(57)【要約】【課題】 翼本体３の機械的強度の低下を抑制しつつ、フィルム冷却の効率を高める。【解決手段】中空状の構成された翼本体３と、翼本体３に貫通して形成された冷却空気孔１３と、翼本体３の表面に冷却空気孔１３を覆うように形成されたポーラスな肉盛層１５と、を具備してあって、肉盛層１５は、翼本体３の表面と圧粉体電極１７との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより翼本体３の表面に圧粉体電極１７の電極材料が堆積及び／又は溶着することによって形成されたこと。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体作動ベースの外側へ流体を噴出させるための流体噴出構造において、
前記流体作動ベースに貫通して形成され、流体が流れる流体孔と；
前記流体作動ベースの表面に前記流体孔を覆うように形成され、表面側へ流体を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とする流体噴出構造。
【請求項２】
冷却ベースの外側へ冷却空気を噴出させるための冷却空気噴出構造において、
前記冷却ベースに貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と；
前記冷却ベースの表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とする冷却空気噴出構造。
【請求項３】
ガスタービンに用いられる中空状のタービン部品の被冷却部の外側へ冷却空気を噴出させて、前記タービン部品の被冷却部を冷却するための冷却空気噴出構造において、
前記タービン部品の被冷却部に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と；
前記タービン部品の被冷却部の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極してなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とする冷却空気噴出構造。
【請求項４】
請求項１に記載の流体噴出構造を製造するための流体噴出構造の製造方法において、
流体作動ベースに流体が流れる流体孔を形成する孔形成工程と；
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と；
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と；
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と、を具備してなることを特徴とする流体噴出構造の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の冷却空気噴出構造を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法において、
冷却ベース部材に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と；
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と；
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と；
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と；を具備してなることを特徴とする冷却空気噴出構造の製造方法。
【請求項６】
請求項３に記載の冷却空気噴出構造を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法において、
タービン部品の被冷却部に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と；
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と；
前記充填工程が終了した後に、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と；
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と；を具備してなることを特徴とする冷却空気噴出構造の製造方法。
【請求項７】
ガスタービンに用いられる中空状のタービン翼において、
中空状の構成され、内部が冷却空気源に連通した翼本体と；
前記翼本体に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と；
前記翼本体の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記翼本体の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記翼本体の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とするタービン翼。
【請求項８】
前記耐酸化金属は、耐熱Ｎｉ合金、耐熱Ｃｏ合金、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ、ＮｉＣｒいずれか１種の材料又は複数種以上からなる混合材料であることを特徴とする請求項７に記載のタービン翼。
【請求項９】
前記セラミックスは、ｃＢＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＮ、ＴｉＢ2、ＷＣ、Ｃｒ3Ｃ2、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｂ4Ｃ、Ｓｉ3Ｎ4、ＶＮ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2いずれか１種の材料又は複数種以上からなる混合材料であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のタービン翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体作動ベースの外側へ流体を噴出させるための流体噴出構造（冷却空気噴出構造を含む）、この流体噴出構造を製造するための流体噴出構造の製造方法（冷却空気噴出構造の製造方法を含む）、ガスタービンに用いられるタービン翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンにはタービン翼が用いられ、前記タービン翼の翼本体は前記タービンの稼働中に燃焼ガスの影響によって高温環境下に置かれるため、従来から、次のように前記タービン翼の前記翼本体を冷却している。
【０００３】
即ち、前記翼本体は中空状に構成されてあって、前記翼本体の内部は冷却空気源（例えば前記ガスタービンにおける圧縮機の圧縮機ケース内部）に連通してある。そして、前記翼本体には、冷却空気が流れる複数の冷却空気孔が貫通して形成れている。
