(57)【要約】曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制しうる中空湾曲板及びその製造方法ならびにガスタービンの燃焼器を提供することを目的として、中空湾曲板（２０，５０，７０）は、第１溝２２を有する第１板部材２４１〜２４３と、第１溝２２と略同一の幅である第２溝３２を有し、第１板部材２４１〜２４３に拡散接合により接合された第２板部材３４１〜３４３とを備え、第１板部材２４１〜２４３および第２板部材３４１〜３４３と接合された状態で曲げ加工によって湾曲されてなる。そして、第１溝２２は第２溝３２に対向して、第１溝２２と第２溝３２との幅方向位置が略一致し、第１溝２２および第２溝３２によって中空部４０１〜４０３が形成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１溝を有する第１板部材と、
前記第１溝と略同一の幅である第２溝を有し、前記第１板部材に拡散接合により接合された第２板部材とを備え、
前記第１溝は前記第２溝に対向して、前記第１溝と前記第２溝との幅方向位置が略一致し、前記第１溝および前記第２溝によって中空部が形成されており、
前記第１板部材および前記第２板部材が接合された状態で曲げ加工によって湾曲されてなる中空湾曲板。
【請求項２】
前記第１板部材の厚さＴ１と前記第２板部材の厚さＴ２とが、０．９≦Ｔ１／Ｔ２≦１．１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の中空湾曲板。
【請求項３】
前記第１板部材の厚さＴ１と前記第２板部材の厚さＴ２とが略同一であることを特徴とする請求項２に記載の中空湾曲板。
【請求項４】
前記第１板部材と前記第２板部材とは略同一の形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の中空湾曲板。
【請求項５】
前記第１板部材および前記第２板部材は、インサート金属を用いずに固相拡散接合によって接合されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の中空湾曲板。
【請求項６】
燃料が燃焼される内筒と、
前記内筒における前記燃料の燃焼によって生成した燃焼ガスをタービンに導く尾筒とを備え、
前記内筒および前記尾筒の少なくとも一方が、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の中空湾曲板を含んで構成され、該中空湾曲板の前記中空部に導入される冷却媒体によって冷却されることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
【請求項７】
第１溝を有する第１板部材と、該第１溝と略同一の幅である第２溝を有する第２板部材とを、前記第１溝が前記第２溝に対向して前記第１溝と前記第２溝との幅方向位置が略一致するように重ね合わせるステップと、
重ね合わせた前記第１板部材と前記第２板部材とを拡散接合により接合するステップと、
接合された前記第１板部材および前記第２板部材を、曲げ加工によって湾曲させるステップとを備え、
前記第１溝および前記第２溝によって中空部が形成されることを特徴とする中空湾曲板の製造方法。
【請求項８】
前記第１板部材および前記第２板部材のそれぞれに位置決め用穴が形成されており、
前記重ね合わせるステップでは、前記第１板部材および前記第２板部材の位置決め用穴にピンを挿通して、前記第１溝と前記第２溝との幅方向位置が略一致するように前記第１板部材と前記第２板部材との位置決めを行うことを特徴とする請求項７に記載の中空湾曲板の製造方法。
【請求項９】
前記第１板部材および前記第２板部材の一方に凸部が設けられ、前記第１板部材および前記第２板部材の他方に凹部が設けられており、
