(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する前縁と後縁との間で翼弦内に延在し、根元と反対側の先端との間で翼長内に延在する、横方向に対向する正圧面および負圧面を有するエーロフォイルと、
前記エーロフォイルの根元に一体に結合し、前記正圧面および負圧面からそれぞれ側方に延出する正圧面側部分および負圧面側部分を有するプラットフォームと
を備え、
前記プラットフォームの前記正圧面側部分が、前記正圧面に沿ってピークをもつ嵩高隆起部から前記前縁の後方で前記ピークの前方に始まる陥凹谷部まで、高低差をもって形作られ、
前記負圧面側方部分は、前記ブレードの列中で次に隣接するプラットフォームの正圧面側部分に対合し、
前記負圧面側方部分は、前記隣接するプラットフォームの正圧面側部分に形成された隆起部と連続して１つの共通の隆起部を形成する隆起部と、該隣接するプラットフォームの正圧面側部分に形成された谷部と連続して１つの共通の谷部を形成する谷部とを有する
ことを特徴とする、タービンブレード。
【請求項２】
前記エーロフォイルの厚さが、前記前縁から前記ピークに隣接し前記エーロフォイルの翼弦中央より前方にある最大厚さのハンプまで増加する、請求項１記載のブレード。
【請求項３】
前記プラットフォームが、該プラットフォームの前端の、前記前縁から内側に向かって延在する弧状ブルノーズで始まり、前記後縁から後方へ延在するリップ内で終わり、
前記正圧面側部分に形成された前記隆起部および谷部が、それらの間に延在する公称ランドと共に、前記ブルノーズから後方へ延在し、前記負圧面側部分に形成された前記隆起部および谷部が前記リップの途中で終わる、
請求項２記載のブレード。
【請求項４】
前記正圧面が凹形状を有し、前記隆起部と谷部との間の前記公称ランドが、前記正圧面から横方向に離隔配置されて、前記前縁と前記後縁との間の前記正圧面の前記凹形状を平行に倣う、請求項３記載のブレード。
【請求項５】
前記隆起部の高度が、前記後縁から前方へ向かうよりも前記前縁から後方へ向かう方が大きな勾配で、前記正圧面に沿って前記ピークまで増加する、請求項４記載のブレード。
【請求項６】
前記谷部の深さが、前記隆起部の高さより少なくとも２分の１浅い、請求項４又は５に記載のブレード。
【請求項７】
前記隆起部が、前記正圧面側の前記プラットフォームを、前記谷部よりも大きな表面積で覆う、請求項４乃至６のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項８】
前記谷部が、最大高度の前記ピークの前方に配置された最大深さの最底点を有する、請求項４乃至７のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項９】
前記隆起部が、前記ピークから前方に向かって高度が減少し、該隆起部に沿った前記エーロフォイルより鋭角的なキャンバで前記前縁から横方向に離れる方向に滑らかに湾曲する前方稜線を有する、請求項４乃至８のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項１０】
複数のタービンブレードであって、
各前記タービンブレードは請求項１乃至９のいずれか１項に記載のタービンブレードであり、該タービンブレードは列に配置され、各エーロフォイルがその前記先端に一体に結合されたチップシュラウドを有する、複数のタービンブレード。
【請求項１１】
対向する前縁と後縁との間で翼弦内に延在し、根元と反対側の先端との間で翼長内に延在する、横方向に対向する正圧面および負圧面を有するエーロフォイルと、
前記エーロフォイルの根元に一体に結合し、前記正圧面および負圧面からそれぞれ側方に延出する正圧面側部分および負圧面側部分を有するプラットフォームと
を備え、
前記プラットフォームの前記正圧面側部分が、前記正圧面に隣接する嵩高隆起部から陥凹谷部まで高低差をもって形作られ、前記谷部が前記前縁の後で始まり、前記隆起部がさらに後方でピークになり、
前記負圧面側方部分は、前記ブレードの列中で次に隣接するプラットフォームの正圧面側部分に対合し、
