(57)【要約】【課題】ターボ機械用のバケット翼形部を提供する。【解決手段】ターボ機械用バケット翼形部は、根端と、根端から離れた先端と、根端と先端との間に延びる翼形部表面とを含む。翼形部表面は、加工前のブレード輪郭を定める、上流縁、下流縁、正圧面、及び負圧面を有する。翼形部表面は、部分スパンシュラウドゾーンを含むブレードスパンゾーンを有する。第１の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、正圧面の外側に突出しており、第２の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、負圧面の外側に突出している。ターボ機械用バケット翼形部は、部分スパンシュラウドゾーン内で、加工前のブレード輪郭におけるインタラプションを有する。【選択図】図１
2015190468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
根端（４４）と、
前記根端（４４）から離れた先端（４６）と、
前記根端（４４）と前記先端（４６）との間に延びる翼形部表面（５０）であって、加工前のバケット輪郭を定める、上流縁（５９）、下流縁（６０）、正圧面（５６）、及び負圧面（５４）を有し、かつ部分スパンシュラウドゾーン（１００）を定めるブレードスパンゾーン（７３）を有する翼形部表面（５０）と、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記正圧面（５６）の外側に突出している、第１の部分スパンシュラウド（９０）と、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記負圧面（５４）の外側に突出している、第２の部分スパンシュラウド（９２）とを備えるターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）であって、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記加工前のバケット輪郭におけるインタラプションを有するターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項２】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に延びる中心線（７０）を有し、前記中心線（７０）が、前記根端（４４）及び前記先端（４６）から実質的に等距離にあり、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）が、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約２５％までの、前記中心線（７０）より外側の、前記先端（４６）に向かう位置と、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約２５％までの、前記中心線（７０）の半径方向内側の、前記根端（４４）に向かう位置との間に定められている、請求項１に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項３】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に延びる中心線（７０）を有し、前記中心線（７０）が、前記根端（４４）及び前記先端（４６）から実質的に等距離にあり、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）が、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１５％までの、前記中心線（７０）より外側の、前記先端（４６）に向かう位置と、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１５％までの、前記中心線（７０）の半径方向内側の、前記根端（４４）に向かう位置との間に定められている、請求項２に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項４】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に延びる中心線（７０）を有し、前記中心線（７０）が、前記根端（４４）及び前記先端（４６）から実質的に等距離にあり、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）が、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１０％までの、前記中心線（７０）より外側の、前記先端（４６）に向かう位置と、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１０％までの、前記中心線（７０）の半径方向内側の、前記根端（４４）に向かう位置との間に定められている、請求項３に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項５】
前記第１の部分スパンシュラウド（９０）及び第２の部分スパンシュラウド（９２）のそれぞれが、前記中心線（７０）より外側であって、前記翼形部表面（５０）の、前記正圧面（５６）及び前記負圧面（５４）の、対応する面における前記先端（４６）に向かって配置されている、請求項２に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項６】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に定められた翼弦長を有し、前記加工前のバケット輪郭における前記インタラプションが、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記翼弦長を変化させている、請求項１に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項７】
