(57)【要約】      （修正有）【課題】タービンエンジン用の翼形部を定める。【解決手段】周壁と、前記内部内に配置され、前記前縁から離間して配置されて前縁チャンバを定める半径方向に延びるリブと、前記リブにおいて流路を定める少なくとも１つのインピンジメント開口と、前記前縁において前記正圧側面と前記負圧側面との間に延びる第１のアームを有し、前記流路と整列される少なくとも１つのフロースプリッターと、を備える。【選択図】図１
2017150479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１０）用の翼形部（７８）であって、
内部（９６）を境界付け、前縁（１０２）と後縁（１０４）との間に軸方向に延びて翼弦方向を定め、且つ根元と先端との間に半径方向に延びてスパン方向を定める正圧側面（９８）及び負圧側面（１００）を定める周壁（９５）と、
前記内部内に配置され、前記前縁から離間して配置されて前縁チャンバ（１２６）を定める半径方向に延びるリブ（１３０）と、
前記リブにおいて流路（１３４）を定める少なくとも１つのインピンジメント開口（１３２）と、
前記前縁において前記正圧側面と前記負圧側面との間に延びる第１のアーム（２３８）を有し、前記流路と整列される少なくとも１つのフロースプリッター（１３６）と、
を備える、翼形部（７８）。
【請求項２】
前記第１のアームが、前記スパン方向にほぼ直交する、請求項１に記載の翼形部（７８）。
【請求項３】
前記第１のアームが、前記翼弦方向において収束する断面を有する、請求項２に記載の翼形部（７８）。
【請求項４】
前記第１のアームが、前記スパン方向で見たときに弓状の輪郭を有する、請求項２又は３に記載の翼形部（７８）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのインピンジメント開口が、前記リブに沿って半径方向に配列される複数のインピンジメント開口を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の翼形部（７８）。
【請求項６】
タービンエンジン（１０）用の翼形部（７８）の前縁チャンバ（１２６）においてスワール流（１４４、２４４、２５０）を発生させる方法であって、前記前縁チャンバの内面上に配置された第１のアーム（２３８）を有するフロースプリッター（１３６）上に前記翼形部の内部リブ（１３０）を通じて衝突空気流を導入するステップを含む、方法。
【請求項７】
十字形のフロースプリッターを形成する交差アームを有するフロースプリッター上に空気流を衝突させて、該空気流を翼弦方向及びスパン方向の空気流成分を有する少なくとも４つの空気流に分割するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記衝突空気流が冷却空気流である、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記翼形部の前縁を通って延びるフィルム孔を通じて前記スワール空気流の少なくとも一部を放出するステップを更に含む、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
タービンエンジン（１０）用のブレード（６８）であって、
内部（９６）を境界付け、前縁（１０２）と後縁（１０４）との間に軸方向に延び且つ根元と先端との間に半径方向に延びる正圧側面（９８）及び負圧側面（１００）を定める周壁（９５）と、
前記内部内に配置され、前記正圧側面及び前記負圧側面の間にわたり且つ前記前縁から離間して配置されて半径方向に延びる前縁チャンバ（１２６）を定める半径方向に延びる構造リブ（１３０）と、
前記リブにおいて半径方向に配列された複数のインピンジメント開口（１３２）と、
少なくとも１つの半径方向アームを有し、前記前縁にて前記周壁上に設けられ且つ前記インピンジメント開口と対応して配列される複数の十字形フロースプリッター（１３６）と、
を備える、ブレード（６８）。
【請求項１１】
前記十字形フロースプリッターが、互いに交差して交差部（２４８）を形成する少なくとも第１及び第２のアームを含む、請求項１０に記載のブレード（６８）。
【請求項１２】
