JP2015129515A - 液圧式機械用のフランシス型ランナを製造する方法、およびこの方法を使用して製造されたランナ - Google Patents

液圧式機械用のフランシス型ランナを製造する方法、およびこの方法を使用して製造されたランナ Download PDF

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Abstract

【課題】ランナの品質の満足できる水準を保証することができ、ランナの製造を容易に工業化することができる、改良された製造方法を提案する。【解決手段】エレメントを有するランナバンド６と、エレメントを有するランナクラウン４と、ランナクラウンとランナバンドとの間に延びる複数のブレード２であって、各ブレードは、ランナバンド６の２つのエレメント６１〜６９の間およびランナクラウン４の２つのエレメント４１〜４９の間に取り付けられている、ブレード２とを備える。方法は、ブレード２と、ランナバンド６のエレメントと、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９とを別々に製造するステップと、電子ビーム溶接法を使用してランナバンド６の全てのエレメントをブレード２に溶接するステップと、電子ビーム溶接法を使用してランナクラウン４の全てのエレメントをブレード２に溶接するステップを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、液圧式機械用のフランシス型ランナを製造する方法、およびこの方法を使用して製造されたランナに関する。
本発明の意味において、液圧式機械は、例えば水力発電所において使用されるタービン、ポンプまたはポンプタービンであってよい。
本発明は、特に、強制された水の流れを通過させるための、液圧式機械用のフランシス型ランナに関する。このような流れは、機械がタービンである場合に、ランナの回転を駆動する効果を有する。このような流れは、機械がポンプモードである場合には、この回転の結果である。
液圧式機械に関連して、フランシス型ランナを使用することが従来公知である。フランシス型ランナは、ランナバンドと、ランナクラウンと、ランナバンドとランナクラウンとの間に延びるブレードとを有する。
ランナは、一体型であり、通常、鋳造または機械的に溶接されていてよい。このようなランナの全体的な寸法は大きいので、ランナを製造するコストは小さくない。さらに、このようなランナの製造は、一方では、ますます希なノウハウを要求し、他方では、健康および安全問題を生じる。なぜならば、特に溶接および研削作業を行うために、オペレータがランナの水路に入り込む必要があるからである。
仏国特許第２９３５７６１号明細書は、フランシス型タービン用のランナを製造する方法を開示しており、ランナのランナクラウンおよびランナバンドは、２つの連続するブレードの間に配置された複数のエレメントから形成されている。ブレードはこのように、２つの連続するランナクラウンおよびランナバンドエレメントとの間に介在させられており、ブレードのエッジは、ランナクラウンおよびランナバンドエレメントの外面と同一平面を成している。これにより、ブレードをランナクラウンおよびランナバンドエレメントと組み立てるために、電子ビーム溶接法を使用することができる。電子ビーム溶接と組み合わせてその他の溶接法が使用されてもよい。
仏国特許第２９３５７６１号明細書
本発明の課題は、ランナの品質の満足できる水準を保証することができ、ランナの製造を容易に工業化することができる、改良された製造方法を提案することである。
このために、本発明の１つの主体は、
−ランナの中心軸線を中心とする回転対称性を有するランナバンドであって、ランナバンドを部分的に規定する少なくとも２つのエレメントを有する、ランナバンドと、
−中心軸線を中心とする回転対称性を有するランナクラウンであって、ランナクラウンを部分的に規定する少なくとも２つのエレメントを有する、ランナクラウンと、
−ランナクラウンとランナバンドとの間に延びる複数のブレードであって、各ブレードは、ランナバンドの２つのエレメントの間およびランナクラウンの２つのエレメントの間に取り付けられている、複数のブレードと、を備える、
液圧式機械用のフランシス型のランナを製造する方法である。
この方法は、連続的なステップ、すなわち
ａ）ブレードと、ランナバンドのエレメントと、ランナクラウンのエレメントとを別々に製造するステップ、次いで、
ｂ）電子ビーム溶接法を使用してランナバンドの全てのエレメントをブレードに溶接するステップ、次いで、
ｃ）電子ビーム溶接法を使用してランナクラウンの全てのエレメントをブレードに溶接するステップ、を含む。
本発明によるランナを製造する方法により、製造の品質、時間およびコストに関する問題が全て改善される。
