(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの中空物品の内面を気相コーティングするための構造において、
分割プレートと、少なくとも一つのスパッド箇所と、少なくとも一つのマニホールドとを含み、
前記分割プレートは、蒸気コーティングを供給するためのチャンバの一部を形成し、
各スパッド箇所はチューブを有し、
成形可能な第１シーラントが前記チューブの周囲に配置されており、
各マニホールドは、蒸気を夫々の中空物品内に供給するため、前記マニホールドから延びる少なくとも一つの供給チューブを有し、
各マニホールドは、蒸気を前記マニホールド内に供給するため、前記マニホールドから延びる送込みチューブを有し、
各スパッド箇所の前記チューブは、夫々のマニホールドの前記送込みチューブに挿入されており、
前記マニホールドから遠方の前記送込みチューブの端部は、夫々のスパッド箇所の前記チューブの周囲の前記成形可能な第１シーラント内に配置され、
成形可能な第２シーラントが、夫々のマニホールドの前記少なくとも一つの供給チューブの周囲に及び夫々のマニホールドと中空物品との間に配置される、構造。
【請求項２】
請求項１に記載の構造において、
夫々の部材が、各スパッド箇所の前記チューブから延びており、また、前記チューブの周囲に配置され、各チューブの周囲に凹所を形成し、
各凹所は前記成形可能な第１シーラントを収容し、
前記マニホールドから遠方の前記送込みチューブの前記端部は、前記夫々のスパッド箇所の前記チューブの周囲の前記成形可能な第１シーラント内に配置される、構造。
【請求項３】
請求項２に記載の構造において、
前記スパッド箇所の前記チューブから延びる前記部材は、Ｌ字形状断面である、構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構造において、
前記スパッド箇所の前記チューブは円形断面である、構造。
【請求項５】
請求項４に記載の構造において、
前記スパッド箇所の前記チューブから延びる前記部材は、前記チューブと同軸に配置されており、前記凹所は環状である、構造。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の構造において、
前記マニホールドの前記送込みチューブは円形断面である、構造。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の構造において、
前記成形可能な第１シーラント及び前記成形可能な第２シーラントは、成形可能なパテである、構造。
【請求項８】
請求項７に記載の構造において、
前記成形可能なパテはマスキングパテであり、蒸気コーティングのゲッターとして作用するベース金属粉体を含む、構造。
【請求項９】
請求項８に記載の構造において、
前記ベース金属粉体は、ニッケル粉体及び／又はコバルト粉体を含む、構造。
【請求項１０】
少なくとも一つの中空物品の内面を気相コーティングするための方法であって、
分割プレートと、少なくとも一つのスパッド箇所と、少なくとも一つのマニホールドとを提供し、
前記分割プレートはチャンバの一部を形成し、
各スパッド箇所はチューブを有し、
成形可能な第１シーラントが前記チューブの周囲に配置されており、
各マニホールドは、前記マニホールドから延びる少なくとも一つの供給チューブを有し、
各供給チューブは夫々の中空物品内に延びており、
各マニホールドは、該マニホールドから延びる送込みチューブを有し、
各スパッド箇所の前記チューブは、夫々のマニホールドの前記送込みチューブに挿入されており、
前記マニホールドから遠方の前記送込みチューブの端部は、夫々のスパッド箇所の前記チューブの周囲の前記成形可能な第１シーラント内に配置され、
成形可能な第２シーラントが、夫々のマニホールドの前記少なくとも一つの供給チューブの周囲に及び夫々のマニホールドと中空物品との間に配置される、方法において、
蒸気コーティングを前記チャンバ内に供給する工程と、
前記蒸気コーティングを前記チャンバから前記スパッド箇所の各々の前記チューブを通して及び前記送込みチューブを通して夫々のマニホールド内に供給する工程と、
前記蒸気コーティングを各マニホールドから前記供給チューブを通して前記夫々の中空物品内に供給し、各中空物品の前記内面をコーティングする工程とを含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
