JP2021179208A

JP2021179208A - 回転機械内の端壁を冷却するためのシステムおよび方法

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Publication number: JP2021179208A
Application number: JP2021070710A
Authority: JP
Inventors: ジャコブ・キットルソン; Kittleson Jacob; ダニエル・アール．ブルノス; R Burnos Daniel
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2021-11-18
Also published as: US20210355879A1; CN113669119A; EP3916200A1; US11174788B1

Abstract

【課題】回転機械内の高温ガス経路の冷却部分に使用するための蛇行コアを提供する。【解決手段】回転機械で使用される構成要素の冷却に使用するためのコアが提供される。コアは、第１の入口部分と第２の入口部分を分離して分割パス入口を画定する仕切りを含む通路を含み、分割パス入口は、少なくとも１つの第１のパス、少なくとも１つの第２のパス、および少なくとも１つのターンに流体結合される。少なくとも１つの第１のパスは、冷却流体の流れを分割パス入口から第１の方向に導く。少なくとも１つの第２のパスは、冷却流体の流れを第１の方向とは反対の第２の方向に導く。少なくとも１つのターンは、冷却流体の流れの方向を第１の方向から第２の方向に変化させる。少なくとも１つの第１のパス、少なくとも１つの第２のパス、および少なくとも１つのターンは、通路が蛇行通路を画定するように配置される。【選択図】図６

Description

本開示の分野は、一般に、冷却システムに関し、より具体的には、回転機械構成要素の衝突冷却に関する。

少なくともいくつかの既知の回転機械では、タービン内のガス流から抽出されたエネルギーが、機械的負荷に動力を供給するために使用される。回転機械の動作中、様々な高温ガス経路構成要素は、高温ガス流に曝される可能性がある。経時的に、高温への継続的な曝露は、高温ガス経路構成要素の摩耗を引き起こす場合がある。例えば、いくつかの既知のタービンでは、空気が圧縮機で加圧され、燃焼器で燃料と混合されて高温ガスを生成する。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。高温による影響の低減を容易にするために、少なくともいくつかの既知の高温ガス経路構成要素が冷却される。しかし、より高温のガスは、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。

いくつかの既知の高温ガス経路構成要素には、内部冷却システムを含む端壁が形成され、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、端壁内に画定されたコアに押し込まれる。少なくともいくつかの既知のコアには、冷却流体をコアに導き、冷却流体をコアの内面に衝突させ、それによって端壁の冷却を増加させる入口開口部が形成される。しかし、少なくともいくつかの既知のコアは、端壁を通して冷却流体を回路内に導くのではなく、冷却流体を入口開口部から少なくとも１つの出口開口部に直接導くピンバンクを含む。したがって、これらのコアは、蛇行通路または回り道の通路を含むコアほど効率的に冷却されない。さらに、少なくともいくつかの既知のコアは、単一の入口から端壁を通して冷却流体を導く蛇行通路または回り道の通路を有する。しかし、通路内の圧力降下を調節することは、既知のコアでは困難であり得る。

一態様では、回転機械で使用される構成要素の冷却に使用するためのコアが提供される。コアは、第１の入口部分と、第２の入口部分と、仕切りと、少なくとも１つの第１のパスと、少なくとも１つの第２のパスと、少なくとも１つのターンとを含む通路を含む。仕切りは、第１の入口部分、第２の入口部分、および仕切りが分割パス入口を画定するように、第２の入口部分から第１の入口部分を分離する。少なくとも１つの第１のパスは、冷却流体の流れを分割パス入口から第１の方向に導く。少なくとも１つの第２のパスは、冷却流体の流れを第１の方向とは反対の第２の方向に導く。少なくとも１つのターンは、冷却流体の流れの方向を第１の方向から第２の方向に変化させる。少なくとも１つの第１のパス、少なくとも１つの第２のパス、および少なくとも１つのターンは、通路が蛇行通路を画定するように配置される。

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、内側端壁と、外側端壁と、複数の翼形部と、コアとを含むタービンセクションを含む。タービンセクションは、燃焼システムと流れ連通して結合される。内側端壁は、ガスタービンシステムの長手方向軸に外接する。外側端壁は、ガスタービンシステムの長手方向軸および内側端壁に外接する。複数の翼形部は各々、外側端壁と内側端壁との間に延びる。コアは、外側端壁および内側端壁の少なくとも１つを冷却するために、外側端壁および内側端壁の少なくとも１つの中に位置決めされる。コアは、第１の入口部分と、第２の入口部分と、仕切りと、少なくとも１つの第１のパスと、少なくとも１つの第２のパスと、少なくとも１つのターンとを含む通路を含む。仕切りは、第１の入口部分、第２の入口部分、および仕切りが分割パス入口を画定するように、第２の入口部分から第１の入口部分を分離する。少なくとも１つの第１のパスは、冷却流体の流れを分割パス入口から第１の方向に導く。少なくとも１つの第２のパスは、冷却流体の流れを第１の方向とは反対の第２の方向に導く。少なくとも１つのターンは、冷却流体の流れの方向を第１の方向から第２の方向に変化させる。少なくとも１つの第１のパス、少なくとも１つの第２のパス、および少なくとも１つのターンは、通路が蛇行通路を画定するように配置される。

