JPS63170504A - タービン羽根の取付方法及び保護装置 - 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】 １吐へ１１ 本発明は、回転可能なタービン羽根に関し、特に、ター
ビン羽根をロータに取り付けたりロータから取り外した
りする際に生ずるゴーリング（かじり）の問題を最小と
する自立型タービン羽根の取付方法及び保護装置に関す
るものである。

蒸気タービンでは、回転羽根列は、羽根に一体的に形成
されたほぞを介して該羽根に通常リベット止めされるシ
ュラウドリングによって、先端で一緒に接合される。は
ぞは、羽根の断面が急激に変化する部分であるため、シ
ュラウドリングから曲げモーメントを受けるだけでなく
、応力き裂を生じ易い。また、はぞは、腐食生成物が蓄
積し易い割れ目も形成し、屡々腐食割れをする。しかし
、シュラウドリングは、羽根の根部の支承面での羽根の
振動即ちフレッチングもしくは微動を相当に減少させる
。

回転羽根をそれ等の先端部において互いに接合する必要
性を除く別の構成として、自立型タービン羽根も使用さ
れている。この構成によれば、タービン羽根は、タービ
ンロータの外周の回りに形成されたのこ歯状切込みに挿
入され、適切なシム材との組み合わせによって所定位置
に楔作用で止められる。キツカーシム法（ｋｉｃｋｅｒ
　ｓｈｉｍ）と呼ばれている自立型タービン羽根を取り
付ける従来の方法には、タービン羽根の根部に取着され
るロック装置とタービンロータに形成されたのこ歯状切
込みの底部との間の隙間を埋めるために１つ以上の異な
った寸法のシムを選定することが含まれる。

選定された埋込みシムは、最初に、のこ歯状切込みの底
部に取り付けられ、タービン羽根は、それに組み合わさ
れたロック装置と共に、シムの上方に手で再取り付けさ
れる。もっと多くの又は少ない埋込みシムが必要とされ
る場合には、のこ歯状切込み内の所定距離にタービン羽
根及びロック装置を取り付けできるようになるまで調節
を行なう０次に、のこ歯状切込みの長さの一部分のみを
カバーするキツカーシムを、他の全部のシムの下方に取
り付け、ハンマーで羽根を所定位置に打ち込む。

上述したキツカーシム法において屡々起こる重大な問題
の１つは、取付中にタービン羽根の根部がゴーリングも
しくはガウジング（えぐり）を受けることである。ゴー
リングは、埋込みシムを締めた後にハンマーで羽根を叩
く必要によって通常発生する。更に、使用されるシム材
は、タービン羽根を横切って流れる間に蒸気から沈降す
る付着物によって、のこ歯状切込みの内部で動きがとれ
なくなり、保守中にタービン羽根を除去することを困難
にする。

従って、羽根のゴーリングを最小としフレッチングを防
止する、自立型タービン羽根をタービンロータに取り付
ける方法の採用が要望されている。

ｉ匪へ１瓦 従って、本発明の一最的な目的は、タービンロータに自
立型タービン羽根を取り付ける方法を提供することにあ
る。

本発明のより特定的な目的は、タービン羽根の根部の表
面のゴーリングもしくはガウジングを最小とする自立型
タービン羽根の取付方法及び保護装置を提供することに
ある。

本発明の別の目的は、タービン羽根の根部のフレッチン
グを防止する自立型タービン羽根の取付方法及び保護装
置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、組み立てに要するコストを最
小にすると共に、保守又は交換のために容易に取り外し
できるような悪様でタービン羽根を取り付けるための取
付方法を提供することにある。