翼弦長の前記変化が、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内の、翼弦長の増加を含む、請求項６に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項８】
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内の、前記正圧面（５６）及び前記負圧面（５４）のうち少なくとも１つの、加工前のバケット翼形部輪郭（６４）に対する変化をさらに含む、請求項１に記載の前記ターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項９】
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内の、前記正圧面（５６）及び前記負圧面（５４）のうち前記少なくとも１つの、前記加工前のバケット翼形部輪郭（６４）に対する前記変化が、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内の、前記正圧面（５６）及び前記負圧面（５４）のそれぞれの、前記加工前のバケット翼形部輪郭（６４）に対する変化を含む、請求項８に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項１０】
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内の、前記加工前のバケット輪郭の前記インタラプションが、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、約０．５〜約０．８の間のヅヴァイフェル荷重係数を確立している、請求項１に記載のターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）。
【請求項１１】
圧縮機部分（６）と、
前記圧縮機部分（６）に動作可能に接続されているタービン部分（８）と、
前記圧縮機部分（６）及び前記タービン部分（８）に流体的に接続されている燃焼器アセンブリ（１２）と、
前記圧縮機部分（６）及び前記タービン部分（８）のうち１つに配置されているターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）であって、
根端（４４）と、
ブレードスパンゾーン（７３）を定める、前記根端（４４）から離れた先端（４６）と、
前記根端（４４）と前記先端（４６）との間に延びる翼形部表面（５０）であって、加工前のバケット輪郭を定める、上流縁（５９）、下流縁（６０）、正圧面（５６）、及び負圧面（５４）を有し、かつ部分スパンシュラウドゾーン（１００）を定めるブレードスパンゾーン（７３）を有する翼形部表面（５０）と、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記正圧面（５６）の外側に突出している、第１の部分スパンシュラウド（９０）と、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記負圧面（５４）の外側に突出している、第２の部分スパンシュラウド（９２）とを備え、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記加工前のバケット輪郭におけるインタラプションを有するターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）とを備えるターボ機械（４）。
【請求項１２】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に延びる中心線（７０）を有し、前記中心線（７０）が、前記根端（４４）及び前記先端（４６）から実質的に等距離にあり、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）が、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約２５％までの、前記中心線（７０）より外側の、前記先端（４６）に向かう位置と、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約２５％までの、前記中心線（７０）の半径方向内側の、前記根端（４４）に向かう位置との間に定められている、請求項１１に記載のターボ機械（４）。
【請求項１３】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に延びる中心線（７０）を有し、前記中心線（７０）が、前記根端（４４）及び前記先端（４６）から実質的に等距離にあり、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）が、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１５％までの、前記中心線（７０）より外側の、前記先端（４６）に向かう位置と、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１５％までの、前記中心線（７０）の半径方向内側の、前記根端（４４）に向かう位置との間に定められている、請求項１２に記載のターボ機械（４）。
