JP6547534B2 - Axial flow machine disassembly method - Google Patents
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Description
本発明は、軸流機械の分解方法に関するものである。 The present invention relates to an axial flow machine disassembly method.
軸流機械は、流体の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換する軸流式圧縮機や、流体の運動エネルギーを回転軸やファンを回転させる回転エネルギーに変換する軸流タービンとしてよく知られている。軸流機械は、動翼を外周面に有する回転軸と、回転軸を囲い、回転軸が延びる軸方向で動翼と対向する静翼を内周面に有する筒状のケーシングと、を備えている(例えば、下記特許文献1参照)。 Axial flow machines are well known as axial flow compressors that convert kinetic energy of fluid to pressure energy, and axial flow turbines that convert kinetic energy of fluid to rotational energy that rotates a rotating shaft or a fan. The axial flow machine includes a rotating shaft having a moving blade on the outer peripheral surface, and a cylindrical casing having an inner peripheral surface having a stationary blade facing the moving blade in an axial direction surrounding the rotating shaft and extending the rotating shaft. (For example, refer to the following patent document 1).
ところで、従来のケーシングは、組立・分解を可能にするために、回転軸が延びる軸方向において複数の筒状のケーシングに分割可能な構造と、軸方向と直交する水平方向(径方向)において半割れのケーシングに分割可能な構造と、を有する。軸方向に分割する構造では、一列の静翼毎にケーシングを分割しなければならず、分割したケーシングを軸方向で締結するためには、フランジや締結部品を多数必要とし、重量が大きくなるという問題がある。また、水平方向に分割する構造では、ケーシングが半割れとなって耐圧性が低くなると共に、ケーシングが楕円変形し易く、クリアランスを十分に確保しないと静翼が動翼と接触してしまう、という問題がある。 By the way, the conventional casing has a structure that can be divided into a plurality of cylindrical casings in the axial direction in which the rotation axis extends, and a half in the horizontal direction (radial direction) orthogonal to the axial direction in order to enable assembly and disassembly. And the structure which can be divided | segmented into the casing of a crack. In the case of an axially divided structure, the casing must be divided for each row of vanes, and in order to fasten the divided casing in the axial direction, a large number of flanges and fastening parts are required, resulting in an increase in weight. There's a problem. In addition, in the case of the structure divided in the horizontal direction, the casing is broken in half and the pressure resistance is lowered, and the casing is easily elliptically deformed, and if the clearance is not sufficiently secured, the stationary blade contacts the moving blade. There's a problem.
そこで、本願発明者は、静翼を複数の静翼セグメントから形成し、ケーシングの外周面に静翼セグメントを挿脱可能な挿脱口を設け、また、ケーシングの内周面に静翼セグメントを案内する案内溝を設け、ケーシングに複数列の静翼を保持させることで組立・分解を可能にしながら上記問題を解決する構造を考えた。しかしながら、この構造を採用した場合、例えば、定期的に行われる軸流機械のメンテナンスの際に、ケーシングから回転軸を引き出すために静翼を挿脱口から取り出す工程が手間なため、軸流機械の分解作業に時間がかかる、という問題がある。 Therefore, the inventor of the present application forms the stator vanes from a plurality of stator vane segments, provides an insertion / removal port capable of inserting and removing the stator vane segments on the outer peripheral surface of the casing, and guides the stator vane segments on the inner peripheral surface of the casing. The present invention has considered a structure that solves the above-mentioned problems while allowing the assembly and disassembly by providing a guide groove for holding and holding a plurality of rows of stator blades in the casing. However, when this structure is adopted, for example, in the case of periodical maintenance of an axial flow machine, the process of taking out the stationary blade from the insertion / removal opening for pulling out the rotary shaft from the casing is troublesome. There is a problem that it takes time to disassemble.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、分解作業にかかる時間を短縮することができる軸流機械の分解方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an axial flow machine disassembling method capable of shortening the time required for the disassembling operation.
