JPH1047008A - ガスタービン用の静翼およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却性能の高いガスタービン用の静翼の構造
を提供する。 【解決手段】 ガスタービン用の静翼は、一端が開口
し、他端が密閉された翼長方向に延在する中空部１１を
有するとともに、表面１０ａと中空部１１とを連通する
吹出通路１３が形成された翼体１０を備えている。翼体
１０の両端には外側支持部２０と、内側支持部３０とが
設けられている。翼体１０の中空部１１内には、一端に
冷却空気を導入するための導入口４２を有するとともに
側面４１に冷却空気を吹出すための複数の冷却口４３を
有し、中空部１１の形状と対応した形状を有する筒状の
第１中子４０が配置されている。外側支持部２０を覆っ
てカバープレート６０が設けられており、このカバープ
レート６０には、第１中子４０の形状に対応した孔６１
が形成されている。第１中子４０の導入口４２の端はカ
バープレート６０の孔６１に挿入されるとともにカバー
プレート６０に溶接され、第１中子４０に外部から直接
冷却空気を供給することが可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン用の
静翼および静翼の製造方法に係り、とりわけレーザー加
工および電子ビーム加工等の高エネルギー密度加工技術
を用いて製造されるガスタービン用の静翼および静翼の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の静翼の構造を図１３および図１４
に示す。従来の静翼は以下のようにして製造されてい
る。すなわち、まず、中空部１１１および１１２が形成
された翼体１１０と、外側および内側支持部１２０、１
３０とからなる静翼本体（図１３参照）が製造される。
次に、図１４に示すように、中子１４０、１５０が翼体
の中空部１１１、１１２にそれぞれ挿入され、翼体１１
０の上側開口周縁において中子１４０、１５０と翼体１
１０とがＴＩＧ溶接により溶接される。次いで、翼体１
１０の開口全体を覆うように第１カバープレート１６０
が配置されカバープレート１６０周縁と外側支持部１２
０とがＴＩＧ溶接により溶接される。次に、内側支持部
１３０側において、図示しない第２カバープレートおよ
びその他のカバープレートが内側支持部１３０に対して
ＴＩＧ溶接により溶接され、これにより図１４に示す断
面構造を有する静翼が形成されている。

【０００３】このような構造を有する静翼において、翼
体１１０を冷却する冷却空気は図１５に示すように、カ
バープレート１６０に形成された複数の小孔１６４を通
って中子１４０の内部に導入され、中子１４０の側面に
形成された冷却口１４３を経て翼体１１０に形成された
冷却通路１１３を通って翼体１１０の表面に吹き出すよ
うになっている。

【０００４】しかし、従来の静翼においては、冷却空気
がカバープレート１６０の小孔１６４を通って中子１４
０の内部に導入されるため、必ずしも十分な空気流量が
得られない傾向にある。さらに、図１４及び図１５に示
すように、従来の中子１４０は底部が解放されているた
め、冷却空気が底部から抜けてしまい、冷却口１４３か
ら翼体１１０の冷却通路１１３に十分な流量の冷却空気
を供給することができないという問題がある。

【０００５】次に、中子１４０の製造方法を図１６に示
す。まず、図１６（ａ）に示すように、所定形状を有す
る金属板を打ち抜き、複数の孔（冷却口）を形成する。
次に、図１６（ｂ）に示すように、冷却口が形成された
金属板は曲げ加工により所定の形状に成形され、次い
で、図１６（ｃ）に示すように、溶接線１４５に沿って
手動ＴＩＧ溶接が行われ、これにより中子を得ている。

【０００６】しかし、上記製造工程により中子１４０を
得る場合、溶接精度が必ずしも十分でないこと、および
溶接時の熱変形などにより、中子１４０自体の形状精度
が十分に得られなかったり、翼体１１０に形成された吹
出通路１１３と中子１４０に形成された冷却口１４３と
の位置ずれ等により、冷却空気の流れが阻害され翼体１
１０の冷却効率が低下するという問題がある。

