特許 7486946 翼形部のインサートシステムおよびその設置方法

(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】2024-05-10

(45)【発行日】2024-05-20

(54)【発明の名称】翼形部のインサートシステムおよびその設置方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 9/02 20060101AFI20240513BHJP

【ＦＩ】

F01D9/02 102

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019228752

(22)【出願日】2019-12-19

(65)【公開番号】P2020115012

(43)【公開日】2020-07-30

【審査請求日】2022-12-09

(31)【優先権主張番号】16/247327

(32)【優先日】2019-01-14

(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】ジョナサン・ドワイト・ベリー

(72)【発明者】

【氏名】マシュー・トロイ・ハフナー

(72)【発明者】

【氏名】ラッセル・ピアソン・デフォレ

【審査官】高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２０１４８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５８－１８７５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２１９７８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－１９５７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０６８７０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ ９／０２

Ｆ０２Ｃ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

翼形部（２０２）のためのインサートシステム（３００）であって、前記翼形部（２０２）が、前記翼形部（２０２）の後方部分（２２８）内に延びるプレナム（２３６）を含んでおり、前記プレナム（２３６）がプレナム入口（２３４）を含んでおり、前記プレナム入口（２３４）の全体が前記後方部分（２２８）の軸方向前方に画定されており、前記インサートシステム（３００）が、
第１のインサート（３０２）と、
第２のインサート（３０４）と
を備えており、
前記第１のインサート（３０２）が、
前方に面する入口開口部（３１４）と、
前方フランジ（３５６）と、
前記前方フランジ（３５６）を越えて軸方向前方に延びる前方延伸部分（３６０）と
を備えており、前記前方に面する入口開口部（３１４）が、前記前方延伸部分（３６０）に画定され、そこを通って延びており、
前記第２のインサート（３０４）が、
内部に画定された半径方向に面する入口開口部（３１０）を備えるネック部（３０８）と、
後方開口部（３０６）と、
前記半径方向に面する入口開口部（３１０）と前記後方開口部（３０６）との間で流れ連通するキャビティ（３１２）と
を備えており、前記第１のインサート（３０２）及び前記第２のインサート（３０４）が、内部に画定された複数の衝突開口部（３１６）を備えており、前記第２のインサート（３０４）が、前記ネック部（３０８）が前記プレナム入口（２３４）に配置されるように、前記プレナム入口（２３４）を半径方向に通して前記プレナム（２３６）に挿入される大きさであり、前記第１のインサート（３０２）が、前記半径方向に面する入口開口部（３１０）を介して半径方向に前記第２のインサート（３０４）に挿入される大きさであり、前記ネック部（３０８）が前記プレナム入口（２３４）に配置されると、前記第１のインサート（３０２）が、前記後方開口部（３０６）を通って設置位置へと後方に移動可能であり、それにより、前記前方に面する入口開口部（３１４）が前記キャビティ（３１２）に開口する、インサートシステム（３００）。

【請求項2】

前記翼形部（２０２）が半径方向外壁（４０２）を含んでおり、前記プレナム入口（２３４）が前記半径方向外壁（４０２）に画定され、前記第２のインサート（３０４）が、前記半径方向に面する入口開口部（３１０）の周囲から外側に延在する半径方向外側フランジ（３７２）であって、前記翼形部（２０２）の前記半径方向外壁（４０２）とインタフェースするように構成される半径方向外側フランジ（３７２）をさらに備える、請求項１に記載のインサートシステム（３００）。

【請求項3】

前記前方フランジ（３５６）が、前記第２のインサート（３０４）と干渉するように構成されており、前記後方開口部（３０６）を通る前記第１のインサート（３０２）の前記設置位置を越えた後方への移動が禁止される、請求項１に記載のインサートシステム（３００）。

【請求項4】

前記第２のインサート（３０４）が、前記後方開口部（３０６）から離間した少なくとも１つの取り付け部材（５０８）をさらに備えており、前記少なくとも１つの取り付け部材（５０８）及び前記前方延伸部分（３６０）が、前記第１のインサート（３０２）が前記設置位置にあるとき、それらの間に少なくとも１つの固定部材（５１２）を受け入れるように協働するように構成される、請求項１に記載のインサートシステム（３００）。

【請求項5】

前記少なくとも１つの固定部材（５１２）が、半径方向内側固定部材（６０２）及び半径方向外側固定部材（６０４）を備えており、前記半径方向内側固定部材（６０２）が、前記前方延伸部分（３６０）の半径方向内方縁部（６０６）を取り囲んで半径方向外側に延在するように構成され、前記半径方向外側固定部材（６０４）が、前記前方延伸部分（３６０）の半径方向外側縁部（６０８）を取り囲んで半径方向内側に延在するように構成される、請求項４に記載のインサートシステム（３００）。

【請求項6】

ガスタービンシステム（１００）であって、当該ガスタービンシステム（１００）が、
圧縮機部（１０４）と、
前記圧縮機部（１０４）と流れ連通して結合された燃焼システム（１０６）と、
前記燃焼システム（１０６）と流れ連通して結合されたタービン部（１０８）と
を備えており、前記タービン部（１０８）が、
翼形部（２０２）の後方部分（２２８）に延びるプレナム（２３６）を備えた翼形部（２０２）であって、前記プレナム（２３６）がプレナム入口（２３４）を含んでおり、前記プレナム入口（２３４）の全体が、前記後方部分（２２８）の軸方向前方に画定される、翼形部（２０２）と、
前記プレナム（２３６）内に配置された請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインサートシステム（３００）と
を備えており、前記第２のインサート（３０４）の前記ネック部（３０８）が前記プレナム入口（２３４）に配置されるように前記第２のインサート（３０４）が前記プレナム（２３６）内に配置されており、前記第１のインサート（３０２）が前記設置位置に配置されている、ガスタービンシステム（１００）。

【請求項7】

前記ガスタービンシステム（１００）が、ケーシング（２０８）と、前記ケーシング（２０８）と前記翼形部（２０２）との間に結合された後方支持フランジ（２２６）とをさらに備えており、前記後方部分（２２８）が、前記後方支持フランジ（２２６）の真下に延びる、請求項６に記載のガスタービンシステム（１００）。

【請求項8】

前記ガスタービンシステム（１００）が、前記圧縮機部（１０４）から前記プレナム入口（２３４）へ加圧ブリード空気（２４０）の流れを導くように構成される、請求項６に記載のガスタービンシステム（１００）。

