JP5427477B2 - 板状体の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービン - Google Patents

Description

本発明は、板状体の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービンに関する。

ガスタービン燃焼器や、ジェットエンジンや、宇宙関連機器などにおける高温環境に晒される領域の構成部材として、両表面の間に冷却流体が流れる流路を形成した板状体が使用されている。当該流路に冷却流体を流すことにより板状体が冷却されるため、上述のような高温環境に晒される領域にも板状体を用いることができる。

例えば、ガスタービン燃焼器における燃焼筒は、約１５００℃という高温環境下で使用されるため、燃焼筒は冷却機能を有する上述の板状体を用いて形成されている。
具体的には、複数枚（例えば２枚）の板状体を接合して組み立てることにより、１本の円筒状の燃焼筒が形成されている。隣接する板状体の接合には、レーザ溶接などの公知の溶接方法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上述のように隣接する板状体を接合する場合に、接合面に冷却流体が流れる流路が開口しているときには、当該開口は溶接により閉じられ、当該流路に冷却流体が流れなくなっていた。
このように、冷却流体が流れない流路が発生すると、板状体における冷却性能のムラが発生するとともに、冷却性能が低下するという問題があった。

そこで、隣接する板状体を溶接した後に、当該溶接部の一部を切削加工した溝を、溶接部に沿って形成し、閉じられた開口と溝とを繋ぐことにより、上述の流路に冷却流体が流れるようにする技術が提案されている。
なお、上述の溝は、蓋部によって覆われることにより閉じられている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３８３１６３８号公報

上述の特許文献１に記載の板状体における冷却機能は、上述の流路に冷却流体を流すことにより発揮されるものである。そのため、例えば二枚の板の一方に溝を形成し、一方および他方の板を、ロウ付けにより接合して板状体を形成し、当該板状体をプレス加工などにより所定の形状に形成する場合には、当該板状体の内部に割れがなく、かつ、流路に詰まり等が発生していないことを確認する検査を行う必要があった。

板状体の内部に割れがあるか否かの検査としては、当該板状体のＸ線写真をデジタル化し、画像処理を行うことにより検査する方法が用いられている。
その一方で、流路に詰まり等が発生しているか否かの検査としては、最初に上述のＸ線写真の画像処理による検査が行われ、当該検査により詰まりが発生している可能性があると判断されたものについては、さらに、超音波探傷試験による検査方法が用いられている。

上述の検査により流路に詰まりが発生していると判定された場合であって、詰まりの補修が可能なときには補修が行われ、補修が不可能なときには板状体が廃棄されていた。

しかしながら、上述のＸ線写真の画像処理による検査方法、および、超音波探傷試験による検査方法は、ともに二次元的な検査方法であるため、流路の詰まりなどの三次元的な形状を正確に検査することが難しいという問題があった。
そのため、従来では、流路に詰まりが発生しているか否かの判定基準を厳しくして、流路の詰まりが発生した板状体をより高い確率で発見できるようにしていた。
このようにすると、流路の詰まりが発生した板状体が、ガスタービン燃焼器に用いられることを高い確率で防止できていた。

しかしながら、詰まりが発生しているか否かの判定基準を厳しくすると、超音波探傷試験による検査が行われる板状体の数が増加するととともに、超音波探傷試験による検査によっても詰まりが発生していると判定される板状体の数が増加することとなる。
すると、詰まりの補修が行われる板状体の数も、超音波探傷試験による検査が行われる板状体の数と同様に増加していた。

このように、詰まりが発生しているか否かの判定基準を厳しくすると、超音波探傷試験による検査を受けるのを待つ板状体が滞留するとともに、詰まりが発生していると判定され補修を受けるのを待つ板状体が滞留し、板状体を安定して生産することが難しくなるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、検査や補修による板状体の滞留を削減し、安定した生産に寄与することができる板状体の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の板状体の製造方法は、複数の板を積層させるとともに、冷却媒体が流れる複数の流路が前記複数の板の間に並んで配置された板状体を形成する流路形成工程と、前記流路に検査流体を流して該検査流体の流量を計測し、前記流路における流量係数と流路断面積の積に基づいて前記流路の詰まりの有無を判定する流量検査工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、各流路における流量係数（Ｃｄ）と流路断面積（Ａ）との積である有効面積（Ｃｄ・Ａ）に基づくことにより、流路の詰まりの有無を容易に判定することができる。さらに有効面積という指標を用いることにより、流路の詰まりの有無を定量的に評価することができるとともに、流路に対する設計上の要求値とも対比することができる。

