(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン部品（１０）に歪みセンサー（４０）を製造するための方法（１００）であって、
外部表面（１１）を含むタービン部品（１０）を提供するステップ（１１０）と、
少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含む歪みセンサー（４０）を形成するために、前記外部表面（１１）の一部分の上にセラミック材料（３０）を堆積させるステップ（１２０）とを含み、
前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）は、前記外部表面（１１）の露出部分（１２）によって、少なくとも部分的に分離され、前記方法が、前記露出部分（１２）に視覚的コントラスト材料（３５）を堆積させるステップ（１３０）を含む、方法（１００）。
【請求項２】
方法（２００）であって、
外部表面（１１）を含むタービン部品（１０）を提供するステップ（２１０）と、
少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含む歪みセンサー（４０）を形成するために、前記外部表面（１１）の一部分の上にセラミック材料（３０）を堆積させるステップ（２２０）であって、前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）は、前記外部表面（１１）の露出部分（１２）によって、少なくとも部分的に分離される、前記ステップ（２２０）と、
前記露出部分（１２）に視覚的コントラスト材料（３５）を堆積させるステップ（１３０）と、
前記タービン部品（１０）をモニターするステップと、
を含み、
前記タービン部品（１０）をモニターする前記ステップが、
前記歪みセンサー（４０）の少なくとも２つの基準点（４１、４２）の第１と前記歪みセンサー（４０）の前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）の第２との間の第２の距離を、第２の時間に測定するステップ（２５０）と、
前記第２の距離を、第１の時間に測定された、前記歪みセンサー（４０）の前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）の前記第１と前記歪みセンサー（４０）の前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）の前記第２との間の第１の距離と比較するステップ（２６０）とを含む、方法（２００）。
【請求項３】
前記第１の時間と前記第２の時間との間にタービンの前記タービン部品（１０）を利用するステップ（２４０）をさらに含む、請求項２に記載の方法（２００）。
【請求項４】
前記タービン部品（１０）は、ニッケルまたはコバルトをベースとする超合金を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項５】
前記セラミック材料（３０）は、イットリア安定化ジルコニアを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項６】
前記セラミック材料（３０）は、エアロゾルジェットコーターを用いて堆積される、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項７】
前記セラミック材料（３０）は、前記歪みセンサー（４０）の最終的な幾何学的形状形状内に堆積される、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項８】
前記セラミック材料（３０）を堆積させるステップ（１２０）は、固有の識別子（４７）を形成するステップをさらに含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項９】
前記視覚的コントラスト材料（３５）を堆積させるステップが、前記セラミック材料（３０）を堆積させるステップ（１２０）の前に前記タービン部品（１０）の外部表面（１１）に前記視覚的コントラスト材料（３５）を均一に堆積させるステップを含む、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項１０】
前記セラミック材料（３０）を堆積させるステップ（１２０）が、前記セラミック材料（３０）の複数の部分の間にある凹状空間（４５）を形成するステップを含み、前記方法が、前記凹状空間（４５）に前記視覚的コントラスト材料（３５）を堆積させて、前記セラミック材料（３０）および前記視覚的コントラスト材料（３５）により１つの実質的な層を形成するステップを含む、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項１１】
