JP6158618B2 - 環状組立体の測定装置、環状組立体の測定方法、及び回転機械の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、タービンの翼環と支持環とを有する環状組立体の測定装置、環状組立体の測定方法、及び回転機械の製造方法に関する。
タービンの製造工程、又はタービンのメンテナンス（例えば、翼環を構成する静翼の交換作業）における組み立て作業時においては、静翼を保持する翼環と、静翼の内周側に固定されシールリングを保持する保持環とからなる環状組立体の組み立て精度が重要である。
これらの作業時では、環状組立体の測定装置を用いて、翼環と保持環との位置決め（芯出し）作業が行われる。このとき、翼環と保持環との位置決めが不適切であると、シールリングとシールフィンとの隙間が不適切となり十分なシール性が得らない。また、シールリングの偏心によりロータ回転時にラビング（タービン回転部と静止部との接触）が発生するおそれがある。
従来の環状組立体の測定装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。従来例図６に示すように、この測定装置１０１は、翼環６１、保持環６２、及び静翼６３を有する環状組立体６０において、翼環６１に対する保持環６２の径方向の相対位置を測定することにより、翼環６１に対する保持環６２の組立精度を確保する装置である。
測定装置１０１を用いた位置決め作業においては、翼環６１側の基準点と保持環６２側の計測点との距離が翼環６１上の複数点にて計測され、この計測値に基づいて翼環６１に対する保持環６２の取り付け位置が微調整される。
測定装置１０１を用いた位置決め作業においては、翼環６１側の基準点と保持環６２側の計測点との距離が翼環６１上の複数点にて計測され、この計測値に基づいて翼環６１に対する保持環６２の取り付け位置が微調整される。
測定装置１０１は、ベース部１０６と、シャフト部１０７と、プローブ部１０８と、を有する。計測時において、ベース部１０６は翼環６１の外周側縁部６１ａに配置され、翼環６１側の基準点を規定する。シャフト部１０７は、ベース部１０６に固定されて設置され、計測時に翼環６１の径方向内側に延出する。プローブ部１０８は、シャフト部１０７の先端に取り付けられたダイヤルゲージ２８を有し、保持環６２側の計測点を規定する。
ところで、この従来の測定装置１０１では、ベース部１０６の複数のベース脚１１３を翼環６１の外周側縁部６１ａに当接させつつ、ベース部１０６の側部下方に配置されたガイドローラ１２４を翼環６１の外周面６１ｂに当接させて、ベース部１０６の基準点を規定している。即ち、翼環６１の外周面６１ｂが測定装置１０１における翼環径方向の基準面である。
しかしながら、このような方法で基準点を規定する場合、ガイドローラ１２４を基準面である外周面６１ｂに対して所定の押圧力で当接させることが難しく、基準面に対するベース部１０６の位置が安定しないため、計測精度が高くないという課題があった。
しかしながら、このような方法で基準点を規定する場合、ガイドローラ１２４を基準面である外周面６１ｂに対して所定の押圧力で当接させることが難しく、基準面に対するベース部１０６の位置が安定しないため、計測精度が高くないという課題があった。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、環状部材に周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てた環状組立体における環状部材に対する被組立部材の径方向の相対位置を測定する際の精度を高めることができる環状組立体の測定装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明は、環状部材に、周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てた環状組立体における前記環状部材に対する前記被組立部材の径方向の相対位置を測定する環状組立体の測定装置であって、前記環状部材の周方向に連続する基準面に当接し、前記基準面に沿って周方向に移動可能な第一当接部と、前記環状部材の前記基準面と径方向反対側に向く対向面を押圧可能で、径方向に位置調整可能な第二当接部と、前記第一当接部及び前記第二当接部を支持するベース部と、前記被組立部材の被測定部に当接する第三当接部と、前記第三当接部と前記ベース部とを連結する連結部と、前記ベース部に対する前記第三当接部の変位を測定する測定部とを備え、前記基準面と前記対向面とは対向して配置され、前記第一当接部は、周方向に互いに離間して配置された一対のブロック状部材であり、前記第二当接部は、前記一対のブロック状部材の間の周方向中央に配置されることを特徴とする。
