JPH09317402A - ガスタービン用単結晶静翼、静翼セグメント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐クリープ疲労特性優れ、長寿命、低価格な
発電用ガスタービンの静翼及び静翼セグメントを提供す
る。 【解決手段】 翼部１４と、翼部１４の長手の一端を円
弧状につなぐ外側サイドウォールと、他端を円弧状につ
なぐ内側サイドウォールとからなる複数の静翼が、各静
翼のＺ軸が円弧の中心点Ｏを通るよう、連続したサイド
ウォール５ａ、５ｂにより一体化され、一方向凝固法で
鋳造したＮｉ基又はＣｏ基超耐熱合金からなるもので、
円弧を二等分する法線１６の方向が単結晶の＜００１＞
方位と一致し、円弧の一端側にある翼部１４の部位のう
ち一端寄りの部位に接しかつ中心点Ｏを通る法線と円弧
の他端側にあり翼部１４の部位のうち他端寄りの部位に
接しかつ中心点Ｏを通る法線との両法線１７で形成され
る内角が４０°以内である単結晶静翼セグメントとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電用ガスタービ
ンの静翼及び静翼セグメントに係り、特に耐クリープ疲
労特性に優れ、長寿命、低価格な単結晶静翼、静翼セグ
メント及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電ガスタービン用動静翼材料は、従来
から主としてＮｉ基又はＣｏ基超耐熱合金が使用されて
きた。ガスタービンの熱効率向上を図るため、年々燃焼
ガス温度が上昇してきた。ガスタービン動静翼の組織は
従来は等軸晶が主流であった。しかし、燃焼ガス温度の
上昇に伴い、耐熱強度は限界に達している。そのため、
組織を一方向凝固法による柱状晶化、あるいは、単結晶
化すると共に、動翼及び静翼内部に複雑な冷却孔を設
け、内部からの冷却を図ってきた。

【０００３】単結晶動翼の製造方法は、特公昭４５−４
０６６１号や特開昭５９−４２１７１号の各公報に示さ
れるセラミック鋳型の下端にセレクタを用いた一方向凝
固法や、特公昭６０−４４１６８号や特公平１−２６７
９６号の各公報に示される種結晶を鋳型の下端に用いた
一方向凝固法で製造される。

【０００４】これらの方法によれば動翼の長手方向を耐
熱強度に有利な結晶方位＜００１＞方位を平行に揃える
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の特公昭４５−４
０６６１号、特開昭５９−４２１７１号、特公昭６０−
４４１６８号及び特公平１−２６７９６号の各公報に記
載の製造方法は主にガスタービン用動翼に関するもので
あり、ガスタービン用静翼の製造方法に関しては考慮さ
れていない。

【０００６】ガスタービンは、図８に示すように、コン
プレッサ１９で圧縮した空気を用いて、燃焼器２０で高
温高圧の燃焼ガスを発生させ、その燃焼ガスで動翼２１
及び２２を回転させて発電する。燃焼器２０で発生した
燃焼ガスは、最初に初段静翼２３で整流された後、初段
動翼２１に当たりこの動翼を回転させる。さらに２段静
翼２４で整流された後、２段動翼２２に当たりこの動翼
を回転させる。この過程が次の３段静翼、３段動翼……
と順次多段に繰り返される。なお図８には２段の静翼、
２段の動翼を有するガスタービンを示す。各段の各動翼
はタービン軸側に放射状に取り付けられ、一方、各段の
各静翼はタービン軸心Ｏを中心とするリングとして固定
配置されている。

【０００７】ガスタービン用静翼は、動翼とは異なり回
転運動による円心応力を受けず固定されて使用されるた
め、耐熱強度が動翼ほど問題視されなかった。しかし、
ガスタービン本体の更なる熱効率向上のためには、燃焼
ガス温度の上昇が不可欠である。よって、燃焼ガス温度
の上昇に伴いガスタービン用静翼には高い熱応力が生じ
る。また、静翼本体では内部冷却を強化する必要があ
る。

