特許 6381816 弦方向に延びるスキーラ先端冷却チャネルを備えるタービン翼冷却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6381816

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】弦方向に延びるスキーラ先端冷却チャネルを備えるタービン翼冷却システム

(51)【国際特許分類】

   F01D 5/18 20060101AFI20180820BHJP

   F01D 5/20 20060101ALI20180820BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   F01D5/18

   F01D5/20

   F02C7/18 A

【請求項の数】13

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-538672(P2017-538672)

(86)(22)【出願日】2015年1月22日

(65)【公表番号】特表2018-506678(P2018-506678A)

(43)【公表日】2018年3月8日

(86)【国際出願番号】US2015012365

(87)【国際公開番号】WO2016118135

(87)【国際公開日】20160728

【審査請求日】2017年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】599078705

【氏名又は名称】シーメンス エナジー インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】チン−パン リー

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０７３７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１６９９６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００２６６９８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０７６４１４４４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００５−０５４７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２８２１０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３０２１６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５２４６３４０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０２８５８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１６−５０３８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１７６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３０３６３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１７９９４０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ５／１８

Ｆ０１Ｄ ５／２０

Ｆ０２Ｃ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービン翼（１２）において、
概ね細長いブレード（４０）を備え、該ブレード（４０）は、前縁（４２）と、後縁（４４）と、第１の端部（４６）におけるスキーラ先端部（１８）と、前記ブレード（４０）を支持しかつ該ブレード（４０）をディスクに接続するための、前記第１の端部（４６）とは略反対側の第２の端部（５０）において前記ブレード（４０）に接続された根元部（４８）と、前記概ね細長いブレード（４０）内に配置された少なくとも１つのキャビティ（５２）から形成された内部冷却システム（１０）とを有しており、
該内部冷却システム（１０）は、少なくとも前記スキーラ先端部（１８）の一部を形成する外壁（３２）の内面（３０）によって少なくとも部分的に形成された、少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）を有しており、
該少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）は、内壁（２０）を有しており、該内壁（２０）は、圧力面外壁（３４）の内面（５８）に対して非平行かつ非直交である外面（５４）を有する圧力面セクション（２４）と、負圧面外壁（３６）の内面（６０）に対して非平行かつ非直交である外面（５６）を有する負圧面セクション（２６）とから形成されており、
前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記圧力面セクション（２４）および前記負圧面セクション（２６）の前記外面（５４，５６）は、互いに対して非平行かつ非直交であることを特徴とする、タービン翼（１２）。

【請求項2】

前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記圧力面セクション（２４）および前記負圧面セクション（２６）の前記外面（５４，５６）の間の接続部（７４）は、前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記外壁（３２）を形成する前記圧力面セクション（２４）および前記負圧面セクション（２６）の他の面よりも、少なくとも前記スキーラ先端部（１８）の一部を形成する前記外壁（３２）の前記内面（３０）により近いことを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項3】

前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記圧力面セクション（２４）および前記負圧面セクション（２６）の前記外面（５４，５６）の間の接続部（７４）は、フィレットを形成するように湾曲していることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項4】

前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記圧力面セクション（２４）の前記外面（５４）と、前記圧力面外壁（３４）の前記内面（５８）との間の接続部（７６）は、フィレットを形成するように湾曲していることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項5】

前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記負圧面セクション（２６）の前記外面（５６）と、前記負圧面外壁（３６）の前記内面（６０）との間の接続部（７８）は、フィレットを形成するように湾曲していることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項6】

前記圧力面外壁（３４）の前記内面（５８）における複数のタービュレータ（６６）をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項7】

前記負圧面外壁（３６）の前記内面（６０）における複数のタービュレータ（６６）をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項8】

前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記圧力面セクション（２４）および前記負圧面セクション（２６）の内面（７０，７２）は、互いに対して非平行かつ非直交であり、前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記圧力面セクション（２４）および前記負圧面セクション（２６）の前記外面（５４，５６）と整列していることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項9】

