JP7214655B2 - ターボ機械の表面処理 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、ターボ機械の処理に関し、より具体的には、レーザエミッタでターボ機械構造（例えば、回転可能なブレード）を処理する表面加工ツールおよび方法に関する。

修理、機械加工、構造変更などの構成要素の配置後処理（ここではまとめて「処理」と呼ぶ）は、新しい完全なアセンブリおよび／または個々の構成要素の製造を必要とせずに、大型のターボ機械アセンブリの寿命と品質を向上させることができる。ブレードを受け入れるように適合された回転可能なホイールなどのターボ機械のいくつかの構成要素は、製造および／または動作中に直接機械的接触を介して他の構成要素と係合することができる。構成要素間の摩擦接触は、２つ以上の構成要素、例えばターボ機械アセンブリの軸方向に隣接するロータ装着ホイール、ロータ装着圧縮機またはタービンブレードなどの間の望ましい機械的関係を維持するのに役立つことができる。

ガスタービンアセンブリの整備中に、整備業者は、その様々な構成要素から１つまたは複数の汚染物質を除去することを望む場合がある。構成要素を処理するための従来の処理プロセスでは、ターボ機械整備業者は、ターボ機械から１つまたは複数の目標構成要素を取り外して、１つまたは複数の表面処理、例えば、サンディング、バニシング、ウェットグリットブラスト、洗剤洗浄、ドライアイスブラスト、接触ベースの機械加工／ブレンド、および／またはその他のプロセスを適用することができる。これらの技術は、一般的に、例えば汚染物質または他の望ましくない材料を除去するために、構成要素の露出表面に接触するために１つまたは複数の処理材料を必要とする。この方法で構成要素を処理すると、構成要素構造に二次的な変化が生じる可能性もある。表面処理機械をさらに調整しても、構成要素の構造上の変更は予期しないものであるか、または回避するのが難しい場合がある。例えば、ターボ機械の接触ベースの表面処理は、構成要素の表面にリキャスト層、例えば粗さの増加または材料強度の減少を示す層を形成する場合がある。場合によっては、構成要素と一部の処理材料との不適切な接触が、構成要素の経時的な侵食の一因となる場合がある。これらの影響が無視できる場合でも、接触ベースの表面処理では通常、処理前にターボ機械アセンブリから目標構成要素を取り外し、処理後に構成要素および／または他の構成要素を再インストールするための追加の時間とコストが必要である。

米国特許出願公開第２０１６－０２１５３６２号

本開示の第１の態様は表面処理ツールを提供し、表面処理ツールは、ロータに取り付けられたブレード構造の目標表面と実質的に垂直に整列するように構成されたレーザエミッタと、レーザエミッタに通信可能に結合されたコントローラであって、レーザエミッタのエネルギー出力およびパルス時間を調整して、ブレード構造の目標表面から汚染物質を昇華させるコントローラと、を含む。

本開示の第２の態様は表面処理方法を提供し、表面処理方法は、汚染物質を含む目標表面を有するブレード構造をロータの周りに回転させるステップと、調整可能なパルス時間および調整可能なパワー出力を有するレーザエミッタを目標表面に実質的に垂直に整列させるステップと、ブレード構造の目標表面から汚染物質を昇華させるために、ブレード構造がロータの周りを回転する間にレーザエミッタをパルス化するステップと、を含む。

本開示の第３の態様は表面処理システムを提供し、表面処理システムは、複数のブレード構造が取り付けられたロータと、複数のブレード構造の各々の目標表面と実質的に垂直に整列するように構成され、調整可能なパルス時間および調整可能なパワー出力を有するレーザエミッタと、ロータおよびレーザエミッタに通信可能に結合されたコントローラと、を含み、コントローラは、ロータを使用して複数のブレード構造を回転させ、複数のブレード構造の各々の目標表面から汚染物質を昇華させるために、複数のブレード構造の回転中にレーザエミッタをパルス化することを含む動作を行うように構成される。

本発明のこれらのおよび他の特徴は、本発明の様々な実施形態を描く添付図面と併せて、本発明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よう。

従来のターボ機械システムの斜視図である。 本開示の実施形態による表面処理ツールおよびロータ装着ブレードの部分断面側面図である。 本開示の実施形態による表面処理ツールおよびブレードプロファイルの部分断面平面図である。 本開示の実施形態によるロータ装着ブレードの間に配置された表面処理ツールの部分断面側面図である。 本開示の実施形態による表面処理ツールのためのコントローラの概略図である。

本発明の図面は必ずしも一定の比率ではないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面では、図面間で類似する符号は、類似する要素を表す。

以下の説明では、説明の一部を成す添付の図面を参照し、図面には、本教示が実施され得る特定の例示的な実施形態が例として示されている。これらの実施形態は、当業者が本教示を実施できるように十分に詳細に記載されており、本教示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用してもよく、また変更が行われてもよいことを理解されたい。したがって、以下の説明は単なる例示である。

ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「係合解除される」、「接続される」、または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接的に上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が、別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係を記述するために使用される他の単語も同様なやり方（例えば、「間に」に対して「直接間に」、「隣接する」に対して「直接隣接する」など）で解釈するべきである。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つまたは複数のすべての組合せを含む。

図１は、一般的な圧縮機／タービンロータ（以下、単に「ロータ」）１０６を介してタービン部分１０４に動作可能に結合された圧縮機部分１０２を含む従来のターボ機械１００を示す。本明細書で使用する場合、「軸方向の」および／または「軸方向に」という用語は、軸Ａ_Ｒに沿った物体の相対的な位置／方向を指し、軸Ａ_Ｒは、ターボ機械の回転軸（具体的には、ロータセクション）と実質的に平行である。加えて、「円周方向の」および／または「円周方向に」という用語は、特定の軸を囲むが、いかなる場所においても同じ軸と交差しない円周に沿った物体の相対的な位置／方向を指す。

