KR100672134B1 - 터빈 노즐 세그먼트 및 그 수리 방법 - Google Patents

Abstract

외부 및 내부 밴드(14, 16) 사이에 배치된 적어도 하나의 베인(12)을 구비하는 터빈 노즐 세그먼트(10)를 수리하는 방법은 내부 밴드(16)를 노즐 세그먼트(10)로부터 분리하는 단계와, 외부 밴드(32) 및 적어도 하나의 베인(34)을 구비한 새롭게 제조된 교체용 주조물(30)에 내부 밴드(16)를 결합시키는 단계를 포함한다. 교체용 주조물(30)은 베인(34)의 일 단부상에 형성된 장착 플랫폼(44)과, 장착 플랫폼(44)상에 형성된 보스(46)를 포함한다. 칼라(38)는 내부 밴드(16)에 결합되며, 내부에 형성된 슬롯(42)을 구비한다. 다음에, 보스(46)는 슬롯(42)내로 삽입되며, 장착 플랫폼(44)은 내부 밴드(16)에 형성된 리세스(40)내에 수납된다. 보스(46)를 칼라(38)에 그리고 장착 플랫폼(44)을 내부 밴드(16)에 결합함으로써 결합이 완료된다.

Description

터빈 노즐 세그먼트 및 그 수리 방법{TURBINE NOZZLE SEGMENT AND METHOD OF REPAIRING SAME}

도 1은 엔진 런 터빈 노즐 세그먼트의 사시도,

도 2는 도 1의 노즐 세그먼트로부터 분리된 내부 밴드의 사시도,

도 3은 본 발명의 수리 방법에 이용되는 교체용 주조물의 사시도,

도 4는 칼라가 부착된 것으로 도 2의 내부 밴드의 사시도,

도 5는 도 4의 내부 밴드의 기계가공후의 사시도,

도 6은 도 4의 내부 밴드의 기계가공후의 다른 사시도,

도 7은 도 3의 교체용 주조물의 기계가공후의 사시도,

도 8은 수리된 터빈 노즐 세그먼트의 사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 터빈 노즐 세그먼트 12 : 베인

14 : 외부 밴드 16 : 내부 밴드

30 : 교체용 주조물 32 : 외부 밴드

34 : 베인 40 : 리세스

42 : 슬롯 44 : 플랫폼

46 : 보스

본 발명은 일반적으로 가스 터빈 엔진에 관한 것이며, 특히 이러한 엔진에 사용되는 터빈 노즐 세그먼트의 수리에 관한 것이다.

가스 터빈 엔진은, 공기가 연료와 혼합되고 점화되어 고온 연소 가스를 생성하는 연소기에 가압된 공기를 제공하는 압축기를 포함한다. 이들 가스는 터빈 섹션으로 하류로 유동하고, 이 터빈 섹션은 이 가스로부터 에너지를 추출하여 압축기에 동력을 제공하고, 비행시에 항공기에 동력을 가하는 것과 같은 유용한 일을 제공한다. 전형적으로 항공기 엔진은 터빈 섹션내의 가스 흐름 및 압력에 적절하게 영향을 미침으로써 엔진 성능을 개선하는 고정 터빈 노즐을 포함한다. 다중 스테이지 터빈 섹션에서, 터빈 노즐은 노즐의 하류에 위치된 터빈 로터내로 연소 가스의 방향을 전환하기 위해서 각 터빈 스테이지의 입구에 위치된다. 전형적으로, 터빈 노즐은 그 원주 둘레에서 분할되어 있고, 각 노즐 세그먼트는 내부 및 외부 밴드 사이에 배치되는 하나 또는 그 이상의 베인을 구비하며, 이들 밴드는 노즐을 통해 유동하는 고온 연소 가스를 위한 반경방향 유로 경계를 규정한다. 이들 노즐 세그먼트는 엔진 케이싱에 장착되어 인접한 터빈 스테이지의 로터 블레이드 사이에 반경방향으로 연장되는 베인을 갖는 환형 어레이를 형성한다.

노즐 세그먼트를 제조하기 위한 다양한 방법이 제안되어 왔다. 하나의 통상적인 방법에 있어서, 노즐 세그먼트는 각각 개별적으로 주조되는 내부 밴드, 외부 밴드 및 하나 이상의 베인을 포함하는 다중편 조립체이다. 내부 및 외부 밴드 모두에는 슬롯이 제공되며, 베인의 단부는 상기 슬롯내로 제 위치에 납땜되어 노즐 세그먼트 조립체를 형성한다. 다른 통상적인 방법은 노즐 세그먼트를 일체로 주조하는 것이다. 즉, 베인, 내부 및 외부 밴드를 모두 함께 일체형의 단일편 주조물로 형성하는 것이다.

