(57)【要約】  タービンブリスクが提供される。タービンブリスクは、内側リムと、前記内側リムから半径方向外側に延在する複数の隣接するロータブレードと、シュラウドセグメントであって、複数の隣接するロータブレードのそれぞれのロータブレードに一体に結合され、それにより、複数の隣接するシュラウドセグメントを形成する、シュラウドセグメントと、隣接するシュラウドセグメントのそれぞれのシュラウドセグメント間に画定されるギャップとを含む。ギャップは、複数の隣接するロータブレードにねじり力が加えられると、複数の隣接するシュラウドセグメントを連結することを容易にする幾何形状を有する。【選択図】図１
2017526846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンブリスクであって、
内側リム（２０４）と、
前記内側リム（２０４）から半径方向外側に延在する複数の隣接するロータブレード（２０６）と、
シュラウドセグメント（２０８）であって、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）のそれぞれのロータブレード（２０６）に一体に結合され、それにより、複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）を形成する、シュラウドセグメント（２０８）と、
前記隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）間に画定されるギャップ（２１０）とを備え、前記ギャップ（２１０）は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）にねじり力（２１２）が加えられると、前記複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）を連結することを容易にする幾何形状を有する、タービンブリスク。
【請求項２】
前記ギャップ（２１０）は、前記隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）間に複数の相補的側壁対を画定し、前記複数の相補的側壁対のそれぞれの相補的側壁対は、互いに対して斜角で延在する、請求項１記載のタービンブリスク。
【請求項３】
前記複数の相補的側壁対の少なくとも１つの相補的側壁対は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）に前記ねじり力（２１２）が加えられると、摩擦接触状態になる側壁を備える、請求項２記載のタービンブリスク。
【請求項４】
前記複数の相補的側壁対の少なくとも１つの相補的側壁対は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）のそれぞれのロータブレード（２０６）の中心線（２３６）に対して実質的に垂直に延在する側壁を備える、請求項２記載のタービンブリスク。
【請求項５】
前記ギャップ（２１０）は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）の長さまたは前記タービンブリスクの所定の回転速度の少なくとも一方の関数として選択される前記隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）の間の距離を規定する、請求項１記載のタービンブリスク。
【請求項６】
前記ギャップ（２１０）は、前記隣接するシュラウドセグメント（２０８）の間のゼロギャップまたは締りばめの少なくとも一方を画定する、請求項１記載のタービンブリスク。
【請求項７】
前記ギャップ（２１０）はＺノッチ構成（２２２）を備える、請求項１記載のタービンブリスク。
【請求項８】
発電システム（１００）であって、
作動流体源（１１８）と、
前記作動流体源（１１８）から下流で結合されたタービンとを備え、前記タービンは、少なくとも１つのタービンブリスクを備え、前記１つのタービンブリスクは、
内側リム（２０４）と、
前記内側リム（２０４）から半径方向外側に延在する複数の隣接するロータブレード（２０６）と、
シュラウドセグメント（２０８）であって、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）のそれぞれのロータブレード（２０６）に一体に結合され、それにより、複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）を形成する、シュラウドセグメント（２０８）と、
前記隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）間に画定されるギャップ（２１０）とを備え、前記ギャップ（２１０）は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）にねじり力（２１２）が加えられると、前記複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）を連結することを容易にする幾何形状を有する、発電システム（１００）。
【請求項９】
