JP2002227658A - ガスタービンシュラウド上に表面凹凸要素を形成するための電気化学的研磨方法 - Google Patents
ガスタービンシュラウド上に表面凹凸要素を形成するための電気化学的研磨方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タービンの高温ガス通路の一部を構成するシ
ュラウド（１０）の裏側凹部冷却面（１２）が電気化学
的研磨されて、表面凹凸要素（２８）及びその間の空隙
（２６）が設けられ、その熱伝達係数を増大させる。 【解決手段】 このことを達成するために、絶縁誘電部
分（２２）及び非絶縁部分（２４）を備える電極が、冷
却面に対向して配置される。冷却面と電極との間に電解
液を流し、電極とシュラウドとの間に電流を印加するこ
とにより、電極の絶縁及び非絶縁部分に対向した冷却面
に、凹凸要素及びその間の空隙が形成され、従ってシュ
ラウドの表面積及び熱伝達係数が増大する。
ュラウド（１０）の裏側凹部冷却面（１２）が電気化学
的研磨されて、表面凹凸要素（２８）及びその間の空隙
（２６）が設けられ、その熱伝達係数を増大させる。 【解決手段】 このことを達成するために、絶縁誘電部
分（２２）及び非絶縁部分（２４）を備える電極が、冷
却面に対向して配置される。冷却面と電極との間に電解
液を流し、電極とシュラウドとの間に電流を印加するこ
とにより、電極の絶縁及び非絶縁部分に対向した冷却面
に、凹凸要素及びその間の空隙が形成され、従ってシュ
ラウドの表面積及び熱伝達係数が増大する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンシュ
ラウド冷却面の裏側凹部上に、表面凹凸要素を形成する
ための電気化学的研磨方法に関する。
ラウド冷却面の裏側凹部上に、表面凹凸要素を形成する
ための電気化学的研磨方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】ガスタービン効率は、高温ガス通路に沿
って流れてタービンブレードを駆動するタービンガスの
温度に正比例する。ガスタービンエンジンは、通常、約
２７００゜Ｆの作動温度を有している。この高温に耐え
るために、ガスタービンの種々の部分は冷却を必要とす
る。例えば、最新の高圧タービン内のシュラウドには、
シュラウドの裏側凹部上に増強された冷却表面が形成さ
れる。シュラウドの環状配列が、タービン内の高温ガス
通路を取り囲み、その高温ガス通路の一部を構成してい
る、各シュラウドの表面は冷却されなければならないこ
とが理解されるであろう。通常、圧縮機吐出空気、ある
いは、より最新のタービンでは蒸気などの冷却媒体が、
シュラウドの温度を許容範囲内に維持するために裏側冷
却面に向かって導かれる。
って流れてタービンブレードを駆動するタービンガスの
温度に正比例する。ガスタービンエンジンは、通常、約
２７００゜Ｆの作動温度を有している。この高温に耐え
るために、ガスタービンの種々の部分は冷却を必要とす
る。例えば、最新の高圧タービン内のシュラウドには、
シュラウドの裏側凹部上に増強された冷却表面が形成さ
れる。シュラウドの環状配列が、タービン内の高温ガス
通路を取り囲み、その高温ガス通路の一部を構成してい
る、各シュラウドの表面は冷却されなければならないこ
とが理解されるであろう。通常、圧縮機吐出空気、ある
いは、より最新のタービンでは蒸気などの冷却媒体が、
シュラウドの温度を許容範囲内に維持するために裏側冷
却面に向かって導かれる。
【０００３】最近、高圧タービンのシュラウドでは、冷
却面積を増加させ、シュラウドの全体的な冷却を向上さ
せるために、その裏側上に表面凹凸要素が鋳造されてい
る。例えば、多くの場合はシュラウドの裏側冷却面に突
起が鋳込まれていて、表面積を増加させ、従って、平滑
な裏側冷却面に比較して、シュラウド壁から冷却媒体へ
の熱伝達を増大させている。このような鋳込まれた突起
は熱伝達係数を効果的に向上させるが、多くの旧式のタ
ービンはこのような増強された冷却面を有していない。
タービンについて、改修時あるいは補修のため現場から
返された時に、旧式のシュラウドに増強された熱伝達特
性を付与することが望ましいが、既存のシュラウド表面
上に表面凹凸要素を設けるために、鋳造を用いることは
できない。
却面積を増加させ、シュラウドの全体的な冷却を向上さ
せるために、その裏側上に表面凹凸要素が鋳造されてい
る。例えば、多くの場合はシュラウドの裏側冷却面に突
起が鋳込まれていて、表面積を増加させ、従って、平滑
な裏側冷却面に比較して、シュラウド壁から冷却媒体へ
の熱伝達を増大させている。このような鋳込まれた突起
は熱伝達係数を効果的に向上させるが、多くの旧式のタ
ービンはこのような増強された冷却面を有していない。
タービンについて、改修時あるいは補修のため現場から
返された時に、旧式のシュラウドに増強された熱伝達特
性を付与することが望ましいが、既存のシュラウド表面
上に表面凹凸要素を設けるために、鋳造を用いることは
できない。
【０００４】最近、冷却面を必要とする部品に増強され
た熱伝達特性を付与するために、改良された電気化学的
研磨法が開発されている。この技法はＳＴＥＭ（成形管
電気化学的研磨）として知られている。ＳＴＥＭ法の態
