JP2010043565A - シール部材コーキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輸送が容易でシール部材の組み立て品質の安定化及びコスト低減を図ることができるシール部材コーキング装置を提供する。
【解決手段】タービンロータ１の外周部の溝２にシール部材３を取り付けるシール部材コーキング装置であって、本体フレーム１０１と、本体フレーム１０１の下部に設けられタービンロータ１の外周部に当接する複数の車輪１０２と、本体フレーム１０１に設けられた滑車１０３ａ，１０３ｂと、滑車１０３ａ，１０３ｂ及びタービンロータ１に掛け回され車輪１０２をタービンロータ１の外周部に押し付けた姿勢で本体フレーム１０１を支持する環状帯１０４と、滑車１０３ａを駆動する走行モータ１０５と、本体フレーム１０１に設けられシール部材３を打撃してタービンロータ１の外周部の溝２にかしめるハンマ装置１０６とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明はタービンの回転体の外周部の溝にシール部材を取り付けるシール部材コーキング装置に関する。

蒸気タービンやガスタービンを含むタービンの回転体には、蒸気やガス等の作動流体の通路からの漏洩を抑制しタービン性能の向上を図るため、静止体との隙間にラビリンスシールが設けられることがある。回転体側にラビリンスシールを製作する主な方法には、回転体の外周部を切削加工して凹凸形状を削り出す方法と回転体の外周部にシール部材（シールフィン及びコーキング材）を取り付けて凹凸形状を作り出す方法がある。このうち前者の削り出す方法は後者の組み立てる方法に比べて構造的に信頼性が高く、主に大型のタービンで採用されてきた。

しかしながら、シール部材を組み付ける場合、薄いシールフィンを用いるので削り出す方法に比べてラビリンス形状を高密度にすることができ、また干渉による静止体の損傷の危険性も低いので静止体との隙間を小さくすることができる。このことからシール部材を組み付ける構成の方がシール性能の面で有利であり、大型のタービンでも採用の機会が増えている。

シール部材の形状や組立て手法については、設置箇所に設けた溝にシールフィン及びコーキング材を挿入し、コーキング材をかしめて固定する方法（特許文献１等参照）や、シールフィンを溝に挿入して溝をかしめて固定する方法（特許文献２等参照）が一般的だが、いずれの方法も多くは手作業で施工されている。回転体１本当たりのコーキング材の本数は１００本を超える場合もあり、これらの方法を手作業で行うと品質のばらつきが生じ、また運転中の遠心力によりコーキング材が溝から外れてしまう可能性がある。さらには、コーキング材の組み立てに熟練を要する。

そこで、回転体と正対させて地面に自動シールアセンブリを設置し、回転体を回転させながら自動シールアセンブリによってシール材をコーキングする装置が提唱されている（特許文献３等参照）。

特開平５−１２５９０４号公報 特開平１０−３１７９１１号公報 特開２００６−２３３９７１号公報

しかしながら、特許文献３に開示された技術では、例えば１００ｔを超えるような大型のタービンロータを対象とした場合、自動シールアセンブリ、特に回転体を支持し回転させる装置が大型化する。装置が大型化してしまうと、発電所等の遠方の作業現場への輸送は容易ではなく、設備導入に石油資源を浪費し多大なコストがかかるのみならず、設備搬入後の段取りにも多くの労力及び時間を要する。自動シールアセンブリを輸送するのではなく回転体を輸送することも考えられるが、この場合も輸送に多くの燃料やコスト、時間を要する。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、輸送が容易でシール部材の組み立て品質の安定化及びコスト低減を図ることができるシール部材コーキング装置を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、タービンの回転体の外周部の溝にシール部材を取り付けるシール部材コーキング装置であって、本体フレームと、前記本体フレームの下部に設けられ、前記回転体の外周部に当接する複数の車輪と、前記本体フレームに設けられた滑車と、前記滑車及び前記タービンの回転体に掛け回され、前記車輪を前記回転体の外周部に押し付けた姿勢で前記本体フレームを支持する環状帯と、前記複数の車輪のうちの少なくとも１つ又は前記滑車を駆動する走行モータと、前記本体フレームに設けられ、前記シール部材を打撃して前記タービンの回転体の外周部の溝にかしめるハンマ装置とを備えたことを特徴とする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記ハンマ装置よりも走行方向前方側に位置するように前記本体フレームに設けられ、前記シール部材を押圧して前記タービンの回転体の外周部の溝に仮止めする仮止め装置を備えていることを特徴とする。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記本体フレーム、前記複数の車輪及び前記ハンマ装置を有する増結ユニットとの連結部を備えていることを特徴とする。

