JPH07279611A - タービン翼の冷却孔加工方法 - Google Patents
タービン翼の冷却孔加工方法Info
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- JPH07279611A JPH07279611A JP6069594A JP6959494A JPH07279611A JP H07279611 A JPH07279611 A JP H07279611A JP 6069594 A JP6069594 A JP 6069594A JP 6959494 A JP6959494 A JP 6959494A JP H07279611 A JPH07279611 A JP H07279611A
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- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
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- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
- B23K26/389—Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 効率良く孔開け加工を行い得るようにする。
【構成】 内部に対向壁保護用充填材を充填された中空
のタービン翼１７を加工テーブル４７，４８に対して複
数個分同時に保持させ、或るタービン翼１７へレーザー
光を照射してタービン翼１７に内外面を貫通する冷却孔
２７を１つ穿設させる。タービン翼１７を貫通したレー
ザー光のエネルギーを対向壁保護用充填材に吸収させ
て、タービン翼１７の対向壁を保護させる。対向壁保護
用充填材が凝固するまで、次のレーザー光を照射するこ
とができないので、その間に、他のいずれかのタービン
翼１７へレーザー光を照射してタービン翼１７に内外面
を貫通する冷却孔２７を１つ穿設させる。以後、上記を
繰返せば、待ち時間なく各タービン翼１７に冷却孔２７
を形成させることが可能となる。
のタービン翼１７を加工テーブル４７，４８に対して複
数個分同時に保持させ、或るタービン翼１７へレーザー
光を照射してタービン翼１７に内外面を貫通する冷却孔
２７を１つ穿設させる。タービン翼１７を貫通したレー
ザー光のエネルギーを対向壁保護用充填材に吸収させ
て、タービン翼１７の対向壁を保護させる。対向壁保護
用充填材が凝固するまで、次のレーザー光を照射するこ
とができないので、その間に、他のいずれかのタービン
翼１７へレーザー光を照射してタービン翼１７に内外面
を貫通する冷却孔２７を１つ穿設させる。以後、上記を
繰返せば、待ち時間なく各タービン翼１７に冷却孔２７
を形成させることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タービン翼の冷却孔加
工方法に関するものである。
工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５・図６は、ジェットエンジンなどの
ガスタービンエンジンの一例を示すものである。
ガスタービンエンジンの一例を示すものである。
【０００３】筒状のエンジン本体１の軸心位置に低圧圧
縮機駆動軸２を回転自在に配設し、該低圧圧縮機駆動軸
２の先端に低圧圧縮機３を取付けると共に、低圧圧縮機
駆動軸２の後端に低圧タービン４を取付ける。
縮機駆動軸２を回転自在に配設し、該低圧圧縮機駆動軸
２の先端に低圧圧縮機３を取付けると共に、低圧圧縮機
駆動軸２の後端に低圧タービン４を取付ける。
【０００４】低圧圧縮機駆動軸２の中間部外周に中空の
高圧圧縮機駆動軸５を回転自在に外嵌し、該高圧圧縮機
駆動軸５の先端に高圧圧縮機６を取付けると共に、高圧
圧縮機駆動軸５の後端に高圧タービン７を取付け、更
に、エンジン本体１内部の高圧圧縮機６と高圧タービン
７との中間位置に燃焼器８を設ける。
高圧圧縮機駆動軸５を回転自在に外嵌し、該高圧圧縮機
駆動軸５の先端に高圧圧縮機６を取付けると共に、高圧
圧縮機駆動軸５の後端に高圧タービン７を取付け、更
に、エンジン本体１内部の高圧圧縮機６と高圧タービン
７との中間位置に燃焼器８を設ける。
【０００５】又、低圧圧縮機３先端のディスク９にエン
ジン本体１よりも外方へ突出する低圧圧縮機動翼１０を
取付けると共に、エンジン本体１の外周に低圧圧縮機動
翼１０を囲む外筒１１を配設し、エンジン本体１と外筒
１１との間にファン出口案内翼１２を設ける。
ジン本体１よりも外方へ突出する低圧圧縮機動翼１０を
取付けると共に、エンジン本体１の外周に低圧圧縮機動
翼１０を囲む外筒１１を配設し、エンジン本体１と外筒
１１との間にファン出口案内翼１２を設ける。
【０００６】尚、１３は空気、１４は燃焼器８で発生さ
れた燃焼ガス、１５はエンジン本体１と外筒１１との間
に形成されるバイパス通路、１６は高圧タービン７の高
圧タービン動翼、１７は高圧タービン静翼である。
れた燃焼ガス、１５はエンジン本体１と外筒１１との間
に形成されるバイパス通路、１６は高圧タービン７の高
圧タービン動翼、１７は高圧タービン静翼である。
【０００７】そして、エンジン本体１内部に設けられた
燃焼器８に燃料を供給し、該燃料に空気１３を混合して
燃焼させる。
燃焼器８に燃料を供給し、該燃料に空気１３を混合して
燃焼させる。
【０００８】すると、燃焼器８で燃焼により発生した燃
焼ガス１４は、エンジン本体１内部を後方へ向かって流
