JP2019143629A

JP2019143629A - 正圧側境界層膜に流体を送達するための出口孔を有するタービンロータブレード

Info

Publication number: JP2019143629A
Application number: JP2019028109A
Authority: JP
Inventors: ムールティ・スブラマニヤン; Subramaniyan Moorthi; アダム・ジョン・フレドモンスキ; John Fredmonski Adam
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-08-29
Also published as: CN110185499A; DE102019104089A1; US20190264569A1; KR20190101887A

Abstract

【課題】タービンブレードの空気力学的損失を低減する方法を提供する。【解決手段】タービンブレード１１８は、翼形部１２２およびプラットフォーム１２６のうちの少なくとも一方にチャンバ１３８を含み、シャンク１２４に隣接するホイールスペース内で第２の流体１５２よりも高い圧力を有する第１の流体１４０をその中に送達するように構成される。タービンブレード１１８は、チャンバ１３８と流体連通する出口孔１７０を含み、出口孔１７０は、前縁１２７の上流側であって、かつ正圧側壁１３１および負圧側壁１３３の選択された側壁の側面に対して円周方向の位置に配置される。動作時には、第１の流体１４０が出口孔１７０から出て、選択された側壁の近くの境界層膜１６０の運動量を増加させ、ホイールスペース１５０の漏れが境界層膜１６０に悪影響を与える事を防ぐ。【選択図】図３

Description

本明細書で開示される主題は、タービンブレードに関し、より具体的には、タービン翼形部の外面上の境界層膜の運動量を増大させるために流体を送達するための出口孔を含むタービンブレード（ロータブレードまたはベーン）に関する。

ガスタービンエンジンでは、空気が圧縮機で加圧され、燃焼器の燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスの流れを生成することがよく知られており、このようなガスが１つまたは複数のタービンを通って下流に流れ、エネルギーをそこから抽出することができる。このようなタービンによれば、一般に、円周方向に間隔を置いて配置されたタービンロータブレードの列が支持ロータディスクから半径方向外側に延在する。さらに、多数の固定ベーンが支持ケーシングから半径方向内側に延在する。各ロータブレードまたはベーンは、通常、ロータディスクまたはケーシング内の対応するダブテールスロット内でブレードの組立および分解を可能にするダブテール、ならびにダブテールから半径方向外側または内側に延在する翼形部を含む。隣接するブレードまたはベーンのシャンク間にホイールスペースが形成される。翼形部は、対応する前縁と後縁との間で軸方向に延在し、かつプラットフォームと先端部または別のプラットフォームとの間で半径方向に延在する、概ね凹状の正圧側壁および概ね凸状の負圧側壁を有する。タービンロータブレード間を下流方向に流れる燃焼ガスのリークを最小限に抑えるためにタービンロータブレードのブレード先端部が半径方向外側のタービンシュラウドに近接して離間しており、ベーンの内側プラットフォームがタービンロータの半径方向外面に近接して離間していることが理解されよう。

ブレードまたはベーンの翼形部の損傷を防ぐために、翼形部の表面を横切る様々な冷却通路から、すなわち境界層冷却流から冷却膜が形成される。効果的なプラットフォーム冷却膜を作成することに関する１つの課題は、ターボ機械内に存在する端壁渦によってそれが翼形部プラットフォームから一掃される傾向があることである。これらの渦は、概ね一方のブレードの正圧側面から隣接するブレードの負圧側面へ、そして次にブレードの負圧面に沿ってプラットフォームから半径方向に離れる方向に低温のプラットフォーム膜を一掃する。同時に、はるかに高温の主流の流れがブレードの正圧側面からプラットフォームに向かって移動し、次にプラットフォームに沿ってブレードの正圧側面から隣接するブレードの負圧側面に移動する。低温および高温の境界層流のこの一般的な移動は、境界層流を主流の流れの一般的な方向、すなわちブレードの前縁から後縁への方向にも移動させる空気力学的剪断力を伴って生じる。これにより、翼形部およびプラットフォーム上の冷却流範囲が不足し、それによって部品の冷却流要件が増大する。

隣接するタービンロータブレードまたはベーン間のホイールスペースもまた、通常、隣接するタービンロータブレードまたはベーン間に放出される冷媒流によって冷却される。ホイールスペースから漏れる冷媒は、それが翼形部のプラットフォーム境界層を厚くし、通過流の運動量を減少させる可能性があるという点で別の課題を提示する。これらの条件は、端壁渦を強化して主流の流れ場の中へ半径方向にさらに浸透させ、その結果、翼形部／プラットフォームの冷却効果の低下に加えて空気力学的損失がかなり増大する。

端壁渦に関連する空気力学的損失の増大および冷却流要件の増大は、その熱消費率を増大させることおよび／または熱力学的効率を低下させることによってタービン性能に悪影響を及ぼす。

本開示の第１の態様はタービンブレードを提供し、タービンブレードは、シャンクの上方のプラットフォームから半径方向に延在する翼形部であって、前縁および後縁と、前縁と後縁との間に延在する正圧側壁と、前縁と後縁との間に延在する負圧側壁と、を有する翼形部と、翼形部とプラットフォームの少なくとも一方にあるチャンバであって、シャンクに隣接するホイールスペース内で第２の流体よりも高い圧力を有する第１の流体を内部に送達するように構成されるチャンバと、チャンバと流体連通する出口孔であって、前縁よりも上流側であって、正圧側壁または負圧側壁のうちの一方の選択された側壁の側面に対して円周方向の位置にある出口孔と、を含み、動作時には、第１の流体が出口孔から出て、選択された側壁の近くの境界層膜の運動量を増加させる。

本開示の第２の態様はガスタービンシステムを提供し、ガスタービンシステムは、圧縮機と、圧縮機に動作可能に結合された燃焼器と、圧縮機および燃焼器に動作可能に結合されたガスタービンと、を含み、ガスタービンは、第１のタービンブレードであって、第１のプラットフォームおよび第１のシャンクから半径方向に延在する第１の翼形部であって、前縁および後縁と、それぞれの前縁と後縁との間に延在する正圧側壁と、それぞれの前縁と後縁との間に延在する負圧側壁と、を有する第１の翼形部と、第１の翼形部および第１のプラットフォームのうちの少なくとも一方にあるチャンバであって、内部に第１の流体を送達するように構成されたチャンバと、チャンバと流体連通する出口孔であって、前縁よりも上流側であって、正圧側壁および負圧側壁のうちの一方の選択された側壁の側面に対して円周方向の位置にある出口孔と、を含む、第１のタービンブレードと、第１のタービンブレードに隣接する第２のタービンブレードであって、第２のシャンクの上方で第２のプラットフォームから半径方向に延在する第２の翼形部を含む、第２のタービンブレードと、第１および第２のタービンブレードのそれぞれのシャンク間のホイールスペースであって、第１の流体よりも小さい圧力を有する第２の流体を内部に有するホイールスペースと、を含み、動作時には、第２の流体が第１のプラットフォームと第２のプラットフォームとの間で漏れて、正圧側壁および負圧側壁の選択された側壁の近くの境界層膜の運動量を減少させ、第１の流体が出口孔から出て、選択された側壁の近くの境界層膜の運動量を増加させる。