前記第１及び第２のアームが、互いにああ実質的に９０度にある、請求項１１に記載のブレード（６８）。
【請求項１３】
前記第１のアームが半径方向に延びる、請求項１１又は１２に記載のブレード（６８）。
【請求項１４】
前記第１及び第２のアームのうちの少なくとも１つが、リッジラインで終端している、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のブレード（６８）。
【請求項１５】
前記第１及び第２のアームのうちの少なくとも１つが、前記交差部から外向きで高さが減少している、請求項２６に記載のブレード（６８）。
する、請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のブレード（６８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、翼形部に関し、詳細には翼形部の冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジン、特にガスタービン又は燃焼タービンエンジンは、エンジンを通過して多くの回転タービンブレードに送られる燃焼ガスからエネルギーを抽出する回転エンジンである。タービンエンジンは、陸上及び海上移動並びに発電用に使用されているが、最も一般的には、ヘリコプターを含む航空機などの航空用途で使用されている。航空機において、タービンエンジンは、航空機の推進用に使用される。地上用途では、タービンエンジンは、発電用に使用されることが多い。
【０００３】
航空機用の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作動するよう設計されているので、高圧タービン及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利となる場合がある。通常、冷却は、高圧及び／又は低圧圧縮機からの低温の空気を冷却が必要なエンジン構成要素にダクト供給することによって達成される。高圧タービンの温度は約１０００°Ｃ〜２０００°Ｃ、圧縮機からの冷却空気は約５００°Ｃ〜７００°Ｃである。圧縮機空気は高温ではあるが、タービン空気と比べると低温であるため、タービンを冷却するのに用いることができる。
【０００４】
現行のタービンブレードは、一般に、ブレードを通して冷却空気を送り、ブレードの様々な部分を冷却するための１又はそれ以上の内部冷却回路を含み、ブレードの前縁、後縁、及び先端など、ブレードの様々な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８，７５７，９７４号明細書
【発明の概要】
【０００６】
１つの態様において、本発明の実施形態は、タービンエンジン用の翼形部に関し、該翼形部が、内部を境界付け、前縁と後縁との間に軸方向に延びて翼弦方向を定め、且つ根元と先端との間に半径方向に延びてスパン方向を定める正圧側面及び負圧側面を定める周壁と、内部内に配置され、前縁から離間して配置されて前縁チャンバを定める半径方向に延びるリブと、リブにおいて流路を定める少なくとも１つのインピンジメント開口と、前縁において正圧側面と負圧側面との間に延びる第１のアームを有し、流路と整列される少なくとも１つのフロースプリッターと、を備える。
【０００７】
別の態様において、本発明の実施形態は、タービンエンジン用の翼形部の前縁チャンバにおいてスワール流を発生させる方法に関し、本方法が、前縁チャンバの内面上に配置された第１のアームを有するフロースプリッター上に翼形部の内部リブを通じて衝突空気流を導入するステップを含む。
【０００８】
別の態様において、本発明の実施形態は、タービンエンジン用のブレードに関し、該ブレードが、内部を境界付け、前縁と後縁との間に軸方向に延び且つ根元と先端との間に半径方向に延びる正圧側面及び負圧側面を定める周壁と、内部内に配置され、正圧側面及び負圧側面の間にわたり且つ前縁から離間して配置されて半径方向に延びる前縁チャンバを定める半径方向に延びる構造リブと、リブにおいて半径方向に配列された複数のインピンジメント開口と、少なくとも１つの半径方向アームを有し、前縁にて周壁上に設けられ且つインピンジメント開口と対応して配列される複数の十字形フロースプリッターと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】航空機用タービンエンジンの概略断面図。