外部表面（１１）と、
前記外部表面（１１）の一部分に堆積された歪みセンサー（４０）と、を含み、前記歪みセンサー（４０）は、セラミック材料（３０）および少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含み、前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）は、前記外部表面（１１）の露出部分（１２）によって、少なくとも部分的に分離され、前記露出部分（１２）に視覚的コントラスト材料（３５）が配置される、タービン部品（１０）。
【請求項１２】
外部表面（１１）と、
前記外部表面（１１）の一部分に堆積された歪みセンサー（４０）と、を含み、前記歪みセンサー（４０）は、セラミック材料（３０）および少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含み、前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）は、前記外部表面（１１）の露出部分（１２）によって、少なくとも部分的に分離され、前前記セラミック材料（３０）の複数の部分の間に凹状空間（４５）が形成され、前記凹状空間（４５）に視覚的コントラスト材料（３５）が配置され、前記セラミック材料（３０）および前記視覚的コントラスト材料（３５）により１つの実質的な層を形成する、タービン部品（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される発明の主題は、歪みセンサーに関し、より具体的には、高温での用途のためのタービン部品にセラミックの歪みセンサーを製作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジン、例えば航空機エンジンでは、空気がエンジンの前部に吸い込まれ、シャフトに取り付けられた回転式圧縮機によって圧縮され、燃料と混合される。混合物は燃焼され、高温の排気ガスがシャフトに取り付けられたタービンを通過する。ガスの流れは、タービンを回転させ、タービンはシャフトを回転させて、圧縮機およびファンを駆動する。高温の排気ガスは、エンジンの後部から流出して、エンジンおよび航空機を前方に駆動する。
【０００３】
ガスタービンエンジンの運転中、燃焼ガスの温度は３，０００°Ｆを超える場合があり、これらのガスと接触するエンジンの金属部品の溶融温度よりもかなり高くなる場合がある。金属部品の溶融温度を上回るガス温度でのこれらのエンジンの動作は、部分的には１つもしくは複数の保護コーティング、および／または様々な方法で金属部品の外部表面に冷却用空気を供給することに依存し得る。特に高温に曝され、冷却に関して特別な配慮を必要とする、これらのエンジンの金属部品は、燃焼器および燃焼器の後方に配置された部品を形成する金属部品である。
【０００４】
さらに、タービン部品は、その動作ライフサイクルにわたって様々な力から応力および／または歪みを受けることがある。比較的標準的な環境で与えられた応力および歪みを測定するために、様々なツールを使用することができるが、タービンエンジンのタービン部品は、このような測定ツールには不適切であるより高温および／または侵食性がより強い動作条件を経験する可能性がある。
【０００５】
したがって、代替的な歪みセンサーおよびタービン部品にセラミックの歪みセンサーを製作するための方法は、当該技術分野で歓迎されるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８７２７８３１号明細書
【発明の概要】
【０００７】
一実施形態では、タービン部品に歪みセンサーを製造する方法が開示される。本方法は、外部表面を含むタービン部品を提供するステップと、少なくとも２つの基準点を含む歪みセンサーを形成するために、外部表面の一部分の上にセラミック材料を堆積させるステップと、を含む。
【０００８】
別の実施形態では、タービン部品をモニターする方法が開示される。本方法は、外部表面を含むタービン部品を提供するステップと、少なくとも２つの基準点を含む歪みセンサーを形成するために、外部表面の一部分の上にセラミック材料を堆積させるステップと、を含む。本方法は、歪みセンサーの少なくとも２つの基準点の第１と歪みセンサーの少なくとも２つの基準点の第２との間の第２の距離を、第２の時間間隔で測定するステップをさらに含む。最後に、本方法は、第２の距離を、第１の時間間隔からの、歪みセンサーの少なくとも２つの基準点の第１と歪みセンサーの少なくとも２つの基準点の第２との間の第１の距離と比較するステップを含む。
【０００９】
