JP2000297606A - 蒸気タービン用静翼の製造方法 - Google Patents
蒸気タービン用静翼の製造方法Info
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- JP2000297606A JP2000297606A JP11104857A JP10485799A JP2000297606A JP 2000297606 A JP2000297606 A JP 2000297606A JP 11104857 A JP11104857 A JP 11104857A JP 10485799 A JP10485799 A JP 10485799A JP 2000297606 A JP2000297606 A JP 2000297606A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部が中空である蒸気タービン用静翼におい
て、中空内部が２室以上に仕切られた各室の気密性を保
持し、内部の健全性向上を図るための製造方法を提供す
る。 【解決手段】 消失模型を用いた精密鋳造法において、
予め仕切り板を消失模型に取付けて鋳型を製作し、一体
で鋳ぐるむことを特徴とする中空蒸気タービン用静翼の
製造方法である。
て、中空内部が２室以上に仕切られた各室の気密性を保
持し、内部の健全性向上を図るための製造方法を提供す
る。 【解決手段】 消失模型を用いた精密鋳造法において、
予め仕切り板を消失模型に取付けて鋳型を製作し、一体
で鋳ぐるむことを特徴とする中空蒸気タービン用静翼の
製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、消失模型を使用し
た精密鋳造によって製造する、蒸気タービン用静翼の製
造方法に関する。
た精密鋳造によって製造する、蒸気タービン用静翼の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】精密鋳造法のうちでも、特に消失模型を
使用するロストワックス精密鋳造法は寸法精度の高い鋳
造製品を得ることができるので、機械加工が不可能で複
雑な形状な各種部材の製造に多く採用されている。ま
た、多数の部品を組み合せた形状、機械加工の削り代を
少なくすることにも有効な製造方法である。
使用するロストワックス精密鋳造法は寸法精度の高い鋳
造製品を得ることができるので、機械加工が不可能で複
雑な形状な各種部材の製造に多く採用されている。ま
た、多数の部品を組み合せた形状、機械加工の削り代を
少なくすることにも有効な製造方法である。
【０００３】通常のロストワックス精密鋳造用鋳型は、
消失性模型（ワックス模型）にスラリー状耐火物を被覆
し、このスラリーの粘性を利用して、スラリー上に粉末
状または粒状の耐火物（スタッコ）を付着させて被覆
し、さらにこのスラリーと耐火物を交互に被覆を繰り返
し、所定の厚さの鋳型が得られるようにすることによっ
て製造する。
消失性模型（ワックス模型）にスラリー状耐火物を被覆
し、このスラリーの粘性を利用して、スラリー上に粉末
状または粒状の耐火物（スタッコ）を付着させて被覆
し、さらにこのスラリーと耐火物を交互に被覆を繰り返
し、所定の厚さの鋳型が得られるようにすることによっ
て製造する。
【０００４】また、上記ロストワックス精密鋳造用鋳型
を製造する工程は、コーティング作業と呼ばれ最終被覆
が完了後、十分乾燥させた後、ワックス模型部分を一般
的にはオートクレーブ中にて溶出させて鋳型とする。さ
らに、前記鋳型は、鋳型に付着した残留ワックスの焼
失、残留水分の除去、鋳型強度の発現等のため焼成して
鋳造に供される。
を製造する工程は、コーティング作業と呼ばれ最終被覆
が完了後、十分乾燥させた後、ワックス模型部分を一般
的にはオートクレーブ中にて溶出させて鋳型とする。さ
らに、前記鋳型は、鋳型に付着した残留ワックスの焼
失、残留水分の除去、鋳型強度の発現等のため焼成して
鋳造に供される。
【０００５】従来、内部が中空である蒸気タービン用静
翼のロストワックス精密鋳造法を用いる製造方法におい
ては、全長が長くなると前記コーティング作業時点で、
スラリー状耐火物の被覆もしくは、粉末状または粒状の
耐火物（スタッコ）の被覆が十分でなく精密鋳造用鋳型
の強度が弱くなり、オートクレーブ中にてワックス模型
を溶出させる時点、または、この鋳型を使用して鋳造す
る時点に鋳型が破損するなどの問題点がある。上記問題
点の解消のため、中子を使用する方法、さらに特開平０