【０００７】また、支持部１２０に取付けられるカバー
プレート１６０についても、上記中子と同様に、所定形
状を有する金属板に対して冷却空気導入用の孔１６１、
１６２、１６３、１６４が形成され、その後プレス成形
等の塑性加工が行われ所定の形状に成形されている。こ
のカバープレート１６０についても、プレス成形時に孔
１６１〜１６４の位置ずれが発生し成形後の冷却口１６
１〜１６４の位置精度が十分に得られない場合がある。

【０００８】また、翼体１１０の表面には、図１８
（ｂ）に示すように、耐熱性向上のため溶射によりセラ
ミックス等からなる遮熱被覆層１８０が形成され、その
後、吹出通路１１３が形成される。この吹出通路１１３
の穿孔には、細径孔を様々な角度から精度良く加工でき
るという理由により放電加工が用いられている。

【０００９】しかし、放電加工を行うためには、被加工
物の表面が導電性を有していなければならないため、遮
熱被覆層１８０を形成する際、後に吹出通路１１３を穿
孔する部位には、マスキングを施すことにより、図１８
（ａ）に示すように、遮熱被覆層が形成されない部位１
８１を設ける必要がある。このようにして吹出通路１１
１３を形成した場合、吹出通路１１３の吹出口１１３ａ
の周囲には、図１８（ｂ）に示すように、遮熱被覆層１
８０が形成されていない部位１８２が残ってしまう（図
１９に図１８（ｂ）に対応する断面写真を示す）。この
部位１８２が残ると遮熱被覆層１８０の剥離や、吹出口
１１３ａの周囲の部位１８２の耐熱性が十分に確保でき
ないという問題が生じやすい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のガスタービン用の静翼においては、（１）構造上の
問題および製造技術上の問題に起因して冷却空気の最適
な流動経路が必ずしも確保されておらず（２）また、製
造技術上の問題に起因して翼体表面の冷却口周囲の遮熱
被覆層の耐久性等が必ずしも確保されていないという問
題がある。

【００１１】本発明は、このようなことを考慮してなさ
れたものであり、レーザー加工および電子ビーム加工等
の高エネルギー密度加工技術を適用することにより製造
技術上の問題を解決するとともに、冷却空気の最適な流
動経路が得られるような構造を提供し、これにより高性
能なガスタービン用の静翼およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、第１の手段は、ガスタービン用の静翼において、一
端が開口するとともに他端が密閉された翼長方向に延在
する中空部と、表面と前記中空部とを連通する吹出通路
とが形成された筒状の翼体と、前記翼体の両端に設けら
れた一対の支持部と、前記翼体の中空部内に配置され、
一端に冷却空気を導入するための導入口を有するととも
に側面に前記冷却空気を吹出すための冷却口を有し、前
記中空部の形状と対応した形状を有する筒状の中子と、
前記一対の支持部のうち一側の支持部を覆って設けら
れ、前記中子の形状に対応した孔が形成されたカバープ
レートとを備え、前記中子の一端は前記カバープレート
の孔に挿入されるとともに前記カバープレートに溶接さ
れ、前記中子に外部から直接冷却空気を供給することが
可能となっていることを特徴とするものである。

【００１３】第１の手段によれば、中子の導入口から中
子の内部に冷却空気が直接導入され、中子の冷却口およ
び翼体の冷却通路を経て翼体の表面に向かって冷却空気
を吹出される。この場合、中子の一端はカバープレート
の孔部に挿入された後カバープレートに溶接され、中子
の内部に中子の外部から直接冷却空気を供給することが
可能となっているため、冷却空気の流れが円滑になる。
このため冷却性能の高い静翼を得ることができる。

【００１４】第２の手段は、前記中子の他端は閉塞され
ていることを特徴とするものである。

【００１５】第２の手段によれば、中子の他端（底部）
から冷却空気が抜けることがないため、中子の内部に導
入された冷却空気を効率よく中子の冷却口から吹出すこ
とができる。

