(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部通路（１２）を有し、その内部表面（２０）が炭化水素流体と接触するように構成・適合される部品（１０）を製造する方法であって、当該方法が、
部品（１０）とその内部通路（１２）とその内部表面（２０）とを積層造形法を用いて製造する工程と、
蒸着処理を行う工程であって、コンフォーマルな内層（２４）を内部表面（２０）上に直接堆積するために第１の前駆物質を内部通路（１２）に流す工程と、内層（２４）を被覆するコンフォーマルな最外層（２６）を堆積するために第２の前駆物質を内部通路（１２）に流す工程とを含んでいる工程と
を含んでおり、内層（２４）と最外層（２６）とは内部表面（２０）上のコンフォーマルなコーキング防止塗膜系（２２）を画成し、最外層（２６）はコーキング防止塗膜系（２２）の最外面（２８）を画成し、
最外層（２６）によって画成されるコーキング防止塗膜系（２２）の最外面（２８）が６．４〜１９μｍＲａの表面粗さを有する、方法。
【請求項２】
内部通路（１２）を有し、その内部表面（２０）が炭化水素流体と接触するように構成・適合される部品（１０）を製造する方法であって、当該方法が、
部品（１０）とその内部通路（１２）とその内部表面（２０）とを積層造形法を用いて製造する工程と、
蒸着処理を行う工程であって、コンフォーマルな内層（２４）を内部表面（２０）上に直接堆積するために第１の前駆物質を内部通路（１２）に流す工程と、内層（２４）を被覆するコンフォーマルな最外層（２６）を堆積するために第２の前駆物質を内部通路（１２）に流す工程とを含んでいる工程と
を含んでおり、内層（２４）と最外層（２６）とは内部表面（２０）上のコンフォーマルなコーキング防止塗膜系（２２）を画成し、最外層（２６）はコーキング防止塗膜系（２２）の最外面（２８）を画成し、
少なくとも内部表面（２０）のうち塗膜系（２２）が堆積される部分が３０μｍＲａ以下の表面粗さを有する、方法。
【請求項３】
内部通路（１２）が非直線形状を有する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
内部通路（１２）が、急な湾曲、複数巻き、螺旋型、及び環状のベンド、カーブ、ループ、及びスパイラルの１以上の形状を有する通路部分を少なくとも１つ含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
内層（２４）が、シリカ、アルミナ、タンタル酸化物、ハフニア、イットリア、又はシリカとホウ素及び／又はリン及び／又はアルミナとの化学的組合せからなる組成物を含有する、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
最外層（２６）は白金からなる組成物を含有する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
部品（１０）が燃料ノズルであって、炭化水素流体が燃料であり、当該方法が、燃料を内部通路（１２）に流す工程をさらに含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
部品（１０）は油圧系統部品（１０）であって、炭化水素流体はオイルであり、当該方法が、オイルを内部通路（１２）に流す工程をさらに含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
部品（１０）と内部通路（１２）とその内部表面（２０）とがステンレス鋼、ニッケルとクロムの耐食性合金、及び高強度ニッケル系合金からなる群から選択される合金で形成されている、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
内部通路（１２）を有し、その内部表面（２０）が炭化水素流体と接触するように構成・適合されるように積層造形法によって製造される部品（１０）であって、当該部品（１０）が、
内部表面（２０）の直上にあるコンフォーマルな内層（２４）と、内層（２４）を被覆するコンフォーマルな最外層（２６）と
を含んでおり、内層（２４）と最外層（２６）とが内部表面（２０）上のコンフォーマルなコーキング防止塗膜系（２２）を画成し、最外層（２６）はコーキング防止塗膜系（２２）の最外面（２８）を画成し、
