JPS64562B2 - - Google Patents

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JPS64562B2
JPS64562B2 JP56038025A JP3802581A JPS64562B2 JP S64562 B2 JPS64562 B2 JP S64562B2 JP 56038025 A JP56038025 A JP 56038025A JP 3802581 A JP3802581 A JP 3802581A JP S64562 B2 JPS64562 B2 JP S64562B2
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JP
Japan
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leading edge
edge wall
vane assembly
airfoil
wall
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JP56038025A
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Inventor
Heiutsudo Koen Joeru
Edowaado Rinchi Henrii
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Publication of JPS64562B2 publication Critical patent/JPS64562B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/005—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only replacement pieces of a particular form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49718—Repairing
    • Y10T29/49732—Repairing by attaching repair preform, e.g., remaking, restoring, or patching
    • Y10T29/49734—Repairing by attaching repair preform, e.g., remaking, restoring, or patching and removing damaged material
    • Y10T29/49737—Metallurgically attaching preform

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンエンジン空冷羽根
（vane）組立体、特にかゝる羽根組立体をその前
縁の区域で修理する方法およびそのための交換部
品に関する。
概略すると、本発明の方法は、互に離間した内
側および外側プラツトホーム部材およびこれらの
間に配置されたエアーホイル部材を含むガスター
ビンエンジン空冷羽根組立体を修理する方法であ
る。エアーホイル部材は、前縁壁、後縁部分およ
びこれらの間の本体壁を有し、これらが一緒にエ
アーホイル部材の中空内部を画成する。本発明を
実施する場合、まず最初、羽根組立体から、前縁
壁の少くとも一部、エアーホイル本体壁の前縁壁
とつながつた部分、および少くとも一方の構造用
プラツトホーム部材の前縁壁とつながつた部分よ
りなる羽根組立体セグメントを切除する。このよ
うに切除した羽根組立体セグメントは、羽根組立
体に、ガスタービンエンジンでの羽根組立体の作
動中に受ける機械的応力が相対的に低い予め選定
された（以下「所定の」）境界に沿つて、第１位
置決め結合壁表面を残す。この修理方法に用いる
ために、切除した羽根組立体セグメントとほゞ同
じ種類の材料よりなり該セグメントと合致する寸
法と形状を有する交換部品を用意する。かゝる交
換部品は、羽根組立体の第１位置決め結合壁表面
と合致する第２位置決め結合壁表面を有する。第
１および第２位置決め結合壁表面を互に整合関係
で配置し、次いで非溶融法によつて該壁表面にて
交換部品と羽根組立体とを治金学的に結合する。
次に図面を参照しながら本発明の実施例を詳述
する。同一符号は同一部材を示す。
第１図の斜視分解図にガスタービンエンジンの
空冷羽根組立体の一部を１０で総称して示す。
かゝる羽根組立体は、互に離間した関係で内側プ
ラツトホーム部材１２および外側プラツトホーム
部材１４を含み、そしてこれら部材間に固設され
たエアーホイル部材１６を含む。エアーホイル部
材１６は前縁壁１８、後縁部分２０および本体壁