本発明は、環状部材に、周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てた環状組立体における前記環状部材に対する前記被組立部材の径方向の相対位置を測定する環状組立体の測定装置であって、前記環状部材の周方向に連続する基準面に当接し、前記基準面に沿って周方向に移動可能な第一当接部と、前記環状部材の前記基準面と径方向反対側に向く対向面を押圧可能で、径方向に位置調整可能な第二当接部と、前記第一当接部及び前記第二当接部を支持するベース部と、前記被組立部材の被測定部に当接する第三当接部と、前記第三当接部と前記ベース部とを連結する連結部と、前記ベース部に対する前記第三当接部の変位を測定する測定部とを備え、前記基準面と前記対向面とは対向して配置され、前記第一当接部は、周方向に互いに離間して配置された一対のブロック状部材であり、前記第二当接部は、前記一対のブロック状部材の間の周方向中央に配置されることを特徴とする。
上記構成によれば、第二当接部が対向面を押圧することで第一当接部が基準面に所定の押圧力で当接する。これにより基準面に対するベース部の位置が安定するため、ベース部に対する第三当接部の変位を測定する際の精度を高めることができる。即ち、環状組立体における環状部材に対する被組立部材の径方向の相対位置を測定する際の精度を高めることができる。
上記環状組立体の測定装置において、前記第二当接部は、前記対向面を周方向に転動可能な球形状をなしていることが好ましい。
上記構成によれば、基準面に対するベース部の位置が保持された状態で測定装置を周方向に移動させることができるため、ベース部に対する第三当接部の変位の変化を高精度に計測することができる。
上記環状組立体の測定装置において、前記基準面及び前記対向面は、前記環状部材の径方向内側に形成された溝を構成する互いに対向する径方向両側に設けられた面であり、前記ベース部は、前記第一当接部を有して前記溝に挿入されるブロック状の被嵌合部材と、前記第二当接部を有するガイドローラと、を備えることが好ましい。
上記構成によれば、環状部材の鉛直方向上方に突起物がある場合においても、測定装置のベース部を環状部材に固定することができる。また、被係合部材を溝に沿ってスライドさせることによって、容易にベース部と環状部材とを固定することができる。
上記環状組立体の測定装置において、前記環状部材は、タービンの翼環であり、前記溝は、前記タービンの遮熱環の固定に用いられる溝であることが好ましい。
上記構成によれば、ベース部を固定するための溝を新たに加工することなく、ベース部を環状部材に固定することができる。
上記環状組立体の測定装置において、前記ベース部は、前記環状部材の中心軸方向一方側に配置されており、前記連結部から中心軸方向他方側に延在し、その先端を前記被組立部材の中心軸方向一方側を向く面に当接させることによって、前記連結部を支持する支持部材を有することが好ましい。
上記構成によれば、連結部がベース部の径方向内側に延在し、剛性が不足している場合においても、第三当接部の位置を安定させることができる。
また、本発明は、環状部材に、周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てた環状組立体における前記環状部材に対する前記被組立部材の径方向の相対位置を測定する環状組立体の測定方法であって、前記環状部材の周方向に連続する基準面に、測定装置のベース部の第一当接部を当接させるとともに、前記環状部材の前記基準面と径方向反対側を向く対向面に、測定装置のベース部の第二当接部を押圧させるベース部配置工程と、前記ベース部と連結されている第三当接部を、前記被組立部材の被測定部に当接させる被測定部当接工程と、前記第一当接部が前記基準面に当接されたまま、前記基準面に沿って周方向に前記ベース部を移動させつつ、前記ベース部に対する前記第三当接部の径方向の変位を測定する変位測定工程と、を備え、前記基準面と前記対向面とは対向して配置されており、前記第一当接部は、周方向に互いに離間して配置された一対のブロック状部材であり、前記第二当接部は、前記一対のブロック状部材の間の周方向中央に配置される環状組立体の測定方法を提供する。
上記構成によれば、第二当接部が対向面を押圧することで第一当接部が基準面に所定の押圧力で当接する。これにより基準面に対するベース部の位置が安定するため、ベース部に対する第三当接部の変位を測定する際の精度を高めることができる。即ち、環状組立体を構成する環状部材と被組立部材の芯精度を測定する際の精度を高めることができる。
