(57)【要約】      （修正有）【課題】軸方向ギャップを最小限にするアブレイダブルリップを提供する。【解決手段】本発明は、ブレード１０と、ベーン２０と、ブレード１０又はベーン２０に取り付けられたアブレイダブルリップ４０とを有したガスタービン用のタービンであって、ブレード１０とベーン２０とがギャップ３０によって隔てられていて、アブレイダブルリップ４０は、ギャップ３０を横断する距離の一部にわたって延在している、ガスタービン用のタービンに関する。ギャップ３０の、アブレイダブルリップ４０とは反対側に取り付けられた研磨層５０を有している。製造する方法も記載される。【選択図】図３
2017020491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレード（１０）と、ベーン（２０）と、前記ブレード（１０）又は前記ベーン（２０）に取り付けられたアブレイダブルリップ（４０）とを有したガスタービン用のタービンであって、前記ブレード（１０）と前記ベーン（２０）とはギャップ（３０）によって隔てられていて、前記アブレイダブルリップ（４０）は、前記ギャップ（３０）を横断する距離の一部にわたって延在している、ガスタービン用のタービン。
【請求項２】
前記ギャップ（３０）の、前記アブレイダブルリップ（４０）とは反対側に取り付けられた研磨層（５０，５２）を有している、請求項１記載のタービン。
【請求項３】
前記研磨層（５０，５２）は充填材（５４）と研磨粒子（５６）とを有している、請求項２記載のタービン。
【請求項４】
前記研磨層（５０，５２）は、緩衝層（４８）を介して前記ブレード（１０）又は前記ベーン（２０）に取り付けられている、請求項２又は３記載のタービン。
【請求項５】
前記アブレイダブルリップ（４０）はアンカーグリッド（４１）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のタービン。
【請求項６】
前記ブレード（１０）に設けられた少なくとも１つのアブレイダブルリップ（４０）と、前記ベーン（２０）に設けられた少なくとも１つのアブレイダブルリップ（４０）とを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のタービン。
【請求項７】
前記アブレイダブルリップ（４０）は、使用中に互いに接触しないように前記ギャップ（３０）内でずらされて配置されている、請求項６記載のタービン。
【請求項８】
前記アブレイダブルリップ（４０）と前記タービンの高温ガス路（３２）との間で前記アブレイダブルリップ（４０）に隣接する第１の冷却流体孔（４４）、及び／又は、前記アブレイダブルリップ（４０）の冷却空気側で前記アブレイダブルリップ（４０）に隣接する第２の冷却流体孔（４６）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のタービン。
【請求項９】
前記アブレイダブルリップ（４０）は、緩衝層（４８）を介して前記ブレード（１０）又は前記ベーン（２０）に取り付けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載のタービン。
【請求項１０】
前記ブレード（１０）は前記タービンの第１段のブレードであって、前記ベーン（２０）は前記タービンの第２段のベーンである、請求項１から９までのいずれか１項記載のタービン。
【請求項１１】
ブレード（１０）と、ベーン（２０）と、前記ブレード（１０）又は前記ベーン（２０）に取り付けられたアブレイダブルリップ（４０）とを有したガスタービン用のタービンであって、前記ブレード（１０）と前記ベーン（２０）とはギャップ（３０）によって隔てられていて、前記アブレイダブルリップ（４０）は、前記ギャップ（３０）を横断する距離の一部にわたって延在している、ガスタービン用のタービンを製造する方法であって、
前記アブレイダブルリップ（４０）を、前記ブレード（１０）又は前記ベーン（２０）に取り付けるステップを有している、ガスタービン用のタービンを製造する方法。
【請求項１２】