れ、燃焼器８の後方に設けられた高圧タービン７及び低
圧タービン４を回転し、その後、エンジン本体１後部か
ら噴射されて推力を発生するようになっている。
焼ガス１４は、エンジン本体１内部を後方へ向かって流
れ、燃焼器８の後方に設けられた高圧タービン７及び低
圧タービン４を回転し、その後、エンジン本体１後部か
ら噴射されて推力を発生するようになっている。
【０００９】そして、低圧タービン４が回転されると、
低圧圧縮機駆動軸２を介して低圧圧縮機３が駆動され、
低圧圧縮機３のディスク９に取付けられた低圧圧縮機動
翼１０が回転して空気１３が外筒１１へ吸入され、吸入
された空気１３のうちの一部がエンジン本体１内部へ導
入されて低圧圧縮機３で圧縮される。
低圧圧縮機駆動軸２を介して低圧圧縮機３が駆動され、
低圧圧縮機３のディスク９に取付けられた低圧圧縮機動
翼１０が回転して空気１３が外筒１１へ吸入され、吸入
された空気１３のうちの一部がエンジン本体１内部へ導
入されて低圧圧縮機３で圧縮される。
【００１０】低圧圧縮機３で圧縮された空気１３は、高
圧タービン７の回転により高圧圧縮機駆動軸５を介して
駆動される高圧圧縮機６によって高圧に圧縮される。
圧タービン７の回転により高圧圧縮機駆動軸５を介して
駆動される高圧圧縮機６によって高圧に圧縮される。
【００１１】高圧圧縮機６で圧縮された空気１３は、燃
焼器８へ入って、前述のように燃料の燃焼に使用され
る。
焼器８へ入って、前述のように燃料の燃焼に使用され
る。
【００１２】一方、低圧圧縮機動翼１０によって外筒１
１内へ導入された残りの空気１３は、エンジン本体１と
外筒１１との間のバイパス通路１５を流れ、ファン出口
案内翼１２によって整流された後、外筒１１後部から噴
射されて推力を発生するようになっている。
１内へ導入された残りの空気１３は、エンジン本体１と
外筒１１との間のバイパス通路１５を流れ、ファン出口
案内翼１２によって整流された後、外筒１１後部から噴
射されて推力を発生するようになっている。
【００１３】そして、最も温度条件の厳しい燃焼器８の
出口部に置かれた高圧タービン静翼１７は、図７〜図９
に示すように、翼形状をした中空多孔状のノズル１８の
両端部に、エンジン本体１側や高圧圧縮機駆動軸５側へ
取付固定するためのアウタバンド１９とインナバンド２
０を備えたタービン静翼本体２１を設け、該タービン静
翼本体２１のアウタバンド１９における、ノズル中空部
２２の開口２３の周囲に冷却用溝部２４を形成し、アウ
タバンド１９に冷却用溝部２４を覆う多孔状のクーリン
グプレート２５を溶接固定すると共に、ノズル中空部２
２へ中空多孔状のインサート２６を挿入して、インサー
ト２６の端部とアウタバンド１９の開口２３部分を溶接
固定した構造を備えている。
出口部に置かれた高圧タービン静翼１７は、図７〜図９
に示すように、翼形状をした中空多孔状のノズル１８の
両端部に、エンジン本体１側や高圧圧縮機駆動軸５側へ
取付固定するためのアウタバンド１９とインナバンド２
０を備えたタービン静翼本体２１を設け、該タービン静
翼本体２１のアウタバンド１９における、ノズル中空部
２２の開口２３の周囲に冷却用溝部２４を形成し、アウ
タバンド１９に冷却用溝部２４を覆う多孔状のクーリン
グプレート２５を溶接固定すると共に、ノズル中空部２
２へ中空多孔状のインサート２６を挿入して、インサー
ト２６の端部とアウタバンド１９の開口２３部分を溶接
固定した構造を備えている。
【００１４】尚、図中、２７はノズル１８に形成された
冷却孔、２８はアウタバンド１９に形成された冷却孔、
２９はクーリングプレート２５に形成された冷却孔、３
０はインサート２６に形成された冷却孔である。
冷却孔、２８はアウタバンド１９に形成された冷却孔、
２９はクーリングプレート２５に形成された冷却孔、３
０はインサート２６に形成された冷却孔である。
【００１５】上記構造の高圧タービン静翼１７に対し、
空気１３は、図６に示すように、アウタバンド１９側と
インナバンド２０側からノズル１８内に設けたインサー
ト２６の内部へ入り、インサート２６に形成された冷却
孔３０から吹出してノズル１８の内面を衝突冷却する。
空気１３は、図６に示すように、アウタバンド１９側と
インナバンド２０側からノズル１８内に設けたインサー
ト２６の内部へ入り、インサート２６に形成された冷却
孔３０から吹出してノズル１８の内面を衝突冷却する。
【００１６】ノズル１８の内面を衝突冷却した空気１３
は、その後、ノズル１８に形成された冷却孔２７からノ
ズル１８外部へ噴射され、ノズル１８の外周に沿って膜
状に流れ、ノズル１８の外周を膜冷却する。
は、その後、ノズル１８に形成された冷却孔２７からノ
ズル１８外部へ噴射され、ノズル１８の外周に沿って膜
状に流れ、ノズル１８の外周を膜冷却する。
【００１７】又、アウタバンド１９側で、空気１３の一
部は、クーリングプレート２５に形成された冷却孔２９
から、アウタバンド１９に形成された冷却用溝部２４へ
入り、冷却用溝部２４を衝突冷却及び膜冷却すると共
に、アウタバンド１９に形成された冷却孔２８からノズ
ル１８外部へ向けて噴射され、ノズル１８の外周を膜冷
却する。
部は、クーリングプレート２５に形成された冷却孔２９
から、アウタバンド１９に形成された冷却用溝部２４へ
入り、冷却用溝部２４を衝突冷却及び膜冷却すると共
に、アウタバンド１９に形成された冷却孔２８からノズ
ル１８外部へ向けて噴射され、ノズル１８の外周を膜冷
却する。
【００１８】このような、高圧タービン静翼１７などの
タービン翼は、図１０・図１１のようにして冷却孔２７
