(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
根部および翼部を備えるタービンブレード用素材の形状検査用治具であって、
前記形状検査用治具は、前記根部の形状に沿って前記根部に設置され、前記形状検査用冶具を前記タービンブレード用素材に位置決めする位置決め部と、前記翼部の一方向側の表面形状に対応する形状を有し、板状体からなる複数の検査部と、棒状の複数の連結部材と、を有し、
前記位置決め部と前記複数の検査部とが前記連結部材により一体化されており、前記形状検査用冶具は金属材料からなる、
ことを特徴とするタービンブレード用素材の形状検査用治具。
【請求項２】
請求項１に記載のタービンブレード用素材の形状検査用治具を用いて熱間鍛造されたタービンブレード用素材の形状を検査する方法であって、
前記熱間鍛造されたタービンブレード用素材が２００℃以上の表面温度を有する状態で、前記複数の検査部を前記タービンブレード用素材の所定位置に一方向側のみから当接させることにより、形状検査を行い、前記タービンブレード用素材の一方向側の形状検査のみで前記タービンブレード用素材の形状検査を行うことを特徴とするタービンブレード用素材の形状検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンブレード用素材の形状検査用治具及びそれを用いたタービンブレード用素材の形状検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タービンブレードは根部と翼部により構成されており、根部側から翼部の先端に向けて徐々に捩られた形状を有するものである。
このタービンブレードは、荒地と呼ばれる棒状の素材を例えば１０００℃程度の高温に加熱し、タービンブレード形状の型彫り面を有する上型と下型とで熱間や恒温での鍛造やプレス（以下、熱間鍛造）によってタービンブレード用素材の形状に塑性加工が行われる。例えば、火力発電所に設置されるタービンは、高温流体の流れをタービンブレードでタービンの回転運動に効率よく変換するため、タービンブレードの形状は極めて重要である。
そのため、従来からタービンブレードの形状を検査するための方法として、例えば、特開平５−２４８８３２号公報（特許文献１）には、検査器を、タービンブレードの被検査側面に対向する外方の１点を中心として、上記物品を挟んだ一対の同心円上に沿って移動させながら、タービンブレードに検査光を当てて外形寸法を検査する発明がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４８８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１の発明は検査光を利用したもので、タービンブレードが例えば常温である場合は、高精度な形状検査が可能である。しかしながら、例えば、熱間鍛造後のタービンブレードは温度が高く、検査光を用いた形状検査装置では外気温との温度差による大気の揺らぎにより、その検査値の誤差が大きくなる。また、検査光を用いた形状検査装置では専用の設備が必要になる。
特に、熱間鍛造後のタービンブレード用素材では、形状に変形などの問題が生じた場合、再加工を行って形状を正常なものとする必要があるが、特許文献１で示されるような形状検査装置の適用には高温物の測定には問題がある。
本発明の目的は、タービンブレード用素材の温度が高くとも形状検査が可能で、且つ、安価なタービンブレード用素材の形状検査用治具及びそれを用いたタービンブレード用素材の形状検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明は、根部および翼部を備えるタービンブレード用素材の形状検査用治具であって、前記形状検査用治具は、前記根部に設置される位置決め部と、前記翼部の表面形状に対応する形状を有する複数の検査部とを有し、前記位置決め部と前記複数の検査部とが連結部材により一体化されているタービンブレード用素材の形状検査用治具である。
また、本発明は、熱間鍛造されたタービンブレード用素材の形状を検査する方法であって、前記タービンブレード用素材の所定の形状に沿った形状を有する金属板を複数個用意し、前記熱間鍛造されたタービンブレード用素材が２００℃以上の表面温度を有する状態で、前記複数の金属板を前記タービンブレード用素材の所定位置に当接させることにより、形状検査を行うタービンブレード用素材の形状検査方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のタービンブレード用素材の形状検査用治具を用いることで、タービンブレード用素材の温度が高くとも、精度よく形状検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のタービンブレード用素材の形状検査用治具の一例を示す模式図である。
【図２】本発明のタービンブレード用素材の形状検査用治具を用いてタービンブレード用素材形状の検査を行うときの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明を図面を用いて説明する。
