(57)【要約】【課題】耐熱コーティングを施した物品及びその製造方法を提供する。【解決手段】耐熱コーティングを施した物品の製造方法は、ａ）第１表面（６６）及び第２表面（６８）を有する物品（５８Ａ）であって、第１表面から、第１表面から遠ざかる方向に及び第２表面から遠ざかる方向に延びる複数の突出部（７０）を有し、各突出部は、第１表面と隣接した第１端（７２）及び第１表面から遠方の第２端（７４）を有する、物品を形成する工程と、ｂ）耐熱コーティング（７６）を、各突出部の周囲の物品の第１表面（６６）に、及び突出部の第２端（７４）に付着する工程と、ｃ）突出部の第２端（７４）から耐熱コーティング（７６）を除去する工程と、ｄ）物品の第２表面から物品を通って及び夫々の突出部を通って夫々の突出部の第２端まで延びる少なくとも一つの通路（８２）を各突出部を通して形成する工程とを有する。前記物品（５８Ａ）は、ガスタービンエンジンの燃焼器タイル、タービンブレード、又はタービンベーンであってもよい。【選択図】図７
2013194324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱コーティングを施した物品において、
前記物品は、第１表面及び第２表面を有し、
前記物品は、前記第１表面から、前記第１表面から遠ざかる方向に及び前記第２表面から遠ざかる方向に延びる少なくとも一つの突出部を有し、
前記突出部は、前記第１表面と隣接した第１端及び前記第１表面から遠方の第２端を有し、
前記少なくとも一つの突出部の前記第２端は表面を有し、
前記物品は、前記物品の前記第２表面から前記物品を通って、前記少なくとも一つの突出部を通って前記少なくとも一つの突出部の前記第２端の前記表面まで延びる少なくとも一つの通路を有し、
前記少なくとも一つの通路は、流出冷却口であり、
前記物品は、前記少なくとも一つの突出部の周囲の前記第１表面上に耐熱コーティングを有する、耐熱コーティングを施した物品。
【請求項２】
請求項１に記載の耐熱コーティングを施した物品において、
前記物品は、前記第１表面から、前記第１表面から遠ざかる方向に及び前記第２表面から遠ざかる方向に延びる複数の突出部を有し、
各突出部は、前記第１表面と隣接した第１端及び前記第１表面から遠方の第２端を有し、
各突出部の前記第２端は表面を有し、
前記物品は、前記物品の前記第２表面から延びる複数の通路を有し、
各通路は、前記物品の前記第２表面から前記物品を通って及び前記突出部の夫々一つを通って前記夫々の突出部の前記第２端の前記表面まで延び、
前記物品は、各突出部の周囲の前記第１表面上に耐熱コーティングを有する、耐熱コーティングを施した物品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の耐熱コーティングを施した物品において、
前記少なくとも一つの突出部の前記第２端は、前記物品の前記第１表面から第１距離のところに配置されており、
前記耐熱コーティングは第１厚さを有し、
前記第１距離は、少なくとも前記第１厚さと等しい、耐熱コーティングを施した物品。
【請求項４】
請求項１、２、又は３に記載の耐熱コーティングを施した物品において、
前記耐熱コーティングは、前記物品の前記第１表面上に設けられた金属結合コーティングと、前記金属結合コーティング上に設けられたセラミック耐熱コーティングとを備えた、耐熱コーティングを施した物品。
【請求項５】
請求項４に記載の耐熱コーティングを施した物品において、
前記金属結合コーティングは、ＭＣｒＡｌＹコーティング及びアルミナイドコーティングからなる群から選択され、ここでＭは、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＦｅのうちの一つ又はそれ以上である、耐熱コーティングを施した物品。
【請求項６】
請求項４に記載の耐熱コーティングを施した物品において、
前記セラミック耐熱コーティングは、安定化ジルコニア及びイットリア安定化ジルコニアからなる群から選択される、耐熱コーティングを施した物品。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の耐熱コーティングを施した物品において、
前記物品は、燃焼器タイル、タービンブレード、又はタービンベーンからなる群から選択される、耐熱コーティングを施した物品。
【請求項８】
耐熱コーティングを施した物品の製造方法において、