（４）上記（３）において、好ましくは、前記連結部を介し前記タービンの回転体の周方向にずらして前記増結ユニットと連結可能であることを特徴とする。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記タービンの回転体の外周部に設けた前記溝に仮止めされたシール部材をレールとして走行することを特徴とする。

（６）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記タービンの回転体の外周部に設けた前記溝をレールとして走行することを特徴とする。

（７）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記タービンの回転体の外周部に既存の周方向に延びる凹凸部をレールとして走行することを特徴とする。

（８）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記タービンの回転体の外周部に既に組み付けられたシール部材をレールとして走行することを特徴とする。

（９）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記環状帯をレールとして走行することを特徴とする。

（１０）上記（１）〜（９）のいずれかにおいて、好ましくは、前記車輪又は前記滑車に設けた走行距離測定手段と、前記走行距離測定手段からの検出信号を基に走行距離を演算し、走行距離が予め設定した目標距離に到達したら前記走行モータ及び前記ハンマ装置を停止させる駆動制御手段とを備えたことを特徴とする。

（１１）上記（１）〜（１０）のいずれかにおいて、好ましくは、前記環状帯に設けた張力測定手段と、前記張力測定手段からの検出信号を基に前記環状帯にかかる張力を監視する張力監視手段とを備えたことを特徴とする。

（１２）上記（１１）において、好ましくは、前記張力監視手段が、前記環状帯にかかる張力が予め定められた閾値を超えた場合に前記走行モータ及び前記ハンマ装置を停止させることを特徴とする。

（１３）上記（１）〜（１２）のいずれかにおいて、好ましくは、前記環状帯とともに前記滑車及び前記タービンの回転体に掛け回され、前記環状帯が破断した場合の脱落を防止する脱落防止帯を備えたことを特徴とする。

（１４）上記（１）〜（１３）のいずれかにおいて、好ましくは、前記ハンマ装置が、前記本体フレームに取り付けるための取り付けフレームと、前記取り付けフレームに対して弾性体を介して支持されて前記シール部材に押し付けられるハンマヘッドと、前記取り付けフレームに取り付けられ前記ハンマヘッドを打撃するエアハンマとを備えていることを特徴とする。

本装置によれば、輸送が容易でシール部材の組み立て品質の安定化及びコスト低減を図ることができるシール部材コーキング装置を提供することができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係るシール部材コーキング装置の機能ブロック図である。

図１に示したシール部材コーキング装置は、タービンの回転体（タービンロータと記載する）の外周部をタービンの回転方向に走行しながらシール部材をタービンロータにコーキングするコーキングユニット１００と、コーキングユニット１００に使用されるエア式のアクチュエータへのエアの流れを制御するエア駆動制御装置２００と、コーキングユニット１００及びエア駆動制御装置２００を動作制御する全体制御装置３００と、全体制御装置３００に対して設定操作するための操作部３５０とを備えている。

本実施の形態では、コーキングユニット１００に電動アクチュエータとエア式のアクチュエータを混用する場合を例に挙げて説明するが、エア式のアクチュエータを使用しない場合、エア駆動制御装置２００は不要である。例えば油圧アクチュエータを用いる場合には、コーキングユニット１００に使用される油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する油圧駆動制御装置が必要となるが、その基本的構成はエア駆動制御装置２００と概ね同様である。また、全てのアクチュエータが電気制御可能なアクチュエータであれば、エア駆動制御装置２００及び油圧駆動制御装置は不要であり、各アクチュエータに対して全体制御装置３００から直接動作指示する構成とすることもできる。次にコーキングユニット１００、エア駆動制御装置２００及び全体制御装置３００の構成について順次説明していく。

図２は本発明の第１の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットの設置状態をタービン軸方向から見て表す概略図、図３はコーキングユニットをタービン軸方向から見た全体構成図、図４は図３中のIV−IV線矢視断面図である。

コーキングユニット１００は、図２のようにタービンロータ１の外周部を回転方向に走行しながらタービンロータ１の外周部の溝２（図４参照）にシール部材３をコーキングして取り付けるユニットである。ここで言うシール部材３とは、シールフィン４及びシールフィン４を溝２内に固定するコーキングワイヤ５を総称している。シールフィン４をコーキングワイヤ５とともに溝２に嵌め込み、コーキングユニット１００によってコーキングワイヤ５を溝２にかしめることによりシール部材３をタービンロータ１の外周部に強固に固定する。

このコーキングユニット１００は、メインユニット１００Ａと、メインユニット１００Ａのタービンロータ１の軸方向に並べて連結される増結ユニット１００Ｂからなる。但し、増結ユニット１００Ｂと連結しなくてもメインユニット１００Ａ単体でもシール部材３のコーキング作業は施工可能である。

