JP2005226649A - タービンの第１段及び第２段のバケット及びロータホイール用の最新型のファーツリー及びブローチスロット形態 - Google Patents

Abstract

【課題】 タービンバケットの根元部分とその中にバケットが嵌合する対応するタービンホイールブローチスロットとの改良した構成を提供する。
【解決手段】 タービンバケット（１１）及びホイールポスト（１３）の組立体は、タービン段の少なくとも１つにおけるバケット数を９２個から６０個に削減する。バケット及びホイールポストは、２つのホイールポスト間のブローチスロット（１２）内へのバケットの挿入を可能にする相補形のフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）で形成される。バケット（１１）及びホイールポスト（１３）両方のタング面の角度は、５０°〜５７°の範囲にある。ホイールポストの上面は、重量を低減するためにスカラップ状にされ、またバケットは、組立体への応力を低下させるために湾曲面とストレート面とから形成される。
【選択図】 図３Ｂ

Description

本発明は、タービンに関し、より具体的には、ファーツリーとして公知であるタービンバケットの根元部分とその中にバケットが嵌合される対応するタービンホイールブローチスロットとの改良した構成に関する。より具体的には、本発明は、必要なバケットの数を削減しかつその取付け個所においてバケット及びホイールに作用する応力を低下させた改良型のファーツリー／ブローチスロット構成を提供する。

典型的なガスタービンの段は、ロータすなわちホイールから半径方向に延びる９２個もの多くのバケットを有する場合がある。各バケットは、ホイール内の対応するブローチスロットとかみ合うように構成された根元部分を有する。ファーツリー／ブローチスロット構成は、過渡時及び正常運転速度時に発生する応力を低下させるように設計される。

従来公知のファーツリー／ブローチスロット構成は、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号及び特許文献６に開示されている。これらの従来技術特許の各々は、遠心力、曲げモーメント及び振動と取付け個所において生じる大きなピーク応力とを低下させる目的での、その開示したファーツリー／ブローチスロット構成についての直線、円弧及び角度の幾何学的同化の具体的詳細を記載している。

部品をより少なく（コストをより安く）すること、必要冷却空気をより少なくすること、固有振動数をより高くすること、外形損失（表面摩擦）をより少なくすること及び先端漏洩を減少させることを含む多くの理由からホイールに取付けるバケット数を削減することが望ましい。しかしながら、バケット数を削減することはまた、各個々のバケットがより長い円周方向長さにわたることになるので、結果的に個々のバケットはより重くなる。ホイールを同じ寸法に維持した状態で、既存のファーツリー及びブローチスロット構成におけるバケット及びスロットの寸法を単に拡大縮小してバケット数を削減することでは、取付け個所に作用する応力を最小にすることにはならない。
米国特許第４２６０３３１号 特開昭６３−３０６２０８号 米国特許第５６８８１０８号 米国特許第５７４１１１９号 米国特許第５８３６７４２号 米国特許第５８６３１８３号

本発明の目的は、６０個のバケットしか有しない高温タービン段においてバケット（ブレードとしても公知であるバケットは、翼形部、シャンク及びファーツリー取付け部を含む）からホイール（ディスクとしても公知である）への荷重の伝達を高める改良型のファーツリー／ブローチスロット構成又は形態を提供することである。

本発明の別の目的は、バケットファーツリーとデッド・リム・アニュラスとして公知のホイールポストとによってロータホイールに作用する引張力の大きさを低下させることである。

本発明のさらに別の目的は、バケット及びホイール両方の低サイクル疲労（ＬＣＦ）及び高サイクル疲労（ＨＣＦ）性能を改善するために形態内の集中応力の大きさを低下させ、またバケット（空気通路区域）に冷却空気を送給する必要量を改善することである。

