JP2017530286A - タービンケーシングに対してガイドベーン支持体を定位するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、タービンケーシングに対してガイドベーン支持体を定位するための装置及び方法に関する。装置が、ガイドベーン支持体の座部内に配置された第１の領域と、ケーシングの凹所内に配置された第２の領域と、を有するガイドデバイスを有する。第２の領域が、第１の内部ネジ山を有するガイドチャネルを有し、ガイドチャネル内には、第１の内部ネジ山と螺合することができる第１の外部ネジ山を有する第１の調節要素が配置されている。第１の調節要素が、ガイドデバイスが凹所の支持面を押圧すると座部からガイドデバイスへの力の流れが第１の調節要素を通過するように、ガイドチャネル内に配置することができる。ガイドチャネル内には、第１の内部ネジ山と螺合することができる第２の外部ネジ山を有する第２の調節要素が配置されている。第２の調節要素が、ケーシングの上方部分からガイドデバイスへの力の流れが第２の調節要素を通過するように、ガイドチャネル内に配置することができる。第１の調節要素が、固定デバイスにより、第２の調節要素との相対回転に対抗して固定される。

Description

本発明は、タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するための装置に関する。本発明は、第１の領域及び第２の領域を有するガイドデバイスを有する上記装置であって、第１の領域がガイドベーンキャリアの凹所内に配置され、第２の領域がケーシングの凹所内に配置される、装置に特に関する。ガイドデバイスの第２の領域は、第１の内部ネジ山を有するガイドチャネルを有し、第１の外部ネジ山を有する第１の調節要素が、ガイドチャネル内に配置される。第１の外部ネジ山は、第１の内部ネジ山と螺合することができる。第１の調節要素は、ガイドデバイスが凹所の支持面に対して支持されると力の流れが凹所からガイドデバイスへ第１の調節要素を通過するように、ガイドチャネル内に配置することができる。

タービン、特に大径の蒸気タービンでは、ガイドベーンキャリアが外側タービンケーシングに取り付けられる。ガイドベーンキャリアは、所定の方式で内部流をガイドする静止型ガイドベーンを有する。正確なタービン内での流体の所定の流れを規定するために、ガイドベーンを有するガイドベーンキャリアは、タービンケーシングに対して又はタービンのロータに対して厳密に定位されなければならない。これに関連して、ガイドベーンを有するガイドベーンキャリアは、ロータのロータブレードに対して正確な所定位置に配置されなければならず、これにより、所定の流体の流れを提供し、且つガイドベーンとロータとの間又はロータブレードとガイドベーンキャリアとの間の所定の機能特有の遊びを規定する。

ロータに対するガイドベーンキャリアの相対位置を測定することによって設置プロセス中にガイドベーンキャリアを鉛直方向及び水平方向において位置決めすることと、嵌合要素を使用してこの位置を修正することと、が公知である。位置の修正のために、嵌合要素は、ガイドベーンキャリアとタービンケーシングとの間に配置され、従って、ロータに対するガイドベーンキャリアの位置におけるすでに測定されたずれを補償する。

押さえネジの形態にあり且つガイドベーンキャリアの分離ジョイントフランジ内に配置された中心合わせピンを使用して、タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位することも公知である。

タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するためのこれらの装置は、ロータ及びガイドベーンキャリアを定位するために取り外されなければならないという欠点を有し、従って、定位作業は、比較的面倒である。

特許文献１は、タービンのケーシングに対してタービンのガイドベーンキャリアを定位するための位置決めシステムを開示し、このシステムは、第１の領域及び第２の領域を有する位置決め要素と、調節要素と、を有している。位置決め要素は、第１の領域がガイドベーンキャリアの嵌合開口部にある状態で形状嵌合(form-fitting)式に固定することができる。位置決め要素は、第２の領域がケーシングの収容開口部内にある状態で調節要素により固定することができる。収容開口部内での位置決め要素の位置は、調節要素を調節することによって、ケーシングに対して設定することができる。

タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するためのこの装置は、タービンのケーシングの上方部分を定位するために、ネジ接続によりケーシングの下方部分に取り付けられる嵌合部品が使用されなければならないという欠点を有する。このような定位は、特に面倒であり、多数の異なる嵌合部品を必要とする。

