特許 6263192 ワイヤ放電加工によるターボ機械の翼の製造方法、翼およびターボ機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6263192

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】ワイヤ放電加工によるターボ機械の翼の製造方法、翼およびターボ機械

(51)【国際特許分類】

   F01D 9/02 20060101AFI20180104BHJP

   F01D 9/04 20060101ALI20180104BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20180104BHJP

   F01D 25/24 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   F01D9/02 104

   F01D9/02 102

   F01D9/04

   F01D25/00 X

   F01D25/24 G

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-538463(P2015-538463)

(86)(22)【出願日】2013年10月25日

(65)【公表番号】特表2015-533398(P2015-533398A)

(43)【公表日】2015年11月24日

(86)【国際出願番号】EP2013072383

(87)【国際公開番号】WO2014067868

(87)【国際公開日】20140508

【審査請求日】2016年10月17日

(31)【優先権主張番号】CO2012A000054

(32)【優先日】2012年10月31日

(33)【優先権主張国】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】513243790

【氏名又は名称】ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータ

【氏名又は名称原語表記】ＮＵＯＶＯ ＰＩＧＮＯＮＥ Ｓ．Ｒ．Ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】グリリ，マルコ

(72)【発明者】

【氏名】ジュスティ，エンリコ

(72)【発明者】

【氏名】アルチオーニ，マッシモ

(72)【発明者】

【氏名】チェッコーニ，マッシミリアーノ

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１９５０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２０２８８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−０５７７０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２００９／１５７８１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭５７−０７１７０２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｈ １／００

Ｆ０１Ｄ ９／０２

Ｆ０１Ｄ ９／０４

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０１Ｄ ２５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

線織面で横方向に画定され、第１の端部から第２の端部まで長手方向に延びる内部空洞を有する翼形部の前記内部空洞の前記線織面を、ワイヤ放電加工によって生成するステップと、
前記第１の端部で前記内部空洞と合う第１のスリーブを有する基部の前記第１のスリーブ、および、前記第２の端部で前記内部空洞と合わせれる第２のスリーブを有する囲い部の前記第２のスリーブのうち少なくとも一方の外側面を加工して形成するステップと、
前記基部および前記囲い部と前記翼形部とを合わせて、蝋付けするステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記基部および前記囲い部のうち少なくとも一方に、ワイヤ放電加工によって貫通穴を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記基部を前記タービンの内側リングにレーザ溶接するステップと、
前記囲い部を前記タービンの外側リングにレーザ溶接するステップと、
前記内側リングおよび前記外側リングのうちの少なくとも一方の全周に延びて、前記内部空洞を連通する空洞を形成するステップと、
をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本稿に開示する主題の実施形態は、概してターボ機械用の翼、そのような翼を使用するターボ機械、およびそのような翼の製造方法に関し、より具体的に、蒸気タービン用の静止翼、そのような翼を使用する蒸気タービン、およびそのような翼の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービンにおいては、それらの１つまたは複数の最終段で蒸気の部分凝縮が生じる。

【0003】

特に、凝縮は、典型的にタービンの最終段である所謂「凝縮段」の静止翼の翼形部で生じる。

【0004】

凝縮の結果物として小滴が発生する場合、小滴は、静止する静止翼を離れ、回転する回転翼にぶつかり、したがって回転翼に損傷が生じ得る。

【0005】

小滴により生じる損傷を低減するために、回転翼の回転スピードが低減され得るが、こうしてタービンの効率も低減する。

【0006】

代替的に、回転翼の任意の損傷を低減するために、小滴の発生前に凝縮物を収集するための解決策が存在する。

【0007】

これらの解決策の最も典型的なものは、凝縮が生じ易い中空静止翼を使用し、翼の翼形部を通り翼形面から内側空洞まで延びる孔および／または溝を設け、任意の凝縮物が翼形面を離れ内側空洞に進入するように内側空洞から吸引することを含む。こうして、静止翼の翼形面に小滴が発生も放出もされず、正確には小滴の発生が完全に回避されることはないが、簡単に非常に低減される。

【0008】

蒸気タービン用の中空静止翼の製造は、従来、２つの金属シートから始められ、その後に２つの金属シートが２つの半シェルを形成するような方法で成形され、次いで２つの半シェル同士が溶接され、最後に幾らかの仕上げがしばしば行われた。

