(57)【要約】      （修正有）【課題】柱状に凝固させた部品の機械的強度を高める。【解決手段】縦軸線ｌ，１３を有し、縦軸線１，１３に沿って柱状結晶状に指向性をもたせて凝固させた複数個の縦長結晶物１１’，１１”，…を有する縦長の部品１，１２０，１３０，１５５において、縦長結晶物１１’，１１”，…が縦軸線１３に対し横方向に結晶物幅を有し、部品１，１２０，１３０，１５５が幅（ｂ）を有している縦長の部品１，１２０，１３０，１５５であって、縦長結晶物１１’の結晶物幅が、前記部品１，１２０，１３０，１５５のエッジ１５，４０９において、前記部品１，１２０，１３０，１５５の幅（ｂ）の少なくとも２０％であることを特徴とする、縦長の部品。【選択図】図１
2009270576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦軸線（ｌ，１３）を有し、縦軸線（ｌ，１３）に沿って柱状結晶状に指向性をもたせて凝固させた複数個の縦長結晶物（１１’，１１”，…）を有する縦長の部品（１，１２０，１３０，１５５）において、
縦長結晶物（１１’，１１”，…）が縦軸線（１３）に対し横方向に結晶物幅を有し、部品（１，１２０，１３０，１５５）が幅（ｂ）を有している縦長の部品（１，１２０，１３０，１５５）であって、
縦長結晶物（１１’）の結晶物幅が、前記部品（１，１２０，１３０，１５５）のエッジ（１５，４０９）において、前記部品（１，１２０，１３０，１５５）の幅（ｂ）の少なくとも２０％であることを特徴とする、
縦長の部品。
【請求項２】
縦軸線（ｌ，１３）を有し、縦軸線（ｌ，１３）に沿って柱状結晶状に指向性をもたせて凝固させた複数個の縦長結晶物（１１’，１１”，…）有する縦長の部品（１，１２０，１３０，１５５）において、
縦長結晶物（１１’，１１”，…）が縦軸線（１３）に対し横方向に結晶物幅を有し、縦長結晶物（１１’，１１”，…）が異なる結晶物幅を有し、縦長結晶物（１１’，１１”，…）の最大結晶物幅がある、縦長の部品（１，１２０，１３０，１５５）であって、
少なくとも縦長結晶物（１１’）が、前記部品（１，１２０，１３０，１５５）のエッジ（１５，４０９）において、最大結晶物幅を有していることを特徴とする、縦長の部品。
【請求項３】
縦軸線（ｌ，１３）を有し、縦軸線（ｌ，１３）に沿って柱状結晶状に指向性をもたせて凝固させた複数個の縦長結晶物（１１’，１１”，…）を有する縦長の部品（１，１２０，１３０，１５５）において、
縦長結晶物（１１’，１１”，…）が縦軸線（ｌ，１３）に対し横方向に結晶物幅を有している、縦長の部品（１，１２０，１３０，１５５）であって、
縦長結晶物（１１’）の結晶物幅が、前記部品（１，１２０，１３０，１５５）のエッジ（１５，４０９）において、少なくとも５ｍｍの結晶物幅を有していることを特徴とする、縦長の部品。
【請求項４】
少なくと３個、特に少なくとも６個、とりわけ少なくとも１２個、の縦長結晶物（１１’，１１”，…）を有している、請求項１、２又は３に記載の縦長の部品。
【請求項５】
縦長結晶物（１１’）が、前記エッジ（１５，４０９）において、縦軸線（１３）に対し垂直に、５ｍｍから６０ｍｍまで、特に１０ｍｍから６０ｍｍまで、とりわけ５ｍｍから４０ｍｍまで、の結晶物幅を有している、請求項１、２又は４に記載の縦長の部品。
【請求項６】
前記部品（１，１２０，１３０，１５５）が、縦軸線（１３）に対し垂直に、７０ｍｍから３００ｍｍまで、特に１００ｍｍから２５０ｍｍまで、の幅（ｂ）を有している、請求項１、２又は３に記載の縦長の部品。
【請求項７】
長さ（ｌ）と幅（ｂ）とを有し、長さと幅との比率（ｌ／ｂ）が（ｌ／ｂ）＞３である、請求項１、２、３又は６に記載の縦長の部品。
【請求項８】
長さ（ｌ）と厚さ（ｄ）とを有し、長さと厚さとの比率（ｌ／ｄ）が（ｌ／ｄ）＞５、特に（ｌ／ｄ）＞１０、である、請求項４又は５に記載の縦長の部品。
【請求項９】