前記負圧面側方部分は、前記隣接するプラットフォームの正圧面側部分に形成された隆起部と連続して１つの共通の隆起部を形成する隆起部と、該隣接するプラットフォームの正圧面側部分に形成された谷部と連続して１つの共通の谷部を形成する谷部とを有する
ことを特徴とする、タービンブレード。
【請求項１２】
前記エーロフォイルの厚さが、前記前縁から前記エーロフォイルの翼弦中央より前方にある最大厚さのハンプまで増加し、前記隆起部の高度が、前記ハンプに隣接して配置された最大高度のピークまで増加する、請求項１１記載のブレード。
【請求項１３】
前記プラットフォームが、該プラットフォームの前端の、前記前縁から内側に向かって延在する弧状ブルノーズで始まり、前記後縁から後方へ延在するリップ内で終わり、
前記隆起部および谷部が、それらの間に延在する公称ランドと共に、前記ブルノーズから後方へ延在する、
請求項１２記載のブレード。
【請求項１４】
前記隆起部の高度が、前記後縁から前方へ向かうよりも前記前縁から後方へ向かう方が大きな勾配で、前記正圧面に沿って前記ピークまで増加する、請求項１３記載のブレード。
【請求項１５】
前記谷部が、最大高度の前記ピークの前方に配置された最大深さの最底点を有する、請求項１３又は１４に記載のブレード。
【請求項１６】
前記谷部の深さが、前記隆起部の高さより少なくとも２分の１浅い、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項１７】
前記隆起部が、前記正圧面側の前記プラットフォームを、前記谷部よりも大きな表面積で覆う、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項１８】
前記隆起部が、前記ピークから前方に向かって高度が減少し、該隆起部に沿った前記エーロフォイルより鋭角的なキャンバで前記前縁から横方向に離れる方向に滑らかに湾曲する前方稜線を有する、請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項１９】
前記正圧面が凹形状を有し、前記隆起部と谷部との間の前記公称ランドが、前記正圧面から横方向に離隔配置されて、前記前縁と前記後縁との間の前記正圧面の前記凹形状を平行に倣う、請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項２０】
前記プラットフォームがその側端に分割線を有し、前記公称ランドが、前記前縁から前記後縁まで前記正圧面よりも前記分割線に近い、請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項２１】
前記負圧面側部分の前記隆起部及び前記谷部が、前記リップの途中で前記公称ランドで終わる、請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項２２】
前記谷部が、前記前縁および後縁両方の近くに共通の深さで前記負圧面と平行に延在する、請求項１３乃至２１のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項２３】
前記谷部が、前記エーロフォイルの前記正圧面側の前記プラットフォームに最大深さの最底点を有する、請求項１３乃至２２のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項２４】
前記エーロフォイル先端に一体に結合されたチップシュラウドをさらに備える、請求項１３乃至２３のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項２５】
前記エーロフォイルが、細長く、３より大きい翼長アスペクト比、および０．３未満の厚さアスペクト比を有する、請求項１３乃至２４のいずれか１項に記載のブレード。
【請求項２６】
