JP2004286014A - 鋳造ノズルの組み立て式修理 - Google Patents

Abstract

【課題】 外側及び内側バンド間に配置された少なくとも１つの羽根を有するタービンノズルセグメントを修理する方法が提供される。
【解決手段】 この方法は、内側バンドをノズルセグメントから分離しと、該内側バンドを外側バンドと少なくとも１つ羽根とを有する新規に製造された交換鋳造品に接合する。交換鋳造品は、取付けプラットホームと該取付けプラットホーム上に形成されたボスとを含む。カラーが、内側バンドに接合され、その中にスロットが形成される。次ぎに、ボスは、スロット内に挿入され、また取付けプラットホームは、内側バンド内に形成された凹部内に受入れられる。接合する際に、ボスをカラーに接合し、また取付けプラットホームを内側バンドに接合する。カラーの厚さは、軸方向にテーパが付けられ、また逃がしが、カラー内に形成されて、隣接する構成部品との間に組み立て間隙を形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、一般的にガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンで用いられるタービンノズルセグメントの修理に関する。

ガスタービンエンジンは、加圧された空気を燃焼器に供給する圧縮機を含み、燃焼器内で空気が燃料と混合され点火されて、高温の燃焼ガスを発生する。これらのガスは、タービンセクションに向けて下流に流れ、該タービンセクションは高温燃焼ガスからエネルギーを取り出して、圧縮機に動力を供給しまた飛行中の航空機に動力を供給するような有用な仕事を行う。航空機エンジンは、一般的にタービンセクション内部のガス流及び圧力に適切に影響を与えることによってエンジン性能を向上させる固定タービンノズルを含む。多段タービンセクションにおいては、タービンノズルは、各タービン段の入口に配置されて、燃焼ガスを該ノズルの下流に設置されたタービンロータ内に導く。タービンノズルは、一般的にその円周の周りでセグメント化され、各ノズルセグメントは、該ノズルを通って流れる高温燃焼ガスのための半径方向流路境界を形成する内側及び外側バンド間に配置された１つ又はそれ以上の羽根を有する。これらのノズルセグメントは、エンジンケーシングに取付けられて、羽根が半径方向に延びた状態の環状配列を隣接するタービン段のロータブレード間に形成する。

ノズルセグメントを製造するための様々な方法が、今まで提案されてきた。１つの一般的な方法では、ノズルセグメントは、その各々が個別に鋳造された、内側バンドと、外側バンドと、１つ又はそれ以上の羽根とを含む多部品組立体である。内側バンド及び外側バンドの両方には、スロットが設けられ、該スロット内に羽根の端部が所定の位置にろう付けされたノズルセグメント組立体を形成する。別の一般的な方法は、ノズルセグメントを一体鋳造することである。すなわち、羽根、内側バンド及び外側バンドは、全て一体の単一部品鋳造品としてまとめて形成される。

両方の方法には、長所と短所がある。例えば、多部品の方法について１つの欠点は、普通はノズルセグメントが外側バンドにおいてのみエンジンケーシングに取付けられ、羽根及び内側バンドは、高温ガス流内に片持ち支持されるという事実から生じる。そ結果、ノズルセグメント内の最大機械的応力は、羽根と外側バンドの接合面で生じ、該接合面は、多部品組立体においては、その強度が一体鋳造された接合面の強度よりも一般的に劣るろう付け接合部である。多部品ノズルセグメントはまた、製造費用がより高くつく可能性もある。従って、多くのノズルセグメントは、一体鋳造される。作動中、ノズルセグメントは、高温の腐食性ガス流に曝され、このことによりこれらの構成部品の有効耐用年数が制限される。従って、ノズルセグメントは、一般的に高温コバルト又はニッケル基超合金から製作され、かつ多くの場合、耐食性及び／又は耐熱性材料で被覆される。更に、ノズルセグメントは、通常、有効耐用年数を延ばすために圧縮機から抽出された冷却空気で内部を冷却される。そのような努力にも拘わらず、ノズルセグメントの一部分、特に羽根は、亀裂が入り、腐食され、またその他の損傷を受ける場合があり、ノズルセグメントは、安全かつ効率的なエンジン運転を維持するために修理されるか又は交換されなければならなくなる。ノズルセグメントは、設計が複雑であり、比較的高価な材料で作られており、また製造するのに費用が掛かるので、一般的に、可能な場合はいつでも修理するのがより望ましい。