前記重ね合わせるステップでは、前記凸部を前記凹部に嵌め込んで、前記第１溝と前記第２溝との幅方向位置が略一致するように前記第１板部材と前記第２板部材との位置決めを行うことを特徴とする請求項７に記載の中空湾曲板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に中空部が形成された中空湾曲板及びその製造方法と、この中空湾曲板を用いたガスタービンの燃焼器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中空湾曲板の中空部に冷却媒体を流して冷却を行うことが行われている。例えばガスタービンの燃焼器には、内筒や尾筒を中空湾曲板で構成し、この中空湾曲板の中空部に冷却空気を流すことで燃焼器の冷却を行うようにしたものが知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、空気流溝が形成された外側板と、溝を有しない内側板とを液相拡散接合により接合して、ガスタービン燃焼器の内筒を作製することが記載されている（段落００１０及び図１参照）。【０００４】
従来の中空湾曲板を作製する手順は、以下のとおりである。図１１は、従来の中空湾曲板を作製する様子を示す図であり、図１１（ａ）は一対の板を液相拡散接合により接合する様子を示し、図１１（ｂ）は接合後の曲げ加工の様子を示している。
まず、図１１（ａ）に示すように、溝１１２が形成された平板状の溝付き板１１０と、溝が形成されていない平板状の溝無し板１２０との間に、ボロン等の融点降下元素を含有するインサート金属（ろう材）１２２を配置する。そして、インサート金属１２２のみが溶融する所定温度まで加熱する。加熱によりインサート金属１２２が溶融し、これに伴って、インサート金属１２２中の融点降下元素が母材（溝付き板１１０及び溝無し板１２０）側に拡散する。この後、上記所定温度を保持し続けると、インサート金属１２２中の融点降下元素の濃度低下によって、インサート金属１２２の融点が上昇し、インサート金属１２２の等温凝固が起きる。最終的には、インサート金属１２２が完全に凝固し、融点降下元素の濃度が拡散によって均等化され、接合面周辺の組織が均一になる。このようにして、溝付き板１１０と溝無し板１２０との液相拡散接合が進行する。
最後に、上述した手順で接合した溝付き板１１０と溝無し板１２０とからなる中空平板１００（図１１（ａ）参照）を、曲げ加工によって湾曲させることで、図１１（ｂ）に示す中空湾曲板１０２が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４４９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の中空湾曲板１０２では、図１１（ｂ）に示すように、溝１１２の角部１１４が溝付き板１１０と溝無し板１２０との接合部に存在するため、曲げ加工時に角部１１４に応力が集中してしまい、クラックが発生してしまう可能性があった。【０００７】
また、中空湾曲板１０２には、外周側の板（図１１（ｂ）の例では溝付き板１１０）と内周側の板（図１１（ｂ）の例では溝無し板１２０）とに温度差が生じるような環境下で使用されるものもある。例えば、ガスタービン燃焼器の内筒や尾筒を構成する中空湾曲板の場合、高温の燃焼ガスに曝される内周側の板は、外周側の板に比べて高温になる。
このように、外周側の板と内周側の板とに温度差が生じると、両者間の熱伸び差に起因する応力が溝１１２の角部１１４に集中してしまい、クラックが発生するおそれがある。【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制しうる中空湾曲板及びその製造方法ならびにガスタービンの燃焼器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る中空湾曲板は、第１溝を有する第１板部材と、前記第１溝と略同一の幅である第２溝を有し、前記第１板部材に拡散接合により接合された第２板部材とを備え、前記第１板部材および前記第２板部材が接合された状態で曲げ加工によって湾曲されてなる。前記第１溝は前記第２溝に対向して、前記第１溝と前記第２溝との幅方向位置が略一致し、前記第１溝および前記第２溝によって中空部が形成されている。
なお、本明細書において、「略同一」及び「略一致」は、製作公差を許容するものの、比較対照となる二者が実質的に同一又は一致していることをいう。【００１０】
この中空湾曲板では、第１板部材の第１溝と、この第１溝と略同一の幅である第２板部材の第２溝との幅方向位置を略一致させて、第１溝および第２溝によって中空部を形成するようにしたので、応力集中の原因となる角部１１４（図１１（ｂ）参照）の発生を防止できる。そのため、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制することができる。【００１１】
