JPS59211701A - 蒸気タービン用仕切板の製造方法 - Google Patents
蒸気タービン用仕切板の製造方法Info
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- JPS59211701A JPS59211701A JP59051261A JP5126184A JPS59211701A JP S59211701 A JPS59211701 A JP S59211701A JP 59051261 A JP59051261 A JP 59051261A JP 5126184 A JP5126184 A JP 5126184A JP S59211701 A JPS59211701 A JP S59211701A
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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- F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
- F01D9/044—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators permanently, e.g. by welding, brazing, casting or the like
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- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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- Y10T29/4932—Turbomachine making
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- Y10T29/49796—Coacting pieces
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発 明 の 背 景
本発明は蒸気タービンに関するものぐ、更に詳しく言え
ば、蒸気タービンの動翼を衝撃するための蒸気の案内お
よび加速用の羽根を含んだ仕切板に関する。
ば、蒸気タービンの動翼を衝撃するための蒸気の案内お
よび加速用の羽根を含んだ仕切板に関する。
従来、蒸気タービンでは蒸気通路内に配置された複数の
固定羽根によって形成されるノズルが使用されるが、か
かるノズルは流入した蒸気の方向を円滑に所望の方向に
変えかつ加速してタービン動翼を衝撃させるよう空気力
学的に設計されている。蒸気通路内における精度はター
ビン動翼にとって重要である。すなわち、動力を浪費す
る乱流や設計はずれの流れ特性を回避するよう正確に成
形されかつ安定に支持された仕切板の羽根を用いて高い
精度で蒸気を案内しなければならないので蒸気タービン
の仕切板は、従来、スペーサとして知られる半円形の帯
金に設置ノられた切抜き穴の中に羽根の両端を挿入する
ことによって形成されてきた。かかる羽根の両端がスペ
ーサ゛に仮着は溶接された後、外側および内側の半円形
リングがスペーサおよび羽根に本溶接される。羽根とリ
ングとの満足すべき接合を達成するためには、リングと
スペーサとの間に極めて深い溶接を施し、それによって
溶接部が両者の界面に十分に深く溶込んで羽根にも接触
結合するようにすることが必要である。
固定羽根によって形成されるノズルが使用されるが、か
かるノズルは流入した蒸気の方向を円滑に所望の方向に
変えかつ加速してタービン動翼を衝撃させるよう空気力
学的に設計されている。蒸気通路内における精度はター
ビン動翼にとって重要である。すなわち、動力を浪費す
る乱流や設計はずれの流れ特性を回避するよう正確に成
形されかつ安定に支持された仕切板の羽根を用いて高い
精度で蒸気を案内しなければならないので蒸気タービン
の仕切板は、従来、スペーサとして知られる半円形の帯
金に設置ノられた切抜き穴の中に羽根の両端を挿入する
ことによって形成されてきた。かかる羽根の両端がスペ
ーサ゛に仮着は溶接された後、外側および内側の半円形
リングがスペーサおよび羽根に本溶接される。羽根とリ
ングとの満足すべき接合を達成するためには、リングと
スペーサとの間に極めて深い溶接を施し、それによって
溶接部が両者の界面に十分に深く溶込んで羽根にも接触
結合するようにすることが必要である。
米国特許第4288677号明$111ffi中に記載
のごとく、溶込みの深さが増加するに従つ−【溶接欠陥
も増加する。かかる溶接欠陥としては、たとえば割れ、
スラグ巻込み、不完全な溶込みなどが挙げられるが、こ
れらはノズル羽根の破損や不安定化をもたらすことがあ
る。その上、このように深い溶接は蒸気通路のゆがみを
生じて設■1上の空気力学的特性からの逸脱をもたらし
、それによって装置の総合効率を低下させる傾向がある
。
のごとく、溶込みの深さが増加するに従つ−【溶接欠陥
も増加する。かかる溶接欠陥としては、たとえば割れ、
スラグ巻込み、不完全な溶込みなどが挙げられるが、こ
れらはノズル羽根の破損や不安定化をもたらすことがあ
る。その上、このように深い溶接は蒸気通路のゆがみを
生じて設■1上の空気力学的特性からの逸脱をもたらし
、それによって装置の総合効率を低下させる傾向がある
。
スペー゛りの厚さは、比較的小さい(たとえば1/4イ
ンチ未満)のが通例であった。その理由は、従来の打抜
き技術によって加工するにはそれが限度だったからであ
る。このように厚さが小さいため、スペーサはそれ自体
で羽根を支持し得る構造部材としてよりも内側および外
側リングへの溶接に先立つ位置決め部材として有効であ
った。
ンチ未満)のが通例であった。その理由は、従来の打抜
