特許 6983473 ガスタービンシステムロータブレードの冷却通路

(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】6983473

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】ガスタービンシステムロータブレードの冷却通路

(51)【国際特許分類】

   F01D 5/18 20060101AFI20211206BHJP

【ＦＩ】

   F01D5/18

【請求項の数】11

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-96899(P2017-96899)

(22)【出願日】2017年5月16日

(65)【公開番号】特開2017-214923(P2017-214923A)

(43)【公開日】2017年12月7日

【審査請求日】2020年5月13日

(31)【優先権主張番号】15/163,061

(32)【優先日】2016年5月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】メルボルン・ジェームス・マイヤーズ

(72)【発明者】

【氏名】シウチャン・ジェームス・チャン

(72)【発明者】

【氏名】ステュアート・サミュエル・コリンズ

(72)【発明者】

【氏名】カミーロ・アンドレス・サンパヨ

(72)【発明者】

【氏名】ジョセフ・ブロック

【審査官】 吉田 昌弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２４５６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５９３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２８０９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３１２９４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３４２２９０７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ５／１８

Ｆ０２Ｃ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンシステム（１０）用のロータブレード（１００）であって、当該ロータブレード（１００）が、
半径方向内側表面（１０４）及び半径方向外側表面（１０６）を備えるプラットフォーム（１０２）と、
前記プラットフォーム（１０２）の半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に延在するシャンク部分（１１６）であって、前記シャンク部分（１１６）及び前記プラットフォーム（１０２）がシャンクポケット（１２０）を集合的に画定する、シャンク部分（１１６）と、
前記プラットフォーム（１０２）の半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に延在する翼形部（１２６）であって、１つ又は複数の後縁開口（１４４）を画定する翼形部（１２６）と
を備えており、
前記シャンク部分（１１６）、前記プラットフォーム（１０２）及び前記翼形部（１２６）が、前記シャンク部分（１１６）又は前記プラットフォーム（１０２）によって画定される冷却通路入口（１５０）であって前記シャンクポケット（１２０）に直結した冷却通路入口（１５０）から前記プラットフォーム（１０２）を通り、前記翼形部（１２６）によって画定される冷却通路出口（１５２）へ延在する冷却通路（１４８）を集合的に画定しており、前記冷却通路出口（１５２）が前記１つ又は複数の後縁開口（１４４）のすべてから全体的に半径方向内側に配置され、
前記１つ又は複数の後縁開口（１４４）の１つが前記冷却通路入口（１５０）と前記冷却通路出口（１５２）との間に軸方向（Ａ）及び周方向（Ｃ）に配置される、ロータブレード（１００）。

【請求項2】

前記冷却通路出口（１５２）が前記プラットフォーム（１０２）の半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に配置される、請求項１に記載のロータブレード（１００）。

【請求項3】

前記冷却通路入口（１５０）が前記プラットフォーム（１０２）の半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に配置される、請求項１又は請求項２に記載のロータブレード（１００）。

【請求項4】

前記翼形部（１２６）の負圧側壁（１３８）が前記冷却通路出口（１５２）を画定する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。

【請求項5】

前記シャンクポケット（１２０）が前記シャンク部分（１１６）の正圧側（１２２）によって画定される、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。

【請求項6】

前記冷却通路出口（１５２）が前記翼形部（１２６）の根元（１３０）によって少なくとも部分的に画定される、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。

【請求項7】

前記冷却通路（１４８）がコーティングコレクタ（１５４）を備える、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。

【請求項8】

前記シャンク部分（１１６）、前記プラットフォーム（１０２）、及び前記翼形部（１２６）が複数の冷却通路（１４８）を集合的に画定する、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。

