JPH10298779A - ガスタービンバケットの製造方法 - Google Patents

ガスタービンバケットの製造方法

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JPH10298779A
JPH10298779A JP10908797A JP10908797A JPH10298779A JP H10298779 A JPH10298779 A JP H10298779A JP 10908797 A JP10908797 A JP 10908797A JP 10908797 A JP10908797 A JP 10908797A JP H10298779 A JPH10298779 A JP H10298779A
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JP
Japan
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packing
cooling hole
bucket
gas turbine
cooling
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JP10908797A
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English (en)
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Koichi Nishino
光一 西野
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】作業性良好にしてパック剤の充填密度にばらつ
きがなく、パック処理後、均一な表面のコーティング層
が形成され、ガスタービンの起動停止衝撃および熱応力
に耐え得るガスタービンバケットの製造方法を提供す
る。 【解決手段】バケット3の冷却孔19に微粉体のパック
剤1を充填した後、バケットを熱処理し、パック剤の一
部を冷却孔の壁面に溶着させて冷却孔壁面に平滑な被覆
層を形成するようになしたガスタービンバケットの製造
方法において、前記冷却孔19に微粉体のパック剤1を
充填するに際し、冷却孔19の一方端側から減圧装置に
て吸引しつつ他方側から微粉体のパック剤1を詰め込む
とともに、超音波によりパック剤を均一密度で移送充填
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンバケッ
トの製造方法に係わり、特にバケット内部に設けられた
多数の異径の冷却孔(小径の長い孔)の内壁を放電加工
等の加工による微細クラックの熱応力等による拡大を防
止するために実施されるアルミパックのコーティングに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンのバケットは、高温ガスに
さらされることから、例えば図7に示されているように
冷却のためにその内部に多数の異径の冷却孔(小径の長
い孔)19が設けられる。この多数の冷却孔は、バケッ
トの製造時,すなわちバケットの内壁を放電加工等によ
り加工する場合、この放電加工によりその熱応力等によ
って微細クラックが発生したり、またそのクラックが拡
大する恐れがある。図8はその冷却孔を拡大して示した
ものである。
【0003】従来一般にはこのクラックの発生やその拡
大を防止するために、これらの孔壁面に図9に示されて
いるようにアルミをコーティングし孔内壁面を平滑にす
ることが行われる。この場合、すなわち孔壁面にアルミ
をコーティングする場合、一般にはガスタービンバケッ
トの冷却孔は小径で、かつ長いことから、アルミ微粉末
を含むコーティング用パック剤を冷却孔に充填し、その
後バケットを熱処理することにより孔壁面近傍のパック
剤が孔壁面に溶着し平滑壁面18となるようにしてい
る。
【0004】このように平滑な孔壁面を形成するため
に、その製造過程において冷却孔内に微粉末パック剤が
充填されるわけであるが、このパック剤充填法として
は、例えば図1に示されているように、ガスタービンバ
ケットの小径の長い冷却孔に、細いワイヤーを用い手作
業により微粉体のパック剤を自然落下や衝撃を与えなが
ら詰め込むようにしているのが普通である。
【0005】また、充填されるパック剤は最適コーティ
ング層を得るためにその密度が規定されるが、その確認
は充填前後の重量差を計測し、冷却孔体積と比較し間接
的に計算により算出するようにしているのが普通であっ
た。なお、この種パック剤充填方法に関連するものとし
ては、例えば実開昭62−212100号公報が挙げら
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンバケット
の冷却孔内壁に対して行うコーティングのためのパック
剤の詰め込みは、規定された密度範囲内(一例として実
験的に単体密度に対し粉体状態でその30%前後が良
好)で均一に冷却孔に充填されなければならない。ま
た、多数の冷却孔に各々充填されたパック剤の密度のバ
ラツキをできるだけ少なくするためには同一条件で充填
が行われなければならない。しかし前述した従来の方法
では、一つの容器に対して挿入充填する場合には有効で
あるが、ガスタービンバケットの冷却孔のように多数の
孔に充填する場合には、このものでは各孔ごとの充填密
度が均一である保証はなく、やはりパック剤の充填密度
にばらつきが生ずる恐れがある。
【0007】また、このような方法では、パック剤を効
率良く冷却孔内へ充填することができず、作業効率も悪
く、さらに各孔ごとのパック剤の充填密度もバラツクた
め、パック熱処理後のコーティング皮膜にもバラツキが
生じて品質低下を生ずる恐れがあった。
