JP2017503656A - 一過性インサートによって形成されたセラミック中子を用いて鋳造される多壁ガスタービン翼およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モノリシック鋳造中子を使用する鋳造オペレーションを介して形成される多壁ガスタービンエンジン翼に関する。
従来、ガスタービンエンジン翼は、多くの場合、インベストメント鋳造プロセスの間に鋳造中子の周囲に形成される。多壁を備える翼を形成するために、2つ以上の鋳造中子が別個に形成され、次いで、インベストメント鋳造プロセスにおける使用に適した2部構成中子アセンブリを形成するように固定される。しかしながら、このプロセスは、鋳造中子の組立て中の不適合、鋳造プロセス中の鋳造中子の相対移動、および鋳造プロセス中の二部構成中子アセンブリの位置のシフトにより、寸法的な公差を満たさない翼壁部を生じることがある。そのため、当該技術分野において改良の余地が残されている。
本願発明者らは、鋳造物、すなわち多壁翼の公差制御を改善し、ひいては歩留りをより高める新規の鋳造プロセスを開発した。加えて、この革新的プロセスは、表面冷却特徴を従来は形成することができなかった内部冷却チャネル表面に、表面冷却特徴を配置することを可能にする。
Claims (20)
- 多壁翼の第3の壁部の形状で一過性中子インサートを形成するためにフレキシブルなインサート型を使用し、
翼中子型に前記一過性中子インサートを位置決めし、
前記翼中子型にセラミック中子材料を流し込み、これにより、前記多壁翼の前記第3の壁部を形成するように構成されたモノリシック鋳造中子を形成し、
前記翼中子型および前記一過性中子インサートを除去し、前記モノリシック鋳造中子を露出させる
ことを含む方法。 - 前記一過性中子インサートの形状は、さらに、前記モノリシック鋳造中子が前記多壁翼のリブの少なくとも一部を形成するように前記モノリシック鋳造中子を画成する、請求項1記載の方法。
- 前記リブの表面は、前記多壁翼内に冷却チャネルの一部を規定し、前記一過性中子インサートの形状は、さらに、前記モノリシック鋳造中子が前記リブの表面に配置された表面特徴を形成するように前記モノリシック鋳造中子を画成する、請求項2記載の方法。
- 前記リブの表面に配置された前記表面特徴を形成する前記一過性中子インサートの形状は、前記リブの一部を形成する前記モノリシック鋳造中子における間隙内へ前記一過性中子インサートをロックする、請求項3記載の方法。
- 一回の注入オペレーションにおいて前記モノリシック鋳造中子の周囲に前記多壁翼を鋳造することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記一過性中子インサートは、さらに、前記モノリシック鋳造中子の複数のセクションが空間的な関係を維持することを助けるように構成された、前記モノリシック鋳造中子における位置決め特徴を画成する、請求項1記載の方法。
- 付加的なフレキシブルインサート型内に、前記多壁翼の第4の壁部の形状の付加的な一過性中子インサートを形成し、該付加的な一過性中子インサートを前記翼中子型に位置決めすることをさらに含み、前記付加的なフレキシブルインサート型は、前記多壁翼の前記第4の壁部を形成するように前記モノリシック鋳造中子を構成する、請求項1記載の方法。
- 前記多壁翼内に冷却チャネルを形成するように構成された前記モノリシック鋳造中子の中子セクションは、前記一過性中子インサートと、前記付加的な一過性中子インサートとの間に形成されている、請求項7記載の方法。
- 一回の注入鋳造プロセスの間に鋳造され、かつインベストメント鋳造プロセスの間に、ガスタービンエンジンの多壁翼の圧力側壁部と、吸込側壁部と、第3の壁部とを画成するように構成されたモノリシックボディを備えることを特徴とする、鋳造中子。
- 前記モノリシックボディは、さらに、前記多壁翼の第4の壁部を画成するように構成されている、請求項9記載の鋳造中子。
- 前記モノリシックボディは、隣接する中子セクションの間にリブ間隙を画成し、該リブ間隙は、前記多壁翼のリブを形成するように構成されている、請求項9記載の鋳造中子。
- 前記モノリシックボディは、さらに、前記リブに表面特徴を画成するように構成されている、請求項11記載の鋳造中子。
- 前記鋳造中子の翼形中心線断面において、前記表面特徴は、前記リブ間隙において波形を形成する、請求項12記載の鋳造中子。
- 前記多壁翼の第4の壁部を画成するようにさらに構成されている、請求項9記載の鋳造中子。
- 前記モノリシックボディは、さらに、前記第3の壁部および前記第4の壁部にわたって延びる前記リブに表面特徴を画成するように構成されている、請求項14記載の鋳造中子。
- 前記セクションの間の間隙をブリッジすることによって前記モノリシックボディの複数のセクションが空間的関係を維持するのを助けるように構成された位置決め特徴をさらに備える、請求項9記載の鋳造中子。
- 圧力側壁部と、吸込側壁部と、第3の壁部と、
該第3の壁部に対して横方向に向けられたリブと、
該リブに配置された表面特徴と、
を備えることを特徴とする、ガスタービンエンジン多壁翼。 - 第4の壁部をさらに備える、請求項17記載のガスタービンエンジン多壁翼。
- 翼の翼形中心線断面において、前記表面特徴は、前記リブの表面に波形を形成する、請求項17記載のガスタービンエンジン多壁翼。
- 前記リブは、前記第3の壁部と前記第4の壁部との間にわたって延びている、請求項18記載のガスタービンエンジン多壁翼。
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