夫々の部材が、各スパッド箇所の前記チューブから延び、また、前記チューブの周囲に配置されて、各チューブの周囲に凹所が形成され、各凹所は、前記成形可能な第１シーラントを収容しており、前記マニホールドから遠方の前記送込みチューブの端部は、夫々のスパッド箇所の前記チューブの周囲の前記成形可能な第１シーラントに配置される、方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の方法において、
前記成形可能な第１シーラント及び／又は前記成形可能な第２シーラントは成形可能なパテである、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、
前記成形可能なパテはマスキングパテであり、蒸気コーティングのゲッター、例えば気相アルミニウムコーティング用のゲッターとして作用するベース金属粉体を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
前記ベース金属粉体は、ニッケル粉体及び／又はコバルト粉体を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記中空物品は、タービンブレード又はタービンベーンである、方法。
【請求項１６】
請求項１０乃至１５のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記気相コーティングは、クロムめっき又はアルミニウムめっきを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空物品の内面を気相コーティング(vapour phase coating)するための方法及び構造（装置）に関し、詳細には、ガスタービンエンジンの中空構成要素、例えば中空タービンブレード又は中空タービンベーンの内面を気相アルミニウムめっき(vapour phase aluminising)又は気相クロムめっき(vapour phase chromising)するための方法及び構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
気相アルミニウムめっき及び気相クロムめっきは、アルミニウムコーティング及びクロムコーティングの夫々を、物品（例えば、ガスタービンエンジンの中空構成要素）の外面及び／又は内面に付着するための周知のプロセスである。
【０００３】
中空物品の内面を気相コーティングするための装置は、マニホールドと、蒸気を中空物品に供給できるようにマニホールドから延びる一つ又はそれ以上の供給チューブ（供給管）とを含む。マニホールドと物品との間には、これらを互いに保持し且つシールを形成するため、耐火パテが設けられている。更に、マニホールド及び物品を互いに保持するため、ワイヤ又はばねクリップを設けることが公知である。マニホールドは供給チューブを有し、この供給チューブは、マニホールドから、分割プレートのスパッド箇所内に延びている。スパッド箇所は中空チューブを含み、供給チューブが中空チューブ内に配置される。マニホールドから遠方の供給チューブの端部は、スパッド箇所に挿入できるようにテーパしている。シールを形成するため、供給チューブとスパッド箇所との間の界面の周囲に耐火スラリーをブラシ付けする。分割プレートは、蒸気をマニホールドに供給するためのチャンバの一部を形成する。
【０００４】
この構成の問題点は、マニホールドと中空物品との間の耐火パテが、中空物品をマニホールドに確実な態様で保持しないということである。これは、耐火パテが十分な接着力を持たず、マニホールド及び中空物品が頻繁に外れてしまうためである。更に、耐火パテは、収縮したり割れを生じたりし易く、そのため、供給された蒸気が漏れてしまい、中空物品の内面のコーティングが一貫したものでなくなってしまう。更に、ワイヤやばねクリップを使用すると、中空物品の外面が損傷する場合がある。スパッド箇所と供給チューブとの間にシールを形成するのに使用された耐火スラリーは、非常に脆性であり、アッセンブリが動くとシールに亀裂が入り、供給蒸気が漏れ、中空物品の内面のコーティングが一貫したものでなくなってしまう。