【0008】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、作業性良好にしてパック剤の充填
密度にばらつきが生ずることがなく、パック処理後、均
一な表面のコーティング層が形成され、ガスタービンの
起動停止衝撃および熱応力に耐え得るガスタービンバケ
ットの製造方法を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、バケ
ットの冷却孔に微粉体のパック剤を充填した後、バケッ
トを熱処理し、パック剤の一部を冷却孔の壁面に溶着さ
せて冷却孔壁面に平滑な被覆層を形成するようになした
ガスタービンバケットの製造方法において、前記冷却孔
に微粉体のパック剤を充填するに際し、冷却孔の一方端
側から減圧装置にて吸引しつつ他方側から微粉体のパッ
ク剤を詰め込むとともに、超音波によりパック剤を均一
密度で移送充填するようになし初期の目的を達成するよ
うにしたものである。
【0010】また、バケットの冷却孔に微粉体のパック
剤を充填するに際し、冷却孔の長手方向が垂直となるよ
うにバケットを配置し、冷却孔の下方端側から減圧装置
にて吸引しつつ他方側から微粉体のパック剤を詰め込
み、その後冷却孔の長手方向が水平となるようにバケッ
トを配置換えし、冷却孔が水平状態で超音波により冷却
孔内のパック剤を移送させ充填するようにしたものであ
る。
【0011】またこの場合、冷却孔が水平状態で冷却孔
内のパック剤を移送させるに際し、冷却孔の出口側で粉
体の速度変化を検出し、移送の速度をコントロールする
こと充填する密度を制御するようにしたものである。
【0012】また、バケットの冷却孔に微粉体のパック
剤を充填熱処理するに際し、(1)バケットを垂直に
し、パック剤を冷却孔に通し仮詰め状態を作る工程、
(2)バケットを水平にし、パック剤の粉体移送を超音
波をかけつつ行う工程、(3)粉体の定常移送状態が得
られたなら冷却孔出口端をプラグすることで粉体の移送
をとめる工程、(4)冷却孔出口端がプラグされたバケ
ットを熱処理する工程とを有するようにしたものであ
る。
【0013】この場合、粉体移送を超音波で行う原理は
添付カタログ「ウルコン粉体ディスペンサ」の原理によ
り行う。超音波による粉体移送では水平な細孔内の粉体
は等速移送される。細孔を移送中の粉体の密度の均一性
を検知するために細孔出口で粉体の速度変化を検出し速
度コントロールすることで密度を制御する。粉体密度の
コントロールを速度制御で行う原理は以下による。すな
わち、粉体の流動は次式のベルヌーイの定理に従う。
【0014】
【数1】 V2/2g+P/γ=CONST. …(1) ここで、Vは粉体の速度、γは粉体の密度、gは重力加
速度、Pは大気圧(=CONST.)である。
【0015】上式中(1)のg,PはCONST.のた
め、速度Vが変化すると粉体の密度γが逆比例して変化
することが分かる。つまり粉体が移送されている定常状
態でその移送速度を変化させることができれば、粉体の
密度もコントロールできることを示している。
【0016】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図1にはそのガスタービンバケ
ット冷却孔内パック剤充填方法を説明するためのパック
剤充填設備が断面で示されている。3がガスタービンバ
ケットであり、7が減圧容器、1がタービンバケット冷
却孔内に充填される粉末状のパック剤である。
【0017】減圧容器7内には、パック剤が充填される
製品,すなわちタービンバケット3を保持し、かつ回転
可能に形成された製品保持回転雇4が設けられており、
この製品保持回転雇4にガスタービンバケット3が取り
付けられ、タービンバケットの冷却細孔にパック剤が仮
充填される。
【0018】すなわち、保持回転雇は粉体(パック剤)
1が入ったホッパー2に繋がっており、容器内を真空ポ
ンプ8で減圧することによりパック剤をガスタービンバ
ケットの内部にあけられた冷却孔19(図2参照)に引
き込む。
【0019】この状態では冷却孔19に引き込まれたパ
ック剤は、図3に冷却孔部を拡大して示すように不均一
なパック剤の充填13状態になっている。まだこの状態
ではパック熱処理を行っても不均一なコーティング層1
4(図4)となりコーティング目的である放電加工後の
冷却孔17の微細クラックを完全に補強することにはな
らない。
【0020】次いで、減圧容器7内を減圧しながら図1
の(b)に示されているように、垂直状態のガスタービ
ンバケット3を90°製品保持回転雇4を用い回転させ
水平位置,すなわち冷却孔の長手方向が水平となるよう
にバケットを配置換えする。ガスタービンバケット3が
水平になった状態で真空ポンプ8を止め粉体の密度コン
トロールを均一圧力下で行うため、減圧容器内を大気圧
に戻す。
【0021】次にガスタービンバケット3の先端に取り
付けられた超音波素子5を作動させ冷却孔内に仮充填さ
れた粉体に移送をかける。移送速度は制御ユニット10
により制御される。冷却孔内のパック剤は等速等密度に
制御され冷却孔内を移送される。パック剤の移送速度は
冷却孔出口へセットされた速度検出センサー6により検
出され、制御装置10へフィードバックされ予め実験的
に確認されている粉体移送速度と移送中の粉体密度の関
係に従い、速度(移送密度)コントロールを行う。
【0022】前述したようにガスタービンバケットは数
種類の冷却孔径の異なる冷却孔があけられるため、エア
ーシリンダ12で作動する閉止プラグ11で規定速度に
達した孔から順にプラグを自動的に行う。この状態では
冷却孔内は均一なパック剤の充填15(図5)状態とな
っている。パック熱処理を行う前に細孔内に充填したパ
ック剤が細孔から洩れ出さぬよう細孔端面をシールす
る。パック熱処理をして得られた均一なコーティング層
16を図6に示す。
【0023】以上説明してきたようにこのようなガスタ
