(57)【要約】【課題】タービン翼を効率的に製造する。【解決手段】タービン翼の翼体を構成する翼体分割体を三次元積層法により形成する翼体分割体形成工程と、タービン翼のシュラウドを構成する複数のシュラウド分割体を三次元積層法によりシュラウド分割体ごとに個別に形成するシュラウド分割体形成工程と、シュラウド分割体同士を接合するシュラウド接合工程と、翼体分割体とシュラウド分割体とを接合する翼体接合工程とを含む。【選択図】図６
2019056305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼の翼体を構成する翼体分割体を三次元積層法により形成する翼体分割体形成工程と、
前記タービン翼のシュラウドを構成する複数のシュラウド分割体を三次元積層法によりシュラウド分割体ごとに個別に形成するシュラウド分割体形成工程と、
前記シュラウド分割体同士を接合するシュラウド接合工程と、
前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合する翼体接合工程と
を含むタービン翼の製造方法。
【請求項２】
前記シュラウド分割体形成工程では、前記翼体分割体形成工程で前記翼体分割体が積層される方向と異なる方向に積層することにより前記シュラウド分割体を形成する
請求項１に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項３】
前記タービン翼には、前記翼体の延在方向と、前記翼体の延在方向に対し角度を有する方向である前記シュラウドの延在方向とが設定され、
前記翼体分割体形成工程では、前記翼体の延在方向に沿って積層することにより前記翼体分割体を形成し、
前記シュラウド分割体形成工程では、前記シュラウドの延在方向に沿って積層することにより前記シュラウド分割体を形成する
請求項１又は請求項２に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項４】
前記シュラウド分割体形成工程では、前記複数のシュラウド分割体のうち少なくとも一のシュラウド分割体に流路の断面形状が長手方向と短手方向とを有した形状の冷却流路を内部に形成する際に、前記冷却流路の断面形状の長手方向に積層して前記シュラウド分割体を形成することを含む
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項５】
前記シュラウド分割体形成工程は、連続する前記冷却流路で構成される冷却流路ユニットが、前記シュラウド分割体同士の接合部を跨がない大きさに前記シュラウド分割体を形成することを含む
請求項４に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項６】
前記シュラウド分割体形成工程では、前記翼体と、前記シュラウドの延在方向の端面との距離が小さくなる位置に前記シュラウド分割体同士の接合部が設けられるよう前記シュラウド分割体を形成する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項７】
前記翼体分割体には、前記翼体のフィレット部が設けられ、
前記翼体接合工程は、前記フィレット部を避けた位置で、前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合することを含む
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項８】
前記シュラウド接合工程及び前記翼体接合工程は、レーザ粉体肉盛溶接法によって前記分割体同士を溶接することを含む
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項９】
前記レーザ粉体肉盛溶接法による溶接では、前記翼体を構成する翼体構成材料及び前記シュラウドを構成するシュラウド構成材料と同一材料の粉体を用いて溶接する
請求項８に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項１０】
前記シュラウドは、前記翼体側に向けられるガスパス面を有し、
前記翼体接合工程は、接合開先を前記ガスパス面側に設けて前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを溶接することを含む
請求項８又は請求項９に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項１１】
前記翼体分割体形成工程は、三次元積層法により前記翼体分割体に位置決め部を形成することを含み、
前記翼体接合工程は、
前記翼体分割体の前記位置決め部を第１治具に固定し、前記シュラウド分割体を第２治具に固定することと、
前記第１治具に固定された前記翼体分割体と前記第２治具に固定された前記シュラウド分割体とを位置合わせすることと、
位置合わせされた前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合することと、
を含む、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項１２】
翼体構成材料が積層された翼体と、
前記翼体に接合されたシュラウドと、
を備え、
前記シュラウドは、シュラウド構成材料が積層された状態の複数のシュラウド分割体同士が接合されている
タービン翼。
【請求項１３】
翼体構成材料が積層された翼体と、
前記翼体に接合されたシュラウドと、
を備え、
前記翼体と前記シュラウドとは、三次元積層法についての積層方向が異なっている
タービン翼。
【請求項１４】
前記タービン翼には、前記翼体の延在方向と、前記翼体の延在方向に対し角度を有する方向である前記シュラウドの延在方向とが設定され、
前記翼体の積層方向は、前記翼体の延在方向に沿った方向であり、
前記シュラウドの積層方向は、前記シュラウドの延在方向に沿った方向である
請求項１３に記載のタービン翼。
【請求項１５】
前記シュラウドは、断面形状が長手方向と短手方向とを有する形状の冷却流路を内部に有し、
前記シュラウドの積層方向は、前記冷却流路の断面形状の長手方向に沿った方向である
請求項１３又は請求項１４に記載のタービン翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン翼の製造方法、及びタービン翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンや蒸気タービン等に用いられるタービンは、車室内に静翼と動翼が燃焼ガス又は蒸気の流動方向に沿って交互に複数配設されて構成されている。各静翼は、車室の内側に装着されるシュラウドに支持される。各動翼は、ロータに支持されている。このようなタービンは、燃焼ガス又は蒸気が複数の静翼と動翼を通過することで、ロータが駆動回転する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７８２６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のタービンに用いられるタービン翼は、鋳造で製造されるが、近年、三次元積層法により製造することが検討されている。静翼等のタービン翼は、例えばシュラウドが翼体に対して張り出した形状となっている場合がある。このようなタービン翼を三次元積層法によって形成する場合には、翼体に内側シュラウド又は外側シュラウドを積層する際、翼体に対して張り出した部分を支持するため、多くのサポート材が必要となる。このため、積層工程に時間及び手間を要し、また、サポート材を溶解する後処理工程にも時間及び手間を要してしまう。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、タービン翼を効率的に製造することが可能なタービン翼の製造方法及びタービン翼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】
