專利名稱：板狀體的制造方法、板狀體、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板狀體的制造方法、板狀體、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及燃?xì)廨啓C(jī)。
背景技術(shù)：
作為暴露在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、宇宙關(guān)聯(lián)設(shè)備等高溫環(huán)境區(qū)域的結(jié)構(gòu)部件，使用在兩表面間形成冷卻流體流動(dòng)的流路的板狀體。通過使冷卻流體在該流路流動(dòng)而冷卻板狀體，因此，在如上述的暴露在高溫環(huán)境的區(qū)域也能夠使用板狀體。例如，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃燒筒在約1500°C的高溫環(huán)境下使用，因此，燃燒筒使用具有冷卻功能的上述板狀體而形成(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。具體而言，通過接合多張(例如4張)板狀體而組裝，從而形成一個(gè)圓筒狀的燃燒筒。鄰接的板狀體的接合使用激光焊接等公知的接合方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。然而，如上所述，在接合鄰接的板狀體的情況下，存在當(dāng)冷卻流體流動(dòng)的流路在接合面開口時(shí)，該開口通過焊接而密閉的情況。在該情況下，冷卻流體不會(huì)在該流路流動(dòng)。如上所述，當(dāng)產(chǎn)生冷卻流體不流動(dòng)的流路時(shí)，存在板狀體的冷卻性能出現(xiàn)不均、并且冷卻性能降低的問題。因此，提出了如下技術(shù)，S卩，在焊接鄰接的板狀體之后，沿著焊接部形成對(duì)該焊接部的一部分進(jìn)行切削加工后的槽，通過連接密閉的開口和槽而使冷卻流體在上述流路流動(dòng)。需要說明的是，上述槽通過蓋部覆蓋而密閉。專利文獻(xiàn)1 日本專利第3192690號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利第3831638號(hào)公報(bào)然而，如上所述，在形成槽且利用蓋部密閉的方法中，在由激光等進(jìn)行的焊接后， 需要加工槽、例如利用研磨加工來設(shè)置，存在在加工時(shí)產(chǎn)生粉塵而使作業(yè)環(huán)境惡化的問題。進(jìn)而，存在焊接部與槽發(fā)生干涉而產(chǎn)生龜裂的情況，該情況下，需要在焊接后進(jìn)行倫琴射線攝影等檢查，確認(rèn)該龜裂的有無。發(fā)現(xiàn)了龜裂的情況下，需要進(jìn)行修補(bǔ)龜裂等多項(xiàng)修整，具有導(dǎo)致汽輪機(jī)燃燒器制造所需的時(shí)間變長(zhǎng)的問題。另外，槽的形狀根據(jù)各個(gè)汽輪機(jī)燃燒器而不同，因此，覆蓋該槽的蓋部需要與實(shí)際的槽的形狀對(duì)應(yīng)制作，具有導(dǎo)致汽輪機(jī)燃燒器制造所需的時(shí)間變長(zhǎng)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述課題而做出的，其目的在于提供一種能夠抑制冷卻性能降低、縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造所需的時(shí)間、且防止作業(yè)環(huán)境惡化的板狀體的制造方法、板狀體、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及燃?xì)廨啓C(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的方式。本發(fā)明的第一方案的板狀體的制造方法包括使多個(gè)板層疊，且在所述多個(gè)板之間排列配置流有冷卻介質(zhì)的多個(gè)流路而形成板狀體的工序；將多個(gè)所述板狀體沿排列所述
3流路的方向排列配置，且使所述多個(gè)板狀體對(duì)接配置，并在對(duì)接部進(jìn)行焊接的工序，其中， 與所述對(duì)接部鄰接的所述流路沿著所述對(duì)接部延伸，且該流路與其以外的所述流路相比， 在排列所述流路的方向上的尺寸長(zhǎng)。根據(jù)上述第一方式，通過使與對(duì)接部鄰接的流路的寬度尺寸、即排列流路的方向上的尺寸長(zhǎng)，能夠抑制在對(duì)接部被焊接的板狀體的冷卻性能降低。S卩，通過使對(duì)接部附近的流路的寬度尺寸比其他流路的寬度尺寸長(zhǎng)，使得對(duì)接部附近的流路的冷卻性能比其他流路的冷卻性能高。因此，通過在因附近不能夠配置流路而使冷卻性能容易惡化的對(duì)接部鄰接配置寬度尺寸加長(zhǎng)的流路，從而能夠抑制板狀體的對(duì)接部附近的冷卻性能的降低。進(jìn)而，由于與對(duì)接部鄰接的流路沿著對(duì)接部延伸，即使將鄰接的板狀體在對(duì)接部焊接也不會(huì)閉塞該流路，不需要如專利文獻(xiàn)2記載的發(fā)明那樣，對(duì)焊接了鄰接的板狀體的部分進(jìn)行加工、例如研磨加工而形成切削槽。