【請求項9】

前記翼形部（２０２）が後縁（２２４）及び後方ピンバンク（５０４）をさらに備えており、前記プレナム（２３６）が前記第１のインサート（３０２）と前記後縁（２２４）との間で軸方向に配置された後方プレナム部分（５０２）を備えており、前記後方ピンバンク（５０４）が、前記後方プレナム部分（５０２）を通って延びる複数のピン（５０６）を備えている、請求項６に記載のガスタービンシステム（１００）。

【請求項10】

インサートシステム（３００）を翼形部（２０２）に設置する方法（７００）であって、前記翼形部（２０２）が、前記翼形部（２０２）の後方部分（２２８）内に延びるプレナム（２３６）を含んでおり、前記プレナム（２３６）がプレナム入口（２３４）を含んでおり、前記プレナム入口（２３４）の全体が前記後方部分（２２８）の軸方向前方に画定され、当該方法（７００）が、
第２のインサート（３０４）のネック部（３０８）が前記プレナム入口（２３４）に位置するように、前記第２のインサート（３０４）を前記プレナム入口（２３４）を通して半径方向に前記プレナム（２３６）に挿入するステップ（７０２）であって、前記第２のインサート（３０４）の半径方向に面する入口開口部（３１０）が前記ネック部（３０８）に画定され、前記第２のインサート（３０４）が、後方開口部（３０６）、及び前記半径方向に面する入口開口部（３１０）と前記後方開口部（３０６）との間で流れ連通するキャビティ（３１２）を含む、ステップ（７０２）と、
前記半径方向に面する入口開口部（３１０）を通して前記第２のインサート（３０４）に半径方向に第１のインサート（３０２）を挿入するステップ（７０４）であって、前記第１のインサート（３０２）が、前方に面する入口開口部（３１４）と、前方フランジ（３５６）と、前記前方フランジ（３５６）を越えて軸方向前方に延びる前方延伸部分（３６０）を含んでおり、前記入口開口部（３１４）が前記前方延伸部分（３６０）に画定される、ステップと、
前記後方開口部（３０６）を通して前記第１のインサート（３０２）を設置位置に後方に移動させるステップ（７０６）であって、前記入口開口部（３１４）が前記キャビティ（３１２）に開口し、前記第１のインサート（３０２）及び前記第２のインサート（３０４）が、内部に画定された複数の衝突開口部（３１６）を含む、ステップ（７０６）と
を含む、方法（７００）。

【請求項11】

前記翼形部（２０２）が半径方向外壁（４０２）を含んでおり、前記プレナム入口（２３４）が前記半径方向外壁（４０２）に画定され、前記第２のインサート（３０４）が、前記半径方向に面する入口開口部（３１０）の周囲から外側に延在する半径方向外側フランジ（３７２）をさらに含み、前記方法（７００）が、前記半径方向外側フランジ（３７２）が前記翼形部（２０２）の前記半径方向外壁（４０２）とインタフェースするよう前記プレナム入口（２３４）を通して前記プレナム（２３６）に前記第２のインサート（３０４）を半径方向に挿入するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法（７００）。

【請求項12】

前記後方開口部（３０６）を通して前記第１のインサート（３０２）を後方に移動させるステップ（７０６）が、前記前方フランジ（３５６）が前記第２のインサート（３０４）に干渉するまで、前記第１のインサート（３０２）を後方に移動させるステップ（７０６）を含む、請求項１０に記載の方法（７００）。

【請求項13】

前記第２のインサート（３０４）が、前記後方開口部（３０６）から離間した少なくとも１つの取り付け部材（５０８）をさらに含み、前記方法（７００）が、前記少なくとも１つの取り付け部材（５０８）と前記前方延伸部分（３６０）との間の少なくとも１つの固定部材（５１２）を挿入するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法（７００）。

【請求項14】

前記少なくとも１つの固定部材（５１２）が、半径方向内側固定部材（６０２）及び半径方向外側固定部材（６０４）を含んでおり、前記少なくとも１つの固定部材（５１２）を挿入する前記ステップが、
前記半径方向内側固定部材（６０２）が前記前方延伸部分（３６０）の半径方向内側縁部（６０６）を取り囲み、半径方向外側に延在するように、前記半径方向内側固定部材（６０２）を挿入するステップと、
前記半径方向外側固定部材（６０４）が前記前方延伸部分（３６０）の半径方向外側縁部（６０８）を取り囲み、半径方向内側に延在するように、前記半径方向外側固定部材（６０４）を挿入するステップと
を含む、請求項１３に記載の方法（７００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の分野は、概して、翼形部の冷却に関し、より具体的には、回転機械構成要素の衝突冷却のためのインサートに関する。

【背景技術】

【0002】

少なくともいくつかの既知の回転機械では、機械的負荷に動力を供給するタービン内のガス流からエネルギーが抽出される。回転機械の動作中には、様々な高温ガス経路構成要素が高温ガス流に曝され、高温ガス経路構成要素に磨耗を誘発する可能性がある。例えば、空気は圧縮機で加圧され、高温ガスの流れを生成するために燃焼器で燃料と混合される。一般に、より高温のガスは、回転機械の性能、効率、および動力出力を増加させる。したがって、少なくともいくつかの既知の高温ガス経路構成要素は、高温ガス流が増加した状態で回転機械の動作を促進するために冷却される。ただし、高温のガスは、回転機械構成要素の熱応力および／または熱劣化を増加させる可能性もある。

【0003】

いくつかの既知の高温ガス経路構成要素は、内部冷却システムを備えた翼形部を含み、圧縮機または蒸気から抽出された抽気などの冷却流体が、翼形部内に画定されたプレナムに押し込まれる。この強制冷却は、高温ガス経路構成要素が高温ガス流中で機能することを容易にする。少なくともいくつかの既知のプレナムは、入口開口部と、複数の衝突開口部を備えた統合構成要素またはインサートを含む。これらの構成要素またはインサートにより、プレナム入口開口部からプレナムに導かれた冷却流体が、衝突開口部によって翼形部の内面に衝突するように導かれ、したがって、翼形部の内部構成要素の冷却が高まる。ただし、少なくともいくつかの既知の統合構成要素の取り外しおよび交換には、翼形部全体の分解および／または交換が必要になるため、衝突開口部を備えた少なくともいくつかの既知の統合構成要素を簡単に交換することはできない。さらに、少なくともいくつかの既知の取り外し可能なインサートは、プレナムの入口開口部の寸法によって制約されるため、プレナムへの挿入深さの範囲が制限されている。そのため、これらのインサートは、翼形部の一部の内面の効果的な衝突冷却を提供しない場合がある。