양 방법은 이점 및 단점을 갖고 있다. 예를 들면, 다중편 방법의 하나의 단점은 노즐 세그먼트가 통상 외부 밴드에서만 엔진 케이싱에 장착되고, 베인 및 내부 밴드는 고온 가스 스트림내로 기본적으로 캔틸레버되어 있다는 사실로부터 야기된다. 따라서, 노즐 세그먼트내의 가장 큰 기계적인 응력은 베인대 외부 밴드 인터페이스에서 발생하며, 상기 인터페이스는 다중편 조립체에서 일체적 주조 인터페이스의 강도보다 일반적으로 약한 강도를 가진 납땜 조인트이다. 다중편 노즐 세그먼트는 제조 비용이 보다 많이 든다. 따라서, 많은 노즐 세그먼트는 일체로 주조된다.

노즐 세그먼트는 작동 동안에 이들 부품의 유효 사용 수명을 제한하는 고온 부식 가스 스트림에 노출된다. 따라서, 노즐 세그먼트는 고온 코발트 또는 니켈계 초합금으로 통상 제조되며, 내식 및/또는 내열 재료로 종종 피복된다. 더욱이, 노즐 세그먼트는 사용 수명을 연장시키기 위해서 압축기로부터 추출되는 냉각 공기로 내부가 통상 냉각된다. 이러한 효과를 가지고 있더라도, 노즐 세그먼트의 일부분, 특히 베인은 균열되고, 부식되고, 달리 손상될 수 있어서, 노즐 세그먼트는 안전하고 효율적인 엔진 작동을 유지하기 위해서 수리 또는 교체되어야 한다. 노즐 세그먼트가 설계적으로 복잡하고, 비교적 고가 재료로 제조되며, 제조 비용이 많이 들기 때문에, 노즐 세그먼트는 가능한한 수리하는 것이 일반적으로 더 바람직하다.

현재의 수리 방법은 에어포일 표면의 균열 수리 및 치수 복원과 같은 기술을 포함한다. 그러나, 이러한 현재의 수리는 국부적인 변형에 의해 그리고 반복적인 수리 및 화학적 박리 프로세스의 결과로서 초과되는 최소 벽 두께하에서 제한된다. 따라서, 노즐 세그먼트는 공지된 수리 프로세스에 의해 수리될 수 없는 지점이 손상될 수 있다. 일체식 주조 노즐 세그먼트내의 열적 및 기계적 응력은, 내부 밴드가 수리가능한 반면에 다른 노즐 세그먼트가 수리불가능한 경우에 종종 발생하는 것이다. 따라서, 이러한 상황에서 전체 노즐 세그먼트의 스크래핑(scrapping)을 회피하기 위해서, 노즐 세그먼트의 수리가능한 부분을 회수하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

상술한 요구조건은 외부 및 내부 밴드 사이에 배치된 적어도 하나의 베인을 구비하는 터빈 노즐 세그먼트를 수리하는 방법을 제공하는 본 발명에 의해 만족된다. 이 방법은 내부 밴드를 노즐 세그먼트로부터 분리하는 단계와, 외부 밴드 및 적어도 하나의 베인을 구비한 새롭게 제조된 교체용 주조물에 내부 밴드를 결합시키는 단계를 포함한다. 교체용 주조물은 베인의 일 단부상에 형성된 장착 플랫폼과, 장착 플랫폼상에 형성된 보스를 포함한다. 칼라는 내부 밴드에 결합되며, 그 내부에 슬롯이 형성되어 있다. 다음에, 보스는 슬롯내로 삽입되며, 장착 플랫폼은 내부 밴드에 형성된 리세스내에 수납된다. 보스를 칼라에 그리고 장착 플랫폼을 내부 밴드에 결합함으로써 결합이 완료된다.

종래 기술보다 우수한 본 발명 및 그 이점은 첨부 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위를 읽으면 명료해진다.

본 발명의 요지는 명세서의 결말부에 특별히 지적되고 명확하게 청구되어 있다. 그러나, 본 발명은 첨부 도면과 관련하여 취한 하기의 상세한 설명을 참조하면 잘 이해될 수 있다.