【００１６】第３の手段は、前記翼体の前縁近傍に対応
する位置に形成された前記中子の冷却口の孔径は、０．
４〜２．５ｍｍであることを特徴とするものである。

【００１７】第３の手段によれば、さらに冷却性能の高
い静翼を得ることができる。

【００１８】第４の手段は、前記翼体の吹出通路は、表
面側の断面積が中空部側の断面積より大きくなっている
ことを特徴とするものである。

【００１９】第４の手段によれば、吹出通路における冷
却空気の吹出流れが円滑となるため、さらに冷却性能の
高い静翼を得ることができる。

【００２０】第５の手段は、前記カバープレートと前記
支持部とはレーザービーム溶接または電子ビーム溶接に
より接合されていることを特徴とするものである。

【００２１】第５の手段によれば、カバープレートと支
持部との位置精度が高くなるため、より冷却空気の流れ
を円滑にすることができる。このため、さらに冷却性能
の高い静翼を得ることができる。

【００２２】第６の手段は、前記カバープレートと前記
中子とはレーザービーム溶接または電子ビーム溶接によ
り接合されていることを特徴とするものである。

【００２３】第６の手段によれば、いずれも薄い板材に
より形成されているカバープレートおよび中子を熱変形
させることなく精度よく溶接することができる。

【００２４】第７の手段は、前記カバープレートの周縁
に折り曲げ加工により形成されたフランジ部が設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００２５】第７の手段によれば、カバープレートの周
縁は折り曲げ加工されているため、カバープレートの剛
性が向上する。また、フランジ部はカバープレートと取
付部との溶接代となり、このフランジ部に沿って溶接を
行うことにより、カバープレートと支持部とを精度よく
溶接することができる。

【００２６】第８の手段は、ガスタービン静翼用の中子
の製造方法において、金属板を略筒状の所定形状に成形
する工程と、成形された金属板をレーザービームにより
穿孔し冷却口を形成する工程とを備えたことを特徴とす
るものである。

【００２７】第９の手段は、ガスタービン静翼用のカバ
ープレートの製造方法において、金属板を所定形状に成
形する工程と、成形された金属板をレーザービームによ
り穿孔し冷却孔を形成する工程とを備えたことを特徴と
するものである。

【００２８】第８および第９の手段によれば、全体が変
形するおそれのある成形工程の後に冷却口（孔）が形成
されるため、冷却口（孔）の位置精度を向上させること
ができる。

【００２９】第１０の手段は、ガスタービン静翼の製造
方法において、翼体および支持部からなる静翼本体と、
中子と、カバープレートとを製造し準備する第１工程
と、前記中子と前記カバープレートをレーザービーム溶
接または電子ビーム溶接により溶接する第２工程と、前
記カバープレートと前記支持部とをレーザービーム溶接
または電子ビーム溶接により溶接する第３工程とを備え
たことを特徴とするものである。

【００３０】第１１の手段は、前記第１工程において、
前記中子は請求項８記載の製造方法により製造されてい
ることを特徴とするものである。

【００３１】第１２の手段は、前記第１工程において、
前記カバープレートは請求項９記載の製造方法により製
造されていることを特徴とするものである。

【００３２】第１３の手段は、前記静翼本体の表面に遮
熱被覆層を形成する工程と、前記静翼本体の表面側の遮
熱被覆層の上からレーザービームにより穿孔し、吹出通
路を形成する工程と、を更に備えたことを特徴とするも
のである。

【００３３】第１３の手段によれば、レーザービームに
より穿孔が行われるため、被加工物の表面が非導電性物
質（例えば通常セラミックスからなる遮熱被覆層）であ
る場合にも、穿孔が可能である。このため放電加工によ
り穿孔を行う場合等のように、導電性物質である翼体の
表面を予め露出させておく必要はない。このため翼体の
表面側の吹出通路の出口において、遮熱被覆層が形成さ
れていない部分が無くなる。このため遮熱被覆層の剥離
が発生しにくくなるとともに、翼体自体が高温酸化等に
より損傷を受けにくくなる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図１２は本発明の
一実施形態を示す図である。

