(57)【要約】【課題】ダブテールとロータディスクスロットとの間の隙間の封止を提供すること。【解決手段】バケットダブテール（１４）と、該バケットダブテール（１４）がその中で受けられるように適合されたロータディスクダブテールスロットとの間の隙間を封止する方法であって、樹脂材料（２４）をバケットダブテール（１４）の選択された領域に適用するステップと、バケットダブテール（１４）をダブテールスロットに挿入するステップとを含む方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのコンポーネント（１０）上の据付表面（１８）と、前記据付表面に係合するように適合されたもう１つのコンポーネント（１２）内の溝（１６）との間の、１つもしくは複数の隙間（２６）を封止する方法であって、
ａ）前記１つのコンポーネント（１０）の前記据付表面（１８）の選択された部分上に樹脂（２４）を適用するステップと、
ｂ）前記１つのコンポーネント（１０）の前記据付表面（１８）を、前記もう１つのコンポーネント（１２）の前記溝（１６）内に係合させるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記樹脂（２４）が前記据付表面（１８）の前記選択された部分上に塗装される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記樹脂材料（２４）が、約１１００°Ｆの温度まで使用可能な水分散性シリコン樹脂を含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記１つのコンポーネント（１０）がタービンバケットダブテール（１４）を含んでおり、前記もう１つのコンポーネント（１２）がロータディスクを含む、請求項１乃至３のいずれか1項記載の方法。
【請求項５】
前記バケットダブテール（１４）が多数のローブ（１８）を含んでおり、前記樹脂材料（２４）が前記ローブの下側に適用される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記樹脂材料（２４）が前記バケットダブテール（１４）の低圧端に適用される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記樹脂材料（２４）が前記バケットダブテール（１４）の製造時に適用される、請求項４記載の方法。
【請求項８】
ほぼ対応する形状の溝（１６）内で受けられるように適合された据付部分（１４）を有するタービンブレード（１０）であって、前記据付部分（１４）の選択された表面領域が、最高少なくとも１１００°Ｆまで使用可能な水分散性シリコン樹脂（２４）でコーティングされるタービンブレード（１０）。
【請求項９】
前記据付部分（１４）がほぼダブテール形である、請求項８記載のタービンブレード。
【請求項１０】
前記据付部分（１４）が複数のローブ（１８）を含んでおり、前記選択された表面領域が、前記ローブ（１８）の下側表面を含む、請求項８または９記載のタービンブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ガスタービンエンジンで使用されるブレードまたはバケットに関し、より詳細には、ダブテールとロータディスクスロットとの間の隙間の封止に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、加圧空気を燃焼部に供給する圧縮機を含んでおり、該燃焼部では、加圧空気が燃料と混合され、点火されて、高温の燃焼ガスを発生する。これらのガスは、下流の１つもしくは複数のタービン段へと流れ、それらのタービン段が、前記ガスからエネルギーを取り出して圧縮機を駆動し、発電や、飛行中の航空機への電力供給など、有用な作用を提供する。各タービン段は、エンジンの中心軸の周りを回転するロータディスクから径方向外側に延びる、周方向に離隔された複数のブレードまたはバケットを含む。各バケットは、ダブテール部分が対応するディスクスロット内に係合することによって、ロータディスク上に据え付けられる。バケットのエーロフォイル部分は、高温の燃焼ガス流内へと径方向外側に延びる。ロータディスクの一方の側部が、該ディスクの他方（下流）の側部よりも比較的高い圧力にあることが理解される。
【０００３】
