JP7187094B2 - マイクロチャネルを有するcmc部品およびcmc部品内にマイクロチャネルを形成するための方法 - Google Patents
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Description
[実施態様1]
セラミックマトリックス複合材(CMC)部品内にマイクロチャネル(116)を形成するための方法であって、
前記CMC部品の本体(122)を形成するための複数のボディプライ(120)をレイアップするステップと、
前記複数のボディプライ(120)上にマイクロチャネルプライ(124)をレイアップするステップであって、前記マイクロチャネルプライ(124)は、少なくとも1つのマイクロチャネル(116)を形成するために少なくとも1つのボイドを内部に有する、ステップと、
前記マイクロチャネルプライ(124)上にカバープライ(128)をレイアップするステップであって、前記カバープライ(128)は前記CMC部品の外層を画定する、ステップと、
前記CMC部品を形成するために、前記レイアップされたボディプライ(120)、マイクロチャネルプライ(124)、およびカバープライ(128)を処理するステップと、
を含む方法。
[実施態様2]
前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つの供給導管(118)を機械加工するステップをさらに含み、
前記少なくとも1つの供給導管(118)は、前記ボディプライ(120)によって画定されたキャビティ(114)から前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)まで延在する、実施態様1に記載の方法。
[実施態様3]
前記少なくとも1つの供給導管(118)は、前記マイクロチャネルプライ(124)をレイアップした後であって、前記カバープライ(128)をレイアップする前に、前記複数のボディプライ(120)内に機械加工される、実施態様2に記載の方法。
[実施態様4]
前記少なくとも1つの供給導管(118)は、前記複数のボディプライ(120)をレイアップした後であって、前記マイクロチャネルプライ(124)をレイアップする前に、前記複数のボディプライ(120)内に機械加工される、実施態様2に記載の方法。
[実施態様5]
前記マイクロチャネルプライ(124)上に前記カバープライ(128)をレイアップする前に、前記レイアップされた複数のボディプライ(120)および前記マイクロチャネルプライ(124)を低減された温度および圧力で加圧滅菌するステップをさらに含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様6]
前記CMC部品にコーティングを施すステップと、
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)から前記CMC部品の外面に冷却流体の膜を供給するために、前記CMC部品の前記外面から前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)まで少なくとも1つの膜冷却孔(134)を機械加工するステップと、
をさらに含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様7]
前記ボディプライ(120)内に膜冷却キャビティ(136)および膜供給導管(138)を機械加工するステップであって、前記膜供給導管(138)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)から前記膜冷却キャビティ(136)への冷却流体の流れを提供する、ステップと、
前記膜冷却キャビティ(136)から前記CMC部品の外面に冷却流体の膜を供給するために、前記CMC部品の前記外面から前記膜冷却キャビティ(136)まで少なくとも1つの膜冷却孔(134)を機械加工するステップと、
を含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様8]
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)は、概して蛇行したパターンで画定される、実施態様1に記載の方法。
[実施態様9]
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)は、概して真っ直ぐな線に沿って延在する、実施態様1に記載の方法。
[実施態様10]
セラミックマトリックス複合材(CMC)部品内にマイクロチャネル(116)を形成するための方法であって、
前記CMC部品の本体(122)を形成するための複数のボディプライ(120)をレイアップするステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つの供給導管(118)を機械加工するステップと、
少なくとも1つのマイクロチャネル(116)を画定するために、前記ボディプライ(120)に付加マトリックス(132)を適用するステップと、
前記CMC部品を形成するために、前記レイアップされたボディプライ(120)および付加マトリックス(132)を処理するステップと、
を含む方法。
[実施態様11]
前記付加マトリックス(132)を適用するステップは、前記付加マトリックス(132)を前記ボディプライ(120)に適用するために、積層造形プロセスを利用するステップを含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様12]
前記付加マトリックス(132)を前記ボディプライ(120)に適用する前に、前記レイアップされた複数のボディプライ(120)を低減された温度および圧力で加圧滅菌するステップ
をさらに含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様13]
前記付加マトリックス(132)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)が前記CMC部品の外面に近接して画定されるように、前記CMC部品の前記外面を画定する、実施態様10に記載の方法。