簡略に述べると、本発明のこれ等の目的及び他の目的は
、テーバ付きシムを用いて自立型タービン羽根をロータ
に取り付ける取付方法と保護装置とによって達成される
。タービンロータ面に形成されたのこ歯状切込みの底部
に嵌合する形状の通常のロック装置は、タービン羽根の
根部の底部に装着され、このタービン羽根　ロック装置
の組立体は、ロータののこ歯状切込み中に、その入口側
から組み付けられる。ロック装置の長さはタービン羽根
よりも長いため、タービン羽根とロータとが適切に整列
されると、過剰部分が入口側と出口側とに残る。このよ
うな整列は、羽根の根部の入口面をロータののこ歯状切
込みの入口面と面一にした時に起こる。かかる整列にな
ると、ロータの頂部にある接線方向の半円形の溝が羽根
のプラ・ントポーム部の底部にある半円形の溝と整列し
、従って、保持ビンを通常のように内部に挿入すること
の可能な丸孔を形成する。

本発明の１つの重要な特徴によれば、その後出口側のの
こ歯状切込みの底部とロック装置との間にテーパ付きシ
ムが手で取り付けられる。テーパ付きシムは、タービン
羽根の先端を手で接線方向に揺らした時に根部の動きが
検出されなくなるまでハンマーで打ち込まれる。テーパ
付きシムの過剰部分は、次に、ロック装置の端と同じ高
さまで切除され、その両方がロータの側面に向かって曲
げられる。同様に、入口側から突出しているロック装置
の過剰部分は、ロータに向かって曲げられる。各羽根は
、最終羽根即ちビンのない羽根が取り付けられるまで同
様の仕方で次々に固定される。

最終羽根は、通常のように、プラットホーム部の後端縁
に穿設されるパイロット孔を含み、このパイロット孔を
用いて、止めねじを挿入するための孔を穿設してタップ
立てを行い、このようにして最終羽根を所定位置にロッ
クする。

本発明のその他の目的、利点及び新規な特徴は、好適な
実施例に関する以下の詳細な説明を添付図面と共に考慮
することによって一層明らかとなるであろう。

ｔ・　　の・Ｉ 同一部材又は対応部材を同一の参照数字によって表わす
図面を参照すると、第１図には、タービンロータ３の一
部分に設けられた回転自在な自立型（ｆｒｅｅ　ｓｔａ
ｎｄｉｎｇ）タービン羽根１の円形配列の一部が図示さ
れている。

各タービン羽根１は、第２図、第３ｃ？ｌ及び第４図に
最も良く示すように、クリスマスツリー形の根部５を備
えており、根部５は、タービン羽根１をタービンロータ
３に締着するために、タービンロータ３の同様の形状の
溝即ちのこ歯状切込み７と整合している。タービン羽根
１の軸方向の運動を防止するために、ビン（図示せず）
が、タービン羽根１にある接線方向の半円形の清１９と
整合するようロータ３に設けられた接線方向の半円形の
溝９によって形成される丸孔中に嵌合している。

根部５から半径方向外方に延びているのは、翼形の羽根
部分１１であって、これは、プラットホーム部１７から
立ち上がっている先端縁１３と後端縁１５とを備えてい
る。根部５は、第２図及び第４図に最も良く示すように
、凸状の円弧面と凹状の円弧面とによって総括的に描い
たように湾曲していて、先端縁１３に対応した入口側５
ａと、後端縁１５に対応した出口側５ｂと、接線方向の
直交溝２１が形成された底部５ｃとを備えている。

第５図及び第６図を参照すると、ロック装置２３が図示
されている。該ロック装置２３は、第１部分２３ａと第
２部分２３ｂとを有し、第１部分２３ａ及び第２部分２
３ｂの各々は、その一端において直角に曲げられて突部
２３ｃを形成し、これ等の突部２３ｃは、−緒に合わさ
った時に、タービン羽根１の底部５ｃの溝２１内に嵌合
する形に作られている。第１部分２３ａと第２部分２３
ｂとは、タングステン不活柿ガスト−４−め上らｔｒ確
官め千ｒ昏を田いて　符号２３ｄで示すように第２部分
２３ｂの表面から約０．２５ｉｖ（１０ミル）を除去し
て溶着することにより一緒に結合しうる。即ち、第６図
に示すように、第２部分２３ｂは、テーパ付きシム２５
（第７図及び第８図）が本発明に従ってタービン羽根１
をのこ歯状切込み７内に固定するために使用されうるよ
うに、符号２３ｄの領域の近傍において、小量だけ盛り
上がっている。このロック装置２３は、いわゆるキツカ
ーシム法において用いられた従来技術によるタービン羽
根のロック装置とは相違している。即ち、従来技術によ
るロック装置は、タービン羽根の根部とのこ歯状切込み
との製造公差が実質的に変動する場合にも確実なロック
を可能とする盛り上げ領域２３ｄを備えていない。