独国特許発明第２００９ ０１２ ７５１号明細書

従って、本発明の目的は、上記の欠点の少なくともいくつかを取り除く、タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するための装置を提供することである。

この目的は、請求項１に記載される、タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するための装置と、請求項９に記載される、タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するための方法と、の本発明により達成される。本発明の他の特徴及び細部は、従属請求項、発明の詳細な説明及び図面で分かる。ここで、本発明による装置と関連して説明される特徴及び細部は、当然ながら、本発明による方法と関連して適用可能であり、それぞれ逆もまた同様であり、このため、本発明の個々の側面に関する開示に関して、参照が相互に常になされるか又は常になされることができる。

本発明の第１の側面では、目的は、タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するための装置であって、装置が、第１の領域及び第２の領域を有するガイドデバイスを有し、第１の領域が、ガイドベーンキャリアの凹所内に配置され、第２の領域が、ケーシングの凹所内に配置される、装置により達成される。ガイドデバイスの第２の領域が、第１の内部ネジ山を有するガイドチャネルを有し、第１の外部ネジ山を有する第１の調節要素が、ガイドチャネル内に配置されている。第１の外部ネジ山が、第１の内部ネジ山と螺合することができる。第１の調節要素が、ガイドデバイスが凹所の支持面に対して支持されると力の流れが凹所からガイドデバイスへ第１の調節要素を通過するように、ガイドチャネル内に配置することができる。第２の外部ネジ山を有する第２の調節要素が、ガイドチャネル内に配置され、第２の外部ネジ山が、第１の内部ネジ山と螺合することができる。第２の調節要素が、力の流れがケーシングの上方部分からガイドデバイスへ第２の調節要素を通過するように、ガイドチャネル内に配置することができる。第１の調節要素が、第１の調節要素がガイドチャネルに対して回転することができないように、固定デバイスによりガイドチャネル内で第２の調節要素と固定される。

第１の調節要素及び第２の調節要素が、好ましくはシリンダ状であり、且つ所定長さを有し、この所定長さは、ネジ山を損傷することなく装置に作用する力を伝達するために、調節手順中に十分な数のネジ山ターンがガイドチャネルの第１の内部ネジ山と常に係合することを保証する。さらに、第１の調節要素の長さは、ケーシングに対するガイドベーンキャリアの調節を可能にしなければならず、第２の調節要素の長さは、ガイドベーンキャリアに対する上方部分の調節を可能にしなければならない。第１の調節要素及び第２の調節要素の長さは、調節要素がそれぞれ他方の調節要素の調節を妨げてはならないという事実によって、特に制限される。従って、第２の調節要素の調節中に、第１の調節要素及び第２の調節要素がガイドチャネル内で互いに離間して配置されていれば有利である。

ガイドベーンキャリアは、ガイドチャネルに対して第１の調節要素を回転させることによってケーシングに対して上げる又は下げることができ、従って、ケーシングに対するガイドベーンキャリアの調節を可能にする。ケーシングの上方部分のための座面は、第２の調節要素を回転させることによって上げる又は下げることができ、従って、ガイドベーンキャリアに対する上方部分の調節を可能にする。

本発明の枠の中で、第１の領域がガイドベーンキャリア上に配置され且つ第２の領域がケーシング上に配置されることが好ましい。あるいは、第１の領域がケーシングの凹所内に配置され且つ第２の領域がガイドベーンキャリアの凹所内に配置されることが可能である。この代替的なケースでは、調節手順は、ガイドデバイスとガイドベーンキャリアとの間の相対運動を伴う。

本発明の利点は、特に、１つのガイドデバイスが２つの調節プロセスを実行することを可能にし、且つこの目的のために使用される第１の調節要素及び第２の調節要素が単一の固定デバイスにより調節の変化に対抗して固定することができるという事実にある。さらに、装置は、製造しやすく且つ製造のコスト効率がよく、従来の装置と比較して大幅に減少した数の個々のパーツを必要とする。これは、ケーシングに対するガイドベーンキャリアのシンプルな調節を可能にし、且つ製造コスト及び設置コスト双方を減少させる。

