JP2010270717A - タービン静翼の植え込み方法、及びタービンノズル - Google Patents

Abstract

【課題】タービン静翼の植え込み作業の負担を軽減し、かつタービン運転時にタービン静翼が単独で振動するのを抑制する。
【解決手段】本発明のタービン静翼の植え込み方法は、半円筒形のステータの円筒内壁面に周方向に沿って形成されタービン静翼の基部が係合する両端開口の溝の一端から他端へ、複数のタービン静翼を周方向に順次スライドさせて植え込むものであり、ステータの温度を複数のタービン静翼の温度より相対的に高くする工程１と、ステータの溝の他端に、最初に植え込まれるタービン静翼の基部と当接する第１の規制部材を設ける工程２と、第１及び第２工程の後に、ステータの溝の一端から他端へ複数のタービン静翼を周方向に順次スライドさせて植え込む工程３と、第３工程の後に、ステータの溝の一端に、最後に埋め込まれたタービン静翼の基部と当接する第２の規制部材を設ける工程４を有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、タービン静翼の植え込み方法、及びタービンノズルに係り、特に半円筒形のステータの円筒内壁面に形成された溝に、シュラウド付きタービン静翼を順次スライドして植え込む際のタービン静翼の植え込み技術に関する。

軸流タービンのノズル（静翼）は、ガスや蒸気などの流体のもつ熱エネルギを運動エネルギに変換し動翼を回転させるものであり、一対の半円筒形のステータと、各ステータの円筒内壁面に周方向に沿って形成された溝に植え込まれた複数のタービン静翼とを有して構成される。

タービン静翼は、ステータの溝と係合する基部と、基部からステータの円筒中央に向かって延在する翼部と、翼部の先端に設けられたシュラウド部とで一体形成される。ステータの溝は、ステータの周方向の両端面に開口し、タービン静翼の基部と係合するよう形成されている。複数のタービン静翼は、ステータの溝の一端から他端へ周方向に順次スライドさせて植え込まれる。各ステータにタービン静翼が植え込まれた後、各ステータの周方向の端面同士を合わせることにより円筒形に組み立てられる。

ところで、ステータに植え込まれて環状翼列をなす複数のタービン静翼は、隣接するタービン静翼間で互いにシュラウド部及び基部同士が接することにより、タービン運転時に生じる翼の振動を減衰させ、振動を小さくすることが知られている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、タービン運転時のステータの熱伸びによりステータの径が大きくなると、ステータに引っ張られて各タービン静翼のシュラウド部の位置が円筒中心から離れる方向に移動し、これにより隣接するシュラウド部間の接触が緩むおそれがある。隣接シュラウド部間の接触が緩むと振動の減衰効果は失われ、タービン静翼が単独で振動するので、この振動による応力が大きくなると、最悪の場合、タービン静翼が破損するというおそれもある。

これに対して、タービン運転時のシュラウド部の緩みをなくすために、シュラウド部の周方向寸法を幾何学寸法（複数のタービン静翼がステータの溝に植え込まれた状態で隣接するシュラウド部が互いに接触する寸法）よりも長くとる方法が一般的に知られている。しかし、シュラウド部の周方向寸法を幾何学寸法よりも大きく確保した場合、ステータに植込みにくくなるおそれがある。例えば、環状翼列において最後に植え込む翼数本の寸法の修正加工をしたり、或いは最後に植込む翼を押し込み装置により強制的に押し込む方法なども考えられるが、植え込む手間や時間がかかり、タービン静翼に傷をつけるおそれもある。

この点、特許文献２はタービン動翼に関するものであるが、同様の問題及び解決手法が開示されている。すなわち、複数のタービン動翼が植え込まれるタービンロータのディスクの外周部の温度をタービン動翼のシュラウド部の温度より所定の温度高くした状態で、複数のタービン動翼を植え込むというものである。これによれば、タービンロータのディスクの径が熱膨張により大きくなった状態でタービン動翼が植え込まれるので、タービン動翼のシュラウド部の周方向の寸法を幾何学寸法より大きくしていても容易に植え込みが行なわれ、かつタービン運転時の隣接シュラウド部間の接触の緩みを抑制することができるとされている。

