(57)【要約】【課題】機械の部品の冷却通路を製造する方法を提供すること。【解決手段】方法は、部品の表面にチャネルを形成するステップであって、チャネルが所定の構成を有するステップと、カバーワイヤを形成するステップであって、カバーワイヤがチャネルの所定の構成に基づいて所定の構成を有するステップと、カバーワイヤをチャネルに収容し、収容されたカバーワイヤを部品に溶接し、それによってチャネルが密閉されるステップとを含むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の部品の冷却通路を製造する方法であって、
部品の表面にチャネルを形成するステップであって、チャネルが所定の構成を有するステップと、
カバーワイヤを形成するステップであって、カバーワイヤがチャネルの所定の構成に基づいて所定の構成を有するステップと、
カバーワイヤをチャネルに収容するステップと、
収容されたカバーワイヤを部品に溶接し、それによってチャネルが密閉されるステップとを含む方法。
【請求項２】
カバーワイヤ及びチャネルの所定の構成は、カバーワイヤがチャネルに収容されると、カバーワイヤとチャネルのフロアとの間のクリアランスを保ちながら、カバーワイヤの一部分がチャネル内に延在することを可能にする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
部品が、燃焼タービン機関内の高温ガス部品を備える、請求項１記載の方法。
【請求項４】
部品が、燃焼タービン機関のタービン内にロータブレード又はシュラウドのうちの１つを備える、請求項３記載の方法。
【請求項５】
チャネルが狭く浅い溝を備え、
部品の表面にチャネルを形成するステップが、部品の表面にわたって間隔を置いて配置された複数のチャネルを形成するステップを含み、
カバーワイヤを形成するステップが、複数のカバーワイヤを形成するステップを含み、
チャネル内にカバーワイヤを収容するステップが、複数のチャネルの各々にカバーワイヤのうちの１つを収容するステップを含み、
チャネルが密閉されるように収容されたカバーワイヤを部品に溶接するステップが、複数のチャネルの各々が密閉されるように収容されたカバーワイヤのうちの各々を部品に溶接するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
チャネルが、チャネルの側面を定義する対向する側壁、及びチャネルが最も深くなる範囲を定義するフロアを備えるように構成され、
チャネル幅が、対向する側壁の間の距離をなし、
チャネル深さが部品の表面レベルとチャネルのフロアとの間の距離をなす、請求項１記載の方法。
【請求項７】
チャネルが、チャネル内の相対的な深さによって区別される２つの領域、すなわち
表面レベルのより近くにある開口領域と、
開口領域とフロアとの間にある内部領域とを備えるように構成され、
開口領域のチャネル幅が、内部領域のチャネル幅よりも大きい、請求項６記載の方法。
【請求項８】
開口領域と内部領域の側壁が、段構成を備える、請求項７記載の方法。
【請求項９】
開口領域内の側壁が、表面レベルの近くの最大チャネル幅から、チャネルの内部領域の近くの最小チャネル幅にテーパ形状になる、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
開口のテーパ形状の側壁が、直線の輪郭をなす、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
開口のテーパ形状の側壁が、部品の表面レベルと３０度と６０度との間の角度をなす、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
内部領域がほぼ矩形の構成を備えるように構成され、側壁が表面レベルと、表面レベルにほぼ平行であるフロアとほぼ垂直である、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
開口のテーパ形状の側壁が、湾曲した輪郭を有する凹形状の表面を備える、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
開口の湾曲した輪郭が、曲率半径によって定義され、
カバーワイヤが、円形の断面を有するように構成され、カバーワイヤの円形の断面が曲率半径によって定義される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
