(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカムセグメント（８）の製造方法であって、
（ａ）第１の表面（３６）及び反対側の第２の表面（３７）を有するハニカムセグメント（８）を形成する段階と、
（ｂ）コーティング材料（６０）をハニカムセグメント（８）上に施工する段階であって、コーティング材料（６０）は、第１の表面（３６）及び反対側の第２の表面（３７）に広がらない、段階と、
（ｃ）第１の表面（３６）を第１の固定具（４）に配置する段階と、
（ｄ）前記段階（ｃ）の後にハニカムセグメント（８）を熱プロセスに曝すことにより、コーティング（６０）をハニカムセグメント（８）に形成する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
コーティング材料（６０）をハニカムセグメント（８）上に施工する段階は、ハニカムセグメント（８）をゲル（６２）に液浸する段階を含む、請求項１記載の方法。
である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ゲル（６２）の乾燥後に、ゲル（６２）を第１の表面（３６）及び反対側の第２の表面（３７）から除去する段階をさらに含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
ハニカムセグメント（８）をゲル（６２）に液浸する段階は、ハニカムセグメント（８）をスラリー（６２）に浸漬する段階を含む、請求項２記載の方法。
【請求項５】
コーティング材料（６０）をハニカムセグメント（８）上に施工する段階は、ハニカムセグメント（８）をセメント（１３４）でカバーする段階を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
ハニカムセグメント（８）をセメント（１３４）でカバーする段階は、ハニカムセグメント（８）の空隙（３９）をセメント（１３４）で充填する段階を含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
ハニカムセグメント（８）をセメントで（１３４）カバーする段階は、第１の固定具（４）上でハニカムセグメント（８）を充填粉体でカバーする段階を含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
コーティング材料（６０）をハニカムセグメント（８）上に施工する段階は、化学的蒸気を、第１の固定具（４）の開口（２７）を通過させる段階を含む、請求項５記載の方法。
【請求項９】
第１の表面（３６）と第１の固定具（４）の間に第１の中間部材（４３）を設ける段階をさらに含む、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
反対側の第２の表面（３７）と第２の固定具（６）との間に第２の中間部材（６８）を設ける段階と、
第２の固定具（６）を第２の中間部材（６８）上に配置する段階と、
を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
中間部材（４３）を設ける段階は、拡張プレート（４６）、アルミニウムテープ、及び絶縁塗料テープ（１２２）の１つを第１の固定具（４）上に配置する段階を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
１以上の第２の固定具（６）を反対側の第２の表面（３７）上に配置する段階を含む、
請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
１以上の第２の固定具（６）を反対側の第２の表面（３７）上に配置する段階は、複数の第２の固定具（６）を反対側の第２の表面（３７）上に配置する段階を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
１以上の第２の固定具（６）は、複数の開口（２７）を含む、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記段階（ｄ）の前にハニカムセグメント（８）第１の表面（３６）及び第２の表面（３７）からコーティング材料（６０）を除去する段階を含む、請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の主題はターボ機械の技術に関し、より具体的には、ターボ機械用のプレコートハニカムセグメントの製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械は、一般に圧縮機部分及びタービン部分を含む。圧縮機部分は、タービン部分に導入される圧縮空気流を形成する。ガスターボ機械において、圧縮空気流の一部は燃焼生成物と混合して高温ガス流を形成し、高温ガス流は移行部品を経由してタービン部分に導入される。高温ガス流は、高温ガス経路に沿ってタービン部分を通って膨張する。タービン部分は、燃焼生成物からの熱エネルギーを、構成要素を駆動するために利用される機械／回転エネルギーに変換する。構成要素は、発電機、ポンプ、航空機、鉄道等とすることができる。