上記の課題を解決するために、本発明は、動翼を外周面に有する回転軸と、前記回転軸を囲い、前記回転軸が延びる軸方向で前記動翼と対向する静翼を内周面に有する筒状のケーシングと、を備える軸流機械の分解方法であって、前記静翼は、複数の静翼セグメントから形成され、前記ケーシングは、外周面に開口し、前記静翼セグメントを挿脱可能な挿脱口と、前記挿脱口を介して挿入された前記静翼セグメントを内周面に沿って案内する案内溝と、を備えており、前記挿脱口を介して、前記静翼セグメントと、前記案内溝に係合可能なフック部を備えて前記動翼と軸方向で対向しない平板状の静翼ダミーと、を入れ換える入換工程と、前記入換工程の後、前記案内溝に係合する前記静翼ダミー及び前記静翼セグメントを前記ケーシングの内周面に沿って移動させ、次の前記静翼セグメントを前記挿脱口と対向する位置に移動させる移動工程と、を交互に繰り返し、前記静翼セグメントの全てを前記静翼ダミーと入れ換えた後、前記回転軸及び前記ケーシングの一方から他方を軸方向で取り外す、という手法を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention has a rotating shaft having moving blades on its outer peripheral surface, and an inner peripheral surface which surrounds the rotating shaft and which faces the moving blades in the axial direction in which the rotating shaft extends. And the casing is formed of a plurality of stator vane segments, the casing is open to the outer peripheral surface, and the stator vane segment is inserted. And a guide groove for guiding the stationary vane segment inserted through the insertion and removal opening along the inner circumferential surface, and the stationary vane segment and the stationary vane segment through the insertion and removal opening. And a hooking step engageable with the guide groove to replace the flat-plate stationary vane dummy not axially opposed to the moving blade, and after the switching step, engaging with the guide groove The stationary vane dummy and the stationary vane segment A moving step of moving along the circumferential surface and moving the next stationary vane segment to a position opposite to the insertion and removal opening is alternately repeated, and after replacing all of the stationary vane segments with the stationary vane dummy, A method is employed in which one of the rotating shaft and the casing is axially removed from the other.
また、本発明においては、前記静翼セグメントは、前記案内溝に係合可能なフック部を備えるシュラウド部と、前記シュラウド部に支持される翼部と、を備えており、前記静翼ダミーは、前記シュラウド部に対応した形状を有する、という手法を採用する。 Further, in the present invention, the stator vane segment includes a shroud portion provided with a hook portion engageable with the guide groove, and a wing portion supported by the shroud portion, and the stator vane dummy is The method of having a shape corresponding to the shroud portion is adopted.
また、本発明においては、前記静翼ダミーは、前記案内溝に係合したときに、前記ケーシングの内周面に沿う周方向において間隔をあけて配置される複数の貫通口を備えており、前記移動工程では、前記複数の貫通口を用いて、前記案内溝に係合する前記静翼ダミー及び前記静翼セグメントを前記ケーシングの内周面に沿って移動させる、という手法を採用する。 Further, in the present invention, the stator vane dummy includes a plurality of through holes arranged at intervals in the circumferential direction along the inner circumferential surface of the casing when engaged with the guide groove, In the moving step, the method of moving the stationary blade dummy and the stationary blade segment engaged with the guide groove along the inner circumferential surface of the casing using the plurality of through holes is adopted.
また、本発明においては、前記静翼ダミー及び前記静翼セグメントの前記ケーシングの内周面に沿う周方向における端面は、前記軸方向と平行なフラット部を含む、という手法を採用する。 Further, in the present invention, a method is adopted in which the end face in the circumferential direction along the inner circumferential surface of the casing of the stationary blade dummy and the stationary blade segment includes a flat portion parallel to the axial direction.
また、本発明においては、前記フラット部は、前記軸方向において間隔をあけて複数設けられている、という手法を採用する。 Further, in the present invention, a method is adopted in which a plurality of flat portions are provided at intervals in the axial direction.
本発明では、ケーシングの外周面に開口する挿脱口から、静翼セグメントを取り外し、静翼セグメントを取り外した空間に、静翼ダミーを挿入する。静翼ダミーは、静翼セグメントをケーシングの内周面に沿って案内する案内溝に係合可能なフック部を備えており、静翼セグメントと入れ換えることができる。静翼セグメントを静翼ダミーに入れ換えたら、案内溝に係合する静翼ダミー及び静翼セグメントをケーシングの内周面に沿って移動させ、次の静翼セグメントを挿脱口と対向する位置に移動させ、次の静翼セグメントを静翼ダミーに入れ換える。このようにして、静翼セグメントの全てを、軸方向で動翼と干渉しない平板状の静翼ダミーに置き換えることで、ケーシングから回転軸を容易に引き出すことができる。
したがって、本発明によれば、分解作業にかかる時間を短縮することができる。
In the present invention, the stator vane segment is removed from the insertion / removal opening opened in the outer peripheral surface of the casing, and the stator vane dummy is inserted into the space from which the stator vane segment is removed. The vane dummy includes hooks engageable with guide grooves for guiding the vane segments along the inner circumferential surface of the casing, and can be replaced with the vane segments. After replacing the vane segment with a vane dummy, move the vane dummy and vane segment engaged with the guide groove along the inner circumferential surface of the casing, and move the next vane segment to a position facing the insertion and removal port And replace the next stator vane segment with a stator vane dummy. In this way, the rotary shaft can be easily pulled out of the casing by replacing all of the stator vane segments with flat vane-shaped stator dummy that does not interfere with the blades in the axial direction.
