JP2001349201A - 冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法 - Google Patents
冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
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- C04B38/0635—Compounding ingredients
- C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
- C04B38/067—Macromolecular compounds
-
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却孔を有するガスタービン翼の表面にＴＢ
Ｃを施工する方法を提供する。 【解決手段】 冷却孔を有するガスタービン翼の冷却孔
に、後において除去し得る手段を有する詰物を充填し、
前記詰物を施したガスタービン翼の表面に下地金属層を
溶射して形成し、この下地金属層の表面にジルコニアを
主成分とするセラミック材料を溶射して遮熱被覆を形成
し、最後に前記詰物を除去することにより前記冷却孔の
閉塞を防止する。
Ｃを施工する方法を提供する。 【解決手段】 冷却孔を有するガスタービン翼の冷却孔
に、後において除去し得る手段を有する詰物を充填し、
前記詰物を施したガスタービン翼の表面に下地金属層を
溶射して形成し、この下地金属層の表面にジルコニアを
主成分とするセラミック材料を溶射して遮熱被覆を形成
し、最後に前記詰物を除去することにより前記冷却孔の
閉塞を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の微細直径
の冷却孔（冷却空気を吹き出して空気のフィルムでター
ビン翼の過熱を防ぐ）を有するガスタービン翼の表面
に、これらの冷却孔を閉塞させることなく遮熱被覆（Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ、以下
「ＴＢＣ」と記述する）を効率的に施工する方法に関す
る。
の冷却孔（冷却空気を吹き出して空気のフィルムでター
ビン翼の過熱を防ぐ）を有するガスタービン翼の表面
に、これらの冷却孔を閉塞させることなく遮熱被覆（Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ、以下
「ＴＢＣ」と記述する）を効率的に施工する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１は本発明の対象であるガスタービン
翼の一例を示す要部横断面図である。図１において、ガ
スタービン翼１は外表面を高温のガスに曝されるため、
例えばＮｉ基合金またはＣｏ基合金のような耐熱合金に
よって製造されると共に、その表面に例えばジルコニア
を主成分とするセラミック材料をプラズマ溶射して、Ｔ
ＢＣ２を形成する。
翼の一例を示す要部横断面図である。図１において、ガ
スタービン翼１は外表面を高温のガスに曝されるため、
例えばＮｉ基合金またはＣｏ基合金のような耐熱合金に
よって製造されると共に、その表面に例えばジルコニア
を主成分とするセラミック材料をプラズマ溶射して、Ｔ
ＢＣ２を形成する。
【０００３】ガスタービン翼１の内部には複数個の流路
３を設けると共に、これらの流路３と連通する複数個の
冷却孔４を設けて、冷却孔４から圧縮空気等を噴出さ
せ、ＴＢＣ２の表面に冷却フィルムを形成するようにし
ている。この場合、ＴＢＣ２の厚さ（含下地層）寸法
は、例えば0.２〜0.７ｍｍに、冷却孔４の直径寸法は、
例えば0.８〜1.２ｍｍに形成される。
３を設けると共に、これらの流路３と連通する複数個の
冷却孔４を設けて、冷却孔４から圧縮空気等を噴出さ
せ、ＴＢＣ２の表面に冷却フィルムを形成するようにし
ている。この場合、ＴＢＣ２の厚さ（含下地層）寸法
は、例えば0.２〜0.７ｍｍに、冷却孔４の直径寸法は、
例えば0.８〜1.２ｍｍに形成される。
【０００４】上記のようなガスタービン翼１を製作する
に際して、ガスタービン翼１の表面に予めＴＢＣ２を形
成した後において、冷却孔４を加工する放電加工方法が
特開昭６３−１５０１０９号公報および特開平８−２２
９７４０号公報に提案されている。