独立してまたはあらゆる技術的に許容可能な組合せにおいて考えられる、本発明によるランナのその他の有利な特徴によれば、
−ブレードは、ランナバンドおよびランナクラウンの外面と同一平面を成している
−ステップｂ）の間および／またはステップｃ）の間、ランナの外側に電子ビームを提供する
−ステップｂ）の間、特にＴＩＧまたはＭＩＧタイプの、フィラー材料の付加を伴う溶接法も、ランナバンドのエレメントをブレードに溶接するために使用する
−ステップｃ）の間、フィラー材料の付加を伴う溶接法も、ランナクラウンのエレメントをブレードに溶接するために使用する
−ステップｂ）の間および／またはステップｃ）の間、電子ビームの溶接の前に、フィラー材料の付加を伴う溶接を行う
−フィラー材料の付加を伴う溶接の結果として生じる第１の溶接継目は、ランナの内側に配置されるのに対し、電子ビーム溶接の結果として生じる第２の溶接継目は、ランナの外側に配置される
−フィラー材料の付加を伴う溶接部と、電子ビーム溶接部とは、互いに溶け込んでいる
−電子ビーム溶接部は、接合部完全溶込み溶接部である。
本発明は、このような方法を使用して製造された、液圧式機械用のフランシス型タービンランナにも関する。
本発明は、フランシス型タービンランナおよびその製造方法の以下の説明を読むことによりさらによく理解されるであろう。以下の説明は、非制限的な例として提供されているだけであり、添付の図面を参照してなされている。
本発明によるランナの軸方向断面図である。 図１のランナを下側から見た図である。 ランナが製造される過程における、図１および図２のランナを図２における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って見た拡大した部分的な断面図である。 ランナが製造される過程における、図１および図２のランナを図２における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って見た拡大した部分的な断面図である。 ランナが製造される過程における、図１および図２のランナを図２における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って見た拡大した部分的な断面図である。 ランナが製造される過程における、図１および図２のランナを図２における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って見た拡大した部分的な断面図である。 ランナが製造される過程における、図１および図２のランナを図２における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って見た拡大した部分的な断面図である。 ランナが製造される過程における、図１および図２のランナを図２における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って見た拡大した部分的な断面図である。
図１および図２は、ランナ１の中心軸線である鉛直方向軸線Ｘ−Ｘを中心にして回転するフランシス型タービンランナ１を示している。管（図示せず）からの流れＥは、吸出し管（図示せず）の方向へランナ１を通過するようになっている。ランナ１は、ランナクラウン４とランナバンド６との間に延びたブレード２を有する。これらの２つのボディ４および６は、軸線Ｘ−Ｘを中心とした回転対称性を有する。ブレード２は、軸線Ｘ−Ｘを中心に均等に分布させられている。
ランナ１は、ランナ１をタービンのシャフト（図示せず）に連結するためのプレート８を有する。プレート８は、薄板金から形成されているか、または鋳物として形成されていてよい。次いで、プレート８は、ランナを構成する他のエレメントに溶接されてよい。ランナ１の他のエレメントは、薄板金から形成されているか、鍛造された金属から形成されているか、または鋳物として形成されている。
ブレード２は、ランナクラウン４およびランナバンド６に固定されており、湾曲している。各ブレード２は、ランナ１の半径方向でランナ１の外側に面した前縁２１と、軸線Ｘ−Ｘに面した後縁２２とを有している。
この説明において、「上側」および「下側」とは、図１における軸線Ｘ−Ｘの向きに関して規定され、図１においては、ランナクラウン４が上側に配置されており、ランナバンド６は下側に配置されている。この向きは、ランナ１が使用される向きに相当する。
「内側」および「外側」という用語は、２つのブレード２と、ランナクラウン４と、ランナバンド６との間にそれぞれ画成された水路Ｃに関して規定される。すなわち、内側のエレメントは、水路Ｃの内側、すなわち流れＥが通過する空の体積に面しているのに対し、外側のエレメントは、水路Ｃの外側に面している。
