JP2017101665A - ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムおよび方法 - Google Patents

ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するための方法を提供する。
【解決手段】アクセスポート６２を通して修復ツール１０２，３０２を挿入するステップを含むことができ、修復ツール１０２，３０２は、ガス・タービン・エンジン１０内に配置された先端部１１２，３１２と、外部に配置された材料供給端部１１４，３１４を含む。修復ツールの先端部を内部部品１０４の欠陥１０６に隣接するように配置するステップを含むことができ、欠陥１０６は内部部品１０４の一部に沿った充填可能な容積１０８を画定する。さらに、修復ツールの先端部に充填材料を供給するステップと、充填可能な容積１０８を充填材料で少なくとも部分的に充填するように、補修ツールの先端部から充填材料を放出するステップと、を含むことができる。
【選択図】図１

Description

本主題は、一般的には、ガス・タービン・エンジンに関し、特に、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムおよび方法に関する。
ガス・タービン・エンジンは、通常、高圧圧縮機と、燃焼器と、高圧タービンと、を直列的な流れの関係で有するターボ機械コアを含む。コアは、主ガス流を生成するように公知の方法で動作可能である。高圧圧縮機は、エンジンに流入する空気を下流に導き、圧縮機のブレードを回転させる固定ベーンの環状アレイ（「列」）を含む。集合的に一列の圧縮機ベーンおよび一列の圧縮機ブレードは、圧縮機の「段」を構成する。同様に、高圧タービンは、燃焼器から流出するガスを下流に導き、タービンのブレードを回転させる固定ノズルベーンの環状列を含む。集合的に一列のノズルベーンおよび一列のタービンブレードは、タービンの「段」を構成する。通常、圧縮機およびタービンの両方は、複数の連続する段を含む。
ガス・タービン・エンジン、特に航空機エンジンは、高度の定期的なメンテナンスを必要とする。たとえば、定期的なメンテナンスは、多くの場合、エンジンの内部部品の欠陥を検査し、続いて修復することができるようにスケジューリングされる。残念なことに、航空機エンジンに用いられる多くの従来の修復方法は、エンジンを航空機の機体から取り外し、その後に部分的または完全に分解することを必要とする。したがって、これらの修復方法は、エンジン内部部品の修復に関連する時間およびコストの大幅な増加をもたらす。
したがって、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムおよび方法は、その技術の中で歓迎されるであろう。
米国特許出願公開第２０１５／０２０９９１５号明細書
本発明の態様および利点は、以下の説明において部分的に記載され、あるいは説明から明らかになり、あるいは本発明の実施を通して知ることができる。
一態様では、本主題は、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するための方法に向けられている。本方法は、ガス・タービン・エンジンのアクセスポートを通して修復ツールを挿入するステップを含むことができ、修復ツールは、ガス・タービン・エンジン内に配置された先端部およびガス・タービン・エンジンの外側に配置された材料供給端部を含むことができる。本方法はまた、修復ツールの先端部をガス・タービン・エンジンの内部部品の欠陥に隣接するように配置するステップを含むことができ、欠陥は内部部品の一部に沿った充填可能な容積を画定する。さらに、本方法は、修復ツールの材料供給端部から修復ツールの先端部へ液体金属を供給するステップと、充填可能な容積が液体金属により少なくとも部分的に充填されるように、欠陥の方向に修復ツールの先端部から液体金属を放出するステップと、を含むことができる。
別の態様では、本主題は、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムに向けられている。システムは、一般的には、ガス・タービン・エンジン内に取り付けられた内部部品を含むことができ、内部部品は、充填可能な容積を画定する欠陥を含む。システムはまた、ガス・タービン・エンジンのアクセスポートを通して挿入されるように構成された修復ツールを含むことができ、修復ツールは、ガス・タービン・エンジン内の欠陥に隣接する位置に配置された先端部と、ガス・タービン・エンジンの外側に配置された材料供給端部と、を含む。さらに、システムは、液体金属を収容する液体金属源を含むことができる。液体金属源から液体金属が修復ツールに供給された場合に、充填可能な容積が液体金属により少なくとも部分的に充填されるように、液体金属は、修復ツールの材料供給端部から修復ツールの先端部へ導かれ、先端部から欠陥の方向に放出される。
さらなる態様では、本主題は、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するための方法に向けられている。本方法は、ガス・タービン・エンジンのアクセスポートを通して修復ツールを挿入するステップを含むことができ、修復ツールは、ガス・タービン・エンジン内に配置された先端部およびガス・タービン・エンジンの外側に配置された材料供給端部を含むことができる。本方法はまた、修復ツールの先端部をガス・タービン・エンジンの内部部品の欠陥に隣接するように配置するステップを含むことができ、欠陥は内部部品の一部に沿った充填可能な容積を画定する。さらに、本方法は、修復ツールの先端部へ固体充填材料を供給するステップと、固体充填材料が充填可能な容積の上に導かれ、固体充填材料が内部部品に衝突する際に欠陥の表面に付着するように、修復ツールの先端部から固体充填材料を高流速で放出するステップと、を含むことができる。
本発明のこれらの、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図面を参照すれば、より良く理解されよう。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しており、本発明の実施形態を例示し、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
本発明の完全かつ可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者に向けられて、本明細書に記載されており、それは以下の添付の図面を参照している。
本主題の態様による、航空機内で使用することができるガス・タービン・エンジンの一実施形態の断面図である。 図１に示すガス・タービン・エンジン内での使用に適したタービンの一実施形態の部分断面図であり、特にタービンへの内部アクセスを提供するためにエンジンに画定されたアクセスポートを示す。 図１に示すガス・タービン・エンジン内での使用に適した圧縮機の一実施形態の部分断面図であり、特に圧縮機への内部アクセスを提供するためにエンジンに画定されたアクセスポートを示す。 本主題の態様による、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムの一実施形態の簡略化された図であり、特に内部部品の欠陥に液体金属を供給するためのエンジンのアクセスポートを通して挿入された修復ツールを示す。 図４に示す修復ツールおよび内部部品の部分図であり、特に修復ツールの一部の断面図である。 本主題の態様による、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するための方法の一実施形態のフローチャートを示す図である。 本主題の態様による、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムの一実施形態の簡略化された図であり、特に内部部品の欠陥に高速固体充填材料を供給するためのエンジンのアクセスポートを通して挿入された修復ツールを示す。 図７に示す修復ツールおよび内部部品の部分図であり、特に修復ツールの一部の断面図である。 本主題の態様による、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するための方法の別の実施形態のフローチャートを示す図である。
