ヒートシールド
【課題】高温ガス経路構成部品の冷却を向上させる。
【解決手段】ヒートシールド１００は、ベース層１０２及びスペーサ層１０１を含む。スペーサ層１０１は、ベース層１０２に連結される。スペーサ層１０１は、複数の流路４９を規定する。ベース層１０２及びスペーサ層１０１は、高温ガス経路構成部品３４と結合するように構成される。
【解決手段】ヒートシールド１００は、ベース層１０２及びスペーサ層１０１を含む。スペーサ層１０１は、ベース層１０２に連結される。スペーサ層１０１は、複数の流路４９を規定する。ベース層１０２及びスペーサ層１０１は、高温ガス経路構成部品３４と結合するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、翼形部等の高温ガス経路構成部品に関し、より詳細には、高温ガス経路構成部品用のヒートシールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
翼形部（即ち、ベーン及びブレード）は、一般的にガスタービンの高温ガス経路内に配置される高温ガス経路構成部品の一実施形態である。「バケット」又は「ロータ」とも呼ぶことができるブレードは、ホイール、ディスク又はロータに取り付けられて軸の周囲を回転する翼形部を含む。「ノズル」又は「ステータ」とも呼ぶことができるベーンは、ブレードがその周囲を回転する軸を取り囲んでいる又は覆っているケーシング内に取り付けられる翼形部を含む。一般的に、一連のブレードが軸に沿った特定の位置でホイールの周囲に取り付けられる。一連のベーンは、例えばガス流の効率を向上させるために、一連のブレードの（全体的な流れ方向に対して）上流に取り付けることができる。ベーンとそれに続くブレードは、ガスタービンの段と呼ばれる。圧縮機の段は、ガスを圧縮して、例えば、燃料と混合及び燃料によって点火され、ガスタービンの入口に供給される。ガスタービンは、点火されたガス及び燃料から仕事を抽出するために段を含む。燃料の圧縮ガスへの添加は、燃焼反応へのエネルギーの寄与を必要とすることになる。この燃焼反応の生成物は、ガスタービンを通って流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７５８１４０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼によって発生する高温に耐えるために、タービン内の翼形部及びその他の高温ガス経路構成部品を冷却する必要がある。冷却が不十分であると、過度の応力が翼形部に加わり、この応力は時間と共に翼形部の疲労破損の原因となる。動作温度に起因するガスタービンエンジン内のタービンブレードの破損を防止するために、高温ガス経路構成部品、例えば翼形ブレード設計にフィルム冷却が取り入れられてきた。例えば、翼形ブレードのフィルム冷却では、冷気が圧縮機段から抽出され、タービン翼の内部チャンバにダクトで送られ、ブレード壁内の小穴を通って放出される。この空気は、タービンブレードの外面に沿って、薄く、冷たい、絶縁ブランケットを提供する。穴の近くは穴から遠く離れた場所よりもフィルム温度がはるかに冷たいという理由から不均一な冷却を起こすので、フィルム冷却は効率が悪くなる可能性がある。従って、高温ガス経路構成部品の冷却を向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様及び利点は、以下の説明に部分的に記載され、説明から明らかになる、又は本発明の実施により習得できる。
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、ヒートシールドが説明されている。ヒートシールドは、ベース層及びスペーサ層を含む。スペーサ層は、ベース層に連結される。スペーサ層は、複数の流路を規定する。ベース層及びスペーサ層は、高温ガス経路構成部品と結合するように構成される。
【０００７】
本発明のこれら及びその他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照すればより理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明と見なされる主題は、本明細書の結びの部分の特許請求の範囲において具体的に指摘され明確に請求されている。本発明の上記及びその他の特徴及び利点は、添付図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかである。
【図１】例示的なヒートシールドを実施できるガスタービンシステム１０を示す。
【図２】図１に示したタービンを示す。
【図３】例示的なヒートシールドの側面斜視図を示す。
【図４】例示的なヒートシールドを含む図２の翼形部を示す。
【図５】例示的なヒートシールドを有する翼形部の上面断面図を示す。
【図６】翼形部の付近に例示的なヒートシールドを有する翼形部の上面断面図を示す。
【図７】例示的なヒートシールドの断面図を示す。
【図８】単独で示される、ヒートシールドのスペーサ層の一実施形態を示す。
【図９】ダブテール取り付け装置を有するヒートシールドの例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、その１つ以上の実施例が図面に示されている本発明の実施形態について、詳細に述べる。各々の実施例は、本発明を説明するために提示されるものであり、本発明を限定するものではない。実際に、本発明の技術的範囲又は技術的思想を逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として例示又は説明された特徴を、別の実施形態で使用し、更なる実施形態を得ることができる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物の技術的範囲にあるような、上述の修正及び変更を含むことを意図している。
【００１０】
図１は、例示的なヒートシールドを実施できるガスタービンシステム１０を示す。本明細書に記載した例示的なヒートシールドは、ガスタービンに関して説明してきた。その他の例示的な実施形態では、本明細書に記載のヒートシールドは、ヒートシールドの保護が望ましい、限定的ではないが蒸気タービン及び圧縮機のようなその他のシステムによって実施できる。ガスタービンシステム１０は、エンジン中心線１２の周囲に円周方向に配置されて示されている。ガスタービンシステム１０は、圧縮機１６、燃焼セクション１８及びタービン２０を直流関係で含む。燃焼セクション１８及びタービン２０は、しばしばガスタービンシステム１０の高温セクションと呼ばれる。ロータ軸２６は、タービン２０を圧縮機１６に動作可能に連結する。燃料は燃焼セクション１８内で燃焼して、例えば、華氏約３０００〜約３５００度の範囲になる可能性がある高温ガス流２８を発生させる。高温ガス流２８は、タービン２０を通って案内されて、ガスタービンシステム１０を駆動する。
【００１１】
