JPH10263936A - 物体内に通路を設ける方法及びターボ機械部品 - Google Patents

物体内に通路を設ける方法及びターボ機械部品

Info

Publication number
JPH10263936A
JPH10263936A JP10065527A JP6552798A JPH10263936A JP H10263936 A JPH10263936 A JP H10263936A JP 10065527 A JP10065527 A JP 10065527A JP 6552798 A JP6552798 A JP 6552798A JP H10263936 A JPH10263936 A JP H10263936A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passages
passage
turbo machine
support surface
vapor
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.)
Pending
Application number
JP10065527A
Other languages
English (en)
Inventor
Lee Mckinley Barry
バリー・リー・マッキンレー
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.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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 Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPH10263936A publication Critical patent/JPH10263936A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0005—Separation of the coating from the substrate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/20—Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49336—Blade making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49336—Blade making
    • Y10T29/49337—Composite blade
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49348—Burner, torch or metallurgical lance making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49401—Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
    • Y10T29/49988—Metal casting
    • Y10T29/49989—Followed by cutting or removing material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の方法による禁止的に低い生産率ではな
しに、羽根表面のもっと近くに位置した多くの小さな冷
却通路を有する羽根及びその他のターボ機械部品を形成
するための信頼できる方法を提供する。また、かかる冷
却通路を有する羽根及びその他のターボ機械部品を提供
する 【解決手段】 ターボ機械部品内に小さな冷却通路を形
成する信頼できるこの方法は、溝１１を有する基体１２
ａを用意し、該溝に充填材１４を埋め、基体１２ａ及び
充填材１４の表面１６ａ，１８上に蒸発気を凝縮させ、
表皮層２０ａを形成してから、充填材１４を除去する。
この方法は、通路の形成を必要とする羽根及びその他の
ターボ機械部品等に用いられ、これにより、ターボ機械
部品の表面近くに多数の小さな通路を有するターボ機械
部品が提供される。該通路は、ターボ機械部品を冷却す
るため冷却媒体が該通路を通ることを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小さな通路が貫い
て延びている物体に関し、また、かかる通路を設ける方
法に関するものである。特に、本発明は、小さな通路を
有するターボ機械部品に関し、また、かかる通路を設け
るための対応する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の技術の進歩により、蒸発気を基体
上に凝縮することにより該基体を被覆することが可能に
なっている。この真空めっき法を用いて、表皮層により
基体の化学的、物理的、又は電磁的特性を強化もしくは
高めることができる。求められている特性に依存して、
表皮層は、基体と同一の材料か、或いは耐食合金のよう
な別の材料から形成しうる。
【０００３】蒸発気を生成する一般的な方法は、電子ガ
ンを用いて電子ビームを屡々金属である蒸発性物質の表
面上に焦点合わせする。電子ビームにより該表面上に局
所的な高温がもたらされ、この高温が金属の蒸発性物質
の一部を蒸発させる。金属蒸気は析出室を充満し、蒸発
が始まる前に該析出室のガスが排出されるので、該析出
室が高濃度の金属蒸気を有することになる。蒸気は析出
室内に置かれた物品上に凝縮する。凝縮した金属は冷却
して、物体上に固体被覆を形成する。この被覆の厚さ
は、蒸気圧力、温度、析出時間のような運転条件や、基
体の機械的処理法を変えることにより制御される。電子
ビームを用いる気相メッキ法は、現在、広く使用されて
いる。例えばタービン部品のような多種の物品を真空メ
