JP2018527500A - 保護構造を有するターボ機械のブレード、ターボ機械、および保護構造を形成する方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
A)前縁および後縁と、前縁と後縁とを接続する第1および第2の側面とを有する翼形部を備えるターボ機械のブレード(例えば、図1および図6を参照)を用意するステップ、
B)レーザクラッディングによって前縁上に保護縁を形成するステップ(例えば、図2および図7を参照)、および、
C)浸食に耐える薄くてかつ良好な付着の材料層を形成するきわめて効果的なやり方である少なくとも1つのスプレーノズルによるコールドスプレーによって、縁に隣接して第1および第2の側面上に第1および第2の保護ストライプを形成するステップ(例えば、図3ならびに図5または図9を参照)
によって、ターボ機械のブレード上に形成され得る。
スプレーノズルが翼形部の第1の側面(例えば、5)から縁(例えば、70、71、72)に向かって移動し、少なくとも40°、好ましくは80〜90°回転することで、第1のストライプ(例えば、8)のセグメント(例えば、81)を形成する第1のサブステップC1A(図8を参照)
を含むことができ、その直後に、
スプレーノズルが翼形部の第2の側面(例えば、6)から縁(例えば、70、71、72)に向かって移動し、少なくとも40°、好ましくは80〜90°回転することで、第2のストライプ(例えば、9)のセグメント(例えば、91)を形成する第2のサブステップC2A(図9を参照)
を含むことができ、
好ましくは、サブステップC1AおよびC2Aの間、スプレーノズルは、翼形部上の一定の長手方向位置を維持する。
スプレーノズルが翼形部の第1の側面(例えば、5)から縁(例えば、70、71、72)に向かって移動し、少なくとも40°、好ましくは80〜90°回転することで、第1のストライプ(例えば、8)のセグメント(例えば、81)を形成する第1のサブステップC1B
を含むことができ、その直後に、
同じスプレーノズルが少なくとも40°、好ましくは80〜90°回転し、翼形部の第1の側面(例えば、5)へと縁(例えば、7)から遠ざかる方向に移動することで、同じ第1のストライプ(例えば、8)の別のセグメント(例えば、81)を形成する第2のサブステップC2B(図9を参照)
を含むことができ、
好ましくは、サブステップC1BおよびC2Bの間、スプレーノズルは、翼形部上の一定の長手方向位置を維持し、スプレーノズルは、サブステップC1Bの後かつサブステップC2Bの前に、長手方向にわずかに変位させられる。
スプレーノズルが翼形部の第1の側面(例えば、5)から縁(例えば、7)に向かって移動することで、第1のストライプ(例えば、8)のセグメント(例えば、81)を形成する第1のサブステップC3、
同じスプレーノズルが前縁(例えば、3)の周囲を80〜180°回転することで、(典型的には、薄い)接続セグメントを形成する第2のサブステップC4、および
同じスプレーノズルが翼形部の第2の側面(例えば、6)へと縁(例えば、7)から遠ざかる方向に移動することで、第2のストライプ(例えば、9)のセグメント(例えば、91)を形成する第3のサブステップC5
を含むことができ、
好ましくは、サブステップC3、C4、およびC5の間、スプレーノズルは、翼形部上の一定の長手方向位置を維持する。
同じスプレーノズルが翼形部の第2の側面(例えば、6)から縁(例えば、7)に向かって移動することで、先行のセグメントに隣接する第2のストライプ(例えば、9)のセグメントを形成する第4のサブステップC6、
同じスプレーノズルが前縁(例えば、3)の周囲を80〜180°回転することで、(典型的には、薄い)接続セグメントを形成する第5のサブステップC7、および
同じスプレーノズルが翼形部の第1の側面(例えば、5)へと縁(例えば、7)から遠ざかる方向に移動することで、先行のセグメントに隣接する第1のストライプ(例えば、8)のセグメントを形成する第6のサブステップC8
をさらに含むことができ、
好ましくは、サブステップC5の後かつサブステップC6の前に、スプレーノズルは、長手方向にわずかに変位させられる。
2 翼形部
3 前縁
4 後縁
5 第1の側面
6 第2の側面
7 保護縁
8 第1の保護ストライプ
9 第2の保護ストライプ
10 基部
21 先端領域
22 基部領域
70 保護縁
71 保護縁
72 保護縁
81 セグメント
91 セグメント
100 反り線
101 ブレード
102 翼形部
103 前縁
104 後縁
107 保護縁
108 第1の保護ストライプ
171 保護縁
172 保護縁
173 保護縁
174 保護縁
181 セグメント
Claims (14)
- 前縁(3)および後縁(4)と、前記前縁(3)と前記後縁(4)とを接続する第1および第2の側面(5、6)とを有する翼形部(2)を備えているターボ機械のブレード(1)であって、保護縁(7)と第1および第2の保護ストライプ(8、9)とを含む保護構造を備えており、