現在の修理方法は、翼形部表面の亀裂修理及び寸法回復のような技術を含む。しかしながら、このような現在の修理は、局部的歪み及び最小下限壁厚さにより制限され、繰り返しの修理及び化学的ストリッピング（剥ぎ取り）処理の結果、この最小下限壁厚さを超えることになる。従って、ノズルセグメントは、公知の修理方法では修理できないほどに損傷される可能性がある。一体鋳造されたノズルセグメントにおける熱応力及び機械的応力により、内側バンドが修理可能であるが他のノズルセグメント構造体は修理不能であるようなことがよく起こる。

従って、このような状況においてノズルセグメント全体を廃棄することを避けるためには、ノズルセグメントの修理可能な部分を回収するための方法があることが望ましいと思われる。

上述の必要性は、外側及び内側バンド間に配置された少なくとも１つの羽根を有するタービンノズルセグメントを修理する方法を提供する本発明により満たされる。本発明の方法は、内側バンドをノズルセグメントから分離する段階と、内側バンドを外側バンドと少なくとも１つの羽根とを有する新規に製造された交換鋳造品に接合する段階とを含む。交換鋳造品は、羽根の１端に形成された取付けプラットホームと該取付けプラットホーム上に形成されたボスとを含む。カラーが、内側バンドに接合され、その中にスロットが形成される。次ぎに、ボスは、スロット内に挿入され、また取付けプラットホームは、内側バンド内に形成された凹部内に受入れられる。接合する段階は、ボスをカラーに接合し、また取付けプラットホームを内側バンドに接合することにより完了する。カラーの厚さは、軸方向にテーパが付けられ、また逃がしが、カラー内に形成されて、隣接する構成部品との間に組み立て間隙を形成する。

本発明及び従来技術に優るその利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を読むことにより明らかになるであろう。

本発明と見なされる主題は、本明細書と同時に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘されかつ明確に請求されている。しかしながら、本発明は、添付の図面の図と関連してなされる以下の説明を参照することにより最も良く理解することができる。

図面においては様々な図を通して同一の参照符号は同じ要素を表しているが、その図面を参照すると、図１は、第１及び第２のノズル羽根１２を有するタービンノズルセグメント１０を示す。羽根１２は、円弧形の外側バンド１４と円弧形の内側バンド１６との間に配置される。羽根１２は、燃焼ガスをその下流に設置されたタービンロータ（図示せず）に最適に導くように構成された翼形部を形成する。外側及び内側バンド１４及び１６は、ノズルセグメント１０を通過するガス流のそれぞれ外側及び内側の半径方向の境界を形成する。羽根１２は、該羽根に形成された複数の従来型の冷却孔１８及び後縁スロット２０を備えることができる。最も一般的には、冷却孔は、第１段ノズルセグメントにおいて用いられ、後段のノズルセグメントは、通常このような冷却孔を用いない。ノズルセグメント１０は、コバルト又はニッケル基超合金のような高品質の超合金で作られるのが好ましく、また耐食性材料及び／又は断熱皮膜で被覆することができる。ガスタービンエンジンは、環状の構成で円周方向に配列された複数のこのようなセグメント１０を含むことになる。本発明の修理方法は、２枚羽根ノズルセグメントに関してここでは説明するが、本発明は、任意の数の羽根を有するノズルセグメントに同様に適用可能であることを理解されたい。

エンジン運転時、ノズルセグメント１０は、局部的なガス流による過熱又は該ノズルセグメントに衝突する異物により生じる可能性があるような損傷を受ける場合がある。上述のように、ノズルセグメント１０の１部分が、公知の修理方法によっては修理できないほどに損傷される場合がある。本発明は、内側バンドは修理可能であるが、他のノズルセグメント構造体は修理不能であるようなノズルセグメントを修理する方法を目的としている。実例として、羽根１２は、修理不能であるような過度の損傷を受けているものとして図１に示され、一方、内側バンド１６は比較的軽微な損傷を受けていて修理可能である。本発明は、一体鋳造されたノズルセグメントに適用するのが最適であるが、他のタイプのノズルセグメントにも同様に用いることができる。

