(57)【要約】【課題】板状体における溝詰まりの発生を抑制し、品質および生産性の向上を図ることができる板状体の製造方法、燃焼筒の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービンを提供する。【解決手段】一の板４１における一方の面に溝６１を形成する工程と、溝６１の内部に充填部７１を配置する工程と、一の板４１における一方の面と他の板４２との間に接合材８１を配置し、接合材８１を溶融させることにより、一の板４１および他の板４２を接合して流路を有する板状体３３Ｕとする工程と、充填部７１を溝６１から取り除く工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の板における一方の面に溝を形成する工程と、
前記溝の内部に充填部を配置する工程と、
前記一の板における前記一方の面と他の板との間に接合材を配置し、当該接合材を溶融させることにより、前記一の板および前記他の板を接合して流路を有する板状体とする工程と、
前記充填部を前記溝から取り除く工程と、
を有することを特徴とする板状体の製造方法。
【請求項２】
前記充填部の表面には、前記接合材との接合を防止する接合防止層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の板状体の製造方法。
【請求項３】
前記充填部は内部に複数の空隙を有し、溶融した前記接合材が前記空隙の内部に流入することを特徴とする請求項１記載の板状体の製造方法。
【請求項４】
一の板における一方の面に溝を形成する工程と、
前記一の板における前記一方の面と他の板との間に接合材を配置し、当該接合材を溶融させることにより、前記一の板および前記他の板を接合して流路を有する板状体とする工程と、
前記接合材を溶融させる前に、前記溝の壁面上への溶融された前記接合材の流入を抑制する流れ防止材を、前記溝の壁面に配置する工程と、
を有することを特徴とする板状体の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の板状体の製造方法により製造された前記板状体を燃焼筒の一部の形状に成形する工程と、
前記成形された板状体を組み合わせて前記燃焼筒を形成する工程と、
を有することを特徴とする燃焼筒の製造方法。
【請求項６】
一の板における一方の面に溝を形成する工程と、
前記溝の内部に充填部を配置する工程と、
接合材を用いて前記一の板における前記一方の面に他の板を接合して流路を有する板状体とする工程と、
前記板状体を燃焼筒の一部の形状に成形する工程と、
前記充填部を前記溝から取り除く工程と、
前記成形された板状体を組み合わせて前記燃焼筒を形成する工程と、
を有することを特徴とする燃焼筒の製造方法。
【請求項７】
燃料を噴射するノズル部と、
請求項５または請求項６に記載の燃焼筒の製造方法により製造され、内部で空気と噴射された燃料とを混合して燃焼させる燃焼筒と、
が設けられていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項８】
空気を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機から供給された圧縮空気、および、外部から供給された燃料を混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する請求項７に記載のガスタービン燃焼器と、
前記燃焼ガスが有するエネルギの一部を、回転駆動力に変換するタービン部と、
前記タービン部から前記回転駆動力を前記圧縮機に伝達する回転軸と、
が設けられていることを特徴とするガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状体の製造方法、燃焼筒の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン燃焼器や、ジェットエンジンや、宇宙関連機器などにおける高温環境に晒される領域の構成部材として、両表面の間に冷却流体が流れる流路を形成した板状体が使用されている。当該流路に冷却流体を流すことにより板状体が冷却されるため、上述のような高温環境に晒される領域にも板状体を用いることができる。
【０００３】
例えば、ガスタービン燃焼器における燃焼筒は、約１５００℃という高温環境下で使用されるため、燃焼筒は冷却機能を有する上述の板状体を用いて形成されている。
具体的には、複数枚（例えば２枚）の板状体をそれぞれ曲面状の板に形成した後に、これら曲面状の板を接合して組み立てることにより、１本の円筒状の燃焼筒が形成されている。隣接する板状体の接合には、レーザ溶接などの公知の溶接方法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８３１６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の板状体は、少なくとも一方に流路を構成する溝が形成された２枚の板を接合、例えば液相拡散接合することにより形成されている。この２枚の板を接合するプロセスで要求される品質としては、接合に用いられるロウ材による流路の詰まりが発生していないこと、２枚の板が接合していること、が挙げられる。