圧縮機部分１０２は、燃焼器アセンブリ１０８を介してタービン部分１０４に流体接続することができる。燃焼器アセンブリ１０８は、１つまたは複数の燃焼器１１０を含む。燃焼器１１０は、これに限定されないが、カニュラ型（ｃａｎ－ａｎｎｕｌａｒ）配列で配置されることを含み、広範囲な構成でターボ機械１００に取り付けられてもよい。圧縮機部分１０２は、複数の圧縮機ロータホイール１１２を含む。ロータホイール１１２は、例えば、それぞれが関連する翼形部分１１８を有する複数の第１段圧縮機ロータブレード１１６を有する第１段圧縮機ロータホイール１１４（以下、単に「ホイール」）を含む。同様に、タービン部分１０４は、複数の第１段タービンロータブレード１２４を有する第１段タービンホイール１２２を含む複数のタービンロータホイール１２０を含む。本開示の様々な実施形態は、本明細書で説明するように、表面処理ツール、方法、システムなどの使用を通じて、１つまたは複数のブレード１１６、１２４に表面処理を適用することができる。しかし、ターボ機械１００の他の構成要素、および／または他のターボ機械システム内の類似の構成要素も、本明細書で説明する１つまたは複数の表面処理ツールで機械加工するか、または本明細書で説明するプロセスの実施形態を施すことができることを理解されたい。

図２を参照すると、本開示の実施形態によるターボ機械１００と共に使用するように構成された表面処理ツール２００に加えて、圧縮機ロータブレード１１６の上流の圧縮機入口１３０が示されている。表面処理ツール２００は、本明細書で説明される様々な要素の相対的な軸方向および半径方向の位置をよりよく示すために、図２の平面Ｘ－Ｚに描かれている。本明細書では、表面処理ツール２００は、圧縮機ロータブレード（以下、単に「ブレード」または「ブレード構造」）１１６に関して図示および説明されているが、表面処理ツール２００は、ターボ機械１００の他の構成要素、例えば、ロータ１０６に取り付けられたタービンロータブレード１２４（図１）と共に使用することもできることが理解される。さらなる例では、ターボ機械１００が組み立てられたままか分解されたままかに関わらず、表面処理ツール２００を実装して、ターボ機械１００の非ブレード構成要素、例えば、ロータ１０６、ホイール１１４などのフランジ、嵌合面などから材料を除去することができる。表面処理ツール２００およびその要素は、例えば、ホイール１１４を介してロータ１０６に取り付けられたままであり得るブレード１１６の上流の圧縮機入口１３０内に配置するように適合されてもよい。各ブレード１１６は、本明細書の他の箇所で説明するように、それぞれのホイール１１４に取り付けられるように例として示されているが、ロータ１０６に対してブレード１１６を取り付けるための追加または代替的な構成要素、配置などが可能であることが理解される。ブレード１１６は、例えば、基準線Ｔに沿って、例えばロータ１０６の周りのホイール１１４の対応する回転により、回転軸Ａ_Ｒの周りを回転するように適合させることができる。

表面処理ツール２００は、本明細書で説明するように、ロータ１０６からホイール１１４および／またはブレード１１６を分解することなく、ブレード１１６の露出表面から１つまたは複数の汚染物質を除去するように構成することができる。表面処理ツール２００は、例えば、電力を供給および／または伝送して表面処理ツール２００の様々な構成要素を動作させるためのレーザアセンブリ２０２を含むことができる。また、レーザアセンブリ２０２は、例えば本開示による方法において、表面処理ツール２００の動作を可能にするための様々な他の構成要素を含んでもよく、および／またはそれらに動作可能に接続されてもよいことも理解される。レーザアセンブリ２０２は、ホイール１１４上のブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔと実質的に整列するように構成されたレーザエミッタ２０４を含むか、あるいはそれに接続することができる。本開示で使用される用語「実質的な整列」、「実質的に整列された」、およびそれらの同等物は、ブレード１１６およびレーザエミッタ２０４の角度方向の変動に関係なく、レーザエミッタがブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔに１つまたは複数のレーザビームを送信することができる任意の整列を指す。逆に、レーザエミッタ２０４がブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔ上に少なくとも１つのレーザを送信できない場合には、整列は「実質的」ではない。一実施形態では、レーザエミッタ２０４は、ブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔの平面性と実質的に垂直に整列することができ、例えば、目標表面Ｓ_Ｔの少なくとも一部にレーザビームを放射し、本明細書で説明するように様々な材料を除去することができる。

レーザアセンブリ２０２およびレーザエミッタ２０４は、ブレード１１６の露出表面に表面処理、例えば材料の除去を適用するように構成することができる。したがって、レーザアセンブリ２０２は、異なる目的、例えば、レーザセンサ、照明レーザ、レーザスキャナなどに使用されるレーザアセンブリと比較して、より高いパワー消費とパワー出力を有してもよい。加えて、レーザアセンブリ２０２は、所定の間隔にわたってレーザビームを放射することとレーザビームを放射しないことを交互に行う「パルスレーザ」として具体化されることにより、他のレーザアセンブリと区別することができる。本明細書で説明するように、レーザアセンブリ２０２に通信可能に接続される様々な構成要素は、パルス時間およびパワー出力を変化させて、レーザアセンブリ２０２が各ブレード１１６の下層の材料組成に影響を与えることなくブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔから様々な材料を除去できるようにすることができる。一例によれば、レーザアセンブリ２０２は、例えば最大約２００ミリジュール（ｍＪ）の光パワー出力（以下、単に「出力」）でレーザエミッタ２０４からレーザパルスを生成するように構成された電源を含むことができる。パルスレーザの文脈では、レーザのパワー出力は一般に、非放射時間を含む、放射されたレーザビームから与えられるエネルギーの平均量を指す。レーザアセンブリ２０２は、様々な間隔でレーザを放射するように構成することもでき、一例では、最大約１００ナノ秒（ｎｓ）のパルス時間でエミッタ２０４からのレーザビームをパルス化するように構成することができる。

レーザアセンブリ２０２は、位置エンコーダ２０６も含むことができる。位置エンコーダ２０６は、例えば、レーザアセンブリ２０２に対するシャフト１０６、ホイール１１４、および／またはブレード１１６の回転位置を検出することができる。一実施形態では、位置エンコーダ２０６は、レーザアセンブリ２０２に取り付けられてもよいが、代替的な実施形態では、レーザアセンブリ２０２の残りの部分と構造的に統合されてもよい。位置エンコーダ２０６は、特定の点または軸を参照することにより、例えば同じ環境における物体上または基準点に対する物体の位置を導出することができる任意のタイプのツールまたは内蔵型測定システム、例えば角度エンコーダであってもよい。位置エンコーダ２０６は、光学、磁気、静電容量、および／または画像ベースのシステムに基づいて動作して、目標物体、例えばホイール１１４およびロータ１０６上のブレード構造１１６の角度位置を決定することができる。レーザアセンブリ２０２のいくつかの実施形態は、例えば、所定の速度または速度プロファイルに対するブレード１１６の位置を解析的に近似するために、所定の期間にわたって様々なセンサによって記録された測定値を参照することにより、位置エンコーダ２０６の機能を模倣することができる。