流路の詰まりの有無の判定が容易になることから、詰まりの有無の判定が困難とされる流路の数が減少する。そのため、詰まりの補修が行われる流路のうち、詰まりの有無の判定が困難とされた流路の数が減少することから、詰まりの補修が行われる流路の総数も減少する。

上記発明においては、前記流量検査工程の前に、前記板状体のＸ線撮影を行い、前記板状体のＸ線画像に基づいて前記流路の詰まりの有無を判定するＸ線検査工程を有し、該Ｘ線検査工程において、詰まりがないと判定された前記流路に対しては、前記流量検査工程を行わないことが望ましい。

本発明によれば、Ｘ線画像に基づいて詰まりがないと判定された流路に対して流量検査工程を行わない、言い換えると、詰まりがあると判定された流路、および、詰まりの有無の判定が困難な流路に対して流量検査工程を行うことにより、流路における詰まりの有無を確実に判定することができる。

具体的には、板状体のＸ線画像に基づいて当該板状体に設けられた複数の流路の形状を判別し、判別された形状から各流路における詰まりの有無が判定される。そのため、全ての流路の一つ一つに対して有効面積を計測する方法や、超音波探傷法を用いて複数の流路における詰まりの有無を判定する方法と比較して、一つのＸ線画像に基づいて複数の流路における詰まりの有無を判定することができるため、検査に要する期間が短縮される。

一方で、Ｘ線画像に基づく流路の詰まりの有無を判定する方法は、板状体がプレス加工等により所定の形状に曲げられた後であっても、超音波探傷法を用いた検査と比較して、流路における詰まりの有無が容易に判定される。
さらに、Ｘ線画像に基づく流路の詰まりの有無を判定する方法を用いることにより、流路の詰まりの有無の他に、板状体に発生した割れ等の不具合を発見することができる。

上記発明においては、前記流量検査工程の前に、超音波探傷法を用いて測定した前記流路の形状に基づいて前記流路の詰まりの有無を判定する超音波検査工程を有し、該超音波検査工程において、詰まりがないと判定された前記流路に対しては、前記流量検査工程を行わないことが望ましい。

本発明によれば、超音波検査工程において詰まりがないと判定された流路に対して流量検査工程を行わない、言い換えると、超音波検査工程において詰まりがあると判定された流路、および、詰まりの有無の判定が困難な流路に対して流量検査工程を行うことにより、流路における詰まりの有無を確実に判定することができる。

具体的には、超音波探傷法を用いて板状体に設けられた複数の流路の形状を判別し、判別された形状から各流路における詰まりの有無が判定される。そのため、全ての流路の一つ一つに対して有効面積を計測する方法と比較して、超音波探傷法を用いて測定された複数の流路の詰まりの有無を判定することができるため、検査に要する期間が短縮される。

さらに、超音波探傷法を用いて流路の詰まりの有無を判定する方法を用いることにより、流路の詰まりの有無の他に、板状体における複数の板の接合面が剥離している領域を検出することができる。

本発明のガスタービン燃焼器は、燃料を噴射するノズル部と、内部で空気と噴射された燃料とを混合して燃焼させる筒体と、が設けられ、前記燃焼筒が、上記本発明の板状体の製造方法により製造された板状体であることを特徴とする。

本発明によれば、上記本発明の板状体の製造方法により製造された板状体が設けられることにより、検査や補修による滞留が減少し、ガスタービン燃焼器の安定した生産に寄与することができる。

本発明のガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給された圧縮空気、および、外部から供給された燃料を混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する上記本発明のガスタービン燃焼器と、前記燃焼ガスが有するエネルギの一部を、回転駆動力に変換するタービン部と、前記タービン部から前記回転駆動力を前記圧縮機に伝達する回転軸と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上記本発明のガスタービン燃焼器が設けられることにより、検査や補修による滞留が減少し、ガスタービンの安定した生産に寄与することができる。