【０００４】
従って、冷却空気が前記冷却空気源から前記翼本体の内部へ供給され、複数の前記冷却空気孔を流れると、前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、前記翼本体の表面に冷却空気フィルムが形成されて、前記冷却空気フィルムによって燃焼ガスから前記翼本体を遮蔽しつつ、前記翼本体をフィルム冷却（流体作動の一例）することができる。
【０００５】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１に示すものがある。
【特許文献１】特開平７−１９００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記翼本体（流体作動ベースの一例）の冷却効率（流体作動の効率の一例）を高めるためには、前記冷却空気孔の個数を増やして冷却空気の噴射箇所を増やしたり、前記冷却孔の孔径を小さしたりする必要がある。
【０００７】
しかしながら、前記冷却空気孔の個数を増やすと、前記翼本体の機械的強度が低下したり、前記冷却孔の孔径を小さくすると、冷却孔（流体孔の一例）の加工の難易度が高まって、加工コストが高くなったりするという問題がある。即ち、前記翼本体の機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、前記翼本体の冷却効率を高めることは容易でないという問題がある。
【０００８】
なお、前述の問題は、前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させて、前記翼本体をフィルム冷却するための構造についてのみ生じるものではなく、前記翼本体以外の冷却ベースの外側へ冷却空気を噴出させるための構造、或いは前記冷却ベース以外の流体作動ベースの外側へ冷却空気以外の流体を噴出させるための構造についても同様に生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明にあっては、流体作動ベースの外側へ流体を噴出させるための流体噴出構造において、
前記流体作動ベースに貫通して形成され、流体が流れる流体孔と；
前記流体作動ベースの表面に前記流体孔を覆うように形成され、表面側へ流体を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明特定事項によると、流体が前記流体孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ流体を浸出させて、前記流体作動ベースの外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記流体作動ベースに孔径の小さい多数の前記流体孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記流体作動ベースの外側へ流体を噴出させることができる。これによって、冷却、清掃等の流体作動を効率よく行うことができる。
【００１１】
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記流体作動ベースの母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記流体作動ベースに強固に結合させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明にあっては、冷却ベース（流体作動ベース）の外側へ冷却空気を噴出させるための冷却空気噴出構造において、
前記冷却ベースに貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と；
前記冷却ベースの表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明特定事項によると、冷却空気が前記冷却空気孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ冷却空気を浸出させて、前記冷却ベースの外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記冷却ベースに孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記冷却ベースの外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、冷却空気によって効率よく冷却することができる。なお、冷却の主対象は、前記冷却ベースであるとは限らない。
【００１４】
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記冷却ベースの母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記冷却ベースに強固に結合させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明にあっては、ガスタービンに用いられる中空状のタービン部品の被冷却部（冷却ベースの１つ）の外側へ冷却空気を噴出させて、前記タービン部品の被冷却部を冷却するための冷却空気噴出構造において、
前記タービン部品の被冷却部に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔（流体孔の１つ）と；
前記タービン部品の被冷却部の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極してなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
【００１６】
なお、前記タービン部品の被冷却部には、タービン翼の翼本体、タービンシュラウドのシュラウド本体等が含まれる。
【００１７】
請求項３に記載の発明特定事項によると、冷却空気が前記冷却空気孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ冷却空気を浸出させて、前記タービン部品の被冷却部の外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記タービン部品の被冷却部に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記タービン部品の被冷却部の外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、前記タービン部品の被冷却部を効率よく冷却することができる。
【００１８】
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記タービン部品の被冷却部の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記タービン部品の被冷却部に強固に結合させることができる。
