JPH0346654B2 - - Google Patents

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JPH0346654B2
JPH0346654B2 JP56073365A JP7336581A JPH0346654B2 JP H0346654 B2 JPH0346654 B2 JP H0346654B2 JP 56073365 A JP56073365 A JP 56073365A JP 7336581 A JP7336581 A JP 7336581A JP H0346654 B2 JPH0346654 B2 JP H0346654B2
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ceramic
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Zuikingaa Arubaato
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、セラミツク材料を備えた多層断熱ラ
イニングを持つ高温ターボマシン用ケーシングに
関する。
「従来技術及び発明が解決しようとする課題」 近年、ガスタービン或は圧縮機のような高温タ
ーボマシンは、運転性能が益々向上するに伴つ
て、断熱が大きな問題となつている。この問題を
解決するためには、ケーシングをセラミツク材料
でライニングして断熱性能を大幅に改善する試み
が行われている。しかし、金属製のケーシング
と、セラミツク製のライニングとの間には非常に
大きい熱膨張差があり、この熱膨張差の問題を経
済的に解決することに成功していない。別の問題
では、セラミツク材料でライニングされたケーシ
ングは、硬度が高いために、高速回転用の摩滅被
覆に適していず、回転に伴うロータの摩擦が大き
く、このためロータの回転時の平衡が崩れて、空
隙が許容範囲以上に大きくなることである。
「課題を解決するための手段」 従つて、本発明の目的は、優れた断熱特性と良
好な回転特性とを持つたセラミツク製の高温断熱
ライニング付きのケーシングを備えた高温ターボ
マシンを提供することである。而して、本発明に
よるケーシングは、非常に高い耐熱性と、温度変
化に強い抵抗力を備えていなければならない。
本発明の目的は、ケーシング壁に固定されたハ
ネカムと、ケーシング壁に直接接触した金属結合
被覆と、金属結合被覆に付着させられたセラミツ
ク断熱層と、セラミツク断熱層に付着させられた
主に金属からなる多孔質の摩滅被覆とを有する多
重の高温断熱ライニングを備えたケーシングによ
つて達成される。
本発明によるケーシングは、壁にハネカムが補
強体として固定され、セラミツク断熱層が高温ガ
ス流と金属結合被覆との間で優れた断熱効果を提
供すると共に、多孔質の摩滅被覆がケーシングに
対するロータの摩耗を最小限に抑えた多層断熱ラ
イニングを持つている。特に、ターボマシンの運
転が一定でない場合には、多層断熱ライニングを
設けることが運転状態を改善することにつながつ
ている。即ち、ターボマシンが加速されて、温度
が大幅に上昇した場合には、断熱特性を持つセラ
ミツク断熱層の作用によつて、肉厚の薄い金属製
のケーシングの急激な熱膨張を防止でき、また、
ロータの膨張が遅いのでロータとケーシングとの
間の空隙を狭くできる。逆に、ターボマシンが減
速して、ターボマシン内の温度が大幅に下降した
場合には、肉厚の薄いケーシングがロータより非
常に早く冷却されるが、特に減速段階の途中で再
加速された時でも、ロータの先端でケーシングの
内面が許容できない程度に強くこすり削られるこ
とが回避できる。また、ロータがケーシングの内
面をこすつている場合でも、本発明によるケーシ
ングの多孔質の摩滅被覆がロータ或はロータ刃の
摩耗を減らすことができる。この結果、本発明に
よるケーシングは、ロータ或はロータ刃との空隙
を狭く寸法決めでき、従つて、従来より高い効率
を挙げることができる。
補強体として知られた金属ハネカム組織内には
セラミツクを付着させて、セラミツク断熱層を部
分的に充填することにより、特にターボマシンの
運転状態が変動する場合でも上述の特徴が達成さ
れる。
補強体に適したハネカム内には、セラミツク断
熱層上に主として金属からなる多孔質の摩滅被覆
がハネカムの表面一杯まで付着される。ハネカム
内を摩滅被覆で充填することによつて、ハネカム
を高温ガスによる腐食から保護すると共に、断熱
効果も改善できる。
特に、ガス・タービン・ケーシングに適した他
の好適な本発明の実施態様においては、多孔質の
摩滅被覆が高温ガスに対する抵抗力を有する材
料、特に金属−クロム−アルミニウム−イツトリ
ウム合金からなり、これにより、非常に高い温度
範囲でさえ高温ガスによる腐食からハネカム材料
を十分に保護できる。
本発明によれば、機械的な固着と、物理的な結
合と、拡散並びに冶金学的な交錯作用によつて形
成された各層間の付着機構により非常に良好な効
