(57)【要約】      （修正有）【課題】ターボ機械の高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるためのクーポンを提供する。【解決手段】クーポン３００は、外側表面３０４を有する本体３０２と、本体３０２の外側表面３０４の複数の研削深さインジケータとを含む。また、クーポン３００は、切欠き部の縁周辺部と嵌合するように構成された縁周辺部を有する本体３０２を含み、本体３０２の縁周辺部の少なくとも一部は、切欠き部の縁周辺部の壁厚さより大きい壁３０５厚さを有する。共にまたは別々に使用されてもよい。【選択図】図１６
2018021548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械（１００）の高温ガス経路構成要素の切欠き部（１７２）に取って代わるためのクーポン（１７０，３００）であって、
外側表面（１８２，２７０，３０４）を有する本体（１８０，２６８，３０２）と、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）の複数の研削深さインジケータ（２５０）とを備える、クーポン（１７０，３００）。
【請求項２】
前記複数の研削深さインジケータ（２５０）が各々、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）に凹部（２５２）を含む請求項１に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項３】
各凹部（２５２）が、円形周辺部（２５４）を有する請求項２に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項４】
前記凹部（２５２）の底部の前記本体（１８０，２６８，３０２）の壁（３０５）の厚さが、前記クーポン（１７０，３００）の予め選択された作動壁厚さと一致する請求項２に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項５】
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、前記切欠き部（１７２）の縁周辺部（２００，２０２）と嵌合するように構成された縁周辺部（２００，２０２）を含み、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の少なくとも一部（２１０）が、前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の壁厚さより大きい壁（３０５）厚さを有する請求項１に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項６】
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい前記壁厚さを有する前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記少なくとも一部が、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の残りの部分の前記壁厚さより大きい周方向外側厚さを有するテーパ状リブ（２１２，２１４）によって画定される請求項５に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項７】
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、各々の第１の半径方向に延びる縁部（１８８）に沿って接続する凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）および凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）が、第２の半径方向に延びる縁部（２２４）によって分離された第１の端縁部（２２０）および第２の端縁部（２２２）をさらに含む前記凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）、ならびに第３の半径方向に延びる縁部（２３０）によって分離された第３の端縁部（２２６）および第４の端縁部（２２８）を含む前記凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記テーパ状リブ（２１２，２１４）が、前記第１の端縁部（２２０）、前記第２の端縁部（２２２）、前記第２の半径方向に延びる縁部（２２４）、前記第３の端縁部（２２６）、前記第４の縁部（２２８）および前記第３の半径方向に延びる縁部（２３０）に沿って連続している請求項６に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項８】
前記クーポン（１７０，３００）が、付加製造によって形成される請求項１に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項９】
ターボ機械（１００）の高温ガス経路構成要素の切欠き部（１７２）に取って代わるためのクーポン（１７０，３００）であって、
前記切欠き部（１７２）の縁周辺部（２００，２０２）と嵌合するように構成された縁周辺部（２００，２０２）を有する本体（１８０，２６８，３０２）を備え、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の少なくとも一部（２１０）は、前記切欠き部（１７２）の縁周辺部（２００，２０２）の壁厚さより大きい壁（３０５）厚さを有する、クーポン（１７０，３００）。
【請求項１０】
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい前記壁厚さを有する前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記少なくとも一部が、
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい周方向外側厚さおよび前記本体（１８０，２６８，３０２）の壁厚さに等しい周方向内部厚さを有するテーパ状リブ（２１２，２１４）によって画定される請求項９に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項１１】
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、各々の第１の半径方向に延びる縁部（１８８）に沿って接続する凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）および凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）が、第２の半径方向に延びる縁部（２２４）によって分離された第１の端縁部（２２０）および第２の端縁部（２２２）をさらに含む前記凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）、ならびに第３の半径方向に延びる縁部（２３０）によって分離された第３の端縁部（２２６）および第４の端縁部（２２８）を含む前記凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記テーパ状リブ（２１２，２１４）が、前記第１の端縁部（２２０）、前記第２の端縁部（２２２）、前記第２の半径方向に延びる縁部（２２４）、前記第３の端縁部（２２６）、前記第４の縁部（２２８）および前記第３の半径方向に延びる縁部（２３０）に沿って連続している請求項１０に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項１２】
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）の複数の研削深さインジケータ（２５０）をさらに備える請求項９に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項１３】
前記複数の研削深さインジケータ（２５０）が各々、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）に凹部（２５２）を含む請求項１２に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項１４】
各凹部（２５２）が、円形周辺部（２５４）を有する請求項１３に記載のクーポン（１７０，３００）。
【請求項１５】
前記凹部（２５２）の底部の前記本体（１８０，２６８，３０２）の壁（３０５）の厚さが、前記クーポン（１７０，３００）の予め選択された作動壁厚さと一致する請求項１３に記載のクーポン（１７０，３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造支援機構を有する高温ガス経路構成要素のためのクーポンに関する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、一般に、高温ガス経路構成要素に関し、より具体的には、高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるためのクーポンに関する。一実施形態では、クーポンは、クーポンの結合および仕上げを改善するための多数の製造支援機構を含む。別の実施形態では、クーポンは、クーポンの外側表面に適用されたコーティングによって塞がれないように構成された冷却開口部を含む。
