(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に複数の冷却空気噴出孔を有するインサートが挿入された中空穴が設けられ上記冷却空気噴出孔より噴出する冷却空気によりその内面が冷却されるガスタービン静翼において、シールブロックの溝にシール板を嵌合させた後、上記インサートを上記中空穴に挿入して同インサートの側面に仮付け後ろう付けされた同シール板、および上記中空穴の壁面に加工されたシールブロック座上に仮付け後ろう付けされ、ろう付け後に溝加工された上記溝を有する上記シールブロックを備え、上記シール板を上記溝に嵌合させてなることを特徴とするガスタービン静翼インサート挿入構造。
【請求項２】
ガスタービン静翼の中空穴の壁面にシールブロック座を加工し、同シールブロック座にシールブロックを仮付け後ろう付けし、しかる後に同シールブロックにシール板が嵌合される溝を形成した後、同シール板を同溝に挿入するとともに上記インサートを上記中空穴に挿入した状態で上記シール板を上記インサートに仮付けし、仮付け終了後、同インサートを同中空穴から引き抜いた後同シール板を同インサートにろう付けすることで同インサートの側面に同シール板を取付け、その後、上記シール板を上記シールブロックの溝に嵌合させながら上記インサートを上記中空穴に挿入することを特徴とするガスタービン静翼インサート挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン静翼インサート挿入構造及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のガスタービンの静翼は、図４に示すように、前部中空穴２、中間部中空穴３、後部中空穴４が設けられ、それぞれの中空穴２，３，４には中空の前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７が挿入される。これらのインサート５，６，７は、直径が０．１〜０．５mmの冷却空気噴出孔８が多数設けられた薄板で製作されている。
【０００３】
上記ガスタービンの駆動中は、インサート５，６，７の中空部に冷却空気が供給され、この冷却空気はそれぞれのインサート５，６，７に設けられた冷却空気噴出孔８を通過して中空穴２，３，４の壁面に当たり、ガスタービン静翼１を冷却する。
【０００４】
この場合、インサート５，６，７の冷却空気噴出孔８がオリフィスとなって冷却空気の流量を絞るため、冷却空気によるガスタービン静翼１の冷却が効果的に行われる。
【０００５】
従来のガスタービン静翼においては、インサート５，６，７を保持するとともに冷却空気を通すため、図５に示すように中空穴２，３，４の壁面にそれぞれ３個以上の突起部２０が設けられ、インサート５，６，７はこの突起部２０とのはめ合い構造となっていた。
【０００６】
なお、これらの突起部２０は、インサート５，６，７がこれらにより確実に保持されるように、インサート５，６，７の外形寸法に応じて機械仕上げされていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガスタービン静翼においては、前記のように中空穴の壁面に突起部が設けられ、インサートはこの突起部とのはめ合い構造となっていた。
【０００８】
従来のガスタービンは、燃焼ガスの温度が１５００℃以下であったが、近年、ガスタービンの効率向上のため、１５００℃級のものの開発が進められている。この１５００℃級のガスタービンについては、インサートは厚さ０．５mmのハステロイ板を用いて製作する必要がある。
【０００９】
そのため、ガスタービン静翼を従来のものと同様の構造とした場合、突起部の加工が困難になるとともに、インサートの位置決めが難しくなり、部分的にタービン静翼の冷却が十分に行われない部分が生じ、１５００℃の高温ガスに耐えられなくなるおそれがあった。
本発明は上記の課題を解決しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のガスタービン静翼インサート挿入構造は、側面に複数の冷却空気噴出孔を有するインサートが挿入された中空穴が設けられ上記冷却空気噴出孔より噴出する冷却空気によりその内面が冷却されるガスタービン静翼において、シールブロックの溝にシール板を嵌合させた後、上記インサートを上記中空穴に挿入して同インサートの側面に仮付け後ろう付けされたシール板、および上記中空穴の壁面に加工されたシールブロック座上に仮付け後ろう付けされ、ろう付け後に溝加工された上記溝を有する上記シールブロックを備え、上記シール板を上記溝に嵌合させてなることを特徴としている。
【００１１】
上記において、インサートの側面には別部材であるシール板をシールブロックの溝に嵌合させた後、インサートを中空穴に挿入して仮付け後ろう付けするものとしたので、インサートと同程度の薄肉のシール板を用いることができ、一方、ガスタービン静翼の中空穴には別部材であるシールブロックを、中空穴壁面に加工されたシールブロック座上に仮付け後ろう付けするものとしたので、ガスタービン静翼と同様に厚肉のシールブロックを用いることができ、それぞれスポット溶接による仮付け時、及びろう付けによる本付け時に歪を生じることがなく、それぞれ高精度の取付けが可能となる。また、シールブロックの溝は高精度に加工されたものにできる。