上記中空湾曲板において、前記第１板部材の厚さＴ１と前記第２板部材の厚さＴ２とが、０．９≦Ｔ１／Ｔ２≦１．１の関係を満たすことが好ましい。
この関係を満たすように第１板部材の厚さＴ１および第２板部材の厚さＴ２を設定すると、中空湾曲板の厚さ方向における中央付近に、第１板部材と第２板部材との接合面が位置するようになる。ここで、中空湾曲板の厚さ方向における中央付近は、曲げ加工時に作用する圧縮応力によって縮もうとする内周部と、曲げ加工時に作用する引張応力によって伸びようとする外周部との中間に位置し、内周部及び外周部に比べて変形が起こりにくい部分（いわゆる中立軸）である。そのため、上記関係を満たすように第１板部材の厚さＴ１および第２板部材の厚さＴ２を設定することで、第１板部材と第２板部材との接合面を中立軸に近づけて、曲げ加工時におけるクラックの発生をより効果的に抑制できる。【００１２】
これに対し、従来の中空湾曲板１０２では、溝付き板１１０には溝１１２を形成する必要があることから、溝付き板１１０の厚さｔ１を溝無し板１２０の厚さｔ２に比べて大きくせざるを得ない。そのため、溝付き板１１０と溝無し板１２０との接合面が中立軸から遠くなり、曲げ加工時に、接合面に大きな圧縮応力又は引張応力が作用してしまい、接合面にクラックが発生してしまうおそれがある。【００１３】
また、前記第１板部材の厚さＴ１と前記第２板部材の厚さＴ２とを略同一としてもよい。
これにより、第１板部材と第２板部材との接合面を中立軸にさらに近づけて、曲げ加工時におけるクラックの発生をより一層効果的に抑制できる。【００１４】
また、前記第１板部材と前記第２板部材とは略同一の形状であることが好ましい。
これにより、第１板部材及び第２板部材を共通化することができ、製造コストを削減できる。また、第１板部材と第２板部材との取り違えが起こらないため、中空湾曲板の製造作業を効率的に行うことができる。【００１５】
上記中空湾曲板において、前記第１板部材および前記第２板部材は、インサート金属を用いずに固相拡散接合によって接合されていてもよい。
従来の中空湾曲板１０２のように、インサート金属１２２を必要とする液相拡散接合で接合する場合、インサート金属１２２に含まれる融点降下元素によって母材が脆化されてしまうことがある。そこで、上述のように、第１板部材および第２板部材を、インサート金属を用いずに固相拡散接合によって接合することで、インサート金属由来の融点降下元素に起因する母材の脆化を防止して、曲げ加工の成形性を向上させることができる。
また、本発明に係る中空湾曲板では、上述したように第１板部材と第２板部材の両方に溝（第１溝及び第２溝）が形成されているため、インサート金属を用いて接合すると、下方に位置する溝に溶融したインサート金属が流れ込み、中空部の一部が閉塞されてしまうことがある。この点、第１板部材および第２板部材を、インサート金属を用いずに固相拡散接合によって接合することで、溶融したインサート金属による中空部の閉塞を防止して、所望形状の中空部を容易に形成できる。
さらに、第１板部材及び第２板部材とは異なる材料で構成されるインサート金属を用いないことから、リサイクル性が向上する。また、インサート金属を用いないことから、インサート金属を第１板部材と第２板部材の間に配置する工程を省略できる。【００１６】
また、上記中空湾曲板を用いて、燃料が燃焼される内筒と、前記内筒における前記燃料の燃焼によって生成した燃焼ガスをタービンに導く尾筒とを備えるガスタービンの燃焼器を構成してもよい。すなわち、前記内筒および前記尾筒の少なくとも一方を上記中空湾曲板を用いて構成し、該中空湾曲板の前記中空部に導入される冷却媒体によって内筒や尾筒の冷却を行うようにしてもよい。
上記中空湾曲板は、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制可能であるから、上記中空湾曲板によって信頼性の高いガスタービンの燃焼器を構成することができる。【００１７】
また本発明に係る中空湾曲板の製造方法では、第１溝を有する第１板部材と、該第１溝と略同一の幅である第２溝を有する第２板部材とを重ね合わせて拡散接合により接合し、接合された第１板部材および第２板部材を曲げ加工によって湾曲させる。第１板部材と第２板部材とを重ね合わせる際、第１溝と第２溝との幅方向位置が略一致するように第１溝を第２溝に対向させる。なお、中空湾曲板の中空部は、第１溝および第２溝によって形成される。【００１８】