ービンバケットの冷却孔内パック剤充填方法であると、
作業性良好にしてパック剤の充填密度にばらつきが生ず
ることがなく、パック処理後、均一な表面のコーティン
グ層が形成される。これによりガスタービンの起動停止
衝撃および熱応力に耐え、放電加工により生じた冷却孔
の内面クラックの拡大を防止することができ極めて有効
である。
【0024】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、作業性良好にしてパック剤の充填密度にばらつきが
生ずることがなく、パック処理後、均一な表面のコーテ
ィング層が形成され、ガスタービンの起動停止衝撃およ
び熱応力に耐え、放電加工により生じた冷却孔の内面ク
ラックの拡大を充分防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスタービンバケットの製造方法を説
明するためのバケットの製造設備の縦断側面図である。
【図2】ガスタービンバケットの一部破断側面図であ
る。
【図3】ガスタービンバケットの要部断面図である。
【図4】ガスタービンバケットの要部断面図である。
【図5】ガスタービンバケットの要部断面図である。
【図6】ガスタービンバケットの要部断面図である。
【図7】ガスタービンバケットの一部破断側面図であ
る。
【図8】ガスタービンバケットの要部断面図である。
【図9】ガスタービンバケットの要部断面図である。
【符号の説明】
1…粉体(パック剤)、2…ホッパー、3…ガスタービ
ンバケット、4…製品保持回転雇、5…超音波素子、6
…速度検出センサー、7…減圧容器、8…真空ポンプ、
9…容器圧力コントロールバルブ、10…超音波制御ユ
ニット、11…閉止プラグ、12…エアシリンダー、1
3…不均一なパック剤の充填、14…不均一なコーティ
ング層、15…均一なパック剤の充填、16…均一なコ
ーティング層、17…放電加工後の冷却孔、18…コー
ティング層、19…冷却孔。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バケットの冷却孔に微粉体のパック剤を
    充填した後、バケットを熱処理し、パック剤の一部を冷
    却孔の壁面に溶着させて冷却孔壁面に平滑な被覆層を形
    成するようになしたガスタービンバケットの製造方法に
    おいて、 前記冷却孔に微粉体のパック剤を充填するに際し、冷却
    孔の一方端側から減圧装置にて吸引しつつ他方側から微
    粉体のパック剤を詰め込むとともに、超音波によりパッ
    ク剤を均一密度で移送充填するようにしたことを特徴と
    するガスタービンバケットの製造方法。
  2. 【請求項2】 バケットの冷却孔に微粉体のパック剤を
    充填した後、バケットを熱処理し、パック剤の一部を冷
    却孔の壁面に溶着させて冷却孔壁面に平滑な被覆層を形
    成するようになしたガスタービンバケットの製造方法に
    おいて、 前記冷却孔に微粉体のパック剤を充填するに際し、冷却
    孔の長手方向が垂直となるようにバケットを配置し、冷
    却孔の下方端側から減圧装置にて吸引しつつ他方側から
    微粉体のパック剤を詰め込み、その後冷却孔の長手方向
    が水平となるようにバケットを配置換えし、冷却孔が水
    平状態で超音波により冷却孔内のパック剤を移送させ充
    填するようにしたことを特徴とするガスタービンバケッ
    トの製造方法。
  3. 【請求項3】 冷却孔が水平状態で冷却孔内のパック剤
    を移送させるに際し、冷却孔の出口側で粉体の速度変化
    を検出し、移送の速度をコントロールすること充填する
    密度を制御するようにした請求項2記載のガスタービン
    バケットの製造方法。
  4. 【請求項4】 バケットの冷却孔に微粉体のパック剤を
    充填した後、バケットを熱処理し、パック剤の一部を冷
    却孔の壁面に溶着させて冷却孔壁面に平滑な被覆層を形
    成するようになしたガスタービンバケットの製造方法に
    おいて、 前記冷却孔に微粉体のパック剤を充填熱処理するに際
    し、 バケットを垂直にし、パック剤を冷却孔に通し仮詰め状
    態を作る工程、 バケットを水平にし、パック剤の粉体移送を超音波をか
    けつつ行う工程、 粉体の定常移送状態が得られたなら冷却孔出口端をプラ
    グすることで粉体の移送をとめる工程、 冷却孔出口端がプラグされたバケットを熱処理する工
    程、を有するガスタービンバケットの製造方法。
JP10908797A 1997-04-25 1997-04-25 ガスタービンバケットの製造方法 Pending JPH10298779A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006169631A (ja) * 2004-12-17 2006-06-29 General Electric Co <Ge> 内部皮膜の形成方法及びそれによって製造した物品
JP2016510089A (ja) * 2013-02-13 2016-04-04 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 耐食コーティングを堆積させる方法
US9551229B2 (en) 2013-12-26 2017-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Turbine airfoil with an internal cooling system having trip strips with reduced pressure drop

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