(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却物品、及び冷却される構成要素、及び冷却物品を形成する方法を提供する。【解決手段】物品１００は、内側領域２０３及び外側領域２０５を分離する本体部分２０１と、内側領域２０３及び外側領域２０５を流体連通する本体部分２０１のアパーチャ１０１と、物品１００の内面２０４の少なくとも一部に沿って延びるバッフル１０３と、を含み、バッフル１０３は、内側領域２０３を複数の小領域に分割する。物品１００を形成する方法は、内側領域２０３及び外側領域２０５を定める本体部分２０１を形成するステップと、本体部分２０１に内側領域２０３と外側領域２０５とを流体連通するアパーチャ１０１を形成するステップと、本体部分２０１の内面２０４の少なくとも一部に沿って延びる少なくとも１つのバッフル１０３を形成するステップと、を含み、少なくとも１つのバッフル１０３は、内側領域２０３を複数の小領域に分割する。【選択図】図２
2017053351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品１００であって、
内側領域２０３及び外側領域２０５を分離する本体部分２０１と、
前記内側領域２０３及び前記外側領域２０５を流体連通する、前記本体部分２０１のアパーチャ１０１と、
前記物品１００の内面２０４の少なくとも一部に沿って延びるバッフル１０３と、
を備え、
前記バッフル１０３は、前記内側領域２０３を複数の小領域２１１に分割する、ことを特徴とする物品。
【請求項２】
前記バッフル１０３は、前記内側領域２０３の流体流れを分配する、請求項１に記載の物品１００。
【請求項３】
前記バッフル１０３は、前記物品１００の付加製造時の支持をもたらす、請求項１に記載の物品１００。
【請求項４】
前記バッフル１０３は、軸方向、実質的に軸方向、半径方向、実質的に半径方向、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される方向に延びる、請求項１に記載の物品１００。
【請求項５】
前記物品１００は、インピンジメントスリーブ及びインピンジメントプレートからなる群から選択される、請求項１に記載の物品１００。
【請求項６】
前記バッフル１０３は、これを貫通して延びる少なくとも１つの開口２２１を含み、前記バッフル１０３は、メッシュ織物、多孔板、一連の流れ阻止器、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の物品１００。
【請求項７】
前記バッフル１０３は、冷却効率を高める、請求項１に記載の物品１００。
【請求項８】
前記バッフル１０３は、前記小領域２１１のうちの１又は２以上での流体流れを前記小領域２１１のうちの他のものに対して変更するように配列及び配置される、請求項１に記載の物品１００。
【請求項９】
前記物品１００は、タービンエンジンの高温ガス経路構成要素４００の中に挿入するために配列及び配置される、請求項１に記載の物品１００。
【請求項１０】
内部に配置された冷却物品１００を有する中空構成要素４００本体を備える構成要素４００であって、
前記冷却物品１００は、
内側領域２０３及び外側領域２０５を分離する本体部分２０１と、
前記内側領域２０３及び前記外側領域２０５を流体連通するアパーチャ１０１と、
前記冷却物品１００の内面２０４の少なくとも一部に沿って延びる少なくとも１つのバッフル１０３と、
を備え、
前記少なくとも１つのバッフル１０３は、前記内側領域２０３を複数の小領域２１１に分割し、
前記少なくとも１つのバッフル１０３は、前記複数の小領域２１１のうちの１又は２以上の間で流体流れを分配するように配列及び配置される、構成要素４００。
【請求項１１】
物品１００を形成する方法であって、
内側領域２０３及び外側領域２０５を定める本体部分２０１を形成するステップと、
前記本体部分２０１に前記内側領域２０３と前記外側領域２０５とを流体連通するアパーチャ１０１を形成するステップと、
前記本体部分２０１の内面２０４の少なくとも一部に沿って延びる少なくとも１つのバッフル１０３を形成するステップと、
を含み、
前記少なくとも１つのバッフル１０３は、前記内側領域２０３を複数の小領域２１１に分割することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記物品１００を構成要素４００に挿入するステップをさらに含み、前記物品１００は、前記構成要素４００の衝突冷却をもたらす、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記本体部分２０１を形成する、前記アパーチャ１０１を形成する、及び前記少なくとも１つのバッフル１０３を形成するステップの少なくとも１つは、付加製造方法から成る、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのバッフル１０３を形成するステップは、前記少なくとも１つのバッフル１０３を前記本体部分２０１と一体的に形成するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
