KR20040034450A - 난류 발생부 제공 방법 및 제품 - Google Patents

난류 발생부 제공 방법 및 제품 Download PDF

Info

Publication number
KR20040034450A
KR20040034450A KR1020030071559A KR20030071559A KR20040034450A KR 20040034450 A KR20040034450 A KR 20040034450A KR 1020030071559 A KR1020030071559 A KR 1020030071559A KR 20030071559 A KR20030071559 A KR 20030071559A KR 20040034450 A KR20040034450 A KR 20040034450A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbulence generator
passage hole
binder
turbulence
bar
Prior art date
Application number
KR1020030071559A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100815644B1 (ko
Inventor
하스쯔웨인찰스
아부아프네심
존슨로버트알란
리칭-팡
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
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 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20040034450A publication Critical patent/KR20040034450A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100815644B1 publication Critical patent/KR100815644B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • 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
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
    • 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
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • 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
    • F01D5/186—Film cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/04—Heavy metals
    • F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0463—Cobalt
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/04—Heavy metals
    • F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0466—Nickel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/21—Manufacture essentially without removing material by casting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/22—Manufacture essentially without removing material by sintering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/40—Heat treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2214—Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface
    • F05D2260/22141—Improvement of heat transfer by increasing the heat transfer surface using fins or ribs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/13—Refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W
    • F05D2300/132—Chromium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17—Alloys
    • F05D2300/172—Copper alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22—Non-oxide ceramics
    • F05D2300/222—Silicon
    • 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
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12993—Surface feature [e.g., rough, mirror]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

통로 구멍(36)(예를 들면, 터빈 냉각 구멍)의 내면(40)상에 난류 발생부(38)를 제공하는 방법이 개시된다. 난류 발생부(12)는 우선 통로 구멍내로 결국 삽입될 수 있는 기재(10)에 제공된다. 기재(10)는 희생 재료(sacrificial material)로 제조된 종종 바아 또는 튜브이다. 난류 발생부가 기재에 설치된 후, 기재는 통로 구멍(36)내로 삽입된다. 그 후 난류 발생부 재료는 종래의 가열 기술을 사용해 내면에 융합된다. 그 후 희생 기재(10)는 다양한 기술에 의해 구멍(36)으로부터 제거될 수 있다. 또한 관련 기술이 상술된다.

