(57)【要約】【課題】中空翼の貫通孔からプラグが外れるのを防ぐ。【解決手段】中空翼の二次中間品６０における貫通孔１４をプラグ２１で塞ぐ孔塞ぎ工程を実行する。プラグ２１は、中空翼の外周部の一部を形成する外側部２２ｏと、内部空間１２に対向する内周部の一部を形成し、外側部２２ｏの外径及び貫通孔１４の外側開口部１５ｏの内径よりも大きな外径の内側部２２ｉと、を有する。孔塞ぎ工程では、二次中間品６０の内部空間１２側から、プラグ２１の内側部２２ｉを貫通孔１４に向けてプラグ２１を貫通孔１４内に押し込んで、プラグ２１を二次中間品６０の貫通孔１４に接合する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間及び該内部空間から外部に通じる貫通孔を形成する中子と、該中子を覆い且つ該中子の外周面との間隔が確保されている鋳型との間に溶融金属を流し込んで、該中子を有する中空翼の一次中間品を製作する一次中間品製作工程と、
前記一次中間品中の中子を溶解し、前記貫通孔から溶解した中子を排出して、前記内部空間及び前記貫通孔が形成されている中空翼の二次中間品を製作する二次中間品製作工程と、
前記二次中間品の前記貫通孔をプラグで塞ぐ孔塞ぎ工程と、
を実行し、
前記プラグは、中空翼の外周部の一部を形成する外側部と、前記内部空間に対向する内周部の一部を形成し、前記外側部の外径及び前記貫通孔の外側開口部の内径よりも大きな外径の内側部と、を有し、
前記孔塞ぎ工程では、前記二次中間品の前記内部空間側から、前記プラグの前記内側部を前記貫通孔に向けて該プラグを該貫通孔内に押し込んで、該プラグを該二次中間品の該貫通孔に接合する、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービンの中空翼の製造方法において、
前記貫通孔は、貫通方向に延びる孔仮想軸を中心として回転対称な形状を成し、
前記プラグは、前記内側部から前記外側部に向って延びるプラグ仮想軸を中心として回転対称な形状を成し、
前記孔塞ぎ工程では、前記二次中間品の前記内部空間側から前記プラグを前記貫通孔内に押し込みつつ、前記プラグ仮想軸を中心として該プラグを回転させて、該プラグを該二次中間品の該貫通孔に摩擦攪拌接合する、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のガスタービンの中空翼の製造方法において、
前記貫通孔には、該貫通孔の内側開口部から外側開口部に向って次第に内径が小さくなるテーパ面が形成され、
前記プラグには、前記内側部から前記外側部に向って次第に外径が小さくなるテーパ面が形成されている、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のガスタービンの中空翼の製造方法において、
前記プラグは、前記一次中間品製作工程の終了時点で、前記中子の前記内部空間を形成する部分内に埋め込まれている、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼の製造方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載のガスタービンの中空翼の製造方法において、
前記一次中間品製作工程は、前記プラグと、工具が係合する工具係合部と、前記プラグの前記外側部と前記工具係合部とを連結する連結桿部とを有するプラグアッセンブリを製造するプラグアッセンブリ製造工程を含み、
前記プラグアッセンブリは、前記一次中間品製作工程の終了時点で、前記中子内に埋め込まれ、該プラグアッセンブリの前記プラグが該中子の前記内部空間を形成する部分に配置され、該プラグアッセンブリの前記連結桿部が該中子の前記貫通孔を形成する部分に配置され、
前記孔塞ぎ工程では、前記プラグアッセンブリの前記工具係合部に工具を係合させて、該工具により、該工具係合部が前記貫通孔から遠ざかる向きに該プラグアッセンブリを引っ張りつつ、該プラグアッセンブリをプラグ仮想軸回りに回転させて、前記プラグを前記二次中間品の前記貫通孔に摩擦攪拌接合する、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼の製造方法。
【請求項６】
内部空間及び該内部空間から外部に通じる貫通孔が形成されている中空翼本体と、
前記貫通孔を塞ぐプラグと、
を備え、
