JP2969245B2 - タービンブレードエロージョンシールドろう付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば発電設備の蒸気
タービンにおいて、蒸気が保有する熱エネルギーを運動
エネルギーに変換させるための回転体であるロータに植
込まれ、ロータと共に回転するタービンブレードに対
し、水滴等によるエロージョン対策として、ブレード先
端にステライト（コバルト合金）等の硬質金属をろう付
けするタービンブレードエロージョンシールドろう付け
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タービンブレードのエロージョンシール
ドは、ブレードの先端部にその曲率に合致した硬質の合
金よりなるエロージョンシールドをろう付けして行う。
従来のろう付け装置は特開平３−１９４１０２号公報に
開示がある。これは、まず、所定の位置にタービンブレ
ードを固定し、エロージョンシールドとタービンブレー
ドの間にろう材を挟んで所定の締付け力で締付ける。次
いで、ろう付け部全体を包括する形に形成され高周波電
源より電力を供給される高周波加熱コイルをエロージョ
ンシールドろう付け部に固定した後、ろう付け施工温度
で所定時間維持するよう給電し、ろう材を全体加熱によ
り溶融させ、エロージョンシールドとタービンブレード
をろう付けしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来法ではろう付け範
囲全体を高周波電源より供給される高周波加熱コイルに
より同時加熱するため、タービンブレードエロージョン
シールドのろう付け部のような肉厚が薄い場合は熱容量
の差により局部的に加熱温度の不均一が発生する可能性
がある。しかし、加熱手段にその不均一をフィードバッ
クして調整することが不可能であり、過剰加熱によるタ
ービンブレード材の機械的特性の低下及び加熱不足によ
るろう材の未溶着が発生することがあった。

【０００４】なお、タービンブレードは捩じれ形状で多
品種あるため、形状を異にするタービンブレードへのエ
ロージョンシールドのろう付けに対しては高周波加熱コ
イルの形状及び加熱条件の再調整が必要である。

【０００５】またろう付け時一定荷重の締付けでは、加
熱によるろう材の溶融およびエロージョンシールドの浮
き上がり等により、ろう材溶融中に発生する気泡の残存
等が生じる場合があり、その場合、ろう付け部の接着強
度が不足するので品質上問題である。

【０００６】本発明は、タービンブレードとエロージョ
ンシールドの接合強度が安定した高品質のタービンブレ
ードを得ることならびに作業性がよく多品種あるタービ
ンブレードの形状に対し汎用性のあるタービンブレード
とエロージョンシールドのろう付け装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決する本
発明の第１の手段は、タービンブレードにろう材を介し
てエロージョンシールドを締め付ける締め付け装置と、
該タービンブレードとエロージョンシールドが締め付け
られた部分を加熱して前記ろう材を溶融しエロージョン
シールドとタービンブレードを接合させる加熱装置とを
含んでなるエロージョンシールドろう付け装置におい
て、前記加熱装置が前記タービンブレードとエロージョ
ンシールドが締め付けられた部分に沿って移動しつつ部
分的に加熱する局部加熱手段を含んでなることと、前記
締め付け装置がろう材が溶融した部位を順次付加加圧す
る可変式加圧手段を含んでなるものであることと、前記
局部加熱手段で加熱された加熱部の温度を非接触で測定
する非接触温度測定手段と該非接触温度測定手段の出力
を入力として前記加熱装置を制御する加熱制御手段を有
することと、該制御装置は非接触温度測定手段で測定さ
れた加熱部の温度が設定下限温度より低いとき前記加熱
装置による加熱量を増大させ、測定された加熱部の温度
が設定上限温度より高いとき前記加熱装置による加熱量
を低下させるように構成されていることと、を特徴とす
る。

【０００８】上記の目的を達成する本発明の第２の手段
は、前記第１の手段にに記載のタービンブレードエロー
ジョンシールドろう付け装置において、可変式加圧手段
は互いに独立に加圧可能な複数個の押圧手段を含んでな
ることと、局部加熱手段の位置を入力としてろう材の溶
融位置を判定し判定された溶融位置に対向する位置の各
押圧手段を付加加圧するように制御する押圧制御手段を
備えてなることとを特徴とする。