コーキングユニット１００のメインユニット１００Ａは、本体フレーム１０１と、複数の車輪１０２と、本体フレーム１０１に設けた滑車１０３ａ，１０３ｂと、滑車１０３ａ，１０３ｂ及びタービンロータ１に掛け回された環状帯１０４と、滑車１０３ａを回転駆動する走行モータ１０５と、シール部材３を打撃してタービンロータ１の外周部の溝２にかしめるハンマ装置１０６と、シール部材３を押圧してタービンロータ１の外周部の溝２に仮止めする仮止め装置１０７とを備えている。

本体フレーム１０１は、各装置が取り付けられるメインフレーム１０１ａと、メインフレーム１０１ａからタービンロータ１の外周面側に延びる複数の脚部フレーム１０１ｂと、メインフレーム１０１ａの上部（タービンロータ１と反対側）に設けた走行モータ１０５用の支持部材１０１ｃとで構成されている。また、メインフレーム１０１ａには、増結ユニット１００Ｂとの連結部１１０が設けられている。増結ユニット１００Ｂは、メインユニット１００Ａから支持部材１０１ｃ、滑車１０３ａ，１０３ｂ、環状帯１０４及び走行モータ１０５を省いた構成で、本体フレーム１０１（フレーム１０１ａ及び脚部フレーム１０１ｂ）と、車輪１０２と、ハンマ装置１０６と、仮止め装置１０７とを備えている。但し、メインユニット１００Ａがシール部材３をレールにして走行するので、増結ユニット１００Ｂでは脚部フレーム１０１ｂ及び車輪１０２が不要であれば省略可能である。

メインユニット１００Ａと増結ユニット１００Ｂの総数が、コーキングユニット１００が一度にコーキング作業するシール部材３の本数（列数）となる。図４ではメインユニット１００Ａに３つの増結ユニット１００Ｂを増結した場合を例に図示しているが、増結数は限定されない。また、メインユニット１００Ａのタービンロータ１の軸方向一方側（図４中の右側）に増結ユニット１００Ｂを増結した場合を例示しているが、反対側に連結することもできるし、両側に連結することもできる。上記連結部１１０の構成は特に限定されないが、例えばメインフレーム１０１ａにタービン軸方向にボルト穴を穿設してこれを通しボルトを通して増結ユニット１００Ｂと連結する構成とすることができる。

また、本実施の形態の場合、メインフレーム１０１ａに対して連結部１１０をタービン回転方向に一定間隔で３つ設けた場合を例示しているが、さらに多数の連結部１１０をタービン回転方向に適当な間隔で設けることで、増結ユニット１００Ｂを隣接するメインユニット１００Ａや他の増結ユニット１００Ｂに対してタービン回転方向（タービンロータ１の周方向）にずらして連結することができる。この場合、隣接するユニット同士のハンマ装置１０６や仮止め装置１０７の位置をタービン回転方向にずらしてハンマ装置１０６や仮止め装置１０７が軸方向に重なることを避けることができるので、ハンマ装置１０６や仮止め装置１０７の幅が本体フレーム１０１よりも大きくなる場合には、シール部材３のタービン軸方向の設置間隔が短い場合に対応する上で有利となる。

車輪１０２は、本体フレーム１０１の下部すなわち脚部フレーム１０１ｂの先端に回転自在に設けられており、タービンロータ１の外周部に当接する。つまりコーキングユニット１００は車輪１０２によってタービンロータ１の外周部をタービン回転方向に走行し公転するようになっている。また、本実施の形態では、メインユニット１００Ａ及び増結ユニット１００Ｂの各車輪１０２はスリットを有しタービン回転方向から見るとＨ型に形成されており、それぞれのユニットがコーキングするシール部材３のシールフィン４を車輪１０２のスリットに入れて跨ぐようになっている。すなわち、タービンロータ１の外周部に設けた溝２に仮止めされたシール部材３をレールとして走行する構成となっている。

また、少なくもメインユニット１００Ａの１つ以上の車輪１０２には、走行距離測定手段１１１（図１参照）が設けられている。走行距離測定手段１１１には、車輪１０２の回転角を計測する回転計等を用いることができる。走行距離測定手段１１１の検出信号は全体制御装置３００に出力され、全体制御装置３００では走行距離測定手段１１１からの信号を基にコーキングユニット１００の走行距離が演算される。なお、コーキングユニット１００は、車輪１０２のみならず滑車１０３ａ，１０３ｂも走行時に回転するので、滑車１０３ａ，１０３ｂの少なくともいずれかに回転計を取り付け、これを走行距離測定手段１１１とすることもできる。

滑車１０３ａは、本実施の形態では走行モータ１０５の出力軸に連結したプーリである。すなわち、本実施の形態では、この滑車１０３ａを回転駆動して環状帯１０４に転動させることで、コーキングユニット１００を走行させる構成である。滑車１０３ｂは、本体フレーム１０１の上部のタービン回転方向量端部（本例ではタービン回転方向両側の脚部フレーム１０１ｂの上部）に回転自在に取り付けられている。これら滑車１０３ａ，１０３ｂには、複数（本実施の形態では３列）のＶ溝を有するＶプーリを用いているが、複数のチェーンを掛けられるスプロケットで代替することもできる。