【０００３】
高温ガス経路構成要素は、エネルギーを生成するように作動流体を誘導するためにターボ機械で使用される。高温ガス経路構成要素は、作動流体を誘導してエネルギーを生成する翼形部を含むターボ機械ブレード（ロータブレードまたは固定ベーン）のような様々な形態を取ることができる。ロータブレードは、タービンロータに結合され、タービンロータを旋回させるように作用し、固定ベーンは、ターボ機械のケーシングに結合され、作動流体をロータブレードに向けて誘導する。
【０００４】
最先端の高温ガス経路構成要素の一部は、構成要素の外側壁を冷却する壁近傍冷却構成を含む。しかし、壁近傍冷却構成には、製造上大きな課題がある。近年、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）または選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）のような付加製造が、このような超高効率壁近傍冷却構成のための信頼できる製造方法として浮上しつつある。付加製造技術の出現により、ターボ機械ブレードの前縁または後縁などの高温ガス経路構成要素のセクションに取って代わる能力もまた提供されている。たとえば、ブレードに切欠き部を残してターボ機械ブレードの前縁の一部が除去されてもよく、新しいセクション（本明細書では「クーポン」と呼ぶ）が切欠き部に結合されてもよい。クーポンは、使用したターボ機械ブレードの摩耗セクションに取って代わることができ、または新しいターボ機械ブレードの一部として追加することができる。クーポンは、単にターボ機械ブレードの内部冷却構造に取って代わることができ、または元のターボ機械ブレードには設けられていなかった、たとえば壁近傍冷却通路、内部冷却通路、インピンジメントスリーブ、ピンバンクなどの追加のまたは改善された冷却構造を提供することができる。
【０００５】
クーポンを作製する付加製造の成長にもかかわらず、高温ガス経路構成要素のセクションに取って代わるクーポンの使用には、多数の製造上の課題がある。
【０００６】
構成要素のより大きいセグメントの目標とした置き換えに対するこの方法の可能性を解明するために、クーポンと精密機械加工された切欠き部の正確な一致が信頼できる接合品質を達成するために必要である。接合のための隙間（クーポンと構成要素の切欠き部との間の隙間）は、クーポンおよび元の構成要素の輪郭加工の精度に依存する。不一致により、隙間距離は変化する。狭い隙間のろう付けプロセスが選択される場合は、隙間幅が１００μｍ未満の厳しい隙間公差が要求される。これらの厳しい公差を達成するために、および両方の部品の最適な嵌合を確実にするために、同じ機械加工経路がクーポンおよび元の構成要素のワイヤ放電加工（ＥＤＭ）切断に使用される。１つのアプローチでは、ワイヤＥＤＭ制御プログラムが準備され、最初にクーポンの精密機械加工のために使用される。その後、同じ制御プログラムが、高温ガス経路構成要素の一致する切欠き部の機械加工のために再度使用される。この第２のステップの間に、切削工具の幅（すなわち、ＥＤＭワイヤの厚さ）のみが補償され、付加製造されたクーポンと元の構成要素との間にほぼ「隙間ゼロ」の嵌合が得られる。このアプローチにもかかわらず、クーポンと元の構成要素の切欠き部との間にはまだ隙間が存在する可能性がある。
【０００７】
置き換えにクーポンを使用する場合の別の課題は、クーポン接合後の精密な手動再輪郭加工である。特に、高温ガス表面に近い冷却チャネルを有する構成要素の再輪郭加工中に、最小の壁厚さ要件が破られ、壁近傍冷却機構が損傷する可能性がある。これは、壁厚さ公差が厳しく、研削プロセス中の研削オペレータに残りの壁厚さについての直接的なフィードバックがないため、特に厄介である。高温ガス側と壁近傍冷却通路との間の最小壁厚さ（たとえば、１．２ミリメートル）が、機械的完全性および寿命評価を達成するために要求され得る。
【０００８】
クーポンの接合および再輪郭加工ステップが実施された後、１つまたは複数の保護コーティング（たとえば、ボンドコーティングおよび遮熱コーティング）が適用される。コーティング（単数または複数）による１つの障害は、コーティングのオーバースプレーによる既存の冷却通路の避けられない目詰まりである。従来、コーティング（単数または複数）適用後、高温ガス経路構成要素の空気流要件を満たすために、塞がれた冷却通路に対して再開口ステップが要求される。冷却通路の配置により、この壁近傍冷却通路の出口孔の再開口は、出口孔の目詰まりの危険性を回避するために、非常に慎重に完了しなければならない。特に、開口部の急な曲げ角度により、リーマ工具が破損し、さらに目詰まりが生じる可能性がある。結果として、プロセスは、時間がかかり高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／００６９１８５号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本開示の第１の態様は、ターボ機械の高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるためのクーポンを提供し、クーポンは、外側表面を有する本体と、本体の外側表面の複数の研削深さインジケータとを備える。
【００１１】
本開示の第２の態様は、ターボ機械の高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるためのクーポンを提供し、クーポンは、切欠き部の縁周辺部と嵌合するように構成された縁周辺部を有する本体を備え、本体の縁周辺部の少なくとも一部は、切欠き部の縁周辺部の壁厚さより大きい壁厚さを有する。
【００１２】
本開示の第３の態様は、ターボ機械の高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるためのクーポンを表すコードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を提供し、クーポンは、コンピュータ化付加製造システムによってコードの実行時に物理的に生成され、コードは、クーポンを表すコードを備え、クーポンは、外側表面を有する本体と、本体の外側表面の複数の研削深さインジケータとを含む。
【００１３】
本開示の第４の態様は、ターボ機械の高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるためのクーポンを提供し、クーポンは、外側表面を有する本体と、冷却剤の流れを受けるための本体内のチャンバと、チャンバから本体の外側表面に延びる通路とを備え、通路は、第１の垂直断面領域を有する本体の壁内の内部部分と、第１の垂直断面領域より大きい第２の垂直断面領域を有する本体の外側表面の出口部分とを含む。
【００１４】
本開示の第５の態様は、ターボ機械の高温ガス経路構成要素を提供し、構成要素は、外側表面を有する本体と、冷却剤の流れを受けるための本体内のチャンバと、チャンバから本体の外側表面に延びる通路とを備え、通路は、第１の垂直断面領域を有する本体の壁内の内部部分と、第１の垂直断面領域より大きい第２の垂直断面領域を有する本体の外側表面の出口部分とを含む。
【００１５】
本開示の第６の態様は、ターボ機械の高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるためのクーポンを表すコードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を提供し、クーポンは、コンピュータ化付加製造システムによってコードの実行時に物理的に生成され、コードは、クーポンを表すコードを備え、クーポンは、外側表面を有する本体と、冷却剤の流れを受けるための本体内のチャンバと、チャンバから本体の外側表面に延びる通路とを含み、通路は、第１の垂直断面領域を有する本体の壁内の内部部分と、第１の垂直断面領域より大きい第２の垂直断面領域を有する本体の外側表面の出口部分とを含む。
【００１６】
本開示の例示的な態様は、本明細書で説明される問題および／または検討されていない他の問題を解決するように設計される。
【００１７】
本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付図面と併せて考察する本開示の様々な態様の以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ガスタービンシステムの形態の例示的なターボ機械の概略図である。
【図２】図１のガスタービンシステムと共に使用され得る例示的なガスタービンアセンブリの断面図である。
【図３】本開示の実施形態を採用することができるタイプのタービンロータブレードの斜視図である。
【図４】本開示の実施形態を採用することができるタイプのタービンベーンの斜視図である。
【図５】本開示の実施形態によるクーポンの上方斜視図である。
【図６】クーポンの凸状負圧側からの図５のクーポンの側面図である。
【図７】クーポンの凸状負圧側からの図５の線７−７に沿った図５のクーポンの断面図である。
【図８】クーポンの凹状正圧側からの図５のクーポンの側面図である。
【図９】クーポンの凹状正圧側からの図５の線９−９に沿った図５のクーポンの断面図である。
【図１０】切欠き部に取り付けられたクーポンの一部の、図４の線１０−１０に沿った拡大断面図である。
【図１１】本開示の実施形態によるクーポンの別の上方斜視図である。
【図１２】本開示の実施形態による研削深さインジケータを含むクーポンの概略断面図である。
