KR100532896B1 - 유동배향조립체의팁에코팅을도포하기위한방법 - Google Patents

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Abstract

로터 블레이드 또는 스테이터 베인의 어레이와 같은 유동 배향 조립체(42)의 어레이의 팁(46)에 코팅을 도포하기 위한 방법이 개시되었다. 본 방법에서의 각종 단계는 비용을 감소시키고 및 본 방법의 효율을 향상시키기 위해 개발되었다. 특정 실시예에 있어서, 표면 준비 및 코팅 도포 단계는 조립체를 제거 또는 재설치하지 않고 동일한 고정구로 수행된다.

Description

유동 배향 조립체의 팁에 코팅을 도포하기 위한 방법 {METHOD FOR APPLYING A COATING TO THE TIP OF A FLOW DIRECTING ASSEMBLY}
본 발명은 에어포일(airfoil)의 팁에 입자를 분출시키기 위한 장치에 대해 복수의 에어포일의 팁을 위치시키기 위한 고정구에 관한 것이다.
항공기용 가스 터빈 엔진과 같은 축류 회전 기계는 압축 섹션, 연소 섹션 및 터빈 섹션을 포함한다. 작동 매체 가스용 환형 유동 경로는 엔진의 상기 섹션을 통해 축방향으로 연장된다. 로터 조립체는 엔진을 통해 축방향으로 연장된다. 로터 조립체는 압축 섹션 및 터빈 섹션내의 작동 매체 유동 경로를 가로질러 외측으로 연장되는 복수의 로터 블레이드를 포함한다. 스테이터 조립체는 작동 매체 유동 경로를 한정하도록 유동 경로를 중심으로 원주방향으로 연장되는 외부 케이스를 포함한다. 스테이터 조립체는 압축 섹션과 터빈 섹션내의 로터 블레이드의 어레이 사이의 작동 매체 유동 경로를 가로질러 반경방향 내측으로 연장되는 스테이터 베인의 어레이를 구비한다.
로터 블레이드 및 스테이터 베인은 유동 배향 조립체이다. 로터 블레이드 및 스테이터 베인의 각각은 가스가 엔진을 통해 유동할 때 작동 매체 가스를 수납하고 이 가스와 상호작용하고 이 가스를 배출하도록 설계된 에어포일을 구비한다. 터빈 섹션내의 에어포일은 작동 매체 가스로부터의 에너지를 받고, 회전축을 중심으로 고속으로 로터 조립체를 구동시킨다. 압축 섹션내의 에어포일은 에어포일이 로터 조립체에 의해 회전축을 중심으로 구동될 때 가스를 압축시키도록 에너지를 작동 매체 가스로 전달한다.
양 섹션내의 에어포일은 작동 매체 유동 경로를 가로질러 반경방향으로 연장된다. 에어포일은 인접한 스테이터 구조체와 매우 근접하여 연장되어 로터 블레이드의 팁 둘레에서 작동 매체 가스가 누설되는 것을 차단한다. 결과적으로, 이러한 에어포일의 팁은 일시적인 작동 동안에 이러한 구조체와 마찰될 수 있다. 선택적으로, 팁은 이러한 구조체내에 홈 또는 채널을 절삭하도록 설계된다. 블레이드는 정상상태 작동 동안에 채널내로 연장되어 팁 누설을 감소시킨다.
이러한 에어포일의 팁은 연마 물질을 종종 포함하며, 연마 물질을 포함하는 인접한 반경방향 구조체와 축방향으로 정렬된다. 연마 팁과 팁으로부터 반경방향으로 이격된 연마 가능한 물질을 조합하면 구조체가 블레이드의 운동을 수용하고 그리고 블레이드의 팁과 인접한 구조체 사이의 간섭을 수용할 수 있다. 이것은 팁 또는 스테이터 구조체를 분해할 필요 없이 이루어지게 하며, 팁이 필요한 경우에 요구되는 홈을 절삭할 수 있게 한다.
연마 물질은 분말 야금 기술, 플라즈마 스프레이 기술 및 전기 도금 기술과 같은 많은 기술에 의해 에어포일 팁에서 기재에 제공될 수도 있다. 플라즈마 스프레이 장치의 일예는 발명의 명칭이 플라즈마 불꽃 발생기 및 스프레이 총(PlasmaFlame Generator and Spray Gun)인 시베인(Siebein) 등의 미국 특허 제3,145,287 호에 도시되어 있다. 상기 미국 특허 제3,145,287 호에서, 플라즈마 형성 가스는 전기 아크를 중심으로 배치되며, 노즐을 통해 통과된다. 가스는 플라즈마상태로 전환되며, 고온 자유 플라즈마 스트림으로서 아크 및 노즐을 떠난다. 분말은 고온 자유 플라즈마 스트림 내로 분사되고 가열된다. 연질 분말은 코팅을 수납하는 기판의 표면상으로 분출된다. 이러한 장치의 다른 예는 발명의 명칭이 코팅을 기판 상에 도포하기 위한 플라즈마 스프레이 총 및 방법인 코쳐(Coucher)의 미국 특허 제3,851,140 호와, 발명의 명칭이 플라즈마 스트림 내에 마하 1 내지 마하 3의 속도로 분사함으로서 형성된 코팅 가열 연질 입자인 뮤엘버거(Muehlberger)의 미국 특허 제3,914,573 호에 개시되어 있다.
기재는 그 표면을 세척하고 거칠게 하기 위한 입자를 수납하도록 제조된다. 하나의 기술로는 그리트 블라스팅 장치를 이용하여 연마 입자를 그리트 블라스팅에 의해 기재를 향해 분출하는 것이다. 에어포일의 부분들은 마스크 또는 차폐체로 마스킹 또는 차폐되어 연마 입자가 에어포일 및 블레이드의 다른 부분이 손상되는 것을 방지한다. 생산 품질로 이러한 작동을 실행하는 데에는 그리트 블라스팅 작동 동안에 각 블레이드가 블레이드의 팁을 지지하게 하기 위한 고정구와, 에어포일의 팁을 도포하는 중에 블레이드의 팁을 지지하기 위한 고정구가 필요하다.
코팅 공정은 그리트 블라스팅 작동이 이뤄지는 온도 보다 높은 온도에서 이뤄진다. 블레이드는 코팅의 표면의 제조를 완료한 후에 그리트 블라스팅에 사용된 고정구로부터 제거될 수 있다. 다음에, 고온에 견딜 수 없는 모든 차폐체 또는 마스크는 제거된다. 블레이드가 고정구에 재설치 되거나, 새로운 고정구로 이동된다. 블레이드를 새로운 고정구로 이동시키거나 고정구로부터 블레이드를 제거하고 재설치하는 것은 공정의 취급 시간을 증가시키고, 블레이드를 손상시킬 수 있게 된다.
연마 입자의 충격 및 플라즈마 스프레이 공정의 고온에 견딜 수 있는 팁에 인접한 에어포일 표면에 있어서 차폐체를 사용하는 것이 바람직하다. 몇몇 에어포일 상으로 연장되는 금속 차폐체는 차폐체용의 나사 패스너로 사용되어 왔다. 태브를 구비하는 금속 밴드는 차폐체와 에어포일 사이에서 팁 근처에 설치되어 비교적 강성의 차폐체와 에어포일 사이의 갭을 충전한다.