〜３０を形成される。
タービン翼は、図１０・図１１のようにして冷却孔２７
〜３０を形成される。
【００１９】尚、図中、３１は加工室、３２は加工室３
１内に設置された加工装置、３３は加工装置３２の基
台、３４は基台３３上に置かれた横行装置、３５は横行
装置３４上に置かれた縦行装置、３６は縦行装置３５上
に置かれた昇降装置、３７は昇降装置３６に水平軸３８
を中心として回転可能に取付けられた支持台、３９は支
持台３７に回転可能に取付けられた、高圧タービン静翼
１７などのタービン翼を固定治具４６を介して保持する
ための加工テーブルである。
１内に設置された加工装置、３３は加工装置３２の基
台、３４は基台３３上に置かれた横行装置、３５は横行
装置３４上に置かれた縦行装置、３６は縦行装置３５上
に置かれた昇降装置、３７は昇降装置３６に水平軸３８
を中心として回転可能に取付けられた支持台、３９は支
持台３７に回転可能に取付けられた、高圧タービン静翼
１７などのタービン翼を固定治具４６を介して保持する
ための加工テーブルである。
【００２０】４０はレーザー光を発振するレーザー発振
器、４１はレーザー発振器４０で発振されたレーザー光
を照射するレーザーヘッド、４２はレーザー発振器４０
へ電力を供給するレーザー電源、４３はレーザー電源４
２などへ冷却水を循環させる冷却水循環装置、４４は加
工室３１内を清浄化する集塵装置、４５はレーザー発振
器４０や加工装置３２などを制御する制御操作盤であ
る。
器、４１はレーザー発振器４０で発振されたレーザー光
を照射するレーザーヘッド、４２はレーザー発振器４０
へ電力を供給するレーザー電源、４３はレーザー電源４
２などへ冷却水を循環させる冷却水循環装置、４４は加
工室３１内を清浄化する集塵装置、４５はレーザー発振
器４０や加工装置３２などを制御する制御操作盤であ
る。
【００２１】そして、高圧タービン静翼１７などのター
ビン翼のノズル中空部２２にワックスなどの対向壁保護
用充填材を充填して固定治具４６に保持させ、固定治具
４６に保持された高圧タービン静翼１７などを加工テー
ブル３９に１個セットし、加工装置３２の横行装置３４
や縦行装置３５や昇降装置３６や支持台３７や加工テー
ブル３９を動かして、レーザーヘッド４１の前にタービ
ン静翼１７などを位置させる。
ビン翼のノズル中空部２２にワックスなどの対向壁保護
用充填材を充填して固定治具４６に保持させ、固定治具
４６に保持された高圧タービン静翼１７などを加工テー
ブル３９に１個セットし、加工装置３２の横行装置３４
や縦行装置３５や昇降装置３６や支持台３７や加工テー
ブル３９を動かして、レーザーヘッド４１の前にタービ
ン静翼１７などを位置させる。
【００２２】しかる後に、レーザー発振器４０で発振さ
れたレーザー光をレーザーヘッド４１から照射し、高圧
タービン静翼１７などの内外面を貫通させて冷却孔２７
〜３０の１つを形成する。
れたレーザー光をレーザーヘッド４１から照射し、高圧
タービン静翼１７などの内外面を貫通させて冷却孔２７
〜３０の１つを形成する。
【００２３】この際、高圧タービン静翼１７などのノズ
ル中空部２２にワックスなどの対向壁保護用充填材を充
填しているので、高圧タービン静翼１７などの内外面を
貫通したレーザー光のエネルギーが対向壁保護用充填材
によって吸収され、対向壁が損傷するのが防止される。
ル中空部２２にワックスなどの対向壁保護用充填材を充
填しているので、高圧タービン静翼１７などの内外面を
貫通したレーザー光のエネルギーが対向壁保護用充填材
によって吸収され、対向壁が損傷するのが防止される。
【００２４】以後、レーザー光の照射位置をずらせなが
ら上記を繰り返し、１つの高圧タービン静翼１７などに
対して、最大、５００個程度の冷却孔２７〜３０を形成
する。
ら上記を繰り返し、１つの高圧タービン静翼１７などに
対して、最大、５００個程度の冷却孔２７〜３０を形成
する。
【００２５】こうして、１個の高圧タービン静翼１７な
どに対する孔開けが完成したら、加工テーブル３９から
固定治具４６ごと高圧タービン静翼１７などを取外し、
別の高圧タービン静翼１７をセットして同様の作動を行
う。
どに対する孔開けが完成したら、加工テーブル３９から
固定治具４６ごと高圧タービン静翼１７などを取外し、
別の高圧タービン静翼１７をセットして同様の作動を行
う。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のタービン翼の冷却孔加工方法には、以下のような問
題があった。
来のタービン翼の冷却孔加工方法には、以下のような問
題があった。
【００２７】即ち、レーザー光が高圧タービン静翼１７
などを貫通する際に、高圧タービン静翼１７などの内部
に充填した対向壁保護用充填材がレーザー光のエネルギ
ーによって溶融されてしまうため、対向壁保護用充填材
が凝固するのを待ってからでなければ、次のレーザー光
の照射を行うことができないという欠点があり、図１２
に示すように、レーザー光による孔開け時間イや、高圧
タービン静翼１７などの移動時間ロに比べて、対向壁保
護用充填材が冷却凝固するまでの待機時間ハを長く必要
とするという問題があった。
などを貫通する際に、高圧タービン静翼１７などの内部
に充填した対向壁保護用充填材がレーザー光のエネルギ
ーによって溶融されてしまうため、対向壁保護用充填材
が凝固するのを待ってからでなければ、次のレーザー光
の照射を行うことができないという欠点があり、図１２
に示すように、レーザー光による孔開け時間イや、高圧
タービン静翼１７などの移動時間ロに比べて、対向壁保
