(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体部が、タービン動翼の基部を固定するための固定台と、前記固定台に設けられていて前記動翼の翼部の長手方向に可動体を駆動するリニア可動機構とを備え、前記可動体が前記翼部の凹面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ、前記翼部の凹面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凹面検査用可動体と、前記翼部の凸面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ前記翼部の凸面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凸面検査用可動体とから構成され、前記リニア可動機構には可動部が設けられ、前記凹面検査用可動体と前記凸面検査用可動体とには前記可動部に連結される同一構造の連結部が形成され、前記凹面検査用可動体と前記凸面検査用可動体とが前記装置本体部に対し交換可能に設けられることを特徴とするタービン動翼翼面自動検査装置。
【請求項２】
装置本体部が動翼の基部を固定するための固定台と、前記固定台に設けられて前記動翼の翼部の長手方向に可動体を駆動するリニア可動機構と、前記翼部の長手方向に延びる案内棒とを備え、前記可動体が前記翼部の凹面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ前記翼部の凹面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凹面検査用可動体と、前記翼部の凸面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ前記翼部の凸面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凸面検査用可動体とから構成され、前記リニア可動機構には可動部が設けられ、前記凹面検査用可動体と前記凸面検査用可動体とには前記可動部に連結される同一構造の連結部が形成され、前記案内棒にはその長手方向に往復可能に摺動される可動ブッシュが設けられ、前記凹面検査用可動体には前記可動ブッシュに係合される係合片が形成され、前記凹面検査用可動体は前記連結部を前記可動部に固定しかつ前記係合片を前記可動ブッシュに係合させることにより前記装置本体部に移動可能に設けられ、前記凸面検査用可動体は前記連結部を前記可動部に固定しかつ前記円弧状スチールベルトの内側に前記翼部を挿通することにより前記装置本体部に移動可能に設けられていることを特徴とするタービン動翼翼面自動検査装置。
【請求項３】
前記凹面検査用可動体には、前記円弧状スチールベルトを前記凹面に所定圧力で押圧接触させる接触圧力調節用張力機構が設けられ、前記凸面検査用可動体には、前記円弧状スチールベルトを前記凸面に所定圧力で押圧接触させる接触圧力調節用張力機構が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のタービン動翼翼面自動検査装置。
【請求項４】
前記装置本体部に前記翼部の先端部を基部側に向かって押さえるための押え部材が設けられ、該押え部材が前記翼部の先端部の断面形状を延長する断面形状に形成されて、前記円弧状スチールベルトが摺動するダミーブレードとされている、請求項２に記載のタービン動翼翼面自動検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン動翼の凹面と凸面とを自動的に検査することのできるタービン動翼翼面自動検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電用のタービン動翼は、高温で使用されるため、従来から、その翼部の凹面、凸面を定期的に検査することが行われている。
【０００３】
図１はそのタービン動翼１の外観図を概略示している。このタービン動翼１は基部２と翼部３とからなり、翼部３はその断面肉厚が基部２の側から先端部４の側に向かって連続的に薄くなっていると共にその断面形状が変化している。その基部２から翼部３にかけて冷却孔４ａが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この翼部３の凹面３ａと凸面３ｂの健全性を確認するため、凹面３ａ、凸面３ｂを検査面として目視検査を行っている。