【００３５】図１に示すように、ガスタービン用の静翼
は、前縁側に形成された中空部１１と後縁側に形成され
た中空部１２とを有する翼体１０と、翼体１０の両側に
配置された外側支持部２０および内側支持部３０と、翼
体１０の中空部１１、１２内にそれぞれ配置された第１
中子４０および第２中子５０と、外側支持部２０の上面
を覆う第１カバープレート６０とを備えている。

【００３６】図１および図４に示すように、翼体１０の
中空部１１、１２は、翼体１０の翼長方向（図４におけ
る上下方向）に延びている。中空部１１、１２の外側支
持部２０側の端は開口し、内側支持部３０側の端は密閉
されている。中空部１１および１２は、翼体１０の前縁
側および後縁側の断面形状にそれぞれ対応した断面形状
を有している。また、翼体１０には中空部１１または１
２と翼体１０の外部とを連通する複数の吹出通路１３が
形成されている。この吹出通路１３の断面形状は、表面
１０ａ側が扇型に広がり、表面１０ａ側の断面積が中空
部１１、１２側の断面積より大きくなっている（図５
（ｂ）参照）。

【００３７】図３に示すように、第１中子４０は、翼体
１０の中空部１１の断面形状に対応した断面形状を有し
ている。また、図１、図３および図４に示すように、第
１中子４０の上側端部は開放され冷却空気を導入するた
めの導入口４２が形成されており、一方、第１中子４０
の下側端部は底板４４により閉塞されている。また、図
１に示すように、第１中子４０の後側面４１ａを除く側
面４１には、導入口４２から導入された冷却空気を吹出
すための複数の冷却口４３が形成されている。また、冷
却口４３のうち翼体１０の前縁近傍に対応する位置に形
成された冷却口の孔径は、０．４〜２．５ｍｍとなって
おり、この冷却口の孔径は、上限値が冷却空気の供給限
界に基づいて設定されており、下限値が加工限界に基づ
いて設定されており、この孔径にすることにより、最適
な冷却効果を得ることができる。なお、他の部位に形成
された冷却口の孔径は温度上昇の大きい部位については
前記値に比べてやや大きめに設定されている。

【００３８】また、図１に示すように、第２中子５０
は、翼体１０の中空部１２の断面形状に対応した略三角
柱形状を有している。図１および図４に示すように、第
２中子５０の上側端部は開放され冷却空気を導入するた
めの導入口５２が形成されており、一方、第２中子５０
の下側端部は底板５３により閉塞されている。また、図
１に示すように、第２中子５０の前側面５１ａを除く側
面５１には、導入口５２から導入された冷却空気を吹出
すための複数の冷却口５３が形成されている。図１及び
図４に示すように、第２中子５０は翼体１０の中空部１
２に挿入されており、外側支持部２０上面と第２中子５
０の上端部との境界面Ｂはタングステンイナートガス溶
接（以下「ＴＩＧ溶接」という）により全周が溶接され
ている。

【００３９】また、図１および図３に示すように、第１
カバープレート６０には、第１中子４０の形状に対応し
た孔６１が形成されている。この孔６１には、図３に示
すように、第１中子４０の上端部が挿入されており、第
１カバープレート６０と第１中子４０との境界面Ａはレ
ーザービーム溶接（以下「ＲＢ溶接」という）により全
周が溶接されている。また、第１カバープレート６０に
は、第２中子５０の位置と一部が重なる位置に円形の孔
６２が、また、翼体１０からややずれた位置に円形の孔
６３がそれぞれ形成されている。さらに、第１カバープ
レート６０には、その全面に複数の小孔６４が碁盤目状
に規則的に形成されている。