ａ）第１表面及び第２表面を有する物品であって、前記第１表面から、前記第１表面から遠ざかる方向に及び前記第２表面から遠ざかる方向に延びる少なくとも一つの突出部を有し、前記少なくとも一つの突出部は、前記第１表面と隣接した第１端及び前記第１表面から遠方の第２端を有し、前記少なくとも一つの突出部の前記第２端は表面を有する、物品を形成する工程と、
ｂ）耐熱コーティングを、前記少なくとも一つの突出部の周囲の前記物品の前記第１表面に、及び前記少なくとも一つの突出部の前記第２端の表面に付着する工程と、
ｃ）前記少なくとも一つの突出部の前記第２端から前記耐熱コーティングを除去する工程と、
ｄ）前記物品の前記第２表面から前記物品を通って及び前記少なくとも一つの突出部を通って前記少なくとも一つの突出部の前記第２端の前記表面まで延びる少なくとも一つの通路を前記少なくとも一つの突出部を通して形成する工程とを有し、前記少なくとも一つの通路は流出冷却口である、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記工程ａ）は、前記第１表面から、前記第１表面から遠ざかる方向及び前記第２表面から遠ざかる方向に延びる複数の突出部を持つ物品であって、各突出部は、前記第１表面と隣接した第１端及び前記第１表面から遠方の第２端を有し、各突出部の前記第２端は表面を有する、物品を形成する工程を含み、
前記工程ｂ）は、前記突出部の各々の周囲の前記物品の前記第１表面に、及び前記突出部の各々の前記第２端の前記表面に耐熱コーティングを付着する工程を含み、
前記工程ｃ）は、前記突出部の各々の前記第２端から前記耐熱コーティングを除去する工程を含み、
前記工程ｄ）は、前記物品の前記第２表面から前記物品を通って、及び夫々の突出部を通って前記夫々の突出部の前記第２端の表面まで延びる通路を、各突出部を通して形成する工程を含む、方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の方法において、
前記少なくとも一つの突出部の前記第２端は、前記物品の前記第１表面から第１距離のところに配置されており、前記耐熱コーティングは第１厚さを有し、前記第１距離は、少なくとも前記第１厚さと等しい、方法。
【請求項１１】
請求項８、９、又は１０に記載の方法において、
前記工程ｂ）は、前記物品の前記第１表面に金属結合コーティングを付着する工程と、前記金属結合コーティングにセラミック耐熱コーティングを付着する工程とを含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記金属結合コーティングは、ＭＣｒＡｌＹコーティング及びアルミナイドコーティングからなる群から選択され、ここでＭは、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＦｅのうちの一つ又はそれ以上である、方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の方法において、
前記セラミック耐熱コーティングは、安定化ジルコニア及びイットリア安定化ジルコニアからなる群から選択される、方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記物品は、燃焼器タイル、タービンブレード、又はタービンベーンからなる群から選択される、方法。
【請求項１５】
請求項８乃至１４のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記工程ａ）は、鋳造及び直接レーザー蒸着からなる群から選択された方法で、前記物品と、前記少なくとも一つの突出部とを形成する工程を含む、方法。
【請求項１６】
請求項８乃至１５のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記工程ｃ）は、機械加工工程を含む、方法。
【請求項１７】
請求項８乃至１６のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記工程ｄ）は、放電加工工程を含む、方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の方法において、