列に配列され、前記プラットフォームの、前記エーロフォイルの対向する前記正圧面側および負圧面側に前記隆起部および谷部の相補的部分を有する、複数の請求項１３乃至２５のいずれか１項に記載の前記タービンブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、そのタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンでは、高温燃焼ガスを生成するために、空気が、圧縮機で加圧され、燃焼器で燃料と混合される。エネルギーが、タービン段でガスから引き出され、そのタービン段は、圧縮機、および航空機のターボファンエンジン用途では通常ファンを駆動するシャフトに動力を供給する。
【０００３】
高圧タービン（ＨＰＴ）は燃焼器の直後に続き、燃焼器から最高温のガスを受け取り、そのガスからエネルギーを最初に引き出す。低圧タービン（ＬＰＴ）は、ＨＰＴの後に続き、ガスからさらにエネルギーを引き出す。
【０００４】
様々なタービン段でガスからエネルギーが引き出されるにつれて、それに対応して速度分布および圧力分布が変化し、それによって、対応する様々な空力形状のタービンステータベーンおよびロータブレードが必要になる。ベーンおよびブレードの大きさは、通常、燃焼ガスの圧力が減少するにつれて、燃焼ガスからエネルギーを引き出すように表面積を大きくするために、下流方向に増大する。
【０００５】
ガスの速度もまた、エネルギーが引き出され流路面積が増加するにつれて低下し、それによって、ベーンおよびブレードの翼長と厚さのアスペクト比、および対応するそれらベーンおよびブレードのキャンバを変化させる。
【０００６】
タービン効率の基本は、燃焼ガスが、タービンエーロフォイルの前縁に沿って分けられて、それに対応してエーロフォイルのほぼ凹形の正圧面およびエーロフォイルのほぼ凸形の負圧面に沿って流れる時の個々のタービンエーロフォイルの空力性能である。エーロフォイルの両面間に差圧が発生し、負圧面上のガスに有害な流れの剥離を生じることなく差圧を最大化するように、エーロフォイルの空力形状およびキャンバが最適化される。
【０００７】
タービン流路は、円周方向では隣接するエーロフォイル間、ならびに半径方向では内側流路面と外側流路面間に画成される。タービンノズルに関しては、ベーンと一体の内側バンドおよび外側バンドが流れの境界になる。また、タービンブレードに関しては、半径方向に内側のプラットフォームおよび半径方向に外側のチップシュラウドが燃焼ガスの境界になる。
【０００８】
タービン効率に影響する特定の問題は、半径方向内側のブレードプラットフォームなど、流れの境界に近いエーロフォイル前縁に沿って燃焼ガスが分けられる時の有害な渦の発生である。２つの馬蹄形渦が、各エーロフォイルの両面上を下流に流れ、流れ内に有害な乱流を発生させる。この乱流が、プラットフォームの加熱を増進することがある。また、渦が半径方向外側に伝播することによって、タービン効率が低下し得る。
【０００９】
通常のガスタービンエンジンの外側および内側の流路境界は、エンジンの軸方向中心線軸から一定の直径または半径を有し、軸対称である。したがって、たとえばブレードのプラットフォームは、それにいかなる軸方向勾配または傾斜があろうとも、その上流前端からその下流後端まで一様な円周方向曲率を有して、軸対称である。
【００１０】
従来のタービンの開発では、馬蹄形渦の悪影響を最低限に抑えるように選択的に流路境界の形状を定めることが知られている。しかし、タービン段の３次元（３Ｄ）形状が複雑であり、それに対応して、燃焼ガスの速度、圧力、および温度の３Ｄ分布が複雑になることにより、流路境界の形状設定が同様に複雑になり、特定のタービン段の特定の設計による影響を直接受ける。
【００１１】
したがって、既知の流路形状設定法は特定のタービン段に高度に特定化されており、別の段に簡単には移転できず、その別の段の効率および性能が逆に劣化しかねない。
【００１２】
