特許 7458742 複数の壁および内部遮熱コーティングを備えるタービン翼形部

(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】

(24)【登録日】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】複数の壁および内部遮熱コーティングを備えるタービン翼形部

(51)【国際特許分類】

   F01D 5/18 20060101AFI20240325BHJP

   F01D 9/02 20060101ALI20240325BHJP

【ＦＩ】

F01D5/18

F01D9/02 102

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019194076

(22)【出願日】2019-10-25

(65)【公開番号】P2020097927

(43)【公開日】2020-06-25

【審査請求日】2022-10-17

(31)【優先権主張番号】16/182113

(32)【優先日】2018-11-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(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

(72)【発明者】

【氏名】マシュー・トロイ・ハフナー

(72)【発明者】

【氏名】ゲイリー・ミッシェル・イッツェル

(72)【発明者】

【氏名】スリカンス・カンドゥルドゥ・コッティリンガム

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５０－０９８１０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－２２６４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０６２５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９６３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８０９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－１５２７０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２８２１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０８６０８４３０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１４－１６３３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２４６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８３８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ ５／１８

Ｆ０１Ｄ ９／０２

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｃ ７／１８

Ｆ０２Ｃ ７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外壁（１２６）、中間壁（１２８）、および内壁（１３０）を含む複数の離間壁（１２２）であって、前記複数の離間壁（１２２）はそれぞれ、隣接する離間壁（１２２）と複数の隔離部材（１４０）によって隔てられている、複数の離間壁（１２２）と、
前記外壁（１２６）と前記中間壁（１２８）との間に画定された複数の外側冷却チャンバ（１５４）と、
前記複数の外側冷却チャンバ（１５４）をそれぞれ互いから軸方向に隔てている、前記外壁（１２６）と前記中間壁（１２８）との間の外側隔壁（１５６）と、
前記中間壁（１２８）と前記内壁（１３０）との間に画定された複数の中間冷却チャンバ（１５４）と、
前記複数の中間冷却チャンバ（１５４）をそれぞれ互いから軸方向に隔てている、前記中間壁（１２８）と前記内壁（１３０）との間の中間隔壁（１５６）と、
前記外壁（１２６）の外面（１６８）に配置された第１の遮熱コーティング（１６６）であって、前記第１の遮熱コーティング（１６６）は、高温の作動流体（１１６）に暴露されるように構成された外面（１７０）を有する、第１の遮熱コーティング（１６６）と、
前記中間壁（１２８）の外面に配置された第２の遮熱コーティング（１３６）であって、前記第２の遮熱コーティング（１３６）は、高温の前記作動流体（１１６）に暴露されるように構成された外面を有し、前記複数の隔離部材（１４０）における隔離部材（１４０）それぞれの外面は前記第２の遮熱コーティング（１３６）を施されておらず、また前記外側隔壁（１５６）の外面は前記第２の遮熱コーティング（１３６）を施されていない、第２の遮熱コーティング（１３６）と、
前記内壁（１３０）を貫通している第１の複数のインピンジメント開口部（１８６）であって、前記第１の複数のインピンジメント開口部（１８６）は、タービン翼形部（１００）の中央チャンバ（１７２）から前記複数の中間冷却チャンバ（１５４）の少なくとも１つへと冷却媒体を送るための通路を供給している、第１の複数のインピンジメント開口部（１８６）と、
前記中間壁（１２８）を貫通している第２の複数のインピンジメント開口部（１８６）であって、前記第２の複数のインピンジメント開口部（１８６）は、前記複数の中間冷却チャンバ（１５４）の少なくとも１つから前記複数の外側冷却チャンバ（１５４）の少なくとも１つへと前記冷却媒体を送るための通路を供給している、第２の複数のインピンジメント開口部（１８６）と、
前記外壁（１２６）を貫通している複数の冷却通路（１７４）であって、前記複数の冷却通路（１７４）は、前記複数の外側冷却チャンバ（１５４）の少なくとも１つから前記第１の遮熱コーティング（１６６）の前記外面（１７０）へと前記冷却媒体を送るための通路を供給している、複数の冷却通路（１７４）と
を含む壁構造体（１２０）を備える、タービン翼形部（１００）。

【請求項2】

前記外側隔壁（１５６）は、前記中間壁（１２８）の半径方向長さ（Ｌ）に沿って、前記中間壁（１２８）の外面（１４６）から前記外壁（１２６）の内面（１４８）まで延在している、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項3】

前記中間隔壁（１５６）は、前記中間壁（１２８）の半径方向長さ（Ｌ）に沿って、前記内壁（１３０）の外面（１４２）から前記中間壁（１２８）の内面（１４４）まで延在している、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項4】

前記外側隔壁（１５６）と前記中間隔壁（１５６）とを、前記中間壁（１２８）の同じ半径方向長さ（Ｌ）に沿って位置合わせしている、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項5】

前記外壁（１２６）の前記外面（１６８）に配置された複数の台地部（１７８）をさらに備え、
前記複数の冷却通路（１７４）における冷却通路はそれぞれ、前記複数の台地部（１７８）における１つの台地部（１７８）を通過するように配置されており
前記複数の台地部（１７８）の台地部（１７８）それぞれの外面（１８０）は前記第１の遮熱コーティング（１６６）を施されていない、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項6】

前記外壁（１２６）の厚さを、前記中間壁（１２８）および前記内壁（１３０）の少なくとも一方の厚さと実質的に等しくしている、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項7】

前記外壁（１２６）の厚さを、０．０２インチ～０．１５インチとしている、請求項６に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項8】

前記中間壁（１２８）は、前記中間壁（１２８）の外面（１４６）と前記第２の複数のインピンジメント開口部（１８６）におけるインピンジメント開口部（１８６）の側壁（１９６）との境界面（１９２）に面取り部（１９０）を含む、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項9】

前記第１の複数のインピンジメント開口部（１８６）の前記インピンジメント開口部（１８６）を、前記第２の複数のインピンジメント開口部（１８６）と位置合わせしていない、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【請求項10】

複数の隔離部材（１４０）における前記隔離部材（１４０）それぞれの断面形状を、円形、長楕円形、８の字、正方形、湾曲側部を有する正方形、および長方形形状からなる群より選択している、請求項１に記載のタービン翼形部（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して構成部品の冷却に関し、より詳細には、複数の壁と遮熱コーティングとを備え、付加製造によって作製され、かつ内部遮熱コーティング（ＴＢＣ）層を含む高温ガス経路構成部品に関する。

【背景技術】

【0002】

高温の作動流体に暴露される高温ガス経路構成部品は、産業機械に広く使用されている。たとえば、ガスタービンシステムは、いくつかの段を有するタービンを備え、これらの段は、支持ロータディスクから外側に延在するブレードを有する。各ブレードは、高温の燃焼ガスの流れに暴露される翼形部を含む。燃焼ガスによって発生する高温に耐えるように、この翼形部を冷却しなければならない。冷却が不十分であると、翼形部に冷却が不十分なことによる応力および酸化が生じ得、疲労および／または損傷を引き起こす恐れがある。このため、翼形部は、いくつかの冷却孔などへと通じる１または複数の内部冷却流回路を有するように、概して中空である。この冷却空気は冷却孔を通って排出され、翼形部の外面にフィルム冷却をもたらす。他のタイプの高温ガス経路構成部品および他のタイプのタービン構成部品も、同様の方法で冷却することができる。

【0003】

所与の構成部品が現場で使用される前に多くのモデルおよびシミュレーションを実行することができるが、その構成部品特有の高温位置および低温位置によって、構成部品またはその任意の領域が到達し得る正確な温度は大きく変化する。具体的には、これらの構成部品は、過熱によって悪影響を受ける恐れのある温度依存特性を有する場合がある。その結果、多くの高温ガス経路構成部品が過冷却されて、これらの構成部品上に発生し得る局所的なホットスポットを補償することができる。しかしながら、このような過度の過冷却は、産業機械による生産および効率全体に悪影響を及ぼし得る。

【0004】

冷却通路を設けているにもかかわらず、多くの構成部品は、これらの構成部品を保護するためにそれらの外面に施される遮熱コーティング（ＴＢＣ）にさらに依存している。スポールと呼ばれる破損、亀裂または損耗が高温ガス経路構成部品のＴＢＣで生じると、これら構成部品のスポールにおける局部温度が有害な温度まで上昇する場合がある。たとえば、このスポールによって、高温ガス経路構成部品の外壁が高温流体に暴露され、これによって外面が酸化し、これら高温ガス経路構成部品の耐用年数が短くなる恐れがある。このＴＢＣのスポールに対する１つのアプローチとして、ＴＢＣの下の冷却孔にプラグが設けられている。スポールが生じると、このプラグは通常、プラグを溶解するのに十分な熱に暴露されて剥離し、次いで冷却孔が開き、この冷却孔に流体連結された内部冷却回路から冷却媒体が流れ得る。このプラグを、その剥離を補助する目的で多孔質とすることができる。本プロセスにより、過冷却が減少することになる。ただし、このようなプラグの形成は複雑であるため、プラグの形成に使用する材料の精密な機械加工および／または精密な熱加工もしくは化学的加工が必要となる。

