ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置
【課題】本発明の実施形態は、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置を提供することができる。
【解決手段】１つの実施形態では、基部と１対のダブテール壁間の少なくとも１つのダブテールスロットとを含むことができる、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法を提供する。本方法は、ロータディスクの基部上で１以上の割れを識別するステップと、ロータディスクの基部上に１以上のフィレットを形成することによって１以上の割れを除去するステップとを含むことができる。さらに、本方法は、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間でロータディスクの基部上に１以上の円錐状切込みを設けるステップを含むことができる。
【解決手段】１つの実施形態では、基部と１対のダブテール壁間の少なくとも１つのダブテールスロットとを含むことができる、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法を提供する。本方法は、ロータディスクの基部上で１以上の割れを識別するステップと、ロータディスクの基部上に１以上のフィレットを形成することによって１以上の割れを除去するステップとを含むことができる。さらに、本方法は、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間でロータディスクの基部上に１以上の円錐状切込みを設けるステップを含むことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンに関し、より具体的には、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガスタービンの圧縮機ロータホイール組立体は、ロータディスクと複数のロータブレードとを含むことができる。ロータディスクには、その周辺部の周りに複数のダブテールスロットを設けることができ、また複数のロータブレードの各々には、ダブテールが設けられる。複数のロータブレードの各々のダブテールは、ロータディスクの複数のダブテールスロットの１つに軸方向に挿入して、圧縮機ロータホイール組立体を完成することができる。幾つかの事例では、そのような圧縮機ロータホイール組立体の用途は、ガスタービンに限定されない。圧縮機ロータホイール組立体はまた、その他の発電用途及び推力発生用途においても使用することができる。
【０００３】
前方側及び後方側は、ガスタービン内にロータディスクを据付けた後に、作動流体の流れの方向に従って定めることができる。ガスタービン内における作動流体は、ロータディスクの前方側から流入しかつ該ロータディスクの後方側から流出することができる。さらに、ロータディスクの複数のダブテールスロットの各々は、１対のダブテール壁とロータディスクの基部とを含むことができる。複数のダブテールスロットの各々は、ロータディスクの前方側及び後方側において該ロータディスクの基部上に設置された複数の鋭角コーナ部を含むことができる。
【０００４】
運転状態の間に、ロータディスクの高い回転速度及び／又は熱勾配により、複数の鋭角コーナ部は高い接線方向及び半径方向応力を受ける可能性があり、これが、複数のダブテールスロットの複数の鋭角コーナ部において１以上の割れの発生開始を引き起こすおそれがある。さらに、各割れは、ロータディスクが作動状態にある時に増大する可能性がある。
【０００５】
ガスタービン用のロータディスクを補修する従来の方法は、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも小さい長さを有する割れに関連している。しかしながら、割れの長さが約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きい場合には、なんらの補修選択肢も規定されておらず、ロータディスクは廃棄されることになる。
【０００６】
ロータディスクの廃棄は、関連するタービンを分解しかつ該ロータディスクを取外すのに必要な運転停止及び／又は整備時間のために、ガスタービンの運転コストを直接的に増大させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の事実に鑑みて、約０．１インチよりも大きい長さをもつ１以上の割れを有するロータディスクの補修方法に対する必要性が存在する。さらに、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の必要性の一部又は全ては、本発明の実施形態によって対処することができる。本発明の実施形態は、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置を提供することができる。１つの実施形態では、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法を提供し、ここで、ロータディスクは、基部と１対のダブテール壁間の少なくとも１つのダブテールスロットとを含むことができる。この実施形態では、ロータディスクの基部上で、１以上の割れを識別することができる。識別した１以上の割れは、除去することができ、またロータディスクの基部上には、１以上のフィレットを形成することができる。さらに、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間でロータディスクの基部上に、１以上の円錐状切込みを設けることができる。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、ガスタービンにおいてロータディスクの再使用を可能にする方法を提供する。本方法は、ロータディスクの基部上で約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内の長さを有する１以上の割れを識別するステップを含むことができる。識別した１以上の割れは、ロータディスクの基部から除去することができ、基部上に１以上のフィレットを形成することができる。基部上に形成する１以上のフィレットの半径は、約０．１インチ（２．５ｍｍ）とすることができる。さらに、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間に、約０．５よりも小さいρ値（投影判別値とも呼ばれる）を有する１以上の円錐状切込みを設けることができる。１以上の円錐状切込みの深さは、約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）とすることができ、また１以上の円錐状切込みの対応する長さは、その寸法を約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）とすることができる。
【００１０】
本発明の別の実施形態では、ガスタービン用のロータディスクを補修する装置を提供することができ、ここで、ロータディスクは、基部と１対のダブテール壁間の少なくとも１つのダブテールスロットとを含むことができる。本装置は、基部上に１以上のフィレットを含むことができ、ここで、１以上の割れがロータディスクの基部から除去される。さらに、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間でロータディスク上に、１以上の円錐状切込みを設けることができ、ここで、１以上の円錐状切込みは、約０．５よりも小さいρ値を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガスタービンの例示的なロータディスクの一部分を示す図。
【図２】図１のロータディスクの少なくとも１つのダブテールスロット及び該少なくとも１つのダブテールスロットの基部における１以上の例示的な割れを示す例示的な図。
【図３Ａ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｄ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｅ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図４Ａ】本発明の実施形態による、ロータディスクの少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間に設けられた１以上の円錐状切込みの例示的なジオメトリを示す図。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、ロータディスクの少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間に設けられた１以上の円錐状切込みの例示的なジオメトリを示す図。
