JPS6390701A - タービン羽根の整列を確保するための計器 - 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】 この発明は、タービンに関し、さらに詳しくいうと、タ
ービンロータ上のタービン羽根の半径方向のアラインメ
ント即ち整列度を測定するための計器に関するものであ
る。

タービン、例えば蒸気タービンにおいては、羽根又は翼
の複数の回転列はロータを円周方向に取り巻いて配設さ
れている。蒸気又シまガスの羽根に対する反動力がロー
タ及びそれと連結した羽根列の回転を生む。回転により
生じる遠心力を含む、それらの回転羽根に作用する力は
、羽根を半径方向外側に飛び出させようとし、そして羽
根取付部に大きな負荷を生じさせる。多くのタービンの
場合、取付部はクリスマスツリー形状の根元部からなっ
ており、その根元部はロータの溝部内に入っている。羽
根が正しく位置決めされているときには、根元部の両側
から突き出た出張部は、ロータに対する羽根の保持に等
しく寄与する。しかしながら、もし羽根がロータ溝部の
中心を通るロータの半径方向線からずれている場合には
、根元部の一方の側にある出張部は、他方の側にある出
張部よりも大きな応力を支持するかも知れず、その結果
過剰応力状態に損傷に至る可能性がある。従って、ター
ビン羽根は、それ等の中心線がタービンロータの半径方
向線に沿って指向した状態で、確実に整列されているこ
とが望ましい。

この発明の目的と効果は、添付図面と共に次に述べる詳
細な説明を読むことＫより、さらに明白になるであろう
。

好適な実抱例の説明 図を全般的に参照するに、特に第１図には、典型的なタ
ービン羽根１０円周方向の配列の一部がタービンロータ
３の一部に配置されて示されている。

第２図、第３図そして第４図に示されているように、各
タービン羽根はクリスマスツリー状の根元部５を備え、
この根元部５２ま、ロータ３に形成された同様の形状の
溝部に正しく嵌合し、ロータ３に羽根１を固定している
。羽根の軸線方向の移動を防止するために、ピン（図示
せ力は、ロータ６に形成された半円形の溝（図示せず）
に整合する羽根１０半円形の溝７に嵌合している。根元
部５はプラットホーム６から延びている。

前縁１１と後縁１６とを有する翼状の羽根部９はプラッ
トホーム６から半径方向外側に延びている。囲い部１５
は羽根部９の半径方向外側に同羽根部９と一体に配設さ
れて（・る。囲い部１５は平らな前端面１７と平らな後
端部１９とを有している。前端面１７の延長線を表す線
２０で示されるように、前端面１７は根元部５（時々根
元５と言う）の中心部（羽根の中心線）を通る軸方向且
つ半径方向の平面２１とほぼ平行である。後端面１９は
、符号２３で示されるように延びた場合、半径方向且つ
軸方向の平面２１と角度“α”をなし、この角度は円形
の列となって配設された羽根の数で３６０°を割った値
に等しくなる。

前端面１７は羽根部９の前縁を越えて延び。

後縁１３は囲い部１５の後端面１９を実質的に越えて延
びている。

囲い部１５の外周部は、機械加工されて円筒形のリング
を形成しており、同リングがラビリンスシールと共働し
て回転シールを形成している。

各羽根１はロータ３の半径方向線上に望ましくは整列さ
れている、即ちもつと具体的に述べると羽根の中心線も
しくは面２１がロータ３の半径方向線と一致することが
望ましい。このような整列下では、根元部５の各出張部
２５がタービンの動作中に羽根１に加わる遠心力と応力
とを支持する。もし、それらの羽根１の一個が整列から
づれていた場合には、その根元部５には中心からづれて
応力が加わり、根元部の一方の側のみの一個以上の出張
部２５にかかる力が増大する。この力の増大は根元部の
耐応力を超えることがあり、その結果羽根の根元部か、
根元部を保持しているロータの溝部を損傷させるかもし
れない。羽根の分離は、根元部の損傷の故であろうと溝
部の損傷の故であろうとタービンにとって悲惨なことで
あるので、組立て時に羽根の正しい整列を確保してお（
ことが直ましい。

第５図ないし第８図には、ロータ３上の羽根１の整列を
測定するためのこの発明の実施例が示されている。第５
図はロータの表面に沿ってた。

軸線方向から見１簡略図であり、羽根１は仮想線で示さ
れている。この発明１ま、長く延びた基台部材２９と実
施例においてこの基台部材から実質的に垂直に延びた基
準部材３１とを有する計器２７から構成されている。基
準部材は中心にあり、従って垂直に延びているが該基準
部材３１は単なる支持構造物であり、ロータ３に関し半
径方向外側に伸びていさえすればよい。位置決めボール
ｉ５　、３５の形態の第１および第２の高架接点部は基
台部材２９の下面に離れた関係で取り付けられている。