各ブレード２は、２つの湾曲した側面２５および２６を有しており、そのうちの一方の側面２５は凹面状であり、他方の側面２６は凸面状である。側面２５および２６は、前縁２１と後縁２２との間に長さ方向に延びており、それぞれが水路Ｃの一方の側を画成している。側面２５および２６は、ランナ１の外側、すなわち上方および下方に面した上面２７と下面２８とによって互いに接続されている。
図２により具体的に示したように、ランナバンド６は、この例においては、９つの個別のエレメント６１〜６９を有しており、これらのエレメントは、部分的にランナバンド６を形成しており、ブレード２によって、それぞれの隣接するエレメントから分離されている。より具体的には、各エレメント６１〜６９は、２つの連続するブレード２の下側および内側のエッジ２４．１および２４．２によって、２つの隣接するエレメントから分離されている。エッジ２４．１および２４．２はそれぞれ、ブレード２の側面２５および２６の一部を形成しており、ブレード２の下面２８と隣接している。
換言すれば、ランナバンド６は、連続するブレード２の下側および内側のエッジ２４．１および２４．２の間にそれぞれ配置された９つのエレメント６１〜６９から形成されている。ブレード２のエッジ２４．１および２４．２自体は、ランナバンド６を形成するエレメント６１〜６９の間に係合させられている。
ランナバンド６と同様に、ランナクラウン４は、９つの個別のエレメント４１〜４９を有しており、これらのエレメントは、ランナクラウン４を部分的に形成しており、ブレード２によって、それぞれの隣接するエレメントから分離されている。より具体的には、各エレメント４１〜４９は、２つの連続するブレード２の上側および内側のエッジ２３．１および２３．２によって、２つの隣接するエレメントから分離されている。エッジ２３．１および２３．２はそれぞれ、ブレード２の側面２５および２６の一部を形成しており、ブレード２の上面２７と隣接している。
換言すれば、ランナクラウン４は、２つの連続するブレード２の上側および内側のエッジ２３．１および２３．２の間にそれぞれ配置された９つのエレメント４１〜４９から形成されている。ブレード２のエッジ２３．１および２３．２自体は、ランナクラウン４を形成するエレメント４１〜４９の間に係合させられている。
各ブレード２１の上面２７は、ランナクラウン４の外面と同一平面を成しており、この外面は、エレメント４１〜４９のそれぞれの上面４０によって形成されている。同様に、各ブレード２１の下面２８は、ランナバンド６の外面と同一平面を成しており、この外面は、エレメント６１〜６９のそれぞれの外面６０によって形成されている。
ランナ１を組み立てる方法は、図示されていない予備ステップａ）を含む。予備ステップａ）において、ブレード２と、ランナクラウンエレメント４１〜４９と、ランナバンドエレメント６１とが別々に製造される。予備ステップにおいて、これらのエレメントは次いで溶接のために、例えばこれらのエレメントを保持し、互いにしっかりと押し付けることができる工具を使用して、組み立てられる。
図３から図５までに示された、予備ステップの後の第１の溶接ステップｂ）において、他の溶接法と組み合わされてもよい電子ビーム溶接法を使用して、ランナバンド６の全てのエレメント６１〜６９がブレード２に溶接される。
図６から図８までに示された、第１の溶接ステップｂ）の後の第２の溶接ステップｃ）において、他の溶接法と組み合わされてもよい電子ビーム溶接法を使用して、ランナクラウン４の全てのエレメント４１〜４９がブレード２に溶接される。
第２の溶接ステップｃ）の後の組立ステップｄ）において、ランナ１を構成する最後のエレメント、すなわち連結プレート８と、ランナコーンおよびシール（図示せず）とが組み立てられる。
ステップａ）からｄ）までは順次になされ、すなわちステップａ）からステップｄ）まで順番に行われる。加えて、ステップは連続しており、換言すれば、１つのステップの進行中には、進行中のステップが完了するまで次のステップは始まらない。
予備ステップａ）の第１のサブステップａ１）において、例えば薄板金を切断および成形することによって、鍛造によって、または鋳造によって、ブレード２と、ランナクラウンエレメント４１〜４９と、ランナバンドエレメント６１〜６９と、連結プレート８と、ランナ１用のシールと、ランナコーンとが製造される。
ランナバンド６のエレメント６１〜６９は、ランナ１の他の部材へのエレメント６１〜６９のその後の溶接によって生じる収縮を補償するように寸法決めされている。
予備ステップａ）の第２のサブステップａ２）において、ランナクラウン４の各エレメント４１〜４９およびランナバンド６の各エレメント６１〜６９の２つのエッジコーナに面取り部４０１および６０１が形成される。これらのエッジコーナは、ブレード２のエッジ２３．１，２３．２，２４．１および２４．２に当接して、かつ水路Ｃの内側に位置決めされるようになっている。面取り部４０１および６０１は、各エレメント４１〜４９および６１〜６９の内面４０３，４０４，６０３または６０４を、このエレメントの面４０２または６０２に接続している。この面４０２または６０２は、ブレード２のエッジ２３．１，２３．２，２４．１または２４．２に溶接されるものである。