前記ギャップ（２１０）は、前記隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）間に複数の相補的側壁対を画定し、前記複数の相補的側壁対のそれぞれの相補的側壁対は、互いに対して斜角で延在する、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の相補的側壁対の少なくとも１つの相補的側壁対は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）に前記ねじり力（２１２）が加えられると、摩擦接触状態になる側壁を備える、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数の相補的側壁対の少なくとも１つの相補的側壁対は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）のそれぞれのロータブレード（２０６）の中心線（２３６）に対して実質的に垂直に延在する側壁を備える、請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
前記ギャップ（２１０）はＺノッチ構成（２２２）を備える、請求項８記載のタービンブリスク。
【請求項１３】
タービンブリスクを製造する方法であって、
材料の中実なビレット（３０２）を設けること、
材料の前記中実なビレット（３０２）から内側リム（２０４）を画定すること、
前記内側リム（２０４）から半径方向外側に延在する複数の隣接するロータブレード（２０６）を材料の前記中実なビレット（３０２）から画定すること、
前記複数の隣接するロータブレード（２０６）に一体に結合されたシュラウドを材料の前記中実なビレット（３０２）から画定すること、および、
前記シュラウド内にギャップ（２１０）を画定することであって、それにより、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）のそれぞれのロータブレード（２０６）に一体に結合したシュラウドセグメント（２０８）を形成し、それにより、複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）を形成する、画定することを含み、前記ギャップ（２１０）は、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）にねじり力（２１２）が加えられると、前記複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）を連結することを容易にする幾何形状を有する、方法。
【請求項１４】
ギャップ（２１０）を画定することは、前記隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）間に複数の相補的側壁対を画定することを含み、前記複数の相補的側壁対のそれぞれの相補的側壁対は、互いに対して斜角で延在する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
複数の相補的側壁対を画定することは、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）のそれぞれのロータブレード（２０６）の中心線（２３６）に対して実質的に垂直に前記複数の相補的側壁対の少なくとも１つの相補的側壁対を延在させることを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
ギャップ（２１０）を画定することは、前記複数の隣接するロータブレード（２０６）の長さまたは前記タービンブリスクの所定の回転速度の少なくとも一方の関数として前記複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）の間の距離を選択することを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
ギャップ（２１０）を画定することは、
前記シュラウドから材料を除去することであって、それにより、前記複数の隣接するシュラウドセグメント（２０８）のそれぞれのシュラウドセグメント（２０８）間の空間（３２０）を画定する、除去すること、および、
前記空間（３２０）内にシュラウドインサートを挿入することであって、それにより、前記ギャップ（２１０）が前記シュラウドインサートの間に画定される、挿入することを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
各シュラウドインサートの側壁が前記ギャップ（２１０）を画定するように、前記シュラウドインサートを予備成形することを更に含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
コンピュータ数値制御ミリング、電気化学的機械加工、または電気放電機械加工のうちの少なくとも１つによって、材料の前記中実なビレット（３０２）から材料を除去することを更に含む、請求項１３記載の方法。
【請求項２０】
