JPH09170500A - 冷却通路を有するノズル製造方法 - Google Patents
冷却通路を有するノズル製造方法Info
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- JPH09170500A JPH09170500A JP7333257A JP33325795A JPH09170500A JP H09170500 A JPH09170500 A JP H09170500A JP 7333257 A JP7333257 A JP 7333257A JP 33325795 A JP33325795 A JP 33325795A JP H09170500 A JPH09170500 A JP H09170500A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストが安く、所定の品質のノズルが製
造可能な製造方法を実現する。 【解決手段】 二相ステンレス製の外筒１と通常ステン
レス製の内筒２を形成して重ね合せ、複数本の直線シー
ム溶接３により外筒１と内筒２を接合した後、これを成
形用金型４，５，６にセットし、真空炉内で加熱しなが
ら内筒２と外筒１の間に加圧ガスを供給して冷却通路１
１を形成したことによって、外筒１と内筒２の形成及び
直線シーム溶接３は簡単な作業のため、また、冷却通路
１１の形成は外筒１に超塑性変形する二相ステンレスを
用い、外筒１と内筒２の間をガス加圧することで一度に
行うことができるため、低コスト、短工期で高品質のノ
ズルの製造が可能となる。
造可能な製造方法を実現する。 【解決手段】 二相ステンレス製の外筒１と通常ステン
レス製の内筒２を形成して重ね合せ、複数本の直線シー
ム溶接３により外筒１と内筒２を接合した後、これを成
形用金型４，５，６にセットし、真空炉内で加熱しなが
ら内筒２と外筒１の間に加圧ガスを供給して冷却通路１
１を形成したことによって、外筒１と内筒２の形成及び
直線シーム溶接３は簡単な作業のため、また、冷却通路
１１の形成は外筒１に超塑性変形する二相ステンレスを
用い、外筒１と内筒２の間をガス加圧することで一度に
行うことができるため、低コスト、短工期で高品質のノ
ズルの製造が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロケットエンジン
等に適用される冷却通路を有するノズル製造方法に関す
る。
等に適用される冷却通路を有するノズル製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のロケットエンジンに適用されるロ
ウ付けノズルスカートは、図３に示すように、ノズルス
カートの全体形状から定まるプロポーションに成形され
た多数のテーパーチューブ１２により製造されていた。
ウ付けノズルスカートは、図３に示すように、ノズルス
カートの全体形状から定まるプロポーションに成形され
た多数のテーパーチューブ１２により製造されていた。
【０００３】このテーパーチューブ１２はロウ材１３に
より接合され、ロウ付け性をよくするためにニッケルメ
ッキが施され、また、ロウ材１３には、金、銀系の高価
なものが用いられていた。
より接合され、ロウ付け性をよくするためにニッケルメ
ッキが施され、また、ロウ材１３には、金、銀系の高価
なものが用いられていた。
【０００４】従来の溶接ノズルスカートは、図４に示す
ように角型一定断面のチューブ１４をたばねてスパイラ
ル（らせん）状に成形し、隣り合うチューブ１４同士に
より形成される溶接線１５をタングステンインナートガ
ス（ＴＩＧ）溶接により接合して製造していた。
ように角型一定断面のチューブ１４をたばねてスパイラ
ル（らせん）状に成形し、隣り合うチューブ１４同士に
より形成される溶接線１５をタングステンインナートガ
ス（ＴＩＧ）溶接により接合して製造していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のノズル製造方法
において、ロウ付けノズルスカートの場合は、多数のテ
ーパーチューブの一本ずつの精度の高い成形、テーパー
チューブ表面の良質なニッケルメッキの施工、高価なロ
ウ材の大量使用、ロウ付け時の微妙な温度、清浄度の管
理が要求されるため、製造コストが高く、また品質の維
持が難しいという課題があった。
において、ロウ付けノズルスカートの場合は、多数のテ
ーパーチューブの一本ずつの精度の高い成形、テーパー
チューブ表面の良質なニッケルメッキの施工、高価なロ
ウ材の大量使用、ロウ付け時の微妙な温度、清浄度の管
理が要求されるため、製造コストが高く、また品質の維
