JP7118598B2 - エーロフォイル前縁の後方のフレア状中央キャビティ - Google Patents
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Description
図5および6は2つの例示的な内部壁構造を示し、これらは、従来の配置を有するロータブレードエーロフォイル25に見られるようなものである。図示のように、エーロフォイル25の外側表面は、比較的薄い圧力側(PS)外壁26と負圧側(SS)外壁27とによって画定することができ、これらは、半径方向に延在して交差する複数のリブ60を介して接続することができる。リブ60は、エーロフォイル25に構造的支持を与えるように構成され、一方では、半径方向に延在して実質的に分離された複数の通路40も画定している。典型的には、リブ60は、エーロフォイル25の半径方向のかなり高さにわたって通路40を仕切るように半径方向に延在するが、流路は、冷却回路を画定するようにエーロフォイルの周囲に沿って接続することができる。すなわち、通路40は、エーロフォイル25の外周側または内周側の縁において流体連通することができ、ならびに、それらの間に位置決めされることがあるインピンジメント開口(図示せず)を介して流体連通することができる。このようにして、通路40のうちのいくつかは一緒に、曲がりくねった、または蛇行した冷却回路を形成することができる。さらに、フィルム冷却口(図示せず)を設けることができ、冷却剤は、このフィルム冷却口が与える出口を通って通路40からエーロフォイル25の外側表面上に放出される。
[実施態様1]
凹状の圧力側外壁(26)と凸状の負圧側外壁(27)とによって画定されたエーロフォイル(25)を備えるブレードであって、前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とが、前縁(28)および後縁(29)に沿って接続し、冷却剤の流れを受け入れるためにそれらの間に半径方向に延在するチャンバを形成し、
前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とを接続し、前記半径方向に延在するチャンバを前記エーロフォイル(25)の前記前縁(28)内の前縁通路(42)と、前記前縁通路(42)に隣接する中央通路(46)とに仕切る前縁横リブ(70)と、
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの選択された一方に接続するキャンバラインリブ(62)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの前記選択された一方の方へ拡がる、キャンバラインリブ(62)と
を含むリブ構成をさらに備えるブレード。
[実施態様2]
前記キャンバラインリブ(62)が、
前記圧力側外壁(26)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続された圧力側キャンバラインリブ(63)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる、圧力側キャンバラインリブ(63)と、
前記負圧側外壁(27)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続された負圧側キャンバラインリブ(64)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がる、負圧側キャンバラインリブ(64)と
を含む、実施態様1に記載のブレード。
[実施態様3]
前記中央通路(46)が、前記負圧側外壁(27)および前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる位置において、幅tfが、前記中央通路(46)の最も外側の広がりの間で定められ、幅taが、前記負圧側外壁(27)の外側表面と前記圧力側外壁(26)の外側表面との間で定められ、
前記幅taに対する前記幅tfの比が40%から70%の範囲である、実施態様2に記載のブレード。
[実施態様4]
前記圧力側外壁(26)と前記圧力側キャンバラインリブ(63)とが、それらの間に圧力側流路(48)を画定し、前記負圧側外壁(27)と前記負圧側キャンバラインリブ(64)とが、それらの間に負圧側流路(50)を画定する、実施態様2に記載のブレード。
[実施態様5]
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続された圧力側キャンバラインリブ(63)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる、圧力側キャンバラインリブ(63)を前記キャンバラインリブ(62)が含む、実施態様1に記載のブレード。
[実施態様6]
前記中央通路(46)が、前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる位置において、幅tfが、前記中央通路(46)の最も外側の間で定められ、幅taが、前記負圧側外壁(27)の外側表面と前記圧力側外壁(26)の外側表面との間で定められ、
前記幅taに対する前記幅tfの比が40%から70%の範囲である、実施態様5に記載のブレード。
[実施態様7]
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続された負圧側キャンバラインリブ(64)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がる、負圧側キャンバラインリブ(64)を前記キャンバラインリブ(62)が含む、実施態様1に記載のブレード。
