(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレードアセンブリ、ダブテールスリーブ、およびＣＭＣタービンブレードの取り付け方法を提供する。【解決手段】ロータ３０と、ＣＭＣタービンブレード１０と、少なくとも１つのダブテールスリーブ６０とを含む。ロータは、少なくとも１つのスロット表面を有するブレードスロット３２を有する。スロット表面は、スロット角度にある。ＣＭＣタービンブレードは、ブレードスロットに受け入れられる。ＣＭＣタービンブレードは、少なくとも１つの根元表面を有するダブテール根元を含む。根元表面は、根元角度にある。根元角度は、スロット角度より少なくとも５度大きい。ダブテールスリーブは、少なくとも１つの根元表面に接触する少なくとも１つの内側表面と、少なくとも１つのスロット表面に接触する少なくとも１つの外側表面とを有し、ＣＭＣタービンブレードをブレードスロットに半径方向に保持する。【選択図】図３
2019002398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレードアセンブリ（２０）であって、
少なくとも１つのスロット表面（３４）を有するブレードスロット（３２）を有し、前記少なくとも１つのスロット表面（３４）は、スロット角度（３６）にあるロータ（３０）と、
前記ブレードスロット（３２）に受け入れられ、少なくとも１つの根元表面（１８）を有するダブテール根元（１２）を備えるＣＭＣタービンブレード（１０）であって、前記少なくとも１つの根元表面（１８）は、根元角度（１６）にあり、前記根元角度（１６）は、前記スロット角度（３６）より少なくとも５度大きい、ＣＭＣタービンブレード（１０）と、
前記ロータ（３０）の前記ブレードスロット（３２）に受け入れられ、前記少なくとも１つの根元表面（１８）に接触する少なくとも１つの内側表面（６４）と、前記少なくとも１つのスロット表面（３４）に接触する少なくとも１つの外側表面（６２）とを有し、前記ＣＭＣタービンブレード（１０）を前記ブレードスロット（３２）に半径方向に保持する少なくとも１つのダブテールスリーブ（６０）と
を備える、ＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項２】
前記ダブテールスリーブ（６０）の前記少なくとも１つの内側表面（６４）が、前記根元角度（１６）に対して相補的な内側角度（６８）にある、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項３】
前記ダブテールスリーブ（６０）の前記少なくとも１つの外側表面（６２）が、前記スロット角度（３６）に対して相補的な外側角度（６６）にある、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項４】
前記スロット角度（３６）が、約５５度以下である、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項５】
前記根元角度（１６）が、約６０度以上である、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのダブテールスリーブ（６０）が、金属製である、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つのダブテールスリーブ（６０）が、一対のダブテールスリーブ（６０）であり、前記一対のダブテールスリーブ（６０）の各々が、一対の前記少なくとも１つの根元表面（１８）の１つおよび一対の前記少なくとも１つのスロット表面（３４）の１つに接触する、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項８】
前記ＣＭＣタービンブレード（１０）が、前記ＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）の前記ロータ（３０）に直接接触しない、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項９】