き技術によって加工するにはそれが限度だったからであ
る。このように厚さが小さいため、スペーサはそれ自体
で羽根を支持し得る構造部材としてよりも内側および外
側リングへの溶接に先立つ位置決め部材として有効であ
った。
ゆがみを引起こすもう1つの原因は、スペーサおよび羽
根を半円形のVブアセンブリに組立てることにあった。
根を半円形のVブアセンブリに組立てることにあった。
加熱や溶接時の収縮、材料の応力除去処理J3よび焼戻
しに由来するゆがみは、内側(+3よび外側リングとの
接合前および接合後のいずれにa3い°Cも°リーブア
センブリのゆがみをり1起こす傾向があった。このよう
なゆがみの原因は、少なくとも部分的には、半円形サブ
アセンブリ中におりる応力の変動が半円のゆがみを引起
こすことにあると考えられる。
しに由来するゆがみは、内側(+3よび外側リングとの
接合前および接合後のいずれにa3い°Cも°リーブア
センブリのゆがみをり1起こす傾向があった。このよう
なゆがみの原因は、少なくとも部分的には、半円形サブ
アセンブリ中におりる応力の変動が半円のゆがみを引起
こすことにあると考えられる。
従来の製造技術によれば、仕切板のサブアセンブリ同士
を結合りるために平坦な半径方向合せ面が使用されてき
た。その結果、接線り向に沿ってノズル羽根同士が重な
り合うため、各々の半円形サブアセンブリの各端にある
ノズル羽根を切断りることが通例必要とされてきた。こ
の場合、蒸気通路中に比較的柔軟な羽根断片が存在する
ことになり、それらがゆがみや振動を生じて蒸気の流れ
の空気ノコ学的効率を低下させることがあった。
を結合りるために平坦な半径方向合せ面が使用されてき
た。その結果、接線り向に沿ってノズル羽根同士が重な
り合うため、各々の半円形サブアセンブリの各端にある
ノズル羽根を切断りることが通例必要とされてきた。こ
の場合、蒸気通路中に比較的柔軟な羽根断片が存在する
ことになり、それらがゆがみや振動を生じて蒸気の流れ
の空気ノコ学的効率を低下させることがあった。
発 明 の 目 的
本発明の目的の1つは、先行技術の欠点を排除するよう
な蒸気タービン用の仕切板を提供りることにある。
な蒸気タービン用の仕切板を提供りることにある。
また、改良された空気力学的ノズルを右りる蒸気タービ
ン用の仕切板を提供することも本発明の目的の1つであ
る。
ン用の仕切板を提供することも本発明の目的の1つであ
る。
更にまた、ノズル羽根が帯金に対し構造的に固定されか
つ帯金が360度の環状tR造を有する結果、組立て時
の偏差、熱応力および収縮応力に原因するゆがみが低減
しかつ一層厳格な許容差を保持することができるような
蒸気タービン用の仕切板を提供することも本発明の目的
の1つぐある。
つ帯金が360度の環状tR造を有する結果、組立て時
の偏差、熱応力および収縮応力に原因するゆがみが低減
しかつ一層厳格な許容差を保持することができるような
蒸気タービン用の仕切板を提供することも本発明の目的
の1つぐある。
更にまた、蒸気通路の180度扇形部分間の分離が互い
に隣接する羽根間の切断面に沿って行われるような蒸気
タービン用の仕切板を提供することも本発明の目的の1
つである。
に隣接する羽根間の切断面に沿って行われるような蒸気
タービン用の仕切板を提供することも本発明の目的の1
つである。
更にまた、羽根の両端に位置する帯金が互いに隣接した
羽根間の湾曲した切断面に沿って切断されておりかつ内
側および外側リングの合せ面が平面であるような蒸気タ
ービン用の仕切板を提供することも本発明の目的の1つ
である。
羽根間の湾曲した切断面に沿って切断されておりかつ内
側および外側リングの合せ面が平面であるような蒸気タ
ービン用の仕切板を提供することも本発明の目的の1つ
である。
本発明の一側面に従えば、半円形の内側帯金、前記内側
帯金と同心的に配置さり、た半円形の外側帯金、および
前記内側帯金と前記外側帯金との間゛に配置された複数
の羽根によって蒸気通路が形成され、前記羽根の内端お
よび外端は前記内側帯金および前記外側帯金に設けられ
た溝穴に嵌入し、前記羽根の前記内端および外端は構造
溶接部によっC前記内側帯金および前記外側帯金に固定
され、前記内側帯金の内面には上流側および下流側の界
面に位置する溶接部によって半円形の内側リングが固定
され、前記外側帯金の外面には上流側および下流側の界
面に位置する溶接部によって半円形の外側リングが固定
され、かつ前記内側帯金、前記外側帯金および前記構造
溶接部は前記羽根と前記内側リングおよび前記外側リン
グとの間の溶接を必要としなくても前記羽根を支持する
のに有効であることを特徴とするタービン用の180度
半仕切板が提供される。
帯金と同心的に配置さり、た半円形の外側帯金、および
前記内側帯金と前記外側帯金との間゛に配置された複数
の羽根によって蒸気通路が形成され、前記羽根の内端お
よび外端は前記内側帯金および前記外側帯金に設けられ
た溝穴に嵌入し、前記羽根の前記内端および外端は構造
溶接部によっC前記内側帯金および前記外側帯金に固定
され、前記内側帯金の内面には上流側および下流側の界
面に位置する溶接部によって半円形の内側リングが固定
され、前記外側帯金の外面には上流側および下流側の界
面に位置する溶接部によって半円形の外側リングが固定
され、かつ前記内側帯金、前記外側帯金および前記構造
溶接部は前記羽根と前記内側リングおよび前記外側リン
グとの間の溶接を必要としなくても前記羽根を支持する
のに有効であることを特徴とするタービン用の180度
半仕切板が提供される。
本発明の別の側面に従えば、(a)360度の内側帯金
を形成し、(b)360度の外側帯金を形成し、(C)
羽根の内端および外端を収容づるための複数の溝穴を前
記内側帯金および前記外側帯金に設番プ、(d)前記内
側帯金および前記外側帯金を同軸的に保持し、(e )
複数の前記羽根を前記溝穴に挿入し、(f )前記羽根
