WO2022201988A1 - 静翼セグメントの曲率調整方法、軸流回転機械の静止体製造方法、及び静翼セグメントの曲率調整治具 - Google Patents

静翼セグメントの曲率調整方法、軸流回転機械の静止体製造方法、及び静翼セグメントの曲率調整治具 Download PDF

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distance
jig
blade segment
stator
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慎 加藤
真吾 山末
芳郎 富永
良太 茶木
洋一 東
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三菱パワー株式会社
三菱重工業株式会社
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    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes

Definitions

  • the present disclosure relates to techniques for adjusting the curvature of stator vane segments in axial-flow rotating machines.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-053628 filed in Japan on March 26, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • An axial flow rotary machine has a rotor that rotates about an axis, a plurality of stator vane segments arranged in a circumferential direction with respect to the axis, and a stator vane retaining ring that extends in the circumferential direction and retains the plurality of stator vane segments.
  • Each of the plurality of stator vane segments has a plurality of stator vanes and an arc-shaped inner connecting member with respect to the axis.
  • the plurality of stationary blades are mounted side by side in the circumferential direction on the outer peripheral side of the inner connecting member.
  • Patent Document 1 discloses a method for disassembling a steam turbine, which is a type of axial-flow rotating machine.
  • This steam turbine has a blade ring upper half and a blade ring lower half as a plurality of stator blade segments.
  • this steam turbine has an inner casing upper half portion and an inner casing lower half portion as a plurality of stationary blade retaining rings. Both circumferential ends of the upper half of the blade ring are connected to both ends of the lower half of the blade ring. Circumferential ends of the upper half of the internal compartment are connected to both ends of the lower half of the internal compartment.
  • the upper half of the blade ring is arranged on the inner peripheral side of the upper half of the inner casing.
  • the lower half portion of the blade ring is arranged on the inner peripheral side of the lower half portion of the inner casing.
  • the roundness retaining device separates both ends of the lower half of the blade ring in the circumferential direction on the outer peripheral side of the lower half of the blade ring, and the inside of the lower half of the blade ring. It is connected to the inner peripheral side of the lower half of the passenger compartment and to both circumferential ends of the lower half of the inner passenger compartment.
  • the circularity retaining device is used to secure both ends of the lower half of the blade ring in the circumferential direction on the outer peripheral side of the lower half of the blade ring and the bottom of the inner casing.
  • the circumferential ends of the lower half of the blade ring are prevented from being deformed inward. do. Therefore, if the lower half of the blade ring is removed from the lower half of the internal casing, the roundness of the lower half of the blade ring, in other words, the curvature of the lower half of the blade ring cannot be maintained.
  • an object of the present disclosure is to provide a technology that allows the stationary blade segment to be easily attached to the inner peripheral side of the stationary blade retaining ring.
  • a method for adjusting the curvature of a stator vane segment as one aspect for achieving the above object is directed to an arc-shaped stator vane segment in which a plurality of stator vanes are arranged and attached to the outer peripheral side of an arc-shaped inner connecting member in the circumferential direction.
  • a jig for preparing a curvature adjustment jig having a first end, a second end, and a distance adjustment mechanism capable of changing the distance between the first end and the second end a preparing step, in a state in which the distance adjusting mechanism of the curvature adjusting jig is arranged on the inner peripheral side of the inner connecting member in the stationary blade segment, the curvature adjusting jig is moved to the first position of the inner connecting member; a jig for fixing the first end and fixing the second end of the curvature adjustment jig to a second position of the inner connecting member spaced circumferentially from the first position of the inner connecting member; After the mounting step and the jig mounting step, the distance adjusting mechanism is operated to adjust the curvature of the curvature adjusting jig so that the curvature of the outer peripheral edge of the arc-shaped stationary blade segment becomes a target curvature. and a curvature adjustment step that changes the
  • the stationary blade segment to which the curvature adjusting jig is attached can be attached to the inner peripheral side of the stationary blade holding ring without the curvature adjusting jig interfering with the stationary blade holding ring. That is, in this aspect, the stator vane segment can be attached to the inner peripheral side of the stator vane retaining ring in a state where the curvature of the stator vane segment is a predetermined curvature. Therefore, in this aspect, the stationary blade segment can be easily attached to the inner peripheral side of the stationary blade retaining ring.
  • a method for manufacturing a stationary body for an axial-flow rotary machine as one aspect for achieving the above object comprises: The method for adjusting the curvature of the stator blade segment according to the aspect is executed. a component preparation step of preparing the stator blade segment and a stator blade retaining ring having an arc shape and having the stator blade segment attached to the inner peripheral side of the stator blade segment; a stationary blade segment attaching step of attaching the stationary blade segment to which the curvature adjusting jig is attached to the inner peripheral side of the stationary blade retaining ring; and a jig removing step of removing the jig.
  • stator blade segment can be easily attached to the inner peripheral side of the stator blade retaining ring. Therefore, in this aspect, the manufacturing efficiency of the stationary body can be enhanced.
  • a curvature adjusting jig for a stationary blade segment as one aspect for achieving the above object is intended for a stationary blade segment in which a plurality of stationary blades are arranged and attached to the outer peripheral side of an arc-shaped inner connecting member in the circumferential direction.
  • the curvature adjustment jig includes a first pedestal including a first end, a second pedestal including a second end, a first fixing portion capable of fixing the first end to a first position of the inner connecting member, a second fixing portion capable of fixing the second end at a second position of the inner connecting member circumferentially spaced from the first position; and a second fixing portion between the first end and the second end. and a distance adjustment mechanism capable of changing the distance.
  • the distance adjustment mechanism is configured such that the first end is fixed to the first position of the inner connecting member and the second end is fixed to the second position of the inner connecting member, and the inner connecting member Located on the inner circumference side.
  • the distance adjustment mechanism includes a first pedestal including the first end, a second pedestal including the second end, and a first fixing portion capable of fixing the first end to the first position of the inner connecting member. , a second fixing portion capable of fixing the second end to the second position of the inner connecting member, and the distance adjusting mechanism.
  • the distance adjusting mechanism includes a trunk, a first bar extending from the trunk to a first side of both sides in the distance adjusting direction so as to be able to adjust the distance, and the first side in the distance adjusting direction from the trunk.
  • the first pedestal is attached to the portion of the first bar on the first side so as to be swingable around an axis extending in a direction perpendicular to the distance adjustment direction.
  • the second pedestal is attached to the portion of the second bar on the second side so as to be swingable around an axis extending in a direction perpendicular to the distance adjusting direction.
  • the first end of the first pedestal is fixed at the first position of the inner connecting member of the stationary blade segment, and the second position of the inner connecting member of the stationary blade segment is fixed. Secure the second end of the second pedestal.
  • the distance adjustment mechanism of the curvature adjustment jig is located on the inner peripheral side of the stationary blade segment. Therefore, the stator blade segment to which the curvature adjustment jig is attached can be attached to the inner peripheral side of the stator blade retention ring without the curvature adjustment jig interfering with the stator blade retention ring.
  • the stationary blade segment can be easily attached to the inner peripheral side of the stationary blade retaining ring.
  • FIG. 1 is a cutaway side view of a gas turbine in one embodiment according to the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged view of part II in FIG. 1
  • 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2
  • FIG. 1 is a perspective view of a stator vane segment in one embodiment of the present disclosure
  • FIG. It is a front view of a stationary blade segment and a curvature adjustment jig in one embodiment according to the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5
  • 4 is a flow chart showing the procedure of a method for manufacturing a stationary body according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a stationary body in one embodiment according to the present invention
  • FIG. 1 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 8.
  • FIG. 1 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 8.
  • FIG. 1 Axial flow rotary machine
  • the gas turbine 1 includes a compressor 11 that compresses outside air to generate compressed air, a combustor 15 that combusts fuel from a fuel supply source in the compressed air to generate combustion gas, a turbine 16 driven by the combustion gases.
  • the compressor 11 is a kind of axial flow rotary machine.
  • the compressor 11 has a compressor rotor 12 that rotates about an axis Ar, a compressor casing 13 that covers the compressor rotor 12, and a plurality of stator blade rows 14.
  • Turbine 16 is also a type of axial rotating machine. This turbine 16 has a turbine rotor 17 that rotates around an axis Ar, a turbine casing 18 that covers the turbine rotor 17 , and a plurality of rows of stationary blades 19 .
  • the compressor 11 is arranged with respect to the turbine 16 on the upstream side Dau of the axis line and the downstream side Dad on the axis line in the axial direction Da in which the axis line Ar extends.
  • the compressor rotor 12 and the turbine rotor 17 are positioned on the same axis Ar and connected to each other to form the gas turbine rotor 2 .
  • a generator rotor for example, is connected to the gas turbine rotor 2 .
  • the compressor rotor 12 has a rotor shaft 12s extending in the axial direction Da around the axis Ar, and a plurality of rotor blade rows 12b.
  • a plurality of rotor blade rows 12b are provided on the rotor shaft 12s side by side in the axial direction Da.
  • Each moving blade row 12b has a plurality of moving blades arranged in a circumferential direction Dc with respect to the axis Ar.
