JP2019023462A

JP2019023462A - ターボ機械ロータブレード

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Publication number: JP2019023462A
Application number: JP2018104177A
Authority: JP
Inventors: マーク・アンドリュー・ジョーンズ; Andrew Jones Mark; ブラッドレー・テイラー・ボイヤー; Bradley Taylor Boyer
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: JP7271093B2; KR20180133805A; CN108999647A; EP3412869A1; US10502069B2; US20180355729A1; EP3412869B1; CN108999647B

Abstract

【課題】ターボ機械用のロータブレードを提供する。【解決手段】ロータブレード（１００）は、冷却通路（１４２）を画定する翼形部と、前縁から後縁まで延びるキャンバーライン（１３６）と、翼形部に結合された先端シュラウド（１１６）を含み、先端シュラウドおよび翼形部は、冷却通路に結合されたコア（１６２）を画定し、コアが複数の出口開口を含み、複数の出口開口の各々が、先端シュラウドの外面に画定された開口部を含む。第１出口開口（１６０’）は冷却流体（１８０）を、後縁においてキャンバーラインに対して平行な方向から１５度の方向と、キャンバーラインに対して平行な方向との間の方向（１８２）で、開口部を通って排気するように方向付けられている。第２出口開口は冷却流体を、後縁においてキャンバーラインに対して平行な方向から１５度より大きい方向（１９２）で、開口部を通って排気するように方向付けられている。【選択図】図５

Description

本開示は、概して、ターボ機械に関する。より詳細には、本開示は、ターボ機械用のロータブレードに関する。

ガスタービンエンジンは、一般に、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、および排気セクションを含む。圧縮機セクションは、ガスタービンエンジンに流入する作動流体の圧力を徐々に増加させ、この圧縮された作動流体を燃焼セクションに供給する。圧縮された作動流体および燃料（例えば、天然ガス）は、燃焼セクション内で混合され、燃焼チャンバ内で燃焼されて、高圧および高温の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションに流れ、そこで膨張して仕事を発生させる。例えば、タービンセクションにおける燃焼ガスの膨張は、例えば発電機に接続されたロータシャフトを回転させて、電気を発生させることができる。次いで、燃焼ガスは、排気セクションを介してガスタービンから排気される。

タービンセクションは、一般に、複数のロータブレードを含む。各ロータブレードは、燃焼ガスの流れの中に配置された翼形部を含む。この点で、ロータブレードは、タービンセクションを通って流れる燃焼ガスから運動エネルギーおよび／または熱エネルギーを抽出する。あるロータブレードは、翼形部の半径方向外側の端部に結合された先端シュラウドを含んでもよい。先端シュラウドは、ロータブレードを越えて漏出する燃焼ガスの量を低減する。フィレットが翼形部と先端シュラウドとの間の移行部となってもよい。

ロータブレードは、一般に極端に高温の環境で動作する。このように、ロータブレードの翼形部および先端シュラウドは、様々な通路、空洞、および開口を画定することができ、これらを通って冷却流体が流れることができる。しかしながら、様々な通路、空洞、および開口の従来の構成は、ロータブレードの耐用年数を制限し、高価で時間を要する製造プロセスを必要とする。さらに、場合によっては、このような従来の構成は、高温ガス流の乱れをもたらし、空力性能を低下させることがある。

米国特許７９４６８１６号明細書

本技術の態様および利点は、その一部を以下の説明に記載しており、またはその説明から明らかになり、または本技術の実施により学ぶことができる。

一実施形態によれば、ターボ機械用のロータブレードが提供される。ロータブレードは、少なくとも１つの冷却通路を画定する翼形部を含み、翼形部はさらに、前縁から後縁まで延びるキャンバーラインを画定する。ロータブレードはさらに、翼形部に結合された先端シュラウドを含み、先端シュラウドおよび翼形部は、少なくとも１つの冷却通路に流体結合されたコアを画定し、コアは複数の出口開口を含み、複数の出口開口の各々は先端シュラウドの外面に画定された開口部を含む。複数の出口開口の第１出口開口は、冷却流体を、第１出口開口の開口部を通って、後縁のキャンバーラインに対して平行な方向と１５度以内の方向に排気するように方向付けられている。複数の出口開口の第２出口開口は、冷却流体を、第２出口開口の開口部を通って、後縁のキャンバーラインに対して平行な方向より１５度より大きい方向に排気するように方向付けられている。

