JP7463359B2 - ターボ機械のブレード先端の取り付け - Google Patents

Description

本開示は、一般に、ガスタービンブレードに関し、より詳細には、ブレード先端をブレード本体に取り付けるためのシステムに関する。

ガスタービンシステムは、発電に広く使用されている。ガスタービン高温ガス経路回転ブレード、特にブレード先端は、動作中に冷却を必要とする。さらに、ガスタービン高温ガス経路ノズルは、動作中に冷却を必要とする場合がある。ブレードおよびノズルを冷却するために、相当量の空気が使用される場合がある。しかしながら、冷却に使用される空気の量が減少すると、ガスタービンシステムの全体的な効率を高めることができる。タービンブレードおよびノズルは、一般に、インベストメント鋳造プロセスを使用してモノリシック構造として製造される。インベストメント鋳造プロセスは、特定の領域、例えばブレード先端、またはノズルおよび／もしくはブレードの前縁および／もしくは後縁において高度な熱伝達設計を達成することについていくつかの課題を呈する。これらの課題に対処するための１つの手法は、翼形部の一部、例えば先端または縁クーポンを別個に製造し、それを翼形部の残りの部分、例えばブレードまたはノズルの翼形部本体に取り付けることである。このようにして、例えばブレード先端またはノズル翼形部の前縁または後縁に高度な冷却装置を実装し、新しい構成要素と使用されている構成要素の両方において実施することができる。後に取り付けられる別個の先端またはクーポンを使用することによる１つの課題は、ブレードまたはノズルの翼形部の残りの部分に部品を適切に結合することである。現在の慣行には、溶接、ろう付けおよび接合が含まれる。

米国特許出願公開第２０１８－０２９８７６５号明細書

本開示の第１の態様は、ターボ機械のためのブレードを提供し、ブレードは、少なくとも１つの第１の冷却剤通路、および、翼形部本体内または翼形部本体上の先端保持部材座部を含む翼形部本体と、翼形部本体に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する先端であって、先端は、先端本体、翼形部本体内の少なくとも１つの第１の冷却剤通路と流体連通するように構成された先端本体内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路、および、翼形部本体内の先端保持部材座部に結合するために先端本体から延在する保持部材を含む、先端とを備える。

本開示の第２の態様は、ターボ機械のためのブレードを形成する方法を提供し、本方法は、少なくとも１つの第１の冷却剤通路を中に含む翼形部本体を提供するステップと、翼形部本体に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する第１の先端を提供するステップであって、第１の先端は、先端本体と、先端本体内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路と、翼形部本体内の少なくとも１つの保持部材座部に結合するために先端本体から延在する少なくとも１つの保持部材とを含む、提供するステップと、少なくとも１つの第２の冷却剤通路が翼形部本体内の少なくとも１つの第１の冷却剤通路と流体連通し、少なくとも１つの保持部材が翼形部本体内の少なくとも１つの保持部材座部に結合するように、第１の先端を翼形部本体に結合するステップとを含む。

本開示の第３の態様は、ターボ機械のブレードの先端を提供し、先端は、ブレードの翼形部本体に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する先端本体と、翼形部本体内の少なくとも１つの冷却剤通路と流体連通するように構成された先端本体内の少なくとも１つの冷却剤通路と、翼形部本体内の先端保持部材座部に結合するために先端本体から延在する保持部材とを備える。

本開示の第４の態様は、ターボ機械のブレードまたはノズルの翼形部を提供し、翼形部は、少なくとも１つの第１の冷却剤通路、および、翼形部本体の前縁または後縁内の縁開口部であって、縁開口部は、翼形部本体の内面内または内面上に縁クーポン保持部材座部を有する、縁開口部とを含む翼形部本体と、翼形部本体内の縁開口部に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する縁クーポンであって、縁クーポンは、縁クーポン本体、翼形部本体内の少なくとも１つの第１の冷却剤通路と流体連通するように構成された縁クーポン本体内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路、および、翼形部本体内の縁クーポン保持部材座部に結合するために縁クーポン本体から延在する保持部材を含む、縁クーポンとを備える。

本開示の第５の態様は、ターボ機械のブレードまたはノズルのための翼形部を形成する方法を提供し、本方法は、内部の少なくとも１つの第１の冷却剤通路と、翼形部本体の前縁または後縁内の縁開口部とを含む翼形部本体を提供するステップであって、縁開口部は、翼形部本体の内面内または内面上に少なくとも１つの縁クーポン保持部材座部を有する、提供するステップと、翼形部本体内の縁開口部に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する第１の縁クーポンを提供するステップであって、第１の縁クーポンは、縁クーポン本体と、縁クーポン本体内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路と、翼形部本体内の縁開口部内の少なくとも１つの保持部材座部に結合するために縁クーポン本体から延在する少なくとも１つの保持部材とを含む、提供するステップと、少なくとも１つの第２の冷却剤通路が翼形部本体内の少なくとも１つの第１の冷却剤通路と流体連通し、少なくとも１つの保持部材が翼形部本体内の縁開口部内の少なくとも１つの保持部材座部に結合するように、第１の縁クーポンを翼形部本体に結合するステップとを含む。

本開示の第６の態様は、ターボ機械のノズルまたはブレードのための縁クーポンを提供し、縁クーポンは、ノズルまたはブレードの翼形部本体の前縁または後縁内の開口部に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する縁クーポン本体と、翼形部本体内の少なくとも１つの冷却剤通路と流体連通するように構成された縁クーポン本体内の少なくとも１つの冷却剤通路と、翼形部本体内の縁開口部内の縁クーポン保持部材座部に結合するために縁クーポン本体から延在する保持部材とを備える。

本開示の例示的な態様は、本明細書で説明される問題および／または論じられていない他の問題を解決するように設計されている。

本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を図示する添付の図面と併せて、本開示の様々な態様に関する以下の詳細な説明から、さらに容易に理解されるであろう。

従来のガスタービンシステムの概略図である。 図１のガスタービンシステムと共に使用することができるガスタービンアセンブリの断面図である。 本開示の様々な実施形態を採用することができるタイプのターボ機械のブレードの斜視図である。 本開示の実施形態による、保持部材および保持部材座部の取り付けを使用するブレードおよびブレード先端の分解斜視図である。 本開示の一実施形態による、保持部材を含むブレード先端の断面図である。 本開示の実施形態による、保持部材および保持部材座部の取り付けを使用した翼形部本体へのブレード先端の取り付けの部分断面斜視図である。 本開示の代替的な実施形態による、保持部材および保持部材座部の取り付けを使用するブレード先端および翼形部本体の側面図である。 本開示の実施形態による、保持部材および保持部材座部の取り付けを使用してターボ機械のためのブレードを形成するために翼形部本体に取り付けられた先端本体の斜視図である。 本開示の実施形態による、保持部材および保持部材座部の取り付けを使用して取り付けられた縁クーポンを有する例示的なノズルの斜視図である。 本開示の実施形態による、ブレードまたはノズルの前縁または後縁に取り付けるための保持部材を含む縁クーポンの分解概略斜視図である。 本開示の一実施形態による、前縁に縁クーポンを含む例示的なノズルの側面図である。 本開示の一実施形態による、後縁の縁クーポンを含む例示的なノズルの分解側面図である。 本開示の一実施形態による、後縁に縁クーポンを含む例示的なノズルの側面図である。 本開示の別の実施形態による、ブレードまたはノズルの前縁または後縁内の縁開口部の保持部材を含む縁クーポンの分解概略斜視図である。 本開示の実施形態による、ブレードまたはノズルの前縁または後縁内の軸方向により深い縁開口部の保持部材を含む別の縁クーポンの側面図である。 本開示の代替的な実施形態による、保持部材および保持部材座部の部分側面図である。 本開示の別の代替的な実施形態による、保持部材および保持部材座部の部分側面図である。