【発明の概要】

【0004】

一態様では、翼形部のためのインサートシステムが提供される。翼形部は、翼形部の後方部分に延びるプレナムを含む。プレナムは、プレナム入口を含み、プレナム入口の全体は、後方部分の軸方向前方に画定される。インサートシステムは、第１および第２のインサートを含む。第１のインサートは、前方に面する入口開口部を含む。第２のインサートは、内部に画定された半径方向に面する入口開口部、後方開口部、および半径方向に面する入口開口部と後方開口部との間で流れ連通するキャビティを備えたネックを含む。第１のインサートおよび第２のインサートは、内部に画定された複数の衝突開口部を備える。第２のインサートは、ネック部がプレナム入口に配置されるように、プレナム入口を通して半径方向にプレナムに挿入される大きさである。第１のインサートは、半径方向に面する入口を通して半径方向に第２のインサートに挿入される大きさである。ネック部がプレナム入口に配置されると、第１のインサートは、前方に面する入口開口部がキャビティに開口するように、後方開口部を通して設置位置に後方に移動可能である。

【0005】

別の態様では、ガスタービンシステムが提供される。ガスタービンシステムは、圧縮機部と、燃焼部と、タービン部と、を含む。燃焼システムは、圧縮機部と流れ連通して結合される。タービン部は、燃焼システムと流れ連通して結合される。タービン部は、翼形部、第１のインサート、および第２のインサートを含む。翼形部は、翼形部の後方部分に延びるプレナムを含む。プレナムにはプレナム入口が含まれる。プレナム入口の全体は、後方部分の軸方向前方に画定される。第１のインサートは、プレナム内に配置され、第１の本体部と前方に面する入口開口部とを含む。第２のインサートは、プレナム内に配置され、プレナム入口に配置されたネック部を含む。ネック部は、そこに画定された半径方向に面する入口開口部を含む。第２のインサートには、後方開口部も含まれる。第１のインサートは、第１の本体部が後方部分内に延びるように、後方開口部を通って延びる。第１のインサートおよび第２のインサートは、内部に画定された複数の衝突開口部を含む。

【0006】

別の態様では、インサートシステムを翼形部に設置する方法が提供される。翼形部は、翼形部の後方部分に延びるプレナムを含む。プレナムにはプレナム入口が含まれる。プレナム入口の全体は、後方部分の軸方向前方に画定される。この方法は、第２のインサートのネック部がプレナム入口に配置されるように、プレナム入口を通して半径方向にプレナムに第２のインサートを挿入するステップを含む。第２のインサートの半径方向に面する入口は、ネック部に画定されている。第２のインサートには、後方開口部が含まれる。この方法は、半径方向に面する入口開口部を通して第１のインサートを第２のインサートに半径方向に挿入するステップをさらに含む。この方法はまた、後方開口部を通して後方に設置位置に第１のインサートを移動させるステップを含む。第１のインサートおよび第２のインサートは、内部に画定された複数の衝突開口部を含む。

【0007】

本開示のこれらの、ならびに他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、同様の符号は同様の部分を表す。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】例示的な回転機械の概略図である。

【図2】図１に示す回転機械の例示的なタービン段の拡大概略図である。

【図3】図２に示すタービン段の固定翼形部と共に使用する例示的なインサートシステムの２つの構成要素の側面図である。

【図4】図２に示す線４－４に沿った、図３のインサートシステムが内部に設置された例示的な固定翼形部の断面図である。

【図5】図２に示す線５－５に沿った、図３のインサートシステムが内部に設置された例示的な固定翼形部の一部の断面図である。

【図6】図５に示す線６－６に沿った、図３のインサートシステムが内部に設置された例示的な固定翼形部の一部の断面図である。

【図7】図３のインサートシステムを設置する例示的な方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

特に明記しない限り、本明細書において提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を図示するものである。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムで適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示する実施形態の実施のために必要とされる当業者に知られているすべての従来の特徴を含むことを意図しない。

【0010】

以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらは以下の意味を有すると規定する。

【0011】

単数形「１つの（ａ、ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の言及を含む。

【0012】

別途指定のない限り、本明細書で使用される「一般に」、「実質的に」、および「およそ」などの近似を表す文言は、そのように修飾された用語が、絶対的または完全な程度ではなく、当業者によって認識されるようなおおよその程度にのみ適用され得ることを示している。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」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において、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応し得る。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、範囲の限界が特定されてもよい。このような範囲は、組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈または文言が特に指示しない限り、本明細書に含まれるすべての部分範囲を含む。さらに、別途指定のない限り、「第１の」、「第２の」、などの用語は、本明細書において単に標識として使用されているにすぎず、これらの用語が言及する要素について順序、位置、または階層上の要件を加えることを意図するものではない。さらに、例えば、「第２の」要素への言及は、例えば、「第１の」要素またはより小さい数字で言及される要素あるいは「第３の」要素またはより大きな数字で言及される要素の存在を、必要とするものでも、排除するものでもない。

【0013】

本明細書で用いる「軸方向の」および「軸方向に」という用語は、回転機械の長手方向軸に対して実質的に平行に延びる方向および向きを指す。また、「半径方向の」および「半径方向に」という用語は、回転機械の長手方向軸に対して実質的に垂直に延びる方向および向きを指す。さらに、本明細書で使用する「円周方向の」および「円周方向に」という用語は、回転機械の長手方向軸の周りに円弧状に延びる方向および向きを指す。さらに、本明細書で使用される「上流」という用語は、回転機械の前方端部または入口端部を指し、「下流」という用語は、回転機械の後方端部または排気端部を指す。