【図１３】本開示の別の実施形態による切欠き部に取り付けられたクーポンの一部の、図４の線１０−１０に沿った拡大断面図である。
【図１４】本開示の実施形態による研削深さインジケータの斜視図である。
【図１５】従来の壁近傍冷却通路の部分断面図である。
【図１６】本開示の実施形態による壁近傍冷却通路を含むクーポンの部分断面図である。
【図１７】少なくとも１つのコーティングが適用された、本開示の実施形態による壁近傍冷却通路を含む図１６のクーポンの部分断面図である。
【図１８】本開示の別の実施形態による壁近傍冷却通路を含むクーポンの部分断面図である。
【図１９】少なくとも１つのコーティングが適用された、本開示の実施形態による壁近傍冷却通路を含む図１８のクーポンの部分断面図である。
【図２０】本開示の実施形態によるクーポンを表すコードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む、付加製造プロセスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の図面は、原寸に比例して示されていないことに留意されたい。図面は、本開示の一般的な態様だけを示すためのものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。図面の中で、図面間の同じ符号は同じ要素を表す。
【００２０】
最初の問題として、現在の開示を明確に説明するために、ガスタービン内の関連する機械構成要素を参照して説明するときに、特定の専門用語を選択することが必要になる。これを行う場合、可能な限り、一般的な工業専門用語が、その受け入れられた意味と同じ意味で使用および利用される。別途記載のない限り、このような専門用語は、本出願の文脈および添付の特許請求の範囲と一致する広義の解釈を与えられるべきである。当業者であれば、多くの場合、特定の構成要素がいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して参照されることがあることを理解するであろう。単一の部品であるとして本明細書に記載され得るものは、複数の構成要素からなるものとして別の文脈を含み、かつ別の文脈で参照されてもよい。あるいは、複数の構成要素を含むものとして本明細書に記載され得るものは、単一の部品として他の場所で参照されてもよい。
【００２１】
さらに、本明細書ではいくつかの記述上の用語を定常的に使用する場合があり、この点についてこれらの用語を定義することが有用であることが証明されるはずである。これらの用語およびその定義は、別途記載のない限り、以下の通りである。本明細書で使用する場合、「下流」および「上流」とは、タービンエンジンを通る作動流体または、たとえば、燃焼器を通る空気の流れ、またはタービンの構成要素システムの１つを通る冷却剤のような流体の流れに対する方向を示す用語である。用語「下流」は、流体の流れの方向に相当し、用語「上流」は、流れの反対の方向を指す。用語「前方」および「後方」は、別途指定のない限り、方向を指し、「前方」はエンジンの前方または圧縮機端部を指し、「後方」はエンジンの後方またはタービン端部を指す。多くの場合、中心軸線に関して異なる半径方向位置にある部品を記述することが要求される。用語「半径方向」は、軸線に垂直な移動または位置を指す。このような場合、第１の構成要素が第２の構成要素より軸線に近接して位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向内側」または「内側」にあると述べることになる。一方、第１の構成要素が第２の構成要素より軸線から遠くに位置する場合、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向外側」または「外側」にあると述べることができる。用語「軸方向」は、軸線に平行な移動または位置を指す。最後に、用語「周方向」は、軸線周りの移動または位置を指す。このような用語は、タービンの中心軸線に関連して適用することができることは理解されよう。
【００２２】
本明細書および特許請求の範囲の全体を通してここで使用されているような近似を表す文言は、それが関連する基本的な機能を変更することなく、許容範囲内で異なり得る、任意の定量的な表現の修飾に適用することができる。したがって、「およそ」、「約」および「実質的に」などの１つまたは複数の用語によって修飾された値は、特定された正確な値に限定されない。少なくともいくつかの事例において、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。範囲の特定の値に適用される「約」は、両方の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された値（単数または複数）の＋／−１０％を示し得る。
【００２３】
本開示は、クーポンを使用するガスタービンの高温ガス経路構成要素の改良およびアップグレードのためのモジュール式製造コンセプトを含む。コンセプトは、高温ガス経路構成要素のより大きいセグメントをクーポン（インサート）で置き換えることに依存しており、これは性能向上特徴、たとえば、より効率的な冷却設計を含むことができる。本開示は、より高い性能を可能にするだけでなく、低コストで高品質の製造を達成するのに有用な製造支援機構を提供するクーポンを提供する。
【００２４】
図１は、燃焼またはガスタービンシステムの形態の例示的なターボ機械１００の概略図を示している。ターボ機械１００は、圧縮機１０２と、燃焼器１０４とを含む。燃焼器１０４は、燃焼領域１０５と、燃料ノズルアセンブリ１０６とを含む。ターボ機械１００はまた、タービンアセンブリ１０８と、共通の圧縮機／タービンシャフト１１０（ロータ１１０と呼ばれることもある）とを含む。一実施形態では、燃焼タービンシステムは、ゼネラルエレクトリック社（米国サウスカロライナ州グリーンビル）から市販されているＭＳ７００１ＦＢエンジン（７ＦＢエンジンと呼ばれることもある）である。本開示は、いかなる特定の燃焼タービンシステムに限定されるものではなく、たとえば、ゼネラルエレクトリック社のＭＳ７００１ＦＡ（７ＦＡ）、ＭＳ９００１ＦＡ（９ＦＡ）、７ＨＡおよび９ＨＡエンジンモデルを含む他のエンジンと関連して実装することができる。さらに、本開示は、特定のターボ機械に限定されるものではなく、たとえば、蒸気タービン、ジェットエンジン、圧縮機、ターボファンなどに適用可能とすることができる。
【００２５】
動作中、空気は圧縮機１０２を通って流れ、圧縮空気が燃焼器１０４に供給される。具体的には、圧縮空気は、燃焼器１０４に一体化された燃料ノズルアセンブリ１０６に供給される。アセンブリ１０６は、燃焼領域１０５と流れ連通している。燃料ノズルアセンブリ１０６はまた、燃料源（図１には図示せず）と流れ連通しており、燃料および空気を燃焼領域１０５に導く。燃焼器１０４は、燃料を点火して燃焼させる。燃焼器１０４は、ガス流熱エネルギーが機械的回転エネルギーに変換されるタービンアセンブリ１０８と流れ連通している。タービンアセンブリ１０８は、ロータ１１０に回転可能に結合され、ロータ１１０を駆動する。圧縮機１０２はまた、ロータ１１０に回転可能に結合される。例示的な実施形態では、複数の燃焼器１０４および燃料ノズルアセンブリ１０６が存在する。
【００２６】
図２は、図１のガスタービンシステムと共に使用され得るターボ機械１００（図１）の例示的なタービンアセンブリ１０８の断面図を示している。タービンアセンブリ１０８は、ターボ機械１００の固定ケーシングに結合されたブレード１０９の列と、軸方向に隣接する別のブレード１１３の列とを含む。ここで、ブレード１０９の列は、固定ブレードまたはベーン１１２を含む。ベーン１１２は、半径方向外側プラットフォーム１１４および半径方向内側プラットフォーム１１６によってタービンアセンブリ１０８に保持され得る。タービンアセンブリ１０８のブレード１１３の列は、ロータ１１０に結合され、ロータと共に回転する回転ブレード１２０を含む。回転ブレード１２０は、ロータ１１０に結合された半径方向内側プラットフォーム１２２（ブレードの根元にある）と、半径方向外側先端シュラウド１２４（ブレードの先端にある）とを含むことができる。本明細書で使用する場合、用語「ブレード」または「高温ガス経路構成要素」は、別途記載のない限り、固定ベーンまたはブレード１１２および回転ブレード１２０を集合的に指すものとする。
【００２７】
図３および図４は、クーポンが高温ガス経路構成要素の切欠き部に取って代わるターボ機械の例示的な高温ガス経路構成要素を示している。図３は、本開示の実施形態を採用することができるタイプのタービンロータブレード１３０の斜視図を示している。タービンロータブレード１３０は、ロータブレード１３０がロータ１１０（図２）に取り付けられる根元１３２を含む。根元１３２は、ロータディスクの周囲の対応するダブテールスロットに装着するように構成されたダブテールを含むことができる。根元１３２はさらに、ダブテールと、翼形部１３６と根元１３２の接合部に配置され、タービン１００を通る流路の内側境界の一部を画定するプラットフォーム１３４との間に延びるシャンクを含むことができる。翼形部１３６は、作動流体の流れを遮断してロータディスクを回転させるロータブレード１３０の能動構成要素であることが理解されよう。この例のブレードはタービンロータブレード１３０であるが、本開示はまた、タービン固定ブレード１１２（図２）（ベーン）を含むタービンエンジン１００内の他のタイプのブレードにも適用できることは理解されよう。ロータブレード１３０の翼形部１３６は、対向する前縁１４４と後縁１４６との間にそれぞれ軸方向に延びる、凹状正圧側（ＰＳ）外側壁１４０と、周方向または横方向に対向する凸状負圧側（ＳＳ）外側壁１４２とを含むことがわかる。側壁１４０および１４２もまた、プラットフォーム１３４から外側先端１４８に半径方向に延びる。
