(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用のロータブレード（４０）であって、当該ロータブレード（４０）が、
半径方向外側表面（１５２）及び半径方向内側表面（１４４）を含むプラットホーム（６２）と、
前記プラットホームから半径方向外向きに延びる翼形部（６０）と、
前記プラットホームから半径方向内向きに延びるシャンク（６４）と、
前記シャンクから延びるダブテール（６６）と
を含んでおり、
前記プラットホーム（６２）が、凸状側壁（９６）及び対向する凹状側壁（９４）によって互いに接合された前縁側壁（９０）及び後縁側壁（９２）をさらに含んでいて、前記後縁側壁の少なくとも一部分（１７８）が、プラットホーム後縁の冷却を可能にすべく前記プラットホーム半径方向外側表面（１５２）と半径方向内側表面（１４４）の間で陥凹しており、
前記シャンク（６４）が、シャンク（６４）の凸状側壁（１２２）に各々隣接して形成された前縁シールピン空洞（２００）及び後縁シールピン空洞（２０２）をさらに含んでいて、前縁シールピン空洞（２００）及び後縁シールピン空洞（２０２）が、隣接するロータブレード間をシールするように構成されており、前記シャンク（６４）が、前記後縁シールピン空洞（２０２）内に配置された半径方向シールピン（２０４）をさらに含んでいて、前記前縁シールピン空洞（２００）がプラットホームフィルム冷却を高め、
内部空洞（８４）の少なくとも一部が、前記翼形部、プラットホーム、シャンク及びダブテールによって形成され、
冷却回路（１４０）が前記シャンクの一部分を貫通して、前記プラットホーム半径方向内側表面をインピンジメント冷却するための冷却空気を前記空洞から供給する、
ロータブレード（４０）。
【請求項２】
前記プラットホーム（６２）が、前記プラットホーム半径方向内側表面（１４４）の少なくとも一部分内に形成されたパージスロット（１７０）をさらに含み、前記パージスロットが、それを通して冷却空気を流して隣接するロータブレードプラットホーム間に形成されたギャップ（４８）をパージするように構成されている、請求項１記載のロータブレード（４０）。
【請求項３】
前記プラットホーム（６２）が、前記プラットホーム半径方向外側表面（１５２）と半径方向内側表面（１４４）の間で延びて該プラットホーム半径方向外側表面をフィルム冷却するための冷却空気を供給する複数のフィルム冷却開口（１５０）をさらに含む、請求項１又は請求項２記載のロータブレード（４０）。
【請求項４】
前記シャンク（６４）が、前側壁（１２４）と後側壁（１２６）との間で軸方向に延びており、前記前側壁の少なくとも一部分（１６０）が陥凹していて、前記複数のフィルム冷却開口（１５０）を通して供給される冷却空気の圧力を増大させるのを可能にする、請求項３記載のロータブレード（４０）。
【請求項５】
前記シャンク（６４）が、前記シャンク前側壁（１２４）から外向きに延びる少なくとも１つのエンゼルウィング（１３４）をさらに含み、前記少なくとも１つのエンゼルウィングから半径方向内側の前記シャンク前側壁の少なくとも一部分（１６０）が陥凹している、請求項４記載のロータブレード（４０）。
【請求項６】
前記プラットホーム（６２）が、凸状側壁（９６）、凹状側壁（９４）及び複数の対流冷却開口（３０２）をさらに含み、前記凸状側壁及び凹状側壁が各々、前記プラットホーム半径方向外側表面（１５２）と半径方向内側表面（１４４）の間で延び、前記複数の対流冷却開口が、前記空洞と前記プラットホーム凹状側壁との間で延びて該プラットホーム凹状側壁を対流冷却するための冷却空気を供給する、請求項１記載のロータブレード（４０）。
【請求項７】
前記プラットホーム（６２）の少なくとも一部分（１８４）が面取りされて、該プラットホームの少なくとも一部分の熱伝達率を低下させるのを可能にする、請求項１記載のロータブレード（４０）。
【請求項８】
