JP5931368B2 - 中空構造部材の製造方法及び中空構造部材を備えた燃焼器 - Google Patents
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Description
即ち、本発明に係る中空構造部材の製造方法は、中空孔を有する板材である中空構造部材の製造方法であって、第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、を備え、前記屈曲板が、セラミック材料よりなり、前記屈曲板を溶解して除去する溶解工程をさらに備えることを特徴とする。
また、上記設置工程及び溶射工程においては、ロウ付け材料等の接合材を用いないため、中空構造部材の延性低下等の材料特性に影響を与えることがなく、プレス加工を容易に行うことができる。
また、セラミック材料よりなる屈曲板を設置することによって、設置工程の手間を省略でき、さらなる製造工程短縮につながる。
また、前記第二基板が、前記第一基板側に配置される第一の金属よりなる第一金属層と、前記第一金属層に積層され、前記第一の金属とは異なる第二の金属よりなる第二金属層とを有していてもよい。
さらに、本発明に係る中空構造部材の製造方法は、中空孔を有する中空構造部材の製造方法であって、第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、を備え、前記第二基板又は前記円筒外面が、前記第一基板側又は前記円筒部材側に配置される第一の金属よりなる第一金属層と、前記第一金属層に積層され、前記第一の金属とは異なる第二の金属よりなる第二金属層とを有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る中空構造部材の製造方法は、中空孔を有する中空構造部材の製造方法であって、第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、を備え、前記設置工程では、前記第一基板を、前記屈曲板を載置した型の上方から覆うように配置し、前記屈曲板と前記第一基板との仮接合を行ない、前記屈曲板を前記第一基板上に固定し、前記溶射工程では、前記屈曲板が仮接合された前記第一基板を前記型から取り外し、上下逆向きに転換して載置し、前記第一基板における前記屈曲板が接合された面側へ前記溶融金属の溶射を行う、ことを特徴とする。
また、本発明に係る燃焼器の製造方法は、筒状燃焼室と、該筒状燃焼室の中心に配置されて前記筒状燃焼室内へ燃料を送り込むバーナとを有する燃焼器の製造方法であって、第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、前記屈曲板を溶解して除去する溶解工程と、を備える製造方法によって製造された中空構造部材を、円筒状に曲げ加工することによって、前記筒状燃焼室を形成する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る燃焼器の製造方法は、筒状燃焼室と、該筒状燃焼室の中心に配置されて前記筒状燃焼室内へ燃料を送り込むバーナとを有する燃焼器の製造方法であって、前記筒状燃焼室が、上記の製造方法によって製造された中空構造部材によって
前記筒状燃焼室を形成する工程を含むことを特徴とする。
本実施形態において製造される内筒1は、図1及び図2に示すように、ガスタービン燃焼器100における燃焼室90の内壁面を形成する筒状部材である。
このようなガスタービン燃焼器100は、バーナ2より燃焼室90に燃料が流入し、燃焼されることによって高温の燃焼ガスWが生成されるように構成されている。この燃焼ガスWは尾筒3を通じて図示しないタービンへ送り込まれ、回転動力に変換されるようになっている。
内筒1の製造方法は、屈曲板設置準備工程S1と、屈曲板設置工程(設置工程)S2と、金属溶射工程(溶射工程)S3と、筒状化工程S4とを備えている。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
内筒1の製造方法は、セラミックコア設置工程(設置工程)S10と、金属溶射工程(溶射工程)S3と、溶解工程S11と、筒状化工程S4とを備えている。即ち、第二実施形態は、屈曲板設置準備工程S1及び屈曲板設置工程S2に代えてセラミックコア設置工程S10を備えている点で第一実施形態とは異なっている。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
内筒1の製造方法は、第一実施形態同様に屈曲板設置準備工程S1と、屈曲板設置工程(設置工程)S2と、金属溶射工程(溶射工程)S3とを備えている。即ち、第三実施形態は、筒状化工程S4を備えていない点で第一実施形態とは異なっている。
さらに、中空構造部材20を経由せずにスプレイフォーミングによって直接内筒1を製造できるため、耐熱性、耐食性の高い高強度材料を用いることができ、燃焼器100の性能向上につながる。
内筒1の製造方法は、第一実施形態同様に屈曲板設置準備工程S1と、屈曲板設置工程S2(設置工程)と、金属溶射工程S3(溶射工程)と、筒状化工程S4とを備えている。なお、第四実施形態は、金属溶射工程S3において用いる溶融金属Mが異なっている点で、第一実施形態と異なっている。