[実施態様14]
前記付加マトリックス(132)が前記ボディプライ(120)に適用される際に複数の繊維が前記付加マトリックス(132)内に埋め込まれるように、前記本体(122)の最外面から前記複数の繊維が延在する、実施態様10に記載の方法。
[実施態様15]
前記CMC部品にコーティングを施すステップと、
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)から前記CMC部品の外面に冷却流体の膜を供給するために、前記CMC部品の前記外面から前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)まで少なくとも1つの膜冷却孔(134)を機械加工するステップと、
をさらに含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様16]
前記ボディプライ(120)内に膜冷却キャビティ(136)および膜供給導管(138)を機械加工するステップであって、前記膜供給導管(138)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)から前記膜冷却キャビティ(136)への冷却流体の流れを提供する、ステップと、
前記膜冷却キャビティ(136)から前記CMC部品の外面に冷却流体の膜を供給するために、前記CMC部品の前記外面から前記膜冷却キャビティ(136)まで少なくとも1つの膜冷却孔(134)を機械加工するステップと、
を含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様17]
前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)は、概して蛇行したパターンで画定される、実施態様10に記載の方法。
[実施態様18]
セラミックマトリックス複合材(CMC)部品内にマイクロチャネル(116)を形成するための方法であって、
前記CMC部品の本体(122)を形成するための複数のボディプライ(120)をレイアップするステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つのマイクロチャネル(116)を機械加工するステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つの供給導管(118)を機械加工するステップと、
前記複数のボディプライ(120)上にカバープライ(128)をレイアップするステップであって、前記カバープライ(128)は前記CMC部品の外層を画定するステップと、
前記CMC部品を形成するために、前記レイアップされたボディプライ(120)およびカバープライ(128)を処理するステップと、
を含む方法。
[実施態様19]
前記ボディプライ(120)内に膜冷却キャビティ(136)および膜供給導管(138)を機械加工するステップであって、前記膜供給導管(138)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)から前記膜冷却キャビティ(136)への冷却流体の流れを提供する、ステップと、
前記膜冷却キャビティ(136)から前記CMC部品の外面に冷却流体の膜を供給するために、前記CMC部品の前記外面から前記膜冷却キャビティ(136)まで少なくとも1つの膜冷却孔(134)を機械加工するステップと、
を含む、実施態様18に記載の方法。
[実施態様20]
前記膜冷却キャビティ(136)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)よりも大きな幅およびより大きな深さを有する、実施態様18に記載の方法。
12 長手方向または軸方向中心線
14 ファン部
16 コアタービンエンジン
18 外側ケーシング
20 入口
22 低圧圧縮機
24 高圧圧縮機
26 燃焼部
28 高圧タービン
30 低圧タービン
32 ジェット排気ノズル部
34 高圧シャフト/スプール
36 低圧シャフト/スプール
38 ファン
40 ブレード
42 ディスク
48 ナセル
50 ファンケーシングまたはナセル
52 出口ガイドベーン
54 下流部
56 バイパス空気流路
58 空気
60 入口
62 空気の第1の部分
64 空気の第2の部分
66 燃焼ガス
68 HPタービンステータベーン
70 HPタービンロータブレード
72 LPタービンステータベーン
74 LPタービンロータブレード
76 ファンノズル排気部
78 高温ガス経路
100 翼形部
102 正圧側面
104 負圧側面
106 前縁
108 後縁
110 外面
112 コーティング
112a 外面
114 キャビティ
116 マイクロチャネル
118 供給導管
120 ボディプライ
122 部品の本体
124 マイクロチャネルプライ
126 部品のマイクロチャネル領域
128 カバープライ
130 部品の外層
132 付加マトリックス
133 ピン
134 膜冷却孔
136 膜冷却キャビティ
138 膜供給導管
Claims (13)
- セラミックマトリックス複合材(CMC)部品内にマイクロチャネル(116)を形成するための方法であって、
前記CMC部品の本体(122)を形成するための複数のボディプライ(120)をレイアップするステップと、
前記複数のボディプライ(120)上にマイクロチャネルプライ(124)をレイアップするステップであって、前記マイクロチャネルプライ(124)は、少なくとも1つのマイクロチャネル(116)を形成するために少なくとも1つのボイドを内部に有する、ステップと、
前記マイクロチャネルプライ(124)上にカバープライ(128)をレイアップするステップであって、前記カバープライ(128)は前記CMC部品の外層を画定する、ステップと、
前記CMC部品を形成するために、前記レイアップされた複数のボディプライ(120)、マイクロチャネルプライ(124)、およびカバープライ(128)を処理するステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に膜冷却キャビティ(136)および膜供給導管(138)を画定するステップであって、前記膜供給導管(138)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)から前記膜冷却キャビティ(136)への冷却流体の流れを提供する、ステップと、