【0009】

時折、最近になって異なる製造方法が使用されており（例えば図１を参照）、
−金属製の２つの棒材を取り、
−内側空洞の面を画定するように棒材を別々に圧延し（ｍｉｌｌ）、（例えば図１Ａを参照）、
−中空部品を得るように棒材同士を溶接し（例えば図１Ｂを参照）、
−翼形面を画定するように中空部品を圧延仕上げする（例えば図１Ｃを参照）。

【0010】

この製造方法は、翼の内側面すなわち内側空洞の面をかなり正確に画定することを可能にし、翼の外側面すなわち翼形面をかなり正確に画定することを可能にする。とにかく、（外側および内側の）圧延作業が比較的緩慢であるので、かなり高価である。

【0011】

タービン、特にガスタービンにおいて、中空翼は、回転要素の重量を低減するために回転翼に時折使用される。これらの中空翼は、極めて正確な形状およびサイズを有する回転要素を得るために、鋳造、特に「インベストメント鋳造」によって典型的に得られ、とにかく、この製造方法は、特に小ロット生産（例えば１００〜１０００個）に使用されるときに、非常に高価である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／２０２８８９号明細書

【発明の概要】

【0013】

したがって、形状および／またはサイズの正確さを犠牲にせずに、より容易かつ経済的な製造を可能にする、翼、特に蒸気タービン中空翼の解決策に一般的な必要性がある。特に、型を必要とせず、圧延および／または仕上げの必要性が限定されまたは必要性がなく、鋳造とは異なる、製造方法の必要性がある。

【0014】

加えて、翼形部のみならず基部および囲い部も一体である単一部品の中空翼を得ることが望ましい。

【0015】

とにかく、翼形部、基部および囲い部が３つの別々の部品である場合には、それらを容易に接合することが望ましい。

【0016】

最後に、一組の蒸気タービン中空翼を備えるモジュールを容易な方法で製造することが望ましい。

【0017】

究極的なゴールの一つは、比較的容易な方法および適正なコストで、良好な性能を有する蒸気タービンを製造することにあると考えられたい。

【0018】

本発明者らは、蒸気タービン中空翼の場合、内側空洞の面の形状が特に重要ではないという認識から始めており、このことは、他の種類の中空翼の内側空洞とはかなり異なる。他方で、翼形面の形状は、非常に重要である。

【0019】

これらの観察の観点において、発明者らは、（Ａ）単一部品の翼を実現すること、（Ｂ）その形状が極めて正確であるように翼形面に圧延を使用すること、（Ｃ）実現が十分に簡単かつ容易であり、その形状が十分に正確である、すなわち、翼の内側面が翼の外側面とともに非常に十分に良好であるように、内側空洞にワイヤ放電加工すなわちワイヤＥＤＭを使用することを考慮した。

【0020】

ワイヤＥＤＭの使用によって、内側空洞の面が「規則面（ｒｕｌｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）」である。

【0021】

こうして、翼の製造に溶接が不要であり、翼の加工面の１つ以上の正確さが極めて高く、翼の翼形部の横壁の厚さが非常に小さくなり得る。

【0022】

この製造方法は、小ロット生産（例えば１００〜１０００個）に特に適しており便利である。

【0023】

本発明者らは、中空タービン翼の内側面の形成のみならず、翼の内側面と外側面の両方の形成にもワイヤＥＤＭが適しており、これらの面が「規則面」またはそのような種類の面に非常に近似した面として設計される場合には、長い翼（例えば最大１０００ｍｍ）にも適していることをその後に認識した。

【0024】

本発明の第１の態様は、ターボ機械用の翼である。

【0025】

第１の態様の実施形態によれば、ターボ機械用の翼は、翼形部を備え、前記翼形部は、所定の長さで長手方向に延び、第１の端部および第２の端部を有し、前記翼形部は、翼形面によって横方向に画定され、前記翼形面は、規則面である。

【0026】

第１の態様の代替的な実施形態によれば、ターボ機械用の翼は、翼形部を備え、前記翼形部は、所定の長さで長手方向に延び、第１の端部および第２の端部を有し、前記翼形部は、翼形面によって横方向に画定され、前記翼形部は、前記長さの全体に沿って延びる内側空洞を有し、前記内側空洞は、規則面によって横方向に画定される。