다른 방법은 마스킹 또는 차폐체를 제공하기 위해 플라즈마 스프레이 공정 동안에 사용하기에 적당한 알루미늄 포일 테이프와 같은 고온 물질을 사용하는 것이다. 알루미늄 테이프는 또한 그리트 블라스팅 작동 동안에 사용하기에 적당하다. 알루미늄 테이프는 테이프를 에어포일에 접착시키는데 사용된 접착제 배킹을 구비한다. 테이프는 정밀하게 설치하여 마스크 또는 차폐체로서 작동하는 알루미늄 테이프와 로터 블레이드의 팁 사이의 정확한 간극을 유지시킬 필요가 있다. 설치 시에 에러가 발생하면, 접착제 및 설치된 새로운 테이프로 인해서 테이프를 제거하기가 어렵다.
알루미늄 테이프는 그리트 블라스팅 및 플라즈마 코팅 작동을 위해 제 위치에 유지된다. 그리트 블라스팅 고정구를 제거한 후에, 로터 블레이드는 코팅 고정구에 재설치된다. 플라즈마 스프레이 코팅을 수납한 후에, 접착제가 테이프의 일부분이고 테이프가 제거된 후에도 접착제가 잔류하기 때문에 테이프 및 그 접착제는 자주 제거하기 곤란하다. 테이프는 고가이며, 접착시키는데 필요한 노력, 제거하는데 필요한 노력이 요구되며, 재사용할 수 없다.
따라서, 상술한 것 뿐만 아니라, 본 출원인에게 고용된 과학자 및 엔지니어는 로터 블레이드의 팁에 코팅을 도포하는 동안에 사용된 차폐체를 개선하고자 하였다.
본 발명은 로터 블레이드 또는 스테이터 베인이 수납되는 회전 가능한 고정구가 1) 에어포일 팁 쪽으로 연마 입자를 분출하기위한 및 2) 연마 공정에 있어서 상승된 온도로 플라즈마 스프레이 코팅을 팁에 도포하기 위한 장치와 사용될 수 있게 한다.
본 발명에 따르면, 에어포일을 구비한 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하기 위한 방법은 외측으로 향하는 에어포일의 팁을 구비한 유동 배향 조립체를 회전축을 중심으로 고정구 내에 회전 가능하게 위치시키는 단계와, 고정구의 일부 및 각각의 유동 배향 조립체를 마스킹하는 단계와, 에어포일을 연마 입자의 스프레이를 통과시켜서 연마 매체를 통해 에어포일의 이물질을 제거하고 표면을 거칠게 하기 위해 회전축을 중심으로 고정구를 회전시킴으로써 에어포일의 어레이의 팁을 연마하는 단계와, 동일한 고정구에서 팁을 코팅 입자의 스프레이를 통과시켜 코팅 스프레이를 통해 각각의 에어포일 상에 코팅의 층을 적층시키기 위해 회전축을 중심으로 에어포일의 팁을 회전시킴으로써 에어포일의 팁을 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 에어포일의 팁과 고정구는 코팅하는 동안 상승된 온도로 가열되며, 이 방법은 팁을 코팅하기에 앞서 열에 민감한 마스킹 부분을 고정구로부터 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 고정구내에 유동 배향 조립체를 위치시키는 단계는 고정구내에 이의 원주 둘레 원주방향으로 이격된 복수의 슬롯을 형성하는 단계와, 각 유동 배향 조립체의 에어포일을 관련된 슬롯을 통해 반경방향 외측으로 통과시키는 단계와, 조립체의 플랫폼과 고정구 사이의 에어포일을 중심으로 탄성 블록을 위치시킴으로써 고정구 내에 유동 배향조립체를 트랩시키고 블록을 고정구 내에 트랩시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동 배향 조립체를 마스킹하는 단계는 에어포일을 중심으로 탄성 블록과 에어포일 사이에 시트 금속 차폐체를 위치시키는 단계와 고정구 내의 조립체, 차폐체 및 블록을 고정하기 위해 고정구 내의 탄성 블록을 압축하는 단계를 포함한다.
본 발명의 본 방법의 주요 특징은 회전축을 중심으로 고정구 내의 유동 배향 조립체를 회전가능하게 위치시키며 그리트 블라스팅 공정 및 코팅 공정용으로 설치된 조립체를 갖는 동일 고정구를 사용한다는 것이다. 다른 특징은 고정구를 중심으로 원주방향으로 연장하는 탄성중합 차폐체를 위치시키는 단계와 탄성중합 차폐체내에 관련된 슬롯을 통해 유동 배향 조립체의 에어 포일을 삽입하는 단계와, 표면 준비를 위해 사용된 연마 입자로 고정구의 표면을 차폐시키는 단계이다. 다른 특징은고정구의 벽 내의 관련된 슬롯을 통해 각 에어포일을 통과시킴으로써 고정구 내의 조립체를 차폐시키는 단계이다. 다른 특징은 에어포일 둘레에 차폐체를 위치시키는 단계와, 차폐체 둘레에 위치된 탄성 블록으로 차폐체를 압축하는 단계 및 고정구 내의블록을 압축력을 가해 트랩하는 단계로서 이는 블록이 차폐체에 가해지는 압축력을 증가시킨다.
본 발명의 주요한 장점은 코팅 공정 및 연마 블라스팅에 의한 표면 준비 동안 로터 블레이드 또는 스테이터 베인의 어레이가 차폐되고 고정되는 속도이다. 다른 장점은 표면 준비 및 코팅 공정을 위해 작동 사이에 고정구로부터 베인 또는 블레이드를 제거하는 단계 없이 단일 고정구를 사용함에 따른 방법의 속도 및 경제성이다. 다른 장점은 표면 준비 및 코팅 공정의 감소된 비용으로서 이는 차폐체의 유해한 사용을 필요로 하는 구조체와 비교하여 마스크 및 차폐체를 사용함으로써 야기된다. 다른 장점은 팁 코팅의 품질 및 에어포일의 연마 세척후 팁의 표면 끝손질로서, 이는 팁에 분출되는 입자의 스트림에 영향을 미치는 유동 변수에 있어서 변화를 복수의 에어포일 팁 사이에 분포시키기 위해 고정구를 회전시킴으로써 야기된다. 또 다른 장점은 도포된 코팅의 쪼개짐 또는 긁힘이 없이 차폐체의 제거가능성에 의한 결과로서의 코팅의 품질이다.
본 발명의 상술한 특징 및 장점은 본 발명을 실시하기 위한 최상의 모드의 하기의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 자명해진다.
도1은 공구 조립체(10)와, 입자의 스트림을 소정의 방향으로 분출시키기 위한 스프레이 코팅 장치(12)와 같은 장치의 개략적인 사시도이다. 스프레이 코팅 장치는 공구 조립체에 대해 수직 방향으로 이동가능한 총(14)을 포함한다. 스프레이코팅 장치는 연질 산화지르코늄 입자와 같은 가열된 입자를 포함하는 가열된 플라즈마(16)를 형성하며, 상기 입자는 가열된 플라즈마로 공구 조립체를 향해 분출된다. 공구 조립체에 열을 가하거나 공구 조립체로부터 열을 제거하기 위한 가스장치(18)와 같은 수단은 공구 조립체와 유체 연통되어 있다.
