(57)【要約】  ガスタービンエンジンブレード（１０）の元のブレードシェルフ（１６）を、元のブレードシェルフよりもブレードの基部（１８）のより近くに配置される新規のブレードシェルフ（６４）に交換するステップと、ロータ装置の動的バランスに対して、元のブレードシェルフを有するブレードによる作用と同じ作用を新規のブレードシェルフを有するブレードによって維持するために、新規のブレードシェルフを有するブレードの質量が、元のブレードシェルフを有するブレードの質量よりも大きくなるまで、ブレードに質量を付加するステップと、を含む方法。
2017531120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンブレードの元のブレードシェルフを、該元のブレードシェルフよりも前記ブレードの基部のより近くに配置される新規のブレードシェルフに交換するステップと、
前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量が、前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量よりも大きくなるまで、前記ブレードに質量を付加するステップと、
ロータ装置の動的バランスに対して、前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードによる作用と同じ作用を前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードによって維持するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ブレードに、プレキャストされた新規のブレードシェルフを溶接するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記新規のブレードシェルフを付加製造法によって形成するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記付加製造法の際に、前記ブレードの層を形成するために、超合金粉末及び粉末状フラックスを含む粉末材料全体にわたってエネルギビームを通過させるステップをさらに含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
元のスクィーラを新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記ブレードの前記新規のスクィーラに前記質量を付加する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
元のスクィーラ境界面サイズと同じ境界面サイズに適合させるように、前記新規のスクィーラを先細りさせるステップをさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
元のスクィーラを新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記元のスクィーラを形成した材料とは異なる材料で前記新規のスクィーラを形成する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記新規のブレードシェルフに質量を付加するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
ガスタービンエンジンブレードから元のブレードシェルフを除去するステップと、
該元のブレードシェルフよりも前記ブレードの基部のより近くで前記ブレードに新規のブレードシェルフを固定するステップと、
前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量よりも、前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量が大きくなるように該質量を増大させるステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記ガスタービンエンジン内での作動時に前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードに加えられる向心力が、同じ条件下にある前記ガスタービンエンジン内での作動時に前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードに加えられる向心力と同じになるまで、前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量を増加させるステップをさらに含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記ブレードに、プレキャストされた新規のブレードシェルフを溶接するステップをさらに含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
元のスクィーラを新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記ブレードの前記新規のスクィーラに前記質量を付加する、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
