(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポーネントの近位壁（６６）を貫通する孔を穿孔する方法であって、当該方法が、
前記コンポーネントの前記近位壁（６６）に向かって制限されたビーム径のレーザドリル（６２）の制限されたビーム径のレーザビーム（６４）を向けるステップと、
前記コンポーネントの外側に配置された第１のセンサを用いて前記コンポーネントの前記近位壁（６６）における前記孔から第１の光の特性を検出するステップと、
第２のセンサを用いて前記コンポーネントの前記近位壁（６６）における前記孔から前記第１の光の特性とは異なる第２の光の特性を検出するステップと、
前記検出された第１の光の特性および前記検出された第２の光の特性に基づいて孔の進行を決定するステップと
を含んでおり、
前記第１の光の特性が第１の波長における光の強さであって、前記第１の波長が前記コンポーネントの前記近位壁（６６）の第１の層に当たる前記制限されたビーム径のレーザビーム（６４）を示し、
前記第２の光の特性が第２の波長における光の強さであって、前記第２の波長が前記コンポーネントの前記近位壁（６６）の第２の層に当たる前記制限されたビーム径のレーザビーム（６４）を示し、
前記検出された第１の光の特性および前記検出された第２の光の特性に基づいて前記孔の進行を決定するステップが、前記第１の波長で検出された前記光の強さと前記第２の波長で検出された前記光の強さとを比較するステップを含む、方法。
【請求項２】
前記コンポーネントがガスタービンのエーロフォイル（３８）である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の層が遮熱コーティング（３６）であり、前記第２の層が金属部分（４０）である、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記検出された第１の光の特性および前記検出された第２の光の特性に基づいて前記孔の進行を決定するステップが、前記第１の波長で検出された前記光の強さと前記第２の波長で検出された前記光の強さとの前記比較に少なくとも一部基づいて、前記孔が前記コンポーネントの前記近位壁（６６）の前記第１の層を通じて少なくとも予め定められた量であるか決定するステップをさらに含む、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】
前記孔が前記コンポーネントの前記近位壁（６６）の前記第１の層を通じて少なくとも予め定められた量であるかの決定に応じて前記制限されたビーム径のレーザドリル（６２）の１つまたは複数の動作パラメータを調整するステップ
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のセンサが光センサであり、前記方法が、
前記制限されたビーム径のレーザドリル（６２）の反射パルス長、および前記制限されたビーム径のレーザドリル（６２）の反射パルス繰り返し数のうちの一方または両方を決定するステップ
をさらに含む、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】
前記制限されたビーム径のレーザドリル（６２）の前記決定された反射パルス長、および前記制限されたビーム径のレーザドリル（６２）の前記決定された反射パルス周波数のうちの一方または両方に基づいて、前記制限されたビーム径のレーザドリル（６２）によってあけられている前記孔の深さを決定するステップ
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
バックストライク保護機構を作動させること、および
前記バックストライク保護機構を用いて、前記近位壁を突破した後の前記制限されたビーム径のレーザビームを妨害すること
をさらに含む、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
コンポーネントの近位壁（６６）を貫通する孔を穿孔するシステムであって、当該システムが、
前記近位壁（６６）が前記コンポーネントによって画定された空洞（４６）に隣接して配置されており、前記コンポーネントの前記近位壁（６６）を貫通する前記孔を穿孔するように構成された、制限されたビーム径のレーザビーム（６４）を利用した制限されたビーム径のレーザドリル（６２）と、
前記コンポーネントの前記近位壁（６６）における前記孔から第１の光の特性を検出するように構成された前記コンポーネントの外側に配置された第１のセンサと、
前記コンポーネントの前記近位壁（６６）における前記孔から前記第１の光の特性とは異なる第２の光の特性を検出するように構成された第２のセンサと、
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサと動作可能に接続されたコントローラ（７２）であって、前記検出された第１の光の特性および前記検出された第２の光の特性に基づいて前記孔の進行を決定するように構成されているコントローラ（７２）と
を含んでおり、
前記第１の光の特性が第１の波長における光の強さであって、前記第１の波長における光が前記コンポーネントの前記近位壁（６６）の第１の層に当たる前記制限されたビーム径のレーザビーム（６４）を示しており、
前記第２の光の特性が第２の波長における光の強さであって、前記第２の波長における光が前記コンポーネントの前記近位壁（６６）の第２の層に当たる前記制限されたビーム径のレーザビーム（６４）を示しており、
前記コントローラ（７２）が、前記孔の進行を決定するように、前記第１の波長で検出された前記光の強さと前記第２の波長で検出された前記光の強さとを比較するようにさらに構成されている、システム（６０）。
【請求項１０】
前記制限されたビーム径のレーザビーム（６４）がビーム軸を規定しており、前記第１のセンサが前記ビーム軸に沿って前記孔から反射されたまたは向け直された光を検出するように配置されている、請求項９に記載のシステム（６０）。
【請求項１１】
前記第２のセンサが、前記コンポーネントの外側に配置され、前記第２のセンサが前記孔を用いて視線を規定するように前記孔に向かって向けられている、請求項１０に記載のシステム（６０）。
【請求項１２】
前記第１のセンサが光センサである、請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のシステム（６０）。
【請求項１３】
前記コンポーネントがエーロフォイル（３８）である、請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載のシステム（６０）。
【請求項１４】
前記近位壁を突破した後の前記制限されたビーム径のレーザビームを妨害するためのバックストライク保護機構をさらに含む、請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載のシステム（６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、制限されたレーザドリルを用いてコンポーネントに１つまたは複数の孔をあける方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンは、産業用運転および商用運転に幅広く使用されている。発電に使用されている典型的な商用の蒸気タービンまたはガスタービンは、固定エーロフォイルと回転エーロフォイルからなる交互の段を備える。例えば、静翼は、タービンを囲むケーシングなどの固定コンポーネントに取り付けられ得、動翼は、タービンの軸の中心線に沿って設置されたロータに取り付けられ得る。限定されるものではないが蒸気、燃焼ガス、または空気などの圧縮された作動流体は、タービンを通じて流れ、静翼は、圧縮された作動流体を加速させ、圧縮された作動流体を動翼の次の段へ向けて動翼に動きを与え、これによってロータを回転させ仕事を行う。
【０００３】
一般に、タービンの効率は、圧縮された作動流体の温度が増加するにつれて向上する。しかしながら、タービン内の過度の温度は、タービン中のエーロフォイルの寿命を短くし、したがってタービンに関連した修理、保守、および停止を増加させ得る。結果として、エーロフォイルの冷却を行うために、様々な設計および方法が開発されてきた。例えば、冷却媒体がエーロフォイル内部の空洞に供給されて、対流によっておよび／または伝導によってエーロフォイルから熱を取り除くことができる。特定の実施形態では、冷却媒体は、エーロフォイル内の冷却用通路を通じて空洞から外へ流れてエーロフォイルの外面上で膜冷却をもたらすことができる。
【０００４】
温度基準および／または性能基準が増加し続けるので、エーロフォイルに使用される材料はますます薄くなり、エーロフォイルの信頼できる製造をますます難しくさせる。例えば、エーロフォイルは高合金金属で鋳造することができ、遮熱コーティングは熱保護を強化するためにエーロフォイルの外面に施すこともできる。ウォータジェットが遮熱コーティングおよび外面を通じての冷却用通路を作り出すために使用され得るが、ウォータジェットは遮熱コーティングの一部に削り取らせることができる。代替として、冷却用通路が放電加工機械（ＥＤＭ）によって形成された後に、遮熱コーティングがエーロフォイルの外面に施されてもよいが、これは新たに形成された冷却用通路を覆う何らかの遮熱コーティングを取り除くための追加の処理を必要とする。また、コーティング処理後に冷却用孔を再びあけるこのプロセスは、冷却用孔のサイズが小さくなり冷却用孔の個数が増加するとき、ますます難しくなりより多くの労働時間および技能を必要とする。
【０００５】
焦点の合ったレーザビームを利用するレーザドリルは、遮熱コーティングが欠ける危険を減少させつつエーロフォイルを通る冷却用通路を作り出すために使用することもできる。しかしながら、レーザドリルは、エーロフォイル内の空洞の存在により精密に制御することを必要とし得る。レーザドリルがエーロフォイルの近位壁をブレイクスルーすると、従来の方法による方法によるレーザドリルの連続動作は、空洞の反対側に損傷を与える結果になり得、潜在的には修繕または廃棄しなければならないエーロフォイルの損傷という結果になり得る。
【０００６】
したがって、ガスタービンのコンポーネントに孔をあける改善された方法およびシステムが有益である。より詳細には、ガスタービンのコンポーネントに孔をあけ、そのような穴あけプロセス中に１つまたは複数の動作条件を決定する方法およびシステムが特に役立つものである。
【０００７】
以下、本発明の態様および利点は、後続の説明において述べられており、またはこの説明から明らかであり得、または本発明の実施を通じて知ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００７６８６８号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の例示的な一態様では、コンポーネントの近位壁に孔をあける方法が提供される。方法は、コンポーネントの近位壁に向かって制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームを向けるステップを含む。方法は、コンポーネントの外側に配置された第１のセンサを用いてコンポーネントの近位壁における孔から第１の光の特性を検出するステップも含む。方法は、第２のセンサを用いてコンポーネントの近位壁における孔から第２の光の特性を検出するステップも含む。第２の光の特性は、第１の光の特性とは異なる。方法は、検出された第１の光の特性および検出された第２の光の特性に基づいて孔の進行を決定するステップも含む。