스프레이 코팅 장치(12)와 함께 사용하기 위한 공구 조립체(10)는 장치에 매우 근접해 있다. 공구 조립체는 회전축(Ar)을 구비한다. 회전축(Ar)을 중심으로 회전가능하게 공구 조립체(22)를 구동시키기 위한 수단은 공구 조립체에 부착된 회전 가능한 축받이(24)를 포함한다. 하우징은 축받이를 회전가능하게 지지하기 위한 베어링 조립체(26)를 구비한다. 회전축을 중심으로 축받이를 회전가능하게 구동시키기 위한 수단(도시되지 않음)은 하우징 내에 배치된다. 이러한 수단은 회전축을 중심으로 축받이를 구동시키기 위한 벨트 전동 또는 기어를 포함한다.
공구 조립체(10)는 회전축(Ar)을 중심으로 원주방향으로 연장되는 링 부재(28) 및 고정구(32)를 포함한다. 링 부재 및 고정구는 MES 190 스테인레스강과 같은 적당한 합금으로 형성된다. 고정구는 회전축에 대해 원주방향 및 반경방향 외측으로 연장되는 기부(34)를 구비한다. 벽(36)은 기부로부터 대체로 축방향으로 및 고정구를 중심으로 원주방향으로 연장된다. 벽은 복수의 슬롯(38)을 구비하며, 상기 슬롯은 대체로 반경방향으로 벽을 통해 연장된다.
복수의 로터 블레이드(42)는 고정구에 배치된다. 각각의 로터 블레이드는 고정구로부터 외측으로 연장되는 에어포일(44)을 구비한다. 각각의 슬롯(38)은 고정구(32)가 로터 블레이드의 에어포일을 수납하게 한다. 에어포일은 공구 조립체로부터 외측방향으로 접한 에어포일 팁(46)에서 종료된다.
도2는 고정구(32)용의 탄성중합 마스크(48)의 사시도이다. 탄성중합 마스크는 설치된 상태에서 원통형 형상일 수 있다.탄성중합 마스크는 대체로 반경방향으로 마스크를 통해 연장되는 복수의 슬롯(52)을 구비한다. 각 슬롯은 마스크를 통해 외측으로 연장되는 관련 로터 블레이드(46)의 에어포일(44)을 마스크가 수납하게 한다.
도3은 도2에 도시된 연마(그리트) 블라스팅 장치(54) 및 탄성중합 마스크(48)가 설치된 상태를 도시하는 도1에 도시된 도면에 대응하는 도면이다. 장치는 고정구(32)에 배치된 로터 블레이드(42)의 팁(46)쪽으로 연마 입자(56)를 분출한다. 도시된 바와 같이, 탄성중합 마스크는 고정의 외부를 중심으로 원주방향으로 연장된다. 탄성중합 차폐체의 각각의 슬롯(52)은 고정구(도시되지 않음)내의 관련 슬롯(38)과 정렬된다. 각각의 슬롯은 탄성중합 차폐체가 그 슬롯에서 로터 블레이드의 에어포일을 수납하게 하여, 에어포일의 팁(46)이 벽(36)의 반경방향 외측의 위치에서 노출된다.
도4는 기부(34) 및 벽(36)과 링 부재(28)의 관계를 분해된 형태로 도시하는 것으로 도1에 도시된 고정구(32)의 부분 사시도이다. 기부는 이를 중심으로 원주방향으로 연장되는 홈(58)을 구비한다. 기부는 홈을 한정하도록 반경방향으로 연장되는 축방향으로 접한 제1 표면(62)을 구비한다. 반경방향으로 및 외측으로 접한 제2 표면(64)은 축방향에서 홈을 한정하도록 축방향으로 연장된다.
고정구(32)의 벽(36)은 기부에 부착된 제1 단부(66)를 구비한다. 벽은 반경방향 내측으로 접한 제1 표면(68)을 구비하며, 제1 표면은 축방향으로 연장되고 표면(68)의 일부분상의 홈(58)을 한정한다. 벽은 제2 표면(74)을 구비한 제2 단부(72)를 구비하며, 제2 표면은 대체로 축방향으로 접하고 벽을 중심으로 원주방향으로 연장된다. 복수의 슬롯(38)은 벽을 통해 그 제2 표면(74)까지 연장된다.
링 부재(28)는 벽의 제2 표면(74)을 결합함으로써 벽상에 링 부재를 위치시키는 반경방향으로 접한 표면(78)을 구비하는 립(76)을 포함한다. 링 부재는 축방향으로 접한 제2 표면(82)을 구비하며, 링 부재의 점선 표시까지 연장되는 치수선에 의해 도시된 바와 같이 설치된 상태로 홈의 제2 표면(64)으로부터 거리(Hr)로 축방향으로 이격되어 있다.
도5는 도1 및 도3에서 고정구에 도시된 복수의 로터 블레이드(42)중 하나의 사시도이다. 로터 블레이드는 루트부(84)및 플랫폼(86)을 구비한다. 에어포일(44)은 플랫폼으로부터 연장된다. 각 에어포일은 선단 에지(88) 및 후단 에지(92)를 구비한다. 흡입 표면(94) 및 압력 표면(96)은 에지 사이로 연장된다.
고정구내의 각각의 로터 블레이드는 비설치된 차폐체(98)에 의해 표시된 바와 같이 에어포일을 중심으로 배치되기에 적합하다. 금속 차폐체는 연마 입자의 충격 및 플라즈마 스프레이 공정의 온도에 견딜 수 있는 적당한 금속으로 형성된다. 하나의 적당한 재료는 두께가 0.0254 cm(0.010 인치) 내지 0.127 cm(0.050 인치)인 스테인레스 강이다.
차폐체(98)는 플랫폼(86)에 매우 밀접한 제1 단부(102) 및 제2 단부(104)를 구비한다. 전방 에지(106)는 제2 단부와 제1 단부 사이에서 폭방향으로 연장된다. 제1 측면(108)은 전방 에지로부터 연장된다. 제1 측면은 전방 에지로부터 익현방향으로 이격된 후방 에지(110)를 구비한다. 제1 태브(112a)는 제1 단부에서 후방 에지로부터 연장된다. 제2태브(112b)는 후방 에지로부터 연장되며, 제1 태브로부터 갭(Ta)을 두고 폭방향으로 이격된다. 제3 태브(112c)는 제2단부에서 후방 에지로부터 연장된다. 제3 태브는 제2 태브로부터 갭(Tb)을 두고 폭방향으로 이격되어 있다.
금속 차폐체는 전방 에지(106)로부터 익현방향으로 연장되는 제2 측면(114)을 구비한다. 제2 측면은 전방 에지(106)로부터 폭방향으로 이격되고 제1 측면(108)의 후방 에지(110)에 인접한 후방 에지(116)를 구비한다. 제1 태브(118a)는 후방 에지로부터 갭(Ta)으로 정렬된 폭방향 위치에서 연장된다. 제2 태브(118b)는 후방 에지로부터 연장되며, 갭(Tb)과 정렬된다.