機械技術者では良く知ら６れているように、位置決めボ
ールは、計器とロータ３の表面との間の接触点を規定し
、基台部材２９をロータ３の近傍に、且つロータ表面に
対する接線に実質的に平行な平面に支持している。しか
し１位置決めボールとロータとの境界面にある接触点は
、境界面での接触点間の線がロータの半径方向線に対し
て垂直であり、従ってロータ表面の接線に平行であるよ
うＫなっている。位置決めボール３３．３５は１例えば
穴あけし、ねじを立ててボルトによって結合するような
良く知られた方法で基台部材２９に取り付けられる。基
準部材６１の端部はボルト又は溶接（図示せず）により
基台部材２９に強固に取り付けられている。

組み立てと使用のし易さのためには、基台部材２９と基
準部材３１とは各々平行な面′５０゜３２と面３４．５
６とを有する細長いバーから形成するのが好ましい。

基準部材６１は、その下部から延びかつ位置決めボール
６９を担持するアーム部材６７を支持している。アーム
部材３７は、計器が測定位置のとき位置決めボール３９
がプラットホーム６の表面８に接触する第６の接点部と
なるように配置される。プラットホーム６は精密にｆｆ
ｌ　＄４加工される羽根１０部分であり、根元部５に関
して、注意深く位置しており、表面８は羽根の中心線２
１と平行に機械加工されるということを注意すべきであ
る。

基台部材２９から離れた基準部材３１の端部には、ダイ
ヤルゲージ（時々ダイ、ヤルマイクロメータと呼ばれる
）として表わされた測定器４６を支持する第２のアーム
４１が設けられている。測定器４３は、ダイヤルインジ
ケータ４４と往復動するプランジャ４５とを有している
。アーム４１は、計器か測定位置のときプランジャ４５
が羽根１の囲い部１５の前端面１７に接触するように測
定器４６を支持している。

測定器４６は第６の接触点に関して較正されているので
、根元部の中心を通るロータの半径方向線からの羽根１
の整列のどんな偏りも零でない読み値となる。囲い部１
５は羽根１の精密に機械加工された部分であり、プラン
ジャ４５と接触する前端面１７は軸方向且つ半径の平面
２１と平行に機械加工されている。アーム５７゜４１は
、符号４７．４９で示されているようにボルトもしくは
ねじによって基準部材３１に取り付けられているが、他
の形態のものを用いてアームを基準部材３１に固定し゛
てもよい。さらに、アーム３７．４１は第５図ないし第
７図ではＬ字形状で示されているけれども、単に形状と
接触点の両方又は一方を変えることにより、直線状のア
ームを採用しうる。止めねじ５０はアーム４１の支持を
行っている。

第８図を参照すると、計器２７を較正するための方法と
装置とが示されている。ペース５３と垂直部材５５とか
らなる計器較正スタンド５１は測定器４５の零点補正も
しくは較正のために使用される。ペース５３は精密に機
械加工された平らな表面５７を有している。匝直部材５
５は垂直な基準を形成するようにペース５６に取り付け
られる。計器２７は表面５７上に位置決めボール３９が
垂直部材５５に接触した状態で置かれる。整列させるタ
ービン羽根の仕様によっては種々の厚さの詰め金５９が
垂直部材５５と測定器４３のプランジャ４５との間に置
かれる。詰め金５９は種々の寸法の囲い部１５に適合す
るように、即ち、プラットホーム６からの囲い部１５の
片寄りに適合するように予め選定される。垂直部材５５
に対して計器２７を所定位置にして、ベゼル式ロック６
１を外し、測定器４３にあるベゼル６３を回し読み値が
零になるように設定する。次に、ロック６１がなされる
。これによって計器２７の較正は完了し計器２７をロー
タ３上の羽根１の整列を測定するのに使用するための準
備は終了する。

羽根の整列を測定する方法は第５図、第６図を参照する
ことにより理解される。計器２７は羽根１０１つに接近
してロータ３に置かれる。

位置決めボール３３．５５はロータの表面に置かれ、ロ
ータ半径に対する計器２７の整列を確保する。周知のよ
うに、ロータの表面は軸線方向に交互する複数の大径部
と小径部（第６図参照）とを含んでいる。そして、大径
部は羽根の根元部５を受は入れるためにそこに形成され
た溝部を有している。計器２７は、使用のため。

測定すべき羽根１に隣接した小径部においてロータ表面
上に置かれる。計器２７は位置決めボール３９がプラッ
トホーム６に接触するまでロータの表面上を円周方向に
移動される。各羽根１の整列をチェックするには計器２
７を所定位置に保持しておかなければならないが、それ
を避けるために１例えばパンギーコード（ｂｕｎｇｙ　
ｃａｒｄ）のようなゴムひも６５をロータ６の回りに基
台部材２９上に巻き付けるとよい。