【0027】

前記翼形面は、規則面であり得る。

【0028】

翼は、蒸気タービン用の静止翼として構成され得、基部、囲い部および翼形部を備え、前記翼形部は、所定の長さで長手方向に延び、第１の端部および第２の端部を有し、前記第１の端部は、前記基部に隣接し、前記第２の端部は、前記囲い部に隣接し、前記翼形部は、翼形面によって横方向に画定され、前記翼形部は、前記長さの全体に沿って延びる内側空洞を有し、前記内側空洞は、規則面によって横方向に画定される。

【0029】

翼形部の任意の点で前記翼形面と前記規則面の間の距離（翼を横断して測定される。）は、可変であり得る。

【0030】

翼形部の任意の点で前記翼形面と前記規則面の間の距離（翼を横断して測定される。）は、１ｍｍよりも大きく５ｍｍよりも小さくあり得る。

【0031】

前記第１の端部で前記翼形面と前記規則面の間に第１のオフセットがあり、前記第１のオフセットは、一定であり得、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり得る。

【0032】

前記第２の端部で前記翼形面と前記規則面の間に第２のオフセットがあり、前記第２のオフセットは、一定であり得、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり得る。

【0033】

前記基部、前記囲い部および前記翼形部は、単一部品であり得、前記規則面は、前記基部および前記囲い部も通って延び得る。

【0034】

前記基部および前記囲い部は、前記第１および第２の端部で前記翼形部に接合され得る。この場合、前記基部は、前記第１の端部での前記規則面の形状に対応する形状を有する第１の（貫通）孔を有し、前記囲い部は、前記第２の端部での前記規則面の形状に対応する形状を有する第２の（貫通）孔を有する。

【0035】

前記基部は、前記翼形部の前記第１の端部での前記規則面と嵌合する外側面を有する第１のスリーブを備え得る。この場合、前記第１のスリーブは、規則面によって横方向に画定された第１の貫通孔を有し得る。

【0036】

前記囲い部は、前記翼形部の前記第２の端部での前記規則面と嵌合する外側面を有する第２のスリーブを備え得る。この場合、前記第２のスリーブは、規則面によって横方向に画定された第２の貫通孔を有し得る。

【0037】

翼は、単一の基部、単一の囲い部および複数の翼形部を備え得、前記翼形部のそれぞれは、所定の長さで長手方向に延び、第１の端部および第２の端部を有し、前記第１の端部のそれぞれは、前記基部に隣接し、前記第２の端部のそれぞれは、前記囲い部に隣接し、前記翼形部のそれぞれは、翼形面によって横方向に画定され、前記翼形部のそれぞれは、前記長さの全体に沿って延びる内側空洞を有し、前記内側空洞は、規則面によって横方向に画定される。

【0038】

前記基部は、プレートであり得またはプレートを備え得、前記プレートは、略平坦または湾曲しており、孔を有する。

【0039】

前記囲い部は、プレートであり得またはプレートを備え得、前記プレートは、略平坦または湾曲しており、孔を有する。

【0040】

前記翼形部は、前記翼形部から前記内側空洞まで延びる孔または溝を典型的に有する。

【0041】

本発明の第２の態様は、ターボ機械である。

【0042】

第２の態様の実施形態によれば、ターボ機械は、上述したような複数の翼を備える。

【0043】

ターボ機械は、蒸気タービンとして構成され得、上述したような複数の静止翼（特に、内側空洞が規則面によって横方向に画定され、基部、囲い部および翼形部が一体である。）を備える。

【0044】

ターボ機械は、複数の段を備え得、上述したような静止翼（特に、内側空洞が規則面によって横方向に画定され、基部、囲い部および翼形部が一体である。）が最終段にのみ使用される。

【0045】

ターボ機械は、第１の段から始まり最終段で終わる複数の段を備え得、（典型的に唯一の）前記最終段は、上述したような複数の静止翼（特に、内側空洞が規則面によって横方向に画定され、基部、囲い部および翼形部が一体である。）を備える。

【0046】

ターボ機械は、内側リングおよび上述したような複数の静止翼を備え得、前記静止翼の基部のそれぞれは、前記内側リングに固定される（すなわち、溶接あるいは挿入および溶接あるいは押込み嵌めおよび溶接）。

