(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却用物品及び冷却用物品を形成するための方法を提供する。【解決手段】冷却用物品１００は、内部領域２０３及び外部領域２０５を離隔する本体部２０１と、内部領域を外部領域に流体接続する、本体部内の開口１０１と、本体部の外面２０６から離れて延びる冷却用特徴部１０３と、を含む。冷却用特徴部は、外部領域の流体流れを妨げる。冷却用物品を形成するための方法は、内部領域及び外部領域を定める本体部を形成するステップと、本体部内に、内部領域を外部領域に流体接続する開口を形成するステップと、本体部の外面から離れて延びる冷却用特徴部を形成するステップと、を含む。冷却用物品は、タービンエンジンの高温ガス通路構成要素に挿入されるように配列及び配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部領域（２０３）及び外部領域（２０５）を離隔する本体部（２０１）と、
前記内部領域（２０３）を前記外部領域（２０５）に流体接続する、前記本体部（２０１）内の開口（１０１）と、
前記本体部（２０１）の外面（２０６）から離れて延びる冷却用特徴部（１０３）と、
を備える冷却用物品（１００）であって、
前記冷却用特徴部（１０３）が、前記外部領域（２０５）の流体流れを妨げることを特徴とする、冷却用物品（１００）。
【請求項２】
前記冷却用特徴部（１０３）が、ピン、突起、ディンプル、遮蔽部材、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に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項３】
前記冷却用特徴部（１０３）が、前記開口（１０１）の近くに位置決めされる、請求項１に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項４】
前記冷却用特徴部（１０３）が、半円形幾何学的形状を含む、請求項１に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項５】
前記冷却用物品（１００）が、前記本体部（２０１）の前記外面（２０６）から離れて延びる複数の追加の冷却用特徴部（１０３）を備える、請求項１に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項６】
前記冷却用特徴部（１０３）と、前記追加の冷却用特徴部（１０３）のうちの少なくとも１つとが、異なる幾何学的形状を含む、請求項５に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項７】
前記複数の追加の冷却用特徴部（１０３）の充填率（ｐａｃｋｉｎｇ）が、前記本体部（２０１）に沿って変化する、請求項５に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項８】
前記冷却用物品（１００）が、タービンノズルの中に挿入されるように配列及び配置され、前記冷却用特徴部（１０３）が、近傍壁乱流をもたらすように配列及び配置される、請求項１に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項９】
前記冷却用物品（１００）が、タービンノズルの中に挿入されるように配列及び配置され、前記冷却用物品（１００）が内部に挿入された場合に、前記冷却用特徴部（１０３）が、前記タービンノズルの内面（２０４）に接触するように配列及び配置される、請求項１に記載の冷却用物品（１００）。
【請求項１０】
内部領域（２０３）及び外部領域（２０５）を離隔する本体部（２０１）と、
前記内部領域（２０３）を前記外部領域（２０５）に流体接続する、前記本体部（２０１）内の複数の開口（１０１）と、
前記本体部（２０１）の外面（２０６）から離れて延びる複数の冷却用特徴部（１０３）と、
を備える冷却用物品（１００）であって、
前記冷却用物品（１００）が、タービンノズルの中に配列及び配置され、
前記複数の冷却用特徴部（１０３）が、前記タービンノズルからの熱伝達を可能にする、冷却用物品（１００）。
【請求項１１】
冷却用物品（１００）を形成するための方法であって、
内部領域（２０３）及び外部領域（２０５）を定める本体部（２０１）を形成するステップと、
前記本体部（２０１）内に、前記内部領域（２０３）を前記外部領域（２０５）に流体接続する開口（１０１）を形成するステップと、
前記本体部（２０１）の外面（２０６）から離れて延びる冷却用特徴部（１０３）を形成するステップと、
を含み、