【発明の概要】

【0005】

本開示の第１の態様は、外壁、中間壁、および内壁を含む複数の離間壁であって、これら複数の離間壁はそれぞれ、隣接する離間壁と複数の隔離部材によって隔てられている、離間壁と、外壁と中間壁との間に画定された複数の外側冷却チャンバと、これら複数の外側冷却チャンバをそれぞれ互いから軸方向に隔てている、外壁と中間壁との間の外側隔壁と、中間壁と内壁との間に画定された複数の中間冷却チャンバと、これら複数の中間冷却チャンバをそれぞれ互いから軸方向に隔てている、中間壁と内壁との間の中間隔壁と、外壁の外面に配置された第１の遮熱コーティング（ＴＢＣ）であって、この第１のＴＢＣは、高温の作動流体に暴露されるように構成された外面を有する、第１のＴＢＣと、中間壁の外面に配置された第２のＴＢＣであって、この第２のＴＢＣは、高温の作動流体に暴露されるように構成された外面を有し、複数の隔離部材における隔離部材それぞれの外面は第２のＴＢＣを施されておらず、また外側隔壁の外面は第２のＴＢＣを施されていない、第２のＴＢＣと、内壁を貫通している第１の複数のインピンジメント開口部であって、これら第１の複数のインピンジメント開口部は、タービン翼形部の中央チャンバから複数の中間冷却チャンバの少なくとも１つへと冷却媒体を送るための通路を供給している、第１の複数のインピンジメント開口部と、中間壁を貫通している第２の複数のインピンジメント開口部であって、これら第２の複数のインピンジメント開口部は、複数の中間冷却チャンバの少なくとも１つから複数の外側冷却チャンバの少なくとも１つへと冷却媒体を送るための通路を供給している、第２の複数のインピンジメント開口部と、外壁を貫通している複数の冷却通路であって、これら複数の冷却通路は、複数の外側冷却チャンバの少なくとも１つから第１のＴＢＣの外面へと冷却媒体を送るための通路を供給している、複数の冷却通路とを含む壁構造体を備える、タービン翼形部を提供する。

【0006】

本開示の第２の態様は、外壁、中間壁、および内壁を含む複数の離間壁であって、これら複数の離間壁はそれぞれ、隣接する離間壁と複数の隔離部材によって隔てられている、離間壁と、外壁と中間壁との間に画定された複数の外側冷却チャンバと、これら複数の外側冷却チャンバをそれぞれ互いから軸方向に隔てている、外壁と中間壁との間の外側隔壁と、中間壁と内壁との間に画定された複数の中間冷却チャンバと、これら複数の中間冷却チャンバをそれぞれ互いから軸方向に隔てている、中間壁と内壁との間の中間隔壁と、外壁の外面に配置された第１の遮熱コーティング（ＴＢＣ）であって、この第１のＴＢＣは、高温の作動流体に暴露されるように構成された外面を有する、第１のＴＢＣと、中間壁の外面に配置された第２のＴＢＣであって、この第２のＴＢＣは、高温の作動流体に暴露されるように構成された外面を有し、複数の隔離部材における隔離部材それぞれの外面は第２のＴＢＣを施されておらず、また外側隔壁の外面は第２のＴＢＣを施されていない、第２のＴＢＣと、内壁を貫通している第１の複数のインピンジメント開口部であって、これら第１の複数のインピンジメント開口部は、タービン翼形部の中央チャンバから複数の中間冷却チャンバの少なくとも１つへと冷却媒体を送るための通路を供給している、第１の複数のインピンジメント開口部と、中間壁を貫通している第２の複数のインピンジメント開口部であって、これら第２の複数のインピンジメント開口部は、複数の中間冷却チャンバの少なくとも１つから複数の外側冷却チャンバの少なくとも１つへと冷却媒体を送るための通路を供給している、第２の複数のインピンジメント開口部と、外壁の外面に配置された複数の台地部であって、これら複数の台地部の台地部それぞれの外面は第１のＴＢＣを施されていない、複数の台地部と、外壁を貫通している複数の冷却通路であって、これら複数の冷却通路における冷却通路はそれぞれ、複数の台地部における１つの台地部を通過するように配置されており、これら複数の冷却通路は、複数の外側冷却チャンバの少なくとも１つから第１のＴＢＣの外面へと冷却媒体を送るための通路を供給している、複数の冷却通路とを含む壁構造体を備える、高温ガス経路（ＨＧＰ）構成部品を提供する。

【0007】

本開示の第３の態様は、タービン翼形部外皮を付加製造するステップであって、このタービン翼形部外皮は、外壁、および外壁を貫通している複数の冷却通路を含む、ステップと、タービン翼形部外皮の外壁の外面上に第１の遮熱コーティング（ＴＢＣ）を施すステップであって、この第１のＴＢＣは、高温の作動流体に暴露されるように構成された外面を有する、ステップと、タービン翼形部コアを付加製造するステップであって、このタービン翼形部コアは、第１の複数のインピンジメント開口部が貫通している内壁を含む複数の離間壁、および内壁を貫通している第２の複数のインピンジメント開口部を有する中間壁であって、これら複数の離間壁はそれぞれ、隣接する離間壁と第１の複数の隔離部材によって隔てられている、離間壁および中間壁、内壁と中間壁との間に画定された複数の中間冷却チャンバ、これら複数の中間冷却チャンバをそれぞれ互いから軸方向に隔てている、中間壁と内壁との間の中間隔壁、タービン翼形部コアの最外面に配置された第２の複数の隔離部材、ならびにタービン翼形部コアの最外面に配置された外側隔壁を含む、ステップと、タービン翼形部コアの最外面上に第２のＴＢＣを施すステップであって、この第２のＴＢＣは、高温の作動流体に暴露されるように構成された外面を有し、第２の複数の隔離部材における隔離部材それぞれの外面は第２のＴＢＣを施されておらず、また外側隔壁の外面は第２のＴＢＣを施されていない、ステップと、タービン翼形部コアがタービン翼形部外皮によって包囲されるようにタービン翼形部の壁構造体を形成するために、タービン翼形部外皮とタービン翼形部コアとを組み立てるステップとを含み、タービン翼形部外皮はタービン翼形部コアと第２の複数の隔離部材によって隔てられており、複数の外側冷却チャンバはタービン翼形部外皮とタービン翼形部コアとの間に画定されており、外側隔壁は、これら複数の外側冷却チャンバをそれぞれ互いから軸方向に隔てており、複数の冷却通路は、複数の外側冷却チャンバの少なくとも１つから第１のＴＢＣの外面へと冷却媒体を送るための通路を供給しており、第１の複数のインピンジメント開口部は、タービン翼形部の中央チャンバから複数の中間冷却チャンバの少なくとも１つへと冷却媒体を送るための通路を供給しており、また第２の複数のインピンジメント開口部は、複数の中間冷却チャンバの少なくとも１つから複数の外側冷却チャンバの少なくとも１つへと冷却媒体を送るための通路を供給している、タービン翼形部を製造する方法を提供する。

【0008】

本開示の例示的な態様を、本明細書に記載している課題および／または検討していない他の課題を解決するように構成している。

【0009】

本開示のこれらおよび他の特徴は、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に関する以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ガスタービンシステムの形態を取る高温ガス経路構成部品を備える、例示的な産業機械の概略図である。

【図2】タービン翼形部の形態を取る既知の高温ガス経路構成部品の斜視図である。

【図3】本開示の実施形態による、タービン翼形部の形態を取る高温ガス経路構成部品の斜視図である。

【図4】本開示の実施形態による、複数の壁を有するタービン翼形部の壁構造体の一部を表す断面図である。

【図5】本開示の実施形態による、タービン翼形部の壁構造体が有する複数の壁の間にある、隔離部材の形状を表す断面図である。

【図6】本開示の実施形態による、タービン翼形部の壁構造体が有する複数の壁の間にある、隔離部材の形状を表す断面図である。

【図7】本開示の実施形態による、タービン翼形部の壁構造体が有する複数の壁の間にある、隔離部材の形状を表す断面図である。

【図8】本開示の実施形態による、タービン翼形部の壁構造体が有する複数の壁の間にある、隔離部材の形状を表す断面図である。

【図9】本開示の実施形態による、タービン翼形部の壁構造体が有する複数の壁の間にある、隔離部材の形状を表す断面図である。

【図10】本開示の実施形態による、タービン翼形部の壁構造体が有する複数の壁の間にある、隔離部材の形状を表す断面図である。

【図11】本開示の実施形態による、タービン翼形部の外壁上にＴＢＣのスポールを含む複数の壁を備える、タービン翼形部の壁構造体の一部を表す断面図である。

【図12】本開示の実施形態による、翼形部の外壁におけるスポールに起因した開口部を含む複数の壁を備える、タービン翼形部の壁構造体の一部を表す断面図である。

【図13】本開示の実施形態による、タービン翼形部の形態を取る高温ガス経路構成部品を表すコードを記憶している非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む、付加製造プロセスを表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

なお、本開示の図面は原寸に比例していない。これらの図面は、本開示の典型的な態様のみを示すことを目的としているため、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではない。これらの図面では、図面間で同一の符号を付与することによって同一の要素を表している。

【0012】

初期事項として、本開示について明確に説明するために、ガスタービンシステムなどの産業機械に関連した機械構成部品に言及して説明するときに、特定の専門用語を選択することが必要になる。この選択を行う場合、一般的な業界専門用語を可能な限り、これが受け取られる意味と矛盾しないような方法で使用し、かつ採用する。別途記載のない限り、このような専門用語を、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と矛盾しない程度に広義に解釈すべきである。特定の構成部品に言及する際、いくつかの異なるまたは重複する用語を使用する場合が多いことを、当業者であれば理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成部品からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてもよい。あるいは、複数の構成部品を含むものとして本明細書に記載され得るものを、単一の部品として他の場所で参照してもよい。