最外層（２６）によって画成されるコーキング防止塗膜系（２２）の最外面（２８）が６．４〜１９μｍＲａの表面粗さを有する、部品（１０）。
【請求項１１】
内部通路（１２）を有し、その内部表面（２０）が炭化水素流体と接触するように構成・適合されるように積層造形法によって製造される部品（１０）であって、当該部品（１０）が、
内部表面（２０）の直上にあるコンフォーマルな内層（２４）と、内層（２４）を被覆するコンフォーマルな最外層（２６）と
を含んでおり、内層（２４）と最外層（２６）とが内部表面（２０）上のコンフォーマルなコーキング防止塗膜系（２２）を画成し、最外層（２６）はコーキング防止塗膜系（２２）の最外面（２８）を画成し、
塗膜系（２２）が、少なくとも内部表面（２０）のうち表面粗さが３０μｍＲａ以下の部分の上にある、部品（１０）。
【請求項１２】
内部通路（１２）が非直線形状を有する、請求項１０又は１１に記載の部品（１０）。
【請求項１３】
内部通路（１２）が、急な湾曲、複数巻き、螺旋型、及び環状のベンド、カーブ、ループ、及びスパイラルの１以上の形状を有する通路部分を少なくとも１つ含む、請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の部品（１０）。
【請求項１４】
内層（２４）が、シリカ、アルミナ、タンタル酸化物、ハフニア、イットリア、又はシリカとホウ素及び／又はリン及び／又はアルミナとの化学的組合せからなる組成物を含有する、請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の部品（１０）。
【請求項１５】
内層（２４）が１〜２μｍの厚さを有する、請求項１４に記載の部品（１０）。
【請求項１６】
最外層（２６）が、白金からなる組成物を含有する、請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に記載の部品（１０）。
【請求項１７】
最外層（２６）が０．０３〜０．１μｍの厚さを有する、請求項１６に記載の部品（１０）。
【請求項１８】
部品（１０）は燃料ノズルであって、炭化水素流体は燃料であり、燃料が内部通路（１２）内にある、請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項に記載の部品（１０）。
【請求項１９】
部品（１０）は油圧系統部品（１０）であって、炭化水素流体がオイルであり、オイルは内部通路（１２）内にある、請求項１０乃至請求項１８のいずれか１項に記載の部品（１０）。
【請求項２０】
部品（１０）と内部通路（１２）とその内部表面とがステンレス鋼、ニッケルとクロムの耐食性合金、及び高強度ニッケル系合金からなる群から選択される合金で形成されている、請求項１０乃至請求項１９のいずれか１項に記載の部品（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素流体と接触したときに高温化した表面上に炭素質堆積物が形成されるのを抑止するための塗膜、並びに同堆積物が堆積するのを防止もしくは低減する塗膜系に関する。かかる表面の例として、燃料やオイル類が接触する、粗く複雑な流体通路表面が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
航空機のガスタービンエンジンは、取入口から空気を取り入れ、空気を圧縮し、燃料を圧縮気に混合し、混合気に含まれる燃料を燃焼させ、得られる高温燃焼ガスを用いることによって機能し、それによって航空機を推進する。航空機のガスタービンエンジンに使用するものとして多段燃焼システムが開発されている。これは、特に都市部の光化学スモッグ問題の一因となる空港周辺において、窒素酸化物（ＮＯｘ）、燃え残った炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）等の望ましくない燃焼生成物成分の発生を制限することを目的としている。また、ガスタービンエンジンは、燃料効率の向上と運用費の削減を実現すると同時に、エンジン出力を維持もしくは場合によっては増強するように設計されている。したがって、航空機ガスタービンエンジンの燃焼システムにおける重要な設計基準として、高い燃焼温度の実現が挙げられる。その目的は、多様なエンジン動作条件のもとで高い熱効率を実現すること、並びに粒子状物質、望ましくないガス、及び燃焼生成物の排出の原因となりうる望ましくない燃焼条件を最小限に抑えることにある。そのような物質は、光化学スモッグ発生の前駆物質となりうる。