に際して、ガスタービン翼１の表面に予めＴＢＣ２を形
成した後において、冷却孔４を加工する放電加工方法が
特開昭６３−１５０１０９号公報および特開平８−２２
９７４０号公報に提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法は、冷却孔を先に加工するＴＢＣの施工方法に
は適用できず、また既に一度使用された冷却孔付きのガ
スタービン翼を再利用するときの再生施工の方法にも適
用できない。
来の方法は、冷却孔を先に加工するＴＢＣの施工方法に
は適用できず、また既に一度使用された冷却孔付きのガ
スタービン翼を再利用するときの再生施工の方法にも適
用できない。
【０００６】すなわち、ガスタービン翼１の表面にＴＢ
Ｃ２を形成する前に冷却孔４を加工することは比較的容
易であるが、微細な冷却孔４を有するガスタービン翼１
にＴＢＣ２を溶射によって形成する場合には、冷却孔４
内に溶射材料が進入してこれらの冷却孔４を閉塞するこ
ととなるため、冷却孔４をマスキングする必要がある。
しかしながら、下地のブラスト処理と溶射の高温雰囲気
に耐えるマスキングの施工が容易でなく、ガスタービン
翼１の表面に形成すべきマスキングの除去方法が知られ
ていないという問題点がある。すなわち、冷却孔４を閉
塞するために使用できるマスキング材として使えるもの
が知られていないと共に、ＴＢＣ２を形成した後におけ
るマスキング材の除去が難しく、場合によってはマスキ
ング材の除去ができないという問題点がある。
Ｃ２を形成する前に冷却孔４を加工することは比較的容
易であるが、微細な冷却孔４を有するガスタービン翼１
にＴＢＣ２を溶射によって形成する場合には、冷却孔４
内に溶射材料が進入してこれらの冷却孔４を閉塞するこ
ととなるため、冷却孔４をマスキングする必要がある。
しかしながら、下地のブラスト処理と溶射の高温雰囲気
に耐えるマスキングの施工が容易でなく、ガスタービン
翼１の表面に形成すべきマスキングの除去方法が知られ
ていないという問題点がある。すなわち、冷却孔４を閉
塞するために使用できるマスキング材として使えるもの
が知られていないと共に、ＴＢＣ２を形成した後におけ
るマスキング材の除去が難しく、場合によってはマスキ
ング材の除去ができないという問題点がある。
【０００７】本発明は、上記のような従来技術に存在す
る問題点を解決し、冷却孔を有するガスタービン翼の表
面に効率的にＴＢＣを施工する方法を提供することを課
題とする。
る問題点を解決し、冷却孔を有するガスタービン翼の表
面に効率的にＴＢＣを施工する方法を提供することを課
題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、冷却孔を有するガスタービン
翼の冷却孔に、後において除去し得る手段を有する詰物
を充填し、前記詰物を充填したガスタービン翼の表面に
下地金属層を溶射して形成し、この下地金属層の表面に
ジルコニアを主成分とするセラミック材料を溶射して遮
熱被覆を形成し、最後に前記詰物を除去することにより
前記冷却孔の閉塞を防止する、という技術的手段を採用
した。
めに、本発明においては、冷却孔を有するガスタービン
翼の冷却孔に、後において除去し得る手段を有する詰物
を充填し、前記詰物を充填したガスタービン翼の表面に
下地金属層を溶射して形成し、この下地金属層の表面に
ジルコニアを主成分とするセラミック材料を溶射して遮
熱被覆を形成し、最後に前記詰物を除去することにより
前記冷却孔の閉塞を防止する、という技術的手段を採用
した。
【０００９】本発明において、詰物を炭素質材料および
／または非酸化性雰囲気中で加熱したときに炭化する材
料によって形成することができる。
／または非酸化性雰囲気中で加熱したときに炭化する材
料によって形成することができる。
【００１０】上記の発明において、炭素質材料および／
または炭化する材料を炭化させた後の炭素質材料の硬さ
が夫々大である詰物を充填してから遮熱被覆すべきガス
タービン翼の下地表面をブラスト処理することができ
る。
または炭化する材料を炭化させた後の炭素質材料の硬さ
が夫々大である詰物を充填してから遮熱被覆すべきガス
タービン翼の下地表面をブラスト処理することができ
る。
【００１１】また上記の発明において、炭素質材料を木
材または竹材にフェノール樹脂を含浸して硬化後炭化さ
せたウッドセラミック材料によって形成してもよい。
