(57)【要約】  本発明は、長手方向（Ｒ−Ｒ’）に沿って延在するエーロフォイル、根元、および先端を有する中空ブレード（１１０）と、内部冷却通路（２４）と、端部壁（２６）およびリム（２８’）によって画定される開いたキャビティ（３０）と、ならびに前記内部冷却通路（２４）を正圧側（１６）と接続する冷却チャネル（１３２）とに関し、前記冷却チャネル（１３２）は、正圧側（１６ａ）に対して傾斜しており、ブレードの先端のリム（２８’）のレベルでのブレードのエーロフォイルセクションのスタックは、正圧側（１６ａ）に向かってオフセットされている。特徴的な方法では、エーロフォイルの正圧側壁（１６）は、突出部（１６１）を有し、前記冷却チャネル（１３２）は、前記突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）に開口するように前記突出部（１６１）に配置される。
2014533794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向（Ｒ−Ｒ’）に沿って延在するエーロフォイル（１３）、根元（１２）、および先端（１４）を有する中空ブレード（１１０）にして、内部冷却通路（２４）がエーロフォイルの内部にあり、先端にあるキャビティ（３０）が、ブレード（１１０）の自由端（１４）に向かって開いており、端部壁（２６、１２６）およびリム（２８’）によって画定され、前記リム（２８’）が、前縁（２０）と後縁（２２）との間に延在し、負圧側（１８ａ）に沿った負圧側リム（２８２’）および正圧側（１６ａ）に沿った正圧側リム（２８１’）を備え、冷却チャネル（１３２）が、前記内部冷却通路（２４）を正圧側（１６）と接続し、前記冷却チャネル（３２）が、正圧側（１６ａ）に対して傾斜しており、ブレード先端のリム（２８’）のレベルでのブレードのエーロフォイルセクション（Ｓ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）のスタックが、正圧側（１６ａ）に向かってオフセットを有し、このオフセットが、ブレード（１１０）の先端（１４）の自由端に近づくと増加する、ブレードであって、エーロフォイルの正圧側壁（１６）が、内部冷却通路（２４）の長手方向部分に沿って延在するその長さの半分超を備え、かつエーロフォイルの正圧側（１６ａ）の残りの部分に対して傾斜する外側面（１６１ａ）を備える突出部（１６１）を有し、キャビティ（３０）の方に面しているその端部において終端面（１６１ｂ）を有し、端部壁（２６）が、突出部（１６１）の前記端部の位置において正圧側壁（１６）に接続され、前記冷却チャネル（１３２）が、前記突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）に開口するように前記突出部（１６１）に配置され、それによって、冷却チャネル（１３２）の軸線と正圧側リム（２８１’）の自由端の外側の限界Ａとの間の距離ｄが、非ゼロ最小値ｄ１よりも大きいかまたはそれに等しいことを特徴とする、ブレード。
【請求項２】
前記最小値ｄ１が、１ｍｍよりも大きいかまたはそれに等しいことを特徴とする、請求項１に記載のブレード。
【請求項３】
突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）の端部（Ｂ）と正圧側壁（１６）の残りの部分との間の距離（Δ）が、正圧側リム（２８１’）の端部（Ａ）と正圧側壁（１６）の残りの部分との間で測定されるオフセット（Ｅ）と、冷却チャネル（１３２）の軸線と正圧側リム（２８１’）の端部（Ａ）との間の前記距離（ｄ）との間の差以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載のブレード（１１０）。
【請求項４】
エーロフォイルの正圧側壁（１６）の厚さ（ｅ）が、突出部（１６１）において、および正圧側壁（１６）の残りの部分において実質的に一定であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項５】
突出部（１６１）の外側面（１６１ａ）および内側面（１６１ｃ）が、相互に平行であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項６】
突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）が、平面であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項７】
突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）が、冷却チャネル（１３２）が前記終端面（１６１ｂ）に開口する位置においてブレードの長手方向（Ｒ−Ｒ’）に対して非ゼロ鈍角γ１を形成するように傾斜することを特徴とする、請求項６に記載のブレード（１１０）。
【請求項８】
冷却チャネル（１３２）の軸線が、冷却チャネル（１３２）が前記終端面（１６１ｂ）に開口する位置において突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）に直交することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項９】
