JP7106267B2 - シュラウドを改修するための方法およびブレード - Google Patents

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Description

本明細書に開示されている主題は、タービンエンジンに関する。より詳細には、本主題は、タービン部品の改修に関する。
ガスタービンにおいて、圧縮機は、加圧空気を１つ以上の燃焼器に供給し、そこで、空気は、高温燃焼ガスを生成するために燃料と混合されて燃焼される。これらのガスは、そこからエネルギーを取り出して圧縮機を駆動する機械的エネルギーの出力および動力を生成するタービンに向かって下流に流れる。時間の経過とともに、ブレードまたはノズルなどのタービン部品は、高温ガスの流れによって生じる高い温度および圧力を含む、タービン内の極端な状態に起因して疲労し得る。特に、タービンロータ上に配置されたブレードなどの特定のタービン部品は、保守または交換を必要とする疲労を受け得る。
疲労した領域の瑕疵位置に溶接または他の熱ベースの作業が利用される場合、補修処理は、局所領域をさらに疲労させ得る。したがって、摩耗および引き裂けに起因して生じる一部の瑕疵位置の補修は実行不可能である。これらの部品の交換は、特に、ロータホイール上のブレードなどのいくつかの部品で選択領域の疲労が生じる場合、多大な費用を要し得る。
米国特許第８８０７９２８号明細書
一態様によれば、翼形部の先端に配置された翼形部シュラウドを改修するための方法が提供される。翼形部シュラウドは、第１の端縁、第２の端縁、前縁、および後縁を有する。特定ステップは、第１の端縁の基準位置を特定する。基準位置は、フィレットの一部分を含む。シールレールは、翼形部シュラウドの半径方向外表面に沿って周方向に延在する。フィレットは、半径方向外表面に沿って延在し、シールレールに直接隣接して配置されている。形成ステップは、基準位置を除去するために翼形部シュラウドに溶接処理を行うことなくフィレットに複合リリーフカット（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｒｅｌｉｅｆ ｃｕｔ）を形成する。複合リリーフカットは、シールレールから第１の端縁に向かって延在する、第１の半径を有する第１の切削部と、第１の切削部の端部から第１の端縁まで延在する、第２の半径を有する第２の切削部とを有する。第２の半径は、第１の半径よりも大きい。翼形部シュラウドの改修は、複合リリーフカットの形成後に完了する。
別の態様によれば、ブレードは、翼形部軸線を有する翼形部を含む。シュラウドは、翼形部の先端に配置されており、シュラウドは、第１の端縁、第２の端縁、前縁、および後縁を有する。シールレールは、シュラウドの半径方向外表面に沿って周方向に延在する。フィレットは、シュラウドの半径方向外表面に沿って延在し、シールレールに直接隣接して配置されている。複合リリーフカットは、シュラウドの第１の端縁に形成されている。複合リリーフカットは、シールレールから第１の端縁に向かって延在する、第１の半径を有する第１の切削部と、第１の切削部の端部から第１の端縁まで延在する、第２の半径を有する第２の切削部とを有する。第２の半径は、第１の半径よりも大きい。
さらに別の態様によれば、タービンは、ロータと、ロータに連結されたブレードとを含む。ブレードは、翼形部軸線を有する翼形部を含む。シュラウドは、翼形部の先端に配置されており、シュラウドは、第１の端縁、第２の端縁、前縁、および後縁を有する。シールレールは、シュラウドの半径方向外表面に沿って周方向に延在する。フィレットは、シュラウドの半径方向外表面に沿って延在し、シールレールに直接隣接して配置されている。複合リリーフカットは、シュラウドの第１の端縁に形成されている。複合リリーフカットは、シールレールから第１の端縁に向かって延在する、第１の半径を有する第１の切削部と、第１の切削部の端部から第１の端縁まで延在する、第２の半径を有する第２の切削部とを有する。第２の半径は、第１の半径よりも大きい。
これらのおよび他の利点および特徴は、図面に関連して行われる以下の説明からより明らかとなる。
本発明として考えられている主題は、本明細書の最後にある特許請求の範囲において詳細に指摘され、明確に特許請求される。本発明の前述のおよび他の特徴および利点は、添付の図面に関連して行われる以下の詳細な説明から明らかとなる。
ガスタービンシステムの一実施形態の概略図を示す。 シュラウドを有するブレードの一実施形態の側面図を示す。 図２のブレードの上面図を示す。 傷を有するブレードまたは翼形部シュラウドの一実施形態の上面図を示す。 本発明の一態様による、傷を補修するためのリリーフカットを有する、図４に示す翼形部シュラウドの上面図を示す。 本発明の一態様による、図５に示すリリーフカット領域の拡大上面図を示す。 本発明の一態様による複合リリーフカットの概略図を示す。 本発明の一態様による、翼形部シュラウドを改修するための方法を示す。
