JP2008032013A

JP2008032013A - ロータブレードおよびロータ

Info

Publication number: JP2008032013A
Application number: JP2007195870A
Authority: JP
Inventors: Brian Norton; ブライアン・ノートン; Dwayne Burnett; ドゥエイン・バーネット; Francis Bobie; フランシス・ボビー; John Heyward; ジョン・ヘイワード
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2027-07-27
Also published as: EP1890008A2; CN101117896A; EP1890008A3; JP5246840B2; CN101117896B; US20080025841A1; EP1890008B1; US7527477B2

Abstract

【課題】共振による損傷及び不具合を減少するタービンエンジンに用いるロータブレードの提供。
【解決手段】ロータブレード100を設ける。ブレード根元とブレード先端の間の半径方向に延びるエアフォイル106と、ブレード先端から延びる先端シュラウド112とを備える。先端シュラウドは、両端118,120と、両端間の周方向の幅と、先端シュラウドの隣接部分に対して断面厚さの増加した第１の区域126であって両端の第１の端に隣接しかつ第１の端の一部を形成する第１のインターロック面122を画定する第１の区域と、先端シュラウドの隣接部分に対して断面厚さの増加した第２の区域(128)であって両端の第２の端に隣接しかつ第２の端の一部を形成する第２のインターロック面124を画定する第２の区域と、第１と第２の区域間の周方向の幅に沿って延びる中間部分130であって第１と第２の区域に対して断面厚さが減少する中間部分を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、一般にタービンエンジンに関し、より詳細にはタービンエンジンに用いるロータブレードに関する。

少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンは、圧縮機、燃焼室、および少なくとも１つのタービンを備える。圧縮機は、その後燃焼室に運ばれる空気を圧縮する。燃焼室では、圧縮された空気が燃料と混合されて点火され燃焼ガスを生成する。燃焼ガスはタービンに運ばれることにより、燃焼ガスからエネルギーを抽出して圧縮機を駆動する。また、燃焼ガスは、飛行中の飛行機に推力を与えたり、例えば発電機などの負荷に動力を与えたりする有益な仕事を行う。
米国特許第６，２２４，３４１号公報米国特許第５，９０６，１７９号公報米国特許第５，２１１，５４０号公報米国特許第４，４８４，８５９号公報

いくつかの公知のタービンは、ロータ組立体とステータ組立体を備える。公知のロータ組立体は、ディスクから外側に向けて半径方向に延びる複数のロータブレードを備える。より具体的には、各ロータブレードは、プラットフォーム、隣接ディスク、およびブレード先端間で半径方向に延びる。ロータ組立体を通過する燃焼ガスの流れは、ロータブレードプラットフォームにより半径方向内側向きに拘束され、さらに、先端シュラウドということもある、各ブレード先端から延びるシュラウドにより、半径方向外側向きに拘束される。少なくともいくつかの公知の先端シュラウドは、例えばステータ組立体などその他のエンジン部品と異なる周波数で、ロータ組立体を共振させる重量を有する。長期にわたり、そのような周波数の異なる状態で連続的にエンジンを動作させると、ロータ組立体および／またはその他のエンジン部品に損傷および／または不具合を引き起こす。

１つの態様において、ロータブレードは、ブレード根元とブレード先端の間の半径方向に延びるエアフォイルと、ブレード先端から延びる先端シュラウドと、を備える。先端シュラウドは、一対の両端と、一対の両端間で計測した周方向の幅と、および先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第１の区域と、を備える。第１の断面厚さの区域は、一対の両端の第１の端に隣接し、かつ第１の端の一部を形成する第１のインターロック面を画定する。先端シュラウドは、先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第２の区域も備える。第２の断面厚さの区域は、一対の両端の第２の端に隣接し、かつ第２の端の一部を形成する第２のインターロック面を画定する。先端シュラウドは、第１と第２の断面厚さの増加した区域間の周方向の幅に沿って延びる中間部分も備える。中間部分は、第１と第２の断面厚さの増加した区域に対して断面厚さが減少する。

