JPH03271501A - タービンブレードの修理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、タービンのような高速流体流機械、特に、
タービンブレードを修理するための方法及び装置に関す
る。

タービンブレードは、使用中摩耗にさらされるものであ
り、蒸気タービンの場合、最も腐食されやすいのは、ロ
ータアセンブリーにおけるタービンブレードの外側端部
の先導縁部（ｌｅａｄｉｎｇ　ｅｄｇｅ）である。

腐食は、一般的に、ブレードと蒸気によって運ばれる粒
子との間の接触、及び成る程度迄は、蒸気自身により引
き起こされる。

腐食が、タービンブレードの特に外側先端の先導縁部で
生じることに鑑み、ブレードの当該部分を適当な硬化さ
れたスチール又はステライト合金のようなその他の硬い
材質でつくるか、或いは、ブレードにそのような材質か
らなるカバーを設けることが普通におこなわれており、
このようなカバーは、例えば溶接やはんだ付けで固定さ
れる。

ある一定の使用期間が終わった後で、不可避的にタービ
ンブレードに生じる腐食、及び、割れ目や異物による損
傷のような起こり得るその他の損傷により、タービンブ
レードは交換又は修理されなければならない。ブレード
の交換は高価であることを考えると、満足でき、しかも
長く持続する修理が遂行され、そして、そのような修理
がタービンの不作動時間（ｄｏｗｎ　ｔｉｍｅ）を最小
限にするためにできるだけ早く遂行されることが望まし
い。

例えば、硬い金属のシールドやインサートの交換のよう
な修理の場合、かなりの熱エネルギーが溶接やはんだ付
は操作の間にブレードに伝えられ、そのため、ブレード
にかなりの歪みを生じることがある。

溶接やはんだ付は操作の間に生じると予想される歪みに
対し、逆方向に歪みを生じさせるようにブレードを慎重
に熱することで前記の歪みを相殺することが英国特許明
細書２．１２４．１２６に提案されている。

その場でタービンブレードの修理を実施することが望ま
しいことが多い。すなわち、ブレードがのインプットを
必要とする修理作業の前にブレードを予め歪ませておく
ことが望ましい。しかしながら、ブレードはホイールに
取付けられているままであるから、ブレードの正しい部
分に歪みを与えるようにコントロールすることにはかな
りの問題が生じる。

本発明の目的は、新しい、改良されたタービンブレード
の修理方法を提案することである。

課題を解決するための手段 発明の第一の観点によれば、新しいタービンブレードの
修理方法が提供され、この方法はブレードにかなりの熱
エネルギーのインプットを必要とする修理工程を含み、
当該方法は次の工程から成る： （ａ）ブレードにかなりの熱エネルギーのインプットを
必要とする修理工程によって生じると予測される歪みと
反対の方向に変形を生じさせるようにタービンブレード
に物理的な力を加え、（ｂ）かなりの熱エネルギーのイ
ンプットを必要とする前記修理工程を実施し、 （ｃ）ブレードに加えられた物理的な力を取り去り、 （ｄ）応力解放熱処理を実施する。

前記方法は、ブレードに変形力を加える工程を含むこと
ができ、かなりの熱エネルギーを加える修理工程がブレ
ードに実施される間、前記ブレードが変形状態に維持さ
れるように拘束手段を使用し、前記修理工程の後に、前
記変形力は解消される。

拘束手段が具えられる場合、ブレードに加えらすかなり
大きいであろう。その理由は、加えられる変形の一部は
弾性変形であり、変形力を解消した後、ブレードはその
所望の位置に復帰すると考えられるからである。

さらなる代替手段として、かなりの熱エネルギーのイン
プットを含む修理工程の間、その変形された状態での拘
束が不必要であるように、かなりの熱エネルギーを加え
る前にブレードを予め変形させておくことができる。

本発明の第２の観点によれば、タービンブレードの新規
な修理方法が提供され、その方法はがなりの熱エネルギ
ーのインプットを必要とする修理工程を含むもので、そ
の方法はさらに次の工程がらなっている： （ａ）修理すべきブレードを修理区域と前記ブレードが
固定されているシャフトｌ＼のブレードの固定位置との
間のブレードの成る位置においてタービンの他の部分に
対してクランプし、 （ｂ）前記ブレードにかなりの熱エネルギーのインプッ
トを伴う修理工程の後に予測される歪みとは逆の方向に
前記修理区域においてブレードに歪みを生ゼしぬ、 （ｃ）かなりの熱エネルギーのインプットを伴う前記修
理工程を実施し、 （ｄ）前記ブレードのクランプを離す。

好ましくは、修理すべきブレードは、少なくとも１つの
隣のブレードに対してクランプされる。

或いは、修理すべきブレードは、タービンのシャフト又
はその他の適切な部分にクランプし、かくして、ブレー
ドのクランプされた部分がタービンの残りの部分に対し
て確実に固定されるようにするとよい。