５第２６３６０５号に開示されている長手方向にワック
ス模型の段階で２分割以上に分割し、鋳造後に溶接等で
接合する方法が提案されている。この製造方法は長い静
翼を分割しその後溶接するため、鋳型の製造方法が容易
であるという点で優れたものである。
翼のロストワックス精密鋳造法を用いる製造方法におい
ては、全長が長くなると前記コーティング作業時点で、
スラリー状耐火物の被覆もしくは、粉末状または粒状の
耐火物（スタッコ）の被覆が十分でなく精密鋳造用鋳型
の強度が弱くなり、オートクレーブ中にてワックス模型
を溶出させる時点、または、この鋳型を使用して鋳造す
る時点に鋳型が破損するなどの問題点がある。上記問題
点の解消のため、中子を使用する方法、さらに特開平０
５第２６３６０５号に開示されている長手方向にワック
ス模型の段階で２分割以上に分割し、鋳造後に溶接等で
接合する方法が提案されている。この製造方法は長い静
翼を分割しその後溶接するため、鋳型の製造方法が容易
であるという点で優れたものである。
【０００６】しかしながら、中空蒸気タービン静翼は、
その効率向上を目的に中空蒸気タービン静翼表面のドレ
ンを、中空翼内に吸い込み排出している場合がある。こ
の場合、中空蒸気タービン静翼内は長手方向に沿って仕
切り板によって２室以上に分割されているが、上述の分
割して製造する方法では問題点が残る。
その効率向上を目的に中空蒸気タービン静翼表面のドレ
ンを、中空翼内に吸い込み排出している場合がある。こ
の場合、中空蒸気タービン静翼内は長手方向に沿って仕
切り板によって２室以上に分割されているが、上述の分
割して製造する方法では問題点が残る。
【０００７】中空蒸気タービン静翼を製造する方法にお
いて上述した方法は、中子を使用する方法については、
中子の材質は高級なセラミックスが必要であり、コスト
高である上に仕切りがある場合については、中子の断面
積が小さくなり、その強度の面で問題となる。さらに、
分割して製造する場合については、静翼本体の溶接は可
能であるが、仕切り板の突き合わせの溶接が困難で、仕
切り板により仕切られた各部屋の気密性が保てないとい
う問題がある。この気密性の問題は、ドレンを中空内に
吸い込み排出する必要のある中空蒸気タービン用静翼を
製造する上で大きな問題となる。また、分割しないでそ
のままの形状で鋳造する場合においても、２室以上に分
割されている場合は、仕切り板と静翼表面との交点部分
が、鋳造凝固時点でホットポイント（過熱部位）となり
製品の健全性、すなわち気密性が保持できないという問
題点がある。さらに、健全性を保持するためには押し湯
の追加が必要なため、その除去仕上げに余分なコストが
掛かるという問題点が発生する。
いて上述した方法は、中子を使用する方法については、
中子の材質は高級なセラミックスが必要であり、コスト
高である上に仕切りがある場合については、中子の断面
積が小さくなり、その強度の面で問題となる。さらに、
分割して製造する場合については、静翼本体の溶接は可
能であるが、仕切り板の突き合わせの溶接が困難で、仕
切り板により仕切られた各部屋の気密性が保てないとい
う問題がある。この気密性の問題は、ドレンを中空内に
吸い込み排出する必要のある中空蒸気タービン用静翼を
製造する上で大きな問題となる。また、分割しないでそ
のままの形状で鋳造する場合においても、２室以上に分
割されている場合は、仕切り板と静翼表面との交点部分
が、鋳造凝固時点でホットポイント（過熱部位）となり
製品の健全性、すなわち気密性が保持できないという問
題点がある。さらに、健全性を保持するためには押し湯
の追加が必要なため、その除去仕上げに余分なコストが
掛かるという問題点が発生する。
【０００８】本発明の目的は、仕切り板により仕切られ
た中空の蒸気タービン用静翼を製造する上で、安価に各
室の気密性の問題を解決する、中空蒸気タービン用静翼
の製造方法を提供することである。
た中空の蒸気タービン用静翼を製造する上で、安価に各
室の気密性の問題を解決する、中空蒸気タービン用静翼
の製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、中空部が仕切
り板により分割された蒸気タービン用静翼を製造方法す
る上で、上述した気密性の問題を検討し、仕切り板を予
め設置した状態で鋳造する、いわゆる一体で鋳ぐるむ製
造方法を採用することで、気密性を大きく改善できるこ
とを見いだし本発明に到達した。
り板により分割された蒸気タービン用静翼を製造方法す