【００１０】
本開示の例示的な一実施形態では、コンポーネントの近位壁に孔をあけるシステムが提供される。システムは、制限されたレーザビームを利用した制限されたレーザドリルを含む。制限されたレーザドリルは、コンポーネントの近位壁を通じて孔をあけるように構成されている。近位壁は、コンポーネントによって画定された空洞に隣接して配置されている。システムは、コンポーネントの近位壁における孔から第１の光の特性を検出するように構成されたコンポーネントの外側に配置された第１のセンサも含む。システムは、コンポーネントの近位壁における孔から第２の光の特性を検出するように構成された第２のセンサを含む。第２の光の特性は、第１の光の特性とは異なる。システムは、第１のセンサおよび第２のセンサと動作可能に接続されたコントローラも含む。コントローラは、検出された第１の光の特性および検出された第２の光の特性に基づいて孔の進行を決定するように構成されている。
【００１１】
本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することでより良く理解されよう。本明細書の一部に組み込まれるとともにそれを構成する添付図面は、本明細書と共に本開示の実施形態を示し、本開示の原理を説明するように働く。
【００１２】
当業者への最良の形態を含む本開示の完全で実施可能な開示は、添付図面の参照を含んで本明細書の残りにおいてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の様々な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部の簡略化された断面図である。
【図２】本開示の実施形態による例示的なエーロフォイルの斜視図である。
【図３】本開示の一実施形態によるエーロフォイルを製造するシステムの概略図である。
【図４】制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁を突破した後の図３の例示的なシステムの概略図である。
【図５】本開示の例示的な態様によるエーロフォイルを製造する方法の流れ図である。
【図６】本開示の例示的な実施形態による制限されたレーザドリルの動作中の光の強さの測定を示すグラフである。
【図７】本開示の例示的な実施形態による制限されたレーザドリルの動作中の波長の測定を示すグラフである。
【図８】本開示の例示的な実施形態による制限されたレーザドリルの動作中の光の強さの測定におけるノイズを示すグラフである。
【図９】本開示の例示的な別の実施形態によるエーロフォイルを製造するシステムの概略図である。
【図１０】制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁を突破した後の図９の例示的なシステムの概略図である。
【図１１】本開示の別の例示的な態様によるエーロフォイルを製造する方法の流れ図である。
【図１２】本開示の例示的なさらに別の実施形態によるエーロフォイルを製造するシステムの概略図である。
【図１３】制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁を突破した後の図１２の例示的なシステムの概略図である。
【図１４】本開示の例示的なさらに別の実施形態によるエーロフォイルを製造するシステムの概略図である。
【図１５】制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁を突破した後の図１４の例示的なシステムの概略図である。
【図１６】本開示の例示的なさらに別の態様によるエーロフォイルを製造する方法の流れ図である。
【図１７】本開示の例示的なもっと別な実施形態によるエーロフォイルを製造するシステムの概略図である。
【図１８】本開示のもっと別な例示的な態様によるエーロフォイルを製造する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本開示の実施形態の参照が詳細になされ、その１つまたは複数の例が図面に示されている。各例は、本開示の説明のために示されており、本開示を限定するものではない。実際には、本開示の範囲および要旨を逸脱することなく様々な修正および変更が本開示になされてもよいことが当業者には明らかである。例えば、一実施形態の一部として図示または説明された特徴は、一層さらなる実施形態をもたらすように別の実施形態と共に使用することができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内に入るようなそうした修正および変形を包含するものとする。本開示の例示的な実施形態は、例示のために概してターボ機械のためのエーロフォイル３８を製造する文脈で説明されるが、当業者は、特許請求の範囲に特に示されない限り、本開示の実施形態は他の製品に適用することができ、ターボ機械のためのエーロフォイル３８を製造するシステムまたは方法に限定されないことが容易に理解されよう。例えば、例示的な他の実施形態では、本開示の態様は、飛行術の内容に用いられるエーロフォイル３８を製造するためにまたはガスタービンの他のコンポーネントを製造するために使用することができる。
【００１５】
本明細書中に使用されるとき、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」は、あるコンポーネントを別のコンポーネントと区別するために互いに交換可能に使用でき、個々のコンポーネントの位置または重要性を意味するものではない。同様に、用語「近位（ｎｅａｒ）」および「遠位（ｆａｒ）」は、物品またはコンポーネントの相対位置を示すために使用することができ、上記物品またはコンポーネントの何らかの機能または設計を意味するものではない。
【００１６】
次に、図面を参照すると、図１は、本開示の様々な実施形態によるガスタービンの例示的なタービン部１０の簡略化された側断面図を示す。図１に示されるように、一般に、タービン部１０は、ロータ１２と、タービン部１０を通じて気体経路１６を少なくとも部分的に画定するケーシング１４とを備える。一般に、ロータ１２は、タービン部１０の軸の中心線１８と概して一直線に揃えられ、発電機、圧縮機、または仕事をもたらすための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によって共に接続されたロータホイール２０およびロータスペーサ２２の交互部分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周囲で囲み、気体経路１６を通じて流れる圧縮された作動流体２６を収容するようになっている。圧縮された作動流体２６は、例えば、燃焼ガス、圧縮空気、飽和蒸気、不飽和蒸気、またはそれらの組合せを含むことができる。
【００１７】
図１に示されるように、タービン部１０は、ロータ１２とケーシング１４の間で半径方向に延びる動翼３０と静翼３２からなる交互の段をさらに備える。動翼３０は、ロータ１２の周りで周方向に配置され、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、静翼３２は、ロータスペーサ２２とは反対側でケーシング１４の内側の周りで周辺に配置することができる。当業界で知られているように、動翼３０および静翼３２は、一般に、凹形の圧力側、凸形の吸引側、ならびに前縁および後縁を備えたエーロフォイル３８の形状を有する。図１に示されるように、圧縮された作動流体２６は、左から右へタービン部１０を通じて気体経路１６に沿って流れる。圧縮された作動流体２６が動翼３０の第１の段を通り過ぎるとき、圧縮された作動流体は膨張し、動翼３０、ロータホイール２０、ロータスペーサ２２、ボルト２４、およびロータ１２を回転させる。次いで、圧縮された作動流体２６が静翼３２の次段を横切って流れ、これは圧縮された作動流体２６を動翼３０の次段へ加速させるとともに向け直し、このプロセスは後続の段について繰り返される。図１に示された例示的な本実施形態では、タービン部１０は、３つの段の動翼３０の間に２つの段の静翼３２を有するが、当業者は動翼３０と静翼３２からなる段の個数は、特許請求の範囲に特に示されない限り、本開示の限定ではないことが容易に理解されよう。
【００１８】
図２は、本開示の実施形態による動翼３０または静翼３２に組み込まれ得るような例示的なエーロフォイル３８の斜視図を示す。図２に示されるように、エーロフォイル３８は、凹形湾曲を有する圧力側４２と、圧力側４２の反対側の凸形湾曲を有する吸引側４４とを概して備える。圧力側４２および吸引側４４は、圧力側４２と吸引側４４の間のエーロフォイル３８の内側の空洞４６を画定するように互いに隔てられている。空洞４６は、伝導によっておよび／または対流によってエーロフォイル３８から熱を取り除くために冷却媒体がエーロフォイル３８の内側を流れる蛇行したまたは曲がりくねった経路を与えることができる。加えて、圧力側４２および吸引側４４は、エーロフォイル３８の上流部分にある前縁４８とエーロフォイル３８の下流部分にある空洞４６から下流の後縁５０とを形成するようにさらに接合する。圧力側４２、吸引側４４、前縁４８、および／または後縁５０における複数の冷却用通路５２は、エーロフォイル３８を通じて空洞４６と流体連通をもたらすことができ、それによってエーロフォイル３８の外面３４にわたって冷却媒体を供給する。図２に示されるように、例えば、冷却用通路５２は、前縁４８および後縁５０におよび／または圧力側４２と吸引側４４の片方または両方に沿って設置することができる。例示的なエーロフォイル３８は、基部にあるとともにエーロフォイル３８に属する開口５４をさらに画定しており、ガスタービンの圧縮機部からの圧縮空気などの冷却媒体を空洞４６に供給できる。
【００１９】
当業者は、空洞４６の設計および冷却用通路５２の設計が変わり得るように、冷却用通路５２の数および／または位置が特定の実施形態に従って変わり得ることが本明細書中の教示から容易に理解されよう。したがって、本開示は、特許請求の範囲に特に示されない限り、冷却用通路５２または空洞４６の設計の任意の特定の個数または位置に限定されない。
【００２０】
いくつかの例示的な実施形態では、遮熱コーティング３６は、エーロフォイル３８の下に横たわる金属部分４０を含むエーロフォイル３８の金属部分４０の外面３４の少なくとも一部を覆って施すことができ（図３参照）。施される場合、遮熱コーティング３６は、熱に対しての低放射率または高反射率、滑らかな仕上げ、および／または下に横たわる外面３４に対しての良好な付着性を備えることができる。
同軸の検出