クランプは、如何なる適当な手段からなるものでもよく
、スナツパ−（ｓｎｕｂｂｅｒｓ）やその他のブレード
連結手段からなってもよい。

ブレードが、ブレードの修理を要する区域の径方向内側
に位置するスナツパ−のような連結手段及びさらにブレ
ードの修理を要する区域の径方向外側に位置するスナツ
パ−のような連結手段を有する場合には、修理方法は、
修理区域の近く又はその径方向外側においてブレード連
結手段を連結する工程を含むことができ、前記修理区域
の径方向内側のブレードの間の連結を維持し、かなりの
熱エネルギーのインプットを伴う修理工程が実施される
間、生じると予測される歪みと逆方向に修理すべきブレ
ードを歪ませ、かくして、修理工程の実施後、前記ブレ
ードが正しい整列した使用位置にできるだけ近く位置す
るようにすることができる。

ブレード連結手段は、事実上、単一ブレードを２つの離
れた翼、或いは径方向内側の翼や径方向外側の翼に分割
するようなブレードの一部であってもよく、或いは、例
えばスナツパ−からなってもよい。

隣合うブレードを連結し、修理区域または修理区域の径
方向外側に位置するような部品は、さらなるスナツパ−
、レーシングワイヤー、又は囲い板（ｓｈｒｏｕｄ）か
らなるものでよい。

そのような囲い板、レーシングワイヤー、又は径方向に
位置するスナツパ−を取り除く二とで、一つのブレード
を隣のブレードに悪影響を与える事なく逆方向に歪ませ
ることが可能になり、内部スナツパ−のような径方向内
部の連結を残すことにより、ブレードの径方向内側部分
は逆方向歪み工程の間、その部分には悪影響を与えない
ように所定の位置に効果的にクランプされる。何故なら
、そこでブレードのその部分は列の中の隣のブレードに
連結されていることにより、事実上堅固にクランプされ
るからである。

第１、第２の部品に具えられるブレードクランプ手段は
、ブレードの先導縁部または後端縁部と接する部分が、
やわらかい状態にある充填材を含むことでブレードの輪
郭と一致するようになるようにされ、その充填材は、接
触しているブレードの当該部分の形に一致するように固
まることができる。

１つのブレードが他のブレードに対してクランプされる
手段がブレードに具わっていない場合には、別のクラン
プ手段を具えることができる。

上記方法を実施する装置を提供することが本発明のさら
なる目的である。

本発明の第２の観点によれば、タービンブレードの修理
に使用するための装置が提供され、前記装置は、多数の
タービンブレードの先導端部と係合するようになってい
る第１の部品と、前記タービンブレードの後端縁部と係
合するようになっている第２の部品を有するクランプ手
段、及び前記第１、第２の部品を連結させる手段、及び
前記第１、第２の部品がそれぞれ先導縁部、後端縁部と
係合してこれらをクランプし、前記クランプ手段の位置
においてクランプされたブレードが相対的に移動しない
ように前記多数のブレードをお互いに対してクランプす
る手段を有している。

好ましくは、前記第１及び／又は第２部品は、それぞれ
、前記第１又は第２部品に対して相対的に調整可能に動
きうる多数のブレードクランプ部品を含み、前記第１、
第２の部品に対して固定できる手段を有する。

好ましくは、前記プレードクランプ部品は、固定される
ブレードの先導縁部、或いは後端縁部の輪郭に適合する
輪郭を具えている。

好ましくは、前記第１、第２部品をクランプする手段は
、列の中で隣り合うブレードの間にある隙間の間に延び
前記第１、第２の部品を連結する、１個またはそれ以上
のボルト若しくはねじ部材を含む。

さらなる代替手段として、修理すべきブレードをクラン
プする前記装置は、タービンのロータシャフト、又は前
記シャフトに関連する他の部品と保合するようになって
いる第１の部品を有し、さらに、タービンブレードのク
ランプされた部分とシャフトとの間の相対移動を妨げる
ために前記シャフトに対してブレードをクランプするよ
うにタービンブレードと係合する第２の部品を有してい
る。

クランプ手段が修理すべきブレードをシャフトに対して
クランプする場合、前記クランプ手段は、それぞれがタ
ービンシャフトと協働する２つの第１部品からなること
ができ、前記第１の部品は、修理すべきブレードがある
ブレード列の軸方向に互いにその反対側に離れてあり、
前記クランプ手段は、前記第１の部品に固定され修理す
べきブレードの先導縁部及び後端縁部と係合するように
なっている。

好ましくは、前記第１の部品は、タービンシャフトの径
方向に前記クランプ手段の位置が調整できるように細長
い部材を具えている。

前記クランプ手段は、タービンシャフトの軸方向と平行
に前記クランプ手段の位置が調整できるように、さらに
調整手段を具えていると便利である。

ブレードが他のブレードに対してクランプすることを可
能にするような形を具えていない場合には、前記のよう
にクランプ手段を設けておくと、修理区域から離れてブ
レードをクランプすることができ、かくして、ブレード
の修理の間に生じると予測される歪みと相殺するような
歪みを生じさせるべく力が作用させられたとき、前記ク
ランプ手段は、修理工程の間に影響を受てはならない区
域に歪み力が作用しないようにし、かくして、ブレード
に正しい歪み力を作用させることができるのである。

