(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジン後縁排出穴を提供すること。【解決手段】ガスタービンエンジン用のエーロフォイルのための装置および方法は、複数の後縁排出穴を利用する後縁冷却回路を含む。排出穴は、エーロフォイル冷却および可鍛性を向上させるために周方向Ｒ付き入口、収束部分、計量部分、および、発散部分を含むことができる。【選択図】図１
2017145826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用のエーロフォイル（９２）であって、
前縁（１１４）と後縁（１１６）との間で軸方向に延びて翼弦方向を規定するととともに、根元部（９６）と先端部（９４）との間で径方向に延びて翼幅方向を規定する吐出側（１１０）および吸込側（１１２）を画定する外面と、
前記エーロフォイル（９２）内に位置されるとともに、前記根元部（９６）から前記先端部（９４）へ向けて延びる冷却通路（１３２）を有する冷却回路（１２６）と、
周方向Ｒ付き入口部分（１８０）、収束部分（１８２）、計量部分（１８４）、および、発散部分（１８６）の軸流配列を成して前記翼幅方向で前記冷却通路（１３２）に設けられる複数の後縁排出穴（１３６）と、
を備えるエーロフォイル（９２）。
【請求項２】
前記収束部分（１８２）は、前記後縁排出穴（１３６）内への空気流を加速させるために減少する断面積を含む請求項１記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項３】
前記発散部分（１８６）は、前記後縁排出穴（１３６）から抜け出る前記空気流を減速させるために増大する断面積を含む請求項２記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項４】
前記発散部分（１８６）が７°以下である広がり角（１９４）を規定する請求項３記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項５】
前記後縁排出穴（１３６）の中心線（１９０）が前記吐出側（１１０）または前記吸込側（１１２）のうちの一方と平行である請求項１記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項６】
前記後縁排出穴（１３６）の中心線（１９０）が前記エーロフォイル（９２）を等分する請求項１記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項７】
前記計量部分（１８４）は、少なくとも１の直径に対する長さの比率を規定する長さおよび直径を有する請求項１記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項８】
前記直径に対する長さの比率が２である請求項７記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項９】
前記計量部分（１８４）の前記長さが４０ミルである請求項７記載のエーロフォイル（９２）。
【請求項１０】
前記収束部分（１８２）および前記発散部分（１８６）が直線状の中心線（１９０）を規定する請求項１記載のエーロフォイル（９２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジン後縁排出穴に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジン、特にガスまたは燃焼タービンエンジンは、エンジンを通過する燃焼ガスの流れから多数の回転するタービンブレードへとエネルギーを引き出すロータリーエンジンである。
【０００３】
航空機用のガスタービンエンジンは、エンジン効率を最大にするために高温で動作するように設計され、そのため、高圧タービンおよび低圧タービンなどの特定のエンジン構成要素の冷却が有益となり得る。一般に、冷却は、より冷たい空気を高圧圧縮機および／または低圧圧縮機から冷却を必要とするエンジン構成要素へと導くことによって達成される。高圧タービン内の温度は約１０００℃〜２０００℃であり、また、圧縮機からの冷却空気は約５００℃〜７００℃である。圧縮機空気は高温であるが、圧縮機空気は、タービン空気と比べて冷たく、タービンを冷却するために使用され得る。
【０００４】
現代のタービンブレードは、一般に、ブレードの異なる部分を冷却するためにブレードを通じて冷却空気を経路付けるための１つ以上の内部冷却回路を含み、また、ブレードの前縁、後縁、および、先端部などのブレードの異なる部分を冷却するための専用の冷却回路を含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９１１５５９０号