【0014】

本明細書で説明するシステムは、インサートシステムを使用した回転機械の冷却構成要素、およびその設置方法に関する。具体的には、例示的な実施形態では、構成要素は翼形部を含む。翼形部は、翼形部の後方部分に延びるプレナムを含み、プレナム入口開口部を含む。プレナム入口開口部は、翼形部の内部冷却のための冷却流体を受け入れるように構成されている。プレナム入口開口部の全体が、後方部分の軸方向前方に画定されている。インサートシステムは、それぞれが貫通する衝突開口部を有する第１のインサートと第２のインサートを含む。第２のインサートは、プレナム入口開口部からプレナムに半径方向に挿入可能である。第２のインサートは、半径方向に面する入口開口部、後方開口部、およびそれらの間に画定されたキャビティを含む。第１のインサートは、第２のインサートの半径方向に面する入口開口部を通してキャビティに半径方向に挿入可能であり、第１のインサートは第２のインサート内に入れ子にされる。次いで、第１のインサートは、キャビティ内で後方に移動し、後方開口部を通って設置位置に移動可能であり、第１のインサートの一部がプレナム内で後方に延びて翼形部の後方部分に延び、第１のインサートの前方に面する入口が第２のインサートのキャビティに開口する。動作中、翼形部のプレナム入口に導かれた冷却流体は、第２のインサートの半径方向に面する入口開口部を通ってキャビティに受け入れられる。受け入れられた冷却流体の第１の部分は、第２のインサートの衝突開口部を通って流れ、受け入れられた冷却流体の第２の部分は、前方に面する入口を通して第１のインサートに流れ、次に第１のインサートの衝突開口部を通って流れる。したがって、インサートシステムは、プレナム入口の後方に延びる翼形部の部分の効果的な衝突冷却を促進する。加えて、インサートシステムは、翼形部への設置の容易さ、およびいくつかの実施形態では、修理および交換のための翼形部からの取り外しの容易さを促進する。

【0015】

図１は、例示的な回転機械１００、すなわちターボ機械、より具体的にはタービンエンジンの概略図である。例示的な実施形態では、回転機械１００はガスタービンエンジンである。あるいは、回転機械は、蒸気タービンエンジン、ガスターボファン航空機エンジン、別の航空機エンジン、風力タービン、圧縮機、およびポンプを含むが、これらに限定されない、任意の他のタービンエンジンおよび／または回転機械であってもよい。この例示的な実施形態では、タービンエンジン１００は、吸気部１０２、吸気部１０２の下流側に結合された圧縮機部１０４、圧縮機部１０４の下流側に結合された燃焼器部１０６、燃焼器部１０６の下流側に結合されたタービン部１０８、およびタービン部１０８の下流側に結合された排気部１１０を含む。タービン部１０８は、ロータシャフト１１２を介して圧縮機部１０４に結合されている。本明細書で使用される場合、「結合する」という用語は、構成要素間の直接的な機械的、熱的、電気的、および／または流れ連通接続に限定されず、複数の構成要素間の間接的な機械的、熱的、電気的、および／または流れ連通接続も含むことができることに留意されたい。例示的な実施形態では、燃焼器部１０６は、複数の燃焼器１１４を含む。燃焼器部１０６は、各燃焼器１１４が圧縮機部１０４と流れ連通するように、圧縮機部１０４に結合される。ロータシャフト１１２は、限定はしないが、発電機および／または機械的駆動用途などの負荷１１６にさらに結合される。例示的な実施形態では、圧縮機部１０４およびタービン部１０８のそれぞれは、ロータシャフト１１２に結合された少なくとも１つのロータアセンブリ１１８を含む。

【0016】

動作中、吸気部１０２は、空気１２０を圧縮機部１０４に向けて導く。圧縮機部１０４は、吸入空気１２０をより高い圧力に圧縮し、その後に圧縮空気１２２を燃焼器部１０６に向けて放出する。圧縮空気１２２は、燃焼器部１０６に導かれ、そこで燃料（図示せず）と混合され、燃焼されて高温燃焼ガス１２４を生成する。燃焼ガス１２４はタービン部１０８に向かって下流に導かれ、タービンブレード（図示せず）に衝突し、熱エネルギーは、ロータアセンブリ１１８を長手方向軸１２６の周りに駆動するために使用される機械的回転エネルギーに変換される。しばしば、燃焼器部１０６およびタービン部１０８は、タービンエンジン１００の高温ガス部と呼ばれる。次いで、排気ガス１２８は、排気部１１０を通って大気に排出される。

【0017】

図２は、タービンエンジン１００（図１に示す）の例示的なタービン段２００の拡大概略図である。段２００は、長手方向軸１２６の周りに円周方向に間隔を置いて配置された複数の半径方向に延びる固定翼形部２０２と、固定翼形部２０２の下流で長手方向軸１２６の周りに円周方向に間隔を置いて配置された複数の半径方向に延びる回転翼形部２０４とを含む。各回転翼形部２０４は、ディスク２３０を介してロータシャフト１１２（図１に示す）に結合され、ケーシング２０８に向かって半径方向外側に延びる。

【0018】

例示的な実施形態では、各固定翼形部２０２は、タービン部１０８のケーシング２０８に結合された第１の端部２１６を含み、半径方向２１８に沿って第２の端部２１４まで半径方向内側に延びる。例えば、固定翼形部２０２は、後方支持フランジまたはハンガ２２６を介してケーシング２０８に結合される。加えて、各固定翼形部２０２は、前縁２２２から対向する後縁２２４まで下流に軸方向に延びる。動作中、固定翼形部２０２および回転翼形部２０４は高温ガス流路２３２内に配置され、高温燃焼ガス１２４の流れがそこを通して導かれ、固定翼形部２０２および回転翼形部２０４の外面を高温および潜在的な対応する熱応力および／または熱劣化に曝す。そのような熱効果を緩和するために、内部キャビティまたはプレナム２３６は、固定翼形部２０２内、すなわち、固定翼形部２０２の正圧側壁２１０と反対側の負圧側壁２１２（図４に示す）との間に画定され、外壁の内面の内部衝突冷却を促進する。例えば、プレナム２３６は、固定翼形部２０２の正圧側壁２１０および負圧側壁２１２（図４に示す）の内面によって少なくとも部分的に画定される。プレナム２３６は、第１の端部２１６で固定翼形部２０２に画定されたプレナム入口２３４を介して冷却剤供給チャネル２３３と流れ連通している。例示的な実施形態では、冷却剤供給チャネル２３３は、圧縮機部１０４（図１に示す）からプレナム入口２３４に向かう加圧ブリード空気の流れなどの冷却流体２４０を導く。あるいは、冷却流体２４０は、空気以外の適切な流体である。本明細書で使用する流体という用語は、空気および蒸気を含むがこれらに限定されない、流れる任意の媒体または材料を含む。