【0013】

また、本明細書ではいくつかの記述上の用語を繰り返し使用する場合があり、本項の始めでこれらの用語を定義することが有用であるはずである。これらの用語およびその定義は、別途記載のない限り以下の通りである。「半径方向」という用語は、軸線に垂直な移動または位置を指す。このような場合、第１の構成部品が第２の構成部品よりも軸線に近接して位置するときは、この第１の構成部品は第２の構成部品の「半径方向内側」または「内側」にあると本明細書では述べることになる。一方、第１の構成部品が第２の構成部品よりも軸線から遠くに位置する場合、第１の構成部品は第２の構成部品の「半径方向外側」または「外側」にあると本明細書では述べることができる。このような用語を、本タービンの中心軸線に関連して適用してもよいことが理解されよう。「外側」または「外部」という用語は、高温の作動流体に暴露される構成部品の表面に向かう方向を指す。「内側」または「内部」という用語は、高温の作動流体に暴露される構成部品の表面から離間する方向を指す。

【0014】

上述のように、本開示は、複数の壁を備えるタービン翼形部の形態を取る、高温ガス経路（ＨＧＰ）構成部品を提供する。本タービン翼形部または個々の壁およびそれらの構造部品を、付加製造によって形成してもよい。本タービン翼形部のこれらの壁を、相互間にチャンバを形成するように離間させてもよい。これらのチャンバをそれぞれ、壁の間に延在する隔壁によって、軸方向に複数の冷却チャンバに区画してもよい。本タービン翼形部の外壁は、冷却チャンバの少なくとも１つからタービン翼形部の外面へと冷却流体を流すことができる複数の冷却通路を含んでいてもよい。外壁および他の壁の一部またはすべては、その外面に遮熱コーティング（ＴＢＣ）をさらに含んでいてもよい。本翼形部における外壁以外の壁はそれぞれ、タービン翼形部の中央チャンバと冷却チャンバの少なくとも１つとの間で冷却流体を流すことができる、複数のインピンジメント開口部を含んでいてもよい。

【0015】

遮熱コーティング（ＴＢＣ）のスポールによって多壁翼形部の外壁が高温環境に暴露されると、これらの壁の構造により、冷却流体流をタービン翼形部の中央チャンバから冷却チャンバを経て外壁の内面へと送り、露出した外壁の酸化を遅延させている。外壁に及ぶ酸化により、本翼形部におけるその他の壁の少なくとも１つが高温環境に暴露された後、冷却チャンバとインピンジメント開口部とによって冷却流体を流すことで、露出した外壁の開口部を覆うスロットフィルムを形成することができる。露出した他の壁の外面上に施された第２のＴＢＣは、酸化によって外壁を貫通する開口部が形成されている他の壁の侵食を防止、または遅延させることができる。スポールが形成される前に、冷却チャンバとインピンジメント開口部とにより、冷却流体流を流して外壁の内面に接触させ、これによって壁を冷却することができる。本明細書で述べているタービン翼形部壁およびその構造部品により、ＴＢＣにスポールが形成される状況で翼形部の耐用年数を延長することができる。

【0016】

ここで図面を参照すると、いくつかの図面を通して同一の符号が同一の要素を指しており、図１は、ガスタービンシステム２の形態を取る例示的な産業機械の概略図を示す。本開示では、ガスタービンシステム２に関して説明しているが、本開示の開示内容は、冷却を必要とする高温ガス経路構成部品を備えるあらゆる産業機械に適用可能であることを強調しておく。ガスタービンシステム２は圧縮機４を備えていてもよい。圧縮機４は流入空気流８を圧縮し、かつこの圧縮された空気流８を燃焼器１０へと送る。燃焼器１０はこの圧縮された空気流８を加圧燃料流１２と混合し、その混合物に点火して燃焼ガス流１６を生成する。単一の燃焼器１０のみを示しているが、ガスタービンシステム２は、任意の数の燃焼器１０を備えていてもよい。燃焼ガス流１６は、次いでタービン１８へと送られる。燃焼ガス流１６はタービン１８を駆動して、機械的作用を発生させる。タービン１８で発生した機械的作用は、シャフト２０および発電機などの外部負荷２４を介して圧縮機４を駆動する。

【0017】

ガスタービンシステム２では、天然ガス、液体燃料、様々なタイプの合成ガス、および／または他のタイプの燃料ならびにそれらの配合物を使用することができる。ガスタービンシステム２は、たとえばニューヨーク州スケネクタディのゼネラルエレクトリック社などが提供する複数の異なるガスタービンエンジンの任意の１つであってもよい。ガスタービンシステム２は異なる構成を有してもよく、他のタイプの構成部品を使用していてもよい。本開示の開示内容は、高温ガス経路を使用する他のタイプのガスタービンシステムおよびまたは産業機械に適用可能とすることができる。複数のガスタービンシステム、または複数の種類のタービン、およびまたは複数のタイプの発電装置もまた、本明細書で共に使用することができる。

【0018】

図２は、タービン１８（図１）などの高温ガス経路（ＨＧＰ）で使用することができるタービン翼形部３２を備える、高温ガス経路（ＨＧＰ）構成部品３０の一例を示す。本開示では、タービン翼形部３２に関して、より具体的にはこのタービン翼形部３２の壁構造体３４に関して説明しているが、本開示の開示内容は、冷却を必要とするあらゆるＨＧＰ構成部品に適用可能であることを強調しておく。概略的に説明すると、ＨＧＰ構成部品３０は、翼形部３２と、シャンク部３６と、翼形部３２とシャンク部３６との間に配置されたプラットフォーム４０とを備えていてもよい。翼形部３２は、プラットフォーム４０から半径方向外側に概ね延在し、前縁４２と後縁４４とを備える。翼形部３２は、正圧側面４８を画定している凹面と、負圧側面４６を画定している反対側の凸面とをさらに備えていてもよい。プラットフォーム４０は、概ね水平かつ平坦であってもよい。シャンク部３６は、プラットフォーム４０が翼形部３２とシャンク部３６との間に境界面を概ね画定するように、プラットフォーム４０から半径方向下方に延在していてもよい。シャンク部３６はシャンクキャビティ５２を含んでいてもよい。シャンク部３６は、１または複数のエンゼルウィング５４と、ダブテールなどの根元構造体５６とをさらに含んでいてもよい。この根元構造体５６を、他の構造体と共にＨＧＰ構成部品３０をシャフト２０（図１）に固定するように構成してもよい。任意の数のＨＧＰ構成部品３０を、シャフト２０（図１）の周りに円周方向に配置していてもよい。他の構成部品およびまたは構成も同様に、本明細書で使用することができる。

【0019】

タービン翼形部３２は、圧縮機４（図１）または別の供給源からの空気などの冷却媒体６２を流すために延在する、１または複数の冷却回路６０を備えていてもよい。蒸気および他のタイプの冷却媒体６２も同様に、本明細書で使用することができる。冷却回路６０および冷却媒体６２は、翼形部３２、シャンク部３６、およびプラットフォーム４０の少なくとも一部を通って、任意の順序、方向または経路で循環してもよい。本明細書では、多くの異なるタイプの冷却回路と冷却媒体とを任意の向きで使用してもよい。冷却回路６０は、翼形部３２または他の場所を中心としたフィルム冷却を行うために、いくつかの冷却通路６６または他のタイプの冷却経路に通じていてもよい。他のタイプの冷却方法を用いてもよい。他の構成部品およびまたは構成も同様に、本明細書で使用することができる。

【0020】

図３および図４は、本明細書で説明することができるタービン翼形部１００（以下、翼形部１００）の形態を取る、ＨＧＰ構成部品の一例を示す。図３は翼形部１００の斜視図であり、図４は、翼形部１００の壁構造体１２０の一部を表す断面図である。図４には翼形部１００の一部を示しているが、壁構造体１２０およびその構造部品が、翼形部１００の外周の一部または外周の全体に沿って延在してもよいことが理解される。

【0021】

本明細書に記載している壁構造体１２０およびその構造部品は、翼形部１００に限定されるものではない。上述のように、本明細書では翼形部１００に関して説明しているが、本開示の構造をブレード、ベーン、またはシャンク、プラットフォーム、もしくは任意のタイプの高温ガス経路構成部品を含む、任意のタイプの空冷式構成部品の一部とすることができる。他のタイプのＨＧＰ構成部品および他の構成を、本明細書で使用してもよい。本開示の構造を、ノズル（たとえば、ステータノズル、ノズル側壁など）、シュラウド、熱シールドおよび／または燃焼構成部品に同様に適用可能とすることができる。

【0022】

上述のものと同様に、翼形部１００は、前縁１０８と後縁１１０とを備えていてもよい。同様に、翼形部１００は、正圧側面１１２と負圧側面１１４とを備えていてもよい。作動流体１１６は、翼形部１００の露出した遮熱コーティング（ＴＢＣ）１６６に沿って、前縁から後縁へと流れることができる。作動流体１１６は高温になる場合がある。本明細書で使用する場合、「高温」は、たとえばガスタービンシステム２などの産業機械の形態によって異なり、ここでの高温を、摂氏１００度（℃）よりも高い任意の温度とすることができる。

