(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却流体や潤滑剤のフローを受け入れるためのジャケット付きコアを使用し、内部通路を有するコンポーネントを形成する方法の提供。【解決手段】内部通路が内側に画定されたコンポーネントの形成方法は、モールド３００に対しジャケット付きコア３１０を位置決めするステップを含み、ジャケット付きコア３１０は、第１の材料で形成される中空構造体と、中空構造体の中に配設され内側コア材料で形成される内側コアを含み、また、溶融状態のコンポーネント材料が、キャビティー３０４の中のジャケット付きコア３１０の一部分から、第１の材料を少なくとも部分的に吸収するよう、溶融状態のコンポーネント材料をキャビティー３０４へ導入するステップを含み、キャビティー３０４中のコンポーネント材料を冷却するステップと、内部通路を形成するため、内側コア材料をコンポーネントから除去するステップをさらに含む方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部通路（８２）が内側に画定されたコンポーネント（８０）を形成する方法であって、
モールド（３００）に対してジャケット付きコア（３１０）を位置決めするステップであって、前記ジャケット付きコア（３１０）が、
第１の材料（３２２）から形成されている中空構造体（３２０）、および、
前記中空構造体（３２０）の中に配設されている、内側コア材料（３２６）から形成されている内側コア（３２４）
を含む、ステップと、
溶融状態のコンポーネント材料（７８）が、キャビティー（３０４）の中の前記ジャケット付きコア（３１０）の一部分から、前記第１の材料（３２２）を少なくとも部分的に吸収するように、前記溶融状態の前記コンポーネント材料（７８）を前記モールド（３００）の前記キャビティー（３０４）の中へ導入するステップと、
前記コンポーネント（８０）を形成するために、前記キャビティー（３０４）の中の前記コンポーネント材料（７８）を冷却するステップと、
前記内部通路（８２）を形成するために、前記内側コア材料（３２６）を前記コンポーネント（８０）から除去するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記コンポーネント材料（７８）を導入する前記ステップおよび冷却する前記ステップの間に、前記ジャケット付きコア（３１０）が、前記モールド（３００）に対して固定されたままになるように、前記モールド（３００）に対して前記ジャケット付きコア（３１０）を固定するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記内側コア材料（３２６）を前記コンポーネント（８０）から除去する前記ステップは、前記コンポーネント材料（７８）を劣化させることなく、前記内側コア材料（３２６）を前記コンポーネント（８０）から除去するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ジャケット付きコア（３１０）を形成するために前記中空構造体（３２０）を前記内側コア材料（３２６）で充填するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記中空構造体（３２０）を前記内側コア材料（３２６）で充填する前記ステップの前に、前記内部通路（８２）の選択された非線形的な形状に対応するように、前記中空構造体（３２０）を事前形成するステップをさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記コンポーネント（８０）は、ローターブレード（７０）およびステーターベーン（７２）のうちの１つを含み、前記中空構造体（３２０）を事前形成する前記ステップは、前記コンポーネント（８０）の軸線方向の捩じりに相補的な前記内部通路（８２）の前記非線形的な形状に対応するように、前記中空構造体（３２０）を事前形成するステップをさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記内側コア（３２４）の外部表面（３３２）は、少なくとも１つの凹んだフィーチャー（３３４）を有しており、前記方法は、前記少なくとも１つの凹んだフィーチャー（３３４）の形状に相補的な少なくとも１つの通路壁部フィーチャー（９８）を備える前記内部通路（８２）を形成するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ジャケット付きコア（３１０）を形成するために前記中空構造体（３２０）を前記内側コア材料（３２６）で充填するステップと、
前記中空構造体（３２０）を前記内側コア材料（３２６）で充填する前記ステップの前に、前記少なくとも１つの凹んだフィーチャー（３３４）の前記形状を画定するように前記中空構造体（３２０）を事前形成するステップと
をさらに含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記中空構造体（３２０）を事前形成する前記ステップは、少なくとも１つの窪み（３４０）を形成するように、前記中空構造体（３２０）をクリンプするステップを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ジャケット付きコア（３１０）を形成するために前記中空構造体（３２０）を前記内側コア材料（３２６）で充填するステップと、
前記中空構造体（３２０）を前記内側コア材料（３２６）で充填する前記ステップの後に、前記少なくとも１つの凹んだフィーチャー（３３４）の前記形状を画定するように前記ジャケット付きコア（３１０）を操作するステップと
をさらに含む、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記ジャケット付きコア（３１０）を操作する前記ステップは、少なくとも１つの切り欠き（３５２）を前記内側コア（３２４）の中に形成するステップを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの切り欠き（３５２）を前記内側コア（３２４）の中に形成する前記ステップは、前記外部表面（３３２）の対向する細長い側部（３４６）の中に細長い切り欠き（３５４）を形成するステップを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ジャケット付きコア（３１０）は、先端部部分（３１２）およびルート部部分（３１６）を含み、前記方法は、インベストメント鋳造プロセスによって前記モールド（３００）を形成するステップをさらに含み、前記先端部部分（３１２）および前記ルート部部分（３１６）のうちの少なくとも１つは、前記インベストメント鋳造プロセスの間に前記モールド（３００）の中に包み込まれるようになる、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
内部通路（８２）が内側に画定されたコンポーネント（８０）を形成する際に使用するためのモールドアッセンブリ（３０１）であって、前記コンポーネント（８０）は、コンポーネント材料（７８）から形成されており、前記モールドアッセンブリ（３０１）は、
モールドキャビティー（３０４）を内部に画定するモールド（３００）と、
前記モールド（３００）に対して位置決めされているジャケット付きコア（３１０）であって、
第１の材料（３２２）から形成されている中空構造体（３２０）、および、
前記中空構造体（３２０）の中に配設されている、内側コア材料（３２６）から形成されている内側コア（３２４）
を含む、ジャケット付きコア（３１０）と
を含み、
前記第１の材料（３２２）は、溶融状態の前記コンポーネント材料（７８）によって少なくとも部分的に吸収可能であり、
前記ジャケット付きコア（３１０）の一部分は、前記ジャケット付きコア（３１０）の前記一部分の前記内側コア（３２４）が、前記内部通路（８２）の位置を前記コンポーネント（８０）の中に画定するように、前記モールドキャビティー（３０４）の中に位置決めされる、モールドアッセンブリ（３０１）。
【請求項１５】
前記中空構造体（３２０）は、前記内側コア（３２４）を実質的に構造的に強化する、請求項１４記載のモールドアッセンブリ（３０１）。
【請求項１６】
前記内側コア材料（３２６）は、前記コンポーネント材料（７８）を実質的に劣化させることなく、前記コンポーネント材料（７８）から除去可能である、請求項１４記載のモールドアッセンブリ（３０１）。
【請求項１７】
前記中空構造体（３２０）の形状は、前記内部通路（８２）の選択された非線形的な形状に対応している、請求項１４記載のモールドアッセンブリ（３０１）。
【請求項１８】
前記内側コア（３２４）の外部表面（３３２）は、前記内部通路（８２）の少なくとも１つの通路壁部フィーチャー（９８）の形状に相補的な少なくとも１つの凹んだフィーチャー（３３４）を含む、請求項１４記載のモールドアッセンブリ（３０１）。
