(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の形状の中空部品（１９）を酸洗いする方法であって、該方法が、前記中空部品を中空部品の回転軸（ｘ’ｘ）周りに水平方向に回転することと、酸洗い組成が前記中空部品の内部に入り込むように、前記中空部品を酸洗い組成で満たされた容器（５９）内に部分的に浸漬することと、酸洗いの間前記中空部品を回転させることと、酸洗い組成を前記中空部品の内部から連続的にポンピングし（５０）、その間、前記中空部品に対する酸洗い物質のレベルをほぼ一定に維持することとを含み、
酸洗い組成が、前記中空部品の外部の前記容器に再導入されることにより、前記容器に再循環され、
前記方法は、一体に溶接されたディスクで形成され、かつ前記回転軸周りに同軸の複数の隣接する環状空洞（２３）を含むロータホイールを酸洗いするために実行されるものであり、ポンピングが、複数の環状空洞内から酸洗い組成を排出することにより実行され、その間、複数の環状空洞のそれぞれの容積にほぼ比例するように流量が相互に調整され、
酸洗い組成が、前記複数の環状空洞のそれぞれの空洞内に浸漬される複数の吸入ダクト（５５）を通してポンプ吸引され、吸入ダクトの流量が、異なる開口サイズの流量制限体（６５）により調節されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記中空部品が、ほぼ中空部品の回転軸（ｘ’ｘ）まで浸漬されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸洗いの終了時に、前記中空部品が、酸洗い組成の浴から取り出され、その間、前記中空部品の内部からのポンプ吸引を続行することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
中空部品が、酸洗い組成の浴から取り出された後、中和組成の浴中に浸漬されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
回転体の形状の部品を酸洗いする装置であって、該装置が、前記部品を保持しかつ前記部品を回転駆動する手段（１７）が取り付けられた支持体（１３）を備え、前記手段が、部品を部品の回転軸（ｘ’ｘ）周りに水平方向に保持しかつ回転するように構成され、前記装置がさらに、酸洗い組成の容器（５９）と、前記部品を前記容器中に下降させかつ前記酸洗い組成中に部品を部分的に浸漬する手段と、前記部品の内部から酸洗い組成を連続的に吸引するポンプ手段（５０、５４、５５）と、前記部品に対する酸洗い組成のレベルをほぼ一定に維持する手段とを備えており、
ポンプ手段の吐出口が、酸洗い組成を前記部品の外部の容器に再循環するように構成されており、
前記装置は、一体に溶接されたディスクで形成されかつ回転軸周りに複数の環状空洞（２３）を含むロータホイールを酸洗いするためのものであり、ポンプ手段が、複数の環状空洞のそれぞれ１つの中に浸漬される複数の前記吸入ダクト（５５）を含むことを特徴とする、装置。
【請求項６】
レベルセンサ（６０）と、前記部品が部分的に所定の深さまで、例えばほぼ部品の回転軸の高さまで浸漬されるように、前記支持体（１３）の位置を調節する手段とを含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ポンプ手段の各吸入ダクト（５５）の端部が、最も深く浸漬される部分において前記部品の内側壁に隣接して位置することを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記吸入ダクトが、ポンプに接続されたコレクタ（５４）と連通するフレキシブルホースであることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
吸入ダクトの少なくともいくつかには、校正された流量制限体（６５）が設けられ、各制限体の断面が、対応する吸入ダクトを浸漬している環状空洞の容積に応じて決定されていることを特徴とする、請求項５から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
中和組成の容器（６２）と、酸洗い組成の容器から中和組成の容器に部品を移動する手段（６１）とを含むことを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記酸洗い組成が、フッ化水素酸と硝酸の混合物であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記中和組成が、水であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の形状の中空部品、詳細には、例えば一体に溶接されたディスクにより分離された環状空洞を有するタービンホイールなどの、大きい寸法の中空部品を酸洗い（ｐｉｃｋｌｉｎｇ）する方法に関する。本発明の好ましい利用分野は、チタン合金製で作られるときのそのような部品に熱処理の間に形成される、酸素を多量に含む汚染された層、一般に「アルファ型」層と呼ばれる層を、化学的に溶解することにある。
