JP2904669B2 - 被覆した多孔金属パネル及びその製造方法 - Google Patents

被覆した多孔金属パネル及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被覆した多孔金属パネ
ル及びその製造方法に関する。多孔金属パネルの表面に
塗布したコーティングは断熱機能を備えるので、本発明
は、例えば、ガスタービンエンジンの構成部材であるラ
イナー、羽根部材及び、ブレード等に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】多孔金属パネルは、例えば、米国特許第
３，５８４，９７２号及び同第４，００４，０５６号各
明細書に夫々開示されている。又、米国特許第４，３３
８，３６０号及び同第５，１３０，１６３号各明細書に
は、パネルに形成された孔内に断熱機能を備えるコーテ
ィング層を最小限の塗布量でもって形成する方法が記載
されているが、それら従来のコーティング層は、塗布量
が少ないために薄く、しかも均一でないために十分な断
熱効果を発揮することができなかった。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は、十分な量のコーティン
グ材をパネルの表面に均一に塗布してパネルを取り付け
た装置周辺の高熱から当該装置を確実に保護する多孔金
属パネル及びその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【発明の構成並びに作用効果】本発明の一形態によれ
ば、第１外表面とこれと反対向きの第２外表面とを有す
る金属パネルを形成する工程と；第１パターンで配列し
た複数個の排出孔を第１外表面に形成する工程と；第２
表面に、第１パターンから片寄った第２パターンで配列
した複数個の入口孔を形成する工程と；入口孔及び排出
孔に連通する内部室をパネル内に形成する工程と；内部
室と第２外表面との間を延び、排出孔に実質上整合する
ような第１パターンで配列した抽出通路をパネル内に形
成する工程と；第１外表面に被覆層を形成するため第１
外表面に実質上垂直に被覆材料を噴霧する工程と；対応
する抽出通路を通して余剰の被覆材料を導くことにより
排出孔に入った余剰の被覆材料を捕捉する工程と；入口
孔と少なくとも同数で第２パターンで配列した複数個の
シールド孔を有するシールド板を形成する工程と；シー
ルド孔を対応する入口孔に実質上整合させ、かつ、抽出
孔をシールド板により遮断した状態で、第２外表面に並
置させて、シールド板をパネルに機械的に固定する工程
と；を有することを特徴とする多孔金属パネルの製造方
法が提供される。
【０００５】本発明の別の形態によれば、第１外表面及
び第２外表面と；第１パターンで第１外表面に配列した
複数個の排出孔と；第１外表面に設けた熱抵抗性の被覆
層と；第２表面に、第１パターンから片寄った第２パタ
ーンで形成した複数個の入口孔と；入口孔及び排出孔に
連通する状態でパネル内に設けた内部室と；入口孔と排
出孔との間で内部室内に形成される複数個の曲がりくね
ったガス流れ経路と；排出孔と実質上整合するような第
１パターンで内部室と第２外表面との間に配列された複
数個の抽出通路と；第２外表面に並置し、入口孔に実質
上整合したシールド孔を有し、抽出通路を遮断するシー
ルド板と；シールド板を第２外表面に剛直にクランプす
るための取り付け手段と；を有することを特徴とする被
覆した多孔金属パネルが提供される。
【０００６】好ましい実施例においては、被覆した多孔
金属パネルはパターン配列した排出孔を有する第１外表
面と、パターン配列し、排出孔から横断方向に片寄り、
パネルの内部室を介して排出孔に接続した入口孔を有す
る第２外表面と、第２外表面に当接して機械的にクラン
プされたシールド板とを具備する。好ましくは、シール
ド板は入口孔と同じパターンで配置した複数個のシール
ド孔を有していて、シールド板を適所に取り付けたとき
には、入口孔が冷却ガス源にさらされるようになってい
る。好ましくは、パネルは更に、対応する排出孔の背後
に位置し第２外表面を貫通して開口する複数個の抽出通
路を有する。シールド板を適所に取り付けたとき、抽出
通路は遮断され、抽出通路内への冷却ガスの進入を阻止
する。
【０００７】上述の実施例に係る被覆した多孔金属パネ
ルを製造する方法の好ましい実施例においては、シール
ド板を適所に取り付けていない状態で第１外表面に実質
上垂直に、被覆材料を噴霧する。大半の被覆材料は第１
外表面に付着して被覆層を形成する。排出孔に入った余
剰の被覆材料は抽出通路を通ってパネルを完全に通過
し、第２外表面の背後で収集される。被覆層を施した
後、第２外表面に当接させてシールド板を機械的にクラ
ンプし、抽出通路を遮断する。
【０００８】別の実施例においては、ピン即ちポスト等
の機械的な遮断手段を第２外表面側から抽出通路内へ挿
入して抽出通路内へ突出させ、抽出通路内への被覆材料
の進入を物理的に阻止する。被覆層を施した後に遮断手
段を取り外し、上述のようにシールド板で抽出通路を閉
じる。
【０００９】
【実施例】添付図面を参照すると、被覆した多孔金属パ
ネル１０は鋳造等の種々の方法で製造できるラミネート