【請求項１９】
前記中空構造体（３２０）は、少なくとも１つの窪み（３４０）を含み、それぞれの前記少なくとも１つの窪み（３４０）が、前記少なくとも１つの凹んだフィーチャー（３３４）のうちの対応する１つを画定する、請求項１８記載のモールドアッセンブリ（３０１）。
【請求項２０】
前記中空構造体（３２０）は、前記少なくとも１つの凹んだフィーチャー（３３４）の近位の少なくとも１つのアパーチャーを含む、請求項１８記載のモールドアッセンブリ（３０１）。
【請求項２１】
前記コンポーネント材料（７８）は、合金であり、前記第１の材料（３２２）は、前記合金の少なくとも１つの構成材料を含む、請求項１４記載のモールドアッセンブリ（３０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、概して、内部通路が内側に画定されたコンポーネントに関し、より具体的には、ジャケット付きコア（ｊａｃｋｅｔｅｄ  ｃｏｒｅ）を使用してそのようなコンポーネントを形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのコンポーネントは、たとえば、意図する機能を果たすために、内部通路が内側に画定されることを必要とする。たとえば、限定としてではないが、ガスタービンの高温ガス流路コンポーネントなどのような、いくつかのコンポーネントは、高温にさらされる。少なくともいくつかのそのようなコンポーネントは、内部通路が内側に画定され、冷却流体のフローを受け入れ、コンポーネントが、より良好に高温に耐えることができるようになっている。別の例に関して、限定としてではないが、いくつかのコンポーネントは、別のコンポーネントとの境界面において摩擦にさらされる。少なくともいくつかのそのようなコンポーネントは、内部通路が内側に画定され、潤滑剤のフローを受け入れ、摩擦を低減させることを促進させる。
【０００３】
内部通路が内側に画定された少なくともいくつかの公知のコンポーネントは、モールドの中に形成され、セラミック材料コアは、内部通路として選択される場所において、モールドキャビティーの中に延在している。溶融した金属合金が、モールドキャビティーの中へセラミックコアの周りに導入され、コンポーネントを形成するように冷却された後に、セラミックコアが、たとえば、ケミカルリーチングなどによって除去され、内部通路を形成する。しかし、少なくともいくつかの公知のセラミックコアは壊れやすく、損傷なしに生産することおよび取り扱うことが困難かつ高価であるコアを結果として生じさせる。加えて、そのようなコンポーネントを形成するために使用されるいくつかのモールドは、インベストメント鋳造によって形成され、少なくともいくつかの公知のセラミックコアは、それに限定されないが、インベストメント鋳造プロセスのためのパターンを形成するために使用されるワックスなどのような、材料の注入に信頼性高く耐えるのに十分な強度を欠いている。
【０００４】
代替的にまたは追加的に、内部通路が内側に画定された少なくともいくつかの公知のコンポーネントは、初期には、内部通路なしで形成されており、内部通路は、その後のプロセスにおいて形成される。たとえば、少なくともいくつかの公知の内部通路は、それに限定されないが、電気化学的なドリリングプロセスを使用して、コンポーネントの中へ通路をドリル加工することによって形成される。しかし、少なくともいくつかのそのようなドリリングプロセスは、比較的に時間がかかり、高価である。そのうえ、少なくともいくつかのそのようなドリリングプロセスは、特定のコンポーネント設計に必要とされる内部通路の湾曲を作り出すことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０３１４５８１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、内部通路が内側に画定されたコンポーネントを形成する方法が提供される。方法は、モールドに対してジャケット付きコアを位置決めするステップを含む。ジャケット付きコアは、第１の材料から形成されている中空構造体と、中空構造体の中に配設されている、内側コア材料から形成されている内側コアとを含む。また、方法は、溶融状態のコンポーネント材料が、キャビティーの中のジャケット付きコアの一部分から、第１の材料を少なくとも部分的に吸収するように、溶融状態のコンポーネント材料をモールドのキャビティーの中へ導入するステップを含む。方法は、コンポーネントを形成するために、キャビティーの中のコンポーネント材料を冷却するステップと、内部通路を形成するために、内側コア材料をコンポーネントから除去するステップとをさらに含む。
【０００７】
別の態様では、内部通路が内側に画定されたコンポーネントを形成する際に使用するためのモールドアッセンブリが提供される。コンポーネントは、コンポーネント材料から形成されている。モールドアッセンブリは、モールドキャビティーを内部に画定するモールドを含む。また、モールドアッセンブリは、モールドに対して位置決めされているジャケット付きコアを含む。ジャケット付きコアは、第１の材料から形成されている中空構造体と、中空構造体の中に配設されている、内側コア材料から形成されている内側コアとを含む。第１の材料は、溶融状態のコンポーネント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一部分は、この一部分の内側コアが、内部通路の位置をコンポーネントの中に画定するようにモールドキャビティーの中に位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な回転機械の概略ダイアグラムである。
【図２】図１に示されている回転機械とともに使用するための例示的なコンポーネントの概略斜視図である。
【図３】図２に示されているコンポーネントを作製するための例示的なモールドアッセンブリの概略斜視図であり、モールドアッセンブリが、モールドに対して位置決めされているジャケット付きコアを含むことを示す図である。
【図４】図３に示されている線４−４に沿って見た、図３に示されているモールドアッセンブリとともに使用するための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１に示されている回転機械とともに使用するための別の例示的なコンポーネントの一部分の概略斜視図であり、コンポーネントが、複数の通路壁部フィーチャーを有する内部通路を含むことを示す図である。
【図６】図５に示されているような通路壁部フィーチャーを有するコンポーネントを形成するために、図３に示されているモールドアッセンブリとともに使用するための別の例示的なジャケット付きコアの概略的な切り欠き斜視図である。
【図７】図１に示されている回転機械とともに使用するためのさらなる別の例示的なコンポーネントの一部分の概略斜視図であり、コンポーネントが、別の複数の通路壁部フィーチャーを有する内部通路を含むことを示す図である。
【図８】図７に示されているような通路壁部フィーチャーを有するコンポーネントを形成するために、図３に示されているモールドアッセンブリとともに使用するためのさらなる別の例示的なジャケット付きコアの概略的な切り欠き斜視図である。
【図９】図１に示されている回転機械とともに使用するための別の例示的なコンポーネントの一部分の概略斜視図であり、コンポーネントが、輪郭決めされた断面を有する内部通路を含むことを示す図である。
【図１０】図９に示されている内部通路を有するコンポーネントを形成するために、図３に示されているモールドアッセンブリとともに使用するための別の例示的なジャケット付きコアの概略的な切り欠き斜視図である。
【図１１】図２、図５、図７、および図９に示されているコンポーネントのいずれかなどのような、内部通路が内側に画定されたコンポーネントを形成する例示的な方法のフローダイアグラムである。
【図１２】図１１からのフローダイアグラムの続きの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の明細書および特許請求の範囲では、いくつかの用語が参照されることとなり、それは、以下の意味を有するように定義されるべきである。
【００１０】
単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および、「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明示的に別段の定めをしていなければ、複数の参照を含む。
【００１１】
「随意的な」または「随意的に」は、それ続いて記載されている事象または状況が、起こる可能性もあり、または、起こらない可能性もあるということ、ならびに、その説明が、事象が起こる場合、および、事象が起こらない場合を含むということを意味している。
【００１２】