【０００６】
本発明の少なくとも一つの実施形態に係るタービン翼の製造方法は、タービン翼の翼体を構成する翼体分割体を三次元積層法により形成する翼体分割体形成工程と、前記タービン翼のシュラウドを構成する複数のシュラウド分割体を三次元積層法によりシュラウド分割体ごとに個別に形成するシュラウド分割体形成工程と、前記シュラウド分割体同士を接合するシュラウド接合工程と、前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合する翼体接合工程とを含む。
【０００７】
従って、翼体を構成する翼体分割体とシュラウドを分割した複数のシュラウド分割体とを三次元積層法により分割体ごとに別個に形成するため、翼体とシュラウドとをまとめて三次元積層法で形成する場合に比べて、サポート材の使用量を大幅に低減することができる。このため、積層工程に要する時間及び手間を低減することができ、サポートの後処理に要する時間及び手間も低減することができる。これにより、タービン翼をより効率的に製造することができる。
【０００８】
また、前記シュラウド分割体形成工程では、前記翼体分割体形成工程で前記翼体分割体が積層される方向と異なる方向に積層することにより前記シュラウド分割体を形成してもよい。
【０００９】
従って、翼体分割体及びシュラウド分割体をそれぞれ適した方向に積層させて形成することができる。
【００１０】
また、前記タービン翼には、前記翼体の延在方向と、前記翼体の延在方向に対し角度を有する方向である前記シュラウドの延在方向とが設定され、前記翼体分割体形成工程では、前記翼体の延在方向に沿って積層することにより前記翼体分割体を形成し、前記シュラウド分割体形成工程では、前記シュラウドの延在方向に沿って積層することにより前記シュラウド分割体を形成してもよい。
【００１１】
従って、翼体分割体については翼体の延在方向に沿って積層させ、シュラウド分割体についてはシュラウドの延在方向に沿って積層させることができる。これにより、積層面積が狭いため、狭い作業スペースで積層できる。
【００１２】
また、前記シュラウド分割体形成工程では、前記複数のシュラウド分割体のうち少なくとも一のシュラウド分割体に流路の断面形状が長手方向と短手方向とを有した形状の冷却流路を内部に形成する際に、前記冷却流路の断面形状の長手方向に積層して前記シュラウド分割体を形成することを含んでもよい。
【００１３】
従って、冷却流路の断面形状の長手方向に積層してシュラウド分割体を形成することにより、サポート材の使用を抑えることができるため、タービン翼をより効率的に製造することができる。
【００１４】
また、前記シュラウド分割体形成工程は、連続する前記冷却流路で構成される冷却流路ユニットが、前記シュラウド分割体同士の接合部を跨がない大きさに前記シュラウド分割体を形成することを含んでもよい。
【００１５】
従って、冷却流路を設計する場合の自由度が高くなるため、より最適な冷却流路を有するシュラウドを効率的に製造することができる。
【００１６】
また、前記シュラウド分割体形成工程では、前記翼体と、前記シュラウドの延在方向の端面との距離が小さくなる位置に前記シュラウド分割体同士の接合部が設けられるよう前記シュラウド分割体を形成してもよい。
【００１７】
従って、シュラウド分割体同士を接合する接合部について、距離を小さく抑えることができる。
【００１８】
また、前記翼体分割体には、前記翼体のフィレット部が設けられ、前記翼体接合工程は、前記フィレット部を避けた位置で、前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合することを含んでもよい。
【００１９】
従って、品質を維持しつつ効率的にタービン翼を製造することができる。
【００２０】
また、前記シュラウド接合工程及び前記翼体接合工程は、レーザ粉体肉盛溶接法によって前記分割体同士を溶接することを含んでもよい。
【００２１】
これにより、溶接部分における強度に優れた構成となる。また、レーザ粉体肉盛溶接法は、低入熱溶接となるため、溶接による変形を抑制できる。
【００２２】
前記レーザ粉体肉盛溶接法による溶接では、前記翼体を構成する翼体構成材料及び前記シュラウドを構成するシュラウド構成材料と同一材料の粉体を用いて溶接してもよい。
【００２３】
従って、翼体及びシュラウドと溶接部分とが同一の材料により形成されるため、溶接部分における強度に優れた構成となる。
【００２４】
また、前記シュラウドは、前記翼体側に向けられるガスパス面を有し、前記翼体接合工程は、接合開先を前記ガスパス面側に設けて前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを溶接することを含んでもよい。
【００２５】
従って、溶接部分の裏波がシュラウドのガスパス面側に形成されることを回避できるため、品質の低下を抑制できる。
【００２６】
また、前記翼体分割体形成工程は、三次元積層法により前記翼体分割体に位置決め部を形成することを含み、前記翼体接合工程は、前記翼体分割体の前記位置決め部を第１治具に固定し、前記シュラウド分割体を第２治具に固定することと、前記第１治具に固定された前記翼体分割体と前記第２治具に固定された前記シュラウド分割体とを位置合わせすることと、位置合わせされた前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合することと、を含んでもよい。
【００２７】
従って、翼体に位置決め部を形成することにより、翼体に第１治具を装着しやすくなる。また、第１治具及び第２治具を用いて翼体とシュラウドとを固定して接合することにより、接合を行う際の位置ずれを抑制し、タービン翼を高精度かつ効率的に製造することができる。
【００２８】
本発明の少なくとも一つの実施形態に係るタービン翼は、翼体構成材料が積層された翼体と、前記翼体に接合されたシュラウドと、を備え、前記シュラウドは、シュラウド構成材料が積層された状態の複数のシュラウド分割体同士が接合されている。
【００２９】
従って、製造効率が高く、低コスト化が可能なタービン翼を提供できる。
【００３０】
本発明の少なくとも一つの実施形態に係るタービン翼は、翼体構成材料が積層された翼体と、前記翼体に接合されたシュラウドと、を備え、前記翼体と前記シュラウドとは、三次元積層法についての積層方向が異なっている。
【００３１】
従って、翼体分割体及びシュラウド分割体をそれぞれ適した方向に積層させて形成することができる。
【００３２】
また、前記タービン翼には、前記翼体の延在方向と、前記翼体の延在方向に対し角度を有する方向である前記シュラウドの延在方向とが設定され、前記翼体の積層方向は、前記翼体の延在方向に沿った方向であり、前記シュラウドの積層方向は、前記シュラウドの延在方向に沿った方向であってもよい。
【００３３】
