(57)【要約】      （修正有）【課題】ジャケット付きコアを使用して内部通路を有する構成要素を形成するための方法及びアセンブリを提供する。【解決手段】内部に画成された内部通路８２を有する構成要素８０を形成する方法は、ジャケット付きコアを金型に対して配置することを含む。ジャケット付きコアは、第１の材料から形成された中空構造と、中空構造内に配置された内側コアと、内側コアの少なくとも第１の端部から内側コアの少なくとも一部を通って延在するコア流路とを含む。方法はまた、溶融状態の構成要素材料７８を金型のキャビティ内に導入することを含み、それにより溶融状態の構成要素材料は、キャビティ内のジャケット付きコアから第１の材料を少なくとも部分的に吸収する。方法はさらに、キャビティの構成要素材料を冷却して構成要素を形成することを含む。内側コアは、構成要素内の内部通路を画成する。【選択図】図２
2017122437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に画成された内部通路（８２）を有する構成要素（８０）を形成する方法（７００）であって、
ジャケット付きコア（３１０）を金型（３００）に対して配置すること（７０２）であって、ジャケット付きコア（３１０）は、
第１の材料（３２２）から形成された中空構造（３２０）と、
中空構造（３２０）内に配置された内側コア（３２４）と、
内側コア（３２４）の少なくとも第１の端部（３１１）から内側コア（３２４）の少なくとも一部を通って延在するコア流路（３６０）とを含む、配置すること（７０２）と、
溶融状態の構成要素材料（７８）を金型（３００）のキャビティ（３０４）内に導入し（７０４）、それにより溶融状態の構成要素材料（７８）は、キャビティ（３０４）内のジャケット付きコア（３１０）から第１の材料（３２２）を少なくとも部分的に吸収する、導入すること（７０４）と、
キャビティ（３０４）の構成要素材料（７８）を冷却して（７０６）構成要素（８０）を形成することであって、内側コア（３２４）は、構成要素（８０）内の内部通路（８２）を画成する、冷却すること（７０６）とを含む、方法（７００）。
【請求項２】
内側コア（３２４）を構成要素（８０）から除去して（７０８）内部通路（８２）を形成することをさらに含む請求項１に記載の方法（７００）。
【請求項３】
第２の材料（３４２）から形成されたワイヤ（３４０）を中空構造（３２０）内に配置すること（７２０）と、
ワイヤ（３４０）が配置された後に、ワイヤ（３４０）の周囲に充填されるように内側コア材料（３２６）を中空構造（３２０）内に加えること（７２２）であって、内側コア材料（３２６）は、内側コア（３２４）を形成し、ワイヤ（３４０）は、内側コア（３２４）内のコア流路（３６０）を画成する、加えること（７２２）によって、ジャケット付きコア（３１０）を形成することをさらに含む請求項１に記載の方法（７００）。
【請求項４】
ワイヤ（３４０）を溶融して（７２４）ワイヤ（３４０）のコア流路（３６０）からの除去を促進することをさらに含む請求項３に記載の方法（７００）。
【請求項５】
ワイヤ（３４０）を中空構造（３２０）内に配置すること（７２０）が、
複数のスペーサ（３５０）を介してワイヤ（３４０）を螺合すること（７３０）と、
ワイヤ（３４０）と螺合されたスペーサ（３５０）を中空構造（３２０）内に配置すること（７３２）とを含む請求項３に記載の方法（７００）。
【請求項６】
内部に画成された内部通路（８２）を有する構成要素（８０）の形成に使用する金型アセンブリ（３０１）であって、構成要素（８０）は、構成要素材料（７８）から形成され、金型アセンブリ（３０１）は、
内部で金型キャビティ（３０４）を画成する金型（３００）と、
金型（３００）に対して配置されたジャケット付きコア（３１０）であって、
第１の材料（３２２）から形成された中空構造（３２０）と、
中空構造（３２０）内に配置された内側コア（３２４）と、
内側コア（３２４）の少なくとも第１の端部（３１１）から内側コア（３２４）の少なくとも一部を通って延在するコア流路（３６０）とを含む、ジャケット付きコア（３１０）とを備え、
第１の材料（３２２）は、溶融状態の構成要素材料（８０）によって少なくとも部分的に吸収可能であり、
ジャケット付きコア（３１０）の部分（３１５）は、金型キャビティ（３０４）内に配置され、それによりジャケット付きコア（３１０）の部分（３１５）の内側コア（３２４）は、構成要素（８０）内の内部通路（８２）の位置を画成する、金型アセンブリ（３０１）。
【請求項７】
内側コア（３２４）が、コア流路（３６０）に流入した流体（３６２）によって構成要素（８０）から除去可能な内側コア材料（３２６）から形成される請求項６に記載の金型アセンブリ（３０１）。
【請求項８】
コア流路（３６０）が、内側コア（３２４）の第１の端部（３１１）から反対側の第２の端部（３１３）に延在する請求項６に記載の金型アセンブリ（３０１）。
【請求項９】
コア流路（３６０）が、中空構造（３２０）の内側表面（３２３）からゼロ以外のオフセット距離（３５８）だけオフセットする請求項６に記載の金型アセンブリ（３０１）。
【請求項１０】
ジャケット付きコア（３１０）が、中空構造（３２０）内に配置された複数のスペーサ（３５０）をさらに含み、それによりコア流路（３６０）が、スペーサ（３５０）の各々を通って延在する請求項６に記載の金型アセンブリ（３０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般に、内部に画成された内部通路を有する構成要素に関し、より具体的には、ジャケット付きコアを使用してそのような構成要素を形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の構成要素は、例えば意図する機能を実行するために、内部で画成される内部画成延在する延在し１以上％一実施形態例えば通路を必要とする。例えば、限定するものではないが、ガスタービンの高温ガス経路のような一部の構成要素は、高温に晒される。少なくとも一部のそのような構成要素は、冷却流体の流れを受け入れるために内部に画成された内部通路を有しており、それにより構成要素は高温に十分に耐えることができる。別の例として、限定するものではないが、一部の構成要素は、他の構成要素との境界で摩擦を受ける。少なくとも一部のそのような構成要素は、潤滑剤の流れを受け入れて摩擦の低減を促進するために、内部に画成された内部通路を有する。
【０００３】
内部に画成された内部通路を有する少なくとも一部の公知の構成要素は金型に形成され、セラミック材料のコアが内部通路に選択された位置で金型キャビティ内に延在している。溶融した金属合金がセラミックコアの周囲の金型キャビティ内に導入され、冷却されて構成要素を形成した後、セラミックコアは化学浸出などによって除去され、内部通路を形成する。しかし、少なくとも一部の公知のセラミックコアは脆く、製造及び損傷なく取り扱うことが困難かつ高価である。加えて、そのような構成要素の形成に使用される一部の金型は、インベストメント鋳造によって形成され、少なくとも一部の公知のセラミックコアは、限定はしないが、インベストメント鋳造法用のパターンの形成に使用されるワックスのような材料の射出に確実に耐える十分な強度が足りない。そのうえ、鋳造構成要素から少なくとも一部のセラミックコアを効果的に除去することは、限定はしないが、特にコアの長さ対直径の比が大きいかつ／又はコアが実質的に非直線形である構成要素にとって困難で時間がかかる。
【０００４】