材料の中実なビレット（３０２）を設けることは、前記中実なビレット（３０２）を鍛造することおよび前記中実なビレット（３０２）を鋳造することのうちの一方を含む、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、タービンエンジンに関し、より具体的には、タービンエンジンにおいて使用するためのシュラウド付きタービンブリスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部の知られている軸流タービンエンジンは、ロータシャフトおよびロータシャフトに結合された少なくとも１つのタービン段を含む。少なくとも一部の知られている段は、ディスク、および、ディスクから半径方向外側に延在する円周方向に離間したロータブレードを含む。各ロータブレードは、翼型部およびその根元にダブテールを含み、ダブテールはディスク外周の相補的スロットに半径方向に保持される。作動中、ディスクおよびそれに取付けられたブレードは、回転し、それにより、ブレードは実質的な遠心力を生じ、その遠心力は各ダブテールを通ってディスク内に下方に運ばれる。他の知られている段は、ブリスク（すなわち、ブレード付きディスク）として従来より知られるワンピース構成要素として、ディスクと一体に製造されるロータブレードを含む。
【０００３】
少なくとも一部の知られている回転機械において、回転する構成要素の回転速度および／または回転する構成要素に作用する空気力学的力は、回転機械の段に入る振動および軸方向ねじりを誘起する。こうした振動および軸方向ねじりを制限するため、少なくとも１部の知られているブレードは、翼型部から各ブレードに沿って所定の半径方向距離に延在する一体型シュラウドを含む。例えば、一体型シュラウドは、その振動周波数をより望ましい範囲になるよう増加させるために、段の総合剛性を増加させることを容易にする。更に、各ロータブレードが個々の翼型部／ダブテール構成を含む段において、ダブテールとその相補的保持スロットとの間の摩擦ダンピングは、同様に、回転する構成要素に対するダンピングを補助することを容易にする。しかし、一体型シュラウドを含む、知られているブリスクがワンピース構成要素として製造されるため、こうした補助摩擦ダンピングが、構成要素に提供される可能性がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５２０１８５０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一態様において、タービンブリスクが提供される。タービンブリスクは、内側リムと、前記内側リムから半径方向外側に延在する複数の隣接するロータブレードと、シュラウドセグメントであって、複数の隣接するロータブレードのそれぞれのロータブレードに一体に結合され、それにより、複数の隣接するシュラウドセグメントを形成する、シュラウドセグメントと、隣接するシュラウドセグメントのそれぞれのシュラウドセグメントの間に画定されるギャップとを含む。ギャップは、複数の隣接するロータブレードにねじり力が加えられると、複数の隣接するシュラウドセグメントを連結することを容易にする幾何形状を有する。
【０００６】
別の態様において、発電システムが提供される。発電システムは、作動流体源と、作動流体源から下流で結合されたタービンとを含む。タービンは、少なくとも１つのタービンブリスクを含み、少なくとも１つのタービンブリスクは、内側リムと、内側リムから半径方向外側に延在する複数の隣接するロータブレードと、シュラウドセグメントであって、複数の隣接するロータブレードのそれぞれのロータブレードに一体に結合され、それにより、複数の隣接するシュラウドセグメントを形成する、シュラウドセグメントと、隣接するシュラウドセグメントのそれぞれのシュラウドセグメントの間に画定されるギャップとを含む。ギャップは、複数の隣接するロータブレードにねじり力が加えられると、複数の隣接するシュラウドセグメントを連結することを容易にする幾何形状を有する。
【０００７】
更に別の態様において、タービンブリスクを製造する方法が提供される。方法は、材料の中実なビレットを設けること、材料の中実なビレットから内側リムを画定すること、材料の中実なビレットから複数の隣接するロータブレード画定すること、材料の中実なビレットからシュラウドを画定することを含む。複数の隣接するロータブレードは、内側リムから半径方向外側に延在し、シュラウドは、複数の隣接するロータブレードに一体に結合される。方法は、同様に、シュラウド内にギャップを画定することであって、それにより、複数の隣接するロータブレードのそれぞれのロータブレードに一体に結合したシュラウドセグメントを形成し、それにより、複数の隣接するシュラウドセグメントを形成する、画定することを含む。ギャップは、複数の隣接するロータブレードにねじり力が加えられると、複数の隣接するシュラウドセグメントを連結することを容易にする幾何形状を有する。
【０００８】
本開示のこれらのまた他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明が添付図面を参照して読まれるとよりよく理解される。図面において、同様の記号は図面全体を通して同様の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な発電システムの略図である。
【図２】図１に示す発電システムにおいて使用されてもよい例示的なブリスクの斜視図である。