【請求項9】

圧縮機セクション（１４）と、
燃焼セクション（１６）と、
１つ又は複数のロータブレード（１００）を備えるタービンセクション（１８）と
を備えるガスタービンシステム（１０）であって、各ロータブレード（１００）が、
半径方向内側表面（１０４）及び半径方向外側表面（１０６）を備えるプラットフォーム（１０２）と、
前記プラットフォーム（１０２）の半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に延在するシャンク部分（１１６）であって、前記シャンク部分（１１６）及び前記プラットフォーム（１０２）がシャンクポケット（１２０）を集合的に画定する、シャンク部分（１１６）と、
前記プラットフォーム（１０２）の半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に延在する翼形部（１２６）であって、１つ又は複数の後縁開口（１４４）を画定する翼形部（１２６）と
を備えており、
前記シャンク部分（１１６）、前記プラットフォーム（１０２）及び前記翼形部（１２６）が、前記シャンク部分（１１６）によって画定される冷却通路入口（１５０）であって前記シャンクポケット（１２０）に直結した冷却通路入口（１５０）から前記プラットフォーム（１０２）を通り、前記翼形部（１２６）によって画定された冷却通路出口（１５２）へ延在する冷却通路（１４８）を集合的に画定しており、前記冷却通路出口（１５２）が前記後縁開口（１４４）のすべてから半径方向内側に配置され、
前記１つ又は複数の後縁開口（１４４）の１つが前記冷却通路入口（１５０）と前記冷却通路出口（１５２）との間に軸方向（Ａ）及び周方向（Ｃ）に配置される、ガスタービンシステム（１０）。

【請求項10】

前記冷却通路出口（１５２）が、前記プラットフォーム（１０２）の半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に配置される、請求項９に記載のガスタービンシステム（１０）。

【請求項11】

前記冷却通路入口（１５０）が、前記プラットフォーム（１０２）の半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に配置される、請求項９又は請求項１０に記載のガスタービンシステム（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、ガスタービンシステムに関する。より詳細には、本開示は、ガスタービンシステム用ロータブレードに関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンシステムは、概して、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、および排気セクションを含む。圧縮機セクションは、ガスタービンシステムに流入する作動流体の圧力を徐々に上昇させ、この圧縮された作動流体を燃焼セクションに供給する。圧縮された作動流体および燃料（たとえば、天然ガス）は、燃焼セクション内で混合され、燃焼チャンバ内で燃焼して高圧および高温の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは燃焼セクションからタービンセクションへ流れ、そこで膨張して仕事を行う。たとえば、タービンセクション内の燃焼ガスの膨張は、発電機などに連結されたロータシャフトを回転させて発電することができる。燃焼ガスはその後、排気セクションを介してガスタービンから排出される。

【0003】

タービンセクションは、複数のロータブレードを含み、そこを流れる燃焼ガスから運動エネルギーおよび／または熱エネルギーを抽出する。これらのロータブレードは、概して、極端に高温の環境で動作する。十分な耐用年数を実現するために、ロータブレードは通常、内部冷却回路を含む。ガスタービンの稼働中、圧縮空気等の冷却媒体は内部冷却回路を通って送られ、ロータブレードを冷却する。

【0004】

いくつかの構成において、冷却媒体は、ロータブレードの後縁を貫通する複数の後縁通路を通って流れる。複数の後縁通路を通って流れる冷却媒体は、後縁に近接する翼形部の部分から熱を吸収することにより、後縁を冷却する。しかし、従来の後縁通路構成では、複数の後縁冷却開口から半径方向内側に配置された翼形部後縁の部分が冷却されないことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第８８２７６４７号明細書

【発明の概要】

【0006】

本技術の態様および利点は、以下の説明に一部分が記述され、またはこの説明から明らかにすることができ、または本技術の実施を通じて理解することができる。

【0007】

一態様において、本開示は、ガスタービンシステム用ロータブレードを対象とする。ロータブレードは、半径方向内側表面および半径方向外側表面を有するプラットフォームを含む。シャンク部分は、プラットフォームの半径方向内側表面から半径方向内側に延在する。シャンク部分およびプラットフォームは、シャンクポケットを集合的に画定する。翼形部は、プラットフォームの半径方向外側表面から半径方向外側に延在する。シャンク部分、プラットフォーム、および翼形部は、シャンク部分またはプラットフォームによって画定され、かつ、シャンクポケットに直結した冷却通路入口からプラットフォームを通り、翼形部によって画定された冷却通路出口へ延在する冷却通路を集合的に画定する。

【0008】

本開示のさらなる態様は、圧縮機セクション、燃焼セクション、およびタービンセクションを有するガスタービンシステムを対象とする。タービンセクションは、１つまたは複数のロータブレードを含む。各ロータブレードは、半径方向内側表面および半径方向外側表面を有するプラットフォームを含む。シャンク部分は、プラットフォームの半径方向内側表面から半径方向内側に延在する。シャンク部分およびプラットフォームは、シャンクポケットを集合的に画定する。翼形部は、プラットフォームの半径方向外側表面から半径方向外側に延在する。シャンク部分、プラットフォーム、および翼形部は、シャンク部分によって画定され、かつ、シャンクポケットに直結した冷却通路入口からプラットフォームを通り、翼形部によって画定された冷却通路出口へ延在する冷却通路を集合的に画定する。