さらに別の実施形態では、タービン部品が開示される。タービン部品は、外部表面と、外部表面の一部分に堆積された歪みセンサーと、を含み、歪みセンサーは、セラミック材料および少なくとも２つの基準点を含む。
【００１０】
本明細書に述べる実施形態によって提供されるこれらの特徴およびさらなる特徴は、図面と併せて、以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。
【００１１】
図面に示された実施形態は、本質的に例証的かつ例示的なものであって、特許請求の範囲に規定される発明を限定するものではない。例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読めば、理解することができる。図面では、類似の構成は類似の符号で示している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書で図示または記載する１つまたは複数の実施形態による、歪みセンサーを含む例示的なタービン部品を示す図である。
【図２】本明細書で図示または記載する１つまたは複数の実施形態による、例示的な歪みセンサーを示す図である。
【図３】本明細書で図示または記載する１つまたは複数の実施形態による、タービン部品上の例示的な歪みセンサーの断面図である。
【図４】本明細書で図示または記載する１つまたは複数の実施形態による、タービン部品上の別の例示的な歪みセンサーの断面図である。
【図５】本明細書で図示または記載する１つまたは複数の実施形態による、タービン部品上のさらに別の歪みセンサーの断面図である。
【図６】本明細書で図示または記載する１つまたは複数の実施形態による、タービン部品に歪みセンサーを製造するための例示的な方法を示す図である。
【図７】本明細書で図示または記載する１つまたは複数の実施形態による、タービン部品をモニターするための例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下で、本発明の１つまたは複数の具体的な実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しても、実際の実施のすべての特徴を本明細書に記載することができるというわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトのような実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応等実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施毎に異なる可能性があることが理解されるべきである。さらに、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず、この開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることが理解されるべきである。
【００１４】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合に、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「前記（ｔｈｅ）」および「前記（ｓａｉｄ）」は１つまたは複数の要素があることを意味するものである。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、および「ｈａｖｉｎｇ（有する）」という用語は、包括的なものであって、列挙された要素以外の付加的な要素があり得ることを意味している。
【００１５】
ここで図１を参照すると、タービン部品の外部表面１１の一部分に堆積されたセラミック材料３０を含む歪みセンサー４０を有するタービン部品１０を示す。
【００１６】
タービン部品１０は、高温用途で使用されるものなどの特定の部品（例えば、ニッケル
またはコバルトをベースとする超合金を含む部品）を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、タービン部品１０は、燃焼器部品または高温ガス経路部品を含むことができる。いくつかの特定の実施形態では、タービン部品１０は、バケット、ブレード、ベーン、ノズル、シュラウド、ロータ、トランジションピース、またはケーシングを含むことができる。他の実施形態では、タービン部品１０は、ガスタービン、産業用ガスタービン、蒸気タービンなどの部品のようなタービンの他の任意の部品を含むことができる。
【００１７】