元のスクィーラを新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記元のスクィーラを形成した材料とは異なる材料で前記新規のスクィーラを形成する、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記新規のブレードシェルフに前記質量を付加するステップをさらに含む、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
元の質量中心（ＣＯＭ）と元の質量とによって特徴付けられるブレードであって、前記元のＣＯＭは、ガスタービンエンジン内で回転する際に元の半径によって特徴付けられる円を規定する、ブレードからブレード先端を除去するステップと、
新規のＣＯＭと新規の質量とによって特徴付けられるブレードを形成するために、前記ブレード先端を交換するステップと、を含み、前記新規のＣＯＭは、前記元のＣＯＭよりも前記ブレードの基部のより近くに位置していて、かつガスタービンエンジン内で回転する際に新規の半径によって特徴付けられる円を規定し、前記新規の質量は、前記元の半径と前記新規の半径との比によって前記元の質量と比較した際に増加させられる、方法。
【請求項１６】
前記ブレードにプレキャストされた新規のブレードシェルフを溶接するステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記新規の質量は、付加的な質量の量の分だけ前記元の質量よりも大きく、前記方法は、元のスクィーラを新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記新規のスクィーラに前記付加的な質量を付与する、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
元のスクィーラを新規のスクィーラと交換するステップをさらに含み、元のスクィーラ境界面サイズと同じ境界面サイズに適合させるように、前記新規のスクィーラを成形する、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
元のスクィーラを新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記元のスクィーラを形成した材料とは異なる材料で前記新規のスクィーラを形成する、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記新規の質量は、付加的な質量の量の分だけ前記元の質量よりも大きく、前記方法は、元のブレードシェルフを新規のブレードシェルフに交換するステップをさらに含み、前記新規のブレードシェルフに前記付加的な質量を付与する、請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンブレードの修理に関する。特に、本発明は、ブレードシェルフの降下、及びブレードと共に回転するアッセンブリの動的バランスを維持するためのブレードへの重量の付加に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンのタービンセクションで使用されるブレードは、燃焼ガス、高い機械的力、及び異物の影響にさらされている。このようなことは、高い運転温度と結びついて、ブレードに高レベルの応力を発生させる。ブレード先端、ブレード翼区分、及びブレードプラットフォームは特に、摩耗と亀裂の領域を含む損傷に関わる応力を受け易い。ブレード先端（先端キャップとしても知られている）は、ブレード先端シェルフ（翼のエンドピース）と、ブレードスクィーラ（ブレード先端を取り囲む高くされた材料）と、を備える。翼の先端から下方へプラットフォームに向かって亀裂が延びている場合があり、時には亀裂は、ブレード先端に隣接するブレードシェルフを通過して延びている。
【０００３】
摩耗した又は亀裂の入ったブレードスクィーラとブレードシェルフとを、新規の鋳造ブレードシェルフと新規のスクィーラ材料に交換することによって修理することが知られている。ブレードの先端部分は除去され、新規のブレードシェルフがブレードに溶接され、新規のスクィーラ材料をブレードに溶接することができる。残念なことに、亀裂は極めて頻繁に、先端シェルフの下方で（プラットフォームに向かって）、翼本体内へと延びている。例えば、亀裂は、ブレード先端の下方３０ｍｍまで延びていることがある。ブレードシェルフの底部よりも下方に延びている亀裂の部分には、上述した修理技術によっては到達することができない。結果として、このような亀裂をもったブレードを修理することはできない。従って、当該技術分野において、ブレード翼修理法を改良する余地がある。
【０００４】
以下に、図面に基づき本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】ガスタービンエンジンブレードの概略的な部分断面図である。
【図２】新規の先端の１つの例示実施形態を有する図１のガスタービンブレードの概略的な部分断面図である。