別の態様では、回転機械の構成要素を冷却する方法が提供される。方法は、コアを構成要素内のプレナムに挿入することを含む。コアは、入口部分と、少なくとも１つの第１のパスと、少なくとも１つの第２のパスと、少なくとも１つのターンとを含む通路を含む。入口部分は、第１の入口部分と、第２の入口部分と、仕切りとを含む。仕切りは、入口部分が分割パス入口であるように、第２の入口部分から第１の入口部分を分離する。方法はまた、冷却流体の流れを第１の入口部分および第２の入口部分に導くことを含む。方法は、冷却流体の流れを第１の入口部分および第２の入口部分から少なくとも１つの第１のパスに導くことをさらに含む。第１の入口部分からの冷却流体の流れは、第２の入口部分からの冷却流体の流れと合流し、少なくとも１つの第１のパスは、冷却流体の流れを第１の方向に導く。方法はまた、冷却流体の流れを少なくとも１つの第１のパスから少なくとも１つのターンに導くことを含む。少なくとも１つのターンは、冷却流体の流れの方向を第１の方向から第１の方向とは反対の第２の方向に変化させる。方法は、冷却流体の流れを少なくとも１つのターンから少なくとも１つの第２のパスに導くことをさらに含む。少なくとも１つの第１のパス、少なくとも１つの第２のパス、および少なくとも１つのターンは、通路が蛇行通路を画定するように配置される。

本開示のこれらおよび他の特徴、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。

例示的な回転機械の概略図である。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２に示すタービンと共に使用することができる例示的な静止翼形部、外側端壁、および内側端壁の斜視図である。図２に示す静止翼形部、外側端壁、および内側端壁、ならびに透明な外側端壁および内側端壁を通って延びる例示的なコアの斜視上面図である。図４に示す外側端壁の半径方向上面断面図である。図３〜図５に示す例示的なコアの半径方向上面図である。図２〜図６に示す端壁など、端壁を冷却する例示的な方法の流れ図である。

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ことを意味する。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、本明細書に開示される実施形態の実践のために必要とされる当業者に知られている従来の特徴をすべて含むことを意味しない。

以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語が参照されるが、これらの用語は以下の意味を有すると定義されるものとする。

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。

特に明記しない限り、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では、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。加えて、特に明記しない限り、「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項目について順序、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」項目への言及は、例えば、「第１の」もしくはより小さい番号の項目、または「第３の」もしくはより大きい番号の項目の存在を要求するものではなく、または排除するものでもない。

本明細書で使用する場合、「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配向を指す。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配向を指す。加えて、本明細書で使用する場合、「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配向を指す。さらに、本明細書で使用する場合、「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。構成要素を通る流体の流れを説明する場合、流体が流れてくる方向は、「上流」として説明され、流体が流れていく方向は、「下流」として説明される。

本明細書に記載のシステムは、回転機械内の高温ガス経路の冷却部分に使用するための蛇行コアに関する。具体的には、例示的な実施形態では、回転構成要素は、回転機械内のタービンセクションのノズルに形成された外側端壁を含む。外側端壁は、外側端壁の冷却に使用するためのコアを含む。コアは、入口部分と、第１のパスと、第２のパスと、ターンとを含む蛇行通路を含む。入口部分は、仕切りと、第１の入口部分と、第２の入口部分とを含む。仕切りは、分割パス入口が画定されるように、第２の入口部分から第１の入口部分を分離する。第１のパス、第２のパス、およびターンは、冷却流体をコアから高温ガス経路に導いて外側端壁上に冷却膜を形成する複数の出口を含む。複数のコアタイが、冷却流体をコアの上流部分からコアの下流部分に導き、下流部分に低温冷却流体を補充することを可能にする。

例示的な実施形態では、冷却流体は、第１のパス、第２のパス、およびターンを通して導かれ、コア内から外側端壁を冷却するのを容易にする。第１のパス、第２のパス、およびターンの蛇行構成は、冷却流体が外側端壁のより大きな面積を冷却することを可能にし、したがって冷却流体と外側端壁との間の全体的な熱伝達を増加させる。加えて、蛇行構成は、冷却流体がノズルのスロートにおける燃焼ガスの圧力に実質的に等しいより低い圧力で循環することを可能にする。さらに、第１のパス、第２のパス、およびターンの各々の幅は、第１のパス、第２のパス、およびターンを通る冷却流体の圧力降下の修正、または調整を容易にし、冷却流体と外側端壁との間の全体的な熱伝達を増加させるように選択される。また、出口は、冷却流体を高温ガス経路に導き、ステータ端壁を横切る冷却膜の形成を容易にする。加えて、コアタイは、コアの下流部分に冷却流体を補充し、かつ検査アクセス、コア形成中の剛性、およびケーシングプロセス後のセラミックコア除去のための浸出性（ｌｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙ）を提供する。

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、限定はしないが、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、他の航空機エンジン、風力タービン、圧縮機、およびポンプを含む、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。例示的な実施形態では、ガスタービンエンジン１００は、吸気セクション１０２と、吸気セクション１０２の下流に結合された圧縮機セクション１０４と、圧縮機セクション１０４の下流に結合された燃焼器セクション１０６と、燃焼器セクション１０６の下流に結合されたタービンセクション１０８と、タービンセクション１０８の下流に結合された排気セクション１１０とを含む。タービンセクション１０８は、ロータシャフト１１２を介して圧縮機セクション１０４に結合される。

本明細書で使用する場合、「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、燃焼器セクション１０６は、複数の燃焼器１１４を含む。燃焼器セクション１０６は、各燃焼器１１４が圧縮機セクション１０４と流れ連通するように、圧縮機セクション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、圧縮機セクション１０４およびタービンセクション１０８の各々は、ロータシャフト１１２に結合される少なくとも１つのロータアセンブリ１１８を含む。

動作中、吸気セクション１０２は、空気１２０を圧縮機セクション１０４に向けて導く。圧縮機セクション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を燃焼器セクション１０６に向けて放出する。圧縮空気１２２は燃焼器セクション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はタービンセクション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、燃焼器セクション１０６およびタービンセクション１０８は、タービンエンジン１００の高温ガスセクションと呼ばれる。次いで、排気ガス１２８は、回転機械１００が複合サイクル発電プラントの一部であるガスタービンである場合、排気セクション１１０を通って周囲大気または蒸気タービン（図示せず）に放出される。