この中空湾曲板の製造方法によれば、第１板部材の第１溝と、この第１溝と略同一の幅である第２板部材の第２溝との幅方向位置を略一致させて、第１溝および第２溝によって中空部を形成するようにしたので、応力集中の原因となる角部１１４（図１１（ｂ）参照）の発生を防止できる。そのため、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制することができる。【００１９】
上記中空湾曲板の製造方法において、前記第１板部材および前記第２板部材のそれぞれに位置決め用穴が形成されており、前記重ね合わせるステップでは、前記第１板部材および前記第２板部材の位置決め用穴にピンを挿入して、前記第１溝と前記第２溝との幅方向位置が略一致するように前記第１板部材と前記第２板部材との位置決めを行うことが好ましい。
このように位置決め用穴にピンを挿入して第１板部材および第２板部材の位置決めを行うことで、第１溝と第２溝との幅方向位置を精度良く一致させることができる。よって、応力集中の原因となる角部の発生を確実に防止して、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を効果的に抑制することができる。【００２０】
あるいは、前記第１板部材および前記第２板部材の一方に凸部が設けられ、前記第１板部材および前記第２板部材の他方に凹部が設けられており、前記重ね合わせるステップでは、前記凸部を前記凹部に嵌め込んで、前記第１溝と前記第２溝との幅方向位置が略一致するように前記第１板部材と前記第２板部材との位置決めを行ってもよい。
このように凸部を凹部に嵌め込んで第１板部材および第２板部材の位置決めを行うことで、第１溝と第２溝との幅方向位置を精度良く一致させ、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第１板部材の第１溝と、この第１溝と略同一の幅である第２板部材の第２溝との幅方向位置を略一致させて、第１溝および第２溝によって中空部を形成するようにしたので、応力集中の原因となる角部の発生を防止できる。そのため、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ガスタービンの燃焼器周辺の構造を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る中空湾曲板の構成例を示す図である。
【図３】図２に示す中空湾曲板の断面図である。
【図４】曲げ加工を行う前の中空平板の断面図である。
【図５】（ａ）は中空部の形状の例を示す図であり、（ｂ）は中空部の形状の他の例を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１板部材と第２板部材との位置合わせを行う様子を例示した図である。
【図７】ガスタービンの分割環周辺の構造を示す図である。
【図８】（ａ）はガスタービンの分割環のロータ径方向に沿った断面図であり、（ｂ）は図８（ａ）における符号Ａで示した箇所の拡大図である。
【図９】ロケットエンジンのノズルスカートの構成例を示す斜視図である。
【図１０】図９におけるＢ−Ｂ線に沿った断面の一部を示す図である。
【図１１】従来の中空湾曲板を作製する様子を示す図であり、（ａ）は一対の板を液相拡散接合により接合する様子を示し、（ｂ）は接合後の曲げ加工の様子を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２４】
［第１実施形態］
第１実施形態では、ガスタービン燃焼器の構成部材としての中空湾曲板について説明する。図１は、ガスタービンの燃焼器周辺の構造を示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、ガスタービン１は、燃焼器２、圧縮機４及びタービン６により構成される。燃焼器２は、圧縮機４とタービン６との間の位置において、車室８によってロータ３の周りに形成される略環状の車室内空間９に収納されている。なお、図１には一つの燃焼器２しか示していないが、実際には、燃焼器２はロータ３の周方向に複数配列されている。
なお、図１における符号７Ａはタービン６の静翼であり、符号７Ｂはタービン６の動翼である。
【００２６】
