(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサートの外周面から外方に向かって突出するインサートカラーと、このインサートカラーの周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面とを接合する溶接金属を、電極とガスタービン静翼の翼面との間に短い周期で繰り返されるアーク放電で除去するガスタービン静翼のインサート除去装置であって、
前記電極の底面が、前記溶接金属の平面視形状と同じ平面視形状を有していることを特徴とするガスタービン静翼のインサート除去装置。
【請求項２】
前記底面が、放電加工時に対向する前記翼面の静翼外側シュラウド非ガスパス面の曲面形状と合致する形状とされていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン静翼のインサート除去装置。
【請求項３】
前記底面の内周端が、前記溶接金属の内周端よりも１ｍｍ〜２ｍｍ内側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン静翼のインサート除去装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のガスタービン静翼のインサート除去装置を用いて行うガスタービン静翼のインサート除去方法であって、
インサートの取り外しを行おうとするガスタービン静翼を、前記ガスタービン静翼のインサート除去装置の所定の位置にセットする段階と、
前記電極の底面が、前記溶接金属と対向し、かつ、前記電極の底面と前記溶接金属との間に、所定の隙間ができるように、前記電極と前記溶接金属との位置合わせを行う段階と、
前記ガスタービン静翼のインサート除去装置を作動させ、前記電極の底面と、前記静翼外側シュラウド非ガスパス面との間にアーク放電を発生させて、前記溶接金属を放電加工により除去する段階と、
前記インサートを前記翼面から分離する段階とを備えていることを特徴とするガスタービン静翼のインサート除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン静翼からインサートを取り外す際に用いられるガスタービン静翼のインサート除去装置およびガスタービン静翼のインサート除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されたガスタービン静翼の翼面（翼本体）からインサートを取り外す際には、従来、インサートの外周面から外方に向かって突出するインサートカラーと、このインサートカラーの周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面とを接合する溶接金属を、グラインダ等の研磨機を用いて削り取り、インサートを対応する中空穴から抜き出して、インサートを翼面から分離するようにしていた。
なお、インサートが取り外された翼面、および翼面から取り外されたインサートは、環境面およびコスト面の観点から、適宜必要に応じた補修等がなされ、再び組み立てられた後、ガスタービン静翼として再利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、グラインダ等の研磨機を用いて溶接金属を削り取る従来の方法では、インサートの外周面を傷つけないようにして溶接金属を慎重に削り取らなければならず、また、熟練した技量を有する者でも、隣り合うインサート間の狭隘な箇所の溶接金属を削り取るのは至難の技であり、インサートの取り外し（除去）作業に多大な時間と労力を要し、作業効率が悪いといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、熟練した技量を有しない者でも、容易かつ迅速にガスタービン静翼の翼面からインサートを取り外すことができるガスタービン静翼のインサート除去装置およびガスタービン静翼のインサート除去方法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】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るガスタービン静翼のインサート除去装置は、インサートの外周面から外方に向かって突出するインサートカラーと、このインサートカラーの周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面とを接合する溶接金属を、電極とガスタービン静翼の翼面との間に短い周期で繰り返されるアーク放電で除去するガスタービン静翼のインサート除去装置であって、前記電極の底面が、前記溶接金属の平面視形状と同じ平面視形状を有している。
【０００７】
本発明に係るガスタービン静翼のインサート除去装置によれば、インサートの取り外しを行おうとするガスタービン静翼を、当該インサート除去装置の所定の位置にセットし、電極の底面が、溶接金属と対向し、かつ、電極の底面と溶接金属との間に、所定の隙間ができるように、電極と溶接金属との位置合わせを行い、当該インサート除去装置を作動させ、電極の底面と、静翼外側シュラウド非ガスパス面との間にアーク放電を発生させることにより、溶接金属が放電加工により除去されることになる。
これにより、熟練した技量を有しない者でも、容易かつ迅速にガスタービン静翼の翼面からインサートを取り外すことができる。
【０００８】
上記ガスタービン静翼のインサート除去装置において、前記底面が、放電加工時に対向する前記翼面の静翼外側シュラウド非ガスパス面の曲面形状と合致する形状とされているとさらに好適である。
【０００９】
このようなガスタービン静翼のインサート除去装置によれば、電極の底面と溶接金属との間隔が、周方向にわたって（略）一定に保たれることになるので、電極の底面と、静翼外側シュラウド非ガスパス面との間に発生するアーク放電の強さを周方向にわたって（略）一定に保つことができ、溶接金属を周方向にわたって（略）均一に除去することができる。
【００１０】