因此，使用該板狀體能夠縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造所需的時(shí)間，且防止作業(yè)環(huán)境的惡化。以上述第一方式為基礎(chǔ)，優(yōu)選的是，形成所述板狀體的工序包括在一個(gè)板的一面上排列形成多個(gè)槽的工序；使所述一個(gè)板的一面與另一個(gè)板接合而成為板狀體，且形成所述多個(gè)流路的工序。根據(jù)上述第一方式，在一個(gè)板形成了槽后，使另一個(gè)板與一個(gè)板接合，使用另一個(gè)板閉塞槽的開口而形成具有流路的板狀體。因此，槽排列方向的槽尺寸即槽寬度為流路的寬度尺寸，從而能夠容易地調(diào)節(jié)流路的寬度尺寸。同樣地，一個(gè)板的板厚方向的槽尺寸即槽深度為流路的深度尺寸，從而能夠容易地調(diào)節(jié)流路的深度尺寸。以上述第一方式為基礎(chǔ)，優(yōu)選的是，形成所述板狀體的工序包括在第一板排列形成多個(gè)狹縫的工序；使第二板與第一板的一面及另一面接合而成為板狀體，且形成所述多個(gè)流路的工序。根據(jù)上述第一方式，通過在第一板以梳齒狀排列形成多個(gè)狹縫，且在兩張第二板之間夾著第一板而接合，從而形成具有多個(gè)流路的板狀體。因此，通過使狹縫排列方向的寬度尺寸即狹縫寬度為流路的寬度尺寸，從而能夠容易地調(diào)節(jié)流路的寬度尺寸。同樣地，通過使第一板的板厚成為流路的深度尺寸，從而能夠容易地調(diào)節(jié)流路的深度尺寸。本發(fā)明的第二方式的板狀體設(shè)有具有在內(nèi)部排列配置的多個(gè)流路的一個(gè)板狀體；具有在內(nèi)部排列配置的多個(gè)流路，且所述多個(gè)流路相對(duì)于所述一個(gè)板狀體以沿一個(gè)方向排列的方式配置的另一個(gè)板狀體；接合所述一個(gè)板狀體及所述另一個(gè)板狀體的焊接部， 與所述一個(gè)板狀體及所述另一個(gè)板狀體中的所述焊接部鄰接，且沿著所述焊接部延伸的所述流路與其以外的所述流路相比，在排列所述流路的方向上的尺寸長(zhǎng)。根據(jù)上述第二方式，通過使與焊接部鄰接的流路的寬度尺寸，即流路排列方向的尺寸長(zhǎng)，能夠抑制在焊接部被焊接的板狀體的冷卻性能的降低。S卩，通過使焊接部附近的流路的寬度尺寸比其他流路的寬度尺寸還長(zhǎng)，使得焊接部附近流路的冷卻性能比其他流路的冷卻性能高。因此，通過在因不能夠在附近配置流路而使冷卻性能容易惡化的焊接部鄰接配置加長(zhǎng)了寬度尺寸的流路，能夠抑制板狀體的焊接部附近的冷卻性能的降低。進(jìn)而，由于與焊接部鄰接的流路沿著焊接部延伸，因此，即使將鄰接的板狀體在焊接部焊接也不會(huì)閉塞該流路，不需要如專利文獻(xiàn)2記載的發(fā)明那樣，對(duì)焊接了鄰接的板狀體的部分進(jìn)行加工、例如研磨加工而形成切削槽。因此，使用該板狀體能夠縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造所需的時(shí)間，且防止作業(yè)環(huán)境的惡化。本發(fā)明的第三方式的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器設(shè)有噴射燃料的噴嘴部；在內(nèi)部使空氣和被噴射的燃料混合而燃燒的筒體，所述筒體為利用上述本發(fā)明的第一方式的板狀體的制造方法制造的板狀體、或上述本發(fā)明的第二方式的板狀體。根據(jù)上述第三方式，由于使用上述本發(fā)明的第一方式的板狀體的制造方法制造的板狀體、或上述本發(fā)明的第二方式的板狀體形成筒體，因此，能夠抑制燃燒筒的冷卻性能的降低。進(jìn)而，能夠縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造所需的時(shí)間，且防止作業(yè)環(huán)境的惡化。本發(fā)明的第四方式的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)有壓縮空氣的壓縮機(jī)；將從該壓縮機(jī)供給的壓縮空氣及從外部供給的燃料混合并使其燃燒而生成燃燒氣體的上述第三方式的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器；將所述燃燒氣體所具有的能量的一部分變換為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的渦輪部；將所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力從所述渦輪部傳遞給所述壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸。根據(jù)上述第四方式，通過使用上述本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，能夠抑制燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的冷卻性能的降低、縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造所需的時(shí)間，且防止作業(yè)環(huán)境的惡化。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的板狀體的制造方法、板狀體、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及燃?xì)廨啓C(jī)，通過使與對(duì)接部鄰接的流路的寬度尺寸、即排列流路方向的尺寸長(zhǎng)，能夠起到抑制在對(duì)接部被焊接的板狀體的冷卻性能降低、縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造所需的時(shí)間，且防止作業(yè)環(huán)境的惡化的效果。


圖1是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是說明圖1的壓縮機(jī)、渦輪部及燃燒器的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是說明圖2的燃燒筒的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖4是說明構(gòu)成圖3的燃燒筒的板狀體的結(jié)構(gòu)的分解圖。圖5是說明圖3的燃燒筒的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖6是說明第一實(shí)施方式的上面板等的對(duì)接部或焊接部的溫度分布的解析結(jié)果的圖表。圖7是說明形成有全部相同的流路寬度的流路的上面板等的對(duì)接部或焊接部的溫度分布的解析結(jié)果的圖表。圖8是說明上面板等形成有流路的板狀體的流路寬度尺寸和該板狀體的金屬溫度的關(guān)系的圖表。圖9是說明上面板等形成有流路的板狀體的流路的寬度尺寸和該板狀體的應(yīng)力的關(guān)系的圖表。圖10是說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的變形例的燃燒筒的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施方式以下，參照?qǐng)D1至圖7說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)。圖1是說明本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。在本實(shí)施方式中，如圖1所示，說明將本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)1適用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)G的結(jié)構(gòu)，但利用燃?xì)廨啓C(jī)1驅(qū)動(dòng)的對(duì)象并不限于發(fā)電機(jī)G，也可以為其他設(shè)備，沒有特別地限定。如圖1所示，在燃?xì)廨啓C(jī)1主要設(shè)有壓縮機(jī)2、燃燒器(燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器)3、渦輪部4、旋轉(zhuǎn)軸5。壓縮機(jī)2吸入作為外部空氣的大氣并壓縮，并將被壓縮的空氣供給于燃燒器3。如圖1所示，在壓縮機(jī)2設(shè)有對(duì)流入壓縮機(jī)2的大氣進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的入口引導(dǎo)翼、壓縮流入的大氣的1段動(dòng)翼及1段靜翼等。圖2是說明圖1的壓縮器、渦輪部及燃燒器的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1及圖2所示，燃燒器3通過使被壓縮機(jī)2壓縮的空氣與從外部供給的燃料混合，并使混合的混合氣燃燒而生成高溫的氣體(燃燒氣體)。如圖2所示，在燃燒器3主要設(shè)有空氣入口 31、噴嘴部32、燃燒筒(筒體、板狀體)33。如圖2所示，空氣入口 31將被壓縮機(jī)2壓縮的空氣向燃燒筒33的內(nèi)部引導(dǎo)，且以環(huán)狀配置在噴嘴部32的周圍。進(jìn)而，空氣入口 31為將回旋方向的流速分量賦予流入燃燒筒33內(nèi)部的空氣、且在燃燒筒33內(nèi)部形成循環(huán)流的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，作為空氣入口 31可以使用公知的形狀，并沒有特別地限定。如圖2所示，噴嘴部32將從外部供給的燃料朝向燃燒筒33的內(nèi)部噴霧。從噴嘴部32被噴霧的燃料通過空氣入口 31形成的空氣流等被攪拌，而成為燃料和空氣的混合氣。需要說明的是，作為噴嘴部32可以使用公知的形狀，但并沒有特別地限定。圖3是說明圖2的燃燒筒的結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖2及圖3所示，燃燒筒33形成從空氣入口 31及噴嘴部32朝向渦輪部4的流入部延伸的流路。