る上で、上述した気密性の問題を検討し、仕切り板を予
め設置した状態で鋳造する、いわゆる一体で鋳ぐるむ製
造方法を採用することで、気密性を大きく改善できるこ
とを見いだし本発明に到達した。
【００１０】すなわち本発明は、消失模型を用いた精密
鋳造によって製造する内部が中空である蒸気タービン用
静翼において、予め仕切り板を消失模型に取付けて鋳型
を製作し、鋳造することを特徴とする蒸気タービン用静
翼の製造方法である。好ましくは、前記仕切り板の材質
はステンレス鋼もしくは耐熱鋼であり、板材から静翼形
状に合わせて製作したものである。さらに好ましくは、
仕切り板の材質は、鋳造時点の密着性すなわち気密性の
観点から、凝固点が鋳造する金属の凝固点と比較して同
等かもしくは低いことである。
鋳造によって製造する内部が中空である蒸気タービン用
静翼において、予め仕切り板を消失模型に取付けて鋳型
を製作し、鋳造することを特徴とする蒸気タービン用静
翼の製造方法である。好ましくは、前記仕切り板の材質
はステンレス鋼もしくは耐熱鋼であり、板材から静翼形
状に合わせて製作したものである。さらに好ましくは、
仕切り板の材質は、鋳造時点の密着性すなわち気密性の
観点から、凝固点が鋳造する金属の凝固点と比較して同
等かもしくは低いことである。
【００１１】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴は、ワックス模型を成形する段階で仕切り板を成形
用金型に設置しておき、そのまま成形するようにしたこ
とである。前記ワックス模型をコーティング作業によ
り、スラリー状耐火物の被覆と、粉末又は粒状の耐火物
（スタッコ）の被覆を形成する。この後オートクレーブ
中にてワックス模型を溶出し精密鋳造用鋳型となる。
特徴は、ワックス模型を成形する段階で仕切り板を成形
用金型に設置しておき、そのまま成形するようにしたこ
とである。前記ワックス模型をコーティング作業によ
り、スラリー状耐火物の被覆と、粉末又は粒状の耐火物
（スタッコ）の被覆を形成する。この後オートクレーブ
中にてワックス模型を溶出し精密鋳造用鋳型となる。
【００１２】精密鋳造用鋳型は、焼成され鋳造に用いら
れる。この鋳造の時点で、溶湯により製品内の仕切り板
が溶着し、気密性に優れた中空蒸気タービン用静翼が製
造できる。したがって、仕切り板の材質は、鋳造時点の
密着性すなわち気密性の観点から、凝固点が鋳造する金
属の凝固点と比較して同等かもしくは低いことが重要と
なる。
れる。この鋳造の時点で、溶湯により製品内の仕切り板
が溶着し、気密性に優れた中空蒸気タービン用静翼が製
造できる。したがって、仕切り板の材質は、鋳造時点の
密着性すなわち気密性の観点から、凝固点が鋳造する金
属の凝固点と比較して同等かもしくは低いことが重要と
なる。
【００１３】また、中空蒸気タービン用静翼が製造にお
いて、予め設けられた金属性仕切り板は、コーティング
作業時点での鋳型の強度を補う特徴と、仕切り板が巾木
の役目をするため鋳造時点での変形および変肉を防止す
る特徴がある。さらに、仕切り板は冷やし金の役目を果
たすため、鋳造製品の健全性を増す特徴もある。
いて、予め設けられた金属性仕切り板は、コーティング
作業時点での鋳型の強度を補う特徴と、仕切り板が巾木
の役目をするため鋳造時点での変形および変肉を防止す
る特徴がある。さらに、仕切り板は冷やし金の役目を果
たすため、鋳造製品の健全性を増す特徴もある。
【００１４】以下に、図１および図２を参照して本発明
の実施例について説明する。 図１はワックス模型の中に仕切り板の端部がある場合で
ある。また、図２は仕切り板の端部がワックス模型を突
き抜けた場合である。
の実施例について説明する。 図１はワックス模型の中に仕切り板の端部がある場合で
ある。また、図２は仕切り板の端部がワックス模型を突
き抜けた場合である。
【００１５】すなわち、図１は上述したように製造する
仕切り板のある中空蒸気タービン用静翼のワックス模型
１を示している。１ａはワックス模型にセットされた仕
切り板を示している。この静翼は、全長が１０００mmで
各室に仕切られた中空部１ｂ，１ｃを有しており、肉厚
は４mmである。この静翼を製作するためには、先ず図面
に従い金型を製作する。ここで中空部１ｂ，１ｃを形成
する為に、金属中子あるいは水溶性ワックス中子を用い
る。この中子と一緒に仕切り板１ａを金型にセットす
る。ここで仕切り板１ａの材質はＪＩＳ Ｇ ４３０５
に規定するＳＵＳ３０４鋼板を使用し、形状は４ｍｍ厚
