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公開番号2025022919
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2024200823,2023532347
出願日2024-11-18,2020-12-08
発明の名称オーバーハング部を有する部品の形成又は補修方法、及び関連するターボ機械部品
出願人ゼネラルエレクトリックテクノロジーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,General Electric Technology GmbH
代理人個人,個人,個人
主分類F01D 25/00 20060101AFI20250206BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】オーバーハング部を有する部品の形成又は補修する。関連するターボ機械ブレードを提供する。
【解決手段】オーバーハング部を有する部品を形成又は修理する際に、部分を除去し、部分にセクションを追加する。セクションは、オーバーハング部を含む。追加することは、部品に少なくとも複数の材料層を順次積層することを含み、少なくとも複数の材料層は、オーバーハング部を含むセクションの寸法を近似する。順次積層は、例えば、レーザ溶接を含んでもよく、オーバーハング部内に変化した層を形成する多くの方法で実施されてもよい。方法は、少なくとも1つの複数の材料層を機械加工して、オーバーハング部を含むセクションを形成することを含み得る。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
第１の側面、第２の側面及び長手方向軸を有する本体と、
本体の第１の側面及び第２の側面の少なくとも一方からオーバーハング状に延びるオーバーハング部と、
を備え
オーバーハング部の少なくとも一部は、複数の材料層を含み、各材料層は、本体の長手方向軸に対して垂直な角度で延びる、ターボ機械部品。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
本体は、第１の金属を含み、複数の材料層は、第１の金属とは異なる第２の金属を含む、請求項１に記載のターボ機械部品。
【請求項３】
複数の材料層は、第１の金属を含む少なくとも１つの第１の材料層と、第１の金属とは異なる第２の金属を含む少なくとも１つの第２の材料層とを含む、請求項１又は２に記載のターボ機械部品。
【請求項４】
複数の材料層の各層は、一連の溶接ビードを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載のターボ機械部品。
【請求項５】
複数の材料層の少なくとも１つの第１の材料層のための一連の溶接ビードは、複数の材料層の少なくとも１つの第２の材料層のための一連の溶接ビードに対して非平行角度である、請求項４に記載のターボ機械部品。
【請求項６】
オーバーハング部は、本体の床面（から延びており、複数の材料層は、床面からオーバーハング部の外面に延びるオーバーハング部の最大半分に配置される、請求項１乃至３のいずれかに記載のターボ機械部品。
【請求項７】
本体がターボ機械ブレードのエアフォイルを含み、オーバーハング部が、エアフォイルの第１の側及び第２の側の一方から延びるフレア状の先端レールを含み、エアフォイルから延びる半径方向に延びる先端レールをさらに含み、オーバーハング部の半径方向に向く外面がターボ機械の軸に平行である、請求項１に記載のターボ機械部品。
【請求項８】
請求項１に記載のターボ機械部品を含むガスタービン。
【請求項９】
第１の側面と第２の側面を有する本体と、
本体の第１の側面及び第２の側面の少なくとも一方からオーバーハング状に延びるオーバーハング部とを備え、
オーバーハング部の少なくとも一部は、第１の方向に延びる第１の複数の材料層と、第１の複数の材料層の第１の方向に対して非平面方向で第２の方向に延びる第２の複数の材料層とを含む、ターボ機械部品。
【請求項１０】
本体が第１の金属を含み、第１及び第２の複数の材料層の少なくとも１つが、第１の金属とは異なる第２の金属を含む、請求項９に記載のターボ機械部品。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、部品の製造及び修理に関し、より詳細には、オーバーハング部を有するターボ機械ブレードなどのターボ機械部品を形成又は修理する方法に関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
工業用部品には、部品の他の部分からオーバーハングした（overhang：はみ出した）部分がある場合がある。オーバーハングした部分（はみ出した部分：overhung sections）は、形成中に追加したり、使用期間後に修理したりする必要がある場合がある。１つの例示的な用途は、ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ（スケネクタディ、ニューヨーク州）から入手可能なものなどのターボ機械ブレード（ターボマシンブレード：turbomachine blades）のフレア先端を含む。フレア先端ターボ機械ブレードは、前縁及び後縁に沿って結合された圧力側（正圧側：pressure side）及び吸引側（負圧側：suction side）を有するエアフォイル（翼形体：airfoil）を含む。フレア先端（フレアチップ：flared tip）は、エアフォイルの半径方向外側の端部に結合され、エアフォイルの圧力側及び／又は吸引側を越えて、すなわち、ターボ機械の軸を基準として、周方向に延びることができる。従来の非フレア型ターボ機械ブレードは、例えば、鋳造又は添加剤製造（casting or additive manufacture）を使用して、垂直方向又は半径方向に材料を二次元的に積み上げる必要がある。フレア先端ターボブレードの製造では、円周方向と半径方向の両方に材料を追加する。フレア先端ターボ機械ブレードの修理は現在不可能であるため、交換される。他のターボ機械高温ガス経路部品や他の工業部品にも、オーバーハング部を持つものがあり、同様の状況である。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一態様は、ターボ機械部品を提供する。ターボ機械部品は、第１の側面、第２の側面、及び長手方向軸を有する本体と、本体の第１の側面及び第２の側面の少なくとも一方からオーバーハング状に延びるオーバーハング部と、を備える。オーバーハング部の少なくとも一部が複数の材料層を含み、各材料層が本体の長手方向軸に対して鋭角に延びる。