[実施態様8]
前記中央通路(46)が、前記負圧側外壁(27)の方へ拡がる位置において、幅tfが、前記中央通路(46)の最も外側の間で定められ、幅taが、前記負圧側外壁(27)の外側表面と前記圧力側外壁(26)の外側表面との間で定められ、
前記幅taに対する前記幅tfの比が40%から70%の範囲である、実施態様7に記載のブレード。
[実施態様9]
前記前縁横リブ(70)が、前記前縁通路(42)と前記中央通路(46)との間の交差通路(44)を含む、実施態様1に記載のブレード。
[実施態様10]
前記キャンバラインリブ(62)が波形プロファイルを有する、実施態様1に記載のブレード。
[実施態様11]
前記ブレードが、タービンロータブレード(16)またはタービンステータブレード(17)のうちの1つを含む、実施態様1に記載のブレード。
[実施態様12]
凹状の圧力側外壁(26)と凸状の負圧側外壁(27)とによって画定されたエーロフォイル(25)を備えるタービンロータブレード(16)であって、前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とが、前縁(28)および後縁(29)に沿って接続し、冷却剤の流れを受け入れるためにそれらの間に半径方向に延在するチャンバを形成し、
前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とを接続し、前記半径方向に延在するチャンバを前記エーロフォイル(25)の前記前縁(28)内の前縁通路(42)と、前記前縁通路(42)に隣接する中央通路(46)とに仕切る前縁横リブ(70)と、
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの選択された一方に接続するキャンバラインリブ(62)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの前記選択された一方の方へ拡がる、キャンバラインリブ(62)と
を含むリブ構成をさらに備えるタービンロータブレード(16)。
[実施態様13]
前記キャンバラインリブ(62)が、
前記圧力側外壁(26)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続された圧力側キャンバラインリブ(63)であって、それ
によって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる、圧力側キャンバラインリブ(63)と、
前記負圧側外壁(27)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続された負圧側キャンバラインリブ(64)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がる、負圧側キャンバラインリブ(64)と
を含む、実施態様12に記載のタービンロータブレード(16)。
[実施態様14]
前記中央通路(46)が、前記負圧側外壁(27)および前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる位置において、幅tfが、前記中央通路(46)の最も外側の間で定められ、幅taが、前記負圧側外壁(27)の外側表面と前記圧力側外壁(26)の外側表面との間で定められ、
前記幅taに対する前記幅tfの比が40%から70%の範囲である、実施態様13に記載のタービンロータブレード(16)。
[実施態様15]
前記圧力側外壁(26)と前記圧力側キャンバラインリブ(63)とが、それらの間に圧力側流路(48)を画定し、前記負圧側外壁(27)と前記負圧側キャンバラインリブ(64)とが、それらの間に負圧側流路(50)を画定する、実施態様13に記載のタービンロータブレード(16)。
[実施態様16]
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続された圧力側キャンバラインリブ(63)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる、圧力側キャンバラインリブ(63)を前記キャンバラインリブ(62)が含む、実施態様12に記載のタービンロータブレード(16)。
[実施態様17]
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続された負圧側キャンバラインリブ(64)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がる、負圧側キャンバラインリブ(64)を前記キャンバラインリブ(62)が含む、実施態様12に記載のタービンロータブレード(16)。
[実施態様18]
前記前縁横リブ(70)が、前記前縁通路(42)と前記中央通路(46)との間の交差通路(44)を含む、実施態様12に記載のタービンロータブレード(16)。
[実施態様19]
前記キャンバラインリブ(62)が波形プロファイルを有する、実施態様12に記載のタービンロータブレード(16)。
11 軸流圧縮機
12 燃焼器
13 タービン
14 圧縮機ロータブレード
15 圧縮機ステータブレード
16 タービンロータブレード
17 タービンステータブレード
21 翼根
24 プラットフォーム
25 エーロフォイル
26 圧力側外壁
27 負圧側外壁
28 前縁
29 後縁
31 外周側先端
40 通路
42 前縁通路
44 交差通路
46 後方の中央通路