Therefore, according to the present invention, the time taken for the disassembling operation can be shortened.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明の軸流機械として、ジェットエンジンを例示する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a jet engine is illustrated as an axial flow machine of the present invention.
(第1実施形態)
以下の説明においては、空気の流れ方向を基準とし、図1の左側を上流側、図1の右側を下流側と称する。
図1に示すように、ジェットエンジン1は、ファンカウル2と、コアカウル3と、ファンユニット4と、低圧圧縮機5と、高圧圧縮機6と、燃焼器7と、高圧タービン8と、低圧タービン9と、シャフト10(回転軸)と、主ノズル11と、センターベントチューブ12と、を備えている。
First Embodiment
In the following description, the left side of FIG. 1 is referred to as the upstream side, and the right side of FIG. 1 is referred to as the downstream side, with reference to the air flow direction.
As shown in FIG. 1, the jet engine 1 includes a
ファンカウル2は、上流側の端部と下流側の端部とが開口された略円筒形状の部材であり、内部にファンユニット4等を収容する。また、ファンカウル2は、当該ファンカウル2と同心状に配置されるコアカウル3の上流側を囲っており、不図示の支持部によってコアカウル3に支持されている。このファンカウル2は、上流側の開口から内部に外気を取り込み、取り込んだ外気をコアカウル3に向けて下流側に案内する。コアカウル3は、ファンカウル2よりも小径であり、上流側の端部と下流側の端部とが開口された略円筒形状の部材である。このコアカウル3は、低圧圧縮機5、高圧圧縮機6、燃焼器7、高圧タービン8、低圧タービン9及びシャフト10等を内部に収容している。なお、これらのファンカウル2及びコアカウル3は、不図示のパイロンにより航空機の機体に取り付けられている。
The
また、コアカウル3の内部には、流路(以下、コア流路と称する)が形成されており、燃焼器7よりも上流側が燃焼器7に供給される空気の流路、燃焼器7よりも下流側が燃焼器7で生成された燃焼ガスの流路となる。また、ファンカウル2とコアカウル3と間の空間は、ファンカウル2に取り込まれた空気のうち、コア流路に取り込まれなかった残りの空気を外部に排気するためのバイパス流路となっている。
Further, a flow passage (hereinafter referred to as a core flow passage) is formed inside the core cowl 3, and a flow passage of air supplied to the combustor 7 on the upstream side of the combustor 7 and a flow passage of the combustor 7. The downstream side is a flow path of the combustion gas generated by the combustor 7. Further, the space between the
ファンユニット4は、シャフト10に固定される複数のファン動翼4aと、バイパス流路に配置されるファン静翼4bとを有している。ファン動翼4aは、シャフト10の回転に伴って空気を下流に向けて圧送する。また、ファン静翼4bは、バイパス流路を流れる空気を整流する。シャフト10は、径方向内側の第1シャフト10aと、第1シャフト10aを囲うように径方向外側に配置される第2シャフト10bとによって構成されている。ファン動翼4aは、このようなシャフト10の第1シャフト10aに固定されている。
The fan unit 4 has a plurality of
低圧圧縮機5は、高圧圧縮機6よりも上流側に配置されており、コア流路の流れ方向に沿って交互に複数配列される静翼5aと動翼5bとを有している。静翼5aは、コアカウル3の内壁に固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。動翼5bは、シャフト10の第1シャフト10aに固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。このような低圧圧縮機5は、動翼5bが第1シャフト10aによって回転駆動されることで、コア流路に取り込まれた空気を圧縮する。
The low pressure compressor 5 is disposed on the upstream side of the high pressure compressor 6 and has a plurality of
高圧圧縮機6は、低圧圧縮機5の下流側に配置され、低圧圧縮機5と略同一の構成とされている。つまり、高圧圧縮機6は、コア流路の流れ方向に沿って交互に複数配列される静翼6aと動翼6bとを有している。静翼6aは、コアカウル3の内壁に固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。動翼6bは、シャフト10の第2シャフト10bに固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。このような高圧圧縮機6は、動翼6bが第2シャフト10bによって回転駆動されることで、低圧圧縮機5によって圧縮された空気をさらに圧縮する。
The high pressure compressor 6 is disposed downstream of the low pressure compressor 5 and has substantially the same configuration as the low pressure compressor 5. That is, the high pressure compressor 6 has the
燃焼器7は、高圧圧縮機6の下流側に配置されており、高圧圧縮機6から送り込まれる圧縮空気と、不図示のインジェクタから供給される燃料との混合気を燃焼することによって燃焼ガスを生成する。例えば、燃焼器7では、インジェクタから供給される燃料の流量が電子制御されている。これによって燃焼ガスの生成量(すなわちジェットエンジン1の推力)の調整が行われる。 The combustor 7 is disposed downstream of the high pressure compressor 6, and burns a combustion gas by burning a mixture of compressed air fed from the high pressure compressor 6 and fuel supplied from an injector (not shown). Generate For example, in the combustor 7, the flow rate of fuel supplied from the injector is electronically controlled. As a result, the amount of generated combustion gas (that is, the thrust of the jet engine 1) is adjusted.