タービン部品１０は、外部表面１１を有している。本明細書で理解されるように、外部表面１１は、１つまたは複数の露出部分１２を有することができ、後で歪み測定値を取り込むための歪みセンサー４０の位置に適した任意の領域を含むことができる。本明細書では、「露出部分」とは、少なくとも最初は、セラミックコーティング（例えば、断熱コーティングなど）のない外部表面１１の領域を意味する。このような実施形態では、本明細書で理解されるように、歪みセンサー４０の少なくとも２つの基準点４１、４２を解析する際に、セラミックコーティングが存在しないことは、ベース金属／合金をより可視的に識別可能にすることができる。また本明細書で理解されるように、いくつかの実施形態では、露出部分１２は、その後、歪みセンサー４０とは視覚的に異なる視覚的コントラスト材料３５（図４および図５に示す）などの補足材料でコーティングすることができる。
【００１８】
ここで図１〜図５を参照すると、歪みセンサー４０は、タービン部品１０の外部表面１１の一部分の上に堆積される。歪みセンサー４０は、一般に、少なくとも２つの基準点４１および４２を含み、これらの基準点は、複数の時間間隔で前記少なくとも２つの基準点４１と４２との間の距離Ｄを測定するために用いることができる。当業者には理解されるように、これらの測定値は、タービン部品１０のその領域における歪み、歪み速度、クリープ、疲労、応力などの量を決定するのに役立つことができる。少なくとも２つの基準点４１および４２は、これらの間の距離Ｄを測定することができる限り、特定のタービン部品１０に応じて、様々な距離および様々な位置に配置することができる。さらに、少なくとも２つの基準点４１および４２は、これらが一貫して識別可能であって、これらの間の距離Ｄを測定することができる限り、ドット、線、円、ボックス、または任意の他の幾何学的または非幾何学的形状を有することができる。
【００１９】
歪みセンサー４０は、堆積装置２０によって堆積されたセラミック材料を含む。より具体的には、歪みセンサー４０自体は、堆積（自動付加的製造工程によりセラミックス粉末を利用するなど）および光学的認識（上述したように少なくとも２つの基準点４１と４２との間の距離Ｄを測定するなど）に適した任意のセラミック材料または複数の材料を含む。セラミック歪みセンサー４０は、他の歪みセンサー材料と比較してより高い温度生存可能性を提供することができる。例えば、いくつかの実施形態では、セラミック材料３０は、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などの断熱コーティングを含むことができる。このような実施形態では、ＹＳＺは、例えば、ＹＳＺ−Ｄ１１１を含んでもよい。さらにいくつかの実施形態では、歪みセンサー４０は、セラミックトップコート（例えば、ＹＳＺ）の堆積を助けるために金属ボンドコートおよび／または熱成長酸化物を含むことができる。いくつかの特定のタービン部品１０（または、その少なくとも特定の場所）は、断熱コーティングを必要とする高い温度を経験しない可能性があるが、他の歪みセンサー材料（例えば、ポリマー材料、化学染料など）が比較的過酷な環境から破壊され消滅するおそれがある場合でも、歪みセンサー４０のそのような使用によってその寿命を確保することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、歪みセンサー４０がセラミック材料３０に加えて、視覚的コントラスト材料３５を含むことができる。本明細書で用いられる「視覚的コントラスト材料」３５は、異なる色や模様などによりセラミック材料と視覚的にコントラストを成す任意の材料を意味する。視覚的コントラスト材料３５は、オペレータおよび／または機械の
ために、歪みセンサー４０の第１および第２の基準点４１および４２の位置を視覚的に強調することによって、第１および第２の基準点４１および４２の識別を容易にするのを助けることができる。視覚的コントラスト材料３５は、運転中にタービン部品１０において同様に耐えることができる任意の付加的な金属、合金、セラミックスなどを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、視覚的コントラスト材料３５は、色を変化させるセラミック材料３０のドープされたバージョンを含むことができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、図４に示すように、歪みセンサーを含むセラミック材料３０を堆積させる前に、視覚的コントラスト材料３５をタービン部品１０の外部表面１１の一部分の上に均一に堆積させることができる。このような実施形態は、セラミック材料３０の複数の部分の間にある凹状空間４５を通して、視覚的コントラスト材料が見えるようにすることができる。