【０００３】
ターボ機械の多くの部分／構成部品は、高温状態を経験する。多くの場合、これらの部分は、熱を分散して、ガス漏洩を防ぐことができりシールをもたらすようにデザインされたハニカムセグメントを備える。多くの場合、ハニカムセグメントは、ターボ機械の対応する表面に一致する曲面を含む。通常、ハニカムセグメントは、結合して所望のセグメントを形成する個別のハニカム要素で形成される。一般に、このセグメント及びセグメントが結合する構成部品は、コーティングされていない耐熱材料から形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８３１８２５１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
例示的な実施形態の第１の態様では、プレコートハニカムセグメントの製造方法は、第１の表面及び反対側の第２の表面を有するハニカムセグメントを形成する段階と、コーティング材料をハニカムセグメント上に施工する段階を含む。コーティング材料は、第１の表面及び反対側の第２の表面に広がらない。本方法は、第１の表面を第１の固定具に配置する段階と、コーティングをハニカムセグメントに形成する段階とをさらに含む。
【０００６】
例示的な実施形態の第２態様では、ハニカムセグメントをプレコーティングする装置は、第１の表面セクションを有する第１の固定具と、第１の表面及び反対側の第２の表面を有するハニカムセグメントを含む。第１の表面は、第１の表面セクションに配置される。第２の表面セクションを含む第２の固定具は、ハニカムセグメントの反対側の第２の表面に配置される。第１及び第２の固定具は、ハニカムセグメント固定される。
【０００７】
これら及び他の利点並びに特徴は、図面を参照しながら以下の説明から明らかになるであろう。
【０００８】
本発明とみなされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲に具体的に指摘し且つ明確に特許請求している。本発明の上記及び他の特徴並びに利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な実施形態の１つの態様による、ハニカムセグメントをプレコーティングするための装置の概略図。
【図２】例示的な実施形態による、コーティング前のコーティングされていないハニカムセグメントの図。
【図３】例示的な実施形態による、図１の装置の第１の固定具及び第１の中間部材の図。
【図４】スラリー塗工を受けている図２のコーティングされていないハニカムセグメントの図。
【図５】スラリー塗工に続いて乾燥プロセスを受けているハニカムセグメントの図。
【図６】図３の第１の固定具及び第１の中間部材上にある、第１の表面及び反対側の第２の表面からコーティング材料を除去した後の図５のハニカムセグメントの図。
【図７】図６のハニカムセグメント上に配置された他の中間部材の図。
【図８】例示的な実施形態の他の態様による、ハニカムセグメントをプレコーティングするための装置の図。
【図９】例示的な実施形態のさらに他の態様による、ハニカムセグメントを蒸気コーティングするための装置の拡大図。
【図１０】図９の装置上で蒸気コーティングに曝されるハニカムセグメントの図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この詳細な説明は、例証として図面を参照しながら、本発明の利点及び特徴と共に例示的な実施形態を説明している。
【００１１】
例示的な実施形態によるプレコートハニカムセグメントのための装置は、図１では全体的に２で示される。装置２は、ハニカムセグメント８を受け入れる第１の固定具４及び第２の固定具６を含む。第１の固定具４は、複数の案内部材（そのうちの１つを１４で示す）が突出する第１の表面セクション１２を含む。案内部材１４は、第１の固定具４に結合した第１の端部１６から片持ちの第２の端部１７まで延在する。第２の固定具６は、複数の開口（そのうちの１つを２７で示す）を有する第２の表面セクション２４を含む。開口２７は、第２の固定具６と第１の固定具４の所望の位置合わせを行うために、案内部材１４のそれぞれの１つを受け入れることができる。勿論、第１及び第２の固定具は、案内部材を用いることなく相互に配置できることを理解されたい。また、第１及び第２の固定具は、処理時にハニカムセグメント８を環境状態に曝すための追加の開口を含み得ることを理解されたい。
【００１２】
