JP6742500B2 - ブレードのプレツイスト量計測方法及びロータの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、ブレードのプレツイスト量計測方法及びロータの製造方法に関する。

タービンや圧縮機等のロータを組立てる場合、円盤状のディスクの周方向に複数の動翼を順次取り付けることで動翼列が形成される。ディスクには、その円周方向に、動翼を取り付けるための複数の翼溝が並んで形成されている場合がある。これら翼溝は、ディスクの軸線方向に延びる溝であり、ディスクを軸線方向に貫通するように設けられている。この翼溝に対して、ディスクの軸線方向一方側から動翼の翼根をスライドさせて嵌め込むことで、動翼がディスクに取り付けられる。

例えば、動翼として、動翼の延びる方向に予めねじり量が与えられたプレツイスト翼が知られている。このようなプレツイスト翼は、ディスク上に配列されると、隣り合う動翼のシュラウド同士が互いに押圧するように接触する。そのため、プレツイスト翼は、予め設計されたツイスト量のもとでディスク上に固定される。
このようにシュラウド同士には、プレツイスト量に基づく押圧力が生じることから、動翼をディスク上に配列する際には、この押圧力に抗しながら組み立てる必要がある。

ところで、動翼はマシニングセンタ等で切削加工されて提供されることが一般的である。すなわち、動翼をディスクに嵌め込む際には、切削加工時等に生じる寸法誤差を吸収するために、仮組みと、再度の切削加工と、を経て最終的な組立が行われる。

特許文献１には、二つの隣り合う動翼の周方向におけるシュラウドの距離を測定することで、プレツイスト量を推定する技術が開示されている。この特許文献１では、推定されたプレツイスト量に基づいて、隣り合うシュラウドの互いの当接面を切削して、プレツイスト量が予め定められた目標プレツイスト量の範囲内となるように調整している。

特開２０１６−８４７８０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のようにプレツイスト量を推定した場合、実際のプレツイスト量との間にずれが生じる場合があることが判明した。
この発明は、より正確にプレツイスト量を推定することができるブレードのプレツイスト量計測方法及びロータの製造方法を提供する。

この発明の第一態様によれば、ブレードのプレツイスト量計測方法は、軸線回りに回転可能なディスクの外周部に取り付けられた複数の動翼が備えるブレードのプレツイスト量計測方法であって、周方向で隣接する二つの動翼を、互いのブレードの翼端に形成されたシュラウドのコンタクト面同士が接触するように前記軸線方向にスライドさせて前記ディスクに取り付け、前記ディスクに取り付けられた二つの動翼の各シュラウドの周方向への広がり寸法を取得する広がり寸法取得工程と、周方向に隣接する二つの動翼の前記シュラウド同士の軸線方向の位置ずれ量を計測する位置ずれ取得工程と、前記位置ずれ取得工程により取得した位置ずれ量に基づいて、前記広がり寸法取得工程で取得した広がり寸法を補正する補正工程と、前記補正工程で補正した広がり寸法に基づいて、前記ブレードのプレツイスト量を取得するプレツイスト量取得工程と、を含み、前記広がり寸法取得工程は、隣接する二つの動翼を対象として前記ディスクの全周に渡って順次行う。
このようにシュラウドの周方向への広がり寸法を取得しつつ、周方向に隣接する二つの動翼のシュラウド同士の軸線方向の位置ずれ量を計測することで、広がり寸法から求められるプレツイスト量に対して、軸線方向の位置ずれ量に起因するプレツイスト量のずれを補正できる。したがって、より正確にプレツイスト量を推定することができる。