カバーワイヤがチャネル内に収容されると、カバーワイヤの一部分がチャネル内に延在するが、側壁が狭まることにより、カバーワイヤがチャネル内にさらに延在するのを防止し、それによって収容されたカバーワイヤとフロアとの間に所望のクリアランスが保たれるように、カバーワイヤ及びチャネルが構成され、
所望のクリアランスがチャネル全体にわたる所望の妨害のない断面流れ領域に相当する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
開口の側壁の曲率半径及びカバーワイヤの曲率半径が、カバーワイヤがチャネル内に収容されると、チャネルとカバーワイヤとの間に所望の接触領域を形成するように構成された、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
開口の曲率半径が、カバーワイヤの半径とほぼ同じである、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
カバーワイヤと開口の側壁との間に外側に面する間隙が形成されるように、カバーワイヤの半径が、開口の側壁の曲率半径よりもわずかに少ない、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
カバーワイヤがチャネル内に収容されると、カバーワイヤが所望の取付け位置をなすように、チャネルとカバーワイヤが構成される、請求項１記載の方法。
【請求項２０】
所望の取付け位置が、
カバーワイヤが所望の距離でチャネル内に延在することを可能にし、
カバーワイヤとチャネルのフロアとの間の所望のクリアランスを保ち、
カバーワイヤとチャネルの側壁との間に所望の接触領域を生成し、
カバーワイヤが部品の表面レベルの上に所望の距離に延在することになるような取付け位置をなす、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
所望の取付け位置が、部品の表面レベルの下に置かれているカバーワイヤの２０％と１００％との間になるような取付け位置をなす、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
カバーワイヤを部品に溶接するステップが、カバーワイヤの縁部が開口の表面に溶接するようにカバーワイヤを溶接するステップを含み、
溶接するステップによって、チャネルがカバーワイヤにより実質的に密閉されることになる、請求項１記載の方法。
【請求項２３】
部品の表面が平滑になるように、溶接するステップの後で部品の表面にあるカバーワイヤのオーバーフローを機械加工するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
最大チャネル深さが、チャネルの長手方向に沿って実質的に一定であり、０．０１インチと０．１インチとの間であり、
チャネルの開口領域での最大チャネル幅が、チャネルの長手方向に沿って実質的に一定であり、０．０２インチと０．１１インチとの間であり、
チャネルの内部領域での最大チャネル幅が、チャネルの長手方向に沿って実質的に一定であり、０．０１インチと０．１インチとの間である、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示された主題は、高い動作温度に曝されるターボ機械などの産業機械に関する。より詳細には、限定するものではないが、主題は冷却通路及びタービンの高温ガス経路部品の冷却通路の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンでは、例えば燃焼器は、燃料又は混合気の化学エネルギーを熱エネルギーに変換する。熱エネルギーは、しばしば圧縮機からの圧縮空気である流体によってタービンに伝達され、そこで熱エネルギーが機械的エネルギーに変換される。変換プロセスの一部として、高温ガスがタービンの部分の上又は部分を通って流される。高温ガス経路に沿った高い温度が、タービンの部品を加熱するおそれがあり、部品の劣化を生じる。鋳造によって部品に冷却チャネルを形成することは、冷却される部品の表面に対するチャネルの近接性を制限する。したがって、冷却チャネルの効率性が制限され、それによって高温ガス経路に沿ったタービン部品が受ける熱応力が増加する。
【０００３】