別の態様において、ロータは、ロータディスクと、ロータディスクから延びる円周方向に分離した複数のロータブレードと、を備える。各ロータブレードは、ブレード根元とブレード先端間に半径方向に延びるエアフォイルと、ブレード先端から延びる先端シュラウドとを、備える。先端シュラウドは、一対の両端と、一対の両端間で計測した周方向の幅と、および先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第１の区域と、を備える。第１の断面厚さの区域は、一対の両端の第１の端に隣接し、かつ第１の端の一部を形成する第１のインターロック面を画定する。先端シュラウドは、先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第２の区域も備える。先端シュラウドは、先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第２の区域も備える。第２の断面厚さの区域は、一対の両端の第２の端に隣接し、かつ第２の端の一部を形成する第２のインターロック面を画定する。先端シュラウドは、第１と第２の断面厚さの増加した区域間の周方向の幅の沿って延びる中間部分も備える。中間部分は、第１と第２の断面厚さの増加した区域に対して断面厚さが減少する。

またここでは、ロータブレードを組み立てる方法が開示される。方法は、先端シュラウドの隣接部分に対して断面厚さの増加した部分を有する先端シュラウドを備えるロータブレードを設けることからなる。断面厚さの増加した区域は、先端シュラウドの周方向の実質的に全幅を横切って延びる。断面厚さの増加した区域は、ロータ上の２つの隣接するロータブレードの先端シュラウドをインターロックするために用いる先端シュラウドの一対の両端のそれぞれの端に一部を形成する一対の両側のインターロック面を画定する。方法は、先端シュラウドの一対の両端間の断面厚さの増加した区域の一部を除去して、ロータブレードの効率を高めることも含む。

図１は、ファン組立体１２、高圧圧縮機１４、および燃焼室１６を備える典型的なガスタービンエンジン１０の模式図である。エンジン１０は、高圧タービン１８、低圧タービン２０、およびブースター２２も備える。ファン組立体１２は、ロータディスク２６から外側に向かって半径方向に延びるファン羽根２４の配列を供える。エンジン１０は、吸気側２８と排気側３０を有する。ガスタービンエンジン１０は、任意のガスタービンエンジンであってもよい。例えば、ガスタービンエンジン１０は、オハイオ州シンシナティのゼネラル・エレクトリック社から入手可能なＧＥ９０であってもよいがこれに限らない。ファン組立体１２、ブースター２２、およびタービン２０は第１のロータ軸３２により結合され、圧縮機１４とタービン１８は第２のロータ軸３４により結合される。

動作状態において、空気はファン組立体１２を通過し、圧縮された空気はブースター２２を経由して高圧圧縮機１４に供給される。高度に圧縮された空気は燃焼室１６に送られて、そこで燃料と混合されて点火されて燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、燃焼室１６から駆動タービン１８と２０に運ばれる。タービン２０は、ファン組立体１２とブースター２２を軸３２により駆動する。タービン１８は、圧縮機１４を軸３４により駆動する。

図２は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）などの（だがこれに限らない）、ガスタービンエンジンに用いることができる典型的なロータ組立体３６および典型的なステータ組立体３８の部分破断断面図である。図３は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）などの（だがこれに限らない）、ガスタービンエンジンに用いることができる典型的な公知のロータブレード５０の一部の斜視図である。図４は、図３に示すロータブレード５０の平面図である。典型的な実施形態において、ロータ組立体３６は、低圧タービン２０（図１に示す）などの（だがこれに限らない）、タービンである。しかし、ここに説明および／または例示する典型的な方法とブレードは、任意のロータ組立体を用いてもよいことに留意すべきである。ロータ組立体３６は、軸方向の中心線軸（図示せず）の回りに継手４２により結合した複数のロータ４０を備える。各ロータ４０はロータディスク４３を備え、ロータディスク４３は、環状の半径方向外リム４４と、半径方向内ハブ４６と、それらの間で半径方向に延びる一体ウェブ４８と、を備える。各ロータ４０は、外リム４４から半径方向外向きに延びる複数のブレード５０も備える。１つ以上のロータ４０の１つ以上のブレード５０は、それぞれのリム４４と一体的に結合してもよい。さらに、１つ以上のロータ４０の１つ以上のブレード５０は、それぞれのリム４４中の相補スロットに装着するブレード鳩尾（図示せず）を用いて、公知の方法により、それぞれのリム４４と取外し可能に結合してもよい。

