JP2003285269A - 部品の貫通穴からコーティング付着物を取り除く方法及び該方法により処理された部品 - Google Patents

部品の貫通穴からコーティング付着物を取り除く方法及び該方法により処理された部品

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、穴の壁及び部品の表面を損傷する
ことなく、部品の表面の貫通穴からコーティング付着物
を除去する方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、第１の面（１４）上にコー
ティング（２０）を有する部品（１０）の貫通穴（１
２）から、前記コーティング（２０）に連続し、前記貫
通穴（１２）を完全には塞いでいない付着物（２２）を
取り除く方法であって、非研磨性の粒子状媒体を含む液
体含有ジェット（３４）を第１の面（１４）の反対側に
ある部品（１０）の第２の面（１６）から通穴（１２）
に指向させる段階を含む。付着物（２２）の除去が、液
体によってではなく、主として液体含有ジェット（３
４）で推進された粒子状媒体によって行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーティング処理
後に開いたままであることが望まれる貫通穴を有する部
品に付着形成されるコーティングに関する。より具体的
には、本発明は、穴の壁及び部品の表面を損傷すること
なく、該部品の表面の貫通穴からコーティング付着物を
除去する方法、及びこの除去処理の結果として、冷却効
果が増大された冷却穴を備えたガスタービンエンジンの
部品に向けられる。
【０００２】
【従来の技術】タービン、燃焼器、及び推力増強装置の
ような、ガスタービンエンジンの特定の部分に位置する
部品は、該部品の使用温度を低下させるためにセラミッ
ク層で熱絶縁されていることが多く、エンジンが高温で
より効率的に作動することを可能にしている。多くの場
合遮熱コーティング（ＴＢＣ）と呼ばれるこれらのコー
ティングは、低い熱伝導性を有し、物品に強く付着し、
多くの加熱及び冷却サイクルの間中、付着したままでな
ければならない。これらの必要条件を満たすことができ
るコーティングシステムは、典型的には、断熱セラミッ
ク層を部品に付着させる金属系ボンディングコートを含
み、ＴＢＣシステムと呼ぶことができるものを形成す
る。イットリア（Ｙ2Ｏ3）によって部分的又は完全に安
定化されたジルコニア（ＺｒＯ2）、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）又は他の酸化物のような金属酸化物が、断熱
セラミック層のための材料として広く用いられてきた。
一般に、セラミック層は、エアロプラズマ溶射（ＡＰ
Ｓ）、低圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）、又は電子ビーム
物理的気相成長法（ＥＢＰＶＤ）のような物理的気相成
長法（ＰＶＤ）技術によって付着形成される。典型的に
は、ボンディングコートは、アルミニウム化合物又は白
金アルミニウム化合物の拡散のような耐酸化性の拡散コ
ーティング、或いはＭＣｒＡｌＹ（ここで、Ｍは鉄、コ
バルト及び／又はニッケル）のような耐酸化性合金から
形成される。
【０００３】ＴＢＣシステムは下にある部品基板に著し
い断熱性をもたらすが、燃焼器ライナ及びタービンブレ
ード（動翼）、並びにノズル（羽根）のような部品にお
いては内部冷却が必要であることが多く、ＴＢＣと共に
又はＴＢＣの代わりに部品の内部冷却を行うことがあ
る。一般に、ガスタービンエンジンの空冷部品は、冷却
空気流が入念に構成された冷却穴を通して排出されるこ
とを必要とし、該冷却穴は、該部品の表面に冷却膜を分
布させ、該冷却流の有効性を増加させる。冷却穴の効率
は、流量測定値に基づく冷却穴の有効面積と穴の物理的
面積との比である吐出係数Ｃdによって定量化される。
有効面積は、穴を通る空気流に抵抗を与える穴の入口及
び出口を含む該穴の中の表面状態の結果として、物理的
面積より小さいものである。従って、各々の開口部の寸
法、形状及び表面状態が、開口部を出る空気流の量を定
め、穴を含む冷却回路内の全体の流れ分布に影響を与え
るので、冷却穴を形成し構成する方法は重要である。
【０００４】ＴＢＣを必要としない部品の場合、一般に
冷却穴は、放電加工（ＥＤＭ）及びレーザー加工のよう
な通常の穿孔技術によるか、又は正しい寸法の開口部を
有する鋳造品を生成する複雑な先進鋳造技術を用いて形
成される。空冷式燃焼器ライナにおけるＥＤＭ及びレー
ザー穿孔された冷却穴についての一般的な吐出係数は、
それぞれ約０．７２及び約０．８８であるか又はそれよ
り小さい。セラミックが非導電性であるので、ＴＢＣを
有する部品に冷却穴を形成するのにＥＤＭを使用するこ
とはできず、またレーザー加工は、部品基板とセラミッ
クとの間の境界面を亀裂させることによって、脆性のセ
ラミックＴＢＣを砕く傾向がある。従って、ボンディン
グコートの付着形成後ＴＢＣの塗布前に、ＥＤＭ及びレ
ーザー穿孔によって冷却穴を加工することが多い。しか
しながら、空冷部品の冷却穴にＴＢＣ付着物が存在する
ことは、冷却穴の開口部の形状を変え、寸法を減少させ
るＴＢＣの結果として部品の耐用寿命に有害な影響を及
ぼすことがある。プラズマ溶射（ＡＰＳ及びＬＰＰＳ）
によって付着されたＴＢＣの場合には、燃焼器ライナの
ような高温部の部品を熱絶縁するのに十分に厚いＴＢＣ
を付着形成する際に、かなりの量のセラミックが冷却穴
内に付着形成されることがある。ＴＢＣを有する冷却穴
における障害物は、新しく製造された空冷部品に対して
生じるだけなく、現場から戻された部品上のＴＢＣを補
修する際にも生じる。補修中、一般に、今あるボンディ
ングコートとＴＢＣの全てが取り除かれ、新しいボンデ
ィングコートとＴＢＣが付着され、その結果、冷却穴は
ボンディングコート材とＴＢＣ材の双方の付着物によっ
て塞がれることがある。
【０００５】上記から、ＴＢＣによって保護されている
空冷部品を製造し、補修することが、冷却穴のおよその
寸法と形状をそのままにするという必要性によって複雑
となることが分かる。一般的な解決法は、塗布されるＴ
ＢＣの厚さを制限するか、又はより好ましくは、開口部
の所望の寸法及び形状を回復させるために冷却穴からセ
ラミックを取り除くという最終操作を行うことである。
この目的のために種々の技術が提案されてきた。特許文
献１は、５００ｋｇｆ／ｃｍ2（約４９０バール）又は
それ以上の圧力の流体を空冷部品の内部に導き、流体を
冷却穴の開口部を通って流出させ、その際に、該冷却穴
が形成された後に該部品にセラミック材により被覆され
た結果として該冷却穴を塞いでいたセラミック材を取り
除くようにする方法を開示している。特許文献２には別
の技術が開示され、そこでは、冷却穴に堆積したセラミ
ックが、該穴の被覆されていない面に向けて発射された
ジェットによって取り除かれる。特許文献２は、実質的
に水のような液体からなるジェットを高圧で使用する。
部品自体が、ジェットがコーティングを侵食するのを防
ぐマスクとして働くので、被覆面にある穴の外側のコー
ティングは損傷されないことが、特許文献２により教示