図２は、図１のタービン２０を示す。タービン２０は、タービンベーン３０及びタービンブレード３２を含む。翼形部３４は、ベーン３０に対して実施できる。翼形部３４は、圧縮機１６の一部、燃焼セクション１８の一部、又はタービン２０の一部に配置できる。ベーン３０は、高温ガス流２８にさらされる外壁３６を有する。タービンベーン３０は、１つ以上の圧縮機１６の段からシステム１０のケーシング３８を通って送られる空気によって冷却される。更にまた、翼形部３４の外壁３６は、ここで述べたような例示的なディスポーザブルヒートシールドを取り付けることができる。
【００１２】
図３は、例示的なヒートシールド１００の側面斜視図を示す。ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４、例えば翼形部３４と結合するように構成される。例えば、翼形部３４又は任意の高温ガス経路構成部品３４は、高温ガス経路、例えば高温ガス流２８の経路内に少なくとも部分的に配置される。ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４と高温ガス経路の間に配置される。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、上記のように翼形部３４に取り付けられるように構成された単一の一体部品にすることができる。本明細書で詳述するように、ヒートシールドは、単一の一体部品であるが、多層設計にすることができる。その他の例示的な実施形態では、ヒートシールド１００の各層は分離部品にすることができ、分離部品は上記のように翼形部３４に取り付けられるように構成できる。ヒートシールド１００は、翼形部への適用に限られておらず、熱保護を必要とするガスタービンシステム１０の任意の部分、例えばその他の高温ガス経路構成部品３４に取り付けることもできることを理解されたい。本明細書に記載されている翼形部、及びヒートシールドと翼形部の関連性に関するあらゆる議論は、本開示の様々な実施形態の単なる例示である。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、翼形部３４のモジュラ部であるので、ガスタービンシステム１０に最小休止時間で取り付け及び取り外しされるように構成され、本明細書に記載されたように取り外すことができる。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、翼形部３４に摩擦によって取り付けることができる。そのため、ヒートシールド１００は、幾つかの摩擦部品を含む。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、ガスタービンシステム１０のケーシング３８に機械的に係合するように構成されたケーシング壁１０５（即ち、上下の壁）を含む。ケーシング３８は、様々な形状及び湾曲を含む。そのため、ケーシング壁１０５は、ケーシング３８の形状に応じて対応する形状及び湾曲を含む。ヒートシールド１００は、ケーシング壁１０５間に配置された壁１１０を更に含む。壁１１０は、ケーシング壁１０５に対して垂直に配向できる。更にまた、ケーシング壁１０５は、翼形部３４の湾曲に整合する湾曲を有する切欠き１０６を含む。切欠き１０６は、更に壁１１０の湾曲に整合する。壁１１０は、翼形部３４と結合するように構成される。例えば、壁１１０の湾曲は、翼形部３４の湾曲に整合する。一実施形態では、壁１１０は多層設計であり、各層は翼形部３４と結合するように構成される。例示的な実施形態では、壁１１０は、前縁１１１及び後縁１１２を更に含む。前縁１１１は、様々な迎角で高温ガス流２８を最初に受け入れる壁１１０の外側凸部分である。前縁１１１が翼形部３４の前縁を包含することは、当業者には理解されるであろう。
【００１３】
図４は、例示的なヒートシールド１００を含む図２の翼形部３４を示す。本明細書で説明するように、ヒートシールド１００は、ケーシング３８とケーシング壁１０５の間、及び翼形部３４と壁１１０の間の摩擦力を介して翼形部３４に機械的に取り付けられる。その他の例示的な実施形態では、ヒートシールド１００を翼形部３４に取り付けるために、限定的ではないがボルトのような機械的留め具を導入できる。例示的な実施形態では、上部プラグ１１５を更にケーシング３８の一部に取り付けることができる。上部プラグ１１５は、翼形部３４に隣接して配置された一連の突起部１１６を含む。ヒートシールド１００は、翼形部３４に取り付けられる時に突起部１１６上に取り付けることによって、ヒートシールド１００と翼形部３４の間の摩擦力を増加させることができる。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００の取り付け及び取り外しを促進するために、幾つかのその他の摩擦面及び装置を翼形部３４及びヒートシールド１００上に備えることができる。例えば、一連の嵌合ダブテールを翼形部３４及びヒートシールド１００上に配置できる。
【００１４】
本明細書で述べたように、ヒートシールド１００は、燃焼間隔で現場交換可能にすることができる。例えば、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４、例えば翼形部３４に取り外し可能に接続される。スリップオン式のヒートシールド１００は、翼形部３４の内側側壁及び外側側壁の前縁だけでなく、正圧側の大半及び負圧側の高反り点までを覆う。ヒートシールド１００は、ノズル上の凹部と結合する正圧側後縁突起部１１６と、負圧側高反り点上のピンとの組み合わせによって保持できる。あらゆる形式の実際的な拘束装置を導入できるが、一連の湾曲ダブテールは翼形部３４の内側側壁及び／又は外側側壁を覆うことができる。その結果、翼形部３４は、ヒートシールド１００上の一連の嵌合ダブテールに整合できる。ダブテールは、交換可能なヒートシールド１００のスライド機能を可能にするためにノズルの方向に湾曲させることができる。更にまた、翼形部３４の後縁上の（燃焼セクション１８と結合する）移行部品のシールの上に、ボルトを配置できる。従って、ヒートシールド１００は、燃焼セクション１８とライナーの移行部品を取り外すちょうどその燃焼間隔で交換可能にすることができる。
【００１５】
図５は、例示的なヒートシールド１００を有する翼形部３４の上面断面図を示す。図６は、翼形部３４の付近に例示的なヒートシールド１００を有する翼形部３４の上面断面図を示す。図５及び６は、ヒートシールド１００が翼形部３４の湾曲に整合する湾曲を有することを示している。図示するように、翼形部３４は、複数の衝突孔４１を含む。衝突孔４１は、ヒートシールド１００に冷却空気を提供するように構成される。本明細書で述べたように、衝突孔４１は、従来のフィルム冷却に対して実施することもできる。翼形部３４は、翼形部３４とヒートシールド１００の間に形成された隙間４２を更に含む。隙間４２は、フィルム冷却用の冷却空気を受け入れることができる。本明細書で更に説明するように、ヒートシールド１００は、それを通って冷却空気が流れることができるスペーサ層１０１を含む。翼形部３４は、凹状面４３を更に含む。凹状面４３は、翼形部３４へのヒートシールド１００の取り付けを可能にする。翼形部３４は、冷却空気を受け入れる後縁冷却通路４４を更に含む。本明細書で更に説明するように、ヒートシールド１００のスペーサ層１０１は流路４９を規定する。一実施形態では、流路４９は、隙間４２及び後縁冷却通路４４に冷却空気を供給する。
