(57)【要約】      （修正有）【課題】根元部における応力分布を最良にし、また、ブレード根元部の周囲からの熱除去を最良にするロータと少なくとも１つのブレードとから成る装置を提供する。【解決手段】ロータ９と少なくとも１つのブレード８とから成り、ブレード８は、根元部１０とプラットフォーム１１と、翼１２とを含んでおり、ロータ９は根元部１０用の座部を含んでいる。根元部１０は座部の側壁を補完する側壁と、これら側壁の間の軸方向壁１６とを有している。少なくとも１つの軸方向壁１６に面したロックプレート２０が、前記ロータ９と前記ブレード８とに接続されており、ロックプレート２０は根元部１０に面する側に少なくとも１つのスロットを有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（９）と少なくとも１つのブレード（８）とから成る装置であって、
前記ブレード（８）は、根元部（１０）と、プラットフォーム（１１）と、翼（１２）とを含んでいて、
前記ロータ（９）は、前記根元部（１０）用の座部を含んでいて、
前記根元部（１０）は、前記座部の側壁を補完する側壁（１５）と、これら側壁（１５）の間の軸方向壁（１６）とを有していて、
前記根元部（１０）と前記ロータ（９）との間にチャンバ（１７）が設けられており、
前記根元部（１０）と前記プラットフォーム（１１）との間にシャンクキャビティ（１８）が設けられていて、
少なくとも１つの前記軸方向壁（１６）に面したロックプレート（２０）が、前記ロータ（９）と前記ブレード（８）とに接続されている、ロータ（９）と少なくとも１つのブレード（８）とから成る装置において、
前記ロックプレート（２０）は、前記根元部（１０）に面する側に少なくとも１つのスロット（２２）を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスロット（２２）は複数のスロット（２２）を含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記スロット（２２）は、タービン（４）のほぼ半径方向（Ｒ）に延在している、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記複数のスロット（２２）の少なくともいくつかは互いに接続されている、請求項２記載の装置。
【請求項５】
少なくとも複数の前記スロット（２２）は切欠（２３）を介して互いに接続されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記切欠（２３）は少なくとも部分的に前記チャンバ（１７）に面している、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記スロット（２２）の間にリブ（２５）が画定されている、請求項２記載の装置。
【請求項８】
前記根元部（１０）は、前記ロックプレート（２０）に面した少なくとも１つの突起（２８）を有している、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記突起（２８）は半径方向に延在している、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
周縁（２１ａ）と互いに反対側の面（２１ｂ）とを有する、ガスタービンエンジン（１）のロータ（９）にブレード（８）の軸方向位置を固定するロックプレート（２０）であって、該ロックプレート（２０）の少なくとも１つの前記面（２１ｂ）は少なくとも１つのスロット（２２）を有していることを特徴とする、ロックプレート（２０）。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記面は複数のスロット（２２）を有している、請求項１０記載のロックプレート（２０）。
【請求項１２】
前記複数のスロット（２２）の少なくともいくつかは互いに接続されている、請求項１１記載のロックプレート（２０）。
【請求項１３】
互いに接続されている前記複数のスロット（２２）の少なくともいくつかは、該スロットの一方の端部で接続されている、請求項１２記載のロックプレート（２０）。
【請求項１４】
互いに接続されている前記複数のスロット（２２）の少なくともいくつかは、切欠（２３）を介して接続されている、請求項１３記載のロックプレート（２０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのスロット（２２）は、少なくとも１つの局所的な絞り（３０）を有している、請求項１０記載のロックプレート（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータと少なくとも１つのブレードとから成る装置に関する。ロータと少なくとも１つのブレードとは、ガスタービンエンジンの一部である。
【０００２】
背景技術
ガスタービンエンジンは通常、例えば空気である酸化剤用の圧縮機と、圧縮空気を燃料と燃焼させて高温ガスを発生させるための燃焼室と、高温ガスを膨張させて、機械的仕事をまとめるためのタービンとを有している。
【０００３】
タービンは特に、１つのダクトと、ケーシングからダクト内へと延在する複数のベーンと、ロータからダクト内へと延在する複数のブレードとを有している。
【０００４】
ブレードをロータに接続するために、ロータは座部を有していて、ブレードは（通常、モミの木形状の）根元部（ルート）を有している。この根元部は、ブレード位置を半径方向で固定するために座部内へ接続される。付加的に、ブレードの軸方向位置を固定するためにロックプレートが設けられていて、このロックプレートは、ロータとブレード両者に接続されている。