【０００８】特に、初段静翼は、最も高い温度の燃焼ガ
スが最初に当たる部位であるため、冷却が重要な技術と
なる。冷却は翼部の内部に空孔を設け、その内部に冷却
媒体を流すことで達成される。冷却媒体は、空気を用い
ることが一般的であるが、水あるいは水蒸気を用いるこ
ともある。特に水あるいは水蒸気を用いる場合には、翼
部表面と内部冷却孔との温度差が大きくなるため、大き
な熱応力が発生する。内部冷却孔は、単純な１つの空孔
を設けるものや、空孔内に仕切りを設けて複数に分割し
それぞれを冷却するもの、あるいは１つの空孔を連続し
て往復させるリターンフローにする場合等がある。これ
ら冷却孔の形状や個数は、静翼の形状や使用条件に応じ
て、効率よく翼を冷却でき、発生する熱応力をできるだ
け小さくできる形状が採用される。

【０００９】ガスタービン用静翼の長手方向（Ｚ軸）の
両端はサイドウォールに固定されている。両サイドウォ
ール間に位置する翼部は燃焼器からの高温燃焼ガスを直
接受ける。ガスタービンの起動及び定常運転時に翼部は
熱膨張し、特に長手方向では両端をサイドウォールで固
定されているため圧縮応力を生じる。停止時は逆に引っ
張り応力を生じる。圧縮応力、引っ張り応力の繰返しに
より、翼部に熱疲労が生じる。

【００１０】更に、内部冷却が強化されるため翼内外面
の温度差が大きくなる。起動及び定常運転時、高温燃焼
ガスを直接受ける翼外面では、熱膨張による圧縮応力が
発生し圧縮クリープ変形を生じる。冷却を受ける翼内面
では、引っ張り応力を同時に生じるが、温度が低いため
クリープ変形は生じない。停止時は熱収縮を生じるが、
翼内面よりも翼外面の温度が高いため翼外面の収縮が内
面より大きく、よって翼外面に引っ張り応力が発生す
る。この繰返しはクリープ変形と熱疲労の複合によるク
リープ疲労である。クリープ疲労により材料内部に欠陥
が生じ蓄積されると亀裂（クラック）に発展する。クラ
ックが翼を貫通した場合、内部冷却媒体が噴出し燃焼ガ
ス温度を低下させる。また、最悪の場合は翼破損に至
る。

【００１１】クラックは翼のＺ軸に対してほぼ垂直方向
に進展する横割れである。単結晶静翼で横割れの発生と
進展を極力抑制するには翼の長手方向に対してクリープ
強度が高く、かつ熱応力が低い（弾性率が低い）結晶方
位を平行に配することが理想的である。

【００１２】単結晶材料は異方性があり、結晶方位によ
って特性が異なる。結晶構造が面心立方格子のＮｉ基超
耐熱合金及び実用的なＣｏ基超耐熱合のクリープ強度が
最も高い結晶方位は＜１１１＞方位で、続いて＜００１
＞方位、＜０１１＞方位の順である。弾性率が低い理由
から、同じ温度差において熱応力が最も低い結晶方位は
＜００１＞方位で、次が＜０１１＞方位、その次が＜１
１１＞方位である。従ってクリープ強度が高く、かつ、
熱応力が低い結晶方位としては＜００１＞方位が最適で
ある。

【００１３】ガスタービン用静翼を単結晶化し結晶方位
を制御することによりクリープ疲労特性は改善される。
しかし、従来の等軸晶静翼に比べ高価格になる。高価格
となる主な原因は、鋳型製作に時間を要すること、溶解
鋳造時間が長くなること及び、単結晶の凝固成長中に異
結晶が発生し多結晶化してしまうことによる歩留まり率
の低下などである。上記原因を具体的に解決できれば低
価格は達成できるが、解決のためには多くの試行錯誤と
ノウハウの蓄積が必要である。その他、低価格達成には
一度の溶解鋳造でできるだけ多くの静翼が得られる方法
が望ましい。