【００１６】
例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は多数の層を含む。例えば、ヒートシールド１００は、スペーサ層１０１を含む。スペーサ層１０１は、複数の流路４９を規定できる。一実施形態では、複数の流路４９は互いに流体連通している。一実施形態では、スペーサ層１０１は波形層１０１にすることができる。流路４９は、衝突孔４１から冷却空気を受け入れて、後縁冷却通路４４及び隙間４２に冷却空気を供給する。ヒートシールド１００は、外部（温度）層１０３を更に含む。外部（温度）層１０３は、高温ガス流２８に対する耐熱性を有する材料である。例えば、外部（温度）層１０３は、断熱セラミックコーティング又は遮熱コーティング（「ＴＢＣ」）であり、本明細書で更に説明するボンド層１０４上に噴霧する又はそれに付着させることができる。スペーサ層１０１は、高温ガス経路構成部品３４とヒートシールド１００の間のオフセットを維持するだけでなく、ヒートシールド１００に剛性を付加し、更に、本明細書で説明したように複数の流路４９を規定する。
【００１７】
図７は、例示的なヒートシールド１００の断面図を示す。図７は、スペーサ層１０１に堅く連結されたベース層１０２を含むヒートシールド１００に機械的接触した翼形部３４を示している。ベース層１０２は、第１の面１２１及び第２の面１２２からなる。スペーサ層１０１は、第１の面１２１に隣接して位置する。スペーサ層１０１は、冷却空気が翼形部３４とベース層１０２の間を流れることができるように構成される。例示的な実施形態では、ベース層１０２は、ヒートシールド１００に構造強度を与え、塗布される外部（温度）層１０３に空気力学的形状と滑らかな非波形面の両方を提供する高温超合金にすることができる。図７は、ベース層１０２の第２の面１２２に隣接して位置する外部（温度）層１０３を更に示している。ボンド層１０４は、ベース層１０２の第２の面１２２と外部（温度）層１０３の間に位置する。ボンド層１０４は、外部（温度）層１０３をベース層１０２に結合するように構成される。例えば、ボンド層１０４は、例えば、アルミナイド等の、外部（温度）層１０３をボンド層１０４に結合できる任意の材料であってよい。
【００１８】
図８は、流路４９を図示するために単独で示される、ヒートシールド１００のスペーサ層１０１を示す。ベース層１０２、ボンド層１０４、及び温度（外部）層１０３は、説明の便宜上示されていない。例示的な実施形態では、スペーサ層１０１はスペーサセクション１０７を含む。スペーサセクション１０７は、複数の流路４９を規定する。スペーサセクション１０７は、様々なパターンを有することができる。例えば、一実施形態では、スペーサ層１０１は波形層１０１であり、スペーサセクション１０７は、波形パターン内に配置された波形セクション１０７である。しかし、スペーサ層１０１及びスペーサセクション１０７は波形層１０１及び波形セクション１０７に限定されておらず、複数の流路４９を規定するあらゆる層１０１及びセクション１０７であってもよいことを理解されたい。更に、スペーサ層は、スタンピング、パンチング、ロールフォーミング、又はエンボシングを含むがこれに限らない、従来技術において周知の任意の成形過程を用いて形成されることを理解されたい。
【００１９】
更に、スペーサセクション１０７は、様々な幅でスペーサ層１０１上に離間配置できることを理解されたい。例えば、ヒートシールド１００上に高い構造的応力が確認された領域がある場合、スペーサセクション１０７のパターンはより高密度に、即ち密接に離間配置できる一方、低い応力が確認された領域では、スペーサセクション１０７の密度はより低く、即ち大きく隔てて離間配置できる。加えて、密度を低くし、スペーサセクション１０７の間隔を大きくすることにより、ヒートシールド１００及びそれによって翼形部３４における冷却の向上がもたらされる。例示的な実施形態では、衝突孔４１は、スペーサセクション１０７に対してほぼ直角に配列される。スペーサセクション１０７の第１の組１０８及び第２の組１０９が示されている。上述のように、スペーサセクション１０７の第１の組１０８は隙間４２に空気流を供給し、スペーサセクション１０７の第２の組１０９は後縁冷却通路４４に空気流を供給する。図８に示すように、第１の組１０８は、第２の組１０９に対してほぼ直角に配列される。その他の例示的な実施形態では、スペーサセクション１０７の様々なその他の構成が考えられる。
【００２０】
各々のスペーサセクション１０７は、複数の開口部４８を規定する。開口部４８は、冷却空気がスペーサ層１０１に入って、複数の流路４９間を流れることができるように構成される。例えば、様々な開口部４８は、冷却空気を衝突孔４１からスペーサ層１０１に入らせる。その他の開口部４８は、スペーサ層１０１内の冷却空気を、開口部４８内且つ流路４９間を通過させる。これにより、高温ガス経路構成部品３４とベース層１０２の間のスペーサ層１０１内に冷却空気の層が形成されて、後述するように、高温ガス経路構成部品３４のより効率的な冷却を提供できる。
【００２１】
図９は、ダブテール取り付け装置を有するヒートシールド１００の例示的な実施形態を示す。説明の便宜上、ヒートシールド１００のスペーサ層１０１及びベース層１０２のみが示されている。本明細書で説明したように、あらゆる形式の実際的な拘束装置を導入できるが、ダブテール１１３は、翼形部３４の内側側壁及び／又は外側側壁を覆うことができる。翼形部３４のダブテール１１３は、ヒートシールド１００上の嵌合ヒートシールドダブテール１１７に整合できる。例示的な実施形態では、ヒートシールドダブテール１１７は、スペーサ層１０１上のスペーサセクション１０７に隣接してベース層１０２上に配置できる。その他の例示的な実施形態では、ヒートシールドダブテール１１７は、スペーサ層１０１上に配置できる。
【００２２】
