(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に複数個の冷却孔を備えた鋳造製タービンケーシングの製造方法において、
鋳造後のタービンケーシングの外周部に複数個の軸方向に延びる溝を形成されるように造型された鋳型に溶融金属を鋳込み、この溶融金属の凝固後前記鋳型から鋳造品であるタービンケーシングを取り出し、この鋳造後のタービンケーシングの外周部に形成された前記溝を蓋で覆い、この蓋とタービンケーシング外周部とを溶接して冷却孔を形成することを特徴とするタービンケーシングの製造方法。
【請求項２】
外周部に複数個の冷却孔を備えた鋳造製タービンケーシングの製造方法において、
鋳造後のタービンケーシングの外周部に複数個の軸方向に延びる溝と円周方向のフランジ部とを形成するように造型された鋳型に溶融金属を鋳込み、この溶融金属の凝固後前記鋳型から鋳造品であるタービンケーシングを取り出し、この鋳造後のタービンケーシングに形成された前記溝を蓋で覆い、この蓋とタービンケーシング外周部とを溶接し、前記フランジに機械加工で穴あけを行い冷却孔を形成することを特徴とするタービンケーシングの製造方法。
【請求項３】
前記溝のうち複数の溝を１枚の蓋で覆い、この蓋とタービンケーシング外周部とを溶接したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のタービンケーシングの製造方法。
【請求項４】
前記溝の縁に段差部を形成し、この段差部と嵌合する開先を前記蓋に形成し、この蓋の周囲をタービンケーシングに溶接したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のタービンケーシングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周部に冷却孔を有するタービンケーシングに係り、特に鋳造製タービンケーシングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７はガスタービンの一部を示す断面図であり、１ａ、１ｂは動翼、２ａ、２ｂは静翼である。この静翼２ａ、２ｂはタービンケーシング３によって支持されている。このタービンケーシング３は、通路部４を流れる高温・高圧の燃焼ガスＧＡＳによって温められるため、タービンケーシング３の材料としてはこの高温・高圧の燃焼ガスＧＡＳの環境下でも十分に耐え得る強度を有する材料が要求される。
【０００３】
鋳鉄製のタービンケーシングのように、高温強度があまり高くない材料で製作された場合、全体を冷却するために外周部に軸方向に延びる冷却孔５を多数設けている。
【０００４】
また、鋳鋼製等のタービンケーシングのように、高温強度を有する材料で製作された場合であっても、隣接する排気ケーシング７との径方向の熱膨張差からタービンケーシング全体を冷却するための冷却孔が必要となる場合がある。
【０００５】
ところで、鋳鉄用の溶融金属のような湯流れの良い材料でタービンケーシング３を形成する場合、鋳物製作時つまり鋳込み時に図８に示すような鋳抜き孔５´で冷却孔３を製作する方法が最も一般的である。しかし、鋳鋼用の溶融金属の場合、湯流れ等が悪いため、鋳抜き孔５´で冷却孔３を製作することが非常に困難な場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した鋳鋼製タービンケーシングのように、鋳抜き孔による冷却孔の製作が不可能な場合にはエンドミル等のドリルによる機械加工を行うのが通常である。しかし、冷却孔の径が小さい、軸方向長さが長い、水平方向に対して角度を有している、あるいはテーパ等の複雑形状をしているなど、機械加工による孔空けもかなりの時間とコストを要する。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、湯流れが悪く鋳抜き孔による冷却孔の製作が困難な溶融金属でタービンケーシングを鋳造する場合でも、容易に冷却孔を形成することのできるタービンケーシングの製造方法を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、外周部に複数個の冷却孔を備えた鋳造製タービンケーシングの製造方法において、鋳造後のタービンケーシングの外周部に複数個の軸方向に延びる溝を形成されるように造型された鋳型に溶融金属を鋳込み、この溶融金属の凝固後前記鋳型から鋳造品であるタービンケーシングを取り出し、この鋳造後のタービンケーシングの外周部に形成された前記溝を蓋で覆い、この蓋とタービンケーシング外周部とを溶接して冷却孔を形成することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、外周部に複数個の冷却孔を備えた鋳造製タービンケーシングの製造方法において、鋳造後のタービンケーシングの外周部に複数個の軸方向に延びる溝と円周方向のフランジ部とを形成するように造型された鋳型に溶融金属を鋳込み、この溶融金属の凝固後前記鋳型から鋳造品であるタービンケーシングを取り出し、この鋳造後のタービンケーシングに形成された前記溝を蓋で覆い、この蓋とタービンケーシング外周部とを溶接し、前記フランジに機械加工で穴あけを行い冷却孔を形成することを特徴とする。
【００１０】
更に、請求項３に係る発明は、前記溝のうち複数の溝を１枚の蓋で覆い、この蓋とタービンケーシング外周部とを溶接したことを特徴とする。
また更に、請求項４に係る発明は、前記溝の縁に段差部を形成し、この段差部と嵌合する開先を前記蓋に形成し、この蓋の周囲をタービンケーシングに溶接したことを特徴とする。
