JPH0641779B2 - 回転部品の釣合をとる装置 - Google Patents

回転部品の釣合をとる装置

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JPH0641779B2
JPH0641779B2 JP59091168A JP9116884A JPH0641779B2 JP H0641779 B2 JPH0641779 B2 JP H0641779B2 JP 59091168 A JP59091168 A JP 59091168A JP 9116884 A JP9116884 A JP 9116884A JP H0641779 B2 JPH0641779 B2 JP H0641779B2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/027—Arrangements for balancing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/32—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は圧縮機又はタービンの回転子、更に具体的に
云えば、回転子の釣合をとる手段に関する。
大形蒸気タービン及びガスタービンでは、回転子の精密
な釣合がとれていることが円滑な運転の為に重要であ
る。回転子の選ばれた領域に材料を付け加えるか、又は
材料を取去ることにより、釣合が達成される。
従来の１つの方法では、車輪の側面に形成された釣合溝
に錘を追加する。大形機械では、それが低い臨界的な速
度の値に悪影響を持つかも知れないので、錘を追加する
ことは望ましくない。更に、釣合溝が応力集中の機会を
増やし、これは装置が一層高級で一層強い応力のかゝる
設計になるにつれて、尚更望ましくない。
従来の別の方法では、圧縮機及びタービンの回転子のボ
ルト孔の間に釣合孔を穿孔することにより、材料を選択
自在に除去する。この様な釣合孔は、その為に応力集中
が起ることの他に、面の状態、特に面が0.0005吋程度の
精度で合さらなければならない締付け面の区域で、面の
状態を狂わせる惧れがある。
発明の目的 従って、この発明の目的は、従来の欠点を解決する様
な、圧縮機及びタービン円板の釣合をとる装置を提供す
ることである。
更に具体的に云うと、この発明の目的は、普通のスペー
サに釣合錘を受入れる溝孔を用いた、圧縮機及びタービ
ン円板の釣合をとる装置を提供することである。釣合錘
は、調整孔を穿孔することが出来る様にすることによ
り、釣合の微細調整が出来る様になっている。
発明の概要 この発明の１実施態様では、車輪及び該車輪から伸びる
複数個のバケット部材を持っていて、各々のバケット部
材が該バケット部材を支持する為に車輪の周辺に設けら
れたばち形溝孔にはめることの出来るばち形キーを持つ
様な形式の回転部品の釣合をとる装置を提供する。この
装置は、ばち形キーの長さを越える長さを持つばち形溝
孔と、ばち形キーに接してばち形溝孔にはめることが出
来、ばち形キーをばち形溝孔内の予定の縦方向（回転軸
方向の）位置に保持する様に作用する少なくとも１つの
スペーサと、該スペーサがそれに加えられた慣性の力に
耐える様な十分な強度をスペーサに保つ様な配置で、前
記スペーサに設けられた釣合溝孔と、該釣合溝孔にはめ
ることの出来る釣合錘と、該釣合錘を釣合溝孔内に保持
する手段とを有する。
この発明の特徴として、回転自在の車輪と、該車輪の周
辺に設けられた複数個のばち形溝孔と、複数個のバケッ
ト部材とを有し、各々のバケット部材が該バケット部材
を支持する為に１つのばち形溝孔にはめることの出来る
ばち形キーを持つ回転部品として、ばち形溝孔の長さが
ばち形キーの長さを越えており、更に、ばち形キーに接
してばち形溝孔にはめることが出来、且つばち形キーを
ばち形溝孔内の予定の位置に保持する様に作用する少な
くとも１つのスペーサと、該スペーサの半径方向内側の
面に軸方向に配置されていて、Ｕ字形断面を持ち、該Ｕ
字形断面の開口が半径方向内向きである釣合溝孔と、前
記Ｕ字形断面の閉じた端の半径に略等しい半径を持って
いて、前記釣合溝孔にはめることの出来る円柱形釣合錘
と、該釣合錘を釣合溝孔内に保持する手段とを有する回
転部品を提供する。
この発明の別の特徴として、回転自在の車輪と、該車輪
の周辺に設けられた複数個のばち形溝孔と、複数個のバ
ケット部材とを有し、各々のバケット部材は該バケット
部材を支持する為に１つのばち形溝孔にはめることの出