の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側帯
金に仮着番プ溶接し、(0)形成される蒸気通路のゆが
みを最小限に抑えるのに有効な溶接手順に従って前記羽
根の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側
帯金に対し構造的に溶接し、(h )前記蒸気通路に応
力除去処理および焼戻しを施し、次いr(i)互いに隣
接した羽根の中間に位置する第1および第2の切断面に
沿いながら約180度だ1ノ離隔した2つの箇所におい
て前記内側帯金および前記外側帯金を切断する諸工程か
ら成ることを特徴とする、蒸気タービン用仕切板中に蒸
気通路を形成する方法が提供される。
を形成し、(b)360度の外側帯金を形成し、(C)
羽根の内端および外端を収容づるための複数の溝穴を前
記内側帯金および前記外側帯金に設番プ、(d)前記内
側帯金および前記外側帯金を同軸的に保持し、(e )
複数の前記羽根を前記溝穴に挿入し、(f )前記羽根
の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側帯
金に仮着番プ溶接し、(0)形成される蒸気通路のゆが
みを最小限に抑えるのに有効な溶接手順に従って前記羽
根の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側
帯金に対し構造的に溶接し、(h )前記蒸気通路に応
力除去処理および焼戻しを施し、次いr(i)互いに隣
接した羽根の中間に位置する第1および第2の切断面に
沿いながら約180度だ1ノ離隔した2つの箇所におい
て前記内側帯金および前記外側帯金を切断する諸工程か
ら成ることを特徴とする、蒸気タービン用仕切板中に蒸
気通路を形成する方法が提供される。
本発明の更に別の側面に従えば、(a)360度の内側
帯金を形成し、(b)360度の外側帯金を形成し、(
C)羽根の内端および外端を収容するための複数の溝穴
を前記内側帯金および前記外側帯金に設け、(d )前
記内側帯金および前記外側帯金を同軸的に保持し、(e
)複数の前記羽根を前記溝穴に挿入し、(f )前記羽
根の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側
帯金に仮着は溶接し、(0)形成される蒸気通路のゆが
みを最小限に抑えるのに有効な溶接手順に従って前記羽
根の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側
帯金に対し構造的に溶接し、(h)前記蒸気通路に応力
除去処理および焼戻しを施し、(i )互いに隣接した
羽根の中間に位置する第1および第2の切断面に沿いな
がら約180度だけ離隔した2つの箇所において前記内
側帯金および前記外側帯金を切断して第1および第2の
蒸気通路部分を作製し、(j >両端に概して平坦な合
せ面を有する1対の180度内面半リングを形成し、(
k )上流側および下流側の界面に位置する溶接部を用
いて前記内側半リングを各々の前記蒸気通路部分の前記
内側帯金に固定し、(+ >両端に概して平坦な合せ面
を有する1対の180度外側半リングを形成し、次いで
(III)上流側a3よび下流側の界面に位置する溶接
部を用いて前記外側半リングを各々の前記蒸気通路部分
の前記外側帯金に固定する諸工程から成ることを特徴と
するタービン用仕切板の製造方法が提供される。
帯金を形成し、(b)360度の外側帯金を形成し、(
C)羽根の内端および外端を収容するための複数の溝穴
を前記内側帯金および前記外側帯金に設け、(d )前
記内側帯金および前記外側帯金を同軸的に保持し、(e
)複数の前記羽根を前記溝穴に挿入し、(f )前記羽
根の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側
帯金に仮着は溶接し、(0)形成される蒸気通路のゆが
みを最小限に抑えるのに有効な溶接手順に従って前記羽
根の前記内端および外端を前記内側帯金および前記外側
帯金に対し構造的に溶接し、(h)前記蒸気通路に応力
除去処理および焼戻しを施し、(i )互いに隣接した
羽根の中間に位置する第1および第2の切断面に沿いな
がら約180度だけ離隔した2つの箇所において前記内
側帯金および前記外側帯金を切断して第1および第2の
蒸気通路部分を作製し、(j >両端に概して平坦な合
せ面を有する1対の180度内面半リングを形成し、(
k )上流側および下流側の界面に位置する溶接部を用
いて前記内側半リングを各々の前記蒸気通路部分の前記
内側帯金に固定し、(+ >両端に概して平坦な合せ面
を有する1対の180度外側半リングを形成し、次いで
(III)上流側a3よび下流側の界面に位置する溶接
部を用いて前記外側半リングを各々の前記蒸気通路部分
の前記外側帯金に固定する諸工程から成ることを特徴と
するタービン用仕切板の製造方法が提供される。
本発明の上記およびその他のlI的、特徴並びに利点は
、添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことによ
って自ら明らかとなろう。なお、図面中では同じ構成要
素は同じ参照番号にJ、って示されている。
、添付の図面を参照しながら以下の説明を読むことによ
って自ら明らかとなろう。なお、図面中では同じ構成要
素は同じ参照番号にJ、って示されている。
実施例の説明
先ず第1図を見ると、車室12および回転軸14を含む
軸流蒸気タービン1oの断面図が示されている。複数の
タービン動翼16は、常法に従い、軸14と共に7回転
し得るよう軸14に固定されている。入口の仕切板18
は環状に並んだ羽根2゜を含んでいて、それにより蒸気
室22がら導入された蒸気は案内加速されてMlのター
ビン動翼列24を衝撃する。
軸流蒸気タービン1oの断面図が示されている。複数の
タービン動翼16は、常法に従い、軸14と共に7回転