上記環状組立体の測定方法において、前記ベース部配置工程では、前記環状部材に形成された溝の互いに対向する径方向両側の面を前記基準面及び前記対向面として、前記第一当接部を有する前記ベース部の被嵌合部材を前記溝に挿入し、前記変位測定工程では、前記被嵌合部材を前記溝の内部で移動させることが好ましい。
上記構成によれば、環状部材の鉛直方向上方に突起物がある場合においても、測定装置のベース部を環状部材に固定することができる。また、被係合部材を溝に沿ってスライドさせることによって、容易にベース部と環状部材とを固定することができる。
また、本発明は、環状部材に、被組立部材を周方向に複数並べるように組み立てる環状組立体組立工程と、上記環状組立体の測定方法により、前記環状部材に対する前記被組立部材の径方向の相対位置を測定する測定工程と、前記測定工程による測定結果に基づいて前記環状部材に対する前記被組立部材の組立精度が確保された前記環状組立体をケーシングに組み立てる環状組立体取付工程とを備える回転機械の製造方法を提供する。
本発明によれば、環状部材に周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てた環状組立体において、環状部材に対する被組立部材の径方向の相対位置を測定する際の精度を高めることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の環状組立体の測定装置は、例えば、メンテナンスなどによるタービンの再組立時において、タービンの翼環とシールリングの保持環との位置決め（芯出し）を行うために用いられる治具である。
翼環と保持環の位置決めは、環状部材である翼環に被組立部材である保持環を組み立てた環状組立体において、翼環に対する保持環の径方向の相対位置を測定し、この測定結果に基づいて組み立て精度（芯精度）を確保することによって行われる。
本実施形態の環状組立体の測定装置は、例えば、メンテナンスなどによるタービンの再組立時において、タービンの翼環とシールリングの保持環との位置決め（芯出し）を行うために用いられる治具である。
翼環と保持環の位置決めは、環状部材である翼環に被組立部材である保持環を組み立てた環状組立体において、翼環に対する保持環の径方向の相対位置を測定し、この測定結果に基づいて組み立て精度（芯精度）を確保することによって行われる。
まず、翼環を備えている回転機械であるガスタービンについて説明する。
図１に示すように、ガスタービン５０は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機５１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５２と、燃焼ガスにより駆動するタービン５３と、を備えている。
図１に示すように、ガスタービン５０は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機５１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５２と、燃焼ガスにより駆動するタービン５３と、を備えている。
タービン５３は、回転機械で、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ５４と、このタービンロータ５４を回転可能に覆うタービンケーシング５５（ケーシング）と、を有している。また、圧縮機５１も、回転機械で、前述の軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ５６と、この圧縮機ロータ５６を回転可能に覆う圧縮機ケーシング５７と、を有している。
このガスタービン５０は、さらに、圧縮機ロータ５６のタービン５３側及びタービンロータ５４の圧縮機５１側を覆う圧縮機兼タービンケーシング５８を有している。圧縮機ケーシング５７、タービンケーシング５５、及び圧縮機兼タービンケーシング５８は、いずれも、軸線Ａrを中心として筒状を成している。タービンロータ５４と圧縮機ロータ５６とは、相互に連結され、軸線Ａrを中心として一体回転する。
タービンケーシング５５の内周側には、軸線Ａrを中心として環状を成す複数の環状組立体６０が軸方向に並んで設けられている。環状組立体６０は、本実施形態の測定装置１の測定対象である翼環６１（図２参照）と保持環６２（図２参照）とを有している。各環状組立体６０は、いずれも、組立の都合上、周方向に分割可能である。
次に、測定対象である翼環６１と保持環６２を有する環状組立体６０について説明する。