される。
【０００６】
【特許文献１】 特開平９−１５８７０２号公報
【特許文献２】 米国特許第６，００４，６２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】水ジェットを研磨性媒
体（すなわち、実質的に鋭い角部と縁部を有する非球形
の粒子）を含むように変更することが知られているが、
セラミック付着物を取り除くために適切な圧力の水ジェ
ット内の研磨性粒子によりもたらされる侵食と研磨は、
冷却穴と周囲の部品表面をひどく損傷する場合があるこ
とが、実地に示された。更に、研磨性流体ジェット内の
研磨材は、研磨性媒体を再使用できない程度まで、又は
該研磨性媒体を該ジェットが取り除いた材料から分離す
ることが困難な程度まで破損させる。その結果、使用済
みの研磨性流体を廃棄せねばならず、そのことは、工程
に望ましくないコストを加えることになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、空冷式
ガスタービンエンジンの部品の表面に付着形成された金
属及び／又はセラミックのコーティング材の部分が一例
である、部品の貫通穴から付着物を取り除く方法が提供
される。この方法は、部品の表面をＴＢＣ材で被覆する
結果として、該部品の冷却穴内に付着形成されたＴＢＣ
材を取り除くのに特に効果的であり、この付着物は、該
冷却穴、又は該部品の被覆された面にある該冷却穴を囲
むＴＢＣを損傷することなく、該冷却穴から取り除かれ
る。好ましい特徴は、穴の入口及び該穴の出口を囲むＴ
ＢＣ材を含む冷却穴が、該冷却穴の有効面積の増加から
明らかなように、該冷却穴の吐出係数を増加させる改良
された表面特徴を示すことである。
【０００９】本発明の好ましい態様によると、付着物が
貫通穴を完全には塞がないようにコーティングを付着さ
せ、これにより目印穴を形成する。一般に、この処理段
階は、液体含有ジェットを被覆面の反対側にある部品の
表面から貫通穴に指向させることを含む。このジェット
は、非研磨性の粒子状媒体を含み、該粒子状媒体は、こ
こで定義されるように、研磨切削方法において使用さ
れ、その粒子が鋭利な角部と縁部を有する研磨性媒体と
区別できるものである。粒子状媒体がジェット内に存在
しない場合には穴から実質的に全ての付着物を効果的に
取り除くのに概ね不十分な圧力で、ジェットがノズルか
ら放出されることが好ましい。その結果、付着物の除去
は、ジェット自体ではなく、主としてジェットで推進さ
れる粒子状媒体によって行われることになる。本発明の
顕著な特徴は、穴の吐出係数を増加させるように、該穴
を囲む面及び該穴の中の面をばり取りし、滑らかにした
部品を生成できることである。特に、これらの面の表面
状態は、密度の濃い外観を有し、ＥＤＭ及びレーザー加
工によって形成された面と視覚的に異なる。水ジェット
は穴の表面を目に見えるほどは変えないので、本発明に
よって処理された穴の表面はまた、付着物が水ジェット
だけによって取り除かれた際に存在するものとも異な
る。一般に研磨剤は、穴の表面及び周囲の部品表面を切
り、及び／又は削る傾向があるので、これらの面の表面
状態及び外観は、付着物が研磨剤を含む水ジェットによ
って取り除かれた場合に存在するものと異なる。
【００１０】上記を考慮して、本発明の方法に用いられ
る非研磨性の水ジェットは、穴の入口及び穴の壁を囲む
部品の表面から、著しい量の材料を損傷させるか又は取
り除くことなく、また、穴の出口を囲む金属又はセラミ
ックのコーティングを削り取ることなく、貫通穴から付
着物を取り除くことができる。驚いたことに、ＥＤＭ及
びレーザー加工によって空冷部品内に形成された冷却穴
と比較すると、本発明によって処理された冷却穴は、穴
の物理的な断面面積と比べて高い有効面積をもつことが
明らかにされ、高い吐出係数を示すことが確認された。
その結果、本発明によって処理された冷却穴は、冷却能
力に関してより有効である。
【００１１】本発明の他の目的および利点は、以下の詳
細な説明からよりよく理解されるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、ガスタービンエ
ンジンの空冷式燃焼器ライナ１０の両面１４及び１６に
交差した冷却穴１２を通る断面図を表す。ライナ１０
は、他の高温材の使用も予測できるが、鉄、ニッケル又
はコバルトベースの超合金から形成することができる。
当該技術分野において知られているように、ライナ１０
の使用温度を最小にするために、面１６によって部分的
に定められた流路から冷却穴１２に通るように抽気を強
制することによって、熱がライナ１０から伝達される。
更に、ライナ１０の面１４に対して鋭角２８で配置され
ることになる冷却穴１２を形成することによって、該ラ
イナ１０の該面１４への熱伝達量を減少させることがで
き、該冷却穴１２から排出された空気が、該ライナ１０
の該面１４の上を流れるようになる。鋳造又は研磨水ジ
ェット加工のような他の方法によって穴１２を形成でき
ることも予測できるが、該穴１２を形成するための適切
な技術は、ＥＤＭ又はレーザー穿孔を含む。形成操作の
結果として、冷却穴１２が、直線状の軸１８と、ほぼ均
一の環状の断面とを有するものとして示される。ライナ
１０からの熱伝達を促進するために、冷却穴１２は、該
穴の効率を最大にするように入念に構成され、該穴１２
の幾何学的形状及び該穴１２内のあらゆる表面の不規則
性に依存する吐出係数によって定量化される。
【００１３】ライナ１０は、該ライナ１０の面１４上に
コーティング２０が付着されたものとして図１に示され
る。このコーティング２０は、金属系ボンディングコー
ト及びセラミックのＴＢＣを含むＴＢＣシステムの形態
の、金属材、セラミック材、又はその両方としてもよ
い。特に適したボンディングコート材は、拡散アルミニ
ウム化合物及び／又はＭＣｒＡｌＹの上層コーティング
を含み、一方、適切なＴＢＣ材は、イットリアによって
部分的に安定化されたジルコニア（イットリア安定化ジ
ルコニア、すなわちＹＳＺ）であり、イットリアによっ
て完全に安定化されたジルコニアを用いることもでき、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）、酸化セリウム（ＣｅＯ）、又は酸化スカンジウム
（Ｓｃ2Ｏ3）のような他の酸化物によって安定化された
ジルコニアを用いることもできる。冷却穴１２は、コー
ティング２０が付着形成された工程の結果として、該冷
却穴の壁２４に付着物２２が付着したものとして示され
る。他の付着方法を用いることもできるが、図１は、エ
アロプラズマ溶射（ＡＰＳ）、低圧プラズマ溶射（ＬＰ
ＰＳ）のような、プラズマ溶射によって付着形成された
ものとしてコーティング２０を示す。コーティング２０
を塗布するために、ライナ１０を従来のターンテーブル
（図示せず）及び該ターンテーブルに隣接して配置され
た適切な溶射装置上に配置し、該ライナ１０を回転させ
ながらコーティング材を塗布することができる。
【００１４】図１は、コーティング材を塗布する溶射ヘ
ッドのノズル２６を示す。溶射ノズル２６は、穴１２の
軸１８に対して角度３０で配置されたものとして示され
ており、この溶射角３０と組み合わせて選択された厚さ