次に図３および図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、ガスタービンのためのコンポーネントを製造するのに使用することができる。より詳細には、示された実施形態の場合、システム６０は、図２を参照して上述したエーロフォイル３８などのガスタービンのエーロフォイル３８に１つまたは複数の孔または冷却用通路５２を製造する／穴をあけるのに使用される。しかしながら、システム６０はエーロフォイル３８を製造する文脈で本明細書中に説明されているが、例示的な他の実施形態では、システム６０はガスタービンのための任意の他の適切なコンポーネントを製造するのに使用されてもよいことを理解されたい。例えば、システム６０は、トランジションピース、ノズル、燃焼内筒、しみ出し板または衝突板、翼、シュラウド、または任意の他の適切な部品を製造するのに使用されてもよい。
【００２１】
概して、例示的なシステム６０は、エーロフォイル３８の近位壁６６に孔５２をあけるために、エーロフォイル３８の近位壁６６に向かって制限されたレーザビーム６４を向けるように構成された制限されたレーザドリル６２を備える。制限されたレーザビーム６４はビーム軸Ａを規定し、近位壁６６は空洞４６に隣接して配置されている。より詳細には、制限されたレーザドリル６２の様々な実施形態は、概して、レーザ機構６８と、コリメータ７０と、コントローラ７２とを備え得る。レーザ機構６８は、レーザビーム７４を発生させることができる任意の装置を備えることができる。単に例によって、いくつかの例示的な実施形態では、レーザ機構６８は、約１０〜５０ｋＨｚのパルス周波数、約１マイクロメートルの波長または第２の高調波発生（「ＳＨＧ：ｓｅｃｏｎｄ  ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ」）を利用する場合は５００〜５５０ナノメートルの間の波長、および約１０〜２００Ｗの平均出力にてレーザビームを生成することができるダイオード励起式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、任意の他の適切なレーザ機構６８が利用されてもよい。
【００２２】
図３および図４に示された特定の実施形態では、レーザ機構６８は、レーザビーム７４を集束レンズ７５を通じてコリメータ７０へ向ける。コリメータ７０は、ビーム７４がガラス繊維または水などの異なる媒体の中に合焦されるときにより良いフォーカス特性を実現するようにビーム７４の直径を再成形する。したがって、本明細書中に使用されるとき、コリメータ７０は、ビームの空間的断面をより小さくするようにさせるために、粒子または波からなるビームを狭めるおよび／または調節する任意の装置を備える。例えば、図３および図４に示されるように、コリメータ７０は、脱イオン水または濾過済みの水などの流体と共にレーザビーム７４を受け入れるチャンバ７６を備えることができる。約２０ミクロンから約１５０ミクロンの間の直径を有することができる開口またはノズル７８は、エーロフォイル３８に向かって液柱８０内部のレーザビーム７４を向け、したがって制限されたレーザビーム（本願明細書では、「制限されたビーム径のレーザービーム」ともいう。）６４を形成する。液柱８０は、約２，０００から３，０００ポンド毎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、特許請求の範囲に特に示されない限り、液柱８０についていずれかの特定の圧力に、またはノズル７８についていずれかの特定の直径に限定されない。加えて、本明細書中に使用されるとき、「約（ａｂｏｕｔ）」または「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などの近似の用語は、１０パーセントの誤差の範囲内にあることを指すことを理解されたい。
【００２３】
図３および図４の拡大図に示されているように、液柱８０は、保護気体などの空気によって囲むことができ、レーザビーム７４のための光ガイドおよび焦点合わせ機構として働く。したがって、液柱８０、および上述したように液柱８０によって案内されたレーザビーム７４は、制限されたレーザドリル６２によって利用されエーロフォイル３８に向けられる制限されたレーザビーム６４を共に形成することができる。
【００２４】
述べたように、制限されたレーザビーム６４は、例えば、エーロフォイル３８を通じて１つまたは複数の冷却用通路５２をあけるために、制限されたレーザドリル６２によって利用され得る。より詳細には、制限されたレーザビーム６４は、エーロフォイル３８の外面３４を除去し、最終的にエーロフォイル３８を貫く所望の冷却用通路５２を形成することができる。特に、図３は、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を「ブレイクスルー」する前のシステム６０を示し、一方、図４は、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破した後のシステム６０を示す。本明細書中に使用されるとき、用語「突破（ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ）」、「ブレイクスルー（ｂｒｅａｋｉｎｇ  ｔｈｒｏｕｇｈ）」、およびその同語源語は、制限されたレーザビーム６４が制限されたレーザビーム６４のビーム軸Ａに沿ってエーロフォイル３８の近位壁６６を形成する材料の連続部分を取り除いたときを指す。エーロフォイル３８の近位壁６６を通じて制限されたレーザビーム６４の何らかの突破の後、上記制限されたレーザビーム６４の少なくとも一部は、例えば、エーロフォイル３８の空洞４６の中にそこを通じて貫入することができる。
【００２５】
図３および図４を続けて参照すると、システム６０は、例示的なバックストライク保護機構８２をさらに備える。示された例示的なバックストライク保護機構８２は、エーロフォイル３８の内部を流れる気体８４を備える。本明細書中に使用されるとき、用語「気体」は、任意の気体媒体を含み得る。例えば、気体８４は、エーロフォイル３８の空洞４６内部でガス流を形成することができる不活性気体、真空、飽和蒸気、過熱蒸気、または任意の他の適切な気体であり得る。エーロフォイル３８の内部で流れる気体８４は、制限されたレーザビーム６４を妨害するのに十分な液柱８０の液体の圧力または任意の他の圧力とほぼ同等である圧力を有することができる。より詳細には、気体８４は、エーロフォイル３８の空洞４６内の液柱８０を妨害するのに十分な運動量または速度を生じさせるのに十分な任意の他の圧力を有することができる。例えば、いくつかの例示的な実施形態では、エーロフォイル３８の内部を流れる気体８４は、約２５ポンド毎平方インチよりも大きい圧力を有し得るが、本開示は、特許請求の範囲に特に示されない限り、気体８４について任意の特定の圧力に限定されない。
【００２６】
図４に最もはっきり示されるように、気体８４は、エーロフォイル３８の空洞４６の内部で制限されたレーザビーム６４と交差するように位置合わせすることができる。特定の実施形態では、気体８４は、液柱８０にほぼ直交して位置合わせされ得るが、他の特定の実施形態では、気体８４は、液柱８０および／または制限されたレーザビーム６４に対して斜めの角度または鋭角で位置合わせされ得る。気体８４がエーロフォイル３８内部の液柱８０と交差するとき、気体８４は液柱８０を妨害し、エーロフォイル３８の空洞４６内部の制限されたレーザビーム６４のレーザビーム７４を散乱させる。このようにして、気体８４は、近位壁６６に新たに形成された冷却用通路５２とは反対側で制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の空洞４６の内面にぶつかるのを防ぐ。より詳細には、気体８４は、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の遠位壁８６にぶつかるのを防ぐ。
【００２７】
図３および図４の例示的なシステム６０は、以下さらに述べられるコントローラ７２と動作可能に接続されたセンサ８８をさらに備える。示された本実施形態については、センサ８８は、光の特性を検出し、検出された光の特性を示す信号６８をコントローラ７２に送信するように構成されている。より詳細には、センサ８８は、エーロフォイル３８の近位壁６６から離れるようにビーム軸Ａに沿って向けられた光、例えば、冷却用通路５２から反射光および／または向け直された光の特性を検出するように配置されている。いくつかの例示的な実施形態では、センサ８８は、以下の光の特性のうちの１つまたは複数、すなわち、光の強さ、光の１つまたは複数の波長、光量、所定時間内の光パルスの形状、および所定周波数における光パルスの形状のうちの１つまたは複数を検出するのに適したオシロスコープセンサとすることができる。加えて、示された本実施形態については、センサ８８は、ビーム軸Ａからずれており、向け直しレンズ９０を用いてビーム軸Ａに沿って向けられた反射光の少なくとも一部をセンサ８８に向け直すことによってビーム軸Ａに沿った反射光の特性を検出するように構成されている。向け直しレンズ９０は、ビーム軸Ａ中に配置されており、すなわち、ビーム軸Ａと約４５度の角度でビーム軸Ａに交差する。しかしながら、例示的な他の実施形態では、向け直しレンズ９０は、ビーム軸Ａに対して任意の他の適切な角度を定めることができる。加えて、図３および図４の本実施形態については、向け直しレンズ９０がコリメータ７０内に配置されるが、他の実施形態では、代わりに、レンズ９０は、コリメータ７０と集束レンズ７５の間に配置されてもよく、または代替として集束レンズ７５とレーザ機構６８の間に配置されてもよい。向け直しレンズ９０は、ビーム軸Ａに沿ってセンサ８８へ進む反射光の少なくとも一部を向け直す第１の側（すなわち、エーロフォイル３８の近位壁６６に最も近い側）にコーティングを備えることができる。このコーティングは、「ワンウェイ」コーティングと呼ばれるものであり得、エーロフォイル３８の近位壁６６に向かってビーム軸に沿って進む光がレンズまたはそのコーティングによって向け直されることが実質的にないようになっている。例えば、いくつかの実施形態では、このコーティングは、電子ビームコーティング（「ＥＢＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ｃｏａｔｉｎｇ」）のコーティングであり得る。
【００２８】