【００２８】
図４は、本開示の実施形態を採用することができるタイプのベーン１５０の斜視図を示している。固定ベーン１５０は、固定ベーン１５０がターボ機械のケーシングに取り付けられる外側プラットフォーム１５２を含む。外側プラットフォーム１５２は、ケーシングの対応するマウントに装着するための、現在知られているまたは後に開発されるマウント構成を含むことができる。固定ベーン１５０はさらに、隣接するタービンロータブレード１３０（図３）のプラットフォーム１３４（図３）の間に位置決めするための内側プラットフォーム１５４を含むことができる。プラットフォーム１５２，１５４は、タービン１００を通る流路の外側および内側境界のそれぞれの部分を画定する。翼形部１５６は、作動流体の流れを遮断してタービンロータブレード１３０（図３）に向けて誘導する固定ベーン１５０の能動構成要素であることが理解されよう。固定ベーン１５０の翼形部１５６は、対向する前縁１６４と後縁１６６との間にそれぞれ軸方向に延びる、凹状正圧側（ＰＳ）外側壁１６０と、周方向または横方向に対向する凸状負圧側（ＳＳ）外側壁１６２とを含むことがわかる。側壁１６０および１６２もまた、プラットフォーム１５４からプラットフォーム１５２に半径方向に延びる。
【００２９】
高温ガス経路構成要素の例としてのタービンロータブレード１３０（図３）および固定ベーン１５０（図４）の両方はまた、その前縁１４４，１６４の切欠き部１７２に配置された、本開示の実施形態によるクーポン１７０，３００をそれぞれ含む。本開示による、および本明細書に記載のクーポン１７０，３００の実施形態は、タービンロータブレード１３０またはベーン１５０のいずれかに適用可能な態様を含む。これらに限定されないが、内部冷却構造、切欠き部形状、外側壁角度／形状などの本明細書に記載されていないクーポン１７０，３００の他の特徴は、特定の用途、すなわちロータブレードまたはベーンに合わせてカスタマイズされてもよいことが理解されよう。
【００３０】
図３および図４に示すように、クーポン１７０，３００は、切欠き部１７２内に非常にしっかりと配置される。これらの厳しい公差を達成するために、およびクーポンとブレードの最適な嵌合を確実にするために、同じ機械加工経路が、たとえばクーポンおよび高温ガス経路構成要素のワイヤ放電加工（ＥＤＭ）切断を使用してクーポンおよび切欠き部を形成するために使用され得る。本明細書で述べるように、１つのアプローチでは、ワイヤＥＤＭ制御プログラムが準備され、最初にクーポンの精密機械加工のために使用される。その後、同じ制御プログラムが、高温ガス経路構成要素の一致する切欠き部の機械加工のために再度使用される。この第２のステップの間に、切削工具の幅（すなわち、ＥＤＭワイヤの厚さ）のみが補償され、付加製造されたクーポンと元の構成要素との間にほぼ「隙間ゼロ」の嵌合が得られる。しかし、前述のように、クーポンと切欠き部との間にはまだ隙間が存在する可能性がある。
【００３１】
図５〜図９を参照すると、本開示の実施形態によるクーポン１７０がより詳細に示されている。図５は、クーポン１７０の上方斜視図を示し、図６は、クーポン１７０の凸状負圧側からの側面図を示し、図７は、クーポン１７０の凸状負圧側からの（図５の線７−７に沿った）断面図を示し、図８は、クーポン１７０の凹状正圧側からの側面図を示し、図９は、クーポン１７０の凹状正圧側からの（図５の線９−９に沿った）断面図を示している。クーポン１７０は、本体１８０を含むことができる。図示されているように、本体１８０は、外側表面１８２を有することができる。本体１８０は、図５に最もよく示されているように、各々の半径方向に延びる縁部１８８（縁部１８８は、図示されるような前縁クーポンの前縁である）に沿って結合された凹状正圧側外側壁１８４および凸状負圧側外側壁１８６によって画定され得る。外側壁１８４，１８６は、それらの間に半径方向に延びるチャンバ１９０を画定する。接続壁１９２（図５）は、凹状正圧側外側壁１８４および凸状負圧側外側壁１８６のそれぞれの後縁１９４，１９６（図６〜図９）の間に延び、クーポン１７０の後端部を閉じることができる。明確さのために図示していないが、半径方向に延びるチャンバ１９０（図５、図７、および図９）は、これらに限定されないが、リブ、インピンジメントスリーブ、およびピンバンクなどのチャンバを隔てる多種多様な冷却構造のいずれかを含むことができることが理解されよう。
【００３２】
クーポン１７０は、高温ガス経路構成要素のクーポン１７０および切欠き部１７２の高精度の幾何学的嵌合を有する高温ろう付け技術を使用して、切欠き部１７２（図３および図４）に結合することができる。クーポン１７０と切欠き部１７２の最適な嵌合を達成するために、および十分なろう付け領域を確保するために、本開示の実施形態によれば、クーポン１７０はろう付け接合部のすぐ近くで厚くなる。さらに説明すると、図５〜図９に示され、図１０の拡大断面図に最もよく示されているように、本体１８０はまた、切欠き部１７２の縁周辺部２０２（図３および図４）と嵌合するように構成された縁周辺部２００（図５）を含む。本開示の実施形態によれば、本体１８０の縁周辺部２００の少なくとも一部２１０（図５〜図９に斜線で示す）は、切欠き部１７２の縁周辺部２０２の壁厚さＴ1（図１０）より大きい壁厚さＴR（図１０）を有する。さらに、本体１８０の縁周辺部２００の少なくとも一部２１０はまた、クーポン１７０の残りの部分、すなわち、本体１８０の残りの部分の壁厚さＴN（図１０）より大きい壁厚さＴR（図１０）を有することができる（仕上げ時）（ＴR＞ＴN）。図１０に最もよく示されているように、より大きい壁厚さを有する本体１８０の縁周辺部２００の少なくとも一部２１０は、テーパ状リブ２１２（図５〜図９に斜線で示す）によって画定され得る。テーパ状リブ２１２は、切欠き部１７２の縁周辺部２０２の壁厚さＴ1および本体１８０の周方向内部厚さＴNより大きい周方向外側厚さＴR（図１０）を有することができる。内部壁厚さＴNは、切欠き部１７２の縁周辺部２０２の壁厚さＴ1より多かれ少なかれ厚くすることができる。テーパ状リブ２１２は、高温ガス経路構成要素の公称壁厚さＴNと比較してクーポン１７０の周辺部にわずかに厚い壁を提供し、これはクーポン１７０と切欠き部１７２との間のろう付け接合部の十分に大きい断面を確保してろう付け接合の最適な嵌合、たとえば、５０μｍより小さい隙間を提供する。テーパ状リブ２１２は、外側周辺部２００から内側に延びてもよく、その後、クーポン１７０（図１０）の公称壁厚さへと徐々に減少してもよい。
【００３３】
前述のように、本体１８０は、各々の第１の半径方向に延びる縁部１８８に沿って接続する凹状正圧側外側壁１８４および凸状負圧側外側壁１８６によって画定される。本体１８０の縁周辺部２００は、凹状正圧側および凸状負圧側外側壁１８４，１８６の縁部によって画定され得る。このために、凹状正圧側壁１８４は、第２の半径方向に延びる縁部２２４によって分離された第１の端縁部２２０（図７〜図８）および第２の端縁部２２２（図５および図７〜図８）を含み、凸状負圧側外側壁１８６は、第３の半径方向に延びる縁部２３０によって分離された第３の端縁部２２６および第４の端縁部２２８を含む。図１１は、クーポン１７０の別の斜視図を示している。テーパ状リブ２１２は、第１の端縁部２２０、第２の端縁部２２２、第２の半径方向に延びる縁部２２４、第３の端縁部２２６、第４の縁部２２８、および第３の半径方向に延びる縁部２３０に沿って連続している。しかし、テーパ状リブ２１２は、追加のろう付け材料が保証される選択された縁部に沿ってのみ延びてもよいことが強調される。図７、図９および図１１に示すように、テーパ状リブ２１４の少なくとも一部はまた、接続壁１９２の縁部（上側および／または下側）に沿って延びてもよい。図示されているように、テーパ状リブ２１４は、縁部から内側に延びてもよく、その後、クーポン１７０（図７および図９）の公称壁厚さへと徐々に減少してもよい。
【００３４】
テーパ状リブ２１２，２１４は、任意の厚さを有することができ、適切な材料およびろう付けのための濡れ表面を提供するのに要求されるそれぞれの縁部からの任意の距離だけ延びることができる。一実施形態では、テーパ状リブ２１２，２１４は、たとえば、約０．５ミリメートル（ｍｍ）の追加の厚さを有することができる。テーパ状リブ２１２，２１４は、周辺部から前縁１８８に向かって測定された１〜５ｍｍの長さを有することができる。テーパ形状は、クーポン１７０の外側および内側の過度の鋭いステップを回避する段階的な移行をもたらし、これはクーポンの寸法を可能な限り小さく保つことを目的とした従来の付加製造プラクティスに相応し、粉末床から生成されざるを得ない余分な材料の量を回避する。
【００３５】
本開示の別の実施形態によれば、図１２の概略断面図および図１３の拡大断面図に示されるように、クーポン１７０は、高温ガス経路構成要素の公称壁厚さＴN（最終的な作動厚さ）と比較してわずかに厚くなり得る壁１８４，１８６を含むことができる。例として、従来のクーポンと比較して、たとえば０．２ｍｍの追加の壁厚さＴAをクーポン１７０の外側表面１８２に加えることができる。追加の０．２ｍｍの厚さＴAは、クーポン１７０のろう付け後の手動再輪郭加工ステップのための十分な材料を提供し、このような再輪郭加工後のクーポンの要求される壁厚さを確保する。テーパ状リブ２１２，２１４は、追加の０．２ｍｍ、すなわち、周辺部の合計０．４ｍｍの追加の厚さの上に加えられてもよい。図１３に示す別の選択肢では、追加の材料２１３、たとえば、約０．４ｍｍの厚さをまたクーポン１７０の内側表面１８３に加えることができ、ここにテーパ状リブ２１２，２１４は、クーポンと切欠き部との間に軽微な嵌合ずれがあった場合でも接合のための十分なろう付け領域を確保するために存在する。この追加の厚さは、テーパ状リブ２１２，２１４から離間している。