【０００５】
根元部は高い応力を受け、例えばダクトからの高温ガスの漏れにより高温に晒される恐れがあるので、根元部（及び根元部に近い別のロータ部分及びブレード部分）は、冷却されなければならない。このため、通常、根元部とロータとの間（即ち、根元部の下方）にチャンバが設けられていて、付加的に、根元部とブレードのプラットフォームとの間（即ち、ブレード根元部の上方）にシャンクキャビティ（shank cavity）が設けられている。
【０００６】
冷却空気は、通常、ロータの冷却通路を介して各チャンバ内へと供給され、このチャンバから冷却空気は根元部の側面に、即ち、ロータにブレードを接続するブレードの部分に凹部として設けられた通路を介して各シャンクキャビティ内へと供給される。
【０００７】
このために、根元部とロータとの間の接続面は減少していて、即ち、これにより根元部における応力が高まる恐れがある。さらに、冷却通路はしばしば、接続面の終端部分に凹部として設けられるので、根元部の応力は、接続面の軸方向長さにわたって一様ではあり得ない。また、チャンバからシャンクキャビティへ冷却空気を供給するための通路は、この通路が根元部に凹部として設けられているという事実に基づき厳しい制約を有しているので、その構造は冷却のために最適化することはできず、熱の除去は最良にすることはできなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、根元部における応力分布が最良にされている、ロータと少なくとも１つのブレードとから成る装置を提供することを含んでいる。
【０００９】
本発明の別の態様は、ブレード根元部の周囲からの熱除去を最良にすることができる、ロータと少なくとも１つのブレードとから成る装置を提供することを含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの態様及び別の態様は、添付の請求の範囲に記載のロータと少なくとも１つのブレードとから成る装置により得られる。
【発明の効果】
【００１１】
有利には、根元部の冷却を、根元部の機械的構造から切り離すことができる。
【００１２】
さらなる特徴及び利点は、添付の図面につき例として示した装置の好適な実施態様の説明によりさらに明確になるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ガスタービンエンジンを概略的に示した図である。
【図２】ベーンとブレードとを備えたダクトを概略的に示した図である。
【図３】ブレードを概略的に示した図である。
【図４】ブレードを概略的に示した図である。
【図５】ロックプレートの一態様を概略的に示した正面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】ロックプレートの１つの態様を概略的に示した図である。
【図８】ロックプレートの別の態様を概略的に示した図である。
【図９】ロックプレートの別の態様を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照すると、ガスタービンエンジン１が示されていて、このガスタービンエンジン１は、例えば空気である酸化剤のための圧縮機２と、圧縮された酸化剤と燃料が燃焼されて高温ガスＧが発生する場所である燃焼室３と、高温ガスが膨張して、ガスタービンロータでの機械仕事をするタービン４とを有している。
【００１５】
タービン４は、（通常は環状型である）ダクト５を有していて、このダクト５内へとベーン６がケーシング７から延在していて、ブレード８，８ａ，８ｂがロータ９から延在している。
【００１６】
ロータ９は、異なる段の複数のブレードを支持している。例えば図２には、互いに隣接する３つの段のブレード８ａ，８ｂ，８が示されている。
【００１７】
図３及び図４には、ブレード８が示されている。ブレード８は、通常はモミの木（クリスマスツリー）形状の根元部１０と、根元部１０に接続されたプラットフォーム１１と、プラットフォーム１１から延在する翼（エアフォイル）１２とを有している。
【００１８】
ロータ９は、ブレード８の根元部１０用の座部を含む。特に、根元部１０は、座部の側壁の形状を補完して、座部の側壁にぴったりと係合する側壁１５と、これら側壁１５の間の軸方向壁１６とを有している。
【００１９】
ブレード８が座部に接続されると、根元部１０とロータ９との間（即ち、根元部の下方）にチャンバ１７が生じる。付加的にシャンクキャビティ１８が根元部１０とプラットフォーム１１との間に設けられている。
【００２０】
さらに、軸方向壁１６（好適には圧縮機２に面した軸方向壁１６）に面したロックプレート２０が、ロータ９とブレード８とに接続されている。ロックプレート２０は、周縁２１ａと互いに反対側の面２１ｂとを有している。
【００２１】
このような接続により、根元部１０は（そのモミの木構造で）ブレード８を半径方向でブロック（固定）していて、ロックプレート２０はブレード８を軸方向でブロック（固定）している。即ち、ブレード８はこのようにしてロータ９に固定されている。
【００２２】
ロックプレート２０は、ロックプレート２０が接続されているブレード８の根元部１０に面した側面２１ｂに１つ又は複数のスロット２２を有している。スロット２２はほぼ半径方向で延在している（軸線Ｒは、タービン４の半径方向軸線に一致する）；ほぼ半径方向とは、限定的な意味ではなく、スロットは、厳密な半径方向から離れていても良く、ただしほぼ半径方向にわたって展開している（図７及び図８の例参照）。
【００２３】