【００１４】本発明の目的はクリープ疲労特性に優れた
ガスタービン用単結晶静翼及び安価となる製造方法を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のガスタービン用単結晶静翼は、Ｎｉ基又は
Ｃｏ基超耐熱合金からなり、翼部内に冷却孔を有し、セ
ラミック鋳型を用いた一方向凝固法で製造されたもので
あって、単結晶の＜００１＞方位が静翼のＺ軸方向であ
ることを特徴とする。なお、この単結晶静翼は単結晶の
＜００１＞方位と静翼のＺ軸方向が一致して、それらの
方向の角度差が０であるが、該角度差が２０°以内であ
ればよい。これは、該角度差２０°の単結晶静翼は該角
度差０の単結晶静翼と同等の疲労強度を有するからであ
る。

【００１６】上記目的を達成するために、本発明の一つ
のガスタービン用単結晶静翼セグメントは、内部に冷却
孔を有する翼部と、この翼部の長手方向の一端を一円弧
上でつなぐ外側サイドウォールと、この翼部の他端を別
の円弧上でつなぐ内側サイドウォールとから構成された
複数の静翼が、各静翼のＺ軸が各円弧の中心点を通るよ
うに、各外側サイドウォールと各内側サイドウォールが
それぞれ一体化され、セラミック鋳型を用いた一方向凝
固法で製造されたＮｉ基又はＣｏ基超耐熱合金からなる
ものである。

【００１７】この単結晶静翼セグメントは、各サイドウ
ォールの円弧を二等分する法線が延びる方向が単結晶の
＜００１＞結晶方位と一致し、円弧の一端側に位置する
静翼の翼部の部位のうちこの一端寄りの部位に接しかつ
円弧中心点を通る一法線と、円弧の他端側に位置する翼
部の部位のうちこの他端寄りの部位に接しかつ円弧中心
点を通る他の法線とで形成される内角が４０°以内であ
ることを特徴とする。換言すれば、この単結晶静翼セグ
メントは、円弧を二等分する法線の方向が単結晶の＜０
０１＞結晶方位と一致し、複数の静翼の翼部が全て、円
弧の中心点をとおり内角４０°で交わる２つの法線で限
定される範囲内に入るものである。

【００１８】また、本発明の別のガスタービン用単結晶
静翼セグメントは、上記一つのガスタービン用単結晶静
翼セグメントと同様に、翼部と外側サイドウォールと内
側サイドウォールとから構成された複数の静翼が、セラ
ミック鋳型を用いた一方向凝固法で製造されたＮｉ基ま
たはＣｏ基超耐熱合金からなり、単結晶の＜００１＞結
晶方位と各サイドウォールの円弧の一端側に位置する翼
部の部位のうち一端寄りの部位に接しかつ円弧中心点を
通る一法線とで形成する内角が２０°以内であり、また
単結晶の＜００１＞結晶方位と円弧の他端側に位置する
翼部の部位のうち他端側の部位に接しかつ円弧中心点を
通る他の法線とで形成する内角が２０°以内であること
を特徴とする。

【００１９】上記目的を達成するために、ガスタービン
用単結晶静翼の製造方法は、静翼のセラミック鋳型底部
に種結晶を配置する工程、セラミック鋳型を加熱炉内で
予熱する工程、セラミック鋳型内にＮｉ基またはＣｏ基
耐熱合金の溶湯を注入する工程、及びセラミック鋳型を
加熱炉から下方に相対的に引き出し、溶湯を種結晶側か
ら漸次一方向凝固させる工程を有するもので、種結晶の
＜００１＞方位と鋳型翼部のＺ軸の方向との角度差が２
０°以下となるよう種結晶を配置したことを特徴とす
る。