従って、翼体分割体については翼体の延在方向に沿って積層させ、シュラウド分割体についてはシュラウドの延在方向に沿って積層させることができる。
【００３４】
また、前記シュラウドは、断面形状が長手方向と短手方向とを有する形状の冷却流路を内部に有し、前記シュラウドの積層方向は、前記冷却流路の断面形状の長手方向に沿った方向であってもよい。
【００３５】
従って、冷却流路の断面形状の長手方向に積層してシュラウド分割体を形成することができる。これにより、サポート材の使用を抑えることができるため、タービン翼をより効率的かつ低コストで製造することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、タービン翼を効率的に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本実施形態に係るタービン翼の一例を示す図である。
【図２】図２は、内側シュラウド及び外側シュラウドの一例を示す図である。
【図３】図３は、図２におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。
【図４】図４は、翼体とシュラウドとの接合部分の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るタービン翼の製造方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、シュラウド構成材料を積層する態様を示す図である。
【図７】図７は、三次元積層法により形成される翼体の一例を示す図である。
【図８】図８は、シュラウド分割体を接合する場合の例を示す図である。
【図９】図９は、シュラウド分割体を接合する場合の例を示す図である。
【図１０】図１０は、翼体と内側シュラウド及び外側シュラウドとを接合する様子を示す工程図である。
【図１１】図１１は、翼体と内側シュラウド及び外側シュラウドとを接合する様子を示す工程図である。
【図１２】図１２は、翼体と内側シュラウド及び外側シュラウドとを接合する様子を示す工程図である。
【図１３】図１３は、翼体と内側シュラウド及び外側シュラウドとを接合する様子を示す工程図である。
【図１４】図１４は、変形例に係る内側シュラウド及び外側シュラウドの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係るタービン翼の製造方法、及びタービン翼の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００３９】
図１は、本実施形態に係るタービン翼１００の一例を示す図である。図１に示すタービン翼１００は、例えばガスタービンや蒸気タービン等に用いられるタービンの静翼であるが、これに限定されない。図１に示すように、タービン翼１００は、翼体１０と、シュラウドとして内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０と、を有する。
【００４０】
翼体１０は、例えば中空形状をなす。翼体１０は、タービンに配置された状態における燃焼ガスの流れ方向（軸方向Ｄａ）の上流側（図１にて、左側）となる前端部が湾曲断面形状をなし、当該軸方向Ｄａの下流側（図１にて、右側）となる後端部が先細断面形状をなしている。また、翼体１０は、タービンに配置された状態における燃焼ガスの流れ方向に交差する方向（周方向Ｄｃ）の一方（図１にて、紙面手前側）にある腹部が凸状の湾曲断面形状をなし、当該周方向Ｄｃの他方（図１にて、紙面奥側）にある背部が凹状の湾曲断面形状をなしている。
【００４１】
また、翼体１０は、内部が隔壁により複数のキャビティに区画されている。翼体１０は、図示しないが、各キャビティに対応して所定の位置にそれぞれ内部と外部を貫通する複数の冷却孔が形成されている。また、翼体１０は、各キャビティの内側に多孔板が配置されており、各キャビティに供給された冷却空気により翼体１０をインピンジメント冷却した後、この冷却空気を各冷却孔から外部に噴出することで翼体１０をフィルム冷却する。
【００４２】
翼体１０は、翼体構成材料が一方向、例えば径方向Ｄｒに積層された状態で形成される。したがって、翼体１０は、径方向Ｄｒに沿って延在する。つまり、翼体１０の延在方向Ｄｅは、径方向Ｄｒと一致する。翼体１０は、積層方向（径方向Ｄｒ）の一方（図１にて、下側）の端部が内側シュラウド２０に固定され、他方（図１にて、上側）の端部が外側シュラウド３０に固定される。翼体１０は、径方向Ｄｒの両端にかけて湾曲した形状のフィレット部１３、１４を有する。フィレット部１３は、径方向Ｄｒにおいて内側シュラウド２０側に設けられる。フィレット部１４は、径方向Ｄｒにおいて外側シュラウド３０側に設けられる。
【００４３】
内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０は、それぞれガスパス面形成部材として機能する。つまり、内側シュラウド２０は、翼体１０側にガスパス面２０ａを有する。また、外側シュラウド３０は、翼体１０側にガスパス面３０ａを有する。ガスパス面２０ａ、３０ａは、タービンに配置される場合に、燃焼ガスが接触する面である。内側シュラウド２０は、ガスパス面２０ａに沿った方向に延在する。以下、ガスパス面２０ａに沿った方向を内側シュラウド２０の延在方向Ｄｆと表記する。つまり、内側シュラウド２０の延在方向Ｄｆは、翼体１０の延在方向Ｄｅに対し角度を有する方向であり、上記の軸方向Ｄａ、周方向Ｄｃ、及び、軸方向Ｄａ成分及び周方向Ｄｃ成分を有する方向、を含む方向である。外側シュラウド３０は、ガスパス面３０ａに沿った方向に延在する。以下、ガスパス面３０ａに沿った方向を外側シュラウド３０の延在方向Ｄｇと表記する。つまり、外側シュラウド３０の延在方向Ｄｇは、翼体１０の延在方向Ｄｅに対し角度を有する方向であり、上記の軸方向Ｄａ、周方向Ｄｃ、及び、軸方向Ｄａ成分及び周方向Ｄｃ成分を有する方向、を含む方向である。ただし、外側シュラウド及び内側シュラウドの延在方向は符号Ｄｆ、Ｄｇで規定されている方向に限定されるわけではなく、ガスパス面２０ａ、３０ａに沿った方向であれば良い。また、以下、シュラウドとして、外側シュラウド３０を例に挙げて説明するが、内側シュラウド２０についても同様の説明が可能である。
【００４４】
図２は、外側シュラウド３０の一例を示す図である。図２に示すように、外側シュラウド３０は、複数のシュラウド分割体４１、４２、４３同士が接合部４４において接合された構成を有する。接合部４４は、例えばレーザ粉体肉盛溶接法による溶接部である。シュラウド分割体４１、４２、４３は、それぞれシュラウド構成材料が一方向に積層された状態で形成される。シュラウド構成材料の積層方向については、例えば１つの外側シュラウド３０内において、シュラウド分割体４１、４２、４３毎に異なる方向であってもよい。
【００４５】
シュラウド分割体４１は、内部に冷却空気を流通させる冷却流路４５を有する。シュラウド分割体４２は、内部に冷却空気を流通させる冷却流路４６を有する。冷却流路４５、４６は、例えば、翼体１０の内部から外側シュラウド３０の端面３０ｂ（又は端面３０ｃでもよい）に冷却空気を供給する冷却流路の一部を構成する。冷却流路４５、４６は、それぞれ独立した流路として形成される。なお、シュラウド分割体４３に冷却流路が設けられてもよい。
【００４６】