【図５】本発明の実施形態による、ロータディスクを補修する例示的な方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、実施例として添付図面を参照しながら、本発明の実施形態についてより詳細に説明する。
【００１３】
図１は、ガスタービンの例示的なロータディスク１００の一部分を示している。ロータディスク１００は、基部１０２と、ロータブレードを取付けるための少なくとも１つのダブテールスロット１０４とを含む。一般的には、ロータディスクは、複数のロータブレードつまりロータブレードのアレイを含む。ロータブレードには、それぞれのダブテールが設けられ、ダブテールは、軸方向に少なくとも１つのダブテールスロット１０４内に挿入して、ロータブレードをロータディスク１００内に固定することができる。ガスタービンの運転の間に、ロータディスク１００は、軸方向線１０６の周りで回転することができる。さらに、ロータディスク１００は、前方側１１２と後方側とを含むことができる。本発明の１つの態様では、圧縮機ロータホイール組立体内の作動流体は、ロータディスク１００の前方側１１２から関連するロータブレードのアレイに流入し、かつロータディスク１００の後方側で該アレイから流出することができる。
【００１４】
本発明の実施形態では、ロータディスク１００は、ガスタービンの圧縮機ロータホイール組立体内で使用することができる。しかしながら、ロータディスク１００の用途は、ガスタービンの圧縮機ロータホイール組立体に限定されるものではなく、発電及び推力発生のようなその他の用途にも使用することができる。
【００１５】
図２は、図１に示すロータディスク１００の少なくとも１つのダブテールスロット１０４の例示的な図である。ロータディスク１００のダブテールスロット１０４の各々は、１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂを含むことができる。図２には、ロータディスク１００の基部１０２の一部分を見ることができ、ここでは、基部１０２は、幅２０４と深さ２０５とを含むことができる。従ってダブテールスロット１０４の各々は、まとめて基部１０２と呼ぶことができる底面部分を含むことができる。さらに、基部１０２は、ロータディスク１００の外周に沿って延びることができる。図２はまた、ダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂの各対がそこで基部１０２と出会うことができる、前方側１１２及び後方側に形成された複数の鋭角コーナ部２０６を示している。
【００１６】
ロータディスク１００の作動中に、複数の鋭角コーナ部２０６は、高い接線方向及び半径方向応力を受ける可能性があり、これにより、１以上の割れ２０８が生じるおそれがある。割れ２０８は、ロータディスク１００の一定の運転サイクル数（運転の間の始動及び／又は回転）の後に現れる可能性がある。その後に割れ２０８が現れ始める可能性がある運転サイクル数は、割れ発生開始寿命として知られている。割れ発生開始寿命後に、割れ２０８の長さＣは、運転サイクル数と共に連続的に増大する可能性があり、従って割れ２０８の長さＣは、割れ発生開始寿命後かつ割れ２０８を識別するためのロータディスク１００の検査前に行われた運転サイクル数に応じて決まるか、又は少なくとも部分的にこの運転サイクル数に基づいたものとなる可能性がある。幾つかの事例では、割れ２０８の長さＣは、上向き、側方及び下向きを含む１以上の方向に延びる可能性がある。
【００１７】
図３Ａ〜図３Ｅは、１以上のフィレット３０２と１以上の円錐状切込み３０４とを備えたダブテールスロット１０４の例示的な図である。図３Ｅは、少なくとも１つのフィレット３０２の半径ΦＲと軸方向に延びる深さＬ１とを示している。図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄは、１以上のフィレット３０２及び１以上の円錐状切込み３０４の例示的な形状を示すために異なる角度で取った少なくとも１つのダブテールスロット１０４の例示的な図である。
【００１８】
本発明の実施形態では、１以上の割れ２０８を有するロータディスク１００を補修する方法を提供する。本発明の１つの態様では、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２の複数の鋭角コーナ部２０６上で識別することができる。さらに、割れ２０８の長さＣは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）よりも小さいか又はそうではなく約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内にすることができる。「約０．２５インチ（６．４ｍｍ）」という表現は、最大で約０．３０インチ（７．６ｍｍ）までの寸法を含むことを意図している。幾つかの事例では、割れ２０８の長さＣは、上向き、側方及び下向きを含む１以上の方向に延びる可能性がある。その後、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の前方側１１２において基部１０２の幅２０４及び／又は深さ２０５の一部分にわたって除去して、１以上のフィレット３０２を形成することができる。１以上のフィレット３０２は、ロータディスク１００の外周に沿って基部１０２の幅２０４及び／又は深さ２０５の一部分にわたって形成することができる。本発明の態様では、１以上のフィレット３０２は一般的に、丸味のある形状にすることができ、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成するステップは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）の半径ΦＲと約０．１インチ（２．５ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．４ｍｍ）の深さＬ１とを有する１以上のフィレット３０２を形成するステップを含むことができる。しかしながら、１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、これらの値に限定する必要はなく、該１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、本発明の実施形態により割れ２０８を除去するように、圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。さらに、１以上の円錐状切込み３０４は、ダブテールスロット１０４の１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間でロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２に設けることができる。本発明の態様では、１以上の円錐状切込み３０４は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２及び後方側の両方上に設けることができる。１以上の円錐状切込み３０４の例示的な形状は、図４Ａ及び図４Ｂに関して詳細に説明しかつ図示している。
【００１９】
