JP2014001730A - チャネルマーカー及び関連方法 - Google Patents

チャネルマーカー及び関連方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014001730A
JP2014001730A JP2013123293A JP2013123293A JP2014001730A JP 2014001730 A JP2014001730 A JP 2014001730A JP 2013123293 A JP2013123293 A JP 2013123293A JP 2013123293 A JP2013123293 A JP 2013123293A JP 2014001730 A JP2014001730 A JP 2014001730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microchannel
tbc
marker member
component
marker
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013123293A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6193635B2 (ja
Inventor
Benjamin Paul Lacy
ベンジャミン・ポール・レイシー
Srikanth Chandrudu Kottilingam
スリカンス・チャンドルドゥ・コッティリンガム
Edward Schick David
デイヴィッド・エドワード・シック
Brian Lee Tollison
ブライアン・リー・トリソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2014001730A publication Critical patent/JP2014001730A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6193635B2 publication Critical patent/JP6193635B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288Protective coatings for blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0018Brazing of turbine parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/01Selective coating, e.g. pattern coating, without pre-treatment of the material to be coated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/186Film cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/06Cooling passages of turbine components, e.g. unblocking or preventing blocking of cooling passages of turbine components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/30Manufacture with deposition of material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/90Coating; Surface treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/204Heat transfer, e.g. cooling by the use of microcircuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

【課題】高温で作動する部品を冷却するために部品内にチャネルが作られ、チャネルは冷却用流体の導管として機能するが、チャネルが塞がれ、適切に冷却することが困難になる可能性がある。このため、部品の内部に延在するチャネルを見分けるマーカーを形成することにより、チャネルの位置を確認しアクセスすることが可能となる方法を提供する。
【解決手段】本体4、本体4の一部分を通って延在するミクロチャネル6、ミクロチャネル6の一部分を被覆する遮熱コーティング(TBC)12、及びミクロチャネル6からTBC12を通って又はミクロチャネル6の端部から延在するマーカー部材14を形成する。マーカー部材14は本体内のミクロチャネル6の位置を示す。
【選択図】図1