前記端部壁（２６）が、ブレードの長手方向に対して直交して配置されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項１０】
前記端部壁（１２６）が、ブレード（１１０）の長手方向（Ｒ−Ｒ’）に対して直角以外の非ゼロ角度（δ１）を形成するように傾斜に沿って延在することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレード（１１０）を含むタービンエンジンロータ。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレード（１１０）を含むタービンエンジンタービン。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレード（１１０）を含むタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、中空ブレード、特にガスタービンブレード、より詳細にはタービンエンジンの可動ブレード、詳細には高圧タービンの可動ブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
知られている方法では、ブレードは、特に、長手方向に延在するエーロフォイル、根元、および根元と反対側の先端を備える。タービン可動ブレードの場合には、ブレードは、その根元によってタービンロータのディスクに固締される。ブレード先端は、タービンを取り囲む固定環状ケーシングの内側面に対向して位置している。エーロフォイルの長手方向は、ロータの、またはエンジンの半径方向に対応し、これは、ロータの回転軸線に対してである。
【０００３】
エーロフォイルは、ロータディスクの回転軸線に対して半径方向の積層方向に積み重ねられるエーロフォイルセクションに細分され得る。したがって、ブレードセクションは、タービンを通過するガスに直接さらされるエーロフォイル表面を確立する。流体の流れ方向に上流から下流に、このエーロフォイル表面は、前縁と後縁との間に延在し、これらの端縁は、正圧側および負圧側とも呼ばれる正圧側面および負圧側面によって一緒に接続される。
【０００４】
この種の可動ブレードを有するタービンは、それを通して通過するガスの流れを有する。そのブレードの空気力学的表面は、ガスの流れから得られる運動エネルギーの最大量を、タービンロータの回転軸に伝達される機械エネルギーに変換するために使用される。
【０００５】
しかし、ガスの流れに存在する任意の障害物と同様に、ブレードのエーロフォイルは、最小限にされる必要がある運動エネルギー損失を生じる。特に、（全損失の２０％から３０％の範囲の）これらの損失の無視できない部分が、各ブレードの先端とタービンを取り囲むケーシングの内側表面との間の機能的な半径方向逃げ角の存在に起因し得ることが知られている。この半径方向逃げ角により、ガスの流れがブレードの正圧側（圧力がより高い領域）から負圧側（圧力がより低い領域）に向かって漏れることができるようになっている。この漏れ流れは、仕事をせず、タービンの膨張に寄与しないガスの流れになる。さらに、また、ブレードの先端で乱流を生じ（先端渦と呼ばれる）、その乱流は、高レベルの運動エネルギー損失を生じる。
【０００６】
その問題を解決するために、正圧側面に向かって積層をオフセットするように、ブレード先端のレベルにおいてブレードのセクションの積層を変更することが知られており、徐々に行われることが好ましいこのオフセットは、先端の自由端により接近しているセクションに対してより顕著である。
【０００７】
このタイプのブレードは、「改良型ブレード頂部（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｂｌａｄｅ  ｔｏｐ）」を備えるブレード、または「先端部オフセット」を備えるブレードと呼ばれる。
【０００８】
さらに、タービンブレード、および特に高圧タービンの可動ブレードは、燃焼室から生じる外部ガスによって高い温度レベルにさらされる。これらの温度レベルは、ブレードが製作される材料によって受け入れられ得る温度を超え、したがって、ブレードを冷却することが必要になる。最近設計されたエンジンは、全体的な性能の改善を目的として温度レベルが上昇し続けており、これらの温度により、これらの部品が容認可能な寿命を有することを確実にするために、高圧タービンブレードに対して革新的な冷却システムを設置することが必要である。
【０００９】
可動ブレードの最も熱い場所は、その先端であり、したがって、冷却システムは、まず第１にブレードの頂部を冷却しようと努める。
【００１０】
さまざまな技術が、ブレード先端を冷却するために既に提案されており、特に欧州特許第１５０５２５８号明細書、フランス特許第２８９１００３号明細書、および欧州特許第１７２６７８３号明細書に説明されているものについて言及されている。
【００１１】