ロータブレード５０は、前縁５２と、後縁５４と、およびそれらの間に延びるエアフォイル５６とを、それぞれ備える。各エアフォイル５６は、吸引側５８と、円周方向反対側の圧力側６０とを備える。吸引と圧力側５８と６０は、それぞれ、軸方向に離れた前縁と後縁５２と５４間に延び、かつロータブレードの先端シュラウド６２とロータブレード根元６４間の半径方向スパンに延びる。ブレード弦は、ロータブレードの後縁と前縁５４と５２の間でそれぞれ計測される。ロータブレード５０は、空気および／または燃焼ガスなどの動作または作動流体と協働する。燃焼ガスがロータ組立体３６の段から段に流れる際に、プラットフォーム６７の外側の面６６はロータ組立体３６の半径方向内側の流路面を画定し、各ブレードの先端シュラウド６２の半径方向内側の面６８はロータ組立体３６の半径方向外側の流路面を画定する。

典型的な実施形態において、各ロータブレード５０は、ステータシュラウド７２に隣接して回転し、かつステータシュラウド７２およびロータブレードの先端シュラウド６２により画定される空洞７４を通過する、１つ以上のロータのシール歯７０を備える。それぞれがシュラウド６２（図３に示す）の周方向の全幅を横切って凹面端８０から先端シュラウド６２の凸面端８２へ延びる２つのシール歯７０のみを含んだ形で、各ブレードの先端シュラウド６２を図２と３に例示する。先端シュラウドの凹面端８０と凸面端８２間のシュラウド６２の周方向の幅の任意の部分を横切って延びる任意の数のシール歯７０を備えてもよいことに留意すべきである。さらに、各先端シュラウド６２は、隣接するロータブレード５０のシュラウド６２をロータ４０内へのインターロックを容易にする一対の両側のインターロック面７６と７８も備える。インターロック面７６は各先端シュラウド６２の凹面端８０の部分または区域を形成し、インターロック面７８は各先端シュラウド６２の凸面端８２の部分または区域を形成する。典型的な実施形態において、インターロック面７６と７８は、先端シュラウド凹面端８０と凸面端８２間の先端シュラウド６２の周方向の全幅を横切る２つの隣接するシール歯７０間に延びる、先端シュラウド６２の部分または区域８４によりそれぞれ画定される。先端シュラウドの部分８４は、先端シュラウド６２の隣接部分に対して断面の厚さ（ブレード５０において可変であるが、ここには示さないその他の公知のブレードにおいて可変ではない）が増加する。

図５は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）などの（だがこれに限らない）、ガスタービンエンジンに用いることができる典型的なロータブレード１００の一部の斜視図である。図６は、ロータブレード１００の平面図である。ロータブレード１００は、任意の好適なタイプのロータ組立体に用いることが可能な任意のタイプのロータブレードでもよいが、典型的な実施形態において、ロータ組立体３６（図２に示す）とガスタービンエンジン１０（だがこれらに限らない）（図１に示す）に関してロータブレード１００をここに説明および／または例示する。ロータブレード１００は前縁１０２と、後縁１０４と、それらの間に延びるエアフォイル１０６と、を備える。各エアフォイル１０６は、吸引側１０８と、円周方向反対側の圧力側１１０とを備える。吸引と圧力側１０８と１１０は、それぞれ、軸方向に離れた前縁と後縁１０２と１０４間に延び、かつロータブレードの先端シュラウド１１２とロータブレード根元（図示せず）間の半径方向スパンに延びる。ブレード弦は、ロータブレードの後縁と前縁１０４と１０２の間でそれぞれ計測される。典型的な実施形態において、ロータブレード１００は、例えば空気および／または燃焼ガスなど（だがこれらに限らない）の動作または作動流体と協働するように構成される。例えば、燃焼ガスがロータ組立体３６の段から段に流れる際に、プラットフォーム６７（図２に示す）の外側の面６６はロータ組立体３６の半径方向内側の流路面を画定し、各ブレードの先端シュラウド１１２の半径方向内側の面１１４はロータ組立体３６の半径方向外側の流路面を画定する。