代替的に又は追加的に、内部に画成された内部通路を有する少なくとも一部の公知の構成要素は、まず内部通路を設けずに形成され、内部通路は後の工程で形成される。例えば、少なくとも一部の公知の内部通路は、限定はしないが、例えば電気化学的穿孔加工を用いて通路を構成要素内に穿孔することによって形成される。しかし、少なくとも一部のそのような穿孔加工は、比較的時間がかかり高価である。そのうえ、少なくとも一部のそのような穿孔加工は、ある特定の構成要素設計に必要な内部通路の曲率を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９０７９８０３号
【発明の概要】
【０００６】
一態様では、内部に画成された内部通路を有する構成要素を形成する方法を提供する。方法は、ジャケット付きコアを金型に対して配置することを含む。ジャケット付きコアは、第１の材料から形成された中空構造と、中空構造内に配置された内側コアと、内側コアの少なくとも第１の端部から内側コアの少なくとも一部を通って延在するコア流路とを含む。方法はまた、溶融状態の構成要素材料を金型のキャビティ内に導入することを含み、それにより溶融状態の構成要素材料は、キャビティ内のジャケット付きコアから第１の材料を少なくとも部分的に吸収する。方法はさらに、キャビティの構成要素材料を冷却して構成要素を形成することを含む。内側コアは、構成要素内の内部通路を画成する。
【０００７】
別の態様では、内部に画成された内部通路を有する構成要素の形成に使用する金型アセンブリを提供する。構成要素は、構成要素材料から形成される。金型アセンブリは、内部で金型キャビティを画成する金型と、金型に対して配置されたジャケット付きコアとを含む。ジャケット付きコアは、第１の材料から形成された中空構造と、中空構造内に配置された内側コアと、内側コアの少なくとも第１の端部から内側コアの少なくとも一部を通って延在するコア流路とを含む。第１の材料は、溶融状態の構成要素材料によって少なくとも部分的に吸収可能である。ジャケット付きコアの部分は金型キャビティ内に配置され、それによりジャケット付きコアの部分の内側コアは、構成要素内の内部通路の位置を画成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な回転機の概略図である。
【図２】図１に示す回転機と共に使用する例示的な構成要素の概略斜視図である。
【図３】図２に示す構成要素を製作するための、金型に対して配置されたジャケット付きコアを含む例示的な金型アセンブリの概略斜視図である。
【図４】図３に示す線４−４に沿って切断した、図３に示す金型アセンブリと共に使用する例示的なジャケット付きコアの概略断面図である。
【図５】図３に示す線５−５に沿って切断した、図３の例示的なジャケット付きコアの概略断面図である。
【図６】図３〜５に示すジャケット付きコアの形成に使用することができる、例示的な従来型ジャケット付きコア（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ  ｊａｃｋｅｔｅｄ  ｃｏｒｅ）の概略断面図である。
【図７】図２に示す構成要素のような、内部に画成された内部通路を有する構成要素を形成する例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の明細書及び特許請求の範囲において、いくつかの用語に対する参照がなされ、これは以下の意味を有することが定義されるものとする。
【００１０】
単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「この（ｔｈｅ）」は、文脈に特に明記しない限り、複数形を含む。
【００１１】
「任意の」又は「任意に」は、後で述べられる事象又は状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含む。
【００１２】
本明細書及び特許請求の範囲の全体を通してここで使用されているような近似を表す文言は、それが関連する基本的な機能を変更することなく、許容範囲内で異なり得る、任意の定量的な表現の修飾に適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、及び「実質的に」などの１以上の用語によって修飾された値は、特定された正確な値に限定されない。少なくともいくつかの事例において、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。ここにおいて、並びに本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、範囲の制限は、識別することができる。このような範囲は、組合せるかかつ／又は置き換えることができ、文脈又は文言で特に示されない限り、そこに含まれる全ての副範囲を含む。
【００１３】
本明細書に記載される例示的な構成要素及び方法は、内部に画成された内部通路を有する構成要素を形成するための公知のアセンブリ及び方法に関連する欠点の少なくともいくつかを克服する。本明細書に記載される実施形態は、金型に対して配置されたジャケット付きコアを提供する。ジャケット付きコアは、（ｉ）第１の材料から形成された中空構造と、（ｉｉ）中空構造内に配置された内側コアと、（ｉｉｉ）内側コア内に延在するコア流路とを含む。内側コアは金型キャビティ内に延在し、金型に形成される構成要素内の内部通路の位置を画成する。第１の材料は、金型キャビティ内に導入されて構成要素を形成する構成要素材料によって実質的に吸収可能であるように選択される。構成要素が形成された後、コア流路は、流体が内側コアに接触するための経路を設け、形成された構成要素からの内側コアの除去を促進する。ある特定の実施形態では、ジャケット付きコアはまず、内側コアに埋設されたワイヤが形成され、ワイヤはコア流路を画成する。ワイヤは、構成要素の鋳造前又は後にジャケット付きコアから除去可能である。
【００１４】
図１は、本開示の実施形態を使用することができる構成要素を有する例示的な回転機１０の概略図である。例示的な実施形態では、回転機１０は、吸気セクション１２と、吸気セクション１２から下流側に結合された圧縮機セクション１４と、圧縮機セクション１４から下流側に結合された燃焼器セクション１６と、燃焼器セクション１６から下流側に結合されたタービンセクション１８と、タービンセクション１８から下流側に結合された排気セクション２０とを含むガスタービンである。略管状のケーシング３６は、吸気セクション１２、圧縮機セクション１４、燃焼器セクション１６、タービンセクション１８、及び排気セクション２０の１つ以上を少なくとも部分的に囲む。代替実施形態では、回転機１０は、本明細書に記載の内部通路が形成された構成要素が適切である任意の回転機である。さらに、本開示の実施形態は、例示の目的のために回転機の文脈で説明されているが、本明細書に記載される実施形態は、内部に画成された内部通路が適切に形成された構成要素を必要とするあらゆる内容において適用可能であることを理解されたい。
【００１５】
例示的な実施形態では、タービンセクション１８は、ロータシャフト２２を介して圧縮機セクション１４に結合される。本明細書で使用される場合、用語「結合」は、構成要素間の直接的な機械接続、電気的接続、及び／又は連通に限定されず、複数の構成要素間の間接的な機械接続、電気的接続、及び／又は連通を含むことができる。
【００１６】
回転機１０の作動中、吸気セクション１２は、空気を圧縮機セクション１４に向けて送る。圧縮機セクション１４は、空気を高圧高温に圧縮する。より具体的には、ロータシャフト２２は、圧縮機セクション１４内でロータシャフト２２に結合された圧縮機ブレード４０の１以上の周方向列に回転エネルギーを与える。例示的な実施形態では、圧縮機ブレード４０の各列の前には、圧縮機ブレード４０内に空気流を導くケーシング３６から半径方向内側に延在する周方向列の圧縮機ステータベーン４２が置かれる。圧縮機ブレード４０の回転エネルギーは、空気の圧力及び温度を上昇させる。圧縮機セクション１４は、圧縮空気を燃焼器セクション１６に向けて吐出する。