詳細な説明では、例として図面を参照しながら利点および特徴と共に本発明の実施形態について説明する。
図１は、ガスタービンシステム（またはターボ機械）１００の一実施形態の概略図である。システム１００は、圧縮機１０２、燃焼器１０４、タービン１０６、シャフト（またはロータ）１０８、および燃料ノズル１１０を含む。システム１００は、複数の圧縮機１０２、半径方向外側燃焼器１０４、タービン１０６、シャフト１０８、および燃料ノズル１１０を含んでもよい。図示のように、圧縮機１０２およびタービン１０６は、シャフト１０８によって連結されている。シャフト１０８は、単一のシャフト、またはシャフト１０８を形成するように互いに連結された複数のシャフトセグメントであってもよい。
一態様では、燃焼器１０４は、タービンシステムを作動させるために液体燃料および／または気体燃料（天然ガスもしくは水素リッチ合成ガスなど）を使用する。例えば、燃料ノズル１１０は、燃料供給源１１２および圧縮機１０２からの加圧空気と流体連通する。燃料ノズル１１０は、空気燃料混合気を生成して、空気燃料混合気を燃焼器１０４に放出し、これにより、燃焼を引き起こして高温の加圧排ガスを生成する。燃焼器１０４は、トランジションピースを介して高温の加圧排ガスをロータとステータのアセンブリに送って、ガスがノズルから出た後にタービンブレードに送られるときにタービン１０６を回転させる。タービン１０６内のロータに連結されたブレードの回転は、シャフト１０８を回転させ、これにより、空気が、圧縮機１０２に流れ込むときに圧縮される。
実施形態では、リリーフカットは、タービン内のブレード（またはノズル）のシュラウドに形成される。一実施形態では、シュラウドは、タービンブレード上に配置される。リリーフカットは、シュラウドを改修して、翼形部シュラウドの瑕疵または基準位置を除去するために形成される。一実施形態では、基準位置は、シュラウド上に確認された、亀裂などの傷または瑕疵である。瑕疵または基準位置は、タービンの運転中の極度の熱および圧力にさらされることによる疲労によって生じ得る。一実施形態では、リリーフカットは、シュラウドを溶接することなく形成され、これにより、溶接処理によってシュラウドに生じ得るさらなる疲労の発生を低減する。一実施形態では、リリーフカットは、構造的に安全な補修を翼形部シュラウドに提供し、リリーフカットの形成後の翼形部の再使用および再取り付けを可能にする。したがって、この補修処理は、翼形部の保守時の時間およびコストを節約する。
本明細書で使用される場合、「下流」および「上流」は、タービンを通る作動流体の流れに関する方向を示す用語である。したがって、「下流」という用語は、作動流体の流れの方向に概ね対応する方向を指し、「上流」という用語は、概ね作動流体の流れの方向と反対の方向を指す。さらに、「前縁」および「後縁」という用語は、作動流体の流れに関する部分の位置を示す。具体的には、翼形部の前縁は、翼形部の後縁より前に高温ガス流に接する。「半径方向」という用語は、基準部品または基準アセンブリの軸線または中心線に垂直な移動または位置を指す。これは、軸線に関して異なる半径方向位置にある部分を説明するのに有用であり得る。この場合、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線の近くに位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向内側」にあると述べることができる。一方、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線から遠くに位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向外側」または「外側」にあると述べることができる。「軸方向」という用語は、軸線に平行な移動または位置を指す。例えば、シャフト１０８の長手方向中心線は、タービンシステム１００の軸方向軸線を規定する。最後に、「周方向」という用語は、軸線周りの移動または位置を指す。以下の解説は、主としてガスタービンに焦点を当てているが、述べられている概念は、ガスタービンに限定されず、蒸気タービンを含む任意の適切な回転機械に適用され得る。したがって、本明細書の解説は、ガスタービンの実施形態に関するが、蒸気タービンおよび他のターボ機械にも当てはまり得る。