次に図４Ａ〜図４Ｂを参照すると、本発明の実施形態によりロータディスク１００の少なくとも１つのダブテールスロット１０４の１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間に設けられた１以上の円錐状切込み３０４の例示的なジオメトリを示している。図４Ａは、１以上の円錐状切込み３０４の上面図を示し、また図４Ｂは、１以上の円錐状切込み３０４の例示的なジオメトリを示している。図４Ａはまた、１以上の円錐状切込み３０４の深さＤと長さＬとを示している。図４Ｂにおける実線は、円錐曲線４０２を表しており、円錐曲線４０２の両端点は、曲線スタートエッジ４０４及び曲線エンドエッジ４０６と呼ばれる。曲線スタートエッジ４０４及び曲線エンドエッジ４０６から始まるそれぞれの点線は、これらの点における接線を表しており、それら接線は、曲線アペックス４０８として知られる点において交わる。さらに、曲線スタートエッジ４０４と曲線エンドエッジ４０６とを結ぶ直線に沿う方向はｘ軸４１０と呼ばれ、またｘ軸４１０に対して垂直な方向はｙ軸４１２と呼ばれる。頂点４１６の距離Ｄ１は、ｙ軸４１２に沿ったｘ軸４１０からの該頂点４１６の距離として定義することができる。また、距離Ｄ２は、ｙ軸４１２に沿ったｘ軸４１０からの曲線アペックス４０８の距離として定義することができる。これらの定義した例示的なパラメータの場合では、投影判別値（projective discriminant）としても知られているρ値を、距離Ｄ２に対する距離Ｄ１の比率として定義することができる。ρ値は、円錐形状について定義することができ、その値を約０〜約１の範囲とすることができる。幾つかの事例では、ρ値は、その値が約０．５よりも小さい場合には楕円を意味し、その値が約０．５に等しい場合には放物線を意味し、またその値が約０．５よりも大きい場合には双曲線を意味することができる。他の実施形態では、ρ値は、その値を約０〜約１の範囲とすることができる。
【００２０】
本発明の態様では、１以上の円錐状切込み３０４を設けるステップは、約０．５よりも小さいρ値に対応する楕円形状又は同様な形状を有しかつ約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）の深さＤと約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）の長さＬとを維持する１以上の円錐状切込み３０４を設けるステップを含むことができる。
【００２１】
戻って図３Ａ〜図３Ｅを参照すると、本発明の別の実施形態は、１以上の割れ２０８を有するロータディスク１００を補修する方法を含むことができ、ここで、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２の複数の鋭角コーナ部２０６内に識別することができる。さらに、１以上の割れ２０８の長さＣは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内とすることができる。その後、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の前方側１１２の基部１０２の幅２０４及び／又は深さ２０５の一部分にわたって除去して、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成することができる。本発明の態様では、１以上のフィレットの半径ΦＲは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）とすることができ、また深さＬ１は、約０．２５インチ（６．４ｍｍ）とすることができる。１以上のフィレット３０２は、基部１０２の幅２０４又は深さ２０５の一部分にわたってかつロータディスク１００の外周に沿って形成することができる。
【００２２】
本発明の態様では、１以上のフィレット３０２は、丸味のある形状にすることができ、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成するステップは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）の半径ΦＲと約０．１インチ（２．５ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．４ｍｍ）の深さＬ１とを有する１以上のフィレット３０２を形成するステップを含むことができる。しかしながら、１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、これらの値に限定する必要はなく、該１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、本発明の実施形態により１以上の割れ２０８を除去するように、圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。
【００２３】
さらに、楕円形状を有する１以上の円錐状切込み３０４は、少なくとも１つのダブテールスロット１０４の１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間でロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２に設けることができる。本発明の態様では、１以上の円錐状切込み３０４は、約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）の深さＤと約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）の長さＬとを有することができる。発明の別の態様では、１以上の円錐状切込み３０４は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２及び後方側の両方上に設けることができる。本方法はさらに、ガスタービン内に補修済みロータディスクを据付けるステップを含むことができる。
【００２４】
図５は、本発明の実施形態による、ロータディスクを補修する例示的な方法を示している。図５に示す実施形態では、ガスタービンでの再使用のためにロータディスクを補修する方法５００を提供することができる。本方法５００は、ブロック５０２にて開始することができ、このブロック５０２では、ロータディスク１００の基部１０２上で１以上の割れ２０８を識別することができる。１以上の割れ２０８の長さＣは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内とすることができる。本発明の１つの態様では、割れは、ロータディスク１００の基部１０２の少なくとも前方側１１２又は後方側上で識別することができる。
【００２５】
ブロック５０２にはブロック５０４が続き、このブロック５０４では、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成して１以上の割れ２０８を除去することができる。
【００２６】
本発明の態様では、１以上のフィレット３０２は、基部１０２の幅２０４又は深さ２０５の一部分にわたってかつロータディスク１００の外周に沿って形成することができる。本発明の別の態様では、１以上のフィレット３０２は、丸味のある形状にすることができ、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成するステップは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）の半径ΦＲと約０．１インチ（２．５ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．４ｍｍ）の深さＬ１とを有する１以上のフィレット３０２を形成するステップを含むことができる。しかしながら、１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、これらの値に限定されるものではなく、該１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、本発明の実施形態により１以上の割れ２０８を除去するように、圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。
【００２７】
ブロック５０４にはブロック５０６が続き、このブロック５０６では、ロータディスク１００の少なくとも１つのダブテールスロット内で１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間に、１以上の円錐状切込み３０４を設けることができる。１以上の円錐状切込み３０４は、１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間でロータディスク１００の基部１０２の少なくとも後方側又は前方側１１２上に設けて、少なくとも１つのダブテールスロット１０４の複数の鋭角コーナ部２０６の一部又は全てにおける接線方向及び／又は半径方向応力の一部又は全てを緩和するのを可能にするか或いはそうではなくてそれらの一部又は全てを緩和させることができる。比較的高い応力値は、実用に供するロータディスク１００の寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。比較的低い応力値は、ロータディスク１００の寿命を延ばすことができる。割れ発生開始寿命は、ロータディスク１００の寿命の１つの尺度である。従って、応力の一部又は全てを緩和させることにより、ロータディスク１００の割れ発生開始寿命を改善することができ、１以上の割れ２０８を有する状態でのロータディスク１００の廃棄を回避すること又はそうではなくて最小にすることができる。