前記工程ｂ）は、プラズマ溶射、溶射、及びＨＶＯＦからなる群から選択された方法により、前記金属結合コーティングを付着する工程を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の方法において、
前記工程ｂ）は、プラズマ溶射、溶射、及びＨＶＯＦからなる群から選択された方法により、前記セラミック耐熱コーティングを付着する工程を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１０に記載の方法において、
前記工程ｄ）は、前記第１距離が前記第１厚さよりも小さくなるように前記突出部の少なくとも一部を除去する工程を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱コーティングを施した物品及びその製造方法に関し、更に詳細には、耐熱コーティングを施した燃焼器タイル、耐熱コーティングを施したタービンブレード、又は耐熱コーティングを施したタービンベーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼器タイルが比較的高い温度で作動できるように、燃焼器タイルには耐熱コーティングが施される。燃焼器タイルには、燃焼器タイルが比較的高い温度で作動できるように、燃焼器タイルの表面上にクーラントの薄膜を形成するための流出口（滲出口）が設けられる。
【０００３】
流出口（滲出口）は、従来、レーザー加工、放電加工、又は電解加工によって燃焼器タイルに形成されていた。
耐熱コーティング及び流出口を備えた燃焼器タイルには幾つかの問題がある。
【０００４】
燃焼器タイルに流出口を形成する前に耐熱コーティングを燃焼器タイルに付着した場合には、流出口のレーザー加工（ドリル加工）と関連した高いエネルギにより耐熱コーティングが燃焼器タイルから層間剥離する場合がある。耐熱コーティングの層間剥離が起こらないようにするためにレーザー加工（ドリル加工）を遥かに低いエネルギで実施すると、流出口の製造に要する時間及び費用が増大するため、大量生産に適しなくなる。
【０００５】
燃焼器タイルに流出口を形成する前に耐熱コーティングを燃焼器タイルに付着した場合には、セラミック耐熱コーティングが導電性でないため、放電加工又は電解加工によって燃焼器タイルのセラミック耐熱コーティングを通して流出口を形成することができない。
【０００６】
燃焼器タイルに耐熱コーティングを付着する前に流出口を燃焼器タイルに形成した場合には、耐熱コーティングの付着により流出口が部分的に又は完全に塞がってしまう場合がある。流出口が塞がるとクーラントの流れが減少し、燃焼器タイルの局所的加熱を生じるため、受け入れ難いことである。
【０００７】
耐熱コーティングの付着中に流出口が塞がらないようにするため、流出口内にマスクを形成することが、ＵＳ４７４３４６２、ＵＳ６３３５０７８、ＥＰ１２４５６９１Ａ２、ＵＳ２００４００４８００３Ａ１、及びＤＥ１０２００６０２９０７１Ａ１から公知である。マスクは、その後、取り除かれる。しかしながら、これは、余分のプロセスのため、流出口を形成するための製造に要する時間及び費用を大きくする。
【０００８】
耐熱コーティングの付着後、流出口から閉塞物を除去することがＵＳ６００４６２０及びＵＳ２０１１００７６４０５Ａ１から公知である。しかしながら、これは、余分のプロセスのため、流出口を形成するための製造に要する時間及び費用を大きくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＵＳ４７４３４６２
【特許文献２】ＵＳ６３３５０７８
【特許文献３】ＥＰ１２４５６９１Ａ２
【特許文献４】ＵＳ２００４００４８００３Ａ１
【特許文献５】ＤＥ１０２００６０２９０７１Ａ１
【特許文献６】ＵＳ６００４６２０
【特許文献７】ＵＳ２０１１００７６４０５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は、上述の問題を低減し、好ましくは解決する、新規なコーティングを施した耐熱物品を提供しようとするものである。
本発明は、更に、上述の問題を低減し、好ましくは解決する、耐熱コーティングを施した物品の新規な製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、本発明は、耐熱コーティングを施した物品において、
前記物品は、第１表面及び第２表面を有し、
また、前記物品は、第１表面から、第１表面から遠ざかる方向に及び第２表面から遠ざかる方向に延びる少なくとも一つの突出部を有し、