までコーティング２０を付着させ、該コーティング２０
が該穴１２を完全に塞がないようにする。付着物２２の
寸法、すなわち、溶射ノズル２６に相対する穴１２の壁
２４上に付着されるコーティング材の量を最小にするた
めに、溶射角３０は、軸１８に対して９０度より大きい
ことが好ましい。更に、約４５度より小さい入射角３２
は、コーティング２０に非溶融領域、空隙、及び小さな
引っ張り強度を生じさせる傾向があるので、コーティン
グ材は、面１４に対して少なくとも約４５度の入射角３
２でライナ１０の該面１４に溶射されることが好まし
い。これらの考慮事項から、約２０度の角２８で配置さ
れ、約０．０２０インチから０．０３０インチまで（約
０．５０ｍｍから約０．７５ｍｍまで）の直径を有する
冷却穴１２を用いてライナ１０上にコーティング２０を
付着させる場合には、溶射ノズル２６についての適切な
配向は、ライナ１０の面１４に対して約４５度の入射角
３２であり、穴１２の軸１８に対する角３０は約１１５
度である。金属のコーティング（例えば、ボンディング
コート）２０が穴１２を完全に塞がないことを保証する
ために、該コーティング２０の厚さは、約０．００４イ
ンチから約０．０１０インチまで（約０．１０ｍｍから
約０．２５ｍｍまで）であることが好ましく、約０．０
０４インチから約０．００８インチまで（約０．１０ｍ
ｍから約０．２０ｍｍまで）であることがより好まし
い。セラミックのコーティング（例えば、ＴＢＣ）２０
が付着される際には、該コーティング２０の厚さは、約
０．００３インチから約０．０２０インチまで（約０．
０７５ｍｍから約０．５０ｍｍまで）であることが好ま
しく、該コーティング２０が該穴１２を完全に塞がない
ことを保証するためには、約０．０１０インチ（約０．
２５ｍｍ）であることがより好ましい。いずれの場合に
も、穴１２の塞がれていない部分が、図１からわかるよ
うに、目印穴を提供する。
【００１５】ライナ１０が新しく製造され、コーティン
グ２０が金属系ボンディングコートである場合には、付
着物２２をＥＤＭ又はレーザー穿孔によって取り除くこ
とができる。しかしながら、コーティング２０がＴＢＣ
であるか、又はライナ１０が現場から戻されたものであ
る場合には、該コーティング２０は、冷却穴１２の軸１
８とほぼ同軸上に位置合わせされたノズル３６から発せ
られる、図２に表された非研磨性のジェット３４を用い
て除去される。本発明の好ましい態様によると、非研磨
性のジェット３４は、ライナ１０、壁２４、又はコーテ
ィング２０を損傷することなく、冷却穴の壁２４から付
着物２２を取り除くことができ、更に、該冷却穴１２の
効率を向上させることができる。本発明によって用いら
れるジェット３４は、分散媒体内に非研磨性の媒体を含
むので、非研磨性と呼ばれる。種々の流体を用いること
ができるが、水はコーティング材又はライナ１０に化学
的に悪影響を及ぼさないので、環境的に安全なものとし
て水が好ましいものである。適切な方法においては、約
１６，０００ｐｓｉ（約１１００バール）程度に、好ま
しくは少なくとも６０００ｐｓｉ（約４００バール）か
ら約１５，０００ｐｓｉ（約１０００バール）まで加圧
された水が用いられる。ジェット３４は、約１０重量パ
ーセントから約３０重量パーセントまでの非研磨性の媒
体を含むことが好ましく、約２０重量パーセント媒体含
有量が優れた結果をもたらす。非研磨性の媒体として、
ジェット３４内に含まれる粒子には、研磨材に見られる
鋭利な角部及び縁部がなく、代わりに、ピーニングのた
めに用いられる種類の球状のガラス玉の場合のように球
状であることが好ましい。適切な非研磨性媒体の例は、
ソーダ石灰ガラス又は金属酸化物から作られ、米国軍用
規格Ｇ−９９５４Ａ Ｍｉｌ １３による３２５から１
７０までのメッシュ（米国ふるい）寸法（約４５マイク
ロメートルから約９０マイクロメートルまでの直径）を
有するビーズである。別の適切な非研磨性の媒体の例
は、一般に同じ範囲の粒子寸法のステンレス鋼弾である
と考えられる。大きな粒子寸法は、ジェット内における
全体として低い媒体含有量を必要とし、一方、小さな粒
子寸法は、全体として高い媒体含有量を必要とし、その
双方が、ジェットの効率を制限するように思われる。冷
却穴１２の過度の損傷又は研磨を回避するように、少な
くとも約７０パーセントの媒体、より好ましくは、少な
くとも約９５パーセントの媒体が球状である。
【００１６】金属又はセラミックのコーティング２０の
いずれかを取り除く工程において、ライナ１０をターン
テーブル（図示せず）上に配置することができ、適切な
水ジェット装置に連結されたノズル３６がコーティング
２０の付着後に残っている目印穴を通して非研磨性のジ
ェット３４を送り出す間に、ターンテーブルが回転させ
られる。図２に示されるように、ジェット３４は、コー
ティング２０の反対側にあるライナ１０の面１６に位置
する穴１２の入口に向けて噴霧される。より長い距離及
びより短い距離でもよいが、適切な隔離距離（ノズル３
６とライナ１０の表面１６との間の距離）は、約０．８
インチから約２インチまで（約２０ｍｍから約５０ｍｍ
まで）である。これらの距離では、ジェット３４の直径
は、約０．０５０インチから約０．１５０インチまで
（約１．３ｍｍから約３．８ｍｍまで）であることが好
ましい。面１４に対する角度３２で塗布されるのが好ま
しいコーティング２０とは違って、ジェット３４は、付
着物２２の除去を容易にするために、ライナ１０の各々
の穴１２の軸１８にほぼ平行な方向に向けられることが
好ましい。直径が約０．００６インチから約０．０１０
インチまで（約０．１５ｍｍから約０．２５ｍｍまで）
の目印穴を形成する厚さまでコーティング２０を付着形
成することにより、付着物２２の除去を更に容易にでき
ることが分かった。目印穴がライナ１０の面１４に残る
のを確実にするために、所定の時間に付着されるコーテ
ィング２０の量を制限することが好ましいので、各々の
付着段階の後に、非研磨性のジェット３４を用いる堆積
した付着物２２の除去が続くようにし、多数の付着段階
を行って所望の厚さまでコーティング２０を蓄積するこ
とができる。
【００１７】上述したような非研磨性の水ジェット３４
は、冷却穴の壁２４を損傷することなく、かつ該穴１２
を囲むコーティング２０を削り取ることなく、該冷却穴
１２内の金属及びセラミックの付着物２２の両方を除去
できることが分かった。何れかの特定の理論を持つこと
を望むわけではないが、本発明のこの態様は、非常に高
圧の水ジェットにより引き起こされる侵食、又は研磨剤
を含むジェットにより引き起こされる研磨の代わりに、
主として粒子との衝突により引き起こされる破壊によっ
て付着物２２を除去することに起因すると思われる。こ
のように、本発明と共に用いられるジェット３４は、該
ジェット３４内に粒子状媒体が存在しない場合には冷却
穴１２からほぼ全ての付着物２２を効果的に除去するの
には不十分な程の圧力で、ノズル３６から噴霧すること
ができる。上に示されたように、このような圧力は、約
１６，０００ｐｓｉ（約１１００バール）までであると
考えられる。とりわけ、以下に更なる詳細を説明するよ
うに、約１６，０００ｐｓｉ以上の圧力で非研磨性のジ
ェット３４を作動させると、穴１２の壁２４及び該穴１