【0047】

ターボ機械は、外側リングおよび上述したような複数の静止翼を備え得、前記静止翼の囲い部のそれぞれは、前記外側リングに固定される（すなわち、溶接あるいは挿入および溶接あるいは押込み嵌めおよび溶接）。

【0048】

ターボ機械は、軸流タービンであり得る。

【0049】

本発明の第３の態様は、ターボ機械用の翼の製造方法である。

【0050】

第３の態様の実施形態によれば、翼形部を備えるターボ機械用の翼の製造方法では、前記翼形部の外側および／または内側面の少なくとも一方が、ワイヤ放電加工によって得られる。

【0051】

前記翼形部は、所定の長さで長手方向に延び得、第１の端部および第２の端部を有し、前記翼形部は、翼形面によって横方向に画定され得、前記翼形面は、ワイヤ放電加工によって得られ得る。

【0052】

前記翼形部は、所定の長さで長手方向に延び得、第１の端部および第２の端部を有し、前記翼形部は、翼形面によって横方向に画定され、前記翼形面は、前記長さの全体に沿って延びる内側空洞を有し得、前記内側空洞は、内側面によって横方向に画定され、前記内側面は、ワイヤ放電加工によって得られ得る。

【0053】

製造方法は、
Ａ）金属製の棒材を用意する工程と、
Ｂ）前記棒材の外側を圧延する工程と、
Ｃ）貫通孔が規則面により画定されて得られるように、前記棒材の内側をワイヤ放電加工する工程とを含み得る。

【0054】

前記貫通孔は、５０ｍｍよりも大きく１０００ｍｍよりも小さい長さを有し得る。

【0055】

製造方法は、前記棒材を圧延する前に棒材を鋳造する更なる工程を含み得る。

【0056】

工程Ｂによって、前記基部、前記囲い部および前記翼形部の外側面が得られ得る。

【0057】

工程Ｂによって、前記翼形部の外側面のみが得られ得る。

【0058】

前記第１の端部で前記翼形面と前記規則面の間に第１のオフセットがあり、工程Ｃは、前記第１のオフセットが一定であるように行われ得る。

【0059】

前記第２の端部で前記翼形面と前記規則面の間に第２のオフセットがあり、工程Ｃは、前記第２のオフセットが一定であるように行われ得る。

【0060】

前記基部は、前記第１の端部で前記翼形部に（レーザ）溶接され得る。

【0061】

前記囲い部は、前記第２の端部で前記翼形部に（レーザ）溶接され得る。

【0062】

複数の翼形部は、同一の基部に（レーザ）溶接され得る。

【0063】

複数の翼形部は、同一の囲い部に（レーザ）溶接され得る。

【0064】

前記基部と前記翼形部は、前記第１の端部で蝋付けされ得る。

【0065】

前記囲い部と前記翼形部は、前記第２の端部で蝋付けされ得る。

【0066】

前記基部は、第１の貫通孔を有し得、前記第１の貫通孔は、ワイヤ放電加工によって得られ得る。

【0067】

前記囲い部は、第２の貫通孔を有し得、前記第２の貫通孔は、ワイヤ放電加工によって得られ得る。

【0068】

前記基部は、蒸気タービンの内側リングに（レーザ）溶接され得る。

【0069】

前記囲い部は、蒸気タービンの外側リングに（レーザ）溶接され得る。

【0070】

工程Ｂによって、前記翼形部の少なくとも外側面が得られ得、この場合、前記外側面から前記（長手方向の）貫通孔まで延びる（横方向の）孔または溝を作る更なる工程が工程Ｃの後に行われる。前記孔または溝は、放電加工によって有利に得られる。

【0071】

工程Ｂによって、前記翼形部の少なくとも外側面が得られ、この場合、前記外側面から前記（長手方向の）貫通孔まで延びる（横方向の）孔または溝を作る更なる工程が工程Ｃの前に行われる。前記孔または溝は、レーザ削孔または切断によって有利に得られる。

