(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成要素の近位壁（６６）において孔（５２）をドリル加工する方法（１２０，２００，３００，４００）であって、
流体（５４）とレーザビーム（７４）を受けるチャンバ（７６）を備える閉じ込めレーザドリル（６２）の閉じ込めレーザビーム（６４）であって、前記チャンバ（７６）からの前記閉じ込めレーザビーム（６４）を前記構成要素の近位壁上の第１の孔位置に向けて配向し、前記構成要素内に定められたキャビティ（４６）に隣接して位置付けられた前記近位壁を通って前記第１の孔位置にて孔をドリル加工するステップと、
前記構成要素により定められる前記キャビティの外部に位置するセンサ（８８，９８，１０２）を用いて前記構成要素により定められる前記キャビティ内で光であって、前記チャンバ（７６）内の再配向レンズ（９０）を介して受け取った光の特性を検知するステップと、
前記センサを用いて検知された前記キャビティ内からの光に基づいて、前記第１の孔位置での前記構成要素の近位壁を通る前記閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記構成要素が、ガスタービンの翼形部（３８）である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記センサが光学センサである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
バックストライク保護機構（８２）を作動させるステップと、
前記バックストライク保護機構を用いて前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームを破壊するステップと、
を更に含み、
前記閉じ込めレーザビームがビーム軸（Ａ）を定め、前記バックストライク保護機構を作動させるステップが、前記構成要素のキャビティ内にガスを流して、ガスが前記構成要素のキャビティ内で前記ビーム軸と交差するようにする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記閉じ込めレーザビームがビーム軸（Ａ）を定め、前記閉じ込めレーザビームが、液体カラム（８０）とレーザ（７４）とを含み、前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームを破壊するステップが、前記閉じ込めレーザビームの液体カラムを破壊して、前記液体カラムからの液体が前記ビーム軸と交差するようにし、前記ビーム軸と交差する液体が、前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームのレーザにより少なくとも部分的に照射される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記キャビティ内で光の特性を検知するステップが、前記閉じ込めレーザビームのレーザにより照射される閉じ込めレーザビームの前記液体カラムの液体の一部から光の強度を検知するステップと、
前記閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップが、前記閉じ込めレーザビームのレーザにより照射される閉じ込めレーザビームの前記液体カラムの液体の一部から検知した前記光の強度に基づいて、前記閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップとを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを前記構成要素の近位壁上の第２の孔位置に向けて配向するステップと、
前記閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを前記構成要素の近位壁上の第２の孔位置に向けて配向するステップの後で、前記センサを用いて前記構成要素により定められる前記キャビティ内で光の特性を検知するステップと、
前記キャビティ内からの検知した光の特性に基づいて、前記第２の孔位置で前記近位壁を通る前記閉じ込めレーザビームの第２の貫通を特定するステップと、
を更に含み、前記センサが、前記第１の貫通を特定するステップと前記第２の貫通を特定するステップとの間で静止している、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
構成要素の近位壁（６６）における１又はそれ以上の孔（５２）の閉じ込めレーザドリル加工の貫通を特定するシステム（６０）であって、
流体（５４）とレーザビーム（７４）を受けるチャンバ（７６）を備える閉じ込めレーザドリル（６２）であって、前記チャンバ（７６）からの閉じ込めレーザビーム（６４）を利用して、前記構成要素により定められたキャビティ（４６）に隣接して位置付けられた前記近位壁において前記１又はそれ以上の孔をドリル加工するよう構成された閉じ込めレーザドリル（６２）と、
前記キャビティの外部に位置付けられ前記キャビティ内に配向されて、前記キャビティ内の光であって、前記チャンバ（７６）内の再配向レンズ（９０）を介して受け取った光の特性を検知するためのセンサ（８８，９８，１０２）と、
を備え、前記システムが、前記構成要素のキャビティ内で検知された前記光の特性に基づいて、前記構成要素の近位壁を通る前記閉じ込めレーザドリルの貫通を特定するよう構成されている、システム。
【請求項９】
前記センサが、光量、光の強度、光の波長のうちの１又はそれ以上を検知するよう構成されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記センサが光学センサである、請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記キャビティに対して前記近位壁と反対側に位置付けられた前記構成要素の遠位壁（８６）を保護するよう構成されたバックストライク保護機構（８２）を備え、
前記バックストライク保護機構が、前記構成要素のキャビティ内で前記閉じ込めレーザビームを妨害するよう構成されている、請求項８乃至１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記レーザビームがビーム軸（Ａ）を定め、前記閉じ込めレーザビームが液体カラム（８０）とレーザ（７４）とを含み、前記閉じ込めレーザの液体カラムが、前記バックストライク保護機構によって前記構成要素のキャビティ内で破壊されて、前記液体カラムからの液体が前記ビーム軸を交差するようにし、前記ビーム軸と交差する液体が、前記キャビティ内で前記閉じ込めレーザビームのレーザにより少なくとも部分的に照射される、請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、閉じ込めレーザドリルを用いて構成要素に１又はそれ以上の孔をドリル加工する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンは、産業及び商業用運転において広く使用されている。電力を発生させるのに使用される典型的な商用蒸気又はガスタービンは、固定翼形部と回転翼形部の交互する段を含む。例えば、固定ベーンは、タービンを囲むケーシングなどの固定構成要素に取り付けることができ、回転ブレードは、タービンの軸方向中心線に沿って位置するロータに取り付けることができる。限定ではないが蒸気、燃焼ガス又は空気などの圧縮作動流体は、タービンを通って流れ、固定ベーンは、圧縮作動流体を加速し、回転ブレードの後続の段に配向して回転ブレードに運動を与え、従って、ロータを転回させて仕事を行うようにする。
【０００３】
タービンの効率は一般に、圧縮作動流体の温度上昇に伴って高くなる。しかしながら、タービン内の過度の温度は、タービンの翼形部の寿命を縮める可能性があり、よってタービンに関連する補修、保守管理及び運転停止時間を増加させる恐れがある。結果として、翼形部に冷却を提供する様々な設計及び方法が開発されている。例えば、冷却媒体を翼形部内部のキャビティに供給して、翼形部から対流的及び／又は伝導的に熱を除去することができる。詳細な実施形態において、冷却媒体は、翼形部の冷却通路を通ってキャビティから流出し、翼形部の外表面上にわたってフィルム冷却を提供することができる。
【０００４】
温度及び／又は性能基準が益々高まるにつれて、翼形部に使用される材料は次第に薄くなり、信頼性の高い翼形部を製造するのが益々困難になっている。例えば、翼形部は、高合金金属から鋳造することができ、熱保護を強化するために翼形部の外側表面に熱障壁コーティングを施すことができる。ウォータジェットを用いて、熱障壁コーティング及び外表面を通る冷却通路を形成することができるが、ウォータジェットは、熱障壁コーティングの一部を剥離させる可能性がある。代替として、熱障壁コーティングは、ウォータジェット又は放電機械加工（ＥＤＭ）により冷却通路を作成した後に翼形部の外表面に施工することができるが、これには、新しく形成された冷却通路を覆うあらゆる熱障壁コーティングを除去する追加の処理が必要となる。更に、コーティングプロセス後に冷却孔を再開放するこのプロセスは次第に困難になっており、冷却孔のサイズが小さくなり、冷却孔の数が増えると、より多くの作業時間及びスキルが必要となる。
【０００５】
また、集束レーザビームを利用するレーザドリルを用いて、熱障壁コーティングの剥離リスクを低減して、翼形部を通る冷却通路を作成することができる。しかしながら、レーザドリルは、翼形部内にキャビティが存在することに起因して、正確な制御が要求される場合がある。レーザドリルが翼形部の近位壁を貫通すると、従来の方法によるレーザドリルの連続した動作がキャビティの反対側に損傷をもたらし、場合によっては、改修又は廃棄が必要となる損傷した翼形部を生じさせる可能性がある。
【０００６】
従って、ガスタービンの構成要素において孔をドリル加工するための改善された方法及びシステムが有利となる。より詳細には、ガスタービンの構成要素における孔のドリル加工及びこのようなドリル加工プロセスの間の１又はそれ以上の動作条件の特定を行う方法及びシステムが特に有用となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８，５８１，１４１号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明の態様及び利点は、以下の説明において記載され、又は本説明から明らかになることができ、或いは、本発明を実施することによって理解することができる。