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静止翼形部２０２と、静止翼形部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。半径方向は、矢印２１８で示されている。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。

例示的な実施形態では、各静止翼形部２０２は、タービンセクション１０８のケーシング２０８の外側端壁２０７に結合された第１の端部２１６から、半径方向２１８に沿って内側端壁２０９に結合された第２の端部２１４に半径方向内側に延びる（外側端壁２０７および内側端壁２０９は図３に示されている）。加えて、各静止翼形部２０２は、前縁２２２から対向する後縁２２４に下流に軸方向に延びる。動作中、外側端壁２０７および内側端壁２０９は、高温ガス流路２３２の半径方向境界を画定し、それにより高温燃焼ガス１２４の流れが境界を通して導かれ、外側端壁２０７および内側端壁２０９の表面を高温ならびに潜在的な熱応力および／または熱劣化に曝す。このような熱影響を緩和するために、内部キャビティまたはプレナム２３６が外側端壁２０７および内側端壁２０９内に画定され、外側端壁２０７および内側端壁２０９の内面の内部衝突冷却を容易にする。

プレナム２３６は、外側端壁２０７および内側端壁２０９内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、加圧抽気の流れなどの冷却流体２４０を圧縮機セクション１０４（図１に示す）からプレナム入口２３４に向けて導く。あるいは、冷却流体２４０は、空気以外の任意の適切な流体であり得る。「流体」という用語は、本明細書で使用する場合、限定はしないが、空気または蒸気を含む、流れる任意の媒体または材料を含む。例示的な実施形態では、段２００は、タービンセクション１０８の第１段であり、静止翼形部２０２、外側端壁２０７、および内側端壁２０９は、燃焼器セクション１０６（図１に示す）のすぐ下流にある第１段タービンノズルを画定する。代替の実施形態では、段２００は、タービンセクション１０８の任意の他の段である。例示的な実施形態では、プレナム２３６は、外側端壁２０７および内側端壁２０９内に軸方向後方に延びる。

図３は、静止翼形部２０２、外側端壁２０７、および内側端壁２０９の斜視図であり、透明な外側端壁２０７および内側端壁２０９を通って延びる例示的なコア３００を示している。図４は、静止翼形部２０２、外側端壁２０７、および内側端壁２０９の斜視上面図である。図５は、例示的な外側端壁２０７の半径方向上面断面図である。図６は、例示的なコア３００の半径方向上面図である。図３〜図５に示すように、コア３００は、外側端壁２０７および内側端壁２０９を冷却するために、外側端壁２０７および内側端壁２０９のプレナム２３６内に画定される。より具体的には、コア３００は、外側端壁２０７および内側端壁２０９内に配置され、冷却流体２４０による外側端壁２０７および内側端壁２０９の冷却を容易にする。

図３〜図５に示すように、静止翼形部２０２は各々、負圧側壁３０２および正圧側壁３０４（図５に示す）を含む。隣接する静止翼形部２０２、外側端壁２０７、および内側端壁２０９は、燃焼ガス１２４の速度が最大になるスロート３０６（図５に示す）を画定する。外側端壁２０７は、静止翼形部２０２の上流にある上流部分３０８と、静止翼形部２０２の下流にある下流部分３１０とを含む。外側端壁２０７はまた、回転翼形部２０４に隣接する後縁３１２を含む。図示の実施形態では、コア３００は、負圧側壁３０２の下流の外側端壁２０７内に画定される。しかし、コア３００は、コア３００の上流部分３１４（図５に示す）がスロート３０６の上流にあり、コア３００の下流部分３１６がスロート３０６の下流にあるように、外側端壁２０７内に位置決めされてもよい。さらに、コア３００は、コア３００が外側端壁２０７および後縁３１２の冷却を容易にするように、外側端壁２０７内に位置決めされてもよい。

図６に示すように、コア３００は、少なくとも１つの通路６００を含む。図６の例示的な実施形態では、通路６００は、外側端壁２０７および内側端壁２０９に隣接して冷却流体２４０を導き、外側端壁２０７および内側端壁２０９の冷却を容易にする蛇行通路である。図３および図４に示すように、同様の蛇行通路６００を使用して、内側端壁２０９に隣接して冷却流体２４０を導き、内側端壁２０９の冷却を容易にすることができる。本明細書で使用する場合、「蛇行通路」は、通路が曲がりくねったり、ねじれたりするような少なくとも１つのターンを有する導管である。すなわち、蛇行通路は、入口から出口への実質的に直線状の経路のみを有するわけではない。むしろ、入口から出口への経路は、蛇行通路が入口から出口まで画定された直線状の視線経路を有さないように、少なくとも１回転する。例示的な実施形態では、蛇行通路６００は、少なくとも１つの入口６０２および６０４と、分割パス入口領域６１０を形成する第１の入口部分６０６および第２の入口部分６０８と、第１のパス６１２と、第２のパス６１４と、第１のパス６１２と第２のパス６１４との間に配置された少なくとも１つのターン６１６と、少なくとも１つの出口６１８とを含む。第１のパス６１２、第２のパス６１４、およびターン６１６は、通路６００が蛇行通路となるように配向される。図示の実施形態では、蛇行通路６００は、複数の入口６０２および６０４を含む。

