JP2007120460A - Fixing and attaching/detaching method and device of turbine blade - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タービンロータに施された翼溝の通し部位から翼溝内に複数の翼を挿入して形状結合しタービン翼を固定・着脱するタービン翼の固定・着脱方法および装置に関する。 The present invention relates to a turbine blade fixing / detaching method and apparatus for fixing and removing a turbine blade by inserting a plurality of blades into a blade groove from a passage portion of a blade groove provided on a turbine rotor and coupling the shapes.
一般に、タービンロータへのタービン翼の固定・着脱方法においては、タービン翼をタービンロータに固定する場合には、タービンロータに施された翼溝の通し部位を基準にして、その通し部位から順次タービン翼を挿入して形状結合し、最後に止め翼を通し部位に固定している。一方、タービン翼をタービンロータから着脱する場合には、止め翼の固定を解除した後に、通し部位を基準にタービン翼を抜き出している。このようなタービン翼の固定・着脱方法としては、タービンロータと止め翼とをボルトで固定する方法、止め翼と隣接する箇所にくさびなどを用いて固定する方法、これらの方法を複合したもの等がある。 In general, in the method for fixing / removing a turbine blade to / from the turbine rotor, when the turbine blade is fixed to the turbine rotor, the turbine blades are sequentially inserted from the passage portion with reference to the passage portion of the blade groove formed in the turbine rotor. The wings are inserted and connected in shape, and finally the stop wings are passed through and fixed to the site. On the other hand, when the turbine blades are attached to and detached from the turbine rotor, the turbine blades are extracted with reference to the through portion after the fixing of the stop blades is released. Such turbine blade fixing / detaching methods include a method of fixing the turbine rotor and the retaining blade with bolts, a method of fixing the blade adjacent to the retaining blade using a wedge, a combination of these methods, etc. There is.
タービン翼をタービンロータに固定する方法として、タービンロータの翼溝にある通し位置を介してタービン翼を挿入した後に、通し部位置に充填片を挿入して固定するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。この充填片は、翼溝輪郭に相当する輪郭により噛み合っている。さらに充填片と翼溝との間隙にくさびを打ち込み、その部分を2つの止めねじによって固定している。
しかし、従来のタービン翼の固定・着脱方法においては、タービンの定期検査(定検)時のタービン翼の抜き出しにおいて、タービンロータと止め翼との固定を解除しなければならないが、通常、タービンロータと止め翼との固定部分は高温で使用されるためねじが焼き付いていることが多いので、その焼き付いたねじの切断が必要となる。また、タービン翼を取り外して検査をした後に再度タービン翼を取り付ける際にはねじ穴の再加工を行う必要がある。このため、工数が増加したり、再加工が困難であったりする場合がある。 However, in the conventional method for fixing / removing the turbine blade, the turbine rotor and the stationary blade must be unfixed when the turbine blade is extracted during periodic inspection (regular inspection) of the turbine. Since the fixing part between the blade and the retaining blade is used at a high temperature, the screw is often seized, so that the sewn screw must be cut. In addition, when the turbine blade is removed and inspected, and the turbine blade is attached again, it is necessary to rework the screw holes. For this reason, man-hours may increase or reworking may be difficult.
本発明の目的は、タービンの使用時はタービン翼をタービンロータに固定し、定検時は容易にタービンの翼の抜き出しを行うことができるタービン翼の固定・着脱方法および装置を得ることである。 An object of the present invention is to obtain a turbine blade fixing / detaching method and apparatus capable of fixing a turbine blade to a turbine rotor during use of a turbine and easily extracting a turbine blade during regular inspection. .
本発明のタービン翼の固定・着脱方法は、タービンロータに施された翼溝の通し部位から前記翼溝内に複数の翼を挿入して形状結合しタービン翼を固定・着脱するタービン翼の固定・着脱方法において、止め翼の隣接翼と接触する箇所もしくは止め翼の翼植込み部と翼溝の底部との間に形状記憶合金を配置し、形状記憶合金の温度変化による変形作用によりタービン翼を固定・着脱することを特徴とする。 The turbine blade fixing / detaching method of the present invention is a turbine blade fixing method in which a plurality of blades are inserted into the blade grooves from the blade groove through-holes formed in the turbine rotor, and the turbine blades are fixed / removed.・ In the attachment / detachment method, a shape memory alloy is placed between the contact point with the adjacent blade of the stationary blade or between the blade implanted portion of the stationary blade and the bottom of the blade groove, and the turbine blade is moved by the deformation action due to the temperature change of the shape memory alloy. It is characterized by being fixed and detachable.