突出部は、第１表面と隣接した第１端及び第１表面から遠方の第２端を有し、少なくとも一つの突出部の第２端は表面を有し、
前記物品は、該物品の第２表面から該物品を通って、また、少なくとも一つの突出部を通って、少なくとも一つの突出部の第２端の表面まで延びる少なくとも一つの通路を有し、
少なくとも一つの通路は、流出冷却口であり、
前記物品は、少なくとも一つの突出部の周囲の第１表面上に耐熱コーティングを有する、耐熱コーティングを施した物品を提供する。
【００１２】
前記物品は、第１表面から、第１表面から遠ざかる方向に及び第２表面から遠ざかる方向に延びる複数の突出部を有し、各突出部は、第１表面と隣接した第１端と第１表面から遠方の第２端とを有し、各突出部の第２端は表面を有し、前記物品は、該物品の第２表面から延びる複数の通路を有し、各通路は、該物品の第２表面から該物品を通って及び突出部の夫々一つを通って夫々の突出部の第２端の表面まで延び、前記物品は、各突出部の周囲の第１表面上に耐熱コーティングを有する。
【００１３】
少なくとも一つの突出部の第２端は、前記物品の第１表面から第１距離のところに配置されていてもよく、耐熱コーティングは第１厚さを有する。
第１距離は、少なくとも第１厚さと等しくてもよいしあるいはより大きくしてもよい。
【００１４】
耐熱コーティングは、物品の第１表面上に金属結合コーティングを有し、金属結合コーティング上にセラミック耐熱コーティングを備えていてもよい。
金属結合コーティングは、ＭＣｒＡｌＹコーティング及びアルミナイドコーティングでできており、ここでＭは、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＦｅのうちの一つ又はそれ以上である。
【００１５】
セラミック耐熱コーティングは、安定化ジルコニアで形成されていてもよい。
セラミック耐熱コーティングは、イットリア安定化ジルコニアで形成されていてもよい。
【００１６】
物品は、燃焼器タイル、タービンブレード、又はタービンベーンであってもよい。
本発明は、更に、耐熱コーティングを施した物品の製造方法において、
ａ）第１表面及び第２表面を有する物品であって、該物品は、第１表面から、第１表面から遠ざかる方向に及び第２表面から遠ざかる方向に延びる少なくとも一つの突出部を有し、少なくとも一つの突出部は、第１表面と隣接した第１端及び第１表面から遠方の第２端を有し、少なくとも一つの突出部の第２端は表面を有する、物品を形成する工程と、
ｂ）耐熱コーティングを、少なくとも一つの突出部の周囲の物品の第１表面に、及び少なくとも一つの突出部の第２端の表面に付着する工程と、
ｃ）少なくとも一つの突出部の第２端から耐熱コーティングを除去する工程と、
ｄ）物品の第２表面から物品を通って及び少なくとも一つの突出部を通って少なくとも一つの突出部の第２端の表面まで延びる少なくとも一つの通路を少なくとも一つの突出部を通して形成する工程とを有し、少なくとも一つの通路は流出冷却口である、方法を提供する。
【００１７】
工程ａ）は、第１表面から、第１表面から遠ざかる方向及び第２表面から遠ざかる方向に延びる複数の突出部を持つ物品であって、各突出部は、第１表面と隣接した第１端と第１表面から遠方の第２端とを有し、各突出部の第２端は表面を有する、物品を形成する工程を備えてもよく、
工程ｂ）は、突出部の各々の周囲の物品の第１表面に、また、突出部の各々の第２端の表面に耐熱コーティングを付着する工程を備えていても良く、工程ｃ）は、突出部の各々の第２端から耐熱コーティングを除去する工程を備えていても良く、工程ｄ）は、物品の第２表面から、物品を通って、また、夫々の突出部を通って、夫々の突出部の第２端の表面まで延びる通路を、各突出部を通して形成する工程を備えていても良い。
【００１８】
少なくとも一つの突出部の第２端は、物品の第１表面から第１距離のところに配置されていてもよく、耐熱コーティングは第１厚さを有する。
第１距離は、第１厚さと等しくてもよく、又は第１厚さよりも大きくしてもよい。
【００１９】
工程ｂ）は、物品の第１表面に金属結合コーティングを付着する工程と、金属結合コーティングにセラミック耐熱コーティングを付着する工程を備えていても良い。
金属結合コーティングは、ＭＣｒＡｌＹコーティング又はアルミナイドコーティングで形成することができ、ここでＭは、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＦｅのうちの一つ又はそれ以上である。
