JP2014001729A - 窪んだ表面領域をその中に有するプラットフォームを備える回転エーロフォイルの構成要素 - Google Patents
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Abstract
【課題】ターボ機械の回転エーロフォイルの構成要素を提供する。
【解決手段】構成要素の翼幅方向に位置合わせされるエーロフォイル12、シャンク、およびそれらの間に在って翼幅方向に対して横方向に配向されるプラットフォーム18を有する。プラットフォームは、エーロフォイルに隣接した半径方向の外側表面20、およびその半径方向の外側表面中に画定される少なくとも1つの窪んだ領域32を有する。窪んだ領域は、窪んだ領域から上流および下流に在る半径方向の外側表面の部分を含むプラットフォーム平面から翼幅方向の反対側に延び、プラットフォームの端壁と隣接し、そこからエーロフォイルに向けて延び、その境界がプラットフォーム平面によって囲まれる表面形状を画定し、端壁からエーロフォイルに向けて延びるプロフィール形状を有し、プラットフォームの剛性を増加させるような大きさで形作られる。
【選択図】図3
【解決手段】構成要素の翼幅方向に位置合わせされるエーロフォイル12、シャンク、およびそれらの間に在って翼幅方向に対して横方向に配向されるプラットフォーム18を有する。プラットフォームは、エーロフォイルに隣接した半径方向の外側表面20、およびその半径方向の外側表面中に画定される少なくとも1つの窪んだ領域32を有する。窪んだ領域は、窪んだ領域から上流および下流に在る半径方向の外側表面の部分を含むプラットフォーム平面から翼幅方向の反対側に延び、プラットフォームの端壁と隣接し、そこからエーロフォイルに向けて延び、その境界がプラットフォーム平面によって囲まれる表面形状を画定し、端壁からエーロフォイルに向けて延びるプロフィール形状を有し、プラットフォームの剛性を増加させるような大きさで形作られる。
【選択図】図3
Description
本発明は、一般に、ガスタービンおよび他のターボ機械類の回転エーロフォイルの構成要素に関する。より具体的には、本発明は、その中で半径方向の剛性を高め、圧縮応力を低下させるように構成されるプラットフォームを有するタービンのエーロフォイルの構成要素に関する。
バケット(ブレード)およびノズル(静翼)が、ガスタービンのタービンセクション内において高温ガス経路中に位置決めされる構成要素の実施例である。ノズルは、固定された構成要素であるのに対して、バケットは、タービンセクション内でロータホイールに取り付けられる回転構成要素であり、それは、高温の燃焼ガスの熱エネルギーを機械的エネルギーに変換する。
非限定の実施例として、図1に、発電産業で使用されるタイプの地上設置式ガスタービンエンジンのバケット10を概略的に示す。図1に示すように、バケット10は、シャンク14から延びるエーロフォイル12を含む。バケット10は、そのシャンク14上に形成されるあり継ぎ16を備え、バケット10は、従来、ロータホイール(図示せず)の周辺に画定される相補的なスロット中に受け入れられた結果として、そのあり継ぎによって、ロータホイールに固定することができるものとしてさらに示してある。あり継ぎ16は、従来、「軸方向差し込み(axial entry)」タイプのものになるように構成され、あり継ぎ16は、ロータホイール中に対して相補的に形作られるあり継ぎスロットと嵌合するように適合させた「モミの木(fir tree)」形状を有する。バケット10のエーロフォイル12は、ガスタービンエンジンのタービンセクション内において高温ガス経路に直接晒される。また、バケット10は、高温ガス経路の半径方向の内側境界の一部分を形成し、その結果として、非常に高い熱負荷を被るプラットフォーム18を有するものとして示してある。バケット10の他の比較的伝統的な特徴は、シャンク14の前部および後部の端部から離れて軸方向に突き出す密封フランジ(「ヴァリー」(angel wing))19を含むことである。
ガスタービンのバケット(およびブレード)は、通常、タービンの動作温度および条件に対して所望の機械的および環境上の特性を有するニッケルベース、コバルトベースまたは鉄ベースの超合金から形成される。ガスタービンの効率がその動作温度に依存するので、ますます高くなる温度に耐えることが可能である構成要素に対する需要がある。構成要素の最大局所温度が、その合金の溶解温度に近づくにつれて、強制空気冷却が必要になる。この理由のために、ガスタービンのバケットのエーロフォイルは、空気を、エーロフォイル内の内部冷却通路を強制的に通過させ、次いでエーロフォイル表面の冷却穴から放出させる、複雑な冷却スキームがしばしば必要になる。