護用充填材が冷却凝固するまでの待機時間ハを長く必要
とするという問題があった。
【００２８】尚、図中、ニは確認のためなどの停止時間
である。
である。
【００２９】しかし、従来は、連続照射可能なレーザー
発振器４０が開発されていなかったので、待機時間が長
くとも特に問題は生じなかったが、近年、レーザー発振
条件を変えての連続照射可能なレーザー発振器４０が開
発されるに及び、上記待機時間の存在がレーザー発振条
件を変えての連続照射可能なレーザー発振器４０による
効率の向上を妨げる要因として問題視されている。
発振器４０が開発されていなかったので、待機時間が長
くとも特に問題は生じなかったが、近年、レーザー発振
条件を変えての連続照射可能なレーザー発振器４０が開
発されるに及び、上記待機時間の存在がレーザー発振条
件を変えての連続照射可能なレーザー発振器４０による
効率の向上を妨げる要因として問題視されている。
【００３０】本発明は、上述の実情に鑑み、効率良く孔
開け加工を行い得るようにしたタービン翼の冷却孔加工
方法を提供することを目的とするものである。
開け加工を行い得るようにしたタービン翼の冷却孔加工
方法を提供することを目的とするものである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明は、タービン翼に
多数の冷却孔を形成するタービン翼の冷却孔加工方法に
おいて、中空のタービン翼の内部に対向壁保護用充填材
を充填すると共に、該対向壁保護用充填材を充填された
中空のタービン翼を加工テーブルに対して複数個分同時
に保持させ、或るタービン翼へレーザー光を照射してタ
ービン翼に内外面を貫通する冷却孔を１つ穿設したら、
貫通したレーザー光のエネルギーによって溶融された対
向壁保護用充填材が凝固するまでの間に、他のいずれか
のタービン翼へレーザー光を照射してタービン翼に内外
面を貫通する冷却孔を１つ穿設させ、上記を繰返すこと
により、待ち時間なく各タービン翼に冷却孔を形成する
ことを特徴とするタービン翼の冷却孔加工方法にかかる
ものである。
多数の冷却孔を形成するタービン翼の冷却孔加工方法に
おいて、中空のタービン翼の内部に対向壁保護用充填材
を充填すると共に、該対向壁保護用充填材を充填された
中空のタービン翼を加工テーブルに対して複数個分同時
に保持させ、或るタービン翼へレーザー光を照射してタ
ービン翼に内外面を貫通する冷却孔を１つ穿設したら、
貫通したレーザー光のエネルギーによって溶融された対
向壁保護用充填材が凝固するまでの間に、他のいずれか
のタービン翼へレーザー光を照射してタービン翼に内外
面を貫通する冷却孔を１つ穿設させ、上記を繰返すこと
により、待ち時間なく各タービン翼に冷却孔を形成する
ことを特徴とするタービン翼の冷却孔加工方法にかかる
ものである。
【００３２】
【作用】本発明の作用は以下の通りである。
【００３３】先ず、中空のタービン翼の内部に対向壁保
護用充填材を充填して、対向壁保護用充填材を充填され
た中空のタービン翼を加工テーブルに対して複数個分同
時に保持させる。
護用充填材を充填して、対向壁保護用充填材を充填され
た中空のタービン翼を加工テーブルに対して複数個分同
時に保持させる。
【００３４】次に、或るタービン翼へレーザー光を照射
してタービン翼に内外面を貫通する冷却孔を１つ穿設す
る。
してタービン翼に内外面を貫通する冷却孔を１つ穿設す
る。
【００３５】冷却孔を形成されたタービン翼では、ター
ビン翼を貫通したレーザー光のエネルギーを対向壁保護
用充填材が吸収するので、タービン翼の対向壁が損傷す
ることが防止される。
ビン翼を貫通したレーザー光のエネルギーを対向壁保護
用充填材が吸収するので、タービン翼の対向壁が損傷す
ることが防止される。
【００３６】対向壁保護用充填材がレーザー光のエネル
ギーによって溶融されると、凝固するまで、次のレーザ
ー光を照射することができないので、対向壁保護用充填
材が凝固するまでの間に、他のいずれかのタービン翼へ
レーザー光を照射してタービン翼に内外面を貫通する冷
却孔を１つ穿設させる。
ギーによって溶融されると、凝固するまで、次のレーザ
ー光を照射することができないので、対向壁保護用充填
材が凝固するまでの間に、他のいずれかのタービン翼へ
レーザー光を照射してタービン翼に内外面を貫通する冷
却孔を１つ穿設させる。
【００３７】以後、上記を繰返すことにより、待ち時間
なく各タービン翼に冷却孔を形成することが可能とな
る。
なく各タービン翼に冷却孔を形成することが可能とな
る。
【００３８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【００３９】図１〜図４は、本発明の一実施例である。
【００４０】又、必要に応じて図７〜図９を参照する。
【００４１】尚、図中、１７は中空のタービン翼の一例
としての高圧タービン静翼、３１は加工室、３２は加工
室３１内に設置された加工装置、３３は加工装置３２の
基台、３４は基台３３上に置かれた横行装置、３５は横
行装置３４上に置かれた縦行装置、３６は縦行装置３５
上に置かれた昇降装置、３７は昇降装置３６に水平軸３
８を介して上下方向へ回転可能に取付けられた支持台、
４６は高圧タービン静翼１７などを保持する固定治具で
ある。
としての高圧タービン静翼、３１は加工室、３２は加工
室３１内に設置された加工装置、３３は加工装置３２の
基台、３４は基台３３上に置かれた横行装置、３５は横
行装置３４上に置かれた縦行装置、３６は縦行装置３５
上に置かれた昇降装置、３７は昇降装置３６に水平軸３
８を介して上下方向へ回転可能に取付けられた支持台、