図２は、ブレード２００の側面図である。図３は、図２に示すブレード２００の上面図である。実施形態では、複数のブレード２００が、タービンエンジンシステム１００などのタービン内のロータホイールに連結される。ブレード２００は、翼形部２０２を含む。一実施形態では、翼形部２０２は、高温ガス流２０６のエネルギーをブレードの接線方向の運動に変換し、この結果、ブレードは、ブレードが取り付けられたロータを回転させる。翼形部２０２の頂部には、ブレード先端と周囲の固定構成要素（図示せず）の内面との間の隙間を通る高温ガス流２０６の通過を防止するためにシールレール２０４が設けられている。図示のように、シールレール２０４は、バケット先端に配置されたシュラウド２０８の半径方向外面（または半径方向外表面）２１４に沿って周方向に延在する。図示のように、シュラウド２０８は、半径方向外面２１４と半径方向内面（または半径方向内表面）２１６とを含む。ロータ上のブレードのアセンブリにおいて、シールレール２０４は、隣接するブレードの先端に設けられたシールレールと十分に整列するように翼形部２０２を越えて、ロータ上のブレード列の周りに周方向に延在し、これにより、流れがバケット列を迂回することを効果的に阻止して、空気流がブレード２００の有効長さに送られざるを得ないようにする。運転中、ブレードおよびロータは、ロータ軸線２１２の周りを回転する。さらに、翼形部軸線２１０は、軸線２１２に対して概ね垂直に延び、翼形部２０２を長手方向に通っている。
実施形態では、シュラウド２０８は、翼形部２０２によってその中心の近くで支持された平板であり、その場合、シュラウド２０８は、タービンの運転中に高い温度および遠心荷重を受ける。その結果、シュラウド２０８の部分は、時間の経過とともに疲労する可能性があり、その場合、本明細書に記載の改修処理の実施形態は、ブレードシュラウドの瑕疵、傷、または基準位置などの疲労を補修する。
図４は、上で説明したように翼形部の先端に配置されたブレードシュラウド４００の上面図を示す。ブレード（または翼形部）シュラウド４００は、シュラウドを形作る前縁４０２、後縁４０４、第１の端縁４０６、および第２の端縁４０８を有する。シールレール４１２は、シュラウドの半径方向外表面４１４に沿って第１の端縁４０６から第２の端縁４０８まで周方向に延在する。ロータ用のブレード列アセンブリにおいて、第１の端縁４０６は、実質的に連続した周方向シールレールアセンブリをタービン段に設けるために、隣接するシュラウドの第２の端縁４０８に隣接して配置されるように構成される。周方向は、円の外周を概ね辿る経路（または円の外周の接線方向）として規定され、軸方向は、円の原点を通り（円が描かれているページに垂直であり）、半径方向は、円が描かれているページに平行であり、原点を始点として円上の任意の点に向かって直線的に外に延びる。周方向シールレールアセンブリは、高温ガス流（例えば、２０６）がブレード列を迂回するのを阻止し、これにより、流れは、ブレードの翼形部の有効長さに沿って送られる。
シールレール４１２は、シールレール４１２を支持するように半径方向外表面４１４に沿って延在するフィレット４１３を両側に有する。タービンの運転中、高い圧力および温度によって生じる疲労は、シュラウド４００の傷、瑕疵、または基準位置４１０の形成をもたらし得る。一実施形態では、基準位置４１０は、シールレール４１２のフィレット４１３の近傍の亀裂である。このような場合、基準位置４１０が１つ以上のフィレット４１３またはシールレール４１２などの構造領域内またはその近傍にあれば、以下で説明するように、基準位置４１０を補修および除去するためにリリーフカットを使用することができる。リリーフカットは、シュラウドに溶接処理を行うことなく形成することができる。一方、溶接を使用して基準位置を補修する処理は、フィレット４１３などの、翼形部シュラウド４００の材料構造領域に悪影響を及ぼし得る。シュラウド４００はまた、その選択領域に硬質表面コーティング（または層）４１５を含んでもよい。硬質表面コーティング４１５は、溶射炭化クロム（または任意の他の適切な材料）などの耐摩耗性材料であってもよい。硬質表面層４１５は、隣接するシュラウド部分と接触し得る（または擦れ得る）、シュラウドの表面上に配置される。例えば、隣接する（または第２の）シュラウド（図示せず）は、第１のシュラウド（図示されている）の硬質表面層４１５と接触する第２の端縁４０８を有する。
図５は、本発明の一態様による、翼形部の先端に配置されたブレードシュラウド４００の上面図を示す。シュラウド４００は、シュラウドの端縁に形成された複合リリーフカット５２０を有する。リリーフカット５２０は、フィレット４１３および／またはシールレール４１２の端部に配置された硬質表面層４１５を通って延在してもよい。複合リリーフカットは、それぞれが異なる曲率半径を有する２つのセクションを有し、この構成は、部品の応力を低減し、部品の動作寿命を増加させる。