第５図から明らかであるように、ロック装置２３は、タ
ービン羽根１と同様の凸状の円弧面及び凹状の円弧面を
備えているため、のこ歯状切込み７内に挿入された時に
、タービン羽根１の底部５ｃとの間に嵌合しうる。尚、
第５図及び第６図に示したロック装置２３は、左勝手の
ロック装置として使用するようになっている。同様に構
成される右勝手のロック装置は、図示の左勝手のロック
装置とは互換性をもたない、これ等のロック装置のどち
らかを使用するかは、タービンの発電機側とガバナー側
のどちらにロック装置を使用するかによって定められる
。

第７図及び第８図を参照すると、タービン羽根１を本発
明に従ってそれぞれののこ歯状切込み７中に固定するた
めに使用するテーパ付きシム２５が図示されている。テ
ーパ付きシム２５は、＾ＩＳＩ　４３０ステンレス鋼の
ような耐久性のある金属から製作することが好ましく、
ロック装置２３の全長の約６０％の全長ＬＯａと、ロッ
ク装置２３の下方でのこ歯状切込み７中に嵌合するよう
に適合した幅Ｗとを有するように形成される。この全長
ＬＯａは、第８図により明瞭に示したように、長さの比
が約４＝１の非テーパ長さＬｅとテーパ長さＬｔとから
なる。即ち、テーパ付きシム２５は、非テーパ長さＬｅ
の部分に沿って厚みＬを有し、この厚みは、テーパ長さ
ＬＬに沿ってテーパ率Ｔで徐々に減少している。厚みｔ
及びテーパ率Ｔは、のこ歯状切込み７の加工上の差を吸
収するように、テーパ率Ｔをｔｉｎ当たり約０．５°か
ら１．０°の範囲として適宜調整しうる。

第９ａ図、第９ｂ図及び第９Ｃ図を参照すると、本発明
に従って自立型タービン羽根１の円形配列を取り付ける
方法は、プラットホーム部１７の凹面側の下方に形成さ
れた半円形の溝１９がタービンロータ３の表面に円周方
向に形成された補完形状の半円形の溝９と整合するよう
に、タービン羽根１とその対応のロック装置２３とをの
こ歯状切込み７内に次々に挿入することを含んでいる。

保持ピン（図示せず）を溝９．１９によって形成された
丸孔中に挿入し、次の羽根１をその対応のロック装置２
３と共に、後続する切込み７中に、以前に取り付けた保
持ビンを覆うように取り付ける。各タービン羽根１を収
り付け゛る際に、全部の円形配列を取り付けた後又はそ
の取り付けの間に、収り付けた各タービン羽根１を、そ
の対応のロック装置２３とのこ歯状切込み７との間に挿
入されるテーパ付きシム２５によって固定する。次にテ
ーパ付きシム２５を所定位置に打ち込む。この打ち込み
は、タービン羽根１の先端を接線方向に手で揺らした時
に根部の動きが検知されなくなるまで行なう。その後、
ロック装置２３とそれに組み合わされたテーパ付きシム
２５とを、入口側５ａから突出しているロック装置２３
の過剰部分と共に、ロータ３の側面に対して曲げ戻す。