【背景技術】
【０００２】
前述の種類のチタン合金製タービンホイールは、複数の隣接する環状空洞が、ホイールを構成する一体に溶接されたディスク間に画定されると仮定すると、内部にアクセスするのが難しいと一般に言われている。部品を前処理するのに必要な熱処理は、汚染された層をその部品の表面（内側および外側）に生成する結果となり、この層は、数十マイクロメートル厚さであり、酸素を多く含み、かつ「アルファ型層」として知られる。従来、部品の内部を酸洗いするのは危険が伴うと考えられていたため、現在は、部品の外部だけが酸洗いされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
不利な点は、この汚染された層の存在は、部品の寿命を著しく短くする亀裂の形成の原因になることである。
【０００４】
本発明は、汚染された層を内部および外部で同時に溶解でき、化学溶解が均一になされることを保証する酸洗い方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
さらに詳細には、本発明は、回転体の形状の中空部品を酸洗いする方法を提供し、この方法は、前記部品を水平方向の回転軸周りに回転することと、酸洗い組成が前記部品の内部に入り込むように、酸洗い組成で満たされた容器内に前記部品を部分的に浸漬することと、酸洗いの間に前記部品を回転させることと、前記部品の内部から酸洗い組成を連続的にポンピングし、その間、前記部品に対して酸洗い物質のレベルをほぼ一定に維持することとを含むことを特徴とする。
【０００６】
部品を部分的に浸漬すると同時にこの部品を回転させることは、部品の全表面にわたり、内側面ならびに外側面の酸洗いの深さを均一にするのに役立つ。詳細には、この技術は、酸洗い組成の浴中に部品を単に全体に浸漬するのが好ましく、この技術は、部品の内部に閉じ込められたままの空気の泡があるため実際には不可能である。
【０００７】
例えば、部品は、ほぼ部品の回転軸まで浸漬できる。
【０００８】
このようにしてポンプで吸引される組成は、有利には、部品の外部の容器内に再び入れられる。空洞が異なる容積を有すると仮定すると、ポンピングは、複数の空洞内から酸洗い組成を同時に吸引することにより実行できるが、一方で、複数の各空洞の容積にほぼ比例するように、ポンピングレートを相互に調節する。
【０００９】
このようにして、空洞内部の酸洗い組成は定期的に入れ替えされ、すべての空洞内の組成は、常時同程度の有効性（言い換えると、同程度の消耗）を維持する。例えば、複数のポンピングダクトを設けることができ、各ポンピングダクトが、それぞれの空洞内に浸漬され、流量は、異なる開口サイズによる流量制限体により調整される。
【００１０】
酸洗いが終了すると、部品は、部品の内部からのポンプでの排出を続行しながら、酸洗い組成の浴から取り出される。好ましくは、部品が取り出される間、回転を続行する。部品は、３０秒程度の比較的短時間で取り出される。この後、部品は、中和組成の浴に移され、その中に浸漬される。好ましくは、このすすぎ段階の間、回転を続行する。中和組成は、例えば水で構成されていてもよい。汚染された層は、例えば硝酸およびフッ化水素酸の混合物から構成される酸洗い組成を使用することにより除去される。
【００１１】
本発明は、さらに、回転体の形状の部品を酸洗いする装置を提供する。この装置は、前記部品を保持しかつ回転駆動する手段が取り付けられた支持体を備え、前記手段は、部品を回転軸周りに水平方向に保持しかつ回転するように構成されており、装置はさらに、酸洗い組成の容器と、前記部品を前記容器中に下降させかつ前記酸洗い組成中に部品を部分的に浸漬する手段と、前記部品の内部から酸洗い組成を連続的に吸引するポンプ手段と、前記部品に対する酸洗い組成のレベルをほぼ一定に維持する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
ポンプ手段の吐出口は、ポンプで吸引された組成を部品の外部の容器に再び入れるように構成される。
【００１３】
部品が、一体に溶接されたディスクで形成されるロータホイールである場合、ポンプ手段は、前記複数の空洞のそれぞれ１つの中に浸漬される複数の吸入ダクトを備えることができる。
【００１４】
吸入システムを所定の位置に容易に置くために、吸入ダクトは、単一ポンプに接続されたコレクタマニホールドと連通するフレキシブルダクトである。これらの吸入ダクトは、校正された流量制限体を備えることができる。このような状況においては、各制限体の断面は、対応する吸入ダクトを浸漬する空洞の容積に応じて構成される。
【００１５】