図２に示すように、環状組立体６０は、複数の要素からなる環状部材である翼環６１と、翼環６１の内周側に周方向に取り付けられた複数の静翼６３と、静翼６３の内周側に設けられた内側シュラウド６４と、内側シュラウド６４のフランジに固定された保持環６２と、保持環６２により保持されたシールリング６５と、を有している。
図２に示すように、環状組立体６０は、複数の要素からなる環状部材である翼環６１と、翼環６１の内周側に周方向に取り付けられた複数の静翼６３と、静翼６３の内周側に設けられた内側シュラウド６４と、内側シュラウド６４のフランジに固定された保持環６２と、保持環６２により保持されたシールリング６５と、を有している。
保持環６２は、環状部材に静翼６３などを介して周方向に複数並んで組み立てられた被組立部材である。複数の静翼６３は、タービン５３のタービンロータ５４（図１参照）周囲の静止側に設けられてタービン５３のガス流路を形成し、タービンロータ５４側に取り付けられた動翼と組みになって段を構成する。
本実施形態の翼環６１には、遮熱環６７を取り付けるための複数の嵌合溝２，２ａが形成されている。嵌合溝２，２ａは、翼環６１の径方向（以下、単に径方向と呼ぶ）内側に、翼環６１の周方向に連続して形成されている。複数の嵌合溝２，２ａのうちの少なくとも二つの嵌合溝２ａに嵌合する遮熱環６７は、静翼６３を固定するために使用されている。
本実施形態の測定装置１は、別の一つの嵌合溝２に取り付けられて使用される。嵌合溝２は、機械加工によって、周方向からみた断面形状が一様となるように形成されている。具体的には、嵌合溝２の断面形状は、図５にも示すように、径方向内周側が開放された矩形状をなしており、嵌合溝２に遮熱環６７が取り付けられる際には、遮熱環６７を保持する突条３を有している。
嵌合溝２は、この突条３の径方向外側の面であって、径方向外側を向く基準面４を有している。基準面４は、測定装置１を用いて環状組立体６０の芯精度を測定する際に、翼環６１側の基準点となる面である。基準面４は周方向に延在して、翼環６１を一周するように形成されている。
嵌合溝２は、機械加工によって形成された溝である。故に、基準面４は機械加工によって形成された加工面であり、精度が確保されて形成されている。
嵌合溝２は、機械加工によって形成された溝である。故に、基準面４は機械加工によって形成された加工面であり、精度が確保されて形成されている。
また、嵌合溝２は、径方向における基準面４と反対側を向く面、即ち、径方向内側を向く面となる対向面５を有している。換言すれば、基準面４と対向面５とは、互いに対向する径方向両側に設けられた面である。対向面５も基準面４と同様に周方向に延在して、翼環６１を一周するように形成されている。
また、本実施形態の翼環６１の外周側縁部６１ａには、突起物６８が設けられている。即ち、本実施形態の翼環６１の外周側縁部６１ａは平坦とはされていない。
また、本実施形態の翼環６１の外周側縁部６１ａには、突起物６８が設けられている。即ち、本実施形態の翼環６１の外周側縁部６１ａは平坦とはされていない。
次に、測定装置１の詳細について説明する。
図２、及び図３に示すように、測定装置１は、板形状のベース部６と、ベース部６に取り付けられた棒形状のシャフト部７と、シャフト部７の先端側（翼環６１の径方向内側）に取り付けられたプローブ部８と、データ処理部（図示せず）と、を有している。シャフト部７は、プローブ部８とベース部６とを連結する連結部として機能する。
図２、及び図３に示すように、測定装置１は、板形状のベース部６と、ベース部６に取り付けられた棒形状のシャフト部７と、シャフト部７の先端側（翼環６１の径方向内側）に取り付けられたプローブ部８と、データ処理部（図示せず）と、を有している。シャフト部７は、プローブ部８とベース部６とを連結する連結部として機能する。
ベース部６は、翼環６１側の基準となる部位である。ベース部６は、板形状のベースプレート１２と、ベースプレート１２に取り付けられ、嵌合溝２に嵌合することでベース部６を翼環６１に保持させる一対の被嵌合部材１３と、ボールキャスターからなるガイドローラ２４と、を有している。
ベースプレート１２は、等脚台形形状の板状部材であり、ベース部６が翼環６１に取り付けられた際に上方を向く上面１４と、下方を向く下面１５と、等脚台形の下辺に相当する位置で、上面１４及び下面１５に直交する面である接続面１６と、を有している。ベースプレート１２は、上面１４及び下面１５が翼環６１の軸線に直交し、かつ、接続面１６が翼環６１の内周側の面に沿い、かつ、台形の上辺に相当する辺が翼環６１の中心に向くように配置される。