本開示の例示的な態様は、本明細書で説明される問題および／または検討されていない他の問題を解決するように設計される。

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。

ガスタービンシステムの形態の例示的なターボ機械の概略図である。図１のガスタービンシステムと共に使用することができる例示的なガスタービンアセンブリの断面図である。本開示の実施形態を採用することができるタイプの翼形部を含むタービンロータブレードの斜視図である。本開示の実施形態による出口孔を有する一対のタービンブレードの部分斜視図である。本開示の他の実施形態による、出口孔を有する一対のタービンブレードの斜視図である。本開示の実施形態による出口孔を有するタービンブレードのプラットフォームの断面斜視図である。本開示の実施形態による出口孔を有するタービンブレードのプラットフォームの断面斜視図である。本開示の実施形態による、傾斜した出口孔を有する翼形部を含むタービンブレードの正面図である。本開示の他の実施形態による、傾斜した出口孔を有するタービンロータブレードの断面斜視図である。本開示の実施形態を採用することができるタイプの翼形部を含むタービン固定ベーンの斜視図である。

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。図面では、図面間で類似する符号は類似する要素を表す。

最初の問題として、現在の開示を明確に説明するために、ガスタービンシステム内の関連する機械部品を参照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。これを行う場合、可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と同じ意味で使用および利用される。別途記載のない限り、このような専門用語は、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、多くの場合、特定の構成要素がいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して参照されることがあることを理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載することができるものは、複数の構成要素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、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載することができるものは、単一の部品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の定義は、別途記載のない限り、以下の通りである。本明細書で使用する「下流」および「上流」は、タービンエンジンを通る作動流体または翼形部の前縁から後縁への境界層膜の流れなどの流体の流れに対する方向を示す用語である。「下流」という用語は、流体の流れの方向に相当し、「上流」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、別途指定のない限り、方向を指し、「前方」はエンジンの前方または圧縮機端部を指し、「後方」はエンジンの後方またはタービン端部を指す。多くの場合、中心軸線に関して異なる半径方向位置にある部品を記述することが要求される。「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の構成要素が第２の構成要素より軸線に近接して位置する場合には、本明細書では、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」にあると述べることになる。一方、第１の構成要素が第２の構成要素より軸線から遠くに位置する場合には、本明細書では、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」にあると述べることができる。「軸方向」という用語は、軸線に平行な移動または位置を指す。最後に、「円周方向」という用語は、軸線周りの移動または位置を指す。このような用語は、タービンの中心軸線に関連して適用することができることが理解されよう。

ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「係合解除される」、「接続される」、または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接的に上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が、別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係を記述するために使用される他の単語も同様なやり方（例えば、「間に」に対して「直接間に」、「隣接する」に対して「直接隣接する」など）で解釈するべきである。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つもしくは複数のすべての組み合わせを含む。

図１は、ガスタービンシステム１００の形態の例示的なターボ機械の概略図である。システム１００は、圧縮機１０２および燃焼器１０４を含む。燃焼器１０４は、燃焼領域１０５と、燃料ノズルアセンブリ１０６と、を含む。システム１００はまた、ガスタービン１０８と、一般的な圧縮機／タービンロータ１１０と、を含む。一実施形態では、システム１００は、サウスカロライナ州Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅのゼネラルエレクトリック社から市販されているＳ１Ｂ技術パッケージを有する７Ｆモデルエンジンである。本開示の実施形態は、いずれか１つの特定のガスタービンエンジンに限定されず、例えばゼネラルエレクトリック社の７ＦＡおよび９ＦＡエンジンモデルを含む他のエンジンと関連して実施することができる。さらに、本開示の教示はガスタービンに限定されず、蒸気タービン、ジェットエンジン、圧縮機などのあらゆる種類のターボ機械に適用することができる。

動作中、空気は圧縮機１０２を通って流れ、圧縮空気が燃焼器１０４に供給される。具体的には、圧縮空気は、燃焼器１０４に一体化された燃料ノズルアセンブリ１０６に供給される。アセンブリ１０６は、燃焼領域１０５と流体連通している。燃料ノズルアセンブリ１０６はまた、燃料源（図１には示していない）と流体連通しており、燃料および空気を燃焼領域１０５に導く。燃焼器１０４は、燃料を点火して燃焼させる。燃焼器１０４は、ガス流の熱エネルギーが機械的回転エネルギーに変換されるガスタービン１０８と流体連通している。ガスタービン１０８は、ロータ１１０に回転可能に結合されてロータ１１０を駆動する。圧縮機１０２はまた、ロータ１１０に回転可能に結合される。例示的な実施形態では、複数の燃焼器１０４および燃料ノズルアセンブリ１０６が存在する。

図２は、図１のガスタービンシステム１００と共に使用することができる３段ノズルを有する例示的なガスタービン１０８の断面図である。ガスタービン１０８は、固定ベーン１１２を含む。固定ベーン１１２は、半径方向外側プラットフォーム１１４および半径方向内側プラットフォーム１１６によってガスタービン１０８内に保持されている。プラットフォーム１１４、１１６は、本明細書ではハブとも呼ばれることがある。ガスタービン１０８はまた、タービンロータブレード１２０を含み、その各々は、シャンク１２４によってロータ１１０に保持された翼形部１２２を含むことができる。説明するように、本開示の実施形態は、ロータ１１０に結合されたタービンロータブレード１２０、およびケーシング１０９に結合された固定ベーン１１２（図２）に等しく適用可能である。説明の便宜上、タービンロータブレード１２０および固定ベーン１１２は、特に断らない限り、集合的に「タービンブレード１１８」と呼ぶ。本開示の実施形態は、最初にタービンロータブレード１２０に関して説明される。