Description

난류 발생부 제공 방법 및 제품{A METHOD FOR PROVIDING TURBULATION ON THE INNER SURFACE OF HOLES IN AN ARTICLE, AND RELATED ARTICLES}
넓은 관점에서, 본 발명은 고온 구성요소에서 냉각 효율을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 모든 구체적인 몇몇 실시예에 있어서, 본 발명은 터빈 엔진 구성요소내의 냉각 구멍의 내면에 거친 부분을 제공하는 것이다.
현재 터빈 엔진 구성요소의 온도를 임계 레벨 이하로 유지하기 위한 다수의 기술이 사용되고 있다. 예로서, 엔진 압축기로부터의 냉각 공기는 종종 하나 또는 그 이상의 구성요소 표면을 따라서 구성요소를 통과하도록 배향된다. 또한, 비교적 긴 반경방향 냉각 구멍이 터빈 블레이드를 관통해 드릴가공되어, 냉각 공기용 도관으로서 사용된다.
반경방향 냉각 구멍은 종종 성형 튜브 전해 가공(Shaped Tube Electrolytic Machining), 또는 "STEM 드릴링(drilling)"으로 공지된 프로세스에 의해 형성된다. STEM 프로세스는 깊이 대 직경비(depth-to-diameter ratios)가 큰 작은 구멍을 드릴 가공하기에 매우 유용한 전기 화학 가공 방법이다. 이러한 프로세스의 매우 중요한 장점은 이 프로세스가 냉각 구멍의 내면에 거친 부분을 제공하도록 사용될 수 있다고 하는 것이다. 거친 부분은 구멍을 통한 열전달을 매우 향상시킨다. STEM 드릴 가공은 미국 특허 제 5,927,946 호 및 동 제 5,820,744 호와 같은 여러 참조문헌에 개시되어 있다.
간단히, STEM 시스템은 하나 또는 그 이상의 마이너스로 대전된(negatively-charged) 티타늄 튜브, 산성 전해질, 및 프러스로 대전된(positively-charged) 기재 또는 공작물을 사용한다. 전해질은 기재내로 펌핑되고, 냉각 구멍의 사전 선택된 경로에서 금속을 용해시킨다. 구멍내에 거친 부분을 발생시키기 위해서, 구멍의 깊이가 증가됨에 따라 전해질의 분사는 간헐적으로 정지된다. 이러한 간헐적인 작용은 냉각 구멍의 길이를 따라서 돌출부를 형성하게 된다. 돌출부는 향상된 열전달을 위해 요구되는 거친 부분 및 표면 영역을 제공한다.
STEM 드릴 가공이 많은 경우 유용한 방법이지만, 이 방법 또한 몇몇 단점을 갖는다. 예를 들면, 프로세스가 매우 느리다. 따라서, 상당히 많은 수의 구멍이 드릴 가공되어야만 할 경우, 요구되는 상당한 시간은 높은 프로세스 비용에 귀결될 수 있다. 또한, 요구되는 설비는 매우 고가일 수 있다. 또한, 적절히 제거되지 않는다면, STEM 드릴 가공은 구멍에서의 열전달 효율을 감소시킬 수 있는 에칭 파편을 발생시킬 수 있다. 또한, STEM 드릴 가공은 때때로 통로 구멍 표면상에 불규칙한 거친 패턴을 만들고, 이는 열전달 효율에 악영향을 미칠 수 있다.
따라서, 물건에서 통로 구멍의 표면에 난류 발생부를 제공하는 신규한 방법은 본 기술분야에서 환영될 수 있다. 이 방법은 난류 발생부를 구멍 벽의 선택 영역에 고정시킬 수 있어야 한다. 또한, 이 방법은 소망의 난류 발생부의 형상, 사이즈 및 패턴 뿐만 아니라 그의 조성물을 바꿀 수 있어야 한다. 또한, 이 방법은 제품과 연계하여 사용되는 다른 임의의 프로세스와 순응적이어야 하며, 그의 제조에 과도한 비용이 들도록 해서는 않된다.
본 발명의 일 실시예는 적어도 하나의 통로 구멍의 내면에 난류 발생부를 제공하는 방법을 필요로 한다. 통로 구멍은 각종 상이한 제품에 위치될 수 있다.중요한 일예는 터빈 엔진 구성요소의 일부에 대한 냉각 구멍, 예를 들면 터빈 블레이드를 관통해 연장하는 반경방향 냉각 구멍의 패턴이다[본원에 사용된 "구멍(hole)"이라는 용어는 결각부 또는 중공형 영역을 포함하는 제품의 다양한 내측 영역 또는 캐비티를 포함하는 것을 의미함]. 터빈 엔진 구성요소는 일반적으로 니켈계 초합금 재료 또는 코발트계 초합금 재료로 제조된다.
난류 발생부는 통로 구멍내로 결국 삽입될 수 있는 기재에 먼저 실시된다. 많은 실시예에 있어서, 기재, 또는 "맨드렐"은 하기에 상술되는 바와 같이 희생 재료로 제조된 바아 또는 로드이다[바아는 솔리드형(solid)이거나 중공형(hollow)일 수 있으며, 이 후 실시예에 있어서 때때로 "튜브"로 간주됨]. 종종 니켈계 금속 합금 또는 코발트계 금속 합금을 포함하는 난류 발생부 재료는 다양한 방법으로 기재에 설치될 수 있다. 예를 들면, 난류 발생부 재료는 분말, 또는 슬러리, 금속 포일 또는 테이프[예를 들면, 그린 브레이즈 테이프(green braze tape)]의 조각으로서 자유롭게 적용될 수 있다.
난류 발생부가 기재에 설치된 후, 기재는 통로 구멍내로 삽입될 수 있다. 기재는 구멍의 내면의 선택 영역에 근접해 난류 발생부를 위치시키기에 충분한 정도로 삽입된다. 그 후 난류 발생부 재료는 하기에 상술된 다수의 가열 기법을 사용해 내면에 융합된다. 그 후 희생 기재는 여러 방법으로 구멍에서 제거될 수 있다.
또한 난류 발생부를 기재에 설치하는 다른 방법은 본 발명의 일부를 구성한다. 예를 들면, 기재의 표면에는 통로 구멍에 대해 요구되는 난류 발생부에 대응하는 치수를 갖는 결각부가 제공될 수 있다. 결각부는 결합제-난류 발생부 조성물(bonding agent-turbulation composition)로 충전되며, 그 후 기재는 통로 구멍내로 삽입된다. 하기의 융합 단계 및 기재의 제거에 따라, 난류 발생부는 결합제를 통해 구멍 표면에 부착된 채로 유지된다.
다른 실시예로서, 비교적 얇은 기재(일반적으로, 바아 또는 로드)는 다수의 링용 지지체로서 사용될 수 있다. 링은 바아를 둘러싸며, 각각 결합제-난류 발생부 조성물로 형성된다. 희생 재료로 형성된 링은 기재의 길이를 따라서 결합제-난류 발생부 링과 번갈아 배치된다. 기재-링 조립체를 통로 구멍내로 삽입한 후, 기재는 회수될 수 있으며, 난류 발생부 함유 링(turbulation-containing rings)은 구멍의 벽에 융합될 수 있다. 희생 링은 하기에 상술된 바와 같이 통로 구멍으로부터 제거될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 기재 자체는 결합제 재료로 형성된 금속 포일일 수 있다. 난류 발생부는 포일에 설치될 수 있으며, 포일은 통로 구멍내로 끼워지기에 충분한 사이즈로 절단될 수 있다. 그 후, 포일은 그의 내면에 난류 발생부가 배치된 채로 튜브 형태로 감길 수 있다. 그 후, 튜브는 통로 구멍내로 삽입되고, 그에 융합되어, 난류 발생부가 구멍의 벽에 결합된다.
또 다른 실시예는
(Ⅰ) 적어도 하나의 통로 구멍을 구비하는 기재로서, 상기 통로 구멍은 내면을 갖는, 상기 기재와,
(Ⅱ) 결합제에 의해 통로 구멍의 내면에 결합된 난류 발생부 재료를 포함하는 제품에 관한 것이다. 본원에 상술된 바와 같이, 제품은 난류 발생부를 구비하는 다수의 반경방향 냉각 구멍을 갖는 터빈 엔진 구성요소이다.
본 발명의 여러 특징부와 관련한 다른 상세한 설명은 이후 명세서에 나타나있다.
도 1은 난류 발생부가 그 위에 설치된 원통형 금속 맨드렐을 도시하는 도면,
도 2는 결합제가 가해진 후, 도 1의 원통형 맨드렐의 단면도(단부도),
도 3은 결각된(intented) 원통형 맨드렐의 측면도,
도 4는 도 3의 맨드렐의 우측면도,
도 5는 결각부가 금속-접합제 재료로 충전된 후, 도 3의 맨드렐을 도시하는 도면,
도 6은 통로 구멍내로 삽입되는 도 5의 맨드렐을 도시하는 도면,
도 7은 맨드렐의 제거 후, 도 6의 통로 구멍을 도시하는 도면,
도 8은 맨드렐에 설치되는 한 세트의 난류 발생부 형성 링(turbulation-forming rings)을 도시하는 도면,
도 9은 도 8의 우측면도,
도 10은 원통형 맨드렐의 측면도,
도 11은 도 10의 우측면도,
도 12는 맨드렐에 설치되는 한 세트의 희생 링(sacrificial rings)을 도시하는 도면,
도 13은 도 12의 우측면도,
도 14는 링 세트가 그 상에 조립된 후, 도 10의 맨드렐을 도시하는 도면,
도 15는 도 14의 우측면도,
도 16은 맨드렐의 제거 후, 통로 구멍에서 나타날 수 있는 바와 같은 도 14의 링의 조립체를 도시하는 도면,
도 17은 도 16의 우측면도,
도 18은 본 발명의 다른 실시예로서, 난류 발생부가 금속 포일로 제조된 원통형 중공 맨드렐의 내면에 가해진 도면,
도 19는 난류 발생부가 그 상에 설치된 후 초합금 튜브 섹션의 사진,
도 20은 난류 발생부를 구비한 브레이징 시트(brazing sheet)의 부분도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 바아12 : 난류 발생부
14 : 납땜 층30 : 결각부
32 : 기재34 : 조성물
36 : 통로 구멍38 : 잔류 난류 발생부
명세서에서 언급된 통로 구멍은 금속성 재료 또는 합금으로 형성될 수 있다. 일반적으로(그러나 항상은 아님), 금속성 재료는 1000℃ 이상의 고온 환경에 대해 설계된 내열성 합금이다. 본원에서 정의된 바와 같이, "금속계(metal-based)"라는 용어는 주로 금속 또는 금속 합금으로 형성된, 그렇지만 몇몇 비금속성 재료를 포함할 수 있는 재료를 의미한다.
몇몇 내열성 합금은 코발트계, 니켈계, 및 철계(iron-based) 합금을 포함하는 "초합금"이다. 일 실시예에 있어서, 초합금은 니켈 또는 코발트가 중량당 단일의 최대 요소인 재료이다. 예시적인 니켈계 합금은 적어도 약 40중량%의 니켈과, 코발트, 크롬, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄 및 철로 이루어진 그룹에서의 적어도 하나의 성분을 포함한다. 예시적인 코발트계 합금은 적어도 약 30중량%의 코발트와, 니켈, 크롬, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄, 및 철로 이루어진 그룹에서의 적어도 하나의 성분을 포함한다. 통로 구멍이 위치되는 제품의 형태가 광범위하게 변화될 수 있지만, 종종 연소기 라이너, 연소기 돔, 버킷 또는 블레이드, 노즐 또는 베인과 같은 터빈 엔진 부품의 형태이다.