いくつかの実施形態では、図５に示すように、セラミック材料３０および視覚的コントラスト材料３５が１つの実質的な層を形成するように、視覚的コントラスト材料３５は、歪みセンサーの凹状空間４５（すなわち、セラミック材料３０の複数の部分の間）内に直接堆積することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、歪みセンサー４０自体は、下にあるタービン部品１０から歪みセンサー４０が離れている、検出可能な任意のタイプのコントラスト特性を有してもよい。例えば、歪みセンサー４０は、異なる高さ、粗さ、模様などを含んでもよく、別個のエネルギー（例えば、フォトルミネッセンス、放射線など）を放出してもよく、あるいはタービン部品１０と比較して任意の他の区別する特性を含んでもよい。これらのおよび類似の実施形態は、表面測定、エネルギー放出分析などにより、第１および第２の基準点４１および４２の識別、ならびにそれらの間の測定を容易にすることができる。
【００２３】
セラミック材料３０は、本明細書で理解されるように、歪みセンサー４０を形成するのに十分な高精度に堆積させるのに適した任意の堆積装置２０を用いて堆積することができる。例えば、いくつかの実施形態では、堆積装置２０は、エアロゾルジェットコーター（例えば、Ｏｐｔｏｍｅｃから提供されるＡｅｒｏｓｏｌ  ＪｅｎおよびＬＥＮＳシステム）、マイクロディスペンス機械（例えば、Ｏｈｃｒａｆｔ，Ｉｎｃ．またはｎＳｃｒｙｐｔ，Ｉｎｃ．から提供されるＭｉｃｒｏｐｅｎまたは３Ｄｎ）、ＭｅｓｏＳｃｒｉｂｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から提供されるＭｅｓｏＰｌａｓｍａ、プラズマ溶射、または任意の他の好適な装置もしくはこれらの組合せを含むことができる。
【００２４】
本明細書で述べるように、歪みセンサー４０は、少なくとも第１および第２の基準点４１と４２との間の１つまたは複数の距離測定の決定を助けるために、光学的認識技術と併せて利用することができる。したがって、堆積装置２０は、機械または個人などによって光学的に識別可能な、少なくとも第１および第２の基準点４１および４２を含む歪みセンサー４０を規定するために、セラミック材料３０を適切な分解能で堆積させることができる。いくつかの実施形態では、堆積装置２０は、少なくとも３ミリメートルの分解能でセラミック材料３０を堆積させることができる。さらにいくつかの実施形態では、堆積装置２０は、１０μｍまでの分解能でセラミック材料３０を堆積させることができる。同様に、いくつかの特定の実施形態では、セラミック材料３０は、堆積を促進するのを助けるために、特定の粘度を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、セラミック材料３０は、約１Ｃｐ〜約１，０００Ｃｐの粘度を含むことができる。
【００２５】
セラミック材料３０の粘度を調整し、選択堆積装置２０を利用することによって、いくつかの実施形態では、堆積装置２０は歪みセンサー４０をニアネット形状に堆積することができる。本明細書では、「ニアネット形状」は、次の再加工（研削、エッチングなどによる材料除去など）を必要としない最終的な所望の形状または幾何学的形状を意味する。このような実施形態は、最終的な実行可能な製品に到達するのに必要な労力の量を低減し
つつ、様々なタービン部品１０の歪みセンサー４０の一貫した応用を提供することができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、セラミック材料３０（および潜在的に任意の視覚的コントラスト材料３５）は、硬化および／または焼結段階を施すことができる。硬化および／または焼結は、セラミック材料３０の具体的なタイプに依存しており、歪みセンサー４０をタービン部品１０の外部表面１１に実質的に固化させる任意の適切な温度および時間を含むことができる。いくつかの特定の実施形態では、歪みセンサーがタービン部品上に堆積している間に、セラミック材料３０を硬化および／または焼結することができる。例えば、セラミック材料３０の第１層は、堆積されて、未焼結状態に部分的に硬化されてもよい。それから、セラミック材料３０の１つまたは複数の追加層を、第１層上に堆積させ、また硬化させることができる。それから、セラミック材料３０の全ての層を同時に焼結することができる。しかし、セラミック材料３０の複数の層を含むいくつかの実施形態では、各層は後続の層の堆積の前に完全に焼結することができる。単一層を含むいくつかの実施形態では、歪みセンサー４０がタービン部品１０上に完全に堆積した後に、セラミック材料３０が均一に硬化および／または焼結することができる。
【００２７】