【図３】新規の先端の代替的な例示実施形態を有する図１のガスタービンブレードの概略的な部分断面図である。
【図４】ガスタービンエンジンブレードが組み込まれているロータ装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本願発明者らは、ガスタービンブレードの先端を修理する革新的な方法を開発した。特に、本願発明者らは、先端シェルフを含むブレード先端を取り除き交換することを提案している。新規の先端シェルフは、元のブレードシェルフよりもブレードの基部近くに配置される。有利には、これにより、元の先端シェルフを通過して延びる亀裂を除去することができる。シェルフを下げることにより、ブレードの質量中心（ＣＯＭ）がブレードの基部に向かって移動する。ブレードはガスタービンエンジン内でロータ装置の一部として使用されているので、ＣＯＭの移動により、ロータ装置の動的バランスが狂う恐れがある。回転運動量におけるこのような変化を考慮して、降下されたブレードシェルフを有するブレードに付加的な質量が加えられる。降下されたシェルフと比較的大きな質量とを有するブレードは、元のブレードシェルフと比較的小さい質量とを有するブレードと同じようにロータ装置の動的バランスに作用するように構成されている。換言すると、降下されたブレードシェルフを有するブレードの回転運動量は、元のブレードシェルフを有するブレードの回転運動量に適合するように調節される。結果として、ＣＯＭとブレードの質量の違いにもかかわらず、装置の動的バランスは損なわれない。
【０００７】
図１は、元のスクィーラ１４と元のブレードシェルフ１６とを有する先端１２を備えたガスタービンエンジンブレード１０を概略的に示す部分断面図である。ブレード１０の基部１８（図示せず）は、この図面頁の下方に向かって配置されている。元のブレードシェルフ１６の底部３０は、ブレードの基部１８上の所定の点（図示せず）から元の距離３２を置いて配置されている。元のブレードシェルフ１６は、元のブレードシェルフ厚さ３４によって特徴付けられる。元のスクィーラ１４は、元のスクィーラ厚さ３６と、各元のスクィーラ先端４２の元の境界面幅４０を有する元の境界面３８とによって特徴付けられる。元のスクィーラ先端４２から下方に向かって元のブレードシェルフ１６の底部３０を通過して延びている亀裂４４が示されている。亀裂４４は例えば、元のスクィーラ先端４２から３０ｍｍ延びていることがある。
【０００８】
従来の技術では、亀裂回りの材料を取り除き、溶接プロセスにより交換することにより元のブレードシェルフ１６の底部３０の上方の点に達する亀裂は修理することができる。しばしばスクィーラは、翼の表面５０上に配置される。表面は過酷な状態にさらされるので、比較的長い耐用期間を提供可能な超合金材料から形成される。これらの超合金材料のいくつかを修復するのは困難又は不可能である。これに対し、ブレード１０の先端は比較的過酷な状態にはない。結果として、元のスクィーラ１４と元のブレードシェルフ１６とを交換するために使用される材料は、表面５０を形成する超合金とは異なるものであってよい。
【０００９】
多くの場合、この異なる材料は構造的な要素は少ない。より溶接し易いものであってよいが、ブレードの基部のより近くにある材料と同じ耐用期間を提供しなくてもよい（又は提供する必要がない）。従来の修理では、プレキャストされた新規のブレードシェルフは、構造的要素の少ない材料から成っていてよく、かつ／又は、構造的要素の少ない材料を使用したブレードに溶接されてよい。ブレードに先端シェルフを溶接するために使用される異なる材料の一例は、ハートフォードのスペシャルメタルズ社により製造されたインコネル（Ｒ）合金６２５（ＩＮ６２５）であり、ＣＮ及び同様の合金は別の商標名で他社により販売されている。ＩＮ６２５は、延性のある根元部通路を形成するために使用することができる。これにより、例えば不完全な取り付けに起因する亀裂形成は減じられる。しかしながらブレードのより下方では、より過酷な運転条件に直面する。従って、スクィーラとその回りの材料とは、構造的要素の少ない材料から成っていてよく、かつ／又は、構造的要素の少ない材料を使用したブレードに溶接されてよい。より過酷な環境におけるこのような構造的要素の少ない材料の制限により、ブレードシェルフを再配置することができる距離５２は限定される。
【００１０】
最大の再配置距離５２の決定には付加的な要因が関与するかもしれない。例えば、元のブレードシェルフ１６は、２つの元のスクィーラ先端４２を、互いに相対的な位置関係に保持する。これらのスクィーラ先端４２は、元のブレードシェルフ１６により片持ち式に支持されているので、ブレードシェルフをあまりにも遠くに移動することはこの位置関係を危険にさらす可能性がある。それにもかかわらず、この場合、ブレードシェルフを動かすことができる最大の再配置距離５２を可能にする許容範囲がいくらかあり、本明細書に開示された方法は、この許容範囲を利用している。
【００１１】