典型的な実施形態において、ロータブレード１００は２つのシール歯１１６を備える。しかし、ロータブレード１００は、別の数のシール歯１１６を備えてもよい。さらに、典型的な実施形態において、シュラウド１１２は、シュラウド１１２の周方向の全幅を横切って凹面端１１８から反対側の先端シュラウド１１２の凸面端１２０にまで延びるシール歯１１６を備える。別法として、シュラウド１１２の各シール歯１１６は、先端シュラウドの凹面端１１８と凸面端１２０間のシュラウド１１２の周方向の幅の任意の部分を横切って延びてもよい。典型的な実施形態において、各先端シュラウド１１２は、ロータ４０の隣接するロータブレード１００のシュラウド１１２のインターロックを容易にする、一対の反対側のインターロック面１２２と１２４も備える。インターロック面１２２は先端シュラウドの凹面端１１８の部分または区域を形成し、インターロック面１２４は先端シュラウドの凸面端１２０の部分または区域を形成する。

典型的な実施形態において、インターロック面１２２は、断面の厚さが増加した先端シュラウド１１２の部分または区域１２６により画定される。部分１２６の厚さは変化するが、別の実施形態において、部分１２６は、先端シュラウド１１２の少なくともいくつかの隣接部分に対して可変である必要はない。インターロック面１２４は、先端シュラウド１１２の少なくともいくつかの隣接部分に対して厚さ（典型的な実施形態において可変であるが、その他の実施形態において可変である必要のない）の増加した先端シュラウド１１２の部分または区域１２８により画定される。先端シュラウド１１２の中間部分または区域１３０は、部分１２６と１２８間の先端シュラウド１１２の周方向の幅の一部を横切って延びる。中間部分１３０は、部分１２６と１２８に対して厚さ（典型的な実施形態において実質的に一定であるが、その他の実施形態において可変でもよい）が減少している。典型的な実施形態において、各部分１２６、１２８、および１３０は、２つのシール歯１１６間の先端シュラウド１１２の周方向の幅の一部を横切って延びる。別法として、部分１２６、１２８、および１３０は、任意の好適な位置、配置、および／または向きをそれぞれ有してもよく、および／またはグループとしての部分１２６、１２８、および／または１３０は、先端シュラウド１１２上および／またはそれぞれに対する任意の好適な構成および／または配列を有してもよい。

典型的な実施形態において、部分１２６は支持部材１３４を備え、部分１２８は支持部材１３２を備える。各支持部材１３２と１３４は、面１２２と１２４をインターロックする部分１２８と１２６をそれぞれ支持する。典型的な実施形態において、支持部材１３２は、インターロック面１２４と反対側の部分１２８の面１３６から延びる。同様に、典型的な実施形態において、支持部材１３４は、インターロック面１２２と反対側の部分１２６の面１３８から延びる。しかし、支持部材１３２と１３４は、先端シュラウド１１２上および部分１２８と１２６に対して、任意の好適な位置、配置、および／または向きをそれぞれ有してもよい。さらに、各部分１２８と１２６に対してそれぞれ支持部材１３２と１３４のみを示しているが、部分１２６と１２８は、先端シュラウド１１２上に任意の好適な位置、配置、および／または向きをそれぞれ有する任意の数の支持部材を備えてもよい。いずれかおよび両方の部分１２６と１２８に対する複数の支持部材のグループは、先端シュラウド１１２上に任意の好適な構成および／または配列をそれぞれ有してもよい。

図７は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）などの（だがこれに限らない）、ガスタービンエンジンに用いることができるロータブレード２００の典型的な別の実施形態の一部の斜視図である。図８は、ロータブレード２００の平面図である。ブレード２００は、任意の好適なタイプのロータ組立体に用いることが可能な任意のタイプのロータブレードでもよいが、典型的な実施形態において、ロータ組立体３６（図２に示す）とガスタービンエンジン１０（だがこれらに限らない）（図１に示す）に関してロータブレード２００をここに説明および／または例示する。ロータブレード２００は前縁２０２と、後縁２０４と、それらの間に延びるエアフォイル２０６と、を備える。各エアフォイル２０６は、吸引側２０８と、円周方向反対側の圧力側２１０とを備える。吸引と圧力側２０８と２１０は、それぞれ、軸方向に離れた前縁と後縁２０２と２０４間に延び、かつロータブレードの先端シュラウド２１２とロータブレード根元（図示せず）間の半径方向スパンに延びる。ブレード弦は、ロータブレードの後縁と前縁２０４と２０２の間でそれぞれ計測される。典型的な実施形態において、ロータブレード２００は、空気および／または燃焼ガスなど（だがこれらに限らない）の動作または作動流体と協働する。例えば、燃焼ガスがロータ組立体３６の段から段に流れる際に、プラットフォーム６７（図２に示す）の外側の面６６はロータ組立体３６の半径方向内側の流路面を画定し、ブレードの先端シュラウド２１２の半径方向内側の面２１４はロータ組立体３６の半径方向外側の流路面を画定する。