本開示の図面は、原寸に比例していないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを図示することを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。図面では、類似する符号は、図面間で類似する要素を表す。

最初の問題として、現在の開示を明確に説明するために、ターボ機械のブレード内の関連する機械構成要素を参照して説明するときに、特定の専門用語を選択することが必要になる。これを行う場合、可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と同じ意味で使用および利用される。別途記載のない限り、このような専門用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者であれば、多くの場合、特定の構成要素がいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して参照されることがあることを理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてもよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載され得るものは、単一の部品として他の場所で参照されてもよい。

また、本明細書ではいくつかの記述上の用語を繰り返し使用する場合があり、本項の始めでこれらの用語を定義することが有用であるはずである。これらの用語およびその定義は、別途記載のない限り、以下の通りである。本明細書で使用する場合、「下流」および「上流」とは、タービンエンジンを通る作動流体、または例えば、燃焼器を通る空気の流れ、もしくはタービンの構成要素システムの１つを通る冷却剤などの流体の流れに対する方向を示す用語である。「下流」という用語は、流体の流れの方向に対応し、「上流」という用語は、流れの反対の方向を指す。「前方」および「後方」という用語は、別途指定のない限り、方向を指し、「前方」はガスタービンシステムの前方または圧縮機端部を指し、「後方」はガスタービンシステムの後部またはタービン端部を指す。多くの場合、中心軸線に関して異なる半径方向位置にある部品を記述することが要求される。「半径方向」という用語は、軸線に垂直な移動または位置を指す。このような場合、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線に近接して位置する場合には、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」または「内方」にあると述べる。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には、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「外方」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。最後に、「円周方向」という用語は、軸線周りの移動または位置を指す。このような用語は、ガスタービンシステムのロータの中心軸線に関連して適用することができることが理解されよう。

ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「係合解除される」、「接続される」、または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」、または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係について説明するために使用される他の語も、同様に解釈されるべきである（例えば、「～の間に」に対して「直接～の間に」、「～に隣接して」に対して「直接～に隣接して」など）。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つまたは複数のすべての組み合わせを含む。

本開示の実施形態は、ブレードの先端、またはノズルもしくはブレードのための縁クーポンなどの翼形部の一部の取り付けを可能にする。翼形部は、例えばターボ機械に使用することができる。一実施形態では、本開示は、ターボ機械のためのブレード、ターボ機械のブレードのための先端、および先端を取り付けるための関連する方法を提供する。ブレードは、ブレードの翼形部本体に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する先端本体を含むことができる。少なくとも１つの冷却剤通路が、先端本体内に位置付けられ、翼形部本体内の少なくとも１つの冷却剤通路と流体連通するように構成される。保持部材が、翼形部本体内の先端保持部材座部に結合するために先端本体から延在する。

別の実施形態では、保持部材および保持部材座部の取り付けは、ターボ機械のノズルまたはブレードのための翼形部のための縁クーポンに適用される。この実施形態は、ターボ機械のノズルまたはブレードのための翼形部、翼形部のための縁クーポン、および関連する方法を提供する。この実施形態では、翼形部は、少なくとも１つの第１の冷却剤通路と、翼形部本体の前縁または後縁内の縁開口部とを含む翼形部本体を含む。第１の実施形態と同様に、縁開口部は、翼形部本体の内面内または内面上に縁クーポン保持部材座部を有する。翼形部はまた、翼形部本体内の縁開口部に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する縁クーポンを含む。縁クーポンは、縁クーポン本体と、翼形部本体内の少なくとも１つの第１の冷却剤通路と流体連通するように構成された縁クーポン本体内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路と、翼形部本体内の縁クーポン保持部材座部に結合するために縁クーポン本体から延在する保持部材とを含む。

図１は、例示的なガスタービンシステム１００の概略図を示す。ガスタービンシステム１００は、圧縮機１０２と、燃焼器１０４とを含む。燃焼器１０４は、燃焼領域１０５と、燃料ノズルアセンブリ１０６とを含む。エンジン１００はまた、タービン１０８と、一般的な圧縮機／タービンロータ１１０とを含む。一実施形態では、エンジン１００は、サウスカロライナ州Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅのゼネラルエレクトリック社から市販されている、９ＦＢエンジンと呼ばれることもある、ＭＳ７００１ＦＢエンジンである。本開示は、いかなる特定のエンジンに限定されるものではなく、例えば、ゼネラルエレクトリック社のＭＳ７００１ＦＡ（７ＦＡ）およびＭＳ９００１ＦＡ（９ＦＡ）エンジンモデルを含む他のエンジンと関連して実装することができる。

動作中、空気は圧縮機１０２を通って流れ、圧縮空気が燃焼器１０４に供給される。具体的には、圧縮空気は、燃焼器１０４に一体化された燃料ノズルアセンブリ１０６に供給される。燃料ノズルアセンブリ１０６は、燃焼領域１０５と流れ連通している。燃料ノズルアセンブリ１０６はまた、燃料源（図１には示さず）と流れ連通し、燃料および空気を燃焼領域１０５に導く。燃焼器１０４は、燃料を点火して燃焼させる。燃焼器１０４は、ガス流の熱エネルギーが機械的回転エネルギーに変換されるタービン１０８と流れ連通する。タービン１０８は、ロータ１１０に回転可能に結合されてロータ１１０を駆動する。圧縮機１０２はまた、ロータ１１０に回転可能に結合される。例示的な実施形態では、複数の燃焼器１０４および燃料ノズルアセンブリ１０６が存在する。以下の説明では、特に明記しない限り、各構成要素の１つのみを説明する。

図２は、ロータ１１０に結合された回転ブレード１２０と、図１のガスタービンシステム１００と共に使用することができるノズル１２２とを示す例示的なタービン１０８の断面図である。回転ブレード１２０は、翼形部本体１２４と、ロータ１１０に結合するための根元端部１２６と、その外側端部にあるブレード先端またはシュラウド１２８とを含む。ノズル１２２は、半径方向外側プラットフォーム１３２によってタービン１０８内に保持されている翼形部本体１３０を含む。ノズル１１２はまた、半径方向内側プラットフォーム１３４を含む。