【００２０】
セラミック耐熱コーティングは、安定化ジルコニアで形成されていてもよい。
セラミック耐熱コーティングは、イットリア安定化ジルコニアで形成されていてもよい。
【００２１】
物品は、燃焼器タイル、タービンブレード、又はタービンベーンであってもよい。
工程ａ）は、鋳造によって、物品及び少なくとも一つの突出部を形成する工程を備えても良い。
【００２２】
工程ａ）は、直接レーザー蒸着によって、物品及び少なくとも一つの突出部を形成する工程を備えていても良い。
工程ｃ）は、機械加工の工程、例えばベルト研削工程を備えていても良い。
【００２３】
工程ｄ）は、放電加工工程を備えていても良い。
工程ｂ）は、プラズマ溶射、溶射、又はＨＶＯＦによって、金属結合コーティングを付着する工程を備えていても良い。
【００２４】
工程ｂ）は、プラズマ溶射、溶射、又はＨＶＯＦによって、セラミック耐熱コーティングを付着する工程を備えていても良い。
工程ｄ）は、第１距離が第１厚さよりも小さくなるように、突出部の少なくとも一部を除去する工程を備えていても良い。
【００２５】
本発明を添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に係る燃焼室を持つターボファンガスタービンエンジンの断面図である。
【図２】図２は、図１に示す燃焼室の拡大断面図である。
【図３】図３は、図２に示す燃焼室で使用されるタイルの斜視図である。
【図４】図４は、図３に示すタイルの一部の、最初に製造した状態の拡大断面図である。
【図５】図５は、図３に示すタイルの部分の、耐熱コーティングを付着した後の拡大断面図である。
【図６】図６は、図３に示すタイルの部分の、耐熱コーティングを除去した後の拡大断面図である。
【図７】図７は、図３に示すタイルの部分の、タイルを通して通路を形成した後の拡大断面図である。
【図８】図８は、図２に示す燃焼室で使用される別のタイルの斜視図である。
【図９】図９は、図１に示すタービンで使用されるタービンエーロホイルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
ターボファンガスタービンエンジン１０は、図１に示すように、流れ方向で、入口１２、ファン区分１４、コンプレッサ区分１６、燃焼区分１８、タービン区分２０、及び排気区分２２を備えている。ファン区分１４はファン２４を備えている。コンプレッサ区分１６は、流れ方向で、中圧コンプレッサ２６と高圧コンプレッサ２８とを備えている。タービン区分２０は、高圧タービン３０、中圧タービン３２、及び低圧タービン３４を備えている。ファン２４は、シャフト４０を介して低圧タービン３４によって駆動される。中圧コンプレッサ２６は、シャフト３８を介して中圧タービン３２によって駆動され、高圧コンプレッサ２８は、シャフト３６を介して高圧タービン３０によって駆動される。ターボファンガスタービンエンジン１０は、従来と全く同様に作動し、その作動をここではこれ以上論じない。ターボファンガスタービンエンジン１０は、回転軸線Ｘを有する。
【００２８】
燃焼区分１８は、図２に更に明らかに示す環状燃焼室４２を含む。環状燃焼室４２は、環状半径方向内壁４４と、環状半径方向外壁４６と、上流端壁４８とを備えている。上流端壁４８は、環状半径方向内壁４４の上流端とび環状半径方向外壁４６の上流端とを連結している。環状燃焼室４２は、ケーシング５０によって取り囲まれている。上流端壁４８には、周方向に間隔が隔てられた複数の燃料インジェクタ穴５２が設けられている。各燃料インジェクタ穴５２は、夫々、複数の燃料インジェクタ５４を１つづつ備えている。すなわち、対応する燃料インジェクタ５４を備えている。環状半径方向内壁４４は環状二重壁であり、環状半径方向外壁４６も環状二重壁である。環状半径方向内壁４４は、半径方向内壁５６と、半径方向外壁５８とを備えており、環状半径方向外壁４６は、半径方向内壁６０と、半径方向外壁６２とを備えている。
【００２９】