【0009】

本技術のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することにより、よりよく理解されよう。添付図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであり、本技術の実施形態を示し、記述とともに本技術の原理を説明する役割を果たす。

【0010】

当業者を対象とし、本技術の最良の形態を含む、本技術の完全かつ実施可能な程度の開示が本明細書に記載され、本明細書は添付の図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本明細書に開示された実施形態による例示的ガスタービンの概略図である。

【図2】本明細書に開示された実施形態による、図１に示すガスタービンに組み込み可能な例示的ロータブレードの斜視図である。

【図3】図２に示す例示的ロータブレードの、その様々な特徴をさらに示す上面図である。

【図4】図２および図３に示すロータブレードの一部分の、複数の冷却通路を示す拡大側面図である。

【図5】図２および図３に示すロータブレードの一部分の、複数の冷却通路の１つをさらに示す拡大斜視図である。

【図6】図２および図３に示すロータブレードの一部分の、図４に示す複数の冷却通路に対応する複数の出口を示す、反対側からの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本明細書および図面における参照符号の反復使用は、本技術の同一または類似の特徴または要素を表すことを意図している。

【0013】

次に、本技術の実施形態を詳細に参照し、その１つまたは複数の実施例を添付図面に示す。詳細な説明では、数字および文字の符号を使用して図面における特徴を示す。図面および説明における類似または同一の符号は、本技術の類似または同一の部分を示すために使用されている。本明細書で使用する場合、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図するものではない。用語「上流側」および「下流側」は、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を示す。たとえば、「上流側」は流体が流れてくる方向を示し、「下流側」は流体が流れていく方向を示す。

【0014】

各実施例は、本技術の説明のために提供され、本技術を限定するものではない。実際には、本技術の範囲または趣旨を逸脱することなく、本発明において修正および変形を行い得ることは当業者には明らかであろう。たとえば、一実施形態の一部として図示または説明された特徴を別の実施形態で使用し、さらに別の実施形態を得ることができる。したがって、本技術は、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入るような修正および変形に及ぶことを意図するものである。産業用または陸上用のガスタービンが本明細書に示され説明されているが、本明細書に示され説明されている本技術は、請求項に別段の規定がなされていない限り、陸上用および／または産業用のガスタービンに限定されるものではない。たとえば、本明細書に記載の技術は、航空用ガスタービン（たとえば、ターボファンなど）、蒸気タービン、および海洋用ガスタービンなど、これらの例に限定されるものではないが、任意のタイプのタービンに使用することができる。

【0015】

次に、図面を参照すると、すべての図面を通して同一の番号が同一の要素を示し、図１はガスタービンシステム１０を概略的に示す。本開示のタービンシステム１０は、ガスタービンシステム１０である必要はなく、むしろ蒸気タービンシステムまたは他の適切なシステム等の任意の適切なタービンシステムであってもよいことを理解されたい。ガスタービンシステム１０は、吸気セクション１２、圧縮機セクション１４、燃焼セクション１６、タービンセクション１８、および排気セクション２０を含むことができる。圧縮機セクション１４およびタービンセクション１８は、シャフト２２によって結合することができる。シャフト２２は、単一のシャフトまたはシャフト２２を形成するように相互に結合された複数のシャフトセグメントであってもよい。

【0016】

タービンセクション１８は、概して、複数のロータディスク２６（その１つを示す）と、ロータディスク２６から半径方向外側に延在し、ロータディスク２６に相互接続された複数のロータブレード２８とを有するロータシャフト２４を含むことができる。各ロータディスク２６は順に、タービンセクション１８を通って延在するロータシャフト２４の部分に結合することができる。タービンセクション１８は、ロータシャフト２４およびロータブレード２８を周方向に囲む外側ケーシング３０をさらに含み、それによりタービンセクション１８を通る高温ガス通路３２を少なくとも部分的に画定する。