ロータシャフトと該ロータシャフトに結合された複数の円周方向に間隔を置いて配置されたロータブレードとを含むガスタービンエンジンロータ組立体であって、前記ロータブレードの少なくとも１つが、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のロータブレードである、ガスタービンエンジンロータ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、総括的にはガスタービンエンジンに関し、より具体的にはガスタービンエンジンロータ組立体を冷却するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部の公知のロータ組立体は、円周方向に間隔を置いて配置されたロータブレードの少なくとも１つの列を含む。各ロータブレードは、前縁及び後縁において互いに接合された正圧側面及び負圧側面を備えた翼形部を含む。各翼形部は、ロータブレードプラットホームから半径方向外向きに延びる。各ロータブレードはまた、シャンクから半径方向内向きに延びたダブテールを含み、該シャンクは、プラットホームとダブテールとの間で延びている。ダブテールは、ロータ組立体内でロータブレードをロータディスクすなわちスプールに取付けるのに用いられる。公知のブレードは中空であり、内部冷却空洞の少なくとも一部が、翼形部、プラットホーム、シャンク及びダブテールによって形成されるようになっている。
【０００３】
作動時には、ブレードの翼形部分が、ダブテール部分よりも高温に曝されるので、翼形部とプラットホームとの間及び／又はシャンクとプラットホームとの間の接合面において温度の不整合が生じる可能性がある。時の経過とともに、このような温度差及び熱歪みにより、ブレードプラットホームに対して大きな圧縮熱応力が生じることになる。さらに、時の経過とともに、プラットホームの作動温度の上昇は、プラットホームの酸化、プラットホームの割れ及び／又はプラットホームのクリープ変形を引き起こす可能性があり、そのことによってロータブレードの有効寿命が短くなるおそれがある。
【０００４】
プラットホーム領域における高温の影響を少なくするのを可能にするために、少なくとも一部の公知のロータブレードは、シャンク内に形成された冷却開口を含む。より具体的には、少なくとも一部の公知のシャンク内では、冷却開口がシャンクを貫通して、プラットホームの半径方向内側に形成されたシャンク空洞内に冷却空気を供給するようになっている。しかしながら、公知のロータブレード内では、このような冷却開口によって、ロータブレードプラットホームに対して限られた冷却しか行えない可能性がある。
【特許文献１】特開２００２−２７６３０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１１９５号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様では、ガスタービンエンジン用のロータ組立体を組立てる方法を提供する。本方法は、翼形部、プラットホーム、シャンク、内部空洞及びダブテールを備え、翼形部がプラットホームから半径方向外向きに延び、プラットホームが半径方向外側表面及び半径方向内側表面を含み、シャンクがプラットホームから半径方向内向きに延び、またダブテールがシャンクから延びて、内部空洞の少なくとも一部が、翼形部、プラットホーム、シャンク及びダブテールによって形成されるようになっている第１のロータブレードを準備する段階を含む。本方法はさらに、作動時に冷却空気がブレード空洞からブレードインピンジメント冷却回路を通って流れて第１のロータブレードプラットホーム半径方向内側表面をインピンジメント冷却するように、ダブテールを用いて第１のロータブレードをロータシャフトに結合する段階と、プラットホームギャップが第１及び第２のロータブレードプラットホーム間に形成されるように、第２のロータブレードをロータシャフトに結合する段階とを含む。
【０００６】
別の態様では、ガスタービンエンジン用のロータブレードを提供する。本ロータブレードは、プラットホーム、翼形部、シャンク、ダブテール及び冷却回路を含む。プラットホームは、半径方向外側表面及び半径方向内側表面を含み、また翼形部は、プラットホームから半径方向外向きに延びる。シャンクは、プラットホームから半径方向内向きに延び、またダブテールは、シャンクから延びて、内部空洞の少なくとも一部が、翼形部、プラットホーム、シャンク及びダブテールによって形成されるようになっている。冷却回路は、シャンクの一部分を貫通して、プラットホーム半径方向内側表面をインピンジメント冷却するための冷却空気を空洞から供給するようになっている。