技術的効果には、本明細書に記載のヒートシールド１００を実施した高温ガス経路構成部品３４の迅速な現場修理が含まれる。例えば、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４に取り外し可能に接続される。ヒートシールド１００は、高温ガス経路、例えば高温ガス流２８から高温ガス経路構成部品３４を保護するように構成されて、後述するように、高温ガス経路構成部品３４の比較的応力及び歪みのない動作を可能にする。例えば、高温ガス経路内の大きな温度勾配によって生じたヒートシールド１００に対する応力及び歪みのために、ヒートシールド１００が修理を必要とする場合、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４の修理又は交換を必要とせずに、高温ガス経路構成部品３４から取り外して、修理又は交換される。そのような現場修理は、燃焼間隔で行なうことができる。例示的なヒートシールド１００を実施できる１つの実施例は、しばしばＳ１Ｎと呼ばれる、ガスタービンの第１段ノズルにおけるものである。ガスタービンの第１段ノズルは、燃焼セクション１８の後の高温ガス流２８を収束及び加速させるものであるため、第１段ノズルはテーパを付けられる。上記で示したように、ヒートシールド１００は、前縁だけでなく、翼形部３４の正圧側の大半上の第１段ノズル翼形部３４を覆うことができ、翼形部３４の負圧側における高反り点まで達することができる。本明細書に記載のヒートシールド１００は第１段ノズルと連動して、第１段ノズルを従来システムにおけるような単一部品設計ではなく、モジュラ／交換可能システムにすることができる。従って、維持費が削減され、ノズルの耐用年数が増加し、ヒートシールド１００が摩耗し始めた時は、ヒートシールド１００の取り外し及び修理をすることができる。
【００２３】
ヒートシールド１００の多層設計は、高温ガス経路構成部品３４のバルク金属温度を大幅に低下させる。上述のように、ヒートシールド１００は外部（温度）層１０３を含む。外部（温度）層１０３は、ボンド層１０４を介してベース層１０２及びスペーサ層１０１に取り付けられる。スペーサ層１０１は、ヒートシールド１００に空気流及び空気流構造を提供する。ヒートシールド１００の多層設計は、冷却空気をベース層１０２と高温ガス経路構成部品３４の間のスペーサ層１０１内に閉じ込め、それによって高温ガス経路構成部品３４を冷却する。この冷却方法は、冷却空気が高温ガス流２８と混合して、フィルム冷却空気が孔出口から下流に移動する時に冷却効率を低下させるのではなく、冷却空気が２つの層の間に閉じ込められるので、フィルム冷却よりもはるかに効率的である。従って、高温ガス経路構成部品３４を冷却するのに必要な冷却空気が少なくなる。冷却空気の削減は、同じ出力での燃焼温度を低下させることによって、ＮＯｘの生成を削減し、ガスタービン効率を向上させるために用いることができる。
【００２４】
ヒートシールド１００の多層設計は、高温ガス経路構成部品３４の比較的応力及び歪みのない動作を可能にする。例えば、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４に取り外し可能に接続される。更に、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４に対して移動可能である。従って、ヒートシールド１００は、高温ガス経路を通過する高温ガス流２８の高温にさらされ、高温ガス流２８の温度の変化につれて膨張及び収縮する。ヒートシールド１００は、高温ガス経路内の高温から高温ガス経路構成部品３４を保護するように機能することで、高温ガス経路構成部品３４が受ける温度勾配を制限することによって、高温ガス経路構成部品３４における応力及び歪みを低減する。これにより、高温ガス経路構成部品３４が比較的応力及び歪みがなく動作できる。
【００２５】
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術的思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換又は同等の構成を組み込むように修正できる。更に、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、添付の特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２６】
１０ ガスタービンシステム
１２ エンジン中心線
１６ 圧縮機
１８ 燃焼セクション
２０ タービン
２６ ロータ軸
２８ 高温ガス流
３０ タービンベーン
３２ タービンブレード
３４ 高温ガス経路構成部品、翼形部
３６ 外壁
３８ ケーシング
４１ 衝突孔
４２ 隙間
４３ 凹状面
４４ 後縁冷却通路
４８ 開口部
４９ 流路
１００ ヒートシールド
１０１ スペーサ層
１０２ ベース層
１０３ 外部（温度）層
１０４ ボンド層
１０５ ケーシング壁
１０６ 切欠き
１０７ スペーサセクション
１０８ 第１の組
１０９ 第２の組
１１０ 壁
１１１ 前縁
１１２ 後縁
１１３ ダブテール
１１５ 上部プラグ
１１６ 突起部
１１７ ヒートシールドダブテール
１２１ 第１の面
１２２ 第２の面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、翼形部等の高温ガス経路構成部品に関し、より詳細には、高温ガス経路構成部品用のヒートシールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
翼形部（即ち、ベーン及びブレード）は、一般的にガスタービンの高温ガス経路内に配置される高温ガス経路構成部品の一実施形態である。「バケット」又は「ロータ」とも呼ぶことができるブレードは、ホイール、ディスク又はロータに取り付けられて軸の周囲を回転する翼形部を含む。「ノズル」又は「ステータ」とも呼ぶことができるベーンは、ブレードがその周囲を回転する軸を取り囲んでいる又は覆っているケーシング内に取り付けられる翼形部を含む。一般的に、一連のブレードが軸に沿った特定の位置でホイールの周囲に取り付けられる。一連のベーンは、例えばガス流の効率を向上させるために、一連のブレードの（全体的な流れ方向に対して）上流に取り付けることができる。ベーンとそれに続くブレードは、ガスタービンの段と呼ばれる。圧縮機の段は、ガスを圧縮して、例えば、燃料と混合及び燃料によって点火され、ガスタービンの入口に供給される。ガスタービンは、点火されたガス及び燃料から仕事を抽出するために段を含む。燃料の圧縮ガスへの添加は、燃焼反応へのエネルギーの寄与を必要とすることになる。この燃焼反応の生成物は、ガスタービンを通って流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７５８１４０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼によって発生する高温に耐えるために、タービン内の翼形部及びその他の高温ガス経路構成部品を冷却する必要がある。冷却が不十分であると、過度の応力が翼形部に加わり、この応力は時間と共に翼形部の疲労破損の原因となる。動作温度に起因するガスタービンエンジン内のタービンブレードの破損を防止するために、高温ガス経路構成部品、例えば翼形ブレード設計にフィルム冷却が取り入れられてきた。例えば、翼形ブレードのフィルム冷却では、冷気が圧縮機段から抽出され、タービン翼の内部チャンバにダクトで送られ、ブレード壁内の小穴を通って放出される。この空気は、タービンブレードの外面に沿って、薄く、冷たい、絶縁ブランケットを提供する。穴の近くは穴から遠く離れた場所よりもフィルム温度がはるかに冷たいという理由から不均一な冷却を起こすので、フィルム冷却は効率が悪くなる可能性がある。従って、高温ガス経路構成部品の冷却を向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様及び利点は、以下の説明に部分的に記載され、説明から明らかになる、又は本発明の実施により習得できる。