前記プラグは、中空翼の外周部の一部を形成する外側部、及び、前記内部空間に対向する内周部の一部を形成し、前記外側部の外径及び前記貫通孔の外側開口部の内径よりも大きな外径の内側部を有する、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼。
【請求項７】
請求項６に記載のガスタービンの中空翼において、
前記貫通孔は、該貫通孔の貫通方向に延びる孔仮想軸を中心として回転対称な形状を成し、
前記プラグは、前記内側部から前記外側部に向って延びるプラグ仮想軸を中心として回転対称な形状を成す、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼。
【請求項８】
請求項７に記載のガスタービンの中空翼において、
前記貫通孔には、該貫通孔の内側開口部から外側開口部に向って次第に内径が小さくなるテーパ面が形成され、
前記プラグには、前記内側部から前記外側部に向って次第に外径が小さくなるテーパ面が形成されている、
ことを特徴とするガスタービンの中空翼。
【請求項９】
ロータの回転軸線を中心として周方向に並んで配置されている請求項６から８のいずれか一項に記載の複数の中空翼と、
前記複数の中空翼を覆うケーシングと、
を備え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、ガスタービン、その中空翼、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの動翼や静翼は、高温の燃焼ガスに晒されるため、これら動翼や静翼の内部には、冷却媒体としての空気が供給される空間が形成されている。内部の空間に供給された空気は、空気孔を介して燃焼ガスが流れる流路に排出される。このように、内部に空間が形成されている中空翼は、以下のような手順で製造される。
【０００３】
まず、中空翼の内部空間及びこの内部空間から外部に通じる貫通孔を形成する中子、及び中空翼の外面の型である鋳型を製造する。次に、中子を鋳型内に配置して、中子と鋳型との間に溶融金属を流し込んで、中空翼の中間品を製造する。次に、この中間品中の中子を溶解し、貫通孔から溶解した中子を排出する。そして、中子が除去された中間品の貫通孔をプラグで塞ぐ。
【０００４】
以下の特許文献１では、中空翼の中間品における貫通孔を以下のようなプラグで塞いでいる。このプラグは、中空翼の外周部の一部を形成する外側部と、中空翼の内部空間に対向する内周部の一部を形成する内側部と、を有している。プラグの外側部の外径は、プラグの内側部の外径及び貫通孔の内側開口部の径よりも大きい。このため、特許文献１では、中間品の外側から、このプラグを中間品の貫通孔内に押し込んで、このプラグを中間品の貫通孔に接合していると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５１６２６９号公報  図４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
中空翼の内部空間に供給される空気は、中空翼の空気孔を介して、燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路中に排出される。このため、ガスタービンの運転中では、中空翼の内部空間の圧力が中空翼の外部である燃焼ガス流路内の圧力よりも高い。よって、中空翼中間品の貫通孔を塞ぐプラグには、ガスタービンの運転中、常に、内側から外側に向う圧力がかかることになる。さらに、中空翼が動翼であり、この中空翼中間品の貫通孔がロータの外周側部分に形成されている場合、プラグには、ガスタービンの運転中、内側から外側に向う遠心力もかかることになる。すなわち、ガスタービンの運転中、プラグには、常に、外側に外そうとする力がかかっている。
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、プラグと中空翼中間品との接合力のみで、プラグを外側に外そうとする力に対抗している。このため、特許文献１に記載の技術では、プラグと中空翼中間品との接合不良等があると、ガスタービンの運転中にプラグが外れるおそれがある、という問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するため、プラグの外れを防ぐことができるガスタービン、その中空翼、及びその製造方法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】