【図３】エリア３に沿って切取られた図２に示すブリスクの拡大斜視図である。
【図４】図２に示すブリスクを製造するプロセスステップの例示的なシーケンスを示す略フロー図である。
【図５】図２に示すブリスクにおいて隣接するシュラウドセグメントの間にギャップを画定するプロセスステップの例示的なシーケンスを示す略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
別途指示しない限り、本明細書で提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を示すことを意味される。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含むいろいろなシステムにおいて適用可能であると思われる。したがって、図面は、本明細書で開示される実施形態を実施するために必要とされる、当業者によって知られている全ての従来の特徴を含むことを意味されない。
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲において、以下の意味を持つとして規定されるものとする幾つかの用語に対して参照が行われることになる。
【００１２】
単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明確に規定しない限り複数参照を含む。
【００１３】
「オプションの（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意選択で（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、その後述べるイベントまたは状況が起こってもよく、起こらなくてもよいこと、および、説明が、イベントが起こる事例およびイベントが起こらない事例を含むことを意味する。
【００１４】
本明細書および特許請求の範囲全体を通して使用される近似言語は、それが関連する基本機能の変化をもたらすことなく、許容可能に変動する可能性がある任意の定量的表現を修飾するために適用されてもよい。したがって、「約（ａｂｏｕｔ）」および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」等の１つまたは複数の用語によって修飾される値は、指定される厳密な値に限定されない。少なくとも幾つかの事例において、近似言語は、値を測定するための機器の精度に対応してもよい。ここでまた本明細書および特許請求の範囲全体を通して、範囲制限は、組合されてもよい、および／または、交換されてもよい。こうした範囲は、特定され、文脈または言語が別途指示しない限り、その範囲内の全ての下位範囲を含む。
【００１５】
本開示の実施形態は、タービンブリスクであって、タービンブリスク内に一体化されたシュラウドセグメントを有する、タービンブリスクに関する。例示的な実施形態において、隣接するシュラウドセグメントは、各シュラウドセグメントに結合されたロータブレードにねじり力が加えられると、隣接するシュラウドセグメントを連結することを容易にする幾何形状を有するギャップによって分離される。特に、ギャップ幾何形状は、ロータブレードおよびシュラウドセグメントが、タービンブリスクの回転速度が所定の回転速度に向かって増加するにつれて偏向することを可能にする。したがって、ギャップ幾何形状およびギャップサイズは、タービンブリスクが所定の回転速度に達すると、隣接するシュラウドセグメント間に摩擦接触が達成されることを保証するように選択され、そのことが、ブリスク組立体における摩擦ダンピングを増加させる。
【００１６】
図１は、例示的な発電システム１００の略図である。発電システム１００は、ガスタービンエンジン組立体１０２を含み、ガスタービンエンジン組立体１０２は、圧縮機１０４、燃焼器１０６、および、第１の発電機１１２を駆動するため、燃焼器１０６において生成されるホットガス１１０の流れを膨張させることによって動力供給されるガスタービン１０８を含む。排気ガス１１４の流れは、タービン１０８から、排気ガス１１２から廃熱を回収する廃熱回収ユニット（ＷＨＲＵ：ｗａｓｔｅ  ｈｅａｔ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｕｎｉｔ）１１６に向けて流される。発電システム１００は、同様に、ＷＨＲＵ１１６と流体連通状態で結合した作動流体源１１８およびＷＨＲＵ１１６から下流で結合された第２のタービン１２０を含む。作動流体１２２の流れは、ＷＨＲＵ１１６に向けて流れ、また、一実施形態において、排ガス１１４からの廃熱は、作動流体１２２を超臨界状態まで加熱することを促進する。代替的に、ＷＨＲＵ１１６に向かって流れる作動流体１２２は、ＷＨＲＵ１１６に入る前に超臨界状態になる。超臨界作動流体１２４の流れは、その後、第２のタービン１２０に向かって流れ、第２のタービン１２０は、第２の発電機１２６を駆動するため超臨界作動流体１２４の流れを膨張させることによって動力供給される。
【００１７】