特許第２７９７７２３号公報 特開平１１−１４８３０６号公報

しかしながら、特許文献２に記載されている手法は、あくまでタービン動翼の植え込みに関するものであるため、タービン静翼の植え込みについては配慮されていない。

すなわち、特許文献２に記載された手法をそのままタービン静翼の植え込みに適用した場合、シュラウド部の周方向寸法を幾何学寸法より大きくし、ステータの温度をタービン静翼の温度より高くして熱膨張させた状態でタービン静翼を植え込むことになる。この場合、各ステータにタービン静翼を植え込んだ後ステータの温度が下がるとステータが収縮し、この収縮にともなって各ステータの周方向の端面からタービン静翼の基部が突出するおそれがある。上述のようにタービンの静翼の組み立ては、一対の半円筒形のステータにそれぞれ複数のタービン静翼を植え込み、その後にステータの周方向の両端面同士を合わせて円筒形にするという工程があるため、ステータの周方向の端面からタービン静翼の基部が突出しているとこの工程に手間がかかって好ましくない。

そこで本発明は、タービン静翼の植え込み作業の負担を軽減し、かつタービン運転時にタービン静翼が単独で振動するのを抑制することを課題とする。

本発明のタービン静翼の植え込み方法は、半円筒形のステータの円筒内壁面に周方向に沿って形成されタービン静翼の基部が係合する両端開口の溝の一端から他端へ、複数のタービン静翼を周方向に順次スライドさせて植え込むものである。そして、ステータの温度を複数のタービン静翼の温度より相対的に高くする第１工程と、ステータの溝の他端に、最初に植え込まれるタービン静翼の基部と当接する第１の規制部材を設ける第２工程と、第１及び第２工程の後に、ステータの溝の一端から他端へ複数のタービン静翼を周方向に順次スライドさせて植え込む第３工程と、第３工程の後に、ステータの溝の一端に、最後に埋め込まれたタービン静翼の基部と当接する第２の規制部材を設ける第４工程と、を含んで構成されることを特徴としている。

すなわち、ステータを加熱するか、タービン静翼を冷却するか、或いはこの両方を行なって、ステータの温度を複数のタービン静翼の温度より相対的に高くすることにより、ステータの径が相対的に大きくなる。ステータの径が相対的に大きくなった状態でタービン静翼を植え込むので、例えば最後に植え込むタービン静翼数本の寸法の修正加工をしたり、或いは最後に植込む翼を押し込み装置により強制的に押し込んだりしなくても、ステータの溝にタービン静翼を植え込むことが可能となる。

また、最初に植え込まれるタービン静翼を第１の規制部材により規制し、最後に植え込まれるタービン静翼を第２の規制部材により規制するので、タービン静翼植え込み後にステータの径が相対的に小さくなってステータの周方向距離が短くなっても、ステータの周方向の端面からタービン静翼の基部が押し出されて突出するのを抑制できる。言い換えれば、ステータに植え込まれた複数のタービン静翼の列の両端を第１及び第２の規制部材で挟み込んでいるので、ステータの径が相対的に小さくなると、第１及び第２の規制部材でタービン静翼列を中央に向かって押し込んで隣接するタービン静翼をより密接に接触させる。したがって、一対のステータの周方向の両端面同士を合わせて円筒形に組み立てる工程をスムーズに行なうことができ、作業負担を軽減することができる。

また、タービン静翼は、ステータの溝と係合する基部と、この基部からステータの円筒中央に向かって延在する翼部と、この翼部の先端に設けられ、ステータの溝に植え込まれた隣接するタービン静翼間で互いに接触するシュラウド部とを有して形成することができる。この場合、複数のタービン静翼のシュラウド部の周方向の寸法は、複数のタービン静翼がステータの溝に植え込まれた状態で隣接するシュラウド部が互いに接触する幾何学寸法より大きく形成することができる。