材または竹材にフェノール樹脂を含浸して硬化後炭化さ
せたウッドセラミック材料によって形成してもよい。
【００１２】更に上記の発明において、詰物をフェノー
ル樹脂と炭素質粉末とを混合したペーストによって形成
し、前記フェノール樹脂を加熱硬化させた後に溶射する
ことができる。
ル樹脂と炭素質粉末とを混合したペーストによって形成
し、前記フェノール樹脂を加熱硬化させた後に溶射する
ことができる。
【００１３】また更に上記の発明において、詰物をフェ
ノール樹脂またはフェノール樹脂と炭素質粉末とを混合
してなるペーストとウッドセラミック材料からなる棒状
体とで形成することができる。
ノール樹脂またはフェノール樹脂と炭素質粉末とを混合
してなるペーストとウッドセラミック材料からなる棒状
体とで形成することができる。
【００１４】次に上記の発明において、ペーストにこの
ペーストが垂れる流動を防止し得る添加物を混合するこ
とができる。
ペーストが垂れる流動を防止し得る添加物を混合するこ
とができる。
【００１５】なお上記の発明において、後において除去
し得る手段を炭素質材料を酸化燃焼させる手段とするこ
とができる。
し得る手段を炭素質材料を酸化燃焼させる手段とするこ
とができる。
【００１６】通常、下地金属層をＬＰＰＳ（低圧プラズ
マスプレー）で施工する前に、この下地金属層の基材と
の密着性を確保するため、ガスタービン翼の表面をブラ
スト処理している。また上記下地金属層の上に、ジルコ
ニアからなるＴＢＣを形成するには、通常アルゴンなど
の非酸化性ガスによるプラズマフレーム溶射が採用され
ている。
マスプレー）で施工する前に、この下地金属層の基材と
の密着性を確保するため、ガスタービン翼の表面をブラ
スト処理している。また上記下地金属層の上に、ジルコ
ニアからなるＴＢＣを形成するには、通常アルゴンなど
の非酸化性ガスによるプラズマフレーム溶射が採用され
ている。
【００１７】従って、詰物が炭素質材料または非酸化性
雰囲気中で炭化する材料であれば、下地金属層およびＴ
ＢＣの施工時に、燃焼して消失させることなく詰物を残
留させられる。更に、詰物に使う炭素質材料や加熱して
炭化する材料に硬度の大なる材料や、硬度の大なる炭化
物になるものを選んでおくと、ブラスト処理や溶射に際
して詰物が摩耗によって消耗するのを防止できる。
雰囲気中で炭化する材料であれば、下地金属層およびＴ
ＢＣの施工時に、燃焼して消失させることなく詰物を残
留させられる。更に、詰物に使う炭素質材料や加熱して
炭化する材料に硬度の大なる材料や、硬度の大なる炭化
物になるものを選んでおくと、ブラスト処理や溶射に際
して詰物が摩耗によって消耗するのを防止できる。
【００１８】同じ炭素質材料であっても例えば黒鉛は軟
らかくて摩耗し易いが、フェノール樹脂の炭化物や、フ
ェノール樹脂を木材や竹材に含浸して炭化したウッドセ
ラミックスは、硬い炭素質材料であるのでブラスト時に
おいても摩耗しにくい。
らかくて摩耗し易いが、フェノール樹脂の炭化物や、フ
ェノール樹脂を木材や竹材に含浸して炭化したウッドセ
ラミックスは、硬い炭素質材料であるのでブラスト時に
おいても摩耗しにくい。
【００１９】一方、ガスタービン翼の合金材や、溶射下
地金属層、ＴＢＣはいずれも空気中で８００℃まで加熱
しても酸化損傷しない材料からなる。従って、詰物を施
してＴＢＣを施工した後のガスタービン翼を、空気中で
６５０〜８００℃に加熱することにより、炭素質材料か
らなる詰物を燃焼させて除去することができる。
地金属層、ＴＢＣはいずれも空気中で８００℃まで加熱
しても酸化損傷しない材料からなる。従って、詰物を施
してＴＢＣを施工した後のガスタービン翼を、空気中で
６５０〜８００℃に加熱することにより、炭素質材料か
らなる詰物を燃焼させて除去することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】まずガスタービン翼の構成材料の
一例であるＮｉ基超合金Ｉｎｃｏｎｅｌ ７３８ＬＣか
らなる１００ｍｍ角、厚さ寸法５ｍｍの平板に、直径1.
０ｍｍの傾斜孔（平板表面に対する傾斜角３５°）を、
例えば縦方向ピッチ５ｍｍ、横方向ピッチ１５ｍｍで複
数個を設け、これらの傾斜孔に下記表１に示す５種類の
材料からなる詰物を圧入固定した。
一例であるＮｉ基超合金Ｉｎｃｏｎｅｌ ７３８ＬＣか
らなる１００ｍｍ角、厚さ寸法５ｍｍの平板に、直径1.