環状帯１０４には、本実施の形態においては２本のベルトが使用されており、滑車１０３ａ，１０３ｂの３つのＶ溝のうちの両側の２列に掛け回されている。滑車１０３ａ，１０３ｂにスプロケットを用いる場合、チェーンを環状帯１０４に用いることもできる。この環状帯１０４は、車輪１０２をタービンロータ１の外周部に押し付けた姿勢でタービンロータ１に対してコーキングユニット１００の本体フレーム１０１を支持する役割を果たす。同時に、本実施の形態では滑車１０３ａを駆動して走行する構成としているので、環状帯１０４はコーキングユニット１００の走行用の駆動力をタービンロータ１に対して伝達する動力伝達媒体の役割も兼ねる。２本の環状帯１０４のうち少なくとも一方には、環状帯１０４の張力を測定する張力測定手段１１２（図１参照）が設けられている。張力測定手段１１２には、歪センサや電子測り（荷重計）等を用いることができ、張力測定手段１１２の検出信号は全体制御装置３００に出力され、全体制御装置３００では張力測定手段１１２からの信号を基に環状帯１０４の張力が演算される。

また、滑車１０３ａ，１０３ｂの３つのＶ溝のうちの中央列には、環状帯１０４と同じようにタービンロータ１との間に脱落防止帯１１５が掛け回されている。この脱落防止帯１１５は、環状帯１０４に比べると弛みを持たされており、コーキングユニット１００の走行位置によらず滑車１０３ａ，１０３ｂのＶ溝から外れない程度にＶ溝に掛かっている。駆動力を伝達したりコーキングユニット１００をタービンロータ１に対して密着させたりする役割を持つ環状帯１０４とは異なり、脱落防止帯１１５は何らかの要因により環状帯１０４が破断した場合のコーキングユニット１００の脱落を防止する役割を果たす。

走行モータ１０５は、本体フレーム１０１のメインフレーム１０１ａ上に支持部材１０１ｃを介して搭載されており、その出力軸に上記の滑車１０３ａが連結されている。この走行モータ１０５には、本実施の形態では電動モータを用いているが、油圧モータ等の他の種類のモータを用いることもできる。動力源（この場合電力）としてはコーキングユニット１００にバッテリ等を搭載することもできるが、コーキングユニット１００を軽量化する上では作業現場（発電所建屋等）の設備（本例では電源４００、図１参照）から走行モータ１０５に動力供給する構成とすることが望ましい。なお、本実施の形態では中央の滑車１０３ａに走行モータ１０５を連結しているが、他の滑車１０３ｂや車輪１０２のうちの少なくとも１つに走行モータ１０５の出力軸を連結し、コーキングユニット１００を走行させる構成とすることもできる。駆動する対象を変更する上で必要であれば、走行モータ１０５の配置は適宜変更可能である。

ハンマ装置１０６は、本体フレーム１０１のメインフレーム１０１ａに取り付けるための取り付けフレーム１０６ａと、取り付けフレーム１０６ａに対して弾性体（本実施の形態ではバネ）１０６ｂを介して支持されてシール部材３（コーキングワイヤ５）に押し付けられるハンマヘッド１０６ｃと、取り付けフレーム１０６ａに取り付けられてハンマヘッド１０６ｃを打撃するエアハンマ１０６ｄとを備えている。取り付けフレーム１０６ａは、タービン軸方向から見てＵ字型に形成されており、開口側をタービンロータ１に向けた姿勢でボルト締結又は溶接等の手段によってメインフレーム１０１ａに固定されている。ハンマヘッド１０６ｃはタービン軸方向から見て十字型に形成されており、タービン径方向外側に延びる部分を取り付けフレーム１０６ａの開口部に挿入した姿勢で、弾性体１０６ｂを介して取り付けフレーム１０６ａの先端に支持されている。ハンマヘッド１０６ｃは、図５（図３中のＶ−Ｖ線矢視図）に示したようにタービン回転方向から見て先端に向かって細くなる形状をしている。このようにしてハンマヘッド１０６ｃを介してエアハンマ１０６ｄによる打撃力をシール部材３に伝え、さらにハンマヘッド１０６ｃの弾みを弾性体１０６ｂで抑える構成とすることで、激しく往復動作するエアハンマ１０６ｄでシール部材３を直接打撃する場合に比べてシール部材３への打撃力の伝達の確実性が高まる。