修理されるブレードに１つ以上のクランプ手段が使用さ
れる場合は、かなりの熱エネルギーを必要とする修理の
前又はその間にブレードを歪み位置又は少なくとも使用
中の位置とは異なる位置にブレードを意図的に保持する
ために、複数の前記のようなりランプ手段を修理区域の
近くで使用することができよう。

ブレードの列における複数のブレードを修理すべき場合
、以前の修理から、予測される歪みの量が知られていて
も、実際の歪みは予測とは異なることがあり、修理すべ
きブレード列中の第１のブレードを修理中にどの程度の
歪みが生じるかを知るためのｍ実験的ブレードとして使
用し、歪みの量が一旦注意深く測定されたら、その予測
値を用いて、その後修理されるブレードの予測歪みを相
殺することができる。

修理方法は、第１のブレードに生じる歪みを分析し、そ
の後修理されるブレードに適用すべき予めの歪みを計算
する工程を含むことができる。

修理の間に生じると予測される歪みと相殺するようにブ
レードに予め歪みを生じさせる力は、かなりのものと考
えられ、ブレードがロータに固定されたままで修理をお
こなおうとするのであるから、必要な予めの歪みを正確
にコントロールすることには困難が伴う。

本発明のさらなる観点によれば、タービンブレードの歪
みを可能にさせる装置が提供され、その装置は、ブレー
ドの長手方向に沿って所定の位置でタービンブレードを
囲むか係合するようになっているブレード係合手段を有
し、さらに、前記ブレード係合手段と係合するようにな
っている１つ以上の細長い部材に連結された手動操作部
品を具えた操作手段を有し、前記細長い部材の長さは、
前記手動操作部品がタービンブレードの外側端部の径方
向外側にある状態で前記ブレード係合手段との連結がお
こなわれるような長さである。

好ましくは、複数の細長い部材が具えられ、前記各部材
は、前記ブレード係合手段を係合し協働するようになっ
ている。

また、好ましくは、前記手動操作部品は、前記細長い部
材に対して略々直角に配置されているさらなる細長い部
材からなる。

そして、好ましくは、前記ブレード係合手段は、タービ
ンブレードを挟んでお互いに固定される一対の部材から
なり、前記対をなす部材が所定の位置においてタービン
ブレードの周りにお互いに固定されるようになっている
。

さらに、好ましくは、前記一対の部材のそれぞれの少な
くとも−・方の面に具えられた輪郭は、予め歪み力が加
えられる箇所において、タービンブレードの輪郭に密に
適合するものであるとよい。

本発明の装置は、タービンブレードを堅固に保持してブ
レードに歪みを与えるには、隣のブレードとの間に空間
が少なすぎて従来では不可能であった状況において、物
理的力によってブレードに正確な予めの歪みを与えるこ
とを可能にした。

以下に、図面を参照して、本発明を実施例について詳細
に説明する。

実施例 先ず、第１図を参照すると、ロータ上のタービンブレー
ドの配列の一部分が、その内の何枚かが符号１１乃至１
４で示されたブレードを含む配列として示されており、
ブレードは、夫々、タービンブレードのロータシャフト
１６のホイール１５に固定される根元部分を有している
。

完全なる配列は、符号１１乃至１４で示したものと同様
にホイール１５を完全に取り囲むブレードを含んでなり
、実際には、ブレードはレーシングワイヤ（ｌａｃｉｎ
ｇ　ｗｉｒｅ）　、スナツパ−（ｓｎｕｂｂｅｒ）のよ
うなものによって互いに結ばれており、多くの場合、各
タービンブレードの外端から延びる、例えば、はぞ（ｔ
ｅｎｏｎｓ）によって固定される囲い板（ｓｈｒｏｕｄ
）が、配列の周囲に延びるであろう。

図面に示されている配列では、前記のような囲い板又は
レーシングワイヤは取り外されている。

しかし、実際には、前記のような囲い板又はレーシング
ワイヤを完全に取り外す必要はないかも知れないが、修
理すべきブレードからは外す必要がある。

クランプ手段は、全体的に参照番号１７によって示され
、そして、第２図により詳細に示されている。このクラ
ンプ手段は、第１部品２０、第２部品２１、及び、第１
部品２０と第２部品２１を連結するボルトの形の手段２
２，２３．２４からなるものである。

第１部品２０は１本の鉄製アングル材として示され、ア
ングル材の一方のフランジにはボルト２２乃至２４がそ
れぞれ貫通する孔２５乃至２７が形成されており、各ボ
ルトの頭２８．２９及び３０は１本の鉄製アングル材の
フランジ３１に係合している。