冷却流路４５は、外周側開口部４５ａと、内周側開口部４５ｂとを有する。冷却流路４５は、例えばシュラウド分割体４１内で蛇行した配置となっている。具体的には、冷却流路４５は、シュラウド分割体４１内に一方向（例えば図２の上下方向）に延びる流路部分４５ｃを複数有し、これらの流路部分４５ｃの一方向の端部が接続されている。なお、冷却流路４５の配置は、上記配置に限定されず、他の配置であってもよい。また、外周側開口部４５ａ、内周側開口部４５ｂは、１つであってもよいし、複数であってもよい。外周側開口部４５ａは、シュラウド分割体４１の端面４１ａに設けられる。
【００４７】
図３は、図２におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。図３に示すように、冷却流路４５は、流路部分４５ｃの断面形状が長穴状である。本実施形態において、流路部分４５ｃの断面形状の長手方向は、例えば軸方向Ｄａ（図１参照）に平行な方向であるが、これに限定されない。なお、外周側開口部４５ａ及び内周側開口部４５ｂの形状についても、流路部分４５ｃの断面形状と同様に、長穴状である（図４参照）。
【００４８】
同様に、冷却流路４６は、外周側開口部４６ａと、内周側開口部４６ｂとを有する。冷却流路４６は、例えばシュラウド分割体４２内で蛇行した配置となっている。具体的には、冷却流路４６は、シュラウド分割体４２内に一方向（例えば図２の縦方向）に延びる流路部分４６ｃを複数有し、これらの流路部分４６ｃの一方向の端部が接続されることで、蛇行した配置となっている。なお、冷却流路４６の配置は、上記配置に限定されず、他の配置であってもよい。また、冷却流路４６についても、冷却流路４５と同様に、流路部分４６ｃの断面形状が長穴状である。また、流路部分４６ｃの延びる方向は、冷却流路４５の流路部分４５ｃの延びる方向とは異なる方向であってもよい。また、外周側開口部４５ａ、内周側開口部４６ｂは、１つであってもよいし、複数であってもよい。外周側開口部４６ａは、シュラウド分割体４２の端面４２ａに設けられる。
【００４９】
図４は、翼体１０と外側シュラウド３０との接合部分の一例を示す図である。図４に示すように、翼体１０と外側シュラウド３０との間は、接合部４０によって接合される。接合部４０は、例えばレーザ粉体肉盛溶接法によって形成された溶接部である。接合部４０は、翼体１０のフィレット部１４を避けた位置に形成される。例えば、接合部４０は、翼体１０においてフィレット部１４よりも外側の位置に形成される。接合部４０では、翼体１０及び外側シュラウド３０が、それぞれの接合開先がガスパス面３０ａに設けられた状態で接合されている。接合部４０は、ガスパス面３０ａと面一状態となっている。
【００５０】
図５は、本実施形態に係るタービン翼１００の製造方法を示すフローチャートである。図５に示すように、タービン翼の製造方法は、翼体分割体形成工程ＳＴ１０と、シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０と、シュラウド接合工程ＳＴ３０と、翼体接合工程ＳＴ４０とを含む。
【００５１】
翼体分割体形成工程ＳＴ１０では、翼体１０を構成する翼体分割体を三次元積層法により形成する。また、翼体分割体形成工程ＳＴ１０では、翼体１０を構成する分割体である翼体分割体１５についても、三次元積層法で形成する。図７は、三次元積層法により形成される翼体分割体１５の一例を示す図である。図７に示すように、翼体分割体１５は、位置決め部１６、１７を含む形状となるように形成する。この位置決め部１６、１７は、後述する第１治具５０（図１０等参照）との間で位置決めを行い、かつ当該第１治具５０に装着される部分である。位置決め部１６は、凹部１６ａを有する。また、位置決め部１７は、錘状の凸部である。なお、位置決め部１６、１７の形状は、これに限定されず、上記とは異なってもよい。
【００５２】
翼体分割体１５は、三次元積層法により、翼体構成材料１９を翼体１０の延在方向Ｄｅに沿った方向に積層して形成する。この場合、内側シュラウド２０側から外側シュラウド３０側へ翼体構成材料１９を積層してもよいし、逆に、外側シュラウド３０側から内側シュラウド２０側へ翼体構成材料１９を積層してもよい。また、本実施形態においては、翼体分割体１５は、フィレット部１３よりも内側シュラウド２０の延在方向Ｄｆの外側で内側シュラウド２０と接合する。また、翼体分割体１５は、フィレット部１４よりも外側シュラウド３０の延在方向Ｄｇの外側で外側シュラウド３０と接合する。そのため、翼体分割体１５を形成する際には、少なくともフィレット部１３、１４を含むように形成する。また、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０との接合部分には、接合開先１８を形成する。接合開先１８は、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０のガスパス面２０ａ、３０ａに対応する側に形成する。翼体１０及びシュラウド分割体４１、４２、４３を形成することにより、翼体分割体形成工程ＳＴ１０が完了する。
【００５３】
次に、シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０では、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０の少なくとも一方のシュラウドを分割した複数のシュラウド分割体４１、４２、４３を、三次元積層法により、当該シュラウド分割体４１、４２、４３ごとに個別に形成する。
【００５４】
シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０は、まず、シュラウド分割体４１、４２、４３の形状を設計する。この場合、例えば、冷却流路４５、４６の配置、形状等の設計を予め行っておく。そして、設計された冷却流路４５、４６の配置及び形状に合わせて、シュラウド分割体４１、４２、４３の形状を設計する。このように、冷却流路４５、４６を優先的に設計し、その設計にシュラウド分割体４１、４２、４３の形状を合わせることが可能なため、冷却流路４５、４６を設計する場合の自由度が高くなる。このため、より最適な冷却流路４５、４６を有する内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０を容易に製造できる。また、シュラウド分割体４１、４２、４３を接合する際の接合部４４の寸法が小さくなるように、当該シュラウド分割体４１、４２、４３の形状を設計する。例えば、翼体１０の前縁側曲面部、後縁側曲面部又は背側曲面部と、外側シュラウド３０の延在方向Ｄｇの端面３０ｂ、３０ｃとの距離が小さくなる位置に接合部４４が設けられるように、シュラウド分割体４１、４２、４３を設計する。
【００５５】