【００４０】また、第１カバープレート６０の周縁に
は、折曲げ加工により形成されたその全周にわたってフ
ランジ６５が設けられており、第１カバープレート６０
のフランジ６５部の全周（図４矢印Ｃ参照）は外側支持
部２０の上面と電子ビーム溶接（以下「ＥＢ溶接」とい
う）により溶接されている。

【００４１】また、図２に示すように、内側支持部３０
側には、第２カバープレート７０が設けられている。第
２カバープレート７０の周縁には、第１カバープレート
６０と同様に、その全周にわたってフランジ７１が形成
されており、第２カバープレート７０のフランジ７１部
の全周は内側支持部３０とＥＢ溶接により溶接されてい
る。さらに、内側支持部３０側には、第３カバープレー
ト７５および第４カバープレート７６が設けられてお
り、第３および第４カバープレート７５、７６は、各々
その周縁においてＴＩＧ溶接により内側支持部３０に溶
接されている。

【００４２】以上のような構成を有する静翼は、翼体１
０の全面と、外側支持部２０および内側支持部３０の翼
体１０側の表面がセラミックス等の材料からなる遮熱被
覆層８０（図５（ｂ）参照）により覆われている。

【００４３】次に、このような構成からなる本実施形態
の作用について説明する。

【００４４】まず、静翼の製造方法について説明する。

【００４５】まず、翼体１０、外側支持部２０、内側支
持部３０からなる静翼本体の外形が、通常の鋳造、溶接
および機械加工等の製造技術を適宜組合わせることによ
り、完成品と略同一形状（吹出通路１３が形成される前
の状態）に形成される。次いで、静翼本体１０、２０、
３０の所定部分に遮熱被覆層８０が溶射等の手法により
形成される。

【００４６】次いで、翼体１０の所定位置（図１参照）
に吹出通路１３が形成される。この吹出通路１３は、レ
ーザービームにより翼体１０を遮熱被覆層８０側から遮
熱被覆層８０ごと穿孔することにより形成される。この
ようにすると、レーザービームにより穿孔を行う場合の
特有の現象として、吹出通路１３の断面形状が、図６の
写真で示すように、翼体１０の表面１０ａ側が扇型に広
がり、表面１０ａ側の断面積が中空部１１、１２側の断
面積よりも大きくなった吹出通路１３が形成される。

【００４７】また、レーザービームにより穿孔を行う方
法によれば、放電加工により穿孔を行う場合のように、
遮熱被覆層８０を形成する前に穿孔部分に予めマスキン
グ行う必要がないため、翼体１０の表面１０ａに遮熱被
覆層８０が形成されていない部分がなくなる。このた
め、遮熱被覆層８０の剥離等の問題が発生することを防
止することができる（従来技術を示す図１８及び図１９
を比較して参照）。また、マスキング自体にかかる工数
も不要となるため製造コストを低減することができる。

【００４８】なお、同様にして、外側支持部２０、内側
支持部３０にも吹出通路が形成されるが、この場合も上
記作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

【００４９】次に、第１中子４０が形成される。第１中
子４０の形成にあたっては、まず、図８（ａ）に示すよ
うに、略矩形の所定形状を有する金属板４５が準備され
る。準備された金属板は、図８（ｂ）に示すように折り
曲げられ、ほぼ第１中子４０の形状となる。この場合、
金属板４５の両端４６は溶接代を形成するように所定量
重ね合わされる。

【００５０】次いで、図８（ｃ）に示すように，金属板
４５の両端４６の重ね合わせ部分がＲＢ溶接により溶接
され、次いで、第１中子４０の側面４１がレーザービー
ムにより穿孔され、複数の冷却口４３が形成される。ま
た、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１中子４０と
同様にして第２中子５０が形成される。