この問題に対処するための１つの公知の様式は、部品の表面に形成された開いたチャネルを閉じることである。これを行うための１つの公知の方法は、チャネルをコーティングで閉じることである。この場合、形成されたチャネルは充填材で充填される。次いで、部品の表面に表面コーティングが塗布され、充填材の外表面を覆う。コーティングが硬化すると、充填材がチャネルからリーチングされ、それによって部品の表面に非常に密接して配置された、中空で密閉された冷却チャネルが形成される。しかし、この方法はある程度成功して用いられているが、充填材／リーチングプロセスは時間がかかるうえに高価であり、チャネルがコーティングの１つの層のみによって密閉されるため、チャネルの耐久性に関する問題が生じ得る。同様の公知の方法では、開いたチャネルが部品の表面レベル付近に細いネックを有して形成され、部品は充填材を加えることなしにコーティングを支持する。しかし、このタイプのチャネルの幾何学的形状では、機械加工プロセスが大幅に複雑化し、チャネルの寸法、及び入口又はフィード孔の直径が制限され、使用できるコーティングのタイプ及び粘度が制限され、そのうえ耐久性の問題が生じることが理解されよう。耐久性の問題に対処するため、別の公知の方法は、表面に蝋付けされた板又は箔によって部品の表面を覆い、それによって、表面に形成されたすべてのチャネルが覆われる。しかし、このプロセスは、通常、部品の平坦な領域に限定され、全体のプロセスにかなりの機械加工時間が加わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７９００４５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、極端に高い温度に曝される部品の表面付近に配置及び形成された、改善されかつ堅牢な冷却通路が求められている。さらに、これらの表面冷却通路を効率的に、かつ費用効果を高くして構築することができる、改善された方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、機械の部品の冷却通路を製造する方法が提供され、方法は、部品の表面にチャネルを形成するステップであって、チャネルが所定の構成を有するステップと、カバーワイヤを形成するステップであって、カバーワイヤがチャネルの所定の構成に基づいて所定の構成を有するステップと、カバーワイヤをチャネルに収容し、収容されたカバーワイヤを部品に溶接し、それによってチャネルが密閉されるステップとを含む。
【０００７】
本出願のこれらの特徴及びその他の特徴は、好ましい実施形態の下記の詳細な説明を、図面及び添付の特許請求の範囲とともに検討すれば明らかになるであろう。
【０００８】
本発明としてみなされる主題が特に指摘され、明細書の結論部分にある特許請求の範囲に明確に請求される。前述の特徴及びその他の特徴、及び本発明の利点は、添付の図面とともに読めば、下記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】ターボ機械システムの実施形態の概略図である。
【図２】例示の高温ガス経路部品及びタービンロータブレードの斜視図である。
【図３】チャネルが本発明の一態様に従って形成された高温ガス経路部品の例示の表面の斜視図である。
【図４】本発明の一態様による図３のチャネルの例示の形状の斜視図である。
【図５】本発明の一態様による図３のチャネルの別の形状の側面図である。
【図６】本発明の一態様による図３のチャネルの別の形状の側面図である。
【図７】本発明の一態様による図３のチャネルの別の形状の側面図である。
【図８】本発明の一態様によるチャネル及びカバーワイヤの斜視図である。
【図９】本発明の一態様によるチャネル及びカバーワイヤの斜視図である。
【図１０】本発明の一態様による高温ガス経路部品の表面に沿ったチャネル及びカバーワイヤの斜視図である。
【図１１】本発明の一態様によるカバーワイヤを溶接した後のチャネル及びカバーワイヤの斜視図である。
【図１２】本発明の一態様によるカバーワイヤを溶接し、平滑化した後のチャネル及びカバーワイヤの斜視図である。
【図１３】本発明の一態様による表面冷却通路を形成する例示の方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明は、図面を参照して例として利点及び特徴とともに本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、ガスタービンシステム１００などのターボ機械システムの実施形態の概略図である。システム１００は、圧縮機１０２、燃焼器１０４、タービン１０６、シャフト１０８、及び燃料ノズル１１０を含む。一実施形態では、システム１００は、複数の圧縮機１０２、燃焼器１０４、タービン１０６、シャフト１０８、及び燃料ノズル１１０を含むことができる。圧縮機１０２及びタービン１０６は、シャフト１０８によって結合される。シャフト１０８は、単一のシャフト、又は互いに結合されてシャフト１０８を形成する複数のシャフトセグメントであることができる。
