(57)【要約】【課題】軸流タービンのノズルリングの鋳造技術的製造のために新規なリングコア製造方法を提供する。【解決手段】本製造方法では、製造すべきノズルリングのアウターカバーリングに相当する外側の支持要素及び製造すべきノズルリングのインナーカバーリングに相当する内側の支持要素に製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素が取り付けられ、外側の支持要素、内側の支持要素及び支持要素に取り付けられた要素から成る構成物が取り除かれ、次に、残っているセラミック材料製のブランクがリングコアを提供するために硬化され、セラミック材料を用いて構成物の注湯成形を行う前に、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素には、製造すべきノズルリングの、ガイドベーンと少なくとも一つのカバーリングとの間、望ましくは両方のカバーリングとの間の規定された移行半径を規定する取付片が取り付けられる。【選択図】図１
2018140439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸流タービンのノズルリングの鋳造技術的製造のためのリングコア製造方法であって、
製造すべきノズルリングのアウターカバーリングに相当する外側の支持要素、及び、製造すべきノズルリングのインナーカバーリングに相当する内側の支持要素に、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素が取り付けられ、
前記外側の支持要素、前記内側の支持要素、及び、前記支持要素に取り付けられた前記要素から成る構成物が取り除かれ、次に、セラミック材料から成る、残ったブランクが、リングコアを提供するために硬化される、リングコア製造方法において、
前記セラミック材料を用いて前記構成物の注湯成形が行われる前に、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する前記要素に、製造すべきノズルリングの、前記ガイドベーンと、少なくとも一つのカバーリングとの間の、規定された移行半径を規定する取付片が取り付けられることを特徴とする、リングコア製造方法。
【請求項２】
前記取付片がフレキシブルな材料から成ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記取付片の材料がフレキシブルであり、これによってセラミック材料を用いて構成物の注湯成形が行われる際に取付片が支持要素に密着することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記取付片が、ゴム材料又はゴム状の材料から成ることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記取付片がシリコーン材料から成ることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記取付片がプラスチックから成ることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ブランクの硬化前に、前記注湯成形が行われた構成物から、前記支持要素及び前記支持要素に取り付けられた要素に加えて、前記取付片も取り除かれることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記支持要素及び前記支持要素に取り付けられた要素が、金属材料から成ることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
軸流タービンのノズルリングの製造方法であって、
請求項１から８のいずれか一項に記載されたようにリングコアを製造することと、
金属材料製のノズルリングを鋳造する際に前記リングコアを鋳型又は鋳型の一部として使用することと、を含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流タービンのノズルリングを鋳造技術的に製造するためのリングコアの製造方法に関する。本発明はまた、そのようなリングコアを用いてノズルリングを鋳造技術的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸流タービンのノズルリングの基本構造は、特許文献１より知られている。軸流タービンのノズルリングは、アウターカバーリング、インナーカバーリング、並びにアウターカバーリングとインナーカバーリングとの間に延在するガイドベーンを有している。
【０００３】
典型的にはノズルリングのガイドベーンは、移行半径なしに垂直にインナーカバーリング並びにアウターカバーリングに移行している。そのようなノズルリングにおいては、インナーリング及びアウターリングの領域において、ノズルリングの寿命に悪影響を与える亀裂の形成が見られる。ノズルリングの寿命を延ばすためには、ガイドベーンからインナーカバーリング並びにアウターカバーリングへの移行領域において、規定された移行半径を形成することが望ましい。
【０００４】
ノズルリングを製作するためには鋳造技術的方法が用いられ、その方法ではコアは鋳型の一部として用いられる。典型的にここではリングコアとして形成されたコア、つまり一体型のコアが用いられる。そのようなリングコアを用いてノズルリングを比較的コスト安に製造することができるが、ノズルリングのガイドベーンからカバーリングへの移行領域内に移行半径を形成することはできない。
【０００５】