【図２】冷却空気入口通路を備えた、図１のエンジンのタービンブレードの形態のエンジン構成要素の斜視図。
【図３】図２の翼形部の断面図。
【図４】図３の翼形部の断面図内に配置された複数の内部通路の概略図。
【図５】凹面状の弓状横断リブを含む、図４の翼形部の前縁の拡大図。
【図６】図５の断面図。
【図７】凹面状の弓状横断リブを含む、図４の翼形部の前縁の第２の実施形態の拡大図。
【図８】図８の断面図。
【図９】複数のフロースプリッターを有する、図８の前縁の斜視図。
【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、翼形部に関し、詳細には翼形部の冷却に関する。例証の目的で、本発明は、航空機タービンエンジン用のタービンブレードに関して記載する。しかしながら、本発明は、これに限定されず、他の移動体用途及び非移動体産業、商用及び住宅用途などの非航空機用途において一般的に応用することができることは理解されるであろう。また、固定ベーンなど、タービンエンジンにおけるブレード以外の翼形部にも応用することができる。
【００１１】
図１は、航空機用のタービンエンジン１０の概略断面図である。エンジン１０は、前方１４から後方１６に延びる略長手方向に延びた軸線又は中心線１２を有する。エンジン１０は、下流側直列流れ関係で、ファン２０を含むファンセクション１８と、ブースタ又は低圧（ＬＰ）圧縮機２４及び高圧（ＨＰ）圧縮機２６を含む圧縮機セクション２２と、燃焼器３０を含む燃焼セクション２８と、ＨＰタービン３４及びＬＰタービン３６を含むタービンセクション３２と、排気セクション３８と、を含む。
【００１２】
ファンセクション１８は、ファン２０を囲むファンケーシング４０を含む。ファン２０は、中心線１２の周りに半径方向に配置された複数のファンブレード４２を含む。ＨＰ圧縮機２６、燃焼器３０、及びＨＰタービン３４は、燃焼ガスを発生するエンジン１０のコア４４を形成する。コア４４は、ファンケーシング４０と結合することができるコアケーシング４６により囲まれる。
【００１３】
エンジン１０の中心線１２の周りに同軸上に配置されたＨＰシャフト又はスプール４８は、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ＨＰスプール４８内にエンジン１０の中心線１２の周りに同軸上に配置されたＬＰシャフト又はスプール５０は、ＬＰタービン３６をＬＰ圧縮機２４及びファン２０に駆動可能に接続する。
【００１４】
ＬＰ圧縮機２４及びＨＰ圧縮機２６はそれぞれ、複数の圧縮機段５２，５４を含み、ここでは圧縮機ブレード５６，５８のセットが固定圧縮機ベーン６０，６２（ノズルとも呼ばれる）の対応するセットに対して回転して、段を通過する流体ストリームを圧縮又は加圧する。単一の圧縮機段５２，５４において、複数の圧縮機ブレード５６，５８は、リング状に設けることができ、ブレードプラットフォームからブレード先端まで中心線１２に対して半径方向外向きに延びることができ、他方、対応する固定圧縮機ベーン６０，６２は、回転ブレード５６，５８の下流側に隣接して位置付けられる。図１に示されるブレード、ベーン、及び圧縮機段の数は例証として選択されおり、他の数も実施可能である点に留意されたい。
【００１５】
圧縮機の段におけるブレード５６，５８は、ディスク５９に装着することができ、該ディスクは、ＨＰスプール４８及びＬＰスプール５０のうちの対応するスプールに装着され、各段が固有のディスク５９，６１を有する。圧縮機の段におけるベーン６０，６２は、円周方向配列でコアケーシング４６に装着することができる。
【００１６】
ＨＰタービン３４及びＬＰタービン３６はそれぞれ、複数のタービン段６４，６６を含み、ここではタービンブレード６８，７０のセットが、固定タービンベーン７２，７４（ノズルとも呼ばれる）の対応するセットに対して回転して、段を通過する流体ストリームからエネルギーを抽出する。単一のタービン段６４，６６において、複数のタービンベーン７２，７４がリング状に設けられ、中心線１２に対して半径方向外向きに延びることができ、他方、対応する回転ブレード６８，７０は、固定タービンベーン７２，７４の下流側に隣接して位置付けられ、また、ブレードプラットフォームからブレード先端まで中心線１２に対して半径方向外向きに延びることができる。図１に示されるブレード、ベーン、及びタービン段の数は単に例証として選択されたものであり、他の数も実施可能である点に留意されたい。
