(57)【要約】  本発明は、タービン翼（１０）の長手軸（１１）に沿って連続する翼ブレード（１２）とそれにモジュール式になっているプラットフォーム（１３）とを備えるタービン翼（１０）に関する。その際、一方では構成が特に容易で単純であり、他方では特に信頼性をもって長寿命で持続的に個々の部材を互いに接合することを保証する、モジュール式のタービン翼（１０）を示すために提案されるのは、翼ブレード（１２）は延長部（２６）を備え、かつプラットフォーム（１７）は外側プラットフォームパーツ（１５）と少なくとも２つの部分から成る、長手軸（１１）に対して半径方向に内側のプラットフォームパーツ（１３）とを備え、これらのプラットフォームパーツ（１３、１５）は翼ブレード（１２）の延長部（２６）に側面で当接し、外側プラットフォームパーツ（１５）は、内側プラットフォームパーツ（１３）の外側縁辺部を取り巻くエンドレスのプラットフォームフレーム（１８）として形成されているということである。
2015512486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼（１０）の長手軸（１１）に沿って連続するプラットフォーム（１７）と翼ブレード（１２）とを有するタービン翼（１０）において、
前記翼ブレード（１２）は長手方向に延長部（２６）を備え、
かつ前記プラットフォーム（１７）は前記長手軸（１１）に対して半径方向に、外側プラットフォームパーツ（１５）と、少なくとも２つのプラットフォーム要素（１４、１６）を有する内側プラットフォームパーツ（１３）と、を備え、そのプラットフォーム要素（１４、１６）は前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）に側面で当接し、前記外側プラットフォームパーツ（１５）は前記内側プラットフォームパーツ（１３）の外側縁辺部を取り巻くエンドレスのプラットフォームフレーム（１８）として形成されていることを特徴とするタービン翼（１０）。
【請求項２】
前記プラットフォームフレーム（１８）と、前記内側プラットフォームパーツ（１３）と、前記延長部（２６）を有する前記翼ブレード（１２）と、は、互いに別体に製造された部材として形成されている、請求項１に記載のタービン翼（１０）。
【請求項３】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）は、２つまたは３つもしくは４つのプラットフォーム要素（１４、１６）を備えている、請求項１または２に記載のタービン翼（１０）。
【請求項４】
前記プラットフォーム要素（１４、１６）は、前記長手軸（１１）に対して、形状接続的に前記翼ブレード（１２）と接合されている、請求項３に記載のタービン翼（１０）。
【請求項５】
複数の前記プラットフォーム要素（１４、１６）が互いに重なり合って連結されていて、および／または前記翼ブレード（１２）を有する１つのプラットフォーム要素（１４、１６）もしくは複数のプラットフォーム要素（１４、１６）もしくはすべてのプラットフォーム要素（１４、１６）が、穴に嵌っているボルト（２０）を介して互いに連結されている、請求項３または４に記載のタービン翼（１０）。
【請求項６】
前記翼ブレード（１２）の両端部側に、対応するプラットフォーム（１７）を備えている、請求項１から５のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項７】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）と前記プラットフォームフレーム（１８）は、少なくとも１つの溝・バネ結合を備えている、請求項１から６のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項８】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、平面で前記内側プラットフォームパーツ（１３）の側面に当接し、当接面は少なくとも部分的に、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度を前記長手軸とともに成す、請求項１から７のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項９】
前記角度の大きさは、１０度から３５度である、請求項８に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１０】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、外側に向いている少なくとも１つの面（５３）に、シール要素を受容するためのスリット（５４）を備えている、請求項１から９のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１１】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、前記内側プラットフォームパーツ（１３）に締まりばめされており、および／または該内側プラットフォームパーツ（１３）とろう付けおよび／または溶接されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１２】
タービン静翼として形成されており、その固定手段は、前記プラットフォーム要素（１４、１６）の少なくとも１つに、それぞれモノリシックに設けられている、請求項１から１１のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１３】
タービン動翼として形成されており、その固定手段は、前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）にモノリシックに設けられている、請求項１から１１のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン翼の長手軸に沿って直接連続するプラットフォームと翼ブレードとを有するタービン翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン翼と、タービン翼の製造法は、広く存在する従来技術から、多岐にわたるやり方が知られている。たとえば、ガスタービン用のタービン翼は、しばしば鋳造法で製造される。鋳造の場合には、同時に翼根とプラットフォームと翼ブレードとが、鋳造材料から成形されるので、そのようなタービン翼は一体的である。続いて、タービンの高温ガスにさらされる面は、タービン翼の耐久年数を上げるために、さらに腐食保護層と熱保護層とを備える。鋳造されたタービン翼は、内部で翼材料を冷却する媒体が流れることができるように、たいてい中空に形成されてもいる。蒸気機関のタービン翼は、たいてい固体からフライス切削されるか、あるいは鍛造されている。
【０００３】
定置式ターボ機械において使われるタービン翼は、ターボ機械の駆動時に、予測可能なやり方でも予測不可能なやり方でも、タービン翼を経年劣化させかつ磨滅させる多くの負荷がかかる。
【０００４】
詳しく言えば、低サイクル疲労負荷も高サイクル疲労負荷も、および熱機械負荷も生じる。タービン翼はまた、酸化からもクリープからも保護されなくてはならない。前述の負荷は特に、高温ガスあるいは高温蒸気に直接さらされる、タービン翼の表面と部材とに関する。その上固定側でタービン翼は、いわゆる「軸受負荷」と「摩擦負荷」とにさらされている。これらの異なる負荷と要求とを踏まえて、一体的なタービン翼の材料は、タービン翼の予定より早い経年劣化あるいは予定より早い耐久年数終了に至ることなく、すべてでなくてもできるだけ多くの負荷を材料が受容するように、選択されなくてはならない。熱負荷と腐食負荷とに関してたとえば、ガスタービンのタービン翼に、その材料を腐食からも過度の入熱からも保護する層システムを装備することが知られている。
【０００５】
それにもかかわらず、タービン翼の様々な領域において、ターボ機械の駆動を危うくする亀裂のような摩耗現象が生じ得る。この理由から、予め決められた使用時間の後に、タービン翼のそのような欠陥を調査し、そのような調査結果があれば、該当するタービン翼を交換するかあるいは再び修繕することが知られている。
【０００６】