【０００７】
さらに別の態様では、ガスタービンエンジンロータ組立体を提供する。本ロータ組立体は、ロータシャフトと該ロータシャフトに結合された複数の円周方向に間隔を置いて配置されたロータブレードとを含む。ロータブレードの各々は、翼形部、プラットホーム、シャンク及びダブテールを含む。各翼形部は、各それぞれのプラットホームから半径方向外向きに延び、また各プラットホームは、半径方向外側表面及び半径方向内側表面を含む。各シャンクは、各それぞれのプラットホームから半径方向内向きに延び、また各ダブテールは、ロータブレードをロータシャフトに結合するように各それぞれのシャンクから延びて、内部空洞の少なくとも一部が、翼形部、プラットホーム、シャンク及びダブテールによって形成されるようになっている。少なくとも第１のロータブレードは、シャンクの一部分を貫通するインピンジメント冷却回路を含み、該インピンジメント冷却回路は、プラットホーム半径方向内側表面をインピンジメント冷却するための冷却空気をブレード空洞から流すようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、発電機１６に結合された例示的なガスタービンエンジン１０の概略図である。この例示的な実施形態では、ガスタービンシステム１０は、単一の一体構造ロータすなわちシャフト１８の形態で配置された圧縮機１２、タービン１４及び発電機１６を含む。別の実施形態では、シャフト１８は、複数のシャフトセグメントに分割され、各シャフトセグメントが、隣接するセグメントに結合されてシャフト１８を形成する。圧縮機１２は、加圧空気を燃焼器２０に供給し、燃焼器２０において、空気はストリーム２２により供給された燃料と混合される。１つの実施形態では、エンジン１０は、サウスカロライナ州グリーンビル所在のゼネラル・エレクトリック社から市販されている９ＦＡ＋ｅ型ガスタービンエンジンである。
【０００９】
作動中、空気は圧縮機１２を通って流れ、加圧空気が燃焼器２０に供給される。燃焼器２０からの燃焼ガス２８は、タービン１４を回転させる。タービン１４は、シャフト１８、圧縮機１２及び発電機１６を縦方向軸線３０の周りで回転させる。
【００１０】
図２は、ロータブレード４０の第１の側４２から見た、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）に用いることができるロータブレード４０の拡大斜視図である。図３は、ロータブレード１０の下側から見た、ロータブレード４０の拡大斜視図であり、また図４は、ロータブレード４０の対向する第２の側４４から見た、図２に示すロータブレードの側面図である。図５は、ブレード４０がタービン１４（図１に示す）のようなロータ組立体内に結合されたときの、円周方向に間隔を置いて配置されたロータブレード４０間の円周方向間隔の相対的な配向を示す。１つの実施形態では、ブレード４０は、新たに鋳造したブレードである。別の実施形態では、ブレード４０は、既に使用されていて、本明細書に記載する特徴形状を含むように改造されたブレード４０である。より具体的には、ロータブレード４０がロータ組立体内に結合されたとき、円周方向に間隔を置いて配置されたロータブレード４０間にギャップ４８が形成される。
【００１１】
ロータ組立体内部に結合されるとき、各ロータブレード４０は、シャフト１８（図１に示す）のようなロータシャフトに回転可能に結合されたロータディスク（図示せず）に結合される。別の実施形態では、ブレード４０は、ロータスプール（図示せず）内に取付けられる。この例示的な実施形態では、ブレード４０は、同一であり、各々がロータディスクから半径方向外向きに延びかつ翼形部６０、プラットホーム６２、シャンク６４及びダブテール６６を含む。この例示的な実施形態では、翼形部６０、プラットホーム６２、シャンク６４及びダブテール６６は、ひとまとめにしてバケットとして知られている。
【００１２】
各翼形部６０は、第１の側壁７０及び第２の側壁７２を含む。第１の側壁７０は凸面形であり、翼形部６０の負圧側面を形成し、また第２の側壁７２は凹面形であり、翼形部６０の正圧側面を形成する。側壁７０及び７２は、翼形部６０の前縁７４及び軸方向に間隔を置いた後縁７６において互いに接合される。より具体的には、翼形部後縁７６は、翼形部前縁７４から翼弦方向にかつ下流方向に間隔を置いている。