【発明の概要】
【０００６】
１つの態様において、本発明の実施形態は、ガスタービンエンジン用のエーロフォイルであって、前縁と後縁との間で軸方向に延びて翼弦方向を規定するととともに、根元部と先端部との間で径方向に延びて翼幅方向を規定する吐出側および吸込側を画定する外面を含むエーロフォイルに関する。エーロフォイルは、エーロフォイル内に位置されるとともに、根元部から先端部へ向けて延びる冷却通路を有する冷却回路と、周方向Ｒ付き入口部分、収束部分、計量部分、および、発散部分の軸流配列を成して翼幅方向で冷却通路に設けられる複数の後縁排出穴とを更に含む。
【０００７】
他の態様において、本発明の実施形態は、根元部から先端部へ向けて翼幅方向に延びる冷却通路を有する冷却回路含むガスタービンエンジン用のエーロフォイルであって、冷却通路には複数の後縁排出穴が設けられ、後縁排出穴が、周方向Ｒ付き入口部分、収束部分、計量部分、および、発散部分を含む、エーロフォイルに関する。
【０００８】
更なる他の態様において、本発明の実施形態は、複数の後縁排出穴を通じて冷却流体の流れを供給する方法に関し、この方法は、後縁排出穴内への冷却流体の流れを加速させるステップと、後縁排出穴から抜け出る冷却流体の流れを減速させるステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】航空機用のガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】ブレードの形態を成す図１のエンジンのエーロフォイルの等角図である。
【図３】後縁回路を示す図２のエーロフォイルの断面図である。
【図４】図３の後縁回路を示す流れ図である。
【図５】図４の後縁回路のコア図である。
【図６】図５のコアの後縁排出穴の拡大図である。
【図７】図６の１つの後縁排出穴の幾何学的形態を示す概略図である。
【図８】後縁回路を通じた冷却流体の流れを与える方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の記載される実施形態は、ガスタービンエンジン用のエーロフォイル内に配置される複数の後縁排出穴に向けられる。例示目的で、本発明は、航空機ガスタービンエンジン用のタービンに関して説明される。しかしながら、本発明は、そのように限定されず、圧縮機を含むエンジン内に、および、非航空機用途、例えば、他のモバイル用途および非モバイル産業、商業用途、および、住宅用途などにおいて一般的な適用性を有してもよいことが理解される。
【００１１】
本明細書中で使用される用語「前」または「上流側」は、エンジン入口へと向かう方向の移動を示す、または、構成要素が他の構成要素と比べてエンジン入口に相対的に近いことを示す。「前」または「上流側」と併せて使用される用語「後」または「下流側」は、エンジン中心線に対して後方またはエンジンの出口の方へ向かう方向を示す。
【００１２】
また、本明細書中で使用される用語「径方向の」または「径方向に」は、エンジンの長手方向中心軸とエンジン外周との間で延びる寸法を示す。
【００１３】
全ての方向の言及（例えば、径方向、軸方向、基端、先端、上側、下側、上方、下方、左、右、横、前、後、上端、下端、上、下、垂直、水平、時計回り、反時計回り、上流側、下流側、後方など）は、本発明の読者の理解を助けるために識別目的でのみ使用され、特に位置、向き、または本発明の使用について限定することはない。接続の言及（例えば、取り付けられ、結合され、接続され、および、連結され）は、広く解釈されるべきであり、別段に示唆されなければ、一群の要素間の中間部材、および、要素間の相対的な移動を含むことができる。したがって、接続の言及は、２つの要素が直接に接続されて互いに固定関係を成すことを必ずしも暗示するとは限らない。典型的な図面は単なる例示目的であり、また、明細書に添付される図面中に反映される寸法、位置、順序、および、相対的なサイズは変化し得る。
【００１４】
図１は、航空機用のガスタービンエンジン１０の概略断面図である。エンジン１０は、略長手方向に延びる軸または前部１４から後部１６へ延びる中心線１２を有する。エンジン１０は、下流側へと連続する流れ関係を成して、ファン２０を含むファンセクション１８、ブースタまたは低圧（ＬＰ）圧縮機２４と高圧（ＨＰ）圧縮機２６とを含む圧縮機セクション２２、燃焼器３０を含む燃焼セクション２８、ＨＰタービン３４およびＬＰタービン３６を含むタービンセクション３２、並びに、排気セクション３８を含む。
【００１５】
ファンセクション１８は、ファン２０を取り囲むファンケーシング４０を含む。ファン２０は、中心線１２の周りで径方向に配置される複数のファンブレード４２を含む。ＨＰ圧縮機２６、燃焼器３０、および、ＨＰタービン３４は、燃焼ガスを生成するエンジン１０のコア４４を形成する。コア４４は、ファンケーシング４０と結合され得るコアケーシング４６によって取り囲まれる。