したがって、「先端部オフセット」技術を用いた場合に生じる特定の構成は、ブレードの先端領域において従来の冷却システムの性能および有効性を妨げることが理解され得る。
【００１２】
残念ながら、ブレードの頂部は、常に可動ブレードの最も熱い場所であり、したがって、「先端部オフセット」技術は、この領域での部品の寿命を十分に維持するために、上流で高温条件にさらされる場合に依然として効果的である冷却システムと共存できることが不可欠である。
【００１３】
これらの解決策は、「先端部オフセット」技術と両立できないことが分かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】欧州特許第１５０５２５８号明細書
【特許文献２】仏国特許発明第２８９１００３号明細書
【特許文献３】欧州特許第１７２６７８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、ブレードが「先端部オフセット」タイプの改良型頂部を有する場合でも、ブレードの頂部において冷却システムの高い有効性を維持することができるブレード構造を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的を達成するために、本発明は、長手方向に沿って延在するエーロフォイル、根元、および先端を有する中空ブレードであり、内部冷却通路がエーロフォイルの内部にあり、先端にあるキャビティ（または「バスタブ」）が、ブレードの自由端に向かって開いており、端部壁およびリムによって画定され、前記リムが、前縁と後縁との間に延在し、負圧側に沿った負圧側リムおよび正圧側に沿った正圧側リムを備え、冷却チャネルが、前記内部冷却通路を正圧側と接続し、前記冷却チャネルが、正圧側に対して傾斜しており、ブレード先端のリムのレベルでのブレードのエーロフォイルセクションのスタックが、正圧側に向かってオフセットを有し、このオフセットが、ブレードの先端の自由端に近づくと増加する、ブレードに関する。
【００１７】
この中空ブレードは、エーロフォイルの正圧側壁が、内部冷却通路の長手方向部分に沿って延在するその長さの半分超を備え、またエーロフォイルの正圧側の残りの部分に対して傾斜する外側面を備える突出部を有し、キャビティの方に面しているその端部において終端面を有し、端部壁が、突出部の前記端部の位置において正圧側壁に接続され、前記冷却チャネルが、前記突出部の終端面に開口するように前記突出部に配置され、それによって、冷却チャネルの軸線と正圧側リムの自由端の外側の限界Ａとの間の距離ｄが、非ゼロ最小値ｄ１よりも大きいかまたはそれに等しいことを特徴とする。したがって、この値ｄ１は、ブレードのタイプ、およびチャネルを穴あけするのに適用される作業条件に応じてあらかじめ決められている閾値に対応する。
【００１８】
概して、本発明の解決策によって、冷却チャネルを含む正圧側壁部分の位置は、穴あけ工具が適切な位置にアクセスできるようになり、一方冷却性能を低下させずおそらく冷却性能を改善するように、正圧側に向かってオフセットされる。
【００１９】
また、この解決策は、キャビティ（またはバスタブ）の正圧側リムのよりよいフィルム冷却を得るように、熱ポンピングによって冷却チャネルを担持する正圧側壁部分の冷却をさらに改善することができるという追加の利点を有する。
【００２０】
また、本発明は、タービンエンジンロータ、タービンエンジンタービン、および本明細書に定義されるような少なくとも１つのブレードを含むタービンエンジンを提供する。
【００２１】
本発明の他の利点および特徴は、例示として、かつ添付の図面を参照して行われる次の説明を読むと明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ガスタービンの従来の中空ロータブレードの斜視図である。
【図２】図１のブレードの自由端のより拡大斜視図である。
【図３】図２の図に類似している図であるが、ブレードの後縁が除去された後の部分的な長手方向断面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶによる部分長手方向断面図である。
【図５】「先端部オフセット」技術を組み込んだブレードについて、図４の図と類似した図である。
【図６】「先端部オフセット」技術を組み込んだブレードについて、図４の図と類似した図である。
【図７】「先端部オフセット」技術を組み込んだブレードについて、図４の図と類似した図である。
【図８】本発明の解決策を示す図である。
【図９】本発明の解決策を示す図である。
【図１０】第１の変形実施形態について、図８の図と類似した図である。