【００１７】
燃焼器セクション１６において、圧縮空気は燃料と混合されて点火され、タービンセクション１８に向けて送られる燃焼ガスを発生する。より具体的には、燃焼器セクション１６は、１以上の燃焼器２４を含み、ここで燃料、例えば天然ガス及び／又は燃料油が空気流内に噴射され、燃料空気混合気は、点火されてタービンセクション１８に向けて送られる高温燃焼ガスを発生する。
【００１８】
タービンセクション１８は、燃焼ガス流からの熱エネルギーを機械回転エネルギーに変換する。より具体的には、燃焼ガスは、タービンセクション１８内でロータシャフト２２に結合されたロータブレード７０の１以上の周方向列に回転エネルギーを与える。例示的な実施形態では、ロータブレード７０の各列の前には、ロータブレード７０内に燃焼ガスを導くケーシング３６から半径方向内側に延在する周方向列のタービンステータベーン７２が置かれる。ロータシャフト２２は、限定はしないが、発電機及び／又は機械駆動用途などの負荷（図示せず）に結合することができる。排出される燃焼ガスは、タービンセクション１８から下流側に排気セクション２０内に流入する。回転機１０の構成要素は、構成要素８０として示されている。燃焼ガスの経路に近接する構成要素８０は、回転機１０の作動中に高温に晒される。追加的に又は代替的に、構成要素８０は、内部に画成された内部通路が適切に形成された任意の構成要素を含む。
【００１９】
図２は、回転機１０（図１に示す）と共に使用する例示的な構成要素８０の概略斜視図を示している。構成要素８０は、内部に画成された１以上の内部通路８２を含む。例えば、冷却流体が回転機１０の作動中に内部通路８２に供給され、構成要素８０を高温燃焼ガスより低い温度に維持することを促進する。内部通路８２は１つのみ示されているが、構成要素８０は、本明細書に記載のように形成された任意の適切な数の内部通路８２を含むことに理解されたい。
【００２０】
構成要素８０は、構成要素材料７８から形成される。例示的な実施形態では、構成要素材料７８は、適切なニッケル基超合金である。代替実施形態では、構成要素材料７８は、コバルト基超合金、鉄基合金、及びチタン基合金の少なくとも１つである。他の代替実施形態では、構成要素材料７８は、構成要素８０を本明細書に記載のように形成することができる任意の適切な材料である。
【００２１】
例示的な実施形態では、構成要素８０は、ロータブレード７０又はステータベーン７２のいずれかである。代替実施形態では、構成要素８０は、本明細書に記載のように内部通路で形成することができる回転機１０の別の適切な構成要素である。さらに他の実施形態では、構成要素８０は、内部に画成された内部通路が適切に形成される任意の適切な用途のための任意の構成要素である。
【００２２】
例示的な実施形態では、ロータブレード７０又はステータベーン７２は、正圧側７４と、反対側の負圧側７６とを含む。正圧側７４及び負圧側７６の各々は、前縁８４から反対側の後縁８６に延在する。さらに、ロータブレード７０又はステータベーン７２は、根元端から８８から反対側の先端９０に延在し、ブレード長さ９６を画成している。代替実施形態では、ロータブレード７０又はステータベーン７２は、本明細書に記載のように内部通路で形成することができる任意の適切な構成を有する。
【００２３】
ある特定の実施形態では、ブレード長さ９６は、少なくとも約２５．４センチメートル（ｃｍ）（１０インチ）である。さらに、いくつかの実施形態では、ブレード長さ９６は、少なくとも約５０．８ｃｍ（２０インチ）である。特定の実施形態では、ブレード長さ９６は、約６１ｃｍ（２４インチ）から約１０１．６ｃｍ（４０インチ）の範囲である。代替実施形態では、ブレード長さ９６は、約２５．４ｃｍ（１０インチ）未満である。例えば、いくつかの実施形態では、ブレード長さ９６は、約２．５４ｃｍ（１インチ）から約２５．４ｃｍ（１０インチ）の範囲である。他の代替実施形態では、ブレード長さ９６は、約１０１．６ｃｍ（４０インチ）より大きい。
【００２４】
例示的な実施形態では、内部通路８２は、根元端８８から先端９０に延在する。代替実施形態では、内部通路８２が任意の適切な方法で、かつ任意の適切な範囲に構成要素８０内に延在することで、内部通路８２を本明細書に記載のように形成することができる。ある特定の実施形態では、内部通路８２は、非直線形である。例えば、構成要素８０には、根元端８８と先端９０との間で画成された軸線８９に沿った所定のねじれが形成され、内部通路８２は、軸線ねじれと相補的な湾曲形状を有する。いくつかの実施形態では、内部通路８２は、正圧側７４から内部通路８２の長さに沿った実質的に一定の距離９４で配置される。代替的に又は追加的に、構成要素８０の翼弦は、根元端８８と先端９０との間でテーパ状になっており、内部通路８２は、テーパ形状と相補的に非直線状に延在し、それにより内部通路８２は、後縁８６から内部通路８２の長さに沿った実質的に一定の距離９２で配置される。代替実施形態では、内部通路８２は、構成要素８０の任意の適切な外形と相補的な非直線形状を有する。他の代替実施形態では、内部通路８２は、構成要素８０の外形と相補的ではない非直線形である。いくつかの実施形態では、非直線形状を有する内部通路８２は、構成要素８０の予め選択した冷却基準を満たすことを促進する。代替実施形態では、内部通路８２は、直線状に延在する。
【００２５】
いくつかの実施形態では、内部通路８２は、実質的に円形の断面を有する。代替実施形態では、内部通路８２は、実質的に卵形の断面を有する。他の代替実施形態では、内部通路８２は、内部通路８２を本明細書に記載のように形成することができる任意の適切な形状の断面を有する。さらに、ある特定の実施形態では、内部通路８２の断面の形状は、内部通路８２の長さに沿って実質的に一定である。代替実施形態では、内部通路８２の断面の形状は、内部通路８２を本明細書に記載のように形成することができる任意の適切な方法で内部通路８２の長さに沿って変化する。
【００２６】
図３は、構成要素８０（図２に示す）を製作するための金型アセンブリ３０１の概略斜視図である。金型アセンブリ３０１は、金型３００に対して配置されたジャケット付きコア３１０を含む。図４は、図３に示す線４−４に沿って切断したジャケット付きコア３１０の概略断面図である。図５は、図３に示す線５−５に沿って切断したジャケット付きコア３１０の概略断面図である。図２〜５を参照すると、金型３００の内部壁３０２は、金型キャビティ３０４を画成する。内部壁３０２は、構成要素８０の外部形状に対応する形状を画成する。例示的な実施形態における構成要素８０は、ロータブレード７０又はステータベーン７２であるが、代替実施形態における構成要素８０は、本明細書に記載の内部に画成された内部通路が適切に形成可能な任意の構成要素であることを想起されたい。
【００２７】
ジャケット付きコア３１０の部分３１５が金型キャビティ３０４内に延在するように、ジャケット付きコア３１０は金型３００に対して配置される。ジャケット付きコア３１０は、第１の材料３２２から形成された中空構造３２０と、中空構造３２０内に配置され、内側コア材料３２６から生成された内側コア３２４とを含む。内側コア３２４は、内部通路８２の形状を画成する形状とされ、金型キャビティ３０４内に配置されたジャケット付きコア３１０の部分３１５の内側コア３２４は、構成要素８０を形成する際に構成要素８０内の内部通路８２を画成する。
【００２８】