ッキにより被覆することができる。
【０００４】ガスタービンのタービン部及び燃焼部は、
高温にさらされる。タービンに入る燃焼ガスの温度は、
ターボ機械の部品が形成されている合金の最高作動範囲
を屡々越えることがある。ターボ機械の部品には例えば
タービン羽根、タービン壁体が含まれる。
【０００５】ターボ機械部品は高温にさらされるので、
それらの構造上の健全性を保つために冷却されるのが典
型的である。そのためタービンの圧縮機部からの空気の
向きを変えてタービン羽根、壁体を冷却する。しかし、
冷却のために圧縮機の空気を使用することは、この空気
を燃焼の支持のために利用できなくなるため、タービン
効率を低下させる。従って、ターボ機械部品を冷却する
ためには最少量の圧縮機空気を使用することが望まし
い。
【０００６】一般に、冷却は、一定流量の空気を部品内
の内部通路に通すことによって行われる。羽根全体にわ
たる一定の空気流量を達成するためには、羽根の内部静
圧が羽根の外部圧力を超えていることが必要である。外
部圧力が内部圧力を超えていれば、燃焼ガスが羽根の内
部に流入して、冷却流体の流れを遮るので、羽根が過熱
により損傷するかもしれない。
【０００７】また、冷却流体は、大抵の空冷翼に共通す
る蛇行通路もしくは小被膜孔（filmhole）を通過すると
きに、圧力を損失する。従って、内部圧力を外部圧力よ
りも高く維持するために、流体圧力損失を最小にしなけ
ればならない。
【０００８】そのため、内部冷却通路を有する羽根その
他のターボ機械部品については、冷却空気圧力の損失を
低くする必要が存在する。
【０００９】羽根を製造する通常の方法では、鋳造工程
と、広範囲の機械加工工程とを用いる。鋳造工程は、型
と中子とを組み立てることを必要とする。中子は、中子
支持部材によって型内に支持される。次に、溶融金属が
型内の中子と中子支持部材の周りに注入される。金属が
冷えてから、化学溶液を加えて中子及び中子支持部材を
溶解もしくは破壊する。中子支持部材を破壊することに
より、羽根鋳造品の内部に孔が形成される。その後、鋳
造羽根を機械加工してその最終形状に仕上げる。羽根内
の冷却通路は、中子を破壊した後に鋳造品内に残ってい
る空間部により形成される。従って、型の中子の幾何学
的形状が冷却通路の形状と寸法を決定する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】羽根内に冷却通路を造
るためのこの通常の方法は、加工が高コストである等の
幾多の欠点を含んでいる。また、冷却通路の形状が複雑
であるため、型の中子の製造は特に面倒である。
【００１１】更に、鋳造工程に固有の諸制限のため、冷
却通路は、最適なものより大きくしなければならず、ま
た、厚い羽根壁体下の深いところに設けなければならな
い。例えば、商用大型燃焼タービンの高温合金鋼羽根
は、最大で４.８ｍｍ（０.１８９ｉｎ）最小で１.７８
ｍｍ（０.０７０ｉｎ）の肉厚を有する。これらの寸法
は、本出願人の製品構成のうちの型式５０１Ｇに用いら
れているタービン羽根の１列及び２列についての典型的
な値である。残念ながら、大きくかつ深い冷却通路は、
羽根から熱を伝達する際に、当該技術分野でよく知られ
ているように、羽根の外側表面により近く配置された冷
却通路を有する羽根よりも、効率が劣る。大きく深く設
置された冷却通路の低い熱伝達特性は、もっと多くの冷
却空気を必要とし、そのため総合タービン効率が低下す
る。もっと小さな冷却通路、そしてもっと薄い羽根壁体
を造ろうとする通常の方法による試みは、費用が非常に
かかり、禁止的に低い生産率になるかもしれない。
【００１２】従って、従来の方法による禁止的に低い生
産率ではなしに、羽根表面のもっと近くに位置した多く
の小さな冷却通路を有する羽根及びその他のターボ機械
部品を形成するための信頼できる方法の必要性がある。
また、かかる冷却通路を有する羽根及びその他のターボ
機械部品に対する必要性が存在する。
【００１３】
【発明の概要】本発明により、ターボ機械部品内に小さ
な冷却通路を形成する信頼できる方法が提供される。こ
の方法は、溝を有する基体を用意する工程と、該溝に充
填材を埋める工程と、基体及び充填材の表面上に蒸発気
を凝縮させる工程と、充填材を除去する工程とからな
る。羽根及びその他のターボ機械部品に用いられている
が、この方法は、通路を必要とするその他の物品を形成
するのにも用いられる。
【００１４】本発明の好適な実施形態においては、ター
ボ機械部品の表面近くに多数の小さな通路を有するター
ボ機械部品が提供される。該通路は、ターボ機械部品を
冷却するため冷却媒体が該通路を通ることを可能にす
る。
【００１５】簡略にするため、本発明はタービン羽根に
ついて説明することにするが、任意のターボ機械部品に
適用しうる。しかし、請求項を含みこの明細書で用いら
れる用語“タービン機械部品”は、タービン羽根、ター
ビン翼、タービン渡り部のダクト壁体、及び冷却を必要
とするその他の任意の機械部品を含むものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】同一の参照数字は対応する構造を
表している図面を参照すると、図１の（Ａ）乃至（Ｅ）
には、本発明に従った製造工程におけるタービン羽根鋳
造物の部分図が示されている。図３乃至図６は、通路を
有するタービン部品全体を示している。図１の（Ａ）を
参照すると、支持面１６ａを有するタービン羽根基体１
２ａが示されている。支持面１６ａは、図１の（Ａ）乃
至（Ｅ）では平坦なものとして示されているが、本発明
による方法は、図５に示すような湾曲した表面にも同様
に適用できる。
【００１７】図１の（Ｂ）を参照すると、支持面１６ａ
には複数の溝１１が形成されている。該溝は、タービン
羽根の支持面１６ａに機械加工により形成してもよい
し、溝１１が鋳造工程により形成されるような態様でタ
ービン羽根を鋳造することにより形成してもよい。