燃焼器２は、燃料を噴射するノズル１０と、ノズル１０から噴射された燃料が燃焼される内筒（燃焼器ライナ）１２と、内筒１２で生成した燃焼ガスをタービン６側に導く尾筒（トランジションピース）１４とを有する。内筒１２及び尾筒１４は、冷却空気が流れる通路を内部に有しており、少なくとも一部が以下で詳述する中空湾曲板により構成されている。
【００２７】
図２は、第１実施形態に係る中空湾曲板の構成例を示す図である。図３は、図２に示す中空湾曲板の断面図である。図４は、曲げ加工を行う前の中空平板の断面図である。
【００２８】
中空湾曲板２０は、図２及び３に示すように、第１溝２２が形成された第１板部材２４１と、この第１板部材２４１の内側に位置し、第２溝３２が形成された第２板部材３４１とを有する。中空湾曲板２０の内部には、第１溝２２及び第２溝３２からなる中空部４０１が複数形成されている。各中空部４０１は、冷却空気が流れる直線状の通路として形成される。中空湾曲板２０は、図４に示す中空平板２１を、プレス成形による曲げ加工で湾曲させることで得られる。中空湾曲板２０の形状は、燃焼器軸方向に対し、燃焼器周方向に環状に連続する断面環状であってもよいし、燃焼器周方向において分断された断面円弧状であってもよい。中空湾曲版２０が断面環状である場合、単一の中空湾曲板２０によって内筒１２又は尾筒１４を形成することができる。一方、中空湾曲板２０が断面円弧状である場合、複数の中空湾曲板２０を連結して、内筒１２又は尾筒１４を形成することができる。
なお、第１板部材２４１及び第２板部材３４１の材質としては、例えばニッケル基合金（ハステロイやトミロイ、共に登録商標）、ＳＵＳ材等の耐熱性材料を挙げることができる。
【００２９】
また、図２に示すように、第１板部材２４１には複数の空気吸込穴２８が設けられており、第２板部材３４１には複数の空気吐出穴２９が設けられている。空気吸込穴２８及び空気吐出穴２９は、それぞれ、中空部４０１の幅に比べて大径であり、少なくとも一本の中空部４０１に開口している。第１板部材２４１の外側を流れる冷却空気は、第１板部材２４１の空気吸込穴２８から中空部４０１に流入する。この後、冷却空気は、中空部４０１を流れて第２板部材３４１の空気吐出穴２９から排出される。空気吐出穴２９から排出された冷却空気は、第２板部材３４１の内側を流れる燃焼ガスに混入し、燃焼ガスとともにタービン６側に流れていく。
【００３０】
中空平板２１は、図４に示すように、第１板部材２４１と第２板部材３４１とを接合することで作製される。第１板部材２４１の第１溝２２の幅Ｗ１と、第２板部材３４１の第２溝３２の幅Ｗ２とは略同一である。また、第１溝２２は、第１溝２２の幅方向位置と第２溝３２の幅方向位置とが略一致するように、第２溝３２に対向している。そして、これら第１溝２２および第２溝３２によって、中空部４０１が形成されている。
【００３１】
中空部４０１の形状は、第１溝２２及び第２溝３２を削成する工具形状によって任意に調節できる。
図５（ａ）及び（ｂ）は、中空部４０１の形状の例を示す図である。図５（ａ）に示す例では、第１板部材２４１及び第２板部材３４１の接合面４２のうち溝（２２，３２）の縁に相当する位置４４における第１溝２２の接線Ｌ１と第２溝３２の接線Ｌ２とが成す角度αは１８０度である。一方、図５（ｂ）に示す例では、位置４４における第１溝２２の接線Ｌ１と第２溝３２の接線Ｌ２とが成す角度αは１８０度よりも大きい。すなわち、図５（ａ）及び（ｂ）に示す例のように、位置４４における第１溝２２の接線Ｌ１と第２溝３２の接線Ｌ２とが成す角度αを１８０度以上にしてもよい。
なお、第１溝２２の接線Ｌ１とは、正確にいえば、位置４４から第１板部材２４１側に延ばした第１溝２２の接線である。同様に、第２溝３２の接線Ｌ２とは、正確にいえば、位置４４から第２板部材３４１側に延ばした第２溝３２の接線である。
さらに、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１溝２２と第２溝３２は、Ｒ加工によって形状不連続部（急激な形状変化を伴う角部）のない面に仕上げられており、形状不連続部への応力集中を防止するようになっている。また、第１溝２２と第２溝３２の両端の縁には面取りが設けられていてもよい。
【００３２】
また、第１板部材２４１の厚さＴ１と第２板部材３４１の厚さＴ２（図４参照）とが、０．９≦Ｔ１／Ｔ２≦１．１の関係を満たすことが好ましい。とりわけ、第１板部材２４１の厚さＴ１と第２板部材３４１の厚さＴ２とを略同一とすることが好ましい。