48 隣接する通路、圧力側流路
50 隣接する通路、負圧側流路
60 リブ
62 キャンバラインリブ
63 圧力側キャンバラインリブ
64 負圧側キャンバラインリブ
66 横リブ
67 圧力側横リブ
68 負圧側横リブ
69 中央横リブ
70 前縁横リブ
80 接続点
90 フレア域
92 点
Claims (8)
- 凹状の圧力側外壁(26)と凸状の負圧側外壁(27)とによって画定されたエーロフォイル(25)を備えるブレードであって、前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とが、前縁(28)および後縁(29)に沿って接続し、冷却剤の流れを受け入れるためにそれらの間に半径方向に延在するチャンバを形成し、
前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とを接続し、前記半径方向に延在するチャンバを前記エーロフォイル(25)の前記前縁(28)内の前縁通路(42)と、前記前縁通路(42)に隣接する中央通路(46)とに仕切る前縁横リブ(70)と、
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの選択された一方に接続するキャンバラインリブ(62)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの前記選択された一方の方へ拡がる、キャンバラインリブ(62)と
を含むリブ構成を備え、
前記キャンバラインリブ(62)が、
前記圧力側外壁(26)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続された圧力側キャンバラインリブ(63)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がり、前記エーロフォイル(25)の半径方向の高さの少なくとも大部分に沿って前記圧力側外壁(26)と接続するように半径方向に延び、その先端が前記圧力側外壁(26)に直接接続される、圧力側キャンバラインリブ(63)と、
前記負圧側外壁(27)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続された負圧側キャンバラインリブ(64)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がり、前記エーロフォイル(25)の半径方向の高さの少なくとも大部分に沿って前記負圧側外壁(27)と接続するように半径方向に延び、その先端が前記負圧側外壁(27)に直接接続される、負圧側キャンバラインリブ(64)と
を含み、
前記中央通路(46)が、前記負圧側外壁(27)および前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる位置において、幅tfが、前記中央通路(46)の最も外側の広がりの間で定められ、幅taが、前記負圧側外壁(27)の外側表面と前記圧力側外壁(26)の外側表面との間で定められ、
前記幅taに対する前記幅tfの比が40%から70%の範囲である、ブレード。 - 凹状の圧力側外壁(26)と凸状の負圧側外壁(27)とによって画定されたエーロフォイル(25)を備えるブレードであって、前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とが、前縁(28)および後縁(29)に沿って接続し、冷却剤の流れを受け入れるためにそれらの間に半径方向に延在するチャンバを形成し、
前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とを接続し、前記半径方向に延在するチャンバを前記エーロフォイル(25)の前記前縁(28)内の前縁通路(42)と、前記前縁通路(42)に隣接する中央通路(46)とに仕切る前縁横リブ(70)と、
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続するキャンバラインリブ(62)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる、キャンバラインリブ(62)と
を含むリブ構成を備え、
前記キャンバラインリブ(62)が、
前記圧力側外壁(26)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続された圧力側キャンバラインリブ(63)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がり、波形プロファイルを有する、圧力側キャンバラインリブ(63)を含み、
前記後方の点(92)の前方に前記中央通路(46)内に前記圧力側外壁(26)に向かって広がる第1のフレア域(90)が形成され、
前記後方の点(92)において前記第1のフレア域(90)が前記圧力側キャンバラインリブ(63)の曲面により画定される、ブレード。 - 凹状の圧力側外壁(26)と凸状の負圧側外壁(27)とによって画定されたエーロフォイル(25)を備えるブレードであって、前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とが、前縁(28)および後縁(29)に沿って接続し、冷却剤の流れを受け入れるためにそれらの間に半径方向に延在するチャンバを形成し、
前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とを接続し、前記半径方向に延在するチャンバを前記エーロフォイル(25)の前記前縁(28)内の前縁通路(42)と、前記前縁通路(42)に隣接する中央通路(46)とに仕切る前縁横リブ(70)と、