【０００９】上記の目的を達成する本発明の第３の手段
は、タービンブレードにろう材を介してエロージョンシ
ールドを締め付ける締め付け装置と、該タービンブレー
ドとエロージョンシールドが締め付けられた部分を加熱
して前記ろう材を溶融しエロージョンシールドとタービ
ンブレードを接合させる加熱装置とを含んでなるエロー
ジョンシールドろう付け装置において、前記加熱装置が
前記タービンブレードとエロージョンシールドが締め付
けられた部分に沿って移動しつつ部分的に加熱する局部
加熱手段を含んでなることと、タービンブレードをその
長手方向軸線をほぼ水平にして支持するとともに該軸線
の周りに回転させる回転軸駆動装置と、前記局部加熱手
段を支持して前記タービンブレードの表面に平行に移動
させる３方向駆動手段とが設けられていることと、該３
方向駆動手段と前記回転軸駆動装置を連動させて制御す
る移動制御手段が設けられていることと、前記局部加熱
手段で加熱された加熱部の温度を非接触で測定する非接
触温度測定手段と該非接触温度測定手段の出力を入力と
して前記加熱装置を制御する加熱制御手段が設けられて
いることと、該加熱制御手段は前記非接触温度測定手段
で測定された加熱部の温度が設定下限温度より低いとき
前記加熱装置による加熱量を増大させ、測定された加熱
部の温度が設定上限温度より高いとき前記加熱装置によ
る加熱量を低下させるように構成されていることと、を
特徴とする。

【００１０】上記の目的を達成する本発明の第４の手段
は、前記第３の手段に記載のタービンブレードエロージ
ョンシールドろう付け装置において、前記締め付け装置
がろう材が溶融した部位を順次付加加圧する可変式加圧
手段を含んでなるものであることと、該可変式加圧手段
は互いに独立に加圧可能な複数個の押圧手段を含んでな
ることと、局部加熱手段の位置を入力としてろう材の溶
融位置を判定し判定された溶融位置に対向する位置の各
押圧手段を付加加圧するように制御する押圧制御手段を
備えてなることと、を特徴とする。

【００１１】上記の目的を達成する本発明の第５の手段
は、上記第１乃至第４のいずれかの手段において、局部
加熱手段が高周波加熱コイルであることを特徴とする。

【００１２】

【作用】前記第１の手段によれば、タービンブレードと
エロージョンシールドの接合部は移動しつつ加熱する局
部加熱手段により順次加熱され、タービンブレードの加
熱部分の温度は非接触温度測定手段で測定される。局部
加熱手段の加熱量は、非接触温度測定手段で測定された
加熱部分の温度を入力として加熱制御手段で制御され
る。制御に際しては、加熱部分の温度が設定下限温度よ
り低いときは加熱量が増され、加熱部分の温度が設定上
限温度より高いときは加熱量が低減されるように局部加
熱手段の加熱量が制御されるので、ろう付け部分の熱容
量が加熱部分の位置によって変動しても、所定の温度範
囲に加熱されるように加熱量が増減され、ろう材の溶融
不足や過熱による機械的特性の低下などの欠陥の発生が
避けられる。また、ろう材が溶融した部分のエロージョ
ンシールドが、可変式加圧手段により、付加的にタービ
ンブレードに押圧されるので、溶融したろう材中に気泡
が残存するのを避けることができ、接合部の強度低下が
避けられる。

【００１３】前記第２の手段によれば、押圧制御手段
が、可変式加圧手段を構成する複数の押圧手段に、局部
加熱手段の位置をもとに順次付加加圧を行わせるので、
ろう材の溶融後直ちに付加加圧が行われ、ろう材が固化
したあとに付加加圧することが避けられる。

