JPH02104904A - タービンブレード先端のクリアランス制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般的にはガスタービンエンジンのブレード
先端のクリアランス制御に関し、より詳細には高温、酸
化、腐食、スルフィド化に対するタービンブレードおよ
びシュラウドの抵抗性を増大させる改良に関する。

〔従来の技術及び発明が解決すべき課題〕ガスタービン
エンジンや他のターボ機械は、ホイールにマウントされ
、はぼ円筒形のケースまたはシュラウド内で回転する数
列のブレードを備えている。そのようなエンジンは、ブ
レードをシュラウドに対して回転させるために、高温ガ
スを内部に通して駆動するのが一般的である。そのよう
なガスは化学的性質として一般に腐食性である。

ガスの腐食性に対処するため、ブレードには薄（防御用
コーティングがなされることもある。シュラウドはガス
がブレードを迂回することを防止するために用いられる
。シュラウドがないと、ガスはブレードの半径方向端部
、すなわち先端の外側を流れる。ローターブレード先端
とシュラウドとの間から逃げるガス量を最小にするため
に、実際には、ローターブレード先端とシュラウドとの
間のクリアランスはできる限り小さくされる。−船釣に
、ブレードの長さは、ブレードの半径方向端部すなわち
先端がシュラウドの内面に十分に近接して配置され、ブ
レード先端とシュラウドとの間にシールが形成されるよ
うに、決定される。そのようなエンジンに起こる問題の
一つは、ブレード先端とシュラウドとの間でこすり合い
が起きることを避けられないことである。このこすり合
いの主な原因はタービンとシュラウドとの熱膨張率また
は熱収縮率が異なることである。このこすり合いに起因
する緊急の問題は、ブレードとシュラウドとが摩耗して
、タービンの効率低下を招（ことである。また、将来的
な問題としては、ブレード先端の防御用コーティングが
摩耗してブレード材質を腐食性ガスに晒し、ブレード腐
食がさらに急ピッチで進むことがある。

ユーザーの中には、多量の腐食要素を含み、灰を生じる
低グレードの燃料を使用しようとするユーザーもいる。

燃料供給の値段、利用性、柔軟性には、将来の工業用ガ
スタービンの設置に備えて天然の残存オイルを考慮する
ことが必要である。

オイル発見、地下燃焼法あるいは他の工業プロセスから
生じる低Ｂｔｕガスのような燃料も利用可能である。例
えば、海での作業は時として燃料に海水を混ぜてしまう
ことがある。これらのことがあるため、上記のような低
グレードの、または汚染された燃料を使ってガスタービ
ンをうまく作動させる技術が開発されてきた。

低グレードの燃料を使用する場合の大きな問題の一つは
、それらの燃料に含まれる各種の鉱物性成分に起因する
腐食である。腐食は金属温度が６５０℃以上になると急
激に進行する。露出したタービン先端の温度はこの温度
以上になる。このため、タービンブレードの端部や、タ
ービンブレード周囲に取付けられているシュラウド表面
に面しているタービンブレード内部を腐食させるという
問題を克服するための対策を施すことが必要である。

ブレード先端の半径方向外側縁部にコーティングを施す
ことは、ブレード先端をガスから保護する手段として提
案されてきた。しかしながら、今日のコーティングの物
理的性質に起因して、コーティングは通常５〜３０ミル
の厚さを有するが、結局は摩耗してしまう。前述のこす
り合いによって、コーティングで保護されていた材質が
摩耗するので、コーティングの厚さを半径方向に厚くす
れば、材質はそれが完全に摩耗するまでに、より多くの
こすり合いに耐えられる。もし、コーティングの厚さが
それらのこすり合いに耐えられる程度に十分でないと、
ブレードの材質は腐食性ガスに晒され、急激な腐食が起
こる。しかしながら、ブレード先端以外の部分の比較的
高い剛性と比較してコーティングの剛性は低いため、コ
ーティング最大厚さには限度がある。すなわち、コーテ
ィングの厚さがブレードの半径に比べて半径方向に厚す
ぎると、全てのコーティングが一回のこすり合いによっ
て損なわれることが起こり得る。ブレード先端の摩耗に
起因する他の問題は、ブレードとシュラウド間の間隔が
大きくなりすぎることである。この問題の影響に関して
は後述する。超合金タービンブレード先端にコーティン
グが施すことは冶金学的には超合金基質と調和するので
超合金基質の性質は劣下しない。このような考慮により
、コーティングや、そのコーティングに有用な処理技術
は抑制される。