블록(122)으로 표시된 바와 같은 탄성 물질의 복수의 블록은 관련 로터 블레이드(42)에 각각 배치된다. 블록은 연마 또는 금속 입자의 충격과 플라즈마 스프레이 공정의 온도에 견딜 수 있는 물질로 형성된다. 하나의 적당한 물질은 미국 코넥티컷주 포트랜드 인디안 힐 애비뉴 100 소재의 아이렉스 러버 프로덕트 코포레이션(Airex Rubber Product Corporation)으로부터 입수할 수 있는 A-9666 물질이다.
블록은 제1 측면(124) 및 제2 측면(126)을 구비한다. 제1 표면(128) 및 제2 표면(132)은 측면 사이로 연장되며, 비설치된 상태에서 높이(Hr)로 이격되어 있다. 블록은 제1 면(134) 및 제2 면(136)을 구비하며, 이들 면(134, 136)은 블록의 두께(B)에 의해 폭방향으로 이격되어 있다. 블록은 제1 면(134)으로부터 제2 면(136)까지 연장되는 슬롯(138)을 구비한다. 슬롯은 비설치 상태에서 에어포일 및 차폐체의 단면 형상을 블록이 수납하게 하는 프로파일을 갖고 있다.
도5a는 금속 차폐체가 설치된 로터 블레이드의 대향 측면을 도시하는 도5에 도시된 사시도에 대응하는 도면이다. 차폐체(98)의 태브는 서로 맞물린 형태로 차폐체의 측면에 중첩한다. 예를 들면, 제2 측면(114)의 제1 및 제2 태브(118a,118b)는 제1 측면(108)상으로 연장되며, 차폐체의 제1 측면과 접착 접촉되어 있다. 유사한 형상에서, 제1 측면의 제1, 제2 및 제3 태브(112a, 112b, 112c)는 제2 측면(126)상으로 연장되며, 제2 측면과 접착 접촉된다.
도6은 도1의 6-6 선을 따라 절단한 도4에 도시된 고정구(32)의 단면도이다. 고정구는 설치된 상태로 도5 및 도5a에 도시된 로터 블레이드(42), 차폐체(98) 및 블록(122)을 구비한다. 블록은 로터 블레이드의 플랫폼(86)과 고정구의 벽(32) 사이에 배치된다. 차폐체는 블록과 에어포일 사이에서 에어포일(44)을 중심으로 배치된다. 차폐체는 실질적으로 에어포일의 전체 폭방향 길이로 연장된다. 설치된 상태에서, 금속 차폐체의 제1 단부(102)는 팁으로부터 소정의 폭방향 거리(G)보다 작게 이격되어 있다. 제2 단부(104)는 플랫폼으로부터 소정의 폭방향 거리(G')보다 작게 이격되어 있다. 거리(G')는 블록의 폭방향 두께 보다 작다. 블록(B)의 두께는 플랫폼과 차폐체의 단부 사이의 갭(G')에 중첩된다.
탄성 물질의 블록(122)은 차폐체(98)에 접촉하며, 차폐체상에 압축력을 가한다. 압축력은 로터 블레이드의 비설치된 상태에서 에어포일(44)에 대해 차폐체의 폭방향 운동에 저항한다. 이것은 그 소정의 양으로 갭(G) 및 갭(G')을 유지하는데 도움을 준다. 또한 설치된 상태에서 이동에 저항한다. 블록은 링 부재(28) 및 기부(34)에 의해 그 비설치된 높이(Hf)로부터 설치된 높이(Hr)까지 축방향으로 압축되어 차폐체상에서의 압축력을 증가시키고 고정구내에 블록을 보유한다. 블록이 압축될 때, 블록은 홈에 의해 이동이 억제된다. 블록의 설치된 높이는 블록에서 측정할 때 기부로부터 링 부재의 높이(Hr)와 동일하다.
도7은 고정구 내에 설치된 상태에서 인접한 블록(122)의 관계를 도시한 것이다. 블록이 압축될 때, 블록은 인접한 블록의 측면을 향해 원주방향 힘(Fc)과, 축방향 힘(Fa) 및 반경방향 힘(Fb)을 발휘하며, 기부 및 벽의 표면에 대해 도6 에 도시된 바와 같이 반경방향 힘(Fb)은 홈을 한정하여 복수의 로터 블레이드가 고정구에 고정되게 한다. 일 실시예에 있어서, 각각의 블록은 오목한 숄더(142) 및 돌기(144)를 포함하며, 돌기(144)는 블록이 압축될 때 블록을 함께 로킹시키는데 도움을 주도록 인접한 블록에 의해 결합된다.
도8은 도3의 8-8 선을 따라 취한 도4에 도시된 고정구(32)의 단면도이다. 고정구는 탄성중합 차폐체(48) 또는 마스크와 결합되어 도시되어 있으며, 마스크는 고정구를 중심으로 원주방향으로 연장된다. 탄성중합 차폐체는 연마 물질을 이용하여 표면을 제조하는 동안에 고정구의 벽(36) 및 링 부재(28)를 보호한다.
도9는 도5에 도시된 차폐체의 변형 실시예(146)를 도시한 것으로 차폐체는 양 측면을 도시하도록 편평하게 되어 있다. 본 실시예에서, 차폐체는 그 제1 측면(152)으로부터 원주방향으로 연장되는 제1 플랫폼 가드(148)를 구비한다. 제2플랫폼 가드(154)는 제2 측면(156)으로부터 원주방향으로 연장된다. 차폐체는 본 실시예에서 플랫폼에 입자가 접촉하는 것을 차단하며, 차폐체는 플랫폼과 벽 사이에 배치된 블록(122)보다는 플랫폼을 보호하는데 사용된다.
도10은 도7의 10-10 선을 따라 취한 도면이다. 도10은 로터 블레이드(42)의 팁(46)과 차폐체의 제1 측면(108) 및 제2 측면(114)을 도시한 것이다. 제1 측면은 반경방향 외측으로 접한 평평한 표면(158)을 구비하며, 제2 측면은 모따기가 되어 경사진 표면(162)을 형성한다.
차폐체의 제1 측면(108) 및 제2 측면(114)은 에어포일의 압력 표면(96) 및 흡입 표면(94)에 부합하며, 이들 표면으로부터 약간 이격되어 있다. 다른 실시예에 있어서, 차폐체의 측면은 팁에서 에어포일의 표면과 접촉되거나 부분적으로 이격 및 부분적으로 접촉되어 있다.
도11은 도6에 도시된 고정구(32)의 변형 실시예(164)를 도시한 것이다. 도6은 로터 블레이드의 플랫폼을 맞물도록 스프링 장전 클램프(166)를 이용한다. 클램프는 피봇(168)을 중심으로 힌지 결합된 제1 죠오를 구비한다. 죠오는 스프링(174)에 의해 위치설정 핀(172)을 향해 가압되며, 상기 스프링은 죠오까지 연장되고 로터 블레이드의 플랫폼을 맞물도록 죠오를 하방으로 가압한다.