図４に示すように、被嵌合部材１３は、周方向に延在する嵌合溝２にスライドさせつつ嵌合させることが可能な略直方体形状のブロック状部材である。被嵌合部材１３は、嵌合溝２の対向面５に沿うように形成された背面１８と、背面１８の反対側に形成され、嵌合溝２の基準面４に沿うように形成された基準当接面１９（第一当接部）とを有している。背面１８と基準当接面１９とは、翼環６１の内周側の面と略同一の曲率半径を有する湾曲面となっている。また、被嵌合部材１３は、例えばアルミニウムなどの金属によって形成されている。
図３に示すように、被嵌合部材１３は、ベースプレート１２の接続面１６に、例えばボルトのような締結部材２０を介して取り付けられている。具体的には、ベースプレート１２の接続面１６に形成された、ベースプレート１２の上面１４及び下面１５に沿う方向に形成されたネジ穴を用いて取り付けられる。被嵌合部材１３側の固定孔２１（図４参照）には、被嵌合部材１３を固定する締結部材２０の頭部が嵌合溝２と干渉しないように、適宜ザグリ加工が施されている。
シャフト部７は、例えば、アルミニウム製の中空の長尺部材からなり、計測時において、翼環６１の径方向内側に延出するようにベース部６に設置される。シャフト部７は、ベース部６に対して長手方向（軸方向）に変位可能に取り付けられている。
シャフト部７は、ベース部６上に固定されているガイド部２２に支持されて配置されている。ガイド部２２には、ボール軸受が接続されており、これにより、シャフト部７はガイド部２２の長手方向に変位可能となっている。
シャフト部７は、ベース部６上に固定されているガイド部２２に支持されて配置されている。ガイド部２２には、ボール軸受が接続されており、これにより、シャフト部７はガイド部２２の長手方向に変位可能となっている。
図５に示すように、ガイドローラ２４は、シャフト部７のベース部６側の端部に固定されている。ガイドローラ２４は、球形状をなすボール２５（第二当接部）がシャフト部７の軸方向に向くように固定されている。ガイドローラ２４は、シャフト部７及びガイド部２２を介してベースプレート１２に支持されている。
ガイドローラ２４のボール２５は、嵌合溝２の対向面５に当接するように配置されている。換言すれば、シャフト部７は、シャフト部７の軸線と環状溝の対向面５とが直交するように配置されている。ガイドローラ２４には、ガイドローラ２４から延在され、外周に雄ネジ溝が形成された固定軸３３が設けられている。
ガイドローラ２４は、シャフト部７の端部に形成された雌ネジ穴に固定軸３３を螺合し、さらに、ナット３４によって固定軸３３を締結することによって固定されている。ガイドローラ２４の径方向位置は、この固定機構により調整することができる。
ガイドローラ２４は、シャフト部７の端部に形成された雌ネジ穴に固定軸３３を螺合し、さらに、ナット３４によって固定軸３３を締結することによって固定されている。ガイドローラ２４の径方向位置は、この固定機構により調整することができる。
図２に示すように、プローブ部８は、計測時において保持環６２の内周面に当接して、保持環６２の計測点を規定する部位である。プローブ部８は、シャフト部７の先端に所定のジョイント２６を介して取り付けられ、シャフト部７と直交して下方に延在するプローブステー２７と、プローブステー２７の下方に取り付けられた測定部であるダイヤルゲージ２８と、を有している。
ダイヤルゲージ２８は、測定子２９（第三当接部）が保持環６２の内周面６２ａ（被測定部）に当接するように固定されている。ダイヤルゲージ２８の径方向及び鉛直方向の位置は、ジョイント２６によって調整可能である。
ダイヤルゲージ２８は、測定子２９（第三当接部）が保持環６２の内周面６２ａ（被測定部）に当接するように固定されている。ダイヤルゲージ２８の径方向及び鉛直方向の位置は、ジョイント２６によって調整可能である。
また、シャフト部７上であって、プローブ部８とベース部６との間には、シャフト部７を支持する支持部材であるシャフト支持部３０が設けられている。シャフト支持部３０は、シャフト部７に所定のジョイント２６を介して取り付けられ、シャフト部７と直交して下方に延在するステー３１と、ステー３１の下方に取り付けられたボールキャスター３２と、を有している。
ボールキャスター３２の径方向及び鉛直方向の位置は、ジョイント２６によって調整可能であり、本実施形態の測定装置１においては、ボールキャスター３２が、保持環６２の上面３５に当接するように調節されている。
ボールキャスター３２の径方向及び鉛直方向の位置は、ジョイント２６によって調整可能であり、本実施形態の測定装置１においては、ボールキャスター３２が、保持環６２の上面３５に当接するように調節されている。
次に、本実施形態の測定装置１を用いた環状組立体６０の測定方法、及び、この測定方法を用いた回転機械の製造方法について説明する。測定装置１は、翼環６１を翼環６１の軸方向が鉛直方向と沿うように配置した状態で使用される。