仮止め装置１０７は、ハンマ装置１０６よりも走行方向前方側（図３中では左側）に位置するように本体フレーム１０１のメインフレーム１０１ａに固定されている。この仮止め装置１０７は、溝２上にセットされたシール部材３（コーキングワイヤ５）上に転接する押圧ローラ１０７ａと、押圧ローラ１０７ａをシール部材３に押し付けるシリンダ１０７ｂとを備えている。シリンダ１０７ｂは、ロッド側をタービンロータ１に向けた姿勢でボルト締結又は溶接等の手段によってメインフレーム１０１ａに固定されている。シリンダ１０７ｂにはエアシリンダを用いているが、油圧シリンダや電動シリンダ、或いはバネ等のように一定の付勢力を押圧ローラ１０７ａに与えることができる部材であれば代替することができる。押圧ローラ１０７ａは、ブラケット１０７ｃを介してシリンダ１０７ｂのロッド先端に回転自在に取り付けられており、図６（図３中のVI−VI線矢視図）に示したようにコーキングワイヤ５を押圧し、ハンマ装置１０６でハンマリングする前にシール部材３を溝２に粗組み付けする。

本実施の形態では、タービン回転方向に適当な間隔で３つの車輪１０２を配置し、車輪１０２の間に仮止め装置１０７とハンマ装置１０６を設ける構成とした場合を図示しているが、例えば仮止め装置１０７を走行方向の最前位置に配置する等、仮止め装置１０７及びハンマ装置１０６の車輪１０２との位置関係は適宜調整可能である。但し、仮止め装置１０７はハンマ装置１０６よりも走行方向前方側に配置する必要がある。

図１に戻り、エア駆動制御装置２００は、エア源５００（発電所建屋内のエア源等）からのエアの圧力を調整するレギュレータ２０１と、仮止め装置１０７（シリンダ１０７ｂ）及びハンマ装置１０６（エアハンマ１０６ｄ）にそれぞれ供給されるエアの通路を開閉する制御弁２０２，２０３とを備えている。制御弁２０２，２０３は全体制御装置３００からの指令信号により開閉する。

全体制御装置３００は、入力部３０１と、記憶部３０２と、演算部３０３と、出力部３０４とを備えている。入力部３０１は、走行距離測定手段１１１、張力測定手段１１２及び操作部３５０からの信号を入力しデジタル信号化する。記憶部３０２は、操作部３５０により設定された設定値やコーキングユニット１００の動作プログラム等を記憶している。演算部３０３は、走行距離測定手段１１１や張力測定手段１１２からの検出信号を基にコーキングユニット１００の走行距離や環状帯１０４の張力を演算したり、それら演算結果や操作部３５０からの操作信号、記憶部３０２に記憶された動作プログラム、設定値等を基にエア駆動制御装置２００や走行モータ１０５に対する指令信号を生成したりする。生成された指令信号は出力部３０４でアナログ信号化されて対応機器に出力される。

本実施の形態において、演算部３０３は、記憶部３０２内の動作プログラムにしたがって、演算した走行距離が予め設定した目標距離に到達したら走行モータ１０５への停止指令信号を生成して走行モータ１０５を停止させると同時に、制御弁２０２，２０３への閉指令信号を生成して仮止め装置１０７及びハンマ装置１０６を停止させる駆動制御手段の役割を果たす。この制御の基礎となる目標距離は、操作部３５０により設定されて記憶部３０２に格納されている。

また、演算部３０３は、張力測定手段１１２からの検出信号を基に環状帯１０４にかかる張力を監視する張力監視手段として機能すると同時に、記憶部３０２内の動作プログラムにしたがって、演算した環状帯１０４の張力が予め定められた閾値を超えた場合に上記と同じ手順で走行モータ１０５、仮止め装置１０７及びハンマ装置１０６を停止させる役割を果たす。この制御の基礎となる閾値は、操作部３５０により設定されて記憶部３０２に格納されている。

次に上記構成のシール部材コーキング装置の動作を説明する。

まず、タービンロータ１におけるシール部材３の設置箇所を避けた位置を支持するように枕木等の支持部材を配置し、軸線を水平にした姿勢でタービンロータ１を支持部材上に載置する。枕木に代えて、タービンロータ１を手作業で回転させられるようなローラ付きの受け台を支持部材とすることもできる。

続いてタービンロータ１の外周１周分以上の長さのシール部材３（シールフィン４及びコーキングワイヤ５）をタービンロータ１の溝２にセットし、シール部材３の始端部分にコーキングユニット１００を取り付ける。このとき、少なくとも進行方向最前側の車輪１０２がシール部材３の上に載るようにコーキングユニット１００をセットし、タービンロータ１に掛けた環状帯１０４及び脱落防止帯１１５をコーキングユニット１００に掛けてコーキングユニット１００をタービンロータ１に密着させる。