の鋼板を使用し静翼形状に合せ切り出したものである。
仕切り板は溶湯と接合される位置においては、鋳ぐるみ
が可能な肉厚および形状に変更してもよい。ついで、金
型にワックスまたは合成樹脂等を射出成型し、中空蒸気
タービン用静翼のワックス模型を製作した。次に、この
模型の周囲にセラミック耐火物を被覆し、所定の厚さと
し、精密鋳造鋳型を製作した。そして、このワックス模
型を溶出または消失燃焼させ、製品形状の空間ができた
鋳型にＪＩＳ Ｇ ５１２１に規定するＳＣＳ１３の溶
湯を注湯することにより中空蒸気タービン用静翼を製造
した。
仕切り板のある中空蒸気タービン用静翼のワックス模型
１を示している。１ａはワックス模型にセットされた仕
切り板を示している。この静翼は、全長が１０００mmで
各室に仕切られた中空部１ｂ，１ｃを有しており、肉厚
は４mmである。この静翼を製作するためには、先ず図面
に従い金型を製作する。ここで中空部１ｂ，１ｃを形成
する為に、金属中子あるいは水溶性ワックス中子を用い
る。この中子と一緒に仕切り板１ａを金型にセットす
る。ここで仕切り板１ａの材質はＪＩＳ Ｇ ４３０５
に規定するＳＵＳ３０４鋼板を使用し、形状は４ｍｍ厚
の鋼板を使用し静翼形状に合せ切り出したものである。
仕切り板は溶湯と接合される位置においては、鋳ぐるみ
が可能な肉厚および形状に変更してもよい。ついで、金
型にワックスまたは合成樹脂等を射出成型し、中空蒸気
タービン用静翼のワックス模型を製作した。次に、この
模型の周囲にセラミック耐火物を被覆し、所定の厚さと
し、精密鋳造鋳型を製作した。そして、このワックス模
型を溶出または消失燃焼させ、製品形状の空間ができた
鋳型にＪＩＳ Ｇ ５１２１に規定するＳＣＳ１３の溶
湯を注湯することにより中空蒸気タービン用静翼を製造
した。
【００１６】図２においては、仕切り板２ａの一部であ
る２ｂを模型の表面より露出させ製作する方法である。
本図に係わる製品は、上述の形状および製造方法で精密
鋳造鋳型を製作し、上述の溶湯を注湯することにより製
造した。そして製品の仕上げ工程において露出部２ｂを
除去し、所定のプロファイル形状に仕上げた。この方法
では、ワックス模型１は、仕切り板２ａがあるために剥
離脱落し易い。この問題を解決する為に、連通穴３ａ，
３ｂを設け強度を高めている。また、露出部２ｂの部分
は中子の位置決めに使用した。
る２ｂを模型の表面より露出させ製作する方法である。
本図に係わる製品は、上述の形状および製造方法で精密
鋳造鋳型を製作し、上述の溶湯を注湯することにより製
造した。そして製品の仕上げ工程において露出部２ｂを
除去し、所定のプロファイル形状に仕上げた。この方法
では、ワックス模型１は、仕切り板２ａがあるために剥
離脱落し易い。この問題を解決する為に、連通穴３ａ，
３ｂを設け強度を高めている。また、露出部２ｂの部分
は中子の位置決めに使用した。
【００１７】上述の図１および図２の製造方法とも中空
部内部の仕切り板で仕切られた各室間の気密性は保持さ
れ、健全な中空蒸気タービン用静翼を鋳造により製造す
ることができた。
部内部の仕切り板で仕切られた各室間の気密性は保持さ
れ、健全な中空蒸気タービン用静翼を鋳造により製造す
ることができた。
【００１８】
【発明の効果】本発明によればドレンの吸い込み排出の
必要性のある中空蒸気タービン静翼の内部の気密性を飛
躍的に改善することができ、またその製造方法の特徴か
ら、その信頼性も高く実用化にとって欠くことのできな
い技術となる。
必要性のある中空蒸気タービン静翼の内部の気密性を飛
躍的に改善することができ、またその製造方法の特徴か
ら、その信頼性も高く実用化にとって欠くことのできな
い技術となる。
【図１】本発明に係わる仕切り板のある中空蒸気タービ
ン用静翼のワックス模型で、ワックス模型の中に仕切り
板の端がある場合の説明図である。
ン用静翼のワックス模型で、ワックス模型の中に仕切り
板の端がある場合の説明図である。
【図２】本発明に係わる仕切り板のある中空蒸気タービ
ン用静翼のワックス模型で、仕切り板の端がワックス模
型を突き抜けた場合の説明図である。
ン用静翼のワックス模型で、仕切り板の端がワックス模
型を突き抜けた場合の説明図である。
１．中空蒸気タービン用静翼のワックス模型 １ａ．仕切り板 １ｂ，１ｃ．中空部 ２ａ．仕切り板 ２ｂ．仕切り板露出部 ３ａ，３ｂ．連通穴
Claims (1)
- 【請求項１】 消失模型を用いた精密鋳造によって製造
する内部が中空である蒸気タービン用静翼において、予