この修理方法は、主要な段階として、内側バンド１６をノズルセグメント１０から分離する段階と、次にその内側バンド１６を、該内側バンド１６が除去された構造体と置き換える特別に設計され新規に製造された鋳造品に接合する段階とを含む。図２に示すように、回収可能な内側バンド１６は、低温側２２（高温流路の反対側に面する側）と高温側２４（高温ガス流路に面する側）とを有し、かつフランジ２６及びダンプ孔２８のような従来型の構造を含む。フランジ２６は、内側バンド１６に構造的支持を与え、同時にノズルセグメント１０がエンジンに取付けられると、シーリング機能をもたらす。ダンプ孔２８は、ノズルセグメントが非損傷状態にある時、それによって冷却空気が羽根１２の内部冷却通路から流出する手段である。図３は、以後は交換鋳造品３０と呼ぶ新規に製造された鋳造品の１つを示す。交換鋳造品３０は、後で一層詳細に説明するが、外側バンド３２と、２つの羽根３４とを有する一体鋳造部品である。

より具体的には、この修理方法の最初の段階は、整備のために現場から戻されたエンジン運転したノズルセグメントを点検して、修理可能な内側バンド１６を有するが、他のノズルセグメント構造体は修理不能であるようなセグメント１０を識別することである。適当なノズルセグメント１０が特定されると、該ノズルセグメントは、存在する可能性のあるあらゆる皮膜材料（耐食性又は耐熱性皮膜のような）を剥ぎ取られなければならない。皮膜材料は、グリットブラスト、化学薬品浴等のような任意の適当な技術又はそのような技術の組み合わせを用いて剥ぎ取ることができる。次の段階は、合金ろう付け、合金肉盛り、溶接等のような公知の修理技術を用いて、内側バンド１６内の亀裂を修理し、フランジ２６の寸法回復を行うことである。これらの従来の修理は、内側バンド１６の状態次第で必要に応じて行われることになる。元から使用されていたいかなる耐食性又は耐熱性皮膜も、この時点では再施行されない。

次に、内側バンド１６には、交換鋳造品３０に接合するための準備が施される。内側バンドの準備における第１の段階は、図２に示すように円弧形状のポケット３６を内側バンド低温側２２内に機械加工することである。ポケット３６は、ダンプ孔２８の周りに形成され、比較的浅い。ノズルセグメント１０のダンプ孔２８又は他の基準位置決め特徴形状部を使用して、ポケット３６を機械加工するのに用いられる工具を位置決めることができる。

次の段階は、図４に示すように、カラー３８をポケット３６に仮付け溶接することである。カラー３８は、特定の寸法でかつポケット３６と界接する表面を有するブロックである。従って、ポケット３６は、カラー３８を内側バンド１６の輪郭付された低温側２２上に嵌めるのを容易にするために設けられる。カラー３８は、内側バンド１６と同じ又は類似の材料、或いは少なくとも内側バンド１６及び交換鋳造品３０に接合するのに適合性のある材料で作られるのが好ましい。ノズルセグメント１０の残部を除去する前にカラー３８を内側バンド１６に接合することは、上述の機械加工及び接合作業を行う間に、内側バンド１６に支持を与え、仮付け溶接処理の間の歪みや変形を防止し、かつ内側バンド１６を保持するための工具要件を単純化する。