さらに、翼ブレードとプラットフォームとは別体に製造された部材であり、当該部材はまったく異なる構成あるいは継合接続によって１つのタービン翼に組み立てられている、モジュール式タービン翼が、従来技術から知られている。
【０００７】
その欠点はたとえば、おそらくモノリシックなタービン翼と比べて耐久年数が短いことにあり、この耐久年数の短さは、条件付きでのみ信頼性のある、個々の部材の構成もしくは接合によって生じる。同様に、モジュール式タービン翼はしばしば、構成と製造とにおいて、非常に費用がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、特に容易であるが極めて信頼性のあるやり方で構成され継合されているモジュール式タービン翼を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
タービン翼に向けられた本課題は、請求項１の特徴に従ったタービン翼によって解決される。
【００１０】
本発明に従えば、タービン翼は、ターボ機械の半径方向に相当するタービン翼の長手軸に沿って直接連続する少なくとも１つのプラットフォームと翼ブレードとを備え、翼ブレードは長手方向に延長部を備え、かつプラットフォームは長手軸に対して半径方向に、外側プラットフォームパーツと少なくとも２つの部分から成る内側プラットフォームパーツと、を備え、内側プラットフォームパーツは翼ブレードの延長部に側面で当接し、かつ外側プラットフォームパーツは内側プラットフォームパーツの外側縁辺部を取り巻くエンドレスのプラットフォームフレームとして形成されている。内側プラットフォームパーツの主要部材は、ここではそれぞれ、プラットフォーム要素と呼ばれている。
【００１１】
本発明の基になっているのは、タービン翼の別体に製造されたプラットフォーム要素は、これらが側面で、翼ブレードの端面側に長くなった部分つまりいわゆる延長部に当接し、クリップを使って両プラットフォーム要素を翼ブレードの延長部に押圧すれば、特に容易なやり方で、別体に製造された翼ブレードに固定され得るという認識である。たとえば翼ブレードの延長部の吸引側に第１プラットフォーム要素が設けられており、圧縮側に第２プラットフォーム要素が設けられていてよい。クリップは、エンドレスに周回するプラットフォームフレームとして構成されている。プラットフォームフレームの外形が環状でエンドレスであることにより、プラットフォームフレームは締まりばめでプラットフォーム要素を抱持できるので、場合によっては起こり得る損害からプラットフォームフレームを守るさらなる措置がもはや必ずしも必要ではない。
【００１２】
翼ブレードの延長部は、圧縮側の翼ブレード面と吸引側の翼ブレード面とに対して、段状部を介して引っ込んでいるので、段状部に当接するプラットフォーム要素が、タービン翼の長手軸に対して平行にずれるのは不可能である。
【００１３】
プラットフォームフレームは、断面が異なる形状であってよい。しかしながら、内側プラットフォームパーツの縁辺部との形状接続をもたらす形状が好ましい。たとえば断面形状は、ひし形あるいはＣ字形に形成されていてよい。その際内側プラットフォームパーツの縁辺部は、常に断面形状に対応して実施されている。
【００１４】
本発明に係るタービン翼の特別な利点は、特に２つの異なる材料も、プラットフォーム要素と翼ブレードとプラットフォームフレームとに用いることができることである。そうして付加的に、異なる局所的な負荷に配慮することができ、これによって場合によっては、タービン翼の耐久年数を延ばすことになる。
【００１５】
本発明に係るタービン翼のさらなる利点は、プラットフォームの外寸に関してより精密なことである。なぜならプラットフォームの外寸は、プラットフォームフレームを製造する場合、純粋にモノリシックなタービン翼を鋳造する場合よりも、容易にもたらされ得るからである。
【００１６】
プラットフォームフレームをプラットフォーム要素と長期にわたって接合するために、異なる方法が使用可能である。プラットフォームフレームはエンドレスのフレームとして構成されているので、好適にはプラットフォームフレームを内側プラットフォームパーツの周回する縁辺部に締まりばめさせることが考えられ得る。締まりばめの前に、プラットフォームフレームを加熱および／またはプラットフォーム要素を冷却してよい。プラットフォームフレームとプラットフォーム要素とを組み立て、続いて温度を均等にした後、プラットフォームフレームは内側プラットフォームパーツの周回する縁辺部に固定される。内側プラットフォームパーツの縁辺部とプラットフォームフレームとの接合ラインに沿った点状のろう付けや溶接も可能である。
【００１７】
特に有利なのは、翼ブレードの延長部の自由端部に襟部が形成されており、当該襟部が段状部とともに、翼ブレードのプロファイルの円周方向にエンドレスの溝を作り、当該溝に内側プラットフォームパーツのプラットフォーム要素が形状接続的に嵌め込まれている様態である。それからプラットフォーム要素は、延長部近傍に、ほぼ溝幅に相当する壁厚を備える。
【００１８】
提案されるタービン翼で特別なことは、プラットフォーム要素が、長手軸に対して垂直な動きによって延長部に当接され、プラットフォームフレームの形状をした、戻り運動に対するその安全要素が、その動きに対して横向きのつまり長手軸に対して平行な動きで、プラットフォーム要素に被せられるということである。その後単に保証されるべきは、プラットフォームフレームのみが、外れないように守られているということである。プラットフォーム要素とプラットフォームフレームとを備えるプラットフォームの、長手軸に対して平行なずれは、本来の翼ブレードと延長部および延長部の襟部との間の段状部によって、同様にブロックされている。
【００１９】
合理的には、内側プラットフォームパーツは２つのプラットフォーム要素を備えるが、より多くのプラットフォーム要素が備わっていてもよい。
【００２０】
本発明に係る構成によって、タービン翼の異なる部材のために異なる材料を用いることが可能になる。それによってたとえば、翼ブレードとプラットフォーム要素とを、冒頭で記述されたような、それぞれの局所的な要求や負荷に合わせられる、異なる材料から製造することができる。プラットフォームフレームも、その目的に最も適した材料から作られていてよい。それによって、異なる合金や鋳造材料が、タービン翼内部で用いられてよい。
【００２１】
タービン翼は、その第１翼ブレード端部にも、当該第１端部に向かい合う第２端部にも、複数のプラットフォーム要素を有する内側プラットフォームパーツと、プラットフォームフレームから形成される外側プラットフォームパーツとを有する前述のプラットフォームが装備されていてよい。この場合翼ブレードは、両端部側に、それぞれ１つの前述の延長部を備える。
【００２２】
さらなる有利な一様態に従えば、複数のプラットフォーム要素が互いに重なり合って連結されていて、および／または翼ブレードを有する１つのプラットフォーム要素もしくは複数のプラットフォーム要素もしくはすべてのプラットフォーム要素がボルトを介して互いに連結されていてよい。たとえば、翼ブレードの延長部を取り巻くプラットフォーム要素が２つしか備わっていないならば、両プラットフォーム要素は、中にボルトが嵌め込まれている互いに向かい合い一直線に並んだ孔を備えてよい。これによって、両プラットフォーム要素間の機械的連結が改善され、個々の部材から組み立てられたタービン翼の強度が高まる。
【００２３】
さらに、プラットフォーム要素は、長手軸に対して平行に延伸する貫通穴および／または盲穴を備えてよく、延長部の襟部を通って延伸する開口部にも入っているボルトが、当該穴の中に嵌め込まれている。翼ブレードの延長部を、プラットフォーム要素とこのようにボルト固定すれば、プラットフォームフレームがなくても、プラットフォーム要素が翼ブレードから外れるのを防ぐ。組立てが簡単になるほかに、この処置は、プラットフォームフレームに裂け目ができるかまたはそれどころか裂けてしまうようなあり得ない場合でも、タービン翼の強度とタービン翼の駆動安全性とを高める。
【００２４】
プラットフォームフレームが内側プラットフォームパーツからずれるのを防ぐために、内側プラットフォームパーツと外側プラットフォームパーツとは、溝・バネ結合を介して連結されていてよい。
【００２５】