【０００９】
本開示の１つの例示的な態様において、構成要素の近位壁において孔をドリル加工する方法が提供される。本方法は、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを構成要素の近位壁上の第１の孔位置に向けて配向し、構成要素の近位壁を通って第１の孔位置にて孔をドリル加工するステップを含む。近位壁は、構成要素内に定められたキャビティに隣接して位置付けられる。本方法はまた、構成要素により定められる前記キャビティの外部に位置するセンサを用いて構成要素により定められるキャビティ内で光の特性を検知するステップを含む。本方法はまた、センサを用いて検知されたキャビティ内からの光に基づいて、第１の孔位置での構成要素の近位壁を通る閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップを含む。
【００１０】
本開示の１つ例示的な実施形態において、構成要素の近位壁における１又はそれ以上の孔の閉じ込めレーザドリル加工の貫通を特定するシステムが提供される。本システムは、閉じ込めレーザビームを利用した閉じ込めレーザドリルを含む。閉じ込めレーザドリルは、構成要素の近位壁において１又はそれ以上の孔をドリル加工するよう構成されている。近位壁は、構成要素によって定められたキャビティに隣接して位置付けられる。システムはまた、キャビティに対して近位壁と反対側に位置付けられた構成要素の遠位壁を保護するよう構成されたバックストライク保護機構を含む。本システムはまた、キャビティの外部に位置付けられキャビティ内に配向されて、キャビティ内の光の特性を検知するためのセンサを含む。システムは、構成要素のキャビティ内で検知された光の特性に基づいて、構成要素の近位壁を通る閉じ込めレーザドリルの貫通を特定するよう構成されている。
【００１１】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照するとより理解できるであろう。
【００１２】
添付図の参照を含む本明細書の残りの部分において、当業者にとって最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の種々の実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービンのタービンセクションの簡易断面図。
【図２】本開示の実施形態による例示的な翼形部の斜視図。
【図３】本開示の１つの実施形態による翼形部を製造するためのシステムの概略図。
【図４】閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁を貫通した後の図３の例示的なシステムの概略図。
【図５】本開示の例示的な態様による翼形部を製造する方法のフロー図。
【図６】本開示の例示的な実施形態による閉じ込めレーザドリルの作動中の光の強度の測定値を描いたグラフ。
【図７】本開示の例示的な実施形態による閉じ込めレーザドリルの作動中の波長測定値を描いたグラフ。
【図８】本開示の例示的な実施形態による閉じ込めレーザドリルの作動中の光の強度の測定におけるノイズを描いたグラフ。
【図９】本開示の別の例示的な実施形態による翼形部を製造するシステムの概略図。
【図１０】閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁を貫通した後の図９の例示的なシステムの概略図。
【図１１】本開示の別の例示的な態様による翼形部を製造する方法のフロー図。
【図１２】本開示の更に別の例示的な実施形態による翼形部を製造するシステムの概略図。
【図１３】閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁を貫通した後の図１２の例示的なシステムの概略図。
【図１４】本開示の更に別の例示的な実施形態による翼形部を製造するシステムの概略図。
【図１５】閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁を貫通した後の図１４の例示的なシステムの概略図。
【図１６】本開示の更に別の例示的な態様による翼形部を製造する方法のフロー図。
【図１７】本開示の更に別の例示的な態様による翼形部を製造するシステムの概略図。
【図１８】本開示の更に別の例示的な態様による翼形部を製造する方法のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、その１つ又はそれ以上の実施例を図面に示している本開示の実施形態について詳細に説明する。各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際に、本開示の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を本実施形態において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本開示は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。本発明の例示的な実施形態は、例示の目的でターボ機械の翼形部の製造に関して全体に説明しているが、本開示の実施形態は、他の製造物品にも適用することができ、請求項に特に記載のない限りターボ機械の翼形部を製造するシステム及び方法に限定されないことは、当業者には容易に理解されるであろう。例えば、他の例示的な実施形態において、本開示の態様は、航空機関連で使用される翼形部３８の製造、又はガスタービンの他の構成要素を製造するのにも用いることができる。
【００１５】
本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために同義的に用いることができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。同様に、用語「近位」及び「遠位」は、物品又は構成要素の相対的位置を表すのに用いることができ、上記物品又は構成要素の何らかの機能又は設計を意味するものではない。
【００１６】
ここで図面を参照すると、図１は、本開示の種々の実施形態によるガスタービンの例示的なタービンセクション１０の簡易側断面図を示す。図１に示すように、タービンセクション１０は、一般に、ロータ１２と、タービンセクション１０を貫通するガス経路１６を少なくとも部分的に定めるケーシング１４とを含む。ロータ１２は、タービン１０の軸方向中心線１８とほぼ整列し、発電機、圧縮器、又は仕事を行う別の機械に接続することができる。ロータ１２は、一体となって回転するようにボルト２４により共に接続されたロータホイール２０及びロータスペーサ２２の交互するセクションを含むことができる。ケーシング１４は、ロータ１２の少なくとも一部を円周方向に囲み、ガス経路１６を通って流れる圧縮作動流体２６を収容する。圧縮作動流体２６は、例えば、燃焼ガス、圧縮空気、飽和蒸気、不飽和蒸気、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【００１７】
図１に示すように、タービンセクション１０は更に、回転ブレード３０と固定ベーン３２の交互する段を含み、これらはロータ１２とケーシング１４との間に半径方向に延びる。回転ブレード３０は、ロータ１２の周りに円周方向に配置され、様々な手段を用いてロータホイール２０に接続することができる。対照的に、固定ベーン３２は、ロータスペーサ２２と対向してケーシング１４の内部の周りで周辺に配置することができる。回転ブレード３０及び固定ベーン３２は、一般に、当該分野で周知のように、凹状正圧側面、凸状負圧側面、並びに前縁及び後部を備えた翼形部３８形状を有する。圧縮作動流体２６は、図１に示すようにガス経路１６に沿って左から右にタービンセクション１０を通って流れる。圧縮作動流体２６が回転ブレード３０の第１の段を通過すると、圧縮作動流体が膨張し、回転ブレード３０、ロータホイール２０、ロータスペーサ２２、ボルト２４及びロータ１２を回転させるようになる。次いで、圧縮作動流体２６は、固定ベーン３２の次の段を横断して流れ、該固定ベーンにより、圧縮作動流体２６が加速されて回転ブレード３０の次の段に再配向され、後続の段に対してこのプロセスが繰り返される。図１に示す例示的な実施形態において、タービンセクション１０は、回転ブレード３０の３つの段の間に固定ベーン３２の２つの段を有するが、回転ブレード３０及び固定ベーン３２の段の数は、請求項に特に記載のない限り、本開示の限定ではないことを当業者であれば容易に理解するであろう。
【００１８】
図２は、回転ブレード３０又は固定ベーン３２に組み込むことができるような、本開示の１つの実施形態による例示的な翼形部３８の斜視図を示している。図２に示すように、翼形部３８は、一般に、凹状湾曲を有する正圧側面４２と、凸状湾曲を有し正圧側面４２と対向する負圧側面４４とを含む。正圧及び負圧側面４２、４４は、正圧及び負圧側面４２、４４間で翼形部３８の内部にキャビティ４６を定めるように互いに離隔されている。キャビティ４６は、冷却媒体が翼形部３８の内部を流れて翼形部３８から伝導的及び／又は対流的に熱を除去するための曲がりくねった又は蛇行の経路を提供することができる。加えて、正圧及び負圧側面４２、４４は更に、翼形部３８の上流側で前縁４８と、翼形部３８の下流側でキャビティ４６の下流側に後縁５０と、を形成するように接合される。正圧側面４２、負圧側面４４、前縁４８及び／又は後縁５０における複数の冷却通路５２は、翼形部３８を通じてキャビティ４６と流体連通し、翼形部３８の外表面３４上に冷却媒体を供給することができる。図２に示すように、例えば、冷却通路５２は、前縁４８及び後縁５０に及び／又は正圧及び負圧側面４２、４４の一方又は両方に沿って配置することができる。例示的な翼形部３８は更に、翼形部３８のベースに開口５４を定め、ここでガスタービンの圧縮機セクションからの圧縮空気などの冷却媒体をキャビティ４６に提供することができる。
【００１９】
冷却通路５２の数及び／又は位置はキャビティ４６の設計及び冷却通路５２の設計に応じて特定の実施形態により変わることができる点は、当業者であれば本明細書の教示から容易に理解するであろう。従って、本開示は、請求項に特に記載のない限り、冷却通路５２又はキャビティ４６の設計の何れかの特定の数又は位置又はキャビティ４６に限定されない。
【００２０】