２を直接囲む面１６の部分から材料を好ましくない形で
取り除くことになる。従って、ジェット３４を１６，０
００ｐｓｉより低い圧力に、好ましくは１５，０００ｐ
ｓｉ（約１０００バール）又はそれより低い圧力に制限
することによって、ジェット３４を、ある冷却穴１２か
ら別の冷却穴に移動させる際に中断しなくて済む。ジェ
ット３４についての適切な移動速度は、分当たり約２０
インチから約４８０インチ（約５０ｃｍ／分から約１２
００ｃｍ／分まで）であり、分当たり約２５０インチ
（約６２５ｃｍ／分）の速度が優れた結果を生む。ライ
ナ１０に対するジェット３４の移動は連続的であること
が好ましいが、各々の冷却穴１２と位置合わせされる際
にジェット３４を一時停止できることも予定されてい
る。
【００１８】冷却穴１２の壁２４を損傷することなく、
又は該穴１２の出口を囲むコーティング２０を削り取る
ことなく付着物２２を取り除くことに加えて、該穴１２
の物理的面積に対する該冷却穴１２の有効面積が増加す
ることから明らかなように、本発明のジェット方法によ
り該冷却穴１２の吐出係数を増加させ得ることが図らず
も判明した。何れかの特定の理論を持つことを望むわけ
ではないが、この有益な効果は、非研磨性の媒体が、穴
１２の入口を直接囲むライナ１０の面１６、該穴１２の
壁２４、及び付着物２２の除去によって形成されるコー
ティング２０の壁さえも、ばりを取り滑らかにすること
に起因すると思われる。このばり取り及び平滑化の動作
は、これらの面の表面状態及び外観に影響を及ぼし、こ
れらの面の表面状態及び外観は、穴１２がＥＤＭ又はレ
ーザー加工によって最初に形成されたときに生じたもの
と異なり、また付着物２２が水ジェットのみによって、
又は研磨剤の助けを借りて除去された場合に生じたもの
とも異なる。この違いは、図３に示される。
【００１９】図３は、部品４０の壁４２を通って穿孔さ
れた３つの冷却穴４４、４６、４８を表すもので、部品
は、下部面５２にセラミックのＴＢＣ５０を有し、上部
面５４にはＴＢＣがなく、該上部面５４から加工操作を
行ったものである。穴４４は、ＥＤＭによって穿孔され
たものであり、その結果、壁４２を通る長さの全体にわ
たってほぼ連続的な円形の形状を有するものとして表さ
れる。しかしながら、ばりなどが存在する結果として、
被覆されていない面５４における穴４４への入口は、不
揃いである（ギザギザしている）。穴４６は、レーザー
穿孔されたものであり、壁４２を通る方向に穴４６の直
径が増加する特徴を有するものとして表される。ＥＤＭ
穿孔された穴４４と同様に、レーザー穿孔された穴４６
は、レーザー穿孔操作の結果として、被覆されていない
面５４に円形であるが不揃いの入口を有する。最後に、
穴４８は、レーザーにより穿孔され、次に、本発明によ
るガラス玉を含む水ジェットにより処理されたものとし
て表される。このように、穴４８は、レーザー穿孔され
た穴４６と同じ円錐状の形状を有するが、該穴４８の被
覆されていない面５４の入口は、ばり及び該穴４８内に
はみ出ている他の表面特徴物を除去する水ジェット操作
の結果として、外観が非常に一様で、滑らかである。図
３に示される、加工されたままの状態のＥＤＭ穿孔され
た冷却穴及びレーザー穿孔された冷却穴は、それぞれ約
０．７１から約０．７３まで、及び約０．８７から約
０．８９までの典型的な吐出係数を有する。対照的に、
非研磨性の水ジェット方法により処理されたレーザー穿
孔穴（図３に示されるように）は、約０．９１から約
０．９３の、場合によってはそれよりも高い、著しく高
い吐出係数を示す。
【００２０】本発明に至る検討において、種々のジェッ
ト組成の相対的な攻撃性が、約２２．５重量パーセント
のクロム、約１９．０重量パーセントのコバルト、約
２．３重量パーセントのチタニウム、約１．２重量パー
セントのアルミニウム（約３．５重量パーセントのチタ
ニウム＋アルミニウム）、約２．０重量パーセントのタ
ングステン、約０．８重量パーセントのコロンビウム、
約１．０重量パーセントのタンタル、約０．０１重量パ
ーセントのジルコニウム、約０．０１重量パーセントの
ホウ素、約０．１重量パーセントの炭素、残りがニッケ
ル及び偶発的な不純物からなる公称組成を有する、ＧＴ
Ｄ−２２２として知られるニッケルベースの超合金から
なる多数のパネルにより評価された。このパネルは、約
０．０８０インチ（約２ｍｍ）の厚さを有し、ＡＰＳに
よって付着されたイットリア安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）からなる２０ミル厚（約０．５０ｍｍ）の層で被覆
された。ＹＳＺコーティングには、約０．５インチ（約
１３ｍｍ）の隔離距離で４種の水ジェット処理のうちの
１つを繰り返し通した。第１のジェットは、水のみを含
み、第２の水ジェットは、約４５マイクロメートルから
約９０マイクロメートルまでの直径を有する約２０．７
５重量パーセントのプラスチックビーズを含み、第３の
水ジェットは、約２０．７５重量パーセントの重炭酸ナ
トリウムを含み、一方、第４の水ジェットは、約４５マ
イクロメートルから約９０マイクロメートルまでの直径
を有する約２０．７５重量パーセントの球形のガラス玉
を含んでいた。各々の水ジェットは、約０．０５０イン
チ（約１．３ｍｍ）の直径を有するノズルにより、約５
０００ｐｓｉ（約３４５バール）の圧力で生成された。
約２５０インチ／分（約６３５ｍｍ／分）の横方向移動
速度を有する水ジェットを用いる３回の通過の組からな
る各々の処理サイクルの後、ＹＳＺコーティングと下に
あるパネル表面の侵食が測定された。表Ｉは、この検討
からのデータを要約している。
【００２１】
【表１】
【００２２】上の結果は、比較的低圧（５０００ｐｓ
ｉ）においては、ガラス玉を含む水ジェットが、媒体を
含まない水ジェット、プラスチックビーズ及び重炭酸ナ
トリウムを含む水ジェットと比較して、速やかな効果を
有することを示した。単一のサイクル（３回の通過）の
後、実質的に全体が２０ミル厚のＴＢＣが、ガラス玉を
用いて水ジェットを与えることにより取り除かれ、その
後、下にある基板に生じた摩耗は最小であった。対照的
に、他の３つの処理によるコーティングの損失は、５回
のサイクル（１５回の通過）にわたって徐々に生じた。
この検討は、ガラス玉を用いる低圧の水ジェット処理
が、下にある金属基板を侵食することなく又は他の損傷
を与えることなく、セラミックのコーティングを迅速に
取り除くことができることを示唆するものであった。
【００２３】とりわけ、この検討はまた、被覆された部
品がセラミックを付着させるのに必要とされる高温から
冷却するにつれて生じる圧縮応力によって冷却穴内にセ
ラミックが固定されているので、実質的に水（又は、別
の液体）からなるジェットは、非常に高い圧力を加えな
い限り、冷却穴内のセラミック付着物を取り除くのに比
較的効果が無いことも示した。
【００２４】別の検討において、金属基板に対するガラ
ス玉の攻撃性が更に評価された。前の検討のものと類似
するパネルに、第１の検討に用いられたものと同じノズ
ル、隔離距離、及び横方向移動速度を用いて、水ジェッ
ト処理を繰り返し通した。前の検討と同様に、水ジェッ
トは、約４５マイクロメートルから約９０マイクロメー