０ｍｍの傾斜孔（平板表面に対する傾斜角３５°）を、
例えば縦方向ピッチ５ｍｍ、横方向ピッチ１５ｍｍで複
数個を設け、これらの傾斜孔に下記表１に示す５種類の
材料からなる詰物を圧入固定した。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１において、実施例Ｎo.１，２の棒状体
には、柳楊枝を利用し、強化木は水性フェノール樹脂を
減圧下で含浸後硬化させて作り、ウッドセラミックス
は、強化木の棒状体を炭粉と共にるつぼ内に装入し、６
００℃で２ｈｒ加熱炭化したものである。
には、柳楊枝を利用し、強化木は水性フェノール樹脂を
減圧下で含浸後硬化させて作り、ウッドセラミックス
は、強化木の棒状体を炭粉と共にるつぼ内に装入し、６
００℃で２ｈｒ加熱炭化したものである。
【００２３】上記のように傾斜孔に詰物を圧入固定した
平板の表面をブラスト処理により粗面化した後、下地金
属層としてＣｏＮｉＣｒＡｌＹをＬＰＰＳ（Ｌｏｗ Ｐ
ｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙ）により0.
１ｍｍの厚さに形成し（溶射温度１０００〜１５００
℃）、次いでＹ2 Ｏ3 で安定化したジルコニア（ＺｒＯ
2 ）からなるＴＢＣ層を0.３ｍｍの厚さにプラズマ溶射
した（溶射温度２０００〜３０００℃）。
平板の表面をブラスト処理により粗面化した後、下地金
属層としてＣｏＮｉＣｒＡｌＹをＬＰＰＳ（Ｌｏｗ Ｐ
ｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｒａｙ）により0.
１ｍｍの厚さに形成し（溶射温度１０００〜１５００
℃）、次いでＹ2 Ｏ3 で安定化したジルコニア（ＺｒＯ
2 ）からなるＴＢＣ層を0.３ｍｍの厚さにプラズマ溶射
した（溶射温度２０００〜３０００℃）。
【００２４】上記の溶射時においては、雰囲気が無酸素
状態または主に非酸化性ガスからなる高温雰囲気中であ
るため、傾斜孔中に圧入固定した詰物は燃焼せず、強化
木およびフェノール樹脂は炭化するのみに留まる。溶射
後に平板を空気雰囲気中で加熱し（７００℃、１ｈｒ）
詰物を燃焼させて除去した。
状態または主に非酸化性ガスからなる高温雰囲気中であ
るため、傾斜孔中に圧入固定した詰物は燃焼せず、強化
木およびフェノール樹脂は炭化するのみに留まる。溶射
後に平板を空気雰囲気中で加熱し（７００℃、１ｈｒ）
詰物を燃焼させて除去した。
【００２５】上記溶射処理後の平板を切断して冷却孔を
観察したところ、実施例Ｎo.２，５によるものは、詰物
が傾斜孔内に残存せず、傾斜孔内にも一部下地金属層お
よびＴＢＣが侵入する現象が見られた。これは上記処理
中に詰物およびフェノール樹脂が炭化する過程において
収縮するため、傾斜孔の内面との間における固着力が不
足し、傾斜孔から脱落したものと推定される。また実施
例Ｎo.１によるものは、上記実施例Ｎo.２，５における
ような収縮が少ないものの、傾斜孔との間の固着力の不
足のため、残存する詰物の割合が少なかった。
観察したところ、実施例Ｎo.２，５によるものは、詰物
が傾斜孔内に残存せず、傾斜孔内にも一部下地金属層お
よびＴＢＣが侵入する現象が見られた。これは上記処理
中に詰物およびフェノール樹脂が炭化する過程において
収縮するため、傾斜孔の内面との間における固着力が不
足し、傾斜孔から脱落したものと推定される。また実施
例Ｎo.１によるものは、上記実施例Ｎo.２，５における
ような収縮が少ないものの、傾斜孔との間の固着力の不
足のため、残存する詰物の割合が少なかった。
【００２６】これに対して、実施例Ｎo.３，４によるも
のは、詰物の表面に塗布または含浸されたフェノール樹
脂が、傾斜孔との間において接着剤として作用し、かつ
真空中における加熱によって炭化して留まり、詰物の固
着力を維持して傾斜孔内に残存していることが認めら
れ、傾斜孔の詰物として有効であることが確認された。
また、傾斜孔の縦断面をミクロ観察した結果、前記溶射
材料の傾斜孔内への侵入は認められなかった。平板を空
気中で７００℃に１時間加熱した後の冷却孔の内部を調
べたところ、炭素質の詰物はすべて燃焼して消失してい
た。
のは、詰物の表面に塗布または含浸されたフェノール樹
脂が、傾斜孔との間において接着剤として作用し、かつ
真空中における加熱によって炭化して留まり、詰物の固
着力を維持して傾斜孔内に残存していることが認めら
れ、傾斜孔の詰物として有効であることが確認された。
また、傾斜孔の縦断面をミクロ観察した結果、前記溶射
材料の傾斜孔内への侵入は認められなかった。平板を空
気中で７００℃に１時間加熱した後の冷却孔の内部を調
べたところ、炭素質の詰物はすべて燃焼して消失してい
た。
【００２７】次に図２に示す形状のガスタービン翼に種
々の詰物を圧入固定して溶射を行なった結果について記
述する。図２はＮｉ基合金Ｉｎｃｏｎｅｌ ７３８ＬＣ
からなるガスタービン翼の一例を示す要部平面図であ