【０００５】
その理由は、タービン動翼１は、翼部３の断面肉厚が基部２の側から先端部４の側に向かうに伴って薄くなっていると共に、断面形状が変化するという複雑形状を呈しているため、その翼部３の凹面３ａ、凸面３ｂの全面に渡って目視以外の検査を自動的に行うのが難しいからである。また、凹面３ａと凸面３ｂとでは、その形状が異なり、自動検査装置を凹面検査用と凸面検査用とで別々に工夫する必要があるため、自動検査を行うことが一層難しくなっているからである。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、タービン動翼の翼部の凹面と凸面とを自動的に検査することのできるタービン動翼翼面自動検査装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のタービン動翼翼面自動検査装置は、装置本体部がタービン動翼の基部を固定するための固定台と、前記固定台に設けられて前記動翼の翼部の長手方向に可動体を駆動するリニア可動機構とを備え、前記可動体が前記翼部の凹面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ前記翼部の凹面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凹面検査用可動体と、前記翼部の凸面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ前記翼部の凸面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凸面検査用可動体とから構成され、前記リニア可動機構には可動部が設けられ、前記凹面検査用可動体と前記凸面検査用可動体とには前記可動部に連結される同一構造の連結部が形成され、前記凹面検査用可動体と前記凸面検査用可動体とが前記装置本体部に交換可能にかつ移動可能に設けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載のタービン動翼翼面自動検査装置は、装置本体部が動翼の基部を固定するための固定台と、前記固定台に設けられて前記動翼の翼部の長手方向に可動体を駆動するリニア可動機構と、前記翼部の長手方向に延びる案内棒とを備え、前記可動体が前記翼部の凹面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ前記翼部の凹面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凹面検査用可動体と、前記翼部の凸面を検査するためのＥＣＴセンサを担持し、かつ前記翼部の凸面に押圧接触されつつ該翼部の幅方向に摺動される円弧状スチールベルトが設けられた凸面検査用可動体とから構成され、前記リニア可動機構には可動部が設けられ、前記凹面検査用可動体と前記凸面検査用可動体とには前記可動部に連結される同一構造の連結部が形成され、前記案内棒にはその長手方向に往復可能に摺動される可動ブッシュが設けられ、前記凹面検査用可動体には前記可動ブッシュに係合される係合片が形成され、前記凹面検査用可動体は前記連結部を前記可動部に固定しかつ前記係合片を前記可動ブッシュに係合させることにより前記装置本体部に移動可能に設けられ、前記凸面検査用可動体は前記連結部を前記可動部に固定しかつ前記円弧状スチールベルトの内側に前記翼部を挿通することにより前記装置本体部に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のタービン動翼翼面自動検査装置は、前記凹面検査用可動体には前記円弧状スチールベルトを前記凹面に所定圧力で押圧接触させる接触圧力調節用張力機構が設けられ、前記凸面検査用可動体には前記円弧状スチールベルトを前記凸面に所定圧力で押圧接触させる接触圧力調節用張力機構が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載のタービン動翼翼面自動検査装置は、前記装置本体部に前記翼先端部を基部側に向かって押さえるための押え部材が設けられ、該押え部材が前記翼先端部の断面形状を延長する断面形状に形成されて、前記円弧状スチールベルトが摺動するダミーブレードとされている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は装置本体部の平面図を示している。装置本体部１０はタービン動翼１の基部２を固定するための固定台１２を有する。基部２は装置本体部１０の押えノブ１１により装置本体部１０に固定される。この固定台１２には取り付け基板１３が設けられ、取り付け基板１３の一端部にはブラケット１４を介してリニア可動機構１５が取り付けられている。取り付け基板１３の他端部にはリニア可動機構１５の可動方向に延びる案内棒１６が取り付けられている。
