(57)【要約】【課題】タービンブレードを提供する。【解決手段】本タービンブレード（２００）は、前縁（２０４）、後縁（２０６）、正圧側面（２１２）、負圧側面（２１０）及び先端領域（２０８）を有する本体と、先端領域（２０８）内において前縁（２０４）の下流の箇所から後縁（２０６）まで延びるように該先端領域（２０８）内における本体の正圧側面（２１２）上に配置されたウィングレット（２１４）とを含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンブレード（２００）であって、
前縁（２０４）、後縁（２０６）、正圧側面（２１２）、負圧側面（２１０）及び先端領域（２０８）を有する本体と、
前記先端領域（２０８）内において前記前縁（２０４）の下流の箇所から前記後縁（２０６）まで延びるように該先端領域（２０８）内における前記本体の正圧側面（２１２）上に配置されたウィングレット（２１４）と
を含むタービンブレード（２００）。
【請求項２】
前記ウィングレット（２１４）が、前記先端領域（２０８）内において前記後縁（２０６）から前記箇所（２０１）に向けてテーパしている、請求項１記載のタービンブレード（２００）。
【請求項３】
該タービンブレードが翼形に形作られている、請求項１記載のタービンブレード（２００）。
【請求項４】
該タービンブレード（２００）が、内部空洞（３０２）、前記内部空洞（３０２）と連通状態になった通路（５０４）、及び前記正圧側面（２１２）内のポート（５０６）を含み、
前記ポート（５０６）が、該タービンブレード（２００）上において前記ウィングレット（２１４）に対して半径方向内側に配置される、
請求項１記載のタービンブレード（２００）。
【請求項５】
該タービンブレード（２００）が、内部空洞（３０２）、前記内部空洞（３０２）と連通状態になった通路（３０４）、及び前記ウィングレット（２１４）の正圧側面（２１２）端縁部内のポート（３０６）を含む、請求項１記載のタービンブレード（２００）。
【請求項６】
該タービンブレード（２００）が、前記冷却通路と一直線に整列した第２の通路（３０８）を前記ウィングレット（２１４）内に含む、請求項４記載のタービンブレード（２００）。
【請求項７】
該タービンブレード（２００）が、前記先端領域（２０８）内のグルーブ（６０８）、内部空洞（３０２）、前記内部空洞（３０２）と連通状態になった通路（６０４）、及び前記グルーブ（６０８）内に配置されたポート（６０６）を含む、請求項１記載のタービンブレード（２００）。
【請求項８】
該タービンブレード（２００）がロータ（７０２）上に配置される、請求項１記載のタービンブレード（２００）。
【請求項９】
前記ウィングレット（２１４）が、前記正圧側面（２１２）に沿って前記本体の後縁（２０６）に向けて空気流を導くように作動する、請求項１記載のタービンブレード（２００）。
【請求項１０】
前記ポート（５０６）が、前記通路及び内部空洞（３０２）を介して受けた加圧ガスを送出するように作動する、請求項４記載のタービンブレード（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンエンジンに関し、具体的には、タービンブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンブレードは一般的に、タービンエンジン内で回転するシャフトに連結されたロータ上に取付けられる。タービンブレードは、エンジン運転時に該ブレードの機能低下を引起す高温に曝される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７４９４３１９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様によると、タービンブレードは、前縁、後縁、正圧側面、負圧側面及び先端領域を有する本体と、先端領域内において前縁の下流の箇所から後縁まで延びるように該先端領域内における本体の正圧側面上に配置されたウィングレットとを含む。
【０００５】
本発明の別の態様によると、タービンエンジンは、ロータ組立体と該ロータ組立体上に配置された複数のタービンブレードとを含み、少なくとも１つのブレードは、前縁、後縁、正圧側面、負圧側面及び先端領域を有する本体と、先端領域内において前縁の下流の箇所から後縁まで延びるように該先端領域内における本体の正圧側面上に配置されたウィングレットとを含む。
【０００６】
これらの及びその他の利点並びに特徴は、図面と関連させて行った以下の説明から一層明らかになるであろう。
【０００７】
本発明は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、添付図面と関連させて行った以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来技術のタービンブレードの実例を示す図。
【図２】タービンブレードの例示的な実施形態を示す図。
【図３】図２の線Ａ−Ａに沿ったタービンブレードの例示的な実施形態の前面断面図。
【図４】図２の線Ａ−Ａに沿ったタービンブレードの別の例示的な実施形態の前面断面図。
【図５】図２の線Ａ−Ａに沿ったタービンブレードの別の例示的な実施形態の前面断面図。
【図６】図２の線Ａ−Ａに沿ったタービンブレードの別の例示的な実施形態の前面断面図。
【図７】タービンエンジンの一部分の部分断面斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明は、図面を参照しながら実施例によって、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。
【００１０】
図１は、従来技術のタービンブレード１００の実例を示している。運転中に、タービンブレード１００が回転すると、空気が、該ブレード１００の正圧領域から負圧領域１０３に流れる。ブレードの先端１０２付近の空気流れの径路は、矢印１０５で示している。空気流がブレードの後縁１０４に近づくにつれて、空気流は、先端１０２を越えて「漏洩」する。先端１０２を越えて漏洩する空気流の量は、該空気流が後縁１０４に近づくにつれて増大する。先端１０２を越える空気流の漏洩は、タービンブレードの効率を低下させかつ該先端１０２の温度を上昇させるので望ましくない。先端１０２領域の温度の上昇は、該先端１０２領域の材料の酸化及び損耗を引起す。
【００１１】