明細書および特許請求の範囲の全体を通して、本明細書で使用されているような近似する文言は、それが関連する基本的な機能の変化を結果として生じさせることなく、許容可能に変化し得る任意の定量的表現を修正するために適用され得る。したがって、「約」、「おおよそ」、および、「実質的に」などのような、１つまたは複数の用語によって修正される値は、特定されている正確な値に限定されるべきではない。少なくともいくつかの場合では、近似する文言は、値を測定するための計器の精密さに対応することが可能である。ここで、明細書および特許請求の範囲の全体を通して、範囲の限界が特定され得る。そのような範囲は、組み合わせられ、および／または、交換されることができ、文脈または文言が別段の定めをしていなければ、その中に含有されるすべてのサブレンジを含む。
【００１３】
本明細書で説明されている例示的なコンポーネントおよび方法は、内部通路が内側に画定されたコンポーネントを形成するための公知のアッセンブリおよび方法に関連付けられる不利益のうちの少なくともいくつかを克服する。本明細書で説明されている実施形態は、モールドに対して位置決めされている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ている中空構造体と、（ｉｉ）中空構造体の中に配設されている、内側コア材料から形成されている内側コアとを含む。内側コアは、モールドキャビティーの中に延在し、モールドの中に形成されることとなるコンポーネントの中に内部通路の位置を画定する。第１の材料は、内側コアを構造的に強化しており、また、第１の材料は、コンポーネントを形成するためにモールドキャビティーの中へ導入されるコンポーネント材料によって実質的に吸収可能となるように選択される。特定の実施形態では、中空構造体は、内側コアの外部表面を形成することに関連付けられる壊れやすさの問題を低減または排除しながら、相補的な通路壁部フィーチャーを内部通路の中に形成するために、内側コアの外部表面を形成することをさらに可能にする。
【００１４】
図１は、本開示の実施形態が使用され得るコンポーネントを有する例示的な回転機械１０の概略図である。例示的な実施形態では、回転機械１０は、ガスタービンであり、ガスタービンは、吸気セクション１２と、吸気セクション１２の下流に連結されている圧縮機セクション１４と、圧縮機セクション１４の下流に連結されている燃焼器セクション１６と、燃焼器セクション１６の下流に連結されているタービンセクション１８と、タービンセクション１８の下流に連結されている排気セクション２０とを含む。概してチューブ状のケーシング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、および排気セクション２０のうちの１つまたは複数を少なくとも部分的に囲んでいる。代替的な実施形態では、回転機械１０は、本明細書で説明されているような内部通路とともに形成されるコンポーネントがそれにとって適切である、任意の回転機械である。そのうえ、本開示の実施形態は、図示の目的のために、回転機械の文脈において説明されているが、本明細書で説明されている実施形態は、内側に画定された内部通路とともに適切に形成されているコンポーネントに関与する任意の文脈において適用可能であるということが理解されるべきである。
【００１５】
例示的な実施形態では、タービンセクション１８は、ローターシャフト２２を介して圧縮機セクション１４に連結されている。本明細書で使用されているように、「連結する」という用語は、直接的な、コンポーネント同士の間の機械的な接続、電気的な接続、および／または、通信接続に限定されず、間接的な、複数のコンポーネント同士の間の機械的な接続、電気的な接続、および／または通信接続も含むことが可能であるということが留意されるべきである。
【００１６】
ガスタービン１０の動作の間に、吸気セクション１２は、圧縮機セクション１４に向けて空気を導く。圧縮機セクション１４が、より高い圧力および温度まで空気を圧縮する。より具体的には、ローターシャフト２２が、圧縮機セクション１４の中のローターシャフト２２に連結されている圧縮機ブレード４０の少なくとも１つの円周方向の列に回転エネルギーを付与する。例示的な実施形態では、空気フローを圧縮機ブレード４０の中へ方向付けするケーシング３６から半径方向内向きに延在する圧縮機ステーターベーン４２の円周方向の列が、圧縮機ブレード４０のそれぞれの列よりも前に置かれている。圧縮機ブレード４０の回転エネルギーは、空気の圧力および温度を増加させる。圧縮機セクション１４は、燃焼器セクション１６に向けて圧縮空気を排出する。
【００１７】
燃焼器セクション１６では、圧縮空気が、燃料と混合されて点火され、燃焼ガスを発生させ、燃焼ガスは、タービンセクション１８に向けて導かれる。より具体的には、燃焼器セクション１６は、少なくとも１つの燃焼器２４を含み、少なくとも１つの燃焼器２４において、燃料、たとえば、天然ガスおよび／または燃料油が、空気フローの中へ噴射され、燃料空気混合物が点火され、高温燃焼ガスを発生させ、高温燃焼ガスは、タービンセクション１８に向けて導かれる。
【００１８】
タービンセクション１８は、燃焼ガスストリームからの熱エネルギーを機械的な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の中のローターシャフト２２に連結されているローターブレード７０の少なくとも１つの円周方向の列に回転エネルギーを付与する。例示的な実施形態では、燃焼ガスをローターブレード７０の中へ方向付けするケーシング３６から半径方向内向きに延在するタービンステーターベーン７２の円周方向の列が、ローターブレード７０のそれぞれの列の前に置かれている。ローターシャフト２２は、それに限定されないが、発電機および／または機械的な駆動用途などのような、負荷（図示せず）に連結され得る。排気された燃焼ガスは、タービンセクション１８から排気セクション２０の中へ下流に流れる。回転機械１０のコンポーネントは、コンポーネント８０として指定されている。燃焼ガスの経路の近位のコンポーネント８０は、回転機械１０の動作の間に高温にさらされる。追加的にまたは代替的に、コンポーネント８０は、内側に画定された内部通路とともに適切に形成された任意のコンポーネントを含む。
【００１９】
図２は、回転機械１０（図１に示されている）とともに使用するために図示されている、例示的なコンポーネント８０の概略斜視図である。コンポーネント８０は、内側に画定された少なくとも１つの内部通路８２を含む。たとえば、冷却流体が、回転機械１０の動作の間に内部通路８２に提供され、高温燃焼ガスの温度よりも低くコンポーネント８０を維持することを促進させる。単に１つの内部通路８２だけが図示されているが、コンポーネント８０は、本明細書で説明されているように形成された任意の適切な数の内部通路８２を含むということが理解されるべきである。
【００２０】
コンポーネント８０は、コンポーネント材料７８から形成されている。例示的な実施形態では、コンポーネント材料７８は、適切なニッケル基超合金である。代替的な実施形態では、コンポーネント材料７８は、コバルト基超合金、鉄基合金、およびチタン基合金のうちの少なくとも１つである。他の代替的な実施形態では、コンポーネント材料７８は、コンポーネント８０が本明細書で説明されているように形成されることを可能にする任意の適切な材料である。
【００２１】
例示的な実施形態では、コンポーネント８０は、ローターブレード７０またはステーターベーン７２のうちの１つである。代替的な実施形態では、コンポーネント８０は、本明細書で説明されているような内部通路とともに形成され得る、回転機械１０の別の適切なコンポーネントである。さらなる他の実施形態では、コンポーネント８０は、内側に画定された内部通路とともに適切に形成される、任意の適切な用途に関する任意のコンポーネントである。
【００２２】
例示的な実施形態では、ローターブレード７０、または、代替的にステーターベーン７２は、正圧側面７４および反対側の負圧側面７６を含む。正圧側面７４および負圧側面７６のそれぞれは、前縁部８４から、反対側の後縁部８６へ延在している。加えて、ローターブレード７０、または、代替的にステーターベーン７２は、ルート部側端部８８から、反対側の先端部側端部９０へ延在しており、ブレード長さ９６を画定している。代替的な実施形態では、ローターブレード７０、または、代替的にステーターベーン７２は、本明細書で説明されているような内部通路とともに形成され得る、任意の適切な構成を有している。
【００２３】
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。そのうえ、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）までの範囲にある。代替的な実施形態では、ブレード長さ９６は、約２５．４ｃｍ（１０インチ）未満である。たとえば、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）までの範囲にある。他の代替的な実施形態では、ブレード長さ９６は、約１０１．６ｃｍ（４０インチ）よりも大きい。