【0023】

図３および図４に示すように、翼形部１００は、本開示の実施形態による壁構造体１２０を備えていてもよい。図４に最良に示しているように、壁構造体１２０は複数の離間壁１２２を含む。本明細書でさらに詳述しているように、複数の離間壁１２２を設けることにより、翼形部１００を通って流れる冷却媒体１２４を使用して壁構造体１２０および／または翼形部１００の冷却効果を向上させることができる。翼形部１００の壁構造体１２０は、外壁１２６と、中間壁１２８と、内壁１３０とを含んでいてもよい。離間壁１２２それぞれの厚さを、約０．０２インチ～約０．１５インチとすることができる。２つ以上の離間壁１２２の厚さが、同じかつ／または異なるように形成してもよい。図４の実施例では、外壁１２６の厚さを、中間壁１２８の厚さＴ２かつ／または内壁１３０の厚さＴ３と実質的に等しいＴ１とすることができる。ここでは３つの壁を示しているが、壁構造体１２０が、たとえば２つ以上の中間壁１２８を有するなど、離間壁１２２を任意の望ましい数（たとえば、２つの壁、５つの壁、１０個の壁、２０個の壁など）含んでもよいことが理解される。２つの壁を備える実施形態では、本開示に記載している中間壁１２８および内壁１３０（ならびに各壁それぞれの特徴および構造）が、外壁１２６とは別であるものの、同じ壁を指していることを理解されたい。

【0024】

壁構造体１２０は、離間壁１２２をそれぞれ隣接する離間壁から隔てている、複数の隔離部材１４０を含んでいてもよい。隔離部材１４０のそれぞれを、たとえば１または複数の金属などの熱伝導性材料で形成してもよい。隔離部材１４０は、壁構造体１２０を通して熱を伝導し、動作中に壁構造体１２０を通して冷却媒体１２４の流れを方向付けるのを補助している。図４に示すように、隔離部材１４０ａは、内壁１３０の外面１４２から中間壁１２８の内面１４４まで延在していてもよい。隔離部材１４０ｂは、中間壁１２８の外面１４６から外壁１２６の内面１４８まで延在していてもよい。隔離部材１４０は、たとえば翼形部１００が使用されている特定のターボ機械および／またはそのターボ機械が使用されている流路の特性に基づいて、任意の間隔だけ離間壁１２２を隔てていてもよい。たとえば、隔離部材１４０は、１または複数の離間壁内に形成されるものとして本明細書で後述しているインピンジメント開口部の直径の約２分の１～５倍に等しい間隔で、離間壁１２２をそれぞれ隔てていてもよい。この間隔で離間壁１２２を形成することにより、動作中に壁構造体１２０の壁１２２間で滞留する可能性のある冷却媒体１２４の量を減少させることができる。

【0025】

図５～図１０を手短に参照すると、１または複数の隔離部材１４０の様々な幾何学的プロファイルの断面図が示されている。隔離部材１４０は、動作中に熱を伝導し、壁構造体１２０を通して冷却媒体１２４の流れを方向付けるための任意の望ましい断面形状を有していてもよい。また、この断面形状を、たとえば翼形部１００が使用され得る特定のターボ機械および／またはそのターボ機械が使用されている流路の特性に基づいて選択していてもよい。たとえば、図５および図６に示すように、隔離部材１４０は、円形または長楕円形の断面形状を有していてもよい。図７および図８に示すように、隔離部材１４０は、正方形または長方形の断面形状を有していてもよい。図９に示すように、隔離部材１４０は、たとえば湾曲側部を有する正方形の断面形状などの、多角形形状を有していてもよい。図１０に示すように、隔離部材１４０は、曲線かつ／または複合の（すなわち、レーストラックまたは８の字）断面形状を有していてもよい。図５～図１０には特定の幾何学的形状および向きとなるように隔離部材１４０を示しているが、これらを任意の望ましい断面形状および／または向きとしていてもよいことが理解される。加えて、これらの隔離部材を壁の間で先細りにしたり、必要に応じて断面積に他の変化を持たせたりしていてもよい。特定のレイアウトかつ数の隔離部材１４０を図４に示しているが、本開示の範囲を超えることなく任意の望ましい数および／またはレイアウトの隔離部材を使用して、離間壁１２２を隔てていてもよい。さらに、これらの任意の数の隔離部材１４０が、同じかつ／または異なる断面形状を有していてもよいことが理解される。

【0026】

図３および図４を再度参照すると、壁構造体１２０の複数の離間壁１２２により、翼形部１００の壁構造体１２０内に複数のチャンバ１５２を形成することができている。本明細書で述べているように、複数のチャンバ１５２により、動作中の壁構造体１２０および／または翼形部１００の冷却効果を向上させることができる。図４に示すように、離間壁１２２間の空間１５０は、チャンバ１５２を画定していてもよい。たとえば、外壁１２６と中間壁１２８との間の第１の空間１５０ａは、第１のチャンバ１５２ａを画定していてもよい。中間壁１２８と内壁１３０との間の第２の空間１５０ｂは、第２のチャンバ１５２ｂを画定していてもよい。上述のように、任意の数の離間壁１２２を壁構造体１２０内に含んでいてもよいため、それらの間の空間１５０によって画定される、任意の数のチャンバ１５２を壁構造体１２０内に含んでいてもよい。

【0027】

壁構造体１２０は、一組の離間壁１２２間にある各チャンバ１５２をいくつかの冷却チャンバ１５４内へと軸方向に隔てている、少なくとも１つの隔壁１５６をさらに含んでいてもよい。１または複数の隔壁１５６は、隔離部材１４０とは対照的に、図４のページ内に延在していてもよいし、ページ外に延在していてもよい。本明細書でさらに述べているように、スポールに起因した開口部（たとえば、図１２のスポールに起因した開口部２１０）が壁構造体１２０の外壁１２６に形成される状況では、隔壁１５６は、冷却媒体１２４が翼形部１００に再流入し、また作動流体１１６が翼形部１００に流入するのを防止することができる。図４に示すように、第１の組の隔壁１５６ａは、第１のチャンバ１５２ａを複数の第１の冷却チャンバ１５４ａ内へと軸方向に隔てることができる。第１の組の隔壁１５６ａにおける隔壁１５６はそれぞれ、中間壁１２８の外面１４６から外壁１２６の内面１４８まで延在していてもよい。また図４に示すように、第２の組の隔壁１５６ｂは、第２のチャンバ１５２ｂを複数の第２の冷却チャンバ１５４ｂ内へと軸方向に隔てることができる。第２の組の隔壁１５６ｂにおける隔壁１５６はそれぞれ、内壁１３０の外面１４２から中間壁１２８の内面１４４まで延在していてもよい。

【0028】

隔壁１５６はそれぞれ、翼形部１００の半径方向長さＬ（図３）全体に実質的に沿って延在していてもよい。たとえば、隔壁１５６はそれぞれ、翼形部１００の半径方向長さＬ全体にわたって、図４のページ内に延在していてもよいし、ページ外に延在していてもよい。別の非限定的な実施例では、隔壁１５６はそれぞれ、翼形部１００の半径方向長さＬの異なる部分に沿って延在していてもよい。図４にさらに示すように、たとえば第１の隣接する組１５８などの第１および第２の隔壁１５６ａ、１５６ｂ（左側の破線楕円内の）を、実質的に互いに位置合わせさせていてもよい。あるいは、たとえば第２の隣接する組１６０などの第１および第２の隔壁１５６ａ、１５６ｂ（右側の破線楕円内の）を、互いに位置合わせさせていなくてもよい。図４の実施例では４つの隔壁１５６を示しているが、翼形部１００の壁構造体１２０の正圧側面１１２および／または負圧側面１１４に沿って、任意の望ましい数の隔壁を含んでいてもよいことが理解される。

【0029】

上述のように、翼形部１００は、壁構造体１２０上に配置され、作動流体１１６に暴露させることになるＴＢＣ１６６を備えていてもよい。ＴＢＣ１６６は、当該構成部品が高温の作動流体１１６に暴露されている間、翼形部１００を保護することができる。たとえば、作動流体１１６への暴露に耐えるように、ＴＢＣ１６６の外面１７０を構成していてもよい。図４に示すように、翼形部１００の壁構造体１２０における外壁１２６の外面１６８上に、ＴＢＣ１６６を配置していてもよい。また、図４に示すように、中間壁１２８の外面１４６上に、第２のＴＢＣ１３６を配置していてもよい。また、第２のＴＢＣ１３６と同様に、内壁１３０の外面１４２上に、第３のＴＢＣ１３６ｂ（一点鎖線内の）を配置してもよいことを理解されたい。ＴＢＣ１６６、第２のＴＢＣ１３６、および第３のＴＢＣ１３６ｂの組成を同じとしてもよいし、互いに異なるようにしてもよい。

【0030】

ＴＢＣ１６６、１３６は、熱損傷（たとえば、クリープ、熱疲労、亀裂および／または酸化）から壁構造体１２０に含まれる離間壁１２２の外面１６８、１４６、１４２を保護するように構成された、既知または今後開発される材料を含んでいてもよい。ＴＢＣ１６６、１３６は、たとえばセラミックブランケット、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、白金アルミニドなどの貴金属アルミニド、Ｍがコバルト、ニッケルまたはコバルトニッケル合金であり得、Ｙがイットリウムまたは別の希土類元素であるＭＣｒＡｌＹ合金、および／または既知もしくは今後開発されるＴＢＣ材料を含んでいてもよい。