供給チューブのテーパ端は、供給蒸気により脆化しやすく、供給チューブのテーパ端は、多くの場合、スパッド箇所に無理に押し込まれ、又は供給チューブを折損してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、上述の問題点を小さくする、好ましくは解決する、少なくとも一つの中空物品の気相コーティングを行うための新規な構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、分割プレートと、少なくとも一つのスパッド箇所と、少なくとも一つのマニホールドとを含む、少なくとも一つの中空物品の内面を気相コーティングするための構成において、分割プレートは、蒸気コーティングを供給するためのチャンバの一部を形成し、各スパッド箇所はチューブを有し、成形可能な第１シーラントがチューブの周囲に配置されており、各マニホールドは、蒸気を夫々の中空物品内に供給するため、マニホールドから延びる少なくとも一つの供給チューブを有し、各マニホールドは、蒸気をマニホールド内に供給するため、マニホールドから延びる送込みチューブを有し、各スパッド箇所のチューブは、夫々のマニホールドの送込みチューブに挿入されており、マニホールドから遠方の送込みチューブの端部は、夫々のスパッド箇所のチューブの周囲の成形可能な第１シーラント内に配置され、成形可能な第２シーラントが、夫々のマニホールドの少なくとも一つの供給チューブの周囲に及び夫々のマニホールドと中空物品との間に配置される、構成を提供する。
【０００７】
好ましくは、夫々の部材が、各スパッド箇所のチューブの周囲から延びており且つチューブの周囲に配置されて、各チューブの周囲に凹所を形成し、各凹所は成形可能な第１シーラントを収容し、マニホールドから遠方の送込みチューブの端部は、夫々のスパッド箇所のチューブの周囲の成形可能な第１シーラント内に配置される。
【０００８】
好ましくは、成形可能な第１シーラント及び成形可能な第２シーラントは、成形可能なパテである。
【０００９】
好ましくは、成形可能なパテはマスキングパテであり、蒸気コーティングのゲッター（例えば、気相アルミニウムコーティング又は気相クロムコーティング用のゲッター）として作用するベース金属（ベースメタル、卑金属）粉体を含む。
【００１０】
好ましくは、ベース金属粉体は、ニッケル粉体及び／又はコバルト粉体を含む。
【００１１】
好ましくは、スパッド箇所のチューブから延びる部材は、Ｌ字形状断面を有する。
【００１２】
好ましくは、スパッド箇所のチューブは円形断面である。好ましくは、スパッド箇所のチューブから延びる部材は、チューブと同軸に配置されており、凹所は環状である。
【００１３】
好ましくは、マニホールドの送込みチューブは円形断面である。
【００１４】
本発明は、更に、少なくとも一つの中空物品の内面を気相コーティングするための方法であって、分割プレートと、少なくとも一つのスパッド箇所と、少なくとも一つのマニホールドとを提供し、分割プレートはチャンバの一部を形成し、各スパッド箇所はチューブを有し、成形可能な第１シーラントがチューブの周囲に配置されており、各マニホールドは、マニホールドから延びる少なくとも一つの供給チューブを有し、各供給チューブは夫々の中空物品内に延びており、各マニホールドは、マニホールドから延びる送込みチューブを有し、各スパッド箇所のチューブは、夫々のマニホールドの送込みチューブに挿入されており、マニホールドから遠方の送込みチューブの端部は、夫々のスパッド箇所のチューブの周囲の成形可能な第１シーラント内に配置され、成形可能な第２シーラントが、夫々のマニホールドの少なくとも一つの供給チューブの周囲に及び夫々のマニホールドと中空物品との間に配置され、
前記方法は、
蒸気コーティングをチャンバ内に供給する工程と、
蒸気コーティングをチャンバからスパッド箇所の各々のチューブを通して及び送込みチューブを通して夫々のマニホールド内に供給する工程と、
蒸気コーティングを各マニホールドから供給チューブを通して夫々の中空物品内に供給し、各中空物品の内面をコーティングする工程とを含む、方法を提供する。
【００１５】
好ましくは、各チューブの周囲に凹所を形成するため、夫々の部材が、各スパッド箇所のチューブから延びており且つチューブの周囲に配置されており、各凹所は、成形可能な第１シーラントを収容しており、マニホールドから遠方の送込みチューブの端部は、夫々のスパッド箇所のチューブの周囲の成形可能な第１シーラント内に配置される。
【００１６】
好ましくは、成形可能な第１シーラント及び／又は成形可能な第２シーラントは、成形可能なパテである。
【００１７】
好ましくは、成形可能なパテはマスキングパテであり、蒸気コーティングのゲッター（例えば、気相アルミニウムコーティング又は気相クロムコーティング用のゲッター）として作用するベース金属粉体を含む。
【００１８】
好ましくは、ベース金属粉体は、ニッケル粉体及び／又はコバルト粉体を含む。
【００１９】
好ましくは、スパッド箇所のチューブから延びる部材は、Ｌ字形状断面を有する。
【００２０】
好ましくは、スパッド箇所のチューブは円形断面である。
【００２１】
好ましくは、スパッド箇所のチューブから延びる部材は、チューブと同軸に配置されており、凹所は環状である。