도11에서, 설치된 금속 차폐체(146)는 도9에 도시된 실시예이다. 차폐체의 플랫폼 가드(148, 154)는 고정구를 중심으로 원주방향으로 일정거리만큼 연장되어, 제1 측면(152)의 플랫폼 가드(148)가 인접한 차폐체의 제2 측면(156)상의 플랫폼가드(154)와 중첩된다.
도1 및 도3에 도시된 입자 분출 장치(12, 54)로 고정구(32, 164)를 작동시키기 전에, 로터 블레이드(42)상의 에어포일(44) 및 플랫폼(86)은 마스크 또는 차폐체에 의해 보호된다. 벽은 요구되는 보호기능 모두 또는 일부를 제공할 수 있다.
각각의 로터 블레이드(42)는 에어포일 상으로 활주되는 차폐체(98)를 수납한다. 일 측면상의 태브(112a, 118a)는 뺀찌와 같은 파지 장치로 당겨지며, 접촉 관계로 측면을 향해 단단히 가압된다. 나머지 태브는 차폐체의 다른 측면을 결합하도록 당겨지고 구부러진다. 차폐체는 로터 블레이드를 향해 단단히 가압되지만, 차폐체상의 충분한 정도의 힘을 폭방향으로 발휘하도록 이동될 수 있어서, 차폐체의 단부(102)와 로터 블레이드의 팁(46) 사이의 갭(G)과 차폐체의 제2 단부(104)와 플랫폼(86) 사이의 갭(G')을 조정할 수 있다. 차폐체의 측면으로부터 연장되는 태브는 제1 측면상의 태브(112a, 112b, 112c)와 제2 측면상의 태브(118a, 118b)가 서로 맞물림으로써 차폐체의 전체 길이를 따라 차폐체의 후방에지(110, 116)를 함께 확실하게 가압한다. 차폐체는 에어포일을 따라 폭방향으로 가압되어 차폐체와 에어포일 팁 사이의 갭(G)과 차폐체와 플랫폼 사이의 갭(G')을 정확하게 설정한다.
블록(122)은 차폐체(98)상의 블록을 플랫폼(86)과 접촉시켜 활주시킴으로써 설치된다. 블록은 그 두께(B)로 인해서 차폐체와 플랫폼 사이의 갭(G') 이상으로 연장된다. 탄성 블록은 차폐체를 향해 압축력을 발휘하고, 에어포일을 향해 차폐체를 압축하여 차폐체가 에어포일에 대해 이동하는 것을 억제한다. 에어포일의 폭방향 길이를 따라 차폐체를 이동시키는 데에는 탄성 블록의 설치에 앞서 차폐체를 이동시키는데 필요한 힘의 크기와 비교할 때 상당히 큰 수준의 힘이 요구된다.
도1 및 도3에 도시된 장치를 이용하는 동안에, 복수의 로터 블레이드 조립체가 형성된다. 각각의 로터 블레이드 조립체는 로터 블레이드(42), 차폐체(98) 및 블록(122)을 구비한다. 각각의 로터 블레이드 조립체는 인접한 로터 블레이드와 접촉되어 고정구 내의 관련 슬롯(38)내에 설치된다.
도6을 참조하면, 각각의 블레이드가 슬롯형 고정구 내로 삽입될 때, 블록의 자유 높이(Hf)는 블록에서 측정할 때 기부(34)로부터 링(28)의 높이(Hr) 보다 약간 크다. 일 실시예에서, 블록의 높이는 약 2.54 cm(1 인치)이며, 블록은 대략 0.0508 cm(0.020 인치) 압축된다. 홈(58)의 벽(62, 64)은 압축되기 전에 블록 상에 약간의 압축력을 가한다. 이러한 힘은 고정구에 대한 이동에 대항하여 로터 블레이드를 약간 유지한다. 결합된 차폐체 및 블록을 구비한 인접한 로터 블레이드 조립체는 고정구 내의 모든 슬롯이 충전될 때까지 삽입된다. 블록(122)의 어레이의 원주는 홈(58)의 원주와 동일하거나 약간 커서, 인접한 블록이서로 및 홈을 향해 가압된다. 알 수 있는 바와 같이 홈의 원주와 동일하거나 약간 작은 어레이용 원주를 구비한 어레이 블록을 이용함으로써 만족할만한 구조가 형성될 수 있다.
링 부재(28)는 벽의 제2 표면(74)을 결합하는 링 부재와 함께 설치된다. 링 부재의 제2 표면(82)은 탄성 블록(122)을 향해 가압되며 블록을 압축한다. 이것은 홈(58)의 바닥(64)을 향해 블록이 증가된 수직력을 발휘하게 한다. 몇몇 구조에 있어서, 블록은 또한 홈의 측면을 향해 그리고 인접한 블록의 측면을 향해 증가된 수직력을 발휘한다. 블록을 압축시킴으로써 고정구 내에 복수의 블레이드 조립체를 단단히 위치시킨다. 블록은 로터 블레이드가 취급 동안에 물체에 부딪칠 때 조차도 블레이드의 이동을 억제하고, 블레이드가 이러한 접촉 동안에 약간 이동할 때 저장된 힘을 발휘하며, 다음에 블레이드를 그 본래의 위치로 탄성적으로 리턴 시킨다. 체결 수단(도시하지 않음)은 링 부재(28)를 기부(34)에 부착할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 고정구의 내부에 배치된 블록을 향해 가압하는 링 부재의 웨이트는 링 부재 및 블록을 제 위치에 고정한다.
공구 조립체(10)는 그 회전축을 중심으로 조립체를 회전식으로 구동시키기 위한 수단에 부착된다. 도시된 실시예에 있어서, 공구 조립체는 회전 위치 설정기(도시하지 않음)와 같은 축받이를 회전시키기 위한 장치에 볼트 체결된 위치설정 축받이(24)에 부착된다.
로터 블레이드 조립체(42, 98, 122)의 설치된 어레이를 구비한 공구 조립체(10)는 로터 블레이드의 팁(46)에서 입자를 분사하기 위한 장치(12, 54)에 인접한 수평면에서 회전된다. 팁(46)은 반경방향 외측 방향으로 접한다. 변형 실시예에 있어서, 벽은 축방향으로 접하고, 슬롯은 축방향으로 연장되고, 블레이드 팁은 축방향에서 외측으로 접한다. 블록은 반경방향으로 접한 제2 표면을 구비한 변형된 링 부재에 의해 반경방향으로 압축된다.
입자를 분사시키는 장치는 도1에 도시된 플라즈마 스프레이 코팅 장치(12)일 수 있다. 도1에 도시된 장치는 고온 가스(16)의 스트림내의 가열된 금속 분말 입자를 로터 블레이드의 팁(46)을 향해 분출한다. 선택적으로 도3에 도시된 바와 같이, 연마 입자(54)를 분출하기 위한 장치는 팁을 그리트 블라스팅 시키는데 사용된 것과 같이 산화알루미늄으로 형성된 연마 입자(56)를 분출할 수 있다. 입자는 팁의 표면에 충돌하고, 이물질을 제거하고, 코팅을 제조 시에 팁을 거칠게 한다. 따라서, 스프레이 코팅을 로터 블레이드의 어레이의 팁에 도포하는 방법은 그 회전축(Ar)을 중심으로 고정구를 회전시킴으로써 로터 블레이드의 팁을 연마하는 단계를 포함한다. 고정구를 회전시킴으로써 분사된 연마 매체를 통해 각각의 블레이드를 통과시킨다.