Description

本明細書に開示される主題は部品の冷却に関する。より特定的には、本発明の様々な態様は部品を冷却するための装置と方法を含む。
高温で作動するタービン、発電機、又はその他の機械に使用される部品のような部品の形成中、これらの部品を冷却できるようにするために部品内にチャネルが作られることが多い。これらのチャネルは部品の使用中冷却用の気体又は液体のような冷却用流体の導管として機能することができる。しかし、その後の慣用の製作プロセスでこれらのチャネルが塞がれ、使用中の部品を適切に冷却することが困難になる可能性がある。
米国特許第7900458号
本発明の様々な実施形態は部品、部品の形成方法、及び部品の冷却方法を含む。幾つかの実施形態において、本体、本体の一部分を通って延在するミクロチャネル、ミクロチャネルの一部分を被覆する遮熱コーティング(TBC)、及びミクロチャネルからTBCを通って、又はミクロチャネルの端部から延在しており、本体内のミクロチャネルの位置を示すマーカー部材を含む部品が開示される。
本発明の第1の態様は、本体、本体の一部分を通って延在するミクロチャネル、ミクロチャネルの一部分を被覆する遮熱コーティング(TBC)、及びミクロチャネルからTBCを通って、又はミクロチャネルの端部に近接して延在しており、本体内のミクロチャネルの位置を示すマーカー部材を有する部品を含む。
本発明の第2の態様は、部品内にミクロチャネルを形成し、ミクロチャネル内にマーカーを設け、ミクロチャネル及びマーカーの一部分の上に遮熱コーティング(TBC)を形成してミクロチャネルを実質的に封止することを含む方法であって、TBCの形成後マーカーの一部分がTBCの外面を越えて延在する方法を含む。
本発明の第3の態様は、少なくとも部分的に内部を通って延在するミクロチャネル又はフィルムホール、ミクロチャネル又はフィルムホールの一部分を被覆する遮熱コーティング(TBC)、及びチャネルからTBCを通って、又はミクロチャネル又はフィルムホールの端部に近接して延在するマーカーを有する部品を提供し、マーカーを機械加工して、TBCを通してミクロチャネル又はフィルムホールを露出させることを含む方法を含む。
本発明の上記及びその他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付の図面と合わせて、本発明の様々な態様についての以下の詳細な説明を読めば、より容易に理解されるであろう。
図1は、本発明の様々な実施形態による部品の上面図を示す。 図2は、本発明の様々な実施形態による部品の端面図を示す。 図3は、本発明の様々な実施形態による部品の側面図を示す。 図4は、本発明の様々な代わりの実施形態による部品の側面図を示す。 図5は、本発明の様々な実施形態による部品を含むターボ機関の概略図を示す。 図6は、本発明の様々な実施形態によるプロセスを説明するフローチャートを示す。 図7は、本発明の様々な実施形態による、少なくとも1つのフィルムホール及び関連するマーカーを有する代わりの実施形態の部品の側面図を示す。 図8は、本発明の様々な実施形態によるプロセスを説明するフローチャートを示す。
本発明の図面は必ずしも一定の縮尺ではないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すためのものであり、従って本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。図面中、類似の符号は図面間の類似の要素を表す。
本明細書中に示されているように、開示されている主題は部品の冷却に関する。より特定的には、本発明の態様は、内部に延在する冷却用導管を見分けるマーカーを有する部品を含み、マーカーは部品上のコーティングを通って延在する。
慣習的に、例えば部品を冷却するための1以上のチャネル(例えば、ミクロチャネル又はフィルムホール)を部品内に形成する際、これらのチャネルはその後遮熱コーティング(TBC)を用いて封止又は被覆される。しかし、TBCを形成した後、このコーティングの下に埋まっているミクロチャネル又はフィルムホールの位置を確認しアクセスすることは困難である可能性がある。ミクロチャネル(又はフィルムホール)にアクセスすることは、チャネルを通って流れる冷却剤のための出口通路を提供するのに役立つ可能性がある。
本発明の様々な実施形態は、後に形成されるTBCを通ってアクセス可能な、ミクロチャネル(又はフィルムホール)のためのマーカー又はその他の指示器を形成することによって、従来のミクロチャネル/フィルムホール形成プロセスにおける上述の欠点を改善するのに役立つ。
本発明の様々な実施形態は、本体、本体の一部を通って延びるミクロチャネル、ミクロチャネルの一部(例えば、上部)を覆う遮熱コーティング(TBC)、及びミクロチャネルからTBCを貫通して、又はミクロチャネルの端部に近接して(例えば、接触又はほぼ接触して)延びるマーカー部材を有する部品を含み、このマーカー部材は本体内のミクロチャネルの位置を示す。後に、このマーカーを用いて、出口ホールをドリル加工するための位置を決定することができる。マーカー自体が多様な方法でドリル加工することができ、この出口ホールを作成する際の補助となることができる。
様々な実施形態は部品を形成する方法を含み、この方法は、部品内にミクロチャネルを形成し、ミクロチャネル内にマーカーを挿入し、ミクロチャネル及びマーカーの一部の上に遮熱コーティング(TBC)を形成して、ミクロチャネルを実質的に封止することを含んでおり、ここでマーカーの一部は、TBCの形成後TBCの外面を越えて延びる。
様々な他の実施形態は部品を冷却する方法を含み、この方法は、少なくとも部分的に内部を通って延びるミクロチャネル、ミクロチャネルの一部を覆う遮熱コーティング(TBC)、及びチャネルからTBCを貫通して、又はミクロチャネルの端部に近接して(例えば、触れ、又は殆ど触れて)延びるマーカーを有する部品を提供し、マーカーを機械加工してTBCを通してミクロチャネルを露出させることを含む。この方法は、部品を冷却するためのミクロチャネルの入口に冷却用流体を提供することを含むことができる。この入口は機械加工されたミクロチャネルから形成することができる。
図1及び2を参照すると、本発明の様々な実施形態による部品2の一部分の平面図及び端面図がそれぞれ示されている。本明細書に記載されているように、幾つかの場合において、部品2はガスタービン部品(又は蒸気タービン部品)のようなタービン部品を含む。幾つかの特定の場合において、部品2は、タービンの作動中高温条件に付され得るタービンベーン又はノズル、タービンシュラウド、プラットフォーム、末端壁、等を含む。