来るばち形キーを持つ回転部品として、ばち形溝孔の長
さがばち形キーの長さを越えており、更に、ばち形キー
に接してばち形溝孔内にはめることが出来、ばち形キー
をばち形溝孔内の予定の位置に保持する様に作用する少
なくとも１つのスペーサと、スペーサの半径方向外側の
面から釣合溝孔と連通する半径方向の孔と、半径方向の
孔を介してはめることの出来る釣合錘とを有し、こうし
て釣合錘を釣合溝孔内に保持する回転部品を提供する。
この発明の上記並びにその他の目的、特徴及び利点は、
以下図面について説明する所から明らかになろう。図面
全体にわたり、同じ部分には同じ参照数字を用いてい
る。
実施例の記載 この発明はタービン円板及び圧縮機の円板の両方、特に
ガスタービン又は蒸気タービンに一般的に使えるが、以
下説明する実施例は、具体的に説明する為に、ガスター
ビン又は蒸気タービンのタービン段を取上げる。
普通、タービン段は軸方向の軸に固定されるか或いはそ
れと一体に形成した円板又は車輪を設けてある。雌のあ
り溝領域が車輪の面に加工され、タービン・バケットの
雄のばち形領域が雌のあり溝にはめ込まれる。各々のバ
ケットを最終位置に正確に位置ぎめして保持する為、雌
のあり溝にはまってバケットのばち形キーの両端に接す
る上流側及び下流側のスペーサの一方又は両方を用いる
のが普通である。普通のスペーサは固体材料である。
第１図について説明すると、途中まで組立てたタービン
段10が羽根車12を持ち、これに全体的に平行な複数個の
あり溝孔14が加工されている。各々のあり溝孔14がター
ビン・バケット18のばち形キー16を受入れて、タービン
段10が回転エネルギを抽出する為の高速ガス流の中で、
タービン・バケット18の空気力学部分20を支持する。
タービン・バケット18が羽根車12の上流側の端22及び下
流側の端24の中間に配置されることが認められよう。タ
ービン・バケット18をその適正な軸方向の位置に保持す
る為、上流側のスペーサ26及び下流側のスペーサ28があ
り溝孔14にはめ込まれる。上流側のスペーサ26はかしめ
部30の様な任意の普通の手段により、位置が固定され
る。下流側のスペーサ28は、ばち形キー16の上流側及び
下流側の端がスペーサ26、28によってしっかりと拘束さ
れる様に、同様に位置が固定される。
上流側のスペーサ26及び下流側のスペーサ28（この場合
は第１図では見えない）の半径方向内側部分に釣合溝孔
32が形成される。釣合錘34を釣合溝孔32に選択的に挿入
することが出来、例えばかしめ部36の様な任意の普通の
手段により、その中で固定することが出来る。釣合錘34
に調整孔38を穿孔することにより、微細な釣合の調整を
とることが出来る。然し、釣合錘34の質量を減らすこの
他の方法を用いることが出来るので、この孔に限定され
るものではない。例えば、釣合錘34の端又は中間部分を
研削するか或いはその他の方法で除去して、その質量を
減少することが出来る。更に１つ又は更に多くの半径方
向の孔（図に示してない）を釣合錘34に穿孔してもよ
い。更に、釣合錘34をその軸線に対して非対称にし、釣
合錘34がその軸線の周りに回転することにより、タービ
ン段10全体的な釣合に小さな変化が生ずる様にしてもよ
い。後に述べた回転する釣合錘34を使う調整方法は、釣
合に対する影響がごく小さいと考えられ、使えるとして
も、ごく微細な調整に対してのみ使うことが出来る。
第１図に示した実施例のスペーサ26、28では、釣合溝孔
32は鼠の穴の形又はＵ字形であって、Ｕ字形の開口が半
径方向内向きである。釣合溝孔32の半径方向外向きの範
囲を十分に制限して、スペーサ26、28の残りの材料が、
タービン段10の高速運転の間、それにかゝる遠心力に耐
えるのに適切な剛性及び強度を部品が持つ様にしなけれ
ばならない。この理由で、釣合溝孔32の開いた口の形
は、出来るだけ半径方向内側に配置する。更に、釣合錘
34は円柱形であって、その面の半円形部分だけで釣合溝
孔32と密に機械的に接触していることに注意されたい。
後で説明する様に、釣合溝孔32及び釣合錘34はこの他の
形にしてもよいが、釣合錘34を単純な円柱形の棒にし、
釣合溝孔32は加工し易いＵ字形にすることにより、生産
費が安くなる。
スペーサ26、28の強度を強める為、釣合溝孔32の半径方
向外側の輪郭は半円柱形から楕円形に変えて、釣合錘34
の形もそれに合せて適当に変えることが出来る。こうい
う構成は、この明細書の説明から、当業者には明らかで
あろうから、特に図示したり説明したりしない。更に、
製造上の便宜又はその他の理由で、他の形の孔及び錘を