２２を含む。前縁壁、本体壁および後縁部分は一
緒にエアーホイル部材の中空内部を画成する。通
常、エアーホイル部材の壁には冷却流体用開口が
あけられており、これは例えばスムランド
（Smuland）らの米国特許第3628880号に開示さ
れている通りである。しかし、かゝる開口自体
は、本発明の要旨を構成していないので、図示の
便宜上ここでは開口を図示しない。
ガスタービンエンジンにおける羽根組立体の作
動中に、エアーホイル前縁壁１８には摩耗、損傷
または他の疲労が生じ得る。本発明の方法によれ
ば、部品２４の寸法と形状の羽根組立体セグメン
トを羽根組立体１０から第１図に仮想線で示す所
定の境界２６に沿つて切除する。この所定の境界
２６は、ガスタービンエンジンにおける羽根組立
体の作動中に受ける機械的応力が相対的に低いこ
とが確認されている。例えば、作動中に、相対的
に大きな曲げ力がエアーホイル１６に、普通エア
ーホイル本体壁２２に後縁２０および内側プラツ
トホーム１２に向かつて加えられる。この力は、
外側プラツトホーム１４に近い前縁壁１８に向つ
て、相対的に高い機械的応力の区域を生じる。さ
らに、相対的に低い応力の区域が内側プラツトホ
ーム１２に近いが離れた前縁壁１８に存在するこ
とが確認された。従つて、第１図に示す羽根組立
体の実施例の場合、相対的に低い機械的応力を受
ける所定の境界は、仮想線２６で示す境界であ
る。境界２６で囲まれた部分を切除すると、第１
位置決め結合壁表面２８が得られる。
本発明によれば、所定の境界２６で囲まれた切
除羽根組立体セグメントに合致する寸法と形状を
有するほゞ同一種類の材料の交換部品２４を用意
する。交換部品２４の第２位置決め結合壁表面３
０は、第１位置決め結合壁表面２８と合致して、
交換部品２４を羽根組立体１０にぴつたりはめ合
わす、即ち整合関係で配置することが可能であ
る。好都合なことに、この交換部品２４は、例え
ば羽根組立体の製造に通常用いられるロストワツ
クス法を用いて、慣例の態様で精密鋳造すること
ができる。
所定の境界２６および交換部品２４に関連する
本発明の方法の他の特徴は、所定の境界２６、従
つて交換部品２４の寸法と形状が少くとも一方の
プラツトホーム部材、例えば第１図では外側プラ
ツトホーム１４に延在することである。このこと
は、エアーホイル部分に加わるガス流荷重を取付
構造に散らすのに必要である。この良好な荷重移
行が保証されていることは、１つの羽根セグメン
ト内の１対の羽根（vane）のうち第１の羽根、
例えば第１図に示す左側羽根を修理するときに特
に意味がある。従つて、本発明の重要な特徴は、
相対的に低い機械的応力線に沿つて結合すべきエ
アーホイルの部分、およびかゝる結合エアーホイ
ル交換部分からエアーホイル部材の外側に連結さ
れた構造部材に荷重を移す部分の交換を行う交換
部品を設置することである。
本発明の他の実施例を第２図の斜視分解図に示
す。この例では、エアーホイルの前縁全体を交換
する。その上、内外側構造用プラツトホーム双方
の一部も切除し、これら部分が交換部品に含まれ
ている。なお、プラツトホームの切除部分、例え
ば第１図ではプラツトホーム１４の、第２図では
プラツトホーム１２および１４の切除部分は、プ
ラツトホームの前縁部分に完全に延在するのでは
なく、例えば第１図ではレール１４ａ、第２図で
はレール１２ａおよび１４ａを残している。この
ことは、プラツトホームの構造的一体性を保つ上
で好適で、特にレール１４ａの場合、特に厳密な
公差限界を有する構造部材部分の交換を避ける上
で望ましい。
本発明のさらに他の実施例を第３図に示す。こ
の実施例においては、位置決め結合壁表面３０の
一部として、本体壁２２に向つて、一番先の前縁
１８ａから遠去かる方へ、かつ隣接プラツトホー
ム部材１２ａに向つて傾斜またはテーパされた前
縁壁部分先端３０ａを有する交換部品２４を構成
するように、境界２６を予め選定する。従つて、
先端３０ａは後縁２０に向つて、かつ第１図に示
す交換部品のプラツトホーム部材部分１４ｂから
遠去かる方へテーパされている。このように構成
すると、交換部品の前縁部分を羽根組立体のエア
ーホイル部材に残つている前縁部分にロツクする
ことができる。またこの構成では、交換部品を外
側プラツトホーム１４に位置する中心のまわりに
エアーホイルから遠去かる方へ回転させようと働
く交換部品への荷重が、エアーホイル部材から、
切除されない残りの羽根組立体にその残存エアー
ホイル部分を介して移行される。従つて、第３図
に示す実施例では、交換部品２４が荷重を構造用
外側プラツトホーム部材１４に移行するだけでな
く、他の曲げまたは回転荷重を交換部品の外側プ
ラツトホームから離れた先端部分で残存羽根組立
体に移行するような形状に形づくられている。こ
のタイプの構造は、荷重をエアーホイルから構造
用プラツトホーム部材１２および１４それぞれに