高圧タービン8は、燃焼器7の下流側に配置されており、コア流路の流れ方向に沿って交互に複数配列される静翼8aと動翼8bとを有している。静翼8aは、コアカウル3の内壁に固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。動翼8bは、シャフト10の第2シャフト10bに固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。このような高圧タービン8は、静翼8aで燃焼ガスを整流しつつ動翼8bで燃焼ガスを受けることにより、第2シャフト10bを回転させる。
The high pressure turbine 8 is disposed on the downstream side of the combustor 7, and includes a plurality of
低圧タービン9は、高圧タービン8の下流側に配置され、高圧タービン8と略同一の構成とされている。つまり、低圧タービン9は、コア流路の流れ方向に沿って交互に複数配列される静翼9aと動翼9bとを有している。静翼9aは、コアカウル3の内壁に固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。動翼9bは、シャフト10の第1シャフト10aに固定され、シャフト10を中心として環状に複数配列されている。このような高圧タービン8は、静翼9aで燃焼ガスを整流しつつ動翼9bで燃焼ガスを受けることにより、第1シャフト10aを回転させる。
The
シャフト10は、上述のように、径方向内側の第1シャフト10aと径方向外側の第2シャフト10bとによって構成されている。第1シャフト10aは、ファンユニット4のファン動翼4aから低圧タービン9の動翼9bに到達する長さを有し、上流側寄りにファンユニット4のファン動翼4a及び低圧圧縮機5の動翼5bが設けられ、下流側寄りに低圧タービン9の動翼9bが設けられている。この第1シャフト10aは、上流側の端部と下流側の端部とが開放された筒状とされており、内部にセンターベントチューブ12を収容する。また、この第1シャフト10aは、狭窄部10a1を有している。この狭窄部10a1は、半径方向内側に膨出することによって内部の開口面積を小さくする部位であり、センターベントチューブ12の先端部が固定されている。このような第1シャフト10aは、低圧タービン9の動翼9bによって回転され、その回転動力をファンユニット4のファン動翼4aと低圧圧縮機5の動翼5bとに伝達する。
As described above, the
第2シャフト10bは、高圧圧縮機6の動翼6bから高圧タービン8の動翼8bに到達する長さを有し、上流側寄りに高圧圧縮機6の動翼6bが設けられ、下流側寄りに高圧タービン8の動翼8bが設けられている。この第2シャフト10bは、第1シャフト10aを半径方向外側から囲う筒状とされており、第1シャフト10aと同心状に設けられている。このような第2シャフト10bは、高圧タービン8の動翼8bによって回転され、その回転動力を高圧圧縮機6の動翼6bに伝達する。
The
主ノズル11は、低圧タービン9のさらに下流側に設けられ、ジェットエンジン1の最下流に設けられる開口である。この主ノズル11は、ジェットエンジン1の後方に向けて低圧タービン9を通過した燃焼ガスを噴射する。この主ノズル11から燃焼ガスが噴射される際の反作用によって推力が得られる。
The
センターベントチューブ12は、上流側の端部と下流側の端部とが開放された直管であり、第1シャフト10aの内部に挿通されている。このセンターベントチューブ12は、先端が第1シャフト10aの狭窄部10a1により固定されており、第1シャフト10aの回転に伴って回転する。このようなセンターベントチューブ12は、不図示の軸受等で用いられた潤滑油を、油溜めから空気と共に主ノズル11側に排気する。
The
このような構成を有するジェットエンジン1においては、ファンユニット4のファン動翼4aの回転駆動によって取り込まれた空気の一部が低圧圧縮機5及び高圧圧縮機6によって二段圧縮され、これによって生成された圧縮空気と燃料とが燃焼器7において燃焼されることで燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスが高圧タービン8及び低圧タービン9を通過することによってシャフト10が回転駆動され、さらには主ノズル11から後方に噴射されることによって推進力が得られる。また、センターベントチューブ12は、潤滑油を含む空気を主ノズル11側に排気する。
In the jet engine 1 having such a configuration, a portion of the air taken in by the rotational drive of the
図2に示すケーシング20は、例えば、図1に示すコアカウル3の上流側の内周壁部を形成するものである。ケーシング20は、筒状に形成されており、シャフト10の外周面に設けられた動翼5bとシャフト10が延びる軸方向で対向する静翼5aを内周面20aに有する。
The
ケーシング20は、内周面20aと外周面20bとを有し、軸方向における両側が開口している。ケーシング20の軸方向に開口する少なくとも一方側には、図示しない他のケーシングとボルトを介して軸方向で連結するためのフランジ部21が設けられている。ケーシング20の内周面20aには、少なくとも1列の静翼5a(図2において簡略化して示している)が設けられている。なお、ケーシング20に複数列の静翼5aを設ける場合には、静翼5aを軸方向に間隔をあけて配列する。
The