前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）は、翼幅方向に延びる前縁冷却チャネル（８２）と流体連通した少なくとも１つの入口（８０）を有しており、前記前縁冷却チャネル（８２）の少なくとも一部は、前記概ね細長いブレード（４０）の前記前縁（４２）を形成する外壁（３２）の内面（８４）によって規定されていることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項10】

前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）の前記内壁（２０）を形成する前記圧力面セクションおよび前記負圧面セクション（２６）は、弦中央蛇行冷却チャネル（８８）の少なくとも一部を形成していることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項11】

前記スキーラ先端部（１８）は、上流の半径方向に延びるリブ（１０４）と、下流の半径方向に延びるリブ（１０６）とを有し、前記上流の半径方向に延びるリブ（１０４）は、前記概ね細長いブレード（４０）の長手方向軸線（１１０）に対して非直交かつ非平行である上流接触面（１０８）を有しており、これにより、該上流接触面（１０８）の最も内側の角（１１２）が前記上流接触面（１０８）の最も外側の角（１１４）よりもさらに上流へ延びており、かつ前記概ね細長いブレード（４０）の前記長手方向軸線（１１０）に対して非直交かつ非平行である下流接触面（１１６）を有しており、これにより、該下流接触面（１１６）の最も内側の角（１１８）は前記下流接触面（１１６）の最も外側の角（１１４）よりもさらに下流へ延びており、前記下流の半径方向に延びるリブ（１０６）は、前記概ね細長いブレード（４０）の長手方向軸線（１１０）に対して非直交かつ非平行である下流接触面（１２２）を有しており、これにより、該下流接触面（１２２）の最も内側の角（１２４）が前記下流接触面（１２２）の最も外側の角（１２６）よりもさらに下流へ延びており、かつ前記概ね細長いブレード（４０）の前記長手方向軸線（１１０）に対して非直交かつ非平行である上流接触面（１２８）を有しており、これにより、該上流接触面（１２８）の最も内側の角（１３０）は前記上流接触面（１２８）の最も外側の角（１３２）よりもさらに上流へ延びていることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項12】

前記上流の半径方向に延びるリブ（１０４）に配置された少なくとも１つの圧力面フィルム冷却孔（１３４）をさらに備え、該圧力面フィルム冷却孔（１３４）は、前記上流の半径方向に延びるリブ（１０４）における前記上流接触面（１０８）における出口（１３６）と、前記少なくとも１つの圧力面フィルム冷却孔（１３４）を、前記内部冷却システム（１０）の前記少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル（１６）に接続する入口（１３８）と、を備えることを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【請求項13】

前記上流の半径方向に延びるリブ（１０４）と、前記下流の半径方向に延びるリブ（１０６）との間において前記スキーラ先端部（１８）に出口（１５２）を備える、前記下流の半径方向に延びるリブ（１０６）の上流に配置された少なくとも１つの負圧面フィルム冷却孔（１５０）をさらに有することを特徴とする、請求項１記載のタービン翼（１２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
本発明の開発は、米国エネルギー省の最新タービン開発プログラム、契約番号DE-FC26-05NT42644によって一部補助されている。したがって、アメリカ合衆国政府は本発明における何らかの権利を有することがある。

【0002】

発明の分野
本発明は、一般にタービンブレードに関し、より詳細にはタービンブレード用の翼先端部における冷却システムに関する。

【背景技術】

【0003】

通常、ガスタービンエンジンは、空気を圧縮するための圧縮機と、圧縮空気を燃料と混合し、混合物に点火するための燃焼器と、動力を発生するためのタービンブレードアセンブリとを有する。燃焼器はしばしば、華氏２５００度を超過し得る高温で作動する。典型的なタービン燃焼器構成は、タービンブレードアセンブリをこのような高温に曝す。その結果、タービンブレードは、このような高温に耐えることができる材料から形成されなければならない。