バケットは、高温の燃焼ガスにさらされるので、通常、該バケットの温度を特定の設計限度内に保つように冷却される。バケットを冷却する一般的な一手法は、バケットの内部冷却回路内に適切な冷却剤を通すことである。冷却剤は、通常、バケットダブテールの底部にある１つもしくは複数の入口を通って内部冷却回路に入り、エーロフォイル先端孔および／またはエーロフォイル表面に形成された膜冷却孔を通って出る。公知の冷却回路は、しばしば、蛇行（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ）経路を作り出すように直列連結された、径方向を向く複数の通路を含んでおり、それにより、経路の長さを延長することによって冷却効果を高めている。
【０００４】
ダブテール入口と、バケットダブテールがその中に位置するディスクスロットとが流体連通しているので、冷却剤は、それぞれのディスクスロットを通じて入口に送られる。しかし、ディスクスロットの高圧端から低圧端への冷却剤の流れがダブテールを越えて漏れると、バケットへの冷却剤流量が低下し、それに対応してバケットの耐用年数が短縮されることになる。ゆえに、ダブテールと該ダブテールがその中に据え付けられるスロットとの間の漏れ経路を封止することが望ましい。そのような封止のための一手法は、ダブテールの指定領域に金属ストリップを適用することである。ダブテールをスロット内に押し込むことによってバケットがロータディスクに据え付けられるときには、過剰なストリップ材料が取り去られ、材料のパッチがダブテールに付着したまま残って、ダブテールとスロットとの間の対応する隙間を塞ぎ、したがって封止する。
【０００５】
従来の一実践形態によれば、金属ストリップ材料は、熱溶射技術を使用してダブテールに適用される。ただし、この方法は、広範囲のマスキングを必要とし、非常に時間がかかり、費用もかかる。
【０００６】
従来の他の実践形態によれば、アルミニウムパッチがダブテール上に溶線式溶射される。例えば、米国特許第６，２９６，１７２号を参照のこと。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，２９６，１７２号公報
【特許文献２】米国特許第７，３１１，９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
比較的適用しやすく、従来の手法よりも時間がかからない、効果的な隙間封止技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
例示的な、ただし非限定的な本発明の一実施形態によれば、バケットダブテールと、該バケットダブテールがその中で受けられるように適合されたロータディスクダブテールスロットとの間の隙間を封止する方法であって、バケットダブテールの選択された領域に樹脂材料を適用するステップと、バケットダブテールをダブテールスロットに挿入するステップとを含む方法が提供される。
【００１０】
他の態様では、本発明は、ほぼ対応する形状の溝内で受けられるように適合された据付部分を有するタービンブレードであって、据付部分の選択された表面領域が、最高少なくとも１１００°Ｆまで使用可能な水分散性シリコン樹脂でコーティングされる、タービンブレードに関する。
【００１１】
さらに他の態様では、本発明は、第２のコンポーネントに形成されたほぼ対応する形状の溝内で受けられるように適合された据付部分を有する第１のコンポーネントを含む封止配置であって、据付部分と溝を画定する表面部分との間に１つもしくは複数の隙間を備えており、据付部分の選択された表面領域が、最高少なくとも１１００°Ｆまで使用可能な水分散性シリコン樹脂でコーティングされ、それによって１つもしくは複数の隙間を封止する、封止配置に関する。
【００１２】
ここで、本発明について、以下で特定する諸図面に関してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ロータディスクに形成された相補的な溝またはスロット内に収められたダブテール据付部分を有するタービンバケットと、ディスクスロットから除去されたダブテールモニタリング部分とを含む、タービンロータディスクの軸方向部分端面図であり、本発明の例示的な一実装形態を示す図である。
【図２】図１のタービンバケットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