静翼5aは、複数の静翼セグメント30から形成されている。静翼セグメント30は、翼部31と、第1シュラウド部32(シュラウド部)と、第2シュラウド部33と、を備える。翼部31は、第1シュラウド部32と第2シュラウド部33との間に複数配列されている。複数の翼部31は、第1シュラウド部32及び第2シュラウド部33に対して一体的に固定されている。第1シュラウド部32は、図5に示すように、案内溝27に係合可能なフック部34を備える。図2に示すように、第1シュラウド部31は、径方向外側に配置され、第2シュラウド部33は、径方向内側に配置される。
The
ケーシング20は、図2に示すように、外周面20bに開口し、静翼セグメント30を挿脱可能な挿脱口22を備える。挿脱口22は、径方向外側から視た静翼セグメント30の第1シュラウド部32の外形よりも僅かに大きく形成されている。静翼セグメント30は、挿脱口22を介して一つずつケーシング20に対して挿脱可能とされている。挿脱口22の大きさを、静翼セグメント30が一つ通れるほどの最小限の大きさにすることで、ケーシング20の耐圧性が低くなることを防止することができる。
As shown in FIG. 2, the
挿脱口22の周りには、枠部23が設けられている。枠部23は、ケーシング20の外周面20bに対し径方向に立設している。枠部23の上面には、ネジ孔が複数形成されている。枠部23には、ボルト24を介して蓋部25が固定される。蓋部25は、挿脱口22を覆う板状に形成されている。蓋部25の縁部には、ボルト24が挿通される挿通口25aが形成されている。蓋部25は、図4に示すように、枠部23の内壁部に係合し、且つ、静翼セグメント30の第1シュラウド部32に径方向外側から当接する構成となっている。なお、蓋部25と枠部23との間には、不図示のガスケットを設けてもよい。また、蓋部25は、ボルト24以外の他の方法でケーシング20に固定してもよい。
A
また、ケーシング20は、図4及び図5に示すように、挿脱口22を介して挿入された静翼セグメント30を内周面20aに沿って案内する案内溝27を備える。案内溝27は、図5に示すように、蟻溝状の断面を有する。案内溝27は、軸方向において突出した先端部が隙間をあけて対向する一対の案内部27aを有する。一対の案内部27aは、挿脱口22が設けられる位置からケーシング20の内周面20aに沿って周方向に環状に設けられている。
In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, the
一対の案内部27aの間には、開口部27bが形成されている。軸方向における開口部27bの幅は、静翼セグメント30の第1シュラウド部32の最大幅よりも小さく、静翼セグメント30の翼部31及び第2シュラウド部33の最大幅よりも大きい。このため、静翼セグメント30の第1シュラウド部32は、一対の案内部27aに係合し、静翼セグメント30の翼部31及び第2シュラウド部33は、開口部27bからケーシング20の内側に突出する。これにより、静翼セグメント30は、ケーシング20の内側への落下が規制された状態で案内溝27に係合する。
An
一方、第1シュラウド部32のフック部34を収容する案内溝27の空間部28(一対の案内部27aの上面から案内溝27の底面までの空間部)の径方向における大きさは、第1シュラウド部32のフック部34の厚みに等しいか若干大きい。このため、静翼セグメント30は、第1シュラウド部32が案内溝27に摺動可能に保持された状態で、ケーシング20の周方向に移動することが可能な構成となっている。
On the other hand, the size in the radial direction of the space 28 (the space from the upper surface of the pair of
上記構成のケーシング20によれば、図2に示すように、シャフト10が挿し込まれた状態で、ケーシング20の外周面20bに開口する挿脱口22から、静翼セグメント30を挿入し、挿入した静翼セグメント30を案内溝27によって内周面20aに沿って周方向に移動させ、静翼セグメント30の挿入と移動を繰り返すことによって、内周面20aに沿って環状に静翼5aを配列することが可能となる。この構成によれば、ケーシング20が軽量且つ高強度になり、ジェットエンジン1の効率を向上させることが可能となる。
According to the
ところで、ジェットエンジン1は、定期的なメンテナンスを行うために、上記のように組み立てられたケーシング20からシャフト10を引き出して分解する必要がある。
次に、上記構成のケーシング20からシャフト10を引き出すために使用する静翼ダミー40について図6及び図7を参照して説明する。
By the way, the jet engine 1 needs to pull out the
Next, the
静翼ダミー40は、図6に示すように、静翼セグメント30から翼部31及び第2シュラウド部33を除いた形状、すなわち第1シュラウド部32に対応した形状を有している。具体的に、静翼ダミー40は、平板状に形成され、案内溝27に係合可能なフック部41を備える。
As shown in FIG. 6, the
静翼ダミー40を径方向外側から視た外形は、第1シュラウド部32を径方向外側から視た外形に等しい。このため、静翼ダミー40は、挿脱口22を介して一つずつケーシング20に対して挿脱可能とされている。なお、図7に示す静翼ダミー40のフック部41の形状は、図4及び図5に示す第1シュラウド部32のフック部34の形状に等しいが、静翼ダミー40は、静翼セグメント30のようにケーシング20に対しガタツキ無く固定する必要は無いため、静翼ダミー40のフック部41の厚みは、第1シュラウド部32のフック部34の厚みより小さくてもよい。