【０００４】
本開示の別の側面は、方法に関し、部品にセクションを追加することであって、セクションはオーバーハング部を含み、追加することは、部品の表面上に複数の材料層を順次積層することを含み、複数の材料層はオーバーハング部を含むセクションの寸法を近似する。方法は、複数の材料層を機械加工してオーバーハング部を含むセクションを形成することを含む。
【０００５】
本開示の一側面は、部品上にオーバーハング部を形成する方法に関し、この方法は、部品上に表面を形成することを含む。表面は、オーバーハング部の目標外側平坦面（target outer planar surface）に対して垂直でも平行でもない角度にある。方法は、部品上に複数の材料層を順次積層することを含み、複数の材料層はオーバーハング部の寸法に近似する。方法は、複数の材料層を機械加工してオーバーハング部及び目標外側平坦面を形成することを含み、目標外側平坦面は複数の材料層に対して角度がある。
【０００６】
本開示の一態様は、ターボ機械部品を提供する。ターボ機械部品は、第１の側面、第２の側面、及び長手方向軸を有する本体と、本体の第１の側面及び第２の側面の少なくとも一方からオーバーハング状に延びるオーバーハング部と、を備える。オーバーハング部の少なくとも一部が複数の材料層を含み、各材料層が本体の長手方向軸に対して直角に延びている。
【０００７】
本開示の別の態様は、ターボ機械部品を提供する。ターボ機械部品は、第１の側面及び第２の側面を有する本体と、本体の第１の側面及び第２の側面の少なくとも一方からオーバーハング状に延びるオーバーハング部と、を備える。オーバーハング部の少なくとも一部は、第１の方向に延びる第１の複数の材料層と、第１の複数の材料層の第１の方向に対する非平面方向で第２の方向に延びる第２の複数の材料層と、を含む。
【０００８】
本開示の一側面は、方法に関し、部品にセクションを追加することを含む。該セクションはオーバーハング部を含み、追加することは、第１の方向に延びる部品上に第１の複数の材料層を順次積層することと、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる部品上に第２の複数の材料層を順次積層することとを含む。第２の複数の材料層は第１の複数の材料層と会合し、第１の複数の材料層及び第２の複数の材料層は、まとめてオーバーハング部を含むセクションの寸法を近似し、互いに対して非平面である。方法は、第１の複数の材料層及び第２の複数の材料層を機械加工してアップハング部を含むセクションを形成することを含む。
【０００９】
本開示の例示的な態様は、本明細書に記載された問題及び／又は議論されていない他の問題を解決するために設計されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示のこれら及び他の特徴は、本開示の様々な実施形態を描く添付図面と併せて取られる本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から、より容易に理解されるであろう。
本開示の実施形態による、フレア先端レールなどのオーバーハング部を有するターボ機械部品を含むガスタービンの形態における例示的な産業用途の概略図である。
図１のガスタービンのコンプレッサ部の断面図である。
は、図１のガスタービンのタービン部の断面図である。
フレア状の先端レールを有するタービンロータブレードの形態の例示的なターボ機械部品の透視図である。
取り外すべき部分と意図された取り外し線とを含むフレア先端レールの形態の例示的なオーバーハング部の断面図である。
図５の部分を除去して、新しいオーバーハング部を構築するための表面を作成した後の部品の断面図である。
部品の表面に複数の材料層を順次積層していく様子を示す断面図である。
複数の材料層がそれぞれ一連の溶接ビードで構成されている様子を示す拡大断面図である。
異なる方向に延びる２層の材料の一連の溶接ビードを示す模式的な平面図である。
図７の部分を機械加工して新たなオーバーハング部を形成する様子を示す断面図である。
フレア先端レール形状のオーバーハング部の、取り外し対象部分と取り外し予定ラインとを含む断面図である。
図１１の部分を除去し、部品を回転させて、新しいオーバーハング部を構築するための表面を作成した後の部品の断面図である。
実質的に水平な位置で、図１２の部品の表面に複数の材料層を順次積層する断面図である。
図１３Ａとは異なる回転角度で、表面に複数の材料層を順次積層していく様子を示す断面図である。
図１３Ａ－Ｂの部分を機械加工して新たなオーバーハング部を形成する様子を示す断面図として示している。
図６の部品の第１面に第１方向の複数の材料層を順次積層している様子を示す断面図である。
図６の部分を除去し、任意に、新しいオーバーハング部を構築するための２つの表面を作成した後の部品の断面図である。
部品を回転させ、第１の複数の材料層を積層した後の部品の断面図である。
部品の第２の表面に第２の方向に第２の複数の材料層を順次積層する様子を示す断面図である。
部品の第２の表面に第２の方向に第２の複数の材料層を順次積層する様子を示す断面図である。
部品の回転の間に部品上に第１及び第２の複数の材料層を順次積層することを繰り返した後の部品の断面図である。
複数の材料層を部品に非直角に順次積層していく様子を示す断面図である。
複数の材料層を部品に非直角に順次積層していく様子を示す断面図である。
部品の第１の表面に第１の方向に第１の複数の材料層を順次積層し、段差のある拡張部を形成する断面図である。
図１９の部品を回転させた後の断面図である。
図２０の部品の第２面に第２方向の複数の材料層を順次積層していく様子を示す断面図である。
図２１の部分を機械加工して新たなオーバーハング部を形成する様子を示す断面図として示す。
除去されるべき部分及び意図された除去ラインを含む二重フレア先端レールの形態の例示的な部分における一対のオーバーハング部の断面図である。
内側に延びる二重フレア先端レールの形態の例示的なオーバーハング部を示す断面図である。
一部が除去され、その部分が所定の角度だけ回転して傾斜した構築面を形成するフレア先端レールの形態の例示的なオーバーハング部の断面図である。
部品の傾斜面に複数の材料層を順次積層していく様子を示す断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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