いずれの場合も、部品2は、例えば鋼又は別の適切な合金のような金属で形成することができる本体4を含むことができる。同様に図示されているように、部品2は、本体4の一部分を通って延在するミクロチャネル6を含むことができる。幾つかの場合において、ミクロチャネル6は大きさが約0.01インチ〜約0.1インチの幅で、同様な深さの寸法(0.01〜0.1インチ)の範囲であることができる。様々な場合において、ミクロチャネル6は実質的に長方形の横断面を有するが、他の場合にミクロチャネル6は実質的に円形、丸い、又は卵形の横断面を有する。幾つかの場合において、ミクロチャネル6はその長さ(L)全体にわたって実質的に一定の横断面を有することができるが、他の場合には不定の横断面を有することができる。様々な実施形態において、ミクロチャネル6はタービュレーターのような熱伝達増強性の特徴を含むことができる。
図2の端面図に、ミクロチャネル6がさらに詳細に示されている。特に、ミクロチャネル6はトラフ8及びトラフ8の縁にショルダー10を含むことができる。ミクロチャネル6は任意の慣用の金属機械加工技術、例えば、レーザー形成などを用いて形成することができる。ミクロチャネル6の一部分(例えば、上面部)を被覆する遮熱コーティング(TBC)12も示されている。様々な実施形態において、ミクロチャネル6はTBC12を適用する前に被覆することができる。幾つかの場合に、ミクロチャネル6は、次の工程、すなわち、チャネルの上にボンドコートを橋架けする、チャネルを充填した後ボンドコート上に溶射噴霧し、その後充填物を浸出する、チャネルを箔又はワイヤで被覆し、その後箔又はワイヤを表面に溶接又はろう付けする、又はミクロチャネルを被覆するための任意の他の慣用のアプローチの少なくとも1つによって被覆することができる。特定の実施形態において、ミクロチャネル6は本明細書中でさらに記載されるマーカー部材14を用いて被覆することができる。
TBC12は溶射、蒸着、等のような慣用の技術によってミクロチャネル6上に形成することができる。その名前が示すように、TBC12は部品2が受ける環境条件に対して本体4のための熱障壁として機能することが意図されている。TBC12は本体4の表面の実質的に全体を被覆することができ、幾つかの場合には、TBC12は本体4の複数の面を被覆する。
同様に図示されているように、部品2は、本体4内のミクロチャネル6の位置を示すことができるマーカー部材14を含むことができる。マーカー部材14は、幾つかの実施形態において、ワイヤ、例えば金属ワイヤで形成することができる。しかし、他の実施形態において、マーカー部材14は溶接又はろう付けの肉盛、例えば溶接又はろう付け材料(例えば、金属)の肉盛、又は箔により形成することができる。さらに、マーカー部材14はミクロチャネル6上又は近接して接合することができるであろうセラミックペグのような非金属性マーカーから形成することができる。本明細書に記載されているように、マーカー部材14は、TBC12の外部の位置、例えば、TBC12の上方の位置又はミクロチャネル6の端部に近接した位置から、ミクロチャネル6の位置を示すことができる。幾つかの場合において、図1及び2に示されているように、幾つかのマーカー部材14はミクロチャネル6から垂直に(ページの外側に)延び、ミクロチャネル6の内側の一部分18(図3)でTBC12を通って延在することができ、この内側の一部分18はそのミクロチャネル6の端部16の内側であるか又はそのミクロチャネル6の端部16に近接している(接触する又は殆ど接触する)。この内側の一部分18は、TBC12の下で延在するミクロチャネル6のいかなる面積を含むこともできる。他の実施形態において、マーカー部材14はミクロチャネル6を越えて実質的に平行に、例えばミクロチャネル6の端部16から外へ延在することができる。
すなわち、本発明の様々な実施形態において、マーカー部材14はTBC12を通ってTBC12の外面22の上の位置20まで延びることができる。従って、マーカー部材14はTBC12が本体4の上に形成された後位置20からアクセス可能である。本明細書中に示されているように、マーカー部材14は金属ワイヤのような金属、又は溶接若しくはろう付けの肉盛で形成することができる。当技術分野で公知のように、TBC12は絶縁材料(絶縁体)で形成される。マーカー部材14がTBC12を越えて延在する場合、放電機械加工(EDM)のような電気的製造技術を用いてマーカー部材14を機械加工(例えば、除去)してミクロチャネル6にアクセスすることができる。
マーカー部材14を形成するのに使用した材料に関わりなく、マーカー部材14は、ミクロチャネル6の一部分にアクセスするために機械加工、例えばドリル加工することができるものと理解されたい。本明細書に記載されているように、ミクロチャネル6にアクセスするためのマーカー部材14の機械加工を実施して、ミクロチャネル6内の冷却剤のための出口通路を提供することができる。
図4を参照すると、本発明の様々な実施形態による代わりの実施形態の部品42が示されている。この実施形態において、部品42はミクロチャネル6の上に形成されたマーカー部材14を含むことができ、このマーカー部材は少なくとも部分的に上方にTBC12を通りTBCの上面22を越えて(上面22の上の位置20まで)、及び/又はミクロチャネル6の端部16から延在することができる。
図5を参照すると、本発明の様々な実施形態によるターボ機関50の一部分の概略的描写が示されている。示されているように、ターボ機関50の選択された部品のこの部分的な描写はロータ54を実質的に包囲するステータ52を含むことができる。ステータ52は、ロータ54の本体60から延在するバケット58の表面を横切って作動流体(例えば、蒸気)の流れを導くためのベーン56を含むことができる。示されているように、ベーン56及び/又はバケット58は本明細書に記載した部品の幾つか(例えば、部品2、42)を含むことができる。すなわち、本明細書に記載した部品2、42はベーン56、バケット58、シュラウド62の一部分、又はその他ターボ機関50内の部品を含むことができる。
本発明の実施形態による様々な方法も開示される。図6を参照すると、本発明の様々な実施形態によるプロセスを説明する流れ図が示されている。
様々な実施形態による予備的な(任意の)工程であり得る第1の工程P1においては、部品内にミクロチャネルを形成する。この場合、タービン部品のような部品を機械加工して1以上のミクロチャネル(例えば、ミクロチャネル6)を形成する。幾つかの場合、ミクロチャネル6はウォータージェット加工、放電加工、ミリング(フライス加工)、レーザー切断又はその他の適切な手段によって形成される。ミクロチャネル6はトラフ8及びショルダー10と共に形成することができ、ここでショルダー10は後の加工処理中マーカー部材14のための台座として機能し得る。