本発明のさらに別の目的は、ファーツリーを介して段を横切る漏洩の可能性を減少させ、またタング間でのバケットからホイールポストへの荷重伝達を均一化することである。

本発明は、従前の設計に優る改良した燃料効率という意図及び目標で設計される。この目標に役立てるために高温ガス流路内には、幾つかの対策を講じているが、その中でもバケット数の削減がある。タービン内の第１段及び第２段のバケット数を、典型的な９２個のバケット数ではなくて６０個のバケットを有するように削減している。バケット数を削減することの利点には、部品（コスト）がより少なくなり、必要冷却空気がより少なくなり、固有振動数がより高くなり、外形損失（表面摩擦）がより少なくなり、先端漏洩が減少することなどが含まれる。

しかしながら、数を削減することはまた、各個々のバケットがより長い円周方向長さにわたることになるので、結果的に個々のバケットはより重くなる。従来技術の形態は一般的に９２個もの多くのバケットで設計されているので、新規なファーツリー形態では、この重量の増加及び円周方向長さの増大は考慮している。

新規なファーツリー形態は、集中応力及びロータ引張力を低下させながらホイールポストへのバケット荷重の伝達を高めるのに必要な、バケットとホイールとの間の特有の寸法及び関係を有する。新規なファーツリー形態は、形態パラメータと熱機械荷重との反復法によって成し遂げられた。この形態は、この荷重伝達を成功裏に改善することになった幾つかの主要な特徴を有する。

しかしながら、この形態は、ロータホイール又はディスク直径が対応して大型又は小型寸法に拡大縮小されるか、或いはバケット及びホイールの２つの側面が均等にオフセットされる、つまり幅がより広く又はより狭くなるというように拡大又は縮小することができる。さらに、本明細書では、バケット及びホイールの寸法についての好ましい許容差範囲を示しているが、本発明を実施する際により広い許容差範囲を用いることも可能であることは、当業者には明らかであろう。

この形態の目的とする用途はＧＥ６Ｃ ＩＧＴ型ガスタービンであるが、この形態又はその任意の拡大縮小形態は、ブレード又はバケットが高温環境内で回転するホイール又はディスクに取付けられるような他の用途に適用することも可能である。

本発明の主要かつ基本的な要素は、その隣接する構成要素が接線結合されている直線、円弧及び楕円の２つの連続線によって定まる。１つの連続線は、バケット根元のファーツリー形状の輪郭又は形態を表し、一方、他の連続線は、その中にファーツリー形状が嵌合されるロータホイールの対応するブローチスロットの輪郭又は形態を表す。

図１は、対応するブローチスロット１２内に嵌合されたバケット１１を含む組立てロータホイール１０の一部分を示す。従って、ホイールのブローチスロット１２（図１の埋められていないブローチスロットにおいて最もよく分かる）の輪郭が、バケット根元と呼ばれるバケット１１の部分（図１の埋められたホイールブローチスロットによって最もよく分かる）によって実質的に埋められる。

図２（Ａ）は、バケット１１のバケット根元２１の輪郭を概略断面形態で示す。バケット根元２１は、３組の湾曲したタング２２、２３、２４と３組のフィレット２５、２６、２７とを含む。各組のタング及びフィレットから、１つのタング及びフィレットが、中心線Ｃの両側に配置される。中心線Ｃの両側でかつタング２２の上方にフィレット２５が配置される。タング２２は、フィレット２５及び２６間で中心線Ｃの両側に配置される。タング２３は、フィレット２６及び２７間で中心線Ｃの両側に配置される。タング２４は、中心線Ｃにおいて互いに接合されて、フィレット２７の下方に配置される。

フィレット２５、２６、２７の各々は、その中心の内向きに湾曲した半径方向面（内向き湾曲ラジアル面）と共に湾曲ラジアル面の両側の２つのほぼ直線状の面（実質ストレート面）を含む。フィレット２５の場合には、中心湾曲面は、移行円弧によって下ストレート面に結合される。各フィレット２５では、湾曲面２００は、その上端部において同様にバケット根元２１の上部部分を形成したストレート面２０１に結合され、またその下端部において移行円弧２２６に結合される。円弧２２６の他端部は、同様にタング２２の一部を形成したストレート面２０２に結合される。各フィレット２６では、湾曲面２０３は、同様にタング２２の一部を形成した上ストレート面２０４と同様にタング２３の一部を形成した下ストレート面２０５とによって挟まれる。各フィレット２７では、湾曲面２０６は、同様にタング２３の一部を形成した上ストレート面２０７と同様にタング２４の一部を形成した下ストレート面２０８とによって挟まれる。

