流れもしくはタービンの部品システムを通る冷媒などの流体の流れに対する方向を示す用語である。「下流側」という用語は、流体の流れの方向に対応し、「上流側」という用語は、流れの反対の方向を指す。「前方」および「後方」という用語は、さらなる特定性がなく、「前方」はエンジンの前方または圧縮機端を指し、「後方」はエンジンの後方またはタービン端を指す。中心軸に対して異なる半径方向位置にある部品を記述することがしばしば必要となる。「半径方向」という用語は、軸に垂直な運動または位置を指す。このような場合には、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸の近くにあるならば、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向内側」または「内側」にあると本明細書では記述する。一方、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸から遠くにあるならば、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向外側」または「外側」にあると本明細書では記述することができる。「軸方向」という用語は、軸に平行な運動または位置を指す。最後に、「円周方向」という用語は、軸の周りの運動または位置を指す。このような用語は、タービンの中心軸に関して適用できることが理解されよう。

背景として、ここで図面を参照すると、図１～図３は、本出願の実施形態を使用することができる例示的な燃焼タービンエンジンを示す。当業者であれば、本開示がこの特定のタイプの使用に限定されないことを理解するであろう。本開示は、発電、航空機、および他のエンジンターボ機械タイプで使用されるような燃焼タービンエンジンにおいて使用することができる。提示する実施例は、特に明記しない限り、限定することを意味しない。

図１は、燃焼タービンエンジン１０の概略図である。一般に、燃焼タービンエンジンは、圧縮空気のストリームにおける燃料燃焼により生成される加圧高温ガス流からエネルギーを抽出することによって動作する。図１に示すように、燃焼タービンエンジン１０は、共通シャフトまたはロータにより下流側タービン部すなわちタービン１３に機械的に結合される軸流圧縮機１１と、圧縮機１１とタービン１３との間に位置する燃焼器１２とを有するように構成することができる。

図２は、図１の燃焼タービンエンジンで使用することができる例示的な多段軸流圧縮機１１を示す。図示するように、圧縮機１１は複数の段を含むことができる。各段は、圧縮機ロータブレード１４の列と、その後に続く圧縮機ステータブレード１５の列と、を含むことができる。このように、第１段は、中心シャフトの周りに回転する圧縮機ロータブレード１４の列と、それに続いて動作中に固定されたままの圧縮機ステータブレード１５の列と、を含むことができる。

図３は、図１の燃焼タービンエンジンで使用することができる例示的なタービン部またはタービン１３の部分図を示す。タービン１３は、複数の段を含むことができる。３つの例示的な段が示されているが、それより多くの段またはそれより少ない段がタービン１３に存在してもよい。第１段は、動作中にシャフトの周りに回転する複数のタービンバケットまたはタービン・ロータ・ブレード１６と、動作中に静止しているノズルまたはタービン・ステータ・ブレード１７と、を含む。タービン・ステータ・ブレード１７は、一般に、互いに円周方向に間隔をおいて配置され、かつ回転軸の周りに固定されている。タービン・ロータ・ブレード１６は、シャフト（図示せず）の周りで回転するために、タービンホイール（図示せず）に取り付けることができる。またタービン１３の第２段も示してある。第２段も同様に、円周方向に間隔をおいて配置された複数のタービン・ステータ・ブレード１７と、これに続く円周方向に間隔をおいて配置された複数のタービン・ロータ・ブレード１６と、を含み、タービン・ロータ・ブレード１６もまた回転するためにタービンホイールに取り付けられている。また第３段も示してあり、同様に、複数のタービン・ステータ・ブレード１７およびロータブレード１６を含む。タービン・ステータ・ブレード１７およびタービン・ロータ・ブレード１６は、タービン１３の高温ガス経路内にあることが理解されよう。高温ガス経路を通る高温ガスの流れの方向を矢印で示す。当業者であれば分かるように、タービン１３は、図３に示すものより多くの、または場合によってはより少ない段を有することができる。追加の各段は、タービン・ステータ・ブレード１７の列と、これに続くタービン・ロータ・ブレード１６の列と、を含むことができる。

動作の一例では、軸流圧縮機１１内の圧縮機ロータブレード１４の回転は、空気の流れを圧縮することができる。燃焼器１２では、圧縮空気が燃料と混合され、点火されて、エネルギーが放出される。この結果生じる燃焼器１２からの高温ガスの流れは、作動流体と呼ばれ、次にタービン・ロータ・ブレード１６の上に導かれ、作動流体の流れによってタービン・ロータ・ブレード１６がシャフトの周りを回転する。それによって、作動流体の流れのエネルギーは、回転するブレードの機械的エネルギーに変換され、さらにロータブレードとシャフトとの間の接続により、回転シャフトが回転する。シャフトの機械的エネルギーは、次に圧縮機ロータブレード１４の回転を駆動して必要な圧縮空気を供給することができ、また、例えば、発電機を駆動して電気を生成することもできる。