（環状組立体組立工程）
まず、翼環６１に保持環６２を周方向に複数並べるように組み立てる。具体的には、翼環６１に遮熱環６７を用いて静翼６３を固定し、静翼６３と一体にされた内側シュラウド６４のフランジに保持環６２を取り付ける。
まず、翼環６１に保持環６２を周方向に複数並べるように組み立てる。具体的には、翼環６１に遮熱環６７を用いて静翼６３を固定し、静翼６３と一体にされた内側シュラウド６４のフランジに保持環６２を取り付ける。
（ベース部配置工程）
次いで、測定装置１を翼環６１に取り付ける。具体的には、図４に示すように、被嵌合部材１３を嵌合溝２に周方向より挿入する。これにより、図３に示すように、測定装置１のベース部６が翼環６１に仮固定される。取り付けの際は、翼環６１は分割された状態にあるため、嵌合溝２の端部より被嵌合部材１３を挿入することができる。
次いで、測定装置１を翼環６１に取り付ける。具体的には、図４に示すように、被嵌合部材１３を嵌合溝２に周方向より挿入する。これにより、図３に示すように、測定装置１のベース部６が翼環６１に仮固定される。取り付けの際は、翼環６１は分割された状態にあるため、嵌合溝２の端部より被嵌合部材１３を挿入することができる。
次いで、翼環６１を構成する複数の要素を互いに連結させ、環状組立体６０を組み立てる。即ち、環状の翼環６１（環状部材）の内周側に、静翼６３、保持環６２（被測定部材）などが組み付けられた状態とする。この環状組立体６０が、本実施形態の測定装置１の測定対象となる。なお、環状組立体６０は、床面に配置されているが、複数の所定の作業用ブロック上に載置してもよい。
次いで、シャフト支持部３０と、プローブ部８の位置の仮調整を行う。具体的には、シャフト支持部３０のボールキャスター３２が保持環６２の上面３５の所定に位置に乗り、シャフト部７が略水平となるようにシャフト支持部３０の位置調整を行う。また、ダイヤルゲージ２８の測定子２９が、保持環６２の内周面６２ａに当接するように、プローブ部８の位置調整を行う。
次いで、ガイドローラ２４のボール２５を対向面５に押圧させる。具体的には、ナット３４を緩めた状態で、ガイドローラ２４の突出量を調整し、ガイドローラ２４のボール２５が対向面５を十分に押圧させた状態でガイドローラ２４の軸方向の位置を固定する。これにより、被嵌合部材１３の基準当接面１９が、嵌合溝２の基準面４に当接し、翼環６１側の基準点が規定される。
（被測定部当接工程）
上記ベース部配置工程にてガイドローラ２４を固定した後、仮固定されたプローブ部８の測定子２９を保持環６２の内周面６２ａに当接させる。そして、仮固定されていたシャフト支持部３０とプローブ部８を固定する。
上記ベース部配置工程にてガイドローラ２４を固定した後、仮固定されたプローブ部８の測定子２９を保持環６２の内周面６２ａに当接させる。そして、仮固定されていたシャフト支持部３０とプローブ部８を固定する。
（変位測定工程）
次いで、この基準となる位置における翼環６１に対する保持環６２の位置を計測する。具体的には、プローブ部８を構成するダイヤルゲージ２８の数値が、データ処理部に転送されて記録される。
次いで、ベース部６を周方向にスライドさせ、基準となる位置以外の各点の計測値を取得する。この際、被嵌合部材１３は嵌合溝２の内部で移動し、ガイドローラ２４のボール２５が対向面５を周方向に転動する。
次いで、この基準となる位置における翼環６１に対する保持環６２の位置を計測する。具体的には、プローブ部８を構成するダイヤルゲージ２８の数値が、データ処理部に転送されて記録される。
次いで、ベース部６を周方向にスライドさせ、基準となる位置以外の各点の計測値を取得する。この際、被嵌合部材１３は嵌合溝２の内部で移動し、ガイドローラ２４のボール２５が対向面５を周方向に転動する。
次いで、取得された計測値に基づいて保持環６２の位置判定が行われる。例えば、取得された計測値が所定の設定範囲内にある場合には、翼環６１と保持環６２との位置決めが適正に行われていると判断される。この場合には、測定装置１が撤去されて、位置決め作業が終了する。
一方、取得された計測値が所定の設定範囲内にない場合には、翼環６１に対する保持環６２の取付位置が微調整される。これにより、翼環６１と保持環６２とが適正に位置決めされる。なお、この位置決め作業は、タービン５３の２段静翼〜４段静翼の各翼環６１について行われる。
一方、取得された計測値が所定の設定範囲内にない場合には、翼環６１に対する保持環６２の取付位置が微調整される。これにより、翼環６１と保持環６２とが適正に位置決めされる。なお、この位置決め作業は、タービン５３の２段静翼〜４段静翼の各翼環６１について行われる。
（環状組立体取付工程）