【００１３】
第１及び第２の側壁７０及び７２は、それぞれプラットホーム６２に隣接して位置したブレード根元７８から翼形部先端８０までスパンにわたって長手方向すなわち半径方向外向きに延びる。翼形部先端８０は、ブレード４０内に形成された内部冷却チャンバ８４の半径方向外側境界を定める。より具体的には、内部冷却チャンバ８４は、側壁７０及び７２間で翼形部６０内部に境界付けられ、プラットホーム６２を貫通し、シャンク６４を通ってダブテール６６内に延びる。
【００１４】
プラットホーム６２は、翼形部６０とシャンク６４との間で延びるので、各翼形部６０が各それぞれのプラットホーム６２から半径方向外向きに延びるようになる。シャンク６４は、プラットホーム６２から半径方向内向きにダブテール６６まで延び、またダブテール６６は、シャンク６４から半径方向内向きに延びて、ロータブレード４０及び４４をロータディスクに固定するのを可能にする。プラットホーム６２はまた、正圧側の端縁９４及び対向する負圧側の端縁９６で互いに接合された上流側面すなわちスカート９０及び下流側面すなわちスカート９２を含む。ロータブレード４０がロータ組立体内部に結合されると、隣接するロータブレードプラットホーム６２間にギャップ４８が形成され、従ってこのギャップ４８は、プラットホームギャップとして知られている。
【００１５】
シャンク６４は、該シャンク６４の上流側壁１２４及び下流側壁１２６において互いに接合されたほぼ凹状の側壁１２０及びほぼ凸状の側壁１２２を含む。従って、シャンク側壁１２０は、それぞれ上流側壁１２４及び下流側壁１２６に対して陥凹しているので、バケット４０がロータ組立体内に結合されたとき、隣接するロータブレードシャンク６４間にシャンク空洞１２８が形成される。
【００１６】
この例示的な実施形態では、前方エンゼルウィング１３０及び後方エンゼルウィング１３２が各々、それぞれのシャンク側面１２４及び１２６から外向きに延びて、ロータ組立体内に形成された前方及び後方エンゼルウィングバッファ空洞（図示せず）をシールするのを可能にする。さらに、前方下部エンゼルウィング１３４がまた、シャンク側面１２４から外向きに延びて、バケット４０とロータディスクとの間をシールするのを可能にする。より具体的には、前方下部エンゼルウィング１３４は、ダブテール６６と前方エンゼルウィング１３０との間でシャンク６４から外向きに延びる。
【００１７】
後でより詳細に説明するように、冷却回路１４０が、シャンク６４の一部分を貫通して形成されて、プラットホーム６２を冷却するためのインピンジメント冷却空気を供給する。具体的には、冷却回路１４０は、バケット内部冷却空洞８４及びシャンク空洞１２８が互いに流れ連通した状態で結合されるように、シャンク凹状側壁１２０内に形成されたインピンジメント冷却開口１４２を含む。より具体的には、開口１４２は、一般的に冷却空気ジェットノズルとして機能し、プラットホーム６２に対して斜めに配向されており、開口１４２を通って流れる冷却空気が、プラットホーム６２の半径方向内側表面１４４に向かって吐出されてプラットホーム６２をインピンジメント冷却するのを可能にする。
【００１８】
この例示的な実施形態では、プラットホーム６２もまた、プラットホーム６２を貫通する複数のフィルム冷却開口１５０を含む。別の実施形態では、プラットホーム６２は、開口１５０を含まない。より具体的には、フィルム冷却開口１５０は、プラットホーム６２の半径方向外側表面１５２とプラットホーム半径方向内側表面１４４との間で延びる。開口１５０は、プラットホーム外側表面１５２に対して斜めに配向されており、シャンク空洞１２８から開口１５０を通って流れる冷却空気によってプラットホーム半径方向外側表面１５２をフィルム冷却することが可能になるようになっている。さらに、冷却空気が開口１５０を通って流れるので、プラットホーム６２は、各開口１５０の長さに沿って対流冷却される。
【００１９】