【0019】

例示的な実施形態では、段２００はタービン部１０８の第１段であり、固定翼形部２０２は、燃焼器部１０６（図１に示す）のすぐ下流の第１段タービンノズルを画定する。代替実施形態では、段２００は、タービン部１０８の任意の適切な段である。例示的な実施形態では、プレナム２３６は、固定翼形部２０２の後方部分２２８内に軸方向後方に延びる。プレナム入口２３４の全体は、後方部分２２８の前方に画定され、すなわち、プレナム入口２３４は、後方部分２２８にわたって軸方向に延在せず、これにより、後方部分２２８の外壁の内面に効果的に衝突するために冷却剤供給チャネル２３３から冷却流体を向ける既知のシステムの能力を制限する。例えば、後方部分２２８は、後方支持フランジ２２６の真下に相当な長さだけ延び、すなわち「張り出し」、プレナム入口２３４が後方部分２２８上に直接延びることを妨げている。いくつかの実施形態では、タービン部１０８の第１段で所望の回転角を実現するために、固定翼形部２０２にそのような張り出しが必要である。

【0020】

図３は、固定翼形部２０２と共に使用する例示的なインサートシステム３００の２つの構成要素の側面図である。図４は、図２に示す線４－４に沿って、すなわち、固定翼形部２０２の第１の端部２１６に沿って取られた、インサートシステム３００が内部に設置された例示的な固定翼形部２０２の断面図である。図３および図４を参照すると、インサートシステム３００は、第１のインサート３０２および第２のインサート３０４を含む。例示的な実施形態では、第１のインサート３０２および第２のインサート３０４はそれぞれ、内部に画定され貫通して延びる複数の衝突開口部３１６を含む薄壁中空体である。代替実施形態では、第１のインサート３０２および第２のインサート３０４は、衝突開口部３１６を内部に画定することを可能にする任意の適切な構造を有する。衝突開口部３１６は、プレナム入口２３４を介して供給される冷却流体２４０を、固定翼形部２０２の正圧側壁２１０および負圧側壁２１２の内面に向けるように方向付けられている。

【0021】

第１のインサート３０２および第２のインサート３０４は、プレナム入口２３４からプレナム２３６に順次または入れ子構成で挿入される大きさであり、第１のインサート３０２が第２のインサート３０４の後方開口部３０６を通って軸方向に延びるようにプレナム２３６内に結合されるように構成される。より具体的には、第２のインサート３０４は、第２のインサート３０４のネック部３０８がプレナム入口２３４に位置する設置位置に半径方向にプレナム入口２３４を通ってプレナム２３６に挿入される大きさである。ネック部３０８は、第２のインサート３０４の半径方向に面する入口開口部３１０を画定する。半径方向に面する入口開口部３１０の半径方向内側には、半径方向に面する入口開口部３１０と後方開口部３０６との間で流れ連通するキャビティ３１２がある。第１のインサート３０２は、第２のインサート３０４のキャビティ３１２に半径方向に面する入口開口部３１０を通して半径方向に挿入される大きさであり、第２のインサート３０４の後方開口部３０６を通って、第１のインサート３０２が固定翼形部２０２の後方部分２２８に延びる設置位置に後方に移動することが可能であり、第１のインサート３０２の前方に面する入口開口部３１４がキャビティ３１２に開口している。

【0022】

例示的な実施形態では、第２のインサート３０４は、第１の端部３２０から半径方向内側に第２の端部３２２まで延びる。第２のインサート３０４は、第１の端部３２０に隣接するネック部３０８、第２の端部３２２に隣接する足部３２４、およびそれらの間に半径方向に延びる第２の本体部３２６を含む。第２の本体部３２６は、前方壁３２８から後方開口部３０６まで軸方向に延び、第２のインサート軸方向長さ３３０を画定する。例示的な実施形態では、第２のインサート軸方向長さ３３０は、プレナム入口２３４のプレナム入口軸方向長さ２４２よりも短いため、第１のインサート３０２は、プレナム入口２３４を通して半径方向にプレナム２３６に挿入可能であり、その後プレナム２３６から取り外し可能である。代替実施形態では、第２のインサート軸方向長さ３３０は、インサートシステム３００が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の適切な長さである。

【0023】

例示的な実施形態では、足部３２４は、前方壁３２８から第２の後方縁部３３２まで下流に軸方向に延び、その間に第２のインサート軸方向長さ３３０よりも短い足長さ３３４を画定する。同様に、ネック部３０８は、前方壁３２８から第２の後方縁部３３２まで下流に軸方向に延び、第２のインサート軸方向長さ３３０より短くかつ足長さ３３４と実質的に同じであるネック長さ３３６を画定する。代替実施形態では、長さ３３０，３３４，３３６は実質的に同じである。他の代替実施形態では、長さ３３０，３３４，３３６は、インサートシステム３００が本明細書で説明されるように機能することを可能にする任意の適切な長さである。

【0024】

例示的な実施形態では、ネック部３０８は、第１の端部３２０に半径方向に面する入口開口部３１０を画定する。半径方向に面する入口開口部３１０は、冷却剤供給チャネル２３３（図２に示す）から第２のインサート３０４の内部のキャビティ３１２に冷却流体２４０を導くように構成される。さらに、例示的な実施形態では、足部３２４は、第２の端部３２２でシールされる。代替実施形態では、第２のインサート３０４の第２の端部３２２に開口部（図示せず）が画定されており、受け入れた冷却流体２４０の一部が第２の端部３２２を通ってプレナム２３４に半径方向内側に導かれる。

【0025】

例示的な実施形態では、ネック部３０８、足部３２４、および第２の本体部３２６は、プレナム２３６の対応する第２の部分の形状に概ね一致する形状であり、第２のインサート３０４に画定される衝突開口部３１６は、第２のインサート３０４が設置位置にあるとき、所定の衝突オフセット２３８だけ正圧側壁２１０および負圧側壁２１２の内面から離間している。特に、設置位置では、ネック部３０８内に画定される半径方向に面する入口開口部３１０は、冷却剤供給チャネル２３３（図２に示す）と整列し、そこから冷却流体２４０を受け入れるように構成される。キャビティ３１２は、半径方向に面する入口開口部３１０の半径方向内側に位置し、ネック部３０８から第２の端部３２２まで半径方向に、前方壁３２８から第２の後方縁部３３２および後方開口部３０６まで軸方向に延びる。キャビティ３１２は、半径方向に面する入口開口部３１０を通して導かれた冷却流体２４０を受け入れ、衝突開口部３１６および後方開口部３０６を通して冷却流体を導くように構成される。