図４は、本開示の実施形態を使用することができるタイプのタービン・ロータ・ブレード１６の側面斜視図である。タービン・ロータ・ブレード１６は、ロータブレード１６がロータディスクに取り付けられる根元２１を含む。根元２１は、ロータディスクの周囲の対応するダブテールスロットに装着するように構成されたダブテール（図示せず）を含むことができる。根元２１は、ダブテールとプラットフォーム２４との間に延在するシャンクをさらに含むことができ、それは翼形部２５と根元２１との接合部に配置され、タービン１３を通る流路の内側境界の一部を画定する。翼形部２５は、作動流体の流れを遮断してロータディスクを回転させるロータブレード１６の能動部品であることが理解されよう。この例のブレードはタービン・ロータ・ブレード１６であるが、本開示はタービン・ステータ・ブレード１７（ベーン）を含むタービンエンジン１０内の他のタイプのブレードにも適用できることが理解されよう。ロータブレード１６の翼形部２５は、対向する前縁２８と後縁２９との間で軸方向にそれぞれ延在する、凹状の正圧側（ＰＳ）外壁２６と、円周方向または横方向に対向する凸状負圧側（ＳＳ）外壁２７とを含むことが分かる。外壁２６、２７はまた、プラットフォーム２４から外側先端部３１まで半径方向に延在している。（本開示の適用はタービン・ロータ・ブレードに限定されず、ステータブレード（ベーン）にも適用可能であることは理解されよう。本明細書に記載されたいくつかの実施形態におけるロータブレードの使用は、特に明記しない限り、単なる例示にすぎない。）図４はまた、内部リブ構成および本開示の教示を説明する目的で本明細書で参照されるいくつかの断面インジケータラインＡ－Ａ、Ｂ－Ｂ、Ｄ－Ｄ、Ｅ－ＥおよびＦ－Ｆも含む。

図５および図６は、例えば図４の線Ｂ－Ｂに沿って観察される従来の構成を有するロータブレード翼形部２５に見られるような２つの例示的な内壁構造を示す。図示するように、翼形部２５の外面は、半径方向に延在しかつ交差する複数のリブ６０を介して接続され得る、比較的薄い正圧側（ＰＳ）外壁２６および負圧側（ＳＳ）外壁２７によって画定され得る。リブ６０は、翼形部２５に構造的支持を提供するように構成され、また半径方向に延在しかつ実質的に分離された複数の流路４０を画定する。典型的には、リブ６０は、翼形部２５の半径方向高さの大部分にわたって流路４０を仕切るように半径方向に延在するが、流路は、冷却回路を画定するように翼形部の周縁に沿って接続され得る。すなわち、流路４０は、翼形部２５の外側または内側の縁部ならびにそれらの間に配置されたいくつかのより小さい交差流路４４またはインピンジメント開口部（図示せず）を介して流体連通することができる。このようにして、特定の流路４０は、一緒に曲がりくねったまたは蛇行する冷却回路を形成することができる。さらに、冷媒が流路４０から翼形部２５の外面に放出される出口を提供する膜冷却ポート（図示せず）が含まれてもよい。

リブ６０は、２つの異なるタイプを含むことができ、ここで提示されるように、さらに細分することができる。各リブ６０は、半径方向に延在するチャンバを、少なくともリブの一方の側にある第１の流路４０と、リブの反対側にある第２の流路４０とに仕切る。いくつかのリブ６０は、３つ以上の流路４０を形成することができる。第１のタイプ、すなわちキャンバーラインリブ６２は、通常、翼形部のキャンバーラインに平行またはほぼ平行に延在する長いリブであり、これは、正圧側外壁２６と負圧側外壁２７との間の中点をつなぐ、前縁２８から後縁２９まで延伸する基準線である。しばしばそうであるように、図５および図６の例示的な従来の構成は、２つのキャンバーラインリブ６２と、正圧側キャンバーラインリブ６３（正圧側外壁２６からオフセットされ、かつそれに近接するように設けられた正圧側外壁とも呼ばれる）と、負圧側キャンバーラインリブ６４（負圧側外壁２７からオフセットされ、かつそれに近接するように設けられた負圧側外壁とも呼ばれる）と、を含む。上述したように、これらのタイプの構成は、２つの外壁２６、２７および２つのキャンバーラインリブ６３、６４を含む一般的な４つの主壁のために、「４壁」構成を有するとしばしば呼ばれる。外壁２６、２７およびキャンバーラインリブ６２は、現在公知のまたは後に開発された技術を用いて、例えば鋳造または積層造形法を用いて、不可欠な部品として形成され得ることが理解されよう。