特定の例示的な実施形態において、熱障壁コーティング３６は、翼形部３８の金属部分４０の外表面３４の少なくとも一部の上に施工され、翼形部３８の下層の金属部分４０を覆うことができる（図３を参照）。熱障壁コーティング３６は、施工された場合、低い熱放射率又は高い熱反射率、円滑な仕上り、及び／又は下層の外表面３４への良好な接着性を有することができる。
【００２１】
同軸方向検知
次に図３及び図４を参照すると、本開示の例示的なシステム６０の斜視図が示されている。システム６０は、例えば、ガスタービンの構成要素の製造に用いることができる。より詳細には、図示の実施形態において、システム６０は、図２を参照して上記で検討した翼形部３８のような、ガスタービンの翼形部３８における１又はそれ以上の孔又は冷却通路５２の製造／ドリル加工に用いることができる。しかしながら、システム６０は、本明細書では翼形部３８の製造に関連して記載されているが、他の例示的な実施形態では、システム６０は、ガスタービンの他の何れかの好適な構成要素の製造で用いることができる点は理解されたい。例えば、システム６０は、移行部品、ノズル、燃焼ライナ、エフュージョン又はインピンジメントプレート、ベーン、シュラウド、又は他の何れかの好適な部品の製造で用いることができる。
【００２２】
例示的なシステム６０は、一般に、閉じ込めレーザビーム６４を翼形部３８の近位壁６６に配向して、翼形部３８の近位壁６６に孔５２をドリル加工するよう構成された閉じ込めレーザドリル６２を含む。閉じ込めレーザビーム６４は、ビーム軸Ａを定め、近位壁６６は、キャビティ４６に隣接して位置付けられる。より詳細には、閉じ込めレーザドリル６２の様々な実施形態は、一般に、レーザ機構６８、コリメータ７０、及びコントローラ７２を含むことができる。レーザ機構６８は、レーザビーム７４を発生することができる何らかの装置を含むことができる。単に例証として、特定の例示的な実施形態において、レーザ機構６８は、およそ１０〜５０ｋＨｚのパルス周波数、およそ１μｍ又は第２高調波発生（「ＳＨＧ」）を利用する場合は５００〜５５０ｎｍの波長、及びおよそ１０〜２００Ｗの平均出力のレーザビームを生成可能なダイオード励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザとすることができる。しかしながら、他の実施形態では、他の何れかの好適なレーザ機構６８を利用してもよい。
【００２３】
図３及び図４に示す特定の実施形態において、レーザ機構６８は、集束レンズ７５を通じてコリメータ７０にレーザビーム７４を配向する。コリメータ７０は、ビーム７４がガラス繊維又は水などの異なる媒体内に集束したときに良好な集束特性を達成するよう、ビーム７４の直径を再整形する。従って、本明細書使用される場合、コリメータ７０は、粒子又は波のビームを狭める及び／又は整列させてビームの空間断面が小さくなるようにする何らかの装置を含む。例えば、図３及び図４に示すように、コリメータ７０は、脱イオン水又は濾過水などの流体５４と共にレーザビーム７４を受けるチャンバ７６を含むことができる。およそ２０〜１５０ミクロンの直径を有する場合があるアパーチャ又はノズル７８は、液体カラム８０内部でレーザビーム７４を翼形部３８に向けて配向し、閉じ込めレーザビーム６４を形成する。液体カラム８０は、およそ２，０００〜３，０００ポンド／平方インチの圧力を有することができる。しかしながら、本開示は、請求項に特に記載のない限り、液体カラム８０の圧力の特定の何れかの圧力又はノズル７８の特定の直径に限定されるものではない。加えて、本明細書で使用される場合、「約」又は「およそ」などの近似用語は、許容誤差の１０％内にあることを意味する点を理解されたい。
【００２４】
図３及び図４において拡大図で示されるように、液体カラム８０は、保護ガスのような空気により囲まれ、レーザビーム７４の光ガイド及び集束機構として機能することができる。従って、液体カラム８０及び上述のように液体カラム８０により誘導されるレーザビーム７４は協働して、閉じ込めレーザドリル６２により利用され且つ翼形部３８にて配向される閉じ込めレーザビーム６４を形成することができる。
【００２５】
上述のように、閉じ込めレーザビーム６４は、例えば、翼形部３８を通る１又はそれ以上の冷却通路５２をドリル加工するため、閉じ込めレーザドリル６２により利用することができる。より詳細には、閉じ込めレーザビーム６４は、翼形部３８の外表面３４を切除し、最終的に翼形部３８を通る所望の冷却通路５２を生成することができる。図３は、レーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を「貫通する」前のシステム６０を示しており、図４は、レーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通した後のシステム６０を示している点に留意されたい。本明細書で使用される場合、用語「貫通」、「貫通する」及びこれらの同義語は、閉じ込めレーザビーム６４が、該閉じ込めレーザビーム６４のビーム軸Ａに沿って翼形部３８の近位壁６６を形成する材料の連続した部分を除去した場合を意味する。翼形部３８の近位壁６６を通る閉じ込めレーザビーム６４の何らかの貫通の後、閉じ込めレーザビーム６４の少なくとも一部は、例えば、近位壁６６を貫通して翼形部３８のキャビティ４６内に入ることができる。
【００２６】
引き続き図３及び図４を参照すると、システム６０は更に、例示的なバックストライク保護機構８２を含む。図示の例示的なバックストライク保護機構８２は、翼形部３８の内部を流れるガス８４を含む。本明細書で使用される場合、用語「ガス」は、何らかのガス状媒体を含むことができる。例えば、ガス８４は、不活性ガス、真空、飽和蒸気、過熱蒸気、又は、翼形部３８のキャビティ４６内部にガス流を形成することができる他の何らかの好適なガスとすることができる。翼形部３８の内部を流れるガス８４は、液体カラム８０の液体の圧力に概ね合致する圧力、又は閉じ込めレーザビーム６４を妨害するのに十分な他の何れかの圧力を有することができる。より詳細には、ガス８４は、翼形部３８のキャビティ４６内で液体カラム８０を破壊するのに十分な運動量又は速度を十分に発生させる他の何れかの圧力を有することができる。例えば、特定の例示的な実施形態において、翼形部３８内部を流れるガス８４は、およそ２５ポンド／平方インチよりも大きな圧力を有することができるが、本開示は、請求項に特に記載のない限り、ガス８４の何れかの特定の圧力に限定されない。
【００２７】
図４で最も明確に示されるように、ガス８４は、翼形部３８のキャビティ４６内部で閉じ込めレーザビーム６４と交差するように位置合わせすることができる。特定の実施形態において、ガス８４は、液体カラム８０と実質的に垂直に位置合わせすることができるが、他の特定の実施形態では、ガス８４は、液体カラム８０及び／又は閉じ込めレーザビーム６４に対して斜角又は鋭角に位置合わせすることができる。ガス８４が翼形部３８内部で液体カラム８０と交差すると、ガス８４は、翼形部３８のキャビティ４６内部で液体カラム８０を破壊し、閉じ込めレーザビーム６４のレーザビーム７４を散乱させる。このようにして、ガス８４は、近位壁６６において新たに形成された冷却通路５２とは反対の翼形部３８のキャビティ４６の内表面に閉じ込めレーザビーム６４が衝突するのを防ぐ。より詳細には、ガス８４は、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の遠位壁８６に衝突するのを防ぐ。
【００２８】
図３及び図４の例示的なシステム６０は更に、以下で更に検討するように、コントローラ７２と動作可能に接続されたセンサ８８を含む。図示の実施形態において、センサ８８は、光の特性を検知し、検知した光の特性を示す信号６８をコントローラ７２に送るように構成される。より詳細には、翼形部３８の近位壁６６から離れてビーム軸Ａに沿って配向された光、例えば、冷却通路５２から反射され及び／又は再配向された光の特性を検知するよう位置付けられる。特定の例示的な実施形態において、センサ８８は、以下の光特性、すなわち、光の強度、光の１又はそれ以上の波長、光量、時間単位での光パルスの波形、周波数単位での光パルスの波形のうちの１又はそれ以上を検知するのに好適なオシロスコープセンサとすることができる。加えて、図示の実施形態において、センサ８８は、ビーム軸Ａからオフセットされ、ビーム軸Ａに沿って配向された反射光の少なくとも一部を再配向レンズ９０を用いてセンサ８８に再配向することにより、ビーム軸Ａに沿った反射光の特性を検知するよう構成されている。再配向レンズ９０は、ビーム軸Ａにおいて、すなわち、ビーム軸Ａとおよそ４５度の角度でビーム軸Ａと交わるように位置付けられる。しかしながら、他の例示的な実施形態では、再配向レンズ９０は、ビーム軸Ａに対して他の何れかの好適な角度を定めることができる。加えて、図３及び図４の実施形態では、再配向レンズ９０がコリメータ７０内に位置付けられているが、他の実施形態では、レンズ９０は、コリメータ７０と集束レンズ７５との間、或いは代替として集束レンズ７５とレーザ機構６８との間に位置付けることができる。再配向レンズ９０は、ビーム軸Ａに沿って進む反射光の少なくとも一部をセンサ８８に再配向する第１の側部（すなわち、翼形部３８の近位壁６６に最も近い側部）上にコーティングを含むことができる。コーティングは、ビーム軸に沿って翼形部３８の近位壁６６に向けて進む光がレンズ又はそのコーティングにより実質的に再配向されないように、「一方向性」コーティングと呼ばれるものとすることができる。例えば、特定の実施形態において、コーティングは、電子ビームコーティング（「ＥＢＣ」）とすることができる。
【００２９】