別の実施形態によれば、ターボ機械用のロータブレードが提供される。ロータブレードは、少なくとも１つの冷却通路を画定する翼形部を含み、翼形部はさらに、前縁から後縁まで延びるキャンバーラインを画定する。ロータブレードはさらに、翼形部に結合された先端シュラウドを含み、先端シュラウドは、正圧面、負圧面、前縁面、および後縁面を含み、翼形部と共に、少なくとも１つの冷却通路に流体結合されたコアを画定し、コアは複数の出口開口を含み、複数の出口開口の各々は先端シュラウドの外面に画定された開口部を含む。複数の出口開口のうちの第１出口開口の開口部は、後縁面に画定され、複数の出口開口のうちの第２出口開口の開口部は、正圧面、負圧面、または前縁面のうち１つに画定されている。第１出口開口は、冷却流体を、第１出口開口の開口部を通って後縁のキャンバーラインに対して平行な方向と１５度以内の方向に排気するように方向付けられている。第２出口開口は、冷却流体を、第２出口開口の開口部を通って、後縁のキャンバーラインに対して平行な方向から１５度よりも大きい方向に排気するように方向付けられている。

本技術のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解されよう。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであるが、本技術の実施形態を例示し、説明とともに本技術の原理を説明する働きをする。

当業者に向けた、本技術の最良の様態を含む本技術の十分かつ実施可能な開示が、添付の図面を参照しつつ、本明細書に説明される。

本開示の実施形態による例示的なガスタービンエンジンの概略図である。本開示の実施形態による例示的なロータブレードの正面図である。本開示の実施形態による例示的な翼形部の断面図である。本開示の実施形態による、図３に示される翼形部の代替的な断面図である。本開示の実施形態によるロータブレードの上面図である。本開示の実施形態によるロータブレードの断面図である。

本明細書および図面における符号の反復使用は、本技術の同じまたは類似の特徴もしくは要素を表すことを意図している。

次に、本技術の実施形態を詳細に参照し、その１以上の実施例を添付図面に示す。詳細な説明では、図面の特徴を参照するために、数字および文字の符号を用いる。図面および明細書内の同様のまたは類似の符号は、本技術の同様のまたは類似の部材を指すために用いている。本明細書において、「第１」、「第２」、および「第３」という用語は、１つの構成要素と別の構成要素とを区別するために交換可能に用いることができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図しない。用語「上流」および「下流」は、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流側」は流体が流れてくる方向を示し、「下流側」は流体が流れていく方向を示す。

各実施例は、本技術の説明のために提供され、本技術を限定するものではない。実際、本技術の範囲または趣旨を逸脱することなく、本技術に修正および変更が可能であることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明される特徴は、別の実施形態で用いることができ、さらに別の実施形態をもたらすことができる。したがって、本技術は、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入るこのような修正および変更を包括することが意図されている。

産業用または陸上用のガスタービンが本明細書に示され説明されているが、本明細書に示され説明される本技術は、特許請求の範囲に特に明記されない限り、陸上および／または産業用ガスタービンに限定されない。例えば、本明細書に説明される技術は、航空ガスタービン（例えば、ターボファン等）、蒸気タービン、および海洋ガスタービンを含むが、これらに限定されない任意の種類のターボ機械に使用することができる。

ここで図面を参照すると、図面全体にわたって同一の符号は同じ要素を示しており、図１はガスタービンエンジン１０を概略的に示している。本開示のガスタービンエンジン１０は、ガスタービンエンジンである必要はなく、蒸気タービンエンジンまたは他の適切なエンジン等の任意の適切なターボ機械であってもよいことを理解されたい。ガスタービンエンジン１０は、入口セクション１２、圧縮機セクション１４、燃焼セクション１６と、タービンセクション１８、および排気セクション２０を含む。圧縮機セクション１４およびタービンセクション１８は、シャフト２２によって結合されてもよい。シャフト２２は、単一のシャフトであってもよいし、シャフト２２を形成するために互いに結合された複数のシャフトセグメントであってもよい。