様は、本出願人の出願中の、同一出願人による出願であ
る「電気化学的研磨の方法及び用具」の名称の出願番号
第６０／１４９，６１６号、「電気化学的研磨の方法及
び用具」の名称の出願番号第６０／１４９，６１８号、
「電気化学的研磨の方法及び用具」の名称の出願番号第
６０／１４９，６１７号、「電気化学的研磨の方法及び
用具」の名称の出願番号第０９／１８７，６６３号、
「電気化学的研磨に使用される用具を製作するための方
法」の出願番号名称の第０９／１８７，６６４号、およ
び「電気化学的研磨の方法及び用具」の名称の出願番号
第６０／１４９，６１９号の各特許出願に記載されてお
り、それらの内容は参考文献として本明細書に組込まれ
る。それらの特許出願に記載されるように、電極は、あ
るパターンで電極表面に施され絶縁誘電材料またはコー
ティングを備えており、電極は、電極と加工物との間の
電解液及び電流の印加と協働して、加工物の隣接した部
分から金属を置換すなわち溶解し、加工物表面に沿った
突起及び溝を形成させる。すなわち、電極の絶縁部分に
直接隣接している加工物表面の金属部分は電気化学的に
除去されず、一方、電極の非絶縁部分に直接隣接した部
分は電気化学的に除去され、加工物の表面内に溝が形成
される。本発明の好ましい実施形態においては、ガスタ
ービンの高温ガス通路の一部を構成するシュラウドの裏
側凹部冷却面に沿った表面凹凸要素すなわち突起要素及
びその間の空隙を形成する電気化学的研磨方法が提供さ
れる。これらの突起表面要素及びそれらの間の空隙を形
成することにより、シュラウド壁の熱伝達特性は著しく
増強される。
た熱伝達特性を付与するために、改良された電気化学的
研磨法が開発されている。この技法はＳＴＥＭ（成形管
電気化学的研磨）として知られている。ＳＴＥＭ法の態
様は、本出願人の出願中の、同一出願人による出願であ
る「電気化学的研磨の方法及び用具」の名称の出願番号
第６０／１４９，６１６号、「電気化学的研磨の方法及
び用具」の名称の出願番号第６０／１４９，６１８号、
「電気化学的研磨の方法及び用具」の名称の出願番号第
６０／１４９，６１７号、「電気化学的研磨の方法及び
用具」の名称の出願番号第０９／１８７，６６３号、
「電気化学的研磨に使用される用具を製作するための方
法」の出願番号名称の第０９／１８７，６６４号、およ
び「電気化学的研磨の方法及び用具」の名称の出願番号
第６０／１４９，６１９号の各特許出願に記載されてお
り、それらの内容は参考文献として本明細書に組込まれ
る。それらの特許出願に記載されるように、電極は、あ
るパターンで電極表面に施され絶縁誘電材料またはコー
ティングを備えており、電極は、電極と加工物との間の
電解液及び電流の印加と協働して、加工物の隣接した部
分から金属を置換すなわち溶解し、加工物表面に沿った
突起及び溝を形成させる。すなわち、電極の絶縁部分に
直接隣接している加工物表面の金属部分は電気化学的に
除去されず、一方、電極の非絶縁部分に直接隣接した部
分は電気化学的に除去され、加工物の表面内に溝が形成
される。本発明の好ましい実施形態においては、ガスタ
ービンの高温ガス通路の一部を構成するシュラウドの裏
側凹部冷却面に沿った表面凹凸要素すなわち突起要素及
びその間の空隙を形成する電気化学的研磨方法が提供さ
れる。これらの突起表面要素及びそれらの間の空隙を形
成することにより、シュラウド壁の熱伝達特性は著しく
増強される。
【０００５】
【発明の概要】前述のことを達成するために、本発明
は、好ましい実施形態において、全体的にガスタービン
シュラウドの裏側凹部冷却面の形状を持ち、その１つの
表面にわたった絶縁誘電コーティングを備える電極が準
備される。電極表面上のコーティングの一部分は、その
表面に沿った電気絶縁部分及び非絶縁部分の配列を形成
するように除去される。具体的には、電極の絶縁及び非
絶縁部分は、電極が全体的に対向して配置されたとき、
シュラウド冷却面上の突起表面要素及びその間の空隙を
設けようとする位置に対向して置かれるようなパターン
配列で形成されることが好ましい。すなわち、電極表面
の残された絶縁部分は、シュラウドの裏側凹部冷却面に
沿って形成される突起表面要素の位置に対応する。電極
表面の非絶縁部分は、シュラウドの裏側凹部冷却面に沿
って表面要素の間に形成される空隙の位置に対応する。
電気絶縁及び非絶縁部分のパターン配列を備える電極を
シュラウドの裏側凹部冷却面に対向させて配置し、シュ
ラウド表面と電極との間に電解液を循環させ、電極とシ
ュラウド表面との間に電流を印加することにより、電極
の非絶縁部分に隣接したシュラウド表面に沿って材料を
電気化学的に除去し、電極の絶縁部分に対向して位置す
るシュラウド表面上の突起要素の間に空隙を形成する。
は、好ましい実施形態において、全体的にガスタービン
シュラウドの裏側凹部冷却面の形状を持ち、その１つの
表面にわたった絶縁誘電コーティングを備える電極が準
備される。電極表面上のコーティングの一部分は、その
表面に沿った電気絶縁部分及び非絶縁部分の配列を形成
するように除去される。具体的には、電極の絶縁及び非
絶縁部分は、電極が全体的に対向して配置されたとき、
シュラウド冷却面上の突起表面要素及びその間の空隙を
設けようとする位置に対向して置かれるようなパターン