ここで本発明の実施形態を詳細に参照するが、それの１つまたは複数の実施例を図面に示す。各実施例は本発明の説明のために提供するものであって、本発明を限定するものではない。実際、本発明の範囲または趣旨を逸脱せずに、様々な修正および変更が本発明において可能であることは、当業者にとって明らかであろう。たとえば、一実施形態の一部として図示または記載する特徴は、別の実施形態と共に用いて、さらに別の実施形態を得ることができる。したがって、本発明は、添付の請求の範囲およびそれら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。
一般的に、本主題は、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するためのシステムおよび方法を対象とする。具体的には、いくつかの実施形態では、システムは、ツールの修復先端部または先端部がエンジンの内部部品の欠陥、たとえばクラック、ボイド、故障した領域または充填可能な容積を画定する他の任意の欠陥などに隣接して配置されることを可能にするために、ガス・タービン・エンジンのアクセスポートを通して挿入されるように構成された修復ツールを含むことができる。以下に説明するように、修復ツールは、欠陥によって画定された充填可能な容積を充填材料で充填することを可能にするために、エンジンの外部の場所から欠陥のある内部の場所へ充填材料を供給するように構成することができる。たとえば、一実施形態では、修復ツールは、エンジンの外部から欠陥の充填可能な容積に液体金属を供給するように構成することができる。次に液体金属は、容積内で冷却され、固化することにより、欠陥を充填して修復することができる。別の実施形態では、修復ツールは、エンジンの外部から欠陥の充填可能な容積に高速固体充填材料を供給するように構成することができる。高速の材料は、欠陥の表面に衝突すると、塑性変形して表面に付着することができるので、充填可能な容積を充填して欠陥を修復することができる。
開示するシステムおよび方法は、一般的に、エンジンの現在の組み立て状態（たとえば、完全にまたは部分的に組み立てられた状態）に関係なく、航空機用タービンエンジンおよび陸用タービンエンジンを含む、任意の好適なタイプのガス・タービン・エンジン内に配置された内部部品のその場での修復を実行するために使用することができることを理解されたい。さらに、航空機エンジンについては、本主題は、翼上であっても翼上でなくても実施することができることを理解されたい。
次に図面を参照すると、図１は、本主題の態様による、航空機内で使用することができるガス・タービン・エンジン１０の一実施形態の断面図を示しており、エンジン１０は、参考のために、それを貫通して延在する長手方向軸すなわち軸方向中心軸線１２を有して示してある。一般に、エンジン１０は、コア・ガス・タービン・エンジン（符号１４で全般的に示す）およびその上流に配置されたファンセクション１６を含むことができる。コアエンジン１４は、一般的に、環状入口２０を画定する実質的に管状の外側ケーシング１８を含むことができる。さらに、外側ケーシング１８は、コアエンジン１４に流入する空気の圧力を第１の圧力レベルに高めるためのブースタ圧縮機２２をさらに取り囲み、支持することができる。次に高圧多段軸流圧縮機２４は、ブースタ圧縮機２２から加圧空気を受け取って、このような空気の圧力をさらに高めることができる。高圧圧縮機２４から流出する加圧空気は、次に燃焼器２６に流れることができ、その中で燃料が加圧空気の流れに噴射されて、得られた混合気が燃焼器２６内で燃焼される。高エネルギー燃焼生成物は、第１の（高圧）駆動シャフト３０を介して高圧圧縮機２４を駆動するために、燃焼器２６からエンジン１０の高温ガス経路に沿って第１の（高圧）タービン２８へ導かれ、次に、第１の駆動シャフト３０とほぼ同軸である第２の（低圧）駆動シャフト３４を介してブースタ圧縮機２２およびファンセクション１６を駆動するために、第２の（低圧）タービン３２へ導かれる。タービン２８、３２の各々を駆動した後に、燃焼生成物は、排気ノズル３６を介してコアエンジン１４から排出され、推進のためのジェット推力を提供することができる。
加えて、図１に示すように、エンジン１０のファンセクション１６は、一般的に、環状ファンケーシング４０に囲まれるように構成された回転可能な軸流ファン・ロータ・アセンブリ３８を含むことができる。ファンケーシング４０は、実質的に半径方向に延在し、円周方向に離間した複数の出口ガイドベーン４２によって、コアエンジン１４に対して支持されるように構成することができることを当業者は理解されたい。このように、ファンケーシング４０は、ファン・ロータ・アセンブリ３８およびその対応するファン・ロータ・ブレード４４を取り囲むことができる。さらに、ファンケーシング４０の下流部分４６は、コアエンジン１４の外側部分の上に延在することができるので、付加的な推進ジェット推力を提供する二次的な、すなわちバイパス空気流導管４８を画定することができる。
いくつかの実施形態では、第２の（低圧）駆動シャフト３４は、ファン・ロータ・アセンブリ３８に直接結合されて、直接駆動構成を提供してもよいことを理解されたい。あるいは、第２の駆動シャフト３４は、減速装置３７（たとえば、減速ギヤまたはギヤボックス）を介してファン・ロータ・アセンブリ３８に結合されて、間接駆動または歯車駆動構成を提供してもよい。このような減速装置は、要望または必要に応じて、エンジン１０内の他の任意の適切なシャフトおよび／またはスプールの間に設けてもよい。
エンジン１０の運転中には、初期空気流（矢印５０で示す）がファンケーシング４０の関連する入口５２を通ってエンジン１０に流入することができることを理解されたい。空気流５０は、次にファンブレード４４を通過して、導管４８を通って流れる第１の圧縮空気の流れ（矢印５４で示す）と、ブースタ圧縮機２２に流入する第２の圧縮空気の流れ（矢印５６で示す）と、に分かれる。次に第２の圧縮空気の流れ５６の圧力が増加し、高圧圧縮機２４に流入する（矢印５８で示すように）。燃焼器２６内で燃料と混合されて燃焼した後に、燃焼生成物６０は、燃焼器２６から出て、第１のタービン２８を通って流れる。その後、燃焼生成物６０は、第２のタービン３２を通って流れ、排気ノズル３６から出て、エンジン１０の推力を提供する。
ガス・タービン・エンジン１０はまた、コアエンジン１４の内部へのアクセスを提供するための、ケーシングおよび／またはフレームを貫通して画定された複数のアクセスポートを含むことができる。たとえば、図１に示すように、エンジン１０は、圧縮機２２、２４の一方もしくは両方への内部アクセスを提供するための、および／またはタービン２８、３２の一方もしくは両方への内部アクセスを提供するための、外側ケーシング１８を貫通して画定された複数のアクセスポート６２（そのうちの６つのみを示す）を含むことができる。いくつかの実施形態では、アクセスポート６２は、コアエンジン１４に沿って軸方向に離間してもよい。たとえば、このような段に配置された内部部品へのアクセスを提供するために、各圧縮機段および／または各タービン段に少なくとも１つのアクセスポート６２が配置されるように、アクセスポート６２は、各圧縮機２２、２４および／または各タービン２８、３２に沿って軸方向に離間してもよい。加えて、アクセスポート６２はまた、コアエンジン１４の周りで円周方向に離間してもよい。たとえば、複数のアクセスポート６２は、各圧縮機段および／またはタービン段の周りで円周方向に離間してもよい。
アクセスポート６２は、一般に、圧縮機２２、２４の一方もしくは両方への内部アクセスを提供することに関して、および／またはタービン２８、３２の一方もしくは両方への内部アクセスを提供するために、本明細書で説明されているが、たとえば燃焼器２６および／またはエンジン１０の他の任意の適切な部品内へのアクセスを提供するアクセスポート６２を含むことなどによって、ガス・タービン・エンジン１０は、エンジン１０の任意の適切な内部の場所へのアクセスを提供するアクセスポート６２を含んでもよいことを理解されたい。