流動方向（１６）に０゜とは異なる角度で、特に縦軸線（ｌ，１３）に対し垂直に、媒体の流れを受け、最も幅広の縦長結晶物（１１’）又は横断面が最も大きな縦長結晶物（１１’）が、最初に流れを受ける縦長結晶物（１１’）である、請求項１、２又は３に記載の縦長の部品。
【請求項１０】
幅（ｂ）と厚さ（ｄ）とを有し、幅と厚さとの比率（ｂ／ｄ）が（ｂ／ｄ）＞２、特に（ｂ／ｄ）＞５、とりわけ（ｂ／ｄ）＞１０、である、請求項１、２、３、６、７、８又は９に記載の縦長の部品。
【請求項１１】
最大６０個の縦長結晶物（１１’，１１”，…）、特に最大５０個の縦長結晶物（１１’，１１”，…）、を有している、請求項１、２、３、４又は１０に記載の縦長の部品。
【請求項１２】
縦長結晶物（１１’）が５ｍｍの最小結晶物幅を有している、請求項１、２、１０又は１１に記載の縦長の部品。
【請求項１３】
鋳造部品であり、少なくとも９０％が縦長結晶物（１１’，１１”，…）から成っている、請求項１、２、３、１０、１１又は１２に記載の縦長の部品。
【請求項１４】
部品（１，１２０，１３０，１５５）のエッジ（１５，４０９）における縦長結晶物（１１’）の結晶物幅が、最大で部品（１，１２０，１３０，１５５）の幅（ｂ）の５０％である、請求項１、２、３、１０、１、１２又は１３に記載の縦長の部品。
【請求項１５】
部品（１，１２０，１３０，１５５）のエッジ（１５，４０９）における縦長結晶物（１１’）の結晶物幅が、少なくとも部品（１，１２０，１３０，１５５）の幅（ｂ）の２０％である、請求項２又は３に記載の縦長の部品。
【請求項１６】
タービン羽根（１２０，１３０）として形成されている、請求項１から１５までのいずれか一つに記載の縦長の部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１、２又は３に記載の縦長の部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高温範囲で使用するための多くの部品は、単結晶の（ＳＸ）構造又は柱状に（ＤＳ）凝固させた構造を有している。
これにより、無指向性に凝固させた部品（ＣＣ）に比べて、機械的強度が更に上昇する。
【０００３】
柱状に凝固させた部品は、単結晶の部品よりも低コストに製造される。
しかしながら、指向性をもたせて凝固させたこの部品は、単結晶の部品に比べると、機械的強度の点で欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それ故、上記問題を解消するのが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１、２又は３に記載の部品によって解決される。
【０００６】
従属項には、更なる利点を得るために互いに任意に組み合わせることのできる他の有利な解決手段が記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】部品を一方向から見た図である。
【図２】部品を他の方向から見た図である。
【図３】部品を他の方向から見た図である。
【図４】部品を他の方向から見た図である。
【図５】部品を他の方向から見た図である。
【図６】部品を他の方向から見た図である。
【図７】部品を製造する方法を説明する図である。
【図８】ガスタービンを示す図である。
【図９】タービン羽根の斜視図である。
【図１０】燃焼室の斜視図である。
【図１１】ＤＳ超合金の表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面及び以下の説明は、本発明の実施形態を示しているにすぎない。
図１は縦長の部品１，１２０，１３０，１５５を例示したものである。
縦長の部品１，１２０，１３０，１５５は、縦軸線１３，ｌを有し、該縦軸線に沿って部品が延在している。
縦長の部品１，１２０，１３０，１５５の幅ｂは、縦軸線１３に対し垂直に拡がっている（図２）。幅ｂはタービン羽根１２０，１３０（図８、図９）の翼弦長であってもよい。