フランジ３１には、又、４つのブレードクランプ部材３
５，３６．３７及び３８が固定されており、クランプ部
材３５の１つは第３図を参照してより詳細に説明される
。

ブレードクランプ部品３５は、ブレード１１の輪郭と協
働（ｃｏｏｐｅｒａｔｅ）するようになっている参照番
号４１で示された切欠を有するプレードクランプ部材４
０からなり、ブレードクランプ部品４０は、ねじ部材４
２．４３を介して第１部品２０に連結されている。ねじ
部材４２．４３は、例えば溶接によって第１部品２０の
フランジ３１にそれぞれ固定されたナツト部品４４．４
５にねじ係合しており、さらに、ねじ部材４２．４３は
、それぞれボール・ソケットタイプの連結体４６，４７
を介してクランプ部品４０に連結されている。

従って、プレードクランプ部品４０は、第１部品２０に
調節可能に連結され、この結果、第１部品２０に対する
プレードクランプ部品の位置関係は、頭５０．５１に対
する、例えば、スパナによって回転させられるねじ部材
４２．４３の回転によって、間隔と角度の双方において
調節される。

他のブレードクランプ手段３６．３７及び３８は、同一
のブレードと係合しなければならないから、プレードク
ランプ手段３５と同一である。

クランプ手段の第２部品２１は、第１部品と同様な１本
の鉄製アングル材を具えており、さらに、ねじ部材２２
．２３又は、２４、ナツト５６，５７又は５８を回転さ
せると、プレード１１乃至１４を必要に応じてクランプ
したり或いは放したりできるよう、第１．第２部品を接
近させたり離間させる移動を起こすことが出来るように
ナツト５６．５７及び５８が当接するフランジ５５を具
えている。

ブレード１１乃至１４のクランプの微細な調整は、第１
部品２０に設けられたブレードクランプ手段３５乃至３
９の調節、又は、第２部品２１に設けられた同様なブレ
ードクランプ手段６０，６１．６２又は６３の調節によ
って行なわれる。第２部品２１上へのブレードクランプ
手段６０乃至６３の取付けは、第３図にブレードクラン
プ手段３５のために示した取付けと同様である。

ブｌノードクランプ部品６０乃至６３の位置を第２部品
２１に対して調整する調整手段は、ブレードの注意深い
整列と堅固なりランプを可能にし、もし望むなら、使用
中の位置から故意に配列をずらしたり、又は、配列がず
れたブレードを整列した位置に強制的に動かすために使
用することができる。

装置の使用中に、例えば、修理区域の近くから囲い板と
レーシングワイヤのどれかを取り外した後に、ブレード
の先導端部の一方の外端における腐食シールドが取り外
され新しいシールドに交換される場合、クランプ手段が
所定の位置に配列され、ブレードは、少なくとも１つの
他の隣のブレードに対し、できれば幾つかの他の隣のブ
レードに対して堅固にクランプされ、そして、損傷を受
けた腐食シールドは、鋸と研削の組合せのような何らか
の適切な手段によってブレードから取り外される。

これまでの修理から、新しい腐食シールドがブレードに
溶接されたとき起こりそうな歪みは良く知られているで
あろうし、ブレードは、溶接作業中に生じる歪みを正確
に相殺する位置に、予め歪みを与えておくこと、即ち、
曲げたり、捻ったり又は両方の組合わせよって予め歪ま
せておくことができる。

タービンプレードに予め与える歪み、即ち、捻リは、例
えば、第６図乃至第９図に示すような捻り工具（ｔｗｉ
ｓｔｉｎｇ　ｔｏｏｌ）によって付与される。この工具
は、タービンブレード１１０を囲み、そして、一方の側
に手動操作部分、即ち、ハンドル１２６が延びて他方の
側で同様にハンドル１２７が延びているベース部品１２
５を有する操作部材がタービンブレードに係合する位置
にもたらせるようになっており、第６図に示すようにブ
レードに係合する形をした保合バー１１４，１１５を有
している。

或いは、ブレード係合部材１４５は、第９図に示すよう
な形状のものでもよい。

ブレード捻り工具をより詳細に説明する。

第６図には、３枚のタービンブレード１１０゜１１１及
び１１２の配列が示されている。タービンブレード１１
０には、全体的に参照番号１１３で示される係合手段か
らなるブレード捻り工具の一部分が固定されている。

係合手段１１３は、ねじ１１６，１１７によって互いに
締付けられる２つの板状部材１１４．１１５からなる。

板状部材１１４は、タービンブレード１１０の外形に一
致する外形縁１１８を有し係合バー１１５はタービンブ
レード１１０の反対側に一致する外形縁１１９をそれぞ
れ有している。

タービンブレードの長さ方向に沿ってタービンブレード
の外形が変わるので、第６図の実施例に示すように非常
に接近させてタービンブレードに保合させるためには、
異なった輪郭の多数の係合バーが必要とされることが理
解できるであろう。