前記保護縁(7)は、前記前縁(3)に位置し、
前記第1の保護ストライプ(8)は、前記第1の側面(5)に位置して前記縁(7)に隣接し、
前記第2の保護ストライプ(9)は、前記第2の側面(6)に位置して前記縁(7)に隣接し、
前記縁(7)は、レーザクラッディングまたは溶接、プラズマ溶射、デトネーション溶射、ワイヤアーク溶射、火炎溶射、高速酸素燃料被膜溶射、またはウォームスプレーによって形成され、
前記第1および第2のストライプ(8、9)は、コールドスプレーによって形成されている、ターボ機械のブレード(1)。 - 前記翼形部(2)は、鉄、チタン、ニッケル基合金、またはステンレス鋼で製作されている、
請求項1に記載のターボ機械のブレード(1)。 - 前記縁(7)は、コバルト基合金またはコバルト−クロム合金で製作されている、
請求項1または2に記載のターボ機械のブレード(1)。 - 前記第1および第2のストライプ(8、9)は、コバルト基合金またはコバルト−クロム合金で製作されている、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のターボ機械のブレード(1)。 - 前記縁(7)ならびに前記第1および第2のストライプ(8、9)は、前記翼形部(2)の高さの20%〜50%に及ぶ、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のターボ機械のブレード(1)。 - 前記第1および第2のストライプ(8、9)は、前記翼形部(2)の幅の5%〜50%に及ぶ、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のターボ機械のブレード(1)。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の複数のターボ機械のブレード(1)を備えるターボ機械、とくには蒸気タービン。
- ターボ機械のブレード(1)上に保護構造を形成する方法であって、以下の連続するステップ、すなわち
A)前縁(3)および後縁(4)と、前記前縁(3)と前記後縁(4)とを接続する第1および第2の側面(5、6)とを有する翼形部(2)を備えるターボ機械のブレード(1)を用意するステップ、
B)レーザクラッディングによって前記前縁(3)上に保護縁(7)を形成するステップ、および、
C)スプレーノズルによるコールドスプレーによって、前記縁に隣接して前記第1および第2の側面(5、6)上に第1および第2の保護ストライプ(8、9)を形成するステップ
を含む方法。 - 前記第1の保護ストライプ(8)は、前記第2の保護ストライプ(9)よりも前、前記第2の保護ストライプ(9)よりも後、または前記第2の保護ストライプ(9)と同時に形成される、請求項8に記載の方法。
- 前記ストライプ(8、9)は、前記前縁(3)に対して横方向の複数の平行なセグメント(81、91)を含む、請求項8または9に記載の方法。
- ステップCにおいて、前記スプレーノズルは、前記翼形部の側面(5、6)から前記縁(7)に向かって移動し、少なくとも40°、好ましくは80〜90°回転する、請求項8乃至10のいずれか1項に記載の方法。
- ステップCは、
前記スプレーノズルが前記翼形部(2)の前記第1の側面(5)から前記縁(7)に向かって移動することで、前記第1のストライプ(8)のセグメント(81)を形成する第1のサブステップC3、
前記スプレーノズルが前記前縁(3)の周囲を80〜180°回転することで、接続セグメントを形成する第2のサブステップC4、および
前記スプレーノズルが前記翼形部(2)の前記第2の側面(6)へと前記縁(7)から遠ざかる方向に移動することで、前記第2のストライプ(9)のセグメント(91)を形成する第3のサブステップC5
を含む、請求項8乃至11のいずれか1項に記載の方法。 - ステップCは、サブステップC5の後に、以下のサブステップ、すなわち
前記スプレーノズルが前記翼形部の前記第2の側面から前記縁に向かって移動することで、前記先行のセグメントに隣接する前記第2のストライプのセグメントを形成する第4のサブステップC6、
前記スプレーノズルが前記前縁の周囲を80〜180°回転することで、接続セグメントを形成する第5のサブステップC7、および
前記スプレーノズルが前記翼形部の前記第1の側面へと前記縁から遠ざかる方向に移動することで、前記先行のセグメントに隣接する前記第1のストライプのセグメントを形成する第6のサブステップC8
を含み、
前記スプレーノズルは、サブステップC5の後かつサブステップC6の前に、長手方向に変位させられる、請求項12に記載の方法。 - 前記ストライプ(108)は、前記前縁(103)に平行な複数の平行なセグメント(181)を含む、請求項8乃至13のいずれか1項に記載の方法。
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