様々な図全体を通して同一の参照番号が同じ要素を示している諸図面を参照すると、図１および図２は、ガスタービンエンジンの中心軸の周りを回転するタービンロータディスク１２に据え付けられた複数のタービンバケットのうちの１つである、例示的なタービンバケット１０を示す。バケット１０は、ロータディスク１２に形成された対応するディスクスロット１６内にバケット１０を据え付ける、ダブテール部分１４を含む。具体的には、ダブテール部分１４は、ディスクスロット１６上の１つもしくは複数の相補的なローブ２０に係合する１つもしくは複数のローブ（または据付表面）１８を含む。ダブテール部分１４およびディスクスロット１６は、いわゆるモミの木形状を有する様子が示されているが、他の適切な構成も用いることができる。バケット１０は、ディスクスロット１６内に軸方向に入れられ、ダブテールローブ１８とスロットローブ２０との相補的な噛合い構成により該スロット１６内で径方向に保持される。バケット１０は、好ましくは、ガスタービンエンジン内の上昇した運転温度において許容可能な強度を有する、ニッケル基超合金などの適切な合金のワンピースキャスティングとして形成される。
【００１５】
バケット１０は、ダブテール部分１４の上方のプラットフォームから径方向外側に延びるエーロフォイル部分（図示せず）を含む。当該技術分野で公知のように、エーロフォイル部分は、バケット温度を設計限度内に保つために適切な冷却剤がその中に通される内部冷却回路を有する。冷却剤は、ダブテール部分１４の底部に形成され、ディスクスロット１６の底部で通路と流体連通する状態に配置された、１つもしくは複数の入口２２（図２）を通って内部冷却回路に入る。ガスタービンエンジンの運転中、冷却剤は、これだけに限るものではないが、エンジンの圧縮機をそれに含めることのできる供給源から、従来の方式で通路に送られる。冷却剤は、通路から入口２２を通ってバケット１０の内部冷却回路（図示せず）へと流れる。
【００１６】
例示的な、ただし非限定的な一実装形態によれば、適切な樹脂材料、例えば、シリコン樹脂を、従来の金属溶射封止技術で必要とされる時間も費用もかかるマスキングプロセスおよびマスキング除去プロセスを必要としない塗装プロセスによって、バケットダブテールの選択された領域（および／または対合するダブテールスロット）に適用することができる。
【００１７】
そのような適切な樹脂の１つが、Ａｒｅｍｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から商品名「Ｃｏｒｒ−Ｐａｉｎｔ（商標）ＣＰ４０ＸＸシリーズ」として市販されている。樹脂は、約１１００°Ｆの温度まで使用可能であるように、換言すれば、約１１００°Ｆの温度への長期曝露に耐えられるように配合される。また、必要な特性を備えた他の適切な樹脂も使用されることになる。
【００１８】
図１に示されるように、シールは、ダブテールローブ１８とスロットローブ２０との間の対応する隙間２６（図１）を塞ぐようにダブテールローブ１８の下側の少なくともその低圧端に戦略的に置かれた、材料のストリップもしくはパッチ２４（または単にシール２４）を含む。ゆえに、シール２４は、ディスクスロット１６の対応する低圧端からの冷却剤漏れを防ぐ。ただし、これが単に本発明の概念を示すために使用される例示的な一シール配置にすぎないことに留意すべきである。バケット設計および冷却構成に応じて、他のシール設置が可能である。
【００１９】
以上で、ローブ上の選択された場所に樹脂材料を本質的に塗装することによって、迅速にかつ少ない費用でダブテールシールをタービンバケットまたはロータディスクに適用する方法について説明した。該方法は、バケット表面の準備をほとんど必要とせず、マスキングを必要としない。また、製造段階で、または現場においてサービス間隔で、樹脂シールストリップまたはパッチ２４を適用できることが理解される。シリコン樹脂シールは、また、圧縮機ケースアブレーダブルシール、圧縮機ステータとリングとの間の連結スロットの減衰、または対合する据付表面を備えた諸コンポーネントの他の任意の配置へも、適用可能である。
【００２０】
本発明の具体的な諸実施形態について記載したが、特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、前記諸実施形態に様々な修正を加えることができることが、当業者には明らかである。
【符号の説明】
【００２１】
１０  タービンバケット、コンポーネント
１２  タービンロータディスク、コンポーネント
１４  ダブテール部分
１６  ディスクスロット、溝
１８  ダブテールローブ、据付表面
２０  スロットローブ
２２  入口
２４  パッチ、シール、樹脂
２６  隙間
【図１】
2010065690.tif 000003
【図２】
2010065690.tif 000004