第１の有利な様態に従えば、プラットフォームフレームは、平面で内側プラットフォームパーツに当接し、接触面は少なくとも部分的に、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度を長手軸とともに成す。このような配置は、少なくとも１つの方向で、プラットフォームフレームが長手軸に沿って平行にずれるのを防ぎ、このことは特に、本発明をタービン動翼で用いる際に有利である。この場合、ターボ機械の駆動中にプラットフォームフレームに作用する遠心力は、長手軸に対して傾斜している接触面による形状接続によって、内側プラットフォームパーツに伝達される。これによって、遠心力によるプラットフォームフレームの損傷を確実に防ぐ。
【００２６】
好適には、この角度は１５度から３５度の大きさであり、たとえばこの角度は２０度である。
【００２７】
さらなる有利な一様態に従えば、プラットフォームフレームは、側面が外側に向いている少なくとも１つの面に、シール要素を受容するためのスリットを備える。そのような構造がもたらす利点は、プラットフォーム縁辺部にあるスリットが、その中にある板状のシール要素によって摩耗した際に、ここで提供された発明によって、駆動で酷使されたそのようなタービン翼を再び手入れできる容易かつ信頼できる可能性があるということである。その上、そのようなスリットは、純粋にモノリシックなタービン翼の場合よりも費用をかけずに製造できる。
【００２８】
合理的には、タービン翼は、静翼としても動翼としても形成されていてよい。
【００２９】
内側プラットフォームパーツと、当該内側プラットフォームパーツを取り巻くエンドレスのプラットフォームフレームの形状をした外側プラットフォームパーツとを有するタービン翼を、高温での適用時にも使うことができるようにするために、内側プラットフォームパーツとプラットフォームフレームとが、コーティングプロセスにおいてコーティングされれば有利である。それによって、シームレスの保護層が、両プラットフォームパーツに塗布され得る。
【００３０】
前述の発明は、以下において図の記述に基づいて、さらに説明される。本発明のさらなる利点と特徴とは、表わされる実施例に基づいてもたらされる。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】延長部を有する翼ブレードと２つの部分から成る内側プラットフォームパーツと外側プラットフォームパーツとを備えるタービン翼の分解図である。
【図２】組み立てられた状態の図１のタービン翼の断面図である。
【図３】図２のタービン翼を上面から見た斜視図である。
【図４】ヘッド側にモジュール式プラットフォームが設けられた、図１のタービン翼である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
すべての図において、同一の特徴は、同一の符号が付けられている。
【００３３】
図１において、タービン翼１０の一部が、分解図で表わされている。タービン翼１０はモジュール式に構成されており、それによってこの実施例に従えば、別体に製造された部材として、翼ブレード１２と２つのプラットフォーム要素１４、１６とプラットフォームフレーム１８とこれらの部材を互いに接合する複数のボルト２０とを備える。さらにタービン翼１０は、バーチャルの長手軸１１を備える。
【００３４】
翼ブレード１２は空気力学的に湾曲しており、既知の手法に従って、圧縮側２２と吸引側２４とを備える。圧縮側２２と吸引側２４とは、前縁部２３と後縁部２５とで互いに接合している。ターボ機械内部での規定通りの使用において、作動媒体は、前縁部２３から後縁部２５へと流れる。
【００３５】
図１に表わされた翼ブレード１２の上端部には、翼ブレード１２のプロファイルと一体的に形成されている延長部２６が備えられている。延長部２６は側面で、圧縮側２２と吸引側２４とに類似して空気力学的に湾曲している。しかしながら、延長部２６はそのプロファイル寸法が、翼ブレードの壁２２、２４によって設定される翼ブレード１２のプロファイルよりもずっと小さく形成されているので、延長部は段状部２８を介して翼ブレード１２に接続する。延長部２６はその自由端部３０に、襟部３２を備える。この襟部３２は、長手軸１１を横切ってプロファイルの周回全体に沿って延伸し、それゆえ当該襟部３２は、段状部２８とともに、周回溝３４を形成する。
【００３６】
表わされた実施例において、延長部２６の襟部３２に、吸引側にも圧縮側にも、溝３４の側壁面の１つに通じるそれぞれ３つの貫通穴３６が備えられている。延長部２６の側面に２つのプラットフォーム要素１４、１６が位置しており、より多数のプラットフォーム要素が備わっていてもよい。
【００３７】
プラットフォーム要素１４、１６は、ほぼ溝３４の幅に相当するプラットフォーム材料厚を備える。プラットフォーム要素１４、１６は、前縁部２３の上流もしくは後縁部２５の下流に、中に部分的にボルト２０が嵌め込まれているそれぞれ１つまたは複数の盲穴３８を備える。盲穴３８の配向は、一方では長手軸１１に対して垂直に選択され、他方では、ボルトが嵌め込まれると、両プラットフォーム要素１４、１６が溝３４に嵌まって延長部２６に当接するまで、両プラットフォーム要素１４、１６を互いに押しずらして閉めることができるように、選択されている。その上、プラットフォーム要素１４、１６は、以下において背面側４０と呼ばれる、作動媒体に背向する側に、盲穴４２を備え、当該盲穴４２は、プラットフォーム要素１４、１６が溝３４に嵌まった後に、襟部３２の該当する貫通穴３６と一直線に並ぶ。その後ピン状のボルトが、互いに一直線に並ぶ穴３６、４２に挿入されてよく、それによってプラットフォーム要素１４、１６は、初めて翼ブレード１２と固定されて接合される。
【００３８】
続いて、プラットフォームフレーム１８が、両プラットフォーム要素１４、１６を抱持するまで、タービン翼１０の長手軸１１に対して平行にずらされる。その際、プラットフォームフレーム１８の締まりばめが好ましい。抱持することによって、両プラットフォーム要素１４、１６は、一方では互いに堅固に押し付けられ、他方では溝３４の中に押し付けられるので、両プラットフォーム要素１４、１６は、生じた形状接続によって、もはや長手軸１１に沿ってずれることができない。両プラットフォーム要素１４、１６はそれから、タービン翼１０の内側プラットフォームパーツ１３を形成し、プラットフォームフレーム１８は、タービン翼１０の外側プラットフォームパーツ１５を形成する。内側プラットフォームパーツ１３と外側プラットフォームパーツ１５とは、プラットフォーム１７を形成する（図２）。
【００３９】
プラットフォームフレーム１８が両プラットフォーム要素１４、１６から外れるのを防ぐために、内側プラットフォームパーツ１３の２つの長手縁部４１とプラットフォームフレーム１８の長手支持部材４６とに、それぞれ１つの溝・バネ結合が形成されている。図１において、長手支持部材４６の内側に、それに属するバネ４８が表わされており、プラットフォーム要素１４の長手縁部に、それに属する溝５０が表わされている。当然ながら、それに加えてまたはその代わりに、横手縁部もしくは横手支持部材にそれぞれ１つの溝・バネ結合が備わっていてよい。
【００４０】
タービン翼１０をタービン静翼支持体に挿入し、そこに固定するために、プラットフォーム要素１４、１６の背面側４０には、流入側にも流出側にも、１つもしくは複数の鉤形部５２が備わっている。それに従って、図１に表わされたタービン翼１０は、静翼として形成されている。
【００４１】
タービン翼１０が動翼として形成されている場合は、固定のために備えられた、タービン翼１０の手段は、好適にはモノリシックに延長部２６に形成されているので、翼根と呼ばれる手段は、延長部２６および翼ブレード１２と一体的に接合されている。プラットフォーム要素１４、１６のための周回溝３４は、動翼の場合でも備わっている。
【００４２】
図２は、組み立てられた最終状態の図１に記載のタービン翼１０の部分斜視断面図を概略的に示している。しかしながら、図２においては、襟部３２に設けられた穴もその中にあるボルトも表わされていない。これに対して、図３の斜視図に従えば、内側プラットフォームパーツ１３を圧縮側のプラットフォーム要素１４と吸引側のプラットフォーム要素１６とに分解することが認識できる。
【００４３】