タング２２、２３の各々は、両側のストレート面によって挟まれた外向き湾曲ラジアル面を含む。各タング２２では、湾曲面２０９は、同様にフィレット２５の一部を形成した上ストレート面２０２と同様にフィレット２６の一部を形成した下ストレート面２０４とによって挟まれる。各タング２３では、湾曲面２１０は、同様にフィレット２６の一部を形成した上ストレート面２０５と同様にフィレット２７の一部を形成した下ストレート面２０７とによって挟まれる。

タング２４の各々は、両側の湾曲及びストレート面によって挟まれた外向き湾曲面を含む。各タング２４では、外向き湾曲面２１１は、その上端部において、同様にフィレット２７の一部を形成したストレート面２０８に移行する楕円面２２７に結合される。その下端部において、面２１１は、別の外向き湾曲面２１２に結合され、各タング２４の湾曲面２１２が中心線Ｃにおいて接合される。

図２（Ｂ）は、ロータホイール１０のブローチスロット１２の輪郭を概略断面形態で示す。ブローチスロット１２は、２つの隣接するホイールポスト１３間に物理的な空間を含み、従って同じ組の湾曲面によって形成される。ブローチスロット１２は、３組のタング２８、２９、３０と３組のフィレット３１、３２、３３とを含む。ブローチスロット１２のフィレット及びタングは、バケット根元２１をブローチスロット１２内部に嵌合することができるようにバケット根元２１のタング及びフィレットと相補形になっている。

タング２９、３０の各々は、ストレート面間に挟まれた外向き湾曲ラジアル面を含む。各タング２９では、湾曲面２１６は、同様に内部フィレット３１の一部を形成した上ストレート面２１７と同様にフィレット３２の一部を形成した下ストレート面２１８とによって挟まれる。各タング３０では、湾曲面２１９は、同様にフィレット３２の一部を形成した上ストレート面２２０と同様にフィレット３３の一部を形成した下ストレート面２２１とによって挟まれる。

タング２８の各々は、その上端部でストレート面に結合されかつその下端部で楕円湾曲面によってストレート面に移行する外向き湾曲面を含む。各タング２８では、湾曲面２１３は、その上端部で、別のブローチスロット１２に隣接する頂面を形成したストレート面２１４に結合される。面２１３は、その下端部で、同様にフィレット３１の一部を形成したストレート面２１５に移行する楕円面２２９に結合される。

フィレット３１、３２の各々は、両側の実質ストレート面によって挟まれた内向き湾曲ラジアル面を含む。各フィレット３１では、湾曲面２２２は、同様にタング２８の一部を形成した上ストレート面２１５と同様にタング２９の一部を形成した下ストレート面２１７とによって挟まれる。各フィレット３２では、湾曲面２２３は、同様にタング２９の一部を形成した上ストレート面２１８と同様にタング３０の一部を形成した下ストレート面２２０とによって挟まれる。

フィレット３３の各々は、各端部で別の内向き湾曲面に結合された内向き湾曲面２２４を含む。面２２４は、その上端部で、同様にタング３０の一部を形成したストレート面２２１に該面２２４を移行させる湾曲面２２８に結合される。面２２４は、その下端部で、湾曲面２２５に結合され、各フィレット３３のこれらの面２２５は中心線Ｃにおいて接合される。

図３Ａ及び図３Ｂは、ホイールポスト１３内にかみ合わせた（すなわち、ブローチスロット１２内に取付けられた）バケット根元２１の前面及び後面図を示す。図３Ａ及び３Ｂでは、埋められていないブローチスロット１２は、バケット根元２１を取付けたスロットに隣接し、かつホイールポスト１３の上部タング２８の斜視図として示されている。水平方向（軸方向）空気チャネル３１が、ブローチスロットの面２２４及び２２５とバケット根元の底部平坦面との間に形成され、図４及び図５に示す垂直方向（半径方向）空気通路４１と連通している。空気チャネル３１は、バケットに対する適当な冷却空気量を可能にしながら適当な有効リム半径を維持して、ファーツリー及びホイールポストの自重量を低減する。より具体的には、図４に示すように、ファーツリーの底部タング上方のネック部（フィレット２７間の）は、充分な翼形部冷却空気の通過を可能にしながら妥当な応力レベルで必要な負荷を支持するのに適当な厚さを維持する寸法にされている。