난류 발생부는 통로 구멍 표면에 융합될 때 이 통로 구멍 표면 아래로 연장하는 다수의 돌출부를 형성하는 재료로 형성될 수 있다. 이 다수의 돌출부는 거친 표면으로 나타내진다. 종종, 난류 발생부 재료는 통로 구멍 표면에 결합된 개별 입자의 특정 상(phase)을 포함한다. 개별 입자의 특정 상은 하기에 보다 자세히 상술된 굵은 분말에 의해 형성될 수 있다. 또한, 난류 발생부 재료는 더블유. 헤이즈(W. Hasz) 등에 의해 1999년 5월 3일자로 출원되고 현재 계류중인 미국 특허 출원 제 09/304,276 호에 대체로 개시되어 있으며, 상기 특허는 본원에서 참조로 인용된다.
난류 발생부 재료는 통로 구멍이 위치되는 제품의 재료와 유사한 재료로 종종 형성된다. 일반적으로, 난류 발생부 분말은 니켈, 코발트, 알루미늄, 크롬, 규소, 철 및 구리로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 요소를 포함한다. 이 분말은 단열 코팅(thermal barrier coating : TBC) 시스템용 초합금 결합 피막 조성물로 형성될 수 있다. 예로서, 화학식(formula) MCrAl(X)의 초합금 조성물일 수 있으며, 여기서 M은 Ni, Co, Fe, 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 요소이고, X는 Y, Ta, Si, Hf, Ti, Zr, B, C, 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 요소이다. MCrAl(X) 재료는 일반적으로 약 17.0-23.0%의 크롬, 약 4.5-12.5%의 알루미늄, 및 약 0.1-1.2%의 이트륨의 조성 범위를 가지며, M은 나머지량을 구성한다. 몇몇 실시예에 있어서, 난류 발생부 분말 입자는 약 125 미크론 내지 약 4000 미크론 범위내의 평균 입자 사이즈를 갖는다. 몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 평균 사이즈는 약 180 미크론 내지 약 600 미크론 범위내이다.
본 발명에 있어서, 난류 발생부는 기존의 통로 구멍에 설치된다. 대부분의 경우에 있어서, 이들 통로 구멍은 초기에 매끈한 표면을 갖는다(그러나, 이러한 프로세스는 이미 거친 표면 또는 부분적으로 거친 표면을 갖는 구멍에 난류 발생부를 제공하도록 사용될 수 있음). 통로 구멍을 형성하는 방법은 본 기술분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들면, 구멍은 주조에 의해 다양한 형태의 제품에 제공될 수 있다. 또한, STEM 기술은 "연속적인" 모드로 프로세스를 실행함으로써, 매끈한 보어 구멍을 준비하도록 사용될 수 있다. 특정한 형태의 제품에 대해, 구멍은 다른 형태의 드릴 가공 기법, 예를 들면 레이저 드릴 가공법, 방전 가공법(electrical discharge machining : EDM), 및 총열 보어링 기법(gun-barrel boring techniques)에 의해 형성될 수 있다. 구멍은 종종 약 1 인치(2.5㎝) 내지 약 25 인치(63.5㎝)의 길이를 갖는다. 또한, 구멍은 종종 약 20:1 내지 약 100:1 범위인 길이 대 직경비를 갖는다.
전술된 바와 같이, 난류 발생부 재료는 우선 기재, 예를 들면 맨드렐 또는 다른 형태의 제거가능한 지지체에 적용된다. 이러한 목적을 위해 많은 상이한 형태의 기재가 사용될 수 있다. 기재의 사이즈 및 형상은 통로 구멍내로 삽입될 수 있는 한 상당히 변할 수 있다. 그의 표면에 난류 발생부를 유지시킬 수 있어야 하며, 그 후 후속 가열 단계에서 난류 발생부를 통로 구멍의 표면에 "두거나(releasing)" 또는 옮길 수 있어야 한다.
일 실시예에 있어서, 기재는 도 1에 도시된 바와 같이 바아(10)이다. 바아는 통로 구멍의 소망 길이에 대해 난류 발생부(12)를 포함하기에 충분한 길이를 갖는다. 바아의 형상은 구멍의 형상에 의해 결정된다. 일반적으로, 본 도면에 도시된 바와 같이 실질적으로 원통형이다.
몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 바아는 희생 재료로 형성된다. 달리 표현하면, 이러한 재료는 난류 발생부가 구멍 표면에 융합된 후 통로 구멍으로부터 제거될 수 있다. 각종 희생 재료가 사용될 수 있다. 더블유. 헤이즈 등에 의해 2002년 5월 7일자로 출원되고 현재 계류중인 미국 특허 출원 제 10/139,659 호에는 다수가 개시되어 있으며, 상기 특허는 본원에서 참조로 인용된다. 당업자는 선택된 제품 및 결합제(후술됨)의 형태에 대해 가장 적절한 재료를 결정할 수 있다. 희생 재료는 과도한 노력없이 구멍에서 제거될 수 있어야 한다. 제거 조건(예를 들면, 열 조건)은 구멍 또는 그를 둘러싸는 영역에 악영향을 미쳐서는 안된다.
희생 재료의 비한정적 실시예는 금속 산화물, 금속염(metal salts), 메탈 할라이드, 금속 붕산염, 금속 황산염, 금속 알루민산염, 및 이들의 화합물을 포함한다. 몇몇 특정 실시예는 염화나트륨, 붕산염 칼륨, 니켈 클로라이드, 마그네슘 황산염, 니켈 플루오르화물, 나트륨 알루민산염, 및 나트륨 알루민산염과 나트륨 알루미노 규산염의 혼합물을 포함한다. 페이스트(paste) 형태로 사용될 경우, 다수의 이들 화합물은 접합제(binder) 및/또는 용매와 화합된다. 접합제의 비한정적인 실시예는 수계 겔(water-based gels), 예를 들면 Vitta Gel(등록상표) 및 폴리에틸렌 산화물이다. 용매계 접합제(solvent-based binder) 시스템의 예는 폴리비닐 부티랄(butyral)을 주성분으로 하는 것이다. 특정 용매의 선택은 사용되는 접합제의 유형에 좌우된다. 일반적인 예는 물, 알콜, 아세톤, 수산화 나트륨 용액, 및 수산화 칼륨 용액을 포함한다. 당업자는 원통형 바아와 같은 다양한 기재 형상내에 이러한 재료를 형성하는 기법에 정통하다.
몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 기재를 제조하기 위해 탄소계 재료가 사용된다. 실시예는 흑연 뿐만 아니라 흑연을 함유한 혼합물을 포함한다. 흑연계 기재는 소망 형상으로 용이하게 성형될 수 있다. 또한, 흑연은 필요할 때, 예를 들면 연소 기법에 의해 통로 구멍에서 용이하게 제거될 수 있다.
난류 발생부를 바아(10)에 설치하는 다수의 방법이 있다. 이들중 다수는 앞서 참조된 특허 문헌에 대체로 개시되어 있다. 일 경우에 있어서, 난류 발생부의 입자는 바아에 자유로이 적용되거나 또는 바아 위로 "흩뿌려질(sprinkled)" 수 있다. 일반적으로, 우선 바아는 [예를 들면, 분사 또는 딥핑(dipping)에 의해] 임의의 접합제로 피복되어, 난류 발생부 입자에 대한 임시 접착을 제공할 수 있다. 접합제는 대체로 물 또는 유기 용매와 같은 액체 매체에 기초한다. 종래의 접합제는 폴리에틸렌 산화물 및 각종 아크릴과 같은 유기 재료를 포함할 수 있다(용매계 접합제가 사용될 수도 있음).
난류 발생부 재료가 바아에 적용된 후, 결합제가 재료의 위에 도포될 수 있다. 많은 바람직한 실시예에 있어서, 결합제는 납땜 재료이다. 이러한 재료는 본 기술분야에 공지되어 있으며, 종종 니켈, 코발트, 철, 귀금속, 및 전술한 것중 적어도 하나를 포함하는 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 금속을 포함한다. 몇몇 납땜 조성물은 "화학 기술의 커크-오스머 백과사전(Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)" 3판, Vol. 21, 342 페이지 이하에 나와 있으며, 이를 참조하기 바란다. 납땜 합금의 조성물은 구멍이 위치되는 제품의 조성물과 유사한 것이 바람직하다. 예를 들면, 제품이 니켈계 초합금으로 제조되었다면, 납땜 합금은 (일반적으로 적어도 약 40중량%의 니켈을 함유하는) 유사한 니켈계 초합금 조성물로 형성될 수 있다. 납땜 합금 조성물은 규소 및/또는 붕소를 함유할 수도 있으며, 이것은 용융점 반응 억제제(melting point suppressants)로서 작용한다.
예시적인 니켈계 납땜 합금 조성물이 하기에 제공된다. 성분은 중량%로 표기된다.
1) 4.5 Si, 14.5 Cr, 3.3 B, 및 4.5 Fe, 나머지부는 Ni;
2) 15 Cr, 3.5 B, 나머지부는 Ni;
3) 4.5 Si, 3 B, 나머지부는 Ni;
4) 4.2 Si, 7 Cr, 3 B, 및 3 Fe, 나머지부는 Ni;
5) 10 Si, 19 Cr, 나머지부는 Ni;
6) 3.5 Si, 22 Co, 2.8 B, 나머지부는 Ni;
7) 3.5 Si, 1.8 B, 나머지부는 Ni;
8) 4.5 Si, 14 Cr, 3 B, 및 4.5 Fe, 나머지부는 Ni;
9) 17 Cr, 9 Si, 0.1 B, 나머지부는 Ni;
10) 2.6 Si, 2 Cr, 2 B, 및 1 Fe, 나머지부는 Ni;
11) 15 Cr, 8 Si, 나머지부는 Ni;
12) 10.1 Si, 19.0 Cr, 나머지부는 Ni;
13) 4.5 Fe, 4.5 Si, 14.0 Cr, 3.1 B, 0.75 C, 나머지부는 Ni;
14) 4.5 Fe, 4.5 Si, 14.0 Cr, 3.1 B, 나머지부는 Ni;
15) 4.5 Si, 3.1 B, 나머지부는 Ni;
16) 11.0 P, 나머지부는 Ni;
