JPS63227905A - 蒸気タービンの組立方法及びその羽根付根部の揺動防止装置 - Google Patents

蒸気タービンの組立方法及びその羽根付根部の揺動防止装置

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JPS63227905A
JPS63227905A JP63038787A JP3878788A JPS63227905A JP S63227905 A JPS63227905 A JP S63227905A JP 63038787 A JP63038787 A JP 63038787A JP 3878788 A JP3878788 A JP 3878788A JP S63227905 A JPS63227905 A JP S63227905A
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groove
blade
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pin
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JP63038787A
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アルバート・ジョゼフ・パーティングトン
アントニー・ボジソン
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    • F01D5/3007Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
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    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S416/50Vibration damping features

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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】 本発明は蒸気タービンに間し、特に、ターニング装置運
転中における蒸気タービンの羽根とロータとの間の相対
運動を軽減する方法及び装置に関するものである1本発
明は、軸方向進入式(axialentry)の自立羽
根を用いる蒸気タービンに特に適するが、このタービン
に限定されるものではない。
九1抜亙二皿」 軸方向進入式の複数の羽根を用いる蒸気タービンはロー
タを備えており、ロータには、はぼ軸方向に延びるクリ
スマスツリー状の複数の溝が該ロータを取り囲むように
形成され、また、ロータの回りには複数の羽根が円形に
配設される。各羽根は、前述した溝の1つに嵌合する付
根部を基端部に有し、また、先端部には羽根と一体のシ
ュラウドを有する0通常の運転中、即ち負荷状態の下で
は、羽根の付根部はそれ等が嵌合する溝内に遠心力によ
りしっかり保持される。しかし、ターニング装置運転中
には、羽根の付根部を溝内にしつかり保持するのには遠
心力が不十分であり、羽根が“フロップ(flop)”
する、即ち羽根の付根部が溝内で円周方向及び軸方向に
揺動する0羽根の付根部とロータの溝との間におけるこ
の相対運動は付根部にフレッチング摩耗を生じさせる可
能性がある。
また、羽根の°゛フロツプはその他の問題を一層深刻に
することがある0例えば、′軸方向進入式のシュラウド
一体型”羽根は、リベット締めのシュラウドよりも信頼
性が高いので、あるタービンの最初の列で屡々使用され
る0通常、シュラウド同士はしっかり端部で接している
が、ある羽根列では、熱膨張を許容するために、隣接す
るシュラウド間に小さな隙間を故意に設けることがある
そのため、羽根の“フロップ”の結果として起こる干渉
(snubbing)により、シュラウドの面が摩耗す
るかも知れない。− 米国所在のブラウン・ボベリ・コーポレーション(Br
own Boveri Corporation)が製
造するある種の蒸気タービンは上述の問題を解決する1
つの手段を提供するものとして知られている。この手段
は、各羽根の付根部の底部に半径方向に指向するように
形成された複数の穴内に入るコイルばねを備えている。
コイルばねの目的は、付根部と溝との間の相対運動を防
止すべく、溝の縁に対して付根部を半径方向外方に押す
ことであると思われる。しかし、この解決策は、前記手
段が機械的に複雑であることと、半径方向に指向された
穴が羽根の付根部を弱体化することである。また、コイ