【００１４】前記第３の手段によれば、移動制御手段に
より、３方向駆動手段と回転軸駆動装置が連動して制御
される。すなわち、タービンブレードの表面が捩じれて
いても、局部加熱手段のタービンブレード長手方向移動
に合わせて、局部加熱手段に対向する位置のタービンブ
レードの表面が局部加熱手段の面に平行になるように、
回転軸駆動装置によりタービンブレードが回転され、か
つタービンブレードの表面と局部加熱手段の面の間の間
隔が所定の間隔を維持するように移動制御手段により３
方向駆動手段が制御される。この結果、局部加熱手段が
タービンブレードの表面に平行に、かつ所定の間隔を保
って移動することになり、加熱温度の制御が容易にな
る。

【００１５】前記第４の手段によれば、局部加熱手段の
移動につれ、押圧制御手段は、この局部加熱手段の位置
のろう材が溶融したとみなして、局部加熱手段にタービ
ンブレードを挟んで対向する位置の押圧手段がエロージ
ョンシールドを順次押圧するように制御する。したがっ
てろう材が加熱され溶融が始まると同時に付加的な加圧
が加えられるので、溶融したろう材はただちにエロージ
ョンシールドとタービンブレードの間で薄く延ばされ、
その中に気泡が残存するなどの欠陥の発生が避けられ
る。

【００１６】前記第５の手段によれば、局部加熱手段が
高周波を利用した加熱コイルで構成されるので、加熱量
の増減が容易であり、かつ、増減を短時間で行うことが
でき、さらに基本的に加熱手段自体が持つ熱を加熱に利
用するものでないので、熱の増減に対する抵抗がなく、
制御が容易である。

【００１７】

【実施例】本発明のタービンブレードエロージョンシー
ルドろう付け装置の実施例を、図１、図２、図３、図
４、図５および図６に基づいて説明する。図１は本発明
のエロージョンシールドろう付け装置の実施例の斜視
図、図２、図３は図１に示すタービンブレードのエロー
ジョンシールドを締付けた状態を示す要部斜視図、図４
はタービンブレードエロージョンシールドろう付けの施
工フローチャート、図５は付加加圧機構の説明図であ
る。

【００１８】図１に示すエロージョンシールドろう付け
装置は、タービンブレード１の長手方向両端部を支持す
る回転軸駆動装置３ａと、該回転軸駆動装置３ａに支持
され可変式加圧手段を有してなる締付け装置６と、局部
加熱手段である高周波加熱コイル４ｂと、該高周波加熱
コイル４ｂを支持しそれを前後方向（Ｙ軸方向）に進退
させるＹ軸駆動装置３ｃと、該Ｙ軸駆動装置３ｃに支持
されて前記高周波加熱コイル４ｂとともに進退する視覚
カメラ５ａ，５ｂと、前記Ｙ軸駆動装置３ｃを支持しそ
れを上下方向（Ｚ軸方向）に動かすＺ軸駆動装置３ｂ
と、該Ｚ軸駆動装置３ｂを支持しそれを左右方向（Ｘ軸
方向）に動かすＸ軸駆動装置３ｄと、前記高周波加熱コ
イル４ｂに高周波電力を供給する高周波電源４ａと、該
高周波電源４ａ，前記回転軸駆動装置３ａ，前記Ｙ軸駆
動装置３ｃ，Ｚ軸駆動装置３ｂ，Ｘ軸駆動装置３ｄ及び
締付け装置６を制御する全体制御装置７と、を含んで構
成されている。全体制御装置７は視覚カメラ５ａ，５ｂ
の出力信号をも制御のための入力として取り込んでい
て、加熱制御手段、押圧制御手段、及び移動制御手段を
兼ねている。

【００１９】Ｚ軸駆動装置３ｂ，Ｙ軸駆動装置３ｃ，Ｘ
軸駆動装置３ｄは３方向駆動手段を構成し、回転軸駆動
装置３ａとともに全体として３次元駆動装置３を構成し
ている。視覚カメラは、タービンブレード１の局部加熱
部分の上面の温度を非接触で検知する上部視覚カメラ５
ａと、局部加熱部分の下面の温度を非接触で検知する下
部視覚カメラ５ｂとからなり、それぞれ非接触温度測定
機構を備えている。