図３および図４の例示的なシステム６０をさらに参照すると、コントローラ７２は、任意の適切な処理装置ベースの計算装置とすることでき、例えば、制限されたレーザドリル６２、センサ８８、およ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、適切なコントローラ７２には、１つまたは複数のパーソナルコンピュータ、（スマートフォンを含む）携帯電話機、携帯情報端末、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、および／または任意の他の適切な計算装置が含まれ得る。図３および図４に示されるように、コントローラ７２は、１つまたは複数の処理装置９２と、関連したメモリ９４とを備えることができる。処理装置９２は、一般に、当業界で知られている任意の適切な処理装置であり得る。同様に、メモリ９４は、一般に、限定するものではないがＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードドライブ、フラッシュドライブ、または他のメモリ装置などの１つまたは複数の任意の適切なコンピュータ可読媒体であり得る。一般に理解されるように、メモリ９４は、処理装置９２によって実行できる命令または論理９６が含まれる処理装置９２によってアクセス可能な情報を記憶するように構成され得る。命令または論理９６は、処理装置９２によって実行されるときに処理装置９２に所望の機能を実現させる命令の任意のセットであり得る。例えば、命令または論理９６は、コンピュータ可読形態で与えられるソフトウェア命令であり得る。ソフトウェアが使用されるとき、任意の適切なプログラミング、スクリプト記述、または他のタイプの言語、あるいは言語の組合せが、本明細書中に含まれている教示を実施するために使用できる。本開示の特定の実施形態では、例えば、命令または論理９６は、図５、図１１、図１６、または図１８を参照して以下に説明される方法の１つまたは複数を実施するように構成することができる。代替として、これらの命令は、限定するものではないが応用例特有の回路を含む配線論理９６または他の回路によって実施されてもよい。または、センサ８８とは別個のコントローラ７２が概略的に示されているが、例示的な他の実施形態では、センサ８８およびコントローラ７２は、任意の適切な位置に配置された単一の装置に組み込まれてもよい。
【００２９】
次に図５を参照すると、ガスタービンのエーロフォイルを製造する例示的な方法（１２０）の流れ図が示されている。より詳細には、図５の流れ図は、ガスタービンのエーロフォイルに孔をあける例示的な方法（１２０）を示す。図５の例示的な方法（１２０）は、図３および図４に示されるとともに上述された例示的なシステムと共に利用することができる。したがって、エーロフォイルに孔をあける文脈で述べられるが、代替として、例示的な方法（１２０）は、ガスタービンの任意の他の適切なコンポーネントに孔をあけるために使用されてもよい。
【００３０】
慨して、方法（１２０）は、（１２２）において、エーロフォイルの近位壁に孔をあけるためにエーロフォイルの近位壁に向かって制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームを向けることを含む。制限されたレーザビームはビーム軸を規定し、近位壁はエーロフォイル内に画定された空洞に隣接して配置されている。方法（１２０）は、（１２４）において、センサを用いてエーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の特性を検出することをさらに含む。いくつかの態様では、エーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光は、エーロフォイルの近位壁から反射した光を指し得る。いくつかの例示的な態様では、（１２４）で光の特性を検出することは、光の強さ、１つまたは複数の光の波長、所定時間内の光パルスの形状、および所定周波数における光パルスの形状のうち少なくとも１つを検出することを含むことができる。さらに、センサは、ビーム軸からずらされていてもよく、それにより、（１２４）で光の特性を検出することは、レンズを用いてエーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の少なくとも一部をセンサへ向け直すことをさらに含み得る。
【００３１】
図５をさらに参照すると、例示的な方法（１２０）は、（１２６）において、（１２４）でセンサを用いて検出された光の特性に基づいて１つまたは複数の動作条件を決定することをさらに含む。１つまたは複数の動作条件は、制限されたレーザドリルによってあけられている孔の深さ、および制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームが中に向けられている材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００３２】
例えば、いくつかの例示的な態様では、（１２４）で光の特性を検出することは、光の強さを検出することを含み得る。説明のために、ここで図６も参照すると、（１２４）で検出された例示的な光の強さの値のグラフ１５０を示す。例示的なグラフ１５０は、Ｙ軸に光の強さおよびＸ軸に時間を示す。そのような例示的な態様では、（１２６）で１つまたは複数の動作条件を決定することは、（１２４）で検出されたエーロフォイルから離れるようにビーム軸Ａに沿って向けられた光の強さに基づいて、制限されたレーザドリルの反射パルス繰り返し数、および制限されたレーザドリルの（単位時間に測定される）反射パルス幅のうちの一方または両方を決定することを含むことができる。例えば、図６に示されるように、穴あけ作業中に（すなわち、制限されたレーザドリル６２の動作中に）（１２４）で検出された光の強さは、山１５２と谷１５４を明らかにする。したがって、反射パルス繰り返し数は、単位時間当たりの山１５２の個数を計数することによって決定することができるとともに、反射パルス幅は、山１５２のタイミングにより決定することによって決定することができる。
【００３３】
特に、エーロフォイルに向けられた光の全部が、吸収されるまたは他の方法で変えられることなく反射された場合、反射パルス繰り返し数および反射パルス幅は、制限されたレーザドリルおよび制限されたレーザビームが動作している実際のパルス繰り返し数および実際のパルス幅を正確に反映することになろう。しかしながら、穴あけ作業中、エーロフォイルによる光量の吸収は、例えば、孔の深さ、孔のアスペクト比（これは、本明細書中に使用されるときは、孔の直径対孔の長さの比を指す）、および／または制限されたレーザビームが中に向けられている材料（すなわち、内部に穴があけられている材料）に基づいて変化し得る。したがって、穴あけ作業中、例示的な方法（１２０）は、（１２６）で決定された反射パルス繰り返し数と反射パルス幅との一方または両方の値と制限されたレーザドリルの知られている動作条件（例えば、制限されたレーザドリルの実際のパルス繰り返し数および／または実際のパルス幅）とを比較することを含むことができる。そのような比較は、誤差値を明らかにすることができる。次いで、この誤差値は、エーロフォイルの近位壁に制限されたレーザドリルによってあけられている孔の深さを決定するために、そのような誤差値に関連したルックアップテーブルと（特定の材料が孔の直径、孔の幾何学的形状、および任意の他の関連ファクタに穴があけられて成る）孔の深さと比較することができる。ルックアップテーブル値は、実験的に決定することができる。
【００３４】
しかしながら、本開示の例示的な他の態様において、例示的な方法は、加えてまたは代替として、（１２４）において、ビーム軸に沿って向けられた他の光の特性を検出し、（１２６）において、他の動作条件を決定することができることを理解されたい。例えば、図５、ならびに図７に示された検出された光の波長値の例示的なグラフ１６０をさらに参照すると、（１２４）における光の特性の検出は、加えてまたは代替として、センサを用いてエーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の波長を検出することを含むことができる。そのような例示的な態様では、（１２６）で決定された１つまたは複数の動作条件は、制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームが中に向けられている材料を含み得る。さらに、（１２６）において１つまたは複数の動作条件を決定することは、検出された光の波長と予め定められた値とを比較することを含むことができる。より具体的には、異なる材料が異なる波長で光を吸収および反射する。したがって、穴あけ作業中にビーム軸に沿って向けられた反射光は、制限されたレーザビームが中に向けられる材料を示す波長を定めることができる。例えば、図７を具体的に参照すると、エーロフォイルの遮熱コーティングに穴をあけるときにビーム軸に沿って向けられた光は第１の波長１６２を定めることができ、エーロフォイルの金属部分に穴をあけるときにビーム軸に沿って向けられた光は第２の波長１６４を定めることができ、制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁を突破した後にビーム軸に沿って向けられた光は第３の波長１６６を定めることができる。したがって、そのような例示的な態様では、方法（１２０）は、ビーム軸に沿った反射光の検出された波長に少なくとも一部基づいて制限されたレーザビームが穴をあけている層を決定することができる。
【００３５】
しかしながら、他の例示的な態様では、方法（１２０）は、複数の波長で光を検出することを含むことができる。例えば、遮熱コーティングと金属部分の両方を通じて穴があけられるときにビーム軸に沿って向けられた光は、第４の波長１６３をさらに定めることができ、金属部分を通じて穴があけられるときに、およびエーロフォイルの近位壁を少なくとも部分的に突破するときにビーム軸に沿って向けられた光は、第５の波長１６５をさらに定めることができる。また、例示的な他の実施形態では、光は、制限されたレーザドリルが中に向けられる材料、穴があけられる孔の深さ、あけられる孔のアスペクト比などを含む様々な要因に基づいて任意の他の独特なパターンの波長を定めることができる。したがって、方法（１２０）は、例えば、制限されたレーザビームが中に向けられている材料を含む１つまたは複数の動作条件を（１２６）において決定するためにファジー論理法を利用することを含むことができる。
【００３６】
また、本開示の例示的なさらに他の態様において、例示的な方法は、加えてまたは代替として、（１２４）において、ビーム軸に沿って向けられたさらに他の光の特性を検出し、（１２６）において、他の動作条件を決定することができる。例えば、図５、および図８に示された光の強さの値における検出されたノイズの例示的なグラフ１７０をさらに参照すると、（１２４）における光の特性の検出は、加えてまたは代替として、センサを用いてエーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の強さのノイズを検出すること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、光の強さにおける検出されたノイズレベルである線１７２と、検出された光の強さである線１７４とを示す。そのような例示的な態様では、（１２６）における１つまたは複数の動作条件の決定は、加えてまたは代替として、エーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の強さにおけるノイズレベルを検出／決定することを含むことができる。本明細書中に使用されるとき、用語「ノイズレベル」は、センサを用いて検出された光の強さまたは他の特性の変動を指す。加えて、そのような例示的な態様では、（１２６）における１つまたは複数の動作条件の決定は、エーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の強さにおける決定されたノイズレベルに基づいてあけられる孔の深さを決定することをさらに含むことができる。より詳細には、ある種のエーロフォイルおよびガスタービンの他のコンポーネントを制限されたレーザで穴をあけている間、（１２４）におけるビーム軸に沿って検出された光の強さのノイズの増加量は、あけられている孔の深さおよびあけられている孔のアスペクト比などの要因によって引き起こされることが明らかにされている。したがって、エーロフォイルの近位壁から離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の強さのノイズレベルを検出することによって、孔の深さは、あけられている特定の孔および任意の他の関連要因を考慮に入れて、例えば孔の深さに関連したルックアップテーブルに対してのそのようなノイズレベルと光の強さのノイズレベルとを比較することによって決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、実験的に決定することができる。