上記ガスタービン静翼のインサート除去装置において、前記底面の内周端が、前記溶接金属の内周端よりも１ｍｍ〜２ｍｍ内側に位置するように形成されているとさらに好適である。
【００１１】
このようなガスタービン静翼のインサート除去装置によれば、溶接金属に溶け込んだインサートカラーの周縁が露出して、インサートカラーと静翼外側シュラウド非ガスパス面との接合が切断されることになるので、グラインダ等の研磨機を用いてインサートカラーと静翼外側シュラウド非ガスパス面との接合部を取り除く（除去する）といった作業をなくすことができ、作業時間を短縮することができて、作業効率をさらに向上させることができる。
【００１２】
本発明に係るガスタービン静翼のインサート除去方法は、請求項１から３のいずれかに記載のガスタービン静翼のインサート除去装置を用いて行うガスタービン静翼のインサート除去方法であって、インサートの取り外しを行おうとするガスタービン静翼を、前記ガスタービン静翼のインサート除去装置の所定の位置にセットする段階と、前記電極の底面が、前記溶接金属と対向し、かつ、前記電極の底面と前記溶接金属との間に、所定の隙間ができるように、前記電極と前記溶接金属との位置合わせを行う段階と、前記ガスタービン静翼のインサート除去装置を作動させ、前記電極の底面と、前記静翼外側シュラウド非ガスパス面との間にアーク放電を発生させて、前記溶接金属を放電加工により除去する段階と、前記インサートを前記翼面から分離する段階とを備えている。
【００１３】
本発明に係るガスタービン静翼のインサート除去方法によれば、インサートの取り外しを行おうとするガスタービン静翼を、当該インサート除去装置の所定の位置にセットし、電極の底面が、溶接金属と対向し、かつ、電極の底面と溶接金属との間に、所定の隙間ができるように、電極と溶接金属との位置合わせを行い、当該インサート除去装置を作動させ、電極の底面と、静翼外側シュラウド非ガスパス面との間にアーク放電を発生させることにより、溶接金属が放電加工により除去されることになる。
これにより、熟練した技量を有しない者でも、容易かつ迅速にガスタービン静翼の翼面からインサートを取り外すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るガスタービン静翼のインサート除去装置およびガスタービン静翼のインサート除去方法によれば、熟練した技量を有しない者でも、容易かつ迅速にガスタービン静翼の翼面からインサートを取り外すことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るガスタービン静翼の外観図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は中空穴からインサートが抜き出された状態を示す斜視図である。
【図２】図１の要部を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置を構成する前部インサート用電極を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置を構成する中間部インサート用電極を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置を構成する後部インサート用電極を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】前部インサート用電極、中間部インサート用電極、後部インサート用電極と溶接金属との相対関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置およびガスタービン静翼のインサート除去方法について、図１から図６を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るガスタービン静翼の外観図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は中空穴からインサートが抜き出された状態を示す斜視図、図２は図１の要部を示す平面図、図３は本発明の一実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置を構成する前部インサート用電極を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図４は本発明の一実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置を構成する中間部インサート用電極を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図５は本発明の一実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置を構成する後部インサート用電極を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図６は前部インサート用電極、中間部インサート用電極、後部インサート用電極と溶接金属との相対関係を示す図である。
【００１７】
図１または図２に示すように、本発明に係るガスタービン静翼１５は、例えば、１５００℃級のガスタービンに適用されるガスタービン静翼であって、前部中空穴２と、中間部中空穴３と、後部中空穴４とを備えた翼面（翼本体）１を具備しており、前部中空穴２には中空の前部インサート５が、中間部中空穴３には中間部インサート６が、後部中空穴４には後部インサート７がそれぞれ挿入されるようになっている。また、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７にはそれぞれ、直径０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの冷却空気噴出孔８が多数設けられている。そして、図６に示すように、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７の一端部には、そのインサート外周面９から外方に向かって突出するインサートカラー（鍔部）１０が周方向に沿って設けられており、このインサートカラー１０と翼面１の静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とは、溶接により接合されている。なお、図６中の符号１２は、溶接金属を示している。