トルまでの直径を有する約２０．７５重量パーセントの
球形のガラス玉を含んでいた。この検討において、異な
るパネルが、約５０００ｐｓｉ（約３４５バール）から
約４０，０００ｐｓｉ（約２７６０バール）までの異な
る圧力において生じた水ジェットを受けた。３回の水ジ
ェットの通過の組からなる各々の処理サイクルの後、パ
ネル表面の侵食が測定された。表ＩＩは、この検討から
のデータを要約する。
【００２５】
【表２】
【００２６】これらの結果から、ガラス玉を含む水ジェ
ットは、約１６，０００ｐｓｉ（約１１１０バール）の
圧力で計測可能な水準の侵食を引き起こすことができ、
水ジェットが冷却穴の間を横切る際に１６，０００ｐｓ
ｉより高い（約１１１０バール）圧力で金属基板を侵食
するらしいことが推定された。更に、部品の耐用寿命に
わたってガラス玉を用いる水ジェット処理を多数回行う
と、冷却穴の間の部品表面の金属を許容できない量まで
侵食する可能性がある。従って、約１４，０００ｐｓｉ
（約９７０バール）までの圧力水準が特に適切であると
考えられ、最大圧力は、約１５，０００ｐｓｉ（約１０
００バール）までのように、１６，０００ｐｓｉ（約１
１００バール）を超えないものと信じられる。
【００２７】第３の検討において、水ジェットの各通過
の後に、水ジェットが前のサイクルにおいて処理された
面と重なるような状態で、水ジェットを約０．０１０イ
ンチ（約０．２５ｍｍ）の距離だけ横方向にずらし、全
体で１５回の通過を行うという手順を用いて、金属基板
に対する非研磨性の水ジェットの攻撃性が再び評価され
た。前の検討のものと類似したパネルが、上述の方法で
３組（全体で４５回の通過）の水ジェット処理を受け
た。水ジェット処理は、約１０，０００ｐｓｉ（約７０
０バール）から約１５，０００ｐｓｉ（約１０００バー
ル）までの異なる圧力で行われた。この検討の水ジェッ
ト処理は、前の検討において使用されたものと同じノズ
ル、隔離距離、横方向移動速度、非研磨性の媒体、及び
媒体濃度を用いて行われた。処理が完了すると、パネル
表面の侵食が測定された。表ＩＩＩは、この検討からの
データを要約している。
【００２８】
【表３】
【００２９】これらの結果は、非研磨性の媒体を含む水
ジェットにより処理されたとき、約０．０１０インチだ
け離間して配置された冷却穴を備える超合金の燃焼器ラ
イナが、約１１，０００ｐｓｉ（約７６０バール）から
約１５，０００ｐｓｉ（約１０００バール）までの圧力
で処理されたときの金属侵食は許容できる量であり、約
１０，０００ｐｓｉ（約７００バール）又はそれより低
い圧力が使用された場合には、侵食を実質的に回避する
ことができたことを立証するものと確かめられた。従っ
て、部品が多数回の処理に耐えることが必要とされる場
合には、約１０，０００ｐｓｉ（約７００バール）まで
の圧力が好ましいであろう。そうでなければ、典型的に
は燃焼器ライナと同様の部品の場合のように限られた数
の処理に耐えることが望まれる部品については、最大許
容圧力レベルは、約１５，０００ｐｓｉ（約７００バー
ル）であると結論された。しかしながら、より高い横方
向移動速度、すなわち、ここでの検討に用いられた２５
０インチ／分（約６３５ｍｍ／分）より高い横方向移動
速度を用いることによって、金属の侵食を減少させるこ
とができた。
【００３０】第４の検討において、前の検討のものと類
似した８つのパネルの各々に、９５の貫通穴がレーザー
穿孔された。この穴は、約０．０１５インチから約０．
０２３インチまで（約０．３８ｍｍから約０．５８ｍｍ
まで）の直径を有し、パネルの表面に対して約２０度の
角度で配向された。各々の穴を通る直径がゲージピンを
用いて測定され、水圧を約２０インチ（約５０ミリバー
ル）低下させた水を用いて各々のパネル上の穴の全体の
有効面積が求められる。次に、パネルは、約０．００６
インチ（約０．１５ｍｍ）又は約０．００８インチ（約
０．２０ｍｍ）の厚さを有するＭＣｒＡｌＹ系ボンディ
ングコートのプラズマ溶射によって被覆され、その結
果、ボンディングコート材の一部が、残された目印穴を
通して各々の穴の中に付着された。次に、これらの穴の
中の金属の付着物は、前の検討において用いられたもの
と同じ非研磨性の媒体及び媒体濃度を含む水ジェット、
及び同じノズル、隔離距離、及び横方向移動速度を用い
て取り除かれた。水ジェットは、約１０，０００ｐｓｉ
（約７００バール）の圧力で与えられた。水ジェット操
作に続いて、別個の付着段階においてＹＳＺのセラミッ
クコーティングが、約０．０２０インチ（約０．５０ｍ
ｍ）の厚さまで付着形成され、各々の段階では、約０．
０１０インチ（約０．２５ｍｍ）のセラミックが付着さ
れ、その結果、穴は部分的に塞がれたが、目印穴がまだ
存在していた。各々が０．０１０インチ（約０．０２５
ｍｍ）の厚さだけセラミックを付着形成させる２つの別
個の付着段階において、ＹＳＺのセラミックコーティン
グが約０．０２０インチ（約０．０５０ｍｍ）の厚さま
で付着形成され、結果として穴は部分的に塞がれたが、
目印穴は依然として存在した。各々の付着段階の後、穴
の直径がゲージピンにより再点検され、該穴からボンデ
ィングコート材を取り除くために用いられたものと同じ
条件のもとでの水ジェットによりセラミック付着物が取
り除かれ、該穴の直径がもう一度再測定された。全ての
段階が完了した後、水圧を約２０インチ低下（約５０ミ
リバール）させた状態でパネルを再び試験し、該パネル
の穴の総有効面積が求められた。
【００３１】表ＩＶは、この検討の間に収集されたデー
タを要約している。「最初の流量点検」の下の列は、穴
を加工した直後のパネル全体（全ての穴）について測定
された有効面積である。「穴のゲージ直径」の見出しを
有する第１の列は、ボンディングコート塗布の後の水ジ
ェット操作の前（「Ｂ」)及び後（「Ａ」）にゲージピン
で測定された各々のパネルについての２つの穴の直径を
表にしている。「穴のゲージ直径」の第２及び第３の列
は、それぞれ第１のセラミック層及び第２のセラミック
層の塗布の後の水ジェット操作の前（「Ｂ」)及び後
（「Ａ」）にゲージピンで測定された際の同じ穴につい
ての直径を表にしている。最後に、「最終の流量点検」
の下の最終列は、第２のセラミック層が付着形成された
後に行われた最終の水ジェット操作の後でパネル全体
（全ての穴）について測定された有効面積である。
【００３２】
【表４】
【００３３】表ＩＶから、ゲージピンを用いて検知され
た穴の直径が、各工程段階に従って全体的に減少したこ
とが分かる。この傾向は、コーティングの堆積の結果と
して、パネルの全幅にわたって直線状ではなくなった穴
の直径を調べるためにゲージピンを用いた結果であっ
た。それにもかかわらず、穴の有効流量面積は、付着及
び水ジェット工程の終わりには、実際に平均約９．３パ
ーセントだけ増加し、穴の吐出係数もまた著しく増加し
た（穴の物理的面積に対する有効面積の比として定義さ
れた吐出係数に基づいて）ことを証明している。これら
の結果は、非研磨性の水ジェットが、付着物を除去する
ことに加えて、穴自体が穴の長さ全体にわたって一様に
直線状でなくなっても、穴の入口及び該穴の中の表面状
態を著しく改良したことを示すものであった。
