JP4100635B2 - ガスタービン燃焼器用スワラーおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
ガスタービン燃焼器用スワラーの内胴と外胴との間隙となるリブ間空隙部は、円筒形セラミック型における円筒形部の肉厚により形成することとなる。そして、この円筒形セラミック型は、これに相当するキャビティを有する金型にセラミック原料を射出するか、または流し込んでグリーン体とした後に、金型から取り出したグリーン体を焼結して焼結体となすことにより製造することができると考えられた。
(1)前記ガスタービン燃焼器用スワラーと実質的に同一の形状を有する消失性模型の成形工程、
(2)該消失性模型を耐火物でコーティング後に前記消失性模型を除去する鋳型の成形工程、
(3)該鋳型へ鋳造する鋳造工程、
を有しており、前記リブ間空隙部は、前記リブ間空隙部に対応する形状であって周方向に分割された形状を有する鋳造中子となるセラミックコアを略筒形に各々配列した前記消失性模型によって得るガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法である。
ガスタービン燃焼器用スワラー(以降、スワラーという)について、その代表的な形状を図1に示す。図1において、スワラー1は略筒形の内胴2と略筒形の外胴4を備えている。内胴2は、高圧縮された空気を旋回流に変えて内胴2の内側に取り込むための固定翼3を有し、ガスタービン燃料の噴射用ノズルを固定するノズル固定部7が設けられる。外胴4は、内胴2の片端を挿入し、内胴2とは複数のリブ5によって固設される。また、隣接するリブ5間には、内胴2の外周側と外胴4の内周側との間を貫通する狭隘な隙間であって、内胴2から送られる空気混合燃焼を効率よく燃焼させるための二次空気導入口となるリブ間空隙部6が各々に形成される。このような構成を有するスワラー1によって好適に調整かつ整流された空気混合燃料は、スワラー1の外胴4を通して下流側(図示しない)へ円滑に送られる。
(1)消失性模型の成形工程
本発明のガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法においては、消失性模型の成形工程が最も重要な工程となる。一例として、金型内に、リブ間空隙部に対応するセラミックコア、固定翼間に対応する溶媒可溶性ワックス、内胴および外胴の中空部に対応する溶媒可溶性ワックスまたは金属製等の置き中子を各々配置し、金型の型締め後に金型内に消失性材料を射出成形し、得られた成形体を金型から取り出すとともに上述の溶媒可溶性ワックスまたは金属製等の置き中子を除去して離型させ、リブ間空隙部に対応するセラミックコアが配列された消失性模型を得る工程を、以下説明する。
図2に示すように、上型11と下型14に対し中型12、13を組み合せる金型構成とすることが好ましい。この金型構成により、スワラー1の外周面にアンダーカットを有する場合であっても、中型12、13をスワラー1の周方向に複数分割し、これら複数分割して中型12、13をスワラー1の中心軸に対する半径方向に各々開閉可能に構成することで、金型の型開きを容易に行うことができる。例えば、内胴2の外周面にアンダーカットを有する場合には中型12を、外胴4の外周面の場合には中型13を、スワラー1の周方向に複数分割すればよい。なお、外胴4の外周面にアンダーカットを有さない場合には、中型13と下型14とを一体に構成することもできる。
本発明のガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法における鋳型の成形工程は、上述の消失性模型の成形工程によって得られた消失性模型に対し押湯や湯道等を設け、これを耐火物でコーティングし、コーティング後に消失性模型を除去することにより、ガスタービン燃焼器用スワラーと実質的に同一の空間形状のキャビティを有する鋳型を形成させる工程である。
本発明のガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法における鋳造工程は、上述の鋳型の成形工程によって得られた鋳型に対し、金属材料を溶解して得た溶湯を鋳型に鋳造し、冷却させた後に鋳型を除去し、そして残存するセラミックコアを除去することにより、上述の消失性模型と実質的に同一形状を有する一体に鋳造成形されたガスタービン燃焼器用スワラーを得る工程である。
Claims (5)
- 略筒形の内胴と、該内胴の中空部に形成される固定翼と、該内胴の片端を内挿する略筒形の外胴と、該外胴と前記内胴とを連結する複数のリブと、隣接する該リブ間に形成される前記内胴の軸方向に沿って貫通するリブ間空隙部とを具備し、前記内胴、前記固定翼、前記外胴、および前記リブとが一体に鋳造成形されてなることを特徴とするガスタービン燃焼器用スワラー。
- 略筒形の内胴と、該内胴の中空部に形成される固定翼と、該内胴の片端を内挿する略筒形の外胴と、該外胴と前記内胴とを連結する複数のリブと、隣接する該リブ間に形成される前記内胴の軸方向に沿って貫通するリブ間空隙部とを具備し、前記内胴、前記固定翼、前記外胴、および前記リブとが一体に鋳造成形されるガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法であって、
(1)前記ガスタービン燃焼器用スワラーと実質的に同一の形状を有する消失性模型の成形工程、
(2)該消失性模型を耐火物でコーティング後に前記消失性模型を除去する鋳型の成形工程、
(3)該鋳型へ鋳造する鋳造工程、
を有しており、前記リブ間空隙部は、前記リブ間空隙部に対応する形状であって周方向に分割された形状を有する鋳造中子となるセラミックコアを略筒形に各々配列した前記消失性模型によって得ることを特徴とするガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法。 - 隣り合うセラミックコアの端面によって形成される空隙によりリブが形成されることを特徴とする請求項2に記載のガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法。
- 前記セラミックコアは前記鋳型に係止させる係止部を具備することを特徴とする請求項2または請求項3のいずれかに記載のガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法。
- 前記セラミックコアは、前記鋳造工程の後に、アルカリ溶液により溶出除去されることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載のガスタービン燃焼器用スワラーの製造方法。
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