り、ガスタービン翼１は幅寸法約１３０ｍｍ、全長約２
５０ｍｍに形成され、例えば直径0.８〜0.９ｍｍの冷却
孔４が第１列ないし第５列１１〜１５に複数個設けられ
ている。これらの冷却孔４に下記表２に示す７種類の材
料からなる詰物を圧入固定または充填した。
々の詰物を圧入固定して溶射を行なった結果について記
述する。図２はＮｉ基合金Ｉｎｃｏｎｅｌ ７３８ＬＣ
からなるガスタービン翼の一例を示す要部平面図であ
り、ガスタービン翼１は幅寸法約１３０ｍｍ、全長約２
５０ｍｍに形成され、例えば直径0.８〜0.９ｍｍの冷却
孔４が第１列ないし第５列１１〜１５に複数個設けられ
ている。これらの冷却孔４に下記表２に示す７種類の材
料からなる詰物を圧入固定または充填した。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２の試験に供したウッドセラミックス棒
状体は、柳楊枝に水性フェノール樹脂（住友デュレス製
スミライトレジンＰＲ５０７８−１）を含浸させ、フ
ェノール樹脂を加熱硬化後、炭粉に埋めて６００℃に１
ｈｒ保持して炭化させたものである。
状体は、柳楊枝に水性フェノール樹脂（住友デュレス製
スミライトレジンＰＲ５０７８−１）を含浸させ、フ
ェノール樹脂を加熱硬化後、炭粉に埋めて６００℃に１
ｈｒ保持して炭化させたものである。
【００３０】ペーストは、市販の備長炭（硬い炭）を乳
鉢中で砕いた炭粉に、前記水性フェノール樹脂を加えて
常温で混練したものを使用した。ペーストの硬さ（粘
度）はフェノール樹脂の混合量で調整したものであり、
例えば最も大粘度のペーストは、備長炭粉１００重量部
に対して、ヒドロキシエチルセルローズ２０重量部と水
性フェノール樹脂約２５重量部混合したものである。次
に大粘度、中粘度、軟粘度のペーストは、前記のペース
トに逐次水性フェノール樹脂を追加して粘度を下げたも
のであり、大粘度のペーストは「練り飴」程度の粘度を
示すものである。なおペーストにはヒドロキシエチルセ
ルローズを混合して、ペーストの施工後における「垂
れ」を防止した。
鉢中で砕いた炭粉に、前記水性フェノール樹脂を加えて
常温で混練したものを使用した。ペーストの硬さ（粘
度）はフェノール樹脂の混合量で調整したものであり、
例えば最も大粘度のペーストは、備長炭粉１００重量部
に対して、ヒドロキシエチルセルローズ２０重量部と水
性フェノール樹脂約２５重量部混合したものである。次
に大粘度、中粘度、軟粘度のペーストは、前記のペース
トに逐次水性フェノール樹脂を追加して粘度を下げたも
のであり、大粘度のペーストは「練り飴」程度の粘度を
示すものである。なおペーストにはヒドロキシエチルセ
ルローズを混合して、ペーストの施工後における「垂
れ」を防止した。
【００３１】上記のウッドセラミックス棒状体は、柳楊
枝を素材としていて先細になっているので、寸法の異な
る冷却孔の何れにも圧入することができ、余分な部分は
折って取除くことができる。また、上記棒状体に塗布し
たペーストは、冷却孔の周辺に盛り上げるように付着さ
せることができ、ペーストが付着した部分にＴＢＣが施
工されるのをマスクすることができる。
枝を素材としていて先細になっているので、寸法の異な
る冷却孔の何れにも圧入することができ、余分な部分は
折って取除くことができる。また、上記棒状体に塗布し
たペーストは、冷却孔の周辺に盛り上げるように付着さ
せることができ、ペーストが付着した部分にＴＢＣが施
工されるのをマスクすることができる。
【００３２】また、詰物をペーストのみによって形成し
た実施例Ｎo.１３，１４の例では、0.２ｍｌ容量のプラ
スチック製の分注器にペーストを充填して冷却孔内に手
で押出して充填するようにした。
た実施例Ｎo.１３，１４の例では、0.２ｍｌ容量のプラ
スチック製の分注器にペーストを充填して冷却孔内に手
で押出して充填するようにした。
【００３３】上記のように形成した詰物を、図２に示す
ガスタービン翼１の冷却孔４に圧入固定または充填する
に際し、実施例Ｎo.１１，１２は各々第１列１１の左右
に約半数宛施工し、実施例Ｎo.１３，１４は各々第２列
１２の左右に約半数宛施工した。また実施例Ｎo.１５〜
１７は夫々第３〜５列１３〜１５に圧入固定した。上記
のようにして詰物を冷却孔４に圧入固定または充填した
後、ガスタービン翼１を１２０℃で２ｈｒ保持すること
により、フェノール樹脂を硬化させた。
ガスタービン翼１の冷却孔４に圧入固定または充填する
に際し、実施例Ｎo.１１，１２は各々第１列１１の左右
に約半数宛施工し、実施例Ｎo.１３，１４は各々第２列
１２の左右に約半数宛施工した。また実施例Ｎo.１５〜
１７は夫々第３〜５列１３〜１５に圧入固定した。上記
のようにして詰物を冷却孔４に圧入固定または充填した
後、ガスタービン翼１を１２０℃で２ｈｒ保持すること
により、フェノール樹脂を硬化させた。
【００３４】上記の詰物を施したガスタービン翼１に対
し、前記実施例１〜５におけると同様にＴＢＣを施工す