そして、ある状況では、保合は図示したように正確では
でないこともあり、もし望むなら、付加スペーサ部材を
使用してもよい。このようなスペーサ部材は、保合部材
１１４，１１５とタービンブレード１１０の間に置かれ
る。

保合バー１１４は２つの孔１２０，１２１を具えており
、係合バー１１５は同様に孔１２２，１２３を具えてい
る。

さらに、第７図に示すように、操作部材はベース部品１
２５からなり、ベース部品１２５の一方の側から手動操
作部分、即ち、ハンドル１２６が延びており、他方の側
から同様にハンドル１２７が延びている。

このベース部材１２５の下側１２４は、そこから延びて
いる細長いロッド状の４本の部材１２８゜１２９．１３
０，１３１を有している。

細長いロッド状の部材１２８乃至１３１は、個々に孔１
２０乃至１２３に係合するような寸法の太さであり、こ
の結果、操作部材は第８図に示すような方法で係合部材
に係合させられる。

第８図には、ロータ１３５に固定された３枚のタービン
ブレード１１０，１１１，１１２を示しである。タービ
ンブレードはスナツパ−を具え、参照番号１３６，１３
７で示されたタービンブレード上の各スナツパ−は、配
列されたタービンブレードのブレードを連結、即ち、ク
ランプするようになっている。例えば、スナツパ−１３
６はタービンブレード１１１に設けられたスナツパ−１
３８に連結され、スナツパ−１３７はタービンブレード
１１２のスナツパ−１３９に連結される。

最も摩耗し易いのは、通常、タービンブレードの外側先
導端部であり、外側先導端部は参照番号１４０で示され
た領域であり、頻繁に修理をする必要がある部分である
。

領域１４０に修理を施すためには、溶接又ははんだ付け
が必要であるが、溶接又ははんだ付けは、ブレードのか
なりの長さにわたって、かなりの歪みを生ゼしめる可能
性がある。

しかし、スナツパ−１３６，１３７が具えられたブレー
ドの部分には、歪みが生じることはなく、殆どの場合、
隣同志のブレードのスナツパ−の連結には、何の変わり
もない。

どのような歪みがブレードの修理中に起こりつるかは、
予め歪みを与えなかったブレードの修理から、又は、既
に修理されたブレードがら略々正確に知ることができる
。このような歪みを相殺するために、参照番号１１３で
示される保合手段がブレードに沿った所望の位置に位置
決めされ、操作部材が第８図に示すようにその位置に固
定されそして、ブレードは、ブレードを捻るようにハン
ドル１２６，１２７を掴んで、回転トルクを加えるよう
に捻られる。

実際には、保合手段を移動させることが必要であろうし
、或いは、ブレードの輪郭とぴったりと合うことが必要
ならば、異なる操作部材を具えて、そのすべてが順次係
合部材によって係合され、所定の捻りがブレードに加え
られるであろう。保合手段は、その後、取り外され、そ
して、ブレード７ベント に多くの熱エネルギーのイン−を伴う修理工程を行なう
ことができる。続いて、ブレードが正しい位置に戻され
応力から実質的に解放されるように、応力解放工程が行
なわれる。

第９図には、ブレードの外形に略々一致する孔１４６を
有する単一の部品１４５からなる他の係合手段が示され
ている。孔１４６は、ブレードの長手方向に沿って予め
決められた任意の所望位置のどこででも係合部品１４５
を位置決めできるようなものである。

ブレードに沿った係合部品１４５の好ましくない動きは
、弾性的に付勢されている舌片１４７によって阻止され
、舌片１４７は、軸接続体１４８によって係合部品１４
５に軸支されており、舌片１４７が係合部品１４５の好
ましくない動きを阻止すべくブレードに押付けられるよ
うにスプリングによって付勢されている。

第９図に示す保合部品１４５は、隣合うブレード間に極
く僅かな空間しかないタービンブレードの配列に使用さ
れるように設計されている。係合部品１４５は、操作部
材となる長手部材が係合する３箇所の切欠１５０，１５
１，１５２を具えている。この場合、操作部材は、長手
部材は３つしか具えていない。

ブレードを捻るための第９図に示す係合手段のクランプ
手段の使用方法は、先に説明したものと同じであるが、
前述した係合手段は、ブレードに沿った異なった位置を
とりつるもので、この結果、予め決められた捻りの量が
単一の係合手段を使用してブレードに加えられる。

もし望むなら、良くフィツトするように、スペーサ部材
をブレード上の係合手段の間に差込んでもよい。

特に保合手段が単一部材の場合、ブレードの輪郭に係合
するように形成されたスロットは、成る一定の捻れ量が
ブレードの上部に起こった後、成る特定の部分に係合す
ることができるだけで、その捻れは、保合手段がブレー
ドに沿って所望の位置にまで動かされることを許容し、
このようにして、ブレードに与えられる如何なる捻りも
均一に与えられ、そして、ブレードの低い部分に対する
捻りは、上部が所望の量だけ予め捻られるまで行なわれ
ないということが確保される。

