JP6466720B2 - 静翼ブロック取付用治具 - Google Patents

Description

本発明は、タービンの翼環に静翼ブロックを取り付ける際に用いられる静翼ブロック取付用治具に関する。

ガスタービンのタービン部分において、静翼は高温・高圧環境下にさらされているため、金属疲労や腐食が生じやすく、定期的に取り外して検査やメンテナンスが行われる。

静翼は、例えば、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、静翼６１を外側シュラウド６２及び内側シュラウド６３で挟んで固定されたユニット（静翼ブロック６０）として構成されている。そして、図１０に示すように、静翼ブロック６０が静翼環５０の内側に周方向に並べて取り付けられている。

これまで静翼環５０からの静翼ブロック６０の取り外し、静翼環５０への取り付けは作業員が木槌等を用いて手作業で行われており、作業性が悪く、多大な労力と時間が必要であるとともに、取り付け精度にも難があった。

また、静翼ブロックの着脱用治具として、例えば、特許文献１、２が知られている。特許文献１，２の着脱用治具は、ガイドレール、油圧シリンダ等を組み合わせた構成であり、静翼ブロックを静翼環の周方向に移動させる装置である。

特開２００２−３７１８０５号公報 特開２００６−２５７９６６号公報

特許文献１，２の着脱用治具では、周方向へ静翼ブロックを移動させることができるものの、静翼ブロックを静翼環の軸方向の位置調節に関しては何ら記載されていない。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、静翼ブロックを静翼環に取り付ける際、静翼環の軸方向への位置調節が可能な静翼ブロック取付用治具を提供することにある。

本発明に係る静翼ブロック取付用治具は、
外側シュラウド及び内側シュラウドに静翼が固定された静翼ブロックを静翼環に取り付ける際に用いられる静翼ブロック取付用治具であって、
前記静翼環に取り付けられて固定される固定部材と、
前記固定部材に積層され、接続部材を介して接続されたアーム部材と、
前記アーム部材に設置され、前記外側シュラウドのフランジを前記静翼環の軸方向に押圧して、前記静翼環の軸方向への前記静翼ブロックの位置調節をする押圧部材と、を備える、
ことを特徴とする。

また、前記アーム部材が前記接続部材を軸にして回転可能であり、前記固定部材との角度が調整可能であることが好ましい。

また、前記アーム部材が接続部材を介し、前記固定部材に対してスライド可能であり、前記固定部材から前記押圧部材までの距離が調整可能であることが好ましい。

また、前記押圧部材は、前記アーム部材に形成された螺合穴に螺合したボルトであり、
前記ボルトがねじ込まれることによって前記静翼ブロックを押圧してもよい。

また、前記螺合穴が前記アーム部材の長手方向に沿って複数形成されていてもよい。

本発明に係る静翼ブロック取付用治具では、静翼ブロックを静翼環に取り付ける際、静翼環の軸方向への位置調節が可能である。

静翼ブロック取付用治具の平面図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である。 静翼ブロック取付用治具のアーム部材が固定部材に対して回転、スライドしている状態を示す平面図である。 静翼ブロック取付用治具を用いて静翼環に静翼ブロックを取り付ける様子を示す図であり、図４（Ａ）は図１０に示すＡ−Ａ’方向を見た図、図４（Ｂ）は静翼環を上流側から見た図である。 静翼ブロック取付用治具を用いて静翼環に静翼ブロックを取り付ける様子を示す図であり、図５（Ａ）は図１０に示すＡ−Ａ’方向を見た図、図５（Ｂ）は静翼環を上流側から見た図である。 静翼ブロック取付用治具を用いて静翼環に静翼ブロックを取り付ける様子を示す図であり、図１０に示すＡ−Ａ’方向を見た図である。 静翼ブロック取付用治具を用いて静翼環に静翼ブロックを取り付ける様子を示す図であり、図１０に示すＡ−Ａ’方向を見た図である。 他の形態に係る静翼ブロック取付用治具の斜視図である。 静翼ブロックの斜視図（図９（Ａ））及び側面図（図９（Ｂ））である。 静翼ブロックが取り付けられた静翼環を上流側から見た図である。