【００１８】溝は、そして結局通路は、この方法により
容易に形成しうるので、流体圧力の損失は、通路の全横
断面積を適当に決めることにより、かつ鋭い湾曲部なし
に平滑な壁体を有する通路を形成することにより、最小
化しうる。従って、溝１１の大きさ及び量は特定の適用
例の設計特性に依存する。例えば、本発明を実施する場
合、商用燃焼タービン羽根にある溝１１は、約２.０３
ｍｍ（０.０８０ｉｎ）の幅、約２.０３ｍｍ（０.０８
０ｉｎ）の深さと同じ位小さくてよい。更に本発明を実
施する場合、溝１１の各々の中心線１３は、４.０８ｍ
ｍ（０.１６０ｉｎ）位小さく離して変位させるとよ
い。
【００１９】図１の（Ｃ）を参照すると、溝１１には、
セラミック材料又は金属塩材料から形成しうる充填材１
４が埋められている。しかし、溝を埋めるためにセラミ
ック材料を用いることが好ましい。溝１１を埋めた後、
充填材の表面１８及び支持面１６ａを研磨して、支持面
１６ａを露出させるのと同時に、該充填材表面１８を支
持面１６ａと実質的に同一の傾斜及び形状に一致させ
る。このようにして、研磨により蒸発気１７を凝縮する
ためにタービン羽根表面の準備をする。
【００２０】通常の気相処理設備が図２に示されてい
る。蒸発気１７は電子ビーム２４により析出室１９内に
形成される。通常の電子ガン２６により放射される電子
ビーム２４は、図１の（Ｄ）に示すように、蒸発性物質
２２の表面上に衝突する。蒸発気１７が析出室１９内に
配置された充填材表面１８上とタービン羽根支持面上と
に凝縮する。タービン羽根は、一様な厚さの表皮層２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを形成するためにロボット
により操作されるのが好ましい。適当な気相処理はChro
malloy Gas Turbine Corp.の子会社である105 Tower Dr
ive, Middletown,NY 10940に所在のChromalloy Turbine
Technologiesや、1170 - 111th Street,Grand Prairi
e, TX 75050 所在のInterturbineにより行うことができ
る。
【００２１】表皮層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは
他の羽根寸法に対して相対的に薄くてよい。例えば、表
皮層２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、図５に示すように、例
えば約１０ｃｍ（数ｉｎ）の翼弦長と比較して約０.６
３５〜０.７６２ｍｍ（０．０２５〜０．０３０ｉｎ）
でよい。好ましいのは、表皮層２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄが基体材料１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ
と同じ合金鋼で形成されていることである。しかし、本
発明は、表皮層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを基体
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの材料とは異なる材料
で形成することを提案している。
【００２２】表皮層２０ａを支持面１６ａ及び充填材表
面１８上に形成した後、充填材１４を溝１１から除去す
る。好適な方法においては、充填材１４は、苛性アルカ
リ溶液にさらすことによって取り除かれる。苛性アルカ
リ溶液を用いて充填材材料１４を除去する方法は、イン
ベストメント鋳造技術において周知である。これらの方
法には、水酸化カリウムの低温又は高温塩浴や、オート
クレーブを使用する方法がある。充填材１４を溝１１か
ら除去したとき、図１の（Ｅ）に示すように、表皮層２
０ａ及び基体１２ａは溝１１を形成している。
【００２３】好適な実施形態においては、表皮層２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの厚さは、加圧冷却媒体３
９が冷却通路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを流通す
るときに生ずる応力と、表皮層２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２ｏｄと基体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとの
間の膨張差に固有の応力とに実質的に耐えるように設計
されている。
【００２４】図３を参照すると、例示的なタービン羽根
組立体（ターボ機械部品）３０が翼状部３２、プラット
フォーム３４、根元部３６を有するものとして示されて
いる。羽根組立体３０は、タービンロータのリム３５に
ある対応のスロット内に根元部３６により装着される。
翼状部３２は、前縁４０と、後縁４２と、負圧面４４
と、加圧面４６とを有する。本発明によれば、翼状部に
ある複数の通路１０ｂが翼状部外板２０ｂの直下に配置
されている。図５に示すように、この翼状部通路１０ｂ
は、翼状部３２の周辺の周りにほぼ等間隔で配置しう
る。
【００２５】図４を参照すると、翼状部通路１０ｂは、
羽根鋳造基体１２ｂ内に配置されている。翼状部通路１
０ｂは、根元部通路３８、翼状部中子４８、又はそれら
の両者と加圧下の連通状態にあり、冷却媒体３９が同通
路１０ｂを通って流れることを可能にしている。タービ
ン羽根の冷却媒体３９は圧縮空気であることが望ましい
が、蒸気を使用してもよい。冷却媒体３９は、翼状部３
２の先端に形成された孔（図示せず）を経てこの翼状部
３２から出る。
【００２６】図６を参照すると、本発明に従って形成さ
れた通路を有する代表的なタービン羽根組立体（ターボ
機械部品）５０が示されている。タービン羽根組立体５
０は、翼状部５２と２つのシュラウド５４ａ，５４ｂと