図２〜図５に最もよく示すように、歪みセンサー４０は、様々な異なる形状、サイズ、および配置基準点４１、４２を組み込むことなどによって様々な異なる構成および断面を含むことができる。例えば、図２に示すように、歪みセンサー４０は、様々な形状およびサイズを含む様々な異なる基準点を含むことができる。このような実施形態は、最も外側の基準点の間（図示するような）、２つの内側の基準点の間、またはそれらの間の任意の組み合わせなどの、より多様な距離測定値Ｄを提供することができる。このより広い多様性は、より多様な位置にわたってひずみ測定値を提供することによって、タービン部品１０の特定の部分のよりロバストな歪み解析を提供することができる。
【００２８】
さらに、歪みセンサー４０の寸法は、例えば、タービン部品１０、歪みセンサー４０の位置、測定の目標とする精度、堆積技術、光計測技術に依存することがあり得る。例えば、いくつかの実施形態では、歪みセンサー４０は、１ミリメートル未満から３００ミリメートルより大きい範囲の長さおよび幅を含んでもよい。さらに、歪みセンサー４０は、下にあるタービン部品１０の性能に影響を与えることなく、堆積および後続の光学的識別に適した任意の厚さを含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、歪みセンサー４０は、約０．１ミリメートル未満から１ミリメートルより大きい厚さを含んでもよい。いくつかの実施形態では、歪みセンサー４０は、実質的に均一な厚みを有していてもよい。このような実施形態は、第１および第２の基準点４１と４２との間のその後の歪み計算のためのより正確な測定を容易にするのを助けることができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、歪みセンサー４０は、積極的に堆積された正方形または長方形を含むことができ、第１および第２の基準点４１および４２は前記正方形または長方形の対向する２辺を含む。他の実施形態では、歪みセンサー４０は、凹状空間４５（すなわち、セラミック材料３０が堆積されない領域）によって分離された少なくとも２つの堆積された基準点４１および４２を含んでもよい。凹状空間４５は、例えば、タービン部品１０の外部表面１１の露出部分１２を含むことができる。あるいは、または、さらに、凹状空間４５は、少なくとも２つの基準点４１、４２の材料とは別の、続いて堆積される視覚的コントラスト材料３５を含むことができる。
【００３０】
図２に示すように、さらにいくつかの実施形態では、固有の識別子４７（以下、「ＵＩＤ」）を形成するために、歪みセンサー４０のセラミック材料３０を堆積させることができる。ＵＩＤ４７は、その特定の歪みセンサー４０の識別を容易にする、バーコード、ラベル、タグ、シリアル番号、パターン、または他の識別システムの任意のタイプを含むこ
とができる。いくつかの実施形態では、ＵＩＤ４７は、あるいは、または、さらに、歪みセンサー４０が堆積されるタービン部品１０またはタービン全体についての情報を含むことができる。ＵＩＤ４７は、それによって、特定の歪みセンサー４０、タービン部品１０、またはタービン全体の識別および追跡を助けて、過去、現在および将来の動作追跡のために測定値を相関させることを助けることができる。
【００３１】
歪みセンサー４０は、それによって、様々なタービン部品１０の様々な場所の１つまたは複数に堆積させることができる。例えば、上述したように、歪みセンサー４０は、バケット、ブレード、ベーン、ノズル、シュラウド、ロータ、トランジションピースまたはケーシングに堆積させることができる。このような実施形態では、歪みセンサー４０は、エアフォイル、プラットフォーム、先端、または任意の他の適切な場所もしくはその近くなどの、単位動作中に様々な力を受けることが知られている１つまたは複数の場所に堆積させることができる。さらに、歪みセンサー４０はセラミック材料を含んでいるので、歪みセンサー４０は、高温を経験すると知られている１つまたは複数の場所に堆積させることができる（他の材料を含む歪みセンサーは、侵食および／または腐食するおそれがある）。例えば、セラミック材料を含む歪みセンサー４０は高温ガス経路または燃焼タービン部品１０上に堆積させることができる。
【００３２】
さらにいくつかの実施形態では、複数の歪みセンサー４０を、単一のタービン部品１０上に、あるいは複数のタービン部品１０上に堆積させることができる。例えば、複数の歪みセンサー４０を、様々な場所で単一のタービン部品１０（例えば、バケット）上に堆積させることができ、そのようにして個々のタービン部品１０についてより多くの場所で歪みを決定することができる。あるいは、または、さらに、各特定のタービン部品１０が受ける歪みの量を他の類似のタービン部品１０と比較できるように、複数の類似のタービン部品１０（例えば、複数のバケット）は標準位置に堆積された歪みセンサー４０を有してもよい。さらにいくつかの実施形態では、同じタービン部の複数の異なるタービン部品１０（例えば、同じタービンのバケットおよびベーン）がその上に堆積された歪みセンサー４０をそれぞれ有してもよく、そのようにしてタービン全体の異なる位置で受けた歪みの量を決定することができる。