【図１１】第２の変形実施形態について、図８の図と類似した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本出願においては、別途に定める場合を除き、上流および下流は、（上流から下流に）タービンエンジンを通るガスの通常の流れの方向に対して定義される。さらに、用語「エンジンの軸線」は、エンジンの半径方向対称の軸線Ｘ−Ｘ’を示すのに使用される。軸線方向は、エンジンの軸線の方向に対応し、半径方向は、前記軸線に垂直の、前記軸線に交差する方向である。同様に、軸線方向平面は、エンジンの軸線を含む平面であり、半径方向平面は、前記軸線に垂直の、前記軸線に交差する平面である。横断方向（または円周方向）は、エンジンの軸線に垂直の、前記軸線に交差しない方向である。別途に定める場合を除き、形容詞  軸線方向の、半径方向の、および横断方向の（ならびに副詞  軸線方向に、半径方向に、および横断方向に）は、上記指定の軸線方向の、半径方向の、および横断方向に対して用いられる。最後に、別途に定める場合を除き、形容詞  内方の（ｉｎｎｅｒ）および外方の（ｏｕｔｅｒ）は、要素の内方（すなわち半径方向内方）部分または面が、同じ要素の外方（すなわち半径方向外方）部分または面があるよりも、エンジンの軸線により接近しているように、半径方向に対して使用される。
【００２４】
図１は、ガスタービンの従来の中空ロータブレード１０の一例の斜視図である。冷却空気（図示せず）は、エーロフォイル１３に沿って、（図１の頂部の）ブレードの先端１４に向かってブレード１３の長手方向Ｒ−Ｒ’（図の垂直方向、およびロータの回転軸線Ｘ−Ｘ’に対して半径方向）にブレードの根元１２の底部からブレードの内側に流れ、次いで、この冷却空気は、出口を経由して流出して主ガス流と一緒になる。
【００２５】
特に、この冷却空気は、ブレードの内側に位置しており、かつ貫通孔１５によってブレードの先端１４で終端する内部冷却通路に流れる。
【００２６】
ブレードの本体は、（図のすべてにおいて左側の）正圧側壁１６および（図のすべてにおいて右側の）負圧側壁１８を画定するように輪郭付けられる。
【００２７】
正圧側壁１６は、通常、形状が凹面であり、これは、高温ガス流が出会う第１の壁であり、すなわち上流側に面するその外側面は、ガス正圧側にあり、「正圧側面」またはより簡単に「正圧側」１６ａと呼ばれる。
【００２８】
負圧側壁１８は、凸面であり、その後高温ガス流に出会い、すなわちこれは、下流側に面するその外面に沿ってガス負圧側にあり、「負圧側面」またはより簡単に「負圧側」１８ａと呼ばれる。
【００２９】
正圧側壁１６および負圧側壁１８は、ブレードの先端１４とブレードの根元１２の頂部との間で半径方向に延在する前縁２０および後縁２２で出合う。
【００３０】
図２から図４の拡大図から理解できるように、ブレードの先端１４において、内部冷却通路２４は、正圧側壁１６と負圧側壁１８との間のブレードの先端１４全体にわたって、したがって前縁２０から後縁２２まで延在する端部壁２６の内側面２６ａによって画定される。
【００３１】
ブレードの先端１４において、正圧側壁１６および負圧側壁１８は、内部冷却通路２４から出るように、すなわち（図のすべてにおいて上方への）半径方向外方に向かって開いているキャビティ３０のリム２８を形成する。より正確には、リム２８は、正圧側壁１６沿いの正圧側リム２８１と負圧側壁１８沿いの負圧側リム２８２とによって構成される。
【００３２】
図で理解できるように、この開いたキャビティ３０は、したがってリム２８の内面によって横方向に、かつ端部壁２６の外面２６ｂによってその低い部分について画定される。
【００３３】
したがって、リム２８は、ブレード１０の先端１４の自由端をタービンケーシング５０の対応する内側環状表面との接触から保護する、ブレードのプロファイルに沿って薄い壁を形成する（図４を参照されたい）。
【００３４】
図４の断面図でよりはっきりと理解できるように、これは、バスタブの下に孔を含む従来技術の冷却技術を示しており、傾斜した冷却チャネル３２が、内部冷却通路２４を正圧側壁１６の外側面、すなわち正圧側１６ａに接続するために正圧側壁１６を通り抜ける。
【００３５】
これらの冷却チャネル３２は、正圧側壁１６に沿ってリム２８の頂部２８ａに向かって進む空気のジェットによってこれを冷却するために、リムの頂部２８ａに向かって開口するように傾斜する。
【００３６】
これらの冷却チャネル３２から生じる冷却の有効性は、主としてこれらの冷却チャネル３２の２つの幾何学的パラメータによって支配される（図４を参照されたい）。すなわち、
２つの半径Ｒ１と半径Ｒ２（それぞれ、入口開口３２ｂのレベル、および正圧側１６の冷却チャネル３２の出口開口３２ａのレベル）との間の冷却チャネル３２の全体の半径方向の長さＤ；この半径方向の長さＤが大きければ大きいほど、熱ポンピングによる冷却の現象が軸線Ｒ−Ｒ’に沿ってブレードの大きな部分により多く適用され、
「出口」半径と呼ばれる半径Ｒ２によって特定される正圧側１６の冷却チャネル３２の出口開口３２ａのレベル；この半径Ｒ２が大きければ大きいほど、バスタブの頂部、すなわち正圧側リム２８１の頂部２８ａまでずっと冷却空気の外部フィルムがより効果的になる。
【００３７】
最後に、冷却チャネル３２を製作する（これは、通常、放電加工（ＥＤＭ）によって行われる）工業的可能性には、ＥＤＭノズルが通過できるようになっている十分な逃下角を残すのに十分な、冷却チャネル３２の軸線と正圧側リム２８１の外側面２８１ａとの間の角度αが必要である。
【００３８】