配列で形成されることが好ましい。すなわち、電極表面
の残された絶縁部分は、シュラウドの裏側凹部冷却面に
沿って形成される突起表面要素の位置に対応する。電極
表面の非絶縁部分は、シュラウドの裏側凹部冷却面に沿
って表面要素の間に形成される空隙の位置に対応する。
電気絶縁及び非絶縁部分のパターン配列を備える電極を
シュラウドの裏側凹部冷却面に対向させて配置し、シュ
ラウド表面と電極との間に電解液を循環させ、電極とシ
ュラウド表面との間に電流を印加することにより、電極
の非絶縁部分に隣接したシュラウド表面に沿って材料を
電気化学的に除去し、電極の絶縁部分に対向して位置す
るシュラウド表面上の突起要素の間に空隙を形成する。
【０００６】本発明の好ましい実施形態においては、電
極表面は、最初に誘電絶縁材料で完全にコートされる。
次いで、コーティングの一部が、例えばレーザアブレー
ション法を用いて除去され、電極上の絶縁及び非絶縁部
分のランダムなあるいはパターン化された配列が形成さ
れる。例えば、誘電材料の行と列からなるようなパター
ン配列が電極表面上に設けられるのが好ましい。さら
に、電極表面上の絶縁部分あるいは非絶縁部分の形状
は、突起表面要素及びその間の空隙の形状を決定する。
電極上に形成された例えば正方形、直線、楕円あるいは
円形形状の絶縁性材料は、その結果として、シュラウド
の冷却面上に対応した形状の突起要素を形成する。
極表面は、最初に誘電絶縁材料で完全にコートされる。
次いで、コーティングの一部が、例えばレーザアブレー
ション法を用いて除去され、電極上の絶縁及び非絶縁部
分のランダムなあるいはパターン化された配列が形成さ
れる。例えば、誘電材料の行と列からなるようなパター
ン配列が電極表面上に設けられるのが好ましい。さら
に、電極表面上の絶縁部分あるいは非絶縁部分の形状
は、突起表面要素及びその間の空隙の形状を決定する。
電極上に形成された例えば正方形、直線、楕円あるいは
円形形状の絶縁性材料は、その結果として、シュラウド
の冷却面上に対応した形状の突起要素を形成する。
【０００７】電極表面上の誘電材料の絶縁部分は、ほぼ
０．００１×０．００１インチないし０．００５×０．
００５インチとすることができ、非絶縁部分の間隔は、
ほぼ０．００１ないし０．００５インチとすることがで
きる。この寸法の絶縁要素を用いるパターン化された電
極でシュラウド表面上を加工し、そこから材料を０．０
０１インチないし０．００５インチ取除いて凹凸要素を
形成した場合、シュラウドの冷却面の表面積が著しく増
加することが認められる。これらの好ましい寸法を用い
れば、冷却面上の凹凸要素により、熱伝達表面の面積を
倍増させることができる。表面の熱伝達率は表面の面積
に比例するので、表面の冷却は著しく増強できる。これ
らの凹凸化表面が衝突冷却のために使用されたとき、熱
伝達は少なくとも５０％向上する。この電気化学的研磨
方法は、元からの装備部品に対して使用でき、点検ある
いは補修されるとき、旧式シュラウドの熱伝達特性を顕
しく増加させ、金属温度を低下させて、シュラウドの有
効寿命を増大させる。
０．００１×０．００１インチないし０．００５×０．
００５インチとすることができ、非絶縁部分の間隔は、
ほぼ０．００１ないし０．００５インチとすることがで
きる。この寸法の絶縁要素を用いるパターン化された電
極でシュラウド表面上を加工し、そこから材料を０．０
０１インチないし０．００５インチ取除いて凹凸要素を
形成した場合、シュラウドの冷却面の表面積が著しく増
加することが認められる。これらの好ましい寸法を用い
れば、冷却面上の凹凸要素により、熱伝達表面の面積を
倍増させることができる。表面の熱伝達率は表面の面積
に比例するので、表面の冷却は著しく増強できる。これ
らの凹凸化表面が衝突冷却のために使用されたとき、熱
伝達は少なくとも５０％向上する。この電気化学的研磨
方法は、元からの装備部品に対して使用でき、点検ある
いは補修されるとき、旧式シュラウドの熱伝達特性を顕
しく増加させ、金属温度を低下させて、シュラウドの有
効寿命を増大させる。
【０００８】本発明による好ましい実施形態において
は、ガスタービンの高温ガス通路の一部を構成するシュ
ラウドの裏側凹部冷却面に沿って、突起要素及びその間
の空隙を形成するための方法が提供され、その方法は、
（ａ）冷却面上に突起要素及びその間の空隙をそれぞれ
設けようとする部位に全体的に対向させて、その表面の
絶縁及び非絶縁部分を形成する該表面に沿った配列で設
置された電気絶縁材料を備える電極を配置する段階と、
（ｂ）電極とシュラウドの冷却面の間に電解液を流す段
階と、（ｃ）電極とシュラウドとの間に電流を通し、シ
ュラウドの冷却面に沿って突起要素及びその間の空隙を
形成する段階とを含む。
は、ガスタービンの高温ガス通路の一部を構成するシュ
ラウドの裏側凹部冷却面に沿って、突起要素及びその間
の空隙を形成するための方法が提供され、その方法は、
（ａ）冷却面上に突起要素及びその間の空隙をそれぞれ
設けようとする部位に全体的に対向させて、その表面の
絶縁及び非絶縁部分を形成する該表面に沿った配列で設
置された電気絶縁材料を備える電極を配置する段階と、
（ｂ）電極とシュラウドの冷却面の間に電解液を流す段
階と、（ｃ）電極とシュラウドとの間に電流を通し、シ
ュラウドの冷却面に沿って突起要素及びその間の空隙を