【００１１】
これらの発明によれば、ガスタービンケーシングの鋳造時に冷却孔のための溝まで予め製作しておき、後にこの溝に別途製作した蓋で覆って溶接にて固定することにより冷却孔をタービンケーシング下流端まで形成することができる。これによりドリルでの機械加工も難しい複雑な形状を有する鋳鋼製等のタービンケーシングに冷却孔を容易に形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るタービンケーシングの製造方法の各実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１、図２および図３は本発明の第１の実施の形態を示す図である。図１はタービンケーシングの製作過程の一部を示す斜視図であり、図２は鋳型から取り出した鋳造後のタービンケーシングの状態の一部を示す斜視図であり、更に図３は溝を覆う蓋の斜視図である。
【００１３】
図１において、鋳造後のタービンケーシング２の外周には、フランジ部６を除いて軸方向に伸びる溝８を円周方向に所定の間隔で複数個形成し、この複数個の溝８のうち３個づつを一枚の蓋９で覆い、且つタービンケーシング３と蓋９とを隣接する溝８の相互間でレーザ溶接により溶接固定した状態を示す。１０はレーザ溶接部、１１はフランジ部６に明けられる孔を示し、１２はエンドミル等の孔明けドリルである。
【００１４】
以下、本発明によるタービンケーシングの製造方法について説明する。
図２は、鋳造後のタービンケーシング３を示す。このタービンケーシング３は次のようにして製造される。まず、鋳造後にタービンケーシングの外周部に複数個の軸方向に延びる溝８が形成されるように鋳型（図示せず）を造型しておき、この鋳型に鋳鋼等の溶融金属を鋳込む。
【００１５】
次に溶融金属の凝固後に鋳造品であるタービンケーシングを取り出す。図２はこの取り出した後の状態を示す。
次に、図１で示すように、複数個の溝８のうち３個づつを別途製作した１枚の蓋９で一括して覆い、且つタービンケーシング３と蓋９とを、隣接する溝相互間でレーザ溶接により溶接固定する。
【００１６】
最後に、フランジ部６に前記冷却孔５と連通する孔１１を明けるために、のフランジ部６の下流側からエンドミル等のドリル１２によって機械加工を行う。この孔１１を前記冷却孔５に連通させることにより冷却孔が完成する。
【００１７】
以上述べたように、本発明のタービンケーシングの製造方法によれば、鋳造過程で予めタービンケーシング外周部に軸方向の溝を形成して置き、この溝を蓋で覆い冷却孔を形成したので、湯流れが悪く鋳抜き孔による冷却孔の製作が困難な鋳鋼用溶融金属でタービンケーシングを鋳造する場合であっても、容易に冷却孔を形成することができる。
【００１８】
（第２の実施の形態）
図４、図５および図６は本発明の第２の実施の形態を示す図である。図４はタービンケーシングの製作過程の一部を示す斜視図であり、図５は鋳型から取り出した状態のタービンケーシングの一部を示す斜視図であり、図６は溝を覆う蓋の斜視図である。
【００１９】
本実施の形態は、溝８の縁に段差部８ａが形成されるように鋳型を造型するとともに、この段差部８ａ付きの溝８と合致するように蓋９に開先１３を形成し、蓋９を溝８に嵌合した後、蓋９の周りをＴＩＧ溶接等で溶接したことを特徴とするものである。１４はＴＩＧ溶接部を示す。その他の点は前述の第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００２０】
本実施の形態によれば溝８の縁に設けた段差部８ａに蓋９の開先１３が嵌めこまれるので、蓋９の位置決めが正確に行えるとともに、蓋９の周りをＴＩＧ溶接等で溶接することにより、タービンケーシング３と蓋９との溶接性をより一層高めることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、溶融金属の湯流れが悪いために冷却孔を鋳造時に鋳抜き孔で形成することが難しい場合でも、鋳造時にタービンケーシング外周部に冷却孔の溝を予め製作しておき、別途製作した蓋を前記溝に被せ、その後この蓋の周りを溶接にて取付けるようにしたので、タービンケーシングの冷却孔を容易に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態によるタービンケーシングの製作過程の一部を示す斜視図。
【図２】第１の実施の形態による鋳造後のタービンケーシングの状態の一部を示す斜視図。
【図３】第１の実施の形態による溝を覆う蓋の斜視図。
【図４】第２の実施の形態によるタービンケーシングの製作過程の一部を示す斜視図。
【図５】第２の実施の形態による鋳造後のタービンケーシングの状態の一部を示す斜視図。
【図６】第２の実施の形態による溝を覆う蓋の斜視図。
【図７】ガスタービンの一部を示す断面図
【図８】従来例によるタービンケーシング鋳造時の鋳抜き孔形状を示す概略図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ…動翼、２ａ、２ｂ…静翼、３…タービンケーシング、４…通路部、５…冷却孔、５´…鋳抜き孔、６…フランジ部、７…排気ケーシング、８…溝、８ａ…段差部、９…蓋、１０…レーザ溶接部、６…後部フランジ部の冷却孔、１２…ドリル、１３…開先、１４…ＴＩＧ溶接部、ＧＡＳ…燃焼ガス。
【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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