る表面をブラスト処理し、所定の溶射処理を行なった
後、空気中で加熱して（７００℃、１ｈｒ）詰物を燃焼
除去した。詰物による冷却孔４のマスキング効果を、詰
物を施工した状態、ＴＢＣを施工した状態および詰物を
燃焼除去した状態で夫々評価した。
し、前記実施例１〜５におけると同様にＴＢＣを施工す
る表面をブラスト処理し、所定の溶射処理を行なった
後、空気中で加熱して（７００℃、１ｈｒ）詰物を燃焼
除去した。詰物による冷却孔４のマスキング効果を、詰
物を施工した状態、ＴＢＣを施工した状態および詰物を
燃焼除去した状態で夫々評価した。
【００３５】実施例１１，１２においては、棒状体に塗
布したペーストが、不均等に冷却孔の周囲に付着してし
まい、時々隣接する冷却孔のペーストと一体化してしま
う傾向が認められたが、目的とする詰物の機能を有する
ものであった。
布したペーストが、不均等に冷却孔の周囲に付着してし
まい、時々隣接する冷却孔のペーストと一体化してしま
う傾向が認められたが、目的とする詰物の機能を有する
ものであった。
【００３６】実施例１３，１４のものは、ペーストのみ
を冷却孔の詰物としたものであるが、冷却孔へのペース
トの注入量のコントロールが難しいものの、ヒドロキシ
エチルセルローズを混合しておいたため、ペーストの垂
れは認められず、冷却孔の詰物としてほぼ目的とする機
能を有するものであった。
を冷却孔の詰物としたものであるが、冷却孔へのペース
トの注入量のコントロールが難しいものの、ヒドロキシ
エチルセルローズを混合しておいたため、ペーストの垂
れは認められず、冷却孔の詰物としてほぼ目的とする機
能を有するものであった。
【００３７】次に実施例１５のウッドセラミックスの棒
状体のみを圧入した詰物では、前述の実施例１のものと
同様の結果となり、棒状体の抜落ちが多く認められた。
これに対して実施例１６においては、棒状体の表面にフ
ェノール樹脂を塗布したことにより、上記の抜落ち現象
を防ぐことができた。
状体のみを圧入した詰物では、前述の実施例１のものと
同様の結果となり、棒状体の抜落ちが多く認められた。
これに対して実施例１６においては、棒状体の表面にフ
ェノール樹脂を塗布したことにより、上記の抜落ち現象
を防ぐことができた。
【００３８】実施例１７の軟かいペーストを併用した例
では、圧入した冷却孔の周囲に適度にペーストを盛り付
けた状態とすることができ、かつ施工が容易であり、詰
物として目的の機能を有するものであった。
では、圧入した冷却孔の周囲に適度にペーストを盛り付
けた状態とすることができ、かつ施工が容易であり、詰
物として目的の機能を有するものであった。
【００３９】上記の実施例においては、ウッドセラミッ
クス棒状体を形成する材料として、柳楊枝を使用した例
について記述したが、これ以外に竹材を使用してもよ
く、更に他の木材を使用することができる。ウッドセラ
ミックス棒状体とした後の強度を考慮すると、樫材のよ
うな硬い炭になる木材がよく、更に冷却孔が小孔径であ
ることから、先細の楊枝、竹串等を素材に使用すること
が好ましい。
クス棒状体を形成する材料として、柳楊枝を使用した例
について記述したが、これ以外に竹材を使用してもよ
く、更に他の木材を使用することができる。ウッドセラ
ミックス棒状体とした後の強度を考慮すると、樫材のよ
うな硬い炭になる木材がよく、更に冷却孔が小孔径であ
ることから、先細の楊枝、竹串等を素材に使用すること
が好ましい。
【００４０】また、ペースト中に混合させるべき炭素質
粉末としては、備長炭粉末に限定されず、他の炭素質材
料の粉末を使用することができ、樹脂はフェノール樹脂
のように非酸化性雰囲気中で加熱したときに、残留炭素
の多い材料であるとよい。また冷却孔の詰物は、ブラス
ト処理による摩耗を避けるために、ウッドセラミックス
のような硬さの大なる炭素質材料を使用するのが好まし
い。
粉末としては、備長炭粉末に限定されず、他の炭素質材
料の粉末を使用することができ、樹脂はフェノール樹脂
のように非酸化性雰囲気中で加熱したときに、残留炭素
の多い材料であるとよい。また冷却孔の詰物は、ブラス
ト処理による摩耗を避けるために、ウッドセラミックス
のような硬さの大なる炭素質材料を使用するのが好まし
い。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、上述の構成および作用を有す
ることから、冷却孔を有するガスタービン翼の製作に際
して、ＴＢＣの施工前に冷却孔を加工することができる
と共に、一度使用された冷却孔付ガスタービン翼にＴＢ
Ｃの再施工を行なうことができ、ガスタービン翼に高品
質のＴＢＣを施工することができるという効果がある。
ることから、冷却孔を有するガスタービン翼の製作に際
して、ＴＢＣの施工前に冷却孔を加工することができる
と共に、一度使用された冷却孔付ガスタービン翼にＴＢ
Ｃの再施工を行なうことができ、ガスタービン翼に高品
質のＴＢＣを施工することができるという効果がある。
【００４２】更に、炭素質棒状体とペーストとを併用す