さらに、ブレードは通常作動時の高速回転の間に遠心力
や高温に晒されるため、ブレードの機構的結合性は必須
の要素である。

上述した構造の例としては、米国特許第４，３９０．３
２０号、米国特許第４，６８９，２４２号、米国特許第
４，５８９，８２３号、米国特許第４，６１０，６９８
号がある。

ブレード先端の腐食を防ぐための他の試みとしては、ブ
レード先端の様々な組み合わせがある。

例えば、米国特許第４，２３２，９９５号には、金属射
出体と内側先端部とにそれぞれ結合した内側先端部と外
側先端部とを開示している。内側先端部はブレード本体
に拡散結合している。

ブレードの一部を再生する技術の一例として米国特許第
３，５７４，９２４号がある。この再生処理では、ブレ
ードの損傷部分は除去され、正確に同じサイズの代用部
品に取り替えられる。代用部品は型内部で拡散結合して
元のブレードの外形が正確に複製される。ブレード先端
の他の修理方法が米国特許第４，２１４，３５５号に示
されている。第一部材が中空の本体の側壁に結合してお
り、第二部材がこの第一部材に結合している。両部材は
側壁に拡散結合するとともに、相互に拡散結合して°い
る。

先に掲げたコーティングに関する特許では、多くのこす
り合いに耐えられるような満足の行（ブレード先端を得
ることはできない。今日のコーティングの物理的特性の
ために、今日のエンジンが直面する多くの障害に耐え得
る機能的な厚さを達成できない。今日のコーティングの
内部結合力では、ブレード先端がブレード本体から破断
されてしまう。このように、これまでは、５〜３０ミル
以上の厚さのコーティングは役に立たないものであった
。

今日の様々な応用においては、高温、酸化、腐食、スル
フィド化に対するタービンブレードおよびシュラウドの
抵抗力を高めようとする試みは、前述のようなこすり合
いを避けられないことおよびブレード先端やシュラウド
が受ける影響に対して補修しなければならないことを考
慮しないできた。

汚染燃料を使用するという産業界の以前からの要望にこ
たえるため、それらの燃料がタービン部品に与える影響
を最小にしようとする試みがなされてきた。例えば、先
に掲げたコーティングに関する特許や代用部品に関する
特許では、熱や圧力を用いて分子間の結合を行わせる拡
散結合技術が採用されている。そのうえ、前述の特許に
おいては、相当量の材質の抵抗力、すなわち多くのこす
り合いが起こった後に残る酸化やスルフィド化に対する
抵抗力を確保するために必要なブレード先端部の長さが
考慮されていない。

ブレードとシュラウドとの間の間隔が大きくなるほど、
エンジンの効率と低くなる。したがって、エンジンの最
大効率を実現するため上記の間隔をできる限り小さくす
ることが必要である。上記の技術において（ヨ、ブレー
ドが摩耗するとブレードとシュラウドとの間の間隔も大
きくなり、したがってエンジン効率も低下する。このた
め、ブレードの摩耗を防止することが必要である。

本発明は、上述の種々の問題を解決することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の一態様は、ガスタービンエンジンに使用する軸
方向流タービンである。軸方向流タービンは、タービン
ブレードが環状アレイをなして配置された回転可能なタ
ービンホイールと、半径方向内側に対向している面であ
って、前記タービンブレードに隣接し、かつ半径方向外
側に位置する面を有するシュラウドと、前記面に施され
たコーティングとを備えている。コーティングは、高温
、酸化、腐食、スルフィド化に対する抵抗力を有し、か
つ、こすり合いに対しても耐性を有する。各ブレードは
、エンジンの通常作動時における歪みに対して十分に耐
え得る所定の強度の金属本体を有しており、外側先端部
は該金属本体に取付けられており、かつ前記コーティン
グに隣接している。