【００３６】
追加の厚さＴAが外側表面１８２に加えられたにもかかわらず、クーポン接合後に精密な手動再輪郭加工を行うことには、特に壁近傍冷却機構のための最小の壁厚さ要件を維持するという課題がある。この問題に対処するために、従来のクーポンとは対照的に、図５，図６および図８に最もよく示されているように、クーポン１７０はまた、本体１８０の外側表面１８２に複数の研削深さインジケータ２５０を含むことができる。「研削深さインジケータ」は、本体１８０の外側表面１８２に予め画定され制御された深さを有する任意の幾何学的特徴を含み得る。一実施形態では、図１２に示すように、研削深さインジケータ２５０は各々、本体１８０の外側表面１８２に、すなわち、追加の厚さＴAによって加えられる凹部２５２を含む。図１４の斜視図に示す一例では、実質的に任意の形状を取ることができるが、各凹部は、円形周辺部２５４、すなわち、ゴルフボールの従来の丸形ディンプルと同様であってもよい。いずれにしても、図１２に示すように、凹部２５２の底部の本体１８０の壁（たとえば、１８４，１８６）の厚さＴDは、クーポン１７０の予め選択された作動壁厚さと一致するか、またはほぼ一致する。深さインジケータ２５０は、外側表面１８２上に均一に分布されてもよく（たとえば、図８の左側）、または外側表面１８２上に一定の集合を有してもよい（たとえば、図８の破線の楕円参照）。
【００３７】
動作中、深さインジケータ２５０が深くなくなり、最終的に消滅するにつれて、研削機オペレータはクーポン１７０を再輪郭加工し、深さインジケータ２５０がどこで研削を停止するかの指示を行うことで、過度の局所研削を行わずに均一な平滑化をもたらす。深さインジケータ２５０の一部が見える限り、研削機は、構成要素の高温ガス側と半径方向内側チャンバ１９０および／または外側壁１８４，１８６内の一体化された壁近傍冷却通路との間の壁厚さが依然として公称壁厚さを上回るようにすることができる。クーポン１７０の付加製造を使用することにより、余分なコストをかけずに深さインジケータ２５０を追加することができる。図１２を参照すると、深さインジケータ２５０の深さＴIが１５０マイクロメートル（μｍ）であり、厚さＴOのオーバーサイズが２００μｍである実装例では、たとえば、深さインジケータ２５０が消滅し始めるときにクーポン１７０の公称壁厚さＴNから５０μｍの安全マージンＴSが存在してもよい。深さインジケータ２５０の中心からの小さな残留マークは、その相対領域が外側表面１８２の平滑化された領域と比較して非常に小さいので、許容することができる。したがって、たとえばボンドコーティングおよび遮熱コーティングのような後続のコーティングステップ中、ボンディング欠陥を形成する危険性は無視できる程度である。コーティング（単数または複数）を適用した後、深さインジケータ２５０の残りの部分は、クーポン１７０の新しい外側表面では見えない。
【００３８】
研削深さインジケータ２５０およびテーパ状リブ２１２，２１４が共に使用されるように図示されているが、クーポン１７０は一度に深さインジケータ２５０またはテーパ状リブ２１２，２１４の１つのみを含むことができることが強調される。
【００３９】
接合および再輪郭加工ステップが実施された後にクーポンに適用されるコーティングに関してさらに、本開示の別の実施形態は、コーティングのオーバースプレーによる既存の冷却通路の避けられない目詰まりに対処する。図１５は、図示された壁近傍冷却通路２６２を有する従来のクーポン２６０の部分断面図を示している。冷却通路２６２は、本体２６８の外側表面２７０と平行または１５°未満の角度でクーポン２６０の本体２６８の壁２６６（外側壁）内に延びる内部部分２６４を含むことができる。出口部分２７２は、内部部分２６４を有する屈曲部２７４の後方で、外側表面２７０に対して垂直でない角度で外側表面２７０に直面する。通路２６２は、全体にわたって均一な垂直断面領域（円形断面に対して部分２６４，２７２の直径Ｄ1によって示される）を有することができるが、必ずしもそうである必要はない。本明細書で使用する場合、「垂直断面領域」は、通路の内側表面を横切って直交する断面によって画定された領域を示している。図示のように、コーティング２８０，２８２の噴霧の方向（矢印）のために、コーティング（単数または複数）２８０，２８２は、コーティング（単数または複数）２６０が適用された後に出口部分２７２を部分的に満たすので、高温ガス経路構成要素の空気流要件を満たすために塞がれた冷却通路のための再開口ステップを必要とする。通路出口部分２７２のこの再開口は、時間がかかり高価であり、工具が壊れて通路が詰まる可能性がある。
【００４０】
図１６〜図１９を参照すると、別の実施形態では、ターボ機械の高温ガス経路構成要素の切欠き部１７２（図３および図４）に取って代わるためのクーポン３００が設けられる。図１６〜図１７は、一実施形態を示し、図１８〜図１９は、別の実施形態を示し、これらは別々にまたは集合的に使用することができる。図１６〜図１９は各々、クーポン３００の部分断面図を示し、図１６および図１８は、コーティング（単数または複数）の適用前であり、図１７および図１９は、適用後である。これらの実施形態では、クーポン３００は、壁近傍冷却通路を含み、本体の外側表面の出口部分は、適用されたコーティング（単数または複数）による目詰まりを防止するために、レイバック角度によって形成された出口部分２７２（図１５）および／または出口部分の隅部と比較して、拡大された容積を含む。拡大された容積凹状部は、通路の垂直断面領域が所望の冷却を提供し、出口部分を再開口するのに必要な工具破損による目詰まりを防止するために十分に大きいままであるように、コーティング（単数または複数）を受けることができる容積を提供する。
【００４１】
図１６〜図１９に示すように、クーポン３００は、外側表面３０４を有する本体３０２を含むことができる。本体３０２は、本体１８０（図５〜図１１）と実質的に同様であってもよく、前述の実施形態のいずれかを含んでもよい。本体３０２は、外側壁１８４，１８６（図５〜図１１）と同様の外側壁３０５を含むことができる。チャンバ３０６は、冷却剤の流れを受けるために本体３０２内に配置される。チャンバ３０６は、任意の現在知られているまたは後に開発されるチャンバ、たとえば、半径方向に延びるチャンバ１９０（図５）および／またはその隔てられたチャンバを含むことができる。通路３１０は、チャンバ３０６から本体３０２の外側表面３０４に延び、他の構造の中でも、冷却剤をチャンバ３０６内から冷却壁３０５に送る。通路３１０は、任意の様々な断面形状、たとえば、円形、多角形などを有することができる。いずれにしても、図１７および図１９に示すように、通路３１０は、第１の垂直断面領域（参照番号Ｄ2で示す）を有する本体３０２の壁３０５内の内部部分３１２と、（Ｄ2における）第１の垂直断面領域より大きい第２の垂直断面領域（参照番号Ｄ3で示す）を有する本体３０２の外側表面３０４の出口部分３１４とを含む。説明されるように、少なくとも１つのコーティング３２２，３２４が適用されたとしても、（Ｄ3における）第２の垂直断面領域は、（Ｄ2における）第１の垂直断面領域より大きい。
【００４２】
出口部分３１４は、外側表面３０４に対して垂直でない角度αで外側表面３０４に直面する。内部部分３１２は、本体３０２の壁３０５内に本体３０２の外側表面３０４と１５°未満の角度で延び、理解されるように、内側端部でチャンバ３０６（図１６および図１８の破線参照）に開口して屈曲部３１６で出口部分３１４に移行する少なくとも１つのセクションを含むことができる。一実施形態では、内部部分３１２は、本体３０２の壁３０５内に本体３０２の外側表面３０４と（０°で）平行に延びる少なくとも１つのセクションを含むことができる。内部部分３１２の特定の例が図示されているが、内部部分は、冷却剤流路に沿って少なくとも１つの屈曲部と共に、たとえば非直進の、多種多様な代替経路を取ることができることが強調される。第２の垂直断面領域は、屈曲部３１６の下流の特定の位置（Ｄ3）に示されているが、屈曲部３１６の下流の任意の位置の垂直断面領域は、第１の垂直断面領域（参照符号Ｄ2で示す）より大きくてもよく、それ自体が屈曲部３１６の上流の任意の位置にあってもよいことが理解されよう。
【００４３】
図１６〜図１９に図示されているように、第２の垂直断面領域Ｄ3は、余剰コーティング凹状部３２０によって画定されてもよく、その拡大された容積が、図１７および図１９に示すように、その中に少なくとも１つのコーティング３２２，３２４を保持するために、図１６および図１８の遮光によって示されている。図１６および図１７において、余剰コーティング凹状部３２０は、出口部分３１４の縁部が外側表面３０４に接近する角度β（β＜α）を「敷設」することによって形成することができ、屈曲部３１６の下流に拡大された第３の垂直断面領域Ｄ4を形成する。図１５と図１６を比較する。すなわち、第３の垂直断面領域Ｄ4は、第２の垂直断面領域Ｄ3の位置で少なくとも１つのコーティング３２２，３２４によりその中で画定され、第１の垂直断面領域Ｄ2より大きい。図１８および図１９において、余剰コーティング凹状部３２０は、出口部分３１４の縁部が外側表面３０４および屈曲部３１６の下流のさらなる凹状通路３１０（追加の隅部または中空部３３０参照）に接近する角度β（β＜α）を「敷設」することによって形成することができ、屈曲部３１６の下流に拡大された第４の垂直断面領域Ｄ5を形成する。図１７と図１９を比較する。すなわち、第４の垂直断面領域Ｄ5は、第２の垂直断面領域Ｄ3の位置で画定されるが、コーティング（単数または複数）３２２，３２４がその中に画定され、第１の垂直断面領域Ｄ2より大きい。第４の垂直断面領域Ｄ5はまた、第３の垂直断面領域Ｄ4より大きくてもよい（図１７）。