【００１２】
一態様では、燃焼器１０４は、天然ガス又は水素リッチ合成ガスなどの液体及び／又はガス燃料を使用してエンジンを作動させる。例えば、燃料ノズル１１０は、空気供給部及び燃料供給部１１２と流体連通している。燃料ノズル１１０は、混合気を生成し、混合気を燃焼器１０４に排出し、それによって燃焼を生じ、その燃焼が高温圧縮排気ガスを生じる。燃焼器１０４は、高温圧縮ガスをトランジションピースを経由してタービンノズル（又は「ステージ１ノズル」）、及び他の動翼及びノズルのステージに送出し、タービン１０６の回転を生じる。タービン１０６が回転すると、シャフト１０８が回転し、それによって空気が圧縮機１０２に流入すると空気を圧縮する。一実施形態では、それには限定されないが、シュラウド、ダイアフラム、ノズル、動翼、及びトランジションピースを含む高温ガス経路部品は、タービン１０６に配置され、その場合に高温ガスが部品間を流れ、タービン部材のクリープ、酸化、摩耗、及び熱疲労を生じる。高温ガス経路部品の温度を制御することにより、部品の困難な状態を緩和することができる。ガスタービンの効率は、タービンシステム１００の燃焼温度の上昇とともに上昇する。燃焼温度が上昇すると、高温ガス経路部品は、耐用年数を満たすために適切に冷却される必要がある。高温ガス経路に近い領域を冷却するための改善された構成を有する部品、及びそのような部品を作製する方法が、図２から図１２を参照して下記に詳細に論じられる。下記の論述は、主にガスタービンに焦点をあてているが、論じられる概念はガスタービンに限定されない。
【００１３】
図２は、例示の高温ガス経路部品である、ガスタービン又は燃焼機関のタービンに配置されたタービンロータブレード１１５の斜視図である。タービンは燃焼器から直接下流側に装着され、燃焼器から高温の燃焼ガス１１６を受け取ることが理解されよう。軸方向の中心線軸の周りに軸対称であるタービンは、ロータディスク１１７、及び半径方向軸に沿ってロータディスク１１７から半径方向外側に延在する、円周方向に離隔して配置された複数のタービンロータブレード（そのうちの１つのみを示す）を含む。環状のタービンシュラウド１２０が、適切に静止した静翼のケーシング（図示せず）に接合され、ロータブレード１１５を囲み、それによってそれらの間に残るクリアランス又は間隙が比較的小さくなることで、動作中の燃焼ガスの漏れが抑えられる。
【００１４】
各ロータブレード１１５は、付け根又はダブテール１２２を全体的に含み、それは、ロータディスク１１７の周縁部の対応するダブテールスロットに装着されるように構成された軸方向ダブテールなどの任意の従来の形を有することができる。中空のエーロフォイル１２４が、ダブテール１２２に一体に接合され、そこから半径方向又は長手方向外側に延在する。ロータブレード１１５は、エーロフォイル１２４とダブテール１２２の接合部に配置された一体型のプラットフォーム１２６も含み、燃焼ガス１１６のための半径方向内側の流路の一部分を画成する。ロータブレード１１５は、任意の従来の様式で形成されてもよく、一般に一体の鋳造物であることが理解されよう。エーロフォイル１２４は、好ましくは、全体的に凹形状の圧力側壁１２８、及び円周方向又は側方に反対側の、両側にある前縁部１３２と後縁部１３４それぞれの間に軸方向に延在する全体的に凸形状の吸引側壁１３０を含むことが理解されよう。側壁１２８及び１３０は、プラットフォーム１２６から半径方向外側の先端部又はブレード先端部１３７に半径方向にも延在する。
【００１５】
さらに、圧力側壁１２８及び吸引側壁１３０が、エーロフォイル１２４の半径方向範囲全体にわたって円周方向に離隔して配置され、エーロフォイル１２４に通して冷却空気を流しエーロフォイル１２４を冷却するための、少なくとも１つの内部の流れチャンバ又はチャネルを画成する。冷却空気は、一般に、任意の従来の様式で圧縮機から抜き取られる。エーロフォイル１２４の内側は、冷却空気の効果を促進するための、例えばさまざまなタービュレータをその中に有する蛇行流れチャネルを含む、任意の構成を有することができ、冷却空気は、従来のフィルム冷却孔及び／又は後縁排出孔などのエーロフォイル１２４を貫通するさまざまな孔を通って排出される。そのような内部の冷却通路は、形成された表面チャネルに内部の冷却通路を連結する通路を機械加工することによって、本発明の表面冷却チャネルとともに構成又は使用されてもよいことが理解されよう。