し得るよう軸14に固定されている。入口の仕切板18
は環状に並んだ羽根2゜を含んでいて、それにより蒸気
室22がら導入された蒸気は案内加速されてMlのター
ビン動翼列24を衝撃する。
後続の仕切板26は6対のタービン動翼列16の間に配
置され′Cいで、上流側から流入した蒸気を再び案内加
速し、そして最適の角度および流速で下流側のタービン
動翼列を衝撃させるために役立つ。
置され′Cいで、上流側から流入した蒸気を再び案内加
速し、そして最適の角度および流速で下流側のタービン
動翼列を衝撃させるために役立つ。
各々の仕切板26は、外側スペーサ28および内側スペ
ーサ3oの間に羽根2oを含んでいる。
ーサ3oの間に羽根2oを含んでいる。
外側スペーサ28には外側リング32が固定されていて
、これは常法に従って車室12と係合している。内側ス
ペーサ3oには内側リング34が固定されていて、これ
は軸14がら離隔した状態で懸垂されている。通常のご
とく、回転りる@14に沿っての軸方向蒸気漏れを防止
しなから仕切板26に対して軸14を回転させるため、
内側リング34の内端に位置づる封止部36に軸」]止
手段(図示せず)を設けることもできる。
、これは常法に従って車室12と係合している。内側ス
ペーサ3oには内側リング34が固定されていて、これ
は軸14がら離隔した状態で懸垂されている。通常のご
とく、回転りる@14に沿っての軸方向蒸気漏れを防止
しなから仕切板26に対して軸14を回転させるため、
内側リング34の内端に位置づる封止部36に軸」]止
手段(図示せず)を設けることもできる。
次に第2図を見ると、先行技術に従って製造された仕切
板の軸方向断面図が示されている。先ず、羽8120が
外側スペーサ28および内側スペーサ30に仮着は溶接
される。次いひ、羽根20はそれぞれ位置40および4
2において外側および内側スペーサに漏止め溶接される
。この結果、外側スペーサ28、内側スペーサ30およ
び羽根20は半円形の集合体を成して保持されるが、か
がる集合体は溶込み深さの大きい溶接部44.46.4
8および50によって半円形の外側リング32および内
側リング34に溶接される。なJ3、溶接部44〜50
の各々はスペーサとリングとの界面の奥深くまで溶込ん
で羽根20の末端に接触し、それによって羽根20をリ
ング32および34に対し強固に固定していることに注
目リベぎCある。
板の軸方向断面図が示されている。先ず、羽8120が
外側スペーサ28および内側スペーサ30に仮着は溶接
される。次いひ、羽根20はそれぞれ位置40および4
2において外側および内側スペーサに漏止め溶接される
。この結果、外側スペーサ28、内側スペーサ30およ
び羽根20は半円形の集合体を成して保持されるが、か
がる集合体は溶込み深さの大きい溶接部44.46.4
8および50によって半円形の外側リング32および内
側リング34に溶接される。なJ3、溶接部44〜50
の各々はスペーサとリングとの界面の奥深くまで溶込ん
で羽根20の末端に接触し、それによって羽根20をリ
ング32および34に対し強固に固定していることに注
目リベぎCある。
すなわち、スペーサ28および30は主として羽根20
の位置決めのために使用されているのであって、構造支
持体を成ず外側リング32および内側リング34に溶接
されて初めて羽根20は強固に固定されるのである。
の位置決めのために使用されているのであって、構造支
持体を成ず外側リング32および内側リング34に溶接
されて初めて羽根20は強固に固定されるのである。
次に第3図を見ると、本発明に基づく仕切板の断面図が
示されている。この場合、外側帯金52および内側帯金
54はそれぞれ溝穴56および58を有し−【いて、そ
れらの中に羽根20の末端60および62が嵌入してい
る。末端60および62は、外側リング32および内側
リング34との組立てに先立ち、64および66に示さ
れるごとく外側帯金52および内側帯金54に対してそ
れぞれ強固に溶接されている。後述の通り、64おJ:
び66における溶接は帯金52および54が360度の
完全な環状構造を有している間に実施される。帯金52
および54の厚さおよび強度は、外側リング32および
内側リング34への直接溶接を必要としなくても羽根2
0に対する完全な構造支持体として役立つのに十分なも
のである。その結果、外側帯金52は最小の溶接部68
および70によって外側リング32に溶接されるn71
なりち、それらの溶接部は帯金52の上流端L15にび
下流端をリング32に対しC強固に固定しさえりればよ
いのぐあって、羽根20の末端60に接触する必要はな
いのである。同様に、帯金54の1流端および下流端は
最小の溶接部72および74によって内側リング34に
固定されるのであっC1それらの溶接部は羽根20の末
端62に接触りる必要はないのである。
示されている。この場合、外側帯金52および内側帯金
54はそれぞれ溝穴56および58を有し−【いて、そ
れらの中に羽根20の末端60および62が嵌入してい
る。末端60および62は、外側リング32および内側
リング34との組立てに先立ち、64および66に示さ
れるごとく外側帯金52および内側帯金54に対してそ
れぞれ強固に溶接されている。後述の通り、64おJ:
び66における溶接は帯金52および54が360度の
完全な環状構造を有している間に実施される。帯金52
および54の厚さおよび強度は、外側リング32および
内側リング34への直接溶接を必要としなくても羽根2
0に対する完全な構造支持体として役立つのに十分なも
のである。その結果、外側帯金52は最小の溶接部68
および70によって外側リング32に溶接されるn71
なりち、それらの溶接部は帯金52の上流端L15にび
下流端をリング32に対しC強固に固定しさえりればよ
いのぐあって、羽根20の末端60に接触する必要はな
いのである。同様に、帯金54の1流端および下流端は