本発明の有利な一実施形態では、調節手段が、第１の調節要素と凹所の支持面との間に配置されている。調節手段は、好ましくはディスク状である。第１の調節要素に向かって定位された調節手段の接触面は、好ましくは、第１の調節手段の対応する表面の反対側に本質的に対応する。調節手段は、半円形の断面を好ましくは有する。これは、ガイドベーンキャリアとケーシングとの間で相対的に回動する場合にさえ、力の均一に分配される伝達を保証する。

好ましくは、第１の調節要素と調節手段との間の接触面は、本質的に球状である。これに関連して、調節手段が凸状の接触面を有し且つ第１の調節要素が凹状の接触面を有するのであれば、好ましい。凸状面を対応する凹状面と組み合わせることは、ケーシングに対して２つの軸周りにガイドベーンキャリアを回動させることを可能にする。

好ましい一実施形態では、装置は、ガイドデバイスをガイドベーンキャリアに取り付けるための第１のネジを有する。第１のネジは、タービンの冷却時にガイドデバイスが凹所から外れることを防止する。

特に好ましい一実施形態によれば、第１の領域が、凹所内に形状嵌合して配置することができる。形状嵌合は、ガイドデバイスとガイドベーンキャリアとの間の相対運動を確実に防止するが、例えば着座現象による圧入接続は、このような相対運動を常に防止するとは限らない。

第１の調節要素が、ガイドチャネルを通じてガイドされる設置ツールの係合のための形状嵌合セクションを有することは有利である。これは、設置段階でさえ、ケーシングに対するガイドベーンキャリアの調節を可能にする。これに関連して、第２の調節要素は、好ましくは、ガイドチャネル内にまだ配置されていない。あるいは、第２の調節要素が、第１の調節要素による調節中にさえ第２の調節要素をガイドチャネル内に配置することができるように、対応するツールのための通路を有することができる。

特に好ましくは、固定デバイスが、ガイドチャネル内で第１の調節要素及び第２の調節要素を相互に固定するための第２のネジを有する。これに関連して、第１の調節要素が、第２のネジのネジ山を受けるための第２の内部ネジ山を有し、第２の調節要素が、第２のネジの通路のための孔と、第２のネジのネジヘッドが押圧することができる座面と、を有するのであれば好ましい。これは、第１の調節要素及び第２の調節要素とガイドチャネルとの間の相対回転が１つのみの固定手段によりシンプルに防止されるという利点を有する。これは、製造コスト及び設置コスト双方を削減することを可能にする。

また、目的は、ガイドベーンキャリアを有するタービンケーシングであって、本発明による装置がガイドベーンキャリアとケーシングとの間に少なくとも１つ配置される、タービンケーシングを用いる本発明により達成される。

さらに、目的は、タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するための方法であって、
− ガイドベーンキャリアの凹所内に調節装置の第１の領域を配置するステップと、
− 第１のネジにより、ガイドベーンキャリアに調節装置を取り付けるステップと、
− 調節装置の第２の領域のガイドチャネル内に第１の調節要素を螺合させるステップと、
− タービンのケーシングの凹所内に調節手段を挿入するステップと、
− 調節手段が凹所の支持面と第１の調節要素との間に配置されるように、凹所内に第２の領域を挿入するステップと、
− ガイドチャネルに対して第１の調節要素を回転させることによってケーシングとガイドベーンキャリアを定位するステップと、
− ガイドチャネル内に第２の調節要素を螺合させるステップと、
− ガイドチャネルに対して第２の調節要素を回転させることによってケーシングの上方部分とガイドベーンキャリアを定位するステップと、
− 第２のネジにより、第２の調節要素と第１の調節要素を固定するステップと、
を有する方法を用いる本発明により達成される。

好ましくは、調節装置は、本発明による装置を有する。

タービンケーシングに対してガイドベーンキャリアを定位するための本発明による装置、当該装置の改良及び当該装置の利点が、図面を参照して以下でより詳細に説明される。

本発明による装置の一実施形態を示す。

図１は、本発明による装置１を長手方向断面図で示している。装置１は、第１の領域５及び第２の領域６を有するガイドデバイス４を有する。第１の領域５は、ガイドベーンキャリア２の収容ウェブの凹所７内に形状嵌合して配置され、且つ第１のネジ１８によりガイドベーンキャリア２に取り付けられている。

第２の領域６は、ケーシング３の凹所８内に配置され、且つ連続的な第１の内部ネジ山１０を有するガイドチャネル９を有する。あるいは、第１の内部ネジ山１０が、特に中央セクションにおいて中断されることも可能である。

第１の外部ネジ山１２を有する第１の調節要素１１が、第１の外部ネジ山１２が第１の内部ネジ山１０と係合するように、ガイドチャネル９の（この図では）下方領域に配置されている。第１の調節要素１１は、当接側でキャップ状である、本質的にシリンダ状の本体を有している。当接側は、調節手段１７の部分的に球状の接触側上に配置されている。当接側及び接触側は、一方が本質的に他方に対して逆であるように構成され、従って、当接側及び接触側は、組み合わせられたときに実質的に当接側及び接触側の全表面積にわたって互いに接触する。調節手段１７は、凹所８の支持面１３と第１の調節要素１１との間に配置されている。ガイドベーンキャリア２は、ガイドチャネル９に対して第１の調節要素１１を回転させることによって、ケーシング３に対して上げる且つ下げることができ、従って調節可能である。これは、ロータとガイドベーンキャリアとの間の所要の遊びを設定することを可能にする。従って、ロータを分解すること又は嵌合要素を取り付けることは必要ではない。

第２の外部ネジ山１５を有する第２の調節要素１４が、第２の外部ネジ山１５が第１の内部ネジ山１０と係合するように、ガイドチャネル９の（この図では）上方領域に配置されている。第２の調節要素１４は、本質的にシリンダ状の本体と、第２のネジ１９の通路のための孔２１と、ネジヘッド２３のための座面２２と、を有する。ケーシング３の上方部分１６は、ガイドチャネル９に対して第２の調節要素１４を回転させることによって、ガイドベーンキャリア２に対して上げる且つ下げることができ、従って調節可能である。これは、ガイドベーンキャリア２と上方部分１６との間の規定される遊びを設定することを可能にする。従って、ロータを分解することもしくは嵌合要素を取り付けること又は上方部分に対する接触面を研磨することは必要ではない。

装置１は、第２のネジ１９を有し、第２のネジ１９は、第２の調節要素１４の孔２１を通じてガイドされ、且つネジ山セクションが第１の調節要素１１の第２の内部ネジ山２０にある状態で配置されている。第２のネジ１９を締めることによって、ネジヘッド２３は、第１の調節要素１１が第２の調節要素１４に対して固定されるように、座面２２に当接する。従って、第１の調節要素１１及び第２の調節要素１４は、ガイドチャネル９に対して回転することが防止される。

１ 装置、２ ガイドベーンキャリア、３ タービンケーシング、４ ガイドデバイス、５ 第１の領域、６ 第２の領域、７ 凹所、８ 凹所、９ ガイドチャネル、１０ 第１の内部ネジ山、１１ 第１の調節要素、１２ 第１の外部ネジ山、１３ 支持面、１４ 第２の調節要素、１５ 第２の外部ネジ山、１６ 上方部分、１７ 調節手段、１８ 第１のネジ、１９ 第２のネジ、２０ 第２の内部ネジ山、２１ 孔、２２ 座面、２３ ネジヘッド

Claims (10)

1. タービンケーシング（３）に対してガイドベーンキャリア（２）を定位するための装置（１）であって、
   前記装置（１）が、第１の領域（５）及び第２の領域（６）を有するガイドデバイス（４）を有し、
   前記第１の領域（５）が、前記ガイドベーンキャリア（２）の凹所（７）内に配置され、前記第２の領域（６）が、前記タービンケーシング（３）の凹所（８）内に配置され、
   前記ガイドデバイス（４）の前記第２の領域（６）が、第１の内部ネジ山（１０）を有するガイドチャネル（９）を有し、
   第１の外部ネジ山（１２）を有する第１の調節要素（１１）が、前記ガイドチャネル（９）内に配置され、
   前記第１の外部ネジ山（１２）が、前記第１の内部ネジ山（１０）と螺合することができ、
   前記第１の調節要素（１１）が、前記ガイドデバイス（４）が前記凹所（８）の支持面（１３）に対して支持されると力の流れが前記凹所（８）から前記ガイドデバイス（４）へ前記第１の調節要素（１１）を通過するように、前記ガイドチャネル（９）内に配置することができる、装置（１）において、
   第２の外部ネジ山（１５）を有する第２の調節要素（１４）が、前記ガイドチャネル（９）内に配置され、
   前記第２の外部ネジ山（１５）が、前記第１の内部ネジ山（１０）と螺合することができ、
   前記第２の調節要素（１４）が、力の流れが前記タービンケーシング（３）の上方部分（１６）から前記ガイドデバイス（４）へ前記第２の調節要素（１４）を通過するように、前記ガイドチャネル（９）内に配置することができ、
   前記第１の調節要素（１１）が、前記第１の調節要素（１１）が前記ガイドチャネル（９）に対して回転することができないように、固定デバイスにより前記ガイドチャネル（９）内で前記第２の調節要素（１４）と固定されることを特徴とする装置（１）。
2. 調節手段（１７）が、前記第１の調節要素（１１）と前記凹所（８）の前記支持面（１３）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記第１の調節要素（１１）と前記調節手段（１７）との間の接触面が、本質的に球状であることを特徴とする請求項２に記載の装置（１）。
4. 前記装置（１）が、前記ガイドデバイス（４）を前記ガイドベーンキャリア（２）に取り付けるための第１のネジ（１８）を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１）。
5. 前記第１の領域（５）が、前記凹所（７）内で形状嵌合して配置することができることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１）。
6. 前記第１の調節要素（１１）が、前記ガイドチャネル（９）を通じてガイドされる設置ツールの係合のための形状嵌合セクションを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１）。
7. 前記固定デバイスが、前記ガイドチャネル（９）内で前記第１の調節要素（１１）及び前記第２の調節要素（１４）を相互に固定するための第２のネジ（１９）を有し、
   前記第１の調節要素（１１）が、前記第２のネジ（１９）のネジ山を受けるための第２の内部ネジ山（２０）を有し、前記第２の調節要素（１４）が、前記第２のネジ（１９）の通路のための孔（２１）と、前記第２のネジ（１９）のネジヘッド（２３）が押圧することができる座面（２２）と、を有す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装置（１）。
8. ガイドベーンキャリア（２）を有するタービンケーシング（３）であって、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１）が、前記ガイドベーンキャリア（２）と前記タービンケーシング（３）との間に少なくとも１つ配置されていることを特徴とするタービンケーシング（３）。
9. タービンケーシング（３）に対してガイドベーンキャリア（２）を定位するための方法であって、
   − ガイドベーンキャリア（２）の凹所（７）内に調節装置の第１の領域（５）を配置するステップと、
   − 第１のネジ（１８）により、前記ガイドベーンキャリア（２）に前記調節装置を取り付けるステップと、
   − 前記調節装置の第２の領域（６）のガイドチャネル（９）内に第１の調節要素（１１）を螺合させるステップと、
   − タービンのケーシング（３）の凹所（８）内に調節手段（１７）を挿入するステップと、
   − 前記調節手段（１７）が前記凹所（８）の支持面（１３）と前記第１の調節要素（１１）との間に配置されるように、前記凹所（８）内に前記第２の領域（６）を挿入するステップと、
   − 前記ガイドチャネル（９）に対して前記第１の調節要素（１１）を回転させることによって前記ケーシング（３）と前記ガイドベーンキャリア（２）を定位するステップと、
   − 前記ガイドチャネル（９）内に第２の調節要素（１４）を螺合させるステップと、
   − 前記ガイドチャネル（９）に対して前記第２の調節要素（１４）を回転させることによって前記ケーシングの上方部分（１６）と前記ガイドベーンキャリア（２）を定位するステップと、
   − 第２のネジ（１９）により、前記第２の調節要素（１４）と前記第１の調節要素（１１）を固定するステップと、
   を有することを特徴とする方法。
10. 前記調節装置が、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１）を有することを特徴とする請求項９に記載の方法。

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