(57)【要約】【課題】ターボ機械の新しいタイプのガイドバッフルおよびそれを製造するための方法を提供する。【解決手段】ターボ機械のガイドバッフル（１０）であって、ガイドバッフル（１０）は、鋳造または旋削された主本体（１１）、および創成的製造方を通じて主本体（１１）に設けられたガイドブレード（１２）を備えている。【選択図】図１
2019203507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械のガイドバッフル（１０）であって、
該ガイドバッフル（１０）は、鋳造または旋削された主本体（１１）、および創成的製造方法を通じて前記主本体（１１）に取り付けられたガイドブレード（１２）を備えている、ガイドバッフル。
【請求項２】
前記ガイドブレード（１２）は、ニッケルベース合金、またはチタンベース合金、もしくはコバルトベース合金から成る、請求項１のガイドバッフル。
【請求項３】
前記主本体（１１）は、アルミニウム−シリコン合金から成る、請求項２に記載のガイドバッフル。
【請求項４】
前記ガイドブレード（１２）は、アルミニウムおよびチタンと同様に、ニオブおよびモリブデンを含んだニッケル−クロム−鉄合金から成る、請求項１から３のいずれか一項に記載のガイドバッフル。
【請求項５】
前記主本体（１１）は、シリーズ４０００のＡｌＳｉ合金から成る、請求項４に記載のガイドバッフル。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のガイドバッフルを製造するための方法であって、以下の
鋳造または旋削された主本体（１１）を提供するステップと、
提供された前記主本体（１１）を粗面化するステップと、
粗面化された前記主本体（１１）を予加熱するステップと、
粗面化され且つ予加熱された前記主本体（１１）上に、創成的製造方法を用いて前記ガイドブレード（１２）を組み上げるステップと、を含んでいる方法。
【請求項７】
前記主本体（１１）の粗面化は、ショットピーニングを通じて実行されている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記主本体（１１）の粗面化は、前記主本体（１１）の粗面化がＲｚ２５からＲｚ３２の間の面粗さになるように実行されている、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記主本体（１１）は、全表面領域にわたって粗面化されている、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
粗面化された前記主本体（１１）は、全表面領域にわたって予加熱される、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
粗面化された前記主本体（１１）は、２００℃から６００℃の間の温度に予加熱される、請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ガイドブレード（１２）の組み上げに先立って、予加熱された前記主本体（１１）は、エネルギ源、特にレーザの補助を伴って、少なくとも前記主本体（１１）の、前記ガイドブレード（１２）が組み上げられる位置においてさらに加熱される、請求項６から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記エネルギ源、特にレーザは、４００Ｗから１０００Ｗの間の出力を伴って操作される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記主本体（１１）は、粗面化および予加熱に続いて、前記エネルギ源を通じて全領域にわたってさらに加熱され、それに続いて、ガイドブレード（１２）の間に位置した、前記主本体（１１）の部分（１３）に機能層（１４）を設けるために、全表面領域にわたって前記主本体に層が付着される、請求項１２または１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械のためのガイドバッフルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばコンプレッサまたはタービン等のターボ機械は、ロータおよびステータを備えている。ターボ機械のロータには、複数の動翼が設けられている。ターボ機械のステータは筐体、および一般的に複数のガイドブレードを備えたガイドバッフルを含んでいる。