最小の溶接部72および74によって内側リング34に
固定されるのであっC1それらの溶接部は羽根20の末
端62に接触りる必要はないのである。
場合によっては、蒸気の膨張を可能にりるため、図示の
ごとくに外側帯金52が広がっでいることもある。
ごとくに外側帯金52が広がっでいることもある。
次に第4図を見ると、内側帯金54、外側帯金52およ
び羽根20から成る予備集合体が示されている。内側帯
金54および外側帯金52を形成するには、帯板を曲げ
て輪を作り、帯板の両端同士を適当に溶接し、次いで常
法に従っ一ζ輪に応力除去処理および焼戻しを施すこと
により、図示のごとき360度の環状構”逸物を得れば
よい。外側帯金52の溝穴56および内側帯金54の溝
穴58は放電加工のごとき任意適宜の方法によって形成
し得るが、好適な実施例に従えば溝穴56および58は
レーザ切断によって形成される。外側帯金52おJ:び
内側帯金54は羽根20に対する実質的な支持体として
働かなければならないから本発明においては比較的厚い
材料が必要とされるが、かかる材料に溝穴を設けるため
には上記の切断技術のいずれを用いても満足すべき結果
が得られる。
び羽根20から成る予備集合体が示されている。内側帯
金54および外側帯金52を形成するには、帯板を曲げ
て輪を作り、帯板の両端同士を適当に溶接し、次いで常
法に従っ一ζ輪に応力除去処理および焼戻しを施すこと
により、図示のごとき360度の環状構”逸物を得れば
よい。外側帯金52の溝穴56および内側帯金54の溝
穴58は放電加工のごとき任意適宜の方法によって形成
し得るが、好適な実施例に従えば溝穴56および58は
レーザ切断によって形成される。外側帯金52おJ:び
内側帯金54は羽根20に対する実質的な支持体として
働かなければならないから本発明においては比較的厚い
材料が必要とされるが、かかる材料に溝穴を設けるため
には上記の切断技術のいずれを用いても満足すべき結果
が得られる。
適正な同軸的相対位置を占めるようにして外側帯金52
および内側帯金54を表面(図示せず)上にしっかりと
保持した後、たとえば羽根20を外側帯金52の溝穴5
6から内側帯金54の溝穴58の中へ滑り込ませること
によって羽根20が設置される。本発明のある実施例に
従えば、溝穴56および58はそれぞれの帯金52およ
び54を貫通している。しかるに、一方の溝穴56また
は58がたとえば放電加工によって形成された盲穴であ
りかつ他方が帯金の材料を貫通していてもよいことは当
業者にとって自明であろう。所要数の羽根20を設置し
て360度集合体を形成した後、羽根20が帯金52お
よび54に溶接される。
および内側帯金54を表面(図示せず)上にしっかりと
保持した後、たとえば羽根20を外側帯金52の溝穴5
6から内側帯金54の溝穴58の中へ滑り込ませること
によって羽根20が設置される。本発明のある実施例に
従えば、溝穴56および58はそれぞれの帯金52およ
び54を貫通している。しかるに、一方の溝穴56また
は58がたとえば放電加工によって形成された盲穴であ
りかつ他方が帯金の材料を貫通していてもよいことは当
業者にとって自明であろう。所要数の羽根20を設置し
て360度集合体を形成した後、羽根20が帯金52お
よび54に溶接される。
かかる溶接に際しては、この段階における熱的ゆがみを
最小限に抑えるため、内側帯金54および外側帯金52
並びに羽根20の加熱をできるだり抑制するようにする
ことが好ましい。
最小限に抑えるため、内側帯金54および外側帯金52
並びに羽根20の加熱をできるだり抑制するようにする
ことが好ましい。
次に第5図も参照しながら説明覆れば、仮着は溶接の後
、たとえばガスタングステンアーク溶接法および(また
は)ガス金属アーク溶接法を用いた構造的な溶接が実施
される。こうして得られた溶接部64および66(図示
せず)は羽根20を内側帯金54および外側帯金52に
対しτ構造的に結合するが、この場合の帯金はまだ36
0度の環状構造を成している。なお、溶接の手順は溶接
に原因するゆがみが最小限に抑えられるように選定する
ことができる。たとえば、集合体の反対側に位置する6
対の羽根を順次に溶接することによってゆがみを消去ま
たは低減させることができる。
、たとえばガスタングステンアーク溶接法および(また
は)ガス金属アーク溶接法を用いた構造的な溶接が実施
される。こうして得られた溶接部64および66(図示
せず)は羽根20を内側帯金54および外側帯金52に
対しτ構造的に結合するが、この場合の帯金はまだ36
0度の環状構造を成している。なお、溶接の手順は溶接
に原因するゆがみが最小限に抑えられるように選定する
ことができる。たとえば、集合体の反対側に位置する6
対の羽根を順次に溶接することによってゆがみを消去ま
たは低減させることができる。
この工程に際して内側帯金54および外側帯金52に3
6Or!Lの環状構造を保持させることにより、帯金に
固有の幾何学的剛性を利用して熱的ゆがみがもたらす力
を分散・させ、それによって互いに隣接した羽根が構成
づるノズル内の蒸気通路を設計パラメータの範囲内に保
つことが可能となる。
6Or!Lの環状構造を保持させることにより、帯金に
固有の幾何学的剛性を利用して熱的ゆがみがもたらす力
を分散・させ、それによって互いに隣接した羽根が構成
づるノズル内の蒸気通路を設計パラメータの範囲内に保
つことが可能となる。
全ての羽根20の両端を確実に溶接した後、得られ1=
集合体に対し゛C通常の保護雰囲気熱処理技術を用い1
=応力除去処理および焼戻しを施すことにより、溶接完
了後にも集合体中に存続することのある残留化ノコが除
去され、かつ溶接熱の影響を受りた区域の焼戻しが行わ
れる。応力除去処理の後、内側帯金54および外側帯金
52は互いに隣接した羽根20間の切断面に沿いながら
180度だ1ノ離隔した2つの箇所において切断される