図６に示すように、バケット根元がブローチスロット１２内に挿入されると、バケット根元２１とホイール１０のホイールポスト１３との間に小さなギャップ６０が存在する。このギャップすなわち間隙は、バケットをブローチスロット内に挿入するのを容易にし、かつ製造許容差に適応するように設けられる。

図７及び図８に示すように、ホイールポスト１３の上部タング２８の中央領域７０は、接線方向断面で見て、重量を低減するためにスカラップ状になっており、そのことによって、ホイールポスト１３内でのロータ引張力及び応力を低下させる。端部におけるローブ７１は、バケットに対するシールを形成してファーツリー／シャンク領域を横切る漏洩を減少させるために残されている。

上述のように、バケット根元２１には、集中応力をより広い領域に均一に分布させ、従ってピーク応力を低下させかつＬＣＦ性能を向上させるために特有の寸法にされかつ交互配置された（インタリーブ）３重フィレット及びタング構成が組み入れられる。この構成は、タービンの最初の２段において、９２個のバケット及びホイールポストから６０個のバケット及びホイールポストに大きく削減することを可能にする。

図４の面１４によって設定された底部タング２４の半径方向厚さは、均等化した負荷の分布がタング間に存在するような特有の寸法にされている。この剛性調整により、ファーツリー及びホイールポスト全体にわたって均一な応力分布が得られ、従って支持面のピーク圧潰応力を低下させると同時に部品のＬＣＦ性能を向上させる。

バケットファーツリー及びホイールポスト上のタング間のフィレットは、ピーク応力の発生を減少させ、従ってＬＣＦ性能を向上させるような寸法にされている。

バケットファーツリー上の上部タング上方のフィレットには、集中応力をより広い領域にわたって分布させ、従ってピーク応力を低下させかつＬＣＦ性能を向上させるために複合フィレットが組み入れられる。ホイールポストの上部には、その形態が接触面から離れて上部シーリングローブに移行するので、この移行を行うような楕円湾曲面が組み入れられる。同様に、バケットファーツリーの底部には、その形態が接触面から離れて底部シーリングローブに移行するので、この移行を行うような楕円湾曲面が組み入れられる。

図１０及び図１２に示す接触面の開き角度Ｄ（ダブテールの中心線に対する角度）は、２１．０００°に設定され、接触面に作用する圧潰応力と隣接するフィレット内のピーク応力との間の適当なバランスが得られるようになる。同様に図１０及び図１２に示す形態の各側面上のタングの列の開き角度Ｅは、２０．７８２°に設定されており、様々な限界値（ｐ／ａ応力、圧潰応力、ピーク応力等）の間の適当なバランスが保たれている。

図９及び図１０は、バケットの例示的かつ好ましい寸法を示し、また図１１及び図１２は、その中に図９及び図１０のバケットが挿入されるブローチスロットについての例示的かつ好ましい寸法を示す。全ての場合に、図９〜図１２に示すバケット及びホイールポストに関する好ましい相対寸法は、直線及び曲線セグメントが、定義した輪郭から＋／−０．００１インチのオフセット範囲内に入るようになっている。もちろん、それらの許容差範囲を超える軽微な変更は、本発明の実施には実質的な影響を与えることはなく、従って本発明の技術的範囲内にあると考えるべきであることは当業者には分かるであろう。例えば、＋／−０．０１インチの輪郭オフセットによって定まる許容差帯域の範囲内にある結合した直線及び曲線の組は、依然として本発明の目的に適合することができる。さらに、中心線で鏡像になったバケットダブテール又はブローチの両側面は、個別に異なった状態にすることができるが、それでも本発明の技術的範囲内に属することになる。例えば、図９の寸法Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ９及びＬ１０は、バケットダブテールの全体幅を変更するために一定量だけ増大又は減少させることができる。