プラットフォーム18が被る高い熱負荷は、また、構成要素の寿命に害を及ぼす。具体的には、高い熱負荷によって、プラットフォーム18が膨れて過度に変形する恐れがあり、低周波疲労(LCF:low cycle fatigue)およびクリープ破壊を生じる可能性に繋がる。図2に、プラットフォーム変形の1つの形態を概略的に表し、その図は、バケット10のプラットフォーム領域の断片的な図を示す。図2に示すように、プラットフォーム18の変形は、プラットフォーム18の半径方向にもっとも外側の(上部の)表面20において膨らみ22が生じる恐れがある。膨らみ22は、バケット10の翼幅方向(図2の矢印によって示す)に突き出し、それは、エーロフォイル12がプラットフォーム18から延びる方向に対応する。高温の燃焼ガスがプラットフォーム表面20を横切って流れるので(また、図2の矢印によって示す)、膨らみ22は、性能を低下させる下流渦を生じる可能性がある。熱負荷およびそれらによってもたらされる有害な結果を低減させるために、従来の慣例は、バケット10のシャンク14およびプラットフォーム18に関して、しばしばエンジンのコンプレッサセクション(図示せず)から抽気される空気から得られる冷却空気流の形態で冷却スキームを用いることである。しかし、このパージ流は、タービンエンジンの全体性能にとっては高価になり、したがって、冷却空気流をいくらかでも減少させることは、タービン効率に有利なことになるはずである。
上記の事項を考慮すると、冷却空気流をいくらかでもさらに増加させることが必要でなく、バケットのプラットフォームの変形の傾向および程度を減少させることができれば、望ましいことになるはずである。
本発明は、ターボ機械の回転エーロフォイルの構成要素を提供し、その構成要素は、構成要素の翼幅方向に位置合わせされるエーロフォイル部分と、シャンク部分と、それらの間に在って翼幅方向に対して横方向に配向されるプラットフォームとを有する。プラットフォームは、ターボ機械の動作の間、プラットフォームの変形およびその中の応力を減少させる目的で、構成要素の翼幅方向の剛性が高められることを示すように構成される。
本発明の第1の態様によれば、プラットフォームは、エーロフォイル部分に隣接した半径方向の外側表面と、シャンク部分に隣接し、半径方向の外側表面から対向する側に配置される半径方向の内側表面とを有する。半径方向の外側表面は、構成要素がターボ機械中に設置されたときターボ機械の流れ方向でターボ機械を通って流れるガス流に晒されるようにガス流経路の半径方向の内側境界を画定するように、適合させる。プラットフォームの横断面は、翼幅方向で半径方向の外側表面と半径方向の内側表面によってそれらの間に画定される。プラットフォームは、向かい合って配置される第1および第2の端壁によってさらに境界が定められ、各端壁が、半径方向の外側表面と半径方向の内側表面の間に在って、それらと隣接し、流れ方向とおおよそ位置合わせされる。少なくとも1つの第1の窪んだ領域が、プラットフォームの半径方向の外側表面中に画定される。第1の窪んだ領域は、プラットフォーム平面から翼幅方向に対して反対のシャンク方向に延び、プラットフォーム平面は、流れ方向に対して反対側の第1の窪んだ領域から上流の方向に半径方向の外側表面の上流部分を含み、また、第1の窪んだ領域から流れ方向の半径方向の外側表面の下流部分を含む。第1の窪んだ領域は、第1の端壁と隣接し、そこからエーロフォイル部分に向けて延びる。第1の窪んだ領域は、シャンク方向で見たとき、表面形状を画定し、そして、流れ方向に対して横方向に在って、第1の端壁からエーロフォイル部分に向けて延びるプロフィール形状を画定する。
本発明の具体的な態様によれば、回転エーロフォイルの構成要素は、地上設置式ガスタービンエンジンのバケットとすることができる。本発明の別の具体的な態様によれば、プラットフォームの半径方向の内側表面は、第1の窪んだ領域のプロフィール形状に対して相補的であるプロフィール形状を有する相補部分を有し、したがって、第1の窪んだ領域と相補部分の間のプラットフォームの横断面は、おおよそ一様な厚さを有する。
本発明の技術的な効果は、プラットフォームの窪んだ領域が、プラットフォームの半径方向の剛性を増加させるように働き、そうすると、ターボ機械の動作の間、プラットフォーム中の応力および変形を減少させることが可能であることである。窪んだ領域の都合のよい効果は、バケットの具体的な設計要件に関連するプラットフォームの熱および力学的な負荷に対処するために容易に適合させることができる。