第２のタイプのリブは、本明細書では横断リブ６６と呼ばれる。横断リブ６６は、４壁構成の壁と内側リブとを接続するように示されているより短いリブである。図示するように、４つの壁は、いくつかの横断リブ６６によって接続することができ、これらの壁のどれが互いに接続するかによってさらに分類され得る。本明細書で使用されるように、正圧側外壁２６を正圧側キャンバーラインリブ６３に接続する横断リブ６６は、正圧側横断リブ６７と呼ばれる。負圧側外壁２７を負圧側キャンバーラインリブ６４に接続する横断リブ６６は、負圧側横断リブ６８と呼ばれる。正圧側キャンバーラインリブ６３を負圧側キャンバーラインリブ６４に接続する横断リブ６６は、中央横断リブ６９と呼ばれる。最後に、前縁２８付近で正圧側外壁２６と負圧側外壁２７とを接続する横断リブ６６は、前縁横断リブ７０と呼ばれる。図５および図６の前縁横断リブ７０はまた、正圧側キャンバーラインリブ６３の前縁端部および負圧側キャンバーラインリブ６４の前縁端部に接続している。

前縁横断リブ７０が正圧側外壁２６と負圧側外壁２７とを結合するので、それはまた、本明細書では前縁流路４２と呼ばれる流路４０を形成する。前縁流路４２は、本明細書で説明する他の流路４０と同様の機能を有することができる。図示するように、オプションとして、本明細書に記載されているように、交差流路４４は、冷媒が前縁流路４２におよび／またはそこから直後の後方中央流路４６に流れることを可能にすることができる。交差流路４４は、流路４０、４２の間に半径方向に離間した関係に配置された、それのうちの任意の数を含むことができる。

一般に、翼形部２５内の任意の内部構成の目的は、冷却空気が翼形部２５の外壁２６、２７に隣接するチャネルを流れる効率的な壁近傍冷却を提供することである。冷却空気が翼形部の高温の外面に極めて近接しており、狭いチャネルを通る流れを制限することによって達成される高い流速によりその結果生じる熱伝達係数が高いので、壁近傍の冷却が有利であることが理解されるであろう。しかし、このような構成は、翼形部２５内で経験される異なる熱膨張レベルに起因する低サイクル疲労を経験する傾向があり、最終的には、ロータブレードの寿命を短くする可能性がある。例えば、動作時には、負圧側外壁２７は、負圧側キャンバーラインリブ６４よりも熱膨張する。この膨張の差は、翼形部２５のキャンバーラインの長さを増加させる傾向があり、それによって、これらの構造の各々の間ならびにそれらを接続する構造の間に応力が生じる。加えて、正圧側外壁２６も、より低温の正圧側キャンバーラインリブ６３よりも熱膨張する。この場合、この差は、翼形部２５のキャンバーラインの長さを減少させる傾向があり、それによって、これらの構造の各々の間ならびにそれらを接続する構造の間に応力が生じる。一方では翼形部のキャンバーラインを減少させる傾向があり、他方ではそれを増加させる傾向がある翼形部内の対向する力は、応力集中につながる可能性がある。これらの力が翼形部の特定の構造的構成を与えられたときに現れる様々な方法、および力が均衡し補償される方法は、ロータブレード１６の部品寿命の重要な決定要素になる。

より具体的には、一般的なシナリオでは、高温ガス経路の高温にさらされると熱膨張するので、負圧側外壁２７はその湾曲の頂点で外側に曲がる傾向がある。内壁である負圧側キャンバーラインリブ６４は、同じレベルの熱膨張を経験せず、したがって、外側に曲がる同じ傾向を有さないことが理解されよう。すなわち、キャンバーラインリブ６４および横断リブ６６およびそれらの接続点は、外壁２７の熱成長に抵抗する。

従来の構成は、その一例を図５に示すが、コンプライアンスをほとんどまたは全く提供しない硬い形状で形成されたキャンバーラインリブ６２を有する。それに起因する抵抗と応力集中は相当なものになる。この問題を悪化させるが、キャンバーラインリブ６２を外壁２７に接続するために使用される横断リブ６６は、直線的な輪郭で形成され、それらが接続する壁に対して一般に直角に配向される。この場合、横断リブ６６は、加熱された構造体が著しく異なる速度で膨張する際に、基本的に外壁２７とキャンバーラインリブ６４との間に「冷たい」空間的関係を迅速に保持するように作動する。「与える」状況がほとんどまたは全くないことは、構造の特定の領域に集中する応力を解消することを妨げる。熱膨張の差は、部品の寿命を短くする低サイクル疲労の問題をもたらす。