도3에 도시된 바와 같이, 도2에 도시된 형태의 탄성중합 차폐체(48)는 표면 형성 동안에 고정구의 외부를 중심으로 원주방향으로 배치된다. 탄성중합 차폐체(48)내의 슬롯(32)은 각각 에어포일(44)을 수납한다. 차폐체는 로터 블레이드의 돌출 팁(46)의 외측으로 접한 표면을 커버하지 못한다. 차폐체는 에어포일을 중심으로 그리고 에어포일 사이로 연장되어 그리트 블라스팅 장치에 의해 고정구에서 분출된 연마 입자로부터 고정구의 표면을 차폐시킨다.
그리트 블라스팅 작동 동안에, 연마 입자(56)는 에어포일의 팁과 대체로 직각으로 그리고 차폐체의 제1 측면 및 제2 측면에 평행한 방향으로 스프레이로서 분출된다. 동시에, 공구 조립체(10)는 그 회전축(Ar)을 중심으로 구동되고, 입자의 스프레이를 통해 에어포일(44)을 통과시킨다. 연마 입자의 사이즈와 양의 모든 변형물은 팁이 연마 입자의 스프레이를 통해 통과될 때 로터 블레이드 팁(46)상에서 분산된다. 이것은 고정 고정구에서 발생할 때의 단일 블레이드 팁 상이 아니라 복수의 블레이드 팁 상에 이러한 변형물을 분산시킨다. 이것은 입자가 팁이 마무리될 때까지 단일 로터 블레이드 팁에서 연속 스트림으로 배향되는 경우 보다 일정한 세척 및 거칠기 작용이 이뤄지게 한다.
입자는 탄성중합 밴드 차폐체(48)에서 무해하게 되튀며, 상기 차폐체(48)는 고정구의 외부를 중심으로 원주방향으로 연장되어 고정구의 벽(36)을 거칠게 되지 않게 보호한다. 탄성중합 밴드 차폐체(48)에 의해 유지되는 벽의 부드러운 표면은 코팅공정에 도움을 주는데, 그 이유는 코팅 작동 동안에 코팅이 벽에 접착되는 성능을 감소시키기 때문이다. 금속 차폐체(48)는 탄성중합 밴드 차폐체를 지나 단지 약간 돌출되어, 실질적인 전체 금속 차폐체가 연마 그리트로부터 보호된다.
그리트가 차폐체의 최외부 부분을 가격할 때 조차도 연마 그리트(56)는 금속 차폐체에 평행한 방향으로 분출되며, 단지 약간의 거칠기 작용이 차폐체에 의해 발생된다. 다시, 스프레이의 각도의 변화가 작동 허용오차로 인해 발생된다면, 평행한 각도보다 작은 각도로 배향된 연마재는 변화 동안에 스프레이를 통해 통과하는 모든 차폐체상에 분산되어, 하나의 차폐체가 모든 오배향된 연마 입자를 수납하지 못하게 한다. 일 실시예에 있어서, 차폐체는 측면(114)상에 경사져 있다. 입자는 반사 송풍으로 표면을 가격하여 모든 거친 작용을 더 감소시키며, 입자는 금속 차폐체상에 구비된다.
그리트 블라스팅 작동의 완료 후에, 고정구(32)는 위치설정 축받이 기부로부터 분리되고, 동일한 고정구는 도1에 위치된 바와 같이 플라즈마 스프레이 코팅 장치에 인접한 새로운 회전 위치로 이동된다. 로터 블레이드는 그리트 블라스팅 작동을 위해 사용된 바와 같이 동일한 고정구(32)내에 배치된다. 로터 블레이드는 어떠한 부가적인 처리에 의해 차단되지 않으며 탄성중합 차폐체에 의해 래핑된다. 탄성중합 차폐체는 플라즈마 스프레이의 온도 보다 낮은 용융 온도를 가진 물질로 형성된다. 따라서, 탄성중합 차폐체는 스프레이 코팅 작동에 앞서 고정구로부터 제거된다.
도1에 도시된 스프레이 코팅 장치의 작동 동안에, 분말의 고온 입자 및 고온 가스(16)의 스트림은 공구 조립체(10)쪽으로 분출된다. 공구 조립체의 회전 가능한 고정구 내에 배치된 로터 블레이드(42)는 그리트 블라스팅 작동에서 외측으로 접한 팁(46)과 함께 배향된다.
고정구(32)가 회전축(Ar)을 중심으로 회전될 때, 팁(46)은 코팅 스프레이를 통해 통과된다. 코팅의 층들은 각 로터 블레이드 상에 배치되며, 각 층은 코팅 스프레이를 통해 블레이드 팁을 순차적으로 통과한다. 각 층은 블레이드가 고온 플라즈마 스프레이(14)를 벗어날 때 약간 냉각된다. 변형 실시예에 있어서, 팁(46)은 고온 가스의 스프레이를 형성하는 가열총(18)과 같은 가열원을 통해 통과될 수 있다. 선택적으로, 팁은 냉각원을 통해 통과할 수 있으며, 냉각원의 예로는 가열총과 유사하지만 팁 상에 또는 고정구 상에 냉각 공기를 분사하는 장치가 있다. 고정구를 냉각시킴으로써 가열에 의해 손상될 수 있는 탄성중합체 또는 탄성 물질을 이용하여 고정구를 형성할 수 있다.
그리트 블라스팅 작동에서와 같이, 스프레이 강도, 온도 및 조성과, 코팅의 용착의 변화로서 야기되는 스프레이로 분말을 이송하는 모든 변형물은 변화의 기간 동안에 스프레이를 통해 통과하는 로터 블레이드의 모든 팁(46)상에 분산된다. 이것은 하나의 로터 블레이드가 코팅시의 모든 변형물을 수납하지 못하게 한다. 결과적으로, 단일 팁이 전체 변형물을 수납하는 경우보다 일정하게 코팅이 도포된다.
코팅은 축을 중심으로 로터 블레이드의 팁의 일부의 위치에 대략 평행한 층에 도포된다. 엔진내의 작동 반경과 동일한 회전축(Ar)으로부터의 반경에서 팁을 위치시키는 고정구(32)를 선택함으로써 팁의 위치가 엔진내의 반경에 밀접하게 근접하게 한다. 결과적으로, 코팅은 장치의 회전축과 실질적으로 나란하며, 측은 엔진의 작동 동안에 코팅 층이 경험하게 되는 회전 표면을 대체로 추종한다. 코팅의 배향성은 엔진내의 코팅의 성능을 향상시키며, 고정구 내의 로터 블레이드의 팁에 대한 반경은 가스 터빈 엔진의 작동 환경에서 로터 블레이드의 팁에 대한 반경과 실질적으로 동일하다.