ミクロチャネルの形成後、工程P2はミクロチャネル6内にマーカー部材(例えば、マーカー部材14)を提供することを含むことができる。マーカー部材14がワイヤを含む幾つかの場合、マーカー部材14はミクロチャネル6内又はミクロチャネル6の端部16に隣接して配置される。他の場合、マーカー部材14は、ミクロチャネル6内に溶接又はろう付けの肉盛としてマーカー部材14を形成することによって提供される。他の幾つかの場合、ミクロチャネル6は箔又はワイヤを用いて被覆され得、この箔又はワイヤはその後ミクロチャネル6の上にろう付け又は溶接することができる。これらの実施形態において、マーカー部材14は、この箔又はワイヤから、箔又はワイヤをミクロチャネル6を越えて延在させることによりミクロチャネル6の端部16に近接して、及び/又はTBC12又はTBC12の上の追加のコーティング25(図2に点線で示す)の外面22を越えてマーカー部材14が延在するように箔又はワイヤをTBC12の外面22に向けて上方に(かつ越えて)曲げることにより形成することができる。幾つかの場合、本明細書に記載されているように、マーカー部材14はセラミックペグのような非金属性材料を含むことができる。
工程P2の後、工程P3はミクロチャネル6及びマーカー部材14の一部分の上にTBCを形成することを含むことができる。本明細書中に示されているように、TBC12は任意の慣用のやり方で溶射、蒸着又はその他の方法でミクロチャネル6の上に形成することができる。TBC12はミクロチャネル6を、特にミクロチャネル6の長さに沿って実質的に被覆することができる。TBC12はさらに部品2の本体4の実質的に全体を被覆して、使用(例えば、ガスタービン内での使用)中の部品2に対する熱損傷を防ぐことができる。しかし、本明細書中に示されているように、本体4(ミクロチャネル6を含む)の上にTBC12を形成した後、マーカー部材14は、TBC12の表面の上の位置からアクセス可能なままである。
図7は、マーカー部材14が部品72、例えば翼形部品内のフィルムホール76の位置を示すために使用される代わりの実施形態の側面図である。幾つかの特定の場合、部品72はガスタービン翼形部のようなタービン翼形部品を含む。当技術分野で理解されるように、フィルムホール76は部品72のセグメント全体に延在することができ、幾つかの場合、フィルムホール76はある角度(例えば、角度a)で部品72のセグメントを通って延在することができる。フィルムホール76は部品72の前面78から部品72後面80まで延在することができ、部品72の本体82を通る冷却用流体の通過を許容できる。図示示されているように、部品72は、フィルムホール76(幾つかが示されている)、フィルムホール76の一部分を覆うTBC12(例えば、本明細書に記載した1以上の他のTBCと類似)を含むことができる。また、フィルムホール76からTBC12を通って延在するマーカー部材14(本明細書に記載し図示した1以上のマーカー部材と同様)も示されている。様々な実施形態において、フィルムホール76は、その前面78に対する開口がその後面80上の開口と異なる直径を有するように不均一な幅を有することができる。様々な実施形態において、マーカー部材14はまた、前面78又は後面80のいずれか又は両方上のフィルムホール76の開口にぴったり直接ではなく、フィルムホール76の開口の縁上又はそれから少しずれることも可能であることが理解されよう。
図8は、本発明の様々な実施形態に従って、本体4の上にTBC12を形成した後ミクロチャネル6へのアクセスに関連するプロセスを含む流れ図を示す。このプロセスは、工程P21で、内部に少なくとも部分的に延在するミクロチャネル6又はフィルムホール76、ミクロチャネル6又はフィルムホール76の一部分を被覆するTBC12、及びミクロチャネル6又はフィルムホール76からTBC12を通って延在するマーカー部材14を有する部品(例えば、部品2)を提供することを含むことができる。幾つかの実施形態において、部品は本明細書に記載し図示した部品2又は部品72と実質的に同様であることができ、ここでマーカー部材14はワイヤ又はろう付け若しくは溶接の肉盛を含んで形成される。
工程P22は、マーカー部材14を機械加工してTBC12を通ってミクロチャネル6を露出させることを含むことができる。本明細書中に示されているように、マーカー部材14をTBC12の外面22の外部の位置から機械加工してミクロチャネル6を露出させることができる。幾つかの特定の場合、機械加工は、放電加工(EDM)を実施してマーカー部材14の一部分を除去することを含むことができる。その他の場合、マーカーは、任意の機械加工プロセスによってドリル加工して穴をあけることができよう。表面22の外部の位置からミクロチャネル6に至るマーカー部材14の所望の一部分を機械加工した後、ミクロチャネル6は、例えば部品2の冷却用にその中を通る流体を提供するためにアクセス可能である。
本明細書に記載した部品及び方法は「ミクロチャネル」に言及しているが、本発明の原理はフィルムホールともいわれるフィルムの開口に同様に適用することができると理解されたい。すなわち、本発明の様々な実施形態は、本明細書に記載し図示した1以上のマーカー部材(例えば、マーカー部材14)を用いて標識することができるフィルムホールを有する部品を含むことができる。
本明細書で使用している語法は特定の実施形態を説明するためのみのものであり、本開示を限定する意図はない。本明細書で使用する場合、単数形態は、前後関係から明らかに他の意味を示さない限り、複数形態も包含することを意図している。さらに、本明細書で使用する場合、用語「からなる」及び/又は「含む」は、規定の特徴、実体、ステップ、作動、要素、及び/又は部品の存在を明記するが、1以上の他の特徴、実体、ステップ、作動、要素、部品、及び/又はその群の存在又は追加を排除しないことが理解されよう。さらに、用語「前部」及び「背部」は限定する意図はなく、適宜交換可能であることを意図したものであることを理解されたい。
以上の説明では、最良の態様を含めて本発明を開示し、また、あらゆるデバイス又はシステムを作り使用し、あらゆる援用した方法を実行することを含めて当業者が本発明を実施することができるようにするために例を用いた。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲に規定されており、当業者には自明の他の例を含み得る。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有するならば、又は特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない等価な構造要素を含むならば、特許請求の範囲内に入るものである。
2 部品
4 本体
6 ミクロチャネル
8 トラフ
10 ショルダー
12 遮熱コーティング(TBC)
14 マーカー部材
16 端部
18 内側の一部分
20 位置
22 外面
42 部品
50 ターボ機関
52 ステータ
54 ロータ
56 ベーン
58 バケット
60 本体
62 シュラウド
72 部品
76 フィルムホール
78 前面
80 後面
82 本体