ルばねによって与えうる力の大きさは、付根部に穿孔す
ることのできる穴の寸法と、この穴に入れることのでき
るコイルばねの寸法とによって制限されてしまう。
本願の出願人は、この問題を解決するために別の2つの
方法を実施してきた。第1の方法は、シムを各付根部の
最下部と該付根部が嵌合する溝の底部との間に配設する
ことである。第2の方法は、各羽根の付根部を“ロクタ
イト(Loctite)”という登録商標名で知られる
ような接着剤で溝内に固定することである。これ等の方
法の問題は、タービンの分解が複雑になり、また、その
ために長い時間を必要とすることである。
従って、本発明の目的は、実施が簡単で、信頼性があり
、且つ経済的であると共に、容易であるような、羽根の
“フロップ”を軽減する装!及び方法を提供することで
ある。
1五立II 羽根のフロップを軽減する装置は、各羽根の台部と、該
台部が並置される段付き先細部との間に配設された楔装
置を備えている。楔装置と台部との間には締まり嵌めが
形成されるので、楔装置は付根部を溝の縁に対して半径
方向外方に押す6本発明の好適な実施例によれば、楔装
置は、各台部が並置された段付き先細部の対峙するもの
にほぼ接線方向に延びるように形成されたスロットの中
にある1対の運動抑制用ビンから構成される。これ等の
運動抑制用ビンは、弾性があり、変形可能であり、且つ
ステンレス鋼から製作されるのが好ましい、各運動抑制
用ビンは挿入を容易にするために面取りされた先導縁を
有する。また、運動抑制用ビンは、矩形、正方形、半円
形、C字状等を含む多種の断面形状の中から選ぶことが
できる。
本発明の別の実施例によれば、各台部と、該台部が並置
される段付き先細部との間に2対の運動抑制用ビンが配
設される。好ましいのは、最初の1対の運動抑制用ビン
が台部の前端近くに配置され、後の1対の運動抑制用ビ
ンが台部の後端近くに配置されることである。
また、上述した装置を含む蒸気タービンを組み立てる方
法も開示されている。
tの 同一の符号は同様の部分を示す図面を参照すると、第1
図には、符号10で総括的に示された蒸気タービンの一
部は50−タ20と複数の羽根IZとを備え、各羽根1
2は、台部14と、基端部に配設された付根部16とを
有する。また、羽根16はその先端部に一体のシュラウ
ド26を有していてよいが、本発明は、シュラウド一体
式の羽根を用いる型式の蒸気タービンへの実施に限定さ
れるものではない。
従って、本発明は自立式の羽根を用いる蒸気タービンに
おいても実施できる。ロータ20はほぼ軸方向に延びる
複数の溝18をその回りに有する0図示のように、各付
根部16及び各溝18はほぼクリスマスツリーの形状を
有し、各付根部16が溝18の1つに嵌合する。隣接し
た溝18の間に配設されているのは段付き先細部36で
ある0図示のように、各羽根の台部14は1対の段付き
先細部36に並置されている。
また、第1図に示すように、隣接する台部14の間には
小さな隙間22があり、この隙間22は、ロータが高温
状態にあるときには、もつと開く、また、各羽根の付根
部16と、この付根部が嵌合する溝18の縁との間にも
小さな隙間24がある。更に、隣接したシュラウド26
間にも小さな隙間25があり、ロータが高温状態にある
ときには、この隙間25も開く、これ等の隙間が存在す
るために、羽根に“フロップ”が生ずる結果になる。ま
た、羽根16が一体のシュラウド26を用いる形式のも
のであれば、シュラウド26の対峙する面が干渉により
摩耗するかも知れない。
次に、第2図を参照すると、蒸気タービンの更なる詳細
が示されている。軸方向進入式の羽根を用いる蒸気ター
ビンにおいて普通であるように、各羽根12はロックビ
ン(ロック手段)30を備えており、このロックビンが
ロータ軸方向への羽根の運動を防止している。ロックビ
ン30は、台部14と、該台部14が並置された段付き
先細部36の1つとの戸に配置される。該ロックビン3
0は、段付き先細部にほぼ接線方向に延びるように形成
されたスロットと、台部に形成された整列スロットとの
中にある0図示のように、ロックビン30は台部の前端
及び後端の間のほぼ中央に配設されている。上述した構
成は先行技術において周知である。
本発明によれば、羽根の“フロップ”は、各台部14の
底部15と、該台部14が並置された段付き先細部36
との間に設けられた積装W32により軽減される(第2
図参照)、積装rI132によって付根部16の支持大
径部28を溝18の縁に対して半径方向外方に押圧する
ように、楔装置32と台部14の底部15との間は締ま
り嵌めどなっていることが好ましい。
第5図に最も良く示すように、楔装置32は台部の各側
に設けられていることが理解されよう、更に、第2図で
