JP2016522358A - プラットフォームパッドを備えるタービンベーン - Google Patents

プラットフォームパッドを備えるタービンベーン Download PDF

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Abstract

ベーンが、径方向外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームの間に延在するエアフォイルを有する。プラットフォームの少なくとも一方が、公称径方向薄肉部分と、径方向肉厚部分を画成するパッドとを有する。パッドが、公称径方向薄肉部分の厚さよりも大きい径方向厚さを有する。パッドが、径方向外側プラットフォーム側でエアフォイルの外周を取り囲む。パッドが、様々な径方向厚さを有する。中間タービンフレームおよびガスタービンエンジンも開示される。

Description

本願は、プラットフォームに厚さが変化するパッドが設けられた、ガスタービンエンジンの静止要素として使用するためのベーンに関する。
(関連出願の相互参照)
本願は、2013年6月17日に出願された米国仮出願番号第61/835686号に基づく優先権を主張するものである。
ガスタービンエンジンは公知であり、典型的に、燃料と混合されて点火される空気を燃焼セクションに供給する圧縮機を含む。この燃焼生成物は、タービンロータを横切って下流に流れ、これらのタービンロータを回転駆動する。多くの場合、静止ベーンが隣接するタービンロータの間に位置し、下流のタービンロータに達したときに所望の状態になるよう、流れの方向を変えるのに役立つ。
その位置の一例は、高圧タービンロータと低圧タービンロータの間に位置する中間タービンフレームである。中間タービンフレームは、一般的に、外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームとを有するベーンを備え、エアフォイルが2つのプラットフォームの間に延在する。
ベーンは複数の応力を受け、これらの応力に対処するためのベーンを設計することは難しい。
主な実施例において、ベーンが、径方向外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームの間に延在するエアフォイルを有する。プラットフォームの少なくとも一方が、公称径方向薄肉部分と、径方向肉厚部分を画成するパッドとを有する。パッドが、公称径方向薄肉部分の厚さよりも大きい径方向厚さを有し、パッドが、径方向外側プラットフォーム側でエアフォイルの外周を取り囲む。パッドが、様々な径方向厚さを有する。
前述の実施例による別の実施例において、プラットフォームの少なくとも一方が、径方向外側プラットフォームである。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、パッドが、エアフォイルの前縁の前方における径方向最肉厚部分と、エアフォイルの後縁に向かって延在する径方向薄肉部分とを有する。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、少なくとも1つの固定形状部と、複数のエアフォイルとが存在し、固定形状部が、複数のエアフォイルの間に周方向に配置され、パッドが、固定形状部を取り囲む。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、固定形状部が、ピンボスである。ピンボスの周りの領域が、ピンボスに統合するより大きい径方向厚さに向かって上方に湾曲する。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、公称径方向薄肉部分のうちの1つの径方向厚さに対する、径方向最肉厚部分の径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約7.0に等しいか、それより小さい。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、比が、約2.0に等しいか、それより大きい。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、公称薄肉部分における厚さに比較した、後縁に向かって離間した位置におけるパッドの径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約4.0に等しいか、それより小さい。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、外側プラットフォームが、エアフォイルの前縁を超えた前方縁部における第1のオーバーストックと、エアフォイルの後縁を超えた後方縁部における第2のオーバーストックとを有する。パッドが、第1のオーバーストックと第2のオーバーストックの間に軸方向に延在する。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、プラットフォームの少なくとも一方の外側に面する表面が、第1の全表面積を有し、パッドが、第2の表面積を有する。第2の表面積が、第1の全表面積の約15%から50%の間である。