上記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービンの中空翼の製造方法は、
内部空間及び該内部空間から外部に通じる貫通孔を形成する中子と、該中子を覆い且つ該中子の外周面との間隔が確保されている鋳型との間に溶融金属を流し込んで、該中子を有する中空翼の一次中間品を製作する一次中間品製作工程と、前記一次中間品中の中子を溶解し、前記貫通孔から溶解した中子を排出して、前記内部空間及び前記貫通孔が形成されている中空翼の二次中間品を製作する二次中間品製作工程と、前記二次中間品の前記貫通孔をプラグで塞ぐ孔塞ぎ工程と、を実行し、前記プラグは、中空翼の外周部の一部を形成する外側部と、前記内部空間に対向する内周部の一部を形成し、前記外側部の外径及び前記貫通孔の外側開口部の内径よりも大きな外径の内側部と、を有し、前記孔塞ぎ工程では、前記二次中間品の前記内部空間側から、前記プラグの前記内側部を前記貫通孔に向けて該プラグを該貫通孔内に押し込んで、該プラグを該二次中間品の該貫通孔に接合することを特徴とする。
【００１０】
なお、以上において、プラグの内側部の外径、及びプラグの外側部の外径とは、ここでは、貫通孔内にプラグを押し込む方向に対して垂直な方向の最大寸法を示し、貫通孔の内径とは、貫通孔の貫通方向に対して垂直な方向の最大寸法を示す。
【００１１】
当該製造方法では、プラグの内側部の外径がプラグの外側部の外径及び貫通孔の外側開口部の内径よりも大きいので、プラグが貫通孔に接合されているか否かに関わらず、その形状の関係から、プラグは、貫通孔から外側に抜け外れることはない。よって、当該製造方法によれば、中空翼の内部空間に、中空翼の外側を流れる燃焼ガスよりも高圧の空気が供給されても、さらに、タービンロータの回転によりプラグに遠心力がかかっても、このプラグが貫通孔から外側に抜け外れることはない。
【００１２】
ここで、前記ガスタービンの中空翼の製造方法において、前記貫通孔は、貫通方向に延びる孔仮想軸を中心として回転対称な形状を成し、前記プラグは、前記内側部から前記外側部に向って延びるプラグ仮想軸を中心として回転対称な形状を成し、前記孔塞ぎ工程では、前記二次中間品の前記内部空間側から前記プラグを前記貫通孔内に押し込みつつ、前記プラグ仮想軸を中心として該プラグを回転させて、該プラグを該二次中間品の該貫通孔に摩擦攪拌接合してもよい。
【００１３】
当該製造方法では、プラグと二次中間品とを摩擦攪拌接合しているので、ろう付けや溶接に比べて、割れ等の接合欠陥の発生を極めて少なくすることができる。
【００１４】
また、前記プラグと前記二次中間品とを摩擦攪拌接合する前記ガスタービンの中空翼の製造方法において、前記貫通孔には、該貫通孔の内側開口部から外側開口部に向って次第に内径が小さくなるテーパ面が形成され、前記プラグには、前記内側部から前記外側部に向って次第に外径が小さくなるテーパ面が形成されていることが好ましい。
【００１５】
当該製造方法では、プラグや貫通孔の径を大きくすることなく、プラグの外周面と貫通孔の内周面とが対向する部分のうちで摩擦攪拌接合される部分を多くすることができる。
【００１６】
また、前記プラグと前記二次中間品とを摩擦攪拌接合する前記ガスタービンの中空翼の製造方法において、前記プラグは、前記一次中間品製作工程の終了時点で、前記中子の前記内部空間を形成する部分内に埋め込まれていてもよい。
【００１７】
また、前記プラグと前記二次中間品とを摩擦攪拌接合する前記ガスタービンの中空翼の製造方法において、前記一次中間品製作工程は、前記プラグと、工具が係合する工具係合部と、前記プラグの前記外側部と前記工具係合部とを連結する連結桿部とを有するプラグアッセンブリを製造するプラグアッセンブリ製造工程を含み、前記プラグアッセンブリは、前記一次中間品製作工程の終了時点で、前記中子内に埋め込まれ、該プラグアッセンブリの前記プラグが該中子の前記内部空間を形成する部分に配置され、該プラグアッセンブリの前記連結桿部が該中子の前記貫通孔を形成する部分に配置され、前記孔塞ぎ工程では、前記プラグアッセンブリの前記工具係合部に工具を係合させて、該工具により、該工具係合部が前記貫通孔から遠ざかる向きに該プラグアッセンブリを引っ張りつつ、該プラグアッセンブリをプラグ仮想軸回りに回転させて、前記プラグを前記二次中間品の前記貫通孔に摩擦攪拌接合してもよい。