は台部の前端及び後端(即ち、ロックビン30の前方及
び後方)の各々に設けられた楔装置を示しているが、本
発明はそれに限定されるものではないことを諒解された
い、従って、楔装置32は台部の一端に設けることだけ
が必要である。
本発明の好適な実施例によれば、楔装置32はステンレ
ス鋼で形成された変形可能の弾性ビン(運動抑制用ビン
)から構成されている。該運動抑制用ビン32は^ST
M^565等級の616ステンレス鋼材料から形成する
のが好ましい0図示のように、運動抑制用ビン32は、
各台部14が並置された段付き先細部36の対峙する端
部にほぼ接線方向に延びるように形成されたスロット3
4の中に在る(第2図及び第5図参照)。1対のみの運
動抑制用ビンを用いる場合には、スロット34及び運動
抑制用ビン32は、1つの運動抑制用ビン32を第5図
に示すように台部の各側に配設させて、ロックビン30
の前方又は後方のどちらかに配設させうる。2対の運動
抑制用ビン32を用いるのが望ましい場合には、第2図
に示すようにロックビン30の前方及び後方の双方に配
設させるのがよい。
第4図は、運動抑制用ビン32が採りうる種々の形状を
示している。そこに示すように、運動抑制用ビン32は
、はぼC字状の横断面や、正方形の横断面や、矩形の横
断面や、半円形の横断面とすることができる。スロット
34の横断面形状は、運動抑制用ビン32のために選ん
だ横断面形状と実質的に同様とするのが好ましい、また
、運動抑制用ビン32の横断面寸法(幅又は直径)はス
ロット34のそれと実質的に同様にして、運動抑制用ビ
ン32と台部14の底部15との間に締まり嵌めが存在
するようにすることが好ましい(第3図参照)。
運動抑制用ビンは付根部16を半径方向外方に押圧する
ことが分かる。従って、運動抑制用ビン32は付根部1
6の支持大径部28を溝18の縁に対して押圧し、それ
により羽根のフロップもしくは揺動が排除される。また
、羽根12が一体のシュラウド26を用いている場合に
は、運動抑制用ビン32により、隣接するシュラウドの
対峙する面が当接状態に押圧され、それによりシュラウ
ドの干渉による摩耗が排除されることが諒解されよう。
本発明によれば、運動抑制用ビン32を用いるタービン
の組立方法は次の諸ステップからなっている。第5図を
参照して説明しよう。
ロックビン30を配設すべき場所以外の位置において、
各段付き先細部に、はぼ接線方向に伸びるスロット34
を機械加工する8次に、羽根12の付根部16を溝18
に挿入し、そして羽根12のためのロックビンを挿入す
る。その後、運動抑制用ビン32をスロット34に挿入
し、台部14の下に入れる0次に、このようにして台部
14の下に入れた前記運動抑制用ビン32の次に別の運
動抑制用ビン32′をスロット34に挿入する。しかる
後に、羽根12′の付根部16′を続いて次の溝18に
挿入すると共に、その台部14′を運動抑制用ビン32
′の上に位置させる。
その後、羽根12′のためのロックビン30を挿入する
。運動抑制用ビン32″はスロット34′に挿入し、台
部14′の下に入れる。そして、運動抑制用ビン32″
′をスロット34′に挿入し、このようにして全ての羽
根が組み付けられるまで続ける。
運動抑制用ビンを台部の下に入れるのに、幅がほぼ平行
な端部を有する湾曲工具を使用するのが野ましい、その
場合、湾曲工具の平行端部を運動抑制用ビンに当接させ
ておき、この湾曲工具の他方の端部をハンマーでたたく
ことにより、運動抑制用ビンを台部の下に入れることが
できる。
本発明は、その精神及び特別な属性から逸脱することな
く、その他の形態で実施しうるちのであるから、本発明
の範囲を示すのは、上述の説明というよりも、むしろ特
許請求の範囲であり、それ等を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、タービンの一部の斜視図、第2図は、クリス
マスツリー形状の付根部を有する軸方向進入式の羽根の
一部の側面図、第3図は、本発明の運動抑制用ピンの1
つと羽根台部との協働関係を示す詳細側面図、第4図は
、本発明の運動抑制用ビンが採りうる種々の横断面形状
を示す概略平面図、第5図は、本発明の運動抑制用ビン
を備えたタービンの一部を示す詳細図である。 10・・・蒸気タービン  12・・・羽根14・・・
羽根の台部   16・・・羽根の付根部18・・・ロ
ータの溝   20・・・ロータ30・・・ロックピン
(ロック手段) 32・・・運動抑制用ビン(楔装置) 34・・・スロット 出願人  ウェスチングハウス・エレクFIG、  2
゜ FIG、  3.        FIG、  4゜F
IG、  5゜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)実質的にクリスマスツリー状に形成されて軸方向に