여러 도면에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리키고 있는 도면을 참조하면, 도 1은 제 1 및 제 2 노즐 베인(12)을 구비하는 터빈 노즐 세그먼트(10)를 도시한 것이다. 베인(12)은 아치형 외부 밴드(14)와 아치형 내부 밴드(16) 사이에 배치되어 있다. 베인(12)은 연소 가스가 그 하류에 위치된 터빈 로터(도시하지 않음)로 최적으로 배향되도록 구성된 에어포일을 규정한다. 외부 및 내부 밴드(14, 16)는 노즐 세그먼트(10)를 통과하는 가스 흐름의 외부 및 내부 반경방향 경계부를 각기 규정한다. 베인(12)은 다수의 종래의 냉각 구멍(18) 및 그내에 형성된 후연 슬롯(20)을 구비하고 있다. 냉각 구멍은 제 1 스테이지 노즐 세그먼트에 사용되는 것이 가장 전형적이며, 이후의 스테이지 노즐 세그먼트는 이러한 냉각 구멍을 보통 이용하지 않는다. 바람직하게, 노즐 세그먼트(10)는 코발트 또는 니켈계 초합금과 같은 고품질 초합금으로 제조되며, 내식재 및/또는 단열 코팅으로 피복될 수도 있다. 가스 터빈 엔진은 환형 형태로 원주방향으로 배열된 다수의 세그먼트(10)를 포함한다. 본 발명의 수리 방법을 2개의 베인 노즐 세그먼트와 관련하여 기술하였지만, 본 발명은 임의의 개수의 베인을 구비하는 노즐 세그먼트에 동일하게 적용가능하다.

엔진 작동 동안에, 노즐 세그먼트(10)는 국부적인 가스 스트림 과열(over-temperature)이나, 그 위에 충돌하는 이물질로 인해 야기될 수 있는 손상이 가해질 수 있다. 상술한 바와 같이, 노즐 세그먼트(10)의 일부분은 공지된 수리 방법으로 수리될 수 없는 지점이 손상될 수 있다. 본 발명은 내부 밴드가 수리가능한 반면에 다른 노즐 세그먼트 구조체가 수리불가능한 노즐 세그먼트를 수리하는 방법에 관한 것이다. 예로서, 도 1에는, 베인(12)이 수리불가능하도록 심한 손상을 갖는 반면에, 내부 밴드(16)가 비교적 적게 손상입고 수리가능한 것으로 도시되어 있다. 본 발명은 일체식 주조 노즐 세그먼트에 가장 잘 적용가능하지만, 다른 형태의 노즐 세그먼트에도 잘 이용될 수 있다.

수리 방법은 내부 밴드(16)를 노즐 세그먼트(10)로부터 분리하는 단계와, 내부 밴드(16)가 제거된 구조체를 교체하는 특별히 설계되고 새롭게 제조된 주조물에 내부 밴드(16)를 결합시키는 주요 단계를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회수가능한 내부 밴드(16)는 저온 측면(22)(고온 가스 유로로부터 먼 측면) 및 고온 측면(24)(고온 가스 유로에 접한 측면)을 구비하며, 플랜지(26) 및 배출 구멍(dump hole)(28)과 같은 종래의 구조체를 포함한다. 플랜지(26)는 내부 밴드(16)에 구조적 지지체를 제공하며, 또한 노즐 세그먼트(10)가 엔진에 설치되는 경우에 밀봉 기능을 제공한다. 배출 구멍(28)은, 노즐 세그먼트가 완전한 경우에 냉각 공기가 베인(12)의 내부 냉각 통로를 빠져나가게 하는 수단이다. 도 3은 새롭게 제조된 주조물[이하, 교체용 주조물(30)이라 함]중 하나를 도시한 것이다. 이하에 보다 상세하게 설명하는 교체용 주조물(30)은 외부 밴드(32) 및 2개의 베인(34)을 구비하는 일체식 주조편이다.