  • Any one of the plurality of stator blade rows 14 is arranged on the axial downstream side Dad of the plurality of rotor blade rows 12b.
  • a plurality of stator blade rows 14 are provided on the inner peripheral side of the compressor casing 13 .
  • the turbine rotor 17 has a rotor shaft 17s extending in the axial direction Da around the axis Ar, and a plurality of rotor blade rows 17b.
  • a plurality of rotor blade rows 17b are provided on the rotor shaft 17s so as to be aligned in the axial direction Da.
  • Each moving blade row 17b has a plurality of moving blades arranged in a circumferential direction Dc with respect to the axis Ar.
  • Any one of the plurality of stator blade rows 19 is arranged on the axial upstream side Dau of the plurality of rotor blade rows 17b.
  • a plurality of stator blade rows 19 are provided on the inner peripheral side of the turbine casing 18 .
  • the gas turbine 1 further comprises an intermediate casing 3.
  • the compressor casing 13, the intermediate casing 3, and the turbine casing 18 are arranged in this order in the aforementioned axial direction Da and connected to each other.
  • a combustor 15 is provided in the intermediate casing 3 .
  • the compressor casing 13 has a cylindrical casing body 20 centered on the axis Ar, and a stator blade retaining ring 21 arranged on the inner peripheral side of the casing body 20.
  • the casing main body 20 has an upper half casing and a lower half casing for convenience of assembly.
  • the upper half casing forms the upper half of the casing body 20 .
  • the lower half casing forms the lower half of the casing body 20 .
  • the stationary blade holding ring 21 has a tubular shape centered on the axis Ar.
  • the stationary blade retaining ring 21 has an upper half stationary blade retaining ring 21u and a lower half stationary blade retaining ring 21d for the convenience of assembly.
  • the upper half stationary blade retaining ring 21 u forms the upper half portion of the stationary blade retaining ring 21 .
  • the lower half stationary blade retaining ring 21 d forms the lower half portion of the stationary blade retaining ring 21 .
  • the stationary blade retaining ring 21 is formed with a plurality of ring grooves 22 that are recessed from the inner peripheral surface toward the outer side Dro in the radial direction with respect to the axis Ar and are annular with the axis Ar as the center.
  • the plurality of annular grooves 22 are arranged in the axial direction Da.
  • the compressor 11 has a plurality of stator blade rings 30.
  • the plurality of stationary blade rings 30 are arranged in the axial direction Da.
  • Each stator blade ring 30 has one of the plurality of stator blade rows 14 described above.
  • the outer peripheral side portion of each stator blade ring 30 is fitted in one of the plurality of ring grooves 22 .
  • Each stator blade ring 30 can be divided into a plurality of stator blade segments 31 in the circumferential direction Dc for convenience of assembly.
  • one stator blade ring 30 can be divided into eight stator blade segments 31 . Out of the eight stationary blade segments 31, the outer peripheral side portions of the four stationary blade segments 31 are fitted into one ring groove 22 of the upper half stationary blade holding ring 21u.
  • stator vane segments 31 are fitted in one annular groove 22 of the lower half stator vane retaining ring 21d.
  • eight stator blade segments 31 constitute one stator blade ring 30, but less than eight, specifically, six or four stator blade segments constitute one stator blade ring. or 10 or 12 stator blade segments, which are more than 8, may constitute one stator blade ring.
  • the stationary body of the compressor 11 in this embodiment has an upper half stator vane retaining ring 21u, a lower half stator vane retaining ring 21d, and a plurality of stator vane segments 31 attached thereto.
  • one stationary blade segment 31 has an arc shape.
  • the stator vane segment 31 has a plurality of stator vanes 32, a connection holder 35 as an inner connection member, and a connection band 39 as an outer connection member.
  • a plurality of stationary blades 32 are arranged in the circumferential direction Dc between the connecting holder 35 and the connecting band 39 .
  • the stationary blade 32 includes a blade body 33 extending in the radial direction Dr, an inner shroud 34i provided on the radially inner side Dri of the blade body 33, and an outer shroud 34o provided on the radially outer side Dro of the blade body 33.
  • the connecting holder 35 has an arc shape.
  • An inner shroud 34 i of each stationary blade 32 is attached to the connecting holder 35 .
  • the connecting band 39 also has an arc shape.
  • the outer shroud 34o of each stationary blade 32 is connected to the connecting band 39 by, for example, welding or screws.
  • the connecting band 39 connects the outer shrouds 34o of the stationary blades 32 with each other.
  • the portion on the outer peripheral side of the stator blade segment 31 that fits into the annular groove 22 of the stator blade holding ring 21 has the connecting band 39 and the outer shroud 34 o of each stator blade 32 .
  • the curvature adjusting jig 40 has a first pedestal 41a, a second pedestal 41b, a first fixing portion 46a, a second fixing portion 46b, and a turnbuckle 50 as a distance adjusting mechanism.
  • the turnbuckle 50 has a trunk portion 51, a first bar 53a, and a second bar 53b.
  • a first female screw 52a extending in the distance adjustment direction Dd is formed on the first side Dd1 of both sides in the distance adjustment direction Dd in the body portion 51 .
  • a second female screw 52b extending in the distance adjustment direction Dd is further formed in the body portion 51 on the second side Dd2 of both sides in the distance adjustment direction Dd.
  • the second female thread 52b is a reverse thread for the first female thread 52a. That is, when the first female thread 52a is a right-hand thread, the second female thread 52b is a left-hand thread.
  • Both the first bar 53a and the second bar 53b are bars extending in the distance adjustment direction Dd.
  • a first male screw 54a screwed into the first female screw 52a is formed on the second side Dd2 portion of the first bar 53a.
  • a second male screw 54b screwed into the second female screw 52b is formed on the first side Dd1 portion of the second bar 53b.
  • Both the first pedestal 41 a and the second pedestal 41 b have a holder contact plate portion 43 that can contact the inner peripheral side surface of the connection holder 35 and a buckle connection plate portion 44 that can be connected to the turnbuckle 50 .
  • the buckle connecting plate portion 44 extends from the edge of the holder contact plate portion 43 in a direction crossing the holder contact plate portion 43 .
  • a portion of the surface of the holder contact plate portion 43 on the first pedestal 41a forms a first end 42a.
  • a portion of the surface of the holder contact plate portion 43 on the second pedestal 41b forms a second end 42b.
  • the buckle connecting plate portion 44 of the first pedestal 41a is attached via a pin 45 to the portion of the first side Dd1 of the first bar 53a.
  • the first pedestal 41a can swing about the axis extending in the direction perpendicular to the distance adjustment direction Dd with respect to the first bar 53a.
  • the buckle connecting plate portion 44 of the second pedestal 41b is attached via a pin 45 to the portion of the second side Dd2 of the second bar 53b. Therefore, the second pedestal 41b can swing about the axis extending in the direction perpendicular to the distance adjustment direction Dd with respect to the second bar 53b.
  • Both the first fixing part 46 a and the second fixing part 46 b have bolts 47 .
  • the portion on one side in the circumferential direction Dc is the first position 36a
  • the portion on the other side in the circumferential direction Dc is the second position 36b. Therefore, the second position 36b is a position spaced from the first position 36a in the circumferential direction Dc.
  • the connecting holder 35 is formed with a first screw hole 37a and a second screw hole 37b recessed from the inner peripheral side surface toward the radially outer side Dro.
  • the first screw hole 37a is formed near the first position 36a
  • the second screw hole 37b is formed near the second position 36b.
  • the first end 42 a of the curvature adjusting jig 40 When fixing the first end 42 a of the curvature adjusting jig 40 to the first position 36 a of the connecting holder 35 , first, the first end 42 a of the first pedestal 41 a is brought into contact with the first position 36 a of the connecting holder 35 . Next, the bolt 47 of the first fixing portion 46a is screwed into the first screw hole 37a of the connecting holder 35 via the holder contact plate portion 43 of the first pedestal 41a. As a result, the first end 42 a of the curvature adjusting jig 40 is fixed to the first position 36 a of the connecting holder 35 .
  • the first rod member 53a moves toward the first side Dd1 and the second side Dd2 in the distance adjustment direction Dd with respect to the trunk portion 51.
  • the second bar 53b relatively moves to the other side. Therefore, in the curvature adjusting jig 40 described above, by rotating the trunk portion 51 of the turnbuckle 50, the gap between the first end 42a in the first base 41a and the second end 42b in the second base 41b is adjusted. distance can be changed.
  • the component preparation process S1 is executed.
  • components that constitute the stationary body of the compressor 11, which is an axial-flow rotating machine are prepared.
  • the parts that make up this stationary body include an upper half stator vane retaining ring 21u, a lower half stator vane retaining ring 21d, and a plurality of stator vane segments 31 attached to these.
  • the jig preparation step S3 is executed.
  • the curvature adjusting jig 40 described above is prepared.
  • the jig mounting process S4 is executed.
  • the curvature adjusting jig 40 is attached to the connecting holder 35 of the stationary blade segment 31.
  • the turnbuckle 50 of the curvature adjusting jig 40 is arranged on the inner peripheral side of the stationary blade segment 31 .