【００１２】
リニア可動機構１５と案内棒１６とにはその先端に支持基板１７が掛け渡されて設けられている。その支持基板１７には翼部３の先端部４をクランプするためのクランプ機構１８が設けられている。このクランプ機構１８は押え部材１９と押えロッド２０と押えノブ２１とクランプレバー２２と位置決めピン２３とから構成されている。
【００１３】
押え部材１９は翼部３の先端部４を基部２の側に向かって押圧する役割を果たし、押え部材１９は翼部３の先端部４の断面形状を延長した断面形状を呈し、その翼部３の凹面３ａ、凸面３ｂと押え部材１９の面１９ａ、面１９ｂとは先端部４でほとんど段差なく連続的に接続されるものとなっている。位置決めピン２３は押え部材１９に形成され、冷却孔４ａに嵌合される。押え部材１９はクランプレバー２２を緩め、押えノブ２１を押し付け方向に押すことにより先端部４に接近され、クランプレバー２２を締め付けることにより先端部４に連結接合される。押え部材１９と先端部４との連結接合を解除するには、クランプレバー２２を緩め、押えノブ２１を引き離し方向に引き抜けば良い。
【００１４】
案内棒１６には図３に示すように可動ブッシュ２４が設けられている。この可動ブッシュ２４は案内棒１６の長手方向に摺動自在である。可動ブッシュ２４には図２に示す凹面検査用の可動体１００の湾曲係合片が係合されるが、これについては後述する。
【００１５】
リニア可動機構１５にはその長手方向に間隔を開けて近接センサ組立体２５が設けられている。これは、リニア可動機構１５の図４に示す可動部２６の長手方向両端停止位置を検出し、可動部２６を基部２の側と先端部４の側との間で往復動させるのに用いられる。リニア可動機構１５はエンコーダー２７、リニアガイド２８、歯付きプーリ２９´、歯付きベルト３０´を有する。この歯付きベルト３０´は図示を略すＤＣサーボモータにより駆動される。可動部２６はリニアガイド２８に沿って可動される可動ブロック２９を有する。この可動ブロック２９には凹面検査用の可動体１００の連結部、凸面検査用の可動体２００（後述する）を取り付けるための取り付け板３０が一体に設けられている。この取り付け板３０には押えノブ３１が設けられている。
【００１６】
凹面検査用の可動体１００は、図５に示すようにスプロケット取り付け台１０１とスプロケット取り付け用側板１０２とを有する。スプロケット取り付け台１０１の一端部は可動体ヨーク部材１０３に回動可能に支持されている。その回動支点は後述する原動軸である。可動体ヨーク部材１０３には、装置本体部１０のリニア可動機構１５に連結される連結部１０４が設けられている。この連結部１０４には、動翼１の翼部３の断面形状変化に対応して凹面検査用の可動体１００の姿勢を調整するためのねじれ角調整部材１０５が設けられている。このねじれ角調整部材１０５には、リニア可動機構１５に連結するための連結板１０６が設けられている。この連結板１０６は押えノブ３１により固定される。
【００１７】
スプロケット取り付け台１０１の他端部には、図６に示すように、後述する円弧状スチールベルトを凹面３ａに所定圧力で押圧接触させる接触圧力調節用張力機構１０７が設けられている。この接触圧力調節用張力機構１０７はガイド棒１０８と可動筒１０９とを有する。ガイド棒１０８は固定軸１１０を支点に矢印Ａ−Ａ方向に回動可能である。可動筒１０９はガイド棒１０８に相対的に摺動可能に設けられ、可動筒１０９とスプロケット取り付け台１０１との間に、引っ張りコイルバネ１１１が設けられている。可動筒１０９には可動ブッシュ２４に係合される湾曲係合片１１２が設けられている。可動体１００は押えノブ３１を回して連結板１０６をリニア可動機構１０の可動部２６に固定し、湾曲係合片１１２を可動ブッシュ２４に係合させることにより、案内棒１６に支持されつつ動翼１の翼部３の長手方向に移動可能に装置本体部１０に設けられる。
【００１８】