この発明の第二態様によれば、第一態様に係るブレードのプレツイスト量計測方法は、前記隣接する二つの動翼のうちの一方の動翼のみを前記ディスクに取り付けて、前記一方の動翼の基準位置を検出するとともに、前記隣接する二つの動翼のうちの他方の動翼のみを前記ディスクに取り付けて、前記他方の動翼の基準位置を検出する基準位置検出工程を含み、前記広がり寸法取得工程は、前記ディスクに取り付けられた隣接する二つの動翼の各シュラウドの周方向の寸法を検出して、前記検出した各シュラウドの周方向の寸法を、前記一方の動翼の基準位置及び他方の動翼の基準位置と比較することにより、前記広がり寸法を取得し、前記基準位置検出工程は、隣接する二つの動翼を対象として前記ディスクの全周に渡って順次行うようにしてもよい。
このようにすることで、二つの動翼についてそれぞれの基準位置と、二つの動翼をコンタクト面同士が接触するように挿入した際における二つのシュラウドの周方向の寸法と、を比較することのみで広がり寸法を取得することができる。

また、ディスクの全周にわたって同様の工程を繰りかえすのみで、全ての動翼についてプレツイスト量を計測することができる。

この発明の第三態様によれば、ロータの製造方法は、第一又は第二態様に係るブレードのプレツイスト量計測方法を用いたロータの製造方法である。ロータの製造方法は、前記補正工程により補正したプレツイスト量に基づいて、前記シュラウドのコンタクト面を削る削り工程を含む。ロータの製造方法は、前記コンタクト面を削った前記動翼を前記ディスクに順次取り付ける工程を更に含む。
このようにすることで、補正したプレツイスト量に基づいてコンタクト面を削ることができる。そのため、コンタクト面が適切に切削された動翼を、例えば、一括して翼溝に挿入することができる。すなわち、動翼をディスクに取り付けるに当たって、他の工程への手戻りや繰り返し等が生じることなく、容易にロータを製造することができる。

上記ブレードのプレツイスト量計測方法及びロータの製造方法によれば、より正確にプレツイスト量を推定することができる。

この実施形態のロータの一部を軸線方向から見た拡大図である。 この発明の実施形態に係るロータを径方向外側から見た図である。 この発明の実施形態におけるプレツイスト計測方法、及びロータの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 この発明の実施形態におけるプレツイスト計測方法を示すフローチャートである。 この発明の実施形態における基準位置検出工程を説明するための図である。 この発明の実施形態における基準位置検出工程を説明するための図である。 この発明の実施形態における広がり寸法取得工程を説明するための図である。 この発明の実施形態における動翼のプレツイスト量と広がり寸法との相関関係を示すグラフである。

次に、この発明の実施形態におけるロータを図面に基づき説明する。
図１は、この実施形態のロータの一部を軸線方向から見た拡大図である。
図１に示すように、ロータ１は、ロータ本体１０と、ディスク２０と、複数の動翼３０と、を備えている。
ロータ本体１０は、軸線Ｏ方向に延びる円柱状に形成されている。ロータ本体１０は、例えば蒸気タービン等のタービン内部に設けられている。ロータ本体１０は、軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。

ディスク２０は、ロータ本体１０の外周面を覆うようにして形成されている。ディスク２０は、複数の動翼３０をロータ１の周方向に並んだ状態で支持する。一つのディスク２０に取り付けられた複数の動翼３０は、一つの動翼列を形成する。ここで、ロータ本体１０には、このような動翼列がロータ１の軸線Ｏ方向に間隔を開けて複数段設けられている。以下の説明においては、ロータ１の軸線Ｏの延びる方向、及びこの軸線Ｏ回りの方向を、それぞれ単に軸線Ｏ方向、周方向と呼ぶ。

ロータ１は、蒸気タービン等のタービンのケーシング（図示せず）内に収められている。このケーシング内には複数段の静翼列（図示せず）が軸線Ｏ方向に沿って設けられている。これら静翼列と上記の動翼列とが軸線Ｏ方向に沿って交互に配置されることで、タービン流路を形成している。
蒸気タービンの場合、このタービン流路に高温高圧の蒸気が供給されることでロータ１が回転する。ロータ１の回転エネルギーは、例えば、ジェネレータによって電気エネルギーに変換される。

次に、ディスク２０に対する動翼３０の取り付け構造について詳述する。
図１に示すように、ディスク２０は、その外周面（外周部）に、周方向に間隔をあけて複数の翼溝４０が形成されている。それぞれの翼溝４０は、ディスク２０の外周面から径方向内側に向かって凹むように形成されている。これら翼溝４０は軸線Ｏ方向における両側が開口されている。すなわち、翼溝４０はディスク２０を軸線Ｏ方向に貫通するように形成されている。