記少なくとも１つのバッフル１０３を形成するステップは、前記少なくとも１つのバッフル１０３を前記本体部分２０１とは別に形成した後に、前記少なくとも１つのバッフル１０３を前記本体部分２０１に固定するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品、構成要素、及び物品の形成方法に関する。より具体的には、本発明は、冷却物品、及び冷却される構成要素、及び冷却物品を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンシステムは、効率の向上及びコストの低減を行うよう常に改良されている。タービンシステムの効率を向上させる１つの方法は、タービンシステムの作動温度を上昇させることを含む。温度を上昇させるためには、タービンシステムは、連続稼働中にこのような温度に耐え得る構成要素を含む必要がある。
【０００３】
構成要素の材料及びコーティングを変更することに加えて、タービン構成要素の温度性能を向上させる１つの一般的な方法は、冷却流体流を供給することを含む。多くの場合、冷却流体流を供給するために、比較的冷たい空気が圧縮機から分流されて、冷却される構成要素に供給される。特定の構成要素において、インピンジメントスリーブが構成要素の内部に配置され、このインピンジメントスリーブは、冷たい空気を構成要素の内面に向ける。
【０００４】
一般に、インピンジメントスリーブは、その中に形成された複数の冷却孔を含む開放式の単一プレナム装置である。冷たい空気は、インピンジメントスリーブのプレナムを満たし、次に複数の冷却孔を通過する。典型的に、インピンジメントスリーブからの冷却流を制御するために、個々の冷却孔の数／サイズは、特定の領域への流れが増加／減少するように変更される。しかしながら、冷却孔サイズを小さくすると閉塞につながり、一方で冷却孔の数を少なくすると衝突冷却の有効範囲が狭くなる可能性がある。
【０００５】
本技術分野では、従来に比べて１又は２以上の改善を示す物品及び物品を形成する方法が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８１５２４６８号明細書
【発明の概要】
【０００７】
実施形態において、物品は、内側領域及び外側領域を分離する本体部分と、内側領域及び外側領域を流体連通する本体部分のアパーチャと、物品の内面の少なくとも一部に沿って延びるバッフルと、を含み、バッフルは、内側領域を複数の小領域に分割する。
【０００８】
別の実施形態において、構成要素は、内部に配置された冷却物品を有する中空構成要素本体を含み、冷却物品は、内側領域及び外側領域を分離する本体部分と、内側領域及び外側領域を流体連通するアパーチャと、冷却物品の内面の少なくとも一部に沿って延びる少なくとも１つのバッフルと、を含み、少なくとも１つのバッフルは、内側領域を複数の小領域に分割する。少なくとも１つのバッフルは、複数の小領域のうちの１又は２以上の間で流体流れを分配するように配列及び配置される。
【０００９】
別の実施形態において、物品を形成する方法は、内側領域及び外側領域を定める本体部分を形成するステップと、本体部分に内側領域と外側領域とを流体連通するアパーチャを形成するステップと、本体部分の内面の少なくとも一部に沿って延びる少なくとも１つのバッフルを形成するステップと、を含み、少なくとも１つのバッフルは、内側領域を複数の小領域に分割する。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、例証として本発明の原理を示す添付図面を参照しながら、以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施形態による冷却物品の斜視図。
【図２】本開示の実施形態による図１の方向２−２から見た冷却物品の断面図。
【図３】本開示の実施形態による図１の方向３−３から見た冷却物品の断面図
【図４】本開示の実施形態による構成要素内に位置付けられる物品の断面図。
【図５】本開示の実施形態による冷却物品を形成する方法のプロセス図。
【図６】本開示の実施形態による冷却物品を形成する方法の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
可能な限り、図面全体を通じて同じ要素を示すために同じ参照符号が使用される。
【００１３】