果を挙げることができる。更に、各層に優れた付
着性を与えるにあたつて、前提条件をなす高い界
面温度と良好なヌレ特性を確保できる。30〜40ミ
クロン程度の表面粗密度は、金属ケーシングと付
着層との間で非常に優れた機械的な固着を形成す
ることが明らかにされている。
「実施例」 以下に本発明に係る高温ターボマシン用のケー
シングの構成を添付図面を参照して詳細に説明す
る。
第１図を参照すると、ターボマシンのロータ１
は、ケーシング２内を回転する。このロータ１
は、例えば２枚のロータデイスクを備え、各ロー
タデイスクには複数のロータ刃（ブレイド）が取
付けられている。一方、ケーシング２は、ロータ
刃（ブレイド）の端面の向かい側に本発明による
多層断熱ライニング３を備えている。
この断熱ライニング３の組織は、第２図に拡大
して示されるように、金属ケーシング２の表面全
体に亙つて金属結合被覆３１が直接設けられ、こ
の金属結合被覆３１の全体に亙つてセラミツク断
熱層３２が形成され、このセラミツク断熱層３２
には、主に金属からなる多孔質の摩滅被覆３３が
被覆されている。この摩滅被覆３３は、白い部分
がニツケル成分であり、灰色の部分が黒鉛の成分
であり、黒い部分が空隙である。摩滅被覆３３の
上方の黒い縁は背景即ち外部を示している。
第３図において、金属ケーシング壁２には、金
属ハネカム組織３４が蝋付けされている。各金属
ハネカム組織３４は、幅が最低２mmであることが
好ましく、内部に金属結合被覆３１が火炎溶射或
はプラズマ溶射によつて充填されている。この結
合被覆３１上には、前記と同様にしてセラミツク
断熱層３２が充填される。このセラミツク断熱層
は、金属ハネカム組織３４の高さの約半分まで充
填され、その上部に開放スペースが存在してい
る。
セラミツク断熱層３２の上の開放スペースに
は、主として金属からなる多孔質の摩滅被覆或は
高温ガス耐食性摩滅被覆が充填されている。金属
ハネカム組織３４は、金属結合被覆３１、セラミ
ツク断熱層３２、及び要望時に多孔質の摩滅被覆
３３を備えた多層断熱ライニング用支持体を提供
できるので有用である。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明の断熱ライニング
を持つ高温ターボマシン用ケーシングによれば、
優れた断熱特性を持つセラミツク断熱層を金属ハ
ネカム組織で強固にケーシングに固定すると共
に、多孔質の摩滅被覆によつてロータの刃を傷め
る事なく、ロータとケーシングとの隙間を従来の
それより狭く構成して、従来より効率を高めた高
温ターボマシンを形成できる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図はターボマシンを長手方向に断面した断
面図、第２図は本発明によるケーシング壁に形成
された断熱ライニングの約50倍に拡大した研摩写
真、第３図は金属ハネカム組織を備えたケーシン
グ用断熱ライニングの部分斜視図である。 ２…ケーシング、３…多層ライニング、３１…
金属結合被覆、３２…セラミツク断熱層、３３…
多孔質の摩滅被覆、３４…金属ハネカム組織。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ケーシング壁に固定された金属ハネカム組織
    と、 前記ケーシング壁に直接付着した金属結合被覆
    と、 この金属結合被覆に結合されると共に、前記金
    属ハネカム組織内の途中まで充填されたセラミツ
    ク断熱層と、 この金属結合被覆に全体的に充填された、主と
    して金属からなる多孔質の摩滅被覆とを備えた多
    層断熱ライニングを持つ高温ターボマシン用ケー
    シング。 ２ 前記多孔質の摩滅被覆は、金属−クロム−ア
    ルミニウム−イツトリウム合金である特許請求の
    範囲第１項記載のケーシング。 ３ 前記セラミツク断熱層及び前記多孔質の摩滅
    被覆は、火炎容射或はプラズマ容射によつて形成
    される特許請求の範囲第１項記載のケーシング。
JP56073365A 1980-05-16 1981-05-15 Casing for high temperature turbo machine with heat insulating lining Granted JPS5749027A (en)

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JPS5749027A JPS5749027A (en) 1982-03-20
JPH0346654B2 true JPH0346654B2 (ja) 1991-07-16

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FR (1) FR2482664B1 (ja)
GB (2) GB2076066B (ja)

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