JP2017148864A - 内部に画成された触媒作用を受ける内部通路を有する部品を形成するための方法及びアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】内部に内部通路が画成された部品を含み、内部通路で運ばれる流体に関する触媒反応が行われることを必要とするシステムを形成するための既知のアセンブリ及び方法に伴う欠点の少なくとも幾つかを克服する。
【解決手段】内部に内部通路（８２）が画成された部品（８０）を形成する方法（２０００）は、鋳型（３００）に対して被覆コア（３１０）を配置する工程（２００２）を含む。被覆コアは、少なくとも第１の材料（３２２）及び第１の触媒（３６２）から形成された中空構造体（３２０）と、中空構造体内に配された内側コア（３２４）とを含む。方法は、また、溶融状態の部品材料（７８）を鋳型キャビティ（３０４）に導入する工程（２００４）と、キャビティ内の部品材料を冷却して部品を形成する工程（２００６）とを含む。内側コアは、部品内に内部通路を画成する。
【選択図】図１

Description

本開示の分野は、概して、内部に内部通路が画成された部品に関し、特に、触媒材料でライニングした内部通路を有するかかる部品の形成に関する。

幾つかの部品は、例えば、流体流を運ぶために、内部に内部通路が画成されることを必要とする。例えば、非限定的に、燃焼システムの部品などの幾つかの部品は、燃料流内部通路を含む。加えて、内部に内部通路が画成された少なくとも幾つかの部品は、内部通路で運ばれる流体が触媒反応を受けることを必要とするシステムで用いられる。例えば、非限定的に、少なくとも幾つかのこのようなシステムは、例えば、メタン又は他の比較的重い燃料を合成ガスに変換する改質器を含む。しかし、少なくとも幾つかのこのようなシステムでは、触媒反応は、触媒層などの別の専用の部品で生じる必要があり、システムのサイズ、製造コスト、及び運転コストを増加させる。

一態様では、内部に内部通路が画成された部品を形成する方法が提供される。本方法は、鋳型に対して被覆コアを配置する工程を含む。被覆コアは、少なくとも第１の材料及び第１の触媒から形成された中空構造体と、中空構造体内に配された内側コアとを含む。方法は、また、溶融状態の部品材料を鋳型キャビティに導入する工程と、キャビティ内の部品材料を冷却して部品を形成する工程とを含む。内側コアは、部品内に内部通路を画成する。

別の態様では、内部に内部通路が画成された部品を形成する際に用いるための鋳型アセンブリが提供される。鋳型アセンブリは、内部に鋳型キャビティを画成する鋳型と、鋳型に対して配置された被覆コアとを含む。被覆コアは、少なくとも第１の材料及び第１の触媒から形成された中空構造体と、中空構造体内に配された内側コアとを含む。内側コアは、溶融状態の部品材料を鋳型キャビティ内に導入して冷却して部品を形成する際に、部品内に内部通路を画成するために配置される。

例示的な回転機械の概略図である。 図１に示した回転機械と共に用いるための例示的な部品の概略斜視図である。 図２に示した部品を作るための例示的な鋳型アセンブリの概略斜視図であり、鋳型アセンブリは、鋳型に対して配置された被覆コアを含む。 図３に示した鋳型アセンブリと共に用いるための例示的な被覆コアの、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。 図３に示した鋳型アセンブリと共に用いるための例示的な別の被覆コアの、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。 図２に示した６−６線沿いにおける図２の部品の断面である。 図３に示した被覆コアを形成する際に用いるための中空構造体の例示的な実施形態の概略断面図である。 図３に示した被覆コアを形成する際に用いるための中空構造体の例示的な別の実施形態の概略断面図である。 図３に示した被覆コアを形成する際に用いるための中空構造体の例示的な別の実施形態の概略断面図である。 図３に示した被覆コアを形成する際に用いるための中空構造体の例示的な別の実施形態の概略断面図である。 図３に示した鋳型アセンブリと共に用いるための例示的な別の被覆コアの、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。 図３に示した鋳型アセンブリと共に用いるための例示的な別の被覆コアの、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。 図３に示した鋳型アセンブリと共に用いるための例示的な別の被覆コアの、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。 図１に示した回転機械と共に用いるための例示的な別の部品の一部分の概略断面図である。 図３に示した鋳型アセンブリと共に用いて、図１４に示した部品を形成するための例示的な別の被覆コアの概略切欠き斜視図である。 図１５に示した被覆コアを形成する際に用いるための中空構造体の例示的な実施形態の概略断面図である。 図１に示した回転機械と共に用いるための例示的な別の部品の一部分の概略断面図である。 図３に示した鋳型アセンブリと共に用いて、図１７に示した部品を形成するための例示的な別の被覆コアの概略切欠き斜視図である。 図１８に示した被覆コアを形成する際に用いるための中空構造体の例示的な実施形態の概略断面図である。 図１に示した回転機械と共に用いるための部品などの、内部に内部通路が画成された部品を形成する例示的な方法のフロー図である。 図２０からのフロー図の続きである。

以下の明細書及び請求項では、多くの用語が参照されており、それらは、以下の意味を有するように定義されるものである。

単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「前記（ｔｈｅ）」は、文脈上別様の記載が明らかでない限り複数の参照を含む。

「随意な（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」又は「随意に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、続いて記載するイベントもしくは状況が生じる場合もあり生じない場合もあること、また、その記載は、イベントが生じる事例及び生じない事例を含むことを意味する。

近似的な言葉は、本明細書及び請求項にわたって本明細書で使用される場合、任意の量的表現であって、それが関係する基本機能を変化させずに許容範囲内で変化し得る任意の量的表現を修飾するために適用され得る。したがって、「約」、「凡そ」、及び「ほぼ」などの用語又は用語群により修飾される値は、指定される厳密な値に限定されない。少なくとも幾つかの事例では、近似語は、その値を測定するための計器の精度に対応し得る。ここで、並びに明細書及び請求項を通して、範囲の限定が特定され得る。このような範囲は、組合せ及び／又は相互交換され得、文脈又は文言が別の方法を示していない限り同範囲に含まれる全ての部分範囲を含み得る。

本明細書に記載する例示的な部品及び方法は、内部に内部通路が画成された部品を含み、内部通路で運ばれる流体に関する触媒反応が行われることを必要とするシステムを形成するための既知のアセンブリ及び方法に伴う欠点の少なくとも幾つかを克服する。本明細書に記載する実施形態は、鋳型に対して配置される被覆コアを提供する。被覆コアは、中空構造体及び中空構造体内に配された内側コアを含む。内側コアは、鋳型内に形成される部品内で内部通路の位置を規定するように鋳型キャビティ内に延在する。中空構造体は、第１の材料及び第１の触媒から形成される。第１の触媒は、部品が鋳型内に形成されたときに、第１の触媒が内部通路に沿って選択的に配置されるように、付加製造法などにより中空構造体内に合理的に分布する。

図１は、本開示の実施形態が用いられ得る部品を有する例示的な回転機械１０の概略図である。例示的な実施形態では、回転機械１０は、吸気セクション１２、吸気セクション１２の下流に結合された圧縮機セクション１４、圧縮機セクション１４の下流に結合された燃焼機セクション１６、燃焼機セクション１６の下流に結合されたタービンセクション１８、及びタービンセクション１８の下流の結合された排気セクション２０を含むガスタービンである。概ねチューブ状のケーシング３６が、吸気セクション１２、圧縮機セクション１４、燃焼機セクション１６、タービンセクション１８、及び排気セクション２０のうちの１以上を少なくとも部分的に囲む。代替的な実施形態では、回転機械１０は、本明細書に記載するような内部通路を伴って形成される部品に適した任意の回転機械である。その上、本開示の実施形態は、説明のために回転機械の文脈で記載しているが、本明細書に記載する実施形態は、内部に画成された内部通路を伴って適切に形成される部品に関与する任意の文脈においてあてはまることを理解されたい。

例示的な実施形態では、タービンセクション１８は、ロータシャフト２２を介して圧縮機セクション１４に結合される。本明細書において用語「結合する（ｃｏｕｐｌｅ）」は、部品間の直接的な機械的、電気的、及び／又は通信的接続に限定されず、多数の部品間の間接的な機械的、電気的、及び／又は通信的接続も含み得ることに留意されたい。

ガスタービン１０の運転中、吸気セクション１２は、圧縮機セクション１４に向けて空気を流す。圧縮機セクション１４は、空気をより高い温度及び圧力まで圧縮する。より具体的には、ロータシャフト２２は、圧縮機セクション１４内でロータシャフト２２に結合される圧縮機ブレード４０の１以上の周方向列に回転エネルギーを付与する。例示的な実施形態では、圧縮機ブレード４０の各列は、ケーシング３６から半径方向内側に延在し空気流を圧縮機ブレード４０に導く圧縮機静翼４２の周方向列により先行される。圧縮機ブレード４０の回転エネルギーによって、空気の圧力及び温度が増加する。圧縮機セクション１４は、燃焼機セクション１６に向けて圧縮空気を放出する。

燃焼機セクション１６では、圧縮空気は、燃料と混合され燃やされて、タービンセクション１８に向けて流れる燃焼ガスを発生させる。より具体的には、燃焼機セクション１６は、１以上の燃焼機２４を含み、同燃焼機では、燃料、例えば、天然ガス及び／又は燃料油が空気流に注入され、燃料混合気が燃やされて、タービンセクション１８に向けて流される高温燃焼ガスを発生させる。

タービンセクション１８は、燃焼ガスストリームによる熱エネルギーを機械的回転エネルギーに変換する。より具体的には、燃焼ガスは、タービンセクション１８内でロータシャフト２２に結合されるロータブレード７０の１以上の周方向列に回転エネルギーを付与する。例示的な実施形態では、ロータブレード７０の各列は、ケーシング３６から半径方向内側に延在し燃焼ガスをロータブレード７０に導くタービン静翼７２の周方向列により先行される。ロータシャフト２２は、非限定的に、発電機及び／又は機械駆動用途などの負荷（不図示）に結合され得る。排気燃焼ガスは、タービンセクション１８から下流へ排気セクション２０に流れ込む。回転機械１０の部品は、部品８０と呼ばれる。燃焼ガスの経路に近接する部品８０は、回転機械１０の運転中に高温に晒される。加えて又は代わりに、部品８０は、内部に画成された内部通路を伴って適切に形成された任意の部品を含む。