【０００３】
圧縮気に燃料を注入して燃焼室内で混合気をつくる工程は、エンジンの動作におけるひとつの重要な局面である。なぜなら、混合気の組成と注入の方法はエンジン全体の性能に大きな影響を与えうるからである。一般に燃料インジェクタの設計には、燃料を燃焼室に注入するための何らかのタイプの燃料ノズルが含まれる。また、燃料ノズルの設計は主ノズルとパイロットノズルとを含みえ、かつ両ノズルは、主ノズルとパイロットノズルに燃料を供給する、軸方向、半径方向、及び円周方向に伸びる燃料通路を備えうる。かかる燃料通路には、曲がりが急なベンドやスパイラルといった、きわめて小さく形状が複雑な部分が存在しうる。
【０００４】
燃料ノズルの構造及び製造は、燃料の注入方法に大きな影響を与えうる。そのため、優れた燃料ノズル並びにその製造方法が常に模索されている。そのような製法の１つに積層造形法（ＡＭ：ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）がある。本明細書でＡＭと呼ぶ製法は、粉末を熱で溶融した後、一度に一層ずつ形成品を形成することによって３次元の固体ネットシェイプもしくはニアネットシェイプ（ＮＮＳ）品を作製する工程を伴う。ＡＭ法の例として、３Ｄプリンティング（３ＤＰ）、レーザネットシェイプ製造（ＬＮＳＭ）、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、及び電子ビーム焼結が挙げられうるが、これらには限定されない。ＡＭ法の中には、粉末材料の焼結又は溶融のためにエネルギービーム、例えば電子ビームや電磁放射（レーザビーム等）を用いるものがある。形成品は１次元積層方向に沿って一層ずつ造形される。このとき各層はこの積層方向に対して実質的に垂直である。ＡＭ法は、形状が複雑な形成品の製造にあたってＣＡＤ（コンピュータエイデッドデザイン）モデルを統合してもよい。
【０００５】
ＡＭ法では新規及び複雑なノズル設計を比較的短時間で製造及び試験できるため、燃料ノズルの製造にとって好都合でありうる。しかし、ＡＭ法で製造した部品は表面が粗くなりがちである。燃料ノズルの場合、かかる部品は燃料が流れる内部通路を備えている。いくつかの例において、ＡＭ法によって製造される燃料通路の内部表面粗さの範囲は、約１２００マイクロインチ（約３０μｍ）Ｒａ以上、例えば約３００〜約１２００マイクロインチ（約８〜３０μｍ）Ｒａ（表面の垂直偏差の絶対値の算術平均で定義される粗さパラメータ）にもなりうる。したがって、上記のように製造される燃料ノズルの複雑な設計形状及び粗い内部表面には、それぞれ課題がある。
【０００６】
コークスの堆積は、高温にさらされる航空機の燃料潤滑系統における共通の問題である。コークスが堆積する原因として考え得るのは炭化水素流体の接触熱分解である。これにより、燃料又はオイルが接触する表面に炭素が付着し、堆積物として蓄積する。炭素堆積物が成長しうるのは、流体回路を低流量で運用するか、又は滞留する残余燃料をパージせずに閉じる場合である。堆積物が蓄積すると、流体の流れが減少したり、場合によっては流れが阻害されるほど大きく成長することがある。燃料回路の場合、かかる炭素堆積が生じると、エンジン性能の低下、熱伝達係数の低下、圧力降下の増大、及び材料の腐食と侵食の速度上昇につながりうる。いずれについても高価な炭素除去処理が必要になりうる。
【０００７】
コークスの蓄積に対する好適な対策の例として、燃料ノズル等の部品の内部表面、又は炭化水素流体が接触したときに高温化しているその他の表面に、塗膜（コーキング遮断塗膜（ＣＢＣ）又はコーキング防止塗膜系と言うことがある）を塗着することが挙げられうる。コーキング防止塗膜系の例として、流体通路の表面に塗着される内側層（セラミック材料でありうる）と、その上に堆積されて流体が接触する外側層（白金でありうる）が挙げられる。内側層は、塗膜系が堆積する表面と外側層とを分離する拡散障壁層として機能しうる。外側層は炭素堆積物が流体通路の表面に粘着しにくくする。また、その形態によっては非粘着性粒子を形成する触媒として機能することがあり、その場合、それによってコーキングと堆積物の蓄積を低減する。塗膜系を備えることによってコークスの小片が通路壁からすぐに剥落するため、下流に存在しうる細いオリフィスや計量用通路を塞ぐ可能性がほとんどなくなる。塗膜系は好ましくは連続的であり、かつ塗膜系がなければ炭化水素流体と接触することになる部品の全表面を、漏れなく被覆する。炭化水素流体が外側層と接触することになる場合、かかる塗膜系は追加の層をさらに含みうる。いくつかの実施形態では、層は塗膜系の最外面において白金を含みうる、又は白金で構成されうる。