【０００６】
接合後の板状体が上述の品質を満たしているか否か、割れの発生の有無などの確認は、超音波探傷試験や、Ｘ線写真の画像処理や、流路を流れる検査流体の流量計測などの非破壊検査によって行われている。
【０００７】
このような非破壊検査の結果、流路詰まりの発生や、２枚の板の非接合発生などの品質不良が認められた場合には、当該板状体に対して補修が行われる。しかしながら、品質不良が補修不可能な程度に達している場合には、当該板状体は補修されることなく廃棄される。
【０００８】
例えば、接合プロセスにおいて、２枚の板の間に配置されるロウ材の分布にばらつきがあると、流路詰まりや、非接合が発生しやすい。具体的には、ロウ材の量が多い場合には、余分なロウ材が流路内に流入して流路詰まりを発生させる原因となる一方、ロウ材の量が少ない場合には、２枚の板の非接合が発生する原因となる。
【０００９】
補修を行う必要がある板状体、および、廃棄する必要がある板状体の数が増えると、板状体、および、板状体を用いて製造されるガスタービン燃焼器の製造工程に混乱が生じるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、板状体における溝詰まりの発生を抑制し、品質および生産性の向上を図ることができる板状体の製造方法、燃焼筒の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービン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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の板状体の製造方法は、一の板における一方の面に溝を形成する工程と、前記溝の内部に充填部を配置する工程と、前記一の板における前記一方の面と他の板との間に接合材を配置し、当該接合材を溶融させることにより、前記一の板および前記他の板を接合して流路を有する板状体とする工程と、前記充填部を前記溝から取り除く工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、一の板および他の板を接合する際に、溶けた接合材の一部が溝、つまり流路に流入すると、溶けた接合材は流路の壁面と充填部との隙間に流入して固化する。そして当該接合の後に、流路から充填部を取り除くと、流路の内部に充填部の形状をした空洞が形成される。
【００１３】
上記発明においては、前記充填部の表面には、前記接合材との接合を防止する接合防止層が設けられていることが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、接合防止層を設けていない場合と比較して、溝から充填部を取り除きやすくなる。
ここで、接合防止層としては、電解ニッケルめっきにより形成されたニッケル（Ｎｉ）層や、窒化ホウ素（ＢＮ）コーティングなどを例示することができる。
【００１５】
上記発明においては、前記充填部は内部に複数の空隙を有し、溶融した前記接合材が前記空隙の内部に流入することが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、溶けて流路の壁面と充填部との隙間に流入した接合材は、さらに、充填部の内部の複数の空隙に流入して固化する。そして空隙で固化した接合材は、充填部とともに溝から取り除かれる。
【００１７】
本発明の板状体の製造方法は、一の板における一方の面に溝を形成する工程と、前記一の板における前記一方の面と他の板との間に接合材を配置し、当該接合材を溶融させることにより、前記一の板および前記他の板を接合して流路を有する板状体とする工程と、前記接合材を溶融させる前に、前記溝の壁面上への溶融された前記接合材の流入を抑制する流れ防止材を、前記溝の壁面に配置する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、一の板および他の板を接合する際に、溶けた接合材は流れ防止材により溝の壁面上への流入が抑制される。そのため、溶けた接合材により流路が埋められることが防止される。
【００１９】
本発明の燃焼筒の製造方法は、上記本発明の板状体の製造方法により製造された前記板状体を燃焼筒の一部の形状に成形する工程と、前記成形された板状体を組み合わせて前記燃焼筒を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、上記本発明の板状体の製造方法により製造された板状体を用いて燃焼筒を製造するため、板状体における流路詰まりの発生を抑制でき、燃焼筒の品質および生産性の向上を図ることができる。
【００２１】
本発明の燃焼筒の製造方法は、一の板における一方の面に溝を形成する工程と、前記溝の内部に充填部を配置する工程と、接合材を用いて前記一の板における前記一方の面に他の板を接合して流路を有する板状体とする工程と、前記板状体を燃焼筒の一部の形状に成形する工程と、前記充填部を前記溝から取り除く工程と、前記成形された板状体を組み合わせて前記燃焼筒を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、板状体を燃焼筒の一部の形状、つまり曲面状の板に形成した後に、充填部は溝から取り除かれる。言い換えると、板状体を曲面状の板に形成する際に、流路の内部に充填材が配置されているため、充填材によって流路の内部空間が保持され、流路の潰れが防止される。