形成する段階とを含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】図面、特に図１を参照すれば、そ
の全体を符号１０で示す従来技術のシュラウドが示さ
れ、該シュラウドは他の同様のシュラウドと共に、ガス
タービンの高温ガス通路の一部を構成するシュラウドの
環状配列を形成する。図１はシュラウドの裏側の図であ
り、シュラウドの反対側の表面は高温ガス通路にさらさ
れ、ガスタービンのロータのバケット先端に直接隣接し
て置かれていること分かるであろう。ここに示す形態で
は、シュラウド１０は、側部壁１４及び端部壁１６に囲
まれた裏側凹部冷却面１２を備える。典型的な構成にお
いては、圧縮機吐出空気あるいは蒸気などの冷却媒体
は、図示しないが衝突板を通過して凹部に流入して冷却
面１２を衝突冷却する。図１に示すように、冷却面１２
は平滑であり、これは旧式ガスタービンのシュラウドで
は典型的なものである。従って、本発明は、平滑な表面
１２を電気化学的に加工し、増強された熱伝達特性すな
わち表面凹凸要素及びその間の空隙を付与するための方
法を提供する。
の全体を符号１０で示す従来技術のシュラウドが示さ
れ、該シュラウドは他の同様のシュラウドと共に、ガス
タービンの高温ガス通路の一部を構成するシュラウドの
環状配列を形成する。図１はシュラウドの裏側の図であ
り、シュラウドの反対側の表面は高温ガス通路にさらさ
れ、ガスタービンのロータのバケット先端に直接隣接し
て置かれていること分かるであろう。ここに示す形態で
は、シュラウド１０は、側部壁１４及び端部壁１６に囲
まれた裏側凹部冷却面１２を備える。典型的な構成にお
いては、圧縮機吐出空気あるいは蒸気などの冷却媒体
は、図示しないが衝突板を通過して凹部に流入して冷却
面１２を衝突冷却する。図１に示すように、冷却面１２
は平滑であり、これは旧式ガスタービンのシュラウドで
は典型的なものである。従って、本発明は、平滑な表面
１２を電気化学的に加工し、増強された熱伝達特性すな
わち表面凹凸要素及びその間の空隙を付与するための方
法を提供する。
【００１０】図３を参照すれば、シュラウド１０の冷却
面の表面域１２の全体形状をした電極２０を示す。電極
２０は、絶縁部を形成する誘電コーティング２２、非絶
縁部を形成するその間の空隙からなる配列を備える。誘
電コーティングは電極の表面上にパターン化された配列
では設置されるのが好ましいが、ランダムな配列も使用
できる。例えば、図３に示す実施形態においては、絶縁
部分２２は直交関係の行及び列で設置される。しかしな
がら、パターン化された配列は、直交関係の行及び列以
外の、例えば、斜めの列であってもよいことは理解され
るであろう。加えて、絶縁部分２２は図３においては正
方形として示しているが、絶縁部分２２の形状は正方形
である必要はなく、直線、楕円、円形あるいはダイヤモ
ンド形状のような他の形状であってもよいことは理解さ
れるであろう。
面の表面域１２の全体形状をした電極２０を示す。電極
２０は、絶縁部を形成する誘電コーティング２２、非絶
縁部を形成するその間の空隙からなる配列を備える。誘
電コーティングは電極の表面上にパターン化された配列
では設置されるのが好ましいが、ランダムな配列も使用
できる。例えば、図３に示す実施形態においては、絶縁
部分２２は直交関係の行及び列で設置される。しかしな
がら、パターン化された配列は、直交関係の行及び列以
外の、例えば、斜めの列であってもよいことは理解され
るであろう。加えて、絶縁部分２２は図３においては正
方形として示しているが、絶縁部分２２の形状は正方形
である必要はなく、直線、楕円、円形あるいはダイヤモ
ンド形状のような他の形状であってもよいことは理解さ
れるであろう。
【００１１】誘電材料のパターン化された配列を形成さ
せるために、電極２０は最初その表面全体にわたってコ
ートされる。次いで、コーティングの一部は例えばレー
ザアブレーションにより除去され、誘電体の絶縁部分２
２及び、絶縁部分の間の非絶縁部分あるいは空隙２４が
形成される。
せるために、電極２０は最初その表面全体にわたってコ
ートされる。次いで、コーティングの一部は例えばレー
ザアブレーションにより除去され、誘電体の絶縁部分２
２及び、絶縁部分の間の非絶縁部分あるいは空隙２４が
形成される。
【００１２】シュラウドの表面１２に突起表面要素及び
その間の空隙を形成するために、電極２０がシュラウド
の凹部内に表面１２に対向して配置される。電極の非絶
縁部分あるいは絶縁部分２２の間の空隙２４は、電極と
表面１２との間を通る電解液及び電極２０とシュラウド
１０との間の電流の印加と協働して、整合し露出した非
絶縁金属部分２４に直接対向する表面１２に沿って金属
を除去し、図４に示すように突起要素２８の間の空隙２
６を形成することが理解されるであろう。換言すれば、
電極２０と表面１２との間に電解液を流し、電極２０と
シュラウド１０との間に電流を印加しても、電気的絶縁
部分２２は電極２０からその対向する表面１２への電流
を阻止し、絶縁部分２２に整合する表面１２の金属は除
去されない。電極の非絶縁部分あるいは空隙２４からそ
の対向する表面１２に流れる電流は、その間の非溶解金
属を残して非絶縁部分に整合する表面１２の金属を溶解