本開示は、一般に、ブレードまたはノズルの翼形部に部品を結合するために保持部材および保持部材座部の取り付けを利用する２つの代替実施形態を含む。第１の実施形態は、ブレードの先端取り付けに関し、一方、第２の実施形態は、ブレードおよび／またはノズルの前縁および／または後縁に適用可能な縁クーポン取り付けに関する。したがって、第１の実施形態はブレードのみに関して説明され、一方、第２の実施形態はブレードおよびノズルに関して交換可能に説明される。

図３は、本開示の様々な実施形態を採用することができるタイプのターボ機械のブレード１２０の斜視図を示す。ブレード１２０は、内部に少なくとも１つの第１の冷却剤通路１４５（破線）を含む翼形部本体１２４を含むことができる。ブレード１２０はまた、ブレード１２０がロータ１１０（図２）に取り付けられる根元１４０を含むことができる。根元１４０は、ロータディスクの周囲の対応するダブテールスロットに装着するように構成されたダブテールを含むことができる。根元１４０は、ダブテールと、翼形部本体１２４と根元１４０との接合部に配置され、タービン１０８（図１）を通る流路の内方境界の一部を画定するプラットフォーム１４２との間に延在するシャンクをさらに含むことができる。翼形部本体１２４は、作動流体の流れを遮断してロータディスクを回転させるブレード１２０の能動構成要素であることが理解されよう。ブレード１２０の翼形部本体１２４は、対向する前縁１５０と後縁１５２との間にそれぞれ軸方向に延在する、凹状正圧側（ＰＳ）外側壁１４６と、円周方向または横方向に対向する凸状負圧側（ＳＳ）外側壁１４８とを含むことがわかる。壁１４６および１４８もまた、プラットフォーム１４２から先端１５４に半径方向に延在する。この分野で理解されているように、冷却剤通路（複数可）１４５は、限定はしないが、線形、正弦波（図８）などのような様々な形状を有することができる。冷却剤通路（複数可）１４５は、冷却剤、例えば、圧縮機１０２（図１）からの空気を、翼形部本体１２４を通って、および／または先端１５４へと送達することができる。

図４の分解斜視図を参照すると、先端１５４は、翼形部本体１２４に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する、すなわち、先端１５４の少なくとも一部は、翼形部本体１２４と整合する形状を有し、そのため、それらは、結合されると、集合的に、単一ブレード１２０を形成することができる。先端１５４は、先端本体１６０を含むことができる。先端本体１６０は、中実であってもよく、または図示するように、翼形部本体１２４内の冷却剤通路（複数可）１４５と流体連通するように構成された少なくとも１つの冷却剤通路１６２を含んでもよい。先端本体１６０は、先端全体、先端全体の一部、または先端の複数の部分を含むことができる。冷却剤通路（複数可）１６２は、基部１６４および／またはそのレール１６６（図７）を含む先端本体１６０を冷却するための多種多様な形状および経路を有することができる。さらに、冷却剤通路（複数可）１６２は、先端１５４の任意の部分、例えば、本体、先端プレート、先端レールなどを通過することができる。冷却剤通路（複数可）１４５および１６２は、一対一に対応する必要はない。

引き続き図４を参照すると、本開示の実施形態によれば、従来の先端－ブレード取り付け構成とは対照的に、翼形部本体１２４は、翼形部本体１２４の中または上に先端保持部材座部１７０を含む。図４に示す実施形態では、先端保持部材座部１７０は、翼形部本体１２４の内面１７２上にある、すなわち、内面１７２からまたは内面内に延在する。ここで、先端保持部材座部１７０は、翼形部本体１２４の壁の内面１７２から内側に延在する突出部または隆起部１７４を含むことができる。図４では、先端保持部材座部１７０は、内面１７２の周りに全体的に延在する隆起部１７４を含む。連続的な隆起部１７４として示されているが、座部１７０はセグメント化されてもよいことが理解される。例えば、図４では、内面１７２は単一の冷却剤通路１４５を画定するように示されているが、冷却剤通路１４５はいくつかの冷却剤通路１４５を含んでもよいことが理解される。この後者の場合、先端保持部材座部１７０はセグメント化されてもよく、すなわち、それぞれの冷却剤通路１４５内にいくつかの座部１７０を含む。例えば、図５に示すように、翼形部本体１２４は、各々がその内面１７２上にある、すなわち、それぞれの冷却剤通路１４５内に延在するか、またはそれぞれの冷却剤通路１４５に面する１つまたは複数の先端保持部材座部１７０を有する、いくつかの冷却剤通路１４５を含むことができる。隆起部１７４は、例えば図５の冷却剤通路１４５Ａのように、任意の特定の冷却剤通路の内面１７２に沿って不連続であってもよい。

図４はまた、先端保持部材座部（複数可）１７０に結合するために先端本体１６０から延在する保持部材（複数可）１８０を含む先端１５４を示す。一実施形態では、保持部材１８０は、翼形部本体１２４の内面１７２上の先端保持部材座部１７０と係合するための保持座部係合要素１８４をその遠位端に有する可撓性要素１８２を含むことができる。図６に示すように、各保持部材１８０は、翼形部本体１２４の冷却剤通路１４５内に延在して先端保持部材座部１７０と係合するように構成することができる。翼形部本体１２４の周りに離間した任意の数の保持部材座部１７０を利用することができる。同様に、先端１５４の周りに離間した任意の数の対応する保持部材１８０を使用して、保持部材座部１７０に係合することができる。

可撓性要素１８２は、保持座部係合要素１８４が屈曲し、通過して先端保持部材座部１７０と係合することを可能にするのに十分に可撓性であるが、両者をともに保持するのに十分に剛性であってもよい。各保持部材１８０の長さは、先端１５４が翼形部本体１２４に堅固に保持されることを確実にするように構成することができる。少なくとも先端本体１６０および翼形部本体１２４の嵌合面に沿って先端１５４を翼形部本体１２４に結合するために、ろう付け材料１８６を設けることもできる。ろう付け材料１８６は、限定はしないが、ＡＭＳ４７７７、ＡＭＳ４７８２、ＤＦ４Ｂ、Ｄ１５、ＢＮｉ－９、またはＡＭＳ４７８３などの、先端を翼形部本体に固定的に結合するために使用される任意の既知のまたは後に開発されるろう付けまたは溶接材料を含んでもよい。堅牢な保持構成を可能にするために、材料間の示差加熱および異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を使用することができる。先端１５４を翼形部本体１２４に組み付けている間に、示差加熱を使用することができる。例えば、翼形部本体１２４を加熱して、先端１５４の容易な挿入を可能にすることができる。冷却すると、間隙が閉じ、部品間に密接な接触がもたらされる。同様に、別の例では、先端１５４の材料は、組み立てを可能にするために翼形部本体１２４よりもわずかに低いＣＴＥを有するように設計することができる。

ここで、図４～図８を参照して、ターボ機械のためのブレード１２０を形成する方法について説明する。内部に少なくとも１つの第１の冷却剤通路１４５を含む翼形部本体１２４を提供することができる。さらに、翼形部本体１２４は、予め製造された翼形部本体１２４の内面１７２から内向きに延在する隆起部１７４などの保持部材座部１７０を含むことができる。隆起部１７４は、翼形部本体１２４の内面１７２上で不連続であってもよい。図６に示すように、一実施形態では、翼形部本体１２４はまた、翼形部本体１２４の内面１７２から内向きに延在する一体型隆起部１７４としての保持部材座部１７０を用いて製造されてもよい。