。たとえば、第5図に点線76で示されるような湾曲し
た切断面を使用することにより、集合体を2つの180
度扇形部分に分割することができる。なお、羽根の配列
に応じ、直線や線分の組合せに沿って形成されるような
切断面を使用することもできる。後にタービン内におい
て末端同士を係合さVる時、真円からのずれをできるだ
け小さくするため、切断面76に沿って切断を行う際に
除去される材料の量は最小限に抑えることが好ましい。
集合体に対し゛C通常の保護雰囲気熱処理技術を用い1
=応力除去処理および焼戻しを施すことにより、溶接完
了後にも集合体中に存続することのある残留化ノコが除
去され、かつ溶接熱の影響を受りた区域の焼戻しが行わ
れる。応力除去処理の後、内側帯金54および外側帯金
52は互いに隣接した羽根20間の切断面に沿いながら
180度だ1ノ離隔した2つの箇所において切断される
。たとえば、第5図に点線76で示されるような湾曲し
た切断面を使用することにより、集合体を2つの180
度扇形部分に分割することができる。なお、羽根の配列
に応じ、直線や線分の組合せに沿って形成されるような
切断面を使用することもできる。後にタービン内におい
て末端同士を係合さVる時、真円からのずれをできるだ
け小さくするため、切断面76に沿って切断を行う際に
除去される材料の量は最小限に抑えることが好ましい。
切断面76に沿っての切断はたとえば通常の移動電線電
極式放電加工技術を用いで行うことがて゛きるが、その
場合にはたとえば0.012インチ分の材料が除去され
る。仕切板の半径と比較すれば、この程度の材料除去量
は問題とならない。次いぐ、別個に作製された外側リン
グ32および内側リング34(第3図)の“180ft
断片が上記の180度扇形部分に接合される。その際に
は、最小の溶接部68〜74の使用によって外側帯金5
2が外側リング32に固定されかつ内側帯金54が内側
リング34に固定される。
極式放電加工技術を用いで行うことがて゛きるが、その
場合にはたとえば0.012インチ分の材料が除去され
る。仕切板の半径と比較すれば、この程度の材料除去量
は問題とならない。次いぐ、別個に作製された外側リン
グ32および内側リング34(第3図)の“180ft
断片が上記の180度扇形部分に接合される。その際に
は、最小の溶接部68〜74の使用によって外側帯金5
2が外側リング32に固定されかつ内側帯金54が内側
リング34に固定される。
次に第6図を見ると、仕切板の一方の組立済み半円形部
分の合せ面が示されている。外側リング32上には、相
手方の部材の対応覆る白は而と接触するための平坦な半
径方向合せ面78が設()られていることが認められよ
う。合せビン(図示けず)を具備した相手力の外側リン
グの位置決めおよび保持を行うため、合せ穴80を設り
ることもできる。
分の合せ面が示されている。外側リング32上には、相
手方の部材の対応覆る白は而と接触するための平坦な半
径方向合せ面78が設()られていることが認められよ
う。合せビン(図示けず)を具備した相手力の外側リン
グの位置決めおよび保持を行うため、合せ穴80を設り
ることもできる。
内側リング34上には、相手方の部材の対応する合は而
と接触するための平坦な半径方向合せ面82が設りられ
ている。通常のごとく、合せ面82から突出しかつ相手
方の合せ面のほぞ穴(図示せず)と係合するほぞ84を
設けることもできる。
と接触するための平坦な半径方向合せ面82が設りられ
ている。通常のごとく、合せ面82から突出しかつ相手
方の合せ面のほぞ穴(図示せず)と係合するほぞ84を
設けることもできる。
また、相手方の合せ面の合ゼ穴(図示せず)に嵌入りる
ことによって組立−0時の案内用として役立つ合せビン
86を設けることもできる。なお、切断面76は湾曲し
ていると同時に仕切板26の平面に対し傾斜している一
方、合せ面78および82は好ましくは延長すれば中心
軸と交わるような半径り向の平面であることに注目すべ
きである。
ことによって組立−0時の案内用として役立つ合せビン
86を設けることもできる。なお、切断面76は湾曲し
ていると同時に仕切板26の平面に対し傾斜している一
方、合せ面78および82は好ましくは延長すれば中心
軸と交わるような半径り向の平面であることに注目すべ
きである。
内側帯金54および外側帯金52を合せ面78および8
2に平行な平面に沿って切断したならば軸方向の切断面
ににって羽根が2つの部分に分割されることが避けられ
ないが、湾曲した切断面76を使用することによって全
゛Cの羽根20を完全なものとすることができる。また
、合せ面78および82が平面であることにより、2つ
の半円形部分の位置決めおよび係合は容易なものとなる
のぐある。
2に平行な平面に沿って切断したならば軸方向の切断面
ににって羽根が2つの部分に分割されることが避けられ
ないが、湾曲した切断面76を使用することによって全
゛Cの羽根20を完全なものとすることができる。また
、合せ面78および82が平面であることにより、2つ
の半円形部分の位置決めおよび係合は容易なものとなる
のぐある。
このように、本発明に基づく仕切板においては、360
度の内側帯金54および外側帯金52を用いて蒸気通路
を形成しながらそれらに同右の幾何学的剛性を利用して
応力を分散させると共に最小の溶接部を用いて帯金をリ
ングに固定りることにより、製造中に生じる応力に原因
するゆがみが抑制されかつ低減される。また、互いに隣
接した羽根20の中間に位置する湾曲した切断面76の
使用により、支持強度の劣る羽根断片がもたらJ乱流が
排除される。羽根20の構造支持体を成づのは内側帯金
54および外側帯金52′cあるから、内側帯金54お
よび外側帯金52を内側リング34および外側リング3
2に固定覆る際には両者の界面に最小限度の溶接を施せ
ばよいのであつC1溶込みの深さが羽根の末端にまで達
づるほと大さいかどうか配慮する必要はない。