【００３７】
さらに図５を参照すると、例示的な方法は、（１２８）において、ガスタービンのエーロフォイルの近位壁を通じての制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームの示された突破を決定することをさらに含む。（１２８）における示された突破の決定は、（１２４）でのセンサを用いたビーム軸に沿って検出された光の特性に基づくこともできる。図６のグラフ１５０をやはり参照すると、光の強さが（１２４）で検出されるとき、検出された光の強さは、穴あけ中は減少し得る。したがって、例示的な方法（１２０）は、検出された光の強さが予め定められた閾値／突破値を下回ることに基づいてエーロフォイルの近位壁を通じての制限されたレーザドリルの制限されたレーザの（１２８）における示された突破を決定することができる。例えば、予め定められた閾値／突破値が線１５６に等しいとき、方法（１２０）は、（１２８）において、グラフ１５０上の点１５８で示された突破を決定することができる。この予め定められた閾値／突破値は、実験的に決定することができ、知られている値に基づくことができる。
【００３８】
図５の方法は、（１３０）において、例えば、（１２８）で決定された示された突破および／または（１２６）で決定された動作条件に基づいてエーロフォイルの近位壁６６を通じての制限されたレーザビーム６４の突破を決定することをさらに含む。例えば、図５の例示的な方法（１２０）は、（１２８）における示された突破の決定および（１２６）における１つまたは複数の動作特性の決定の後に、（１３０）において制限されたレーザビームの突破を決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、例えば孔の深さが予め定められた値よりも大きいといった予め定められた基準を満たす（１２６）で決定された１つまたは複数の動作条件に加えて、示された突破が（１２８）で決定されると、（１３０）において制限されたレーザビームの突破、または金属部分または遮熱コーティングでない制限されたレーザビームが中に向けられる材料を決定することができる。そのような例示的な態様による孔をあける方法は、制限されたレーザで穴をあける際により正確な突破の検出を可能にすることができる。
【００３９】
特に、制限されたレーザビームの一部は、エーロフォイルの近位壁を突破した可能性があるが、孔は完全なものではない可能性がある。より詳細には、孔は、孔の全長に沿って所望の幾何学的形状をまだ定めていない可能性がある。したがって、図示の例示的な態様については、図５の例示的な方法（１２０）は、（１３０）で制限されたレーザビームの突破を決定することに続いて、（１３２）において、エーロフォイルの近位壁に向かって制限されたレーザビームを向け続けることをさらに含む。方法（１２０）は、センサを用いて、エーロフォイルから離れるようにビーム軸に沿って向けられた光の強さ、光の波長、または光の強さのノイズなどの光の特性を検出することを続けることができる。また、方法（１２０）は、センサを用いてビーム軸に沿って検出された光の特性に基づいて、（１３４）においてエーロフォイルの近位壁に孔が完成したことを決定することを含む。例えば、（１３４）で孔の完成を決定することは、ビーム軸に沿った検出された反射光の強さ、ビーム軸に沿った反射光の反射パルス繰り返し数および／または反射パルス幅、ビーム軸上の反射光の波長、および／またはあるビーム軸で反射した光の強さのノイズの量に基づいて示された完成を決定することを含むことができる。
【００４０】
図５の例示的な方法は、（１３６）において、（１２６）で決定された動作条件に基づいて、（１２８）で決定された示された突破に基づいて、および／または（１３０）における突破の決定に基づいて、制限されたレーザドリルのパワー、制限されたレーザドリルのパルス繰り返し数、または制限されたレーザドリルのパルス幅などの制限されたレーザドリルの動作パラメータを変更することをさらに含む。例えば、方法（１２０）は、制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームがエーロフォイルの金属部分対エーロフォイルの遮熱コーティングに向けられていることを決定すること、（１２８）で示された突破を決定すること、および／または（１３０）で制限されたレーザビームの最初の突破を決定することに応じて、（１３６）で動作パラメータを変更することを含むことができる。
コンポーネントの内部に向けられたコンポーネントの外側に配置されたセンサ
次に図９および図１０を参照すると、本開示の例示的な別の実施形態によるシステム６０が示されている。より詳細には、図９は、制限されたレーザドリル６２の制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破してしまう前の本開示の例示的な別の実施形態によるシステム６０の概略図を示し、図１０は、制限されたレーザドリル６２の制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破した後の図９の例示的なシステム６０の概略図を示す。エーロフォイル３８の文脈で述べられるが、他の実施形態では、システム６０は、ガスタービンの任意の他の適切なコンポーネントと共に使用することができる。
【００４１】
図９および図１０に示された例示的なシステム６０は、図３および図４の例示的なシステム６０とほぼ同じやり方で構成することができ、同一または類似する符号は、同一または類似する部分を指し得る。例えば、システム６０は、制限されたレーザビーム６４を利用した制限されたレーザドリル６２を備え、制限されたレーザドリル６２は、エーロフォイル３８の近位壁６６に１つまたは複数の孔または冷却用通路５２をあけるように構成されている。加えて、図示されるように、エーロフォイル３８の近位壁６６は、エーロフォイル３８によって画定された空洞４６に隣接して配置されている。また、エーロフォイル３８の遠位壁８６を保護するように構成されているバックストライク保護機構８２も提供され、この遠位壁８６は、近位壁６６から空洞４６の反対側に配置されている。
【００４２】
しかしながら、図９および図１０の本実施形態については、センサ９８は、空洞４６内の光の特性を検出するために空洞４６の外側に配置され、空洞４６の中に向けられる。以下により詳細に説明されるように、システム６０は、エーロフォイル３８の空洞４６内の検出された光の特性に基づいてエーロフォイル３８の近位壁６６を通じての制限されたレーザビーム６４の突破を決定するように構成されている。いくつかの例示的な実施形態では、センサ９８は、以下の光の特性のうちの１つまたは複数、すなわち、光量、光の強さ、および光の波長のうちの１つまたは複数を検出することができる、例えば、光センサ、オシロスコープセンサ、または任意の他の適切なセンサであり得る。
【００４３】
示された実施形態については、センサ９８は、エーロフォイル３８の外側に配置され、センサが制限されたレーザビーム６４のビーム軸Ａに視線１００を定めるようになっている。本明細書中に使用されるとき、用語「視線」は、何らの構造的障害物もないある位置から別の位置への直線を指す。したがって、センサ９８は、センサ９８が空洞４６内で視線１００をビーム軸Ａに定めることを可能にするエーロフォイル３８の空洞４６の外側のどこかに配置することができる。例えば、図示された本実施形態では、センサ９８は、エーロフォイル３８の（概略的に示された）開口５４に隣接して配置され、エーロフォイル３８の開口５４を通じてエーロフォイル３８の空洞４６に向けられる。
【００４４】
典型的には、（光が反射されるおよび／または向け直されるように）そのようなレーザビームが表面に接触していない限り、またはセンサがレーザビームの軸と一直線になって配置されない限り、レーザビームの光を検出することは困難である。示された実施形態については、バックストライク保護機構８２は、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破した後、エーロフォイル３８の空洞４６内で制限されたレーザビーム６４を妨害するように構成されている。より詳細には、前述したように、制限されたレーザビーム６４は、液柱８０と、液柱８０内のレーザビーム７４とを含む。特に図１０を参照すると、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破したとき、バックストライク保護機構８２から空洞４６を通じて流される気体８４は、エーロフォイル３８の空洞４６内の制限されたレーザビーム６４の液柱８０を妨害し、液柱８０の液体の一部からの液体の少なくとも一部がビーム軸Ａおよびレーザビーム７４に交差するようになっている。ビーム軸Ａに交差する液体は、空洞４６内で制限されたレーザビーム６４のレーザビーム７４によって少なくとも部分的に照射できる。したがって、エーロフォイル３８の空洞４６の中に向けられるセンサ９８は、レーザビーム７４によって照射された液体の一部から光の強さなどの光の特性を検出することができる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、センサ９８は、センサ９８が複数の位置においてエーロフォイル３８の空洞４６内から光を検出するように構成されるように空洞４６の外側に配置され、空洞４６の中に向けることができる。より詳細には、センサ９８は、空洞４６の外側に配置され、空洞４６に向けることができ、センサが第１の孔の位置における制限されたレーザビーム６４のビーム軸Ａを用いるとともに第２の孔の位置における制限されたレーザビーム６４の第２のビーム軸Ａ’を用いて視線１００を定めるようになっている（図１０参照）。そのような実施形態は、例えば、ガスタービンのためのエーロフォイル３８中の冷却用孔５２のより時間効率がよく便利な穴あけを可能にすることができる。
【００４６】
次に図１１を参照すると、ガスタービンのエーロフォイルに孔をあける例示的な方法（２００）のブロック図が示されている。図１１の例示的な方法（２００）は、図９および図１０に示され上述された例示的なシステム６０が利用され得る。したがって、エーロフォイルに孔をあける文脈で述べられるが、代替として、例示的な方法（２００）が、ガスタービンの任意の他の適切なコンポーネントに孔をあけるために使用されてもよい。
【００４７】