図２は、新規のスクィーラ６２と新規のブレードシェルフ６４とを備えた新規の先端６０の実施形態を有するブレード１０を概略的に示す部分断面図である。除去された部分は、新規の材料のための平らな面を残して切断されてよい。新規のブレードシェルフ６４は、新規のブレードシェルフ厚さ６６によって特徴付けられる。新規のスクィーラ６２は、新規のスクィーラ厚さ６８と、各スクィーラ先端７４の新規の境界面７０と新規の境界面幅７２とによって特徴付けられる。新規のブレードシェルフ６４の底部３０は、ブレードの基部１８上の所定の点（図示せず）から新規の距離７６を置いて配置されている。新規の距離７６は、ここではなくなっている亀裂４４の下方の新規のブレードシェルフ６４の底部３０に位置する。
【００１２】
新規のブレードシェルフ６４の底部３０が、最大の再配置距離５２分だけ基部１８の近くに移動されたことがわかる。別の言い方をすれば、元の距離３２から最大の再配置距離５２を差し引いたものが、新規の距離７６である。図示した実施形態では、新規のブレードシェルフ６４は、表面とシェルフの境界面８０で表面５０に溶接された別個の部分である。新規のブレードシェルフ６４は、例えば鋳造部品である。同様に、新規のスクィーラ６２は、表面及び新規のブレードシェルフに溶接されている。
【００１３】
元のブレードシェルフ１６を有するブレードは、ガスタービンエンジン内のロータ装置の一部を成している。ロータ装置は、ロータ軸といくつかのディスクを有しており、各ディスクは、ディスクの周囲にわたって配置された複数のブレードを有している。ロータ装置は３次元でバランスがとられている。ロータ装置の各構成要素の作用は、バランスのとられたロータ装置において考慮されている。ブレードのような構成要素が変更又は改良される場合、ロータ装置の動的バランスを維持するためには、変更又は改良されたブレードが、動的バランスに対して同様に作用しなければならない。
【００１４】
ロータの中心線に向かって新規のブレードシェルフ６４の位置を動かすことにより、新規のブレードシェルフを有するブレード１０の質量中心（ＣＯＭ）は基部１８により近くにされる。このことをこの明細書では、ＣＯＭの降下と考える。ブレードシェルフを下げることにより、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０のＣＯＭも、元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０のＣＯＭに対して下げられる。このような降下は、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０の回転運動量を減じる。ロータ装置の動的バランスを維持するために、新規のブレードシェルフ６４と比較的低いＣＯＭとを有するブレード１０は、その質量中心を調節し、これによりその回転運動量を元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０の回転運動量に戻すために付加された質量を有していなければならない。３次元的なバランスは複雑である。簡易化のために、この明細書における説明は、ロータ装置の回転軸線（図示せず）に向かう又は回転軸線から離れる、元のＣＯＭにより形成される元のＣＯＭ半径方向線８２に沿った、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０のＣＯＭの調節に限定する。この調節は、元のＣＯＭ半径方向線８２に沿って対称的に質量を付加することにより達成される。
【００１５】
例えば、最終的なブレードのＣＯＭを、元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０のＣＯＭに向かって半径方向外側に動かして戻すために、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０に質量を付加することができる。結果として生じる新規のブレードシェルフ６４と加えられた質量とを有するブレード１０（最終的なブレード）のＣＯＭは、元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０のＣＯＭの半径方向内側にあり、かつ新規のブレードシェルフ６４を有しているが付加的な質量は有していないブレード１０の半径方向外側にある。しかしながら、最終的なブレードは、増加した質量を有しているので、最終的なブレードの回転運動量は、元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０の回転運動量に適合する。
【００１６】
代替的に、最終的なブレードのＣＯＭをさらに半径方向内側へと移動させるために、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０に、より大きな量の質量を加えてもよい。結果として生じる新規のブレードシェルフと付加的な質量を有するブレード１０（最終的なブレード）のＣＯＭは、元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０のＣＯＭのさらに半径方向内側にあり、新規のブレードシェルフ６４を有しているが付加的な質量は有していないブレード１０のＣＯＭのさらに半径方向内側にある。しかしながら、最終的なブレードは、付加的な質量が比較的大きく増加しているので、最終的なブレードの回転運動量は、元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０の回転運動量に適合する。従って、回転運動量の維持は、使用される付加的な質量の量を調節することにより、かつ適切な半径方向の位置により、多数の形式で達成することができる。