図４の冷却チャネル３２の幾何学的構成がまた「先端部オフセット」を含むブレード１０’に対して変更なしで使用されるならば（図５）、冷却チャネル３２の軸線の逃げ角（角度α）はもはや十分ではないということが理解できる。こうした状況では、冷却チャネル３２の軸線は、これに接近しすぎることによっても、または図５に示されるようにこれに交差することによっても正圧側リム２８１’に干渉する。したがって、冷却チャネル３２をもはや穴あけによって製作することはできない。
【００３９】
図５において、「先端部オフセット」を有するブレード１０’には、図１から図４のブレードに使用されたものと同じ引用符号が与えられ、変更された部分には合わせてプライム記号（「’」）が与えられている。詳細には、差異は、単にリム２８’の形状に関するものであり、この形状は、ブレード１０’の長手方向Ｒ−Ｒ’、すなわち半径方向に平行でない。
【００４０】
エーロフォイルのセクションＳは、ブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’、すなわち半径方向に直交する断面平面上のセクションにおけるエーロフォイルの輪郭に対応するものと考えられる。ブレード１０の場合には、エーロフォイルセクションＳのすべてが、ブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’、すなわち半径方向に平行な積層方向に積み重ねられ、このセクションは、互いに重ね合わされる（図４を参照されたい）。
【００４１】
図５のブレード１０’の場合には、内部冷却通路２４および端部壁２６を含むエーロフォイル部分のエーロフォイルセクションＳは、同様にブレードの半径方向に積み重ねられるが、ただし、リム２８’のエーロフォイルセクションＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４（すなわち先端部）は、それらの積層が正圧側１６ａに向かってオフセットされるように積み重ねられ、このオフセットは、（図５においてＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４の順に）頂部２８ａ’により近いセクションに向けて徐々に増加するように行われる。
【００４２】
「Ａ」は、正圧側リム２８１’の自由端の外側の限界を示し、これは、下記に正圧側リム２８１’の端部Ａと呼ばれる。
【００４３】
さらに、示されたリム２８’はまた、前記正圧側リム２８１’の自由端の外側の限界Ａの位置において、すなわち頂部２８ａ’の正圧側の縁の位置において正圧側リム２８１’の拡大部分２８３’を有する。
【００４４】
この拡大部分２８３’は、図５の積み重ねられたセクション（Ｓ３およびＳ４）のいくつかに存在し、断面が尖った形状を有する端部Ａに連なり、冷却チャネル３２の軸線は、この尖った形状と交差する。この尖った形状は、ブレード１０の機械加工中に現われるが、任意であり不可欠ではないと考えられるべきである。
【００４５】
この問題を軽減し、バスタブの下の孔と両立できる先端部オフセットを製作するために、バスタブの形状を変更し、したがってその熱効率を低下させることは当然である。すなわち、
−図６に示されるような第１の解決策は、全体の半径方向の長さＤを変更することなく出口半径Ｒ２のレベルを値Ｒ２’まで減少させる（冷却チャネルの入口半径Ｒ１のレベルは値Ｒ１’まで下げられる）ことによって、容易に穴あけされる冷却チャネル３２’を有する。こうした状況では、半径Ｒ２を減少させ、出口の位置を冷却チャネルから下げることによって、リム２８’によって形成されるブレード先端の満足な冷却をもはや得ることはできない。
−図７に示されるような第２の解決策は、穴あけが容易であり、かつ出口半径Ｒ２のレベルを変更することなく全体の半径方向の長さＤを値Ｄ’’まで減少させることから成る冷却チャネル３２’’を有する。こうした状況では、半径Ｒ１を値Ｒ１’’まで増加することによって、リム２８’によって形成されるブレード先端の満足な冷却を得ることができるが、ポンピングによる熱冷却の現象は、もはや十分ではない。なぜなら、これは軸線Ｒ−Ｒ’に沿ったブレードの小さな部分のみにわたって効果的であるからである。
【００４６】
それらの欠点を軽減するために、本発明は、図８から図１１に提示され、下記に説明される解決策を提案する。
【００４７】
ブレード１１０は、図５を参照して上記に説明されたような先端部オフセットが設けられるリム２８’を有する。
【００４８】
正圧側壁１６は、この中間部分が正圧側１６ａに向かって突出部を形成するので、正圧側リム２８１’に隣接するその中間部分で変更される。
【００４９】
より正確には、中間部分は、この突出部では正圧側１６ａがもはや長手方向Ｒ−Ｒ’、すなわち半径方向に方向付けられないが、長手方向Ｒ−Ｒ’にリム２８’に接近すると負圧側１８ａからさらに徐々に離れるように傾斜するような突出部１６１である。
【００５０】
突出部１６１の長さの半分超が、内部冷却通路２４の長手方向部分に沿って延在する（詳細には、組立後のエンジンの半径方向最外側部分）。
【００５１】