【０００３】
慣例によれば、ターボ機械のガイドバッフルは、固形材料から削り出されるか、または全体的に鋳造されている。そのようなガイドバッフルは、幾何形状および機能の両方に制限を有する。
【０００４】
より自由に設計され且つさらなる機能が提供されることが可能な、ターボ機械の新しいタイプのガイドバッフルが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここから開始して、本発明は、ターボ機械の新しいタイプのガイドバッフルおよびそれを製造するための方法を創造する目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１によるターボ機械のガイドバッフルを通じて解決されている。
【０００７】
本発明によるガイドバッフルは、鋳造または旋削された主本体と、創成的製造方法を用いて主本体に取り付けられたガイドブレードと、を備えている。
【０００８】
鋳造または旋削された本体および創成的または付加的製造方法を用いて構成されたガイドブレードを備えた、ハイブリッドデザインまたは混合デザインにおけるそのようなガイドバッフルは、ガイドブレードの新しいタイプのブレード幾何形状を提供することが可能である。さらに、例えば吸音、熱シールド、またはそのような機能等のさらなる機能が、提供されることが可能である。
【０００９】
主本体は、特にガイドバッフルに関して、主本体から分離させることが可能である。主本体は、いずれにしても存在するターボチャージャの別の構成部品、例えばターボチャージャの内挿部品または熱シールドによっても提供され得る。
【００１０】
有利なさらなる発展によれば、ガイドブレードはニッケルベース合金、またはチタンベース合金、もしくはコバルトベース合金から成る。優先的に、ガイドブレードは、アルミニウムおよびチタンと同様にニオブおよびモリブデンを含んだ、ニッケル−クロム−鉄合金から成る。これらの材料は、製造および機能の両方の観点から好適である。
【００１１】
本発明によるガイドバッフルの製造方法は、請求項４に定義されている。この方法は以下のステップ、鋳造または旋削された主本体を提供するステップと、提供された主本体を粗面化するステップと、粗面化された主本体を予加熱するステップと、粗面化され且つ予加熱された主本体上に、創成的製造方法を通じてガイドブレードを組み上げるステップと、を含んでいる。そのような方法を伴って、本発明によるガイドバッフルは、特に有利に製造されることが可能である。
【００１２】
これまでに説明されたように、主本体は、特にガイドバッフルに関して分離された主本体とすることが可能である。主本体は、いずれにしても存在するターボチャージャの別の構成部品、例えばターボチャージャの内挿部品または熱シールドによっても提供され得る。
【００１３】
さらに有利な発展によれば、主本体の粗面化は、主本体が、Ｒｚ２５からＲｚ３２の間の面粗さを有するような方式において、全領域にわたって実行されている。Ｒｚ２５からＲｚ３２の間の面粗さを有する、主本体の全領域の粗面化は、引き続いて創成的製造方法を通じて、ガイドブレードを組み上げるために、特に好適である。
【００１４】
さらに有利な発展によれば、全領域にわたって粗面化された主本体は、全領域にわたって２００℃から６００℃の間の温度に予加熱される。粗面化された主本体のこの温度範囲の温度への全領域の予加熱も、引き続いて創成的製造方を通じて、ガイドブレードを組み上げるために、特に好適である。
【００１５】
本発明のさらに好適な発展は、従属請求項および以下の記載から得られる。本発明の例示的な実施形態が、図を利用してより詳細に説明されているが、これに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ガイドバッフルを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、ターボ機械のガイドバッフルに関する。本発明はさらに、そのようなガイドバッフルの製造方法に関する。
【００１８】
図１は、ターボ機械のガイドバッフル１０からの抜粋を示している。ガイドバッフル１０はコンプレッサのガイドバッフル、またはタービンのガイドバッフルであり得る。
【００１９】
ガイドバッフルは、主本体１１および複数のガイドブレード１２を備えている。
【００２０】