示されているように、例示的な方法（２００）は、（２０２）において、エーロフォイルの近位壁にある第１の孔の位置に向かって制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームを向けることを含む。近位壁は、エーロフォイル内に画定された空洞に隣接して配置することができる。この方法は、（２０４）において、エーロフォイルによって画定された空洞の外側に配置されたセンサを用いてエーロフォイルによって画定された空洞内の光の特性を検出することも含む。いくつかの例示的な態様では、センサは、エーロフォイルによって画定された開口に隣接して配置され、この開口を通じて空洞の中に向けることができる。したがって、センサは、制限されたレーザビームによって規定されたビーム軸と交差しないがエーロフォイルの空洞内の制限されたレーザビームによって規定されたビーム軸に視線を定める位置に配置することができる。
【００４８】
方法（２００）は、（２０６）において、バックストライク保護機構を作動させることをさらに含む。（２０６）でバックストライク保護機構を作動させることは、例えば、予め定められた時間量の間、制限されたレーザドリルを動作させることに応じていてもよい。さらに、（２０６）でバックストライク保護機構を作動させることは、エーロフォイルの空洞内で気体がビーム軸と交差するようにエーロフォイルの空洞を通じて気体を流すことを含むことができる。したがって、制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁をブレイクスルーすると、方法（２００）は、（２０８）において、バックストライク保護機構を用いてエーロフォイルの空洞内で制限されたレーザビームを妨害することをさらに含む。より詳細には、（２０８）において空洞内で制限されたレーザビームを妨害することは、液柱からの液体が制限されたレーザビームのビーム軸およびレーザビームに交差するように制限されたレーザビームの液柱を妨害することを含むことができる。ビーム軸に交差する液体は、エーロフォイルの空洞内で制限されたレーザビームのレーザビームによって少なくとも部分的に照射され得る。
【００４９】
図１１の例示的な方法は、（２１０）において、空洞内から（２０４）でセンサを用いて検出された光に基づいて第１の孔の位置でエーロフォイルの近位壁を通じての制限されたレーザビームの第１の突破を決定することをさらに含む。いくつかの例示的な態様では、センサを用いて空洞内で（２０４）において光の特性を検出することは、制限されたレーザビームのレーザによって照射された制限されたレーザビームの液体の部分からの光の強さを検出することを含むことができる。さらに、そのような例示的な態様では、（２１０）で制限されたレーザビームの第１の突破を決定することは、制限されたレーザビームのレーザビームによって照射された制限されたレーザビームの液体の一部からの検出された光の強さに基づいて制限されたレーザビームの第１の突破を決定することを含むことができる。
【００５０】
（２１０）で制限されたレーザビームの第１の突破を決定することの後に、例示的な方法は、制限されたレーザドリルを止めることと、第２の冷却用孔をあけるように制限されたレーザドリルを再配置することとを含むことができる。さらに、例示的な方法は、（２１２）において、エーロフォイルの近位壁にある第２の孔の位置に向かって制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームを向けることを含む。方法（２００）は、（２１４）において、（２１２）で第２の孔の位置に向かって制限されたレーザビームを向けた後に、センサを用いてエーロフォイルによって画定された空洞内の光の特性を検出することをさらに含む。さらに、図１１の方法（２００）は、（２１６）において、空洞内から検出された光の特性に基づいてエーロフォイルの近位壁を通じての制限されたレーザビームの第２の突破を決定することを含む。（２１６）で制限されたレーザビームの第２の突破を決定することは、（２１０）で制限されたレーザビームの第１の突破を決定するのと実質的に同様のやり方で行うことができる。また、図示の例示的な態様については、センサは、（２１０）における制限されたレーザビームの第１の突破の決定と（２１６）における制限されたレーザビームの第２の突破の決定との間で固定されたままである。例えば、センサは、センサが（第１の孔の位置および第２の孔の位置を含む）複数の孔の位置で制限されたレーザビームのビーム軸を用いて視線を規定するように配置され得る。しかしながら、他の例示的な態様では、センサは、例えば、あけられた冷却用孔が非線形経路を規定する場合、次の孔の位置への視線を維持または確立するために移動、再配置、または再調整されてもよいことを理解されたい。
【００５１】
図１１の例示的な方法は、制限されたレーザドリルを用いてエーロフォイルの近位壁を通じて複数の孔をより時間効率がよく便利にあけることを可能にすることができる。
コンポーネントの外側で液体を検出すること
次に、図１２および図１３を参照すると、本開示の例示的なさらに別の実施形態によるシステム６０が示されている。より具体的には、図１２は、制限されたレーザドリル６２の制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破完了する前に、本開示の例示的な別の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、制限されたレーザドリル６２の制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破した後の図１２の例示的なシステム６０の概略図を示す。図１２および図１３の例示的なシステム６０はエーロフォイル３８の文脈で説明されるが、他の実施形態では、システム６０は、ガスタービンの任意の他のコンポーネントと共に使用することができることを理解されたい。
【００５２】
図１２および図１３に示された例示的なシステム６０は、図３および図４の例示的なシステム６０とほぼ同じやり方で構成することができ、同一または類似の番号が同一または類似の部分を指し得る。例えば、図１２および図１３の例示的なシステム６０は、制限されたレーザビーム６４を利用した（簡潔にするために図１２および図１３に概略的に示された）制限されたレーザドリル６２を備える。制限されたレーザビーム６４は、液体で形成された液柱８０と、液柱８０内のレーザビーム７４とを含む。制限されたレーザドリル６２は、エーロフォイル３８の近位壁６６を通じて１つまたは複数の孔または冷却用通路５２をあけるように構成されている。示された実施形態については、エーロフォイル３８の近位壁６６は、エーロフォイル３８によって画定された空洞４６に隣接して配置されている。
【００５３】
しかしながら、図１２および図１３の本実施形態については、システム６０は、エーロフォイル３８の近位壁６６の外側に存在する制限されたレーザビーム６４から液体の量を決定するように構成されたエーロフォイル３８の近位壁６６の外側に配置されたセンサ１０２を備える。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によって存在していることが決定された液体の量に基づいて、エーロフォイル３８の近位壁６６を通じての制限されたレーザビーム６４の突破を決定するように構成されている。より詳細には、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破してしまう前に、制限されたレーザビーム６４の液柱８０の液体は、穴あけ作業中に（すなわち、制限されたレーザドリル６２の動作中に）エーロフォイル３８の近位壁６６から離れるようにスプレーバックする（ｓｐｒａｙ  ｂａｃｋ）ことができる。制限されたレーザビーム６４からの液体は、エーロフォイル３８の近位壁６６にあけられた孔５２を囲む液体のバックスプレーの水柱１０６を形成することができる。水柱１０６は、システム６０によって定められたバックスプラッシュ領域１０４内に位置することができる。さらに、図１２および図１３の本実施形態などにおけるいくつかの例示的な実施形態では、制限されたレーザドリル６２は、制限されたレーザドリル６２がバックスプラッシュ領域１０４内に配置されるようにエーロフォイル３８の近位壁６６に比較的ごく近接した範囲内に配置され得る。例えば、いくつかの実施形態では、制限されたレーザドリル６２は、約５ミリメートル（「ｍｍ」）から約２５ｍｍの間、例えば約７ｍｍから約２０ｍｍの間、例えば約１０ｍｍから約１５ｍｍの間のエーロフォイル３８の近位壁６６との隙間を定めることができる。しかしながら、他の実施形態では、制限されたレーザドリル６２は、エーロフォイル３８の近位壁６６との任意の他の適切な隙間を定めることができる。
【００５４】
対照により、制限されたレーザドリル６２がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破した後（図１３）、制限されたレーザビーム６４の液柱８０からの液体は、あけられた孔５２を通じてエーロフォイル３８の空洞４６に流れ込むことができる。したがって、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破した後、制限されたレーザドリル６２は、バックスプラッシュ領域１０４内で液体のバックスプレーの水柱１０６を定めることができず、または代替として水柱１０６は、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイルの近位壁６６を突破する前にそのサイズおよび形状と比べてより小さいもしくは他の方法で異なる形状を定めることができる。
【００５５】
図１２および図１３の本実施形態については、センサ１０２は、エーロフォイル３８の近位壁６６の外側に存在する制限されたレーザビーム６４からの液体の量を決定することができる任意のセンサとして構成することができる。例えば、いくつかの例示的な態様では、センサ１０２は、カメラを備えることができる。センサ１０２がカメラを含むとき、センサ１０２のカメラは、制限されたレーザドリル６２に向けられてもよく、または代替として、センサ１０２のカメラは、エーロフォイル３８の近位壁６６中の孔５２に向けられてもよい。これらの実施形態のいずれかでは、センサ１０２は、予め定められた量の液体がバックスプラッシュ領域１０４内に存在するのかしないのか決定する画像認識方法を利用するように構成することができる。例えば、センサ１０２は、センサ１０２のカメラから受信した１つまたは複数の画像と存在する液体の量を決定するために記憶された１つまたは複数の画像とを比較するように構成され得る。より詳細には、センサ１０２は、カメラから受信した１つまたは複数の画像と制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破したことを示す液体の量が存在している制限されたレーザドリル６２または孔５２の１つまたは複数の記憶された画像とを比較するように構成することができる。
【００５６】
しかしながら、例示的な他の実施形態では、任意の他の適切なセンサ１０２が与えられてもよいことを理解されたい。例えば、例示的な他の実施形態では、センサ１０２は、運動センサ、湿度センサ、または任意の他の適切なセンサであってもよい。センサ１０２が運動センサであるとき、例えば、このセンサは、液体のバックスプレーの水柱１０６がバックスプラッシュ領域１０４内に存在するか否かを決定することができる。液体のバックスプレーの水柱１０６がバックスプラッシュ領域１０４内にもはや存在しないとき、突破が決定できる。