    延びる複数の溝を有すると共に、隣接する溝間の部分が
    段付き先細部となっているロータと、複数の羽根とを備
    え、該羽根の各々は、前記溝の1つに嵌合するクリスマ
    スツリー状の付根部と、該付根部が嵌合している前記溝
    に隣接する前記段付き先細部に対して並置された台部と
    を有し、更に、前記付根部の軸方向運動を防止すべく、
    前記各台部と、該台部が並置された前記段付き先細部の
    少なくとも1つとの間に配設されたロックピンを備える
    形式の蒸気タービンにおいて、前記付根部が前記溝内で
    揺動するのを防止するように前記蒸気タービンを組み立
    てる方法であって、 a)前記ロックピンを配設すべき位置以外の位置におい
    て、実質的に接線方向に延びるスロットを前記各段付き
    先細部に機械加工し、 b)1枚の羽根の付根部を溝内に挿入し、 c)前記ステップb)において挿入された前記羽根のた
    めのロックピンを挿入し、 d)前記スロットの横断面に実質的に等しい横断面を有
    する複数の運動抑制用ピンを用意し、該運動抑制用ピン
    が前記台部と前記段付き先細部との間に挿入された時に
    、前記各運動抑制用ピンと前記台部との間に締まり嵌め
    が形成されるようにして、前記付根部を前記溝の縁に対
    して半径方向外方に押し、 e)前記ステップb)において挿入された前記羽根の前
    記台部に並置された前記段付き先細部に機械加工されて
    いる前記スロット内に1本の運動抑制用ピンを挿入する
    と共に、該運動抑制用ピンを前記台部の下に入れ、 f)前記ステップe)において挿入された前記運動抑制
    用ピンの次に、別の運動抑制用ピンを前記ステップe)
    のように同じスロットに挿入し、g)続いて、もう1枚
    の羽根の付根部を次の溝に挿入すると共に、前記ステッ
    プf)で挿入された前記運動抑制用ピンの上に前記台部
    を移動させ、h)前記ステップg)で挿入された前記羽
    根のためのロックピンを挿入し、 i)前記蒸気タービンが組み立てられるまで前記ステッ
    プe)〜h)を繰り返す、 蒸気タービンの組立方法。 2)実質的に軸方向に延びる複数の溝を有すると共に、
    隣接する溝間の部分が段付き先細部となっているロータ
    と、複数の羽根とを備え、該羽根の各々は、前記溝の1
    つに整合する付根部と、該付根部が嵌合している前記溝
    に隣接する前記段付き先細部に対して並置された台部と
    を有し、更に、前記羽根の軸方向運動を防止すべく、前
    記付根部が嵌合する前記溝にある前記付根部をロックす
    るロック手段を備える形式の蒸気タービンにおいて、前
    記溝内で前記付根部が揺動するのを防止するための装置
    であって、前記台部と、該台部が並置されている前記段
    付き先細部との間に配設された楔装置を備え、該楔装置
    と前記台部との間には締まり嵌めが形成されていて、該
    楔装置により前記付根部を前記溝の縁に対して半径方向
    外方へ押している、蒸気タービンにおける羽根付根部の
    揺動防止装置。
JP63038787A 1987-02-24 1988-02-23 蒸気タービンの組立方法及びその羽根付根部の揺動防止装置 Pending JPS63227905A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/018,321 US4767247A (en) 1987-02-24 1987-02-24 Apparatus and method for preventing relative blade motion in steam turbine
US018,321 1987-02-24

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Country Status (9)

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US (1) US4767247A (ja)
EP (1) EP0280246B1 (ja)
JP (1) JPS63227905A (ja)
KR (1) KR880010215A (ja)
CN (1) CN1013981B (ja)
DE (1) DE3866727D1 (ja)
ES (1) ES2027332T3 (ja)
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