【００１７】
タービンの段におけるブレード６８，７０は、ディスク７１に装着することができ、該ディスクは、ＨＰスプール４８及びＬＰスプール５０のうちの対応するスプールに装着され、各段が固有のディスク７１，７３を有する。タービンの段におけるベーン７２，７４は、円周方向配列でコアケーシング４６に装着することができる。
【００１８】
スプール４８，５０の一方又は両方に装着されて共に回転するエンジン１０の部分はまた、個々に又は全体的にロータ５３と呼ばれる。コアケーシング４６に装着される部分を含むエンジン１０の固定部分はまた、個々に又は全体的にステータ６３と呼ばれる。
【００１９】
作動時には、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に送られるように分配され、該ＬＰ圧縮機２４は、次いで、加圧された周囲空気７６をＨＰ圧縮機に供給し、ＨＰ圧縮機がこの周囲空気を更に加圧する。ＨＰ圧縮機からの加圧空気７６は、燃焼器３０において燃料と混合されて点火され、これにより燃焼ガスを発生する。ＨＰタービン３４によってこれらのガスから一部の仕事が抽出され、これによりＨＰ圧縮機が駆動される。燃焼ガスは、ＬＰタービン３６に吐出されて追加の仕事を抽出し、これによりＬＰ圧縮機２４を駆動し、最終的に排気ガスは、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を駆動することにより、ＬＰスプール５０が駆動され、ファン２０及びＬＰ圧縮機２４が回転する。
【００２０】
空気流７５の残りの部分は、ＬＰ圧縮機２４及びエンジンコア４４をバイパスし、固定ベーン列、及びより詳細には、複数の翼形部ガイドベーン８２を備えた出口ガイドベーン組立体８０を通じてファン排気側８５にてエンジン組立体１０から流出する。より具体的には、半径方向に延びる翼形部ガイドベーン８２の円周方向列は、ファンセクション１８に隣接し、空気流７５の幾らかの方向制御を行うのに利用される。
【００２１】
ファン２０によって供給される周囲空気の一部は、エンジンコア４４をバイパスして、エンジン１０の一部、特に高温部分の冷却及び／又は航空機の他の態様の冷却又は動力供給に用いることができる。タービンエンジンの関連では、エンジンの高温部分は通常、燃焼器３０及び該燃焼器３０の下流側の構成要素、特にタービンセクション３２であり、ＨＰタービン３４が燃焼セクション２８の直ぐ下流側にあるので、最も高温の部分である。冷却流体の他の供給源は、限定ではないが、ＬＰ圧縮機２４又はＨＰ圧縮機から吐出される流体とすることができる。この流体は、ＬＰ圧縮機又はＨＰ圧縮機２４，２６から吸い込まれ、タービンセクション３２の冷却源として燃焼器３０をバイパスする空気を含むことができるブリード空気７７とすることができる。これは、一般的なエンジン構成であり、限定ではない。
【００２２】
図２は、図１によるエンジン１０のタービンブレード６８のうちの１つの形態のエンジン翼形部の斜視図である。タービンブレード６８は、ダブテール７９及び翼形部７８を含む。翼形部７８は、根元８３と先端８１との間で半径方向に延びる。ダブテール７９は更に、根元８３にて翼形部７８と一体化されたプラットフォーム８４を含み、タービン空気流を半径方向に含めるのに役立つ。ダブテール７９は、エンジン１０上でタービンロータディスクに装着するように構成することができる。ダブテール７９は、例示的に第１の入口通路８８、第２の入口通路９０、及び第３の入口通路９２として示された、少なくとも１つの入口通路を含み、各々が、ダブテール７９を通って延びて、通路出口９４にて翼形部７８と内部流体連通を提供する。ダブテール７９は、断面で示され、入口通路８８、９０、９２がダブテール７９の本体内に収容されるようになっている点を理解されたい。
【００２３】