カラー３８は、図６に一層詳細に示されている。カラー３８は、内側バンド１６の湾曲に適合するように形状がほぼ円弧形であり、かつ内側バンド１６の低温側２２と組み合わさる半径方向外側表面３９と半径方向内側表面４５とを有する。交換鋳造品３０の各羽根３４に対して１つずつの受入れスロット４２が、カラー３８内に形成されている。受入れスロット４２は、後で詳細に説明する交換鋳造品３０の羽根３４の半径方向内端部を受入れかつ整合させるのに役立つ。図示した実例では、２つの受入れスロット４２が示されている。受入れスロット４２は、初めはそれらの最終寸法よりも小さくなるように形成され、その後、後述するように機械加工される。カラー３８は、Ｔで表される半径方向に測定した厚さを有する。厚さＴは、交換鋳造品３０を内側バンド１６にろう付けするための適当な表面積を形成するように選定される。本発明では、カラー３８は、軸方向（長手方向）にテーパが付けられている。つまり、カラー３８の厚さＴは、軸方向前端部４１では軸方向後端部４３とは異なる。図示した特定の実例では、厚さＴは、軸方向前端部４１で最大であり、軸方向後端部４３に向かって減少する。このテーパは、修理したノズルセグメントを取付けるときに、他の特徴形状部と組み合わさって、内側バンド１６とエンジンの隣接する構成部品（図示せず）との間に適当な間隙を保持しながら、カラー３８を用いて交換鋳造品３０を内側バンド１６に接合することを助けるのを可能にする。

次の段階は、内側バンド１６をノズルセグメント１０の残部から分離することである。この分離することは、内側バンド１６の近くにおいて両方の羽根１２を荒切断することにより達成される。この切断は、切断砥石車のような任意の従来型の手段又は放電加工のような非従来型の手段により行うことができる。分離した後に、回収不能な構造体は廃棄される。

ここで図５を参照すると、内側バンド１６は、２つの機械加工作業を受ける。最初の作業では、２つの凹部４０が、内側バンド１６の高温側２４に形成される。凹部４０の周囲は、羽根３４の翼形部輪郭に近似している。翼形部形状の凹部４０を形成する１つの好ましい方法は、放電加工装置（ＥＤＭ）を各凹部４０に押し込むことである。これは、翼形部形状を有するＥＤＭ電極を用いて行われる。電極は、流路壁を除去するが支持フランジ２６中に入り込まない深さにだけ押し込まれる。しかしながら、凹部４０は、図５に見られるように、幾つかの位置で内側バンド１６のかなりの部分を破過することになる。カラー３８は、該カラーが内側バンド構造体の上に張り出して凹部４０の開口部分を通り付けることができないように該凹部４０よりも幅広になっている。

ノズルセグメント１０のダンプ孔２８又は他の基準位置決め特徴形状部をここでも使用して、ＥＤＭの押し込み作業においてＥＤＭ電極を位置決めることができる。２つの凹部４０に対するＥＤＭの押し込みは、２つの非平行軸線に沿うか又は平行軸な軸線に沿って行われることができる。タービンノズルは環状配列で配置されたノズルセグメントを含むために、羽根の全てがエンジンの中心軸線に集束する半径方向軸線を形成しており、平行な軸線にはなっていない。交換鋳造品３０のそれぞれの羽根３４の半径方向軸線に対応する押し込み軸に沿って凹部４０を機械加工することにより、各凹部は、それぞれの羽根３４を該凹部内に適切に嵌めることができるように配向される。しかしながら、カラー３８内の凹部４０及び受入れスロット４２が、後で説明する複合機械加工作業で機械加工される場合には、２つの凹部４０に対するＥＤＭの押し込みは、平行な軸線で行うことも可能である。

第２の機械加工作業では、カラー３８内の受入れスロット４２は、それらの最終寸法に機械加工される。受入れスロット４２は、カラー３８を貫通して半径方向に延びており、機械加工作業の間に除去されたダンプ孔２８の位置とほぼ整合している。受入れスロット４２はまた、プランジ型ＥＤＭによりそれらの最終寸法に形成されることができる。この場合には、両方の受入れスロット４２は、平行な軸線で形成される。このことは、適切な形状の複式電極を用いる単一の作業で達成することができる。受入れスロット４２は、交換鋳造品３０の取付けを可能にするような平行になっており、このことについては後で一層詳細に説明する。この第２の機械加工作業は、工具ホールダに取付けられた、凹部４０及び受入れスロット４２の組み合わされた輪郭をした工具又は工具の組み合わせを用いることにより、上述の第１の機械加工作業と組み合せることができる。機械加工段階がこの方法で組み合わされている場合には、翼形部凹部４０及び受入れスロット４２は、平行な軸線で機械加工される。