これは、任意の従来の様式で行われてもよい。さらに、下記により詳細に論じられるように、本発明による表面チャネルは、表面チャネルが密閉されると、加圧された冷媒によって冷媒の流れが押されて表面チャネルを通過するように、既存の冷媒排出口と交差するように形成されてもよい。上述した図２のロータブレードアセンブリは、例示的なものであり、その他のタービン部品又はその他の産業機械の部品に本発明を除外的に使用することを意図してはいない。図２のロータブレード１１５の場合には、本発明の表面冷却チャネルが、例えばエーロフォイル、静止エーロフォイル、プラットフォーム、シュラウド、端部壁、ブレード先端などを含むタービンを貫通する流路の高温ガスに接触する任意の部品に使用されてもよいことが理解されよう。
【００１６】
上記に示したように、高温ガス経路部品の表面に非常に近接して内部の冷却通路を配置することは、高温ガス経路部品を冷却するために極めて効果的な方法である。しかし、当業者が認識するように、「マイクロチャネル」又は「表面冷却通路」と呼ばれることもあるこれらの通路は、どの程度近接して表面の近くに配置する必要があるかという理由で製造が困難である。したがって、鋳造などの従来の手段によってそれらの通路を製造することは、不可能であるか、又は極めて高価なものになる。図３から図１３に関連して下記に論じるように、本発明は改善されたマイクロチャネル構成、ならびにこれらの表面冷却通路を製造することができる、効率的で費用効果が高い方法を説明する。すなわち、本出願は、部品の表面に形成された浅いチャネル又は溝を使用し、チャネルをそこに溶接されたカバーワイヤを使用して閉じる。カバーワイヤは、その縁部に沿って溶接された場合、冷媒が通される内部領域にわたって中空を維持しながら、チャネルが緊密に密閉されるように寸法を定められてもよい。
【００１７】
図３は、例えば部品１３９の例示の表面１３８の斜視図であり、部品１３９は、本発明の一態様に従って１つ又は複数の開口チャネル１４０が形成された、タービン機関の高温ガス部品であることができる。図示したように、チャネル１４０は、例示の表面１３８を横切って、平行かつ間隔を置いた関係で配置され得る。チャネル１４０は、鋳造後機械加工プロセスによって形成されてもよい。チャネル１４０は、部品１３９の表面１３８に鋳込むこともできる。
【００１８】
図４から図７により明確に示すように、チャネル１４０は、開口又は開口領域１４２及び内部領域１４３を有するように描写されてもよい。図示するように、開口領域１４２及び内部領域１４３は、チャネル１４０内のそれぞれの深さによって区別されている。特に、開口領域１４２は、表面レベル１４４（すなわち部品１３９の表面１３８のレベル）よりも近くにあり、内部領域１４３は、開口領域１４２の内側（すなわちチャネル１４０内のより深い位置）にある。チャネル１４０は、フロア１５２及び側壁１５４を有するように描写されている。好ましい実施形態では、図示したように、チャネル１４０は開口領域１４２が内部領域１４３よりも広い輪郭を有する。（本明細書では「輪郭」は、図５から図７の斜視図により与えられるチャネル１４０の形状を意味することに留意されたい。）
好ましい実施形態では、部品の表面１３８により近いチャネル１４０の部分（すなわち開口領域１４２）は、チャネル１４０の内部（すなわちフロア１５２により近い内部領域１４３）よりも広い。この構成は、チャネル１４０の開口領域１４２内でテーパ形状になった側壁１５４によってもたらされ得る。テーパ形状は、図４に提示したように湾曲した輪郭を有していてもよい。この場合、側壁１５４は、内側に湾曲する（すなわち凹形状の表面を形成する）ことができ、曲率半径によって定義される。別の実施形態では、図５に示すように、開口領域１４２内のテーパは直線状であることができる。このタイプの好ましい実施形態では、開口領域１４２のテーパ形状になった側壁１５４は、表面レベル１４４と３０度と６０度との間の角度をなすものとして描写されてもよい。これらの代替のいずれにおいても、開口１４２は、表面レベル１４４の近くの最大チャネル幅から、内部領域１４３の近くの最小チャネル幅にテーパ形状になる。次いで、内部領域１４３は、チャネル１４０のフロア１５２に対して一定の幅を保つことができるが、その他の構成も可能である。図６に示すように、開口領域１４２及び内部領域１４３は段構成を形成することができる。いくつかの実施形態では、チャネルは、図７に示されるようにすべての深さレベルで一定の幅を有することができるが、テーパ形状の開口又は段構成は下記に論じる理由で好ましいものであることができることを理解されたい。