【０００８】
炭化水素流体の温度をできるだけ低く抑え、炭化水素流体が炭素質堆積物を形成する傾向を最小限に抑えるため、最外層は放射率が低いことが好ましい。放射率が低いと流体への放射熱伝達が最小限で済む。この目的のため、最外層における好ましい表面粗さは約４０マイクロインチ（約１．０μｍ）Ｒａ以下でありうる。コーキング防止塗膜系の内層及び最外層は化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いて塗着しうる。このとき、１種類以上の好適な化学的前駆物質を含有する蒸気が目的表面上に堆積しえ、前駆物質はそこで反応もしくは分解し、所望の層材料のいずれかを形成しうる。ＣＶＤ法は、塗膜系の表面仕上げが直下の表面をほとんどそのまま再現することによってコンフォーマルな層を堆積できるため、コーキング防止塗膜系の最外層において一般に望まれる表面仕上げ（すなわち約１．０μｍＲａ以下）を得ることができる。そのため、従来の知見に従えば、表面仕上げの改善処理を塗膜面に行ってから塗膜系を堆積するという手順になる。このとき、塗膜系の最終表面仕上げは直下の表面より若干改善しえ、また実際に改善することが多い。
【０００９】
ＣＶＤ法を用いて堆積したコーキング防止塗膜系が一部のエンジン部品（潤滑剤ラインや排気ラインを含む）にとって有効であることが証明されているが、かかる部品は、その多くの部分が直線もしくは若干湾曲しただけの通路と滑らかな内部表面とで成り立っている。複雑な形状及び粗い内部表面を有する部品の流体通路に塗着しうる同様のコーキング防止塗膜系が必要とされている。その非限定的な例として、ＡＭ法で製造される部品が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／００３０８６号明細書
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、流体通路の内部表面又はその他の流体格納面に粘着しがちな炭素質堆積物が高温において炭化水素流体によって形成される傾向を低減できる塗膜系及び方法を提供する。
【００１２】
本発明の一態様によると、内部通路を有し、内部通路の内部表面が炭化水素流体と接触するように構成・適合される部品を製造する方法が提供される。その方法は、部品とその内部通路と内部通路の内部表面とを積層造形法を用いて製造する工程と、蒸着処理を行う工程であって、コンフォーマルな内層を内部表面上に直接堆積するために第１の前駆物質を内部通路に流す工程と、内層を被覆するコンフォーマルな最外層を堆積するために第２の前駆物質を内部通路に流す工程とを含む工程とを含む。内層と最外層とは内部表面上のコンフォーマルなコーキング防止塗膜系を画成し、最外層はコーキング防止塗膜系の最外面を画成する。
【００１３】
本発明の別の態様によると、内部通路を有し、内部通路の内部表面が炭化水素流体と接触するように構成・適合されるように積層造形法によって製造される部品が提供される。この部品は、内部表面の直上にあるコンフォーマルな内層と、内層を被覆するコンフォーマルな最外層とを備える。内層と最外層とは内部表面上のコンフォーマルなコーキング防止塗膜系を画成し、最外層はコーキング防止塗膜系の最外面を画成する。いくつかの好ましい実施形態では、部品は燃料ノズルでありえ、炭化水素流体は燃料でありうる。
【００１４】
本発明の技術的効果は、積層造形（ＡＭ）法によって製造される表面上に効果的なコーキング防止塗膜系が製造できる点にある。特に、効果的なコーキング防止塗膜系を被着・形成するには粗さが大きすぎ、かつ形状が複雑すぎるかもしれないとこれまで考えられてきた、ＡＭ法で製造される内面に対して上記の塗膜系が製造できる。
【００１５】
本発明の上記以外の態様及び効果については、以下の詳細な説明を読めば理解が深まるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】コーキング防止塗膜系を塗膜した燃料通路の内部表面の概略図である。