【0072】

本稿に組み込まれ本明細書の一部を成す添付図面は、本発明の実施形態を図示しており、これらの実施形態を詳細な説明と共に説明している。

【図面の簡単な説明】

【0073】

【図1】従来技術によりまたは本発明により実施可能である蒸気タービン中空翼の製造方法を非常に模式的に示している。

【図2】本発明による蒸気タービン中空翼の第１の製造方法を非常に模式的に示している。

【図3】本発明による蒸気タービン中空翼の第２の製造方法を非常に模式的に示している。

【図4】図２に示す方法に従って、本発明による蒸気タービン中空翼を組み立てる第１の可能性を非常に模式的に示している。

【図5】図２に示す方法に従って、本発明による蒸気タービン中空翼を組み立てる第２の可能性を非常に模式的に示している。

【図6】本発明による蒸気タービン中空翼モジュールを組み立てる第１の可能性を非常に模式的に示している。

【図7】本発明による第１の蒸気タービン段を非常に模式的かつ部分的に示している。

【図8】本発明による蒸気タービン中空翼モジュールを組み立てる第２の可能性を非常に模式的に示している。

【図9】本発明による第２の蒸気タービン段を非常に模式的かつ部分的に示している。

【発明を実施するための形態】

【0074】

例示的な実施形態の以下の説明は、添付図面を参照している。異なる図面中の同一の参照番号は、同一または類似の要素を指している。以下の詳細な説明は、本発明を限定しない。代わりに、本発明の範囲は、添付の請求項によって規定される。

【0075】

添付図面においては、時折、明確性のためにサイズが誇張されており、言い換えれば、それらは、相互間で縮尺が完全には一致していないことに留意されたい。

【0076】

本明細書を通じた「一実施形態」または「実施形態」の参照は、実施形態に関連して記述する特定の特徴、構造または性質が、開示する主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。よって、本明細書を通じた各種の箇所の「一実施形態において」または「実施形態において」という言い回しの出現は、必ずしも同一の実施形態を参照していない。さらに、特定の特徴、構造または性質は、１つ以上の実施形態において任意の適した方法で組み合わされ得る。

【0077】

ターボ機械（圧縮器、膨張器、タービン…）の翼は、翼形部から成り、または翼形部を備える。翼形部は、第１の端部と第２の端部の間で幾らかの長さで長手方向に延び、一般に、その断面は、その長さに沿って変化する。翼形部は、翼形部の動作にとって非常に重要であり、翼の「外側横面」または「翼形面」である、形成される１つの面を基本的に有する。幾つかの用途の場合、翼形部は、中空であり、すなわち、具体的な用途および具体的な設計に応じて、その長さの全体または一部に沿って延びる内側空洞を有し、例えば、図１の翼では、内側空洞は、翼の全長に沿って延びている。内側空洞は、翼の「内側横面」または簡単に「内側面」と呼ばれ得る面によって横方向に画定され、一般に、内側空洞の断面は、その長さに沿って変化し、とにかく、具体的な用途および具体的な設計に応じて、内側空洞の断面の変化は、翼形部の断面の変化とは異なり得、言い換えれば、翼形部の横壁の厚さは、その長さに沿って、および点から点まででも変化し得る。

【0078】

本発明によれば、翼形部の外側または内側面の少なくとも一方は、ワイヤ放電加工すなわち「ワイヤＥＤＭ」によって得られる。このことは、「オイルおよびガス」用途のターボ機械の翼に特に当てはまり、蒸気タービンの最終段の場合、静止翼は、５０ｍｍから最大１０００ｍｍまでの範囲の長さを有する。

【0079】

第１の可能性は、外側面すなわち翼形面のみをワイヤＥＤＭによって形成することであり、例えば、ワイヤＥＤＭは、図１では、図１Ｂの部品を加工し、図１Ｃの部品を得るために、図２では、図２Ａの部品を加工し、図２Ｂの部品を得るために使用され得る。

【0080】

第２の可能性は、内側面すなわち内側空洞の面のみをワイヤＥＤＭによって形成することであり、例えば、ワイヤＥＤＭは、図１では、２つの別々の棒材を加工し、図１Ａの２つの部品を得るために、図２では、図２Ｂの部品を加工し、図２Ｃの部品を得るために使用され得る。

【0081】

第３の可能性は、翼形部の外側面と内側面の両方をワイヤＥＤＭによって形成することである。

【0082】

ワイヤＥＤＭによって「規則面」のみが得られ得、この用語によって、「単純な」規則面のみならず、例えば、底部にある大きな円錐面および頂部にある小さな円筒面等、２つ以上の規則面の組合せから導出される「複雑な」規則面も意味されることに注目されたい。