これにより、第１板部材２４１と第２板部材３４１との接合面４２を、曲げ加工時における変形の中立軸に近づけて、曲げ加工時における接合面４２周辺のクラックの発生を効果的に抑制できる。
【００３３】
また、第１板部材２４１と第２板部材３４１とは略同一の形状であることが好ましい。すなわち、第１板部材２４１の厚さＴ１と第２板部材３４１の厚さＴ２とが略同一であり、第１溝２２および第２溝３２の形状が略同一であり、第１溝２２および第２溝３２が略同一の位置に配置されていることが好ましい。
これにより、第１板部材２４１及び第２板部材３４１を共通化することができ、製造コストを削減できる。また、第１板部材２４１と第２板部材３４１との取り違えが起こらないため、中空湾曲板２０の製造作業を効率的に行うことができる。
【００３４】
第１板部材２４１と第２板部材３４１との接合は、拡散接合によって行う。具体的には、インサート金属を用いた液相拡散接合、インサート金属を用いた固相拡散接合、あるいは、インサート金属を用いない固相拡散接合のうちいずれかの手法により、第１板部材２４１と第２板部材３４１との接合が行われる。
とりわけ、インサート金属を用いない固相拡散接合は、インサート金属由来の融点降下元素に起因した母材の脆化を生じないため、中空湾曲板２０の曲げ加工時の成形性向上の観点から好ましい。しかも、インサート金属を用いない固相拡散接合では、溶融したインサート金属による中空部の閉塞が起こらないため、所望形状の中空部４０１を容易に形成できる。さらに、第１板部材２４１及び第２板部材３４１とは異なる材料で構成されるインサート金属を用いないことから、リサイクル性が向上する。また、インサート金属を用いないことから、インサート金属を第１板部材２４１と第２板部材３４１の間に配置する工程を省略できる。
【００３５】
第１板部材２４１および第２板部材３４１が同種金属である場合には、インサート金属を用いない固相拡散接合の接合条件として、第１板部材２４１および第２板部材３４１の融点（℃）の６０〜７５％の温度、かつ、３〜１８ＭＰａのプレス平均面圧を採用することができる。例えば、第１板部材２４１および第２板部材３４１の素材が、融点１５３３〜１６２８℃のニッケル基合金（ハステロイ）である場合、第１板部材２４１及び第２板部材３４１を３〜１８ＭＰａの平均面圧でプレスしながら、１０００〜１１５０℃の温度に保持して、インサート金属を用いない固相拡散接合による第１板部材２４１及び第２板部材３４１の接合を行ってもよい。
【００３６】
ところで、第１板部材２４１および第２板部材３４１の接合前に、第１溝２２の幅方向位置と第２溝３２の幅方向位置とが略一致するように、第１板部材２４１を第２板部材３４１に重ね合わせる必要があるが、第１溝２２及び第２溝の位置は外部から視認できないことがある。そこで、本実施形態では、次のような手法で第１板部材２４１と第２板部材３４１との位置合わせを行う。図６（ａ）〜（ｃ）は、第１板部材２４１と第２板部材３４１との位置合わせを行う様子を例示した図である。
【００３７】
図６（ａ）に示す例では、第１板部材２４１及び第２板部材３４１の溝（２２，３２）の両側の端部（好ましくは、第１板部材２４１及び第２板部材３４１の四隅）には、それぞれ、位置決め用穴（２６，３６）が形成されている。そして、この位置決め用穴（２６，３６）にピン４６が挿通される。これにより、第１板部材２４１と第２板部材３４１との位置合わせが行われ、第１溝２２の幅方向位置と第２溝３２の幅方向位置とが略一致する。
【００３８】
図６（ｂ）に示す例では、第１板部材２４１の溝２２の両側の端部には、第２板部材３４１と接する表面に凹部２７が形成されている。一方、第２板部材３４１の溝３２の両側の端部には、第１板部材２４１と接する表面に凸部３７が形成されている。そして、第１板部材２４１の凹部２７に第２板部材３４１の凸部３７を嵌め込むことで、第１溝２２の幅方向位置と第２溝３２の幅方向位置とが略一致する。
なお、第１板部材２４１に凸部を設け、第２板部材３４１に凹部を設けて、第２板部材３４１の凹部に第１板部材２４１の凸部を嵌め込むようにしてもよい。
【００３９】
また、図６（ｃ）に示す例では、第１板部材２４１及び第２板部材３４１のサイズに合わせて作製された位置決め用枠４８内において、第１板部材２４１及び第２板部材３４１が積層される。これにより、第１板部材２４１と第２板部材３４１との位置合わせが行われ、第１溝２２の幅方向位置と第２溝３２の幅方向位置とが略一致する。