【0026】

例示的な実施形態では、第１のインサート３０２は、第１の端部３４０から半径方向内側に第２の端部３４２まで延びる。第１のインサート３０２は、第１の後方縁部３４６から前方に面する入口開口部３１４まで軸方向に延びる第１のインサート軸方向長さ３４４を有する。例示的な実施形態では、第１のインサート軸方向長さ３４４は、第２のインサート３０４のネック長さ３３６よりも短いため、第１のインサート３０２は、ネック部３０８内に画定される半径方向に面する入口開口部３１０を通して半径方向に挿入可能である。さらに、第１のインサート３０２は、第１の端部３４０と第２の端部３４２との間で半径方向に延び、第１の本体長さ３５２にわたって第１の後方縁部３４６から前方フランジ３５６に軸方向に延びる第１の本体部３５０を含む。例示的な実施形態では、第１の本体長さ３５２は、第１のインサート軸方向長さ３４４よりも短い。代替実施形態では、第１の本体長さ３５２は、第１のインサート軸方向長さ３４４と同じである。

【0027】

例示的な実施形態では、第１のインサート３０２は、第２のインサート３０４の半径方向に面する入口開口部３１０を通ってキャビティ３１２に半径方向に挿入可能であり、前方に面する入口開口部３１４がキャビティ３１２に開口するように、後方開口部３０６を通って設置位置に後方に移動可能である。例えば、図示の実施形態では、第１のインサート３０２は、後方開口部３０６を通って設置位置にスライドすることにより移動可能である。さらに、第１の本体部３５０は、固定翼形部２０２の後方部分２２８に対応する形状に概ね一致する形状であり、第１のインサート３０２に画定された衝突開口部３１６は、第１のインサート３０２が設置位置にあるとき、所定の衝突オフセット２３８だけ正圧側壁２１０および負圧側壁２１２の内面から離間している。特に、設置位置では、前方に面する入口開口部３１４は、後方部分２２８の効果的な衝突冷却のためにキャビティ３１２から冷却流体２４０を受け入れるように構成される。したがって、インサートシステム３００は、例えば、後方部分２２８が後方支持フランジ２２６（図２に示す）の真下に張り出す実施形態において、プレナム入口２３４から後方部分２２８に冷却流体を導く際の衝突冷却に関して既知のインサートよりも有利である。

【0028】

例示的な実施形態では、第１のインサート３０２は、前方に面する入口開口部３１４を少なくとも部分的に取り囲む前方フランジ３５６をさらに含む。例示的な実施形態では、前方フランジ３５６は、前方に面する入口開口部３１４から軸方向後方にオフセット３５８で離間され、その結果、第１のインサート３０２の前方延伸部分３６０がそれらの間に画定される。したがって、前方に面する入口開口部３１４は、前方延伸部分３６０に画定され、そこを通って延びる。代替実施形態では、前方フランジ３５６は、前方に面する入口開口部３１４から軸方向後方にオフセットされない。

【0029】

前方フランジ３５６は、第１の本体部３５０の外側表面３６２から外側に、横方向に延在する。例えば、図示の実施形態では、前方フランジ３５６は、前方に面する入口開口部３１４からオフセット３５８で第１のインサート３０２の全周囲の周りに表面３６２から延びる。前方フランジ３５６は、第１のインサート３０２が後方開口部３０６を通って設置位置に後方に移動したときに第２のインサート３０４と干渉するように構成される。代替実施形態では、前方フランジ３５６は、オフセット３５８で第１のインサート３０２の周囲の全部よりも少ない周囲で表面３６２から外側に延在し、連続的ではない。他の代替実施形態では、第１のインサート３０２は前方延伸部分３６０を含まず、前方フランジ３５６は前方に面する入口開口部３１４の周囲から外側に延在する。さらに他の代替実施形態では、第１のインサート３０２は前方フランジ３５６を含まない。例えば、別の適切な機構を使用して、第１のインサート３０２を第２のインサート３０４に対して設置位置に配置する。

【0030】

例示的な実施形態では、衝突開口部３１６は、正圧側壁２１０および負圧側壁２１２に面する第１のインサート３０２および第２のインサート３０４の部分にわたって配置される。例えば、衝突開口部３１６は、軸方向に延びる列３７０に配置され、各列３７０の衝突開口部３１６は、隣接する列３７０の衝突開口部３１６から半径方向にオフセットされ、すなわち「ずれている（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）」。代替実施形態では、衝突開口部３１６は、インサートシステム３００が本明細書で説明されるように機能することを可能にする任意の適切な様式で配置される。

【0031】

例示的な実施形態では、固定翼形部２０２は、第１の端部２１６で正圧側壁２１０と負圧側壁２１２との間に画定される半径方向外壁４０２をさらに含み、プレナム入口２３４が半径方向外壁４０２に画定され貫通する。さらに、第２のインサート３０４は、半径方向外壁４０２とインタフェースするように構成された半径方向外側フランジ３７２を含む。例示的な実施形態では、半径方向外側フランジ３７２は、半径方向に面する入口開口部３１０の周囲から半径方向２１８に対して横方向に外側に延在する。例えば、図示された実施形態では、半径方向外側フランジ３７２は、半径方向に面する入口開口部３１０の全周囲の周りに延びる。半径方向外側フランジ３７２は、第２のインサート３０４がプレナム２３６内に適切に配置されているとき、半径方向外壁４０２に当接するように構成される。したがって、半径方向外側フランジ３７２は、第２のインサート３０４の設置を容易にする。代替実施形態では、第２のインサート３０４は、半径方向外側フランジ３７２を含まない。

【0032】

図５は、図２に示す線５－５に沿って、すなわち、固定翼形部２０２に沿った中央スパン位置で、インサートシステム３００が設置された固定翼形部２０２の断面図である。図５に示されている実施形態は、図３および図４に示されている実施形態と実質的に類似しており、同様の部分には同じ番号が付けられている。例示的な実施形態では、正圧側壁２１０および負圧側壁２１２が互いに向かって先細りして後縁２２４で一緒に結合するため、第１のインサート３０２がプレナム２３６内で後方に延びるための空間が不十分である。より具体的には、プレナム２３６は、第１のインサート３０２と後縁２２４との間に軸方向に配置された後方プレナム部分５０２を含む。動作中、冷却流体２４０は、第２のインサート３０４および第１のインサート３０２に導かれ、複数の衝突開口部３１６を通って、正圧側壁２１０および負圧側壁２１２のそれぞれの内面に衝突する。衝突後、冷却流体の流れ２４０の少なくとも一部は、後方プレナム部分５０２に後方に導かれる。