続いて、金属溶射工程S3を実行する。この金属溶射工程S3は第一実施形態と同様にスプレイフォーミングが用いられる。即ち、複数の屈曲板10が接合された薄板(第一基板)22上に溶融金属Mの溶射を行い、屈曲板10の屈曲凸面10bによって薄板22上に形成された凸凹を無くすように平面(第二基板)23を形成するスプレイフォーミングを行なう。このとき、用いる溶融金属Mは、まず初めに延性に優れた例えば、トミロイ、インコネル617、Nimonic263等の第一の金属50を溶射する。続いて、この第一の金属50の表面を覆うように、耐熱性及び耐食性に優れた例えば、ヘインズ214、ヘインズ230、インコネル693等の第二の金属51を溶射し、第一の金属50と第二の金属51の二層構造とした中空構造部材20を製造する。
上述の実施形態の説明においては、中空構造部材20を内筒1に適用したが、例えば、燃焼器100の外筒、尾筒3等の他の部位に上記中空構造部材20を適用することもできる。この際、目的とする外筒、尾筒3等の部材の形状が複雑であっても、中空構造部材20が、スプレイフォーミングによる一体成形を行って製造されるため、容易に目的とする形状にプレス加工等することが可能である。
Claims (9)
- 中空孔を有する中空構造部材の製造方法であって、
第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、
前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、
を備え、
前記屈曲板が、セラミック材料よりなり、
前記屈曲板を溶解して除去する溶解工程をさらに備えることを特徴とする中空構造部材の製造方法。 - 前記第二基板が、前記第一基板側に配置される第一の金属よりなる第一金属層と、
前記第一金属層に積層され、前記第一の金属とは異なる第二の金属よりなる第二金属層とを有することを特徴とする請求項1に記載の中空構造部材の製造方法。 - 中空孔を有する中空構造部材の製造方法であって、
円筒部材の外周面上に、該外周面に沿って延在するとともに該外周面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、
前記外周面及び該外周面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記円筒部材に円筒外面を積層する溶射工程とを備え、
前記屈曲板が、セラミック材料よりなり、
前記屈曲板を溶解して除去する溶解工程をさらに備えることを特徴とする中空構造部材の製造方法。 - 前記円筒外面が、前記円筒部材側に配置される第一の金属よりなる第一金属層と、
前記第一金属層に積層され、前記第一の金属とは異なる第二の金属よりなる第二金属層とを有することを特徴とする請求項3に記載の中空構造部材の製造方法。 - 中空孔を有する中空構造部材の製造方法であって、
第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、
前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、
を備え、
前記第二基板が、前記第一基板側に配置される第一の金属よりなる第一金属層と、
前記第一金属層に積層され、前記第一の金属とは異なる第二の金属よりなる第二金属層とを有することを特徴とする中空構造部材の製造方法。 - 中空孔を有する中空構造部材の製造方法であって、
第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲する屈曲板を設置する設置工程と、
前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、
を備え、
前記設置工程では、前記第一基板を、前記屈曲板を載置した型の上方から覆うように配置し、前記屈曲板と前記第一基板との仮接合を行ない、前記屈曲板を前記第一基板上に固定し、
前記溶射工程では、前記屈曲板が仮接合された前記第一基板を前記型から取り外し、上下逆向きに転換して載置し、前記第一基板における前記屈曲板が接合された面側へ前記溶融金属の溶射を行う、
ことを特徴とする中空構造部材の製造方法。 - 筒状燃焼室と、該筒状燃焼室の中心に配置されて前記筒状燃焼室内へ燃料を送り込むバーナとを有する燃焼器の製造方法であって、
請求項1、2、5及び6のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された中空構造部材を円筒状に曲げ加工することによって、前記筒状燃焼室を形成する工程を含むことを特徴とする燃焼器の製造方法。 - 筒状燃焼室と、該筒状燃焼室の中心に配置されて前記筒状燃焼室内へ燃料を送り込むバーナとを有する燃焼器の製造方法であって、
第一基板の表面上に、該表面に沿って延在するとともに該表面から突出するように屈曲するセラミックス材料よりなる屈曲板を設置する設置工程と、前記表面及び該表面上に配置された前記屈曲板に対して溶融金属を溶射することによって、前記第一基板に第二基板を積層する溶射工程と、前記屈曲板を溶解して除去する溶解工程と、を備える製造方法によって製造された中空構造部材を、円筒状に曲げ加工することによって、前記筒状燃焼室を形成する工程を含むことを特徴とする燃焼器の製造方法。 - 筒状燃焼室と、該筒状燃焼室の中心に配置されて前記筒状燃焼室内へ燃料を送り込むバーナとを有する燃焼器の製造方法であって、
請求項3又は4に記載の製造方法によって製造された中空構造部材によって前記筒状燃焼室を形成する工程を含むことを特徴とする燃焼器の製造方法。
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