成る保合手段は、ブレードの長手方向軸に対して平行な
方向に大きな寸法を有するであろうし、そのような係合
手段は、レーシングワイヤ用の孔のような弱い部分に使
用でき、この場合、ブレードに加えれられるトルクは、
より大きな領域にわたって一様に分散する。

本発明の工具は、多くの熱エネルギーを加える必要があ
る修理がおこなわれ、その修理によって歪みが生じるよ
うなブレードの修理が行なわれるところで使用されるも
のであるが、その工具は、修理を必要としないけれども
、使用によって、或いは、他の理由によって、正しい形
状から歪んでしまったブレードの再調整にも役立つ。こ
のようなブレードの形状を矯正するために工具を使用し
た後、ブレード内の如何なる応力をも除去するように充
分な熱処理工程がおこなわれるであろう。

新しい材料の部品がブレードに溶接された後、当該ブレ
ードの位置を、例えば、本出願人による同時係属出願の
主題である整列手段を使用して検査することができ、も
し、ブレードが不正確な位置にあることがわかると、ブ
レードに応力除去の熱処理を行なう前にブレードを正し
い位置に戻す作業が更に行なわれる。

第４図と第５図には、異なるクランプ手段が示されてお
り、全体的に参照番号７０で示した第１部品は、２つの
カラー状部材７１．７２からなり、カラー状部材７１．
７２はタービン軸７３に堅固にクランプされている。同
様の第１部品が参照番号７５で示され、この第１部品は
カラー状部材７６．７７からなり、両方の第１部品は、
夫々一対のボルト７８．７９によって軸７３にクランプ
されている。

カラー７１とカラー７６とから延びているのは、全体的
に参照番号８３．８４で示したクランプ手段を夫々担持
した一対の長手部材８０．８１である。

クランプ手段８３は、長手部材８０に係合して摺動する
ことができるように貫通孔を有する可動部品８５からな
り、長手部材８０に対する可動部品８５の位置は、ロッ
クボルト８７．８８によってロックされるようになって
おり、可動部品８５は第３図に示すクランプ部材と全く
同じようにクランプ部品８９を担持し、クランプ部品８
９はブレード９４の先導縁部に係合する。

長手部材８１は、クランプ部材８３と同様なりランプ部
材８４を担持しているが、この場合、クランプ部品８６
上の切欠の輪郭はブレード９４の後端縁部と協働するよ
うになっている。

一対のボルト９２．９３が、クランプ手段８３゜８４の
間に延びており、このことによって、ブレード９４は、
ブレードの径方向内側の部分に悪影響を与えることなく
ブレードの径方向外側の部分の歪みを許容するように、
所定の位置に堅固にクランプされる。

成る場合には、第１部品は１つだけで充分であり、その
場合、第２の第１部品７５とそれに関連する長手部材８
１は必要でないことがわかるであろう。しかし、そのよ
うな実施例の場合は、軸７３に対するブレードの堅固な
りランプを確保するために、クランプ手段は異なってい
てもよい。

クランプ手段の位置は、例えば、第６図乃至第９図に示
すような工具を使用して予め歪みを与えるとき、又は、
修理中のおいても、ブレードの低い部分に歪みを生じさ
せない。ブし・−ドは、隣合ったブレード又はシャフト
に対して堅固にクランプされているから、溶接中に歪み
にさらされ易いブレードの部分は、溶接中に起こる歪み
を打消すような形状に歪ませることができ、その結果、
溶接後にブレードは使用中の位置に戻る。

予測される歪みが解らない場合には、１つのブレードが
予め歪みを与えないで修理され、その修理工程が終了し
た後に歪みが測定され、それに続く同じような修理され
るべきブレードが前記測定値に合わせて予め歪ませられ
、この結果、修理後に、各ブレードは正しい配列に戻り
、応力解消の熱処理を行なうことができる。

ブレードクランプ部品４０の例えば参照番号４１で示す
切欠は、ブレードがクランプされるときは柔らかい状態
で熱が加えられと急速に固化するセメンタイト状物質を
具えることができ、かくしてブレードクランプ部品とク
ランプ手段によって保持される各ブレードが所望のクラ
ンプ位置に堅固に保持され、クランプされるブレードと
の間に、゛遊び°′がなくなるということが理解できる
であろう。

第１０図乃至第１２図には、タービンブレードロータが
参照番号１６０で概略的に、参照番号１６］で単一のブ
レードが示されている。損傷を受ける領域は、多くの熱
エネルギーのインプットを必要とする修理を必要とする
部分で、参照番号１６２で示されている。

例えば、溶接作業のように、多くの熱エネルギーが加え
られる修理工程前のブレードを予め歪ませるために、第
１１図に示されているようなブレード歪み手段がブレー
ド１６１に使用され、ブレード歪み手段は、例えば、溶
接によって固定される長手部材１６３を有しており、第
１ブラケツト１６４と第２ブラケツト１６５は、他の手
段、例えば、ボルトによって長手部材１６３に固定でき
、これによって、長手部材１６３に沿った異なる位置に
おいて第１、第２ブラケツトを固定することができる。