多くの異なる内部翼形部冷却システムおよびリブ構成が過去に評価されており、この問題を是正する試みがなされている。そのようなアプローチの１つは、外壁２６、２７を過冷却して、温度差、ひいては熱成長差が減少することを提案するものである。しかし、これが典型的に達成される方法は、翼形部を通って循環する冷媒の量を増加させることであることは理解されよう。冷媒は、通常、圧縮機から抽気された空気なので、その使用の増加は、エンジンの効率に悪影響を及ぼし、したがって、好ましくは回避される解決策である。他の解決策は、改良された製造方法および／または同じ量の冷媒を使用するが、より効率的に使用する、より複雑な内部冷却構成の使用を提案している。これらの解決策は幾分効果的であると証明されているが、それぞれがエンジンの動作または部品の製造のいずれかに追加コストをもたらし、根本問題に直接対処するものはなく、それは、翼形部が動作中にどのように熱的に成長するかを考慮した従来の構成の幾何学的欠点である。図６の一例に示すように、別のアプローチでは、タービンブレードの翼形部にしばしば生じる不均衡な熱応力を緩和する、特定の湾曲したまたは泡立った、または正弦波状もしくは波状のリブ（以下「波状リブ」という）を使用する。これらの構造は、翼形部２５の内部構造の剛性を低減し、それによって応力集中が分散され、それに耐えることがより良好な他の構造領域に歪み負荷がかかる目標の柔軟性を提供する。これには、例えば、より大きな領域にわたって歪みを広げる領域への応力の負荷を軽減すること、または、おそらくは、より好ましい典型的な圧縮荷重のための引張応力を軽減する構造が含まれ得る。このようにして、寿命を短縮する応力集中および歪みを回避することができる。

しかしながら、上記の構成にもかかわらず、特定の流路４０の間の折り返しで、高い応力領域が生じることがある。特に、多壁タービンブレード冷却装置は、一般に、より少ない冷却流を利用するために、翼形部２５の外壁２６、２７の近くで小さな流路４０を使用するが、効果的な冷却を行うのに十分な速度を維持する。残りのブレード内部流路４０は、通常、低冷却有効領域である。これらの低冷却有効領域は、「壁近傍冷却」流路によって高熱負荷領域から遮蔽されるか、またはブレード上の非常に低い熱負荷面に面して配置されている（外部流の性質によるか、あるいは適用される膜による）。図７は、図４の線Ｅ－Ｅに沿ったキャンバーラインリブ６２の間の折り返し部７８（２つを示す）の拡大断面斜視図を示す。図６および図７に示すように、キャンバーラインリブ６２は、翼形部２５内の半径方向に延在するチャンバを、外壁２６、２７（図７に示す２７）の１つに隣接するその一方の側面の外側流路８０と、その対向する側面の内側流路８２と、に仕切る。図７に示すように、折り返し部７８の各々は、半径方向に延在するチャンバの端部部材８８の手前で停止するキャンバーラインリブ６２によって形成された各リブ６２の端部８６の折り返し開口部８４を含む。一例では、冷媒は、各キャンバーラインリブ６２の端部８６を覆う外側流路８０から内側流路８２へ通過することができる。端部８６は、流路８０、８２の間の冷媒の流れを助けるために、単一の曲率半径で丸められてもよい。折り返し部７８は、連結する複雑な幾何学的形状のために応力集中がより大きくなる傾向がある。特に、キャンバーラインリブ６２の端部８６が例えば別のリブ６０または外壁２６、２７の１つによって形成された折り返し開口部８４の半径方向に延在する側面９０を有するフィレット９４と接触するところで、高い応力が観察される。

図８～図１８は、本開示の実施形態による内壁またはリブ構成を有するタービン・ロータ・ブレードの断面図を示す。上述したように、リブの構成は、中空翼形部２５を冷却回路を形成するために必要に応じて相互接続することができる実質的に分離した半径方向に延在する流路４０に分割する構造的支持および隔壁の両方として使用される。これらの流路４０およびそれらが形成する回路は、その使用が目標とされ、より効率的となるように、特定の態様で翼形部２５を通る冷媒の流れを導くために使用される。本明細書で提供する例は、タービン・ロータ・ブレード１６に使用され得るように示しているが、タービン・ステータ・ブレード１７にも同じ概念を採用することができることが理解されよう。

図８～図１０は、本開示の実施形態によるリブ構成の一実施形態を示す。図８は、図４の線Ｄ－Ｄに部分的に沿って、すなわち端部部材８８に向かって半径方向外向きに見た、本開示の実施形態によるリブ構成の拡大断面斜視図を示す。図９は、図４の線Ａ－Ａに部分的に沿って、すなわち半径方向内向きに見た、本開示の実施形態によるリブ構成の拡大断面斜視図を示す。図１０は、図４の線Ｅ－Ｅに沿って、すなわち、部分的に長手方向の断面で後方を見た、本開示の実施形態によるリブ構成の拡大断面斜視図を示す。

