JP2569158Y2 - タービン羽根の保護装置 - Google Patents
タービン羽根の保護装置Info
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Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、回転可能なタービン羽
根に関し、特に、タービン羽根をロータに取り付けたり
ロータから取り外したりする際に生ずるかじりの問題を
最小とする自立型タービン羽根の保護装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】蒸気タービンでは、回転羽根列は、羽根
に一体的に形成されたほぞを介して該羽根に通常リベッ
ト止めされるシュラウドリングによって、先端で一緒に
接合される。ほぞは、羽根の断面が急激に変化する部分
であるため、シュラウドリングから曲げモーメントを受
けるだけでなく、応力き裂を生じ易い。また、ほぞは、
腐食生成物が蓄積し易い割れ目も形成し、しばしば腐食
割れをする。しかし、シュラウドリングは、羽根の根部
の支承面での羽根の振動即ちフレッチングもしくは微動
を相当に減少させる。 【０００３】回転羽根をそれ等の先端部において互いに
接合する必要性を除く別の構成として、自立型タービン
羽根も使用されている。この構成によれば、タービン羽
根は、タービンロータの外周の回りに形成された鋸歯状
切込みに挿入され、適切なシム材との組み合わせによっ
て所定位置に楔作用で止められる。キッカーシム法と呼
ばれている自立型タービン羽根を取り付ける従来の方法
には、タービン羽根の根部に取着されるロック装置とタ
ービンロータに形成された鋸歯状切込みの底部との間の
隙間を埋めるために１つ以上の異なった寸法のシムを選
定することが含まれる。選定された埋込みシムは、最初
に、鋸歯状切込みの底部に取り付けられ、タービン羽根
は、それに組み合わされたロック装置と共に、シムの上
方に手で再取り付けされる。もっと多くの又は少ない埋
込みシムが必要とされる場合には、鋸歯状切込み内の所
定距離にタービン羽根及びロック装置を取り付けできる
ようになるまで調節を行なう。次に、鋸歯状切込みの長
さの一部分のみをカバーするキッカーシムを、他の全部
のシムの下方に取り付け、ハンマーで羽根を所定位置に
打ち込む。 【０００４】上述したキッカーシム法においてしばしば
起こる重大な問題の１つは、取付中にタービン羽根の根
部がかじりもしくはガウジング（えぐり）を受けること
である。かじりは、埋込みシムを締めた後にハンマーで
羽根を叩く必要によって通常発生する。更に、使用され
るシム材は、タービン羽根を横切って流れる間に蒸気か
ら沈降する付着物によって、鋸歯状切込みの内部で動き
がとれなくなり、保守中にタービン羽根を除去すること
を困難にする。 【０００５】従って、羽根のかじりを最小としフレッチ
ングを防止する、自立型タービン羽根をタービンロータ
に取り付ける装置の採用が要望されている。 【０００６】 【考案の概要】本考案の目的は、タービン羽根の根部の
表面のかじりもしくはガウジングを最小とする自立型タ
ービン羽根の保護装置を提供することにある。 【０００７】本考案の別の目的は、タービン羽根の根部
のフレッチングを防止する自立型タービン羽根の保護装
置を提供することにある。 【０００８】本考案の更に別の目的は、組み立てに要す
るコストを最小にすると共に、保守又は交換のために容
易に取り外しできるような態様でタービン羽根を取り付
けるための保護装置を提供することにある。 【０００９】簡略に述べると、本考案のこれ等の目的及
び他の目的は、テーパ付きシムを用いて自立型タービン
羽根をロータに取り付ける保護装置によって達成され
る。本考案によると、タービンロータに形成され出口側
を有する鋸歯状切込み内に取り付けられた自立型タービ
ン羽根における根部のガウジング及びフレッチングを防
止する保護装置は、前記根部及び前記鋸歯状切込みの間
に組み合うロック装置と、前記鋸歯状切込みの前記出口
側で前記ロック装置の下方に挿入され、前記ロック装置
と前記鋸歯状切込みとの間で楔作用を受けて前記タービ
ン羽根を固定するテーパ付きシムとを備え、前記ロック
装置は、凸状の円弧面及び凹状の円弧面を有し一端がほ
ぼ直角に湾曲した第１ストリップと、凸状の円弧面及び
凹状の円弧面を有し一端がほぼ直角に湾曲した第２スト
リップとを含み、該第１及び第２ストリップの前記湾曲
部分は、一緒に合わさって突部を形成し、該突部は、前
記根部における溝内に延入する。タービンロータ面に形
成された鋸歯状切込みの底部に嵌合する形状の通常のロ
ック装置は、タービン羽根の根部の底部に装着され、こ
のタービン羽根・ロック装置の組立体は、ロータの鋸歯
状切込み中に、その入口側から組み付けられる。ロック
装置の長さはタービン羽根よりも長いため、タービン羽
根とロータとが適切に整列されると、過剰部分が入口側
と出口側とに残る。このような整列は、羽根の根部の入
口面をロータの鋸歯状切込みの入口面と面一にした時に
起こる。かかる整列になると、ロータの頂部にある接線
方向の半円形の溝が羽根のプラットホーム部の底部にあ
る半円形の溝と整列し、従つて、保持ピンを通常のよう
に内部に挿入することの可能な丸孔を形成する。 【００１０】本考案の１つの重要な特徴によれば、その
後出口側の鋸歯状切込みの底部とロック装置との間にテ
ーパ付きシムが手で取り付けられる。テーパ付きシム
は、タービン羽根の先端を手で接線方向に揺らした時に
根部の動きが検出されなくなるまでハンマーで打ち込ま
れる。テーパ付きシムの過剰部分は、次に、ロック装置
の端と同じ高さまで切除され、その両方がロータの側面
に向かって曲げられる。同様に、入口側から突出してい
るロック装置の過剰部分は、ロータに向かって曲げられ
る。各羽根は、最終羽根即ちピンのない羽根が取り付け
られるまで同様の仕方で次々に固定される。最終羽根
は、通常のように、プラットホーム部の後端縁に穿設さ
れるパイロット孔を含み、このパイロット孔を用いて、
止めねじを挿入するための孔を穿設してタップ立てを行
い、このようにして最終羽根を所定位置にロックする。 【００１１】本考案のその他の目的、利点及び新規な特
徴は、好適な実施例に関する以下の詳細な説明を添付図
面と共に考慮することによって一層明らかとなるであろ
う。 【００１２】 【実施例】同一部材又は対応部材を同一の参照数字によ
って表わす図面を参照すると、第１図には、タービンロ
ータ３の一部分に設けられた回転自在な自立型タービン
羽根１の円形配列の一部が図示されている。 【００１３】各タービン羽根１は、図２、図３及び図４
に最も良く示すように、クリスマスツリー形の根部５を
備えており、根部５は、タービン羽根１をタービンロー
タ３に締着するために、タービンロータ３の同様の形状
の溝即ち鋸歯状切込み７と整合している。タービン羽根
１の軸方向の運動を防止するために、ピン（図示せず）
が、タービン羽根１にある接線方向の半円形の溝１９と
整合するようロータ３に設けられた接線方向の半円形の
溝９によって形成される丸孔中に嵌合している。 【００１４】根部５から半径方向外方に延びているの
は、翼形の羽根部分１１であって、これは、プラットホ
ーム部１７から立ち上がっている先端縁１３と後端縁１
５とを備えている。根部５は、図２及び図４に最も良く
示すように、凸状の円弧面と凹状の円弧面とによって総
括的に描いたように湾曲していて、先端縁１３に対応し
た入口側５ａと、後端縁１５に対応した出口側５ｂと、
接線方向の直交溝２１が形成された底部５ｃとを備えて
いる。 【００１５】図５及び図６を参照すると、ロック装置２
３が図示されている。該ロック装置２３は、第１部分
（第１ストリップ）２３ａと第２部分（第２ストリッ
プ）２３ｂとを有し、第１部分２３ａ及び第２部分２３
ｂの各々は、その一端において直角に曲げられて突部２
３ｃを形成し、これ等の突部２３ｃは、一緒に合わさっ
た時に、タービン羽根１の底部５ｃの溝２１内に嵌合す
る形に作られており、ロック装置２３がタービン羽根１
と一緒に鋸歯状切込み７内に挿入された際に、ロック装
置２３の“滑り”を防止する。第１部分２３ａと第２部
分２３ｂとは、タングステン不活性ガストーチのような
適宜の手段を用いて、符号２３ｄで示すように第２部分
２３ｂの表面から約０．２５ｍｍ（１０ミル）を除去し
て溶着することにより一緒に結合しうる。即ち、図６に
示すように、第２部分２３ｂは、テーパ付きシム２５
（図７及び図８）が本考案に従ってタービン羽根１を鋸
歯状切込み７内に固定するために使用されうるように、
符号２３ｄの領域の近傍において、小量だけ盛り上がっ
ている。このロック装置２３は、いわゆるキッカーシム
法において用いられた従来技術によるタービン羽根のロ
ック装置とは相違している。即ち、従来技術によるロッ
ク装置は、タービン羽根の根部と鋸歯状切込みとの製造
公差が実質的に変動する場合にも確実なロックを可能と
する盛り上げ領域２３ｄを備えていない。 【００１６】図５から明らかであるように、ロック装置
２３は、タービン羽根１と同様の凸状の円弧面及び凹状
の円弧面を備えているため、鋸歯状切込み７内に挿入さ
れた時に、タービン羽根１の底部５ｃとの間に嵌合しう
る。尚、図５及び図６に示したロック装置２３は、左勝
手のロック装置として使用するようになっている。同様
に構成される右勝手のロック装置は、図示の左勝手のロ
ック装置とは互換性をもたない。これ等のロック装置の
どちらかを使用するかは、タービンの発電機側とガバナ
ー側のどちらにロック装置を使用するかによって定めら
れる。 【００１７】図７及び図８を参照すると、タービン羽根
１を本考案に従ってそれぞれの鋸歯状切込み７中に固定
するために使用するテーパ付きシム２５が図示されてい
る。テーパ付きシム２５は、米国鉄鋼研究所（ＡＩＳＩ
＝Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）の合金鋼規格におけるＡＩＳＩ４
３０クロム系ステンレス鋼のような耐久性のある金属か
ら製作することが好ましく、ロック装置２３の全長の約
６０％の全長Ｌｏａと、ロック装置２３の下方で鋸歯状
切込み７中に嵌合するように適合した幅Ｗとを有するよ
うに形成される。この全長Ｌｏａは、図８により明瞭に
示したように、長さの比が約４：１の非テーパ長さＬｅ
とテーパ長さＬｔとからなる。即ち、テーパ付きシム２
５は、非テーパ長さＬｅの部分に沿つて厚みｔを有し、
この厚みは、テーパ長さＬｔに沿ってテーパ率Ｔで徐々
に減少している。厚みｔ及びテーパ率Ｔは、鋸歯状切込
み７の加工上の差を吸収するように、テーパ率Ｔを１イ
ンチ当たり約０．５゜から１．０゜の範囲として適宜調
整しうる。 【００１８】図９の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照す
ると、本考案に従って自立型タービン羽根１の円形配列
を取り付けるために、プラットホーム部１７の凹面側の
下方に形成された半円形の溝１９がタービンロータ３の
表面に円周方向に形成された補完形状の半円形の溝９と
整合するように、タービン羽根１とその対応のロック装
置２３とを鋸歯状切込み７内に次々に挿入する。保持ピ
ン（図示せず）を溝９、１９によって形成された丸孔中
に挿入し、次の羽根１をその対応のロック装置２３と共
に、後続する切込み７中に、以前に取り付けた保持ピン
を覆うように取り付ける。各タービン羽根１を取り付け
る際に、全部の円形配列を取り付けた後又はその取り付
けの間に、取り付けた各タービン羽根１を、その対応の
ロック装置２３と鋸歯状切込み７との間に挿入されるテ
ーパ付きシム２５によって固定する。次にテーパ付きシ
ム２５を所定位置に打ち込む。この打ち込みは、タービ
ン羽根１の先端を接線方向に手で揺らした時に根部の動
きが検知されなくなるまで行なう。その後、ロック装置
２３とそれに組み合わされたテーパ付きシム２５とを、
入口側５ａから突出しているロック装置２３の過剰部分
と共に、ロータ３の側面に対して曲げ戻す。 【００１９】前述したキッカーシム法のような先行技術
の方法に関連したタービン羽根のフレッチング及びその
根部のかじり又はガウジング（えぐり）等の問題なし
に、自立型のタービン羽根１をタービンロータ３上に取
り付ける方法について、以下にいっそう詳細に説明す
る。図９の（ａ）に示すように、タービン羽根１がター
ビンの調速機側にあるか発電機側にあるかに従って選択
されたロック装置２３は、底部５ｃに形成された溝２１
に突部２３ｃを挿入することによって、羽根根部５の底
部５ｃに先ず結合される。ロック装置２３はタービン羽
根１の根部５よりも長いので、入口側５ａと出口側５ｂ
との両方において過剰部分が羽根根部５の下方から突出
する。周知のように、タービン羽根１の円形列は、番号
が徐々に減る順序で配設され、ロータ３への取着前に検
査される。鋸歯状切込み７を清浄にした後に、特にその
入口側７ａ及び出口側７ｂのコーナーのバリについて、
例えば非破壊試験によって鋸歯状切込み７の検査を行な
う。鋸歯状切込み７の底部７ｃのコーナーは、テーパ付
きシム２５を打ち込む場合には特に重要となる。粗面の
個所は、シム２５を羽根に食い込ませ、タービン羽根１
をその対応の鋸歯状切込み７中に締め付けない。滑らか
な着座面を得るためには、バリ取りのような是正措置を
取る必要がある。 【００２０】ロック装置２３をその対応の羽根に一旦組
み合わせた後、タービン羽根１とロック装置２３との組
立体を、溝９及び１９が整合し丸孔が形成されるまで、
矢印Ａの方向に鋸歯状切込み７に挿入する。タービン羽
根１はそのロック装置２３によって鋸歯状切込み７内に
自由に滑り込む。番号の最も大きな羽根から番号の最も
小さな羽根即ち最後の羽根までタービンロータ３にター
ビン羽根１を数字の大きい順序で組み立てる。 【００２１】図９の（ｂ）には、鋸歯状切込み７に挿入
されたタービン羽根・ロック装置の組立体が示されてい
る。各タービン羽根１を組み立てる際に、羽根１の根部
５の入口側５ａを鋸歯状切込み７の入口側７ａと面一に
整列させる。これが適切になされると、タービン羽根１
にある半円形の溝１９とロータ３にある補完形状の溝９
とは、互いに整列され、保持ピン（図示せず）が挿入さ
れる丸孔を形成する。保持ピンが取り付けられると、テ
ーパ付きのシム２５は、ロック装置２３と鋸歯状切込み
７の底部との間に出口側７ｂから挿入される。タービン
羽根１の先端を手で接線方向に揺らした時に根部５の動
きが検出されなくなるまで、小形のハンマーを用いてテ
ーパ付きシム２５を所定位置に打ち込み、それによりタ
ービン羽根１を鋸歯状切込み７中に楔作用によって固定
する。テーパ付きのシム２５は、真直ぐに打ち込むよう
に注意すべきであり、さもないとタービン羽根１を固定
する前にシム２５が曲がってしまう。このように曲がっ
た場合は、損傷したシム２５を取り除いて新しいシム２
５をその代わりに挿入しなければならなくなる。 【００２２】次に図９の（ｃ）を参照すると、テーパ付
きシム２５は、出口側から突出したロック装置２３の先
端と同じ高さに切除され、ロック装置２３とテーパ付き
シム２５とはどちらもタービンロータ３の側面に向かっ
て一緒に曲げ戻されている。入口側７ａから突出してい
るロック装置２３の部分も図示のように曲げ返されてい
る。この時点で、タービン羽根１の先端を接線方向に振
り、根部５が依然として固定されていることを確保す
る。 【００２３】最終羽根即ちピンのない羽根（通常は番号
“１”の羽根）は、プラットホーム部１７の後端縁１５
にパイロット孔を含めることによって通常のように変更
される。タービン羽根１の全配列を取り付けた後、パイ
ロット孔を穿孔してタップを立て、その中に止めねじを
挿入することによって、最終羽根即ちピンのない羽根を
所定位置にロックする。次に止めねじの先端をピーニン
グして後戻りすることを防ぎ、最終羽根を所定位置にロ
ックする。 【００２４】 【考案の効果】上述した本考案から明らかであるよう
に、タービン羽根自身の打ち込みを必要としないので、
羽根の根部のかじりもしくはガウジング及び羽根の損傷
が最小となる。また、自立型タービン羽根をテーパ付き
シムで確実に取り付けることによって、羽根のフレッチ
ングが防止される。本考案によれば、テーパ付きシムは
出口側から取り付けられ、また、蒸気が流れている間の
主要な力は入口側から作用するので、本考案に従って取
り付けられる羽根は、蒸気流の典型的な力の下にテーパ
付きシムに対して更に上向きに楔作用を受ける。本考案
に従って取り付けられた羽根の取り外しも、取り外すべ
き羽根を出口側から叩いてテーパ付きシムの楔作用を解
除することによって容易に行なわれる。 【００２５】本考案をその特定の実施例及び変形態様に
ついて以上に説明したが、本考案の範囲に入るその他の
実施例及び変形態様も当業者が適宜考え付くであろう。
根に関し、特に、タービン羽根をロータに取り付けたり
ロータから取り外したりする際に生ずるかじりの問題を
最小とする自立型タービン羽根の保護装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】蒸気タービンでは、回転羽根列は、羽根
に一体的に形成されたほぞを介して該羽根に通常リベッ
ト止めされるシュラウドリングによって、先端で一緒に
接合される。ほぞは、羽根の断面が急激に変化する部分
であるため、シュラウドリングから曲げモーメントを受
けるだけでなく、応力き裂を生じ易い。また、ほぞは、
腐食生成物が蓄積し易い割れ目も形成し、しばしば腐食
割れをする。しかし、シュラウドリングは、羽根の根部
の支承面での羽根の振動即ちフレッチングもしくは微動
を相当に減少させる。 【０００３】回転羽根をそれ等の先端部において互いに
接合する必要性を除く別の構成として、自立型タービン
羽根も使用されている。この構成によれば、タービン羽
根は、タービンロータの外周の回りに形成された鋸歯状
切込みに挿入され、適切なシム材との組み合わせによっ
て所定位置に楔作用で止められる。キッカーシム法と呼
ばれている自立型タービン羽根を取り付ける従来の方法
には、タービン羽根の根部に取着されるロック装置とタ
ービンロータに形成された鋸歯状切込みの底部との間の
隙間を埋めるために１つ以上の異なった寸法のシムを選
定することが含まれる。選定された埋込みシムは、最初
に、鋸歯状切込みの底部に取り付けられ、タービン羽根
は、それに組み合わされたロック装置と共に、シムの上
方に手で再取り付けされる。もっと多くの又は少ない埋
込みシムが必要とされる場合には、鋸歯状切込み内の所
定距離にタービン羽根及びロック装置を取り付けできる
ようになるまで調節を行なう。次に、鋸歯状切込みの長
さの一部分のみをカバーするキッカーシムを、他の全部
のシムの下方に取り付け、ハンマーで羽根を所定位置に
打ち込む。 【０００４】上述したキッカーシム法においてしばしば
起こる重大な問題の１つは、取付中にタービン羽根の根
部がかじりもしくはガウジング（えぐり）を受けること
である。かじりは、埋込みシムを締めた後にハンマーで
羽根を叩く必要によって通常発生する。更に、使用され
るシム材は、タービン羽根を横切って流れる間に蒸気か
ら沈降する付着物によって、鋸歯状切込みの内部で動き
がとれなくなり、保守中にタービン羽根を除去すること
を困難にする。 【０００５】従って、羽根のかじりを最小としフレッチ
ングを防止する、自立型タービン羽根をタービンロータ
に取り付ける装置の採用が要望されている。 【０００６】 【考案の概要】本考案の目的は、タービン羽根の根部の
表面のかじりもしくはガウジングを最小とする自立型タ
ービン羽根の保護装置を提供することにある。 【０００７】本考案の別の目的は、タービン羽根の根部
のフレッチングを防止する自立型タービン羽根の保護装
置を提供することにある。 【０００８】本考案の更に別の目的は、組み立てに要す
るコストを最小にすると共に、保守又は交換のために容
易に取り外しできるような態様でタービン羽根を取り付
けるための保護装置を提供することにある。 【０００９】簡略に述べると、本考案のこれ等の目的及
び他の目的は、テーパ付きシムを用いて自立型タービン
羽根をロータに取り付ける保護装置によって達成され
る。本考案によると、タービンロータに形成され出口側
を有する鋸歯状切込み内に取り付けられた自立型タービ
ン羽根における根部のガウジング及びフレッチングを防
止する保護装置は、前記根部及び前記鋸歯状切込みの間
に組み合うロック装置と、前記鋸歯状切込みの前記出口
側で前記ロック装置の下方に挿入され、前記ロック装置
と前記鋸歯状切込みとの間で楔作用を受けて前記タービ
ン羽根を固定するテーパ付きシムとを備え、前記ロック
装置は、凸状の円弧面及び凹状の円弧面を有し一端がほ
ぼ直角に湾曲した第１ストリップと、凸状の円弧面及び
凹状の円弧面を有し一端がほぼ直角に湾曲した第２スト
リップとを含み、該第１及び第２ストリップの前記湾曲
部分は、一緒に合わさって突部を形成し、該突部は、前
記根部における溝内に延入する。タービンロータ面に形
成された鋸歯状切込みの底部に嵌合する形状の通常のロ
ック装置は、タービン羽根の根部の底部に装着され、こ
のタービン羽根・ロック装置の組立体は、ロータの鋸歯
状切込み中に、その入口側から組み付けられる。ロック
装置の長さはタービン羽根よりも長いため、タービン羽
根とロータとが適切に整列されると、過剰部分が入口側
と出口側とに残る。このような整列は、羽根の根部の入
口面をロータの鋸歯状切込みの入口面と面一にした時に
起こる。かかる整列になると、ロータの頂部にある接線
方向の半円形の溝が羽根のプラットホーム部の底部にあ
る半円形の溝と整列し、従つて、保持ピンを通常のよう
に内部に挿入することの可能な丸孔を形成する。 【００１０】本考案の１つの重要な特徴によれば、その
後出口側の鋸歯状切込みの底部とロック装置との間にテ
ーパ付きシムが手で取り付けられる。テーパ付きシム
は、タービン羽根の先端を手で接線方向に揺らした時に
根部の動きが検出されなくなるまでハンマーで打ち込ま
れる。テーパ付きシムの過剰部分は、次に、ロック装置
の端と同じ高さまで切除され、その両方がロータの側面
に向かって曲げられる。同様に、入口側から突出してい
るロック装置の過剰部分は、ロータに向かって曲げられ
る。各羽根は、最終羽根即ちピンのない羽根が取り付け
られるまで同様の仕方で次々に固定される。最終羽根
は、通常のように、プラットホーム部の後端縁に穿設さ
れるパイロット孔を含み、このパイロット孔を用いて、
止めねじを挿入するための孔を穿設してタップ立てを行
い、このようにして最終羽根を所定位置にロックする。 【００１１】本考案のその他の目的、利点及び新規な特
徴は、好適な実施例に関する以下の詳細な説明を添付図
面と共に考慮することによって一層明らかとなるであろ
う。 【００１２】 【実施例】同一部材又は対応部材を同一の参照数字によ
って表わす図面を参照すると、第１図には、タービンロ
ータ３の一部分に設けられた回転自在な自立型タービン
羽根１の円形配列の一部が図示されている。 【００１３】各タービン羽根１は、図２、図３及び図４
に最も良く示すように、クリスマスツリー形の根部５を
備えており、根部５は、タービン羽根１をタービンロー
タ３に締着するために、タービンロータ３の同様の形状
の溝即ち鋸歯状切込み７と整合している。タービン羽根
１の軸方向の運動を防止するために、ピン（図示せず）
が、タービン羽根１にある接線方向の半円形の溝１９と
整合するようロータ３に設けられた接線方向の半円形の
溝９によって形成される丸孔中に嵌合している。 【００１４】根部５から半径方向外方に延びているの
は、翼形の羽根部分１１であって、これは、プラットホ
ーム部１７から立ち上がっている先端縁１３と後端縁１
５とを備えている。根部５は、図２及び図４に最も良く
示すように、凸状の円弧面と凹状の円弧面とによって総
括的に描いたように湾曲していて、先端縁１３に対応し
た入口側５ａと、後端縁１５に対応した出口側５ｂと、
接線方向の直交溝２１が形成された底部５ｃとを備えて
いる。 【００１５】図５及び図６を参照すると、ロック装置２
３が図示されている。該ロック装置２３は、第１部分
（第１ストリップ）２３ａと第２部分（第２ストリッ
プ）２３ｂとを有し、第１部分２３ａ及び第２部分２３
ｂの各々は、その一端において直角に曲げられて突部２
３ｃを形成し、これ等の突部２３ｃは、一緒に合わさっ
た時に、タービン羽根１の底部５ｃの溝２１内に嵌合す
る形に作られており、ロック装置２３がタービン羽根１
と一緒に鋸歯状切込み７内に挿入された際に、ロック装
置２３の“滑り”を防止する。第１部分２３ａと第２部
分２３ｂとは、タングステン不活性ガストーチのような
適宜の手段を用いて、符号２３ｄで示すように第２部分
２３ｂの表面から約０．２５ｍｍ（１０ミル）を除去し
て溶着することにより一緒に結合しうる。即ち、図６に
示すように、第２部分２３ｂは、テーパ付きシム２５
（図７及び図８）が本考案に従ってタービン羽根１を鋸
歯状切込み７内に固定するために使用されうるように、
符号２３ｄの領域の近傍において、小量だけ盛り上がっ
ている。このロック装置２３は、いわゆるキッカーシム
法において用いられた従来技術によるタービン羽根のロ
ック装置とは相違している。即ち、従来技術によるロッ
ク装置は、タービン羽根の根部と鋸歯状切込みとの製造
公差が実質的に変動する場合にも確実なロックを可能と
する盛り上げ領域２３ｄを備えていない。 【００１６】図５から明らかであるように、ロック装置
２３は、タービン羽根１と同様の凸状の円弧面及び凹状
の円弧面を備えているため、鋸歯状切込み７内に挿入さ
れた時に、タービン羽根１の底部５ｃとの間に嵌合しう
る。尚、図５及び図６に示したロック装置２３は、左勝
手のロック装置として使用するようになっている。同様
に構成される右勝手のロック装置は、図示の左勝手のロ
ック装置とは互換性をもたない。これ等のロック装置の
どちらかを使用するかは、タービンの発電機側とガバナ
ー側のどちらにロック装置を使用するかによって定めら
れる。 【００１７】図７及び図８を参照すると、タービン羽根
１を本考案に従ってそれぞれの鋸歯状切込み７中に固定
するために使用するテーパ付きシム２５が図示されてい
る。テーパ付きシム２５は、米国鉄鋼研究所（ＡＩＳＩ
＝Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）の合金鋼規格におけるＡＩＳＩ４
３０クロム系ステンレス鋼のような耐久性のある金属か
ら製作することが好ましく、ロック装置２３の全長の約
６０％の全長Ｌｏａと、ロック装置２３の下方で鋸歯状
切込み７中に嵌合するように適合した幅Ｗとを有するよ
うに形成される。この全長Ｌｏａは、図８により明瞭に
示したように、長さの比が約４：１の非テーパ長さＬｅ
とテーパ長さＬｔとからなる。即ち、テーパ付きシム２
５は、非テーパ長さＬｅの部分に沿つて厚みｔを有し、
この厚みは、テーパ長さＬｔに沿ってテーパ率Ｔで徐々
に減少している。厚みｔ及びテーパ率Ｔは、鋸歯状切込
み７の加工上の差を吸収するように、テーパ率Ｔを１イ
ンチ当たり約０．５゜から１．０゜の範囲として適宜調
整しうる。 【００１８】図９の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照す
ると、本考案に従って自立型タービン羽根１の円形配列
を取り付けるために、プラットホーム部１７の凹面側の
下方に形成された半円形の溝１９がタービンロータ３の
表面に円周方向に形成された補完形状の半円形の溝９と
整合するように、タービン羽根１とその対応のロック装
置２３とを鋸歯状切込み７内に次々に挿入する。保持ピ
ン（図示せず）を溝９、１９によって形成された丸孔中
に挿入し、次の羽根１をその対応のロック装置２３と共
に、後続する切込み７中に、以前に取り付けた保持ピン
を覆うように取り付ける。各タービン羽根１を取り付け
る際に、全部の円形配列を取り付けた後又はその取り付
けの間に、取り付けた各タービン羽根１を、その対応の
ロック装置２３と鋸歯状切込み７との間に挿入されるテ
ーパ付きシム２５によって固定する。次にテーパ付きシ
ム２５を所定位置に打ち込む。この打ち込みは、タービ
ン羽根１の先端を接線方向に手で揺らした時に根部の動
きが検知されなくなるまで行なう。その後、ロック装置
２３とそれに組み合わされたテーパ付きシム２５とを、
入口側５ａから突出しているロック装置２３の過剰部分
と共に、ロータ３の側面に対して曲げ戻す。 【００１９】前述したキッカーシム法のような先行技術
の方法に関連したタービン羽根のフレッチング及びその
根部のかじり又はガウジング（えぐり）等の問題なし
に、自立型のタービン羽根１をタービンロータ３上に取
り付ける方法について、以下にいっそう詳細に説明す
る。図９の（ａ）に示すように、タービン羽根１がター
ビンの調速機側にあるか発電機側にあるかに従って選択
されたロック装置２３は、底部５ｃに形成された溝２１
に突部２３ｃを挿入することによって、羽根根部５の底
部５ｃに先ず結合される。ロック装置２３はタービン羽
根１の根部５よりも長いので、入口側５ａと出口側５ｂ
との両方において過剰部分が羽根根部５の下方から突出
する。周知のように、タービン羽根１の円形列は、番号
が徐々に減る順序で配設され、ロータ３への取着前に検
査される。鋸歯状切込み７を清浄にした後に、特にその
入口側７ａ及び出口側７ｂのコーナーのバリについて、
例えば非破壊試験によって鋸歯状切込み７の検査を行な
う。鋸歯状切込み７の底部７ｃのコーナーは、テーパ付
きシム２５を打ち込む場合には特に重要となる。粗面の
個所は、シム２５を羽根に食い込ませ、タービン羽根１
をその対応の鋸歯状切込み７中に締め付けない。滑らか
な着座面を得るためには、バリ取りのような是正措置を
取る必要がある。 【００２０】ロック装置２３をその対応の羽根に一旦組
み合わせた後、タービン羽根１とロック装置２３との組
立体を、溝９及び１９が整合し丸孔が形成されるまで、
矢印Ａの方向に鋸歯状切込み７に挿入する。タービン羽
根１はそのロック装置２３によって鋸歯状切込み７内に
自由に滑り込む。番号の最も大きな羽根から番号の最も
小さな羽根即ち最後の羽根までタービンロータ３にター
ビン羽根１を数字の大きい順序で組み立てる。 【００２１】図９の（ｂ）には、鋸歯状切込み７に挿入
されたタービン羽根・ロック装置の組立体が示されてい
る。各タービン羽根１を組み立てる際に、羽根１の根部
５の入口側５ａを鋸歯状切込み７の入口側７ａと面一に
整列させる。これが適切になされると、タービン羽根１
にある半円形の溝１９とロータ３にある補完形状の溝９
とは、互いに整列され、保持ピン（図示せず）が挿入さ
れる丸孔を形成する。保持ピンが取り付けられると、テ
ーパ付きのシム２５は、ロック装置２３と鋸歯状切込み
７の底部との間に出口側７ｂから挿入される。タービン
羽根１の先端を手で接線方向に揺らした時に根部５の動
きが検出されなくなるまで、小形のハンマーを用いてテ
ーパ付きシム２５を所定位置に打ち込み、それによりタ
ービン羽根１を鋸歯状切込み７中に楔作用によって固定
する。テーパ付きのシム２５は、真直ぐに打ち込むよう
に注意すべきであり、さもないとタービン羽根１を固定
する前にシム２５が曲がってしまう。このように曲がっ
た場合は、損傷したシム２５を取り除いて新しいシム２
５をその代わりに挿入しなければならなくなる。 【００２２】次に図９の（ｃ）を参照すると、テーパ付
きシム２５は、出口側から突出したロック装置２３の先
端と同じ高さに切除され、ロック装置２３とテーパ付き
シム２５とはどちらもタービンロータ３の側面に向かっ
て一緒に曲げ戻されている。入口側７ａから突出してい
るロック装置２３の部分も図示のように曲げ返されてい
る。この時点で、タービン羽根１の先端を接線方向に振
り、根部５が依然として固定されていることを確保す
る。 【００２３】最終羽根即ちピンのない羽根（通常は番号
“１”の羽根）は、プラットホーム部１７の後端縁１５
にパイロット孔を含めることによって通常のように変更
される。タービン羽根１の全配列を取り付けた後、パイ
ロット孔を穿孔してタップを立て、その中に止めねじを
挿入することによって、最終羽根即ちピンのない羽根を
所定位置にロックする。次に止めねじの先端をピーニン
グして後戻りすることを防ぎ、最終羽根を所定位置にロ
ックする。 【００２４】 【考案の効果】上述した本考案から明らかであるよう
に、タービン羽根自身の打ち込みを必要としないので、
羽根の根部のかじりもしくはガウジング及び羽根の損傷
が最小となる。また、自立型タービン羽根をテーパ付き
シムで確実に取り付けることによって、羽根のフレッチ
ングが防止される。本考案によれば、テーパ付きシムは
出口側から取り付けられ、また、蒸気が流れている間の
主要な力は入口側から作用するので、本考案に従って取
り付けられる羽根は、蒸気流の典型的な力の下にテーパ
付きシムに対して更に上向きに楔作用を受ける。本考案
に従って取り付けられた羽根の取り外しも、取り外すべ
き羽根を出口側から叩いてテーパ付きシムの楔作用を解
除することによって容易に行なわれる。 【００２５】本考案をその特定の実施例及び変形態様に
ついて以上に説明したが、本考案の範囲に入るその他の
実施例及び変形態様も当業者が適宜考え付くであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 タービンロータに設けられた自立型タービン
羽根の円形配列を示す部分断面図である。 【図２】 図１の自立型タービン羽根の平面図である。 【図３】 図２の自立型タービン羽根を３ー３線に沿っ
て示す立面断面図である。 【図４】 図２の自立型タービン羽根を４−４線に沿っ
て示す側面図である。 【図５】 本考案に使用されるロック装置の平面図であ
る。 【図６】 図５に示したロック装置の側面図である。 【図７】 本考案に使用されるテーパ付きシムの平面図
である。 【図８】 図７に示したテーパ付きシムの側面図であ
る。 【図９】 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本考案を実施
する際の自立型タービン羽根を組み立てる諸ステップを
示す説明図である。 【符号の説明】 １…タービン羽根、 ３…タービンロータ、 ５…根
部、７…鋸歯状切込み、 ７ａ…入口側、 ７ｂ…出口
側、 ７ｃ…底部、 ２１…溝、 ２３…ロック装置、
２３ａ…第１部分（第１ストリップ）、 ２３ｂ…第
２部分（第２ストリップ）、 ２３ｃ…突部、 ２５…
テーパ付きシム。
羽根の円形配列を示す部分断面図である。 【図２】 図１の自立型タービン羽根の平面図である。 【図３】 図２の自立型タービン羽根を３ー３線に沿っ
て示す立面断面図である。 【図４】 図２の自立型タービン羽根を４−４線に沿っ
て示す側面図である。 【図５】 本考案に使用されるロック装置の平面図であ
る。 【図６】 図５に示したロック装置の側面図である。 【図７】 本考案に使用されるテーパ付きシムの平面図
である。 【図８】 図７に示したテーパ付きシムの側面図であ
る。 【図９】 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、本考案を実施
する際の自立型タービン羽根を組み立てる諸ステップを
示す説明図である。 【符号の説明】 １…タービン羽根、 ３…タービンロータ、 ５…根
部、７…鋸歯状切込み、 ７ａ…入口側、 ７ｂ…出口
側、 ７ｃ…底部、 ２１…溝、 ２３…ロック装置、
２３ａ…第１部分（第１ストリップ）、 ２３ｂ…第
２部分（第２ストリップ）、 ２３ｃ…突部、 ２５…
テーパ付きシム。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭58−119904（ＪＰ，Ａ)
特公 昭46−23526（ＪＰ，Ｂ１)
特公 昭61−39484（ＪＰ，Ｂ２)
特公 昭60−10197（ＪＰ，Ｂ２)
実公 昭30−16602（ＪＰ，Ｙ１)
実公 昭33−6203（ＪＰ，Ｙ１)
米国特許3784320（ＵＳ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【実用新案登録請求の範囲】 １．タービンロータに形成され出口側を有する鋸歯状切
込み内に取り付けられた自立型タービン羽根における根
部のガウジング及びフレッチングを防止する保護装置で
あって、 前記根部及び前記鋸歯状切込みの間に組み合うロック装
置と、 前記鋸歯状切込みの前記出口側で前記ロック装置の下方
に挿入され、前記ロック装置と前記鋸歯状切込みとの間
で楔作用を受けて前記タービン羽根を固定するテーパ付
きシムとを備え、 前記ロック装置は、凸状の円弧面及び凹状の円弧面を有
し一端がほぼ直角に湾曲した第１ストリップと、凸状の
円弧面及び凹状の円弧面を有し一端がほぼ直角に湾曲し
た第２ストリップとを含み、該第１及び第２ストリップ
の前記湾曲部分は、一緒に合わさって突部を形成し、該
突部は、前記根部における溝内に延入する、 タービン羽根の保護装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/912,872 US4711007A (en) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Method and apparatus for installing free standing turbine blades |
| US912872 | 1986-09-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0687603U JPH0687603U (ja) | 1994-12-22 |
| JP2569158Y2 true JP2569158Y2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=25432595
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62242881A Pending JPS63170504A (ja) | 1986-09-29 | 1987-09-29 | タービン羽根の取付方法及び保護装置 |
| JP1994007495U Expired - Lifetime JP2569158Y2 (ja) | 1986-09-29 | 1994-06-24 | タービン羽根の保護装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62242881A Pending JPS63170504A (ja) | 1986-09-29 | 1987-09-29 | タービン羽根の取付方法及び保護装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4711007A (ja) |
| JP (2) | JPS63170504A (ja) |
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| CN104551560A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-29 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种叶根量具的加工及检验方法 |
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- 1987-09-29 JP JP62242881A patent/JPS63170504A/ja active Pending
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