流路形状設定法は、エンジン効率にＨＰＴのタービンブレードの影響が大きいことを鑑みて、ＨＰＴのタービンブレードに最初に適用されてきた。しかし、別様の形状をもつＬＰＴのタービンブレードに対する特定の流路形状設定法を開発することによって、エンジン効率のさらなる向上を達成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、エンジン効率をさらに向上させるために、ＬＰＴのプラットフォームの冷却を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
タービンブレードが、エーロフォイルと、そのエーロフォイルの根元にある一体のプラットフォームとを備える。プラットフォームは、エーロフォイルの正圧面に隣接する隆起部からエーロフォイルの前縁の後で始まる谷部まで高低差をもって形作られる。
【００１５】
本発明が、そのさらなる目的および利点と共に、好ましい例示的実施形態に従って、添付図面に即してより詳細に以下の細部説明に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＬＰＴの第２段に細長いタービンブレードを有する例示的ガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】エーロフォイルの正圧面からの後視で示された成形されたブレードプラットフォームを有する図１に示された例示的ＬＰＴブレードの下側部分の斜視図である。
【図３】エーロフォイルの正圧面への前視で示す図２に示された例示的タービンブレードの斜視図である。
【図４】エーロフォイルの負圧面からの後視による図２に示されたタービンブレードの斜視図である。
【図５】上視で半径内側方向に見た図２に示されたタービンブレードの斜視図である。
【図６】共通の半径方向高度の例示的等高線を有する図５に示された例示的タービンブレードの円周上の平面図を、その円周方向および軸方向断面形状と共に示す図である。
【図７】標示付きの側面等高線を有する図３に示されたタービンブレードの拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
飛行中の航空機を推進するように構成された例示的ターボファンガスタービンエンジン１０を図１に概略的に示す。エンジンは、順次流れが連通する状態で、共通の軸方向または中心線軸２２周りに共軸に配置されたファン１２と、圧縮機１４と、燃焼器１６と、高圧タービン（ＨＰＴ）１８と、低圧タービン（ＬＰＴ）２０とを備える。
【００１８】
圧縮機、ＨＰＴ、およびＬＰＴは対応する段数のステータベーンおよびロータブレードを備え、ＬＰＴ２０のロータブレードは、第１の駆動シャフト２４に結合され、第１の駆動シャフト２４は、ファン１２のロータブレードに結合されてそれらを回転させる。ＨＰＴ１８のロータブレードは、第２の駆動シャフト２６によって圧縮機１４のロータブレードに結合されて、作動中それらを回転させる。
【００１９】
作動に際し、大気２８が、ファン１２に入り、ファンによって加圧され、加圧空気の内側部分は、さらに加圧するために圧縮機１４を通って流され、その後燃焼器１６内で燃料と混合され、着火されて高温燃焼ガス３０を生成する。
【００２０】
圧縮機１４のエーロフォイルは、空気にエネルギーを与えて空気を加圧するのに好適に構成されており、一方、ＨＰＴ１８およびＬＰＴ２０のエーロフォイルは、別様に構成されて、作動中、燃焼ガス３０を膨張させて燃焼ガスからエネルギーを引き出し、それによって、対応する圧縮機１４およびファン１２を駆動する。
【００２１】
図１に示されるＬＰＴ２０は、従来実施されているような多段であり、詳細には、対応する第２段ステータノズルの後に続く第２段タービンブレード３２の列を備え、第２段ステータノズルは、ＬＰＴの第１段ノズルおよびブレードの後に続いている。
【００２２】
各第２段ＬＰＴロータブレード３２は、プラットフォーム３６にその半径方向内側端部で一体に結合された細長いエーロフォイル３４を備え、プラットフォーム３６は一体の軸方向ダブテール３８にさらに結合され、チップシュラウド４０が、エーロフォイルの半径方向外側端部に、通常のワンピースまたは一体金属鋳造で、一体に結合されている。
【００２３】