The outer shape of the
また、静翼ダミー40は、案内溝27に係合したときに、ケーシング20の内周面20aに沿う周方向において間隔をあけて配置される複数の貫通口42を備える(図6参照)。貫通口42は、径方向外側から視て円形に形成されている。
上記構成の静翼ダミー40は、第1シュラウド部32に対応した形状を有しており、第1シュラウド部32は軸方向で動翼5bと対向せず、静翼ダミー40も図7に示すように案内溝27に係合したときは軸方向で動翼5bと対向しないようになっている。この静翼ダミー40は、静翼セグメント30よりも安価な材料(例えば、鉄材等の安価な金属、ポリテトラフルオロエチレン等の摺動性の良い樹脂材等)から形成することができる。
In addition, the
The
続いて、上記構成の静翼ダミー40を使用してケーシング20からシャフト10を引き出す本手法(軸流機械の分解方法)について、図8〜図10を参照して説明する。
Subsequently, the present method (a method of disassembling an axial flow machine) for drawing out the
本手法では、図8(a)及び図8(b)に示すように、ケーシング20の挿脱口22を介して、静翼セグメント30と静翼ダミー40とを入れ換える(入換工程)。
具体的に、この入換工程では、先ず、ボルト24を取り外して蓋部25を開け、ケーシング20の挿脱口22を露出させる。次に、図8(a)に示すように、挿脱口22と対向する位置にある静翼セグメント30を取り外す。そして、図8(b)に示すように、静翼セグメント30を取り外した空間に静翼ダミー40を挿入する。静翼ダミー40は、静翼セグメント30をケーシング20の内周面20aに沿って案内する案内溝27に係合可能なフック部41(図7参照)を備えており、静翼セグメント30と入れ換えることができる。
In the present method, as shown in FIGS. 8A and 8B, the
Specifically, in the replacement step, first, the
上記入換工程の後、本手法では、図9(a)に示すように、案内溝27に係合する静翼ダミー40及び静翼セグメント30をケーシング20の内周面20aに沿って移動させ、次の静翼セグメント30を挿脱口22と対向する位置に移動させる(移動工程)。
具体的には、移動工程では、静翼ダミー40に設けられた複数の貫通口42(図6参照)を用いて、案内溝27に係合する静翼ダミー40及び静翼セグメント30をケーシング20の内周面20aに沿って移動させる。すなわち、複数の貫通口42は、ケーシング20の内周面20aに沿う周方向において間隔をあけて配置されており、貫通口42を介して静翼ダミー40を把持、若しくは貫通口42に治具等を挿し込むことにより、静翼ダミー40を周方向に容易に押し込むことができる。
After the replacement step, in the present method, as shown in FIG. 9A, the
Specifically, in the moving step, the
静翼ダミー40を周方向に押し込むと、図9(a)に示すように、反対側から次の静翼セグメント30が挿脱口22と対向する位置に押し出される。これにより、図9(b)に示すように、挿脱口22と対向する位置にある次の静翼セグメント30を取り外すことができる。その後、図8(b)と同様に、次の静翼セグメント30を取り外した空間に静翼ダミー40を挿入し、また、図9(a)と同様に、静翼ダミー40及び静翼セグメント30をケーシング20の内周面20aに沿って移動させる。このように、本手法では、上述の入換工程と移動工程とを交互に繰り返し、静翼セグメント30の全てを静翼ダミー40と入れ換える。
When the
図10に示すように、静翼セグメント30の全てを静翼ダミー40と入れ換えると、静翼ダミー40は、第1シュラウド部32に対応した形状を有し、動翼5bと軸方向で対向しない平板状のため、ケーシング20は、動翼5bと軸方向で干渉しない。このようにして、静翼セグメント30の全てを軸方向で動翼5bと干渉しない平板状の静翼ダミー40に置き換えることで、ケーシング20からシャフト10を容易に引き出すことができる。
As shown in FIG. 10, when all of the
このように、上述の本実施形態によれば、動翼5bを外周面に有するシャフト10と、シャフト10を囲い、シャフト10が延びる軸方向で動翼5bと対向する静翼5aを内周面20aに有する筒状のケーシング20と、を備える軸流機械の分解方法であって、静翼5aは、複数の静翼セグメント30から形成され、ケーシング20は、外周面20bに開口し、静翼セグメント30を挿脱可能な挿脱口22と、挿脱口22を介して挿入された静翼セグメント30を内周面20aに沿って案内する案内溝27と、を備えており、挿脱口22を介して、静翼セグメント30と、案内溝27に係合可能なフック部41を備えて動翼5bと軸方向で対向しない平板状の静翼ダミー40と、を入れ換える入換工程と、入換工程の後、案内溝27に係合する静翼ダミー40及び静翼セグメント30をケーシング20の内周面20aに沿って移動させ、次の静翼セグメント30を挿脱口22と対向する位置に移動させる移動工程と、を交互に繰り返し、静翼セグメント30の全てを静翼ダミー40と入れ換えた後、シャフト10及びケーシング20の一方から他方を軸方向で取り外す、という手法を採用することによって、ケーシング20からシャフト10を容易に引き出すことができ、分解作業にかかる時間を短縮することができる。