これによれば、タービン運転時のステータの熱伸びによりステータの径が大きくなって各タービン静翼のシュラウド部の位置が円筒中心から離れる方向に移動したとしても、これに対応してあらかじめシュラウド部の周方向寸法を大きくしているので、隣接するシュラウド部間の接触が緩むのを抑制することができる。その結果、隣接するシュラウド部が接触した状態で運転が行われるので、タービン静翼が単独で振動することを抑制することができ、タービン静翼の破損を抑制することができる。

また、第１及び第２の規制部材は、それぞれステータの周方向の端面に形成されステータの溝に開口する凹部に固定されるとともに、ステータの溝に突出してタービン静翼の基部と当接する板部材とすることができる。また、少なくとも最初と最後に植え込まれるタービン静翼の基部には、板部材の突出部が当接する位置に凹部を形成して、この凹部に板部材の突出部を当接させることができる。

また、本発明のタービンは、半円筒形のステータと、このステータの円筒内壁面に周方向に沿って形成されタービン静翼の基部が係合する両端開口の溝と、ステータの溝の一端から他端へ周方向に順次スライドさせて植え込まれた複数のタービン静翼とを有して構成される。そして、ステータの溝の一端と他端には、それぞれステータの溝に植え込まれた複数のタービン静翼のうち両端に位置するタービン静翼の基部と当接する第１及び第２の規制部材が設けられてなることを特徴としている。

本発明によれば、タービン静翼の植え込み作業の負担を軽減し、かつタービン運転時にタービン静翼が単独で振動するのを抑制することができる。

本実施形態のタービンノズルのタービン軸方向に直交する断面図である。 本実施形態のタービンノズルを構成するステータの斜視図である。 本実施形態のタービンノズルを構成するタービン静翼の埋め込み方向に直交する断面図である。 ステータに複数のタービン静翼が植え込まれた状態で、タービン軸の方向からシュラウド部を見た概略図である。 図１の半円筒形のタービンノズルを２つ上下に組み合わせて円筒形のタービンノズルとした状態でのタービン軸方向に直交する断面図である。 タービンノズルのタービン軸に平行な断面を示す図である。 タービン運転時に隣接するシュラウド部間の接触が緩む現象を説明する図である。 本実施形態のタービン静翼の構成を示す図である。 本実施形態のタービン静翼の植え込み方法の手順を示すフロー図である。 図９のフローの工程１を実施するために具体例を示す図である。 図９のフローの工程１を実施するために具体例を示す図である。 図９のフローの工程１を実施するために具体例を示す図である。 図９のフローの工程１を実施するために具体例を示す図である。 ステータの溝の他端に、第１の規制部材として板部材を設ける工程を示す図である。 ステータの溝の一端に、最後に埋め込まれたタービン静翼の基部と当接する第２の規制部材を設ける工程を示す図である。

以下、本発明を適用してなるタービン静翼の埋め込み方法、及びタービンノズルについて説明する。なお、本実施形態のタービンは蒸気タービンを例に挙げて説明するが、本発明のタービンは蒸気タービンの他、ガスタービンにも適用可能である。

図１は本実施形態のタービンノズルのタービン軸方向に直交する断面図である。図２は本実施形態のタービンノズルを構成するステータの斜視図である。図３は本実施形態のタービンノズルを構成するタービン静翼の埋め込み方向に直交する断面図である。図４はステータ１２に複数のタービン静翼１４が植え込まれた状態で、タービン軸１１の方向からシュラウド部２４を見た概略図である。図５は図１の半円筒形のタービンノズルを２つ上下に組み合わせて円筒形のタービンノズルとした状態でのタービン軸方向に直交する断面図である。

図１に示すように、本実施形態のタービンノズル１０は、タービン軸１１を覆う半円筒形のステータ１２と、ステータの円筒内壁面に周方向に沿って形成された溝に植え込まれた複数のタービン静翼１４とを備えて構成されている。