【００２０】タービンブレード１は軸線Ａを回転軸とす
る回転軸駆動装置３ａに、長手方向を軸線Ａに合わせほ
ぼ水平になるように位置決め固定され、被接合金属であ
るタービンブレード１とエロージョンシールド２は、図
２，図３に示すように、接合部全体を包括する面積を有
するインサート状のろう材８を介して互いに締め付けら
れる。回転軸駆動装置３ａには、ろう材８が溶融しター
ビンブレード１とエロージョンシールド２が接着した部
位を付加加圧する可変式加圧手段を有する電空変換加圧
装置等の締付け装置６が取り付けられている。締め付け
装置６は、図２に示すように、等間隔に配置されたｍ個
の押圧手段をなす固定治具６ａを備えており、この固定
治具６ａがタービンブレード先端部（前縁部）のエロー
ジョンシールド２に当接され、エロージョンシールド２
をろう材を介してタービンブレード１に押し付けるよう
にしてある。各固定治具６ａは、加熱が開始される側か
ら順に１〜ｍの番号が与えられ、各独立に異なる力でエ
ロージョンシールド２を押圧することも、同じ力で押圧
することも可能に構成されている。また、固定治具６ａ
がエロージョンシールド２に当接する部分は二股に分か
れており、Ｓ字型に曲がっている接合面（ろう付け面）
にできるだけ垂直に押し付け力を加えることができるよ
うにしてある。

【００２１】高周波電源４ａから電力を供給される高周
波加熱コイル４ｂからなる局部加熱手段は、Ｙ軸駆動装
置３ｃにＹ軸方向に進退可能に支持され、図３に示すよ
うにエロージョンシールドろう付け部８の直下に位置決
めされる。高周波加熱コイル４ｂのＸ軸方向（タービン
ブレード長手方向）の幅は、本実施例では７０mmであ
り、Ｘ軸方向に移動しつつろう付け部を下方から加熱す
るようになっている。タービンブレード１の長さは種々
であるが、長いものでは、１ｍに近い長さがある。な
お、Ｙ軸駆動装置３ｃには、前述のように、ろう付け時
のタービンブレードの表面温度を測定し、全体制御装置
７にフィードバックさせる非接触温度測定機構を有する
上部視覚カメラ５ａが高周波加熱コイル４ｂと同期連動
するように取り付けてある。

【００２２】温度管理は、非接触温度測定手段である視
覚カメラ５の画像処理手段によりなされ、ろう付け部の
温度上昇によって放射される光を検出し、高周波加熱コ
イル４ｂによるタービンブレード１の加熱部の温度を常
時検知する。検知結果は全体制御装置７に送られ、上部
視覚カメラ５ａが検知して出力する実測温度がろう付け
施工温度Ｔaveを基準に適切かどうかが判定され、判定
結果が３次元駆動装置３の送り速度ならびに高周波電源
４ａの入力電圧にフィードバックされる。下部視覚カメ
ラ５ｂの出力は、上部視覚カメラ５ａの出力のフィード
バックで行われた温度制御が適切に施工されているかど
うかを確認するのに使用される。なお、本実施例では、
上部視覚カメラを制御用に、下部視覚カメラを確認用
に、それぞれ当てているが、逆でもよい。