【００４０】
以上説明したように本実施形態の中空湾曲板２０は、第１溝２２を有する第１板部材２４１と、第１溝２２と略同一の幅である第２溝３２を有し、第１板部材２４１に拡散接合により接合された第２板部材３４１とを備え、第１板部材２４１および第２板部材３４１が接合された状態で曲げ加工によって湾曲されてなる。そして、第１溝２２は第２溝３２に対向して、第１溝２２と第２溝３２との幅方向位置が略一致し、第１溝２２および第２溝３２によって中空部４０１が形成されている。
このように、第１板部材２４１の第１溝２２と、この第１溝２２と略同一の幅である第２板部材３４１の第２溝３２との幅方向位置を略一致させて、第１溝２２および第２溝３２によって中空部４０１を形成するようにしたので、応力集中の原因となる角部の発生を防止できる。そのため、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
第２実施形態では、ガスタービンの分割環の構成部材としての中空湾曲板について説明する。
本実施形態の中空湾曲板５０は、第１板部材、第２板部材および中空部の形状を除けば、第１実施形態の中空湾曲板２０と構成及び作製手順が同様である。したがって、以下の説明では、中空湾曲板２０と同一の箇所については共通の符号を付してその説明を省略し、中空湾曲板２０とは異なる中空湾曲板５０の構成を中心に説明する。
【００４２】
図７は、ガスタービンの分割環周辺の構造を示す図である。図８（ａ）は、ガスタービンの分割環のロータ径方向に沿った断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）における符号Ａで示した箇所の拡大図である。
ガスタービンのタービン内には、燃焼器で生成された高温の燃焼ガスが流れるため、図７に示すように、内部に冷却用の中空部４０２を有する断面円弧状の部材である分割環４９をロータ周方向に複数並べて、これら複数の分割環４９によって燃焼ガス通路の壁面を形成している。
【００４３】
図７に示すように、翼環５１には、分割環４９に向かって開口するとともに、冷却空気が流れる流路５２が形成されている。また、翼環５１には、遮熱環５３が固定されており、この遮熱環５３に分割環４９及びインピンジメント板５４が取り付けられている。インピンジメント板５４は、翼環５１と分割環４９との間に配置され、流路５２から供給される冷却空気を複数の貫通穴５５によって分割環４９に向けて噴出し、分割環４９を外側から冷却するようになっている。さらに、冷却空気は、分割環４９に設けられた中空部４０２に流入し、分割環４９を内側から冷却する。中空部４０２は、ロータ軸方向の上流側の端部において分割環４９の外周面に開口しており、ロータ軸方向の下流側の端部において分割環４９の端面に開口している。分割環４９は、ロータ軸方向の上流側及び下流側にフランジ５６を有しており、このフランジ５６を介して遮熱環５３に取り付けられる。
なお、図６において符号Ｇで示したのが燃焼ガスの流れ方向であり、同図の左側がロータ軸方向の上流側であり、同図の右側がロータ軸方向の下流側である。
【００４４】
分割環４９は、図８（ａ）に示すように、ロータ周方向に複数並べられ、隣接する分割環４９の間にはシール部材５７が設けられている。シール部材５７により、隣接する分割環４９の間を介した燃焼ガスの漏洩が防止される。シール部材５７は、分割環４９のロータ周方向における両端部５８に設けられた溝５９に嵌め込まれている。
【００４５】
分割環４９を構成する中空湾曲板５０は、図７及び８に示すように、第１溝２２を有する第１板部材２４２と、第１溝２２と略同一の幅である第２溝３２を有する第２板部材３４２とを備える。第２板部材３４２は、第１板部材２４２に拡散接合で接合されている。このとき、第１溝２２は第２溝３２に対向して、第１溝２２と第２溝３２との幅方向位置が略一致し、第１溝２２および第２溝３２によって中空部４０２が形成されるように、第１板部材２４２および第２板部材３４２の接合が行われる。そして、中空湾曲板５０の湾曲形状は、第１板部材２４２および第２板部材３４２が接合された状態でこれらを曲げ加工することによって作られている。
【００４６】
［第３実施形態］