  • the first end 42a of the first pedestal 41a is brought into contact with the first position 36a of the connecting holder 35 as described above.
  • the bolt 47 of the first fixing portion 46a is screwed into the first screw hole 37a of the connecting holder 35 via the holder contact plate portion 43 of the first pedestal 41a.
  • the first end 42 a of the curvature adjusting jig 40 is fixed to the first position 36 a of the connecting holder 35 .
  • the second end 42b of the second pedestal 41b is brought into contact with the second position 36b of the connecting holder 35.
  • the bolt 47 of the second fixing portion 46b is screwed into the second screw hole 37b of the connecting holder 35 via the holder contact plate portion 43 of the second pedestal 41b.
  • the second end 42b of the curvature adjusting jig 40 is fixed to the second position 36b of the connecting holder 35.
  • jig attachment process S4 is completed.
  • the curvature adjustment step S5 is executed.
  • the body portion 51 of the turnbuckle 50 is rotated so that the curvature of the edge of the stator blade segment 31 on the outer peripheral side becomes a desired curvature.
  • the distance between the two ends 42b is changed.
  • the target curvature is the curvature of the edge on the inner peripheral side of the stationary blade retaining ring 21 , specifically the curvature of the groove bottom surface of the annular groove 22 .
  • the curvature of the edge of the stator blade segment 31 on the outer peripheral side is set to a desired curvature, for example, first, in the groove bottom surface of the ring groove 22, the position where the end of the stator blade segment 31 on one side in the circumferential direction Dc contacts. and the position where the other end of the stationary blade segment 31 in the circumferential direction Dc contacts, and this linear distance is used as the target distance. Then, the linear distance between one end in the circumferential direction Dc of the outer peripheral edge of the stationary blade segment 31 and the other end of the outer peripheral edge of the stationary blade segment 31 in the circumferential direction Dc is , the trunk portion 51 of the turnbuckle 50 is rotated so as to obtain the target distance.
  • the jig preparation step S3 may be performed before the jig attachment step S4, and may be performed before the component preparation step S1.
  • the stationary blade segment mounting step S6 is executed.
  • the stator blade segment 31 is arranged so that the edge of the outer peripheral side of the stator blade segment 31 is positioned on the extension line of the bottom surface of the annular groove 22 in the circumferential direction Dc.
  • the stationary blade segment 31 to which the curvature adjusting jig 40 is attached is moved in the circumferential direction Dc, and the portion of the stationary blade segment 31 on the outer peripheral side is inserted into the annular groove 22 .
  • the outer peripheral portion of the stator blade segment 31 is positioned at the target position Pt in the ring groove 22, the attachment of the stator blade segment 31 to the stator blade holding ring 21 is completed.
  • the jig removal step S7 is executed.
  • the curvature adjusting jig 40 is removed from this stationary blade segment 31. As shown in FIG.
  • the turnbuckle 50 of the curvature adjusting jig 40 is attached to the inner peripheral side of the stationary blade segment 31. is located. Therefore, the stator blade segment 31 to which the curvature adjustment jig 40 is attached can be attached to the inner peripheral side of the stator blade retention ring 21 without the curvature adjustment jig 40 interfering with the stator blade retention ring 21 . That is, in the present embodiment, the stationary blade segment 31 can be attached to the inner peripheral side of the stationary blade holding ring 21 in a state where the curvature of the stationary blade segment 31 is a predetermined curvature. Therefore, in this embodiment, the stationary blade segment 31 can be easily attached to the inner peripheral side of the stationary blade holding ring 21 .
  • each fixing part 46 a and the second fixing portion 46 b of the curvature adjusting jig 40 in the above embodiment have bolts 47 .
  • each fixing part may have any member as long as each pedestal can be fixed to the target position of the connecting holder 35, and for example, may have a clamp that sandwiches a part of the connecting holder 35. .
  • the compressor 11 of the gas turbine 1 is exemplified as the axial flow rotary machine.
  • the axial rotating machine may be any axial rotating machine having stator vane segments, for example the turbine 16 of the gas turbine 1 or a steam turbine.
  • the curvature adjusting method of the stationary blade segment in the first mode is applied to the arc-shaped stationary blade segment 31 in which the plurality of stationary blades 32 are arranged side by side in the circumferential direction Dc on the outer peripheral side of the arc-shaped inner connecting member 35.
  • a curvature adjustment jig having a first end 42a, a second end 42b, and a distance adjustment mechanism 50 capable of changing the distance between the first end 42a and the second end 42b 40, and in a state where the distance adjusting mechanism 50 of the curvature adjusting jig 40 is arranged on the inner peripheral side of the inner connecting member 35 in the stationary blade segment 31, the inner connecting member 35
  • the first end 42a of the curvature adjusting jig 40 is fixed to the first position 36a of the inner connecting member 35 spaced in the circumferential direction Dc from the first position 36a of the inner connecting member 35.
  • the curvature adjustment jig 40 is used to adjust the curvature of the stator blade segment 31, and the distance adjustment mechanism 50 of the curvature adjustment jig 40 is positioned on the inner peripheral side of the stator blade segment 31. . Therefore, the stator blade segment 31 to which the curvature adjustment jig 40 is attached can be attached to the inner peripheral side of the stator blade retention ring 21 without the curvature adjustment jig 40 interfering with the stator blade retention ring 21 . That is, in this aspect, the stator vane segment 31 can be attached to the inner peripheral side of the stator vane holding ring 21 in a state where the curvature of the stator vane segment 31 is a predetermined curvature. Therefore, in this aspect, the stationary blade segment 31 can be easily attached to the inner peripheral side of the stationary blade holding ring 21 .
  • the method for adjusting the curvature of the stationary blade segment in the second aspect includes:
  • the curvature adjusting jig 40 includes a first pedestal 41a including the first end 42a, a second pedestal 41b including the second end 42b, and the A first fixing portion 46a capable of fixing the first end 42a to the first position 36a of the inner connecting member 35 and a second fixing portion 46a capable of fixing the second end 42b to the second position 36b of the inner connecting member 35. It has a fixed portion 46 b and the distance adjusting mechanism 50 .
  • the distance adjusting mechanism 50 includes a trunk portion 51, a first rod member 53a extending from the trunk portion 51 to a first side Dd1 of both sides in the distance adjustment direction Dd so as to be able to adjust the distance, and and a second bar member 53b extending to a second side Dd2 opposite to the first side Dd1 in the direction Dd so that the distance can be adjusted.
  • the first pedestal 41a is attached to the first side Dd1 portion of the first rod member 53a so as to be swingable about an axis extending in a direction perpendicular to the distance adjustment direction Dd.
  • the second pedestal 41b is attached to the second side Dd2 portion of the second rod member 53b so as to be swingable about an axis extending in a direction perpendicular to the distance adjustment direction Dd.
  • the method for adjusting the curvature of the stationary blade segment in the third aspect includes: In the method for adjusting the curvature of the stationary blade segment 31 according to the second aspect, the body portion 51 is formed with a first female thread 52a extending in the distance adjustment direction Dd at the portion of the first side Dd1. A second female screw 52b extending in the distance adjustment direction Dd is formed at the portion Dd2. The second female thread 52b is a reverse thread for the first female thread 52a.
  • a first male screw 54a screwed into the first female screw 52a is formed on the second side Dd2 portion of the first bar 53a.
  • a second male screw 54b screwed into the second female screw 52b is formed on the first side Dd1 portion of the second rod 53b.
  • a method for manufacturing a stationary body for an axial-flow rotating machine in the fourth aspect includes: The curvature adjusting method of the stationary blade segment 31 in any one of the first to third aspects is performed. Further, the component preparation step S1 for preparing the stator blade segment 31 and the stator blade retaining ring 21 having an arc shape and to which the stator blade segment 31 is attached on the inner peripheral side thereof, and the curvature adjustment step S5.
  • the stationary blade segment 31 can be easily attached to the inner peripheral side of the stationary blade holding ring 21. Therefore, in this aspect, the manufacturing efficiency of the stationary body can be enhanced.
  • a method for manufacturing a stationary body for an axial-flow rotating machine according to the fifth aspect In the method of manufacturing a stationary body for an axial-flow rotating machine according to the fourth aspect, in the curvature adjusting step S5, the curvature of the outer peripheral edge of the stator blade segment 31 is adjusted to the inner peripheral edge of the stator blade retaining ring 21. The distance between the first end 42a and the second end 42b of the curvature adjusting jig 40 is changed so as to obtain the curvature.
  • the curvature adjustment jig for the stationary blade segment in the above embodiment is grasped as follows.
  • the stator vane segment curvature adjustment jig in the sixth aspect is intended for the stator vane segment 31 in which a plurality of stator vanes 32 are mounted side by side in the circumferential direction Dc on the outer peripheral side of the arc-shaped inner connecting member 35.
  • the curvature adjusting jig 40 includes a first base 41a including a first end 42a, a second base 41b including a second end 42b, and fixing the first end 42a to a first position 36a of the inner connecting member 35.
  • the distance adjusting mechanism 50 has the first end 42a fixed to the first position 36a of the inner connecting member 35 and the second end 42b fixed to the second position 36b of the inner connecting member 35. and located on the inner peripheral side of the inner connecting member 35 .