換言之，燃燒筒33的內(nèi)部流動(dòng)著燃料和空氣的混合氣或因該混合氣的燃燒而生成的高溫氣體。燃燒筒33為筒狀部件，噴嘴部32側(cè)的界面形成為圓狀，渦輪部4側(cè)的截面形成為矩形狀，且截面形狀從噴嘴部32朝向渦輪部4連續(xù)變化。圖4為說明構(gòu)成圖3的燃燒筒的板的結(jié)構(gòu)的分解圖。如圖3及圖4所示，燃燒筒33包括上面板(板狀體)33U、下面板(板狀體)33D、 右面板(板狀體)33R及左面板(板狀體)33L。上面板33U為將燃燒筒33沿周向四分割的板狀的部件，為燃燒筒33上側(cè)的側(cè)面、 換言之、當(dāng)燃燒器3配置在燃?xì)廨啓C(jī)1時(shí)構(gòu)成徑向外側(cè)的側(cè)面。在上面板33U的中央形成有與旁通閥(未圖示)連通的貫通孔33H。下面板33D為將燃燒筒33在周向四分割的板狀的部件，為燃燒筒33的下側(cè)的側(cè)面、換言之、當(dāng)燃燒器3配置在燃?xì)廨啓C(jī)1時(shí)構(gòu)成徑向內(nèi)側(cè)的側(cè)面。
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右面板33R為將燃燒筒33沿周向四分割的板狀的部件，為燃燒筒33右側(cè)的側(cè)面、 換言之、當(dāng)燃燒器3配置在燃?xì)廨啓C(jī)1時(shí)，從壓縮機(jī)2朝向渦輪部4構(gòu)成右側(cè)的側(cè)面。左面板33L為將燃燒筒33沿周向四分割的板狀的部件，為燃燒筒33左側(cè)的側(cè)面、 換言之、當(dāng)燃燒器3配置在燃?xì)廨啓C(jī)1時(shí)，從壓縮機(jī)2朝向渦輪部4構(gòu)成左側(cè)的側(cè)面。具體而言，由于構(gòu)成為噴嘴部32側(cè)的截面形成為圓狀、渦輪部4側(cè)的截面形成為矩形狀的燃燒筒33，因此，上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板33L的噴嘴部32側(cè)的截面形成為圓弧狀，渦輪部4側(cè)的截面形成為直線狀。進(jìn)而，上述上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板33L通過激光焊接而連接，從而構(gòu)成燃燒筒33。具體而言，在上面板33U被激光焊接鄰接的右面板33R及左面板33L，在下面板 33D被激光焊接鄰接的右面板33R及左面板33L。圖5是說明圖3的燃燒筒的結(jié)構(gòu)的剖視圖。上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板33L的基本結(jié)構(gòu)相同，進(jìn)而，上面板 33U與右面板33R的焊接部、右面板33R與下面板33D的焊接部、下面板33D與左面板33L 的焊接部、及左面板33L與上面板33U的焊接部的基本結(jié)構(gòu)相同。因此，在此，參照?qǐng)D5僅對(duì)上面板33U及右面板33R的結(jié)構(gòu)、和上面板33U與右面板33R的焊接部進(jìn)行說明，對(duì)其它的下面板33D及左面板33L的結(jié)構(gòu)、右面板33R和下面板 33D的焊接部等省略說明。如圖5所示，在上面板33U及右面板33R設(shè)有外板(一個(gè)板)41和內(nèi)板(另一個(gè)板)42。外板41為配置在燃燒筒33的外周面?zhèn)鹊陌鍫畹牟考删哂心蜔嵝缘慕饘倩蚝辖鸬刃纬?。在本?shí)施方式中，說明使用Ni基合金形成的例子。在外板41的與內(nèi)板42對(duì)置的面并列形成有分別構(gòu)成蒸汽等冷卻介質(zhì)流動(dòng)的第一流路(流路)51及第二流路(流路)52的第一槽(槽)61及第二槽(槽)62。進(jìn)而，構(gòu)成上面板33U的外板41的與鄰接的右面板33R及左面板33L對(duì)置的部分設(shè)有對(duì)接部63。需要說明的是，在構(gòu)成右面板33R及左面板33L的外板41的、與鄰接的上面板33U 及下面板33D對(duì)置的部分、和構(gòu)成下面板33D的外板41的、與鄰接的右面板33R及左面板 33L對(duì)置的部分也設(shè)有對(duì)接部63。第一槽61為沿外板41排列形成的多個(gè)槽中、配置于兩端以外的內(nèi)側(cè)的槽，換言之，為第一槽61或第二槽62配置于該槽的兩側(cè)的槽。第一槽61為在圖5的剖視下觀察，底部形成為圓弧狀的槽，與第二槽62比較，為第一槽61及第二槽62排列方向(圖5的左右方向)的尺寸即槽寬度窄的槽。另外，第二槽62為排列形成在外板41的多個(gè)槽中、配置于兩端的槽，換言之，為僅在該槽的一側(cè)配置有第一槽61的槽。第二槽62為在圖5的剖視下，底部形成為圓弧狀的槽，與第一槽61比較，為上述的槽寬度寬的槽。通過將第一槽61及第二槽62的底部形成為圓弧狀，例如，與第一槽61及第二槽 62的截面形狀為矩形或梯形的情況相比，由于沒有形成角部，因此不易產(chǎn)生應(yīng)力集中。