図示するように、リブ構成は、半径方向に延在するチャンバを、リブ１６０の第１の側面１１０上の第１の流路１８０と、リブ１６０の対向する第２の側面１１２上の隣接する第２の流路１８２とに仕切るリブ１６０を提供することができる。本開示の教示は、いずれのリブにも適用することができるが、本開示の教示は、主にキャンバーラインリブ１６２に適用して示されている。より具体的には、リブ１６０は、各湾曲した端部においてフィレット１９２（図８）の選択された外壁２６、２７（図示するように２６）に結合された湾曲したキャンバーラインリブ１６２を含む。図８に示すように、湾曲したキャンバーラインリブ１６２は、隣接するリブ６０、例えば隣接するキャンバーラインリブ６２にフィレット１９４において結合することもできる。図示するように、湾曲したキャンバーラインリブ１６２が外壁２６、２７に結合しているので、キャンバーラインリブ１６２は、選択された外壁２６と湾曲したキャンバーラインリブ１６２との間のとして第１の流路１８０を、および外側流路に隣接する内側流路として第２の流路１８２を画定する。理解されるように、各流路１８０、１８２は、半径方向に延在するチャンバの端部部材１８８によって半径方向に延在するチャンバの端部に囲まれる。図８～図１０は、翼形部２５の半径方向外側の先端部３１（図４）を示しているが、翼形部２５の半径方向内側の根元端部２１（図４）に同様の構造が存在してもよい。

リブ構成はまた、キャンバーラインリブ１６２の端部１８６に画定された折り返し部１７８を含み、冷媒は、それを通って、半径方向に延在するチャンバの端部部材１８８内の第１の流路１８０と第２の流路１８２との間を通過する。折り返し部１７８は、流路１８０、１８２間の折り返し開口部１８４を形成するキャンバーラインリブ１６２の端部１８６の空隙と、流路１８０、１８２の間を冷媒が通過することができる端部部材１８８（図８および図１０）と、を一般に含む。折り返し開口部１８４は、問題になっているリブが結合する、隣接するリブ６０、６２および／または外壁２６、２７によって形成された半径方向に延在する側面１９０を含む。本開示は、波形形状を有するキャンバーラインリブ１６２について本明細書に記載しているが、本発明は、実質的に任意のリブ、直線形状（図５）または湾曲形状の、およびリブ構成を有する任意の位置のリブに適用可能である。

図８～図１０に示すように、従来の折り返し開口部８４（図７）とは対照的に、リブ構成は、キャンバーラインリブ１６２の端部１８６に沿って、かつ折り返し開口部１８４の対向する半径方向に延在する側面１９０上に延在する球根状突起２００を含む。図８で最もよく観察されるように、球根状突起２００は、半径方向に延在するチャンバの端部部材１８８に面するＵ字形の開放端を有して、すなわち半径方向外側に向かって、Ｕ字形に延在することができる。すなわち、球根状突起２００は、折り返し開口部１８４の半径方向に延在する１つの側面１９０に沿って、キャンバーラインリブ１６２の端部１８６を横切り、Ｕ字形の対向する半径方向に延在する側面１９０に沿って、半径方向に延在する。ここでは、図８に最もよく示されているように、球根状突起２００は、Ｕ字形に沿ってのみ延在しており、半径方向に延在するチャンバの端部部材１８８内に終端している。球根状突起２００は、概して丸く、キャンバーラインリブ１６２から膨らんでいるので「球根状」と呼ばれる。すなわち、キャンバーラインリブ１６２は、その長さに沿って第１の厚さＴ１を有し、球根状突起２００は、第１の厚さよりも大きい第２の厚さＴ２を有する。球根状突起２００はまた、リブ６２（図７）の従来の単純に丸みを帯びた端部８６（図７）よりも、選択された方向にキャンバーラインリブ１６２の端部１８６から遠くに突出している。

球根状突起２００は、通常、Ｕ字形の底部コーナー（図７）の応力を球根状突起２００内に、および内部流路１８２に向かって移動させるように作用する。このようにして、折り返し開口部１８４は、球根状突起２００によってフィレット１９４から離間し、その中の応力を低減する。

図１１～図１８は、本開示のいくつかの代替的な実施形態を示す。

図１１および図１２は、図４の線Ｆ－Ｆに部分的に沿って、すなわち、翼形部２５の根元端部２１（図４）から半径方向外向きに見た、本開示の実施形態によるリブ構成の拡大断面図を示す。図１１は拡大図であり、図１２は遠くから見た図である。図１１および図１２は、翼形部２５の内方の根元端部２１（図４）に、例えばプラットフォーム２４（図４）の近くまたはその中の球根状突起２０４の適用を示す。さらに、球根状突起２０４は、キャンバーラインリブ６２の間にまたがる横断リブ１６６であるリブ１６０内に配置される。したがって、折り返し開口部２８４によって結合された流路２８０、２８２は、両方とも内部流路である。ここで、半径方向に延在する側面１９０は、キャンバーラインリブ６２の一部であり、球根状突起２０４は、図８～図１０よりも外壁２６、２７を有するキャンバーラインリブ６２のフィレット１９２から遠く離れて配置されてもよい。球根状突起２０４は、応力を横断リブ１６６とキャンバーラインリブ６２との間のフィレット１９４（図１１）に位置決めするのではなく、突起内に移動させる。