【００２３】
本発明のガスタービン燃焼器は、燃料を噴射するノズル部と、上記本発明の燃焼筒の製造方法により製造され、内部で空気と噴射された燃料とを混合して燃焼させる燃焼筒と、が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、上記本発明の燃焼筒の製造方法により製造された燃焼筒を用いているため、板状体における流路詰まりの発生を抑制でき、ガスタービン燃焼器の品質および生産性の向上を図ることができる。
【００２５】
本発明のガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給された圧縮空気、および、外部から供給された燃料を混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する請求項７に記載のガスタービン燃焼器と、前記燃焼ガスが有するエネルギの一部を、回転駆動力に変換するタービン部と、前記タービン部から前記回転駆動力を前記圧縮機に伝達する回転軸と、が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、上記本発明のガスタービン燃焼器を用いているため、板状体における流路詰まりの発生を抑制でき、ガスタービンの品質および生産性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の板状体の製造方法、燃焼筒の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービンによれば、溝の内部に充填部を配置して一の板および前記他の板を接合した後に、溝の内部から充填部を取り除くことにより、板状体における溝詰まりの発生を抑制し、品質および生産性の向上を図ることができるという効果を奏する。
溝の内部に流れ防止材を配置して一の板および前記他の板を接合することにより、板状体における溝詰まりの発生を抑制し、品質および生産性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態のガスタービンの構成を説明する模式図である。
【図２】図１の燃焼器、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。
【図３】図２の尾筒の構成を説明する斜視図である。
【図４】図３の尾筒を構成するパネルの構成を説明する分解図である。
【図５】図３の上面パネル等の構成を説明する断面図である。
【図６】図３の上面パネル等の構成を説明する平面視図である。
【図７】図５の外板における構成を説明する断面図である。
【図８】図７の外板の溝に流路保護部が配置された状態を説明する断面図である。
【図９】図８の流路保護部の構成を説明する模式図である。
【図１０】外板と内板との接合を説明する模式図である。
【図１１】外板と内板との接合を説明する模式図である。
【図１２】図１１の流路からの流路保護部の取り除きを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るガスタービンついて図１から図１２を参照して説明する。
図１は、本実施形態のガスタービンの構成を説明する模式図である。
本実施形態では、図１に示すように、本発明のガスタービン１を、発電機Ｇを駆動するものに適用して説明するが、ガスタービン１により駆動される対象は、発電機Ｇに限定されるものではなく、他の機器であってもよい。
【００３０】
ガスタービン１には、図１に示すように、圧縮機２と、燃焼器（ガスタービン燃焼器）３と、タービン部４と、回転軸５と、が主に設けられている。
【００３１】
圧縮機２は、外部の空気である大気を吸入して圧縮し、圧縮された空気を燃焼器３に供給するものである。
圧縮機２には、図１に示すように、圧縮機２に流入する大気の流量を調節する入口案内翼（図示せず）や、流入した大気を圧縮する１段動翼（図示せず）、および１段静翼（図示せず）など、が設けられている。
【００３２】
図２は、図１の燃焼器、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。
燃焼器３は、図１および図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気、および、外部から供給された燃料を混合させ、混合された混合気を燃焼させることにより、高温のガスを生成するものである。
【００３３】
燃焼器３は、図１および図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気、および、外部から供給された燃料を混合させ、燃焼させることにより、高温ガス（燃焼ガス）を生成するものである。
燃焼器３には、図２に示すように、空気入口３１と、ノズル部３２と、尾筒（燃焼筒）３３と、が主に設けられている。
【００３４】