入口６０２および６０４は、冷却剤供給チャネル２３３（図２）から冷却流体２４０を受け取り、冷却流体２４０を第１の入口部分６０６および第２の入口部分６０８に導く。具体的には、少なくとも１つの第１の入口６０２は、冷却流体２４０を第１の入口部分６０６に導き、少なくとも１つの第２の入口６０４は、冷却流体２４０を第２の入口部分６０８に導く。図６は、各入口部分６０６および６０８内に延びる単一の入口６０２および６０４を示す。しかし、各入口部分６０６および６０８は、複数の入口６０２および６０４を含んでもよい。加えて、蛇行通路６００は、３つ以上の入口部分６０６および６０８を含むことができる。例えば、第１の入口６０２は、冷却流体２４０を第１の入口部分６０６に導く２〜２０個の第１の入口６０２を含んでもよく、第２の入口６０４は、冷却流体２４０を第２の入口部分６０８に導く２〜２０個の第２の入口６０４を含んでもよい。より具体的には、第１の入口６０２は、冷却流体２４０を第１の入口部分６０６に導く８〜１０個の第１の入口６０２を含んでもよく、第２の入口６０４は、冷却流体２４０を第２の入口部分６０８に導く８〜１０個の第２の入口６０４を含んでもよい。

仕切り６２０が、第２の入口部分６０８から第１の入口部分６０６を分離し、分割パス入口領域６１０を形成する。仕切り６２０は、分割パス入口領域６１０を通る冷却流体２４０の速度が増加するように、分割パス入口領域６１０の幅６２２を低減する。より具体的には、仕切り６２０のない分割パス入口領域６１０を通る冷却流体２４０の速度は、分割パス入口領域６１０の幅６２２が入口６０２および６０４の下流で増加するため、減少する。仕切り６２０は、冷却流体２４０の速度が一定のままであるか、または冷却流体２４０が分割パス入口領域６１０を通して導かれるにつれて増加するように、幅６２２を減少させる。

加えて、第１の入口部分６０６は、第１の幅６２４を画定し、第２の入口部分６０８は、第２の幅６２６を画定する。第１の幅６２４は、第２の幅６２６と同じであっても異なっていてもよく、第１の幅６２４および第２の幅６２６は、特定の体積の冷却流体２４０が通路６００を通って導かれることを可能にするように選択的にサイズ決めされてもよい。より具体的には、第１の幅６２４および第２の幅６２６は、冷却流体２４０の熱伝達係数が外側端壁２０７および／または内側端壁２０９の特定の熱伝達要件に調整されるように、冷却流体２４０の特定の体積流量に合わせたサイズにすることができる。

第１の入口部分６０６および第２の入口部分６０８は、第１のパス６１２に合流し、各入口部分は、冷却流体２４０を第１のパス６１２に導く。第１のパス６１２は、後縁３１２および第２のパス６１４に実質的に平行に外側端壁２０７を通って延びる。第１のパス６１２は、第１の幅６２４および第２の幅６２６と共に、冷却流体２４０の熱伝達係数が外側端壁２０７および／または内側端壁２０９の特定の熱伝達要件に調整されるように、冷却流体２４０の特定の体積流量が通って流れることを可能にするように選択的にサイズ決めされ得る第３の幅６２８を画定する。第１のパス６１２は、第１の入口部分６０６および第２の入口部分６０８から冷却流体２４０を受け取り、冷却流体２４０をターン６１６に導く。

ターン６１６は、第１のパス６１２から冷却流体２４０を受け取り、冷却流体２４０を第２のパス６１４に導く。第１のパス６１２、第２のパス６１４、およびターン６１６は、第１のパス６１２が冷却流体２４０を第１の方向６３０に導き、第２のパス６１４が冷却流体２４０を第１の方向６３０とは反対の第２の方向６３２に導くように配向される。ターン６１６は、冷却流体２４０の流れの方向を第１の方向６３０から第２の方向６３２に変化させる。例示的な実施形態では、ターン６１６は、第１の方向６３０が第２の方向６３２と正反対になるように１８０°のターンである。代替の実施形態では、第１のパス６１２、第２のパス６１４、およびターン６１６は、第１のパス６１２および第２のパス６１４が、コア３００が本明細書に記載のように動作することを可能にする任意の配向を有するように配向されてもよい。ターン６１６は、第１のパス６１２から冷却流体２４０を受け取り、冷却流体２４０の流れの方向を変化させ、冷却流体２４０を第２のパス６１４に導く。

第２のパス６１４は、後縁３１２および第１のパス６１２に実質的に平行に外側端壁２０７を通って延びる。第２のパス６１４は、第１の幅６２４、第２の幅６２６、および第３の幅６２８と共に、冷却流体２４０の熱伝達係数が外側端壁２０７および／または内側端壁２０９の特定の熱伝達要件に調整されるように、冷却流体２４０の特定の体積流量を可能にするように選択的にサイズ決めされ得る第４の幅６３４を画定する。第２のパス６１４は、ターン６１６から冷却流体２４０を受け取り、冷却流体２４０を出口６１８に導く。

例示的な実施形態では、コア３００は、単一の第１のパス６１２と、単一の第２のパス６１４と、単一のターン６１６とを含む。代替の実施形態では、コア３００は、コア３００が本明細書に記載のように動作することを可能にする任意の数のパスおよび／またはターンを含んでもよい。例えば、代替の実施形態では、コア３００は、３つのパスおよび２つのターンを含んでもよい。さらに別の代替の実施形態では、コア３００は、４つのパスおよび３つのターンを含んでもよい。

コア３００は、スロート３０６の下流に少なくとも１つの出口６１８を含む。コア３００は単一の出口６１８のみを含んでもよいが、例示的な実施形態では、コア３００は、冷却流体をコア３００から高温ガス流路２３２に導く複数の出口６１８を含む。例えば、コア３００は、第１のパス６１２から外側端壁２０７を通って高温ガス流路２３２内に延びる少なくとも１つの第１の出口６３６を含むことができる。例示的な実施形態では、コア３００は、複数の第１の出口６３６を含み、その各々は、第１のパス６１２から外側端壁２０７を通って高温ガス流路２３２内に延びる。第１の出口６３６から高温ガス流路２３２に放出された冷却流体２４０は、外側端壁２０７を保護する冷却膜（図示せず）を外側端壁２０７上に形成することができる。