図１および２に示された例示的エーロフォイルは、円周方向または横方向に対向する正圧面４２および負圧面４４を有し、両面は、対向する前縁４６と後縁４８との間の翼弦（Ｃ）内で軸方向に延在する。エーロフォイルはまた、プラットフォーム３６に一体に結合された半径方向内側の根元５０と、チップシュラウド４０に一体に結合された、半径方向に対向する先端５２との間の高さまたは翼長で、半径方向に延在する。
【００２４】
各プラットフォーム３６は、周縁がほぼ矩形であり、正圧面４２および負圧面４４の両方から円周方向または横方向外向きに延出する。各プラットフォームは、軸方向分割線５４によって設定される円周方向に対向する側端を有し、その側端間には、通常、対応するスプラインシール（図示せず）が装着されている。
【００２５】
各プラットフォームは、その前端の外面が丸い角部または弧状のブルノーズ５６で始まり、そのブルノーズは、プラットフォームの前方への延出を最低限に抑えまたは無くすために、エーロフォイルの前縁から直接半径方向内向きに延出する。プラットフォームは、作動中その上を流れる燃焼ガスに対して、流路壁の半径方向内側境界を形成する。
【００２６】
各プラットフォームはその軸方向後端で、エーロフォイル後縁４８から後方に延出する円周方向ランドまたはリップ５８で終わっている。リップ５８は、プラットフォーム３６の後方への延出部を形成し、一方、前方のブルノーズ５６は、ＬＰＴ２０の第２段位置でのタービンブレード３２の特有な構成の要件として、プラットフォームの前方への延出部を無くしている。ブルノーズ５６の下には、従来のエンジェルウィングがあり、リップ５８の下にはもう一方の従来のエンジェルウィングがあり、それらエンジェルウィングは、従来のように、対応するＬＰＴのステータノズルと共にラビリンスシールとして作用する。
【００２７】
作動中、燃焼ガス３０は、第２段ＬＰＴブレード３２に、先ず、その前縁、前方ブルノーズ５６の真上で受け入れられ、エーロフォイル間流路を通ってプラットフォーム上を後方に流れ、エーロフォイル後縁から後方へ、エーロフォイル後縁から後方へ延出する片持ちリップ５８上に排出される。
【００２８】
タービンブレード３２は、ＬＰＴ２０でのその第２段位置用に特定して構成されているので、エーロフォイル３４は翼長方向に細長く、通常、エーロフォイル先端５２に一体に結合された一体型チップシュラウド４０を備える。プラットフォーム３６およびチップシュラウド４０は共に、エーロフォイルの対向する正圧面および負圧面から反対方向に側方に延出して、燃焼ガスに対して、半径方向内側および外側の流路境界の対応する部分を形成する。
【００２９】
図１に示されるように、エーロフォイル３４は細長く、その平均翼弦長Ｃに対するその半径方向高さＨの翼長アスペクト比は、約３．０より大きく最大約８．０である。丈高のエーロフォイルはまた、相対的に薄く、エーロフォイル厚さＴの最大値を平均翼弦長Ｃで割った対応する厚さアスペクト比は、約０．３未満、最小約０．１から約０．１５である。
【００３０】
言い換えれば、大型のＬＰＴブレード３２は、翼長および厚さのこれらアスペクト比の範囲外にある相対的に短く厚い小型のＨＰＴのブレードと比較すると、相対的に丈高で、細長く、薄い。ＬＰＴエーロフォイル３４はまた、前方タービン段のより高温の燃焼ガスに耐えるためにそれに対応する内部冷却を必要とするＨＰＴのより厚いタービンブレードに通常見られるような内部冷却チャネルを有することなく中空ではないことにさらに留意されたく、そのガス温度は、ＬＰＴの中で実質的に低下する。
【００３１】
図２および３に最初に示されるように、各プラットフォーム３６は、従来の軸対称または円形の外周形状に対して、優先的に高低差をもって形作られ、それによって、作動中、燃焼ガス３０がプラットフォーム上を下流へ流れる時、燃焼ガスがエーロフォイルの前縁４６の周りで分割されて発生する渦の悪影響を軽減する。詳細には、プラットフォームの形状は、軸対称ではなく、逆に、エーロフォイルの正圧面４２に隣接する広い盛上り部または嵩高隆起部６０から、陥凹した狭い窪みまたは谷部６２まで半径方向に高低差をもって形作られている。
【００３２】