冷却物品及び冷却物品を形成する方法が提供される。本開示の実施形態は、例えば、本明細書で開示される特徴要素の１又は２以上を含まない概念と比較すると、効率の向上、流体流れの制御の促進、冷却物品の中の流体流れの分配、冷却物品のアパーチャを変更することなく衝突流を調節することの促進、構成要素冷却の向上、高い作動温度での使用の促進、付加製造を用いた冷却物品の形成の促進、低減量の流体流での冷却性の向上、及びこれらの組み合わせを可能にする。
【００１４】
冷却物品１００は、タービン構成要素の冷却を促進する何らかの適切な物品を含む。１つの実施形態において、図１に示すように、冷却物品１００は、その中に形成された１又は２以上のアパーチャ１０１及び／又はその中に形成された１又は２以上のバッフル１０３を含む。例えば、別の実施形態において、冷却物品１００は、複数のアパーチャ１０１を有するインピンジメントスリーブを含む。本明細書では、主としてインピンジメントスリーブに関連して説明されるが、当業者であれば理解できるように、冷却物品１００は、限定ではないが、インピンジメントプレート、複数のインピンジメントプレート、構成要素の中に挿入するように構成された何らかの他の物品、又はこれらの組み合わせ等の、何らかの他の適切な物品を含むことができる。
【００１５】
図２を参照すると、冷却物品１００の本体部分２０１は、内側領域２０３及び外側領域２０５を定める及び／又はこれを分離する。本体部分２０１は、内側領域２０３に向いた内面２０４、及び外側領域２０５に向いた外面２０６を含む。１つの実施形態において、１又は２以上のアパーチャ１０１は本体部分２０１の中に形成され、内側領域２０３と外側領域２０５を流体連通し、さらに内側領域２０３と外側領域２０５との間の流体流れをもたらす。例えば、アパーチャ１０１は、内面２０４と外面２０６との間で延びて、内側領域２０３から外側領域２０５への冷却流体の流れを促進することができる。
【００１６】
アパーチャ１０１の各々は、内側領域２０３と外側領域２０５を流体接続するために何らかの適切な幾何形状を含む。適切な幾何形状としては、限定ではないが、円形、実質的に円形、丸みのある形状、実質的に丸みのある形状、楕円、丸みのない形状、方形、三角形、星形、多角形、涙滴様、変化する形状、不規則な形状、他の何れかの幾何形状、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。アパーチャ１０１の幾何形状は、物品１００全体にわたって均一、実質的に均一、又は変化することができ、アパーチャ１０１の各々の幾何形状は、物品１００において１又は２以上の他のアパーチャ１０１と同じ、実質的に同じ、及び／又は異なっている。加えて、アパーチャ１０１は、冷却流を促進させるために何らかの適切な向き及び／又は間隔を含む。アパーチャ１０１間の適切な間隔は、限定ではないが、均等、均一、可変、勾配付き、区分化、又はこれらの組み合わせを含む。アパーチャ１０１の幾何形状及び／又は間隔は、冷却物品１００全体を通して均一、実質的に均一、又は可変とすることができ、アパーチャ１０１の各々の幾何形状及び／又は間隔は、冷却物品１００の１又は２以上の他のアパーチャ１０１と同じ、実質的に同じ、及び／又は異なっている。
【００１７】
１又は２以上のバッフル１０３は、冷却物品１００の内面２０４に沿って配置され、内側領域２０３を１又は２以上の小領域２１１に分割する。１又は２以上のバッフル１０３の各々は、限定ではないが、軸方向、実質的に軸方向、半径方向、実質的に半径方向、又はこれらを組み合わせた方向等の何らかの適切な方向に延びる。１又は２以上のバッフル１０３の数量、位置、及び／又は向きは、例えば制御された圧力及び／又は冷却空気流を可能にするといった、小領域２１１の所望の構成をもたらすように選択される。１つの実施形態において、図２に示すように、単一のバッフル１０３が内面２０４に固定され、この単一のバッフル１０３は、内側領域２０３を１又は２以上の小領域２１１に分割する。別の実施形態において、図３に示すように、少なくとも２つのバッフル１０３が内面２０４に固定され、この少なくとも２つのバッフル１０３は、内側領域２０３を１又は２以上の小領域２１１に分割する。当業者であれば理解できるように、任意の適切な数のバッフル１０３を設けて、内側領域２０３内に任意の適切な数の小領域２１１を形成することができる。
【００１８】