【００２８】
本発明の１つの態様では、１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間の１以上の円錐状切込み３０４は、約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）の深さＤと約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）の長さＬとを含むことができる。しかしながら、１以上の円錐状切込み３０４の深さＤ及び長さＬは、これらの値に限定されるものではなく、該１以上の円錐状切込み３０４の深さＤ及び長さＬは、本発明の実施形態により圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。１以上の円錐状切込み３０４のジオメトリを定めるために、投影判別値とも呼ばれるρ値を選択することができる。１以上の円錐状切込み３０４を設ける方法は、切込みの形状すなわちジオメトリのρ値（投影判別値）を約０．５よりも小さく維持し、それによって１以上の円錐状切込み３０４のジオメトリを楕円形状になるように制御するか或いはそうではなく決定するステップを含むことができる。
【００２９】
本方法５００は、ブロック５０６の後に終了する。他の実施形態では、例示的な方法は、より少ない又はより多い要素を含むことができ、それら要素は、上記と同様な順序で又は異なる順序で実行することができる。
【００３０】
本発明の実施形態では、１以上のフィレット３０２及び１以上の円錐状切込み３０４を有する補修済みロータディスクを再使用する方法を提供する。ロータディスク１００を補修するステップの後に、ロータディスク１００は、ガスタービン内に据付けることができる。幾つかの事例では、補修は、関連するガスタービンのサイトで行うことができ、従ってロータディスク１００の一部の又は全ての輸送コストを最少にすることができる。１以上の円錐状切込み３０４は、補修済みロータディスク１００内に設けることができ、これにより、運転状態又は低温始動状態の間における一部の又は全ての接線方向及び／又は半径方向応力を低減することができ、このことは次に、少なくとも１つのダブテールスロット１０４の複数の鋭角コーナ部２０６の一部又は全てにおける１以上の割れ２０８の割れ発生開始寿命を向上させることができる。ここに示した本発明の実施形態は、ガスタービンのロータディスクの補修方法に限定されるものではない。少なくとも１つのダブテールスロット１０４を備えたロータディスク１００に適用した補修方法の適用範囲は、発電及び推力発生を含む多くの同様なロータ装置に適用可能であることは、当業者には理解することができるであろう。本発明の態様は、複数のコーナ部に１以上の割れを有するロータディスクの廃棄を減少させることを含むことができる。さらに、本発明の実施形態による補修方法は、据付けサイト又は顧客サイトにおいて比較的容易に実施することができる。
【００３１】
以上の記述は、実施例を使用して本発明の様々な実施形態を説明している。本発明概念から逸脱することなく、上記の実施形態において変更を加えることができることは、当業者には分かるであろう。本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、全てのそのような変更を本出願の技術的範囲内のものとして保護することを意図している。
【符号の説明】
【００３２】
１００ ロータディスク
１０２ 基部
１０４ ダブテールスロット
１０６ 軸方向線
１１２ 前方側
２０２ａ、２０２ｂ ダブテール壁
２０４ 基部の幅
２０５ 基部の深さ
２０６ 鋭角コーナ部
２０８ 割れ
３０２ フィレット
３０４ 円錐状切込み
ΦＲ フィレットの半径
Ｌ１ フィレットの軸方向深さ
Ｄ 円錐状切込みの深さ
Ｌ 円錐状切込みの長さ
Ｃ 割れの長さ
４０２ 円錐曲線
４０４ 曲線スタートエッジ
４０６ 曲線エンドエッジ
４０８ 曲線アペックス
４１０ ｘ軸
４１２ ｙ軸
４１６ 頂点
Ｄ１ ｘ軸からの頂点の距離
Ｄ２ ｘ軸からの曲線アペックスの距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンに関し、より具体的には、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガスタービンの圧縮機ロータホイール組立体は、ロータディスクと複数のロータブレードとを含むことができる。ロータディスクには、その周辺部の周りに複数のダブテールスロットを設けることができ、また複数のロータブレードの各々には、ダブテールが設けられる。複数のロータブレードの各々のダブテールは、ロータディスクの複数のダブテールスロットの１つに軸方向に挿入して、圧縮機ロータホイール組立体を完成することができる。幾つかの事例では、そのような圧縮機ロータホイール組立体の用途は、ガスタービンに限定されない。圧縮機ロータホイール組立体はまた、その他の発電用途及び推力発生用途においても使用することができる。
【０００３】
前方側及び後方側は、ガスタービン内にロータディスクを据付けた後に、作動流体の流れの方向に従って定めることができる。ガスタービン内における作動流体は、ロータディスクの前方側から流入しかつ該ロータディスクの後方側から流出することができる。さらに、ロータディスクの複数のダブテールスロットの各々は、１対のダブテール壁とロータディスクの基部とを含むことができる。複数のダブテールスロットの各々は、ロータディスクの前方側及び後方側において該ロータディスクの基部上に設置された複数の鋭角コーナ部を含むことができる。
【０００４】
運転状態の間に、ロータディスクの高い回転速度及び／又は熱勾配により、複数の鋭角コーナ部は高い接線方向及び半径方向応力を受ける可能性があり、これが、複数のダブテールスロットの複数の鋭角コーナ部において１以上の割れの発生開始を引き起こすおそれがある。さらに、各割れは、ロータディスクが作動状態にある時に増大する可能性がある。
【０００５】
ガスタービン用のロータディスクを補修する従来の方法は、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも小さい長さを有する割れに関連している。しかしながら、割れの長さが約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きい場合には、なんらの補修選択肢も規定されておらず、ロータディスクは廃棄されることになる。
【０００６】
ロータディスクの廃棄は、関連するタービンを分解しかつ該ロータディスクを取外すのに必要な運転停止及び／又は整備時間のために、ガスタービンの運転コストを直接的に増大させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の事実に鑑みて、約０．１インチよりも大きい長さをもつ１以上の割れを有するロータディスクの補修方法に対する必要性が存在する。さらに、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の必要性の一部又は全ては、本発明の実施形態によって対処することができる。本発明の実施形態は、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法及び装置を提供することができる。１つの実施形態では、ガスタービン用のロータディスクを補修する方法を提供し、ここで、ロータディスクは、基部と１対のダブテール壁間の少なくとも１つのダブテールスロットとを含むことができる。この実施形態では、ロータディスクの基部上で、１以上の割れを識別することができる。識別した１以上の割れは、除去することができ、またロータディスクの基部上には、１以上のフィレットを形成することができる。さらに、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間でロータディスクの基部上に、１以上の円錐状切込みを設けることができる。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、ガスタービンにおいてロータディスクの再使用を可能にする方法を提供する。本方法は、ロータディスクの基部上で約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内の長さを有する１以上の割れを識別するステップを含むことができる。識別した１以上の割れは、ロータディスクの基部から除去することができ、基部上に１以上のフィレットを形成することができる。基部上に形成する１以上のフィレットの半径は、約０．１インチ（２．５ｍｍ）とすることができる。さらに、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間に、約０．５よりも小さいρ値（投影判別値とも呼ばれる）を有する１以上の円錐状切込みを設けることができる。１以上の円錐状切込みの深さは、約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）とすることができ、また１以上の円錐状切込みの対応する長さは、その寸法を約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）とすることができる。