を有する。翼状部通路１０ｃは、羽根外板２０ｃの直下
の羽根基体１２ｃ内に配置されている。更に、本発明の
方法により形成されたシュラウド通路１０ｄは、各シュ
ラウド５４ａ，５４ｂのシュラウド基体１２ｄ内に配置
されている。シュラウド通路１０ｄは、翼状部を貫通す
る孔（図示せず）を介して翼状部通路１０ｃに連絡して
いる。羽根通路１０ｄもシュラウド通路１０ｄも閉ルー
プを形成するのが好ましく、この閉ループを通って冷却
のための蒸気が流れる。或いは、圧縮空気を冷却のため
該閉ループに通流させてもよい。
【００２７】図３〜図６では通路の方向は唯一つである
が、本発明の方法により形成される通路は半径方向、接
線方向、斜め方向に組み合わせて方向付けられていても
よい。更に、本発明の構成及び作用の詳細と共に、本発
明の幾多の特徴及び効果について以上のように説明して
きたが、この説明は、単なる例示であって、特に、形
状、寸法、部品及び通路の配列、並びに方法等の項目の
詳細は、請求項に記載された用語の広義の意味により示
される全範囲に対する本発明の原理の範囲内で、変更し
うることを理解されたい。従って、本発明は、添付請求
項だけでなく、下記の項目に記載の概念もその保護の対
象とすることができる。
【００２８】１） 複数の溝を有する基体を用意する前
記工程は、内部に該溝を形成して前記基体を鋳造するス
テップと、前記基体に該溝を機械加工するステップとの
うち少なくとも一つのステップからなる請求項に記載の
方法。 ２） 前記基体はターボ機械部品である請求項１に記載
の方法。 ３） 前記充填材は、セラミック材料及び金属塩材料の
うちの一つからなる材料により形成されている請求項１
に記載の方法。 ４） 前記表皮層は、前記支持面及び前記充填材表面を
横断する方向の厚さが実質的に一様であるように形成さ
れている請求項１に記載の方法。 ５） 前記支持面を研磨する工程と前記充填材表面を研
磨する工程とを更に含んでいて、該工程により実質的に
同等の傾斜及び形状を与えて、前記蒸発気が凝縮する面
を平滑にする請求項１に記載の方法。 ６） 前記蒸発気は、前記蒸発性物質に直接衝突する電
子ビームにより生成される請求項１に記載の方法。 ７） 前記充填材を除去する前記工程は、苛性溶液で前
記充填材を溶解することを含む請求項１に記載の方法。 ８） 前記蒸発性物質は前記基体と実質的に同一の材料
からなる請求項１に記載の方法。 ９） 上記１）項及び上記３）〜８）項の方法により形
成された請求項２に記載のターボ機械部品。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）〜（Ｅ）は、本発明に従って通路を形
成するタービン羽根鋳造の諸段階を示す図である。
【図２】 蒸発気処理装置を示す斜視図である。
【図３】 本発明に従って形成された通路を有するター
ボ機械部品の立面図である。
【図４】 図３の４ー４線に沿った断面図である。
【図５】 図３の５ー５線に沿った断面図である。
【図６】 本発明に従って形成された通路を有するター
ビン羽根の図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…冷却通路（通路）、
１１…溝、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…基体（タ
ーボ機械部品）、１４…充填材、１６ａ…基体の支持
面、１７…蒸発気、１８…充填材の表面、２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２０ｄ…表皮層、２２…蒸発性物質、２４
…電子ビーム、２６…電子ガン、３０，５０…タービン
羽根（ターボ機械部品）、３９…冷却媒体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｄ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体内に通路を設ける方法であって、 （ａ） 複数の溝を有する支持面をもつ基体を用意する
    工程と、 （ｂ） 前記溝のうちの少なくとも１つの溝の少なくと
    も一部に充填材を充填する工程と、 （ｃ） 蒸発性物質の蒸発気を形成する工程と、 （ｄ） 該蒸発気を前記支持面上にかつ前記充填材が有
    する表面上に凝縮して、それらの上に表皮層を形成する
    工程と、 （ｅ） 前記表皮層を実質的に損傷のない状態に保ちな
    がら、前記溝のうちの少なくとも１つから前記充填材を
    除去して、前記基体及び前記表皮層から熱を除去するた
    めに冷却媒体が通過するのに適する少なくとも１つの通
    路を前記基体内に形成する工程と、 を含む、物体内に通路を設ける方法。
  2. 【請求項２】 支持面を有する基体と、前記支持面の少
    なくとも一部の頂面に設けられた表皮層と、前記支持面
    及び前記表皮層内に設けられた複数の通路からなり、該
    通路が、前記基体及び前記表皮層から熱を除去するため
    に冷却媒体が同通路を通過するのを可能にしており、該
    通路が、 （ａ） 前記支持面上に複数の溝を用意する工程と、 （ｂ） 前記溝のうちの少なくとも１つの溝の少なくと
    も一部に充填材を充填する工程と、 （ｃ） 蒸発性物質の蒸発気を形成すると共に、前記支
    持面を該蒸発気に露出させる工程と、 （ｄ） 該蒸発気を前記支持面上にかつ前記充填材の表
    面上に凝縮して、それらの上に表皮層を形成する工程
    と、 （ｅ） 前記表皮層を実質的に損傷のない状態に保ちな
    がら、前記溝のうちの少なくとも１つから前記充填材を
    除去して、冷却媒体が通過するのに適する少なくとも１
    つの通路を前記基体内に形成する工程と、 により形成されている、ターボ機械部品。
JP10065527A 1997-03-17 1998-03-16 物体内に通路を設ける方法及びターボ機械部品 Pending JPH10263936A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/819381 1997-03-17