内面４０３，４０４，６０３および６０４は、水路Ｃの内側に面しており、外面４０または６０とは反対側に位置している。
予備ステップａ）の第３のサブステップａ３）において、溶接された接合部Ｊ、すなわち、ブレード２の面２３．１，２３．２，２４．１および２４．２と、溶接継目を使用して組み立てられるようになっている、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９およびランナバンド６のエレメント６１〜６９の面４０２および６０２とは、材料に存在し得るあらゆる潜在的な不連続を検出するために、染料浸透検査を受ける。
予備ステップａ）の第４のサブステップａ４）において、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９と、ブレード２とは、ボスおよび連結スタッドなどの取外し可能な手段を使用して組み立てられ、これらは全て、ランナ１の形状を得るためにエレメントを互いに対して位置決めさせるツーリングフィクスチャに取り付けられている。
予備ステップａ）の選択的な第５のサブステップａ５）において、材料のあらゆる潜在的な欠如を補償するために、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９とブレード２との間、およびランナバンド６のエレメント６１〜６９とブレード２との間の溶接接合部Ｊに、シム（図示せず）が取り付けられる。好ましくは、シムは、溶接されるエレメントと同じグレードの合金から形成されたテープから形成される。
材料の欠如は、フィラーワイヤの形式の材料を供給することによって、溶接中に補償されてもよい。
予備ステップａ）の第６のサブステップａ６）において、ブレード２を所定の位置に保持するために、ランナクラウン４の近くにおいて、ブレード２の間にスペーサ片（図示せず）が配置される。
予備ステップａ）の第７のサブステップａ７）において、製造における後のステップの間、ブレードを所定の位置に保持するために、ブレード２に、上面２７に当接するようにフープが取り付けられる。
予備ステップの第８のサブステップａ８）において、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９が分解される。
予備ステップａ）の第９のサブステップａ９）において、ランナ１の水路Ｃは、例えばレーザトラッカー、テンプレートまたは３Ｄスキャンを使用して、寸法チェックを受ける。
予備ステップａ）の最後に、ブレード２と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９とによって形成されたアセンブリは、溶接されるための準備がなされている。
サブステップａ１）〜ａ８）は順次になされ、すなわち、サブステップａ１）からサブステップａ８）まで順番に行われる。加えて、サブステップは連続しており、換言すれば、１つのサブステップの進行中には、進行中のサブステップが完了するまで次のサブステップは始まらない。
第１の溶接ステップｂ）は、図３に見られる第１のサブステップｂ１）を含む。第１のサブステップｂ１）においては、例えばＴＩＧまたはＭＩＧタイプの、材料の付加を伴う慣用の溶接法（ＩＳＯ４０６３における国際分類番号によれば方法１３１，１３２，１３３および１４１）が、ランナバンド６のエレメント６１〜６９をブレード２に溶接するために使用される。これにより、ブレード２と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９との間に第１の溶接継目３が形成される。第１の溶接継目３は、エレメント６１〜６９の面取り部６０１と、ブレード２の下側および内側エッジ２４．１および２４．２とに位置決めされる。
第１の溶接ステップｂ）の第２のサブステップｂ２）において、ブレード２と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９とが接合されているところのすみ肉半径は、研磨される。換言すれば、これらの表面に丸みのある形状を与えるために、第１の溶接継目３の自由面から僅かな材料が除去される。
この研磨の後、これらの溶接継目３は、非破壊試験を受ける。
第１の溶接ステップｂ）の第３のサブステップｂ３）において、ブレード２は、電子ビーム溶接を使用してランナバンド６のエレメント６１〜６９と組み立てられる。図４に示されているように、電子ビームＦが、ランナバンド６の外側に、すなわち、ランナバンド６のエレメント６１〜６９の外面６０と同じ側に、または換言すれば水路Ｃの外側に提供され、これにより、溶接接合部Ｊのアクセス性に関連した制限を排除する。