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、ヒートシールドが説明されている。ヒートシールドは、ベース層及びスペーサ層を含む。スペーサ層は、ベース層に連結される。スペーサ層は、複数の流路を規定する。ベース層及びスペーサ層は、高温ガス経路構成部品と結合するように構成される。
【０００７】
本発明のこれら及びその他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照すればより理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明と見なされる主題は、本明細書の結びの部分の特許請求の範囲において具体的に指摘され明確に請求されている。本発明の上記及びその他の特徴及び利点は、添付図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかである。
【図１】例示的なヒートシールドを実施できるガスタービンシステム１０を示す。
【図２】図１に示したタービンを示す。
【図３】例示的なヒートシールドの側面斜視図を示す。
【図４】例示的なヒートシールドを含む図２の翼形部を示す。
【図５】例示的なヒートシールドを有する翼形部の上面断面図を示す。
【図６】翼形部の付近に例示的なヒートシールドを有する翼形部の上面断面図を示す。
【図７】例示的なヒートシールドの断面図を示す。
【図８】単独で示される、ヒートシールドのスペーサ層の一実施形態を示す。
【図９】ダブテール取り付け装置を有するヒートシールドの例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、その１つ以上の実施例が図面に示されている本発明の実施形態について、詳細に述べる。各々の実施例は、本発明を説明するために提示されるものであり、本発明を限定するものではない。実際に、本発明の技術的範囲又は技術的思想を逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として例示又は説明された特徴を、別の実施形態で使用し、更なる実施形態を得ることができる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物の技術的範囲にあるような、上述の修正及び変更を含むことを意図している。
【００１０】
図１は、例示的なヒートシールドを実施できるガスタービンシステム１０を示す。本明細書に記載した例示的なヒートシールドは、ガスタービンに関して説明してきた。その他の例示的な実施形態では、本明細書に記載のヒートシールドは、ヒートシールドの保護が望ましい、限定的ではないが蒸気タービン及び圧縮機のようなその他のシステムによって実施できる。ガスタービンシステム１０は、エンジン中心線１２の周囲に円周方向に配置されて示されている。ガスタービンシステム１０は、圧縮機１６、燃焼セクション１８及びタービン２０を直流関係で含む。燃焼セクション１８及びタービン２０は、しばしばガスタービンシステム１０の高温セクションと呼ばれる。ロータ軸２６は、タービン２０を圧縮機１６に動作可能に連結する。燃料は燃焼セクション１８内で燃焼して、例えば、華氏約３０００〜約３５００度の範囲になる可能性がある高温ガス流２８を発生させる。高温ガス流２８は、タービン２０を通って案内されて、ガスタービンシステム１０を駆動する。
【００１１】
図２は、図１のタービン２０を示す。タービン２０は、タービンベーン３０及びタービンブレード３２を含む。翼形部３４は、ベーン３０に対して実施できる。翼形部３４は、圧縮機１６の一部、燃焼セクション１８の一部、又はタービン２０の一部に配置できる。ベーン３０は、高温ガス流２８にさらされる外壁３６を有する。タービンベーン３０は、１つ以上の圧縮機１６の段からシステム１０のケーシング３８を通って送られる空気によって冷却される。更にまた、翼形部３４の外壁３６は、ここで述べたような例示的なディスポーザブルヒートシールドを取り付けることができる。
【００１２】
図３は、例示的なヒートシールド１００の側面斜視図を示す。ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４、例えば翼形部３４と結合するように構成される。例えば、翼形部３４又は任意の高温ガス経路構成部品３４は、高温ガス経路、例えば高温ガス流２８の経路内に少なくとも部分的に配置される。ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４と高温ガス経路の間に配置される。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、上記のように翼形部３４に取り付けられるように構成された単一の一体部品にすることができる。本明細書で詳述するように、ヒートシールドは、単一の一体部品であるが、多層設計にすることができる。その他の例示的な実施形態では、ヒートシールド１００の各層は分離部品にすることができ、分離部品は上記のように翼形部３４に取り付けられるように構成できる。ヒートシールド１００は、翼形部への適用に限られておらず、熱保護を必要とするガスタービンシステム１０の任意の部分、例えばその他の高温ガス経路構成部品３４に取り付けることもできることを理解されたい。本明細書に記載されている翼形部、及びヒートシールドと翼形部の関連性に関するあらゆる議論は、本開示の様々な実施形態の単なる例示である。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、翼形部３４のモジュラ部であるので、ガスタービンシステム１０に最小休止時間で取り付け及び取り外しされるように構成され、本明細書に記載されたように取り外すことができる。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、翼形部３４に摩擦によって取り付けることができる。そのため、ヒートシールド１００は、幾つかの摩擦部品を含む。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は、ガスタービンシステム１０のケーシング３８に機械的に係合するように構成されたケーシング壁１０５（即ち、上下の壁）を含む。ケーシング３８は、様々な形状及び湾曲を含む。そのため、ケーシング壁１０５は、ケーシング３８の形状に応じて対応する形状及び湾曲を含む。ヒートシールド１００は、ケーシング壁１０５間に配置された壁１１０を更に含む。壁１１０は、ケーシング壁１０５に対して垂直に配向できる。更にまた、ケーシング壁１０５は、翼形部３４の湾曲に整合する湾曲を有する切欠き１０６を含む。切欠き１０６は、更に壁１１０の湾曲に整合する。壁１１０は、翼形部３４と結合するように構成される。例えば、壁１１０の湾曲は、翼形部３４の湾曲に整合する。一実施形態では、壁１１０は多層設計であり、各層は翼形部３４と結合するように構成される。例示的な実施形態では、壁１１０は、前縁１１１及び後縁１１２を更に含む。前縁１１１は、様々な迎角で高温ガス流２８を最初に受け入れる壁１１０の外側凸部分である。前縁１１１が翼形部３４の前縁を包含することは、当業者には理解されるであろう。