【００１０】
本発明の別の実施形態では、ガスタービン用のロータディスクを補修する装置を提供することができ、ここで、ロータディスクは、基部と１対のダブテール壁間の少なくとも１つのダブテールスロットとを含むことができる。本装置は、基部上に１以上のフィレットを含むことができ、ここで、１以上の割れがロータディスクの基部から除去される。さらに、少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間でロータディスク上に、１以上の円錐状切込みを設けることができ、ここで、１以上の円錐状切込みは、約０．５よりも小さいρ値を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガスタービンの例示的なロータディスクの一部分を示す図。
【図２】図１のロータディスクの少なくとも１つのダブテールスロット及び該少なくとも１つのダブテールスロットの基部における１以上の例示的な割れを示す例示的な図。
【図３Ａ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｄ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図３Ｅ】本発明の実施形態による、ロータディスク上に１以上のフィレット及び１以上の円錐状切込みを有する少なくとも１つのダブテールスロットの例示的な図。
【図４Ａ】本発明の実施形態による、ロータディスクの少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間に設けられた１以上の円錐状切込みの例示的なジオメトリを示す図。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、ロータディスクの少なくとも１つのダブテールスロットの１対のダブテール壁間に設けられた１以上の円錐状切込みの例示的なジオメトリを示す図。
【図５】本発明の実施形態による、ロータディスクを補修する例示的な方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、実施例として添付図面を参照しながら、本発明の実施形態についてより詳細に説明する。
【００１３】
図１は、ガスタービンの例示的なロータディスク１００の一部分を示している。ロータディスク１００は、基部１０２と、ロータブレードを取付けるための少なくとも１つのダブテールスロット１０４とを含む。一般的には、ロータディスクは、複数のロータブレードつまりロータブレードのアレイを含む。ロータブレードには、それぞれのダブテールが設けられ、ダブテールは、軸方向に少なくとも１つのダブテールスロット１０４内に挿入して、ロータブレードをロータディスク１００内に固定することができる。ガスタービンの運転の間に、ロータディスク１００は、軸方向線１０６の周りで回転することができる。さらに、ロータディスク１００は、前方側１１２と後方側とを含むことができる。本発明の１つの態様では、圧縮機ロータホイール組立体内の作動流体は、ロータディスク１００の前方側１１２から関連するロータブレードのアレイに流入し、かつロータディスク１００の後方側で該アレイから流出することができる。
【００１４】
本発明の実施形態では、ロータディスク１００は、ガスタービンの圧縮機ロータホイール組立体内で使用することができる。しかしながら、ロータディスク１００の用途は、ガスタービンの圧縮機ロータホイール組立体に限定されるものではなく、発電及び推力発生のようなその他の用途にも使用することができる。
【００１５】
図２は、図１に示すロータディスク１００の少なくとも１つのダブテールスロット１０４の例示的な図である。ロータディスク１００のダブテールスロット１０４の各々は、１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂを含むことができる。図２には、ロータディスク１００の基部１０２の一部分を見ることができ、ここでは、基部１０２は、幅２０４と深さ２０５とを含むことができる。従ってダブテールスロット１０４の各々は、まとめて基部１０２と呼ぶことができる底面部分を含むことができる。さらに、基部１０２は、ロータディスク１００の外周に沿って延びることができる。図２はまた、ダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂの各対がそこで基部１０２と出会うことができる、前方側１１２及び後方側に形成された複数の鋭角コーナ部２０６を示している。
【００１６】
ロータディスク１００の作動中に、複数の鋭角コーナ部２０６は、高い接線方向及び半径方向応力を受ける可能性があり、これにより、１以上の割れ２０８が生じるおそれがある。割れ２０８は、ロータディスク１００の一定の運転サイクル数（運転の間の始動及び／又は回転）の後に現れる可能性がある。その後に割れ２０８が現れ始める可能性がある運転サイクル数は、割れ発生開始寿命として知られている。割れ発生開始寿命後に、割れ２０８の長さＣは、運転サイクル数と共に連続的に増大する可能性があり、従って割れ２０８の長さＣは、割れ発生開始寿命後かつ割れ２０８を識別するためのロータディスク１００の検査前に行われた運転サイクル数に応じて決まるか、又は少なくとも部分的にこの運転サイクル数に基づいたものとなる可能性がある。幾つかの事例では、割れ２０８の長さＣは、上向き、側方及び下向きを含む１以上の方向に延びる可能性がある。
【００１７】
図３Ａ〜図３Ｅは、１以上のフィレット３０２と１以上の円錐状切込み３０４とを備えたダブテールスロット１０４の例示的な図である。図３Ｅは、少なくとも１つのフィレット３０２の半径ΦＲと軸方向に延びる深さＬ１とを示している。図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄは、１以上のフィレット３０２及び１以上の円錐状切込み３０４の例示的な形状を示すために異なる角度で取った少なくとも１つのダブテールスロット１０４の例示的な図である。
【００１８】
本発明の実施形態では、１以上の割れ２０８を有するロータディスク１００を補修する方法を提供する。本発明の１つの態様では、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２の複数の鋭角コーナ部２０６上で識別することができる。さらに、割れ２０８の長さＣは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）よりも小さいか又はそうではなく約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内にすることができる。「約０．２５インチ（６．４ｍｍ）」という表現は、最大で約０．３０インチ（７．６ｍｍ）までの寸法を含むことを意図している。幾つかの事例では、割れ２０８の長さＣは、上向き、側方及び下向きを含む１以上の方向に延びる可能性がある。その後、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の前方側１１２において基部１０２の幅２０４及び／又は深さ２０５の一部分にわたって除去して、１以上のフィレット３０２を形成することができる。１以上のフィレット３０２は、ロータディスク１００の外周に沿って基部１０２の幅２０４及び／又は深さ２０５の一部分にわたって形成することができる。