【００２０】また上記目的を達成するために、本発明の
ガスタービン用単結晶静翼セグメントの製造方法は、複
数の静翼を一体化してなる静翼セグメントのセラミック
鋳型底部に種結晶を配置する工程、セラミック鋳型を加
熱炉内で予熱する工程、セラミック鋳型内にＮｉ基また
はＣｏ基耐熱合金の溶湯を注入する工程、及びセラミッ
ク鋳型を加熱炉から下方に相対的に引き出し、溶湯を種
結晶側から漸次一方向凝固させる工程を有するものであ
って、静翼セグメントは別のガスタービン用単結晶静翼
セグメントと同じ形状を有し、セラミック鋳型はこの静
翼セグメントの翼部が上下方向に並ぶように形成され、
そして種結晶の＜００１＞結晶方位とセラミック鋳型中
で円弧の一端側に位置する翼部の部位のうち一端寄りの
部位に接しかつ円弧中心点を通る一法線とで形成される
内角が２０°以内で、かつ種結晶の＜００１＞結晶方位
とセラミック鋳型中で円弧の他端側に位置する翼部の部
位のうち他端寄りの部位に接しかつ円弧中心点を通る他
の法線とで形成される内角が２０°以内になるように種
結晶を配置することを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。 〈実施の形態１〉図１は本発明に係る発電ガスタービン
用静翼の斜視図である。図２は本発明の方法による静翼
の製造方法の概略を示した断面図である。

【００２２】発電ガスタービン用静翼は、図１に示すよ
うに、断面が羽根形状で内部に冷却孔が形成された一つ
の翼部６とこの翼部６の長手方向の一端(外側)のサイド
ウォール５ａと、他端(内側)のサイドウォール５ｂとか
ら構成されている。そして翼部６の各断面の中心（重
心）を結ぶ直線が静翼のＺ軸である。ガスタービンにお
いては、複数の静翼が、各サイドウォール５ａをリング
状に、また各サイドウォール５ｂをリング状にし、かつ
各リングを同心円的にして静翼リングとして組み込まれ
る。静翼リングの中心Ｏはタービン軸心と一致し、各静
翼のＺ軸は中心Ｏで交わる。

【００２３】静翼の製造方法は、図２に示すように、ま
ず縦方向の結晶方位が＜００１＞方位の種結晶７を、セ
ラミック鋳型８の翼部６において熱応力が最大となるＺ
軸方向に＜００１＞方位が一致するように、アルミナを
主成分とするセラミック鋳型８の底部にセットし、鋳型
底部を水冷銅チル９上に固定する。それを鋳型加熱ヒー
タ１０内において鋳造合金(Ｎｉ基又はＣｏ基超耐熱合
金)の融点以上に加熱する。次に溶融したＮｉ基又はＣ
ｏ基超耐熱合金をセラミック鋳型内に鋳込み、その後水
冷銅チル９を下方に徐々に引出して一方向凝固させた。
この静翼の略寸法は、例えばＺ軸方向の長さが３０cm、
サイドウォールの平面が２０×３０(cm)である。表１に
製造条件、表２に鋳造合金組成を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】一方向凝固させると、鋳込んだＮｉ基及び
Ｃｏ基超耐熱合金は種結晶７からエピタキシャル成長
し、鋳型８の結晶拡大部１２において大きな単結晶とな
り静翼１のＺ軸方向の結晶方位が＜００１＞方位な単結
晶静翼が得られた。この場合、種結晶７の材質は鋳造し
たＮｉ基及びＣｏ基超耐熱合金と同一組成とした。鋳型
加熱ヒータ１０はセラミック鋳型８が完全に引出され凝
固が終了するまで高温に保った。また、鋳型加熱以降の
上記工程は全て減圧下で実施した。

【００２７】〈実施の形態２〉図３は本発明の方法によ
る静翼の別の製造方法の概略を示した断面図である。こ
の製造方法においては、最初に横方向の結晶方位が＜０
０１＞方位の種結晶７を、セラミック鋳型８の翼部６に
おいて熱応力が最大となるＺ軸方向に＜００１＞方位が
一致するように、アルミナを主成分とするセラミック鋳
型８底部にセットし、鋳型底部を水冷銅チル９上に固定
する。以降の工程と諸条件は全て実施の形態１に準じ
た。この方法によりＺ軸方向の結晶方位が＜００１＞方
位な単結晶静翼が得られた。なお、セラミック鋳型８は
製品である静翼の大きさに応じて補強棒により適宜強化
する。

【００２８】〈実施の形態３〉図４は本発明に係る発電
用ガスタービン用静翼セグメント１３の斜視図、図５は
本発明の方法による静翼セグメントの製造方法の概略を
示した断面図、図６は製造した静翼セグメントを横方向
からみた平面図である。