【図２】塗膜ありと塗膜なしの試験体（本発明の範囲内のコーキング防止塗膜系を備えた試験体を含む）に対して実施したコーキング試験の結果を比較する棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、流体通路の内部表面又はその他の格納面に付着する炭素質堆積物が炭化水素流体によって形成される傾向を低減できるコーキング防止塗膜系及び塗膜方法に関する。かかる炭化水素流体の非限定的な例として、燃料及びオイル類が挙げられる。また、上記表面の例として、燃料ノズル、燃料・空気間の熱交換器、油だめ、及びガスタービンエンジンにおける他の燃料及び油圧系統部品の各通路が挙げられる。本発明は、形状が複雑で表面がきわめて粗い流体通路（例えば、ＡＭ法によって製造されるガスタービンエンジン燃料ノズルの内部燃料通路）において特に有用でありうる。本発明ではコンフォーマルな蒸着処理を利用しうる。その非限定的な一例として、金属・有機（有機金属）化学蒸着法（ＭＯ−ＣＶＤ）が挙げられる。そのような蒸着処理では、所望の塗膜系の前駆物質を含有する１種類以上の蒸気を押し出し又はポンプ供給によって流体通路に流す。
【００１８】
非限定的な一例として、図１は、ＡＭ法によって製造される上記のような部品１０内の流体通路１２を概略的に示すものである。非限定的な例として、部品１０は燃料ノズル、燃料・空気間の熱交換器、油だめ、又はガスタービンエンジンの他の燃料もしくは油圧系統部品でありうる。金属粉末の組成は、外部動作環境及び通路１２を流れる燃料のもとで部品１０及びその通路１２に対して所望される機械的・化学的特性が実現するように選択しうる。代表的な材料例として、ステンレス鋼、ニッケルとクロムの耐食性合金、及び高強度ニッケル基合金が挙げられる。
【００１９】
通路１２のうち図１に示す限られた部分は、通路１２において軸方向、半径方向、又は円周方向に伸びる部分でありうる。燃料ノズル又はガスタービンエンジンの他の燃料系統部品という非限定的な例において、上記の部分は燃料を主ノズル及びパイロットノズルに供給しうる。通路１２の壁１４は、１次元積層方向１６に沿って一層ずつ積層されたものとして概略的に示されている。個々の層１８は積層方向１６に対して実質的に垂直な面内に配置される。上記のように、かかるＡＭ法はＣＡＤ（コンピュータエイデッドデザイン）モデルを統合可能であり、流体通路１２の内部に非直線の複雑な形状を有する部品１０がそれによって製造できるようになる。そのような形状の例として、急な湾曲、複数巻き、螺旋型、及び／又は環状のベンド、カーブ、ループ、スパイラル等（図示せず）が挙げられる。非限定的な例として、１インチ（約２５ｍｍ）未満（いくつかの例では０．１インチ（約２．５ｍｍ）以下）の通路曲げ半径が期待されている。また、通路１２は、任意の断面形状（例えば、円形又は矩形）及び比較的狭い通路幅（例えば、断面寸法が約０．１インチ（約２．５ｍｍ）以下）となるように製造しうる。しかし、ＡＭ法は一層ずつ積層する過程であるため、壁１４の内部表面２０の粗さがきわめて大きい（例えば、８〜３０μｍＲａ程度、或いは場合によってはそれより大きい）ものになりうる。このとき、各層１８はそれぞれの厚さを有し（非限定的な例として約５０〜２５０μｍ）、通路１２の内部表面２０に対して実質的に垂直な方向を向いている。
【００２０】
部品通路１２の表面２０は、ひとつにはその組成により、ガスタービンエンジンの高温環境中で炭化水素流体によって濡れた場合にコークスの堆積を促進しやすい。従来の知見に従えば、通路１２の表面粗さもコークスの堆積を促進する要因になりうる。図１では、流体通路１２の粗い内部表面２０上にさらにコーキング防止塗膜系２２が示されている。図１において、塗膜系２２は、内部表面２０上に直接堆積した内層２４と、内層２４を被覆してこれと接触する最外層２６とを含むものとして示されている。最外層２６は塗膜系２２の最外面２８を形成し、最外面２８は通路１２を流れる流体と接触する。炭化水素流体が塗膜系２２の最外面２８となる最外層２６と接触する場合、塗膜系２２は追加の層をさらに含みうる。いくつかの好ましい実施形態では、塗膜系２２は好ましくは連続的であり、かつ塗膜系２２がなければ通路１２を流れる炭化水素流体と接触することになる壁１４の内部表面２０の部分を、漏れなく被覆する。