ここで図２を参照して、図１に関して上述した第１の（または高圧）タービン２８の部分断面図を本主題の実施形態に従って示す。図示するように、第１のタービン２８は、第１段のタービンノズル６６と、ノズル６６のすぐ下流に配置された回転タービンブレード６８の環状アレイ（そのうちの１つを示す）と、を含むことができる。ノズル６６は、一般的に、半径方向に延在し、円形状に離間した複数のノズルベーン７０（そのうちの１つを示す）を含む環状流路によって画定され得る。ベーン７０は、アーチ形の外側バンド７２とアーチ形の内側バンド７４との間に支持され得る。さらに、円周方向に離間したタービンブレード６８は、一般的に、エンジン１０の中心軸線１２（図１）の周りを回転するロータディスク（図示せず）から半径方向外向きに延在するように構成することができる。さらに、タービンシュラウド７６は、タービンブレード６８の半径方向外側先端部のすぐ隣に配置することができ、エンジン１０の高温ガス経路に沿ってタービン２８を流れる燃焼生成物６０のための外側半径方向の流路境界を画定することができる。
上述したように、タービン２８は、一般的に、任意の数のタービン段を含むことができ、各段は、ノズルベーンおよびフォローアップ・タービン・ブレード６８の環状アレイを含む。たとえば、図２に示すように、タービン２８の第２段のノズルベーン７８の環状アレイは、タービン２８の第１段のタービンブレード６８のすぐ下流に配置することができる。
さらに、図２に示すように、複数のアクセスポート６２は、タービンケーシングおよび／またはフレームを貫通して画定することができ、各アクセスポート６２は、異なる軸方向位置でタービン２８の内部へのアクセスを提供するように構成される。具体的には、上述したように、アクセスポート６２は、いくつかの実施形態では、軸方向に離間することができるので、各アクセスポート６２は、タービン２８の異なる段に位置合わせされるか、あるいはタービン２８の異なる段への内部アクセスを提供することができる。たとえば、図２に示すように、第１のアクセスポート６２Ａは、タービン２８の第１段へのアクセスを提供するようにタービンケーシング／フレームを貫通して画定することができ、第２のアクセスポート６２Ｂは、タービン２８の第２段へのアクセスを提供するようにタービンケーシング／フレームを貫通して画定することができる。
同様のアクセスポート６２を、タービン２８の他の任意の段、および／または第２の（または低圧）タービン３２の任意のタービン段にも設けることができることを理解されたい。図２に示す軸方向に離間したアクセスポート６２に加えて、アクセスポート６２はまた、異なる円周方向に離間した位置に設けてもよいことも理解されたい。たとえば、一実施形態では、円周方向に離間した複数のアクセスポートは、タービン段の周りの複数の円周方向位置においてタービン２８への内部アクセスを提供するように、各タービン段のタービンケーシング／フレームを貫通して画定することができる。
ここで図３を参照して、図１に関して上述した高圧圧縮機２４の部分断面図を本主題の実施形態に従って示す。図示するように、圧縮機２４は、複数の圧縮機段を含むことができ、各段は、固定された圧縮機ベーン８０の環状アレイ（各段についてそのうちの１つだけを示す）および回転可能な圧縮機ブレード８２の環状アレイ（各段についてそのうちの１つだけを示す）の両方を含む。圧縮機ベーン８０の各列は、一般的に、圧縮機２４を流れる空気を、圧縮機ベーン８０のすぐ下流の圧縮機ブレード８２の列に導くように構成される。
さらに、圧縮機２４は、圧縮機ケーシング／フレームを貫通して画定されたアクセスポート６２を含むことができ、各アクセスポート６２は、異なる軸方向位置で圧縮機２４の内部へのアクセスを提供するように構成される。具体的には、いくつかの実施形態では、アクセスポート６２は、軸方向に離間することができるので、各アクセスポート６２は、圧縮機２４の異なる段に位置合わせされるか、あるいは圧縮機２４の異なる段への内部アクセスを提供することができる。たとえば、図３に示すように、第１、第２、第３、第４のアクセスポート６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、それぞれ圧縮機２４の４個の連続した段へのアクセスを提供するように示されている。
同様のアクセスポート６２を、圧縮機２４の他の段のいずれか、および／または低圧圧縮機２２の段のいずれかにも設けることができることを理解されたい。図３に示す軸方向に離間したアクセスポート６２に加えて、アクセスポート６２はまた、異なる円周方向に離間した位置に設けてもよいことも理解されたい。たとえば、一実施形態では、円周方向に離間した複数のアクセスポートは、圧縮機段の周りの複数の円周方向位置において圧縮機２４への内部アクセスを提供するように、各圧縮機段の圧縮機ケーシング／フレームを貫通して画定することができる。
図４および図５を参照すると、ガス・タービン・エンジン１０の内部部品のその場での修復を実行するためのシステム１００の一実施形態の簡略化された図が、本発明のいくつかの態様に従って示されている。図示するように、システム１００は、その場での修復処置がエンジン１０の内部部品（破線１０４で示す）上で実行できるように、図１〜図３を参照して上述したアクセスポート６２のいずれかなどの、ガス・タービン・エンジン１０のアクセスポート６２を通して挿入されるように構成された修復ツール１０２を含むことができる。
一般に、修復ツール１０２は、修復される内部エンジン部品１０４（たとえば、タービンブレード）の識別された欠陥１０６を修復するために、ガス・タービン・エンジン１０のアクセスポート６２を通して挿入して、充填材料をエンジン１０内に供給することを可能にすることができる任意の適切なツールおよび／または部品に対応することができる。たとえば、特に図５に示すように、欠陥１０６は、開いたまたは充填可能な容積１０８を画定する部品１０４の外側に沿って形成されたクラック、ボイド、または他の欠陥領域に対応する。このように、修復ツール１０２を介して欠陥の位置に充填材料を供給することにより、充填可能な容積１０８を充填材料で充填して、欠陥１０６を修復することができる。
いくつかの実施形態では、修復ツール１０２は、充填材料としてガス・タービン・エンジン１０の内部に液体金属を供給するように構成することができる。たとえば、液体金属は、修復ツール１０２を介してガス・タービン・エンジン１０の外部の位置からエンジン１０内の位置に搬送され、液体金属を欠陥１０６によって画定された充填可能な容積１０８内に注入し、または導くことを可能にすることができる。次に液体金属は、冷却されると、充填可能な容積１０８内で固化することができる。
液体金属は、一般的に、任意の好適な金属材料に対応することができることを理解されたい。たとえば、１つの実施形態では、液体金属は、修復される内部部品１０４の母材金属に対応することができる。他の実施形態では、液体金属は、ガス・タービン・エンジン１０内の修復材料として使用するのに適した他の任意の金属材料に対応することができる。
図示する実施形態に示すように、修復ツール１０２は、エンジン１０の外側から欠陥１０６の位置に液体金属を搬送するための高温導管１１０を含むことができる。具体的には、図４に示すように、高温導管１１０は、ガス・タービン・エンジン１０内に配置された先端部１１２とエンジン１０の外部に配置された材料供給端部１１４との間で長手方向に延在することができる。ツール１０２の先端部１１２は、一般的に、液体金属を充填可能な容積１０８内に導くために、欠陥１０６の位置に隣接して配置されるように構成することができる。さらに、ツール１０２の材料供給端部１１４は、一般的に、液体金属源から液体金属を受け取るように構成することができる。たとえば、図５に示すように、ガス・タービン・エンジン１０の外部に配置された炉１１６（または他の適切な液体金属源）内に収容された液体金属を、ツール１０２の材料供給端部１１４に供給することができる（たとえば、矢印１１８で示すように）。材料供給端部１１４で受け取った液体金属は、次に高温導管１１０を通ってツール１０２の先端部１１２へ導かれ、液体金属を欠陥１０６の位置に届けることを可能にすることができる。