め仕切り板を消失模型に取付けて鋳型を製作し、鋳造す
ることを特徴とする蒸気タービン用静翼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11104857A JP2000297606A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 蒸気タービン用静翼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11104857A JP2000297606A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 蒸気タービン用静翼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297606A true JP2000297606A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14391945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11104857A Pending JP2000297606A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 蒸気タービン用静翼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000297606A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1321759C (zh) * | 2002-12-12 | 2007-06-20 | 通用电气公司 | 带芯的蒸汽透平叶片及其制造方法 |
| CN105290422A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种可调静子叶片的加工方法 |
| US9835035B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-12-05 | Howmet Corporation | Cast-in cooling features especially for turbine airfoils |
| CN108941455A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 沈阳中科三耐新材料股份有限公司 | 一种燃气轮机用双联涡轮导向叶片的铸造方法 |
| CN110328359A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-15 | 西安航天发动机有限公司 | 窄间歇、扭曲、多叶片密集分布叶栅类零件的成形方法 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP11104857A patent/JP2000297606A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1321759C (zh) * | 2002-12-12 | 2007-06-20 | 通用电气公司 | 带芯的蒸汽透平叶片及其制造方法 |
| US9835035B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-12-05 | Howmet Corporation | Cast-in cooling features especially for turbine airfoils |
| CN105290422A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种可调静子叶片的加工方法 |
| CN108941455A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-07 | 沈阳中科三耐新材料股份有限公司 | 一种燃气轮机用双联涡轮导向叶片的铸造方法 |
| CN110328359A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-10-15 | 西安航天发动机有限公司 | 窄间歇、扭曲、多叶片密集分布叶栅类零件的成形方法 |
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