JPS6221963B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、タービンの静翼の製造方法の改良に
関する。更に詳しくは、翼部と軸部とを別体に鋳
造と鍛造とで各々製造し、前記軸部の端部に形成
した拡大部、即ちザブトン部を利用して溶接して
一体化したことを特徴とするものである。 例えば、溶鉱炉等の排ガスはかなり高温でかつ
圧力を有しているのでその侭の状態で空中に排出
するのは経済上問題であり、この排ガスの有する
エネルギを回収する方法が検討されている。この
排ガスのエネルギを回収する方法として、タービ
ンをこの排ガスによつて駆動し、このタービンに
よつて発電機を駆動して排ガスのエネルギを電気
エネルギとして回収する方法が最も有効な方法の
１つである。 ところで、この溶鉱炉より排出される排ガスは
多くのダストと有害な成分を含んでいるのでター
ビンに供給する前に除塵処理がなされる。 このように前処理を施したガスは多分に腐食性
であり、従つて炉頂圧エネルギの回収タービンの
静翼は、従来塩分を含んだ湿つたガスに対する耐
蝕性を保つため次の方法によつて製造されてい
る。 即ち、第１図に示す形状の静翼を第２図に示す
ように翼部１から軸部の一部３Ａまでをオーステ
ナイト系ステンレス鋳鋼により鋳造し、更にオー
ステナイトステンレス鋼の鍛造で製造した残りの
軸部３Ｂを溶接により接合部５を形成して製造す
る方法が採用されていた。 このタービンの静翼の製造方法は、翼部１とザ
ブトン部２と軸部３Ａからなる複雑に変化する形
状のものを鋳造で製造するため、鋳造後の熱処理
を行い、鋳造欠陥を除去する作業を行なつてい
る。しかし、この熱処理が充分でない場合には翼
部１とザブトン部２、ザブトン部２と軸部３Ａの
境界部４（或いはＲ部４）に鋳造欠陥が発生し易
くなり、良質の翼を製作するためには高度の鋳造
技術が要求されていた。 又、この方法によつてタービンの静翼を製造す
る際にTIG溶接を採用する際には、溶接による欠
陥の発生を防止するため低入熱で溶接する必要が
あり、例えば軸径が60φの場合、溶接層数を20層
にもする必要があり、溶接に多大の時間と労力を
要していた。 本発明は前記従来のタービン用静翼の有する問
題点を解決するために得られたものであつて、そ
の目的とするところは、静翼Ｇの軸側のＲ部（境
界部）に発生し易い欠陥を除くための鋳造技術上
の問題点を解消し、高品質のタービン翼を高能率
に製造することにある。 前記目的を達成するための本発明の構成は、翼
部と軸部とを分割し、翼部を鋳造によつて製造
し、軸部を鍛造によつて製造し、両者を溶接によ
つて一体化したタービン用静翼であつて、翼部の
端部にザブトン部（拡大部）を形成し、前記軸部
の端部を拡開してザブトン部を形成し、両ザブト
ン部を合せて溶接したことを特徴とするタービン
の静翼の製造方法である。 本発明は、特に軸部と、この軸部を翼部に固定
するためのザブトン部とを一体的にオーステナイ
ト系ステンレス鋼の鍛造品によつて製造し、前記
軸部と結合する翼部を鋳造によつて製造し、両者
のザブトン部を溶接によつて一体化したことに特
徴がある。 更に好ましくは、前記溶接に使用する方法は電
子ビーム溶接を採用したことを特徴とするもので
ある。 本発明は前記のように翼部を鋳造品で、また軸
部を鍛造品で製造し、両者の整合部分にザブトン
部を形成し、このザブトン部を溶接する点に特徴
があるが、本発明はこのように構成されてる結
果、次のような作用効果を奏することができるも
のである。 イ 軸部のＲ部（境界部）を鍛造品で製造するこ
とにより信頼性が更に向上する。 ロ 軸部と翼部とにザブトン部（拡大部）を形成
し、このザブトン部を電子ビーム溶接するので
溶接は自動的に行なえ、一度溶接条件を制御盤
上でセツトしておけば、溶接時の僅かの調整で
全ての静翼の製造が可能であり、作業者の特殊
技能を必要とせず、溶接部の信頼性も高い。
又、溶接にかかる時間は一本の静翼当り、正味
40分程度であり、作業者の疲労をTIG溶接の場
合に較べて格段に少なくすることが可能であ
る。 ハ 電子ビーム溶接を採用した場合には、１パス
溶接であるため従来のTIG溶接に較べ軸径が60
mmφの場合で、2.5〜３倍の高能率で静翼の溶
接作業が可能である。 ニ 低入熱量、かつビード巾が狭いため溶接によ