翼溝４０は、周方向に対向する一対の内壁面４１を有している。これら内壁面４１は、鋸刃状に連続する複数の歯４２を有している。これら一対の内壁面４１は、周方向の間隔が、径方向外側から内側に向かうに従って次第に小さくなるように形成されている。これにより翼溝４０は、軸線Ｏ方向から見て概ねＶ字型の溝となっている。詳しくは、これら一対の内壁面４１は、ロータ１の中心（軸線Ｏ）を通って径方向に延びる動翼基準線Ｄｐに対して線対称に形成されている。

動翼３０は、翼根３１と、プラットホーム３２と、ブレード３３と、シュラウド３４と、を備えている。

翼根３１は、ディスク２０上の翼溝４０に着脱可能とされている。翼根３１は、Ｖ字状の翼溝４０に対応するように、軸線Ｏ方向から見て楔型に形成されている。翼根３１の周方向における一対の外壁面には、翼溝４０と歯４２と対応する形状のセレーション３１Ａがそれぞれ形成されている。すなわち、翼溝４０の歯４２と、このセレーション３１Ａとが互いに噛み合うことによって、動翼３０はディスク２０に支持される。なお、詳細は後述するが、セレーション３１Ａと翼溝４０の内壁面４１との間には間隙５０（図５参照）が形成されている。言い換えると、翼溝４０の容積に対して、翼根３１の体積はわずかに小さく設定されている。この間隙５０は、翼溝４０、動翼３０それぞれの加工上の誤差等を吸収するために設計時に予め設けられるものである。

図２は、この発明の実施形態に係るロータを径方向外側から見た図である。
プラットホーム３２は、翼根３１の径方向外側に設けられた矩形板状の部材である。図２に示すように、この実施形態におけるプラットホーム３２は周方向から見て概ね平行四辺形状に形成されている。プラットホーム３２の径方向内側の面は、ディスク２０の外周面に当接するように形成されている。さらに、プラットホーム３２の周方向における両辺は、隣接する他の動翼３０のプラットホーム３２と当接するように形成されている。プラットホーム３２の形状や寸法は設計に応じて適宜に選択されるものであって、本実施形態に限定されるものではない。

ブレード３３は、プラットホーム３２から径方向外側に向かって延びている。ブレード３３は、径方向から見て翼型の断面を有している。
図２に示すように、ブレード３３は、腹部３３Ａと、背部３３Ｂと、を有している。腹部３３Ａは、周方向一方側に向かって凹となる曲面状に形成されている。背部３３Ｂは、腹部３３Ａの表裏反対側で周方向他方側に向かって凸となる曲面状に形成されている。これら腹部３３Ａと背部３３Ｂとを形成する曲面は、軸線Ｏに交差する方向（翼弦方向Ｄｈ）における両端縁で連続的に接続されている。翼弦方向Ｄｈにおける両端縁のうち、一方側の端縁は、曲面状に形成されたリーディングエッジ３６となっている。翼弦方向Ｄｈにおけるリーディングエッジ３６と反対側の端縁は、尖頭状に形成されたトレーリングエッジ３７となっている。

この実施形態における動翼３０は、製造直後の形状が動翼基準線Ｄｐに沿って一様とされている。しかしながら、ブレード３３の製造直後の形状は、この形状に限定されない。例えば、動翼基準線Ｄｐに沿って翼根に近い側から翼端に近い側に向かうに従って、ブレード３３が動翼基準線Ｄｐの回りに予めねじれるように形成された、いわゆるねじり翼としてもよい。

ブレード３３は、タービン内部における流体の流れる方向で、リーディングエッジ３６側を流体が流れてくる上流側に向け、トレーリングエッジ３７側を流体が流れ去る下流側に向けるようにして配置されている。図２中では、上流側を＋Ｄａ方向と表し、下流側を−Ｄａ方向と表している。