装置は、さらに、中和組成の容器と、部品を酸洗い組成の容器から中和組成の容器に移送する手段とを含む。
【００１６】
純粋に例として説明し、添付図面を参照する、本発明の原理による酸洗い装置の以下の説明によって、本発明はさらに良く理解され、本発明の他の利点はさらに明瞭になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
装置１１は、酸洗いされる回転体の形状の中空部品１９を保持しかつ回転するための、保持および回転駆動手段１７が取り付けられた支持体１３を備える。この部品は、ターボジェットタービンのホイールまたは中心部分を構成することが分かる。部品は、複数のディスク２１で形成される複雑な形状の部品であり、複数のディスク２１は、一体に溶接されかつ共通軸上に内部空洞２３を画定し、内部空洞２３は、相互に軸方向に隣接してアクセスが難しい。チタン合金製の部品が受ける熱処理は、その表面上に汚染された層を生成する結果を生じ、この層は、一般に「アルファ型層」と呼ばれ、除去することが望ましい。部品の内表面を酸洗いすることは、現在まで、不可能と考えられてきた。
【００１８】
支持体１３は、部品１９を保持し回転するのに必要なすべての手段（モータおよび電気機械構成部品）を、上部であるプラットフォーム２７に担持する一種のガントリ２５を備える。さらに詳細には、電気モータ２９は、プラットフォーム２７の下に延びるデセンダ（ｄｅｓｃｅｎｄｅｒ）３２により支えられる水平軸の支持体３１を回転させる。支持体３１は、一組の歯車３３を介して駆動される。この支持体は、部品の一端３６に嵌る形状および寸法にされる。前記支持体３１は、部品の内部の液体の流れ、詳細には酸洗い組成または中和組成の流れ、あるいはすすぎ組成の流れを妨害しないように、多数の貫通穴を有する。モータ駆動されない回転要素３８は、部品の他端３９に嵌る３つのアーム３８を担持する。回転要素は、プラットフォーム２７の下に取り付けられた垂直デセンダ４１により支えられる。このアセンブリは、軸方向に移動して、部品を所定の位置に置くことができる。前記支持体３１および前記回転要素３７は、同一の水平軸を共有する。所定の位置になると、部品は、支持体３１と回転要素３７との間に保持され、２つの円形端部３６および３９により中心合わせされる。このように、部品は、水平位置に置かれている自体の回転軸周りに回転できる。酸洗いを実施する前に、部品は、エレベータトロリー４６（図２および図３）上に載せられてガントリ２５の下方に移動し、支持体３１とアーム３８との間の所定位置に置かれる。次に、部品は、モータ２９からの駆動により回転するように設定できる。
【００１９】
プラットフォーム２７は、さらにポンプ５０を有し、このポンプの入口５１は、ダクトに接続される。このダクトの端部５３は、部品の内部に軸方向に設置するのに適するように、図示されるように、軸方向（軸ｘ’ｘ上）に配置され、かつ剛体で分離可能なコレクタ５４に接続される。フレキシブル吸入ダクト５５は、コレクタ５４に接続される。図１に示す通り、コレクタ５４および部品１９が支持体１３上の所定の位置にあるとき、各ダクト５５は、空洞２３のそれぞれ１つ内に浸漬される。ダクトの長さは、ダクトに対応する空洞に左右され、ダクトの底部端は、部品の最も深く浸漬される部分の底面壁に隣接する位置（すなわち、前記対応する空洞の底面）にある。したがって、ポンプ手段（５０、５４、５５）は、前記部品が、酸洗い組成の容器５９中に部分的に浸漬されている間（図５）、部品の内部および各空洞の底部から酸洗い組成を連続的に吸引するように構成される。酸洗いされる部品が、他の種類の部品、詳細には複数の空洞を備えない部品である場合、その部品の内部からの吸引を行なうシステムは簡単化されることができ、例えば最も深い位置に浸漬する単一フレキシブルダクトを備えることもできる。さらに、レベル検出器６０が、ガントリに配置され、装置が、支持体１３の位置（高さ）を調節する手段を含むことにより、前記部品は、部分的に特定の所定の深さまで、例えば、図に示すように部品の回転軸ｘ’ｘまで浸漬される。図示した例においては、これは、支持体全体１３、すなわち容器中に浸漬されるガントリ２５自体である。これを実施するために、支持体は、ホイスト手段６１例えばその場所に設置された移動クレーン等の形成部分により、担持されかつ移動される。前記ホイスト手段により、支持体１３すなわち部品１９の位置を容器内で調整できる。前記手段は、レベル検出器６０により制御され、この検出器６０は、部品がほぼ軸ｘ’ｘまで浸漬されているときに、酸洗い組成の浴の表面を検出するのに適切な位置で支持体に固定される。ホイスト手段は、検出されるレベルにサーボ制御されることができ、レベル検出器６０を酸洗い組成の浴の表面に維持する。
【００２０】