高温導管１１０は、一般的に、導管１１０が液体金属の流体供給手段として機能できるようにする任意の好適な高温材料から形成することができることを理解されたい。たとえば、いくつかの実施形態では、高温導管１１０は、欠陥１０６に供給される金属の融点より高い温度に耐えることができるセラミック材料から形成することができる。しかし、他の実施形態では、導管１１０は、他の任意の適切な高温材料から形成することができる。
さらに、特に図５に示すように、修復ツール１０２は、高温導管１１０と連動して設けられた１つまたは複数の加熱要素（破線１２０で示す）を含むことができる。一般に、加熱要素１２０は、液体金属が導管１１０を通って供給されている際に、金属を液体状態に維持しておくために、高温導管１１０内に熱を発生するように構成することができる。たとえば、一実施形態では、加熱要素１２０は、導管１１０の壁内に一体化され、または組み込まれた、１つまたは複数の抵抗線などの抵抗加熱要素に対応することができる。しかし、別の実施形態では、加熱要素１２０は、液体金属の温度をその溶融温度以上に維持するために、導管１１０内で加熱するのに使用することができる他の任意の適切な熱発生装置および／または部品に対応することができる。
さらに、いくつかの実施形態では、修復ツール１０２はまた、ツール１０２の先端部１１２に、またはそれに隣接して配置されたノズル１２２を含むことができる。一般に、ノズル１２２は、ツール１０２から放出された液体金属の流れの方向の制御を高めるように構成することができる。たとえば、図５に示すように、ノズルの幾何学的形状は、欠陥１０６に対する液体金属の流れの正確な制御を可能にするために、ツール１０２の先端部１１２の方向に収束することができる。一実施形態では、ノズル１２２は、高温導管１１０内に一体に形成されてもよいことを理解されたい。あるいは、ノズル１２２は、導管１１０に別々に結合されるように構成された別個の部品に対応することができる。
さらに、システム１００はまた、修復ツール１０２と関連して使用するように構成された光プローブ１３０を含むことができる。たとえば、図４に示すように、光プローブ１３０は、欠陥１０６を修復するための修復ツール１０２と組み合わせて使用するように構成された別個の部品に対応する。しかし、他の実施形態では、光プローブ１３０は、修復ツール１０２に結合され、またはその中に統合されてもよい。加えて、図４に示すように、この光プローブ１３０は、修復ツール１０２と同じアクセスポート６２を貫通して挿入される。しかし、他の実施形態では、プローブ１３０は、修復ツール１０２が挿入されているアクセスポート６２に隣接して配置されたアクセスポート６２などの、修復ツール１０２とは異なるアクセスポート６２に挿入されてもよい。
一般に、光プローブ１３０は、エンジン１０の内部の画像を取り込む、または取得することを可能にする任意の適切な光学デバイスに対応することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、光プローブ１３０は、アクセスポート６２を介してガス・タービン・エンジン１０の内部を見ることを可能にするボアスコープ、ビデオスコープ、ファイバスコープ、または当技術分野で公知の他の任意の同様な光学装置に対応することができる。このような実施形態では、光プローブ１３０は、内部部品１０４の修復処置を行う要員が見るために、プローブ１３０の先端部１３４におけるエンジン１０の内部のビューまたは画像を取得し、プローブ先端部１３４からプローブ１３０の長さに沿ってエンジン１０の外部へそのような画像を伝送または中継するための、１つもしくは複数の光学レンズ、光ファイバ、画像キャプチャ装置、および／またはケーブルなどの、１つもしくは複数の光学素子（破線の箱１３２で模式的に示す）を含むことができる。さらに、プローブ１３０は、エンジン１０の内部に照明を提供するために、プローブ先端部１３４に、またはそれに隣接して配置された光源（破線の箱１３６で示す）を含むことができる。
図４に示すように、光プローブ１３０はまた、プローブ先端部１３４の向きをガス・タービン・エンジン１０の内部で調整することを可能にする関節動作アセンブリ１３８を含むことができる。たとえば、関節動作アセンブリ１３８は、プローブ１３０の残りの部分に対して先端部１３４の向きを調整するために、プローブ先端部１３４が単一の軸または複数の軸の周りで回転または枢動することを可能にすることができる。関節動作アセンブリ１３８は、一般に、プローブ１３０の残りの部分に対してプローブ先端部１３４の向きの調節を可能にする任意の適切な構成を有することができ、および／または任意の適切な部品を含むことができることを理解されたい。たとえば、１つの実施形態では、複数の関節動作ケーブル１４０は、プローブ先端部１３４と１つまたは複数の関節動作モータ１４２との間を結合することができる。このような実施形態では、モータ１４２を介してケーブル１４０の張力を調整することにより、プローブ先端部１４４をガス・タービン・エンジン１０内で再配向することができる。
ここで図６を参照すると、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するための方法２００の一実施形態のフローチャートが、本主題の態様に従って示されている。一般に、方法２００について、図１〜図５を参照して上述したガス・タービン・エンジン１０およびシステム１００を参照して、ここで説明する。しかし、開示される方法２００は、一般に、他の任意の適切なエンジン構成を有するガス・タービン・エンジンおよび／または他の任意の適切なシステム構成を有するシステムで実施することができることを当業者は理解されたい。加えて、図６は、図示および説明の目的のために特定の順序で実行されるステップを示しているが、ここで説明する方法は、いかなる特定の順序または配列に限定されるものではない。当業者であれば、本明細書で提供される開示を用いて、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示する方法の様々なステップを省略したり、再構成したり、組み合わせたり、および／または様々な方法で適応したりすることができることを理解するであろう。
図６に示すように、ステップ２０２において、本方法２００は、修復ツールがエンジン内に配置された先端部およびエンジンの外側に配置された材料供給端部を含むように、ガス・タービン・エンジンのアクセスポートを通してツールを挿入するステップを含むことができる。たとえば、上述したように、修復ツール１０２は、その対向する端部１１２、１１４の間で長手方向に延在する高温導管１１０を含むことができる。このような実施形態では、ガス・タービン・エンジン１０のアクセスポート６２を通して導管１１０の一部を挿入することにより、修復ツール１０２の先端部１１２をエンジン１０の内部に配置することができ、ツール１０２の材料供給端部１１４をエンジン１０の外側に配置することができる。さらに、ステップ２０４において、方法２００は、修復ツールの先端部をガス・タービン・エンジンの内部部品の欠陥に隣接するように配置するステップを含むことができる。上に示したように、欠陥１０６は、たとえば、ガス・タービン・エンジン１０の内部部品１０４のクラック、ボイド、または他の欠陥領域に対応することができる。
さらに、ステップ２０６において、方法２００は、修復ツールの材料供給端部から修復ツールの先端部へ液体金属を供給するステップを含むことができる。たとえば、上述したように、システム１００は、液体金属を収容する炉１１６などの、ガス・タービン・エンジン１０の外部に配置された液体金属源を含むことができる。次に液体金属を、液体金属源１１６から高温導管１１０を通って修復ツール１０２の先端部１１２に導くことができる。