【0083】

ワイヤＥＤＭによって様々な多くの面が得られ得るが、この技術が使用される場合、翼の設計は、例えば、正確な規則面または規則面に十分に近似した面である翼の面の理想形状を見出すことを目的とすることを考慮されたい。このことが可能でないときには、ワイヤＥＤＭに代えて圧延が使用され得、具体的な用途に応じて、ワイヤＥＤＭに代わる圧延の必要性が任意の翼形面に当てはまり得ることに注目されたい。確実に、ワイヤＥＤＭは、蒸気タービンの静止翼の内側空洞の面の場合のように、形状およびサイズの精度が極めて高くないときに、非常に有利に使用され得る。

【0084】

図２を参照すると、翼形部２０２のみを有する翼２０１の製造方法は、
Ａ）金属製の棒材を用意する工程（図２Ａ）と、
Ｂ）棒材の外側を圧延する工程（図２Ｂ）と、
Ｃ）貫通孔２０５が規則面により画定されて得られるように、棒材の内側をワイヤ放電加工する工程（図２Ｃ）とを含む。

【0085】

図３を参照すると、翼３０１の製造方法は、金属製の棒材を用意する工程と、棒材を鋳造する工程（図３Ａ）と、棒材の外側を圧延する工程（図３Ｂ）と、貫通孔３０５が規則面により画定されて得られるように、棒材の内側をワイヤ放電加工する工程（図３Ｃ）とを含む。

【0086】

図３の実施形態によれば、まず鋳造し、次いで圧延することによって、翼形部３０２の外側面のみならず、翼形部３０２に両方とも隣接する基部３０３および囲い部３０４の外側面も得られ、貫通孔３０５は、翼形部３０２の全長に沿ってのみならず、基部３０３および囲い部３０４の内側にも延び、この場合、基部および囲い部は、翼形部と一体である。

【0087】

翼形部が基部および囲い部と一体ではない、本発明のそれらの実施形態によれば、製造方法の一工程は、翼形部の外側面のみの形成に使用される（例えば図２Ｂを参照）。

【0088】

この場合、翼形部の第１の端部（図２Ｃの２０２１）には、翼形面と規則面の間に第１のオフセットがあり、この第１のオフセットが一定であるようにワイヤＥＤＭが行われ得る。

【0089】

この場合、翼形部の第２の端部（図２Ｃの２０２２）には、翼形面と規則面の間に第２のオフセットがあり、この第２のオフセットが一定であるようにワイヤＥＤＭが行われ得る。

【0090】

典型的に、これらの２つの特徴部は、あわせて実施される。

【0091】

図４の実施形態は、翼形部４０２、基部４０３および囲い部４０４を備える翼４０１であり、翼形部４０２は、図２の翼形部２０２と同様に製造され得る。

【0092】

基部４０３は、翼形部４０２に、その第１の端部４０２１で溶接され、有利にはレーザ溶接される。

【0093】

囲い部４０４は、翼形部４０２に、その第２の端部４０２２で溶接され、有利にはレーザ溶接される。

【0094】

類似の製造アプローチは、図６の翼６０１に使用される。この場合、翼は、複数の翼形部６０２（図６Ａを参照）、特に３つ（適した数は、２〜５の範囲である。）の翼形部を備え、翼形部６０２は、同一の単一の囲い部６０４（図６Ｂを参照）に溶接され、有利にはレーザ溶接され、単一の基部６０３についても同じであり、こうして、複数翼または「翼モジュール」６０１が得られる（図６Ｃを参照）。基部６０３および囲い部６０４が湾曲プレートの形態であることに注目されたい。

【0095】

翼形部を基部および／または囲い部と接合する代替的な方法において、蝋付けが用いられる。

【0096】

図５の実施形態によれば、図２の翼形部２０２と類似し得る翼形部５０２を用意し、第１の端部５０２１で基部５０３に蝋付けし、第２の端部５０２２で囲い部５０４に蝋付けすることによって、翼５０１が得られる。

