JP6961043B2 - ターボマシンの構成要素を製造する方法、ターボマシンの構成要素、および、ターボマシン - Google Patents
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Description
A)ベース表面を有する構成要素の本体を設けるステップと、
B)ベース表面を結合層で被覆するステップと、
C)結合層を摩耗可能セラミック材料から形成される上端層で被覆し、それにより、構成要素の上端面を形成するステップと、
を備え、
ベース表面がパターニングされた突出部を有し、また、2つの被覆ステップにより、構成要素の上端面もパターニングされた突出部を有する。
− 構成要素の本体と、
− 本体のベース表面を被覆する結合層と、
− 結合層を被覆するとともに摩耗可能セラミック材料から形成される上端層と、
を備え、
構成要素のベース表面および上端面がいずれもパターニングされた突出部を有する。
その後、
B)このベース表面を結合層(304)で被覆し、
その後、
C)結合層304を摩耗可能セラミック材料の上端層302で被覆し、それにより、前記構成要素の上端面を形成する(図2参照)。
プラズマ溶射(LPPS)、真空プラズマ溶射(VPS)、空気プラズマ溶射(APS)、または、高速度オキシ燃料(HVOF)溶射によって得られてもよく、或いは、この層は、拡散によって、例えば、固体拡散、液体状態拡散、または、化学蒸着拡散によって得られてもよく、MCrAIYは、より一般的には、溶射によって得られ、また、Ni3Alは、より一般的には、拡散によって得られる。
− 第1の初期直線部分514(シールのBEGIN側から始まる)と、
− 部分514と連続する第2の中間湾曲部分516と、
− 部分516と連続する第3の最終直線部分518(シールのEND側で終わる)と、
を備え、
この典型的な実施形態では、部分514、518が異なる長さを有し、特に、部分514が部分518よりも長い。
シンの回転軸に対して垂直な平面内に位置してシールのENDに対応する)との間の角度μ(図5における524)は、25°〜85°の範囲内であってもよい。角度λ、μは等しくてもよく或いは異なってもよく、典型的な実施形態では、これらの角度が異なる。
108 タービンセクション
109 タービンケーシング
115 タービンシャフト
125 タービンベーン(またはノズル)
140 タービンステージ
160 タービンブレード(またはバケット)
184 エーロフォイルチップ
188 内面
200 シールシステム
202 摩耗可能部分
204 研磨部分
208 隙間
210 隆起部
212 低地部
302 上端層
304 結合層
306 本体
402 上端層
404 結合層
406 本体
410 突出部
414 突出部
510 隆起部
512 低地部
514 第1の初期直線部分
516 第2の中間湾曲部分
518 第3の最終直線部分
Claims (14)
- ターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法であって、
前記構成要素(109)が、パターニングされた複数の突出部(414)を有するベース表面を備えた本体(406)を備えるように、前記複数の突出部(414)を前記本体(406)の前記ベース表面上に形成するステップであって、当該ベース表面上の前記複数の突出部(414)は、前記ベース表面の平坦部(416)によって互いに隔てられた、台形の断面形状を有する隆起部として形成される、形成するステップと、
前記ベース表面を結合層(404)で被覆するステップであって、当該結合層(404)が、パターニングされた複数の突出部(410)を有し、当該結合層(404)の前記複数の突出部(410)が、前記ベース表面の前記平坦部(416)に対応する平坦な低地部によって互いに隔てられている、被覆するステップと、
前記結合層(404)を被覆するように、前記構成要素(109)の上端面を形成する摩耗可能セラミック材料から形成される上端層(402)を塗布するステップであって、前記構成要素(109)の上端面が、機械加工されたものでなく、前記ベース表面と前記結合層(404)の前記複数の突出部(414)の形状に類似した形状を有するパターニングされた複数の突出部(410)を有する、塗布するステップと、
を含み、
前記結合層(404)の前記平坦な低地部を覆う前記上端層(402)の部分の厚さ(h1)が、前記結合層(404)の前記突出部を覆う前記上端層(402)の部分の厚さ(h2)よりも、大きく、
前記ベース表面および前記上端面の突出部(410、414)が、互いに平行な一組の成形された隆起部(210、510)であり、
前記隆起部(210、510)は、それぞれ、前記ターボマシン(100)の回転軸方向にシールの始端側から終端側に向かって、
第1の直線部分(514)と、
前記第1の直線部分(514)と連続する第2の湾曲部分(516)と、
前記第2の湾曲部分(516)と連続する第3の直線部分(518)と、
を有する、
ターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - 前記本体(406)の前記ベース表面の前記突出部(414)を、鋳造、切削、研削、放電機械加工、または、付加製造によって形成するようにした、
請求項1に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - 前記結合層(404)が、拡散法によってNi3Alから形成される、
請求項1または2に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - 前記上端層(402)が、溶射によって、DVC YSZまたはDVC DySZから形成される、
請求項1から3のいずれか1項に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - 前記本体が、ニッケル系超合金から形成される、
請求項1から4のいずれか1項に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - 前記第1の直線部分(514)と前記第3の直線部分(518)は、互いに異なる長さを有する、
請求項1から5のいずれか1項に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - 前記第1の直線部分(514)は、前記第2の湾曲部分(516)よりも長い、
請求項1から6のいずれか1項に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - 前記ターボマシン(100)の回転軸に垂直な面と前記ベース表面との交線と、前記第1の直線部分(514)とのなす鋭角(λ)が、前記ターボマシン(100)の回転軸に垂直な面と前記ベース表面との交線と、前記第3の直線部分(514)とのなす鋭角(μ)よりも小さい、
請求項1から7のいずれか1項に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)を製造する方法。 - ターボマシン(100)の構成要素(109)であって、
前記構成要素(109)の本体(406)と、
前記本体(406)のベース表面を被覆する結合層(404)と、
摩耗可能セラミック材料から形成され、前記結合層(404)を被覆して前記構成要素(109)の上端面を形成する上端層(402)と、
を備えており、
前記ベース表面は、パターニングされた複数の突出部(414)を有し、前記ベース表面の前記複数の突出部(414)は、前記ベース表面の平坦部(416)によって互いに隔てられた、台形の断面形状を有する隆起部として形成されており、
前記結合層(404)は、パターニングされた複数の突出部を有し、前記結合層(404)の前記複数の突出部は、前記ベース表面の前記平坦部(416)に対応する平坦な低地部によって互いに隔てられており、
前記上端層(402)によって形成される前記構成要素(109)の前記上端面が、機械加工されたものではなく、前記ベース表面及び前記結合層(404)の前記複数の突出部(414)の形状に類似した形状を有するパターニングされた複数の突出部(410)を有し、
前記結合層(404)の前記平坦な低地部を覆う前記上端層(402)の部分の厚さ(h1)が、前記結合層(404)の前記突出部を覆う前記上端層(402)の部分の厚さ(h2)よりも、大きく、
前記ベース表面および前記上端面の前記突出部(410、414)が、互いに平行な一組の成形された隆起部(210、510)であり、
前記隆起部(210、510)は、それぞれ、前記ターボマシン(100)の回転軸方向にシールの始端側から終端側に向かって、
第1の直線部分(514)と、
前記第1の直線部分(514)と連続する第2の湾曲部分(516)と、
前記第2の湾曲部分(516)と連続する第3の直線部分(518)と、
を有する、
ターボマシン(100)の構成要素(109)。 - 前記本体が、ニッケル系超合金から形成される、
請求項9に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)。 - 前記第1の直線部分(514)と前記第3の直線部分(518)は、互いに異なる長さを有する、
請求項9または10に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)。 - 前記第1の直線部分(514)は、前記第2の湾曲部分(516)よりも長い、
請求項9から11のいずれか1項に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)。 - 前記ターボマシン(100)の回転軸に垂直な面と前記ベース表面との交線と、前記第1の直線部分(514)とのなす鋭角(λ)が、前記ターボマシン(100)の回転軸に垂直な面と前記ベース表面との交線と、前記第3の直線部分(514)とのなす鋭角(μ)よりも小さい、
請求項9から12のいずれか1項に記載のターボマシン(100)の構成要素(109)。 - 請求項9から13のいずれか1項に記載の少なくとも1つの構成要素(109)を備えたターボマシン(100)。
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