図１、図２、図３で表わされたタービン翼では、軸流ターボ機械内部での駆動位置において半径方向外側に、ひいては翼ブレード１２の根元側に位置するプラットフォーム１７が、本発明に従って構成されている。これに対して、図４は、ヘッド側端部５５を有するタービン翼１０を示しており、当該ヘッド側端部５５は、根元側端部に類似したやり方で、２つのプラットフォーム要素１４、１６とプラットフォームフレーム１８とを備えるモジュール式プラットフォーム１７を備えてよい。ここではヘッド側端部５５は、作動媒体に背向するプラットフォーム１７の側に関してのみ、根元側端部と異なる。ふつうは、定置式ガスタービンで用いられるタービン静翼１０では、ヘッド側端部５５には、いわゆるＵリングが取り付けられており、当該Ｕリングは、リング内に設けられた静翼をヘッド側で互いに連結し、接合する。付加的に図４において、プラットフォームフレーム１８の、側面が外側に向いている面５３にあるスリット５４が示されている。スリット５４は、板状のシール要素を受容するのに使われ、当該シール要素は、互いに隣り合う静翼の間で、それらの間にある間隙を密閉するために備わっていてよい。
【００４４】
全体として本発明は、タービン翼１０の長手軸１１に沿って連続する翼ブレード１２とそれにモジュール式になっているプラットフォーム１７とを備えるタービン翼１０に関する。その際、一方では構成が特に容易で単純であり、他方では特に信頼性をもって長寿命で持続的に個々の部材を互いに接合することを保証する、モジュール式のタービン翼１０を示すために提案されるのは、翼ブレード１２は延長部２６を備え、かつプラットフォーム１７は外側プラットフォームパーツ１５と少なくとも２つの部分から成る、長手軸１１に対して半径方向に内側のプラットフォームパーツ１３とを備え、これらのプラットフォームパーツ１３、１５は翼ブレード１２の延長部２６に側面で当接し、外側プラットフォームパーツ１５は、内側プラットフォームパーツ１３の外側縁辺部を取り巻くエンドレスのプラットフォームフレーム１８として形成されているということである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  タービン翼
１１  長手軸
１２  翼ブレード
１３  内側プラットフォームパーツ
１４  プラットフォーム要素
１５  外側プラットフォームパーツ
１６  プラットフォーム要素
１７  プラットフォーム
１８  プラットフォームフレーム
２０  ボルト
２２  圧縮側
２３  前縁部
２４  吸引側
２５  後縁部
２６  延長部
２８  段状部
３０  自由端部
３２  襟部
３４  溝
３６  貫通穴
３８  盲穴
４０  背面側
４１  長手縁部
４２  盲穴
４６  長手支持部材
４８  バネ
５０  溝
５２  鉤形部
５３  側面が外側に向いている面
５４  スリット
５５  ヘッド側端部
【図１】
2015512486.tif 000003
【図２】
2015512486.tif 000004
【図３】
2015512486.tif 000005
【図４】
2015512486.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月29日(2014.1.29)
【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】
タービン翼（１０）の長手軸（１１）に沿って連続するプラットフォーム（１７）と翼ブレード（１２）とを有するタービン翼（１０）において、
前記翼ブレード（１２）は長手方向に、第１端部において延長部（２６）を備え、
かつ前記プラットフォーム（１７）は前記長手軸（１１）に対して半径方向に、外側プラットフォームパーツ（１５）と、少なくとも２つのプラットフォーム要素（１４、１６）を有する内側プラットフォームパーツ（１３）と、を備え、そのプラットフォーム要素（１４、１６）は前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）に側面で当接し、前記外側プラットフォームパーツ（１５）は前記内側プラットフォームパーツ（１３）の外側縁辺部を取り巻くエンドレスのプラットフォームフレーム（１８）として形成されており、
前記プラットフォームフレーム（１８）と、前記内側プラットフォームパーツ（１３）と、前記延長部（２６）を有する前記翼ブレード（１２）と、はそれぞれ、互いに別体に製造された部材として形成されていることを特徴とするタービン翼（１０）。
【請求項２】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）は、２つまたは３つまたは４つのプラットフォーム要素（１４、１６）を備える、請求項１に記載のタービン翼（１０）。
【請求項３】
前記プラットフォーム要素（１４、１６）は、前記長手軸（１１）に対して、形状接続的に前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）と接合されている、請求項２に記載のタービン翼（１０）。
【請求項４】
複数の前記プラットフォーム要素（１４、１６）が互いに重なり合って連結されていて、および／または前記翼ブレード（１２）を有する１つのプラットフォーム要素（１４、１６）もしくは複数のプラットフォーム要素（１４、１６）もしくはすべてのプラットフォーム要素（１４、１６）が、穴に嵌っているボルト（２０）を介して互いに連結されている、請求項２または３に記載のタービン翼（１０）。
【請求項５】
前記翼ブレード（１２）の両端部側に、対応するプラットフォーム（１７）を備えている、請求項１から４のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項６】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）と前記プラットフォームフレーム（１８）は、少なくとも１つの溝・バネ結合を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項７】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、平面で前記内側プラットフォームパーツ（１３）の側面に当接し、当接面は少なくとも部分的に、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度を前記長手軸とともに成す、請求項１から６のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項８】
前記角度の大きさは、１０度から３５度である、請求項８に記載のタービン翼（１０）。
【請求項９】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、外側に向いている少なくとも１つの面（５３）に、シール要素を受容するためのスリット（５４）を備えている、請求項１から８のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１０】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、前記内側プラットフォームパーツ（１３）に締まりばめされており、および／または該内側プラットフォームパーツ（１３）とろう付けおよび／または溶接されている、請求項１から９のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１１】
タービン静翼として形成されており、その固定手段は、前記プラットフォーム要素（１４、１６）の少なくとも１つに、それぞれモノリシックに設けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１２】
タービン動翼として形成されており、その固定手段は、前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）にモノリシックに設けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月27日(2014.11.27)
【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】