別の主な実施例において、中間タービンフレームが、径方向外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームの間に延在する複数のベーンを有する。径方向外側プラットフォームが、公称径方向薄肉部分を有し、パッドが、径方向肉厚部分を画成する。パッドが、公称径方向薄肉部分の厚さよりも大きい径方向厚さを有し、バッドが、径方向外側プラットフォームの径方向外側においてエアフォイルの外周を取り囲む。パッドが、様々な径方向厚さを有する。
前述の実施例による別の実施例において、パッドが、エアフォイルの前縁の前方において径方向最肉厚部分を有する。径方向薄肉部分が、エアフォイルの後縁に向かって延在する。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、少なくとも1つの固定形状部と、複数のエアフォイルとが存在する。固定形状部が、複数のエアフォイルの間で周方向に配置され、パッドが、固定形状部を取り囲む。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、固定形状部が、ピンボスである。ピンボスの周りの領域が、ピンボスに統合するより大きい径方向厚さに向かって上方に湾曲する。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、公称径方向薄肉部分のうちの1つの径方向厚さに対する、径方向最肉厚部分の径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約10に等しいか、それより小さい。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、比が、約2.0に等しいか、それより大きい。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、公称薄肉部分における厚さに比較した、後縁に向かって離間した位置におけるパッド部分の比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約4.0に等しいか、それより小さい。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、プラットフォームの少なくとも一方の外側に面する表面が、第1の全表面積を有し、パッドが、第2の表面積を有する。第2の表面積が、第1の全表面積の約15%から50%の間である。
他の主な実施例において、ガスタービンエンジンが、第1の高圧タービンロータおよび第2の低圧タービンロータを有する。中間タービンフレームが、第1のタービンロータと第2のタービンロータの間に取り付けられ、軸受を支持する。中間タービンフレームが、径方向外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームの間に延在するエアフォイルを含む複数のベーンを備える。径方向外側プラットフォームが、公称径方向薄肉部分を有し、パッドが、径方向肉厚部分を画成する。パッドが、公称径方向薄肉部分の厚さよりも大きい径方向厚さを有し、パッドが、径方向外側プラットフォームの径方向外側においてエアフォイルの外周を取り囲む。パッドが、様々な径方向厚さを有する。
前述の実施例に係る別の実施例において、パッドが、エアフォイルの前縁の前方において最肉厚部分を有し、薄肉部分が、エアフォイルの後縁に向かって延在する。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、少なくとも1つのピンボスと、複数のエアフォイルとが存在する。ピンボスが、複数のエアフォイルの間で周方向に配置され、パッドが、ピンボスを取り囲む。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、公称径方向薄肉部分のうちの1つの径方向厚さに対する、径方向最肉厚部分の径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約10に等しいか、それより小さい。
前述の実施例のいずれかによる別の実施例において、プラットフォームの少なくとも一方の外側に面する表面が、第1の全表面積を有し、パッドが、第2の表面積を有する。第2の表面積が、第1の全表面積の約15%から50%の間である。
前記段落、特許請求の範囲、あるいは以下の説明および図面の実施例、実施例および代替案は、それらの様々な態様またはそれぞれ個々の形状部のいずれかを含み、独立して、または任意の組み合わせで採用することができる。一実施例に関連して説明する形状部は このような形状部に互換性がない場合を除き、全ての実施例に適用可能である。
これらおよび他の特徴は、以下の図面および明細書から最もよく理解することができる。
ガスタービンエンジンを模式的に示す図。 中間タービンフレームを示す図。 ベーンの第1の詳細を示す図。 取り付け箇所を模式的に示す図。 図2Aのベーンの別の詳細を示す図。
図1Aは、ガスタービンエンジン20を模式的に示す。ガスタービンエンジン20は、一般的にファンセクション22、圧縮機セクション24、燃焼器セクション26およびタービンセクション28を組み込んだ2スプールターボファンとして本明細書に開示されている。代替エンジンには、他のシステムや形状部の中にオーグメンタセクション(図示せず)が含まれる場合がある。ファンセクション22は、ナセル15内に画成されたバイパスダクト内のバイパス流路Bに沿って空気を駆動し、一方、圧縮機セクション24は、圧縮のためにコア流路Cに沿って空気を駆動し、燃焼器セクション26内へ伝達し、次にタービンセクション28を通過させて膨張させる。開示される非限定的な実施例においては、2スプールターボファンガスタービンエンジンとして示されているが、本明細書で説明する概念は、その教示が3スプール構成を含む他の種類のタービンエンジンにも適用することができるので、2スプールターボファンを使用するものに限定されないことが理解されるべきである。