コア３００はまた、第２のパス６１４から外側端壁２０７を通って高温ガス流路２３２内に延びる少なくとも１つの第２の出口６３８を含むことができる。例示的な実施形態では、コア３００は、複数の第２の出口６３８を含み、その各々は、第２のパス６１４から外側端壁２０７を通って高温ガス流路２３２内に延びる。第２の出口６３８から高温ガス流路２３２に放出された冷却流体２４０は、外側端壁２０７の保護を容易にする冷却膜（図示せず）を外側端壁２０７上に形成することができる。

コア３００は、第２のパス６１４から内側端壁２０９の後縁３１２を通って高温ガス流路２３２内に延びる少なくとも１つの第３の出口６４０（図４に示す）をさらに含むことができる。例示的な実施形態では、コア３００は、複数の第３の出口６４０を含み、その各々は、第２のパス６１４から外側端壁２０７の後縁３１２を通って高温ガス流路２３２内に延びる。第３の出口６４０から高温ガス流路２３２に放出された冷却流体２４０は、外側端壁２０７の後縁３１２を保護する冷却膜（図示せず）を外側端壁２０７の後縁３１２上に形成することができる。

コア３００はまた、ターン６１６から外側端壁２０７を通って高温ガス流路２３２内に延びる少なくとも１つの第４の出口６４２を含むことができる。例示的な実施形態では、コア３００は、複数の第４の出口６４２を含み、その各々は、ターン６１６から外側端壁２０７の後縁３１２を通って高温ガス流路２３２内に延びる。第４の出口６４２から高温ガス流路２３２に放出された冷却流体２４０は、外側端壁２０７の保護を容易にする冷却膜（図示せず）を外側端壁２０７上に形成することができる。コア３００は、コア３００が本明細書に記載のように動作することを可能にする任意の場所に出口６１８を含むことができる。

第１、第２、第３、および第４の出口６３６、６３８、６４０、および６４２のサイズ、形状、および相対位置は、冷却流体２４０の特定の／所望の圧力降下、体積流量、および／または熱伝達係数への調整を容易にするようなサイズおよび配置であってもよい。例えば、第１の出口６３６は、第１のサイズを有してもよく、第２の出口６３８は、第１の出口６３６の第１のサイズよりも小さい第２のサイズを有するようにサイズ決めされてもよい。したがって、第１の出口６３６は、冷却膜（図示せず）を外側端壁２０７上に形成し、第２の出口６３８は、冷却膜を追加の冷却流体２４０で補う。加えて、より多くの出口６３６、６３８、６４０、および６４２は、通路６００を通る冷却流体２４０の体積流量の低減を容易にし、通路６００を通る冷却流体２４０の圧力降下の低減を容易にする。したがって、第１、第２、第３、および第４の出口６３６、６３８、６４０、および６４２のサイズ、形状、および位置は、冷却流体２４０の圧力降下、体積流量、および／または熱伝達係数の調整を容易にするようなサイズおよび配置であってもよい。

例示的な実施形態では、第１のパス６１２および第２のパス６１４は各々、第１のパス６１２および第２のパス６１４内に乱流を生成する複数のタービュレータまたは隆起部６４４を含む。具体的には、タービュレータ６４４は、冷却流体２４０内に乱流を生成し、第１のパス６１２および第２のパス６１４内の冷却流体２４０の熱伝達係数の増加を容易にする。熱伝達係数を増加させると、冷却流体２４０と外側端壁２０７との間の全体的な熱伝達が増加する。例示的な実施形態では、タービュレータ６４４は、第３の幅６２８および第４の幅６３４の高さの約１０％の高さ（図示せず）を有する。しかし、タービュレータ６４４は、コア３００が本明細書に記載のように動作することを可能にする任意の他の高さを有してもよい。

例示的な実施形態では、コア３００は、第１の入口部分６０６から第２の入口部分６０８に、または第１のパス６１２から第２のパス６１４に延びる複数の中空コアタイ６４６を含む。具体的には、コア３００は、第１の入口部分６０６から第２の入口部分６０８に延びる少なくとも１つの第１のコアタイ６４８と、第１のパス６１２から第２のパス６１４に延びる少なくとも１つの第２のコアタイ６５０とを含む。より具体的には、例示的な実施形態では、コア３００は、単一の第１のコアタイ６４８と、複数の第２のコアタイ６５０とを含む。内部に流体通路を画定する第１および第２のコアタイ６４８および６５０は、通路６００の下流部分に冷却流体２４０を補充する。冷却流体２４０が通路６００を通して導かれるにつれて、冷却流体２４０の温度が上昇し、これにより冷却流体２４０の熱伝達係数を減少させ、かつ冷却流体２４０と外側端壁２０７との間の全体的な熱伝達を減少させることが容易になる。コアタイ６４６は、冷却流体２４０と外側端壁２０７との間の熱伝達なしに冷却流体２４０を通路６００の上流部分から通路６００の下流部分に導く「ショートカット」である。したがって、コアタイ６４６を通して導かれる冷却流体２４０は、第１のパス６１２、第２のパス６１４、およびターン６１６を通して導かれた冷却流体２４０よりも低い温度を有する。したがって、コアタイ６４６は、通路６００の下流部分により低い温度を有する冷却流体２４０を補充し、これにより冷却流体２４０の熱伝達係数を増加させ、かつ冷却流体２４０と外側端壁２０７との間の全体的な熱伝達を増加させることが容易になる。コアタイ６４６はまた、コア３００を検査する検査ポートとして使用されてもよい。