【００２３】締付け装置６は、エロージョンシールド２
に均一に荷重がかかるように、エロージョンシールド２
の長手方向線上に等間隔で配置された複数本の固定治具
６ａより構成され、加熱開始時にはエロージョンシール
ド２を一定荷重により均一に加圧している。加熱中は、
高周波加熱コイル４ｂが移動するにつれ、ろう材８が溶
融しタービンブレード１とエロージョンシールド２が接
着した部位を固定治具６ａにより順次付加加圧し、ター
ビンブレード１とエロージョンシールド２との密着性を
向上させる。本実施例では、各固定治具６ａの直下のろ
う材８が溶融した段階で当該固定治具６ａの加圧圧力が
約２倍に増大され、ろう付け終了まで増大された圧力に
維持されるが、各固定治具６ａの直下のろう材８が冷却
固化した段階で逐次加圧圧力を低下させるようにしても
よい。ろう付け終了まで増大された圧力に維持する場合
は制御が簡単であるが、各固定治具６ａの直下のろう材
８が冷却固化した段階で逐次加圧圧力を低下させるよう
にする場合は、固化の確認をどのようにして行うかによ
り、制御の複雑さが増すことになる。本実施例において
は、全体制御装置７が、各固定治具６ａの直下に高周波
加熱コイル４ｂが来たとき、当該固定治具の加圧圧力を
増加させるように制御する。

【００２４】次に図４を参照してエロージョンシールド
ろう付けの施工フローについて説明する。タービンブレ
ード１は、回転軸駆動装置３ａに、その長手方向軸線が
ほぼ水平になるように、長手方向両端部が支持される。
そして自動運転前に、図２に示すように、タービンブレ
ード１の前縁のエロージョン対策を行うべき位置にろう
材を挟んでエロージョンシールド２を配置して位置決め
し、締付け装置６の固定治具６ａにより所定の荷重で均
一に加圧する。次に、全軸連動の３次元駆動装置３を手
動操作し、予め曲面形状の被接合金属であるタービンブ
レード１とエロージョンシールド２および高周波加熱コ
イル４ｂとの間隔ｌが一定になるように、Ｙ軸駆動装置
３ｃに装着されている高周波加熱コイル４ｂをエロージ
ョンシールド２の長手方向に移動させるとともに回転軸
駆動装置３ａによってタービンブレード１を回転させ、
全体制御装置７にティーチングデータを設定する（手順
４０１）。

【００２５】ティーチングデータを設定したら、高周波
加熱コイル４ｂをエロージョンシールドろう付け部の長
手方向端部（タービンブレード１のつけ根側もしくは先
端側）直下に位置決めする。この状態で操作者は全体制
御装置７に自動運転開始を指示し、装置の自動運転が開
始される。

【００２６】まず全体制御装置７より加熱信号が出さ
れ、高周波電源４ａより供給される高周波加熱コイル４
ｂにより加熱が開始される（手順４０２）。加熱開始に
合わせて視覚カメラ５ａ，５ｂによるろう付け部の温度
検知が開始される。視覚カメラ５ａ，５ｂは高周波加熱
コイル４ｂにより加熱される位置のタービンブレードの
表面温度を検知するように配置されている。加熱開始位
置のろう付け部（タービンブレード）が昇温し、視覚カ
メラ５ａが検知した温度がろう付け設定温度Ｔaveに達
したら（手順４０３）、全体制御装置７は、３次元駆動
装置３に高周波加熱コイル４ｂ移動命令を出す。移動命
令は、前記ティーチングデータに基づいて、３次元駆動
装置３を構成する回転軸駆動装置３ａ，Ｚ軸駆動装置３
ｂ，Ｙ軸駆動装置３ｃ，Ｘ軸駆動装置３ｄにそれぞれ与
えられ、高周波加熱コイル４ｂはタービンブレード１の
被加熱面との間隔を一定に保ちながら該被加熱面と平行
する面内を移動する（手順４０４）。本実施例において
は、高周波加熱コイル４ｂは連続的に移動するが、停止
する間隔を高周波加熱コイル４ｂの加熱幅の１／１０以
下に小さくすれば断続的な移動でも差し支えない。ま
た、タービンブレード１のねじれ角の変化に追従するた
めに、高周波加熱コイル４ｂのＸ軸方向移動に伴って回
転軸駆動装置３ａによりタービンブレード１が軸線Ａの
周りに回転されるが、タービンブレード１を回転させる
代わりに、Ｙ軸駆動装置３ｃの水平面となす角度を変化
させ、タービンブレード１のねじれ角の変化に追従する
ようにしてもよい。