作動流体１２２は、発電システム１００が本明細書で述べるように機能することを可能にする任意の作動流体である。例示的な作動流体は、二酸化炭素および蒸気を含むが、それに限定されない。代替の実施形態において、作動流体１２２は、発電システム１００が本明細書で述べるように機能することを可能にする任意の熱源によって加熱されてもよく、また、超臨界状態になくてもよい。例えば、作動流体１２２は、核エネルギーまたは集光型太陽エネルギーによって加熱されてもよい。
【００１８】
図２は、発電システム１００（図１に示す）において使用されてもよい例示的なブリスク２００の斜視図である。特に、ブリスク２００は、例えば、タービン１０８および１２０において実装される。例示的な実施形態において、ブリスク２００は、中央ディスク部分２０２、中央ディスク部分２０２を囲む内側リム２０４、および内側リム２０４から半径方向外側に延在する複数のロータブレード２０６を含む。ロータブレード２０６は、内側リム２０４の円周（図示せず）の周りに一定間隔で位置決めされ、各ロータブレード２０６は、実質的な翼型断面形状を有する。ブリスク２００は、同様に、複数のロータブレード２０６のそれぞれのロータブレードに一体に結合されたシュラウドセグメント２０８を含む。シュラウドセグメント２０８は、ブリスク２００が本明細書で述べるように機能することを可能にする、ロータブレード２０６に沿う任意の軸方向場所で一体に結合される。更に、以下でより詳細に述べるように、ギャップ２１０が、隣接するシュラウドセグメント２０８間に画定される。ギャップ２１０は、ロータブレード２０６にねじり力２１２が加えられると、隣接するシュラウドセグメント２０８が連結することを可能にする幾何形状を有する。代替の実施形態において、ギャップ２１０は、シュラウドセグメント２０８が、２つ以上のロータブレード２０６に結合されるように画定される。
【００１９】
作動時、ブリスク２００は、ロータブレード２０６が、例えば、ホットガス１１０または作動流体１２２（それぞれが図１に示される）によって衝当されると、中心線軸２１６の周りに円周方向２１４に回転する。ブリスク２００の回転速度が増加するにつれて、ねじり力２１２は、ロータブレード２１６およびシュラウドセグメント２０８がブリスク２００の半径方向軸２２０の周りで回転方向２１８に偏向する（すなわち、よりを戻す）ようにさせる。ロータブレード２０６およびシュラウドセグメント２０８が回転方向２１８に偏向することを可能にし、また、発電システム１００（図１に示す）が所定の速度に達すると、隣接するシュラウドセグメント２０８間に摩擦ダンピングを促進するギャップ２１０のサイズが選択される。
【００２０】
図３は、エリア３（図２に示す）に沿って切取られたブリスク２００の拡大斜視図である。上述したように、ギャップ２１０は、ロータブレード２０６にねじり力２１２（図２に示す）が加えられると、隣接するシュラウドセグメント２０８を連結することを容易にする幾何形状を有する。例示的な実施形態において、ギャップ２１０は、それぞれが異なる配向で延在する相補的当接壁の対を、隣接するシュラウドセグメント２０８間に画定することを容易にするＺノッチ構成２２２を有する。特に、第１の相補的側壁対２２４は第１の側壁２２５を含み、第２の相補的側壁対２２８は第２の側壁２２９を含み、第３の相補的側壁対２３２は第３の側壁２３３を含み、それぞれの側壁は隣接するシュラウドセグメント２０８間に延在する。第１の相補的側壁対２２４はブリスク２００の第１の側面２２６から延在し、第２の相補的側壁対２２８はブリスク２００の第２の側面２３０から延在し、第３の相補的側壁対２３２は、第１の側壁対２２４と第２の側壁対２２８との間に延在する。第１の側壁２２５は、その間に第１の切頭ギャップ部分２２７を画定し、第２の側壁２２９は、その間に第２の切頭ギャップ部分２３１を画定し、第３の側壁２３３は、その間に第３の切頭ギャップ部分２３５を画定する。更に、各相補的側壁対２２４、２２８、および２３２は互いに対して斜角で延在する。したがって、ギャップ２１０の幾何形状は、ロータブレード２０６およびシュラウドセグメント２０８が回転方向２１８に偏向するときに、第３の相補的側壁対２３２の第３の側壁２３３の間に摩擦接触を促進するように選択される。
【００２１】
例示的な実施形態において、ギャップ２１０の配向は、発電システム１００（図１に示す）が所定の速度に達すると、隣接するシュラウドセグメント２０８の側壁２２５間、側壁２２９間、および側壁２３３間に実質的に連続したインタフェース（図示せず）が形成されることを保証するように選択される。特に、ギャップ２１０の配向は、第３の側壁対２３２がロータブレード２０６の中心線２３６に対して実質的に垂直に延在するように選択される。したがって、第３の側壁対２３２間のギャップ２１０は、中心線２３６に対して実質的に垂直に延在し、ギャップ距離は、ロータブレード２０６およびシュラウドセグメント２０８の偏向を増大するように選択され、そのことが、同様に、両者間の摩擦ダンピングを増大させる。第１および第２の側壁対２２４および２２８は、隣接するロータブレード２０６間にギャップ２１０が延在することを保証する配向で、第３の側壁対２３２から延在する。
【００２２】