【００２２】
好ましくは、マニホールドの送込みチューブは円形断面である。
【００２３】
好ましくは、中空物品は、タービンブレード又はタービンベーンである。タービンブレード又はタービンベーンは、ガスタービンエンジンの構成要素であってもよい。中空物品は、ガスタービンエンジンの任意の他の構成要素であってもよい。
【００２４】
好ましくは、気相コーティングは、クロムめっき又はアルミニウムめっきを含む。
【００２５】
本発明を添付図面を参照して例として更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、中空物品の内面を本発明に従って気相コーティングするための構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す中空物品の内面を気相コーティングするための構成の部分の拡大断面図である。
【図３】図３は、図２に示す中空物品の内面を気相コーティングするための構成の部分の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
少なくとも一つの中空物品５０、好ましくは複数の中空物品５０の内面を気相コーティングするための構成又は構造１０を図１乃至図３に示す。少なくとも一つの中空物品５０の内面を気相コーティングするための構造１０は、図１に示すように、レトルト１２を含み、分割プレート１４がレトルト１２内に配置されている。分割プレート１４はチャンバ１６の一部を構成し、この構成では、チャンバ１６は、レトルト１２の一部と分割プレート１４との間に形成され、従って、レトルト１２がチャンバ１６の一部を形成する。気相コーティングＣをチャンバ１６内に供給するため、配管１５が配置されている。分割プレート１４は、少なくとも一つのスパッド箇所１８を有し、少なくとも一つのマニホールド２０が、少なくとも一つのスパッド箇所（突起部又は挿入部）１８と関連している。少なくとも一つのスパッド箇所１８は、気相コーティングＣをチャンバ１６から、関連したマニホールド２０に供給するように構成されており、マニホールド２０は、気相コーティングＣを中空物品５０の内面に供給するように構成されている。複数の中空物品５０の内面を一度にコーティングするのが望ましく、従って、分割プレート１４には、一般的には、複数のスパッド箇所１８が設けられており、各スパッド箇所１８には、気相コーティングＣを夫々の中空物品５０に供給するマニホールド２０が夫々設けられている。
【００２８】
気相コーティング構造１０を図２及び図３に更に明らかに示す。各スパッド箇所１８は、分割プレート１４の穴２４に配置されたチューブ（管）２２を含み、成形可能な第１シーラント２６が、チューブ２２の周囲に配置されている。各マニホールド２０は、気相コーティングＣを夫々の中空物品５０内に供給するため、マニホールド２０から延びる少なくとも一つの供給チューブ（供給管）２８を有する。各マニホールド２０は、気相コーティングＣをマニホールド２０内に供給するため、マニホールド２０から延びる送込みチューブ（送込み管）３０を有する。
【００２９】
各スパッド箇所１８のチューブ２２は、夫々のマニホールド２０の送込みチューブ３０に挿入されている。即ち、各マニホールド２０の送込みチューブ３０は、夫々のスパッド箇所１８のチューブ２２に被せてある。マニホールド２０から遠方の送込みチューブ３０の端部３２は、夫々のスパッド箇所１８のチューブ２２の周囲の成形可能な第１のシーラント２６内に配置される。成形可能な第２シーラント３４が、供給チューブ、即ち、夫々のマニホールド２０の供給チューブ２８の周囲に、夫々のマニホールド２０と中空物品５０との間に配置されている。
【００３０】
部材３６が、各スパッド箇所１８のチューブ２２から延びており且つその周囲に配置されており、チューブ２２の周囲に凹所３８を形成する。各凹所３８は、成形可能な第１シーラント２６を収容しており、マニホールド２０から遠方の送込みチューブ３０の端部３２は、夫々のスパッド箇所１８のチューブ２２の周囲の成形可能な第１シーラント２６内に配置される。スパッド箇所１８のチューブ２２から延びる部材３６は、Ｌ字形状断面であるが、この他の適当な形状を使用してもよく、又は、部材３６は、チューブ２２から直線的に延びており、成形可能なシーラント２６が、部材３６上にチューブ２２の周囲に配置されているだけであってもよい。幾つかの場合では、部材３６をなくし、成形可能なシーラント２６を分割プレート１４上に及びチューブ２２の周囲に配置しただけであってもよい。
【００３１】