US08/819,381 US5875549A (en) 1997-03-17 1997-03-17 Method of forming internal passages within articles and articles formed by same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10263936A true JPH10263936A (ja) 1998-10-06

Family

ID=25227998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10065527A Pending JPH10263936A (ja) 1997-03-17 1998-03-16 物体内に通路を設ける方法及びターボ機械部品

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5875549A (ja)
EP (1) EP0968317B1 (ja)
JP (1) JPH10263936A (ja)
KR (1) KR20000076249A (ja)
CN (1) CN1250487A (ja)
AR (1) AR012080A1 (ja)
CA (1) CA2284015A1 (ja)
DE (1) DE69808056T2 (ja)
WO (1) WO1998041668A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002201962A (ja) * 2000-11-29 2002-07-19 General Electric Co <Ge> 冷却されるタービン部品を改造する方法及び改造された部品
JP2004003017A (ja) * 2002-05-07 2004-01-08 General Electric Co <Ge> 金属基板の表面にチャネルを形成する方法及び関連する物品
JP2012102732A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 General Electric Co <Ge> 窪み形状の冷却チャネルを備える構成部品および製造方法
JP2012102731A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 General Electric Co <Ge> 一時的被覆を使用して構成部品を作製する方法
JP2012112381A (ja) * 2010-11-23 2012-06-14 General Electric Co <Ge> 冷却特徴要素を備えたタービン構成要素及びその製造方法
JP2013029077A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 中空構造部材の製造方法及び中空構造部材を備えた燃焼器
JP2013245678A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 General Electric Co <Ge> タービン動翼の先端の冷却構造

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2776215B1 (fr) * 1998-03-20 2000-06-16 Snecma Procede de fabrication d'un circuit regeneratif a fort flux thermique, notamment pour chambre de combustion de moteur-fusee
US6183193B1 (en) * 1999-05-21 2001-02-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Cast on-board injection nozzle with adjustable flow area
US6282786B1 (en) * 1999-08-16 2001-09-04 General Electric Company Method of making injection formed hybrid airfoil
US6422528B1 (en) 2001-01-17 2002-07-23 Sandia National Laboratories Sacrificial plastic mold with electroplatable base
US7090189B2 (en) * 2001-01-17 2006-08-15 Sandia National Laboratories Compliant cantilevered micromold
US6602053B2 (en) * 2001-08-02 2003-08-05 Siemens Westinghouse Power Corporation Cooling structure and method of manufacturing the same
FR2871398B1 (fr) * 2004-06-15 2006-09-29 Snecma Moteurs Sa Procede de fabrication d'un carter de stator de turbine
US20090324841A1 (en) * 2008-05-09 2009-12-31 Siemens Power Generation, Inc. Method of restoring near-wall cooled turbine components
US8241001B2 (en) * 2008-09-04 2012-08-14 Siemens Energy, Inc. Stationary turbine component with laminated skin