  • the distance adjusting mechanism 50 includes a trunk portion 51, a first rod member 53a extending from the trunk portion 51 to a first side Dd1 of both sides in the distance adjustment direction Dd so as to be able to adjust the distance, and and a second bar member 53b extending to a second side Dd2 opposite to the first side Dd1 in the direction Dd so that the distance can be adjusted.
  • the first pedestal 41a is attached to the first side Dd1 portion of the first rod member 53a so as to be swingable about an axis extending in a direction perpendicular to the distance adjustment direction Dd.
  • the second pedestal 41b is attached to the second side Dd2 portion of the second rod member 53b so as to be swingable about an axis extending in a direction perpendicular to the distance adjustment direction Dd.
  • the first end 42a of the first pedestal 41a is fixed to the first position 36a of the inner connecting member 35 of the stationary blade segment 31.
  • the second end 42b of the second pedestal 41b is fixed to the second position 36b of the inner connecting member 35 .
  • the distance adjusting mechanism 50 of the curvature adjusting jig 40 is positioned on the inner peripheral side of the stationary blade segment 31 . Therefore, the stator blade segment 31 to which the curvature adjustment jig 40 is attached can be attached to the inner peripheral side of the stator blade retention ring 21 without the curvature adjustment jig 40 interfering with the stator blade retention ring 21 . .
  • the curvature adjustment jig for the stationary blade segment in the seventh aspect is In the fixture for adjusting the curvature of the stationary blade segment according to the sixth aspect, the trunk portion 51 is formed with a first female thread 52a extending in the distance adjusting direction Dd at the portion of the first side Dd1. A second female screw 52b extending in the distance adjustment direction Dd is formed at the portion Dd2. The second female thread 52b is a reverse thread for the first female thread 52a.
  • a first male screw 54a screwed into the first female screw 52a is formed on the second side Dd2 portion of the first bar 53a.
  • a second male screw 54b screwed into the second female screw 52b is formed on the first side Dd1 portion of the second rod 53b.
  • the stationary blade segment can be easily attached to the inner peripheral side of the stationary blade retaining ring.

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Abstract

曲率調整方法の対象は、複数の静翼が円弧状の内側連結部材の外周側に周方向に並べて取り付けられた円弧状の静翼セグメントである。曲率調整方法では、第一端と、第二端と、前記第一端と前記第二端との間の距離を変更可能な距離調整機構と、を有する曲率調整治具を準備する治具準備工程と、前記内側連結部材の内周側に前記距離調整機構を配置した状態で、前記内側連結部材の第一位置に前記第一端を固定し、前記内側連結部材の第二位置に前記第二端を固定する治具取付工程と、前記治具取付工程後に前記距離調整機構を操作して、円弧状の前記静翼セグメントの曲率が目的の曲率になるよう、前記曲率調整治具の前記第一端と前記第二端との間の距離を変更させる曲率調整工程と、を実行する。

Description

静翼セグメントの曲率調整方法、軸流回転機械の静止体製造方法、及び静翼セグメントの曲率調整治具
　本開示は、軸流回転機械における静翼セグメントの曲率調整技術に関する。
　本願は、２０２１年３月２６日に、日本国に出願された特願２０２１－０５３６２８号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
　軸流回転機械は、軸線を中心として回転するロータと、軸線に対する周方向に並ぶ複数の静翼セグメントと、周方向に延びて複数の静翼セグメントを保持する静翼保持環と、を有する。複数の静翼セグメントは、いずれも、複数の静翼と、軸線に対して円弧状の内側連結部材と、を有する。複数の静翼は、内側連結部材の外周側に周方向に並べて取り付けられている。
　以下の特許文献１には、軸流回転機械の一種である蒸気タービンの分解方法について開示されている。この蒸気タービンは、複数の静翼セグメントとして、翼環上半部と、翼環下半部とを有する。また、この蒸気タービンは、複数の静翼保持環として、内部車室上半部と、内部車室下半部と、を有する。翼環上半部のおける周方向の両端は、翼環下半部の両端に連結されている。内部車室上半部における周方向の両端は、内部車室下半部の両端に連結されている。翼環上半部は、内部車室上半部の内周側に配置されている。翼環下半部は、内部車室下半部の内周側に配置されている。
　特許文献１に記載の蒸気タービンの分解方法では、まず、内部車室上半部を内部車室下半部から外す。次に、翼環下半部の外周側であってこの翼環下半部における周方向の両端部に、真円保持装置を取り付ける。この真円保持装置は、翼環下半部の外周側であってこの翼環下半部における周方向の両端部と、内部車室下半部の内周側であってこの内部車室下半部における周方向の両端部と、を連結する。そして、真円保持装置が取り付けられている翼環下半部から翼環上半部を外す。特許文献１に記載の蒸気タービンの分解方法では、以上にように、真円保持装置により、翼環下半部の外周側であってこの翼環下半部における周方向の両端部と、内部車室下半部の内周側であってこの内部車室下半部における周方向の両端部と、連結する。このため、特許文献１に記載の蒸気タービンの分解方法では、翼環下半部から翼環上半部を外しても、翼環下半部の周方向の両端部が内周側に変形することを抑制でき、翼環下半部の真円性を保持することができる。
特開２０１２－０１３０４６号公報
　上記特許文献１に記載の方法では、前述したように、真円保持装置により、翼環下半部の外周側であってこの翼環下半部における周方向の両端部と、内部車室下半部の内周側であってこの内部車室下半部における周方向の両端部と、連結することで、翼環下半部の周方向の両端部が内周側に変形することを抑制する。したがって、翼環下半部を内部車室下半部から外すと、翼環下半部の真円性、言い換えると翼環下半部の曲率を保持することができない。このため、上記特許文献１に記載の方法では、静翼セグメントである翼環下半部を静翼保持環としての内部車室下半部に取り付ける際、静翼セグメントである翼環下半部の曲率が予め定められた曲率になっていない可能性が高い。このように、静翼セグメントの曲率が予め定められた曲率になっていない状態で、この静翼セグメントを静翼保持環の内周側に取り付けることが困難である。
