【手続補正書】
【提出日】平成18年12月26日(2006.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温流路において高温ガス状流体が高温度装置を横切って流れるような該装置の高温流路内において使用するための、鏡面反射表面を有する構成部品であって、
高温燃焼ガス状流体の境界面を形成する表面を有する基体材料（１１０）と、
前記高温流体境界面を形成する前記基体表面を覆う所定の厚さを有する鏡面反射皮膜（１１６）と、を含み、
前記鏡面反射材料（１１６）は、十分に滑らかな加工粗さと前記高温流路（１２０）内温度に耐え得る高温性能とを有し、該鏡面反射材料（１１６）の表面は、入射する放射熱線の少なくとも８０％をその表面から遠ざからせて前記高温流路（１２０）内の流体に向かわせるように反射させることにより、前記皮膜（１１６）が、前記高温ガス状流体との接触による酸化を受けない、ことを特徴とする構成部品。
【請求項２】
前記基体材料（１１０）と前記鏡面反射皮膜（１１６）との間に設けられ、前記基体材料（１１０）を覆う断熱層を形成するセラミック材料（１１４）を更に具備し、
前記セラミック材料（１１４）の１つの表面（１１５）は、前記基体（１１０）と反対側に位置すると共に前記鏡面反射皮膜（１１６）に隣接するものであり、１．２７マイクロメートル（５０マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面粗さを有することを特徴とする、請求項１に記載の構成部品。
【請求項３】
高温流路において高温ガス状流体が高温度装置を横切って流れるような該装置の高温流路内において使用するための、鏡面反射表面を有するタービンノズル構成部品であって、
前記鏡面反射表面が高温燃焼ガス状流体の境界面を形成するような基体材料（１１０）と、
前記高温流体境界面を形成する前記基体表面を覆う所定の厚さを有する鏡面反射皮膜（１１６）と、を含み、
前記鏡面反射材料（１１６）は、十分に滑らかな加工粗さと高温性能とを有し、かつ該鏡面反射材料（１１６）の表面は、入射放射熱線の少なくとも約８０％をその表面から遠のくように前記高温流路（１２０）内のガスに向けて反射させることにより、前記皮膜（１１６）が、前記高温ガス状流体との接触による酸化を受けないことを特徴とするタービンノズル構成部品。
【請求項４】
前記基体材料（１１０）と前記鏡面反射皮膜（１１６）との間に設けられ、前記基体材料（１１０）を覆う断熱層を形成するセラミック材料（１１４）を更に具備し、前記セラミック材料（１１４）の表面（１１５）は、前記基体（１１０）と反対側に位置しかつ前記鏡面反射皮膜（１１６）に隣接し、この鏡面反射皮膜（１１６）は約１００マイクロインチ又はそれより滑らかな表面粗さを有し、前記鏡面反射皮膜（１１６）の表面が、２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面仕上げを有することを特徴とする、請求項３に記載のタービンノズル構成部品。
【請求項５】
該タービンノズル構成部品が、タービンベーン（６２）であり、前記基体材料（１１０）が、前縁と後縁とを有し、前記鏡面反射皮膜（１１６）は前記前縁のみに施されていることを特徴とする、請求項４に記載のタービンノズル構成部品。
【請求項６】
前記セラミック材料（１１４）の表面（１１５）は、前記基体（１１０）と反対側に位置しかつ前記鏡面反射皮膜（１１６）に隣接し、０．８１マイクロメートル（３２マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面粗さを有することを特徴とする、請求項５に記載のタービンノズル構成部品。
【請求項７】
前記鏡面反射皮膜（１１６）は、白金、パラジウム、酸化タンタル（ＴａＯ2）を含む誘電体ミラー、シリカ（ＳｉＯ2）を含む誘電体ミラー、二酸化チタン（ＴｉＯ2）を含む誘電体ミラー及びその組合せ、から成る材料群から選ばれることを特徴とする、請求項５に記載のタービンノズル構成部品。
【請求項８】
前記基体材料（１１０）が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びその組合せから成る群から選ばれた超合金から成る群から選ばれた高温超合金であることを特徴とする、請求項３に記載の構成部品。
【請求項９】
ガスタービンエンジンの高温流路内で使用するための、鏡面反射表面を有するタービンノズルを製造する方法であって、
基体材料（１１０）で構成された、前縁と後縁とを有するタービンノズルベーン（６２）を準備し、
高温流体境界面を形成する、前記タービンノズルベーン（６２）の少なくとも前記前縁の基体表面上にセラミック断熱皮膜システムを付着させ、
前記基体表面を覆う前記断熱皮膜システムの外側層を形成するセラミック皮膜（１１４）の、該基体表面と反対側に位置する表面（１１５）を機械的に加工して、２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）又はそれより滑らかな表面仕上げを行い、
前記セラミック皮膜（１１４）の前記表面（１１５）上に鏡面反射皮膜（１１６）を所定の厚さに付着させ、
前記皮膜（１１４）を付着させるための本方法は、２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）又はそれより滑らかな皮膜表面仕上げを提供するものであり、前記鏡面反射皮膜（１１６）の１つの外側表面は、前記基体（１１０）と反対側に位置すると共に、エンジン（１０、３０）の前記高温流路（１２０）内のガス状流体に曝される、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記セラミック皮膜（１１４）の前記表面（１１５）を機械的に加工する工程が、１．２７マイクロメートル又はそれより滑らかな表面仕上げを得ることを特徴とする、請求項９に記載のタービンノズル構成部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