図２に示すように、ハニカムセグメント８は、第１の表面３６及び反対側の第２の表面３７を含む。複数の空隙又はセル３９は、第１の表面と第２の表面との間に延在してハニカム外観をもたらす。ハニカムセグメント８は、第１の表面３６が第１の固定具４の第１の表面セクション１２に整列した状態で装置２に対して位置決めされる（図１）。例示的な実施形態の１つの態様によれば、第１の中間部材４３は、第１の固定具４の第１の表面セクション１２及びハニカムセグメント８の第１の表面３６に整列される。中間部材４３は、後続の処理におけるハニカムセグメント８と第１の固定具４との分離を強化する。図３に示すように、中間部材４３は、複数の開口４８を含む拡張プレート４６の形態とすることができる。このようにして、拡張プレート４６は最小表面積を有する。従って、中間部材４３は、スチールスクリーンを含む種々の形態とすることができる。また、中間部材４３は、ハニカムセグメント８と第１の固定具４との間の分離を助長する、薄い耐火シート、アルミニウムテープ、絶縁塗料テープ等の形態とすることができる。
【００１３】
第１の固定具４に配置する前に、図４に示すように、ハニカムセグメント８にはコーティング材料６０が施される。コーティング材料６０は、ゲルもしくはスラリー６２又はゲルタンク６３への液浸によって施工される。用語「ゲル」又は「スラリー」はコーティング材料を説明するものであり、液体バインダー部及び固体金属粉体部を含むことができる。コーティング材料の施工後、図５に示すようにハニカムセグメント８を乾燥装置６４の上に配置してスラリー６２を硬化させる。乾燥後、コーティング材料６０を第１の表面３６及び第２の表面３７から除去し、ハニカムセグメント８を図６に示す第１の中間部材４３上に配置する。図７に示すように第２の中間部材６８を第２の表面３７上に配置する。コーティング材料６０で覆われ、装置２に整列されたハニカムセグメント８は、加熱炉で加熱処理を受ける。加熱後、コーティング材料６０は、ハニカムセグメント８の全ての露出面にコーティング６５を形成する。コーティング６５は、ターボ機械の高温に曝された場合のハニカムセグメント８の耐酸化性を高める。また、処理時、コーティング６５は、ハニカムセグメント８の全体的な脆性を高める。中間部材４３を使用してハニカムセグメント８と第１の固定具４との間の分離を助長することが好ましいであろう。
【００１４】
加熱より前で、ハニカムセグメント８を固定具４に配置する前に、コーティング材料６０は、第１の表面３６及び第２の表面３７から除去することができる。ハニカムセグメント８の第１の表面３６及び第２の表面３７からコーティング材料６０を除去すると、ハニカムセグメント８と装置２との分離がさらに強化される。また、第１の表面３６及び第２の表面３７からコーティング材料６０を除去すると、例えば、ろう付けによるハニカムセグメント８の構成部品への接合が助長される。コーティング材料６０を除去した後に、図７に示すように、第１の表面３６は、第１の中間部材４３上に配置し、第２の中間部材６８は、第２の表面３７に配置することができる。
【００１５】
前述と同様に、第２の中間部材６８は、複数の開口７４を含む拡張プレート７２として示されている。しかしながら、前述のように、第２の中間部材６８は種々の形態とすることができる。現時点では、第２の固定具６は第２の中間部材６８に整列し、装置２はコーティング材料６０をハニカムセグメント８に付着して所望の厚さのコーティング６５を形成するように処理する。コーティング６５の特定の厚さは、用途毎に様々である。処理としては、ベーキング装置２、さもなければコーティング材料６０を環境状態に露出させることを含み、これはハニカムセグメント８に対するボンディング又はコーティング生成を助長する。
【００１６】
図８は、例示的な実施形態の他の態様による、湾曲を必要とするプレコートハニカムセグメントのための装置を示す。装置９０は、第１の固定具９３及び複数の第２の固定具９５を含む。図示のように、第２の固定具９５は、各々が複数の開口９８を含む拡張プレート９７の形態である。また、第２の固定具９５は、第１の固定具９３と同様に単一の構成要素とすることができる。第１の固定具９３は曲面の第１の表面セクション１００を含み、第２の固定具９５は第２の表面セクション１０２を含む。平面又は曲面ハニカムセグメント１１０は装置９０に配置される。ハニカムセグメント１１０は、第１の表面  １２及び反対側の第２の表面１１４を含む。複数の空隙１１６は、第１の表面１１２と第２の表面１１４を貫通して延在してハニカム外観を生じる。第１の表面１１２は、第１の表面セクション１００に配置される。図示の例示的な実施形態では、中間部材１２０は、第１の表面１１２と第１の表面セクション１００との間に配置される。図示の例示的な実施形態では、中間部材１２０は、絶縁塗料テープ１２２の形態で示されている。しかしながら、中間部材１２０は、ハニカムセグメント１１０と第１の固定具９３との分離を助長することができる薄い耐火シート、アルミニウムテープ、拡張プレート等の形態にできることを理解されたい。
【００１７】