最後に、環状組立体６０がタービン５３のタービンケーシング５５（ケーシング）に組み立てられる。
最後に、環状組立体６０がタービン５３のタービンケーシング５５（ケーシング）に組み立てられる。
上記実施形態によれば、ガイドローラ２４が嵌合溝２の対向面５を押圧することで被嵌合部材１３の基準当接面１９が基準面４に十分に当接する。これにより基準面４に対するベース部６の位置が安定するため、ベース部６に対する測定子２９の変位を測定する際の精度を高めることができる。即ち、環状組立体６０を構成する翼環６１に対する保持環６２の径方向の相対位置を測定する際の精度を高めることができる。これにより、翼環６１に対する保持環６２の組立精度を確保することができる。
また、基準面４に対するベース部６の位置が保持された状態で測定装置１を周方向に移動させることができるため、ベース部６に対する測定子２９の変位の変化を高精度に計測することができる。
また、嵌合溝２を介して測定装置１を固定することによって、翼環６１の鉛直方向上方に突起物６８がある場合においても、測定装置１を翼環６１に固定することができる。
また、遮熱環６７を固定するための嵌合溝２を測定装置１の固定に利用することによって、測定装置１のベース部６を固定するための溝を新たに加工することなく、測定装置１を翼環６１に固定することができる。
また、嵌合溝２を介して測定装置１を固定することによって、翼環６１の鉛直方向上方に突起物６８がある場合においても、測定装置１を翼環６１に固定することができる。
また、遮熱環６７を固定するための嵌合溝２を測定装置１の固定に利用することによって、測定装置１のベース部６を固定するための溝を新たに加工することなく、測定装置１を翼環６１に固定することができる。
また、シャフト部７にシャフト支持部３０を設けたことによって、シャフト部７の剛性が不足している場合においても、ダイヤルゲージ２８の測定子２９の位置を安定させることができる。
また、被嵌合部材１３を嵌合溝２に沿ってスライドさせることによって、容易にベース部６と翼環６１とを固定することができる。
また、被嵌合部材１３を嵌合溝２に沿ってスライドさせることによって、容易にベース部６と翼環６１とを固定することができる。
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等は一例であり、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、タービン５３の翼環６１と保持環６２とを有する環状組立体６０を測定対象としたが、これに限ることはなく、環状部材に周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てたものを測定対象とすることができる。
また、ベース部６と翼環６１とを接続する被嵌合部材１３を２つ設ける構成を示したが、その数は問わない。
例えば、本実施形態では、タービン５３の翼環６１と保持環６２とを有する環状組立体６０を測定対象としたが、これに限ることはなく、環状部材に周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てたものを測定対象とすることができる。
また、ベース部６と翼環６１とを接続する被嵌合部材１３を２つ設ける構成を示したが、その数は問わない。
１ 測定装置
２ 嵌合溝
３ 突条
４ 基準面
５ 対向面
６ ベース部
７ シャフト部（連結部）
８ プローブ部
１２ ベースプレート
１３ 被嵌合部材
１４ 上面
１５ 下面
１６ 接続面
１８ 背面
１９ 基準当接面（第一当接部）
２０ 締結部材
２１ 固定孔
２２ ガイド部
２４ ガイドローラ
２５ ボール（第二当接部）
２６ ジョイント
２７ プローブステー
２８ ダイヤルゲージ（測定部）
２９ 測定子（第三当接部）
３０ シャフト支持部
３１ ステー
３２ ボールキャスター
５０ ガスタービン
５１ 圧縮機
５２ 燃焼器
５３ タービン
５４ タービンロータ
５５ タービンケーシング（ケーシング）
６０ 環状組立体
６１ 翼環（環状部材）
６２ 保持環（被組立部材）
６２ａ 内周面（被測定部）
６５ シールリング
６７ 遮熱環
６８ 突起物
２ 嵌合溝
３ 突条
４ 基準面
５ 対向面
６ ベース部
７ シャフト部（連結部）
８ プローブ部
１２ ベースプレート
１３ 被嵌合部材
１４ 上面
１５ 下面
１６ 接続面
１８ 背面
１９ 基準当接面（第一当接部）
２０ 締結部材
２１ 固定孔
２２ ガイド部
２４ ガイドローラ
２５ ボール（第二当接部）
２６ ジョイント
２７ プローブステー
２８ ダイヤルゲージ（測定部）
２９ 測定子（第三当接部）