在本實(shí)施方式中，第一槽61及第二槽62為與各個(gè)槽寬度對(duì)應(yīng)的使用了球頭立銑刀的切削加工而形成的槽，第一槽61與第二槽62為使用了不同的球頭立銑刀的利用一次切削加工而形成的槽。需要說明的是，如上所述，第一槽61及第二槽62的截面形狀并不限于底部形成為圓弧狀的形狀，截面也可以形成為矩形或梯形，沒有特別地限定。若第一槽61及第二槽62的截面形狀形成為矩形或梯形，則與底部形成為圓弧狀的情況比較，由第一槽61及第二槽62形成的第一流路51及第二流路52的流路面積容易增加。內(nèi)板42為配置在燃燒筒的內(nèi)周面?zhèn)鹊陌鍫畹牟考?，由具有耐熱性的金屬或合金等形成。在本?shí)施方式中，對(duì)使用Ni基合金形成的例子進(jìn)行說明。內(nèi)板42通過釬焊與外板41的形成有第一槽61及第二槽62的面擴(kuò)散接合，而覆蓋第一槽61及第二槽62，從而形成第一流路51及第二流路52。對(duì)接部63為形成在上面板33U的外板41的與右面板33R及左面板33L對(duì)置的端部至第二槽62之間的區(qū)域，為作為上面板33U和右面板33R之間的焊接部64、上面板33U 和左面板33L之間的焊接部64使用的區(qū)域。因此，在對(duì)接部63沒有設(shè)置用于冷卻的第一流路51及第二流路52，為無冷卻區(qū)域。需要說明的是，在設(shè)于右面板33R、左面板33L及下面板33D的對(duì)接部63也同樣為用于與鄰接的板焊接的區(qū)域。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，使用筒型的燃燒器3進(jìn)行說明，但并沒有限定于筒型的燃燒器3，也可以為環(huán)型的燃燒器等其他形式的燃燒器，并沒有特別地限定。如圖1及圖2所示，渦輪部4接受由燃燒器3生成的高溫氣體的供給而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，并將產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向旋轉(zhuǎn)軸5傳遞。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)軸5將利用渦輪部4產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向壓縮機(jī)2及發(fā)電機(jī)G 傳遞。需要說明的是，作為旋轉(zhuǎn)軸5可以使用公知的結(jié)構(gòu)，但并沒有特別地限定其結(jié)構(gòu)。其次，說明本實(shí)施方式的特征的燃燒筒33的制造方法。制造燃燒筒33的情況下，最初形成構(gòu)成上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板33L的板狀體，然后形成燃燒筒33。具體而言，在平板狀的外板41切削加工第一槽61及第二槽62。使第一槽61及第二槽62以排列配置的方式形成，且在構(gòu)成燃燒筒33之際，以使鄰接的槽彼此的間隔相等的方式形成。另外，在對(duì)接部63不形成第一槽61及第二槽62。若在平板狀的外板41形成第一槽61及第二槽62，則在外板41的形成有第一槽 61及第二槽62的面接合內(nèi)板42而形成板狀體。S卩，在外板41的形成有外板41的第一槽61及第二槽62的面，且與內(nèi)板42接觸的部分配置焊料，并以?shī)A著焊料的方式配置外板41及內(nèi)板42。然后，一邊加熱外板41、內(nèi)板42及焊料一邊利用沖壓機(jī)將外板41及內(nèi)板42向相互接近的方向按壓而擴(kuò)散接合。如上所述，通過使內(nèi)板42與外板41接合，而形成第一流路51及第二流路52。換言之，利用第一槽61及內(nèi)板42形成第一流路51，利用第二槽62及內(nèi)板42形成第二流路 52。需要說明的是，作為焊料可以使用與外板41、內(nèi)板42相同組成的材料，沒有特別地限定。當(dāng)形成板狀體時(shí)，其次，通過沖壓成型平板狀的板狀體而形成上面板33U、下面板 33D、右面板33R及左面板33L。然后，以構(gòu)成燃燒筒33的方式，配置上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板 33L并使其預(yù)卡合。預(yù)卡合后，利用激光焊接接合上面板33U及右面板33R、右面板33R及下面板33D、 下面板33D及左面板33L，從而形成燃燒筒33。例如，通過激光焊接上面板33U的對(duì)接部63和右面板33R的對(duì)接部63，從而使上面板33U和右面板33R接合。然后，將附屬于燃燒筒33的部件安裝于燃燒筒33，通過實(shí)施隔熱鍍敷而完成燃燒筒33ο其次，說明由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)1的通常運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖1所示，對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)1，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)2而吸入大氣(空氣)。