【００３４】媒体を含まない水ジェットを使用すること
によって吐出係数の増加を達成できるかどうかを評価す
るために、第４の検討のものと本質的に同じ１１枚のパ
ネルを用いて第５の検討に着手した。貫通穴をレーザー
穿孔した後、水圧を２０インチ（約５０ミリバール）低
下させた水を用いて、各々のパネルの穴の有効面積が求
められた。次に、パネルは、空気と水の助けによるグリ
ットブラストによって洗浄され、穴の有効面積全体が試
験され、全てのボンディングコートが約０．００６イン
チ（約１．５ｍｍ）の厚さまで付着されたことを除いて
は、第４の検討について説明されたのと同じ方法でＭＣ
ｒＡｌＹ系ボンディングコート及びＹＳＺ ＴＢＣによ
り被覆された。各々のコーティングサイクルの後、１０
枚のパネル（パネル３００から３０９）が、約１１，０
００ｐｓｉから約４０，０００ｐｓｉ（約７６０バール
から約２７６０バールまで）の範囲の圧力の媒体を含ま
ない水ジェットを用いて処理され、一方、１１番目のパ
ネル（パネル３１６）が、約１０，０００ｐｓｉ（約７
００バール）の圧力の、前の検討において使用されたの
と同じ非研磨性の媒体及び媒体濃度を含む水ジェットを
用いて処理されて、パネルの穴から付着物が取り除かれ
た。ここでは、前の検討において使用されたのと同じノ
ズル及び横方向移動速度が用いられ、一方、隔離距離
は、約２．０インチ（約５ｍｍ）であった。３つの付着
形成及び水ジェットサイクルが完了した後、パネルを再
び試験し、該パネルの穴の総有効面積を求めた。
【００３５】この検討の結果は、以下の表Ｖに要約され
ている。「最初の流量点検」の下の列は、穴をレーザー
穿孔した直後に計測された総有効面積であり、「被覆前
流量点検」は、パネルをグリットブラスト処理した後で
測定された総有効面積である。「最終流量点検」の下の
列は、最終の水ジェット操作の後に測定された総有効面
積である。「変化」の列は、「被覆前」の流量点検と
「最終」の流量点検との間の総有効流量面積の変化を示
す。
【００３６】
【表５】
【００３７】上記のデータは、本発明の非研磨性の水ジ
ェットに曝されたパネルの穴の有効流量面積が、たとえ
使用された圧力がわずか１０，０００ｐｓｉ（約７００
バール）であっても、約８パーセントだけ増加したこと
を示す。従って、本検討のこの結果は、第４の検討の結
果と一致していた。対照的に、媒体を含まない水ジェッ
トは、４０，０００ｐｓｉ（約２７６０バール）までの
圧力では、レーザー穿孔された最初の穴の有効面積、よ
って、吐出係数を改良することはなかった。従って、媒
体を含まないジェットは、冷却穴の入口及び該穴の中の
表面を認め得るほどには変更しないことが推定され、そ
の結果、実質的に液体からなるジェットにより処理され
た冷却穴は、ＥＤＭ及びレーザー穿孔された穴のものと
実質的に同じ吐出係数を有すると考えられる。とりわ
け、この検討はまた、実質的に水（又は別の液体）から
なるジェットが、非常に高い圧力を用いなければ冷却穴
内のセラミック付着物を取り除く際には比較的効果がな
いという第１の検討からの結論を確認するように見え
る。しかしながら、そのような圧力において、穴を囲む
コーティングは、欠けている傾向があり、穴にあるコー
ティングは滑らかではない。
【００３８】図４、図５、図６及び図７は、貫通穴がパ
ネルの表面に対して約２０度の角度でレーザー穿孔され
た４つのパネルの走査画像である。図４は、加工された
ままの状態の穴の外観を示し、一方、図５は、空気と水
の助けによりグリットブラスト処理した後の穴の外観を
示す。図６は、各々のボンディングコート及びＴＢＣ付
着形成サイクルの後に４０，０００ｐｓｉ（約２７６０
バール）の圧力の媒体を含まない水ジェットを用いて処
理された、上記の第５の検討からのパネル３０９を示
す。最後に、図７は、各々のボンディングコート及びＴ
ＢＣ付着形成サイクルの後に本発明の非研磨性の水ジェ
ットを用いて処理が行われた第５の検討のパネル３１６
を示す。図４ないし図７の各々は、３組の２つの画像を
示し、各々の組は、示されたように、５０倍、１００
倍、又は２００倍の倍率である。各々の組の２つの画像
は、「上部」及び「底部」のいずれかが示されており、
写真が、（図６及び図７の試料の被覆されていない面上
に位置する）穴の入口の、それぞれ上部左側又は下部右
側のものであることを意味している。
【００３９】図４において、加工されたままの状態の穴
の入口によって定められる縁部に沿って、レーザー穿孔
操作による溶融変形及び他の破片が見える。全ての標本
が、レーザー穿孔直後に同様の溶融変形と破片を示し
た。図５は、約６０ｐｓｉから約８０ｐｓｉまで（約４
バールから約５．５バールまで）の圧力での空気と水の
助けによるグリットブラスト処理で溶融変形と破片の一
部を取り除くことができたことを示すが、依然として穴
の不規則な表面が見てとれる。図６から分かるように、
穴の出口を囲むＴＢＣコーティングは著しく欠けていた
が、パネル３０９について行われた媒体を含まない水ジ
ェット処理（約４０，０００ｐｓｉ（約２７６０バー
ル）の水圧）は、ボンディングコート及びＴＢＣ付着形
成後に穴をうまく再度開いた。ボンディングコートから
の破片を穴の壁上にはっきりと見ることができ、水ジェ
ット処理が、穴の最初の寸法を再形成するのに効果がな
かったことを証明している。更に、穴を囲む表面及び該
穴の中の表面の外観は変化せず、水ジェットが該穴の加
工されたままの表面仕上げを変えなかったことを示して
いる。これらの観察は、媒体を含まない水ジェット処理
が、パネル３０９の穴の有効面積（従って、吐出係数）
を増加させず、代わりに、ボンディングコートの破片の
存在の結果としてレーザー穿孔された最初の穴のものよ
り有効面積が減少したことを示した表Ｖのデータと一致
する。
【００４０】最後に、図７は、本発明の非研磨性の水ジ
ェット処理が、パネル３１６の貫通穴の一つの外観及び
表面状態に劇的な効果を有することを証明する。非研磨
性の水ジェットが、ボンディングコート及びＴＢＣの付
着形成サイクルから全ての破片をうまく取り除くだけで
なく、穴の入口及び内面が光沢のある外観を有し、穴及
び穴の入口の表面仕上げが、レーザー穿孔された穴のも
のより改良されたことを証明している。穴の入口及び内
面の外観は、非研磨性の媒体との衝撃による衝撃破損又
は他の方法で平坦化されることによって取り除かれたき
め細かい面の特徴を示している。従って、冷却穴の有効
面積を改良する（吐出係数を増加させる）ことに加え
て、本発明の非研磨性の水ジェット処理は、媒体を含ま
ない水ジェットにより処理された同じ冷却穴と比較し
て、該冷却穴の外観を視覚的に変え、該冷却穴の表面を
物理的に変えるものである。この有利な効果は、図７に
示される穴と同じ方法で処理された貫通穴の縦断面を示
す図８において更に明らかである。穴の入口を丸くする
ことが、穴の吐出係数を増加させる効果を有すること
は、２５倍の倍率の画像において明らかである。
【００４１】上記の検討全体にわたって行われた観察
は、球形の粒子状媒体が、水ジェット操作中に著しい程
度まで破損しなかったことについてのものであり、処理
された穴が、著しい程度まで研磨性粒子に曝されなかっ
たことを証明している。この観察の重要な利点は、研磨