図９に示すように、水平線に対するタング押圧面２０２、２０５及び２０８の角度方向を表す角度Ａは、５０．０００°に等しい。第１のタング２２と第２のフィレット２６との角度Ｂは、５６．０８７°に等しい。図１０に示す第２のタング２３と最下部フィレット２７との角度Ｆは、５６．９６４°に等しい。この出願において記載した全ての角度測定値では、測定することになる角度は、測定することになるバケット又はホイールポストの部分の外側境界面に沿った接線によって、或いはバケット又はホイールポストの中心線と少なくとも２組の上述の交差する接線により生じる交点によって定まる線との間に形成される。

図９はまた、上部フィレット２５の末端が、バケットを通る角度Ｃ’で表す中心線Ｃとの間で９０．０００°の角度を形成することを示す。図１０では、角度Ｄ及びＥは、中心線Ｃから、第１及び第２のフィレットに沿った接線が交差する点によって定まる線まで測定される。角度Ｄ及びＥは、それぞれ２１．０００°及び２０．７８２°である。

図９は、バケットの幾何学的構成を形成するタング及びフィレットの相対位置を定める多くの寸法関係Ｌ_１〜Ｌ_１３、Ｌ_２９及びＬ_３１を示す。

Ｌ_１は１．６３００インチの測定値であり、またＬ_２は０．７８４６インチの測定値であり、Ｌ_１は中心線Ｃからのバケットの最外側距離すなわち幅を表し、またＬ_２は、中心線Ｃから、タング２２の両側に沿って形成した接線の交点までの距離を表す。Ｌ_２９は０．６２６８インチの測定値であり、中心線Ｃから、タング２３の両側に沿って引いた接線の交点までの距離を定める。Ｌ_１０は０．４６５４インチの測定値であり、中心線Ｃから、タング２２及び２３に関して上記で定まる交点を通るように引いた線とタング２４の上ストレート面２０８に沿った接線との交点までの距離を表す。

Ｌ_５〜Ｌ_８は、タング２４の底面から、それぞれフィレット２５の最上部ストレート部分、タング２２に沿って引いた接線の交点、タング２３に沿って引いた接線の交点、及びタング２２及び２３に関して上記で定まる交点を通るように引いた線とタング２４の上ストレート面２０８に沿った接線との交点までの距離を定める。これらの距離Ｌ_５〜Ｌ_８は、それぞれ１．９８３６インチ、１．２５８８インチ、０．８４２９及び０．４１７７インチである。

距離測定値Ｌ_１１、Ｌ_３１は、タング２４の底面から、そこからタング２４の湾曲部分の曲率半径が定まる点までの距離を表す。Ｌ_１２及びＬ_１３は、タング２４の底面から、それぞれフィレット２７に沿って引いた接線の交点、及びフィレット２６に沿って引いた接線の交点までの距離を表す。Ｌ_１１、Ｌ_３１、Ｌ_１２及びＬ_１３は、それぞれ０．３７９２インチ、０．５５５６インチ、０．７８５５インチ及び１．２０９２インチの測定値である。

寸法Ｌ_３及びＬ_４は、それぞれ中心線Ｃから、フィレット２７に沿った接線の交点及びフィレット２６に沿って引いた接線の交点までの距離を与える。Ｌ_３及びＬ_４は、それぞれ０．１５６８インチ及び０．３１９４インチの測定値である。

上述のように、タング２４は、中心線Ｃから両側にオフセットした中心点を有する２つのラジアル湾曲面によって部分的に形成される（タング２４を形成する第３の湾曲面は、中心線Ｃ上でタング２４の底面から距離Ｌ_３１にあるその中心点を有する）。距離Ｌ_９は、中心線Ｃから右側及び左側へのオフセット量（図９には中心線Ｃから右側へのオフセット量のみを示す）を示し、０．０３２７インチの測定値である。オフセットした半径は、図１０にＲ_１として示しており、０．３７６２インチの測定値である。中心線上にその中心点を有する湾曲面の半径は、図１０にＲ_１３として示しており、０．５５５６インチの測定値である。