持が難しいという課題があった。
【０００６】また、溶接ノズルスカートの場合は、ノズ
ル形状を形作るため、チューブを複雑な立体曲線状に成
形する必要があり、また、その形状に沿って溶接を行わ
ねばならず、溶接長さが長くなり、製造コストが高くな
るという課題があった。本発明は、上記課題を解決する
ため、安価な材料を用いることができる簡単な製造方法
を実現しようとするものである。
ル形状を形作るため、チューブを複雑な立体曲線状に成
形する必要があり、また、その形状に沿って溶接を行わ
ねばならず、溶接長さが長くなり、製造コストが高くな
るという課題があった。本発明は、上記課題を解決する
ため、安価な材料を用いることができる簡単な製造方法
を実現しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る冷却通路を有するノズル製造方法においては、所定
の温度で超塑性変形する二相ステンレスにより形成した
外筒と通常ステンレスにより形成した内筒を重ね合わ
せ、その軸方向の直線シーム溶接を冷却通路の幅間隔で
行って外筒と内筒を接合した後、これを成形用金型にセ
ットし、真空炉内で加熱しながら内筒と外筒の間をガス
により加圧することにより外筒を超塑性変形させて冷却
通路を形成することを特徴としている。
係る冷却通路を有するノズル製造方法においては、所定
の温度で超塑性変形する二相ステンレスにより形成した
外筒と通常ステンレスにより形成した内筒を重ね合わ
せ、その軸方向の直線シーム溶接を冷却通路の幅間隔で
行って外筒と内筒を接合した後、これを成形用金型にセ
ットし、真空炉内で加熱しながら内筒と外筒の間をガス
により加圧することにより外筒を超塑性変形させて冷却
通路を形成することを特徴としている。
【０００８】上記において、二相ステンレスと通常ステ
ンレスよりそれぞれ形成する外筒と内筒は、通常の板金
加工により成形することができるため、容易に形成する
ことができる。
ンレスよりそれぞれ形成する外筒と内筒は、通常の板金
加工により成形することができるため、容易に形成する
ことができる。
【０００９】また、外筒と内筒とを接合し、冷却通路を
形成するために施工する直線シーム溶接は、単純な溶接
であり、自動化を行うことができるため、省力化が可能
である。
形成するために施工する直線シーム溶接は、単純な溶接
であり、自動化を行うことができるため、省力化が可能
である。
【００１０】成形用金型にセットし、真空炉内で加熱し
ながら内筒と外筒の間にガスを供給してガス圧により行
う冷却通路の形成は、外筒が超塑性変形する二相ステン
レスにより形成されており、一度の加圧により行うこと
ができるため、省力化と工期短縮が可能となる。
ながら内筒と外筒の間にガスを供給してガス圧により行
う冷却通路の形成は、外筒が超塑性変形する二相ステン
レスにより形成されており、一度の加圧により行うこと
ができるため、省力化と工期短縮が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る冷却
通路を有するロケットエンジンのノズルスカートの製造
方法について、図１及び図２により説明する。
通路を有するロケットエンジンのノズルスカートの製造
方法について、図１及び図２により説明する。
【００１２】図１に示す本実施形態に係る製造方法にお
いては、まず、図１（ａ）に示すようにノズルスカート
形状に板金成形された二相ステンレス製の外筒１とステ
ンレス製の内筒２を重ね合わせた後、冷却通路１１の形
成に必要な本数の溶接線３のシーム溶接を冷却通路１１
の幅間隔で行い、接合する。
いては、まず、図１（ａ）に示すようにノズルスカート
形状に板金成形された二相ステンレス製の外筒１とステ
ンレス製の内筒２を重ね合わせた後、冷却通路１１の形
成に必要な本数の溶接線３のシーム溶接を冷却通路１１
の幅間隔で行い、接合する。
【００１３】次に、図１（ｂ）に示すように、接合され
たノズルスカートの外筒１と内筒２を成形用下型６にか
ぶせ、この上に成形用上型５，４をかぶせてボルト等に
より固定し、成形用上型４に設けられた加圧ガス導入管
７をマニホールド８，９を介して内筒２と外筒１の間に
連通させる。
たノズルスカートの外筒１と内筒２を成形用下型６にか
ぶせ、この上に成形用上型５，４をかぶせてボルト等に
より固定し、成形用上型４に設けられた加圧ガス導入管
７をマニホールド８，９を介して内筒２と外筒１の間に
連通させる。
【００１４】次に、成形用上型４，５及び下型６にセッ
トされた外筒１と内筒２を真空炉中にセットし、９００
〜９５０℃に加熱した後、成形用上型４に設けられた加
