JP2004218639A5

JP2004218639A5 -

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Publication number: JP2004218639A5
Application number: JP2003432091A
Authority: JP
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2007-02-15

Claims

高温流路において高温ガス状流体が高温度装置を横切って流れるような該装置の高温流路内において使用するための、鏡面反射表面を有する構成部品であって、
高温燃焼ガス状流体の境界面を形成する表面を有する基体材料（１１０）と、
前記高温流体境界面を形成する前記基体表面を覆う所定の厚さを有する鏡面反射皮膜（１１６）と、を含み、
前記鏡面反射材料（１１６）は、十分に滑らかな加工粗さと前記高温流路（１２０）内温度に耐え得る高温性能とを有し、該鏡面反射材料（１１６）の表面は、入射する放射熱線の少なくとも８０％をその表面から遠ざからせて前記高温流路（１２０）内の流体に向かわせるように反射させることにより、前記皮膜（１１６）が、前記高温ガス状流体との接触による酸化を受けない、ことを特徴とする構成部品。
前記基体材料（１１０）と前記鏡面反射皮膜（１１６）との間に設けられ、前記基体材料（１１０）を覆う断熱層を形成するセラミック材料（１１４）を更に具備し、
前記セラミック材料（１１４）の１つの表面（１１５）は、前記基体（１１０）と反対側に位置すると共に前記鏡面反射皮膜（１１６）に隣接するものであり、１．２７マイクロメートル（５０マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面粗さを有することを特徴とする、請求項１に記載の構成部品。
高温流路において高温ガス状流体が高温度装置を横切って流れるような該装置の高温流路内において使用するための、鏡面反射表面を有するタービンノズル構成部品であって、
前記鏡面反射表面が高温燃焼ガス状流体の境界面を形成するような基体材料（１１０）と、
前記高温流体境界面を形成する前記基体表面を覆う所定の厚さを有する鏡面反射皮膜（１１６）と、を含み、
前記鏡面反射材料（１１６）は、十分に滑らかな加工粗さと高温性能とを有し、かつ該鏡面反射材料（１１６）の表面は、入射放射熱線の少なくとも約８０％をその表面から遠のくように前記高温流路（１２０）内のガスに向けて反射させることにより、前記皮膜（１１６）が、前記高温ガス状流体との接触による酸化を受けないことを特徴とするタービンノズル構成部品。
前記基体材料（１１０）と前記鏡面反射皮膜（１１６）との間に設けられ、前記基体材料（１１０）を覆う断熱層を形成するセラミック材料（１１４）を更に具備し、前記セラミック材料（１１４）の表面（１１５）は、前記基体（１１０）と反対側に位置しかつ前記鏡面反射皮膜（１１６）に隣接し、この鏡面反射皮膜（１１６）は約１００マイクロインチ又はそれより滑らかな表面粗さを有し、前記鏡面反射皮膜（１１６）の表面が、２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面仕上げを有することを特徴とする、請求項３に記載のタービンノズル構成部品。
該タービンノズル構成部品が、タービンベーン（６２）であり、前記基体材料（１１０）が、前縁と後縁とを有し、前記鏡面反射皮膜（１１６）は前記前縁のみに施されていることを特徴とする、請求項４に記載のタービンノズル構成部品。
前記セラミック材料（１１４）の表面（１１５）は、前記基体（１１０）と反対側に位置しかつ前記鏡面反射皮膜（１１６）に隣接し、０．８１マイクロメートル（３２マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面粗さを有することを特徴とする、請求項５に記載のタービンノズル構成部品。
前記鏡面反射皮膜（１１６）は、白金、パラジウム、酸化タンタル（ＴａＯ₂）を含む誘電体ミラー、シリカ（ＳｉＯ₂）を含む誘電体ミラー、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）を含む誘電体ミラー及びその組合せ、から成る材料群から選ばれることを特徴とする、請求項５に記載のタービンノズル構成部品。
前記基体材料（１１０）が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びその組合せから成る群から選ばれた超合金から成る群から選ばれた高温超合金であることを特徴とする、請求項３に記載の構成部品。
ガスタービンエンジンの高温流路内で使用するための、鏡面反射表面を有するタービンノズルを製造する方法であって、
基体材料（１１０）で構成された、前縁と後縁とを有するタービンノズルベーン（６２）を準備し、
高温流体境界面を形成する、前記タービンノズルベーン（６２）の少なくとも前記前縁の基体表面上にセラミック断熱皮膜システムを付着させ、
前記基体表面を覆う前記断熱皮膜システムの外側層を形成するセラミック皮膜（１１４）の、該基体表面と反対側に位置する表面（１１５）を機械的に加工して、２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面仕上げを行い、
前記セラミック皮膜（１１４）の前記表面（１１５）上に鏡面反射皮膜（１１６）を所定の厚さに付着させ、
前記皮膜（１１４）を付着させるための本方法は、２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）又はそれより滑らかな皮膜表面仕上げを提供するものであり、前記鏡面反射皮膜（１１６）の１つの外側表面は、前記基体（１１０）と反対側に位置すると共に、エンジン（１０、３０）の前記高温流路（１２０）内のガス状流体に曝される、ことを特徴とする方法。
前記セラミック皮膜（１１４）の前記表面（１１５）を機械的に加工する工程が、１．２７マイクロメートル又はそれより滑らかな表面仕上げを得ることを特徴とする、請求項９に記載のタービンノズル構成部品。