【0031】

ＴＢＣ１６６、１３６は、１または複数の材料組成物のうちの１または複数の層を含んでいてもよい。たとえば、ＴＢＣ１６６、１３６は、遮熱層の下にボンドコートを含んでいてもよい。図示していない別の非限定的な実施例では、ＴＢＣ１６６、１３６は、ボンドコート層と、ボンドコート層上に配置された中間層と、中間層上に配置された外側層または絶縁層とを含んでいてもよい。ＴＢＣ１６６、１３６がボンドコート層（図示せず）を含む実施例では、このボンドコート層は、拡散アルミナイドを含むアルミニウムに富む材料、Ｍが鉄、コバルト、またはニッケルであり、Ｙがイットリウムまたは別の希土類元素であるＭＣｒＡｌＹ合金、または他の任意の適切なボンドコート材料を含んでいてもよい。ＴＢＣが中間層を含む実施例では、この中間層はイットリア安定化ジルコニア、または他の任意のＴＢＣ中間層材料を含んでいてもよい。ＴＢＣ１６６、１３６が外側層または絶縁層を含む実施例では、この絶縁層は、たとえばジルコニウムまたはハフニウム基酸化物格子構造（ＺｒＯ２またはＨｆＯ２）を含む超低熱伝導率セラミック材料、および酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）、酸化イットリウム／イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を１または複数含む酸化安定剤化合物（酸化「ドーパント」と呼ぶ場合がある）、または他の任意の望ましいＴＢＣ絶縁材料を含んでいてもよい。

【0032】

堆積および／または表面上にＴＢＣを形成するための既知もしくは今後開発される他のプロセスによって、外面１６８、１４６、１４２上にＴＢＣ１６６、１３６を形成してもよい。翼形部１００を完成させた後に、外壁１２６の外面１６８上にＴＢＣ１６６を形成してもよい。外壁１２６と中間壁１２８とを組み合わせる前に、中間壁１２８の外面１４６上に第２のＴＢＣ１３６を形成してもよい。別の非限定的な実施例では、外壁１２６内に冷却通路１７４を形成する前に、外面１６８上にＴＢＣ１６６を形成してもよい。同様に、別の非限定的な実施例では、中間壁１２８内にインピンジメント開口部１８６および／または面取り部１９０を形成する前に、外面１４６上に第２のＴＢＣ１３６を形成してもよい。

【0033】

図４に最良に示しており、かつ本明細書でさらに詳述しているように、壁構造体１２０の離間壁１２２はそれぞれ、冷却媒体１２４が翼形部１００の中央チャンバ１７２から壁構造体１２０を経て、ＴＢＣ１６６の外面１７０へと流れるように方向付ける複数の開口部を、その内部に含んでいてもよい。たとえば、動作中、冷却媒体１２４が経路Ａ、Ｂ、および／またはＣに沿って中央チャンバ１７２から流れるように、これを方向付けてもよい。この冷却媒体１２４は、高温の作動流体１１６に暴露されている間、翼形部１００を冷却することができる。たとえば、壁構造体１２０を通って流れる冷却媒体１２４は、壁構造体１２０、ＴＢＣ１６６、１３６および／または翼形部１００の他の部分から熱を吸収することができる。

【0034】

最初に外壁１２６を参照すると、その内部に複数の冷却通路１７４が含まれ得る。この冷却通路１７４は、ＴＢＣ１６６が高温の作動流体１１６に暴露されると、冷却媒体１２４を壁構造体１２０から流出させて、ＴＢＣ１６６を冷却できるようにしている。たとえば、冷却媒体１２４は、経路Ｃに沿って、複数の第１の冷却チャンバ１５４ａのうちの１または複数からＴＢＣ１６６の外面１７０まで流れてもよい。たとえば特定のターボ機械および／またはそのターボ機械が使用されている流路の特性に基づいて、冷却通路１７４のサイズ、形状、または構成を任意に選択してもよい。本明細書では、任意の数の冷却通路１７４を使用してもよい。冷却通路１７４は、外壁１２６の外面１６８および／またはＴＢＣ１６６の外面１７０まで、直交または非直交に延在していてもよい。

【0035】

図３および図４に示すように、外壁１２６は、外壁１２６の外面１６８上に配置された複数の台地部１７８または隆起特徴部を任意により含んでいてもよい。この台地部１７８は、外壁１２６の一部に付加的な厚みをもたらしてもよい。この台地部１７８を設けることにより、冷却通路１７４の長さを伸長することができ、その結果として冷却通路１７４を通過する冷却媒体１２４の流れを改良することができる。１または複数の冷却通路１７４は、台地部１７８を通ってその最外面１８０まで延在していてもよい。様々な実施形態において、図４に示す設定では、台地部１７８それぞれの幅Ｗを約０．１インチ～１．５インチとし、またその高さＨを約０．０４インチ～約０．１５インチとすることができる。図３および図４の実施例には特定数の１または複数の台地部１７８を示しているが、任意の数の台地部を外壁１２６の外面１６８上に含んでいてもよいことが理解される。図４にさらに示すように、外壁１２６上に配置された台地部１７８を含む実施例では、ＴＢＣ１６６の厚さを台地部１７８の高さ以下とすることができる。たとえば、図３および図４の両方に示すように、台地部１７８の最外面１８０に、ＴＢＣ１６６を施さないままであってもよい。表面１８０を、図３では正方形形状を有するように示しているが、この表面１８０の形状を、たとえば円形、菱形、長方形、卵形などの任意の望ましいものとしてもよいことが理解される。

【0036】

次いで、離間壁１２２の中間壁１２８および内壁１３０を参照すると、各壁は複数のインピンジメント開口部１８６を含み得る。インピンジメント開口部１８６は、翼形部１００の中央チャンバ１７２から壁構造体１２０の冷却チャンバ１５４に流入し、かつこれを通過するように、冷却媒体１２４の流れを方向付けることができる。たとえば、図４に示すように、中間壁１２８は、内部に形成された第１の複数のインピンジメント開口部１８６ａを含んでいてもよい。動作中、冷却媒体１２４が中央チャンバ１７２から第２の複数のインピンジメント開口部１８６ｂを通り、経路Ａに沿って複数の第２の冷却チャンバ１５４ｂの１または複数の冷却チャンバへと流入するように、これを方向付けてもよい。内壁１３０は、内部に形成された第２の複数のインピンジメント開口部１８６ｂを含んでいてもよい。動作中、冷却媒体１２４が複数の第２の冷却チャンバ１５４ｂの１または複数の冷却チャンバから経路Ｂに沿って流れ、第１の複数のインピンジメント開口部１８６ａを通り、かつ複数の第１の冷却チャンバ１５４ａの１または複数の冷却チャンバへと流れるように、これをさらに方向付けてもよい。図４に示すように、経路Ｂに沿って流れる冷却媒体１２４は内面１４８と接触し、そこから熱を吸収し、かつ外壁１２６を冷却することができる。

【0037】

たとえば翼形部１００が使用され得る特定のターボ機械および／またはそのターボ機械が使用されている流路の特性に基づいて、インピンジメント開口部１８６のサイズ、形状、または構成を任意に選択してもよい。たとえば、インピンジメント開口部１８６それぞれの直径を約０．０１２インチ～約０．１０インチとしてもよく、またこれらを当該開口部の約３～約１２倍の直径に相当する間隔だけ互いから離間させていてもよい。上述のように、一実施例では、隔離部材１４０に対して離間壁１２２を、インピンジメント開口部の直径の約２分の１～５倍となる間隔でそれぞれ隔てていてもよく、これにより、インピンジメント開口部から流出し、動作中に冷却チャンバ内で滞留する可能性のある冷却媒体１２４の量を減少させることができる。本明細書では、任意の数のインピンジメント開口部１８６を使用してもよい。インピンジメント開口部１８６はそれぞれ、内壁１３０および／または中間壁１２８の外面１４２、１４６まで、直交または非直交に延在していてもよい。隣接する一組のインピンジメント開口部（たとえば、第２の複数のインピンジメント開口部１８６ｂ）に対する第１の複数のインピンジメント開口部１８６ａの位置を、壁構造体１２０を通過する冷却媒体１２４の望ましい流れに基づいて変更してもよい。たとえば、隣接する離間壁１２２のインピンジメント開口部の相対的位置を、壁構造体１２０内の冷却媒体１２４の流れプロファイル、乱流状況などが変更されるように調整してもよい。図４の実施例に示すように、第１の複数のインピンジメント開口部１８６ａを、第２の複数のインピンジメント開口部１８６ｂと位置合わせしていなくてもよい。隣接する離間壁１２２に位置合わせされないようにインピンジメント開口部を形成することにより、たとえばより長いまたは非線形の経路に沿って冷却媒体１２４を方向付けることができ、その結果、冷却媒体が壁構造体１２０からより多くの熱を吸収することが可能となり得る。図示していないが、別の非限定的な実施例では、第１の複数のインピンジメント開口部１８６ａにおける開口部の一部またはすべてを、第２の複数のインピンジメント開口部１８６ｂと実質的に位置合わせしていてもよい。