して、これにより突起要素２８及び突起要素２８の間の
空隙２６を形成する。
その間の空隙を形成するために、電極２０がシュラウド
の凹部内に表面１２に対向して配置される。電極の非絶
縁部分あるいは絶縁部分２２の間の空隙２４は、電極と
表面１２との間を通る電解液及び電極２０とシュラウド
１０との間の電流の印加と協働して、整合し露出した非
絶縁金属部分２４に直接対向する表面１２に沿って金属
を除去し、図４に示すように突起要素２８の間の空隙２
６を形成することが理解されるであろう。換言すれば、
電極２０と表面１２との間に電解液を流し、電極２０と
シュラウド１０との間に電流を印加しても、電気的絶縁
部分２２は電極２０からその対向する表面１２への電流
を阻止し、絶縁部分２２に整合する表面１２の金属は除
去されない。電極の非絶縁部分あるいは空隙２４からそ
の対向する表面１２に流れる電流は、その間の非溶解金
属を残して非絶縁部分に整合する表面１２の金属を溶解
して、これにより突起要素２８及び突起要素２８の間の
空隙２６を形成する。
【００１３】図２に示す表面１２は、突起表面要素及び
その間の表面を強調して示したものである。電極２０の
絶縁部分２２は、例えば、正方形であり、およそ０．０
０１×０．００１インチないし約０．００５×０．００
５インチ平方である。非絶縁の間隔は、ほぼ０．００１
ないし０．００５インチである。従って、図２及び図４
に示される凹凸要素及びその間の空隙は高度に強調され
ており、本発明の原理を説明するためのものである。凹
凸要素は、記述したように、熱伝達面積を倍増させ、熱
伝達率を著しく増大させることができることは理解され
るであろう。従って、タービンに使用されているシュラ
ウドであって、冷却効果を増強するための鋳込み突起を
持たない既に稼動中のものが、効果的かつ経済的な方法
で、熱伝達係数を増強するために凹凸要素及びその間の
空隙を備えるように改修することができる。
その間の表面を強調して示したものである。電極２０の
絶縁部分２２は、例えば、正方形であり、およそ０．０
０１×０．００１インチないし約０．００５×０．００
５インチ平方である。非絶縁の間隔は、ほぼ０．００１
ないし０．００５インチである。従って、図２及び図４
に示される凹凸要素及びその間の空隙は高度に強調され
ており、本発明の原理を説明するためのものである。凹
凸要素は、記述したように、熱伝達面積を倍増させ、熱
伝達率を著しく増大させることができることは理解され
るであろう。従って、タービンに使用されているシュラ
ウドであって、冷却効果を増強するための鋳込み突起を
持たない既に稼動中のものが、効果的かつ経済的な方法
で、熱伝達係数を増強するために凹凸要素及びその間の
空隙を備えるように改修することができる。
【００１４】上記で特定した出願特許の中に開示されて
いるＳＴＥＭ技術においては、強酸性の電解液を用い
て、ＳＴＥＭ方が用いられる深い孔の狭い経路内に堆積
した金属水酸化物によって生じる洗浄流路の詰まりを避
けている。しかしながら、ＮａＮＯ3水溶液（濃度５〜
１５重量％）あるいはＮａＣｌ溶液のような、より弱酸
性の電解液が使用できる。洗浄流路の詰まりの問題は、
この開いた浅い表面の加工については存在しない。ま
た、連続ＤＣあるいはパルスＤＣ電流が、０．２ミリ秒
ないし２０秒の範囲のパルス持続時間で、５Ｖないし２
５Ｖで流される。より良好な突起形成のためには、短い
パルス持続時間が好ましい。さらに、用具は固定式であ
ることが好ましい。しかしながら、特により深い突起又
はピンを加工するために、加工物に向けての用具の送り
を行なってもよい。
いるＳＴＥＭ技術においては、強酸性の電解液を用い
て、ＳＴＥＭ方が用いられる深い孔の狭い経路内に堆積
した金属水酸化物によって生じる洗浄流路の詰まりを避
けている。しかしながら、ＮａＮＯ3水溶液（濃度５〜
１５重量％）あるいはＮａＣｌ溶液のような、より弱酸
性の電解液が使用できる。洗浄流路の詰まりの問題は、
この開いた浅い表面の加工については存在しない。ま
た、連続ＤＣあるいはパルスＤＣ電流が、０．２ミリ秒
ないし２０秒の範囲のパルス持続時間で、５Ｖないし２
５Ｖで流される。より良好な突起形成のためには、短い
パルス持続時間が好ましい。さらに、用具は固定式であ
ることが好ましい。しかしながら、特により深い突起又
はピンを加工するために、加工物に向けての用具の送り
を行なってもよい。
【００１５】本発明を、現在最も実用的で好ましい実施
形態であると考えられるものに関連して説明したが、本
発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、
逆に、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲に含ま
れる種々の修正及び等価な構成を保護しよとするもので
あることを理解されたい。
形態であると考えられるものに関連して説明したが、本
発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、
逆に、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲に含ま
れる種々の修正及び等価な構成を保護しよとするもので
あることを理解されたい。