【0097】

図５の特定の実施形態によれば、基部５０３は、（略平坦な）プレート５０３１およびスリーブ５０３２を備え、スリーブ５０３２は、翼形部５０２の内側空洞５０５に挿入される。スリーブ５０３２は、好適には、翼形部５０２の第１の端部５０２１での内側空洞５０５の規則面と嵌合する外側面を有し、こうして、良好な蝋付けが実現され得る。内側空洞５０５の内側面の形成にワイヤＥＤＭが使用され、スリーブ５０３２の外側面の形成に圧延が使用される場合に、非常に良好な嵌合が実現され得、実際に、ワイヤＥＤＭマシンおよび圧延マシンは、「コンピュータ支援」されており、したがって、２つの部品の別個の面に同一形状（または非常に類似した２つの形状）を設定することが可能である。また、スリーブ５０３２は、図５に示すように典型的に中空であり、ワイヤＥＤＭによって得られる。

【0098】

図５の実施形態によれば、図２の翼形部２０２に類似し得る翼形部５０２を用意し、第１の端部５０２１で基部５０３に蝋付けし、第２の端部５０２２で囲い部５０４に蝋付けすることによって、翼５０１が得られる。

【0099】

図５の特定の実施形態によれば、囲い部５０４は、（略平坦な）プレート５０４１およびスリーブ５０４２を備え、スリーブ５０４２は、翼形部５０２の内側空洞５０５に挿入される。スリーブ５０４２は、好適には、翼形部５０２の第１の端部５０２１での内側空洞５０５の規則面と嵌合する外側面を有し、こうして、良好な蝋付けが実現され得る。内側空洞５０５の内側面の形成にワイヤＥＤＭが使用され、スリーブ５０４２の外側面の形成に圧延が使用される場合に、非常に良好な嵌合が実現され得、実際に、ワイヤＥＤＭマシンおよび圧延マシンは、「コンピュータ支援」されており、したがって、２つの部品の別個の面に同一形状（または非常に類似した２つの形状）を設定することが可能である。また、スリーブ５０４２は、図５に示すように典型的に中空であり、ワイヤＥＤＭによって得られる。

【0100】

蝋付けは、図６の複数翼のように複数翼または「翼モジュール」にも、溶接に代えて使用され得る。

【0101】

例えば図５の実施形態における蝋付けの代替として、適当な接着剤が使用され得、接着剤は、翼の動作条件（例えば、温度、圧力、流動物質）を考慮して選択されなければならない。

【0102】

基部および囲い部のうちの一方またはそれぞれは、貫通孔を有し得、このことは、例えば図４、図５、図６の実施形態の場合にも当てはまる。

【0103】

この場合、例えば、これらの貫通孔は、ワイヤＥＤＭによって得られ得、こうして、翼形部の端部での内側空洞の形状と、基部または囲い部の孔の形状との間の完全な一致が実現され得、完全な溶接が行われ得、実際に、ワイヤＥＤＭマシンは、「コンピュータ支援」されており、したがって、別個の要素に同一形状（または非常に類似した２つの形状）を設定することが可能である。

【0104】

図７は、図４の翼４０１の適用を示しており、代替的に、図５の翼５０１または図６の複数翼もしくは「翼モジュール」６０１が、図４の翼４０１の代わりに使用され得る。この実施形態によれば、翼４０１の基部４０３のそれぞれは、タービンの内側リング７０８に溶接され、有利にはレーザ溶接され、翼４０１の囲い部４０４のそれぞれは、タービンの外側リング７０９に溶接され、有利にはレーザ溶接され、基部または囲い部と対応するリングとの間は、押込み嵌めによって、または簡単に嵌込みによって結合され得る。

【0105】

具体的に、図７は、（軸流）蒸気タービンの最終段の静止翼の配列を部分的に示している。この構成は、組立の観点から非常に有利である。

【0106】

図８は、互いに隣接する、図３の複数の翼３０１に対応する複数翼または「翼モジュール」８０７を示しており、翼３０１同士は、溶接されてもよく、溶接されなくてもよい。

【0107】

図９は、図８の複数翼または「翼モジュール」８０７の適用を示している。この実施形態によれば、翼３０１の基部３０３のそれぞれは、タービンの内側リング９０８に溶接され、有利にはレーザ溶接され、翼３０１の囲い部３０４のそれぞれは、タービンの外側リング９０９に溶接され、有利にはレーザ溶接され、基部または囲い部と対応するリングとの間は、例えば、相補的な形状部および挿入ガイドによって結合され得る（図９を参照）。