보다 상세하게, 수리 방법의 처음 단계는 보수를 위해 현장에서 회수된 엔진 런 노즐 세그먼트를 검사하여, 수리가능한 내부 밴드(16)를 구비하고 다른 노즐 세그먼트 구조체가 수리불가능한 세그먼트(10)를 식별하는 것이다. 일단 적당한 노즐 세그먼트(10)가 식별되면, 존재할 수 있는 모든 코팅 재료(예를 들면, 내식 코팅 또는 내열 코팅)를 벗겨내야 한다. 코팅 재료는 그릿 블라스팅(grit blasting), 화학조 등과 같은 임의의 적합한 기술을 사용하여 또는 이들 기술의 조합에 의해 벗겨질 수 있다. 다음 단계는 합금 납땜, 합금 덧땜, 용접 등과 같은 공지된 수리 기술을 이용하여, 내부 밴드(16)내의 균열을 수리하고, 플랜지(26)의 치수 증대를 실행하는 것이다. 이들 종래의 수리는 내부 밴드(16)의 조건에 따라서 필요에 의해 실행된다. 본래에 사용된 임의의 내식 또는 내열 코팅은 이때에 재도포되지 않는다.

다음 단계는 노즐 세그먼트(10)의 나머지로부터 내부 밴드(16)를 분리하는 것이다. 이러한 분리는 내부 밴드(16) 근방의 양 베인(12)을 통해서 대략 절단함으로써 실행된다. 절단은 연삭절단 휠 또는 전기 방전 가공과 같은 모든 종래의 수단에 의해 실행될 수 있다. 분리후에, 회수불가능한 구조체는 스크래핑되고, 내부 밴드(16)는 교체용 주조물(13)에 결합시키도록 준비된다. 내부 밴드 준비의 제 1 단계는 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 평탄한 포켓(36)을 내부 밴드 저온 측면(22)에서 가공하는 것이다. 2개의 포켓(36)은 2개의 베인(34)의 각각에 대해 하나의 포켓이 있도록 제공된다. 상이한 개수의 베인을 구비하는 노즐 세그먼트에 대하여, 대응하는 개수의 포켓이 이용될 수 있다. 포켓(36)은 각기 배출 구멍(28) 둘레에 형성되고, 비교적 깊지 않다. 배출 구멍(28)은 포켓(36)을 가공하는데 이용된 기구를 위치시키는데 이용될 수 있다.

다음 단계는 도 4에 도시된 바와 같이 포켓(36)의 각각에 칼라(38)를 택(tack) 용접하는 것이다. 칼라(38)는 특정 치수로 구성되고 각 포켓(36)과 접속되는 평탄한 표면을 구비하는 중실형의 대체로 장방형 블록이다. 따라서, 포켓(36)은 내부 밴드(16)의 윤곽을 갖는 저온 측면(22)상으로의 칼라(38)의 안착을 용이하게 하도록 제공된다. 바람직하게, 칼라(38)는 내부 밴드(16)와 동일하거나 또는 유사한 재료로 제조되거나, 또는 내부 밴드(16) 및 교체용 주조물(30)에 결합시키기에 적합한 재료로 적어도 제조된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 내부 밴드(16)는 칼라(38)가 저온 측면(22)상의 제 위치에 택 용접된 후에 2개의 기계가공 작업을 실행한다. 제 1 작업에서, 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이 2개의 리세스(40)는 내부 밴드(16)의 고온 측면(24)에 형성된다. 리세스(40)의 주변은 베인(34)의 에어포일 윤곽과 대략 유사하다. 에어포일 형상 리세스(40)를 형성하는 하나의 바람직한 방법은 각 리세스(40)에 전기 방전기(electrical discharge machine ; EDM)를 밀어넣는 것이다. 이것은 에어포일 형상을 가진 EDM 전극을 이용하여 성취된다. 전극은 유로 벽을 제거하는 깊이까지만 밀어넣어지며, 지지 플랜지(26)내로 밀어넣어지지 않는다. 그러나, 리세스(40)는 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 일부 위치에서 내부 밴드(16)까지 도달할 것이다. 그러나 칼라(38)가 리세스(40)보다 넓어서, 칼라는 내부 밴드 구조체상에 걸리고, 리세스(40)의 개방 부분을 통해 통과할 수 없다.

배출 구멍(28)은 EDM 플런지(plunge) 작동을 위해 EDM 전극을 다시 위치시키는데 이용될 수 있다. 2개 리세스(40)를 위한 EDM 플런지는 2개의 비평행 축을 따라 이뤄진다. 터빈 노즐이 환형 어레이로 배열된 노즐 세그먼트를 포함하기 때문에, 모든 베인은 엔진 중심축에 수렴하는 반경방향 축을 규정하며, 그에 따라 평행하지 않다. 교체용 주조물(30)의 각 베인(34)의 반경방향 축에 대응하는 플런지 축을 따라 리세스(40)를 기계가공함으로써, 각 리세스는 각 베인(34)이 그 내부에 적절하게 위치될 수 있도록 배향된다.