前記ダブテールスリーブ（６０）の局所剛性が、前記ダブテールスリーブ（６０）の長さに沿って前記ダブテールスリーブ（６０）の中央から前記ダブテールスリーブ（６０）の第１の端部および前記第１の端部の反対側にある前記ダブテールスリーブ（６０）の第２の端部に向かって増加する、請求項１に記載のＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）。
【請求項１０】
ダブテールスリーブ（６０）であって、
前記ダブテールスリーブ（６０）の第１の側にあり、外側角度（６６）で一対の外側表面（６２）を有する第１の輪郭と、
前記第１の側の反対側にある前記ダブテールスリーブ（６０）の第２の側にあり、前記外側角度（６６）より少なくとも５度大きい内側角度（６８）で一対の内側表面（６４）を有する第２の輪郭と
を備え、
前記ダブテールスリーブ（６０）は、前記一対の内側表面（６４）がセラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレード（１０）のダブテール根元（１２）の一対の根元表面（１８）に接触し、かつ前記一対の外側表面（６２）がブレードスロット（３２）の一対のスロット表面（３４）に接触して前記ＣＭＣタービンブレード（１０）を前記ブレードスロット（３２）に半径方向に保持するようにロータ（３０）の前記ブレードスロット（３２）に受け入れられる大きさである、
ダブテールスリーブ（６０）。
【請求項１１】
前記外側角度（６６）が、約５５度以下である、請求項１０に記載のダブテールスリーブ（６０）。
【請求項１２】
前記内側角度（６８）が、約６０度以上である、請求項１０に記載のダブテールスリーブ（６０）。
【請求項１３】
前記ダブテールスリーブ（６０）が、金属製である、請求項１０に記載のダブテールスリーブ（６０）。
【請求項１４】
セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレード（１０）の取り付け方法であって、
少なくとも１つのダブテールスリーブ（６０）をロータ（３０）のブレードスロット（３２）に挿入することであって、前記ブレードスロット（３２）は、スロット角度（３６）で少なくとも１つのスロット表面（３４）を有する、挿入することと、
前記ＣＭＣタービンブレード（１０）のダブテール根元（１２）をダブテールスリーブ（６０）のダブテールスロットに挿入することであって、前記ダブテール根元（１２）は、根元角度（１６）で少なくとも１つの根元表面（１８）を有し、前記根元角度（１６）は、前記スロット角度（３６）より少なくとも５度大きい、挿入することと
を含み、
前記少なくとも１つのダブテールスリーブ（６０）は、前記少なくとも１つの根元表面（１８）に接触する少なくとも１つの内側表面（６４）と、前記少なくとも１つのスロット表面（３４）に接触する少なくとも１つの外側表面（６２）とを有し、前記ＣＭＣタービンブレード（１０）を前記ブレードスロット（３２）に半径方向に保持する、
方法。
【請求項１５】
前記ダブテールスリーブ（６０）の前記少なくとも１つの内側表面（６４）が、前記根元角度（１６）に対して相補的な内側角度（６８）にあり、前記ダブテールスリーブ（６０）の前記少なくとも１つの外側表面（６２）が、前記スロット角度（３６）に対して相補的な外側角度（６６）にある、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記スロット角度（３６）が、約５５度以下である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記根元角度（１６）が、約６０度以上である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのダブテールスリーブ（６０）が、金属製である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのダブテールスリーブ（６０）が、一対のダブテールスリーブ（６０）であり、前記一対のダブテールスリーブ（６０）の各々が、一対の前記少なくとも１つの根元表面（１８）の１つおよび一対の前記少なくとも１つのスロット表面（３４）の１つに接触する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＣＭＣブレード（１０）が、前記ＣＭＣタービンブレードアセンブリ（２０）の前記ロータ（３０）に直接接触しない、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレードアセンブリに関する。