本発明の他の態様および利点は、次の詳細な記述からより良く理解されることになる。
図3〜8に、回転エーロフォイルの構成要素のプラットフォーム領域の実施形態を概略的に示す。便宜上、本発明は、図1に示すバケット10を参照して以下に述べ、そして、そのようなものとして、一致した参照番号を図面の全体にわたって使用して、図1を参照して識別されるものと同じ、または機能的に同等の要素を識別する。しかし、本発明は、地上設置式ガスタービンエンジンのバケットに限定されず、それよりも、ターボ機械の回転エーロフォイルの構成要素にもっと広く適用できることを理解すべきである。
上記に基づき、図3は、バケット10のプラットフォーム領域を表し、図2と同様の観点から観察しているものと理解することができる。さらにまた、バケット10は、バケット10の翼幅方向に位置合わせされるエーロフォイル12と、シャンク14と、それらの間に在るプラットフォーム18とを含む。便宜上、シャンク14は、翼幅方向に対して反対のバケット10のシャンク方向に延びているものとして述べ、それらの方向は、図3の矢印によって両方を示す。さらにまた、プラットフォーム18は、翼幅方向およびシャンク方向に対して横方向に、かつ高温の燃焼ガスがプラットフォーム18の半径方向の外側表面20を横切って流れる、流れ方向(また、図3の矢印によって示す)におおよそ平行に配向されていると見ることができる。そのように、半径方向の外側表面20は、エンジンのタービンセクション内においてガス流経路の半径方向の内側境界を画定し、したがって、高温の燃焼ガス流に直接晒される。プラットフォーム18は、シャンク14に隣接し、かつ半径方向の外側表面20から対向する側に配置される半径方向の内側表面24も有していると表され、したがって半径方向の外側表面20および半径方向の内側表面24は、それらの間で翼幅方向に横断面を画定する。最後に、また、図3に、半径方向の外側表面20と半径方向の内側表面24の間に在って、それらと隣接するプラットフォーム18の端壁26を示す。さらに、端壁26は、流れ方向におおよそ位置合わせされる。プラットフォーム18は、また、図3に見られる端壁26から対向する側に配置される別の端壁(図示せず)を有することを理解すべきである。この構成では、バケット10のあり継ぎ16は、タービンホイールの軸方向あり継ぎスロット中に設置されるように構成される(図示せず)。
バケット10およびその特徴は、従来、ガスタービン中で使用するのに適切なタイプのニッケルベース、コバルトベースまたは鉄ベースの超合金から形成することができる。注目すべきであるが非限定の実施例は、GTD−111(登録商標)(ゼネラルエレクトリック社:General Electric Co.)、GTD−444(登録商標)(ゼネラルエレクトリック社)、IN−738、Rene(商標)N4(ゼネラルエレクトリック社)、Rene(商標)N5(ゼネラルエレクトリック社)、Rene(商標)N108(ゼネラルエレクトリック社)およびRene(商標)N500(ゼネラルエレクトリック社)など、ニッケルベースの超合金を含む。バケット10は、ガスタービンエンジン内で晒される高温および応力に耐えるように、等軸、一方向凝固(DS:directionally solidified)または単結晶(SX:single crystal)の鋳物として形成することができる。また、バケット10をセラミック複合材料(CMC:ceramic matrix composite)の材料から形成することは、本発明の範囲内にあり、その非限定の実施例は、その強化および/またはマトリックスが、シリコン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ケイ化ニオブおよびケイ化モリブデンなどの金属シリサイド合金など、シリコン含有材料から形成されるCMC材料を含む。