前記タービンは、前記ギャップ（３０）の、前記アブレイダブルリップ（４０）とは反対側に取り付けられた研磨層（５０，５２）を有していて、前記方法は、前記ギャップ（３０）の、前記アブレイダブルリップ（４０）とは反対側に研磨層（５０，５２）を取り付けるステップを有している、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ギャップ（３０）の、前記アブレイダブルリップ（４０）とは反対側に緩衝層（４８）を取り付け、前記研磨層（５０，５２）を前記緩衝層（４８）に取り付ける、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記緩衝層（４８）をエピタキシャルに形成する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
以下のエレメント：前記研磨層（５０，５２）、前記アブレイダブルリップ（４０）のアンカーグリッド（４１）、又は緩衝層（４８）、のうち少なくとも１つを形成するためにレーザー金属成形法を使用する、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービン用のタービンに関し、特にベーンとブレードとの間のギャップと、該ギャップ内のアブレイダブルリップとを有したガスタービン用のタービンに関する。
【０００２】
発明の背景
ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンとを備える。タービン内では、タービンブレードを備えたロータに、固定のタービンベーンが散在している。現在のタービン設計では、タービンブレードと隣接するタービンベーンとの間の軸方向ギャップは、最悪のシナリオであるブレード根元部（ブレードシャンク）背面とベーンフロント縁との間の擦れ合いを回避するために十分大きくなければならない。即ち、タービンブレードと隣接するタービンベーンとは、いかなる運転条件においても互いに決して擦れ合ってはならない。従って軸方向ギャップは、最悪の場合の製造誤差、最悪の場合のステータ・ロータ組み付け誤差、最悪の場合のベーンとブレードとの間の一時的な閉鎖の組み合わせに基づいて、予測不能な事態を考慮する余地も残して設計される。これらの要求を考慮して、設計における改良を行うことができるように考えられてきた。
【０００３】
発明の概要
本発明は、ここで参照すべき添付の独立請求項に規定されている。発明の有利な特徴は従属請求項に示されている。
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、ブレードと、ベーンと、前記ブレード又は前記ベーンに取り付けられたアブレイダブルリップとを有したガスタービン用のタービンであって、前記ブレードと前記ベーンとはギャップによって隔てられていて、前記アブレイダブルリップは、前記ギャップを横断する距離の一部にわたって延在している、ガスタービン用のタービンが提供される。これにより、ベーンとブレードとの間の軸方向ギャップを最小限にすることが可能であり、これにより必要なパージ空気が減じられ、従ってガスタービンの効率を改善することができる。これにより、ベーンとブレードとの間のギャップへと吸い込まれる高温ガスを減じることもでき、ギャップの幅を減じることにより、かつ／又はギャップ内へと流れる高温ガスの量を減じる渦の発生により、ロータヒートシールド（ＲＨＳ）キャビティと主高温ガス流との間のシールが改善する可能性がある。アブレイダブル層は、この場所の極端な条件（例えば温度）に耐え得るように製造することができる。ベーンとブレードとの間の軸方向の隙間は製造誤差及び組み立て誤差とは関係なく形成することができる。
【０００５】