本発明によれば、形状記憶合金の温度変化による変形作用によりタービン翼を固定・着脱するので、タービンの使用時はタービン翼をタービンロータに固定し、定検時は容易にタービンの翼の抜き出しを行うことができる。従って、工数低減や再加工が必要なくなることによるコストダウンを図ることができる。 According to the present invention, the turbine blades are fixed and detached by the deformation action due to the temperature change of the shape memory alloy. Therefore, the turbine blades are fixed to the turbine rotor when the turbine is used, and the turbine blades are easily extracted during the regular inspection. It can be performed. Therefore, it is possible to reduce costs by reducing man-hours and eliminating the need for reworking.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係わるタービン翼の固定・着脱方法を実現するためのタービンロータおよびタービン翼の部分斜視図である。タービンロータ1に翼植込み形状を有する翼溝2が設けられ、翼溝2の少なくとも1つの位置において、その翼溝2に沿って通し部位4が設けられている。この通し部位4を介して翼3が翼溝2内に挿入され翼3が形状結合する。翼3の挿入後に止め翼5が通し部位4に挿入される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial perspective view of a turbine rotor and a turbine blade for realizing the turbine blade fixing / detaching method according to the first embodiment of the present invention. A
そして、止め翼5の隣接翼接触部6や止め翼溝7の底部に形状記憶合金8a、8bを配置する。形状記憶合金8a、8bは温度が変化することで変形して、止め翼5をタービンロータ1に固定したり離脱したりする。
Then, the
図2は本発明の第1の実施の形態においてタービンロータ1への翼3の着脱の説明図である。図2に示すように、まず、翼3の挿入後に予め液体窒素でおよそ−10℃に冷却した形状記憶合金板8bを止め翼溝7の底部に設置し、止め翼5を通し部位4に挿入した後、形状記憶合金板8bに温風を当てて約10℃程度に加熱する。そうすると、形状記憶合金板8bは曲げ方向に変形し、止め翼5の植込み部10を押さえ付ける。一方、翼3の抜き取りは、形状記憶合金板8bに冷風を当てて約−10℃程度に冷却する。冷却により形状記憶合金板8bは真っ直ぐに変形して、止め翼5の植込み部10への押さえ付けを解除する。
FIG. 2 is an explanatory view of the attachment / detachment of the
以上の説明では、止め翼溝7の底部に1つの板の形状記憶合金8bを用いた場合について説明したが、曲げ変形により止め翼5の植込み部10を押さえ付けることができれば、板でなく条や棒などでもよく、また複数の形状記憶合金8bを用いてもよい。
In the above description, the case where the shape memory alloy 8b of one plate is used at the bottom of the
第1の実施の形態によれば、止め翼5の翼植込み部10と翼溝7の底部との間に配置された形状記憶合金8bにより、高温時に曲げ方向に変形して翼植込み部10を押さえ、低温時に真っ直ぐに変形して翼植込み部10の押さえを解除するので、クサビなどの当て板やボルトを使用せずに止め翼5をタービンロータ1に固定できる。従って、定検時における翼3の抜き出しが容易にできるので工数低減によるコストダウンが可能である。
According to the first embodiment, the
(第2の実施の形態)
図3は本発明の第2の実施の形態に係わるタービン翼の固定・着脱方法を実現するためのタービンロータ1への翼3の着脱の説明図である。この第2の実施の形態は、第1の実施の形態に対し、高温時に曲げ方向に変形して翼植込み部10を押さえ、低温時に真っ直ぐに変形して翼植込み部10の押さえを解除する形状記憶合金に代えて、高温時に伸びて翼植込み部10を押さえ、低温時に縮んで植込み部10の押さえを解除する形状記憶合金8bを用いたものである。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is an explanatory view of attachment / detachment of the
図3において、翼3の挿入後に液体窒素で約−10℃程度に冷却した2つの形状記憶合金8bをスプリング状に縮んだ状態に変形させて止め翼溝7の底部に設置する。そして、止め翼5を通し部位4に挿入した後に、形状記憶合金8bに温風を当てて約10℃程度に加熱する。そうすると、形状記憶合金8bは伸びて止め翼5の植込み部10を押さえ付ける。一方、翼3の抜き取りは、形状記憶合金8bに冷風を当てて約−10℃程度に冷却する。冷却により形状記憶合金8bは縮んで止め翼5の植込み部10への押さえ付けを解除する。