【００１８】
当該製造方法では、内部空間の形状が複雑で、孔塞ぎ工程で、内部空間側からの操作で、プラグを内部空間側から貫通孔内に押し込むことが困難な場合でも、容易に孔塞ぎ工程を実行することができる。
【００１９】
上記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービンの中空翼は、
内部空間及び該内部空間から外部に通じる貫通孔が形成されている中空翼本体と、前記貫通孔を塞ぐプラグと、を備え、前記プラグは、中空翼の外周部の一部を形成する外側部、及び、前記内部空間に対向する内周部の一部を形成し、前記外側部の外径及び前記貫通孔の外側開口部の内径よりも大きな外径の内側部を有することを特徴とする。
【００２０】
当該中空翼では、プラグの内側部の外径がプラグの外側部の外径及び貫通孔の外側開口部の内径よりも大きいので、プラグが貫通孔に接合されているか否かに関わらず、その形状の関係から、プラグは、貫通孔から外側に抜け外れることはない。よって、当該中空翼によれば、中空翼の内部空間に、中空翼の外側を流れる燃焼ガスよりも高圧の空気が供給されても、さらに、タービンロータの回転によりプラグに遠心力がかかっても、このプラグが貫通孔から外側に抜け外れることはない。
【００２１】
ここで、前記ガスタービンの中空翼において、前記貫通孔は、該貫通孔の貫通方向に延びる孔仮想軸を中心として回転対称な形状を成し、前記プラグは、前記内側部から前記外側部に向って延びるプラグ仮想軸を中心として回転対称な形状を成してもよい。この場合、前記貫通孔には、該貫通孔の内側開口部から外側開口部に向って次第に内径が小さくなるテーパ面が形成され、前記プラグには、前記内側部から前記外側部に向って次第に外径が小さくなるテーパ面が形成されていてもよい。
【００２２】
上記問題点を解決するための発明に係る一態様としてのガスタービンは、
ロータの回転軸線を中心として周方向に並んで配置されている複数の前記中空翼と、前記複数の中空翼を覆うケーシングと、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、中空翼の内部空間に、中空翼の外側を流れる燃焼ガスよりも高圧の空気が供給されても、さらに、タービンロータの回転によりプラグに遠心力がかかっても、このプラグが貫通孔から外側に抜け外れるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部切欠側面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における動翼を示し、同図（Ａ）は動翼の断面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の動翼（中空翼）の製造手順を示すフローチャートある。
【図４】本発明に係る一実施形態におけるプラグアッセンブリの側面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態におけるプラグ入り中子の模式的な断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における鋳型及びプラグ入り中子の模式的な断面図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における一次中間品の模式的な断面図である。
【図８】本発明に係る一実施形態における二次中間品の模式的な断面図である。
【図９】本発明に係る一実施形態における孔塞ぎ工程中の二次中間品及びプラグアッセンブリの模式的な要部断面図である。
【図１０】本発明に係る一実施形態における孔塞ぎ工程終了後の二次中間品及びプラグアッセンブリの模式的な要部断面図である。
【図１１】本発明に係る一実施形態における動翼の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るガスタービンの中空翼、及びその製造方法の一実施形態について、図１〜図１１を参照して詳細に説明する。
【００２６】
本実施形態のガスタービンは、図１に示すように、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１と、燃料供給源からの燃料を圧縮空気に混合して燃焼させて燃焼ガスを生成する複数の燃焼器２と、燃焼ガスにより駆動するタービン３と、を備えている。