表面処理ツール２００は、ブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔに送信されるレーザビームのエネルギー出力および／またはパルス時間を調整するために、レーザアセンブリ２０２のレーザエミッタ２０４に通信可能に結合されたコントローラ２１０を含むことができる。特に、コントローラ２１０は、例えば、レーザエミッタ２０４から放射されたレーザビームがブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔに存在する１つまたは複数の汚染物質２２０を昇華させるように、レーザエミッタ２０４のエネルギー出力およびパルス時間を調整することができる。昇華とは一般に、最初に液相に遷移することなく、物質が固相から気相に変換される物理的変化を指す。汚染物質２２０の昇華は、例えば、パルスレーザからブレード１１６上の汚染物質２２０への光エネルギーの伝達によって提供することができる。汚染物質２２０へのこのような光エネルギーの伝達は、固体残留物の温度の急速な変化を引き起こし、熱ショック、すなわち、汚染物質２２０の基礎となる組成物を爆発させることによる昇華を引き起こすことができる。この点で、ブレード１１６から除去される汚染物質２２０は、例えば約０．００２５センチメートル（ｃｍ）の厚さ、それより厚い材料および／またはそれより薄い材料など、様々な厚さでブレード１１６に堆積した吸気および／または他の材料からの残留物を含むことができる。

本明細書で述べたように、ブレード１１６から除去される汚染物質２２０は、様々な形態をとることができる。ブレード１１６上の汚染物質２２０は、例えば、さび堆積物、酸化、ダスト堆積物、凝固オイル、および／またはブレード１１６からの除去を目的とする他の物質を含んでもよい。ブレード１１６から汚染物質２２０を昇華させるのに十分なエネルギーを提供するが、ブレード１１６の組成を保存するのに十分低いエネルギーを提供するために、レーザエミッタ２０４は、調整可能なレーザパルス時間および／またはエネルギー出力を生成するように構成することができる。一例では、コントローラ２１０は、レーザアセンブリ２０２からのパワー出力およびパルス時間をそれらの最大値未満に設定することができる。例えば、コントローラ２１０は、レーザエミッタ２０４からの平均パワー出力を、例えば最大約１００ｍＪに設定することができる。さらなる例では、コントローラ２１０は、レーザエミッタ２０４からの最大パルス時間（例えば、１つのパルスの始まりと次のパルスの始まりの間の時間）を同様に最大約５０ｎｓに設定することができる。いずれの場合でも、コントローラ２１０は、レーザエミッタ２０４からのレーザビームのパワー出力、パルス時間、および／または他の特性を変更して、様々な設定または用途（例えば、ブレード１１６および／または汚染物質２２０の異なる形態）に対応することができる。コントローラ２１０は、ブレード１１６の構造組成に影響を与えることなく汚染物質２２０がブレード１１６から昇華するように、レーザエミッタ２０４からのパルス時間および／またはパワー出力を選択することができる。特に、コントローラ２１０は、レーザエミッタ２０４を調整して、汚染物質２２０が除去された後にブレード１１６上にリキャスト層が形成されるのを回避することができる。

図２および図３を併せて参照すると、表面処理ツール２００は、ブレード１１６の特定の目標表面Ｓ_Ｔから汚染物質２２０を除去するように構成することができる。例示的な実施形態におけるブレード１１６に対するレーザアセンブリ２０２の位置をよりよく示すために、ブレード１１６のプロファイルが図３の平面Ｘ－Ｙに示されている。ブレード１１６が回転軸Ａ_Ｒの周りを回転する例示的な経路が、図３に仮想線で示されている。図示するように、ブレード１１６は、ターボ機械１００の作動流体とブレード１１６との間の初期接触点に配置された前縁ＬＥを含むことができる。対照的に、後縁ＴＥは、ブレード１１６上で前縁ＬＥの反対側に配置することができる。加えて、ブレード１１６は、前縁ＬＥを実質的に二等分し、後縁ＴＥの頂点まで延びる横断線Ｂによって区別される正圧側面ＰＳおよび／または負圧側面ＳＳを含むことができる。正圧側面ＰＳおよび負圧側面ＳＳは、動作中に、ブレード１１６を通過する流体がブレード１１６に対するそれぞれの表面に対して正または負の合圧を及ぼすかどうかに基づいて互いに区別することができる。図３の例示的な実施形態では、正圧側面ＰＳは実質的に凹状の表面プロファイルを有することができ、一方、負圧側面ＳＳは実質的に凸状の表面プロファイルを有することができる。図示するように、目標表面Ｓ_Ｔは、例えば、入口１３０を通る流体の流れによってブレード１１６に堆積した汚染物質２２０を除去するために、ブレード１１６の前縁ＬＥのすべてまたは一部を含むことができる。

図２および図４を併せて参照すると、表面処理ツール２００は、複数のブレード１１６および／またはターボ機械１００の他の部品を処理するための特徴を含むことができる。図示するように、レーザアセンブリ２０２は、表面処理ツール２００のレーザエミッタ２０４を様々なブレード１１６および／またはその一部と実質的に整列させるために、アクチュエータアセンブリ２３０に取り付けることができる。アクチュエータアセンブリ２３０は、ホイール１１４および／またはブレード１１６をロータ１０６から取り外すことなく、表面処理ツール２００がターボ機械１００に対して異なる位置に移動できるように適合させることができる。動作中、表面処理ツール２００のオペレータは、アクチュエータアセンブリ２３０でレーザアセンブリ２０２の位置を調整することができる。アクチュエータアセンブリ２３０は、レーザアセンブリ２０２を固定位置に選択的に保持するように、例えば、ブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔと実質的に整列するように適合させることができる。レーザエミッタ２０４は、固定位置でブレード１１６にレーザビームを放射するが、コントローラ２１０および／または表面処理ツール２００のオペレータは、ホイール１１４およびブレード１１６をロータ１０６の周りに回転させることができる。これにより、表面処理ツール２００は、固定位置のままでロータ１０６に取り付けられた複数のブレード１１６から汚染物質２２０を除去することができる。単一段のブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔを処理した後に、表面処理ツールのオペレータは、レーザアセンブリ２０２を別の軸方向位置に移動させて（例えば、アクチュエータアセンブリ２３０を調整することにより）、ターボ機械１００の別の段のブレード１１６を処理することができる。したがって、表面処理ツール２００は、ターボ機械１００からホイール１１４および／またはブレード１１６を取り外すことなく、圧縮機入口１３０内の複数の段でブレード１１６を処理するように動作可能である。本明細書では、アクチュエータアセンブリ２３０の様々な特徴について説明する。