図６は、図５に示したようなリリーフカット領域の拡大図を示す。硬質表面層４１５は、シールレール４１２の端部に配置されているが、これは、複合リリーフカットが形成される前にフィレット４１３の端部に存在していることもある。複合リリーフカット５２０は、第１の端縁４０６の一部分に形成され、第１の切削部５２１および第２の切削部５２３からなり、第１の切削部は、第２の切削部に滑らかにつながっている。第１の切削部５２１は、シールレール４１２の位置または中に始点があり、シールレールから第１の端縁４０６の遠位端に向かって延在する。第１の切削部５２１は、第１の半径５２２を有する湾曲輪郭を有する。第２の切削部５２３は、第１の切削部５２１の端部を始点とし、第１の切削部から第１の端縁４０６まで延在する。第２の切削部５２３も、湾曲輪郭を有するが、第２の半径５２４を有する。第２の半径５２４は、第１の半径５２２よりも大きい。単なる例として、第１の半径５２２は、約０．１００インチから約０．１２５インチであってもよく、第２の半径は、約０．１２５インチから約０．２００インチであってもよい。「約」という用語は、述べられている値に１０％の許容差を与えるものとして規定される。理解できるように、複合リリーフカット５２０は、互いに滑らかにつながった２つの異なる半径の切削部（または湾曲部）から形成される。第１の切削部５２１の端部は、第２の切削部５２３の始点である。
第２の切削部５２３の端部と隣接する第１の端縁部分４０６との間には角度が形成される。外側角５３１は、この部分の外側に形成される角度であり、角度５３１は、優角である。優角は、１８０度より大きいが、３６０度より小さい。単なる一例として、優角５３１は、約１８１度から約２２５度であってもよいが、特定の用途では必要に応じて、任意の適切な優角が使用されてもよい。第２の切削部５２３の端部と隣接する第１の端縁部分４０６との間には、内側角５３０も形成される。内側角５３０は、この部分の内側に形成される角度であり、内側角５３０は、鈍角である。鈍角は、１８０度より小さいが、９０度より大きい。角度５３０と角度５３１の合計は、３６０度に等しい。単なる一例として、内側角５３０は、約１３５度から約１７９度であってもよいが、特定の用途では必要に応じて、任意の適切な鈍角が使用されてもよい。さらに、複合リリーフカット５２０は、部分的に硬質表面層４１５に形成されてもよい。
図７は、複合リリーフカット５２０の概略図を示す。第１の切削部５２１は、シールレール４１２との平行線から約３０度の弧を描いて延在する。例えば、第１の切削部５２１は、シールレールの始点から始まって、約３０度の弧にわたって延在する。第２の切削部５２３は、第１の切削部の端部を始点とし、シールレールとの平行線からさらに約６０度から約９０度の弧を描いて延在する。複合リリーフカット５２０（第１の切削部および第２の切削部の両方を含む）は、シールレールとの平行線から約９０度から約１２０度の弧を描いて延在する。しかしながら、第１の切削部および第２の切削部の両方に、任意の適切な度合いの円弧範囲が使用されてもよい。
図８は、本発明の一態様による、翼形部シュラウドを改修するための方法８００を示す。方法８００は、翼形部シュラウドの第１の端縁４０６の基準位置４１０を特定する特定ステップ８１０を含むことができる。基準位置は、フィレット４１３の一部分を含み得る。フィレット４１３は、半径方向外表面４１４に沿って延在し、また、翼形部シュラウドの半径方向外表面４１４に沿って周方向に延在するシールレールに直接隣接して配置されている。
形成ステップ８２０は、基準位置４１０を除去するために翼形部シュラウドに溶接処理を行うことなく、フィレット４１３に複合リリーフカット５２０を形成する。複合リリーフカット５２０は、グラインダ、ドリルビット、ルータ、または任意の他の適切な研磨工具もしくは切削工具を用いて形成されてもよい。複合リリーフカット５２０は、シールレール４１２から第１の端縁４０６に向かって延在する、第１の半径５２２を有する第１の切削部５２１と、第１の切削部５２１の端部から第１の端縁４０６まで延在する、第２の半径５２４を有する第２の切削部５２３とを有する。第２の半径５２４は、第１の半径５２２よりも大きい。さらに、形成ステップは、複合リリーフカットを形成するために硬質表面層を切削することを含んでもよい。翼形部シュラウドの改修は、複合リリーフカット５２０の形成後に完了し、翼形部シュラウドは、ステップ８３０で、リリーフカットの形成後にターボ機械に取り付けられてもよい。