前記外側先端部は、前記金属本体の所定の強度よりは小
さいがそれ自体の破損およびブレード先端とコーティン
グとがこすり合いをしている間の前記金属本体からの分
断を防止するには十分な所定の強度を有する材質からな
る。外側先端部を構成する該材質は、エンジンの通常作
動時における高温、酸化、腐食、スルフィド化および熱
疲労に対して耐性を有する。外側先端部は、成分として
前記材質を有する充填ロッドを用いて、溶接層状撹錬形
成法によって前記金属本体上に形成されている。

本発明の他の態様はタービンブレードの製造方法である
。このタービンブレードは、歪みに対抗し得る所定の強
度をもった金属本体と該金属本体上に形成された外側先
端部とを有している。木製遣方法は次の工程からなる。

まず、充填ロッドを用いて、溶接層状撹錬形成法によっ
て、前記金属本体の外側端部に前記外側先端部を形成す
る。この充填ロッドは、前記金属本体の所定の強度より
は小さいが、エンジン作動時の温度における高温、酸化
、腐食、スルフィド化および熱疲労に耐え得る所定の強
度をもった材質からなるものである。

外側先端部を金属本体上に形成した後、外側先端部を所
定の外径寸法に加工する。

本発明のさらに他の態様はタービンブレードの修理方法
である。本方法は次の工程からなる。最初に、破損部分
を金属本体から除去する。次いで、充填ロッドを用いて
、溶接層状撹錬形成法によって、前記金属本体の外側端
部に外側先端部を形成する。この充填ロッドは、前記金
属本体の所定の強度よりは小さいが、エンジン作動時の
温度における高温、酸化、腐食、スルフィド化および熱
疲労に耐え得る所定の強度をもった材質からなるもので
ある。外側先端部を金属本体上に形成した後、外側先端
部を所定の外形寸法に加工する。

〔実施例〕

第１図には、ガスタービンエンジンＩＯのうち、タービ
ン部１４の内部漏出を制御するタービン先端制御機構１
２が示されている。エンジン１０は、外側ケース１６、
燃焼部１８、圧縮部２０．および該圧縮部２０と連通し
ている圧縮排出部２２を備えている。圧縮排出部２２は
、その一部が外側ケース１６と多段内側壁２４とによっ
て形成されており、多段内側壁２４はタービン部１４と
燃焼部１８とを部分的に取り囲んでいる。圧縮部２０は
複数の回転可能なブレード２６を備えており、このブレ
ード２６は、長手方向に延びている中央シャフト２８に
取り付けられている。中央シャフト２８はガス化タービ
ン部２９により駆動される。

複数の圧縮ステータブレード３０が外側ケース１６から
延びており、ブレード２６の間に配置されている。説明
の都合上、多段軸方向圧縮機２０の一段のみを図に示し
である。燃焼部１８は、圧縮排出部２２内に配置された
燃焼室３２と、圧縮部２０の近くの燃焼室３２端部に設
けられた燃料ノズル３４（図示せず）とを備えている。

タービン部は、その一部が第一段ノズル内に位置する第
一段タービン３６とシュラウド３８とを備えている。

第一段タービン３６は、回転自在のタービンホイール３
９と、該タービンホイール３９に取り付けられた環状ア
レイタービンブレード４０（−個のみ図示）とを備えて
いる。シュラウド３８は多段内側壁２４に取り付けられ
ており、さらに軸受４１と熱により変化する一列のマス
４６とによって中央シャフト２８から支持されている。

マス４６は、このマス４６が加熱または冷却されている
間に、熱による急激な変化を起こさないように設けられ
ている。ノズル支持ケース４８は外側ケース１６内にあ
り、複数のボルト（図示せず）によって外側ケース１６
に取り付けられている。第二段ノズルおよびシュラウド
５０は複数のノズルフック５２によりノズル支持ケース
４８に取付けられており、第二段タービン５４はその一
部がシュラウド５０内に位置している。第三段ノズルお
よびシュラウド５６は複数のノズルフック５８によりノ
ズル支持ケース４８に取付けられており、第三段タービ
ン６２はその一部がシュラウド５６内に位置している。