内側コア３２４は、第１の端部３１１から反対側の第２の端部３１３に延在する。図示の実施形態では、第１の端部３１１は、金型キャビティ３０４の開放端部に近接して配置され、第２の端部３１３は、第１の端部３１１の反対側で金型３００から外側に延在する。しかし、第１の端部３１１及び第２の端部３１３の指定は、本開示を限定するものではない。例えば、代替実施形態では、第２の端部３１３は、金型キャビティ３０４の開放端部に近接して配置され、第１の端部３１１は、第２の端部３１３の反対側で金型３００から外側に延在する。さらに、第１の端部３１１及び第２の端部３１３の図示の位置は、本開示を限定するものではない。例えば、代替実施形態では、第１の端部３１１及び第２の端部３１３の各々は、内側コア３２４が金型キャビティ３０４内でＵ字状を形成するように金型キャビティ３０４の開放端部に近接して配置される。別の例として、他の代替実施形態では、第１の端部３１１及び第２の端部３１３の少なくとも１つは、金型キャビティ３０４内に配置される。別の例として、他の代替実施形態では、第１の端部３１１及び第２の端部３１３の少なくとも１つは、金型キャビティ３００の壁内に埋設される。別の例として、他の代替実施形態では、第１の端部３１１及び第２の端部３１３の少なくとも１つは、金型３００の任意の適切な位置から外側に延在する。
【００２９】
ある特定の実施形態では、構成要素８０は、溶融状態の構成要素材料７８を金型キャビティ３０４に加えることによって形成され、それにより中空構造３２０は溶融した構成要素材料７８によって少なくとも部分的に吸収される。構成要素材料７８は、金型キャビティ３０４内で冷却されて構成要素８０を形成し、部分３１５の内側コア３２４は、構成要素８０内の内部通路８２の位置を画成する。
【００３０】
金型３００は、金型材料３０６から形成される。例示的な実施形態では、金型材料３０６は、構成要素８０の形成に使用される構成要素材料７８の溶融状態に関連する高温環境に耐えるように選択された耐火性セラミック材料である。代替実施形態では、金型材料３０６は、構成要素８０を本明細書に記載のように形成することができる任意の適切な材料である。さらに、例示的な実施形態では、金型３００は、適切なインベストメント鋳造法によって形成される。例えば、限定するものではないが、ワックスなどの適切なパターン材料は、適切なパターンダイ内に射出されて構成要素８０のパターン（図示せず）を形成し、パターンは、金型材料３０６のシェルを成形するために硬化することができる金型材料３０６のスラリー内に繰り返し浸漬し、シェルは、脱ろうして焼成され、金型３００を形成する。代替実施形態では、金型３００は、金型３００が本明細書に記載のように機能することができる任意の適切な方法によって形成される。
【００３１】
中空構造３２０は、内側コア３２４の長さに沿って内側コア３２４を実質的に囲む形状とされる。ある特定の実施形態では、中空構造３２０は、略管状の形状を画成する。例えば、限定するものではないが、中空構造３２０はまず、内側コア３２４、したがって内部通路８２の選択された非直線形状を画成する必要性に応じて、湾曲又は傾斜形状などの非直線形状へと適切に変形される実質的に直線状の金属管から形成される。代替実施形態では、中空構造３２０は、内側コア３２４が本明細書に記載のように内部通路８２の形状を画成することができる任意の適切な形状を画成する。
【００３２】
例示的な実施形態では、中空構造３２０は、内側コア３２４の特性幅３３０よりも小さい壁厚３２８を有する。特性幅３３０は、内側コア３２４と同じ断面積を有する円の直径として本明細書に定義される。代替実施形態では、中空構造３２０は、特性幅３３０よりも小さい特性幅３３０以外の壁厚３２８を有する。内側コア３２４の断面形状は、図３及び４に示す例示的な実施形態では円形である。或いは、内側コア３２４の断面形状は、内部通路８２が本明細書に記載のように機能することができる内部通路８２の断面の任意の適切な形状に対応する。
【００３３】
例示的な実施形態では、内側コア材料３２６は、構成要素８０の形成に使用される構成要素材料７８の溶融状態に関連する高温環境に耐えるように選択された耐火性セラミック材料である。例えば、限定ではないが、内側コア材料３２６は、シリカ、アルミナ、及びムライトの少なくとも１つを含む。さらに、例示的な実施形態では、内側コア材料３２６は、内部通路８２を形成するために構成要素８０から選択的に除去可能である。例えば、限定するものではないが、内側コア材料３２６は、限定はしないが、適切な化学浸出法などの構成要素材料７８を実質的に分解しない適切な方法によって構成要素８０から除去可能である。ある特定の実施形態では、内側コア材料３２６は、構成要素材料７８との適合性及び／又は構成要素材料７８からの除去性に基づいて選択される。代替実施形態では、内側コア材料３２６は、構成要素８０を本明細書に記載のように形成することができる任意の適切な材料である。
【００３４】
ある特定の実施形態では、ジャケット付きコア３１０はさらに、中空構造３２０内に配置された複数のスペーサ３５０を含む。各スペーサ３５０は、スペーサ材料３５２から形成される。例示的な実施形態では、各スペーサ３５０は、実質的に環状のディスク形状を画成する。代替実施形態では、各スペーサ３５０は、スペーサ３５０が本明細書に記載のように機能することができる任意の適切な形状を画成する。
【００３５】
スペーサ３５０は、内側コア３２４内に実質的に収容される。例えば、図示の実施形態では、各スペーサ３５０は、中空構造３２０の内側表面３２３からのオフセット距離３５６で配置される。いくつかの実施形態では、オフセット距離３５６は、１以上のスペーサ３５０に沿って軸方向及び／もしくは周方向に変化し、並びに／又はオフセット距離３５６は、スペーサ３５０の間で変化する。代替実施形態では、オフセット距離３５６は、各スペーサ３５０に沿って及び／又はスペーサ３５０の間で軸方向及び／又は周方向に実質的に一定である。他の代替実施形態では、１以上のスペーサ３５０は、中空構造３２０の内側表面３２３と接触している。中空構造３２０の内側表面３２３と接触しているスペーサ３５０はまた、本開示の目的のために内側コア３２４内に実質的に収容されると考えられることを理解されたい。
【００３６】
例示的な実施形態では、スペーサ材料３５２は、構成要素８０の形成に使用される構成要素材料７８の溶融状態に関連する高温環境に耐えるように選択された耐火性セラミック材料である。ある特定の実施形態では、スペーサ材料３５２は、内側コア材料３２６及び／もしくは構成要素材料７８との適合性、並びに／又は構成要素材料７８からの除去性に基づいて選択される。より具体的には、スペーサ材料３５２は、内部通路８２を形成するために内側コア材料３２６と共に同じ方法で構成要素８０から選択的に除去可能である。例えば、スペーサ材料３５２は、シリカ、アルミナ、及びムライトの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、スペーサ材料３５２は、内側コア材料３２６と実質的に同一となるように選択される。代替実施形態では、スペーサ材料３５２は、構成要素８０を本明細書に記載のように形成することができる任意の適切な材料である。
【００３７】
代替実施形態では、ジャケット付きコア３１０は、スペーサ３５０を含まない。
【００３８】
ジャケット付きコア３１０はまた、内側コア３２４の少なくとも第１の端部３１１から内側コア３２４の少なくとも一部を通って延在するコア流路３６０を含む。例示的な実施形態では、コア流路３６０は、内側コア３２４の第１の端部３１１から第２の端部３１３を通って延在する。代替実施形態では、コア流路３６０は、第１の端部３１１と第２の端部３１３との間の内側コア３２４内の位置で終端する。コア流路３６０は、中空構造３２０の内側表面３２３からゼロ以外のオフセット距離３５８だけオフセットする。いくつかの実施形態では、オフセット距離３５８は、コア流路３６０に沿って軸方向及び／又は周方向に変化する。代替実施形態では、オフセット距離３５８は、コア流路３６０に沿って軸方向及び／又は周方向に実質的に一定である。スペーサ３５０が内側コア３２４に埋設されるある特定の実施形態では、コア流路３６０は、内側コア３２４内でスペーサ３５０を通って延在する。例えば、例示的な実施形態では、各スペーサ３５０は、スペーサ３５０を通って延在するスペーサ開口部３５４を画成し、コア流路３６０は、スペーサ３５０の各々のスペーサ開口部３５４を通って画成される。