図２は、（図１に示した）回転機械１０と共に用いるために図示する、例示的な部品８０の概略斜視図である。部品８０は、内部壁１００により内部に画成された１以上の内部通路８２を含む。内部通路８２を１つだけ図示しているが、部品８０は、本明細書に記載するように形成された任意の適切な数の内部通路８２を含むことを理解されたい。

部品８０は、部品材料７８から形成される。例示的な実施形態では、部品材料７８は適切な金属合金である。代替的な実施形態では、部品材料７８は、本明細書に記載するような部品８０を形成することができる任意の適切な材料である。

例示的な実施形態では、部品８０は、燃焼機セクション１６の部品であり、内部通路８２は、（図１に示した）回転機械１０の運転中に燃焼機セクション１６内で流体を流す。代替的な実施形態では、部品８０は、本明細書に記載するような内部通路を伴って形成され得る、回転機械１０の別の適切な部品である。また他の実施形態では、部品８０は、内部に画成された内部通路を伴って適切に形成された、任意の適切な用途の任意の部品である。

例示的な実施形態では、部品８０は、第１の端部８８から反対の第２の端部９０まで概ね長手方向に延在する。代替的な実施形態では、部品８０は、本明細書に記載するような内部通路を伴って形成され得る任意の適切な構成を有する。例示的な実施形態では、内部通路８２は、第１の端部８８から第２の端部９０まで延在する。代替的な実施形態では、内部通路８２は、本明細書に記載するような内部通路８２を形成することができる任意の適切なやり方及び任意の適切な範囲で部品８０内に延在する。特定の実施形態では、内部通路８２は非直線状である。例えば、内部通路８２は、部品８０の輪郭を補って非直線形状を有する。代替的な実施形態では、内部通路８２は、非直線状であり、部品８０の輪郭を補わない。他の代替的な実施形態では、内部通路８２は、直線状に延在する。

幾つかの実施形態では、内部通路８２は、実質的に円形の断面外周を有する。代替的な実施形態では、内部通路８２は、実質的に卵形の断面外周を有する。他の代替的な実施形態では、内部通路８２は、本明細書に記載するような内部通路８２を形成することができる任意の適切に形作られた断面外周を有する。その上、特定の実施形態では、内部通路８２の断面外周の形状は、内部通路８２の長さに沿って実質的に一定である。代替的な実施形態では、内部通路８２の断面外周の形状は、本明細書に記載するような内部通路８２を形成することができる任意の適切なやり方で、内部通路８２の長さに沿って変化する。

特定の実施形態では、内部通路８２は、比較的大きな長さ直径比を規定する。例えば、幾つかの実施形態では、内部通路８２は、少なくとも約２５の長さ直径比を規定する。別の例の場合、幾つかの実施形態では、内部通路８２は、少なくとも約６０の長さ直径比を規定する。別の例の場合、幾つかの実施形態では、内部通路８２は、少なくとも約７０の長さ直径比を規定する。別の例の場合、幾つかの実施形態では、内部通路８２は、少なくとも約８０の長さ直径比を規定する。代替的な実施形態では、内部通路８２は、約２５よりも小さな長さ直径比を含む任意の適切な長さ直径比を規定する。

図３は、（図２に示した）部品８０を作るための鋳型アセンブリ３０１の概略斜視図である。鋳型アセンブリ３０１は、鋳型３００に対して配置された被覆コア３１０を含む。図４は、図３に示した４−４線沿いの被覆コア３１０の実施形態の概略断面である。図２〜図４を参照すると、鋳型３００の内部壁３０２は、鋳型キャビティ３０４を画成している。内部壁３０２は、溶融状態の部品材料７８を鋳型キャビティ３０４に導入し冷却して部品８０を形成できるように、部品８０の外部形状に対応する形状を規定する。例示的な実施形態の部品８０は、回転機械１０の部品であるが、代替的な実施形態では、本明細書に記載するように内部に画成された内部通路を伴って適切に形成可能な任意の部品であることを思い出されたい。

被覆コア３１０は、被覆コア３１０の一部分３１５が鋳型キャビティ３０４内に延在するように、鋳型３００に対して配置される。被覆コア３１０は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２から形成された中空構造体３２０を含む。被覆コア３１０は、中空構造体３２０内に配され内側コア材料３２６から形成された内側コア３２４も含む。内側コア３２４は、内部通路８２の形状を規定するように形作られ、鋳型キャビティ３０４内に配置された被覆コア３１０の部分３１５の内側コア３２４は、部品８０が形成されるときに、部品８０内に内部通路８２を画成する。

中空構造体３２０は、内側コア３２４の長さに沿って内側コア３２４を実質的に囲む外側壁３８０を含む。中空構造体３２０の内側部分３６０が、内側コア３２４が中空構造体３２０の内側部分３６０により補われるように形作られるように、外側壁３８０の内側部分に位置する。特定の実施形態では、中空構造体３２０は、概ねチューブ状の形状を規定する。例えば、非限定的に、中空構造体３２０は、内側コア３２４の、よって内部通路８２の選択される非直線形状を規定する必要に応じて、湾曲形状又は傾斜形状などの非直線形状に適切に細工される実質的にまっすぐな金属チューブから初期に形成される。代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、本明細書に記載するように内側コア３２４を内部通路８２の形状で規定することができる任意の適切な形状を規定する。

例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４の固有幅３３０よりも小さな壁厚３２８を有する。固有幅３３０は、本明細書では、内側コア３２４と同じ断面積を有する円の直径として規定される。代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、固有幅３３０よりも小さくない壁厚３２８を有する。例示的な実施形態では、内側コア３２４の断面形状が円形である。代わりに、内側コア３２４の断面形状は、本明細書に記載するように内部通路８２が機能することができる、内部通路８２の任意の適切な断面形状に対応する。

特定の実施形態では、第１の材料３２２は、被覆コア３１０を構造的に支持するように選択される。代替的な実施形態では、第１の材料３２２は、本明細書に記載するように中空構造体３２０が機能することができる任意の適切な材料となるように選択される。他の代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の材料３２２を含まない。例えば、非限定的に、第１の触媒３６２は、被覆コア３１０を構造的に支持するのに十分である。

例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４の少なくとも一部分に隣接して配された第１の触媒３６２と、外側壁３８０に隣接して配された第１の材料３２２とを含む。より具体的には、第１の触媒３６２は、中空構造体３２０の内側部分３６０を画成し、第１の材料３２２は、中空構造体３２０の外側壁３８０を画成する。代替的な実施形態では、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２は、本明細書に記載するように中空構造体３２０が機能することができる任意の適切な配置で中空構造体３２０内に配される。例えば、中空構造体３２０は、第１の触媒３６２が内側部分３６０から外側壁３８０まで延在するように、第１の材料３２２を含まない。

第１の触媒３６２は、本明細書に記載するように、部品８０が形成された後に、内部通路８２に沿って触媒活性となるように選択される。一例として、部品８０は、燃焼機セクション１６の部品であり、第１の触媒３６２は、内部通路８２内で、非限定的に、蒸気改質、選択酸化、及び／又は自己熱改質などの改質に対する触媒作用を及ぼすように選択される。別の例として、部品８０は、加水分解システム（不図示）の部品であり、第１の触媒３６２はプロトン酸である。別の例として、部品８０は、硫黄回収システム（不図示）の部品であり、第１の触媒３６２はアルミナである。別の例として、部品８０は、硫酸製造プラント（不図示）の部品であり、第１の触媒３６２は酸化バナジウムである。別の例として、部品８０は、化学反応を行わせる任意のシステムの部品であり、第１の触媒３６２は、内部通路８２内で、化学反応により消費されるのではなく、同化学反応を促す任意の適切な材料である。加えて、第１の触媒３６２は、一元触媒と称されるが、幾つかの実施形態では、複数の触媒有効成分の混合物を含むことを理解されたい。

特定の実施形態では、中空構造体３２０は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の他の任意の適切な数の材料から形成される。例えば、図５は、図３に示した４−４線沿いにおける被覆コア３１０の別の実施形態の概略断面である。例示的な実施形態では、被覆コア３１０は、内側コア３２４の少なくとも一部分に隣接して配された第１の触媒３６２と、外側壁３８０に隣接して配された第１の材料３２２と、半径方向で第１の触媒３６２と第１の材料３２２との間に配された第２の材料３７２とを含む。幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２は、内部通路８２内での適切な化学反応を促すように再び選択され、第２の材料３７２は、第１の触媒３６２による触媒作用を受ける反応の促進物質となるように選択される。例えば、第１の触媒３６２は、内部通路８２内での蒸気改質を促すようにニッケル系材料として選択され、第２の材料３７２は、セリウムであるように選択される。代替的な実施形態では、第２の材料３７２は、第１の材料３２２及び部品材料７８の少なくとも一方に対する第１の触媒３６２の接着を促すボンディングコート材料である。他の代替的な実施形態では、第２の材料３７２は、本明細書に記載するように被覆コア３１０が機能することができる任意の適切な材料である。

図２〜図５を参照すると、鋳型３００は、鋳型材料３０６から形成される。例示的な実施形態では、鋳型材料３０６は、部品８０を形成するために用いられる部品材料７８の溶融状態に伴う高温環境に耐えるように選択される耐火セラミック材料である。代替的な実施形態では、鋳型材料３０６は、本明細書に記載するような部品８０を形成することができる任意の適切な材料である。その上、例示的な実施形態では、鋳型３００は、適切なインベストメント鋳造法により形成される。例えば、非限定的に、ワックスなどの適切なパターン材料が、適切なパターンダイに注入されて部品８０のパターン（不図示）を形成し、パターンは、鋳型材料３０６のシェルを作り出すように硬化し得る鋳型材料３０６のスラリーに繰返し浸漬され、シェルは、脱脂され焼成されて鋳型３００を形成する。代替的な実施形態では、鋳型３００は、本明細書に記載するように鋳型３００が機能することができる任意の適切な方法により形成される。

