JP2010508458A - 流動機器の案内装置と該案内装置用案内羽 - Google Patents

Abstract

本発明に係るターボ機器用案内装置（詳細には、蒸気タービン）は、案内羽リング１０と、その円周上に沿って配置されるように案内羽リング１０に固定される複数の案内羽１１とを備える。本発明に係り、案内羽リング１０は溝１３を有し、案内羽１１は組立状態で案内羽リング１０の溝に嵌合される溝１４を有し、案内羽１１は、案内羽リング１０の溝１３と案内羽１１の溝１４とに係合する止め輪１５によって、案内羽リング１０の半径方向位置で固定される。

Description

本発明は、請求項１の序文に係る、ターボ機器用案内装置に関するものである。さらに本発明は、ターボ機器の案内装置と、この種の案内装置用案内羽との製造方法に関しても述べられている。

特許文献１は、ターボ機器向けの案内装置、詳細には蒸気タービンについて開示している。開示された案内装置は、案内羽リングと、案内羽リングへ固定される複数の案内羽とを具備し、案内羽は案内リングの円周上に沿って配置される。案内羽リングと、案内羽リングに固定される案内羽とは、案内羽受けに固定される。

特許文献１によると、案内羽は、案内羽リングにおいて案内羽の足を固定する為に貫通孔が設けられており、そして該貫通孔は、案内羽リングと案内羽足を突き抜け、軸方向に延出する羽止めピンの横方向に挿入するのに適するように、案内羽リングに固定されている。このように案内羽を案内羽リングに固定することは、大規模な製造設備と複雑な組立設備を必要とする。

独国特許第１９５４７６５３Ｃ２号明細書

これに基づいて、ターボ機器用の、より簡易な案内装置を提供することが、本発明の目的である。この目的は、請求項１に記載のターボ機器用の案内装置によって達成される。

本発明によれば、案内羽リングは溝を有し、同様に案内羽も組立状態で案内羽リングの溝と合致する溝を有し、案内羽は、案内羽リングの溝と案内羽の溝とを係合する止め輪によって、案内羽リングの放射状位置に固定される。

案内リングへの案内羽の放射状位置での固定が、案内羽リングの溝、及び、案内羽の溝と係合する止め輪によって、本発明による案内装置でなされており、よって、製造費用や組立費用が低減される。さらに本発明係る案内装置に関する補修工事や保守工事中における、案内羽の交換が容易になされる。

ターボ機器の案内装置の製造方法は、請求項１０と１１に規定されている。ターボ機器の案内装置用の本発明による案内羽は、請求項１２に規定されている。

本発明の好適なさらなる発展型は、従属請求項及び下記の説明に示されている。本発明の実施形態例は図面を参照しつつ詳細に説明されているが、本発明はそれに限定されるものではない。

本発明に係る、ターボ機器用案内装置の詳細図である。 図１に記載のA-A断面図である。 本発明に係る案内装置用案内羽リングの詳細な斜視図である。 図３に記載の案内羽リングの断面図であり、図１に記載のA-A断面図に類似した断面方向である。 本発明に係る案内装置用案内羽の斜視図である。 図５に記載の案内羽の側面図である。 本発明に係る案内装置の詳細図である。 図７に記載のB-B断面図である。

図１は本発明による案内羽リング１０と、この案内リング１０に固定される複数の案内羽１１との領域における、ターボ機器案内装置の部分詳細図である。図３と図４とは案内羽リング１０そのものを、また、図５と図６とは案内羽１１そのものを図示している。

案内羽リング１０は、２等分で分割構成されると好ましい。図１によると、案内羽１１は、円周方向において互いに均等間隔に、案内羽リング１０に固定されている。案内羽は、案内羽１１を案内羽リング１０に装着させる、図３に示す案内羽リング１０の凹部１２に挿入されることができる。案内羽リング１０の凹部１２は半径方向に延伸する。なぜなら案内羽リング１０上に案内羽１１を装着させるように、案内羽１１が案内羽リング１０に半径方向外から内へ挿入されるか、若しくは逆に、半径方向内から外へ挿入されるからである。

案内羽１１を案内羽リング１０に放射状に定置させる為に、案内羽リング１０の円周方向に延伸する溝１３は、案内羽リング１０の片側に形成される。また、溝１４は、各案内羽に対して案内羽１１の片側に形成されている。