【００４４】
どのように設けられていようと、凹状部３２０は、出口部分３１４の容積がその一部がコーティング（単数または複数）３２２，３２４で満たされているとしても所望の冷却剤の流れを提供するのに十分に大きいように、コーティング（単数または複数）３２２，３２４が受け入れるために増加した容積を提供する。凹状部３２０は、オーバースプレー除去のために手動機械加工が選択された場合に、コーティング（単数または複数）３２２，３２４のオーバースプレーのためのリザーバとして作用し、機械加工工具の湾曲を低減する。凹状部３２０はまた、コーティング（単数または複数）３２２，３２４の堆積がはるかに容易かつ迅速に行われた後に出口部分３１４を再開口させるとともに、破損した工具の危険性も低減する。凹状部３２０はまた、手動機械加工による通路３１０の再開口／リーミングを行う必要性を排除することができる。凹状部３２０のサイズ、すなわちレイバック角度βおよび／または隅部３３０のサイズは、通路３１０に他の寸法および／または曲率、使用されたコーティング（単数または複数）およびその予想される厚さなどが与えられた場合に所望の冷却剤の流れを確保するようにカスタマイズされてもよい。必要であれば、他の構造を出口部分３１４を収容するように調整することができ、たとえば、出口部分３１４の他の縁部の角度を調整してもよく、隣接する内部部分３１２の間の間隔を調整したりなどをしてもよい。
【００４５】
コーティング（単数または複数）３２２，３２４は、一例では、ボンドコーティング３２２および遮熱コーティング（ＴＢＣ）３２４を含むものとして図示されているが、コーティング（単数または複数）は、ターボ機械設定に適用される任意の現在知られているまたは後に開発される材料の層を含むことができる。別の例では、金属結合／オーバーレイコーティングのみが適用され、ＴＢＣは存在しない。
【００４６】
様々な実施形態およびクーポン１７０，３００が別々の変形として本明細書に説明されているが、本開示の教示のいずれも集合的にまたは別々に使用できることが強調される。さらに、クーポン１７０，３００が本明細書では前縁クーポンとして説明され図示されているが、本開示の教示は、後縁クーポンにも同様に適用可能である。クーポン１７０，３００はまた、その目的に相応する任意の他の現在知られているまたは後に開発される構造、たとえば、内部冷却構造、壁近傍冷却チャネルなどを含むことができる。１つの特定の例では、切欠き部１７２の内側に半径方向に面する端部は、クーポン１７０，３００の嵌合端部と角度を付けることができ、それによりクーポン１７０，３００にその凹状正圧側外側壁から加えられた圧力は、クーポンを切欠き部１７２内に押し込む、すなわち、切欠き部はその中にクーポンを位置させる。
【００４７】
クーポン１７０，３００（それぞれ図５〜図１１および図１６〜図１９）は、いくつかの方法で形成することができる。一実施形態では、クーポン１７０，３００は、鋳造によって作製されてもよい。しかし、本明細書で述べるように、付加製造は、クーポン１７０，３００を製造するために特に適している。本明細書で使用する場合、付加製造（ＡＭ）は、従来のプロセスの場合である材料の除去ではなく、材料の連続した層形成を介して物体を製造する任意のプロセスを含み得る。付加製造は、あらゆる種類の工具、金型または器具を使用することなく、かつ廃棄材料をほとんどまたは全く伴わずに複雑な幾何学的形状を形成することができる。その多くは切り取られて廃棄されるプラスチックまたは金属の固体ビレットから構成要素を機械加工する代わりに、付加製造に使用される唯一の材料が部品を成形するために要求される材料である。付加製造プロセスは、これらに限定されないが、３Ｄ印刷、ラピッドプロトタイピング（ＲＰ）、直接デジタル製造（ＤＤＭ）、バインダジェッティング、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）および直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）を含むことができる。現在の設定では、ＤＭＬＭまたはＳＬＭが有利であることがわかっている。
【００４８】
付加製造プロセスの例を説明するために、図２０は、物体９０２を生成するための例示的なコンピュータ化付加製造システム９００の概略／ブロック図を示している。この例では、システム９００は、ＤＭＬＭ用に構成される。本開示の一般的な教示は、他の形態の付加製造に同様に適用可能であることが理解されよう。物体９０２は、二重壁のタービン要素として図示されているが、付加製造プロセスは、クーポン１７０，３００を製造するのに容易に適合することができることが理解されよう。ＡＭシステム９００は、一般に、コンピュータ化付加製造（ＡＭ）制御システム９０４およびＡＭプリンタ９０６を含む。ＡＭシステム９００は、説明されるように、ＡＭプリンタ９０６を使用して物体を物理的に生成するためにクーポン１７０，３００を定義するセットのコンピュータ実行可能命令を含むコード９２０を実行する。各ＡＭプロセスは、たとえば、細粒粉末、液体（たとえば、ポリマー）、シートなどの形態の異なる原材料を使用することができ、そのストックは、ＡＭプリンタ９０６のチャンバ９１０に保持することができる。この場合、クーポン１７０，３００は、ターボ機械１００（図１）の環境に耐えることができる金属または金属化合物で作製することができる。図示されているように、アプリケータ９１２は、空白キャンバスとして広がる原材料９１４の薄層を形成することができ、これから最終物体の各連続スライスが形成される。他の場合では、アプリケータ９１２は、たとえば金属バインダジェッティングプロセスが使用される場合、コード９２０によって定義されるように先の層上に次の層を直接適用または印刷することができる。示されている例では、レーザまたは電子ビーム９１６は、コード９２０によって定義されるように、各スライスの粒子を融合するが、これは迅速に硬化する液体プラスチック／ポリマーが採用される場合には必要ではない。ＡＭプリンタ９０６の様々な部品は、各新しい層の追加に対応するように移動することができ、たとえば、各層の後で、構造プラットフォーム９１８は降下することができ、および／またはチャンバ９１０および／またはアプリケータ９１２が上昇することができる。
【００４９】
ＡＭ制御システム９０４は、コンピュータプログラムコードとしてコンピュータ９３０に実装されて示されている。この点に関して、コンピュータ９３０は、メモリ９３２、プロセッサ９３４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース９３６、およびバス９３８を含むものとして示されている。さらに、コンピュータ９３０は、外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース９４０および記憶システム９４２と通信するように示されている。一般に、プロセッサ９３４は、本明細書で説明するクーポン１７０，３００を表すコード９２０からの命令の下で、メモリ９３２および／または記憶システム９４２に記憶されるＡＭ制御システム９０４などのコンピュータプログラムコードを実行する。コンピュータプログラムコードの実行時に、プロセッサ９３４は、メモリ９３２、記憶システム９４２、Ｉ／Ｏデバイス９４０および／またはＡＭプリンタ９０６からデータを読み出すことおよび／またはこれにデータを書き込むことができる。バス９３８は、コンピュータ９３０の構成要素の各々の間の通信リンクを提供し、Ｉ／Ｏデバイス９４０は、ユーザがコンピュータ９４０と対話することを可能にする任意のデバイスを備えることができる（たとえば、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイなど）。コンピュータ９３０は、ハードウェアおよびソフトウェアの様々な可能性のある組み合わせだけを表す。たとえば、プロセッサ９３４は、単一のプロセッシングユニットを備えること、または１つまたは複数の位置、たとえばクライアントおよびサーバにおける１つまたは複数のプロセッシングユニットにわたって分散することができる。同様に、メモリ９３２および／または記憶システム９４２は、１つまたは複数の物理的位置に存在することができる。メモリ９３２および／または記憶システム９４２は、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などを含む、様々なタイプの非一時的コンピュータ可読記憶媒体の任意の組み合わせを備えることができる。コンピュータ９３０は、ネットワークサーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、携帯デバイス、携帯電話、ポケットベル、携帯情報端末などのような任意のタイプのコンピューティングデバイスを備えることができる。
【００５０】