例示的なエンジン20は、一般的に低速スプール30と高速スプール32を備え、これらは複数の軸受システム38を介してエンジンの静止構造36に対してエンジンの中心長手方向軸線Aの周りで回転するように取り付けられている。様々な箇所に様々な軸受システム38を代替的または追加的に設けてもよく、軸受システム38の位置は適応の必要に応じて変更することができることが理解されるべきである。
低速スプール30は、一般的にファン42と、低圧圧縮機44と、低圧タービン46とを相互接続する内側シャフト40を備える。内側シャフト40は変速機構を介してファン42に接続されているが、例示的なガスタービンエンジン20において、変速機構はギア式構成48として図示されていて、低速スプール30よりも遅い速度でファン42を駆動する。高速スプール32は、高圧圧縮機52と高圧タービン54とを相互接続する外側シャフト50を備える。例示的なガスタービンエンジン20において、燃焼器56は、高圧圧縮機52と高圧タービン54の間に配置されている。エンジンの静止構造36の中間タービンフレーム57は、一般的に高圧タービン54と低圧タービン46の間に配置される。中間タービンフレーム57はさらに、タービンセクション28内で軸受システム38を支持する。内側シャフト40と外側シャフト50は同心であり、軸受システム38を介してそれらの長手方向軸線と同一直線上にあるエンジン長手方向中心軸線Aの周りで回転する。3スプールエンジンの場合には、図1Aには示されていないが複数の中間タービンフレーム57が、例えば、高圧スプールと中間スプールの間、および中間スプールおよび低圧スプールの間に存在してもよい。本明細書で開示される様々な実施例は、当業者によって多角的な場面に適用されることが可能である。
コア空気流は、低圧圧縮機44により、その後、高圧圧縮機52により圧縮され、燃焼器56で燃料と共に混合されて燃焼され、次に、高圧タービン54および低圧タービン46に亘って膨張する。中間タービンフレーム57は、コア空気流路C内にあるエアフォイル59を備える。タービン46、54は、膨張に応じてそれぞれ低速スプール30および高速スプール32を回転駆動する。ファンセクション22、圧縮機セクション24、燃焼器セクション26、タービンセクション28、およびファン駆動ギアシステム48の位置の各々は、変更することができることは理解されよう。例えば、ギアシステム48は、燃焼器セクション26の後方でも、またはタービンセクション28の後方にすらあってもよく、ファンセクション22をギアシステム48の位置の前方または後方に位置させてもよい。
一実施例におけるエンジン20は、高バイパスギア式航空機エンジンである。さらなる実施例ではエンジン20のバイパス比は約6より大きく、例示的な実施例では約10よりも大きいが、ギア式構成48は、遊星歯車システムまたはその他のギアシステムのような遊星歯車列であり、約2.3よりも大きいギア減速比を有しており、一方、低圧タービン46は、約5より大きい圧力比を有する。開示される一実施例では、エンジン20のバイパス比は約10(10:1)より大きく、ファンの直径は低圧コンプレッサ44の直径よりも顕著に大きく、低圧タービン46は約5(5:1)よりも大きな圧力比を有する。低圧タービン46の圧力比は、排気ノズルよりも前で低圧タービン46の出口での圧力に関連して低圧タービン46の入口よりも前方で測定された圧力である。ギア式構成48は、約2.3:1よりも大きいギア減速比を有する遊星歯車システムまたは他のギアシステムのような遊星歯車列であってもよい。しかしながら、上記のパラメータはギア式構成エンジンの一実施例の単なる例示であり、本発明は、ダイレクトドライブターボファンを含む他のガスタービンエンジンに適用可能であることは理解されるべきである。
推力のかなりの量は、高バイパス比に起因するバイパス流Bによって提供される。エンジン20のファンセクション22は、特定の飛行条件、典型的にはマッハ約0.8および約35,000フィートで巡航するために設計されている。エンジンが最良燃費でマッハ0.8および35,000フィートの飛行条件は、「バケットクルーズスラスト当り燃料消費率(Thrust Specific Fuel Consumption)(「TSFC」)」として知られているもので、燃焼される燃料のlbmをエンジンがその最低点に生成する推力のlbfで割った業界標準パラメータである。「低ファン圧力比」とは、ファン出口ガイドベーン(Fan Exit Guide Vane)(「FEGV」)システムなしで、ファンブレードだけを横切る圧力比である。非限定的な一実施例によれば、本明細書に開示されるような低ファン圧力比は約1.45未満である。「低補正ファン先端速度」は、[(トラム°R)/(518.7°R)]0.5の業界標準温度補正で割ったフィート/秒での実際のファン先端速度である。非限定的な一実施例によれば、本明細書に開示されるような「低補正ファン先端速度」は、約1150フィート/秒未満である。