【請求項１４】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に延びる中心線（７０）を有し、前記中心線（７０）が、前記根端（４４）及び前記先端（４６）から実質的に等距離にあり、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）が、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１０％までの、前記中心線（７０）より外側の、前記先端（４６）に向かう位置と、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約１０％までの、前記中心線（７０）の半径方向内側の、前記根端（４４）に向かう位置との間に定められている、請求項１１に記載のターボ機械（４）。
【請求項１５】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に定められた翼弦長を有し、前記加工前のバケット輪郭における、前記インタラプションが、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記翼弦長を変化させている、請求項１１に記載のターボ機械（４）。
【請求項１６】
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内の、前記正圧面（５６）及び前記負圧面（５４）のうち少なくとも１つの、加工前のバケット翼形部輪郭（６４）に対する変化をさらに含む、請求項１１に記載のターボ機械（４）。
【請求項１７】
圧縮機部分（６）と、
前記圧縮機部分に流体的に接続されている吸気システム（１８）と
前記圧縮機部分（６）に動作可能に接続されているタービン部分（８）と、
前記圧縮機部分（６）及び前記タービン部分（８）に流体的に接続されている燃焼器アセンブリ（１２）と、
前記圧縮機部分（６）及び前記タービン部分（８）のうち１つに動作可能に接続されている従動部品（２０）と、
前記圧縮機部分（６）及び前記タービン部分（８）のうち１つに配置されているターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）であって、
根端（４４）と、
前記根端（４４）から離れた先端（４６）と、
前記根端（４４）と前記先端（４６）との間に延びる翼形部表面（５０）であって、加工前のバケット輪郭を定める、上流縁（５９）、下流縁（６０）、正圧面（５６）及び負圧面（５４）を有し、かつ部分スパンシュラウドゾーン（１００）を定めるブレードスパンゾーン（７３）を有する翼形部表面（５０）と、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記正圧面（５６）の外側に突出している、第１の部分スパンシュラウド（９０）と、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記負圧面（５４）の外側に突出している、第２の部分スパンシュラウド（９２）とを備え、
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記加工前のバケット輪郭におけるインタラプションを有するターボ機械（４）用バケット翼形部（３６）とを備えるターボ機械システム（２）。
【請求項１８】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に延びる中心線（７０）を有し、前記中心線（７０）が、前記根端（４４）及び前記先端（４６）から実質的に等距離にあり、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）が、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約２５％までの、前記中心線（７０）より外側の、前記先端（４６）に向かう位置と、前記ブレードスパンゾーン（７３）の約２５％までの、前記中心線（７０）の半径方向内側の、前記根端（４４）に向かう位置との間に定められている、請求項１７に記載のターボ機械システム（２）。
【請求項１９】
前記翼形部表面（５０）が、前記上流縁（５９）と、前記下流縁（６０）との間に定められた翼弦長を有し、前記加工前のバケット輪郭における前記インタラプションが、前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内で、前記翼弦長を変化させている、請求項１７に記載のターボ機械システム（２）。
【請求項２０】
前記部分スパンシュラウドゾーン（１００）内の、前記正圧面（５６）及び前記負圧面（５４）のうち少なくとも１つの、加工前のバケット翼形部輪郭（６４）に対する変化をさらに含む、請求項１７に記載の前記ターボ機械システム（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されている主題は、ターボ機械の技術に関し、より詳細には、ターボ機械用のバケット翼形部に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械は、圧縮機／タービンに共通の軸、及び燃焼器アセンブリを介して、タービン部分に連結されている圧縮機部分を含む。入口の気流が、吸気口を通って、圧縮機部分に向かって流される。圧縮機部分内では、入口の気流は、いくつかの連続した段を通って圧縮され、燃焼器アセンブリに向かう。燃焼器アセンブリ内では、圧縮された気流が、燃料と混ざり、可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は、燃焼器アセンブリ内で燃焼させられ、高温ガスを形成する。高温ガスは、トランジションピースを通って、タービン部分の高温ガス経路に沿って誘導される。高温ガスは、高温ガス経路に沿って、いくつかのタービン段を通って膨張する。いくつかのタービン段は、ホイールに取り付けられているタービンバケット翼形部に作用し、例えば、発電機に給電するために出力される仕事を発生させる、場合によっては、最終段のバケット翼形部に、機械的制振を行うための部分スパンシュラウドが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，５４０，４８８号明細書