【００２４】
例示的な実施形態では、内部通路８２は、ルート部側端部８８から先端部側端部９０へ延在している。代替的な実施形態では、内部通路８２は、内部通路８２が本明細書で説明されているように形成されることを可能にする任意の適切な方式で、また、任意の適切な範囲で、コンポーネント８０の中に延在している。特定の実施形態では、内部通路８２は、非線形的になっている。たとえば、コンポーネント８０は、ルート部側端部８８および先端部側端部９０との間に画定されている軸線８９に沿って、所定の捩じりとともに形成されており、および内部通路８２は、軸線方向の捩じりに相補的な湾曲した形状を有している。いくつかの実施形態では、内部通路８２は、内部通路８２の長さに沿って、正圧側面７４から実質的に一定の距離９４に位置決めされている。代替的にまたは追加的に、コンポーネント８０の翼弦は、ルート部側端部８８と先端部側端部９０との間でテーパーを付けられており、内部通路８２は、テーパーに相補的に非線形的に延在しており、それにより、内部通路８２は、内部通路８２の長さに沿って後縁部８６から実質的に一定の距離９２に位置決めされる。代替的な実施形態では、内部通路８２は、コンポーネント８０の任意の適切な輪郭に相補以外の非線形的な形状を有している。他の代替的な実施形態では、内部通路８２は、非線形的であり、コンポーネント８０の輪郭に相補的ではない。いくつかの実施形態では、非線形的な形状を有する内部通路８２は、コンポーネント８０に関して事前選択される冷却基準を満たすことを促進させる。代替的な実施形態では、内部通路８２は、線形に延在している。
【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している。代替的な実施形態では、内部通路８２は、実質的に卵形の断面周囲を有している。他の代替的な実施形態では、内部通路８２は、内部通路８２が本明細書で説明されているように形成されることを可能にする、任意の適切に形状決めされた断面を有している。そのうえ、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。代替的な実施形態では、内部通路８２の断面の形状は、内部通路８２が本明細書で説明されているように形成されることを可能にする任意の適切な方式で、内部通路８２の長さに沿って変化している。
【００２６】
図３は、コンポーネント８０（図２に示されている）を作製するためのモールドアッセンブリ３０１の概略斜視図である。モールドアッセンブリ３０１は、モールド３００に対して位置決めされているジャケット付きコア３１０を含む。図４は、図３に示されている線４−４に沿って見たジャケット付きコア３１０の概略断面図である。図２〜図４を参照すると、モールド３００の内部壁部３０２は、モールドキャビティー３０４を画定している。内部壁部３０２は、コンポーネント８０の外部形状に対応する形状を画定しており、溶融状態のコンポーネント材料７８が、モールドキャビティー３０４の中へ導入され、コンポーネント８０を形成するように冷却され得るようになっている。例示的な実施形態では、コンポーネント８０は、ローターブレード７０、または、代替的にステーターベーン７２であるが、代替的な実施形態では、コンポーネント８０は、本明細書で説明されているように、内側に画定された内部通路とともに適切に形成可能な任意のコンポーネントであるということが思い出されるべきである。
【００２７】
ジャケット付きコア３１０は、モールド３００に対して位置決めされており、その結果、ジャケット付きコア３１０の一部分３１５は、モールドキャビティー３０４の中に延在する。ジャケット付きコア３１０は、第１の材料３２２から形成されている中空構造体３２０と、内側コア３２４とを含み、内側コア３２４は、中空構造体３２０の中に配設されており、また、内側コア材料３２６から形成されている。内側コア３２４は、内部通路８２の形状を画定するように形状決めされており、また、モールドキャビティー３０４の中に位置決めされているジャケット付きコア３１０の部分３１５の内側コア３２４は、コンポーネント８０の中の内部通路８２の位置を画定している。
【００２８】
中空構造体３２０は、内側コア３２４の長さに沿って、内側コア３２４を実質的に囲むように形状決めされている。特定の実施形態では、中空構造体３２０は、概してチューブ状の形状を画定している。たとえば、限定としてではないが、中空構造体３２０は、初期には、実質的に直線状の金属チューブから形成されており、それは、内側コア３２４の、ひいては、内部通路８２の選択された非線形的な形状を画定する必要に応じて、湾曲した形状または角度付きの形状などのような、非線形的な形状になるように適切に操作される。代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４が本明細書で説明されているような内部通路８２の形状を画定することを可能にする任意の適切な形状を画定している。
【００２９】
例示的な実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４の特徴的幅３３０よりも小さい壁部厚さ３２８を有している。特徴的幅３３０は、本明細書で、内側コア３２４と同じ断面積を有する円形の直径として定義される。代替的な実施形態では、中空構造体３２０は、特徴的幅３３０よりも小さくはない壁部厚さ３２８を有している。内側コア３２４の断面の形状は、図３および図４に示されている例示的な実施形態では、円形である。代替的に、内側コア３２４の断面の形状は、本明細書で説明されているように内部通路８２が機能することを可能にする、内部通路８２の断面の任意の適切な形状に対応している。
【００３０】
モールド３００は、モールド材料３０６から形成されている。例示的な実施形態では、モールド材料３０６は、コンポーネント８０を形成するために使用されるコンポーネント材料７８の溶融状態に関連付けられる高温環境に耐えるように選択された耐火セラミック材料である。代替的な実施形態では、モールド材料３０６は、コンポーネント８０が本明細書で説明されているように形成されることを可能にする任意の適切な材料である。そのうえ、例示的な実施形態では、モールド３００は、適切なインベストメント鋳造プロセスによって形成される。たとえば、限定としてではないが、ワックスなどのような適切なパターン材料が、適切なパターンダイの中へ注入され、コンポーネント８０のパターン（図示せず）を形成し、パターンは、モールド材料３０６のスラリーの中へ繰り返し漬けられ、それは、モールド材料３０６のシェルを生成するように硬化することが許され、シェルは、脱ワックスされて焼かれ、モールド３００を形成する。代替的な実施形態では、モールド３００は、本明細書で説明されているようにモールド３００が機能することを可能にする任意の適切な方法によって形成される。
【００３１】
特定の実施形態では、ジャケット付きコア３１０は、モールド３００に対して固定されており、コンポーネント８０を形成するプロセスの間に、ジャケット付きコア３１０がモールド３００に対して固定されたままになるようになっている。たとえば、ジャケット付きコア３１０は、ジャケット付きコア３１０を取り囲むモールドキャビティー３０４の中への溶融したコンポーネント材料７８の導入の間に、ジャケット付きコア３１０の位置がシフトしないように固定されている。いくつかの実施形態では、ジャケット付きコア３１０は、モールド３００に直接的に連結されている。たとえば、例示的な実施形態では、ジャケット付きコア３１０の先端部部分３１２は、モールド３００の先端部部分３１４の中にリジッドに包み込まれている。追加的にまたは代替的に、ジャケット付きコア３１０のルート部部分３１６は、先端部部分３１４の反対側のモールド３００のルート部部分３１８の中にリジッドに包み込まれている。たとえば、限定としてではないが、モールド３００は、上記に説明されているように、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、適切なパターンダイにしっかりと連結されており、その結果、先端部部分３１２およびルート部部分３１６がパターンダイから外に延在する一方、部分３１５は、ダイのキャビティーの中に延在する。パターン材料は、部分３１５がパターンの中に延在するように、ジャケット付きコア３１０の周りのダイの中へ注入される。インベストメント鋳造は、モールド３００が先端部部分３１２および／またはルート部部分３１６を包み込むことを引き起こす。追加的にまたは代替的に、コンポーネント８０を形成するプロセスの間に、モールド３００に対するジャケット付きコア３１０の位置が固定されたままであることを可能にする任意の他の適切な方式で、ジャケット付きコア３１０は、モールド３００に対して固定されている。
【００３２】