図示の例示的な実施形態では、ハニカムセグメント１１０は、コーティング材料１３０を備える。コーティング材料１３０は、充填粉体の形態とすることができるセメント１３４とすることができる。また、コーティング材料１３０は、スラリー又はゲルの形態とすることができる。コーティング材料１３０は、ハニカムセグメント１１０上に施され、拡張プレート９７の開口９８を通って導入することができる。コーティング材料１３０は、処理の前に第２の表面１１４から除去することができる。処理の後で、ハニカムセグメント１１０は、装置９０から取り外してターボ機械（図示せず）に取り付けることができる。
【００１８】
例示的な実施形態のさらに他の態様では、固定具２００は、複数の開口又は蒸気通路２０５を含むことができる。以下に詳細に示すように、蒸気通路２０５によって、図９に示すように、化学的コーティング蒸気２０８が固定具２００を通過して、ハニカムセグメント２１０を覆う。ハニカムセグメント２１０は、固定具２００と直接接触することができる。もしくは、第１の中間部材２１５及び第２の中間部材２１６は、ハニカムセグメント２１０の反対面（個別に表記されていない）に配置することができる。さらに、他の固定具（やはり図示されていない）を第２の中間部材２１６上に配置することができる。このようにして、ハニカムセグメント２１０の全ての露出面をコーティングすることができる。
【００１９】
現時点で、例示的な実施形態は、ターボ機械に装着するか又はターボ機械の構成要素に取り付ける前に、ハニカムセグメントをコーティングする装置及び方法を記載することを理解されたい。換言すると、コーティングの前にハニカムセグメントを構成要素に取り付けていた従来技術とは対照的に、例示的な実施形態はハニカムセグメントをプレコートする。このようにして、例示的な実施形態は、製造を改善すると共に全体的な構成部品構造を単純にする。さらに、ハニカムセグメントは種々のプロセスでコーティング材料に曝すことができることを理解されたい。例えば、ハニカムセグメントを支持する固定具は、充填粉体中に埋め込まれて、熱を受けてコーティングを形成する。もしくは、ハニカムセグメントを固定具に取り付ける前に、粉体を複数の空隙に導入して加熱することができる。構成要素に取り付ける前に、ハニカムセグメントとコーティング材料との間の接合をもたらす他の方法も想定できる。さらに、例示的な実施形態は、ハニカムセグメントに対する最小接触面積を可能にする装置を提供する。このようにして、ハニカムセグメントは、処理後に装置から簡単に取り外すことができる。ハニカムセグメントは、処理後に脆弱なので、接触面積を少なくすると取り外しの際の割れ又は亀裂が好都合に低減する及び／又は無くなる。
【００２０】
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことは理解されたい。むしろ、本発明は、上記で説明されていない多くの変形、改造、置換、又は均等な構成を組み込むように修正することができるが、これらは、本発明の技術的思想及び範囲に相応する。加えて、本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本発明の態様は記載された実施形態の一部のみを含むことができる点を理解されたい。従って、本発明は、上述の説明によって限定されると見なすべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２１】
２  装置
４  第１の固定具
６  第２の固定具
８  ハニカムセグメント
１２  第１の表面セクション
１４  複数の案内部材
１６  第１の端部
１７  片持ちの第２の端部
２４  第２の表面セクション
２７  複数の開口
３６  第１の表面
３７  反対側の第２の表面
３９  複数の空隙又はセル
４３  第１の中間部材
４６  拡張プレート
４８  複数の開口
６０  コーティング材料
６２  ゲル又はスラリー
６３  ゲルタンク
６５  コーティング
６８  第２の中間部材
７２  拡張プレート
７４  複数の開口
９０  装置
９３  第１の固定具
９５  第２の固定具
９７  拡張プレート
９８  複数の開口
１００  曲面の第１の表面セクション
１０２  第２の表面セクション
１１０  平面又は曲面のハニカムセグメント
１１２  第１の表面
１１４  反対側の第２の表面
１１６  複数の空隙
１２０  中間部材
１２２  絶縁塗料テープ
１３０  コーティング材料
１３４  セメント
２００  固定具
２０５  複数の開口又は蒸気通路
２０８  化学的コーティング蒸気
２１０  ハニカムセグメント
２１５  第１の中間部材
２１６  第２の中間部材
【図１】
0006628508.tif 000002
【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】
0006628508.tif 000007
【図７】
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【図８】
0006628508.tif 000009
【図９】
0006628508.tif 000010
【図１０】
0006628508.tif 000011