好ましくは、縦長の部品１は、縦軸線１３に対し垂直である流動方向１６に媒体の流れを受けるタービン羽根１２０，１３０である。以下では、本発明をタービン羽根１２０，１３０に限って説明する。
タービン羽根１２０，１３０の幅ｂは、ここでは、該タービン羽根１，１２０，１３０の周囲を流れる媒体の流動方向１６に拡がっている（図３）。
タービン羽根１２０，１３０の厚さｄは、流動方向１６に対し垂直に延在し、或いは、幅ｂ及び長さｌに対し垂直に延在している。
長さｌは、縦長結晶物１１’，１１”の長さであり、必ずしも部品１，１２０，１３０，１５５（図８、図９、図１０）の長さではない。好ましくは、長さｌは、縦長の部品１，１２０，１３０，１５５の長さである。
縦長とは、長さと幅との比率がｌ／ｂ＞３であること、又は、長さと厚さとの比率ｌ／ｄが、少なくとも５、特に１０、であることである。
縦長の部品１，１２０，１３０，１５５は、縦軸線１３に沿って、縦長結晶物１１’，１１”，…を有し、特に部品１は９０％、特に１００％、が縦長結晶物１１’，１１”から成っている。
縦長結晶物１１’，１１”は準単結晶物である。
【０００９】
縦長の部品１，１２０，１３０，１５５は、鋳造方法により製造され、その結果、縦長結晶物１１’１１”，…は、結晶粒界によって互いに結合されている。
【００１０】
縦長の部品１は、前縁１５，４０９と後縁１４，４１２とを有している。
【００１１】
タービン羽根１２０，１３０の場合、少なくとも１つのタービンブレード４０６（図８）は、柱状の結晶物１１’１１”，１１’’’，…を有している。
好ましくは、ブレード４０６は、柱状に凝固させた結晶物１１’，１１”，１１’’’，…だけから成っている。この場合、前記長さと幅との比率又は長さと厚さとの比率は、好ましくはタービンブレード４０６のみに関わるものである。
【００１２】
タービンブレード１２０，１３０は、柱状に凝固させた複数個の縦長結晶物１１’，１１”，…を有し、これらの縦長結晶物は、縦軸線１３に沿って延在している。
好ましくは、縦長の部品１，１２０，１３０，１５５は、少なくとも３個、特に６個、とりわけ１２個、の縦長結晶物１１’，１１”，…を有している。
好ましくは、最大で６０個の縦長結晶物１１’，１１”，１１’’’，…が設けられ、とりわけ最大で５０個の縦長結晶物１１’，１１”，…が設けられている。
【００１３】
縦長結晶物１１’，１１”，…は、縦軸線１３に対し横方向において異なる結晶物幅を有している。いくつかの縦長結晶物１１’，１１”，１１’’’，１１””…は、同じ幅であってもよい。
好ましくは、第１の縦長結晶物１１’は、媒体が向流してくるエッジ１５，４０９において最大結晶物幅ａ’又は最大結晶横断面を有している。その後に続く縦長結晶物１１’，１１”，…は、より大きな幅ａ’を有していないが、たかだか部分的には同様の幅であってもよい。
好ましくは、縦長結晶物１１’，１１”，…の半分は、第１の縦長結晶物１１’と同じ幅である。好ましくは、残りの縦長結晶物１１”，１１’’’…の結晶幅は、より小さい。
【００１４】
「エッジ」は、縦長の部品１又はタービンブレード１２０，１３０の前面をも意味していてよい。「結晶物幅」という概念は、縦長結晶物１１’，１１”の横断面を意味していてもよい。この場合、最大結晶物幅は、対応的に結晶物の最大横断面を意味している。
【００１５】
好ましくは、第１の縦長結晶物１１’は、５ｍｍから６０ｍｍまでの結晶物幅ａ’を有している。
他の縦長結晶物１１”，１１’’’，…は、第１の縦長結晶物１１’よりも幅広に形成されていてよい。
【００１６】
従って、最も高い機械的負荷が掛かる部品領域に結晶粒界がない。
【００１７】
この場合、タービンブレード１２０，１３０は、（流動方向に沿って）好ましくは７０ｍｍから３００ｍｍまでの幅ｂを有する。
この場合、タービンブレード１２０，１３０は、１００ｍｍ（第１段）から５０ｍｍ（第３段）までの長さを有する。
【００１８】
本発明によれば、第１の縦長結晶物１１’の結晶物幅ａ’は、部品１，１２０，１３０，１５５のエッジ１５，４０９において、該部品１，１２０，１３０，１５５の幅ｂの少なくとも２０％である。他の縦長結晶物１１”，１１’’’，…は、同じ幅又はより幅広であってよい。