圧ガス導入管７から加圧ガスであるアルゴンガスを導入
し、マニホールド８を介して内筒２と外筒１の間にガス
圧力を負荷する。
トされた外筒１と内筒２を真空炉中にセットし、９００
〜９５０℃に加熱した後、成形用上型４に設けられた加
圧ガス導入管７から加圧ガスであるアルゴンガスを導入
し、マニホールド８を介して内筒２と外筒１の間にガス
圧力を負荷する。
【００１５】加熱状態で内側にガス圧力のかかった外筒
１は、成形用上型４に設けられた軸方向の溝１０の部分
でふくらみ、冷却通路１１を形成する。真空炉中での加
熱加圧成形後、冷却して成形用上型４，５及び下型６を
取り外し、冷却通路１１が形成された外筒１と内筒２を
取り出し、外筒１と内筒２の上下端を所定の位置で切断
することにより、冷却通路１１を有するノズルスカート
の製造を完了する。
１は、成形用上型４に設けられた軸方向の溝１０の部分
でふくらみ、冷却通路１１を形成する。真空炉中での加
熱加圧成形後、冷却して成形用上型４，５及び下型６を
取り外し、冷却通路１１が形成された外筒１と内筒２を
取り出し、外筒１と内筒２の上下端を所定の位置で切断
することにより、冷却通路１１を有するノズルスカート
の製造を完了する。
【００１６】上記において、外筒１と内筒２を重ね合わ
せて行うシーム溶接は、直線シーム溶接であり、外筒１
と内筒２の間に軸方向の筋状の接合部を容易に形成する
ことができる。
せて行うシーム溶接は、直線シーム溶接であり、外筒１
と内筒２の間に軸方向の筋状の接合部を容易に形成する
ことができる。
【００１７】外筒１と内筒２の上に成形用上型４をかぶ
せた状態では、成形用上型４に設けられ加圧ガス導入管
７が接続された加圧ガスマニホールド８は、図２に示す
ように重ね合わせた外筒１と内筒２の上端面に位置し、
そのすきま１ａと連通し、外筒１の外側面と成形用上型
４の間、内筒２の内側面と成形用下型６の間、および成
形用上型４と下型６の間がそれぞれ高温用のメタルシー
ル等により形成されたシール部４ａ，６ａ，６ｂによっ
てシールされている。
せた状態では、成形用上型４に設けられ加圧ガス導入管
７が接続された加圧ガスマニホールド８は、図２に示す
ように重ね合わせた外筒１と内筒２の上端面に位置し、
そのすきま１ａと連通し、外筒１の外側面と成形用上型
４の間、内筒２の内側面と成形用下型６の間、および成
形用上型４と下型６の間がそれぞれ高温用のメタルシー
ル等により形成されたシール部４ａ，６ａ，６ｂによっ
てシールされている。
【００１８】そのため、この状態で加圧ガス導入管７よ
り加圧ガスを供給すると、供給された加圧ガスは加圧ガ
スマニホールド８を介して外筒１と内筒２の間にのみ供
給され、他の部分に流入することはない。加圧ガスマニ
ホールド９についても上記マニホールド８と同様であ
る。
り加圧ガスを供給すると、供給された加圧ガスは加圧ガ
スマニホールド８を介して外筒１と内筒２の間にのみ供
給され、他の部分に流入することはない。加圧ガスマニ
ホールド９についても上記マニホールド８と同様であ
る。
【００１９】また、上記の状態では、成形用上型４の内
側面に切られた軸方向の溝１０間の突出部が外筒１と内
筒２のシーム溶接線３に位置し、この部分で外筒１と内
筒２を成形用下型６に押し付けており、内筒２の内側面
と外筒１の外側面は成形用下型６と成形用上型４にそれ
ぞれ密着状態である。
側面に切られた軸方向の溝１０間の突出部が外筒１と内
筒２のシーム溶接線３に位置し、この部分で外筒１と内
筒２を成形用下型６に押し付けており、内筒２の内側面
と外筒１の外側面は成形用下型６と成形用上型４にそれ
ぞれ密着状態である。
【００２０】また、外筒１に用いられている二相ステン
レスは、高温状態の場合に低作用応力により巨大変形を
生じる超塑性材料であり、９００〜９５０℃の温度で超
塑性変形を生じるものである。
レスは、高温状態の場合に低作用応力により巨大変形を
生じる超塑性材料であり、９００〜９５０℃の温度で超
塑性変形を生じるものである。
【００２１】そのため、成形用上型４，５及び下型６に
セットされた外筒１と内筒２を真空炉中に入れて９００
〜９５０℃に加熱し、外筒１と内筒２間に加圧ガスを供
給すると、外筒１が容易に変形し、多数の冷却通路１１
を一度に成形することができる。なお、冷却通路１１の
形状は、溝１０の形状により適宜決定することができ
る。
セットされた外筒１と内筒２を真空炉中に入れて９００
〜９５０℃に加熱し、外筒１と内筒２間に加圧ガスを供
給すると、外筒１が容易に変形し、多数の冷却通路１１
を一度に成形することができる。なお、冷却通路１１の
形状は、溝１０の形状により適宜決定することができ
る。
