JP2015527524A - シュラウド付き翼の修復 - Google Patents
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Abstract
Description
典型的なガスタービンエンジンにおいて、回転翼と静翼とが交互に配置された複数の段を有する圧縮機はタービンに連結されており、タービンもまた、回転翼と静翼とが交互に配置された複数の段を有している。圧縮機の段は、通過する空気を圧縮するように、サイズが縮小していく。圧縮された空気は、次いで1つ以上の燃焼器に供給され、燃焼器は、空気を燃料と混合して、この混合物に点火する。高温の燃焼ガスの膨張によりタービン段を駆動し、タービンは、圧縮機に連結されて、圧縮機を駆動する。この場合、排ガスは、推進源として使用され得るか、又は発電所の運転において、電気を発生させる発電機に結合された軸を回転させるために使用され得る。
本発明は、ガスタービン運転後にシュラウド付き翼を修復する、新規な改良された方法を提供するものである。本発明による方法では、過去に運転された翼セットを測定して、該翼セットの運転後の幾何学的な特徴を決定し、エンジンによる変形に基づいた、翼のシュラウド部分の硬化表面のオフセットを決定する。次いで、シュラウドの硬化表面を第1の寸法に機械加工して、シュラウドの硬化表面に、翼適合性の材料を追加する。次に、シュラウドの第1の側の硬化表面を、所望のオフセット寸法に機械加工した後に、第2の側の硬化表面を機械加工して、両硬化表面間の間隔が、最初に製造された翼と同様に、横方向のシュラウド寸法を満たすようにする。このような修復過程は、シュラウドの移動量及びシュラウド硬化表面の摩耗を考慮することにより、翼部分に対するシュラウド硬化表面の設計通りの寸法関係の変化は最小限で、タービン翼の再利用を可能にする。
本発明の主題を、法的要件を満たすように詳細に説明する。しかし、この説明自体は、本特許明細書の範囲を限定するものではない。むしろ発明者は、現在又は未来の技術に関連して、本明細書で説明したものに類似の種々様々な構成要素、構成要素の組み合わせ、ステップ、ステップの組み合わせを含むように、請求する主題が別の形態で実施される可能性も想定している。
Claims (22)
- ガスタービンエンジンのシュラウド付き翼を修復する方法であって、
シュラウド付き翼の撓みを測定するための基準面を決定し、
翼に対するシュラウドの複数の硬化表面の空間的な位置を決定し、
1セットの翼における各シュラウドの硬化表面の変位量を決定し、
シュラウド付き翼の横方向のシュラウド寸法を決定し、
シュラウド付き翼の1つ以上の硬化表面から材料を除去し、
シュラウド付き翼の1つ以上の硬化表面に材料を追加し、
第1の側の硬化表面を、前記硬化表面の変位に基づく所望の寸法に機械加工し、
第2の側の硬化表面を機械加工して、前記第1の側の硬化表面と、前記第2の側の硬化表面との間の間隔を、前記横方向のシュラウド寸法にほぼ一致させる
ことを特徴とする、ガスタービンエンジンのシュラウド付き翼を修復する方法。 - 前記基準面を、前記翼のダブテールに隣接して配置する、請求項1記載の方法。
- 前記基準面を、前記翼のシュラウドと翼部分との間の境界面の近くに配置する、請求項1記載の方法。
- 前記硬化表面は平行であり、且つ前記シュラウドの概ね平らな内側表面と、概ね平らな外側表面との間に延在している、請求項1記載の方法。
- 前記シュラウドの前記硬化表面の位置は、表面座標系の測定により決定する、請求項1記載の方法。
- 前記硬化表面の平均オフセットは、前記翼の翼部分の撓み及びねじれに基づく前記シュラウドの移動を考慮したものである、請求項5記載の方法。
- 前記硬化表面のあらゆる摩耗又はその他の運転による変形を、前記硬化表面の位置を決定する際に考慮する、請求項5記載の方法。
- 前記硬化表面の変位量の決定に、1セットのシュラウド付きタービン翼の前記硬化表面の変位量の平均値、モード又はメジアンを利用する、請求項1記載の方法。
- 前記翼セットの変位量の平均値、モード又はメジアンの決定は、修復されない全ての翼に関するデータを除外する、請求項8記載の方法。
- 前記第1の側の硬化表面及び前記第2の側の硬化表面の機械加工は、前記硬化表面の角度の機械加工を含む、請求項1記載の方法。
- 前記横方向のシュラウド寸法は、新しく製造された同一サイズ及び形状の翼の横方向のシュラウド寸法とほぼ等しい、請求項1記載の方法。
- 前記シュラウド硬化表面に追加される前記材料は、前記翼の材料に対して適合性を有している、請求項1記載の方法。
- 追加される前記材料は、前記翼の特徴に必要な所望の材料特性を生じるように、且つ大多数の前記翼の基礎合金に対して適合性を維持するように選択する、請求項12記載の方法。
- 再調整されたガスタービン翼であって、ダブテールと、該ダブテールから半径方向外側に向かって延在するシャンクと、該シャンクから接線方向に且つ軸方向外側に向かって延在するプラットホームと、該プラットホームから半径方向外側に向かって延在する翼部分と、該翼部分から接線方向に且つ軸方向外側に向かって延在するシュラウドとを有しており、該シュラウドは、概ね平らな内側表面と、概ね平らな外側表面とを有しており、これらの表面の外縁部は部分的に、一対の平行な硬化表面によって画定されており、該平行な硬化表面対は、翼セットに対する前記硬化表面位置のコンパイルに基づき、所望のオフセット間隔に機械加工されて、新しい翼の横方向のシュラウド寸法に等しい横方向のシュラウド寸法だけ離間されていることを特徴とする、再調整されたガスタービン翼。
- 前記平行な硬化表面は、該硬化表面の所定の深さを除去し、該硬化表面の厚さを増大させるために材料を追加し、且つ該硬化表面を仕上げ機械加工することにより確定される、請求項14記載の再調整されたガスタービン翼。
- 前記硬化表面は、前記横方向のシュラウド寸法が得られ且つ所定の硬化表面角度が形成されるまで、仕上げ加工される、請求項15記載の再調整されたガスタービン翼。
- 過去に運転された1セットのシュラウド付き翼を所定の運転条件に戻す方法であって、 対向するシュラウド硬化表面の変位量を決定し、
1つ以上のシュラウド硬化表面から除去すべき基本材料量を決定し、
1つ以上のシュラウド硬化表面に追加すべき材料量を決定し、
各硬化表面から材料を除去して、所望の横方向のシュラウド寸法を得る
ことを特徴とする、過去に運転された1セットのシュラウド付き翼を所定の運転条件に戻す方法。 - 所望の変位量を、前記シュラウド硬化表面の座標測定値に基づいて決定する、請求項17記載の方法。
- 前記座標測定値は、翼の基準面に対して取られる、請求項18記載の方法。
- 前記シュラウド硬化表面の変位量の決定は、翼部分及びシュラウドの運転後の変位及び回動に基づいている、請求項19記載の方法。
- 前記所望の横方向のシュラウド寸法は、概ね平行な前記シュラウド硬化表面間の間隔として測定する、請求項20記載の方法。
- 前記シュラウド硬化表面に追加される材料は、タービン翼のシュラウドに対して適合性を有する材料である、請求項17記載の方法。
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