【0004】

典型的に、タービンブレードは、一方の端部における根元部と、タービンブレードの反対側の端部において根元部に接続されたプラットフォームから外方へ延びたブレードを形成した細長い部分とから形成されている。ブレードは、通常、根元セクションとは反対側の先端部と、前縁と、後縁とから成る。タービンブレードの先端部は、多くの場合、タービンブレードによって発生するトルクの量を減じる先端流漏れを防止するために、タービンのガス流路内のリングセグメントとブレードとの間の間隙のサイズを減じるための先端部特徴を有する。先端部特徴は、多くの場合、スキーラ先端部と呼ばれ、タービン段における空力損失の減少を助けるために、しばしばブレードの先端部に組み込まれる。これらの特徴は、ブレード先端部とリングセグメントとの間の漏れを最小限に減じるように設計されている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

冷却システムが、少なくとも部分的に非線形の外面を備える内壁によって形成された、スキーラ先端部の半径方向内側における翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルを有する、タービンエンジンにおける翼のための内部冷却システムが開示されている。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁の非線形の外面は、圧力面セクションと、負圧面セクションとから形成されていてもよい。圧力面セクションと、負圧面セクションとは、圧力面セクションおよび負圧面セクションの他の面よりも、少なくともスキーラ先端部の一部を形成する外壁の内面により近い箇所において、接続している。圧力面セクションおよび負圧面セクションの構成は、流れ断面積を減じる。これは、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル内の翼弦方向の冷却流体流れを加速し、冷却効率を高めるために冷却流体を圧力面および負圧面の外壁に向かって方向付ける。

【0006】

少なくとも１つの実施の形態では、タービン翼は、概ね細長いブレードを有する。ブレードは、前縁と、後縁と、第１の端部におけるスキーラ先端部と、ブレードを支持しかつブレードをディスクに接続するための、第１の端部とは略反対側の第２の端部においてブレードに接続された根元部と、概ね細長いブレード内に配置された少なくとも１つのキャビティから形成された内部冷却システムと、を有している。内部冷却システムは、少なくともスキーラ先端部の一部を形成する外壁の内面によって少なくとも部分的に形成された、１つまたは複数の翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルを有していてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルは、内壁を有していてもよい。内壁は、圧力面外壁の内面に対して非平行かつ非直交である外面を有する圧力面セクションと、負圧面外壁の内面に対して非平行かつ非直交である外面を有する負圧面セクションとから形成されている。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する、圧力面セクションおよび負圧面セクションの外面は、互いに対して非平行かつ非直交であってもよい。少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する圧力面セクションおよび負圧面セクションの外面の間の接続部は、少なくとも１つの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの外壁を形成する圧力面セクションおよび負圧面セクションの他の面よりも、少なくともスキーラ先端部の一部を形成する外壁の内面により近くてもよい。

【0007】

少なくとも１つの実施の形態では、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する、圧力面セクションおよび負圧面セクションの外面の間の接続部は、フィレットを形成するように湾曲していてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する圧力面セクションの外面と、圧力面外壁の内面との間の接続部は、フィレットを形成するように湾曲していてもよい。同様に、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する負圧面セクションの外面と、負圧面外壁の内面との間の接続部は、フィレットを形成するように湾曲していてもよい。内部冷却システムは、圧力面外壁の内面において複数のタービュレータを有していてもよい。内部冷却システムは、負圧面外壁の内面においても複数のタービュレータを有していてもよい。内部冷却システムは、少なくともスキーラ先端部の一部を形成する外壁の内面においても複数のタービュレータを有していてもよい。

【0008】

少なくとも１つの実施の形態では、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する圧力面セクションおよび負圧面セクションの内面は、互いに対して非平行かつ非直交であり、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する圧力面セクションおよび負圧面セクションの外面と整列していてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルは、翼幅方向に延びる前縁冷却チャネルと流体連通した１つまたは複数の入口を有していてもよく、少なくとも前縁冷却チャネルの一部は、概ね細長いブレードの前縁を形成する外壁の内面によって規定されている。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの内壁を形成する圧力面セクションおよび負圧面セクションは、少なくとも弦中央蛇行冷却チャネルの一部を形成してもよい。