【００１６】
エンジン１０の中心線１２の周囲に同軸に配置されるＨＰシャフトまたはスプール４８が、ＨＰタービン３４をＨＰ圧縮機２６に駆動可能に接続する。より大きな直径の環状のＨＰスプール４８内においてエンジン１０の中心線１２の周りで同軸に配置されるＬＰシャフトまたはスプール５０が、ＬＰタービン３６をＬＰ圧縮機２４およびファン２０に駆動可能に接続する。
【００１７】
ＬＰ圧縮機２４およびＨＰ圧縮機２６はそれぞれ複数の圧縮機段５２、５４を含み、これらの圧縮機段内で、圧縮機ブレード５６、５８の組が、段を通過する流体の流れを圧縮するまたは加圧するために固定圧縮機ベーン６０、６２（ノズルとも呼ばれる）の対応する組に対して回転する。単一の圧縮機段５２、５４内に複数の圧縮機ブレード５６、５８をリング状に設けることができ、これらの圧縮機ブレード５６、５８は、ブレードプラットフォームからブレードチップへと中心線１２に対して径方向外側に延びることができ、一方、対応する固定圧縮機ベーン６０、６２は、回転ブレード５６、５８の上流側にこれらの回転ブレードに隣接して位置される。なお、図１に示されるブレード、ベーン、および、圧縮機段の数は単なる例示目的で選択されたものであり、他の数も想定し得る。
【００１８】
圧縮機の段のためのブレード５６、５８をディスク５９に装着することができ、ディスク５９はＨＰおよびＬＰスプール４８、５０のうちの対応する一方に装着され、この場合、各段がそれ自体のディスク５９、６１を有する。圧縮機の段のためのベーン６０、６２を周方向の配列を成してコアケーシング４６に装着することができる。
【００１９】
ＨＰタービン３４およびＬＰタービン３６はそれぞれ複数のタービン段６４、６６を含み、これらのタービン段６４、６６内で、タービンブレード６８、７０の組が、段を通過する流体の流れからエネルギーを引き出すために固定タービンベーン７２、７４（ノズルとも呼ばれる）の対応する組に対して回転される。単一のタービン段６４、６６内に複数のタービンベーン７２、７４をリング状に設けることができ、これらのタービンベーン７２、７４は中心線１２に対して径方向外側に延びることができ、一方、対応する回転ブレード６８、７０は、固定タービンベーン７２、７４の下流側にこれらの固定タービンベーンに隣接して位置されるとともに、ブレードプラットフォームからブレードチップへと中心線１２に対して径方向外側に延びることができる。なお、図１に示されるブレード、ベーン、および、タービン段の数は単なる例示目的で選択されたものであり、他の数も想定し得る。
【００２０】
タービンの段のためのブレード６８、７０をディスク７１に装着することができ、ディスク７１はＨＰおよびＬＰスプール４８、５０のうちの対応する一方に装着され、この場合、各段がそれ自体のディスク７１、７３を有する。タービンの段のためのベーン７２、７４を周方向の配列を成してコアケーシング４６に装着することができる。
【００２１】
スプール４８、５０のいずれかまたは両方に装着されてそれとともに回転するエンジン１０の部分は、個々にまたは総称してロータ５３とも称される。コアケーシング４６に装着される部分を含むエンジン１０の固定部も個々にまたは総称してステータ６３とも称される。
【００２２】
動作時、ファンセクション１８から出る空気流は、空気流の一部がＬＰ圧縮機２４内へと導かれるように分けられ、ＬＰ圧縮機２４は、その後、加圧された外気７６をＨＰ圧縮機２６へ供給し、ＨＰ圧縮機２６は外気を更に加圧する。ＨＰ圧縮機２６からの加圧空気７６は、燃焼器３０内で燃料と混合されて点火され、それにより、燃焼ガスが生成される。一部の仕事がこれらのガスからＨＰタービン３４によって引き出され、ＨＰタービン３４はＨＰ圧縮機２６を駆動させる。燃焼ガスがＬＰタービン３６内へ排出され、ＬＰタービン３６は、ＬＰ圧縮機２４を駆動させるために更なる仕事を引き出し、また、排ガスは、最終的に、排気セクション３８を介してエンジン１０から排出される。ＬＰタービン３６の駆動は、ＬＰスプール５０を駆動させて、ファン２０およびＬＰ圧縮機２４を回転させる。
【００２３】
空気流７８の残りの部分は、ＬＰ圧縮機２４およびエンジンコア４４を通らずに、固定ベーン列を通じて、特に複数のエーロフォイルガイドベーン８２を備える出口ガイドベーンアセンブリ８０を通じて、ファン排気側８４でエンジンアセンブリ１０から抜け出る。より具体的には、径方向に延びるエーロフォイルガイドベーン８２の周方向の列が、空気流７８の何らかの方向制御を及ぼすためにファンセクション１８付近で利用される。
【００２４】