電子ビームＦは、ランナバンド６のエレメント６１〜６９とブレード２とが形成された材料の表面融合を生ぜしめ、これにより、材料が冷却すると、溶融した材料が固化し、図４に示したように、これらのエレメントをしっかりと接合した第２の溶接継目５を形成する。
第２の溶接継目５は、第１の溶接継目３と背中合わせである。第１の溶接継目３は水路Ｃの内側に配置されているのに対し、第２の溶接継目５は外側に配置されている。これらの溶接継目３および５は、互いに溶け込んでおり、または換言すれば、第２の溶接継目５の上端部は第２の溶接継目３の材料内で終わっている。換言すれば、第３のサブステップｂ３）の間、電子ビームＦは、第１の溶接接合部３を形成する材料を溶融させる。
第１の溶接ステップｂ）の第４のサブステップｂ４）において、溶接継目３および５は、研削によって仕上げられる。
第１の溶接ステップｂ）の第５のサブステップｂ５）において、溶接継目３および５は、特に超音波を使用した非破壊試験を受ける。染料浸透検査が行われる。
第１の溶接ステップｂ）の第６のサブステップｂ６）において、ブレード２と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９とによって形成されたアセンブリに対して、オーブンにおける熱処理が行われる。第１の溶接ステップｂ）の第７のサブステップｂ７）において、溶接継目３および５は、特に超音波および染料浸透検査を使用したさらなる非破壊試験を受ける。
第１の溶接ステップｂ）が完了すると、ランナバンド６の全てのエレメント６１〜６９とのブレード２の組立が完成する。
サブステップｂ１）〜ｂ７）は順次になされ、すなわち、サブステップｂ１）からサブステップｂ７）まで順番に行われる。加えて、サブステップは連続的であり、換言すれば、１つのサブステップの進行中には、進行中のサブステップが完了するまで次のサブステップは始まらない。
第２の溶接ステップｃ）は、第１のサブステップｃ１）を含み、この第１のサブステップｃ１）では、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９がそれらの位置へ戻され、次いで、ブレード２を所定の位置に保持するために予め取り付けられていたスペーサ片およびフープが取り外される。第２の溶接ステップｃ）の第２のサブステップｃ２）において、例えばレーザトラッカー、テンプレートまたは３Ｄスキャンを使用して、ランナ１の水路に対して寸法チェックが行われる。
第２の溶接ステップｃ）の第３のサブステップｃ３）において、溶接接合部Ｊ、すなわちブレード２の表面２３．１および２３．２は研磨される。
第２の溶接ステップｃ）の第４のサブステップｃ４）において、溶接接合部Ｊは、染料浸透検査を受ける。
第２の溶接ステップｃ）の第５のサブステップｃ５）において、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９は、ブレード２の各側に位置決めされる。必要であれば、ブレード２と、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９との間にシムが介在させられる。
第２の溶接ステップｃ）の第６のサブステップｃ６）において、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９と、ブレード２とは、例えばボスおよび連結スタッドを使用して、取外し可能な形式で機械的に固定され、これらは全て、ランナ１の形状を得るためにエレメントを互いに対して位置決めさせるツーリングフィクスチャに取り付けられている。
第２の溶接ステップｃ）の第７のサブステップｃ７）において、ＴＩＧまたはＭＩＧタイプの、フィラー材料の付加を伴う慣用の溶接法が、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９をブレード２に溶接するために使用される。これにより、ブレード２の上側および内側エッジ２３．１および２３．２と、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９との間に第３の溶接継目７が形成される。溶接継目７は、エレメント４１〜４９の面取り部４０１に配置される。
第２の溶接ステップｃ）の第８のサブステップｃ８）において、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９を備えたブレード２のアセンブリは、電子ビーム溶接される。図７に示されているように、電子ビームＦが、ランナクラウン７の外側に、すなわち、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９の外面４０と同じ側に、または換言すれば水路Ｃの外側に提供される。これにより、第４の溶接継目９が形成される。