動作中、入口６０２および６０４は、冷却剤供給チャネル２３３から冷却流体２４０を受け取り、冷却流体２４０を第１の入口部分６０６および第２の入口部分６０８に導く。第１の入口部分６０６は、冷却流体２４０の一部を第１のコアタイ６４８を通して導き、第２の入口部分６０８を補充する。第１の入口部分６０６および第２の入口部分６０８は、第１のパス６１２に合流し、各々が冷却流体２４０を第１のパス６１２に導く。第１のパス６１２は、冷却流体２４０の一部を第２のコアタイ６５０を通して導いて第２のパス６１４を補充し、冷却流体２４０の別の部分をターン６１６に導く。第１のパス６１２はまた、冷却流体の一部を第１の出口６３６を通して高温ガス経路２３２に導き、冷却膜を外側端壁２０７上に形成する。ターン６１６は、冷却流体２４０の一部を第４の出口６４２を通して高温ガス経路２３２に導き、冷却膜を外側端壁２０７上に形成し、残りの冷却流体２４０を第２のパス６１４に導く。第２のパス６１４は、冷却流体２４０を第２および第３の出口６３８および６４０を通して導いて冷却膜を補充し、冷却膜を後縁３１２上に形成する。冷却流体２４０は、通路６００を通して導かれるときに外側端壁２０７と熱交換する。したがって、冷却流体２４０は、コア３００内から外側端壁２０７を冷却することを容易にし、外側端壁２０７を保護する保護冷却膜を形成する。

通路６００の蛇行構成は、冷却流体２４０が外側端壁２０７のより大きな面積を冷却することを可能にし、したがって冷却流体２４０と外側端壁２０７との間の全体的な熱伝達を増加させる。加えて、通路６００の蛇行配向は、冷却流体２４０がスロート３０６における燃焼ガス１２４の圧力にほぼ等しいより低い圧力を有することを可能にする。さらに、幅６２４、６２６、６２８、および６３４は、通路６００を通る冷却流体２４０の圧力降下を調整し、冷却流体２４０と外側端壁２０７との間の全体的な熱伝達の増加を容易にするようにサイズ決めされる。また、出口６１８は、冷却流体２４０を高温ガス経路２３２に導き、冷却膜を形成することによって外側端壁２０７を保護する。加えて、コアタイ６４６は、通路６００の下流部分に冷却流体２４０を補充する。したがって、コア３００の配置は、冷却流体２４０と外側端壁２０７との間の全体的な熱伝達を増加させる。

図３〜図６の説明は外側端壁２０７に関連するコア３００およびその特徴を説明したが、コア３００は、同様の結果および利益を達成するために内側端壁２０９に同様の特徴を有して用いられてもよいことを理解されたい。

図７は、回転機械の構成要素を冷却する例示的な方法７００の流れ図である。例示的な実施形態では、方法７００は、コアを構成要素内のプレナムに挿入すること７０２を含む。コアは、入口部分と、少なくとも１つの第１のパスと、少なくとも１つの第２のパスと、それぞれの第１のパスと第２のパスとの間の少なくとも１つのターンとを含む通路を含む。入口部分は、入口部分が分割パス入口であるように、第２の入口部分から第１の入口部分を分離する仕切りを含む。方法７００はまた、冷却流体の流れを第１の入口部分および第２の入口部分に導くこと７０４を含む。方法７００は、冷却流体の流れを第１の入口部分および第２の入口部分から少なくとも１つの第１のパスに導くこと７０６をさらに含む。第１の入口部分からの冷却流体の流れは、第２の入口部分からの冷却流体の流れと合流し、少なくとも１つの第１のパスは、冷却流体の流れを第１の方向に導く。方法７００はまた、冷却流体の流れを少なくとも１つの第１のパスから少なくとも１つのターンに導くこと７０８を含む。少なくとも１つのターンは、冷却流体の流れの方向を第１の方向から第１の方向とは反対の第２の方向に変化させる。方法７００は、冷却流体の流れを少なくとも１つのターンから少なくとも１つの第２のパスに導くこと７１０をさらに含む。少なくとも１つの第１のパス、少なくとも１つの第２のパス、および少なくとも１つのターンは、通路が蛇行通路となるように配置される。

上述のシステムは、回転機械内の高温ガス経路の冷却部分に使用するための蛇行コアに関する。具体的には、例示的な実施形態では、回転構成要素は、回転機械内のタービンセクションのノズルに形成された外側端壁を含む。外側端壁は、外側端壁の冷却に使用するためのコアを含む。コアは、入口部分と、第１のパスと、第２のパスと、第１のパスと第２のパスとの間のターンとを含む蛇行通路を含む。入口部分は、分割パス入口が画定されるように、第２の入口部分から第１の入口部分を分離する仕切りを含む。第１のパス、第２のパス、およびターンは、複数の出口を含み、その各々は、冷却流体をコアから高温ガス経路に導いて外側端壁上に冷却膜を形成する。複数の中空コアタイが、冷却流体をコアの上流部分からコアの下流部分に導き、下流部分に低温冷却流体を補充することを可能にする。

例示的な実施形態では、冷却流体は、第１のパス、第２のパス、およびターンを通して導かれ、コア内からの外側端壁の対流冷却を容易にする。第１のパス、第２のパス、およびターンの蛇行構成は、冷却流体が外側端壁のより大きな面積を対流冷却することを可能にし、したがって冷却流体と外側端壁との間の全体的な熱伝達を増加させる。加えて、蛇行構成は、冷却流体がノズルのスロートにおける燃焼ガスの圧力に実質的に等しいより低い圧力で循環することを可能にする。さらに、第１のパス、第２のパス、およびターンの各々の幅は、第１のパス、第２のパス、およびターンを通る冷却流体の圧力降下の修正、または調整を容易にし、冷却流体と外側端壁との間の全体的な熱伝達を増加させるように選択される。また、出口は、冷却流体を高温ガス経路に導き、ステータ端壁を横切る冷却膜の形成を容易にする。加えて、コアタイは、コアの下流部分に冷却流体を補充する。したがって、コアは、端壁の対流冷却と端壁の膜冷却の両方を達成する。