このように孔が穴あけされる正圧側壁１６をオフセットすることによって、図４の半径Ｒ２およびＲ１を維持し、穴あけが実施可能となるように十分遠く離されて正圧側リム２８１’の端部Ａから冷却チャネル１３２の軸線を移動させることができる。
【００５２】
この突出部１６１は、半径Ｒ２と半径Ｒ１（ここにＲ２＞Ｒ１である）との間で冷却チャネル１３２の全レベルにわたって延在し、外側面または正圧側面１６１ａの形をとって正圧側１６ａで目に見え、終端面１６１ｂは、リム２８’の方に面しており、内面１６１ｃは、内部冷却通路２４の方に面している。
【００５３】
突出部１６１の正圧側面１６１ａは、終端面１６１ｂに接近すると半径方向Ｒ−Ｒ’から徐々に離れるように傾斜する。突出部１６１の正圧側面１６１ａと長手方向Ｒ−Ｒ’、すなわち半径方向との間に形成される傾斜角βは、好ましくは１０°から６０°の範囲に、より好ましくは２０°から５０°の範囲にあり、かつ２５°から３５°の範囲に、特に３０°に接近していることが有利である。
【００５４】
さらに、長手方向Ｒ−Ｒ’、すなわち半径方向に対する冷却チャネル１３２の傾斜角αは、１０°から６０°の範囲に、好ましくは２０°から５０°の範囲にあり、かつ２５°から３５°の範囲に、詳細には３０°に接近していることが有利である。
【００５５】
この構成の場合には、非ゼロ最小距離ｄ１が、正圧側リム２８１’の端部Ａを通過する長手方向Ｒ−Ｒ’の平行線と、正圧側面１６１ａと終端面１６１ｂとの間にある突出部１６１の端部Ｂまたは外側縁部との間の差異ｄを測定する際に使用できる。換言すれば、端部Ｂは、端部Ａに対して引っ込めて置かれる。
【００５６】
好ましくは、前記最小値ｄ１は、１ミリメートル（ｍｍ）、またはさらに２ｍｍよりも大きいかまたはそれに等しく、冷却チャネル１３２の穴あけを行うのに使用される材料に依存する。
【００５７】
特徴的な方法で、前記冷却チャネル１３２は、前記突出部１６１の終端面１６１ｂに開口するように突出部１６１に配置される。
【００５８】
このように、正圧側１６ａと負圧側１８ａとの間の正の圧力勾配の結果として、ブレードの頂部とタービンケーシング５０の対応する内側環状表面との間に存在する逃げ角を介して正圧側１６ａから負圧側１８ａの方へ通過する高温ガスの外部流れによって押し戻される冷却空気Ｆ１の流れが得られる（図８を参照されたい）。
【００５９】
この構成は、前記突出部１６１の終端面１６１ｂの冷却チャネル１３２の出口開口の位置に拘わらず、冷却ガス流Ｆ１と外部高温ガスとの間の効果的な混合を確実にする再循環領域（コーナーゾーン）に流れＦ２を生じる。
【００６０】
したがって、本発明の突出部１６１を使用することにより、冷却チャネル１３２から生じる空気によって発生する冷却の有効性をさらに改善することができる。
【００６１】
図８から図１１に示される好ましい幾何学的配置においては、突出部１６１の終端面１６１ｂの端部Ｂと正圧側壁１６の残りの部分との間の距離Δ（図９を参照されたい）は、第１に正圧側リム２８１’の端部Ａと正圧側壁１６の残りの部分との間で測定されるオフセットＥと、第２に冷却チャネル１３２の軸線と正圧側リム２８１’の端部Ａとの間の前記距離ｄとの間の差以上であり、この距離Δは、前記突出部１６１の終端面１６１ｂの軸方向長さに対応する。換言すれば、
Δ≧Ｅ−ｄ  である。
【００６２】
構造体の重量の増加を回避するために、ブレード１１０のエーロフォイルの正圧側壁１６の厚さｅは、突出部１６１においても正圧側壁１６の残りの部分においても実質的に一定であり、また、正圧側リム２８１’の底部と同じレベルに、かつその底部の前に端部壁に接続される突出部１６１の領域１６１ｄの壁の厚さに実質的に等しい（図９を参照されたい）。
【００６３】
壁厚は、注目する領域の外側面に直交する方向に沿って考慮されることを理解されたい。
【００６４】
この特徴は、図９に示されており、この厚さｅは、突出部１６１より下と、冷却チャネル１３２に沿って突出部１６１の位置においてと、および終端面１６１ｂと内部冷却通路との間にあり突出部１６１を端部壁２６に接続する領域１６１ｄにおいて見ることができる。
【００６５】
ブレード根元１２の機械的頑健性を不利にすることを避けるために、突出部１６１の位置において正圧側壁１６を厚くすることを避けることが必要である。このために、正圧側壁の後面が、突出部１６１の位置において切り取られる。詳細には、正圧側壁１６の従来のプロファイルと比較され、図８の線Ｐ１およびＰ２によって表される突出部１６１の後ろにおいて除去されるべき領域は、図９においてＣで参照される陰影付きゾーンに対応する。
【００６６】
有利なことに、壁厚の増加を伴わない突出部１６１を備える本発明によるこの設計は、現存のツーリングの最小限の変更によって得られることができ、鋳造の場合には、既に存在する中子取りが、突出部１６１を得るのに適したキャビティの内側プロファイルを有する中子を製作するように（正圧側の全幅にわたって）押出表面Ｃに相当する容積について掘り進められ、この容積は、ブレードの外側エンベロープを形成するワックス型から掘り取られる。
【００６７】
この構成においては、突出部１６１の外側面１６１ａおよび内側面１６１ｃは、相互に平行である。
【００６８】
突出部１６１の終端面１６１ｂは、平面であることが好ましい。