【0017】

稼働中、空気等の作動流体は吸気セクション１２を通って圧縮機セクション１４に流入し、ここで空気が徐々に圧縮されて燃焼セクション１６の燃焼器（図示せず）に圧縮空気を供給する。圧縮空気は燃料と混合され、各燃焼器内で燃焼して燃焼ガス３４を生成する。燃焼ガス３４は、高温ガス通路３２を通って燃焼セクション１６からタービンセクション１８に流入し、ここでエネルギー（運動エネルギーおよび／または熱エネルギー）が燃焼ガス３４からロータブレード２８に伝達されることにより、ロータシャフト２４が回転する。次いで、機械的回転エネルギーを圧縮機セクション１４への電力供給および／または発電に使用することができる。タービンセクション１８から流出する燃焼ガス３４は、その後、排気セクション２０を介してガスタービンシステム１０から排出される。

【0018】

図２および図３は、本明細書に開示された１つまたは複数の実施形態を組み込むことができ、かつ、図１に示すロータブレード２８の代わりにガスタービンシステム１０のタービンセクション１８に組み込むことができる、例示的ロータブレード１００の図である。図２および図３に示すように、ロータブレード１００は軸方向Ａ、半径方向Ｒ、および周方向Ｃを画定する。半径方向Ｒは、軸方向Ａに概して直交して延在し、周方向Ｃは、軸方向Ａの周囲に概して同軸状に延在する。

【0019】

図２および図３に示すように、ロータブレード１００はプラットフォーム１０２を含み、タービンセクション１８の高温ガス通路３２を通って流れる燃焼ガス３４（図１）の半径方向内側の流れ境界として概して機能する。より具体的には、プラットフォーム１０２は、半径方向外側表面１０６から半径方向に間隔を置いて位置する半径方向内側表面１０４を含む。プラットフォーム１０２はまた、後縁面１１０から軸方向に間隔を置いて位置する前縁面１０８を含む。前縁面１０８は、燃焼ガス３４の流れの中に配置され、後縁面１１０は、前縁面１０８から下流側に配置される。さらに、プラットフォーム１０２は、負圧側スラッシュ面１１４から周方向に間隔を置いて位置する正圧側スラッシュ面１１２を含む。

【0020】

図２に示すように、ロータブレード１００は、プラットフォーム１０２の半径方向内側表面１０４から半径方向内側に延在するシャンク部分１１６を含む。１つまたは複数のエンジェルウィング１１８は、シャンク部分１１６から軸方向外側に延在することができる。シャンク部分１１６およびプラットフォーム１０２は、シャンクポケット１２０を集合的に画定する。図２に示す実施形態において、シャンクポケット１２０は、シャンク部分１１６の周方向内側に、その正圧側１２２から延在する。しかし、別の実施形態において、シャンクポケット１２０は、シャンク部分１１６の周方向内側に、その負圧側（図示せず）から延在してもよい。

【0021】

ロータブレード１００はまた、シャンク部分１１６から半径方向内側に延在する根元部分１２４を含む。根元部分１２４は、ロータブレード１００をロータディスク２６（図１）に相互接続または固定することができる。図２に示す実施形態において、根元部分１２４は、ファーツリー構造を有する。しかし、根元部分１２４は、任意の適切な構造（たとえば、ダブテール構造など）を有してもよい。

【0022】

ロータブレード１００は、プラットフォーム１０２から翼形部先端１２８へ半径方向外側に延在する翼形部１２６をさらに含む。したがって、翼形部先端１２８は、ロータブレード１００の半径方向最外側部分を概して画定することができる。翼形部１２６は、翼形部根元１３０（すなわち、翼形部１２６とプラットフォーム１０２との交差部）でプラットフォーム１０２に結合する。いくつかの実施形態において、翼形部根元１３０は、翼形部１２６とプラットフォーム１０２との間を移行する半径またはフィレット１３２を含むことができる。この点において、翼形部１２６は、翼形部根元１３０と翼形部先端１２８との間に延在する翼形部スパン１３４を画定する。翼形部１２６はまた、正圧側壁１３６と、反対側の負圧側壁１３８とを含む。正圧側壁１３６および負圧側壁１３８は、翼形部１２６の前縁１４０で相互に接合または相互に連結され、燃焼ガス３４の流れの中に向けられる。正圧側壁１３６および負圧側壁１３８はまた、翼形部１２６の後縁１４２で相互に接合または相互に連結され、前縁１４０から下流側に間隔を置いて位置する。正圧側壁１３６および負圧側壁１３８は、前縁１４０および後縁１４２の周囲に連続する。正圧側壁１３６は、概して凹状であり、負圧側壁１３８は、概して凸状である。