Claims (20)

  1. 本体と、
    本体の一部分を通って延在するミクロチャネルと、
    ミクロチャネルの一部分を被覆する遮熱コーティング(TBC)と、
    ミクロチャネルからTBCを通って又はミクロチャネルの端部に近接して延在するマーカー部材と
    を含む部品であって、マーカー部材が本体内のミクロチャネルの位置を示す、部品。
  2. 本体が金属を含む、請求項1記載の部品。
  3. マーカー部材がミクロチャネルの端部から延在する場合、マーカー部材はTBCを通って延在しない、請求項1記載の部品。
  4. マーカー部材がミクロチャネルの内側の一部分から延在する、請求項1記載の部品。
  5. マーカー部材がワイヤを含む、請求項1記載の部品。
  6. ワイヤが金属を含む、請求項5記載の部品。
  7. マーカー部材が溶接肉盛又はセラミック部材の少なくとも1つを含む、請求項1記載の部品。
  8. 本体がタービン翼形部本体を含む、請求項1記載の部品。
  9. 部品内にミクロチャネルを形成し、
    ミクロチャネル内にマーカー部材を用意し、
    ミクロチャネル及びマーカー部材の一部分の上に遮熱コーティング(TBC)を形成して、ミクロチャネルを実質的に封止する
    ことを含み、TBCの形成後、マーカー部材の一部分がTBCの外面を越えて延在する、方法。
  10. さらに、外面の外部の位置からマーカー部材を機械加工して、ミクロチャネルを露出させることを含む、請求項9記載の方法。
  11. 機械加工が、放電加工を実施してマーカー部材の一部分を除去することを含む、請求項10記載の方法。
  12. 提供することが、TBCの形成前に、ミクロチャネルの少なくとも1つ表面に沿ってワイヤ又は箔の少なくとも1つを溶接することを含む、請求項9記載の方法。
  13. 提供することが、TBCの形成前に、ミクロチャネルの少なくとも1つの表面に沿ってワイヤ又は箔の少なくとも1つをろう付けすることを含む、請求項9記載の方法。
  14. ミクロチャネルの形成することが、部品内にトラフを形成し、トラフの縁にショルダーを形成することを含む、請求項9記載の方法。
  15. 少なくとも部分的に内部を通って延在するミクロチャネル又はフィルムホール、
    ミクロチャネル又はフィルムホールの一部分を被覆する遮熱コーティング(TBC)、及び
    ミクロチャネル又はフィルムホールからTBCを通って又はミクロチャネル又はフィルムホールの端部に近接して延在するマーカー部材
    を有する部品を提供し、
    マーカー部材を機械加工して、TBCを通ってミクロチャネル又はフィルムホールを露出させる
    ことを含む方法。
  16. さらに、ミクロチャネル又はフィルムホールの入口に部品を冷却するための冷却用流体を供給することを含む、請求項15記載の方法。
  17. マーカー部材がミクロチャネル又はフィルムホールからTBCを通って延在する場合、マーカー部材の機械加工がTBCの外面の外部の位置からマーカー部材を機械加工することを含む、請求項15記載の方法。
  18. マーカー部材が金属を含む、請求項15記載の方法。
  19. 機械加工が、放電加工(EDM)を実施してマーカー部材の一部分を除去することを含む、請求項18記載の方法。
  20. 提供することが、
    ミクロチャネル又はフィルムホールを部品内に形成し、
    ミクロチャネル又はフィルムホール内にマーカー部材をろう付け又は溶接し、
    ミクロチャネル又はフィルムホール及びマーカー部材の一部分の上にTBCを形成して、ミクロチャネル又はフィルムホールを実質的に封止する
    ことを含む、請求項15記載の方法。
JP2013123293A 2012-06-15 2013-06-12 チャネルマーカー及び関連方法 Expired - Fee Related JP6193635B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/524,055 US9303517B2 (en) 2012-06-15 2012-06-15 Channel marker and related methods
US13/524,055 2012-06-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014001730A true JP2014001730A (ja) 2014-01-09
JP6193635B2 JP6193635B2 (ja) 2017-09-06