空気入口３１は、図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気を、尾筒３３の内部に導くものであって、ノズル部３２の周囲に環状に配置されたものである。さらに、空気入口３１は、尾筒３３の内部に流入する空気に、旋回方向の流速成分を与えるとともに、尾筒３３の内部に循環流れを形成するものである。
なお、空気入口３１としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３５】
ノズル部３２は、図２に示すように、外部から供給された燃料を尾筒３３の内部に向けて噴霧するものである。ノズル部３２から噴霧された燃料は、空気入口３１により形成された空気の流れ等により攪拌されて、燃料と空気との混合気となる。
なお、ノズル部３２としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３６】
図３は、図２の尾筒の構成を説明する斜視図である。
尾筒３３は、図２および図３に示すように、空気入口３１およびノズル部３２からタービン部４の流入部に向かって延びる流路を形成するものである。言い換えると、尾筒３３は、その内部を、燃料と空気の混合気や、当該混合気の燃焼により生成される高温ガスが流れるものである。
【００３７】
尾筒３３は、ノズル部３２側の断面が円状に形成され、タービン部４側の断面が矩形状に形成され、ノズル部３２からタービン部４に向かって断面形状が連続して変化する筒状の部材である。
【００３８】
図４は、図３の尾筒を構成するパネルの構成を説明する分解図である。
尾筒３３は、図３および図４に示すように、上面パネル（板状体）３３Ｕ、下面パネル（板状体）３３Ｄ、右面パネル（板状体）３３Ｒ、および、左面パネル（板状体）３３Ｌから構成されているものである。
【００３９】
上面パネル３３Ｕは、尾筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、尾筒３３の上側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合における径方向外側の側面を構成するものである。
上面パネル３３Ｕの中央には、バイパス弁（図示せず）に連通する貫通孔３３Ｈが形成されている。
【００４０】
下面パネル３３Ｄは、尾筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、尾筒３３の下側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合における径方向内側の側面を構成するものである。
【００４１】
右面パネル３３Ｒは、尾筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、尾筒３３の右側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合に、圧縮機２からタービン部４に向かって右側の側面を構成するものである。
【００４２】
左面パネル３３Ｌは、尾筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、尾筒３３の左側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合に、圧縮機２からタービン部４に向かって左側の側面を構成するものである。
【００４３】
具体的には、ノズル部３２側の断面が円状に形成され、タービン部４側の断面が矩形状に形成された尾筒３３を構成するために、上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌにおけるノズル部３２側の断面は円弧状に形成され、タービン部４側の断面は直線状に形成されている。
【００４４】
さらに、上述の上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌは、レーザ溶接により接続され、尾筒３３を構成している。
具体的には、上面パネル３３Ｕには、隣接する右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌがレーザ溶接され、下面パネル３３Ｄには、隣接する右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌがレーザ溶接されている。
【００４５】
図５は、図３の上面パネル等の構成を説明する断面図である。図６は、図３の上面パネル等の構成を説明する平面視図である。
上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌの基本的構成は同じである。
そのため、ここでは上面パネル３３Ｕについてのみ、図５および図６を参照しながら説明し、その他の下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌについては説明を省略する。
【００４６】
上面パネル３３Ｕには、図５および図６に示すように、外板（一の板）４１と、内板（他の板）４２と、が設けられている。
【００４７】