【００３９】
いくつかの実施形態では、コア流路３６０は、内部通路８２を形成するために構成要素８０からの内側コア３２４の除去を促進する。例えば、内側コア３２４は、流体３６２を内側コア材料３２６に供給することで構成要素８０から除去可能である。より具体的には、流体３６２は、内側コア３２４に画成されたコア流路３６０内に流入する。例えば、限定するものではないが、内側コア材料３２６はセラミック材料であり、内側コア３２４が流体３６２との接触により構成要素８０から浸出されるように、流体３６２は内側コア材料３２６と相互作用するように構成されている。コア流路３６０により、流体３６２を内側コア３２４の長さに沿って内側コア材料３２６に直接供給することができる。一方、コア流路３６０を含まない内側コア（図示せず）では、流体３６２は一般に、特性幅３３０によって画成された内側コアの断面積に一回しか供給できない。したがって、コア流路３６０は、同時に流体３６２に晒される内側コア３２４の表面積を大幅に増大させ、内側コア３２４の除去に必要な時間を短縮し、内側コア３２４の除去効果を高める。追加的に又は代替的に、内側コア３２４が大きい長さ対直径比（Ｌ／ｄ）を有し、かつ／又は実質的に非直線形である特定の実施形態では、内側コア３２４内に延在するコア流路３６０は、コア流路３６０を含まない内側コアに到達することが困難な内側コア３２４の部分への流体３６２の供給を促進する。一例として、コア流路３６０は、内側コア３２４の第１の端部３１１から第２の端部３１３に延在し、流体３６２は、第１の端部３１１から第２の端部３１３へとコア流路３６０内を加圧状態で流れ、内側コア３２４の全長に沿って内側コア３２４の除去を促進する。
【００４０】
さらに、スペーサ３５０が内側コア３２４に収容されるある特定の実施形態では、コア流路３６０はまた、上述した内側コア材料３２６の除去と実質的に同一の方法で構成要素８０からのスペーサ材料３５２の除去を促進する。
【００４１】
ある特定の実施形態では、ジャケット付きコア３１０は金型３００に対して固着され、それによりジャケット付きコア３１０は、構成要素８０の形成工程中に金型３００に対して固定されたままである。例えば、ジャケット付きコア３１０が固着されることで、ジャケット付きコア３１０を囲む金型キャビティ３０４内への溶融した構成要素材料７８の導入中、ジャケット付きコア３１０の位置は変動しない。いくつかの実施形態では、ジャケット付きコア３１０は、金型３００に直接結合される。例えば、例示的な実施形態では、ジャケット付きコア３１０の先端部分３１２は、金型３００の先端部分３１４に固定して収容される。また、例示的な実施形態では、ジャケット付きコア３１０の根元部分３１６は、先端部分３１４の反対側の金型３００の根元部分３１８に固定して収容される。例えば、限定するものではないが、金型３００は上述したようにインベストメント鋳造によって形成され、ジャケット付きコア３１０は先端部分３１２及び根元部分３１６がパターンダイから外側に延在するように適切なパターンダイに固着して結合され、部分３１５はダイのキャビティ内に延在する。パターン材料は、部分３１５がパターン内に延在するようにジャケット付きコア３１０の周囲のダイ内に射出される。インベストメント鋳造により、金型３００は先端部分３１２及び／又は根元部分３１６を収容する。追加的に又は代替的に、ジャケット付きコア３１０は、金型３００に対するジャケット付きコア３１０の位置が構成要素８０の形成工程中に固定されたままとなるように、任意の他の適切な方法で金型３００に対して固着される。
【００４２】
第１の材料３２２は、溶融した構成要素材料７８によって少なくとも部分的に吸収可能であるように選択される。ある特定の実施形態では、構成要素材料７８は、合金であり、第１の材料３２２は、合金の１以上の構成材料である。例えば、例示的な実施形態では、構成要素材料７８はニッケル基超合金であり、第１の材料３２２は実質的にニッケルであり、それにより溶融状態の構成要素材料７８が金型キャビティ３０４内に導入されると、第１の材料３２２は構成要素材料７８によって実質的に吸収可能となる。代替実施形態では、構成要素材料７８は、任意の適切な合金であり、第１の材料３２２は、溶融した合金によって少なくとも部分的に吸収可能な１以上の材料である。例えば、構成要素材料７８は、コバルト基超合金であり、第１の材料３２２は、実質的にコバルトである。別の例として、構成要素材料７８は、鉄基合金であり、第１の材料３２２は、実質的に鉄である。別の例として、構成要素材料７８は、チタン基合金であり、第１の材料３２２は、実質的にチタンである。
【００４３】
ある特定の実施形態では、壁厚３２８は十分に薄く、それにより溶融状態の構成要素材料７８が金型キャビティ３０４内に導入されると、ジャケット付きコア３１０の部分３１５の第１の材料３２２、すなわち金型キャビティ３０４中に延在する部分が構成要素材料７８によって実質的に吸収される。例えば、いくつかのそのような実施形態では、構成要素材料７８が冷却された後に別個の境界で中空構造３２０が構成要素材料７８から分けられないように、第１の材料３２２は構成要素材料７８によって実質的に吸収される。また、いくつかのそのような実施形態では、構成要素材料７８が冷却された後に第１の材料３２２が構成要素材料７８内に実質的に均一に分布されるように、第１の材料３２２は実質的に吸収される。例えば、内側コア３２４近傍の第１の材料３２２の濃度は、構成要素８０内の他の位置の第１の材料３２２の濃度よりも検出できるほどに高くはない。例えば、限定ではないが、第１の材料３２２がニッケルであり、構成要素材料７８がニッケル基超合金であれば、構成要素材料７８が冷却された後に内側コア３２４近傍には検出できるほど高濃度のニッケルは残らず、形成されたニッケル基超合金の構成要素８０全体にわたってニッケルが実質的に均一に分布される。
【００４４】
代替実施形態では、壁厚３２８は、第１の材料３２２が構成要素材料７８によって実質的に吸収されないように選択される。例えば、いくつかの実施形態では、構成要素材料７８が冷却された後、第１の材料３２２は構成要素材料７８内に実質的に均一に分布されない。例えば、内側コア３２４近傍の第１の材料３２２の濃度は、構成要素８０内の他の位置の第１の材料３２２の濃度よりも検出できるほどに高い。いくつかのそのような実施形態では、構成要素材料７８が冷却された後に別個の境界で中空構造３２０が構成要素材料７８から分けられるように、第１の材料３２２は構成要素材料７８によって部分的に吸収される。また、いくつかのそのような実施形態では、構成要素材料７８が冷却された後に内側コア３２４近傍の中空構造３２０の少なくとも一部は元のままであるように、第１の材料３２２は構成要素材料７８によって部分的に吸収される。
【００４５】
