JP2016153633A5 - - Google Patents

Description

図３に示すように、固定装置１００は、ラジアルピン１０２と、シールユニット１０４と、蓋部材１０６と、ライナ１０８と、を有し、貫通孔６６及び凹部５６に挿入される。ここで、図３及び図４を用いて、固定装置１００が挿入される貫通孔６６及び凹部５６について説明する。ここで、以下では、蒸気タービン１０の回転部であるロータ１２の径方向をロータ径方向という。ロータ径方向は、蒸気タービン径方向であり、回転機械の回転軸の径方向を示す回転機械径方向となる。貫通孔６６は、ロータ径方向内側（ロータ１６の径方向２４における内側２４ｂ）の部分である第１面６７の径が、ロータ径方向外側（ロータ１６の径方向２４における外側２４ａ）の部分である第２面６８の径よりも小さくなっている。貫通孔６６は、第１面６７と第２面６８の境界が段差部６９となる。段差部６９は、ロータ径方向外側から覗いた場合に見える面、つまりロータ径方向外側を向く面である。段差部６９は、ロータ径方向外側の部分の径がロータ径方向内側の部分の径よりも大きくなる。このように、貫通孔６６は、第２面６８で形成された部分である外側貫通孔、及び、第１面６７で形成された部分である外側貫通孔にロータ径方向内側で繋がり外側貫通孔より径の小さな内側貫通孔を有する。また、貫通孔６６は、第２面６８にねじ溝６８ａが形成されている。凹部５６は、内側部材上半５２の溝部５７に形成されている。溝部５７は、回転方向の全周に形成されている溝である。つまり溝部５７は、内側部材上半５２と内側部材下半５４の両方に形成され、それぞれの溝部が繋がって、全周に形成された溝となる。溝部５７は、外側部材６０の貫通孔６６が形成されている部分に設けられた凸部６５が挿入されている。凸部６５は、ロータ径方向内側に突出した突起であり、溝部５７と対面する位置に形成され、溝部５７と同様に回転方向の全周に形成されている。溝部５７と凸部６５とは、軸方向２２において、高圧蒸気空間２５側、つまりより高圧な蒸気が流れる空間側の接触面である面５７ａと面６５ａとが接し、シール面となる。固定装置１００は、面５７ａと面６５ａが接触しているシール面よりも蒸気入口部４０側の空間が高圧蒸気空間２５となり、面５７ａと面６５ａが接触しているシール面よりも軸方向２２端部側の空間が高圧蒸気空間２５よりも圧力が低い低圧蒸気空間２６となる。なお、溝部５７と、凸部６５とは、面５７ａと面６５ａとが接していればよいため、軸方向２２においてシール面と反対側の面５７ｂ、６５ｂは、周方向の一部または全部がなくてもよい。

また、固定装置１００は、ねじ穴を形成する場合は、ライナ１０８に円柱状の孔１５０を設けることで、ライナ１０８を対象の部品のロータ径方向外側に設置した状態でも棒状工具をねじ穴にねじ込むことができる。ライナ１０８は、作業性を高くすることができるため、貫通孔を備えていることが好ましいが、貫通孔を備えていなくてもよい。また、ライナ１０８にねじ穴が形成されていてもよい。なお、ライナ１０８に棒状工具１９２を引っかける構造を設け、ライナ１０８を棒状工具１９２で引き抜くことで、ライナ１０８とともにスリーブ１１２を引き抜いてもよい。また、スリーブ１１２を非貫通な形状とし、スリーブ１１２の底（ロータ径方向内側の部分）にねじ穴が形成し、棒状工具１９２でスリーブ１１２を貫通孔６６から引き抜く構造としてもよい。

固定装置１００ｃは、単位ユニット１１１、１１１ｃを直列に複数配置することで、各単位ユニット１１１、１１１ｃでシール面を形成することができる。これにより、シールユニット１０４ｃのシール性を高くすることができる。固定装置１００ｃは、単位ユニット１１１と単位ユニット１１１との間及び単位ユニット１１１とラジアルピン１０２との間にライナ１０８をさらに備えている。ライナ１０８を配置することで、スリーブ１１２とラジアルピン１０２または挿入部材１１４とをより確実に接触させることができ、単位ユニット１１１のロータ径方向の位置を調整することができる。固定装置１００ｃは、単位ユニット１１１と単位ユニット１１１ｃとを組み合わせたが、全ての単位ユニットを単位ユニット１１１としてもよく、単位ユニット１１１ｃとしてもよい。