【図１】 その裏側凹部平滑冷却面を示す、ガスタービ
ンの従来技術のシュラウドの斜視図。
ンの従来技術のシュラウドの斜視図。
【図２】 本発明によりシュラウドの平滑冷却面上に形
成された表面凹凸要素を強調した形で示している、図１
に類似した図。
成された表面凹凸要素を強調した形で示している、図１
に類似した図。
【図３】 その表面上に形成された絶縁材料のパターン
化された配列を示す、電極の平面図。
化された配列を示す、電極の平面図。
【図４】 図３の電極を用いてその上に形成された表面
凹凸要素を有する冷却面を強調して示している、側面断
面図。
凹凸要素を有する冷却面を強調して示している、側面断
面図。
１０ シュラウド １４ 側部壁 １６ 端部壁 ２８ 表面凹凸要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・アラン・ジョンソン アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 シンプソンビル、ワイルド・ホース・クリ ーク・ドライブ、308番 (72)発明者 ビン・ウェイ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、メカニ ックビル、ダンフォース・ロード、８番 (72)発明者 シン−パン・ワン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、レクス フォード、リバービュー・ロード、773番 Ｆターム(参考） 3C059 AA02 AB01 ED04 HA13
Claims (4)
- 【請求項１】 ガスタービンの高温ガス通路の一部を構
成するシュラウド（１０）の裏側凹部冷却面（１２）に
沿って突起要素及びその間の空隙を形成するための方法
であって、 （ａ）前記冷却面上に前記突起要素（２８）及びその間
の空隙（２６）をそれぞれ設けようとする位置に全体的
に対向させて、その表面の絶縁及び非絶縁部分（２４）
を形成する該表面に沿った配列で設置された電気絶縁材
料（２２）を備える電極（２０）を配置する段階と、 （ｂ）前記電極と前記シュラウドの前記冷却面の間に電
解質を流す段階と、 （ｃ）前記電極と前記シュラウドとの間に電流を通し、
前記シュラウドの前記冷却面に沿って前記突起要素及び
その間の空隙を形成する段階と、を含むことを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】 前記段階（ａ）に先立ち、前記電極の前
記表面上にパターン化された配列で前記絶縁材料を施す
段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記段階（ａ）に先立ち、前記電極の前
記表面上に列及び該列の間の空隙を有するパターン化さ
れた配列で前記絶縁材料を施す段階を含むことを特徴と
する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記段階（ａ）に先立ちガスタービンか
らシュラウドを取り外す段階と、前記段階（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）を行なうことによって前記取り外した
シュラウドの前記冷却面上に前記突起要素及びその間の
空隙を形成する段階と、前記シュラウドを前記タービン
中に再取り付けする段階と、を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の方法。
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| US09/734035 | 2000-12-12 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002227658A true JP2002227658A (ja) | 2002-08-14 |
| JP4130537B2 JP4130537B2 (ja) | 2008-08-06 |
Family
ID=24950073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001305906A Expired - Lifetime JP4130537B2 (ja) | 2000-12-12 | 2001-10-02 | ガスタービンシュラウド上に表面凹凸要素を形成するための電気化学的研磨方法 |
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| EP (1) | EP1215005B1 (ja) |
| JP (1) | JP4130537B2 (ja) |
| DE (1) | DE60140511D1 (ja) |
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| DE10357629A1 (de) * | 2003-12-10 | 2005-07-07 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zur Strukturierung der Aerodynamik von Bauteilen in Fluggasturbinen |