図２に示すように、ステータ１２は半円筒形に形成されており、円筒内壁面に周方向に沿って溝１６が形成されている。溝１６はタービン静翼１４の基部が係合するよう形成されており、ステータ１２の周方向の両端面（以下、適宜この両端面のことをステータ１２の水平端面１８という。）に開口している。

一方、図３（ａ）に示すように、タービン静翼１４は、ステータ１２の溝１６と係合する基部２０と、基部２０から延在する翼部２２と、翼部２２の先端に設けられたシュラウド部２４とを備えて構成される。基部２０と翼部２２とシュラウド部２４は一体成型することができる。基部２０と翼部２２とシュラウド部２４は図面に直交する方向に所定の厚みを有して形成されている。ステータ１２の溝１６には、複数のタービン静翼１４が、溝１６の一端から他端へ周方向に順次スライドさせて植え込まれるようになっている。

基部２０は底部の幅が最も大きく中央部で幅が最も小さくなり上部で再び拡幅して形成されており、このいわゆるＴ字形状により溝１６に係合するようになっている。これにより、ステータ１２に植え込まれたらステータ１２の円筒中央方向には抜けないようになっている。翼部２２は図１に示すように基部２０からステータ１２の円筒中央に向かって延在している。図４はステータ１２に複数のタービン静翼１４が植え込まれた状態で、タービン軸１１の方向からシュラウド部２４を見た概略図である。図４に示すように、シュラウド部２４は複数のタービン静翼１４がステータ１２に植え込まれた状態で、隣接するシュラウド部２４の対向する辺２４ａ同士が互いに接触するよう形成されている。

なお、図３（ａ）では、基部２０がいわゆるＴ字形状のものを一例として挙げたがこれには限られない。例えば図３（ｂ）のように、基部２０を四角形状（四角柱）とすることもできるし、図３（ｂ）の横面図を図３（ｃ）に示すが、図３（ｃ）のように凹形状（四角柱の一部に両端開口の溝を形成したもの）とすることもできる。

図５に示すように、半円筒形のステータ１２に複数のタービン静翼１４が植え込まれたら、この半円筒形のタービンノズル１０を２つ用いて円筒形のタービンノズルを組み立てる。つまり、各タービンノズル１０のステータ１２の水平端面１８同士を対向させて貼り合わせることで円筒形のタービンノズルが構成される。なお、タービンノズルは、タービン軸１１の軸方向に沿って複数段設けられ、図示していないタービン動翼と交互に配置されるものである。

例えば図２に示すように、一本の溝が形成されたステータ１２に複数のタービン静翼を植え込んで１段のタービンノズルとした場合、この１段のタービンノズルをタービン軸１１の軸方向に沿って複数配置することで複数段のタービンノズルとすることができる。一方、図６はタービンノズル１０のタービン軸１１に平行な断面を示す図である。図６に示すように、タービン軸１１の軸方向に長い半円筒形のステータ１２を採用し、ステータ１２の円筒内壁面に周方向に沿う複数本（図５では６本）の溝１６を、タービン軸１１方向に間隔をあけてそれぞれ形成して、それぞれの溝１６に複数のタービン静翼１４を植え込むことで、複数段のタービンノズルとすることもできる。

ところで、タービンノズル１０のステータ１２の溝１６に整列して植え込まれた複数のタービン静翼１４は、隣接するタービン静翼間で互いにシュラウド部２４及び基部２０同士が接することにより、タービン運転時に生じる翼の振動を減衰させ、振動を小さくすることが知られている。

しかしながら、タービン運転時のステータ１２の熱伸びによりステータ１２の径が大きくなると、ステータ１２に引っ張られて各タービン静翼１４のシュラウド部２４の位置が円筒中心（タービン軸１１）から離れる方向に移動し、これにより隣接するシュラウド部２４間の接触が緩むおそれがある。隣接するシュラウド部２４間の接触が緩むと振動の減衰効果は失われ、タービン静翼１４が単独で振動するので、この振動による応力が大きくなると、最悪の場合、タービン静翼１４が破損するというおそれもある。