タービン翼（１０）の長手軸（１１）に沿って連続するプラットフォーム（１７）と翼ブレード（１２）とを有するモジュール式タービン翼（１０）において、
前記翼ブレード（１２）は長手方向に、第１端部において延長部（２６）を備え、
かつ前記プラットフォーム（１７）は前記長手軸（１１）に対して半径方向に、外側プラットフォームパーツ（１５）と、少なくとも２つのプラットフォーム要素（１４、１６）を有する内側プラットフォームパーツ（１３）と、を備え、そのプラットフォーム要素（１４、１６）は前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）に側面で当接し、前記外側プラットフォームパーツ（１５）は前記内側プラットフォームパーツ（１３）の外側縁辺部を取り巻く環状のエンドレスのプラットフォームフレーム（１８）として形成されており、
前記プラットフォームフレーム（１８）と、前記内側プラットフォームパーツ（１３）と、前記延長部（２６）を有する前記翼ブレード（１２）と、はそれぞれ、互いに別体に製造された部材として形成されていることを特徴とするタービン翼（１０）。
【請求項２】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）は、２つまたは３つまたは４つのプラットフォーム要素（１４、１６）を備える、請求項１に記載のタービン翼（１０）。
【請求項３】
前記プラットフォーム要素（１４、１６）は、前記長手軸（１１）に対して、形状接続的に前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）と接合されており、襟部（３２）が前記延長部（２６）の自由端に形成され、前記延長部は段状部ととともに、前記翼ブレード（１２）の周方向にエンドレスな溝を提供し、該溝内に前記内側プラットフォームパーツのプラットフォーム要素（１４、１６）が形状接続的態様において挿入されている、請求項２に記載のタービン翼（１０）。
【請求項４】
複数の前記プラットフォーム要素（１４、１６）が互いに重なり合って連結されていて、および／または前記翼ブレード（１２）を有する１つのプラットフォーム要素（１４、１６）もしくは複数のプラットフォーム要素（１４、１６）もしくはすべてのプラットフォーム要素（１４、１６）が、穴に嵌っているボルト（２０）を介して互いに連結されている、請求項２または３に記載のタービン翼（１０）。
【請求項５】
前記翼ブレード（１２）の前記第１端部側および前記第２端部側に、対応するプラットフォーム（１７）を備えている、請求項１から４のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項６】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）と前記プラットフォームフレーム（１８）は、少なくとも１つの溝・バネ結合を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項７】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、平面で前記内側プラットフォームパーツ（１３）の側面に当接し、当接面は少なくとも部分的に、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度を前記長手軸とともに成す、請求項１から６のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項８】
前記角度の大きさは、１０度から３５度である、請求項８に記載のタービン翼（１０）。
【請求項９】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、外側に向いている少なくとも１つの面（５３）に、シール要素を受容するためのスリット（５４）を備えている、請求項１から８のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１０】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、前記内側プラットフォームパーツ（１３）に締まりばめされており、および／または該内側プラットフォームパーツ（１３）とろう付けおよび／または溶接されている、請求項１から９のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１１】
タービン静翼として形成されており、その固定手段は、前記プラットフォーム要素（１４、１６）の少なくとも１つに、それぞれモノリシックに設けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１２】
タービン動翼として形成されており、その固定手段は、前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）にモノリシックに設けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン翼の長手軸に沿って直接連続するプラットフォームと翼ブレードとを有するタービン翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン翼と、タービン翼の製造法は、広く存在する従来技術から、多岐にわたるやり方が知られている。たとえば、ガスタービン用のタービン翼は、しばしば鋳造法で製造される。鋳造の場合には、同時に翼根とプラットフォームと翼ブレードとが、鋳造材料から成形されるので、そのようなタービン翼は一体的である。続いて、タービンの高温ガスにさらされる面は、タービン翼の耐久年数を上げるために、さらに腐食保護層と熱保護層とを備える。鋳造されたタービン翼は、内部で翼材料を冷却する媒体が流れることができるように、たいてい中空に形成されてもいる。蒸気機関のタービン翼は、たいてい固体からフライス切削されるか、あるいは鍛造されている。
【０００３】
定置式ターボ機械において使われるタービン翼は、ターボ機械の駆動時に、予測可能なやり方でも予測不可能なやり方でも、タービン翼を経年劣化させかつ磨滅させる多くの負荷がかかる。
【０００４】
詳しく言えば、低サイクル疲労負荷も高サイクル疲労負荷も、および熱機械負荷も生じる。タービン翼はまた、酸化からもクリープからも保護されなくてはならない。前述の負荷は特に、高温ガスあるいは高温蒸気に直接さらされる、タービン翼の表面と部材とに関する。その上固定側でタービン翼は、いわゆる「軸受負荷」と「摩擦負荷」とにさらされている。これらの異なる負荷と要求とを踏まえて、一体的なタービン翼の材料は、タービン翼の予定より早い経年劣化あるいは予定より早い耐久年数終了に至ることなく、すべてでなくてもできるだけ多くの負荷を材料が受容するように、選択されなくてはならない。熱負荷と腐食負荷とに関してたとえば、ガスタービンのタービン翼に、その材料を腐食からも過度の入熱からも保護する層システムを装備することが知られている。
【０００５】
それにもかかわらず、タービン翼の様々な領域において、ターボ機械の駆動を危うくする亀裂のような摩耗現象が生じ得る。この理由から、予め決められた使用時間の後に、タービン翼のそのような欠陥を調査し、そのような調査結果があれば、該当するタービン翼を交換するかあるいは再び修繕することが知られている。
【０００６】
さらに、翼ブレードとプラットフォームとは別体に製造された部材であり、当該部材はまったく異なる構成あるいは継合接続によって１つのタービン翼に組み立てられている、モジュール式タービン翼が、従来技術から知られている。そのようなモジュール式タービン翼の例は、たとえば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７に開示されている。一部は異なる材料から成る部材を固定するために、異なる解決法が記述されている。これらは、引張アンカーの張設（特許文献２）から、螺合（特許文献１）あるいはピン止め（特許文献５）を経て、ろう付けもしくは溶接（特許文献６）にまで及ぶ。従って、モジュール式タービン翼はしばしば、構成と製造とにおいて、非常に費用がかかる。
【０００７】