【0023】

図４〜図６に示すように、翼形部１２６は、内部冷却回路１４６と流体連通する１つまたは複数の後縁開口１４４を画定することができる。より具体的には、内部冷却回路１４６は、翼形部１２６を、たとえば蛇行通路でその内部に冷却空気を流すことによって冷却する。いくつかの実施形態において、内部冷却回路１４６は、ロータブレード１００の根元部分１２４によって画定された吸気ポート（図示せず）を介して冷却空気を受けることができる。内部冷却回路１４６は、翼形部１２６によって画定され、その後縁１４２に沿って配置された１つまたは複数の後縁開口１４４を介して冷却空気を排出することができる。図４〜図６に示す実施形態において、１つまたは複数の後縁開口１４４の半径方向最内側は、翼形部根元１３０から半径方向外側に配置される。しかし、１つまたは複数の後縁開口１４４の半径方向最内側開口１４４は、他の実施形態において、翼形部根元１３０によって部分的にまたは全体的に画定されてもよい。

【0024】

ロータブレード１００は、翼形部根元１３０およびそれに近接して配置されたプラットフォーム１０２の部分を冷却する１つまたは複数の冷却通路１４８をさらに画定する。図４に示す実施形態において、ロータブレード１００は、３つの冷却通路１４８を画定する。しかし、ロータブレード１００は、必要または所望に応じて、それ以上またはそれ以下の冷却通路１４８を画定してもよい。実際には、ロータブレード１００は、ロータブレード１００が少なくとも１つの冷却通路１４８を画定する限り、任意の数の冷却通路１４８を画定することができる。

【0025】

１つまたは複数の冷却通路１４８のそれぞれは、対応する冷却通路入口１５０から対応する冷却通路出口１５２へ延在する。図４に示すように、冷却通路入口１５０のそれぞれは、シャンクポケット１２０に直結し、流体連通する。冷却通路出口１５２のそれぞれは、高温ガス通路３２と流体連通する。この点において、シャンクポケット１２０からの冷却空気は、１つまたは複数の冷却通路１４８を通って流れ、高温ガス通路３２に流出することにより、翼形部根元１３０およびプラットフォーム１０２の部分を冷却することができる。

【0026】

プラットフォーム１０２、翼形部１２６、および／またはシャンク部分１１６は、１つまたは複数の冷却通路１４８を集合的に画定する。図４〜図６に示す実施形態において、シャンク部分１１６は、冷却通路入口１５０を画定し、翼形部１２６の負圧側壁１３８は、冷却通路出口１５２を画定する。したがって、冷却通路１４８は、シャンク部分１１６の正圧側１２２に配置されたシャンクポケット１２０からシャンク部分１１６およびプラットフォーム１０２を通り、翼形部１２６の負圧側壁１３８から外へと延在する。別の実施形態において、シャンクポケット１２０の半径方向外側境界を画定するプラットフォーム１０２の部分は、冷却通路入口１５０を画定することができる。これらの実施形態において、シャンク部分１１６は、１つまたは複数の冷却通路１４８のいずれの部分も画定しなくてもよい。さらなる実施形態において、プラットフォーム１０２は、冷却通路出口１５２を画定することができる。これらの実施形態において、翼形部１２６は、１つまたは複数の冷却通路１４８のいずれの部分も画定しなくてもよい。さらに、上述したように、シャンクポケット１２０は、シャンク部分１１６の負圧側（図示せず）によって画定されてもよい。そのような実施形態において、翼形部１２６の正圧側壁１３６は、冷却通路出口１５２を画定することができる。この点において、１つまたは複数の冷却通路１４８は、シャンク部分１１６の負圧側によって画定されたシャンクポケット１２０からシャンク部分１１６およびプラットフォーム１０２を通り、翼形部１２６の正圧側壁１３６から外へと延在する。

【0027】

図４〜図６に示す実施形態において、１つまたは複数の冷却通路１４８は、１つまたは複数の後縁開口１４４のすべてから全体的に半径方向内側に配置される。すなわち、冷却通路入口１５０および冷却通路出口１５２は、半径方向最内側後縁開口１４４から半径方向内側に配置される。より具体的には、冷却通路入口１５０は、プラットフォーム１０２の半径方向外側表面１０６から半径方向内側に配置され、冷却通路出口１５２は、プラットフォーム１０２の半径方向外側表面１０６から半径方向外側に配置される。実際には、冷却通路入口１５０は、図４に示す実施形態において、プラットフォーム１０２の半径方向内側表面１０４から半径方向内側に配置される。しかし、１つまたは複数の冷却通路１４８は、他の実施形態において、半径方向最内側後縁開口１４４から部分的にのみ半径方向内側に配置されてもよい。すなわち、冷却通路出口１５２は、そのような実施形態において、半径方向最内側後縁開口１４４と半径方向に一列に並べてもよく、または半径方向最内側後縁開口１４４から半径方向外側に配置してもよい。