性媒体と対照的に、本発明の粒子状媒体が、液体（水）
を戻し、該液体から粒子状媒体を分離し、別の水ジェッ
ト操作において後で再使用できるように該粒子状媒体を
乾燥させることによって再使用できることである。使用
された媒体には実質的に破損された粒子がなく、よって
冷却穴の壁の切断及び研磨をもたらす鋭利な角部及び縁
部を有する望ましくない粒子が実質的に残っていないの
で、非研磨性の水ジェット方法は、粒子状媒体の再使用
によって損なわれることはないと考えられる。
【００４２】上記の実験的な検討の後に、約０．０１５
インチから約０．０２３インチまで（約０．３８ｍｍか
ら約０．５８ｍｍまで）の直径を有するレーザー穿孔さ
れた冷却穴を備える燃焼器ライナを用いて、非研磨性の
水ジェットの効果が評価された。このライナは、約０．
００８インチ（約０．２ｍｍ）の厚さを有するＭＣｒＡ
ｌＹ系ボンディングコートを付着させることによって処
理され、引き続いて、約０．０２０インチ（約０．５０
ｍｍ）の最終厚さを有するようにＡＰＳによって２段階
で付着されたＹＳＺ ＴＢＣによって処理される。各々
のコーティング操作による付着物は、約４５マイクロメ
ートルから約９０マイクロメートルまでの直径を有す
る、約２０．８重量パーセントの球形のガラス玉を含む
水ジェットにより冷却穴から取り除かれた。水ジェット
は、約０．０５０インチ（約１．３ｍｍ）の直径を有す
るノズルにより約１０，０００ｐｓｉ（約７００バー
ル）の圧力で与えられた。ＴＢＣを付着する前（「ＴＢ
Ｃ前」）及び最後の水ジェット段階によるＴＢＣ付着物
の除去の後（「ＷＪ後」）に、ライナを固定具に取り付
けて、約２０インチ（約５０ミリバール）の圧力降下に
おける有効面積について５つの異なる組の冷却穴を別個
に評価した。測定された有効面積は、以下の表ＶＩに要
約されている。
【００４３】
【表６】
【００４４】上記の結果は、本発明の非研磨性の粒子状
媒体によるライナの冷却穴を水ジェット処理した結果と
して、有効面積よって吐出係数の著しい増加が生じたこ
とを明白に証明した。吐出係数は、有効面積の３．７％
の増加に対応して、平均約０．８８（ＴＢＣ前）から平
均約０．９１（ＷＪ後）まで増加したと推定される。前
の検討において非研磨性の水ジェットを用いて処理され
た貫通穴について観察された、９．３パーセント及び８
パーセントの増加を考えると、本発明により、０．９１
を超える吐出係数が可能になると考えられる。
【００４５】本発明を好ましい実施形態により説明して
きたが、当業者であれば他の形態を採り得ることが明ら
かである。例えば、本発明の方法は、説明された燃焼器
ライナ以外の被覆された物品に行うことでき、本発明の
非研磨性のジェットを用いて説明されたもの以外のコー
ティング材を取り除くこともできる。なお、特許請求の
範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなん
ら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ライナの表面上へのコーティングの付着形成
と、該コーティングの付着形成の結果としての冷却穴内
の付着物とを示す燃焼器ライナの冷却穴を通る断面図。
【図２】 本発明による、冷却穴からの付着物の除去の
後の該冷却穴の断面図。
【図３】 ３つの冷却穴を表し、そのうちの２つは、Ｅ
ＤＭ及びレーザー穿孔によって形成され、加工されたま
まの状態で示され、３つ目は、レーザー穿孔によって形
成され、その後本発明による非研磨性の媒体を含む水ジ
ェットにより処理されたものである図。
【図４】 加工されたままの状態の、レーザー穿孔され
た貫通穴の外観を示す走査画像。
【図５】 機械加工及びグリットブラスト処理された後
の、レーザー穿孔された貫通穴の外観を示す走査画像。
【図６】 被覆し、その後水だけを含むジェットにより
処理した後の、レーザー穿孔された貫通穴の外観を示す
走査画像。
【図７】 被覆し、その後本発明による非研磨性の媒体
を含むジェットにより処理した後の、レーザー穿孔され
た貫通穴の外観を示す走査画像。
【図８】 本発明による非研磨性媒体を含むジェットに
より処理した後の、レーザー穿孔された貫通穴を通した
断面の異なる倍率の２つの走査画像。
【符号の説明】
１０ 部品 １２ 貫通穴 １４、１６、２４ 面 ２０ コーティング ２２ 付着物 ２６、３６ ノズル ３４ ジェット
フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー・アーノルド・フェーレンバッ ハ アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナテ ィ、ラスティックウッド・レーン、1886番

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の面（１４）上にコーティング（２
    ０）を有する部品（１０）の貫通穴（１２）から、前記
    コーティング（２０）に連続し、前記貫通穴（１２）を
    完全には塞いでいない付着物（２２）を取り除く方法で
    あって、 液体含有ジェット（３４）を前記第１の面（１４）の反
    対側にある前記部品（１０）の第２の面（１６）から前
    記貫通穴（１２）に指向させる段階を含み、前記ジェッ
    ト（３４）は、非研磨性の粒子状媒体を含み、 前記粒子状媒体が該ジェット（３４）内に存在しない場
    合には該貫通穴（１２）から実質的に全ての付着物（２
    ２）のを取り除くには不十分な圧力でノズル（３６）か
    ら放出され、該付着物（２２）の除去が、液体によって
    ではなく、主として該ジェット（３４）で推進された粒
    子状媒体によって行われることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記コーティング（２０）が、前記部品
    （１０）の前記第１の面（１４）上にあるセラミック層
    であり、前記付着物（２２）が、該部品（１０）の該第
    １の面（１４）から前記貫通穴（１２）を通って延びる
    前記セラミック層の一部であることを特徴とする請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記部品（１０）が空冷部品（１０）で
    あり、前記貫通穴（１２）が、該部品（１０）の前記第
    １及び第２の面（１４、１６）を横切る冷却穴（１２）
    であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ジェット（３４）の圧力が、１００
    ０バールより高くないことを特徴とする請求項１に記載
    の方法。
  5. 【請求項５】 前記ジェット（３４）の圧力が、９７０
    バールより高くないことを特徴とする請求項１に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 前記ジェット（３４）の圧力が、約４０
    ０バールから約９７０バールまでであることを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記粒子状媒体の粒子の少なくとも７０