交換鋳造品３０は更に、内側バンド１６に接合されるのに先立って、幾つかの機械加工を行われる。再び図３を参照すると、交換鋳造品３０は、外側バンド３２と２つの羽根３４とを有する一体鋳造部品であることが分かる。外側バンド３２及び羽根３４は、同一の内部冷却通路を含めて、完成したノズルセグメント１０上のものと同じである。しかしながら、内側バンドの代わりに、交換鋳造品３０は、各羽根３４の半径方向内端部に一体形成された取付けプラットホーム４４を有する。フィレットが、各取付けプラットホーム４４と羽根３４との交差部分に形成されて応力を減少させる。各取付けプラットホーム４４は、その底面上に一体形成された隆起ボス４６を有する。ダンプ孔４８が、各ボス４６内に形成される。

当該技術では公知であるように、ノズルセグメント１０のような完全な一体鋳造ノズルセグメントは、３つの主要基準点を有し、そのうちの１つが内側バンド上に形成される。これらの主要基準点は、品質管理目的でノズルセグメントを点検するために用いられる。従って、交換鋳造品３０は、小さな平坦面すなわち基準表面５０がその前面において各取付けプラットホーム４４の端縁に形成された状態で鋳造される。この小さな平坦面５０の１つが、交換鋳造品３０が点検されて品質保証されることを可能にする第３の主要基準点として機能する。

取付けプラットホーム４４は、翼形部凹部４０とほぼ同じ形状を有するが、意図的にオーバーサイズにしてある。従って、交換鋳造品３０には、余分に付いた材料を除去するためにＥＤＭ又はフライス削りのような前処理機械加工が行われる。機械加工される表面は、取付けプラットホーム４４の端縁及び底面とボス４６の周囲とである。図７に示すように、プラットホーム４４は、翼形部凹部４０に嵌まる寸法にされ、またボス４６は、受入れスロット４２に嵌まる寸法にされる。また、プラットホーム４４の端縁を機械加工することにより、交換鋳造品３０が品質保証された後はもはや必要でなくなった小さな平坦面５０が除去される。これらの表面の全ては、両方の羽根３４に対して平行な軸線で機械加工される。従って、ボス４６は、これらもまた同一の平行軸で機械加工された受入れスロット４２内に取付けられるような方向に配向される。ボス４６がそれぞれの羽根３４の半径方向軸線で機械加工された場合には、ボス４６に高さがあるとすると収束する表面が拘束されることになるので、該ボス４６は、スロット４２内に取付けられることができない。取付けプラットホーム４４は、ボス４６よりも著しく小さい深さを有しており、翼形部凹部４０内に受入れられる。

更に、ダンプ孔ポケット５２が、ダンプ孔４８の下部に形成される。ポケット５２は、ダンプ孔４８に似た形状を有してはいるが、より大きい横方向寸法を有し、ボス４６とプラットホーム４４との組み合わさった厚さを貫通して部分的にのみ延びているのに対して、ダンプ孔４８は、中空の羽根３４の内部にまで完全に貫通して延びている。ポケット５２は、ダンプ孔４８を介してそれぞれの羽根３４を流出する冷却空気の流量及び速度を維持することになる断面積及び深さに形成される。つまり、ダンプ孔ポケット５２は、冷却空気の流量及び速度が元のノズルセグメント１０（交換鋳造品３０のボス４６がない）におけるのと同じ流量及び速度になるような寸法にされる。ポケット５２は、それぞれの羽根３４の半径方向軸線に沿ってプランジ型ＥＤＭにより形成することができる。しかしながら、ダンプ孔ポケットはまた、別個に機械加工する段階が全く不要となるように、交換鋳造品３０内に一体鋳造されることもできる。