ブレード３３は、上流側から流れてきた流体が腹部３３Ａに衝突するように配置されている。これにより、ブレード３３には腹部３３Ａ側から背部３３Ｂ側に向かう力が作用する。この力によって、ロータ１は軸線Ｏ回りで回転する。このときのロータ１の回転する方向、すなわちブレード３３の腹部３３Ａ側から背部３３Ｂ側に向かう方向を、回転方向前方側と呼び、この回転方向前方側と反対側を、回転方向後方側と呼ぶ。図２中では、回転方向前方側を＋Ｄｃ方向と表し、回転方向後方側を−Ｄｃ方向と表している。

シュラウド３４は、ブレード３３の径方向外側の端部に設けられ板状に形成されている。図１に示すように、シュラウド３４は動翼基準線Ｄｐに交差する方向に延びている。
シュラウド３４は、上流側に形成された上流側端縁６０と、下流側に形成された下流側端縁７０とを備えている。これら上流側端縁６０と下流側端縁７０とは、それぞれ周方向に延びている。

シュラウド３４は、回転方向の前方側に形成された前方側端縁８０と、回転方向の後方側に形成された後方側端縁９０とを備えている。これら前方側端縁８０と後方側端縁９０とは、共に３つの辺部を有している。

前方側端縁８０は、上流側から下流側に向かって順に、前方側第一端縁８１と、前方側第二端縁８２と、前方側第三端縁８３と、を有している。
前方側第一端縁８１は、上流側から下流側に向かうほど回転方向の後方側に配置されるように傾斜している。前方側第一端縁８１の上流側の端部と、上流側端縁６０の回転方向前方側の端部とは、回転方向の前方側に向かって湾曲する曲面によって互いに接続されている。前方側第一端縁８１の下流側の端部は、回転方向前方側に向かって次第に湾曲することで円弧状に形成されている。

前方側第二端縁８２は、前方側第一端縁８１の下流側の端部から、下流側に向かうに従って回転方向の前方側に向かうように傾斜して形成されている。詳しくは後述するが、この前方側第二端縁８２は、ディスク２０上で周方向に隣接する他の動翼３０のシュラウド３４の一部と当接するコンタクト面とされている。

前方側第三端縁８３は、前方側第二端縁８２の下流側の端部から、下流側に向かうに従って回転方向の後方側に向かうように傾斜して形成されている。この前方側第三端縁８３の下流側の端部は、上述の下流側端縁７０における回転方向前方側の端部と接続されている。

前方側端縁８０と同様に、後方側端縁９０は、上流側から下流側に向かって順に、後方側第一端縁９１と、後方側第二端縁９２と、後方側第三端縁９３と、を有している。

後方側第一端縁９１は、前方側第一端縁８１と同一の方向に延びている。
後方側第二端縁９２は、前方側第二端縁８２と概ね同一の方向に延びている。この後方側第二端縁９２は、周方向に隣接する他の動翼３０のシュラウド３４のコンタクト面である前方側第二端縁８２に対して、大部分が当接するように形成されている。言い換えると、互いに隣接する二つの動翼３０のうち、一方の動翼３０における前方側第二端縁８２と、他方の動翼３０における後方側第二端縁９２とは、上下流方向（軸線Ｏ方向）に対して同一の角度で傾斜するように延びている。

後方側第三端縁９３は、前方側第三端縁８３と同一の方向に沿って延びている。この後方側第三端縁９３の下流側の端部は、下流側端縁７０における回転方向後方側の端部と接続されている。

以上のように構成された動翼３０は、ディスク２０上に設けられた翼溝４０に固定される。より詳しくは、動翼３０の翼根３１を、翼溝４０の一方側の開口からスライドさせて挿入することで、翼根３１のセレーション３１Ａと、翼溝４０の歯４２とがそれぞれ噛み合う。これにより、ロータ１が回転している際に動翼３０に対して遠心力が加わっても動翼３０がディスク２０から径方向外側に脱落せずに支持される。