図1Bは、図1Aのエンジンにおける中間タービンフレーム57の代わりに配置される中間タービンフレーム80を示す。外側プラットフォーム82は径方向外側の位置にあり、内側プラットフォーム84は径方向内側の位置にある。内側プラットフォーム84は、図1Aの軸受38のような軸受を支持することができる。代替的に、軸受を支持する別個の構造を取り囲むこともできる。複数のエアフォイル86がプラットフォーム82、84の間に延在する。ベーン311は、エアフォイル86とそのプラットフォーム82、84として画成することができる。
図2Aに示すように、中間タービンフレーム80は、エアフォイル86の前縁94に隣接する軸方向前方端部における比較的厚いオーバーストック96と、後縁92に隣接する軸方向端部の後部における比較的厚い別のオーバーストック98とを有する外側プラットフォーム82を有する。両方のオーバーストック96、98は、これらオーバーストック96とオーバーストック98の間に配置された外側プラットフォーム82の部分102、103の公称厚さに比べて相対的に厚い。
図1Bに示すように、ベーン311は、単一円周上でエンジン20の中心線を囲んで軸方向に配置されている。図1Bは、反復ユニットを形成するために相互接続された2つのベーン311を示す。つまり、ベーン311は個々のユニットであるか、あるいは各反復ユニットにおいて複数のベーン311をグループ化することができる。このように中間タービンフレーム80は、図1Bに示すように、ベーン311を収容するこのような反復ユニットを相互に連結して形成することができる。その一方で、開示された実施例では、中間タービンフレーム80は単一部品として鋳造される。
オーバーストック96と98は、名目上の薄いセクション102、103に比べて相対的に厚くなっていることが分かる。パッド104は名目上のセクション102、103よりも厚く、エアフォイル86のエアフォイル形状を取り囲む。上述の内容から分かるように、エアフォイル86は、周方向壁88、89の間に画成された中空部90を有する。
また、ピンボス100は、ピンボス100の本体に通じる厚い部分112を有する。ピンボス100は、図2Aに示される反復ユニット内に見出されるが、中間タービンフレーム80の円周に沿って他の場所に配置された他の反復ユニットは、ピンボス100または厚い部分112を有していない可能性がある。
上述の内容から分かるように、パッド104はピンボス100を取り囲むが、一般的に隣接するベーン86の間には見当たらない。厚いパッド部分112は、106で示されるようにピンボス100の外側から中に向かって湾曲する。その代わりに、名目上の領域103は、ピンボス100に隣接して配置されていないベーン86の間にある。
図2Bは、エンジンのハウジング120に中間タービンフレーム80を固定するピン122を受けているピンボス100を示すが、すべてを模式的に描いてある。ピンボス100が示されているが、ピンボス100は固定形状部の一種であることおよびその他の固定形状部が利用できることは理解されるべきである。一実施例として、ハウジング120内に中間タービンフレーム80を固定するため、ピンボス100の箇所にフックを備えてもよい。
前方縁部または前縁オーバーストック96に隣接する領域108は、パッド104の最も厚い部分であり、パッド104は後縁92に向かって移動するとより薄くなる。しかし、図2Aからも明らかなように、オーバーストック96、98を接続するように、より厚いパッドセクションは領域108から部分または領域110へと延在する。図2Aからも分かるように、エアフォイル86とオーバーストック98の中間にリブ198が存在する。パッドの拡大部300は、より厚いパッドセクションが完全にオーバーストック96、98を接続するために延在するよう、リブ198とオーバーストック98の間で軸方向の距離に広がっている。部分300は、オーバーストック98の全層までは延在しないことに留意されたい。リブ198は、いくつかの設計では排除してもよい。
図3に示すように、壁の厚さはパッド104内で変化する。一般的に、最も厚い部分は領域108において前縁94に隣接しかつ前方にある。パッド104も、ピンボス100に隣接してより厚くなっている。実施例では、領域108内のパッドは、0.220インチ(0.5588センチメートル)であってもよいが、名目上の薄い部分102の厚さは、0.080インチ(0.2032センチメートル)であってもよい。セクション102における厚さに対する領域108における厚さの比は、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約7.0に等しいか、それより小さくてもよい。より一般的には、領域108とセクション102における厚さの比は、約2.0に等しいか、それより大きいであろう。対照的に、セクション102における厚さと比べて、領域110に隣接する厚さの比は、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約4.0に等しいか、それより小さくてもよい。
実際の一実施例では、より厚いパッド部分は、外側プラットフォームの径方向外側面の全表面積の22%を占めた。別の実施例では27%であった。実施例では、より厚いパッド部分は、全表面積の約15%から50%を覆っている。より狭い実施例では、より厚いパッド部は全表面積の少なくとも20%を占めるであろう。
このように、外側プラットフォーム82における可変厚パッドは、高応力の領域に追加の材料を提供し、公称部分が比較的軽量となる。