いくつかの実施形態では、中空構造３２０は、構造的に内側コア３２４を実質的に補強し、いくつかの実施形態における構成要素８０を形成するための補強されていない内側コア３２４の製造、取り扱い、及び使用に関連するであろう潜在的な問題を低減することができる。例えば、ある特定の実施形態では、内側コア３２４は、破断、クラック、及び／又は他の損傷のリスクが相対的に高い比較的脆弱なセラミック材料である。したがって、いくつかのそのような実施形態では、ジャケット付きコア３１０を形成して移動させることは、ジャケットがない内側コア３２４の使用と比較して内側コア３２４への損傷のリスクが非常に低い。同様に、いくつかのそのような実施形態では、例えばジャケット付きコア３１０の周囲のパターンダイ内にワックスパターン材料を射出することによって金型３００のインベストメント鋳造に使用されるジャケット付きコア３１０の周囲に適切なパターンを形成することは、ジャケットがない内側コア３２４の使用と比較して内側コア３２４への損傷のリスクが非常に低い。したがって、ある特定の実施形態では、ジャケット付きコア３１０の使用は、ジャケット付きコア３１０以外のジャケットがない内側コア３２４を使用して実行する場合の同じステップと比較して、内部に画成された内部通路８２を有する許容可能な構成要素８０の製造に失敗するリスクが非常に低い。したがって、ジャケット付きコア３１０は、内側コア３２４に関連する脆弱性の問題を低減又は排除する一方で、内側コア３２４を金型３００に対して配置して内部通路８２を画成することに関連する利点の取得を容易にする。
【００４６】
例えば限定はしないが、構成要素８０がロータブレード７０である、ある特定の実施形態では、内側コア３２４の特性幅３３０は、約０．０５０ｃｍ（０．０２０インチ）から約１．０１６ｃｍ（０．４００インチ）の範囲であり、中空構造３２０の壁厚３２８は、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）の範囲内に選択される。より具体的には、いくつかのそのような実施形態では、特性幅３３０は、約０．１０２ｃｍ（０．０４０インチ）から約０．５０８ｃｍ（０．２００インチ）の範囲内にあり、壁厚３２８は、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）の範囲内に選択される。別の例として、限定はしないが、構成要素８０が限定はしないがステータベーン７２などの固定構成要素である実施形態のようないくつかの実施形態では、内側コア３２４の特性幅３３０が約１．０１６ｃｍ（０．４００インチ）よりも大きく、及び／又は壁厚３２８が約０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）よりも大きく選択される。代替実施形態では、特性幅３３０は、得られた内部通路８２が意図する機能を実行することができる任意の適切な値であり、壁厚３２８は、ジャケット付きコア３１０が本明細書に記載のように機能することができる任意の適切な値に選択される。
【００４７】
さらに、ある特定の実施形態では、ジャケット付きコア３１０を形成するために中空構造３２０内に内側コア材料３２６を導入する前に、中空構造３２０は、内部通路８２の選択された非直線形状に対応するように予め形成される。例えば、第１の材料３２２は、内側コア材料３２６の充填前に比較的容易に形成できる金属材料であるため、別々に内側コア３２４を非直線形状に形成及び／又は機械加工する必要性を低減又は排除する。さらに、いくつかのそのような実施形態では、中空構造３２０による構造補強により、形成及び取り扱いが困難な非直線形状の内側コア３２４のジャケットがない内側コア３２４としての後の形成及び取り扱いを可能にする。したがって、ジャケット付きコア３１０は、複雑性が高く、及び／又は時間と費用が削減された湾曲及び／又は非直線形状を有する内部通路８２の形成を促進する。ある特定の実施形態では、中空構造３２０は、構成要素８０の外形と相補的な内部通路８２の非直線形状に対応するように予め形成される。例えば、限定するものではないが、構成要素８０は、ロータブレード７０及びステータベーン７２のいずれかであり、中空構造３２０は、上述したように構成要素８０の軸線ねじれ及びテーパ形状の少なくとも１つと相補的な形状に予め形成される。
【００４８】
図６は、図３〜５に示すジャケット付きコア３１０の形成に使用することができる、例示的な従来型ジャケット付きコア３７０の概略断面図である。例示的な実施形態では、従来型ジャケット付きコア３７０は、内側コア３２４の少なくとも第１の端部３１１から内側コア３２４の少なくとも一部を通って延在してコア流路３６０を画成するワイヤ３４０を含む。例示的な実施形態では、ワイヤ３４０は、内側コア３２４の少なくとも第１の端部３１１から第２の端部３１３を通って延在する。代替実施形態では、ワイヤ３４０は、第１の端部３１１と第２の端部３１３との間の内側コア３２４内の位置で終端する。ワイヤ３４０は、第２の材料３４２から形成される。
【００４９】
ある特定の実施形態では、第２の材料３４２は、第１の材料３２２の融点よりも実質的に低い融点を有するように選択される。例えば、限定するものではないが、第２の材料３４２は、第１の材料３２２の融点よりも実質的に低い融点を有するポリマー材料である。別の例として、限定するものではないが、第２の材料３４２は、限定はしないが、第１の材料３２２の融点よりも実質的に低い融点を有するスズのような金属材料である。いくつかのそのような実施形態では、第１の材料３２２の融点よりも実質的に低い融点を有する第２の材料３４２は、本明細書に記載のように構成要素８０の鋳造前に第２の材料３４２を溶融することによって、ワイヤ３４０の除去を促進する。代替実施形態では、第２の材料３４２は、本明細書に記載のように内側コア３２４が形成された後、ワイヤ３４０をコア流路３６０から物理的に抽出することができる構造強度を有するように選択される。さらに他の代替実施形態では、第２の材料３４２は、コア流路３６０を本明細書に記載のように形成することができる任意の適切な材料である。
【００５０】
いくつかの実施形態では、従来型ジャケット付きコア３７０は、中空構造３２０内に内側コア３２４を形成する前に、ワイヤ３４０を中空構造３２０内に配置することによって形成される。ある特定の実施形態では、スペーサ３５０は、コア流路のオフセット距離３５８が画成されるようにワイヤ３４０を中空構造３２０内に配置するために使用される。より具体的には、スペーサ３５０は、内側コア材料３２６を中空構造３２０内に導入する前及び／又は導入中に、中空構造３２０のワイヤ３４０と内側表面３２３との間でオフセット距離３５８を画成して接触を防止するように構成されている。例えば、例示的な実施形態では、各スペーサ３５０は、上述したようにスペーサ３５０を通って延在するスペーサ開口部３５４を画成し、それを介してワイヤ３４０を受け入れるように構成されている。ワイヤ３４０は、スペーサ３５０を介して螺合され、ワイヤ３４０と螺合されたスペーサ３５０は、内側コア３２４の形成前に中空構造３２０内に配置される。代替実施形態では、スペーサ３５０は、スペーサ３５０が本明細書に記載のように機能することができる任意の適切な方法で構成されている。他の代替実施形態では、従来型ジャケット付きコア３７０は、スペーサ３５０を含まない。
【００５１】
ワイヤ３４０が配置された後、内側コア材料３２６が中空構造３２０内に加えられ、それにより内側コア材料３２６がスペーサ開口部３５４内を含めワイヤ３４０及びスペーサ３５０の周囲に充填され、これによりワイヤ３４０及びスペーサ３５０は上述したように内側コア３２４内に実質的に収容される。例えば、限定するものではないが、内側コア材料３２６は、スラリーとして中空構造３２０内に射出され、内側コア材料３２６は、中空構造３２０内で乾かされて従来型ジャケット付きコア３７０を形成する。内側コア３２４が形成された後、ワイヤ３４０は、コア流路３６０を画成してコア流路３６０内に配置される。
【００５２】
ある特定の実施形態では、ワイヤ３４０は、構成要素８０を金型アセンブリ３０１に形成する前に従来型ジャケット付きコア３７０から除去されてジャケット付きコア３１０を形成する。例えば、従来型ジャケット付きコア３７０は、第２の材料３４２の溶融温度以上に別々に加熱され、流動化した第２の材料３４２は、内側コア３２４の第１の端部３１１を介してコア流路３６０から排出及び／又は吸引される。追加的に又は代替的に、コア流路３６０が内側コア３２４の第２の端部３１３に延在する実施形態では、流動化した第２の材料３４２は、第２の端部３１３を介してコア流路３６０から排出及び／又は吸引される。