【0108】

具体的に、図９は、（軸流）蒸気タービンの最終段の静止翼の配列を部分的に示している。この構成は、組立の観点から非常に有利である。

【0109】

本発明が蒸気タービンの静止翼に使用される場合、孔および／または溝は、典型的に凝縮物の吸収のために提供される。

【0110】

第１の可能性によれば、翼を横断し翼形部の外側面から翼形部の内側面まで延びる孔または溝は、翼の内側空洞の形成後に作られる。この場合、孔または溝は、放電加工によって得られる。

【0111】

第２の可能性によれば、翼を横断し翼形部の外側面から翼形部の内側面まで延びる孔または溝は、好適には、翼の内側空洞の形成によって作られる。この場合、孔または溝は、レーザ削孔または切断によって得られる。

【0112】

図７および図９の内側リング７０８および９０８ならびに外側リング７０９および９０９は、リングの全周に延び翼の内側空洞と連通する内側空洞を有し、そのような解決策は、凝縮物の収集または他の目的（例えば流体の循環）に使用され得る。

【0113】

本発明による製造方法の使用によって、新規かつ進歩的なターボ機械の翼が得られる。

【0114】

本質的に、翼の翼形部の外側面または内側面の少なくとも一方は、「規則面」であり、この用語によって、「単純な」規則面のみならず、２つ以上の規則面の組合せから導出される「複雑な」規則面も意味されることに注目されたい。

【0115】

本発明の典型的な適用において、翼形部の全長の全体に沿って延びる内側空洞は、規則面によって横方向に画定される（例えば図２を参照）。

【0116】

翼は、翼形部の任意の部分で、外側面と内側面の間の距離（翼を横断して測定される）が変化可能であるように設計され得、特に、この距離は、１ｍｍよりも大きく５ｍｍよりも小さいことが好ましい。

【0117】

翼形部の第１の端部には、外側面と内側面の間に第１のオフセットがあり、この第１のオフセットは、有利には一定であり、好適には１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。

【0118】

翼形部の第２の端部には、外側面と内側面の間に第２のオフセットがあり、この第２のオフセットは、有利には一定であり、好適には１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。

【0119】

有利な実施形態によれば、翼の基部、囲い部および翼形部は、単一の部品であり、この場合、内側空洞の規則面は、基部および囲い部も通って延びる（例えば図３を参照）。

【0120】

代替的に、基部および囲い部は、それらの端部で翼形部に接合される（図４および図５を参照）。

【0121】

この場合、基部は、前記第１の端部での内側空洞の規則面の形状に対応する形状を有する第１の（貫通）孔を有し得、囲い部は、前記第２の端部での内側空洞の規則面の形状に対応する形状を有する第２の（貫通）孔を有し得る（図４を参照）。

【0122】

なお、この場合、異なる製造方法によるが、基部は、翼形部の第１の端部での内側空洞の規則面と嵌合する外側面を有する第１のスリーブを備え、囲い部は、翼形部の第２の端部での内側空洞の規則面と嵌合する外側面を有する第２のスリーブを備える。この場合、第１のスリーブは、規則面により横方向に画定された第１の貫通孔を典型的に有し、第２のスリーブは、規則面により横方向に画定された第２の貫通孔を典型的に有する。

【0123】

僅かに記述した組立詳細は、「単一翼」（例えば、図２の２０１、図３の３０１、図４の４０１、図５の５０１）のみならず、「複数翼」または「翼モジュール」（例えば、図６の６０１、図８の８０７）にも実施され得る。

【0124】

僅かに記述した翼は、「単一翼」か「複数翼」かに拘らず、ターボ機械の段（例えば図７および図９を参照）、特に、蒸気タービンの、最終段の静止翼配列、特に正に最終の段で効果的かつ効率的に使用され得る。

【符号の説明】

【0125】

２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、８０７ 翼
２０２、３０２、４０２、５０２、６０２ 翼形部
２０５、３０５、４０５、５０５、６０５ 貫通孔、内側空洞
３０３、４０３、５０３、６０３ 基部
３０４、４０４、５０４、６０４ 囲い部
７０８、９０８ 内側リング
７０９、９０９ 外側リング
２０２１、４０２１、５０２１ 第１の端部
２０２２、４０２２、５０２２ 第２の端部
５０３１、５０４１ プレート
５０３２、５０４２ スリーブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】