【００１２】
そのため、ガスタービン静翼の確実な冷却を可能とする中空穴でのインサートの的確な位置決めが可能となり、中空穴へのインサートの挿入が容易にできるようになり、ガスタービン静翼は１５００℃の高温に耐え得るものとなって、１５００℃級のガスタービンの実現が可能となる。
【００１３】
（２）本発明のガスタービン静翼インサート挿入方法は、ガスタービン静翼の中空穴の壁面にシールブロック座を加工し、同シールブロック座にシールブロックを仮付け後ろう付けし、しかる後に同シールブロックにシール板が嵌合される溝を形成した後、同シール板を同溝に挿入するとともに上記インサートを上記中空穴に挿入した状態で上記シール板を上記インサートに仮付けし、仮付け終了後、同インサートを同中空穴から引き抜いた後同シール板を同インサートにろう付けすることで同インサートの側面に同シール板を取付け、その後、上記シール板を上記シールブロックの溝に嵌合させながら上記インサートを上記中空穴に挿入することを特徴としている。
【００１４】
上記において、ガスタービン静翼の中空穴とは別部材のシールブロックが、中空穴の壁面に加工されたシールブロック座に仮付け後ろう付けされ、しかる後に溝加工が施されるため、中空穴壁面へのシールブロックの高精度な取付けとともに、高精度な溝加工が容易に可能となる。
また、その後、シール板をシールブロックの溝に挿入するとともにインサートを中空穴に挿入した状態でシール板をインサートに仮付けし、仮付け終了後、同インサートを同中空穴から引き抜いた後シール板はインサートにろう付けされてインサートの側面に取付けられるので、インサートとは別部材であるシール板が容易に高精度でインサートに取付けられる。
【００１５】
そのため、上記発明（１）と同様、ガスタービン静翼の確実な冷却を可能とする中空穴でのインサートの的確な位置決めが可能となり、中空穴へのインサートの挿入が容易に可能となり、１５００℃級のガスタービンの実現が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態に係るガスタービン静翼インサート挿入構造について、図１及び図２により説明する。
【００１７】
なお、本実施形態は、前部中空穴２、中間部中空穴３、後部中空穴４が設けられ、それぞれの中空穴２，３，４に板厚が０．５mmで中空の前部インサート５、中間部インサート６、後部インサート７が挿入される１５００℃級のガスタービン静翼１に適用されたものである。
【００１８】
図１及び図２に示す本実施形態に係るガスタービン静翼インサート挿入構造は、前部インサート５の側面にそれぞれ設けられたシール板９ａ，９ｂ、中間部インサート６の側面にそれぞれ設けられたシール板９ｃ，９ｄ、後部インサート７の側面にそれぞれ設けられたシール板９ｅ，９ｆ、前部中空穴２の壁面に設けられ上記シール板９ａ，９ｂがそれぞれ挿入された突起部１０ａとシールブロック１０ｂ、中間部中空穴３の壁面に設けられ上記シール板９ｃ，９ｄがそれぞれ挿入されたシールブロック１０ｃ，１０ｄ、後部中空穴４の壁面に設けられ上記シール板９ｅ，９ｆがそれぞれ挿入されたシールブロック１０ｅと壁面部１０ｆを備えている。
【００１９】
なお、上記突起部１０ａ、シールブロック１０ｂ〜１０ｅ、壁面部１０ｆにはそれぞれ溝１１ａ〜１１ｆが設けられ、上記シール板９ａ〜９ｆはそれぞれ溝１１ａ〜１１ｆに挿入されている。また、シール板９ａ〜９ｆの板厚は０．２５mmであり、溝１１ａ，１１ｃ，１１ｆの溝幅は０．４mm、溝１１ｂ，１１ｄ，１１ｅの溝幅は０．６mmである。
【００２０】
次に、本実施形態に係るガスタービン静翼インサート挿入構造の形成のためのインサート挿入方法について、図３により説明する。ガスタービン静翼１の鋳物が入荷すると、まず、シールブロック１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを取付ける部位についてシールブロック座の加工を行う。
【００２１】
次に、このシールブロック座にシールブロック１０ｂ〜１０ｅをスポット溶接により仮付けした後、ろう付けにより本付けする。本付けされたシールブロック１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅは、突起部１０ａと壁面部１０ｆとともにワイヤカットにより溝加工が施され、溝１１ａ〜１１ｆが形成される。
【００２２】
次に、上記溝１１ａ〜１１ｆにシール板９ａ〜９ｆを嵌合させた後、それぞれのインサート５，６，７をそれぞれの中空穴２，３，４に挿入し、それぞれのインサート５，６，７にそれぞれのシール板９ａ〜９ｆをスポット溶接により仮付けする。この仮付けの終了後は、それぞれのインサート５，６，７をそれぞれの中空穴２，３，４から引き抜き、ろう付けによるシール板９ａ〜９ｆの本付けを行う。
【００２３】
それぞれのインサート５，６，７へのシール板９ａ〜９ｆのろう付けによる本付けの終了後は、シール板９ａ〜９ｆをそれぞれ溝１１ａ〜１１ｆへ嵌合させながら、再びそれぞれのインサート５，６，７をそれぞれの中空穴２，３，４へ挿入し、作業を完了する。
【００２４】