第１の材料３２２は、溶融したコンポーネント材料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。特定の実施形態では、コンポーネント材料７８は、合金であり、第１の材料３２２は、合金の少なくとも１つの構成材料である。たとえば、例示的な実施形態では、コンポーネント材料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、溶融状態のコンポーネント材料７８がモールドキャビティー３０４の中へ導入されるときに、第１の材料３２２がコンポーネント材料７８によって実質的に吸収可能であるようになっている。代替的な実施形態では、コンポーネント材料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である少なくとも１つの材料である。たとえば、コンポーネント材料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。別の例に関して、コンポーネント材料７８は、鉄基合金であり、第１の材料３２２は、実質的に鉄である。別の例に関して、コンポーネント材料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。
【００３３】
特定の実施形態では、壁部厚さ３２８は、十分に薄くなっており、そのため、溶融状態のコンポーネント材料７８がモールドキャビティー３０４の中へ導入されるときに、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、モールドキャビティー３０４の中に延在する部分は、コンポーネント材料７８によって実質的に吸収される。たとえば、いくつかのそのような実施形態では、第１の材料３２２は、コンポーネント材料７８によって実質的に吸収されており、そのため、コンポーネント材料７８が冷却された後、コンポーネント材料７８から中空構造体３２０の輪郭を描く個別の境界線は存在しない。そのうえ、いくつかのそのような実施形態では、第１の材料３２２は実質的に吸収されており、そのため、コンポーネント材料７８が冷却された後、第１の材料３２２はコンポーネント材料７８の中に実質的に均一に分配される。たとえば、内側コア３２４の近位の第１の材料３２２の濃度は、コンポーネント８０の中の他の場所における第１の材料３２２の濃度よりも検出可能なほどに高くはない。たとえば、限定ではなく、第１の材料３２２は、ニッケルであり、コンポーネント材料７８は、ニッケル基超合金であり、コンポーネント材料７８が冷却された後に、検出可能なほどにより高いニッケル濃度は、内側コア３２４の近位に残っておらず、形成されるコンポーネント８０のニッケル基超合金の全体を通して実質的に均一なニッケルの分配を結果として生じさせる。
【００３４】
代替的な実施形態では、壁部厚さ３２８は、第１の材料３２２がコンポーネント材料７８によって実質的に吸収されなくなるように選択される。たとえば、いくつかの実施形態では、コンポーネント材料７８が冷却された後に、第１の材料３２２は、コンポーネント材料７８の中に実質的に均一に分配されないようになっている。たとえば、内側コア３２４の近位の第１の材料３２２の濃度は、コンポーネント８０の中の他の場所における第１の材料３２２の濃度よりも検出可能なほどに高くなっている。いくつかのそのような実施形態では、第１の材料３２２は、コンポーネント材料７８によって部分的に吸収されており、コンポーネント材料７８が冷却された後に、個別の境界線がコンポーネント材料７８から中空構造体３２０の輪郭を描くようになっている。そのうえ、いくつかのそのような実施形態では、第１の材料３２２は、コンポーネント材料７８によって部分的に吸収されており、コンポーネント材料７８が冷却された後に、内側コア３２４の近位の中空構造体３２０の少なくとも一部分が元の状態のままであるようになっている。
【００３５】
例示的な実施形態では、内側コア材料３２６は、コンポーネント８０を形成するために使用されるコンポーネント材料７８の溶融状態に関連付けられる高温環境に耐えるように選択された耐火セラミック材料である。たとえば、限定ではないが、内側コア材料３２６は、シリカ、アルミナ、およびムライトのうちの少なくとも１つを含む。そのうえ、例示的な実施形態では、内側コア材料３２６は、内部通路８２を形成するためにコンポーネント８０から選択的に除去可能である。たとえば、限定としてではないが、内側コア材料３２６は、それに限定されないが、適切なケミカルリーチングプロセスなどのような、コンポーネント材料７８を実質的に劣化させない適切なプロセスによって、コンポーネント８０から除去可能である。特定の実施形態では、内側コア材料３２６は、コンポーネント材料７８との相溶性、および／または、コンポーネント材料７８からの除去可能性に基づいて選択されている。代替的な実施形態では、内側コア材料３２６は、コンポーネント８０が本明細書で説明されているように形成されることを可能にする任意の適切な材料である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ジャケット付きコア３１０は、中空構造体３２０を内側コア材料３２６で充填することによって形成されている。たとえば、限定としてではないが、内側コア材料３２６は、中空構造体３２０の中へのスラリーとして注入され、内側コア材料３２６は、中空構造体３２０の中で乾燥させられ、ジャケット付きコア３１０を形成する。そのうえ、特定の実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４を実質的に構造的に強化し、したがって、いくつかの実施形態では、コンポーネント８０を形成するために、強化されていない内側コア３２４の生産、取り扱い、および使用に関連付けられることとなる潜在的な問題を低減させる。たとえば、特定の実施形態では、内側コア３２４は、破砕、亀裂、および／または、他の損傷の比較的に高いリスクにさらされる比較的に脆い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を形成および輸送することは、ジャケットなしの内側コア３２４を使用することと比較したときに、内側コア３２４に対する損傷のはるかに低いリスクを示す。同様に、いくつかのそのような実施形態では、たとえば、ジャケット付きコア３１０の周りのパターンダイの中へワックスパターン材料を注入することなどによって、モールド３００のインベストメント鋳造のために使用されることとなる、ジャケット付きコア３１０の周りに適切なパターンを形成することは、ジャケットなしの内側コア３２４を使用することと比較したときに、内側コア３２４に対する損傷のはるかに低いリスクを示す。したがって、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というよりもジャケットなしの内側コア３２４を使用して実施される場合の同じステップと比較して、内部通路８２が内側に画定された許容可能なコンポーネント８０を作り出すことができないリスクをはるかに低く示す。したがって、ジャケット付きコア３１０は、内側コア３２４に関連付けられる壊れやすさの問題を低減または排除しながら、内部通路８２を画定するためにモールド３００に対して内側コア３２４を位置決めすることに関連付けられる利点を得ることを促進させる。
【００３７】
たとえば、それに限定されないが、たとえば、コンポーネント８０がローターブレード７０である実施形態などの特定の実施形態では、内側コア３２４の特徴的幅３３０は、約０．０５０ｃｍ（０．０２０インチ）から約１．０１６ｃｍ（０．４００インチ）の範囲内にあり、中空構造体３２０の壁部厚さ３２８は、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）の範囲内となるように選択される。より具体的には、いくつかのそのような実施形態では、特徴的幅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、壁部厚さ３２８は、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）の範囲内となるように選択される。別の例として、たとえば、それに限定されないが、コンポーネント８０が、それに限定されないがステーターベーン７２などのような静止コンポーネントである実施形態などの、いくつかの実施形態では、内側コア３２４の特徴的幅３３０は、約１．０１６ｃｍ（０．４００インチ）よりも大きく、および／または、壁部厚さ３２８は、約０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）よりも大きくなるように選択される。代替的な実施形態では、特徴的幅３３０は、結果として生じる内部通路８２がその意図する機能を実施することを可能にする任意の適切な値であり、壁部厚さ３２８は、本明細書で説明されているようにジャケット付きコア３１０が機能することを可能にする任意の適切な値となるように選択される。