１又は２以上のバッフル１０３は、冷却物品１００の内側領域２０３の中の流体流れを分配するように構成される。内側領域２０３の中の流体流れを分配することとしては、限定ではないが、バッフル１０３で形成された小領域２１１に様々な量の流体を導入すること、バッフル１０３の方向を変えて１つの領域での流体流れを他の領域に対して変更すること、バッフル１０３の方向を変えて流体流れを１又は２以上の小領域２１１内に集中させること、１又は２以上のバッフル１０３を通る流体流れを変更すること、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。例えば、１つの実施形態において、バッフル１０３のうちの少なくとも１つは、メッシュ又はメッシュ織物等の多孔質構造４０３（図４参照）を含む。多孔質構造４０３は、流体流れが多孔質構造４０３を直接通ることを可能にする複数の孔及び／又は通路を含む。別の実施形態において、１又は２以上の開口２２１がバッフル１０３に形成されている。１又は２以上の開口２２１は、多孔質構造４０３に、プレート（図２参照）等の非多孔質構造に、又はこれらを組み合わせたものに形成することができる。非多孔質構造での１又は２以上の開口２２１は、これを通る流体流れをもたらすが、多孔質構造４０３での１又は２以上の開口２２１は、これを通る流体流量を増大させる。バッフル１０３での開口のサイズ、方向、及び／又は数量の変更、及び／又は存在する場合は多孔質構造４０３の多孔率の変更により、バッフル１０３を通る流体流れが変わり、これにより内側領域２０３の中の流体流れが変わる。追加的に又は代替的に、バッフル１０３は、バッフル１０３及び／又は小領域２１１を通る流体流れを変更及び／又は制御する流れ制限器及び／又は流れ阻止器を含むことができる。適切な流れ制限器及び／又は流れ阻止器としては、限定ではないが、ピンバンク（ｐｉｎ  ｂａｎｋ）、ブラシブリストル（ｂｒｕｓｈ  ｂｒｉｓｔｌｅ）、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００１９】
１つの実施形態において、１又は２以上のバッフル１０３は、小領域２１１のうちの１又は２以上の間の流体流れの分配を変える。別の実施形態において、小領域２１１のうちの１又は２以上の間の流体流れの分配を変えると、１又は２以上の小領域２１１に対応するアパーチャ１０１を通る流体流れが変わる。例えば、追加的な実施形態において、１又は２以上のバッフル１０３は、小領域２１１のうちの１つの中の流体流れが他の小領域２１１に比べて増加するように配置され、小領域２１１の中の流体流れが増加すると、小領域２１１のアパーチャ１０１を通る流体流れが増加する。
【００２０】
図４を参照すると、１つの実施形態において、冷却物品１００は、構成要素４００の中に挿入する及び／又は位置するように構成される。構成要素４００は、限定ではないが、中空構成要素、高温ガス通路構成要素、ノズル、ブレード、ベーン、又はこれらの組み合わせといった、何らかの適切な構成要素を含む。構成要素４００の中に挿入及び／又は位置決めされる場合、冷却物品１００の外側領域２０５は、冷却物品の外面２０６と構成要素４００の内面４０４との間に広がる。加えて、冷却物品１００が構成要素４００の中に挿入及び／又は位置決めされる場合、アパーチャ１０１を通る流体の流れは、構成要素４００の衝突冷却を可能にする。例えば、冷却物品１００の内側領域２０３に供給された冷却流体は、アパーチャ１０１を通って外側領域２０５に移動し、ここで冷却流体は構成要素４００の内面４０４と接触して構成要素４００を冷却する。アパーチャ１０１の方向及び／又は間隔は、少なくとも部分的に、内側領域２０３から外側領域２０５へ移動する流体の量、方向、及び／又は集中度を決定する。追加的に又は代替的に、バッフル１０３及び／又は小領域２１１は、内側領域２０３から外側領域２０５への流体流れを変更、調節、及び／又は制御するように配置される。例えば、バッフル１０３及び／又は小領域２１１は、アパーチャ１０１を通る所望の流体流れ特性をもたらすように構成することができる。適切な流体流れ特性は、限定ではないが、到達し難い領域での増加した流体流れ、高温に晒される領域での増加した流体流れ、他の高度な冷却が必要な領域での増加した流体流れ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００２１】
内側領域２０３の中で流体流れの分配を変更することで及び／又は小領域２１１の間の流体流れの分配を変更することで、バッフル１０３は、アパーチャ１０１の数、サイズ、及び／又は幾何形状を調節及び／又は変更することなく、複数の冷却物品１００を使用することなく、又はこれらの組み合わせを用いることなく、アパーチャ１０１を通る流体流れを変える。例えば、１つの実施形態において、バッフル１０３は、アパーチャ１０１の数、サイズ、幾何形状、及び／又は配置に無関係に流れ制御を可能にする。別の実施形態において、バッフル１０３が可能にする独立した流れ制御は、アパーチャ１０１を閉塞することなく、又は実質的に閉塞することなく、アパーチャ１０１に関する所望のパラメータの使用を促進する。追加的に又は代替的に、バッフル１０３は、本明細書に開示した実施形態の１又は２以上で説明したバッフル１０３を備えていない冷却物品に比べて、流体流れに対する強化された制御を促進し、衝突冷却流に対する強化された制御を促進し、低減した量の流体流れによる高度な冷却を可能にし、冷却効率を向上させ、高い作動温度での使用を促進し、又はこれらを組み合わせたものをもたらす。