先端１５４Ａはまた、翼形部本体１２４に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有してもよい。先端１５４Ａは、先端本体１６０と、その中の冷却剤通路（複数可）１６２と、翼形部本体１２４内の保持部材座部（複数可）１７０に結合するために先端本体１６０から延在する保持部材（複数可）１８０とを含むことができる。各保持部材１８０は、翼形部本体１２４の保持部材座部（複数可）１７０のうちの１つと係合するための保持座部係合要素１８４をその遠位端に有する可撓性要素１８２を含むことができる。

図８は、冷却剤通路（複数可）１６２が翼形部本体１２４内の冷却剤通路（複数可）１４５と流体連通するように、先端１５４Ａを翼形部本体１２４に結合することを示す。本明細書で説明するように、また図６に最もよく示されるように、少なくとも１つの保持部材１８０は、翼形部本体１２４内の少なくとも１つの保持部材座部１７０に結合して、先端１５４Ａを翼形部本体１２４に結合する。各保持部材１８０は、その保持座部係合要素１８４が翼形部本体１２４の内面１７２および／または隆起部１７４を通過するときに屈曲することができる。嵌合面または係合面は、曲げ力の必要な印加および部品の位置整合を補助するために傾斜していてもよい。結合はまた、要素１８４と座部１７０とが嵌合すると、先端１５４Ａを翼形部本体１２４に、例えばろう付け材料１８６を用いて、先端本体１６０Ａと翼形部本体１２４との嵌合面の少なくとも一部に沿って冶金的に結合することを含むことができる。一実施形態では、冶金的結合は、先端１５４Ａおよび翼形部本体１２４を加熱すること、例えば、保持部材１８０が座部１７０と相互作用することによって補助される力Ｆによって先端本体１６０Ａを翼形部本体１２４に押圧すること、および、先端本体１６０Ａを翼形部本体１２４にろう付けすることを含むことができる。代替的に、材料および先端／翼形部本体の配置構成に応じて、同じプロセスを室温で実行することができる。ろう付け材料１８６は、任意選択的に、組み立て前に接合界面に予め配置することができる。例えば、ろう付け材料１８６は、様々な堆積方法を使用して嵌合面（複数可）に堆積させ、次いで組み立て前に準備することができる。言及されているように、ろう付け材料１８６は、先端を翼形部本体に固定的に結合するために使用される任意の現在既知のまたは後に開発されるろう付けまたは溶接材料を含んでもよい。本明細書のリストを参照されたい。力は、先端１５４Ａの翼形部本体１２４へのロックを可能にするために、接合温度またはそれに近い温度のいずれかで加えられてもよい。

図６および図７を参照すると、別の実施形態では、２つ以上の保持部材座部１７０またはそのセットを、翼形部本体１２４の異なる長手方向位置、例えば根元１４０（図３）からの翼形部本体１２４内の異なる半径方向位置に設けることができる。例えば、第１の保持部材座部１７０Ａは、翼形部本体１２４上で第１の長手方向位置Ｒ１に位置付けられてもよく、第２の保持部材座部１７０Ｂは、翼形部本体１２４の第２の異なる長手方向位置Ｒ２に位置付けられてもよい。このようにして、第１の先端１５４Ａを翼形部本体１２４に結合することができ、使用後に、例えば、先端１５４Ａが結合されている翼形部本体１２４の遠位端１８８を切り取ることによって取り外すことができる。切断は、任意の現在知られているまたは後に開発される金属切断プロセス、例えば、レーザ切断、ウォータージェット、放電加工を使用して行うことができる。遠位端１８８は、第１の保持部材座部１７０Ａを含み、それを切断すると、先端１５４Ａおよびその関連する座部は除去されるが、第２の保持部材座部１７０Ｂは残る。その後、別の先端１５４Ｂ（図７）を、その少なくとも１つの保持部材１８０を翼形部本体１２４内の第２の保持部材座部１７０Ｂに結合することによって、翼形部本体１２４に結合することができる。先端１５４Ｂの結合は、先端１５４Ａについて説明したように遂行することができる。翼形部本体１２４の新しい遠位端１９０と第２の保持部材座部１７０Ｂとの間の距離は、例えば切断精度、機械加工などによって、先端１５４Ｂの保持部材１８０の適切な係合を確実にするように精密に制御されることが理解される。先端１５４Ａを交換することができるため、先端１５４Ｂは、ブレードの先端内の冷却剤通路１６２の変化を可能にすることができる。例えば、先端１５４Ｂ内の冷却剤通路（複数可）１６２は、先端１５４Ａよりも良好な冷却を提供するために、例えば、より正確な経路、より多数、より小さいまたはより大きいなど、より進歩させることができる。

図３および図９～図１５は、ブレード１２０および／またはノズル１２２に対する保持部材および保持部材座部の取り付けを使用して縁クーポン１９８が取り付けられる本開示の第２の実施形態の様々な図を示す。説明の目的のために、縁クーポン１９８の取り付けは、主にノズル１２２に対して示されているが、上述したように、第２の実施形態は、例えば、その前縁および後縁を集合的に参照して、またはその翼形部本体を集合的に参照して、ノズル１２２およびブレード１２０に対して集合的に説明される。すなわち、縁クーポン１９８の取り付けは、ノズル１２２またはブレード１２０の前縁または後縁に等しく適用可能である。図３は、その前縁１５０内の縁クーポン１９８、およびその後縁１５２内の縁クーポン１９８を含むブレード１２０を示すことに留意されたい。ブレード１２０には、ただ１つの縁クーポンを利用することもできることが強調される。

さらにノズル１２２に関して、図９は、本実施形態を採用することができるタイプの例示的な固定羽根またはノズル１２２の斜視図を示す。前述のように、ノズル１２２は、半径方向外側プラットフォーム１３２によってタービン１０８（図２）内に保持されている翼形部本体１３０を含む。外側プラットフォーム１３２は、ケーシング内の対応するマウントに装着するための、任意の現在知られているまたは後に開発されるマウント構成を含むことができる。ノズル１２２は、隣接するタービンロータブレード１２０（図２）間に位置付けるための内側プラットフォーム１３４をさらに含むことができる。プラットフォーム１３２、１３４は、タービン１０８を通る流路の外側境界および内側境界のそれぞれの部分を画定する。翼形部本体１３０は、作動流体の流れを遮断してタービンロータブレード１２０（図２）に向けて誘導するノズル１２２の能動構成要素であることが理解されよう。ノズル１２２の翼形部本体１３０は、対向する前縁２０４と後縁２０６との間にそれぞれ軸方向に延在する、凹状正圧側（ＰＳ）外壁２００と、円周方向または横方向に対向する凸状負圧側（ＳＳ）外壁２０２とを含むことがわかる。側壁２００および２０２もまた、プラットフォーム１３２からプラットフォーム１３４に半径方向に延在する。ノズル１２２および／または翼形部本体１３０は、内部に少なくとも１つの第１の冷却剤通路２１０（破線）を含むことができる。この分野で理解されているように、冷却剤通路（複数可）２１０は、限定はしないが、線形、正弦波（図９）などのような様々な形状を有することができる。冷却剤通路（複数可）２１０は、冷却剤、例えば、圧縮機１０２（図１）からの空気を、翼形部本体１３０、クーポン（複数可）１９８、および／またはプラットフォーム１３２、１３４を通じて送達することができる。