ロータ１を組立てるには、上述した複数の翼溝４０に対して複数の動翼３０の翼根３１をそれぞれ周方向に順次挿入する。このように翼根３１が周方向に順次挿入された動翼３０は、隣り合う二つの動翼３０のコンタクト面である前方側第二端縁８２と後方側第二端縁９２とが当接する（図２参照）。以下、前方側第二端縁８２と後方側第二端縁９２との当接する部位を当接部Ｃと呼ぶ。

図２に示すように、順次配列された４つの動翼３０（シュラウド３４）がなす３つの当接部Ｃ上の一点を、回転方向後方側から前方側に向かってそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする。さらに、ロータ１が組立てられた状態におけるＰ１からＰ２にかけての寸法をＬとする。

製造直後の動翼３０では、後方側第二端縁９２と前方側第二端縁８２との間の寸法は、このＬよりもわずかに大きく設定されている。詳しくは後方側第二端縁９２と、前方側第二端縁８２には、それぞれ削りしろＫ（図７参照）が形成されている。したがって、製造直後の一対の動翼３０を互いに隣接させて翼溝４０に挿入した場合、互いの削りしろＫ同士が干渉することで、一対の動翼３０には周方向（回転方向）に沿って互いに離間する方向の力が加わっている。

このような状態における一対の動翼３０を径方向の外側から見ると、前方側第二端縁８２、及び後方側第二端縁９２には、これらの当接部Ｃに直交する方向に力Ｆが加わる。前方側第二端縁８２には、上流側から下流側に向かうにつれて回転方向後方側に向かう力Ｆが加わる。後方側第二端縁９２には、下流側から上流側に向かうにつれて回転方向前方側に向かう、反力としての力Ｆが加わる。

これらの力Ｆの作用によって、動翼３０には、図２中の矢印で示す方向に向かう回転モーメントＲが付加される。動翼３０のブレード３３を基準とした場合、この回転モーメントＲによって、リーディングエッジ３６が回転方向前方側に向かうとともに、トレーリングエッジ３７が回転方向後方側に向かうように、動翼３０がねじれる。このときのねじれの量を、プレツイスト量と呼ぶ。プレツイスト量は、特定の基準線回りにおける動翼３０の回転量を例えばラジアン等の単位系で表すことで得られる物理量である。

ここで、この実施形態に係る動翼３０では、ロータ本体１０に取り付けられた状態における動翼３０のプレツイスト量が予め設計値（目標プレツイスト量）として定められている。
すなわち、ロータ１を組立てるには、動翼３０のプレツイスト量が、この目標プレツイスト量となるように、動翼３０の形状を調整する必要がある。この調整は、前方側第二端縁８２、又は後方側第二端縁９２のいずれか一方における削りしろＫに対して切削加工等を施すことで行われる。このときの削り量に応じて動翼３０のプレツイスト量が調整される。

次に、この実施形態に係るロータの製造方法について説明する。図３は、この発明の実施形態におけるプレツイスト計測方法、及びロータの製造方法の各工程を示すフローチャートである。図４は、この発明の実施形態におけるプレツイスト計測方法を示すフローチャートである。図５は、この発明の実施形態における基準位置検出工程を説明するための図である。図６は、この発明の実施形態における基準位置検出工程を説明するための図である。図７は、この発明の実施形態における広がり寸法取得工程を説明するための図である。図８は、この発明の実施形態における動翼のプレツイスト量と広がり寸法との相関関係を示すグラフである。

図３に示すように、この実施形態に係るロータの製造方法は、プレツイスト量計測方法としての各工程と、削りしろＫを切削する切削工程と、動翼３０をディスク２０に挿入する挿入工程と、を含む。図４に示すように、この実施形態におけるプレツイスト量計測方法は、基準位置検出工程と、広がり寸法取得工程と、位置ずれ取得工程と、プレツイスト量取得工程と、補正工程と、を含んでいる。