本実施の形態に係る静翼ブロック取付用治具１は、図１、２に示すように、固定部材１０と、アーム部材２０と、接続部材３０と、押圧部材４０を備える。

静翼ブロック取付用治具１は、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す静翼ブロック６０を、図１０に示すガスタービンの静翼環５０に取り付ける際に用いられる治具である。

静翼ブロック６０は、例えば、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、静翼６１は外側シュラウド６２と内側シュラウド６３に挟まれて固定された構造をしている。この静翼ブロック６０において、外側シュラウド６２は、フランジ６２ａ、６２ｃを有している。フランジ６２ａにはトルクピン係合部６２ｂを有している。フランジ６２ｃは、トルクピン係合部６２ｄ、Ｅシール押さえ部６２ｅを有する。また、内側シュラウド６３は、フランジ６３ａ、６３ｂを有し、フランジ６３ｂにはトルクプレートに連結されるトルクプレート係合部６３ｃが形成されている。

固定部材１０は、静翼環５０の端面に固定される部材である。固定部材１０は板状の部材から構成される。例えば、第１段静翼の静翼環５０の端面は、燃焼器の尾筒に連結されるため、静翼環５０の端面には、燃焼器の尾筒との連結に利用される連結用ボルト穴５１が形成されている。固定部材１０は、この静翼環５０の端面に形成されている連結用ボルト穴５１へ螺合される連結ボルトが挿入される静翼環固定用穴１２が２つ形成されている。静翼環固定用穴１２の間隔は、静翼環５０の端面の連結用ボルト穴５１の間隔に一致するよう形成されている。また、固定部材１０には、接続部材３０が挿入される接続部材連結穴１１が形成されている。

アーム部材２０は、接続部材３０を介して固定部材１０に一部が積層されて取り付けられている。アーム部材２０には、押圧部材４０が螺合する押圧部材螺合穴２２が形成されている。ここでは、押圧部材螺合穴２２は、アーム部材２０の長手方向に沿って２つ形成されている。また、アーム部材２０には、長手方向に沿って接続部材連結穴２１が形成されている。接続部材連結穴２１によって、アーム部材２０がスライド可能に構成されているので、押圧部材螺合穴２２と固定部材１０との距離を調節することが可能である。

接続部材３０は、固定部材１０とアーム部材２０とが、外れてしまわぬように接続する部材であり、固定部材１０の接続部材連結穴１１とアーム部材２０の接続部材連結穴２１を貫通し、固定部材１０、アーム部材２０がそれぞれスライド、回転可能なように挿入されている。

押圧部材４０は、アーム部材２０の押圧部材螺合穴２２に螺合するボルトであり、回転させることにより長手方向に移動する。

このような構成により、図３に示すように、接続部材３０を支軸にして、アーム部材２０は回転可能である。また、アーム部材２０はスライド可能である。

続いて、静翼ブロック取付用治具１を用いた静翼環５０への静翼ブロック６０の取り付けについて説明する。まず、図４に示すように、静翼環５０の内側に静翼ブロック６０を配置する。

また、静翼環５０の所定位置に、Ｅシール５６が配置される。Ｅシール５６はステンレス等の板状部材が断面Ｅ字形状に折り曲げられて形成されている。Ｅシールは力が加わることによって収縮して（潰れて）、復元しようとする弾性力で静翼ブロック６０の外側シュラウド６２のフランジ６２ｃと静翼環５０とに密着し、シーリングを行うものである。

そして、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、静翼ブロック取付用治具１を静翼環５０に固定する。静翼環５０の端面に形成されている連結用ボルト穴５１に静翼環固定用穴１２の位置を合わせ、固定用ボルト１３にて、固定部材１０を静翼環５０の端面に固定する。

そして、押圧部材４０の先端が外側シュラウド６２のフランジ６２ｃを押圧できる位置に合わせる。この位置合わせは、アーム部材２０の回転、スライド、或いは、押圧部材４０を螺合する押圧部材螺合穴２２の変更等により適宜調節して行われる。

位置調整後、図６に示すように、押圧部材４０を回転させることにより、押圧部材４０が外側シュラウド６２のフランジ６２ｃを押圧する。フランジ６２ｃのＥシール押さえ部６２ｅがＥシール５６を潰しながら、静翼ブロック６０が押し込まれていく。