【００３８】
そのうえ、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体３２０の中に内側コア材料３２６を導入する前に、中空構造体３２０は、内部通路８２の選択された非線形的な形状に対応するように事前形成されている。たとえば、第１の材料３２２は、内側コア材料３２６で充填する前に比較的に容易に形状決めされる金属材料であり、したがって、非線形的な形状となるように内側コア３２４を別々に形成および／または機械加工する必要性を低減または排除する。そのうえ、いくつかのそのような実施形態では、中空構造体３２０によって提供される構造的強化は、ジャケットなしの内側コア３２４として形成することおよび取り扱うことは困難である非線形的な形状に、その後に内側コア３２４を形成することおよび取り扱うことを可能にする。したがって、ジャケット付きコア３１０は、複雑さが増加した湾曲した形状、および／または、そうでなければ非線形的な形状を有する、ならびに／あるいは、時間およびコストの減少を伴う内部通路８２の形成を促進させる。特定の実施形態では、中空構造体３２０は、コンポーネント８０の輪郭に相補的な内部通路８２の非線形的な形状に対応するように事前形成される。たとえば、限定としてではないが、コンポーネント８０は、ローターブレード７０およびステーターベーン７２のうちの１つであり、中空構造体３２０は、上記に説明されているように、コンポーネント８０の軸線方向の捩じりおよびテーパーのうちの少なくとも１つに相補的な形状に事前形成される。
【００３９】
図５は、複数の通路壁部フィーチャー９８を有する内部通路８２を含む別の例示的なコンポーネント８０の一部分の概略斜視図である。たとえば、限定としてではないが、通路壁部フィーチャー９８は、タービュレーター（ｔｕｒｂｕｌａｔｏｒｓ）であり、タービュレーターは、回転機械１０の動作の間に内部通路８２に提供される冷却流体の熱伝達能力を改善する。図６は、図５に示されているような通路壁部フィーチャー９８を有するコンポーネント８０を形成するために、モールドアッセンブリ３０１の中で使用するための別の例示的なジャケット付きコア３１０の概略的な切り欠き斜視図である。とりわけ、内側コア３２４のフィーチャーを図示するために、中空構造体３２０の一部分が、図６の図の中で切り欠かれている。
【００４０】
図５および図６を参照すると、内部通路８２は、コンポーネント８０の内部壁部１００によって画定されており、通路壁部フィーチャー９８は、内部壁部１００から概して内部通路８２の中心に向かって半径方向内向きに延在している。上記に議論されているように、内側コア３２４の形状は、内部通路８２の形状を画定する。特定の実施形態では、内側コア３２４の外部表面３３２は、少なくとも１つの凹んだフィーチャー３３４を含み、少なくとも１つの凹んだフィーチャー３３４は、少なくとも１つの通路壁部フィーチャー９８の形状に相補的な形状を有している。したがって、特定の実施形態では、内側コア３２４の外部表面３３２および凹んだフィーチャー３３４は、内部通路８２の内部壁部１００および通路壁部フィーチャー９８の形状を画定する。
【００４１】
たとえば、特定の実施形態では、凹んだフィーチャー３３４は、外部表面３３２の中に画定されている複数の溝部３５０を含み、それにより、溶融したコンポーネント材料７８が、ジャケット付きコア３１０を取り囲むモールドキャビティー３０４の中へ導入されるときに、および、第１の材料３２２が、溶融したコンポーネント材料７８の中へ吸収されるときに、溶融したコンポーネント材料７８が、複数の溝部３５０を充填する。溝部３５０の中の冷却されたコンポーネント材料７８は、たとえば、それに限定されないが、ケミカルリーチングプロセスなどを使用して内側コア３２４が除去された後に、複数の通路壁部フィーチャー９８を形成する。たとえば、それぞれの溝部３５０は、溝部深さ３３６および溝部幅３３８によって画定されており、それぞれの対応する通路壁部フィーチャー９８は、溝部深さ３３６に実質的に等しいフィーチャー高さ１０２、および、溝部幅３３８に実質的に等しいフィーチャー幅１０４を備えて形成されている。
【００４２】
特定の実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４の外部表面３３２および凹んだフィーチャー３３４の選択された形状を画定するように事前形成され、したがって、中空構造体３２０を内側コア材料３２６で充填する前に、通路壁部フィーチャー９８の選択された形状を画定する。たとえば、中空構造体３２０は、複数の場所においてクリンプされ（ｃｒｉｍｐｅｄ）、複数の窪み３４０を画定しており、中空構造体３２０が内側コア材料３２６で充填されるときに、それぞれの窪み３４０は、対応する凹んだフィーチャー３３４を画定する。たとえば、それぞれの窪み３４０の深さ３４２は、壁部厚さ３２８と協力して、対応する溝部３５０の深さ３３６を画定する。
【００４３】
いくつかの実施形態では、中空構造体３２０を充填する前に、内側コア３２４の外部表面３３２の選択された形状を画定するように、中空構造体３２０を形状決めすることは、内側コア３２４が形成された後に外部表面３３２を形状決めすることに関連付けられる潜在的な問題を低減させる。たとえば、内側コア材料３２６は、比較的に脆いセラミック材料であり、したがって、凹んだフィーチャー３３４を形成するように外部表面３３２を直接的に機械加工することによって、または、そうでなければ操作することによって、内側コア３２４に対する破砕、亀裂、および／または、他の損傷の比較的に高いリスクが示されることとなる。したがって、ジャケット付きコア３１０は、内側コア３２４に関連付けられる壊れやすさの問題を低減または排除しながら、通路壁部フィーチャー９８が内部通路８２と一体的に形成されるように、内側コア３２４を形状決めすることを促進させる。
【００４４】
例示的な実施形態では、それぞれの凹んだフィーチャー３３４は、それぞれの対応する通路壁部フィーチャー９８が、内部通路８２の周囲の周りに円周方向に延在するように、内側コア３２４の周りに円周方向に延在している。代替的な実施形態では、それぞれの凹んだフィーチャー３３４は、それぞれの対応する通路壁部フィーチャー９８に関して任意の適切な形状を形成するように選択された形状を有している。
【００４５】
図７は、別の複数の通路壁部フィーチャー９８を有する内部通路８２を含む別の例示的なコンポーネント８０の一部分の概略的な切り欠き斜視図である。図８は、図７に示されているような通路壁部フィーチャー９８を伴うコンポーネント８０を形成するために、モールドアッセンブリ３０１とともに使用するための別の例示的なジャケット付きコア３１０の概略斜視図である。図示されている実施形態では、それぞれの凹んだフィーチャー３３４は、切り欠き３５２であり、切り欠き３５２は、内側コア３２４の周囲部の全体よりも小さい範囲にわたって延在しており、その結果、それぞれの対応する通路壁部フィーチャー９８が、内部通路８２の周囲部の全体よりも小さい範囲にわたって延在している。
【００４６】
特定の実施形態では、ジャケット付きコア３１０は、内側コア３２４の外部表面３３２および凹んだフィーチャー３３４の選択された形状を画定するように操作され、したがって、内側コア３２４をジャケット付きコア３１０の中に形成した後に、通路壁部フィーチャー９８の選択された形状を画定する。たとえば、ジャケット付きコア３１０は、最初は凹んだフィーチャー３３４なしで形成され、次いで、たとえば、それに限定されないが、機械加工プロセスなどの任意の適切なプロセスを使用して、内側コア３２４の中に切り欠き３５２を形成するために、複数の場所において操作される。いくつかのそのような実施形態では、少なくとも１つの凹んだフィーチャー３３４の近位の中空構造体３２０の一部分が除去され、中空構造体３２０の中にアパーチャー３４８を生成させ、機械加工のために、内側コア３２４の外部表面３３２へのアクセスを可能にする。たとえば、例示的な実施形態では、切り欠き３５２の近位の中空構造体３２０の部分が、外部表面３３２の中へ切り欠き３５２を機械加工するプロセスで、機械加工して取り去られる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、内側コア３２４をジャケット付きコア３１０の中に形成した後に、内側コア３２４の外部表面３３２の選択された形状を画定するようにジャケット付きコア３１０を操作することは、事前形成されている窪み３４０（図６に示されている）を有する中空構造体３２０を内側コア材料３２６で充填することに関連付けられる潜在的な問題を低減させ、たとえば、内側コア材料３２６がそれぞれの窪み３４０の形状の周りに十分に充填することを確実にする。加えて、いくつかのそのような実施形態では、凹んだフィーチャー３３４の形状は、内側コア材料３２６を機械加工することに関連付けられる上記に説明されている潜在的な問題を低減させるように選択される。たとえば、内側コア３２４の周りに円周方向に部分的にだけ延在する切り欠き３５２を機械加工することは、内側コア３２４に対する破砕、亀裂、および／または他の損傷のリスクを低減させる。追加的にまたは代替的に、いくつかのそのような実施形態では、中空構造体３２０は、ジャケット付きコア３１０の機械加工動作の間に、内側コア３２４の構造的な完全性を強化し、内側コア３２４に対する破砕、亀裂、および／または他の損傷のリスクをさらに低減させる。したがって、ジャケット付きコア３１０は、再び、内側コア３２４に関連付けられる壊れやすさの問題を低減または排除しながら、通路壁部フィーチャー９８が内部通路８２と一体的に形成されるように、内側コア３２４を形状決めすることを促進させる。