本発明の板状体の製造方法、ガスタービン燃焼器およびガスタービンによれば、各流路における流量係数（Ｃｄ）と流路断面積（Ａ）とを測定し、これらの値の積である有効面積（Ｃｄ・Ａ）に基づいて流路の詰まりの有無を判定することにより、検査や補修による板状体の滞留を削減し、安定した生産に寄与することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るガスタービンの構成を説明する模式図である。 図１の燃焼器、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。 図２の燃焼筒の構成を説明する斜視図である。 図３の燃焼筒を構成するパネルの構成を説明する分解図である。 図３の上面パネル等の構成を説明する断面図である。 図３の上面パネル等の構成を説明する平面視図である。 外板および内板を接合した板状体における流路の検査を説明するフローチャートである。 超音波探傷検査装置の概略を説明する模式図である。 流量計測装置の概略を説明する模式図である。 詰まりのない流路における流路長と、有効断面積および流量係数との関係を説明するグラフである。 上面パネル等における流路の検査を説明するフローチャートである。

この発明の一実施形態に係るガスタービンについて、図１から図１１を参照して説明する。
図１は、本実施形態のガスタービンの構成を説明する模式図である。
本実施形態では、図１に示すように、本発明のガスタービン１を、発電機Ｇを駆動するものに適用して説明するが、ガスタービン１により駆動される対象は、発電機Ｇに限定されるものではなく、他の機器であってもよく特に限定するものではない。

ガスタービン１には、図１に示すように、圧縮機２と、燃焼器（ガスタービン燃焼器）３と、タービン部４と、回転軸５と、が主に設けられている。

圧縮機２は、外部の空気である大気を吸入して圧縮し、圧縮された空気を燃焼器３に供給するものである。
圧縮機２には、図１に示すように、圧縮機２に流入する大気に流量を調節する入口案内翼や、流入した大気を圧縮する１段動翼、および１段静翼など、が設けられている。

図２は、図１の燃焼器、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。
燃焼器３は、図１および図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気、および、外部から供給された燃料を混合させ、混合された混合気を燃焼させることにより、高温のガスを生成するものである。

燃焼器３は、図１および図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気、および、外部から供給された燃料を混合させ、燃焼させることにより、高温ガス（燃焼ガス）を生成するものである。
燃焼器３には、図２に示すように、空気入口３１と、ノズル部３２と、燃焼筒（筒体、板状体）３３と、が主に設けられている。

空気入口３１は、図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気を、燃焼筒３３の内部に導くものであって、ノズル部３２の周囲に環状に配置されたものである。さらに、空気入口３１は、燃焼筒３３の内部に流入する空気に、旋回方向の流速成分を与えるとともに、燃焼筒３３の内部に循環流れを形成するものである。
なお、空気入口３１としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。

ノズル部３２は、図２に示すように、外部から供給された燃料を燃焼筒３３の内部に向けて噴霧するものである。ノズル部３２から噴霧された燃料は、空気入口３１により形成された空気の流れ等により攪拌されて、燃料と空気との混合気となる。
なお、ノズル部３２としては、公知の形状を用いることができ、特に限定するものではない。

図３は、図２の燃焼筒の構成を説明する斜視図である。
燃焼筒３３は、図２および図３に示すように、空気入口３１およびノズル部３２からタービン部４の流入部に向かって延びる流路を形成するものである。言い換えると、燃焼筒３３は、その内部を、燃料と空気の混合気や、当該混合気の燃焼により生成される高温ガスが流れるものである。

燃焼筒３３は、ノズル部３２側の断面が円状に形成され、タービン部４側の断面が矩形状に形成され、ノズル部３２からタービン部４に向かって断面形状が連続して変化する筒状の部材である。

図４は、図３の燃焼筒を構成するパネルの構成を説明する分解図である。
燃焼筒３３は、図３および図４に示すように、上面パネル（板状体）３３Ｕ、下面パネル（板状体）３３Ｄ、右面パネル（板状体）３３Ｒ、および、左面パネル（板状体）３３Ｌから構成されているものである。

上面パネル３３Ｕは、燃焼筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、燃焼筒３３の上側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合における径方向外側の側面を構成するものである。
上面パネル３３Ｕの中央には、バイパス弁（図示せず）に連通する貫通孔３３Ｈが形成されている。

下面パネル３３Ｄは、燃焼筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、燃焼筒３３の下側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合における径方向内側の側面を構成するものである。

右面パネル３３Ｒは、燃焼筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、燃焼筒３３の右側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合に、圧縮機２からタービン部４に向かって右側の側面を構成するものである。

左面パネル３３Ｌは、燃焼筒３３を周方向に４分割した板状の部材であって、燃焼筒３３の左側の側面、言い換えると、燃焼器３がガスタービン１に配置された場合に、圧縮機２からタービン部４に向かって左側の側面を構成するものである。