タービンセクション１８は、一般に、複数のロータディスク２６（そのうちの１つを図示する）を有するロータシャフト２４と、ロータディスク２６から半径方向外側に延び、ロータディスク２６に相互接続されている複数のロータブレード２８と、を含む。各ロータディスク２６は、タービンセクション１８を通って延びるロータシャフト２４の一部に結合されてもよい。タービンセクション１８は、ロータシャフト２４およびロータブレード２８を周方向に取り囲む外側ケーシング３０をさらに含み、それによりタービンセクション１８を通る高温ガス経路３２を少なくとも部分的に画定する。

運転中、空気または別の作動流体が入口セクション１２を通って圧縮機セクション１４に流れ、ここで空気が徐々に圧縮されて、燃焼セクション１６内の燃焼器（不図示）に加圧空気が提供される。加圧空気は燃料と混合され、各燃焼器内で燃焼されて燃焼ガス３４を生成する。燃焼ガス３４は、高温ガス経路３２に沿って燃焼セクション１６からタービンセクション１８に流れる。タービンセクションにおいて、ロータブレード２８は、燃焼ガス３４から運動エネルギーおよび／または熱エネルギーを抽出し、それによってロータシャフト２４を回転させる。次いで、ロータシャフト２４の機械的回転エネルギーを用いて、圧縮機セクション１４に動力を供給し、および／または電気を発生させることができる。タービンセクション１８から出た燃焼ガス３４は、その後排気セクション２０を介してガスタービンエンジン１０から排気される。

図２は、ロータブレード２８の代わりにガスタービンエンジン１０のタービンセクション１８に組み込むことができる例示的なロータブレード１００の図である。図示するように、ロータブレード１００は、軸方向Ａ、半径方向Ｒ、および周方向Ｃを画定する。一般に、軸方向Ａは、シャフト２４（図１）の軸方向中心線１０２に平行に延び、半径方向Ｒは軸方向中心線１０２にほぼ直交して延び、周方向Ｃは軸方向中心線１０２の周りにほぼ同心状に延びる。ロータブレード１００はまた、ガスタービンエンジン１０（図１）の圧縮機セクション１４に組み込まれてもよい。

図２に示すように、ロータブレード１００は、ダブテール１０４、シャンク部分１０６、およびプラットフォーム１０８を含むことができる。より詳細には、ダブテール１０４はロータブレード１００をロータディスク２６に固定する（図１）。シャンク部分１０６は、ダブテール１０４に結合し、ダブテール１０４から半径方向外側に延びている。プラットフォーム１０８は、シャンク部分１０６に結合し、シャンク部分１０６から半径方向外側に延びている。プラットフォーム１０８は半径方向外面１１０を有し、半径方向外面１１０は一般に、タービンセクション１８（図１）の高温ガス経路３２を通って流れる燃焼ガス３４の半径方向内側の流れ境界として機能する。ダブテール１０４、シャンク部分１０６、およびプラットフォーム１０８は吸気ポート１１２を画定することができ、吸気ポート１１２は、冷却流体（例えば、圧縮機セクション１４からの抽気）がロータブレード１００に入ることを可能にする。図２に示す実施形態では、ダブテール１０４は、軸方向挿入クリスマスツリー型ダブテールである。あるいは、ダブテール１０４は、任意の適切な種類のダブテールであってもよい。実際に、ダブテール１０４、シャンク部分１０６、および／またはプラットフォーム１０８は、任意の適切な構成を有することができる。

ここで図２〜図４を参照すると、ロータブレード１００は、翼形部１１４をさらに含む。特に、翼形部１１４は、プラットフォーム１０８の半径方向外面１１０から半径方向外側に、先端シュラウド１１６まで延びている。なお、翼形部１１４は、根元１１８（すなわち、翼形部１１４とプラットフォーム１０８との間の交点）でプラットフォーム１０８に結合する。翼形部１１４は、正圧面１２０、およびその反対側の負圧面１２２を有する（図３）。正圧面１２０と負圧面１２２とは、燃焼ガス３４の流れの中に向けられた翼形部１１４の前縁１２４において互いに接合されているか相互接続されている（図１）。正圧面１２０と負圧面１２２とは、前縁１２４から下流側に離れている翼形部１１４の後縁１２６においても、互いに接合されているか相互接続されている。正圧面１２０および負圧面１２２は、前縁１２４および後縁１２６を中心に連続している。正圧面１２０は、ほぼ凹状であり、負圧面１２２は、ほぼ凸状である。