本発明の態様では、１以上のフィレット３０２は一般的に、丸味のある形状にすることができ、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成するステップは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）の半径ΦＲと約０．１インチ（２．５ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．４ｍｍ）の深さＬ１とを有する１以上のフィレット３０２を形成するステップを含むことができる。しかしながら、１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、これらの値に限定する必要はなく、該１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、本発明の実施形態により割れ２０８を除去するように、圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。さらに、１以上の円錐状切込み３０４は、ダブテールスロット１０４の１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間でロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２に設けることができる。本発明の態様では、１以上の円錐状切込み３０４は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２及び後方側の両方上に設けることができる。１以上の円錐状切込み３０４の例示的な形状は、図４Ａ及び図４Ｂに関して詳細に説明しかつ図示している。
【００１９】
次に図４Ａ〜図４Ｂを参照すると、本発明の実施形態によりロータディスク１００の少なくとも１つのダブテールスロット１０４の１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間に設けられた１以上の円錐状切込み３０４の例示的なジオメトリを示している。図４Ａは、１以上の円錐状切込み３０４の上面図を示し、また図４Ｂは、１以上の円錐状切込み３０４の例示的なジオメトリを示している。図４Ａはまた、１以上の円錐状切込み３０４の深さＤと長さＬとを示している。図４Ｂにおける実線は、円錐曲線４０２を表しており、円錐曲線４０２の両端点は、曲線スタートエッジ４０４及び曲線エンドエッジ４０６と呼ばれる。曲線スタートエッジ４０４及び曲線エンドエッジ４０６から始まるそれぞれの点線は、これらの点における接線を表しており、それら接線は、曲線アペックス４０８として知られる点において交わる。さらに、曲線スタートエッジ４０４と曲線エンドエッジ４０６とを結ぶ直線に沿う方向はｘ軸４１０と呼ばれ、またｘ軸４１０に対して垂直な方向はｙ軸４１２と呼ばれる。頂点４１６の距離Ｄ１は、ｙ軸４１２に沿ったｘ軸４１０からの該頂点４１６の距離として定義することができる。また、距離Ｄ２は、ｙ軸４１２に沿ったｘ軸４１０からの曲線アペックス４０８の距離として定義することができる。これらの定義した例示的なパラメータの場合では、投影判別値（projective discriminant）としても知られているρ値を、距離Ｄ２に対する距離Ｄ１の比率として定義することができる。ρ値は、円錐形状について定義することができ、その値を約０〜約１の範囲とすることができる。幾つかの事例では、ρ値は、その値が約０．５よりも小さい場合には楕円を意味し、その値が約０．５に等しい場合には放物線を意味し、またその値が約０．５よりも大きい場合には双曲線を意味することができる。他の実施形態では、ρ値は、その値を約０〜約１の範囲とすることができる。
【００２０】
本発明の態様では、１以上の円錐状切込み３０４を設けるステップは、約０．５よりも小さいρ値に対応する楕円形状又は同様な形状を有しかつ約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）の深さＤと約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）の長さＬとを維持する１以上の円錐状切込み３０４を設けるステップを含むことができる。
【００２１】
戻って図３Ａ〜図３Ｅを参照すると、本発明の別の実施形態は、１以上の割れ２０８を有するロータディスク１００を補修する方法を含むことができ、ここで、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２の複数の鋭角コーナ部２０６内に識別することができる。さらに、１以上の割れ２０８の長さＣは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内とすることができる。その後、１以上の割れ２０８は、ロータディスク１００の前方側１１２の基部１０２の幅２０４及び／又は深さ２０５の一部分にわたって除去して、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成することができる。本発明の態様では、１以上のフィレットの半径ΦＲは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）とすることができ、また深さＬ１は、約０．２５インチ（６．４ｍｍ）とすることができる。１以上のフィレット３０２は、基部１０２の幅２０４又は深さ２０５の一部分にわたってかつロータディスク１００の外周に沿って形成することができる。
【００２２】
本発明の態様では、１以上のフィレット３０２は、丸味のある形状にすることができ、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成するステップは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）の半径ΦＲと約０．１インチ（２．５ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．４ｍｍ）の深さＬ１とを有する１以上のフィレット３０２を形成するステップを含むことができる。しかしながら、１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、これらの値に限定する必要はなく、該１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、本発明の実施形態により１以上の割れ２０８を除去するように、圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。
【００２３】
さらに、楕円形状を有する１以上の円錐状切込み３０４は、少なくとも１つのダブテールスロット１０４の１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間でロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２に設けることができる。本発明の態様では、１以上の円錐状切込み３０４は、約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）の深さＤと約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）の長さＬとを有することができる。発明の別の態様では、１以上の円錐状切込み３０４は、ロータディスク１００の基部１０２の前方側１１２及び後方側の両方上に設けることができる。本方法はさらに、ガスタービン内に補修済みロータディスクを据付けるステップを含むことができる。
【００２４】
図５は、本発明の実施形態による、ロータディスクを補修する例示的な方法を示している。図５に示す実施形態では、ガスタービンでの再使用のためにロータディスクを補修する方法５００を提供することができる。本方法５００は、ブロック５０２にて開始することができ、このブロック５０２では、ロータディスク１００の基部１０２上で１以上の割れ２０８を識別することができる。１以上の割れ２０８の長さＣは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）よりも大きくかつ約０．２５インチ（６．４ｍｍ）以内とすることができる。本発明の１つの態様では、割れは、ロータディスク１００の基部１０２の少なくとも前方側１１２又は後方側上で識別することができる。