図１３は、本開示の代替的な実施形態による球根状突起２０６を含むリブ構成の拡大断面斜視図を示し、図１４は、本明細書に記載された実施形態のいずれかにおいて使用される球根状突起２００の実施形態の拡大断面図を示す。図１３の断面は、図４の線Ｂ－Ｂに部分的に沿って、すなわち半径方向内向きに見たものである。図１０、図１３および図１４は、本明細書に記載の球根状突起の任意の実施形態に適用可能な代替的な実施形態を示す。ここで、球根状突起（図１０、図１３、および図１４の符号２００）は、従来の丸い端部８６（図７）とは対照的に、１つの流路に向かって延在する部分２０２を含む。図１４は、球根状突起が、部分２０２を提供する２つ以上の曲率半径Ｒ１、Ｒ２によって画定される断面を有し得ることを示す。図１０および図１３に示す例では、部分２０２が向かって延在する流路は内側流路１８２であり、それは突起２００、２０６および部分２０２内に応力を移動させる。すなわち、部分２０２は、応力を分配するのを助け、１つの流路１８０、１８２から別の流路への冷媒の流れを助ける。

図１５および図１６は、本開示の別の代替的な実施形態によるリブ構成および球根状突起２０８の拡大断面斜視図を示す。図１５は、図４の線Ｂ－Ｂに部分的に沿って、すなわち半径方向内向きに見たものであり、図１６は、図４の線Ｄ－Ｄに部分的に沿って、すなわち半径方向外向きに見たものである。この実施形態では、球根状突起２０８はＵ字形であるが、Ｕ字形の第１の端部２０８Ａは、Ｕ字形の第２の端部２０８Ｂに対して傾斜している。すなわち、端部２０８Ａ、２０８Ｂは、それらの長さのいくらかの部分では平行ではない。図示する例では、端部２０８Ａは、端部部材８８とほぼ垂直である（フィレット曲率を除いて）端部２０８Ｂと比較して、半径方向に延在するチャンバの端部部材１８８とほぼ垂直な角度でないように傾いている。

図１７および図１８は、本開示の別の代替的な実施形態によるリブ構成および球根状突起２１０の拡大断面斜視図を示す。図１７は、図４の線Ｅ－Ｅに部分的に沿って、すなわち、部分的な長さ方向の断面で後方を見たものであり、図１８は、図４の線Ｄ－Ｄに部分的に沿って、すなわち半径方向外向きに見たものである。この実施形態では、球根状突起２１０は、折り返し開口部２８４の対向する半径方向に延在する側面１９０の間で半径方向に延在するチャンバの端部部材１８８に沿ってさらに延在している。このようにして、球根状突起２１０は、折り返し開口部２８４の周りで連続しており、端部部材１８８から突起内に応力をさらに移動させるように作用する。図１８は、Ｕ字形が別の側面２１０Ｃに対して傾斜した１つの側面２１０Ｂを有する、別の実施形態を示す。側面２１０Ｂは、端部部材１８８に垂直ではないが、側面２１
０Ａは、端部部材１８８にほぼ垂直である。

本明細書に記載されている球根状突起は、外側から内側へおよび内側から外側への折り返し開口部を保護し、その結果、折り返し部の近傍における応力集中の影響が少なくなり、より複雑な多壁リブ構成が可能になる。例えば、球根状突起は、これらの高い応力から折り返し部を遮蔽するために折り返し開口部を輪郭付けすることによって、内側流路面に沿って存在する高いキャンバーラインリブ応力に対処する。特定の実施形態が本明細書に記載されているが、実施形態のいずれも個別に、または任意に組み合わせて共に使用することができ、翼形部のいずれかの端部で使用することができることが強調される。

本明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的とし、本開示を限定することを目的とするものではない。本明細書で用いられるように、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合に、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を示すが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはこれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。「代替的な（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）」または「代替的に（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｌｙ）」は、続いて記載された事象または状況が生じてもよいし、また生じなくてもよいことを意味し、かつ、その説明が、事象が起こる場合と、それが起こらない場合と、を含むことを意味する。

近似する文言は、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたってここで用いられるように、それが関連する基本的機能の変更をもたらすことなく許容範囲で変化することができる定量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、これに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「おおよそ」は両方の値に適用され、値を測定する測定器の精度に特に依存しない限り、記載値の＋／－１０％を示すことができる。