【００２２】本実施形態においては、内筒と外筒の成形
のための板金加工は汎用技術であり、直線シーム溶接は
容易に自動化することができ、冷却通路の形成は成形用
上型と下型を取り付けて真空炉内でガス加圧することに
より一度に成形することができるため、大幅な工期短
縮、コスト低減が可能である。
のための板金加工は汎用技術であり、直線シーム溶接は
容易に自動化することができ、冷却通路の形成は成形用
上型と下型を取り付けて真空炉内でガス加圧することに
より一度に成形することができるため、大幅な工期短
縮、コスト低減が可能である。
【００２３】なお、本実施形態では、外筒に二相ステン
レスを用いているが、所定の条件を満たす超塑性を有す
る材料であれば他の材料を適用することができ、また、
通常ステンレス製の内筒についても、所定の条件を満た
す他の材料により代替え可能である。
レスを用いているが、所定の条件を満たす超塑性を有す
る材料であれば他の材料を適用することができ、また、
通常ステンレス製の内筒についても、所定の条件を満た
す他の材料により代替え可能である。
【００２４】
【発明の効果】本発明の冷却通路を有するノズル製造方
法においては、二相ステンレス製の外筒と通常ステンレ
ス製の内筒を形成して重ね合わせ、複数本の直線シーム
溶接により外筒と内筒を接合した後、これを成形用金型
にセットし、真空炉内で加熱しながら内筒と外筒の間に
加圧ガスを供給して冷却通路を形成したことによって、
外筒と内筒の形成及び直線シーム溶接は簡単な作業のた
め、また、冷却通路の形成は外筒に超塑性変形する二相
ステンレスを用い、外筒と内筒の間をガス加圧すること
で一度に行うことができるため、低コスト、短工期で高
品質のノズルの製造が可能となる。
法においては、二相ステンレス製の外筒と通常ステンレ
ス製の内筒を形成して重ね合わせ、複数本の直線シーム
溶接により外筒と内筒を接合した後、これを成形用金型
にセットし、真空炉内で加熱しながら内筒と外筒の間に
加圧ガスを供給して冷却通路を形成したことによって、
外筒と内筒の形成及び直線シーム溶接は簡単な作業のた
め、また、冷却通路の形成は外筒に超塑性変形する二相
ステンレスを用い、外筒と内筒の間をガス加圧すること
で一度に行うことができるため、低コスト、短工期で高
品質のノズルの製造が可能となる。
【図１】本発明の実施の一形態に係るノズルスカートの
製造方法の説明図で、（ａ）は外筒と内筒の接合時、
（ｂ）は成形用金型のセット時、（ｃ）は（ｂ）のＡ−
Ａ矢視図、（ｄ）は外筒と内筒の間の加圧ガスによる加
圧時、（ｅ）は加圧成型完了時の説明図である。
製造方法の説明図で、（ａ）は外筒と内筒の接合時、
（ｂ）は成形用金型のセット時、（ｃ）は（ｂ）のＡ−
Ａ矢視図、（ｄ）は外筒と内筒の間の加圧ガスによる加
圧時、（ｅ）は加圧成型完了時の説明図である。
【図２】上記一実施形態に係る成形用金型セット時の詳
細説明図である。
細説明図である。
【図３】従来のロウ付けノズルスカートの説明図で、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。
【図４】従来の溶接ノズルスカートの説明図で、（ａ）
は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
１ 外筒（二相ステンレス） ２ 内筒 ３ シーム溶接線 ４ 成形用上型 ５ 成形用上型 ６ 成形用下型 ７ 加圧ガス導入管 ８ 加圧ガスマニホールド ９ 加圧ガスマニホールド １０ 溝 １１ 冷却通路
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の温度で超塑性変形する二相ステン
レスにより形成した外筒と通常ステンレスにより形成し
た内筒を重ね合わせ、その軸方向の直線シーム溶接を冷
却通路の幅間隔で行って外筒と内筒を接合した後、これ
を成形用金型にセットし、真空炉内で加熱しながら内筒
と外筒の間をガスにより加圧することにより外筒を超塑
性変形させて冷却通路を形成することを特徴とする冷却