オーバーストックの前縁まで延在するより厚いパッドは、部品が最初に鋳造されるときに鋳型内への材料の流れを容易にする。加えて、オーバーストックの前縁により厚いパッドを有することによって、十分な材料が鋳型に流れ込み、より薄い部分もまた、材料が適切に提供されることが保証される。このように、より厚いパッドは応力集中を処理するだけでなく、部品が適切に鋳造されることを保証する。公知のように、オーバーストックは、典型的には使用前に除去される。
薄い領域は重量を減らすだけでなく、使用中に部品が撓むことを可能にする。
本発明の実施例を開示したが、当業者であれば、いくつかの改変は本開示の範囲内に入ることを認識するであろう。そのため、本開示の真の範囲および内容を判断するために、以下の特許請求の範囲が検討されるべきである。

Claims (23)

  1. ベーンであって、
    径方向外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームの間に延在するエアフォイルを備え、
    プラットフォームの少なくとも一方が、公称径方向薄肉部分と、径方向肉厚部分を画成するパッドとを有し、パッドが、公称径方向薄肉部分の厚さよりも大きい径方向厚さを有し、パッドが、径方向外側プラットフォーム側でエアフォイルの外周を取り囲み、パッドが、様々な径方向厚さを有することを特徴とするベーン。
  2. プラットフォームの少なくとも一方が、径方向外側プラットフォームであることを特徴とする請求項1に記載のベーン。
  3. パッドが、エアフォイルの前縁の前方における径方向最肉厚部分と、エアフォイルの後縁に向かって延在する径方向薄肉部分とを有することを特徴とする請求項2に記載のベーン。
  4. 少なくとも1つの固定形状部と、複数のエアフォイルとが存在し、固定形状部が、複数のエアフォイルの間に周方向に配置され、パッドが、固定形状部を取り囲むことを特徴とする請求項2に記載のベーン。
  5. 固定形状部が、ピンボスであり、ピンボスの周りの領域が、ピンボスに統合するより大きい径方向厚さに向かって上方に湾曲することを特徴とする請求項4に記載のベーン。
  6. 公称径方向薄肉部分のうちの1つの径方向厚さに対する、径方向最肉厚部分の径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約7.0に等しいか、それより小さいことを特徴とする請求項2に記載のベーン。
  7. 比が、約2.0に等しいか、それより大きいことを特徴とする請求項6に記載のベーン。
  8. 公称薄肉部分における厚さに比較した、後縁に向かって離間した位置におけるパッドの径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約4.0に等しいか、それより小さいことを特徴とする請求項2に記載のベーン。
  9. 外側プラットフォームが、エアフォイルの前縁を超えた前方縁部における第1のオーバーストックと、エアフォイルの後縁を超えた後方縁部における第2のオーバーストックとを有し、パッドが、第1のオーバーストックと第2のオーバーストックの間に軸方向に延在することを特徴とする請求項2に記載のベーン。
  10. プラットフォームの少なくとも一方の外側に面する表面が、第1の全表面積を有し、パッドが、第2の表面積を有し、第2の表面積が、第1の全表面積の約15%から50%の間であることを特徴とする請求項1に記載のベーン。
  11. 中間タービンフレームであって、
    径方向外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームの間に延在する複数のベーンを備え、
    径方向外側プラットフォームが、公称径方向薄肉部分を有し、パッドが、径方向肉厚部分を画成し、パッドが、公称径方向薄肉部分の厚さよりも大きい径方向厚さを有し、バッドが、径方向外側プラットフォームの径方向外側においてエアフォイルの外周を取り囲み、パッドが、様々な径方向厚さを有することを特徴とする中間タービンフレーム。
  12. パッドが、エアフォイルの前縁の前方において径方向最肉厚部分を有し、径方向薄肉部分が、エアフォイルの後縁に向かって延在することを特徴とする請求項11に記載の中間タービンフレーム。
  13. 少なくとも1つの固定形状部と、複数のエアフォイルとが存在し、固定形状部が、複数のエアフォイルの間で周方向に配置され、パッドが、固定形状部を取り囲むことを特徴とする請求項12に記載の中間タービンフレーム。
  14. 固定形状部が、ピンボスであり、ピンボスの周りの領域が、ピンボスに統合するより大きい径方向厚さに向かって上方に湾曲することを特徴とする請求項13に記載の中間タービンフレーム。
  15. 公称径方向薄肉部分のうちの1つの径方向厚さに対する、径方向最肉厚部分の径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約10に等しいか、それより小さいことを特徴とする請求項11に記載の中間タービンフレーム。
  16. 比が、約2.0に等しいか、それより大きいことを特徴とする請求項15に記載の中間タービンフレーム。
  17. 公称薄肉部分における厚さに比較した、後縁に向かって離間した位置におけるパッド部分の比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約4.0に等しいか、それより小さいことを特徴とする請求項11に記載の中間タービンフレーム。