典型的な実施形態において、ロータブレード２００は２つのシール歯２１６を備える。しかし、ロータブレード２００は、別の数のシール歯２１６を備えてもよい。さらに、図７と８に示すように、シュラウド２１２は、シュラウド２１２の周方向の全幅を横切って凹面端２１８から反対側の先端シュラウド２１２の凸面端２２０にまで延びるシール歯２１６を備え、シュラウド２１２の各シール歯２１６は、先端シュラウドの凹面端２１８と凸面端２２０間のシュラウド２１２の周方向の幅の任意の部分を横切って延びてもよい。各先端シュラウド２１２は、ロータ４０の隣接するロータブレード２００のシュラウド２１２のインターロックを容易にする、一対の反対側のインターロック面２２２と２２４も備える。インターロック面２２２は先端シュラウド２１２の凹面端２１８の部分または区域を形成し、インターロック面２２４は先端シュラウド２１２の凸面端２２０の部分または区域を形成する。ブレード２００の典型的な実施形態において、インターロック面２２２は、先端シュラウド２１２の少なくともいくつかの隣接部分に対して厚さ（典型的な実施形態において可変であるが、その他の実施形態において可変である必要のない）の増加した先端シュラウド２１２の部分または区域２２６により画定される。インターロック面２２４は、先端シュラウド２１２の少なくともいくつかの隣接部分に対して厚さ（典型的な実施形態において可変であるが、その他の実施形態において可変である必要のない）の増加した先端シュラウド２１２の部分または区域２２８により画定される。先端シュラウド２１２の中間部分または区域２３０は、部分２２６と２２８間の先端シュラウド２１２の周方向の幅の一部を横切って延びる。中間部分２３０は、部分２２６と２２８に対して断面積の厚さが減少する。

先端シュラウド２１２は、先端シュラウド２１２少なくともいくつかの隣接部分に対して厚さの増加した別の部分２３２を備える。部分２３２は、部分２２６と２２８、それによりインターロック面２２２と２２４の支持を容易にする。部分２３２は、先端シュラウド２１２内の応力を減らすのに役立つように、中間部分２３０に対するスティフネスおよび剛性も増加させる。ある実施形態において、部分２３２は、先端シュラウド１１２（図５と６に示す）に比べて先端シュラウド２１２の重量を増加させるが、それぞれの支持部材１３２と１３４（図６に示す）によるものよりも、インターロック面２２２と２２４に対してより多くの支えとなる。部分２３２は、先端シュラウド２１２上および部分２２６と２２８に対して、任意の好適な位置、配置、および／または向きをそれぞれ有してもよい。例えば、典型的な実施形態において、部分２３２が部分２２６と２２８と接続するように、部分２２６と２２８間の先端シュラウド２１２の周方向の幅の一部を横切って、より具体的には部分２２６から部分２２８へ、部分２３２は延びている。典型的な実施形態において、部分２３２は、中間部分２３０を一対の両側の中間部分２３０ａと２３０ｂに分割する。さらに、典型的な実施形態において、中間部分２３０ａと２３０ｂのそれぞれの断面の厚さは、その他の実施形態において可変でもよいが、実質的に一定である。１つの部分２３２のみを例示しているが、先端シュラウド２１２は、先端シュラウド２１２上におよび部分２３０を任意の数の中間部分に分割する部分２２６と２２８に対して、任意の好適な位置、配置、および／または向きをそれぞれ有する任意の数の部分２３２を備えてもよい。複数の部分２３２のグループは、先端シュラウド１１２上に任意の好適な構成および／または配列を有してもよい。