ファン２０によって供給される外気の一部は、エンジンコア４４を迂回することができ、エンジン１０の一部、特に高温部を冷却するために使用され得るおよび／または航空機の他の局面を冷却するまたは他の局面に動力を供給するために使用され得る。タービンエンジンとの関連で、エンジンの高温部は通常は燃焼器３０であり、また、燃焼器３０の下流側の構成要素、特にＨＰタービン３４を伴うタービンセクション３２は、それが燃焼セッション２８の直ぐ下流側にあるため、最も高温の部分である。他の冷却流体源は、ＬＰ圧縮機２４またはＨＰ圧縮機２６から排出される流体となり得るが、これに限定されない。この流体は、タービンセクション３２のための冷却源として燃焼器３０を迂回するＬＰまたはＨＰ圧縮機２４、２６から引き出される空気を含み得るブリード空気７７となり得る。これは、一般的なエンジン形態であるが、これに限定しようとするものではない。
【００２５】
図２は、図１からのエンジン１０のタービンブレード６８のうちの１つの形態を成すエンジン構成要素の斜視図である。タービンブレード６８は、ダブテール９０およびエーロフォイル９２を含む。エーロフォイル９２は先端部９４および根元部９６を含み、これらの間で翼幅方向を規定する。エーロフォイル９２は、根元部９６のプラットフォーム９８でダブテール９０に取り付く。プラットフォーム９８は、タービンエンジン主流空気流を径方向で含むのに役立つ。ダブテール９０は、エンジン１０でタービンロータディスク７１に取り付くように構成され得る。ダブテール９０は、３つの入口通路１００として典型的に示される少なくとも１つの入口通路１００を更に含み、各通路は、通路出口１０２においてエーロフォイル９２と内部で流体連通するべくダブテール９０を貫通して延びる。入口通路１００がダブテール９０の本体内に収容するようにダブテール９０が断面で示されることが理解されるべきである。
【００２６】
図３を参照すると、断面で示されるエーロフォイル９２は、前縁１１４および後縁１１６を有するエーロフォイル形状を規定するように互いに結合される凹形状の吐出側壁１１０および凸形状の吸込側壁１１２を有し、前縁１１４と後縁１１６との間で翼弦方向が規定される。エーロフォイル９２は、側壁１１０、１１２によって画定される内部１１８を有する。ブレード６８は、吐出側壁１１０が吸込側壁１１２に追従するような方向で回転する。したがって、図３に示されるように、エーロフォイル９２は、頁の上端へ向かって上方に回転する。
【００２７】
１つ以上のリブ１２０が内部１１８を複数の冷却チャネルに分割できる。前縁冷却チャネル１２２を前縁１１４に隣接して配置でき、また、中間チャネル１２４が前縁冷却チャネル１２２に隣接できる。前縁および中間チャネル１２２、１２４は、典型例であり、翼幅方向に延びる単一のチャネルとなり得る、または、通路、チャネル、入口、ピンバンク、回路、サブ回路、膜穴、プレナム、メッシュ、タービュレータ、または、その他のものなどの複数の特徴を有する複合冷却回路となり得るが、そのような細部が本発明と密接な関係がないことが理解されるべきである。
【００２８】
後縁回路１２６が、後縁プレナム１２８、衝突穴１３０、排気通路１３２、ピン穴１３４、排出穴１３６、および、後縁スロット開口１４０を含むことができる。衝突穴１３０は、後縁プレナム１２８を排気通路１３２に流体結合する。排気通路１３２は、ピン穴１３４および排出穴１３６を通じて後縁１１６に流体結合される。後縁回路１２６および内部１１８は、後縁スロット開口１４０を介してエーロフォイル９２の外部に流体結合される。
【００２９】
排出穴１３６が後縁１１６に隣接して配置されるが、後縁排出穴１３６と後縁１１６との間に更なるチャネルまたはプレナムを配置できることが理解されるべきである。そのようなチャネルは、エーロフォイル９２の全翼幅方向長さにわたって延びることができ、または、別個のチャネル或いは更には単一の排気穴、例えば後縁で冷却流体を排出するための膜穴を含むことができる。
【００３０】
図４を見ると、前縁および中間冷却チャネル１２２、１２４並びに後縁冷却回路１２６のための流れ図が概略的に示される。エーロフォイル９２内の冷却チャネルおよび回路１２２、１２４、１２６の一般的な形態を例示するため、エーロフォイル９２は破線で概略的に示される。エーロフォイル９２は、翼弦方向で前縁１１４から後縁１１６へと延びるとともに翼幅方向で先端部９４から根元部９６へと延び且つエーロフォイル９２を通じた冷却流体の流れを方向付ける冷却チャネルおよび回路１２２、１２４、１２６を形成するべく内壁により別個のチャネルまたは通路へと分割され得るキャビティとして内部９６を画定する。エーロフォイル９２の先端部９４よりも上側に配置される先端冷却通路１５０は、前縁１１４付近から後縁１１６へ向けて略翼弦方向に延在し得る。先端冷却通路１５０は、冷却流体を排出するために冷却チャネルおよび回路１２２、１２４、１２６のための共通の通路を与え、それにより、冷却流体を１つ以上の膜穴または他の出口を通じて排出されなければエーロフォイル９２から排出できる。