１つの態様では、タービンは、前記ギャップの、前記アブレイダブルリップとは反対側に該アブレイダブルリップに対向して取り付けられた研磨層を有している。研磨層を設けることにより、アブレイダブルリップの研磨を改善することができる。研磨層を使用することにより、より良好な長期的耐食性を有し得るより堅固かつ／又はより密な材料を使用することが可能になる。１つの態様では、研磨層は充填剤と研磨粒子とを有している。１つの態様では、前記研磨層は、緩衝層を介して前記ブレード又は前記ベーンに取り付けられている。１つの態様では、研磨層は、以下の材料：ｃＢＮ、α−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣのうちの少なくとも１つの埋め込まれた研磨粒子を有している。１つの態様では、研磨粒子は、耐酸化性の充填材料内に埋め込まれている。１つの態様では、耐酸化性の充填材料は、ＭＣｒＡｌＹであって、この場合、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅから成るグループから選択される少なくとも１つの元素である。１つの態様では、耐酸化性の充填材料は、以下の化学的組成（全てのデータは重量％）：１５〜３０Ｃｒ、５〜１０Ａｌ、０．３〜１．２Ｙ、０．１〜１．２Ｓｉ、０〜２その他、残分Ｎｉ、Ｃｏを有している。
【０００６】
１つの態様では、アブレイダブルリップはアンカーグリッドを有している。アンカーグリッドにより、利用可能な厚さとアブレイダブルリップの耐用期間を最大化することができる。アンカーグリッドはさらに、アブレイダブル層を安定化させることができる。１つの態様では、アンカーグリッドは、以下の化学的組成（全てのデータは重量％）：１５〜３０Ｃｒ、５〜１０Ａｌ、０．３〜１．２Ｙ、０．１〜１．２Ｓｉ、０〜２その他、残分Ｎｉ、Ｃｏを含むγ／βタイプの又はγ／γ’タイプの耐酸化性超合金から成っている。
【０００７】
１つの態様ではタービンは、ブレードに設けられた少なくとも１つのアブレイダブルリップと、ベーンに設けられた少なくとも１つのアブレイダブルリップとを有している。このような形式の少なくとも２つのアブレイダブルリップを設けることによりさらに、主要高温ガス流とＲＨＳキャビティとの間のシール性が改善される。
【０００８】
１つの態様では、タービンは、前記アブレイダブルリップと前記タービンの高温ガス路との間で前記アブレイダブルリップに隣接する第１の冷却流体孔、及び／又は、タービンの高温ガス路から離れた前記アブレイダブルリップの冷却空気側で前記アブレイダブルリップに隣接する第２の冷却流体孔を有している。アブレイダブルリップと高温ガス路との間に冷却孔を設けることにより、ベーンプラットフォームの縁部の冷却を助けることができ、高温ガスからアブレイダブルリップを保護する冷却空気の膜を形成することによりアブレイダブルリップを冷却することができる。このような冷却孔は、高温ガス路からの高温ガスの取り込みからＲＨＳキャビティを保護する助けとなるパージ流を発生させることもできる。高温ガス路から離れたアブレイダブルリップの冷却空気側（ＲＨＳキャビティ側）に冷却孔を設けることは、ＲＨＳキャビティの冷却を改善する冷却流体をＲＨＳキャビティの内側に維持する助けとなり得る。
【０００９】
１つの態様では、前記アブレイダブルリップは、緩衝層を介して前記ブレード又は前記ベーンに取り付けられている。これにより機械的完全性を高めることができる。１つの態様では、前記ブレードは前記タービンの第１段のブレードであって、前記ベーンは前記タービンの第２段のベーンである。第１段のブレードと第２段のベーンとの間のギャップは、過酷な条件であるため、シール解決の意味では課題であり、本発明はこのギャップにおける条件に耐え得るようにすることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、ブレードと、ベーンと、前記ブレード又は前記ベーンに取り付けられたアブレイダブルリップとを有したガスタービン用のタービンであって、前記ブレードと前記ベーンとがギャップによって隔てられていて、前記アブレイダブルリップは、前記ギャップを横断する距離の一部にわたって延在している、ガスタービン用のタービンを製造する方法であって、前記アブレイダブルリップを、前記ブレード又は前記ベーンに取り付けるステップを有している、ガスタービン用のタービンを製造する方法を提供する。
【００１１】
１つの態様では、前記タービンは、前記ギャップの、前記アブレイダブルリップとは反対側に該アブレイダブルリップに対向して取り付けられた研磨層を有していて、前記方法は、前記ギャップの、前記アブレイダブルリップとは反対側に研磨層を取り付けるステップを有している。
【００１２】