さらに、ステップ２０８において、方法２００は、欠陥の充填可能な容積が液体金属により少なくとも部分的に充填されるように、欠陥の方向に修復ツールの先端部から液体金属を放出するステップを含むことができる。具体的には、上述したように、高温導管１１０を通って導かれた液体金属は、ツール１０２の先端部１１２から放出されて、欠陥１０６の充填可能な容積１０８に流入することができる。次に液体金属は、冷却され、固化することにより、充填可能な容積１０８を充填して、欠陥１０６を修復することができる。
図７および図８を参照すると、ガス・タービン・エンジン１０の内部部品のその場での修復を実行するためのシステム３００の別の実施形態の簡略化された図が、本発明のいくつかの態様に従って示されている。図示するように、システム３００は、その場での修復処置がエンジン１０の内部部品（破線１０４で示す）上で実行できるように、図１〜図３を参照して上述したアクセスポート６２のいずれかなどの、ガス・タービン・エンジン１０のアクセスポート６２を通して挿入されるように構成された修復ツール３０２を含むことができる。
上述した修復ツール１０２と同様に、修復ツール３０２は、修復される内部部品１０４（たとえば、タービンブレード）に形成された識別された欠陥１０６により画定された充填可能な容積１０８を充填するための充填材料をエンジン１０内に供給することを可能にするために、ガス・タービン・エンジン１０のアクセスポート６２を通って挿入されるように構成することができる。しかし、上述した実施形態とは異なり、充填材料は、内部部品１０４に衝突する際に材料が欠陥１０６の内面１０９（図８）に付着し、または機械的に結合するように、高速で充填可能な容積１０８に導かれるように構成された固体充填材料（たとえば、固体粉末材料または固体粒状化材料）に対応することができる。このような実施形態では、固体充填材料は、ガス・タービン・エンジン１０の外部の位置から修復ツール３０２を介してエンジン１０内の位置に搬送され、材料を充填可能な容積１０８内に高速の粉末または発射体として放出または噴射することを可能にすることができる。その高い運動エネルギーによって、充填材料は、高速の粒子／発射体が内部部品１０４に衝突する際に塑性変形を受けて、欠陥１０６の内面１０９に付着することができる。
図示する実施形態に示すように、修復ツール３０２は、エンジン１０の外側から欠陥１０６の位置に固体充填材料を搬送するための供給導管３１０を含むことができる。具体的には、図７に示すように、供給導管３１０は、ガス・タービン・エンジン１０内に配置された先端部３１２とエンジン１０の外部に配置された材料供給端部３１４との間で長手方向に延在することができる。修復ツール３０２の先端部３１２は、一般的に、充填材料を欠陥１０６の充填可能な容積１０８内に導くために、欠陥１０６の位置に隣接して配置されるように構成することができる。さらに、修復ツール３０２の材料供給端部３１４は、一般に、充填材料源および高圧ガス源の両方と流体連通することができる。たとえば、図７に示すように、粉末供給装置または他の粉末源３５２を介して提供される粉末材料（矢印３５０で示す）は、加圧ガス源３５６から受け取った加圧ガス流（矢印３５４で示す）と混合することができる。ツール３０２の材料供給端部３１４で受け取った粉末／ガスの加圧された流れは、次に供給導管３１０を通ってツール３０２の先端部３１２に導かれ、続いて欠陥１０６の位置に供給され得る。
システム３００内で使用される固体充填材料は、一般に、内部部品１０４と衝突する際の材料の塑性変形により欠陥１０６の内面１０９に機械的に接合することができる任意の適切な材料、たとえばコールドスプレー処理で通常用いられる任意の適切な粉末材料または他の材料など、に対応することができることを理解されたい。しかし、いくつかの実施形態では、固体充填材料は、金属系固体粉末材料またはセラミック系固体粉末材料に対応することができる。
充填材料と混合されたガスは、一般に、任意の好適なガスに対応することができることを理解されたい。しかし、いくつかの実施形態では、ガスは、ヘリウム、窒素および／または空気に対応することができる。加えて、一実施形態では、加圧ガス源３５６から供給されたガス流を加熱することができる。たとえば、ガス流を、ガス流が固体充填材料と混合される位置の上流に配置されたガス加熱器（図示せず）を通して導くことができる。
さらに、修復ツール３０２はまた、ツール３０２から欠陥１０６により画定された充填可能な容積１０８内へ放出または噴霧される充填材料／ガスの流れの流速を増加させるために、修復ツール３０２の先端部３１２にある、またはそれに隣接するノズル３６０を含むことができる。特に図８に示すように、ノズル３６０は、ノズル３６０を流れる際に充填材料／ガスの流れを加速させることを可能にするように、中細の幾何学的形状を画定することができる。たとえば、ノズルは、ドラバル（Ｄｅ Ｌａｖａｌ）ノズルとして構成することができるので、上流側の収束部分３６２および下流側の発散部分３６４を含むことができる。このように、充填材料／ガスの流れが収束部分３６２から発散部分３６４へ導かれるにつれて、流れを著しく高い速度に加速することができる。ツール３０２の先端部３１２から放出された高速で高エネルギーの粒子／発射体は、次に欠陥１０６の内面１０９に衝突して、塑性変形を受け、それによって粒子／発射体が内面１０９に機械的に結合して、充填可能な容積１０８を少なくとも部分的に充填することを可能にすることができる。
ノズル３６０は、一般的に、内部部品１０４と衝突する際に粒子／発射体が欠陥１０６の内面１０９に機械的に結合することを可能にする任意の適切な速度に、充填材料／ガスの流れを加速するように構成することができることを理解されたい。たとえば、一実施形態では、ノズル３６０は、約３３０メートル／秒より大きい流速などの、超音速の流速に充填材料／ガスの流れを加速するように構成することができる。
さらに、図７に示すように、システム３００はまた、修復ツール３０２と関連して使用するように構成された光プローブ３３０を含むことができる。一般に、光プローブ３３０は、図４を参照して上述した光プローブ１３０と同じまたは同様に構成することができる。たとえば、光プローブ３３０は、アクセスポート６２を介してガス・タービン・エンジン１０の内部を見ることを可能にするボアスコープ、ビデオスコープ、もしくはファイバスコープ、または当技術分野で公知の他の任意の同様な光学装置に対応することができる。このような実施形態では、光プローブ３３０は、内部部品１０４の修復処置を行う要員が見るために、プローブ３３０の先端部３３４におけるエンジン１０の内部のビューまたは画像を取得し、プローブ先端部３３４からプローブ３３０の長さに沿ってエンジン１０の外部へそのような画像を伝送または中継するための、１つもしくは複数の光学レンズ、光ファイバ、画像キャプチャ装置、および／またはケーブルなどの、１つもしくは複数の光学素子（破線の箱３３２で模式的に示す）を含むことができる。さらに、プローブ３３０は、エンジン１０の内部に照明を提供するための、プローブ先端部３３４に、またはそれに隣接して配置された光源（破線の箱３３６で示す）と、エンジン１０の内部でプローブ先端部３３４の向きを調整するための関節動作アセンブリ３３８（たとえば、１つもしくは複数の関節動作ケーブル３４０および関連する関節動作モータ３４２を含むことにより）と、を含むことができる。
さらに、図示していないが、修復ツール３０２はまた、ツール３０２の残りの部分に対して先端部３１２の向きを調整するための適切な手段を含むことができることを理解されたい。たとえば、修復ツール３０２は、先端部３１２の位置を修復される欠陥１０６に対して精度よく位置決めすることを可能にするために、光プローブ３３０に用いられる関節動作アセンブリ３３８と同様の関節動作アセンブリを含むことができる。