全ての案内羽１１の溝１４は円弧形状、特に環状円弧形状をしており、同一の半径方向外側に形成される。案内羽リング１０の溝１３もまた、円弧形状、特に環状円弧形状をしている。

案内羽リング１０と案内羽１１との溝１３及び１４における半径方向内側境界面と外側境界面とは、互いから好ましくは３ｍｍ〜９ｍｍの間隔を、詳細には４ｍｍ〜８ｍｍの間隔を有する。溝１３及び１４の半径方向内側境界面と外側境界面とは、共に平面であるか、又は円柱、円錐、若しくはトロイダルの断面形状をしている。

案内羽１１が案内羽リング１０に取り付けられる場合、案内羽１１の溝１４は案内羽リング１０の溝１３と位置合わせされる。図２において最も明白に示されているように、案内羽リング１０の溝１３と案内羽１１の溝１４とに係合する止め輪１５は、案内羽１１を案内羽リング１０に放射状に固定させている。したがって、案内羽１１は、止め輪１５によって放射状位置で案内羽リング１０に固定されることができる。

止め輪１５の半径方向の延長部は、溝１３及び１４の半径方向内側境界面と外側境界面との間隔になるように適合される。また、止め輪１５の半径方向境界面の輪郭は、溝１３及び１４の半径方向内側境界面と外側境界面との輪郭となるように適合される。なぜなら止め輪１５の半径方向境界面は、溝１３及び１４の半径方向境界面に対して、可能な限り少ないクリアランスで表面全体に定置するからである。

図２において最も明白に示されているように、案内羽１１の半径方向内端に合致する案内羽１１の突起は、案内装置の内部外郭１７の凹部に係合する。しかしながら、この種の内部外郭１７は、完全にオプションとされる。また、本発明に係る案内装置は、内部外郭無しで構成することができ、この場合には、案内羽は半径方向内端に突起を有しない。

図７及び図８を参照すると、案内羽リング１０と案内羽リング１０に固定されている案内羽１１は、特に図７及び図８によれば少なくとも一つのねじ１９によって、案内羽受け１８に固定することができる。図８によると、ねじ１９は、螺旋軸２０によって案内羽受け１８に占有的に係合しているが、ねじ１９は、ねじ頭２１によって羽受け１８及び羽リング１０と止め輪１５とに部分的に重なる。

たがって、案内羽リング１０は、ねじ１９によって円周に沿って案内羽受け１８に固定されることができ、さらに、ねじ１９は、止め輪１５を案内羽リング１０に円弧状に固定させる。すでに述べたように、この種の一つ以上のねじ１９が、案内装置１０の周上に亘って分配されるように配置することができる。

あるいは、案内羽リングは案内羽受けに固定されることができ、止め輪はフェザーキーや磁気ディスクによって案内羽リングに固定されることができる。そして止め輪は、少なくとも一つのねじによって案内羽受けで支えられ、同時に３つの組立部品を覆う。

本発明に係る案内装置の製造及び組立は、溝１３が案内羽リング１０に形成される方法と、溝１４が案内羽１１に形成される方法とによって実施されることができる。そして、案内羽１１が案内羽リング１０に定置される。したがって、案内装置の製造及び組立は、別々になされることができる。

溝１３はより好ましくは、旋盤加工と切削加工によって案内羽リング１０に形成され、溝１４はより好ましくは、切削加工と成型によって案内羽１１に形成される。続いて、案内羽１１は、凹部１２と止め輪１５とによって案内羽１０に固定されることができる。止め輪は案内羽１１の溝１４が案内羽リング１０の溝１３と合致するとき、軸方向に溝１３及び１４へ挿入される。

あるいは、本発明に係る案内装置の製造と組立は、溝無し案内羽１１が凹部１２によって溝無し案内羽リング１０に係合される方法と、溝１３及び１４が、旋盤加工若しくは切削加工によって案内羽リング１０と案内羽１１に同時に形成される方法とで実施されることができる。

本発明に係る案内装置は、比較的低い製造コストと組立コストによって特徴付けられている。さらに案内羽は、本発明に係る案内装置において、比較的簡単な方法によって交換できる。