제 2 기계가공 작업시에, 수납 슬롯(42)은 각 칼라(38)내에 기계가공된다. 수납 슬롯(42)은 칼라(38)를 통해 반경방향으로 연장되며, 기계가공 작동 동안에 제거된 배출 구멍(28)의 위치와 대체로 정렬된다. 수납 슬롯(42)은 또한 플런지 EDM에 의해 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 양 수납 슬롯(42)은 평행 축상에 형성된다. 이것은 적당한 형상의 이중 전극을 이용하여 단일 작동으로 성취될 수 있다. 수납 슬롯(42)은 이후에 보다 상세하게 설명하는 교체용 주조물(30)의 설치를 가능하게 하도록 평행하다.

또한, 교체용 주조물(30)에는 내부 밴드(16)에 결합되기 전에 몇몇 기계가공 조작이 가해진다. 다시 도 3을 참조하면, 교체용 주조물(30)이 외부 밴드(32) 및 2개의 베인(34)을 구비하는 일체식 주조편인 것을 알 수 있다. 외부 밴드(32) 및 베인(34)은 동일한 내부 냉각 통로를 포함하는 완전한 노즐 세그먼트(10)상의 것과 동일하다. 그러나, 내부 밴드 대신에, 교체용 주조물(30)은 각 베인(34)의 반경방향 내부 단부상에 일체로 형성된 장착 플랫폼(44)을 구비한다. 각 장착 플랫폼(44)과 베인(34)의 교차부에 필렛이 형성되어 응력을 감소시킨다. 각 장착 플랫폼(44)은 그 하부에 일체로 형성된 융기된 보스(46)를 구비한다. 배출 구멍(48)은 각 보스(46)에 형성되어 있다.

본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 노즐 세그먼트(10)와 같은 완전한 일체식 주조 노즐 세그먼트는 3개의 주요 기준점을 구비하며, 그 중 하나가 내부 밴드에 형성되어 있다. 이들 주요 기준점은 품질확인을 위해 노즐 세그먼트를 검사하는데 이용된다. 따라서, 교체용 주조물(30)은 각 장착 플랫폼(44)의 에지에 형성된 작은 플랫 또는 기준면(50)을 따라 그 전방에서 주조된다. 하나의 작은 플랫(50)은 교체용 주조물(30)이 검사 및 품질확인될 수 있게 하는 제 3 주요 기준점으로서 기능한다.

장착 플랫폼(44)은 에어포일 리세스(40)와 대략 형상이 동일하지만 의도적으로 크게 되어 있다. 따라서, 교체용 주조물(30)에는 EDM 또는 밀링과 같은 사전 기계가공이 가해져서 잉여 적층 재료를 제거한다. 기계가공되는 표면은 장착 플랫폼(44)의 에지 및 바닥 표면과, 보스(46)의 주변이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 플랫폼(44)은 에어포일 리세스(40)내로 끼워맞추는 크기로 되어 있으며, 보스(46)는 수납 슬롯(42)내로 끼워맞추는 크기로 되어 있다. 또한, 플랫폼(44)의 에지를 기계가공함으로써 교체용 주조물(30)이 품질확인 후에 더 이상 필요없는 작은 플랫(50)을 제거한다. 이러한 모든 표면은 양 베인(34)에 대해 평행한 축상에서 기계가공된다. 따라서, 보스(46)는 동일한 평행한 축상에 또한 기계가공되는 수납 슬롯(42)내로 설치되도록 배향된다. 보스(46)가 각 베인(34)의 반경방향 축상에서 기계가공된다면, 이들 보스는 수렴하는 표면이 보스의 높이를 일정하게 구속하기 때문에 슬롯(42)내로 장착될 수 없다. 보스(46)의 깊이보다 상당히 작은 깊이의 장착 플랫폼(44)은 에어포일 리세스(40)내에 수납된다.

또한, 배출 구멍 포켓(52)은 배출 구멍(48)내로 기계가공된다. 포켓(52)은 배출 구멍(48)을 거쳐서 각 베인(34)을 빠져나가는 냉각 공기의 흐름 및 속도를 유지하는 단면적 및 깊이로 기계가공된다. 즉, 배출 구멍 포켓(52)은 냉각 공기 흐름 및 속도가 본래 노즐 세그먼트(10)에서의 공기 흐름 및 속도와 동일하게 되는 크기로 되어 있다. 바람직하게, 포켓(52)은 각 베인(34)의 반경방향 축을 따라서 플런지 EDM에 의해 형성된다.

기계가공 작업이 완료된 후에, 내부 밴드(16) 및 교체용 주조물(30)은 도 8에 도시된 수리된 노즐 세그먼트(54)를 형성하도록 조립된다[도 8은 교체용 주조물(30)과의 인터페이스를 나타내기 위해서 내부 밴드(16)를 점선으로 도시하고 있다]. 상술한 바와 같이, 내부 밴드(16) 및 교체용 주조물(30)은 장착 플랫폼(44)을 대응하는 에어포일 리세스(40)내에 그리고 보스(46)를 대응하는 수납 슬롯(42)내에 장착함으로써 조립된다. 다음에, 부품은 다음의 인터페이스, 즉 내부 밴드 고온 측면(24)상의 장착 플랫폼-내부 밴드 인터페이스와, 칼라-보스 인터페이스와, 내부 밴드 저온 측면(22)상의 칼라-내부 밴드 인터페이스를 따라 접합함으로써 서로 결합된다. 이러한 접합은 납땜 또는 용접과 같은 종래의 방법으로 성취될 수 있지만, 부품이 엔진 작동 동안에 노출되는 열적 구배를 양호하게 제공하는 납땜이 바람직하다. 하나의 바람직한 결합 작업은 우선 각 보스(46)에 각 칼라(38)를 택 용접하는 것이다. 다음 단계는 땜납 분말로 내부 밴드 고온 측면(24)을 채우고, 장착 플랫폼-내부 밴드 인터페이스상에 슬러리를 도포하는 것이다. 저온 측면(22)상에서, 땜납 합금은 칼라-보스 및 칼라-내부 밴드 인터페이스에 도포된다. 다음에, 조립체는 노내에 위치되고, 내부 밴드(16)가 상방으로 위치되어, 납땜된다.

마지막으로, 처음에 사용되었던 모든 내식 또는 내열 코팅은 공지된 방법으로 재도포된다. 그 결과, 이전에 사용된 섹션[내부 밴드(16)에 대응하는 부분] 및 새롭게 제조된 섹션[교체용 주조물(30)에 대응하는 부분]을 구비하는 수리된 노즐 세그먼트(54)가 제공된다. 칼라(38)는 노즐 세그먼트(54)에 구조적인 보강을 제공한다. 이들 칼라는 또한 제 2 유지 특징을 제공한다. 즉, 장착 플랫폼-내부 밴드 접착이 파손된다면, 칼라(38)는 베인(34)이 내부 밴드(16)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는데, 그 이유는 칼라의 돌출부가 칼라(38)가 내부 밴드(16)를 통해 당겨지는 것을 방지하기 때문이다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 교체용 주조물(30)은 본래 노즐 세그먼트(10)의 재료 특성을 유지하는 수리된 노즐 세그먼트(54)를 제조하기 위해서 내부 밴드(16)와 동일한 재료로 제조된다. 그러나, 다른 바람직한 실시예에 있어서, 교체용 주조물(30)은 상이한 재료, 바람직하게 개선된 재료 특성을 가진 합금으로 제조된다. 노즐 세그먼트와 같은 가스 터빈 엔진 부품의 사용 수명 동안에 이러한 부품과 함께 사용하기에 적합한 개선된 합금이 개발되는 경우가 종종 있다. 전통적으로, 엔진 조작자는 개선된 재료 특성을 실현하기 위해서 개선된 합금으로 제조된 새로운 부품으로 현재의 부품을 교체한다. 그러나, 개선된 합금으로 교체용 주조물(30)을 제조함으로써, 수리된 노즐 세그먼트(54)는 부분적으로 개선된 재료 특성을 갖게 될 것이다.

본 발명은 가장 실제적이고 바람직한 실시예로 고려되는 것과 관련하여 기술하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 의해 제한되지 않으며, 반대로 첨부된 특허청구범위의 정신 및 영역내에 포함된 다양한 변형예 및 등가 배열을 포함하는 것이다.

