JP5503317B2 - 連動保持条片 - Google Patents

Description

本発明はファスナに関し、特に、溶接により２つの部材を一体に接合することが必要とされる用途で使用するための連動保持条片に関する。

発電所において電気を発生する場合に使用されるタービンに関して、タービンが動作していない時間は、発電所の収益性及び有効性に影響を及ぼす。従って、タービン構成要素の寿命期間中のタービンの休止時間を短縮することは非常に重要である。

休止時間が発生する原因の１つは、タービンの修理が必要になることである。例えば、タービンは、圧縮空気供給源に接続されたタービンケーシングを含んでもよく、タービンケーシングの内部には、タービン段へ高温ガスを送り出す衝撃スリーブに取り囲まれた複数の燃焼器及び導管が収納される。現在、衝撃スリーブは、すみ肉溶接により装着される薄い板条片（ジッパー条片）を利用してスリーブの２つの部分を一体に溶接することにより固着されている。

ジッパー条片及びそれを取り囲む領域は、衝撃スリーブの亀裂が始まる場所である。これは、通常の動作中にスリーブ形状の溶接変動が起こる場所で衝撃スリーブの２つの半体が堅固に接合されるためである。そのような亀裂は疵を形成するので、亀裂が発生した場所では溶接部は必ず修理されることになる。しかし、修理に際してはジッパー条片を除去しなければならないばかりでなく、新たなジッパー条片を使用する前に衝撃スリーブ自体から溶接部の残留物を削り取らなければならないため、修理には長時間を要する。更に、ジッパー条片を利用すると完全溶込み突合せ溶接を実行できない。

タービンの衝撃シールド構体を提供する。

一実施形態は、第１の衝撃シールド部分と、第１の衝撃シールド部分に接合される第２の衝撃シールド部分とを含むタービンの衝撃シールド構体に関する。構体は、第１の衝撃シールド部分に形成され、第１の凹部を含む第１の結合部分と、第２の衝撃シールド部分に形成され、第２の凹部を含む第２の結合部分とを更に含む。構体は、第１の凹部と係合するような形状を有し且つ第１の凹部と係合するように構成された第１のウェッジ条片部分と、第２の凹部と係合するような形状を有し且つ第２の凹部と係合するように構成された第２のウェッジ条片部分とを更に含む。第１のウェッジ条片部分は第２のウェッジ条片部分に溶接される。

別の実施形態は、タービンの衝撃シールドの２つの部分を一体に溶接する方法に関する。本実施形態の方法は、衝撃シールドの第１の部分に第１の結合部分を形成することと；衝撃シールドの第２の部分に第２の結合部分を形成することと；衝撃シールドの第１の部分及び第２の部分を互いに向かって押圧することと；衝撃シールドの第１の部分及び第２の部分を互いに対してほぼ固定された関係で保持することと；保持しながら：ウェッジ条片の第１の部分を第１の結合部分と係合させることと；ウェッジ条片の第２の部分を第２の結合部分と係合させることと；ウェッジ条片の第１の部分をウェッジ条片の第２の部分に溶接することとを含む。

上記の利点及び特徴並びに他の利点及び特徴は、添付の図面と関連させた以下の説明から更に明らかになるであろう。

本発明の主題は、本明細書の末尾にある特許請求の範囲において特定して指摘され且つ明確に特許請求される。本発明の上記の特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付の図面と関連させた以下の詳細な説明から明らかである。
図１は本発明の一実施形態に係る溶接ウェッジ条片構体を示した横断面図である。 図２は本発明の一実施形態に係るベース溶接部材を示した側面図である。 図３は本発明の一実施形態のウェッジ溶接部分を示した詳細図である。 図４ａは本発明の別の実施形態を示した図である。 図４ｂは本発明の別の実施形態を示した図である。 図５は本発明の一実施形態に係る溶接部を形成する方法を示した図である。

以下の詳細な説明は、実施例として図面を参照しながら本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。

本発明の実施形態は、衝撃スリーブの２つの半体を一体に固着することに関して特に有用であると思われるウェッジ条片溶接部に関する。本明細書において開示されるウェッジ条片を他の状況で使用することは当然可能であろう。例えば、２つの金属部材を一体に溶接すべきである任意の状況において本発明のウェッジ条片が利用されてもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る溶接構体を示す。溶接構体は一体に溶接される第１の部分１００及び第２の部分１０１を含む。第１の部分１００及び第２の部分１０１は、一体に溶接する必要がある任意の２つの材料片であってもよい。一実施形態において、第１の部分１００及び第２の部分１０１はタービンで利用される衝撃スリーブの２つの半体である。第１の部分１００及び第２の部分１０１は、溶接に耐えうる金属又は他の任意の種類の物質から形成されてもよい。

第１の部分１００及び第２の部分１０１の双方に溶接ベース部材１０２が装着されている。一実施形態において、第１の部分１００及び第２の部分１０１の双方に溶接ベース部材１０２が溶接される。そのような実施形態において、第１の部分１００と溶接ベース部材１０２との間の溶接部は、完全溶込み突合せ溶接部であってもよい。第２の部分１０１とベース溶接部材１０２との間の溶接部も当然、完全溶込み突合せ溶接部であってよい。