図3に見ることができるように、プラットフォーム18の半径方向の外側表面20は、その前縁28の近くで先細りにされ、それは、エーロフォイル12の前縁30とおおよそ一致する。前縁28の下流では(流れ方向で)、プラットフォーム18の半径方向の外側表面20は、より平面的である、言い換えると、流れ方向にほとんど平行である。しかし、重要な例外は、図3に見られるように、プラットフォーム平面34としてここに言うことになるものからシャンク方向に延びる窪んだ領域32である。プラットフォーム平面34は、半径方向の外側表面20の少なくとも上流部分20Aおよび下流部分20Bを含む平面として、ここに画定される。図3に表すように、上流部分20Aは、窪んだ領域32に対して上流方向(図3に示す)に、言い換えると、流れ方向の反対方向に位置決めされる。さらにまた、半径方向の外側表面20の下流部分20Bは、窪んだ領域32の下流に、言い換えると、流れ方向に位置決めされる。窪んだ領域32は、端壁26(図4〜8)と隣接し、壁26から、必ずしもそうでないが、エーロフォイル12に向けて延び、その場合、プラットフォーム平面34は、また、エーロフォイル12に隣接した半径方向の外側表面20の一部分20Cを含む。図3から明白であるように、全窪んだ領域32は、プラットフォーム平面34から(下に)変位する。
本発明の好ましい実施形態によれば、窪んだ領域32は、プラットフォーム18の半径方向の剛性を増進させるように働き、そうすると、バケット10が、ターボ機械のタービンセクション内においてその動作条件に付随する大きい熱および力学的な負荷に晒されたとき、膨らみ(図2)が生じない、または少なくともあまり生じそうにないように、プラットフォーム18の変形およびその中の応力を減少させることができる。図4および5を参照して議論するように、窪んだ領域32の横断面の形状は、連続的であるが、弧状で凹状にすることができる、またはより平面的にすることができる(プラットフォーム平面34に対して鋭角で)。図3に示し、図6〜8に見られるように、窪んだ領域32は、シャンク方向で見ると、プラットフォーム平面34によって囲まれる境界36を有する表面形状を画定する。さらにまた、図4および5に最良に見ることができるように、窪んだ領域32は、プロフィール形状を画定し、それは、流れ方向に対して横方向に在り、かつ窪んだ領域32が端壁26からエーロフォイル12に向かって延びるにつれて、窪んだ領域32の輪郭によって画定される。
一般に図3に示し、より具体的には図4および5に示すように、半径方向の内側表面24は、半径方向の外側表面20中の窪んだ領域32に対して相補的であることが好ましい領域38を画定する。より具体的には、相補的な領域38は、窪んだ領域32のプロフィール形状に対して相補的であることが好ましいプロフィール形状を有し、それによって、その間のプラットフォーム18の横断面が、おおよそ一様な厚さを有する、言い換えると、たかが従来の鋳物/機械加工の公差しか変化しない。図4では、窪んだ領域32および相補的な領域38のプロフィールは、共に連続的で弧状であり、窪んだ領域32が凹状の形状を有し、領域38が相補的な凸状の形状を有している。他方では、図5に、窪んだ領域32および相補的な領域38のプロフィールが連続的であるが、平面的であり、したがって窪んだ領域32および相補的な領域38が、互いに実質的に平行であることを表す。
窪んだ領域32および相補的な領域38のプロフィールが、図4および5に示す実施例に限定されず、たとえば、示したものよりもっと凹状である、またはそれほどでもない窪んだ領域32、および示したものよりもっと凸状である、またはそれほどでもない相補的な領域38は、また、本発明の範囲内に含まれることを理解すべきである。具体的には、窪んだ領域32および相補的な領域38のプロフィールは、バケット10がその中に設置されるターボ機械の動作の間、バケット10が被ることになる熱および力学的な負荷に従って適合させることができる。そのように、プラットフォーム平面34からの窪んだ領域32の最大の範囲は、変化させることができる。一般に、プラットフォームの横断面厚さ(半径方向の外側表面20と半径方向の内側表面24の間の距離としてここで定義される)の少なくとも20%である最大の範囲が、プラットフォーム18の半径方向の(翼幅方向)剛性を著しく増加させるために必要であると考えられる。この目的に適切な範囲の具体的な実施例は、プラットフォーム厚さの約20%〜約100%であると考えられ、より好ましい範囲は、プラットフォーム厚さの約40%〜約80%であると考えられる。既存のバケット設計の解析的な研究によると、最大範囲が約2.5mm(約100ミル)である凹状に形作られた窪んだ領域によって、変形およびその結果として生じる圧縮応力を十分に減少させることを可能にすることができ、それによって、約20%以上LCF寿命を向上させることが予測された。さらにまた、解析された設計は、下流渦が生じないことになるはずの程度まで変形を減少させると予測され、それによって、バケットに関する空力性能が向上するとまた予測された。