加えて、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）回転機械構成要素から熱を除去すること、（ｂ）冷却流体の熱伝達係数を増加させること、（ｃ）冷却流体と回転機械構成要素との間の全体的な熱伝達を増加させること、および（ｄ）回転機械の効率を向上させることの少なくとも１つを含む。

以上、回転機械の高温ガス経路の部分を冷却するための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、かつ別々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、本明細書に記載の回転機械の高温ガス経路の部分のみで実践することに限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、多くの他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。

本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、一部の図面に示され、他の図面には示されていないかもしれないが、これは単に便宜上にすぎない。本開示の実施形態の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または特許請求することができる。

本明細書は、最良の態様を含む本開示の実施形態を開示するため、およびどのような当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実施を含む本開示の実施形態の実践を可能にするために、実施例を使用している。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義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、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ことを意図している。

１００回転機械／ガスタービンエンジン／ガスタービンシステム
１０２吸気セクション
１０４圧縮機セクション
１０６燃焼器セクション／燃焼システム
１０８タービンセクション
１１０排気セクション
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吸入空気
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静止翼形部
２０４回転翼形部
２０７外側端壁／構成要素
２０８ケーシング
２０９内側端壁
２１４第２の端部
２１６第１の端部
２１８半径方向／矢印
２２２前縁
２２４後縁
２３０ディスク
２３２高温ガス流路／高温ガス経路
２３３冷却剤供給チャネル
２３４プレナム入口
２３６プレナム
２４０冷却流体
３００コア
３０２負圧側壁
３０４正圧側壁
３０６スロート
３０８上流部分
３１０下流部分
３１２後縁
３１４上流部分
３１６下流部分
６００通路／蛇行通路
６０２第１の入口
６０４第２の入口
６０６第１の入口部分
６０８第２の入口部分
６１０分割パス入口領域
６１２第１のパス
６１４第２のパス
６１６ターン
６１８出口
６２０仕切り
６２２幅
６２４第１の幅
６２６第２の幅
６２８第３の幅
６３０第１の方向
６３２第２の方向
６３４第４の幅
６３６第１の出口
６３８第２の出口
６４０第３の出口
６４２第４の出口
６４４タービュレータ／隆起部
６４６コアタイ
６４８第１のコアタイ
６５０第２のコアタイ
７００方法
７０２ステップ
７０４ステップ
７０６ステップ
７０８ステップ
７１０ステップ