図５に示すように、スプロケット取り付け用側板１０２はスプロケット取り付け台１０１に固定されている。このスプロケット取り付け用側板１０２にはギヤードモータ１１３がブラケット１１４を介して固定されている。ギヤードモータ１１３の出力軸は、図７に拡大して示すように、カップリング部材１１５を介して原動軸１１６に連結されている。図７に示すように、原動軸１１６はスプロケット取り付け台１０１とスプロケット取り付け用側板１０２との間に掛け渡されている。この原動軸１１６には歯付きプーリ１１７とスプロケット１１８とが一体回転可能に設けられている。また、図７に示すように、スプロケット取り付け台１０１とスプロケット取り付け用側板１０２との間には原動軸と平行に押え車軸１１９が掛け渡されている。押え車軸１１９には押え車１１９´が設けられている。スプロケット１１８には図８に示す円弧状スチールベルト１２０に形成されたパーフォレション１２１が嵌合されるが、符号１１８ａはこのパーフォレーション１２１と嵌合される嵌合突起である。なお、その円弧状スチールベルト１２０にはその厚さが０．２ｍｍ〜０．４ｍｍのステンレスバネ鋼が用いられる。
【００１９】
図５に示す円弧状スチールベルト１２０は、可動体１００を装置本体部１０に取り付けた状態で、スプロケット取り付け台１０１が原動軸１１６を支点にして、図６に示すように引っ張りコイルバネ１１１により矢印Ｂ方向に回動付勢されるため、所定圧力で凹面３ａに押圧接触される。また、円弧状スチールベルト１２０は、スプロケット１１８に嵌合させて遊びが設けられているので、スチールベルト１２０の変形による湾曲歪が吸収される。
【００２０】
スプロケット取り付け用側板１０２の他端部には、図５に示すように、歯付きプーリ１２３が設けられている。このスプロケット取り付け用側板１０２の中間部には、テンションプーリ１２４が歯付きプーリ１２３と歯付きプーリ１１７との間にブラケット１２５を介して取り付けられている。歯付きプーリ１１７、歯付きプーリ１２３、テンションプーリ１２４にはタイミングベルト１２２が掛け渡されている。歯付きプーリ１２３の回転はロータリエンコーダ１２６により検出される。このロータリエンコーダ１２６はスプロケット取り付け用側板１０２に固定される。
【００２１】
スプロケット取り付け台１０１の他端部には、スプロケット１２７と押え車１２８とが設けられている。円弧状スチールベルト１２０は、スプロケット１１８と押え車１１９´との間、スプロケット１２７と押え車１２８との間でそれぞれ挟まれ、適度な張力を与えられた状態で、スプロケット１１８とスプロケット１２７との間に掛け渡されている。この円弧状スチールベルト１２０にはＥＣＴセンサ組立体（渦電流センサ）１２９が設けられている。このＥＣＴセンサ組立体１２９は、円弧状スチールベルト１２０の円弧の接線方向に対して垂直に保持され、これによりＥＣＴセンサ組立体１２９のプローブが凹面３ａに対してその法線方向から凹面に臨むことになる。このＥＣＴセンサ組立体１２９自体の構造及びこれによる傷の検出原理は公知であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
円弧状スチールベルト１２０には、図８に示すように、その幅方向両端に切り欠き１３０がその長手方向に等間隔に多数個設けられている。円弧状スチールベルト１２０の幅方向両端部はこの切り欠き１３０によって適度の弾力性が与えられている。これは、凹面３ａの検査中にその湾曲に倣って接触されつつ翼部３の幅方向に円弧状スチールベルト１２０が摺動することにより、凹面３ａが傷つくのを防止するためである。
【００２３】
可動体１００は、図２に示すロータリエンコーダ２７により移動位置が検出され、図９に示すように所定ピッチＰ１で動翼１の長手方向に送られた後停止され、次に、凹面３ａの検査は、円弧状スチールベルト１２０が、ロータリエンコーダ１２６によりその移動位置が検出されながら、翼部３の幅方向に所定幅Ｐ２だけ往復駆動されて、検査が行われる。その際、円弧状スチールベルト１２０は、タイミングベルト１２２により移送されるので、その円弧状スチールベルト１２０の送り量は一定となる。その制御は、図２に示す固定台１２に設けられた制御装置３０によって行われる。この制御装置３０への電源の供給、信号の伝送等は、コネクタを介して行われる。
【００２４】
ＥＣＴセンサ組立体１２９はそのプローブ１２９ａが凹面３ａに接近され、一定距離を維持した状態で、凹面３ａが走査される。これにより、凹面３ａのプローブ近傍に渦電流が発生されると共に、その発生した渦電流が検出される。凹面３ａに傷があると、それが渦電流の変化として検出され、これにより、クラック等の傷のある位置及びその形状及びその傷の深さが発見される。
【００２５】