【００２２】
１つの実施形態において、冷却物品１００及び／又はバッフル１０３を形成することは、何らかの適切な付加製造方法を含む、図５−６を参照すると、１つの実施形態において、付加製造方法５００は、ネットシェイプ又はニアネットシェイプ冷却物品１００及び／又はバッフル１０３を作る及び／又は形成することを含む。本明細書で用いる場合、成句「ニアネット」は、冷却物品１００及び／又はバッフル１０３の最終幾何形状及びサイズに非常に近い幾何形状で形成された冷却物品１００及び／又はバッフル１０３を意味し、付加製造方法５００の後に僅かな機械加工及び加工処理が必要であるか、又は必要としない。本明細書で用いる場合、成句「ネット」は、機械加工及び加工処理を必要としない幾何形状及びサイズで形成された冷却物品１００及び／又はバッフル１０３を意味する。
【００２３】
本明細書に開示した実施形態の１又は２以上によれば、付加製造方法５００は、１又は２以上のアパーチャ１０１及び／又は冷却物品１００と一体の１又は２以上のバッフル１０３を一体的に形成することを含む。追加的に又は代替的に、付加製造方法５００は、冷却物品１００とは別に１又は２以上のバッフル１０３を形成し、次に１又は２以上のバッフル１０３を冷却物品１００に固定することを含む。１又は２以上のバッフル１０３を冷却物品１００に固定することは、限定ではないが、溶着、ろう付け、焼結、接合、インターロック、機械的ロック、又はこれらの組み合わせを含む。
【００２４】
付加製造方法５００の間に形成されるアパーチャ１０１に関して説明されるが、当業者であれば理解できるように、少なくとも１つのアパーチャ１０１は、付加製造方法５００の後で、冷却物品１００のネット又はニアネット幾何形状に影響を与えることなく冷却物品１００に機械加工することができる。
【００２５】
付加製造方法５００は、材料層を連続して及び繰り返し堆積及び接合することを通じて、冷却物品１００及び／又はバッフル１０３を形成する何らかの製造法を含む。適切な製造法は、限定ではないが、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、レーザ技術によるネットシェイプ（ＬＥＮＳ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、熱溶解積層造形（ＦＤＭ）、又はこれらの組み合わせのような当業者に公知のプロセスを含む。１つの実施形態において、例えば、付加製造方法５００は、金属合金粉体６０１を提供するステップ（５０１）と、金属合金粉体６０１を用いて初期層６０２を形成するステップ（５０２）と、金属合金粉体６０１を用いて初期層６０２の上に追加層６２２を連続して形成するステップ（５０３）と、初期層６０２に追加層６２２を接合して冷却物品１００及び／又はバッフル１０３を形成するステップ（５０４）と、を含む。別の実施形態において、付加製造方法５００は、所定の厚さ及び／又は所定の形状を有する冷却物品１００及び／又はバッフル１０３が得られるまで、前に形成されていた層の上に追加層６２２を連続して形成するステップと、前に形成されていた層に追加層６２２を接合するステップとを繰り返すステップ（５０５）を含む。前に形成されていた層は、初期層６０２及び／又は初期層６０２に直接又は間接的に接合される他の何れかの追加層６２２を含む、冷却物品１００及び／又はバッフル１０３の何らかの部分６１１を含む。
【００２６】
初期層６０２は、予め選択された厚さ６０３及び予め選択された形状を有し、これは、１又は２以上のアパーチャ１０１を形成する場合、少なくとも１つの第１の開口６０４を含む。追加層６２２の各々は、第２の予め選択された厚さ６２３及び第２の予め選択された形状を含み、第２の予め選択された形状は、初期層６０２の少なくとも１つの第１の開口６０４に対応した少なくとも１つの第２の開口６２４、外面２０６に対応した形状、及び／又は１又は２以上のバッフル１０３に対応した形状を含む。第２の予め選択された厚さ６２３及び／又は第２の予め選択された形状は、１又は２以上の追加層６２２の間で同じ、実質的に同じ、又は異なることができる。接合されると、初期層６０２の予め選択された厚さ６０３及び追加層６２２の第２の予め選択された厚さ６２３は、部分６１１の複合厚さ６３３を形成する。加えて、少なくとも１つの第１の開口６０４及び対応する少なくとも１つの第２の開口６２４は、部分６１１において１又は２以上の複合開口６３４を形成する。物品１００が形成されると、１又はそれ以上の複合開口６３４は、内側領域２０３を冷却物品１００の外側領域２０５に流体接続する１又は２以上のアパーチャ１０１を形成する。