用いてもよい。例えば、組立て易さの点で、４角の孔及
び４角の錘を希望することもあろう。
タービン段を組立てゝ釣合をとった状態では、全ての釣
合溝孔32に釣合錘34が入るわけではないことが理解され
よう。全てのスペーサ26、28は釣合溝孔を持っている
が、この内の少数個、例えば４個の溝孔が釣合錘34を受
入れることがある。更に、全ての釣合錘34が調整孔38を
必要とするわけではない。即ち、羽根車12の周辺に沿っ
た選ばれた位置で２対の釣合錘を配置した場合、最終的
な釣合を達成する為に、ずっと多数の釣合錘34の内、１
個、２個又は３個にしか調整孔38を必要としないことが
ある。
周知の様に、作業流体からより多くの動力を抽出する為
に、共通の軸に２つ又は更に多くのタービン段又は圧縮
機段を用いるのが普通である。圧縮機の場合、10段、12
段又は更に多くの段を順次用いることがある。こういう
段を一緒に組立てた時、それらは一般的に軸方向に密に
突合さっており、後で釣合溝孔32及び釣合錘34に接近す
ることが出来なくなる。この為、前段に述べた実施例
は、最終的な組立て及び取付けの前に、各々のタービン
段10の釣合をとることを完了する必要がある。
第２図に示したこの発明の実施例について説明すると、
組立て作業によって上流側及び下流側のスペーサの端に
接近出来なくなった後でも、最終的な釣合の調整が出来
る様にしてある。この実施例では、上流側のスペーサ40
がタービン・バケット18のばち形キー16の端に接し、そ
れを拘束する。釣合溝孔42は、前の実施例の釣合溝孔32
と同じ形でも異なる形でもよいが、上流側スペーサ40の
半径方向内側部分に配置される。隣りのタービン段10′
の下流側スペーサ44は釣合溝孔を設けない。この為、釣
合溝孔42が終端する各々の端では、隣りの部品に対応す
る溝孔がない。
上流側スペーサ40の半径方向外側の面48から伸びる半径
方向の孔46が釣合溝孔42と連絡する。例えば留めねじ50
の様な密閉部材が半径方向の孔46を閉じる。留めねじ50
は半径方向外向きのフランジ52を持つことが好ましく、
このフランジが半径方向の孔46の皿孔の肩54と係合す
る。留めねじ50の外面56は、留めねじ50を完全に半径方
向の孔46に座着させた時、上流側スペーサ40の半径方向
外側の面48と同一面になる様に位置ぎめされる。
釣合錘58は、例えば球形の鋼球であってよいが、留めね
じ50を取外すことによって、釣合溝孔42の中に挿入する
ことが出来、その後、留めねじ50を所定位置に戻すこと
によってその中に保持することが出来る。図示の様に適
正な釣合を達成する必要に応じて、２つ以上の釣合錘58
を用いることが出来る。
釣合錘58の材料を適当に選択して、追加の釣合錘58を加
えることによって組立て後も釣合が調節出来る様にする
だけでなく、必要に応じて釣合錘58を取外すことが出来
る様にする。釣合錘58の取外しを助ける為、これを磁気
材料で作り、それを取出す為に磁気プローブを用いるこ
とが出来る。半径方向の孔が図示の様に上向きではな
く、下向きになる様に、タービン段10を回転することに
よって釣合錘58を取外すことも可能である。
鋼球の他に、釣合錘58は他の形式にしてもよい。例え
ば、適当な性質を持つ溶融材料を半径方向の孔46に注ぎ
込み、凝固した後にその中に保持することが出来る。粒
状材料も用いることが出来る。更に、１種類の寸法を持
つ釣合錘58を用いる場合、釣合錘58を１個あたりの重量
が異なる或る範囲の異なる材料にして、一層微細な釣合
の制御が出来る。
釣合溝孔32、42がスペーサ26、40の全長にわたって伸び
ることを示したが、これに制約されるつもりはない。即
ち、特に第２図の形式では、スペーサ40の１端又は両端
にウェブ（図に示してない）を設けて、溝孔のない隣接
したばち形キー要素に接することによって保持すること
に頼らずに、半径方向に挿入した釣合錘58を保持するこ
とが出来る。
或るタービン段又は圧縮機段では、バケットの正しい位
置ぎめの為に、上流側又は下流側スペーサの内の一方又
は他方を除くことを必要とすることがある。即ち、ばち
形キー16（第１図）の端がタービンはね車12の上流側の
端22又は下流側の端24と同一面であることがあり、１個
のスペーサをばち形キー16の他端に用いることがある。
この１個のスペーサに前述の様な釣合溝孔を用いること
が出来る。
図面についてこの発明の好ましい特定の実施例を説明し
たが、この発明がこういう実施例そのものに制約される
ものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲内で種