本発明は、限られた数の実施形態に関して詳細に説明してきたが、本発明が、このような開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されよう。それどころか、本発明は、これまでに説明していないが、本発明の精神および範囲に相応する無数の変形、変更、置換、または同等の構成を取り入れるために修正することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様が、説明した実施形態の一部しか含まなくてもよいことが理解されるべきである。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されるものとして理解されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
［実施態様１］
翼形部（２０２）の先端に配置された翼形部シュラウド（４００）を改修するための方法（８００）であって、前記翼形部シュラウド（４００）が、第１の端縁（４０６）、第２の端縁（４０８）、前縁（４０２）、および後縁（４０４）を有し、前記方法（８００）が、
前記翼形部シュラウド（４００）の前記第１の端縁（４０６）の基準位置（４１０）を特定するステップ（８１０）であって、前記基準位置（４１０）が、フィレット（４１３）の一部分を含み、シールレール（４１２）が、前記翼形部シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って周方向に延在し、前記フィレット（４１３）が、前記半径方向外表面（４１４）に沿って延在し、前記シールレール（４１２）に直接隣接して配置されているステップ（８１０）と、
前記基準位置（４１０）を除去するために前記翼形部シュラウド（４００）に溶接処理を行うことなく前記フィレット（４１３）に複合リリーフカット（５２０）を形成するステップ（８２０）であって、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）から前記第１の端縁（４０６）に向かって延在する、第１の半径（５２２）を有する第１の切削部（５２１）および前記第１の切削部（５２１）の端部から前記第１の端縁（４０６）まで延在する、第２の半径（５２４）を有する第２の切削部（５２３）を有し、前記第２の半径（５２４）が、前記第１の半径（５２２）よりも大きく、前記翼形部シュラウド（４００）の改修が、前記複合リリーフカット（５２０）を形成するステップ（８２０）の後に完了するステップ（８２０）と
を含む方法（８００）。
［実施態様２］
前記リリーフカット（５２０）を形成する前記ステップ（８２０）の後に前記翼形部シュラウド（４００）をターボ機械（１００）に取り付けるステップ（８３０）
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様３］
前記第２の切削部（５２３）の端部と前記第１の端縁（４０６）との間に形成される外角（５３１）が、優角である、実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様４］
前記第２の切削部（５２３）の端部と前記第１の端縁（４０６）との間に形成さる内角（５３０）が、鈍角である、実施態様１に記載の方法（８００）。
［実施態様５］
前記第１の半径（５２２）が、約０．１００インチから約０．１２５インチであり、前記第２の半径（５２４）が、約０．１２５インチから約０．２００インチである、実施態様３に記載の方法（８００）。
［実施態様６］
前記第１の切削部（５２１）が、前記シールレール（４１２）との平行線から約３０度の弧を描いて延在する、実施態様３に記載の方法（８００）。
［実施態様７］
前記第２の切削部（５２３）が、前記第１の切削部（５２１）の前記端部を始点とし、前記第２の切削部（５２３）が、前記シールレール（４１２）との平行線からさらに約６０度から約９０度の弧を描いて延在し、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）との平行線から約９０度から約１２０度の弧を描いて延在する、実施態様６に記載の方法（８００）。
［実施態様８］
前記複合リリーフカット（５２０）を形成する前記ステップ（８２０）の間に硬質表面層（４１５）を切削することをさらに含む、実施態様３に記載の方法（８００）。
［実施態様９］
ブレード（２００）であって、
翼形部軸線（２１０）を有する翼形部（２０２）と、
前記翼形部（２０２）の先端に配置されたシュラウド（４００）であって、第１の端縁（４０６）、第２の端縁（４０８）、前縁（４０２）、および後縁（４０４）を有するシュラウド（４００）と、