【００２７】
１つの実施形態において、付加製造方法５００は、ＤＭＬＭプロセスを含む。別の実施形態において、ＤＭＬＭプロセスは、金属合金粉体６０１を提供し、金属合金粉体６０１を堆積して、初期粉体層を形成することを含む。初期粉体層は、予め選択された厚さ６０３と、少なくとも１つの第１の開口６０４を含む予め選択された形状とを有する。別の実施形態において、ＤＭＬＭプロセスは、集束エネルギー源６１０を含み、該集束エネルギー源６１０を初期粉体層に配向して、金属合金粉体６０１を溶融し、初期粉体層を冷却物品１００及び／又はバッフル１０３の部分６１１に変える。適切な集束エネルギー源は、限定ではないが、レーザ装置、電子ビーム装置、又はこれらの組み合わせを含む。
【００２８】
次に、ＤＭＬＭプロセスは、冷却物品１００及び／又はバッフル１０３の上に追加の金属合金粉体６０１を連続して堆積して、第２の予め選択された厚さ６２３と、第２の予め選択された形状とを有する追加層６２２を形成する。金属合金粉体６０１の追加層６２２を堆積した後、ＤＭＬＭプロセスは、集束エネルギー源６１０を用いて追加層６２２を溶融して複合厚さ６３３を増加させ、冷却物品１００の少なくとも一部を形成することを含む。次いで、金属合金粉体６０１の追加層６２２を連続して堆積するステップ及び追加層６２２を溶融するステップを繰り返して、ネットシェイプ又はニアネットシェイプの冷却物品１００及び／又はバッフル１０３を形成することができる。例えば、これらのステップは、所定の厚さ、所定の形状、１又は２以上のアパーチャ１０１、及び／又は１又は２以上のバッフル１０３を有する冷却物品１００が得られるまで繰り返し行うことができる。
【００２９】
追加的に又は代替的に、１又は２以上のバッフル１０３は、冷却物品１００とは別々に形成すること及び／又は冷却物品１００の形成の後で形成することができる。例えば、バッフル１０３は、付加製造方法５００を使用して先行して成形された冷却物品１００の上に直接形成するこができ、又はバッフル１０３は、冷却物品１００とは別に形成した後、冷却物品１００に取り付けることができる。冷却物品１００とは別々にバッフル１０３を形成することは、付加製造方法５００もしくは機械加工、焼結、及び／又は鋳造等の非付加製造方法のいずれかを含むことができる。付加製造方法５００を使用した冷却物品１００及び／又はバッフル１０３の形成は、非付加製造方法に比べてより複雑なバッフル１０３の形成を促進する。追加的に又は代替的に、バッフル１０３のうちの１又は２以上が冷却物品１００の付加製造の間に形成される場合、バッフル１０３は、冷却物品１００に対する支持を行うことができ、厚さが低減された本体部分２０１の形成を促進すること、長い及び／又は丈のある冷却物品１００の形成を促進すること、製造時の冷却物品１００の変形を低減又は解消すること、冷却物品１００の所望の幾何形状を維持すること、又はこれらを組み合わせたものをもたらす。
【００３０】
１又はそれ以上の実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行うことができ且つ本発明の要素を均等物で置き換えることができる点は、当業者であれば理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は物的事項を本発明の教示に適合するように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、本発明を実施するために企図される最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、また本発明は、提出した請求項の技術的範囲内に属する全ての実施形態を包含することになるものとする。加えて、詳細な説明において特定される全ての数値は、正確な値と近似値の両方が明示されるものと解釈すべきである。
【００３１】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
物品であって、
内側領域及び外側領域を分離する本体部分と、
上記内側領域及び上記外側領域を流体連通する、上記本体部分のアパーチャと、
上記物品の内面の少なくとも一部に沿って延びるバッフルと、
を備え、
上記バッフルは、上記内側領域を複数の小領域に分割する、ことを特徴とする物品。
［実施態様２］
上記バッフルは、上記内側領域の流体流れを分配する、実施態様１に記載の物品。
［実施態様３］
上記バッフルは、上記物品の付加製造時の支持をもたらす、実施態様１に記載の物品。
［実施態様４］