アクチュエータアセンブリ２３０のアクチュエータ２３２（図２にのみ見える）は、ターボ機械１００および／またはブレード１１６に対して、レーザアセンブリ２０２、レーザエミッタ２０４、および／または表面処理ツール２００に含まれる他のツールの位置調整を可能にするために、レーザアセンブリ２０２に機械的に結合されてもよい。アクチュエータ２３２は、構造構成要素の一部として含まれる場合に調整可能な長さ寸法および／または調整可能な位置を提供するための、現在公知であるかまたは今後開発される装置として提供されてもよい。例えば、アクチュエータ２３２は、例えば、線形アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、サーボアクチュエータ、ナノアクチュエータ、油圧アクチュエータ、モータ駆動アクチュエータ、および／または１つの要素の位置を別の要素に対して操作するための、現在公知の、もしくは今後開発される他の任意の機構のうちの１つまたは複数として具体化されてもよい。アクチュエータ２３２は、入口１３０内に配置された半径方向部材２３６に沿って移動するように構成することができる。半径方向部材２３６は、例えば、入口１３０を通って内向きに延在する剛性要素として具体化されてもよく、レーザアセンブリ２０２は、並進運動を提供するために１つまたは複数のベアリングを介して摺動可能に接続される。半径方向部材２３６とアクチュエータ２３２との間の結合は、例えば、転がり軸受、ウォームギア、ラックアンドピニオン、摺動および嵌合係合、磁気または磁気／機械的係合などとして提供されてもよい。アクチュエータ２３２および／または半径方向部材２３６は、機械的ラッチ、ストップ、およびレーザアセンブリ２０２と相互接続するように構成された同様の構造を含むことができ、実質的に半径方向、例えば実質的に矢印Ｊの方向に沿ったレーザアセンブリ２０２の移動を許可または禁止する。他の実施形態では、半径方向部材２３６自体が、入口１３０内のレーザアセンブリ２０２の位置を拡張および収縮し、したがって位置を操作するように構成された非固定または調節可能な長さの部材（例えば、追加のアクチュエータ）の形態をとってもよい。アクチュエータ２３２は、適用可能な場合、本明細書に記載の１つまたは複数の方向に沿った動きをインスタンス化するための１つまたは複数の駆動システム（例えば、バッテリおよび／または他の電源）も含んでもよいことが理解される。この場合、オペレータは、アクチュエータ２３２内に含まれ、および／またはアクチュエータ２３２に動作可能に接続された追加の構成要素を用いて、ブレード１１６に対するレーザアセンブリ２０２の位置をさらに制御することができる。例えば、アクチュエータ２３２は、機械的仕事を生成してアクチュエータ２３２に伝達して、例えば半径方向部材２３６に沿って入口１３０内でレーザアセンブリ２０２を移動させるために、機械モータ、電動モータなどを含むかあるいはそれらに接続することができる。

様々な位置で、例えば、アクチュエータアセンブリ２３０の半径方向部材２３６上に配置するため、レーザアセンブリ２０２をロータ１０６から半径方向分離距離Ｄ_Ｒから分離することができる。アクチュエータアセンブリ２３０は、対応する半径方向分離距離Ｄ_Ｒを有する異なる位置へのレーザアセンブリ２０２の移動を可能にすることができる。動作中、コントローラ２１０および／または表面処理ツール２００のオペレータは、アクチュエータ２３２を調整して、ロータ１０６に対するレーザアセンブリ２０２の位置を変更することができ、それにより、ロータ１０６と表面処理ツール２００との間の半径方向分離距離Ｄ_Ｒのサイズを調整することができる。半径方向部材２３６上のレーザアセンブリ２０２の位置は、例えば、ロータ１０６から実質的に外側に向けられた半径方向部材２３６によって、半径方向分離距離Ｄ_Ｒに直接対応することができる。半径方向部材２３６上のレーザアセンブリ２０２の位置を調整することは、例えば、ブレード１１６とレーザアセンブリ２０２との間の軸方向分離距離Ｄ_Ａにも影響を及ぼし得る。目標表面Ｓ_Ｔが半径方向部材２３６とは異なる角度方向を有する実施形態では、アクチュエータ２３２を調整することは、ブレード１１６とレーザアセンブリ２０２との間の軸方向変位にも影響を及ぼし得る。この点で、表面処理ツール２００のオペレータは、レーザアセンブリ２０２を半径方向部材２３６の異なる位置に移動することにより、レーザアセンブリ２０２を目標表面Ｓ_Ｔに近づけることができる。結果として、表面処理ツール２００およびその構成要素は、選択的に、例えば、ロータ１０６に向かってまたはロータ１０６から離れるように実質的に半径方向に移動することができる。したがって、表面処理ツール２００は、その動作中に、例えば手動で、あるいはアクチュエータアセンブリ２３０の内部および／または外部に含まれる他のツールの助けを借りて自由に移動することができる。例えば、アクチュエータ２３２は、例えば半径方向部材２３６に沿って、入口１３０内でレーザアセンブリ２０２を移動させるための作動システム（例えば、電力、油圧流体などにより作動する）を含むことができる。したがって、アクチュエータ２３２は、例えば、ブレード１１６上の様々な位置で汚染物質２２０を昇華させるために、レーザエミッタ２０４を目標表面Ｓ_Ｔ上の様々な位置と実質的に整列させ、またはしないようにすることができる。