【0009】

少なくとも１つの実施の形態では、スキーラ先端部は、上流の半径方向に延びるリブと、下流の半径方向に延びるリブとを有していてもよい。上流の半径方向に延びるリブは、概ね細長いブレードの長手方向軸線に対して非直交かつ非平行の上流接触面を有していてもよく、これにより、上流接触面の最も内側の角は、上流接触面の最も外側の角よりもさらに上流へ延びている。上流の半径方向に延びるリブは、概ね細長いブレードの長手方向軸線に対して非直交かつ非平行の下流接触面を有しており、これにより、下流接触面の最も内側の角は、下流接触面の最も外側の角よりもさらに下流へ延びている。下流の半径方向に延びるリブは、概ね細長いブレードの長手方向軸線に対して非直交かつ非平行の下流接触面を有していてもよく、これにより、下流接触面の最も内側の角は、下流接触面の最も外側の角よりもさらに下流へ延びている。下流の半径方向に延びるリブは、概ね細長いブレードの長手方向軸線に対して非直交かつ非平行の上流接触面を有しており、これにより、上流接触面の最も内側の角は、上流接触面の最も外側の角よりもさらに上流へ延びている。

【0010】

内部冷却システムは、上流の半径方向に延びるリブに配置された１つまたは複数の圧力面フィルム冷却孔を有していてもよく、圧力面フィルム冷却孔は、上流の半径方向に延びるリブにおける上流接触面における出口と、圧力面フィルム冷却孔を、内部冷却システムの翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルに接続する入口とを備えている。内部冷却システムは、上流の半径方向に延びるリブと、下流の半径方向に延びるリブとの間においてスキーラ先端部における出口を備える、下流の半径方向に延びるリブの上流に配置された１つまたは複数の負圧面フィルム冷却孔を有していてもよい。

【0011】

使用中、冷却流体は、入口を介して前縁冷却チャネルへ流入してもよい。冷却流体は、冷却流体源から、翼の内側端部における前縁冷却チャネルの入口へ流入してもよい。冷却流体は、前縁冷却チャネルを通流し、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルの入口へ進入する。圧力面セクションおよび負圧面セクションは、冷却流体を、圧力面および負圧面の外壁の内面と接触するように方向付ける。冷却流体を、圧力面および負圧面の外壁の内面と接触するように方向付けることにより、内部冷却システムの冷却効率が高められる。加えて、圧力面および負圧面の外壁の内面におけるタービュレータが、さらに、内部冷却システムの効率を高めてもよい。少なくともスキーラ先端部の一部を形成する外壁の内面におけるタービュレータは、さらに、スキーラ先端部の冷却を高めてもよい。冷却流体は、圧力面および負圧面のフィルム冷却孔を介して、および翼の後縁の近くの出口を介して、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルから排出されてもよい。圧力面および負圧面のフィルム冷却孔を介して排出された冷却流体は、スキーラ先端部を冷却するために使用されてもよい。

【0012】

内部冷却システムの利点は、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルが、圧力面および負圧面の外壁の内面における対流を高め、これにより、内部冷却システムの冷却効率を高めるために、冷却流体を、圧力面および負圧面の外壁に向かって方向付ける、ということである。

【0013】

内部冷却システムの別の利点は、翼弦方向内部冷却システムの内壁を形成する圧力面セクションおよび負圧面セクションが、流れ断面積を減じ、これが、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル内における翼弦方向の冷却流体流れを加速し、内部冷却システムの冷却効率を高める、ということである。

【0014】

内部冷却システムのさらに別の利点は、スキーラ先端部が、よりよいブレード先端部寿命、したがってより低い漏れ流のために、スキーラ先端部においてより確実な対流冷却を有する、ということである。

【0015】

内部冷却システムの別の利点は、圧力面冷却孔が、斜面に配置されており、これにより、冷却孔が、ホットスポットにおいて表面に配置されることを可能にし、冷却孔が、よりよい冷却のためのより長い長さを有することを可能にしている、ということである。