まず、プレツイスト量計測方法（ステップＳ０１）として図４に示す各工程（ステップＳ１１からステップＳ１５）を行う。
基準位置検出工程（ステップＳ１１）では、１つの動翼３０を翼溝４０に挿入し、この動翼３０の基準位置の検出を行う。図５に示すように、動翼３０の翼根３１と翼溝４０との間には周方向に間隙５０が形成されている。この間隙５０により、動翼３０は周方向に沿ってわずかに振れるようになっている。この振れの大きさをまず計測する。具体的には、動翼３０を周方向に沿って動かしたときの、シュラウド３４上の任意の一点（例えば、上述の当接部Ｃにおける点Ｐ１など）の振れ量をダイヤルゲージ等の計測装置で計測する。この振れ量を「Ｔ１」としたとき、Ｔ１に０．５を乗じた値、すなわち０．５Ｔ１となる位置を動翼３０の基準位置とする。具体的には、計測装置で振れ量Ｔ１を計測した後、このＴ１に基づいて０．５Ｔ１を算出して記録しておく。基準位置の検出が完了した後、動翼３０を翼溝４０から取り外す。

続いて、図６に示すように、上述した動翼３０に隣接する動翼３０についても上述した工程を行う。つまり、この動翼３０の基準位置における振れ量Ｔ２を検出し、これに基づいて０．５Ｔ２を算出する。基準位置の検出が完了した後、隣接する動翼３０を翼溝４０から取り外す。この実施形態では、回転方向後方側の動翼３０に次いで、回転方向前方側の動翼３０の基準位置を順次検出する場合を例示した。しかしながら、回転方向前方側の動翼３０に次いで、回転方向後方側の動翼３０の基準位置を順次検出してもよい。

広がり寸法取得工程（ステップＳ１２）では、まず上述の基準位置検出工程を終えた二つの動翼３０をそれぞれ隣り合う二つの翼溝４０に挿入する。このとき、互いの動翼３０のシュラウド３４におけるコンタクト面同士（前方側第二端縁８２と後方側第二端縁９２）が接触するように、動翼３０を翼溝４０に挿入する。この際、ディスク２０には、二つの動翼３０の軸線Ｏ方向の位置を合わせるために、上記二つの動翼３０が挿入される翼溝４０の一方の開口を、平板状の治具（図示せず）によって塞ぐ。二つの動翼３０は、翼溝４０に挿入された翼根３１が治具に突き当たることによって、ディスク２０に対する翼根３１の軸線Ｏ方向の位置決めがなされる。

上述したように、それぞれのコンタクト面には削りしろＫが予め設けられている。そのため、二つの動翼３０を同時に挿入した場合、これら動翼３０同士は、周方向に互いに離れるように僅かに移動する。

広がり寸法取得工程では、更に、翼根３１が翼溝４０に挿入された二つの動翼３０のシュラウド３４の周方向の寸法を計測する。具体的には、図７に示すように、回転方向の後方側の動翼３０における後方側のコンタクト面である後方側第二端縁９２と、回転方向の前方側の動翼３０における前方側のコンタクト面である前方側第二端縁８２との距離を、ダイヤルゲージ等の計測装置を用いて計測する。このときの値を周方向実測値Ｌ１とする。

次に、この周方向実測値Ｌ１から、上述の基準位置における周方向寸法Ｌ２を減ずることで、広がり寸法Ｈを算出する。具体的には、以下の（１）式に示す演算を行う。
Ｈ＝Ｌ１−Ｌ２・・・（１）
（１）式に示すように、広がり寸法Ｈとは、一対の動翼３０がともに基準位置にある状態を仮定した場合における二つのシュラウド３４の周方向寸法Ｌ２と、周方向実測値Ｌ１との差分を表している。

次に、位置ずれ取得工程（ステップＳ１３）では、周方向に隣接する二つの動翼３０のシュラウド３４同士の軸線Ｏ方向の位置ずれ量Ｇを計測する。この位置ずれ量Ｇは、二つの動翼３０の上流側端縁６０同士の軸線Ｏ方向の位置ずれ量、又は下流側端縁７０同士の軸線Ｏ方向の位置ずれ量を計測して求めることができる。この位置ずれ量Ｇの計測は、ダイヤルゲージ等の計測装置を用いて計測する。この位置ずれ量Ｇは、図２に示すように、二つのシュラウド３４の上流側端縁６０（又は下流側端縁７０）の位置Ｇ１，Ｇ２をそれぞれ計測してその差分を求めるようにしても良いが、ダイヤルゲージによって、軸線Ｏ方向に突出している上流側端縁６０（又は下流側端縁７０）を基準として、軸線Ｏ方向に突出していない上流側端縁６０（又は下流側端縁７０）との差分を直接計測するようにしても良い。上述した広がり寸法と位置ずれ量とは連動する。そのため、位置ずれ取得工程は、上述した広がり寸法取得工程と同時に行うことで、より位置ずれ量の検出精度の向上を図ることができる。