【００５３】
別の例として、従来型ジャケット付きコア３７０は、構成要素８０のパターン（図示せず）を形成するように構成されたパターンダイ（図示せず）に対して配置される。パターンは、ワックスなどのパターン材料からパターンダイに形成され、従来型ジャケット付きコア３７０は、パターン内に延在する。パターンがインベストメント鋳造されて金型材料３０６のシェルを形成した後、シェルは、パターン材料をシェルから除去するのに最適とされるパターン材料の溶融温度を超える温度へと加熱される。従来型ジャケット付きコア３７０もまた、パターン材料内に延在することにより加熱される。第２の材料３４２は、ワイヤ３４０も溶融するようにパターン材料の溶融温度以下の溶融温度を有するように選択される。例えば、第２の材料３４２は、ポリマーである。流動化した第２の材料３４２は、コア流路３６０から内側コア３２４の第１の端部３１１を通って排出及び／又は吸引される。追加的に又は代替的に、コア流路３６０が内側コア３２４の第２の端部３１３に延在する実施形態では、流動化した第２の材料３４２は、第２の端部３１３を介してコア流路３６０から排出及び／又は吸引される。
【００５４】
別の例として、従来型ジャケット付きコア３７０は、上述したように金型アセンブリ３０１の形成に使用されるパターンに埋設され、第２の材料３４２は、限定はしないが、スズのような比較的低い溶融温度を有する金属として選択される。金型材料３０６のシェルを脱ろうした後、シェルを焼成して金型３００を形成する。従来型ジャケット付きコア３７０もまた、シェル内に延在することにより加熱される。シェル焼成温度は、第２の材料３４２が溶融するように第２の材料３４２の溶融温度よりも大きく選択される。流動化した第２の材料３４２は、コア流路３６０から内側コア３２４の第１の端部３１１を通って排出及び／又は吸引される。追加的に又は代替的に、コア流路３６０が内側コア３２４の第２の端部３１３に延在する実施形態では、流動化した第２の材料３４２は、第２の端部３１３を介してコア流路３６０から排出及び／又は吸引される。
【００５５】
或いは、いくつかの実施形態では、ワイヤ３４０は、従来型ジャケット付きコア３７０から機械的に除去されてジャケット付きコア３１０を形成する。例えば、コア流路３６０に沿ってワイヤ３４０の内側コア３２４との係合を解除するのに十分な張力が、第１の端部３１１又は第２の端部３１３に近接するワイヤ３４０の端部に作用する。別の例として、機械ルータ装置をコア流路３６０内に蛇行させて内側コア３２４及び／又はスペーサ３５０を分解及び／又は除去してワイヤ３４０の物理的な抽出を促進させる。いくつかのそのような実施形態では、ワイヤ３４０は、構成要素８０を金型アセンブリ３０１に形成する前に従来型ジャケット付きコア３７０から機械的に除去される。他のそのような実施形態では、ワイヤ３４０は、構成要素８０を金型アセンブリ３０１に形成した後に従来型ジャケット付きコア３７０から機械的に除去される。
【００５６】
代替実施形態では、ワイヤ３４０は、従来型ジャケット付きコア３７０から除去されて任意の適切な方法でジャケット付きコア３１０を形成する。
【００５７】
いくつかの実施形態では、構成要素８０を金型アセンブリ３０１に形成する前にワイヤ３４０を従来型ジャケット付きコア３７０から除去することにより、ワイヤ３４０の除去及び／又は選択された特性を有する構成要素８０の形成が促進される。例えば、いくつかのそのような実施形態では、第２の材料３４２が構成要素８０を金型３００に鋳造することに関連する熱の影響を受けた場合、第２の材料３４２は内側コア材料３２６と結合する傾向があり、構成要素８０を金型アセンブリ３０１に形成した後にワイヤ３４０を従来型ジャケット付きコア３７０から除去する困難性を増加させる。別の例として、いくつかのそのような実施形態では、構成要素の鋳造工程中に内側コア３２４の第１の端部３１１及び／又は第２の端部３１３から排出する流動化した第２の材料３４２は、金型３０４内で溶融した構成要素材料７８と共に存在する傾向にあり、構成要素８０の材料特性に悪影響を及ぼす可能性がある。しかし、代替実施形態では、ワイヤ３４０は、上述したように構成要素８０を金型アセンブリ３０１に形成した後に従来型ジャケット付きコア３７０から除去される。
【００５８】
ある特定の実施形態では、スペーサ３５０を使用して、上述したようにオフセット距離３５８がコア流路３６０と内側表面３２３との間で画成されるように中空構造３２０のワイヤ３４０と内側表面３２３との接触を防止することにより、構成要素８０の鋳造中において内側コア３２４の完全性の維持が促進される。例えば、コア流路３６０が内側表面３２３からオフセットしないように従来型ジャケット付きコアが形成された場合、中空構造３２０の隣接する部分は構成要素８０の鋳造中に溶融した構成要素材料７８によって実質的に吸収され、次いでコア流路３６０が溶融した構成要素材料７８と流れ連通する。より具体的には、溶融した材料７８が内側コア３２４内のコア流路３６０内に流入することができる場合、構成要素材料７８が固化して内側コア３２４を除去した後に内部通路８２内に障害物を形成する可能性がある。スペーサ３５０を使用してオフセット距離３５８を画成することで、そのようなリスクは減少する。或いは、従来型ジャケット付きコア３７０は、スペーサ３５０を設けずに形成される。
【００５９】
内部通路８２のような内部に画成された内部通路を有する、構成要素８０のような構成要素を形成する例示的な方法７００が、図７のフローチャートに示されている。また、図１〜６を参照すると、例示的な方法７００は、ジャケット付きコア３１０のようなジャケット付きコアを金型３００のような金型に対して配置すること７０２を含む。ジャケット付きコアは、第１の材料３２２のような第１の材料から形成された、中空構造３２０のような中空構造を含む。ジャケット付きコアはまた、中空構造内に配置された内側コア３２４のような内側コアと、第１の端部３１１のような内側コアの少なくとも第１の端部から内側コアの少なくとも一部を通って延在する、コア流路３６０のようなコア流路とを含む。
【００６０】
方法７００はまた、溶融状態の構成要素材料７８のような構成要素材料を金型キャビティ３０４のような金型のキャビティ内に導入すること７０４を含み、それにより溶融状態の構成要素材料は、キャビティ内のジャケット付きコアから第１の材料を少なくとも部分的に吸収する。方法７００はさらに、キャビティの構成要素材料を冷却して７０６構成要素を形成することを含む。内側コアは、構成要素内の内部通路の位置を画成する。
【００６１】
ある特定の実施形態では、方法７００はまた、内側コアを構成要素から除去して７０８内部通路を形成することを含む。いくつかのそのような実施態様では、内側コアを除去するステップ７０８は、流体３６２のような流体をコア流路内に流入させること７１０を含む。また、いくつかのそのような実施態様では、内側コアはセラミック材料から形成され、流体をコア流路内に流入させるステップ７１０は、内側コアが流体との接触により構成要素から浸出されるように、セラミック材料と相互作用するように構成された流体を流入させること７１２を含む。追加的に又は代替的に、いくつかのそのような実施形態では、コア流路は、内側コアの第１の端部から第２の端部３１３のような反対側の第２の端部に延在し、流体をコア流路内に流入させるステップ７１０は、加圧状態の流体を第１の端部から第２の端部へとコア流路内に流入させること７１４を含む。
【００６２】