被吸入的大氣利用壓縮機(jī)2壓縮、且朝向燃燒器3送出。流入燃燒器3的被壓縮的空氣在燃燒筒33的內(nèi)部、在燃燒器3中與從外部供給的燃料混合。空氣及燃料的混合氣在燃燒器3中燃燒，通過燃燒熱而生成高溫氣體。在燃燒器3生成的高溫氣體通過燃燒筒33的內(nèi)部被供給于下游的渦輪部4。渦輪部4通過高溫氣體而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力被傳遞給旋轉(zhuǎn)軸5。旋轉(zhuǎn)軸5將在渦輪部4 輸出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞給壓縮機(jī)2及發(fā)電機(jī)G。其次，說明本實(shí)施方式的第一流路51及第二流路52進(jìn)行的冷卻。從外部向構(gòu)成燃燒筒33的上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板33L的第一流路51及第二流路52供給作為冷卻流體的蒸汽。蒸汽通過在第一流路51及第二流路52流動(dòng)，而對(duì)構(gòu)成燃燒筒33的上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板33L進(jìn)行冷卻，由燃燒熱和高溫氣體的熱來保護(hù)這些板。用于冷卻的蒸汽可以從第一流路51及第二流路52被回收，也可以與高溫氣體一起供給于渦輪部4，并沒有特別地限定。其次，參照?qǐng)D6及圖7說明本實(shí)施方式的上面板33U等的對(duì)接部63或焊接部64 的溫度的解析結(jié)果。圖6是說明本實(shí)施方式的上面板等的對(duì)接部或焊接部的溫度分布的解析結(jié)果的圖表。圖7是說明形成全部相同的流路寬度的流路的上面板等的對(duì)接部或焊接部的溫度分布的解析結(jié)果的圖表。圖6是表示第二流路52相對(duì)于第一流路51的流路寬度為約1. 8倍、流路深度相同的情況下的外板41中的金屬溫度的分布的圖表?？v軸表示外板41的金屬溫度，橫軸表示與對(duì)接部63及焊接部64正交的方向的位置，圖表的大致中央與鄰接的板貼合的部分相當(dāng)。由圖6及圖7所示的圖表可知，在鄰接的板貼合的部分即無冷卻部分的圖表中央
9處外板41的金屬溫度最高。從這里開始，隨著朝向形成有第一流路51和第二流路52的區(qū)域(圖6及圖7的圖表的右側(cè)及左側(cè))，外板41的金屬溫度變低。進(jìn)而，若對(duì)比僅形成有第一流路51的上面板33U等相關(guān)的圖表(圖7)、和形成有第一流路51及第二流路52的上面板33U等相關(guān)的圖表(圖6)，則在本實(shí)施方式的情況(圖 6)下，可判斷出外板41的金屬溫度整體變低。其次，參照?qǐng)D8及圖9說明使形成于上面板33U等板狀體的第一流路51等流路的寬度尺寸變化的情況下的該板狀體的金屬溫度的變化及應(yīng)力的變化。圖8是說明形成有上面板等流路的板狀體的流路的寬度尺寸和該板狀體的金屬溫度的關(guān)系的圖表。在圖8中，橫軸表示槽寬度，縱軸表示板狀體的金屬溫度。圖9是說明形成有上面板等流路的板狀體的流路的寬度尺寸與該板狀體的應(yīng)力的關(guān)系的圖表。在圖9 中，橫軸表示槽寬度，縱軸表示在板狀體作用的應(yīng)力。若流路的寬度尺寸，換言之，形成流路的槽的寬度尺寸增加，則如圖8所示，形成有流路的板狀體的金屬溫度降低。具體而言，由圖8的圖表可知，流路的寬度尺寸為Amm的情況下，板狀體的金屬溫度略小于100°C時(shí)，若將流路的寬度尺寸增加為A+2mm，則板狀體的金屬溫度降低為50°C左右。換言之，由圖8的圖表可知，金屬溫度約降低46°C。若擴(kuò)寬流路的寬度尺寸，則如上述那樣，板狀體的金屬溫度降低，另外，如圖9所示，板狀體作為構(gòu)造體的剛性(強(qiáng)度)降低。具體而言，由圖9的圖表可知，流路的寬度尺寸為Amm的情況下，在板狀體作用的應(yīng)力的值比板狀體的應(yīng)力極限值B低時(shí)，將流路的寬度尺寸增加為A+2mm，使作用在板狀體的應(yīng)力值接近極限值B，進(jìn)而，使流路的寬度尺寸增加為A+4mm時(shí)，作用在板狀體的應(yīng)力的值超過極限值B。根據(jù)圖8及圖9所示的情況可知，為了降低板狀體的金屬溫度、且確保板狀體作為構(gòu)造體的剛性，優(yōu)選槽的寬度尺寸為A+l. 8mm左右。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過加長(zhǎng)與對(duì)接部63鄰接的第二流路52的寬度尺寸、即第一流路 51及第二流路52排列方向的尺寸，能夠抑制在對(duì)接部63被焊接的上面板33U等的冷卻性能的降低。S卩，通過使對(duì)接部63附近的第二流路52的寬度尺寸比其它流路的寬度尺寸長(zhǎng)，使得對(duì)接部63附近流路的冷卻性能比第一流路51的冷卻性能高。因此，通過在因無法在附近配置流路而使冷卻性能容易惡化的對(duì)接部63鄰接配置加長(zhǎng)了寬度尺寸的第二流路52， 能夠抑制上面板33U等的對(duì)接部63附近的冷卻性能的降低。