々の変更を加えることが出来ることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の１実施例の釣合をとる装置を用いた
タービン円板又は圧縮機円板の一部分の斜視図、第２図
は２つの隣接したタービン段の一部分の詳しい側面図
で、隣接した段を組立てた後、釣合錘を半径方向に挿入
することが出来る様にするこの発明の実施例を示す。 主な符号の説明 12：羽根車、14：あり溝孔（ばち形溝孔）、 16：ばち形キー、18：バケット、 26，28：スペーサ、30，36：かしめ部、 32：釣合溝孔、34：釣合錘。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車輪、及び該車輪から伸びる複数個のバケ
    ット部材を持っていて、各々のバケット部材が該バケッ
    ト部材を支持する為に、前記車輪の周辺にあるばち形溝
    孔にはめることの出来るばち形キーを持っている様な回
    転部品の釣合をとる装置に於て、 前記ばち形溝孔は前記ばち形キーの長さを越える長さを
    持っており、更に、 前記ばち形キーに接して前記ばち形溝孔にはめ込むこと
    が出来、且つ前記ばち形溝孔内で前記ばち形キーを保持
    する様に作用する少なくとも１つのスペーサと、 前記スペーサ内に配置された釣合溝孔と、 該釣合溝孔にはめることの出来る釣合錘と、 該釣合錘を前記釣合溝孔内に保持する手段とを有する装
    置。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲１）に記載した装置に於
    て、前記釣合溝孔が軸方向に配置されていてＵ字形断面
    を持ち、該Ｕ字形断面の開口が半径方向内向きに配置さ
    れている装置。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲２）に記載した装置に於
    て、前記釣合錘が円柱形断面を持ち、該円柱形断面並び
    に前記Ｕ字形断面の弯曲部分が略同じ半径を持っている
    装置。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲１）に記載した装置に於
    て、前記釣合錘を保持する手段が前記スペーサ及び前記
    車輪の隣接部分のかしめ部を含んでいる装置。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲１に記載した装置に於て、
    前記釣合溝孔が前記スペーサ内に軸方向に配置されてい
    て、前記スペーサの両端を通抜けている装置。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲１）に記載した装置に於
    て、前記保持する手段が前記釣合溝孔の１端と面との衝
    合部を含んでいる装置。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲１）に記載した装置に於
    て、前記保持する手段が留めねじを含む装置。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲７）に記載した装置に於
    て、前記留めねじがスペーサ内で半径方向に配置されて
    いる装置。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲１）に記載した装置に於
    て、前記スペーサの半径方向外側の面から前記釣合溝孔
    と連通する様に伸びる半径方向の孔を有し、前記釣合錘
    は前記半径方向の孔を介して前記釣合溝孔にはめること
    が出来る様になっており、前記保持する手段が、前記半
    径方向の孔を閉鎖する様に作用する留めねじを含んでお
    り、この為前記釣合錘が前記釣合溝孔内に保持される様
    にした装置。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲９）に記載した装置に於
    て、前記釣合錘が前記釣合溝孔にはめることの出来る選
    択可能な複数個の錘を含んでおり、相異なる釣合状態に
    対して、前記選択可能な複数個の内の可変数を用いるこ
    とが出来る様にした装置。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲１０）に記載した装置に
    於て、前記錘が玉である装置。