具体的には、ノズル部３２側の断面が円状に形成され、タービン部４側の断面が矩形状に形成された燃焼筒３３を構成するために、上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌにおけるノズル部３２側の断面は円弧状に形成され、タービン部４側の断面は直線状に形成されている。

さらに、上述の上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌは、レーザ溶接により接続され、燃焼筒３３を構成している。
具体的には、上面パネル３３Ｕには、隣接する右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌがレーザ溶接され、下面パネル３３Ｄには、隣接する右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌがレーザ溶接されている。

図５は、図３の上面パネル等の構成を説明する断面図である。図６は、図３の上面パネル等の構成を説明する平面視図である。
上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌの基本的構成は同じである。
そのため、ここでは上面パネル３３Ｕについてのみ、図５および図６を参照しながら説明し、その他の下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒ、および、左面パネル３３Ｌについては説明を省略する。

上面パネル３３Ｕには、図５および図６に示すように、外板（一の板）４１と、内板（他の板）４２と、が設けられている。

外板４１は、燃焼筒３３の外周面側に配置された板状の部材であり、耐熱性を有する金属や合金などから形成されたものである。本実施形態ではＮｉ基合金から形成されている例に適用して説明する。
外板４１における内板４２と対向する面には、冷却空気などの冷却媒体が流れる流路５１を構成する複数の溝６１が並んで形成されているとともに、外板４１には複数の溝６１の一部と連通する外貫通孔６５が設けられている。

溝６１は、外板４１に並んで形成された複数の溝のうち、両端以外の内側に配置された溝であり、言い換えると、当該溝の両側に溝６１が配置された溝である。
溝６１は、図５の断面視において、底部が円弧状に形成された溝である。このように、溝６１の底部を円弧状にすることで、例えば、溝６１の断面形状を矩形や台形とした場合と比較して、角部が形成されないため、応力集中が発生しにくくなる。

本実施形態では、溝６１は溝幅に対応したボールエンドミルを用いた切削加工により形成された溝であり、ボールエンドミルを用いた１回の切削加工により形成されている。

なお、溝６１の断面形状は、上述のように底部が円弧状に形成された形状に限られることなく、断面が矩形や台形に形成されていてもよく、特に限定するものではない。
溝６１の断面形状が矩形や台形に形成されていると、底部が円弧状に形成された場合と比較して、溝６１から形成される流路５１の流路面積を増やすことが容易となる。

外貫通孔６５は、外板４１および内板４２が接合された際に形成される流路５１と、燃焼筒３３の外周面側の空間とを繋ぐ貫通孔である。

内板４２は、燃焼筒の内周面側に配置された板状の部材であり、耐熱性を有する金属や合金などから形成されたものである。本実施形態ではＮｉ基合金から形成されている例に適用して説明する。
内板４２は、外板４１における溝６１が形成された面と、ロウ付けにより拡散接合され、溝６１を覆うことにより、流路５１を形成するものである。

内板４２には、外板４１に設けられた複数の溝６１の一部と対向する位置に内貫通孔６６が設けられている。
内貫通孔６６は、外板４１および内板４２が接合された際に形成される流路５１と、燃焼筒３３の内周面側の空間とを繋ぐ貫通孔である。

なお、本実施形態では、カン型の燃焼器３に適用して説明しているが、カン型の燃焼器３に限定されることなく、アニュラ型の燃焼器など、他の形式の燃焼器に適用してもよく、特に限定するものではない。

タービン部４は、図１および図２に示すように、燃焼器３により生成された高温ガスの供給を受けて回転駆動力を発生させ、発生した回転駆動力を回転軸５に伝達するものである。

回転軸５は、図１に示すように、タービン部４により発生された回転駆動力を圧縮機２および発電機Ｇに伝達するものである。
なお、回転軸５としては、公知の構成を用いることができ、特にその構成を限定するものではない。

次に、本実施形態の特徴である燃焼筒３３の製造方法について説明する。
燃焼筒３３を製造する場合には、最初に上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌを構成する板状体を形成し、その後に、燃焼筒３３が形成される。

具体的には、平板状の外板４１に溝６１が切削加工される。溝６１は並んで配置されるように形成されるとともに、燃焼筒３３を構成した際に、隣接する溝同士の間隔が等しくなるように形成される。
平板状の外板４１に溝６１が形成されると、外板４１の溝６１が形成された面に、内板４２が接合されて上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体が形成される（流路形成工程）。