ここで図6〜8を参照すると、バケット10のシャンク方向で見たエーロフォイル12およびプラットフォーム18の断片が示されている。図6〜8に、窪んだ領域32の表面形状およびその境界36が示されている。図6〜8の実施形態は、窪んだ領域32の境界36の全体の形状が異なっている。図6では、境界36の上流部分36Aが、半径方向の外側表面20の上流部分20Aの近くで、端壁26からもっとも遠くに延びている。対照的に、図7および8は、それぞれ、境界36の中央部36Cおよび下流部分36Bで、端壁26からもっとも遠くに延びていることを示す。図6〜8では、窪んだ領域32、およびそれに応じて、半径方向の内側表面24の相補的な領域38のサイズおよび形状を、また、プラットフォーム18の剛性を増加させるように適合させることができることを理解すべきである。バケット10の負荷条件および対応する寿命要件に依存して、最適な構成を、これらの形状、さらにまたその変形から選択することができる。
図3〜8およびそれに関する記述が、エーロフォイル12の一方側だけのプラットフォーム18中の窪んだ領域32の存在について述べているが、エーロフォイル12の反対側のプラットフォーム18の領域を同様に構成することができることを理解すべきである。言い換えると、プラットフォーム18は、プラットフォーム18の半径方向の外側表面20中の第2の窪んだ領域と、プラットフォーム18の半径方向の内側表面24中の第2の相補的な領域とを有するように形成することができ、エーロフォイル12が、これらの追加の窪んだ領域と相補的な領域の間に、および図3〜8に示す領域32と領域38の間に位置決めされている。第2の窪んだ領域は、プラットフォーム平面34からシャンク方向に延び、反対側の端壁と隣接し、そしてそこからエーロフォイル12に向けて延びることが好ましい。
具体的な実施形態に関して本発明を述べてきたが、当業者が他の形態を採用することができることも明らかである。たとえば、窪んだ領域32およびその相補的な領域38の物理的な構成は、バケットの全体構成ができるように、示した物理的な構成と違うことができる。したがって、本発明の範囲は、次の請求項によってのみ限定すべきである。
10 バケット
12 エーロフォイル
14 シャンク
16 あり継ぎ
18 プラットフォーム
19 密封フランジ
20 半径方向の外側表面
20A 上流部分
20B 下流部分
20C 一部分
22 膨らみ
24 半径方向の内側表面
26 端壁
28 前縁
30 前縁
32 窪んだ領域
34 プラットフォーム平面
36 境界
36A 上流部分
36B 下流部分
36C 中央部
38 相補的な領域
12 エーロフォイル
14 シャンク
16 あり継ぎ
18 プラットフォーム
19 密封フランジ
20 半径方向の外側表面
20A 上流部分
20B 下流部分
20C 一部分
22 膨らみ
24 半径方向の内側表面
26 端壁
28 前縁
30 前縁
32 窪んだ領域
34 プラットフォーム平面
36 境界
36A 上流部分
36B 下流部分
36C 中央部
38 相補的な領域
Claims (20)
- ターボ機械の回転エーロフォイルの構成要素であって、前記構成要素は、前記構成要素の翼幅方向に位置合わせされるエーロフォイル部分、シャンク部分、およびそれらの間に在って前記翼幅方向に対して横方向に配向されるプラットフォームを含む、回転エーロフォイルの構成要素において、前記プラットフォームは、
前記エーロフォイル部分に隣接した半径方向の外側表面であって、前記半径方向の外側表面は、前記ターボ機械中に設置されたとき流れ方向に流れるガス流に晒されるように前記ターボ機械中に設置されたとき、ガス流経路の半径方向の内側境界を画定するように適合させる、半径方向の外側表面と、
前記シャンク部分に隣接し、前記半径方向の外側表面から対向する側に配置される半径方向の内側表面と、
前記半径方向の外側表面と前記半径方向の内側表面の間の前記翼幅方向の横断面と、
対向する側に配置される第1および第2の端壁であって、前記端壁のそれぞれが、前記半径方向の外側表面と前記半径方向の内側表面の間に在って、それらと隣接し、そして前記流れ方向におおよそ位置合わせされる、第1および第2の端壁と、