図１はタービンブレード用素材１１に本発明の形状検査用治具１を設置したときの一例を示す模式図である。形状検査用治具１は、タービンブレード用素材１１の根部１２に設置される位置決め部２と、翼部１３表面の形状に対応する形状を有する複数の検査部３とを有している。熱間鍛造を終えたタービンブレード用素材は曲面形状を有する翼部１３が徐々に捻じれた形状となっている。本発明の形状検査用治具１は、根部１２と位置決め部２とを固定し、位置決め部からタービンブレード用素材の長手方向に向かって連結部４が設けられている。その連結部には、タービンブレード用素材の形状測定位置に複数個の検査部３がタービンブレード用素材の幅方向に所定の間隔で設けられ、所定の位置でタービンブレード用素材の形状を測定することが可能となっている。これにより、熱間鍛造後のタービンブレード用素材の形状の測定をおこなう。
【０００９】
本発明において、根部１２に設置される位置決め部２は、根部１２に形成される段差を利用し、根部１２の段差形状に対応する形状を位置決め部２に形成することで、タービンブレード用素材の形状検査用治具をタービンブレード用素材に載置するだけでタービンブレード用素材１１と形状検査用治具１とを位置決め可能としている。図１では２つの位置決め部２により、根部１２の段差形状と素材形状検査用治具１とを位置決めしているが、位置決め部は３個以上であっても良い。
位置決め部は、例えば、熱間鍛造後の２００℃以上の高温のタービンブレード用素材に接触するため、その材質をセラッミクスや金属等の耐熱性を有するものとするのが好ましい。中でも金属材料とするのが耐熱性、強度、費用、形状の加工のし易さのにおいて有利である。また、前述の根部１２の段差形状に対応する形状とするには、例えば、金属製の板材を加工して目的の形状とする方法を適用すると良い。金属製の板材を加工する方法であれば、複雑な形状の加工が容易な機械加工を適用して安価に製造することができる。もし、形状検査用治具の重量を軽量化したい場合、貫通孔を設けることや、より軽量な材質の選定で軽量化がはかれる。
なお、更に根部１２の側面側に固定可能な位置決め部２ｂを設けておくと、タービンブレード用素材１１の幅方向の位置ずれを確実に防止することができ、好ましい構成となる。
【００１０】
また、前記の位置決め部２と複数の検査部３とは連結部材４により一体化されてて、タービンブレード用素材の長手方向の形状測定を可能としている。連結部材４は検査部３の両側と中央部に配置している。これは、両側の連結部材はタービンブレード用素材に形状検査用治具を配置するときの運搬用の目的と、検査部３を固定するためのものである。また、中央部の連結部材４は形状検査用治具の形状を固定するために設けているものである。
検査部３が設けられる場所は、例えば、熱間鍛造後の高温のタービンブレード用素材の形状検査を行う場所とすると良い。前述のように、タービンブレードの形状は極めて重要であるため、少なくとも５〜１０箇所を同時に形状確認が行えるように検査部３を設けることが好ましい。
検査部３は、図２（ａ）に示すように検査部３は翼部１３表面の形状に対応する形状を有する。ここで言う「翼部表面の形状に対応する形状」とは、曲りなどの問題を生じていない、正規の形状を言う。この正規の形状は、例えば、熱間鍛造後のタービンブレード用素材の断面形状図面を用いて確認すると良い。実際に形状検査を行う場合、タービンブレード用素材と検査部の関係は図２のようになる。図２（ａ）に示すように検査部３と翼部１３表面との隙間がない状態となれば、翼部１３表面形状に異常がない状態である。一方、タービンブレード用素材が変形していた場合、図２（ｂ）のように検査部３と翼部１３表面との間に隙間が生じる。この隙間の有無を目視で点検し、もし、隙間が見られた場合は、その隙間をスケール（図示しない）で測定することにより変形量を測定することができる。変形を確認した場合は、再度塑性加工を行って所定の形状とすることができる。特に、タービンブレード用素材の材質は、７１８合金やＴｉ合金等の難加工性合金で作製する場合があり、再度の塑性加工が遅滞なく行えるように、２００℃以上の高温で形状検査を行い、形状の異常があれば直ぐに形状を再調整すると工数削減にもつながる。
また、本発明の形状検査用治具は、熱間鍛造後の高い温度を有するタービンブレード用素材の形状を点検可能とするものであるため、検査部３の材質は耐熱性のある金属材料とするのが良い。中でも、金属板を用いれば、タービンブレード用素材の複雑な形状に対応する検査部の形状が容易に機械加工で得られる。また、タービンブレード用素材が持つ保有熱により、検査部が変形する場合も想定し、その厚さは２〜５ｍｍとするのが良い。なお、もし、軽量化を行う必要がある場合は、例えば、貫通孔を設けて軽量化をはかることも可能である。
【００１１】
以上、説明するように、本発明のタービンブレード用素材の形状検査用治具は、熱間鍛造後の高温下にあるタービンブレード用素材の形状を目視で確認できる。形状不良を確認した場合は、高温のタービンブレード用素材をそのまま再加工することも可能であり、再加工に要する時間、工数を削減することができる。
また、検査光等の特別な専用装置を用いることなく、安価な金属材料の組合わせでタービンブレード用素材の形状検査用治を作製可能である。
【符号の説明】
【００１２】
１  形状検査用治具
２  位置決め部
３  検査部
４  連結部材
１１  タービンブレード用素材
１２  根部
１３  翼部
【図１】
0006452033.tif 000002
【図２】
0006452033.tif 000003