タービン３６．５４および６２は長手方向に延びる中央
シャフト２８に連結している。

第２図に一層明確に示すように、シュラウド３８は半径
方向内側に対向する面６４を有し、この面６４はタービ
ンブレード４０に隣接し、かつタービンブレード４０の
半径方向外側に位置している。面６４には、高温、酸化
、腐食、スルフィド化およびこすり合いに対する耐性を
有するコーティング６６が施されている。こすり合いに
対する耐性とは、コーティングがブレードとこすり合っ
たとき大きな片状として剥がれるのではなく、微粒子状
に分離する性質である。このこすり合いに対する耐性を
有するコーティングはプラズマスプレー法によってなさ
れ、約０．７＋ｎｍの厚さを有する。

このコーティングは、コバルト、ニッケル、クロム、ア
ルミニュウムからなる。このコーティングは所定の物理
的特性を有し、剥離、ひび割れ、欠け、フレーク化のな
い−様な、連続的な面を得る方法として用いられる。

各タービンブレード４０は、タービンホイール３９に連
結した取付ベース６７と、該取付ベース６７に取付けら
れたブレード部６８とを備えている。ブレード部６８は
、取付ベース６７に取付けられた金属本体６９と、該金
属本体６９上の外側に形成された外側先端部７０とを有
する。外側先端部７０は、金属本体６９上に形成された
端部に対向して外側面７１を有する。金属本体６９は、
取付ベース６７近辺に根元部７２と、根元部７２外側に
外側端部７３と、該金属本体周囲に境界面７４とを有す
る。金属本体６９は、エンジンｌＯの通常作動時におけ
る歪みに十分に耐えられる所定の強度を有する材質から
なる。外側端部７３はコーティング６６に隣接しており
、両者の間に通常作動時のクリアランスを与える。外側
先端部７０は平坦状先端部（図示せず）あるいはスクィ
ーラー先端部７６を有するように形成することもできる
。スクィーラー先端部７６は平坦状先端部よりもブレー
ド４０とコーティング６６との間のシールをより良く行
うことができる。スクィーラー先端部７６は金属本体６
９の境界面７４の周囲に位置するリッジ７８を有し、リ
ッジ７８の中央には凹部８０が形成されている。スクィ
ーラー先端部７６のリッジ７８は先端部８２と底部８４
とを有する。第３図に最もよく示されているように、リ
ッジ７８の厚さは、底部８４付近の厚さよりも先端部８
２付近の厚さの方が薄（、この結果、スクィーラー先端
部７６は、底部８４付近よりも先端部８２付近の方が薄
いテーパ形状を有する。上述の構造は溶接法により得ら
れたものであり、層状堆積が各堆積列ごとにより薄い列
をなすためである。このように、第３図の想像線８６に
より示すように、スクィーラー先端部７６は従来のスク
ィーラー先端構造よりも約５０％短くなる。外側先端部
７０は所定の強度を有する材質からなる。

この所定の強度は金属本体６９の所定の強度よりも小さ
いが、ブレード４０とコーティング６６とシュラウド３
８との間の激しいこすり合いによって金属本体６９から
破断することを防ぐのに十分な強度である。このように
、外側先端部７０はその一部が摩耗してもよいような十
分な長さを有する必要があるが、金属本体６９を酸化、
スルフィド化、腐食から保護するためその全部が除去さ
れてはいけないものである。例えば、金属本体６９は、
室温では約１０８０Ｋｐａ、８７０℃では約７５０Ｋｐ
ａの引張強さを有し、室温では約９３０Ｋｐａ、８７０
℃では約６５０　Ｋｐａの降伏強さを有する。外側先端
部７０は、室温では約８７０Ｋｐａ。

８７０℃では約３８０　Ｋｐａの引張強さを有し、室温
では約３８０Ｋｐａ、８７０℃では約２３０　Ｋｐａの
降伏強さを有する。さらに、外側先端部７０はニッケル
基質の材質からなり、約２０〜２４％のクロム、１３〜
１５％のタングステン、１〜３％のモリブデン、微量の
硼素、ランタン、珪素、マンガンを含むように構成され
ている。外側先端部７０は溶接層状復線形成法により金
属本体６９上に形成される。この方法においては、上述
したように成分としてニッケル基質の材質からなる充填
ロッドが用いられる。