前記半径方向の外側表面中の少なくとも1つの第1の窪んだ領域であって、前記第1の窪んだ領域は、プラットフォーム平面から前記翼幅方向と反対のシャンク方向に延び、前記プラットフォーム平面は、前記第1の窪んだ領域から前記流れ方向に反対の上流方向において前記半径方向の外側表面の上流部分を含み、かつ、また、前記第1の窪んだ領域から前記流れ方向において前記半径方向の外側表面の下流部分を含み、前記第1の窪んだ領域は、前記第1の端壁と隣接し、そこから前記エーロフォイル部分に向けて延び、前記第1の窪んだ領域は、前記シャンク方向で見たとき、表面形状を画定し、前記第1の窪んだ領域は、前記流れ方向に対して横方向にプロフィール形状を画定し、そして前記第1の端壁から前記エーロフォイル部分に向けて延びる、少なくとも1つの第1の窪んだ領域とを含む、回転エーロフォイルの構成要素。 - 前記第1の窪んだ領域と前記半径方向の内側表面の相補部分の間の前記プラットフォームの前記横断面がおおよそ一様な厚さを有するように、前記半径方向の内側表面の前記相補部分は、前記第1の窪んだ領域の前記プロフィール形状に対して相補的であるプロフィール形状を有する、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域の前記プロフィール形状は、前記第1の端壁から前記エーロフォイル部分に向けて延びる、連続的な弧状で凹状のプロフィール形状である、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域と前記半径方向の内側表面の相補部分の間の前記プラットフォームの前記横断面が、おおよそ一様な厚さを有するように、前記半径方向の内側表面の前記相補部分は、前記第1の窪んだ領域の前記連続的な弧状で凹状のプロフィール形状に対して相補的である連続的な弧状で凸状のプロフィール形状を有する、請求項3記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域の前記プロフィール形状は、前記第1の端壁から前記エーロフォイル部分に向けて延びる、連続的な平面的プロフィール形状である、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域と前記半径方向の内側表面の相補部分の間の前記プラットフォームの前記横断面が、おおよそ一様な厚さを有するように、前記半径方向の内側表面の前記相補部分は、前記第1の窪んだ領域の前記連続的な平面的プロフィール形状に対して相補的である連続的な平面的プロフィール形状を有する、請求項5記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域の前記表面形状は、前記プラットフォーム平面によって囲まれる境界を有し、前記境界は、前記半径方向の外側表面の前記上流部分に隣接して位置決めされる上流境界部分で、前記第1の端壁からもっとも遠くに延びる、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域の前記表面形状は、前記プラットフォーム平面によって囲まれる境界を有し、前記境界は、前記半径方向の外側表面の前記上流部分と前記下流部分の中間に位置決めされる中間の境界部分で、前記第1の端壁からもっとも遠くに延びる、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域の前記表面形状は、前記プラットフォーム平面によって囲まれる境界を有し、前記境界は、前記半径方向の外側表面の前記下流部分に隣接して位置決めされる下流境界部分で、前記第1の端壁からもっとも遠くに延びる、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記第1の窪んだ領域は、前記プラットフォームの横断面の厚さの20%〜100%である前記プラットフォーム平面からの最大の範囲を有する、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 前記半径方向の外側表面中に第2の窪んだ領域をさらに含み、
前記エーロフォイル部分は、前記第1の窪んだ領域と前記第2の窪んだ領域の間に在り、
前記第2の窪んだ領域は、前記プラットフォーム平面から前記シャンク方向に延び、
前記第2の窪んだ領域は、前記第2の端壁と隣接し、そこから前記エーロフォイル部分に向けて延びる、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。 - 前記構成要素は、地上設置式ガスタービンエンジンのタービンバケットである、請求項1記載の回転エーロフォイルの構成要素。
- 地上設置式ガスタービンエンジンのバケットであって、前記バケットは、前記バケットの翼幅方向に位置合わせされるエーロフォイル部分、シャンク部分、およびそれらの間に在って、前記翼幅方向に対して横方向に配向されるプラットフォームを含む、バケットにおいて、前記プラットフォームは、