In FIG. 3, two
以上の説明では、止め翼溝7の底部に備えられた形状記憶合金8bの形状をスプリング状としたが、伸び縮みにより止め翼5の植込み部10を押さえ付けることができればいずれの形状でもよく、また2つ以上の形状記憶合金8bを用いてもよい。
In the above description, the shape of the
第2の実施の形態によれば、止め翼5の翼植込み部10と翼溝7の底部との間に配置されたスプリング状の形状記憶合金8bにより、高温時に伸びて翼植込み部10を押さえ、低温時に縮んで翼植込み部10の押さえを解除するので、翼3の抜き出しが容易にできる。従って、定検時等での翼3の着脱の工数を低減できコストダウンを図れる。
According to the second embodiment, the spring-shaped
(第3の実施の形態)
図4は本発明の第3の実施の形態に係わるタービン翼の固定・着脱方法を実現するための止め翼5の隣接翼3a、3bと接触する箇所に配置された形状記憶合金8aの説明図である。この第3の実施の形態は、第1の実施の形態に対し、予め形状記憶合金8aを係止するための隣接翼接触部溝11を設けたものである。
(Third embodiment)
FIG. 4 is an explanatory view of a
図4において、止め翼5がその隣接翼3a、3bと接触する箇所(隣接翼接触部6)に、予め形状記憶合金8aを係止するための隣接翼接触部溝11が設けられ、その隣接翼接触部溝11には形状記憶合金8aが配置されている。
In FIG. 4, the adjacent blade contact part groove |
まず、タービンロータ1の翼溝2に翼3を挿入し、その挿入後に予め液体窒素で約−10℃程度に冷却して形状を真っ直ぐにしておいた左右2つの形状記憶合金8aを止め翼5の隣接翼接触部溝11に設置する。そして、止め翼5を通し部位4に挿入した後に、形状記憶合金8aに温風を当てて約10℃程度に加熱する。形状記憶合金8aは曲げ方向に変形し、形状記憶合金8aの両端部分が止め翼5の隣接翼接触部溝11に接触し、中央部分が隣接翼3a、3bに接触して止め翼5と隣接翼3a、3bを周方向に押さえつけて固定する。
First, the
図5は本発明の第3の実施の形態に係わるタービン翼の固定・着脱方法を実現するための止め翼5の隣接翼3a、3bと接触する箇所に配置された形状記憶合金8aの他の一例の説明図である。板の形状記憶合金8aが止め翼5および隣接翼3a、3bに接触しており、周方向への押さえ付けによって止め翼5と隣接翼3a、3bとが固定されている状態であれば、形状記憶合金8aは、図5のように両端部分と中央部分の接触箇所が逆でもよい。
FIG. 5 shows another
次に、翼3の抜き取りは、形状記憶合金8aに冷風を当てて約−10℃程度に冷却する。冷却により形状記憶合金8aは真っ直ぐに変形して止め翼5と隣接翼3a、3bとの接触を解除する。
Next, the
以上の説明では、止め翼5に隣接翼接触部溝11を設けた場合について説明したが、隣接翼3a、3bにも隣接翼接触部溝12を設けるようにしてもよい。図6は隣接翼3a、3bにも隣接翼接触部溝12を設けた場合の形状記憶合金8aの説明図である。翼3の挿入後に予め液体窒素で約−10℃程度に冷却して形状を真っ直ぐにしておいた左右2つの形状記憶合金8aを止め翼5の隣接翼接触部溝11に設置する。
In the above description, the case where the adjacent blade
そして、止め翼5を通し部位4に挿入した後、形状記憶合金8aに温風を当てて約10℃程度に加熱する。形状記憶合金8aは曲げ方向に変形し、形状記憶合金8aの両端部分が止め翼5の隣接翼接触部溝11に接触し、中央部分が隣接翼3a、3bの隣接翼接触部溝12に接触して止め翼5と隣接翼3a、3bとを周方向に押さえ付け、かつ、双方の翼3a、3bの隣接翼接触部溝12に引っ掛けて固定する。
And after inserting the
形状記憶合金8aが止め翼5および隣接翼3a、3bに接触しており、周方向への押さえ付けおよび隣接翼接触部溝11との引っ掛けによって、止め翼5と隣接翼3a、3bが固定されている状態であれば、形状記憶合金8aは、図7のように両端部分と中央部分の接触箇所が逆でもよい。翼3a、3bの抜き取りは、形状記憶合金8aに冷風を当てて約−10℃程度に冷却する。形状記憶合金8aは真っ直ぐに変形して止め翼5と隣接翼3a、3bとの接触および引っ掛けを解除する。
The
以上の説明では、止め翼5の隣接翼接触部溝11に板の形状記憶合金8aを用いたが、止め翼5と隣接翼3a、3bとを周方向に押さえ付けることができれば、条や棒の形状記憶合金8aなどでもよく、左右2つの形状記憶合金8aを多段に取り付けるようにしてもよい。
In the above description, the
第3の実施の形態によれば、隣接翼接触部溝11、15を設け形状記憶合金8aにより止め翼5と隣接翼3a、3bを周方向に押さえ付け、かつ、引っ掛けることができるので、止め翼5と隣接翼3a、3bとの係止力が向上する。
According to the third embodiment, the adjacent blade
(第4の実施の形態)