前記膜冷却キャビティ(136)から前記CMC部品の外面に冷却流体の膜を供給するために、前記CMC部品の前記外面から前記膜冷却キャビティ(136)まで少なくとも1つの膜冷却孔(134)を画定するステップと、を含み、
前記膜冷却キャビティ(136)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)より大きな幅(W)及び大きな深さ(D)を有する、方法。 - 前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つの供給導管(118)を機械加工するステップをさらに含み、
前記少なくとも1つの供給導管(118)は、前記複数のボディプライ(120)によって画定されたキャビティ(114)から前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)まで延在する、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの供給導管(118)は、前記マイクロチャネルプライ(124)をレイアップした後であって、前記カバープライ(128)をレイアップする前に、前記複数のボディプライ(120)内に機械加工される、請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの供給導管(118)は、前記複数のボディプライ(120)をレイアップした後であって、前記マイクロチャネルプライ(124)をレイアップする前に、前記複数のボディプライ(120)内に機械加工される、請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)は、概して蛇行したパターンで画定される、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)は、概して真っ直ぐな線に沿って延在する、請求項1に記載の方法。
- セラミックマトリックス複合材(CMC)部品内にマイクロチャネル(116)を形成するための方法であって、
前記CMC部品の本体(122)を形成するための複数のボディプライ(120)をレイアップするステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つの供給導管(118)を機械加工するステップと、
少なくとも1つのマイクロチャネル(116)を画定するために、前記ボディプライ(120)に付加マトリックス(132)を適用するステップと、
前記CMC部品を形成するために、前記レイアップされた複数のボディプライ(120)および付加マトリックス(132)を処理するステップと、
前記付加マトリックス(132)を前記複数のボディプライ(120)に適用する前に、前記レイアップされた複数のボディプライ(120)を低減された温度および圧力で加圧滅菌するステップと、
を含む方法。 - 前記付加マトリックス(132)を適用するステップは、前記付加マトリックス(132)を前記複数のボディプライ(120)に適用するために、積層造形プロセスを利用するステップを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記付加マトリックス(132)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)が前記CMC部品の外面に近接して画定されるように、前記CMC部品の前記外面を画定する、請求項7に記載の方法。
- 前記付加マトリックス(132)が前記複数のボディプライ(120)に適用される際に複数の繊維が前記付加マトリックス(132)内に埋め込まれるように、前記本体(122)の最外面から前記複数の繊維が延在する、請求項7に記載の方法。
- セラミックマトリックス複合材(CMC)部品内にマイクロチャネル(116)を形成するための方法であって、
前記CMC部品の本体(122)を形成するための複数のボディプライ(120)をレイアップするステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つのマイクロチャネル(116)を機械加工するステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に少なくとも1つの供給導管(118)を機械加工するステップと、
前記複数のボディプライ(120)上にカバープライ(128)をレイアップするステップであって、前記カバープライ(128)は前記CMC部品の外層を画定するステップと、
前記CMC部品を形成するために、前記レイアップされた複数のボディプライ(120)およびカバープライ(128)を処理するステップと、
前記複数のボディプライ(120)内に膜冷却キャビティ(136)および膜供給導管(138)を画定するステップであって、前記膜供給導管(138)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)から前記膜冷却キャビティ(136)への冷却流体の流れを提供する、ステップと、
前記膜冷却キャビティ(136)から前記CMC部品の外面に冷却流体の膜を供給するために、前記CMC部品の前記外面から前記膜冷却キャビティ(136)まで少なくとも1つの膜冷却孔(134)を画定するステップと、
を含み、
前記膜冷却キャビティ(136)は、前記少なくとも1つのマイクロチャネル(116)より大きな幅(W)及び大きな深さ(D)を有する、方法。 - 前記画定するステップは、機械加工、精密な切断、又は形成を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記画定するステップは、機械加工、精密な切断、又は形成を含む、請求項11に記載の方法。
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