【００２７】
タービン３は、ケーシング４と、このケーシング４内で回転するタービンロータ６とを備えている。このタービンロータ６は、例えば、このタービンロータ６の回転で発電する発電機（図示されていない。）と接続されている。複数の燃焼器２は、タービンロータ６の回転軸線Ａｒを中心として、周方向Ｄｃに互いに等間隔でケーシング４に固定されている。
【００２８】
タービンロータ６は、回転軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びているロータ本体７と、ロータ本体７の外周に周方向Ｄｃに並んで固定されている複数の動翼１０と、を有している。ケーシング４は、回転軸線Ａｒを中心として円筒状を成している。ケーシング４の内周側には、複数の静翼５が周方向Ｄｃに並んで固定されている。
【００２９】
ロータ本体７の外周側とケーシング４の内周側との間は、燃焼器２からの燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路を形成している。静翼５及び動翼１０は、この燃焼ガス流路中に配置されている。
【００３０】
動翼１０には、図２に示すように、冷却媒体である高圧空気が流れる内部空間１２と、内部空間１２内に供給された高圧空気を外部に流出させるための複数の空気孔１３とが形成されている。すなわち、この動翼１０は中空翼である。また、動翼１０は、図１１に示すように、内部空間１２、複数の空気孔１３、及び内部空間１２から外部に通じる貫通孔１４が形成されている動翼本体１１と、この動翼本体１１の貫通孔１４を塞ぐプラグ２１と、を有している。動翼本体１１に形成されている貫通孔１４は、動翼１０に求められている機能を達成するためのものでななく、後述するように、動翼１０を製造する過程で必要なものである。なお、図１１は、動翼１０の断面を模式的に描いたものである。
【００３１】
次に、動翼１０の製造手順について、図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００３２】
まず、動翼１０の外面を形成する金型を製作する（Ｓ２）。
【００３３】
次に、図４に示すように、前述のプラグ２１と、動翼１０の製造過程で使用する工具が係合する工具係合部２７と、プラグ２１と工具係合部２７とを連結する連結桿部２５とを有するプラグアッセンブリ２０を製作する（Ｓ３）。このプラグアッセンブリ２０は、基本的に、動翼１０の形成材料と同じ材料で形成されている。プラグアッセンブリ２０は、プラグ仮想軸Ａｐを中心として回転対称な形状を成している。プラグ２１は、プラグ仮想軸Ａｐが延びているプラグ軸方向の一方側に位置し、工具係合部２７は、プラグ軸方向の他方側に位置し、連結桿部２５は、両者間に位置して両者を連結している。
【００３４】
プラグ２１は、図４及び図１１に示すように、プラグ軸方向の一方側に位置して動翼１０の内部空間１２に対向する内周部の一部を形成する内側部２２ｉと、プラグ軸方向の他方側に位置して動翼１０の外周部の一部を形成する外側部２２ｏと、を有している。このプラグ２１には、内側部２２ｉから外側部２２ｏに向って次第に外径が小さくなるテーパ面２３が形成されている。プラグ２１の内側部２２ｉの外径は、プラグ２１の外側部２２ｏの外径及び動翼本体１１の貫通孔１４の最小内径よりも大きい。連結桿部２５は、プラグ仮想軸Ａｐを中心として、プラグ２１の外側部２２ｏからプラグ軸方向に延びている。この連結桿部２５のプラグ軸方向の長さは、図７に示すように、動翼本体１１の貫通孔１４の長さよりも僅かに長い。また、この連結桿部２５の外径は、動翼本体１１の貫通孔１４の最小内径よりも小さい。一方、工具係合部２７の外形は、動翼本体１１の貫通孔１４の最小内径よりも大きい。なお、動翼本体１１の貫通孔１４の最小内径は、後述するように、貫通孔１４の外側開口部１５ｏの内径である。
【００３５】
次に、動翼本体１１の内部空間１２及び貫通孔１４を形成する中子３０（図５参照）を製作する（Ｓ４）。この中子３０は、セラミックス粉の焼成により形成する。この中子３０の焼成過程では、セラミックス粉中にプラグアッセンブリ２０を予め埋め込んでおく。この中子３０中で内部空間１２を形成する部分３２にプラグアッセンブリ２０のプラグ２１が配置され、中子３０中の貫通孔１４を形成する部分３４にプラグアッセンブリ２０の連結桿部２５が配置されている。