図8は、本発明の第4の実施の形態に係わるタービン翼の固定・着脱方法の形状記憶合金の温度変化に対する説明図である。この第4の実施の形態は、第1の実施の形態乃至第3の実施の形態のいずれかに対し、隣接翼接触部6もしくは止め翼溝7の底部のいずれかに備えられた形状記憶合金8a、8bが変形する温度は、タービン停止時温度T1よりも低い温度であり、形状記憶合金8a、8bの変形による固定完了温度T2は形状記憶合金8a、8bの変形による着脱可能温度T3より高い温度としたものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is an explanatory view with respect to the temperature change of the shape memory alloy in the method for fixing and detaching a turbine blade according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the shape memory alloy provided in either the adjacent
この第4の実施の形態ではタービン停止時温度T1を約25℃程度とし、それよりも低い温度として固定完了温度T2を約10℃程度、着脱可能温度T3を約−10℃程度と設定したが、タービンを設置する環境によって固定完了温度T2もしくは着脱可能温度T3を変更した形状記憶合金8a、8bを用いてもよい。例えば、年間の最低気温が0℃であり、かつ、タービン停止時の温度が外気温度と同等である環境の場合、0℃でも翼が固定するために固定完了温度T2を約−10℃程度、着脱可能温度T3を約−20℃程度とする機能を備えた形状記憶合金を用いる。
In the fourth embodiment, the turbine stop temperature T1 is set to about 25 ° C., and the fixing completion temperature T2 is set to about 10 ° C. and the detachable temperature T3 is set to about −10 ° C. as lower temperatures. The
第4の実施の形態によれば、形状記憶合金は高温時には翼植込み部を押さえ、低温時には植込み部の押さえの解除を確実にできる。 According to the fourth embodiment, the shape memory alloy can press the wing implantation part at high temperature, and can reliably release the holding of the implantation part at low temperature.
以上の各実施の形態では、形状記憶合金8a、8bを加熱する媒体として温風(空気)、冷却する媒体として冷風(空気)または液体窒素を使用したが、形状記憶合金8a、8bを任意の形状にすることができれば、冷却媒体は、水、ペルチェ素子、加熱媒体は水、油、ヒータ、ペルチェ素子などでもよい。また、加熱冷却方法は形状記憶合金8a、8bを直接的に加熱冷却したが、形状記憶合金8a、8bを任意の形状にすることができれば、周囲の部品を加熱冷却して熱伝導を利用した間接的方法でもよい。また、止め翼5や隣接翼3a、3bの翼植込み形状、タービンロータ1に備えられた止め翼溝7、翼溝2、通し部位4の形状は、形状記憶合金8a、8bによる固定・着脱を可能するものであればいずれの形状でもよい。
In each of the above embodiments, hot air (air) is used as a medium for heating the
1…タービンロータ、2…翼溝、3…翼、4…通し部位、5…止め翼、6…隣接翼接触部、7…止め翼溝、8…形状記憶合金、10…翼植込み部、11…隣接翼接触部溝、12…隣接翼接触部溝
DESCRIPTION OF
Claims (11)
In a turbine blade fixing / removing device for fixing / removing a turbine blade by inserting a plurality of blades into the blade groove from the blade groove passage portion provided in the turbine rotor and fixing the turbine blade, contact with the adjacent blade of the stop blade A shape memory alloy disposed between the blade implantation portion of the retaining blade or the blade groove and the bottom of the blade groove, and the turbine blade is fixed and attached by a deformation action due to a temperature change of the shape memory alloy. Turbine blade fixing / detaching device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005316501A JP2007120460A (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | Fixing and attaching/detaching method and device of turbine blade |
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