シャンク空洞１２８内部の圧力を増大させるのを可能にするために、この例示的な実施形態では、シャンク側壁１２４は、前方下部エンゼルウィング１３４の半径方向内側に形成された陥凹状すなわちスカラップ状部分１６０を含む。別の実施形態では、前方下部エンゼルウィング１３４は、スカラップ状部分１６０を含まない。従って、隣接するロータブレード４０がロータ組立体内に結合されたとき、陥凹部分１６０は、シャンク空洞１２８内への追加の冷却空気流を可能にしてシャンク空洞１２８内の作動圧力を高めるのを可能にする。従って、陥凹部分１６０は、プラットホームフィルム冷却開口１５０に対して十分な逆流マージンを維持するのを可能にする。
【００２０】
この例示的な実施形態では、プラットホーム６２はさらに、陥凹部分すなわちアンダカットパージスロット１７０を含む。別の実施形態では、プラットホーム６２は、スロット１７０を含まない。より具体的には、スロット１７０は、プラットホーム正圧側端縁９４に沿ってプラットホーム半径方向内側表面１４４内のみに形成され、シャンク上流及び下流側壁１２４及び１２６間でプラットホーム半径方向外側表面１５２に向かって延びる。スロット１７０は、シャンク空洞１２８からプラットホームギャップ４８を通して冷却空気を流してギャップ４８が冷却空気で実質的に連続してパージされるようにするのを可能にする。
【００２１】
さらに、この例示的な実施形態では、プラットホームアンダカットすなわち後縁陥凹部分１７８が、プラットホーム６２内に形成される。別の実施形態では、プラットホーム６２は、後縁陥凹部分１７８を含まない。プラットホームアンダカット１７８が、それぞれプラットホーム半径方向内側及び外側表面１４４及び１５２間でプラットホーム６２内に形成される。より具体的には、プラットホームアンダカット１７８は、プラットホーム正圧側端縁９４とプラットホーム下流スカート９２との間に形成された接合面１８０において該プラットホーム下流スカート９２内に形成される。従って、隣接するロータブレード４０がロータ組立体内に結合されたとき、アンダカット１７８は、プラットホーム６２の後縁の冷却を向上させるのを可能にする。
【００２２】
この例示的な実施形態では、プラットホーム６２の部分１８４がさらに、プラットホーム負圧側端縁９６に沿って面取りされる。別の実施形態では、プラットホーム６２は、面取り部分１８４を含まない。より具体的には、面取り部分１８４は、プラットホーム下流スカート９２に隣接してプラットホーム半径方向外側表面１５２全体にわたって延びる。従って、面取り部分１８４は、プラットホーム半径方向外側表面１５２に比較して陥凹しているので、部分１８４は、プラットホームギャップ４８全体にわたる流れに対して後方向き段部を形成して、プラットホーム６２の負圧側面における熱伝達率を低下させるのを可能にする。このようにして、熱伝達率が低下するので、プラットホーム６２の作動温度も低下させることが可能になり、従ってプラットホーム６２の有効寿命を延ばすことが可能になる。
【００２３】
さらに、シャンク６４は、前縁半径方向シールピンスロット２００及び後縁半径方向シールピンスロット２０２を含む。具体的には、各シールピンスロット２００及び２０２は、シャンク６４を貫通してプラットホーム６２とダブテール６６との間をほぼ半径方向に延びる。より具体的には、前縁半径方向シールピンスロット２００は、シャンク凸状側壁１２２に隣接してシャンク上流側壁１２４内に形成され、また後縁半径方向シールピンスロット２０２は、シャンク凸状側壁１２２に隣接してシャンク下流側壁１２６内に形成される。
【００２４】
各シャンクシールピンスロット２００及び２０２は、半径方向シールピン２０４を受けて、ロータブレード４０がロータ組立体内に結合されたときに隣接するロータブレードシャンク６４間をシールすることが可能になるような寸法にされる。前縁半径方向シールピンスロット２００はその中に半径方向シールピン２０４を受けるような寸法にされるが、この例示的な実施形態では、ロータブレード４０がロータ組立体内に結合されたとき、シールピン２０４は、後縁シールピンスロット２０２内にのみに配置され、スロット２００は空いたままである。より具体的には、スロット２００はシールピン２０４を含まないので、作動時に、スロット２００は、シャンクスカラップ状部分１６０と協働して、シャンク空洞１２８内に十分な逆流マージンが維持されるように、空洞１２８を加圧するのを可能にする。