好ましくは、装置は、前記部品に対する酸洗い組成のレベルをほぼ一定に維持する手段を含む。ポンプ手段は、部品の底部から酸洗い組成を吸引するため、ポンプ５０は、酸洗い組成を連続的に部品１９の外部の容器に再循環させるように構成される。ポンプの吐出口５２に接続されたダクト５６は、容器中に浸漬される。実際にこの再循環は、支持体１３が、レベル検出器６０により決定される深さまで容器中に浸漬されると、容器内の酸洗い組成のレベルを一定に維持する役割を果たす。酸洗い組成は、空洞２３の底部からポンプで連続的に吸引された後、部品の外部の容器に再循環されるため、酸洗い組成の活性度は、容器内のすべての点で均一に維持される。酸洗い組成（連続的に排出されていると仮定して）の活性度を考慮して、必要な処理時間を決定するには、部品と同一熱処理を受けたテストピースを酸洗いすることにより開始し、その後、前記部品を酸洗いするのに必要な時間をそれから推定することで十分である。
【００２１】
さらに、吸入ダクト５５の少なくともいくつかには、校正された流量制限体６５が設けられ（コレクタ５４の上流側）、各制限体の断面は、対応する吸入ダクトを浸漬している空洞の容積に応じて決定されている。これは、特に、前記部品が、空にされ続けながら容器から取り出される時間の間の酸洗いの終了時点で、部品自体内での酸洗い組成のレベルを一定に維持する役割を果たす。
【００２２】
処理の間、ポンピングは、各空洞間で平衡が保たれ、これにより、空洞内の酸洗いをより均一にする役割を果たす。
【００２３】
装置は、さらに、容器５９の近くに配置される中和組成の容器６２と、容器５９から容器６２へ部品１９（この場合、部品およびガントリ２５を備えるアセンブリ）を移動する手段とを含む。これら手段は、前述のホイスト手段６１により構成される。
【００２４】
部品がチタン合金製である前述の例において、酸洗い組成は、硝酸およびフッ化水素酸の混合物である。中和組成は水である。
【００２５】
この方法の実施は、前述の説明から明らかになる。部品は、最初に、図２および図３に示す通り、支持体１３上の所定の位置に置かれる。コレクタ５４も、各フレキシブルダクト５５が空洞内に浸漬するように、所定の位置に置かれる。次に、コレクタはポンプ５０に接続される。この状態は、図１に示される通りである。支持体１３は、ホイスト手段６１により保持され、図４に示すように、容器５９上を移動される。支持体１３は、レベル検出器６０が、容器５９中の酸洗い組成の表面に接触するまで下降される。検出器が起動すると、支持体１３は降下を停止する。降下している間、部品はすでに回転するように駆動される。酸洗いは、図５に示すように外部および内部の両方になされ、空洞内からポンプで吸引された酸洗い組成は、連続して再循環されている。前述の通り、各空洞から取り出される酸洗い組成の流量は、空洞のそれぞれの容積にほぼ比例するように相互に調節される。流量のこの調節は、異なる開口サイズを有する流量制限体６５によりなされる。酸洗いが終了すると、部品は、支持体１３を再度持ち上げて浴から取り出されるが、この間部品の内部からポンプでの排出を続行し、これにより部品の内部に残る酸洗い組成のレベルは、ポンピングにより連続的に減少し、すべての空洞内でほぼ同一レベルに維持される。部品が、完全に取り出され、酸洗い組成が空になると（図６）、部品は、中和組成の容器６２まで移動され、その中に再度浸漬される。有利には、部品は、すすぎ段階全体を通して連続的に回転され、前記段階の間、同様に連続的に再循環される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による装置を示す概略正面図であり、一部は断面を示す図である。
【図２】図１と類似の図であり、どのように部品を酸洗い装置の所定の位置に置くかをより詳細に示す図である。
【図３】図２の矢印ＩＩＩから見た図である。
【図４】酸洗いプロセスにおける様々な動作を示す、縮小図である。
【図５】酸洗いプロセスにおける様々な動作を示す、縮小図である。
【図６】酸洗いプロセスにおける様々な動作を示す、縮小図である。
【図７】酸洗いプロセスにおける様々な動作を示す、縮小図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１  装置
１３、３１  支持体
１７  回転駆動手段
１９  中空部品
２１  ディスク
２３  空洞
２５  ガントリ
２７  プラットフォーム
２９  モータ
３２  デセンダ
３３  歯車
３６、３９  円形端部
３７  回転要素
３８  アーム
４１  垂直デセンダ
４６  エレベータトロリー
５０、５４、５５  ポンプ手段
５１  ポンプの入口
５２  ポンプの吐出口
５３  ダクトの端部
５６  ダクト
５９、６２  容器
６０  レベル検出器
６１  ホイスト手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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