【００１９】
特殊なケースとして、幅と厚さとの比率ｂ／ｄ（アスペクト比）が２よりも大きい、特に５よりも大きい、部品１，１２０，１３０の第１の結晶物１１’は、他の結晶物よりも幅広に実施される。
【００２０】
好ましくは、前部のブレード４０６が縦長結晶物１１’，１１”，…を有している。更に、好ましくは、縦長結晶物１１’，１１”，…は、少なくともプラットホーム４０３の内部まで延在し、特にプラットホーム４０３の内部全体にわたるまで延在し、或いは該プラットホーム４０３を越えるように延在している（図５）。
【００２１】
特にブレード４０６とブレードプラットホーム４０３との移行部には、幅広の結晶物１１’がある。
【００２２】
縦長結晶物１１’，１１”，…の数量は、好ましくはブレード先端部４１５において最大であり、固定領域４００の方向へ減少している（図示せず）。これは、個々の縦長結晶物１１’，１１”，…が、それぞれ、他の縦長結晶物のコストを増大させるからである。
【００２３】
羽根足部４００は、他の方向に指向する結晶物を有していてもよい。このときの長さｌは、ブレード４０６の長さである。タービン羽根１２０，１３０の長さには、更に縦方向１３における固定領域４００の拡がりが加わる。
好ましくは、固定領域４００は、縦長の結晶物１１’，１１”，…のみを有し、即ち、ｌ＝タービン羽根１２０，１３０の全長である。
【００２４】
タービン羽根１２０，１３０は、図１１に図示したようなＤＳ超合金を有している。しかし、ＣＭ２４７  ＬＣ  ＤＳ、
【００２５】
又は、好ましくは、
１１．９４％  Ｃｒ
４．０３％  Ｔｉ
１．８４％  Ｍｏ
３．７５％  Ｗ
５．１５％  Ｔａ
３．５５％  Ａｌ
８．９３％  Ｃｏ
０．００８％  Ｂ
０．０２％  Ｚｒ
０．０６％  Ｃ
０．０１％  Ｈｆ
残部        ニッケル
第２次相として（０．４体積％から１．５体積％の）炭化タンタルを含んでいてもよい。
（表示は、重量％である。）
【００２６】
又は、好ましくは、
Ｃｒ  １１．６０から１２．７０％
Ｔｉ  ３．９０から４．２５％
Ｍｏ  １．６５から２．１５％
Ｗ    ３．５０から４．１０％
Ｔａ  ４．８０から５．２０％
Ａｌ  ３．４０から３．８０％
Ｃｏ  ８．５０から９．５０％
Ｂ    ０．０１２５から０．０１７５％
Ｃ    ０．０８から０．１０％
Ｎｉ  残部
からなる合金を含んでいてもよい。
【００２７】
図３には、図２で図示したような縦長結晶物１１’，１１”，…が横断面図で図示されている。
【００２８】
縦長結晶物１１’，１１”，…は、流動方向１６に互いに前後左右に設けられていてよい。
【００２９】
図４では、縦長結晶物１１’，１１”，…が流動方向１６に前後に設けられている。
対応的に、それぞれ１つのタービン羽根１２０，１３０又は１つの中空部品の壁に対しても適用される（図６）。
【００３０】
好ましくは、部品１２０，１３０のエッジ１５，４０９は、即ち、いわばその前面は、この縦長結晶物１１’だけで形成される。
【００３１】
好ましくは、部品１はタービン羽根１２０，１３０であり、以下に記載したような個々の特性又はこれらを組み合わせた特性をもっている。
【００３２】
・少なくとも３個、特に少なくとも６個、とりわけ少なくとも１２個、の縦長結晶物（１１’，１１”，…）
【００３３】
・５ｍｍから６０ｍｍまでの結晶物幅、特に１０ｍｍから６０ｍｍまでの結晶物幅、とりわけ５ｍｍから４０ｍｍまでの結晶物幅、を有し、エッジ（１５，４０９）で縦軸線（１３）に対し垂直な縦長結晶物（１１’）
【００３４】
・縦軸線（１３）に対し垂直な、７０ｍｍから３００ｍｍまで、特に１００ｍｍから２５０ｍｍまで、の幅（ｂ）
【００３５】
・特にブレード４０６の長さ（ｌ）と幅（ｂ）、この場合、長さと幅との比率（ｌ／ｂ）は、（ｌ／ｂ）＞３である。
【００３６】