図７はタービン運転時に隣接するシュラウド部２４間の接触が緩む現象を説明する図である。図７（ａ）はタービン運転時の熱によりステータ１２及びタービン静翼１４が熱伸びしていない状態を示している。図７（ｂ）はタービン運転時の熱に起因してステータ１２が熱伸びした状態を示している。図７（ｃ）はステータ１２の熱伸びに加えてタービン静翼１４も熱伸びした状態を示している。なお、説明の便宜上、図７ではステータ１２を省略してタービン静翼１４のみを示している。

まず、半円筒形のステータを上下に組み合わせて円筒形になったステータが熱伸びすると、タービン軸１１を中心とするステータ１２の径が大きくなる。タービン静翼１４は基部２０をステータ１２の溝１６に固定されているため、ステータ１２の熱伸び（熱膨張）にともなって図７（ｂ）に示すようにタービン軸１１から離れる方向（図７において下方向）に移動する。ステータ１２の熱伸びに起因するタービン静翼１４の径方向の移動量をΔｒとする。

一方、タービン運転時の熱によりタービン静翼１４自体も熱伸びするので、図７（ｃ）に示すように、タービン静翼１４が径方向に伸びる。タービン静翼１４の熱伸びに起因する径方向の伸び量をΔｒ´とする。タービン静翼１４の径方向の移動量Δｒのほうが径方向の伸び量Δｒ´よりも大きい場合、結果的にシュラウド部２４の位置はタービン軸１１から離れる方向に移動し、これにより隣接するシュラウド部２４間の接触が緩むおそれがある。これに対して、タービン静翼１４の径方向の移動量をΔｒのほうが径方向の伸び量をΔｒ´よりも小さい場合、結果的にシュラウド部２４の位置はタービン軸１１に近づく方向に移動し、隣接するシュラウド部２４間の接触が緩むおそれはない。

図７は前者つまり、タービン静翼１４の径方向の移動量Δｒのほうが径方向の伸び量Δｒ´よりも大きい場合（Δｒ−Δｒ´＝Δｒ´´＞０）を示している。この場合、図７（ａ）及び図７（ｃ）に示すように、結果的に、シュラウド部２４の位置はタービン軸１１から離れる方向にΔｒ´´移動する。これにより、隣接するシュラウド部２４間の距離は大きくなる。

このような隣接シュラウド部間の緩みを抑制するために、シュラウド部２４の周方向寸法を幾何学寸法（複数のタービン静翼１４がステータ１２の溝１６に植え込まれた状態で隣接するシュラウド部２４が互いに接触する寸法）よりも長くとる方法が一般的に知られている。しかし、シュラウド部２４の周方向寸法を幾何学寸法よりも大きく確保した場合、ステータ１２に植込みにくくなるおそれがある。例えば、環状翼列において最後に植え込む翼数本の寸法の修正加工をしたり、或いは最後に植込む翼を押し込み装置により強制的に押し込む方法なども考えられるが、植え込む手間や時間がかかり、タービン静翼１４に傷をつけるおそれもあるので好ましくない。

この点、シュラウド部２４の周方向寸法を幾何学寸法より大きくするとともに、ステータ１２の温度をタービン静翼１４の温度より高くして熱膨張させた状態でタービン静翼１４を植え込むことが考えられる。しかしこの場合、各ステータ１２にタービン静翼１４を植え込んだ後ステータ１２の温度が下がるとステータ１２が収縮し、この収縮にともなって各ステータ１２の水平端面１８からタービン静翼１４の基部２０が押し出されて突出するおそれがある。すると、一対のステータ１２の水平端面１８同士を対向させて貼り合わせて円筒形にするという工程において、ステータ１２の水平端面１８から突出した基部２０同士が接触するので、この工程に手間がかかって好ましくない。