　そこで、本開示は、静翼セグメントを静翼保持環の内周側に容易に取り付けることができる技術を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するための一態様としての静翼セグメントの曲率調整方法は、複数の静翼が円弧状の内側連結部材の外周側に周方向に並べて取り付けられた円弧状の静翼セグメントを対象とする。
　この曲率調整方法では、第一端と、第二端と、前記第一端と前記第二端との間の距離を変更可能な距離調整機構と、を有する曲率調整治具を準備する治具準備工程と、前記静翼セグメントにおける前記内側連結部材の内周側に前記曲率調整治具の前記距離調整機構を配置した状態で、前記内側連結部材の第一位置に前記曲率調整治具の前記第一端を固定し、前記内側連結部材の前記第一位置から前記周方向に間隔があいている前記内側連結部材の第二位置に前記曲率調整治具の前記第二端を固定する治具取付工程と、前記治具取付工程後に前記距離調整機構を操作して、円弧状の前記静翼セグメントにおける外周側の縁の曲率が目的の曲率になるよう、前記曲率調整治具の前記第一端と前記第二端との間の距離を変更させる曲率調整工程と、を実行する。
　本態様では、曲率調整治具を用いて、静翼セグメントの曲率を調整した段階で、この静翼セグメントの内周側に曲率調整治具の距離調整機構が位置している。このため、曲率調整治具が静翼保持環に干渉することなく、曲率調整治具が取り付けられている静翼セグメントを静翼保持環の内周側に取り付けることができる。すなわち、本態様では、静翼セグメントの曲率が予め定められた曲率になっている状態で、この静翼セグメントを静翼保持環の内周側に取り付けることができる。よって、本態様では、静翼セグメントを静翼保持環の内周側に容易に取り付けることができる。
　前記目的を達成するための一態様としての軸流回転機械の静止体製造方法は、
　前記一態様における静翼セグメントの曲率調整方法を実行する。さらに、前記静翼セグメントと、円弧状を成し、自身の内周側に前記静翼セグメントが取り付けられる静翼保持環と、を準備する部品準備工程と、前記曲率調整工程後であって前記曲率調整治具が取り付けられている前記静翼セグメントを、前記静翼保持環の内周側に取り付ける静翼セグメント取付工程と、前記静翼セグメント取付工程後に、前記静翼セグメントから前記曲率調整治具を外す治具取外工程と、を実行する。
　本態様では、静翼セグメントを静翼保持環の内周側に容易に取り付けることができる。
このため、本態様では、静止体の製造効率を高めることができる。
　前記目的を達成するための一態様としての静翼セグメントの曲率調整治具は、複数の静翼が円弧状の内側連結部材の外周側に周方向に並べて取り付けられた静翼セグメントを対象とする。
　この曲率調整治具は、第一端を含む第一台座と、第二端を含む第二台座と、前記内側連結部材の第一位置に前記第一端を固定可能な第一固定部と、前記第一位置から前記周方向に間隔があいている前記内側連結部材の第二位置に前記第二端を固定可能な第二固定部と、前記第一端と前記第二端との間の距離を変更可能な距離調整機構と、を有する。前記距離調整機構は、前記第一端が前記内側連結部材の前記第一位置に固定され、前記第二端が前記内側連結部材の前記第二位置に固定された状態で、前記内側連結部材の内周側に位置する。前記距離調整機構は、前記第一端を含む第一台座と、前記第二端を含む第二台座と、前記第一端を前記内側連結部材の前記第一位置に固定可能な第一固定部と、前記第二端を前記内側連結部材の前記第二位置に固定可能な第二固定部と、前記距離調整機構と、を有する。前記距離調整機構は、胴部と、前記胴部から距離調整方向における両側のうち第一側に距離調整可能に延びる第一棒材と、前記胴部から前記距離調整方向における前記第一側とは反対側の第二側に距離調整可能に延びる第二棒材と、を有する。前記第一棒材の前記第一側の部分には、前記距離調整方向に対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第一台座が取り付けられている。前記第二棒材の前記第二側の部分には、前記距離調整方向に対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第二台座が取り付けられている。
　本態様の曲率調整治具を静翼セグメントに取り付ける際、静翼セグメントにおける内側連結部材の第一位置に第一台座の第一端を固定し、静翼セグメントにおける内側連結部材の第二位置に第二台座の第二端を固定する。この状態では、曲率調整治具の距離調整機構は、静翼セグメントの内周側に位置する。このため、この曲率調整治具が静翼保持環に干渉することなく、曲率調整治具が取り付けられている静翼セグメントを静翼保持環の内周側に取り付けることができる。
　本開示の一態様では、静翼セグメントを静翼保持環の内周側に容易に取り付けることができる。
本開示に係る一実施形態におけるガスタービンの要部切欠側面図である。 図１におけるII部拡大図である。 図２におけるIII－III線断面図である。 本開示に係る一実施形態における静翼セグメントの斜視図である。 本発明に係る一実施形態における静翼セグメント及び曲率調整治具の正面図である。 図５におけるＶI－ＶI線断面図である。 本発明に係る一実施形態における静止体の製造方法の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る一実施形態における静止体の製造過程を示す説明図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図１～図８を参照して詳細に説明する。
「軸流回転機械」
　まず、軸流回転機械を含むガスタービンについて、図１～図４を参照して説明する。
　ガスタービン１は、図１に示すように、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１１と、燃料供給源からの燃料を圧縮空気中で燃焼させ燃焼ガスを生成する燃焼器１５と、燃焼ガスにより駆動するタービン１６と、を備えている。
　圧縮機１１は、軸流回転機械の一種である。この圧縮機１１は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ１２と、圧縮機ロータ１２を覆う圧縮機ケーシング１３と、複数の静翼列１４と、を有する。タービン１６も、軸流回転機械の一種である。このタービン１６は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ１７と、タービンロータ１７を覆うタービンケーシング１８と、複数の静翼列１９と、を有する。
　圧縮機１１は、タービン１６に対して、軸線Ａｒが延びる軸線方向Ｄａにおける軸線上流側Ｄａｕと軸線下流側Ｄａｄとのうち、軸線上流側Ｄａｕに配置されている。圧縮機ロータ１２とタービンロータ１７とは、同一の軸線Ａｒ上に位置し、互に接続されてガスタービンロータ２を成す。このガスタービンロータ２には、例えば、発電機のロータが連結されている。
　圧縮機ロータ１２は、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸１２ｓと、複数の動翼列１２ｂと、を有する。複数の動翼列１２ｂは、軸線方向Ｄａに並んで、ロータ軸１２ｓに設けられている。各動翼列１２ｂは、いずれも、軸線Ａｒに対する周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼を有する。複数の動翼列１２ｂの軸線下流側Ｄａｄには、複数の静翼列１４のうちのいずれか一の静翼列１４が配置されている。複数の静翼列１４は、圧縮機ケーシング１３の内周側に設けられている。
　タービンロータ１７は、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延びるロータ軸１７ｓと、複数の動翼列１７ｂと、を有する。複数の動翼列１７ｂは、軸線方向Ｄａに並んで、ロータ軸１７ｓに設けられている。各動翼列１７ｂは、いずれも、軸線Ａｒに対する周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼を有する。複数の動翼列１７ｂの軸線上流側Ｄａｕには、複数の静翼列１９のうちのいずれか一の静翼列１９が配置されている。複数の静翼列１９は、タービンケーシング１８の内周側に設けられている。
　ガスタービン１は、さらに、中間ケーシング３を備える。圧縮機ケーシング１３、中間ケーシング３、及びタービンケーシング１８は、この順序で、前述の軸線方向Ｄａに並んで、互に接続されている。燃焼器１５は、中間ケーシング３に設けられている。
　圧縮機ケーシング１３は、図２及び図３に示すように、軸線Ａｒを中心として筒状のケーシング本体２０と、ケーシング本体２０の内周側に配置されている静翼保持環２１と、を有する。ケーシング本体２０は、組立の都合上、上半ケーシングと、下半ケーシングと、を有する。上半ケーシングは、ケーシング本体２０の上半部分を形成する。下半ケーシングは、ケーシング本体２０の下半部分を形成する。静翼保持環２１は、軸線Ａｒを中心として筒状を成している。この静翼保持環２１は、組立の都合上、上半静翼保持環２１ｕと、下半静翼保持環２１ｄと、を有する。上半静翼保持環２１ｕは、静翼保持環２１の上半部分を形成する。下半静翼保持環２１ｄは、静翼保持環２１の下半部分を形成する。
　静翼保持環２１には、内周面から、軸線Ａｒに対する径方向外側Ｄｒｏに向かって凹み、軸線Ａｒを中心として環状の複数の環溝２２が形成されている。複数の環溝２２は、軸線方向Ｄａに並んでいる。