【００２５】
後縁半径方向シールピンスロット２０２は、一対の対向する軸方向に間隔を置いた側壁２１０及び２１２によって形成され、ダブテール６６と半径方向上部壁面２１４との間で半径方向に延びる。この例示的な実施形態では、側壁２１０及び２１２は、シャンク下流側壁１２６内で実質的に平行になっており、また半径方向上部壁面２１４は、それら側壁２１０及び２１２間で斜めに延びている。従って、内側壁２１２の半径方向高さＲ１は、外側壁２１０の半径方向高さＲ２よりも小さい。後でより詳細に説明するように、斜めの上部壁面２１４は、後縁シールピン２０４のシール効果を高めるのを可能にする。より具体的には、エンジン作動時に、上部壁面２１４は、ピン２０４が側壁２１０にしっかりと当接して位置するまでスロット２０２内でピン２０４が半径方向に摺動することを可能にする。スロット２０２内部でのピン２０４の半径方向及び軸方向の移動により、隣接するロータブレード４０間のシール作用を高めることが可能になる。さらに、この例示的な実施形態では、後縁シールピン２０４の各端部２２０及び２２２は丸みを付けられており、ピン２０４の半径方向の移動を可能にし、従って隣接するロータブレードシャンク６４間のシール作用を高めることも可能にする。
【００２６】
エンジン作動時に、ブレード内部冷却チャンバ８４に供給される少なくとも幾らかの冷却空気は、シャンク開口１４２を通して外向きに吐出される。より具体的には、開口１４２は、それを通して吐出する空気をプラットホーム６２の方に向けてプラットホーム半径方向内側表面１４４をインピンジメント冷却するように配向される。一般に、エンジン作動時に、バケット正圧側４２は一般的にロータブレード負圧側４４よりも高い温度で作動し、従って、作動時に冷却開口１４２は、プラットホーム６２の作動温度を低下させるのを可能にする。
【００２７】
さらに、開口１４２から吐出される空気流はまた、シャンク側壁陥凹部分１６０を通してシャンク空洞１２８に流入する冷却空気と混合される。より具体的には、シャンク側壁陥凹部分１６０と空いている前縁半径方向シールピンスロット２００との組合せにより、シャンク空洞１２８内に十分な逆流マージンを維持することが可能になり、シャンク空洞１２８内の冷却空気の少なくとも一部分が、プラットホームアンダカットパージスロット１７０を通りかつプラットホームギャップ４８を通って流れることができ、また冷却空気の一部分がフィルム冷却開口１５０を通って流れることができるようになる。冷却空気がスロット１７０及びギャップ４８を通して強制的に流されるので、プラットホーム６２は対流冷却される。さらに、プラットホーム後縁陥凹部分１７８は、プラットホーム下流スカート９２内においてプラットホーム６２の作動温度を低下させるのを可能にする。さらに、プラットホーム６２は、開口１５０を通って流れる冷却空気によって対流冷却及びフィルム冷却の両方で冷却される。
【００２８】
さらに、プラットホーム面取り部分１８４がプラットホーム６２全体にわたる流れに対して後方向き段部を形成するので、プラットホーム６２の負圧側面における熱伝達率を低下させることも可能になる。開口１４２、開口１５０、陥凹部分１６０及びスロット２００の組合せにより、プラットホーム６２の作動温度を低下させることが可能になり、プラットホーム６２に生じる熱歪みもまた減少するようになる。
【００２９】
図６は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）に用いることができるロータブレード３００の別の実施形態である。ロータブレード３００は、ロータブレード４０（図２〜図５に示す）にほぼ類似しており、ロータブレード４０の構成要素と同一であるロータブレード３００における構成要素は、図２〜図５に用いたのと同じ参照符号を用いて図６で特定している。従って、ブレード３００は、翼形部６０、プラットホーム６２、シャンク６４及びダブテール６６を含む。
【００３０】
ロータブレード３００内部で、プラットホーム６２は、該プラットホーム６２の少なくとも一部分を貫通する複数の対流冷却開口３０２を含む。より具体的には、各開口３０２は、内部冷却チャンバ８４をプラットホーム６２と結合する。開口３０２は、プラットホーム半径方向外側表面１５２にほぼ平行に配向され、冷却チャンバ８４から流れる冷却空気が、プラットホーム６２を通して吐出されて、プラットホーム６２の中心すなわち中央領域３０６内においてプラットホーム６２を対流冷却するのを可能にするようになっている。