図１０は、本実施形態によるターボ機械１００のブレード１２０またはノズル１２２の翼形部の概略図を示す。図１０は、任意の縁部１５０，２０４；１５２、２０６、すなわち、ブレード１２０またはノズル１２２の翼形部の前縁または後縁の概略図を示す。図示するように、翼形部は、少なくとも１つの第１の冷却剤通路１４５，２１０と、翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４または後縁１５２，２０６内の縁開口部２２０とを含む翼形部本体１２４，１３０を含むことができる。縁開口部２２０は、翼形部本体１２４，１３０の内面２７２内またはその上に縁クーポン保持部材座部２７０を有する。

縁クーポン保持部材座部２７０、例えば２７０Ａ、２７０Ｂは、内面２７２から延在するか、または内面内に配置されてもよい。ここで、クーポン保持部材座部（複数可）２７０は、翼形部本体１２４、１３０の壁の内面２７２から内側に延在する突出部または隆起部２７４を含むことができる。図１０の左側では、クーポン保持部材座部（複数可）２７０は、縁開口部２２０によって露出された冷却通路１４５，２１０の実質的に全長にわたって延在する隆起部２７４を含む。連続的な隆起部２７４として示されているが、座部（複数可）２７０はセグメント化されてもよいことが理解される。すなわち、各クーポン保持部材座部２７０（２７０Ａ，２７０Ｂ）は、それぞれの冷却剤通路１４５，２１０内にいくつかの離間した座部２７０を含むようにセグメント化することができる。隆起部２７４は、任意の特定の冷却剤通路１４５，２１０の内面２７２に沿って不連続であってもよく、例えば、図１０の右側の破線の隆起部２７４はセグメント化されている。このようにして、保持部材座部（複数可）２７０は、翼形部本体１２４，１３０の縁開口部２２０の周りに離間した複数の保持部材座部を含むことができる。さらに、本明細書でより詳細に説明するように、いくつかの保持部材座部（複数可）２７０は、翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４または後縁１５２，２０６に対してそれぞれ軸方向に離間していてもよい。

図１０はまた、翼形部本体１２４，１３０の縁開口部２２０に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する縁クーポン１９８の概略図を示す。縁クーポン１９８は、例えば使用後に、縁開口部２２０を有する以前に製造された部品に追加されるか、または縁開口部２２０が内部に形成されている、以前に製造された翼形部の一部を置き換える、翼形部の任意の現在知られているまたは今後開発される形態の縁構造を含むことができる。縁クーポン１９８は、縁クーポン本体２４０と、縁クーポン本体２４０内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路２４２とを含む。第２の冷却通路（複数可）２４２は、翼形部本体１２４，１３０内の第１の冷却剤通路（複数可）２１０と流体連通するように構成することができる。第２の冷却通路（複数可）２４２は、第１の冷却剤通路（複数可）２１０と整列して直線的に連通してもよく、またはともに接合して冷却剤通路を集合的に形成してもよい。縁クーポン１９８はまた、翼形部本体１２４，１３０の縁クーポン保持部材座部２７０に結合するために、縁クーポン本体２４０から延在する保持部材２８０を含むことができる。

保持部材２８０は、保持部材１８０（図４）と同様であってもよい。一実施形態では、保持部材２８０は、翼形部本体１２４、１３０の内面２７２上の先端保持部材座部２７０と係合するための保持座部係合要素２８４をその遠位端に有する可撓性要素２８２を含むことができる。図１０に示すように、各保持部材２８０は、翼形部本体１２４、１３０の冷却剤通路２１０内に延在して先端保持部材座部２７０と係合するように構成することができる。翼形部本体１２４，１３０の周りに離間した任意の数の保持部材座部２７０を使用することができる。同様に、縁クーポン１９８の周りに離間した任意の数の対応する保持部材（複数可）２８０を使用して、保持部材座部（複数可）２７０に係合することができる。

可撓性要素２８２は、保持座部係合要素２８４が屈曲し、通過して先端保持部材座部２７０と係合することを可能にするのに十分に可撓性であるが、両者をともに保持するのに十分に剛性であってもよい。各保持部材２８０の長さは、縁クーポン１９８が翼形部本体１２４、１３０に堅固に保持されることを確実にするように構成することができる。少なくとも縁クーポン１９８および翼形部本体１２４、１３０の嵌合面に沿って縁クーポン１９８を翼形部本体１２４、１３０に結合するために、ろう付け材料２８６を設けることもできる。ろう付け材料２８６は、限定はしないが、ＡＭＳ４７７７、ＡＭＳ４７８２、ＤＦ４Ｂ、Ｄ１５、ＢＮｉ－９、またはＡＭＳ４７８３などの、先端を翼形部本体に固定的に結合するために使用される任意の既知のまたは後に開発されるろう付けまたは溶接材料を含んでもよい。堅牢な保持構成を可能にするために、材料間の示差加熱および異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を使用することができる。縁クーポン１９８を翼形部本体１２４、１３０に組み付けている間に、示差加熱を使用することができる。例えば、翼形部本体１２４，１３０を加熱して、縁クーポン１９８の容易な挿入を可能にすることができる。冷却すると、間隙が閉じ、部品間に密接な接触がもたらされる。同様に、別の例では、縁クーポン１９８の材料は、組み立てを可能にするために翼形部本体１２４、１３０よりもわずかに低いＣＴＥを有するように設計することができる。