通路を有するノズル製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33325795A JP3564219B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 冷却通路を有するノズル製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33325795A JP3564219B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 冷却通路を有するノズル製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170500A true JPH09170500A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3564219B2 JP3564219B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=18264093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33325795A Expired - Lifetime JP3564219B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 冷却通路を有するノズル製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3564219B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102974926A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-03-20 | 首都航天机械公司 | 火箭发动机喷管的偏芯tig焊接方法 |
| CN103008998A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-03 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种钛合金筒形三层结构的超塑成形/扩散连接成形方法 |
| JP2017025719A (ja) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | ロケット用再生冷却ノズルの製造方法及びロケット用再生冷却ノズル |
| CN114571053A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-03 | 北京航天动力研究所 | 一种钛合金真空扩散焊喷管及设计方法 |
-
1995
- 1995-12-21 JP JP33325795A patent/JP3564219B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102974926A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-03-20 | 首都航天机械公司 | 火箭发动机喷管的偏芯tig焊接方法 |
| CN102974926B (zh) * | 2012-11-02 | 2014-12-17 | 首都航天机械公司 | 火箭发动机喷管的偏芯tig焊接方法 |
| CN103008998A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-03 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种钛合金筒形三层结构的超塑成形/扩散连接成形方法 |
| CN103008998B (zh) * | 2012-12-14 | 2015-05-27 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种钛合金筒形三层结构的超塑成形/扩散连接成形方法 |
| JP2017025719A (ja) * | 2015-07-16 | 2017-02-02 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | ロケット用再生冷却ノズルの製造方法及びロケット用再生冷却ノズル |
| CN114571053A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-03 | 北京航天动力研究所 | 一种钛合金真空扩散焊喷管及设计方法 |
| CN114571053B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-12-12 | 北京航天动力研究所 | 一种钛合金真空扩散焊喷管及设计方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3564219B2 (ja) | 2004-09-08 |
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