ロケットエンジンのノズルスカートは、冷却媒体（液体水素）が流れる冷却通路を有する。第３実施形態では、ロケットエンジンのノズルスカートを構成する部材としての中空湾曲板について説明する。
本実施形態の中空湾曲板７０は、第１板部材、第２板部材および中空部の形状を除けば、第１実施形態の中空湾曲板２０と構成及び作製手順が同様である。したがって、以下の説明では、中空湾曲板２０と同一の箇所については共通の符号を付してその説明を省略し、中空湾曲板２０とは異なる中空湾曲板７０の構成を中心に説明する。
【００４７】
図９は、ロケットエンジンのノズルスカートの構成例を示す斜視図である。図１０は、図９におけるＢ−Ｂ線に沿った断面の一部を示す図である。
図９及び１０に示すように、ノズルスカート７１は、筒形状（側面が中心軸に対して傾斜した円筒状）を有し、内部に冷却通路としての中空部４０３が複数設けられている。中空部４０３は、ノズルスカート７１の長手方向に延びる直線状又は螺旋状の通路である。中空部４０３の両端は、それぞれ、ノズルスカート７１の長手方向における端面に開口している。
【００４８】
ノズルスカート７１を構成する中空湾曲板７０は、図９及び１０に示すように、第１溝２２を有する第１板部材２４３と、第１溝２２と略同一の幅である第２溝３２を有する第２板部材３４３とを備える。第２板部材３４３は、第１板部材２４３に拡散接合で接合されている。このとき、第１溝２２は第２溝３２に対向して、第１溝２２と第２溝３２との幅方向位置が略一致し、第１溝２２および第２溝３２によって中空部４０３が形成されるように、第１板部材２４３および第２板部材３４３の接合が行われる。そして、中空湾曲板７０の湾曲形状は、第１板部材２４３および第２板部材３４３が接合された状態でこれらを曲げ加工することによって作られている。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
【００５０】
例えば、上述の実施形態では、中空湾曲板（２０，５０，７０）をガスタービン燃焼器、ガスタービン分割環、ロケットエンジンのノズルスカートの構成部材として用いる例を挙げたが、本発明に係る中空湾曲板は、中空部を有する中空平板を曲げ加工によって湾曲させて得られる中空湾曲板であればその用途は特に限定されない。
また、上述の実施形態では、ガスタービン燃焼器やガスタービン分割環は冷却媒体として空気を用いる例を挙げたが、例えば水蒸気を用いることも可能であり、冷却媒体は特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１            ガスタービン
２            燃焼器
３            ロータ
４            圧縮機
６            タービン
７Ａ          静翼
７Ｂ          動翼
８            車室
９            車室内空間
１０          ノズル
１２          内筒
１４          尾筒
２０          中空湾曲板
２１          中空平板
２２          第１溝
２４１〜２４３  第１板部材
２６          位置決め用穴
２７          凹部
２８          空気吸込穴
２９          空気吐出穴
３２          第２溝
３４１〜３４３  第２板部材
３６          位置決め用穴
３７          凸部
４０１〜４０３  中空部
４２          接合面
４６          ピン
４８          位置決め用枠
４９          分割環
５０          中空湾曲板
５１          翼環
５２          流路
５３          遮熱環
５４          インピンジメント板
５５          貫通穴
５６          フランジ
５７          シール部材
５８          両端部
５９          溝
７０          中空湾曲板
７１          ノズルスカート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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