図７に関して説明した複数の先端１５４Ａ、１５４Ｂのための複数の半径方向に離間した先端保持座１７０Ａ、１７０Ｂと同様に、翼形部本体１２４，１３０はまた、異なる縁クーポン１９８Ａ、１９８Ｂを利用することを可能にするために、翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４または後縁１５２，２０６に対して軸方向に離間したいくつかの保持部材座部２７０Ａ、２７０Ｂを含むことができる。図１０に示すように、保持部材座部２７０は、翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４または後縁１５２，２０６に対する第１の軸方向深さ位置Ｄ１にある第１の保持部材座部２７０Ａと、翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４または後縁１５２，２０６に対する第２の異なる軸方向深さＤ２位置にある第２の保持部材座部２７０Ｂとを含むことができる。図１０および図１１に示すように、第１の縁クーポン１９８Ａは、縁開口部２２０Ａにおいて翼形部本体１２４，１３０に結合することができる。その後、第１の縁クーポン１９８Ａは、例えば、第１の縁クーポン１９８Ａを切り出すことによって、使用後に翼形部本体１２４，１３０から取り外すことができる。切断は、任意の現在知られているまたは後に開発される金属切断プロセス、例えば、レーザ切断、ウォータージェット、放電加工を使用して行うことができる。第１の縁クーポン１９８Ａが除去されると、図１４に示すように、翼形部本体１２４，１３０内に軸方向により深く延在する新しい縁開口部２２０Ｂが形成され、第１の保持部材座部２７０Ａは除去されるが、第２の保持部材座部２７０Ｂは残る。その後、図１４および図１５に示すように、別の縁クーポン１９８Ｂを、その少なくとも１つの保持部材２８０を翼形部本体１２４、１３０内の第２の保持部材座部２７０Ｂに結合することによって、翼形部本体１２４、１３０に結合することができる。第２の縁クーポン１９８Ｂの結合は、縁クーポン１９８Ａについて説明したように遂行することができる。縁開口部２２０Ｂの深さは、例えば切断精度、機械加工などによって、第２の縁クーポン１９８Ｂの保持部材２８０の適切な係合を確実にするように正確に制御されることが理解される。第１の縁クーポン１９８Ａを交換することができるため、第２の縁クーポン１９８Ｂは、翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４および／または後縁１５２，２０６の冷却剤通路２４２，２１０の変化を可能にすることができる。例えば、第２の縁クーポン１９８Ｂ内の冷却剤通路（複数可）２４２は、第１の縁クーポン１９８Ａよりも良好な冷却を提供するために、例えば、より正確な経路、より多数、より小さいまたはより大きいなど、より進歩させることができる。

図９は、ノズル１２２の前縁２０４と後縁２０６の両方における縁クーポン１９８を示す。図１１は、ノズル１２２の前縁２０４内の縁クーポン１９８を示し、図１３は、ノズル１２２の後縁２０６内の縁クーポン１９８を示す。図３は、ブレード１２０の前縁１５０と後縁１５２の両方に適用されている縁クーポン１９８を示す。前縁１５０および後縁１５２の両方に示されているが、これはノズル１２２について示されているのと同様に、ブレード１２０の縁部の一方のみにあってもよいことが理解される。

図１０～図１５を参照して、ここで、ターボ機械のブレード１２０またはノズル１２２の翼形部を形成する方法について説明する。内部の少なくとも１つの第１の冷却剤通路１４５，２１０と、それぞれ翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４または後縁１５２，２０６内の縁開口部２２０とを含む翼形部本体１２４，１３０を提供することができる。すなわち、翼形部本体１２４，１３０は、縁開口部２２０と、翼形部本体１２４，１３０の内面２７２から内側に延在する一体型隆起部としての少なくとも１つの保持部材座部２７０とを有する翼形部本体を製造することを含むことができる。

縁開口部２２０は、翼形部本体１２４，１３０の内面２７２内またはその上に縁クーポン保持部材座部（複数可）２７０を有する。さらに、翼形部本体１２４、１３０は、予め製造された翼形部本体１２４、１３０の内面２７２から内向きに延在する隆起部２７４などの追加されている保持部材座部２７０を含むことができる。隆起部２７４は、翼形部本体１２４、１３０の内面２７２上で不連続であってもよい。

翼形部本体１２４，１３０に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する縁クーポン１９８を設けることもできる。縁クーポン１９８は、縁クーポン本体２４０と、縁クーポン本体２４０内の第２の冷却剤通路（複数可）１４２と、翼形部本体１２４，１３０内の保持部材座部（複数可）２７０に結合するために縁クーポン本体２４０から延在する保持部材（複数可）２８０とを含むことができる。各保持部材２８０は、翼形部本体１２４、１３０の保持部材座部（複数可）２７０のうちの１つと係合するための保持座部係合要素２８４をその遠位端に有する可撓性要素２８２を含むことができる。

図３、図１１および図１３は、冷却剤通路（複数可）２４２が翼形部本体１２４、１３０内の冷却剤通路（複数可）２１０と流体連通するように、縁クーポン１９８Ａを翼形部本体１２４、１３０に結合することを示す。本明細書で説明するように、また図１１および図１３に最もよく示されるように、少なくとも１つの保持部材２８０は、翼形部本体１２４、１３０内の少なくとも１つの保持部材座部２７０に結合して、縁クーポン１９８Ａを翼形部本体１２４、１３０に結合する。各保持部材２８０は、その保持座部係合要素２８４が翼形部本体１２４、１３０の内面２７２および／または隆起部２７４を通過するときに屈曲することができる。嵌合面または係合面は、曲げ力の必要な印加および部品の位置整合を補助するために傾斜していてもよい。結合はまた、要素２８４と座部２７０とが嵌合すると、縁クーポン１９８Ａを翼形部本体１２４、１３０に、例えばろう付け材料２８６を用いて、少なくとも縁クーポン１９８Ａと翼形部本体１２４、１３０との嵌合面に沿って冶金的に結合することを含むことができる。一実施形態では、冶金的結合は、縁クーポン１９８Ａおよび翼形部本体１２４、１３０を加熱すること、例えば、保持部材２８０が座部２７０と相互作用することによって補助される力Ｆによって縁クーポン本体２４０を翼形部本体１２４、１３０に押圧すること、および、縁クーポン１９８Ａを翼形部本体１２４、１３０にろう付けすることを含むことができる。代替的に、材料および縁クーポン／翼形部本体の配置構成に応じて、同じプロセスを室温で実行することができる。ろう付け材料２８６は、任意選択的に、組み立て前に接合界面に予め配置することができる。例えば、ろう付け材料２８６は、様々な堆積方法を使用して表面に堆積させ、次いで組み立て前に準備することができる。言及されているように、ろう付け材料２８６は、縁クーポンを翼形部本体に固定的に結合するために使用される任意の現在既知のまたは後に開発されるろう付けまたは溶接材料を含んでもよい。本明細書のリストを参照されたい。力は、縁クーポン１９８の翼形部本体１２４、１３０へのロックを可能にするために、接合温度またはそれに近い温度のいずれかで加えられてもよい。

図１０に示すように、翼形部本体１２４，１３０を提供することは、翼形部本体１２４，１３０内の第１の深さ位置Ｄ１に第１の保持部材座部２７０Ａを提供することと、翼形部本体１２４，１３０内の第２の異なる深さ位置Ｄ２に第２の保持部材座部２７０Ｂを提供することとを含むことができる。各深さは、それぞれの前縁１５２，２０４または後縁１５２，２０６に対するものである。本方法は、翼形部本体１２４，１３０から、縁クーポン、例えば、縁クーポン１９８Ａを除去することを含むことができ、縁クーポン１９８Ａは、第１の保持部材座部２７０Ａに結合されている。除去することは、図１４に示すように、第１の保持部材座部２７０Ａを除去して第２の保持部材座部２７０Ｂを残すために、縁開口部２２０Ｂを拡大すること、すなわち古い縁開口部２２０Ａを新しい縁開口部２２０Ｂに拡大することを含むことができる。その後、図１５に示すように、別の縁クーポン１９８Ｂを、保持部材（複数可）２８０を翼形部本体１２４、１３０内の第２の保持部材座部（複数可）２７０Ｂに結合することによって、翼形部本体１２４、１３０に結合することができる。