US8815371B2 (en) * 2008-09-22 2014-08-26 Siemens Energy, Inc. Structure and method for forming detailed channels for thin walled components using thermal spraying
US8151862B2 (en) 2009-11-05 2012-04-10 Dresser-Rand Company One-piece manufacturing process
US8752609B2 (en) * 2009-11-05 2014-06-17 Dresser-Rand Company One-piece manufacturing process
US20110110772A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Arrell Douglas J Turbine Engine Components with Near Surface Cooling Channels and Methods of Making the Same
US20110146075A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Brian Thomas Hazel Methods for making a turbine blade
US8453327B2 (en) * 2010-02-05 2013-06-04 Siemens Energy, Inc. Sprayed skin turbine component
US8673397B2 (en) 2010-11-10 2014-03-18 General Electric Company Methods of fabricating and coating a component
US9249491B2 (en) 2010-11-10 2016-02-02 General Electric Company Components with re-entrant shaped cooling channels and methods of manufacture
US8727727B2 (en) * 2010-12-10 2014-05-20 General Electric Company Components with cooling channels and methods of manufacture
US20120148769A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 General Electric Company Method of fabricating a component using a two-layer structural coating
US8753071B2 (en) 2010-12-22 2014-06-17 General Electric Company Cooling channel systems for high-temperature components covered by coatings, and related processes
US8533949B2 (en) 2011-02-14 2013-09-17 General Electric Company Methods of manufacture for components with cooling channels
US8528208B2 (en) 2011-04-11 2013-09-10 General Electric Company Methods of fabricating a coated component using multiple types of fillers
US9151179B2 (en) * 2011-04-13 2015-10-06 General Electric Company Turbine shroud segment cooling system and method
US8601691B2 (en) 2011-04-27 2013-12-10 General Electric Company Component and methods of fabricating a coated component using multiple types of fillers
US9327384B2 (en) 2011-06-24 2016-05-03 General Electric Company Components with cooling channels and methods of manufacture
US9216491B2 (en) 2011-06-24 2015-12-22 General Electric Company Components with cooling channels and methods of manufacture
US9206696B2 (en) 2011-08-16 2015-12-08 General Electric Company Components with cooling channels and methods of manufacture
US9249672B2 (en) 2011-09-23 2016-02-02 General Electric Company Components with cooling channels and methods of manufacture
US20130086784A1 (en) 2011-10-06 2013-04-11 General Electric Company Repair methods for cooled components