図３は、本開示の実施形態によるタービンロータブレード１２０の形態の例示的なタービンブレード１１８の斜視図である。タービンロータブレード１２０は、翼形部１２２およびシャンク１２４を含むことができる。プラットフォーム１２６は翼形部１２２をシャンク１２４に結合し、翼形部１２２はシャンク１２４の上方でプラットフォーム１２６から半径方向に延在する。翼形部１２２は、前縁１２７および後縁１２９と、それぞれの前縁１２７と後縁１２９との間に延在する正圧側壁１３１および負圧側壁１３３と、を含む。シャンク１２４は、一対の対向するカバープレート１３０、１３２を含むことができる。必須ではないが、１つまたは複数のエンジェルウィング１３４が、各カバープレート１３０、１３２から任意選択的に延在してもよい。

図示するように、翼形部１２２および／またはプラットフォーム１２６は、その中に延在する冷却流体チャンバ１３８（以下「チャンバ１３８」、仮想線で示す）を含む。チャンバ１３８は、本明細書に記載されているように、部品の温度を下げることを目的とする流体１４０（矢印）をブレード１２０の部品に運ぶことができ、あるいはチャンバ１３８は（流体１４０からの）流体１７２を出口孔１７０に送達するための専用通路であってもよい。いずれにしても、流体１４０は、所望の流体の量および用いられるターボ機械の種類に応じて、例えば圧縮機１０２（図１）の流れ、排気蒸気の流れなどから引き出すなど、現在知られているまたは今後開発される任意の方法で提供することができる。図示するいくつかの実施形態では、チャンバ１３８は、翼形部１２２および／またはプラットフォーム１２６の内部断面積、容積などの大部分を包含することができる。チャンバ１３８は、翼形部および／またはプラットフォーム内で、限定はしないが、蛇行経路、複数のチャンバなどの様々な形態をとることができる。本開示の実施形態による使用前に、翼形部１２２および／またはプラットフォーム１２６は、流体１４０を分配するための、衝突スリーブなどの様々な異なる構造（明確にするために図示せず）を任意選択的に含んでもよいことも理解される。翼形部１２２はまた、翼形部１２２のチャンバ１３８から翼形部１２２の前縁１２７を通って延在する複数の前縁冷却開口部１４６を含むことができる。一実施形態では、図示するように、複数の前縁冷却開口部１４６は、翼形部１２２の前縁１２７に沿って半径方向に離間している。すべての場合において等しい半径方向間隔は必要ではない。いずれにしても、流体１４０は、外向きに流れ、次いで（前縁１２７の開口部１４６が開口する側に応じて）選択された側壁に沿って軸方向下流に流れて、翼形部１２２を冷却し、境界層膜１６０（プラットフォーム１２６および翼形部１２２のハブ／交差部にのみ示されている）を形成する。

タービンロータブレード１２０がどのように使用されるかに応じて、ロータ１１０への様々な形態の接続（図１〜図２）を適用することができる。接続ツリー１３６は、タービンロータブレード１２０をロータホイール（図示せず）に結合するために設けることができる。当技術分野で理解されているように、ロータホイールに取り付けられると、隣接するタービンロータブレード１２０は、それらの間にホイールスペース１５０を有する。ホイールスペース１５０は、例えばホイールスペース１５０を冷却するために、流体１４０と同様の流体１５２を受け取る。しかしながら、流体１５２は流体１４０よりも低い圧力を有する。すなわち、チャンバ１３８は、シャンク１２４に隣接するホイールスペース１５０内の流体１５２よりも高い圧力を有する流体１４０をその中に送達するように構成される。動作時には、流体１５２は、隣接するタービンロータブレード１２０のプラットフォーム１２６間に、すなわちパージ流として漏れる。流体１５２は、境界層膜１６０と比較してより低い運動量、例えば、体積、速度、流量などを有するので、それは、翼形部１２２とプラットフォーム１２６のハブ／交差部に沿って境界層膜１６０を破壊する可能性がある。例えば、ホイールスペース１５０の流体１５２の発生は、ブレード１２０のハブ／交差部における境界層膜１６０の成長を促進し、より弱い境界層およびより強い二次損失をもたらす可能性がある。

図４および図５の部分斜視図に示すように、この状況に対処するために、本開示の実施形態は、前縁１２７（１２７Ａ、１２７Ｂ）の上流側でかつ正圧側壁１３１および負圧側壁１３３の選択された側壁１２８の側面に対して円周方向の位置に少なくとも１つの出口孔１７０を設ける。図４〜図８では、選択された側壁１２８は正圧側壁１３１（１３１Ａ、１３１Ｂ）を含み、図９では、選択された側壁１２８は負圧側壁１３３を含む。各出口孔１７０はチャンバ１３８と流体連通しており、流体１７２（流体１４０の一部）を境界層膜１６０に送達する。このようにして、動作時には、流体１７２が出口孔１７０を出て、選択された側壁１２８の近くの境界層膜１６０の運動量を増加させる。追加の流体１７２は、境界層膜１６０のシード位置を活性化し、これにより、使用される場合の各段の効率を向上させることができる。このように、流体１７２は、ホイールスペース１５０から漏れる流体１５２の低い運動量の流れを打ち消す。各出口孔１７０が前縁１２７の上流側にあるので、流体１７２は、それぞれの選択された側壁１２８に遭遇する前に境界層膜１６０を出て結合する。各出口孔１７０は、選択された側壁１２８の側面に対して円周方向にある。例えば、図４では、シャンク１２４Ａの上方のプラットフォーム１２６Ａの出口孔１７０は、そこから出る流体１７２が、隣接する翼形部１２２Ｂの負圧側壁１３３Ｂではなく、その境界層膜１６０の一部として翼形部１２２Ａの正圧側壁１３１Ａに遭遇するように配置される。前縁１２７および正圧側壁１３１に対する位置は、様々なパラメータに基づいてカスタマイズすることができ、そのパラメータには、限定はしないが、翼形部１２２および／またはプラットフォーム１２６の特定の構成、翼形部の間隔、ＨＧＰ圧力、境界層膜１６０の特性、ならびに／あるいは流体１７２の特性が含まれる。同様に、図９では、シャンク１２４の上方のプラットフォーム１２６の出口孔１７０は、そこから出る流体１７２が、隣接する翼形部（図示せず）の正圧側壁１３１ではなく、その境界層膜１６０の一部として翼形部１２２の負圧側壁１３３に遭遇するように配置される。