いくつかの実施形態では、ジャケット付きコアを配置するステップ７０２は、中空構造内に配置されたスペーサ３５０のような複数のスペーサをさらに含むジャケット付きコアを配置すること７１６を含み、それによりコア流路が、スペーサの各々を通って延在する。いくつかのそのような実施形態では、ジャケット付きコアを配置するステップ７０２は、スペーサ材料３５２のような、内側コアと共に同じ方法で構成要素から選択的に除去可能な材料から形成された複数のスペーサをさらに含むジャケット付きコアを配置すること７１８を含む。
【００６３】
ある特定の実施形態では、方法７００はさらに、ワイヤ３４０のようなワイヤを中空構造内に配置すること７２０によってジャケット付きコアを形成することと、ワイヤが配置された後に、ワイヤの周囲に充填されるように内側コア材料３２６のような内側コア材料を中空構造内に加えること７２２を含む。ワイヤは、第２の材料３４２のような第２の材料から形成される。内側コア材料は、内側コアを形成し、ワイヤは、内側コア内のコア流路を画成する。いくつかのそのような実施形態では、方法７００はさらに、ワイヤを溶融して７２４ワイヤのコア流路からの除去を促進することを含む。さらに、いくつかのそのような実施形態では、ワイヤを溶融するステップ７２４は、シェル内に配置されたパターン材料を溶融するために、金型材料３０６のような金型材料のシェルを加熱すること７２６を含む。ワイヤが第２の材料の融点を超える温度へと加熱されるように、ジャケット付きコアはパターン材料内に延在する。或いは、他のそのような実施形態では、ワイヤを溶融するステップ７２４は、金型材料のシェルを焼成して７２８金型を形成することを含む。ワイヤが第２の材料の融点を超える温度へと加熱されるように、ジャケット付きコアはシェル内に延在する。
【００６４】
追加的に又は代替的に、いくつかのそのような実施形態では、中空構造内にワイヤを配置するステップ７２０は、スペーサ３５０のような複数のスペーサを介してワイヤを螺合すること７３０と、ワイヤと螺合されたスペーサを中空構造内に配置すること７３２とを含む。
【００６５】
上述のジャケット付きコアは、内部に画成された内部通路、特に、限定はしないが非直線形状及び／又は複雑な形状を有する内部通路を有する構成要素の形成に使用されるコアを構造的に補強するための費用対効果の大きい方法を提供し、コアに関連する脆弱性の問題を低減又は排除する。具体的には、ジャケット付きコアは、金型キャビティ内に配置されて構成要素内の内部通路の位置を画成する内側コアと、さらに、内側コアが内部に配置される中空構造とを含む。中空構造が内側コアを構造的に補強することで、内部に画成された内部通路を有する構成要素を形成するために、例えば、限定ではないが、従来のコアよりも長く、重量があり、細く、及び／又は複雑なコアの確実な取り扱い及び使用を可能にする。また、具体的には、中空構造は、金型キャビティに導入されて構成要素を形成する溶融した構成要素材料によって少なくとも部分的に吸収可能な材料から形成される。したがって、中空構造の使用は、構成要素の構造的又は性能的な特徴を妨げず、後で構成要素から内側コア材料を除去して内部通路を形成することを妨げない。さらに、ジャケット付きコアには、内側コアの少なくとも第１の端部から内側コアの少なくとも一部を通って延在するコア流路が形成される。コア流路は、例えば、内側コアの長さに沿って内側コアの比較的広い面積に浸出流体の供給を可能にすることによって、構成要素からの内側コアの除去を促進して内部通路を形成する。ある特定の実施形態では、ジャケット付きコアはまず、内側コアに埋設されたワイヤが形成され、ワイヤはコア流路を画成する。いくつかのそのような実施形態では、ワイヤは、比較的低い融点を有する材料から製作され、構成要素の形成前にジャケット付きコアからのワイヤの除去を促進する。
【００６６】
本明細書に記載の方法、システム及び装置の例示的な技術的効果は、（ａ）内部に画成された内部通路を有する構成要素の形成に使用されるコアの形成、取り扱い、移動、及び／又は保存に関連する脆弱性の問題を低減又は排除すること、（ｂ）構成要素の内部通路を形成するために、従来のコアと比較して長く、重量があり、細く、及び／又は複雑なコアの使用を可能にすること、及び（ｃ）構成要素が形成された後に、これに限定されないが、特に大きなＬ／ｄ比及び／又は高い非線形性を有するコアの構成要素からコアを除去することに関連する問題を低減又は排除することの少なくとも１つを含む。
【００６７】
ジャケット付きコアの例示的な実施形態を、上に詳細に説明した。ジャケット付きコア、並びにかかるジャケット付きコアを使用する方法及びシステムは、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、システムの構成要素及び／又は方法のステップは、本明細書で説明した他の構成要素及び／又はステップと独立に、別々に利用することができる。例えば、例示的な実施形態は、金型アセンブリ内でコアを使用するように現在構成されている他の多くの用途と併せて実装及び利用することができる。
【００６８】
本開示の様々な実施形態の特定の特徴を、一部の図面上で示して他では示さない場合があるが、これは単に便宜上である。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴を、他の任意の図面の任意の特徴と組合せて参照かつ／又は特許請求することができる。
【００６９】
本明細書は、本実施形態を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイス又はシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文言との実質的な差がない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【００７０】
１０  回転機
１２  吸気セクション
１４  圧縮機セクション
１６  燃焼器セクション
１８  タービンセクション
２０  排気セクション
２２  ロータシャフト
２４  燃焼器
３６  ケーシング
４０  圧縮機ブレード
４２  圧縮機ステータベーン
７０  ロータブレード
７２  タービンステータベーン
７４  正圧側
７６  負圧側
７８  構成要素材料
８０  構成要素
８２  内部通路
８４  前縁
８６  後縁
８８  根元端
８９  軸線
９０  先端
９２  距離
９４  距離
９６  ブレード長さ
３００  金型
３０１  金型アセンブリ
３０２  内部壁
３０４  金型キャビティ
３０６  金型材料
３１０  ジャケット付きコア
３１１  第１の端部
３１２  先端部分
３１３  第２の端部
３１４  先端部分
３１５  部分
３１６  根元部分
３１８  根元部分
３２０  中空構造
３２２  第１の材料
３２３  内側表面
３２４  内側コア
３２６  内側コア材料
３２８  壁厚
３３０  特性幅
３４０  ワイヤ
３４２  ワイヤ材料
３５０  スペーサ
３５２  スペーサ材料
３５４  スペーサ開口部
３５６  オフセット距離
３５８  オフセット距離
３６０  コア流路
３６２  流体
３７０  従来型ジャケット付きコア
７００  方法
７０２  配置
７０４  導入
７０６  冷却
７０８  除去
７１０  流入
７１２  流入
７１４  流入
７１６  配置
７１８  配置
７２０  配置
７２２  加える
７２４  溶融
７２６  加熱
７２８  焼成
７３０  螺合
７３２  配置
【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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【外国語明細書】
2017122437000001.pdf