本発明の好ましい諸態様によれば、内層２４はセラミック障壁層である。これは、例えば、シリカ（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、タンタラ（Ｔａ2Ｏ5）、ハフニア（ＨｆＯ2）、イットリア（Ｙ2Ｏ3）、又はシリカとホウ素及び／又はリン及び／又はアルミナとの化学的組合せを含む材料で形成されうる。また、いくつかの実施形態では、上記セラミック障壁層は１種類以上の上記セラミック材料で完全に構成されうる。本発明のその他の好ましい態様によると、最外層２６は白金を含みえ、いくつかの実施形態では、これは完全に白金で構成されうるか、又は最外面２８において白金で構成されうる。しかし、両層２４及び２６のこれら組成は用途及び設計によって異なりうるため、塗膜系２２の組成は本発明に固有のものではない。
【００２１】
層２４と２６のそれぞれは、蒸着処理によって堆積できる。この処理では、適切な前駆物質含有蒸気を通路１２にポンプ供給する（これについては後に詳述する）。層２４と２６の堆積は、それぞれ１回又は複数回の行程で行いうる。内層２４と最外層２６の併用により、高温時かつ炭化水素流体（燃料又はオイル等）によって濡れたときに、流体が接触する最外面２８に炭素（コークス）が堆積及び／又は付着するのを防止、或いは少なくとも阻害する機能を、コーキング防止塗膜系２２は獲得しうる。しかし、コーキング防止塗膜を用いる場合の従来のやり方とは異なり、塗膜系２２の層２４及び２６は、滑らかな直下表面（例えば、表面粗さが約１．０μｍＲａ以下のもの）の上に堆積されるわけではなく、また塗膜系２２の最外面２８においてそのような滑らかな表面を再現ないし実現するように堆積されるわけでもない。むしろ、塗膜系２２の層２４及び２６は、通路１２の、ＡＭ法によって製造される比較的粗い直下表面２０の上に堆積されうる。この面の表面粗さは、例えば、約２５０マイクロインチ（約６．４μｍ）Ｒａ以上でありえ、ときに約７５０マイクロインチ（約１９μｍ）Ｒａ以上に達することもある。しかも、実質的にコンフォーマルであり、塗膜系２２の最外面２８において同様の粗い表面が再現もしくは実現される。本発明は、一般に比較的コンフォーマルな塗膜を堆積する被膜処理によって粗い表面を被膜可能であるが、被膜処理の結果、最外層２６の表面粗さは直下の通路表面２０より若干改善することが予想される。その場合、直下の通路表面２０の表面粗さは２５０マイクロインチ（約６．４μｍ）Ｒａを超えうる（場合によっては７５０マイクロインチ（約１９μｍ）Ｒａを超えうる）が、最外層２６においては上記の表面粗さが実現可能である。
【００２２】
通路１２において起こりうる複雑さ（非直線性）と狭い断面は、通路１２の内部表面２０に層２４及び２６を塗着する困難さにつながる。特に、ガスタービンエンジンの燃料もしくは油圧系統内で燃料又はオイルを運ぶような、軸方向、半径方向、及び／又は円周方向に伸びる流体通路を含む設計においてそれが言える。具体的な例として、例えば、燃料インジェクタの主ノズルとパイロットノズルに燃料を供給する通路が挙げられる。上記のように、塗膜系２２の内層２４及び最外層２６を燃料通路表面２０に塗着する処理は、所望の塗膜材料の前駆物質を含有する適切な蒸気をポンプ供給によって通路１２に流すことによって行いうる。非限定的な一例として、燃料インジェクタを従来のように１つ以上の導入口（燃料はこれを通ってインジェクタに供給される）と１つ以上のノズル先端（燃料はこれを通って燃焼器に噴射される）を備えるように構成しうる。また、蒸気は部品１０の１つ以上の燃料導入口からポンプ供給されて、１つ以上のノズル先端を通って部品１０から流出しうる。内層２４にとって好適な前駆物質の非限定的な一例として、タンタラの化学的前駆物質となるタンタル（Ｖ）エトキシド（Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5）が挙げられる。また、最外層２６にとって好適な前駆物質の非限定的な一例として、白金の化学的前駆物質となる白金（ＩＩ）２，４−ペンタンジオネート（Ｐｔ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）2）が挙げられる。
【００２３】