外板４１は、尾筒３３の外周面側に配置された板状の部材であり、耐熱性を有する金属や合金などから形成されたものである。本実施形態ではＮｉ基合金、例えば、トミロイ（登録商標）や、ハステロイ（登録商標）や、ＨＡ−２３０や、ＧＴＤ−２２２や、ＩＮ−６１７や、Ｎｉｍｏｎｉｃ２６３などから形成されている例に適用して説明する。
外板４１における内板４２と対向する面には、冷却空気などの冷却媒体が流れる流路５１を構成する複数の溝６１が並んで形成されているとともに、外板４１には複数の溝６１の一部と連通する外貫通孔６５が設けられている。
【００４８】
溝６１は、図５の断面視において、底部が円弧状に形成された溝である。このように、溝６１の底部を円弧状にすることで、例えば、溝６１の断面形状を矩形や台形とした場合と比較して、角部が形成されないため、応力集中が発生しにくくなる。
【００４９】
なお、溝６１の断面形状は、上述のように底部が円弧状に形成された形状に限られることなく、断面が矩形や台形に形成されていてもよく、特に限定するものではない。
溝６１の断面形状が矩形や台形に形成されていると、底部が円弧状に形成された場合と比較して、溝６１から形成される流路５１の流路面積を増やすことが容易となる。
【００５０】
外貫通孔６５は、外板４１および内板４２が接合された際に形成される流路５１と、尾筒３３の外周面側の空間とを繋ぐ貫通孔である。
【００５１】
内板４２は、燃焼筒の内周面側に配置された板状の部材であり、耐熱性を有する金属や合金などから形成されたものである。本実施形態ではＮｉ基合金、例えば、トミロイ（登録商標）や、ハステロイ（登録商標）や、ＨＡ−２３０や、ＧＴＤ−２２２や、ＩＮ−６１７や、Ｎｉｍｏｎｉｃ２６３などから形成されている例に適用して説明する。
内板４２は、外板４１における溝６１が形成された面と、ロウ付けにより拡散接合され、溝６１を覆うことにより、流路５１を形成するものである。
【００５２】
内板４２には、外板４１に設けられた複数の溝６１の一部と対向する位置に内貫通孔６６が設けられている。
内貫通孔６６は、外板４１および内板４２が接合された際に形成される流路５１と、尾筒３３の内周面側の空間とを繋ぐ貫通孔である。
【００５３】
なお、本実施形態では、カン型の燃焼器３に適用して説明しているが、カン型の燃焼器３に限定されることなく、アニュラ型の燃焼器など、他の形式の燃焼器に適用してもよく、特に限定するものではない。
【００５４】
タービン部４は、図１および図２に示すように、燃焼器３により生成された高温ガスの供給を受けて回転駆動力を発生させ、発生した回転駆動力を回転軸５に伝達するものである。
【００５５】
回転軸５は、図１に示すように、タービン部４により発生された回転駆動力を圧縮機２および発電機Ｇに伝達するものである。
なお、回転軸５としては、公知の構成を用いることができ、特にその構成を限定するものではない。
【００５６】
次に、本実施形態の特徴である尾筒３３の製造方法について説明する。
尾筒３３を製造する場合には、最初に上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌを構成する板状体を形成し、その後に、尾筒３３が形成される。
【００５７】
図７は、図５の外板における構成を説明する断面図である。
具体的には、図７に示すように、平板状の外板４１に溝６１が切削加工される。溝６１は並んで配置されるように形成されるとともに、尾筒３３を構成した際に、隣接する溝同士の間隔が等しくなるように形成される。
【００５８】
図８は、図７の外板の溝に流路保護部が配置された状態を説明する断面図である。図９は、図８の流路保護部の構成を説明する模式図である。
その後、図８に示すように、溝６１の内部に流路保護部（充填部）７１が配置される。
流路保護部７１は、図９に示すように、銅を円柱状に形成した銅棒７２と、銅棒７２の円周面（表面）に形成されたニッケル層（接合防止層）７３と、が設けられている。
ニッケル層７３は、銅棒７２に対して電解ニッケルめっきにより形成されたものである。
【００５９】
このように流路保護部７１として銅棒７２を用いることで、流路保護部７１の銅棒７２にホウ素を吸収することができる。
ロウ材８１に含まれているホウ素は、拡散接合の際に外板４１および内板４２に拡散する。このとき、外板４１や内板４２のうちホウ素の濃度が高い領域が形成されると、当該領域はホウ素により硬化してしまい、後述するプレス形成時に外板４１や内板４２に割れが発生するおそれがある。
そこで、上述のホウ素の一部を銅棒７２に吸収させることにより、外板４１や内板４２の硬化を抑制して、割れの発生を防止することができる。
【００６０】
さらにニッケル層７３を設けることで、流路保護部７１にニッケル層７３を設けていない場合と比較して、流路５１から流路保護部７１を取り除きやすくなる。
【００６１】
なお、上述のように、流路保護部７１は銅棒７２の表面にニッケル層７３を設けたものであってもよいし、ニッケル層７３の代わりに窒化ホウ素コーティング層（接合防止層）など、後述するロウ材８１に対して接合しにくい性質を有する材料から形成された層が設けられたものであってもよく、特に限定するものではない。
【００６２】
図１０および図１１は、外板と内板との接合を説明する模式図である。