図３を見ると、断面で示された翼形部７８は、内部９６を境界付け、凹面形状の正圧側面９８及び凸面形状の負圧側面１００を有して共に接合されて翼形形状を定める周壁９５を備え、該翼形形状は、前縁１０２と後縁１０４との間に軸方向に延びて翼弦方向を定め、また、根元と先端との間に半径方向に延びてスパン方向を定める。ブレード６８は、正圧側面９８が負圧側面１００に追従するような方向で回転する。従って、図３に示すように、翼形部７８は、紙面の上部に向かって上向きに回転することになる。
【００２４】
翼形部７８は、複数の内部通路を含み、該内部通路は、ブレード６８の特定部分を冷却するのに専用の１又はそれ以上の冷却回路を形成するよう配列することができる。通路及び対応する冷却回路は、翼形部７８の断面図である図４に例示されている。図示の翼形部７８内の各個々の通路のそれぞれの幾何外形は例示的なものであり、各々が冷却回路を形成する通路の１又はそれ以上の要素を描いており、翼形部を図示の幾何外形、寸法、又は位置に限定するものではない点は理解されたい。
【００２５】
冷却回路は、翼形部７８内で半径方向に延びる１又はそれ以上の通路により定めることができる。通路は、特定の通路と翼形部７８の外面との間に流体連通を提供できる１又はそれ以上のフィルム孔を含むことができ、翼形部７８の外面に沿って冷却流体膜を提供する点は理解されたい。
【００２６】
前縁冷却回路１２０として図示された冷却回路は、翼形部７８の内部に配置された複数の通路を含む。前縁冷却回路１２０は、内側チャンバ１２２と前縁チャンバ１２６を有する少なくとも２つの半径方向に延びる冷却チャンバを含む。前縁チャンバ１２６は、前縁１０２に沿って延び且つ前縁１０２を貫通するフィルム孔（図示せず）の列を含む。内側チャンバ１２２は、根元８３から先端８１まで半径方向に延び、第１の入口通路８８のように、ダブテール７９における入口と流体連通している。前縁チャンバ１２６はまた、内側チャンバ１２２と流体連通しており、根元８３から先端８１まで半径方向に延び、前縁１０２に隣接して配置される。内部９６に配置された半径方向に延びるリブ１３０は、内側チャンバ１２２と前縁チャンバ１２６との間に配置され、これらを部分的に定める。リブ１３０は、翼形部７８の内部９６にわたって延び、正圧側面９８と負圧側面１００との間に延びる。リブ１３０は、直線状又は曲線状とすることができる。前縁チャンバ１２６は、リブ１３０内に配置されて根元８３から先端８１まで延びる１又はそれ以上のインピンジメント開口１３２を介して内側チャンバ１２２と流体連通する。
【００２７】
翼形部７８の内部９６は更に、メッシュ通路、ピンバンク、スロット、インピンジメント開口及び複数のフィルム孔を含む１又はそれ以上の内部通路１２４によって定められる１又はそれ以上の追加の冷却回路を備えることができ、冷却流体を翼形部７８全体にわたって提供し、又は翼形部７８から冷却流体を排出して翼形部７８の外部に冷却フィルムを提供する。内部通路１２４は、根元８３から先端８１方向又は先端８１から根元８３方向に延びて、互いに相互接続されて、１又はそれ以上の冷却回路が定められるようにすることができる。
【００２８】
冷却回路を有する壁近傍チャンバの幾何外形は、翼形部７８の根元８３と先端８１の間に延びるリブのスパン方向長さに沿って１又はそれ以上のリブを実装することができる点は理解されたい。
【００２９】
前縁冷却通路は、翼形部７８の外部と前縁チャンバ１２６との間に延びる複数のフィルム孔を含むことができ、翼形部７８の外面に冷却流体を冷却フィルムとして提供できるようにすることを理解されたい。翼形部７８は、タービンエンジンの圧縮機又はタービン用のブレードを構成することができる。
【００３０】
図５を見ると、前縁チャンバ１２６の拡大図は、リブ１３０の断面形状を示している。リブ１３０は、前縁チャンバ１２６に対して、その弓状断面長さに沿って定められた実質的に同じ幅を有する凹面の弓形状を含む。リブ１３０の少なくとも１つのインピンジメント開口１３２は、リブ１３０のスパン方向の半径方向長さに沿って内側チャンバ１２２を前縁チャンバ１２６に流体結合し、根元８３と先端８１の間に延びる。
【００３１】
インピンジメント開口１３２は、衝突空気流１３５のための流路１３４を定める。流路１３４は、弓状輪郭を有し、前縁１０２にて正圧側面と負圧側面との間に延びるフロースプリッター１３６と整列するような向きにされる。フロースプリッター１３６は、スパン方向にほぼ直行するように位置付けられた少なくとも１つのアーム１３８を含む。