つまり、外板４１における外板４１の溝６１が形成された面であって、内板４２と接触する部分にロウ材を配置し、ロウ材を挟むように外板４１および内板４２を配置される。その後、外板４１、内板４２およびロウ材は加熱されながら、外板４１および内板４２が互いに接近する方向に、プレス機により押し付けられ拡散接合される。

このように、外板４１に内板４２を接合することにより、流路５１が形成される。言い換えると、溝６１および内板４２により流路５１が形成される。

なお、ロウ材としては外板４１、内板４２と同じ組成のものを用いることができ、特に限定するものではない。

図７は、外板および内板を接合した板状体における流路の検査を説明するフローチャートである。図８は、超音波探傷検査装置の概略を説明する模式図である。
板状体が形成されると、図７および図８に示すように、超音波探傷検査装置１００を用いて流路５１における詰まりの有無の検査（以下、「ＵＴによる検査」と表記する。）が行われる（ステップＳ１（超音波検査工程））。
ＵＴによる検査は、例えば、内板４２側から上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体に対して超音波を照射し、板状体から反射された超音波や、透過した超音波を検出することにより、流路５１の二次元的な形状を測定するものである。

具体的には、図８に示すように、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体を水槽１０１の水の中に配置し、板状体に向って超音波センサ１０２から超音波が照射され、板状体から反射してきた超音波が超音波センサ１０２によって測定される。超音波センサ１０２による測定結果は、ＵＴ制御部１０３に入力される。

ここで、板状体における超音波の反射や透過について説明すると以下のようになる。
つまり、板状体の内板４２側から照射された超音波のうち、外板４１および内板４２が接合された領域に照射されたものは、当該接合面および外板４１を透過する。その一方で、流路５１が形成されている領域に照射された超音波は、内板４２における流路５１の内周面を構成する面で反射される。外板４１および内板４２が接合されておらず剥離した領域に照射された超音波も、同様に、内板４２における剥離領域と対向した面で反射される。

その一方で、超音波センサ１０２は、ＵＴ制御部１０３によって制御される駆動ステージ１０４によって板状体の全面を走査される。
その後ＵＴ制御部１０３は、超音波センサ１０２の位置および測定結果に基づいて板状体に形成された流路５１の二次元的な形状を算出する。

ＵＴ制御部１０３は、図７に示すように、算出された流路５１の二次元的な形状に基づいて、流路５１の詰まりの有無を判定する（ステップＳ２（超音波検査工程））。
つまり、算出された流路５１の二次元的な形状において、流路５１の幅が所定の値よりも広いものは、流路５１に詰まりが発生していないと判定される一方、流路５１の幅が所定の値よりも狭くなったものや、流路５１の形状が途切れているものについては、流路５１に詰まりが発生いると判定される。

このとき、ＵＴ制御部１０３は、外板４１および内板４２が接合されていない領域である剥離領域の有無も、同時に判定することができる。

図９は、流量計測装置の概略を説明する模式図である。
上述のように、ＵＴによる検査において詰まりが発生していないと判定された流路５１以外の流路５１について、図７および図９に示すように、流量計測装置２００を用いて流路５１における測定流体の流量等が測定され（ステップＳ３）、測定の結果に基づき、流路５１における詰まりの有無の判定が行われる（ステップＳ４（流量検査工程））。

具体的には、図９に示すように、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体における外貫通孔６５または内貫通孔６６にノズル部２０３を密着させ、流路５１に測定流体である空気を流すことにより、測定流体の流量、差圧および温度が測定され、これらの測定値に基づいて流路５１における流量係数（Ｃｄ）および流路断面積（Ａ）の積である有効面積（Ｃｄ・Ａ）が算出される。

流量計測装置２００には、図９に示すように、供給部２０１と、測定部２０２と、ノズル部２０３と、演算部２０４と、が設けられている。
供給部２０１は、流路５１に流される測定流体を供給するものである。
測定部２０２は、流路５１に供給される測定流体の流量、圧力、および、温度を測定するものである。

ノズル部２０３は、測定流体を外貫通孔６５または内貫通孔６６から流路５１に流入させるものである。ノズル部２０３における板状体と当接する部分には、ゴムなどの弾性体を用いてリング状に形成された当接部２０５が設けられている。
当接部２０５の内周径は、外貫通孔６５または内貫通孔６６の外周径よりも大きく形成されている。

演算部２０４は、測定部２０２により測定された流量、圧力、および、温度の値に基づいて、有効面積（Ｃｄ・Ａ）を算出し、流路５１における詰まりの有無を判定するものである。
具体的には、以下の計算式（１）に基づいて有効面積（Ｃｄ・Ａ）を算出している。