要するに、嵩高隆起部および陥凹谷部が、一方のエーロフォイルの凹状正圧面と隣接するエーロフォイルの凸状負圧面との間に、流路の弧状形状に倣う空気力学的に滑らかなシュート部または湾曲溝を形成して、そこを通して燃焼ガスを滑らかに流す。
【００３３】
図２および３は、エーロフォイルの正圧面４２上の燃焼ガス３０の流れを示し、図４は、その負圧面４４上のガスの流れを示す。図５は、上流のノズルから最初に燃焼ガスを受ける前縁４６に典型的な円周方向に斜めの傾斜を有するエーロフォイル３４の実質的な湾曲またはキャンバを示す。後縁４８もまた、円周方向に斜めの傾斜を有し、燃焼ガスを下流のノズルを通して排出する。
【００３４】
燃焼ガス３０の斜めの入射角は、ほぼエーロフォイル前縁の斜めの入口角度に対合し、隆起部６０および谷部６２が共に協働して、燃焼ガスの入射角に従って燃焼ガスを滑らかにバンクさせまたは転向させることによって、馬蹄形渦の悪影響を軽減させることに特に留意されたい。
【００３５】
図６は、公称または零高度の基準ランドＮを総合的に定義する局部的に軸対称または周方向に円形の基準形状に対して、共通の半径方向高度または負高度の例示的等高線を有する２つの隣接するタービンブレード３２の平面図である。公称ランドＮは、普通なら従来の軸対称プラットフォーム形状に見られるが、プラットフォームの優先的な形状設定では局部的にしか残らない円弧形状である、プラットフォーム３６の局部的表面形状を表す。
【００３６】
図７は、等高線を側面図で示し、それら等高線は、公称ランドＮに対してプラス７（ｈ＝＋７）より僅かに大きな値まで局部高度ｈにおいて線型に増加し、公称ランドＮより下へマイナス１（Ｄ＝−１）より僅かに低い深さＤまで高度において線型に低下する相対値を有する。
【００３７】
詳細には、谷部６２は、エーロフォイルの前縁４６の直ぐ後または軸方向後方を始点とし、エーロフォイルの後縁に向かって後方へ続く。それに対応して、隆起部６０もまた、エーロフォイルの前縁４６の直ぐ後または後方を始点とするが、高度のピークは谷部６２の始点よりさらに後方である。
【００３８】
図６に示された嵩高隆起部６０および陥凹谷部６２は、優先的にプラットフォーム３６の外面を形作るように協働し、その外面は、対応する小さな円弧フィレット６４で、エーロフォイルの対向する正圧面４２および負圧面４４に合体して、隣接する両面間の滑らかな移行を実現することが指摘される。
【００３９】
図６に示すように、各エーロフォイル３４は、エーロフォイルの両面間に内接する円の直径によって表される横方向厚さＴが、前縁４６から最大厚さのハンプ６６まで増加する。このハンプ６６はまた、従来、エーロフォイルの高Ｃ位置と呼称され、この第２段ブレードの設計では、その翼弦中央の直前、この特定の実施形態では前縁から後方へ翼弦長の約０．３７位置に生じる。
【００４０】
それに対応して、広い盛上り部または湾曲隆起部６０は、エーロフォイルの前縁４６および後縁４８からエーロフォイルの正圧面４２に沿って最大高度のピーク６８まで半径方向高度（ｈ＋）が増加し、例示的ピーク値は＋７より僅かに大きい。ピーク６８の位置は、ハンプ６６に密に隣接し、そこから僅かに上流にあり、エーロフォイルの翼弦中央よりも前縁４６に近い。
【００４１】
それに対応して、隆起部６０および谷部６２は共に、共通のブルノーズ５６から後方へ延在し、共通の後方リップ５８内のそのリップの後縁の手前または軸方向前方で終わり、公称ランドＮが、円周方向に隆起部と谷部との間で、軸方向にブルノーズ５６から後方リップ５８自体まで延在する。言い換えれば、プラットフォーム３６は、ブルノーズ５６位置で公称値の軸対称形状に始まり、狭い部分を公称高度で連続して後方へリップ５８まで続くことができ、リップ５８の後端もまた、その円周方向幅全体に亘って従来の軸対称公称値または高度を有する。
【００４２】
横方向に湾曲する隆起部６０は、エーロフォイルの翼弦中央の前方で高度が偏倚し、エーロフォイルの正圧面４２に沿って共通のピーク６８まで高度が増加し、後縁４８から前方へ向かうよりも前縁４６から後方へ向かう勾配または傾斜の方が大きい。