US8956104B2 (en) * 2011-10-12 2015-02-17 General Electric Company Bucket assembly for turbine system
US9249670B2 (en) 2011-12-15 2016-02-02 General Electric Company Components with microchannel cooling
US9435208B2 (en) 2012-04-17 2016-09-06 General Electric Company Components with microchannel cooling
US9243503B2 (en) * 2012-05-23 2016-01-26 General Electric Company Components with microchannel cooled platforms and fillets and methods of manufacture
US9303517B2 (en) * 2012-06-15 2016-04-05 General Electric Company Channel marker and related methods
DE102013109116A1 (de) 2012-08-27 2014-03-27 General Electric Company (N.D.Ges.D. Staates New York) Bauteil mit Kühlkanälen und Verfahren zur Herstellung
US8974859B2 (en) 2012-09-26 2015-03-10 General Electric Company Micro-channel coating deposition system and method for using the same
US9238265B2 (en) 2012-09-27 2016-01-19 General Electric Company Backstrike protection during machining of cooling features
US9242294B2 (en) 2012-09-27 2016-01-26 General Electric Company Methods of forming cooling channels using backstrike protection
US9200521B2 (en) 2012-10-30 2015-12-01 General Electric Company Components with micro cooled coating layer and methods of manufacture
US9562436B2 (en) 2012-10-30 2017-02-07 General Electric Company Components with micro cooled patterned coating layer and methods of manufacture
US20140116660A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 General Electric Company Components with asymmetric cooling channels and methods of manufacture
US9003657B2 (en) 2012-12-18 2015-04-14 General Electric Company Components with porous metal cooling and methods of manufacture
GB201316731D0 (en) * 2013-09-20 2013-11-06 Rolls Royce Plc Manufacture of hollow aerofoil
US9278462B2 (en) 2013-11-20 2016-03-08 General Electric Company Backstrike protection during machining of cooling features
US9476306B2 (en) 2013-11-26 2016-10-25 General Electric Company Components with multi-layered cooling features and methods of manufacture
EP3552756B1 (de) * 2018-04-13 2020-09-23 Hermle Maschinenbau GmbH Verfahren zur herstellung eines metallbauteils mit mindestens einer aussparung
CN111185722B (zh) * 2018-11-15 2021-09-17 核工业西南物理研究院 一种非对称带流道平板u形弯曲成形方法
FR3111163B1 (fr) * 2020-06-04 2022-06-10 Safran Aircraft Engines Distributeur de turbine pour une turbomachine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2831688A (en) * 1954-10-14 1958-04-22 Ervin H Knox Diving board
US5435889A (en) * 1988-11-29 1995-07-25 Chromalloy Gas Turbine Corporation Preparation and coating of composite surfaces
