涡轮机喷嘴及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涡轮机喷嘴及其制造方法。本发明特别涉及作为火箭发动机用涡轮泵的部件的涡轮机喷嘴及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在火箭发动机中，在燃料和氧化剂的供给中使用涡轮泵(参照专利文献I)。作为该涡轮泵的部件中的I个，具有涡轮机喷嘴(turbine nozzle)。涡轮机喷嘴是发挥如下作用的部件，在使气体膨胀并减压的同时，改变气体的流向以使气体以最佳的角度冲击涡轮机叶片。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:(日本)特开2009-222010号公报
【发明内容】
[0006]以往，涡轮机喷嘴作为一个部件被一体地成型加工出。这里，当要求更小型的涡轮机喷嘴时，难以通过机械加工作成狭小的流路，因此加工方法受到限制。然而，例如在放电加工的情况下，存在制造成本和制造时间增大的问题。在铸造的情况下，制造时间也长，并且在少量生产中存在成本高的问题。
[0007]本发明的I个目的在于提供能够降低涡轮机喷嘴的制造所花费的成本和时间的技术。
[0008]在本发明的I个观点中，提供涡轮机喷嘴的制造方法。涡轮机喷嘴具备:内径环部；直径比内径环部大的外径环部；以及夹在内径环部和外径环部之间的叶片。制造方法包括:(A)成型出一体地具备内径环部和外径环部中的一方和叶片的第I部件的步骤；(B)将内径环部和外径环部中的另一方作为第2部件进行成型的步骤；(C)以使内径环部的外侧面和外径环部的内侧面对置的方式组合第I部件和第2部件的步骤，这里，在第I部件的叶片和第2部件之间形成有间隙；(D)使焊料熔化并流入间隙，对第I部件的叶片和第2部件进行钎焊的步骤。
[0009]制造方法也可以在上述(C)步骤和(D)步骤之间还包括向间隙插入间隔件的步骤。
[0010]焊料也可以设置在与间隙相邻的位置的叶片的上表面上。
[0011]焊料也可以包括线状焊料和粉末焊料双方。
[0012]优选的是，第I部件一体地具备内径环部和叶片。另一方面，第2部件是外径环部。
[0013]在本发明的其他观点中，提供涡轮机喷嘴。该涡轮机喷嘴具备:内径环部；直径比内径环部大的外径环部；以及夹在内径环部和外径环部之间的叶片。内径环部和外径环部中的一方与叶片作为第I部件形成为一体。内径环部和外径环部中的另一方是第2部件。第I部件的叶片和第2部件被钎焊连接。
[0014]根据本发明，能够降低涡轮机喷嘴的制造所花费的成本和时间。
【附图说明】
[0015]图1是概略地表示涡轮机喷嘴的结构的俯视图。
[0016]图2是概略地表示涡轮机喷嘴的叶片的截面结构的侧视图。
[0017]图3是概念性地表示本发明的第I实施方式的涡轮机喷嘴的制造方法的俯视图。
[0018]图4是用于说明本发明的第I实施方式的涡轮机喷嘴的制造方法的俯视图。
[0019]图5是用于说明本发明的第I实施方式的涡轮机喷嘴的制造方法的侧视图。
[0020]图6是用于说明本发明的第2实施方式的涡轮机喷嘴的制造方法的俯视图。
[0021]图7是用于说明本发明的第2实施方式的涡轮机喷嘴的制造方法的侧视图。
[0022]图8是用于说明本发明的第3实施方式的涡轮机喷嘴的制造方法的侧视图。
[0023]图9是概念性地表示本发明的第4实施方式的涡轮机喷嘴的制造方法的俯视图。
【具体实施方式】
[0024]参照附图，对本发明的实施方式的涡轮机喷嘴进行说明。
[0025][第I实施方式]
[0026]图1是概略地表示本实施方式的涡轮机喷嘴I的结构的俯视图。涡轮机喷嘴I具备内径环部10、外径环部20和叶片30。
[0027]内径环部10和外径环部20都是具有环形状的部件。内径环部10具有内侧面11和外侧面12。外径环部20具有内侧面21和外侧面22。外径环部20的直径比内径环部10的直径大。更详细地，外径环部20的内侧面21的直径比内径环部10的外侧面12的直径大。从而，能够将内径环部10配置在外径环部20的环内，此时，内径环部10的外侧面12与外径环部20的内侧面21对置。
[0028]叶片30被夹在内径环部10和外径环部20之间。图2是概略地表示从图1中的方向A观察时的叶片30的截面结构。如图2所示，各个叶片30具有截断叶片形状。而且，如图1所示，多个叶片30呈环状配置在内径环部10和外径环部20之间的空间内。相邻的叶片30间的间隙是气体流路。
[0029]当要求更小型的涡轮机喷嘴时，该气体流路也变得狭小。在将涡轮机喷嘴作为一个部件而一体地成型加工出的情况下，难以通过机械加工精密地作成这样狭小的气体流路。因此，在本实施方式中，提出了图3所示的新的制造方法。
[0030]首先，分别成型出第I部件PA和第2部件PB。第I部件PA是一体地具备内径环部10和叶片30的部件。另一方面，第2部件PB是外径环部20。在成型出第I部件PA时，不需要为了形成气体流路而开设复杂的形状的贯通孔，只要对向外部露出的面进行加工就能够形成叶片30。S卩，能够将机械加工应用到第I部件PA的成型中。
[0031]接下来，将第I部件PA配置到第2部件PB (外径环部20)的环内。S卩，以内径环部10的外侧面12和外径环部20的内侧面21对置的方式，组合第I部件PA和第2部件PB。然后，通过“钎焊”将第I部件PA的叶片30和第2部件PB接合。由此，完成涡轮机喷嘴I。这样作成的涡轮机喷嘴I在叶片30和第2部件PB之间具有钎焊部40 (焊料的接合部)。
[0032]图4和图5分别是用于更详细地说明上述“钎焊”的俯视图和侧视图。当在第2部件PB(外径环部20)的环内配置有第I部件PA时，如图4所示，在叶片30和第2部件PB(外径环部20)的内侧面21之间形成有微小的间隙50。换言之，以能够形成微小的间隙50的方式，设计第I部件PA和第2部件PB的尺寸和形状。优选的是该间隙为恒定，但并不限定于此。通过将焊料60熔化并流入该间隙50，而对第I部件PA的叶片30和第2部件PB进彳丁纤焊。
[0033]焊料60是熔点比作为母材的第I部件PA和第2部件PB低的合金。例如，使用镍类的焊料60。这样的焊料60设置于间隙50或其附近。典型地，由于间隙50非常狭窄，