次に、外板４１の溝６１が形成された面に、図１０に示すように、内板４２が接合されて上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体が形成される。
【００６３】
つまり、外板４１における外板４１の溝６１が形成された面であって、内板４２と接触する部分にロウ材（接合材）８１を配置し、ロウ材８１を挟むように外板４１および内板４２が配置される。その後、図１１に示すように、外板４１、内板４２およびロウ材８１は加熱されながら、外板４１および内板４２が互いに接近する方向に、プレス機により押し付けられ拡散接合される。
【００６４】
具体的には、外板４１および内板４２が互いに接近する方向に押し付けるとともに、外板４１、内板４２およびロウ材８１を約１１３０℃に加熱した状態を、約７時間維持することにより、上述の拡散接合が行われる。
【００６５】
ここで、ロウ材８１は、融点降下元素（例えば、Ｂ、Ｓｉ、Ｐ等）を含むものであり、外板４１や内板４２の組成に応じて選択される。外板４１や内板４２がＮｉ基合金から形成されている場合には、日立金属株式会社製のＮｉ−Ｂ８や、Ｍｅｔｇｌａｓ  Ｉｎｃ．製のＭｅｔｇｌａｓ（登録商標）ＭＢＦ−２０  Ｎｉｃｋｅｌ−Ｂａｓｅｄ  Ｂｒａｚｉｎｇ  Ｆｏｉｌなどを例示することができる。
【００６６】
図１２は、図１１の流路からの流路保護部の取り除きを説明する模式図である。
外板４１および内板４２が接合されると、その後に、図１２に示すように、流路５１（溝６１の内部）から流路保護部７１の取り除きが行われる。
つまり、流路５１の開口端から流路保護部７１が引っ張り出される。図１２においては、上方に向って流路保護部７１が引っ張り出される。
【００６７】
本実施形態における流路保護部７１の取り除きを行う際の外板４１および内板４２の温度は室温を例示することができるが、室温に限定されることなく、より高い温度、例えば４００℃程度であってもよく、特に限定するものではない。
【００６８】
このように、外板４１に内板４２を接合し、流路保護部７１を取り除くことにより、流路５１を有する板状体が形成される。
【００６９】
次に、平板状の板状体をプレス成型することにより、それぞれ異なる曲面形状を有する上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌが形成される。
【００７０】
プレス形成された上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌは、その後、尾筒３３を構成するように配置されて仮合わせされる。
【００７１】
仮合わせ後、上面パネル３３Ｕおよび右面パネル３３Ｒ、右面パネル３３Ｒおよび下面パネル３３Ｄ、下面パネル３３Ｄおよび左面パネル３３Ｌがレーザ溶接により接合され、尾筒３３となる。
例えば、上面パネル３３Ｕと、右面パネル３３Ｒと、をレーザ溶接することにより、溶接部６４において上面パネル３３Ｕと右面パネル３３Ｒとが接合される。
【００７２】
次に、上記の構成からなるガスタービン１における一般的な運転について説明する。
ガスタービン１は、図１に示すように、圧縮機２が回転駆動されることにより大気（空気）を吸入する。吸入された大気は、圧縮機２により圧縮されるとともに、燃焼器３に向かって送り出される。
【００７３】
燃焼器３に流入された圧縮された空気は、尾筒３３の内部において、燃焼器３において外部から供給された燃料と混合される。空気および燃料の混合気は燃焼器３において燃焼され、燃焼熱により高温ガスが生成される。
【００７４】
燃焼器３において生成された高温ガスは、尾筒３３の内部を通過して、下流のタービン部４に供給される。タービン部４は高温ガスにより回転駆動され、その回転駆動力は回転軸５に伝達される。回転軸５は、タービン部４において抽出された回転駆動力を圧縮機２および発電機Ｇに伝達する。
【００７５】
次に、本実施形態に係る流路５１による冷却について説明する。
尾筒３３を構成する上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌの流路５１には、外部から冷却流体である冷却空気が供給される。
冷却空気は、流路５１を流れることにより、尾筒３３を構成する上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌを冷却し、燃焼熱や高温ガスの熱からこれらのパネルを保護する。
【００７６】
冷却に用いられた冷却空気は、流路５１から回収されてもよいし、高温ガスとともにタービン部４に供給されてもよく、特に限定するものではない。
【００７７】
上記の構成によれば、外板４１および内板４２を接合する際に、溶けたロウ材８１の一部が溝６１、つまり流路５１に流入すると、溶けたロウ材８１は流路５１の壁面と流路保護部７１との隙間に流入して固化する。そして外板４１および内板４２の接合後に、流路５１から流路保護部７１を取り除くと、流路５１の内部に流路保護部７１の形状をした空洞が形成される。その結果、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体における流路５１の詰まり発生を抑制し、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体、尾筒３３、燃焼器３、および、ガスタービン１の品質および生産性の向上を図ることができる。