【００３２】
図６を見ると、前縁１０２及びリブ１３０は各々、複数のフロースプリッター１３６及びインピンジメント開口１３２をそれぞれ含むことができる。各フロースプリッターは、半径方向に配列されて、対応するインピンジメント開口１３２とペアにされる。１つのペア１４２のインピンジメント開口１３２の流路１３４は、同じペア１４２のフロースプリッター１３６と整列される。衝突空気流１３５は、フロースプリッター１３６と衝突した後にスパン方向で分割されて、回転方向が反対の２つの成分を含むスワール流１４４を形成する。
【００３３】
フロースプリッター１３６は、先鋭又は丸みがあるか、もしくはその中間で、頂部１４１の周りでほぼ対称的であり、スパン方向で見たときに弓状の輪郭を有することができる。フロースプリッター１３６はまた、リッジライン１４０で終端し且つ高さが延びる翼弦方向で減少したアーム１３８の翼弦方向で収束する断面を含むことができる。フィルム孔（図示せず）は、必要に応じてフロースプリッター１３６を通って右側を含むどこにでも配置することができる。
【００３４】
フロースプリッターの第２の実施形態は、図７、８、９において企図される。第２の実施形態は、第１の実施形態に類似しており、従って、同じ要素は同じ符号に１００を付けて識別され、別途指定のない限り、第１の実施形態の同じ要素の記載は、追加の実施形態にも適用されることは理解される。
【００３５】
図７に示す第２の実施形態において、フロースプリッターは、十字形のフロースプリッター２３６を備え、スパン方向にほぼ直行する第１のアーム２３８と、スパン方向で延びて実質的に９０度で第１のアーム２３８と交差する第２のアーム２４６とを含む。流路２３４は、２つのアームが交差する場所に形成される交差部２４８と整列する。衝突空気流２３５は、フロースプリッター２３６と接触したときに４つの部分に分割され、スパン方向２４４にある２つの成分と、翼弦方向にある２つの成分とを含む。
【００３６】
フロースプリッターの幾何外形及び形状は、この場合も同様に、先鋭又は丸みがあるか、もしくはその中間とすることができ、第１のアーム２３８又は第２のアーム２４６の何れか一方は、翼弦方向頂部２４１にて一定の高さか、或いは、その１つが他よりも大きい高さを含むことができることを理解されたい。
【００３７】
図８は、スパン方向２４４でのスワール流を描いた断面図を示す。この軸方向輪郭は、スパン方向での第２のアーム２４６の高さの減少を示している。
【００３８】
更に、図９の複数の十字形のフロースプリッター２３６の斜視図は、第１のアーム２３８及び第２のアーム２４６両方の高さの減少を示している。フィルム孔（図示せず）は、必要に応じてフロースプリッター２３６を通って右側を含むどこにでも配置することができる。第１の実施形態では、ロースプリッター１３６は、翼弦方向で漸減的にテーパーが付けられていたが、第２の実施形態でのフロースプリッター２３６は、図９に示すように連続したスパン方向のフロースプリッター間でテーパーを付けることができる。例えば、これらのパターンは、限定ではないが、スパン方向に沿って一定の高さを維持すること、又はスパン方向で正弦曲線又は波動パターンの起伏を付けることを含む。
【００３９】
前縁チャンバ１２６、２２６においてスワール流１４４、２４４、２５０を発生させる方法は、衝突空気流１３５，２３５を流路２３４に沿ってフロースプリッター１３６，２３６上に導入して、該衝突空気流１３５，２３５を翼弦方向流れ成分を有する少なくとも２つの空気流に分割するステップを含む。本方法はまた、衝突空気流１３５，２３５を翼弦方向成分１４４，２４４とスパン方向成分２５０を有する少なくとも４つの空気流に分割するステップを含むことができる。衝突空気流１３５，２３５は、冷却空気流とすることができ、空気流の一部は更に、フィルム孔により前縁を通って移動することができる。
【００４０】
十字形フロースプリッター用のアームは、互いに直交することに限定されない点は理解されたい。これらのアームは、スパン方向及び翼弦方向に対してあらゆる望ましい向き、並びに互いに対してあらゆる向きを有することができる。
【００４１】