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続するキャンバラインリブ(62)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がる、キャンバラインリブ(62)と
を含むリブ構成を備え、
前記キャンバラインリブ(62)が、
前記負圧側外壁(27)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続された負圧側キャンバラインリブ(64)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がり、波形プロファイルを有する、負圧側キャンバラインリブ(64)を含み、
前記後方の点(92)の前方に前記中央通路(46)内に前記負圧側外壁(27)に向かって広がる第2のフレア域(90)が形成され、
前記後方の点(92)において前記第2のフレア域(90)が前記負圧側キャンバラインリブ(64)の曲面により画定される、ブレード。 - 圧力側における前記後方の点(92)の前方に前記中央通路(46)内に前記圧力側外壁(26)に向かって広がり、丸い内部を含む第1のフレア域(90)が形成され、
負圧側における前記後方の点(92)の前方に前記中央通路(46)内に前記負圧側外壁(27)に向かって広がり、丸い内部を含む第2のフレア域(90)が形成され、
前記キャンバラインリブ(62)が波形プロファイルを有し、
前記ブレードが、タービンロータブレード(16)またはタービンステータブレード(17)のうちの1つを含む、請求項1乃至3のいずれかに記載のブレード。 - 凹状の圧力側外壁(26)と凸状の負圧側外壁(27)とによって画定されたエーロフォイル(25)を備えるタービンロータブレード(16)であって、前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とが、前縁(28)および後縁(29)に沿って接続し、冷却剤の流れを受け入れるためにそれらの間に半径方向に延在するチャンバを形成し、
前記圧力側外壁(26)と前記負圧側外壁(27)とを接続し、前記半径方向に延在するチャンバを前記エーロフォイル(25)の前記前縁(28)内の前縁通路(42)と、前記前縁通路(42)に隣接する中央通路(46)とに仕切る前縁横リブ(70)と、
前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの選択された一方に接続するキャンバラインリブ(62)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)または前記負圧側外壁(27)のうちの前記選択された一方の方へ拡がる、キャンバラインリブ(62)と
を含むリブ構成を備え、
前記キャンバラインリブ(62)が、
前記圧力側外壁(26)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記圧力側外壁(26)に接続された圧力側キャンバラインリブ(63)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記圧力側外壁(26)の方へ拡がり、前記エーロフォイル(25)の半径方向の高さの少なくとも大部分に沿って前記圧力側外壁(26)と接続するように半径方向に延び、その先端が前記圧力側外壁(26)に直接接続される、圧力側キャンバラインリブ(63)と、
前記負圧側外壁(27)の近くにあり、前記前縁横リブ(70)の後方の点(92)で前記負圧側外壁(27)に接続された負圧側キャンバラインリブ(64)であって、それによって、前記中央通路(46)が前記負圧側外壁(27)の方へ拡がり、前記エーロフォイル(25)の半径方向の高さの少なくとも大部分に沿って前記負圧側外壁(27)と接続するように半径方向に延び、その先端が前記負圧側外壁(27)に直接接続される、負圧側キャンバラインリブ(64)と
を含み、
前記中央通路(46)が、前記負圧側外壁(27)および前記圧力側外壁(26)の方へ拡がる位置において、幅tfが、前記中央通路(46)の最も外側の広がりの間で定められ、幅taが、前記負圧側外壁(27)の外側表面と前記圧力側外壁(26)の外側表面との間で定められ、
前記幅taに対する前記幅tfの比が40%から70%の範囲である、タービンロータブレード(16)。 - 前記圧力側外壁(26)と前記圧力側キャンバラインリブ(63)とが、それらの間に圧力側流路(48)を画定し、前記負圧側外壁(27)と前記負圧側キャンバラインリブ(64)とが、それらの間に負圧側流路(50)を画定する、請求項5に記載のタービンロータブレード(16)。
- 前記前縁横リブ(70)が、前記前縁通路(42)と前記中央通路(46)との間の交差通路(44)を含む、請求項5または6に記載のタービンロータブレード(16)。
- 圧力側における前記後方の点(92)の前方に前記中央通路(46)内に前記圧力側外壁(26)に向かって広がり、丸い内部を含む第1のフレア域(90)が形成され、
負圧側における前記後方の点(92)の前方に前記中央通路(46)内に前記負圧側外壁(27)に向かって広がり、丸い内部を含む第2のフレア域(90)が形成され、
前記キャンバラインリブ(62)が波形プロファイルを有する、請求項5乃至7のいずれかに記載のタービンロータブレード(16)。
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