より具体的には、本実施形態は、ダブテールスリーブ、およびダブテールスリーブを含むＣＭＣタービンブレードアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）部品の製造は、典型的には、既に存在するマトリックス材料を有する予備含浸複合繊維（プリプレグ）を積層して部品（プリフォーム）の外形を形成することと、プリフォームを滅菌して焼成することと、焼成したプリフォームに溶融マトリックス材料を浸透させることと、プリフォームを機械加工またはさらに処理することとを含む。プリフォームに浸透させることは、セラミックマトリックスをガス混合物から堆積させること、プリセラミックポリマーを熱分解すること、化学的に反応する元素を一般に９２５〜１６５０°Ｃ（１７００〜３０００°Ｆ）の温度範囲で焼結すること、またはセラミック粉末を電気泳動的に堆積させることを含む。タービン翼形部に関して、ＣＭＣは、金属桁上に位置して、翼形部の外側表面のみを形成することができる。
【０００３】
ＣＭＣ材料の例は、これらに限定されないが、炭素繊維強化炭素（Ｃ／Ｃ）、炭素繊維強化炭化ケイ素（Ｃ／ＳｉＣ）、炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素（ＳｉＣ／ＳｉＣ）、アルミナ繊維強化アルミナ（Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３）、またはそれらの組合せを含む。ＣＭＣは、モノリシックセラミック構造と比較して高い伸び、破壊靱性、熱衝撃、動的負荷能力、および異方性特性を有し得る。
【０００４】
従来のＣＭＣブレードは、典型的には、ロータタングに接触する２つの対向する圧力面を有する１つのダブテールのみを含む。その結果、各圧力面に必要なエリアが大きくなり、これらの圧力面に移行する翼形部のフィレットが大きくなり得る。フィレットおよび圧力面が十分に大きければ、ロータの円周方向のタング長さ全体を、ロータが破損する点まで減少させてもよい。さらに、複合ブレードのフィレットおよびネック領域は、安全動作およびネック領域に一般的に見られる層間引張の低下を維持するために、大きくすることが好ましい。ＣＭＣブレードは直交異方性が高く、ダブテールの圧力接触面からの屈曲は、半径方向の荷重方向に垂直なネック領域においてプライを引き離そうとするモーメントを誘発する。
【０００５】
ＣＭＣダブテールのフランク角度が小さいほど、フィレットおよび層間引張（ＩＬＴ）応力が大きくなり、法線力が高くなるために摩耗の懸念が増加するが、フランク角度が大きくなるとロックアップするリスクがある。
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレードアセンブリは、ロータと、ＣＭＣタービンブレードと、少なくとも１つのダブテールスリーブとを含む。ロータは、少なくとも１つのスロット表面を有するブレードスロットを有する。スロット表面は、スロット角度にある。ＣＭＣタービンブレードは、ブレードスロットに受け入れられる。ＣＭＣタービンブレードは、少なくとも１つの根元表面を有するダブテール根元を含む。根元表面は、根元角度にある。根元角度は、スロット角度より少なくとも５度大きい。ダブテールスリーブは、ロータのブレードスロットに受け入れられる。ダブテールスリーブは、少なくとも１つの根元表面に接触する少なくとも１つの内側表面と、少なくとも１つのスロット表面に接触する少なくとも１つの外側表面とを有し、ＣＭＣタービンブレードをブレードスロットに半径方向に保持する。
【０００７】
別の実施形態では、ダブテールスリーブは、ダブテールスリーブの第１の側の第１の輪郭と、第１の側の反対側にあるダブテールスリーブの第２の側の第２の輪郭とを含む。第１の輪郭は、外側角度で一対の外側表面を含む。第２の輪郭は、外側角度より少なくとも５度大きい内側角度で一対の内側表面を含む。ダブテールスリーブは、一対の内側表面がＣＭＣタービンブレードのダブテール根元の一対の根元表面に接触し、かつ一対の外側表面がブレードスロットの一対のスロット表面に接触してＣＭＣタービンブレードをブレードスロットに半径方向に保持するようにロータのブレードスロットに受け入れられる大きさである。
【０００８】