・特にブレード４０６の長さ（ｌ）と厚さ（ｄ）、この場合、長さと厚さとの比率（ｌ／ｄ）は、（ｌ／ｄ）＞５、特に（ｌ／ｄ）＞１０、である。
【００３７】
・流動方向（１６）において媒体が０゜とは異なる角度で、特に縦軸線（ｌ，１３）に対し垂直に周囲を流れる縦長結晶物（１１’）、この場合最も幅広の縦長結晶物（１１’）又は横断面が最も大きな縦長結晶物（１１’）は、最初に向流を受ける縦長結晶物（１１’）である。
【００３８】
・特にブレード４０６の幅（ｂ）と厚さ（ｄ）、この場合幅と厚さの比率（ｂ／ｄ）は、（ｂ／ｄ）＞２、特に（ｂ／ｄ）＞５、とりわけ（ｂ／ｄ）＞１０、である。
【００３９】
・最大で５０個の縦長結晶物（１１’，１１”，…）
【００４０】
・５ｍｍの最小結晶物幅を有する縦長結晶物（１１’）
【００４１】
・鋳造で少なくとも９０％製造された縦長結晶物（１１’，１１”，…）
【００４２】
・エッジ（１５，４０９）での縦長結晶物（１１’）の結晶物幅。この結晶物幅は、最大で部品（１，１２０，１３０，１５５）の幅（ｂ）の５０％である。
【００４３】
・エッジ（１５，４０９）での縦長結晶物（１１’）の結晶物幅。この結晶物幅は、少なくとも部品（１，１２０，１３０，１５５）の幅（ｂ）の２０％である。
【００４４】
・縦長結晶物（１１’，１１”，…）が少なくともブレード（４０６）の全体に亘って延在しているようなブレード
【００４５】
・縦長結晶物（１１’，１１”，…）が少なくとも部分的にブレードプラットホーム（４０３）内部まで延在しているような、特に少なくともブレードプラットホーム（４０３）を越えて延在しているような、ブレードプラットホーム（４０３）
【００４６】
・縦軸線（１３）に対し垂直に７０ｍｍから２００ｍｍまで、特に１００ｍｍから２００ｍｍまで、とりわけ１２０ｍｍから１３０ｍｍまで、の幅（ｂ）を有する、ブレード（４０６）
【００４７】
図７には、このようなタービン羽根１２０，１３０がどのように製造されるかが例示されている。
【００４８】
技術水準から、加熱器４によって、縦軸線１３に沿った温度勾配を調整することが知られている。この場合、タービン羽根は、例えば羽根先端部から羽根足部４００まで、延在し、その結果、最も低い温度は、羽根先端部４１５であり、部品１は温度勾配７によって引っ張られる。
【００４９】
幅広の縦長結晶物１１’を形成するべき片側に補助的な加熱器を設けることにより、第１の縦長結晶物１１’がエッジ１３，４０９においてより幅広に形成されるよう達成される。
【００５０】
同様に、縦長結晶物１１’の幅を目的に応じて調整するため、１個又は複数個の核生成物を使用してよい。
【００５１】
図８は、ガスタービン１００を縦断面図で例示したものである。
ガスタービン１００は、内部に、回転軸線１０２の周りに回転支持される、シャフト１０１を備える回転子１０３を有している。回転子１０３は、タービンロータとも呼ばれる。
回転子１０３に沿って、順次、吸気ケーシング１０４と、圧縮機１０５と、例えばトーラス状の燃焼室１１０、特にバーナー１０７を同軸に複数個配置した環状燃焼室、と、タービン１０８と、排気ガスケーシング１０９と、が続いている。
環状燃焼室１１０は、例えば環状の熱ガス管路１１１と、連通している。そこで、例えば４個の直列に接続されたタービン段１１２がタービン１０８を形成する。
各タービン段１１２は、例えば２つのブレードリングから形成されている。熱ガス管路１１１内部では、作業媒体１１３の流動方向に見て、案内羽根列１１５には、回転羽根１２０から形成される列１２５が続いている。
【００５２】
案内羽根１３０は、固定子１４３の内側ケーシング１３８に固定され、これに対し列１２５の回転羽根１２０は、例えば、タービンディスク１３３を用いて回転子１０３に装着されている。
回転子１０３には、発電機又は作業機（図示せず）が連結されている。
【００５３】