以下、タービン静翼の植え込み作業の負担を軽減し、かつタービン運転時にタービン静翼が単独で振動するのを抑制するための本実施形態の特徴部について説明する。

まず、図８は本実施形態のタービン静翼１４の構成を示す図である。図８に示すように、タービン静翼１４のシュラウド部２４の周方向寸法は、常温時における理論的な幾何学寸法Ｐｔに寸法増加分ΔＰを加えたＰとしている。

図９は、本実施形態のタービン静翼の植え込み方法の手順を示すフロー図である。まず、タービン静翼１４をステータ１２に植え込む前に、ステータ１２の温度をタービン静翼１４の温度より相対的に高くする（工程１）。この工程１は、タービン静翼１４をステータ１２に植え込む前のみならず、植え込みを開始した後に継続して行なってもよい。また、タービン静翼１４をステータ１２に植え込む前ではなく、植え込みを開始した後に行なってもよい。

図１０〜図１３は工程１を実施するために具体例を示す図である。図１０に示すように、ステータ１２の周囲に電気ヒータ等の加熱装置３０を設けてステータ１２を加熱することにより実現することができる。なお、加熱装置３０はステータ１２の温度をタービン静翼１４の温度より相対的に高くできるものであれば何でもよい。例えば、図１０ではステータ１２の外周側から全体的に加熱を行っているが、ステータ１２の内周側から、又はステータ１２のタービン静翼１４が植え込まれる部分を局部的に加熱してもよい。

また、図１１に示すように、液体窒素などの冷却媒体が入った容器、または冷蔵庫などと同様の原理で構成された冷却装置３２の中にタービン静翼１４を投入してあらかじめ冷却することにより実現することができる。なお、冷却装置３２はタービン静翼１４の温度をステータ１２の温度より相対的に低くできるものであれば何でもよい。

また、図１１に示すように、タービン静翼１４をあらかじめ冷却するだけではなく、図１２に示すように、タービン静翼１４のシュラウド部２４よりタービン軸１１側に冷却装置３２を設けて、植え込み作業の間はタービン静翼１４を冷却しつづけることもできる。

また、図１３に示すように、ステータ１２の周囲にヒータ等の加熱装置３０を設けるとともに、タービン静翼１４のシュラウド部２４よりタービン軸１１側に冷却装置３２を設けて、ステータ１２の加熱とタービン静翼１４の冷却を併せて行なうこともできる。

このようにして、ステータ１２の温度をタービン静翼１４の温度より相対的に高くすることにより、ステータ１２の径が相対的に大きくなり、タービン静翼１４を植え込む溝１６の距離が相対的に大きくなる。したがって、シュラウド部２４の周方向寸法を常温時における理論的な幾何学寸法Ｐｔに寸法増加分ΔＰを加えたＰとしていても、環状翼列において最後に植え込む翼数本の寸法の修正加工をしたり、或いは最後に植込む翼を押し込み装置により強制的に押し込んだりすることなく、容易に複数のタービン静翼１４を植え込むことができる。

続いて、ステータ１２の溝１６の他端に、最初に植え込まれるタービン静翼１４の基部２０と当接する第１の規制部材を設ける（工程２）。ここで、溝１６の他端とは、溝１６の両端のうちタービン静翼１４の植え込みを開始する側と反対側の端を意味する。図１４は、ステータ１２の溝１６の他端に、第１の規制部材として板部材３６を設ける工程を示す図である。図１４は説明の便宜上タービン静翼１４も図示している。図１４に示すように、ステータ１２の水平端面１８には、溝１６に開口する凹部４０が形成されており、この凹部４０の底面にピン穴４２が形成されている。

また、板部材３６にはピン挿入穴４４が形成されている。板部材３６のピン挿入穴４４が凹部４０の底面のピン穴４２に合うように板部材３６の位置決めをして、凹部４０のピン穴４２と板部材３６のピン挿入穴４４にピン４５の胴部４６を挿入する。その後、ピン４５の先端４８をかしめることで板部材３６はステータ１２に固定される。ピン４５に限らず例えばネジなどで板部材３６を固定してもよい。なお板部材３６は固定された状態で溝１６に一部が突出するよう形成されている。