シュラウド分割体４１、４２、４３の形状を設計した後、三次元積層法によりシュラウド構成材料を積層して、シュラウド分割体４１、４２、４３を形成する。図６は、シュラウド構成材料を積層する態様を示す図である。図６に示すように、本実施形態においては、外周側開口部４５ａ、４６ａ及び内周側開口部４５ｂ、４６ｂの長手方向Ｄｌにシュラウド構成材料４９を積層して、シュラウド分割体４１、４２、４３を形成する。なお、本実施形態において、長手方向Ｄｌは、外周側開口部４５ａ、４６ａ及び内周側開口部４５ｂ、４６ｂの短手方向Ｄｓに垂直な方向、シュラウドの延在方向Ｄｆ、Ｄｇに沿った方向、流路部分４５ｃ、４６ｃの延在方向に沿った方向、流路部分４５ｃ、４６ｃの延在方向の垂直方向に沿った方向、タービンの径方向Ｄｒに沿った方向、タービンの周方向Ｄｃ、タービンの径方向成分Ｄｒ及び周方向成分Ｄｃを含む方向のうち、最適な方向を設定することができる。なお、上記各方向は、公差を含む。これにより、冷却流路４５、４６の外周側開口部４５ａ、４６ａ等の短手方向にシュラウド構成材料４９を積層する場合に比べて、サポート材の使用を抑えることができるため、タービン翼をより効率的に製造することができる。また、この結果、シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０では、翼体分割体１５が積層される方向と異なる方向にシュラウド構成材料を積層することによりシュラウド分割体４１、４２、４３を形成する。なお、シュラウド分割体４１、４２、４３のうち翼体１０との接合部分には、接合開先４８（図１０、１１等参照）を形成する。接合開先４８は、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０のガスパス面２０ａ、３０ａとなる側に形成する。
【００５６】
シュラウド接合工程ＳＴ３０は、シュラウド分割体４１、４２、４３を互いに接合する。図８及び図９は、シュラウド接合工程ＳＴ３０の例を示す図である。図８に示すように、シュラウド接合工程ＳＴ３０では、まず、３つのシュラウド分割体４１、４２、４３のうち２つを選択し、当該２つについて接合を行う。例えば、図８では、冷却流路４５を有するシュラウド分割体４１と、冷却流路４６を有するシュラウド分割体４２とを選択しているが、いずれか一方にシュラウド分割体４３を選択してもよい。
【００５７】
接合を行う場合、まずシュラウド分割体４１とシュラウド分割体４２との位置合わせを行い、互いの接合部分同士を合わせた状態とする。この状態で、例えばレーザ粉体肉盛溶接法により、シュラウド分割体４１とシュラウド分割体４２との接合部分４４Ａを溶接する。レーザ粉体肉盛溶接法で溶接することにより、シュラウド分割体４１とシュラウド分割体４２とを効率的かつ強固に溶接することができる。
【００５８】
シュラウド分割体４１とシュラウド分割体４２とを接合した後、図９に示すように、シュラウド分割体４１、４２の接合体に対して、シュラウド分割体４３を接合する。この場合、シュラウド分割体４３は、シュラウド分割体４１との間（接合部分４４Ｂ）と、シュラウド分割体４２との間（接合部分４４Ｃ）との、２箇所の接合部分４４Ｂ、４４Ｃにおいて接合を行う。接合の順序としては、接合部分４４Ｂ、４４Ｃのいずれを先に接合してもよいし、同時に接合してもよい。シュラウド分割体４３がシュラウド分割体４１、４２にそれぞれ接合されることで、内側シュラウド２０の接合体２５と、外側シュラウド３０の接合体３５とが形成される。
【００５９】
翼体接合工程ＳＴ４０では、翼体分割体１５を接合体２５、３５に接合する。翼体接合工程ＳＴ４０は、翼体分割体１５の位置決め部１６、１７を第１治具５０に固定し、接合体２５、３５を第２治具６０に固定する固定工程ＳＴ４１と、第１治具５０に固定された翼体分割体１５と第２治具６０に固定された接合体２５、３５を位置合わせする位置合わせ工程ＳＴ４２と、位置合わせされた翼体分割体１５と接合体２５、３５とを接合する翼体分割体接合工程ＳＴ４３と、を含む。
図１０は、固定工程ＳＴ４１及び位置合わせ工程ＳＴ４２が行われた状態の例を示す図である。図１０に示すように、固定工程ＳＴ４１において、翼体分割体１５の位置決め部１６の凹部１６ａには、第１治具５０の支持部材５１の突出部５１ａが挿入される。また、翼体分割体１５の位置決め部１７は、第１治具５０の支持部材５２の挿入孔５２ａに挿入される。また、接合体２５、３５を第２治具６０に固定する。そして、位置合わせ工程ＳＴ４２において、第１治具５０に固定された翼体分割体１５と、第２治具６０に固定された接合体２５、３５との位置合わせを行う。
【００６０】
図１１は、翼体分割体１５と接合体２５、３５とを位置合わせした状態を示す図である。図１１に示すように、翼体分割体１５は、接合体２５、３５に当接される面に、接合開先１８が設けられる。また、接合体２５、３５は、翼体分割体１５と当接される面に、接合開先４８が設けられる。接合開先１８、４８は、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０におけるそれぞれのガスパス面２０ａ、３０ａに設けられる。これにより、接合される部分の裏波がガスパス面２０ａ、３０ａ側に形成されることを回避できるため、品質の低下を抑制できる。また、図１１に示すように、翼体分割体１５と接合体２５、３５とが当接する互いの当接面には、例えば鈎部１８ａ、４８ａが設けられてもよい。この場合、翼体分割体１５と接合体２５、３５とが鈎部１８ａ、４８ａを介して当接された状態で接合されるため、より強固な接合が可能となる。なお、鈎部１８ａ、４８ａは、設けられなくてもよい。
【００６１】
翼体分割体１５と接合体２５、３５との位置合わせを行った後、翼体分割体接合工程ＳＴ４３を行う。図１２は、翼体分割体接合工程ＳＴ４３の例を示す図である。翼体分割体接合工程ＳＴ４３では、例えばレーザ粉体肉盛溶接法により、翼体分割体１５と接合体２５、３５とを溶接する。溶接に用いる粉体としては、例えば翼体１０、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０と同一材料の粉体、つまり、翼体構成材料及びシュラウド構成材料と同一材料の粉体を用いることができる。これにより、溶接部分における強度に優れた構成となる。また、低入熱溶接となるため、溶接による変形を抑制できる。なお、この工程では、フィレット部１３、１４を避けた位置で翼体分割体１５と接合体２５、３５とを溶接する。
【００６２】
上記の溶接を行うことにより、例えば図１２に示すように、翼体分割体１５と接合体２５、３５との間に溶接部４０Ｂが形成される。溶接部４０Ｂが形成された後、第１治具５０を翼体分割体１５から外し、第２治具６０を接合体２５、３５から外す。
【００６３】
レーザ粉体肉盛溶接法を行うことにより、溶接部４０Ｂは、ガスパス面２０ａ、３０ａからそれぞれ盛り上がった状態となる場合がある。この場合、図１３に示すように、例えば溶接部４０Ｂの表面がガスパス面２０ａ、３０ａと面一状態となるように、溶接部４０Ｂの表面の盛り上がりを除去する。これにより、翼体１０と、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０とを備えるタービン翼１００が得られる。なお、翼体接合工程ＳＴ４０では、翼体分割体１５と接合体２５、３５とを接合する態様に限定されず、例えば翼体分割体１５にシュラウド分割体４１、４２、４３を個別に接合させる態様であってもよい。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係るタービン翼の製造方法は、タービン翼１００の翼体１０を構成する翼体分割体１５を三次元積層法により形成する翼体分割体形成工程ＳＴ１０と、タービン翼１００の内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０の少なくとも一方のシュラウドを構成する複数のシュラウド分割体４１、４２、４３とを三次元積層法によりシュラウド分割体４１、４２、４３ごとに個別に形成するシュラウド分割体形成工程ＳＴ２０と、シュラウド分割体４１、４２、４３同士を接合するシュラウド接合工程ＳＴ３０と、翼体分割体１５とシュラウド分割体４１、４２、４３とを接合する翼体接合工程ＳＴ４０とを含む。