ガスタービン１００の作動中に、圧縮機１０５から吸気ケーシング１０４を通じて空気１３５が吸い込まれ、圧縮される。圧縮機１０５のタービン側に提供される圧縮空気は、バーナー１０７へ案内され、そこで燃焼剤と混合される。混合気は、燃焼室１１０内で燃焼して作業媒体１１３を形成する。作業媒体１１３は、そこから熱ガス管路１１１に沿って案内羽根１３０と回転羽根１２０とを通過する。回転羽根１２０で作業媒体１１３は、インパルスを伝達しながら弛緩し、その結果、回転羽根１２０は回転子１０３を駆動し、回転子はこれに連結されている作業機を駆動する。
【００５４】
熱い作業媒体１１３に曝される部品は、ガスタービン１００の作動中に熱負荷を受ける。作業媒体１１３の流動方向に見て最初のタービン段１１２の案内羽根１３０と回転羽根１２０とは、環状燃焼室１１０を内張りしている遮熱要素に加えて、最も熱負荷を受ける。
そこで支配的な温度に耐えるように、冷却媒体を用いて、これを冷却してよい。
同様に、部品の基材は、指向性のある構造を有していてよく、即ち、該基材は単結晶であり（ＳＸ構造）、又は、縦方向にのみ結晶物を有している（ＤＳ構造）。
部品の材料としては、特にタービン羽根１２０，１３０及び燃焼室１１０の部品の材料としては、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトをベースにした超合金を使用する。
このような超合金は、例えば、欧州特許第１２０４７７６Ｂ１号明細書、ＥＰ１３０６４５４、欧州特許出願公開第１３１９７２９Ａ１号明細書、国際公開第９９／６７４３５号パンフレット、又は国際公開第００／４４９４９号パンフレットから知られている。これらの文献は、合金の化学組成に関し、本願の開示事項の一部とする。
【００５５】
案内羽根１３０は、タービン１０８の内側ケーシング１３８側の案内羽根足部（ここには図示せず）と、該案内羽根足部とは反対側の案内羽根頭部とを有している。案内羽根頭部は回転子１０３側で固定子１４３の固定リング１４０に固定されている。
【００５６】
図９は、縦軸線１２１に沿って延在している流動機械の回転羽根１２０又は案内羽根１３０を、斜視図で示したものである。
【００５７】
流動機械は、飛行機若しくは発電用の動力装置のガスタービン、蒸気タービン、又はコンプレッサであってよい。
【００５８】
羽根１２０，１３０は、縦軸線１２１に沿って、順に、固定領域４００と、これに境を接しているブレードプラットホーム４０３と、ブレード４０６と、羽根先端部４１５とを、有している。
羽根１３０は、その羽根先端部４１５に、案内羽根１３０として他のプラットホームを、有していてよい（図示せず）。
【００５９】
固定領域４００には、回転羽根１２０，１３０を軸又はディスクに固定するために用いる（図示せず）羽根足部１８３が形成されている。
羽根足部１８３は、例えばハンマーヘッドとして、構成されている。もみの木形足部又はあり溝状足部としての他の構成も可能である。
羽根１２０，１３０は、ブレード４０６を通過する媒体のために、向流エッジ４０９と排流エッジ４１２とを有している。
【００６０】
従来の羽根１２０，１３０の場合、羽根１２０，１３０の全ての領域４００，４０３，４０６に、例えば中実の金属材料、特に超合金、が使用される。
このような超合金は、例えば、欧州特許第１２０４７７６Ｂ１号明細書、ＥＰ１３０６４５４、欧州特許出願公開第１３１９７２９Ａ１号明細書、国際公開第９９／６７４３５号パンフレット、又は国際公開第００／４４９４９号パンフレットから知られている。これらの文献は、合金の化学組成に関し、本願の開示事項の一部とする。
この場合、羽根１２０，１３０は、鋳造方法（凝固に指向性をもたせることもある）、鍛造方法、フライス加工方法又はこれらの方法を組み合わせることによって作製されていてよい。
【００６１】
単結晶構造を備えた材料は、作動中に、高い機械的負荷、熱負荷及び／又は化学的負荷に曝される機械用の部品として使用される。
この種の単結晶材料の作製は、例えば、凝固に指向性をもたせることによって溶融物から行なわれる。この場合、鋳造方法が適用され、該鋳造方法では、液状の合金を単結晶構造へ凝固させ、即ち、単結晶材料へ凝固させ又は指向性をもつように凝固させる。