【００１９】
チャネル１４０は、比較的狭く、深さを浅くすることができ、特定の寸法が、特定の用途に適合するように変更され得る。断面は、正方形、円形、又はその他の適切な形状であることができる。断面は、チャネルの長手方向に沿った領域で変わることができ、タービュレータなどの熱伝達を促進する特徴を有することができる。しかし、一般的に、タービンロータブレード、静翼、又はシュラウドを含む用途などの好ましい実施形態において、高温ガス経路部品の表面に向けて冷却を集中させることが望ましい目的である場合、最大チャネル深さはチャネル１４０の長手方向に沿って実質的に一定であり、０．０１０インチと０．１インチとの間であることができる。チャネル１４０の開口領域１４２での最大チャネル幅は、チャネル１４０の長手方向に沿って実質的に一定であることができ、０．０２０インチと０．１１インチとの間であることができる。また、チャネル１４０の内部領域１４３での最大チャネル幅は、チャネル１４０の長手方向に沿って実質的に一定であり、０．０１インチと０．１インチとの間であることができる。
【００２０】
図８から図１０は、製造中にチャネル１４０内に構成及び配置され得るときのカバーワイヤ１５０を示す。カバーワイヤ１５０は、ＩＮ６１７、ＩＮ６２５、Ｈ２３０、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ  Ｗ、Ｈａｙｎｅｓ２５、Ｍａｒ  Ｍ９１８などの固溶強化された溶加材、及びＨａｙｎｅｓ２８２、Ｒｅｎｅ４１、Ｗａｓｐａｌｌｏｙ、ＧＴＤ２２２、Ｎｉｍｏｎｉｃ  Ｃ２６３、Ｒｅｎｅ８０、ＧＴＤ１１１などの析出硬化された溶加材、又はその他の適切な材料から作製された金属ワイヤであることができる。好ましい実施形態では、カバーワイヤ１５０は、図示するように円形の断面を有することができるが、その他の断面形状も可能である。カバーワイヤ１５０は、所望の様式でチャネル内に「収容される」ように、チャネル１４０とともに寸法を定められてもよい。好ましい実施形態では、カバーワイヤ１５０は、チャネル１４０の一部分の中に延在するが、次いでチャネル１４０の側壁１５４が狭まることによって抑止され、それによって内部領域１４３の重要な部分は開いたままになる。適切に収容されると、カバーワイヤ１５０は、所望の取付け位置を得ることができる。この位置で、カバーワイヤ１５０を部品１３９の表面１３８に溶接することを効率的に進めることができ、チャネル１４０を閉じる堅牢なカバーを生成することができる。チャネルを閉じるためにワイヤを使用することにより、容易に利用可能な費用効果の高い部品を役立たせることができることが理解されよう。
【００２１】
好ましい実施形態では、開口領域１４２の側壁１５４は、図４に示すように凹形状の表面を形成して湾曲する。曲率は、曲率半径によって定義され得る。図８から図１０に示すように、好ましい実施形態では、開口１４２の側壁１５４の曲率半径は、円形のカバーワイヤ１５０の曲率半径に所望の様式で関連付けられる。例えば、図８では、開口領域１４２は浅いが、円形のカバーワイヤ１５０とほぼ同じ曲率半径を有する。この構成により、カバーワイヤ１５０がチャネル１４０内に収容できるようになり、それによってカバーワイヤ１５０と部品１３９との間の接触領域が増加することが理解されよう。この場合、開口領域１４２の側壁１５４全体は、その長手方向に沿ってカバーワイヤ１５０に接触する。この増加した接触領域により、カバーワイヤ１５０を部品１３９に取り付けることがより容易になり、同時にカバーワイヤ１５０とチャネル１４０の側壁１５４との間に形成された連結及び密封の堅牢性が増加する。
【００２２】
内部領域１４３は、円形のカバーワイヤ１４０の直径よりも少ないチャネル幅で構成されてもよい。このように寸法を定められ、カバーワイヤ１５０は、装着されるときにチャネル１４０に入り過ぎるのを防止される。好ましい実施形態では、内部領域１４３の幅とカバーワイヤ１５０の直径は、例えば、カバーワイヤ１５０とチャネル１４０のフロア１５２との間の所望のクリアランス、カバーワイヤ１５０とチャネル１４０の側壁１５４との間の所望の接触領域、カバーワイヤ１５０が表面レベル１４４の上に延在する所望の高さ、チャネル１４０内に含まれるカバーワイヤ１５０の所望の部分等を含む、所望の収容又は取付の構成が得られるように一緒に構成される。
【００２３】