【００４３】
隆起部６０は、エーロフォイルの前縁４６の後で、公称ランドＮから＋７より高いピーク高度まで、前縁から翼弦長の最初の３分の１に亘って大きな勾配で高度が増加し、他方、隆起部６０は、実質的により浅い勾配または傾斜で後縁４８から翼弦長の残りの３分の２に亘って、同じ＋７の大きさを超えるまで後縁から高度が増加することに留意されたい。
【００４４】
それに対応して、谷部６２は、最大高度のピーク５８の軸方向前方、前縁から翼弦長の約４分の１位置に配置された深さＤが最大の最底点７０を有する。
【００４５】
図６はまた、隆起部６０と谷部６２との相対高度を、ピーク６８での軸方向平面内の一断面、および後縁４８での軸方向平面内の別の断面で、２つのエーロフォイル間で円周方向に示す。図６は、プラットフォームの前端と後端との間で弧状谷部６２の中心線に沿った相対高度の軸方向断面をさらに示す。
【００４６】
図６に示される谷部６２は、深さＤが、隆起部６０の高さｈより少なくとも２分の１浅い（Ｄ<ｈ／２）。たとえば、ピーク６８は僅かに＋７より高い最大高度を有し、一方で、最底点７０は約−１．５の最大深さを有し、高度対深さの最大比は０．２３、または約４分の１である。
【００４７】
ピーク６８は、ハンプ６６の近くで局所的に卓出しているが、谷部６２は、実質的にその長手方向または軸方向長さ全体にほぼ一様で浅い深さを有し、最底点７０は、谷部の前縁端部近くの僅かな変化より成る。
【００４８】
広い隆起部６０は、狭い谷部６２より実質的に大きい表面積でエーロフォイルの正圧面４２側のプラットフォーム３６を覆っている。したがって、隆起部６０は、入射ガス流れが隣接するエーロフォイル間で転向する時、それを円滑にバンクさせ転向させるのに実質的な影響を及ぼし、狭い谷部６２は、エーロフォイルの凸状負圧面に局所的に顕著な影響を及ぼす。
【００４９】
図６は、凹状正圧面４２および凸状負圧面４４を有し、対応して鋭いまたは弧状の軸方向湾曲を有するキャンバラインをそれら両面の間に有する第２段タービンエーロフォイル３４の典型的な三日月形状を表す。
【００５０】
図６はまた、湾曲し傾斜した隆起部６０が、最大ピーク６８から前方に向かって減少する高度に局所的ピークを形成する顕著な前方稜線７２を有することを示す。稜線７２自体が、前縁４６から円周方向または横方向に離れる方向へ滑らかに湾曲し、稜線の軸方向延在を通してエーロフォイル３４のキャンバより鋭く大きなキャンバを有する。
【００５１】
このように、隆起部６０はその前方稜線７２に沿って局部的前縁を形成し、その局部的前縁はエーロフォイル自体の前縁と協働して、その斜めの入射角にほぼ一致する入射燃焼ガスを優先的に受け入れる。
【００５２】
前方稜線７２は、公称ランドＮが前方ブルノーズ５６に合わさる位置から始まる。ランドは、稜線から分かれ、エーロフォイル正圧面４２から横方向の間隔を空けて隆起部６０と谷部６２との間を軸方向後方に連続して延在し、正圧面の前縁４６と後縁４８との間の正圧面の凹形状をほぼ平行に倣う。
【００５３】
このようにして、公称ランドＮまたは嵩高隆起部６０と陥凹谷部６２との間の中間面は、エーロフォイル正圧面４２の凹形状に倣い、前方稜線７２は、隆起部６０の残りの部分を同様に正圧面４２の凹形状に倣わせ、それによって、隣接するエーロフォイル間の円滑な傾斜バンク転向が達成される。
【００５４】
エーロフォイルの正圧面側の公称ランドＮは、好ましくは、前縁４６から後縁４８まで、正圧面４２自体よりは、プラットフォームの側方正圧面側分割線５４に近い。隆起部６０が、エーロフォイルの正圧面側のプラットフォーム表面積の大部分を占めるので、谷部６２は、表面積が限られ、分割線５４に直接沿って配置される。
【００５５】
タービンブレード３２は、一つ一つ製造されるので、それに対応して個々にプラットフォーム３６を有し、そのプラットフォームが、対応する分割線５４で相互に集団的に結合されて完全なタービン翼列になる。したがって、各プラットフォーム３６は、各エーロフォイルの負圧面４４側に隆起部６０および谷部６２の相補的部分をさらに備え、その相補的部分は、完全な翼列内で次に隣接するプラットフォーム上の、それに対応する部分と対合する。