【００３１】
各チャネルまたは回路１２２、１２４、１２６には入口通路１００から冷却流体の流れを供給できる。各入口通路１００は冷却回路に個別に供給することができ、または、共通の入口通路１００から複数のチャネルまたは回路１２２、１２４、１２６に供給することができる。
【００３２】
１つの入口通路１００から供給されるものとして示される後縁回路１２６には、根元部９６−先端部９４方向で後縁プレナム１２８内の冷却流体の流れを与えることができる。冷却流体の流れの一部は、後縁プレナム１２８から先端ダクト１５２を通じて先端冷却通路１５０内へ供給され得る。加えて、先端ダクト１５２内の冷却流体の一部をフラグ通路１５４へ供給することができ、このフラグ通路１５４で冷却流体を先端フラグ１５６へ供給できる。
【００３３】
後縁プレナム１２８内の冷却流体の流れの残りの部分は、複数の衝突穴１３０を通じて後縁中間通路１３２内へ流入できる。中間通路１３２内で、冷却流体は、複数のピン１３４を有するピンバンク１５８を通過する。ピンバンク１５８から、冷却流体は、複数の後縁排出穴１３６を通じて後縁１１６へ通される。後縁排出穴１３６から抜け出る際に、冷却流体を先端フラグ１５６および先端冷却通路１５０と流体連通状態にあるエーロフォイル９２から排出することができ、この場合、後縁１１６にある１つ以上の後縁スロット開口１４０を通じて冷却流体を排出できる。
【００３４】
図４に示される冷却チャネルおよび回路１２２、１２４、１２６がエーロフォイル９２内の冷却回路の１つの実施の典型例であって特定の幾何学的形態、通路、ピンバンク、膜穴、または、他のものによって限定的に解釈されるべきでないことが理解されるべきである。また、冷却チャネルおよび回路１２２、１２４、１２６が一般に前縁１１４から後縁１１６へ向けてまたは後縁１１６から前縁１１４へ向けて移動するように例示されるが、この例示が冷却回路自体の単なる典型的な描写であることが理解されるべきである。特定の通路、チャネル、入口、または、他のものは、エーロフォイル９２に対して任意の方向で、例えば後縁または前縁１１４、１１６方向で、先端部９４または根元部９６方向で、または、エーロフォイル９２の吐出側壁１１０または吸込側壁１１２へ向けて、または、これらの任意の組み合わせで流れることができる。
【００３５】
図５を見ると、後縁１１６に隣接して翼幅方向態様で配置される後縁排出穴１３６を示す後縁回路１２６のコア図が例示される。冷却流体流れＣをそれがプレナム１２８を通過する際に促すために複数のタービュレータ１６０が後縁プレナム１２８に配置される。冷却空気が流通するエーロフォイル９２の中空内部であるものの立体図を図５のコア図が示すことが理解されるべきである。後縁排出穴１３６は、ピンバンク１５８または先端フラグ１５６から後縁１１６への冷却流れを与える。
【００３６】
図６は、排出穴１３６およびピンバンク１５８の一部を例示する後縁１１６の拡大図を示す。排出穴１３６は、入口１７０、導管１７２、および、出口１７４を有して形成される。ピンバンク１５８から抜け出る冷却空気の流れは、入口１７０で排出穴１３６へ与えられる。冷却空気の流れは、導管１７２を通過して、出口１７４で排出穴１３６から排出される。排出された冷却流は後縁１１６へ与えられ、この後縁で冷却流をエーロフォイル９２から排出できる。
【００３７】
図７を見ると、入口１７０は、排出穴１３６と内部空気供給源との間の内部交差部に周方向Ｒ付き入口１８０を有することができる。周方向Ｒ付き入口１８０は、冷却流体の流れＣを収束部分１８２へ与える。入口半径１８０に入る冷却流体の流れＣは収束部分１８２内に流入し、この収束部分１８２で、収束部分１８２の減少する断面積によって冷却流体の流れＣが加速されて導管１７２へ与えられる。導管１７２は、排出穴１３６を通過する冷却流体の流れＣを計量するための計量部分１８４を画定できる。計量部分１８４から、冷却流体の流れＣは、増大する断面積によって冷却流体Ｃを減速させるための発散部分１８６へ移動して、後縁１１６へ与えられる。
【００３８】
穴中心線１９０は、排出穴１３６を貫いて延びる平均線軸として規定され得る。中心線１９０は、直線または非直線であってもよく、また、吐出側壁１１０または吸込側壁１１２と平行に配置され得る、或いは、エーロフォイル９２を２つの等しいまたは等しくない半体へと分ける角度を規定し得る。発散軸１９２は、計量部分１８４の端部を出口１７４に接続する直線として規定され得る。広がり角１９４は、冷却流が壁から分離しないような穴中心線１９０と発散軸１９２との間の角度となり得る。広がり角１９４は、例えば、非限定的な例では７度以下の角度となり得るが、更に大きな角度が考えられる。