度の内側帯金54および外側帯金52を用いて蒸気通路
を形成しながらそれらに同右の幾何学的剛性を利用して
応力を分散させると共に最小の溶接部を用いて帯金をリ
ングに固定りることにより、製造中に生じる応力に原因
するゆがみが抑制されかつ低減される。また、互いに隣
接した羽根20の中間に位置する湾曲した切断面76の
使用により、支持強度の劣る羽根断片がもたらJ乱流が
排除される。羽根20の構造支持体を成づのは内側帯金
54および外側帯金52′cあるから、内側帯金54お
よび外側帯金52を内側リング34および外側リング3
2に固定覆る際には両者の界面に最小限度の溶接を施せ
ばよいのであつC1溶込みの深さが羽根の末端にまで達
づるほと大さいかどうか配慮する必要はない。
本発明に基づく仕切板においてはリング32および′(
または)34と羽根20との間の直接溶接は不要である
が、このことが溶接部の重なり合いを排除づると考える
べきではない。ある種の仕切板においては、羽根20が
仕切板の上流端または下流端に近接して位置するため、
帯金とリングとの界面に最小の溶接部を設けただけでも
直接に羽根と接触し−Cしまうことがある。かかる偶発
的な接触が起こったからと言って、その仕切板が本発明
の範囲から除外されると考えるべきではない。
または)34と羽根20との間の直接溶接は不要である
が、このことが溶接部の重なり合いを排除づると考える
べきではない。ある種の仕切板においては、羽根20が
仕切板の上流端または下流端に近接して位置するため、
帯金とリングとの界面に最小の溶接部を設けただけでも
直接に羽根と接触し−Cしまうことがある。かかる偶発
的な接触が起こったからと言って、その仕切板が本発明
の範囲から除外されると考えるべきではない。
以上、添イ」の図面に関連jして本発明の好適な実施の
態様を記載したが、本発明がそれらの特定の実施の態様
によって制限されないことは言うまでもない。すなわち
、前記特許請求の範囲によって定義された本発明の精神
および範囲から逸脱することなしに様々な変更や改変を
加え得ることは当業者にとって自明であろう。
態様を記載したが、本発明がそれらの特定の実施の態様
によって制限されないことは言うまでもない。すなわち
、前記特許請求の範囲によって定義された本発明の精神
および範囲から逸脱することなしに様々な変更や改変を
加え得ることは当業者にとって自明であろう。
第1図は代表的な蒸気タービンの軸方向断面図、第2図
は先行技術に基づく蒸気タービン用仕切板の一部の拡大
断面図、第3図は本発明に基づく蒸気タービン用仕切板
の一部の拡大断面図、第4図は仕切板の蒸気通路を組立
てる際の一工程を承り斜視図、第5図は第4図の蒸気通
路の拡大図、イして第6図は本発明に基づく紺立湾み仕
切板の一方の半円形部分の合せ面領域の拡大図である。 主な符号の説明 図中、20は羽根、26は仕切板、32は外側リング、
34は内側リング、52は外側帯金、54は内側帯金、
56および58は満尺、60おにび62は羽根の末端、
64および66は構造溶接部、68.70.72a3よ
び74は最小の溶接部、76は切断面、そして78およ
び82は合せ面を表わす。 特許出願人
は先行技術に基づく蒸気タービン用仕切板の一部の拡大
断面図、第3図は本発明に基づく蒸気タービン用仕切板
の一部の拡大断面図、第4図は仕切板の蒸気通路を組立
てる際の一工程を承り斜視図、第5図は第4図の蒸気通
路の拡大図、イして第6図は本発明に基づく紺立湾み仕
切板の一方の半円形部分の合せ面領域の拡大図である。 主な符号の説明 図中、20は羽根、26は仕切板、32は外側リング、
34は内側リング、52は外側帯金、54は内側帯金、
56および58は満尺、60おにび62は羽根の末端、
64および66は構造溶接部、68.70.72a3よ
び74は最小の溶接部、76は切断面、そして78およ
び82は合せ面を表わす。 特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半円形の内側帯金、前記内側帯金と同心的に配置さ
れた半円形の外側帯金、および前記内側帯金と前記外側
帯金との間に配置された複数の羽根によって蒸気通路が
形成され、前記羽根の内端143 J:び外端は前記内
側帯金および前記外側帯金に設けられた溝穴に嵌入し、
前記羽根の前記内端および外端は構造溶接部によって前
記内側帯金および前記外側帯金に固定され、前記内側帯
金の内面には上流側および下流側の界面に位置スる溶接
部によって半円形の内側リングが固定され、前記外側帯
金の外面には上流側および下流側の界面に位置づる溶接
部によって半円形の外側リングが固定され、かつ前記内
側帯金、前記外側帯金および前記構造溶接部は前記羽根
と前記内側リングおよび前記外側リングとの間の溶接を
必要としなくても前記羽根を支持するのに有効であるこ
とを特徴とするタービン用の180度半仕切板。 2、前記内側帯金a3よび前記外側帯金の各端が最後の
羽根から離隔した切断面に沿つ−(’ 1i7J断され
ている結果、前記羽根の全゛Cが完全なしのぐある特許
請求の範囲第1項記載の180度半仕切板。 3、前記内側リングおよび前記外側リングの各端が平坦
な合せ面を有している特許請求の範囲第2項記載の18
0度半仕切板。 4、(a )360度の内側帯金を形成し、(b)36
0度の外側帯金を形成し、(C)羽根の内端および外端
を収容するための複数の溝穴を前記内側帯金および前記
外側帯金に設番ノ、(d )複数の前記羽根を前記溝穴
に挿入し、(e)前記羽根の前記内端および外端を前記
内側帯金および前記外側帯金に仮着は溶接し、(f)形
成される蒸気通路のゆがみを最小限に抑えるのに有効な
溶接1順に従って前記羽根の前記内端および外端を前記
内側帯金および前記外側帯金に対しfi’llj的に溶
接し、(0)前記蒸気通路に応力除去処理を施し、次い
で(h)互いに隣接した羽根の中間に位置づる第1およ