図１８は、固定装置の他の例の概略構成を示す模式図である。図１９は、蓋部材の概略構成を示す上面図である。図１８に示す固定装置１００ｅは、蓋部材１０６ｂがボルト２４０で外側部材上半６２に固定されている。蓋部材１０６ｂは、貫通孔を塞ぐ板部２３０と板部２３０から貫通孔６６に突出し、挿入部材１１４と接する突起部２３２と、を有する。板部２３０は、貫通孔６６よりも大きく、貫通孔６６の全面を塞ぐ。蓋部材１０６ｂは、板部２３０の貫通孔６６よりも大きい部分が、外側部材上半６２の、ロータ径方向外側の面と接する。ボルト２４０は、板部２３０の外側部材上半６２と接する位置に設けられ、外側部材上半６２に設けられたねじ穴にねじ込まれている。蓋部材１０６ｂは、図１９に示すように、突起部２３２の周りを囲うように４か所にボルト２４０が設けられている。このように、固定装置１００ｃは、貫通孔６６にねじ穴を設けずに、ボルト２４０で外側部材上半６２に固定される。このようにボルト２４０を用いて、蓋部材１０６ｂを外側部材上半６２に固定してもよい。固定装置１００ｅは、蓋部材１０６ｂをロータ径方向外側から見た場合、短手方向と長手方向がある略長方形状とすることで、蓋部材の取り付けスペースが狭い場合でも設置できる。

図２０は、固定装置の他の例の概略構成を示す模式図である。図２０に示す固定装置１００ｆは、封止部材１０９を有する。封止部材１０９は、固定装置１００の蓋部材１０６と挿入部材１１４とを一体化した部材である。封止部材１０９は、貫通孔を塞ぐ板部２５０と板部２５０から貫通孔６６に突出し、スリーブ１１２と接する突起部２５２と、を有する。板部２５０は、貫通孔６６よりも大きく、貫通孔６６の全面を塞ぐ。蓋部材１０６ｂは、板部２５０の貫通孔６６よりも大きい部分が、外側部材上半６２の、ロータ径方向外側の面と接する。ボルト２４０は、板部２５０の外側部材上半６２と接する位置に設けられ、外側部材上半６２に設けられたねじ穴にねじ込まれている。突起部２５２は、外周面の径が、ロータ径方向内側に向かうにしたがって小さくなる形状であり、テーパが形成されている。突起部２５２は、外周面がスリーブ１１２の内周面と接する。突起部２５２がスリーブ１１２と接し、スリーブ１１２が貫通孔６６の内周面と接することで、貫通孔６６は塞がれる。このように、蓋部材１０６と挿入部材１１４とを一体化してもよい。

また、上記実施形態では、ロータの回転方向において、最も高い位置、つまり、鉛直方向上側の端部に固定装置１００を設けたがこれに限定されない。固定装置１００は、ロータ１６の回転方向のいずれの位置に設けてもよい。例えば、外側部材の最も低い位置、つまり、鉛直方向下側の端部の貫通孔に固定装置を設置してもよい。つまり上述した固定装置は、外側部材下半に設けてもよい。固定装置を外側部材下半に設けた場合も、上述した固定装置の装着方法、取外方法を用いることができ、回転機械の製造方法、組立方法、取外方法（開放方法）に用いることができる。

Claims (16)

1. 回転機械の静止体の外側部材と内側部材の回転方向における相対位置を固定する固定装置であって、
   前記外側部材を前記回転機械径方向に貫通し、前記回転機械径方向外側の部分の径が径方向内側の部分の径よりも大きい段差部が形成された貫通孔に挿入され、前記回転機械径方向内側の一部が前記内側部材の凹部に挿入され、前記回転機械径方向外側に、前記貫通孔の前記回転機械径方向内側の部分の径よりも外径が大きいフランジ部を有するラジアルピンと、
   前記貫通孔に挿入され、前記ラジアルピンよりも前記回転機械径方向外側で、前記貫通孔の前記回転機械径方向に沿った内周面に接し、前記貫通孔をシールするシールユニットと、
   前記シールユニットの前記回転機械径方向外側に配置され、かつ、前記外側部材に固定される蓋部材と、を有し、
   前記フランジ部は、前記貫通孔の前記回転機械径方向外側の部分の径よりも外径が小さく、前記段差部と接することを特徴とする固定装置。
2. 前記シールユニットは、前記回転機械径方向に沿って内周面の径が変化するスリーブと、
   前記スリーブに挿入され、前記スリーブの内周面と接する柱状の挿入部材と、を有し、
   前記スリーブの外周面が前記貫通孔と接し、前記スリーブの内周面と前記挿入部材とが接し、前記貫通孔をシールすることを特徴とする請求項１に記載の固定装置。
3. 前記スリーブは、前記内周面が前記回転機械径方向に沿って貫通しており、
   前記ラジアルピンは、前記径方向外側の端面に、前記径方向外側から治具を着脱自在な係合部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の固定装置。
4. 前記スリーブは、前記挿入部材よりも前記回転機械径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の固定装置。
5. 前記スリーブと前記ラジアルピンとの間に配置されたライナを有し、
   前記ライナは、外径が前記ラジアルピンの外径よりも大きく、かつ、前記ラジアルピンの径方向において前記ラジアルピンの外径よりも内側まで延在していることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の固定装置。
6. 前記シールユニットを複数有し、
   前記シールユニットは、前記回転機械径方向に直列に配置されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の固定装置。
7. 前記蓋部材は、外周面にねじ溝が形成され、前記貫通孔に形成されたねじ溝にねじ込まれることで、前記外側部材に固定されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の固定装置。
8. 前記フランジ部は、前記回転機械径方向内側の端面にシールリングが配置され、前記シールリングが前記貫通孔及び前記フランジ部と接することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の固定装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の固定装置と、
   前記外側部材と、
   前記内側部材と、
   前記内側部材よりも前記回転機械径方向内側に配置される回転体と、を有することを特徴とする回転機械。
10. 前記外側部材は、前記貫通孔が形成されている部分が前記回転機械径方向内側に突出する凸部を有し、
    前記凸部には、前記回転機械の軸に垂直な方向に沿った面が回転方向に形成され、
    前記内側部材は、前記凸部に対面する部分に前記回転機械径方向内側に凹み、前記凸部の前記回転機械の軸に垂直な方向に沿った面と接する溝部を有し、
    前記溝部は、前記凸部の前記回転機械の軸に垂直な方向に沿った面と接する面が、前記回転機械の軸に垂直な方向に沿った面であることを特徴とする請求項９に記載の回転機械。
11. 回転機械の静止体の外側部材と内側部材の回転方向における相対位置を固定し回転機械を製造する回転機械の製造方法であって、
    前記外側部材を前記回転機械径方向に貫通し、前記回転機械径方向外側の部分の径が径方向内側の部分の径よりも大きい段差部が形成された貫通孔に、前記貫通孔の前記回転機械径方向内側の部分の径よりも外径が大きく、前記貫通孔の前記回転機械径方向外側の部分の径よりも外径が小さいフランジ部を有するラジアルピンを挿入し、前記段差部と前記フランジ部を接触させ、かつ、前記ラジアルピンの前記回転機械径方向内側の端部を前記外側部材の前記回転機械径方向内側に配置された前記内側部材の凹部に挿入するステップと、
    前記ラジアルピンが挿入された前記貫通孔にシールユニットを挿入するステップと、
    前記貫通孔に挿入された前記シールユニットを前記回転機械径方向内側に付勢し、前記シールユニットを前記貫通孔の前記回転機械径方向に沿った内周面に接触させ、前記貫通孔をシールするステップと、を有することを特徴とする回転機械の製造方法。
12. 前記外側部材に前記回転機械径方向に沿って形成されている孔の前記回転機械径方向外側の部分を、前記孔よりも径を大きくして、前記貫通孔を形成するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の回転機械の製造方法。
13. 回転機械の静止体の外側部材と内側部材の回転方向における相対位置を固定し回転機械を組み立てる回転機械の組立方法であって、
    前記外側部材を前記回転機械径方向に貫通し、前記回転機械径方向外側の部分の径が径方向内側の部分の径よりも大きい段差部が形成された貫通孔に、前記貫通孔の前記回転機械径方向内側の部分の径よりも外径が大きく、前記貫通孔の前記回転機械径方向外側の部分の径よりも外径が小さいフランジ部を有するラジアルピンを挿入し、前記段差部と前記フランジ部を接触させ、かつ、前記ラジアルピンの前記回転機械径方向内側の端部を前記外側部材の前記回転機械径方向内側に配置された前記内側部材の凹部に挿入するステップと、
    前記ラジアルピンが挿入された前記貫通孔にシールユニットを挿入するステップと、
    前記貫通孔に挿入された前記シールユニットを前記回転機械径方向内側に付勢し、前記シールユニットを前記貫通孔の前記回転機械径方向に沿った内周面に接触させ、前記貫通孔をシールするステップと、を有することを特徴とする回転機械の組立方法。
14. 前記外側部材に前記回転機械径方向に沿って形成されている孔の前記回転機械径方向外側の部分を、前記孔よりも径を大きくして、前記貫通孔を形成するステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の回転機械の組立方法。
15. 静止体の内側部材と外側部材が固定装置で固定されている回転機械を取外す回転機械の取外方法であって、
    前記固定装置は、前記外側部材に形成された貫通孔に、前記回転機械径方向内側の一部が前記内側部材の凹部に挿入されたラジアルピンと、前記ラジアルピンよりも前記回転機械径方向外側で前記貫通孔の前記回転機械径方向に沿った内周面に接触し、前記貫通孔をシールするシールユニットと、前記シールユニットよりも前記回転機械径方向外側で前記外側部材に固定された蓋部材と、が配置され、
    前記貫通孔に挿入された前記蓋部材を取り外すステップと、
    前記シールユニットを前記貫通孔から取り出すステップと、
    前記ラジアルピンを前記貫通孔から取り出すステップと、を有し、
    前記シールユニットは、前記貫通孔と接触するスリーブを有し、
    前記シールユニットを前記貫通孔から取り出すステップは、前記スリーブの前記回転機械径方向内側の面に直接または間接的に接触しており、前記回転機械径方向外側の面に、前記回転機械径方向外側から治具を取り付け可能な係合部が形成された対象部材の前記係合部に、前記冶具を取り付けるステップと、
    前記対象部材とともに前記スリーブを前記貫通孔から取り出すステップと、を有し、
    前記シールユニットを前記貫通孔から取り出すステップで、前記冶具を前記スリーブに挿入し前記係合部へ前記治具を取り付けることを特徴とする回転機械の取外方法。
16. 静止体の内側部材と外側部材が固定装置で固定されている回転機械を取外す回転機械の取外方法であって、
    前記固定装置は、前記外側部材に形成された貫通孔に、前記回転機械径方向内側の一部が前記内側部材の凹部に挿入されたラジアルピンと、前記ラジアルピンよりも前記回転機械径方向外側で前記貫通孔の前記回転機械径方向に沿った内周面に接触し、前記貫通孔をシールするシールユニットと、前記シールユニットよりも前記回転機械径方向外側で前記外側部材に固定された蓋部材と、が配置され、
    前記貫通孔に挿入された前記蓋部材を取り外すステップと、
    前記シールユニットを前記貫通孔から取り出すステップと、
    前記ラジアルピンを前記貫通孔から取り出すステップと、を有し、
    前記外側部材は、外側部材上半と外側部材下半とに分割される構造であり、
    前記ラジアルピンが取り出された前記外側部材上半または前記外側部材下半の前記貫通孔に工具を貫通させ、前記工具で前記内側部材を抑えるステップと、
    前記工具で前記内側部材を抑えた状態で前記内側部材に対し、前記ラジアルピンが取り出された前記外側部材上半または前記外側部材下半を相対移動させるステップと、を有することを特徴とする回転機械の取外方法。