前記シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って周方向に延在するシールレール（４１２）と、
前記シュラウド（４００）の前記半径方向外表面（４１４）に沿って延在し、前記シールレール（４１２）に直接隣接して配置されたフィレット（４１３）と、
前記シュラウド（４００）の前記第１の端縁（４０６）に形成された複合リリーフカット（５２０）であって、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）から前記第１の端縁（４０６）に向かって延在する、第１の半径（５２２）を有する第１の切削部（５２１）と、前記第１の切削部（５２１）の端部から前記第１の端縁（４０６）まで延在する、第２の半径（５２４）を有する第２の切削部（５２３）とを有し、前記第２の半径（５２４）が、前記第１の半径（５２２）よりも大きい複合リリーフカット（５２０）と
を備えるブレード（２００）。
［実施態様１０］
前記第２の切削部（５２３）の端部と前記第１の端縁（４０６）との間に形成された外角（５３１）が優角であるか、または、前記第２の切削部（５２３）の端部と前記第１の端縁（４０６）との間に形成された内角（５３０）が鈍角である、実施態様９に記載のブレード（２００）。
［実施態様１１］
前記第１の半径（５２２）が、約０．１００インチから約０．１２５インチであり、前記第２の半径（５２４）が、約０．１２５インチから約０．２００インチである、実施態様１０に記載のブレード（２００）。
［実施態様１２］
前記第１の切削部（５２１）が、前記シールレール（４１２）との平行線から約３０度の弧を描いて延在する、実施態様１０に記載のブレード（２００）。
［実施態様１３］
前記第２の切削部（５２３）が、前記第１の切削部（５２１）の前記端部を始点とし、前記第２の切削部（５２３）が、前記シールレール（４１２）との平行線からさらに約６０度から約９０度の弧を描いて延在し、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）との平行線から約９０度から約１２０度の弧を描いて延在する、実施態様１２に記載のブレード（２００）。
［実施態様１４］
前記第１の端縁（４０６）の一部分に硬質表面層（４１５）をさらに備え、前記複合リリーフカット（５２０）が、部分的に前記硬質表面層（４１５）に形成されている、実施態様１３に記載のブレード（２００）。
［実施態様１５］
タービン（１００）であって、
ロータ（１０８）と、
前記ロータ（１０８）に連結されたブレード（２００）であって、
翼形部軸線（２１０）を有する翼形部（２０２）と、
前記翼形部（２０２）の先端に配置されたシュラウド（４００）であって、第１の端縁（４０６）、第２の端縁（４０８）、前縁（４０２）、および後縁（４０４）を有するシュラウド（４００）、
前記シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って周方向に延在するシールレール（４１２）、
前記シュラウド（４００）の前記半径方向外表面（４１４）に沿って延在し、前記シールレール（４１２）に直接隣接して配置されたフィレット（４１３）、および
前記シュラウド（４００）の前記第１の端縁（４０６）に形成された複合リリーフカット（５２０）であって、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）から前記第１の端縁（４０６）に向かって延在する、第１の半径（５２２）を有する第１の切削部（５２１）と、前記第１の切削部（５２１）の端部から前記第１の端縁（４０６）まで延在する、第２の半径（５２４）を有する第２の切削部（５２３）とを有し、前記第２の半径（５２４）が、前記第１の半径（５２２）よりも大きい複合リリーフカット（５２０）
を備えるブレード（２００）と
を備えるタービン（１００）
［実施態様１６］
前記第２の切削部（５２３）の端部と前記第１の端縁（４０６）との間に形成された外角（５３１）が優角であるか、または、前記第２の切削部（５２３）の端部と前記第１の端縁（４０６）との間に形成された内角（５３０）が鈍角である、実施態様１５に記載のタービン（１００）。
［実施態様１７］
前記第１の半径（５２２）が、約０．１００インチから約０．１２５インチであり、前記第２の半径（５２４）が、約０．１２５インチから約０．２００インチである、実施態様１６に記載のタービン（１００）。
［実施態様１８］
前記第１の切削部（５２１）が、前記シールレール（４１２）との平行線から約３０度の弧を描いて延在する、実施態様１６に記載のタービン（１００）。
［実施態様１９］