図３及び図４の例示的なシステム６０を更に参照すると、コントローラ７２は、何らかの好適なプロセッサベースのコンピュータデバイスとすることができ、例えば、閉じ込めレーザドリル６２、センサ８８及びバックストライク保護機構８２と動作可能に通信することができる。例えば、好適なコントローラ７２は、パーソナルコンピュータ、移動電話（スマートフォンを含む）、パーソナルデジタルアシスタント、タブレット、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、ゲーム機、サーバ、他のコンピュータ、及び／又は他の何れかの好適なコンピュータデバイスを含むことができる。図３及び図４に示すように、コントローラ７２は、１つ又はそれ以上のプロセッサ９２と、関連するメモリ９４とを含むことができる。プロセッサ９２は、一般に、当該技術分野で公知のあらゆる好適なプロセッシングデバイスとすることができる。同様に、メモリ９４は、一般に、限定ではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードドライブ、フラッシュドライブ、又は他のメモリデバイスを含む、何れかの好適な１又は複数のコンピュータ可読媒体とすることができる。一般に理解されるように、メモリ９４は、１又は複数のプロセッサ９２によって実行できる命令又はロジック９６を含む、１又は複数のプロセッサ９２がアクセス可能な情報を記憶するよう構成することができる。命令又はロジック９６は、１又は複数のプロセッサ９２によって実行されたときに、該プロセッサ９２が所望の機能を提供するようにする何らかの命令セットとすることができる。例えば、命令又はロジック９６は、コンピュータ可読形式にレンダーされたソフトウェア命令とすることができる。ソフトウェアの使用時には、本明細書に含まれる教示を実施するために、あらゆる好適なプログラミング、スクリプト、又は他のタイプの言語もしくは言語の組み合わせを用いることができる。本開示の特定の実施形態において、例えば、命令又はロジック９６は、図５、図１１、図１６及び図１８を参照して以下で説明される方法のうちの１又はそれ以上を実施するように構成することができる。或いは、限定ではないが、特定用途向け回路を含むハードワイヤードロジック９６又は他の回路構成によって命令を実施することができる。その上、コントローラ７２は、センサ８８から離隔して概略的に描かれているが、他の例示的な実施形態においては、センサ８８及びコントローラ７２は、あらゆる好適な箇所に位置付けられる単一のデバイスに統合されてもよい。
【００３０】
ここで図５を参照すると、ガスタービンの翼形部を製造する例示的な方法（１２０）のフロー図が示される。より詳細には、図５のフロー図は、ガスタービンの翼形部に孔をドリル加工する例示的な方法（１２０）を示している。図５の例示的な方法（１２０）は、図３及び図４に示し上記で説明された例示的なシステムで利用することができる。従って、翼形部における孔のドリル加工との関連で検討したが、例示的な方法（１２０）は、代替として、ガスタービンの他の何れかの好適な構成要素における孔のドリル加工に用いることもできる。
【００３１】
方法（１２０）は、一般に、（１２２）において、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを翼形部の近位壁に向けて配向して、翼形部の近位壁に孔をドリル加工するステップを含む。閉じ込めレーザビームはビーム軸を定め、近位壁は、翼形部に定められたキャビティに隣接して位置付けられる。方法（１２０）は更に、（１２４）において、センサを用いて翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光の特性を検知するステップを含む。翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光とは、特定の態様において、翼形部の近位壁から反射された光を指す。特定の例示的な実施形態において、（１２４）での光の特性を検知するステップは、光の強度、光の１又はそれ以上の波長、時間単位での光パルスの波形、周波数単位での光パルスの波形のうちの１又はそれ以上を検知するステップを含むことができる。加えて、センサは、ビーム軸からオフセットすることができ、その結果、（１２４）での光の特性を検知するステップが更に、翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光の少なくとも一部をレンズを用いてセンサに再配向するステップを含むことができる。
【００３２】
引き続き図５を参照すると、例示的な方法（１２０）は更に、（１２６）において、（１２４）にてセンサを用いて検知された光の特性に基づいて１又はそれ以上の動作条件を特定するステップを含む。１又はそれ以上の動作条件は、閉じ込めレーザドリルによりドリル加工された孔の深さ、及び閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームが配向されている材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００３３】
例えば、特定の例示的な態様において、（１２４）での光の特性を検知するステップは、光の強度を検知するステップを含むことができる。例証として、ここでまた、（１２４）にて検知された例示的な光の強度値のグラフ１５０を提示した図６を参照する。例示的なグラフ１５０は、Ｙ軸に光の強度、Ｘ軸に時間を示している。このような例示的な態様において、（１２６）での１又はそれ以上の動作条件を特定するステップは、翼形部から離れてビーム軸に沿って配向され（１２４）にて検知された光の強度に基づいて、閉じ込めレーザドリルの反射パルスレート及び閉じ込めレーザドリルの反射パルス幅（時間単位で測定）の一方又は両方を特定するステップを含むことができる。例えば、図６に示すように、ドリル加工作業中（すなわち、閉じ込めレーザドリル６２の動作中）に（１２４）にて検知された光の強度は、山部（ピーク）１５２と谷部（バレー）１５８とを示している。従って、反射パルスレートは、単位時間当たりのピーク１５２の数を計数することにより特定することができ、反射パルス幅は、ピーク１５２の時期を求めることで特定することができる。
【００３４】
翼形部にて配向された光の全てが吸収又は他の方法で変化することなく反射され場合、反射パルスレート及び反射パルス幅は、閉じ込めレーザドリル及び閉じ込めレーザビームが動作している実際のパルスレート及びパルス幅を正確に反映していることになる点に留意されたい。しかしながら、ドリル加工作業中、翼形部による光吸収量は、例えば、孔の深さ、孔のアスペクト比（本明細書で使用される場合、孔直径と孔長さの比を指す）、及び／又は閉じ込めレーザビームが配向されている材料（すなわち、ドリル加工されている材料）に基づいて変わる可能性がある。従って、ドリル加工作業中、例示的な方法（１２０）は、（１２６）にて特定された反射パルスレート及び反射パルス幅の一方又は両方の値を閉じ込めレーザドリルの既知の動作条件（例えば、閉じ込めレーザドリルの実際のパルスレート及びパルス幅）と比較するステップを含むことができる。このような比較は、誤差値を明らかにすることができる。次いで、誤差値は、このような誤差値を孔深さに関連付けたルックアップテーブルと比較（ドリル加工されている特定の材料、孔直径、孔の幾何形状、及び他の何れかの関連要因を考慮）し、翼形部の近位壁において閉じ込めレーザドリルによりドリル加工された孔の深さを特定することができる。ルックアップテーブルの値は、経験的に求めることができる。
【００３５】
しかしながら、本開示の他の例示的な態様において、例示的な方法は、追加として又は代替として、（１２４）にてビーム軸に沿って配向された光の他の特性を送り、（１２６）にて他の動作条件を特定することができる点を理解されたい。例えば、図５並びに図７に示した検知された光波長値の例示的なグラフ１６０を更に参照すると、（１２４）にて光の特性を送るステップは、追加として又は代替として、センサを用いて翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光の波長を検知するステップを含むことができる。このような例示的な態様において、（１２６）にて特定された１又はそれ以上の動作条件は、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームが配向されている材料を含むことができる。加えて、（１２６）での１又はそれ以上の動作条件を特定するステップは、検知された光の波長を所定の値と比較するステップを含むことができる。より具体的には、異なる材料により異なる波長の光が吸収及び反射される。従って、ドリル加工作業中にビーム軸に沿って配向された反射光は、閉じ込めレーザビームが配向される材料を示す波長を規定することができる。例えば、図７を具体的に参照すると、翼形部の熱障壁コーティングにドリル加工する際にビーム軸に沿って配向される光は、第１の波長１６２を規定することができ、翼形部の金属部分にドリル加工する際にビーム軸に沿って配向される光は、第２の波長１６４を規定することができ、また、閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁を貫通した後にビーム軸に沿って配向される光は第３の波長１６６を規定することができる。従って、このような例示的な態様において、方法（１２０）は、ビーム軸に沿った反射光の検知された波長に少なくとも部分的に基づいて、閉じ込めレーザビームがドリル加工している層を特定することができる。
【００３６】
しかしながら、他の例示的な態様において、方法（１２０）は、複数の波長で光を検知するステップを含むことができる。例えば、熱障壁コーティング及び金属部分の両方を通ってドリル加工したときにビーム軸に沿って配向された光は更に、第４の波長１６３を定めることができ、金属部分を通ってドリル加工したとき及び翼形部の近位壁を少なくとも部分的に貫通したときにビーム軸に沿って配向された光は更に、第５の波長１６５を規定することができる。その上、他の例示的な実施形態において、光は、閉じ込めレーザドリルが向けられる１又は複数の材料、ドリル加工されている孔の深さ、ドリル加工されている孔のアスペクト比などを含む、様々な要因に基づいて波長の他の何れかの特徴的パターンを規定することができる。従って、方法（１２０）は、（１２６）において、ファジー理論手法を利用して、例えば、閉じ込めレーザビームが配向されている材料を含む１又はそれ以上の動作条件を特定するステップを含むことができる。
【００３７】