【0033】

例示的な実施形態では、固定翼形部２０２は、後方ピンバンク５０４を含む。後方ピンバンク５０４は、後方プレナム部分５０２を通って正圧側壁２１０と負圧側壁２１２との間に延びる複数のピン５０６を含む。例示的な実施形態では、ピン５０６は、軸方向だけでなく後方プレナム部分５０２に沿って半径方向に分布し、衝突後冷却流体２４０と後縁２２４に近接した正圧側壁２１０および負圧側壁２１２との間の熱交換を促進する。代替実施形態では、ピン５０６は、固定翼形部２０２が本明細書で説明されるように機能することを可能にする任意の適切な様式で分布する。他の代替実施形態では、固定翼形部２０２は後方ピンバンク５０４を含まない。例示的な実施形態では、衝突後冷却流体２４０は、後縁２２４に沿った出口開口部（図示せず）を通って固定翼形部２０２から排出される。代替実施形態では、衝突後冷却流体２４０は、固定翼形部２０２が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の適切な方法で、他の任意の適切な場所に導かれる。

【0034】

例示的な実施形態では、図５に示されるように、第２のインサート３０４は、後方開口部３０６から間隔を空けて反対側にある第２のインサート３０４の内面５１０に配置された対向する取り付け部材５０８をさらに含む。取り付け部材５０８は、第１のインサート３０２が設置位置にあるとき、取り付け部材５０８および前方延伸部分３６０が協働して、その間に固定部材５１２を受け入れるように構成されるように構成される。例示的な実施形態では、取り付け部材５０８は、内面５１０に固定された前方部分５１４と、前方部分５１４から後方に延びる後方部分５１６とを含む実質的に「Ｓ」形状を有する。例示的な実施形態では、後方部分５１６は弾性変形可能である。より具体的には、固定部材５１２が第２のインサート３０４の取り付け部材５０８と第１のインサート３０２の前方延伸部分３６０との間に配置されると、取り付け部材５０８と前方延伸部分３６０との間に固定部材５１２を受け入れて固定するために後方部分５１６が弾性変形する。他の実施形態では、取り付け部材５０８は、それらが本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の形状、弾性、および／または変形可能性を有し得る。いくつかの実施形態では、第２のインサート３０４の両側の取り付け部材５０８は、内面５１０に沿って半径方向にずれている。特定の実施形態では、それぞれの複数の取り付け部材５０８は、第２のインサート３０４の各側に配置される。他の代替実施形態では、インサートシステム３００は、取り付け部材５０８を含まない。

【0035】

図６は、図５に示す線６－６に沿った、第１のインサート３０２が設置された第２のインサート３０４の断面図である。図６に示す実施形態は、図３、図４、および図５に示す実施形態と実質的に同様であり、同様の部分には同じ番号が付けられている。図６では、第２のインサート３０４の第２の端部３２２がシールされているように示されているが、代替実施形態では、上述のように、開口部（図示せず）が第２の端部３２２に画定される。図６に示すように、例示的な実施形態では、固定部材５１２は、一対のＵ字型固定部材５１２、より具体的には、半径方向内側固定部材６０２および半径方向外側固定部材６０４を含む。半径方向内側固定部材６０２は、前方延伸部分３６０の半径方向内側縁部６０６を取り囲み、前方延伸部分３６０の対向する側面６１０に沿って半径方向外側に延在するように構成される。半径方向内側固定部材６０２は、半径方向内側縁部６０６の半径方向外側に、２つの対向する取り付け部材５０８によって対向する側面６１０に沿って固定される。同様に、半径方向外側固定部材６０４は、前方延伸部分３６０の半径方向外側縁部６０８を取り囲み、前方延伸部分３６０の対向する側面６１０に沿って半径方向内側に延在するように構成される。半径方向外側固定部材６０４は、半径方向外側縁部６０８の半径方向内側に、別の２つの対向する取り付け部材５０８によって対向する側面６１０に沿って固定される。半径方向内側固定部材６０２および半径方向外側固定部材６０４は、取り付け部材５０８と前方延伸部分３６０との間に配置されると、第２のインサート３０４に対する第１のインサート３０２の軸方向の動きを実質的に防止するように構成される。代替実施形態では、固定部材５１２は、インサートシステム３００が本明細書で説明されるように機能することを可能にする任意の適切な形状を有する。例えば、固定部材５１２は、前方延伸部分３６０の対向する側面６１０に沿って挿入された２つのロッドを含むことができる。他の代替実施形態では、インサートシステム３００は、取り付け部材５０８または固定部材５１２を含まない。

【0036】

図７は、インサートシステム３００などのインサートシステムを、翼形部２０２（図２～図４に示す）などの翼形部に設置する例示的な方法７００のフロー図である。翼形部は、翼形部の後方部分２２８などの後方部分に延びるプレナム２３６などのプレナムを含む。プレナムは、プレナム入口２３４などのプレナム入口を含み、プレナム入口の全体は、後方部分の軸方向前方に画定される。例示的な実施形態では、方法７００は、第２のインサートのネック部３０８などのネック部がプレナム入口に配置されるように、プレナム入口を通して半径方向に第２のインサート３０４などの第２のインサートを挿入するステップ７０２を含む。第２のインサートの半径方向に面する入口開口部３１０などの半径方向に面する入口がネック部に画定される。第２のインサートは、後方開口部３０６などの後方開口部も含む。方法７００はまた、半径方向に面する入口を通して第２のインサートに半径方向に第１のインサート３０２などの第１のインサートを挿入するステップ７０４を含む。いくつかの実施形態では、第２のインサート３０４をプレナム２３６に挿入する前に、第１のインサート３０２を第２のインサート３０４に挿入する。他の実施形態では、第２のインサート３０４をプレナム２３６に挿入した後、第１のインサート３０２を第２のインサート３０４に挿入する。方法７００は、後方開口部を通して第１のインサートを設置位置に後方に移動させるステップ７０６をさらに含む。第１のインサートおよび第２のインサートの両方は、内部に画定された衝突開口部３１６などの複数の衝突開口部を含む。

【0037】

いくつかの実施形態では、翼形部は、半径方向外壁４０２などの半径方向外壁を含み、プレナム入口は、半径方向外壁に画定され、第２のインサートは、半径方向に面する入口開口部の周囲から外側に延在する半径方向外側フランジ３７２などの半径方向外側フランジを含む。いくつかのそのような実施形態では、方法７００は、半径方向外側フランジが翼形部の半径方向外壁とインタフェースするように、プレナム入口を通してプレナムに第２のインサートを半径方向に挿入するステップをさらに含む。