【００１７】
勿論、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０は、ロータ装置の動的バランスをさらに微調整することが求められることがある。従って、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０がロータ装置に装着される場合には、ロータ装置の動的バランスを改善する場所へと、元のＣＯＭ半径方向線から逸れてＣＯＭを移動させることも本開示の範囲である。ロータ装置においてそれ以外の変化がないならば、動的バランスを全体的に改善することができる。代替的に、それ以外の変更がロータ装置になされる場合には、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０は、ロータ装置を再びバランスをとる際に制御可能に可変であってもよい。ブレードディスク内の少なくとも一対のブレードが修理されることも考えられる。この場合、両ブレードの２つの新規のブレードシェルフを同じ量だけ下げることができ、両ブレードに質量を加えることなくロータ装置の動的バランスを保証するために、新規のブレードシェルフを有する２つのブレードをブレードディスクの反対側に配置することができる。
【００１８】
ブレード１０への質量の付加は、複数の任意の方法で行うことができる。図示した実施形態では、付加的な質量は、元のスクィーラ厚さ３６よりも大きい新規のスクィーラ厚さ６８によって明らかであるように、新規のスクィーラ６２に加えられている。付加的な質量は、ブレード１０の任意の位置に加えられてよく、ブレードの基部１８上の所定の点（図示せず）からの新規の距離７６のところの位置又は新規の距離７６を越えた位置に限定する必要はない。例えば、新規のブレードシェルフ６４の底部３０又はブレード１０内のより低いところに加えられてもよい。
【００１９】
新規の境界面７０が元の境界面３８と同じ位置にあり、基部１８上の所定の点から同じ高さにあるのが望ましく、かつ／又は新規の境界面幅７２が、元の境界面幅４０よりも大きくないのが望ましい。元の境界面３８は、ブレードディスクを取り囲むブレードリングのアブレイダブル面において摩耗される溝と既に適切に並べられている。同じ場所に新規の境界面７０を配置し、元の境界面幅４０と同じくらいの新規の境界面幅を有することにより、新規の境界面７０とアブレイダブル面との間にそれ以上の摩耗が生じることが阻止される。面取部８４、又はフィレットやノッチ等のような同様の特徴により、新規の境界面幅７２を適切にサイズ調節することができる。
【００２０】
新規のブレードシェルフ６４及び／又は新規のスクィーラ６２には異なる材料を使用することができる。例えば、新規の境界面幅７２をより大きくしたい場合には、新規のスクィーラ６２用により軟らかい材料を選択することができる。このようなことは例えば、新規のアブレイダブル面が、ブレードディスクの回りにも設けられる場合に生じることがある。新規のスクィーラ６２用の材料は、新規のブレードシェルフ６４用の材料とは異なっていてよい。新規のスクィーラ６２及び新規のブレードシェルフ６４用に選択された材料は、表面５０で使用される超合金よりも安価なものにできるので、付加的な質量を安価な材料の部分として加えるのは有利であろう。
【００２１】
図３に示す代替的な実施形態では、付加的な質量は、新規のスクィーラ６２への付加的な質量の付加に加えてさらに、又はこのような付加的な質量の付与の代わりに、新規のブレードシェルフ６４に加えることもできる。例えば、新規のブレードシェルフ６４の新規のブレードシェルフ厚さ６６は、元のブレードシェルフ厚さ３４よりも大きくてよい。新規の境界面７０及び新規の境界面幅７２は、元の境界面３８及び元の境界面幅４０と同じであってよく、又は異なっていてよい。
【００２２】
付加的な質量は、新規のスクィーラ６２及び／又は新規のブレードシェルフ６４と一体のものとして示されているが、代わりに、付加的な質量は、ブレード１０に加えられる別個の質量体であってもよい。例えば、別個の付加的な質量を、新規のブレードシェルフ６４の上部に、新規のブレードシェルフ６４の底部３０に、新規のスクィーラ６２の内部に、又は表面５０の内側面のようなブレード１０のもっと低いところに付与することができる。新規のブレードシェルフ６４及び付加的な質量を有するブレード１０が、ロータ装置の動的バランスに対して適切に作用している限りは、どのように付加的な質量を加えるかは問題ではない。別の極端な例として、動的バランスを維持するために、付加的な質量を、ブレード１０の基部１８の底面ほど低い下方に加えることもできる。
【００２３】