| US20070217076A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Seagate Technology Llc | Nanoscale machined electrode and workpiece, and method of making the same |
| US7394040B2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-07-01 | General Electric Company | Electromachining process and apparatus |
| US9133715B2 (en) * | 2006-09-20 | 2015-09-15 | United Technologies Corporation | Structural members in a pedestal array |
| US7553128B2 (en) * | 2006-10-12 | 2009-06-30 | United Technologies Corporation | Blade outer air seals |
| US7938168B2 (en) * | 2006-12-06 | 2011-05-10 | General Electric Company | Ceramic cores, methods of manufacture thereof and articles manufactured from the same |
| US7624787B2 (en) * | 2006-12-06 | 2009-12-01 | General Electric Company | Disposable insert, and use thereof in a method for manufacturing an airfoil |
| US8413709B2 (en) | 2006-12-06 | 2013-04-09 | General Electric Company | Composite core die, methods of manufacture thereof and articles manufactured therefrom |
| US20080135721A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-12 | General Electric Company | Casting compositions for manufacturing metal casting and methods of manufacturing thereof |
| US20100034647A1 (en) * | 2006-12-07 | 2010-02-11 | General Electric Company | Processes for the formation of positive features on shroud components, and related articles |
| US7487819B2 (en) * | 2006-12-11 | 2009-02-10 | General Electric Company | Disposable thin wall core die, methods of manufacture thereof and articles manufactured therefrom |
| US8884182B2 (en) | 2006-12-11 | 2014-11-11 | General Electric Company | Method of modifying the end wall contour in a turbine using laser consolidation and the turbines derived therefrom |
| US20080264897A1 (en) * | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Canan Uslu Hardwicke | Turbine component pattern forming method |
| US8329021B2 (en) | 2010-10-28 | 2012-12-11 | Palmaz Scientific, Inc. | Method for mass transfer of micro-patterns onto medical devices |
| US9255491B2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-02-09 | United Technologies Corporation | Surface area augmentation of hot-section turbomachine component |
| EP2844839A1 (en) | 2012-04-23 | 2015-03-11 | General Electric Company | Turbine airfoil with local wall thickness control |