特に図２を参照すると、翼形部１１４は、根元１１８から先端シュラウド１１６まで延びるスパン１２８を画定する。より具体的には、根元１１８は、スパン１２８の０パーセントに位置付けられ、先端シュラウド１１６は、スパン１２８の１００パーセントに位置付けられる。図２に示すように、スパン１２８のゼロパーセントは１３０で示され、スパン１２８の１００パーセントは１３２で示される。さらに、スパン１２６の９０パーセントが１３４で示される。スパン１２８に沿った他の位置も同様に定義することができる。

ここで図３を参照すると、翼形部１１４は、キャンバーライン１３６を画定する。より具体的には、キャンバーライン１３６は、前縁１２４から後縁１２６まで延びている。キャンバーライン１３６はまた、正圧面１２０と負圧面１２２との間に位置し、正圧面１２０および負圧面１２２から等距離に位置している。図示のように、翼形部１１４、より一般的にはロータブレード１００は、キャンバーライン１３６の一方の側に位置する正圧側１３８と、キャンバーライン１３６の他方の側に位置する負圧側１４０とを有する。

図４に示すように、翼形部１１４は、翼形部１１４を通って延びる複数の冷却通路１４２を部分的に画定してもよい。図示されている実施形態では、翼形部１１４は、５つの冷却通路１４２を部分的に画定している。しかしながら、別の実施形態では、翼形部１１４は、より多くのまたはより少ない冷却通路１４２を画定してもよい。冷却通路１４２は、吸気ポート１１２から翼形部１１４を通って先端シュラウド１１６まで半径方向外側に延びている。なお、冷却流体は、冷却通路１４２を通って吸気ポート１１２から先端シュラウド１１６に流れることができる。

上述のように、ロータブレード１００は、先端シュラウド１１６を含む。図２および図５に示すように、先端シュラウド１１６は、翼形部１１４の半径方向外側端部に結合し、ロータブレード１００の半径方向最外部を概ね画定する。なお、先端シュラウド１１６は、ロータブレード１００を越えて流出する燃焼ガス３４（図１）の量を減少させる。先端シュラウド１１６は、本明細書で論じられるように、先端シュラウド１１６の１以上の非ラジアル面を含む側面１４４を含む。先端シュラウド１１６は、半径方向外面１４６、および半径方向内面１４８をさらに含む（図６）。図２に示す実施形態では、先端シュラウド１１６は、半径方向外面１４６から半径方向外側に延びるシールレール１５２を含む。しかしながら、代替の実施形態は、より多くのシールレール１５２（例えば、２つのシールレール１５２、３つのシールレール１５２等）を備えてもよく、またはシールレール１５２をまったく含まなくてもよい。

上述したように、側面１４４は、先端シュラウド１１６の１以上の非ラジアル面を含む。これらの非ラジアル面には、例えば、前縁面１７０、後縁面１７２、正圧面１７４、および／または負圧面１７６が含まれ得る。前縁面１７０は、概して高温ガス経路３２に面し、したがってブレード１００を通って流れる燃焼ガス３４が衝突する。後縁面１７２は、概して、軸方向Ａに沿って前縁面１７０の反対にある。正圧面１７４と負圧面１７６とは、概して、周方向Ｃに沿って互いに対して反対にある。さらに、ある段内のブレード１００の周方向アレイのうち、正圧面１７４は、隣接するブレード１００の負圧面１７６に面してもよく、吸引側の面１７６は、隣接するブレード１００の正圧面１７４に面してもよい。