【００１３】
図４は、例示的なヒートシールド１００を含む図２の翼形部３４を示す。本明細書で説明するように、ヒートシールド１００は、ケーシング３８とケーシング壁１０５の間、及び翼形部３４と壁１１０の間の摩擦力を介して翼形部３４に機械的に取り付けられる。その他の例示的な実施形態では、ヒートシールド１００を翼形部３４に取り付けるために、限定的ではないがボルトのような機械的留め具を導入できる。例示的な実施形態では、上部プラグ１１５を更にケーシング３８の一部に取り付けることができる。上部プラグ１１５は、翼形部３４に隣接して配置された一連の突起部１１６を含む。ヒートシールド１００は、翼形部３４に取り付けられる時に突起部１１６上に取り付けることによって、ヒートシールド１００と翼形部３４の間の摩擦力を増加させることができる。例示的な実施形態では、ヒートシールド１００の取り付け及び取り外しを促進するために、幾つかのその他の摩擦面及び装置を翼形部３４及びヒートシールド１００上に備えることができる。例えば、一連の嵌合ダブテールを翼形部３４及びヒートシールド１００上に配置できる。
【００１４】
本明細書で述べたように、ヒートシールド１００は、燃焼間隔で現場交換可能にすることができる。例えば、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４、例えば翼形部３４に取り外し可能に接続される。スリップオン式のヒートシールド１００は、翼形部３４の内側側壁及び外側側壁の前縁だけでなく、正圧側の大半及び負圧側の高反り点までを覆う。ヒートシールド１００は、ノズル上の凹部と結合する正圧側後縁突起部１１６と、負圧側高反り点上のピンとの組み合わせによって保持できる。あらゆる形式の実際的な拘束装置を導入できるが、一連の湾曲ダブテールは翼形部３４の内側側壁及び／又は外側側壁を覆うことができる。その結果、翼形部３４は、ヒートシールド１００上の一連の嵌合ダブテールに整合できる。ダブテールは、交換可能なヒートシールド１００のスライド機能を可能にするためにノズルの方向に湾曲させることができる。更にまた、翼形部３４の後縁上の（燃焼セクション１８と結合する）移行部品のシールの上に、ボルトを配置できる。従って、ヒートシールド１００は、燃焼セクション１８とライナーの移行部品を取り外すちょうどその燃焼間隔で交換可能にすることができる。
【００１５】
図５は、例示的なヒートシールド１００を有する翼形部３４の上面断面図を示す。図６は、翼形部３４の付近に例示的なヒートシールド１００を有する翼形部３４の上面断面図を示す。図５及び６は、ヒートシールド１００が翼形部３４の湾曲に整合する湾曲を有することを示している。図示するように、翼形部３４は、複数の衝突孔４１を含む。衝突孔４１は、ヒートシールド１００に冷却空気を提供するように構成される。本明細書で述べたように、衝突孔４１は、従来のフィルム冷却に対して実施することもできる。翼形部３４は、翼形部３４とヒートシールド１００の間に形成された隙間４２を更に含む。隙間４２は、フィルム冷却用の冷却空気を受け入れることができる。本明細書で更に説明するように、ヒートシールド１００は、それを通って冷却空気が流れることができるスペーサ層１０１を含む。翼形部３４は、凹状面４３を更に含む。凹状面４３は、翼形部３４へのヒートシールド１００の取り付けを可能にする。翼形部３４は、冷却空気を受け入れる後縁冷却通路４４を更に含む。本明細書で更に説明するように、ヒートシールド１００のスペーサ層１０１は流路４９を規定する。一実施形態では、流路４９は、隙間４２及び後縁冷却通路４４に冷却空気を供給する。
【００１６】
例示的な実施形態では、ヒートシールド１００は多数の層を含む。例えば、ヒートシールド１００は、スペーサ層１０１を含む。スペーサ層１０１は、複数の流路４９を規定できる。一実施形態では、複数の流路４９は互いに流体連通している。一実施形態では、スペーサ層１０１は波形層１０１にすることができる。流路４９は、衝突孔４１から冷却空気を受け入れて、後縁冷却通路４４及び隙間４２に冷却空気を供給する。ヒートシールド１００は、外部（温度）層１０３を更に含む。外部（温度）層１０３は、高温ガス流２８に対する耐熱性を有する材料である。例えば、外部（温度）層１０３は、断熱セラミックコーティング又は遮熱コーティング（「ＴＢＣ」）であり、本明細書で更に説明するボンド層１０４上に噴霧する又はそれに付着させることができる。スペーサ層１０１は、高温ガス経路構成部品３４とヒートシールド１００の間のオフセットを維持するだけでなく、ヒートシールド１００に剛性を付加し、更に、本明細書で説明したように複数の流路４９を規定する。
【００１７】
図７は、例示的なヒートシールド１００の断面図を示す。図７は、スペーサ層１０１に堅く連結されたベース層１０２を含むヒートシールド１００に機械的接触した翼形部３４を示している。ベース層１０２は、第１の面１２１及び第２の面１２２からなる。スペーサ層１０１は、第１の面１２１に隣接して位置する。スペーサ層１０１は、冷却空気が翼形部３４とベース層１０２の間を流れることができるように構成される。例示的な実施形態では、ベース層１０２は、ヒートシールド１００に構造強度を与え、塗布される外部（温度）層１０３に空気力学的形状と滑らかな非波形面の両方を提供する高温超合金にすることができる。図７は、ベース層１０２の第２の面１２２に隣接して位置する外部（温度）層１０３を更に示している。ボンド層１０４は、ベース層１０２の第２の面１２２と外部（温度）層１０３の間に位置する。ボンド層１０４は、外部（温度）層１０３をベース層１０２に結合するように構成される。例えば、ボンド層１０４は、例えば、アルミナイド等の、外部（温度）層１０３をボンド層１０４に結合できる任意の材料であってよい。
【００１８】
図８は、流路４９を図示するために単独で示される、ヒートシールド１００のスペーサ層１０１を示す。ベース層１０２、ボンド層１０４、及び温度（外部）層１０３は、説明の便宜上示されていない。例示的な実施形態では、スペーサ層１０１はスペーサセクション１０７を含む。スペーサセクション１０７は、複数の流路４９を規定する。スペーサセクション１０７は、様々なパターンを有することができる。例えば、一実施形態では、スペーサ層１０１は波形層１０１であり、スペーサセクション１０７は、波形パターン内に配置された波形セクション１０７である。しかし、スペーサ層１０１及びスペーサセクション１０７は波形層１０１及び波形セクション１０７に限定されておらず、複数の流路４９を規定するあらゆる層１０１及びセクション１０７であってもよいことを理解されたい。更に、スペーサ層は、スタンピング、パンチング、ロールフォーミング、又はエンボシングを含むがこれに限らない、従来技術において周知の任意の成形過程を用いて形成されることを理解されたい。