次に、補正工程（ステップＳ１４）では、位置ずれ取得工程（ステップＳ１３）により取得した位置ずれ量Ｇに基づいて、広がり寸法取得工程で取得した広がり寸法Ｈを補正する。具体的には、以下の（２），（３）式により広がり寸法の補正値Ｈ’を求める。
Ｈ’＝Ｈ−ΔＨ ・・・（２）
ΔＨ＝Ｇ／ｔａｎ（Ａｎｇｌｅ） ・・・（３）
ここで、「Ａｎｇｌｅ」は、コンタクト面（前方側第二端縁８２、後方側第二端縁９２）の角度（設計値）である。

次に、プレツイスト量取得工程（ステップＳ１５）では、補正工程で得られた補正値Ｈ’に基づいてプレツイスト量を取得する。広がり寸法Ｈは、上述したプレツイスト量（以後、プレツイスト量θとする）との間で、図８に示すような相関関係がある。より詳細には、広がり寸法Ｈが大きくなるにつれて、動翼３０のコンタクト面（前方側第二端縁８２、後方側第二端縁９２）に加わる力Ｆが大きくなることから、プレツイスト量θは線形的に増加する。この相関グラフを参照することでプレツイスト量θを求めることができる。相関グラフによらず、例えば、数式やテーブル等を用いて補正値Ｈ’からプレツイスト量θを求めても良い。

以上によりプレツイスト量計測方法の一連の工程を終了して、図３に示すプレツイスト量比較工程に進む。
プレツイスト量比較工程(ステップＳ０２)では、図８に示す広がり寸法Ｈとプレツイスト量θとの相関関係に基づいて、補正値Ｈ’に対応するプレツイスト量θ１と、目標プレツイスト量θｐとを比較する。プレツイスト量θ１が目標プレツイスト量θｐの範囲内（実質的に同一と言える範囲）にあるか否かを判定する（ステップＳ０３）。この判定の結果、目標プレツイスト量θｐの範囲内に無いと判定された場合には、削りしろＫを切削する切削工程（ステップＳ０４）に進み、微調整した後に再度ステップＳ０１に戻る。すなわち、補正値Ｈ’に基づくプレツイスト量θ１が目標プレツイスト量θｐの範囲内になるまで、調整を繰り返す。この実施形態では、動翼３０のブレード３３における背部３３Ｂに近い側、すなわち前方側第二端縁８２を切削することで、プレツイスト量θ１を調整する。

上記判定（ステップＳ０３）により、プレツイスト量θ１が目標プレツイスト量θｐの範囲内にあると判定された場合、挿入工程に進む。
挿入工程（ステップＳ０５）では、ディスク２０の全周に渡る全ての動翼３０のブレード３３のプレツイスト量θ１が目標プレツイスト量θｐの範囲内に調整されると、これら動翼３０を翼溝４０に対して周方向に順次挿入する。

上述した実施形態によれば、シュラウド３４の周方向への広がり寸法Ｈを取得しつつ、周方向に隣接する二つの動翼３０のシュラウド３４同士の軸線Ｏ方向の位置ずれ量Ｇを計測する。そのため、シュラウド３４の広がり寸法Ｈから求められるプレツイスト量θに対して、軸線Ｏ方向の位置ずれ量Ｇに起因するプレツイスト量θのずれを補正できる。したがって、より正確にプレツイスト量θを推定することができる。

また、二つの動翼３０についてそれぞれの基準位置と、二つの動翼３０をコンタクト面同士が接触するように挿入した際における二つのシュラウド３４の周方向の寸法と、を比較することのみで広がり寸法を取得することができる。