【００６５】
従って、各パーツを三次元積層法により別個に形成するため、翼体とシュラウドとをまとめて三次元積層法で形成する場合に比べて、サポート材の使用量を大幅に低減することができる。このため、積層工程に要する時間及び手間を低減することができ、サポートの後処理に要する時間及び手間も低減することができる。これにより、タービン翼１００をより効率的に製造することができる。
【００６６】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０では、翼体分割体形成工程ＳＴ１０で翼体分割体１５が積層される方向と異なる方向に積層することによりシュラウド分割体４１、４２、４３を形成する。従って、翼体分割体１５及びシュラウド分割体４１、４２、４３をそれぞれ適した方向に積層させて形成することができる。
【００６７】
本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、タービン翼１００には、翼体１０の延在方向Ｄｅと、翼体１０の延在方向Ｄｅに対し角度を有する方向である内側シュラウド２０の延在方向Ｄｆ及び外側シュラウド３０の延在方向Ｄｇとが設定され、翼体分割体形成工程ＳＴ１０では、翼体１０の延在方向Ｄｅに沿って積層することにより翼体分割体１５を形成し、シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０では、内側シュラウド２０の延在方向Ｄｆ及び外側シュラウド３０の延在方向Ｄｇに沿って積層することによりシュラウド分割体４１、４２、４３を形成してもよい。従って、翼体分割体１５については翼体１０の延在方向Ｄｅに沿って積層させ、シュラウド分割体４１、４２、４３については内側シュラウド２０の延在方向Ｄｆ及び外側シュラウド３０の延在方向Ｄｇに沿って積層させることができる。これにより、積層面積が狭いため、狭い作業スペースで積層できる。
【００６８】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０では、複数のシュラウド分割体４１、４２、４３のうち少なくとも一のシュラウド分割体に流路の断面形状が長手方向Ｄｌと短手方向Ｄｓとを有した形状の冷却流路４５、４６を内部に形成する際に、冷却流路４５、４６の断面形状の長手方向Ｄｌに積層してシュラウド分割体４１、４２、４３を形成する。この構成によれば、冷却流路４５、４６の断面形状の長手方向に積層してシュラウド分割体４１、４２、４３を形成することにより、サポート材の使用を抑えることができるため、タービン翼１００をより効率的に製造することができる。
【００６９】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、シュラウド分割体形成工程は、連続する冷却流路４５、４６で構成される冷却流路ユニットが、シュラウド分割体４１、４２、４３同士の接合部４４を跨がない大きさにシュラウド分割体４１、４２、４３を形成するこの構成によれば、シュラウド分割体４１、４２、４３をより効率的に製造することができる。
【００７０】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、シュラウド分割体形成工程ＳＴ２０では、翼体１０と、シュラウドの延在方向Ｄｆ、Ｄｇの端面３０ｃとの距離が小さくなる位置にシュラウド分割体４１、４２、４３同士の接合部４４が設けられるようシュラウド分割体４１、４２、４３を形成してもよい。従って、シュラウド分割体同士４１、４２、４３を接合する接合部について、距離を小さく抑えることができる。
【００７１】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、翼体分割体１５には、翼体１０のフィレット部１３、１４が設けられ、翼体接合工程ＳＴ４０は、フィレット部１３、１４を避けた位置で、翼体分割体１５とシュラウド分割体４１、４２、４３とを接合することを含んでもよい。この場合、品質を維持しつつ効率的にタービン翼１００を製造することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、シュラウド接合工程ＳＴ３０及び翼体接合工程ＳＴ４０は、レーザ粉体肉盛溶接法により分割体（１５、４１、４２、４３）同士を溶接することを含んでもよい。この場合、分割体（１５、４１、４２、４３）同士を効率的かつ強力に接合することができるため、強度に優れたタービン翼１００を効率的に製造することができる。
【００７３】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０は、翼体１０側に向けられるガスパス面２０ａ、３０ａを有し、接合工程は、接合開先１８、４８をガスパス面２０ａ、３０ａに設けて翼体分割体１５と、複数のシュラウド分割体４１、４２、４３又は接合体２５、３５とを溶接することを含んでもよい。この場合、溶接部分の裏波がガスパス面２０ａ、３０ａ側に形成されることを回避できるため、品質の低下を抑制できる。
【００７４】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、レーザ粉体肉盛溶接法による溶接では、翼体１０を構成する翼体構成材料及びシュラウド（２０、３０）を構成するシュラウド構成材料と同一材料の粉体を用いて溶接してもよい。従って、翼体１０及びシュラウド（２０、３０）と溶接部分とが同一の材料により形成されるため、溶接部分における強度に優れた構成となる。
【００７５】
また、本実施形態に係るタービン翼の製造方法において、翼体分割体形成工程ＳＴ１０は、翼体分割体１５に位置決め部１６、１７を形成することを含み、翼体接合工程ＳＴ４０は、翼体分割体１５の位置決め部１６、１７を第１治具５０に固定し、接合体２５、３５を第２治具６０に固定することと、第１治具５０に固定された翼体分割体１５と第２治具６０に固定された接合体２５、３５を位置合わせすることと、位置合わせされた翼体分割体１５と接合体２５、３５とを接合することと、を含んでもよい。この場合、翼体分割体１５に位置決め部１６、１７を形成することにより、翼体分割体１５に第１治具５０を装着しやすくなる。また、第１治具５０及び第２治具６０を用いて翼体分割体１５と接合体２５、３５とを固定して接合することにより、接合を行う際の位置ずれを抑制し、タービン翼１００を高精度かつ効率的に製造することができる。なお、位置決め部１６、１７は、翼体分割体１５とシュラウドの接合体２５、３５とを接合した後に除去することができる。
【００７６】
本発明の他の実施形態に係るタービン翼１００は、翼体構成材料１９が一方向に積層された翼体１０と、翼体１０に接合される内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０と、を備え、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０の少なくとも一方のシュラウドは、シュラウド構成材料４９が一方向に積層された状態の複数のシュラウド分割体４１、４２、４３同士が接合されている。この場合、製造効率が高く、低コスト化が可能なタービン翼１００を提供できる。
【００７７】