ねじ部材１６６は、長手部材１６３に固定されたナツト
部材１６７にねじ係合されている。ねじ部材１６６は頭
部１６８と押板１６９を有している。

さらに第１２図には、ブレード歪み手段が、ブレード１
６１に予め歪みを与える位置で示されている。

実際には、このような捻り手段が使用される場合には、
与えられる歪みは、ブレードの溶接中に生じると予測さ
れる捻りより大きいであろうし、勿論、反対方向に与え
られる。このように生じると予測される以上に捻りを増
やす理由は、歪みのかなりの部分が弾性歪みであり、−
旦、ブレード歪み手段をブレードから取り外すと、元に
戻るからである。従って、溶接作業を行なった後、ブレ
ード歪み手段を取り外せば、ブレードは、その正しい位
置に戻るはずである。

第１１図と第１２図に示す捻り手段の替わりの手段とし
ては、ロータ１６０、又は、少なくともロータに取付け
られたブレードが、修理面（ｗｏｒｋｓｕｒｆａｃｅ）
に対して位置決めされ、個々のブレードが当該修理面に
対して異なった位置で固定され、ブレードの溶接作業中
に物理的歪み力を与えるようにすることが考えられる。

以上に説明した他の方法は、前に説明した他の方法と次
の点で異なるだけである。即ち、ブレードをねじる物理
的な力は、多くの熱エネルギーを加える修理工程中維持
され、その後にのみ放出され、そして、前述したように
、歪みのいくらかは弾性歪みであるので、前記手段によ
って加えられる力とブレードの全体的歪みは、多くの熱
エネルギーを加えることによって生じる反対方向の歪み
より大きいのである。

以上に説明した、クランプ手段とブレードに予め歪みを
与える工具は単なる実施例にすぎず、本発明のクランプ
手段は異なった形態を取り得るものであり、そして、修
理の方法も、予めの加熱、修理工程中の加熱、レーシン
グワイヤの充填のような何らかの付加的な工程や、応力
解放処理の前にブレードが好ましい使用位置にあること
を確保する各種の修理又は一連の修理間に行なわれる整
列検査のようなものを含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータ内のタービンブレードの配列の一部分の
概略図、第２図は第１図中２−２矢視断面図、第３図は
ブレードクランプ手段の１つの断面図、第４図は他のク
ランプ手段の配列の概略図、第５図は第４図に示すクラ
ンプ手段の側面図、第６図は１枚がブレード係合手段に
固定されている３枚のブレードの概略図、第７図は操作
部材の実施例の斜視図、第８図はブレード係合手段がタ
ービンブレードに取付けられている間にブレード係合手
段と協働する操作部材の図、第９図は他の係合手段の平
面図、第１０図はローラ上のタービンブレードの概略図
であり、第１１図はタービンブレード捻り手段を示して
おり、第１２図はブレードの捻り位置における捻り手段
を示している。 ＩＧ　　３ １１、　１２．　１３．　１４．　１１０．　１１１．
　１１２・・・ブレード １７・・・クランプ手段 ３５．３６，３７，３８，６０，６１，６２゜６３．８
３．８４・・・クランプ部材 １１３・・・保合手段 ＩＧ ４ Ｉ０　５ 図面の浄書 ＋５０ １６８ ６Ｂ ＦＩＧ、１２ 手続補正書、ヵ、。 平成２年７月２０日