溶接ベース部材１０２は、溶接部材１０２が例えば第１の部分１００に溶接又は他の方法により装着された場合に第１の部分１００から外側へ延出する連動部分１０３を含んでもよい。連動部分は以下に更に詳細に説明される。

図１に示される構体は、第１の部分１００及び第２の部分１０１に装着された溶接ベース部材１０２を互いに対してほぼ一定の位置に保持するウェッジクランプ１０４を更に含んでもよい。一実施形態において、溶接ベース部材１０２が第１の部分１００及び第２の部分１０２の間で僅かな相対運動してもよいことは当然である。

一実施形態において、ウェッジクランプ１０４は、クランプ溶接部１０６により互いに装着された２つの部材１０４ａ及び１０４ｂにより形成される。ウェッジクランプ１０４は、連動部分１０３とかみ合う部分を含むように構成されてもよい。この連動は、溶接ベース部材１０２を互いに対してほぼ同一の位置に保持する働きをする。ウェッジクランプ１０４の２つの部分は、本明細書において一括して「ウェッジ条片」と称されてもよい。

一実施形態において、ウェッジクランプ１０４はクランプ溶接部１０６を含まなくてもよく、ウェッジベース部材１０２の上方に位置する溝を含む溶接接合なしの単一のウェッジクランプであってもよい。その場合、溝の底縁部は内側へ押し付けられて面３０２を形成し、角度qを成す。

図２は、本発明の一実施形態に係るベース溶接部材１０２を更に詳細に示した図である。ベース溶接部材１０２はベース部分２０２を含む。一実施形態において、ベース部分２０２は別の要素に溶接されるべき要素に溶接されてもよい。連動部分１０３がベース部分２０２から上方へ延出している。図２に示される連動部分１０３は、ベース部分２０２から上方へ延出する上向き突起２０４を含む。一実施形態において、図２に示されるように、上向き突起２０４はベース溶接部材１０３の縁部から延出する。上向き突起２０４が縁部から延出しなくてもよいのは当然であり、例えばベース部分２０２の中央に上向き突起２０４が配置されることも可能である。

連動部分１０３は、上向き突起２０４のベース部分２０２とは対向する端部に上方部分２０６を更に含む。上方部分２０６は下向き縁部２０８と角度qを成す。下向き縁部２０８は上方部分２０６をベース部分２０２と結合する。一実施形態において、上方部分２０６と下向き縁部とが成す角度qは９０°未満である。下向き縁部２０８は、ウェッジクランプ１０４（図１）の縁部と係合するように構成される。

図３は、ベース溶接部材１０２と緩く連動するウェッジクランプ１０４の一方の半体の一例を示す。ウェッジクランプ１０４は、ベース溶接部材１０２の下向き縁部２０８と係合するように設計され且つ構成された係合縁部３０２を含む。ウェッジクランプ１０４は、ウェッジクランプ１０４と角度qを成すように配置された上縁部３０４を含む。図３に示されるように、下向き縁部３０２及び上縁部３０４はまっすぐな縁部である。ベース溶接部材１０２と係合する形状であれば、下向き縁部３０２及び上縁部３０４が任意の形状又は構成であってよいことは当然である。

図４ａ及び図４ｂは、本発明の別の実施形態を示す。本実施形態において、第１の部分１００及び第２の部分１０１は、別個にベース溶接部材を含むのではなく、それらの部分自体が突起４００及び４０１をそれぞれ含むように形成される。突起４００及び４０１は、ウェッジクランプを受け入れるための凹部４０４を形成するために第１の部分１００及び第２の部分１０１からそれぞれ上方へ離間するように湾曲する。衝撃スリーブの場合、本実施形態ではスリーブの縁部をロール状にすることが必要になる。

図４ｂは、第１の部分１００及び第２の部分１０１と係合したウェッジクランプ１０４（ウェッジクランプ１０４の２つの半体が一体に溶接された後）を示す。

図５は、本発明の一実施形態に係る溶接構体を形成する方法を示す。ブロック５０２において、接合されるべき部材に結合部が形成される。前述のように、これは、接合されるべき部材にベース溶接部材を溶接すること又は接合されるべき部材自体に結合部材を形成することのいずれかを含んでもよい。ブロック５０４において、手動クランプ又は溶接用固定具によって接合されるべき部材の縁部が互いに当接するように押圧される。ブロック５０６において、ウェッジクランプ１０４（図１）を構成する２つの部分が結合部材と係合するように配置される。ブロック５０８において、クランプ溶接部材が一体に溶接される。一実施形態において、これにより完全溶込み溶接が実行され、接合されるべき部材は互いに対してほぼ固定された関係で保持される。