本発明の他の実施形態に係るタービン翼は、翼体構成材料１９が積層された翼体１０と、翼体１０に接合された内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０と、を備え、翼体１０と内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０とは、三次元積層法についての積層方向が異なっている。従って、翼体分割体１５及びシュラウド分割体４１、４２、４３をそれぞれ適した方向に積層させて形成することができる。
【００７８】
また、本発明の他の実施形態に係るタービン翼１００において、翼体１０の延在方向Ｄｅと、翼体１０の延在方向Ｄｅに対し角度を有する方向である内側シュラウド２０の延在方向Ｄｇ及び外側シュラウド３０の延在方向Ｄｆとが設定され、翼体１０の積層方向は、翼体１０の延在方向Ｄｅに沿った方向であり、内側シュラウド２０の積層方向は、内側シュラウドの延在方向Ｄｆに沿った方向であり、外側シュラウド２０の積層方向は、外側シュラウドの得在方向ってもよい。従って、翼体分割体１５については翼体１０の延在方向Ｄｅに沿って積層させ、シュラウド分割体４１、４２、４３については内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０の延在方向に沿って積層させることができる。
【００７９】
また、本発明の他の実施形態に係るタービン翼１００において、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０は、断面形状が長手方向と短手方向とを有する形状の冷却流路４５、４６を内部に有し、内側シュラウド２０及び外側スライド３０の積層方向は、冷却流路４５、４５の断面形状の長手方向に沿った方向である。従って、冷却流路４５、４６の断面形状の長手方向に積層してシュラウド分割体４１、４２、４３を形成することができる。これにより、サポート材の使用を抑えることができるため、タービン翼をより効率的かつ低コストで製造することができる。
【００８０】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
【００８１】
例えば、上記実施形態では、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０の両方についてシュラウド分割体４１、４２、４３を形成する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、翼体１０に対して積層方向の下側に形成されるシュラウドについては、三次元積層法により翼体１０と一体で形成してもよい。この場合、翼体１０に対して積層方向の上方に配置されることになるシュラウドについて、シュラウド分割体４１、４２、４３を形成すればよい。つまり、内側シュラウド２０及び外側シュラウド３０の一方のみについてシュラウド分割体４１、４２、４３を形成する態様であってもよい。このような態様であっても、サポート材を溶解する後処理工程に要する時間及び手間を低減することができる。
【００８２】
図１４は、変形例に係る外側シュラウド１３０の一例を示す図である。図１４に示すように、外側シュラウド１３０は、複数のシュラウド分割体１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６が接合部１４７において接合された構成を有する。接合部１４７は、例えばレーザ粉体肉盛溶接法による溶接部である。シュラウド分割体１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６は、それぞれシュラウド構成材料が一方向に積層された状態で形成される。シュラウド構成材料の積層方向については、例えば１つの外側シュラウド３０内において、シュラウド分割体１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６毎に異なる方向であってもよい。
【００８３】
シュラウド分割体１４１は、独立した異なる冷却流路１５１、１５２を有する。このように、例えば１つのシュラウド分割体１４１が独立した異なる複数の冷却流路を有する構成であってもよい。シュラウド分割体１４２は、冷却流路１５３を有する。シュラウド分割体１４３には、冷却流路が設けられない。このように、冷却流路が設けられないシュラウド分割体１４３が配置されてもよい。シュラウド分割体１４４は、パージ流路１５４を有する。シュラウド分割体１４５は、冷却流路１５５を有する。シュラウド分割体１４６は、冷却流路１５６を有する。冷却流路１５１、１５２、１５３、１５６は、例えば外側シュラウド３０の端面３０ｂ（又は端面３０ｃでもよい）から翼体１０の内部を通して内側シュラウド２０に供給する冷却流路の一部を構成する。冷却流路１５１、１５２、１５３、１５６は、それぞれ外周側開口部１５１ａ、１５２ａ、１５３ａ、１５６ａと、内周側開口部１５１ｂ、１５２ｂ、１５３ｂ、１５６ｂと、流路部分１５１ｃ、１５２ｃ、１５３ｃ、１５６ｃとを有する。
【００８４】
また、パージ流路１５４は、外周側開口部１５４ａと、内周側開口部１５４ｂと、流路部分１５４ｃとを有する。このように、シュラウド分割体１４４にパージ流路１５４が設けられた構成であってもよい。
【００８５】
また、冷却流路１５５は、例えば外側シュラウド１３０のガスパス面に配置された開口部１５５ａと、内周側開口部１５５ｂと、流路部分１５５ｃとを有する。このように、一方の開口部１５５ａが外側シュラウド１３０のガスパス面に配置された構成であってもよい。
【００８６】
上記の実施形態では、タービン翼の製造方法のシュラウド接合工程及び翼体接合工程において、レーザ粉体肉盛溶接法により分割体同士を溶接する例を説明したが、溶接方法はこれに限定されない。たとえば、タービン翼の製造方法において、レーザ粉体肉盛溶接法の代わりに他の種々の溶接方法（例えばＴＩＧ溶接等）を用いて溶接する態様を含んでいてもよい。また、タービン翼において、レーザ粉体肉盛溶接法の代わりに他の種々の溶接方法（例えばＴＩＧ溶接等）により接合された溶接部を含むタービン翼であってもよい。
【００８７】
さらに、上記の各実施形態では、シュラウドが内部に有する冷却流路は、断面形状が長手方向と短手方向とを有する形状のものを示しているが、冷却流路の断面形状はこれに限らない。例えば、冷却流路の断面形状について、円形や正方形を含んでいてもよく、異なった断面形状を内部に有する冷却流路を含んでいてもよい。
【００８８】
加えて、上記の各実施形態におけるシュラウド接合工程と翼体接合工程では、シュラウド分割体同士を接合する順序、シュラウド分割体の接合体と翼分割体とを接合する順序、及び、シュラウド分割体と翼分割体とを接合する順序は、上記の各実施形態で示されている例に限らない。これらの接合の順序は接合するのに最適な順序で接合すればよく、また、これらの接合のうちの一部又は全てを同時に行う態様であってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０  翼体
１３，１４  フィレット部
１５  翼体分割体
１６，１７  位置決め部
１６ａ  凹部
１８，４８  接合開先
１８ａ，４８ａ  鈎部
１９  翼体構成材料
２０  内側シュラウド
２０ａ，３０ａ  ガスパス面
２５，３５  接合体
３０，１３０  外側シュラウド
４０，４４，１４７  接合部
４０Ｂ  溶接部
４１，４２，４３，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６  シュラウド分割体