코팅을 도포하는 동안에 그리고 로터 블레이드가 스프레이를 통해 통과할 때, 가열된 금속 입자는 로터 블레이드의 팁을 가격하며, 로터 블레이드의 팁을 오버스프레이로서 통과한다. 비회전 에어포일 팁(46)에서 코팅 입자를 직접 분사함으로써 갭(G)내의 팁에서 흡입 표면(94) 및 압력 표면(96)상에 작은 범위로 축적되는 오버스프레이로 된다. 몇몇 코팅 시에 오버스프레이는 부드러운 전이부를 에어포일 표면에 제공함으로써 코팅 내에서의 단계적 변화를 방지하기 때문에 유리하다. 이러한 표면상의 오버스프레이는 부가적인 절삭 표면을 제공한다. 에어포일 팁(46)을 코팅 입자의 스프레이(16)내로 회전시킴으로써 팁이 고정 블레이드에 대해서 본래 발생하는 오버스프레이를 지나 팁의 측면 상에서 오버스프레이 코팅을 증가시키도록 스프레이에 들어갈 때 에어포일 팁의 표면(94, 96)중 하나를 스프레이에 대해 비스듬하게 한다. 코팅 입자의 스프레이를 벗어나 에어포일을 회전시킴으로써 팁이 그 측면 상에 오버스프레이 코팅을 증가시키도록 스프레이를 떠날 때 에어포일의 대향 측면을 스프레이에 대해 비스듬하게 한다. 따라서, 회전 가능한 고정구(32)를 이용하면 에어포일의 흡입표면 및 압력 표면상의 절삭 물질의 양을 증가시키는 이점이 있다.
시트 금속 차폐체(98)는 오버스프레이 코팅내의 작은 단계적 변화를 방지하는데 도움이 된다. 시트 금속 차폐체(98)는 입자가 분출되는 쪽의 방향에 실질적으로 평행하게 연장된다. 금속 차폐체의 모따기한 표면(162)을 가격하는 입자는 에어포일의 팁과 차폐체 사이의 갭(G)내의 에어포일의 측면까지 테이퍼진 전이부를 떠나는 모따기된 표면에서 되튄다. 다른 실시예에 있어서, 차폐체는 모따기부에서 종료하는 것이 아니라, 편평한 표면을 구비할 수 있다. 에어포일 팁의 실질적으로 편평한 표면을 가격하는 입자는 팁에 충돌하며, 제 위치에 유지될 수 있다. 에어포일의 팁을 중심으로 코팅 물질의 가는 립 또는 단차부는 몇몇 구조에서 수용될 수 있다.
스프레이 코팅 공정의 완료시에, 링 부재(28)는 공구 조립체로부터 제거된다. 로터 블레이드(42), 블록(122) 및 차폐체(98)를 포함하는 로터 블레이드 조립체는 고정구(32)로부터 제거된다. 블록은 에어포일을 벗어나 그리고 로터 블레이드의 팁 상에서 활주된다. 블록의 탄성 물질은 블록이 팁 코팅을 쪼개거나 손상입힘이 없이 팁 코팅 상에서 활주될 때 블레이드의 팁 둘레에서 탄성적으로 신장되어 블록 내의 슬롯이 손상되지 않고 그 본래 형상으로 복귀된다. 블록은 재사용될 수 있어서 코팅을 부품에 공급하는 비용을 감소시킨다.
다음에, 금속 차폐체(98)는 도5a에 도시된 바와 같이 차폐체의 단부와 플랫폼 사이로 연장되는 갭(G')내로 플랫폼 쪽의 폭방향으로 활주된다. 금속 차폐체를 하방으로 활주시킴으로써 금속 차폐체의 모따기한 에지와 용착된 코팅의 층 사이의 계면에 형성된 약한 본드로부터 모따기한 에지를 분리한다. 다음에, 금속 차폐체의 태브(112, 118)는 개방되고, 측면(108, 114)은 금속 차폐체를 로터 블레이드로부터 제거하기 전에 분리된다. 이것은 단단한 금속 차폐체가 로터 블레이드의 팁 상의 용착된 코팅에 접촉되는 것을 방지하며, 코팅이 쪼개지는 것을 방지한다.
차폐체(98)는 차폐체를 제거하도록 태브(112, 118)를 개방하고 태브를 다시 제 위치로 구부림으로써 단순히 여러 번 사용되어 로터 블레이드의 새로운 어레이상의 차폐체를 재설치한다. 차폐체의 제거는 로터 블레이드의 어레이가 전체 공정을 완료한 후에만 이뤄지며, 공정의 표면 형성 부분은 그리트 블라스팅 장치를 이용하며, 공정의 코팅 부분은 코팅 장치를 이용한다.
공구 조립체(10)의 특정 장점은 그리트 블라스팅 및 스프레이 코팅 작동에 있어서 단일 고정구(32)를 사용하는 것이다. 이것은 고정 시에 발생되는 블레이드의 이중 취급, 즉 1) 그리트 블라스팅 고정구로부터 블레이드 및 그 저온 차폐체를 제거하는 것과, 2) 고온 차폐체를 설치하고 차폐된 로터 블레이드를 코팅 고정구내로 삽입하는 것이 회피된다. 이것은 취급 손상을 제거하고 공정의 성능을 향상시킨다.
다른 장점은 코팅의 품질이다. 이러한 품질은 코팅 스프레이내의 변화의 영향을 분산시키며, 이러한 영향은 이러한 변화가 단일 블레이드 상에 형성된 코팅에 반영되기 보다는 많은 수의 블레이드 상에서 분말 또는 가열 가스가 코팅 장치로 유동하는 변화로 야기된다. 이것은 스프레이를 통해 팁을 통과시키는 것으로 야기되어, 각 팁(46)은 짧은 시간 주기 동안에 플라즈마 스프레이 내에 있는 동시에 증분씩 작은 코팅을 수납한다.
금속 차폐체(98)는 내구성이 있고 재사용할 수 있어서 부분을 마스킹하는 비용을 감소시킨다. 또한, 차폐체는 비교적 신속하게 설치되며, 에어포일의 표면으로부터 화학적으로 또는 기계적으로 제거되어야 하는 접착제의 사용이 요구되는 마스킹과 비교할 때 신속하게 제거할 수 있다.
다른 장점은 고정구(32)의 내구성과, 고정구의 표면을 보호하고 표면이 거칠게 되는 것을 방지하는 탄성 마스크(48)로 그리트블라스팅 작동 동안에 고정구를 마스킹해서 야기되는 모든 코팅 물질이 고정구에서 세척되기 쉽다는 것이다. 거친 표면은 코팅이 세척되기 매우 어려운 표면 마스킹에 접착되는 것을 증진시킨다. 고정구는 코팅 공정의 고온에 견딜 수 없는 탄성중합 마스크를 쉽게 제거할 수 있다. 코팅 공정이 실행될 때, 고정구의 벽(36) 및 차폐체(98)는 고온 가스와 및 코팅 물질로부터 고정구의 내부를 차단하여, 차후 코팅 공정에서 사용하기 위한 블록의 내구성을 보장하면서 탄성 블록을 사용할 수 있다.
본 발명을 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 본 발명의 형태 및 상세의 다양한 변경이 본 발명의 정신 및 영역을 벗어남이 없이 이뤄질 수 있다.