移行する第２図の実施例には含まれない。
本発明のさらに他の実施例を第４図に示す。本
例では外側プラツトホーム１４の部分１４ｂを第
１図のように完全に切除するのではなく、部分的
にしか切除しない。従つて、プラツトホーム１４
にはレール１４ａに隣接して大きな着座部分が、
その部分への位置決め結合用表面として設けられ
る。前述したように、第４図の実施例の交換部品
は、位置決め結合壁表面２８の一部を画成するプ
ラツトホーム部分１４ｂの相当部分を含めて羽根
組立体の切除部分に一致する寸法と形状のもので
ある。
本発明を評価する試験で、商業用ガスタービン
エンジンに現在用いられている羽根組立体を使用
した。
まず最初、前縁壁および外側プラツトホームの
一部を、第１図に示す通りの所定の境界２６に沿
つて、材料切除技術において普通用いられている
放電加工によつて切除した。評価対象である羽根
組立体はガスタービンエンジンで使用されていた
ので、次に表面汚染物および耐酸化性や耐硫化性
を与える目的で被着されたコーテイングを除去す
ることにより、残りの羽根組立体を清浄にした。
このような除去は、各種の公知方法で行うことが
できるが、この評価試験では、本出願人に譲渡さ
れたケラー（Keller）らの米国特許第4098450号
（1978年６月４日公告）に記載された方法を用い
た。詳細についてはこの米国特許を参照するもの
とする。この除去方法では、表面に気体状の活性
フツ化物イオンを接触させて酸化物を除去する。
切除境界が予め選定されているので、ロストワ
ツクス法を用いる精密鋳造によつて、羽根組立体
から切除したセグメントの形状に合致する形状の
交換部品をRene′80合金から鋳造した。交換部品
を、材料を切除してしまつた表面にて、比較的狭
い制御された隙間にはめて羽根組立体と整合関係
で配置した。しかる後、ニツケル基結合用粉末
Rene′80合金粉末との混合物を用いて、真空ろう
付法によつて交換部品を羽根組立体に結合した。
この結果、前縁部分において構造用プラツトホー
ム部材の少くとも一方と交換部品が剛固に治金学
的に結合した修理済み羽根組立体が得られた。
前述したように、交換部品の羽根組立体の残り
への結合は、真空ろう付け、共融ろう付け、高温
等圧プレスおよび拡散結合型操作によつて達成さ
れるような非溶融法によつて行う。溶融型接合、
例えば融接は、交換部品と羽根組立体との間の継
目の近傍に余計な応力を生じる可能性があり、そ
の結果最終的に亀裂や歪みを生じることを確認し
た。従つて、本明細書で使用する用語「治金学的
結合」は、その意味から溶融型接合法を排除して
いる。
【図面の簡単な説明】
第１図はガスタービンエンジンの羽根組立体を
交換部品を分解配置した状態で示す斜視図、第２
図は交換部品の他の例を示す第１図と同様の羽根
組立体の斜視図、第３図は交換部品のさらに他の
例を示す羽根組立体のエアーホイルおよび内側プ
ラツトホーム部分の側面図、および第４図は本発
明のさらに他の実施例に従つて切除した前縁壁お
よび外側プラツトホーム部分の斜視図である。 １０……羽根組立体、１２……内側プラツトホ
ーム部材、１４……外側プラツトホーム部材、１
６……エアーホイル部材、１８……前縁壁、２０
……後縁部分、２２……本体壁、２４……交換部
品、２６……所定境界、２８……第１位置決め結
合壁表面、３０……第２位置決め結合壁表面、３
０ａ……先端。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 互に離間した内側および外側構造用プラツト
    ホーム部材およびこれらの間に配置されたエアー
    ホイル部材を含み、前記エアーホイル部材が前縁
    壁、後縁部分およびその中間の本体壁を有してこ
    れらが一緒にエアーホイル部材の中空内部を画成
    する構造のガスタービンエンジン空冷羽根組立体
    を修理するにあたり、 前記羽根組立体から、前縁壁の少くとも一部、
    エアーホイル本体壁の前記前縁壁部分とつながつ
    た部分、および少くとも一方の構造用プラツトホ
    ーム部分の前記前縁壁部分とつながつた部分より
    なる羽根組立体セグメントを切除し、 この羽根組立体セグメントの切除により、ガス
    タービンエンジンでのエアーホイル部材の作動中
    に受ける機械的応力が相対的に低い所定の境界に
    沿つて、羽根組立体に第１位置決め結合壁表面を
    形成し、 切除した羽根組立体セグメントとほゞ同じ種類
    の材料よりなり、これに合致する寸法と形状を有
    し、前記第１位置決め結合壁表面と合致する第２
    位置決め結合壁表面を含む交換部品を形成し、 前記第１および第２位置決め結合壁表面を互に
    整合関係で配置し、次いで 前記交換部品を羽根組立体と前記位置決め結合
    壁表面にて治金学的に結合する、 ガスタービンエンジンの羽根組立体の修理方