【００３６】
次に、金型内に中子３０を入れて、金型と中子３０との間にワックスを流し込み、中子入りワックス型を製作する（Ｓ５）。
【００３７】
次に、この中子入りワックス型を用いて中子入り鋳型を製作する（Ｓ６）。ここでは、まず、中子入りワックス型をスラリー中に浸し、これに耐火砂をまぶし、これを乾燥する。そして、この工程を複数回繰り返し、耐火砂の層が所定以上に厚くなった時点で、ワックスを溶かし出す。以上で、図６に示す中子入り鋳型４０が完成する。なお、図示していないが、中子３０の一部が鋳型４０に埋め込まれているか、又は中子３０と鋳型４０とが連結部材で連結されていることにより、鋳型４０に対して中子３０は相対移動できない。以上のように、本実施形態では、鋳型４０をロストワックス法で製作する。
【００３８】
次に、鋳型４０と中子３０との間に例えばＮｉ基合金等の溶融金属を流し込み、溶融金属が固化してから、鋳型４０を外し、図７に示すように、中子３０を有する動翼（中空翼）１０の一次中間品５０を製作する（Ｓ７）。以上、ステップ１〜ステップ７が一次中間品５０の製作工程（Ｓ１）である。なお、以上では、金型を製作してから（Ｓ２）、プラグアッセンブリ２０の製作（Ｓ３）及びプラグアッセンブリ２０入りの中子３０の製作（Ｓ４）を実行しているが、プラグアッセンブリ２０の製作（Ｓ３）及びプラグアッセンブリ２０入りの中子３０の製作（Ｓ４）を実行してから、金型を製作（Ｓ２）してもよい。
【００３９】
次に、一次中間品５０を高温アルカリ溶液中に浸し、一次中間品５０中の中子３０を溶解し、一次中間品５０の貫通孔１４から溶解した中子３０を排出する。この結果、図８に示すように、内部空間１２及び貫通孔１４が形成されている動翼（中空翼）１０の二次中間品６０が製作される。二次中間品６０の貫通孔１４は、この貫通孔１４の貫通方向に延びる孔仮想軸Ａｈを中心として回転対称な形状を成している。この貫通孔１４には、内側開口部１５ｉから外側開口部１５ｏに向って次第に内径が小さくなるテーパ面１６が形成されている。従って、この貫通孔１４の外側開口部１５ｏの内径は、この貫通孔１４の内側開口部１５ｉの内径よりも小さく、貫通孔１４中の最小内径である。さらに、この外側開口部１５ｏの内径は、プラグ２１の内側部２２ｉの外径よりも小さい。
【００４０】
この二次中間品６０には、プラグアッセンブリ２０が溶解せずに残っている。具体的に、このプラグアッセンブリ２０のプラグ２１が二次中間品６０の内部空間１２内に位置し、プラグアッセンブリ２０の連結桿部２５が二次中間品６０の貫通孔１４中に位置し、プラグアッセンブリ２０の工具係合部２７が二次中間品６０外に位置している。
【００４１】
次に、図９及び図１０に示すように、二次中間品６０の貫通孔１４にプラグ２１を接合し、この貫通孔１４をプラグ２１で塞ぐ（Ｓ９）。この際、プラグアッセンブリ２０の工具係合部２７に工具を係合させて、この工具により、プラグアッセンブリ２０をプラグ仮想軸Ａｐの他方側に引っ張り、つまりプラグ２１を二次中間品６０の外側に押しつつ、このプラグアッセンブリ２０をプラグ仮想軸Ａｐ回りに回転させて、プラグ２１を二次中間品６０の貫通孔１４に摩擦攪拌接合する。
【００４２】
二次中間品６０の貫通孔１４がプラグ２１で塞がると、この二次中間品６０に対して仕上げ加工を施す（Ｓ１０）。この仕上げ加工では、図１０及び図１１に示すように、プラグアッセンブリ２０のプラグ２１と連結桿部２５との境を切断し、この連結桿部２５及び工具係合部２７を除去する。さらに、二次中間品６０の内部空間１２から外部に貫通する複数の空気孔１３を電解加工等により形成する。また、摩擦攪拌接合では、塑性流動物の一部がバリ６９（図１０参照）として、プラグ２１の押し付け側である二次中間品６０の外側であって、二次中間品６０の貫通孔１４の周りに発生する。そこで、この仕上げ加工では、サンドブラストやグラインダー等により二次中間品６０の表面を研磨等すると共に、貫通孔１４の周りのバリを除去する。また、この仕上げ加工では、必要に応じて、表面に遮熱コーティングを施す。
【００４３】
以上で、中空翼である動翼１０が完成する。
【００４４】