１つの態様では、前記ギャップの、前記アブレイダブルリップとは反対側に緩衝層を取り付け、前記研磨層を前記緩衝層に取り付ける。１つの態様では、前記緩衝層をエピタキシャルに形成する。１つの態様では、以下のエレメント：前記研磨層（５０，５２）、前記アブレイダブルリップ（４０）のアンカーグリッド（４１）、又は緩衝層（４８）、のうち少なくとも１つを形成するためにレーザー金属成形法を使用する。１つの態様では、５０Ｋ未満の、好適には３０Ｋ未満の固相温度と液相温度との間で、凝固インターバルΔＴ０を有する溶接合金が使用され、この場合、単結晶基材料において凝固する第１の相がγタイプである。１つの態様では、溶接合金は、以下の化学的組成（全てのデータは重量％）：１５〜３０Ｃｒ、５〜１０Ａｌ、０．３〜１．２Ｙ、０．１〜１．２Ｓｉ、０〜２その他、残分Ｎｉ、Ｃｏを含むγ／βタイプの又はγ／γ’タイプの耐酸化性超合金である。
【００１３】
ここで発明の実施の形態を、添付の図面に関して例としてのみ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】１つのアブレイダブルリップと共にタービンの一部を示した横断面図である。
【図２】２つのアブレイダブルリップと共にタービンの一部を示した横断面図である。
【図３】アブレイダブルリップと研磨面とを有したタービンの一部を示した横断面図である。
【図４】アブレイダブルリップと研磨ストリップとを有したタービンの一部を示した横断面図である。
【図５】選択的なアブレイダブルリップと研磨ストリップとを有したタービンの一部を示した横断面図である。
【図６】研磨層の断面図である。
【図７】アブレイダブルリップの側方から見た断面図である。
【図８】図７のアブレイダブルリップの上方から見た断面図である。
【００１５】
好適な実施の形態の詳細な説明
図１には、ギャップ３０によって隔てられたブレード１０とベーン２０とが示されている。アブレイダブルリップ４０がベーンに取り付けられていて、ギャップ３０全体の距離のうちの一部にわたって延在している。この例では、ブレード１０は第１段のブレードであって、ベーン２０は第２段のベーンである。
【００１６】
ブレード１０は、後縁１４を有する翼１２とブレード根元部１６とを含んでいる。ベーン２０は、前縁２４を有する翼２２と、フロント縁２５と、冷却流体プレナム２６と、ハニカム２８とを含んでいる。高温ガスが流れるタービンの高温ガス路３２は、ブレード翼１２とベーン翼２２との間及びこれらの周りに延在している。高温ガスは通常、高温ガス流方向６０でタービンを貫通して流れる。高温ガス流方向６０は通常、ガスタービンの軸の方向でもある。さらに矢印が、アブレイダブルリップ４０近くの高温ガスの流れを示している。
【００１７】
図２には、図１と類似のブレード１０とベーン２０とが示されている。既に記載した特徴に加えて付加的に、第１の冷却流体孔４４と第２の冷却流体孔４６とが設けられている。第１の冷却流体孔４４は、アブレイダブルリップ４０とタービンの高温ガス路３２との間で、冷却流体プレナム２６からギャップ３０へと（冷却空気のような）冷却流体を提供することができるように配置されている。第２の冷却流体孔４６は、冷却流体プレナム２６から、アブレイダブルリップ４０の冷却空気側にあるギャップ３０へと（冷却空気のような）冷却流体を提供することができるように配置されている。
【００１８】
図２にはさらに、ブレード１０に、特にブレード根元部１６に取り付けられた第２のアブレイダブルリップ４２が示されている。別の態様では、第２のアブレイダブルリップ４２のみが設けられていて、アブレイダブルリップ４０は省かれている。
【００１９】
図３には、図１と類似のブレード１０とベーン２０とが示されている。既に記載した特徴に加えて、研磨層が、この場合、研磨面５０が、ブレード１０に、特にブレード根元部１６に取り付けられている。
【００２０】
図４には、図１と類似のブレード１０とベーン２０とが示されている。図３と同様、研磨層が示されていて、ここでは研磨ストリップ５２である。
【００２１】
図５には、図１と類似のブレード１０とベーン２０とが示されている。図４と同様に研磨ストリップ５２が設けられている。アブレイダブルリップ４０が再度設けられていて、このアブレイダブルリップ４０はアンカーグリッド４１（図７の拡大図参照）を含んでいる。