４６は高圧タービン静翼１７などを保持する固定治具で
ある。
【００４２】４０はレーザー光を発振するレーザー発振
器、４１はレーザー発振器４０で発振されたレーザー光
を照射するレーザーヘッド、４２はレーザー発振器４０
へ電力を供給するレーザー電源、４３はレーザー電源４
２などへ冷却水を循環させる冷却水循環装置、４４は加
工室３１内を清浄化する集塵装置、４５はレーザー発振
器４０や加工装置３２などを制御する制御操作盤であ
る。
器、４１はレーザー発振器４０で発振されたレーザー光
を照射するレーザーヘッド、４２はレーザー発振器４０
へ電力を供給するレーザー電源、４３はレーザー電源４
２などへ冷却水を循環させる冷却水循環装置、４４は加
工室３１内を清浄化する集塵装置、４５はレーザー発振
器４０や加工装置３２などを制御する制御操作盤であ
る。
【００４３】そして、支持台３７に、高圧タービン静翼
１７などのタービン翼を固定治具４６を介して保持する
ための加工テーブル４７，４８を、回転可能に複数取付
ける。
１７などのタービン翼を固定治具４６を介して保持する
ための加工テーブル４７，４８を、回転可能に複数取付
ける。
【００４４】各加工テーブル４７，４８は、図３に示す
ように、支持台３７に固定される固定部４９と、固定部
４９などに軸受５０を介して回転自在に保持された回転
部５１と、回転部５１の軸心位置に形成された貫通孔５
２に摺動自在に嵌合され、固定治具４６に形成されたテ
ーパ溝５３に係合及び係合解除可能なテーパ状係止部５
４を備えた保持軸部５５と、保持軸部５５を収容方向へ
付勢するスプリングなどの付勢装置５６と、保持軸部５
５を突出方向へ移動するシリンダなどの係合解除装置５
７と、モータ５８及びギヤ５９〜６１を介して各回転部
５１を同一位相を保持した状態で回転変位させる回転駆
動装置６２を備えている。
ように、支持台３７に固定される固定部４９と、固定部
４９などに軸受５０を介して回転自在に保持された回転
部５１と、回転部５１の軸心位置に形成された貫通孔５
２に摺動自在に嵌合され、固定治具４６に形成されたテ
ーパ溝５３に係合及び係合解除可能なテーパ状係止部５
４を備えた保持軸部５５と、保持軸部５５を収容方向へ
付勢するスプリングなどの付勢装置５６と、保持軸部５
５を突出方向へ移動するシリンダなどの係合解除装置５
７と、モータ５８及びギヤ５９〜６１を介して各回転部
５１を同一位相を保持した状態で回転変位させる回転駆
動装置６２を備えている。
【００４５】本発明では、先ず、高圧タービン静翼１７
などのタービン翼のノズル中空部２２にワックスなどの
対向壁保護用充填材を充填して固定治具４６に保持させ
たものを、予め、多数用意しておく。
などのタービン翼のノズル中空部２２にワックスなどの
対向壁保護用充填材を充填して固定治具４６に保持させ
たものを、予め、多数用意しておく。
【００４６】そして、固定治具４６に図示しないボルト
などにより保持された高圧タービン静翼１７などを、複
数の加工テーブル４７，４８に対しそれぞれ同時にセッ
トする（図では２個セットするようになっている）。
などにより保持された高圧タービン静翼１７などを、複
数の加工テーブル４７，４８に対しそれぞれ同時にセッ
トする（図では２個セットするようになっている）。
【００４７】ここで、加工テーブル４７，４８への高圧
タービン静翼１７などのセットの仕方は、先ず、シリン
ダなどの係合解除装置５７を伸長動して保持軸部５５を
下から押すことにより保持軸部５５上端のテーパ状係止
部５４を持上げる。次に、該テーパ状係止部５４に固定
治具４６下部のテーパ溝５３を嵌入係止させた後、係合
解除装置５７を収縮動させる。
タービン静翼１７などのセットの仕方は、先ず、シリン
ダなどの係合解除装置５７を伸長動して保持軸部５５を
下から押すことにより保持軸部５５上端のテーパ状係止
部５４を持上げる。次に、該テーパ状係止部５４に固定
治具４６下部のテーパ溝５３を嵌入係止させた後、係合
解除装置５７を収縮動させる。
【００４８】これにより、スプリングなどの付勢装置５
６が作用して保持軸部５５が下へ向けて付勢され、保持
軸部５５上端のテーパ状係止部５４が下降して固定治具
４６のテーパ溝５３を楔合するので、固定治具４６に保
持された高圧タービン静翼１７などが固定される。
６が作用して保持軸部５５が下へ向けて付勢され、保持
軸部５５上端のテーパ状係止部５４が下降して固定治具
４６のテーパ溝５３を楔合するので、固定治具４６に保
持された高圧タービン静翼１７などが固定される。
【００４９】その後、加工装置３２の横行装置３４や縦
行装置３５や昇降装置３６や支持台３７や加工テーブル
４７，４８を動かして、レーザーヘッド４１の前に何れ
か１方のタービン静翼１７などを位置させる。
行装置３５や昇降装置３６や支持台３７や加工テーブル
４７，４８を動かして、レーザーヘッド４１の前に何れ
か１方のタービン静翼１７などを位置させる。
【００５０】しかる後に、レーザー発振器４０で発振さ
れたレーザー光をレーザーヘッド４１から高圧タービン
静翼１７などへ向けて照射し、当該高圧タービン静翼１
７などの内外面を貫通させて冷却孔２７〜３０の１つを
形成する。
れたレーザー光をレーザーヘッド４１から高圧タービン
静翼１７などへ向けて照射し、当該高圧タービン静翼１
７などの内外面を貫通させて冷却孔２７〜３０の１つを
形成する。
【００５１】この際、高圧タービン静翼１７などのノズ
ル中空部２２にはワックスなどの対向壁保護用充填材を
充填されているので、高圧タービン静翼１７などの内外