【００１９】
更に、前記肉盛層はポーラスな組織により構成されているため、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有する。また、前記圧粉体電極は耐酸化金属の粉末等を圧縮成形した圧粉体からなって、前記肉盛層は前記圧粉体電極等の電極材料等が堆積及び／又は溶着することによって形成されるため、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有する。
【００２０】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項１に記載の流体噴出構造を製造するための流体噴出構造の製造方法において、
流体作動ベースに流体が流れる流体孔を形成する孔形成工程と；
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と；
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記流体作動ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記流体作動ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と；
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と、を具備してなることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００２２】
請求項５に記載の発明にあっては、請求項２に記載の冷却空気噴出構造を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法において、
冷却ベース部材に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と；
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と；
前記充填工程が終了した後に、金属の粉末、或いは金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記冷却ベースの表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記冷却ベースの表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と；
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と；を具備してなることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明特定事項によると、請求項２に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００２４】
請求項６に記載の発明にあっては、請求項３に記載の冷却空気噴出構造を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法において、
タービン部品の被冷却部に冷却空気が流れる冷却空気孔を形成する孔形成工程と；
前記孔形成工程が終了した後に、通電性を有する通電材料の粉末を前記冷却空気孔に充填する充填工程と；
前記充填工程が終了した後に、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記タービン部品の被冷却部の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記タービン部品の被冷却部の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって、ポーラスな組織により構成された肉盛層を前記冷却空気孔を覆うように形成する肉盛層形成工程と；
前記肉盛層形成工程が終了した後に、前記冷却空気孔から前記通電材料の粉末を除去する除去工程と；を具備してなることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明特定事項によると、請求項３に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００２６】
請求項７に記載の発明にあっては、ガスタービンに用いられる中空状のタービン翼（タービン部品の１つ）において、
中空状の構成され、内部が冷却空気源に連通した翼本体（タービン部品の被冷却部の１つ）と；
前記翼本体に貫通して形成され、冷却空気が流れる冷却空気孔と；
前記翼本体の表面に前記冷却空気孔を覆うように形成され、表面側へ冷却空気を浸出させるようにポーラスな組織により構成された肉盛層と；を具備してあって、
前記肉盛層は、耐酸化金属の粉末、或いは耐酸化金属の粉末とセラミックスの粉末との混合物の粉末を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、前記翼本体の表面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、前記翼本体の表面に前記圧粉体電極の電極材料或いは該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたことを特徴とする。
【００２７】
ここで、前記タービン翼は、タービン静翼又はタービン動翼であるか否か問わない。
【００２８】
請求項７に記載の発明特定事項によると、冷却空気が前記冷却空気源から前記翼本体の内部へ供給され、前記冷却空気孔を流れると、前記肉盛層の前記ポーラスな組織を経由して前記肉盛層の表面側へ冷却空気を浸出させて、前記翼本体の外側へ噴出させることができる。換言すれば、前記翼本体に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させることができる。これによって、前記翼本体の表面に冷却空気フィルムが形成されて、前記冷却空気フィルムによって燃焼ガスから前記翼本体を遮蔽しつつ、前記翼本体をフィルム冷却（冷却空気による冷却の１つ）することができる。
【００２９】
また、放電エネルギーにより形成された前記肉盛層と前記翼本体の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記肉盛層を前記翼本体に強固に結合させることができる。
【００３０】
更に、前記肉盛層はポーラスな組織により構成されているため、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有する。また、前記圧粉体電極は耐酸化金属の粉末等を圧縮成形した圧粉体からなって、前記肉盛層は前記圧粉体電極等の電極材料等が堆積及び／又は溶着することによって形成されるため、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有する。