そのためには、基台部材２９に取り付けられた保持部材
６６が設けられていて、その保持部材６６はゴムひも６
５に係合して滑動可動に支持する二重折りの舌状部を有
している。位置決めボール′５９がプラットホーム６に
接触したとき。

ロータの半径方向線からの羽根中心線の偏りがあるとき
は測定器４３の読み取位は零値を示さない。偏りが許容
限界を超えている場合には。

羽根１は取り替え得る。

このように、計器２７は、羽根１がロータ溝部（第１図
参照）内の組立て位置に装着されロータ６の円周面から
半径方向に外側延出したときに、タービン羽根１の中心
軸線２１がタービンロータ３の予め選定された１つの半
径方向線（根元部５を通る半径方向線）と整列すること
を確実にする。基台部材２９及びその位置決めボール３
３．３５は基準部材′５１と共に、ロータ３の円周面と
係合するための調整可能手段を構成し、羽根１が組立て
位置にあるとき１羽根１に対してロータ上での移動調整
を可能にする。

アーム３７と位置決めボール３９とは、羽根１が組立て
位置にあるとき、羽根の一部、好ましくはプラットホー
ム６と係合するため、調整可能手段と協働して移動可能
な係合手段を構成している。測定器４３とその支持アー
ム４１とは。

係合手段５７．３９と離間した関係で協働した協働・移
動可能手段を構成しており、該協働・移動可能手段はさ
らに他の羽根の部分、好ましくは囲い部の前端面１７に
係合するためのプランジャー４５（可動手段）を含み、
その測定器４３（指示手段）は一般的に羽根の中心軸線
２１と、組立て位置において羽根１によって占有される
溝部の中心を通るロータの半径方向線との間の整列の狂
いを示すように作動可能である。

この発明は、ロータにある軸線方向の溝部に係合する根
元部を有する羽根に関して説明されているが、他の形式
の羽根１例えばロータに接線方向に形成された溝にかみ
合うような羽根にも有用である。さらに、測定器はダイ
ヤルインジケータとして示したが、バーニヤマイクロメ
ータのような他の形式のものでもよい。従って、この発
明はクレームと同範囲で解釈される。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータに配設された回転可能な羽根の円形列の
部分断面図、第２図は一体の囲い部を有する羽根の軸線
方向から見た図、第６図は一体の囲い部を有する羽根の
半径方向から見た図、第４図は一体の囲い部を有する羽
根の接線方向から見た図、第５図は作動位置にあるこの
発明の計器をタービン羽根と共に軸線方向から見た図、
第６図は作動位置にあるこの発明の計器をタービン羽根
と共に接線方向から見た図。 第７図は第６図の計器を半径方向から見た図、第８図は
この発明の計器の較正の一方法を説明する正面図である
。 １・・タービン羽根、３・・タービンロータ５・・ター
ビン羽根の根元部、６拳・プラットフォーム（タービン
羽根の一部）、１５・・タービン羽根の囲い部、１７・
・前端面（タービン羽根の他の部分）、２１・・タービ
ン羽根の中心軸線、２７−・計器、２９・・基台部材（
調整可能手段）３１・・基準部材（調整可能手段）、３
３．３５・・位置決めポール（調整可能手段）、３７・
・アーム（係合手段）、３９・・位置決めボール（係合
手段）、４１・・支持アーム（協働・移動可能手段）、
４３・・測定器（協働・移動可能手段もしくは指示手段
）、４５・・プランジャー（可動手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タービン羽根がタービンロータの円周面から実質的に半
   径方向の外側に延びる組立て位置に装着されたときに、
   前記タービン羽根の根元部の中心を通る前記タービンロ
   ータの予め選択された１つの半径方向線に対して、前記
   タービン羽根の中心軸線の整列を確保するための計器で
   あつて、 前記タービンロータの前記円周面に係合すると共に、前
   記組立て位置にある前記タービン羽根に関して前記円周
   面上を調整可能に移動する調整可能手段と、 前記組立て位置にある前記タービン羽根の一部と係合す
   るため、前記調整可能手段上にあつて該調整可能手段と
   共に協働して移動可能な係合手段と、 前記調整可能手段上の前記係合手段に対して離間した関
   係で協働し、該係合手段と共に移動可能である協働・移
   動可能手段であつて、前記タービン羽根の前記一部から
   離間した該タービン羽根の他の部分との係合状態に可動
   であると共に、前記タービン羽根が前記組立て位置にあ
   る場合に、該タービン羽根の中心軸線と前記タービンロ
   ータの前記予め選択された１つの半径方向線との間の整
   列の狂いを実質的に指示するように作動可能である可動
   ・指示手段を含む前記協働・移動可能手段と、 を備えてなるタービン羽根の整列を確保するための計器
   。