さらなる欠点はたとえば、おそらくモノリシックなタービン翼と比べて耐久年数がより短いことにあり、この耐久年数のより短さは、条件付きでのみ信頼性のある、個々の部材の構成もしくは接合によって生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０５４９３２号明細書
【特許文献２】特開平４−４１９０２号公報
【特許文献３】欧州特許出願公開第２２１３８３９号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１１／０１４２６３９号明細書
【特許文献５】米国特許第４６５０３９９号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０３４６２４０号明細書
【特許文献７】仏国特許出願公開第２４６３８４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、特に容易であるが極めて信頼性のあるやり方で構成され継合されているモジュール式タービン翼を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
タービン翼に向けられた本課題は、請求項１の特徴に従ったタービン翼によって解決される。
【００１１】
本発明に従えば、タービン翼は、ターボ機械の半径方向に相当するタービン翼の長手軸に沿って直接連続する少なくとも１つのプラットフォームと翼ブレードとを備え、翼ブレードは長手方向に延長部を備え、かつプラットフォームは長手軸に対して半径方向に、外側プラットフォームパーツと少なくとも２つの部分から成る内側プラットフォームパーツとを備え、内側プラットフォームパーツは翼ブレードの延長部に側面で当接し、かつ外側プラットフォームパーツは内側プラットフォームパーツの外側縁辺部を取り巻くエンドレスのプラットフォームフレームとして形成されている。内側プラットフォームパーツの主要部材は、ここではそれぞれ、プラットフォーム要素と呼ばれている。
【００１２】
本発明の基になっているのは、タービン翼の別体に製造されたプラットフォーム要素は、これらが側面で、翼ブレードの端面側に長くなった部分つまりいわゆる延長部に当接し、クリップを使って両プラットフォーム要素を翼ブレードの延長部に押圧すれば、特に容易なやり方で、別体に製造された翼ブレードに固定され得るという認識である。たとえば翼ブレードの延長部の吸引側に第１プラットフォーム要素が設けられており、圧縮側に第２プラットフォーム要素が設けられていてよい。クリップは、エンドレスに周回するプラットフォームフレームとして構成されている。プラットフォームフレームの外形が環状でエンドレスであることにより、プラットフォームフレームは締まりばめでプラットフォーム要素を抱持できるので、場合によっては起こり得る損害からプラットフォームフレームを守るさらなる措置がもはや必ずしも必要ではない。
【００１３】
翼ブレードの延長部は、圧縮側の翼ブレード面と吸引側の翼ブレード面とに対して、段状部を介して引っ込んでいるので、段状部に当接するプラットフォーム要素が、タービン翼の長手軸に対して平行にずれるのは不可能である。
【００１４】
プラットフォームフレームは、断面が異なる形状であってよい。しかしながら、内側プラットフォームパーツの縁辺部との形状接続をもたらす形状が好ましい。たとえば断面形状は、ひし形あるいはＣ字形に形成されていてよい。その際内側プラットフォームパーツの縁辺部は、常に断面形状に対応して実施されている。
【００１５】
本発明に係るタービン翼の特別な利点は、特に２つの異なる材料も、プラットフォーム要素と翼ブレードとプラットフォームフレームとに用いることができることである。そうして付加的に、異なる局所的な負荷に配慮することができ、これによって場合によっては、タービン翼の耐久年数を延ばすことになる。
【００１６】
本発明に係るタービン翼のさらなる利点は、プラットフォームの外寸に関してより精密なことである。なぜならプラットフォームの外寸は、プラットフォームフレームを製造する場合、純粋にモノリシックなタービン翼を鋳造する場合よりも、容易にもたらされ得るからである。
【００１７】
プラットフォームフレームをプラットフォーム要素と長期にわたって接合するために、異なる方法が使用可能である。プラットフォームフレームはエンドレスのフレームとして構成されているので、好適にはプラットフォームフレームを内側プラットフォームパーツの周回する縁辺部に締まりばめさせることが考えられ得る。締まりばめの前に、プラットフォームフレームを加熱および／またはプラットフォーム要素を冷却してよい。プラットフォームフレームとプラットフォーム要素とを組み立て、続いて温度を均等にした後、プラットフォームフレームは内側プラットフォームパーツの周回する縁辺部に固定される。内側プラットフォームパーツの縁辺部とプラットフォームフレームとの接合ラインに沿った点状のろう付けや溶接も可能である。
【００１８】
特に有利なのは、翼ブレードの延長部の自由端部に襟部が形成されており、当該襟部が段状部とともに、翼ブレードのプロファイルの円周方向にエンドレスの溝を作り、当該溝に内側プラットフォームパーツのプラットフォーム要素が形状接続的に嵌め込まれている様態である。それからプラットフォーム要素は、延長部近傍に、ほぼ溝幅に相当する壁厚を備える。
【００１９】
提案されるタービン翼で特別なことは、プラットフォーム要素が、長手軸に対して垂直な動きによって延長部に当接され、プラットフォームフレームの形状をした、戻り運動に対するその安全要素が、その動きに対して横向きのつまり長手軸に対して平行な動きで、プラットフォーム要素に被せられるということである。その後単に保証されるべきは、プラットフォームフレームのみが、外れないように守られているということである。プラットフォーム要素とプラットフォームフレームとを備えるプラットフォームの、長手軸に対して平行なずれは、本来の翼ブレードと延長部および延長部の襟部との間の段状部によって、同様にブロックされている。
【００２０】
合理的には、内側プラットフォームパーツは２つのプラットフォーム要素を備えるが、より多くのプラットフォーム要素が備わっていてもよい。
【００２１】
本発明に係る構成によって、タービン翼の異なる部材のために異なる材料を用いることが可能になる。それによってたとえば、翼ブレードとプラットフォーム要素とを、冒頭で記述されたような、それぞれの局所的な要求や負荷に合わせられる、異なる材料から製造することができる。プラットフォームフレームも、その目的に最も適した材料から作られていてよい。それによって、異なる合金や鋳造材料が、タービン翼内部で用いられてよい。
【００２２】
タービン翼は、その第１翼ブレード端部にも、当該第１端部に向かい合う第２端部にも、複数のプラットフォーム要素を有する内側プラットフォームパーツと、プラットフォームフレームから形成される外側プラットフォームパーツとを有する前述のプラットフォームが装備されていてよい。この場合翼ブレードは、両端部側に、それぞれ１つの前述の延長部を備える。
【００２３】
さらなる有利な一様態に従えば、複数のプラットフォーム要素が互いに重なり合って連結されていて、および／または翼ブレードを有する１つのプラットフォーム要素もしくは複数のプラットフォーム要素もしくはすべてのプラットフォーム要素がボルトを介して互いに連結されていてよい。たとえば、翼ブレードの延長部を取り巻くプラットフォーム要素が２つしか備わっていないならば、両プラットフォーム要素は、中にボルトが嵌め込まれている互いに向かい合い一直線に並んだ孔を備えてよい。これによって、両プラットフォーム要素間の機械的連結が改善され、個々の部材から組み立てられたタービン翼の強度が高まる。
【００２４】
さらに、プラットフォーム要素は、長手軸に対して平行に延伸する貫通穴および／または盲穴を備えてよく、延長部の襟部を通って延伸する開口部にも入っているボルトが、当該穴の中に嵌め込まれている。翼ブレードの延長部を、プラットフォーム要素とこのようにボルト固定すれば、プラットフォームフレームがなくても、プラットフォーム要素が翼ブレードから外れるのを防ぐ。組立てが簡単になるほかに、この処置は、プラットフォームフレームに裂け目ができるかまたはそれどころか裂けてしまうようなあり得ない場合でも、タービン翼の強度とタービン翼の駆動安全性とを高める。
【００２５】
プラットフォームフレームが内側プラットフォームパーツからずれるのを防ぐために、内側プラットフォームパーツと外側プラットフォームパーツとは、溝・バネ結合を介して連結されていてよい。