溶接継目７は、溶接継目９と背中合わせに位置している。これらの溶接継目７および９は互いに溶け込んでいる。
第２の溶接ステップｃ）の第９のサブステップｃ９）において、図８に示したように、溶接継目７および９は仕上げられ、ブレード２と、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９とが接合するところのすみ肉半径が研磨される。
第２の溶接ステップｃ）の第１０のサブステップｃ１０）において、溶接継目７および９は、特に超音波を使用したさらなる非破壊試験を受け、溶接継目７および９は染料浸透検査を受ける。
第２の溶接ステップｃ）の第１１のサブステップｃ１１）において、ブレード２と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９と、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９とによって形成されたアセンブリに対して、オーブンにおいて熱処理が行われる。
第２の溶接ステップｃ）の第１２のサブステップｃ１２）において、溶接継目７および９は、特に超音波および染料浸透検査を使用したさらなる非破壊試験を受ける。
第２の溶接ステップｃ）が完了すると、ランナクラウン４の全てのエレメント４１〜４９と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９とを備えたブレード２のアセンブリが完成する。
サブステップｃ１）〜ｃ１２）は順次になされ、すなわち、サブステップｃ１）からサブステップｃ１２）まで順番に行われる。加えて、サブステップは連続しており、または換言すれば、１つのサブステップの進行中には、進行中のサブステップが完了するまで次のサブステップは始まらない。
組立ステップｄ）は、第１のサブステップｄ１）を含む。第１のサブステップｄ１）において、ブレード２と、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９と、ランナバンド６のエレメント６１〜６９とによって形成されたアセンブリに対して、寸法チェックが行われる。
組立ステップｄ）の第２のサブステップｄ２）において、上側シール、下側シール、連結プレート８およびランナコーン位置が機械加工される。
組立ステップｄ）の第３のサブステップｄ３）において、シール、連結プレートおよびランナコーンは、例えば電子ビーム溶接法またはその他の慣用の溶接法を使用して、ブレード２と、ランナコーン４と、ランナバンド６とによって形成されたアセンブリと組み立てられる。
組立ステップｄ）の第４のサブステップｄ４）において、これらの溶接部は、特に超音波を使用して、非破壊試験を受け、得られた溶接継目は、染料浸透検査を受ける。
組立ステップｄ）の第５のサブステップｄ５）において、ブレード２と、ランナクラウン４と、ランナバンド６と、シールと、連結プレート８と、ランナコーンとから形成されたアセンブリは、オーブンにおいて熱処理される。
組立ステップｄ）の第６のサブステップｄ６）において、このアセンブリの寸法が再び、特に超音波によって、非破壊的にチェックされる。
組立ステップｄ）が完了すると、ランナ１の製造は完了する。
サブステップｄ１）〜ｄ６）は順次になされ、すなわち、サブステップｄ１）からサブステップｄ６）まで順番に行われる。加えて、サブステップは連続しており、換言すれば、１つのサブステップの進行中には、進行中のサブステップが完了するまで次のサブステップは始まらない。
公知の製造法とはかなり異なる本発明の方法によれば、まず、ブレード２がランナバンドエレメント６１〜６９と組み立てられ、次いで、ランナクラウンエレメント４１〜４９と組み立てられ、製造の品質をより信頼できるものにする。これは、ランナバンド６が概してランナクラウン４よりも傾斜しており、ランナバンド６へのアクセスを困難にしているからである。まずブレード２をランナバンドエレメント６１〜６９に溶接することにより、ランナ１を組み立てるオペレータは、ランナ１の内部へアクセスしやすい。
さらに、最大の機械的応力はランナバンド６に位置する。まずブレード２をランナバンド６に溶接することにより、ブレード２とランナバンド６との間の溶接の品質が保証される。
本発明の択一的な形式では、ブレード２を、ランナクラウン４のエレメント４１〜４９およびランナバンド６のエレメント６１〜６９と組み立てるために、電子ビームＦ溶接法のみが使用される。その場合、溶接部は、接合部完全溶込み溶接部であり、すなわち、溶接継目５および９は、溶接接合部Ｊの他方の側まで完全に溶け込む。