【００２５】
ブロック５０２にはブロック５０４が続き、このブロック５０４では、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成して１以上の割れ２０８を除去することができる。
【００２６】
本発明の態様では、１以上のフィレット３０２は、基部１０２の幅２０４又は深さ２０５の一部分にわたってかつロータディスク１００の外周に沿って形成することができる。本発明の別の態様では、１以上のフィレット３０２は、丸味のある形状にすることができ、ロータディスク１００の基部１０２上に１以上のフィレット３０２を形成するステップは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）の半径ΦＲと約０．１インチ（２．５ｍｍ）〜約０．２５インチ（６．４ｍｍ）の深さＬ１とを有する１以上のフィレット３０２を形成するステップを含むことができる。しかしながら、１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、これらの値に限定されるものではなく、該１以上のフィレット３０２の半径ΦＲ及び深さＬ１は、本発明の実施形態により１以上の割れ２０８を除去するように、圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。
【００２７】
ブロック５０４にはブロック５０６が続き、このブロック５０６では、ロータディスク１００の少なくとも１つのダブテールスロット内で１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間に、１以上の円錐状切込み３０４を設けることができる。１以上の円錐状切込み３０４は、１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間でロータディスク１００の基部１０２の少なくとも後方側又は前方側１１２上に設けて、少なくとも１つのダブテールスロット１０４の複数の鋭角コーナ部２０６の一部又は全てにおける接線方向及び／又は半径方向応力の一部又は全てを緩和するのを可能にするか或いはそうではなくてそれらの一部又は全てを緩和させることができる。比較的高い応力値は、実用に供するロータディスク１００の寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。比較的低い応力値は、ロータディスク１００の寿命を延ばすことができる。割れ発生開始寿命は、ロータディスク１００の寿命の１つの尺度である。従って、応力の一部又は全てを緩和させることにより、ロータディスク１００の割れ発生開始寿命を改善することができ、１以上の割れ２０８を有する状態でのロータディスク１００の廃棄を回避すること又はそうではなくて最小にすることができる。
【００２８】
本発明の１つの態様では、１対のダブテール壁２０２ａ及び２０２ｂ間の１以上の円錐状切込み３０４は、約０．４５インチ（１１．４ｍｍ）の深さＤと約０．５５インチ（１４．０ｍｍ）の長さＬとを含むことができる。しかしながら、１以上の円錐状切込み３０４の深さＤ及び長さＬは、これらの値に限定されるものではなく、該１以上の円錐状切込み３０４の深さＤ及び長さＬは、本発明の実施形態により圧縮機ロータホイール組立体の用途に応じて適当に選択することができる。１以上の円錐状切込み３０４のジオメトリを定めるために、投影判別値とも呼ばれるρ値を選択することができる。１以上の円錐状切込み３０４を設ける方法は、切込みの形状すなわちジオメトリのρ値（投影判別値）を約０．５よりも小さく維持し、それによって１以上の円錐状切込み３０４のジオメトリを楕円形状になるように制御するか或いはそうではなく決定するステップを含むことができる。
【００２９】
本方法５００は、ブロック５０６の後に終了する。他の実施形態では、例示的な方法は、より少ない又はより多い要素を含むことができ、それら要素は、上記と同様な順序で又は異なる順序で実行することができる。
【００３０】
本発明の実施形態では、１以上のフィレット３０２及び１以上の円錐状切込み３０４を有する補修済みロータディスクを再使用する方法を提供する。ロータディスク１００を補修するステップの後に、ロータディスク１００は、ガスタービン内に据付けることができる。幾つかの事例では、補修は、関連するガスタービンのサイトで行うことができ、従ってロータディスク１００の一部の又は全ての輸送コストを最少にすることができる。１以上の円錐状切込み３０４は、補修済みロータディスク１００内に設けることができ、これにより、運転状態又は低温始動状態の間における一部の又は全ての接線方向及び／又は半径方向応力を低減することができ、このことは次に、少なくとも１つのダブテールスロット１０４の複数の鋭角コーナ部２０６の一部又は全てにおける１以上の割れ２０８の割れ発生開始寿命を向上させることができる。ここに示した本発明の実施形態は、ガスタービンのロータディスクの補修方法に限定されるものではない。少なくとも１つのダブテールスロット１０４を備えたロータディスク１００に適用した補修方法の適用範囲は、発電及び推力発生を含む多くの同様なロータ装置に適用可能であることは、当業者には理解することができるであろう。本発明の態様は、複数のコーナ部に１以上の割れを有するロータディスクの廃棄を減少させることを含むことができる。さらに、本発明の実施形態による補修方法は、据付けサイト又は顧客サイトにおいて比較的容易に実施することができる。
【００３１】
以上の記述は、実施例を使用して本発明の様々な実施形態を説明している。本発明概念から逸脱することなく、上記の実施形態において変更を加えることができることは、当業者には分かるであろう。本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、全てのそのような変更を本出願の技術的範囲内のものとして保護することを意図している。
【符号の説明】
【００３２】
１００ ロータディスク
１０２ 基部
１０４ ダブテールスロット
１０６ 軸方向線
１１２ 前方側
２０２ａ、２０２ｂ ダブテール壁
２０４ 基部の幅
２０５ 基部の深さ
２０６ 鋭角コーナ部
２０８ 割れ
３０２ フィレット
３０４ 円錐状切込み
ΦＲ フィレットの半径
Ｌ１ フィレットの軸方向深さ
Ｄ 円錐状切込みの深さ
Ｌ 円錐状切込みの長さ
Ｃ 割れの長さ
４０２ 円錐曲線
４０４ 曲線スタートエッジ
４０６ 曲線エンドエッジ
４０８ 曲線アペックス
４１０ ｘ軸
４１２ ｙ軸
４１６ 頂点
Ｄ１ ｘ軸からの頂点の距離
Ｄ２ ｘ軸からの曲線アペックスの距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部（１０２）と１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間の少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）とを含む、ガスタービン用のロータディスク（１００）を補修する方法（５００）であって、
前記ロータディスク（１００）の基部（１０２）上で１以上の割れ（２０８）を識別するステップ（５０２）と、
前記１以上の割れ（２０８）を除去することによって前記ロータディスク（１００）の基部（１０２）上に１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）と、
前記少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）の１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間に１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）と、を特徴とする、
方法（５００）。
【請求項２】
前記ガスタービン内に前記補修済みロータディスク（１００）を据付けるステップをさらに特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項３】
前記１以上の割れ（２０８）を識別するステップ（５０２）が、約０．１インチよりも大きくかつ約０．２５インチ以内の長さを有する１以上の割れ（２０８）を識別するステップ（５０２）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項４】