そして、コーキングユニット１００の目標走行距離と張力の閾値を操作部３５０により設定する。閾値は環状帯１０４の破断強度以内の値に設定する。目標走行距離については、シール部材３の設置部分のタービンロータ１の外周１周分の距離程度かそれよりも幾分短い距離を設定する。勿論、これらの設定はコーキングユニット１００をタービンロータ１に取り付ける前にしておいても良い。これらの設定が終了したら操作部３５０により運転開始の指示を与える。

運転開始の指示を受けたら、全体制御装置３００は、制御弁２０２，２０３を開くと同時に、走行モータ１０５を駆動する。これにより仮止め装置１０７及びハンマ装置１０６が作動した状態で、コーキングユニット１００がタービンロータ１の外周部をシール部材３に沿って走行する。つまり、車輪１０２がシールフィン４によりガイドされてシール部材３に沿ってコーキングユニット１００が走行し、先行する仮止め装置１０７によってコーキングワイヤ５が溝２に仮止めされ、後続するハンマ装置１０６で与えられる打撃力によりコーキングワイヤ５がコーキングされていく。

このように作業しながら運転開始後の走行距離が予め設定された目標走行距離に到達したら、全体制御装置３００は、コーキングユニット１００の動作を停止させる。すなわち、タービンロータ１の外周部を回ってシール部材３の始端部到達する前にコーキングユニット１００が停止する。コーキングユニット１００が停止したら、そこからシール部材３の始端部までの距離を見て適当な長さにシール部材３をカットし、終端部近傍のシール部材３を作業者又はコーキングユニット１００の手動操作によりコーキングする。これによりコーキングユニット１００におけるメインユニット１００Ａ及び増結ユニット１００Ｂの合計数分の列のシール部材３のコーキング作業が終了し、次のシール部材３の設置場所に移って以上と同様の手順を行う。

また、何らかの要因で環状帯１０４の張力が閾値を超え、環状帯１０４の弛みや破断の危険性が検知された場合、全体制御装置３００はその時点でコーキングユニット１００を停止させ、その旨を表示装置等に表示してオペレータに報知する。万一、環状帯１０４が破断して環状帯１０４による拘束が解かれてしまった場合、コーキングユニット１００は脱落防止帯１１５により支持される。

なお、タービンロータ１をローラで受けた場合、例えばコーキングユニット１００が走行しても常時タービンロータ１の上部側に位置するようにタービンロータ１を手動で回してやれば、コーキングユニット１００の移動に伴うハンマリング方向と重力方向の相対変化によるシール部材３への打撃力の作用の変化を抑制することができる。

以上、本実施の形態によれば、タービンロータ１を回転させるような大型装置が不要であり、コーキング装置が比較的安価に製作できるため、量産への対応も容易である。また、手作業に比べてシール部材の組立て品質を均一に保つことができ、更に発電所等の現地が遠方の場合でも、コーキング装置の輸送や設置が容易であることから、シール部材の組立て作業の品質向上とコスト低減が達成できる。よって、輸送が容易でシール部材の組み立て品質の安定化及びコスト低減を図ることができるシール部材コーキング装置を提供することができる。

＜第２の実施の形態＞
図７は本発明の第２の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン軸方向から見た全体構成図、図８は図７中のVIII−VIII線矢視図である。これらの図面において、既出図面を同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。

第１の実施の形態のコーキングユニット１００がシール部材３にガイドされて走行したのに対し、本実施の形態におけるコーキングユニット１００ａは、タービンロータ１の外周部に設けた溝２をレールとして走行することを特徴とする。本実施の形態のメインユニット１００Ａａは、シール部材３をセットしていない溝２を走行するので、例えば第１の実施の形態のメインユニット１００Ａからハンマ装置１０６と仮止め装置１０７を省略した構成とほぼ同様とすることができる。一方、増結ユニット１００Ｂａは第１の実施の形態と同様の構成とすることもできるが、本実施の形態では脚部フレーム１０１ｂと車輪１０２を省略した構成を図示している。増結ユニット１００Ｂａとメインユニット１００Ａａは第１の実施の形態と同じ要領で連結部１１０によって連結される。その他の点については、制御系の構成や作業手順とも第１の実施の形態とほぼ同様である。このような構成でも第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、溝２をレールとしてコーキングユニット１００ａを走行させる構成としたが、例えばメインユニット１００Ａａの車輪１０２ａを第１の実施の形態のような断面Ｈ型の車輪１０２に代え、コーキング済みのシール部材３をレールとして車輪１０２を走行させる構成とすることもできる。この場合、コーキング済みのシール部材３に隣接してシール部材のコーキングが済んでいない溝２がある場合、本実施の形態のコーキングユニット１００ａを用いてコーキング済みのシール部材３をレールとしてコーキング作業を施工することができる。また、シール部材を組み付けるための溝２に限らず、タービンロータ１の外周部に周方向に延びる既存の凹凸部が存在する場合には、その凹凸部をレールとして利用し走行車輪を凹凸部でガイドして走行する構成とすることもできる。