本発明に関して、ランナクラウン４およびランナバンド６を形成するエレメント４１〜４９および６１〜６９の数は変化することができ、ランナ１は、少なくとも２つのランナクラウンエレメント４と、２つのランバンドエレメント６とを含む。
本発明は、タービンランナ１の場合として説明されているが、ランナ１は、ポンプまたはポンプタービンのために使用されてもよい。ポンプまたはポンプタービン用のランナの場合、流れＥの方向は、ポンプモードの場合とは逆になる。
さらに、本発明に関して、説明された択一的な形態は、互いに組み合わされてもよい。
１ ランナ、 ２ ブレード、 ３ 第１の溶接継目、 ４ ランナクラウン、 ５ 第２の溶接継目、 ６ ランナバンド、 ７ 第３の溶接継目、 ８ プレート、 ９ 第４の溶接継目、 ２１ 前縁、 ２２ 後縁、 ２３．１，２３．２ エッジ、 ２４．１，２４．２ エッジ、 ２５，２６ 側面、 ２７ 上面、 ２８ 下面、 ４１〜４９ エレメント、 ６１〜６９ エレメント、 ４０１，６０１ 面取り部、 ４０２，６０２ 面、 ４０３，４０４，６０３，６０４ 内面

Claims (10)

  1. ランナの中心軸線（Ｘ−Ｘ）を中心とする回転対称性を有するランナバンド（６）であって、該ランナバンド（６）を部分的に規定する少なくとも２つのエレメント（６１〜６９）を有する、ランナバンド（６）と、
    中心軸線（Ｘ−Ｘ）を中心とする回転対称性を有するランナクラウン（４）であって、該ランナクラウン（４）を部分的に規定する少なくとも２つのエレメント（４１〜４９）を有する、ランナクラウン（４）と、
    該ランナクラウンと前記ランナバンドとの間に延びる複数のブレード（２）であって、各ブレード（２）は、前記ランナバンド（６）の２つのエレメント（６１〜６９）の間および前記ランナクラウン（４）の２つのエレメント（４１〜４９）の間に取り付けられている、複数のブレード（２）と、を備える、
    液圧式機械用のフランシス型のランナ（１）を製造する方法において、
    該方法は、連続的なステップ、すなわち
    ａ）前記ブレード（２）と、前記ランナバンド（６）の前記エレメント（６１〜６９）と、前記ランナクラウン（４）の前記エレメント（４１〜４９）とを別々に製造するステップ、次いで、
    ｂ）電子ビーム（Ｆ）溶接法を使用して前記ランナバンド（６）の全ての前記エレメント（６１〜６９）を前記ブレード（２）に溶接するステップ、次いで、
    ｃ）電子ビーム（Ｆ）溶接法を使用して前記ランナクラウン（４）の全ての前記エレメント（４１〜４９）を前記ブレード（２）に溶接するステップを含むことを特徴とする、液圧式機械用のフランシス型のランナ（１）を製造する方法。
  2. 前記ブレード（２）は、前記ランナバンド（６）および前記ランナクラウン（４）の外面（４０，６０）と同一平面を成している、請求項１記載の方法。
  3. 前記ステップｂ）の間および／または前記ステップｃ）の間、前記ランナ（１）の外側に電子ビーム（Ｆ）が提供される、請求項１または２記載の方法。
  4. 前記ステップｂ）の間、特にＴＩＧまたはＭＩＧタイプの、フィラー材料の付加を伴う溶接法も、前記ランナバンド（６）の前記エレメント（６１〜６９）を前記ブレード（２）に溶接するために使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 前記ステップｃ）の間、フィラー材料の付加を伴う溶接法も、前記ランナクラウン（４）の前記エレメント（４１〜４９）を前記ブレード（２）に溶接するために使用する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 前記ステップｂ）の間および／または前記ステップｃ）の間、電子ビーム溶接の前に、フィラー材料の付加を伴う溶接を行う、請求項４または５記載の方法。
  7. フィラー材料の付加を伴う溶接の結果として生じる第１の溶接継目（３，７）は、前記ランナ（１）の内側に配置されるのに対し、電子ビーム（Ｆ）溶接の結果として生じる第２の溶接継目（５，９）は、前記ランナ（１）の外側に配置される、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. フィラー材料の付加を伴う溶接部と、電子ビーム溶接部とは、互いに溶け込んでいる、請求項４から７までのいずれか１項記載の方法。
  9. 電子ビーム溶接部は、接合部完全溶込み溶接部である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  10. 請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を使用して製造されることを特徴とする、液圧式機械用のフランシス型タービンランナ（１）。
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