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）タービンブレードの修理方法であつて、該方法は
   ブレードにかなりの熱エネルギーのインプットを必要と
   する修理工程を含み、次の工程から成る方法： （ａ）ブレードにかなりの熱エネルギーのインプットを
   必要とする修理工程によつて生じると予測される歪みと
   反対の方向に変形を生じさせるようにタービンブレード
   に物理的な力を加え、 （ｂ）かなりの熱エネルギーのインプットを必要とする
   前記修理工程を実施し、 （ｃ）ブレードに加えられた物理的な力を取り去り、 （ｄ）前記ブレードに応力解放熱処理を実施する。
2. （２）さらに次の工程を有する請求項１の方法：（ａ）
   ブレードにかなりの熱エネルギーを必要とする前記修理
   工程の間、前記物理力を維持し、（ｂ）かなりの熱エネ
   ルギーの適用によつて予測される歪み量を越える量だけ
   、かなりの熱エネルギーの適用によつて予測される歪み
   と反対の方向にブレードを歪ませるように充分な物理力
   を作用させる。
3. （３）請求項１のタービンブレードの修理方法であって
   、該方法はかなりの熱エネルギーのインプットを必要と
   する修理工程を含み、さらに次の工程からなる方法： （ａ）修理すべきブレードを修理区域と前記ブレードが
   固定されているシャフトへのブレードの固定位置との間
   のブレードの或る位置においてタービンの他の部分に対
   してクランプし、 （ｂ）前記ブレードにかなりの熱エネルギーのインプッ
   トを伴う修理工程の後に予測される歪みとは逆の方向に
   前記修理区域においてブレードに歪みを生ぜしめ、 （ｃ）かなりの熱エネルギーのインプットを伴う前記修
   理工程を実施し、 （ｄ）前記ブレードのクランプを離す。
4. （４）修理すべきブレードは、少なくとも１つの隣のブ
   レードに対してクランプされる、請求項３の方法。
5. （５）修理すべきブレードは、タービンのシャフト又は
   その他の適切な部分にクランプされ、かくして、ブレー
   ドのクランプされた部分がタービンの残りの部分に対し
   て確実に固定される、請求項３の方法。
6. （６）前記クランプ手段は、前記タービンブレードに具
   えられたブレード連結手段からなる、請求項３の方法。
7. （７）前記クランプ手段は、修理の前にタービンブレー
   ドに固定され修理の後に取り除かれる着脱可能なクラン
   プ手段からなる、請求項３乃至６のいずれかの方法。
8. （８）タービンブレードの修理に使用するための装置で
   あつて、該装置は、多数のタービンブレードの先導端部
   と係合するようになつている第１の部品と、前記タービ
   ンブレードの後端縁部と係合するようになつている第２
   の部品を有するクランプ手段、及び前記第１、第２の部
   品を連結させる手段、及び前記第１、第２の部品がそれ
   ぞれ先導縁部、後端縁部と係合してこれらをクランプし
   、前記クランプ手段の位置においてクランプされたブレ
   ードが相対的に移動しないように前記多数のブレードを
   お互いに対してクランプする手段を有する、装置。
9. （９）前記第１及び／又は第２部品は、それぞれ、前記
   第１又は第２部品に対して相対的に調整可能に動きうる
   多数のブレードクランプ部品を含み、前記第１、第２の
   部品に対して固定できる手段を有する、請求項８の装置
   。
10. （１０）前記ブレードクランプ部品は、固定されるブレ
    ードの先導縁部、或いは後端縁部の輪郭に適合する輪郭
    を具えている、請求項８又は９の装置。
11. （１１）前記第１、第２部品をクランプする手段は、列
    の中で隣り合うブレードの間にある隙間の間に延び前記
    第１、第２の部品を連結する、１個またはそれ以上のボ
    ルト若しくはねじ部材を含む、請求項９又は１０の装置
    。
12. （１２）多数のタービンブレードの先導端部と係合する
    ようになつている第１の部品と、前記タービンブレード
    の後端縁部と係合するようになつている第２の部品を有
    するクランプ手段、及び前記第１、第２の部品と係合す
    る手段、及び前記第１、第２の部品がそれぞれ先導縁部
    、後端縁部と係合してこれらをクランプする手段と、さ
    らに、タービンブレードロータ又はそれに関連する部分
    に対して延び前記タービンブレードを前記クランプ位置
    に堅固に固定する手段を有する、請求項３乃至７のいず
    れの装置。
13. （１３）前記第１の部品は、タービンシャフトの径方向
    に前記クランプ手段の位置が調整できるように細長い部
    材を具えている、請求項１２の装置。
14. （１４）前記クランプ手段は、タービンシャフトの軸方
    向と平行に前記クランプ手段の位置が調整できるように
    、さらに調整手段を具えている、請求項１２又は１３の
    装置、
15. （１５）前記クランプ手段は、修理区域から離れてブレ
    ードをクランプし、かくして、ブレードの修理の間に生
    じると予測される歪みと相殺するような歪みを生じさせ
    るべく力が作用させられたとき、前記クランプ手段は、
    修理工程の間に影響を受てはならない区域に歪み力が作
    用しないようにする、請求項１２乃至１４のいずれかの
    装置。
16. （１６）ブレードの長手方向に沿って所定の位置でター
    ビンブレードを囲むか係合するようになつているブレー
    ド係合手段を有し、さらに、前記ブレード係合手段と係
    合するようになつている１つ以上の細長い部材に連結さ
    れた手動操作部品を具えた操作手段を有し、前記細長い
    部材の長さは、前記手動操作部品がタービンブレードの
    外側端部の径方向外側にある状態で前記ブレード係合手
    段との連結がおこなわれるような長さである、請求項１
    乃至５のいずれの、タービンブレードの歪みを可能にす
    る装置。
17. （１７）複数の細長い部材を有し、前記各部材は、前記
    ブレード係合手段を係合し協働するようになつている、
    請求項１６の装置。
18. （１８）前記手動操作部品が、前記細長い部材に対して
    略々直角に配置されているさらなる細長い部材からなる
    、請求項１６又は１７の装置。
19. （１９）前記ブレード係合手段が、タービンブレードを
    挟んでお互いに固定される一対の部材からなり、前記対
    をなす部材が所定の位置においてタービンブレードの周
    りにお互いに固定されるようになつている、請求項１６
    乃至１８のいずれかの装置。