【００７８】
なお、上述の実施形態のように、流路保護部７１として、銅棒７２およびニッケル層７３から形成されたものであってもよいし、金属ワイヤを集めて棒状に形成して内部に空隙を形成したもの、例えば、銅線をより合わせて棒状に形成したものであってもよく、特に限定するものではない。
【００７９】
このようにすることにより、溶けて流路５１の壁面と流路保護部７１との隙間に流入したロウ材８１は、さらに、流路保護部７１の内部の複数の空隙に流入して固化する。そして空隙で固化したロウ材８１は、流路保護部７１とともに流路５１から取り除かれる。
【００８０】
なお、上述の実施形態のように、形成された溝６１の内部に流路保護部７１を配置することにより、ロウ材８１による流路５１の詰まりを防止してもよいし、流路保護部７１を配置する代わりに、溝６１の壁面に溶けたロウ材８１が流れ込むことを防止する流れ防止材を塗布、あるいは、配置することにより、ロウ材８１による流路５１の詰まりを防止してもよく、特に限定するものではない。
【００８１】
流れ防止材を用いることにより、外板４１および内板４２を接合する際に、溶けたロウ材８１は溝６１の壁面上への流入が抑制される。そのため、溶けたロウ材８１により流路５１が埋められることを防止できる。
【００８２】
〔第１の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の変形例について説明する。
本実施形態のガスタービンの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、尾筒の製造方法が異なっている。よって、本実施形態においては尾筒の製造方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素等には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８３】
ここで、本変形例の特徴である尾筒３３の製造方法について説明する。
平板状の外板４１に溝６１を切削加工して、溝６１の内部に流路保護部７１を配置し、外板４１に内板４２を接合して上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体を形成する工程までは、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する（図７から図１０参照。）。
【００８４】
上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体が形成されると、流路５１（溝６１の内部）の内部に流路保護部７１を配置した状態で、平板状の板状体をプレス成型することにより、それぞれ異なる曲面形状を有する上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌが形成される。
【００８５】
その後、プレス成形された上面パネル３３Ｕ等の流路５１の内部から流路保護部７１の取り除きが行われる。
そして、上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌは、尾筒３３を構成するように配置されて仮合わせされ、レーザ溶接により接合されて尾筒３３となる。
【００８６】
上記の構成によれば、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体を尾筒３３の一部の形状、つまり上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌにプレス成形した後に、流路保護部７１は流路５１から取り除かれる。言い換えると、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体を上面パネル３３Ｕ等にプレス成形する際に、流路５１の内部に流路保護部７１が配置されているため、流路保護部７１によって流路５１の内部空間が保持され、流路５１の潰れを防止することができる。
そのため、尾筒３３における流路５１詰まりの発生を抑制し、品質および生産性の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  ガスタービン
２  圧縮機
３  燃焼器（ガスタービン燃焼器）
４  タービン部
５  回転軸
３２  ノズル部
３３  尾筒（燃焼筒）
３３Ｕ  上面パネル（板状体）
３３Ｄ  下面パネル（板状体）
３３Ｒ  右面パネル（板状体）
３３Ｌ  左面パネル（板状体）
４１  外板（一の板）
４２  内板（他の板）
５１  流路
６１  溝
７１  流路保護部（充填部）
７３  ニッケル層（接合防止層）
８１  ロウ材（接合材）
【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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【図１２】
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