その上、本開示の更に別の例示的な態様において、例示的な方法は、追加として又は代替として、（１２４）においてビーム軸に沿って配向される光の更に別の特性を送り、（１２６）において他の動作条件を特定することができる。例えば、更に図５を、並びに図８に提供される光の強度値における検知したノイズの例示的なグラフ１７０を参照すると、（１２４）における光特性を検知するステップは、追加として又は代替として、センサを用いて翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光の強度におけるノイズを検知するステップを含むことができる。より詳細には、図８の例示的なグラフ１７０は、線１７２が光の強度中の感知したノイズレベルを表し、線１７４が検知した光の強度を表している。このような例示的な態様において、（１２６）において１又はそれ以上の動作条件を特定するステップは、追加として又は代替として、翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光の強度におけるノイズレベルを検知／特定するステップを含むことができる。本明細書で使用される場合、用語「ノイズレベル」は、センサを用いて検知された光の強度又は他の特性の変動を意味する。加えて、このような例示的な態様において、（１２６）における１又はそれ以上の動作条件を特定するステップは更に、翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光の強度における特定されたノイズレベルに基づいて、ドリル加工されている孔の深さを特定するステップを含むことができる。より詳細には、ガスタービンの翼形部及び他の構成要素の閉じ込めレーザドリル加工中に、ドリル加工されている孔の深さ及びドリル加工されている孔のアスペクト比などの要因により、（１２４）においてビーム軸に沿って検知された光の強度のノイズ量の増大が生じることが明らかになった。従って、翼形部の近位壁から離れてビーム軸に沿って配向された光の強度のノイズレベルを検知することで、このようなノイズレベルと、ドリル加工されている特定の孔及び他の何れかの関連要因を考慮に入れて孔深さを光の強度のノイズレベルに関連付けたルックアップテーブルとを比較することによって、孔の深さを特定することができる。これらのルックアップテーブル値は、経験的に求めることができる。
【００３８】
引き続き図５を参照すると、例示的な方法は更に、（１２８）において、ガスタービンの翼形部の近位壁を通る閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームの指示される貫通を特定するステップを含む。（１２８）での指示される貫通を特定するステップはまた、（１２４）でのセンサを用いたビーム軸に沿って検知された光の特性に基づくことができる。再度図６のグラフ１５０を参照すると、（１２４）にて光の強度が検知されると、検知された光の強度は、孔のドリル加工の間減少する場合がある。従って、例示的な方法（１２０）は、検知された光の強度が所定の閾値／貫通値を下回ったことに基づいて、翼形部の近位壁を通る閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームの（１２８）での指示貫通を特定することができる。例えば、所定の閾値／貫通値が線１５６に等しいときには、方法（１２０）は、グラフ１５０上の点１５８にて、（１２８）での指示貫通を特定することができる。この所定の閾値／貫通値は、経験的に又は既知の値に基づいて決定することができる。
【００３９】
図５の方法は更に、（１３０）において、例えば、（１２８）で特定された指示貫通及び／又は（１２６）で特定された動作条件に基づいて、翼形部の近位壁６６を通る閉じ込めレーザビーム６４の貫通を特定するステップを含む。例えば、図５の例示的な方法は、（１２８）での指示貫通の特定及び（１２６）での１又はそれ以上の動作条件の特定の後で、（１３０）において閉じ込めレーザビーム６４の貫通を特定することができる。より詳細には、図５の例示的な方法（１２０）は、例えば、孔の深さが所定値よりも大きい、又は閉じ込めレーザビームが配向される材料が金属部品又は熱障壁コーティングではないなど、（１２６）にて特定された所定の基準に適合する１又はそれ以上の動作条件に加えて、（１２８）にて指示貫通が特定されると（１３０）にて閉じ込めレーザビームの貫通を特定することができる。このような例示的な態様による孔をドリル加工する方法は、閉じ込めレーザドリル加工においてより正確な貫通検出を可能にすることができる。
【００４０】
閉じ込めレーザビームの一部が翼形部の近位壁を貫通した場合でも、孔が完成しない場合があることに留意されたい。より詳細には、孔は、その長さ全体に沿って所望の幾何形状を未だ定めていない可能性がある。従って、図示の例示的な態様において、図５の例示的な方法（１２０）は更に、（１３０）での閉じ込めレーザビームの貫通を特定した後、（１３２）において、引き続き閉じ込めレーザビームを翼形部の近位壁に向けて配向するステップを含む。方法（１２０）は、センサを用いて、翼形部から離れてビーム軸に沿って配向された光の強度、波長、又は光の強度におけるノイズなど、光の特性の検知ステップを継続することができる。その上、方法（１２０）は、（１３４）において、センサを用いてビーム軸に沿って検知された光の特性に基づいて、翼形部の近位壁における孔の完成を特定するステップを含む。例えば、（１３４）での孔の完成を特定するステップは、ビーム軸に沿った反射光の検知した強度、ビーム軸に沿った反射光の反射パルスレート及び反射パルス幅、ビーム軸上の反射光の波長、及び／又はビーム軸で反射した光の強度におけるノイズ量に基づいて指示完了を特定するステップを含むことができる。
【００４１】
図５の例示的な方法は更に、（１３６）において、（１２６）にて特定した動作条件に基づいて、（１２８）にて特定した指定貫通に基づいて、及び／又は（１３０）での貫通の特定に基づいて、閉じ込めレーザドリルの出力、閉じ込めレーザドリルのパルスレート、又は閉じ込めレーザドリルのパルス幅などの閉じ込めレーザドリルの動作パラメータを変更するステップを含む。例えば、方法（１２０）は、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームが翼形部の金属部分に配向されているか翼形部の熱障壁コーティングに配向されているかの特定、（１２８）での指示貫通の特定、及び／又は（１３０）での閉じ込めレーザビームの初期貫通の特定に応答して、（１３６）において動作パラメータを変更するステップを含むことができる。
【００４２】
構成要素の外部に位置付けられ構成要素内部に向けられるセンサ
次に図９及び図１０を参照すると、本開示の別の例示的な実施形態によるシステム６０が提供される。より詳細には、図９は、閉じ込めレーザドリル６２の閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通する前の本開示の別の例示的な実施形態によるシステム６０の概略図を示し、図１０は、閉じ込めレーザドリル６２の閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通した後の図９の例示的なシステム６０の概略図を示す。翼形部３８との関連で検討したが、他の実施形態では、システム６０は、ガスタービンの他の何れかの好適な構成要素と共に用いてもよい。
【００４３】
図９及び図１０に示した例示的なシステム６０は、図３及び図４の例示的なシステム６０と実質的に同様にして構成することができ、同じ又は同様の符号は、同じ又は同様の部品を指すことができる。例えば、システム６０は、閉じ込めレーザビーム６４を利用した閉じ込めレーザドリル６２を含み、該閉じ込めレーザドリル６２は、翼形部３８の近位壁６６において１又はそれ以上の孔又は冷却通路５２をドリル加工するよう構成されている。加えて、図示のように、翼形部３８の近位壁６６は、翼形部３８によって定められるキャビティ４６に隣接して位置付けられる。その上、キャビティ４６に対して近位壁６６とは反対側に位置付けられた翼形部３８の遠位壁８６を保護するよう構成されたバックストライク保護機構８２もまた提供される。
【００４４】
しかしながら、図９及び図１０の実施形態において、センサ９８は、キャビティ４６内の光の特性を検知するためキャビティ４６の外部に位置付けられ且つキャビティ４６内に向けられている。以下でより詳細に検討するように、システム６０は、翼形部３８のキャビティ４６内で検知された光の特性に基づいて翼形部３８の近位壁６６を通る閉じ込めレーザビーム６４の貫通を特定するよう構成されている。特定の例示的な実施形態において、センサ９８は、例えば、以下の光の特性、すなわち、光量、光の強度、及び光の波長の１又はそれ以上を検知できる光学センサ、オシロスコープセンサ、又は他の何れかの好適なセンサとすることができる。
【００４５】
図示の実施形態において、センサ９８は、翼形部３８の外部に位置付けられ、センサが閉じ込めレーザビーム６４のビーム軸Ａに対して見通し線１００を定めるようにする。本明細書で使用される場合、用語「見通し線」は、ある位置から別の位置まで構造的障害物が無い直線を意味する。従って、センサ９８は、該センサ９８がキャビティ４６内でビーム軸Ａに対して見通し線１００を定めることができる翼形部３８のキャビティ４６の外部のどこかに位置付けることができる。例えば、図示の実施形態において、センサ９８は、翼形部３８の開口５４（概略的に図示される）に隣接して位置付けられ、翼形部３８の開口５４を通って翼形部３８のキャビティ４６内に配向される。
【００４６】
通常、このようなレーザビームが表面に接触して（光が反射及び／又は再配向されるように）いない限り、又はセンサがレーザビームの軸線と位置合わせされていない限り、レーザビームからの光を検知することは難しい。図示の実施形態では、バックストライク保護機構８２は、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通した後に翼形部３８のキャビティ４６内で閉じ込めレーザビーム６４を破壊するよう構成されている。より詳細には、上述のように、閉じ込めレーザビーム６４は、液体カラム８０と、該液体カラム８０内のレーザビーム７４とを含む。図１０を詳細に参照すると、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通すると、バックストライク保護機構８２からキャビティ４６を通って流れたガス８４は、翼形部３８のキャビティ４６内で閉じ込めレーザビーム６４の液体カラム８０を破壊し、液体カラム８０からの液体の少なくとも一部がビーム軸Ａ及びレーザビーム７４と交差するようになる。ビーム軸Ａと交差する液体は、キャビティ４６内の閉じ込めレーザビーム６４のレーザビーム７４により少なくとも部分的に照射することができる。従って、翼形部３８のキャビティ４６内に向けられるセンサ９８は、レーザビーム７４により照射された液体の一部から光の強度などの光の特性を検出することができる。
【００４７】
特定の実施形態において、センサ９８は、キャビティ４６の外部に位置付けられ且つキャビティ４６内に向けることができ、その結果、センサ９８が複数の位置にて翼形部３８のキャビティ４６内からの光を検出するように構成される。より詳細には、センサ９８は、キャビティ４６の外部に位置付けられ且つキャビティ４６内に向けることができ、その結果、センサは、第１の孔位置にて閉じ込めレーザビーム６４のビーム軸Ａと、並びに第２の孔位置（図１０を参照）にて閉じ込めレーザビーム６４のビーム軸Ａ’と見通し線１００を定めるようになる。このような実施形態は、例えば、ガスタービンの翼形部３８における冷却孔５２のより時間効率がよく使い勝手のよいドリル加工を可能にすることができる。