図４では、各タービンロータブレード１２０Ａ、１２０Ｂに対して単一の出口孔１７０が設けられている。対照的に、図５では、複数の出口孔１７０が設けられている。各出口孔１７０は、チャンバ１３８（図４）と流体連通しており、それぞれの前縁１２７の上流側でかつそれぞれの選択された側壁１２８の側面に対して円周方向の位置にある。図５の例では２つの出口孔１７０が示されているが、任意の数、例えば３、４またはそれ以上を使用することができることが理解されよう。

出口孔１７０は、プラットフォーム１２６上のいくつかの軸方向位置、すなわち前縁１２７の上流に配置することができる。図６の断面斜視図に示すように、出口孔１７０はプラットフォーム１２６の上面１７６にあってもよい。図６はまた、プラットフォーム１２６内のチャンバ１３８と流体連通する出口孔１７０の一例を示す。あるいは、図７の断面斜視図に示すように、出口孔１７０はプラットフォーム１２６の前向きリップ１７８内にあってもよい。図７はまた、翼形部１２２内のチャンバ１３８と流体連通する出口孔１７０の一例を示す。図７の位置にある出口孔１７０は、図６のようにプラットフォーム１２６内のチャンバ１３８と流体連通することができ、図６の位置にある出口孔１７０は、図７のように翼形部１２２内のチャンバ１３８と流体連通することができることが理解されよう。限定はしないが、導管、プレナム、流れ制限器、流れ撹乱器（例えば、ディンプル、粗い表面）などを含む任意の形態の流路および流体制御をチャンバ１３８と出口孔１７０との間に採用することができる。

出口孔１７０は、流体１７２を任意の所望の方向に導くように構成することができる。例えば、図８は、出口孔１７０（仮想線で示す）が選択された側壁１２８において円周方向に向けられている任意選択の実施形態を示し、図９は、出口孔１７０（仮想線で示す）が前縁１２７の下流に向けられている任意選択の実施形態を示す。理解されるように、図８および図９の実施形態は組み合わせることができる。出口孔１７０は、流体１７２を任意の所望の方向に向けるように角度を付けることができる。単一の出口孔１７０に関して示されているが、本教示は任意の数の出口孔１７０に適用することができる。複数の出口孔１７０が設けられる場合、それらは同じ角度構成を有する必要はない。

図１０は、本開示の実施形態を採用することができるタイプの固定ベーン１１２の形態のタービンブレード１１８の斜視図を示す。固定ベーン１１２は、固定ベーン１１２をターボ機械の固定ケーシング１０９（図２）に取り付けるための半径方向外側プラットフォーム１１４を含む。外側プラットフォーム１１４は、ケーシング１０９（図２）の対応するマウントに装着するための、現在知られているまたは後に開発されるマウント構成を含むことができる。必要であれば、シャンク１８２は、ケーシング１０９（図２）に結合するために外側プラットフォーム１１４から延在してもよい。固定ベーン１１２は、タービンロータブレード１２０の隣接段（図２および図３）のプラットフォーム１２６（図３）間に配置するための半径方向内側プラットフォーム１１６をさらに含むことができる。プラットフォーム１１４，１１６は、タービン１０８を通る流路の外側境界および内側境界のそれぞれの部分を画定する。固定ベーン１１２の翼形部１８０は、作動流体の流れを遮断してタービンロータブレード１２０（図２および図３）に向けて誘導する固定ベーン１１２の能動部品であることが理解されよう。図１０で分かるように、固定ベーン１１２の翼形部１８０は、対向する前縁１８５と後縁１８６との間にそれぞれ軸方向に延在する、凹状正圧側（ＰＳ）外側壁１８４と、円周方向または横方向に対向する凸状負圧側（ＳＳ）外側壁１９０と、を含む。側壁１８４、１８６もまた、プラットフォーム１１６からプラットフォーム１１４まで半径方向に延在する。タービンロータブレード１２０に関して説明したように、いずれの側壁１８４、１８６であっても選択された側壁１２８とすることができる。

図示するように、翼形部１８０および／またはプラットフォーム１１４、１１６は、その中に延在する冷却流体チャンバ１９２（以下、「チャンバ１９２」）を含む。チャンバ１９２は、本明細書で説明するように、部品の温度を下げることを目的とする流体１４０（矢印）をベーン１１２の部品に運ぶことができ、あるいはチャンバ１９２は、流体１７２を出口孔１７０に送達するための専用通路であってもよい。いずれにしても、流体１４０は、所望の流体の量および用いられるターボ機械の種類に応じて、例えば圧縮機１０２（図１）の流れ、排気蒸気の流れなどから引き出すなど、現在知られているまたは今後開発される任意の方法で提供することができる。図示するいくつかの実施形態では、チャンバ１９２は、翼形部１８０および／またはプラットフォーム１１４、１１６の内部の大部分を包含することができる。チャンバ１９２は、翼形部および／またはプラットフォーム内で、限定はしないが、蛇行経路、複数のチャンバなどの様々な形態をとることができる。本開示の実施形態による使用前に、翼形部１８０および／またはプラットフォーム１１４、１１６は、流体１４０を分配するための、衝突スリーブなどの様々な異なる構造（明確にするために図示せず）を任意選択的に含んでもよいことも理解される。翼形部１８０はまた、翼形部１８０のチャンバ１９２から翼形部１８０の前縁１８５を通って延在する複数の前縁冷却開口部１４６（タービンロータブレード１２０と同様）を含むことができる。一実施形態では、図示するように、複数の前縁冷却開口部１４６は、翼形部１８０の前縁１８５に沿って半径方向に離間している。すべての場合において等しい半径方向間隔は必要ではない。いずれにしても、流体１４０は、外向きに流れ、次いで（前縁１８５のどちらの側に開口するかに応じて）選択された側壁１２８に沿って軸方向下流に流れて、翼形部１８０を冷却し、境界層膜１６０（プラットフォーム１１４および翼形部１８０のハブ／交差部にのみ示されている）を形成する。