【００３１】
請求項８に記載の発明にあっては、請求項７に記載の発明特定事項の他に、前記耐酸化金属は、耐熱Ｎｉ合金、耐熱Ｃｏ合金、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ、ＣｏＮｉＣｒＡｌ、ＮｉＣｒいずれか１種の材料又は複数種以上からなる混合材料であることを特徴とする。
【００３２】
請求項８に記載の発明特定事項によると、請求項７に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００３３】
請求項９に記載の発明にあって、請求項７又は請求項８に記載の発明特定事項による作用の他に、前記セラミックスは、ｃＢＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＮ、ＴｉＢ2、ＷＣ、Ｃｒ3Ｃ2、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｂ4Ｃ、Ｓｉ3Ｎ4、ＶＮ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2いずれか１種の材料又は複数種以上からなる混合材料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１又は請求項４に記載の発明によれば、前記流体作動ベースに孔径の小さい多数の前記流体孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記流体作動ベースの外側へ流体を噴出させることができるため、前記流体作動ベースの機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、流体噴出構造による流体作動の効率を高めることができる。
【００３５】
また、前記肉盛層を前記流体作動ベースに強固に結合させることができるため、前記流体噴出構造の品質（前記肉盛層の品質）が安定する。
【００３６】
請求項２又は請求項５に記載の発明によれば、前記冷却ベースに孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記冷却ベースの外側へ冷却空気を噴出させることができるため、前記冷却ベースの機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、冷却噴出構造による冷却の効率（流体作動の効率の１つ）を高めることができる。
【００３７】
また、前記肉盛層を前記冷却ベースに強固に結合させることができるため、前記冷却空気噴出構造の品質（前記肉盛層の品質）が安定する。
【００３８】
請求項３又は請求項６に記載の発明によれば、前記タービン部品の被冷却部に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、前記肉盛層における極めて小さい多数の噴出箇所から前記タービン部品の被冷却部の外側へ冷却空気を噴出させることができるため、前記タービン部品の被冷却部の機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、前記タービン部品の冷却の効率を高めることができる。
【００３９】
また、前記肉盛層を前記タービン部品の被冷却部に強固に結合させることができるため、前記冷却空気噴出構造の品質（前記肉盛層の品質）が安定する。
【００４０】
更に、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有するため、冷却空気の流量を減らして、前記ガスタービンエンジンのエンジン効率の低下を抑制できる。また、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有するため、冷却空気噴出構造の寿命、換言すれば前記タービン部品の寿命を延ばすことができる。
【００４１】
請求項７から請求項９のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記翼本体に孔径の小さい多数の前記冷却空気孔を形成することなく、極めて小さい多数の噴出箇所から前記翼本体の外側へ冷却空気を噴出させることができるため、前記翼本体の機械的強度の低下及び加工コストを抑制しつつ、前記タービン翼のフィルム冷却の効率を高めることができる。
【００４２】
また、前記肉盛層を前記翼本体に強固に結合させることができるため、前記冷却空気噴出構造の品質（前記肉盛層の品質）が安定する。
【００４３】
更に、前記肉盛層の熱伝導率は低くなって、前記肉盛層は熱遮蔽性を有するため、冷却空気の流量を減らして、前記ガスタービンエンジンのエンジン効率の低下を抑制できる。また、前記肉盛層は十分な耐酸化性を有するため、前記タービン翼の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の最良の形態について図１から図３を参照して説明する。
【００４５】
ここで、図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるI-I線に沿った図であって、図１（ｂ）は、本発明の最良の形態に係わるタービン翼の側面図であって、図２及び図３は、本発明の最良の形態に係わる冷却空気噴出構造の製造方法を説明するための図である。なお、「前後」とは、特許公報掲載時の各図の向きを基準として、図１から図３において左右のことをいう。
【００４６】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の最良の形態に係わるタービン翼１は、ジェットエンジン（ガスタービンの一例）における高圧タービン（図示省略）に用いられるものであって、筒状に構成された翼本体３をベースとして具備している。また、翼本体３の先端側には、円弧状のアウターバンド５が一体的に設けられており、翼本体３の基端側には、円弧状のインナーバンド７が一体的に設けられてあって、このインナーバンド７には、開口部９が形成されている。ここで、翼本体３の内部は、開口部９を介して冷却空気源（本発明の最良の形態にあっては前記ジェットエンジンにおける圧縮機の圧縮機ケース（図示省略）の内部）に連通してある。
【００４７】
なお、特開平７−１９００２号公報に示すように、翼本体３の内部には、翼本体３の内面側へ冷却空気を噴出する複数の噴出孔を備えたインサート部材が設けられるようにしてもよい。
【００４８】
本発明の最良の形態に係わるタービン翼１は冷却空気噴出構造１１を具備しており、この冷却空気噴出構造１１は、翼本体３の外側へ冷却空気ＣＡを噴出させて、翼本体３をフィルム冷却するための構造である。
【００４９】