【００４８】
図５〜図８を参照すると、図示されている実施形態は、通路壁部フィーチャー９８の形状を画定するために、溝部３５０および切り欠き３５２だけとして外部表面３３２の中に画定されている凹んだフィーチャー３３４を示しているが、代替的な実施形態では、凹んだフィーチャー３３４の他の形状が、外部表面３３２の形状を画定するために使用される。たとえば、限定としてではないが、特定の実施形態では（図示せず）、少なくとも１つの凹んだフィーチャー３３４が、内側コア３２４に沿って、少なくとも部分的に、長手方向におよび／または斜めに延在している。別の例に関して、限定としてではないが、いくつかの実施形態では（図示せず）、少なくとも１つの凹んだフィーチャー３３４は、外部表面３３２の中に画定されているディンプルであり、スタッド形状を有する対応する通路壁部フィーチャー９８を画定する。代替的な実施形態では、外部表面３３２の任意の適切な形状が、内部通路８２がその意図する目的のために機能することを可能にする通路壁部フィーチャー９８の対応する形状を画定するために使用される。そのうえ、図示されている実施形態は、実質的に同一の繰り返しの形状の凹んだフィーチャー３３４を有するものとして、内側コア３２４のそれぞれの実施形態を示しているが、内側コア３２４は、本明細書で説明されているように内側コア３２４が機能することを可能にする、異なって形状決めされた凹んだフィーチャー３３４の任意の適切な組み合わせを有するということが理解されるべきである。
【００４９】
さらに図５〜図８を参照すると、図示されている実施形態は、概して円形の断面を有する内部通路８２を画定するように形状決めされた内側コア３２４を示しているが、代替的な実施形態では、内側コア３２４は、内部通路８２がその意図する目的のために機能することを可能にする任意の適切に形状決めされた断面を有する内部通路８２を画定するように形状決めされている。とりわけ、限定としてではないが、ジャケット付きコア３１０は、コンポーネント８０の幾何学形状に一致する、輪郭決めされた断面形状を有する内部通路８２を備えるコンポーネント８０を形成することを促進させる。そのうえ、図示されている実施形態は、その長さに沿って概して一定の形状の断面を有するものとして、内側コア３２４のそれぞれの実施形態を示しているが、内側コア３２４は、本明細書で説明されているように内側コア３２４が機能することを可能にする断面の形状の任意の適切な変化を、その長さに沿って有するということが理解されるべきである。
【００５０】
たとえば、図９は、輪郭決めされた断面を有する内部通路８２を含む別の例示的なコンポーネント８０の一部分の概略斜視図である。図１０は、図９に示されているような内部通路８２を有するコンポーネント８０を形成するためにモールドアッセンブリ３０１とともに使用するための別の例示的なジャケット付きコア３１０の概略的な切り欠き斜視図である。とりわけ、内側コア３２４のフィーチャーを図示するために、中空構造体３２０の一部分が、図１０の図の中で切り欠かれている。
【００５１】
図９および図１０を参照すると、例示的な実施形態では、コンポーネント８０は、ローターブレード７０およびステーターベーン７２のうちの１つであり、内部通路８２は、後縁部８６の近位のコンポーネント８０の中に画定されている。より具体的には、内部通路８２は、コンポーネント８０の内部壁部１００によって画定されており、後縁部８６のテーパー付きの幾何学形状に対応する輪郭決めされた断面周囲部を有している。通路壁部フィーチャー９８は、内部通路８２の対向する細長い縁部１１０に沿って画定され、タービュレーターとして機能し、内部壁部１００から内部通路８２の中心に向かって内向きに延在している。通路壁部フィーチャー９８は、内部通路８２の軸線方向に対してそれぞれ横断する細長いリッジの繰り返しパターンとして図示されているが、代替的な実施形態では、通路壁部フィーチャー９８は、内部通路８２がその意図する目的のために機能することを可能にする、任意の適切な形状、配向、および／またはパターンを有するということが理解されるべきである。
【００５２】
上記に議論されているように、内側コア３２４の外部表面３３２および凹んだフィーチャー３３４の形状は、内部通路８２の内部壁部１００および通路壁部フィーチャー９８の形状を画定する。より具体的には、内側コア３２４は、内部通路８２の輪郭決めされた断面に対応する、細長いテーパー付きの断面を有している。例示的な実施形態では、凹んだフィーチャー３３４は、外部表面３３２の対向する細長い側部３４６の中の細長い切り欠き３５４として画定されており、上記に説明されているように、通路壁部フィーチャー９８の形状に相補的な形状を有している。特定の実施形態では、中空構造体３２０は、内側コア３２４の外部表面３３２の選択された形状を画定するように事前形成されており、したがって、内側コア材料３２６を中空構造体３２０の中へ注入する前に、通路壁部フィーチャー９８の選択された形状を画定する。たとえば、中空構造体３２０は、複数の窪み３４０を画定するように、複数の場所においてクリンプされ、それぞれの窪み３４０は、中空構造体３２０が内側コア材料３２６で充填されるときに、対応する切り欠き３５４を形成する。
【００５３】
代替的な実施形態では、コンポーネント８０は、任意の適切な幾何学形状を有しており、内側コア３２４は、コンポーネント８０の幾何学形状に適切に対応する任意の適切な形状を有する内部通路８２を形成するように形状決めされている。
【００５４】
内部通路８２などのような、内部通路が内側に画定されたコンポーネント、たとえば、コンポーネント８０などを形成する例示的な方法１１００が、図１１および図１２のフローダイアグラムに図示されている。また、図１〜図１０を参照すると、例示的な方法１１００は、モールド３００などのようなモールドに対して、ジャケット付きコア３１０などのようなジャケット付きコアを位置決めすること１１０２を含む。ジャケット付きコアは、第１の材料３２２などのような第１の材料から形成される、中空構造体３２０などのような中空構造体を含む。また、ジャケット付きコアは、中空構造体の中に配設されている内側コア材料３２６などのような内側コア材料から形成される、内側コア３２４などのような内側コアを含む。
【００５５】
また、方法１１００は、溶融状態のコンポーネント材料が、部分３１５などのような、キャビティーの中のジャケット付きコアの一部分から、第１の材料を少なくとも部分的に吸収するように、溶融状態のコンポーネント材料７８などのようなコンポーネント材料を、モールドキャビティー３０４などのような、モールドのキャビティーの中へ導入すること１１０４を含む。方法１１００は、コンポーネントを形成するためにキャビティーの中のコンポーネント材料を冷却すること１１０６、および、内部通路を形成するために内側コア材料をコンポーネントから除去すること１１０８をさらに含む。
【００５６】
また、特定の実施形態では、方法１１００は、コンポーネント材料を導入するステップ１１０４および冷却するステップ１１０６の間に、ジャケット付きコアがモールドに対して固定されたままになるように、ジャケット付きコアをモールドに固定すること１１１０を含む。
【００５７】
いくつかの実施形態では、内側コア材料をコンポーネントから除去するステップ１１０８は、コンポーネント材料を劣化させることなく、内側コア材料をコンポーネントから除去すること１１１２を含む。
【００５８】
また、特定の実施形態では、方法１１００は、ジャケット付きコアを形成するために中空構造体を内側コア材料で充填すること１１１４を含む。いくつかのそのような実施形態では、方法１１００は、中空構造体を内側コア材料で充填するステップ１１１４の前に、内部通路の選択された非線形的な形状に対応するように、中空構造体を事前形成すること１１１６をさらに含む。そのうえ、いくつかのそのような実施形態では、コンポーネントは、ローターブレード７０またはステーターベーン７２などのような、ローターブレードおよびステーターベーンのうちの１つを含み、中空構造体を事前形成するステップ１１１６は、コンポーネントの軸線方向の捩じりに相補的な内部通路の非線形的な形状に対応するように、中空構造体を事前形成すること１１１８をさらに含む。