Ｌ_２７は、１．３８５０インチの測定値である最上部タング２２の幅を表し、またＬ_２８は、１．０５４３インチの測定値である中間タング２３の幅を表す。

半径Ｒ_１及びＲ_１３に加えて、図１０はまた、それぞれ最下部フィレット２７の半径、中間タング２３の半径、フィレット２６の半径、最上部タング２２の半径及び最上部フィレット２５の半径を表す半径Ｒ_２〜Ｒ_６を示す。これらの半径Ｒ_２〜Ｒ_６は、それぞれ０．０８９７インチ、０．１０３７インチ、０．０７４１インチ、０．０９５９インチ、０．０９８３インチ（Ｒ_６’）及び０．３３４２インチ（Ｒ_６）である。

湾曲面２２７は、タング２４をフィレット２７と結合し、半長軸０．０３５６インチ及び半短軸０．００３６インチを有する楕円半径である。

上述のように、図１１及び図１２は、対応するブローチスロットに関する寸法を示す。図１１及び図１２では、角度Ａ、Ｂ、Ｃ’及びＤ〜Ｆは、測定値が図９及び図１０の相補形の角度Ａ、Ｂ、Ｃ’及びＤ〜Ｆと同一である。

図１１は、ブローチスロットの幾何学的構成を形成するタング及びフィレットの相対位置を定める多数の寸法関係Ｌ_１４〜Ｌ_２６、Ｌ_３０及びＬ_３２を示す。

Ｌ_１４は１．４０００インチの測定値であり、またＬ_１５は０．７８９３インチの測定値であり、Ｌ_１４は、中心線Ｃからのホイールポストの最外側距離すなわち幅を表し、またＬ_１５は、中心線Ｃからフィレット３１の両側に沿って形成した接線の交点までの距離を表す。Ｌ_３０は、０．６３１５インチの測定値であり、中心線Ｃから、タングフィレット３２の両側に沿って引いた接線の交点までの距離を定める。Ｌ_２３は、０．４７０１インチの測定値であり、中心線Ｃから、フィレット３１及び３２に関して上記で定まる交点を通るように引いた線とフィレット３３の上ストレート面２２１に沿った接線との交点までの距離を表す。

Ｌ_１８〜Ｌ_２１は、フィレット３３の底面から、それぞれタング２８の最上部ストレート部分、フィレット３１に沿って引いた接線の交点、フィレット３２に沿って引いた接線の交点、及びフィレット３１及び３２に関して上記で定まる交点を通るように引いた線とフィレット３３の上ストレート面２２１に沿った接線との交点までの距離を定める。これらの距離Ｌ_１８〜Ｌ_２１は、それぞれ１．９８３６インチ、１．２５９２インチ、０．８４３３インチ及び０．４１８１インチである。

距離測定値Ｌ_２４、Ｌ_３２は、フィレット３３の底面から、そこからフィレット３３の湾曲部分の曲率半径が定まる点までの距離を表す。Ｌ_２５及びＬ_２６は、フィレット３３の底面から、それぞれタング３０に沿って引いた接線の交点、及びタング２９に沿って引いた接線の交点までの距離を表す。Ｌ_２４、Ｌ_３２、Ｌ_２５及びＬ_２６は、それぞれ０．３８５２インチ、０．５６１６インチ、０．７８５９インチ及び１．２０９６インチの測定値である。

寸法Ｌ_１６及びＬ_１７は、それぞれ中心線Ｃから、タング３０に沿った接線の交点及びタング２９に沿って引いた接線の交点までの距離を与える。Ｌ_１６及びＬ_１７は、それぞれ０．１６１５インチ及び０．３２４１インチの測定値である。