【００５７】
次に図１４および図１５を参照すると、例示的なさらなる別の実施形態によるシステム６０が示されている。図１４および図１５の例示的なシステム６０は、図１２および図１３の例示的なシステム６０とほぼ同じやり方で構成されている。しかしながら、図１４および図１５の例示的な実施形態については、センサ１０２は光センサとして構成され、システム６０は制限されたレーザドリル６２とは別個の光源１０８をさらに備える。光源１０８は、任意の適切な光源とすることができる。例えば、光源１０８は、１つまたは複数のＬＥＤ電球、１つまたは複数の白熱灯、１つまたは複数のエレクトロルミネセント・ランプ、１つまたは複数のレーザ、またはそれらの組合せであり得る。
【００５８】
述べたように、制限されたレーザドリル６２は、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６をブレイクスルーする前に制限されたレーザビーム６４からの液体がスプレーするバックスプラッシュ領域１０４を定める。図示される本実施形態については、光源１０８は、エーロフォイル３８の外側に配置され、バックスプラッシュ領域１０４の少なくとも一部を通じて光を向けるように構成されている。さらに、図示の本実施形態については、光源１０８は、センサ１０２とはバックスプラッシュ領域１０４の正反対に配置されており。光源１０８はセンサ１０２に向けられ、センサ１０２は光源１０８に向けられる。しかしながら、例示的な他の実施形態では、光源１０８およびセンサ１０２は、バックスプラッシュ領域１０４に対して互いにずらされていてもよく、光源１０８はセンサ１０２に向けられていなくてもよく、および／またはセンサ１０２は光源１０８に向けられていなくてもよい。
【００５９】
述べたように、図示の実施形態については、センサ１０２は光源１０８に向けられるとともに、光源１０８はセンサ１０２に向けられ、光源の軸１１０がセンサ１０２に交差するようになっている。そのような実施形態では、予め定められた閾値を上回る光の強さを検出することは、制限されたレーザビーム６４からの液体の量の減少がエーロフォイル３８の外側に存在し、したがって制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破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領域１０４内に存在するとき、そのような液体は、光源１０８からの光を妨害するまたは向け直すことができ、センサ１０２によって検出された光の強さは比較的低いようになっている。一方、バックスプラッシュ領域１０４内に液体が存在しないまたは最小量の液体が存在するとき、妨害の量は光源１０８とセンサ１０２の間で制限され、それによって比較的に高い光の強さがセンサ１０２によって検出され得る。したがって、そのような構成の場合、比較的高い光の強さを検出することは、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破したことを示し得る。
【００６０】
しかしながら、例示的な他の実施形態では、光源１０８がセンサ１０２に向けられていないとともに、センサ１０２が光源１０８に向けられていないときなど、予め定められた閾値未満の光の強さを検出することは、エーロフォイル３８の外側に存在する制限されたレーザビーム６４からの液体の量の減少を示す。より詳細には、光源１０８がセンサ１０２に向けられていない、かつセンサ１０２が光源１０８に向けられていないとき、センサ１０２は、光源からの光がバックスプラッシュ領域１０４内で液体によって向け直されおよび反射されるとき、光の強さの増加を検出することができる。しかしながら、バックスプラッシュ領域１０４内に液体が存在しないまたは最小量の液体しか存在しないとき、光源からの光は、そのような液体によって向け直されないとともに反射されず、したがって、センサ１０２は、比較的低い光の強さを検出することができる。したがって、そのような例示的な実施形態では、予め定められた閾値未満の光の強さを検出することは、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６を突破したことを示すことができる。
【００６１】
次に図１６を参照すると、ガスタービンのエーロフォイルに孔をあける例示的な方法（３００）のブロック図が示されている。図１６の例示的な方法（３００）は、それぞれ上述された、図１２および図１３に示された例示的なシステム６０および／または図１４および図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る。したがって、エーロフォイルに孔をあける文脈で説明されているが、代替として、例示的な方法（３００）は、任意の他の適切なガスタービンのコンポーネントに孔をあけるように使用されてもよい。
【００６２】
図示されるように、例示的な方法（３００）は、（３０２）において、ガスタービンのエーロフォイルの近位壁の予め定められた距離内に制限されたレーザドリルを配置することを含む。例示的な方法（３００）は、（３０４）において、エーロフォイルの近位壁の外面に向かって制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームを向けることも含む。制限されたレーザビームは、液体で形成された液柱と、液柱内のレーザビームとを含む。例示的な方法（３００）は、（３０６）において、センサを用いて制限されたレーザビームからエーロフォイルの近位壁の外側に存在する液体の量を検出することも含む。また、例示的な方法（３００）は、（３０８）において、（３０６）でエーロフォイルの近位壁の外側で検出された液体の量に基づいてガスタービンのエーロフォイルの近位壁を通じての制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームの突破を決定することを含む。
【００６３】
いくつかの例示的な態様では、センサはカメラを含み、（３０６）でエーロフォイルの近位壁の外側に存在する液体の量を検出することは、存在する液体の量を決定するために、カメラから受け取った１つまたは複数の画像と１つまたは複数の記憶された画像とを比較することを含むことができる。任意の適切なパターン認識ソフトウェアが、そのような機能を行うために利用され得る。
複数のセンサの利用
次に図１７を参照すると、本開示の例示的な別の実施形態によるシステム６０が示されている。図１７の例示的なシステム６０はエーロフォイル３８の文脈で説明されるが、他の実施形態では、システム６０は、ガスタービンの任意の他のコンポーネントと共に使用することができることを理解されたい。
【００６４】
図１７の例示的なシステム６０は、図３および図４の例示的なシステム６０とほぼ同じやり方で構成することができ、同一または類似する符号は、同一または類似する部分を指し得る。例えば、図１７の例示的なシステム６０は、制限されたレーザビーム６４を利用した制限されたレーザドリル６２を含む。制限されたレーザドリル６２は、エーロフォイル３８の近位壁６６を通じて孔５２をあけるように構成されている。示されているように、近位壁６６は、エーロフォイル３８によって画定された空洞４６に隣接して配置されている。システム６０は、コントローラ７２も備える。
【００６５】
図１７の例示的なシステム６０は、エーロフォイル３８の近位壁６６に孔５２から第１の光の特性を検出するように構成された第１のセンサ１１０をさらに備える。例示的なシステム６０は、孔およびエーロフォイル３８の近位壁６６から第２の光の特性を検出するように構成された第２のセンサ１１２をさらに備える。第２の光の特性は、第１の光の特性とは異なる。さらに、コントローラ７２は、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１１２に動作可能に接続され、検出された第１の光の特性および検出された第２の光の特性に基づいて制限されたレーザドリル６２によってあけられている孔５２の進行を決定するように構成されている。
【００６６】
図１７に示された本実施形態については、第１のセンサ１１０は、エーロフォイル３８の外側に配置され、ビーム軸Ａに沿って、すなわち、エーロフォイル３８の近位壁６６から離れるようにビーム軸Ａに沿って向けられた孔５２から反射されたおよび／または向け直された光を検出するようにさらに配置されている。例えば、第１のセンサ１１０は、図３および図４を参照して上述されたセンサ８８とほぼ同じやり方で構成することができる。したがって、第１のセンサ１１０は、オシロスコープセンサ、または任意の他の適切な光センサであり得る。
【００６７】
また、図１７の本実施形態については、第２のセンサ１１２も、エーロフォイル３８の外側に配置され、エーロフォイル３８の近位壁６６における孔５２に向かって向けられている。より詳細には、第２のセンサ１１２は、第２のセンサ１１２が孔５２で視線１１４を定めるように配置されており、視線１１４は、ビーム軸Ａに平行でない方向に延びる。いくつかの実施形態では、第２のセンサ１１２は、光の強さ、光の波長、および光量のうちの１つまたは複数を検出するように構成された光センサであり得る。
【００６８】
図１８を参照して以下により詳細に説明されるように、いくつかの例示的な実施形態では、第１の光の特性は第１の波長における光の強さであり得るとともに、第２の光の特性は第２の波長における光の強さであり得る。第１の波長で光を検出することは、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６の遮熱コーティング３６などの第１の層に当たることを示し得る。一方、第２の波長における光を検出することは、制限されたレーザビーム６４がエーロフォイル３８の近位壁６６の金属部分４０などの第２の層に当たることを示し得る。コントローラ７２は、孔５２の進行を決定するために、第１のセンサ１１０によって第１の波長で検出された光の強さと第２のセンサ１１２によって第２の波長で検出された光の強さとを比較するように構成することができる。
【００６９】
しかしながら、本開示の例示的な他の実施形態では、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１１２は、任意の他の適切な位置に配置され得ることを理解されたい。例えば、例示的な他の実施形態では、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１１２は、エーロフォイル３８の近位壁６６から離れるようにビーム軸Ａに沿って向けられた光を検出するようにそれぞれ配置され得る。代替として、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１１２は、各々のそれぞれのセンサ１１０、１１２がビーム軸Ａに平行でないエーロフォイル３８の近位壁６６における孔への視線を定めるようにそれぞれ配置され得る。代替として、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１１２の片方または両方がエーロフォイル３８の空洞４６の外側に配置され、（例えば、図９および図１０を参照して上述したセンサ９８と同様に）エーロフォイル３８の空洞４６の中に向けられており、またはエーロフォイル３８の空洞４６内に配置され得る。代替として、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１１２の片方または両方は、エーロフォイル３８の外側に配置され得、周囲の表面にある孔５２から反射光を検出するために上記周囲の表面に向けられている。さらに代替として、いくつかの例示的な実施形態では、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１１２は、任意の適切な位置で単一の検出装置にそれぞれ組み込むことができる。