ノズルリングのガイドベーンとカバーリングとの間の移行領域内に移行半径を持つノズルリングを提供するためには、リングコア技術からセグメントコア技術へと交代することが必要であり、つまり、ノズルリングを鋳造技術的に製造するための鋳型の部分として、セグメント化された、複数部分から成るコアを利用することが必要となる。しかしそのようなセグメントコアは製造に手間がかかり、そのためノズルリングの製造コストが倍以上に高くなる可能性がある。そのためセグメントリングの使用は望ましくない。
【０００６】
ノズルリングの鋳造技術的な製造においてはリングコア利用の需要があり、本発明においてはとりわけ、ノズルリングのガイドベーンとカバーリングとの間の移行領域内に移行半径が形成されることを許容する、ノズルリングの鋳造技術的製造のためのリングコア製造方法が提案される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国実用新案登録２０２０１４００２９８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これに鑑みて本発明の課題は、軸流タービンのノズルリングを鋳造技術的に製造するためのリングコアの新規の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１に記載の、軸流タービンのノズルリングの鋳造技術的製造のためのリングコアの製造方法により解決される。
【００１０】
本発明によると、セラミック材料を用いて構成物の注湯成形を行う前に、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素に、製造すべきノズルリングのガイドベーンと少なくとも一つのカバーリングとの間、望ましくは両方のカバーリングとの間の、規定された移行半径を規定する取付片が取り付けられる。
【００１１】
本発明の方法により、軸流タービンのノズルリングの鋳造技術的製造のためのリングコアを提供することができ、このリングコアにより、ノズルリングのガイドベーンとノズルリングのカバーリングとの間の移行半径の形成が可能となる。それにより、ガイドベーンとカバーリングとの間の移行領域における移行半径を持つノズルリングを、リングコアを用いてコスト安に製造することが初めて可能となる。
【００１２】
ある発展形によると、取付片はフレキシブルな材料でできており、そのためセラミック材料を用いて構成物の注湯成形を行う際、取付片は支持要素に密着する。そのような取付片が特に望ましい。セラミック材料を用いて構成物の注湯成形を行う際、それぞれの取付片の、構成物の支持要素及び製造すべきノズルリングの製造すべきガイドベーンに相当する要素の方を向いている部位は、これらに密着する。それにより、高精度で移行半径を形成することができる。
【００１３】
上述のようにして製造されたリングコアを用いて、ノズルリングを鋳造技術的に製造する本発明の方法は、請求項９に規定されている。
【００１４】
本発明の望ましい発展形は、従属請求項及び以下の説明より見て取れる。図を用いて本発明の実施例を詳しく説明するが、これに限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】リング型を製造するために使用する取付片の斜視図である。
【図２】リング型製造のために使用する要素、及び、この要素上に取り付けられた２つの取付片の斜視図であり、この要素は、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、軸流タービンのノズルリングの鋳造技術的製造のためのリングコアの製造方法に関する。
【００１７】
リングコアを用いて軸流タービンのノズルリングを鋳造技術的に製造する方法の基本的なやりかたは同業者にはよく知られている。説明の完全を期すためにここで、まずリングコアが製造され、次にこれがノズルリングの鋳造技術的製造のための鋳型の部分として使用されることを述べておく。
【００１８】
そのようなリングコアを、インナーカバーリング、アウターカバーリング、並びにインナーカバーリングとアウターカバーリングとの間に延在するガイドベーンを有するノズルリングの鋳造技術的製造のために製造するためには、製造すべきノズルリングのアウターカバーリングに相当する外側支持要素、及び、製造すべきノズルリングのインナーカバーリングに相当する内側支持要素に、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素を取り付けるように行われる。そのために支持要素は複数のスロット状の穴を有しており、この穴に、ガイドベーンに相当する要素が、その長手延在方向において差し込まれる。
【００１９】
支持要素、及び、支持要素に取り付けられた要素から成るそのような構成物は、次に、液状のセラミック材料を用いて注湯成形が行われる。
【００２０】
注湯成形が行われた構成物から、支持要素、及び、支持要素に取り付けられた、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素が、セラミック材料の部分的硬化後に取り除かれ、その際、ここで残っている、部分的に乾燥したセラミック材料から成るブランクは、リングコアを提供するために、とりわけ炉内で焼き上げることにより硬化される。
【００２１】
製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素を、製造すべきノズルリングのカバーリングに相当する支持要素に取り付けられるよう、及び、取外せるようにするため、これまでの従来技術では、製造すべきノズルリングのガイドベーンとカバーリングとの間の移行領域内に移行半径を形成することはできない。