例えば図５及び図６には、２つのスロット２２を有したロックプレート２０が示されているが、必要に応じて任意の数のスロット２２を設けることができる。
【００２４】
好適には少なくとも１つのスロット２２が根元部１０に面している。即ち、これにより根元部１０の冷却と、根元部１０周辺の区域からの生じうる高温ガスの漏れを除く助けとなる。
【００２５】
付加的に好適な態様では、複数のスロット２２の少なくともいくつかは、例えば切欠２３を介して互いに接続されている。この場合、好適には切欠２３はチャンバ１７に少なくとも部分的に面している。即ちこれにより、チャンバ１７から切欠２３とスロット２２とへの冷却空気の進入が助成される。
【００２６】
スロット２２の間には画定されたリブ２５がある。これらのリブはロックプレート２０の剛性を高めており、遠心力によりロックプレートが曲がるのを阻止する助けとなる。
【００２７】
図３及び図４にはさらに、ロータ９が各チャンバ１７へと開口している冷却通路２６を有していて、根元部１０がロックプレート２０に面した突起２８を有していることが示されている。突起２８は、ロックプレート２０に面して開かれているチャンバ１７を画定していて、これによりチャンバ１７から切欠２３及びスロット２２へと通過する冷却空気を予め規定している。冷却空気流を制御する別の可能性は、スロット２２の高さｈ又は幅ｂの調節である。さらに選択的な手段は、スロット２２の局所的な絞り３０である。勿論、冷却空気流を制御するこれら全ての方法は互いに組み合わせることができる。
【００２８】
同様に、根元部１０の反対側の端部も、ロックプレート２０とは反対の側に突起２９を有していても良く、これによりチャンバ１７から出ていく冷却空気を予め規定することができる。例えば、突起２９によって規定された開口を経由してチャンバ１７から出て行くこの空気は、別のブレードを冷却するために別のブレードに向かって送られる。例えば図２に示したように、ブレード８ａは冷却通路２６に接続されているが、これに対しブレード８ｂは、冷却通路２６と同様のいかなる冷却通路にも接続されていない。つまりこの場合、ブレード８ｂは、突起２９によって規定された開口を経由してブレード８ａから来る冷却空気によって冷却される。
【００２９】
突起２８，２９はそれぞれ、好適には半径方向に延在しており、いずれにせよ突起２８，２９の一方又は両方は軸方向又は半径方向／軸方向に延在することができる。
【００３０】
装置の作動は、説明し図示したものにより明らかであり、実質的に以下の通りである。
【００３１】
燃焼室で発生した高温ガスＧは、機械的な力をブレード８に、従ってロータ９に伝達しながら、ダクト５を通過し、膨張する。
【００３２】
図３に示したように、作動中、冷却空気Ａは冷却通路２６を介してチャンバ１７に入る。チャンバ１７から冷却空気Ａは（切欠２３が設けられている場合にはその切欠２３を経由して）スロット２２に入り、シャンクキャビティ１８に入り、シャンクキャビティ１８を冷却する。
【００３３】
付加的に、冷却空気は、突起２９を通過してチャンバ１７から出て、例えば別のブレードの冷却といった別の使用部分に向かって移動する。
【００３４】
チャンバ１７からシャンクキャビティ１８へ冷却空気を送るための通路は、根元部１０の側壁１５に設けられていない（又は少なくとも小さな延在部しか有していない）が、ロックプレート２０のスロット２２によって画定されているので、根元部の応力分布を最良にすることができ、減じることができる。
【００３５】
さらに、根元部１０とその周りの領域を冷却するためのスロット２２は、ロックプレート２０に凹部として形成されているので、スロット２２の構造は、根元部１０と場合によってはシャンクキャビティ１８で必要とされる冷却に応じて選択することができる（が通常、シャンクキャビティ１８での冷却は、根元部１０の冷却よりも容易であり、通常、面倒なものではない）。さらに、冷却空気は、根元部１０とロックプレート２０との間を通過するので、ロックプレート２０を越えて根元部１０に達する恐れがある、漏れるかもしれない高温ガスは、冷却空気によって希釈され、根元部１０からシャンクキャビティ１８へと引き出される。
【００３６】
勿論、上述した特徴は、互いに独立して提供されて良い。
【００３７】
実際には、必要に応じて及び利用分野に応じて、使用材料と設計を自由に選択することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ガスタービンエンジン
２  圧縮機
３  燃焼室
４  タービン
５  ダクト
６  ベーン
７  ケーシング
８，８ａ，８ｂ  ブレード
９  ロータ
１０  根元部
１１  プラットフォーム
１２  翼
１５  側壁
１６  軸方向壁
１７  チャンバ
１８  シャンクキャビティ
２０  ロックプレート
２２  スロット
２３  切欠
２５  リブ
２６  冷却通路
２８  突起
２９  突起
３０  局所的な制限部
ｂ  スロットの高さ
ｈ  スロットの幅
Ａ  冷却通路
Ｇ  高温ガス
Ｒ  半径方向軸線
【図１】
2016121683.tif 000003
【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】
2016121683.tif 000009
【図８】
2016121683.tif 000010
【図９】
2016121683.tif 000011
【外国語明細書】
2016121683.tif 000012
2016121683.tif 000013
2016121683.tif 000014
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