代替的な実施形態では、個別の新規のブレードシェルフ６４と新規のスクィーラ６２を溶接する代わりに、その一方又は両方を、付加製造法を使用して形成してもよい。例えば、新規のブレードシェルフ６４及び／又は新規のスクィーラ６２を形成するために、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）法又は選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）法を使用することができる。超合金以外の材料を使用する場合には、従来のＳＬＭ及びＳＬＳ法を使用することができる。基板が超合金である実施形態では、参照によりその全内容が本明細書に援用されるブルック他による米国特許第２０１３／０１４０２７８号明細書に記載されているように、粉末材料は、超合金金属粉末とフラックスとを含んでいてよい。このような形式で超合金をクラッディングできることにより、新規のブレードシェルフ６４及び新規のスクィーラ６２を、表面５０と同じ材料から形成することができる。これにより、延性のある根元部通路の必要性を減じることができる。最大の再配置距離５２は、新規のブレードシェルフ６４及び新規のスクィーラ６２に使用される材料の構造的作用により影響を受ける。従って、より大きな構造的強度を提供する超合金材料を使用することで、最大の再配置距離５２を増大させることができる。
【００２４】
図４には、ロータ軸９２と、ブレードディスク９４と、ブレード９６と、ブレード１０と、を含むロータ装置９０が概略的に示されている。ロータ装置９０は、回転軸線９８を中心として回転する。元のブレードシェルフ１６を備えたブレード１０の元のＣＯＭ１００は、元のＣＯＭ半径線８２上に位置する元の半径１０２を規定する。回転軸線９８を中心として回転する際に、元のＣＯＭ１００は、元の半径１０２を有する元の円１０４を規定する。新規のブレードシェルフ６４と加えられた質量とを備えたブレード１０（最終的なブレード）の新規のＣＯＭ１０６は、元のＣＯＭ半径線８２上に位置する新規の半径１０８を規定する。回転軸線９８を中心として回転する際に、新規のＣＯＭ１０６は、新規の半径１０８を有する新規の円１１０を規定する。
【００２５】
説明を簡略にするために、この実施形態におけるロータ装置９０の動的バランスは、ブレード１０と、ブレード１０から１８０度の位置でブレードディスク９４上に配置された等しい質量の対向ブレード１１２との作用（回転運動量）によって決定されるものとする。対向ブレード１１２は、回転軸線９８から、元の半径１０２と等しい対向ブレード半径１１６のところに配置された対向ブレードＣＯＭ１１４によって特徴付けることができる。従って、元のＣＯＭ１００と対向ブレードＣＯＭ１１４とは両方とも、元の円に沿って回転する。ブレードディスク９４は、ブレード１０にブレード向心力１２０を作用させ、対向ブレード１１２に対向ブレード向心力１２２を作用させる。向心力は、ブレードの質量と、元の半径１０２の大きさとに比例する。この実施形態では、ブレード１０の質量及び対向ブレードＣＯＭ１１４は等しく、元の半径１０２と対向ブレード半径１１６も等しいので、ロータ装置９０の動的バランスが確立される。
【００２６】
新規のＣＯＭ１０６の新規の半径１０８は、元の半径１０２よりも短い。向心力は、半径の大きさに比例するので、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０の質量が、所定の量の付加的な質量によって増大されなかった場合には、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０を位置保持するために必要な向心力は、元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０を保持するために必要な向心力よりも少なくなる。その結果、対向ブレード向心力１２２が、ブレード向心力１２０よりも大きくなり、これによりロータ装置９０の動的バランスがとれなくなる。向心力は、元の半径１０２の大きさだけでなく、ブレードの質量にも比例するので、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０の質量を付加的な質量によって増大させることは、ブレード向心力１２０を増大させる。ブレード向心力１２０と対向ブレード向心力１２２との間の平衡を回復させるために、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０に十分な付加的な質量を加えることができ、これによりロータ装置９０の動的バランスが回復される。
【００２７】
動的バランスをとることは、このような実施形態の説明よりも著しく複雑であり得る。しかしながら、ここで適用した同じ原理を、より複雑な３次元のバランスにおいても適用することができる。動的バランスに影響を与える他のいかなる変更もロータ装置９０に与えられなかった場合など、ロータ装置９０の動的バランスを回復するために、３次元のどの次元においても新規のＣＯＭ１０６の位置を動かすことができる。代替的に、元の動的バランスを変更させる別の変更が与えられているロータ装置９０において動的バランスを確立するために、３次元のどの次元においても新規のＣＯＭ１０６の位置を動かすことができる。後者の場合の例としては、整備の一環で元のブレードシェルフ１６を有するブレード１０が再び取り付けられた際に動的バランスが達成されない場合には、ロータ装置９０に変更が加えられているだろう。このような場合には、動的バランスが再び確立されなければならず、新規のブレードシェルフ６４と付加的な質量を有するブレード１０は、ロータ装置９０の動的バランスを再び確立するための最終的な調整要素として使用することができる。同様に、新規のブレードシェルフ６４を有するブレード１０に加えられる質量の量は、ロータ装置９０の動的バランスを回復又は再確立するために調整することができる。
