渦輪機噴嘴及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪機噴嘴及其制造方法。本發(fā)明特別涉及作為火箭發(fā)動機用渦輪泵的部件的渦輪機噴嘴及其制造方法。
【背景技術】
[0002]在火箭發(fā)動機中，在燃料和氧化劑的供給中使用渦輪泵(參照專利文獻I)。作為該渦輪泵的部件中的I個，具有渦輪機噴嘴(turbine nozzle)。渦輪機噴嘴是發(fā)揮如下作用的部件，在使氣體膨脹并減壓的同時，改變氣體的流向以使氣體以最佳的角度沖擊渦輪機葉片。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:(日本)特開2009-222010號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]以往，渦輪機噴嘴作為一個部件被一體地成型加工出。這里，當要求更小型的渦輪機噴嘴時，難以通過機械加工作成狹小的流路，因此加工方法受到限制。然而，例如在放電加工的情況下，存在制造成本和制造時間增大的問題。在鑄造的情況下，制造時間也長，并且在少量生產(chǎn)中存在成本高的問題。
[0007]本發(fā)明的I個目的在于提供能夠降低渦輪機噴嘴的制造所花費的成本和時間的技術。
[0008]在本發(fā)明的I個觀點中，提供渦輪機噴嘴的制造方法。渦輪機噴嘴具備:內(nèi)徑環(huán)部；直徑比內(nèi)徑環(huán)部大的外徑環(huán)部；以及夾在內(nèi)徑環(huán)部和外徑環(huán)部之間的葉片。制造方法包括:(A)成型出一體地具備內(nèi)徑環(huán)部和外徑環(huán)部中的一方和葉片的第I部件的步驟；(B)將內(nèi)徑環(huán)部和外徑環(huán)部中的另一方作為第2部件進行成型的步驟；(C)以使內(nèi)徑環(huán)部的外側面和外徑環(huán)部的內(nèi)側面對置的方式組合第I部件和第2部件的步驟，這里，在第I部件的葉片和第2部件之間形成有間隙；(D)使焊料熔化并流入間隙，對第I部件的葉片和第2部件進行釬焊的步驟。
[0009]制造方法也可以在上述(C)步驟和(D)步驟之間還包括向間隙插入間隔件的步驟。
[0010]焊料也可以設置在與間隙相鄰的位置的葉片的上表面上。
[0011]焊料也可以包括線狀焊料和粉末焊料雙方。
[0012]優(yōu)選的是，第I部件一體地具備內(nèi)徑環(huán)部和葉片。另一方面，第2部件是外徑環(huán)部。
[0013]在本發(fā)明的其他觀點中，提供渦輪機噴嘴。該渦輪機噴嘴具備:內(nèi)徑環(huán)部；直徑比內(nèi)徑環(huán)部大的外徑環(huán)部；以及夾在內(nèi)徑環(huán)部和外徑環(huán)部之間的葉片。內(nèi)徑環(huán)部和外徑環(huán)部中的一方與葉片作為第I部件形成為一體。內(nèi)徑環(huán)部和外徑環(huán)部中的另一方是第2部件。第I部件的葉片和第2部件被釬焊連接。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠降低渦輪機噴嘴的制造所花費的成本和時間。
【附圖說明】
[0015]圖1是概略地表示渦輪機噴嘴的結構的俯視圖。
[0016]圖2是概略地表示渦輪機噴嘴的葉片的截面結構的側視圖。
[0017]圖3是概念性地表示本發(fā)明的第I實施方式的渦輪機噴嘴的制造方法的俯視圖。
[0018]圖4是用于說明本發(fā)明的第I實施方式的渦輪機噴嘴的制造方法的俯視圖。
[0019]圖5是用于說明本發(fā)明的第I實施方式的渦輪機噴嘴的制造方法的側視圖。
[0020]圖6是用于說明本發(fā)明的第2實施方式的渦輪機噴嘴的制造方法的俯視圖。