As described above, according to the present embodiment described above, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as or to those of the embodiment described above are designated by the same reference numerals, any explanation of which will be simplified or omitted.
図11に示すように、第2実施形態では、静翼ダミー40Aのケーシング20の内周面20aに沿う周方向における端面40aが、軸方向と平行なフラット部40a1を含む点で、上記実施形態と異なる。また、第2実施形態では、静翼セグメント30Aのケーシング20の内周面20aに沿う周方向における端面30aが、軸方向と平行なフラット部30a1を含む点で、上記実施形態と異なる。
As shown in FIG. 11, in the second embodiment, the above-described embodiment is that the
静翼セグメント30Aは、軸方向に対して傾いた翼部31を有するため、その端面30a(分割面)を軸方向に対し斜め一直線にした方が好ましいが、端面30aを斜めにすると、静翼ダミー40Aを周方向に押し込んだときに、静翼セグメント30Aを周方向に押し出す力が傾斜により分解される(小さくなる)ため、余計な力が必要となる。そこで、第2実施形態では、静翼ダミー40Aの端面40aを全体として斜めにしつつ、フラット部40a1を含むようにし、また、静翼セグメント30Aの端面30aも全体として斜めにしつつ、フラット部30a1を含むようにしている。
Since the
具体的に、静翼ダミー40Aの端面40aは、第1傾斜部40a2と、フラット部40a1と、第2傾斜部40a3とが軸方向に連なって形成されている。また、静翼セグメント30Aの端面30aは、第1傾斜部30a2と、フラット部30a1と、第2傾斜部30a3とが軸方向に連なって形成されている。
上記構成の第2実施形態によれば、静翼ダミー40を周方向に押し込んだときに、静翼セグメント30Aを周方向に押し出す力が、フラット部40a1からフラット部30a1にダイレクトに伝わるため、余計な力を入れずに、静翼セグメント30Aを周方向に押し出すことが可能となる。
Specifically, the
According to the second embodiment of the above configuration, when the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although the suitable embodiment of the present invention was described referring to drawings, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiment are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.
例えば、本発明は、一変形例として、図12及び図13に示すような手法を採用し得る。 For example, the present invention can adopt a method as shown in FIG. 12 and FIG. 13 as a modification.
図12に示す静翼ダミー40Bは、軸方向に平行なフラット部40b1を軸方向に間隔をあけて複数備える。フラット部40b1は、静翼セグメント30Bを押し出す側の端面40bに2つ設けられている。この構成によれば、静翼セグメント30Bを複数の接点で押し出すことができるため、例えば、静翼セグメント30Bを中央の一点で押し出すよりも、静翼セグメント30Bを安定して周方向に押し出すことが可能となる。なお、2つのフラット部40b1の間の隙間は、圧縮空気の漏れを最小にするため、図12に示すように、できるだけ小さくすることが好ましい。
A
図13に示す静翼ダミー40Cは、フック部41に周方向に延びる潤滑剤誘導溝43を有する。潤滑剤誘導溝43は、フック部41の上面に直線状に形成されている。この構成によれば、静翼ダミー40Cの潤滑剤誘導溝43を介して、ケーシング20の案内溝27に潤滑剤を容易に供給することができる。これにより、静翼セグメント30Cと案内溝27との間の滑りを良くして、余計な力を入れずに、静翼セグメント30Cを周方向に押し出すことが可能となる。
The
また、例えば、本手法において、静翼セグメントを周方向に押し出す際に、予めケーシングを加熱して熱膨張させ、静翼セグメントと案内溝との間に隙間を形成して、静翼セグメントを容易に周方向に押し出す、という手法を採用してもよい。 Also, for example, in the present method, when extruding the stator vane segment in the circumferential direction, the casing is heated and thermally expanded in advance to form a gap between the stator vane segment and the guide groove, which facilitates the stator vane segment A method of pushing in the circumferential direction may be adopted.