　圧縮機１１は、複数の静翼環３０を有する。複数の静翼環３０は、軸線方向Ｄａに並んでいる。各静翼環３０は、前述の複数の静翼列１４のうちのいずれか一の静翼列１４を有する。各静翼環３０の外周側の部分は、複数の環溝２２のうちのいずれか一の環溝２２に嵌まり込んでいる。各静翼環３０は、組立の都合上、周方向Ｄｃに複数の静翼セグメント３１として分割可能である。本実施形態において、一の静翼環３０は、８個の静翼セグメント３１に分割可能である。８個の静翼セグメント３１のうち、４個の静翼セグメント３１の外周側の部分は、上半静翼保持環２１ｕの一の環溝２２に嵌まり込んでいる。残りの４個の静翼セグメント３１の外周側の部分は、下半静翼保持環２１ｄの一の環溝２２に嵌まり込んでいる。なお、ここでは、８個の静翼セグメント３１で、一の静翼環３０を構成しているが、８個未満、具体的に、６個や４個の静翼セグメントで一の静翼環を構成してもよいし、８個より多い、１０個や１２個の静翼セグメントで一の静翼環を構成してもよい。
　本実施形態における圧縮機１１の静止体は、上半静翼保持環２１ｕと、下半静翼保持環２１ｄと、これらに装着される複数の静翼セグメント３１と、を有する。
　一の静翼セグメント３１は、図４に示すように、円弧状を成している。この静翼セグメント３１は、複数の静翼３２と、内側連結部材としての連結ホルダ３５と、外側連結部材としての連結バンド３９と、を有する。
　複数の静翼３２は、連結ホルダ３５と連結バンド３９との間で、周方向Ｄｃに並んでいる。静翼３２は、径方向Ｄｒに延びる翼体３３と、翼体３３の径方向内側Ｄｒｉに設けられている内側シュラウド３４ｉと、翼体３３の径方向外側Ｄｒｏに設けられている外側シュラウド３４ｏと、を有する。連結ホルダ３５は、円弧状を成している。この連結ホルダ３５には、各静翼３２の内側シュラウド３４ｉが装着される。また、連結バンド３９も円弧状を成している。この連結バンド３９には、各静翼３２の外側シュラウド３４ｏが、例えば、溶接やネジで接続されている。よって、この連結バンド３９は、各静翼３２の外側シュラウド３４ｏ相互を連結する。前述した、静翼保持環２１の環溝２２に嵌まり込む静翼セグメント３１の外周側の部分は、連結バンド３９と各静翼３２の外側シュラウド３４ｏとを有する。
　静翼セグメント３１の外周側の部分の曲率が、環溝２２の曲率に合っていない場合、この静翼セグメント３１の外周側の部分を環溝２２に嵌め込むことが困難である。仮に、組立前の連結ホルダ３５の曲率が設計通りの曲率であり、組立前の連結バンド３９の曲率が設計通りの曲率であっても、静翼セグメント３１の組立過程で、これらの曲率が変化することがある。例えば、連結バンド３９に各静翼３２の外側シュラウド３４ｏを溶接した場合、静翼セグメント３１の外周側の部分における曲率が小さくなる。そこで、以下では、静翼セグメント３１の曲率調整方法等について説明する。
「静翼セグメントの曲率調整方法、軸流回転機械の静止体製造方法、及び静翼セグメントの曲率調整治具」
　静翼セグメントの曲率調整方法、軸流回転機械の静止体製造方法、及び静翼セグメントの曲率調整治具について、図５～図８を参照して説明する。
　まず、静翼セグメントの曲率調整方法に用いる曲率調整治具４０について、図５及び図６を参照して説明する。
　曲率調整治具４０は、第一台座４１ａと、第二台座４１ｂと、第一固定部４６ａと、第二固定部４６ｂと、距離調整機構としてのターンバックル５０と、を有する。
　ターンバックル５０は、胴部５１と、第一棒材５３ａと、第二棒材５３ｂと、有する。
胴部５１には、距離調整方向Ｄｄにおける両側のうちの第一側Ｄｄ１の部分に距離調整方向Ｄｄに延びる第一雌ネジ５２ａが形成されている。胴部５１には、さらに、距離調整方向Ｄｄにおける両側のうちの第二側Ｄｄ２の部分に距離調整方向Ｄｄに延びる第二雌ネジ５２ｂが形成されている。第二雌ネジ５２ｂは、第一雌ネジ５２ａに対する逆ネジである。つまり、第一雌ネジ５２ａが右ネジの場合、第二雌ネジ５２ｂは左ネジである。第一棒材５３ａ及び第二棒材５３ｂは、いずれも、距離調整方向Ｄｄに延びる棒材である。第一棒材５３ａの第二側Ｄｄ２の部分には、第一雌ネジ５２ａに捩じ込まれている第一雄ネジ５４ａが形成されている。第二棒材５３ｂの第一側Ｄｄ１の部分には、第二雌ネジ５２ｂに捩じ込まれている第二雄ネジ５４ｂが形成されている。
　第一台座４１ａ及び第二台座４１ｂは、いずれも、連結ホルダ３５の内周側面に接触可能なホルダ接触板部４３と、ターンバックル５０に連結可能なバックル連結板部４４と、を有する。バックル連結板部４４は、ホルダ接触板部４３の縁からホルダ接触板部４３に対して交差する方向に広がっている。第一台座４１ａにおけるホルダ接触板部４３の表面の一部は、第一端４２ａを成す。また、第二台座４１ｂにおけるホルダ接触板部４３の表面の一部は、第二端４２ｂを成す。第一棒材５３ａの第一側Ｄｄ１の部分には、第一台座４１ａのバックル連結板部４４がピン４５を介して取り付けられている。このため、第一台座４１ａは、第一棒材５３ａに対して、距離調整方向Ｄｄに垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能である。第二棒材５３ｂの第二側Ｄｄ２の部分には、第二台座４１ｂのバックル連結板部４４がピン４５を介して取り付けられている。このため、第二台座４１ｂは、第二棒材５３ｂに対して、距離調整方向Ｄｄに垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能である。
　第一固定部４６ａ及び第二固定部４６ｂは、いずれも、ボルト４７を有する。連結ホルダ３５の内周側面中で、周方向Ｄｃの一方側の部分は第一位置３６ａであり、周方向Ｄｃの他方側の部分は第二位置３６ｂである。よって、第二位置３６ｂは、第一位置３６ａから周方向Ｄｃに間隔があいている位置である。この連結ホルダ３５には、内周側面から径方向外側Ｄｒｏに向かって凹む第一ネジ穴３７ａ及び第二ネジ穴３７ｂが形成されている。第一ネジ穴３７ａは、前述の第一位置３６ａの近傍に形成され、第二ネジ穴３７ｂは、前述の第二位置３６ｂの近傍に形成されている。曲率調整治具４０の第一端４２ａを連結ホルダ３５の第一位置３６ａに固定する際には、先ず、第一台座４１ａの第一端４２ａを連結ホルダ３５の第一位置３６ａに接触させる。次に、第一台座４１ａのホルダ接触板部４３を介して、第一固定部４６ａのボルト４７を連結ホルダ３５の第一ネジ穴３７ａに捩じ込む。この結果、曲率調整治具４０の第一端４２ａが連結ホルダ３５の第一位置３６ａに固定される。また、曲率調整治具４０の第二端４２ｂを連結ホルダ３５の第二位置３６ｂに固定する際には、先ず、第二台座４１ｂの第二端４２ｂを連結ホルダ３５の第二位置３６ｂに接触させる。次に、第二台座４１ｂのホルダ接触板部４３を介して、第二固定部４６ｂのボルト４７を連結ホルダ３５の第二ネジ穴３７ｂに捩じ込む。この結果、曲率調整治具４０の第二端４２ｂが連結ホルダ３５の第二位置３６ｂに固定される。
　ターンバックル５０の胴部５１を距離調整方向Ｄｄに延びる軸回りに回転させると、この胴部５１に対して、第一棒材５３ａは、距離調整方向Ｄｄにおける第一側Ｄｄ１と第二側Ｄｄ２とのうちの一方側に相対移動し、第二棒材５３ｂは、他方側に相対移動する。よって、以上で説明した曲率調整治具４０では、ターンバックル５０の胴部５１を回転させることで、第一台座４１ａ中の第一端４２ａと第二台座４１ｂ中の第二端４２ｂとの間の距離を変更することができる。
　次に、静翼セグメント３１の曲率調整方法、及び軸流回転機械の静止体製造方法について、図7に示すフローチャートに従って説明する。
　まず、部品準備工程Ｓ１を実行する。この部品準備工程Ｓ１では、軸流回転機械である圧縮機１１の静止体を構成する部品を準備する。この静止体を構成する部品としては、上半静翼保持環２１ｕと、下半静翼保持環２１ｄと、これらに装着される複数の静翼セグメント３１がある。
　次に、治具準備工程Ｓ３を実行する。この治具準備工程Ｓ３では、先に説明した曲率調整治具４０を準備する。
　次に、治具取付工程Ｓ４を実行する。この治具取付工程Ｓ４では、曲率調整治具４０を静翼セグメント３１の連結ホルダ３５に取り付ける。具体的には、まず、曲率調整治具４０のターンバックル５０を静翼セグメント３１の内周側に配置する。次に、前述したように、第一台座４１ａの第一端４２ａを連結ホルダ３５の第一位置３６ａに接触させる。そして、第一台座４１ａのホルダ接触板部４３を介して、第一固定部４６ａのボルト４７を連結ホルダ３５の第一ネジ穴３７ａに捩じ込む。この結果、曲率調整治具４０の第一端４２ａが連結ホルダ３５の第一位置３６ａに固定される。さらに、第二台座４１ｂの第二端４２ｂを連結ホルダ３５の第二位置３６ｂに接触させる。そして、第二台座４１ｂのホルダ接触板部４３を介して、第二固定部４６ｂのボルト４７を連結ホルダ３５の第二ネジ穴３７ｂに捩じ込む。この結果、曲率調整治具４０の第二端４２ｂが連結ホルダ３５の第二位置３６ｂに固定される。以上で、治具取付工程Ｓ４が完了する。
　次に、曲率調整工程Ｓ５を実行する。この曲率調整工程Ｓ５では、ターンバックル５０の胴部５１を回転させて、静翼セグメント３１における外周側の縁の曲率が目的の曲率になるよう、曲率調整治具４０の第一端４２ａと第二端４２ｂとの間の距離を変更させる。ここで、目的の曲率とは、静翼保持環２１の内周側の縁の曲率、具体的には、環溝２２の溝底面の曲率である。このため、静翼セグメント３１における外周側の縁の曲率を目的の曲率する場合、例えば、まず、環溝２２の溝底面中で、静翼セグメント３１における周方向Ｄｃの一方側の端が接する位置と、静翼セグメント３１における周方向Ｄｃの他方側の端が接する位置と、の間の直線距離を測定し、この直線距離を目的距離とする。そして、静翼セグメント３１における外周側の縁中の周方向Ｄｃの一方側の端と、静翼セグメント３１における外周側の縁中の周方向Ｄｃの他方側の端と、の間の直線距離が、目的距離になるよう、ターンバックル５０の胴部５１を回転させる。