機械加工作業が完了すると、内側バンド１６及び交換鋳造品３０は、組み立てられて、図８に示す修理されたノズルセグメント５４を形成する。上述のように、内側バンド１６及び交換鋳造品３０は、取付けプラットホーム４４を対応する翼形部凹部４０内に取付け、またボス４６を対応する受入れスロット４２内に取付けることによって組み立てられる。次ぎに、これらの部品は、以下の接合面、すなわち、内側バンド高温側２４での、取付けプラットホームと内側バンドとの接合面、カラーとボスとの接合面、及び内側バンド低温側２２での、カラーと内側バンドとの接合面に沿って固着されることにより互いに接合される。固着は、ろう付け又は溶接のような従来の方法で達成することができるが、エンジン運転時に部品が曝されることになる熱勾配がある場合には、一般的にろう付けが好ましい。１つの好ましい接合作業は、最初にカラー３８をボス４６に仮付け溶接することであろう。次の段階は、ろう付け合金を取付けプラットホームと内側バンドとの接合面に施すことであろう。低温側２２では、ろう付け合金が、カラーとボスとの接合面、及びカラーと内側バンドとの接合面に施される。その後組立体は、炉内に置かれ、内側バンド１６を上にして配置され、ろう付けされる。

ろう付けサイクルの後に、カラー３８に機械加工作業を行って、隣接するエンジン構成部品(図示せず)との間で必要とされる間隙を形成する。カラー３８の半径方向内側表面４５は、内側バンド１６の円弧にほぼ類似するエンジン中心線の周りにその中心を有する円弧形に機械加工される。この円弧形の形状は、図３に見られる。また、逃がし４７が、カラー３８及び羽根３４のうちの１つのボス４６の1部分（図８を参照）内に機械加工される。この逃がし４７は、浅い溝又はポケットであり、この浅い溝又はポケットは、さもなければカラー３８と干渉することになったと思われる隣接する構成部品（例えば、図９に示すような突出する形状特徴部５８を有するノズルリテーナ５６）に対する間隙を形成する。これらの機械加工作業は、上述のろう付け作業後に行われて、接合面において切れ目が生じるのを回避するが、それらの機械加工作業はまた、接合作業の前に行われることもできる。

最後に、元から使用されていたあらゆる耐食性又は耐熱性皮膜が、公知の方法で再び施される。その結果、以前使用されていたセクション（内側バンド１６に対応する）及び新規に製造されたセクション（交換鋳造品３０に対応する）を有する修理されたノズルセグメント５４が得られる。カラー３８は、ノズルセグメント５４に構造的補強を与える。更に、カラー３８は、補助的な保持特徴形状部を形成する。すなわち、取付けプラットホームと内側バンドとの接合部が破損した場合、カラーの張出し部はカラー３８が内側バンド１６から引き抜かれるのを防止するので、カラー３８は、羽根３４が内側バンド１６から分離するのを防止することになる。

１つの実施形態では、交換鋳造品３０は、内側バンド１６と同じ材料から製作されて、元のノズルセグメント１０の材料特性を維持する修理されたノズルセグメント５４を形成する。しかしながら、別の実施形態では、交換鋳造品３０は、異なる材料、好ましくは改善された材料特性を有する合金から製作される。ノズルセグメントのようなガスタービンエンジン構成部品の耐用年数の間に、このような構成部品に用いるのに適した改良された合金が開発されることは、よくあることである。従来は、エンジンオペレータは、現用の構成部品を改良された合金から製作された新規な構成部品と交換して、改善された材料特性を実現しなければならなかった。しかしながら、交換鋳造品３０を改良された合金から製作することによると、修理されたノズルセグメント５４は、向上した材料特性を部分的に得ることになる。