前記冷却用物品（１００）が、タービンエンジンの高温ガス通路構成要素（３００）に挿入されるように配列及び配置される、方法。
【請求項１２】
前記本体部（２０１）を形成するステップ、前記開口（１０１）を形成するステップ、及び前記冷却用特徴部（１０３）を形成するステップのうちの少なくとも１つが、付加製造を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記冷却用特徴部（１０３）を形成するステップが、前記冷却用特徴部（１０３）を、前記開口（１０１）を避けて直交流を送るように配列及び配置するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記本体部（２０１）の前記外面（２０６）から離れるように延びる複数の追加の冷却用特徴部（１０３）を形成するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記冷却用特徴部（１０３）及び前記複数の追加の冷却用特徴部（１０３）を、冷却剤流に乱流を形成するように配列及び配置するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品及び物品を形成する方法に関する。より具体的には、本発明は、冷却用物品及び冷却用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、効率を向上させかつコストを低減するために継続的に改修されている。タービンシステムの効率を向上させる１つの方法として、タービンシステムの作動温度を高くすることが挙げられる。作動温度を高くするためには、タービンシステムは、連続使用時に高温に耐え得る材料で構成する必要がある。
【０００３】
構成要素の材料及びコーティングを改修することに加えて、タービン構成要素の温度性能を高める一般的な方法としては、冷却用特徴部の使用を挙げることができる。例えば、冷却用特徴部の１つのタイプとして、その中に形成された開口を有するインピンジメント部材を挙げることができる。インピンジメント部材は、冷却流体を、開口を経由して冷却が必要な表面に向かって送る。しかしながら、冷却流体の流れは、特にインピンジメント部材と冷却される表面との間に直交流が存在する下で開口から流出するとすれば、制御することが難しい場合が多い。
【０００４】
直交流の存在下で表面が冷却流体と接触するために、一般に増量した冷却流体がインピンジメント部材の開口を通過する。冷却流体は、タービンエンジンの加圧空気から供給される場合が多いので、増量した冷却流体が開口を通過することは、燃焼器に到達する前に加圧空気のより大きな部分を持ち去ることになる。加圧空気のより大きな部分を持ち去ると、タービンエンジンの効率が低下して運転コストが高くなる。
【０００５】
本技術分野では、従来技術に比べて１又は２以上の改善点を示す物品及び方法が望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８４４４３７６号明細書
【発明の概要】
【０００７】
実施形態において、冷却用物品は、内部領域及び外部領域を離隔する本体部と、内部領域を外部領域に流体接続する、本体部内の開口と、本体部の外面から離れて延びる冷却用特徴部と、を含む。冷却用特徴部は外部領域の流体流れを妨げる。
【０００８】
他の実施形態において、冷却用物品は、内部領域及び外部領域を離隔する本体部と、内部領域を外部領域に流体接続する、本体部内の複数の開口と、本体部の外面から離れて延びる複数の冷却用特徴部と、を含む。冷却用物品はタービンノズルの中に配列及び配置され、複数の冷却用特徴部はタービンノズルからの熱伝達を可能にする。
【０００９】
他の実施形態において、冷却用物品を形成するための方法は、内部領域及び外部領域を定める本体部を形成するステップと、本体部内に、内部領域を外部領域に流体接続する開口を形成するステップと、本体部の外面から離れて延びる冷却用特徴部を形成するステップと、を含む。冷却用物品は、タービンエンジンの高温ガス通路構成要素に挿入されるように配列及び配置される。
【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用物品の斜視図。
【図２】本開示の実施形態による冷却用物品の断面図。
【図３】本開示の実施形態による冷却される構成要素の中に位置決めされた冷却用物品の断面図。
【図４】本開示の実施形態による冷却用特徴部の拡大図。
【図５】本開示の実施形態による冷却用物品を形成するための工程図。
【図６】本開示の実施形態による冷却用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】