【００１８】
さて、本実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置（以下、「インサート除去装置」という。）２０は、前部インサート用電極２１と、中間部インサート用電極２２と、後部インサート用電極２３とを備え、これら前部インサート用電極２１、中間部インサート用電極２２、後部インサート用電極２３と翼面１との間に短い周期で繰り返されるアーク放電を発生させ、溶接金属１２を除去する「放電加工機」である。
図３に示す前部インサート用電極２１は、前部インサート５のインサートカラー１０と、前部中空穴２の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２（図６参照）の平面視形状と同じ平面視形状を有し、かつ、放電加工時（前部インサート除去作業時）に対向する静翼外側シュラウド非ガスパス面１１の曲面形状と合致する底面２４を有している。
【００１９】
図４に示す中間部インサート用電極２２は、中間部インサート６のインサートカラー１０と、中間部中空穴３の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２（図６参照）の平面視形状と同じ平面視形状を有し（溶接金属１２の内周端および外周端と同じ内周端および外周端を有し）、かつ、放電加工時（中間部インサート除去作業時）に対向する静翼外側シュラウド非ガスパス面１１の曲面形状と合致する底面２５を有している。
図５に示す後部インサート用電極２３は、後部インサート７のインサートカラー１０と、後部中空穴４の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２（図６参照）の平面視形状と同じ平面視形状を有し、かつ、放電加工時（前部インサート除去作業時）に対向する静翼外側シュラウド非ガスパス面１１の曲面形状と合致する底面２６を有している。
【００２０】
つぎに、本実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去方法（以下、「インサート除去方法」という。）を説明する。  
まずはじめに、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７の取り外しを行おうとするガスタービン静翼１５を、インサート除去装置２０の所定の位置にセットする。
【００２１】
つぎに、前部インサート用電極２１の底面２４が、前部インサート５のインサートカラー１０と、前部中空穴２の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２と対向し、かつ、底面２４と溶接金属１２との間に一定、かつ、所定の隙間（３μｍ〜２００μｍ程度）ができるように、前部インサート用電極２１と溶接金属１２との位置合わせを行う。
つづいて、インサート除去装置２０を作動させ、前部インサート用電極２１の底面２４と、翼面１の静翼外側シュラウド非ガスパス面１１との間にアーク放電を発生させ、溶接金属１２を放電加工により除去する。
【００２２】
つぎに、中間部インサート用電極２２の底面２５が、中間部インサート６のインサートカラー１０と、中間部中空穴３の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２と対向し、かつ、底面２５と溶接金属１２との間に一定、かつ、所定の隙間（３μｍ〜２００μｍ程度）ができるように、中間部インサート用電極２２と溶接金属１２との位置合わせを行う。
つづいて、インサート除去装置２０を作動させ、中間部インサート用電極２２の底面２５と、翼面１の静翼外側シュラウド非ガスパス面１１との間にアーク放電を発生させ、溶接金属１２を放電加工により除去する。
【００２３】
つぎに、後部インサート用電極２３の底面２６が、後部インサート７のインサートカラー１０と、後部中空穴４の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２と対向し、かつ、底面２６と溶接金属１２との間に一定、かつ、所定の隙間（３μｍ〜２００μｍ程度）ができるように、後部インサート用電極２３と溶接金属１２との位置合わせを行う。
つづいて、インサート除去装置２０を作動させ、後部インサート用電極２３の底面２６と、翼面１の静翼外側シュラウド非ガスパス面１１との間にアーク放電を発生させ、溶接金属１２を放電加工により除去する。
【００２４】
そして、前部インサート５のインサートカラー１０と、前部中空穴２の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２、中間部インサート６のインサートカラー１０と、中間部中空穴３の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２、後部インサート７のインサートカラー１０と、後部中空穴４の周りを取り囲む静翼外側シュラウド非ガスパス面１１とを接合する溶接金属１２が除去されたガスタービン静翼１５をインサート除去装置２０から取り外し、前部インサート５を前部中空穴２から、中間部インサート６を中間部中空穴３から、後部インサート７を後部中空穴４から抜き出して、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７を翼面１から分離する。
なお、放電加工後に残存する溶接金属１２によって、前部中空穴２からの前部インサート５の抜き出し、中間部中空穴３からの中間部インサートの抜き出し、後部中空穴４からの後部インサート７の抜き出しが困難な場合には、当該溶接金属１２をグラインダ等の研磨機を用いて取り除き、前部インサート５を前部中空穴２から、中間部インサート６を中間部中空穴３から、後部インサート７を後部中空穴４から抜き出すようにする。