１０ 案内羽リング
１１ 案内羽
１２ 凹部
１３，１４ 溝
１５ 止め輪
１６ 突起
１７ 内部外郭
１８ 案内羽受け
１９ ねじ
２０ 螺旋軸
２１ ねじ頭

Claims (15)

1. 案内羽リングと、
   該案内羽リングの周縁の周りに分配されるように前記案内羽リングに固定される複数の案内羽とを備えるターボ機器用案内装置、特に蒸気タービンであって、
   前記案内羽リング１０は溝１３を具備し、
   前記案内羽１１は、組立状態で前記案内羽リング１０の溝１３と嵌合する溝１４を具備し、
   前記案内羽１１は、前記案内羽リング１０の溝１３と前記案内羽１１の溝１４とに係合する止め輪１５によって、前記案内羽リング１０における放射状位置に固定されることを特徴とするターボ用案内装置。
2. 前記案内羽リング１０の溝１３は前記案内羽リングの片側に形成され、前記案内羽１１の溝１４は前記案内羽の片側に形成され、これと同じ側に、前記止め輪１５が前記案内羽リング１０の溝１３と前記案内羽１１の溝１４とに軸方向へ挿入されることを特徴とする請求項１に記載の案内装置。
3. 前記案内羽リング１０は、放射状位置で前記案内羽リング１０に固定される前記案内羽１１と共に、案内羽受け１８に固定されることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の案内装置。
4. 前記案内羽リング１０と、前記案内羽リング１０に固定される前記案内羽１１とは、少なくとも一つのねじ１９によって前記案内羽受け１８に螺合されることができることを特徴とする請求項３に記載の案内装置。
5. 前記単体若しくは複数のねじ１９は、前記案内羽受け１８に螺旋軸２０によって占有的に係合し、前記案内羽受け１８と、前記案内羽リング１０と、止め輪１５とにねじ頭２１で部分的に重なることを特徴とする請求項４に記載の案内装置。
6. 前記案内羽リング１０の溝１３と前記案内羽１１の溝１４とは、円弧形状、特に環状円弧形状であることを特徴とする請求項１〜５の一つ以上に記載の案内装置。
7. 前記溝１３、１４の半径方向内側境界面と半径方向外側境界面とが、３ｍｍ〜９ｍｍ、詳細には４ｍｍ〜８ｍｍの間隔を有することを特徴とする請求項１〜６の一つ以上に記載の案内装置。
8. 前記溝１３、１４の半径方向内側境界面と前記半径方向外側境界面とが平面であることを特徴とする請求項１〜７の一つ以上に記載の案内装置。
9. 前記溝１３、１４の半径方向内側境界面と半径方向外側境界面とが、円筒型、円錐型及びトロイダル型の断面形状を有することを特徴とする請求項１〜７の一つ以上に記載の案内装置。
10. 前記溝１３が旋盤加工若しくは切削加工によって前記案内羽リング１０に形成され、前記溝１４が成型若しくは切削加工によって案内羽１１に形成され、それから前記案内羽１１を前記案内羽リング１０に嵌合することを特徴とする請求項１〜９の一つ以上に記載の案内装置を製造する方法。
11. 前記溝１３が、旋盤加工若しくは切削加工によって前記案内羽リング１０に形成され、前記案内羽１１の溝１４が旋盤加工若しくは切削加工によって同時に案内羽１１に形成され、それから前記案内羽１１を前記案内羽リング１０に嵌合することを特徴とする請求項１〜９の一つ以上に記載の案内装置を製造する方法。
12. 円弧形状、特に環状円弧形状をした溝１４が、前記案内羽の半径方向外端に形成されることを特徴とする請求項１〜９の一つ以上に記載の案内装置若しくは案内羽。
13. 前記溝１４の半径方向内側境界面と半径方向外側境界面とが、３ｍｍ〜９ｍｍ、詳細には４ｍｍ〜８ｍｍの間隔を有することを特徴とする請求項１２に記載の案内羽。
14. 前記溝１４の半径方向内側境界面と半径方向外側境界面とが平面であることを特徴とする請求項１２若しくは１３に記載の案内羽。
15. 前記溝１４の半径方向内側境界面と半径方向外側境界面とが、円筒型、円錐型及びトロイダル型の断面形状を有することを特徴とする請求項１２若しくは１３に記載の案内羽。

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