【００５１】次に、第１中子４０の底側端縁側の開口の
形状に対応した形状を有し、第１中子４０を形成する金
属板と同一の材料からなる底板４４が準備される。底板
４４は、図４に示すように、第１中子４０の底側端縁側
の開口を覆うように配置され、ＲＢ溶接により第１中子
４０と溶接され、これにより第１中子４０の底側端縁側
の開口は閉塞される。また、上記と同様の手法により、
第２中子５０の底側端縁側の開口が閉塞される。

【００５２】次に、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、第１カバープレート６０が形成される。第１カバー
プレート６０の製造にあたっては、まず、図１０（ａ）
に示すように、所定形状を有する金属板６８が準備され
る。準備された金属板６８は、図１０（ｂ）に示すよう
にプレス成形により、周縁が折り曲げ加工され、フラン
ジ６５が形成される。また、このプレス成形時に孔６
１、６２、６３が打ち抜きにより形成される。このプレ
ス成形によりほぼ第１カバープレート６０の形状とな
る。この場合、フランジ６５を形成することにより第１
カバープレート６０全体の断面形状が凹形状となる（図
４参照）ため、第１カバープレート６０全体の剛性が向
上し、後の工程で溶接代となるフランジ６５が湾曲しな
いようになっている。

【００５３】次に、図１０（ｃ）に示すように、第１カ
バープレート６０の面６６がレーザービームにより穿孔
され、複数の小孔６４が形成される。これにより第１カ
バープレート６０の製造が終了する。

【００５４】また、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、第１カバープレート６０と同様にして第２カバープ
レート７０が製造される。

【００５５】さらに、図２に示すような第３カバープレ
ート７１および第４カバープレート７２が形成される。
なお、第３カバープレート７１および第４カバープレー
ト７２は、単に金属板を所定の形状に打ち抜くことのみ
により形成される。

【００５６】次に、図４および図１０（ｄ）に示すよう
に、第１中子４０が第１カバープレート６０の孔６１に
挿入される。この場合、挿入は、第１中子４０の上側端
縁と第１カバープレート６０表面との段差がないように
行われる。次いで、第１中子４０と第１カバープレート
６０の境界部（図４矢印Ａ参照）がＲＢ溶接により溶接
され、第１中子４０および第１カバープレート６０から
なる結合体が形成される。

【００５７】次に、図４に示すように、第２中子５０
が、翼体１０の中空部１２に挿入され、第２中子５０の
導入口５２側と中空部１２の上側開口部周縁との境界部
（図４矢印Ｂ参照）がＴＩＧ溶接により溶接される。

【００５８】次に、図４に示すように、第１中子４０お
よび第１カバープレート６０からなる結合体のうち第１
中子４０が、翼体１０の中空部１１に挿入され、また、
第１カバープレート６０の周縁のフランジ６５は外側支
持部２０の上面に当接する。次いで、第１カバープレー
ト６０の周縁のフランジ６５を溶接代として第１カバー
プレート６０と外側支持部２０とが全周溶接される。こ
の場合、溶接はレーザー発振機（図示せず）により発振
されたレーザー光１６を集光レンズ１５により集光され
たレーザービームにより行われる。なお、レーザー光１
６を照射することができない狭隘部がある場合は、電子
ビーム溶接により溶接を行ってもよい。

【００５９】次に、図２に示すように、第２〜４カバー
プレート７０，７１，７２が内側支持部３０に溶接され
る。このうち第２カバープレート７０は第１カバープレ
ート６０と同様にして、フランジ７５溶接代として内側
支持部３０に溶接される。また、第３および第４カバー
プレート７１，７２がＴＩＧ溶接により内側支持部３０
に溶接される。なお、溶接は第３および第４カバープレ
ート７１，７２の各周縁に沿って行われる。

【００６０】以上によりガスタービン用の静翼の製造が
終了する。なお、上述した製造方法において、ＲＢ溶接
により溶接される部位をＥＢ溶接により溶接してもよ
く、またＥＢ溶接により溶接される部位をＲＢ溶接によ
り溶接してもよい。