本発明によるガイドバッフル１０の主本体１１は、鋳造または旋削された主本体である。主本体１１は、特にガイドバッフル１０のための、分割式主本体とすることが可能である。主本体１１は、いずれにしても存在するターボ機械の別の部品、例えばターボ機械の内挿部品または熱シールドによって設けられることも可能である。
【００２１】
主本体１１は、好適にアルミニウム−シリコン合金から成り、優先的にシリーズ４０００のＡｌＳｉ合金である。他の材料が、主本体１１のために使用されることも可能である。
【００２２】
ガイドバッフル１０のガイドブレード１２は、創成的製造方法を介して主本体１１上に設けられたまたは組み上げられたガイドブレードであり、ガイドブレードは、特にニッケル合金、チタンベース合金、またはコバルトベース合金から成る。
【００２３】
ニッケルベース合金として、例えばハステロイＸ、ＩＮ６２５；ＩＮ７１８；ＩＮ９３９が採用され得る。チタンベース合金として、例えばＴｉＡｌ６Ｖ４、ＴｉＡｌ６Ｎｂ７が採用され得る。コバルトベース合金として、例えばＣｏＣｒ、ＭＡＲ−Ｍ５０９が採用され得る。
【００２４】
特に好適に、ガイドバッフル１０のガイドブレード１２は、アルミニウムおよびチタンと同様に、ニオブおよびモリブデンの成分を含んだニッケル−クロム−鉄合金から成る。
【００２５】
そのようなガイドバッフル１０を提供するために、鋳造または旋削された主本体１１が、最初に提供される。すでに説明したように、主本体１１は、特にガイドブレードに関して分離された主本体とすることが可能である。主本体１１は、いずれにしても存在するターボ機械の別の部品、例えばターボ機械の内挿部品または熱シールドによって設けられることも可能である。これに続いて、提供された主本体１１は粗面化される。これに続いて、粗面化された主本体は予加熱される。ガイドブレード１２は、創成的製造方を用いて、粗面化され且つ予加熱された主本体上に組み上げられる。
【００２６】
鋳造または旋削された主本体の粗面化は、優先的にショットピーニングを通じて全領域にわたって実行される。これにより、Ｒｚ２５からＲｚ３２の粗さが、主本体１１に提供される。
【００２７】
主本体１１の粗面化に続いて、主本体が予加熱され、すなわち優先的に全領域にわたって２００℃から６００℃の間の温度に予加熱される。
【００２８】
このようにして粗面化および予加熱された主本体上に、ガイドブレード１２が、創成的または付加的製造方法を用いて組み上げられる。
【００２９】
創成的製造方法の補助を伴ったガイドブレード１２の実際の組み上げに先立って、粗面化および予加熱された主本体は、少なくともガイドブレードが構成される位置において、エネルギ源の補助と共に、優先的にレーザの補助と共にさらに加熱される。
【００３０】
レーザまたはエネルギ源は、ガイドブレードの実際の組み上げの前に、主本体の対応した領域をさらに加熱するために、優先的に４００Ｗから１０００Ｗの間の出力を伴って操作される。
【００３１】
創成的製造方法の補助を伴った、ガイドブレード１２の実際の組み上げは、主本体１１の対応した位置に、ニッケル−クロム−鉄合金の金属粉体の第１の層が優先的に付着させ、続いてレーザの補助を伴って溶解させ、この工程に続いて、熱エネルギ源、特にレーザの補助を伴って、粗面化され且つ予加熱された主本体をさらに加熱する。このことは、ガイドブレード１２を徐々に組み上げるために、層ごとに実行される。
【００３２】
粗面化および予加熱に続いて、熱エネルギ源、特にレーザを通じて、全表面領域にわたって主本体１１をさらに加熱し、次いで、ガイドブレード１２の間に形成または配置される、主本体１１のそれらの部分１３に機能層１４も設けるために、全表面領域にわたって主本体にニッケル−クロム−鉄合金材料から優先的に成る層を付着することも可能である。したがって、隣り合ったガイドブレード１２の間の部分１３において、例えば多孔質構造が形成され、吸音に寄与することが可能である。さらに、流れ制御のための孔および線条が、隣り合ったガイドブレード１２の間の部分１３に形成されることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ・・・ガイドバッフル
１１  ・・・主本体
１２  ・・・ガイドブレード
１３  ・・・部分
１４  ・・・機能層
【図１】
2019203507.tif 000003
【外国語明細書】
2019203507000001.pdf