Claims

回転機械（１００）で使用される構成要素（２０７）の冷却に使用するためのコア（３００）であって、
通路（６００）であって、
第１の入口部分（６０６）と、
第２の入口部分（６０８）と、
仕切り（６２０）であって、前記第１の入口部分（６０６）、前記第２の入口部分（６０８）、および前記仕切り（６２０）が分割パス入口（６１０）を画定するように、前記第２の入口部分（６０８）から前記第１の入口部分（６０６）を分離する仕切り（６２０）と、
冷却流体の流れを前記分割パス入口（６１０）から第１の方向（６３０）に導くための少なくとも１つの第１のパス（６１２）と、
前記冷却流体の流れを前記第１の方向（６３０）と実質的に反対の第２の方向（６３２）に導くための少なくとも１つの第２のパス（６１４）と、
前記冷却流体の流れの方向を前記第１の方向（６３０）から前記第２の方向（６３２）に変化させるための少なくとも１つのターン（６１６）であって、前記少なくとも１つの第１のパス（６１２）、前記少なくとも１つの第２のパス（６１４）、および前記少なくとも１つのターン（６１６）は、前記通路（６００）が蛇行通路（６００）を画定するように配置される少なくとも１つのターン（６１６）と
を備える通路（６００）
を備える、コア（３００）。
前記通路（６００）は、前記冷却流体の流れを前記第１の入口部分（６０６）に導くための少なくとも１つの第１の入口（６０２）と、前記冷却流体の流れを前記第２の入口部分（６０８）に導くための少なくとも１つの第２の入口（６０４）とを備える、請求項１に記載のコア（３００）。
前記第１のパス（６１２）および前記第２のパス（６１４）は各々、前記冷却流体の流れ内に乱流を生成するための複数のタービュレータ（６４４）を備える、請求項１に記載のコア（３００）。
前記通路（６００）は、前記冷却流体の流れの一部を前記通路（６００）の上流部分から前記通路（６００）の下流部分に導くための複数のコアタイ（６４６）をさらに備える、請求項１に記載のコア（３００）。
前記複数のコアタイ（６４６）は、前記冷却流体の流れの一部を前記第１の入口部分（６０６）から前記第２の入口部分（６０８）に導くための少なくとも１つの第１のコアタイ（６４８）を備える、請求項４に記載のコア（３００）。
前記複数のコアタイ（６４６）は、前記冷却流体の流れの一部を前記第１のパス（６１２）から前記第２のパス（６１４）に導くための少なくとも１つの第２のコアタイ（６５０）を備える、請求項４に記載のコア（３００）。
ガスタービンシステム（１００）であって、
燃焼システム（１０６）と流れ連通して結合されたタービンセクション（１０８）であって、前記タービンセクション（１０８）は、
前記ガスタービンシステム（１００）の長手方向軸（１２６）に外接する内側端壁（２０９）と、
前記ガスタービンシステム（１００）の前記長手方向軸（１２６）および前記内側端壁（２０９）に外接する外側端壁（２０７）と、
前記外側端壁（２０７）と前記内側端壁（２０９）との間に延びる複数の翼形部（２０２）と、
前記外側端壁（２０７）および前記内側端壁（２０９）の少なくとも１つを冷却するために、前記外側端壁（２０７）および前記内側端壁（２０９）の少なくとも１つの中に位置決めされたコア（３００）であって、前記コア（３００）は、
通路（６００）であって、
第１の入口部分（６０６）と、
第２の入口部分（６０８）と、
仕切り（６２０）であって、前記第１の入口部分（６０６）、前記第２の入口部分（６０８）、および前記仕切り（６２０）が分割パス入口（６１０）を画定するように、前記第２の入口部分（６０８）から前記第１の入口部分（６０６）を分離する仕切り（６２０）と、
冷却流体の流れを前記分割パス入口（６１０）から第１の方向（６３０）に導くための少なくとも１つの第１のパス（６１２）と、
冷却流体の流れを前記第１の方向（６３０）と実質的に反対の第２の方向（６３２）に導くための少なくとも１つの第２のパス（６１４）と、
前記冷却流体の流れの方向を前記第１の方向（６３０）から前記第２の方向（６３２）に変化させるための少なくとも１つのターン（６１６）であって、前記少なくとも１つの第１のパス（６１２）、前記少なくとも１つの第２のパス（６１４）、および前記少なくとも１つのターン（６１６）は、前記通路（６００）が蛇行通路（６００）を画定するように配置される少なくとも１つのターン（６１６）と
を備える通路（６００）
を備えるコア（３００）と
を備えるタービンセクション（１０８）
を備える、ガスタービンシステム（１００）。
前記通路（６００）は、前記冷却流体の流れを前記第１の入口部分（６０６）に導くための第１の入口（６０２）と、前記冷却流体の流れを前記第２の入口部分（６０８）に導くための第２の入口（６０４）とを備える、請求項７に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記複数の翼形部（２０２）の隣接する翼形部（２０２）は、それらの間にスロート（３０６）を画定し、前記通路（６００）は、上流部分と、下流部分とをさらに備え、前記上流部分は、前記スロート（３０６）の上流に位置決めされ、前記下流部分は、前記スロート（３０６）の下流に位置決めされる、請求項７に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記通路（６００）は、前記外側端壁（２０７）を通って延びる複数の出口（６１８）をさらに備える、請求項７に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記複数の出口（６１８）は、前記少なくとも１つの第１のパス（６１２）から前記外側端壁（２０７）を通って延びる少なくとも１つの第１の出口（６３６）を備え、前記冷却流体の流れの一部は、前記少なくとも１つの第１の出口（６３６）を通して導かれ、前記外側端壁（２０７）上に保護膜を形成する、請求項１０に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記複数の出口（６１８）は、前記少なくとも１つの第２のパス（６１４）から前記外側端壁（２０７）を通って延びる少なくとも１つの第２の出口（６３８）を備え、前記冷却流体の流れの一部は、前記少なくとも１つの第２の出口（６３８）を通して導かれ、前記外側端壁（２０７）上に保護膜を形成する、請求項１０に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記外側端壁（２０７）は、後縁（２２４）を備え、前記複数の出口（６１８）は、前記少なくとも１つの第２のパス（６１４）から前記後縁（２２４）を通って延びる少なくとも１つの第３の出口（６４０）を備え、前記冷却流体の流れの一部は、前記少なくとも１つの第３の出口（６４０）を通して導かれ、前記後縁（２２４）上に保護膜を形成する、請求項１０に記載のガスタービンシステム（１００）。
前記複数の出口（６１８）は、前記少なくとも１つのターン（６１６）から前記外側端壁（２０７）を通って延びる少なくとも１つの第４の出口（６４２）を備え、前記冷却流体の流れの一部は、前記少なくとも１つの第４の出口（６４２）を通して導かれ、前記外側端壁（２０７）上に保護膜を形成する、請求項１０に記載のガスタービンシステム（１００）。
回転機械（１００）の構成要素（２０７）を冷却する方法（７００）であって、
コア（３００）を前記構成要素（２０７）内のプレナムに挿入すること（７０２）であって、前記コア（３００）は、入口部分と、少なくとも１つの第１のパス（６１２）と、少なくとも１つの第２のパス（６１４）と、少なくとも１つのターン（６１６）とを含む通路（６００）を含み、前記入口部分は、第１の入口部分（６０６）と、第２の入口部分（６０８）と、仕切り（６２０）とを含み、前記仕切り（６２０）は、前記入口部分が分割パス入口（６１０）であるように、前記第２の入口部分（６０８）から前記第１の入口部分（６０６）を分離することと、
冷却流体の流れを前記第１の入口部分（６０６）および前記第２の入口部分（６０８）に導くこと（７０４）と、
前記冷却流体の流れを前記第１の入口部分（６０６）および前記第２の入口部分（６０８）から前記少なくとも１つの第１のパス（６１２）に導くこと（７０６）であって、前記第１の入口部分（６０６）からの前記冷却流体の流れは、前記第２の入口部分（６０８）からの前記冷却流体の流れと合流し、前記少なくとも１つの第１のパス（６１２）は、前記冷却流体の流れを第１の方向（６３０）に導くことと、
前記冷却流体の流れを前記少なくとも１つの第１のパス（６１２）から前記少なくとも１つのターン（６１６）に導くこと（７０８）であって、前記少なくとも１つのターン（６１６）は、前記冷却流体の流れの方向を前記第１の方向（６３０）から前記第１の方向（６３０）とは反対の第２の方向（６３２）に変化させることと、
前記冷却流体の流れを前記少なくとも１つのターン（６１６）から前記少なくとも１つの第２のパス（６１４）に導くこと（７１０）であって、前記少なくとも１つの第１のパス（６１２）、前記少なくとも１つの第２のパス（６１４）、および前記少なくとも１つのターン（６１６）は、前記通路（６００）が蛇行通路（６００）を画定するように配置されることと
を含む、方法（７００）。