【００４８】
次に図１１を参照すると、ガスタービンの翼形部における冷却孔をドリル加工する例示的な方法（２００）のブロック図が提供される。図１１の例示的な方法（２００）は、図９及び１０に示され上述された例示的なシステム６０と共に利用することができる。従って、翼形部における孔のドリル加工との関連で検討したが、例示的な方法（２００）は、代替として、ガスタービンの他の何れかの好適な構成要素における孔のドリル加工に用いることもできる。
【００４９】
図示のように、例示的な方法（２００）は、（２０２）において、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを翼形部の近位壁上の第１の孔位置に向けて配向するステップを含む。近位壁は、翼形部内に定められたキャビティに隣接して位置付けることができる。本方法はまた、（２０４）において、翼形部によって定められたキャビティの外部に位置付けられるセンサを用いて、翼形部によって定められたキャビティ内の光の特性を検知するステップを含む。特定の例示的な実施形態において、センサは、翼形部によって定められた開口に隣接して位置付けられ、該開口を通ってキャビティ内に配向することができる。従って、センサは、閉じ込めレーザビームによって定められるビーム軸と交差しないが翼形部のキャビティ内で閉じ込めレーザビームによって定められるビーム軸に見通し線を定める位置に位置付けることができる。
【００５０】
方法（２００）は更に、（２０６）において、バックストライク保護機構を作動させるステップを含む。（２０６）でのバックストライク保護機構の作動は、所定の時間量での閉じ込めレーザドリルの作動に応答することができる。加えて、（２０６）でのバックストライク保護機構の作動は、ガスが翼形部のキャビティ内でビーム軸と交差するように、翼形部のキャビティをガスが流れるステップを含むことができる。加えて、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁を貫通すると、本方法（２００）は更に、（２０８）において、バックストライク保護機構を用いて翼形部のキャビティ内で閉じ込めレーザビームを破壊するステップを含む。より詳細には、（２０８）でのキャビティ内で閉じ込めレーザビームを破壊するステップは、液体カラムからの液体がビーム軸及び閉じ込めレーザビームのレーザビームと交差するように閉じ込めレーザビームの液体カラムを破壊するステップを含むことができる。ビーム軸と交差する液体は、翼形部のキャビティ内で閉じ込めレーザビームのレーザビームにより少なくとも部分的に照射することができる。
【００５１】
図１１の例示的な方法は更に、（２１０）において、キャビティ内から（２０４）でのセンサを用いて検知された光に基づいて、第１の孔位置で翼形部の近位壁を通る閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップを含む。特定の例示的な実施形態において、（２０４）でのセンサを用いてキャビティ内の光の特性を検知するステップは、閉じ込めレーザビームのレーザにより照射された閉じ込めレーザビームの液体の一部から光の強度を検知するステップを含むことができる。更に、このような例示的な態様において、（２１０）での閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップは、閉じ込めレーザビームのレーザビームによって照射された閉じ込めレーザビームの液体の一部から検知された光の強度に基づいて、閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップを含むことができる。
【００５２】
（２１０）での閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップの後で、例示的な方法は、閉じ込めレーザドリルを停止し、第２の冷却孔をドリル加工するため閉じ込めレーザドリルを位置変更するステップを含むことができる。加えて、例示的な方法は、（２１２）において、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを翼形部の近位壁上の第２の孔位置に向けて配向するステップを含む。方法（２００）は更に、（２１４）において、（２１２）での閉じ込めレーザビームを第２の孔位置に向けて配向するステップの後にセンサを用いて翼形部によって定められたキャビティ内の光の特性を検知するステップを含む。更に、図１１の方法（２００）は、（２１６）において、キャビティ内からの光の第２の特性に基づいて翼形部の近位壁を通る閉じ込めレーザビームの第２の貫通を特定するステップを含む。（２１６）での閉じ込めレーザビームの第２の貫通を特定するステップは、（２１０）での閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップと実質的に同様にして実施することができる。その上、図示の例示的な態様において、（２１０）での閉じ込めレーザビームの第１の貫通を特定するステップと（２１６）での閉じ込めレーザビームの第２の貫通を特定するステップとの間で、センサは静止している。例えば、センサは、複数の孔位置（第１の孔位置及び第２の孔位置を含む）で閉じ込めレーザビームのビーム軸と見通し線を定めるように位置付けることができる。しかしながら、他の例示的な態様において、センサは、例えば、ドリル加工される冷却孔が非見通し線を定める場合には、後続の孔位置に対して見通し線を維持又は確立するためにセンサを移動、再配置、又は再位置合わせを行ってもよい点は理解されたい。
【００５３】
図１１の例示的な方法は、閉じ込めレーザドリルを用いて翼形部の近位壁を通る複数の孔のより時間効率がよく使い勝手のよいドリル加工を可能にすることができる。
【００５４】
構成要素の外部の液体の検知
ここで図１２及び１３を参照すると、本開示の更に別の例示的な実施形態によるシステム６０が提供される。より具体的には、図１２は、閉じ込めレーザドリル６２の閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通する前の本開示の別の例示的な実施形態によるシステム６０の概略図を示す。加えて、図１３は、閉じ込めレーザドリル６２の閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通した後の図１２の例示的なシステム６０の概略図を示す。図１２及び図１３の例示的なシステム６０は、翼形部３８との関連で検討したが、他の実施形態では、システム６０は、ガスタービンの別の構成要素と共に用いることができる点は理解されたい。
【００５５】
図１２及び図１３に示す例示的なシステム６０は、図３及び図４の例示的なシステム６０と実質的に同様にして構成することができ、同じ又は同様の符号は、同じ又は同様の部品を指すことができる。例えば、図１２及び図１３の例示的なシステム６０は、閉じ込めレーザビーム６４を利用した閉じ込めレーザドリル６２（簡単にするために図１２及び図１３に概略的に示されている）を含む。閉じ込めレーザビーム６４は、液体から形成される液体カラム８０と、液体カラム８０内のレーザビーム７４と、を含む。閉じ込めレーザドリル６２は、翼形部３８の近位壁６６を通る１又はそれ以上の孔又は冷却通路５２をドリル加工するよう構成されている。図示の実施形態において、翼形部３８の近位壁６６は、翼形部３８によって定められるキャビティ４６に隣接して位置付けられる。
【００５６】
しかしながら、図１２及び図１３の実施形態では、システム６０は、翼形部３８の近位壁６６の外部に位置付けられたセンサ１０２を含み、該センサ１０２は、翼形部３８の近位壁６６の外部に存在する閉じ込めレーザビーム６４から液体の量を特定するよう構成されている。コントローラ７２は、センサ１０２と動作可能に通信している。コントローラ７２は、センサ１０２により存在すると特定された液体の量に基づいて、翼形部３８の近位壁６６を通る閉じ込めレーザビーム６４の貫通を特定するよう構成されている。より詳細には、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６の貫通をする前に、閉じ込めレーザビーム６４の液体カラム８０からの液体は、ドリル加工作業中（すなわち、閉じ込めレーザドリル６２の動作中）に翼形部３８の近位壁６６から後方に噴霧することができる。閉じ込めレーザビーム６４からの液体は、翼形部３８の近位壁６６においてドリル加工されている孔を囲む液体後方噴霧のプルーム１０６を形成することができる。プルーム１０６は、システム６０により定められたバックスプラッシュ区域１０４に位置付けることができる。加えて、図１２及び図１３の実施形態におけるような特定の例示的な実施形態において、閉じ込めレーザドリル６２は、翼形部３８の近位壁６６に比較的近接近内に位置付けることができ、その結果、閉じ込めレーザドリル６２は、バックスプラッシュ区域１０４内に位置付けられるようになる。例えば、特定の実施形態において、約７ｍｍ〜約２０ｍｍ、約１０ｍｍ〜約１５ｍｍなど、閉じ込めレーザドリル６２は、約５ミリメートル（「ｍｍ」）〜約２５ｍｍのクリアランスを翼形部３８の近位壁６６と定めることができる。しかしながら、他の実施形態において、閉じ込めレーザドリル６２は、翼形部３８の近位壁６６と他の何れかの好適なクリアランスを定めることができる。
【００５７】
対照的に、閉じ込めレーザドリル６２が翼形部３８の近位壁６６を貫通した後（図１３）、閉じ込めレーザビーム６４の液体カラム８０からの液体は、ドリル加工孔５２を通って翼形部３８のキャビティ４６内に流入することができる。従って、閉じ込めレーザドリル６２が翼形部３８の近位壁６６を貫通した後、閉じ込めレーザドリル６２は、バックスプラッシュ区域１０４において液体後方噴霧のプルーム１０６を定めなくてもよく、或いは、代替として、プルーム１０６は、より小さくなるか、又は閉じ込めレーザドリル６２が翼形部３８の近位壁６６を貫通する前のサイズ及び形状と異なる形状を定めることができる。
【００５８】