| US9243502B2 (en) | 2012-04-24 | 2016-01-26 | United Technologies Corporation | Airfoil cooling enhancement and method of making the same |
| US9296039B2 (en) | 2012-04-24 | 2016-03-29 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine airfoil impingement cooling |
| US9416671B2 (en) | 2012-10-04 | 2016-08-16 | General Electric Company | Bimetallic turbine shroud and method of fabricating |
| SG2013002183A (en) | 2013-01-10 | 2014-08-28 | Pratt & Whitney Services Pte Ltd | Turbine shroud milling with blade held in same fixture during milling of concave and convex parts |
| WO2016039714A1 (en) | 2014-09-08 | 2016-03-17 | Siemens Energy, Inc. | A cooled turbine vane platform comprising forward, midchord and aft cooling chambers in the platform |
| US10053993B2 (en) | 2015-03-17 | 2018-08-21 | Siemens Energy, Inc. | Shrouded turbine airfoil with leakage flow conditioner |
| US20180311934A1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | Rolls-Royce Corporation | Seal coating for ceramic matrix composite |
| FR3072690B1 (fr) * | 2017-10-24 | 2021-07-30 | Centre Techn Ind Mecanique | Procede de traitement de surface d'une piece mecanique realisee dans un materiau conducteur |
| US10822987B1 (en) | 2019-04-16 | 2020-11-03 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Turbine stator outer shroud cooling fins |
| US11041403B2 (en) | 2019-04-16 | 2021-06-22 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Gas turbine engine, part thereof, and associated method of operation |
| US11454137B1 (en) | 2021-05-14 | 2022-09-27 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd | Gas turbine inner shroud with array of protuberances |
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-
2000
- 2000-12-12 US US09/734,035 patent/US6379528B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-09-26 EP EP01308189A patent/EP1215005B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-26 DE DE60140511T patent/DE60140511D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-02 JP JP2001305906A patent/JP4130537B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US6379528B1 (en) | 2002-04-30 |
| EP1215005A3 (en) | 2004-09-08 |
| EP1215005B1 (en) | 2009-11-18 |
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