ギャップ２１０は、同様に、発電システム１００の所定の作動条件で、隣接するシュラウドセグメント２０８間の摩擦接触を保証するように選択された隣接するシュラウドセグメント２０８間の距離Ｄを規定する。距離Ｄは、ロータブレード２０６の長さ（図示せず）およびブリスク２００の所定の回転速度のうちの少なくとも一方の関数として選択される。例えば、ロータブレード２０６の偏向は、ロータブレード２０６の長さまたは回転速度のうちの少なくとも一方が増加するにつれて増加し、ロータブレード２０６の偏向は、ロータブレード２０６の長さまたは回転速度のうちの少なくとも一方が減少するにつれて減少する。したがって、距離Ｄは、ロータブレード２０６の長さまたはブリスク２００の回転速度のうちの少なくとも一方が増加するにつれて増加して、偏向の増加を促進し、また、隣接するシュラウドセグメント２０８間の摩擦接触を保証する。
【００２３】
図４は、ブリスク２００を製造するプロセスステップの例示的なシーケンス３００を示す略フロー図である。例示的な実施形態において、ブリスク２００は、材料の単一円筒ビレット３０２から製造される。ビレット３０２は、ブリスク２００が本明細書で述べるように機能することを可能にする任意の材料から鍛造または鋳造される。ブリスク２００の特徴は、任意の適した材料除去方法であって、コンピュータ数値制御（「ＣＮＣ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ」）ミリング、電気化学的機械加工（「ＥＣＭ：ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍａｃｈｉｎｉｎｇ」）、および電気放電機械加工（「ＥＤＭ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｍａｃｈｉｎｉｎｇ」）を含むが、それに限定されない、任意の適した材料除去方法を使用して、その後規定される。
【００２４】
例えば、例示的な実施形態において、シーケンス３００は、第１の材料除去ステップ３０４および第２の材料除去ステップ３０６を含む。第１のおよび第２の材料除去ステップ３０４および３０６のそれぞれにおいて、材料は、先に述べた材料除去方法のうちの任意の方法を使用して除去される。第１の材料除去ステップ３０４は、中間ブリスク３０８を形成するため、ビレット３０２から材料を除去することを含む。特に、材料は、ターニングまたはミリング等のプロセスにおいてビレット３０２から除去され、それにより、中央ディスク部分２０２、実質的に連続する一体型シュラウド３１０、および中央ディスク部分２０２と一体型シュラウド３１０との間に延在する外側リム３１２がビレット３０２から画定される。
【００２５】
第２の材料除去ステップ３０６は、ブリスク２００を形成することを促進するため、中間ブリスク３０８から材料を除去することを含む。特に、材料は、ＥＣＭまたはＥＤＭ等のプロセスにおいて外側リム３１２および一体型シュラウド３１０から除去されて、ロータブレード２０６およびシュラウドセグメント２０８をそれぞれ画定することを容易にする。一体型シュラウド３１０からシュラウドセグメント２０８を画定することは、一体型シュラウド３１０内でＺノッチ構成２２２を有するギャップ２１０を画定することを含む。代替の実施形態において、ブリスク２００は、付加製造技法を使用して形成される。
【００２６】
図５は、隣接するシュラウドセグメント２０８の間にギャップ２１０を画定するプロセスステップの例示的なシーケンス３１４を示す略フロー図である。上述したように、ギャップ距離Ｄ（図３に示す）は、ロータブレード２０６の長さおよびブリスク２００の所定の回転速度のうちの少なくとも一方の関数として選択される。ロータブレード２０６の長さまたはブリスク２００の所定の回転速度のうちの少なくとも一方が比較的低いとき、隣接するシュラウドセグメント２０８間で摩擦接触を保証するために必要とされる距離Ｄは、同様に比較的小さい。したがって、ＥＣＭまたはＥＤＭ等のプロセスにおいて一体型シュラウド３１０内でギャップ２１０を画定することは、隣接するシュラウドセグメント２０８間で摩擦接触を保証することになる比較的小さな距離Ｄを有するギャップ２１０を画定することができない場合がある。
【００２７】
シーケンス３１４は、材料除去ステップ３１６および材料挿入ステップ３１８を含む。材料除去ステップ３１６は、隣接するシュラウドセグメント２０８間に空間３２０が画定されるように、一体型シュラウド３１０から材料を除去することを含む。空間３２０は、第１のシュラウドインサート３２２および第２のシュラウドインサート３２４を空間３２０内に受取るサイズに作られる。材料挿入ステップ３１８は、空間３２０内に第１および第２のシュラウドインサート３２２および３２４を挿入すること、および、シュラウドインサート３２２および３２４を各シュラウドセグメント２０８に結合することを含む。シュラウドインサート３２２および３２４は、各シュラウドインサート３２２および３２４の側壁３２６がギャップ２１０を画定するように予備成形される。シュラウドインサート３２２および３２４は、限定はしないが、ろう付け等のプロセスにおいて各シュラウドセグメント２０８に結合される。したがって、シュラウドインサート３２２および３２４を、予備成形し空間３２０内に挿入することは、隣接するシュラウドセグメント間で益々小さなサイズのギャップ２１０を画定することを促進する。例えば、シーケンス３１４によって画定されるギャップ２１０は、ゼロギャップまたは締りばめであり、それにより、隣接するシュラウドセグメント２０８は、ロータブレード２０６にねじり力２１２（図２に示す）が加えられなくても、締りばめによって共に結合される。