本開示の実施形態はまた、縁クーポン１９８を含むことができる。図１０に最もよく示されているように、縁クーポン１９８は、ブレード１２０またはノズル１２２の翼形部本体１２４，１３０の前縁１５０，２０４または後縁１５２，２０６内の縁開口部２２０に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する縁クーポン本体２４０を含むことができる。縁クーポン１９８は、翼形部本体１２４，１３０内の冷却剤通路（複数可）２１０と流体連通するように構成された縁クーポン本体２４０内の冷却剤通路（複数可）２４２を含む。縁クーポン１９８はまた、翼形部本体１２４，１３０内の縁開口部２２０内の縁クーポン保持部材座部（複数可）２７０に結合するために、縁クーポン本体２４０から延在する保持部材（複数可）２８０を含む。保持部材２８０は、翼形部本体１２４、１３０の内面２７２上の先端保持部材座部２７０と係合するための保持座部係合要素２８４をその遠位端に有する可撓性要素２８２を含むことができる。図１０に示すように、各保持部材２８０は、翼形部本体１２４、１３０の冷却剤通路２１０内に延在して先端保持部材座部２７０と係合するように構成することができる。

翼形部本体１２４，１３０、先端１５４（１５４Ａまたは１５４Ｂ）および／または縁クーポン１９８は、ターボ機械１００内の動作環境に耐えることができる任意の現在知られているまたは今後開発される金属または金属合金、例えば、耐酸化性および耐クリープ性が高い超合金または他の材料を含むことができる。本明細書で使用する場合、「超合金」は、限定はしないが、Ｒ１９５、Ａｍｄｒｙ ９９５、Ｒｅｎｅ １０８、ＣＭ２４７、Ｈａｙｎｅｓ合金、Ｉｎｃａｌｌｏｙ、ＭＰ９８Ｔ、ＴＭＳ合金、ＣＭＳＸ単結晶合金のような高い機械的強度、高い熱クリープ変形抵抗など、従来の合金と比較して多数の優れた物理的特性を有する合金を指す。一実施形態では、本開示の教示が特に有利であり得る超合金は、高いガンマプライム（γ’）値を有する超合金である。「ガンマプライム」（γ’）は、ニッケル基合金の主要な強化相である。例示的な高ガンマプライム超合金は、限定はしないが、Ｒｅｎｅ １０８、Ｎ５、ＧＴＤ ４４４、ＭａｒＭ ２４７、およびＩＮ ７３８を含む。先端１５４および／または縁クーポン１９８は、上記の合金（すなわち、Ｒ１９５、Ａｍｄｒｙ ９９５、Ｒｅｎｅ １０８、ＣＭ２４７、Ｈａｙｎｅｓ合金、Ｉｎｃａｌｌｏｙ、ＭＰ９８Ｔ、ＴＭＳ合金、ＣＭＳＸ単結晶合金）に加えて、限定はしないが、Ｈ ２１４、ＭＭＣ、ＯＤＳなどの他の合金を含むことができる。翼形部本体１２４，１３０は、例えば、Ｒｅｎｅ Ｎ５、Ｒｅｎｅ Ｎ４、Ｒｅｎｅ １０８、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ４４４、ＩＮ７３８、またはＣＭＳＸ合金などを含むことができる。翼形部本体１２４，１３０、先端本体１６０および／または縁クーポン１９８はまた、金属マトリックス複合材（ＭＭＣ）を含むことができる。翼形部本体１２４，１３０、先端１５４および／または縁クーポン１９８は、インベストメント鋳造、射出成形または積層造形（例えば、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、電子ビーム製造（ＥＢＭ）、バインダ噴射など）のうちの１つを使用して製造することができる。

図１６～図１７を参照すると、保持部材１８０，２８０および保持部材座部１７０，２７０の特定の形態が示されているが、多種多様な代替実施形態が存在する。例えば、図１６は、例えば、可撓性要素１８２，２８２と、翼形部本体１２４，１３０内の嵌合する保持座部（複数可）１７０，２７０内の保持座部係合要素１８４，２８４とを含む複数のフィンガ付き先端保持部材１８０，２８０を有する先端１５４または縁クーポン１９８を示す。図１７は、翼形部本体１２４，１３０上の保持座１７０，２７０の異なる形態を示す。本明細書に記載の実施形態のいずれにおいても、雄および雌の部分の位置は、可能であれば、逆であってもよいことが認識される。

本開示は、インベストメント鋳造によって製造することが不可能／容易ではない高度な熱伝達翼形部クーポンおよび／または先端構成を提供する。説明したように、先端および／またはクーポンは、別個の部品として製造され、次いで翼形部本体に接合することができる。高度な熱伝達構成は、冷却空気流を減少させ、ガスタービン効率を高め、燃料コストを低下させ、発電を増加させ、および／または構成要素の寿命を延ばすことができる。保持機構はまた、動作中の部品の故障および分離のリスクを低減し、使用済み部品の交換またはアップグレードを可能にする。新しい部品または交換部品は、前の部品よりも高度な冷却通路を含むことができ、先端ならびに／または前縁およびもしくは後縁の冷却の改善を可能にする。

本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。「任意の」または「任意に」は、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含む。

本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語によって修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は特定され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両端の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値の＋／－１０％を示すことができる。

以下の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作、および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を実施するための、一切の構造、材料、または動作を包含することを意図している。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されており、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図していない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの修正および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の用途を最良に説明し、想定される特定の使用に適するように様々な修正を伴う様々な実施形態の本開示を他の当業者が理解することができるようにするために、本実施形態を選択し、かつ説明した。

１００ ガスタービンシステム、ターボ機械、エンジン
１０２ 圧縮機
１０４ 燃焼器
１０５ 燃焼領域
１０６ 燃料ノズルアセンブリ
１０８ タービン
１１０ 圧縮機／タービンロータ
１１２ ノズル
１２０ 回転ブレード、タービンロータブレード
１２２ ノズル
１２４ 翼形部本体
１２６ 根元端部
１２８ ブレード先端またはシュラウド
１３０ 翼形部本体
１３２ 半径方向外側プラットフォーム
１３４ 半径方向内側プラットフォーム
１４０ 根元
１４２ プラットフォーム
１４５ 第１の冷却剤通路
１４５Ａ 冷却剤通路
１４６ 凹状正圧側（ＰＳ）外側壁
１４８ 凸状負圧側（ＳＳ）外側壁
１５０ 前縁
１５２ 後縁
１５４ 先端
１５４Ａ 第１の先端
１５４Ｂ 別の先端
１６０ 先端本体
１６０Ａ 先端本体
１６２ 冷却剤通路
１６４ 基部
１６６ レール
１７０ 先端保持部材座部
１７０Ａ 第１の保持部材座部
１７０Ｂ 第２の保持部材座部
１７２ 内面
１７４ 一体型隆起部
１８０ 保持部材
１８２ 可撓性要素
１８４ 保持座部係合要素
１８６ ろう付け材料
１８８ 遠位端
１９０ 新しい遠位端
１９８ 縁クーポン
１９８Ａ 第１の縁クーポン
１９８Ｂ 第２の縁クーポン
２００ 凹状正圧側（ＰＳ）外壁
２０２ 凸状負圧側（ＳＳ）外壁
２０４ 前縁
２０６ 後縁
２１０ 第１の冷却剤通路
２２０ 縁開口部
２２０Ａ 縁開口部
２２０Ｂ 新しい縁開口部
２４０ 縁クーポン本体
２４２ 第２の冷却剤通路
２７０ 縁クーポン保持部材座部、先端保持部材座部
２７０Ａ 第１の保持部材座部
２７０Ｂ 第２の保持部材座部
２７２ 内面
２７４ 隆起部
２８０ 保持部材
２８２ 可撓性要素
２８４ 保持座部係合要素
２８６ ろう付け材料
Ｄ１ 第１の軸方向深さ位置
Ｄ２ 第２の異なる深さ位置
Ｒ１ 第１の長手方向位置
Ｒ２ 第２の異なる長手方向位置