【0016】

本発明のさらに別の利点は、冷却孔が、斜面において出口フィルム冷却も提供し、これにより、典型的には、より高い温度を有する材料の領域であるホットスポットである位置において、翼の温度を減じる、ということである。

【0017】

これらの実施の形態およびその他の実施の形態を以下でさらに詳細に説明する。

【0018】

明細書の一部に組み込まれ、明細書の一部を形成する添付の図面は、本明細書に開示される発明の実施の形態を例示し、詳細な説明と共に本発明の原理を開示する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルを備える内部冷却システムを有する翼を備えるタービンエンジンの部分断面透視図である。

【図2】図１に示したタービンエンジンにおいて使用可能な、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルを有する内部冷却システムを備える翼の透視図である。

【図3】図２における断面線３−３に沿った、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルを有する内部冷却システムを備える翼の断面図である。

【図4】図３における断面線４−４に沿った、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネルを有する内部冷却システムの部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１〜図４に示すように、タービンエンジン１４における翼１２のための内部冷却システム１０が開示されており、冷却システム１０は、スキーラ先端部１８の半径方向内側に、非線形の外面２２を備える内壁２０によって少なくとも部分的に形成された、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６を有する。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０の非線形の外面２２は、圧力面（pressure side）セクション２４と、負圧面（suction side）セクション２６とから形成されていてもよい。圧力面セクション２４と、負圧面セクション２６とは、圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の他の面よりも、少なくともスキーラ先端部１８の一部を形成する外壁３２の内面３０により近い箇所２８において、接続している。圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の構成は、流れ断面積を減じる。これは、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６内の翼弦方向の冷却流体流れを加速し、冷却効率を高めるために冷却流体を圧力面および負圧面の外壁３４，３６に向かって方向付ける。

【0021】

少なくとも１つの実施の形態では、タービン翼１２は、概ね細長いブレード４０から形成されていてもよい。ブレード４０は、前縁４２と、後縁４４と、第１の端部４６におけるスキーラ先端部１８と、ブレード４０を支持しかつブレード４０をディスクに接続するための、第１の端部４６とは略反対側の第２の端部５０においてブレード４０に接続された根元部４８と、概ね細長いブレード４０内に配置された少なくとも１つのキャビティ５２から形成された内部冷却システム１０と、を有している。内部冷却システム１０は、少なくともスキーラ先端部１８の一部を形成する外壁３２の内面３０によって少なくとも部分的に形成された、１つまたは複数の翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６を有していてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６は、内壁２０を有していてもよい。内壁２０は、圧力面外壁３４の内面５８に対して非平行かつ非直交である外面５４を有する圧力面セクション２４から形成されている。圧力面セクション２４の外面５４は、圧力面外壁３４の内面５８に対して３０〜７５度で配置されていてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６は、負圧面セクション２６を有していてもよい。負圧面セクション２６は、負圧面外壁３６の内面６０に対して非平行かつ非直交である外面５６を有する。負圧面セクション２６の外面５６は、負圧面外壁３６の内面６０に対して３０〜７５度で配置されていてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する、圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の外面５４，５６は、互いに対して非平行かつ非直交であってもよい。少なくとも１つの実施の形態では、圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の外面５４，５６は、少なくとも翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０の一部にわたって延びている。少なくとも１つの実施の形態では、圧力面セクション２４および負圧面セクション２６は、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０の全体にわたって延びていてもよい。

【0022】

圧力面セクション２４および負圧面セクション２６は、箇所２８において接続していてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の外面５４，５６の間の接続部２８は、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の外壁３２を形成する圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の他の面よりも、少なくともスキーラ先端部１８の一部を形成する外壁３２の内面３０により近い。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の外面５４，５６の間の接続部２８は、フィレットを形成するように湾曲していてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する圧力面セクション２４の外面５４と、圧力面外壁３４の内面５８との間の接続部６２は、フィレットを形成するように湾曲しているか、または別の適切な構成を有していてもよい。翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する負圧面セクション２６の外面５６と、負圧面外壁３６の内面６０との間の接続部６４は、フィレットを形成するように湾曲しているか、または別の適切な構成を有していてもよい。