面を貫通したレーザー光のエネルギーが対向壁保護用充
填材によって吸収され、対向壁が損傷するのが防止され
る。
ル中空部２２にはワックスなどの対向壁保護用充填材を
充填されているので、高圧タービン静翼１７などの内外
面を貫通したレーザー光のエネルギーが対向壁保護用充
填材によって吸収され、対向壁が損傷するのが防止され
る。
【００５２】そして、レーザー光のエネルギーを吸収し
た対向壁保護用充填材は、溶融されることとなるため、
対向壁保護用充填材が凝固するのを待ってからでなけれ
ば、次のレーザー光の照射を行うことができない。
た対向壁保護用充填材は、溶融されることとなるため、
対向壁保護用充填材が凝固するのを待ってからでなけれ
ば、次のレーザー光の照射を行うことができない。
【００５３】そこで、或る高圧タービン静翼１７などへ
レーザー光を照射して高圧タービン静翼１７などに内外
面を貫通する冷却孔２７〜３０を１つ穿設したら、貫通
したレーザー光のエネルギーによって溶融された対向壁
保護用充填材が凝固するまでの間に、横行装置３４によ
り支持台３７を横行方向へ動かしてレーザーヘッド４１
の前に他のいずれかの高圧タービン静翼１７などを位置
させ、同様にレーザー光を照射して当該高圧タービン静
翼１７などに内外面を貫通する冷却孔２７〜３０を１つ
穿設させる。
レーザー光を照射して高圧タービン静翼１７などに内外
面を貫通する冷却孔２７〜３０を１つ穿設したら、貫通
したレーザー光のエネルギーによって溶融された対向壁
保護用充填材が凝固するまでの間に、横行装置３４によ
り支持台３７を横行方向へ動かしてレーザーヘッド４１
の前に他のいずれかの高圧タービン静翼１７などを位置
させ、同様にレーザー光を照射して当該高圧タービン静
翼１７などに内外面を貫通する冷却孔２７〜３０を１つ
穿設させる。
【００５４】このように、対向壁保護用充填材が凝固す
るまでの待ち時間を利用して、残りの高圧タービン静翼
１７などに冷却孔２７〜３０を形成して行くようにして
いるので、待ち時間を取らずに冷却孔２７〜３０の加工
を継続することができ、連続照射可能なレーザー発振器
４０を使用した場合に、図４に示すように、１つの冷却
孔２７〜３０の加工に要する時間ヘを、図１２の場合の
１つの冷却孔２７〜３０の加工に要する時間ホに比べて
大幅に短縮することが可能となる。
るまでの待ち時間を利用して、残りの高圧タービン静翼
１７などに冷却孔２７〜３０を形成して行くようにして
いるので、待ち時間を取らずに冷却孔２７〜３０の加工
を継続することができ、連続照射可能なレーザー発振器
４０を使用した場合に、図４に示すように、１つの冷却
孔２７〜３０の加工に要する時間ヘを、図１２の場合の
１つの冷却孔２７〜３０の加工に要する時間ホに比べて
大幅に短縮することが可能となる。
【００５５】尚、図中、イは孔開け時間、ロは移動時
間、ニは確認のためなどの停止時間であり、停止時間ニ
は省略可能である。
間、ニは確認のためなどの停止時間であり、停止時間ニ
は省略可能である。
【００５６】特に、高圧タービン静翼１７などを保持す
る加工テーブル４７，４８を、モータ５８及びギヤ５９
〜６１により駆動可能に接続して、各加工テーブル４
７，４８が同一位相を保持して回転変位するよう構成し
てあるので、隣接する高圧タービン静翼１７などの間で
同一位置の冷却孔２７〜３０を交互或いは順番に形成し
て行くようにすれば、支持台３７を横行方向へ直線的に
移動させるだけで良くなるため、移動時間を短縮するこ
とができて、加工をより効率的に行わせることができ
る。
る加工テーブル４７，４８を、モータ５８及びギヤ５９
〜６１により駆動可能に接続して、各加工テーブル４
７，４８が同一位相を保持して回転変位するよう構成し
てあるので、隣接する高圧タービン静翼１７などの間で
同一位置の冷却孔２７〜３０を交互或いは順番に形成し
て行くようにすれば、支持台３７を横行方向へ直線的に
移動させるだけで良くなるため、移動時間を短縮するこ
とができて、加工をより効率的に行わせることができ
る。
【００５７】このようにして、全ての高圧タービン静翼
１７などに対し、同一位置の冷却孔２７〜３０を形成し
たら、以後、加工テーブル４７，４８などを動かしてレ
ーザー光の照射位置をずらせながら上記を繰り返し、各
高圧タービン静翼１７などに対して、最大、５００個程
度の冷却孔２７〜３０を形成する。
１７などに対し、同一位置の冷却孔２７〜３０を形成し
たら、以後、加工テーブル４７，４８などを動かしてレ
ーザー光の照射位置をずらせながら上記を繰り返し、各
高圧タービン静翼１７などに対して、最大、５００個程
度の冷却孔２７〜３０を形成する。
【００５８】こうして、全ての高圧タービン静翼１７な
どに対する孔開けが完成したら、加工テーブル４７，４
８から固定治具４６ごと各高圧タービン静翼１７などを
取外し、別の高圧タービン静翼１７を複数個同時にセッ
トして同様の作動を行う。
どに対する孔開けが完成したら、加工テーブル４７，４
８から固定治具４６ごと各高圧タービン静翼１７などを
取外し、別の高圧タービン静翼１７を複数個同時にセッ
トして同様の作動を行う。
【００５９】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、タービン翼は高圧タービン静翼１７
に限らないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
れるものではなく、タービン翼は高圧タービン静翼１７
に限らないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のタービン