【００２９】静翼セグメント１３は、図１に示す静翼１
の複数を円弧状にして一体化したものである。ここで
は、図４に示すように、３つの翼部１４がそれぞれ１つ
の外側のサイドウォール５ａ及び内側サイドウォール５
ｂにより挾まれて一体化されている。

【００３０】静翼セグメント１３の製造方法は、図５に
示すように、最初に横方向の結晶方位が＜００１＞方位
の種結晶７を、静翼セグメント翼部１４において熱応力
が最大となる方向、すなわち最大円周角度θ（図６参
照）を二等分する法線１６方向に、＜００１＞方位が一
致するように、アルミナを主成分とするセラミック鋳型
８の底部にセットし、鋳型底部を水冷銅チル９上に固定
した。以降の工程と諸条件は全て実施の形態１に準じ
た。この方法によりセグメント翼部１４の最大円周角度
θを二等分する法線方向１６が＜００１＞方位な単結晶
静翼セグメント１３が得られた。

【００３１】本発明の製造方法により製造した静翼セグ
メント１３において、図６に示すように、本実施の形態
の静翼セグメント翼部１４の最大円周角度θは３０°で
あった。セグメント翼部１４の最大円周角度θを二等分
する法線１６と、翼部両端に接する法線１７の内角αは
１５°である。本実施の形態の製造方法では静翼セグメ
ント翼部１４の最大円周角度θを二等分する法線１６方
向に＜００１＞方位を一致させた。よって翼部両端に接
する法線１７は＜００１＞方位から１５°傾いている。
よってクリープ疲労特性の低下が懸念される。

【００３２】図７にＮｉ基及びＣｏ基超耐熱合金の＜０
０１＞方位からの傾き角度とクリープ疲労特性の関係を
示す。Ｎｉ基とＣｏ基合金では合金組成の違いから特性
が異なる。そのため適用合金の特性により実機の発電ガ
スタービンの運転条件で特に燃焼ガス温度は異なってく
る。しかし、両合金とも＜００１＞方位からの傾きが２
０°以内であればクリープ疲労特性に大幅な低下はみら
れない。よって本実施の形態の製造方法により得られた
単結晶静翼セグメント１３のクリープ疲労特性は実機発
電ガスタービンでの運転条件を適切に調えれば許容範囲
内である。また、静翼セグメント翼部１４の最大円周角
度θを二等分する法線１６と内角が最大となる翼部両端
に接する法線１７との角度αが２０°まで許容されるた
め、静翼セグメント翼部１４の最大円周角度θが最大４
０°まで許容されることは容易に理解されよう。更に、
セグメント化したことにより複数個の静翼の連続体を同
時に得られるので製造効率が高くなり、低価格化に寄与
できる。

【００３３】また、本実施の形態では静翼１及び静翼セ
グメント１３において最大熱応力の発生する方向が静翼
のＺ軸及び静翼セグメント翼部１４の最大円周角度θを
二等分する法線１６の垂直方向であった。最大熱応力の
発生する方向と位置は翼形状や冷却方式及び合金組成に
より異なってくる。特に垂直方向と同時に水平方向にク
ラックが発生する場合、垂直方向の＜００１＞結晶方位
はそのままに、＜００１＞結晶方位と９０°の角度差を
もって存在する＜００１＞結晶方位に等価な結晶方位
を、水平方向に発生するクラックと垂直になるように配
向すれば良い。この方法も本実施の形態の種結晶のセッ
ト工程において実施可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、静翼および静翼セグメ
ントを、翼部に加わる引っ張り／圧縮の繰返し荷重の方
向とこの翼部を形成する単結晶の＜００１＞方位との角
度差を０°ないし２０°以内となるように、構成したの
で、クリープ疲労特性に優れたガスタービン用静翼及び
静翼セグメントを提供をすることができる。

【００３５】また静翼のセグメント化により複数個の静
翼の連続体を同時に得られるので製造効率が良い。

【００３６】更に、製造効率の上昇により低価格となる
ためガスタービン全体の低価格化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発電ガスタービン用静翼の斜視図
である。