【0023】

内部冷却システム１０は、冷却能力および効率を高めるためのその他のエレメントを有していてもよい。少なくとも１つの実施の形態では、内部冷却システム１０は、圧力面外壁３４の内面５８において複数のタービュレータ６６を有していてもよい。タービュレータ６６は、圧力面外壁３４の内面５８から負圧面６５に向かって延びていてもよい。内部冷却システム１０は、負圧面外壁３６の内面６０においても複数のタービュレータ６６を有していてもよい。タービュレータ６６は、負圧面外壁３６の内面６０から圧力面６８に向かって延びていてもよい。１つまたは複数のタービュレータ６６は、少なくともスキーラ先端部１８の一部を形成する外壁３２の内面３０において延びていてもよい。

【0024】

翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の内面７０，７２は、互いに対して非平行かつ非直交であってもよく、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の外面５４，５６と整列していてもよい。圧力面セクション２４および負圧面セクション２６の内面７０，７２の間の接続部７４は、フィレットを形成するように湾曲している。圧力面セクション２４の内面７０と圧力面外壁３４の内面５８との間の接続部７６は、フィレットを形成するように湾曲している。負圧面セクション２６の内面７２と負圧面外壁３６の内面６０との間の接続部７８は、フィレットを形成するように湾曲している。

【0025】

少なくとも１つの実施の形態では、図３に示すように、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６は、翼幅方向に延びる前縁冷却チャネル８２と流体連通した１つまたは複数の入口８０を有していてもよく、少なくとも前縁冷却チャネル８２の一部は、概ね細長いブレード４０の前縁４２を形成する外壁３２の内面８４によって規定されている。少なくとも１つの実施の形態では、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６は、翼１２の前縁４２の近くに入口８０を有していてもよく、また、翼１２の後縁４４の近くに出口８６を有していてもよい。前縁冷却チャネル８２は、冷却流体源と連通した翼１２の内側端部５０に入口１６０を有していてもよい。

【0026】

翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の内壁２０を形成する圧力面セクション２４および負圧面セクション２６は、少なくとも弦中央蛇行冷却チャネル８８の一部を形成していてもよい。弦中央蛇行冷却チャネル８８は、トリプルパス蛇行冷却チャネルであってもよい。弦中央蛇行冷却チャネル８８は、弦中央蛇行冷却チャネル８８の第１の区間９４の内側端部９２に第１の入口９０を有していてもよい。少なくとも１つの実施の形態では、弦中央蛇行冷却チャネル８８は、第２の転回部９８に第２の入口９６を有していてもよく、第２の転回部９８は、弦中央蛇行冷却チャネル８８の第２および第３の区間１００，１０２の間の内側転回部である。冷却流体は、第１の入口９０を介して第１の区間９４に進入し、第１の転回部９１を通って、第２の区間１００内へ流れる。冷却流体は、第２の区間１００から第２の転回部９８を通って第３の区間１０２へ流れてもよい。冷却流体が第３の区間１０２に流入するとき、第２の入口９６からの付加的な冷却流体が、第３の区間１０２内への冷却流体流に付加される。第３の区間１０２における冷却流体は、後縁冷却チャネル１５６に流入してもよく、後縁４４における１つまたは複数の後縁排出オリフィス１５８を通って排出されてもよい。