【００２２】
そこで本発明では、セラミックワークピースを用いて構成物の注湯成形を行う前に、リングコア製造のための構成物の、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素に、製造すべきノズルリングのガイドベーンとカバーリングとの間の移行半径を規定する取付片を取り付けることが提案される。製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素の一端を、一つの支持要素の穴に入れ込み、それに続いて、望ましくは２つの取付片をそれぞれの要素にはめ、その後、その要素を他方の支持要素の対応する穴に差し込む。
【００２３】
製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する各要素にそれぞれ２つの取付片がはめられると、第１の取付片は、ガイドベーンとインナーカバーリングとの間の規定された移行半径を提供することに、第２の取付片は、ガイドベーンとアウターカバーリングとの間の規定された移行半径を提供することに貢献する。
【００２４】
製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する各要素に、取付片を一つのみはめる場合、その取付片は、ガイドベーンとインナーカバーリングとの間の規定された移行半径の提供、又は、ガイドベーンとアウターカバーリングとの間の規定された移行半径の提供、のいずれかに貢献する。
【００２５】
両方のカバーリングのガイドベーンの間の規定された移行半径を提供するためには、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素に、それぞれ二つの取付片をはめることが望ましい。
【００２６】
製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素が二つの支持要素に取り付けられた後、次に取付片がそれぞれの支持要素の方向、つまり、第１の取付片は外側の支持要素の方向に、第２の取付片は内側の支持要素の方向にずらされる。取付片の、支持要素の方を向いていない方の輪郭により、製造すべきノズルリングのガイドベーンとカバーリングとの間の移行半径が決定される。
【００２７】
図１にはそのような取付片１０が独立して図示されている。取付片は穴１１を有しており、取付片は、この穴を介して、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素にはめることができる。
【００２８】
図２には、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素１２、及び、要素１２にはめられた二つの取付片１０が斜視図で図示されている。
【００２９】
各取付片１０は、周囲を取り囲む二つの輪郭１３、１４を有しており、図１及び図２においては、それぞれの取付片１０の輪郭１３が、製造すべきノズルリングのガイドベーンとそれぞれのカバーリングとの間の移行半径を規定しており、向かい側の輪郭１４はリングコアの製造の際にそれぞれの支持要素に接する。
【００３０】
取付片１０はフレキシブルな材料から製作されている。取付片１０の材料がフレキシブルであるため、取付片１０は、製造すべきノズルリングのカバーリングに相当する支持要素、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素、及び取付片１０から成る構成物の注湯成形を行う際に、支持要素に密着する。
【００３１】
このとき取付片１０は、ゴム材料又はゴム状材料、とりわけシリコーン材料、又は他の弾性プラスチックから成ることができる。
【００３２】
支持要素、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素１２、及び、取付片１０から成る構成物は、液状セラミック材料を用いて注湯成形が行われた後、ブランクを構成する、部分的に乾燥、硬化されたセラミック材料から、支持要素及び支持要素に取り付けられた、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素１２だけが取り除かれるのではなく、フレキシブルな材料から成る取付片１０も取り除かれる。次にブランクは、とりわけ炉の中で焼き上げることにより乾燥及び硬化され、次にノズルリングの鋳造技術的製造のための鋳型の部分として使用される。この場合、本発明により製造されたリングコアは、製造すべきノズルリングを作る金属材料を用いて注湯成形が行われる。
【００３３】
ノズルリングのカバーリングに相当する支持要素、及び、支持要素に取り付けられた、製造すべきノズルリングのガイドベーンに相当する要素は、望ましくは金属材料から成る。取付片は、フレキシブルな非金属材料から成る。
【００３４】
本発明により、ノズルリングのガイドベーンとカバーリングとの間の移行半径を有するノズルリングを、リングコア技術を用いてコスト安に及び簡単に製造することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  取付片
１１  穴
１２  要素
１３  輪郭
１４  輪郭
【図１】
2018140439.tif 000003
【図２】
2018140439.tif 000004
【外国語明細書】
2018140439000001.pdf