第３図に最も良く示されているように、外側先端部７０
は半径方向に長さしを有する。この長さしは、ブレード
４０とコーティング６６とシュラウド３８との間で多く
のこすり合いが起きた後であっても、高温作動時におい
て腐食ガスから金属本体６９を保護するために十分な長
さである。この外側先端ブレード７０の長さＬの最小値
は１ｍｍであり、これによって、たとえ外側先端ブレー
ド７０の一部がブレード４０、コーティング６６、シュ
ラウド３８のこすり合いにより摩耗しても、まだ他の部
分が金属本体６９上に残る。

本発明に係るタービン先端制御機構１２はガスタービン
エンジンｌＯの一部をなす。圧縮部２０はエン・ジンｌ
Ｏに燃焼用空気を供給する。空気は燃焼室３２内におい
て燃料ノズル３４から送られてくる燃料と混合される。

燃料と空気の混合気が燃焼して気体が膨張すると、ター
ビン３６．５４．６２が駆動される。気体は第一段ノズ
ルおよびシュラウド３８を介して第一段タービン３６に
向がう。第一段ノズルは、気体がタービン３６の回転に
対して最大の力を及ぼすように所定の角度をもってブレ
ード４０に当たるように、気体を導（。

タービンブレード４０とシュラウド３８との間で漏出が
あると、出力は減少し、効率は低下する。

このように、タービンブレード４０の外側端部７３とシ
ュラウド３８との間のクリアランスにより効率が上下す
る。例えば、典型的にはタービン３６．５４．６２とシ
ュラウド３８．５０．５６との間のクリアランスは約０
．５１１ＩＩ１１である。

コーティング６６は、低グレード燃料の使用に起因する
タービンの各部品の腐食、酸化、スルフィド化を最小に
押さえる。コーティング６６の主機能は、こすり合いが
起きる個所では、自らすり減ることによりブレード先端
の摩耗を防ぐことである。このように、ブレード先端は
通常のこすり合いによっては摩耗せず、ブレード４０と
コーティング６６との間のクリアランスは回転するブレ
ード４０の全半径上に沿ってではなくこすり合いの個所
において最大になるので、エンジン効率は高く保たれる
。コーティングはこすり合いを受けても破断しない特性
を有する。コーティングはこすり合いによって擦り砕か
れて粒状になり、エンジンにより大きな破損を与える原
因となる塊状とはならない。このため、コーティングは
一方の面または他方の面上に堆積するよりは擦り砕かれ
た方が好ましい。堆積するとより激しいこすり合いにつ
ながるからである。

タービンブレード４０は、高温、酸化、腐食、スルフィ
ド化に対処するために少なくとも二つの異なる材質から
作られる。金属本体６９はエンジンの作動時の諸要因に
対抗するため所定の強度を有する。本実施例のエンジン
は約１２．００　Ｏｒ　ｐｍ、すなわち、タービンブレ
ード４０の外側端部７３において直線速度にして約４７
５ｍ／Ｓまで達し、通常作動における温度範囲は７６０
°Ｃ〜９３０℃である。ブレードの質量、膨張気体の熱
、高速回転に基づく遠心力等を考慮すると、前述した強
度はタービンブレード４０の適正な作動を確保するため
に必要である。温度や速度に起因する歪みはタービンブ
レード４０の根元部７２付近において最も激しい。例え
ば、根元部７２付近の質量が大きくなればなるほど、外
側先端部７０付近のブレードの質量よりも多くの熱を吸
収、貯留する。このように、金属本体６９は高強度の材
質から作られるが、腐食や酸化には一層侵されやすい。