【００３１】
上記のロータブレードは、冷却空気を供給してロータブレードプラットホームの作動温度を低下させるのを可能にする、費用効果がありかつ高い信頼性がある方法を提供する。より具体的には、対流冷却流、フィルム冷却及びインピンジメント冷却により、プラットホーム内に生じる熱応力及びプラットホームの作動温度を低下させることが可能になる。従って、プラットホームの酸化、プラットホームの割れ及びプラットホームのクリープ変形もまた減少させることが可能になる。その結果、ロータブレード冷却回路は、費用効果がありかつ信頼性がある方法で、ロータ組立体の有効寿命を延ばし、かつガスタービンエンジンの作動効率を向上させることを可能にする。
【００３２】
以上、ロータブレード及びロータ組立体の例示的な実施形態を詳細に説明している。ロータブレードは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるのではなく、むしろ、各ロータブレードの構成要素は、本明細書に記載した他の構成要素から独立してかつ別個に使用することができる。例えば、各ロータブレード冷却回路構成要素はまた、他のロータブレードと組み合わせて用いることもでき、また本明細書に記載したようなロータブレード４０のみによる実施に限定されるものではない。もっと適切に言えば、本発明は、他の多くのブレード及び冷却回路構成に関連して実施しかつ利用することができる。例えば、プラットホームインピンジメント開口は、フィルム冷却開口、プラットホームスカラップ状部分、プラットホーム陥凹後縁スロット、シャンク陥凹部分及び／又はプラットホーム面取り部分を含むプラットホーム冷却特徴形状の様々な組み合わせで利用することができることを当業者には理解されたい。
【００３３】
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施可能であることは、当業者には明らかであろう。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】図１に示すガスタービンエンジンに用いることができるロータブレードの拡大斜視図。
【図３】ロータブレードの下面から見た、図２に示すロータブレードの拡大斜視図。
【図４】図２に示す側面の反対側から見た、図２に示すロータブレードの側面図。
【図５】図１に示すガスタービンエンジン内に結合されたときの、図２に示すロータブレードと他のロータブレードとの間の円周方向間隔の相対的な配向を示す図。
【図６】図１に示すガスタービンエンジンに用いることができるロータブレードの別の実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
４０  ロータブレード
６０  翼形部
６２  プラットホーム
６４  シャンク
６６  ダブテール
７０  翼形部負圧側面
７２  翼形部正圧側面
７４  翼形部前縁
７６  翼形部後縁
７８  ブレード根元
８０  翼形部先端
８４  内部冷却空洞
９０  プラットホーム前縁側壁
９２  プラットホーム後縁側壁
９４  プラットホーム正圧側端縁
９６  プラットホーム負圧側端縁
１２０  シャンク凹状側壁
１２２  シャンク凸状側壁
１２４  シャンク上流側壁
１２６  シャンク下流側壁
１２８  シャンク空洞
１３０  前方エンゼルウィング
１３２  後方エンゼルウィング
１３４  前方下部エンゼルウィング
１４０  冷却回路
１４２  インピンジメント冷却開口
１４４  プラットホーム半径方向内側表面
１５０  フィルム冷却開口
１５２  プラットホーム半径方向外側表面
１６０  シャンク側壁陥凹部分
１７０  パージスロット
１７８  プラットホーム後縁陥凹部分
【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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