一方、最初に植え込まれるタービン静翼１４の基部２０には、板部材３６の溝１６に突出部に対応する位置に凹部５０が形成されており、タービン静翼１４の植え込みの際にタービン静翼１４の凹部５０に板部材３６が当接するようになっている。なお、少なくとも最初と最後に植え込まれるタービン静翼１４の基部２０に凹部５０が形成されていればよい。また、工程１と工程２は順序が入れ換わってもよい。

続いて、工程１及び工程２の後に、ステータの溝の一端から他端へ複数のタービン静翼を周方向に順次スライドさせて植え込む（工程３）。最初に植え込まれたタービン静翼１４は溝１６他端で板部材３６に当接して位置決めされるので、後続のタービン静翼１４は順次スライドさせて先に植え込まれたタービン静翼１４に当接するまで押し込めばよい。

続いて、工程３の後に、ステータ１２の溝１６の一端に、最後に埋め込まれたタービン静翼１４の基部２０と当接する第２の規制部材を設ける（工程４）。ここで、溝１６の一端とは、溝１６の両端のうちタービン静翼１４の植え込みを開始する側の端を意味する。図１５は、ステータ１２の溝１６の一端に、最後に埋め込まれたタービン静翼１４の基部２０と当接する第２の規制部材を設ける工程を示す図である。図１５に示すように、複数のタービン静翼１４が植え込まれたら、ステータ１２の溝の他端には最後に植え込まれたタービン静翼１４が位置している。ここで、工程２と同様の作業をステータ１２の溝の一端（工程２とは反対側の端）に行なう。

つまり、板部材３６のピン挿入穴４４が凹部４０の底面のピン穴４２に合うように板部材３６の位置決めをして、凹部４０のピン穴４２と板部材３６のピン挿入穴４４にピン４５の胴部４６を挿入する。その後、ピン４５の先端４８をかしめることで板部材３６はステータ１２に固定される。工程４では、板部材３６をステータ１２に固定するのと同時に、板部材３６の溝１６への突出部が最後に植え込まれたタービン静翼１４の基部２０の凹部５０に当接するようになっている。

なお、図１５において、最後に植え込まれたタービン静翼１４が傾いており基部２０の一部がステータ１２の水平端面１８から突出しているが、この突出は２つのステータ１２を上下に組み合わせて円筒形とする作業には影響しない。つまり、対向するステータ１２の水平端面１８でも同様にタービン静翼１４が傾いているため、基部２０の一部は水平端面１８から突出し、一部は水平端面１８に対して凹状になっている。２つのステータ１２を上下に組み合わせる際には、上下のステータ１２の水平端面１８に対する凹凸が互いに嵌り合うため、水平端面１８同士の接触には影響を与えないようになっている。

以上、本実施形態によれば、工程１を行なうことによって、ステータ１２の径が相対的に大きくなり、ステータ１２の径が相対的に大きくなった状態でタービン静翼１４を植え込むので、例えば最後に植え込むタービン静翼数本の寸法の修正加工をしたり、或いは最後に植え込むタービン静翼１４を押し込み装置により強制的に押し込んだりしなくても、ステータ１２の溝１６にタービン静翼１４を植え込むことが可能となる。

また、全てのタービン静翼１４を植え込んだ後、加熱装置３０による加熱或いは冷却装置３２による冷却を中止して、全ての部材の温度が一様になると、ステータ１２の径が相対的に小さくなるので、タービン静翼１４のシュラウド部２４の半径位置は小さくなる。このときシュラウド部２４間の対向する辺２４ａに面圧が加わるが、第１及び第２の規制部材があるためタービン静翼１４がステータ１２の水平端面１８から突出するのを防げる。また、この面圧によってタービン運転時においても隣接するタービン静翼１４のシュラウド部２４の接触が保持されるので、振動数の安定化が図られるとともに振動の減衰効果を保持でき、その結果振動が小さくなる。