前記エーロフォイル部分に隣接した半径方向の外側表面であって、前記半径方向の外側表面は、前記ガスタービンエンジン中に設置されたとき流れ方向に流れるガス流に晒されるように前記ガスタービンエンジン中に設置されたとき、ガス流経路の半径方向の内側境界を画定するように適合させる、半径方向の外側表面と、
前記シャンク部分に隣接し、前記半径方向の外側表面から対向する側に配置される半径方向の内側表面と、
前記半径方向の外側表面と前記半径方向の内側表面の間の前記翼幅方向の横断面と、
対向する側に配置される第1および第2の端壁であって、前記端壁のそれぞれが、前記半径方向の外側表面と前記半径方向の内側表面の間に在って、それらと隣接し、そして前記流れ方向におおよそ位置合わせされる、第1および第2の端壁と、
前記半径方向の外側表面中の少なくとも1つの第1の窪んだ領域であって、前記第1の窪んだ領域は、プラットフォーム平面から前記翼幅方向と反対のシャンク方向に延び、前記プラットフォーム平面は、前記第1の窪んだ領域から前記流れ方向に反対の上流方向において前記半径方向の外側表面の上流部分、前記第1の窪んだ領域から前記流れ方向において前記半径方向の外側表面の下流部分、および前記第1の窪んだ領域と前記エーロフォイル部分の間に前記半径方向の外側表面の一部分を含み、前記第1の窪んだ領域は、前記第1の端壁と隣接し、そこから前記エーロフォイル部分に向けて延び、前記第1の窪んだ領域は、前記シャンク方向で見たとき、表面形状を画定し、前記表面形状は、前記プラットフォーム平面によって囲まれる境界を有し、前記第1の窪んだ領域は、前記流れ方向に対して横方向にプロフィール形状を画定し、そして前記第1の端壁から前記エーロフォイル部分に向けて延びる、少なくとも1つの第1の窪んだ領域と、
前記半径方向の内側表面の相補部分であって、前記第1の窪んだ領域と前記相補部分の間の前記プラットフォームの前記横断面が、おおよそ一様な厚さを有するように、前記相補部分は、前記第1の窪んだ領域の前記プロフィール形状に対して相補的であるプロフィール形状を有する、相補部分とを含む、バケット。 - 前記第1の窪んだ領域と前記相補部分の間の前記プラットフォームの前記横断面が、おおよそ一様な厚さを有するように、前記第1の窪んだ領域の前記プロフィール形状は、前記第1の端壁から前記エーロフォイル部分に向けて延びる、連続的な弧状で凹状のプロフィール形状であり、かつ前記半径方向の内側表面の前記相補部分は、前記第1の窪んだ領域の前記連続的な弧状で凹状のプロフィール形状に対して相補的である連続的な弧状で凸状のプロフィール形状を有する、請求項13記載のバケット。
- 前記第1の窪んだ領域と前記相補部分の間の前記プラットフォームの前記横断面が、おおよそ一様な厚さを有するように、前記第1の窪んだ領域の前記プロフィール形状は、前記第1の端壁から前記エーロフォイル部分に向けて延びる、連続的な平面的プロフィール形状であり、かつ前記半径方向の内側表面の前記相補部分は、前記第1の窪んだ領域の前記連続的な平面的プロフィール形状に対して相補的である連続的な平面的プロフィール形状を有する、請求項13記載のバケット。
- 前記第1の窪んだ領域の前記表面形状の前記境界は、前記半径方向の外側表面の前記上流部分に隣接して位置決めされる上流境界部分で、前記第1の端壁からもっとも遠くに延びる、請求項13記載のバケット。
- 前記第1の窪んだ領域の前記表面形状の前記境界は、前記半径方向の外側表面の前記上流部分と前記下流部分の中間に位置決めされる中間の境界部分で、前記第1の端壁からもっとも遠くに延びる、請求項13記載のバケット。
- 前記第1の窪んだ領域の前記表面形状の前記境界は、前記半径方向の外側表面の前記下流部分に隣接して位置決めされる下流境界部分で、前記第1の端壁からもっとも遠くに延びる、請求項13記載のバケット。
- 前記第1の窪んだ領域は、前記プラットフォームの横断面厚さの20%〜100%である前記プラットフォーム平面からの最大の範囲を有する、請求項13記載のバケット。
- 前記半径方向の外側表面中に第2の窪んだ領域をさらに含み、
前記エーロフォイル部分は、前記第1の窪んだ領域と前記第2の窪んだ領域の間に在り、
前記第2の窪んだ領域は、前記プラットフォーム平面から前記シャンク方向に延び、
前記第2の窪んだ領域は、前記第2の端壁と隣接し、そこから前記エーロフォイル部分に向けて延びる、請求項13記載のバケット。
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