固定ベーン１１２がどのように使用されるかに応じて、ケーシング１０９（図２）への様々な形態の接続を適用することができる。タービンロータブレード１２０と同様に、固定ベーン１１２をケーシング１０９（図２）に結合するために接続ツリー（図示せず）を設けることができる。当該技術分野において理解されるように、ケーシング１０９（図２）に取り付けられたとき、隣接する固定ベーン１１２は、それらの間に、すなわち隣接するプラットフォーム１１４間および／またはプラットフォーム１１６（両端に示す）間にホイールスペース２５０を有する。ホイールスペース２５０は、流体１４０と同様の流体２５２を受け取り、例えばホイールスペース２５０を冷却する。しかしながら、流体２５２は流体１４０よりも低い圧力を有する。すなわち、チャンバ１９２は、プラットフォーム１１４および／またはプラットフォーム１１６に隣接するホイールスペース２５０内の流体２５２よりも高い圧力を有する流体１４０をその中に送達するように構成される。動作時には、流体２５２は、隣接する固定ベーン１１２のプラットフォーム１１４、１１６の間、すなわちパージ流として漏れる。流体２５２は、境界層膜１６０と比較してより低い運動量、例えば、体積、速度、流量などを有するので、それは、翼形部１８０とプラットフォーム１１４、１１６のハブ／交差部に沿って境界層膜１６０を破壊する可能性がある。例えば、ホイールスペース２５０の流体２５２の発生は、ベーン１１２のハブ／交差部における境界層膜１６０の成長を促進し、より弱い境界層およびより強い二次損失をもたらす可能性がある。

図１０に示すように、図４〜図９と同様に、この状況に対処するために、本開示の実施形態は、前縁１８５の上流側でかつ正圧側壁１８４および負圧側壁１８６の選択された側壁１２８の側面に対して円周方向の位置に少なくとも１つの出口孔１７０を設ける。図１０では、選択された側壁１２８は正圧側壁１８４を含むが、容易に認識されるように、図９の実施形態と同様に、それは負圧側壁１８６に適用することができる。各出口孔１７０はチャンバ１９２と流体連通しており、流体１７２（流体１４０の一部）を境界層膜１６０に送達する。図１０に仮想線で示すように、出口孔１７０は、プラットフォーム１１４に加えて、あるいはプラットフォーム１１４に代えて、プラットフォーム１１６に適用することができる。このようにして、動作時には、流体１７２が出口孔１７０を出て、一方または両方のプラットフォーム１１４、１１６において選択された側壁１２８の近くの境界層膜１６０の運動量を増加させる。述べたように、追加の流体１７２は、境界層膜１６０のシード位置を活性化し、これにより、使用される場合の各段の効率を向上させることができる。このように、流体１７２は、ホイールスペース２５０から漏れる流体２５２の低い運動量の流れを打ち消す。各出口孔１７０が前縁１２７の上流側にあるので、流体１７２は、それぞれの選択された側壁１２８に遭遇する前に境界層膜１６０を出て結合する。固定ベーン１１２の形態でタービンブレード１１８に適用される各出口孔１７０は、タービンロータブレード１２０（図４〜図９）に対して説明したような任意の位置、例えば半径方向面プラットフォーム１１４、１１６、プラットフォーム１１４、１１６の前向きリップなどの任意の軸方向位置に配置することができる。さらに、任意の数の出口孔１７０を適用することができる。限定はしないが、導管、プレナム、流れ制限器、流れ撹乱器（例えば、ディンプル、粗い表面）などを含む任意の形態の流路および流体制御をチャンバ１９２と出口孔１７０との間に採用することができる。

固定ベーン１１２に適用される出口孔１７０は、流体１７２を任意の所望の方向、例えば選択された側壁１２８において円周方向に向けて、および／または前縁１８５の下流に向けて、流体１７２を任意の所望の方向に向けるように傾斜させるように構成することができる。この教示は、任意の数の出口孔１７０に適用することができる。複数の出口孔１７０が設けられる場合、それらは同じ角度構成を有する必要はない。

上述のように、本明細書に記載の開示の実施形態は、タービンロータブレード１２０および／または固定ベーン１１２のいずれかに適用可能な態様を含むことができる。これらに限定されないが、内部冷却構造、切欠き部形状、外壁角度／形状などの本明細書に記載されていないブレード１２０または固定ベーン１１２の他の特徴は、特定の用途、すなわちロータブレードまたはベーンに合わせてカスタマイズされてもよいことが理解されよう。

図１を参照すると、本開示の実施形態によるガスタービンシステム１００は、圧縮機１０２と、圧縮機１０２に動作可能に結合された燃焼器１０４と、圧縮機１０２および燃焼器１０４に動作可能に結合されたガスタービン１０８と、を含むことができる。例えば図４、図５および図１０に示すように、ガスタービンは、タービンロータブレード１２０および／または固定ベーン１１２を含むいくつかのタービンブレード１１８を含むことができる。

例えば、図４および図５では、タービンブレード１１８は、第１のプラットフォーム１２６Ａおよび第１のシャンク１２４Ａから半径方向に延在する第１の翼形部１２２Ａを含む第１のタービンロータブレード１２０Ａを含むことができる。第１の翼形部１２２Ａは、前縁１２７および後縁１２９と、それぞれの前縁と後縁との間に延在する正圧側壁１３１Ａおよび負圧側壁１３３Ａと、を有する。チャンバ１３８は、第１の翼形部１２２Ａおよび第１のプラットフォーム１２６Ａのうちの少なくとも一方に配置される。チャンバ１３８は、翼形部または専用チャンバ内の冷却回路の一部であってもよい。いずれにしても、チャンバ１３８は、（流体１７２として出ていく）第１の流体１４０を出口孔１７０に送達するように構成される。出口孔１７０はチャンバ１３８と流体連通している。出口孔１７０は、前縁１２７Ａの上流側であって、かつ正圧側壁１３１Ａの側面に対して円周方向の位置にある。

ガスタービン１０８はまた、第１のタービンロータブレード１２０Ａに隣接する第２のタービンロータブレード１２０Ｂを含む。第２のタービンロータブレード１２０Ｂは、第２のシャンク１２４Ｂの上方で第２のプラットフォーム１２６Ｂから半径方向に延在する第２の隣接する翼形部１２２Ｂを含むことができる。ホイールスペース１５０は、第１および第２のタービンロータブレード１２０Ａ、１２０Ｂのそれぞれのシャンク１２４Ａ、１２４Ｂの間にある。ホイールスペース１５０は、第１の流体１４０より低い圧力を有する第２の流体１５２をその中に有することができる。説明したように、動作時には、第２の流体１５２は第１のプラットフォーム１２６Ａと第２のプラットフォーム１２６Ｂとの間から漏れて、正圧側壁１３１Ａの近くの境界層膜１６０の運動量を減少させる（例えば、翼形部１２２とプラットフォーム１２６のハブ／交差部において）。第１の流体１７２は、出口孔１７０を出て、正圧側壁１３１の近くの境界層膜１６０の運動量を増加させる。