図２は、タービンの可動ロータ１０２の一部分に連結されたタービンブレード２００の例示的な実施形態を示している。タービンブレード２００は、前縁２０４、後縁２０６、遠位ブレード先端領域（先端領域）２０８、負圧側面２１０及び正圧側面２１２を備えた翼形形状の本体を有する。ロータ２０２上に配置された複数のブレード２００は、タービンの流れダクトの内側境界を形成する。流れダクトの外側境界は、シュラウド（図示せず）によって形成される。ブレード２００は、ウィングレット２１４を含む。ウィングレット２１４は、先端領域２０８内においてブレード２００の正圧側面２１２上に配置される。ウィングレット２１４は、前縁２０４の下流にある先端領域２０８上の箇所からブレード２００の後縁まで延び、かつ後縁２１４から箇所２０１に向けてテーパしている。
【００１２】
運転中にロータ２０２は、矢印２０３で示す方向に回転する。空気は、正圧側面２１２に沿って前縁２０４から後縁２０６に向けてかつ先端領域２０８に近づくように流れ（矢印２０５で示す）ようとするが、空気流２０５はウィングレット２１４によって妨げられる。ウィングレット２１４は、後縁２０６付近において先端領域２０８を越えて漏洩する空気流２０５を減少させる。後縁２０６付近において先端領域２０８を越えて漏洩する空気流の減少により、ブレード２００の効率が増大し、かつ先端領域２０８内の空気流によって生じる熱伝達が減少する。
【００１３】
図３は、図２の線Ａ−Ａに沿ったブレード２００の例示的な実施形態の前面断面図を示している。この図示した実施形態は、ブレード２００内の空洞３０２、空洞３０２と連通状態になった冷却通路３０４、ブレード２００の正圧側面２１２内に配置されたポート３０６を含む。空洞は、前縁２０４、後縁２０６、先端領域２０８、負圧側面２１０及び正圧側面２１２の壁によって形成される。作動中に、例えば空気又は別のタイプのガスのような加圧ガス３０１が空洞３０２を介して冷却通路３０４に流入しかつポート３０６から放出されて、ウィングレット２１４及び先端領域２１８を冷却する。
【００１４】
図４は、図２の線Ａ−Ａに沿ったブレード２００の別の例示的な実施形態の前面断面図を示している。この図示した実施形態は、空洞３２と連通状態になった冷却通路４０４、及びウィングレット２１４の正圧側面端縁部４０８上に配置されたポート４０６を含む。冷却通路４０４は、上記した冷却通路３０４と同様に作動する。
【００１５】
図５は、図２の線Ａ−Ａに沿ったブレード２００の別の例示的な実施形態の前面断面図を示している。この図示した実施形態は、空洞３２と連通状態になった冷却通路５０４、及びブレード２００の正圧側面２１２上に配置されたポート５０６を含む。冷却通路５０４は、直線５０１に沿ってウィングレット２１４及びブレード２００の一部分を貫通するように穿孔して通路５０４及び該ウィングレット２１４内の通路５０８を形成することによって製作される。この穿孔は、例えばドリル加工によって行なうことができる。ウィングレット２１４を貫通する穿孔は、線形穿孔ツールを使用することにより該ウィングレット２１４に近接してポート５０６を形成することを可能にする。冷却通路５０４は、上記した冷却通路３０４と同様に作動する。幾つかの実施形態では、ウィングレット２１４内の通路５０８は、プラグを差込んで該通路５０８を閉塞することができる。
【００１６】
図６は、図２の線Ａ−Ａに沿ったブレード２００の別の例示的な実施形態の前面断面図を示している。この図示した実施形態は、空洞３０２及びポート６０６と連通状態になった冷却通路６０４を含む。ポート６０６は、ウィングレット２１４内に形成されたグルーブ６０８内に配置される。グルーブ６０８は、ブレード２００の外径からポート６０６を半径方向内側にオフセットさせる。ポート６０６のオフセットにより、ブレード２００及びロータ２０２を囲むシュラウドに該ブレード２００が接触した場合に、該ポート６０６が閉塞されるのを回避することができる。冷却通路６０４は、上記した冷却通路３０４と同様に作動する。
【００１７】
図７は、タービンエンジン７００の一部分の部分断面斜視図を示している。タービンエンジン７００は、ウィングレット２１４を有する複数のブレード２００を含み、複数のブレード２００はロータ組立体７０２上に配置されかつシュラウド７０４によって囲まれる。タービンエンジン７００のガス流れ径路の方向は、矢印７０１で示している。
【００１８】
限られた数の実施形態に関してのみ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、容易に理解される筈である。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、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、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ができる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、本発明は、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】
【００１９】
１００  タービンブレード
１０１  正圧領域
１０２  先端
１０３  負圧領域
１０４  後縁
１０５  矢印
２００  タービンブレード
２０１  箇所
２０２  ロータ
２０４  前縁
２０５  矢印
２０６  後縁
２０８  遠位ブレード先端領域（先端領域）
２１０  負圧側面
２１２  正圧側面
２１４  ウィングレット
３０１  加圧ガス
３０２  空洞
３０４  冷却通路
３０６  ポート
４０４  冷却通路
４０６  ポート
４０８  正圧側面端縁部
５０４  冷却通路
５０６  ポート
５０８  通路
６０１  シュラウド
６０４  冷却通路
６０６  ポート
６０８  グルーブ
７００  タービンエンジン
７０１  矢印
７０２  ロータ組立体
７０４  シュラウド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011089517.tif 000006
【図５】
2011089517.tif 000007
【図６】
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【図７】
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