翼の冷却孔加工方法によれば、効率良く孔開け加工を行
わせることができるという優れた効果を奏し得る。
翼の冷却孔加工方法によれば、効率良く孔開け加工を行
わせることができるという優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明の一実施例にかかる方法を実施するため
の装置の全体概略斜視図である。
の装置の全体概略斜視図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２の支持台部分の概略側方断面図である。
【図４】本発明にかかる加工工程のタイムチャートであ
る。
る。
【図５】ジェットエンジンの概略側方断面図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】図６の高圧タービン静翼を一部破断した側面図
である。
である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視図である。
【図１０】従来の方法を実施するための装置の全体概略
斜視図である。
斜視図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【図１２】従来例にかかる加工工程のタイムチャートで
ある。
ある。
１７ 高圧タービン静翼（タービン翼） ２７〜３０ 冷却孔 ４０ レーザー発振器 ４１ レーザーヘッド ４７，４８ 加工テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂場 守 東京都田無市向台町三丁目５番１号 石川 島播磨重工業株式会社田無工場内 (72)発明者 渡辺 光敏 東京都田無市向台町三丁目５番１号 石川 島播磨重工業株式会社田無工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 タービン翼に多数の冷却孔を形成するタ
ービン翼の冷却孔加工方法において、中空のタービン翼
の内部に対向壁保護用充填材を充填すると共に、該対向
壁保護用充填材を充填された中空のタービン翼を加工テ
ーブルに対して複数個分同時に保持させ、或るタービン
翼へレーザー光を照射してタービン翼に内外面を貫通す
る冷却孔を１つ穿設したら、貫通したレーザー光のエネ
ルギーによって溶融された対向壁保護用充填材が凝固す
るまでの間に、他のいずれかのタービン翼へレーザー光
を照射してタービン翼に内外面を貫通する冷却孔を１つ
穿設させ、上記を繰返すことにより、待ち時間なく各タ
ービン翼に冷却孔を形成することを特徴とするタービン
翼の冷却孔加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069594A JPH07279611A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | タービン翼の冷却孔加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069594A JPH07279611A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | タービン翼の冷却孔加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279611A true JPH07279611A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13407323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6069594A Pending JPH07279611A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | タービン翼の冷却孔加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07279611A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5914060A (en) * | 1998-09-29 | 1999-06-22 | United Technologies Corporation | Method of laser drilling an airfoil |
| US5928534A (en) * | 1998-09-29 | 1999-07-27 | United Technologies Corporation | Method for reducing void volumes in cavities for laser drilling |
| US6139303A (en) * | 1998-11-20 | 2000-10-31 | United Technologies Corporation | Fixture for disposing a laser blocking material in an airfoil |
| US6177038B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-01-23 | United Technologies Corporation | Method for orienting an airfoil for processing and for forming a mask for the airfoil |