　静翼セグメント３１の曲率調整方法Ｓ２では、以上の治具準備工程Ｓ３と、治具取付工程Ｓ４と、曲率調整工程Ｓ５と、を実行する。なお、治具準備工程Ｓ３は、治具取付工程Ｓ４前に実行すればよく、部品準備工程Ｓ１の前に実行してもよい。
　次に、静翼セグメント取付工程Ｓ６を実行する。この静翼セグメント取付工程Ｓ６では、図８に示すように、曲率調整工程Ｓ５後であって曲率調整治具４０が取り付けられている静翼セグメント３１を、静翼保持環２１の内周側に取り付ける。この際、静翼セグメント３１の外周側の縁が、環溝２２の溝底面の周方向Ｄｃへの延長線上に位置するよう、静翼セグメント３１を配置する。そして、曲率調整治具４０が取り付けられている静翼セグメント３１を周方向Ｄｃに移動させて、静翼セグメント３１の外周側の部分を環溝２２内に入れる。そして、静翼セグメント３１の外周側の部分が環溝２２内の目的の位置Ｐｔに位置すると、静翼保持環２１に対するこの静翼セグメント３１の取付が完了する。
　静翼セグメント３１の取付が完了すると、治具取外工程Ｓ７を実行する。この治具取外工程Ｓ７では、この静翼セグメント３１から曲率調整治具４０を外す。
　環溝２２に対して、全ての静翼セグメント３１の取付が完了すると、静止体が完成する。
　以上のように、本実施形態では、曲率調整治具４０を用いて、静翼セグメント３１の曲率を調整した段階で、この静翼セグメント３１の内周側に曲率調整治具４０のターンバックル５０が位置している。このため、曲率調整治具４０が静翼保持環２１に干渉することなく、曲率調整治具４０が取り付けられている静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に取り付けることができる。すなわち、本実施形態では、静翼セグメント３１の曲率が予め定められた曲率になっている状態で、この静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に取り付けることができる。よって、本実施形態では、静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に容易に取り付けることができる。
「変形例」
　以上の実施形態における曲率調整治具４０の第一固定部４６ａ及び第二固定部４６ｂは、いずれもボルト４７を有する。しかしながら、各固定部は、各台座を連結ホルダ３５の目的の位置に固定することができれば、如何なる部材を有してもよく、例えば、連結ホルダ３５の一部を挟み込むクランプを有してもよい。
　以上の実施形態では、軸流回転機械としてガスタービン１の圧縮機１１を例示している。しかしながら、軸流回転機械は、静翼セグメントを有するものであれば、いかなる軸流回転機械でもよく、例えば、ガスタービン１のタービン１６や、蒸気タービンであってもよい。
　以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加、変更、置き換え、部分的削除等が可能である。
「付記」
　以上の実施形態における静翼セグメントの曲率調整方法は、例えば、以下のように把握される。
（１）第一態様における静翼セグメントの曲率調整方法は、複数の静翼３２が円弧状の内側連結部材３５の外周側に周方向Ｄｃに並べて取り付けられた円弧状の静翼セグメント３１を対象とする。
　この曲率調整方法では、第一端４２ａと、第二端４２ｂと、前記第一端４２ａと前記第二端４２ｂとの間の距離を変更可能な距離調整機構５０と、を有する曲率調整治具４０を準備する治具準備工程Ｓ３と、前記静翼セグメント３１における前記内側連結部材３５の内周側に前記曲率調整治具４０の前記距離調整機構５０を配置した状態で、前記内側連結部材３５の第一位置３６ａに前記曲率調整治具４０の前記第一端４２ａを固定し、前記内側連結部材３５の前記第一位置３６ａから前記周方向Ｄｃに間隔があいている前記内側連結部材３５の第二位置３６ｂに前記曲率調整治具４０の前記第二端４２ｂを固定する治具取付工程Ｓ４と、前記治具取付工程Ｓ４後に前記距離調整機構を操作して、円弧状の前記静翼セグメント３１における外周側の縁の曲率が目的の曲率になるよう、前記曲率調整治具４０の前記第一端４２ａと前記第二端４２ｂとの間の距離を変更させる曲率調整工程Ｓ５と、を実行する。
　本態様では、曲率調整治具４０を用いて、静翼セグメント３１の曲率を調整した段階で、この静翼セグメント３１の内周側に曲率調整治具４０の距離調整機構５０が位置している。このため、曲率調整治具４０が静翼保持環２１に干渉することなく、曲率調整治具４０が取り付けられている静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に取り付けることができる。すなわち、本態様では、静翼セグメント３１の曲率が予め定められた曲率になっている状態で、この静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に取り付けることができる。よって、本態様では、静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に容易に取り付けることができる。
（２）第二態様における静翼セグメントの曲率調整方法は、
　前記第一態様における静翼セグメント３１の曲率調整方法において、前記曲率調整治具４０は、前記第一端４２ａを含む第一台座４１ａと、前記第二端４２ｂを含む第二台座４１ｂと、前記第一端４２ａを前記内側連結部材３５の前記第一位置３６ａに固定可能な第一固定部４６ａと、前記第二端４２ｂを前記内側連結部材３５の前記第二位置３６ｂに固定可能な第二固定部４６ｂと、前記距離調整機構５０と、を有する。前記距離調整機構５０は、胴部５１と、前記胴部５１から距離調整方向Ｄｄにおける両側のうち第一側Ｄｄ１に距離調整可能に延びる第一棒材５３ａと、前記胴部５１から前記距離調整方向Ｄｄにおける前記第一側Ｄｄ１とは反対側の第二側Ｄｄ２に距離調整可能に延びる第二棒材５３ｂと、を有する。前記第一棒材５３ａの前記第一側Ｄｄ１の部分には、前記距離調整方向Ｄｄに対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第一台座４１ａが取り付けられている。前記第二棒材５３ｂの前記第二側Ｄｄ２の部分には、前記距離調整方向Ｄｄに対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第二台座４１ｂが取り付けられている。
（３）第三態様における静翼セグメントの曲率調整方法は、
　前記第二態様における静翼セグメント３１の曲率調整方法において、前記胴部５１には、前記第一側Ｄｄ１の部分に前記距離調整方向Ｄｄに延びる第一雌ネジ５２ａが形成され、前記第二側Ｄｄ２の部分に前記距離調整方向Ｄｄに延びる第二雌ネジ５２ｂが形成されている。前記第二雌ネジ５２ｂは、前記第一雌ネジ５２ａに対する逆ネジである。前記第一棒材５３ａの前記第二側Ｄｄ２の部分には、前記第一雌ネジ５２ａに捩じ込まれている第一雄ネジ５４ａが形成されている。前記第二棒材５３ｂの前記第一側Ｄｄ１の部分には、前記第二雌ネジ５２ｂに捩じ込まれている第二雄ネジ５４ｂが形成されている。
　以上の実施形態における軸流回転機械の静止体製造方法は、例えば、以下のように把握される。
（４）第四態様における軸流回転機械の静止体製造方法は、
　前記第一態様から前記第三態様のうちのいずれか一態様における静翼セグメント３１の曲率調整方法を実行する。さらに、前記静翼セグメント３１と、円弧状を成し、自身の内周側に前記静翼セグメント３１が取り付けられる静翼保持環２１と、を準備する部品準備工程Ｓ１と、前記曲率調整工程Ｓ５後であって前記曲率調整治具４０が取り付けられている前記静翼セグメント３１を、前記静翼保持環２１の内周側に取り付ける静翼セグメント取付工程Ｓ６と、前記静翼セグメント取付工程Ｓ６後に、前記静翼セグメント３１から前記曲率調整治具４０を外す治具取外工程Ｓ７と、を実行する。
　本態様では、静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に容易に取り付けることができる。このため、本態様では、静止体の製造効率を高めることができる。
（５）第五態様における軸流回転機械の静止体製造方法は、
　前記第四態様における軸流回転機械の静止体製造方法において、前記曲率調整工程Ｓ５では、前記静翼セグメント３１の外周側の縁の曲率が、前記静翼保持環２１の内周側の縁の曲率になるよう、前記曲率調整治具４０の前記第一端４２ａと前記第二端４２ｂとの間の距離を変更させる。
　以上の実施形態における静翼セグメントの曲率調整治具は、例えば、以下のように把握される。
（６）第六態様における静翼セグメントの曲率調整治具は、複数の静翼３２が円弧状の内側連結部材３５の外周側に周方向Ｄｃに並べて取り付けられた静翼セグメント３１を対象とする。
　この曲率調整治具４０は、第一端４２ａを含む第一台座４１ａと、第二端４２ｂを含む第二台座４１ｂと、前記内側連結部材３５の第一位置３６ａに前記第一端４２ａを固定可能な第一固定部４６ａと、前記第一位置３６ａから前記周方向Ｄｃに間隔があいている前記内側連結部材３５の第二位置３６ｂに前記第二端４２ｂを固定可能な第二固定部４６ｂと、前記第一端４２ａと前記第二端４２ｂとの間の距離を変更可能な距離調整機構５０と、を有する。前記距離調整機構５０は、前記第一端４２ａが前記内側連結部材３５の前記第一位置３６ａに固定され、前記第二端４２ｂが前記内側連結部材３５の前記第二位置３６ｂに固定された状態で、前記内側連結部材３５の内周側に位置する。前記距離調整機構５０は、胴部５１と、前記胴部５１から距離調整方向Ｄｄにおける両側のうち第一側Ｄｄ１に距離調整可能に延びる第一棒材５３ａと、前記胴部５１から前記距離調整方向Ｄｄにおける前記第一側Ｄｄ１とは反対側の第二側Ｄｄ２に距離調整可能に延びる第二棒材５３ｂと、を有する。前記第一棒材５３ａの前記第一側Ｄｄ１の部分には、前記距離調整方向Ｄｄに対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第一台座４１ａが取り付けられている。前記第二棒材５３ｂの前記第二側Ｄｄ２の部分には、前記距離調整方向Ｄｄに対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第二台座４１ｂが取り付けられている。