さらに別の実施形態では、セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレードの取り付け方法は、少なくとも１つのダブテールスリーブをロータのブレードスロットに挿入することと、ＣＭＣタービンブレードのダブテール根元をダブテールスリーブのダブテールスロットに挿入することとを含む。ブレードスロットは、スロット角度で少なくとも１つのスロット表面を有する。ダブテール根元は、根元角度で少なくとも１つの根元表面を有する。根元角度は、スロット角度より少なくとも５度大きい。ダブテールスリーブは、根元表面に接触する少なくとも１つの内側表面と、スロット表面に接触する少なくとも１つの外側表面とを有し、ＣＭＣタービンブレードをブレードスロットに半径方向に保持する。
【０００９】
本発明の他の特徴および利点は、本発明の原理を例として例示する添付の図面と併せて、以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術のセラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレードの一部の断面図である。
【図２】従来技術のＣＭＣタービンブレードアセンブリの一部の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるＣＭＣタービンブレードアセンブリの断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態におけるＣＭＣタービンブレードアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
可能な限り、同一の部品を表すために図面全体にわたって同一の参照符号を使用する。
【００１２】
セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）タービンブレードアセンブリ、ダブテールスリーブ、およびＣＭＣタービンブレードの取り付け方法が提供される。
【００１３】
本開示の実施形態は、たとえば、本明細書に開示される特徴の１つまたは複数を含まない概念と比較して、フィレット応力を減少させ、層間応力を低減し、ＣＭＣタービンブレードにおける層間引張（ＩＬＴ）を低下させ、ロータの摩耗を減少させ、最大ダブテール厚さを減少させ、法線力を低下させ、材料コストを低減し、動作中のロックを促進し、動作中のロックアップのリスクを低減し、ロータタングの隣のセクションの厚さを増加させ、またはそれらの組合せを提供する。
【００１４】
図１を参照すると、ＣＭＣタービンブレード１０は、ダブテール根元１２と、狭小ネック領域１４とを含む。狭小ネック領域１４の陰影は、ＣＭＣタービンブレード１０における層間引張（ＩＬＴ）の量を表し、最大ＩＬＴ４２のエリアが狭小ネック領域１４の中央に示されている。ＣＭＣタービンブレード１０の翼形部の下側部分のみが、図１の狭小ネック領域１４から延びて示されている。
【００１５】
図２を参照すると、ＣＭＣタービンブレードアセンブリ２０は、ロータ３０のブレードスロット３２に受け入れられたＣＭＣタービンブレード１０を含む。ブレードスロット３２は、約５５度のスロット角度３６でＣＭＣタービンブレード１０に接触するスロット表面３４を有する。図１の陰影は、ロータ３０とＣＭＣタービンブレード１０との間の接触による半径方向のフィレット応力４４を伴うＣＭＣタービンブレード１０の応力を表し、ＣＭＣタービンブレード１０に最大応力を生じさせる。
【００１６】
図３は、ＣＭＣタービンブレード１０のダブテール根元１２とロータ３０との間に位置したダブテールスリーブ６０を含むＣＭＣタービンブレードアセンブリ２０を示す。ダブテールスリーブ６０は、ＣＭＣタービンブレード１０とロータ３０との間の直接接触を防止する。ダブテールスリーブ６０は、ブレードスロット３２のスロット表面３４に接触する一対の外側表面６２と、ダブテール根元１２の根元表面１８に接触する一対の内側表面６４とを含む。ＣＭＣタービンブレード１０の翼形部の下側部分のみが、図３のダブテール根元１２から延びて示されている。
【００１７】