前記第２の切削部（５２３）が、前記第１の切削部（５２１）の前記端部を始点とし、前記第２の切削部（５２３）が、前記シールレール（４１２）との平行線からさらに約６０度から約９０度の弧を描いて延在し、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）との平行線から約９０度から約１２０度の弧を描いて延在する、実施態様１８に記載のタービン（１００）。
［実施態様２０］
前記ブレード（２００）が、前記タービン（１００）の第３の段に配置されている、実施態様１９に記載のタービン（１００）。
１００ ガスタービンシステム
１０２ 圧縮機
１０４ 燃焼器
１０６ タービン
１０８ シャフト
１１０ 燃料ノズル
１１２ 燃料供給源
２００ ブレード
２０２ 翼形部
２０４ シールレール
２０６ 高温ガス流
２０８ シュラウド
２１０ 翼形部軸線
２１２ ロータ軸線
２１４ 半径方向外面
２１６ 半径方向内面
４００ ブレードシュラウド、翼形部シュラウド
４０２ 前縁
４０４ 後縁
４０６ 第１の端縁
４０８ 第２の端縁
４１０ 基準位置
４１２ シールレール
４１３ フィレット
４１４ 半径方向外面
４１５ 硬質表面コーティング、硬質表面層
５２０ 複合リリーフカット
５２１ 第１の切削部
５２２ 第１の半径
５２３ 第２の切削部
５２４ 第２の半径
５３０ 内角
５３１ 外角、優角
８００ 方法
８１０ 特定ステップ
８２０ 形成ステップ
８３０ ステップ

Claims (15)

  1. 翼形部（２０２）の先端に配置された翼形部シュラウド（４００）を改修するための方法（８００）であって、前記翼形部シュラウド（４００）が、第１の端縁（４０６）、第２の端縁（４０８）、前縁（４０２）及び後縁（４０４）を有し、当該方法（８００）が、
    前記翼形部シュラウド（４００）の第１の端縁（４０６）の基準位置（４１０）を特定するステップ（８１０）であって、前記基準位置（４１０）が、フィレット（４１３）の一部分を含み、シールレール（４１２）が、前記翼形部シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って周方向に延在し、前記フィレット（４１３）が、前記半径方向外表面（４１４）に沿って延在しかつ前記シールレール（４１２）に直接隣接して配置されている、ステップ（８１０）と、
    前記基準位置（４１０）を除去するために、前記翼形部シュラウド（４００）に溶接処理を行わずに前記フィレット（４１３）に複合リリーフカット（５２０）を形成するステップ（８２０）であって、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）から第１の端縁（４０６）に向かって延在する第１の半径（５２２）を有する第１の切削部（５２１）及び第１の切削部（５２１）の端部から第１の端縁（４０６）まで延在する第２の半径（５２４）を有する第２の切削部（５２３）を有し、第２の半径（５２４）が第１の半径（５２２）よりも大きい、ステップと
    を含んでおり、前記翼形部シュラウド（４００）の改修が、前記複合リリーフカット（５２０）を形成するステップ（８２０）の後に完了する、方法（８００）。
  2. 前記リリーフカット（５２０）を形成するステップ（８２０）の後に前記翼形部シュラウド（４００）をターボ機械（１００）に取り付けるステップ（８３０）
    をさらに含む、請求項１に記載の方法（８００）。
  3. 第２の切削部（５２３）の端部と第１の端縁（４０６）との間で前記翼形部シュラウド（４００）の外側に形成される外側角（５３１）が優角である、請求項１に記載の方法（８００）。
  4. 第２の切削部（５２３）の端部と第１の端縁（４０６）との間で前記翼形部シュラウド（４００）の内側に形成される内側角（５３０）が鈍角である、請求項１に記載の方法（８００）。
  5. 第１の半径（５２２）が０．１インチ～０．１２５インチ（２．５４ｍｍ～３．１７５ｍｍ）であり、第２の半径（５２４）が０．１２５インチ～０．２インチ（３．１７ｍｍ～５．０８ｍｍ）である、請求項３に記載の方法（８００）。
  6. 第１の切削部（５２１）が、前記シールレール（４１２）との平行線から３０度の弧を描いて延在する、請求項３に記載の方法（８００）。
  7. 第２の切削部（５２３）が、第１の切削部（５２１）の端部を始点とし、第２の切削部（５２３）が、前記シールレール（４１２）との平行線からさらに６０度～９０度の弧を描いて延在し、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）との平行線から９０度～１２０度の弧を描いて延在する、請求項６に記載の方法（８００）。