典型的な実施形態において、部分２２６、２２８、２３０ａ、２３０ｂ、および２３２のそれぞれは、２つのシール歯２１６間の先端シュラウド２１２の周方向の幅の一部を横切って延びる。しかし、部分２２６、２２８、２３０ａ、２３０ｂ、および２３２のそれぞれは、任意の好適な位置、配置、および／または向きをそれぞれ有してもよく、および／またはグループとしての部分２２６、２２８、２３０ａ、２３０ｂ、および／または２３２は、先端シュラウド２１２上および／またはそれぞれに対する任意の好適な構成および／または配列を有してもよい。

図９は、例えばガスタービンエンジン１０（図１に示す）など（だがこれに限らない）の、ガスタービンエンジンに用いることができるロータブレードを組み立てる方法３００の典型的な実施形態を示すフローチャートである。方法３００を用いて任意のロータブレードを組み立てているが、ロータブレード１００（図５と６に示す）を組み立てることに関して方法３００をここに説明および／または例示する。方法３００は、ロータブレード５０（図２と３に示す）を設けること３０２、および先端シュラウドの両側の端８０と８２（図３に示す）間の断面の厚さの増加した部分８４（図３に示す）の一部を除去して、部分８４を部分１２６と１２８に分割すること３０４からなる。ある実施形態において、区域８４の一部を除去すること３０４は、支持部材１３２と１３４（図５と６に示す）を形成することを含んでもよい。区域８４の一部を除去すること３０４は、従来の機械加工工程および／または従来にはない機械加工工程を用いるなど（だがこれらに限らない）、任意の好適な工程、方法、構造、および／または手段を用いて行ってもよい。

図１０は、例えばガスタービンエンジン１０（図１に示す）など（だがこれに限らない）の、ガスタービンエンジンに用いることができるロータブレードを組み立てる方法４００の典型的な実施形態を示すフローチャートである。方法４００を用いて任意のロータブレードを組み立てているが、ロータブレード２００（図７と８に示す）を組み立てることに関して方法４００をここに説明および／または例示する。方法４００は、ロータブレード５０（図２と３に示す）を設けること４０２、および先端シュラウドの両側の端８０と８２（図３に示す）間の断面の厚さの増加した部分８４（図３に示す）の一部を除去して、先端シュラウドの部分２２６、２２８、および２３２（図７と８に示す）を形成すること４０４からなる。区域８４の一部を除去すること４０４は、例えば従来の機械加工工程および／または従来にはない機械加工工程を用いるなど（だがこれに限らない）、任意の好適な工程、方法、構造、および／または手段を用いて行ってもよい。

ある実施形態においては、ブレード５０（図２と３に示す）などの公知のブレードを改良するよりも、鋳造、鍛造および／または機械加工を用いるなど（だがこれに限らない）、任意の好適な工程、方法、構造、および／または手段を用いて、ロータブレード１００および／または２００を組み立ててもよい。

ここに説明および／または例示される方法およびブレードは、ロータブレードの先端シュラウドの重量を減らすことを容易にする。ここに説明および／または例示される方法およびブレードそれ自体は、その他の部品により励起されることを防ぐ周波数におけるロータ組立体の共振を容易にする。さらに、エンジンセットに対する重量軽減は、図５と６に示す典型的な実施形態について約６２０グラムと見積られ、またエンジンセットに対する重量軽減は、図７と８に示す別の実施形態について約４１０グラムと見積られる。さらに、ここに説明および／または例示される方法およびブレードは、軽い先端シュラウドがブレードとディスクの重量を減らすように、ガスタービンエンジンの全体重量を減らすことを容易にしてもよい。この重量節約は、部品の耐久性を維持しながら、支持部材により支持される一対の反対側のインターロック面を用いることにより達成される。

ここに説明および／または例示される実施形態はガスタービンエンジン、より具体的にはガスタービンエンジン用のタービンロータ組立体に関して説明および／または例示されているが、ここに説明および／または例示される実施形態の実施は、タービンロータではなく、一般にガスタービンエンジンでもない。むしろ、ここに説明および／または例示される実施形態は、任意のロータ組立体用のロータブレードに適用可能である。

典型的な実施形態をここに詳細に説明および／または例示した。実施形態は、ここに説明した具体的な実施形態に限定されず、むしろ各実施形態の構成部品や段階は、ここに説明したその他の構成部品や段階とは独立かつ分離して利用してもよい。各構成部品や各段階は、その他の構成部品および／または方法の段階と組み合わせて用いることもできる。