US5075966A (en) * 1990-09-04 1991-12-31 General Electric Company Method for fabricating a hollow component for a rocket engine
US5206067A (en) * 1992-01-28 1993-04-27 Bonzo Kevin M Landfill gas capping liner system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002201962A (ja) * 2000-11-29 2002-07-19 General Electric Co <Ge> 冷却されるタービン部品を改造する方法及び改造された部品
JP2004003017A (ja) * 2002-05-07 2004-01-08 General Electric Co <Ge> 金属基板の表面にチャネルを形成する方法及び関連する物品
JP4731101B2 (ja) * 2002-05-07 2011-07-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 金属基板の表面にチャネルを形成する方法
JP2012102732A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 General Electric Co <Ge> 窪み形状の冷却チャネルを備える構成部品および製造方法
JP2012102731A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 General Electric Co <Ge> 一時的被覆を使用して構成部品を作製する方法
JP2012112381A (ja) * 2010-11-23 2012-06-14 General Electric Co <Ge> 冷却特徴要素を備えたタービン構成要素及びその製造方法
JP2013029077A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 中空構造部材の製造方法及び中空構造部材を備えた燃焼器
JP2013245678A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 General Electric Co <Ge> タービン動翼の先端の冷却構造

Also Published As

Publication number Publication date
US5875549A (en) 1999-03-02
KR20000076249A (ko) 2000-12-26
CA2284015A1 (en) 1998-09-24
EP0968317A1 (en) 2000-01-05
WO1998041668A1 (en) 1998-09-24
DE69808056D1 (de) 2002-10-24
CN1250487A (zh) 2000-04-12
AR012080A1 (es) 2000-09-27
EP0968317B1 (en) 2002-09-18
DE69808056T2 (de) 2003-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10263936A (ja) 物体内に通路を設ける方法及びターボ機械部品
US6499949B2 (en) Turbine airfoil trailing edge with micro cooling channels
JP4748600B2 (ja) ガスタービン用ノズルセグメント及びその製造方法
US8955576B2 (en) Cast features for a turbine engine airfoil
JP4398616B2 (ja) 冷却されるタービン部品を改造する方法及び改造された部品
EP1245787B1 (en) Cooling system for a coated turbine blade tip
EP0495256B1 (en) Turbine blade shroud assembly
JP4343426B2 (ja) ガスタービン翼とその製造方法
JP4070856B2 (ja) スロット冷却翼端を有するタービン動翼
JP3316418B2 (ja) ガスタービン冷却動翼
JP5143389B2 (ja) 翼端漏れ損失低減のための蒸気冷却型ガスタービン動翼
JP2006046334A (ja) 最適な空力的形状を有するエアフォイルの輪郭形状
EP0838575B1 (en) Stator vane cooling method
JP2005201257A (ja) 内側寄り冷却式ノズルダブレット
US4473336A (en) Turbine blades
US6174133B1 (en) Coolable airfoil
JPS5923001A (ja) セラミツク殻を使用したロ−タブレ−ド及びステ−タ羽根
JPH08100601A (ja) ターボ機械のエーロフォイル
US20070190245A1 (en) Method of coating gas turbine components
US8292587B2 (en) Turbine blade assemblies and methods of manufacturing the same
US6485262B1 (en) Methods and apparatus for extending gas turbine engine airfoils useful life
US20080014348A1 (en) Method of coating gas turbine components
JPS5925086B2 (ja) ガスタ−ビン翼
GB2106598A (en) Laminated blades for turbomachines
JP2001064761A (ja) 遮熱コーティング材の剥離防止構造および遮熱コーティング方法