前述したキツカーシム法のような先行技術の方法に関連
したタービン羽根のフレツチング及びその根部のゴーリ
ング又は、ガウジング（えぐり）等の問題なしに、自立
型のタービン羽根１をタービンロータ３上に取り付ける
方法について、以下に一層詳細に説明する。第９ａ図に
示すように、タービン羽根１がタービンのガバナー側に
あるか発電機側にあるかに従って選択されたロック装置
２３は、底部５ｃに形成された講２１に突部２３ｃを挿
入することによって、羽根根部５の底部５Ｃに先ず結合
される。ロック装置２３はタービン羽根１の根部５より
も長いので、入口側５ａと出口側５ｂとの両方において
過剰部分が羽根根部５の下方から突出する。周知のよう
に、タービン羽根１の円形列は、番号がか徐々に減る順
序で配設され、ロータ３への取着前に検査される。のこ
歯状切込み７を清浄にした後に、特にその入口側７ａ及
び出口側７ｂのコーナーのパリについて、例えば非破壊
試験によってのこ歯状切込み７の検査を行なう。のこ歯
状切込み７の底部７Ｃのコーナーは、テーパ付きシム２
５を打ち込む場合には特に重要となる。１１面の個所は
、シム２５を羽根に食い込ませ、タービン羽根１をその
対応ののこ歯状切込み７中に締め付けない。滑らかな着
座面を得るためには、パリ取りのような是正措置を収る
必要がある。

ロック装置２３をその対応の羽根に一旦組み合わせた後
、タービン羽根１とロック装置２３との組立体を、溝９
及び１９が整合し丸孔が形成されるまで、矢印Ａの方向
にのこ歯状切込み７に挿入する。タービン羽根１はその
ロック装置２３によってのこ歯状切込み７内に自由に滑
り込む９番号の最も大きな羽根から番号の最も小さな羽
根即ち最後の羽根までタービンロータ３にタービン羽根
１を数字の大きい順序で組み立てる。

第９ｂ図には、のこ歯状切込み７に挿入されたタービン
羽根・ロック装置の組立体が示されている。

各タービン羽根１を組み立てる際に、羽根１の根部５の
入口側５ａをのこ歯状切込み７の入口側７ａと面一に整
列させる。これが適切になされると、タービン羽根１に
ある半円形の溝１９とロータ３にある補完形状の溝９と
は、互いに整列され、保持ビン（図示せず）が挿入され
る丸孔を形成する。保持ピンが取り付けられると、テー
パ付きのシム２５は、ロック装置２３とのこ歯状切込み
７の底部との間に出口側７ｂから挿入される。タービン
羽根１の先端を手で接線方向に揺らした時に根部５の動
きが検出されなくなるまで、小形のハンマーを用いてテ
ーパ付きシム２５を所定位置に打ち込み、それによりタ
ービン羽根１をのこ歯状切込み７中にウェッジ作用によ
って固定する。テーパ付きのシム２５は、真直ぐに打ち
込むように注意すべきであり、さもないとタービン羽根
１を固定する前にシム２５が曲がってしまう。このよう
に曲がった場合は、損傷したシム２５を取り除いて新し
いシム２５をその代わりに挿入しなければならなくなる
。

次に第９ｃ図を参照すると、テーパ付きシム２５は、出
口側から突出したロック装置２３の先端と同じ高さに切
除され、ロック装置２３とテーパ付きシム２５とはどち
らもタービンロータ５の側面に向かって一緒に曲げ戻さ
れている。入口側７ａから突出しているロック装置２３
の部分も図示のように曲げ返されている。この時点で、
タービン羽根１の先端を接線方向に振り、根部５が依然
として固定されていることを確保する。

最終羽根即ちビンのない羽根（通常は番号“１”の羽根
）は、プラットホーム部１７の後端縁１５にパイロット
孔を含めることによって通常のように変更される。ター
ビン羽根１の全配列を取り付けた後、パイロット孔を穿
孔してタップを立て、その中に止めねじを挿入すること
によって、最終羽根即ちビンのない羽根を所定位置にロ
ックする０次に止めねじの先端をピーニングして後戻り
することを防ぎ、最終羽根を所定位置にロックする。