特定の実施形態では、被覆コア３１０は、部品８０の形成プロセス中に鋳型３００に対して固定されたままであるように、鋳型３００に対して取り付けられる。例えば、被覆コア３１０は、被覆コア３１０を取り囲む鋳型キャビティ３０４に溶融した部品材料７８を導入する最中に位置がずれないように取り付けられる。幾つかの実施形態では、被覆コア３１０は、鋳型３００に直接結合される。例えば、例示的な実施形態では、被覆コア３１０の先端部分３１２が、鋳型３００の先端部分３１４に強固に入れられる。加えて又は代わりに、被覆コア３１０の根元部分３１６が、先端部分３１４とは反対の、鋳型３００の根元部分３１８に強固に入れられる。例えば、非限定的に、鋳型３００は、上述したようにインベストメントにより形成され、被覆コア３１０は、部分３１５がダイのキャビティ内に延在する一方で先端部分３１２及び根元部分３１６がパターンダイから外に延在するように、適切なパターンダイに固く結合される。パターン材料は、部分３１５がパターン内に延在するように、被覆コア３１０の周りでダイに注入される。インベストメントによって、先端部分３１２及び／又は根元部分３１６が鋳型３００に入る。加えて又は代わりに、被覆コア３１０は、部品８０の形成プロセス中に鋳型３００に対する被覆コア３１０の位置が固定されたままであることを可能にする任意の他の適切なやり方で、鋳型３００に対して取り付けられる。

第１の材料３２２は、溶融した部品材料７８により少なくとも部分的に吸収可能であるように選択される。特定の実施形態では、部品材料７８は合金であり、第１の材料３２２は、合金の１以上の構成材料である。例えば、例示的な実施形態では、部品材料７８はニッケル基超合金であり、第１の材料３２２は、溶融状態の部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に導入されるときに、第１の材料３２２が部品材料７８により実質的に吸収可能であるように、実質的にニッケルである。代替的な実施形態では、部品材料７８は任意の適切な合金であり、第１の材料３２２は、溶融した合金により少なくとも部分的に吸収可能である１以上の材料である。例えば、部品材料７８はコバルト基超合金であり、第１の材料３２２は実質的にコバルトである。別の例の場合、部品材料７８は鉄基合金であり、第１の材料３２２は実質的に鉄である。別の例の場合、部品材料７８はチタン基合金であり、第１の材料３２２は実質的にチタンである。

特定の実施形態では、第１の触媒３６２も、第１の材料３２２に関して上述したように、溶融した部品材料７８により少なくとも部分的に吸収可能であるように選択される。その上、中空構造体３２０が第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の他の材料を含む幾つかの実施形態では、非限定的に第２の材料３７２などの追加材料も、第１の材料３２２に関して上述したように、溶融した部品材料７８により少なくとも部分的に吸収可能であるように選択される。

特定の実施形態では、壁厚３２８は、溶融状態の部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に導入されるときに、被覆コア３１０の部分３１５の、すなわち、鋳型キャビティ３０４内に延在する部分の第１の材料３２２及び第１の触媒３６２が、部品材料７８により実質的に吸収されるように十分に薄い。代替的な実施形態では、壁厚３２８は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の少なくとも一方が、部品材料７８により実質的に吸収されないように選択される。例えば、幾つかの実施形態では、部品材料７８が冷却された後に、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の少なくとも一方は、部品材料７８中に実質的に一様に分布しない。このような幾つかの実施形態では、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の少なくとも一方は、部品材料７８が冷却された後に、個別の境界が部品材料７８に対して中空構造体３２０の輪郭を描くように、部品材料７８により部分的に吸収される。その上、このような幾つかの実施形態では、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の少なくとも一方は、部品材料７８が冷却された後に、中空構造体３２０のうち内側コア３２４に近接する少なくとも一部分がそのままの状態となるように、部品材料７８により部分的に吸収される。

このような幾つかの実施形態では、部品８０が形成された後に、内側コア３２４に近接する第１の触媒３６２の濃度が、部品８０内の他の位置での第１の触媒３６２の濃度よりも検出可能なほど高い。よって、内側コア３２４が部品８０から除去されて内部通路８２を形成した後に、内部壁１００に近接する第１の触媒３６２の濃度は、部品８０内の他の位置での第１の触媒３６２の濃度よりも検出可能なほど高い。その上、このような幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２は、内部壁１００のうち内部通路８２を画成する少なくとも一部分にライニングを施す。

例えば、図６は、図２に示した６−６線沿いの部品８０の断面であり、内部壁１００に近接する第１の触媒３６２の勾配分布を概略的に図示している。図６では、部品８０内での第１の材料３２２の分布が明確性のために省略されている。幾つかの実施形態では、内部壁１００に近接する第１の触媒３６２の濃度が、内部壁１００の少なくとも一部分に沿って、第１の触媒３６２に伴う触媒作用効果を確立するのに十分となる。その上、幾つかの実施形態では、内部壁１００に近接する第１の触媒３６２の濃度が、第１の触媒３６２の少なくとも一部分が、内部壁１００のうち内部通路８２を画成する少なくとも一部分にライニングを施すのに十分である。

その上、中空構造体３２０が第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の他の材料を含む特定の実施形態では、非限定的に第２の材料３７２などの追加材料は、部品８０が形成された後に、同様のやり方で内部壁１００に近接して分布する。例えば、内部壁１００に近接する第２の材料３７２の濃度が、第２の材料３７２が、内部壁１００のうち内部通路８２を画成する少なくとも一部分にライニングを施すのに十分である。別の例の場合、内部壁１００に近接する第２の材料３７２の濃度が、内部壁１００の少なくとも一部分に沿って、第２の材料３７２に伴う触媒作用促進効果を確立するのに十分となる。別の例の場合、第２の材料３７２はボンディングコート材料であり、内部壁１００に近接する第２の材料３７２の濃度が、内部壁１００に近接する部品材料７８及び／又は第１の材料３２２に対する第１の触媒３６２の接着を促すのに十分である。

例示的な実施形態では、内側コア材料３２６は、部品８０を形成するために用いられる部品材料７８の溶融状態に伴う高温環境に耐えるように選択される耐火セラミック材料である。例えば、非限定的に、内側コア材料３２６は、シリカ、アルミナ、及びムライトのうちの少なくとも１つを含む。その上、例示的な実施形態では、内側コア材料３２６は、内部通路８２を形成するために部品８０から選択的に除去可能である。例えば、非限定的に、内側コア材料３２６は、非限定的に、適切な化学的溶解法などの、部品材料７８を実質的に劣化させない適切なプロセスで、部品８０から除去可能である。特定の実施形態では、内側コア材料３２６は、部品材料７８、第１の材料３２２、及び／又は第１の触媒３６２との適合性、及び／又は部品材料７８、第１の材料３２２、及び／又は第１の触媒３６２からの除去性に基づいて選択される。代替的な実施形態では、内側コア材料３２６は、本明細書に記載するような部品８０を形成することができる任意の適切な材料である。

幾つかの実施形態では、被覆コア３１０は、中空構造体３２０を内側コア材料３２６で満たすことにより形成される。例えば、非限定的に、内側コア材料３２６は、スラリーとして中空構造体３２０に注入され、中空構造体３２０内で乾燥されて被覆コア３１０を形成する。その上、特定の実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４を実質的に構造的に補強し、よって、幾つかの実施形態では部品８０を形成するための補強されていない内側コア３２４の製造、取り扱い、及び使用に伴う潜在的な問題を抑制する。例えば、特定の実施形態では、内側コア３２４は、破損、ひび割れ、及び／又は他の損傷の比較的高いリスクを伴う比較的脆いセラミック材料である。よって、このような幾つかの実施形態では、被覆コア３１０の形成及び運搬は、被覆されていない内側コア３２４の使用に比べて、内側コア３２４に対する損傷リスクが非常に低い。同様に、このような幾つかの実施形態では、被覆コア３１０の周りのパターンダイにワックスパターン材料を注入するなどにより、鋳型３００のインベストメント鋳造のために用いられる被覆コア３１０の周りに適切なパターンを形成することは、被覆されていない内側コア３２４の使用に比べて、内側コア３２４に対する損傷リスクが非常に低い。よって、特定の実施形態では、被覆コア３１０の使用は、被覆コア３１０ではなく被覆されていない内側コア３２４を使用して行われる場合の同じステップと比べて、内部に画成された内部通路８２を有する許容可能な部品８０を作り出す場合の欠陥リスクが非常に低い。よって、被覆コア３１０は、内側コア３２４に伴う脆弱性の問題を抑制又は排除しながら、鋳型３００に対して内側コア３２４を配置して内部通路８２を画成することに伴う利点を得ることを容易にする。代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４を実質的に構造的に補強しない。

例えば、特定の実施形態では、内側コア３２４の固有幅３３０は、約０．０５０ｃｍ（０．０２０インチ）から約１．０１６ｃｍ（０．４００インチ）の範囲内であり、中空構造体３２０の壁厚３２８は、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）の範囲内となるように選択される。特に、このような幾つかの実施形態では、固有幅３３０は、約０．１０２ｃｍ（０．０４０インチ）から約０．５０８ｃｍ（０．２００インチ）の範囲内であり、壁厚３２８は、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）の範囲内となるように選択される。別の例の場合、幾つかの実施形態では、内側コア３２４の固有幅３３０は、約１．０１６ｃｍ（０．４００インチ）よりも大きく、及び／又は壁厚３２８は、約０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）よりも大きくなるように選択される。代替的な実施形態では、固有幅３３０は、得られる内部通路８２がその意図される機能を実施することができる任意の適切な値であり、壁厚３２８は、本明細書に記載するように被覆コア３１０が機能することができる任意の適切な値となるように選択される。