図１および図１０を参照すると、本開示の他の実施形態によるガスタービンシステム１００（図１）は、圧縮機１０２と、圧縮機１０２に動作可能に結合された燃焼器１０４と、圧縮機１０２および燃焼器１０４に動作可能に結合されたガスタービン１０８と、を含むことができる。例えば図１０に示すように、ガスタービンは、固定ベーンを含むいくつかのタービンブレード１１８を含むことができ、固定ベーンは、第１のプラットフォーム１１４Ａもしくは１１６Ａおよび第１のシャンク１８２Ａから半径方向に延在する第１の翼形部１８０Ａを含む第１の固定ベーン１１２Ａを含む。第１の翼形部１８０Ａは、前縁１８５Ａおよび後縁１８６Ａと、それぞれの前縁と後縁との間に延在する正圧側壁１８８Ａおよび負圧側壁１９０Ａと、を有する。チャンバ１９２は、第１の翼形部１８０Ａおよび第１のプラットフォーム１１４Ａもしくは１１６Ａのうちの少なくとも一方に配置されている。チャンバ１９２は、翼形部または専用チャンバ内の冷却回路の一部であってもよい。いずれにしても、チャンバ１９２は、（流体１７２として出ていく）第１の流体１４０を出口孔１７０に送達するように構成される。すなわち、出口孔１７０はチャンバ１９２と流体連通している。出口孔１７０は、前縁１８５Ａの上流であって、かつ選択された側壁１２８（正圧側壁１８８Ａとして示す）の側面に対して円周方向の位置にある。

ガスタービン１０８はまた、第１のタービン固定ベーン１１２Ａに隣接する第２の固定ベーン１１２Ｂを含むことができる。第２の固定ベーン１１２Ｂは、第２のプラットフォーム１１４Ｂもしくは１１６Ｂおよび第２のシャンク１８２Ｂから半径方向に延在する第２の翼形部１８０Ｂを含むことができる。ホイールスペース２５０は、それぞれのシャンク１８２Ａ、１８２Ｂの間（プラットフォーム１１４Ａ、１１４Ｂの半径方向外側）、ならびに第１および第２の固定ベーン１１２Ａ、１１２Ｂのプラットフォーム１１６Ａ、１１６Ｂの間にある。ホイールスペース２５０は、第１の流体１４０よりも低い圧力を有する第２の流体２５２をその中に有することができる。説明したように、動作時には、第２の流体２５２は第１のプラットフォーム、例えば１１４Ａと第２のプラットフォーム、例えば１１４Ｂとの間から漏れて、選択された側壁１２８の近くの境界層膜１６０の運動量を減少させる（例えば、翼形部１８０Ａとプラットフォーム１１４のハブ／交差部において）。第２の流体２５２もまた隣接する第２のプラットフォーム１１６Ａ、１１６Ｂの間から漏れることがある。第１の流体１７２は、出口孔１７０を出て、選択された側壁１２８、例えば正圧側壁１８４Ａの近くの境界層膜１６０の運動量を増加させる。出口孔１７０はまた、プラットフォーム１１４に加えて、またはその代わりに、プラットフォーム１１６（図１０では仮想線）に存在することもできることが理解される。

ガスタービン１０８の特定の段内のタービンロータブレード１２０および固定ベーン１１２は同一なものとして示しているが、各ロータブレードまたはベーンはその特定の円周方向の位置に合わせてカスタマイズすることができることを強調しておく。特定の段のためのさらなるタービンブレード１１８は、ガスタービン１０８内のそれらの特定の軸方向位置に合わせてカスタマイズすることができ、例えば、ある段のブレードは別の段のブレードとは異なっていてもよい。

上述のように、本開示の実施形態は、タービンブレードのプラットフォーム（ハブ）上での境界層膜の成長を促進し、より弱い境界層およびより強い二次損失をもたらす、流体のホイールスペースパージ流の発生に対処するための機構を提供する。本開示の実施形態は、境界層膜のシード位置を活性化するために追加の流体の流れを注入し、それは採用される場合に各段階の効率を改善することができる。追加の流体は、有効な境界層冷却流の生成を改善し、前縁付近で翼形部を出る冷却流が翼形部の負圧側面に向かって、かつプラットフォームから半径方向外向きに流れる傾向を低減する。同様に、追加の流体は、正圧側面上のより高温の冷却流がプラットフォームに向かって半径方向内向きに流れる傾向を低減する。これらの状況の各々は、翼形部およびプラットフォームのためのより良好な冷却流をもたらす。さらに、追加の流体は、ホイールスペースから境界層冷却流へ漏れる冷媒の破壊を低減し、それは流れの運動量のより良好な維持、および改善された冷却効果を可能にする。その結果、追加の流体は、冷媒の量の追加および／または境界層冷却流のエネルギーの減少なしに冷却を改善する。したがって、本開示の実施形態は、例えばその熱消費率を低下させること、および／または効率を向上させることによって、タービン性能に良い影響を与えることができる。さらに、本開示の実施形態は、タービンブレードの寿命を延ばすことができる。

本明細書で使用される専門用語は、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、本明細書で使用する場合、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つ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す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（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」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、事象が起こらない場合と、を含むことを意味する。

本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、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できる任意の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」、「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、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、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、そ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「約」は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／−１０％を示すことができる。