【００２２】
図６には、図５の研磨ストリップ５２（研磨ナイフエッジ）のような研磨層を断面した断面図が示されている；同様の構造は、研磨面５０のような別の形式の研磨層のために使用することができる。研磨ストリップ５２は充填材５４と研磨粒子５６とを含んでいる。
【００２３】
充填材料５４は、ベーンとタービンブレードとの間のギャップ３０における上昇した温度のもとでその使用可能な寿命を最大化するために良好な耐酸化性を有している。例としては、耐酸化性の充填材料５４は、ＭＣｒＡｌＹ合金であってよく、この場合、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅから成るグループから選択される少なくとも１つの元素である。耐酸化性の充填材料５４は、埋め込まれる研磨粒子５６のための基材を提供することができる。１つの態様では、これらの研磨粒子は立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）から成っている。ｃＢＮは、その形態と極めて高い硬度とにより、８５０℃よりも高い温度においてさえも卓越した切削能力を有している。別の例としては、研磨粒子は、α−Ａｌ２Ｏ３（サファイア、コランダム）、ＳｉＣ、又はｃＢＮ、α−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ粒子の混合物から成っていてもよい。
【００２４】
充填材料５４内への研磨粒子５６の埋め込みを改善するために、研磨粒子を、この研磨粒子上に配置される第１の粒子コーティング層によって付加的にコーティングすることができる。付加的に、第１の粒子コーティング層の上に第２の粒子コーティング層が配置される。
【００２５】
第１の粒子コーティング層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｉ、又はこれらの合金、又はこれらの炭化物、ホウ化物、窒化物、酸化物から成っていてよい、又はこれらを含んでいてよい。従って、粒子面と粒子コーティング層との間には十分な接合を得ることができる。さらにこれらの材料は、従来の堆積条件のもとで金属炭化物又は窒化物の介在層を形成することができるので、粒子面に対する第１の粒子コーティング層の化学結合を可能にできる。第１の粒子コーティング層の厚さは広範囲で変更することができる。０．１μｍ未満の、又は０．１〜５μｍの、又は５μｍを越える厚さを使用することができる。
【００２６】
第２の粒子コーティング層は、第１の粒子コーティング層のために使用することができる材料と同じ材料から成っていてよい、又は同じ材料を含んでいてよい。好適には、第２の粒子コーティング層の厚さは第１の粒子コーティング層の厚さよりも厚い。
【００２７】
ブレードへの研磨ストリップ（ナイフエッジ）５２又は研磨層５０の結合を改善するために、ブレード材料と研磨ストリップ５２又は研磨層５０との間に緩衝層を挿入することができる。ブレード材料が単結晶微細構造を有しているならば、緩衝層は単結晶ベース材料上でエピタキシャル成長することができる、即ち結晶方位をそろえて成長することができる。このようなエピタキシャル界面により、この界面における結晶粒界と欠陥を最小限にする又は回避することができ、さらに、２つの界面材料の熱的な物性が適合されていることにより卓越した熱機械的耐用期間も得られる。この目的で、エピタキシャルレーザー金属成形（ＬＭＦ）製造法を使用することができる。レーザー金属成形は、研磨リップ（ナイフエッジ）５２又は研磨層５０の製造にも使用することができる。選択的に研磨層５０はプラズマ溶射法で形成することもできる。
【００２８】
エピタキシャル緩衝層を形成するために、５０Ｋ未満の、好適には３０Ｋ未満の固相温度と液相温度との間で、小さい凝固インターバルΔＴ０を有する溶接合金を選択すると有利である。これにより、レーザー金属成形法の間に高温割れが生じる危険を減じることができる。緩衝層のエピタキシャル成長を確実にするために、合金は好適には、凝固する第１の相がγタイプであるように選択される。公知の適した材料は、以下の化学的組成（全てのデータは重量％）：１５〜３０Ｃｒ、５〜１０Ａｌ、０．３〜１．２Ｙ、０．１〜１．２Ｓｉ、０〜２その他、残分Ｎｉ及び／又はＣｏを含むγ／βタイプの又はγ／γ’タイプの耐酸化性超合金を含んでいる。特別な例は、以下の化学的組成（全てのデータは重量％）：３５〜４０Ｃｏ、１８〜２４Ｃｒ、７〜９Ａｌ、０．３〜０．８Ｙ、０．１〜１Ｓｉ、０〜２その他、残分Ｎｉを含むγ／βタイプの耐酸化性超合金、又は以下の化学的組成（全てのデータは重量％）：１６〜２６Ｃｒ、５〜８Ａｌ、０．３〜１．２Ｙ、０．１〜１．２Ｓｉ、０〜２その他、残分Ｎｉを含むγ／γ’タイプの耐酸化性超合金である。