[0021]圖7是用于說明本發(fā)明的第2實施方式的渦輪機噴嘴的制造方法的側視圖。
[0022]圖8是用于說明本發(fā)明的第3實施方式的渦輪機噴嘴的制造方法的側視圖。
[0023]圖9是概念性地表示本發(fā)明的第4實施方式的渦輪機噴嘴的制造方法的俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]參照附圖，對本發(fā)明的實施方式的渦輪機噴嘴進行說明。
[0025][第I實施方式]
[0026]圖1是概略地表示本實施方式的渦輪機噴嘴I的結構的俯視圖。渦輪機噴嘴I具備內(nèi)徑環(huán)部10、外徑環(huán)部20和葉片30。
[0027]內(nèi)徑環(huán)部10和外徑環(huán)部20都是具有環(huán)形狀的部件。內(nèi)徑環(huán)部10具有內(nèi)側面11和外側面12。外徑環(huán)部20具有內(nèi)側面21和外側面22。外徑環(huán)部20的直徑比內(nèi)徑環(huán)部10的直徑大。更詳細地，外徑環(huán)部20的內(nèi)側面21的直徑比內(nèi)徑環(huán)部10的外側面12的直徑大。從而，能夠?qū)?nèi)徑環(huán)部10配置在外徑環(huán)部20的環(huán)內(nèi)，此時，內(nèi)徑環(huán)部10的外側面12與外徑環(huán)部20的內(nèi)側面21對置。
[0028]葉片30被夾在內(nèi)徑環(huán)部10和外徑環(huán)部20之間。圖2是概略地表示從圖1中的方向A觀察時的葉片30的截面結構。如圖2所示，各個葉片30具有截斷葉片形狀。而且，如圖1所示，多個葉片30呈環(huán)狀配置在內(nèi)徑環(huán)部10和外徑環(huán)部20之間的空間內(nèi)。相鄰的葉片30間的間隙是氣體流路。
[0029]當要求更小型的渦輪機噴嘴時，該氣體流路也變得狹小。在將渦輪機噴嘴作為一個部件而一體地成型加工出的情況下，難以通過機械加工精密地作成這樣狹小的氣體流路。因此，在本實施方式中，提出了圖3所示的新的制造方法。
[0030]首先，分別成型出第I部件PA和第2部件PB。第I部件PA是一體地具備內(nèi)徑環(huán)部10和葉片30的部件。另一方面，第2部件PB是外徑環(huán)部20。在成型出第I部件PA時，不需要為了形成氣體流路而開設復雜的形狀的貫通孔，只要對向外部露出的面進行加工就能夠形成葉片30。S卩，能夠?qū)C械加工應用到第I部件PA的成型中。
[0031]接下來，將第I部件PA配置到第2部件PB (外徑環(huán)部20)的環(huán)內(nèi)。S卩，以內(nèi)徑環(huán)部10的外側面12和外徑環(huán)部20的內(nèi)側面21對置的方式，組合第I部件PA和第2部件PB。然后，通過“釬焊”將第I部件PA的葉片30和第2部件PB接合。由此，完成渦輪機噴嘴I。這樣作成的渦輪機噴嘴I在葉片30和第2部件PB之間具有釬焊部40 (焊料的接合部)。
[0032]圖4和圖5分別是用于更詳細地說明上述“釬焊”的俯視圖和側視圖。當在第2部件PB(外徑環(huán)部20)的環(huán)內(nèi)配置有第I部件PA時，如圖4所示，在葉片30和第2部件PB(外徑環(huán)部20)的內(nèi)側面21之間形成有微小的間隙50。換言之，以能夠形成微小的間隙50的方式，設計第I部件PA和第2部件PB的尺寸和形狀。優(yōu)選的是該間隙為恒定，但并不限定于此。通過將焊料60熔化并流入該間隙50，而對第I部件PA的葉片30和第2部件PB進彳丁纖焊。
[0033]焊料60是熔點比作為母材的第I部件PA和第2部件PB低的合金。例如，使用鎳類的焊料60。這樣的焊料60設置于間隙50或其附近。典型地，由于間隙50非常狹窄，