そして、図７に示すように、フランジ６２ａ、６２ｃに形成されているトルクピン係合部６２ｂ、６２ｄが静翼環５０に形成されているトルクピン穴５２、５３の位置に一致するまで、静翼ブロック６０を押し込む。

そして、静翼環５０の外周面からトルクピン５４、５５をそれぞれ打ち込むことによって、静翼環５０に静翼ブロック６０が固定される。また、静翼ブロック６０の内側シュラウド６３のフランジ６３ｂに形成されているトルクプレート係合部６３ｃは、不図示のトルクプレートに係合される。

そして、取り付けられた静翼ブロック６０の隣に他の静翼ブロック６０を配置して、上記と同様に静翼環５０に取り付けていく。この際、アーム部材２０が接続部材３０を支軸に回転可能であること、また、押圧部材４０と接続部材３０との距離を調節することができることから、押圧部材４０が他の静翼ブロック６０のフランジ６２ｃに届くのであれば、固定部材１０を取り外さなくても、そのまま他の静翼ブロック６０の取り付けを行うことが可能である。以上のようにして、静翼環５０に静翼ブロック６０が取り付けられていく。

静翼ブロック６０を静翼環５０に取り付ける際、静翼ブロック６０を静翼環５０の軸方向へ押し込むとＥシール５６の反力がかかることから、トルクピン係合部６２ｂ、６２ｄの位置をトルクピン穴５２、５３の位置に合わせることが困難であった。本実施の形態に係る静翼ブロック取付用治具１では、静翼ブロック６０を静翼環５０の軸方向に押し込むことができるので、容易にトルクピン係合部６２ｂ、６２ｄの位置をトルクピン穴５２、５３の位置に合わせることができ、取付精度の向上が実現できる。

また、これまで作業員が手作業で行っていた場合、静翼ブロック６０を取り付けるのに３人程度要していたが、一人でも取り付け可能であり、作業時間の短縮、作業コストの低減にもつながる。

また、アーム部材２０には負荷がかかることから、高い機械的強度を備えていることが好ましい。例えば、図８に示すように、アーム部材２０の長手方向の両側部が折り返された構造により、機械的強度を持たせた形態が挙げられる。

１ 静翼ブロック取付用治具
２ 静翼ブロック取付用治具
１０ 固定部材
１１ 接続部材連結穴
１２ 静翼環固定用穴
１３ 固定用ボルト
２０ アーム部材
２１ 接続部材連結穴
２２ 押圧部材螺合穴
３０ 接続部材
４０ 押圧部材
５０ 静翼環
５１ 連結用ボルト穴
５２ トルクピン穴
５３ トルクピン穴
５４ トルクピン
５５ トルクピン
５６ Ｅシール
６０ 静翼ブロック
６１ 静翼
６２ 外側シュラウド
６２ａ フランジ
６２ｂ トルクピン係合部
６２ｃ フランジ
６２ｄ トルクピン係合部
６２ｅ Ｅシール押さえ部
６３ 内側シュラウド
６３ａ フランジ
６３ｂ フランジ
６３ｃ トルクプレート係合部

Claims (5)

1. 外側シュラウド及び内側シュラウドに静翼が固定された静翼ブロックを静翼環に取り付ける際に用いられる静翼ブロック取付用治具であって、
   前記静翼環に取り付けられて固定される固定部材と、
   前記固定部材に積層され、接続部材を介して接続されたアーム部材と、
   前記アーム部材に設置され、前記外側シュラウドのフランジを前記静翼環の軸方向に押圧して、前記静翼環の軸方向への前記静翼ブロックの位置調節をする押圧部材と、を備える、
   ことを特徴とする静翼ブロック取付用治具。
2. 前記アーム部材が前記接続部材を軸にして回転可能であり、前記固定部材との角度が調整可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の静翼ブロック取付用治具。
3. 前記アーム部材が接続部材を介し、前記固定部材に対してスライド可能であり、前記固定部材から前記押圧部材までの距離が調整可能である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の静翼ブロック取付用治具。
4. 前記押圧部材は、前記アーム部材に形成された螺合穴に螺合したボルトであり、
   前記ボルトがねじ込まれることによって前記静翼ブロックを押圧する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の静翼ブロック取付用治具。
5. 前記螺合穴が前記アーム部材の長手方向に沿って複数形成されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の静翼ブロック取付用治具。

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