特に図５から図６を参照すると、先端シュラウド１１６は、その冷却を助けるために、様々な通路、チャンバ、および開口を画定する。図２に示されたシールレール１５２は、明瞭化のために図５では省略されている。図示されているように、先端シュラウド１１６は中央プレナム１５４を画定する。図示されている実施形態では、中央プレナム１５４は、冷却通路１４２に流体的に結合されている。先端シュラウド１１６はまた、本体空洞１５６を画定する。先端シュラウド１１６によって画定される１以上のクロスオーバ開口１５８が、中央プレナム１５４を本体空洞１５６に流体的に結合してもよい。さらに、先端シュラウド１１６は、本体空洞１５６を高温ガス経路３２（図１）に流体的に結合する１以上の出口開口１６０を画定する。先端シュラウド１１６は、通路、チャンバ、および／または開口の任意の適切な構成を画定することができる。中央プレナム１５４、本体空洞１５６、クロスオーバ開口１５８、および出口開口１６０は、総括的にコア１６２と呼ぶ場合がある。

ガスタービンエンジン１０（図１）の運転中、冷却流体は、上述した通路、空洞、および開口を通って流れ、先端シュラウド１１６を冷却する。より具体的には、冷却流体（例えば、圧縮機セクション１４からの抽気）は、吸気ポート１１２（図２）を通ってロータブレード１００に入る。この冷却流体の少なくとも一部は、冷却通路１４２を通って、先端シュラウド１１６の中央プレナム１５４に流れる。その後、冷却流体は、中央プレナム１５４からクロスオーバ開口１５８を通って本体空洞１５６に流れる。冷却流体は、本体空洞１５６を通って流れている間、先端シュラウド１１６の様々な壁を対流冷却する。その後、冷却流体は、出口開口１６０を通って本体空洞１５６から流出し、高温ガス経路３２（図１）に流入する。

図５〜図６を参照すると、図示のように、先端シュラウド１１６は、複数の出口開口１６０を画定してもよい。各出口開口１６０は、本体空洞１５６を高温ガス経路３２に流体的に結合することができ、したがって本体空洞１５６と高温ガス経路３２との間で流体連通することができる。より具体的には、冷却流体は、本体空洞１５６から各出口開口１６０を通って流れ、各出口開口１６０から高温ガス経路３２に排気され得る。各出口開口１６０は、例えば、本体空洞１５６と、先端シュラウド１１６の外面に画定された出口開口１６０の開口部１６１との間に延びることができる。そのような外面は、側面１４４、半径方向外面１４６、または半径方向内面１４８の非ラジアル面であってもよい。したがって、本体空洞１５６内の冷却流体は、本体空洞１５６から各出口開口１６０内に流入し、出口開口１６０から開口部１６１を通って高温ガス経路３２に排気される。

本明細書で論じるように、第１出口開口１６０’と呼ばれる１以上の出口開口１６０は、改善されたターボ機械１０の性能を助ける、特に有利な配置を有することができる。具体的には、このような出口開口１６０’の開口部１６１’を通って排気される冷却流体を、高温ガス経路３２の流れの方向に向けることができる。したがって、このような冷却流体は、付加的な推力を提供することができる。さらに、そのような向きによって、燃焼ガス３４と様々な横方向角度等で相互作用するこのような排気冷却流体に起因する、高温ガス経路３２内の乱れを低減することができる。したがって、空力性能が、より改善される。

図示されているように、そのような１以上の第１出口開口１６０’の各々は、後縁１２６においてキャンバーライン１３６に平行な方向から１５度以内の方向１８２（すなわち、後縁１２６におけるキャンバーライン１３６に対して平行な方向から１５度、および後縁１２６においてキャンバーライン１３６と平行な方向を含み、これらの間にある）で、冷却流体１８０が出口開口１６０’の開口部１６１’を通って排気されるように方向付けられている。さらに、いくつかの実施形態では、そのような１以上の第１出口開口１６０’の各々は、後縁１２６におけるキャンバーライン１３６に対して平行な方向の５度以内等、および後縁１２６においてキャンバーライン１３６と平行な方向等の、後縁１２６においてキャンバーライン１３６に平行な方向の１０度以内の方向１８２で、冷却流体１８０が出口開口１６０’の開口部１６１’を通って排気されるように方向付けられている。そのような方向１８２は、軸方向Ａによって部分的に画定され、図５に示されるような上面視平面内に画定されてもよい。図５に示すよう角度１８４は、キャンバーライン１３６に対する方向１８２のそのような向きを画定することができる。