【００１９】
更に、スペーサセクション１０７は、様々な幅でスペーサ層１０１上に離間配置できることを理解されたい。例えば、ヒートシールド１００上に高い構造的応力が確認された領域がある場合、スペーサセクション１０７のパターンはより高密度に、即ち密接に離間配置できる一方、低い応力が確認された領域では、スペーサセクション１０７の密度はより低く、即ち大きく隔てて離間配置できる。加えて、密度を低くし、スペーサセクション１０７の間隔を大きくすることにより、ヒートシールド１００及びそれによって翼形部３４における冷却の向上がもたらされる。例示的な実施形態では、衝突孔４１は、スペーサセクション１０７に対してほぼ直角に配列される。スペーサセクション１０７の第１の組１０８及び第２の組１０９が示されている。上述のように、スペーサセクション１０７の第１の組１０８は隙間４２に空気流を供給し、スペーサセクション１０７の第２の組１０９は後縁冷却通路４４に空気流を供給する。図８に示すように、第１の組１０８は、第２の組１０９に対してほぼ直角に配列される。その他の例示的な実施形態では、スペーサセクション１０７の様々なその他の構成が考えられる。
【００２０】
各々のスペーサセクション１０７は、複数の開口部４８を規定する。開口部４８は、冷却空気がスペーサ層１０１に入って、複数の流路４９間を流れることができるように構成される。例えば、様々な開口部４８は、冷却空気を衝突孔４１からスペーサ層１０１に入らせる。その他の開口部４８は、スペーサ層１０１内の冷却空気を、開口部４８内且つ流路４９間を通過させる。これにより、高温ガス経路構成部品３４とベース層１０２の間のスペーサ層１０１内に冷却空気の層が形成されて、後述するように、高温ガス経路構成部品３４のより効率的な冷却を提供できる。
【００２１】
図９は、ダブテール取り付け装置を有するヒートシールド１００の例示的な実施形態を示す。説明の便宜上、ヒートシールド１００のスペーサ層１０１及びベース層１０２のみが示されている。本明細書で説明したように、あらゆる形式の実際的な拘束装置を導入できるが、ダブテール１１３は、翼形部３４の内側側壁及び／又は外側側壁を覆うことができる。翼形部３４のダブテール１１３は、ヒートシールド１００上の嵌合ヒートシールドダブテール１１７に整合できる。例示的な実施形態では、ヒートシールドダブテール１１７は、スペーサ層１０１上のスペーサセクション１０７に隣接してベース層１０２上に配置できる。その他の例示的な実施形態では、ヒートシールドダブテール１１７は、スペーサ層１０１上に配置できる。
【００２２】
技術的効果には、本明細書に記載のヒートシールド１００を実施した高温ガス経路構成部品３４の迅速な現場修理が含まれる。例えば、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４に取り外し可能に接続される。ヒートシールド１００は、高温ガス経路、例えば高温ガス流２８から高温ガス経路構成部品３４を保護するように構成されて、後述するように、高温ガス経路構成部品３４の比較的応力及び歪みのない動作を可能にする。例えば、高温ガス経路内の大きな温度勾配によって生じたヒートシールド１００に対する応力及び歪みのために、ヒートシールド１００が修理を必要とする場合、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４の修理又は交換を必要とせずに、高温ガス経路構成部品３４から取り外して、修理又は交換される。そのような現場修理は、燃焼間隔で行なうことができる。例示的なヒートシールド１００を実施できる１つの実施例は、しばしばＳ１Ｎと呼ばれる、ガスタービンの第１段ノズルにおけるものである。ガスタービンの第１段ノズルは、燃焼セクション１８の後の高温ガス流２８を収束及び加速させるものであるため、第１段ノズルはテーパを付けられる。上記で示したように、ヒートシールド１００は、前縁だけでなく、翼形部３４の正圧側の大半上の第１段ノズル翼形部３４を覆うことができ、翼形部３４の負圧側における高反り点まで達することができる。本明細書に記載のヒートシールド１００は第１段ノズルと連動して、第１段ノズルを従来システムにおけるような単一部品設計ではなく、モジュラ／交換可能システムにすることができる。従って、維持費が削減され、ノズルの耐用年数が増加し、ヒートシールド１００が摩耗し始めた時は、ヒートシールド１００の取り外し及び修理をすることができる。
【００２３】
ヒートシールド１００の多層設計は、高温ガス経路構成部品３４のバルク金属温度を大幅に低下させる。上述のように、ヒートシールド１００は外部（温度）層１０３を含む。外部（温度）層１０３は、ボンド層１０４を介してベース層１０２及びスペーサ層１０１に取り付けられる。スペーサ層１０１は、ヒートシールド１００に空気流及び空気流構造を提供する。ヒートシールド１００の多層設計は、冷却空気をベース層１０２と高温ガス経路構成部品３４の間のスペーサ層１０１内に閉じ込め、それによって高温ガス経路構成部品３４を冷却する。この冷却方法は、冷却空気が高温ガス流２８と混合して、フィルム冷却空気が孔出口から下流に移動する時に冷却効率を低下させるのではなく、冷却空気が２つの層の間に閉じ込められるので、フィルム冷却よりもはるかに効率的である。従って、高温ガス経路構成部品３４を冷却するのに必要な冷却空気が少なくなる。冷却空気の削減は、同じ出力での燃焼温度を低下させることによって、ＮＯｘの生成を削減し、ガスタービン効率を向上させるために用いることができる。
【００２４】
ヒートシールド１００の多層設計は、高温ガス経路構成部品３４の比較的応力及び歪みのない動作を可能にする。例えば、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４に取り外し可能に接続される。更に、ヒートシールド１００は、高温ガス経路構成部品３４に対して移動可能である。従って、ヒートシールド１００は、高温ガス経路を通過する高温ガス流２８の高温にさらされ、高温ガス流２８の温度の変化につれて膨張及び収縮する。ヒートシールド１００は、高温ガス経路内の高温から高温ガス経路構成部品３４を保護するように機能することで、高温ガス経路構成部品３４が受ける温度勾配を制限することによって、高温ガス経路構成部品３４における応力及び歪みを低減する。これにより、高温ガス経路構成部品３４が比較的応力及び歪みがなく動作できる。
【００２５】
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術的思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換又は同等の構成を組み込むように修正できる。更に、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、添付の特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２６】