Family

ID=48692253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013123293A Expired - Fee Related JP6193635B2 (ja) 2012-06-15 2013-06-12 チャネルマーカー及び関連方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9303517B2 (ja)
EP (1) EP2674510B1 (ja)
JP (1) JP6193635B2 (ja)
CN (1) CN103511058B (ja)
RU (1) RU2013126971A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140170433A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 General Electric Company Components with near-surface cooling microchannels and methods for providing the same
US20180179899A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 General Electric Company Method and apparatus for brazed engine components

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2641439A (en) * 1947-10-01 1953-06-09 Chrysler Corp Cooled turbine or compressor blade
US2687278A (en) * 1948-05-26 1954-08-24 Chrysler Corp Article with passages
US2811761A (en) * 1954-11-04 1957-11-05 Nat Lead Co Split dies provided with cooling means
JPS5374613A (en) * 1976-12-13 1978-07-03 Gen Electric Liquid cooled type gas turbine bucket
US4185369A (en) * 1978-03-22 1980-01-29 General Electric Company Method of manufacture of cooled turbine or compressor buckets
JPS56135701A (en) * 1980-02-22 1981-10-23 Gen Electric Method of and apparatus for cooling counterflow type liquid cooled turbine backet
JPS6328852A (ja) * 1986-07-14 1988-02-06 ユナイテッド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイション 複数個の小孔を有する構成要素の表面にオ−バレイ被覆を適用する方法
US5902647A (en) * 1996-12-03 1999-05-11 General Electric Company Method for protecting passage holes in a metal-based substrate from becoming obstructed, and related compositions
EP1076106A1 (en) * 1999-08-09 2001-02-14 Asea Brown Boveri AG Process for masking cooling holes of a gas turbine component
US6617003B1 (en) * 2000-11-06 2003-09-09 General Electric Company Directly cooled thermal barrier coating system
JP2005514204A (ja) * 2002-01-15 2005-05-19 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 基材の被覆方法
JP2008525698A (ja) * 2004-12-24 2008-07-17 アルストム テクノロジー リミテッド 埋め込まれた通路を有する部材、特にターボ機械の熱ガスコンポーネント
US20120052200A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-01 Benjamin Joseph Zimmerman Minimizing blockage of holes in turbine engine components