れば、詰物の施工が容易となり、冷却孔下流の、ＴＢＣ
を設けたくない傾斜面にペーストを塗布しておき、ＴＢ
Ｃを施工しない冷却部を形成することができる。
れば、詰物の施工が容易となり、冷却孔下流の、ＴＢＣ
を設けたくない傾斜面にペーストを塗布しておき、ＴＢ
Ｃを施工しない冷却部を形成することができる。
【図１】本発明の対象であるガスタービン翼の一例を示
す要部横断面図である。
す要部横断面図である。
【図２】ガスタービン翼の一例を示す要部平面図であ
る。
る。
１ ガスタービン翼 ２ ＴＢＣ ３ 流路 ４ 冷却孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 忠男 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 山口 健吾 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 3G002 BA08 BB04 CA13 CB01 EA05 EA08 EA09 4K031 AA02 AB03 AB08 BA01 CB22 CB27 CB42 DA04 FA13
Claims (8)
- 【請求項１】 冷却孔を有するガスタービン翼の冷却孔
に、後において除去し得る手段を有する詰物を充填し、
前記詰物を充填したガスタービン翼の表面に下地金属層
を溶射して形成し、この下地金属層の表面にジルコニア
を主成分とするセラミック材料を溶射して遮熱被覆を形
成し、最後に前記詰物を除去することにより前記冷却孔
の閉塞を防止することを特徴とする冷却孔を有するガス
タービン翼の遮熱被覆の施工方法。 - 【請求項２】 詰物を炭素質材料および／または非酸化
性雰囲気中で加熱したときに炭化する材料によって形成
することを特徴とする請求項１に記載の冷却孔を有する
ガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法。 - 【請求項３】 炭素質材料および／または炭化する材料
を炭化させた後の炭素質材料の硬さが夫々大である詰物
を充填してから遮熱被覆すべきガスタービン翼の表面を
ブラスト処理することを特徴とする請求項２に記載の冷
却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法。 - 【請求項４】 炭素質材料を木材または竹材にフェノー
ル樹脂を含浸して硬化後炭化させたウッドセラミック材
料によって形成したことを特徴とする請求項２または３
に記載の冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施
工方法。 - 【請求項５】 詰物をフェノール樹脂と炭素質粉末とを
混合したペーストによって形成し、前記フェノール樹脂
を加熱硬化させた後に溶射することを特徴とする請求項
２ないし４の何れかに記載の冷却孔を有するガスタービ
ン翼の遮熱被覆の施工方法。 - 【請求項６】 詰物をフェノール樹脂またはフェノール
樹脂と炭素質粉末とを混合してなるペーストとウッドセ
ラミック材料からなる棒状体とで形成することを特徴と
する請求項２ないし５の何れかに記載の冷却孔を有する
ガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法。 - 【請求項７】 ペーストにこのペーストが垂れる流動を
防止し得る添加物を混合することを特徴とする請求項５
または６に記載の冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱
被覆の施工方法。 - 【請求項８】 後において除去し得る手段を炭素質材料
を酸化燃焼させる手段とすることを特徴とする請求項２
ないし７の何れかに記載の冷却孔を有するガスタービン
翼の遮熱被覆の施工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170141A JP4430205B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170141A JP4430205B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001349201A true JP2001349201A (ja) | 2001-12-21 |
| JP4430205B2 JP4430205B2 (ja) | 2010-03-10 |
Family
ID=18672903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000170141A Expired - Lifetime JP4430205B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4430205B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013368A1 (ja) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 遮熱皮膜施工方法、マスキングピン及び燃焼器尾筒 |