Claims (9)

1. ターボ機械（１００）のためのブレード（１２０）であって、当該ブレード（１２０）が、
   翼形部本体（１２４）であって、少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）、及び前記翼形部本体（１２４）の前記少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）の内面（１７２）内又は内面上の先端保持部材座部（１７０）を有する前記翼形部本体（１２４）内の開口部を含む、翼形部本体（１２４）と、
   前記翼形部本体（１２４）内の前記開口部に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する先端（１５４，１５４Ａ）と
   を備えており、前記先端（１５４，１５４Ａ）が、
   先端本体（１６０，１６０Ａ）と、
   前記翼形部本体（１２４）内の前記少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）と流体連通するように構成された前記先端本体（１６０，１６０Ａ）内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路（１６２）、及び
   前記翼形部本体（１２４）の前記少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）内の前記先端保持部材座部（１７０）に結合するために前記先端本体（１６０，１６０Ａ）から延在する保持部材（１８０）
   を含んでおり、
   前記先端保持部材座部（１７０）が、前記翼形部本体（１２４）上の第１の長手方向位置にある第１の先端保持部材座部（１７０Ａ）と、前記翼形部本体（１２４）の第２の異なる長手方向位置にある第２の先端保持部材座部（１７０Ｂ）とを含んでおり、前記第１の先端保持部材座部（１７０Ａ）と前記第２の先端保持部材座部（１７０Ｂ）とが、前記第１の先端保持部材座部（１７０Ａ）を含む前記翼形部本体（１２４）の遠位端（１８８）を除去した後に前記第２の先端保持部材座部（１７０Ｂ）に前記保持部材（１８０）を結合するのに十分な距離だけ長手方向に離れている、ブレード（１２０）。
2. 前記先端保持部材座部（１７０）が、前記翼形部本体（１２４）の壁の前記内面（１７２）から内側に延在する隆起部（１７４）を含む、請求項１に記載のターボ機械（１００）のブレード（１２０）。
3. 前記隆起部（１７４）が、前記内面（１７２）に沿って不連続である、請求項２に記載のターボ機械（１００）のブレード（１２０）。
4. 前記先端（１５４，１５４Ａ）を少なくとも前記先端本体（１６０，１６０Ａ）及び前記翼形部本体（１２４）の嵌合面に沿って前記翼形部本体（１２４）に結合するろう付け材料（１８６）をさらに備える、請求項１に記載のターボ機械（１００）のブレード（１２０）。
5. 前記保持部材（１８０）が、前記翼形部本体（１２４）の前記内面（１７２）上の前記先端保持部材座部（１７０）と係合するための保持座部係合要素（１８４）を遠位端（１８８）に有する可撓性要素（１８２）を含む、請求項１に記載のターボ機械（１００）のブレード（１２０）。
6. 前記先端保持部材座部（１７０）が、前記翼形部本体（１２４）内の前記開口部の周りに離間した複数の先端保持部材座部（１７０）を含み、前記保持部材（１８０）が、前記複数の先端保持部材座部（１７０）のいくつかと係合するように前記先端本体（１６０，１６０Ａ）の周りに離間した複数の保持部材（１８０）を含む、請求項１に記載のターボ機械（１００）のブレード（１２０）。
7. ターボ機械（１００）のためのブレード（１２０）を形成する方法であって、当該方法が、
   翼形部本体（１２４）を提供するステップであって、前記翼形部本体（１２４）が、内部の少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）と、前記翼形部本体（１２４）の前記少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）の内面（１７２）内又は内面上の少なくとも１つの先端保持部材座部（１７０）を有する前記翼形部本体（１２４）内の開口部とを含んでおり、前記先端保持部材座部（１７０）が、前記翼形部本体（１２４）上の第１の長手方向位置にある第１の先端保持部材座部（１７０Ａ）と、前記翼形部本体（１２４）の第２の異なる長手方向位置にある第２の先端保持部材座部（１７０Ｂ）とを含んでいる、ステップと、
   前記翼形部本体（１２４）の遠位端（１８８）を切断するステップであって、前記遠位端（１８８）が前記第１の先端保持部材座部（１７０Ａ）を含んでいる、ステップと、
   前記翼形部本体（１２４）内の前記開口部に結合するように少なくとも部分的に構成された形状を有する第１の先端（１５４，１５４Ａ）を提供するステップであって、前記第１の先端（１５４，１５４Ａ）が、先端本体（１６０，１６０Ａ）と、前記先端本体（１６０，１６０Ａ）内の少なくとも１つの第２の冷却剤通路（１６２）と、前記先端本体（１６０，１６０Ａ）から延在しかつ前記翼形部本体（１２４）の前記少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）内の前記第１の先端保持部材座部（１７０Ａ）又は前記第２の先端保持部材座部（１７０Ｂ）に結合する形状を有する少なくとも１つの保持部材（１８０）とを含む、ステップと、
   前記少なくとも１つの第２の冷却剤通路（１６２）が前記翼形部本体（１２４）内の前記少なくとも１つの第１の冷却剤通路（１４５）と流体連通し、前記少なくとも１つの保持部材（１８０）が前記翼形部本体（１２４）内の前記第２の先端保持部材座部（１７０Ｂ）に結合するように、前記第１の先端（１５４，１５４Ａ）を前記翼形部本体（１２４）に結合するステップと
   を含む、方法。
8. 前記結合するステップが、前記第１の先端（１５４，１５４Ａ）を少なくとも前記先端本体（１６０，１６０Ａ）及び前記翼形部本体（１２４）の嵌合面に沿って前記翼形部本体（１２４）に冶金的に結合するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記冶金的に結合するステップが、前記先端（１５４，１５４Ａ）及び前記翼形部本体（１２４）を加熱するステップと、前記先端本体（１６０，１６０Ａ）を前記翼形部本体（１２４）に押圧するステップと、前記先端本体（１６０，１６０Ａ）を前記翼形部本体（１２４）にろう付けするステップとを含む、請求項８に記載の方法。

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