17) 10.1 P, 14.0 Cr, 나머지부는 Ni; 및
18) 19 Cr, 7.3 Si, 1.5 B, 나머지부는 Ni.
본 발명에 대해 몇몇 바람직한 니켈계 납땜 합금 조성물은 규소, 크롬, 붕소, 및 철중 적어도 하나를 포함하고, 나머지는 니켈이다. 규소는 때때로 붕소보다 바람직하다. 규소와 붕소의 혼합물이 때때로 사용된다. 특정한 비한정적 실시예로서, 이들 조성물중 일부는 약 5중량% 내지 약 15중량%의 규소 또는 붕소, 및 약 15중량% 내지 약 25중량%의 크롬을 포함하고, 나머지부는 니켈이다.
예시적인 코발트계 납땜 합금 조성물은,
1) 8 Si, 19 Cr, 17 Ni, 4 W, 0.8 B, 나머지부는 Co, 및
2) 17.0 Ni, 1.0 Fe, 8.0 Si, 19.0 Cr, 0.8 B, 0.4 C, 나머지부는 Co.
다른 형태의 납땜 합금이 물론 사용될 수 있다. 비한정 실시예는 은, 금, 및/또는 팔라듐을 함유하는 귀금속 조성물; 그리고 구리, 망간, 니켈, 크롬, 규소, 및 붕소와 같은 다른 금속과 결합된 형태를 포함한다. 납땜 합금 요소중 적어도 하나를 포함하는 혼합물이 또한 가능하다. 다수의 금속 납땜 조성물이 프락스에어 서피스 테크놀로지 인코포레이티드(Praxair Surface Technologies, Inc.)로부터 입수가능하다.
납땜 재료로 예시된 결합제가 결합 시트 또는 층의 형태로 난류 발생부상에 도포될 수 있다. 예로서, 결합 시트는 바아 둘레에 감기거나 또는 말리는(rolled) 그린(green) 납땜 테이프 형태일 수 있다. 그린 납땜 테이프는 상업적으로 입수가능하다. 실시예는 슐져 메코(Sulzer Metco)로부터 입수가능한 납땜 테이프의 암드라이 라인(Amdry line)을 포함한다. 예시적인 등급은 Amdry?100이다. 테이프는 참조된 미국 특허 출원 제 09/304,276 호에 상술된 바와 같은 종래의 기법에 의해 달리 제조될 수 있다(변형 실시예에 있어서, 결합 시트는 금속 포일의 형태일 수 있음).
도 2는 결합제가 도포된 후 도 1의 원통형 바아(기재)의 단면도(단부도)를 나타낸다. 바아(10)는 난류 발생부(12)의 층을 포함하며, 난류 발생부는 납땜 층(14)에 의해 덮여 있다. 이 시점에서 바아는 수동으로 또는 기계적으로 통로 구멍내로 삽입될 수 있다(일 예로서, 다수의 바아를 각각 상이한 통로 구멍내로 삽입시키기 위해 로봇 시스템이 사용될 수 있음). 바아는 난류 발생부(12)를 통로 구멍의 내면의 선택된 영역에 인접해 위치시키기에 필요한 정도로 삽입된다.
바아가 통로 구멍내의 소망 위치에 위치된 후, 열처리가 실시된다. 열처리는 난류 발생부 재료를 구멍의 내면에 융합시킨다. 사용되는 특정 열처리는 변할 수 있으며, 부분적으로 현존하는 결합제 형태에 따라 좌우된다(일반적으로 열처리는 융합을 충족시키기 위해 열을 결합제, 난류 발생부 재료, 및 통로 구멍의 아래에 놓이는 금속에 제공해야 함). 납땜 형태의 결합제의 경우, 미국 특허 출원 제 09/304,276 호에 개시된 바와 같은 종래의 납땜 작업이 사용될 수 있다(본원에 사용된 바와 같이, "납땜"은 충전재 금속 또는 합금의 사용을 수반하는 금속 연결 방법을 포함함을 대체로 의미함).
납땜 온도는 부분적으로 사용되는 납땜 합금의 형태에 의해 좌우되며, 대체로 약 525℃ 내지 약 1650℃ 범위이다. 니켈계 납땜 합금의 경우, 납땜 온도는 대체로 약 800℃ 내지 약 1260℃ 범위이다. 가능하다면, 납땜은 진공 노에서 종종 실시된다. 진공의 양은 부분적으로 납땜 합금의 조성물에 의해 좌우된다. 일반적으로, 진공 챔버로부터 주위 공기를 배기시킴으로써 소망 레벨에 도달한 진공은 약 10-1torr 내지 약 10-8torr 범위이다. 당업자는 난류 발생부 재료를 통로 구멍내에 융합시키기에 적합한 다른 가열 기법에 정통하다.
가열 단계는 결합제(예를 들면, 납땜 재료)를 통로 구멍의 내면에 융합시킨다. 결합제가 냉각될 때, 구멍의 벽에 야금학적 결합부를 형성한다. 난류 발생부 재료는 결합 층, 예를 들면 응고된 납땜 매트릭스 재료내에 기계적으로 유지된다. 난류 발생부의 기능을 실행하도록, 예를 향상된 열전달을 위해 난류 발생부는 통로내로 돌출한다.
결합제가 통로 구멍의 표면에 융합된 후, 기재(예를 들면, 맨드렐)는 구멍으로부터 제거될 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 기재는 구멍으로부터 간단하고 온전히 회수된다. 그러나, 바람직한 실시예에 있어서, 기재(즉, 희생 기재)를 분해하는 몇몇 종류의 기법에 의해 제거된다. 특정한 기법은 부분적으로 기재의 조직에 의해 좌우된다. 기법은 통로 구멍 또는 일체화되는 제품에 악영향을 미치지 않는방법이어야 한다(예로서, 강한 산성은 다수 형태의 기재를 제거할 수 있지만, 둘러싸는 금속성 성분에도 손상을 미칠 수 있음).
수용성 기재 재료에 대한 제거 방법으로서 물 세척이 사용될 수 있다. 다른 형태의 재료에 대해 화학적 여과법 또는 진공 추출법이 사용될 수 있다. 물, 알콜, 아세톤, 또는 알칼리성 금속 수산화물과 같은 용매에 의한 에칭이 사용될 수도 있다. 때때로 적절한 다른 방법은 초음파 제거이다.
기재 재료가 유기물(예를 들면, 흑연) 또는 부분적으로 유기물인 경우, 연소가 사용될 수 있다. 예를 들면, 제품 자체는 기재 재료를 휘발시키거나 또는 태우기에 충분히 높은 온도로 가열될 수 있다. 그 후 잔류 파편은 공기 바람만으로, 또는 전술된 다른 방법과 조합하여 제거될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 우선 난류 발생부 재료는 결합제를 함유한 슬러리의 형태로 기재(예를 들면, 맨드렐)에 가해진다. 예로서, 액체 매체, 납땜 합금 분말, 및 난류 발생부 분말을 함유하는 슬러리 조성물은 간단한 혼합 방법에 의해 준비될 수 있다(슬러리는 선택적으로 접합제를 함유할 수 있고, 액체 매체는 접합제용 용매로서 기능할 수 있음). 액체 매체는 전술된 바와 같이 물 또는 유기 성분, 또는 이의 혼합물일 수 있다.
슬러리는 다양한 방법에 의해 용착될 수 있다. 예를 들면, 기재상으로 직접 분무, 페인팅되거나(painted), 또는 테이프-캐스트(tape-cast)될 수 있다. 그 후, 슬러리는 건조되어, 모든 휘방성 재료를 증발시킬 수 있다. 변형 실시예에서, 종래의 가열 단계가 실시되어 휘발성 물질의 제거를 촉진시킬 수 있다. 그 후 난류발생부 및 결합제를 함유하는 기재는 전술한 바와 같이 통로 구멍내로 삽입될 수 있다.
다른 변형예로서, 결각부의 패턴은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 기재의 표면에 형성될 수 있다. 기재(32)(예를 들면, 원통형 바아)내의 각각의 결각부(30)는 통로 구멍의 내면상의 대응하는 소망의 난류 발생부 위치의 치수와 상응하는 치수를 갖는다. 결각부를 패턴화 및 형성하는 방법은 본 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 종종 컴퓨터에 의해 제어되는 가공 기법이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.
그 후, 결각부(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 결합제 및 난류 발생부 재료의 조성물(34)로 충전된다. 각각의 이들 성분은 앞서 상술되었다. 일반적으로 접합제가 존재한다(그러나, 금속성 분말 기법에 정통한 사람은 난류 발생부 입자와 결합제 입자를 서로 무리없이 고착시켜 유지시키는 다른 기법에도 정통함). 결합제는 대체로 납땜 재료이고, 부가적인 용매는 점성을 조절하도록 첨가될 수 있다. 조성물은 대체로 페이스트와 같은 점성을 갖는다. 이 조성물은 종래의 기법, 예를 들면 트라우얼링(trowelling) 또는 분사에 의해 결각부에 용착될 수 있다. 선택적인 부가적 단계로서, 결합제의 층이 바아 둘레에 감기거나 또는 말릴 수 있어, 조성물(34)로 충전된 결각부를 덮는다. 전술한 바와 같이, 감기도록 사용된 결합층은 종종 그린 납땜 테이프이다.
그 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 기재는 통로 구멍(36)내로 삽입된다. 기재가 소망 위치에 위치된 후, 열처리가 실시되어 결합제에 의해 난류 발생부를 구멍 벽에 융합시킨다. 대부분의 경우, 결합제는 납땜이고, 브레이징 기법은 전술한 바와 같다.
융합 단계 후, 기재(32)는 전술된 기법에 의해 제거될 수 있다. 기재 재료가 가연성인 경우, 연소를 포함하는 제거 기법이 때때로 바람직하다. 예를 들면, 융합을 위해 사용된 진공-브레이징 단계 후 흑연형 기재 재료를 산화시켜 제거하기 위한 공기 가열 단계가 실시될 수 있다(둘러싸는 통로 구멍 벽을 손상시킬 수 있는 온도를 회피하기 위한 주의가 요구됨). 기재의 제거 후, 도 7에 단면도로 도시된 바와 같이, 잔류 난류 발생부(38)는 구멍(36)의 내벽(40)에 융합된다(이러한 단면도에서 난류 발생부의 에지를 규정하는 제도 라인은 간략성을 위해 생략됨).
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 난류 발생부 재료는 재료의 링 또는 "와셔"를 형성하도록 결합제와 조합될 수 있다(또한 접합제는 대체로 포함됨). 도 8 및 도 9에서 난류 발생부-결합제 링(50)의 특정 형상은 난류 발생부의 소망 형상에 좌우된다. 예를 들면, 원형 형상보다는 다양한 직사각형 형상이 사용될 수 있다. 예를 들면 냉각제 유동 모델에 따라 여러가지의 비정형 형상이 달리 사용될 수 있다(또한, 난류 발생부/결합제 재료의 개별 링은 상이한 형상을 가질 수 있음). 링은 주조법과 같은 종래의 방법에 의해 형성될 수 있다.