＜第３の実施の形態＞
図９は本発明の第３の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン回転方向から見た断面図で、第１の実施の形態のコーキングユニットにおける図４に対応する断面を表している。これらの図面において、既出図面を同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態は、環状帯１０４ｂをレールとしてコーキングユニット１００ｂ（メインユニット１００Ａｂ，増結ユニット１００Ｂｂ）が走行する構成である。本実施の形態では脱落防止帯を図示省略している。本実施の形態の環状帯１０４ｂは、断面がコの字状に形成されており、組み付け中のシール部材３を跨ぐようにして滑車１０３ａｂ，１０３ｂｂとタービンロータ１とに掛け回されている。滑車１０３ａｂ，１０３ｂｂはそれぞれ第１の実施の形態における滑車１０３ａ，１０３ｂに相当する（滑車１０３ｂｂは図示省略するが、滑車１０３ａｂと同等の形状をしている）。滑車１０３ａｂには、断面コの字型の環状帯１０４ｂが覆い被さるようにして掛かっている。つまりコーキングユニット１００ｂの各車輪１０２ｂは、シール部材３に拘束されず環状帯１０４ｂにガイドされて走行するようになっている。そして、環状帯１０４ｂはシール部材３にガイドされるので、コーキングユニット１００ｂはシール部材３に沿って走行することができる。その他の点については、制御系の構成や作業手順とも第１の実施の形態とほぼ同様である。このような構成でも第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第４の実施の形態＞
図１０は本発明の第４の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン回転方向から見た断面図で、第１の実施の形態のコーキングユニットにおける図４に対応する断面を表している。これらの図面において、既出図面を同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態は、環状帯１０４がシールフィン４に干渉する場合にシール部材３にカバー１２０を被せ、そのカバー１２０を介してタービンロータ１に環状帯１０４及び脱落防止帯１１５を掛ける構成である。したがって、走行モータ１０５はメインユニット１００Ａｃの本体フレーム１０１よりもタービン軸方向に出力軸を突出させており、出力軸に連結された滑車１０３ａは本体フレーム１０１よりもタービン軸方向の外側（カバー１２０のタービン径方向外側）に位置している。本実施の形態では、例えば第１の実施の形態と同様にシール部材３に車輪１０２がガイドされて走行する構成とするが、第２の実施の形態のように車輪が溝２や既存の凹凸部にガイドされてコーキングユニット１００ｃが走行する構成と組み合わせることもできる。勿論、シール部材３は組み付け中のものに限らず、コーキング済みのものもレールとして利用することができる。その他の点については、制御系の構成や作業手順とも第１の実施の形態とほぼ同様である。このような構成でも第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第５の実施の形態＞
図１１は本発明の第５の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン軸方向から見た全体構成図である。これらの図面において、既出図面を同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施の形態は、先の各実施の形態と装置構成は同様であり、第１の実施の形態と同様に構成した場合を図１０に例示している。先述した各実施の形態では、コーキングユニット１００を走行させる前に、溝２に予めシール部材３を掛けておくこととしたが、シール部材３は概ねタービンロータ１の外周部の形状に合わせて弧状に形成されているため、事前に溝２に掛けておかなくてもコーキングの進展に伴ってコーキングユニット１００によって溝２に引き入れられ易くなっている。このことを利用すれば、事前にシール部材３を溝２に掛けておかなくても、始端部をしっかり仮止め装置１０７で抑えておけばその後は自動的にシール部材３が送給され、コーキング作業が進むようにすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るシール部材コーキング装置の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットの設置状態をタービン軸方向から見て表す概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン軸方向から見た全体構成図である。 図３中のIV−IV線矢視断面図である。 図３中のＶ−Ｖ線矢視図である。 図３中のVI−VI線矢視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン軸方向から見た全体構成図である。 図７中のVIII−VIII線矢視図である。 本発明の第３の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン回転方向から見た断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン回転方向から見た断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係るシール部材コーキング装置に備えられたコーキングユニットをタービン軸方向から見た全体構成図である。