    法。 ２ 前記羽根組立体から切除される羽根組立体
    が、内側および外側プラツトホーム部材間に配置
    された前縁壁全体より小さく、従つて羽根組立体
    に第２前縁壁部分を残す第１前縁壁部分、エアー
    ホイル本体壁の前記第１前縁壁部分とつながつた
    部分、および第１構造用プラツトホーム部材の前
    記第１前縁壁部分とつながつた部分よりなり、 前記所定境界の一部が前記第１前縁壁部分と第
    ２前縁壁部分との間に位置し、前記後縁部分に向
    つてかつ第２構造用プラツトホーム部材に向つて
    傾斜しており、 形成する交換部品が切除した羽根セグメントと
    同じ寸法と形状を有し、これにより交換部材の前
    縁壁部分が羽根組立体に残された第２前縁壁部分
    とロツクされる、 特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記羽根組立体セグメントが前記内側および
    外側構造用プラツトホーム部材双方、これらの間
    の前縁壁全体、およびエアーホイル壁の前縁壁と
    つながつた部分よりなる特許請求の範囲第１項記
    載の方法。 ４ 互に離間した内側および外側構造用プラツト
    ホーム部材およびこれらの間に配置されたエアー
    ホイル部材を含み、前記エアーホイル部材が前縁
    壁、後縁部分およびその中間の本体壁を有してこ
    れらが一緒にエアーホイル部材の中空内部を画成
    する構造のガスタービンエンジン空冷羽根組立体
    のセグメントと交換する精密鋳造交換部品におい
    て、 前縁壁の少くとも一部、 エアーホイル本体壁の前記前縁壁部分とつなが
    つた部分、および 少くとも一方の構造用プラツトホーム部材の前
    記前縁壁部分とつながつた部分、 よりなる精密鋳造交換部品。 ５ 前記交換部品が、一方の構造用プラツトホー
    ム部材の一部分、および 内側および外側プラツトホーム部材間に配置さ
    れた前縁壁全体より小さい前縁壁部分よりなり、
    前記前縁壁部分が前記構造用プラツトホーム部材
    部分とは反対側に前縁壁部分先端を含み、この先
    端が前記前縁壁壁部分からエアーホイル本体壁の
    部分に向つてかつ構造用プラツトホーム部材部分
    から遠去かる方向に傾斜された特許請求の範囲第
    ４項記載の精密鋳造交換部品。 ６ 前記内側および外側構造用プラツトホーム部
    材双方の部分およびこれらの間の前縁壁全体より
    なる特許請求の範囲第４項記載の精密鋳造交換部
    品。
JP3802581A 1980-03-19 1981-03-18 Method of and apparatus for repairing blade assembly of gas turbine driver Granted JPS56154106A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/131,607 US4305697A (en) 1980-03-19 1980-03-19 Method and replacement member for repairing a gas turbine engine vane assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56154106A JPS56154106A (en) 1981-11-28
JPS64562B2 true JPS64562B2 (ja) 1989-01-06

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ID=22450193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3802581A Granted JPS56154106A (en) 1980-03-19 1981-03-18 Method of and apparatus for repairing blade assembly of gas turbine driver

Country Status (10)

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US (1) US4305697A (ja)
JP (1) JPS56154106A (ja)
AU (1) AU555653B2 (ja)
CA (1) CA1162722A (ja)
DE (1) DE3110180A1 (ja)
FR (1) FR2478734A1 (ja)
GB (1) GB2071777B (ja)
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