ここに説明および／または例示される要素／部品／その他を導入する際に、数詞がない場合や、「該」、「前記」、および「少なくとも１つ」は、１つ以上の要素／部品／その他があることを意味することを意図している。「備える」、「含む」、および「有する」という言葉は、記載された要素／部品／その他以外に付加的な要素／部品／その他があってもよいことを含む、あるいは意味することを意図している。

本発明を種々の具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求範囲の精神と範囲内において本発明を改良することが可能であることを、当該分野の技術者は認識している。

図１は、典型的なガスタービンエンジンの断面模式図である。図２は、図１に示すガスタービンエンジンなどの、ガスタービンエンジンに用いることができる典型的なロータ組立体および典型的なステータ組立体の部分破断断面図である。図３は、図１に示すガスタービンエンジンなどの、ガスタービンエンジンに用いることができる典型的な公知のロータブレードの一部の斜視図である。図４は、図３に示すロータブレードの平面図である。図５は、図１に示すガスタービンエンジンなどの、ガスタービンエンジンに用いることができる典型的なロータブレードの一部の斜視図である。図６は、図５に示すロータブレードの平面図である。図７は、図１に示すガスタービンエンジンなどの、ガスタービンエンジンに用いることができるロータブレードの別の実施形態の一部の斜視図である。図８は、図７に示すロータブレードの平面図である。図９は、図５と６に示すロータブレードなど（だがこれに限らない）の、ロータブレードを組み立てる典型的な方法を示すフローチャートである。図１０は、図７と８に示すロータブレードなど（だがこれに限らない）の、ロータブレードを組み立てる典型的な方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ガスタービンエンジン
１２ファン組立体
１４高圧圧縮機
１６燃焼室
１８高圧タービン
２０低圧タービン
２２ブースター
２４ファン羽根
２６ロータディスク
２８吸気側
３０排気側
３２第１のロータ軸
３４第２のロータ軸
３６ロータ組立体
３８ステータ組立体
４０ロータ
４２継手
４３ロータディスク
４４外リム
４６内ハブ
４８一体ウェブ
５０ロータブレード
５２前縁
５４後縁
５６エアフォイル
５８吸引側
６０圧力側
６２先端シュラウド
６４ロータブレード根元
６６外側の面
６７ブレードプラットフォーム
６８内側の面
７０ロータシール歯
７２ステータシュラウド
７４空洞
７６インターロック面
７８インターロック面
８０凹面端
８２凸面端
８４部分または区域
１００ロータブレード
１０２前縁
１０４後縁
１０６エアフォイル
１０８吸引および圧力側
１１０圧力側
１１２先端シュラウド
１１４内側の面
１１６シール歯
１１８凹面端
１２０凸面端
１２２インターロック面
１２４インターロック面
１２６部分または区域
１２８部分または区域
１３０中間部分または区域
１３２支持部材
１３４支持部材
１３６面
１３８面
２００ロータブレード
２０２前縁
２０４後縁
２０６エアフォイル
２０８吸引側
２１０圧力側
２１２先端シュラウド
２１４内側の面
２１６シール歯
２１８凹面端
２２０凸面端
２２２インターロック面
２２４インターロック面
２２６部分または区域
２２８シュラウド部分
２３０中間部分または区域
２３２部分
３００方法
３０２ロータブレード５０を設ける
３０４先端シュラウドの両端８０と８２間の区域８４の一部を除去して、区域８４を区域１２６と１２８に分割する
４００方法
４０２ロータブレード５０を設ける
４０４先端シュラウドの両端８０と８２間の区域８４の一部を除去して、区域２２６、２２８、および２３２を形成する