冷却用物品及び冷却用物品を形成する方法が提示される。本開示の実施形態は、例えば本明細書に開示される１又は２以上の特徴部を含まないコンセプトと比較すれると、冷却効率を向上させ、冷却流体の使用を減少させ、流体流れの制御を向上させ、インプリンジメント流体流れの効率を向上させ、インプリンジメント流体の直交流作用を低減させ、高温壁熱伝達を向上させ、乱流冷却剤流をもたらし、運転耐用年数を長くし、又はこれらを組み合わせたものをもたらす。
【００１４】
冷却用物品１００は、タービン構成要素の冷却を促進するための任意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、冷却用物品１００は、その中に形成された１又は２以上の開口１０１及び／又はその上に形成された１又は２以上の冷却用特徴部１０３を含む。例えば、他の実施形態において、冷却用物品１００は、複数の開口１０１及び／又は冷却用特徴部１０３を有するインプリンジメントスリーブを含む。本明細書で主としてインプリンジメントスリーブに関して記載されるが、当業者であれば、冷却用物品１００が、限定されるものではないが、インプリンジメントプレート、複数のインプリ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み得ることを理解できるはずである。
【００１５】
図２を参照すると、冷却用物品１００の本体部２０１は、内部領域２０３及び外部領域２０５を定める及び／又は離隔する。本体部２０１は、内部領域２０３に向いた内面２０４及び外部領域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以上の開口１０１は、本体部２０１に形成され、内部領域２０３と外部領域２０５を流体接続しかつ内部領域２０３と外部領域２０５との間の流体流れを可能にする。例えば、開口１０１は、内面２０４と外面２０６との間に延在して内部領域２０３から外部領域２０５への冷却流体の流れを助長することができる。
【００１６】
開口１０１の各々は、内部領域２０３及び外部領域２０５を流体接続するための何らかの適切な幾何学的形状を含む。適切な幾何学的形状としては、限定されるものではないが、円形、略円形、丸形、略丸形、長円形、楕円形、非丸形、正方形、三角形、星形、多角形、Ｖ示形、変化した、不規則な、何らかの他の幾何学的形状、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。加えて、開口１０１は、冷却流を促進するための何らかの適切な方向及び／又は間隔を含む。各開口１０１の間の適切な間隔は、限定されるものではないが、均等なもの、一様なもの、変化したもの、傾斜したもの、区分化したもの、又はこれらの組み合わせを含む。開口１０１の幾何学的形状及び／又は間隔は、冷却用物品１００全体にわたって一様なもの、実質的に一様なもの、又は変化したものとすることができ、開口１０１の各々の幾何学的形状及び／又は間隔は、同じである、実質的に同じである、及び／又は冷却用物品１００の１又は２以上の他の開口１０１と異なる。
【００１７】
他の実施形態において、１又は２以上の冷却用特徴部１０３は、外面２０６の上に形成され、外面２０６から離れて外部領域２０５に広がる。適切な冷却用特徴部１０３は、限定されるものではないが、ピン２０３（図２）、ピンフィン、突起、ディンプル、遮蔽部材４０３（図４）、タービュレータストリップ、格子構造、何らかの他の凸部及び／又は凹部、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、図２に示すように、１又は２以上の冷却用特徴部１０３は、ピンバンクを形成するように配列及び配置された複数のピン２０３を含むことができる。追加的に又は代替的に、冷却用物品１００は、ピン２０３及び他の冷却用特徴部１０３の組み合わせを含むことができる。
【００１８】
冷却用特徴部１０３の各々は、限定されるものではないが、円形、略円形、丸形、略丸形、非丸形、星形、長円形、正方形、三角形、多角形、変化した、不規則な、何らかの他の幾何学的形状、又はこれらの組み合わせをといった何らかの適切な断面の幾何学的形状を含むことができる。１又は２以上の冷却用特徴部１０３の各々の断面幾何学的形状は、均一、実質的に均一、又は変化したものとすることができる。例えば、冷却用特徴部１０３は、矩形、正方形、円筒形、円錐形、三角形、砂時計形、放射形状、又はこれらを組み合わせたものとすることができる。１つの実施形態において、１又は２以上の冷却用特徴部１０３の各々の断面幾何学的形状は、他の冷却用特徴部１０３と同じ、実質的に同じとすることができる。他の実施形態において、１又は２以上の冷却用特徴部１０３のうちの少なくとも１つの断面幾何学的形状は、冷却用物品１００の外面２０６に沿って他の冷却用特徴部１０３のうちの少なくとも１つの幾何学的形状と異なる。別の実施形態において、冷却用特徴部１０３の断面は、少なくとも１つの断面における冷却用特徴部１０３の断面幾何学的形状が、少なくとも１つの他の断面における冷却用特徴部１０３の断面幾何学的形状とは異なるように形成される。