る収縮が少なく、溶接による翼部の欠陥の発生
が少ない。 ホ 軸径の異なる静翼であつても、軸のみの取替
ですむため予備品が少なくて済む利点がある。 また、定期検査での不良品の取替にも即座に
対応することができ、アフターサービスの経費
を節減することができる。 ヘ 低入熱溶接で、熱影響部の冷却速度は大とな
るため、熱影響部に鋭敏化は認められず、従つ
て溶接後の溶体化熱処理を必要とせず、熱処理
経費の節減、熱処理に伴う変形を考慮した余分
な材料の節約ができる利点がある。 ト 軸部での強度上の信頼性が向上するため、軸
径が小さくてすみ、静翼が軽量化できる。更に
は、軸径が小さくなると第５図に示すように静
翼Ｇに取付けている軸スリーブ１７、軸受２
０、レバー１８、ナツト１９等が小型化でき、
またこれらを取付けているケーシング１６の穴
加工が小なくできるなど他部品のコストも低減
できる。 次に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第３図は本発明の実施例を示すタービン用静翼
Ｇの正面図であつて、翼部１０を鋳造によつて製
造するが、この翼部１０の上端にザブトン部の一
部１１を同時に鋳造しておく。 そして、この翼部１０とは別体にザブトン部の
一部１２と軸部１３とを一体的に鍛造によつて製
造する。 前記ザブトン部１１と１２とは略同一の形状を
しており、両者を合せて溶接するわけであるが、
この溶接部には通常必要とする所定の開先が取ら
れている。 前記のように鋳造によつて製造した翼部１０と
鍛造によつて製造した軸部１３とを両者の端部に
形成したザブトン部１１，１２を合せてその合せ
部を溶接して一体化して本発明に係る静翼の素材
ができ、これにネジ加工、軸の外周加工等の最終
仕上加工を施すことにより静翼Ｇが完成する。 第４図はビード部の断面形状を示すもので、ビ
ード１４はザブトン部１１，１２の全面に形成さ
れている。 溶接は、軸材が例えばSUS316Lである場合に
は第１表に示す溶接条件で電子ビーム溶接を行な
つた。

【表】 この場合のビード形状は、溶け込み深さが40
mm、ビードの巾が3.5mm（溶け込み中央部）であ
つた。 このようにして製造したタービン用静翼Ｇは、
ビード部１４及びザブトン部１１，１２の何れに
も欠陥が発生せず、健全で、高品質の静翼を製造
することが可能となつた。 又、翼一体の電子ビーム溶接に要する時間は約
40分であり、従来行なつていた軸部でTIG溶接に
より溶接して製造する方法に比較して軸径が60mm
φの場合で約2.5〜３倍の能率で製造することが
できた。 更にこの方法によつて製造した静翼は、溶鉱炉
の排ガスを使用する炉頂圧タービンに実用中であ
るが、何等問題は生じておらず、本発明が優れて
いることが明らかである。 尚、本発明は炉頂圧タービンの静翼に限らずこ
れと類似の製品、例えば軸流圧縮機やタービンの
静翼に適用できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来のタービンの静翼の
正面図である。第３図は本発明の実施例に係るタ
ービンの静翼の正面図、第４図は前記第３図の溶
接部の拡大断面図、第５図は、静翼の取付状況を
示した図である。 １……翼部、２……ザブトン部、３……軸部、
１０……翼部、１１，１２……ザブトン部、１３
……軸部、１４……ビード部、１５……ガス、１
６……ケーシング、１７……スリーブ、１８……
レバー、１９……ナツト、２０……軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 翼部と軸部とを分割し、翼部を鋳造によつて
   製造し、軸部を鍛造によつて製造し、両者を溶接
   によつて一体化したタービン用静翼であつて、翼
   部の端部にザブトン部を形成し、前記軸部の端部
   を拡開してザブトン部を形成し、両ザブトン部を
   合せて溶接したことを特徴とするタービンの静翼
   の製造方法。 ２ 翼部の端部に形成したザブトン部と軸部の端
   部に形成したザブトン部とを電子ビーム溶接によ
   つて溶接して一体化したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のタービンの静翼の製造方
   法。