  8. 前記翼形部シュラウド（４００）が、第１の端縁（４０６）の一部分に硬質表面層（４１５）をさらに備えており、当該方法（８００）が、前記複合リリーフカット（５２０）を形成するステップ（８２０）の間に前記硬質表面層（４１５）を切削することをさらに含む、請求項３に記載の方法（８００）。
  9. ブレード（２００）であって、
    翼形部軸線（２１０）を有する翼形部（２０２）と、
    前記翼形部（２０２）の先端に配置されたシュラウド（４００）であって、第１の端縁（４０６）、第２の端縁（４０８）、前縁（４０２）及び後縁（４０４）を有するシュラウド（４００）と、
    前記シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って周方向に延在するシールレール（４１２）と、
    前記シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って延在し、前記シールレール（４１２）に直接隣接して配置されたフィレット（４１３）と、
    前記シュラウド（４００）の第１の端縁（４０６）に形成された複合リリーフカット（５２０）であって、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）から第１の端縁（４０６）に向かって延在する第１の半径（５２２）を有する第１の切削部（５２１）と、第１の切削部（５２１）の端部から第１の端縁（４０６）まで延在する第２の半径（５２４）を有する第２の切削部（５２３）とを有し、第２の半径（５２４）が第１の半径（５２２）よりも大きい、複合リリーフカット（５２０）と
    を備えるブレード（２００）。
  10. 第２の切削部（５２３）の端部と第１の端縁（４０６）との間で前記翼形部シュラウド（４００）の外側に形成される外側角（５３１）が優角であるか、或いは第２の切削部（５２３）の端部と第１の端縁（４０６）との間で前記翼形部シュラウド（４００）の内側に形成される内側角（５３０）が鈍角である、請求項９に記載のブレード（２００）。
  11. 第１の半径（５２２）が０．１インチ～０．１２５インチ（２．５４ｍｍ～３．１７５ｍｍ）であり、第２の半径（５２４）が０．１２５インチ～０．２インチ（３．１７ｍｍ～５．０８ｍｍ）である、請求項１０に記載のブレード（２００）。
  12. 第１の切削部（５２１）が、前記シールレール（４１２）との平行線から３０度の弧を描いて延在する、請求項１０に記載のブレード（２００）。
  13. 第２の切削部（５２３）が、第１の切削部（５２１）の端部を始点とし、第２の切削部（５２３）が、前記シールレール（４１２）との平行線からさらに６０度～９０度の弧を描いて延在し、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）との平行線から９０度～１２０度の弧を描いて延在する、請求項１２に記載のブレード（２００）。
  14. 第１の端縁（４０６）の一部分に硬質表面層（４１５）をさらに備えており、前記複合リリーフカット（５２０）が、部分的に前記硬質表面層（４１５）に形成されている、請求項１３に記載のブレード（２００）。
  15. タービン（１００）であって、当該タービン（１００）が、
    ロータ（１０８）と、
    前記ロータ（１０８）に連結されたブレード（２００）と
    を備えており、前記ブレード（２００）が、
    翼形部軸線（２１０）を有する翼形部（２０２）、
    前記翼形部（２０２）の先端に配置されたシュラウド（４００）であって、第１の端縁（４０６）、第２の端縁（４０８）、前縁（４０２）及び後縁（４０４）を有するシュラウド（４００）、
    前記シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って周方向に延在するシールレール（４１２）、
    前記シュラウド（４００）の半径方向外表面（４１４）に沿って延在し、前記シールレール（４１２）に直接隣接して配置されたフィレット（４１３）、及び
    前記シュラウド（４００）の第１の端縁（４０６）に形成された複合リリーフカット（５２０）であって、前記複合リリーフカット（５２０）が、前記シールレール（４１２）から第１の端縁（４０６）に向かって延在する第１の半径（５２２）を有する第１の切削部（５２１）と、第１の切削部（５２１）の端部から第１の端縁（４０６）まで延在する第２の半径（５２４）を有する第２の切削部（５２３）とを有し、第２の半径（５２４）が、第１の半径（５２２）よりも大きい、複合リリーフカット（５２０）
    を備えている、タービン（１００）
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