【００１９】
追加的に又は代替的に、例えば、限定されるものではないが、間隔、角度、長さ、幅、又はこれらの組み合わせ等の冷却用特徴部１０３の他の態様は、外面２０６に沿って同じである、実質的に同じである、又は変化する。１つの実施例において、冷却用特徴部１０３の間隔は、冷却用特徴部１０３の密度又は充填率（ｐａｃｋ）を変えるために様々とすることができる。他の実施例において、冷却用特徴部１０３は、本体部２０１及び／又は外面２０６に対して角度を付けることができる。１つの実施形態において、冷却用特徴部１０３の角度は、例えば、本体部２０１に対する支持を可能にするとで、冷却用物品１００の付加製造を容易にするように選択される。別の実施例において、冷却用特徴部１０３は、例えば、限定されるものではないが、付加製造時に冷却用特徴部１０３の支持を可能にするストラット、隆起部、及び／又はロッド等の支持部材を含む。支持部材は、冷却用物品１００の一部を成すこと又は冷却用物品１００の付加製造の後で取り外すことができる。
【００２０】
図３を参照すると、１つの実施形態において、冷却用物品１００は、限定されるものでないが、高温ガス通路構成要素、タービンノズル、タービンシュラウド、タービンバケット又はブレード、燃焼構成要素、又はこれらの組み合わせ等の、構成要素３００の中に挿入及び／又は位置決めするように構成される。構成要素３００の中に挿入及び／又は位置決めされた場合、冷却用物品１００の外部領域２０５は、冷却用物品の外面２０６と構成要素３００の内面３０４との間に広がる。加えて、冷却用物品１００が構成要素３００の中に挿入及び／又は位置決めされた場合、開口１０１を通過する流体流は、構成要素３００のインプリンジメント冷却をもたらす。例えば、冷却用物品１００の内部領域２０３に供給された冷却流体は、開口１０１を通って外部領域２０５に移動し、ここで、冷却流体は、構成要素３００の内面３０４に接触して構成要素３００を冷却する。開口１０１の方向及び／又は間隔は、少なくとも部分的に、内部領域２０３から外部領域２０５に移動する冷却流体の量、方向、及び／又は密度を決定する。
【００２１】
図３に示すように、冷却用物品１００が構成要素３００の中に挿入及び／又は位置決めされた場合、１又は２以上の冷却用特徴部１０３は、構成要素３００の内面３０４に向かって延びる。１つの実施形態において、冷却用特徴部１０３は、外部領域２０５の内部の及び／又はここを通る流体流れに影響を与えるように配列及び配置される。他の実施形態において、１又は２以上の冷却用特徴部１０３は、構成要素３００の内面３０４に近接するが内面３０４に接触しない。別の実施形態において、冷却用特徴部１０３は、外部領域２０５の中で直交流及び／又は他の冷却流体流れといった流体流れに乱流を発生させる。外部領域２０５の中で流体流れに乱流が発生すると、近傍壁乱流が増加し、これにより構成要素３００からの全熱伝達が増加し、構成要素３００の冷却が向上し、高温壁熱伝達が増加し、冷却効率が向上し、又はこれらを組み合わせたものがもたらされる。追加的に又は代替的に、１又は２以上の冷却用特徴部１０３のうちの少なくとも１つが構成要素３００の内面３０４に接触し、構成要素３００からの伝導熱伝達がもたらされる。
【００２２】
図４を参照すると、１つの実施形態において、１又は２以上の冷却用特徴部１０３は、１又は２以上の開口１０１のうちの少なくとも１つに対して位置決めされた少なくとも１つの遮蔽部材４０３を含む。少なくとも１つの遮蔽部材４０３は、１又は２以上のピン２０３又は冷却用特徴部１０３に加えて又はその代わりに設けることができる。他の実施形態において、少なくとも１つの遮蔽部材４０３は、開口１０１のうちの少なくとも１つから流出する冷却流体に対する直交流作用を低減又は除去するように配列又は配置される。例えば、図４に示すように、遮蔽部材４０３は、湾曲した及び／又は半円形の幾何学的形状を含むことができ、開口１０３から流出する冷却流体を避けて、外部領域２０５の中で直交流を送るように構成される。冷却流体に対する直交流作用を低減又は除去することで、遮蔽部材４０３は、構成要素３００の内面３０４に対する冷却流体の接触を増大させ、インプリンジメント冷却効率を向上させ、熱除去を増大させ、少ない量の流体で構成要素３００の冷却を可能にし、及び／又は高い作動温度での使用を助ける。