特許請求の範囲のすべてのミーンズまたはステッププラスファンクション要素の対応する構造、材料、動作、および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせて機能を実行するための任意の構造、材料、または動作を含むものとする。本開示の記載は、例示および説明の目的で提示されているが、網羅的であることを意図するものではなく、あるいは開示した形式における開示に限定されるものではない。多くの変更および変形は、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。本開示の原理および実際の応用を最もよく説明し、想定される特定の使用に適するように様々な変更を伴う様々な実施形態の開示を他の当業者が理解できるようにするために、実施形態を選択し説明した。
［実施態様１］
前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むブレードであって、
前記ブレードは、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の第１の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の第２の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６、２０８Ａ、２０８Ｂ）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部（１８６）に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含むブレード。
［実施態様２］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、Ｕ字形に延在し、前記Ｕ字形の開放端は前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に面している、実施態様１に記載のブレード。
［実施態様３］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記Ｕ字形に沿ってのみ延在し、前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内に終端している、実施態様２に記載のブレード。
［実施態様４］
前記Ｕ字形の第１の端部（１８６）は、前記Ｕ字形の第２の端部（１８６）に対して傾斜している、実施態様２に記載のブレード。
［実施態様５］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）の間の前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に沿ってさらに延在する、実施態様１に記載のブレード。
［実施態様６］
前記リブ（６０、１６０）は、第１の厚さをその長さに沿って有し、前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、実施態様１に記載のブレード。
［実施態様７］
前記リブ（６０、１６０）は、各端部でフィレット（９４）の選択された外壁に結合された湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）を含み、前記湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）は、前記選択された外壁と前記湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）との間の外側流路としての第１の流路（１８０）と、前記外側流路に隣接する内側流路としての第２の流路（１８２）と、を画定し、
前記折り返し開口部（１８４）は、前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）によって前記フィレット（９４）から離間されている、実施態様１に記載のブレード。
［実施態様８］
前記湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）は、波状の輪郭を有する、実施態様７に記載のブレード。
［実施態様９］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記内側流路に向かって延在する部分を含む、実施態様７に記載のブレード。
［実施態様１０］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、２つ以上の曲率半径によって画定される断面を有する、実施態様１に記載のブレード。
［実施態様１１］
前記ブレードは、タービン・ロータ・ブレード（１６）およびタービン・ステータ・ブレード（１７）の一方を含む、実施態様１に記載のブレード。
［実施態様１２］
前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むタービン・ロータ・ブレード（１６）であって、
前記タービン・ロータ・ブレード（１６）は、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の第１の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の第２の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含むタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様１３］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、Ｕ字形に延在し、前記Ｕ字形の開放端は前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に面している、実施態様１２に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様１４］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記Ｕ字形に沿ってのみ延在し、前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内に終端している、実施態様１３に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様１５］
前記Ｕ字形の第１の端部（２０８Ａ）は、前記Ｕ字形の第２の端部（２０８Ｂ）に対して傾斜している、実施態様１３に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様１６］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）の間の前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に沿ってさらに延在する、実施態様１２に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様１７］
前記リブ（６０、１６０）は、第１の厚さをその長さに沿って有し、前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、実施態様１２に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様１８］
前記リブ（６０、１６０）は、各端部でフィレット（９４）の選択された外壁に結合された湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）を含み、前記湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）は、前記選択された外壁と前記湾曲
したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）との間の外側流路としての第１の流路（１８０）と、前記外側流路に隣接する内側流路としての第２の流路（１８２）と、を画定し、
前記折り返し開口部（１８４）は、前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）によって前記フィレット（９４）から離間されている、実施態様１２に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様１９］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記内側流路に向かって延在する部分を含む、実施態様１８に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。
［実施態様２０］
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、２つ以上の曲率半径によって画定される断面を有する、実施態様１２に記載のタービン・ロータ・ブレード（１６）。

１０燃焼タービンエンジン
１１多段軸流圧縮機
１２燃焼器
１３タービン
１４圧縮機ロータブレード
１５圧縮機ステータブレード
１６タービン・ロータ・ブレード
１７タービン・ステータ・ブレード
２１根元、根元端部
２４プラットフォーム
２５ロータブレード翼形部、中空翼形部
２６正圧側外壁
２７負圧側外壁
２８前縁
２９後縁
３１外側先端部
４０第１の流路、第２の流路
４２前縁流路
４４交差流路
４６後方中央流路
６０リブ
６２キャンバーラインリブ
６３正圧側キャンバーラインリブ
６４負圧側キャンバーラインリブ
６６横断リブ
６７正圧側横断リブ
６８負圧側横断リブ
６９中央横断リブ
７０前縁横断リブ
７８折り返し部
８０外側流路
８２内側流路
８４折り返し開口部
８６端部
８８端部部材
９０半径方向に延在する側面
９４フィレット
１１０第１の側面
１１２第２の側面
１６０リブ
１６２キャンバーラインリブ
１６６横断リブ
１７８折り返し部
１８０第１の流路
１８２第２の流路、内部流路、内側流路
１８４折り返し開口部
１８６端部
１８８端部部材
１９０半径方向に延在する側面
１９２フィレット
１９４フィレット
２００球根状突起
２０２部分
２０４球根状突起
２０６球根状突起
２０８球根状突起
２１０球根状突起
２８０流路
２８２流路
２８４折り返し開口部
２０８Ａ第１の端部
２０８Ｂ第２の端部
２１０Ａ側面
２１０Ｂ側面
２１０Ｃ側面