また、例えば、本手法は、軸流圧縮機や軸流タービンなどの軸流機械に適用される。また、軸流機械は、ターボファンエンジン、ターボジェットエンジン、ターボプロップエンジン、ターボシャフトエンジン、ターボラムジェットエンジン等のガスタービンエンジンに適用される。また、ガスタービンエンジンの用途は航空機用に限られない。例えば、船舶用や発電用のガスタービンエンジンにも適用可能である。 Also, for example, the present method is applied to axial flow machines such as axial flow compressors and axial flow turbines. Further, axial flow machines are applied to gas turbine engines such as turbofan engines, turbojet engines, turboprop engines, turboshaft engines, and turbo ramjet engines. Also, the application of gas turbine engines is not limited to aircraft. For example, it can be applied to gas turbine engines for ships and for power generation.
1 ジェットエンジンン(軸流機械)
5a 静翼
5b 動翼
10 シャフト(回転軸)
20 ケーシング
20a 内周面
20b 外周面
22 挿脱口
27 案内溝
30 静翼セグメント
31 翼部
32 第1シュラウド部(シュラウド部)
34 フック部
40 静翼ダミー
41 フック部
42 貫通口
1 jet engine (axial flow machine)
34
Claims (5)
前記静翼は、複数の静翼セグメントから形成され、
前記ケーシングは、外周面に開口し、前記静翼セグメントを挿脱可能な挿脱口と、前記挿脱口を介して挿入された前記静翼セグメントを内周面に沿って案内する案内溝と、を備えており、
前記挿脱口を介して、前記静翼セグメントと、前記案内溝に係合可能なフック部を備えて前記動翼と軸方向で対向しない平板状の静翼ダミーと、を入れ換える入換工程と、
前記入換工程の後、前記案内溝に係合する前記静翼ダミー及び前記静翼セグメントを前記ケーシングの内周面に沿って移動させ、次の前記静翼セグメントを前記挿脱口と対向する位置に移動させる移動工程と、
を交互に繰り返し、前記静翼セグメントの全てを前記静翼ダミーと入れ換えた後、前記回転軸及び前記ケーシングの一方から他方を軸方向で取り外す、ことを特徴とする軸流機械の分解方法。 An axial flow machine comprising: a rotating shaft having a moving blade on an outer peripheral surface; and a cylindrical casing having an inner peripheral surface having a stationary blade opposed to the moving blade in an axial direction surrounding the rotating shaft and extending the rotating shaft. Method of decomposition of
The vanes are formed from a plurality of vane segments.
The casing is open at an outer peripheral surface, and an insertion opening through which the stator vane segment can be inserted and removed, and a guide groove for guiding the stator vane segment inserted through the insertion opening along the inner peripheral surface Have
A replacing step of replacing the stationary vane segment and the flat plate dummy having a hook portion engageable with the guide groove via the insertion and removal opening and not axially facing the moving vane;
After the replacement step, the stator vane dummy and the stator vane segment engaged with the guide groove are moved along the inner peripheral surface of the casing, and the next stator vane segment is opposed to the insertion and removal port. Moving process to move to
The method for disassembling an axial flow machine, comprising alternately repeating all of the stator blade segments with the stator blade dummy, and then axially removing one of the rotating shaft and the casing from the other.
前記静翼ダミーは、前記シュラウド部に対応した形状を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の軸流機械の分解方法。 The vane segment includes a shroud portion provided with a hook portion engageable with the guide groove, and a wing portion supported by the shroud portion.
The method of disassembling an axial flow machine according to claim 1, wherein the stator vane dummy has a shape corresponding to the shroud portion.
前記移動工程では、前記複数の貫通口を用いて、前記案内溝に係合する前記静翼ダミー及び前記静翼セグメントを前記ケーシングの内周面に沿って移動させる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の軸流機械の分解方法。 The stator vane dummy includes a plurality of through holes arranged at intervals in the circumferential direction along the inner circumferential surface of the casing when engaged with the guide groove,
In the moving step, the vane dummy and the vane segment engaged with the guide groove are moved along the inner circumferential surface of the casing by using the plurality of through holes. The method of disassembling an axial flow machine according to 1 or 2.
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