上述のように、このような開口部１６１’は、先端シュラウド１１６の外面に画定されてもよい。例示的な実施形態では、第１出口開口１６０’のためのそのような外面は、非ラジアル面であってもよい。例えば、例示的な実施形態では、このような非ラジアル面は、後縁面１７２であってもよい。しかしながら、代替的に、このような開口部１６１’は、他の非ラジアル面、例えば半径方向外面１４６または半径方向内面１４８に画定されてもよい。

したがって、例示的な実施形態では、第１出口開口１６０’からその開口部１６１’を介して排気される冷却流体１８０は、燃焼ガス３４が後縁１２６を通って流れる際に、高温ガス経路３２の方向に向けられる。

しかしながら、付加的な冷却流１８０が、第１出口開口１６０’とは異なる他の出口開口１６０の開口部１６１を通して排気されてもよい。例えば、複数の出口開口１６０は、１以上の第２出口開口１６０’’をさらに含み、冷却流体１８０は、その開口部１６１’’を介して排気され得る。上述のように冷却流体１８０の一部のみが第１出口開口１６０’から排気され、第２出口開口１６０’’から排気される、冷却流体１８０の別の部分は、他の目的に利用できる点で有利である。例えば、第２出口開口１６０’’から排気される冷却流体１８０の一部は、先端シュラウド１１６をさらに冷却するために利用することができる。付加的または代替的に、第２出口開口１６０’’から排気される冷却流体１８０の一部は、上述したように、隣接するブレード１００の表面の衝突冷却に利用することができる。

図示されるように、そのような１以上の第２出口開口１６０’’の各々は、後縁１２６においてキャンバーライン１３６に平行な方向から１５度より大きい方向１９２で、冷却流体１８０がその開口部１６１’’を通って排気されるように方向付けられている。さらに、いくつかの実施形態では、１以上の第２出口開口１６０’’が、後縁においてキャンバーライン１３６に平行な方向から５０度より大きい等の、後縁１２６においてキャンバーライン１３６に平行な方向から３０度より大きい方向１９２で、冷却流体１８０がその開口部１６１’’を通って排気されるように方向付けられている。そのような方向１９２は、軸方向Ａによって部分的に画定され、図５に示されるような上面視平面内に画定されてもよい。図５に示すように、角度１８４は、キャンバーライン１３６に対する方向１９２のそのような向きを画定することができる。

上述のように、このような開口部１６１’’は、先端シュラウド１１６の外面に画定されてもよい。例示的な実施形態では、１以上の第２出口開口１６０’’のためのそのような外面は、非ラジアル面であってもよい。例えば、例示的な実施形態では、１以上の第２出口開口１６０’’のためのそのような非ラジアル面は、前縁面１７０であってもよい。付加的に、または代替的に、例示的な実施形態では、１以上の第２出口開口１６０’’のためのそのような非ラジアル面は、正圧面１７４および／または負圧面１７６であってもよい。しかし、付加的に、または代替的に、１以上の第２出口開口１６０’’のためのそのような開口部１６１’’は、他の非ラジアル面に画定されてもよいし、例えば半径方向外面１４６または半径方向内面１４８に画定されてもよい。