【0027】

スキーラ先端部１８は、任意の適切な構成を有していてよい。少なくとも１つの実施の形態では、図４に示すように、スキーラ先端部１８は、上流の半径方向に延びるリブ１０４と、下流の半径方向に延びるリブ１０６とを有していてもよい。上流の半径方向に延びるリブ１０４は、概ね細長いブレード４０の長手方向軸線１１０に対して非直交かつ非平行である上流接触面１０８を有していてもよく、これにより、上流接触面１０８の最も内側の角１１２は、上流接触面１０８の最も外側の角１１４よりもさらに上流へ延びている。上流の半径方向に延びるリブ１０４は、概ね細長いブレード４０の長手方向軸線１１０に対して非直交かつ非平行である下流接触面１１６を有していてもよく、これにより、下流接触面１１６の最も内側の角１１８は、下流接触面１１６の最も外側の角１２０よりもさらに下流へ延びている。下流の半径方向に延びるリブ１０６は、概ね細長いブレード４０の長手方向軸線１１０に対して非直交かつ非平行である下流接触面１２２を有していてもよく、これにより、下流接触面１２２の最も内側の角１２４は、下流接触面１２２の最も外側の角１２６よりもさらに下流へ延びている。下流の半径方向に延びるリブ１０６は、概ね細長いブレード４０の長手方向軸線１１０に対して非直交かつ非平行である上流接触面１２８を有していてもよく、これにより、上流接触面１２８の最も内側の角１３０は、上流接触面１２８の最も外側の角１３２よりもさらに上流へ延びている。

【0028】

内部冷却システム１０は、上流の半径方向に延びるリブ１０４に配置された１つまたは複数の圧力面フィルム冷却孔１３４を有していてもよく、圧力面フィルム冷却孔１３４は、上流の半径方向に延びるリブ１０４における上流接触面１０８における出口１３６と、圧力面フィルム冷却孔１３４を、内部冷却システム１０の翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６に接続する入口１３８と、を備えている。圧力面フィルム冷却孔１３４は、翼１２の圧力面６８を形成する外面１４２に対して非平行かつ非線形に配置された長手方向軸線１４０を有していてもよい。内部冷却システム１０は、上流の半径方向に延びるリブ１０４と、下流の半径方向に延びるリブ１０６との間においてスキーラ先端部１８に出口１５２を備える、下流の半径方向に延びるリブ１０６の上流に配置された１つまたは複数の負圧面フィルム冷却孔１５０を有していてもよい。負圧面フィルム冷却孔１５０は、上流の半径方向に延びるリブ１０４と下流の半径方向に延びるリブ１０６との間に、スキーラ先端部１８の外面１５４に対して非平行かつ非線形に配置された長手方向軸線１６２を有していてもよく、これにより、冷却流体は、少なくとも部分的な下流ベクトルを有して負圧面フィルム冷却孔１５０から排出される。

【0029】

使用中、冷却流体は、入口８０を介して前縁冷却チャネル８２へ流入してもよい。冷却流体は、冷却流体源から、翼１２の内側端部５０における前縁冷却チャネル８２の入口１６０へ流入してもよい。冷却流体は、前縁冷却チャネル８２を通流し、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６の入口８０へ進入する。圧力面セクション２４および負圧面セクション２６は、冷却流体を、圧力面および負圧面の外壁３４，３６の内面５８，６０と接触するように方向付ける。冷却流体を、圧力面および負圧面の外壁３４，３６の内面５８，６０と接触するように方向付けることにより、内部冷却システム１０の冷却効率が高められる。加えて、圧力面および負圧面の外壁３４，３６の内面５８，６０におけるタービュレータ６６が、さらに、内部冷却システム１０の効率を高めてもよい。冷却流体は、圧力面および負圧面のフィルム冷却孔１３４，１５０を介して、および翼１２の後縁４４の近くの出口８６を介して、翼弦方向に延びる先端部冷却チャネル１６から排出されてもよい。圧力面および負圧面のフィルム冷却孔１３４，１５０を介して排出された冷却流体は、スキーラ先端部１８を冷却するために使用されてもよい。

【0030】

上記説明は、本発明の実施の形態を例示、説明および記述するという目的で提供されている。これらの実施の形態に対する変更および適応は、当業者に明らかになるであろうし、本発明の範囲または思想から逸脱することなく成し得るものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】