外側先端ブレード７０は比較的質量が小さいので、熱吸
収や遠心力も小さく、このため比較的低強度の材質を用
いることができる。このように、これらの負荷に侵され
難いブレード４０の外側先端部７０を、低強度であるが
、腐食、スルフィド化、酸化に対してより大きな耐性を
有する材質で作ることができる。例えば、この場合に用
いられる材質は金属本体６９の強度よりも小さい所定の
強度を有する。外側先端部７０の長さは、激しいこすり
合いが起きてもその一部が金属本体上に残ることを保証
する長さである。例えば、エンジンｌＯが止まり、シュ
ラウド３８．５０．５６が冷却され、タービン３６．５
４．６２が熱いまま残り、エンジン１０が再スタートす
る。シュラウド３８５０．５６は熱収縮のために比較的
小さな直径であり、タービン３６．５４．６２は熱保持
と熱膨張のために比較的大きな直径であり、その熱膨張
のために最大の干渉である激しいこすり合いがブレード
４０、コーティング６６、シュラウド３８、　　の間で
起きる。外側先端部７０は充填ロッドを用、　　いて溶
接層状復線形成法によって金属本体６９上に形成される
。充填ロッドはその主成分としてニッケル基質の材質を
有するものである。溶接後、タービンブレード４０はグ
ラインド法により最終加工され、溶接物質すなわち外側
先端ブレード７０を調製する。外側先端部７０は、表面
がブレード先端の外形周囲に滑らかに連続的に調製され
るように金属本体６９の翼型外形に合わせられる。

スクィーラー先端部７６の凹部８０は溶接したまま残さ
れる。スクィーラー先端部７６はこれまでのスクィーラ
ー先端部よりも短いが、平坦状先端部よりも良いシール
機能を有する。スクィーラー先端部７６は従来のスクィ
ーラー先端構造８６と、　比較して短いが、ブレード４
０、コーティング６６、シュラウド３８間のシールには
ほとんど影響はない。未加工の凹部８０によってブレー
ドに不安定さが加わるが、スクィーラー先端ブレード７
６が従来のものよりも短いことによって、形成過程で生
じる不安定さが減少する。コーティングされないタービ
ンブレード４０は通常の方法で熱処理される。

ブレード全体に耐酸化、耐スルフィド化の保護コーティ
ングを施したタービンブレード４０の修理を行うときに
は、コーティングは修理開始前に剥ぎ取ることが必要で
ある。コーティングは金属本体６９の外側端部において
、例えばグラインダーを用いて取り除かれる。取り除か
れたコーティングに代わって、前述の溶接形成法によっ
て新しいコーティングがなされる。調製は次の如く行わ
れる。従来の方法によりブレードをコーティングする際
には分離熱処理工程は必要でない。従来のコーティング
は、約７６０℃の不活性雰囲気の中で４時間行われ、分
離熱処理工程は必要としないからである。ブレード全体
は経済性を考えて通常のコーティングがなされるが、金
属本体６９だけは酸化、腐食、スルフィド化に対して耐
性を有するコーティングがなされることが必要である。

本発明の他の態様、目的、利点は明細書の詳細な説明、
図面、特許請求の範囲から明らかになるはずである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタービンブレード先端制御機構を
備えたガスタービンエンジンの部分的側面を示す断面図
、第２図は第１図のＨの部分で囲まれたタービン先端の
クリアランスを示す部分的拡大図、第３図は第２図の■
−■断面の拡大断面図である。 〔符号の説明〕 ＩＯ・・・ガスタービンエンジン １２・・・タービン先端制御機構 １４・・・タービン部　　　　　１６・・・外側ケース
１８・・・燃焼部　　　　　　　２０・・・多段軸圧縮
機２８・・・中央シャフト　　　　３２・・・燃焼室３
６・・・第一段タービン ３８．５０．５６・・・シュラウド ４０・・・タービンブレード　５４・・・第二段タービ
ン６２・・・第三段タービン　　　６６・・・コーティ
ング６９・・・金属本体　　　　　　７０・・・外側先
端部７２・・・根元部　　　　　　　７３・・・外側端
部７４・・・境界面　　　　７６・・・スクィーラー先
端部７８・・・リッジ　　　　　　　８０・・・凹部８
２・・・先端部　　　　　　　８４・・・底部−〇 仙膿 室電