その際、熱流に沿って指向性をもつ樹枝状結晶が生成され、柱状結晶構造（円柱状構造、即ち、材料の全長に亘って延在する結晶物、一般的な言葉を使用すれば、指向性をもたせて凝固させると言う。）が形成されるか、或いは、単結晶構造が形成され、即ち、材料全体がただ１つの結晶から構成される。この方法では、球晶（多結晶）凝固への移行を回避せねばならない。というのは、無指向性の成長によって、場合によっては、横方向及び縦方向の結晶粒界が形成され、該結晶粒界が指向性をもたせて凝固させた部品又は単結晶の部品の優れた特性を損なわせるからである。
一般に、指向性をもたせて凝固させた組織という場合、結晶粒界を有さない単結晶又はたかだか低角度結晶粒界を有する単結晶と、縦方向に延在する結晶粒界を有しているが、横方向の結晶粒界を有していない柱状結晶構造との、双方を意味する。後者の結晶構造の場合、指向性をもたせて凝固させた組織（directionally solidified structures；一方向凝固構造）という表現も用いる。
このような方法は、米国特許第６０２４７９２号明細書、欧州特許出願公開第０８９２０９０Ａ１号明細書から知られている。これらの文献は、凝固方法に関し、本願の開示事項の一部とする。
【００６２】
同様に、羽根１２０，１３０は、腐食又は酸化を防止するコーティング部を有していてよく、例えばＭＣｒＡｌＸを有していてよい（ＭＣｒＡｌＸ；Ｍは鉄（Ｆｅ）族、コバルト（Ｃｏ）族、ニッケル（Ｎｉ）族の少なくとも１つの元素であり、Ｘは活性元素であり、代表的なものとしてイットリウム（Ｙ）及び／又は珪素及び／又は希土類の少なくとも１つの元素或いはハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる）。このような合金は、欧州特許第０４８６４８９Ｂ１号明細書、欧州特許第０７８６０１７Ｂ１号明細書、欧州特許第０４１２３９７Ｂ１号明細書又は欧州特許出願公開第１３０６４５４Ａ１号明細書から知られている。これらの文献は、合金の化学組成に関し、本願の開示事項の一部とする。
密度は、好ましくは、理論的密度の９５％程度である。
（中間層又は最も外側の層としての）ＭＣｒＡｌＸ上には、酸化アルミニウム保護層（TGO；熱成長酸化物層）が形成される。
【００６３】
好ましくは、層組成は、Ｃｏ−３０Ｎｉ−２８Ｃｒ−８Ａｌ−０．６Ｙ−０．７Ｓｉ又はＣｏ−２８Ｎｉ−２４Ｃｒ−１０Ａｌ−０．６Ｙを有している。コバルトをベースにしたこれらの保護コーティング部以外に、好ましくは、Ｎｉ−１０Ｃｒ−１２Ａｌ−０．６Ｙ−３Ｒｅ又はＮｉ−１２Ｃｏ−２１Ｃｒ−１１Ａｌ−０．４Ｙ−２Ｒｅ又はＮｉ−２５Ｃｏ−１７Ｃｒ−１０Ａｌ−０．４Ｙ−１．５Ｒｅのようなニッケルをベースにした保護層も使用される。
【００６４】
ＭＣｒＡｌＸ上には、更に遮熱層があってもよい。遮熱層は、好ましくは最も外側の層であり、例えばＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3−ＺｒＯ2から成り、即ち、酸化イットリウム及び／又は酸化カルシウム及び／又は酸化マグネシウムによって部分的に又は完全に安定化されていない。
遮熱層は、ＭＣｒＡｌＸ層全体を覆う。
例えば、電子ビーム蒸着（ＥＢ−ＰＶＤ）のような適当なコーティング方法により、柱状結晶物を遮熱層内部に生成させる。
他のコーティング方法として、例えば、大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）、ＬＰＰＳ、ＶＰＳ又はＣＶＤが考えられる。遮熱層は、耐熱衝撃性を改善するため、多孔性の又はマイクロ若しくはマクロクラック性の結晶物を有していてよい。即ち、遮熱層は、好ましくはＭＣｒＡｌＸ層よりも多孔性である。
【００６５】
羽根１２０，１３０は、中空又は中実に実施されていてよい。
羽根１２０，１３０を冷却すべき場合には、羽根は中空であり、場合によっては更に膜冷却穴４１８（破線で示した）を有する。
【００６６】