アクチュエータアセンブリ２３０は、ブレード１１６に対してレーザアセンブリ２０２および／またはレーザエミッタ２０４を軸方向に移動させるように構成することもできる。アクチュエータアセンブリ２３０は、例えば、半径方向部材２３６を、ロータ１０６および回転軸Ａ_Ｒと実質的に平行に延在する軸方向部材２４２に摺動可能に結合する二次アクチュエータ２４０を含むことができる。二次アクチュエータ２４０は、アクチュエータ２３２に関して本明細書で説明する例示的な機械的アクチュエータのうちの１つまたは複数を含んでもよく、かつ／あるいは１つの構成要素を別の構成要素に対して機械的に作動する現在公知の、または今後開発される他の任意の装置を含んでもよい。二次アクチュエータ２４０は、半径方向部材２３６に対して軸方向に、例えば実質的に参照矢印Ｋの方向に沿って移動して、レーザアセンブリ２０２を、ホイール１１４およびロータ１０６に取り付けられた様々なブレード１１６と実質的に整列するように構成することができる。本明細書の他の箇所で述べたように、いくつかの実施形態では、半径方向部材２３６は、（例えば、１つまたは複数の埋め込みアクチュエータおよび／または同様の装置を含むことにより）調整可能な長さを有することができる。表面処理ツール２００を入口１３０の様々な段に移動させるために、オペレータは、アクチュエータアセンブリ２３０および／または半径方向部材２３６を調整して、ブレード１１６から半径方向外側にレーザアセンブリ２０２を移動させることができる。次に、二次アクチュエータ２４０は、レーザアセンブリ２０２を軸方向部材２４２に沿って軸方向に移動させて、ブレード１１６の連続する段まで移動させることができる。その後に、コントローラ２１０または表面処理ツール２００のオペレータは、レーザアセンブリ２０２をロータ１０６に向かって半径方向に移動させ、ブレード１１６の別の目標表面Ｓ_Ｔと実質的に整列させることができる。図２および図４に示すように、レーザアセンブリ２０２は、アクチュエータ２３２、２４０がレーザアセンブリ２０２の位置を調整して他のブレード１１６から汚染物質２２０を除去する前に、例えば入口１３０の上流部分の１つのブレード１１６の位置を最初に処理することができる。アクチュエータ２３２、２４０により、表面処理ツール２００のオペレータは、例えば、ロータ１０６からホイール１１４および／またはブレード１１６を取り外すことなく連続位置で回転ブレード１１６から汚染物質２２０を昇華させることにより、その場でターボ機械１００のブレード１１６から汚染物質２２０を除去することができる。

図２および図５を参照すると、本開示のさらなる実施形態を示すために、コントローラ２１０のさらなる下位構成要素が示されている。ブレード１１６から汚染物質２２０を昇華させるために、レーザアセンブリ２０２およびアクチュエータアセンブリ２３０を含む表面処理ツール２００を制御するためのコントローラ２１０の様々な構成要素が、図５に関して示され説明されている。コントローラ２１０は、表面処理システム３０６を提供するためのコンピューティングデバイス３０２を含むように示されており、コントローラ２１０は、本明細書に記載の表面処理ツール２００および関連するシステムおよびツールを指示および操作し、本明細書に記載の実施形態のいずれか／すべてを実施するように動作可能にする。動作中、コントローラ２１０のコンピューティングデバイス３０２は、電気的コマンドを発行することができ、これは、特定の条件に対応する機械的動作（例えば、レーザエミッタ２０４からのレーザの放射、アクチュエータ２３２、２４０などの動き）に変換され得る。レーザエミッタ２０４からレーザビームを放射し、および／またはアクチュエータアセンブリ２３０を調整するための条件は、例えば、位置エンコーダ２０６で測定されたブレード１１６の回転位置、経過パルス時間またはパルス間時間、汚染物質２２０がブレード１１６から少なくとも部分的に除去されたという信号を含むことができる。

処理構成要素（ＰＵ）３０８（例えば、１つまたは複数のプロセッサ）、入力／出力（Ｉ／Ｏ）構成要素３１０（例えば、１つもしくは複数のＩ／Ｏインターフェースおよび／または装置）、メモリ３１２（例えば、ストレージ階層）、および通信経路３１４を含むコントローラ２１０が示されている。さらに、コンピューティングデバイス３０２は、外部Ｉ／Ｏ装置３１６およびストレージシステム３１８と通信するように示されている。一般に、処理構成要素３０８は、メモリ３１２に少なくとも部分的に固定された表面処理システム３０６などのプログラムコードを実行する。プログラムコードを実行している間、処理構成要素３０８はデータを処理でき、その結果、メモリ３１２および／またはＩ／Ｏ構成要素３１０から／への変換されたデータの読み出しおよび／または書き込みが行われ、さらに処理される。経路３１４は、コントローラ２１０内の各構成要素間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏ構成要素３１０は、１つまたは複数の人間Ｉ／Ｏ装置を含むことができ、それは、オペレータ（すなわち人間または機械）がコントローラ２１０および／または１つもしくは複数の通信装置と対話して、そのようなオペレータが任意のタイプの通信リンクを使用してコントローラ２１０と通信できるようにする。この点で、表面処理システム３０６は、オペレータが表面処理システム３０６と対話することを可能にする一組のインターフェース（例えば、グラフィカルユーザインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェースなど）を管理することができる。さらに、表面処理システム３０６は、任意の解決策を使用して、ターボ機械１００、表面処理ツール２００から受け取ったおよび／またはそれに関係する動作データ３１４（測定または記録された位置、パルス時間、エネルギー出力などを含む）などのデータを管理（例えば、保存、検索、作成、操作、整理、提示など）することができる。

いずれにしても、コントローラ２１０は、表面処理システム３０６などのプログラムコードを実行できる１つまたは複数の汎用または特定用途のコンピューティング製品（例えば、コンピューティングデバイス）を含むことができる。本明細書で使用する場合、「プログラムコード」は、任意の言語、コードまたは表記法での任意の命令の集合であって、情報処理能力を有するコンピューティングデバイスに、特定の機能を、直接に、あるいは（ａ）別の言語、コードまたは表記法への変換、（ｂ）異なる材料形態での再生、および／または（ｃ）分解の任意の組合せの後に、実行させる命令の集合を意味することを理解されたい。この点で、表面処理システム３０６は、システムソフトウェアおよび／またはアプリケーションソフトウェアの任意の組合せとして具体化することができる。

表面処理システム３０６は、レーザ制御プログラム３２０を実行することができ、これは、種々の動作を実行するように構成された様々なソフトウェアモジュール３２２を含むことができる。この場合、モジュール３２２は、コントローラ２１０が表面処理システム３０６によって使用される一組のタスクを実行できるようにし、場合によっては、表面処理システム３０６の他の部分とは別に開発および／または実現してもよい。モジュール３２２はまた、（例えば、グラフィックス、テキスト、および／またはそれらの組合せを介して）Ｉ／Ｏ装置３１６、例えばディスプレイに特定のユーザインターフェースを表示するように構成されてもよい。ＰＵ３０８を含むコントローラ２１０のメモリ３１２に固定されると、モジュール３２２は、機能を実現する構成要素のかなりの部分を表す。いずれにしても、２つ以上の構成要素、モジュール、および／またはシステムは、そのそれぞれのハードウェアおよび／またはソフトウェアの一部／すべてを共有することができることを理解されたい。さらに、本明細書で説明する機能の一部は実装されなくてもよく、または追加の機能がコントローラ２１０の一部として含まれてもよいことを理解されたい。レーザ制御プログラム３２０の様々なモジュール３２２は、それぞれの機能を実行するために、データを処理、解析、および操作するようにメモリ３１２に記憶された、アルゴリズムに基づく計算、ルックアップテーブル、および類似のツールを使用することができる。一般に、ＰＵ３０８は、メモリ３１２および／またはストレージシステム３１８に記憶され得る表面処理システム３０６などのソフトウェアを実行するためのコンピュータプログラムコードを実行することができる。ＰＵ３０８は、コンピュータプログラムコードを実行している間に、メモリ３１２、ストレージシステム３１８、および／またはＩ／Ｏインターフェース３１０からの／へのデータの読み出しおよび／または書き込みを行ってもよい。