【0038】

特定の実施形態では、第１のインサート３０２は、表面３６２などの第１のインサートの外側表面の周りに延びる前方フランジ３５６などの前方フランジを含む。いくつかのそのような実施形態では、後方開口部を通して第１のインサートを設置位置に後方に移動させるステップ７０６は、前方フランジが第２のインサートと干渉するまで第１のインサートを後方に移動させるステップをさらに含む。

【0039】

いくつかの実施形態では、第１のインサートは、前方フランジを超えて軸方向前方に延びる前方延伸部分３６０などの前方延伸部分を含み、前方に面する入口開口部が前方延伸部分に画定され、第２のインサートは、後方開口部から離間した取り付け部材５０８などの少なくとも１つの取り付け部材を含む。いくつかのそのような実施形態では、方法７００は、少なくとも１つの取り付け部材と前方延伸部分との間に、固定部材５１２などの少なくとも１つの固定部材を挿入するステップをさらに含む。さらに、そのようないくつかの実施形態では、少なくとも１つの固定部材は、半径方向内側固定部材６０２などの半径方向内側固定部材と、半径方向外側固定部材６０４などの半径方向外側固定部材とを含む。いくつかのそのような実施形態では、少なくとも１つの固定部材を挿入するステップは、半径方向内側固定部材が半径方向内側縁部６０６などの前方延伸部分の半径方向内側縁部を取り囲んで半径方向外側に延在するように半径方向内側固定部材を挿入するステップと、半径方向外側固定部材が半径方向外側縁部６０８などの前方延伸部分の半径方向外側縁部を取り囲んで半径方向内側に延在するように半径方向外側固定部材を挿入するステップをさらに含む。

【0040】

プレナムの開口部を通して挿入するための上記のインサートシステムは、翼形部の後方部分の効果的な衝突冷却を促進し、したがって、後方部分の継続的な高温露出に関連する劣化を減らし、翼形部の寿命を延ばす。インサートシステムは、後端に向かってより大きな回転部を備えた翼形部などの、翼形部の後方部分が翼形部支持フランジの真下に張り出す翼形部において特に有利であり得る。２インサートシステムにより、衝突インサートを翼形部の既存のプレナム開口部に挿入し、簡単なプロセスで翼形部のオーバーハング部分に後方に移動し、この後方部分がより効果的な衝突冷却を受けることができる。本開示のインサートシステムがない場合、インサート構成は、プレナムの開口部の寸法によって実質的に制限され得る。

【0041】

加えて、本明細書に開示される特定の実施形態では、２つのインサートは、単一の冷却流体供給チャネルから供給されてもよい。そのため、回転機械の他の構成要素を構成して、２つの異なるインサートに別々に冷却流体を供給する必要はない。さらに、いくつかの実施形態では、インサートシステムは簡単なプロセスで取り外し可能であり、修理および交換の容易さを促進する。

【0042】

本明細書に記載のシステムおよび方法の例示的な技術的効果は、（ａ）翼形部を含む回転機械構成要素から熱を除去すること；（ｂ）構成要素効率を改善するために翼形部の一定の温度勾配を維持すること；（ｃ）圧縮機から抽出される冷却流体の量を減少させること；（ｄ）従来から冷却することが困難である構成要素領域の冷媒流効率を高めること；（ｅ）回転機械の効率を高めること、のうちの少なくとも１つである。

【0043】

以上、回転機械の翼形部を冷却するシステムおよび方法の例示的な実施形態を詳細に説明した。本方法およびシステムは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に記載した他の構成要素および／またはステップから独立に、かつ別個に利用することができる。例えば、本方法は、他のタービン構成要素と組み合わせて使用することもでき、本明細書に記載したガスタービンエンジンの固定翼形部のみで実施することに限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、他の多くの回転機械用途と関連して実現および利用することができる。

【0044】

本開示の様々な実施形態の具体的な特徴がいくつかの図面には示されており、他の図面には示されていないが、これは単に便宜上のものである。本開示の実施形態の原理によれば、図面の任意の特徴は、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または請求することができる。

【0045】

この明細書は、本開示の実施形態を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本開示の実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意の装置またはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本明細書に記載した実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、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、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。

【符号の説明】

【0046】

１００ 回転機械、タービンエンジン
１０２ 吸気部
１０４ 圧縮機部
１０６ 燃焼器部
１０８ タービン部
１１０ 排気部
１１２ ロータシャフト
１１４ 燃焼器
１１６ 負荷
１１８ ロータアセンブリ
１２０ 空気
１２２ 圧縮空気
１２４ 高温燃焼ガス
１２６ 長手方向軸
１２８ 排気ガス
２００ タービン段
２０２ 固定翼形部
２０４ 回転翼形部
２０８ ケーシング
２１０ 正圧側壁
２１２ 負圧側壁
２１４ 第２の端部
２１６ 第１の端部
２１８ 半径方向
２２２ 前縁
２２４ 後縁
２２６ 後方支持フランジまたはハンガ
２２８ 後方部分
２３０ ディスク
２３２ 高温ガス流路
２３３ 冷却剤供給チャネル
２３４ プレナム入口、プレナム
２３６ プレナム
２３８ 衝突オフセット
２４０ 冷却流体
２４２ プレナム入口軸方向長さ
３００ インサートシステム
３０２ 第１のインサート
３０４ 第２のインサート
３０６ 後方開口部
３０８ ネック部
３１０ 入口開口部
３１２ キャビティ
３１４ 入口開口部
３１６ 衝突開口部
３２０ 第１の端部
３２２ 第２の端部
３２４ 足部
３２６ 第２の本体部
３２８ 前方壁
３３０ 第２のインサート軸方向長さ
３３２ 第２の後方縁部
３３４ 足長さ
３３６ ネック長さ
３４０ 第１の端部
３４２ 第２の端部
３４４ 第１のインサート軸方向長さ
３４６ 第１の後方縁部
３５０ 第１の本体部
３５２ 第１の本体長さ
３５６ 前方フランジ
３５８ オフセット
３６０ 前方延伸部分
３６２ 外側表面
３７０ 列
３７２ 半径方向外側フランジ
４０２ 半径方向外壁
５０２ 後方プレナム部分
５０４ 後方ピンバンク
５０６ ピン
５０８ 取り付け部材
５１０ 内面
５１２ 固定部材
５１４ 前方部分
５１６ 後方部分
６０２ 半径方向内側固定部材
６０４ 半径方向外側固定部材
６０６ 半径方向内側縁部
６０８ 半径方向外側縁部
６１０ 側面
７００ 方法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】