符号の説明

１ タービンロータ
２ 溝
３ シール部材
４ シールフィン
５ コーキングワイヤ
１００，１００ａ−ｃ コーキングユニット
１００Ａ，１００Ａａ−ｃ メインユニット
１００Ｂ，１００Ｂａ−ｂ 増結ユニット
１０１ 本体フレーム
１０２，１０２ａ−ｂ 車輪
１０３ａ，ｂ，ａｂ，ｂｂ 滑車
１０４，１０４ｂ 環状帯
１０５ 走行モータ
１０６ ハンマ装置
１０６ａ 取り付けフレーム
１０６ｂ 弾性体
１０６ｃ ハンマヘッド
１０６ｄ エアハンマ
１０７ 仮止め装置
１０７ａ 押圧ローラ
１０７ｂ シリンダ
１１０ 連結部
１１１ 走行距離測定手段
１１２ 張力測定手段
１１５ 脱落防止帯
１２０ カバー
２００ エア駆動制御装置
２０１ レギュレータ
２０２，２０３ 制御弁
３００ 全体制御装置
３０１ 入力部
３０２ 記憶部
３０３ 演算部
３０４ 出力部
３５０ 操作部

Claims (14)

1. タービンの回転体の外周部の溝にシール部材を取り付けるシール部材コーキング装置であって、
   本体フレームと、
   前記本体フレームの下部に設けられ、前記回転体の外周部に当接する複数の車輪と、
   前記本体フレームに設けられた滑車と、
   前記滑車及び前記タービンの回転体に掛け回され、前記車輪を前記回転体の外周部に押し付けた姿勢で前記本体フレームを支持する環状帯と、
   前記複数の車輪のうちの少なくとも１つ又は前記滑車を駆動する走行モータと、
   前記本体フレームに設けられ、前記シール部材を打撃して前記タービンの回転体の外周部の溝にかしめるハンマ装置と
   を備えたことを特徴とするシール部材コーキング装置。
2. 請求項１のシール部材コーキング装置において、前記ハンマ装置よりも走行方向前方側に位置するように前記本体フレームに設けられ、前記シール部材を押圧して前記タービンの回転体の外周部の溝に仮止めする仮止め装置を備えていることを特徴とするシール部材コーキング装置。
3. 請求項１又は２のシール部材コーキング装置において、前記本体フレーム、前記複数の車輪及び前記ハンマ装置を有する増結ユニットとの連結部を備えていることを特徴とするシール部材コーキング装置。
4. 請求項３のシール部材コーキング装置において、前記連結部を介し前記タービンの回転体の周方向にずらして前記増結ユニットと連結可能であることを特徴とするシール部材コーキング装置。
5. 請求項１〜４のいずれかのシール部材コーキング装置において、前記タービンの回転体の外周部に設けた前記溝に仮止めされたシール部材をレールとして走行することを特徴とするシール部材コーキング装置。
6. 請求項１〜４のいずれかのシール部材コーキング装置において、前記タービンの回転体の外周部に設けた前記溝をレールとして走行することを特徴とするシール部材コーキング装置。
7. 請求項１〜４のいずれかのシール部材コーキング装置において、前記タービンの回転体の外周部に既存の周方向に延びる凹凸部をレールとして走行することを特徴とするシール部材コーキング装置。
8. 請求項１〜４のいずれかのシール部材コーキング装置において、前記タービンの回転体の外周部に既に組み付けられたシール部材をレールとして走行することを特徴とするシール部材コーキング装置。
9. 請求項１〜４のいずれかのシール部材コーキング装置において、前記環状帯をレールとして走行することを特徴とするシール部材コーキング装置。
10. 請求項１〜９のいずれかのシール部材コーキング装置において、
    前記車輪又は前記滑車に設けた走行距離測定手段と、
    前記走行距離測定手段からの検出信号を基に走行距離を演算し、走行距離が予め設定した目標距離に到達したら前記走行モータ及び前記ハンマ装置を停止させる駆動制御手段と
    を備えたことを特徴とするシール部材コーキング装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかのシール部材コーキング装置において、
    前記環状帯に設けた張力測定手段と、
    前記張力測定手段からの検出信号を基に前記環状帯にかかる張力を監視する張力監視手段と
    を備えたことを特徴とするシール部材コーキング装置。
12. 請求項１１のシール部材コーキング装置において、前記張力監視手段が、前記環状帯にかかる張力が予め定められた閾値を超えた場合に前記走行モータ及び前記ハンマ装置を停止させることを特徴とするシール部材コーキング装置。
13. 請求項１〜１２のいずれかのシール部材コーキング装置において、前記環状帯とともに前記滑車及び前記タービンの回転体に掛け回され、前記環状帯が破断した場合の脱落を防止する脱落防止帯を備えたことを特徴とするシール部材コーキング装置。
14. 請求項１〜１３のいずれかのシール部材コーキング装置において、前記ハンマ装置が、前記本体フレームに取り付けるための取り付けフレームと、前記取り付けフレームに対して弾性体を介して支持されて前記シール部材に押し付けられるハンマヘッドと、前記取り付けフレームに取り付けられ前記ハンマヘッドを打撃するエアハンマとを備えていることを特徴とするシール部材コーキング装置。

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