進(jìn)而，由于與對(duì)接部63鄰接的第二流路52沿對(duì)接部63延伸，因此，即使將上面板 33U等在對(duì)接部63進(jìn)行焊接也不會(huì)閉塞該流路，如專利文獻(xiàn)2記載的發(fā)明那樣，不需要對(duì)焊接了上面板33U等的部分進(jìn)行加工、例如通過研磨加工形成切削槽。因此，使用上面板33U 等能夠縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器3的制造所需的時(shí)間、且防止作業(yè)環(huán)境的惡化。在外板41形成了第一槽61及第二槽62之后，使內(nèi)板42與外板41接合，用內(nèi)板 42閉塞第一槽61及第二槽62的開口，從而形成分別具有第一流路51及第二流路52的上面板33U等。因此，第一槽61及第二槽62排列方向的槽尺寸即槽寬度為第一流路51及第二流路52的寬度尺寸，從而能夠容易地調(diào)節(jié)流路的寬度尺寸。同樣地，外板41的板厚方向的第一槽61及第二槽62的槽尺寸即槽深度分別為第一流路51及第二流路52的深度尺寸，從而，能夠容易地調(diào)節(jié)流路的深度尺寸。[第一實(shí)施方式的變形例]其次，參照?qǐng)D10說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變形例。本變形例的燃?xì)廨啓C(jī)的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式同樣，但上面板等的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式不同。因此，在本實(shí)施方式中，使用圖10僅說明上面板等的結(jié)構(gòu)，省略其他結(jié)構(gòu)要素等的說明。圖10是說明本實(shí)施方式的變形例的燃燒筒的結(jié)構(gòu)的剖視圖。需要說明的是，對(duì)與第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注同一符號(hào)，并省略其說明。如圖10所示，構(gòu)成本變形例的燃燒筒33的上面板33U、下面板33D、右面板33R及左面板33L設(shè)有外板(第二板)141、內(nèi)板(第二板)142和中板(第一板)143。外板141為配置于燃燒筒33的外周面?zhèn)鹊陌鍫畈考?，由具有耐熱性的金屬或合金等形成。在本?shí)施方式中使用由Ni基合金形成的例子進(jìn)行說明。內(nèi)板142為配置于燃燒筒33的內(nèi)周面?zhèn)鹊陌鍫畈考?，由具有耐熱性的金屬或合金等形成。本?shí)施方式中使用由Ni基合金形成的例子進(jìn)行說明。中板143是配置在外板141及內(nèi)板142之間的板狀部件，由具有耐熱性的金屬或合金等形成。在本實(shí)施方式中，使用由Ni基合金形成的例子進(jìn)行說明。在中板143排列形成有分別構(gòu)成蒸汽等冷卻介質(zhì)流動(dòng)的第一流路51及第二流路 52的第一狹縫(狹縫)161及第二狹縫(狹縫)162。第一狹縫161是在中板143排列形成的多個(gè)狹縫中、配置于兩端以外的內(nèi)側(cè)的狹縫，換言之，在該狹縫的兩側(cè)配置有第一狹縫161或第二狹縫162的槽。第一狹縫161在圖10的剖視下，與第二狹縫162相比，為在排列第一狹縫161及第二狹縫162的方向(圖10的左右方向)上的尺寸即槽寬度窄的槽。另一方面，第二狹縫162為在中板143排列形成的多個(gè)槽中、配置于兩端的狹縫， 換言之，僅在該狹縫的一側(cè)配置有第一狹縫161的槽。第二狹縫162是在圖10的俯視下，與第一狹縫161相比，上述的狹縫寬度寬的槽。其次，說明本變形例的特征的構(gòu)成燃燒筒33的上面板33U等的制造方法。最初，在平板狀的中板143切削加工第一狹縫161及第二狹縫162。第一狹縫161 及第二狹縫162以排列配置的方式、換言之，以中板143為梳狀的方式形成，且構(gòu)成燃燒筒 33之際，以鄰接的狹縫彼此的間隔相等的方式形成。另一方面，在對(duì)接部63不形成第一狹縫161及第二狹縫162。在平板狀的中板143形成有第一狹縫161及第二狹縫162，以中板143夾在中間的方式接合外板141和內(nèi)板142。然后，將形成為梳狀的中板143的與梳的齒根相當(dāng)?shù)牟糠智邢?，形成第一流?1及第二流路52，并形成構(gòu)成上面板33U等的板狀體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在中板143以梳齒狀排列形成有第一狹縫161及第二狹縫162，通過在外板141及內(nèi)板142之間夾著中板143而接合，從而能夠形成具有第一流路51及第二流路52的上面板33U等。因此，通過使第一狹縫161及第二狹縫162排列方向的寬度尺寸即狹縫寬度為第一流路51或第二流路52的寬度尺寸，從而能夠容易地調(diào)節(jié)第一流路51或第二流路52的寬度尺寸。同樣地，通過使中板143的板厚成為第一流路51或第二流路52的深度尺寸，從而能夠容易地調(diào)節(jié)第一流路51或第二流路52的深度尺寸。符號(hào)說明1燃?xì)廨啓C(jī)2壓縮機(jī)3燃燒器(燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器)4渦輪部5旋轉(zhuǎn)軸32噴嘴部33燃燒筒(筒體、板狀體)3如上面板(板狀體)33D下面板(板狀體)33R右面板(板狀體)33L左面板(板狀體)41外板(一個(gè)板)42內(nèi)板(另一個(gè)板)51第一流路(流路)52第二流路(流路)61 第一槽(槽)62 第二槽(槽)64焊接部141外板(第二板)142內(nèi)板(第二板)143中板(第一板)I61第一狹縫(狹縫)162第二狹縫(狹縫)