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2993264A (en) * 1955-12-23 1961-07-25 Gen Electric Protective coating for molybdenum
US3576065A (en) * 1969-03-24 1971-04-27 Chromalloy American Corp Repair of apertured machine components
US4726104A (en) * 1986-11-20 1988-02-23 United Technologies Corporation Methods for weld repairing hollow, air cooled turbine blades and vanes
GB8929005D0 (en) * 1989-12-22 1990-02-28 Refurbished Turbine Components Turbine blade repair
US5511721A (en) * 1994-11-07 1996-04-30 General Electric Company Braze blocking insert for liquid phase brazing operations
US5640767A (en) * 1995-01-03 1997-06-24 Gen Electric Method for making a double-wall airfoil
US6383602B1 (en) * 1996-12-23 2002-05-07 General Electric Company Method for improving the cooling effectiveness of a gaseous coolant stream which flows through a substrate, and related articles of manufacture
US5875549A (en) * 1997-03-17 1999-03-02 Siemens Westinghouse Power Corporation Method of forming internal passages within articles and articles formed by same
US5985122A (en) * 1997-09-26 1999-11-16 General Electric Company Method for preventing plating of material in surface openings of turbine airfoils
US6214248B1 (en) * 1998-11-12 2001-04-10 General Electric Company Method of forming hollow channels within a component
US6321449B2 (en) * 1998-11-12 2001-11-27 General Electric Company Method of forming hollow channels within a component
US6178631B1 (en) * 1999-01-28 2001-01-30 Shimano, Inc. Method of heating and quenching a hollow metal member
DE69911948T2 (de) * 1999-08-09 2004-11-04 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Verschliessen von Kühlungsöffnungen eines Gasturbinebauteils
US6234755B1 (en) * 1999-10-04 2001-05-22 General Electric Company Method for improving the cooling effectiveness of a gaseous coolant stream, and related articles of manufacture
US6528118B2 (en) 2001-02-06 2003-03-04 General Electric Company Process for creating structured porosity in thermal barrier coating
US6461108B1 (en) 2001-03-27 2002-10-08 General Electric Company Cooled thermal barrier coating on a turbine blade tip
US6806435B2 (en) * 2001-04-12 2004-10-19 Elenix, Inc. Small hole electric discharge machine drill provided with depth-specific processing means
US6380512B1 (en) * 2001-10-09 2002-04-30 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method for removing coating material from a cooling hole of a gas turbine engine component
US6742698B2 (en) * 2002-06-10 2004-06-01 United Technologies Corporation Refractory metal backing material for weld repair
CN100368588C (zh) * 2002-08-02 2008-02-13 三菱重工业株式会社 热障涂层形成方法、掩蔽销以及燃烧室过渡连接件
US7041933B2 (en) * 2003-04-14 2006-05-09 Meyer Tool, Inc. Complex hole shaping
US7487641B2 (en) 2003-11-14 2009-02-10 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Microfabricated rankine cycle steam turbine for power generation and methods of making the same
US7966707B2 (en) * 2005-05-06 2011-06-28 United Technologies Corporation Method for repairing superalloy components using inserts
US20060248718A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 United Technologies Corporation Superalloy repair methods and inserts
US7220934B2 (en) * 2005-06-07 2007-05-22 United Technologies Corporation Method of producing cooling holes in highly contoured airfoils
US20070044306A1 (en) * 2005-08-29 2007-03-01 United Technologies Corporation Superalloy repair methods
US7658590B1 (en) * 2005-09-30 2010-02-09 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine airfoil with micro-tubes embedded with a TBC
SG134184A1 (en) * 2006-01-16 2007-08-29 United Technologies Corp Chordwidth restoration of a trailing edge of a turbine airfoil by laser clad
US7625180B1 (en) * 2006-11-16 2009-12-01 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with near-wall multi-metering and diffusion cooling circuit
US7900458B2 (en) 2007-05-29 2011-03-08 Siemens Energy, Inc. Turbine airfoils with near surface cooling passages and method of making same
US8371814B2 (en) * 2009-06-24 2013-02-12 Honeywell International Inc. Turbine engine components
US20120114868A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 General Electric Company Method of fabricating a component using a fugitive coating
US8673397B2 (en) * 2010-11-10 2014-03-18 General Electric Company Methods of fabricating and coating a component
US8533949B2 (en) * 2011-02-14 2013-09-17 General Electric Company Methods of manufacture for components with cooling channels
US20120243995A1 (en) * 2011-03-21 2012-09-27 General Electric Company Components with cooling channels formed in coating and methods of manufacture
US9676046B2 (en) * 2012-07-31 2017-06-13 Makino Milling Machine Co., Ltd. Electrical discharge machining method
US20140126995A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 General Electric Company Microchannel cooled turbine component and method of forming a microchannel cooled turbine component
US20170175576A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 General Electric Company System and method for utilizing target features in forming inlet passages in micro-channel circuit