ダブテールスリーブ６０は、ロータ３０の接触界面の角度、したがって接触応力の方向を、ＣＭＣタービンブレード１０のダブテール根元１２の接触界面とは異なる角度にすることを可能にする。ダブテールスリーブ６０の外側表面６２は、外側表面６２とスロット表面３４とが実質的に相補的であるように、ブレードスロット３２のスロット角度３６と実質的に等しい外側角度６６にある。ダブテールスリーブ６０の内側表面６４は、内側表面６４と根元表面１８とが実質的に相補的であるように、ダブテール根元１２の根元角度１６と実質的に等しい内側角度６８にある。根元角度１６がスロット角度３６より約５度以上大きいため、ダブテールスリーブ６０は、ダブテールスリーブ６０の上側端部に向かって（ＣＭＣタービンブレード１０の狭小ネック領域１４に向かって）先細になり、くさびとして作用する。
【００１８】
根元角度１６、スロット角度３６、外側角度６６、および内側角度６８は、図３に示すように、ＣＭＣタービンブレード１０のダブテール根元１２の軸に平行で、かつエンジン軸からの半径方向ベクトルに垂直または直角である平面に対して画定される。ダブテール根元１２は、ロータ／エンジン中心線軸に対して約２０度まで傾斜していてもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態では、傾斜は、約１５度以下である。
【００１９】
図４に示すように、ダブテール根元１２の両方の根元表面１８の周りに延びる単一のダブテールスリーブ６０の代わりに、一対のダブテールスリーブ６０を代わりに使用することができる。ＣＭＣタービンブレードアセンブリ２０は、ＣＭＣタービンブレード１０のダブテール根元１２とロータ３０との間に位置した一対のダブテールスリーブ６０を含む。ダブテールスリーブ６０は、ＣＭＣタービンブレード１０とロータ３０との間の直接接触を防止する。各ダブテールスリーブ６０は、ブレードスロット３２のスロット表面３４の１つに接触する外側表面６２と、ロータ３０の根元表面１８の１つに接触する内側表面６４とを含む。
【００２０】
図４に示すように、一対のダブテールスリーブ６０の各々は、好ましくは、ブレードスロット３２に対するダブテールスリーブ６０およびダブテール根元１２の位置決めを援助するために、ダブテール根元１２の最も広い点を超えて延びるが、ダブテールスリーブ６０は、ダブテール根元１２の底部まで延びる必要はない。一対のダブテールスリーブ６０は、ダブテール根元１２の両側の周りに延びる単一のダブテールスリーブ６０より著しく少ない材料を含む。一対のダブテールスリーブ６０は、形状が交換可能または実質的に同一とすることができ、製造コストをさらに低減する。あるいは、ダブテールスリーブ６０は、３つ以上の嵌め合わされたピースを含んでもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、ＣＭＣタービンブレード１０およびダブテールスリーブ６０は、パッケージング関連と摩耗関連の問題の両方に対処する。別個のダブテールスリーブ６０は、ＣＭＣタービンブレード１０のダブテール根元１２の一部を部分的に画定し、ダブテール根元１２の最大厚さを減少させると共にロータ３０の摩耗保護も提供する。ダブテールスリーブ６０は、約５５度のスロット角度３６を有するブレードスロット３２のような従来のブレードスロット３２を有するロータ３０により大きい根元角度１６を有するＣＭＣタービンブレード１０の組み立てを可能にする。
【００２２】
ダブテールスリーブ６０は、好ましくは、金属製である。いくつかの実施形態では、ダブテールスリーブ６０は、ニッケル基合金である。いくつかの実施形態では、ニッケル基合金は、任意の高温に適したニッケル基超合金である。いくつかの実施形態では、ニッケル基合金は、Ｈａｙｎｅｓ  ２８２、Ｉｎｃｏｎｅｌ  ６２５、Ｉｎｃｏｎｅｌ  ７３８、またはＲｅｎｅ  １０８である。
【００２３】
本明細書で使用する場合、「Ｈａｙｎｅｓ  ２８２」は、重量で、約１８．５％〜約２０．５％のクロム（Ｃｒ）、約９％〜約１１％のコバルト（Ｃｏ）、約８％〜約９％のモリブデン（Ｍｏ）、約１．９％〜約２．３％のチタン（Ｔｉ）、約１．３８％〜約１．６５％のアルミニウム（Ａｌ）、約１．５％以下の鉄（Ｆｅ）、約０．３％以下のマンガン（Ｍｎ）、約０．１５％以下のケイ素（Ｓｉ）、約０．１％以下の銅（Ｃｕ）、約０．０４％〜約０．０８％の炭素（Ｃ）、約０．０２％以下のジルコニウム（Ｚｒ）、約０．０１５％以下のリン（Ｐ）、約０．０１５％以下の硫黄（Ｓ）、約０．００３％〜約０．０１％のホウ素（Ｂ）、不可避不純物、および残部のニッケル（Ｎｉ）の組成を含むニッケル基合金を指す。