特定の実施形態では、中空構造体３２０は、適切な付加製造法を用いて形成される。例えば、図７は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２から形成された中空構造体３２０の実施形態の概略断面図である。例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の端部３５０から反対の第２の端部３５２まで延在しており、第１の触媒３６２が中空構造体３２０の内側部分３６０を画成し、第１の材料３２２が中空構造体３２０の外側壁３８０を画成するように、第１の端部３５０から第２の端部３５２まで各々延在する、第１の触媒３６２の半径方向内側層及び第１の材料３２２の半径方向外側層を含む。

中空構造体３２０を形成するために、中空構造体３２０のコンピュータ設計モデルが、第１の端部３５０と第２の端部３５２との間で一連の薄い平行平面にスライスされ、もって各平面内で第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の各々の分布が規定される。コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械が、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の連続層を、モデルスライスに従って第１の端部３５０から第２の端部３５２まで堆積させて、中空構造体３２０を形成する。例えば、付加製造法は、複数の金属材料、及び／又は金属及びセラミック材料の各々を交互堆積させるように適切に構成され、交互堆積は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の規定された分布を各層に作り出すようにコンピュータ設計モデルに従って適切に制御される。このような典型的な３つの層が、層３６６、３６８、及び３７０として示されている。幾つかの実施形態では、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２を各々含む連続層は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いて堆積される。加えて又は代わりに、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の連続層は、本明細書に記載するような中空構造体３２０を形成することができる任意の適切な方法を用いて堆積される。

幾つかの実施形態では、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、特に、その場合には限られないが、比較的大きな長さ直径比を有する中空構造体の場合に、中空構造体３２０を形成する他の方法により作り出すことが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２の分布を伴って中空構造体３２０を形成することが可能となる。対応して、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、（ｉ）部品８０を形成する他の方法により作り出すこと、及び／又は（ｉｉ）鋳型３００内での部品８０の初期形成の後に別のプロセスで部品８０に付加することが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、内部壁１００に近接する第１の触媒３６２の一体分布（例えば図６に示す）を伴って部品８０を形成することが可能となる。

代わりに、幾つかの実施形態では、被覆コア３１０は、第１の触媒３６２をコーティングとして中空構造体３２０の内側部分３６０に塗工することにより形成される。このような幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２をコーティングとして中空構造体３２０に塗工することは、付加製造と比べて比較的低廉である。

例えば、特定の実施形態では、第１の触媒３６２は、非限定的に、気相堆積法又は化学蒸着法などのバルクコーティング法で中空構造体３２０に塗工される。このような幾つかの実施形態では、中空構造体３２０の外側壁３８０は、中空構造体３２０の内側部分３６０のみがコーティングされるようにマスクされる。代わりに、外側壁３８０と内側部分３６０の両方がコーティングされ、外側壁３８０のコーティングは、例えば、部品８０が鋳造されるときに部品材料７８中に拡散する。

別の例の場合、第１の触媒３６２は、非限定的に、第１の触媒３６２及び／又はその前駆体を含むスラリーを中空構造体３２０に注入し、スラリーを熱処理して第１の触媒３６２の層を作り出し、次いで残留スラリーを中空構造体３２０から除去するなどのスラリー注入法で、中空構造体３２０の内側部分３６０に塗工される。このような幾つかの実施形態では、コーティングを中空構造体３２０のみに塗工することによって、一様な厚さの第１の触媒３６２を作り出すために熱処理プロセス中に部品８０の全体を連続して配向する必要なしにスラリー堆積法を用いることが可能となる。

加えて又は代わりに、幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２は、非限定的に、中空構造体３２０の全体を第１の触媒３６２及び／又はその前駆体を含むスラリーに浸漬するなどのスラリー浸漬法で、中空構造体３２０の内側部分３６０に塗工される。このような幾つかの実施形態では、中空構造体３２０の外側壁３８０は、中空構造体３２０の内側部分３６０のみがコーティングされるようにマスクされる。代わりに、外側壁３８０と内側部分３６０の両方がコーティングされ、外側壁３８０のコーティングは、例えば、部品８０が鋳造されるときに部品材料７８中に拡散する。

代替的な実施形態では、第１の触媒３６２は、本明細書に記載するように被覆コア３１０が機能することができる任意の他の適切なやり方で、中空構造体３２０に塗工される。その上、非限定的に第２の材料３７２などの追加材料を用いて中空構造体３２０を形成する特定の実施形態では、中空構造体３２０は、第１の触媒３６２について上述した方法のいずれかで、及び／又は本明細書に記載するように被覆コア３１０が機能することができる任意の他の適切なやり方で、追加材料と一体に形成され、及び／又は追加材料でコーティングされる。

別の例の場合、図８は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２から形成された中空構造体３２０の別の実施形態の概略断面図である。例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の端部３５０から第２の端部３５２まで延在する第１の材料３２２の層を再び含む。中空構造体３２０は、第１の材料３２２の半径方向内側にある、中空構造体３２０の内側部分３６０の１以上の既定の第１の長手方向部分３５４に延在する第１の触媒３６２の層も含む。例示的な実施形態では、１以上の既定の第１の長手方向部分３５４は、離間した複数の第１の長手方向部分３５４である。

中空構造体３２０を形成するために、中空構造体３２０のコンピュータ設計モデルが、第１の端部３５０と第２の端部３５２との間で一連の薄い平行平面に再びスライスされ、もって各平面内で第１の材料３２２、及び第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２の各々の分布が規定される。コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械が、第１の材料３２２、及び第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２の連続層を、モデルスライスに従って第１の端部３５０から第２の端部３５２まで堆積させて、中空構造体３２０を形成する。例えば、付加製造法は、複数の金属材料、及び／又は金属及びセラミック材料の各々を交互堆積させるように適切に構成され、交互堆積は、第１の材料３２２、及び第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２の規定された分布を各層に作り出すようにコンピュータ設計モデルに従って適切に制御される。このような典型的な３つの層が、層３６６、３６８、及び３７０として示されている。幾つかの実施形態では、第１の材料３２２、及び第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２を各々含む連続層は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いて堆積される。加えて又は代わりに、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の連続層は、本明細書に記載するような中空構造体３２０を形成することができる任意の適切な方法を用いて堆積される。

幾つかの実施形態では、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、特に、その場合には限られないが、比較的大きな長さ直径比を有する中空構造体の場合に、中空構造体３２０を形成する他の方法により作り出すことが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２の分布を伴って中空構造体３２０を形成することが再び可能となる。対応して、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、（ｉ）部品８０を形成する他の方法により作り出すこと、及び／又は（ｉｉ）鋳型３００内での部品８０の初期形成の後に別のプロセスで部品８０に付加することが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、内部壁１００に近接する第１の触媒３６２の一体分布（図６に示す）を伴って部品８０を再び形成することが可能となる。特に、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、内部壁１００に沿って選択される長手方向位置のみに分布する第１の触媒３６２を伴って部品８０を形成することが可能となる。

別の例の場合、図９は、第１の材料３２２、第１の触媒３６２、及び第２の触媒３８２から形成された中空構造体３２０の別の実施形態の概略断面図である。例えば、内部通路８２は、二元触媒化学反応を促すように構成される。例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の端部３５０から第２の端部３５２まで延在する第１の材料３２２の層を再び含む。中空構造体３２０は、また、第１の材料３２２の半径方向内側にある、中空構造体３２０の内側部分３６０の１以上の既定の第１の長手方向部分３５４に延在する第１の触媒３６２の層と、第１の材料３２２の半径方向内側にある、中空構造体３２０の内側部分３６０の１以上の既定の第２の長手方向部分３５６に延在する第２の触媒３８２の層とを含む。例示的な実施形態では、１以上の既定の第１の長手方向部分３５４は、複数の第１の長手方向部分３５４であり、１以上の既定の第２の長手方向部分３５６は、内側部分３６０に沿って複数の第１の長手方向部分３５４と交互する複数の第２の長手方向部分３５６である。

中空構造体３２０を形成するために、中空構造体３２０のコンピュータ設計モデルが、第１の端部３５０と第２の端部３５２との間で一連の薄い平行平面に再びスライスされ、もって各平面内で第１の材料３２２、第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２、及び第２の長手方向部分３５６のための第２の触媒３８２の各々の分布が規定される。コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械が、第１の材料３２２、第１の触媒３６２、及び／又は第２の触媒３８２の連続層を、モデルスライスに従って第１の端部３５０から第２の端部３５２まで堆積させて、中空構造体３２０を形成する。例えば、付加製造法は、複数の金属材料、及び／又は金属及びセラミック材料の各々を交互堆積させるように適切に構成され、交互堆積は、第１の材料３２２、第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２、及び第２の長手方向部分３５６のための第２の触媒３８２の規定された分布を各層に作り出すようにコンピュータ設計モデルに従って適切に制御される。このような典型的な３つの層が、層３６６、３６８、及び３７０として示されている。幾つかの実施形態では、第１の材料３２２、第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２、及び第２の長手方向部分３５６のための第２の触媒３８２を各々含む連続層は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いて堆積される。加えて又は代わりに、第１の材料３２２、第１の触媒３６２、及び／又は第２の触媒３８２の連続層は、本明細書に記載するような中空構造体３２０を形成することができる任意の適切な方法を用いて堆積される。

幾つかの実施形態では、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、特に、その場合には限られないが、比較的大きな長さ直径比を有する中空構造体の場合に、中空構造体３２０を形成する他の方法により作り出すことが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２及び第２の触媒３８２の分布を伴って中空構造体３２０を形成することが可能となる。対応して、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、（ｉ）部品８０を形成する他の方法により作り出すこと、及び／又は（ｉｉ）鋳型３００内での部品８０の初期形成の後に別のプロセスで部品８０に付加することが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、内部壁１００の選択される部分に近接する第１の触媒３６２の一体分布（図６に示す）、及び内部壁１００の選択される他の部分に近接する第２の触媒３８２の同様な一体分布を伴って部品８０を形成することが可能となる。

別の例の場合、図１０は、第１の材料３２２、第１の触媒３６２、及び第２の触媒３８２から形成された中空構造体３２０の別の実施形態の概略断面図である。例示的な実施形態は、複数の第２の長手方向部分３５６及び複数の第１の長手方向部分３５４の少なくとも一方が、複数の第２の長手方向部分３５６及び複数の第１の長手方向部分３５４の他方から内側部分３６０に沿って離間していることを除いて、図９に示した実施形態と実質的に同様である。