ここで、ｑ_ｍは、質量流量であり、ρは、流体の密度であり、△Ｐは、流路５１における測定流体が流入する部分での圧力（測定部２０２により測定された圧力）と、流出する部分での圧力（大気圧）との間の差圧である。

図１０は、詰まりのない流路における流路長と、有効断面積および流量係数との関係を説明するグラフである。
演算部２０４には、予め測定された詰まりがない流路５１における流路の長さと、流量係数（Ｃｄ）（図１０における破線で示すグラフ）および有効面積（Ｃｄ・Ａ）（図１０における実線で示すグラフ）との関係が記憶されている。そのため、演算部２０４は有効面積（Ｃｄ・Ａ）を算出すると、図１０に示すように、詰まりがない場合における流路５１に係る有効面積（Ｃｄ・Ａ）と、算出された有効面積（Ｃｄ・Ａ）とを比較して、測定を行った流路５１における詰まりの有無を判定する。

流量計測装置２００を用いた検査の結果、流路５１に詰まりが発生していると判定されると、流路５１の詰まりの補修が行われる（ステップＳ５）。
補修は、内板４２における詰まりが発生している部分に対応する領域がグラインダなどの工具を用いて削り取り、詰まりを補修した後、削り取った領域を他の内板４２などで埋めることにより行われる。

補修が終了すると板状体、特に流路５１の検査が行われる（ステップＳ６）。この検査には、上述の流量計測装置２００を用いた流路５１における詰まりの有無の検査も含まれる。
この検査の結果が不合格の場合には、板状体に対して再び補修が行われる（ステップＳ５）。

ＵＴによる検査、流量計測装置２００を用いた検査、および、補修後の検査において流路５１に詰まりがないと判定されると、次に、平板状の板状体をプレス成型することにより上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌが形成される。

図１１は、上面パネル等における流路の検査を説明するフローチャートである。
上面パネル３３Ｕ等が形成されると、図１１に示すように、Ｘ線画像に基づく流路５１の詰まりの検査が行われる（ステップＳ１１（Ｘ線検査工程））。

Ｘ線画像に基づく検査では、例えば、上面パネル３３Ｕ等のＸ線撮影を行い、撮影されたＸ線画像に基づいて流路５１の二次元的な形状の判別が行われる。
流路５１の二次元的な形状が判別されると、判別された流路５１の二次元的な形状に基づいて、流路５１の詰まりの有無が判定される（ステップＳ１２（Ｘ線検査工程））。

つまり、判別された流路５１の二次元的な形状において、流路５１の幅が所定の値よりも広いものは、流路５１に詰まりが発生していないと判定される一方、流路５１の幅が所定の値よりも狭くなったものや、流路５１の形状が途切れているものについては、流路５１に詰まりが発生いると判定される。

このとき、上面パネル３３Ｕ等のプレス成型時等に、板状体に発生した割れの有無も、同時に判定することができる。

上述のように、Ｘ線画像に基づく検査において詰まりが発生していないと判定された流路５１以外の流路５１について、図９および図１１に示すように、流量計測装置２００を用いて流路５１における測定流体の流量等が測定され（ステップＳ３）、測定の結果に基づき、流路５１における詰まりの有無の判定が行われる（ステップＳ４）。
なお、ここで行われる流量計測装置２００を用いた検査は、ＵＴによる検査の後に行われる流量計測装置２００を用いた検査と同様であるため、その説明を省略する。

Ｘ線画像に基づく検査、流量計測装置２００を用いた検査、および、補修後の検査において流路５１に詰まりがないと判定されると、次に、上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌは、燃焼筒３３を構成するように配置されて仮合わせされる。

仮合わせ後、上面パネル３３Ｕおよび右面パネル３３Ｒ、右面パネル３３Ｒおよび下面パネル３３Ｄ、下面パネル３３Ｄおよび左面パネル３３Ｌがレーザ溶接により接合され、燃焼筒３３となる。
例えば、上面パネル３３Ｕと、右面パネル３３Ｒとをレーザ溶接することにより、溶接部６４において上面パネル３３Ｕと右面パネル３３Ｒとが接合される。

レーザ溶接が行われて燃焼筒３３が形成されると、再び、図１１に示すように、Ｘ線画像に基づく流路５１の詰まりの検査等が行われる（ステップＳ１１）。
ここで行われる流路５１の詰まりの検査等は、上面パネル３３Ｕ等が形成された後に行われる詰まりの検査等と同じであるため、その説明を省略する。