【図２】本発明の方法による単結晶静翼の横型製造方法
の概略を示した断面図である。

【図３】本発明の方法による単結晶静翼の縦型製造方法
の概略を示した断面図である。

【図４】本発明に係る発電ガスタービン用静翼セグメン
トの斜視図である。

【図５】本発明の方法による単結晶静翼セグメントの製
造方法の概略を示した断面図である。

【図６】本発明の製造方法における静翼セグメントを横
方向から見た平面図である。

【図７】本発明に係るＮｉ及びＣｏ基超耐熱合金の＜０
０１＞方位からの傾き角度とクリープ疲労特性の関係で
ある。

【図８】ガスタービンの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 静翼 ４ 冷却孔 ５ａ、５ｂ サイドウォール ６ 静翼の翼部 ７ 種結晶 ８ セラミック鋳型 ９ 水冷銅チル １０ 鋳型加熱ヒータ １２ 結晶拡大部 １３ 静翼セグメント １４ 静翼セグメントの翼部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平根 輝夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 岡山 昭 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 柴田 強 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 福井 寛 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 玉置 英樹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉ基又はＣｏ基超耐熱合金からなり、
   翼部内に冷却孔を有し、セラミック鋳型を用いた一方向
   凝固法で製造されたガスタービン用単結晶静翼におい
   て、前記単結晶の＜００１＞方位が前記静翼のＺ軸方向
   であることを特徴とするガスタービン用単結晶静翼。
2. 【請求項２】 Ｎｉ基又はＣｏ基超耐熱合金からなり、
   翼内部に冷却孔を有し、セラミック鋳型を用いた一方向
   凝固法で製造されたガスタービン用単結晶静翼におい
   て、前記単結晶の＜００１＞方位と前記静翼のＺ軸との
   角度差が２０°以下であることを特徴とするガスタービ
   ン用単結晶静翼。
3. 【請求項３】 内部に冷却孔を有する翼部と、該翼部の
   長手方向の一端を円弧状につなぐ外側サイドウォール
   と、該翼部の他端を円弧状につなぐ内側サイドウォール
   とから構成された複数の静翼が、各静翼のＺ軸が各円弧
   の中心点を通るように、各外側サイドウォールと各内側
   サイドウォールがそれぞれ一体化され、セラミック鋳型
   を用いた一方向凝固法で製造されたＮｉ基又はＣｏ基超
   耐熱合金からなるガスタービン用単結晶静翼セグメン
   ト。
4. 【請求項４】 内部に冷却孔を有する翼部と、該翼部の
   長手方向の一端を円弧状につなぐ外側サイドウォール
   と、該翼部の他端を円弧状につなぐ内側サイドウォール
   とから構成された複数の静翼が、各静翼のＺ軸が各円弧
   の中心点を通るように、各外側サイドウォールと各内側
   サイドウォールがそれぞれ一体化され、セラミック鋳型
   を用いた一方向凝固法で製造されたＮｉ基又はＣｏ基超
   耐熱合金からなるガスタービン用単結晶静翼セグメント
   であって、前記円弧を二等分する法線が延びる方向が前
   記単結晶の＜００１＞結晶方位と一致し、前記円弧の一
   端側に位置する翼部の部位のうち該一端寄りの部位に接
   しかつ円弧中心点を通る一法線と、前記円弧の他端側に
   位置する翼部の部位のうち該他端寄りの部位に接しかつ
   円弧中心点を通る他の法線で形成される内角が４０°以
   内であることを特徴とするガスタービン用単結晶静翼セ
   グメント。
5. 【請求項５】 内部に冷却孔を有する翼部と、該翼部の
   長手方向の一端を円弧状につなぐ外側サイドウォール