中空構造体３２０を形成するために、中空構造体３２０のコンピュータ設計モデルが、第１の端部３５０と第２の端部３５２との間で一連の薄い平行平面に再びスライスされ、もって各平面内で第１の材料３２２、第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２、及び第２の長手方向部分３５６のための第２の触媒３８２の各々の分布が規定される。コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械が、第１の材料３２２、第１の触媒３６２、及び／又は第２の触媒３８２の連続層を、モデルスライスに従って第１の端部３５０から第２の端部３５２まで堆積させて、中空構造体３２０を形成する。例えば、付加製造法は、複数の金属材料、及び／又は金属及びセラミック材料の各々を交互堆積させるように適切に構成され、交互堆積は、第１の材料３２２、第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２、及び第２の長手方向部分３５６のための第２の触媒３８２の規定された分布を各層に作り出すようにコンピュータ設計モデルに従って適切に制御される。このような典型的な３つの層が、層３６６、３６８、及び３７０として示されている。幾つかの実施形態では、第１の材料３２２、第１の長手方向部分３５４のための第１の触媒３６２、及び第２の長手方向部分３５６のための第２の触媒３８２を各々含む連続層は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いて堆積される。加えて又は代わりに、第１の材料３２２、第１の触媒３６２、及び／又は第２の触媒３８２の連続層は、本明細書に記載するような中空構造体３２０を形成することができる任意の適切な方法を用いて堆積される。

幾つかの実施形態では、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、特に、その場合には限られないが、比較的大きな長さ直径比を有する中空構造体の場合に、中空構造体３２０を形成する他の方法により作り出すことが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２及び第２の触媒３８２の分布を伴って中空構造体３２０を形成することが再び可能となる。対応して、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、（ｉ）部品８０を形成する他の方法により作り出すこと、及び／又は（ｉｉ）鋳型３００内での部品８０の初期形成の後に別のプロセスで部品８０に付加することが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、内部壁１００の選択される部分に近接する第１の触媒３６２の一体分布（図６に示す）、及び内部壁１００の選択される他の部分に近接する第２の触媒３８２の同様な一体分布を伴って部品８０を形成することが可能となる。

特定の実施形態では、被覆コア３１０は、第１の触媒３６２の触媒性能を向上させるように表面積が増加された内部通路８２を形成するように構成される。例えば、中空構造体３２０の内側部分３６０は、部品８０が形成されるときに、内側コア３２４が、内部通路８２の対応する複合的な断面外周を規定するように、複合的な断面外周（不図示）を伴って形成される。内部壁１００に近接して配され、内部通路８２の複合的な断面外周を規定する第１の触媒３６２によって、内部通路８２の所与の断面設置面積に関して内部通路８２の単位長さ当りで規定される第１の触媒３６２の全表面積が増加する。

別の例の場合、図１１は、被覆コア３１０の別の実施形態の、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。例示的な実施形態では、被覆コア３１０は、内側コア３２４の少なくとも一部分に隣接して中空構造体３２０の内側部分３６０に配された第１の触媒３６２と、外側壁３８０に隣接して配された第１の材料３２２とを含む。幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２は、内部通路８２内での適切な化学反応を促すように再び選択される。

加えて、例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、内側部分３６０の第１の位置に隣接する第１の端部３９４から内側部分３６０の第２の位置に隣接する第２の端部３９６まで延在する１以上のストラット３９０を含む。よって、１以上のストラット３９０は、内側コア３２４を長手方向に延在する複数のチャンバ３９２に区分する。例示的な実施形態では、各ストラット３９０の内側部分が、第１の材料３２２により形成され、第１の触媒３６２も、各チャンバ３９２の内側コア３２４に隣接する１以上のストラット３９０に沿って配される。代替的な実施形態では、各ストラット３９０は、実質的に第１の触媒３６２から形成される。

例示的な実施形態では、（図２に示した）部品８０が（図３に示した）鋳型３００内に形成されるときに、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２は、１以上のストラット３９０内に配された第１の材料３２２及び／又は第１の触媒３６２を含めて、部品材料７８に少なくとも部分的に吸収される。よって、各チャンバ３９２は、内部通路８２内に対応するチャンバを画成し、１以上のストラット３９０に対応する内部通路８２の各チャンバの間に壁が画成される。幾つかの実施形態では、部品８０は、図６に示したように、内部壁１００に近接して第１の触媒３６２の一体分布を再び含み、ストラット３９０に対応する壁に近接して第１の触媒３６２の同様の一体分布を含む。よって、内側コア３２４をチャンバ３９２に区分する１以上のストラット３９０を含む被覆コア３１０の使用によって、内部通路８２の所与の断面設置面積に関して内部通路８２の単位長さ当りで規定される第１の触媒３６２の全表面積が増加する。

幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２は、図８に関して上述したように、第１の材料３２２の半径方向内側にある、内側部分３６０の１以上の既定の第１の長手方向部分３５４及び中空構造体３２０のストラット３９０に延在する。代わりに、第１の触媒３６２は、内側部分３６０及びストラット３９０の長手方向の範囲の実質的に全体に延在する。

幾つかの実施形態では、中空構造体３２０は、図７及び図８に示した実施形態に関して上述したような適切な付加製造法を用いて再び形成される。代わりに、中空構造体３２０は、本明細書に記載するように中空構造体３２０が機能することができる任意の適切なやり方で形成される。

別の例の場合、図１２は、被覆コア３１０の別の実施形態の、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。図１２に示した実施形態は、１以上のストラット３９０が、内側コア３２４を４つのチャンバ３９２に区分する一対のストラット３９０として具体化されることを除いて、図１１に関して記載した実施形態と同一である。単一のストラット３９０を図示する図１１の実施形態と比べると、内側コア３２４を４つのチャンバ３９２に区分する２つのストラット３９０を含む被覆コア３１０の使用によって、内部通路８２の所与の断面設置面積に関して内部通路８２の単位長さ当りで規定される第１の触媒３６２の全表面積がさらに増加する。しかし、内部通路８２の流動断面積が対応して減少する。

別の例の場合、図１３は、被覆コア３１０の別の実施形態の、図３に示した４−４線沿いの概略断面である。図１３に示した実施形態は、図１１に関して記載した実施形態と同様である。しかし、例示的な実施形態では、第１の触媒３６２は、中空構造体３２０の内側部分３６０に配され、第２の触媒３８２は、各チャンバ３９２の内側コア３２４に隣接する１以上のストラット３９０に沿って配される。代替的な実施形態では、１以上のチャンバ３９２は、任意の適切なやり方で内側部分３６０に配される第１の触媒３６２及び第２の触媒３８２と、内側コア３２４に近接する１以上のストラット３９０とを含む。

例示的な実施形態では、（図２に示した）部品８０が（図３に示した）鋳型３００内に形成されるときに、第１の材料３２２、第１の触媒３６２、及び第２の触媒３８２は、１以上のストラット３９０内に配された第１の材料３２２及び／又は第２の触媒３８２を含めて、部品材料７８に少なくとも部分的に吸収される。再び、各チャンバ３９２は、内部通路８２内に対応するチャンバを画成し、１以上のストラット３９０に対応する内部通路８２の各チャンバの間に壁が画成される。幾つかの実施形態では、部品８０は、図６に示したように、内部壁１００に近接して第１の触媒３６２の一体分布を再び含み、ストラット３９０に対応する壁に近接して第２の触媒３８２の同様の一体分布を含む。よって、各チャンバ３９２は、部品８０が鋳型３００内に形成された後に、内部通路８２内に二元触媒チャンバを画成する。

幾つかの実施形態では、図９及び図１０に関して上述したのと同様に、各チャンバ３９２内では、第１の触媒３６２は、内側部分３６０の１以上の既定の第１の長手方向部分３５４に延在し、第２の触媒３８２は、中空構造体３２０のストラット３９０の１以上の既定の第２の長手方向部分３５６に延在する。代わりに、第１の触媒３６２及び第２の触媒３８２の少なくとも一方は、内側部分３６０及び／又はストラット３９０の長手方向の範囲の実質的に全体に延在する。

幾つかの実施形態では、中空構造体３２０は、図９及び図１０に示した実施形態に関して上述したような適切な付加製造法を用いて再び形成される。代わりに、中空構造体３２０は、本明細書に記載するように中空構造体３２０が機能することができる任意の適切なやり方で形成される。

別の例の場合、図１４は、複数の内部通路特徴９８を有する内部通路８２を含む、例示的な別の部品８０の一部分の概略断面図である。図１５は、鋳型アセンブリ３０１内で用いて、図１４に示した内部通路特徴９８を有する部品８０を形成するための例示的な別の被覆コア３１０の概略切欠き斜視図である。特に、図１５では、内側コア３２４の特徴を図示するために中空構造体３２０の一部分が切除されている。図１６は、被覆コア３１０を形成する際に用いるための別の中空構造体３２０の一部分の概略断面図である。例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２から再び形成される。

図１４〜図１６を参照すると、内部通路８２は、部品８０の内部壁１００により再び概ね画成され、内部通路特徴９８は、内部通路８２により画成された流れ経路内の局所的な変化を規定するように形作られる。例えば、非限定的に、内部通路特徴９８は、内部壁１００から概ね内部通路８２の中心に向けて半径方向内側に延在するタービュレータであり、内部壁１００に沿う熱境界層流を妨害して、（図１に示した）回転機械１０の運転中に内部通路８２内での反応の触媒作用を向上させるように形作られる。代わりに、内部通路特徴９８は、内部通路８２により画成された流れ経路内の局所的な変化を規定するように形作られた任意の構造である。例示的な実施形態では、各内部通路特徴９８に近接する部品８０は、本明細書に記載するように、第１の触媒３６２により少なくとも部分的に形成される。図１１では、部品８０内の第１の材料３２２の分布が明確性のために省略されている。