1權(quán)利要求
1.一種板狀體的制造方法，包括使多個(gè)板層疊，且在所述多個(gè)板之間排列配置流有冷卻介質(zhì)的多個(gè)流路而形成板狀體的工序；將多個(gè)所述板狀體沿排列所述流路的方向排列配置，且使所述多個(gè)板狀體對(duì)接配置， 并在對(duì)接部進(jìn)行焊接的工序， 其中，與所述對(duì)接部鄰接的所述流路沿著所述對(duì)接部延伸，且該流路與其以外的所述流路相比，在排列所述流路的方向上的尺寸長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板狀體的制造方法，其中， 形成所述板狀體的工序包括在一個(gè)板的一面上排列形成多個(gè)槽的工序；使所述一個(gè)板的一面與另一個(gè)板接合而成為板狀體，且形成所述多個(gè)流路的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板狀體的制造方法，其中， 形成所述板狀體的工序包括在第一板排列形成多個(gè)狹縫的工序；使第二板與第一板的一面及另一面接合而成為板狀體，且形成所述多個(gè)流路的工序。
4.一種板狀體，設(shè)有在內(nèi)部具有排列配置的多個(gè)流路的一個(gè)板狀體；在內(nèi)部具有排列配置的多個(gè)流路，且所述多個(gè)流路相對(duì)于所述一個(gè)板狀體以沿一個(gè)方向排列的方式配置的另一個(gè)板狀體；接合所述一個(gè)板狀體及所述另一個(gè)板狀體的焊接部，與所述一個(gè)板狀體及所述另一個(gè)板狀體中的所述焊接部鄰接，且沿著所述焊接部延伸的所述流路與其以外的所述流路相比，在排列所述流路的方向上的尺寸長(zhǎng)。
5.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，設(shè)有 噴射燃料的噴嘴部；在內(nèi)部使空氣和被噴射的燃料混合而燃燒的筒體，所述燃燒筒為利用權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的板狀體的制造方法制造而成的板狀體或權(quán)利要求4所述的板狀體。
6.一種燃?xì)廨啓C(jī)，設(shè)有 壓縮空氣的壓縮機(jī)；將從該壓縮機(jī)供給的壓縮空氣及從外部供給的燃料混合并使其燃燒而生成燃燒氣體的權(quán)利要求5所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器；將所述燃燒氣體所具有的能量的一部分變換為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的渦輪部； 將所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力從所述渦輪部傳遞給所述壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠抑制冷卻性能的降低、縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造所需的時(shí)間，且防止作業(yè)環(huán)境惡化的板狀體的制造方法、板狀體、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器及燃?xì)廨啓C(jī)。板狀體(33)的制造方法包括使多個(gè)板(41、42)層疊，且在多個(gè)板(41、42)之間排列配置流有冷卻介質(zhì)的多個(gè)流路(51、52)而形成板狀體(33U、33R)的工序；將多個(gè)板狀體(33U、33R)沿排列流路(51、52)的方向排列配置，且使多個(gè)板狀體(33U、33R)對(duì)接配置，并在對(duì)接部(63)進(jìn)行焊接的工序，其中，與對(duì)接部(63)鄰接的流路(52)沿著對(duì)接部(63)延伸，且該流路(52)與其以外的流路(51)相比，在排列流路(51、52)的方向上的尺寸長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F23R3/42GK102227550SQ200980147740
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者佐藤賢治, 小西哲, 柴田宏樹, 森本仁志, 石黑達(dá)男, 神吉秀典 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社