【００７０】
次に、図１８を参照すると、ガスタービンのエーロフォイルに孔をあける例示的な方法（４００）のブロック図が示されている。図１８の例示的な方法（４００）は、図１７に示されているとともに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。したがって、エーロフォイルに孔をあける文脈で述べられるが、代替として、例示的な方法は、ガスタービンの任意の他の適切なエーロフォイルに孔をあけるために使用することができる。
【００７１】
図１８の例示的な方法（４００）は、（４０２）において、エーロフォイルの近位壁に向かって制限されたレーザドリルの制限されたレーザビームを向けることを含む。近位壁はエーロフォイル内に画定された空洞に隣接して配置され、制限されたレーザビームはビーム軸を規定する。例示的な方法（４００）は、（４０４）において、第１のセンサを用いてエーロフォイルにおける孔から第１の光の特性を検出することをさらに含む。いくつかの例示的な態様では、第１のセンサはエーロフォイルの外側に配置され得、第１の光の特性は第１の波長における光の強さであり得る。第１の波長で光を検出することは、制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁の第１の層に当たるまたはその中に向けられることを示し得る。例えば、第１の波長で光を検出することは、制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁の遮熱コーティングに当たることを示し得る。
【００７２】
例示的な方法（４００）は、（４０６）において、第２のセンサを用いてエーロフォイルにおける孔から第２の光の特性を検出することも含む。（４０６）において第２のセンサを用いて検出された第２の光の特性は、（４０４）において第１のセンサを用いて検出された第１の光の特性とは異なる。例えば、いくつかの例示的な態様では、第２の光の特性は、第２の波長における光の強さであり得る。第２の波長は、エーロフォイルの近位壁の第２の層に当たる制限されたレーザビームを示し得る。例えば、第２の波長における光を検出することは、制限されたレーザビームがエーロフォイルの近位壁の金属部分に当たることを示し得る。
【００７３】
この方法は、（４０８）において、（４０４）で検出された第１の光の特性および（４０６）で検出された第２の光の特性に基づいて孔の進行を決定することをさらに含む。いくつかの例示的な態様では、（４０４）で検出された第１の光の特性および（４０６）で検出された第２の光の特性に基づいて（４０８）で孔の進行を決定することは、第１の波長で検出された光の強さと第２の波長で検出された光の強さとを比較することを含むことができる。例えば、第１の波長で検出された光の強さと第２の波長で検出された第２の波長で検出された光の強さとの比は、エーロフォイルの近位壁の第１の層を通じての孔の進行を示し得る。
【００７４】
いくつかの例示的な態様では、（４０４）で検出された第１の光の特性および（４０６）で検出された第２の光の特性に基づいて（４０８）で孔の進行を決定することは、少なくとも予め定められた量だけ孔がエーロフォイルの近位壁の第１の層を通じていることを決定することをさらに含み得る。例えば、例示的な方法は、少なくとも約９０パーセントだけ、孔がエーロフォイルの近位壁の第１の層を通じている、例えば少なくとも約９５パーセントだけエーロフォイルの近位壁の第１の層を通じている、例えば少なくとも約９８パーセントだけエーロフォイルの近位壁の第１の層を通じていることを決定することを含むことができる。
【００７５】
さらに、遮熱コーティングが作製されている材料の種類などのある種の要因に応じて、エーロフォイルの下に横たわる金属部分を通じるよりもより低いパワーでエーロフォイルの近位壁の遮熱コーティングを通じて穴をあけることが望ましいものであり得る。したがって、（４０８）における孔の進行を決定することに応じて、例えば、少なくとも予め定められた量だけ孔がエーロフォイルの近位壁の第１の層を通じていることの決定に応じて、方法（４００）は、（４１０）において、制限されたレーザドリルの１つまたは複数の動作パラメータを調整することをさらに含むことができる。例えば、方法（４００）は、出力を増加させること、パルス繰り返し数を増加させること、および／または制限されたレーザドリルのパルス幅を増大させることを含むことができる。
【００７６】
しかしながら、他の例示的な態様では、第１の光の特性および第２の光の特性は、それぞれ任意の他の適切な光の特性とすることができることを理解されたい。例えば、他の例示的な態様では、第１のセンサは適切な光センサとすることができ、第１の光の特性は光の強さとすることができる。そのような例示的な態様は、制限されたレーザドリルの反射パルス幅および制限されたレーザドリルの反射パルス周波数のうちの一方または両方を決定することをさらに含むことができる。図３から図５を参照してより詳細に上述したのと同様に、制限されたレーザドリルの決定された反射パルス幅および制限されたレーザドリルの決定されたパルス周波数のうちの一方または両方に基づいて、図１８の例示的な方法（４００）は、制限されたレーザドリルによってあけられている孔の深さを決定することをさらに含むことができる。また、そのような例示的な態様では、第２のセンサは光センサとすることもでき、第２の光の特性は光の波長であり得る。述べたように、光の波長は、制限されたレーザビームが中に向けられている材料を示し得る。したがって、図１８の例示的な方法（４００）は、第２のセンサによって検出された光の波長に基づいて制限されたレーザビームが中に向けられている材料を決定することをさらに含むことができる。
【００７７】
そのような例示的な態様では、孔の深さの決定および制限されたレーザビームが中に向けられている材料の決定に応じて、図１８の例示的な方法（４００）は、制限されたレーザドリルの１つまたは複数の動作パラメータを調整することをさらに含むことができる。より詳細には、図１８の例示的な方法（４００）は、エーロフォイルの近位壁の金属部分を通じて穴をあけるのを助けるために、孔がエーロフォイルの近位壁の第１の層を通じてあけられていることを決定すること、ならびに出力を増加させること、パルス繰り返し数を増加させること、および／または制限されたレーザドリルのパルス幅を増大させることをさらに含むことができる。代替として、図１８の例示的な方法（４００）は、少なくとも予め定められた量だけ孔がエーロフォイルの近位壁の金属部分を通じていることを決定することをさらに含むことができるとともに、例えば、エーロフォイルの遠位壁に不要な損傷を与えるのを防ぐために、出力を減少させ、パルス繰り返し数を減少させ、および／または制限されたレーザドリルのパルス幅を減少させることができる。
【００７８】
上記の例示的な態様のいずれかでは、（４０４）で検出された第１の光の特性および（４０６）で検出された第２の光の特性に基づいて（４０８）で孔の進行を決定することは、任意の適切な制御方法論を用いることを含むことができると理解されたい。例えば、（４０８）で孔の進行を決定することは、ある種の要因を考慮に入れたルックアップテーブルを利用することも含まれ得る。これらのルックアップテーブルは、実験的に決定することができる。加えてまたは代替として、（４０８）での孔の進行の決定は、（４０４）で検出された第１のおよび（４０６）で検出された第２の光の特性をそれぞれ解析するためにファジー論理の制御方法論を利用することを含んでもよい。
【００７９】
本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示するために例を用いており、任意の装置またはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実行するなど当業者が本発明を実施することを可能にもする。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が思いつく他の例を含み得る。そのような他のものおよび例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を含む場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言からわずかに異なる均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１０  タービン部
１２  ロータ
１４  ケーシング
１６  気体経路
１８  軸の中心線
２０  ロータホイール
２２  ロータスペーサ
２４  ボルト
２６  圧縮された作動流体
３０  動翼
３２  静翼
３４  外面
３６  遮熱コーティング
３８  エーロフォイル
４０  金属部分
４２  圧力側
４４  吸引側
４６  空洞
４８  前縁
５０  後縁
５２  冷却用通路、孔、冷却用孔
５４  開口
６０  システム
６２  制限されたレーザドリル
６４  制限されたレーザビーム
６６  近位壁
６８  レーザ機構、信号
７０  コリメータ
７２  コントローラ
７４  レーザビーム、ビーム
７５  集束レンズ
７６  チャンバ
７８  開口またはノズル
８０  液柱
８２  バックストライク保護機構
８４  気体
８６  遠位壁
８８  センサ
９０  向け直しレンズ、レンズ
９２  処理装置
９４  メモリ
９６  命令または論理、配線論理
９８  センサ
１００  視線
１０２  センサ
１０４  バックスプラッシュ領域
１０６  水柱
１０８  光源
１１０  光源の軸
１１０  第１のセンサ
１１２  第２のセンサ
１１４  視線
１２０  方法
１５２  山
１５４  谷
１６２  第１の波長
１６３  第４の波長
１６４  第２の波長
１６５  第５の波長
１６６  第３の波長
【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】
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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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