Claims

ブレード根元とブレード先端の間の半径方向に延びるエアフォイル（１０６）と、
前記ブレード先端から延びる先端シュラウド（１１２）と
を備え、
前記前記先端シュラウド（１１２）は、
一対の両端（１１８、１２０）、
前記一対の両端間で計測した周方向の幅、
前記先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第１の区域（１２６）であって、前記一対の両端の第１の端に隣接し、かつ前記第１の端の一部を形成する第１のインターロック面（１２２）を画定する第１の区域（１２６）、
前記先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第２の区域（１２８）であって、前記一対の両端の第２の端に隣接し、かつ前記第２の端の一部を形成する第２のインターロック面（１２４）を画定する第２の区域（１２８）、および
断面厚さの増加した前記第１と第２の区域間の前記周方向の幅に沿って延びる中間部分（１３０）であって、断面厚さの増加した前記第１と第２の区域に対して断面厚さが減少する中間部分（１３０）を有する、
ロータブレード（１００）。
前記先端シュラウド（１１２）は、前記先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第３の区域を更に備え、
断面厚さの増加した前記第３の区域は、断面厚さの増加した前記第１と第２の区域に接続するように、断面厚さの増加した前記第１の第２の区域（１２６、１２８）間の前記先端シュラウドの周方向の幅に沿って延びる、請求項１に記載のロータブレード（１００）。
断面厚さの増加した前記第３の区域は、前記中間部分（１３０）を一対の両側中間区域に分割する請求項２に記載のロータブレード（１００）。
前記先端シュラウド（１１２）は、断面厚さの増加した前記第１の区域（１２６）を支持することにより前記第１のインターロック面（１２２）を支持する第１の支持部材（１３２）と、断面厚さの増加した前記第２の区域（１２８）の支持することにより前記第２のインターロック面（１２４）を支持する第２の支持部材（１３４）と、をさらに備える請求項１に記載のロータブレード（１００）。
前記一対の先端シュラウドの両端（１１８、１２０）の第１の端は凸形状からなり、前記一対の先端シュラウドの両端の第２の端は凹形状からなる請求項１に記載のロータブレード（１００）。
前記先端シュラウド（１１２、２１２）は、そこから外側に向かって延びる少なくとも２つのシール歯（１１６）を備え、
前記少なくとも２つのシール歯のそれぞれは、前記先端シュラウドの周方向の幅の少なくとも一部に沿って延び、
断面厚さの増加した前記第１の区域（１２６）、断面厚さの増加した前記第２の区域（１２８）、および前記中間部分（１３０）は、前記隣接する一対の少なくとも２つのシール歯間の前記先端シュラウドの周方向の幅に沿ってそれぞれ延びる請求項１に記載のロータブレード（１００）。
ロータディスクと、
前記ロータディスクから延びる円周方向に分離した複数のロータブレード（１００）と、を備えるロータにおいて、
前記ロータブレードのそれぞれは、
ブレード根元とブレード先端の間の半径方向に延びるエアフォイル（１０６）と、
前記ブレード先端から延びる先端シュラウド（１１２）と
を備え、
前記先端シュラウド（１１２）は、
一対の両端（１１８、１２０）、
前記一対の両端間で計測した周方向の幅、
前記先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第１の区域（１２６）であって、前記一対の両端の第１の端に隣接し、かつ前記第１の端の一部を形成する第１のインターロック面（１２２）を画定する第１の区域（１２６）、
前記先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第２の区域（１２８）であって、前記一対の両端の第２の端に隣接し、かつ前記第２の端の一部を形成する第２のインターロック面（１２４）を画定する第２の区域（１２８）、および
断面厚さの増加した前記第１と第２の区域間の前記周方向の幅に沿って延びる中間部分（１３０）であって、断面厚さの増加した前記第１と第２の区域に対して断面厚さが減少する前記中間部分を有する前記先端シュラウドと、
を備えるロータ。
前記先端シュラウド（１１２）は、前記先端シュラウドの少なくともいくつかの隣接部分に対して断面厚さの増加した第３の区域を更に備え、
前記第３の区域は、断面厚さの増加した前記第１と第２の区域に接続するように、前記第１の第２の区域（１２６、１２８）間の前記先端シュラウドの周方向の幅に沿って延びる、請求項７に記載のロータ。
断面厚さの増加した前記第３の区域は、前記中間部分（１３０）を一対の両側中間区域に分割する請求項８に記載のロータ。
前記先端シュラウド（１１２）は、断面厚さの増加した前記第１の区域（１２６）を支持することにより前記第１のインターロック面（１２２）を支持する第１の支持部材（１３２）と、断面厚さの増加した前記第２の区域（１２８）を支持することにより前記第２のインターロック面（１２４）を支持する第２の支持部材（１３４）と、をさらに備える請求項７に記載のロータ。