본 발명은 처리 속도를 향상시키며, 표면 제조 및 코팅 공정의 비용이 감소되며, 도포된 코팅의 쪼개짐 또는 긁힘이 없이 코팅의 품질을 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 공구 조립체와, 이 공구 조립체에 배치된 로터 블레이드의 어레이의 팁에서 가열된 코팅 입자를 분출시키기 위한 장치를 도시하는 개략적인 형상의 사시도.
도2는 고정구의 면을 차폐하기 위한 탄성중합 차폐체의 부분 사시도.
도3은 탄성중합 차폐체를 구비한 도1의 공구 조립체와, 고정구 상에 설치된 탄성중합 차폐체와, 고정구에 배치된 로터 블레이드의 어레이의 팁에서 연마 입자를 분출시키기 위한 장치를 도시하는 부분 사시도.
도4는 복수의 슬롯을 구비한 고정구의 벽과 이 벽과 맞물린 링 부재의 관계를 도시하는 것으로, 도1 및 도3에 도시된 공구 조립체의 고정구의 일부분의 전개 부분 사시도.
도5는 로터 블레이드와, 블록이 로터 블레이드의 에어포일을 결합하기에 적합한 슬롯을 구비한 탄성 블록과, 로터 블레이드의 에어포일 상에 배치되기에 적합한 측면을 구비한 금속 차폐체의 관계를 도시하는 전개 사시도.
도5a는 금속 차폐체가 설치된 로터 블레이드의 대향 측면을 도시하는 것으로 도5에 도시된 사시도에 대응하는 도면.
도6은 도5에 도시된 로터 블레이드, 탄성 블록 및 금속 차폐체의 고정구의 관계를 도시하는 도1의 선 6-6을 따라 취해진 단면도.
도7은 명료함을 위해 고정구가 절단된 2개의 인접한 로터 블레이드의 도면으로서, 각 로터 블레이드는 설치된 차폐체 및 블록을 구비하며, 상기 블록은 접촉 관계로 연장되는 도면.
도8은 도3에 도시된 로터 블레이드, 탄성 블록 및 금속 차폐체의 고정구와, 설치된 상태의 도2에 도시된 탄성중합 차폐체의 관계를 도시하는 도3의 선 8-8을 따라 취해진 단면도.
도9는 도5에 도시된 차폐체의 변형 실시예의 도면으로서, 차폐체는 로터 블레이드용 플랫폼 가드를 구비하며, 각 가드는 금속 차폐체의 측면으로부터 연장되는 도면.
도10은 에어포일 및 금속 차폐체의 팁을 도시하는 도7의 10-10 선 단면도로서, 차폐체는 차폐체의 제1 측면 상에 편평한 에지를 구비하며, 금속 차폐체의 제2 측면 상에 경사진 에지를 구비하며, 2개의 금속 입자 및 2개의 분말 입자의 경로(Pa, Pb)를 도시하는 도면.
도11은 도1에 도시된 고정구에 로터 블레이드를 위치시키기 위한 수단과 도9에 도시된 차폐체의 변형 실시예를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
32 : 고정구
36 : 벽
48 : 탄성중합 마스크
98 : 차폐체
108 : 제1 측면
114 : 제2 측면

Claims (9)

  1. 팁에서 종결되는 에어포일을 각각 구비한 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법이며,
    외측을 향하고 서로로부터 원주방향으로 이격된 에어포일의 팁을 구비한 유동 배향 조립체를 고정구 내에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치하는 단계와,
    고정구의 일부 및 각각의 유동 배향 조립체를 마스킹하는 단계와,
    에어포일을 연마 입자의 스프레이에 통과시켜서 연마 매체를 통해 에어포일의 이물질을 제거하고 각각의 에어포일의 경로에서 연속적으로 표면을 거칠게 하기 위해 회전축을 중심으로 고정구를 회전시킴으로써 에어포일의 어레이의 팁을 연마하는 단계와,
    코팅 스프레이를 통과하는 에어포일 팁의 각각의 경로에서 각각의 에어포일 상에 연속적으로 코팅층을 적층시키기 위하여 팁을 코팅 입자의 스프레이를 통해 통과시키도록 에어포일의 팁을 동일한 고정구 내의 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 에어포일의 팁을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어포일의 팁 코팅 단계는 코팅 중에 에어포일의 팁과 부수적으로 고정구의 온도가 상승하도록 가열하는 단계를 포함하며, 상기 방법은 팁을 코팅하기 이전에 고정구로부터의 열로, 열에 민감한 마스킹의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 고정구 및 유동 배향 조립체의 마스킹 단계는 복수의 원주방향 이격 슬롯을 갖는 탄성중합 차폐체를 고정구를 중심으로 원주방향으로 배열하는 단계와, 탄성중합 차폐체가 각각의 에어포일 사이에서 원주방향으로 이격되도록 관련 에어포일을 각각의 슬롯을 통해 삽입하는 단계를 포함하며, 팁을 코팅하기 이전에 고정구로부터의 열로, 열에 민감한 마스킹의 일부를 제거하는 단계는 유동 배향 조립체를 고정구로부터 제거하지 않고 탄성중합 차폐체를 고정구로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 유동 배향 조립체를 고정구에 배치하는 단계는 고정구의 원주 둘레에 원주방향으로 이격된 고정구에 복수의 슬롯을 갖는 고정구 내의 유동 배향 조립체를 배치하는 단계와, 각각의 유동 배향 조립체의 에어포일을 관련 슬롯을 통해 반경 방향 외부로 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 유동 배향 조립체를 고정구에 배치하는 단계는 고정구의 원주 둘레에 원주방향으로 이격된 고정구에 복수의 슬롯을 갖는 고정구 내의 유동 배향 조립체를 배치하는 단계와, 각각의 유동 배향 조립체의 에어포일을 관련 슬롯을 통해 반경 방향 외부로 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 유동 배향 조립체를 고정구에 배치하는 단계는 상기 조립체의 플랫폼과 고정구 사이에서 에어포일 둘레에 탄성 블록을 배치하여 유동 배향 조립체를 고정구에 포획하고, 상기 블록을 고정구에 포획하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 유동 배향 조립체를 고정구에 배치하는 단계는 상기 조립체의 플랫폼과 고정구 사이에서 에어포일 둘레에 탄성 블록을 배치하여 각각의 유동 배향 조립체를 고정구에 포획하고, 상기 블록을 고정구에 포획하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 유동 배향 조립체의 마스킹 단계는 각각의 에어포일 둘레 및, 탄성 블록과 에어포일 사이에 금속 박판 차폐체를 배치하는 단계와, 고정구 내의 상기 조립체, 차폐체 및 블록을 고정시키도록 고정구 내의 탄성 블록을 압축시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 유동 배향 조립체의 마스킹 단계는 각각의 에어포일 둘레 및, 탄성 블록과 에어포일 사이에 금속 박판 차폐체를 배치하는 단계와, 고정구 내의 상기 조립체, 차폐체 및 블록을 고정시키도록 고정구 내의 탄성 블록을 압축시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동 배향 조립체의 어레이의 팁에 스프레이 코팅을 도포하는 방법.
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