更に、横断リブの弓状断面は、前縁冷却通路に対して凹面状又は凸面状であり、横断リブ並びに翼形部の前縁に隣接し応力による影響を受けること多い関連の構成要素に対して応力軽減をもたらす点は理解されたい。
【００４２】
更に、フィルム孔は図示されていなかったが、フィルム孔が配置されること、並びにフィルム孔の配置、向き、及び数を変えることができることは理解されたい。フィルム孔は更に、翼形部内のインピンジメント開口によって生じる流れ方向に基づいて配置及び配向することができる。
【００４３】
本発明は、以下の実施形態を含む。
［実施形態１］
タービンエンジン（１０）用の翼形部（７８）であって、
内部（９６）を境界付け、前縁（１０２）と後縁（１０４）との間に軸方向に延びて翼弦方向を定め、且つ根元と先端との間に半径方向に延びてスパン方向を定める正圧側面（９８）及び負圧側面（１００）を定める周壁（９５）と、
前記内部内に配置され、前記前縁から離間して配置されて前縁チャンバ（１２６）を定める半径方向に延びるリブ（１３０）と、
前記リブにおいて流路（１３４）を定める少なくとも１つのインピンジメント開口（１３２）と、
前記前縁において前記正圧側面と前記負圧側面との間に延びる第１のアーム（２３８）を有し、前記流路と整列される少なくとも１つのフロースプリッター（１３６）と、
を備える、翼形部（７８）。
［実施形態２］
前記第１のアームが、前記スパン方向にほぼ直交する、実施形態１に記載の翼形部（７８）。
［実施形態３］
前記第１のアームが、前記翼弦方向において収束する断面を有する、実施形態２に記載の翼形部（７８）。
［実施形態４］
前記第１のアームが、前記スパン方向で見たときに弓状の輪郭を有する、実施形態３に記載の翼形部（７８）。
［実施形態５］
前記少なくとも１つのインピンジメント開口が、前記リブに沿って半径方向に配列される複数のインピンジメント開口を含む、実施形態１に記載の翼形部（７８）。
［実施形態６］
前記少なくとも１つのフロースプリッターが、前記リブに沿って半径方向に配列される複数のフロースプリッターを含む、実施形態５に記載の翼形部（７８）。
［実施形態７］
前記インピンジメント開口と前記フロースプリッターがペアで配列される、実施形態６に記載の翼形部（７８）。
［実施形態８］
あるペアの前記インピンジメント開口の流路が、当該ペアの前記フロースプリッターと整列している、実施形態７に記載の翼形部（７８）。
［実施形態９］
前記少なくとも１つのフロースプリッターが、交差部（２４８）を有する十字形フロースプリッターを含み、前記流路が前記交差部と整列している、実施形態８に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１０］
前記フロースプリッターが、前記第１のアームと交差して、交差部を有する十字形フロースプリッターを形成する第２のアーム（２４６）を含む、実施形態１に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１１］
前記第１及び第２のアームが、互いに対して実質的に９０度にある、実施形態１０に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１２］
前記第２のアームが、前記スパン方向で延びる、実施形態１１に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１３］
前記第１及び第２のアームの少なくとも１つが、リッジラインで終端している、実施形態１０に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１４］
前記第１及び第２のアームの少なくとも１つが、前記交差部から外向きで高さが減少している、実施形態１３に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１５］
前記前縁に沿って前記周壁を通って延びるフィルム孔を更に備える、実施形態１０に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１６］