그 후, 링(50)은 제거가능한 기재(52)(예를 들면, 도 10 및 도 11에 도시된 원통형 지지 바아) 위에 삽입되어, 난류 발생부의 소망 위치에 따라 위치된다. 링은 다양한 방법에 의해 통로 구멍 벽에 융합되기 전에 기재상의 적절한 위치에 일시적으로 유지될 수 있다. 일 예로서, 링 재료는 결합제 재료에서 접합제를 부분적으로 용해 및 가소화(plasticize)시키는 용매에 노출될 수 있다. 이러한 노출은 구조체가 기재 표면에 순응하여 부착되도록 한다.
본 실시예의 장점은 기재(52)의 두께 또는 직경이 종래의 실시예에 비해 현저히 감소될 수 있다고 하는 것이다. 결과적으로, 기재가 먼저 제거될 수 있기 때문에, 난류 발생부가 구멍 벽에 융합된 후 제거되어야만 하는 기재의 체적 또한 감소된다. 이는 몇몇 상황에서 중요한 처리 특성을 나타낸다.
몇몇 경우에 있어서, 희생 재료로 형성된 링 또는 와셔가 기재 위에 삽입될 수도 있다. 예를 들면, 도 12 및 도 13에 도시된 희생 링(54)은 난류 발생부-결합제 링(50)의 간헐적인 삽입과 더불어 바아(52)(도 10)의 길이를 따라서 삽입될 수 있다. 희생 링은 도 14에 도시된 바와 같이 개별 난류 발생부-결합제 링 사이에 소망의 분리를 제공한다. 희생 링(54)은 대체로 기재와 유사한 유형의 재료(예를 들면, 흑연)로 형성된다. 따라서, 난류 발생부가 구멍 벽에 융합된 후, 희생 링은 (기재와 더불어) 용이하게 제거될 수 있다. 희생 링의 사이즈는 인접한 난류 발생부-결합제 링(50)의 소망 위치에 상당 부분 좌우된다[전술된 실시예에 있어서, 결합제(예를 들면, 그린 납땜 테이프)의 분리 층은 바아 둘레에 선택적으로 감기고 말려서, 링(50, 54)을 덮음].
도 14 및 도 15는 난류 발생부-결합제 링(50)과 희생 링(54)을 포함하는 맨드렐/기재(60)를 도시한다(링은 본 도면에서 교대로 배치되어 있지만, 어떤 패턴으로 배칠될 수 있음). 조립되었을 때, 맨드렐은 전술된 바와 같이 통로 구멍내로 삽입될 수 있다. 삽입 후, 기재, 즉, 내측 지지 바아(52)는 구멍내의 적절한 위치에 링(50, 54)을 남겨둔 채 회수될 수 있다. 도 16 및 도 17은 지지 바아(52)의 회수 후, 링 조립체 자체를 도시한다. 융합을 위한 열을 가하기 전에, 링은 다양한 방법에 의해 구멍내의 제 위치에 일시적으로 유지될 수 있다. 예를 들면, 링내의 접합제를 부분적으로 용해 및 가소화시키는 용매가 구멍내로 분무될 수 있어, 링이 구멍 벽에 고정된다.
내측 지지 바아(52)의 제거는 융합 단계 후 연소되거나 또는 달리 제거되어야만 하는 재료의 량을 상당히 감소시킨다. 그 후, 종래의 가열 단계(예를 들면, 브레이징)가 실시되어 난류 발생부를 통로 구멍 벽에 융합시킬 수 있다. 그 후, 희생 링(54)은 전술된 하나 또는 그 이상의 방법, 예를 들면 에칭, 화학적 여과, 또는 연소에 의해 제거될 수 있다[내측 지지 바아(52)는 난류 발생부 재료의 융합동안 통로 구멍내에 잔류할 수 있으며, 그 후 예를 들면 희생 링을 제거하기 위해 사용된 방법에 의해 제거됨을 알 수 있음].
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 기재는 결합제 물질, 예컨대 납땜으로 이루어진 금속 포일일 수 있다. 포일은 난류 발생부가 요구되는 통로 구멍의 내면의 일부를 덮기에 충분한 표면 면적을 갖는다. 여러 가지의 기술이 이러한 포일을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 상기에서 언급한 2개의 미국 특허 출원 제 09/304,276 호 및 제 10/139,659 호에서 많은 것들이 교시되고 있다. 일 예로서, 금속성 분말 재료와 접합제의 혼합물은 제거가능한 지지 시트상에 테이프-캐스팅된다. 금속성 분말은 통상적으로 항상 그렇지는 않지만 통로 구멍이 위치된 제품을 형성하는 재료와 유사하다. 테이프-캐스팅 후에, 지지 시트는 제거된 다음 잔여그린 시트가 예컨대 진공 열처리를 이용함으로써 "예비 성형"된 포일내에 소결된다.
금속 포일을 마련하기 위한 다른 예로서, 금속제 분말 재료가 우선 금속의 박막으로서 지지 시트상에 용착될 수 있다. 여러 가지의 열 스프레이 기술이 통상적으로 진공 플라즈마 용착, HVOF(고속 산소-연료) 또는 공기 플라즈마(AP) 스프레이와 같은 용착을 위해 사용된다. 그 후, 지지 시트는 제거되어, 요망된 금속 포일을 떠난다. 또 다른 변형예로서, 비결정질 금속 리본 기술이 미국 특허 출원 제 09/304,276 호에 기술된 바와 같이 포일을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
그 후, 분말 형태인 난류 발생부 재료가 포일의 제 1 표면에 적용될 수 있다(포일의 표면은 때때로 먼저 접착제로 피복되어 난류 발생부가 제 위치에 머뭄). 더욱이, 난류 발생부는 참조된 특허 출원에서 논의한 바와 같이 포일의 표면상에 패턴화될 수 있다. 포일은 통로 구멍의 내면의 요망된 부분을 덮기에 충분한 치수로 절단된다.
그 후, 포일이 감겨져 기재, 예컨대 실린더형 튜브를 형성한다. 도 18은 제 1 표면(82)(그의 내면) 및 제 2 표면(84)(그의 외면)을 구비하는 튜브 또는 로드(80)를 도시하고 있다. 튜브(80)의 절결부에 도시된 난류 발생부(86)는 내면(82)상에 배치된다. 튜브는 선택된 통로 구멍내에 고정되기에 충분히 작은 직경으로 감겨진다.
그 후, 포일-튜브(80)는 통로 구멍내에 삽입될 수 있다. 일단 구멍내에 있으면, 금속 포일의 스프링과 같은 속성은 그것을 팽창하게 하여 구멍의 내면과 접촉한다. 포일의 내면(82)의 난류 발생부(86)는 구멍 통로내로 돌출하는 반면, 포일의 외면(84)은 구멍 벽에 근접한다. 융합 단계 전에, 포일은 여러 가지의 기술에 의해 제 위치에 임시적으로 보유될 수 있다.
예시적인 기술은 스폿 용접, 택 용접(tack-welding), 접착제의 사용 등을 포함한다. 이에 따라, 포일 및 에워싼 영역은 이미 기술된 바와 같이 난류 발생부를 구멍의 벽에 융합시키기에 충분한 온도로 가열될 수 있다.
도 19는 초합금 튜브(100)의 섹션에 대한 사진이다. 난류 발생부(102)는 납땜 작용제(brazing agent)를 이용하여 튜브의 내면(104) 및 외면(106)에 적용된다(본 발명은 특히 튜브의 내면에 설치된 난류 발생부에 관한 것임). 난류 발생부의 일체성, 예를 들면 튜브 표면에의 그의 접착은 종래 기술에 의해 형성 또는 설치된 난류 발생부의 일체성과 동일하다.
본 발명의 또 다른 실시예는 적어도 하나의 통로 구멍을 포함하는 기재를 구비한 제품에 관한 것이다. 이미 기술된 바와 같이, 이 제품은 많은 상이한 유형의 구성 요소의 형태일 수 있다. 이것은 종종 터빈 엔진부, 예컨대 터빈 블레이드이며, 다수의 반경방향의 냉각 구멍(예컨대, 약 5개 내지 약 50개 구멍)을 포함할 수 있다. 제품은 난류 발생부 재료, 예컨대 금속 합금을 더 구비하며, 이 금속 합금은 통로 구멍의 내면의 적어도 일부에 접착된다. 난류 발생부는 내면을 지나서, 즉 구멍의 경로내로 연장되고 통상적으로 다수의 돌출부를 형성한다. 돌출부는 사전 선택된 패턴으로 배치될 수 있고, 그들의 사이즈 및 형상은 소망하는 바와 같이 조절될 수 있다. 상술한 바와 같이, 돌출부는 종종 통로 구멍이 냉각 구멍으로서기능을 할 경우 열전달을 강화하기 위해 이용된다. 도 20은 난류 발생부(122)를 포함하는 납땜 시트(120)의 부분 섹션을 도시하고 있다. 이미 언급한 바와 같이, 난류 발생부 재료는 응고된 납땜 매트릭스 재료내에 기계식으로 유지될 수 있다.
다음의 예는 단지 예시적인 것이며, 청구된 발명의 범위를 임의로 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 모든 부품은 달리 지시되지 않는다면 중량%로 제공된다.
실시예
난류 발생부는 다수의 스테인리스강 튜브의 내면에 설치되었다. 각각의 예에 있어서, 상업적이며 테이프-캐스트인 그린 납땜 테이프가 채용되었으며, 이는 Amdry?100(조성물: 10중량%의 규소, 19중량%의 크롬, 나머지부는 니켈)이다. 테이프는 약 75 내지 125미크론의 두께를 가지며, 매우 얇은 유기 접착제로 코팅된다. 조제(粗製)의 NiCrAlY 접착 피복 분말은 난류 발생부 재료로서 채용되었으며, 다음과 같은 대략의 조성물을 가지는데, 이는 68중량%의 Ni, 22중량%의 Cr, 9중량%의 Al 및 1중량%의 Y이다. 분말은 50 내지 80 메쉬(mesh), 즉 180 내지 300미크론의 평균 입자 사이즈(직경)를 가지며, 납땜 테이프 표면에 수동으로 적용되었다. 몇가지의 샘플에 대해, 난류 발생부 분말이 테이프 표면상에 패턴화되었다.
각각의 테이프는 튜브(0.25인치/0.64cm의 내경)중의 하나내에 삽입되었다. 그 후, 테이프는 약 30분동안 약 2150℉(1177℃)(10-5Torr)로 유지된 진공노내에 튜브를 위치시킴으로써 튜브내에 납땜되었다. 납땜은 난류 발생부를 튜브의 내면에 단단히 융합시키는데 사용되었다.
난류 발생부는 튜브의 내면에 거친 조직을 제공하였다. Ra값은 약 2.7mil(68.6미크론)이며, Rz값은 약 13.5mil(343미크론)이다. 이러한 거친 프로파일은 튜브를 통하여 열전달을 강화하는데 도움을 준다.
본 발명의 바람직한 실시예가 기술되었지만, 변형 실시예가 본 발명의 정신으로부터 이탈됨이 없이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한되어야 함이 이해될 것이다.
앞에서 언급된 모든 특허, 논문 및 문서는 본원에서 참조로 인용된다.
본 발명은 기재의 두께 또는 직경이 종래의 실시예에 비해 현저히 감소될 수 있고, 이에 따라 기재의 체적이 감소되며; 융합 단계 후 연소되거나 또는 달리 제거되어야만 하는 재료의 량을 상당히 감소시킨다.