    パーセントが球状であることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 前記粒子状媒体が、破損した粒子を実質
    的に含まないことを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記粒子状媒体が、ガラス玉であること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記粒子状媒体の粒子が、約４５マイ
    クロメートルから約９０マイクロメートルまでの範囲の
    直径を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記粒子状媒体が、前記ジェット（３
    ４）の約１０重量パーセントから約３０重量パーセント
    までを占めることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記粒子状媒体が、前記ジェット（３
    ４）の約２０重量パーセントを占めることを特徴とする
    請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記粒子状媒体が、前記付着物（２
    ２）の侵食又は研磨によってではなく、主として該付着
    物（２２）を衝撃破損させることによって、前記貫通穴
    （１２）から該付着物（２２）を取り除くことを特徴と
    する請求項１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記貫通穴（１２）の軸（１８）に平
    行でない、前記第１の面（１４）に向かう方向へのプラ
    ズマ溶射によって、前記第１の面（１４）上に前記コー
    ティング（２０）を付着させ、前記貫通穴（１２）内に
    前記付着物（２２）を付着させる段階を更に含むことを
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記プラズマ溶射段階が、約０．１５
    ミリメートルから約０．２５ミリメートルまでの直径を
    有する目印穴を前記貫通穴（１２）内に形成することを
    特徴とする請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記コーティング（２０）が、前記部
    品（１０）の前記第１の面（１４）上に付着形成された
    金属系ボンディングコート（２０）と、前記ボンディン
    グコート（２０）上に付着形成されたセラミック層（２
    ０）とを含み、前記付着物（２２）が、金属及びセラミ
    ックの付着物（２２）を含むことを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記ジェット（３４）が、前記第２の
    面（１６）における前記貫通穴（１２）の縁部を丸く
    し、該貫通穴（１２）内の表面仕上げを改良することを
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記付着物（２２）を取り除いた後に
    前記ジェット（３４）の前記液体を回収し、該液体から
    前記粒子状媒体を分離し、該粒子状媒体を乾燥させ、該
    粒子状媒体を前記方法に再使用する段階を更に含むこと
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記部品（１０）が、燃焼器ライナで
    あることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 第１の面（１４）上のコーティング
    （２０）と、前記コーティング（２０）に連続する付着
    物（２２）が取り除かれた貫通穴（１２）とを有する部
    品（１０）であって、 非研磨性の粒子状媒体を含む液体含有ジェット（３４）
    を、前記粒子状媒体が該ジェット（３４）内に存在しな
    い場合には前記貫通穴（１２）から実質的に全ての付着
    物（２２）を取り除くのに不十分な圧力でノズル（３
    ６）から放出することにより、該ジェットが第１の面
    （１４）の反対側にある部品（１０）の第２の面（１
    ６）から貫通穴（１２）に向けて指向させられて付着物
    （２２）が取り除かれており、前記前記部品（１０）の
    面（１６、２４）と前記貫通穴（１２）を定める前記コ
    ーティング（２０）が、該貫通穴（１２）の吐出係数を
    増加させるようにばり取りされ、滑らかにされているこ
    とを特徴とする部品（１０）。
  21. 【請求項２１】 前記コーティング（２０）が、前記部
    品（１０）の前記第１の面上のセラミック層（２０）で
    あることを特徴とする請求項２０に記載の部品（１
    ０）。
  22. 【請求項２２】 前記セラミック層（２０）が、プラズ
    マ溶射されたセラミック層であることを特徴とする請求
    項２１に記載の部品（１０）。
  23. 【請求項２３】 前記部品（１０）が空冷部品（１０）
    であり、前記貫通穴（１２）が、該部品（１０）の前記
    第１及び第２の面（１４、１６）を横切る冷却穴（１
    ２）であることを特徴とする請求項２２に記載の部品
    （１０）。
  24. 【請求項２４】 前記部品（１０）の前記面（１６、２
    ４）及び前記貫通穴（１２）を定める前記コーティング
    （２０）が、前記付着物（２２）の侵食又は研磨による
    のではなく、主として該付着物（２２）を衝撃破損さ
    せ、該面（１６、２４）を衝撃平坦化することによって
    ばり取りされ、滑らかにされたものであることを特徴と
    する請求項２０に記載の部品（１０）。
  25. 【請求項２５】 前記貫通穴（１２）の前記吐出係数
    が、少なくとも０．９であることを特徴とする請求項２
    ０に記載の部品（１０）。
  26. 【請求項２６】 前記貫通穴（１２）の前記吐出係数
    が、０．９１より大きいことを特徴とする請求項２０に
    記載の部品（１０）。
  27. 【請求項２７】 前記コーティング（２０）が、前記部
    品（１０）の前記第１の面（１４）上に付着形成された
    金属系ボンディングコート（２０）と、該ボンディング
    コート（２０）上に付着形成されたセラミック層（２
    ０）とを含み、前記付着物（２２）が、金属及びセラミ
    ックの付着物（２２）を含むことを特徴とする請求項２
    ０に記載の部品（１０）。
  28. 【請求項２８】 前記ジェット（３４）が、前記第２の
    面（１６）における前記貫通穴（１２）の縁部を丸く
    し、該貫通穴（１２）内の表面仕上げを改良することを
    特徴とする請求項２０に記載の部品（１０）。
  29. 【請求項２９】 前記部品（１０）が、燃焼器ライナで
    あることを特徴とする請求項２０に記載の部品（１
    ０）。
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