【００２５】
本実施形態に係るインサート除去装置およびインサート除去方法によれば、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７の取り外しを行おうとするガスタービン静翼１５を、当該インサート除去装置２０の所定の位置にセットし、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６が、溶接金属１２と対向し、かつ、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６と溶接金属１２との間に、所定の隙間（３μｍ〜２００μｍ程度）ができるように、前部インサート用電極２１、中間部インサート用電極２２、後部インサート用電極２３と溶接金属１２との位置合わせを行い、当該インサート除去装置２０を作動させ、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６と、静翼外側シュラウド非ガスパス面１１との間にアーク放電を発生させることにより、溶接金属１２が放電加工により除去されることになる。
これにより、熟練した技量を有しない者でも、容易かつ迅速にガスタービン静翼１５の翼面１から前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７を取り外すことができる。
【００２６】
また、本実施形態に係るガスタービン静翼のインサート除去装置によれば、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６が、放電加工時に対向する静翼外側シュラウド非ガスパス面１１の曲面形状と合致する形状とされており、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６と溶接金属１２との間隔が、周方向にわたって（略）一定に保たれることになるので、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６と、静翼外側シュラウド非ガスパス面１１との間に発生するアーク放電の強さを周方向にわたって（略）一定に保つことができ、溶接金属１２を周方向にわたって（略）均一に除去することができる。
【００２７】
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、適宜必要に応じて変更あるいは変形して実施することもできる。
例えば、上述した実施形態では、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７の順に取り外すようにしていたが、後部インサート７、中間部インサート６、前部インサート５の順に取り外すこともでき、取り外す順番は作業効率等を考慮して適宜変更することができる。
【００２８】
また、上述した実施形態では、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６の内周端と、溶接金属１２の内周端とが同じになる（一致する）ように設定したが、前部インサート用電極２１の底面２４、中間部インサート用電極２２の底面２５、後部インサート用電極２３の底面２６の内周端が、溶接金属１２の内周端よりも１ｍｍ〜２ｍｍ内側に位置するように設定されているとさらに好適である。
これにより、溶接金属１２に溶け込んだインサートカラー１０の周縁が露出して、インサートカラー１０と静翼外側シュラウド非ガスパス面１１との接合が切断されることになるので、グラインダ等の研磨機を用いてインサートカラー１０と静翼外側シュラウド非ガスパス面１１との接合部を取り除く（除去する）といった作業をなくすことができ、作業時間を短縮することができて、作業効率をさらに向上させることができる。
【００２９】
さらに、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７が取り外された翼面１、および翼面１から取り外された前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７に、適宜必要に応じた補修等を施し、ガスタービン静翼として再利用するために再び組み立てる際には、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７を元の（挿入されていた）翼面１に取り付けるようにすることが望ましい。
これにより、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７自体が変形を生じている場合でも、元の翼面１に取り付けることによって再利用が可能となり、前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７、ガスタービン静翼１５の廃棄を防止することができ、ランニングコストの低減化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  翼面
２  前部中空穴
３  中間部中空穴
４  後部中空穴
５  前部インサート
６  中間部インサート
７  後部インサート
８  冷却空気噴出孔
９  インサート外周面
１０  インサートカラー
１１  静翼外側シュラウド非ガスパス面
１２  溶接金属
１５  ガスタービン静翼
２０  インサート除去装置（ガスタービン静翼のインサート除去装置）
２１  前部インサート用電極
２２  中間部インサート用電極
２３  後部インサート用電極
２４  前部インサート用電極底面
２５  中間部インサート用電極底面
２６  後部インサート用電極底面
【図１】
0005422407.tif 000002
【図２】
0005422407.tif 000003
【図３】
0005422407.tif 000004
【図４】
0005422407.tif 000005
【図５】
0005422407.tif 000006
【図６】
0005422407.tif 000007