【００２４】
本明細書で使用する場合、「Ｉｎｃｏｎｅｌ  ６２５」は、重量で、約２０％〜約２３％のＣｒ、約８％〜約１０％のＭｏ、約５％以下の鉄（Ｆｅ）、約３．２％〜約４．２％のニオブ（Ｎｂ）＋タンタル（Ｔａ）、約１％以下のＣｏ、約０．５％以下のＭｎ、約０．５％以下のＳｉ、約０．４％以下のＡｌ、約０．４％以下のＴｉ、約０．１％以下の炭素（Ｃ）、不可避不純物、および残部（少なくとも５８％）のＮｉの組成を含むニッケル基合金を指す。
【００２５】
本明細書で使用する場合、「Ｉｎｃｏｎｅｌ  ７３８」は、重量で、約１５．７％〜約１６．３％のＣｒ、約８．０％〜約９．０％のＣｏ、約３．２％〜約３．７％のＴｉ、約３．２％〜約３．７％のＡｌ、約２．４％〜約２．８％のタングステン（Ｗ）、約１．５％〜約２．０％のＴａ、約１．５％〜約２．０％のＭｏ、約０．６％〜約１．１％のＮｂ、約０．５％以下のＦｅ、約０．３％以下のＳｉ、約０．２％以下のＭｎ、約０．１５％〜約０．２０％のＣ、約０．０５％〜約０．１５％のＺｒ、約０．０１５％以下のＳ、約０．００５％〜約０．０１５％のＢ、不可避不純物、および残部のＮｉの組成を含むニッケル基合金を指す。
【００２６】
本明細書で使用する場合、「Ｒｅｎｅ  １０８」は、重量で、約９％〜約１０％のＣｏ、約９．３％〜約９．７％のＷ、約８．０％〜約８．７％のＣｒ、約５．２５％〜約５．７５％のＡｌ、約２．８％〜約３．３％のＴａ、約１．３％〜約１．７％のＨｆ、約０．９％以下のＴｉ（たとえば、約０．６％〜約０．９％のＴｉ）、約０．６％以下のＭｏ（たとえば、約０．４％〜約０．６％のＭｏ）、約０．２％以下のＦｅ、約０．１２％以下のＳｉ、約０．１％以下のＭｎ、約０．１％以下のＣｕ、約０．１％以下のＣ（たとえば、約０．０７％〜約０．１％のＣ）、約０．１％以下のＮｂ、約０．０２％以下のＺｒ（たとえば、約０．００５％〜約０．０２％のＺｒ）、約０．０２％以下のＢ（たとえば、約０．０１％〜約０．０２％のＢ）、約０．０１％以下のリン（Ｐ）、約０．００４％以下のＳ、不可避不純物、および残部のＮｉの組成を含むニッケル基合金を指す。
【００２７】
いくつかの実施形態では、ロータ３０とダブテールスリーブ６０との間、またはダブテールスリーブ６０とＣＭＣタービンブレード１０との間の摩耗表面の１つまたは複数にコーティングが施される。コーティングは、コバルト、チタン、グラファイトもしくは別の炭素含有組成物、またはそれらの組合せを含むことができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、ダブテールスリーブ６０は、ダブテールスリーブ６０の剛性が軸方向ダブテール荷重経路に沿ってＣＭＣタービンブレード１０の圧力面に垂直に変化するように形成される。いくつかの実施形態では、ダブテールスリーブ６０の剛性は、ダブテールスリーブ６０の中央またはその近くで最も低く、ＣＭＣタービンブレード１０の前縁および後縁に対応するダブテールスリーブ６０の端部に向かって圧力面に沿って増加する。ダブテールスリーブ６０に沿った局所剛性が変化することにより、過渡的および通常動作の間に、翼形部のより一定の所定の荷重が可能になる。いくつかの実施形態では、変化する剛性は、ダブテールスリーブ６０を不均一なリブに鋳造することによって、あるいは強固なダブテールスリーブ６０の構造修正によって、または付加プロセスによって達成される。
【００２９】
根元角度１６とスロット角度３６との間の差は、約５度以上、あるいは約１０度以上、あるいは約５度〜約１０度の範囲、あるいは約５度〜約１５度の範囲、あるいは約１０度〜約１５度の範囲、あるいは約３度以上、あるいは約３度〜約５度の範囲、あるいは約４度〜約６度の範囲、あるいは約５度〜約７度の範囲、またはそれらの間の任意の値、範囲、または部分範囲であってもよい。
【００３０】
スロット角度３６は、約５５度、あるいは約５５度以下、あるいは約５０度〜約５５度の範囲、あるいは約６０度以下、あるいは約５０度〜約６０度の範囲、あるいは約５４度〜約５６度の範囲、あるいは約５３度〜約５５度の範囲、またはそれらの間の任意の値、範囲、または部分範囲であってもよい。
【００３１】
根元角度１６は、約６０度以上、あるいは約６５度以上、あるいは約６０度〜約６５度の範囲、あるいは約６０度〜約７０度の範囲、あるいは約６５度〜約７０度の範囲、あるいは約６０度〜約６２度の範囲、あるいは約６４度〜約６６度の範囲、またはそれらの間の任意の値、範囲、または部分範囲であってもよい。