本実施形態では、プラグ２１の内側部２２ｉの外径が、プラグ２１の外側部２２ｏの外径及び動翼本体１１の貫通孔１４の外側開口部１５ｏの内径よりも大きい。したがって、本実施形態では、プラグ２１が貫通孔１４に接合されているか否かに関わらず、その形状の関係から、プラグ２１は、貫通孔１４から外側に抜け外れることはない。よって、本実施形態によれば、動翼１０の内部空間１２に、動翼１０の外側を流れる燃焼ガスよりも高圧の空気が供給されても、さらに、タービンロータ６の回転によりプラグ２１に遠心力がかかっても、このプラグ２１が貫通孔１４から外側に抜け外れることはない。
【００４５】
また、本実施形態では、プラグ２１と二次中間品６０と摩擦攪拌接合しているので、ろう付けや溶接に比べて、割れ等の接合欠陥の発生を極めて少なくすることができる。
【００４６】
摩擦攪拌接合では、被接合物（二次中間品６０）に対して、接合物（プラグ２１）を回転させつつ押し付けるため、被接合物と接合物との境であって、接合物の押し付け側に塑性流動物のバリが発生する。このため、仮に、接合物であるプラグ２１を被接合物である二次中間品６０の外側から回転させつつ押し付けて、プラグ２１と二次中間品６０とを摩擦攪拌接合した場合、プラグ２１の押し付け側である二次中間品６０の内側、つまり内部空間１２内にバリが発生する。内部空間１２内のバリは、除去が困難であるため、そのまま残しておくと、ガスタービンの運転中にバリの一部が折れて、空気孔１３を詰まらせるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、接合物であるプラグ２１を被接合物である二次中間品６０の内側から回転させつつ押し付けて、プラグ２１と二次中間品６０とを摩擦攪拌接合している。このため、本実施形態では、プラグ２１の押し付け側である二次中間品６０の外側にバリが発生する。よって、本実施形態では、摩擦攪拌接合により生じるバリを容易に除去することができる。
【００４７】
なお、以上の実施形態では、プラグ２１と二次中間品６０とを摩擦攪拌接合しているが、ろう付けや溶接によりプラグ２１と二次中間品６０とを接合してもよい。但し、前述したように、摩擦攪拌接合の方が、割れ等の接合欠陥の発生が極めて少ないため、ろう付けや溶接よる接合よりも好ましい。
【００４８】
また、以上の実施形態では、プラグ２１には、内側部２２ｉから外側部２２ｏに向うに連れて次第に外径が小さくなるテーパ面２３が形成され、貫通孔１４には、内側開口部１５ｉから外側開口部１５ｏに向うに連れて次第に内径が小さくなるテーパ面１６が形成され、両テーパ面２３，１６が対向して、両テーパ面２３，１６相互で摩擦攪拌接合が成される。しかしながら、プラグ２１には、テーパ面２３がなく、外径の大きな内側部２２ｉと外径の小さな外側部２２ｏとの境に、プラグ仮想軸Ａｐに対して垂直な段差面が形成され、貫通孔１４にも、テーパ面１６がなく、内径の大きな内側開口部１５ｉと内径の小さな外側開口部１５ｏとの境に、孔仮想軸Ａｈに対して垂直な段差面が形成され、両段差面が対向して、両段差面相互で摩擦攪拌接合が成されてもよい。但し、プラグ２１及び貫通孔１４の双方にテーパ面２３，１６が形成されている方が、プラグ２１や貫通孔１４の径を大きくすることなく、プラグ２１の外周面と貫通孔１４の内周面とが対向する部分のうちで摩擦攪拌接合される部分を多くすることができるので、プラグ２１及び貫通孔１４の双方に段差面を形成するよりも好ましい。
【００４９】
また、以上の実施形態では、動翼１０を中空翼の一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、動翼１０と同様に内部に空間が形成される静翼５も以上と同様に製造してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１：圧縮機、２：燃焼器、３：タービン、４：ケーシング、５：静翼、６：タービンロータ、７：ロータ本体、１０：動翼、１１：動翼本体、１２：内部空間、１３：空気孔、１４：貫通孔、１５ｉ：内側開口部、１５ｏ：外側開口部、１６：テーパ面、２０：プラグアッセンブリ、２１：プラグ、２２ｉ：内側部、２２ｏ：外側部、２３：テーパ面、２５：連結杆部、２７：工具係合部、３０：中子、４０：鋳型、５０：一次中間品、６０：二次中間品、６９：バリ
【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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