環状半径方向内壁４４の半径方向外壁５８は複数のタイル５８Ａ及び５８Ｂを備えており、環状半径方向外壁４６の半径方向内壁６０は複数のタイル６０Ａ及び６０Ｂを備えている。半径方向内壁５６には、複数の穴５５が設けられている。複数の穴５５によって、環状半径方向内壁４４の半径方向内壁５６と、環状半径方向内壁４４の半径方向外壁５８のタイル５８Ａ及び５８Ｂとの間の一つ又はそれ以上のチャンバ５７に、クーラント、例えば空気を半径方向に供給し、燃焼室４２から遠方のタイル５８Ａ及び５８Ｂの表面６８を衝突冷却することができる。タイル５８Ａ及び５８Ｂには、流出口５９が設けられている。流出口５９によって、一つ又はそれ以上のチャンバ５７から、燃焼室４２と隣接したタイル５８Ａ及び５８Ｂの表面６６に、クーラント、例えば空気を供給し、これらの表面を冷却する薄膜を形成できる。流出口５９は、夫々のタイル５８Ａ及び５８Ｂの第２表面６８から第１表面６６まで、各タイル５８Ａ及び５８Ｂを貫通している。同様に、半径方向外壁６２には、複数の穴６１が設けられている。複数の穴６１によって、環状半径方向外壁４６の半径方向外壁６２と、環状半径方向外壁４６の半径方向内壁６０のタイル６０Ａ及び６０Ｂとの間の一つ又はそれ以上のチャンバ６３に、クーラント、例えば空気を半径方向に供給し、燃焼室４２から遠方のタイル６０Ａ及び６０Ｂの表面６８を衝突冷却できる。タイル６０Ａ及び６０Ｂには、一つ又はそれ以上のチャンバ６３から、燃焼室４２と隣接したタイル６０Ａ及び６０Ｂの表面６６に、クーラント、例えば空気を供給し、これらの表面を冷却する薄膜を形成するための流出口（滲出口）６５が設けられている。流出口６５は、夫々のタイル６０Ａ及び６０Ｂの第２表面６８から第１表面６６まで、各タイル６０Ａ及び６０Ｂを貫通している。
【００３０】
タイル５８Ａ及び５８Ｂの一つを図３に更に明瞭に示し、タイル６０Ａ及び６０Ｂの一つを図８に更に明瞭に示す。タイル５８Ａ、５８Ｂ、６０Ａ、６０Ｂは、製造時の、例えば鋳造後、又は直接レーザー蒸着によって形成した後の状態で示してある。各タイルは第１表面６６及び第２表面６８を有する。各タイルの第２表面６８には、複数のスタッド６４が固定されており、スタッド６４は、この第２表面６８から遠ざかる方向に延びている。これらのスタッド６４は、タイル５８Ａ及び５８Ｂを環状半径方向内壁４４の半径方向内壁５６に取り付けるのに使用され、スタッド６４は、タイル６０Ａ及び６０Ｂを環状半径方向外壁４６の半径方向外壁６２に取り付けるのに使用される。各タイルの第１表面６６には、少なくとも一つの突出部７０が固定されており、突出部７０は、第１表面６６から遠ざかる方向に及び第２表面６８から遠ざかる方向に、第１表面６６から延びており、好ましくは、複数の突出部７０がタイルの第１表面６６に設けられているということに着目されるべきである。各突出部７０は、第１表面６６と隣接した第１端７２と、第１表面６６から遠方の第２端７４とを有する。各突出部７０は、夫々のタイルのクーラント用の流出口即ち通路が必要とされる場所に設けられている。タイル５８Ａ、５８Ｂ、６０Ａ、６０Ｂは、例えば鉄超合金、コバルト超合金、又は好ましくはニッケル超合金等の適当な金属又は合金で製造される。
【００３１】
図４乃至図７は、耐熱コーティングを施したタイル５８Ａの製造工程を示す。詳細には、図４は、タイル鋳造の第１工程又は直接レーザー蒸着によるタイル形成工程後の製造されたばかりの状態の図３に示すタイル５８Ａの一部を示す。タイル５８Ａは、上述のように、タイル５８Ａの第１表面６６から延びる少なくとも一つの突出部７０を持つように形成される。タイル５８Ａ及び少なくとも一つの突出部７０は、鋳造によって一体に形成され、又は別の態様では、タイル５８Ａ及び少なくとも一つの突出部７０を直接レーザー蒸着によって一体に形成する。各突出部７０の第２端７４は、タイル５８Ａの第１表面６６と実質的に平行に構成された表面７５を有する。この例では、各突出部７０は、角度をなした側面７３を有する。好ましくは、各突出部７０は、全ての突出部７０が鋳造プロセスによってタイルに形成されるように、鋳造金型の対応する表面の対応する位置に凹所を形成することによって、タイルに形成される。
【００３２】