　本態様の曲率調整治具４０を静翼セグメント３１に取り付ける際、静翼セグメント３１における内側連結部材３５の第一位置３６ａに第一台座４１ａの第一端４２ａを固定し、静翼セグメント３１における内側連結部材３５の第二位置３６ｂに第二台座４１ｂの第二端４２ｂを固定する。この状態では、曲率調整治具４０の距離調整機構５０は、静翼セグメント３１の内周側に位置する。このため、この曲率調整治具４０が静翼保持環２１に干渉することなく、曲率調整治具４０が取り付けられている静翼セグメント３１を静翼保持環２１の内周側に取り付けることができる。
（７）第七態様における静翼セグメントの曲率調整治具は、
　前記第六態様における静翼セグメントの曲率調整治具において、前記胴部５１には、前記第一側Ｄｄ１の部分に前記距離調整方向Ｄｄに延びる第一雌ネジ５２ａが形成され、前記第二側Ｄｄ２の部分に前記距離調整方向Ｄｄに延びる第二雌ネジ５２ｂが形成されている。前記第二雌ネジ５２ｂは、前記第一雌ネジ５２ａに対する逆ネジである。前記第一棒材５３ａの前記第二側Ｄｄ２の部分には、前記第一雌ネジ５２ａに捩じ込まれている第一雄ネジ５４ａが形成されている。前記第二棒材５３ｂの前記第一側Ｄｄ１の部分には、前記第二雌ネジ５２ｂに捩じ込まれている第二雄ネジ５４ｂが形成されている。
　本開示の一態様では、静翼セグメントを静翼保持環の内周側に容易に取り付けることができる。
１：ガスタービン
２：ガスタービンロータ
３：中間ケーシング
１１：圧縮機
１２：圧縮機ロータ
１２ｓ：ロータ軸
１２ｂ：動翼列
１３：圧縮機ケーシング
１４：静翼列
１５：燃焼器
１６：タービン
１７：タービンロータ
１７ｓ：ロータ軸
１７ｂ：動翼列
１８：タービンケーシング
１９：静翼列
２０：ケーシング本体
２１：静翼保持環
２１ｕ：上半静翼保持環
２１ｄ：下半静翼保持環
２２：環溝
３０：静翼環
３１：静翼セグメント
３２：静翼
３３：翼体
３４ｉ：内側シュラウド
３４ｏ：外側シュラウド
３５：連結ホルダ（又は内側連結部材）
３６ａ：第一位置
３６ｂ：第二位置
３７ａ：第一ネジ穴
３７ｂ：第二ネジ穴
３９：連結バンド（又は外側連結部材）
４０：曲率調整治具
４１ａ：第一台座
４１ｂ：第二台座
４２ａ：第一端
４２ｂ：第二端
４３：ホルダ接触板部
４４：バックル連結板部
４５：ピン
４６ａ：第一固定部
４６ｂ：第二固定部
４７：ボルト
５０：ターンバックル（又は距離調整機構）
５１：胴部
５２ａ：第一雌ネジ
５２ｂ：第二雌ネジ
５３ａ：第一棒材
５３ｂ：第二棒材
５４ａ：第一雄ネジ
５４ｂ：第二雄ネジ
Ａｒ：軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄａｕ：軸線上流側
Ｄａｄ：軸線下流側
Ｄｃ：周方向
Ｄｒ：径方向
Ｄｒｉ：径方向内側
Ｄｒｏ：径方向外側
Ｄｄ：距離調整方向
Ｄｄ１：第一側
Ｄｄ２：第二側

Claims (7)

  1. 　複数の静翼が円弧状の内側連結部材の外周側に周方向に並べて取り付けられた円弧状の静翼セグメントの曲率調整方法において、
    　第一端と、第二端と、前記第一端と前記第二端との間の距離を変更可能な距離調整機構と、を有する曲率調整治具を準備する治具準備工程と、
    　前記静翼セグメントにおける前記内側連結部材の内周側に前記曲率調整治具の前記距離調整機構を配置した状態で、前記内側連結部材の第一位置に前記曲率調整治具の前記第一端を固定し、前記内側連結部材の前記第一位置から前記周方向に間隔があいている前記内側連結部材の第二位置に前記曲率調整治具の前記第二端を固定する治具取付工程と、
    　前記治具取付工程後に前記距離調整機構を操作して、円弧状の前記静翼セグメントにおける外周側の縁の曲率が目的の曲率になるよう、前記曲率調整治具の前記第一端と前記第二端との間の距離を変更させる曲率調整工程と、
    　を実行する静翼セグメントの曲率調整方法。
  2. 　請求項１に記載の静翼セグメントの曲率調整方法において、
    　前記曲率調整治具は、前記第一端を含む第一台座と、前記第二端を含む第二台座と、前記第一端を前記内側連結部材の前記第一位置に固定可能な第一固定部と、前記第二端を前記内側連結部材の前記第二位置に固定可能な第二固定部と、前記距離調整機構と、を有し、
    　前記距離調整機構は、胴部と、前記胴部から距離調整方向における両側のうち第一側に距離調整可能に延びる第一棒材と、前記胴部から前記距離調整方向における前記第一側とは反対側の第二側に距離調整可能に延びる第二棒材と、を有し、
    　前記第一棒材の前記第一側の部分には、前記距離調整方向に対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第一台座が取り付けられ、
    　前記第二棒材の前記第二側の部分には、前記距離調整方向に対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第二台座が取り付けられている、
    　静翼セグメントの曲率調整方法。
  3. 　請求項２に記載の静翼セグメントの曲率調整方法において、
    　前記胴部には、前記第一側の部分に前記距離調整方向に延びる第一雌ネジが形成され、前記第二側の部分に前記距離調整方向に延びる第二雌ネジが形成され、
    　前記第二雌ネジは、前記第一雌ネジに対する逆ネジであり、
    　前記第一棒材の前記第二側の部分には、前記第一雌ネジに捩じ込まれている第一雄ネジが形成され、
    　前記第二棒材の前記第一側の部分には、前記第二雌ネジに捩じ込まれている第二雄ネジが形成されている、
    　静翼セグメントの曲率調整方法。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の静翼セグメントの曲率調整方法を実行すると共に、
    　前記静翼セグメントと、円弧状を成し、自身の内周側に前記静翼セグメントが取り付けられる静翼保持環と、を準備する部品準備工程と、
    　前記曲率調整工程後であって前記曲率調整治具が取り付けられている前記静翼セグメントを、前記静翼保持環の内周側に取り付ける静翼セグメント取付工程と、
    　前記静翼セグメント取付工程後に、前記静翼セグメントから前記曲率調整治具を外す治具取外工程と、
    　を実行する軸流回転機械の静止体製造方法。
  5. 　請求項４に記載の軸流回転機械の静止体製造方法において、
    　前記曲率調整工程では、前記静翼セグメントの外周側の縁の曲率が、前記静翼保持環の内周側の縁の曲率になるよう、前記曲率調整治具の前記第一端と前記第二端との間の距離を変更させる、
    　軸流回転機械の静止体製造方法。
  6. 　複数の静翼が円弧状の内側連結部材の外周側に周方向に並べて取り付けられた静翼セグメントの曲率調整治具において、
    　第一端を含む第一台座と、第二端を含む第二台座と、前記内側連結部材の第一位置に前記第一端を固定可能な第一固定部と、前記第一位置から前記周方向に間隔があいている前記内側連結部材の第二位置に前記第二端を固定可能な第二固定部と、前記第一端と前記第二端との間の距離を変更可能な距離調整機構と、を有し、
    　前記距離調整機構は、前記第一端が前記内側連結部材の前記第一位置に固定され、前記第二端が前記内側連結部材の前記第二位置に固定された状態で、前記内側連結部材の内周側に位置し、
    　前記距離調整機構は、前記第一端を含む第一台座と、前記第二端を含む第二台座と、前記第一端を前記内側連結部材の前記第一位置に固定可能な第一固定部と、前記第二端を前記内側連結部材の前記第二位置に固定可能な第二固定部と、前記距離調整機構と、を有し、
    　前記距離調整機構は、胴部と、前記胴部から距離調整方向における両側のうち第一側に距離調整可能に延びる第一棒材と、前記胴部から前記距離調整方向における前記第一側とは反対側の第二側に距離調整可能に延びる第二棒材と、を有し、
    　前記第一棒材の前記第一側の部分には、前記距離調整方向に対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第一台座が取り付けられ、
    　前記第二棒材の前記第二側の部分には、前記距離調整方向に対して垂直な方向に延びる軸回りに揺動可能に前記第二台座が取り付けられている、
    　静翼セグメントの曲率調整治具。
  7. 　請求項６に記載の静翼セグメントの曲率調整治具において、
    　前記胴部には、前記第一側の部分に前記距離調整方向に延びる第一雌ネジが形成され、前記第二側の部分に前記距離調整方向に延びる第二雌ネジが形成され、
    　前記第二雌ネジは、前記第一雌ネジに対する逆ネジであり、
    　前記第一棒材の前記第二側の部分には、前記第一雌ネジに捩じ込まれている第一雄ネジが形成され、
    　前記第二棒材の前記第一側の部分には、前記第二雌ネジに捩じ込まれている第二雄ネジが形成されている、
    　静翼セグメントの曲率調整治具。
PCT/JP2022/006222 2021-03-26 2022-02-16 静翼セグメントの曲率調整方法、軸流回転機械の静止体製造方法、及び静翼セグメントの曲率調整治具 WO2022201988A1 (ja)

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