ここで図９を参照すると、ガス・タービン・エンジンの内部部品のその場での修復を実行するための方法４００の別の実施形態のフローチャートが、本主題の態様に従って示されている。一般に、方法４００ついて、図１〜図３を参照して上述したガス・タービン・エンジン１０ならびに図７および図８を参照して上述したシステム３００を参照して、ここで説明する。しかし、開示される方法４００は、一般に、他の任意の適切なエンジン構成を有するガス・タービン・エンジンおよび／または他の任意の適切なシステム構成を有するシステムで実施することができることを当業者は理解されたい。加えて、図９は、図示および説明の目的のために特定の順序で実行されるステップを示しているが、ここで説明する方法は、いかなる特定の順序または配列に限定されるものではない。当業者であれば、本明細書で提供される開示を用いて、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示する方法の様々なステップを省略したり、再構成したり、組み合わせたり、および／または様々な方法で適応したりすることができることを理解するであろう。
図９に示すように、ステップ４０２において、本方法４００は、修復ツールがエンジン内に配置された先端部およびエンジンの外側に配置された材料供給端部を含むように、ガス・タービン・エンジンのアクセスポートを通してツールを挿入するステップを含むことができる。たとえば、上述したように、修復ツール３０２は、その対向する端部３１２、３１４の間で長手方向に延在する供給導管３１０を含むことができる。このような実施形態では、ガス・タービン・エンジン１０のアクセスポート６２を通して導管３１０の一部を挿入することにより、修復ツール３０２の先端部３１２をエンジン１０の内部に配置することができ、ツール３０２の材料供給端部３１４をエンジン１０の外側に配置することができる。さらに、ステップ４０４において、方法４００は、修復ツールの先端部をガス・タービン・エンジンの内部部品の欠陥に隣接するように配置するステップを含むことができる。上に示したように、欠陥１０６は、たとえば、ガス・タービン・エンジン１０の内部部品１０４のクラック、ボイド、または他の欠陥領域に対応することができる。
さらに、ステップ４０６において、方法４００は、修復ツールの先端部へ固体充填材料を供給するステップを含むことができる。たとえば、上述したように、修復ツール３０２は、充填材料／ガスの加圧された流れをツール３０２の材料供給端部３１４で受け取ることができるように、加圧ガス源３５６および充填材料源３５４の両方と流体連通することができる。次に充填材料／ガスの加圧された流れを、供給導管３１０を通ってツール３０２の先端部３１２へ導くことができる。
さらに、ステップ４０８において、方法４００は、材料が充填可能な容積の上に導かれ、材料が内部部品に衝突する際に欠陥の表面に付着するように、修復ツールの先端部から固体充填材料を高流速で放出するステップを含むことができる。具体的には、上述したように、充填材料／ガスの流れを超音速などの実質的に高い流速に加速するために、充填材料／ガスの加圧された流れをツール３０２の先端部３１２にある、またはそれに隣接するノズル３６０を通って導くことができる。ツール３０２の先端部３１２から放出された高速で高エネルギーの粒子／発射体は、次に欠陥１０６の内面１０９に衝突して、塑性変形を受け、それによって粒子／発射体が内面１０９に機械的に結合して、欠陥１０６の充填可能な容積１０８を少なくとも部分的に充填することを可能にすることができる。
この明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を含む場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品（１０４）のその場での修復を実行するための方法であって、前記方法は、
前記ガス・タービン・エンジン（１０）のアクセスポート（６２）を通して修復ツール（１０２，３０２）を挿入するステップであって、前記修復ツール（１０２，３０２）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内に配置された先端部（１１２，３１２）および前記ガス・タービン・エンジン（１０）の外側に配置された材料供給端部（１１４，３１４）を含む、ステップと、
前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）を前記ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品（１０４）の欠陥（１０６）に隣接するように配置するステップであって、前記欠陥（１０６）は前記内部部品（１０４）の一部に沿った充填可能な容積（１０８）を画定する、ステップと、
前記修復ツール（１０２，３０２）の前記材料供給端部（１１４，３１４）から前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）へ液体金属を供給するステップと、
前記充填可能な容積（１０８）が前記液体金属により少なくとも部分的に充填されるように、前記欠陥（１０６）の方向に前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）から前記液体金属を放出するステップと、を含む方法。
［実施態様２］
実施態様１に記載の方法であって、前記修復ツール（１０２，３０２）は、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記材料供給端部（１１４，３１４）と前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）との間に長手方向に延在する高温導管（１１０）を含み、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記材料供給端部（１１４，３１４）から前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）へ前記液体金属を供給するステップは、前記高温導管（１１０）を通って前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）へ前記液体金属を供給するステップを含む、方法。
［実施態様３］
実施態様２に記載の方法であって、前記高温導管（１１０）は、セラミック材料から形成されている、方法。
［実施態様４］
実施態様２に記載の方法であって、前記修復ツール（１０２，３０２）は、前記高温導管（１１０）と連動して設けられた加熱要素（１２０）をさらに含み、前記液体金属が前記高温導管（１１０）を通して供給されている際に、前記加熱要素（１２０）により前記高温導管（１１０）内で熱を発生させるステップをさらに含む方法。
［実施態様５］
実施態様１に記載の方法であって、前記修復ツール（１０２，３０２）は、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）に、または前記先端部（１１２，３１２）に隣接して、配置されたノズル（１２２，３６０）を含み、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）から前記液体金属を放出するステップは、前記液体金属が前記欠陥（１０６）により画定された前記充填可能な容積（１０８）の中に導かれるように、前記ノズル（１２２，３６０）から前記液体金属を放出するステップを含む、方法。
［実施態様６］
実施態様１に記載の方法であって、前記ガス・タービン・エンジン（１０）の前記アクセスポート（６２）または隣接するアクセスポート（６２）を通して光プローブ（１３０，３３０）を挿入するステップをさらに含み、前記光プローブ（１３０，３３０）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内の前記欠陥（１０６）のビューを提供するように構成される、方法。
［実施態様７］
実施態様６に記載の方法であって、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）を前記欠陥（１０６）に隣接するように配置するステップは、前記光プローブ（１３０，３３０）により提供される前記ビューに基づいて、前記欠陥（１０６）に対して前記先端部（１１２，３１２）を配置するステップを含む、方法。