下記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が意図されている。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されていない。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］
シャンク（１２４、１８２）の上方のプラットフォーム（１１４、１１６、１２６）から半径方向に延在する翼形部（１２２、１８０）であって、前縁（１２７、１８５）および後縁（１２９、１８６）と、前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する正圧側壁（１３１、１８４）と、前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する負圧側壁（１３３、１８６）と、を有する翼形部（１２２、１８０）と、
前記翼形部（１２２、１８０）と前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）の少なくとも一方にあるチャンバ（１３８、１９２）であって、前記シャンク（１２４、１８２）に隣接するホイールスペース（１５０、２５０）内で第２の流体（１５２、２５２）よりも高い圧力を有する第１の流体（１４０）を内部に送達するように構成されるチャンバ（１３８、１９２）と、
前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通する出口孔（１７０）であって、前記前縁（１２７、１８５）よりも上流側であって、前記正圧側壁（１３１、１８４）または前記負圧側壁（１３３、１８６）のうちの一方の選択された側壁（１２８）の側面に対して円周方向の位置にある出口孔（１７０）と
を含み、
動作時には、前記第１の流体（１４０）が前記出口孔（１７０）から出て、前記選択された側壁（１２８）の近くの境界層膜（１６０）の運動量を増加させる、タービンブレード（１１８）。
［実施態様２］
前記出口孔（１７０）は複数の出口孔（１７０）を含み、各出口孔（１７０）は前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通し、前記前縁（１２７、１８５）の上流側であって前記選択された側壁（１２８）の前記側面に対して円周方向の位置にある、実施態様１に記載のタービンブレード（１１８）。
［実施態様３］
前記出口孔（１７０）は前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）の上面（１７６）にある、実施態様１に記載のタービンブレード（１１８）。
［実施態様４］
前記出口孔（１７０）は、前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）の前向きリップ（１７８）にある、実施態様１に記載のタービンブレード（１１８）。
［実施態様５］
前記出口孔（１７０）は、前記前縁（１２７、１８５）の下流側の前記選択された側壁（１２８）に向けられている、実施態様１に記載のタービンブレード（１１８）。
［実施態様６］
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）内にある、実施態様１に記載のタービンブレード（１１８）。
［実施態様７］
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記翼形部（１２２、１８０）内にある、実施態様１に記載のタービンブレード（１１８）。
［実施態様８］
ガスタービンシステム（１００）であって、
圧縮機（１０２）と、
前記圧縮機（１０２）に動作可能に結合された燃焼器（１０４）と、
前記圧縮機（１０２）および前記燃焼器（１０４）に動作可能に結合されたガスタービン（１０８）と、を含み、前記ガスタービン（１０８）は、
第１のタービンブレード（１２０Ａ）であって、
第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）および第１のシャンク（１２４Ａ、１８２Ａ）から半径方向に延在する第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）であって、前縁（１２７、１８５）および後縁（１２９、１８６）と、それぞれの前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する正圧側壁（１３１、１８４）と、それぞれの前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する負圧側壁（１３３、１８６）と、を有する第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）と、
前記第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）および前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）のうちの少なくとも一方にあるチャンバ（１３８、１９２）であって、内部に第１の流体（１４０）を送達するように構成されたチャンバ（１３８、１９２）と、
前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通する出口孔（１７０）であって、前記前縁（１２７、１８５）よりも上流側であって、前記正圧側壁（１３１、１８４）および前記負圧側壁（１３３、１８６）のうちの一方の選択された側壁（１２８）の側面に対して円周方向の位置にある出口孔（１７０）と
を含む、第１のタービンブレード（１２０Ａ）と、
前記第１のタービンブレード（１２０Ａ）に隣接する第２のタービンブレード（１２０Ｂ）であって、第２のシャンク（１２４Ｂ、１８２Ｂ）の上方で第２のプラットフォーム（１１４Ｂ、１１６Ｂ、１２６Ｂ）から半径方向に延在する第２の翼形部（１８０Ｂ）を含む、第２のタービンブレード（１２０Ｂ）と、
前記第１および第２のタービンブレード（１２０Ａ、１２０Ｂ）のそれぞれのシャンク（１２４、１８２）間のホイールスペース（１５０、２５０）であって、前記第１の流体（１４０）よりも小さい圧力を有する第２の流体（１５２、２５２）を内部に有するホイールスペース（１５０、２５０）と
を含み、
動作時には、前記第２の流体（１５２、２５２）が前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）と前記第２のプラットフォーム（１１４Ｂ、１１６Ｂ、１２６Ｂ）との間で漏れて、前記正圧側壁（１３１、１８４）および前記負圧側壁（１３３、１８６）の選択された側壁（１２８）の近くの境界層膜（１６０）の運動量を減少させ、前記第１の流体（１４０）が前記出口孔（１７０）から出て、前記選択された側壁（１２８）の近くの前記境界層膜（１６０）の前記運動量を増加させる、ガスタービンシステム（１００）。
［実施態様９］
前記出口孔（１７０）は複数の出口孔（１７０）を含み、各出口孔（１７０）は前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通し、前記前縁（１２７、１８５）の上流側であって前記選択された側壁（１２８）の前記側面に対して円周方向の位置にある、実施態様８に記載のガスタービンシステム（１００）。
［実施態様１０］
前記出口孔（１７０）は前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）の上面にある、実施態様８に記載のガスタービンシステム（１００）。
［実施態様１１］
前記出口孔（１７０）は、前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）の前向きリップ（１７８）にある、実施態様８に記載のガスタービンシステム（１００）。
［実施態様１２］
前記出口孔（１７０）は、前記前縁（１２７、１８５）の下流側の前記第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）の前記選択された側壁（１２８）に向けられている、実施態様８に記載のガスタービンシステム（１００）。
［実施態様１３］
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）内にある、実施態様８に記載のガスタービンシステム（１００）。
［実施態様１４］
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）内にある、実施態様８に記載のガスタービンシステム（１００）。

１００ガスタービンシステム
１０２圧縮機
１０４燃焼器
１０５燃焼領域
１０６燃料ノズルアセンブリ
１０８ガスタービン
１０９ケーシング、固定ケーシング
１１０タービンロータ
１１２固定ベーン
１１２Ａ第１の固定ベーン、第１のタービン固定ベーン
１１２Ｂ第２の固定ベーン
１１４プラットフォーム、半径方向外側プラットフォーム
１１４Ａ第１のプラットフォーム
１１４Ｂ第２のプラットフォーム
１１６プラットフォーム、半径方向内側プラットフォーム
１１６Ａ第１のプラットフォーム
１１６Ｂ第２のプラットフォーム
１１８タービンブレード
１２０タービンロータブレード
１２０Ａ第１のタービンロータブレード
１２０Ｂ第２のタービンロータブレード
１２２翼形部
１２２Ａ第１の翼形部
１２２Ｂ翼形部
１２４シャンク
１２４Ａ第１のシャンク
１２４Ｂ第２のシャンク
１２６プラットフォーム
１２６Ａ第１のプラットフォーム
１２６Ｂ第２のプラットフォーム
１２７前縁
１２７Ａ前縁
１２８選択された側壁
１２９後縁
１３０カバープレート
１３１正圧側壁
１３１Ａ正圧側壁
１３１Ｂ正圧側壁
１３２カバープレート
１３３負圧側壁
１３３Ａ負圧側壁
１３３Ｂ負圧側壁
１３４エンジェルウィング
１３６接続ツリー
１３８チャンバ、冷却流体チャンバ
１４０第１の流体
１４６前縁冷却開口部
１５０ホイールスペース
１５２第２の流体
１６０境界層膜
１７０出口孔
１７２流体、第１の流体
１７６上面
１７８前向きリップ
１８０翼形部
１８０Ａ第１の翼形部
１８０Ｂ第２の翼形部
１８２シャンク
１８２Ａ第１のシャンク
１８２Ｂ第２のシャンク
１８４正圧側壁、外側壁
１８４Ａ正圧側壁
１８５前縁
１８５Ａ前縁
１８６負圧側壁、後縁、側壁
１８６Ａ後縁
１８８Ａ正圧側壁
１９０外側壁
１９０Ａ負圧側壁
１９２チャンバ、冷却流体チャンバ
２５０ホイールスペース
２５２第２の流体