【発明の概要】
【０００４】
例示的な実施形態の一態様によれば、ターボ機械用バケット翼形部は、根端と、根端から離れた先端と、根端と先端との間に延びる翼形部表面とを有する。翼形部表面は、加工前のバケット輪郭を定める、上流縁、下流縁、正圧面、及び負圧面を有する。翼形部表面は、部分スパンシュラウドゾーンを定めるブレードスパンゾーンを有する。第１の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、正圧面の外側に突出しており、第２の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、負圧面の外側に突出している。ターボ機械用バケット翼形部は、部分スパンシュラウドゾーン内で、加工前のバケット輪郭におけるインタラプション（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ）を有する。
【０００５】
例示的な実施形態の別の態様によれば、ターボ機械は、圧縮機部分と、圧縮機部分に動作可能に接続されているタービン部分と、圧縮機部分及びタービン部分に流体的に接続されている燃焼器アセンブリとを備える。ターボ機械用バケット翼形部が、圧縮機部分及びタービン部分のうち１つに配置されている。ターボ機械用バケット翼形部は、根端と、ブレードスパンゾーンを定める、根端から離れた先端と、根端と先端との間に延びる翼形部表面とを有する。翼形部表面は、加工前のバケット輪郭を定める、上流縁、下流縁、正圧面、及び負圧面を有する。翼形部表面は、部分スパンシュラウドゾーンを定めるブレードスパンゾーンを有する。第１の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、正圧面の外側に突出している。第２の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、負圧面の外側に突出している。ターボ機械用バケット翼形部は、部分スパンシュラウドゾーン内で、加工前のバケット輪郭におけるインタラプションを有する。
【０００６】
例示的な実施形態のさらに別の態様によれば、ターボ機械システムは、圧縮機部分と、圧縮機部分に流体的に接続されている吸気システムと、圧縮機部分に動作可能に接続されているタービン部分と、圧縮機部分及びタービン部分に流体的に接続されている燃焼器アセンブリと、圧縮機部分及びタービン部分のうち１つに動作可能に接続されている従動部品とを含む。ターボ機械用バケット翼形部が、圧縮機部分及びタービン部分のうち１つに配置されている。ターボ機械用バケット翼形部は、根端と、根端から離れた先端と、根端と先端との間に延びる翼形部表面とを有する。翼形部表面は、加工前のバケット輪郭を定める、上流縁、下流縁、正圧面、及び負圧面を有する。翼形部表面は、部分スパンシュラウドゾーンを定めるブレードスパンゾーンを有する。第１の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、正圧面の外側に突出しており、第２の部分スパンシュラウドは、部分スパンシュラウドゾーン内で、負圧面の外側に突出している。ターボ機械用バケット翼形部は、部分スパンシュラウドゾーン内で、加工前のバケット輪郭におけるインタラプションを有する。
【０００７】
これら及び他の、利点及び特徴は、図面を用いた以下の説明から、より明らかになるであろう。
【０００８】
本発明と見なされる主題は、本明細書の終わりの請求項において特定され、明白にクレームされる。本発明の、前述及び他の、特徴及び利点は、添付の図面を用い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】
【０００９】
【図１】例示的な実施形態による、バケット翼形部を有するターボ機械用バケットを含む、ターボ機械の概略図である。
【図２】例示的な実施形態の一態様による、図１のターボ機械用バケットの部分斜視図である。
【図３】図２のターボ機械用バケットの部分側面図である。
【図４】例示的な実施形態の別の態様による、図１のターボ機械用バケットの部分断面平面図である。
【図５】図４のターボ機械用バケットの部分背面図である。
【図６】例示的な実施形態による、バケット翼形部の部分スパンシュラウドゾーンでのヅヴァイフェル荷重係数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明では、例として本発明の実施形態を、図面を参照しながら、利点及び特徴と共に詳細に説明する。
【００１１】