［実施態様８］
ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品（１０４）のその場での修復を実行するためのシステム（１００）であって、前記システム（１００）は、
前記ガス・タービン・エンジン（１０）内に取り付けられた内部部品（１０４）であって、充填可能な容積（１０８）を画定する欠陥（１０６）を含む内部部品（１０４）と、
前記ガス・タービン・エンジン（１０）のアクセスポート（６２）を通して挿入されるように構成された修復ツール（１０２，３０２）であって、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内の前記欠陥（１０６）に隣接する位置に配置された先端部（１１２，３１２）と、前記ガス・タービン・エンジン（１０）の外側に配置された材料供給端部（１１４，３１４）と、を含む修復ツール（１０２，３０２）と、
液体金属を収容する液体金属源（１１６）と、を含み、
前記液体金属源から液体金属が前記修復ツール（１０２，３０２）に供給された場合に、前記充填可能な容積（１０８）が前記液体金属により少なくとも部分的に充填されるように、前記液体金属は、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記材料供給端部（１１４，３１４）から前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）へ導かれ、前記先端部（１１２，３１２）から前記欠陥（１０６）の方向に放出される、システム（１００）。
［実施態様９］
実施態様８に記載のシステム（１００）であって、前記修復ツール（１０２，３０２）は、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記材料供給端部（１１４，３１４）と前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）との間に長手方向に延在する高温導管（１１０）を含み、前記液体金属は、前記高温導管（１１０）を通って前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）へ導かれる、システム（１００）。
［実施態様１０］
実施態様９に記載のシステム（１００）であって、前記高温導管（１１０）は、セラミック材料から形成されている、システム（１００）。
［実施態様１１］
実施態様９に記載のシステム（１００）であって、前記修復ツール（１０２，３０２）は、前記高温導管（１１０）と連動して設けられた加熱要素（１２０）をさらに含み、前記加熱要素（１２０）は、前記液体金属が前記高温導管（１１０）を通して供給されている際に、前記高温導管（１１０）内で熱を発生させるように構成される、システム（１００）。
［実施態様１２］
実施態様８に記載のシステム（１００）であって、前記ガス・タービン・エンジン（１０）の前記アクセスポート（６２）または隣接するアクセスポート（６２）を通して挿入されるように構成された光プローブ（１３０，３３０）をさらに含み、前記光プローブ（１３０，３３０）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内の前記欠陥（１０６）のビューを提供するように構成される、システム（１００）。
［実施態様１３］
ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品（１０４）のその場での修復を実行するための方法であって、前記方法は、
前記ガス・タービン・エンジン（１０）のアクセスポート（６２）を通して修復ツール（１０２，３０２）を挿入するステップであって、前記修復ツール（１０２，３０２）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内に配置された先端部（１１２，３１２）および前記ガス・タービン・エンジン（１０）の外側に配置された材料供給端部（１１４，３１４）を含む、ステップと、
前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）を前記ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品（１０４）の欠陥（１０６）に隣接するように配置するステップであって、前記欠陥（１０６）は前記内部部品（１０４）の一部に沿った充填可能な容積（１０８）を画定する、ステップと、
前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）へ固体充填材料を供給するステップと、
前記固体充填材料が前記充填可能な容積（１０８）の上に導かれ、前記固体充填材料が前記内部部品（１０４）に衝突する際に前記欠陥（１０６）の表面に付着するように、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）から前記固体充填材料を高流速で放出するステップと、を含む方法。
［実施態様１４］
実施態様１３に記載の方法であって、固体充填材料は、金属系固体粉末材料またはセラミック系固体粉末材料に対応する、方法。
［実施態様１５］
実施態様１３に記載の方法であって、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）から前記固体充填材料を高流速で放出するステップは、前記先端部（１１２，３１２）から前記固体充填材料を超音速流速で放出するステップを含む、方法。
［実施態様１６］
実施態様１３に記載の方法であって、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）へ前記固体充填材料を供給するステップは、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）に、または前記先端部（１１２，３１２）に隣接して、配置されたノズル（１２２，３６０）を通してガスと前記充填材料との加圧混合物を供給するステップを含む、方法。
［実施態様１７］
実施態様１６に記載の方法であって、前記ノズル（１２２，３６０）は、中細ノズルの幾何学的形状を画定する、方法。
［実施態様１８］
実施態様１３に記載の方法であって、前記固体充填材料が前記内部部品（１０４）に衝突する際に、前記固体充填材は、塑性変形および前記欠陥（１０６）の表面への機械的結合を受ける、方法。
［実施態様１９］
実施態様１３に記載の方法であって、前記ガス・タービン・エンジン（１０）の前記アクセスポート（６２）または隣接するアクセスポート（６２）を通して光プローブ（１３０，３３０）を挿入するステップをさらに含み、前記光プローブ（１３０，３３０）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内の前記欠陥（１０６）のビューを提供するように構成される、方法。
［実施態様２０］
実施態様１９に記載の方法であって、前記修復ツール（１０２，３０２）の前記先端部（１１２，３１２）を前記欠陥（１０６）に隣接するように配置するステップは、前記光プローブ（１３０，３３０）により提供される前記ビューに基づいて、前記欠陥（１０６）に対して前記先端部（１１２，３１２）を配置するステップを含む、方法。
１０ ガス・タービン・エンジン
１２ 軸方向中心軸線
１４ コアエンジン
１６ ファンセクション
１８ 外側ケーシング
２０ 環状入口
２２ ブースタ圧縮機、低圧圧縮機
２４ 高圧多段軸流圧縮機、高圧圧縮機
２６ 燃焼器
２８ 第１の（高圧）タービン
３０ 第１の（高圧）駆動シャフト
３２ 第２の（低圧）タービン
３４ 第２の（低圧）駆動シャフト
３６ 排気ノズル
３７ 減速装置
３８ ファン・ロータ・アセンブリ
４０ 環状ファンケーシング
４２ 出口ガイドベーン
４４ ファン・ロータ・ブレード
４６ 下流部分
４８ バイパス空気流導管
５０ 空気流
５２ 入口