内層２４の堆積のための蒸気は、内層２４を所望の厚さに堆積するのに必要な任意の回数にわたって通路１２にポンプ供給しうる。その後、最外層２６の堆積のための蒸気について同じ処理を行えばよい。内層２４に対する好適な厚さは一般に約１〜約２μｍ程度である。最外層２６に対する好適な厚さは一般に約０．０３〜約０．１μｍ程度である。このような厚さにすると、塗膜系２２の最外面２８の表面粗さに対する影響が、最外層２６よりも内層２４のほうが大きくなる。塗膜系２２の塗着処理は、部品１０に対するろう付け作業が終わった後、かつ部品１０内の他の部品を取り付ける前に実施するのが好ましい。
【００２４】
本発明につながる調査において、本明細書に記載する処理が、コークスの堆積に関して有利な効果を有する塗膜系を製造可能であると判断された。図２は、３本の管（１番、２番、３番）の中のさまざまなサンプル位置におけるコークス堆積物の形成度合いをプロットした棒グラフである。３本の管のうちの２本には異なる被膜処理を施し、内部表面にコーキング防止塗膜系を形成してある。３本の管はいずれもＣｏＣｒ合金粉末から同じＡＭ法を用いて製造した。また管はすべて直線状で、長さは６インチ（約１５ｃｍ）、内径は約０．１８０インチ（約４６ｍｍ）であった。管の内部表面の表面粗さは約２５０〜約７５０マイクロインチ（約６．４〜約１９μｍ）Ｒａであった。図２において、管１は「作製時のまま」と指定されている。すなわち、コーキング防止塗膜系を備えていない。他方、管２と管３の内部表面は、内層がタンタラで最外層が白金であるコーキング防止塗膜系を備えている。管２の塗膜系はＭＯ−ＣＶＤ法を用いて塗着し、厚さが約１μｍの内層と、厚さが約０．００３〜約０．１０μｍの最外層とを形成した。内層の堆積はＭＯ−ＣＶＤ装置を用いて約７００〜約９００°Ｆ（約３７０〜約４８０℃）の堆積温度及び約５０〜約１５０ｔｏｒｒの堆積圧力で行った。最外層の堆積は、管をアセトン中の白金粉末の中に懸吊し、空気炉内で１時間にわたって約５００〜約６００°Ｆ（約２６０〜約３１５℃）に加熱して行った。管３の塗膜系はゾルゲル液相析出法を用いて塗着し、内層と最外層の合計厚さは約０．２１６〜約１．８６０μｍの範囲内とした。したがって、これは管２のＭＯ−ＣＶＤ塗膜系における内層と最外層の合計厚さを含むものであった。
【００２５】
これらの管に対し、約３００〜約８００°Ｆ（約１５０〜約４２５°Ｃ）の温度において燃料を約１６０時間にわたって約７〜約１５ｐｐｈ（約３．２〜約６．８ｋｇ／時）の流量で流した後、長さ方向に沿って約０．５インチ（約１３ｍｍ）ずつ離れた内部表面の７カ所においてコークス堆積物を調べた。生じたコークス堆積物の厚さは約０．００６インチから約０．００７５インチ（約１５０〜約１９０μｍ）の範囲であった。図２に示す結果から、塗着のやり方が、得られる塗膜系のコーキング防止効果に大きな影響を与えることが見てとれる。ゾルゲル法で生成した塗膜系（管３）は、７カ所すべての評価位置において、蒸着処理によって生成した塗膜系（管２）ほどのコーキング防止効果を示さなかった。驚くことに、大半の評価位置において管３は塗膜なしの試験体（管１）よりもコークス堆積が多かった。いかなる特定の理論にも拘束されないことを望むが、この調査の結果は、ゾルゲル法によって堆積した、より厚い、実質的に非コンフォーマルで、したがってより滑らかな塗膜系（管３）が、蒸着処理によって堆積した、より薄い、コンフォーマルで、したがってより粗い塗膜系（管２）ほどの性能を示さないという予期しないものとなった。
【００２６】
本発明はこれまで特定の実施形態について説明してきたが、当業者が他の形態を採用しうることは明らかである。例えば、流体通路の物理構成は図示もしくは説明したものと異なってもよいし、記載したものと異なる材料及び方法も使用しうる。最後に、添付の特許請求の範囲は、上述の研究によって示されるような、本発明に関連すると考えられる諸態様を詳しく述べたものであるが、それらは必ずしも本発明の範囲に対する限定として作用しない。
【符号の説明】
【００２７】
１０  部品
１２  通路
１４  壁
１６  １次元積層方向
１８  層
２０  表面
２２  塗膜系
２４  内層
２６  最外層
２８  最外面
【図１】
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【図２】
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