Claims (50)

  1. 통로 구멍(36)의 내면(40)에 난류 발생부(38)를 제공하는 방법에 있어서,
    ⓐ 상기 통로 구멍(36)내로 삽입될 수 있으며 상기 통로 구멍의 내면(40)에 융합될 수 있는 기재(32)에 난류 발생부 재료(34)를 제공하는 단계와,
    ⓑ 상기 기재(32)를 상기 통로 구멍(36)내로 삽입하여, 상기 기재가 상기 통로 구멍의 내면(40)에 인접하도록 하는 단계와,
    ⓒ 상기 난류 발생부 재료(34)를 상기 통로 구멍(36)의 내면(40)에 융합시키는 단계를 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 난류 발생부 재료(34)는 금속 합금을 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 합금은 니켈, 코발트, 알루미늄, 크롬, 규소, 철 및 구리로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 한 요소를 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 합금은 MCrAl(X)를 포함하며, M은 Ni, Co, Fe, 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 요소이고, X는 Y, Ta, Si, Hf, Ti, Zr, B, C, 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 요소인
    난류 발생부 제공 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재(32)는 바아인
    난류 발생부 제공 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    결합제가 상기 바아(32)에 가해지는
    난류 발생부 제공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 결합제는 납땜 합금을 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 납땜 합금은 니켈, 코발트, 철, 귀금속, 및 전술한 것중 적어도 하나를포함하는 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 납땜 합금은 적어도 약 40중량%의 니켈과, 규소, 크롬, 붕소, 및 철로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 부가적인 요소를 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 결합제는 시트(14) 형상인
    난류 발생부 제공 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 시트(14)는 그린 납땜 테이프를 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 시트(14)는 금속 포일을 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 난류 발생부 재료(12)는 약 125 미크론 내지 약 4000 미크론 범위의 평균 입자 사이즈를 갖는 개별 금속 합금 입자의 특정 상을 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 난류 발생부 재료(12)는 상기 결합제(14)에 가해지기 전에 상기 바아(10)의 표면에 직접 가해지는
    난류 발생부 제공 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    접합제 재료는 상기 난류 발생부(12)를 상기 바아(10)에 일시적으로 부착시키도록 사용되는
    난류 발생부 제공 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 난류 발생부 재료 및 상기 접합제는 상기 바아(10)의 표면에 직접 가해지는 슬러리 형태인
    난류 발생부 제공 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 결합제(14)는 층의 형태로 상기 난류 발생부 재료(12) 위에 가해지는
    난류 발생부 제공 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 결합제(14)의 층은 상기 개별 금속 합금 입자(12)를 덮도록 상기 바아(10) 둘레에 감기는
    난류 발생부 제공 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 결합제(14)는 납땜 합금을 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 바아(10)는 원통형인
    난류 발생부 제공 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 바아(10)는, 상기 난류 발생부 재료(12/38)가 상기 통로 구멍의 내면에 융합된 후, 상기 통로 구멍(36)으로부터 제거되는 희생 재료를 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 희생 재료는 금속 산화물, 금속염(metal salts), 메탈 할라이드, 금속 붕산염, 금속 황산염, 금속 알루민산염, 탄소계 재료 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는
    난류 발생부 제공 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 희생 재료는 물 세척, 화학적 여과, 진공 추출, 에칭, 초음파 프로세스, 연소 및 이들 기법의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 기법에 의해 상기 통로 구멍(36)으로부터 제거되는
    난류 발생부 제공 방법.
  24. 제 5 항에 있어서,
    상기 바아(32)의 표면은 결각부(30)의 패턴을 가지며, 각각의 결각부는 상기 통로 구멍(36)의 내면(40)상의 대응하는 소망의 난류 발생부 위치의 치수에 상응하는 치수를 갖는
    난류 발생부 제공 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 결각부(30)는 상기 바아(32)를 상기 통로 구멍(36)내로 삽입하기 전에 결합제 및 상기 난류 발생부 재료를 포함하는 조성물로 충전되는
    난류 발생부 제공 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 조성물은 접합제를 더 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 결합제는 납땜 재료인
    난류 발생부 제공 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 납땜 재료는 니켈, 코발트, 철, 귀금속, 및 전술한 것중 적어도 하나를 포함하는 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    납땜 형태의 적어도 하나의 층은, 상기 결각부(30)가 상기 조성물(34)로 충전된 후 그리고 상기 바아를 상기 통로 구멍(36)내에 삽입하기 전에, 상기 바아(32) 둘레에 감기는
    난류 발생부 제공 방법.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 바아(32)는, 상기 난류 발생부 재료(38)가 상기 통로 구멍(36)의 내면(40)에 융합된 후, 상기 통로 구멍(36)으로부터 제거되는 희생 재료를 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  31. 제 5 항에 있어서,
    상기 난류 발생부 재료는, 단계(ⓑ) 전에, 결합제와 결합되어 난류 발생부-결합제 조성물의 다수 링(50)을 형성하고; 그 후, 상기 링(50)이 상기 바아(52) 위에 삽입되어, 상기 바아가 상기 링에 의해 둘러싸이며; 상기 링(50)은 상기 통로 구멍의 표면에 대해 난류 발생부의 소망 패턴을 규정하는 소정 패턴으로 서로 이격되는
    난류 발생부 제공 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    단계(ⓑ) 전에, 희생 재료를 포함하는 희생 링(54)이 상기 난류 발생부-결합제 링(50)의 삽입과 더불어 간헐적으로 상기 바아(52) 위에 삽입되어, 상기 난류 발생부-결합제의 링 사이에 존재하는 공간을 충전하고, 그에 따라 상기 난류 발생부-결합제 링(50) 사이에 소망의 분리를 유지하는
    난류 발생부 제공 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 바아(52)는 상기 통로 구멍내로 삽입된 후 제거되는 반면, 상기 난류 발생부-결합제 링 및 희생 링은 상기 통로 구멍내의 제 위치에 남는
    난류 발생부 제공 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 희생 링(54)은 상기 난류 발생부 재료가 상기 통로 구멍의 내면에 융합된 후 상기 통로 구멍에서 제거되는
    난류 발생부 제공 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 희생 링(54)은 물 세척, 화학적 여과, 진공 추출, 에칭, 초음파 프로세스, 연소 및 이들 기법의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 기법에 의해 제거되는
    난류 발생부 제공 방법.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 결합제는 납땜 조성물인
    난류 발생부 제공 방법.
  37. 제 5 항에 있어서,
    상기 바아(80)는 제 1 표면(82) 및 대향된 제 2 표면(84)을 갖는 금속 포일을 구비하는 튜브인
    난류 발생부 제공 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 금속 포일은 상기 난류 발생부가 소망되는 상기 통로 구멍의 내면중 일부를 덮기에 충분한 표면적을 갖는
    난류 발생부 제공 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 금속 포일은 납땜 재료를 포함하고, 상기 난류 발생부 재료는 상기 금속 포일의 제 1 표면상에 제공되는
    난류 발생부 제공 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 금속 포일은 상기 통로 구멍의 형상과 실질적으로 유사한 형상(80)으로 감기고, 상기 통로 구멍내로 삽입되어, 상기 제 2 표면(84)이 상기 통로 구멍의 내면과 인접하거나 또는 이와 접촉하며, 상기 금속 포일의 제 1 표면(82)상의 난류 발생부(86)는, 상기 융합 단계 후, 상기 통로 구멍의 표면에 부착되는
    난류 발생부 제공 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 포일은, 상기 융합 단계 전에, 파스닝(fastening) 기법에 의해 상기 통로 구멍내의 제 위치에 일시적으로 유지되는
    난류 발생부 제공 방법.
  42. 초합금 재료로 형성된 터빈 블레이드내의 적어도 하나의 반경방향 냉각 구멍의 내면에 난류 발생부(12)를 제공하는 방법에 있어서,
    ① 희생 재료로 형성된 원통형 바아(10)에 난류 발생부 재료(12)를 제공하는 단계로서, 상기 바아는 상기 구멍의 내면에 융합될 수 있는, 난류 발생부 재료 제공 단계와,
    ② 상기 바아 둘레에 납땜 재료의 층(14)을 둘러싸, 상기 난류 발생부 재료(12)를 덮는 단계와,
    ③ 상기 바아를 상기 구멍(36)내로 삽입하는 단계와,
    ④ 상기 난류 발생부 재료(12/38)를 상기 납땜 재료에 의해 상기 구멍(36)의 내면(40)에 납땜시키기에 충분한 열을 가하는 단계와,
    ⑤ 상기 희생 재료를 제거하기에 적절한 기법에 의해 상기 원통형 바아(10)르 제거하는 단계를 포함하는
    난류 발생부 제공 방법.
  43. 제품에 있어서,
    ① 적어도 하나의 통로 구멍(36)을 갖는 기재로서, 상기 통로 구멍은 내면(40)을 갖는, 기재와,
    ② 결합제에 의해 상기 통로 구멍의 내면(40)의 적어도 일부에 결합된 난류 발생부 재료(38)를 포함하는
    제품.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 난류 발생부 재료(38)는 상기 통로 구멍의 내면(40)을 지나 연장하여, 다수의 돌출부를 형성하는
    제품.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 돌출부(38)는 선택된 패턴으로 배치되는
    제품.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 결합제는 납땜 합금을 포함하는
    제품.
  47. 제 44 항에 있어서,
    상기 난류 발생부 재료는 금속 합금을 포함하는
    제품.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 금속 합금은 니켈, 코발트, 알루미늄, 크롬, 규소, 철 및 구리로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 요소를 포함하는
    제품.
  49. 제 44 항에 있어서,
    상기 기재는 초합금 재료를 포함하는
    제품.
  50. 제 44 항에 있어서,
    상기 기재는 터빈 엔진 요소인
    제품.
KR1020030071559A 2002-10-15 2003-10-14 난류발생부 제공 방법 및 제품 KR100815644B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/271,098 US6910620B2 (en) 2002-10-15 2002-10-15 Method for providing turbulation on the inner surface of holes in an article, and related articles
US10/271,098 2002-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040034450A true KR20040034450A (ko) 2004-04-28
KR100815644B1 KR100815644B1 (ko) 2008-03-20