Claims

前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むブレードであって、
前記ブレードは、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の第１の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の第２の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６、２０８Ａ、２０８Ｂ）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部（１８６）に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含み、
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、Ｕ字形に延在し、前記Ｕ字形の開放端は前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に面し、
前記Ｕ字形の第１の端部（１８６）は、前記Ｕ字形の第２の端部（１８６）に対して傾斜している、ブレード。
前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むブレードであって、
前記ブレードは、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の第１の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の第２の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、前記リブ（６０、１６０）が前記翼形部（２５）のキャンバーラインに沿って延在し、前記リブ（６０、１６０）の両端が選択的に前記正圧側外壁（２６）に接続または前記負圧側外壁（２７）に接続し、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６、２０８Ａ、２０８Ｂ）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部（１８６）に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含み、
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、Ｕ字形に延在し、前記Ｕ字形の底部は前記折り返し開口部（１８４）の一部を画定し、前記Ｕ字形の開放端は前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に面している、ブレード。
前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むブレードであって、
前記ブレードは、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の正圧側の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の負圧側の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、前記リブ（６０、１６０）が前記翼形部（２５）のキャンバーラインに沿って延在し、前記リブ（６０、１６０）の両端が選択的に前記正圧側外壁（２６）に接続または前記負圧側外壁（２７）に接続し、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６、２０８Ａ、２０８Ｂ）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部（１８６）に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含むブレード。
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記Ｕ字形に沿ってのみ延在し、前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内に終端している、請求項１または２に記載のブレード。
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）の間の前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に沿ってさらに延在する、請求項１乃至４のいずれかに記載のブレード。
前記リブ（６０、１６０）は、第１の厚さをその長さに沿って有し、前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のブレード。
前記リブ（６０、１６０）は、各端部でフィレット（９４）の選択された外壁に結合された湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）を含み、前記湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）は、前記選択された外壁と前記湾曲したキャンバーラインリブ（６２、６３、６４、１６２）との間の外側流路としての第１の流路（１８０）と、前記外側流路に隣接する内側流路としての第２の流路（１８２）と、を画定し、
前記折り返し開口部（１８４）は、前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）によって前記フィレット（９４）から離間されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のブレード。
前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むタービン・ロータ・ブレード（１６）であって、
前記タービン・ロータ・ブレード（１６）は、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の第１の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の第２の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含み、
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、Ｕ字形に延在し、前記Ｕ字形の開放端は前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に面し、
前記Ｕ字形の第１の端部（２０８Ａ）は、前記Ｕ字形の第２の端部（２０８Ｂ）に対して傾斜している、タービン・ロータ・ブレード（１６）。
前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むタービン・ロータ・ブレード（１６）であって、
前記タービン・ロータ・ブレード（１６）は、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の第１の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の第２の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、前記リブ（６０、１６０）が前記翼形部（２５）のキャンバーラインに沿って延在し、前記リブ（６０、１６０）の両端が選択的に前記正圧側外壁（２６）に接続または前記負圧側外壁（２７）に接続し、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含み、
前記球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）は、Ｕ字形に延在し、前記Ｕ字形の底部は前記折り返し開口部（１８４）の一部を画定し、前記Ｕ字形の開放端は前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）に面している、タービン・ロータ・ブレード（１６）。
前縁（２８）および後縁（２９）に沿って接続され、かつ、それらの間に冷媒の流れを受ける半径方向に延在するチャンバを形成する、凹状の正圧側外壁（２６）および凸状の負圧側外壁（２７）によって画定される翼形部（２５）を含むタービン・ロータ・ブレード（１６）であって、
前記タービン・ロータ・ブレード（１６）は、
リブ（６０、１６０）構成であって、前記半径方向に延在するチャンバを、リブ（６０、１６０）の正圧側の側面（１１０）の隣接する第１の流路（１８０）と、前記リブ（６０、１６０）の反対側の負圧側の側面（１１２）の隣接する第２の流路（１８２）と、に仕切る前記リブ（６０、１６０）であって、前記リブ（６０、１６０）が前記翼形部（２５）のキャンバーラインに沿って延在し、前記リブ（６０、１６０）の両端が選択的に前記正圧側外壁（２６）に接続または前記負圧側外壁（２７）に接続し、各流路（４０、１８０、１８２）は、前記半径方向に延在するチャンバの端部部材（１８８）によって前記半径方向に延在するチャンバの端部（１８６）において囲まれる、前記リブ（６０、１６０）と、
前記冷媒が前記半径方向に延在するチャンバの前記端部部材（１８８）内の前記第１の流路（１８０）と前記第２の流路（１８２）との間を通過する前記リブ（６０、１６０）の端部に画定された折り返し開口部（１８４）と、
を含むリブ（６０、１６０）構成と、
前記リブ（６０、１６０）の前記端部に沿って、かつ、前記折り返し開口部（１８４）の対向する半径方向に延在する側面（９０、１９０）に延在する球根状突起（２００、２０４、２０６、２０８、２１０）と、
をさらに含むタービン・ロータ・ブレード（１６）。