Ｘ線画像に基づく検査、流量計測装置２００を用いた検査、および、補修後の検査において流路５１に詰まりがないと判定されると、次に、燃焼筒３３に付属する部品が燃焼筒３３に取り付けられ、遮熱コーティングが施されることにより、燃焼筒３３が完成する。

次に、上記の構成からなるガスタービン１における一般的な運転について説明する。
ガスタービン１は、図１に示すように、圧縮機２が回転駆動されることにより大気（空気）を吸入する。吸入された大気は、圧縮機２により圧縮されるとともに、燃焼器３に向かって送り出される。

燃焼器３に流入された圧縮された空気は、燃焼筒３３の内部において、燃焼器３において外部から供給された燃料と混合される。空気および燃料の混合気は燃焼器３において燃焼され、燃焼熱により高温ガスが生成される。

燃焼器３において生成された高温ガスは、燃焼筒３３の内部を通過して、下流のタービン部４に供給される。タービン部４は高温ガスにより回転駆動され、その回転駆動力は回転軸５に伝達される。回転軸５は、タービン部４において抽出された回転駆動力を圧縮機２および発電機Ｇに伝達する。

次に、本実施形態に係る流路５１による冷却について説明する。
燃焼筒３３を構成する上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌの流路５１には、外部から冷却流体である冷却空気が供給される。
冷却空気は、流路５１を流れることにより、燃焼筒３３を構成する上面パネル３３Ｕ、下面パネル３３Ｄ、右面パネル３３Ｒおよび左面パネル３３Ｌを冷却し、燃焼熱や高温ガスの熱からこれらのパネルを保護する。

冷却に用いられた冷却空気は、流路５１から回収されてもよいし、高温ガスとともにタービン部４に供給されてもよく、特に限定するものではない。

上記の構成によれば、各流路５１における流量係数（Ｃｄ）と流路断面積（Ａ）との積である有効面積（Ｃｄ・Ａ）に基づくことにより、流路５１の詰まりの有無を容易に判定することができる。そのため、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体、上面パネル３３Ｕ等、および、燃焼筒３３の検査に要する時間が短縮されて、検査に係る滞留が減少することから、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体、上面パネル３３Ｕ等、燃焼筒３３、および、ガスタービン１の安定した生産に寄与することができる。

さらに有効面積（Ｃｄ・Ａ）という指標を用いることにより、流路５１の詰まりの有無を定量的に評価することができるとともに、流路５１に対する設計上の要求値とも対比することができ、流路５１の詰まりの有無を容易に判定することができる。

流路５１の詰まりの有無の判定が容易になることから、詰まりの有無の判定が困難とされる流路５１の数が減少する。そのため、詰まりの補修が行われる流路５１のうち、詰まりの有無の判定が困難とされた流路５１の数が減少することから、詰まりの補修が行われる流路５１の総数も減少する。その結果、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体、上面パネル３３Ｕ等、および、燃焼筒３３の補修に係る滞留が減少ことから、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体、上面パネル３３Ｕ等、燃焼筒３３、および、ガスタービン１の安定した生産に寄与することができる。

Ｘ線画像に基づいて詰まりがないと判定された流路５１に対して流量計測装置２００を用いた検査を行わない、言い換えると、詰まりがあると判定された流路５１、および、詰まりの有無の判定が困難な流路５１に対して流量計測装置２００を用いた検査を行うことにより、流路５１における詰まりの有無を確実に判定することができる。

具体的には、Ｘ線画像に基づく検査では、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体、上面パネル３３Ｕ等、および、燃焼筒３３のＸ線画像に基づいて複数の流路５１の形状を判別し、判別された形状から各流路５１における詰まりの有無が判定される。そのため、全ての流路５１の一つ一つに対して有効面積（Ｃｄ・Ａ）を計測する方法や、ＵＴによる検査と比較して、一つのＸ線画像に基づいて複数の流路５１における詰まりの有無を判定することができるため、検査に要する期間が短縮される。

一方で、Ｘ線画像に基づく流路５１の詰まりの有無を判定する方法は、プレス加工等により曲げられた上面パネル３３Ｕ等、および、燃焼筒３３であっても、超音波探傷法を用いた検査と比較して、流路５１における詰まりの有無が容易に判定される。
さらに、Ｘ線画像に基づく流路５１の詰まりの有無を判定する方法を用いることにより、流路５１の詰まりの有無の他に、上面パネル３３Ｕ等、および、燃焼筒３３に発生した割れ等の不具合を発見することができる。