【００２９】
図７には、図５のアブレイダブルリップ４０のようなアブレイダブルリップを断面した断面図が示されている。アブレイダブルリップ４０はアンカーグリッド４１とアブレイダブル充填材４３とを有している。アンカーグリッドはレーザー金属成形（ＬＭＦ）により製造することができる。アンカーグリッド４１のために適した材料選択は、ハステロイＸ、ヘインズ２３０、ヘインズ２１４、又はその他のＮｉ基又はＣｏ基の超合金のようなＮｉ基合金を含む。好適な態様ではアンカーグリッド４１は、ＭＣｒＡｌＹ合金のような耐酸化性の合金から形成される。この場合、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅから成るグループから選択される少なくとも１つの元素である。例として、以下の化学的組成（全てのデータは重量％）：３５〜４０Ｃｏ、１８〜２４Ｃｒ、７〜９Ａｌ、０．３〜０．８Ｙ、０．１〜１Ｓｉ、０〜２その他、残分Ｎｉを含むγ／βタイプの耐酸化性合金を使用することができる。
【００３０】
アブレイダブル充填材４３は通常、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）のような断熱被覆（ＴＢＣ）材料から形成される。多くの場合、アブレイダブル充填材は、アンカーグリッド及び／又は緩衝層上に溶射される。
【００３１】
緩衝層４８は付加的に、ベーンフロント縁２５とアブレイダブルリップ４０との間に含まれる。この緩衝層は、ＭＣｒＡｌＹ結合コーティング材料から成っていてよく、この場合、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅから成る、又は上述の別の材料から成るグループから選択される少なくとも１つの元素である。図８は、図７のアブレイダブルリップの上方から見た断面図を示している。アブレイダブルリップ４０は、レーザー金属成形、プラズマ溶射、溶接、又はこれらの方法の組み合わせ、又は別の適切な方法によってブレード表面／ベーン表面に取り付けることができる。アブレイダブルリップは、鋳造によりベーン又はブレードの一部（又はブレード又はベーンの一部）として一体に形成されてもよい。アンカーグリッドを設ける場合は、アブレイダブル充填材４３を被着する前にアンカーグリッドを設けるべきである。アブレイダブルリップとベーン／ブレードとの間に緩衝層４８（後述する）を有する態様では、緩衝層を設けた後で緩衝層の表面にアンカーグリッドを設けることができる。次いで充填材を例えば緩衝層上に吹き付けることができ、アンカーグリッドが設けられている場合にはアンカーグリッド上にも吹き付けることができる。アンカーグリッドは緩衝層とアブレイダブル充填材４３との間の改善された機械的結合を提供することができる。好適にはアンカーグリッドはレーザー金属成形（ＬＭＦ）により又は溶接により被着されるが、別の方法を使用することもできる。
【００３２】
上述したように、アブレイダブル層は、アブレイダブル層とベーン／ブレードとの間にある緩衝層（又は結合コーティング）に取り付けることができる、又は形成することができる。緩衝層は、ＭＣｒＡｌＹのような耐酸化性材料から形成されてよい。この場合、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、又はＮｉとＣｏの組み合わせである。
【００３３】
研磨面５０及び／又は研磨ストリップ５２をブレード／ベーンに直接取り付けることができる。上述したアブレイダブル層と同様に、ＭＣｒＡｌＹ（この場合、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、又はＮｉとＣｏの組み合わせを表す）のような耐酸化性材料又は上述したような別の材料から成る緩衝層がブレード／ベーンに取り付けられてもよく、緩衝層には研磨面が取り付けられる。