ここでは、プローブ１２９ａは翼部３の根元部分から先端部４の部分に渡って走査され、そのプローブ１２９ａが翼部３の先端近傍を検査できるように、可動体１００はそのスチールベルト１２０が押え部材１９の面１９ａに接触されるまで可動され、この時押え部材１９はダミーブレードとしての役割を果たす。
【００２６】
図１０、図１１は翼部３の凸面検査用の可動体２００の構成を示すもので、連結部１０４の構造は凹面検査用の可動体１００の連結部１０４の構造と同一構造である。また、円弧状スチールベルト１２０を駆動する駆動機構も同一であるので、同一構成要素に同一符号を付してその詳細な構成の説明は省略する。
【００２７】
この可動体２００と可動体１００とは接触圧力調節用張力機構１０７の構造が異なっている。可動体２００の接触圧力調節用張力機構１０７は、可動体ヨーク部材１０３に突設された係止ピン２０１と、スプロケット取り付け台１０１の他端側に突設された係止ピン２０２と、この両係止ピン２０１、２０２間に掛け渡された引っ張りコイルバネ２０３により構成されている。
【００２８】
この可動体２００は、可動体１００を装置本体部１０から取り外した後、押え部材１９を取り外した状態で、かつ、可動部２６を翼部３の先端部４の近傍側に位置させた状態で、円弧状スチールベルト１２０の内側に翼部３を挿通した後、連結部１０４を可動部２６に固定することにより、翼部３の長手方向に移動可能に装置本体部１０に設けられる。
【００２９】
円弧状スチールベルト１２０は、図１１に示すように、引っ張りコイルバネ２０３によりスプロケット取り付け台１０１が原動軸１１６を支点にして矢印Ｃ方向に回動付勢されるため、凸面３ｂに所定の圧力で押圧接触される。この可動体２００の駆動、円弧状スチールベルト１２０の駆動は可動体１００の場合と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係わる動翼翼面の自動検査装置は、以上説明したように構成したので、動翼の凹面検査用の可動体と凸面検査用の可動体とを簡単に交換可能で、動翼の凹面と凸面との検査を確実かつ自動的に行うことができる。
【００３１】
また、可動体に円弧状スチールベルトを所定の圧力で接触させる接触圧調節用張力機構を設けたので、翼部の長手方向への可動体の移送中、スチールベルトが翼部の凹面、凸面に所定圧力で接触されるという効果を奏する。
【００３２】
更に、動翼の翼部の先端部を固定する押え部材の形状を動翼の翼部の先端部の断面形状を延長する断面形状に形成して、ダミーブレードとしての役割を与え、スチールベルトが滑らかにそのダミーブレードに摺動する構成としたので、翼部の先端部近傍も検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タービン動翼の外観図である。
【図２】動翼にタービン動翼翼面の自動検査装置の装置本体部と凹面検査用の可動体とが取り付けられている状態を示す平面図である。
【図３】動翼にタービン動翼翼面の自動検査装置の装置本体部と凹面検査用の可動体とが取り付けられている状態を示す側面図である。
【図４】図２に示すリニアガイド機構を矢印Ｘ方向から目視した図である。
【図５】凹面検査用可動体の側面図である。
【図６】凹面検査用可動体の平面図である。
【図７】凹面検査用可動体の原動軸部分の部分拡大図である。
【図８】円弧状スチールベルトの形状の一部を示す平面図である。
【図９】プローブ走査方法の一例を示す説明図である。
【図１０】凸面検査用可動体の側面図である。
【図１１】凸面検査用可動体の平面図である。
【符号の説明】
１…動翼
２…基部
３…翼部
３ａ…凹面
３ｂ…凸面
１０…装置本体部
１２…固定台
１５…リニア可動機構
２６…可動部
１００…凹面検査用可動体
２００…凸面検査用可動体
１０４…連結部
１２０…円弧状スチールベルト
１２９…ＥＣＴセンサ
【図１】
0003751436.tif 000002
【図２】
0003751436.tif 000003
【図３】
0003751436.tif 000004
【図４】
0003751436.tif 000005
【図５】
0003751436.tif 000006
【図６】
0003751436.tif 000007
【図７】
0003751436.tif 000008
【図８】
0003751436.tif 000009
【図９】
0003751436.tif 000010
【図１０】
0003751436.tif 000011
【図１１】
0003751436.tif 000012