交換鋳造品３０はまた、元のノズルセグメント１０に比べて改良された設計の特徴形状を有することが可能である。上述の合金の場合と同様に、ノズルセグメントのようなガスタービンエンジン構成部品の耐用年数の間に、改良された構成部品設計が開発されるのは、よくあることである。例えば、ノズルセグメント１０は、特定の空気力学的、熱力学的、及び機械的態様を有する第１の設計を含むことができる。例えば、外側バンド１４は冷却されないで、羽根１２は、第１の後縁冷却構成（すなわち、加圧された冷却空気を羽根１２の後縁に導くスロット、孔及び内部通路の構成）を組み入れた第１の翼形部構成に従って形成されることができる。交換鋳造品３０は、改良された設計を含むことが可能である。改良された設計は、その中に公知のタイプの冷却孔が形成された外側バンドのフィルム冷却を含むことができ、更に、第１の後縁冷却構成とは異なる構成のスロット、孔及び内部鋳造特徴形状を有し、かつ第１の後縁冷却構成に対して改良された冷却性能を得ることを目的とする、公知のタイプの第２の後縁冷却設計を含むことが可能である。羽根３４の空気力学的設計もまた、その性能を高めるように改良されることができる。本発明のこの実施形態は、ノズルセグメント全体を交換する必要なく、改良された構成部品設計の特徴形状の利点を持つ修理されたノズルセグメント５４を作り出す。更に、本発明のこの態様は、上述の改良された合金と組み合わせることができる。つまり、元のノズルセグメント１０は、第１の合金及び第１の設計が組み入れられることになるが、同時に交換鋳造品３０は、改良された設計の特徴形状が組み入れられ、改善された材料特性を有する合金で構成されることができる。

本発明の特定の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載したような本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、それら実施形態に対する様々な変更を行うことができることは当業者には明らかであろう。

エンジン運転したタービンノズルセグメントの斜視図。 図１のノズルセグメントから分離された内側バンドの斜視図。 本発明の修理方法で用いられる交換鋳造品の斜視図。 取付けられたカラーを有する、図２の内側バンドの斜視図。 機械加工した後の、図４の内側バンドの斜視図。 本発明に用いられる例示的なカラーの斜視図。 機械加工した後の、図３の交換鋳造品の斜視図。 修理されたタービンノズルセグメントの斜視図。 図８の修理されたタービンノズルセグメントの内側バンドの拡大斜視図。

符号の説明

３０ 交換鋳造品
３２ 外側バンド
３４ 羽根
３８ カラー
４４ 取付けプラットホーム
４６ ボス
４８ ダンプ孔
５０ 基準表面

Claims (10)

1. 外側及び内側バンド間に配置された少なくとも１つ羽根を有するタービンノズルセグメントを修理する方法であって、
   前記内側バンドを前記ノズルセグメントから分離する段階と、
   前記内側バンド内の損傷を修理する段階と、
   前記内側バンドを外側バンドと少なくとも１つの羽根とを有する新規に製造された交換鋳造品に接合する段階と、を含み、
   前記内側バンドを新規に製造された交換鋳造品に接合する前記段階が、
   その中に受入れスロットが形成されかつその第２の軸方向端部におけるよりもその第１の軸方向端部において大きい厚さを有するようにテーパが付けられたカラーを、前記内側バンドに接合する段階と、
   前記交換鋳造品の羽根の１部分を前記受入れスロット内に挿入する段階と、
   前記交換鋳造品の羽根を前記カラーと前記内側バンドとに接合する段階と、を含む、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記カラーの厚さが、該カラーの軸方向前端部において最も大きいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記カラーの半径方向内側表面を機械加工して、円周方向に延びる円弧形の表面を形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記内側バンド内にポケットを形成する段階を更に含み、前記カラーが、前記ポケットにおいて前記内側バンドに接合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記カラーが、前記内側バンドに接合され、また前記交換鋳造品の羽根が、前記カラーと前記内側バンドとにろう付けにより接合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記内側バンドを前記ノズルセグメントから分離する前記段階が、前記内側バンドの近くにおいて前記ノズルセグメントの羽根を切断する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 前記交換鋳造品が、前記内側バンドと同じ材料から製作されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 前記交換鋳造品が、前記内側バンドが製作されている材料に対して高められた材料特性を有する材料から製作されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
9. 前記カラーの半径方向内側表面内に逃がしを機械加工する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
10. 前記ノズルセグメントの羽根が、第１の設計を有し、また前記交換鋳造品の羽根が、改良された設計を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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