成形可能な第１シーラント２６及び成形可能な第２シーラント３４は、成形可能なパテであり、この成形可能なパテはマスキングパテであり、気相コーティングＣのゲッターとして（例えば、気相アルミニウムコーティング又は気相クロムコーティングのゲッターとして）作用するベース金属粉体を含む。ベース金属粉体は、例えば、ニッケル粉体及び／又はコバルト粉体を含んでいてもよい。
【００３２】
スパッド箇所１８のチューブ２２は、好ましくは円形断面であり、好ましくは、スパッド箇所１８のチューブ２２から延びる部材３６は、チューブ２２と同軸に配置されており、凹所３８は環状である。Ｌ字形状断面の部材３６は、半径方向に延びる部分３６Ａ及び軸線方向に延びる部分３６Ｂを有する。マニホールド２０の送込みチューブ３０は、夫々のスパッド箇所１８のチューブ２２に被せて配置するため、円形断面を有する。チューブ２８は、中空物品５０内に配置される任意の適当な形状である。
【００３３】
作動では、気相コーティングＣ（例えば、クロム蒸気又はアルミニウム蒸気）を配管１５を介してチャンバ１６内に供給する。気相コーティングＣは、チャンバ１６から、各スパッド箇所１８のチューブ２２及び夫々のマニホールド２０の送込みチューブ３０を通って夫々のマニホールド２０に入る。気相コーティングＣは、次いで、各マニホールド２０から、供給チューブ２８を介して夫々の中空物品５０に流入し、中空物品５０の内面６０をコーティングする。
【００３４】
図１及び図２に示すように、中空物品５０は、ガスタービンエンジンのタービンブレードである。これらのタービンブレードは、根部５２、シャンク部分５４、プラットホーム部分５６、及びエーロホイル部分５８を含む。気相コーティングＣは、各タービンブレード５０の、根部５２、シャンク部分５４、プラットホーム部分５６、及びエーロホイル部分５８内の内面６０をコーティングする。構造１０は、中空ガスタービンエンジンのタービンベーンの内面又はガスタービンエンジン他の構成要素の内面をコーティングするように構成されていてもよい。
【００３５】
気相コーティングＣ’を、配管１７を通してレトルト１２内の別のチャンバ１９内に供給し、中空物品即ちタービンブレード５０の外面をコーティングしてもよい。気相コーティングＣ’は、気相コーティングＣと同じ気相コーティングであってもよいし、異なっていてもよい。中空物品即ちタービンブレード５０の外面の様々な領域に、異なる気相コーティングを提供してもよい。気相コーティングは、アルミニウムめっき、クロムめっき、又はプラチナアルミニウムめっきであってもよい。
【００３６】
本発明の利点は、成形可能なシーラントにより、中空物品とマニホールドとの間に、従来の構成よりも強固な気密シールを提供し、マニホールドに中空物品を固定するための別の機械的構成を必要としないということである。更に、マニホールドシーラントは、マニホールドとスパッド箇所又は分割プレートとの間に良好な気密シールを提供する。成形可能なシーラントは、気相コーティングの漏れを減少し、最少にし、従って、ガスタービンエンジンのタービンブレード及び／又はタービンベーン内の複雑な内部通路即ちマルチパス内部通路の内面の気相コーティングを、過度に高い蒸気供給圧力を使用せずに、行うことができる。蒸気供給圧力が高い場合には、通常は、漏れによる大きな損失を考慮する必要がある。本発明は、ワイヤによる係止を不要にし、従って、中空物品への損傷を最小にする。本発明は、歩留りを向上する。マニホールドは、もはや、分割プレートに無理に押し込まれることがなく、スパッド箇所に被せられる大径のチューブであることによる脆化を受け難い。本発明は、中空物品の外面をコーティングするためにレトルト内に供給されたコーティング蒸気が、中空物品の内面をコーティングしないようにするため、所望であれば、不活性ガス又は無反応性ガスを比較的高い圧力で中空物品内に供給するのに使用してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  気相コーティングを行うための構成又は構造
１２  レトルト
１４  分割プレート
１５  配管
１６  チャンバ
１７  配管
１８  スパッド箇所
２０  マニホールド
２２  チューブ
２４  穴
２６  第１シーラント
２８  供給チューブ
３０  送込みチューブ
３２  端部
３４  第２シーラント
３６  部材
３８  凹所
５０  中空物品
５２  根部
５４  シャンク部分
５６  プラットホーム部分
５８  エーロホイル部分
【図１】
0005442037.tif 000002
【図２】
0005442037.tif 000003
【図３】
0005442037.tif 000004