【００２３】
１つの実施形態において、冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部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、他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用物品１００及び／又は冷却用特徴部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、用語「ニアネット（ｎｅａｒ−ｎｅｔ）」は、冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３の最終幾何学的形状及びサイズに非常に近い幾何学的形状及びサイズで形成された冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３を指し、付加製造方法５００の後で機械加工及び処理が殆ど又は全く必要がない。本明細書で用いる場合、用語「ネット（ｎｅｔ）」は、機械加工又は処理を全く必要としない幾何学的形状及びサイズに形成された冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３を指す。例えば、１つの実施形態において、付加製造方法５００は、１又は２以上の開口１０１及び／又は１又は２以上の冷却用特徴部１０３を有する冷却用物品１００を作ることを含む。付加製造方法５００は、冷却用物品１００、開口１０１、及び／又は冷却用特徴部１０３に対する何らかのネットシェイプ又はニアネットシェイプをもたらす。追加的に又は代替的に、付加製造方法５００は、１又は２以上の冷却用特徴部１０３から独立した冷却用物品１００を形成し、次に１又は２以上の冷却用特徴部１０３を冷却用物品１００に固定することを含む。開口１０１は付加製造方法５００の間の形成されるように説明されるが、当業者であれば、開口１０１のうちに少なくとも１つは、冷却用物品１００のネット又はニアネット幾何学的形状に影響を及ぼすことなく、付加製造方法５００の後で冷却用物品１００に機械加工できることを理解できるはずである。
【００２４】
付加製造方法５００は、連続的かつ反復的に材料層を堆積及び接合することによって、冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３を形成するための何らかの製造方法を含む。適切な製造方法としては、限定されるものではないが、直接金属レーザ溶融法（ＤＭＬＭ）、直接金属レーザ焼結法（ＤＭＬＳ）、レーザ技術によるネットシェイプ法、選択的レーザ焼結法（ＳＬＳ）、選択的レーザ溶融法（ＳＬＭ）、電子ビーム熔解法（ＥＢＭ）、熱熔解積層法（ＦＤＭ）、又はこれらを組み合わせたものとして当業者に知られているプロセスを挙げることができる。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を準備し（ステップ５０１）；金属合金粉体６０１を用いて初期層６０２を形成し（ステップ５０２）；金属合金粉体６０１を用いて初期層６０２の上に追加層６２２を順次形成し（ステップ５０３）；追加層６２２を初期層６０２に接合して冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３を形成する（ステップ５０４）ことを含む。他の実施形態において、付加製造方法５００は、所定の厚さ及び／又は所定の形状の冷却用物品１００及び／又は開口１０３が得られるまで、順次、先に形成した層の上に追加層６２２を形成して追加層６２２を先に形成した層に接合する各ステップを繰り返す（ステップ５０５）。先に形成した層は、初期層６０２及び／又は初期層６０２に直接又は間接的に接合した何らかの他の追加層６２２を含む、冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３の何らかの部分６１１を含む。
【００２５】