動作中、コントローラ２１０および／またはターボ機械１００および表面処理ツール２００のオペレータは、本開示による方法を実施して、例えばターボ機械１００の圧縮機入口１３０内に配置されたブレード１１６の表面（例えば、目標表面Ｓ_Ｔ）を処理することができる。一実施形態では、本開示による方法は、ロータ１０６の周りに（例えば、基準線Ｔに沿って）汚染物質２２０を有するホイール１１４およびブレード１１６を回転させるステップを含むことができる。コントローラ２１０および／または表面処理ツール２００のオペレータは、表面処理ツール２００のレーザエミッタ２０４をブレード１１６の目標表面Ｓ_Ｔと、例えばブレード１１６からの選択された軸方向変位Ｄ_Ａおよびシャフト１０６からの半径方向変位Ｄ_Ｒで実質的に整列させることができる。本開示による方法は、本明細書に記載のアクチュエータアセンブリ２３０で変位Ｄ_Ａ、Ｄ_Ｒを調整するステップを含むことができる。次に、コントローラ２１０および／または表面処理ツール２００のオペレータは、所望のパワー出力（例えば、最大約１００ｍＪ）で所定のパルス時間（例えば、本明細書で説明する最大約５０ｎｓ）でレーザエミッタ２０４をパルス化して、ブレード１１６から汚染物質２２０を昇華させることができる。例えば、レーザエミッタ２０４からのパルス時間およびエネルギー出力を能動的に調整することにより、ホイール１１４およびブレード１１６がロータ１０６上で回転して、汚染物質２２０の昇華が可能になり、または改善され得る。レーザエミッタ２０４のパワー出力およびパルス時間は、目標表面Ｔ_Ｓの下にある材料組成を変更することなく、ブレード１１６から汚染物質２２０を昇華させるように予め決定することができる。例えば、ターボ機械１００の機械的摩耗および／またはブレード１１６の目標表面Ｔ_Ｓ上のリキャスト層の形成を防止する。

さらなる実施形態によれば、コントローラ２１０の表面処理システム３０６は、表面処理ツール２００が入口１３０内のブレード１１６の複数の段を自動的に処理することを可能にすることができる。一例では、レーザエミッタ２０４が複数のブレード１１６からの汚染物質２２０を昇華させるので、レーザアセンブリ２０２は固定位置に留まることができる。１つの位置にある様々なブレード１１６は、レーザアセンブリ２０２が静止したままロータ１０６の周りを回転することができ、位置エンコーダ２０６は、固定位置でレーザアセンブリ２０２によって処理されるブレードの数を自動的に計算、決定などする。レーザアセンブリ２０２の動作は、所定の数のブレードが処理されると一時的に停止することができる。レーザアセンブリ２０２がレーザエミッタ２０４で所定数のブレード１１６を処理した後に、表面処理システム３０６は、アクチュエータアセンブリ２３０に命令して、ブレードの現在の段からレーザアセンブリ２０２を半径方向に移動させることもできる。その後に、表面処理システム３０６は、例えば本明細書の他の箇所で説明するように半径方向および軸方向部材２３６、２４２の操作により、レーザアセンブリ２０２を入口１３０の別の段に軸方向および／または半径方向に移動することができる。次に、表面処理３０６は、例えば、追加のブレード１１６から汚染物質２２０を昇華させるために、レーザエミッタ２０４に所定のパワー出力および／またはパルス時間でレーザビームを放射させることにより、ブレード１１６の処理を再開するようにレーザアセンブリ２０２に指示することができる。追加のまたは代替的な実施形態では、表面処理システム３０６は、共有アセンブリ内で他のターボ機械１００のブレード１１６、ロータ１０６などと実質的に整列するようにレーザアセンブリ２０２を動かして、短い時間で複数の発電システムに表面処理を適用できることが理解される。

コントローラ２１０が複数のコンピューティングデバイスを含む場合、各コンピューティングデバイス３０２は、表面処理システム３０６またはレーザ制御プログラム３２０の一部（例えば、１つまたは複数のモジュール３２２）のみが固定されてもよい。しかし、コントローラ２１０および表面処理システム３０６は、本明細書に記載した処理を実行することができる種々の可能な等価なコンピュータシステムの代表例にすぎないことを理解されたい。この点で、他の実施形態では、コントローラ２１０および表面処理システム３０６によって提供される機能は、プログラムコードの有無に関わらず、汎用のおよび／または特定用途のハードウェアの任意の組合せを含む１つまたは複数のコンピューティングデバイス３０２によって少なくとも部分的に実現することができる。各実施形態では、ハードウェアおよびプログラムコードは、含まれている場合、標準的なエンジニアリングおよびプログラミング技術をそれぞれ使用して作成することができる。

とにかく、コントローラ２１０が複数のコンピューティングデバイス３０２を含む場合、コンピューティングデバイス３０２は、任意のタイプの通信リンクを介して通信することができる。さらに、本明細書に記載のプロセスを実行しながら、コントローラ２１０は、任意のタイプの通信リンクを使用して、１つまたは複数の他のコンピュータシステムと通信することができる。いずれの場合でも、通信リンクは、様々な種類の有線および／または無線リンクの任意の組合せを含むことができ、１つまたは複数の種類のネットワークの任意の組合せを含むことができ、および／または様々な種類の伝送技術およびプロトコルの任意の組合せを利用することができる。

本発明の態様は、様々な代替的な実施形態をさらに提供することが理解される。例えば、一実施形態では、本開示は、ブレード１１６から汚染物質２２０を昇華させるためにレーザアセンブリ２０２からのパルスレーザを自動的に調整し、表面処理ツール２００で処理されたブレード１１６の数を（例えば、位置エンコーダ２０６で）カウントし、および／または、アクチュエータアセンブリ２３０を用いて表面処理ツール２００の位置を自動的に調整して、さらなる汚染物質２２０を除去するか、または他のブレード１１６を処理するためのコントローラ２１０を提供する。さらなる実施形態は、例えば、表面処理ツール２００および／またはコントローラ２１０を手動で（例えば、技術者により）またはそれに動作可能に接続された１つまたは複数のコンピュータシステムの介入により操作することを含むことができる。コントローラ２１０は、限定はされないが、検査、試験、一般的な動作などを含む、ターボ機械１００のサービスを超えた他の設定で技術的目的に役立つように適合され得ることが理解される。

表面処理システム３０６および／またはレーザ制御プログラム３２０は、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体に固定されたコンピュータプログラムの形態であってもよく、それは、実行されると、コントローラ２１０が、表面処理ツール２００および／またはそれに含まれるもしくはそれに接続される任意の構成要素（例えば、レーザアセンブリ２０２および／またはアクチュエータアセンブリ２３０）を動作させることを可能にする。これに関して、コンピュータ可読媒体は、本明細書に記載のプロセスおよび／または実施形態の一部またはすべてを実現するプログラムコードを含む。「コンピュータ可読媒体」という用語は、現在公知のまたは今後開発される、プログラムコードのコピーがコンピューティングデバイスによって認識、複製、または通信され得る、任意の種類の有形媒体の表現の１つまたは複数を含むことを理解されたい。例えば、コンピュータ可読媒体は、１つまたは複数の携帯用記憶製品、コンピューティングデバイスの１つまたは複数のメモリ／記憶構成要素、紙などを含むことができる。

本開示の実施形態は、いくつかの技術的効果および商業的利点を提供することができ、それらのいくつかが例として説明されている。表面処理ツール２００の様々な実施形態により、ターボ機械１００のオペレータおよび／または整備業者は、例えば圧縮機１０２（図１）への入口１３０内でホイール１１４および／またはブレード１１６を分解することなく、様々な種類の汚染物質を迅速かつ効果的に除去することができる。従来の解決策はまた、ブレード１１６から汚染物質２２０を除去することができるかもしれないが、そのような解決策は、ブレード１１６の材料組成に影響を与える可能性のある接触ベースの機構および構成要素を必要とする。特に、ブレード１１６の接触ベースの表面処理は、ブレード１１６上にリキャスト層をもたらす可能性があり、それは材料特性の変化、例えば、材料強度の低下または有効寿命の短縮を伴う。対照的に、表面処理ツール２００の実施形態は、ブレード１１６に物理的に接触することなく汚染物質２２０を除去することができ、コントローラ２１０は、レーザアセンブリ２０２から放射される光のパルス時間およびパワー出力を制御して、ブレード１１６の材料組成を実質的に維持することができる。したがって、表面処理ツール２００は、ターボ機械１００のブレード１１６の寿命を延ばすことができ、および／または整備後の動作特性を改善することができる。

本開示の装置および方法は、特定のガスタービン、燃焼システム、内燃エンジン、発電システムまたは他のシステムに限定されず、他の発電システムおよび／またはシステム（例えば、複合サイクル、単純サイクル、原子炉など）で使用されてもよい。さらに、本発明の装置は、本明細書に記載された装置の動作範囲、効率、耐久性および信頼性の増加から利益を得ることができる、本明細書に記載されていない他のシステムで使用されてもよい。

本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用する場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。

本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示すると共に、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の例は、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実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。

１００ ターボ機械
１０２ 圧縮機部分、圧縮機
１０４ タービン部分
１０６ ロータ、シャフト
１０８ 燃焼器アセンブリ
１１０ 燃焼器
１１２ 圧縮機ロータホイール
１１４ 第１段圧縮機ロータホイール
１１６ 第１段圧縮機ロータブレード、ブレード構造、回転ブレード
１１８ 翼形部分
１２０ タービンロータホイール
１２２ 第１段タービンホイール
１２４ 第１段タービンロータブレード
１３０ 圧縮機入口
２００ 表面処理ツール
２０２ レーザアセンブリ
２０４ レーザエミッタ
２０６ 位置エンコーダ
２１０ コントローラ
２２０ 汚染物質
２３０ アクチュエータアセンブリ
２３２ アクチュエータ
２３６ 半径方向部材
２４０ 二次アクチュエータ
２４２ 軸方向部材
３０２ コンピューティングデバイス
３０６ 表面処理システム、表面処理
３０８ 処理構成要素
３１０ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）構成要素、Ｉ／Ｏインターフェース
３１２ メモリ
３１４ 通信経路、動作データ
３１６ 外部Ｉ／Ｏ装置
３１８ ストレージシステム
３２０ レーザ制御プログラム
３２２ ソフトウェアモジュール

Claims (10)