構造体として示してある。ラミネート構造のパネル１０
は第１積層体即ち第１板１２と、第２積層体即ち第２板
１４と、シールド積層体即ちシールド板１６とを有す
る。第１板１２は高温熱源（図示せず）にさらされるよ
うになったパネル１０の第１外表面を形成する外表面１
８と、内表面２０と、規則正しい第１の格子形状即ちパ
ターンで配列した複数個の排出孔２２とを有する。
【００１０】第２板１４は加圧冷却ガス源（図示せず）
にさらされるようになったパネル１０の第２外表面を形
成する外表面２４を有する。外表面２４とは反対側の第
２板の側はエッチング即ち化学処理して平坦な結合表面
３０をそれぞれ有する一体の***した複数個のペデスタ
ル２８により中断された内表面２６を形成する。第２板
１４は内表面２０とペデスタル３０の結合表面３０との
間の当接面を介して第１板１２に拡散接着する。第１及
び第２板の内表面２０、２６はペデスタル２８により離
間せしめられ、これらの間に多孔金属パネルの内部室３
２を形成する。第２板１４は排出孔３４の第１パターン
に関して横断方向に片寄った規則正しい第２の格子形状
即ちパターンで配列されこの板を貫通する複数個の入口
孔３４を有する。従って、各入口孔３４は各排出孔２２
に関して片寄っており、入口孔から排出孔へのガス流は
内部室３２を通る曲がりくねった流れ経路を通る。第２
板１４は更に、これを貫通し第１パターンで配列された
複数個の抽出通路３６を有し、各排出孔２２は対応する
抽出通路３６のすぐ背後に位置する。
【００１１】シールド積層体即ちシールド板１６は第２
板の外表面に対面する内表面２８と、上述の加圧冷却ガ
ス源に対面する外表面４０とを有する。シールド板１６
はこれを貫通し第２パターンで配列した複数個のシール
ド孔４２を有する。シールド孔４２は入口孔と少なくと
も同数であり、好ましくは、入口孔の数よりも僅かに多
い。
【００１２】図４、５に示す複数個の円筒状リベット４
４は第２板の外表面２４に実質上垂直にこの板に溶着す
るか又は剛直に取り付けてある。シールド板の内表面３
８を第２板の外表面２４に対して並置したときに、リベ
ット４４はシールド板１６の対応する複数個のクリアラ
ンス穴４６に収容される。装着ブラケット４７にリベッ
ト４４上を貫通してこのブラケットをシールド板の外表
面４０に当接させ、多孔金属パネル１０を支持構造体
（図示せず）に装着するようにするとよい。リベット４
４に頭部を設けて、シールド板１６と、ブラケット４７
と、第１及び第２板１２、１４とを一緒に剛直に固定す
る。
【００１３】シールド孔４２は入口孔３４に重なって、
入口孔を加圧冷却ガス源にさらさせる。シールド板１６
の残りの中実部分（孔の無い部分）は抽出通路３６を遮
断し、第２板の外表面２４を通っての抽出通路内への冷
却ガスの進入を阻止する。シールド板を適所に配置した
とき、加圧冷却ガスはシールド孔４２を通して入口孔３
４へ入り、内部室３２内の曲がりくねった経路を循環
し、対流によりパネルを冷却し、排出孔２２を通ってパ
ネルから出て、パネルと熱源との間に保護膜を形成す
る。
【００１４】図３ないし図５に明示するように、機械的
な表面処理工程及び噴霧被覆工程を有する方法により、
熱抵抗被覆層４８を多孔金属パネル１０に施す。これら
の工程はシールド板１６を取り付けていない状態で行
い、第１板の外表面１８をグリットブラストし、噴霧装
置５２から被覆材料を噴霧するものである。被覆層４８
はグリットブラストした外表面１８上のＮｉＣｒＡｌＹ
の如き接着層５４と、この接着層上のイットリウムで安
定させたジルコニアの如き上面層５６とを有する。
【００１５】噴霧装置５２は接着層及び上面層の材料を
外表面１８に実質上垂直に噴霧する。外表面１８に向け
て噴霧した被覆材料の余剰の部分は排出孔２２内へ入
る。排出孔のすぐ背後に位置する抽出通路３６は、第２
板を直接通して余剰の被覆材料を導き、被覆材料をこの
板の背後で収集させる。排出孔の背後に位置する抽出通
路３６は内部室３２と入口孔３４とを有効に短絡し、内
部室３２、排出孔２２及び入口孔３４内での余剰の被覆
材料の定着を最小化させる。
【００１６】本発明の方法の次の工程では、シールド板
１６及びブラケット４７をリベット４４上で組立て、上
述のように第２板１４に当接させた状態でクランプす
る。第２板へのネジスタッド溶接の如き他の結合方法を
使用してもよい。
【００１７】抽出通路３６は、内部室３２、排出孔２２
及び入口孔３４内での余剰な被覆材料の定着を排除する
ための他の技術の使用を許容する。例えば、ピンの如き
機械的な遮断手段を第２板１４の背後から抽出通路内へ
挿入してもよい。ピンは外表面１８まで延出し、排出孔
内への余剰の被覆材料の侵入を完全に阻止するようにす
るとよい。次いで、ピンを引き抜き、排出孔を露出さ
せ、上述のようにシールドを取り付ける。代わりに、抽
出通路内へマスクを導入して背後から排出孔を満たして
もよい。マスクは排出孔内への余剰な被覆材料の侵入を
阻止し、被覆工程の後に化学的又は熱的に除去するとよ
い。以上述べた通り、本発明は、パネルの表面に十分な
量のコーティング材を均一に塗布することができるの
で、パネルを取り付けた装置周辺の高熱から当該装置を