【００２８】
本明細書で述べる組立体および方法は、改善された振動ダンピング特性を有するように設計されたタービンブリスクに関する。特に、本明細書で述べるタービンブリスクは、各ロータブレードに結合された一体型シュラウドを含む。所定の幾何形状を有するギャップは、隣接するシュラウドセグメント間に画定にされる。ギャップは、ロータブレードおよびシュラウドセグメントが、タービンブリスクの回転速度が所定の回転速度に向かって増加するにつれて偏向することを可能にする。したがって、ギャップサイズおよび幾何形状は、シュラウドセグメントが所定の回転速度で連結するように選択され、それが、タービンブリスク組立体に摩擦ダンピングを提供する。
【００２９】
本明細書で述べる組立体および方法の例示的な技術的効果は、（ａ）ブローチ式ダブテールスロットなしのシュラウド付きブリスク設計を提供すること、（ｂ）ブリスクに対して摩擦ダンピングを提供すること、および（ｃ）知られている機械加工公差より所望のギャップ距離が小さいとき、一体型ブリスクのシュラウドセグメント間に摩擦接触ギャップを形成するときに使用するためプロセスステップのシーケンスを提供することのうちの少なくとも１つを含む。
【００３０】
タービンブリスクの例示的な実施形態が詳細に上述されている。組立体は、本明細書で述べる特定の実施形態に限定されるのではなく、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップが、本明細書で述べる他の構成要素および／またはステップから独立にかつ別個に利用されてもよい。例えば、本明細書で述べるタービンブリスクは、同様に、他のプロセスと組合せて使用されてもよく、また、本明細書で述べるタービンエンジンおよび関連する方法だけに関する実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、タービンブリスクが作動流体によって作動可能である多くの用途に関連して実装され利用される可能性がある。
【００３１】
本開示の種々の実施形態の特定の特徴が幾つかの図面において示され、他の図面において示されないが、これは、便宜だけのためである。本開示の実施形態の原理に従って、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組合せて参照および／または特許請求されてもよい。
【００３２】
この書面による説明は、最良モードを含む本開示の実施形態を開示するために、また同様に、任意のデバイスまたはシステムを作り使用すること、および、組込まれる任意の方法を実施することを含む、本開示の実施形態を当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本明細書で述べる実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含んでもよい。こうした他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言と非実質的相違を有する均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３３】
１００  発電システム
１０２  ガスタービンエンジン組立体
１０４  圧縮機
１０６  燃焼器
１０８  第１のタービン
１１０  ホットガス
１１２  第１の発電機
１１４  排気ガス
１１６  ＷＨＲＵ
１１８  作動流体源
１２０  第２のタービン
１２２  作動流体
１２４  超臨界作動流体
１２６  第２の発電機
２００  ブリスク
２０２  中央ディスク部分
２０４  内側リム
２０６  ロータブレード
２０８  シュラウドセグメント
２１０  ギャップ
２１２  ねじり力
２１４  円周方向
２１６  中心線軸
２１８  回転方向
２２０  半径方向軸
２２２  Ｚノッチ構成
２２４  第１の相補的側壁対
２２５  第１の側壁
２２６  第１の側面
２２７  第１の切頭ギャップ部分
２２８  第２の相補的側壁対
２２９  第２の側壁
２３０  第２の側面
２３１  第２の切頭ギャップ部分
２３２  第３の相補的側壁対
２３３  第３の側壁
２３５  第３の切頭ギャップ部分
２３６  中心線
３００  シーケンス
３０２  ビレット
３０４  第１の材料除去ステップ
３０６  第２の材料除去ステップ
３０８  中間ブリスク
３１０  一体型シュラウド
３１２  外側リム
３１４  シーケンス
３１６  材料除去ステップ
３１８  材料挿入ステップ
３２０  空間
３２２  第１のシュラウドインサート
３２４  第２のシュラウドインサート
３２６  側壁
【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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【国際調査報告】
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