図１０は、ガスタービン１００の燃焼室１１０を示している。燃焼室１１０は、例えば、いわゆる環状燃焼室として構成されており、回転軸線１０２のまわりに周方向に配置される多数のバーナー１０７が共通の１つの燃焼室空間１５４に開口して炎１５６を生成させる。このため、燃焼室１１０は、その全体が環状構造として構成され、回転軸線１０２のまわりに位置決めされている。
【００６７】
比較的高い効率を得るため、燃焼室１１０は、ほぼ１，０００℃から１，６００℃までの比較的高い作業媒体Ｍの温度用に設計されている。材料にとって好ましくない作動温度の場合でも、比較的長い耐用年数を可能にするため、燃焼室壁１５３は、その作業媒体Ｍ側に、遮熱要素１５５から形成される内張りを備えている。
【００６８】
加えて、燃焼室１１０の内部が高温であるため、遮熱要素１５５のために、又は、その保持要素のために、冷却システムを設けてもよい。この場合、遮熱要素１５５は中空であり、場合によっては燃焼室１５４に開口する冷却穴（図示せず）を更に有している。
【００６９】
合金から成っている各遮熱要素１５５は、作業媒体側に、特に耐熱性のある保護層（ＭＣｒＡｌＸ層及び／又はセラミックコーティング）を備え、或いは、高温に耐えうる材料（中実のセラミックスストーン）から製造されている。
この保護層はタービン羽根に類似のものでよく、即ち、ＭＣｒＡｌＸを有していてよい（ＭＣｒＡｌＸ；Ｍは鉄（Ｆｅ）族、コバルト（Ｃｏ）族、ニッケル（Ｎｉ）族の少なくとも１つの元素であり、Ｘは活性元素であり、代表的なものとしてイットリウム（Ｙ）及び／又は珪素及び／又は希土類の少なくとも１つの元素或いはハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる）。このような合金は、欧州特許第０４８６４８９Ｂ１号明細書、欧州特許第０７８６０１７Ｂ１号明細書、欧州特許第０４１２３９７Ｂ１号明細書又は欧州特許出願公開第１３０６４５４Ａ１号明細書から知られている。これらの文献は、合金の化学組成に関し、本願の開示事項の一部とする。
【００７０】
ＭＣｒＡｌＸ上には、更に、例えば、セラミックの遮熱層があってもよく、遮熱層は、例えばＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3−ＺｒＯ2から成り、即ち、酸化イットリウム及び／又は酸化カルシウム及び／又は酸化マグネシウムによって部分的に又は完全に安定化されていない。
例えば、電子ビーム蒸着（ＥＢ−ＰＶＤ）のような適当なコーティング方法により、柱状結晶物を遮熱層内部に生成させる。
他のコーティング方法として、例えば大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）、ＬＰＰＳ、ＶＰＳ又はＣＶＤが考えられる。遮熱層は、耐熱衝撃性を改善するため、多孔性の又はマイクロ若しくはマクロクラック性の結晶物を有していてよい。
【００７１】
再処理すること（再仕上げすること）とは、タービン羽根１２０，１３０、遮熱要素１５５を使用後、場合によっては（例えば、サンドブラストによって）保護層を除去しなければならないことを意味している。その後に、腐食層及び／又は酸化層或いは腐食物及び／又は酸化物の除去が行なわれる。場合によっては、タービン羽根１２０，１３０又は遮熱要素１５５の亀裂も修復される。その後、タービン羽根１２０，１３０、遮熱要素１５５の再コーティングが行なわれ、タービン羽根１２０，１３０又は遮熱要素１５５が新たに使用される。
【符号の説明】
【００７２】
１，１２０，１３０，１５５  縦長の部品
１３，ｌ  縦長の部品の縦軸線
１１’，１１”，…  縦長結晶物
１５，４０９  縦長の部品のエッジ
１６  媒体の流動方向
ｂ  縦長の部品の幅
ｄ  縦長の部品の厚さ
ｌ  縦長の部品の長さ
【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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