【００３２】
内側角度６８と外側角度６６との間の差は、約５度以上、あるいは約１０度以上、あるいは約５度〜約１０度の範囲、あるいは約５度〜約１５度の範囲、あるいは約１０度〜約１５度の範囲、あるいは約３度以上、あるいは約３度〜約５度の範囲、あるいは約４度〜約６度の範囲、あるいは約５度〜約７度の範囲、またはそれらの間の任意の値、範囲、または部分範囲であってもよい。
【００３３】
外側角度６６は、約５５度、あるいは約５５度以下、あるいは約５０度〜約５５度の範囲、あるいは約６０度以下、あるいは約５０度〜約６０度の範囲、あるいは約５４度〜約５６度の範囲、あるいは約５３度〜約５５度の範囲、またはそれらの間の任意の値、範囲、または部分範囲であってもよい。
【００３４】
内側角度６８は、約６０度以上、あるいは約６５度以上、あるいは約６０度〜約６５度の範囲、あるいは約６０度〜約７０度の範囲、あるいは約６５度〜約７０度の範囲、あるいは約６０度〜約６２度の範囲、あるいは約６４度〜約６６度の範囲、またはそれらの間の任意の値、範囲、または部分範囲であってもよい。
【００３５】
単一のダブテールセクションのみが示されているが、ダブテールセクションは、単一のダブテールセクションまたは二重ダブテールセクションであってもよい。いくつかの実施形態では、ダブテールスリーブ６０は、単一または二重ダブテールセクション内に収容され、ダブテール根元１２の凸状および凹状圧力面を連続的に取り囲む。いくつかの実施形態では、ダブテール根元１２のダブテールスリーブ６０への接触に対する根元角度１６は、動作中のロックを促進するために約６０度より実質的に大きく、スリーブの外表面は、ロックアップの可能性を低減するために約５５度以下である。根元角度１６を５５度以上に増加させることにより、応力を約５％〜約１０％低減させることが期待され、それによって材料コストが低減される。
【００３６】
ダブテール根元１２のみが示されているが、ＣＭＣタービンブレード１０の根元は、代替的に、モミの木根元であってもよい。
【００３７】
ロータ３０は単一のピースとして示されているが、ロータ３０は、代替的に、ロータホイールに嵌め込まれたアダプタセグメントであるダブテールスリーブ６０に接触するロータセグメントを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ロータセグメントは、比較可能な金属タービンブレードと比較してＣＭＣタービンブレード１０のより厚い狭小ネック領域１４を収容する。いくつかの実施形態では、より強固な高温アダプタセグメントを使用することもできる。
【００３８】
１つまたは複数の実施形態を参照して本発明について記述してきたが、本発明の範囲から逸脱せずに、種々の変更を施してもよいこと、およびその要素を等価物に置換してもよいことが当業者によって理解されるであろう。さらに、特定の状況または材料に適応させるために、その本質的範囲から逸脱することなく、本発明の教示に多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は添付の特許請求の範囲内に属するすべての実施形態を含むことになることを意図している。さらに、詳細な説明で識別されたすべての数値は、正確な値と近似の値の両方が明確に識別されているかのように解釈されるものとする。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ＣＭＣタービンブレード
１２  ダブテール根元
１４  狭小ネック領域
１６  根元角度
１８  根元表面
２０  ＣＭＣタービンブレードアセンブリ
３０  ロータ
３２  ブレードスロット
３４  スロット表面
３６  スロット角度
４２  最大ＩＬＴ
４４  フィレット応力
６０  ダブテールスリーブ
６２  外側表面
６４  内側表面
６６  外側角度
６８  内側角度
【図１】
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【図１Ａ】
2019002398.tif 000004
【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2019002398000001.pdf