上記バッフルは、軸方向、実質的に軸方向、半径方向、実質的に半径方向、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される方向に延びる、実施態様１に記載の物品。
［実施態様５］
上記物品は、インピンジメントスリーブ及びインピンジメントプレートからなる群から選択される、実施態様１に記載の物品。
［実施態様６］
上記バッフルは、これを貫通して延びる少なくとも１つの開口を含む、実施態様１に記載の物品。
［実施態様７］
上記バッフルは、メッシュ織物、多孔板、一連の流れ阻止器、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、実施態様６に記載の物品。
［実施態様８］
上記バッフルは、冷却効率を高める、実施態様１に記載の物品。
［実施態様９］
少なくとも１つの追加バッフルをさらに備える、実施態様１に記載の物品。
［実施態様１０］
上記バッフルは、上記小領域のうちの１又は２以上での流体流れを上記小領域のうちの他のものに対して変更するように配列及び配置される、実施態様１に記載の物品。
［実施態様１１］
上記バッフルは、上記物品に対して独立的に固定される、実施態様１に記載の物品。
［実施態様１２］
上記物品は、タービンエンジンの高温ガス経路構成要素の中に挿入するために配列及び配置される、実施態様１に記載の物品。
［実施態様１３］
内部に配置された冷却物品を有する中空構成要素本体を備える構成要素であって、
上記冷却物品は、
内側領域及び外側領域を分離する本体部分と、
上記内側領域及び上記外側領域を流体連通するアパーチャと、
上記冷却物品の内面の少なくとも一部に沿って延びる少なくとも１つのバッフルと、
を備え、
上記少なくとも１つのバッフルは、上記内側領域を複数の小領域に分割し、
上記少なくとも１つのバッフルは、上記複数の小領域のうちの１又は２以上の間で流体流れを分配するように配列及び配置される、構成要素。
［実施態様１４］
物品を形成する方法であって、
内側領域及び外側領域を定める本体部分を形成するステップと、
上記本体部分に上記内側領域と上記外側領域とを流体連通するアパーチャを形成するステップと、
上記本体部分の内面の少なくとも一部に沿って延びる少なくとも１つのバッフルを形成するステップと、
を含み、
上記少なくとも１つのバッフルは、上記内側領域を複数の小領域に分割することを特徴とする方法。
［実施態様１５］
上記物品を構成要素に挿入するステップをさらに含み、上記物品は、上記構成要素の衝突冷却をもたらす、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１６］
上記本体部分を形成する、上記アパーチャを形成する、及び上記少なくとも１つのバッフルを形成するステップの少なくとも１つは、付加製造方法から成る、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１７］
上記付加製造方法は、直接金属レーザ溶融法から成る、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
上記少なくとも１つのバッフルを形成するステップは、上記少なくとも１つのバッフルを上記本体部分と一体的に形成するステップを含む、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１９］
記少なくとも１つのバッフルを形成するステップは、上記少なくとも１つのバッフルを上記本体部分とは別に形成した後に、上記少なくとも１つのバッフルを上記本体部分に固定するステップを含む、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様２０］
上記少なくとも１つのバッフルを上記本体部分に固定するステップは、溶着、ろう付け、焼結、接合、インターロック、及びこれらの組み合わせを含む群から選択される、実施態様１９に記載の方法。
【符号の説明】
【００３２】
１００  冷却物品
１０１  アパーチャ
１０３  バッフル
２０１  本体部分
２０３  内側領域
２０４  内面
２０５  外側領域
２０６  外面
２１１  小領域
２２１  開口
４００  構成要素
４０３  多孔質構造
４０４  内面
５００  付加製造方法
６０１  金属合金粉体
６０２  初期層
６０３  予め選択された厚さ
６０４  第１の開口
６１０  集束エネルギー源
６１１  部分
６２２  追加層
６２３  第２の予め選択された厚さ
６２４  第２の開口
６３３  複合厚さ
６３４  複合開口
【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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【外国語明細書】
2017053351000001.pdf