   と、該翼部の他端を円弧状につなぐ内側サイドウォール
   とから構成された複数の静翼が、各静翼のＺ軸が各円弧
   の中心点を通るように、各外側サイドウォールと各内側
   サイドウォールがそれぞれ一体化され、セラミック鋳型
   を用いた一方向凝固法で製造されたＮｉ基又はＣｏ基超
   耐熱合金からなるガスタービン用単結晶静翼セグメント
   であって、前記円弧を二等分する法線が延びる方向が前
   記単結晶の＜００１＞結晶方位と一致し、前記複数の静
   翼の翼部が、前記円弧の中心点をとおり内角４０°で交
   わる２つの法線で限定される範囲内に入ることを特徴と
   するガスタービン用単結晶静翼セグメント。
6. 【請求項６】 内部に冷却孔を有する翼部と、該翼部の
   長手方向の一端を円弧状につなぐ外側サイドウォール
   と、該翼部の他端を円弧状につなぐ内側サイドウォール
   とから構成された複数の静翼が、各静翼のＺ軸が各円弧
   の中心点を通るように、各外側サイドウォールと各内側
   サイドウォールがそれぞれ一体化され、セラミック鋳型
   を用いた一方向凝固法で製造されたＮｉ基またはＣｏ基
   超耐熱合金からなるガスタービン用単結晶静翼セグメン
   トであって、前記単結晶の＜００１＞結晶方位と前記円
   弧の一端側に位置する翼部の部位のうち該一端寄りの部
   位に接しかつ円弧中心点を通る一法線とで形成される内
   角が２０°以内であり、前記単結晶の＜００１＞結晶方
   位と前記円弧の他端側に位置する翼部の部位のうち該他
   端側の部位に接しかつ円弧中心点を通る他の法線とで形
   成される内角が２０°以内であることを特徴とするガス
   タービン用単結晶静翼セグメント。
7. 【請求項７】 静翼のセラミック鋳型底部に種結晶を配
   置する工程、セラミック鋳型を加熱炉内で予熱する工
   程、セラミック鋳型内にＮｉ基またはＣｏ基耐熱合金の
   溶湯を注入する工程、及びセラミック鋳型を加熱炉から
   下方に相対的に引き出し、溶湯を種結晶側から漸次一方
   向凝固させる工程を有するガスタービン用単結晶静翼の
   製造方法において、種結晶の＜００１＞方位と鋳型翼部
   のＺ軸の方向との角度差が２０°以下となるよう種結晶
   を配置したことを特徴とするガスタービン用単結晶静翼
   の製造方法。
8. 【請求項８】 複数の静翼を一体化してなる静翼セグメ
   ントのセラミック鋳型底部に種結晶を配置する工程、セ
   ラミック鋳型を加熱炉内で予熱する工程、セラミック鋳
   型内にＮｉ基またはＣｏ基耐熱合金の溶湯を注入する工
   程、及びセラミック鋳型を加熱炉から下方に相対的に引
   き出し、溶湯を種結晶側から漸次一方向凝固させる工程
   を有するガスタービン用単結晶静翼セグメントの製造方
   法において、前記静翼セグメントは翼部と該翼部の長手
   方向の一端を円弧状につなぐ外側サイドウォールと該翼
   部の他端を円弧状につなぐ内側サイドウォールとから構
   成された複数の静翼が、各静翼のＺ軸が各円弧の中心点
   を通るように、各外側サイドウォールと各内側サイドウ
   ォールがそれぞれ一体化され、前記円弧の一端側に位置
   する翼部の部位のうち該一端寄りの部位に接しかつ円弧
   中心点を通る一法線と、前記円弧の他端側に位置する翼
   部の部位のうち該他端寄りの部位に接して円弧中心点を
   通る他の法線で形成される内角が４０°以内であり、前
   記セラミック鋳型は前記静翼セグメントの翼部が上下方
   向に並ぶように形成され、前記種結晶の＜００１＞結晶
   方位と前記セラミック鋳型中で前記円弧の一端側に位置
   する翼部の部位のうち該一端寄りの部位に接しかつ円弧
   中心点を通る一法線とで形成される内角が２０°以内で
   あり、かつ前記種結晶の＜００１＞結晶方位と前記セラ
   ミック鋳型中で前記円弧の他端側に位置する翼部の部位
   のうち該他端寄りの部位に接しかつ円弧中心点を通る他
   の法線とで形成される内角が２０°以内であることを特
   徴とするガスタービン用単結晶静翼セグメントの製造方
   法。