び第2の切断面に沿いながら約180度だけ離隔した2
つの箇所において前記内側帯金および前記外側帯金を切
断する諸工程から成ることを特徴とする、蒸気タービン
用仕切板中に蒸気通路□を形成りる方法。 5、前記内側帯金および前記外側帯金を切断する前記工
程において除去される材料の憬が無視できる程度である
特許請求の範囲第4項記載の方法。 6、前記内側帯金および前記外側帯金を切断する前記■
稈が放電加工によって実施される特許請求の範囲第5項
記載の方法。 7、(a)360度の内側帯金を形成し、(b)360
度の外側帯金を形成し、(C)羽根の内端おび外端を収
容づるための複数の溝穴を前記内側帯金および前記外側
帯金に設け、(d )複数の前記羽根を前記溝穴に挿入
し、(e )前記羽根の前記内端および外端を前記内側
帯金および前記外側帯金に仮着は溶接し、(f )形成
される蒸気通路のゆがみを最小限に抑えるのに有効な溶
接手順に従っτ前記羽根の前記内端および外端を前記内
側帯金および前記外側帯金に対し構造的に溶接し、(0
)前記蒸気通路に応力除去処理を施し、(i))互いに
隣接した羽根の中間に位置りる第1おJ:び第2の切断
面に沿いながら約180匹たり離隔した2つの箇所にお
いて前記内側帯金および前記外側帯金を切断して第1お
よび第2の蒸気通路部分を作製し、(i)両端に概して
平坦な合せ面を右する1対の180度内側半リングおよ
び180度外側半リングを形成し、次いで(j )上流
側J3よび下流側の界面に位置する溶接部を用いC前記
内側半リングおよび前記外側半リングを各々のiff記
蒸気通路部分の前記内側帯金および前記外側帯金にそれ
ぞれ固定する諸工程から成ることを特徴とするタービン
用仕切板の製造方法。 8.360度の内側帯金を形成りる前記■稈a3よび3
60度の外側帯金を形成する前記工程の実施に際し、前
記羽°根を前記内側半リングa3よび前記外側半リング
に溶接することを必要どしなくCも前記羽根を完全に支
持リ−るのに十分な強度を持った材料が前記内側帯金お
よび前記外側帯金用として選定される特許請求の範囲第
7項記載の方法。 9、前記内側帯金および前記外側帯金を切断して第1お
よび第2の蒸気通路部分を作製する前記工程が互いに隣
接した羽根の中間に位置する湾曲した切断面に沿って実
施される特許請求の範囲第7項記載の方法。 10、(a)360度の内側帯金を形成し、(b)36
0度の外側帯金を形成し、(C)羽根の内端および外端
を収容するための複数の溝穴を前記内側帯金および前記
外側帯金に設け、(d ’)複数の前記羽根を前記溝穴
に挿入し、(e )前記羽根の前記内端および外端を前
記内側帯金および前記外側帯金に仮着()溶接し、(f
)÷%71、−− 二 〜 −−〜 冊+帯モ普つ÷前記羽根の前記内端および外端を前記内
側帯金および前記外側帯金に対し構造的に溶接し、l
)蕃冊蒸気通路に応力除去処理を施し、(h)互いに隣
接した羽根の中間に位置する第1および第2の切断面に
沿いながら約180度だけ離隔した2つの箇所において
前記内側帯金および前記外側帯金を切断して第1および
第2の蒸気通路部分を作製し、(i )両端に概し′C
平坦な合せ面を有する1対の180度内側半リングを形
成し、(j >両端に概して平坦な合せ面をイjする1
対の180度外側半リングを形成し、次いで(k )上
流側および下流側の界面に位置Jる溶接部を用いて前記
内側半リングおよび前記外側半リングを各々の前記蒸気
通路部分の前記内側帯金d3よび前記外側帯金にそれぞ
れ固定する諸工程から成る結果、前記リングおよび前記
帯金の合U面は同一の半径方向平面内”に存在しないこ
とを特徴とづるタービン用仕切板の製造方法。 11、互いに同心的に配置された内側および外側帯金と
両者間に固定された複数の羽根とから蒸気通路が形成さ
れ、互いに隣接した羽根の中間に位置する1対の切断部
が約180度だり離隔した水平接合部近傍の2つの箇所
においC形成され、かつ水平接合部近傍の一平面に沿っ
て切断された1対の半円形リングが前記内側および外側
帯金に固定されている結果、前記帯金間の切断部はnい
に羽根したの中間に位置する切断面に沿つ−C設けられ
でいるのに対し前記リング間の切断部は平面に沿って設
けられCいることを特徴とするタービン用仕切板。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US477345 | 1983-03-21 | ||
US06/477,345 US4509238A (en) | 1983-03-21 | 1983-03-21 | Method for fabricating a steam turbine diaphragm |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59211701A true JPS59211701A (ja) | 1984-11-30 |
JPH0220802B2 JPH0220802B2 (ja) | 1990-05-10 |
Family
ID=23895526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59051261A Granted JPS59211701A (ja) | 1983-03-21 | 1984-03-19 | 蒸気タービン用仕切板の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4509238A (ja) |
JP (1) | JPS59211701A (ja) |
KR (1) | KR890001320B1 (ja) |
CA (1) | CA1233124A (ja) |
CH (1) | CH665258A5 (ja) |
Cited By (2)
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