Family

ID=29401098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030071559A KR100815644B1 (ko) 2002-10-15 2003-10-14 난류발생부 제공 방법 및 제품

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6910620B2 (ko)
JP (1) JP4721634B2 (ko)
KR (1) KR100815644B1 (ko)
CN (1) CN1325760C (ko)
CH (1) CH696877A5 (ko)
CZ (1) CZ304975B6 (ko)
DE (1) DE10348413A1 (ko)
IT (1) ITMI20031976A1 (ko)
SE (1) SE526582C2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100915954B1 (ko) * 2007-12-27 2009-09-10 한전케이피에스 주식회사 가스터빈 블레이드의 냉각공 가공방법

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502004009219D1 (de) * 2004-04-16 2009-05-07 Siemens Ag Verfahren zur Innenbeschichtung eines Bauteils mit einem Hohlraum
GB0424593D0 (en) * 2004-11-06 2004-12-08 Rolls Royce Plc A component having a film cooling arrangement
US7919151B2 (en) 2006-12-14 2011-04-05 General Electric Company Methods of preparing wetting-resistant surfaces and articles incorporating the same
US20080265005A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 United Technologies Corporation Brazing process incorporating graphitic preforms
US20090145132A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 General Electric Company Methods and system for reducing pressure losses in gas turbine engines
US20090304494A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 United Technologies Corporation Counter-vortex paired film cooling hole design
US8128366B2 (en) * 2008-06-06 2012-03-06 United Technologies Corporation Counter-vortex film cooling hole design
EP2161411A1 (de) * 2008-09-05 2010-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel mit angepasster Eigenfrequenz mittels eines Einsatzes
US8997846B2 (en) 2008-10-20 2015-04-07 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Heat dissipation system with boundary layer disruption
US8281564B2 (en) * 2009-01-23 2012-10-09 General Electric Company Heat transfer tubes having dimples arranged between adjacent fins
US9511447B2 (en) * 2013-12-12 2016-12-06 General Electric Company Process for making a turbulator by additive manufacturing
CN103459969A (zh) * 2011-04-13 2013-12-18 日本电气株式会社 冷却装置的管路结构、制造该管路结构的方法和用于连接管的方法
CN103128525B (zh) * 2013-01-31 2016-01-20 南京航空航天大学 采用低熔点合金牺牲层的孔加工方法
FR3023317B1 (fr) * 2014-07-04 2016-08-05 Snecma Procede de fabrication d'une aube bi-composant pour moteur a turbine a gaz et aube obtenue par un tel procede
JP6470135B2 (ja) 2014-07-14 2019-02-13 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションＵｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 付加製造された表面仕上げ
US20170101870A1 (en) * 2015-10-12 2017-04-13 United Technologies Corporation Cooling holes of turbine
US10539026B2 (en) * 2017-09-21 2020-01-21 United Technologies Corporation Gas turbine engine component with cooling holes having variable roughness
SG11202101934SA (en) 2018-07-30 2021-03-30 Readcoor Llc Methods and systems for sample processing or analysis
US20200103179A1 (en) * 2018-10-01 2020-04-02 GM Global Technology Operations LLC Assemblies having enhanced heat transfer through vascular channels and methods of manufacturing assemblies having vascular channels
US11859819B2 (en) 2021-10-15 2024-01-02 General Electric Company Ceramic composite combustor dome and liners