図５は、耐熱コーティング７６をタイル５８Ａの第１表面６６に付着した後のタイル５８Ａの部分を示す。金属結合コーティング７８をタイル５８Ａの第１表面６６に付着し、次いで、金属結合コーティング７８にセラミック耐熱コーティング８０を付着することによって、耐熱コーティング７６をタイル５８Ａの第１表面６６に付着する。耐熱コーティング７６は、タイル５８Ａの第１表面６６上で各突出部７０の周囲に、また、各突出部７０の第２端７４の面７５に、また、角度をなした側面７３に付着されるということに着目されるべきである。金属結合コーティング７８は、ＭＣｒＡｌＹコーティング又はアルミナイドコーティングを含んでいてもよい。ここで、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、及びＦｅのうちの一つ又はそれ以上である。アルミナイドコーティングは、白金属の金属アルミナイドであってもよく、ここで、白金属の金属は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、又はオスミウム、シリコンアルミナイドコーティング、クロムアルミナイド、又はこれらの一つ、二つ、又はそれ以上の組み合わせである。ＭＣｒＡｌＹコーティングは、プラズマ溶射、溶射又はＨＶＯＦによって付着してもよい。プラズマ溶射は、真空プラズマ溶射であってもよいし、空気プラズマ溶射であってもよい。アルミナイドコーティングは、アルミナイジングによって、白金属（プラチナ群）の金属の付着及び拡散加熱処理後にアルミナイジングを行うことによって、シリコンアルミナイジング、クロムアルミナイジング等によって、付着してもよい。セラミック耐熱コーティング８０は、安定化ジルコニアを含んでいてもよく、例えばセラミック耐熱コーティング８０は、イットリア安定化ジルコニアを含んでいてもよい。しかしながら、この他の適当なセラミックを使用してもよい。セラミック耐熱コーティングは、プラズマ溶射、溶射、又はＨＶＯＦによって付着してもよい。プラズマ溶射は、真空プラズマ溶射であってもよいし、空気プラズマ溶射であってもよい。
【００３３】
図６は、各突出部７０の第２端７４の表面７５から耐熱コーティング７６を除去した後の、タイル５８Ａの部分を示す。機械加工によって、例えばベルト研削法又は自動ベルト研削法、又はその他の適当な機械加工プロセスによって、耐熱コーティング７６を、各突出部７０の第２端７４の表面７５から除去してもよい。突出部７０の角度をなした側面７３から耐熱コーティング７６を除去する必要はない。
【００３４】
図７は、タイル５８Ａを通して、流出口即ち通路８２を形成した後のタイル５８Ａの部分を示す。各流出口即ち通路８２は、タイル５８Ａの第２表面６８からタイル５８Ａを通って及び夫々の突出部７０を通って、夫々の突出部７０の第２端７４の表面７５まで延びている。タイル５８Ａは、各突出部７０の周囲の第１表面６６に耐熱コーティング７６を有する。流出口即ち通路８２は、各突出部７０の第２端７４の表面７５から、先ず最初に夫々の突出部７０を通して機械加工し、次いで、タイル５８Ａの主本体を通してタイル５８Ａの第２表面６８まで機械加工することによって形成される。好ましくは、各流出口即ち通路８２は、放電加工によって形成されるが、その他の適当な方法を使用してもよい。
【００３５】
各突出部７０の第２端７４の表面７５は、タイル５８Ａの第１表面６６から第１距離のところに配置されており、耐熱コーティング７６は第１厚さを有する。第１距離は、第１厚さと等しいか或いはこれよりも大きい。各突出部７０の第２端７４は、夫々の流出口８２を通って流れるクーラント又は空気によって冷却され、これにより、突出部７０の第２端７４の金属が燃えたり、ここから金属が失われたりしないようにする。
【００３６】
図９は、根部９２、プラットホーム部分９４、及びエーロホイル部分９６を含むタービンブレード９０を示す。エーロホイル部分９６の外面には耐熱コーティング９８が施されており、複数の流出口即ち通路１００が、タービンブレード９０のエーロホイル部分９６を通って延びている。流出口１００は、タービンブレード９０のエーロホイル部分９６の外面から延びる突出部に設けられており、図２乃至図８に関して燃焼室のタイルについて説明したのと同様に、耐熱コーティング９８が全ての突出部を取り囲んでいる。タービンブレード９０は、例えば鉄超合金、コバルト超合金、又は好ましくはニッケル超合金等の適当な金属又は合金から製造されており、例えばＣＭＳＸ４、ＣＭＳＸ１０から、鋳造により製造される。タービンブレード又はタービンベーンは、方向性凝固構成要素（指向性凝固構成要素）を製造するため、又は単結晶構成要素（単晶質構成要素）を製造するため、方向性凝固法（指向性凝固法）によって製造されてもよく、別の態様では等軸構成要素であってもよい。
【００３７】