フィレット３３は、中心線Ｃから両側にオフセットした中心点を有する２つのラジアル湾曲面と中心線Ｃ上でフィレット３３の底面から距離Ｌ_３２にあるその中心点を有する第３のラジアル湾曲面とによって形成される。オフセットした半径は、図１２に、０．３８２２の測定値であるＲ_７’と０．１２４８インチの測定値であるＲ_７”として示している。距離Ｌ_２２は、オフセットしたラジアル湾曲面半径Ｒ_７’についての中心線Ｃから右側及び左側へのオフセット量（図１１には中心線Ｃから右側へのオフセット量のみを示す）を示し、０．０３２７インチの測定値である。中心線上にその中心点を有する湾曲面の半径は、図１２にＲ_７として示しており、０．５６１６インチの測定値である。

半径Ｒ_７〜Ｒ_７”に加えて、図１２はまた、それぞれタング３０の半径、フィレット３２の半径、タング２９の半径、最上部フィレット３１の半径及び最上部タング２８の半径を表す半径Ｒ_８〜Ｒ_１２を示す。これらの半径Ｒ_８〜Ｒ_１２は、それぞれ０．０８９７インチ、０．１０３７インチ、０．０７４１インチ、０．０９５９インチ及び０．３２８２インチである。

湾曲面２１５は、タング２８をフィレット３１と結合し、半長軸０．０３５６インチ及び短長軸０．００２８インチを有する楕円半径である。

図１３は、バケット（図示する）及びホイール（図示せず）は、太線及び点線によって示すように許容差範囲内で形成することができることを概略的に示す。例えば、バケットに関して、その外側寸法は、実線から点線まで増大させることができる。ホイールに対して、寸法の同様な変更（図示せず）を行うことができる。もちろん、当業者には明らかなように、図１３に示すように寸法を点線まで増大させる代わりに、寸法は、図１３の実線よりも小さいレベルまで減少させることもできる。

図１３では、「Ａ」は、正確に定めた場合のバケットダブテール又はホイールブローチ輪郭を構成する直線及び曲線の組合せを表す。「Ｂ」は、「Ａ」から＋／−０．００１インチだけのオフセット量によって境界づけられた帯域を表し、好ましい実施形態に適合する輪郭変化を包含する。「Ｃ」は、「Ａ」の個々の鏡像側面から＋／−０．０１インチだけのオフセット量によって境界づけられた帯域を表し、本発明の技術的範囲内に属する輪郭変化を包含する。

具体的には、バケット及びホイールの全ての寸法は、この好ましい実施形態に設定した寸法よりも拡大又は縮小することができる。さらに、寸法Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４、Ｌ_９、Ｌ_１０を増大又は減少させることによってバケット（及び対応するブローチスロット）の２つの側面を異なった間隔にし、それによってバケットに対する異なる底部フィレット半径２２７、２１１、２１２が形成されるようにすることができる。同様に、ブローチスロットの対応する寸法を増大又は減少させることにより、異なる底部フィレット半径２２８、２２４及び２２５が形成されるようにする。

現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると思われるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、また特許請求の範囲に記載した参照符号は、本発明の技術的範囲を狭めるのではなくそれらを容易に理解することを意図したものであることを理解されたい。

バケットを取付けた状態のタービンの一部分を示す図。 Ａは、ファーツリー輪郭を示す、取付け部におけるバケットの一部分の概略断面図で、Ｂは、取付け部におけるタービンホイールの一部分の概略断面図。 対応するホイールポスト間にかみ合わせたバケットの前面図。 対応するホイールポスト間にかみ合わせたバケットの後面図。 バケットの取付け部の内部概略断面図。 バケット下方の冷却空気送給用スロット開口区域を示す図。 運転（外方に荷重が掛かった）状態における取付けたバケットと隣接するホイールポストとの間のギャップを示す図。 ホイールポストの上端縁の斜視図。 バケットを取付けた状態のホイールポストの上端縁の斜視図。 バケットの寸法態様を示す図。 バケットの寸法態様を示す図。 図９及び図１０のバケットが取付けられる対応するブローチスロットの寸法態様を示す図。 図９及び図１０のバケットが取付けられる対応するブローチスロットの寸法態様を示す図。 好ましい実施形態の寸法から僅かに寸法変化した帯域を概略的に示す図。