【００３９】
加えて、計量部分１８４は、直径に対する長さの比率が少なくとも１．０であり、２．０となり得るような長さおよび直径を有することができる。１つの例において、計量部分１８４は４０ミルとなり得る。更に、１つ以上のタービュレータを後縁排出穴１３６に配置できると考えられる。例えば、タービュレータを計量部分１８４に配置できる。
【００４０】
例示された後縁排出穴１３６が典型的なものであることが更に理解されるべきである。後縁排出穴１３６は、形状またはサイズ或いはこれらの両方が変わり得る。排出穴１３６自体、または、収束部分１８２、計量部分１８４、または、発散部分１９２などの個々の部分は、特定のエーロフォイル９２の冷却効率を高めるために長さ、幅、断面直径が異なり得る。加えて、後縁排出穴１３６は、後縁１１６の長さ範囲に沿って均一に離間され得る或いは不均一に離間され得る或いは単一の後縁排出穴としてまたは特定のエーロフォイル９２に有益となり得るような別個の一群の後縁排出穴１３６として離散的に位置され得る。更に、別個の穴１３６または一群の穴は、冷却効率の向上をエーロフォイル９２にもたらすためにサイズ、形状、または、方向が変わり得る。
【００４１】
また、後縁排出穴１３６は、後縁１１６の翼幅方向の範囲に沿って配置される場合、中間範囲付近の排出穴１３６において、より大きい幅を有することができ、根元部９６および先端部９４の近傍の搬出穴１３６において、より小さい幅を有することができる。
【００４２】
図８を見ると、後縁排出穴１３６を通じて冷却流体の流れＣを与える方法２００は、２０２において、後縁排出穴１３６内への流れを加速させることを含むことができる。冷却流体流れＣは、流れを加速させるために３６０°入口半径１８０を通じて収束部分１８２へと供給される。随意的に、２０４において、方法２００は、後縁排出穴１３６を通じた冷却流体の流れＣを計量部分１８４によって計量することを含むことができる。２０６において、方法２００は、後縁排出穴１３６から抜け出る冷却流体流れＣを減速させることを更に含む。冷却流体Ｃを発散部分１８６に通過させることにより、後縁排出穴１３６から抜け出る流れが減速する。随意的に、２０８において、方法２００は、冷却流体流れＣを後縁通路１３８内へと排出することを含むことができる。２１０において、方法２００は、随意的に、冷却流体流れＣを後縁スロット開口１４０から排出することを更に含むことができる。
【００４３】
後縁排出穴１３６の利用は、電気化学プロセスを使用する穿孔などの他の方法とは対照的に、鋳造コアを利用することにより進展され得ることが理解されるべきである。内部構造は、鋳造中に高いエーロフォイルコア強度をもたらし、それにより、鋳造工程中にエーロフォイル残存率が向上し、鋳造歩留まりが高まる。加えて、３６０°入口半径１８０、収束部分１８２、計量部分１８４、および、発散部分１８６を伴う後縁排出穴を含むコア鋳造は、エーロフォイル冷却の向上をもたらす。更に、エーロフォイル伴流を減少させて、エーロフォイル９２の効率を高めることができる。
【００４４】
開示される設計の用途は、ファンセクションおよびブースタセクションを有するタービンエンジンに限定されず、ターボジェットおよびターボエンジンにも同様に適用できることが理解されるべきである。
【００４５】
この書かれた説明は、実施例を使用して、最良の態様を含む発明を開示するとともに、任意の装置またはシステムを形成して使用すること、および、任意の組み入れられた方法を実行することを含めて、任意の当業者が発明を実施できるようにする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、また、当業者が想起する他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、それらが特許請求項の文字通りの言葉とは異ならない構造的要素を有する場合には、或いは、それらが特許請求項の文字通りの言葉と実質的に異ならない等価な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲内に入るべく意図される。
【００４６】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
タービンエンジン（１０）用のエーロフォイル（９２）であって、
前縁（１１４）と後縁（１１６）との間で軸方向に延びて翼弦方向を規定するととともに、根元部（９６）と先端部（９４）との間で径方向に延びて翼幅方向を規定する吐出側（１１０）および吸込側（１１２）を画定する外面と、
エーロフォイル（９２）内に位置されるとともに、根元部（９６）から先端部（９４）へ向けて延びる冷却通路（１３２）を有する冷却回路（１２６）と、