図１２及び図１３の実施形態において、センサ１０２は、翼形部３８の近位壁６６の外部に存在する液体の量を閉じ込めレーザビーム６４から特定することが可能な何らかのセンサとして構成することができる。例えば、特定の例示的な実施形態において、センサ１０２は、カメラを含むことができる。センサ１０２がカメラを含むときには、センサ１０２のカメラは、閉じ込めレーザドリル６２に向けることができ、或いは代替として、センサ１０２のカメラは、翼形部３８の近位壁６６における孔５２に向けることができる。これらの実施形態の何れかにおいて、センサ１０２は、画像認識法を利用して、所定量の液体がバックスプラッシュ区域１０４に存在するかどうかを特定するよう構成することができる。例えば、センサ１０２は、該センサ１０２のカメラから受け取った１又はそれ以上の画像を１又はそれ以上の格納された画像と比較して、存在する液体の量を特定するよう構成することができる。より詳細には、センサ１０２は、カメラから受け取った１又はそれ以上の画像を孔５２の閉じ込めレーザドリル６２の１又はそれ以上の格納された画像と比較するよう構成することができ、存在する液体の量が、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通したことを示している。
【００５９】
しかしながら、他の例示的な実施形態において、他の何れかの好適なセンサ１０２を設けることができる点は理解されたい。例えば、他の例示的な実施形態において、センサ１０２は、モーションセンサ、湿度センサ、又は他の何れかの好適なセンサとすることができる。センサ１０２がモーションセンサであるときには、センサは、バックスプラッシュ区域１０４に液体後方噴霧のプルーム１０６が存在するかどうかを特定することができる。液体後方噴霧のプルーム１０６がバックスプラッシュ区域１０４にもはや存在していないときに貫通を特定することができる。
【００６０】
ここで、図１４及び図１５を参照すると、更に別の例示的な実施形態によるシステム６０が提供される。図１４及び図１５の例示的なシステム６０は、図１２及び図１３の例示的なシステム６０と実質的に同様にして構成される。しかしながら、図１４及び図１５の例示的な実施形態において、センサ１０２は、光学センサとして構成され、システム６０は更に、閉じ込めレーザドリル６２から別個の光源１０８を含む。光源１０８は、あらゆる好適な光源とすることができる。例えば、光源１０８は、１又はそれ以上のＬＥＤバルブ、１又はそれ以上の白熱灯、１又はそれ以上のエレクトロルミネセント・ランプ、１又はそれ以上のレーザ、又はこれらの組み合わせとすることができる。
【００６１】
上述のように、閉じ込めレーザドリル６２は、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通する前に閉じ込めレーザビーム６４からの液体が噴霧されるバックスプラッシュ区域１０４を定める。図示の実施形態において、光源１０８は、翼形部３８の外部に位置付けられ、バックスプラッシュ区域１０４の少なくとも一部を通って光を配向するよう構成される。加えて、図示の実施形態では、光源１０８は、バックスプラッシュ区域１０４に対してセンサ１０２とは正反対に位置付けられてセンサ１０２に配向され、該センサ１０２は、光源１０８に配向される。しかしながら、他の例示的な実施形態において、光源１０８及びセンサ１０２は、バックスプラッシュ区域１０４に対して互いにオフセットすることができ、光源１０８はセンサ１０２に配向されず、センサ１０２は光源１０８に配向されなくてもよい。
【００６２】
上述のように、図示の実施形態において、センサ１０２は光源１０８に配向され、光源１０８はセンサ１０２に配向されており、その結果、光源の軸線１１０がセンサ１０２と交差するようになる。このような実施形態では、所定の閾値を上回る光の強度を検知することは、翼形部３８の外部に存在する閉じ込めレーザビーム６４からの液体の量が減少しており、従って、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通したことを示すことができる。より詳細には、液体がバックスプラッシュ区域１０４に存在しているときには、このような液体は、光源１０８からの光を妨害又は再配向し、センサ１０２によって検知された光の強度が相対的に低くなる。対照的に、バックスプラッシュ区域１０４に液体が存在しないか、最小量の液体が存在する場合、光源１０８とセンサ１０２との間を妨害する量が限定され、比較的高い光の強度がセンサ１０２により検知される可能性がある。従って、このような構成では、比較的高い光の強度が検知されることは、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通したことを示すことができる。しかしながら、他の例示的な実施形態において、光源１０８がセンサ１０２に配向されず、センサ１０２が光源１０８に配向されていないときなど、所定の閾値を下回る光の強度を検知することは、翼形部３８の外部に存在する閉じ込めレーザビーム６４からの液体の量が少ないことを示している。より詳細には、光源１０８がセンサ１０２に配向されず、センサ１０２が光源１０８に配向されていないときには、センサ１０２は、光源からの光がバックスプラッシュ区域１０４の液体により再配向され反射されたときに光の強度の増大を検知することができる。しかしながら、バックスプラッシュ区域１０４に液体が存在しないか、最小量の液体が存在するときには、光源からの光波はこのような液体によって再配向又は反射されず、従って、センサ１０２は、比較的低い光の強度を検知する可能性がある。従って、このような例示的な実施形態において、所定の閾値を下回る光の強度を検知することは、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６を貫通したことを示すことができる。
【００６３】
ここで図１６を参照すると、ガスタービンの翼形部において孔をドリル加工する例示的な方法（３００）のブロック図が示される。図１６の例示的な方法（３００）は、図１２及び図１３に示された例示的なシステム６０及び／又は図１４及び図１５に示された例示的なシステム６０と共に利用することができ、各々が上記で説明されている。従って、翼形部における孔のドリル加工との関連で検討したが、例示的な方法（３００）は、代替として、ガスタービンの他の何れかの好適な構成要素における孔のドリル加工に用いることもできる。
【００６４】
図示のように、例示的な方法（３００）は、（３０２）において、ガスタービンの翼形部の近位壁の所定の距離内に閉じ込めレーザドリルを位置付けるステップを含む。例示的な方法（３００）はまた、（３０４）において、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを翼形部の近位壁の外表面に向けて配向するステップを含む。閉じ込めレーザビームは、液体から形成される液体カラムと、液体カラム内のレーザビームと、を含む。例示的な方法（３００）はまた、（３０６）において、センサを用いて、閉じ込めレーザビームから翼形部の近位壁の外部に存在する液体の量を検知するステップを含む。その上、例示的な方法（３００）は、（３０８）において、（３０６）にて翼形部の近位壁の外部で検知された液体の量に基づいて、ガスタービンの翼形部の近位壁を通る閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームの貫通を特定するステップを含む。
【００６５】
特定の例示的な実施形態において、センサがカメラを含む場合、（３０６）での翼形部の近位壁の外部に存在する液体の量を検知するステップは、カメラから受け取った１又はそれ以上の画像を１又はそれ以上の格納された画像と比較して、存在する液体の量を特定するステップを含むことができる。何らかの好適なパターン認識ソフトウェアを利用してこのような機能を提供することができる。
【００６６】
複数のセンサの利用
次に、図１７を参照すると、本開示の別の例示的な実施形態によるシステム６０が提供される。図１７の例示的なシステム６０は、翼形部３８との関連で検討したが、他の実施形態では、システム６０は、ガスタービン他の何れかの構成要素と共に用いることができる点は理解されたい。
【００６７】
図１７の例示的なシステム６０は、図３及び図４の例示的なシステム６０と実質的に同様にして構成することができ、同じ又は同様の符号は、同じ又は同様の部品を指すことができる。例えば、図１７の例示的なシステム６０は、閉じ込めレーザビーム６４を利用した閉じ込めレーザドリル６２を含む。閉じ込めレーザドリル６２は、翼形部３８の近位壁６６を通って孔５２をドリル加工するよう構成される。図示のように、近位壁６６は、翼形部３８により定められるキャビティ４６に隣接して位置付けられる。システム６０はまた、コントローラ７２を含む。
【００６８】
追加として、例示的なシステム６０は、翼形部３８の近位壁６６において孔５２から光の第２の特性を検知するよう構成された第２１のセンサ１１２を含む。光の第２の特性は、光の第１の特性とは異なる。加えて、コントローラ７２は、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１２に動作可能に接続され、検知された光の第１の特性及び検知された光の第２の特性に基づいて閉じ込めレーザドリル６２によってドリル加工される孔５２の進展を特定するよう構成される。
【００６９】
図１７に示す実施形態において、第１のセンサ１１０は、翼形部３８の外部に位置付けられ、更に、ビーム軸Ａに沿って孔５２から反射及び／又は再配向された、すなわち、翼形部３８の近位壁６６からビーム軸Ａに沿って配向された光を検知するよう位置付けられる。例えば、第１のセンサ１１０は、図３及び図４を参照して上記で説明したセンサ８８と実質的に同様にして構成することができる。従って、第１のセンサ１１０は、オシロスコープセンサ又は他の何れかの好適な光学センサとすることができる。
【００７０】
その上、図１７の実施形態において、第２のセンサ１１２はまた、翼形部３８の外部に位置付けられ、翼形部３８の近位壁６６における孔５２に向けて配向される。より詳細には、第２のセンサ１１２は、該第２のセンサ１１２が孔５２に対してビーム軸Ａに非平行な方向に延びる見通し線１１４を定めるように位置付けられる。第２のセンサ１１２は、特定の実施形態において、光の強度、光の波長、及び光量のうちの１又はそれ以上を検知するよう構成された光学センサとすることができる。
【００７１】