【００２７】高周波加熱コイル４ｂの移動中は、エロー
ジョンシールド２の加熱部直上で常時温度管理する上部
視覚カメラ５ａにより加熱温度Ｔの測定が行われ（手順
４０５）、全体制御装置７により、ろう付け設定上限温
度Ｔmaxと加熱温度Ｔの比較が行われる（手順４０
６）。比較の結果、Ｔ≧Ｔmaxが検出された場合には全
体制御装置７より過剰加熱信号が出力され、３次元駆動
装置３の設定送り速度の高速化もしくは高周波電源４ａ
から送られる加熱用電力量の抑制が行われ（手順４０
７）、次いで手順４０８に進む。手順４０６での比較の
結果、Ｔ＜Ｔmaxが検出されたら手順４０８に進む。手
順４０８では、ろう付け設定下限温度Ｔminと加熱温度
Ｔの比較が行われ、Ｔmin≧Ｔが検出された場合には全
体制御装置７より加熱不足信号が出力され、３次元駆動
装置３の設定送り速度の低速化もしくは高周波電源４ａ
から送られる加熱用電力量の増加が行われ（４０９）た
のち、手順４１３に進む。手順４０８でＴmin＜Ｔが検
出された場合にはそのまま手順４１３に進む。

【００２８】下部視覚カメラ５ｂは、サブの温度制御と
して、上部視覚カメラ５ａとは別に単独で加熱時最も加
熱され易い部位の温度を検知し、上記視覚カメラ５ａか
らフィードバックされたデータによる温度制御が正確に
実施されているかどうかを確認するために用いられる。
下部視覚カメラ５ｂが検出した温度が予め設定された温
度範囲を逸脱した場合は、全体制御装置７は警報を出力
し、操作者の注意を喚起する。この温度制御はろう付け
が終了するまで繰り返される。

【００２９】また、高周波加熱コイル４ｂの移動が開始
されると、全体制御装置７は、加熱開始点からの高周波
加熱コイル４ｂの移動距離Ｌを所定の時間間隔でサンプ
リングし（手順４１０）、得られた加熱開始点からの各
固定治具６ａの距離Ｌ_N（Ｎ＝１〜ｍ，１〜ｍは固定治
具６ａの番号で加熱開始位置に近い方から順に付番され
ている）を比較する（手順４１１）。図５に示すよう
に、高周波加熱コイル４ｂの移動距離Ｌが距離Ｌ_Nのう
ちのどれかより大きくなると、全体制御装置７は、締付
け装置６に信号を送り、該当する固定治具６ａは、高周
波加熱コイル４ｂの加熱開始時点での均一加圧していた
状態の押圧力Ｐaから２次的に付加加圧してＰbとし、ろ
う付けが終了するまでその加圧圧力Ｐbを維持する（手
順４１２）。図６の（ａ）は加熱開始時点、つまり移動
距離ＬがＬo（＝０）での固定治具６ａの押圧力の状態
を、図６の（ｂ）は、高周波加熱コイル４ｂ移動中の固
定治具６ａの押圧力の分布状態を、それぞれ示し、図６
の（ｃ）は、加熱終了時点での固定治具６ａの押圧力の
分布状態を示したものである。手順４１２が済んだら手
順４１３に進み、ろう付けが終了したかどうかが全体制
御装置７により判断される。また、手順４１１の比較
で、新たに、移動距離Ｌより距離Ｌ_Nが小さくなった固
定治具６ａがない場合は、直接、手順４１３に進む。手
順４１３の判断の結果、ろう付けがまだ終了していない
場合は手順４０４に戻り、上述の手順がろう付けが終了
するまで所定の時間間隔で繰り返される。手順４１３で
ろう付け範囲全域が加熱終了と判断されたら、完了信号
が出され、高周波加熱コイル４ｂの移動および加熱が停
止される。