【００５９】
いくつかの実施形態では、外部表面３３２などのような、内側コアの外部表面は、凹んだフィーチャー３３４などのような少なくとも１つの凹んだフィーチャーを有しており、方法１１００は、少なくとも１つの凹んだフィーチャーの形状に相補的な、通路壁部フィーチャー９８などのような少なくとも１つの通路壁部フィーチャーを備える内部通路を形成すること１１２０をさらに含む。また、いくつかのそのような実施形態では、方法１１００は、中空構造体を内側コア材料で充填するステップ１１１４の前に、少なくとも１つの凹んだフィーチャーの形状を画定するように中空構造体を事前形成すること１１２２を含む。そのうえ、いくつかのそのような実施形態では、中空構造体を事前形成するステップ１１２２は、窪み３４０などのような少なくとも１つの窪みを形成するように、中空構造体をクリンプすること１１２４を含む。代替的にまたは追加的に、いくつかのそのような実施形態では、方法１１００は、また、中空構造体を内側コア材料で充填するステップ１１１４の後に、少なくとも１つの凹んだフィーチャーの形状を画定するように、ジャケット付きコアを操作すること１１２６を含む。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操作するステップ１１２６は、切り欠き３５２などのような少なくとも１つの切り欠きを内側コアの中に形成すること１１２８を含む。そのうえ、いくつかのそのような実施形態では、少なくとも１つの切り欠きを内側コアの中に形成するステップ１１２８は、細長い側部３４６などのような、外部表面の対向する細長い側部の中に、細長い切り欠き３５４などのような細長い切り欠きを形成すること１１３０を含む。
【００６０】
また、特定の実施形態では、方法１１００は、インベストメント鋳造プロセスによってモールドを形成すること１１３２を含み、先端部部分３１２および／またはルート部部分３１６などのような、ジャケット付きコアの先端部部分およびルート部部分のうちの少なくとも１つは、インベストメント鋳造プロセスの間にモールドの中に包み込まれるようになる。
【００６１】
上記に説明されているジャケット付きコアは、内部通路が内側に画定されたコンポーネント、特に、それに限定されないが、非線形的なおよび／または複雑な形状を有する内部通路を有するコンポーネントを形成するために使用されるコアを構造的に強化するためのコスト効率の良い方法を提供し、したがって、コアに関連付けられる壊れやすさの問題を低減または排除する。具体的には、ジャケット付きコアは、内側コアを含み、内側コアは、モールドキャビティーの中に位置決めされ、コンポーネントの中の内部通路の位置を画定しており、また、内側コアがその中に配設されている中空構造体を含む。中空構造体は、内側コアに対する構造的な強化を提供し、たとえば、限定ではないが、内部通路が内側に画定されたコンポーネントを形成するために、従来のコアよりも長く、重く、薄く、および／または、より複雑なコアの信頼性の高い取り扱いおよび使用を可能にする。また、具体的には、中空構造体は、コンポーネントを形成するためにモールドキャビティーの中へ導入される溶融したコンポーネント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ている。したがって、中空構造体の使用は、コンポーネントの構造的特性または性能特性の妨げにはならず、また、内部通路を形成するためにコンポーネントから内側コア材料を後に除去することの妨げにはならない。
【００６２】
加えて、本明細書で説明されているジャケット付きコアは、内部通路を画定する壁部の上にさまざまな通路壁部フィーチャーのいずれかを一体的に形成するコスト効率の良いおよび高精度の方法を提供する。具体的には、内側コアの外部表面を画定するために中空構造体を事前形状決めする能力は、内側コアを機械加工することなく、たとえば、タービュレーターを画定するフィーチャーを外部表面に追加することを促進させ、したがって、コアに亀裂を入れるリスク、または、コアを損傷させるリスクを回避する。追加的にまたは代替的に、通路壁部フィーチャーを画定する内側コアの外部表面の上のフィーチャーが、内側コアの外部表面の中に直接的に機械加工される用途に関して、中空構造体は、構造的な強化を提供し、それは、コアに対する亀裂および他の損傷を制限することを促進させる。
【００６３】
本明細書で説明されている方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、（ａ）内部通路が内側に画定されたコンポーネントを形成する際に使用されるコアの形成、取り扱い、輸送、および／または貯蔵に関連付けられる壊れやすさの問題を低減または排除すること、（ｂ）コンポーネントに関する内部通路を形成するための従来のコアと比較して、より長く、より重く、より薄く、および／または、より複雑なコアの使用を可能にすること、ならびに、（ｃ）コンポーネントの中の通路壁部フィーチャーを相補的に画定するコアの外部表面にフィーチャーを追加することに関連付けられる壊れやすさの問題を低減または排除することのうちの少なくとも１つを含む。
【００６４】
ジャケット付きコアの例示的な実施形態が、詳細に上記に説明されている。ジャケット付きコア、ならびに、そのようなジャケット付きコアを使用する方法およびシステムは、本明細書で説明されている特定の実施形態に限定されず、むしろ、システムのコンポーネント、および／または、方法のステップは、本明細書で説明されている他のコンポーネントおよび／またはステップと独立して別々に利用され得る。たとえば、例示的な実施形態は、モールドアッセンブリの中でコアを使用するように現在構成されている多くの他の用途に関連して実装および利用され得る。
【００６５】
本開示のさまざまな実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面に示され、他の図面には示されていない可能性があるが、これは、単に便宜上のためである。本開示の原理にしたがって、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照され、および／または特許請求され得る。
【００６６】
この書面による説明は、本実施形態を開示するために、また、任意の当業者が本実施形態を実施（任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む）することができるように、例（最良の形態を含む）を使用している。本開示の特許の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者が考え付く他の例を含むことが可能である。そのような他の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含んでいる場合には、または、特許請求の範囲の文言とわずかに異なる、均等な構造的要素を含んでいる場合には、そのような他の例は、特許請求の範囲内に含まれるということが意図されている。
【符号の説明】
【００６７】
１０  回転機械
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  ローターシャフト
２４  少なくとも１つの燃焼器
３６  ケーシング
４０  圧縮機ブレード
４２  圧縮機ステーターベーン
７０  ローターブレード
７２  タービンステーターベーン
７４  正圧側面
７６  負圧側面
７８  コンポーネント材料
８０  コンポーネント
８２  内部通路
８４  前縁部
８６  後縁部
８８  ルート部側端部
８９  ローターブレードの軸線
９０  先端部側端部
９２  距離
９４  実質的に一定の距離
９６  ブレード長さ
９８  通路壁部フィーチャー
１００  内部壁部
１０２  フィーチャー高さ
１０４  フィーチャー幅
１１０  細長い縁部
３００  モールド
３０１  モールドアッセンブリ
３０２  内部壁部
３０４  モールドキャビティー
３０６  モールド材料
３１０  ジャケット付きコア
３１２  先端部部分
３１５  部分
３１６  ルート部部分
３２０  中空構造体
３２２  第１の材料
３２４  内側コア
３２６  内側コア材料
３２８  壁部厚さ
３３０  特徴的幅
３３２  外部表面
３３４  凹んだフィーチャー
３３６  溝部深さ
３３８  溝部幅
３４０  窪み
３４２  深さ
３４６  細長い側部
３４８  アパーチャー
３５０  溝部
３５２  切り欠き
３５４  細長い切り欠き
【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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【外国語明細書】
2017109244000001.pdf