特定の実施形態では、中空構造体３２０の内側部分３６０は、１以上の内部通路特徴９８を画成するように形作られる。このような幾つかの実施形態では、内側コア３２４は、内側コア３２４が、内部に画成された１以上の内部通路特徴９８を含む内部通路８２を画成するように、中空構造体３２０の内側部分３６０により補われるように形作られる。例えば、内側コア３２４は、１以上の相補的特徴３３１を含むように内側部分３６０により補われるように形作られ、１以上の相補的特徴３３１は、１以上の内部通路特徴９８の形状を補うような形状を有する。

例えば、図示する実施形態では、１以上の相補的特徴３３１は、内側コア３２４の外部表面に画成された複数の凹んだ特徴３３４である。各凹んだ特徴３３４は、対応する内部通路特徴９８の形状を補うような形状を有する。より具体的には、図示する実施形態では、中空構造体３２０の内側部分３６０は、内側コア材料３２６が中空構造体３２０に付加されるときに、突起３４１が凹んだ特徴３３４を画成するように、中空構造体３２０の内側部分３６０で半径方向内側に延在する複数のスタッド形状として形成された突起３４１を含む。よって、溶融した部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に導入され、中空構造体３２０が溶融した部品材料７８に少なくとも部分的に吸収されるときに、溶融した部品材料７８は、１以上の相補的特徴３３１を埋め、１以上の相補的特徴３３１内の冷却された部品材料７８は、１以上の内部通路特徴９８を形成する。加えて又は代わりに、溶融した部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に導入され冷却された後に、中空構造体３２０の内側部分３６０のうち内側コア３２４に隣接する部分がそのままの状態にとどまる範囲で、内側部分３６０のうち１以上の相補的特徴３３１に結合されるそのままの状態の部分は、１以上の内部通路特徴９８を画成する。

例示的な実施形態では、中空構造体３２０の内側部分３６０は、第１の触媒３６２から少なくとも部分的に形成された少なくとも突起３４１と、第１の材料３２２から形成された中空構造体３２０の残り部分とを含む。代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の任意の適切な分布を含む。幾つかの実施形態では、被覆コア３１０が（図３に示した）鋳型３００に対して配置され、溶融した部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に付加され冷却されて部品８０を形成した後に、内部通路特徴９８に近接する第１の触媒３６２の濃度が、部品８０内の他の位置での第１の触媒３６２の濃度よりも検出可能なほど高い。その上、このような幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２は、内部通路特徴９８の少なくとも一部分を形成する。

中空構造体３２０を形成するために、中空構造体３２０のコンピュータ設計モデルが、第１の端部３５０と第２の端部３５２との間で一連の薄い平行平面に再びスライスされ、もって各平面内で第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の各々の分布が規定される。コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械が、第１の材料３２２、及び１以上の突起３４１が部分的に画成される層のための第１の触媒３６２の連続層を、モデルスライスに従って第１の端部３５０から第２の端部３５２まで堆積させて、中空構造体３２０を形成する。例えば、付加製造法は、複数の金属材料、及び／又は金属及びセラミック材料の各々を交互堆積させるように適切に構成され、交互堆積は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の規定された分布を各層に作り出すようにコンピュータ設計モデルに従って再び適切に制御される。このような典型的な層の１つが層３６６として示されている。幾つかの実施形態では、第１の材料３２２、及び１以上の突起３４１が部分的に画成される層のための第１の触媒３６２を各々含む連続層は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いて堆積される。加えて又は代わりに、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の連続層は、本明細書に記載するような中空構造体３２０を形成することができる任意の適切な方法を用いて堆積される。

幾つかの実施形態では、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、特に、その場合には限られないが、比較的大きな長さ直径比を有する中空構造体の場合に、中空構造体３２０を形成する他の方法により作り出すことが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２から少なくとも部分的に形成された突起３４１を伴って中空構造体３２０を形成することが可能となる。対応して、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、（ｉ）部品８０を形成する他の方法により作り出すこと、及び／又は（ｉｉ）鋳型３００内での部品８０の初期形成の後に別のプロセスで部品８０に付加することが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２から少なくとも部分的に形成された内部通路特徴９８を伴って部品８０を形成することが可能となる。よって、特定の実施形態では、内部通路８２内の流体流は、乱流と触媒作用とを合わせて受ける。

代替的な実施形態では、少なくとも幾つかの突起３４１は、少なくとも幾つかの内部通路特徴９８が、第２の触媒３８２から少なくとも部分的に形成されて二元触媒内部通路８２を画成するように、（図９に示した）第２の触媒３８２から少なくとも部分的に形成される。代わりに又は加えて、図９及び図１０に示したように、第１の触媒３６２は、内側部分３６０の１以上の既定の第１の長手方向部分３５４に延在して、触媒作用のための表面積を増加させ、及び／又は第２の触媒３８２は、内側部分３６０の１以上の既定の第２の長手方向部分３５６に延在して、触媒作用のための表面積が増加された二元触媒内部通路８２を画成する。

図１７は、複数の内部通路特徴９８を有する内部通路８２を含む、例示的な別の部品８０の一部分の概略断面図である。図１８は、鋳型アセンブリ３０１内で用いられて、図１７に示したような内部通路特徴９８を有する部品８０を形成する例示的な別の被覆コア３１０の概略切欠き斜視図である。特に、図１８の図では、内側コア３２４の特徴を図示するために中空構造体３２０の一部分が切除されている。図１９は、図１８に示した被覆コア３１０を形成する際に用いるための別の中空構造体３２０の一部分の概略断面図である。中空構造体３２０は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２から再び形成される。

図１７〜図１９を参照すると、内部通路８２は、部品８０の内部壁１００により再び概ね画成され、内部通路特徴９８は、内部通路８２により画成された流れ経路内の局所的な変化を規定するように再び形作られる。例示的な実施形態では、各内部通路特徴９８に近接する部品８０は、本明細書に記載するように、再び第１の触媒３６２により少なくとも部分的に形成される。図１７では、部品８０内の第１の材料３２２の分布が明確性のために省略されている。

特定の実施形態では、中空構造体３２０の内側部分３６０は、１以上の内部通路特徴９８を画成するように再び形作られる。このような幾つかの実施形態では、内側コア３２４は、内側コア３２４が、内部に画成された１以上の内部通路特徴９８を含む内部通路８２を画成するように、中空構造体３２０の内側部分３６０により再び補われるように形作られる。より具体的には、例示的な実施形態では、中空構造体３２０の内側部分３６０は、１以上の内部通路特徴９８を内部通路８２の内部壁１００に沿う螺旋溝として画成するように形作られる。対応して、内側部分３６０は、内側コア材料３２６が中空構造体３２０に付加されるときに、内側コア３２４の１以上の相補的特徴３３１を螺旋溝構造３３９として画成するように形作られた螺旋突起３４１を含む。よって、溶融した部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に導入され、中空構造体３２０が溶融した部品材料７８に少なくとも部分的に吸収されるときに、溶融した部品材料７８は、１以上の相補的特徴３３１を埋め、１以上の相補的特徴３３１内の冷却された部品材料７８は、１以上の内部通路特徴９８を再び形成する。加えて又は代わりに、溶融した部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に導入され冷却された後に、中空構造体３２０の内側部分３６０のうち内側コア３２４に隣接する部分がそのままの状態にとどまる範囲で、内側部分３６０のうち１以上の相補的特徴３３１に結合されるそのままの状態の部分は、１以上の内部通路特徴９８を再び画成する。

例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の触媒３６２から少なくとも部分的に形成された少なくとも突起３４１と、第１の材料３２２から形成された中空構造体３２０の残り部分とを含む。代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の任意の適切な分布を含む。幾つかの実施形態では、被覆コア３１０が（図３に示した）鋳型３００に対して配置され、溶融した部品材料７８が鋳型キャビティ３０４に付加され冷却されて部品８０を形成した後に、内部通路特徴９８に近接する第１の触媒３６２の濃度が、部品８０内の他の位置での第１の触媒３６２の濃度よりも検出可能なほど高い。その上、このような幾つかの実施形態では、第１の触媒３６２は、内部通路特徴９８の少なくとも一部分を形成する。

中空構造体３２０を形成するために、中空構造体３２０のコンピュータ設計モデルが、第１の端部３５０と第２の端部３５２との間で一連の薄い平行平面に再びスライスされ、もって各平面内で第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の各々の分布が規定される。コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械が、第１の材料３２２、及び突起３４１が部分的に画成される層のための第１の触媒３６２の連続層を、モデルスライスに従って第１の端部３５０から第２の端部３５２まで堆積させて、中空構造体３２０を形成する。例えば、付加製造法は、複数の金属材料、及び／又は金属及びセラミック材料の各々を交互堆積させるように適切に構成され、交互堆積は、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の規定された分布を各層に作り出すようにコンピュータ設計モデルに従って再び適切に制御される。このような典型的な層の１つが層３６６として示されている。幾つかの実施形態では、第１の材料３２２、及び突起３４１が部分的に画成される層のための第１の触媒３６２を各々含む連続層は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いて堆積される。加えて又は代わりに、第１の材料３２２及び第１の触媒３６２の連続層は、本明細書に記載するような中空構造体３２０を形成することができる任意の適切な方法を用いて堆積される。

幾つかの実施形態では、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、特に、その場合には限られないが、比較的大きな長さ直径比を有する中空構造体の場合に、中空構造体３２０を形成する他の方法により作り出すことが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２から少なくとも部分的に形成された突起３４１を伴って中空構造体３２０を形成することが再び可能となる。対応して、付加製造法による中空構造体３２０の形成によって、（ｉ）部品８０を形成する他の方法により作り出すこと、及び／又は（ｉｉ）鋳型３００内での部品８０の初期形成の後に別のプロセスで部品８０に付加することが困難となり、及び／又は比較的高コストとなる、第１の触媒３６２から少なくとも部分的に形成された内部通路特徴９８を伴って部品８０を形成することが可能となる。よって、特定の実施形態では、内部通路８２内の流体流は、乱流と触媒作用とを合わせて受ける。