３０ シャフト支持部
３１ ステー
３２ ボールキャスター
５０ ガスタービン
５１ 圧縮機
５２ 燃焼器
５３ タービン
５４ タービンロータ
５５ タービンケーシング（ケーシング）
６０ 環状組立体
６１ 翼環（環状部材）
６２ 保持環（被組立部材）
６２ａ 内周面（被測定部）
６５ シールリング
６７ 遮熱環
６８ 突起物
Claims (8)
- 環状部材に、周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てた環状組立体における前記環状部材に対する前記被組立部材の径方向の相対位置を測定する環状組立体の測定装置であって、
前記環状部材の周方向に連続する基準面に当接し、前記基準面に沿って周方向に移動可能な第一当接部と、
前記環状部材の前記基準面と径方向反対側に向く対向面を押圧可能で、径方向に位置調整可能な第二当接部と、
前記第一当接部及び前記第二当接部を支持するベース部と、
前記被組立部材の被測定部に当接する第三当接部と、
前記第三当接部と前記ベース部とを連結する連結部と、
前記ベース部に対する前記第三当接部の変位を測定する測定部とを備え、
前記基準面と前記対向面とは対向して配置され、
前記第一当接部は、周方向に互いに離間して配置された一対のブロック状部材であり、
前記第二当接部は、前記一対のブロック状部材の間の周方向中央に配置されることを特徴とする環状組立体の測定装置。 - 前記第二当接部は、前記対向面を周方向に転動可能な球形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の環状組立体の測定装置。
- 前記基準面及び前記対向面は、前記環状部材の径方向内側に形成された溝を構成する互いに対向する径方向両側に設けられた面であり、前記ベース部は、前記第一当接部を有して前記溝に挿入されるブロック状の被嵌合部材と、前記第二当接部を有するガイドローラと、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の環状組立体の測定装置。
- 前記環状部材は、タービンの翼環であり、
前記溝は、前記タービンの遮熱環の固定に用いられる溝であることを特徴とする請求項３に記載の環状組立体の測定装置。 - 前記ベース部は、前記環状部材の中心軸方向一方側に配置されており、
前記連結部から中心軸方向他方側に延在し、その先端を前記被組立部材の中心軸方向一方側を向く面に当接させることによって、前記連結部を支持する支持部材を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の環状組立体の測定装置。 - 環状部材に、周方向に複数並ぶ被組立部材を組み立てた環状組立体における前記環状部材に対する前記被組立部材の径方向の相対位置を測定する環状組立体の測定方法であって、
前記環状部材の周方向に連続する基準面に、測定装置のベース部の第一当接部を当接させるとともに、前記環状部材の前記基準面と径方向反対側を向く対向面に、測定装置のベース部の第二当接部を押圧させるベース部配置工程と、
前記ベース部と連結されている第三当接部を、前記被組立部材の被測定部に当接させる被測定部当接工程と、
前記第一当接部が前記基準面に当接されたまま、前記基準面に沿って周方向に前記ベース部を移動させつつ、前記ベース部に対する前記第三当接部の径方向の変位を測定する変位測定工程と、を備え、
前記基準面と前記対向面とは対向して配置されており、
前記第一当接部は、周方向に互いに離間して配置された一対のブロック状部材であり、
前記第二当接部は、前記一対のブロック状部材の間の周方向中央に配置されることを特徴とする環状組立体の測定方法。 - 請求項６に記載の環状組立体の測定方法において、
前記ベース部配置工程では、前記環状部材に形成された溝の互いに対向する径方向両側の面を前記基準面及び前記対向面として、前記第一当接部を有する前記ベース部の被嵌合部材を前記溝に挿入し、
前記変位測定工程では、前記被嵌合部材を前記溝の内部で移動させることを特徴とする環状組立体の測定方法。 - 環状部材に、被組立部材を周方向に複数並べるように組み立てる環状組立体組立工程と、
請求項６又は請求項７に記載の環状組立体の測定方法により、前記環状部材に対する前記被組立部材の径方向の相対位置を測定する測定工程と、
前記測定工程による測定結果に基づいて前記環状部材に対する前記被組立部材の組立精度が確保された前記環状組立体をケーシングに組み立てる環状組立体取付工程とを備えることを特徴とする回転機械の製造方法。
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