【００３４】
アブレイダブルリップ及び／又は研磨面は、既存のブレード又はベーンに取り付けることもできる。
【００３５】
上述した例では、（高温ガス流方向で）第１段のブレードと第２段のベーンとの間のギャップについて説明したが、本発明は任意のベーンとブレードとの間のギャップに適用することができ、例えば第１段のベーンと第１段のブレードとの間のギャップ、又は第４段のベーンと第３段のブレードとの間のギャップに適用することができる。ギャップは通常、ガスタービン軸線に対して半径方向又はほぼ半径方向に、高温ガス流３２とＲＨＳキャビティ３４との間に延在している。このことは、ギャップは、ガスタービン軸線に対して平行に又はほぼ平行に延びる幅を有していることを意味し、１つ又は複数の研磨リップはそれぞれ軸方向で部分的にギャップを横断して延在していることを意味している。
【００３６】
上述したブレードとベーンの構造は単なる例であり、異なる構造のブレードとベーンを使用することもできる。例えば、ベーン２０の冷却流体プレナム２６とハニカム２８とは付加的なものである。冷却流体プレナムはブレードに設けることもできる。ベーンにおいて上述したような１つ又は複数の冷却流体孔をブレードに設けることもできる。第１及び第２の冷却流体孔はそれぞれ、ガスタービン軸線に対して周方向で間隔を置いて位置する複数の冷却流体孔から成る列であってよい。
【００３７】
これら上述したものの代わりに、又は付加的に別の冷却装置を設けることもできる。第１及び第２の冷却流体孔４４，４６は、冷却流体プレナム２６から、かつ／又は別の冷却システム又は冷却システムの別の部分から、ギャップへと冷却流体を供給することができる。第１及び第２の冷却流体孔４４，４６が図２〜図５に示されていて、図１には示されていないが、第１及び第２の冷却流体孔の一方、又は両方が、上述した任意の態様に設けられていても、又は設けられていなくてもよい。
【００３８】
アブレイダブルリップはブレードに、又はベーンに、又はその両方に設けられてよい。１つ又は複数のアブレイダブルリップは図示したようなブレード根元部及びベーンフロント縁だけでなく、ブレード及び／又はベーンの任意の適切な部分に取り付けられてよい。１つ又は複数のアブレイダブルリップがブレード及び／又はベーンに設けられてよい。１つのアブレイダブルリップがブレードに、別のアブレイダブルリップがベーンに設けられている場合、これらのアブレイダブルリップは通常、ギャップ内でずらされているので、使用中、アブレイダブルリップが互いに接触することはない（通常、２つのアブレイダブル面間の接触を回避するのが最良である）。換言すると、アブレイダブルリップは通常、半径方向で互い違いになっているので、アブレイダブルリップが半径方向で重なることはない。このことは、２つ、３つ、又はそれ以上のアブレイダブルリップを、ギャップ内に、好適にはそれぞれ連続したアブレイダブルリップがギャップの反対側にあるように（例えば、第１のアブレイダブルリップをベーンに、第２のアブレイダブルリップをブレードに、第３アブレイダブルリップをベーンに取り付ける、といったように）配置することができ、ギャップを貫通する湾曲した経路を形成することを意味している。これによりさらに、ギャップを通る流体の流れを減じることができる。同様に、任意の研磨層をブレード及び／又はベーンの任意の適切な部分に取り付けることができ、１つ又は複数の研磨層をブレード及び／又はベーンに取り付けることができる。
【００３９】
アブレイダブルリップは様々な形状であってよく、主要な目的は、アブレイダブルリップが、ギャップへと入る高温ガスと、ギャップから出る冷却空気の流れを減じるようにギャップ内へと延在していることである。アブレイダブルリップは通常、ギャップを横断する距離の１０％〜７５％にわたって延在していて、好適にはギャップを横断する距離の３０％〜５０％にわたって延在している。アブレイダブルリップは通常、最悪の場合である閉鎖状態で擦れる程度に十分遠くに延在していて、製造誤差、組み立て誤差、予測不能な要素によるもののような不確実な要素をカバーすることができる。
【００４０】