【００２８】
以上のことから、以前は修理できなかった構成要素の修理を可能にするブレードの修理方法が本願発明者らにより発明されたことがわかる。従って、これは当該技術分野において改善を示す。
【００２９】
本発明の様々な実施の形態が本明細書中で図示及び説明されているが、これらの実施の形態は単に例として提供されていることが明らかになるであろう。本明細書における本発明から逸脱することなく、多数の改変、変更及び代用を行うことができる。従って、本発明は、添付の請求項の思想及び範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【図１−２】
2017531120.tif 000003
【図３】
2017531120.tif 000004
【図４】
2017531120.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月17日(2017.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンブレード（１０）の元のブレードシェルフ（１６）を、該元のブレードシェルフよりも前記ブレードの基部（１８）のより近くに配置される新規のブレードシェルフ（６４）に交換するステップと、
前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量が、前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量よりも大きくなるまで、前記ブレードに質量を付加するステップと、
ロータ装置の動的バランスに対して、前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードによる作用と同じ作用を前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードによって維持するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記新規のブレードシェルフを付加製造法によって形成するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記付加製造法の際に、前記ブレードの層を形成するために、超合金粉末及び粉末状フラックスを含む粉末材料全体にわたってエネルギビームを通過させるステップをさらに含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
ガスタービンエンジンブレードから元のブレードシェルフを除去するステップと、
該元のブレードシェルフよりも前記ブレードの基部のより近くで前記ブレードに新規のブレードシェルフを固定するステップと、
前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量よりも、前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量が大きくなるように該質量を増大させるステップと、
を含む方法。
【請求項５】
前記ガスタービンエンジン内での作動時に前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードに加えられる向心力が、同じ条件下にある前記ガスタービンエンジン内での作動時に前記元のブレードシェルフを有する前記ブレードに加えられる向心力と同じになるまで、前記新規のブレードシェルフを有する前記ブレードの質量を増加させるステップをさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
元のスクィーラ（１４）を新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記ブレードの前記新規のスクィーラに前記質量を付加する、請求項１又は４記載の方法。
【請求項７】
元のスクィーラ境界面（３８）サイズと同じ境界面サイズに適合させるように、前記新規のスクィーラを先細りさせるステップをさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
元のスクィーラを新規のスクィーラに交換するステップをさらに含み、前記元のスクィーラを形成した材料とは異なる材料で前記新規のスクィーラを形成する、請求項１又は４記載の方法。
【請求項９】
前記新規のブレードシェルフに質量を付加するステップをさらに含む、請求項１又は４記載の方法。
【請求項１０】
前記ブレードに、プレキャストされた新規のブレードシェルフを溶接するステップをさらに含む、請求項１又は４記載の方法。
【国際調査報告】
2017531120.tif 000006
2017531120.tif 000007