４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ  接合部分
４５，４６  冷却流路
４５ａ，４６ａ  外周側開口部
４５ｂ，４６ｂ  内周側開口部
４５ｃ，４６ｃ  流路部分
４９  シュラウド構成材料
５０  第１治具
５１，５２  支持部材
５１ａ  突出部
５２ａ  挿入孔
６０  第２治具
１００  タービン翼
Ｄａ  軸方向
Ｄｃ  周方向
Ｄｒ  径方向
Ｄｅ  翼体の延在方向
Ｄｆ  内側シュラウドの延在方向
Ｄｇ  外側シュラウドの延在方向
ＳＴ１０  翼体分割体形成工程
ＳＴ２０  シュラウド分割体形成工程
ＳＴ３０  シュラウド接合工程
ＳＴ４０  翼体接合工程
【図１】
2019056305.tif 000003
【図２】
2019056305.tif 000004
【図３】
2019056305.tif 000005
【図４】
2019056305.tif 000006
【図５】
2019056305.tif 000007
【図６】
2019056305.tif 000008
【図７】
2019056305.tif 000009
【図８】
2019056305.tif 000010
【図９】
2019056305.tif 000011
【図１０】
2019056305.tif 000012
【図１１】
2019056305.tif 000013
【図１２】
2019056305.tif 000014
【図１３】
2019056305.tif 000015
【図１４】
2019056305.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月10日(2018.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼の翼体を構成する翼体分割体を三次元積層法により形成する翼体分割体形成工程と、
前記タービン翼のシュラウドを構成する複数のシュラウド分割体を三次元積層法によりシュラウド分割体ごとに個別に形成するシュラウド分割体形成工程と、
前記シュラウド分割体同士を接合するシュラウド接合工程と、
前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合する翼体接合工程と
を含むタービン翼の製造方法。
【請求項２】
前記シュラウド分割体形成工程では、前記翼体分割体形成工程で前記翼体分割体が積層される方向と異なる方向に積層することにより前記シュラウド分割体を形成する
請求項１に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項３】
前記タービン翼には、前記翼体の延在方向と、前記翼体の延在方向に対し角度を有する方向である前記シュラウドの延在方向とが設定され、
前記翼体分割体形成工程では、前記翼体の延在方向に沿って積層することにより前記翼体分割体を形成し、
前記シュラウド分割体形成工程では、前記シュラウドの延在方向に沿って積層することにより前記シュラウド分割体を形成する
請求項１又は請求項２に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項４】
前記シュラウド分割体形成工程では、前記複数のシュラウド分割体のうち少なくとも一のシュラウド分割体に流路の断面形状が長手方向と短手方向とを有した形状の冷却流路を内部に形成する際に、前記冷却流路の断面形状の長手方向に積層して前記シュラウド分割体を形成することを含む
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項５】
前記シュラウド分割体形成工程は、連続する前記冷却流路で構成される冷却流路ユニットが、前記シュラウド分割体同士の接合部を跨がない大きさに前記シュラウド分割体を形成することを含む
請求項４に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項６】
前記シュラウド分割体形成工程では、前記翼体と、前記シュラウドの延在方向の端面との距離が小さくなる位置に前記シュラウド分割体同士の接合部が設けられるよう前記シュラウド分割体を形成する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項７】
前記翼体分割体には、前記翼体のフィレット部が設けられ、
前記翼体接合工程は、前記フィレット部を避けた位置で、前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合することを含む
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項８】
前記シュラウド接合工程及び前記翼体接合工程は、レーザ粉体肉盛溶接法によって前記分割体同士を溶接することを含む
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項９】
前記レーザ粉体肉盛溶接法による溶接では、前記翼体を構成する翼体構成材料及び前記シュラウドを構成するシュラウド構成材料と同一材料の粉体を用いて溶接する
請求項８に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項１０】
前記シュラウドは、前記翼体側に向けられるガスパス面を有し、
前記翼体接合工程は、接合開先を前記ガスパス面側に設けて前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを溶接することを含む
請求項８又は請求項９に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項１１】
前記翼体分割体形成工程は、三次元積層法により前記翼体分割体に位置決め部を形成することを含み、
前記翼体接合工程は、
前記翼体分割体の前記位置決め部を第１治具に固定し、前記シュラウド分割体を第２治具に固定することと、
前記第１治具に固定された前記翼体分割体と前記第２治具に固定された前記シュラウド分割体とを位置合わせすることと、
位置合わせされた前記翼体分割体と前記シュラウド分割体とを接合することと、
を含む、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のタービン翼の製造方法。
【請求項１２】
翼体構成材料が積層された翼体と、
前記翼体に接合されたシュラウドと、
を備え、
前記シュラウドは、シュラウド構成材料が積層された状態の複数のシュラウド分割体同士が接合されている
タービン翼。
【請求項１３】
翼体構成材料が積層された翼体と、
前記翼体とは別個で形成され、前記翼体に接合されたシュラウドと、
を備え、
前記翼体と前記シュラウドとは、三次元積層法についての積層方向が異なっている
タービン翼。
【請求項１４】
前記タービン翼には、前記翼体の延在方向と、前記翼体の延在方向に対し角度を有する方向である前記シュラウドの延在方向とが設定され、
前記翼体の積層方向は、前記翼体の延在方向に沿った方向であり、
前記シュラウドの積層方向は、前記シュラウドの延在方向に沿った方向である
請求項１３に記載のタービン翼。
【請求項１５】
前記シュラウドは、断面形状が長手方向と短手方向とを有する形状の冷却流路を内部に有し、
前記シュラウドの積層方向は、前記冷却流路の断面形状の長手方向に沿った方向である
請求項１３又は請求項１４に記載のタービン翼。