初期層６０２は、予め設定された厚さ６０３及び予め設定された形状を含み、１又は２以上の開口１０１を形成する際に、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の予め設定された厚さ６２３及び第２の予め設定された形状を有し、第２の予め設定された形状は、初期層６０２の少なくとも１つの第１の開口６０４に対応する少なくとも１つの第２の開口６２４、外面２０６に対応する形状、及び／又は１又は２以上の冷却用特徴部１０３に対応する形状を含む。第２の予め設定された厚さ６２３及び／又は第２の予め設定された形状は、１又は２以上の追加層６２２の間で同じとすること、実質的に同じとすること、又は異なることができる。接合時、初期層６０２の予め設定された厚さ６０３及び追加層６２２の第２の予め設定された厚さ６２３は、部分６１１の結合厚さ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の１又は２以上の結合開口６３４を形成する。冷却用物品１００が形成されると、１又は２以上の結合開口６３４は、部分６１１の内部領域２０３を外部領域２０５と流体接続する１又は２以上の開口１０１を形成する。
【００２６】
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。他の実施形態において、ＤＭＬＭプロセスは、金属合金粉体６０１を準備して、金属合金粉体６０１を堆積して初期粉体層を形成する。初期粉体層は、予め設定された厚さ６０３及び少なくとも１つの第１の開口６０４を含む予め設定された形状を有する。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を準備し、集束エネルギー源６１０を初期粉体層に向けて、金属合金粉体６０１を溶融させて、初期粉体層を冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３の部分６１１に転換する。適切な集束エネルギー源としては、限定されるものではないが、レーザ装置、電子ビーム装置、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００２７】
次に、ＤＭＬＭプロセスは、順次、追加の金属合金粉体６０１を冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３の部分６１１の上に堆積して、第２の予め設定された厚さ６２３及び第２の予め設定された形状を有する追加層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、追加層６２２を集束エネルギー源６１０で溶融して結合厚さ６３３を増加させて、冷却用物品１００の少なくとも一部を形成することを含む。順次、金属合金粉体６０１の追加層６２２を堆積して追加層６２２を溶融するステップをその後繰り返して、ネットシェイプ又はニアネットシェイプ冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３を形成することができる。例えば、各ステップは、所定の厚さ、所定の形状、１又は２以上の開口１０１、及び／又は１又は２以上の冷却用特徴部１０３を有する冷却用物品１００が得られるまで繰り返すことができる。
【００２８】
追加的に又は代替的に、１又は２以上の冷却用特徴部１０３は、冷却用物品１００とは独立して及び／又はその形成後に形成することができる。例えば、冷却用特徴部１０３は、付加製造方法５００を用いて先に形成した冷却用物品１００の上に直接形成することができ、又は、冷却用特徴部１０３は、冷却用物品１００とは別に形成した後に冷却用物品１００に取り付けることができる。冷却用特徴部１０３を冷却用物品１００とは別に形成することは、付加製造方法５００と、機械加工及び／又は鋳造等の非付加製造方法とのうちのいずれかを含むことができる。付加製造方法５００を用いて冷却用物品１００及び／又は冷却用特徴部１０３を形成すると、非付加製造方法に比べてより複雑な冷却用特徴部１０３を形成することが容易になる。
【００２９】
例示的な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、添付の特許請求の範囲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を意図している。加えて、詳細な説明で特定された全ての数値は、厳密な値及び近似値の両方が明示的に特定されていると解釈されるものとする。
【００３０】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
内部領域及び外部領域を離隔する本体部と、
上記内部領域を上記外部領域に流体接続する、上記本体部内の開口と、
上記本体部の外面から離れて延びる冷却用特徴部と、
を備える冷却用物品であって、
上記冷却用特徴部が、上記外部領域の流体流れを妨げることを特徴とする、冷却用物品。
［実施態様２］
上記冷却用特徴部が、ピン、突起、ディンプル、遮蔽部材、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１に記載の冷却用物品。
［実施態様３］
上記冷却用特徴部が、上記開口の近くに位置決めされる、実施態様１に記載の冷却用物品。
［実施態様４］
上記冷却用特徴部が、上記開口を避けて直交流を送るように配列及び配置される、実施態様３に記載の冷却用物品。
［実施態様５］
上記冷却用特徴部が、半円形幾何学的形状を含む、実施態様１に記載の冷却用物品。
［実施態様６］
上記冷却用物品が、上記本体部の上記外面から離れて延びる複数の追加の冷却用特徴部を備える、実施態様１に記載の冷却用物品。
［実施態様７］
上記冷却用特徴部と、上記追加の冷却用特徴部のうちの少なくとも１つとが、異なる幾何学的形状を含む、実施態様６に記載の冷却用物品。
［実施態様８］
上記複数の追加の冷却用特徴部の充填率（ｐａｃｋｉｎｇ）が、上記本体部に沿って変化する、実施態様６に記載の冷却用物品。
［実施態様９］
上記冷却用物品が、タービンノズルの中に挿入されるように配列及び配置される、実施態様１に記載の冷却用物品。
［実施態様１０］
上記冷却用特徴部が、近傍壁乱流をもたらすように配列及び配置される、実施態様９に記載の冷却用物品。
［実施態様１１］
上記冷却用物品が内部に挿入された場合に、上記冷却用特徴部が、上記タービンノズルの内面に接触するように配列及び配置される、実施態様９に記載の冷却用物品。
［実施態様１２］
内部領域及び外部領域を離隔する本体部と、
上記内部領域を上記外部領域に流体接続する、上記本体部内の複数の開口と、
上記本体部の外面から離れて延びる複数の冷却用特徴部と、
を備える冷却用物品であって、
上記冷却用物品が、タービンノズルの中に配列及び配置され、
上記複数の冷却用特徴部が、上記タービンノズルからの熱伝達を可能にする、冷却用物品。
［実施態様１３］
冷却用物品を形成するための方法であって、
内部領域及び外部領域を定める本体部を形成するステップと、
上記本体部内に、上記内部領域を上記外部領域に流体接続する開口を形成するステップと、
上記本体部の外面から離れて延びる冷却用特徴部を形成するステップと、
を含み、
上記冷却用物品が、タービンエンジンの高温ガス通路構成要素に挿入されるように配列及び配置される、方法。
［実施態様１４］
上記本体部を形成するステップ、上記開口を形成するステップ、及び上記冷却用特徴部を形成するステップのうちの少なくとも１つが、付加製造を含む、実施態様１３に記載の方法。
［実施態様１５］
上記付加製造が、直接金属レーザ溶融法を含む、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１６］
上記冷却用特徴部を形成するステップが、上記冷却用特徴部を、上記開口を避けて直交流を送るように配列及び配置するステップを含む、実施態様１３に記載の方法。
［実施態様１７］
上記本体部の上記外面から離れるように延びる複数の追加の冷却用特徴部を形成するステップをさらに含む、実施態様１３に記載の方法。
［実施態様１８］
上記複数の追加の冷却用特徴部のうちの少なくとも１つの幾何学的形状を変更するステップをさらに含む、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
１上記複数の追加の冷却用特徴部の充填率を上記本体部に沿って変更するステップをさらに含む、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様２０］
上記冷却用特徴部及び上記複数の追加の冷却用特徴部を、冷却剤流に乱流を形成するように配列及び配置するステップをさらに含む、実施態様１７に記載の方法。
【符号の説明】
【００３１】
１００  冷却用物品
１０１  開口
１０３  冷却用特徴部
２０１  本体部
２０３  内部領域
２０４  内面
２０５  外部領域
２０６  外面
３００  構成要素
３０４  内面
４０３  遮蔽部材
５００  付加製造方法
６０１  金属合金粉体
６０２  初期層
６０３  予め設定された厚さ
６０４  開口
６１０  集束エネルギー源
６１１  部分
６２２  追加層
６２３  第２の予め設定された厚さ
６２４  第２の開口
６３３  結合厚さ
６３４  結合開口
【図１】
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【図２】
2017053348.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017053348.tif 000008
【外国語明細書】
2017053348000001.pdf