周方向Ｒ付き入口部分（１８０）、収束部分（１８２）、計量部分（１９４）、および、発散部分（１８６）の軸流配列を成して翼幅方向で冷却通路（１３２）に設けられる複数の後縁排出穴（１３６）と、
を備えるエーロフォイル（９２）。
［実施態様２］
収束部分（１８２）は、後縁排出穴内（１３６）への空気流を加速させるために減少する断面積を含む実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様３］
発散部分（１８６）は、後縁排出穴（１３６）から抜け出る空気流を減速させるために増大する断面積を含む実施態様２記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様４］
発散部分（１８６）が７°以下である広がり角（１９４）を規定する実施態様３記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様５］
後縁排出穴（１３６）の中心線（１９０）が吐出側（１１０）または吸込側（１１２）のうちの一方と平行である実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様６］
後縁排出穴（１３６）の中心線（１９０）がエーロフォイル（９２）を等分する実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様７］
計量部分（１８４）は、少なくとも１の直径に対する長さの比率を規定する長さおよび直径を有する実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様８］
直径に対する長さの比率が２である実施態様７記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様９］
計量部分（１８４）の長さが４０ミルである実施態様７記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１０］
収束部分（１８２）および発散部分（１８６）が直線状の中心線（１９０）を規定する実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１１］
収束部分（１８２）、計量部分（１８４）、および、発散部分（１８６）が非直線状の中心線（１９０）を規定する実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１２］
後縁排出穴が後（１３６）縁に沿って配置される２つ以上のグループを成して配列される実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１３］
後縁排出穴（１３６）が翼幅方向に沿って配置されて後縁（１１６）まで延び、エーロフォイル（９２）の翼幅方向の中央付近の後縁排出穴（１３６）は、根元部および先端部の付近の排出穴よりも大きい幅を有する実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１４］
エーロフォイル（９２）がブレードまたはベーンのうちの少なくとも一方である実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１５］
後縁排出穴（１３６）に配置される複数のタービュレータを更に備える実施態様１記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１６］
タービンエンジン（１０）用のエーロフォイル（９２）であって、エーロフォイル（９２）が根元部（９６）から先端部（９４）へ向けて翼幅方向に延びる冷却通路（１３２）を有する冷却回路（１２６）を備え、冷却通路（１３２）には複数の後縁排出穴（１３６）が設けられ、後縁排出穴（１３６）は、周方向Ｒ付き入口部分（１８０）、収束部分（１８２）、計量部分（１８４）、および、発散部分（１８６）を含む、エーロフォイル（９２）。
［実施態様１７］
収束部分（１８２）は、後縁排出穴（１３６）内への空気流を加速させるために減少する断面積を含む実施態様１６記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１８］
発散部分（１８６）は、後縁排出穴（１３６）から抜け出る空気流を減速させるために増大する断面積を含む実施態様１７記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様１９］
発散部分（１８６）が７°以下である広がり角（１９４）を規定する実施態様１８記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様２０］