【0028】

いくつかの実施形態において、冷却通路出口１５２は、翼形部根元１３０によって部分的に画定される。図５および図６に示す実施形態において、たとえば、冷却通路出口１５２は、翼形部根元１３０によって部分的に画定され、かつ、翼形部１２６の負圧側壁１３８によって部分的に画定される。すなわち、冷却通路出口１５２の一部分は、翼形部根元１３０を貫通し、冷却通路出口１５２の別の部分は負圧側壁１３８を貫通する。別の実施形態において、冷却通路出口１５２は、翼形部根元１３０によって部分的に画定され、かつ、プラットフォーム１０２によって部分的に画定されてもよい。さらなる実施形態において、冷却通路出口１５２は、負圧側壁１３８、正圧側壁１３６、翼形部根元１３０、またはプラットフォーム１０２によって全体的に画定されてもよい。

【0029】

図４および図５に示すように、１つまたは複数の後縁開口１４４は、１つまたは複数の冷却通路１４８のそれぞれの冷却通路入口１５０と冷却通路出口１５２との間に軸方向および周方向に配置される。各冷却通路１４８が、対応する冷却通路入口１５０から対応する冷却通路出口１５２へ延在することから、１つまたは複数の冷却通路１４８のそれぞれの部分は、１つまたは複数の後縁開口１４４のすべてと軸方向および周方向に一列に並び、かつ、半径方向に間隔を置いて位置する。この点において、１つまたは複数の冷却通路１４８は、１つまたは複数の後縁開口１４４から半径方向内側に位置するプラットフォーム１０２および翼形部１２６の部分を通って冷却空気を導く。別の実施形態において、１つまたは複数の冷却通路１４８は、１つまたは複数の後縁開口１４４の下を交差しなくてもよい。

【0030】

図４に示す実施形態において、１つまたは複数の冷却通路１４８のそれぞれの冷却通路入口１５０は、半径方向に一列に並ぶ。同様に、１つまたは複数の冷却通路１４８のそれぞれの冷却通路出口１５２もまた、図６に示すように半径方向に一列に並ぶ。しかし、１つまたは複数の冷却通路入口１５０は、別の実施形態において、他の冷却通路入口１５０から半径方向に間隔を置いて位置してもよい。さらに、１つまたは複数の冷却通路出口１５２は、他の冷却通路出口１５２から同様に半径方向に間隔を置いて位置してもよい。

【0031】

図４〜図６に示す実施形態において、１つまたは複数の冷却通路１４８は、円形の断面形状を有する。しかし、１つまたは複数の冷却通路１４８は、任意の適切な形状（たとえば、楕円形、卵形、矩形など）を有してもよい。さらに、図４〜図６に示す実施形態においては、冷却通路１４８のすべてが同一の断面形状（すなわち円形）を有する。しかし、他の実施形態において、冷却通路１４８の一部が他の冷却通路１４８とは異なる断面形状を有してもよい。

【0032】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の冷却通路１４８は、広がった形状を有してもよい。より具体的には、冷却通路１４８が広がった形状を有する実施形態において、冷却通路１４８の断面積は、冷却通路入口１５０から冷却通路出口１５２へと増大する。しかし、いくつかの実施形態において、冷却通路１４８の断面積は、冷却通路入口１５０から冷却通路出口１５２へと減少してもよい。さらに、１つまたは複数の冷却通路はまた、図４および図５に示すように一定の断面積を有してもよい。

【0033】

１つまたは複数の冷却通路１４８のそれぞれは、ロータブレード１００に適用されたコーティング（たとえば、遮熱コーティング）が冷却通路１４８を閉塞させないように、コーティングコレクタ１５４を任意選択的に含むことができる。図４および図５に示すように、コーティングコレクタ１５４のそれぞれは、冷却通路出口１５２の周囲に周方向に配置された（すなわち、カウンタボアと同様の）拡張されたキャビティである。この点において、コーティングコレクタ１５４は、対応する冷却通路出口１５２に入りこむ余分のコーティングを集め、それによってコーティングが冷却通路１４８を塞がないようにする。