アブレイダブルリップは、アブレイダブル充填材、例えばＴＢＣ、例えば多孔質セラミック材料から形成することができ、付加的に、図７及び図８に示したようなアンカーグリッドを有していてよい。別の適切な材料を使用してもよい。いくつかの態様では、研磨リップは良好な切削能力をもたせるように設計することができるので、研磨面よりも研磨リップの方が好ましい場合がある。
【００４１】
研磨層は付加的なものであり、研磨層を有さない態様では、アブレイダブルリップが、ブレード又はベーンであるギャップの反対側に対して直接、擦りつけられる。ギャップの反対側の材料は、擦りつけにより損傷されない程度に、又は最小限の損傷で済む程度に十分に堅固なものでなければならない。
【００４２】
図示した研磨層は、上述したどの態様でも使用することができる。同様に、図５に示したアブレイダブルリップは、上述したどの態様でも使用することができる。複数のアブレイダブルリップ及び／又は複数の研磨層が使用される態様では、様々なタイプのアブレイダブルリップと研磨層の組み合わせを使用することができる。
【００４３】
研磨層は通常、研磨材と充填材とを有している。研磨材はｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）又は、コランダム（Ａｌ２Ｏ３、酸化アルミニウム）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、又はこれら研磨材の混合物のような別の研磨材であってよい。研磨面５０については、例えば、ＨＶＯＦ（high velocity oxygen fuel）溶射により堆積された耐摩耗層に吹き付けることができる。
【００４４】
研磨粒子は、図６に示したように研磨層の一部にのみ存在していてよく（即ち、研磨層は、充填材と研磨粒子とを有する表面における第１の層と、ブレード根元部１６に隣接する、充填材を有し研磨粒子を有していない基部における第２の層とを有する二層の研磨層であってよい）、又は、研磨層の厚さ全体にわたって存在していてよい。アンカーグリッド４１は付加的なものである。アンカーグリッド４１は様々な形状であってよい；図８にはハニカムが示されているが、別のグリッド形状又は例えば平行なリブを代わりに使用することができる。アンカーグリッド４１はベーン表面／ブレード表面からその延在全体にわたって等距離で延在していてよく、又は図７に示したように、縁部ではベーン表面／ブレード表面からより短い距離で延在していてよい。
【００４５】
アブレイダブルリップ４０は、既存のアブレイダブルリップの上に加えることができ、例えば図１〜図４に示したようなアブレイダブルリップの上に図７に示したようなアブレイダブルリップを加えることができる。これは改良法の一部であってよい。特に、ブレード又はベーン（又はブレード又はベーンの部分）に鋳造により一体成形された既存のアブレイダブルリップの上にアブレイダブルリップを付加することは望ましい。
【００４６】
以下の請求項によって規定される発明から逸脱することなく前記実施の形態に対する様々な変更が可能であり、当業者に想起されるであろう。
【符号の説明】
【００４７】
１０  ブレード
１２  ブレード翼
１４  ブレード後縁
１６  ブレード根元部
２０  ベーン
２２  ベーン翼
２４  ベーン前縁
２５  ベーンフロント縁
２６  冷却流体プレナム
２８  ハニカム
３０  ギャップ
３２  高温ガス路
３４  ＲＨＳキャビティ
４０  アブレイダブルリップ
４１  アンカーグリッド
４２  第２のアブレイダブルリップ
４３  アブレイダブル充填材
４４  第１の冷却流体孔
４６  第２の冷却流体孔
４８  緩衝層
５０  研磨面
５２  研磨ストリップ
５４  充填材
５６  研磨粒子
６０  高温ガス流方向
ΔＴ０  凝固間隔
ＬＭＦ  レーザー金属成形
ＨＶＯＦ  高速フレーム溶射
ＲＨＳ  ロータヒートシールド
ＴＢＣ  断熱皮膜
ＹＳＺ  イットリア安定化ジルコニア
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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