代替的な実施形態では、突起３４１の一部分は、内部通路特徴９８の一部分が、第２の触媒３８２から少なくとも部分的に形成されて二元触媒内部通路８２を画成するように、（図９に示した）第２の触媒３８２から少なくとも部分的に形成される。代わりに又は加えて、図９及び図１０に示したように、第１の触媒３６２は、内側部分３６０の１以上の既定の第１の長手方向部分３５４に延在して、触媒作用のための表面積を増加させ、及び／又は第２の触媒３８２は、内側部分３６０の１以上の既定の第２の長手方向部分３５６に延在して、触媒作用のための表面積が増加された二元触媒内部通路８２を画成する。

図１４〜図１９を参照すると、内部通路特徴９８は、スタッド及び／又は螺旋溝として図示しているが、本開示は、内部通路８２がその意図される目的のために機能することができる任意の適切な追加又は代替的な形状を有する内部通路特徴９８と、本明細書に記載するような内部通路特徴９８を形成することができる任意の適切な対応する形状を有する中空構造体３２０の内側部分３６０及び内側コア３２４の相補的特徴３３１とを考慮していることを理解されたい。その上、図示する実施形態は、内部通路特徴９８の各実施形態を実質的に同一の繰返し形状を有するものとして示すが、本開示は、内部通路８２がその意図される目的のために機能することができる異なる形状の任意の適切な組合せを有する内部通路特徴９８と、本明細書に記載するような内部通路特徴９８を形成することができる異なる形状の任意の適切な対応する組合せを有する中空構造体３２０の内側部分３６０及び内側コア３２４の相補的特徴３３１とを考慮していることを理解されたい。

内部通路８２などの、内部に内部通路が画成された、部品８０などの部品を形成する例示的な方法２０００が、図２０及び図２１のフロー図に図示されている。図１〜図１９も参照すると、例示的な方法２０００は、被覆コア３１０などの被覆コアを、鋳型３００などの鋳型に対して配置すること２００２を含む。被覆コアは、少なくとも、第１の材料３２２などの第１の材料、及び第１の触媒３６２などの第１の触媒から形成された、中空構造体３２０などの中空構造体を含む。被覆コアは、中空構造体内に配された、内側コア３２４などの内側コアも含む。方法２０００は、溶融状態の、部品材料７８などの部品材料を、鋳型キャビティ３０４などの鋳型キャビティに導入して部品を形成すること２００４と、キャビティ内の部品材料を冷却して部品を形成すること２００６とも含む。内側コアは、部品内に内部通路を画成する。

幾つかの実施形態では、部品材料をキャビティに導入するステップ２００４は、部品が形成された後に、内側コアに近接する第１の触媒の濃度が、内部壁１００などの内部壁のうち部品内の内部通路を画成する少なくとも一部分に沿って、第１の触媒に伴う触媒作用効果を確立するのに十分となるように、部品材料を導入すること２００８を含む。

特定の実施形態では、部品材料をキャビティに導入するステップ２００４は、部品が形成された後に、第１の触媒が、内部壁１００などの内部壁のうち部品内の内部通路を画成する少なくとも一部分にライニングを施すように、部品材料を導入すること２０１０を含む。

幾つかの実施形態では、被覆コアを配置するステップ２００２は、被覆コアを配置すること２０１２を含み、第１の触媒は、（ｉ）改質触媒、（ｉｉ）プロトン酸、（ｉｉｉ）アルミナ、及び（ｉｖ）酸化バナジウムのうちの１つから選択される。

特定の実施形態では、被覆コアを配置するステップ２００２は、被覆コアを配置すること２０１４を含み、第１の触媒は、第１の材料の半径方向内側にある、内側部分３６０などの中空構造体の内側部分の、第１の長手方向部分３５４などの１以上の既定の第１の長手方向部分に延在する。このような幾つかの実施形態では、被覆コアを配置するステップ２０１４は、第１の材料、第１の触媒、及び、第２の触媒３８２などの第２の触媒から形成された中空構造体を含む被覆コアを配置すること２０１６を含む。第２の触媒は、第１の材料の半径方向内側にある、第２の長手方向部分３５６などの、中空構造体の内側部分の１以上の既定の第２の長手方向部分に延在する。

特定の実施形態では、内側部分３６０などの、中空構造体の内側部分は、第１の触媒から少なくとも部分的に形成され、内側部分は、内部通路特徴９８などの、内部通路の１以上の内部通路特徴を画成するように形作られ、部品材料をキャビティに導入するステップ２００４は、部品が形成された後に、第１の触媒が１以上の内部通路特徴の少なくとも一部分を形成するように、部品材料を導入すること２０１８を含む。

幾つかの実施形態では、中空構造体は、内側コアを長手方向に延在する、チャンバ３９２などの複数のチャンバに区分する、１以上のストラット３９０などの１以上のストラットを含み、第１の触媒は、内側コアに隣接する１以上のストラットに沿って配される。部品材料をキャビティに導入するステップ２００４は、部品が形成された後に、内側コアの複数のチャンバの各々が内部通路の対応するチャンバを画成するように、部品材料を導入すること２０２０を含む。

特定の実施形態では、被覆コアを配置するステップ２００２は、付加製造法を用いて各々形成された、典型的な層３６６、３６８、及び３７０などの複数の層を含む中空構造体を含む被覆コアを配置すること２０２２を含む。

幾つかの実施形態では、方法２０００は、付加製造法を用いて２０２６、中空構造体を形成すること２０２４をさらに含む。その上、このような幾つかの実施形態では、付加製造法を用いるステップ２０２６は、代わりに、第１の材料及び第１の触媒の各々を堆積させて、中空構造体の、典型的な層３６６、３６８、及び３７０などの複数の層の各々に第１の材料及び第１の触媒の規定の分布を作り出すこと２０２８を含む。加えて又は代わりに、このような幾つかの実施形態では、付加製造法を用いるステップ２０２６は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いること２０３０を含む。

上述した被覆コアは、内部通路に沿って選択的に配置された１以上の触媒を伴って、内部に画成された内部通路を含む部品を形成するための高コスト効率な方法を提供する。具体的には、被覆コアは、鋳型キャビティ内に配置されて部品内で内部通路の位置を規定する内側コアを含み、内側部分に内側コアが配され少なくとも第１の材料及び第１の触媒から形成された中空構造体も含む。第１の触媒は、部品が鋳型内に形成されたときに、第１の触媒が内部通路に沿って選択的に配置されるように、付加製造法などにより中空構造体内に合理的に分布する。例えば、非限定的に、第１の触媒は、内部通路を流れる流体中の化学反応を促すように選択的に配置される。また、具体的には、第１の材料及び第１の触媒は、各々、鋳型キャビティに導入されて部品を形成する溶融した部品材料により少なくとも部分的に吸収可能である。よって、中空構造体の使用は、部品の構造特徴又は性能特徴を妨げず、後で内側コア材料を部品から除去して内部通路を形成することを妨げない。

本明細書に記載する方法、システム、及び装置の例示的な技術的効果は、（ａ）内部に内部通路が画成された部品を形成する際に用いられるコアの形成、取り扱い、運搬、及び／又は保管に伴う脆弱性の問題を抑制又は排除すること、及び（ｂ）非直線状及び／又は複合的な形状を有する、及び／又は大きなＬ／ｄ比を特徴とする内部通路の場合でも、部品が鋳型内に形成されたときに、１以上の触媒を内部通路に沿って確実に繰返して選択的に配置できること、の少なくとも一方を含む。

被覆コアの例示的な実施形態について詳細に上述した。被覆コア、及びかかる被覆コアを用いる方法及びシステムは、本明細書に記載されている具体的な実施態様に限定されるものではなく、それどころか、システムの部品及び／又は方法のステップは、本明細書に記載される他の部品及び／又はステップから切り離して単独で利用されてもよい。例えば、例示的な実施形態は、鋳型アセンブリ内でコアを用いるように現在構成される他の多くの用途に関連して実施及び利用することができる。

本開示の様々な実施態様の特定の特徴が、一部の図面に示されていて、他の図面には示されていない場合があるが、これは、便宜的なものにすぎない。本開示の原理に従って、図面における任意の特徴は、任意の他の図面における任意の特徴と組合せて参照及び／又は特許請求され得る。