本明細書は、本技術を開示するために、また、いかなる当業者も本技術を実施することができるようにするために最良の形態を含む実施例を用いている。本技術の実施には、任意の装置またはシステムの製作および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実行が含まれる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想起される他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、あるいは特許請求の範囲の文言との実質的な相違がない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
ターボ機械（１０）用のロータブレード（１００）であって、
少なくとも１つの冷却通路（１４２）を画定し、前縁（１２４）から後縁（１２６）まで延びるキャンバーライン（１３６）をさらに画定する翼形部（１１４）と、
前記翼形部（１１４）に結合された先端シュラウド（１１６）であって、前記翼形部（１１４）と共に、前記少なくとも１つの冷却通路（１４２）に結合されたコア（１６２）を画定する先端シュラウド（１１６）とを備え、前記コア（１６２）が複数の出口開口（１６０）を備え、前記複数の出口開口（１６０）の各々が、前記先端シュラウド（１１６）の外面に画定された開口部（１６１）を備え、
前記複数の出口開口（１６０）のうちの第１出口開口（１６０’）は、冷却流体（１８０）を、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向と１５度以内の方向（１８２）で、前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）を通って排気するように方向付けられており、前記複数の出口開口（１６０）のうち第２出口開口（１６０’’）は、冷却流体（１８０）を、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向から１５度より大きい方向（１９２）で、前記第２出口開口（１６０’’）の前記開口部（１６１’’）を通って排気するように方向付けられている、ターボ機械（１０）用のロータブレード（１００）。
［実施態様２］
前記第１出口開口（１６０’）が、複数の第１出口開口（１６０’）である、実施態様１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様３］
前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）は、前記先端シュラウド（１１６）の非ラジアル面に画定されている、実施態様１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様４］
前記非ラジアル面が後縁面（１７２）である、実施態様３に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様５］
前記コア（１６２）が本体空洞（１５６）を備え、前記複数の出口開口（１６０）の各々が前記本体空洞（１５６）と流体連通している、実施態様１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様６］
前記第１出口開口（１６０’）が、冷却流体（１８０）を、前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）を通って、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向と５度以内の方向（１８２）に排気するように方向付けられている、実施態様１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様７］
前記第２出口開口（１６０’’）が、複数の第２出口開口（１６０’’）である、実施態様１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様８］
前記第２出口開口（１６０’’）の前記開口部（１６１’’）は、前記先端シュラウド（１１６）の非ラジアル面に画定されている、実施態様１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様９］
前記非ラジアル面が前縁面（１７０）である、実施態様８に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様１０］
前記非ラジアル面が、正圧面（１７４）または負圧面（１７６）のうちの１つである、実施態様８に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様１１］
ターボ機械（１０）用のロータブレード（１００）であって、
少なくとも１つの冷却通路（１４２）を画定し、前縁（１２４）から後縁（１２６）まで延びるキャンバーライン（１３６）をさらに画定する翼形部（１１４）と、
前記翼形部（１１４）に結合され、正圧面（１７４）、負圧面（１７６）、前縁面（１７０）、および後縁面（１７２）を備える先端シュラウド（１１６）であって、前記翼形部（１１４）と共に、前記少なくとも１つの冷却通路（１４２）に結合されたコア（１６２）を画定する先端シュラウド（１１６）とを備え、前記コア（１６２）が複数の出口開口（１６０）を備え、前記複数の出口開口（１６０）の各々が、前記先端シュラウド（１１６）の外面に画定された開口部（１６１）を備え、
前記複数の出口開口（１６０）のうちの第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）が、前記後縁面（１７２）に画定され、前記複数の出口開口（１６０）のうちの前記第２出口開口（１６０’’）の前記開口部（１６１’’）が、前記正圧面（１７４）、前記負圧面（１７６）、または前記前縁面（１７０）のうちの１つに画定され、
前記第１出口開口（１６０’）が、冷却流体（１８０）を、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向と１５度以内の方向で、前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）を通って排気するように方向付けられており、前記第２出口開口（１６０’’）が、冷却流体（１８０）を、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向から１５度より大きい方向で、前記第２出口開口（１６０’’）の前記開口部（１６１’’）を通って排気するように方向付けられている、ターボ機械（１０）用のロータブレード（１００）。
［実施態様１２］
前記第１出口開口（１６０’）が、複数の第１出口開口（１６０’）である、実施態様１１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様１３］
前記コア（１６２）が本体空洞（１５６）を備え、前記複数の出口開口（１６０）の各々が前記本体空洞（１５６）と流体連通している、実施態様１１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様１４］
前記第１出口開口（１６０’）が、冷却流体（１８０）を、前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）を通って、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向と５度以内の方向に排気するように方向付けられている、実施態様１１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様１５］
前記第２出口開口（１６０’’）が、複数の第２出口開口（１６０’’）である、実施態様１１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様１６］
前記正圧面（１７４）、前記負圧面（１７６）、または前記前縁面（１７０）のうちの１つが、前記前縁面（１７０）である、実施態様１１に記載のロータブレード（１００）。
［実施態様１７］
前記正圧面（１７４）、前記負圧面（１７６）または前記前縁面（１７０）のうちの１つが、前記正圧面（１７４）または前記負圧面（１７６）のいずれかである、実施態様１１に記載のロータブレード（１００）。