付加製造プロセスは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体（たとえば、メモリ９３２、記憶システム９４２など）にクーポン１７０，３００を表すコード９２０を記憶することから始まる。前述のように、コード９２０は、外側電極を定義するセットのコンピュータ実行可能命令を含み、これはシステム９００によるコードの実行時に頂上を物理的に生成するために使用することができる。たとえば、コード９２０は、外側電極の正確に定義された３Ｄモデルを含むことができ、ＡｕｔｏＣＡＤ（商標）、ＴｕｒｂｏＣＡＤ（商標）、ＤｅｓｉｇｎＣＡＤ  ３Ｄ  Ｍａｘなどの多様な公知のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアシステムの一部から生成することができる。この点において、コード９２０は、任意の現在知られているまたは後に開発されるファイルフォーマットとすることができる。たとえば、コード９２０は、３ＤシステムのステレオリソグラフィＣＡＤプログラム用に生成された標準テッセレーション言語（ＳＴＬ）、または付加製造ファイル（ＡＭＦ）とすることができ、付加製造ファイルは、アメリカ機械学会（ＡＳＭＥ）規格であり、これは実行可能なマークアップ言語（ＸＭＬ）ベースのフォーマットであり、任意のＣＡＤソフトウェアが、ＡＭプリンタで製造されることになる任意の三次元物体の形状および構成を表現できるように設計されている。コード９２０は、必要に応じて、異なるフォーマット間で変換すること、セットのデータ信号に変換すること、セットのデータ信号として送受信してコードに変換して記憶することなどができる。コード９２０は、システム９００への入力とすることができ、かつ部品設計者、知的財産（ＩＰ）プロバイダー、設計会社、システム９００のオペレータまたは所有者、または他のソースから到来することができる。いずれにしても、ＡＭ制御システム９０４は、コード９２０を実行して、クーポン１７０，３００を連続した薄いスライスに分割し、クーポンは、液体、粉末、シートまたは他の材料の連続した層でＡＭプリンタ９０６を使用して作られる。ＤＭＬＭの例では、各層は、コード９２０によって定義された正確な形状に溶融されて前の層に融合される。その後、クーポン１７０，３００は、任意の様々な仕上げプロセス、たとえば、再輪郭加工または他の小規模の機械加工、シーリング、研磨などのための本明細書に記載される仕上げプロセスを受けることができる。
【００５１】
本明細書で使用される専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。「任意の」または「任意に」は、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含む。
【００５２】
添付の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を遂行するための、一切の構造、材料または動作を包含することが意図されている。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されたもので、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図されていない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの変更および変形が明らかであろう。本実施形態は、本開示の原理および実際的な応用を最善に説明し、他の当業者が、意図する特定の用途に適した様々な変更を加えた様々な実施形態のため、本開示を理解できるように選択し、説明されたものである。
［実施態様１］
ターボ機械（１００）の高温ガス経路構成要素の切欠き部（１７２）に取って代わるためのクーポン（１７０，３００）であって、
外側表面（１８２，２７０，３０４）を有する本体（１８０，２６８，３０２）と、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）の複数の研削深さインジケータ（２５０）とを備える、クーポン（１７０，３００）。
［実施態様２］
前記複数の研削深さインジケータ（２５０）が各々、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）に凹部（２５２）を含む実施態様１に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様３］
各凹部（２５２）が、円形周辺部（２５４）を有する実施態様２に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様４］
前記凹部（２５２）の底部の前記本体（１８０，２６８，３０２）の壁（３０５）の厚さが、前記クーポン（１７０，３００）の予め選択された作動壁厚さと一致する実施態様２に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様５］
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、前記切欠き部（１７２）の縁周辺部（２００，２０２）と嵌合するように構成された縁周辺部（２００，２０２）を含み、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の少なくとも一部（２１０）が、前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の壁厚さより大きい壁（３０５）厚さを有する実施態様１に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様６］
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい前記壁厚さを有する前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記少なくとも一部が、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の残りの部分の前記壁厚さより大きい周方向外側厚さを有するテーパ状リブ（２１２，２１４）によって画定される実施態様５に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様７］
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、各々の第１の半径方向に延びる縁部（１８８）に沿って接続する凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）および凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）が、第２の半径方向に延びる縁部（２２４）によって分離された第１の端縁部（２２０）および第２の端縁部（２２２）をさらに含む前記凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）、ならびに第３の半径方向に延びる縁部（２３０）によって分離された第３の端縁部（２２６）および第４の端縁部（２２８）を含む前記凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記テーパ状リブ（２１２，２１４）が、前記第１の端縁部（２２０）、前記第２の端縁部（２２２）、前記第２の半径方向に延びる縁部（２２４）、前記第３の端縁部（２２６）、前記第４の縁部（２２８）および前記第３の半径方向に延びる縁部（２３０）に沿って連続している実施態様６に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様８］
前記クーポン（１７０，３００）が、付加製造によって形成される実施態様１に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様９］
ターボ機械（１００）の高温ガス経路構成要素の切欠き部（１７２）に取って代わるためのクーポン（１７０，３００）であって、
前記切欠き部（１７２）の縁周辺部（２００，２０２）と嵌合するように構成された縁周辺部（２００，２０２）を有する本体（１８０，２６８，３０２）を備え、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の少なくとも一部（２１０）は、前記切欠き部（１７２）の縁周辺部（２００，２０２）の壁厚さより大きい壁（３０５）厚さを有する、クーポン（１７０，３００）。
［実施態様１０］
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい前記壁厚さを有する前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記少なくとも一部が、
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい周方向外側厚さおよび前記本体（１８０，２６８，３０２）の壁厚さに等しい周方向内部厚さを有するテーパ状リブ（２１２，２１４）によって画定される実施態様９に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様１１］