従来の技術において、ジッパー条片を除去しなければならない場合、多数の工程を採用する必要があった。それらの工程は、まず切り離しホイールによってジッパー条片をその長さに沿って半体に切断することを含んでもよい。次にジッパー条片の両側の溶接部を切断しなければならない。溶接部を切断した後、一体に溶接された部材からジッパー条片をチゼル堀りするか、又は削り取らなければならない。いくつかの実施形態において、一体に溶接された部材から溶接部の残留物が剥ぎ取られていなければならない。最後に、新たなジッパー溶接部を形成できるように、何らかのブレンディング又は仕上げによって部材から疵を除去して滑らかにすることが必要である場合もあった。本発明によれば、ウェッジクランプを切断し、それを除去するだけでよい。その後、先に説明したように新たなウェッジクランプを固定すればよいので、ウェッジクランプの除去を必要とする修理による休止時間及び修理時間は大幅に短縮される。

限られた数の実施形態のみに関連して本発明を詳細に説明したが、開示された実施形態に本発明が限定されないことは容易に理解されるはずである。本明細書には記載されなかったが、本発明の趣旨に相応する任意の数の変形、変更、代替又は同等の構成を取り入れるために本発明を修正することは可能である。更に、本発明の種々の実施形態を説明したが、本発明の面は説明された実施形態のうちいくつかのみを含んでもよいことを理解すべきである。従って、本発明は以上の説明により限定されるとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。

１００ 溶接構体の第１の部分
１０１ 溶接構体の第２の部分
１０２ 溶接ベース部材
１０３ 連動部分
１０４ ウェッジクランプ
２０６ 上方部分
２０８ 下向き縁部
３０２ 係合縁部
３０４ 上縁部

Claims (10)

1. タービンの衝撃シールド構体において、
   第１の衝撃シールド部分（１００）と；
   前記第１の衝撃シールド部分（１００）に接合される第２の衝撃シールド部分（１０１）と；
   前記第１の衝撃シールド部分（１００）に形成され、第１の凹部を含む第１の結合部分（１０２、１０３）と；
   前記第２の衝撃シールド部分（１０１）に形成され、第２の凹部を含む第２の結合部分（１０２、１０３）と；
   前記第１の凹部と係合するような形状を有し且つ前記第１の凹部と係合するように構成された第１のウェッジ条片部分（１０４）と；
   前記第２の凹部と係合するような形状を有し且つ前記第２の凹部と係合するように構成された第２のウェッジ条片部分（１０４）とを具備し、
   前記第１のウェッジ条片部分は前記第２のウェッジ条片部分に溶接される構体。
2. 前記第１の衝撃シールド部分（１００）及び前記第２の衝撃シールド部分（１０１）は、前記衝撃シールド構体と一体であり且つ前記衝撃シールド構体から形成される請求項１記載の構体。
3. 前記第１の結合部分（１０２、１０３）は前記第１の衝撃シールド部分（１００）に溶接され且つ前記第２の結合部分（１０２、１０３）は前記第２の衝撃シールド部分（１０１）に溶接される請求項１記載の構体。
4. 前記第１の結合部分は、前記第１の衝撃シールド部分に結合されたベース部分（１０２）を含み且つ前記ベース部分から外側へ延出する連動部分（１０３）を含む請求項３記載の構体。
5. 前記連動部分（１０３）は、互いに固定された関係にある上方部分（２０６）及び下向き縁部（２０８）を含み、前記上方部分及び前記下向き縁部は前記第１の凹部を形成する請求項４記載の構体。
6. 前記第１のウェッジ条片部分は上縁部及び係合縁部を含む請求項５記載の構体。
7. 前記上縁部及び前記係合縁部は、前記上方部分と前記下向き縁部との前記固定された関係の逆である固定された関係を有する請求項６記載の構体。
8. タービン衝撃シールドの２つの部分を一体に溶接する方法において、
   前記衝撃シールドの第１の部分（１００）に第１の結合部分（１０２、１０３）を形成することと；
   前記衝撃シールドの第２の部分（１０１）に第２の結合部分（１０２、１０３）を形成することと；
   前記衝撃シールドの前記第１の部分（１００）及び前記第２の部分（１０１）を互いに向かって押圧することと；
   前記衝撃シールドの前記第１の部分（１００）及び前記第２の部分（１０１）を互いに対してほぼ固定された関係で保持することと；
   保持しながら、
   ウェッジ条片（１０４）の第１の部分を前記第１の結合部分と係合させることと；
   ウェッジ条片（１０４）の第２の部分を前記第２の結合部分と係合させることと；
   前記ウェッジ条片（１０４）の前記第１の部分を前記ウェッジ条片の前記第２の部分に溶接することとから成る方法。
9. 前記第１の結合部分及び前記第２の結合部分は、前記衝撃シールドと一体であり且つ前記衝撃シールドから形成される請求項８記載の方法。
10. 前記第１の結合部分を前記衝撃シールドの前記第１の部分（１００）に溶接することと；
    前記第２の結合部分を前記衝撃シールドの前記第２の部分（１０１）に溶接することとを更に含む請求項８記載の方法。