ＵＴによる検査において詰まりがないと判定された流路５１に対して流量計測装置２００を用いた検査を行わない、言い換えると、ＵＴによる検査において詰まりがあると判定された流路５１、および、詰まりの有無の判定が困難な流路５１に対して流量計測装置２００を用いた検査を行うことにより、流路５１における詰まりの有無を確実に判定することができる。

具体的には、ＵＴによる検査により、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体に設けられた複数の流路５１の形状を判別し、判別された形状から各流路５１における詰まりの有無が判定される。そのため、全ての流路５１の一つ一つに対して有効面積（Ｃｄ・Ａ）を計測する方法と比較して、ＵＴによる検査により複数の流路５１の詰まりの有無を判定することができるため、検査に要する期間が短縮される。

さらに、ＵＴによる検査を用いて流路５１の詰まりの有無を判定する方法を用いることにより、流路５１の詰まりの有無の他に、上面パネル３３Ｕ等を構成する板状体における外板４１および内板４２の接合面が剥離している領域を検出することができる。

なお、流路５１に流される冷却媒体としては、上述の実施形態のように空気を用いてもよいし、蒸気を用いてもよく、特に限定するものではない。
流路５１に流す冷却媒体として蒸気を用いる場合には、外貫通孔６５や内貫通孔６６などが設けられず、外部から流路５１に供給された蒸気を燃焼器３の周囲の空間に放出することなく、回収する構成としてもよい。

１ ガスタービン
２ 圧縮機
３ 燃焼器（ガスタービン燃焼器）
４ タービン部
３３ 燃焼筒（筒体、板状体）
３３Ｕ 上面パネル（板状体）
３３Ｄ 下面パネル（板状体）
３３Ｒ 右面パネル（板状体）
３３Ｌ 左面パネル（板状体）
４１ 外板（一の板）
４２ 内板（他の板）
５１ 流路
６１ 溝
ステップＳ１ （超音波検査工程）
ステップＳ２ （超音波検査工程）
ステップＳ４ （流量検査工程）
ステップＳ１１ （Ｘ線検査工程）
ステップＳ１２ （Ｘ線検査工程）

Claims (4)

1. 複数の板を積層させるとともに、冷却媒体が流れる複数の流路が前記複数の板の間に並んで配置された板状体を形成する流路形成工程と、
   前記板状体のＸ線撮影を行い、前記板状体のＸ線画像に基づいて前記複数の流路の詰まりの有無を判定するＸ線検査工程と、
   前記複数の流路のうちの前記Ｘ線検査工程において詰まりが有ると判定された流路に検査流体を流して該検査流体の流量を計測し、前記流路における流量係数と流路断面積の積に基づいて前記流路の詰まりの有無を判定する流量検査工程とを有し、
   前記複数の流路のうちの前記Ｘ線検査工程において詰まりがないと判定された流路に対しては、前記流量検査工程を行わないことを特徴とする板状体の製造方法。
2. 複数の板を積層させるとともに、冷却媒体が流れる複数の流路が前記複数の板の間に並んで配置された板状体を形成する流路形成工程と、
   超音波探傷法を用いて測定した前記流路の形状に基づいて前記複数の流路の詰まりの有無を判定する超音波検査工程と、
   前記複数の流路のうちの前記超音波検査工程において詰まりが有ると判定された流路に検査流体を流して該検査流体の流量を計測し、前記流路における流量係数と流路断面積の積に基づいて前記流路の詰まりの有無を判定する流量検査工程とを有し、
   前記複数の流路のうちの前記超音波検査工程において詰まりがないと判定された流路に対しては、前記流量検査工程を行わないことを特徴とする板状体の製造方法。
3. 燃料を噴射するノズル部と、
   内部で空気と噴射された燃料とを混合して燃焼させる筒体と、
   が設けられ、
   前記燃焼筒が、請求項１または請求項２に記載の板状体の製造方法により製造された板状体であることを特徴とするガスタービン燃焼器。
4. 空気を圧縮する圧縮機と、
   該圧縮機から供給された圧縮空気、および、外部から供給された燃料を混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する請求項３に記載のガスタービン燃焼器と、
   前記燃焼ガスが有するエネルギの一部を、回転駆動力に変換するタービン部と、
   前記タービン部から前記回転駆動力を前記圧縮機に伝達する回転軸と、
   が設けられていることを特徴とするガスタービン。

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