符号の説明

１０ ロータホイール
１１ バケット
１２ ブローチスロット
１３ ホイールポスト
２１ バケット根元
２２、２３、２４ バケットのタング
２５、２６、２７ バケットのフィレット
２８、２９、３０ ホイールポストのタング
３１、３２、３３ ホイールポストのフィレット

Claims (10)

1. ６０個のブローチスロット（１２）を有し、各隣接するスロットの対間のホイール材料がホイールポスト（１３）を形成し、各スロットがフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）のインタリーブシステムを有するホイール（１０）と、
   その各々がフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）の対応するインタリーブシステムを有し、前記ホイール（１０）上の６０個のブローチスロット（１２）内にそれを一対一で嵌合することができるようになった６０個のバケット（１１）と、を含み、
   前記バケット（１１）及びホイールポスト（１３）上のフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）のインタリーブシステムが、前記嵌合したバケット（１１）及びホイールポスト（１３）に作用する応力を低下させる、
   タービン。
2. 前記バケット（１１）及びホイールポスト（１３）の各々が、３つの交互配置されたタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）及びフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）を有する、請求項１記載のタービン。
3. 前記バケット（１１）の各々が、１つ以上の曲率半径を有する湾曲面（２００、２０３、２０６、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１５、２１６、２１９、２２２、２２３、２２４、２２５、２２７、２２８）から形成された底部タングを有する、請求項２記載のタービン。
4. 前記バケット（１１）の各々が、少なくとも１つのストレート面（２０１、２０２、２０４、２０５、２０７、２０８、２１４、２１５、２１７、２１８、２２０、２２１）をさらに含む、請求項３記載のタービン。
5. 前記ホイールポスト（１３）の各々が、１つ以上の曲率半径を有する湾曲面（２００、２０３、２０６、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１５、２１６、２１９、２２２、２２３、２２４、２２５、２２７、２２８）から形成された底部フィレットを有する、請求項２記載のタービン。
6. 前記ホイールポスト（１３）の各々が、少なくとも１つのストレート面（２０１、２０２、２０４、２０５、２０７、２０８、２１４、２１５、２１７、２１８、２２０、２２１）をさらに含む、請求項５記載のタービン。
7. 前記湾曲面（２００、２０３、２０６、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１５、２１６、２１９、２２２、２２３、２２４、２２５、２２７、２２８）が、０．３７６２インチ及び０．５５５６インチの曲率半径を有する、請求項３記載のタービン。
8. 前記湾曲面（２００、２０３、２０６、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１５、２１６、２１９、２２２、２２３、２２４、２２５、２２７、２２８）が、０．３８２２インチ及び０．５６１６インチの曲率半径を有する、請求項５記載のタービン。
9. 前記ホイールポスト（１３）の各々の外側タング端縁が、前記ホイール（１０）の重量を低減するためにスカラップ状になっている、請求項１記載のタービン。
10. 複数のブローチスロット（１２）を有し、各ブローチスロットがフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）のインタリーブシステムを有するホイール（１１）と、
    その各々がフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）の対応するインタリーブシステムを有し、前記ホイール（１０）上の複数のブローチスロット（１２）内にそれを一対一で嵌合することができるようになった複数のバケット（１１）と、を含み、
    前記バケット（１１）及びホイールポスト（１３）上のフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びのタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）のインタリーブシステムが、前記嵌合したバケット（１１）及びホイールポスト（１３）に作用する応力を低下させるように作動し、前記フィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びのタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）のインタリーブシステムのフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）及びのタング（２２、２３、２４、２８、２９、３０）が各々、湾曲面（２００、２０３、２０６、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１５、２１６、２１９、２２２、２２３、２２４、２２５、２２７、２２８）とストレート面（２０１、２０２、２０４、２０５、２０７、２０８、２１４、２１５、２１７、２１８、２２０、２２１）との組合せによって形成され、
    前記複数のバケット（１１）上に形成されたフィレット（２５、２６、２７、３１、３２、３３）が、５０°〜５７°の範囲にある角度を有する、
    タービン。

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