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2641439A (en) * 1947-10-01 1953-06-09 Chrysler Corp Cooled turbine or compressor blade
US2687278A (en) * 1948-05-26 1954-08-24 Chrysler Corp Article with passages
US2811761A (en) * 1954-11-04 1957-11-05 Nat Lead Co Split dies provided with cooling means
JPS5374613A (en) * 1976-12-13 1978-07-03 Gen Electric Liquid cooled type gas turbine bucket
US4185369A (en) * 1978-03-22 1980-01-29 General Electric Company Method of manufacture of cooled turbine or compressor buckets
JPS56135701A (en) * 1980-02-22 1981-10-23 Gen Electric Method of and apparatus for cooling counterflow type liquid cooled turbine backet
JPS6328852A (ja) * 1986-07-14 1988-02-06 ユナイテッド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイション 複数個の小孔を有する構成要素の表面にオ−バレイ被覆を適用する方法
US5902647A (en) * 1996-12-03 1999-05-11 General Electric Company Method for protecting passage holes in a metal-based substrate from becoming obstructed, and related compositions
EP1076106A1 (en) * 1999-08-09 2001-02-14 Asea Brown Boveri AG Process for masking cooling holes of a gas turbine component
US6617003B1 (en) * 2000-11-06 2003-09-09 General Electric Company Directly cooled thermal barrier coating system
JP2005514204A (ja) * 2002-01-15 2005-05-19 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 基材の被覆方法
JP2008525698A (ja) * 2004-12-24 2008-07-17 アルストム テクノロジー リミテッド 埋め込まれた通路を有する部材、特にターボ機械の熱ガスコンポーネント
US20120052200A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-01 Benjamin Joseph Zimmerman Minimizing blockage of holes in turbine engine components

Also Published As

Publication number Publication date
US20130336800A1 (en) 2013-12-19
CN103511058A (zh) 2014-01-15
EP2674510B1 (en) 2016-11-30
EP2674510A1 (en) 2013-12-18
CN103511058B (zh) 2019-07-09
RU2013126971A (ru) 2014-12-20
JP6193635B2 (ja) 2017-09-06
US9303517B2 (en) 2016-04-05
US20160177747A1 (en) 2016-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8969760B2 (en) System and method for manufacturing an airfoil
US20140076868A1 (en) System and method for manufacturing an airfoil
JP6496499B2 (ja) タービンコンポーネントおよびそれを組立てる方法
US20150059357A1 (en) Method and system for providing cooling for turbine components
JP6775959B2 (ja) 閉じ込めレーザ穿孔を用いた構成部品の補修
US9156114B2 (en) Method for manufacturing turbine nozzle having non-linear cooling conduit
EP3059040A1 (en) Component repair using confined laser drilling
EP3061557B1 (en) Repair of dual walled metallic components using directed energy deposition material addition
US20140075755A1 (en) System and method for manufacturing an airfoil
US20140068939A1 (en) Method for manufacturing an airfoil
JP2007278290A (ja) 閉ループ蒸気冷却式タービンシュラウド
JP5271688B2 (ja) ガスタービン用部材
JP2012184763A (ja) 高温ガス経路部品及び高温ガス経路タービン部品を製造する方法
JP2009041566A (ja) タービンノズルセクタ
JP2013245675A (ja) 高温ガス経路部品を製造する方法
US9415468B2 (en) Method for manufacturing an airfoil
JP2016223766A (ja) 表面冷却チャンネルを有するタービン構成要素及びその形成方法
JP6193635B2 (ja) チャネルマーカー及び関連方法
JP5535799B2 (ja) 金属部品の補修方法及び補修された金属部品
US10888892B2 (en) Protecting hole in component during coating process using plug with water soluble layer
JP7012474B2 (ja) タービン構成要素及びタービン構成要素を形成するための方法
EP2696028A1 (en) A turbomachine component for hot gas path of a gas turbine
JP5550699B2 (ja) ガスタービン用部材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160603

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170601

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170718

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6193635

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees