JP2010280032A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨材の回収、交換作業を容易にし、回収時間の削減を図ることができる研磨装置を提供する。
【解決手段】この研磨装置は、研磨材をタービン設備に組み込まれるノズルダイアフラムの被研磨面に向けて噴射する噴射部と、前記噴射された研磨材を回収する回収部と、前記回収された研磨材を前記噴射部に供給する供給部と、前記回収部下方に配置され、この回収部に溜まった研磨材を排出する排出部と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、研磨材を噴射して、タービン設備に組み込まれるノズルダイアフラムを研磨する研磨装置に関する。

近年、弾性体を核とする研磨粒を予め決められた速度でノズルから噴射し、この噴出された研磨粒を大型部品の被研磨面、たとえばノズルダイアフラムの蒸気通路部に衝突させて研磨する研磨装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この大型部品の研磨に供された研磨粒は、研磨材回収手段で回収され、再びノズルから噴射されて大型部品を研磨していた。

特開２００４−２２３６６９号公報

しかしながら、上記した先行技術には、繰り返し使用された研磨材は、研磨に相応しくないものとなるので、研磨材回収手段から取り出す必要がある。この取り出し作業では、作業員が研磨を行う部屋に入り、スコップなどを使用して研磨材回収手段に溜まった研磨材を掬いとって回収しなければならない。このため、研磨材の回収作業が煩雑になるとともに、回収に時間がかかるという問題がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、研磨材の回収作業を容易にし、かつ回収時間の削減を図ることができる研磨装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明の研磨装置は、研磨材をタービン設備に組み込まれるノズルダイアフラムの被研磨面に向けて噴射する噴射部と、前記噴射された研磨材を回収する回収部と、前記回収された研磨材を前記噴射部に供給する供給部と、前記回収部下方に配設され、この回収部に溜まった研磨材を排出する排出部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、研磨材の回収、交換作業を容易にし、回収時間の削減を図ることができる。

本発明の実施形態１に係る研磨装置の構成を示す断面図である。 図１に示した台座部とノズルダイアフラムを示す側面図である。 図１に示した回収部と台座部を示す上面図である。 図１に示した収納室を示す側面図である。 本発明の実施形態１に係る研磨装置の変形例の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る研磨装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る研磨装置の構成を示す側面図である。 本発明の実施形態４に係る研磨装置の構成を示す側面図である。 本発明の実施形態５に係る研磨装置の構成を示す断面図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る研磨装置１の構成を示す断面図である。
この研磨装置１は、噴射部１０、回収部１１、運搬コンベア１２、台座部１３、排出バルブ１４、枠体１５、収納室１６を備える。

図２は、図１に示した台座部１３とノズルダイアフラム３１を示す側面図である。
ノズルダイアフラム３１は、たとえばタービン設備に組み込まれるタービン静翼の略半月形状の下半分または上半分の翼で、蒸気通路部３２、水平継ぎ手面３３、アイボルト３４を有する。蒸気通路部３２は、蒸気の流れを調整する通路を有する。水平継ぎ手面３３は、一対となる相手側ノズルダイアフラムと繋がる面である。アイボルト３４は、この水平継ぎ手面３３に配設された吊り上げ用のボルトである。

図１において、噴射部１０は、運搬コンベア１２の先端に移動可能に設けられるとともに、噴射ノズル２０を有する。噴射部１０は、収納室１６内に設置されたノズルダイアフラム３１を中心として対向する位置に、たとえば２つ配設される。これら噴射部１０は、研磨材３０をこの噴射ノズル２０から、立設されたノズルダイアフラム３１の後述する蒸気通路部３２の両面に衝突させて、この蒸気通路部３２を研磨する。噴射部１０は、遠隔操作で上下（図１の紙面の上下）方向、左右（図１の紙面と直角）方向、前後（図１の紙面の左右）方向に移動可能に構成されている。この噴射部１０は、研磨材をタービン設備に組み込まれるノズルダイアフラム３１の被研磨面に向けて噴射する噴射部として機能する。

この研磨材３０は、核にガラスなどからなる粒子を付着させて形成される。この研磨材３０を位置調整されたノズルから蒸気通路部３２に向けて噴射することで、この蒸気通路部３２に付着した酸化スケールや不純物を除去できる。この研磨材３０は、繰り返し使用されるが、使用頻度が多くなると除去された酸化酸化スケールや不純物などが混在し、研磨材としての機能が損なわれることとなる。

図３は、図１に示した回収部１１と台座部１３を示す上面図である。
図１および図３において、回収部１１は、傾斜面２１、回収箱２２、グレーチング２８を有する。傾斜面２１は、断面が所定角度のすり鉢状に形成され、噴射された研磨材３０を上方から下方に自由落下させる。回収箱２２は、傾斜面２１の下方に設けられ、傾斜面２１を落下する研磨材３０が回収および収容される。グレーチング２８は、鋼材を格子状に組んだ溝蓋で、傾斜面２１と回収箱２２の間でこの回収箱２２の入口を覆うように配設される。この回収部１１は、前記噴射された研磨材を回収する回収部として機能する。

運搬コンベア１２は、下端に設けられた回収箱２２に収容された研磨材３０を運搬し、上端に設けられた噴射部１０に供給する。運搬コンベア１２は、２つの噴射部１０に対応して２つ配設され、各噴射部１０に研磨材３０をそれぞれ運搬する。この運搬コンベア１２は、前記回収された研磨材を前記噴射部に供給する供給部として機能する。

台座部１３は、台部２３、サポート部材２４、ボルト２５を有し、グレーチング２８に載置される。
台部２３は、グレーチング２８上に配設され、ノズルダイアフラム３１が立設可能に載置される。台部２３は、図３に示すように、上面の形状がＩ形状に形成される。ノズルダイアフラム３１は、このＩ形状のうち、上下（紙面の上下）の横方向に平行な第１の部材同士を繋ぐ縦方向の第２の部材に載置される。この第２の部材の幅は、たとえばノズルダイアフラム３１の幅とほぼ同じ幅に設定可能である。また、第１の部材の幅は、たとえば後述するサポート部材２４の各部材の幅とほぼ同じ幅に設定可能である。なお、図３では、運搬コンベア１２の図示を省いている。

サポート部材２４は、たとえば４つの互いに対向する部材で、台部２３の第１の部材にそれぞれ載置される。サポート部材２４の各部材は、サポートバー用の複数の孔２６を有するとともに、立設されたノズルダイアフラム３１の蒸気通路部３２を除いた両端を挟持する。なお、孔２６は、ノズルダイアフラム３１の径に対応してサポート部材２４の長手方向にそれぞれ形成される。この孔２６に着脱可能なサポートバー（図示しない）を挿入することで、サポート部材２４は、台部２３の第２の部材上に載置されたノズルダイアフラム３１の水平継ぎ手面３３が収納室１６の床１６ａと水平になるように、曲面を下にした状態でノズルダイアフラム３１を固定して挟持することができる。これにより、ノズルダイアフラム３１の曲面方向の回転を防止できる。

ボルト２５は、台部２３を枠体１５に固定するとともに、各サポート部材２４を台部２３に固定する部材で複数配設される。ボルト２５も、サポート部材２４と同様に、台部２３の第１の部材にそれぞれ配設される。台座部１３は、前記ノズルダイアフラムを立設する台座部として機能する。
本実施形態では、ノズルダイアフラムを立設した状態で固定して、蒸気通路部を両面から研磨できるので、研磨作業の軽減および研磨時間の削減を図ることができる。

また、本実施形態では、ノズルダイアフラムの径に対応したサポートバー用の孔にサポートバーを挿入してノズルダイアフラムを固定するので、研磨作業中にノズルダイアフラムの回転や転倒を防止することができる。
さらに、本実施形態では、台座部にはノズルダイアフラムが載置され、かつ台座部は研磨作業時の安定化を図るのに必要な最小面積のＩ形状に形成される。この結果、蒸気通路部に吹き付けられた研磨材は、自重でグレーチングを介して回収箱に落下して回収される。

排出バルブ１４は、回収箱２２の下部で、かつ収納室１６の室外に開閉可能に配設される。排出バルブ１４が閉状態の場合、研磨材３０は回収箱２２内に回収されて溜まる。また、排出バルブ１４が開状態になると、研磨材３０は回収箱２２から収納室１６の床１６ａを貫通する貫通孔２７および排出バルブ１４を通過して外部に排出する。排出バルブ１４は、前記回収部下方に配設され、この回収部に溜まった前記研磨材を排出する排出部として機能する。

なお、この排出バルブ１４は、上述した研磨材３０の排出のみに限らず、新しい研磨材３０の供給にも用いることが可能である。たとえば、古くなった研磨材３０の排出後に、この排出バルブ１４に図示しない研磨材供給装置を接続し、この研磨材供給装置から排出バルブ１４を介して回収部１１に新たな研磨材３０を供給する。これにより、研磨材の交換作業が容易に行える。
枠体１５は、収納室１６内に配置される。枠体１５は、回収部１１を下方に保持するとともに、収納室１６の下方から上方に延設された運搬コンベア１２を所定角度に保持する。

収納室１６は、上述した噴射部１０、回収部１１、運搬コンベア１２、台座部１３、枠体１５を室内に、排出バルブ１４を回収部１１の下方の室外（床１６ａの外側）にそれぞれ配置する。また、収納室１６は、床１６ａに、回収部１１と排出バルブ１４を繋ぐ貫通孔２７を有する。さらに、収納室１６は、ノズルダイアフラム搬入用のスライド可能な図４に記載の開閉扉１６ｂを有する。

図４は図１に示した収納室１６を示す側面図である。以下の図において、図１〜図４に示した構成部分と同様の構成部分については、説明の都合上、同一符号を付記する。
この収納室１６は、脚部３５を有する台座３６に載置される。台座３６には、ノズルダイアフラム３１が台座３６下方に突出可能なように、貫通孔４３が設けられている。この収納室１６は、前記噴射部、前記回収部および前記供給部を室内に配置し、前記排出部を室外に配置する収納室としての機能を有する。

このように、本実施形態では、回収部の下方に排出バルブを設け、この回収部に溜まった研磨材としての機能が損なわれた研磨材を、排出バルブを開状態にして容易に外部に排出し、新たな研磨材に交換することができるので、研磨材の回収、交換作業を容易にし、回収時間の削減を図ることができる。

また、本実施形態では、排出バルブを回収部の下方に設けたので、回収部内に研磨材が滞留することなく、排出バルブから回収できるので、研磨材の回収を効率よく行うことができる。

（変形例）
図５は、本発明の実施形態１に係る研磨装置の変形例の構成を示す断面図である。
実施形態１では、排出部として排出バルブ１４を用いたが、本発明はこれに限らず、たとえば排出バルブ１４の代わりに、仕切板４０を用いることも可能である。

仕切板４０は、開閉可能に収納室１６の床１６ａ下方に配設されている。この仕切板４０は、平板からなり、たとえば紙面の左右にスライドして床１６ａに設けられた貫通孔２７を開閉することができる。または左右のいずれか一端を蝶番で床１６ａに取り付け、他端を開閉可能にしてもよい。この仕切板４０は、開閉可能な仕切板として機能する。

本変形例では、実施形態１と同様の効果を奏するとともに、開閉可能な平板の仕切板を排出部として用いるので、排出バルブの場合よりも床下のスペースが狭い場所に用いることが可能となる。

（実施形態２）
実施形態１では、ノズルダイアフラム３１を図示しないクレーンなどで吊り上げて開状態の開閉扉１６ｂから搬入することが考えられる。この際に、開閉扉１６ｂの大きさによってはクレーンのアーム操作が難しい場合がある。
そこで、本実施形態では、ノズルダイアフラム３１を収納室１６の上方から搬入可能とすることで、クレーン操作を容易に行えるようにする。

図６は、本発明の実施形態２に係る研磨装置２の構成を示す断面図である。
この研磨装置２では、研磨対象のノズルダイアフラム３１の搬入が可能なように、枠体１５と収納室１６の上部が開口形状に構成される。さらに、収納室１６には、研磨材が外部に飛散しないように、開閉可能な上蓋部１６ｃを設ける。この上蓋部１６ｃには、吊り上げ用のアイボルト１６ｄが取り付けられている。この上蓋部１６ｃは、収納室１６の側壁とともに防水または防塵処理が施された状態で着脱可能となっている。なお、この収納室１６の上部の開口は、ノズルダイアフラム３１の搬入が可能な大きさの上部の一部であってもよく、上蓋部１６ｃもこれに合せ、この上部の開口を覆う大きさであればよい。また、この上蓋部１６ｃは、開閉扉１６ｂと同様に、スライド式のものでもよい。

ノズルダイアフラム３１を収納室１６内に搬入する場合、たとえばクレーンなどで上蓋部１６ｃを吊り上げて収納室１６の上部を開状態にする。次に、ノズルダイアフラム３１をクレーンで吊り上げて収納室１６内の台座部１３に載置させて固定する。そして、再び上蓋部１６ｃを吊り上げて収納室１６の上部を覆って閉状態にして、研磨作業を可能にする。

このように、本実施形態では、実施形態１と同様の効果を奏するとともに、収納室上部を開閉可能にし、ノズルダイアフラムを上部から直接収納室内に搬入することができるので、クレーンなどによるノズルダイアフラムの搬入作業が容易になる。

また、本実施形態では、収納室上部を開閉可能にしたが、側壁とともに防水または防塵処理を施しているので、噴射された研磨材が側壁と上部の隙間から外部に飛散することなく、研磨作業を行うことができる。

（実施形態３）
研磨作業は、専用の設備がある工場で行われるため、発電所に設置されているタービンから取り外したノズルダイアフラム３１をこの工場に運搬しなければならない。このため、ノズルダイアフラム３１の運搬時間が研磨の作業時間に加算されてしまう。
そこで、本実施形態では、運搬時間をかけずに研磨作業を行えるようにする。

図７は、本発明の実施形態３に係る研磨装置３の構成を示す側面図である。
研磨装置３では、収納室１６が大型輸送車４１の荷台４２に積載される。また、この荷台４２には、ノズルダイアフラム３１が荷台４２下方に突出可能なように、貫通孔４３が設けられている。

このように、本実施形態では、実施形態１と同様の効果を奏するとともに、研磨装置自体を移動可能としたので、研磨作業の必要に応じて、異なる発電所へ移動して研磨作業を行うことができ、ノズルダイアフラムの搬送時間を削減することができる。
また、本実施形態では、１つの研磨装置を複数の発電所で共有できるので、発電所として固定の研磨設備を有する必要がなく、発電所の設備費を削減できる。

（実施形態４）
研磨装置４は、噴射部１０や運搬コンベア１２の駆動制御を行う制御装置５０や研磨作業を行う各部位の部品（図示せず）を有する。この制御装置５０や部品は、通電によって電気的に作動するものがあり、これらを同じ収納室に配置すると、飛散した研磨材や不純物などの粉塵によって誤動作する可能性がある。
そこで、本実施形態では、制御装置５０や部品を別に収納する。

図８は、本発明の実施形態４に係る研磨装置４の構成を示す側面図である。
収納室１６は、第１の収納室５１、第２の収納室５２、第３の収納室５３を有する。第１の収納室５１は、噴射部１０、回収部１１、運搬コンベア１２、台座部１３、枠体１５などのノズルダイアフラム３１を研磨する部位を収納する。第２の収納室５２は、第１の収納室５１と隔絶され、制御盤などの制御装置５０を収納する。第３の収納室５３は、第１の収納室５１と隔絶され、研磨作業を行う各部位の部品を収納する。

このように、本実施形態では、実施形態１と同様の効果を奏するとともに、制御装置や部品を、ノズルダイアフラム３１を研磨する部位と隔絶させて別々の収納室に収納するので、飛散した粉塵の侵入を防ぎ、この粉塵に伴う電気的な誤動作を防止することができる。

（実施形態５）
図９は、本発明の実施形態５に係る研磨装置５の構成を示す断面図である。
図において、収納室１６は、枠体１５上面およびグレーチング２８上面の高さが台座３６上面の高さと一致するように、台座３６に固定される。この結果、回収箱２２は、台座３６より下部に配置されることとなる。

また、ノズルダイアフラム３１が載置された台部２３は、移動可能な車輪５４を有する。この台部２３は、台座３６から収納室１６内に敷設されたレール５５上を移動して、ノズルダイアフラム３１を運搬する。開閉扉１６ｂ側の傾斜面２１の一部は、台部２３が移動可能なように、開口部２１ａを有する。この開口部２１ａには、たとえば開閉可能な扉（図示せず）が設けられている。この扉は、台部２３が傾斜面２１内に収容されると、閉じられて開口部２１ａに嵌合し傾斜面２１の一部を構成する。

ノズルダイアフラム３１は、収納室１６外部の台座３６上で台部２３に立設固定され、レール５５上を水平移動されて収納室１６内に運搬され、蒸気通路部３２の研磨が可能となる。この研磨後、ノズルダイアフラム３１は、レール５５上を水平移動されて収納室１６外部に運搬される。

このように、本実施形態では、実施形態１と同様の効果を奏するとともに、車輪を有する台部によってノズルダイアフラムを立設状態で運搬可能なので、収納室への搬入および収納室からの搬出を容易に、かつ効率よく行うことができる。

また、本実施形態では、回収箱２２を台座３６より下部に配置するので、レールの敷設が可能になり、ノズルダイアフラムを収納室内に容易に運搬できる。
なお、本実施形態は、タービン静翼のノズルダイアフラムについて説明したが、本発明はこれに限らず、たとえばタービンの動翼の研磨にも、本発明の研磨装置を応用することが可能である。

なお、本願発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の発明を構成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１〜５…研磨装置、１０…噴射部、１１…回収部、１２…運搬コンベア、１３…台座部、１４…排出バルブ、１５…枠体、１６…収納室、１６ａ…床、１６ｂ…開閉扉、１６ｃ…上蓋部、１６ｄ…アイボルト、２０…噴射ノズル、２１…傾斜面、２１ａ…開口部、２２…回収箱、２３…台部、２４…サポート部材、２５…ボルト、２６…孔、２７…貫通孔、２８…グレーチング、３０…研磨材、３１…ノズルダイアフラム、３２…蒸気通路部、３３…水平継ぎ手面、３４…アイボルト、３５…脚部、３６…台座、４０…仕切板、４１…大型輸送車、４２…荷台、４３…貫通孔、５０…制御装置、５１…第１の収納室、５２…第２の収納室、５３…第３の収納室、５４…車輪、５５…レール。

Claims (11)

1. 研磨材をタービン設備に組み込まれるノズルダイアフラムの被研磨面に向けて噴射する噴射部と、
   前記噴射された研磨材を前記噴射部の下方で回収する回収部と、
   前記回収された研磨材を前記噴射部に供給する供給部と、
   前記回収部下方に配設され、この回収部に溜まった前記研磨材を排出する排出部と、
   を具備することを特徴とする研磨装置。
2. 前記噴射部、前記回収部および前記供給部を室内に配置し、前記排出部を室外に配置するとともに、前記回収部と前記排出部を繋ぐ貫通孔を有する収納室を、
   さらに具備することを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
3. 前記噴射部および前記供給部を制御する制御部を、
   さらに具備し、前記収納室は、前記噴射部、前記回収部および前記供給部を収納する第１の収納室と、前記第１の収納室と隔絶され、前記制御部を収納する第２の収納室を備えることを特徴とする請求項１または２記載の研磨装置。
4. 前記収納室を積載して自走可能であり、前記排出部を下方に突出可能な荷台を有する大型輸送車を、
   さらに具備することを特徴とする請求項２または３記載の研磨装置。
5. 前記排出部は、開閉可能なバルブを、
   有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の研磨装置。
6. 前記排出部は、開閉可能な仕切板を、
   有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の研磨装置。
7. 前記回収部は、上方から下方の前記排出部に傾斜する傾斜面を、
   有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の研磨装置。
8. 前記第１の収納室は、開閉可能な上蓋部を、
   有することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の研磨装置。
9. 前記ノズルダイアフラムを立設する台部を、
   さらに具備し、前記噴射部は、前記立設されたノズルダイアフラムの被研磨面に向けて、前記研磨材を噴射する
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の研磨装置。
10. 前記台部は、
    前記ノズルダイアフラムを立設状態で挟持する挟持部材と、
    前記挟持されたノズルダイアフラムを着脱可能に固定する固定部材と、
    を有することを特徴とする請求項９記載の研磨装置。
11. 前記台部は、前記立設状態のノズルダイアフラムを移動可能な移動部を、
    有することを特徴とする請求項９または１０記載の研磨装置。

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