図４乃至図７に示すように、突出部７０は一つの側部がテーパしており、角度をなした側面７３を有し、これにより、流出口８２を、タイル５８Ａの第１表面６６に対して９０°乃至０°の所定の角度で配置できる。突出部７０の第１端７２での断面積は、第２端７４での断面積よりも大きい。しかしながら、流出口８２をタイル５８Ａの第１表面６６に対して９０°で配置する場合には、突出部７０は円筒形であってもよい。突出部７０のこの他の適当な形状を使用してもよい。例えば、突出部７０は全ての側部がテーパしていてもよく、突出部７０の第１端７２での断面積が第２端７４での断面積よりも大きいように角度をなした側面７３が突出部７０全体に亘って延びていてもよく、例えば突出部７０が円錐形とすることができ、直径が第１端７２から第２端７４まで減少してもよい。
【００３８】
例えば、流出口の直径は少なくとも０．５ｍｍであり、最大で１ｍｍであり、突出部の直径は少なくとも１ｍｍであり、最大で２ｍｍである。耐熱コーティングの厚さは最大１ｍｍとすることができ、セラミック耐熱コーティングの厚さは最大０．５ｍｍとすることができ、金属結合コーティングの厚さは最大０．５ｍｍとすることができ、突出部の高さ即ち物品の表面からの第１距離は少なくとも耐熱コーティングの厚さであり、例えば最大１ｍｍである。
【００３９】
本発明は、耐熱コーティングを施した、第１表面及び第２表面を持つ物品を提供する。物品は、第１表面から、第１表面と第２表面から遠ざかる方向に延びる少なくとも一つの突出部を有する。突出部は、第１表面と隣接した第１端及び第１表面から遠方の第２端を有する。物品は、物品の第２表面から物品を通って、及び少なくとも一つの突出部を通って少なくとも一つの突出部の第２端まで延びる少なくとも一つの通路を有する。物品は、少なくとも一つの突出部の周囲の第１表面に耐熱コーティングを有する。
【００４０】
本発明の好ましい実施例では、複数の突出部が第１表面から第１表面から遠ざかる方向に及び第２表面から遠ざかる方向に延びる、耐熱コーティングを施した物品を提供する。各突出部は、第１表面と隣接した第１端及び第１表面から遠方の第２端を有する。物品は、物品の第２表面から延びる複数の通路を有する。各通路は、物品の第２表面から物品を通って、及び突出部の夫々を通って夫々の突出部の第２端まで延びる。物品は、各突出部の周囲の第１表面に耐熱コーティングを有する。
【００４１】
物品は、ガスタービンエンジン用の燃焼器タイル、タービンブレード、又はタービンベーンであってもよい。
本発明の利点は、物品の所望の穴位置の各々に実在物特徴(positive feature)即ち突出部を形成することにより、突出部から耐熱コーティングを除去でき、かくして金属製物品を所望の穴位置の各々のところで露呈するということである。これにより、突出部及び物品を通して放電加工によって穴を形成できる。これは、突出部を露呈することによって導電路が形成されるためである。本発明は、耐熱コーティングの層間剥離が生じず、そして流出口が塞がれない丈夫な耐熱コーティングを備えた物品を提供する。製造上有利な対費用効果に優れた方法で物品を製造できる。
【００４２】
本発明の別の方法では、突出部の第２端が燃える問題がある場合、突出部の寸法、例えば直径を調節し、小さくすることが決定してもよい。放電加工プロセスにより流出口を形成し、突出部の少なくとも一部を機械加工によって除去し、突出部の高さを小さくし、燃えるという問題をなくすことができる。例えば突出部の第２端を第１表面から、耐熱コーティングの第１厚さよりも小さい第１距離のところに配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
４２  環状燃焼室
４４  環状半径方向内壁
４６  環状半径方向外壁
４８  上流端壁
５０  ケーシング
５２  燃料インジェクタ穴
５４  燃料インジェクタ
５５  穴
５６  半径方向内壁
５７  チャンバ
５８  半径方向外壁
５９  流出口
５８Ａ、５８Ｂ、６０Ａ、６０Ｂ  タイル
６０  半径方向内壁
６１  穴
６２  半径方向外壁
６３  チャンバ
６４  スタッド
６５  流出口
６６  第１表面
６８  第２表面
７０  突出部
７２  第１端
７４  第２端
【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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【外国語明細書】
2013194324000001.pdf