過去においてＴＢＣ上に材料を付着させるような従来型流路表面の幾つかの改良が行われてきたが、これらの改良は、未燃炭化水素（ＵＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）のような汚染物質のエミッションを減少させることを目的としている。このような改良の１つのが、本発明の出願人に譲渡されたＷｅｉｌ他に付与された米国特許第５，３５５，６６８号に述べられているが、この特許は、白金、酸化ニッケル、酸化クロム、又は酸化コバルトなどの触媒をタービンノズルのような構成部品の断熱皮膜の流路表面上に直接付着させることを教示している。触媒層は、流路表面の選択された部分に付着されて、燃料を触媒燃焼させる。触媒物質は、燃焼過程により生じる未燃焼炭化水素（ＵＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）のような大気汚染物質を減少させるように選択される。触媒層は、０．０２５乃至０．２５ｍｍ（０．００１乃至０．０１０インチ）の厚さに付着されており、また触媒反応を促進するために高温ガスとの接触を最大にするのに利用できる表面積を増大させるために約２．５４乃至６．３５マイクロメートル（１００乃至２５０マイクロインチ）の表面粗さを有するような、ある程度粗くかつ多孔性である。粗い表面は、触媒表面との接触を促進する幾らかの乱流を形成するのを助ける。
【特許文献１】米国特許第５，３５５，６６８号明細書
【特許文献２】米国特許 4004426号明細書
【特許文献３】米国特許 4122673号明細書
【特許文献４】米国特許 4314442号明細書
【特許文献５】米国特許 4384452号明細書
【特許文献６】米国特許4543039 号明細書
【特許文献７】米国特許 4825647号明細書
【特許文献８】米国特許 5127793号明細書
【特許文献９】米国特許 5224822号明細書
【特許文献１０】米国特許 5299910号明細書
【特許文献１１】米国特許 5475722号明細書
【特許文献１２】米国特許 5484263号明細書
【特許文献１３】米国特許 5634768号明細書
【特許文献１４】米国特許 5851679号明細書
【特許文献１５】米国特許 5867977号明細書
【特許文献１６】米国特許 6012286号明細書
【特許文献１７】米国特許 6095750号明細書
【特許文献１８】米国特許 6210791号明細書
【特許文献１９】米国特許 6652987号明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明は、基体材料を保護するために使用される断熱システムのような現存のセラミック材料上に直接付着された高温鏡面光学反射体を利用する。これらの鏡面光学反射体は、ガス流路に沿った構成部品の表面の冷却孔に悪影響を与えないような方法で、非常に薄い皮膜として付着される。断熱皮膜を付着させるための従来型の公知の技術により形成された表面は、薄い皮膜が光学反射体として機能するには余りにも粗過ぎる。これらの鏡面反射体が２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）又はそれよりも大きい表面仕上げを有する従来型の断熱皮膜上に付着された場合には、粗い表面は放射熱を多数の異なる方向へ散乱させ、熱を高速で移動している流体に伝達して戻す上で効果的でない。触媒被覆として使用される場合のように皮膜が多孔性である場合には、放射熱は基体内に再吸収されるので、光学反射体として使用することができない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明の別の実施形態においては、タービンノズルは、標準的な製造方法に従って製造される。標準的な光線追跡プログラムを使用して、本発明の鏡面光学皮膜で被覆されるタービンノズルの幾何学形状を最適化することができる。更に、これもまた鏡面光学皮膜により恩恵を受けている可能性がある隣接するタービンブレードからの反射又は屈折によりその上に熱が反射される表面が存在する場合がある。図４を参照すると、タービンノズル６２は、高温で使用するのに適した基体１１０を含む。上に述べたように、基体１１０は、幾つかの材料から選択されることができる。しかしながら、図４に示すように、基体１１０は、高温ニッケル基超合金である。ボンドコート１１２が、ニッケル基合金基体上に付着される。ボンドコート１１２を覆うのは、粗い表面仕上げの表面１１５を有するセラミック層１１４である。本明細書で用いる場合、「粗い表面仕上げ」という用語は、約２．５４マイクロメートル（１００マイクロインチ）よりも大きい表面仕上げである。基体がセラミックマトリックス複合材料のような使用可能な異なる材料の１つから選択される場合には、ボンドコート１１２は省略してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
【図１】高バイパス式ターボファンガスタービンエンジンの概略図。
【図２】オーグメンタを装備した低バイパス式ターボファンガスタービンエンジンの概略図。
【図３】ガスタービンエンジンの燃焼器及び高圧タービンセクションの概略図。
【図４】従来型の断熱層システムを付着させた後のガスタービンエンジンの製造されたままの高圧タービンベーンの断面図。
【図５】セラミック上層皮膜の外表面を滑らかにして、１．２７マイクロメートル（５０マイクロインチ）又はそれよりも微細な表面仕上げを達成した後における、ガスタービンエンジンの高圧タービンベーンの断面図。
【図６】滑らかなセラミック上層皮膜上に付着された、本発明の光学反射体の概略図。