確実に保護することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る被覆した多孔金属パネ
ルの部分破断分解斜視図である。
【図２】図１の被覆した多孔金属パネルの一部の断面図
である。
【図３】図１のパネルを製造する方法の一実施例におけ
る一工程を示す図である。
【図４】図１のパネルを製造する方法の一実施例におけ
る別の工程を示す図である。
【図５】図１の被覆した多孔金属パネルを示す断面部分
図である。
【符号の説明】 １０ 多孔金属パネル １２ 第１板 １４ 第２板 １６ シールド板 １８、２４ 外表面 ２２ 排出孔 ３２ 内部室 ３４ 入口孔 ３６ 抽出通路 ４２ シールド孔 ４４ ポスト（ピン） ４７ ブラケット ４８ 被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 594201032 Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ 420，Ｉｎｄｉａｎａ ｐｏｌｉｓ，Ｉｎｄｉａｎａ 46206, Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａ ｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ラリー・アレン・ジュノード アメリカ合衆国インディアナ州46118, クレイトン，ルート １，ボックス 374

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被覆した多孔金属パネルを製造する方法
    において、 第１外表面（１８）とこれと反対向きの第２外表面（２
    ４）とを有する金属パネル（１２、１４）を形成する工
    程と；第１パターンで配列した複数個の排出孔（２２）
    を前記第１外表面に形成する工程と；前記第２表面に前
    記第１パターンから片寄った第２パターンで配列した複
    数個の入口孔（３４）を形成する工程と；前記入口孔及
    び排出孔に連通する内部室（３２）をパネル内に形成す
    る工程と；前記内部室と前記第２外表面との間を延び、
    前記排出孔に実質上整合するような前記第１パターンで
    配列した抽出通路（３６）をパネル内に形成する工程
    と；前記第１外表面に被覆層（４８）を形成するため同
    第１外表面に実質上垂直に被覆材料を噴霧する工程と；
    前記抽出通路を通して余剰の被覆材料を導くことにより
    前記排出孔に入った余剰の被覆材料を捕捉する工程と；
    前記入口孔と少なくとも同数で前記第２パターンで配列
    した複数個のシールド孔（４２）を有するシールド板
    （１６）を形成する工程と；前記シールド孔を対応する
    前記入口孔に実質上整合させ、かつ、前記抽出孔を前記
    シールド板により遮断した状態で、前記第２外表面に並
    置させて、当該シールド板をパネルに機械的に固定する
    機械的固定工程と；を有することを特徴とする多孔金属
    パネルの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記機械的固定工程が、前記第２外表面
    に実質上垂直に延びる複数個のポスト（４４）をパネル
    に取り付ける工程と；前記ポストを受入れるため、同ポ
    ストと同数の複数個の取り付け開口（４６）を前記シー
    ルド板に形成する工程と；パネルの第２外表面に前記シ
    ールド板をクランプするためのクランプ手段（４７）を
    当該ポストに形成する工程と：を有することを特徴とす
    る請求項１の多孔金属パネルの製造方法。
  3. 【請求項３】 被覆した多孔金属パネルにおいて、 第１外表面（１８）及び第２外表面（２４）と；第１パ
    ターンで前記第１外表面に配列した複数個の排出孔（２
    ２）と；前記第１外表面に設けた熱抵抗性の被覆層（４
    ８）と；前記第２表面に、第１パターンから片寄った第
    ２パターンで形成した複数個の入口孔（３４）と；前記
    入口孔及び前記排出孔に連通する状態でパネル内に設け
    た内部室（３２）と；前記入口孔と前記排出孔との間で
    前記内部室内に形成される複数個の曲がりくねったガス
    流れ経路と；前記排出孔と実質上整合するような前記第
    １パターンで前記内部室と前記第２外表面との間に配列
    された複数個の抽出通路（３６）と；前記第２外表面に
    並置し、前記入口孔に実質上整合したシールド孔（４
    ２）を有し、前記抽出通路を遮断するシールド板（１
    ６）と；前記シールド板を前記第２外表面に剛直にクラ
    ンプするための取り付け手段（４４、４７）と；を有す
    ることを特徴とする多孔金属パネル。
JP5040074A 1992-02-28 1993-03-01 被覆した多孔金属パネル及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2904669B2 (ja)

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