【００５６】
図６に示されるように、１つのエーロフォイルの正圧面４２側の共通の隆起部６０は、前縁４６の後で始まり、次に隣接するブレードのプラットフォームの負圧面側の後縁４８の軸方向後方で終わる。
【００５７】
同様に、共通の谷部６２は、１つのエーロフォイルの負圧面側の前縁の後で始まり、分割線５４を越えて次に隣接する、次のブレードの正圧面側のプラットフォーム上へ連続し、次いで、さらに再び同じ分割線５４を越えて連続して最初のエーロフォイルの負圧面側の元のプラットフォームへ戻る。
【００５８】
したがって、隆起部６０および谷部６２の相補的部分は、共通のリップ５８内の途中で公称ランドＮに終わり、公称ランド自体はエンジンの中心線軸周りに軸対称である。
【００５９】
谷部６２は、長く狭いので、各エーロフォイル３４の負圧面４４にほぼ平行に、共通の深さで、一方のプラットフォームの前縁４６および後縁４８両方の近くに延在し、一方で、次の隣接するプラットフォームの分割線に沿って共通の深さで連続している。各隆起部６０は、隣接するプラットフォーム間で２つの相補的部分に分割されるが、各谷部６２は、それらの間で３つの相補的部分に分割される。
【００６０】
したがって、各プラットフォーム３６の最大深さの最底点７０は、対応するエーロフォイル３４の正圧面側に配置され、分割線５４は、次に隣接するエーロフォイルの負圧面４４に極めて隣接して配置されている。しかしながら、浅い谷部６２は、隣接するプラットフォーム３６の各エーロフォイルの負圧面の大部分に沿って実質的に共通の深さで延在し、谷部は、前方ブルノーズ５６位置および後方リップ５８位置両方で零高度および零深さの公称ランドに急速に吸収される。
【００６１】
上記に開示されたバンク型プラットフォームのタービンブレード構成が解析され、それによって、作動中のブレードプラットフォーム近傍の空気力学的圧力損失の大幅な低減が予測されている。改善された圧力分布が、プラットフォームからエーロフォイルの翼長下側のかなりの部分に及んで、渦の強度、および馬蹄形渦をエーロフォイルの負圧面の方へ押しやる通路幅方向の圧力勾配を著しく減少させる。バンク型プラットフォームはまた、エーロフォイルの翼長中央に向かう渦の伝播を減少させ、全体圧力損失を減少させる。これらの長所が、ＬＰＴおよびエンジンの性能および効率を向上させる。
【００６２】
本明細書には、本発明の好ましい例示的実施形態と考えられるものが記載されてきたが、本発明の他の変更形態が、当業者には本明細書の教示から明らかになるはずであり、したがって、そのような変更形態はすべて本発明の真の主旨および範囲に包含されることが添付特許請求の範囲において保証されることが望まれる。
【００６３】
したがって、米国特許証によって保証されることが望まれるのは、添付特許請求の範囲において定義され弁別される発明である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ターボファンガスタービンエンジン
１２  ファン
１４  圧縮機
１６  燃焼器
１８  高圧タービン（ＨＰＴ）
２０  低圧タービン（ＬＰＴ）
２２  中心線軸
２４  第１の駆動シャフト
２６  第２の駆動シャフト
２８  大気
３０  燃焼ガス
３２  第２段タービンブレード
３４  エーロフォイル
３６  プラットフォーム
３８  ダブテール
４０  チップシュラウド
４２  正圧面
４４  負圧面
４６  前縁
４８  後縁
５０  根元
５２  先端
５４  分割線
５６  ブルノーズ
５８  リップ
６０  隆起部
６２  谷部
６４  フィレット
６６  ハンプ
６８  ピーク
７０  最底点
７２  稜線
Ｃ  翼弦長
Ｄ  谷部深さ
Ｈ  翼高
ｈ  高度
Ｎ  公称ランド
Ｔ  翼厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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