【００３０】本実施例によれば、過剰加熱によるタービ
ンブレード材の機械的特性の低下及び加熱不足によるろ
う材の未溶着の発生が無くなり、施工温度管理が容易に
行える、加熱によるエロージョンシールドの浮き上がり
が防止されろう材溶融時に発生する気泡の残存が無くな
り品質および信頼性の向上が図れる、多品種あるねじれ
形状のエロージョンシールドに対し同一条件で施工可能
である、などの効果が得られる。

【００３１】上記実施例においては、高周波加熱コイル
４ｂの移動は、あらかじめ全体制御装置７に設定された
ティーチングデータに基づいて行われるが、高周波加熱
コイル４ｂにタービンブレード１の表面との間隔を検知
する近接センサを設けておき、この近接センサの信号を
もとに３次元駆動装置３を駆動するようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、局部
加熱手段を移動させつつ加熱し、なお非接触温度測定手
段を用いて加熱温度制御を行うことにより、過剰加熱に
よるタービンブレード材の機械的特性の損失及び加熱不
足によるろう材の未溶着の発生が無くなり施工温度管理
が容易に行える、ろう材が溶融しタービンブレードとエ
ロージョンシールドが接着した部位を付加加圧すること
により、加熱によるエロージョンシールドの浮き上がり
防止およびろう材溶融時に発生する気泡の残存が無くな
り品質および信頼性の向上が図れるなどの効果が得られ
る。

【００３３】請求項２に記載の本発明によれば、請求項
１に記載の発明による効果に加え、可変式加圧手段が互
いに独立に加圧可能な複数個の押圧手段で構成され、ろ
う材が溶融した部分を順次付加的に加圧する押圧制御手
段が設けられたので、エロージョンシールドの浮き上が
り防止およびろう材溶融時に発生する気泡の残存防止が
さらに確実になるなどの効果が得られる。

【００３４】請求項３に記載の発明に依れば、局部加熱
手段をタービンブレードの表面に平行に移動させつつ加
熱することができ多品種あるねじれ形状のエロージョン
シールドに対し同一条件で施工可能である、非接触温度
測定手段を用いて加熱温度制御を行うことにより、過剰
加熱によるタービンブレード材の機械的特性の損失及び
加熱不足によるろう材の未溶着の発生が無くなり施工温
度管理が容易に行える、などの効果が得られる。

【００３５】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明による効果に加え、可変式加圧手段が互い
に独立に加圧可能な複数個の押圧手段で構成され、ろう
材が溶融した部分を順次付加的に加圧する押圧制御手段
が設けられたので、エロージョンシールドの浮き上がり
防止およびろう材溶融時に発生する気泡の残存防止がさ
らに確実になるなどの効果が得られる。

【００３６】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
乃至４に記載の発明による効果に加え、加熱量の増減が
容易であり、かつ制御に対する応答が早く、加熱量の制
御が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエロージョンシールドろう付け装置の
実施例の斜視図である。