【0038】

図４にさらに示すように、中間壁１２８および／または内壁１３０は任意により、インピンジメント開口部１８６と当該壁の面との境界面１９２に、ディフューザ部または面取り部１９０（以下、１または複数の面取り部１９０と呼ぶ）を含んでもよい。たとえば、中間壁１２８は、インピンジメント開口部１８６ａの側壁１９６と中間壁の外面１４６との境界面１９２に面取り部１９０を含んでいてもよい。面取り部１９０は、チャンバ１５２ａ、１５２ｂと中央チャンバ１７２との間で冷却媒体１２４がより自由に流れるように、これを方向付けることができる。たとえば、壁構造体１２０の一部に破損が生じて、壁およびその内部のインピンジメント開口部１８６（たとえば、図１２に示す中間壁１２８および露出したインピンジメント開口部２２０）を暴露することになった状況では、ガス経路の流れ方向（たとえば、作動流体１１６）に対して露出した１または複数のインピンジメント開口部下流側の面取り部は、壁構造体１２０の露出壁の露出面に沿って、その面を吹き飛ばす代わりに冷却媒体１２４を強制的に流すことができる。これらの面取り部はたとえば、冷却媒体１２４の流れを改良している。２つの面取り部１９０を示しているが、中間壁１２８および／または内壁１３０において、任意の数、サイズ、形状、および／または構成の面取り部１９０を含んでいてもよいことが理解される。たとえば中間壁１２８および内壁１３０にそれぞれインピンジメント開口部１８６ａ、１８６ｂを形成する際に、面取り部１９０を形成してもよい。たとえば、壁構造体１２０を付加製造している場合、付加製造プロセス中に面取り部の望ましい位置に材料を堆積かつ焼結しないで面取り部１９０を形成してもよい。別の非限定的な実施例では、ＴＢＣにスポールが発生した場合に、壁構造体１２０が作動流体１１６に暴露されている間に、面取り部１９０を形成してもよい。たとえば、図示していないが、中間壁１２８および／または内壁１３０で、冷却媒体１２４および／または作動流体１１６に暴露されている間に分解されて、面取り部１９０を形成するように構成された材料を、その境界面１９２において含むように、これらを形成してもよい。たとえば、冷却媒体１２４および作動流体１１６の一方または両方に暴露された結果として物理的に分解（たとえば、融解）されるように、この材料を設計してもよい。この材料は、暴露されてすぐに、または継続的に暴露される期間にわたって分解されてもよい。また、部分的または完全に分解されるようにこの材料を構成してもよい。作動流体１１６への暴露中に面取り部１９０を形成する実施例では、面取り部１９０をインピンジメント開口部１８６と共に形成してもよく、その後、付加製造プロセス中に、所定の温度（たとえば、約摂氏９８０度（℃）～約１１５０℃）で面取り部を分解し、かつ暴露するように設計された熱特性を有する材料でこれを充填してもよい。たとえば、面取り部を充填する際に使用される材料の融点は、中間壁１２８および／または内壁１３０の残部を形成する際に使用される材料の融点よりも低くてもよい。この材料は、たとえば、当技術分野で知られているニッケル、コバルトまたはクロム基合金を含んでいてもよい。

【0039】

また、図４に示すように、中間壁１２８の外面１４６上に、第２のＴＢＣ１３６を配置していてもよい。また、第３のＴＢＣ１３６ｂ（一点鎖線内の）を、内壁１３０の外面１４２上に同様に配置してもよいことを理解されたい。隔壁１５６または隔離部材１４０が外面１４６と接触する外面１４６上の位置に、第２のＴＢＣ１３６を施さないままとしてもよい。インピンジメント開口部１８６および面取り部１９０にも同様に、第２のＴＢＣ１３６を施さないままとしてもよい。冷却媒体１２４および／または作動流体１１６への暴露中に分解して、面取り部１９０を形成するように構成された（上述のように）材料を境界面１９２において含む実施形態では、境界面１９２には第２のＴＢＣ１３６を施さないままとしている。

【0040】

本明細書で述べている壁構造体１２０の構造により、従来の翼形部の構造と比較して、翼形部１００の全体または一部の冷却効果が向上している可能性がある。図４に示すように、動作中、冷却媒体１２４は経路Ａ、Ｂ、およびＣに沿って移動することにより、その外面上にＴＢＣ１６６が配置された外壁１２６、および／またはその外面上にＴＢＣ１３６が配置された中間壁１２８を冷却することができる。壁構造体１２０における複数の離間壁１２２は、当該壁の表面積を増大させ、また経路Ａ、Ｂ、およびＣに沿ってチャンバ１５２を通って流れる冷却媒体１２４と接触する表面積を増大させてもよい。この壁構造体１２０の構造により、当該壁の構造的完全性を維持しながら、離間壁１２２それぞれの厚さをさらに減少させることができる。壁１２２の厚さを減少させ、なおかつ冷却媒体１２４と接触する壁構造体１２０の表面積を増大させることにより、壁構造体１２０に及ぶ温度勾配を減少させ、なおかつ冷却媒体１２４が翼形部１００から吸収できる熱量を増加させることができる。壁構造体１２０の離間壁１２２を隔てている隔離部材１４０はさらに、壁構造体１２０を介して熱を伝導し、かつ壁構造体１２０を通過する冷却媒体１２４の望ましい流れを方向付けるのを補助してもよい。

【0041】

動作中、壁構造体１２０の構造およびこれによってもたらされる冷却効果の向上により、その上にＴＢＣ（たとえば、ＴＢＣ１６６）を含む翼形部（たとえば、翼形部１００）の耐用年数を延長することができる。たとえば、図１１に関して本明細書でさらに述べているように、壁構造体１２０の構造は、ＴＢＣ１６６にスポールが発生して、外壁の一部が暴露されることになった状況で、当該壁の外壁１２６の酸化を軽減することができる。さらに、第２のＴＢＣ１３６は、外壁１２６の開口部によって暴露される中間壁１２８または内壁１３０の一部の酸化と他の損傷とを軽減することができる。加えて、図１２に関して本明細書でさらに述べているように、壁構造体１２０の構造は、長時間にわたって動作した後に、１または複数のスポールおよび／またはスポールに起因した開口部を含んでいる場合がある。この壁構造体１２０は、スポールに起因した開口部を通過する冷却媒体１２４の流れを冷却スロットフィルム２１４（図１２）として再ルーティングすることにより、最終的にスポールおよび／またはスポールに起因した開口部を形成するに至る状態に対処することができる。再ルーティングされた冷却媒体１２４は、さらに作動流体１１６と接触して、１または複数のスポールに起因した開口部を介して翼形部１００に作動流体１１６が流入するのを防止し、かつ／またはその流入量を軽減することができる。

【0042】

図１１は、ＴＢＣ１６６内にスポール２００を含む翼形部１００の壁構造体１２０の一部を表す断面図を示す。スポール２００は、それまで存在していなかった、作動流体１１６が流れる熱経路が外壁１２６の外面１６８まで形成されるというような、ＴＢＣ１６６におけるあらゆる変化を含み得る。たとえば、このスポール２００は、外壁１２６の外面１６８まで熱経路が形成されることになる、ＴＢＣ１６６の破損または亀裂、もしくは変位を含み得る。スポール２００が発生すると、翼形部１００（図３）における外壁１２６の外面１６８の部分２０２は、高温かつ他の極限環境にある作動流体１１６に暴露されるが、スポール２００が発生する前は、外面１６８の部分２０２はＴＢＣ１６６によって保護されている。動作中にスポール２００が発生した後、経路Ａ、Ｂ、およびＣに沿って壁構造体１２０を通って流れる冷却媒体１２４は、外壁１２６の内面１４８を含む、壁構造体１２０の離間壁１２２それぞれとの接触を続ける。上述のように、複数の離間壁１２２を有する壁構造体１２０を設けることにより、壁の厚さを減少させ、なおかつ冷却媒体１２４が接触できる表面積を増大させることができる。したがって、冷却媒体１２４は、離間壁１２２のそれぞれに接触し、かつこれらから熱を吸収して、作動流体１１６に暴露される部分２０２の下にある部分を含む壁構造体１２０の温度を低下させることができる。さらに、外壁１２６の内面１４８に接触する冷却流体は、薄い外壁の厚さＴ１全体を、作動流体１１６に直接暴露される外面１６８に至るまで実質的に冷却することができる。

【0043】

次いで図１２を参照すると、外壁１２６に発生するスポールに起因した開口部２１０ａ、２１０ｂを含む、翼形部１００の一部の断面図が示されている。図１１に示す、ＴＢＣ１６６に発生するスポール２００などのスポールは、壁構造体１２０の外壁１２６にスポールに起因した開口部２１０ａまたは２１０ｂを生じさせる可能性がある。たとえば、図１１に示す外面１６８の部分２０２は、高温の作動流体１１６への暴露中に最終的に酸化し、スポールに起因した開口部２１０ａまたは２１０ｂを形成する場合がある。動作中にスポールに起因した開口部２１０ａ、２１０ｂが生じると、冷却媒体１２４は通常、ＴＢＣ１６６の外面１７０に垂直となる方向に、開口部を介して翼形部１００のから流出する。これに対して、図１２に示すように、壁構造体１２０の構造により、たとえば外壁１２６および中間壁１２８の部分など、スポールに起因した開口部２１０によって暴露された表面上に冷却スロットフィルム２１４を形成することが可能となり得る。したがって、壁構造体１２０の構造は、ＴＢＣ１６６、１３６などのＴＢＣを有する翼形部の耐用年数を延長することができる。たとえば、冷却スロットフィルム２１４は、壁構造体１２０の露出部分を作動流体１１６の高温から保護し、かつ露出壁の酸化を軽減することができる。図１２に同様に示すように、外壁１２６のスポールに起因した開口部２１０ａ、２１０ｂによって暴露された中間壁１２８の部分は、外面１４６上に配置された第２のＴＢＣ１３６により作動流体１１６との接触が発生することから、付加的な保護を受けることができる。