【0034】

上述したように、１つまたは複数の冷却通路１４８は、冷却空気をシャンクポケット１２０から高温ガス通路３２へ導き、それによってプラットフォーム１０２および翼形部１２６の部分を冷却する。上述したように、プラットフォーム１０２および翼形部１２６は、燃焼ガス３４に曝され、その温度が上昇する。しかし、シャンクポケット１２０は、たとえば圧縮機セクション１４から抽出された冷却空気を含むことができる。この冷却空気は、１つまたは複数の冷却通路入口１５０のそれぞれに流入し、対応する冷却通路１４８を通って流れる。冷却通路１４８を通って流れる間、冷却空気はプラットフォーム１０２および翼形部１２６から熱を吸収することによって、それらを冷却する。使用済みの冷却空気は、その後、対応する冷却通路出口１５２を通って１つまたは複数の冷却通路１４８から流出し、高温ガス通路３２へ流れる。

【0035】

より詳細に上述したように、１つまたは複数の冷却通路１４８のそれぞれは、対応する冷却通路入口１５０から対応する冷却通路出口１５２へ延在する。冷却通路入口１５０は、シャンクポケット１２０に結合され、冷却通路出口１５２は、翼形部１２６によって画定される。この点において、１つまたは複数の冷却通路１４８は、冷却空気をシャンクポケット１２０からプラットフォーム１０２および翼形部１２６を通って高温ガス通路３２へ流出するように導く。したがって、１つまたは複数の冷却通路１４８は、半径方向最内側後縁開口１４４から半径方向内側に位置する後縁１４２に近接するプラットフォーム１０２および翼形部１２６の部分を冷却する。