図１８に関して以下でより詳細に説明するように、特定の例示的な実施形態において、光の第１の特性は、第１の波長での光の強度とすることができ、光の第２の特性は、第２の波長での光の強度とすることができる。第１の波長での光の検知は、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６の熱障壁コーティング３６のような第１の層に衝突することを示すことができる。対照的に、第２の波長での光の検知は、閉じ込めレーザビーム６４が翼形部３８の近位壁６６の金属部分４０のような第２の層に衝突することを示すことができる。コントローラ７２は、第１のセンサ１１０によって第１の波長で検知された光の強度と、第２のセンサ１１２によって第２の波長で検知された光の強度とを比較して、孔５２の進展を特定するよう構成することができる。
【００７２】
しかしながら、本開示の他の例示的な実施形態では、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１２は、他の何れかの好適な場所に位置付けることができる点を理解されたい。例えば、他の例示的な実施形態では、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１２は各々、翼形部３８の近位壁６６から離れてビーム軸Ａに沿って配向される光を検知するよう位置付けることができる。或いは、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１２は各々、各それぞれのセンサ１１０，１１２がビーム軸Ａに非平行な翼形部３８の近位壁６６における孔に対して見通し線を定めるように位置付けることができる。代替として、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１２の一方又は両方は、翼形部３８のキャビティ４６の外部に位置付けられて、翼形部３８のキャビティ４６内に配向することができ（例えば、図９及び図１０を参照して上記で検討されたセンサ９８と同様）、或いは、翼形部３８のキャビティ４６内に位置付けてもよい。代替として、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１２の一方又は両方は、翼形部３８の外部に位置付けられて周囲表面に配向され、該周囲表面上の孔５２から反射光を検出することができる。更に代替として、特定の例示的な実施形態において、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１２は各々、何らかの好適な位置で単一の検知デバイスに統合することができる。
【００７３】
ここで図１８を参照すると、ガスタービンの翼形部において孔をドリル加工する例示的な方法（４００）のブロック図が示される。図１８の例示的な方法（４００）は、図１７に示され上記で説明された例示的なシステム６０と共に用いることができる。従って、翼形部における孔のドリル加工との関連で検討したが、代替として、例示的な方法は、ガスタービンの他の何れかの好適な翼形部において孔をドリル加工するのに用いることができる。
【００７４】
図１８の例示的な方法（４００）は、（４０２）において、閉じ込めレーザドリルの閉じ込めレーザビームを翼形部の近位壁に向けて配向するステップを含む。近位壁は、翼形部に定められるキャビティに隣接して位置付けられ、閉じ込めレーザビームはビーム軸を定める。例示的な方法（４００）は更に、（４０４）において、第１のセンサを用いて翼形部における孔から光の第１の特性を検知するステップを含む。特定の例示的な実施形態において、第１のセンサは、翼形部の外部に位置付けることができ、光の第１の特性は、第１の波長での光の強度とすることができる。第１の波長での光の検知は、閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁の第１の層に衝突しているか該第１の層に配向されていることを示すことができる。例えば、第１の波長での光の検知は、閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁の熱障壁コーティングに衝突していることを示すことができる。
【００７５】
例示的な方法（４００）はまた、（４０６）において、第２のセンサを用いて翼形部における孔から光の第２の特性を検知するステップを含む。（４０６）にて第２のセンサを用いて検知された光の第２の特性は、（４０４）にて第１のセンサを用いて検知された光の第１の特性とは異なる。例えば、特定の例示的な実施形態において、光の第２の特性は、第２の波長での光の強度とすることができる。第２の波長は、閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁の第２の層に衝突していることを示すことができる。例えば、第２の波長での光の検知は、閉じ込めレーザビームが翼形部の近位壁の金属部分に衝突していることを示すことができる。
【００７６】
本方法は更に、（４０８）において、（４０４）にて検知された光の第１の特性と（４０６）にて検知された光の第２の特性とに基づいて孔の進展を特定するステップを含む。特定の例示的な実施形態において、（４０４）にて検知された光の第１の特性と（４０６）にて検知された光の第２の特性とに基づいて孔の進展を特定するステップは、第１の波長にて検知された光の強度と第２の波長にて検知された光の強度とを比較するステップを含むことができる。例えば、第１の波長で検知された光の強度と第２の波長で検知された光の強度との比は、翼形部の近位壁の第１の層を通る孔の進展を示すことができる。特定の例示的な実施形態において、（４０４）にて検知された光の第１の特性及び（４０６）にて検知された光の第２の特性に基づいた孔の進展を特定するステップは更に、孔が翼形部の近位壁の第１の層を所定量貫通していることを特定するステップを含むことができる。例えば、例示的な方法は、孔が、翼形部の近位壁の第１の層を少なくとも約９５％貫通など又は翼形部の近位壁の第１の層を少なくとも約９８％貫通しているなど、翼形部の近位壁の第１の層を少なくとも約９０％通過していることを特定するステップを含むことができる。加えて、熱障壁コーティングが作られている材料のタイプのような特定の要因に応じて、翼形部の下層の金属部分を貫通するのよりも低い出力で翼形部の近位壁の熱障壁コーティングを貫通してドリル加工するのが望ましいとすることができる。従って、（４０８）での孔の進展の特定に応答して、例えば、孔が翼形部の近位壁の第１の層を少なくとも所定量貫通していると特定したことに応答して、方法（４００）は更に、（４１０）において、閉じ込めレーザビームの１又はそれ以上のパラメータを調整するステップを含むことができる。例えば、方法（４００）は、閉じ込めレーザドリルの出力増大、パルスレートの増大、及び／又はパルス幅の増大を含むことができる。
【００７７】
しかしながら、他の例示的な態様において、光の第１の特性及び光の第２の特性は各々、他の何れかの好適な光特性とすることができることは理解される。例えば、他の例示的な態様において、第１のセンサは、好適な光学センサとすることができ、光の第１の特性は光の強度とすることができる。このような例示的な態様は更に、閉じ込めレーザドリルの反射パルス幅及び閉じ込めレーザドリルの反射パルス周波数の一方又は両方を特定するステップを含むことができる。図３〜図５を参照して上記でより詳細に検討されたのと同様に、閉じ込めレーザドリルの特定された反射パルス幅及び閉じ込めレーザドリルの特定されたパルス周波数の一方又は両方に基づいて、図１８の例示的な方法（４００）は更に、閉じ込めレーザドリルによってドリル加工された孔の深さを特定するステップを含むことができる。その上、このような例示的な態様において、第２のセンサはまた光学センサとすることができ、光の第２の特性は光の波長とすることができる。上述のように、光の波長は、閉じ込めレーザビームが配向されている材料を示すことができる。従って、図１８の例示的な方法（４００）は更に、第２のセンサにより検知された光の第２の波長に基づいて閉じ込めレーザビームが配向されている材料を特定するステップを含むことができる。
【００７８】
このような例示的な態様において、孔の深さを特定するステップ及び閉じ込めレーザビームが配向されている材料を特定するステップに応答して、図１８の例示的な方法（４００）は更に、閉じ込めレーザドリルの１又はそれ以上のパラメータを調整するステップを含むことができる。より詳細には、図１８の例示的な方法（４００）は更に、孔が翼形部の近位壁の第１の層を通ってドリル加工されたことを特定するステップと、閉じ込めレーザドリルの出力増大、パルスレート増大及び／又はパルス幅増大して、翼形部の近位壁の金属部分を通るドリル加工を支援するステップを含むことができる。或いは、図１８の例示的な方法（４００）は更に、孔が翼形部の近位壁の金属部分を所定量貫通したことを特定するステップを含むことができ、閉じ込めレーザドリルの出力減少、パルスレート減少及び／又はパルス幅減少して、例えば、翼形部の遠位壁への不要な損傷を阻止することができる。
【００７９】
上記の例示的な態様の何れかにおいて、（４０４）にて検知された光の第１の特性と（４０６）にて検知された光の第２の特性とに基づいた（４０８）での孔の進展を特定するステップは、何らかの好適な制御方法を用いるステップを含むことができることを理解されたい。例えば、（４０８）での孔の進展を特定するステップは、特定の要因を考慮したルックアップテーブルを利用するステップを含むことができる。これらのルックアップテーブルは、経験的に特定することができる。加えて、又は代替として、（４０８）での孔進展を特定するステップは、ファジー理論手法を利用して、（４０４）及び （４０６）それぞれにて検知された光の第１及び第２の特性を分析するステップを含むことができる。
【００８０】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる組み込み方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００８１】
３０  回転ブレード
３２  固定ベーン
３８  翼形部
６６  翼形部３８の近位壁
４６  キャビティ
５２  孔
５２  冷却通路
６０  システム
６２  閉じ込めレーザドリル
６４  閉じ込めレーザビーム
６６  近位壁
７２  コントローラ
８０  液体カラム
８８、９８、１０２  センサ
１０４  バックスプラッシュ区域
８２  バックストライク保護機構
【図１】
0006760731.tif 000002
【図２】
0006760731.tif 000003
【図３】
0006760731.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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