【００２６】
第１の有利な様態に従えば、プラットフォームフレームは、平面で内側プラットフォームパーツに当接し、接触面は少なくとも部分的に、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度を長手軸とともに成す。このような配置は、少なくとも１つの方向で、プラットフォームフレームが長手軸に沿って平行にずれるのを防ぎ、このことは特に、本発明をタービン動翼で用いる際に有利である。この場合、ターボ機械の駆動中にプラットフォームフレームに作用する遠心力は、長手軸に対して傾斜している接触面による形状接続によって、内側プラットフォームパーツに伝達される。これによって、遠心力によるプラットフォームフレームの損傷を確実に防ぐ。
【００２７】
好適には、この角度は１５度から３５度の大きさであり、たとえばこの角度は２０度である。
【００２８】
さらなる有利な一様態に従えば、プラットフォームフレームは、側面が外側に向いている少なくとも１つの面に、シール要素を受容するためのスリットを備える。そのような構造がもたらす利点は、プラットフォーム縁辺部にあるスリットが、その中にある板状のシール要素によって摩耗した際に、ここで提供された発明によって、駆動で酷使されたそのようなタービン翼を再び手入れできる容易かつ信頼できる可能性があるということである。その上、そのようなスリットは、純粋にモノリシックなタービン翼の場合よりも費用をかけずに製造できる。
【００２９】
合理的には、タービン翼は、静翼としても動翼としても形成されていてよい。
【００３０】
内側プラットフォームパーツと、当該内側プラットフォームパーツを取り巻くエンドレスのプラットフォームフレームの形状をした外側プラットフォームパーツとを有するタービン翼を、高温での適用時にも使うことができるようにするために、内側プラットフォームパーツとプラットフォームフレームとが、コーティングプロセスにおいてコーティングされれば有利である。それによって、シームレスの保護層が、両プラットフォームパーツに塗布され得る。
【００３１】
前述の発明は、以下において図の記述に基づいて、さらに説明される。本発明のさらなる利点と特徴とは、表わされる実施例に基づいてもたらされる。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】延長部を有する翼ブレードと２つの部分から成る内側プラットフォームパーツと外側プラットフォームパーツとを備えるタービン翼の分解図である。
【図２】組み立てられた状態の図１のタービン翼の断面図である。
【図３】図２のタービン翼を上面から見た斜視図である。
【図４】ヘッド側にモジュール式プラットフォームが設けられた、図１のタービン翼である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
すべての図において、同一の特徴は、同一の符号が付けられている。
【００３４】
図１において、タービン翼１０の一部が、分解図で表わされている。タービン翼１０はモジュール式に構成されており、それによってこの実施例に従えば、別体に製造された部材として、翼ブレード１２と２つのプラットフォーム要素１４、１６とプラットフォームフレーム１８とこれらの部材を互いに接合する複数のボルト２０とを備える。さらにタービン翼１０は、バーチャルの長手軸１１を備える。
【００３５】
翼ブレード１２は空気力学的に湾曲しており、既知の手法に従って、圧縮側２２と吸引側２４とを備える。圧縮側２２と吸引側２４とは、前縁部２３と後縁部２５とで互いに接合している。ターボ機械内部での規定通りの使用において、作動媒体は、前縁部２３から後縁部２５へと流れる。
【００３６】
図１に表わされた翼ブレード１２の上端部には、翼ブレード１２のプロファイルと一体的に形成されている延長部２６が備えられている。延長部２６は側面で、圧縮側２２と吸引側２４とに類似して空気力学的に湾曲している。しかしながら、延長部２６はそのプロファイル寸法が、翼ブレードの壁２２、２４によって設定される翼ブレード１２のプロファイルよりもずっと小さく形成されているので、延長部は段状部２８を介して翼ブレード１２に接続する。延長部２６はその自由端部３０に、襟部３２を備える。この襟部３２は、長手軸１１を横切ってプロファイルの周回全体に沿って延伸し、それゆえ当該襟部３２は、段状部２８とともに、周回溝３４を形成する。
【００３７】
表わされた実施例において、延長部２６の襟部３２に、吸引側にも圧縮側にも、溝３４の側壁面の１つに通じるそれぞれ３つの貫通穴３６が備えられている。延長部２６の側面に２つのプラットフォーム要素１４、１６が位置しており、より多数のプラットフォーム要素が備わっていてもよい。
【００３８】
プラットフォーム要素１４、１６は、ほぼ溝３４の幅に相当するプラットフォーム材料厚を備える。プラットフォーム要素１４、１６は、前縁部２３の上流もしくは後縁部２５の下流に、中に部分的にボルト２０が嵌め込まれているそれぞれ１つまたは複数の盲穴３８を備える。盲穴３８の配向は、一方では長手軸１１に対して垂直に選択され、他方では、ボルトが嵌め込まれると、両プラットフォーム要素１４、１６が溝３４に嵌まって延長部２６に当接するまで、両プラットフォーム要素１４、１６を互いに押しずらして閉めることができるように、選択されている。その上、プラットフォーム要素１４、１６は、以下において背面側４０と呼ばれる、作動媒体に背向する側に、盲穴４２を備え、当該盲穴４２は、プラットフォーム要素１４、１６が溝３４に嵌まった後に、襟部３２の該当する貫通穴３６と一直線に並ぶ。その後ピン状のボルトが、互いに一直線に並ぶ穴３６、４２に挿入されてよく、それによってプラットフォーム要素１４、１６は、初めて翼ブレード１２と固定されて接合される。
【００３９】
続いて、プラットフォームフレーム１８が、両プラットフォーム要素１４、１６を抱持するまで、タービン翼１０の長手軸１１に対して平行にずらされる。その際、プラットフォームフレーム１８の締まりばめが好ましい。抱持することによって、両プラットフォーム要素１４、１６は、一方では互いに堅固に押し付けられ、他方では溝３４の中に押し付けられるので、両プラットフォーム要素１４、１６は、生じた形状接続によって、もはや長手軸１１に沿ってずれることができない。両プラットフォーム要素１４、１６はそれから、タービン翼１０の内側プラットフォームパーツ１３を形成し、プラットフォームフレーム１８は、タービン翼１０の外側プラットフォームパーツ１５を形成する。内側プラットフォームパーツ１３と外側プラットフォームパーツ１５とは、プラットフォーム１７を形成する（図２）。
【００４０】
プラットフォームフレーム１８が両プラットフォーム要素１４、１６から外れるのを防ぐために、内側プラットフォームパーツ１３の２つの長手縁部４１とプラットフォームフレーム１８の長手支持部材４６とに、それぞれ１つの溝・バネ結合が形成されている。図１において、長手支持部材４６の内側に、それに属するバネ４８が表わされており、プラットフォーム要素１４の長手縁部に、それに属する溝５０が表わされている。当然ながら、それに加えてまたはその代わりに、横手縁部もしくは横手支持部材にそれぞれ１つの溝・バネ結合が備わっていてよい。
【００４１】
タービン翼１０をタービン静翼支持体に挿入し、そこに固定するために、プラットフォーム要素１４、１６の背面側４０には、流入側にも流出側にも、１つもしくは複数の鉤形部５２が備わっている。それに従って、図１に表わされたタービン翼１０は、静翼として形成されている。
【００４２】
タービン翼１０が動翼として形成されている場合は、固定のために備えられた、タービン翼１０の手段は、好適にはモノリシックに延長部２６に形成されているので、翼根と呼ばれる手段は、延長部２６および翼ブレード１２と一体的に接合されている。プラットフォーム要素１４、１６のための周回溝３４は、動翼の場合でも備わっている。
【００４３】
図２は、組み立てられた最終状態の図１に記載のタービン翼１０の部分斜視断面図を概略的に示している。しかしながら、図２においては、襟部３２に設けられた穴もその中にあるボルトも表わされていない。これに対して、図３の斜視図に従えば、内側プラットフォームパーツ１３を圧縮側のプラットフォーム要素１４と吸引側のプラットフォーム要素１６とに分解することが認識できる。