この明細書は、ベストモードを含めて実施形態を開示するために、並びに、任意の装置もしくはシステムの製造及び使用、組み込まれた任意の方法の実施を含めて当業者が実施形態を実践することも可能にするために例を用いている。本開示の特許可能な範囲は、請求項により定義されており、当業者が思い付く他の例を含み得る。かかる他の例は、それらの例が請求項の文言と異ならない構成要素を有する場合、又はそれらの例が請求項の文言とは実質的に差異のない等価構成要素を含む場合、請求項の範囲内にあることを意図している。
［実施態様１］
内部に内部通路（８２）が画成された部品（８０）を形成する方法であって、
鋳型（３００）に対して被覆コア（３１０）を配置する工程であって、被覆コア（３１０）が、少なくとも第１の材料（３２２）及び第１の触媒（３６２）から形成された中空構造体（３２０）と、中空構造体（３２０）内に配された内側コア（３２４）とを含んでいる、工程と、
溶融状態の部品材料（７８）を鋳型（３００）のキャビティ（３０４）に導入する工程と、
キャビティ（３０４）内の部品材料（７８）を冷却して部品（８０）を形成する工程であって、内側コア（３２４）は、部品（８０）内に内部通路（８２）を画成する、工程と、
を含む方法。
［実施態様２］
部品材料（７８）をキャビティ（３０４）に導入する工程は、部品（８０）が形成された後に、内側コア（３２４）に近接する第１の触媒（３６２）の濃度が、内部壁（３０２）のうち部品（８０）内の内部通路（８２）を画成する少なくとも一部分に沿って、第１の触媒（３６２）に伴う触媒作用効果を確立するのに十分となるように、部品材料（７８）を導入する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
部品材料（７８）をキャビティ（３０４）に導入する工程は、部品（８０）が形成された後に、第１の触媒（３６２）が、内部壁（３０２）のうち部品（８０）内の内部通路（８２）を画成する少なくとも一部分にライニングを施すように、部品材料（７８）を導入する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様４］
被覆コア（３１０）を配置する工程は、被覆コア（３１０）を配置する工程を含み、第１の触媒（３６２）は、（ｉ）改質触媒、（ｉｉ）プロトン酸、（ｉｉｉ）アルミナ、及び（ｉｖ）酸化バナジウムのうちの１つから選択される、実施態様１に記載の方法。
［実施態様５］
被覆コア（３１０）を配置する工程は、被覆コア（３１０）を配置する工程を含み、第１の触媒（３６２）は、第１の材料（３２２）の半径方向内側にある、中空構造体（３２０）の内側部分（３６０）のうち１以上の既定の第１の長手方向部分（３５４）に延在する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様６］
被覆コア（３１０）を配置する工程は、第１の材料（３２２）、第１の触媒（３６２）、及び第２の触媒（３８２）から形成された中空構造体（３２０）を含む被覆コア（３１０）を配置する工程を含み、第２の触媒（３８２）は、第１の材料（３２２）の半径方向内側にある、中空構造体（３２０）の内側部分（３６０）のうち１以上の既定の第２の長手方向部分（３５６）に延在する、実施態様５に記載の方法。
［実施態様７］
中空構造体（３２０）の内側部分（３６０）は、第１の触媒（３６２）から少なくとも部分的に形成され、内側部分（３６０）は、内部通路（８２）の１以上の内部通路特徴（９８）を画成するように形作られ、部品材料（７８）をキャビティ（３０４）に導入する工程は、部品（８０）が形成された後に、第１の触媒（３６２）が１以上の内部通路特徴（９８）の少なくとも一部分を形成するように、部品材料（７８）を導入する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様８］
中空構造体（３２０）は、内側コア（３２４）を長手方向に延在する複数のチャンバ（３９２）に区分する１以上のストラット（３９０）を含み、第１の触媒（３６２）は、内側コア（３２４）に隣接する１以上のストラット（３９０）に沿って配され、部品材料（７８）をキャビティ（３０４）に導入する工程は、部品（８０）が形成された後に、内側コア（３２４）の複数のチャンバ（３９２）の各々が内部通路（８２）の対応するチャンバ（３９２）を画成するように、部品材料（７８）を導入する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様９］
被覆コア（３１０）を配置する工程は、付加製造法を用いて各々形成された複数の層（３６６、３６８、３７０）を含む中空構造体（３２０）を含む被覆コア（３１０）を配置する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１０］
付加製造法を用いて中空構造体（３２０）を形成する工程をさらに含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１１］
付加製造法を用いることは、第１の材料（３２２）及び第１の触媒（３６２）の各々を交互に堆積させて、第１の材料（３２２）及び第１の触媒（３６２）の規定の分布を中空構造体（３２０）の複数の層（３６６、３６８、３７０）の各々に作り出すことを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
付加製造法を用いることは、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）法、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）法、選択レーザ焼結（ＳＬＳ）法、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）法、選択レーザ溶融法（ＳＬＭ）、及びロボキャスティング押出式付加法のうちの少なくとも１つを用いることを含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１３］
内部に内部通路（８２）が画成された部品（８０）を形成する際に用いるための鋳型アセンブリ（３０１）であって、
内部に鋳型キャビティ（３０４）を画成する鋳型（３００）と、
鋳型（３００）に対して配置された被覆コア（３１０）であって、
少なくとも第１の材料（３２２）及び第１の触媒（３６２）から形成された中空構造体（３２０）と、
中空構造体（３２０）内に配され、溶融状態の部品材料（７８）が鋳型キャビティ（３０４）に導入され冷却されて部品（８０）を形成するときに部品（８０）内の内部通路（８２）を画成するように配置される、内側コア（３２４）とを備える被覆コア（３１０）と、
を備える、鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様１４］
第１の触媒（３６２）は、（ｉ）改質触媒、（ｉｉ）プロトン酸、（ｉｉｉ）アルミナ、及び（ｉｖ）酸化バナジウムのうちの１つである、実施態様１３に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様１５］
第１の触媒（３６２）は、第１の材料（３２２）の半径方向内側にある、中空構造体（３２０）の内側部分（３６０）のうち１以上の既定の第１の長手方向部分（３５４）に延在する、実施態様１３に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様１６］
中空構造体（３２０）は、第１の材料（３２２）、第１の触媒（３６２）、及び第２の触媒（３８２）から形成され、第２の触媒（３８２）は、第１の材料（３２２）の半径方向内側にある、中空構造体（３２０）の内側部分（３６０）の１以上の既定の第２の長手方向部分（３５６）に延在する、実施態様１３に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様１７］
中空構造体（３２０）は、第１の触媒（３６２）から少なくとも部分的に形成された内側部分（３６０）を備え、内側部分（３６０）は、部品（８０）が形成されたときに内部通路（８２）の１以上の内部通路特徴（９８）を画成するように形作られる、実施態様１３に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様１８］
中空構造体（３２０）は、内側コア（３２４）を長手方向に延在する複数のチャンバ（３９２）に区分する１以上のストラット（３９０）をさらに備える、実施態様１３に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様１９］
第１の触媒（３６２）は、内側コア（３２４）に隣接する１以上のストラット（３９０）に沿って配される、実施態様１８に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様２０］
第２の触媒（３８２）が、内側コア（３２４）に隣接する１以上のストラット（３９０）に沿って配される、実施態様１８に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様２１］
中空構造体（３２０）は、第１の材料（３２２）、第１の触媒（３６２）、及び第２の材料（３７２）から形成され、第２の材料（３７２）は、第１の触媒（３６２）による触媒作用を受ける反応の促進物質であるように選択される、実施態様１３に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。
［実施態様２２］
中空構造体（３２０）は、付加製造法を用いて各々形成された複数の層（３６６、３６８、３７０）を備える、実施態様１３に記載の鋳型アセンブリ（３０１）。

１０ 回転機械、ガスタービン
１２ 吸気セクション
１４ 圧縮機セクション
１６ 燃焼機セクション
１８ タービンセクション
２０ 排気セクション
２２ ロータシャフト
２４ 燃焼機
３６ ケーシング
４０ 圧縮機ブレード
４２ 圧縮機静翼
７０ ロータブレード
７２ タービン静翼
７８ 部品材料
８０ 部品
８２ 二元触媒内部通路
８８ 第１の端部
９０ 第２の端部
９８ 内部通路特徴
１００ 内部壁
３００ 鋳型
３０１ 鋳型アセンブリ
３０２ 内部壁
３０４ 鋳型キャビティ
３０６ 鋳型材料
３１０ 被覆コア
３１２ 先端部分
３１４ 先端部分
３１５ 部分
３１６ 根元部分
３１８ 根元部分
３２０ 中空構造体
３２２ 第１の材料
３２４ 内側コア
３２６ 内側コア材料
３２８ 壁厚
３３０ 固有幅
３３１ 相補的特徴
３３４ 凹んだ特徴
３３９ 螺旋溝構造
３４１ 螺旋突起
３５０ 第１の端部
３５２ 第２の端部
３５４ 第１の長手方向部分
３５６ 第２の長手方向部分
３６０ 内側部分
３６２ 第１の触媒
３６６ 層
３６８ 層
３７０ 層
３７２ 第２の材料
３８０ 外側壁
３８２ 第２の触媒
３９０ ストラット
３９２ チャンバ
３９４ 第１の端部
３９６ 第２の端部

Claims (10)

1. 内部に内部通路が画成された部品を形成する方法であって、
   鋳型に対して被覆コアを配置する工程であって、被覆コアが、少なくとも第１の材料及び第１の触媒から形成された中空構造体と、中空構造体内に配された内側コアとを含んでいる、工程と、
   溶融状態の部品材料を鋳型のキャビティに導入する工程と、
   キャビティ内の部品材料を冷却して部品を形成する工程であって、内側コアが、部品内に内部通路を画成する、工程と、
   を含む方法。
2. 部品材料をキャビティに導入する工程は、部品が形成された後に、内側コアに近接する第１の触媒の濃度が、内部壁のうち部品内の内部通路を画成する少なくとも一部分に沿って、第１の触媒に伴う触媒作用効果を確立するのに十分となるように、部品材料を導入する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 中空構造体の内側部分は、第１の触媒から少なくとも部分的に形成され、内側部分は、内部通路の１以上の内部通路特徴を画成するように形作られ、部品材料をキャビティに導入する工程は、部品が形成された後に、第１の触媒が１以上の内部通路特徴の少なくとも一部分を形成するように、部品材料を導入する工程を含む、請求項１に記載の方法。
4. 中空構造体は、内側コアを長手方向に延在する複数のチャンバに区分する１以上のストラットを含み、第１の触媒は、内側コアに隣接する１以上のストラットに沿って配され、部品材料をキャビティに導入する工程は、部品が形成された後に、内側コアの複数のチャンバの各々が内部通路の対応するチャンバを画成するように、部品材料を導入する工程を含む、請求項１に記載の方法。
5. 付加製造法を用いて中空構造体を形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 内部に内部通路が画成された部品を形成する際に用いるための鋳型アセンブリであって、
   内部に鋳型キャビティを画成する鋳型と、
   鋳型に対して配置された被覆コアであって、少なくとも第１の材料及び第１の触媒から形成された中空構造体と、中空構造体内に配置される内側コアであって、溶融状態の部品材料を鋳型キャビティ内に導入して冷却して部品を形成する際に部品内の内部通路を画成するように配置される内側コアとを備える被覆コアと
   を備える、鋳型アセンブリ。
7. 第１の触媒は、第１の材料の半径方向内側にある、中空構造体の内側部分のうち１以上の既定の第１の長手方向部分に延在する、請求項６に記載の鋳型アセンブリ。
8. 中空構造体は、第１の触媒から少なくとも部分的に形成された内側部分を備え、内側部分は、部品が形成されたときに内部通路の１以上の内部通路特徴を画成するように形作られる、請求項６に記載の鋳型アセンブリ。
9. 中空構造体は、内側コアを長手方向に延在する複数のチャンバに区分する１以上のストラットをさらに備える、請求項６に記載の鋳型アセンブリ。
10. 中空構造体は、付加製造法を用いて各々形成された複数の層を備える、請求項６に記載の鋳型アセンブリ。

Images