본 발명에 따르면, 전체 노즐 세그먼트의 스크래핑을 회피하면서 노즐 세그먼트의 회수가능한 부분을 이용하는 방법이 제공된다.

Claims (29)

1. 외부 밴드(14)와 내부 밴드(16) 사이에 배치된 적어도 하나의 베인(12)을 구비하는 터빈 노즐 세그먼트(10)를 수리하는 방법으로서,

   상기 내부 밴드(16)를 상기 노즐 세그먼트(10)로부터 분리하는 단계와,

   외부 밴드(32) 및 적어도 하나의 베인(34)을 구비한 새롭게 제조된 교체용 주조물(30)에 상기 내부 밴드(16)를 결합시키는 단계를 구비하는, 터빈 노즐 세그먼트 수리 방법에 있어서,

   상기 내부 밴드(16)에 칼라(38)를 결합시키는 단계와,

   상기 칼라(38)에 슬롯(42)을 형성하는 단계와,

   상기 교체용 주조물(30)의 상기 베인(34)의 일부분을 상기 슬롯(42)내로 삽입하는 단계와,

   상기 교체용 주조물(30)의 상기 베인(34)을, 상기 칼라(38) 및 상기 내부 밴드(16)에 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

   터빈 노즐 세그먼트 수리 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 밴드(16)에 포켓(36)을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 칼라(38)는 상기 포켓(36)에서 상기 내부 밴드(16)에 결합되는 것을 특징으로 하는

   터빈 노즐 세그먼트 수리 방법.
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9. 제 1 항에 있어서,

   상기 새롭게 제조된 교체용 주조물이 하나 또는 그 이상의 베인을 구비하며, 상기 교체용 주조물의 각 베인은 그 일 단부에 형성된 장착 플랫폼(44) 및 상기 장착 플랫폼(44)상에 형성된 보스(46)를 구비하며,

   상기 교체용 주조물(30)의 각 베인(34)을 위한 하나의 칼라(38)를 상기 내부 밴드(16)의 한 측면에 결합시키는 단계와,

   상기 교체용 주조물의 각 베인(34)을 위한 하나의 리세스(40)를 상기 내부 밴드(16)의 다른 측면에 형성하는 단계와,

   상기 교체용 주조물(30)의 각 베인(34)에 대해서, 상기 보스(46)를 상기 대응하는 슬롯(42)내로 그리고 상기 장착 플랫폼(44)을 상기 대응하는 리세스(40)내로 삽입하는 단계와,

   상기 교체용 주조물(30)의 각 베인(34)에 대해서, 상기 보스(46)를 상기 대응하는 칼라(38)에 그리고 상기 장착 플랫폼(44)을 상기 내부 밴드(16)에 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는

   터빈 노즐 세그먼트 수리 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 내부 밴드(16)내에 각 칼라(38)를 위한 하나의 포켓(36)을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 각 칼라(38)는 상기 대응하는 포켓(36)에서 상기 내부 밴드(16)에 결합되는 것을 특징으로 하는

    터빈 노즐 세그먼트 수리 방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    납땜에 의해, 상기 각 칼라(38)는 상기 내부 밴드(16)에 결합되고, 상기 각 보스(46)는 상기 대응하는 칼라(38)에 결합되며, 상기 각 장착 플랫폼(44)은 상기 내부 밴드(16)에 결합되는 것을 특징으로 하는

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21. 내부 밴드(16)와,

    외부 밴드(32)와, 외부 밴드(14)와 상기 내부 밴드(16) 사이에 배치되는 적어도 하나의 베인(34)을 구비하는 교체용 주조물(30)을 포함하는 터빈 노즐 세그먼트(10)로서,

    상기 내부 밴드(16)는 이전에 사용된 구조체이며, 상기 교체용 주조물(30)은 새롭게 제조된 구조체이며, 상기 적어도 하나의 베인(34)을 포함하는 상기 교체용 주조물(30)은 상기 외부 밴드(32)상에 일체로 형성되는, 터빈 노즐 세그먼트(10)에 있어서,

    상기 베인(34)은 그 일 단부상에 일체로 형성된 장착 플랫폼(44)과, 상기 장착 플랫폼(44)상에 일체로 형성된 보스(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는

    터빈 노즐 세그먼트.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 내부 밴드(16) 및 상기 교체용 주조물(30)이 동일한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는

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29. 제 21 항에 있어서,

    상기 내부 밴드는 수리가능하며, 수리 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는

    터빈 노즐 세그먼트.

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