上述した本発明の取付方法から明らかであるように、タ
ービン羽根自身の打ち込みを必要としないので、羽根の
根部のゴーリン、グもしくはガウジング及び羽根の損傷
が最小となる。また、自立型タービン羽根をテーパ付き
シムで確実に取り付ける方法の採用によって、羽根のフ
レッチングが防止される。本発明によれば、テーパ付き
シムは出口側から取り付けられ、また、蒸気が流れてい
る間の主要な力は入口側から作用するので、本発明に従
って収り付けられる羽根は、蒸気流の典型的な力の下に
テーパ付きシムに対して更に上向きに楔作用を受ける。

本発明に従って取り付けられた羽根の取り外しも、取り
外すべき羽根を出口側から叩いてテーパ付きシムの楔作
用を解除することによって容易に行なわれる。

本発明をその特定の実施例及び変形態様について以上に
説明したが、本発明の範囲に入るその他の実施例及び変
形態様も当業者が適宜考え付くであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、タービンロータに設けられた自立型タービン
羽根の円形配列を示す部分断面図、第２図は、第１図の
自立型タービン羽根の平面図、第３図は、第２図の自立
型タービン羽根を３−３線に沿って示す立面断面図、第
４図は、第２図の自立型タービン羽根を４−４線に沿っ
て示す側面図、第５図は、本発明の取付方法に使用され
るロック装置の平面図、第６図は、第５図に示したロッ
ク装置の側面図、第７図は、本発明の取付方法に使用さ
れるテーパ付きシムの平面図、第８図は、第７図に示し
たテーパ付きシムの側面図、第９＆図、第９ｂ図及び第
９ｃ図は、本発明に従って自立型タービン羽根を組み立
てる方法の諸ステップを示す説明図である。 １・・・タービン羽根　　３・・・タービンロータ５・
・・根部　　　　　　７・・・のこ歯状切込み７ａ・・
・入口側　　　　　７ｂ・・・出口側７ｃ・・・底部　
　　　　　２３・・・ロック装置２５・・・テーパ付き
シム ＦＩＧ、　　１゜ ＦＩＧ、　　７゜ ＦＩＧ、　　８゜ ＦＩＧ、　６．　　　　　　”

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）タービンロータに自立型のタービン羽根を取り付け
   る方法であって、 （ａ）前記タービンロータの外面部分の回りに、前記タ
   ービン羽根の根部の形状に実質的に適合した所定の断面
   と、入口側と、出口側と、底部とをそれぞれ有する複数
   ののこ歯状切込みを離間関係で形成し、 （ｂ）前記タービン羽根の各々を前記のこ歯状切込みの
   対応するものに挿入し、 （ｃ）前記根部の各々の入口面部分を対応するのこ歯状
   切込みの入口側と整列させ、 （ｄ）各のこ歯状切込みの出口側で、対応する羽根の根
   部と底部との間にテーパ付きシムを挿入し、（ｅ）該テ
   ーパ付きシムの各々を打ち込み、（ｆ）前記タービン羽
   根の各々をその先端部分で揺らして該タービン羽根の根
   部の動きを検査し、（ｇ）前記のこ歯状切込みの出口側
   から突出する前記テーパ付きシムの過剰部分を前記ター
   ビンロータの方に曲げ、 （ｈ）前記ステップ（ｆ）を繰り返す、 諸ステップからなるタービンロータへのタービン羽根の
   取付方法。 ２）タービンロータに形成され出口側を有するのこ歯状
   切込み内に取り付けられた自立型タービン羽根における
   根部のガウジング及びフレッチングを防止する保護装置
   であって、 前記根部及び前記のこ歯状切込みの間に組み合うロック
   装置と、 前記のこ歯状切込みの前記出口側で前記ロック装置の下
   方に挿入され、前記ロック装置と前記のこ歯状切込みと
   の間で楔作用を受けて前記タービン羽根を固定するテー
   パ付きシムと、 を備えるタービン羽根の保護装置。