【００６１】次に、この静翼における冷却空気の流れ作
用について説明する。

【００６２】本発明による静翼は、ケーシング（図示せ
ず）に取付けられており、このケーシングに設けられた
冷却空気供給口（図示せず）から第１カバープレート６
０の上側に向けて、冷却空気が吹出される。この冷却空
気は、第１カバープレート６０に形成された孔６１、６
２、６３および小孔６４から、翼体１０の中空部１１お
よび１２に収容された中子４０および５０にそれぞれ導
入される。中子４０、５０に導入された冷却空気は、中
子４０および５０の各側面４１、５１に形成された冷却
口４３、５３をそれぞれ通過し、翼体１０に形成された
吹出通路１３を通って翼体１０の外側に吹出される。

【００６３】この場合、図１２に示すように、ケーシン
グに設けられた冷却空気供給口から吹出された冷却空気
は、第１中子４０の導入口４２から中子４０内に直接導
入することができるようになっているので、効率よく中
子４０内に冷却空気が導入される。また、第１中子４０
の底部は底板４４により閉塞されているため、導入口４
２から導入された冷却空気は底部から抜けることなく側
面４１に形成された冷却口４３から翼体１０の翼面方向
に効率よく吹出される。また、第１中子４０の製造工程
のうち最終工程において冷却口４３が形成されるように
なっているため、冷却口４３の位置精度が高くなってい
る。このため、第１中子４０の冷却口４３の位置と翼体
１０の冷却通路１３の位置とを精度良く合致させること
ができる。このため翼体１０の冷却通路１３を通る冷却
空気の流量が増大し、翼体１０の冷却効率を向上させる
ことができる。

【００６４】さらに、吹出通路１３の断面形状は、表面
１０ａ側が扇型に広がり、表面１０ａ側の断面積が中空
部１１、１２側の断面積より大きくなっているため、中
空部１１、１２から冷却通路１３を経て翼体１０の表面
１０ａ側へ冷却空気が円滑に流れるため、冷却効率を向
上させることができる。

【００６５】なお、吹出通路１３は、図７（ｂ）に示す
ように、まず翼表面に対して略３０度をなし吹出口１３
ａが翼本体１０の後縁方向を向いた下穴を穿孔した後、
翼表面に対して略５度をなし翼本体１０の後縁方向を向
いた上穴を穿孔することにより形成してもよい。このよ
うにすれば、図７（ａ）に示すように後縁に向かって広
がった吹出口１３ａが形成され翼本体１０の表面に沿っ
て流れる冷却空気の流れ（図７矢印Ｆ１参照）に沿って
吹出通路１３から冷却空気がスムーズに噴出（図７矢印
Ｆ２参照）するため、吹出通路１３の吹出口１３ａの周
辺における翼本体１０の冷却効率をさらに高めることが
できる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却性能の高い静翼を低コストで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による静翼の構成を示す分解斜視図。

【図２】本発明による静翼の構成を示す分解斜視図。

【図３】静翼を外側取付部から見た平面図。

【図４】静翼の内部構造を示す図であって、図３におけ
るＡ−Ａ断面を示す図。

【図５】翼体の冷却通路の加工方法および形成された冷
却通路の断面形状を示す図。

【図６】図５（ｂ）に対応し、翼体の冷却通路の断面形
状を示す断面写真。

【図７】翼体の冷却通路の他の実施形態を示す図。

【図８】第１中子の製造工程を示す図。

【図９】第２中子の製造工程を示す図。

【図１０】第１カバープレートの製造方法および第１カ
バープレートと第１中子との溶接方法を示す図。

【図１１】第２カバープレートの製造方法を示す図。

【図１２】冷却空気の流れを示す図。

【図１３】従来の静翼本体を示す斜視図。

【図１４】従来の静翼の内部構造を示す断面図。

【図１５】従来の静翼における冷却空気の流れを示す
図。

【図１６】従来の第１中子の製造工程を示す図。

【図１７】従来の第１カバープレートの製造方法を示す
図。

【図１８】従来の翼体の冷却通路の加工方法および形成
された冷却通路の断面形状を示す図。

【図１９】図１８（ｂ）に対応し、従来の翼体の冷却通
路の断面形状を示す断面写真。

【符号の説明】

１０ 翼体 １１ 中空部 １３ 吹出通路 ２０ 第１支持部 ３０ 第２支持部 ４０ 中子 ４２ 導入口 ４３ 冷却口 ４４ 底板 ６１ 孔 ６０ （第１）カバープレート