【0044】

図１２に示すように、スポールに起因した開口部２１０ａ、２１０ｂに対処して壁構造体１２０が適応冷却流２１６および２１８を形成するように、これを構成してもよい。適応冷却流２１６および２１８は、互いに接触して冷却スロットフィルム２１４を形成することができる。図１２に示すように、その内部のインピンジメント開口部１８６ａを含む中間壁１２８が露出すると、出口面積が増大することにより、壁構造体１２０に及ぶ圧力勾配に変化が生じ、これにより、今度は第１の適応冷却流２１６が、１または複数のスポールに起因した開口部において、インピンジメント開口部１８６ａの露出部分２２０へと引き込まれる可能性がある。たとえば、スポールに起因した開口部２１０における複数の離間壁１２２の表面積は、増大した冷却媒体１２４の後方流を中央チャンバ１７２からインピンジメント開口部１８６ａの露出部分２２０へと方向付け、第１の適応冷却流２１６を形成することができる。第１の適応冷却流２１６は、中間壁１２８の外面１４６に垂直となる方向に、中間壁１２８のインピンジメント開口部１８６ａの露出部分から流出してもよい。また、図１２に示すように、スポールに起因した開口部２１０に対処して、第２の適応冷却流２１８は、スポールに起因した開口部のインピンジメント開口部１８６ａにおける露出部分２２０に隣接する、インピンジメント開口部１８６ａの上流部２２２から流出してもよい。スポールに起因した開口部発生前の冷却媒体１２４の流れと同様に、第２の適応冷却流２１８は第１のチャンバ１５２ａを通って移動し、かつ外壁１２６の内面１４８と接触してもよい。したがって、冷却流体流は、外壁１２６の内面１４８に平行となる方向に、スポールに起因した開口部２１０ａ、２１０ｂで当該チャンバから流出してもよい。図１２にさらに示すように、第２の適応冷却流２１８は、スポールに起因した開口部の第１の適応冷却流２１６と接触して、第１の適応冷却流２１６を内面１４８に平行となる方向に方向付けてもよい。第１の適応冷却流２１６と接触する第２の適応冷却流２１８は、スポールに起因した開口部２１０によって暴露された壁構造体１２０の部分上に、冷却スロットフィルム２１４を形成してもよい。第２の適応冷却流２１８および／または第１の適応冷却流２１６は、１または複数のスポールに起因した開口部２１０で作動流体１１６とさらに接触し、作動流体を露出中間壁１２８から遠ざけ、かつ１または複数のスポールに起因した開口部２１０を介して翼形部１００に作動流体１１６が流入するのを防止し、かつ／またはその流入量を軽減することができる。

【0045】

壁構造体１２０の特定の部分に示しているが、スポールに起因した開口部２１０は壁構造体１２０内のあらゆる位置で発生する可能性があり、それでも本明細書に開示している壁構造体１２０の構造によって、これを緩和できることが理解される。また、スポールに起因した開口部２１０が壁構造体１２０の外壁１２６のみを貫通しているように示しているが、スポールに起因した開口部２１０は、中間壁１２８および／または内壁１３０をさらに貫通し、なおかつこれを壁構造体１２０によって同様に緩和できることが理解される。

【0046】

図１２にさらに示すように、隔壁１５６は、スポールに起因した開口部２１０によって暴露された壁構造体１２０の部分を介して、作動流体１１６が翼形部１００に流入し、また冷却媒体１２４が翼形部１００に再流入するのを防止することができる。たとえば、隔壁１５６は圧力差を形成することにより、作動流体１１６が１または複数の第１および／または第２のチャンバ１５２の下流部２２６に流入し、かつ／または冷却媒体１２４が１または複数の第１および／または第２のチャンバ１５２に再流入するのを防止することができる。隔壁１５６は、上流のスポールに起因した開口部２１０ａから流出する冷却媒体１２４の一部が、隣接する下流のスポールに起因した開口部２１０ｂおよび／または１または複数の冷却通路１７４で、１または複数の第１および／または第２のチャンバ１５２に再流入するのをさらに防止することができる。

【0047】

図１３を参照すると、本開示の実施形態によれば、壁構造体１２０の様々な構造部品が一体構成部品として形成されるように、翼形部１００およびその壁構造体１２０の形態を取るＨＧＰ構成部品を付加製造してもよい。また、付加製造により、本明細書に記載している構造の多くを容易に、すなわち非常に複雑な機械加工を必要とせずに形成することができる。本明細書で使用する場合、付加製造（ＡＭ）は、従来のプロセスで行う材料の除去ではなく、材料の連続した層形成を通して物体を生成する任意のプロセスを含んでいてもよい。付加製造では、あらゆる種類の工具、金型または器具を使用することなく、かつ廃棄材料をほとんどまたは全く発生させずに複雑な幾何学的形状を形成することができる。その多くは切り取られて廃棄されることになるプラスチックまたは金属の固体ビレットから構成部品を機械加工する代わりに、付加製造に使用される唯一の材料が部品を成形するために必要となる材料である。付加製造プロセスは、３Ｄ印刷、ラピッドプロトタイピング（ＲＰ）、直接デジタル製造（ＤＤＭ）、バインダージェッティング、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）および直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）を含み得るが、これらに限定されない。

【0048】

付加製造プロセスの一例を説明するために、図１３は、たとえば外壁１２６などの物体３０２を生成するための、例示的なコンピュータ化付加製造システム３００の概略／ブロック図を示す。本実施例では、システム３００をＤＭＬＭ用に構成している。本開示の概略的な開示内容は、他の形態の付加製造にも等しく適用可能であることが理解される。ＡＭシステム３００は、概してコンピュータ化付加製造（ＡＭ）制御システム３０４と、ＡＭプリンタ３０６とを含む。記載しているように、ＡＭシステム３００は、ＡＭプリンタ３０６を使用して当該構成部品を物理的に生成するために、その構造部品（たとえば、外壁１２６、離間壁１２８、１３０、隔離部材１４０ａ、１４０ｂ、インピンジメント開口部１８６ａ、１８６ｂなど）を含む壁構造体１２０（図４）の部分を定義しているコンピュータ実行可能命令のセットを含む、コード３２０を実行している。ＡＭプロセスではそれぞれ、たとえば細粒粉末、液体（たとえば、ポリマー）、シートなどの形態の様々な原材料を使用することができ、そのストックを、ＡＭプリンタ３０６のチャンバ３１０に保持することができる。本事例では、翼形部１００（図３および図４）を金属粉末または同様の材料で作製していてもよい。図示しているように、アプリケータ３１２は、空白キャンバスとして広がる原材料３１４の薄層を形成することができ、これから最終物体の各連続スライスを形成する。他の事例では、アプリケータ３１２は、たとえば材料がポリマーであるか、あるいは金属バインダージェッティングプロセスを用いる場合、コード３２０によって定義されるように先行の層上に次の層を直接施すか、または印刷してもよい。図示している実施例では、レーザまたは電子ビーム３１６が、コード３２０によって定義されるように、各スライスの粒子を融合するが、これは素早く硬化する液体プラスチック／ポリマーを採用している場合には必須としなくてもよい。ＡＭプリンタ３０６の様々な部品を、新しい層それぞれの追加に対応するように移動させてもよく、たとえば、各層の後でビルドプラットフォーム３１８を降下させてもよく、かつ／またはチャンバ３１０および／またはアプリケータ３１２を上昇させてもよい。

【0049】

ＡＭ制御システム３０４を、コンピュータプログラムコードとしてコンピュータ３３０に実装した状態で示している。この点に関して、コンピュータ３３０を、メモリ３３２、プロセッサ３３４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース３３６、およびバス３３８を含むものとして示している。さらに、コンピュータ３３０を、外部Ｉ／Ｏ装置３４０および記憶システム３４２と通信するように示している。通常、プロセッサ３３４は、本明細書に記載している、翼形部１００（図３および図４）の構成部品を表すコード３２０からの命令下で、メモリ３３２および／または記憶システム３４２に記憶されるＡＭ制御システム３０４などのコンピュータプログラムコードを実行する。コンピュータプログラムコードの実行時に、プロセッサ３３４は、メモリ３３２、記憶システム３４２、Ｉ／Ｏ装置３４０および／またはＡＭプリンタ３０６からデータを読み出し、かつ／またはこれにデータを書き込むことができる。バス３３８は、コンピュータ３３０の構成部品のそれぞれの間の通信リンクを供給し、Ｉ／Ｏ装置３４０は、ユーザがコンピュータ３３０と対話できるようにする任意の装置（たとえば、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイなど）を備えることができる。コンピュータ３３０は、ハードウェアとソフトウェアとの想定される様々な組み合わせを表しているに過ぎない。たとえば、プロセッサ３３４は単一の処理ユニットを備えていてもよく、あるいは、たとえばクライアント上およびサーバ上などの１または複数の位置における、１または複数の処理ユニットにわたって分散していてもよい。同様に、メモリ３３２および／または記憶システム３４２は、１または複数の物理的位置に存在していてもよい。メモリ３３２および／または記憶システム３４２は、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などを含む、様々なタイプの非一時的コンピュータ可読記憶媒体の任意の組み合わせを備えることができる。コンピュータ３３０は、ネットワークサーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、携帯機器、携帯電話、ポケットベル、携帯情報端末などの任意のタイプのコンピューティングデバイスを備えることができる。