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3666006A (en) 1970-05-04 1972-05-30 Olin Corp Heat exchanger
US4064914A (en) 1974-05-08 1977-12-27 Union Carbide Corporation Porous metallic layer and formation
US4003716A (en) 1974-07-15 1977-01-18 Gte Sylvania Incorporated Cast cemented refractory metal carbides having improved sintered density
US4023249A (en) 1975-09-25 1977-05-17 General Electric Company Method of manufacture of cooled turbine or compressor buckets
US4154293A (en) * 1976-09-09 1979-05-15 Union Carbide Corporation Enhanced tube inner surface heat transfer device and method
US4101691A (en) 1976-09-09 1978-07-18 Union Carbide Corporation Enhanced heat transfer device manufacture
US4154294A (en) 1976-09-09 1979-05-15 Union Carbide Corporation Enhanced condensation heat transfer device and method
US4116723A (en) 1976-11-17 1978-09-26 United Technologies Corporation Heat treated superalloy single crystal article and process
US4269265A (en) * 1979-11-29 1981-05-26 Modine Manufacturing Company Tubular heat exchanger with turbulator
US5399313A (en) 1981-10-02 1995-03-21 General Electric Company Nickel-based superalloys for producing single crystal articles having improved tolerance to low angle grain boundaries
US4744725A (en) 1984-06-25 1988-05-17 United Technologies Corporation Abrasive surfaced article for high temperature service
US4689242A (en) 1986-07-21 1987-08-25 United Technologies Corporation Method for adhesion of grit to blade tips
DE3635369A1 (de) 1986-10-17 1988-04-28 Degussa Verfahren zum beschichten von oberflaechen mit hartstoffen
US4938991A (en) 1987-03-25 1990-07-03 Dresser Industries, Inc. Surface protection method and article formed thereby
US5213590A (en) * 1989-12-20 1993-05-25 Neff Charles E Article and a method for producing an article having a high friction surface
JP2580843B2 (ja) 1990-06-07 1997-02-12 三菱電機株式会社 表面部が多孔状である基材の製造方法
US5106010A (en) 1990-09-28 1992-04-21 Chromalloy Gas Turbine Corporation Welding high-strength nickel base superalloys
US5201847A (en) * 1991-11-21 1993-04-13 Westinghouse Electric Corp. Shroud design
DE4141927C2 (de) 1991-12-19 1995-06-14 Mtu Maintenance Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen von Werkstücken
US5353865A (en) * 1992-03-30 1994-10-11 General Electric Company Enhanced impingement cooled components
JPH0781708B2 (ja) * 1992-12-31 1995-09-06 川崎重工業株式会社 燃焼器用壁材の製造方法
US5361828A (en) 1993-02-17 1994-11-08 General Electric Company Scaled heat transfer surface with protruding ramp surface turbulators
US5306401A (en) * 1993-03-15 1994-04-26 Fierkens Richard H J Method for drilling cooling holes in turbine blades
US5549927A (en) 1994-03-01 1996-08-27 Modine Manufacturing Company Modified substrate surface and method
US5456006A (en) * 1994-09-02 1995-10-10 Ford Motor Company Method for making a heat exchanger tube
JP3488902B2 (ja) * 1995-03-16 2004-01-19 川崎重工業株式会社 ガスタービン燃焼器の冷却方法および冷却構造
US5820744A (en) 1996-09-30 1998-10-13 Doncasters, Turbo Products Division Electrochemical machining method and apparatus
US5975850A (en) 1996-12-23 1999-11-02 General Electric Company Turbulated cooling passages for turbine blades
US5738493A (en) * 1997-01-03 1998-04-14 General Electric Company Turbulator configuration for cooling passages of an airfoil in a gas turbine engine
US5927946A (en) * 1997-09-29 1999-07-27 General Electric Company Turbine blade having recuperative trailing edge tip cooling
US6142734A (en) 1999-04-06 2000-11-07 General Electric Company Internally grooved turbine wall
US6468669B1 (en) * 1999-05-03 2002-10-22 General Electric Company Article having turbulation and method of providing turbulation on an article
US6589600B1 (en) * 1999-06-30 2003-07-08 General Electric Company Turbine engine component having enhanced heat transfer characteristics and method for forming same
US6387527B1 (en) * 1999-10-04 2002-05-14 General Electric Company Method of applying a bond coating and a thermal barrier coating on a metal substrate, and related articles
EP1094131B1 (en) * 1999-10-23 2004-05-06 ROLLS-ROYCE plc A corrosion protective coating for a metallic article and a method of applying a corrosion protective coating to a metallic article
US6331098B1 (en) * 1999-12-18 2001-12-18 General Electric Company Coriolis turbulator blade
US6402464B1 (en) * 2000-08-29 2002-06-11 General Electric Company Enhanced heat transfer surface for cast-in-bump-covered cooling surfaces and methods of enhancing heat transfer
US6416283B1 (en) * 2000-10-16 2002-07-09 General Electric Company Electrochemical machining process, electrode therefor and turbine bucket with turbulated cooling passage
JP2002307249A (ja) * 2001-04-10 2002-10-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 穴加工方法及び穴加工用電極
GB2415500B (en) 2004-06-24 2008-07-30 Paul Crudge Flow meter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100915954B1 (ko) * 2007-12-27 2009-09-10 한전케이피에스 주식회사 가스터빈 블레이드의 냉각공 가공방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20060138195A1 (en) 2006-06-29
CN1526917A (zh) 2004-09-08
US20040072014A1 (en) 2004-04-15
CZ304975B6 (cs) 2015-02-25
CN1325760C (zh) 2007-07-11
KR100815644B1 (ko) 2008-03-20
JP2004169689A (ja) 2004-06-17
DE10348413A1 (de) 2004-06-24
SE0302704D0 (sv) 2003-10-14
SE0302704L (sv) 2004-04-16
CZ20032800A3 (cs) 2004-07-14
US6910620B2 (en) 2005-06-28
ITMI20031976A1 (it) 2004-04-16
CH696877A5 (de) 2008-01-15
SE526582C2 (sv) 2005-10-11
JP4721634B2 (ja) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100815644B1 (ko) 난류발생부 제공 방법 및 제품
JP4731101B2 (ja) 金属基板の表面にチャネルを形成する方法
EP1065345B1 (en) Turbine engine component having enhanced heat transfer characteristics and method for forming same
EP1050663B1 (en) Article having protuberances for creating turbulent flow and method for providing protuberances on an article
JP3902179B2 (ja) 皮膜形成方法及び皮膜形成用材料、並びに研磨性皮膜形成用シート
EP1759799B1 (en) Method for forming or remanufacturing a turbine engine component
JP4108152B2 (ja) 保護皮膜を有する流体冷却製品並びにその製造方法
US6398103B2 (en) Method of providing wear-resistant coatings, and related articles
US20060248719A1 (en) Superalloy repair methods and inserts
CN102825426A (zh) 使用多种填料制造涂覆部件的方法
JP2005133715A (ja) 基体のコーティング方法
US20060141160A1 (en) Oxidation-resistant coatings bonded to metal substrates, and related articles and processes
CN102758651A (zh) 构件和使用多种填充剂制造涂覆构件的方法
CN102176995A (zh) 蜂窝密封及生产该蜂窝密封的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140226

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150227

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160225

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee