JP5358031B1

JP5358031B1 - タービンロータ、タービン、及びシール板の取外方法

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Publication number: JP5358031B1
Application number: JP2013060143A
Authority: JP
Inventors: 督人田中
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: WO2014148566A1; KR101711777B1; CN104956034B; DE112014002068T5; JP2014185552A; CN104956034A; US10060276B2; US20150369062A1; DE112014002068B4; KR20150103172A

Abstract

【課題】動翼のプラットフォームの外側溝に嵌まり込んでいるタービンロータのシール板を容易に取り外せるようにする。
【解決手段】シール板４１で、動翼の翼根と対向する面である内側面４１ｉと反対側の面である外側面４１ｏに、取外用工具９０を差し込み可能で非貫通な工具穴４２が形成されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、動翼の翼根における軸方向の少なくとも一方側に配置され、軸方向の気体の流れをシールするシール板を備えているタービンロータ、このタービンロータを備えているタービン、及びシール板の取外方法に関する。

ガスタービンのタービンロータは、軸線を中心として軸方向に延びるロータ軸部と、軸線に対する周方向に並んでロータ軸部に固定されている複数の動翼と、を備えている。

タービンロータは、さらに、動翼のプラットフォームよりも径方向内側の領域で、周方向で隣り合う動翼相互間における空間の軸方向の気体の流れをシールするために、シールアッセンブリを備えている。

このようなシールアッセンブリとしては、例えば、以下の特許文献１に開示されているものがある。このシールアッセンブリは、前述の空間の軸方向の気体の流れをシールするシール板と、シール板の周方向の移動を規制するためのボルト及び座金とを有している。

動翼のプラットフォームにおける軸方向の端部には、径方向外側に向かって凹み且つ周方向に延びている外側溝が形成されている。また、ロータ軸部には、動翼の外側溝と径方向で対向する位置に、径方向内側に向かって凹み且つ周方向に延びている内側溝が形成されている。

シール板は、その径方向外側端部がプラットフォームの外側溝に嵌まり込み、その径方向内側端部がロータ軸部の内側溝に嵌まり込んでいる。

米国特許第４０２１１３８号明細書

上記特許文献１に記載の技術では、タービンを長時間運転すると、シール板が粉塵などとともに溝に固着された状態になり、このシール板を溝から外す作業が極めて困難になる。また、このシール板を溝から無理に外そうとするとシール板を損傷させるおそれがある。

そこで、本発明は、容易に溝から取り外すことができるシール板を備えているタービンロータ、このタービンロータを備えているタービン、及びシール板の取外方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための発明に係る一態様としてのタービンロータは、
軸方向に延びるロータ軸部と、前記ロータ軸部の外周に固定されている複数の動翼と、
前記動翼の翼根における前記軸方向の少なくとも一方側に該翼根と対向配置され、前記動翼のプラットフォームに形成され径方向外側に向かって凹み且つ周方向に延びる溝に嵌り込んで、前記軸方向の気体の流れをシールするシール板と、前記シール板の径方向内側に配置され、前記シール板の径方向内側端部と一部が径方向で互いにオーバラップした状態で係合しているロッキングプレートと、を備え、
前記シール板の面であって、前記翼根と対向する面である内側面と反対側の面である外側面に、取外用工具を差し込み可能で非貫通な穴が形成され、前記シール板の前記内側面は、前記径方向の全体にわたって平坦であり、前記シール板の前記外側面は、前記穴を除いて、前記径方向の全体にわたって平坦であることを特徴とする。

なお、以上において、軸方向とはロータ軸部の中心となる軸線が延びている方向であり、径方向とはこの軸線を基準にした径方向であり、周方向とはこの軸線を基準にした周方向である。

当該シール板では、シール板に形成されている穴に取外用工具を差し込み、この取外用工具に径方向内側への力、必要であれば周方向への力を加えることにより、このシール板を溝から容易に外すことができる。

前述したように、取外用工具に力を加えている際、この取外用工具の差込部分が穴から外れないようにするため、この取外用工具には、翼根に近づく向きの力も僅かに加えることが好ましい。このように、翼根に近づく向きの力を取外用工具に加えたとしても、当該穴は非貫通であるため、この取外用工具の差込部分シール板を突き抜けることはない。よって、当該シール板では、容易に取外用工具の操作することができる。

当該シール板では、その内側面が径方向の全体にわたって平坦であるため、このシール板を溝から外す際に、このシール板を径方向内側に移動させる過程で、シール板の内側面と対向する翼根等に引っ掛からない。よって、当該シール板では、この観点からも、シール板を溝から容易に外すことができる。加えて、当該シール板では、その内側面が径方向の全体にわたって平坦であるため、シール板と動翼の翼根との間に余分な隙間ができず、シール効果がより発揮され易くなる。

当該シール板では、その外側面が穴を除いて径方向の全体にわたって平坦であるため、製造コストを抑えることができる。特に、内側面も径方向の全体にわたって平坦である場合には、当該シール板は、穴の部分を除いて平板状であるため、より製造コストを抑えることができる。

また、以上のいずれかの前記タービンロータのシール板において、前記周方向及び前記径方向の中央部に前記穴が形成されていてもよい。

当該シール板では、周方向及び径方向の中央部に穴が形成されているため、軸方向に垂直な各方向から取外用工具を穴にアプローチさせ易い。

また、以上のいずれかの前記タービンロータのシール板において、前記穴の開口形状は、該穴に差し込まれる前記取外用工具における差込部分の断面形状に対応していてもよい。

当該シール板では、取外用工具の差込部分と工具穴がフィットし易く、取外用工具の操作性が向上する。

また、以上のいずれかの前記タービンロータのシール板において、前記穴の開口形状は、円形であってもよい。

当該シール板では、穴の開口のサイズに応じた外径のエンドミル又はドリルを用いて、非常に簡単に、この穴を形成することができる。よって、穴の開口形状を円形にすることで、当該シール板の製造コストを抑えることができる。加えて、当該シール板では、穴の開口形状が円形であるため、取外用工具を差込む角度に関わらず、取外用工具からシール板に力を加え易いため、スペースが狭い場合においても作業を行い易い。

また、以上のいずれかの前記タービンロータのシール板において、前記穴の開口形状は、多角形であってもよい。

穴の開口形状が多角形であると、開口の縁を成す辺に対して垂直な方向に、取外用工具からシール板に対する力を加え易くなる。特に、多角形の前記開口の縁を成す辺であって、いずれか一辺が径方向に対して垂直である場合には、径方向に取外用工具からシール板に力を加え易くなる。さらに、穴の開口形状が多角形であると、多角形の角を利用することで取外用工具からシール板に対する力を加え易くなる。

また、以上のいずれかの前記タービンロータのシール板において、前記穴の深さが、前記径方向外側から反対側の径方向内側に向かうに連れて次第に深くなってもよい。

当該シール板の穴の底面は、径方向外側から径方向内側に向かうに連れて次第に翼根に近づく向きに傾斜する。このため、当該シール板では、穴に対して、取外用工具を径方向外側から径方向内側であって翼根に近づく側に、アプローチさせ易くなる。また、当該シール板では、取外用工具を穴に差し込み、径方向内側に向かって取外用工具に力を加えた際、穴中で深さの最も深い位置に取外用工具の差込端が位置することになるので、取外用工具の差込部分が穴から外れ難くなる。

また、上記課題を解決するための発明に係る一態様としてのタービンは、
前記タービンロータと、前記タービンロータを回転可能に覆うケーシングと、を備えていることを特徴とする。

また、上記課題を解決するための発明に係る一態様としてのタービンロータのシール板の取外方法は、
前記ロータ軸部の外周に固定されている複数の動翼と、前記動翼の翼根における前記軸方向の少なくとも一方側に該翼根と対向配置され、前記動翼のプラットフォームに形成され径方向外側に向かって凹み且つ周方向に延びる溝に嵌り込んで、前記軸方向の気体の流れをシールするシール板と、前記シール板の径方向内側に配置され、前記シール板の径方向内側端部と一部が径方向で互いにオーバラップした状態で係合しているロッキングプレートと、を備えているタービンロータのシール板の取外方法であって、前記シール板の前記翼根と対向する面と反対側の面に、取外用工具を差し込み可能で非貫通な穴を予め形成しておき、前記ロッキングプレートを取り外した後、前記穴に前記取外用工具を差し込み、該取外用工具を操作して、前記タービンロータに対して前記周方向と前記径方向内側とのうち、少なくとも前記径方向内側に前記シール板を移動させて、該シール板を取り外すことを特徴とする。

本発明によれば、シール板の穴に取外用工具を差し込み、この取外用工具に径方向内側への力、必要であれば周方向への力を加えることにより、このシール板を溝から容易に外すことができる。

本発明に係る一実施形態におけるガスタービンの要部切欠側面図である。本発明に係る一実施形態における動翼の要部斜視図である。本発明に係る一実施形態におけるロータディスクの要部斜視図である。本発明に係る一実施形態におけるロータディスクの径方向外側部分を下流側から見た図である。図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。図４におけるＶI−ＶI線断面図である。本発明に係る一実施形態における下流側シールアッセンブリの斜視図である。本発明に係る一実施形態における下流側シール板を示し、同図（ａ）は下流側シール板の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。本発明に係る第一変形例における下流側シール板の平面図である。本発明に係る第二変形例における下流側シール板の平面図である。本発明に係る第三変形例における下流側シール板を示し、同図（ａ）は下流側シール板の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明に係るタービンの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、ガスタービンは、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１と、燃料供給源からの燃料を圧縮空気に混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する燃焼器２と、燃焼ガスにより駆動するタービン３と、を備えている。

タービン３は、ケーシング４と、このケーシング４内で回転するタービンロータ１０とを備えている。このタービンロータ１０は、例えば、このタービンロータ１０の回転で発電する発電機（図示されていない。）と接続されている。なお、以下では、タービンロータ１０の回転中心となる軸線Ａｒが延びている方向を軸方向Ｄａとする。また、軸線Ａｒに対する径方向Ｄｒで、軸線Ａｒに近づく側を径方向内側、軸線Ａｒから遠ざかる側を径方向外側とする。さらに、軸方向Ｄａにおける燃焼ガスの流れにおける上流側及び下流側を、単に、上流側、下流側ということにする。

タービンロータ１０は、軸線Ａrを中心とし軸方向Ｄａに延びているロータ軸部１０Ａと、軸線Ａｒを基準とした周方向Ｄｃに並んでロータ軸部１０Ａの外周に固定されている複数の動翼２１を、を有している。ロータ軸部１０Ａは、軸方向Ｄａに並ぶ複数のロータディスク１１が相互に連結されて形成されている。各ロータディスク１１の外周には、前述した複数の動翼２１が固定されている。ケーシング４の内周には、各ロータディスク１１の動翼２１の上流側に、それぞれ、複数の静翼５が周方向Ｄｃに並んで静翼列として固定されている。

動翼２１は、図２に示すように、径方向Ｄｒに延びる翼体２２と、この翼体２２の径方向内側に設けられているプラットフォーム２３と、プラットフォーム２３の径方向内側に設けられているシャンク２４と、シャンク２４の径方向内側に設けられている翼根２５と、を有している。プラットフォーム２３よりも径方向外側、つまり翼体２２が存在する領域は、燃焼器２からの燃焼ガスＧが通過する燃焼ガス流路８を形成する。一方、動翼２１のプラットフォーム２３よりも径方向内側の領域で、周方向Ｄｃで隣り合っている動翼２１相互間の空間は、冷却空気Ａが流れ込む冷却空気空間９を形成している。

プラットフォーム２３の上流端部及び下流端部には、それぞれ、径方向内側から径方向外側に向かって凹み、且つ周方向Ｄｃに延びている外側溝２３ｕ，２３ｄが形成されている。また、翼根２５は、翼体２２の上流端と下流端とを結んだ翼弦が伸びている翼弦方向に対して垂直な断面形状が径方向内側に向って拡幅部と縮幅部とが交互に繰り返されるクリスマスツリー形状を成している。

ロータディスク１１には、図３に示すように、動翼２１の翼根２５が嵌まり込む翼根溝１２が形成されている。この翼根溝１２は、ロータディスク１１を軸方向Ｄａに貫通しており、その断面形状が翼根２５のクリスマスツリー形状の断面形状に対応した形状を成している。よって、この翼根溝１２は、径方向内側に向って、翼根２５の拡幅部が収まる拡幅室と翼根２５の縮幅部が収まる縮幅室とが交互に繰り返す形状を成している。但し、本実施形態において、翼根溝１２の複数の拡幅室のうちで、最も径方向内側に位置する拡幅室は、翼根２５の複数の拡幅部のサイズよりも遥かに大きく形成されている。このため、本実施形態では、動翼２１の翼根２５をロータディスク１１の翼根溝１２に嵌め込んだ際、翼根２５で最も径方向内側の面、つまり翼根２５の底面２５ｂと、翼根溝１２で最も径方向内側に位置する拡幅室の径方向内側の面、つまり翼根溝１２の溝底面１２ｂとの間には、径方向で隙間がある。本実施形態では、翼根溝１２の溝底面１２ｂと翼根２５の底面２５ｂとの間の隙間が溝内冷却空気通路１９を成している。この溝内冷却空気通路１９は、ロータディスク１１を軸方向Ｄａに貫通している。

ロータディスク１１には、さらに、この翼根溝１２の上流側及び下流側のそれぞれに、径方向外側から径方向内側に凹み、且つ周方向Ｄｃに延びている内側溝１３，１５が形成されている。上流側の内側溝１３は、プラットフォーム２３における上流側の外側溝２３ｕと径方向Ｄｒで対向している。また、下流側の内側溝１５は、プラットフォーム２３における下流側の外側溝２３ｄと径方向Ｄｒで対向している。上流側の内側溝１３における軸方向Ｄａで対向する一対の面のうち、上流側の面は上流側堰１４で形成されている。また、下流側の内側溝１５における軸方向Ｄａで対向する一対の面のうち、下流側の面は下流堰１６で形成されている。

下流堰１６には、径方向外側から径方向内側に向かって切り込まれて軸方向Ｄａに貫通している複数のネジ操作開口１７が形成されている。複数のネジ操作開口１７は、いずれも、軸方向Ｄａで翼根溝１２と対向する位置、言い換えると、周方向Ｄｃにおいて翼根溝１２と同じ位置に形成されている。

ロータディスク１１には、図４〜図６に示すように、径方向内側から径方向外側に延びて翼根溝１２の溝底面１２ｂで開口する径方向冷却空気通路１１ａが形成されている。なお、図４は、ロータディスク１１の径方向外側部分を下流側から見た図であり、図５は図４におけるＶ−Ｖ線断面図であり、図６は図４におけるＶI−ＶI線断面図である。径方向冷却空気通路１１ａを通ってきた冷却空気Ａ（図５）は、溝内冷却空気通路１９内に流入し、一部が動翼２１の翼根２５に形成されている冷却空気通路（不図示）を通って、動翼２１を冷却し、他の一部が前述の冷却空気空間９（図２、図６）に流れ込む。

タービンロータ１０は、さらに、動翼２１のプラットフォーム２３の上流端部の位置で前述の冷却空気空間９をシールする上流側シールアッセンブリ３０と、動翼２１のプラットフォーム２３の下流端部の位置で冷却空気空間９をシールする下流側シールアッセンブリ４０を備えている。

上流側シールアッセンブリ３０は、翼根２５の上流側に対向配置されている上流側シール板３１と、この上流側シール板３１の径方向内側に配置されている上流側ロッキングプレート３３を有している。上流側シール板３１及び上流側ロッキングプレート３３は、いずれも、板状を成し、その厚み方向が軸方向Ｄａを向いている。上流側シール板３１の径方向外側端部は、プラットフォーム２３における上流側の外側溝２３ｕに嵌まり込んでいる。また、上流側ロッキングプレート３３の径方向内側端部は、ロータディスク１１における上流側の内側溝１３に嵌まり込んでいる。上流側シール板３１の径方向内側端部と上流側ロッキングプレート３３の径方向外側端部とは、径方向で互いにオーバーラップした状態で係合している。

下流側シールアッセンブリ４０は、図４〜図７に示すように、翼根２５の下流側に対向配置されている下流側シール板４１と、この下流側シール板４１の径方向内側に配置されている下流側ロッキングプレート４３と、この下流側ロッキングプレート４３を上流側に押すための受け板４８及び押付ネジ４９と、を有している。

下流側シール板４１及び下流側ロッキングプレート４３は、いずれも、板状をなし、その厚み方向が軸方向Ｄａを向いている。下流側シール板４１の径方向外側端部は、プラットフォーム２３における下流側の外側溝２３ｄに嵌まり込んでいる。また、下流側ロッキングプレート４３の径方向内側端部は、ロータディスク１１における下流側の内側溝１５に嵌まり込んでいる。下流側シール板４１は、冷却空気空間９における軸方向Ｄａの下流端部を塞ぎ、下流側ロッキングプレート４３は、溝内冷却空気通路１９における軸方向Ｄａの下流側端部を塞ぐ。下流側シール板４１の径方向内側端部と下流側ロッキングプレート４３の径方向外側端部とは、径方向Ｄｒで互いにオーバーラップした状態で係合している。

下流側シール板４１には、翼根２５と対向する内側面４１ｉと反対側の外側面４１ｏには、翼根側つまり上流側に向かって凹む非貫通の工具穴４２が形成されている。この外側面４１ｏは、この工具穴４２を除いて、径方向Ｄｒの全体にわたって平坦である。また、外側面４１ｏと反対側の内側面４１ｉは、径方向Ｄｒの全体にわたって平坦である。工具穴４２は、図８に示すように、下流側シール板４１の径方向Ｄｒ及び周方向Ｄｃの中央部に形成されている。この工具穴４２は、軸方向Ｄａを向く軸を中心として円柱形状を成し、例えば、ドリルやエンドミル等で形成される。この工具穴４２の円形の開口の内径は、工具穴４２内に取外用工具９０の差込部分９１が差込可能な寸法に設定されている。取外用工具９０は、例えば、マイナスドライバー、プラスドライバー等である。

下流側ロッキングプレート４３は、図４〜図７に示すように、平板状を成し、周方向Ｄｃに延びて、ロータディスク１１の下流側の内側溝１５に入り込むプレート本体部４４と、プレート本体部４４の径方向外側端部から下流側に延びる立上り部４５と、立上り部４５の下流端部から径方向外側に伸びるラップ部４６と、を有している。すなわち、この下流側ロッキングプレート４３は、その断面形状がクランク形を成している。この下流側ロッキングプレート４３におけるプレート本体部４４の下流側を向く外側面には、押付ネジ４９の先端が当接するネジ当接部４４ａ（図５）が形成されている。下流側シール板４１の径方向内側端部は、下流側ロッキングプレート４３の立上り部４５よりも径方向外側であってラップ部４６よりも上流側に位置して、このラップ部４６と径方向Ｄｒでオーバーラップしている。

受け板４８は、板状を成し、その厚み方向が軸方向Ｄａを向いている状態で、下流側ロッキングプレート４３のプレート本体部４４と共に、ロータディスク１１の下流側の内側溝１５内に入れられる。この際、受け板４８は、軸方向Ｄａにおいて下流側ロッキングプレート４３のプレート本体部４４と下流堰１６との間に位置し、周方向Ｄｃにおいて下流堰１６のネジ操作開口１７と同じ位置に位置する。この受け板４８は、周方向Ｄｃの寸法がネジ操作開口１７の周方向Ｄｃの寸法よりも大きく、径方向Ｄｒの寸法もネジ操作開口１７の径方向Ｄｒの寸法よりも大きい。この受け板４８には、軸方向Ｄａに貫通し、押付ネジ４９が螺合可能な雌ネジ孔４８ａが形成されている。

下流側ロッキングプレート４３及び受け板４８を下流側の内側溝１５に配置する際には、下流側ロッキングプレート４３のプレート本体部４４と受け板４８とを下流側の内側溝１５に入れ、受け板４８に押付ネジ４９を捻じ込む。

複数の下流側シール板４１は、図４に示すように、軸線Ａｒを中心として環状に配置され、それぞれの下流側シール板４１の周方向端部４１ａは、周方向Ｄｃで隣接する他の下流側シール板４１の周方向端部４１ａと互いに重なり合うオーバーラップ構造を成している。これにより、冷却空気空間９内の冷却空気が、周方向Ｄｃで隣接する下流側シール板４１の周方向端部４１ａの相互間から燃焼ガス中に漏れ出すのを防止している。

また、下流側シール板４１の径方向外側端部には、径方向外側に向かって突出する突起部４１ｂが設けられている。突起部４１ｂを備えた下流側シール板４１の径方向外側端部は、外側溝２３ｄ内に嵌め込まれる。この際、下流側シール板４１の突起部４１ｂが外側溝２３ｄ内に設けられた段差（図示せず）に突き当たり、この下流側シール板４１の周方向Ｄｃの動きを規制する。

次に、以上で述べた下流側シールアッセンブリ４０の分解手順（下流側シール板４１の取外手順）について説明する。この下流側シールアッセンブリ４０の分解は、例えば、タービン３の点検時に実行される。

まず、受け板４８に捻じ込まれている押付ネジ４９を回して、この押付ネジ４９を受け板４８から外す。次に、押付ネジ４９が外された受け板４８を径方向外側に向かって移動させ、この受け板４８を下流側の内側溝１５内から取り出す。この結果、内側溝１５内にプレート本体部４４が入り込んでいる下流側ロッキングプレート４３は、内側溝１５内において、軸方向Ｄａに移動可能になると共に、周方向Ｄｃにも移動可能になる。

そこで、この下流側ロッキングプレート４３を軸方向Ｄａの下流側に移動させつつ、周方向Ｄｃにも移動させて、この下流側ロッキングプレート４３も下流側の内側溝１５内から取り出す。このように、下流側ロッキングプレート４３が外されると、下流側シール板４１は、基本的に、径方向内側に移動可能になる。

ところで、タービン３を長時間運転すると、下流側シール板４１の径方向外側端部と下流側の外側溝２３ｄとの僅かな隙間に異物等が入り込み、この下流側シール板が外側溝２３ｄに固着された状態、又はそれに近い状態になる。よって、前述したように、下流側ロッキングプレート４３が外されて、下流側シール板４１が径方向内側に移動可能になっても、この下流側シール板４１を外側溝２３ｄから容易に外すことは、基本的に困難である。

しかしながら、本実施形態では、図７及び図８に示すように、取外用工具９０を用いることで、この下流側シール板４１を外側溝２３ｄから容易に外すことができる。具体的には、下流側シール板４１に形成されている工具穴４２に、マイナスドライバーやプラスドライバー等の取外用工具９０の差込部分９１を差し込み、この取外用工具９０に径方向内側への力、必要であれば周方向Ｄｃへの力を加えることにより、この下流側シール板４１を外側溝２３ｄから容易に外すことができる。

取外用工具９０に力を加えている際、この取外用工具９０の差込部分９１が工具穴４２から外れないようにするため、この取外用工具９０には、翼根２５に近づく向きの力、つまり上流側に向かう力も僅かに加えることが好ましい。このように、取外用工具９０に上流側に向かう力を加えたとしても、本実施形態の工具穴４２が非貫通であるため、この取外用工具９０の差込部分９１が下流側シール板４１を突き抜けることはない。よって、本実施形態では、容易に取外用工具９０の操作することができる。

また、本実施形態では、下流側シール板４１の内側面４１ｉが径方向Ｄｒの全体にわたって平坦であるため、この下流側シール板４１を外側溝２３ｄから外す際に、この下流側シール板４１を径方向内側に移動させる過程で、下流側シール板４１の内側面４１ｉ側、言い換えると上流側の翼根２５等に引っ掛からない。よって、本実施形態では、この観点からも、下流側シール板４１を外側溝２３ｄから容易に外すことができる。さらに、本実施形態では、下流側シール板４１と動翼２１の翼根２５との間に余分な隙間ができず、シール効果がより発揮され易くなる。

また、本実施形態では、下流側シール板４１の外側面４１ｏも、この工具穴４２を除いて、径方向Ｄｒの全体にわたって平坦である。よって、本実施形態の下流側シール板４１は、工具穴４２の部分を除いて平板状であるため、製造コストを抑えることができる。さらに、本実施形態の工具穴４２の穴形状が円柱形状であるため、この工具穴４２の開口のサイズに応じた外径のエンドミル又はドリルを用いて、非常に簡単に、この工具穴４２を形成することができる。よって、本実施形態では、この観点からも、製造コストを抑えることができる。

なお、本実施形態において、上流側シール板３１は、動翼２１をロータディスク１１に対して下流側に移動させて、この動翼２１をロータディスク１１から外した後に、外される。このため、上流側シール板３１には、下流側シール板４１と同様の工具穴が形成されていなくてもよい。

「シール板の第一変形例」
次に、図９を参照して、下流側シール板の第一変形例について説明する。なお、第一変形例及び以下の第二及び第三変形例では、いずれも、下流側シール板の工具穴の形状のみが異なっており、その他の構成は、以上の実施形態と同様である。よって、第一〜第三変形例では、工具穴の形状について、主として説明する。

本変形例の下流側シール板４１Ａの工具穴４２Ａの形状は、正四角柱形状である。このため、工具穴４２Ａの開口形状は正方形である。この工具穴４２Ａは、例えば、工具穴４２Ａの開口のサイズよりも遥かに小さい外径のエンドミル又はドリルを用いて形成する。この工具穴４２Ａの内周面のうち、互いに対向する一対の面４２ａは、言い換えると、正方形の開口縁を成す辺であって、互いに対向する一対の辺は、径方向Ｄｒに対して垂直で周方向Ｄｃに広がっている。よって、工具穴４２Ａの内周面のうち、互いに対向する他の一対の面４２ｂは、周方向Ｄｃに対して垂直で径方向Ｄｒに広がっている。

以上のように、本変形例の工具穴４２Ａの内周面は、径方向Ｄｒに対して垂直で周方向Ｄｃに広がっている面４２ａと、周方向Ｄｃに対して垂直で径方向Ｄｒに広がっている面４２ｂで形成されている。このため、本変形例では、マイナスドライバーの取外用工具９０Ａを用いて、この工具穴４２Ａが形成されている下流側シール板４１Ａを径方向内側及び周方向Ｄｃに移動させる際、工具穴４２Ａの内周面４２ａ，４２ｂとこの取外用工具９０Ａの差込端９２ａとの接触面積が大きくなる。よって、本変形例では、下流側シール板４１Ａを径方向内側及び周方向Ｄｃに移動させる際、マイナスドライバーの取外用工具９０Ａから工具穴４２Ａに対して、径方向内側及び周方向Ｄｃの力を伝え易くなる。さらに、工具穴４２Ａの角を利用することで取外用工具からシール板に対する力を加え易くなる。

なお、本変形例では、工具穴４２Ａの形状を正四角柱形状にしているが、直方体形状等の多角柱形状であってもよい。すなわち、工具穴の開口形状は、正方形でなくても、長方形、台形、平行四辺形、五角形、六角形等でもよい。また、ここでは、取外用工具９０Ａがマイナスドライバーである例を説明したが、本変形例において、取外用工具は工具穴４２Ａに引っ掛けることができるものであれば、マイナスドライバーでなくてもよい。

「シール板の第二変形例」
次に、図１０を参照して、下流側シール板の第二変形例について説明する。

本変形例の下流側シール板４１Ｂの工具穴４２Ｂの開口形状は、十字形状である。このため、この工具穴４２Ｂの開口形状は、プラスドライバーを取外用工具９０Ｂとした場合に、この取外用工具９０Ｂにおける差込部分９１ｂの断面形状に対応する。

よって、本変形例では、プラスドライバーの取外用工具９０Ｂを用いる場合、この取外用工具９０Ｂの差込部分９１ｂと工具穴４２Ｂとがフィットし易く、取外用工具９０Ｂの操作性が向上する。なお、シール板の第一変形例において、工具穴の開口形状を長方形にした場合、この開口形状は、マイナスドライバーの取外用工具を用いる場合、この取外用工具の差込部分の断面形状に対応することになる。

「シール板の第三変形例」
次に、図１１を参照して、下流側シール板の第三変形例について説明する。

本変形例の下流側シール板４１Ｃの工具穴４２Ｃ軸Ａｈは、この下流側シール板４１Ｃの外側面４１ｏから内側面４１ｉに向かうに連れて次第に径方向外側に向かって傾斜している。言い換えると、工具穴４２Ｃの深さが、径方向外側から径方向内側に向かうに連れて次第に深くなっている。このため、本変形例では、工具穴４２Ｃの底面４２ｃが、径方向外側から径方向内側に向かうに連れて次第に下流側シール板４１Ｃの内側面４１ｉ側に近づくように傾斜している。

よって、本変形例では、工具穴４２Ｃに対して、取外用工具９０を径方向外側から径方向内側であって上流側、言い換えると動翼に近づく側に、アプローチさせ易くなる。また、取外用工具９０の差込部分９１を工具穴４２Ｃに差し込み、径方向内側に向かって取外用工具９０に力を加えた際、工具穴４２Ｃ中で深さの最も深い位置に取外用工具９０の差込端９２が位置することになるので、取外用工具９０の差込部分９１が工具穴４２Ｃから外れ難くなる。

なお、図１１では、この工具穴４２Ｃの開口形状が円形であるが、本変形例はこれに限定されるものでなく、工具穴の開口形状は、第一変形例のように正方形状や、第二変形例のように十字形状等であってもよい。

「その他の変形例」
以上の実施形態及び各変形例では、下流側シール板に工具穴を形成したが、上流側シール板に同様の工具穴を形成してもよい。

また、以上の実施形態のシールアッセンブリは、シール板４１とロッキングプレート４３と受け板４８と押付ネジ４９とを有している。しかしながら、シール板を有していれば、ロッキングプレートや受け板等を有さない他の構成のシールアッセンブリのシール板に対しても、以上の実施形態及び各変形例と同様に、工具穴を形成してもよい。

１：圧縮機、２：燃焼器、３：タービン、４：ケーシング、５：静翼、９：冷却空気空間、１０：タービンロータ、１１：ロータディスク、１１Ａ：ロータ軸部、１２：翼根溝、１３，１５：内側溝、１４：上流堰、１６：下流堰、１７：ネジ操作開口、２１：動翼、２２：翼体、２３：プラットフォーム、２３ｕ，２３ｄ：外側溝、２５：翼根、３０：上流側シールアッセンブリ、３１：上流側シール板、３３：上流側ロッキングプレート、４０：下流側シールアッセンブリ、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ：下流側シール板（又は、単に、シール板）、４１ｏ：外側面、４１ｉ：内側面、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ：工具穴、４３：下流側ロッキングプレート、４８：受け板、４９：押付ネジ

Claims

軸方向に延びるロータ軸部と、
前記ロータ軸部の外周に固定されている複数の動翼と、
前記動翼の翼根における前記軸方向の少なくとも一方側に該翼根と対向配置され、前記動翼のプラットフォームに形成され径方向外側に向かって凹み且つ周方向に延びる溝に嵌り込んで、前記軸方向の気体の流れをシールするシール板と、
前記シール板の径方向内側に配置され、前記シール板の径方向内側端部と一部が径方向で互いにオーバラップした状態で係合しているロッキングプレートと、
を備え、
前記シール板の面であって、前記翼根と対向する面である内側面と反対側の面である外側面に、取外用工具を差し込み可能で非貫通な穴が形成され、
前記シール板の前記内側面は、前記径方向の全体にわたって平坦であり、前記シール板の前記外側面は、前記穴を除いて、前記径方向の全体にわたって平坦である、
ことを特徴とするタービンロータ。
請求項１に記載のタービンロータにおいて、
前記シール板における前記周方向及び前記径方向の中央部に前記穴が形成されている、
ことを特徴とするタービンロータ。
請求項１又は２に記載のタービンロータにおいて、
前記穴の開口形状は、該穴に差し込まれる前記取外用工具における差込部分の断面形状に対応している、
ことを特徴とするタービンロータ。
請求項１又は２に記載のタービンロータにおいて、
前記穴の開口形状は、円形である、
ことを特徴とするタービンロータ。
請求項１又は２に記載のタービンロータにおいて、
前記穴の開口形状は、多角形である、
ことを特徴とするタービンロータ。
請求項５に記載のタービンロータにおいて、
多角形の前記開口の縁を成す辺であって、いずれか一辺は、前記径方向に対して垂直である、
ことを特徴とするタービンロータ。
請求項１から６のいずれか一項に記載のタービンロータにおいて、
前記穴の深さが、前記径方向外側から反対側の径方向内側に向かうに連れて次第に深くなる、
ことを特徴とするタービンロータ。
請求項１から７のいずれか一項に記載のタービンロータと、
前記タービンロータを回転可能に覆うケーシングと、
を備えていることを特徴とするタービン。
軸方向に延びるロータ軸部と、
前記ロータ軸部の外周に固定されている複数の動翼と、
前記動翼の翼根における前記軸方向の少なくとも一方側に該翼根と対向配置され、前記動翼のプラットフォームに形成され径方向外側に向かって凹み且つ周方向に延びる溝に嵌り込んで、前記軸方向の気体の流れをシールするシール板と、
前記シール板の径方向内側に配置され、前記シール板の径方向内側端部と一部が径方向で互いにオーバラップした状態で係合しているロッキングプレートと、
を備えているタービンロータのシール板の取外方法であって、
前記シール板の前記翼根と対向する面と反対側の面に、取外用工具を差し込み可能で非貫通な穴を予め形成しておき、
前記ロッキングプレートを取り外した後、前記穴に前記取外用工具を差し込み、該取外用工具を操作して、前記タービンロータに対して前記周方向と前記径方向内側とのうち、少なくとも前記径方向内側に前記シール板を移動させて、該シール板を取り外す、
ことを特徴とするシール板の取外方法。