１０ ガスタービンシステム
１２ エンジン中心線
１６ 圧縮機
１８ 燃焼セクション
２０ タービン
２６ ロータ軸
２８ 高温ガス流
３０ タービンベーン
３２ タービンブレード
３４ 高温ガス経路構成部品、翼形部
３６ 外壁
３８ ケーシング
４１ 衝突孔
４２ 隙間
４３ 凹状面
４４ 後縁冷却通路
４８ 開口部
４９ 流路
１００ ヒートシールド
１０１ スペーサ層
１０２ ベース層
１０３ 外部（温度）層
１０４ ボンド層
１０５ ケーシング壁
１０６ 切欠き
１０７ スペーサセクション
１０８ 第１の組
１０９ 第２の組
１１０ 壁
１１１ 前縁
１１２ 後縁
１１３ ダブテール
１１５ 上部プラグ
１１６ 突起部
１１７ ヒートシールドダブテール
１２１ 第１の面
１２２ 第２の面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース層（１０２）と、
前記ベース層（１０２）に連結されて、複数の流路（４９）を規定するスペーサ層（１０１）とを備えており、
前記ベース層（１０２）及び前記スペーサ層（１０１）は、高温ガス経路構成部品（３４）と結合するように構成される、ヒートシールド（１００）。
【請求項２】
前記複数の流路（４９）は互いに流体連通している、請求項１に記載のヒートシールド（１００）。
【請求項３】
前記ベース層（１０２）は、第１の面（１２１）及び第２の面（１２２）からなっており、前記スペーサ層（１０１）は、第１の面（１２１）に隣接して位置しており、前記第２の面（１２２）に隣接して位置する温度層（１０３）と、前記温度層（１０３）と前記第２の面（１２２）の間に位置し、前記温度層（１０３）を前記ベース層（１０２）に結合するように構成されたボンド層（１０４）とを更に備えている、請求項１〜２のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項４】
前記スペーサ層（１０１）は、前記複数の流路（４９）を規定する複数のスペーサセクション（１０７）を備えている、請求項１〜３のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項５】
前記複数のスペーサセクション（１０７）の各々は、冷却空気が前記スペーサ層（１０１）に入って、前記複数の流路（４９）間を流れるように構成された複数の開口部（４８）を規定する、請求項４に記載のヒートシールド（１００）。
【請求項６】
前記スペーサ層（１０１）は、冷却空気が前記高温ガス経路構成部品（３４）と前記ベース層（１０２）の間を流れるように構成される、請求項１〜５のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項７】
前記ベース層（１０２）及び前記スペーサ層（１０１）は単一の一体部品である、請求項１〜６のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項８】
前記ベース層（１０２）及び前記スペーサ層（１０１）の湾曲は、前記高温ガス経路構成部品の湾曲に整合する、請求項１〜７のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項９】
前記高温ガス経路構成部品（３４）は、前記ヒートシールド（１００）に冷却空気を供給するように構成された複数の衝突孔（４１）を規定する、請求項１〜８のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項１０】
前記高温ガス経路構成部品（３４）に対して移動可能である、請求項１〜９のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項１】
ベース層（１０２）と、
前記ベース層（１０２）に連結されて、複数の流路（４９）を規定するスペーサ層（１０１）とを備えており、
前記ベース層（１０２）及び前記スペーサ層（１０１）は、高温ガス経路構成部品（３４）と結合するように構成される、ヒートシールド（１００）。
【請求項２】
前記複数の流路（４９）は互いに流体連通している、請求項１に記載のヒートシールド（１００）。
【請求項３】
前記ベース層（１０２）は、第１の面（１２１）及び第２の面（１２２）からなっており、前記スペーサ層（１０１）は、第１の面（１２１）に隣接して位置しており、前記第２の面（１２２）に隣接して位置する温度層（１０３）と、前記温度層（１０３）と前記第２の面（１２２）の間に位置し、前記温度層（１０３）を前記ベース層（１０２）に結合するように構成されたボンド層（１０４）とを更に備えている、請求項１〜２のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項４】
前記スペーサ層（１０１）は、前記複数の流路（４９）を規定する複数のスペーサセクション（１０７）を備えている、請求項１〜３のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項５】
前記複数のスペーサセクション（１０７）の各々は、冷却空気が前記スペーサ層（１０１）に入って、前記複数の流路（４９）間を流れるように構成された複数の開口部（４８）を規定する、請求項４に記載のヒートシールド（１００）。
【請求項６】
前記スペーサ層（１０１）は、冷却空気が前記高温ガス経路構成部品（３４）と前記ベース層（１０２）の間を流れるように構成される、請求項１〜５のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項７】
前記ベース層（１０２）及び前記スペーサ層（１０１）は単一の一体部品である、請求項１〜６のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項８】
前記ベース層（１０２）及び前記スペーサ層（１０１）の湾曲は、前記高温ガス経路構成部品の湾曲に整合する、請求項１〜７のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項９】
前記高温ガス経路構成部品（３４）は、前記ヒートシールド（１００）に冷却空気を供給するように構成された複数の衝突孔（４１）を規定する、請求項１〜８のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【請求項１０】
前記高温ガス経路構成部品（３４）に対して移動可能である、請求項１〜９のいずれかに記載のヒートシールド（１００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１６３３４４（Ｐ２０１１−１６３３４４Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３４８（Ｐ２０１１−２２３４８）
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]