前記１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）が、前記ロータディスク（１００）の後方側における前記基部（１０２）の幅（２０４）又は深さ（２０５）の一部分にわたって１以上の割れ（２０８）を除去するステップを特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項５】
前記１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）が、前記ロータディスク（１００）の前方側（１１２）における前記基部（１０２）の幅（２０４）又は深さ（２０５）の一部分にわたって１以上の割れ（２０８）を除去するステップを特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項６】
前記１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）が、約０．１インチの半径と約０．１インチよりも大きくかつ約０．２５インチ以内の深さとを有する１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項７】
前記１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）が、前記ロータディスク（１００）の前方側（１１２）に１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項８】
前記１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）が、約０．５よりも小さいρ値を有する１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項９】
前記１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）が、約０．０５インチ〜約０．４５インチの深さと約０．０５インチ〜約０．５５インチの長さとを有する１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項１０】
基部（１０２）と１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間の少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）とを特徴とする、ガスタービン用のロータディスク（１００）であって、
前記ロータディスク（１００）の基部（１０２）上に形成されて該ロータディスク（１００）の基部（１０２）から１以上の割れ（２０８）を除去した１以上のフィレット（３０２）と、
前記少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）の１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間で該ロータディスク（１００）の基部（１０２）上に設けられた１以上の円錐状切込み（３０４）と、を特徴とする、
ロータディスク（１００）。
【請求項１】
基部（１０２）と１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間の少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）とを含む、ガスタービン用のロータディスク（１００）を補修する方法（５００）であって、
前記ロータディスク（１００）の基部（１０２）上で１以上の割れ（２０８）を識別するステップ（５０２）と、
前記１以上の割れ（２０８）を除去することによって前記ロータディスク（１００）の基部（１０２）上に１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）と、
前記少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）の１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間に１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）と、を特徴とする、
方法（５００）。
【請求項２】
前記ガスタービン内に前記補修済みロータディスク（１００）を据付けるステップをさらに特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項３】
前記１以上の割れ（２０８）を識別するステップ（５０２）が、約０．１インチよりも大きくかつ約０．２５インチ以内の長さを有する１以上の割れ（２０８）を識別するステップ（５０２）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項４】
前記１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）が、前記ロータディスク（１００）の後方側における前記基部（１０２）の幅（２０４）又は深さ（２０５）の一部分にわたって１以上の割れ（２０８）を除去するステップを特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項５】
前記１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）が、前記ロータディスク（１００）の前方側（１１２）における前記基部（１０２）の幅（２０４）又は深さ（２０５）の一部分にわたって１以上の割れ（２０８）を除去するステップを特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項６】
前記１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）が、約０．１インチの半径と約０．１インチよりも大きくかつ約０．２５インチ以内の深さとを有する１以上のフィレット（３０２）を形成するステップ（５０４）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項７】
前記１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）が、前記ロータディスク（１００）の前方側（１１２）に１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項８】
前記１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）が、約０．５よりも小さいρ値を有する１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項９】
前記１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）が、約０．０５インチ〜約０．４５インチの深さと約０．０５インチ〜約０．５５インチの長さとを有する１以上の円錐状切込み（３０４）を設けるステップ（５０６）を特徴とする、請求項１記載の方法（５００）。
【請求項１０】
基部（１０２）と１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間の少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）とを特徴とする、ガスタービン用のロータディスク（１００）であって、
前記ロータディスク（１００）の基部（１０２）上に形成されて該ロータディスク（１００）の基部（１０２）から１以上の割れ（２０８）を除去した１以上のフィレット（３０２）と、
前記少なくとも１つのダブテールスロット（１０４）の１対のダブテール壁（２０２ａ、２０２ｂ）間で該ロータディスク（１００）の基部（１０２）上に設けられた１以上の円錐状切込み（３０４）と、を特徴とする、
ロータディスク（１００）。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１６８０２１（Ｐ２００９−１６８０２１Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６５（Ｐ２００９−２１６５）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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