また、第１及び第２の規制部材により、シュラウド部２４の面圧でタービン静翼１４に生じる周方向の位置ずれを低下又はなくすことができるとともに、シュラウド部２４に作用させた面圧の低下を防ぐことができる。第１及び第２の規制部材の効果は特に上側と下側のステータ１２を合わせて円筒形とする前に加熱或いは冷却を中止した場合に有効である。また、ステータ１２に複数のタービン静翼１４の段落が設置されている場合は、各段落のタービン静翼１４の周方向位置にずれが生じていると、上側と下側のステータ１２の水平端面１８に位置するタービン静翼１４同士を合わせて接触させる作業は困難となるため、第１及び第２の規制部材の効果は非常に有効となる。

なお、本実施形態では、ピン４５を用いて板部材３６をステータ１２に固定する構造を示したが、タービン静翼１４がステータ１２から抜け落ちない状態を維持できるものであれば、その他の形状の部材を用いてもよいし、固定手段も適宜選択することができる。また、本実施形態では、タービン静翼１４のシュラウド部２４はひし形の形状を示したが、これには限られない。

１０ タービンノズル
１２ ステータ
１４ タービン静翼
１６ 溝
１８ 水平端面
２０ 基部
２２ 翼部
２４ シュラウド部
３０ 加熱装置
３２ 冷却装置
３６ 板部材
４０，５０ 凹部

Claims (5)

1. 半円筒形のステータの円筒内壁面に周方向に沿って形成されタービン静翼の基部が係合する両端開口の溝の一端から他端へ、複数のタービン静翼を周方向に順次スライドさせて植え込むタービン静翼の植え込み方法において、
   前記ステータの温度を前記複数のタービン静翼の温度より相対的に高くする第１工程と、
   前記ステータの溝の他端に、最初に植え込まれるタービン静翼の基部と当接する第１の規制部材を設ける第２工程と、
   前記第１及び第２工程の後に、前記ステータの溝の一端から他端へ前記複数のタービン静翼を周方向に順次スライドさせて植え込む第３工程と、
   前記第３工程の後に、前記ステータの溝の一端に、最後に埋め込まれたタービン静翼の基部と当接する第２の規制部材を設ける第４工程と、
   を含んでなるタービン静翼の植え込み方法。
2. 前記タービン静翼は、前記ステータの溝と係合する基部と、該基部から前記ステータの円筒中央に向かって延在する翼部と、該翼部の先端に設けられ、前記ステータの溝に植え込まれた隣接するタービン静翼間で互いに接触するシュラウド部とを有して形成され、
   前記複数のタービン静翼のシュラウド部の周方向の寸法は、前記複数のタービン静翼が前記ステータの溝に植え込まれた状態で隣接するシュラウド部が互いに接触する幾何学寸法より大きく形成されてなる請求項１のタービン静翼の植え込み方法。
3. 前記第１及び第２の規制部材は、それぞれ前記ステータの周方向の端面に形成され前記ステータの溝に開口する凹部に固定されるとともに、前記ステータの溝に突出して前記タービン静翼の基部と当接する板部材である請求項２のタービン静翼の植え込み方法。
4. 少なくとも最初と最後に植え込まれるタービン静翼の基部には、前記板部材の突出部が当接する位置に凹部が形成されてなる請求項３のタービン静翼の植え込み方法。
5. 半円筒形のステータと、該ステータの円筒内壁面に周方向に沿って形成されタービン静翼の基部が係合する両端開口の溝と、前記ステータの溝の一端から他端へ周方向に順次スライドさせて植え込まれた複数のタービン静翼とを有し、
   前記ステータの溝の一端と他端には、それぞれ前記ステータの溝に植え込まれた複数のタービン静翼のうち両端に位置するタービン静翼の基部と当接する第１及び第２の規制部材が設けられてなるタービンノズル。

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