【００４４】
図１、図２、図３で表わされたタービン翼では、軸流ターボ機械内部での駆動位置において半径方向外側に、ひいては翼ブレード１２の根元側に位置するプラットフォーム１７が、本発明に従って構成されている。これに対して、図４は、ヘッド側端部５５を有するタービン翼１０を示しており、当該ヘッド側端部５５は、根元側端部に類似したやり方で、２つのプラットフォーム要素１４、１６とプラットフォームフレーム１８とを備えるモジュール式プラットフォーム１７を備えてよい。ここではヘッド側端部５５は、作動媒体に背向するプラットフォーム１７の側に関してのみ、根元側端部と異なる。ふつうは、定置式ガスタービンで用いられるタービン静翼１０では、ヘッド側端部５５には、いわゆるＵリングが取り付けられており、当該Ｕリングは、リング内に設けられた静翼をヘッド側で互いに連結し、接合する。付加的に図４において、プラットフォームフレーム１８の、側面が外側に向いている面５３にあるスリット５４が示されている。スリット５４は、板状のシール要素を受容するのに使われ、当該シール要素は、互いに隣り合う静翼の間で、それらの間にある間隙を密閉するために備わっていてよい。
【００４５】
全体として本発明は、タービン翼１０の長手軸１１に沿って連続する翼ブレード１２とそれにモジュール式になっているプラットフォーム１７とを備えるタービン翼１０に関する。その際、一方では構成が特に容易で単純であり、他方では特に信頼性をもって長寿命で持続的に個々の部材を互いに接合することを保証する、モジュール式のタービン翼１０を示すために提案されるのは、翼ブレード１２は延長部２６を備え、かつプラットフォーム１７は外側プラットフォームパーツ１５と少なくとも２つの部分から成る、長手軸１１に対して半径方向に内側のプラットフォームパーツ１３とを備え、これらのプラットフォームパーツ１３、１５は翼ブレード１２の延長部２６に側面で当接し、外側プラットフォームパーツ１５は、内側プラットフォームパーツ１３の外側縁辺部を取り巻くエンドレスのプラットフォームフレーム１８として形成されているということである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  タービン翼
１１  長手軸
１２  翼ブレード
１３  内側プラットフォームパーツ
１４  プラットフォーム要素
１５  外側プラットフォームパーツ
１６  プラットフォーム要素
１７  プラットフォーム
１８  プラットフォームフレーム
２０  ボルト
２２  圧縮側
２３  前縁部
２４  吸引側
２５  後縁部
２６  延長部
２８  段状部
３０  自由端部
３２  襟部
３４  溝
３６  貫通穴
３８  盲穴
４０  背面側
４１  長手縁部
４２  盲穴
４６  長手支持部材
４８  バネ
５０  溝
５２  鉤形部
５３  側面が外側に向いている面
５４  スリット
５５  ヘッド側端部
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月20日(2015.2.20)
【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】
タービン翼（１０）の長手軸（１１）に沿って連続するプラットフォーム（１７）と翼ブレード（１２）とを有するモジュール式タービン翼（１０）において、
前記翼ブレード（１２）は長手方向に、第１端部において延長部（２６）を備え、
かつ前記プラットフォーム（１７）は前記長手軸（１１）に対して半径方向に、外側プラットフォームパーツ（１５）と、少なくとも２つのプラットフォーム要素（１４、１６）を有する内側プラットフォームパーツ（１３）と、を備え、そのプラットフォーム要素（１４、１６）は前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）に側面で当接し、前記外側プラットフォームパーツ（１５）は前記内側プラットフォームパーツ（１３）の外側縁辺部を取り巻く環状のエンドレスのプラットフォームフレーム（１８）として形成されており、
前記プラットフォームフレーム（１８）と、前記内側プラットフォームパーツ（１３）と、前記延長部（２６）を有する前記翼ブレード（１２）と、はそれぞれ、互いに別体に製造された部材として形成されていることを特徴とするタービン翼（１０）。
【請求項２】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）は、２つまたは３つまたは４つのプラットフォーム要素（１４、１６）を備える、請求項１に記載のタービン翼（１０）。
【請求項３】
前記プラットフォーム要素（１４、１６）は、前記長手軸（１１）に対して、形状接続的に前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）と接合されており、襟部（３２）が前記延長部（２６）の自由端に形成され、前記延長部は段状部ととともに、前記翼ブレード（１２）の周方向にエンドレスな溝を提供し、該溝内に前記内側プラットフォームパーツのプラットフォーム要素（１４、１６）が形状接続的態様において挿入されている、請求項２に記載のタービン翼（１０）。
【請求項４】
複数の前記プラットフォーム要素（１４、１６）が互いに重なり合って連結されていて、および／または前記翼ブレード（１２）を有する１つのプラットフォーム要素（１４、１６）もしくは複数のプラットフォーム要素（１４、１６）もしくはすべてのプラットフォーム要素（１４、１６）が、穴に嵌っているボルト（２０）を介して互いに連結されている、請求項２または３に記載のタービン翼（１０）。
【請求項５】
前記翼ブレード（１２）の前記第１端部側および前記第２端部側に、対応するプラットフォーム（１７）を備えている、請求項１から４のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項６】
前記内側プラットフォームパーツ（１３）と前記プラットフォームフレーム（１８）は、少なくとも１つの溝・バネ結合を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項７】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、平面で前記内側プラットフォームパーツ（１３）の側面に当接し、当接面は少なくとも部分的に、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度を前記長手軸とともに成す、請求項１から６のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項８】
前記角度の大きさは、１０度から３５度である、請求項７に記載のタービン翼（１０）。
【請求項９】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、外側に向いている少なくとも１つの面（５３）に、シール要素を受容するためのスリット（５４）を備えている、請求項１から８のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１０】
前記プラットフォームフレーム（１８）は、前記内側プラットフォームパーツ（１３）に締まりばめされており、および／または該内側プラットフォームパーツ（１３）とろう付けおよび／または溶接されている、請求項１から９のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１１】
タービン静翼として形成されており、その固定手段は、前記プラットフォーム要素（１４、１６）の少なくとも１つに、それぞれモノリシックに設けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【請求項１２】
タービン動翼として形成されており、その固定手段は、前記翼ブレード（１２）の前記延長部（２６）にモノリシックに設けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のタービン翼（１０）。
【国際調査報告】
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