前記フィルム孔が、前記第１及び第２のアームのうちの少なくとも１つのアームの対向する側部上にある、実施形態１５に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１７］
前記第１及び第２のアームのうちの少なくとも１つが前記スパン方向で延びる、実施形態１６に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１８］
前記翼形部が、前記タービンエンジンのタービン用のブレード（６８）又はノズルを含む、実施形態１７に記載の翼形部（７８）。
［実施形態１９］
タービンエンジン（１０）用の翼形部（７８）の前縁チャンバ（１２６）においてスワール流（１４４、２４４、２５０）を発生させる方法であって、前記前縁チャンバの内面上に配置された第１のアーム（２３８）を有するフロースプリッター（１３６）上に前記翼形部の内部リブ（１３０）を通じて衝突空気流を導入するステップを含む、方法。
［実施形態２０］
十字形のフロースプリッターを形成する交差アームを有するフロースプリッター上に空気流を衝突させて、該空気流を翼弦方向及びスパン方向の空気流成分を有する少なくとも４つの空気流に分割するステップを更に含む、実施形態１９に記載の方法。
［実施形態２１］
前記衝突空気流が冷却空気流である、実施形態１９に記載の方法。
［実施形態２２］
前記翼形部の前縁を通って延びるフィルム孔を通じて前記スワール空気流の少なくとも一部を放出するステップを更に含む、実施形態１９に記載の方法。
［実施形態２３］
タービンエンジン（１０）用のブレード（６８）であって、
内部（９６）を境界付け、前縁（１０２）と後縁（１０４）との間に軸方向に延び且つ根元と先端との間に半径方向に延びる正圧側面（９８）及び負圧側面（１００）を定める周壁（９５）と、
前記内部内に配置され、前記正圧側面及び前記負圧側面の間にわたり且つ前記前縁から離間して配置されて半径方向に延びる前縁チャンバ（１２６）を定める半径方向に延びる構造リブ（１３０）と、
前記リブにおいて半径方向に配列された複数のインピンジメント開口（１３２）と、
少なくとも１つの半径方向アームを有し、前記前縁にて前記周壁上に設けられ且つ前記インピンジメント開口と対応して配列される複数の十字形フロースプリッター（１３６）と、
を備える、ブレード（６８）。
［実施形態２４］
前記十字形フロースプリッターが、互いに交差して交差部（２４８）を形成する少なくとも第１及び第２のアームを含む、実施形態２３に記載のブレード（６８）。
［実施形態２５］
前記第１及び第２のアームが、互いにああ実質的に９０度にある、実施形態２４に記載のブレード（６８）。
［実施形態２６］
前記第１のアームが半径方向に延びる、実施形態２５に記載のブレード（６８）。
［実施形態２７］
前記第１及び第２のアームのうちの少なくとも１つが、リッジラインで終端している、実施形態２６に記載のブレード（６８）。
［実施形態２８］
前記第１及び第２のアームのうちの少なくとも１つが、前記交差部から外向きで高さが減少している、実施形態２６に記載のブレード（６８）。
［実施形態２９］
前記第１及び第２のアームのうちの少なくとも１つが、スパン方向で一定の高さを維持する、実施形態２７に記載のブレード（６８）。
【００４４】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示しており、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４５】
１０  タービンエンジン
１２  中心線
１４  前方
１６  後方
７８  翼形部
９５  周壁
９６  内部
９８  正圧側面
１００  負圧側面
１０２  前縁
１０４  後縁
１２６  前縁チャンバ
１３０  リブ
１３２  インピンジメント開口
１３６  フロースプリッター
２３４  流路
２３８  第１のアーム
２４６  第２のアーム
２４８  交差部
【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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【外国語明細書】
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