例示的な実施形態によるターボ機械システム２が、図１に概略的に示されている。ターボ機械システム２は、圧縮機部分６を有するターボ機械４を含み、圧縮機部分６は、軸１０を介して、タービン部分８に動作可能に接続されている。圧縮機部分６はまた、少なくとも１つの燃焼器１４を含む燃焼器アセンブリ１２を介して、タービン部分８に流体的に接続されている。また、ターボ機械システム２が、圧縮機部分６の（個別に符号が付けられていない）入口に、気流を届ける吸気システム１８を含むことが示されている。吸気システム１８は、圧縮機部分６内に気流を導入する前に、気流を調整してもよい。さらに、ターボ機械システム２は、タービン部分８に動作可能に接続されている従動部品２０を含むことが示されている。従動部品２０は、発電機、ポンプ、又は他の機械的負荷の形態をとってもよい。さらに、タービン部分８は、（個別に符号が付けられていない）ハウジング内に、回転可能に取り付けられている複数のバケット３０を含むことが示されている。バケット３０は、いくつかの段に配置されており、最終段バケット３３を含む。
【００１２】
空気が吸気システム１８に入り、圧縮機部分６に流れる。この空気は、圧縮され、燃焼器アセンブリ１２に流される。この空気の一部分は、冷却のため、タービン部分８内に流される。燃焼器アセンブリ１２内で、空気は、燃料、又は燃料及び希釈材と混ぜられ、可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は、燃焼させられ、トランジションピース（不図示）を通って、燃焼器アセンブリ１２からタービン部分８へと流れる高温ガスを形成する。高温ガスは、タービン部分８を介して膨張し、この際、バケット３０が、熱エネルギーを、従動部品２０を駆動する機械的エネルギーに変換する。高温ガスは、最終段バケット３３を通って、排気システム（こちらも不図示）に向かって流れる。
【００１３】
図２〜図４に最もよく示されているように、最終段バケット３３は、根端４４から、ブレードスパン４７を定める先端４６に延びるバケット翼形部３６を含む。バケット翼形部３６は、負圧面５４及び正圧面５６を含む翼形部表面５０を有する。翼形部表面５０はまた、前縁すなわち上流縁５９、及び後縁すなわち下流縁６０を有する。翼形部表面５０は、加工前のバケット縁部輪郭６３、及び加工前のバケット翼形部輪郭６４を有する。加工前のバケット縁部輪郭６３は、上流縁５９又は下流縁６０のどちらかに沿って、根端４４と先端４６との間に、従来のブレードの立体性を定める自然な流れに従って延びる、仮想線又は仮想表面である。加工前のバケット翼形部輪郭６４は、翼形部表面５０における、従来の翼形部輪郭を示す。
【００１４】
また、翼形部表面５０の中心線７０は、根端４４及び先端４６から等距離にある位置に、上流縁５９と下流縁６０との間に延びる。翼形部表面５０はまた、ブレードスパン４７の一部分を表す、ブレードスパンゾーン７３を含むことが示されている。ブレードスパンゾーン７３は、ブレードスパン４７の約２５〜３０％の位置から、ブレードスパン４７の約９０〜９５％の位置に延びる。第１の部分スパンシュラウド９０は、正圧面５６に取り付けられており、正圧面５６の外側に突出している。第２の部分スパンシュラウド９２は、負圧面５４に取り付けられており、負圧面５４の外側に突出している。第１の部分スパンシュラウド９０及び第２の部分スパンシュラウド９２は、最終段バケット３３を機械的に制振するために、隣のバケットの部分スパンシュラウドと結合する。第１及び第２の部分スパンシュラウドは、所望の制振性能、及び空力性能に従い、中心線７０において、中心線７０の半径方向内側において、又は中心線７０の半径方向外側において、翼形部表面５０に取り付けられ得る。
【００１５】
例示的な実施形態によれば、第１の部分スパンシュラウド９０、及び第２の部分スパンシュラウド９２が、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、翼形部表面５０に取り付けられている。部分スパンシュラウドゾーン１００は、中心線７０の半径方向内側に、根端４４に向かって延びる第１の部分１０４と、中心線７０の半径方向外側に、先端４６に向かって延びる第２の部分１０６とを含む。例示的な実施形態の一態様によれば、第１の部分１０４は、ブレードスパンゾーン７３の２５％まで、中心線７０の半径方向内側に、根端４４に向かって延在し、第２の部分１０６は、ブレードスパンゾーン７３の２５％まで、中心線７０の半径方向外側に、先端４６に向かって延びる。例示的な実施形態の別の態様によれば、第１の部分１０４は、ブレードスパンゾーン７３の１５％まで、中心線７０の半径方向内側に、根端４４に向かって延在し、第２の部分１０６は、ブレードスパンゾーン７３の１５％まで、中心線７０の半径方向外側に、先端４６に向かって延びる。例示的な実施形態のさらに別の態様によれば、第１の部分１０４は、ブレードスパンゾーン７３の１０％まで、中心線７０の半径方向内側に、根端４４に向かって延在し、第２の部分１０６は、ブレードスパンゾーン７３の１０％まで、中心線７０の半径方向外側に、先端４６に向かって延びる。例示的な実施形態の別の態様によれば、翼形部表面５０は、第１の縁部インタラプション１１６及び第２の縁部インタラプション１１８を有する。第１の縁部インタラプション１１６は、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、上流縁５９に形成されており、第２の縁部インタラプション１１８は、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、下流縁６０に形成されている。ここで、用語「インタラプション」が、部分スパンシュラウドゾーン１００内にのみ存在する、意図的な、工学的に作り出された、加工前のバケット縁部輪郭６３からの偏差を示すことを理解されたい。
【００１６】