後縁排出穴（１３６）の中心線（１９０）が吐出側（１１０）または吸込側（１１２）のうちの一方と平行である実施態様１６記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様２１］
後縁排出穴（１３６）の中心線（１９０）がエーロフォイル（９２）を等分する実施態様１６記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様２２］
計量部分（１８４）は、少なくとも１の直径に対する長さの比率を規定する長さおよび直径を有する実施態様１６記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様２３］
直径に対する長さの比率が２である実施態様２２記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様２４］
エーロフォイル（９２）がブレードまたはベーンのうちの少なくとも一方である実施態様１６記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様２５］
後縁排出穴（１３６）に配置される複数のタービュレータを更に備える実施態様１６記載のエーロフォイル（９２）。
［実施態様２６］
エーロフォイル（９２）における複数の後縁排出穴（１３６）を通じて冷却流体の流れＣを供給する方法であって、
１つ以上の後縁排出穴（１３６）内への冷却流体の流れＣを加速させるステップ（９２）と、
後縁排出穴（１３６）から抜け出る冷却流体の流れＣを減速させるステップ（９２）と、
を備える方法。
［実施態様２７］
後縁排出穴（１３６）を通じた冷却流体の流れＣを計量するステップを更に備える実施態様２６記載の方法。
［実施態様２８］
加速させるステップが計量するステップの前に行なわれる実施形態２７記載の方法。
［実施態様２９］
計量するステップが減速させるステップの前に行なわれる実施形態２８記載の方法。
［実施態様３０］
減速された流れを後縁チャネルへと排出するステップを更に備える実施態様２９記載の方法。
［実施態様３１］
減速された流れを後縁スロット開口（１４０）を通じて排出するステップを更に備える実施態様２９記載の方法。
【符号の説明】
【００４７】
１０  エンジン
１２  中心線
１４  前部
１６  後部
１８  ファンセクション
２０  ファン
２２  圧縮機セクション
２４  ＬＰ圧縮機
２６  ＨＰ圧縮機
２８  燃焼セッション
３０  燃焼器
３２  タービンセクション
３４  ＨＰタービン
３６  ＬＰタービン
３８  排気セクション
４０  ファンケーシング
４２  ファンブレード
４４  コア
４６  コアケーシング
４８  ＨＰスプール
５０  ＬＰスプール
５１  ロータ
５２  ＨＰ圧縮機段
５３  ディスク
５４  ＨＰ圧縮機段
５６  ＬＰ圧縮機ブレード
５８  ＨＰ圧縮機ブレード
６０  ＬＰ圧縮機ベーン
６１  ディスク
６２  ＨＰ圧縮機ベーン
６３  ステータ
６４  ＨＰタービン段
６６  ＬＰタービン段
６８  ＨＰタービンブレード
７０  ＬＰタービンブレード
７１  ディスク
７２  ＨＰタービンベーン
７３  ディスク
７４  ＬＰタービンベーン
７６  加圧外気
７７  ブリード空気
７８  空気流
８０  出口ガイドベーンアセンブリ
８２  エーロフォイルガイドベーン
８４  ファン排気側
９０  ダブテール
９２  エーロフォイル
９４  先端部
９６  根元部
９８  プラットフォーム
１００  入口通路
１０２  通路出口
１１０  吐出側壁
１１２  吸込側壁
１１４  前縁
１１６  後縁
１１８  内部
１２０  リブ
１２２  前縁チャネル
１２４  中間チャネル
１２６  後縁回路
１２８  後縁プレナム
１３０  衝突穴
１３２  後縁中間通路
１３４  ピン穴
１３６  排出穴
１４０  後縁スロット開口
１５０  先端冷却通路
１５２  先端ダクト
１５４  フラグ通路
１５６  先端フラグ
１５８  ピンバンク
１７０  入口
１７２  導管
１７４  出口
Ｃ  冷却流体の流れ
１８０  周方向Ｒ付き入口
１８２  収束部分
１８４  計量部分
１８６  発散部分
１９０  穴中心線
１９２  発散軸
１９４  広がり角
２００  方法
２０２  ステップ
２０４  ステップ
２０６  ステップ
２０８  ステップ
２１０  ステップ
【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】
2017145826.tif 000009
【図８】
2017145826.tif 000010
【外国語明細書】
2017145826000001.pdf