【0036】

本明細書は、最良の形態を含め、本技術を開示するために、また、任意のデバイスまたはシステムの製作および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実施を含め、当業者が本技術を実施できるように、実施例を使用する。本技術の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、それらが本特許請求の範囲の文言と異ならない構成要件を含む場合、または本特許請求の範囲の文言と実質的な差異を有さない等価の構成要件を含む場合に、本特許請求の範囲にあると意図される。
［実施態様１］
半径方向内側表面（１０４）および半径方向外側表面（１０６）を備えるプラットフォーム（１０２）と、
前記プラットフォーム（１０２）の前記半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に延在するシャンク部分（１１６）であって、前記シャンク部分（１１６）および前記プラットフォーム（１０２）がシャンクポケット（１２０）を集合的に画定する、シャンク部分（１１６）と、
前記プラットフォーム（１０２）の前記半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に延在する翼形部（１２６）と
を備え、
前記シャンク部分（１１６）、前記プラットフォーム（１０２）、および前記翼形部（１２６）が、前記シャンク部分（１１６）または前記プラットフォーム（１０２）によって画定され、かつ、前記シャンクポケット（１２０）に直結した冷却通路入口（１５０）から前記プラットフォーム（１０２）を通り、前記翼形部（１２６）によって画定された冷却通路出口（１５２）へ延在する冷却通路（１４８）を集合的に画定する、
ガスタービンシステム（１０）用ロータブレード（２８、１００）。
［実施態様２］
前記冷却通路出口（１５２）が前記プラットフォーム（１０２）の前記半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に配置される、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様３］
前記冷却通路入口（１５０）が前記プラットフォーム（１０２）の前記半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に配置される、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様４］
前記翼形部（１２６）が１つまたは複数の後縁開口（１４４）を画定し、前記冷却通路出口（１５２）が前記１つまたは複数の後縁開口（１４４）のすべてから全体的に半径方向内側に配置される、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様５］
前記１つまたは複数の後縁開口（１４４）の１つが前記冷却通路入口（１５０）と前記冷却通路出口（１５２）との間に軸方向（Ａ）および周方向（Ｃ）に配置される、実施態様４に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様６］
前記翼形部（１２６）の負圧側壁（１３８）が前記冷却通路出口（１５２）を画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様７］
前記シャンクポケット（１２０）が前記シャンク部分（１１６）の正圧側（１２２）によって画定される、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様８］
前記冷却通路出口（１５２）が前記翼形部（１２６）の根元（１３０）によって少なくとも部分的に画定される、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様９］
前記冷却通路（１４８）がコーティングコレクタ（１５４）を備える、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様１０］
前記シャンク部分（１１６）、前記プラットフォーム（１０２）、および前記翼形部（１２６）が複数の冷却通路（１４８）を集合的に画定する、実施態様１に記載のロータブレード（２８、１００）。
［実施態様１１］
圧縮機セクション（１４）と、
燃焼セクション（１６）と、
１つまたは複数のロータブレード（２８、１００）を備えるタービンセクション（１８）と
を備え、
各ロータブレード（２８、１００）が、
半径方向内側表面（１０４）および半径方向外側表面（１０６）を備えるプラットフォーム（１０２）と、
前記プラットフォーム（１０２）の前記半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に延在するシャンク部分（１１６）であって、前記シャンク部分（１１６）および前記プラットフォーム（１０２）がシャンクポケット（１２０）を集合的に画定する、シャンク部分（１１６）と、
前記プラットフォーム（１０２）の前記半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に延在する翼形部（１２６）と
を備え、
前記シャンク部分（１１６）、前記プラットフォーム（１０２）、および前記翼形部（１２６）が、前記シャンク部分（１１６）によって画定され、かつ、前記シャンクポケット（１２０）に直結した冷却通路入口（１５０）から前記プラットフォーム（１０２）を通り、前記翼形部（１２６）によって画定された冷却通路出口（１５２）へ延在する冷却通路（１４８）を集合的に画定する、ガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１２］
前記冷却通路出口（１５２）が、前記プラットフォーム（１０２）の半径方向外側表面（１０６）から半径方向外側に配置される、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１３］
前記冷却通路入口（１５０）が、前記プラットフォーム（１０２）の半径方向内側表面（１０４）から半径方向内側に配置される、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１４］
前記翼形部（１２６）が１つまたは複数の後縁開口（１４４）を画定し、前記冷却通路出口（１５２）が前記後縁開口（１４４）のすべてから半径方向内側に配置される、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１５］
前記１つまたは複数の後縁開口（１４４）の１つが前記冷却通路入口（１５０）と前記冷却通路出口（１５２）との間に軸方向（Ａ）および周方向（Ｃ）に配置される、実施態様１４に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１６］
前記シャンクポケット（１２０）が前記シャンク部分（１１６）の正圧側（１２２）によって画定される、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１７］
前記翼形部（１２６）の負圧側壁（１３８）が前記冷却通路出口（１５２）を画定する、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１８］
前記冷却通路出口（１５２）が前記翼形部（１２６）の根元（１３０）によって少なくとも部分的に画定される、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様１９］
前記冷却通路（１４８）がコーティングコレクタ（１５４）を備える、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。
［実施態様２０］
前記シャンク部分（１１６）、前記プラットフォーム（１０２）、および前記翼形部（１２６）が複数の冷却通路（１４８）を集合的に画定する、実施態様１１に記載のガスタービンシステム（１０）。

【符号の説明】

【0037】

１０ ガスタービンシステム
１２ 吸気セクション
１４ 圧縮機セクション
１６ 燃焼セクション
１８ タービンセクション
２０ 排気セクション
２２ シャフト
２４ ロータシャフト
２６ ロータディスク
２８ ロータブレード
３０ 外側ケーシング
３２ 高温ガス通路
３４ 燃焼ガス
１００ ロータブレード
１０２ プラットフォーム
１０４ プラットフォームの半径方向内側表面
１０６ プラットフォームの半径方向外側表面
１０８ プラットフォームの前縁面
１１０ プラットフォームの後縁面
１１２ プラットフォームの正圧側スラッシュ面
１１４ プラットフォームの負圧側スラッシュ面
１１６ シャンク部分
１１８ エンジェルウィング
１２０ シャンクポケット
１２２ シャンク部分の正圧側
１２４ 根元部分
１２６ 翼形部
１２８ 翼形部先端
１３０ 翼形部根元
１３２ 半径またはフィレット
１３４ 翼形部スパン
１３６ 翼形部の正圧側壁
１３８ 翼形部の負圧側壁
１４０ 前縁
１４２ 後縁
１４４ 後縁開口
１４６ 内部冷却回路
１４８ 冷却通路
１５０ 冷却通路入口
１５２ 冷却通路出口
１５４ コーティングコレクタ
Ａ 軸方向
Ｃ 周方向
Ｒ 半径方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】