【0050】

付加製造プロセスは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体（たとえば、メモリ３３２、記憶システム３４２など）に翼形部１００（図３および図４）の構成部品を表すコード３２０を記憶させることから始まる。上述のように、コード３２０は、物体３０２を定義しているコンピュータ実行可能命令のセットを含み、このような命令のセットを用いて、システム３００によるコードの実行時に当該物体を物理的に生成することができる。たとえば、コード３２０は、翼形部１００（図３および図４）の構成部品の正確に定められた３Ｄモデルを含んでいてもよく、ＡｕｔｏＣＡＤ（登録商標）、ＴｕｒｂｏＣＡＤ（登録商標）、ＤｅｓｉｇｎＣＡＤ ３Ｄ Ｍａｘなどの多様な公知のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアシステムのいずれかから生成することができる。この点において、コード３２０を、任意の既知または今後開発されるファイルフォーマットとすることができる。たとえば、コード３２０は、３ＤシステムのステレオリソグラフィＣＡＤプログラム用に生成された標準テッセレーション言語（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ、ＳＴＬ）によるものとすることができ、あるいは任意のＡＭプリンタ上で製造される任意の三次元物体の形状および構成の記述をあらゆるＣＡＤソフトウェアにとって可能にするように設計された拡張可能なマークアップ言語（ＸＭＬ）ベースのフォーマットである、米国機械学会（ＡＳＭＥ）規格の付加製造ファイル（ＡＭＦ）によるものとすることができる。コード３２０は、必要に応じて、異なるフォーマット間で変換すること、データ信号のセットに変換すること、データ信号のセットとして送受信し、かつコードに変換して記憶することなどができる。コード３２０をシステム３００への入力としてもよく、またこれを、部品設計者、知的財産（ＩＰ）提供者、設計会社、システム３００のオペレータまたは所有者、もしくは他の提供源からもたらされるものとしてもよい。いずれにしても、ＡＭ制御システム３０４はコード３２０を実行して、翼形部１００（図３および図４）を一連の薄いスライスに分割し、ＡＭ制御システム３０４は、ＡＭプリンタ３０６を使用してこれらを液体、粉末、シートまたは他の材料の連続した層として組み立てることになる。ＤＭＬＭの実施例では、各層を、コード３２０によって定義された正確な形状に溶融して先行の層に融合している。

【0051】

離間壁１２２において外壁１２６以外の外面１４６および／または１４２に第２のＴＢＣ１３６を施している実施形態では、別個の構成部品としてこれらを付加製造し、後でこれらを組み立てて壁構造体１２０を形成してもよい。たとえば、内壁１３０と中間壁１２８とを、外壁１２６（たとえば、翼形部外皮）とは別個の構成部品（たとえば、翼形部コア）として共に付加製造してもよい。第２のＴＢＣ１３６を施した後、内壁１３０と中間壁１２８とを外壁１２６に組み込んでもよい。壁構造体１２０の組立てを、冶金的手段（たとえば、ろう接または溶接）または機械的手段（たとえば、摩擦嵌めまたは留め具）、もしくはそれらの任意の組み合わせによって達成してもよい。

【0052】

付加製造に続き、翼形部１００（図３および図４）の構成部品に対して、たとえば軽微な機械加工、封止、研磨、別の部品への組付けなどの任意の様々な仕上げプロセスを行ってもよい。本開示において、壁構造体１２０における離間壁１２２の外面１６８、１４６、１４２の一部またはすべてにＴＢＣ１６６、１３６を施していてもよい。これらのＴＢＣ１６６、１３６を、既知または今後開発されるコーティング技法を用いて施してもよく、またこれらを任意の数の層で施してもよい。隔離部材１４０および／または隔壁１５６の横方向側壁上に、第２のＴＢＣ１３６を施していてもよいし、施していなくてもよい。いくつかの実施形態では、壁構造体１２０を通過する熱の伝導を促進するために、隔離部材１４０の外面および／または内面に第２のＴＢＣ１３６を施していなくてもよい。同様に、隔壁１５６の外面および／または内面に第２のＴＢＣ１３６を施していなくてもよい。上述のようにＴＢＣ１６６、１３６を施さない部分を残すように、外面１６８、１４６、１４２、隔離部材１４０、および隔壁１５６に対してＴＢＣ１６６、１３６を選択的に施してもよい。または、ＴＢＣ１６６、１３６を施した後に、これらを選択的に除去してもよく、あるいは選択的に施し、かつ選択的に除去するステップを組み合わせることにより、ＴＢＣ１６６、１３６を形成してもよい。

【0053】

動作中、図１１に示すように、外壁１２６上のＴＢＣ１６６においてスポール２００が発生した後、壁構造体１２０の構造により、冷却媒体１２４の通過が可能となり、これによって壁構造体および翼形部の耐用年数が延長されることになる。また、動作中、図１２に示すように、外壁１２６上のＴＢＣ１６６においてスポールに起因した開口部２１０が発生した後、壁構造体１２０の構造により、スポールに起因した開口部によって暴露された壁構造体１２０の部分上に、冷却媒体１２４から冷却スロットフィルム２１４を形成することができる。

【0054】

本開示の実施形態による翼形部１００は、スポール２００に対処して翼形部１００を冷却し、かつ翼形部１００の耐用年数を延長する壁構造体１２０をもたらしている。壁構造体１２０の構造により、公称冷却流が大幅に減少する可能性がある。翼形部１００に付加製造を用いることにより、翼形部１００の壁構造体１２０が多層、多壁、多重材料（たとえば、ディフューザ部または面取り部１９０の場合）、および／または多重冷却チャンバ構造を含むように、これを形成することができる。

【0055】

本明細書で使用している専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１または複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加されることを除外しないことが、さらに理解されよう。「任意の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意により（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、後で述べられる事象または状況が起こってもよいし、または起こらなくてもよいことを意味し、またこの説明が、その事象が起こる場合と、起こらない場合とを含むことを意味する。

【0056】

本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用している近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用してもよい。したがって、「およそ（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの用語または複数の用語で修飾される値は、明記された厳密な値に限定されるべきものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための計器の精度に対応してもよい。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定を組み合わせたり、かつ／または置き換えたりすることが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は特定され、それら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「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、両方の値に適用され、また値を測定する計器の精度に特に依存しない限り、記載された１または複数の値の＋／－１０％を示してもよい。

【0057】

以下の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、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その機能を遂行するための、一切の構造、材料または動作を包含することを意図している。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されたもので、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図していない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの変更および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の応用を最良に説明し、想定される特定の用途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、本実施形態を選択し、かつ説明した。

【符号の説明】

【0058】

２ ガスタービンシステム
４ 圧縮機
８ 流入空気流
１０ 燃焼器
１２ 加圧燃料流
１６ 燃焼ガス流
１８ タービン
２０ シャフト
２４ 外部負荷
３０ 高温ガス経路（ＨＧＰ）構成部品
３２ タービン翼形部
３４ 壁構造体
３６ シャンク部
４０ プラットフォーム
４２ 前縁
４４ 後縁
４６ 負圧側面
４８ 正圧側面
５２ シャンクキャビティ
５４ エンゼルウィング
５６ 根元構造体
６０ 冷却回路
６２ 冷却媒体
６６ 冷却通路
１００ タービン翼形部
１０８ 前縁
１１０ 後縁
１１２ 正圧側面
１１４ 負圧側面
１１６ 作動流体
１２０ 壁構造体
１２２ 離間壁
１２４ 冷却媒体
１２６ 外壁
１２８ 露出中間壁、離間壁
１３０ 内壁、離間壁
１３６ 第２の遮熱コーティング（ＴＢＣ）
１３６ｂ 第３の遮熱コーティング（ＴＢＣ）
１４０ 隔離部材
１４０ａ 隔離部材
１４０ｂ 隔離部材
１４２ 外面
１４４ 内面
１４６ 外面
１４８ 内面
１５０ 空間
１５０ａ 第１の空間
１５０ｂ 第２の空間
１５２ チャンバ
１５２ａ 第１のチャンバ
１５２ｂ 第２のチャンバ
１５４ 冷却チャンバ
１５４ａ 第１の冷却チャンバ
１５４ｂ 第２の冷却チャンバ
１５６ 隔壁
１５６ａ 第１の組の隔壁、第１の隔壁
１５６ｂ 第２の組の隔壁、第２の隔壁
１５８ 第１の隣接する組
１６０ 第２の隣接する組
１６６ 遮熱コーティング（ＴＢＣ）
１６８ 外面
１７０ 外面
１７２ 中央チャンバ
１７４ 冷却通路
１７８ 台地部
１８０ 最外面、表面
１８６ インピンジメント開口部
１８６ａ 第１の複数のインピンジメント開口部
１８６ｂ 第２の複数のインピンジメント開口部
１９０ 面取り部
１９２ 境界面
１９６ 側壁
２００ スポール
２０２ 外面の部分
２１０ スポールに起因した開口部
２１０ａ スポールに起因した開口部
２１０ｂ スポールに起因した開口部
２１４ 冷却スロットフィルム
２１６ 第１の適応冷却流
２１８ 第２の適応冷却流
２２０ 露出部分、露出したインピンジメント開口部
２２２ 上流部
２２６ 下流部
３００ コンピュータ化付加製造（ＡＭ）システム
３０２ 物体
３０４ コンピュータ化付加製造（ＡＭ）制御システム
３０６ ＡＭプリンタ
３１０ チャンバ
３１２ アプリケータ
３１４ 原材料
３１６ 電子ビーム
３１８ ビルドプラットフォーム
３２０ コード
３３０ コンピュータ
３３２ メモリ
３３４ プロセッサ
３３６ インターフェース
３３８ バス
３４０ 外部Ｉ／Ｏ装置
３４２ 記憶システム
Ａ 経路
Ｂ 経路
Ｃ 経路
Ｈ 高さ
Ｌ 半径方向長さ
Ｔ１ 外壁の厚さ
Ｔ２ 中間壁の厚さ
Ｔ３ 内壁の厚さ
Ｗ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】