  12. 【請求項１２】特許請求の範囲９）に記載した装置に於
    て、前記釣合錘が粒状材料を含んでいる装置。
  13. 【請求項１３】特許請求の範囲９）に記載した装置に於
    て、前記釣合錘が前記釣合溝孔内の所定位置で固化する
    溶融可能な材料を含んでいる装置。
  14. 【請求項１４】回転自在の車輪と、 該車輪の周辺に設けられた複数個のばち形溝孔と、 複数個のバケット部材とを有し、 各々のバケット部材は該バケット部材を支持する為に１
    つの前記ばち形溝孔にはめることの出来るばち形キーを
    含んでおり、 前記ばち形溝孔の長さは前記ばち形キーの長さを越えて
    おり、更に、 前記ばち形キーに接して前記ばち形溝孔にはめることが
    出来、且つ前記ばち形キーを前記ばち形溝孔内に保持す
    る様に作用する少なくとも１つのスペーサと、 該スペーサの半径方向内側の面に軸方向に配置されてい
    て、Ｕ字形断面を持ち、該Ｕ字形断面の開口が半径方向
    内向きである釣合溝孔と、 前記Ｕ字形断面の閉じた端の半径に略等しい半径を持っ
    ていて、前記釣合溝孔にはめることの出来る円柱形釣合
    錘と、 該釣合錘を前記釣合溝孔に保持する手段とを有する回転
    部品。
  15. 【請求項１５】特許請求の範囲１４）に記載した回転部
    品に於て、前記釣合錘の重量を調節する手段を有する回
    転部品。
  16. 【請求項１６】特許請求の範囲１５）に記載した回転部
    品に於て、前記重量を調節する手段が、前記釣合錘に調
    整孔を穿孔することが出来る様にする手段を含んでいる
    回転部品。
  17. 【請求項１７】回転自在の車輪と、 該車輪の周辺に設けられた複数個のばち形溝孔と、 複数個のバケット部材とを有し、 各々のバケット部材は該バケット部材を支持する為に１
    つのばち形溝孔にはめることの出来るばち形キーを持
    ち、 前記ばち形溝孔の長さは前記ばち形キーの長さを越えて
    おり、更に、 前記ばち形キーに接して前記ばち形溝孔にはめることが
    出来、該ばち形キーを前記ばち形溝孔内に保持する様に
    作用する少なくとも１つのスペーサと、 該スペーサに設けられた釣合溝孔と、 前記スペーサの半径方向外側の面から前記釣合溝孔と連
    通する様に伸びている半径方向の孔と、 該半径方向の孔からはめることの出来る釣合錘とを有
    し、こうして該釣合錘を前記釣合溝孔に保持する様にし
    た回転部品。
  18. 【請求項１８】特許請求の範囲１７）に記載した回転部
    品に於て、前記釣合錘が前記釣合溝孔にはめることの出
    来る選択可能な複数個の錘を含んでおり、異なる釣合状
    態に対して前記選択可能な複数個の内の可変数を用いる
    ことが出来る様にした回転部品。
  19. 【請求項１９】特許請求の範囲１８）に記載した回転部
    品に於て、前記錘が玉である回転部品。
  20. 【請求項２０】特許請求の範囲１９）に記載した回転部
    品に於て、前記釣合錘が粒状材料を含んでいる回転部
    品。
  21. 【請求項２１】特許請求の範囲１９）に記載した回転部
    品に於て、前記釣合錘が前記釣合溝孔内の所定位置で固
    化する溶融可能な材料を含んでいる回転部品。
JP59091168A 1983-05-09 1984-05-09 回転部品の釣合をとる装置 Expired - Lifetime JPH0641779B2 (ja)

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US06/492,739 US4477226A (en) 1983-05-09 1983-05-09 Balance for rotating member

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JPS6018637A JPS6018637A (ja) 1985-01-30
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CH (1) CH659288A5 (ja)
DE (1) DE3416648C2 (ja)
FR (1) FR2545873B1 (ja)
GB (1) GB2139709B (ja)
IT (1) IT1178476B (ja)
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