即ち、翼本体３の前縁部（前縁部近傍を含む）には、冷却空気ＣＡが流れる複数の冷却空気孔１３が貫通して形成されている。そして、翼本体３の前縁部には、肉盛層１５が複数の冷却空気孔１３を覆うように形成されており、この肉盛層１５は、肉盛層１５の表面側へ冷却空気ＣＡを浸出させるようにポーラスな組織により構成されている。特に、肉盛層１５は、図２（ｃ）に示すように、圧粉体電極１７を用い、電気絶縁性のある液中又は気中において翼本体３の前縁部の表面と圧粉体電極１７との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、翼本体３の前縁部の表面に圧粉体電極１７の電極材料又は該電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって形成されたものである。
【００５０】
ここで、圧粉体電極１７とは、耐酸化金属の粉末、或いは前記耐酸化金属の粉末とセラミックス（例えばｃＢＮ、ＴｉＣ、ＷＣ、ＳｉＣ、Ｃｒ3Ｃ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2−Ｙ等）の粉末との混合物を圧縮成形した圧粉体、或いは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる電極のことである。また、本発明の最良の形態にあっては、前記耐酸化金属は、耐熱Ｎｉ合金、耐熱Ｃｏ合金、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ、ＣｏＮｉＣｒＡｌＹ、ＮｉＣｒいずれか１種の材料又は複数種以上からなる混合材料であって、前記セラミックスは、ｃＢＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＮ、ＴｉＢ2、ＷＣ、Ｃｒ3Ｃ2、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｂ4Ｃ、Ｓｉ3Ｎ4、ＶＮ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2いずれか１種の材料又は複数種以上からなる混合材料である。なお、圧粉体電極１７の先端部の形状は、翼本体３の前縁部の形状に対応した雌形状を呈している。
【００５１】
次に、冷却空気噴出構造１１を製造するための冷却空気噴出構造の製造方法について説明する。
【００５２】
図２（ａ）に示すように、レーザ加工又は放電加工等によって翼本体３の前縁部に冷却空気ＣＡが流れる冷却空気孔１３を形成する（孔形成工程）。なお、翼本体３を鋳造によって成型する際に、冷却空気孔１３を形成しても差し支えない。次に、図２（ｂ）に示すように、通電性を有する通電材料の粉末１９を冷却空気孔１３に充填する（充填工程）。ここで、通電材料の粉末１９としては、グラファイトの粉末の他に、通電性を有するセラミックスの粉末等が含まれる。
【００５３】
前記充填工程が終了した後に、図２（ｃ）に示すように、電気絶縁性のある気中又は液中において翼本体３の前縁部の表面と圧粉体電極１７との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより、翼本体３の前縁部の表面に圧粉体電極１７の前記電極材料又は前記電極材料の反応物質が堆積及び／又は溶着することによって、図３（ａ）に示すように、肉盛層１５を複数の冷却空気孔１３を覆うように形成する（肉盛層形成工程）。そして、図３（ｂ）に示すように、複数の冷却空気孔１３から通電材料の粉末１９を除去する（除去工程）ことにより、冷却空気噴出構造１１の製造が終了する。なお、通電材料の粉末１９としては、グラファイトの粉末を用いた場合には、放電の際に通電材料の粉末１９が翼本体３に溶着しないため、通電材料の粉末１９の除去が簡単になる。
【００５４】
次に、本発明の最良の形態の作用について簡単に説明する。
【００５５】
冷却空気ＣＡが前記冷却空気源から翼本体３の内部へ供給され、複数の冷却空気孔１３を流れると、肉盛層１５の前記ポーラスな組織を経由して肉盛層１５の表面側へ冷却空気ＣＡを浸出させて、翼本体３の外側へ噴出させることができる。換言すれば、翼本体３に多数の冷却空気孔１３を形成することなく、肉盛層１５における多数の噴出箇所から翼本体３の外側へ冷却空気ＣＡを噴出させることができる。これによって、翼本体３の表面に冷却空気フィルムが形成されて、前記冷却空気フィルムによって燃焼ガスから翼本体３を遮蔽しつつ、翼本体３をフィルム冷却（冷却空気ＣＡによる冷却の１つ）することができる。
【００５６】
また、放電エネルギーにより形成された肉盛層１５と翼本体３の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、肉盛層１５を翼本体３に強固に結合させることができる。
【００５７】
更に、肉盛層１５はポーラスな組織により構成されているため、肉盛層１５の熱伝導率は低くなって、肉盛層１５は熱遮蔽性を有する。また、圧粉体電極１７は耐酸化金属の粉末等を圧縮成形した圧粉体からなって、肉盛層１５は圧粉体電極１７等の電極材料等が堆積及び／又は溶着することによって形成されるため、肉盛層１５は十分な耐酸化性を有する。
【００５８】
以上の如き、本発明の最良の形態によれば、翼本体３に孔径の小さい多数の冷却空気孔１３を形成することなく、肉盛層１５における極めて小さい多数の噴出箇所から翼本体３の外側へ冷却空気ＣＡを噴出させることができるため、翼本体３の機械的強度の低下を抑制しつつ、フィルム冷却の効率を高めることができる。
【００５９】
また、肉盛層１５を翼本体３に強固に結合させることができるため、冷却空気噴出構造１１の品質（肉盛層１５の品質）が安定する。
【００６０】
更に、肉盛層１５の熱伝導率は低くなって、肉盛層１５は熱遮蔽性を有するため、冷却空気ＣＡの流量を減らして、前記ジェットエンジンのエンジン効率の低下を抑制できる。また、肉盛層１５は十分な耐酸化性を有するため、タービン翼１の寿命を延ばすことができる。
【００６１】
なお、本発明は、前述の発明の最良の形態の説明に限るものではなく、冷却噴出構造１１と略同じ構成を、翼本体３以外の冷却ベースの外側へ冷却空気ＣＡを噴出させるための構造、或いは前記冷却ベース以外の流体作動ベースの外側へ冷却空気ＣＡ以外の流体を噴出させるための構造に適用することも可能であって、適用した場合には前述と同様の作用・効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるI-I線に沿った図であって、図１（ｂ）は、本発明の最良の形態に係わるタービン翼の側面図である。
【図２】本発明の最良の形態に係わる冷却空気噴出構造の製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の最良の形態に係わる冷却空気噴出構造の製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１            タービン翼
３            翼本体
１１            冷却空気噴出構造
１３            冷却空気孔
１５            肉盛層
１７            圧粉体電極
【図１】
2005220824.tif 000003
【図２】
2005220824.tif 000004
【図３】
2005220824.tif 000005