カバーワイヤ１５０とチャネル１４０がどのように構成され得るかの別の例が図９に提示される。この例では、開口領域１４２は、カバーワイヤ１５０が開口領域１４２に収容されると、カバーワイヤ１５０のほぼ半分が開口領域１４２内に含まれるように、部品１３９の表面１３８により深く延在する。いくつかの好ましい実施形態では、開口領域１４２の曲率半径は、カバーワイヤ１５０の曲率半径と同じであることができる。図９に示すように、カバーワイヤ１５０の半径が、開口領域１４２の側壁１５４の曲率半径よりもわずかに小さくなることができる。好ましい実施形態では、外側に面する間隙１５５がカバーワイヤ１５０と開口領域１４２の側壁１５４との間に形成される。取付けプロセスの間、外側に面する間隙１５５は、カバーワイヤ１５０が加熱されると、外側に変形して間隙１５５を満たすことを可能にし、それが図１１及び図１２に示す。この構成により、カバーワイヤ１５０と開口領域１４２の側壁１５４との間に非常に広い接触領域が形成されることが理解されよう。
【００２４】
図１１は、本発明の一態様による、カバーワイヤ１５０の溶接の後にチャネル１４０及びカバーワイヤ１５０の斜視図である。溶接は、レーザ溶接又は任意のその他の従来の溶接技術によって行われ得る。カバーワイヤ１５０は、内部領域１４３を開いたままにして、カバーワイヤ１５０の縁部が開口領域１４２の側壁１５４に溶接されるように溶接され得る。溶接は、アーク溶接（ＧＴＡＷ溶接、ＰＡＷ溶接、ＧＭＡＷ短絡溶接を含む）、レーザ溶接（連続又はパルス）、又は電子ビーム溶接などの従来の技術を使用して完遂することができることが理解されよう。
【００２５】
図１２は、カバーワイヤ１５０の円滑化が完遂した後のチャネル１４０とカバーワイヤ１５０の斜視図である。特に、部品１３９の表面１３８での金属のオーバーフローは、従来の任意の機械加工技術によって加工により除去され得る。図示のように、完遂すると、チャネル１４０はカバーワイヤ１５０によって密閉され、ワイヤの耐久性及び溶接プロセスが与えられると、堅固に密封された堅牢なカバーがもたらされる。こうして、チャネル１４０は、密閉された表面冷却通路又はマイクロチャネルを提供し、そこを通って冷媒が循環され得る。
【００２６】
図１３は、本発明の一態様による、表面冷却通路を形成する例示の方法を示すブロック図である。最初のステップであるステップ２０２では、チャネル１４０は、高温ガス経路部品１３９の表面１３８に形成され得る。チャネル１４０は、任意の従来の機械加工プロセス又は鋳造プロセスによって形成されてもよい。チャネル１４０は、使用中に中空のエーロフォイルを通って循環する冷媒供給部に連結するコネクタ又は供給部に連結するようにも形成され得る。ステップ２０４で、カバーワイヤ１５０は、定位置に配置され、又はチャネル１４０内に収容され得る。ステップ２０６で、カバーワイヤ１５０は部品１３９に溶接され、それによってチャネル１４０を閉じることができる。最後に、ステップ２０８で、カバーワイヤ１５０及び／又は溶接プロセスからの余分な材料は、円滑な表面が残るように加工により除去され得る。
【００２７】
本発明を限られた数の実施形態のみに関して詳細に説明してきたが、本発明はそのような開示された実施形態に限定されないことを直ちに理解すべきである。そうではなく、本発明を任意の数の変形形態、改変形態、代替、これまでに説明されなかったが本発明の趣旨及び範囲と同等の均等な構成を組み込むように変更することができる。さらに、本発明のさまざまな実施形態を説明してきたが、本発明の態様は、説明された実施形態のうちのいくつかしか含むことができないことを理解されたい。したがって、本発明は前述の説明によって限定されるとはみなされないが、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２８】
１００  ガスタービンシステム
１０２  圧縮機
１０４  燃焼器
１０６  タービン
１０８  シャフト
１１０  燃料ノズル
１１２  燃料供給
１１５  ロータブレード
１１６  燃焼ガス
１１７  ロータディスク
１２０  シュラウド
１２２  付け根又はダブテール
１２４  エーロフォイル
１２６  プラットフォーム
１２８  圧力側壁
１３０  吸引側壁
１３２  前縁部
１３４  後縁部
１３７  ブレード先端部
１３８  表面
１３９  部品
１４０  チャネル
１４２  開口領域
１４３  内部領域
１４４  表面レベル
１５０  カバーワイヤ
１５２  フロア
１５４  側壁
１５５  外側に面する間隙
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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