  18. プラットフォームの少なくとも一方の外側に面する表面が、第1の全表面積を有し、パッドが、第2の表面積を有し、第2の表面積が、第1の全表面積の約15%から50%の間であることを特徴とする請求項11に記載の中間タービンフレーム。
  19. ガスタービンエンジンであって、
    第1の高圧タービンロータおよび第2の低圧タービンロータと、
    第1のタービンロータと第2のタービンロータの間に取り付けられ、軸受を支持する中間タービンフレームと、
    を備え、
    中間タービンフレームが、径方向外側プラットフォームと径方向内側プラットフォームの間に延在するエアフォイルを含む複数のベーンを備え、径方向外側プラットフォームが、公称径方向薄肉部分を有し、パッドが、径方向肉厚部分を画成し、パッドが、公称径方向薄肉部分の厚さよりも大きい径方向厚さを有し、パッドが、径方向外側プラットフォームの径方向外側においてエアフォイルの外周を取り囲み、パッドが、様々な径方向厚さを有することを特徴とするガスタービンエンジン。
  20. パッドが、エアフォイルの前縁の前方において最肉厚部分を有し、薄肉部分が、エアフォイルの後縁に向かって延在することを特徴とする請求項19に記載のガスタービンエンジン。
  21. 少なくとも1つのピンボスと、複数のエアフォイルとが存在し、ピンボスが、複数のエアフォイルの間で周方向に配置され、パッドが、ピンボスを取り囲むことを特徴とする請求項19に記載のガスタービンエンジン。
  22. 公称径方向薄肉部分のうちの1つの径方向厚さに対する、径方向最肉厚部分の径方向厚さの比が、約1.1に等しいか、それより大きく、かつ約10に等しいか、それより小さいことを特徴とする請求項19に記載のガスタービンエンジン。
  23. プラットフォームの少なくとも一方の外側に面する表面が、第1の全表面積を有し、パッドが、第2の表面積を有し、第2の表面積が、第1の全表面積の約15%から50%の間であることを特徴とする請求項19に記載のガスタービンエンジン。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9920641B2 (en) 2015-02-23 2018-03-20 United Technologies Corporation Gas turbine engine mid-turbine frame configuration
GB2551777B (en) 2016-06-30 2018-09-12 Rolls Royce Plc A stator vane arrangement and a method of casting a stator vane arrangement
FR3094743B1 (fr) 2019-04-03 2021-05-14 Safran Aircraft Engines Aube améliorée pour turbomachine

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6451883A (en) * 1987-08-24 1989-02-28 Toshiba Corp Still picture transmission system
JP2001152804A (ja) * 1999-11-19 2001-06-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン設備及びタービン翼
JP2002061600A (ja) * 2000-06-30 2002-02-28 General Electric Co <Ge> 形状が一致するプラットホーム案内羽根
JP2009228606A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Ihi Corp タービンノズルセグメント
JP2010180827A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼、及びガスタービン
JP2010285878A (ja) * 2009-06-09 2010-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼及びガスタービン
JP2012530870A (ja) * 2009-06-23 2012-12-06 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト ターボ機械のための環状流路
JP2013502531A (ja) * 2009-08-20 2013-01-24 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 二次元プラットフォームタービンブレード
US20130067930A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Axial bolting arrangement for mid turbine frame

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1149984A (en) * 1912-12-27 1915-08-10 Henry T Preble Internal-combustion engine.