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）タービンブレード（４０）が環状アレイをなして
   取付られた回転可能なタービンホイール（３９）と、半
   径方向内側に対向している面（６４）であって、前記タ
   ービンブレード（４０）に隣接し、かつ半径方向外側に
   位置する面（６４）を有するシュラウド（３８）と、前
   記面（６４）に施されたコーティング（６６）とを備え
   、 前記コーティング（６６）は高温、酸化、腐食、スルフ
   ィド化に対して抵抗力を有し、かつこすり合いに対して
   も耐性を有し、 各ブレード（４０）は、エンジン（１０）の通常作動時
   における歪みに対して十分に耐え得る所定の強度の金属
   本体（６９）と、該金属本体（６９）上に形成され、前
   記コーティング（６６）に隣接している外側先端部（７
   ０）とを備えており、 前記外側先端部（７０）は、前記金属本体（６９）の所
   定の強度よりは小さいが該外側先端部（７０）自体の破
   損および該外側先端部（７０）と前記コーティング（６
   ６）とがこすり合いをしている間の前記金属本体（６９
   ）からの分断を防止するには十分な所定の強度を有する
   材質からなり、 前記外側先端部（７０）を構成する該材質は、エンジン
   の通常作動時における高温、酸化、腐食、スルフィド化
   および熱疲労に対する耐性を有し、前記外側先端部（７
   ０）は、成分として前記材質を有する充填ロッドを用い
   て、溶接層状撹錬形成法によって前記金属本体（６９）
   上に形成されていることを特徴とするガスタービンエン
   ジン（１０）用軸方向流タービン（３６、５４、６２）
   。 （２）前記外側先端部（７０）の長さは少なくとも１ｍ
   ｍであることを特徴とする請求項（１）記載の軸方向流
   タービン（３６、５４、６２）。 （３）前記外側先端部（７０）は約２０〜２４％のクロ
   ム、約１３〜１５％のタングステン、約１〜３％のモリ
   ブデンを含むニッケル基質の材質からなることを特徴と
   する請求項（２）記載の軸方向流タービン（３６、５４
   、６２）。 （４）前記外側先端部（７０）のニッケル基質材質はさ
   らに微量の硼素、ランタン、珪素、マンガンを含むこと
   を特徴とする請求項（３）記載の軸方向流タービン（３
   ６、５４、６２）。 （５）前記外側先端部（７０）は前記金属本体（６９）
   上に形成された後、所定の外形に最終加工されることを
   特徴とする請求項（３）記載の軸方向流タービン（３６
   、５４、６２）。 （６）前記溶接層状攪錬成形はスクィーラー先端部（７
   ６）を含むことを特徴とする請求項（３）記載の軸方向
   流タービン（３６、５４、６２）。 （７）前記スクィーラー先端部（７６）は先端部（８２
   ）と底部（８４）とを備え、底部（８４）付近より先端
   部（８２）付近の方が薄いテーパ形状をなしていること
   を特徴とする請求項（６）記載の軸方向流タービン（３
   ６、５４、６２）。 （８）前記スクィーラー先端部（７６）は従来のスクィ
   ーラー先端構造よりも５０％短いことを特徴とする請求
   項（６）記載の軸方向流タービン（３６、５４、６２）
   。 （９）前記コーティング（６６）はコバルト、ニッケル
   、クロム、アルミニュウムからなることを特徴とする請
   求項（１）記載の軸方向流タービン（３６、５４、６２
   ）。 （１０）前記ブレード（４０）は熱処理されたものであ
   ること特徴とする請求項（１）記載の軸方向流タービン
   （３６、５４、６２）。 （１１）前記各ブレード（４０）のうち少なくとも前記
   金属本体（６９）には酸化およびスルフィド化に対して
   耐性を有する保護コーティングが施されていることを特
   徴とする請求項（１）記載の軸方向流タービン（３６、
   ５４、６２）。 （１２）歪みに対抗し得る所定の強度をもった金属本体
   （６９）と該金属本体（６９）上に形成された外側先端
   部（７０）とを有するタービンブレード（４０）の製造
   方法であって、 （ａ）前記金属本体（６９）の所定の強度よりは小さい
   が、エンジン作動時の温度における高温、酸化、腐食、
   スルフィド化および熱疲労に耐え得る所定の強度をもっ
   た材質からなる充填ロッドを用いて、溶接層状撹錬形成