【００６９】
図８および図９においては、突出部１６１の終端面１６１ｂは水平であり、これは、冷却チャネル１３２が前記終端面１６１ｂに開口する位置においてブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’に対して直交して方向付けられる。
【００７０】
示された例においては、突出部１６１の全終端面１６１ｂが、ブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’に対して直交して延在する。
【００７１】
図１０に示される第１の変形例においては、面取り部が終端面１６１ｂに用いられ、その結果、突出部１６１の終端面１６１ｂは、冷却チャネル１３２が前記終端面１６１ｂに開口する位置においてブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’に対して非ゼロ鈍角γ１を形成するように傾斜される。この配置においては、鋭角γ２が、突出部１６１の終端面１６１ｂとロータの回転軸線Ｘ−Ｘ’に対して平行であり、かつブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’に直交する水平方向との間に形成される。この角度γ２は、好ましくは１０°から６０°の範囲に、より好ましくは２０°から５０°の範囲にあり、かつ２５°から３５°の範囲に、特に３０°に接近していることが有利である。
【００７２】
このように、冷却チャネル１３２の軸線は、冷却チャネル１３２が前記終端面１６１ｂに開口する位置において突出部１６１の終端面１６１ｂに対して直交する。この変形例の利点は、終端面１６１ｂが水平である場合のより卵形の形状と対比して、終端面１６１ｂの冷却チャネル１３２の出口開口の形状が円形であり、それにより、冷却チャネル１３２の出口セクションに関して、およびひいては冷却空気の流量に関してよりよい制御を得ることができるということである。
【００７３】
図８から図１０においては、端部壁２６は、ブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’に直交して延在し、これは、従来の構成に対応する。
【００７４】
さらに、図８から図１０においては、突出部１６１の終端面１６１ｂは、キャビティ３０の方に面している端部壁２６の外側面２６ｂに対応する半径Ｒ３より小さい出口半径Ｒ２のレベル（図８および図９を参照されたい）に配置される。したがって、Ｒ２＜Ｒ３ならば、バスタブの底部領域の効果的な冷却が保証される（Ｒ２＞Ｒ３ならば、バスタブの底部は、冷却チャネル３２から生じる冷却によって強い影響を与えられないことになる）。
【００７５】
また、これらの図８から図１０においては、突出部１６１の終端面１６１ｂは、内部冷却通路２４の方に面している端部壁２６の内側面２６ａに対応する半径Ｒ４より大きい出口半径Ｒ２のレベル（図８および図９を参照されたい）に配置される。Ｒ２＞Ｒ４であるこの状況により、ブレード１１０は、キャビティ３０によって発生する冷却によって熱的に覆われない領域の上方において適切に冷却されることを保証することができる。
【００７６】
したがって、Ｒ２＜Ｒ３かつＲ２＞Ｒ４を満たすことは、見出され得る最良の熱的折衷案になる。
【００７７】
図１１の第２の変形例においては、ブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’に対して直角でなく、ゼロでない角度δ１を形成するように傾斜する端部壁１２６を備える傾斜端部壁を有するバスタブが用いられる。
【００７８】
より正確には、正圧側リム２８１’に隣接する位置の前記端部壁１２６の上面は、好ましくは４５°から８９°の範囲に、より好ましくは５０°から６５°の範囲にあり、かつ５５°から６５°の範囲に、詳細には６０°に接近していることが有利である鋭角δ１を形成し、これは、前記端部壁１２６の上面と、ロータの回転軸線Ｘ−Ｘ’に平行であり、かつブレードの長手方向Ｒ−Ｒ’に直交する水平方向との間の鋭角δ２に対応する。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月17日(2014.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向（Ｒ−Ｒ’）に沿って延在するエーロフォイル（１３）、根元（１２）、および先端（１４）を有する中空ブレード（１１０）にして、内部冷却通路（２４）がエーロフォイルの内部にあり、先端にあるキャビティ（３０）が、ブレード（１１０）の自由端（１４）に向かって開いており、端部壁（２６、１２６）およびリム（２８’）によって画定され、前記リム（２８’）が、前縁（２０）と後縁（２２）との間に延在し、負圧側（１８ａ）に沿った負圧側リム（２８２’）および正圧側（１６ａ）に沿った正圧側リム（２８１’）を備え、冷却チャネル（１３２）が、前記内部冷却通路（２４）を正圧側（１６）と接続し、前記冷却チャネル（３２）が、正圧側（１６ａ）に対して傾斜しており、ブレード先端のリム（２８’）のレベルでのブレードのエーロフォイルセクション（Ｓ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）のスタックが、正圧側（１６ａ）に向かってオフセットを有し、このオフセットが、ブレード（１１０）の先端（１４）の自由端に近づくと増加する、ブレードであって、エーロフォイルの正圧側壁（１６）が、内部冷却通路（２４）の長手方向部分に沿って延在するその長さの半分超を備え、かつエーロフォイルの正圧側（１６ａ）の残りの部分に対して傾斜する外側面（１６１ａ）を備える突出部（１６１）を有し、キャビティ（３０）の方に面しているその端部において終端面（１６１ｂ）を有し、端部壁（２６）が、突出部（１６１）の前記端部の位置において正圧側壁（１６）に接続され、前記冷却チャネル（１３２）が、前記突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）に開口するように前記突出部（１６１）に配置され、それによって、冷却チャネル（１３２）の軸線と正圧側リム（２８１’）の自由端の外側の限界Ａとの間の距離ｄが、非ゼロ最小値ｄ１よりも大きいかまたはそれに等しいことを特徴とする、ブレード。
【請求項２】
前記最小値ｄ１が、１ｍｍよりも大きいかまたはそれに等しいことを特徴とする、請求項１に記載のブレード。
【請求項３】
突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）の端部（Ｂ）と正圧側壁（１６）の残りの部分との間の距離（Δ）が、正圧側リム（２８１’）の端部（Ａ）と正圧側壁（１６）の残りの部分との間で測定されるオフセット（Ｅ）と、冷却チャネル（１３２）の軸線と正圧側リム（２８１’）の端部（Ａ）との間の前記距離（ｄ）との間の差以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載のブレード（１１０）。
【請求項４】
エーロフォイルの正圧側壁（１６）の厚さ（ｅ）が、突出部（１６１）において、および正圧側壁（１６）の残りの部分において実質的に一定であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項５】
突出部（１６１）の外側面（１６１ａ）および内側面（１６１ｃ）が、相互に平行であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項６】
突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）が、平面であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項７】
突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）が、冷却チャネル（１３２）が前記終端面（１６１ｂ）に開口する位置においてブレードの長手方向（Ｒ−Ｒ’）に対して非ゼロ鈍角γ１を形成するように傾斜することを特徴とする、請求項６に記載のブレード（１１０）。
【請求項８】
冷却チャネル（１３２）の軸線が、冷却チャネル（１３２）が前記終端面（１６１ｂ）に開口する位置において突出部（１６１）の終端面（１６１ｂ）に直交することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項９】
前記端部壁（２６）が、ブレードの長手方向に対して直交して配置されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項１０】
前記端部壁（１２６）が、ブレード（１１０）の長手方向（Ｒ−Ｒ’）に対して直角以外の非ゼロ角度（δ１）を形成するように傾斜に沿って延在することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項１１】
冷却チャネル（１３２）が、突出部（１６１）の外側端縁（Ｂ）の近くに開口することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項１２】
長手方向（Ｒ−Ｒ’）に対する冷却チャネル（１３２）の傾斜角（α）が、突出部の正圧側面（１６１ａ）と長手方向（Ｒ−Ｒ’）との間に形成される傾斜角（β）よりも真に大きいことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のブレード（１１０）。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレード（１１０）を含むタービンエンジンロータ。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレード（１１０）を含むタービンエンジンタービン。
【請求項１５】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレード（１１０）を含むタービンエンジン。
【国際調査報告】
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