例示的な実施形態の一態様によれば、第１のインタラプション１１６及び第２のインタラプション１１８は、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、翼形部表面５０の翼弦長を変化させている。図示された例示的な実施形態において、翼弦長の変化により、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、翼形部表面５０の翼弦長が増加する。もちろん、翼弦長の変化は、翼弦長の減少であってもよく、又は、一方の縁部において減少し、かつ反対側の縁部において増加してもよいことを理解されたい。後者では、長さに実質的な正味の変化が起こらない場合もあるが、それでもなお、以下に論じる所望の結果を達成することができる。第１の縁部インタラプション１１６及び第２の縁部インタラプション１１８は、部分スパンシュラウドゾーン１００内における、翼形部表面５０のヅヴァイフェル荷重係数を変化させる。具体的には、第１の縁部インタラプション１１６及び第２の縁部インタラプション１１８は、図６に示されるように、部分スパンシュラウドゾーン１００内の効率損失を低減するため、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、約０．５〜約０．８の間の、これ以上範囲を狭められないヅヴァイフェル荷重係数、すなわちヅヴァイフェル数を確立するように設計されている。
【００１７】
図４及び図５に示された例示的な実施形態の別の態様によれば、翼形部表面５０は、第１の翼形部インタラプション１３４、及び第２の翼形部インタラプション１３５を有する。第１の翼形部インタラプション１３４は、部分スパンシュラウドゾーン１００内の、負圧面５４に形成されており、第２の翼形部インタラプション１３５は、部分スパンシュラウドゾーン１００内の、正圧面５６に形成されている。上述したのと同様に、用語「インタラプション」が、部分スパンシュラウドゾーン１００内にのみ存在する、意図的な、工学的に作り出された、加工前のバケット翼形部輪郭６４からの偏差を示すことを理解されたい。例示的な実施形態の一態様によれば、第１の翼形部インタラプション１３４及び第２の翼形部インタラプション１３５は、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、翼形部表面５０の翼形部輪郭を変化させている。第１及び第２の翼形部インタラプション１３４及び１３５は、バケット翼形部３６の空力性能と、第１及び第２の部分スパンシュラウド９０及び９２の空力性能とを向上させるため、部分スパンシュラウドゾーン１００内で、翼形部表面５０の隆起部分の輪郭を再配分する。
【００１８】
ここで、例示的な実施形態では、所望のヅヴァイフェル荷重係数の範囲を特定の場所において達成するために設計された、加工前のバケット輪郭における、特定の、工学的に作り出されたインタラプションを有する、ターボ機械用バケットを説明していることを理解されたい。特定のヅヴァイフェル荷重係数の範囲では、当該特定の場所においてバケットが経験する最大マッハ数が減少する。最大マッハ数の減少により、バケットの荷重特性が高まり、それによって部分スパンシュラウドゾーンで、バケットの性能が向上し、又は逆に、効率損失が減少する。インタラプションは、上流縁及び下流縁の両方に図示されているが、インタラプションは、一方又は他方の縁部のみに形成され得ることもまた、理解されたい。また、インタラプションは、バケットの正圧面及び負圧面の両方に配置されているように説明されているが、インタラプションは、正圧面及び負圧面の一方、又は他方に配置され得る。さらに、例示的な実施形態が、最後／最終のタービン段に配置されているバケットに関して、図示され、説明されているが、例示的な実施形態は、最終段の上流に配置されている段で用いられてもよい。
【００１９】
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、そのような開示された実施形態に限定されないことは、容易に理解されるであろう。むしろ、上述してはいないが、本発明の趣旨及び範囲に相当する、任意の数の、変形、変更、代替又は均等な構成を取り入れるように、本発明を修正することが可能である。また、本発明のさまざまな実施形態を説明してきたが、本発明の態様が、記載された実施形態のうち、いくつかの実施形態のみを含むことが可能であることを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明により限定されると見なされるべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２０】
２  ターボ機械システム
４  ターボ機械
６  圧縮機部分
８  タービン部分
１０  軸
１２  燃焼器アセンブリ
１４  燃焼器
１８  吸気システム
２０  従動部品
３０  複数のバケット
３３  最終段バケット
３６  バケット翼形部
４４  根端
４６  先端
４７  ブレードスパン
５０  翼形部表面
５４  負圧面
５６  正圧面
５９  前縁又は上流縁
６０  後縁又は下流縁
６３  加工前のバケット縁部輪郭
６４  加工前のバケット翼形部輪郭
７０  中心線
７３  ブレードスパンゾーン
９０  第１の部分スパンシュラウド
９２  第２の部分スパンシュラウド
１００  部分スパンシュラウドゾーン
１０４  第１の部分
１０６  第２の部分
１１６  第１の縁部インタラプション
１１８  第２の縁部インタラプション
１３４  第１の翼形部インタラプション
１３５  第２の翼形部インタラプション
【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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【外国語明細書】
2015190468000001.pdf