1. ロータ（１０６）に取り付けられたブレード構造の目標表面と実質的に垂直に整列するように構成されたレーザエミッタ（２０４）であって、前記ブレード構造に対する前記レーザエミッタ（２０４）の位置が、前記ロータ（１０６）の軸方向と半径方向に沿って調整可能となるように、前記レーザエミッタ（２０４）は、前記ロータ（１０６）の中心線軸に対して半径方向に延びる第１の部材と、前記ロータ（１０６）の中心線軸と平行に軸方向に延びる第２の部材とを含むアクチュエータアセンブリ（２３０）に取り付けられる、前記レーザエミッタ（２０４）と、
   前記レーザエミッタ（２０４）、前記アクチュエータアセンブリ（２３０）及び、前記ロータ（１０６）に通信可能に結合されたコントローラ（２１０）であって、前記アクチュエータアセンブリ（２３０）上の前記レーザエミッタ（２０４）の位置、前記ロータ（１０６）を介した前記ブレード構造の回転位置、前記レーザエミッタ（２０４）のエネルギー出力およびパルス時間を調整して、前記ブレード構造の前記目標表面から汚染物質（２２０）を昇華させるコントローラ（２１０）と、
   前記コントローラ（２１０）と通信し、前記レーザエミッタ（２０４）に取り付けられ、前記レーザエミッタ（２０４）に対する前記ブレード構造の前記回転位置を検出するように構成された位置エンコーダ（２０６）と、
   を含み、
   前記目標表面が前記第１の部材とは異なる角度方向を有し、
   前記第１の部材上の前記レーザエミッタ（２０４）の位置を半径方向に沿って調整することは、前記目標表面と前記レーザエミッタ（２０４）との間の軸方向距離（ＤＡ）に影響を及ぼし、
   前記アクチュエータアセンブリ（２３０）は、前記影響に応答して前記レーザエミッタ（２０４）の位置を軸方向に沿って調整する、表面処理ツール（２００）。
2. 前記レーザエミッタ（２０４）からの最大エネルギー出力は約１００ミリジュール（ｍＪ）であり、
   前記レーザエミッタ（２０４）の最大パルス時間は約５０ナノ秒（ｎｓ）であり、
   前記汚染物質（２２０）は、無機化合物または酸化物化合物のうちの１つを含む、請求項１に記載の表面処理ツール（２００）。
3. 前記コントローラ（２１０）は、前記ブレード構造の前記目標表面の材料組成を変更することなく、前記レーザエミッタ（２０４）の前記エネルギー出力および前記パルス時間を調整して前記汚染物質（２２０）を昇華させるようにさらに構成される、請求項１または２に記載の表面処理ツール（２００）。
4. 前記ブレード構造は複数段の圧縮機ブレード（１１６）を含み、前記目標表面は、前記圧縮機ブレード（１１６）の前縁面、後縁面、正圧側面、または負圧側面を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の表面処理ツール（２００）。
5. 前記アクチュエータアセンブリ（２３０）は、１つの段の圧縮機ブレード（１１６）を処理する間に前記ロータ（１０６）に対して前記レーザエミッタ（２０４）を半径方向に移動させ、前記ブレード構造に対して前記レーザエミッタ（２０４）を軸方向に移動させるように構成される、請求項４に記載の表面処理ツール（２００）。
6. 表面処理方法であって、
   汚染物質（２２０）を含む目標表面を有するブレード構造をロータ（１０６）の周りに回転させるステップと、
   調整可能なパルス時間および調整可能なパワー出力を有するレーザエミッタ（２０４）を前記ロータ（１０６）の軸に実質的に平行に整列させるステップであって、前記ブレード構造に対する前記レーザエミッタ（２０４）の位置が、前記ロータ（１０６）の軸方向と半径方向に沿って調整可能となるように、前記レーザエミッタ（２０４）は、前記ロータ（１０６）の中心線軸に対して半径方向に延びる第１の部材と、前記ロータ（１０６）の中心線軸と平行に軸方向に延びる第２の部材とを含むアクチュエータアセンブリ（２３０）に取り付けられる、前記ステップと、
   前記レーザエミッタ（２０４）に取り付けられた位置エンコーダ（２０６）により前記ブレード構造に対する前記レーザエミッタ（２０４）の位置を検出するステップと、
   前記ブレード構造の前記目標表面から前記汚染物質（２２０）を昇華させるために、前記ブレード構造が前記ロータ（１０６）の周りを回転する間で、前記レーザエミッタ（２０４）を固定位置に維持する間に、前記レーザエミッタ（２０４）をパルス化するステップと、
   を含み、
   前記目標表面が前記第１の部材とは異なる角度方向を有し、
   前記第１の部材上の前記レーザエミッタ（２０４）の位置を半径方向に沿って調整することは、前記目標表面と前記レーザエミッタ（２０４）との間の軸方向分離距離（ＤＡ）に影響を及ぼし、
   前記表面処理方法は、前記影響に応答して前記レーザエミッタ（２０４）の位置を軸方向に沿って調整するステップを含む、表面処理方法。
7. 前記レーザエミッタ（２０４）をパルス化する前に、前記レーザエミッタ（２０４）と前記ブレード構造との間の半径方向変位と軸方向変位を調整するステップをさらに含む、請求項６に記載の表面処理方法。
8. 前記パルス化するステップの間に、前記レーザエミッタ（２０４）からの最大エネルギー出力は約１００ミリジュール（ｍＪ）であり、前記レーザエミッタ（２０４）の最大パルス時間は約５０ナノ秒（ｎｓ）である、請求項６または７に記載の表面処理方法。
9. 複数のブレード構造が取り付けられたロータ（１０６）と、
   前記ロータ（１０６）の軸と実質的に平行に整列するように構成され、調整可能なパルス時間および調整可能なパワー出力を有するレーザエミッタ（２０４）と、
   コントローラ（２１０）と通信し、前記レーザエミッタ（２０４）に取り付けられ、前記レーザエミッタ（２０４）に対する前記ブレード構造の回転位置を検出するように構成された位置エンコーダ（２０６）と、
   前記レーザエミッタ（２０４）に機械的に結合し、前記ロータ（１０６）に対する前記レーザエミッタ（２０４）の位置を調整するように構成されたアクチュエータアセンブリ（２３０）であって、前記アクチュエータアセンブリ（２３０）は、前記ロータ（１０６）に対して半径方向に延びる第１の部材を備え、前記レーザエミッタ（２０４）の半径方向位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、前記ロータ（１０６）の中心線軸と平行に軸方向に延びる第２の部材とを含み、前記レーザエミッタ（２０４）の軸方向位置を調整するように構成された第２のアクチュエータと含む、アクチュエータアセンブリ（２３０）と、
   前記ロータ（１０６）、前記アクチュエータアセンブリ（２３０）および前記レーザエミッタ（２０４）に通信可能に結合されたコントローラ（２１０）と、を含み、前記コントローラ（２１０）は、
   前記ロータ（１０６）を使用して前記複数のブレード構造を回転させ、
   前記位置エンコーダ（２０６）を使用して前記レーザエミッタ（２０４）の位置と、前記複数のブレード構造の回転位置を検出させ、
   前記レーザエミッタ（２０４）の位置エンコーダーを介して、前記レーザエミッタ（２０４）の位置とブレード構造の回転位置を検出
   前記複数のブレード構造の各々の目標表面から汚染物質（２２０）を昇華させるために、前記複数のブレード構造の回転中で、前記レーザエミッタ（２０４）を固定位置に維持する間に前記レーザエミッタ（２０４）をパルス化すること
   を含む動作を行うように構成され、
   前記目標表面が前記第１の部材とは異なる角度方向を有し、
   前記第１の部材上の前記レーザエミッタ（２０４）の位置を半径方向に沿って調整することは、前記目標表面と前記レーザエミッタ（２０４）との間の軸方向距離（ＤＡ）に影響を及ぼし、
   前記アクチュエータアセンブリ（２３０）は、前記影響に応答して前記レーザエミッタ（２０４）の位置を軸方向に沿って調整する、表面処理システム（３０６）。
10. 前記レーザエミッタ（２０４）は、複数のブレード構造を内部に有する圧縮機入口（１３０）内に配置され、
    前記汚染物質（２２０）は、さび堆積物、ダスト堆積物、または凝固オイルのうちの１つを含む、請求項９に記載の表面処理システム（３０６）。

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