JP2006183658A - ガスタービン・エンジンのタービン・ベーン部分をマイクロプラズマ溶射するための方法及び装置 - Google Patents
ガスタービン・エンジンのタービン・ベーン部分をマイクロプラズマ溶射するための方法及び装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】装置は、陽極、陰極及び該陽極と陰極の間に電気アークを発生させるためのアーク発生器を備える。アークガス・エミッタは、電気アークを介してガスを噴射する。電気アークは、プラズマガス流を生じるために、ガスをイオン化するよう作動可能である。粉末インジェクタは、プラズマガス中に粉末材料を噴射する。タービン・ベーンの限定領域が、マスキングすることなく粉末材料でコーティングされる。
【選択図】図1
Description
12…マイクロプラズマ・ガン
14…アークガス・エミッタ
16…陽極
18…陰極
21…プラズマガス流
22…粉末インジェクタ
24…ワークピース
Claims (46)
- 陽極、陰極及び該陽極と陰極の間に電気アークを発生するためのアーク発生器を備えるマイクロプラズマ・ガンと、
プラズマガス流を生じるようアークガスをイオン化するよう作動可能な電気アーク中にアークガスを放射するためのノズルと、
プラズマガス流中に粉末材料を噴射し、かつタービン・ベーンの限定領域をコーティングするための粉末インジェクタ、
を含み、それによりタービン・ベーンをマスキングすることなくコーティング材を適用することが可能であることを特徴とする、ガスタービン・エンジンのタービン・ベーンの少なくとも一部をコーティングするためのマイクロプラズマ溶射装置。 - 前記マイクロプラズマ・ガンが、約0.5kWから4kWの比較的低い電力範囲で作動することを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記マイクロプラズマ・ガンが、タービン・ベーンを変形させることなくベーンの薄肉部分に材料を適用するよう作動可能であることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記コーティング材を適用することによる前記タービン・ベーンの最高表面温度がおおよそ200°Fであることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記マイクロプラズマ・ガンが、おおよそ0.5から5mmの細い幅で、コーティング材を前記タービン・ベーンに適用することを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記アークガスの流速が、おおよそ0.5から3リットル/分であることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記アークガスが不活性であることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記アークガスがアルゴンであることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- シールドガス・キャップをさらに含み、該キャップはそこを介してシールドガスを噴射させることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記シールドガスの流速が、おおよそ2から8リットル/分であることを特徴とする、請求項9記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記シールドガスが不活性であることを特徴とする、請求項9記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記シールドガスがアルゴンであることを特徴とする、請求項9記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記コーティング材が、ニッケル−クロム合金か、ニッケルクロム−クロムカーバイド合金のいずれか一方であることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記コーティング材が、約1,800°Fまでの温度に耐えるよう作動可能な耐熱性合金であることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記プラズマガス中に噴射される前に粉末材料を保持するための粉末ホッパーをさらに含むことを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記粉末材料を供給する速度が、おおよそ1から30g/分であることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記装置の高温部分を冷却するための水冷システムをさらに含むことを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記マイクロプラズマ・ガンが、おおよそ1.5インチから8インチの距離からコーティング材をタービンに適用することを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記タービン・ベーンの垂直軸に対する前記マイクロプラズマの溶射角が、おおよそ正の角45°から負の角45°であることを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記マイクロプラズマ・ガンが、おおよそ40から70デシベルの騒音レベルを発生することを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記陰極部分を包囲する陰極シュラウドをさらに含むことを特徴とする、請求項1記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記陰極シュラウド上に配置されるアークガス・ノズルをさらに含み、そのノズルを介してアークガスを放出することを特徴とする、請求項21記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 実質的に前記陰極シュラウドを包含し、前記アークガスと雰囲気との間の障壁としてのシールドガスを提供するよう作動可能なシールドガス・キャップをさらに含むことを特徴とする、請求項22記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 前記シールドガス・キャップと前記陰極シュラウドの間に設けられるシールド・キャップ絶縁体をさらに含むことを特徴とする、請求項23記載のマイクロプラズマ溶射装置。
- 陽極、陰極及び該陽極と陰極の間に電気アークを発生させるための手段を備えるマイクロプラズマ・ガンを提供することと、
ノズルから不活性なアークガスを噴射することと、
プラズマガス流を形成するために電気アークを介してアークガスをイオン化することと、
プラズマガス流中に粉末材料を噴射することと、
ベーンをマスキングすることなく、該ベーンの限定領域を粉末材料でコーティングすること、
を含んでなることを特徴とする、タービン・ベーンをマイクロプラズマ溶射するための方法。 - 前記マイクロプラズマ・ガンを、約0.5kWから4kWの比較的低い電力範囲で操作することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 前記ベーンに対して、これを変形させることなくコーティング材を適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- おおよそ0.5から5mmの細い幅で、コーティング材を前記ベーンに適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 前記アークガスを、おおよそ0.5から3リットル/分の速度で流すことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 前記シールドガスを、おおよそ2から8リットル/分の速度で流すことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 前記粉末材料を、おおよそ1から30g/分で供給することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 前記マイクロプラズマ・ガンを、水冷システムで冷却することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 前記材料を、おおよそ1.5から8インチの距離から前記ベーンに適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 前記ベーンの垂直軸に対しておおよそ正の角45°から負の角45°の角度で配置された前記マイクロプラズマ・ガンで前記ベーンにコーティング材を適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 作動中におおよそ40から70デシベルの騒音レベルを発生することをさらに含むことを特徴とする、請求項25記載の方法。
- 手動で制御かつ操作されるマイクロプラズマ・スプレー・ガンを使用することと、
スプレー・ガンによって発生される電気アークにより不活性なアークガスを噴射することと、
プラズマガス流を形成するために電気アークでアークガスをイオン化することと、
プラズマガス流中に粉末材料を噴射することと、
タービン・ベーンをマスキングすることなく、かつ専用の溶射設備を利用することなく、そのベーンの限定領域を粉末材料で溶射すること、
を含んでなることを特徴とする、マイクロプラズマ溶射装置を用いてガスタービン・エンジンのタービン・ベーンを修復する方法。 - 前記マイクロプラズマ・ガンを、約0.5kWから4kWの比較的低い電力範囲で操作することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- 前記ベーンに対して、これを変形させることなくコーティング材を適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- おおよそ0.5から5mmの細い幅で、コーティング材を前記ベーンに適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- 前記アークガスを、おおよそ0.5から3リットル/分の速度で流すことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- シールドガスを、おおよそ2から8リットル/分の速度で流すことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- 前記粉末材料を、おおよそ1から30g/分で供給することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- 前記マイクロプラズマ・ガンを、水冷システムで冷却することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- 前記材料を、おおよそ1.5から8インチ離れた箇所から前記ベーンにコーティング材を適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- 前記ベーンの垂直軸に対しておおよそ正の角45°から負の角45°の角度で配置された前記マイクロプラズマ・ガンで前記ベーンにコーティング材を適用することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
- 作動中におおよそ40から70デシベルの騒音レベルを発生することをさらに含むことを特徴とする、請求項36記載の方法。
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