１０ガスタービンエンジン
１２入口セクション
１４圧縮機セクション
１６燃焼セクション
１８タービンセクション
２０排気セクション
２２シャフト
２４ロータシャフト
２６ロータディスク
２８ロータブレード
３０外側ケーシング
３２高温ガス経路
３４燃焼ガス
３５〜９９不使用
１００ロータブレード
１０２軸方向中心線
１０４ダブテール
１０６シャンク部分
１０８プラットフォーム
１１０プラットフォームの半径方向外面
１１２吸気ポート
１１４翼形部
１１６先端シュラウド
１１８根元
１２０正圧面
１２２負圧面
１２４前縁
１２６後縁
１２８スパン
１３０スパンのゼロパーセント
１３２スパンの１００パーセント
１３４スパンの９０パーセント
１３６キャンバーライン
１３８正圧側
１４０負圧側
１４２冷却通路
１４４先端シュラウドの側面
１４６先端シュラウドの半径方向外面
１４８先端シュラウドの半径方向内面
１５２シールレール
１５４中央プレナム
１５６本体空洞
１５８クロスオーバ開口
１６０出口開口
１６１開口部
１６２コア
１７０前縁面
１７２後縁面
１７４正圧面
１７６負圧面
１８０冷却流体
１８２方向
１８４角度
１９２方向

Claims

ターボ機械（１０）用のロータブレード（１００）であって、
少なくとも１つの冷却通路（１４２）を画定し、前縁（１２４）から後縁（１２６）まで延びるキャンバーライン（１３６）をさらに画定する翼形部（１１４）と、
前記翼形部（１１４）に結合された先端シュラウド（１１６）であって、前記翼形部（１１４）と共に、前記少なくとも１つの冷却通路（１４２）に結合されたコア（１６２）を画定する先端シュラウド（１１６）とを備え、前記コア（１６２）が複数の出口開口（１６０）を備え、前記複数の出口開口（１６０）の各々が、前記先端シュラウド（１１６）の外面に画定された開口部（１６１）を備え、
前記複数の出口開口（１６０）のうちの第１出口開口（１６０’）は、冷却流体（１８０）を、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向と１５度以内の方向（１８２）で、前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）を通って排気するように方向付けられており、前記複数の出口開口（１６０）のうち第２出口開口（１６０’’）は、冷却流体（１８０）を、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向から１５度より大きい方向（１９２）で、前記第２出口開口（１６０’’）の前記開口部（１６１’’）を通って排気するように方向付けられている、ターボ機械（１０）用のロータブレード（１００）。
前記第１出口開口（１６０’）が、複数の第１出口開口（１６０’）である、請求項１に記載のロータブレード（１００）。
前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）は、前記先端シュラウド（１１６）の非ラジアル面に画定されている、請求項１または２に記載のロータブレード（１００）。
前記非ラジアル面が後縁面（１７２）である、請求項３に記載のロータブレード（１００）。
前記コア（１６２）が本体空洞（１５６）を備え、前記複数の出口開口（１６０）の各々が前記本体空洞（１５６）と流体連通している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。
前記第１出口開口（１６０’）が、冷却流体（１８０）を、前記第１出口開口（１６０’）の前記開口部（１６１’）を通って、前記後縁（１２６）の前記キャンバーライン（１３６）と平行な方向と５度以内の方向（１８２）に排気するように方向付けられている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。
前記第２出口開口（１６０’’）が、複数の第２出口開口（１６０’’）である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。
前記第２出口開口（１６０’’）の前記開口部（１６１’’）は、前記先端シュラウド（１１６）の非ラジアル面に画定されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のロータブレード（１００）。
前記非ラジアル面が前縁面（１７０）である、請求項８に記載のロータブレード（１００）。
前記非ラジアル面が、正圧面（１７４）または負圧面（１７６）のうちの１つである、請求項８に記載のロータブレード（１００）。