さらに、ディスク２０の全周にわたって同様の工程を繰りかえすのみで、全ての動翼３０についてプレツイスト量θを計測することができる。

また、補正したプレツイスト量θに基づいてコンタクト面（前方側第二端縁８２、後方側第二端縁９２）を削ることができる。そのため、コンタクト面（前方側第二端縁８２、後方側第二端縁９２）が適切に切削された動翼３０を、例えば、一括して翼溝４０に挿入することができる。すなわち、動翼３０をディスク２０に取り付けるに当たって、他の工程への手戻りや繰り返し等が生じることなく、容易にロータ１を製造することができる。

この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態においては、削りしろＫを切削加工する場合について説明したが、削りしろＫの厚さを調整可能な加工であればよく、切削加工に限られない。

この発明は、ブレードのプレツイスト量計測方法及びロータの製造方法に適用できる。この発明によれば、より正確にブレードのプレツイスト量を推定することができる

１ ロータ
１０ ロータ本体
２０ ディスク
３０ 動翼
３１ 翼根
３１Ａ セレーション
３２ プラットホーム
３３ ブレード
３３Ａ 腹部
３３Ｂ 背部
３４ シュラウド
３６ リーディングエッジ
３７ トレーリングエッジ
４０ 翼溝
４１ 内壁面
４２ 歯
５０ 間隙
６０ 上流側端縁
７０ 下流側端縁
８０ 前方側端縁
８１ 前方側第一端縁
８２ 前方側第二端縁
８３ 前方側第三端縁
９０ 後方側端縁
９１ 後方側第一端縁
９２ 後方側第二端縁
９３ 後方側第三端縁
Ｃ 当接部
Ｄｐ 動翼基準線
Ｏ 軸線

Claims (3)

1. 軸線回りに回転可能なディスクの外周部に取り付けられた複数の動翼が備えるブレードのプレツイスト量計測方法であって、
   周方向で隣接する二つの動翼を、互いのブレードの翼端に形成されたシュラウドのコンタクト面同士が接触するように軸線方向にスライドさせて前記ディスクに取り付け、前記ディスクに取り付けられた二つの動翼の各シュラウドの周方向への広がり寸法を取得する広がり寸法取得工程と、
   周方向に隣接する二つの動翼の前記シュラウド同士の軸線方向の位置ずれ量を計測する位置ずれ取得工程と、
   前記位置ずれ取得工程により取得した位置ずれ量に基づいて、前記広がり寸法取得工程で取得した広がり寸法を補正する補正工程と、
   前記補正工程で補正した広がり寸法に基づいて、前記ブレードのプレツイスト量を取得するプレツイスト量取得工程と、を含み、
   前記広がり寸法取得工程は、隣接する二つの動翼を対象として前記ディスクの全周に渡って順次行うブレードのプレツイスト量計測方法。
2. 前記隣接する二つの動翼のうちの一方の動翼のみを前記ディスクに取り付けて、前記一方の動翼の基準位置を検出するとともに、前記隣接する二つの動翼のうちの他方の動翼のみを前記ディスクに取り付けて、前記他方の動翼の基準位置を検出する基準位置検出工程を含み、
   前記広がり寸法取得工程は、
   前記ディスクに取り付けられた隣接する二つの動翼の各シュラウドの周方向の寸法を検出して、前記検出した各シュラウドの周方向の寸法を、前記一方の動翼の基準位置及び他方の動翼の基準位置と比較することにより、前記広がり寸法を取得し、
   前記基準位置検出工程は、隣接する二つの動翼を対象として前記ディスクの全周に渡って順次行う請求項１に記載のブレードのプレツイスト量計測方法。
3. 請求項１又は２に記載のブレードのプレツイスト量計測方法を用いたロータの製造方法であって、
   前記補正工程により補正したプレツイスト量に基づいて、前記シュラウドのコンタクト面を削る削り工程と、
   前記コンタクト面を削った前記動翼を前記ディスクに順次取り付ける工程と、
   を含むロータの製造方法。

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