   法によって、前記金属本体（６９）の外側端部（７３）
   上に前記外側先端部（７０）を形成する工程と、 （ｂ）前記外側先端部（７０）を前記金属本体（６９）
   上に形成した後、前記外側先端部（７０）を所定の外形
   に加工する工程とからなるタービンブレード（４０）の
   製造方法。（１３）前記溶接層状撹錬形成法によって、
   前記金属本体（６９）の外側端部（７３）上に前記外側
   先端部（７０）を形成する工程はスクィーラー先端部（
   ７６）を含むことを特徴とする請求項８記載のタービン
   ブレード（４０）の製造方法。 （１４）前記溶接層状撹錬形成法によって、前記金属本
   体（６９）の外側端部（７３）上に前記外側先端部（７
   ０）を形成する工程は、従来のスクィーラー先端構造（
   ８６）の約５０％の長さであるスクィーラー先端部（７
   ６）を含むことを特徴とする請求項８記載のタービンブ
   レード（４０）の製造方法。 （１５）前記外側先端部（７０）を所定の外形に加工す
   る工程はグラインド工程を含むことを特徴とする請求項
   （１２）記載のタービンブレード（４０）の製造方法。 （１６）さらに、タービンブレード（４０）の熱処理工
   程を含むことを特徴とする請求項（１２）記載のタービ
   ンブレード（４０）の製造方法。 （１７）少なくとも前記タービンブレード（４０）の金
   属本体（６９）にはコーティングを施す工程をさらに含
   むことを特徴とする請求項（１２）記載のタービンブレ
   ード（４０）の製造方法。 （１８）前記コーティング工程はさらに熱処理工程を含
   むことを特徴とする請求項（１７）記載のタービンブレ
   ード（４０）の製造方法。 （１９）前記熱処理工程は約７６０℃の不活性雰囲気内
   における４時間の熱処理を含むことを特徴とする請求項
   （１８）記載のタービンブレード（４０）の製造方法。 （２０）（ａ）破損部分を金属本体（６９）から除去す
   る工程と、 （ｂ）前記金属本体（６９）の所定の強度よりは小さい
   が、エンジン作動時の温度における高温、酸化、腐食、
   スルフィド化および熱疲労に耐え得る所定の強度をもっ
   た材質からなる充填ロッドを用いて、溶接層状撹錬形成
   法によって、前記金属本体（６９）の外側端部（７３）
   に外側先端部（７０）を形成する工程と、 （ｃ）前記外側先端部（７０）を前記金属本体（６９）
   上に形成した後、前記外側先端部（７０）を所定の外形
   に加工する工程とからなるタービンブレード（４０）の
   修理方法。（２１）破損部分を除去する工程はコーティ
   ングを前記タービンブレード（４０）から剥ぎ取る工程
   を含むことを特徴とする請求項（２０）記載のタービン
   ブレード（４０）の修理方法。 （２２）前記溶接層状撹錬形成法によって、前記金属本
   体（６９）の外側端部（７３）に外側先端部（７０）を
   形成する工程はスクィーラー先端部（７６）を含むこと
   を特徴とする請求項（２０）記載のタービンブレード（
   ４０）の修理方法。 （２３）前記溶接層状撹錬形成法によって、前記金属本
   体（６９）の外側端部（７３）に外側先端部（７０）を
   形成する工程は、従来のスクィーラー先端構造（８６）
   の約５０％の高さを有するスクィーラー先端部（７６）
   を含むことを特徴とする請求項（２０）記載のタービン
   ブレード（４０）の修理方法。 （２４）前記外側先端部（７０）を所定の外形に加工す
   る工程はグラインド工程を含むことを特徴とする請求項
   （２０）記載のタービンブレード（４０）の修理方法。 （２５）さらに、タービンブレード（４０）の熱処理工
   程を含むことを特徴とする請求項（２０）記載のタービ
   ンブレード（４０）の修理方法。 （２６）少なくとも前記タービンブレード（４０）の金
   属本体（６９）にはコーティングを施す工程をさらに含
   むことを特徴とする請求項（２０）記載のタービンブレ
   ード（４０）の修理方法。 （２７）前記コーティング工程はさらに熱処理工程を含
   むことを特徴とする請求項（２６）記載のタービンブレ
   ード（４０）の修理方法。 （２８）前記コーティング工程は、タービンブレード（
   ４０）を約７６０℃の不活性雰囲気の中に４時間浸す工
   程を含むことを特徴とする請求項（２７）記載のタービ
   ンブレード（４０）の修理方法。