| DE102006029070B3 (de) * | 2006-06-16 | 2007-08-23 | Siemens Ag | Verfahren zum Beschichten eines Bauteils, in dessen Oberfläche Löcher vorgesehen sind |
| US7622160B2 (en) | 2006-07-28 | 2009-11-24 | General Electric Company | Method for concurrent thermal spray and cooling hole cleaning |
| US20150135512A1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-21 | General Electric Company | Backstrike protection during machining of cooling features |
| US11148169B2 (en) | 2014-12-03 | 2021-10-19 | Mitsubishi Power, Ltd. | Method of forming sprayed coating, high-temperature component for turbine, turbine, masking pin for forming sprayed coating, and masking member |
| CN114990468A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-02 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种保护气膜发散孔的燃气轮机燃烧室过渡段热障涂层制备方法 |
-
2000
- 2000-06-07 JP JP2000170141A patent/JP4430205B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
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| US8722144B2 (en) | 2002-08-02 | 2014-05-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating method, masking pin and combustor transition piece |
| US9051879B2 (en) | 2002-08-02 | 2015-06-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating method, masking pin and combustor transition piece |
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| US20150135512A1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-21 | General Electric Company | Backstrike protection during machining of cooling features |
| US9278462B2 (en) * | 2013-11-20 | 2016-03-08 | General Electric Company | Backstrike protection during machining of cooling features |
| US11148169B2 (en) | 2014-12-03 | 2021-10-19 | Mitsubishi Power, Ltd. | Method of forming sprayed coating, high-temperature component for turbine, turbine, masking pin for forming sprayed coating, and masking member |
| CN114990468A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-02 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种保护气膜发散孔的燃气轮机燃烧室过渡段热障涂层制备方法 |
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