| US6224361B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-05-01 | United Technologies Corportion | Tool for disposing laser blocking material in an airfoil |
| US6251315B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-06-26 | United Technologies Corporation | Method for disposing a laser blocking material on the interior of an airfoil |
| US6329633B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-12-11 | United Technologies Corporation | Method and material for processing a component for laser machining |
| WO2007101423A1 (de) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gasturbinenbauteil sowie verfahren zur bearbeitung von gasturbinenbauteilen im rahmen der herstellung oder instandsetzung dieser gasturbinenbauteile |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6069594A patent/JPH07279611A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5914060A (en) * | 1998-09-29 | 1999-06-22 | United Technologies Corporation | Method of laser drilling an airfoil |
| US5928534A (en) * | 1998-09-29 | 1999-07-27 | United Technologies Corporation | Method for reducing void volumes in cavities for laser drilling |
| US6139303A (en) * | 1998-11-20 | 2000-10-31 | United Technologies Corporation | Fixture for disposing a laser blocking material in an airfoil |
| US6177038B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-01-23 | United Technologies Corporation | Method for orienting an airfoil for processing and for forming a mask for the airfoil |
| US6224361B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-05-01 | United Technologies Corportion | Tool for disposing laser blocking material in an airfoil |
| US6251315B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-06-26 | United Technologies Corporation | Method for disposing a laser blocking material on the interior of an airfoil |
| US6329633B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-12-11 | United Technologies Corporation | Method and material for processing a component for laser machining |
| WO2007101423A1 (de) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gasturbinenbauteil sowie verfahren zur bearbeitung von gasturbinenbauteilen im rahmen der herstellung oder instandsetzung dieser gasturbinenbauteile |
| US7841084B2 (en) | 2006-03-09 | 2010-11-30 | Mtu Aero Engines Gmbh | Gas turbine components and method for machining gas turbine components |
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