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が開口するとともに他端が密閉された
   翼長方向に延在する中空部と、表面と前記中空部とを連
   通する吹出通路とが形成された翼体と、 前記翼体の両端に設けられた一対の支持部と、 前記翼体の中空部内に配置され、一端に冷却空気を導入
   するための導入口を有するとともに側面に前記冷却空気
   を吹出すための冷却口を有し、前記中空部の形状と対応
   した形状を有する筒状の中子と、 前記一対の支持部のうち一側の支持部を覆って設けら
   れ、前記中子の形状に対応した孔が形成されたカバープ
   レートと、を備え、 前記中子の一端は前記カバープレートの孔に挿入される
   とともに前記カバープレートに溶接され、前記中子に外
   部から直接冷却空気を供給することが可能となっている
   ことを特徴とするガスタービン用の静翼。
2. 【請求項２】前記中子の他端は閉塞されていることを特
   徴とする請求項１記載の静翼。
3. 【請求項３】前記翼体の前縁近傍に対応する位置に形成
   された前記中子の冷却口の孔径は、０．４〜２．５ｍｍ
   であることを特徴とする請求項１記載の静翼。
4. 【請求項４】前記翼体の吹出通路は、表面側の断面積が
   中空部側の断面積より大きくなっていることを特徴とす
   る請求項１記載の静翼。
5. 【請求項５】前記カバープレートと前記支持部とはレー
   ザービーム溶接または電子ビーム溶接により接合されて
   いることを特徴とする請求項１記載の静翼。
6. 【請求項６】前記カバープレートと前記中子とはレーザ
   ービーム溶接または電子ビーム溶接により接合されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の静翼。
7. 【請求項７】前記カバープレートの周縁に折り曲げ加工
   により形成されたフランジ部が設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の静翼。
8. 【請求項８】金属板を略筒状の所定形状に成形する工程
   と、 成形された金属板をレーザービームにより穿孔し冷却口
   を形成する工程と、を備えたことを特徴とする静翼用の
   中子の製造方法。
9. 【請求項９】金属板を所定形状に成形する工程と、 成形された金属板をレーザービームにより穿孔し孔を形
   成する工程と、を備えたことを特徴とする静翼用のカバ
   ープレートの製造方法。
10. 【請求項１０】翼体および支持部からなる静翼本体と、
    中子と、カバープレートとを製造し準備する第１工程
    と、 前記中子と前記カバープレートとをレーザービーム溶接
    または電子ビーム溶接により溶接する第２工程と、 前記カバープレートと前記支持部とをレーザービーム溶
    接または電子ビーム溶接により溶接する第３工程と、を
    備えたことを特徴とする静翼の製造方法。
11. 【請求項１１】前記第１工程において、前記中子は請求
    項８記載の製造方法により製造されていることを特徴と
    する請求項１０記載の静翼の製造方法。
12. 【請求項１２】前記第１工程において、前記カバープレ
    ートは請求項９記載の製造方法により製造されているこ
    とを特徴とする請求項１０記載の静翼の製造方法。
13. 【請求項１３】前記静翼本体の表面に遮熱被覆層を形成
    する工程と、 前記静翼本体の表面側の遮熱被覆層の上からレーザービ
    ームにより穿孔し、吹出通路を形成する工程と、を更に
    備えたことを特徴とする請求項１０記載の静翼の製造方
    法。