【００３３】
さらに図６を参照すると、タービン部品１０上に歪みセンサー４０を製造するための方法１００を示す。方法１００では、まずステップ１１０でタービン部品１０を提供するステップを含む。本明細書で説明したように、タービン部品１０は、外部表面１１を有する任意の部品を含むことができる。本方法は、ステップ１２０で、歪みセンサー４０を形成するために、外部表面１１の一部分の上にセラミック材料３０を堆積させるステップをさらに含む。本明細書で説明したように、歪みセンサー４０は、少なくとも２つの基準点４１および４２を含む。いくつかの特定の実施形態では、少なくとも２つの基準点４１および４２は、外部表面１１の露出部分によって少なくとも部分的に分離されてもよい。これらの実施態様のいくつかでは、方法１００は、ステップ１３０で、少なくとも２つの基準点４１および４２の識別を助けるために、露出部分に視覚的コントラスト材料３５を堆積させるステップをさらに含むことができる。方法１００は、同じタービン部品１０上に複数の歪みセンサー４０を、異なるタービン部品１０上に複数の歪みセンサー４０を、またはこれらの組み合わせを製作するように繰り返すことができる。
【００３４】
さらに図７を参照すると、タービン部品１０をモニターするための別の方法２００を示す。方法１００と同様に、方法２００は、まずステップ２１０でタービン部品１０を提供するステップを含み、ステップ２２０で歪みセンサー４０のために外部表面１１の一部分の上にセラミック材料３０を堆積させるステップを含む。方法２００は、ステップ２３０で、歪みセンサー４０の少なくとも２つの基準点の第１の基準点４１と第２の基準点４２との間の第１の距離Ｄを決定するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、第１
の距離Ｄを決定するステップは、測定によって達成することができる。さらにいくつかの実施形態で、セラミック材料３０を堆積させるステップが高解像度で達成される場合などでは、第１の距離Ｄを決定するステップは、ステップ２２０における歪みセンサー４０の堆積仕様に基づいて距離を知るだけで達成することができる。次いで方法２００は、ステップ２４０で、タービンのタービン部品１０を利用するステップを含む。続いて、方法２００は、ステップ２５０で、歪みセンサー４０の少なくとも２つの基準点の同じ第１の基準点４１と第２の基準点４２との間の第２の距離Ｄを測定するステップを含む。最後に、方法２００は、ステップ２６０で第１の距離を第２の距離と比較するステップを含む。ステップ２６０で異なる時間に測定された距離を比較することにより、歪みセンサー４０の位置でタービン部品１０が受ける歪みを決定することができる。
【００３５】
セラミック歪みセンサーをタービン部品上に堆積させることができることがここで理解されよう。セラミック歪みセンサーは、潜在的に過酷な運転条件に耐えながら、タービン部品の性能のモニターを容易にすることができる。
【００３６】
本発明について限られた数の実施形態にのみ関連して詳述しているが、本発明がこのような開示された実施形態に限定されないことが直ちに理解されるべきである。むしろ、これまでに記載されていない任意の数の変形、変更、置換または等価な構成を組み込むために、本発明を修正することができ、それらは本発明の趣旨と範囲に相応している。さらに、本発明の様々な実施形態について記載しているが、本発明の態様は記載した実施形態の内のいくつかのみを含んでもよいことを理解すべきである。したがって、本発明は、上記の説明によって限定されるとみなされるのではなく、添付した特許請求の範囲によって限定されるだけである。
【符号の説明】
【００３７】
１０  タービン部品
１１  外部表面
１２  露出部分
２０  堆積装置
３０  セラミック材料
３５  視覚的コントラスト材料
４０  歪みセンサー
４１  第１の基準点
４２  第２の基準点
４５  凹状空間
４７  固有の識別子（ＵＩＤ）
Ｄ  距離
１００  方法
１１０  ステップ（提供）
１２０  ステップ（堆積ＳＳ）
１３０  ステップ（堆積ＶＣＭ）
２００  方法
２１０  ステップ（提供）
２２０  ステップ（堆積ＳＳ）
２３０  ステップ（決定）
２４０  ステップ（利用）
２５０  ステップ（測定）
２６０  ステップ（比較）
【図１】
0006736263.tif 000002
【図２】
0006736263.tif 000003
【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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