JPS623104A - 蒸気タ−ビンのノズルダイアフラム - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は蒸気タービンのノズルダイアフラムに係わり、
特にノズル板に開先加工を施こして、ダイアフラムに溶
接接合する蒸気タービンの溶接構造におけるノズルダイ
アフラムに関するものである。

［発明の技術的背景］ 従来蒸気タービンの構造は第４図に示されるように構成
されている。ここで、符号１はタービンケーシング示し
、タービンケーシング１はダイアフラム外輪２に係合す
る。ダイアフラム　　　　　　°゛：外輪２は、ダイア
フラム内輪４と共にノズル板３を挟持しており、他方車
輪６には羽根５が植設されている。しかして、蒸気は矢
印Ａの方向から流入し、ノズル板３で整流され羽根５に
おいて動力を発生する。第４図は蒸気タービンの　　　
　　″、霧段落を示すものであり、前記段落が複数組み
合わされて所定の動力となるように設計される。

ところが、この様な構成を有する蒸気タービンの段落で
は必要とされる出力が増大されるにつれて、多くの段落
を組み合せなければならず、後流側になるに従って蒸気
の比容積が増大する。

このため後流側の段落では第４図に示すスラント角Ｘ０
をダイアフラム外輪２及び羽根５に設け、蒸気の流れを
極力乱さずに膨張させ効率の良い蒸気タービンを設計す
ることが必要とされる。

ところで、前述のスラント角を必要とする蒸気タービン
のノズルダイアフラムにあっては、次のような溶接工程
作業が採用されている。すなわち、第５図はノズルダイ
アフラムの完成形状を示し、ダイアフラム外輪２Ａと当
金７を溶接部１０によって結合することにより突出部の
構造を任意に形成することができる。ダイアフラム内輪
４Ａも必要であれば当金を設けることがあるが第５図に
おいては省略している。前記ダイアフラム外輪２Ａ、当
金７及びダイアフラム内輪４Ａは半リング状に加工され
ており、第５図はその部分断面を示すものである。当板
８及び当板９は厚さ６１程度のステンレス銅板により作
られているのが一般的であり、これらの当板にノズル板
３の形状と同様の穴をプレス抜き又はレーザー等により
精密に加工し、その後ノズル板３を挿入し、その挿入部
を当板の外側からシール溶接されている。（図では省略
されている。）そして、ノズル板３、当板８及び当板９
が一体に溶接された後にダイアフラム内輪４Ａ及びダイ
アフラム２Ａの溶接部位は熱処理を行った後、仕上げ形
状２Ｂ及び４Ｂ（二点鎖線で示す）の如く加工され、最
終形状のノズルダイアフラムとなる。第６図は鋳造構造
によるノズルダイアフラム形状を示し、ダイアフラム外
輪２及びダイアフラム内輪４は鋳鋼品によって構成され
、ノズル板３には前記第５図にて示した溶接構造ノズル
ダイアフラムにおけるノズル板形状と異なり、ダイアフ
ラム外輪２及びダイアフラム内輪４を鋳造時にノズル板
３の保持性が良いように切欠き状の鋳造形状１１が設け
られている。

［背景技術の問題点］ しかしながら、以上のように構成された蒸気タービンノ
ズルダイアフラムの構造では、溶接構造においてはスラ
ント角Ｘ°の増大に伴ない当板８にノズル板形状を加工
することが非常に困難になるという問題があり例え加工
できたとしても、その加工に必要とされる設備、人手は
通常の数倍にもなるという問題がある。またスラント角
ｘ０の増大によりダイアフラム外輪２との溶接量も増加
し、その結果溶接変形が大きく、製作費用も増大すると
いう問題がある。しかしながら当板９においてはそれほ
ど大きなスラント角Ｘ°とならないことが多く、内輪部
については特に問題とはならない。

一方、鋳造構造における蒸気タービンノズルダイアフラ
ムの構造ではスラント角ｘ０の増大によって特に製造上
の影響は無いものの、鋳造構造であるがために、本質的
に強度低下となり、前記溶接構造のノズルダイアフラム
より弱く、しかも鋳造欠陥が発生しやすく、その補修も
むずかしいという基本的な問題を内在している。

また蒸気通路部側は鋳肌面であるために、面精度が粗く
、蒸気タービンの性能を低下させるという問題があり、
さらに高温でノズル板３と一体に鋳造するため、ノズル
板３に多大な熱影響を与え活力の低下をまねくといった
問題がある。