Claims

シャンク（１２４、１８２）の上方のプラットフォーム（１１４、１１６、１２６）から半径方向に延在する翼形部（１２２、１８０）であって、前縁（１２７、１８５）および後縁（１２９、１８６）と、前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する正圧側壁（１３１、１８４）と、前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する負圧側壁（１３３、１８６）と、を有する翼形部（１２２、１８０）と、
前記翼形部（１２２、１８０）と前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）の少なくとも一方にあるチャンバ（１３８、１９２）であって、前記シャンク（１２４、１８２）に隣接するホイールスペース（１５０、２５０）内で第２の流体（１５２、２５２）よりも高い圧力を有する第１の流体（１４０）を内部に送達するように構成されるチャンバ（１３８、１９２）と、
前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通する出口孔（１７０）であって、前記前縁（１２７、１８５）よりも上流側であって、前記正圧側壁（１３１、１８４）または前記負圧側壁（１３３、１８６）のうちの一方の選択された側壁（１２８）の側面に対して円周方向の位置にある出口孔（１７０）と
を含み、
動作時には、前記第１の流体（１４０）が前記出口孔（１７０）から出て、前記選択された側壁（１２８）の近くの境界層膜（１６０）の運動量を増加させる、タービンブレード（１１８）。
前記出口孔（１７０）は複数の出口孔（１７０）を含み、各出口孔（１７０）は前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通し、前記前縁（１２７、１８５）の上流側であって前記選択された側壁（１２８）の前記側面に対して円周方向の位置にある、請求項１に記載のタービンブレード（１１８）。
前記出口孔（１７０）は前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）の上面（１７６）にある、請求項１に記載のタービンブレード（１１８）。
前記出口孔（１７０）は、前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）の前向きリップ（１７８）にある、請求項１に記載のタービンブレード（１１８）。
前記出口孔（１７０）は、前記前縁（１２７、１８５）の下流側の前記選択された側壁（１２８）に向けられている、請求項１に記載のタービンブレード（１１８）。
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記プラットフォーム（１１４、１１６、１２６）内にある、請求項１に記載のタービンブレード（１１８）。
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記翼形部（１２２、１８０）内にある、請求項１に記載のタービンブレード（１１８）。
ガスタービンシステム（１００）であって、
圧縮機（１０２）と、
前記圧縮機（１０２）に動作可能に結合された燃焼器（１０４）と、
前記圧縮機（１０２）および前記燃焼器（１０４）に動作可能に結合されたガスタービン（１０８）と、を含み、前記ガスタービン（１０８）は、
第１のタービンブレード（１２０Ａ）であって、
第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）および第１のシャンク（１２４Ａ、１８２Ａ）から半径方向に延在する第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）であって、前縁（１２７、１８５）および後縁（１２９、１８６）と、それぞれの前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する正圧側壁（１３１、１８４）と、それぞれの前記前縁（１２７、１８５）と前記後縁（１２９、１８６）との間に延在する負圧側壁（１３３、１８６）と、を有する第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）と、
前記第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）および前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）のうちの少なくとも一方にあるチャンバ（１３８、１９２）であって、内部に第１の流体（１４０）を送達するように構成されたチャンバ（１３８、１９２）と、
前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通する出口孔（１７０）であって、前記前縁（１２７、１８５）よりも上流側であって、前記正圧側壁（１３１、１８４）および前記負圧側壁（１３３、１８６）のうちの一方の選択された側壁（１２８）の側面に対して円周方向の位置にある出口孔（１７０）と
を含む、第１のタービンブレード（１２０Ａ）と、
前記第１のタービンブレード（１２０Ａ）に隣接する第２のタービンブレード（１２０Ｂ）であって、第２のシャンク（１２４Ｂ、１８２Ｂ）の上方で第２のプラットフォーム（１１４Ｂ、１１６Ｂ、１２６Ｂ）から半径方向に延在する第２の翼形部（１８０Ｂ）を含む、第２のタービンブレード（１２０Ｂ）と、
前記第１および第２のタービンブレード（１２０Ａ、１２０Ｂ）のそれぞれのシャンク（１２４、１８２）間のホイールスペース（１５０、２５０）であって、前記第１の流体（１４０）よりも小さい圧力を有する第２の流体（１５２、２５２）を内部に有するホイールスペース（１５０、２５０）と
を含み、
動作時には、前記第２の流体（１５２、２５２）が前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）と前記第２のプラットフォーム（１１４Ｂ、１１６Ｂ、１２６Ｂ）との間で漏れて、前記正圧側壁（１３１、１８４）および前記負圧側壁（１３３、１８６）の選択された側壁（１２８）の近くの境界層膜（１６０）の運動量を減少させ、前記第１の流体（１４０）が前記出口孔（１７０）から出て、前記選択された側壁（１２８）の近くの前記境界層膜（１６０）の前記運動量を増加させる、ガスタービンシステム（１００）。
前記出口孔（１７０）は複数の出口孔（１７０）を含み、各出口孔（１７０）は前記チャンバ（１３８、１９２）と流体連通し、前記前縁（１２７、１８５）の上流側であって前記選択された側壁（１２８）の前記側面に対して円周方向の位置にある、請求項８に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記出口孔（１７０）は前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）の上面にある、請求項８に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記出口孔（１７０）は、前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）の前向きリップ（１７８）にある、請求項８に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記出口孔（１７０）は、前記前縁（１２７、１８５）の下流側の前記第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）の前記選択された側壁（１２８）に向けられている、請求項８に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記第１のプラットフォーム（１１４Ａ、１１６Ａ、１２６Ａ）内にある、請求項８に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記チャンバ（１３８、１９２）は前記第１の翼形部（１２２Ａ、１８０Ａ）内にある、請求項８に記載のガスタービンシステム（１００）。