DE2849747A1 (de) * 1978-11-16 1980-05-29 Volkswagenwerk Ag Aus keramischen werkstoffen bestehender axial-leitschaufelkranz fuer gasturbinen
US4511306A (en) * 1982-02-02 1985-04-16 Westinghouse Electric Corp. Combustion turbine single airfoil stator vane structure
US4907946A (en) * 1988-08-10 1990-03-13 General Electric Company Resiliently mounted outlet guide vane
US5411370A (en) * 1994-08-01 1995-05-02 United Technologies Corporation Vibration damping shroud for a turbomachine vane
US6375415B1 (en) * 2000-04-25 2002-04-23 General Electric Company Hook support for a closed circuit fluid cooled gas turbine nozzle stage segment
US6478540B2 (en) 2000-12-19 2002-11-12 General Electric Company Bucket platform cooling scheme and related method
US6669445B2 (en) 2002-03-07 2003-12-30 United Technologies Corporation Endwall shape for use in turbomachinery
US6851924B2 (en) 2002-09-27 2005-02-08 Siemens Westinghouse Power Corporation Crack-resistance vane segment member
US7435058B2 (en) 2005-01-18 2008-10-14 Siemens Power Generation, Inc. Ceramic matrix composite vane with chordwise stiffener
US7371046B2 (en) 2005-06-06 2008-05-13 General Electric Company Turbine airfoil with variable and compound fillet
US7762761B2 (en) * 2005-11-30 2010-07-27 General Electric Company Methods and apparatus for assembling turbine nozzles
EP2260181B1 (de) * 2008-03-19 2016-08-17 General Electric Technology GmbH Leitschaufel mit hakenförmigem befestigungselement für eine gasturbine
GB0905729D0 (en) * 2009-04-03 2009-05-20 Rolls Royce Plc Stator vane assembly
US8292573B2 (en) * 2009-04-21 2012-10-23 General Electric Company Flange cooled turbine nozzle
EP2248996B1 (en) 2009-05-04 2014-01-01 Alstom Technology Ltd Gas turbine
US8226361B2 (en) 2009-07-08 2012-07-24 General Electric Company Composite article and support frame assembly
US8511969B2 (en) 2009-10-01 2013-08-20 Pratt & Whitney Canada Corp. Interturbine vane with multiple air chambers
US8424313B1 (en) 2012-01-31 2013-04-23 United Technologies Corporation Gas turbine engine mid turbine frame with flow turning features

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6451883A (en) * 1987-08-24 1989-02-28 Toshiba Corp Still picture transmission system
JP2001152804A (ja) * 1999-11-19 2001-06-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン設備及びタービン翼
JP2002061600A (ja) * 2000-06-30 2002-02-28 General Electric Co <Ge> 形状が一致するプラットホーム案内羽根
JP2009228606A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Ihi Corp タービンノズルセグメント
JP2010180827A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼、及びガスタービン
JP2010285878A (ja) * 2009-06-09 2010-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼及びガスタービン
JP2012530870A (ja) * 2009-06-23 2012-12-06 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト ターボ機械のための環状流路
JP2013502531A (ja) * 2009-08-20 2013-01-24 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 二次元プラットフォームタービンブレード
US20130067930A1 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Axial bolting arrangement for mid turbine frame

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