上記において、ガスタービン静翼１とシールブロック１０ｂ〜１１ｅはいずれも厚肉のため、シールブロック１０ｂ〜１０ｅをガスタービン静翼１へスポット溶接により仮付けする場合、また、突起部１０ａ、シールブロック１０ｂ〜１０ｅ、壁面部１０ｆへワイヤカットにより溝加工を施す場合に歪を生じることがなく、高精度の溝１１ａ〜１１ｆを形成することができた。
【００２５】
また、シール板９ａ〜９ｆは肉厚が０．２５mm、インサート５，６，７は０．５mmで同程度のため、また、シール板９ａ〜９ｆは溝１１ａ〜１１ｆに嵌合させてスポット溶接を行うため、インサート５，６，７にスポット溶接により仮付けされたシール板９ａ〜９ｆの精度を確保することができた。
【００２６】
更に、溝１１ａ，１１ｃ，１１ｆの溝幅は０．４mm、溝１１ｂ，１１ｄ，１１ｅの溝幅は０．６mmとし、インサート５，６，７に対してそれぞれ２枚のシール板を取付け、それぞれのインサート５，６，７の一方のシール板が挿入される溝の溝幅を０．４mmとし、他方のシール板が挿入される溝の溝幅を０．６mmとしたため、それぞれのインサート５，６，７をそれぞれの中空穴２，３，４に容易に挿入することができるようになるとともに、それぞれの溝１１ａ〜１１ｆにおける冷却空気の漏れを一定の範囲内とすることができた。
【００２７】
本実施形態においては、上記のようにシールブロックとシール板を用いるものとしたため、ガスタービン静翼の中空穴内でのインサートの的確な位置決めが可能となり、ガスタービン静翼の確実な内部冷却ができるようになったため、ガスタービン静翼が１５００℃の高温にも耐え得るものとなり、１５００℃級のガスタービンの実現が可能となった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のガスタービン静翼インサート挿入構造においては、インサートの側面には別部材であるシール板をシールブロックの溝に嵌合させた後、インサートを中空穴に挿入して仮付け後ろう付けするものとしたので、インサートと同程度の薄肉のシール板を用いることができ、一方、ガスタービン静翼の中空穴には別部材であるシールブロックを、中空穴壁面に加工されたシールブロック座上に仮付け後ろう付けするものとしたので、ガスタービン静翼と同様に厚肉のシールブロックを用いることができ、それぞれスポット溶接による仮付け時、及びろう付けによる本付け時に歪を生じることがなく、それぞれ高精度の取付けが可能となる。また、シールブロックの溝は高精度に加工されたものにできる。
そのため、ガスタービン静翼の確実な冷却を可能とする中空穴でのインサートの的確な位置決め可能となり、中空穴へのインサートの挿入が容易にできるようになり、ガスタービン静翼は１５００℃の高温に耐え得るものとなって、１５００℃級のガスタービンの実現の可能性が更に向上する。
【００２９】
また、本発明のガスタービン静翼インサート挿入方法においては、ガスタービン静翼の中空穴とは別部材のシールブロックが、中空穴の壁面に加工されたシールブロック座に仮付け後ろう付けされ、しかる後に溝加工が施されるため、中空穴壁面へのシールブロックの高精度な取付けとともに、高精度な溝加工が容易に可能となる。
また、その後、シール板をシールブロックの溝に挿入するとともにインサートを中空穴に挿入した状態でシール板をインサートに仮付けし、仮付け終了後、同インサートを同中空穴から引き抜いた後シール板はインサートにろう付けされてインサートの側面に取付けられるので、インサートとは別部材であるシール板が容易に高精度でインサートに取付けられる。
そのため、上記ガスタービン静翼インサート挿入構造の発明と同様、ガスタービン静翼の確実な冷却を可能とする中空穴でのインサートの的確な位置決めが可能となり、中空穴へのインサートの挿入が容易に可能となり、１５００℃のガスタービンの実現の可能性が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン静翼の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は突起部とシール板の嵌合部、（ｃ）はシールブロックとシール板の嵌合部（溝幅０．４mm）、（ｄ）はシールブロックとシール板の嵌合部（溝幅０．６mm）、（ｅ）は壁面部とシール板の嵌合部の説明図である。
【図２】上記一実施形態に係るシールブロックとシール板の取付け状態の説明図で、（ａ）はシール板、（ｂ）はシールブロックの説明図である。
【図３】上記一実施形態に係るインサート挿入方法の説明図である。
【図４】一般のガスタービン静翼の外観図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は中空穴に挿入されるインサートの説明図である。
【図５】従来のガスタービン静翼の平面図である。
【符号の説明】
１                ガスタービン静翼
２，３，４        中空穴
５，６，７        インサート
８                冷却空気噴出孔
９ａ〜９ｆ        シール板
１０ａ            突起部
１０ｂ〜１０ｅ    シールブロック
１０ｆ            壁面部
１１ａ〜１１ｆ    溝
【図１】
0003897402.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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