［発明の目的］ 本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
構造が簡単でかつ充分な強度を有した蒸気タービンノズ
ルダイアフラムを提供することを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は、溶接構造における蒸気タービンノズルダイア
フラムにおいて、ダイアフラム外輪側のスラント角が大
きくなっても、ノズル板に開先加工を行なって、ダイア
フラム外輪に直接隅肉溶接し、当板を使用しない構造を
特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。第
１図は、本発明の溶接構造における蒸気タービンのノズ
ルダイアフラムの完成形状を示すものであって、ダイア
フラム外輪形状２Ａ、２Ｂ、当金７、当板９、ダイアフ
ラム内輪形状４Ａ、４Ｂ及び溶接部１０は第５図にて示
した従来構造と同じである。しかし、ノズル板３におい
て、当板９との溶接接合方法は従来と同じであるが、ダ
イアフラム外輪２Ａとは、直接、隅肉溶接部１２を有し
、溶接接合させることが本発明の特徴とするところであ
る。また本発明の実施例の中で、第２図は第１図のＩＦ
−ＩＩ矢視方向から見た断面図であり、第３図は第２図
の■−■矢視断面図である。ここで、第２図において、
ノズル板のダイアフラム外輪と結合する面はノズル板の
外面と外輪を隅肉溶接１２がなされており、第３図にお
いてはノズル板の断面にザグリ部１３を設は開先を形成
させ、ダイアフラム外輪に隅肉溶接部１２がなされてい
ることを示す。

以上の様に構成された溶接構造蒸気タービンノズルダイ
アフラムではスラント角ｘ０が増大しても容易にダイア
フラム２Ａに溶接接合することができ、従来構造におけ
る第５図で説明した如く、当板８に時間をかけて穴加工
を行なうこと無しに、部品点数を減らし信頼性を向上さ
せることができる。

また以上のように構成された溶接構造の蒸気タービンノ
ズルダイアフラムでは、従来、当板の穴加工においてス
ラント角が１５〜２０°程度が限界と言われており、そ
れ以上のスラント角が必要とされる場合はやむをえず強
度的に溶接構造より劣る第６図に示すような鋳造構造の
ノズルダイアフラムを採用せざるを得なかったのが、本
発明では容易に溶接構造とすることができ、強度を充分
満足することができ、信頼性を大幅に向上させることが
できる。

また本発明によるノズル板の如く開先加工を　　　　　
　□゛行なうことにより開先加工を行なわない場合より
外輪に確実に百当り（実際には線接触に近い）すること
ができ、溶接時の不安定性を無くし溶接接合を確実に行
なうことができ、更にノズル板形状をあまり乱さずに蒸
気を整流することができ、性能低下を防止し信頼性を向
上させることができる。また、本発明における溶接構造
の蒸気タービンノズルダイアフラムにおいて、ダイアフ
ラム内輪側においても隅肉溶接とすることも可能である
が、ノズル板枚数によって決まるピッチが小さくなるた
め、溶接性が悪くなることもあることからあえて従来構
造としている。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の溶接構造の蒸気タービンノズ
ルダイアフラムでは外輪当板（又は内輪当板においても
）を省略することができスラント角の増大という要望に
対して容易に溶接構造とすることができ、充分な強度を
有し、性能の良い蒸気タービンノズルダイアフラムを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶接構造の蒸気タービンノズルダイア
フラムの一実施例を示す概略断面図、第２図は第１図の
Ｉｆ−ＩＦ線に沿う断面図、第３図は第２図の■−■線
に沿う断面図、第４図は一般的な蒸気タービンの段落を
説明する断面図、第５図、第６図は従来の蒸気タービン
ノズルダイアフラムの断面図である。 ２Ａ、２Ｂ・・・・・ダイアフラム外輪３・・・・・・
・・・ノズル板 ４Ａ１４Ｂ・・・・・ダイアフラム内輪７・・・・・・
・・・当金 ９・・・・・・・・・内輪当板 １０・・・・・・・・・溶接部 １２・・・・・・・・・隅肉溶接部 Ｘ″″・・・・・・・・スラント角 、２］ ；′・ 「、′ 代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輪に対して環状列に配設されるノズル板の両側にダイ
   アフラム内輪、外輪に溶接結合して一体構造とする蒸気
   タービンのノズルダイアフラムにおいて、前記ノズル板
   のダイアフラム外輪側結合部位に開先加工を施し、この
   開先加工部位とダイアフラム外輪とは直接隅肉溶接を行
   うことを特徴とする蒸気タービンのノズルダイアフラム
   。