【図２】図１に示すタービンブレードのエロージョンシ
ールドを締め付けた状態を示す要部斜視図である。

【図３】図２同様図１に示すタービンブレードのエロー
ジョンシールドを締め付けた状態を示す要部斜視図であ
る。

【図４】本発明のエロージョンシールドろう付けの施工
フローチャートである。

【図５】図１に示す実施例の部分を説明する斜視図であ
る。

【図６】付加加圧の位置と高周波加熱コイル移動距離の
関係を説明する概念図である。

【符号の説明】

１ タービンブレード ２ エロージョ
ンシールド ３ ３次元駆動装置 ３ａ 回転軸駆
動装置 ３ｂ Ｚ軸駆動装置 ３ｃ Ｙ軸駆動
装置 ３ｄ Ｘ軸駆動装置 ４ 加熱源 ４ａ 高周波電源 ４ｂ 高周波加
熱コイル ５ａ 上部視覚カメラ ５ｂ 下部視覚
カメラ ６ 締付け装置 ６ａ 固定治具 ７ 全体制御装置 ８ ろう材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 正美 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平４−41068（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−37986（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01D 5/12 B23K 1/00 330 B23K 3/00 - 3/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービンブレードにろう材を介してエロ
   ージョンシールドを締め付ける締め付け装置と、該ター
   ビンブレードとエロージョンシールドが締め付けられた
   部分を加熱して前記ろう材を溶融しエロージョンシール
   ドとタービンブレードを接合させる加熱装置とを含んで
   なるエロージョンシールドろう付け装置において、 前記加熱装置が前記タービンブレードとエロージョンシ
   ールドが締め付けられた部分に沿って移動しつつ部分的
   に加熱する局部加熱手段を含んでなることと、 前記締め付け装置がろう材が溶融した部位を順次付加加
   圧する可変式加圧手段を含んでなるものであることと、 前記局部加熱手段で加熱された加熱部の温度を非接触で
   測定する非接触温度測定手段と該非接触温度測定手段の
   出力を入力として前記加熱装置を制御する加熱制御手段
   を有することと、 該加熱制御手段は非接触温度測定手段で測定された加熱
   部の温度が設定下限温度より低いとき前記加熱装置によ
   る加熱量を増大させ、測定された加熱部の温度が設定上
   限温度より高いとき前記加熱装置による加熱量を低下さ
   せるように構成されていることと、 を特徴とするタービンブレードエロージョンシールドろ
   う付け装置。
2. 【請求項２】 可変式加圧手段は互いに独立に加圧可能
   な複数個の押圧手段を含んでなり、局部加熱手段の位置
   を入力としてろう材の溶融位置を判定し判定された溶融
   位置に対向する位置の各押圧手段を付加加圧するように
   制御する押圧制御手段を備えてなることを特徴とする請
   求項１に記載のタービンブレードエロージョンシールド
   ろう付け装置。
3. 【請求項３】 タービンブレードにろう材を介してエロ
   ージョンシールドを締め付ける締め付け装置と、該ター
   ビンブレードとエロージョンシールドが締め付けられた
   部分を加熱して前記ろう材を溶融しエロージョンシール
   ドとタービンブレードを接合させる加熱装置とを含んで
   なるエロージョンシールドろう付け装置において、 前記加熱装置が前記タービンブレードとエロージョンシ
   ールドが締め付けられた部分に沿って移動しつつ部分的
   に加熱する局部加熱手段を含んでなることと、 タービンブレードをその長手方向軸線をほぼ水平にして
   支持するとともに該軸線の周りに回転させる回転軸駆動
   装置と、前記局部加熱手段を支持して前記タービンブレ
   ードの表面に平行に移動させる３方向駆動手段とが設け
   られていることと、 該３方向駆動手段と前記回転軸駆動装置を連動させて制
   御する移動制御手段が設けられていることと、 前記局部加熱手段で加熱された加熱部の温度を非接触で
   測定する非接触温度測定手段と該非接触温度測定手段の
   出力を入力として前記加熱装置を制御する加熱制御手段
   が設けられていることと、 該加熱制御手段は前記非接触温度測定手段で測定された
   加熱部の温度が設定下限温度より低いとき前記加熱装置
   による加熱量を増大させ、測定された加熱部の温度が設
   定上限温度より高いとき前記加熱装置による加熱量を低
   下させるように構成されていることと、 を特徴とするタービンブレードエロージョンシールドろ
   う付け装置。
4. 【請求項４】 前記締め付け装置がろう材が溶融した部
   位を順次付加加圧する可変式加圧手段を含んでなるもの
   であることと、 該可変式加圧手段は互いに独立に加圧可能な複数個の押
   圧手段を含んでなることと、 局部加熱手段の位置を入力としてろう材の溶融位置を判
   定し判定された溶融位置に対向する位置の各押圧手段を
   付加加圧するように制御する押圧制御手段を備えてなる
   ことと、 を特徴とする請求項３に記載のタービンブレードエロー
   ジョンシールドろう付け装置。
5. 【請求項５】 局部加熱手段が高周波加熱コイルである
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のタ
   ービンブレードエロージョンシールドろう付け装置。