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、各々の第１の半径方向に延びる縁部（１８８）に沿って接続する凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）および凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）が、第２の半径方向に延びる縁部（２２４）によって分離された第１の端縁部（２２０）および第２の端縁部（２２２）をさらに含む前記凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）、ならびに第３の半径方向に延びる縁部（２３０）によって分離された第３の端縁部（２２６）および第４の端縁部（２２８）を含む前記凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記テーパ状リブ（２１２，２１４）が、前記第１の端縁部（２２０）、前記第２の端縁部（２２２）、前記第２の半径方向に延びる縁部（２２４）、前記第３の端縁部（２２６）、前記第４の縁部（２２８）および前記第３の半径方向に延びる縁部（２３０）に沿って連続している実施態様１０に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様１２］
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）の複数の研削深さインジケータ（２５０）をさらに備える実施態様９に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様１３］
前記複数の研削深さインジケータ（２５０）が各々、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）に凹部（２５２）を含む実施態様１２に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様１４］
各凹部（２５２）が、円形周辺部（２５４）を有する実施態様１３に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様１５］
前記凹部（２５２）の底部の前記本体（１８０，２６８，３０２）の壁（３０５）の厚さが、前記クーポン（１７０，３００）の予め選択された作動壁厚さと一致する実施態様１３に記載のクーポン（１７０，３００）。
［実施態様１６］
ターボ機械（１００）の高温ガス経路構成要素の切欠き部（１７２）に取って代わるためのクーポン（１７０，３００）を表すコード（９２０）を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記クーポン（１７０，３００）は、コンピュータ化付加製造システム（９００）によって前記コード（９２０）の実行時に物理的に生成され、前記コード（９２０）は、
前記クーポン（１７０，３００）を表すコード（９２０）を備え、前記クーポン（１７０，３００）は、
外側表面（１８２，２７０，３０４）を有する本体（１８０，２６８，３０２）と、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）の複数の研削深さインジケータ（２５０）とを含む、記憶媒体。
［実施態様１７］
前記複数の研削深さインジケータ（２５０）が各々、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記外側表面（１８２，２７０，３０４）に凹部（２５２）を含む実施態様１６に記載の記憶媒体。
［実施態様１８］
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、前記切欠き部（１７２）の縁周辺部（２００，２０２）と嵌合するように構成された縁周辺部（２００，２０２）を含み、前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の少なくとも一部（２１０）が、前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の壁厚さより大きい壁（３０５）厚さを有する実施態様１６に記載の記憶媒体。
［実施態様１９］
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい前記壁厚さを有する前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記少なくとも一部が、
前記切欠き部（１７２）の前記縁周辺部（２００，２０２）の前記壁厚さより大きい周方向外側厚さおよび前記本体（１８０，２６８，３０２）の壁厚さに等しい周方向内部厚さを有するテーパ状リブ（２１２，２１４）によって画定される実施態様１８に記載の記憶媒体。
［実施態様２０］
前記本体（１８０，２６８，３０２）が、各々の第１の半径方向に延びる縁部（１８８）に沿って接続する凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）および凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記本体（１８０，２６８，３０２）の前記縁周辺部（２００，２０２）が、第２の半径方向に延びる縁部（２２４）によって分離された第１の端縁部（２２０）および第２の端縁部（２２２）をさらに含む前記凹状正圧側外側壁（１４０，１８４）、ならびに第３の半径方向に延びる縁部（２３０）によって分離された第３の端縁部（２２６）および第４の端縁部（２２８）を含む前記凸状負圧側外側壁（１４２，１６２，１８６）によって画定され、
前記テーパ状リブ（２１２，２１４）が、前記第１の端縁部（２２０）、前記第２の端縁部（２２２）、前記第２の半径方向に延びる縁部（２２４）、前記第３の端縁部（２２６）、前記第４の縁部（２２８）および前記第３の半径方向に延びる縁部（２３０）に沿って連続している実施態様１９に記載の記憶媒体。
【符号の説明】
【００５３】
１００  ターボ機械、タービンエンジン、タービン
１０２  圧縮機
１０４  燃焼器
１０５  燃焼領域
１０６  燃料ノズルアセンブリ
１０８  タービンアセンブリ
１０９  ブレードの列、ブレード
１１０  共通の圧縮機／タービンシャフト、ロータ
１１２  タービン固定ブレード、ベーン
１１３  別のブレードの列、ブレード
１１４  半径方向外側プラットフォーム
１１６  半径方向内側プラットフォーム
１２０  回転ブレード
１２２  半径方向内側プラットフォーム
１２４  半径方向外側先端シュラウド
１３０  タービンロータブレード
１３２  根元
１３４  プラットフォーム
１３６  翼形部
１４０  凹状正圧側（ＰＳ）外側壁、側壁
１４２  凸状負圧側（ＳＳ）外側壁、側壁
１４４  前縁
１４６  後縁
１４８  外側先端
１５０  固定ベーン
１５２  外側プラットフォーム
１５４  内側プラットフォーム
１５６  翼形部
１６０  凹状正圧側（ＰＳ）外側壁、側壁
１６２  凸状負圧側（ＳＳ）外側壁、側壁
１６４  前縁
１６６  後縁
１７０  クーポン
１７２  切欠き部
１８０  本体
１８２  外側表面
１８３  内側表面
１８４  凹状正圧側外側壁
１８６  凸状負圧側外側壁
１８８  半径方向に延びる縁部、前縁
１９０  半径方向に延びるチャンバ、半径方向内側チャンバ
１９２  接続壁
１９４  凹状正圧側外側壁１８４の後縁
１９６  凸状負圧側外側壁１８６の後縁
２００  本体１８０の縁周辺部、外側周辺部
２０２  切欠き部１７２の縁周辺部
２１０  少なくとも一部
２１２  テーパ状リブ
２１３  追加の材料
２１４  テーパ状リブ
２２０  第１の端縁部
２２２  第２の端縁部
２２４  第２の半径方向に延びる縁部
２２６  第３の端縁部
２２８  第４の端縁部
２３０  第３の半径方向に延びる縁部
２５０  研削深さインジケータ
２５２  コンピュータ、凹部
２５４  円形周辺部
２６０  従来のクーポン
２６２  冷却通路
２６４  内部部分
２６６  壁（外側壁）
２６８  本体
２７０  外側表面
２７２  通路出口部分
２７４  屈曲部
２８０  コーティングの噴霧（矢印）、コーティング
２８２  コーティングの噴霧（矢印）、コーティング
３００  クーポン
３０２  本体
３０４  本体３０２の外側表面
３０５  外側壁、冷却壁
３０６  チャンバ
３１０  凹状通路
３１２  内部部分
３１４  出口部分
３１６  屈曲部
３２０  余剰コーティング凹状部
３２２  ボンドコーティング
３２４  コーティング
３２４  遮熱コーティング
３３０  隅部または中空部
９００  例示的なコンピュータ化付加製造システム、ＡＭシステム
９０２  物体
９０４  コンピュータ化付加製造（ＡＭ）制御システム
９０６  ＡＭプリンタ
９１０  チャンバ
９１２  アプリケータ
９１４  原材料
９１６  電子ビーム
９１８  構造プラットフォーム
９２０  コードを実行する、コード、コードを記憶する
９３０  コンピュータ
９３２  メモリ
９３４  プロセッサ
９３６  入力／出力Ｉ／Ｏインタフェース
９３８  バス
９４０  Ｉ／Ｏデバイス／リソース、コンピュータ
９４２  記憶システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018021548.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018021548.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018021548.tif 000016
【図１５】
2018021548.tif 000017
【図１６】
2018021548.tif 000018
【図１７】
2018021548.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
2018021548000001.pdf