５４ 第１の圧縮空気の流れ
５６ 第２の圧縮空気の流れ
５８ 矢印
６０ 燃焼生成物
６２ アクセスポート
６２Ａ 第１のアクセスポート
６２Ｂ 第２のアクセスポート
６２ａ 第４のアクセスポート
６２ｂ 第４のアクセスポート
６２ｃ 第４のアクセスポート
６２ｄ 第４のアクセスポート
６６ 第１段のタービンノズル
６８ 回転タービンブレード、フォローアップ・タービン・ブレード
７０ ノズルベーン
７２ アーチ形の外側バンド
７４ アーチ形の内側バンド
７６ タービンシュラウド
７８ 第２段のノズルベーン
８０ 圧縮機ベーン
８２ 圧縮機ブレード
１００ システム
１０２ 修復ツール
１０４ 内部エンジン部品
１０６ 欠陥
１０８ 充填可能な容積
１０９ 内面
１１０ 高温導管
１１２ 先端部
１１４ 材料供給端部
１１６ 炉、液体金属源
１２０ 加熱要素
１２２ ノズル
１３０ 光プローブ
１３２ 光学素子
１３４ プローブ先端部
１３６ 光源
１３８ 関節動作アセンブリ
１４０ 関節動作ケーブル
１４２ 関節動作モータ
１４４ プローブ先端部
２００ 方法
３００ システム
３０２ 修復ツール
３１０ 供給導管
３１２ 先端部
３１４ 材料供給端部
３３０ 光プローブ
３３２ 光学素子
３３４ プローブ先端部
３３６ 光源
３３８ 関節動作アセンブリ
３４０ 関節動作ケーブル
３４２ 関節動作モータ
３５０ 粉末材料
３５２ 他の粉末源
３５４ 充填材料源
３５６ 加圧ガス源
３６０ ノズル
３６２ 収束部分
３６４ 発散部分
４００ 方法

Claims (13)

  1. ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品のその場での修復を実行するためのシステム（１００）であって、前記システム（１００）は、
    前記ガス・タービン・エンジン（１０）内に取り付けられた内部部品（１０４）であって、充填可能な容積（１０８）を画定する欠陥（１０６）を含む内部部品（１０４）と、
    前記ガス・タービン・エンジン（１０）のアクセスポート（６２）を通して挿入されるように構成された修復ツール（１０２）であって、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内の前記欠陥（１０６）に隣接する位置に配置された先端部（１１２）と、前記ガス・タービン・エンジン（１０）の外側に配置された材料供給端部（１１４）と、を含む修復ツール（１０２）と、
    液体金属を収容する液体金属源（１１６）と、を含み、
    前記液体金属源（１１６）から液体金属が前記修復ツール（１０２）に供給された場合に、前記充填可能な容積（１０８）が前記液体金属により少なくとも部分的に充填されるように、前記液体金属は、前記修復ツール（１０２）の前記材料供給端部（１１４）から前記修復ツール（１０２）の前記先端部（１１２）へ導かれ、前記先端部（１１２）から前記欠陥（１０６）の方向に放出される、システム（１００）。
  2. 請求項１に記載のシステム（１００）であって、前記修復ツール（１０２）は、前記修復ツール（１０２）の前記材料供給端部（１１４）と前記修復ツール（１０２）の前記先端部（１１２）との間に長手方向に延在する高温導管（１１０）を含み、前記液体金属は、前記高温導管（１１０）を通って前記修復ツール（１０２）の前記先端部（１１２）へ導かれる、システム（１００）。
  3. 請求項２に記載のシステム（１００）であって、前記高温導管（１１０）は、セラミック材料から形成されている、システム（１００）。
  4. 請求項２に記載のシステム（１００）であって、前記修復ツール（１０２）は、前記高温導管（１１０）と連動して設けられた加熱要素（１２０）をさらに含み、前記加熱要素（１２０）は、前記液体金属が前記高温導管（１１０）を通して供給されている際に、前記高温導管（１１０）内で熱を発生させるように構成される、システム（１００）。
  5. 請求項１に記載のシステム（１００）であって、前記ガス・タービン・エンジン（１０）の前記アクセスポート（６２）または隣接するアクセスポート（６２）を通して挿入されるように構成された光プローブ（１３０）をさらに含み、前記光プローブ（１３０）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内の前記欠陥（１０６）のビューを提供するように構成される、システム（１００）。
  6. ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品のその場での修復を実行するための方法（４００）であって、前記方法（４００）は、
    前記ガス・タービン・エンジン（１０）のアクセスポート（６２）を通して修復ツール（３０２）を挿入するステップであって、前記修復ツール（３０２）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内に配置された先端部（３１２）および前記ガス・タービン・エンジン（１０）の外側に配置された材料供給端部（３１４）を含む、ステップと、
    前記修復ツール（３０２）の前記先端部（３１２）を前記ガス・タービン・エンジン（１０）の内部部品（１０４）の欠陥（１０６）に隣接するように配置するステップであって、前記欠陥（１０６）は前記内部部品（１０４）の一部に沿った充填可能な容積（１０８）を画定する、ステップと、
    前記修復ツール（３０２）の前記先端部（３１２）へ固体充填材料（３５０）を供給するステップと、
    前記固体充填材料（３５０）が前記充填可能な容積（１０８）の上に導かれ、前記固体充填材料（３５０）が前記内部部品（１０４）に衝突する際に前記欠陥（１０６）の表面（１０９）に付着するように、前記修復ツール（３０２）の前記先端部（３１２）から前記固体充填材料（３５０）を高流速で放出するステップと、を含む方法（４００）。
  7. 請求項６に記載の方法（１００）であって、固体充填材料（３５０）は、金属系固体粉末材料またはセラミック系固体粉末材料に対応する、方法（１００）。
  8. 請求項６に記載の方法（１００）であって、前記修復ツール（３０２）の前記先端部（３１２）から前記固体充填材料（３５０）を高流速で放出するステップは、前記先端部（３１２）から前記固体充填材料（３５０）を超音速流速で放出するステップを含む、方法（１００）。
  9. 請求項６に記載の方法（１００）であって、前記修復ツール（３０２）の前記先端部（３１２）へ前記固体充填材料（３５０）を供給するステップは、前記修復ツール（３０２）の前記先端部（３１２）に、または前記先端部（３１２）に隣接して、配置されたノズル（３６０）を通してガス（３５４）と前記充填材料（３５０）との加圧混合物を供給するステップを含む、方法（１００）。
  10. 請求項９に記載の方法（１００）であって、前記ノズル（３６０）は、中細ノズルの幾何学的形状を画定する、方法（１００）。
  11. 請求項６に記載の方法（１００）であって、前記固体充填材料（３５０）が前記内部部品（１０４）に衝突する際に、前記固体充填材料（３５０）は、塑性変形および前記欠陥（１０６）の表面（１０９）への機械的結合を受ける、方法（１００）。
  12. 請求項６に記載の方法（１００）であって、前記ガス・タービン・エンジン（１０）の前記アクセスポート（６２）または隣接するアクセスポート（６２）を通して光プローブ（３３０）を挿入するステップをさらに含み、前記光プローブ（３３０）は、前記ガス・タービン・エンジン（１０）内の前記欠陥（１０６）のビューを提供するように構成される、方法（１００）。
  13. 請求項１２に記載の方法（１００）であって、前記修復ツール（３０２）の前記先端部（３１２）を前記欠陥（１０６）に隣接するように配置するステップは、前記光プローブ（３３０）により提供される前記ビューに基づいて、前記欠陥（１０６）に対して前記先端部（３１２）を配置するステップを含む、方法（１００）。
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