JPH0364683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、蒸気タービンに関し、特に１対のジ
ヤーナル軸受によつて両端を支持された蒸気ター
ビンのロータを心出しするための方法及び装置に
関するものである。

本願の出願人により製造されているBB73型の
ような大形蒸気タービンは、ロータと、該ロータ
の両端を支持する１対のジヤーナル軸受とを有
し、該ジヤーナル軸受の各々の上半部及び下半部
が一緒に結合されて、軸受支持台の半球形の孔部
内に装着される軸受ハウジングを形成するように
なつているのが典型的である。かかる蒸気タービ
ンのロータは整列状態もしくは心出しされた状態
で運転することが必要不可欠であるから、今ま
で、ジヤーナル軸受をそれ等が組み合う半球形の
孔部内に支持するための様々な手段が提供されて
きた。このような支持を行う先行技術の構造の１
つに、当該技術分野で３キー式軸受支持装置と通
常呼ばれているキーを３個使用するものがある。

広く使用されてきた３キー式軸受支持装置にお
いては、各ジヤーナル軸受の上半部に、ロータに
関して長手方向に第１のキー溝を形成して、半球
形の孔部に合致するようになつている外側凸状球
面を有する軸受支持パツドを受け入れる。第２及
び第３のキー溝はジヤーナル軸受の下半部に長手
方向に形成されていて、それぞれ第２及び第３の
軸受支持パツドもしくはキーを受け入れる。かか
る第２及び第３のキー溝は、下半部を半径方向に
２分する平面に対して実質的に等間隔で半径方向
に90゜離間している。第１の軸受支持パツドもし
くはキーと同様に、第２及び第３の軸受支持パツ
ドもしくはキーは、半球形の孔部に実質的に合致
するようになつている外側凸状球面を含んでい
る。

従来、３つの軸受支持パツドの各々は、軸受の
組み立て前に、それ等が組み合うキー溝内に剛に
即ちしつかり取着されていた。典型的には、かか
る剛な取着は、軸受支持パツドをそれ等が組み合
うキー溝に螺合することによつて行なわれる。し
かし、ロータを心出しするためには、軸受支持パ
ツドとの間に必要に応じて心出しシムもしくはラ
イナーを挿入し、そのキー溝内で調節しなければ
ならない。その後、各軸受支持パツドもしくはキ
ーの外側凸状球面に手作業でやすり掛けをするか
又は表面を削り、該表面と軸受支持台の半球形の
孔部との間に所定の割合の接触をさせる。各ジヤ
ーナル軸受の上半部に組み込まれた軸受支持パツ
ドもしくはキーにはロータの重量が実質的に作用
していないので、ジヤーナル軸受の上半部にある
軸受支持パツドもしくはキーの嵌合は臨界的では
なく、屡々、ジヤーナル軸受の上半部に組み込ま
れた軸受支持パツドもしくはキーと半球形の孔部
との間の接触は10％以下が適当である。他方、ジ
ヤーナル軸受の下半部に組み込まれた軸受支持パ
ツドもしくはキーについては、少なくとも75％の
接触が要求されることが屡々ある。従つて、容易
に諒解されるように、心出しシムもしくはライナ
ーを交換すると、少なくとも75％の接触を維持す
るために、ジヤーナル軸受の下半部に組み込まれ
る軸受支持パツドもしくはキーの外側凸状球面に
再び加工作業する必要がある。

このような心出しシムもしくはライナーの交換
は、タービンの基礎の沈下や、隣接する軸受の摩
耗や、タービン全体の歪み、等のような状態の変
化によつてタービンロータに心狂いが生じた時
に、タービンロータを心出しするために必要にな
る。また、保守のためタービンからロータを取り
外した時に、必要に応じてなされる心出しシムも
しくはライナーに対する変更に伴つて、ロータの
アライメントもしくは心合わせについて検査しな
ければならない。先行技術の構造における軸受支
持パツドもしくはキーはジヤーナル軸受に剛に取
着されていたので、心出しシムもしくはライナー
の厚さを増減する変更は、変更前の半径よりも大
きいか小さい半径を生じさせる。即ち、ロータの
中心から軸受支持パツドもしくはキーの外側凸状
球面までの真の半径は、心出しシムもしくはキー
を加えるか或は取り除く時に、増えたり減つたり
する。心出しシムもしくはライナーを加えるか減
らすことによつてキー溝内における軸受支持パツ
ドもしくはキーの位置が変わるので、軸受支持パ
ツドの外側凸状球面と半球形の孔部との間の接触
割合に変化が生じる結果になる。従つて、心出し
シムもしくはライナーに変更があると、特にジヤ
ーナル軸受の下半部に組み込まれた軸受支持パツ
ドもしくはキーの場合には、75％の接触を維持す
るために、その外側凸状球面を手作業により繰り
返し加工することが屡々必要になる。大形蒸気タ
ービンにおける手作業の繰り返し加工は、成果を
あげるまでに多くの時間を消費することがある。

発明の概要 従つて、本発明の一般的な目的は、タービンロ
ータの心出しをするための方法及び装置を提供す
ることである。具体的には、本発明の目的は、心
出しシムもしくはライナーの変更を容易にするよ
うにタービンロータの心出しをする方法及び装置
を提供することである。

本発明の別の目的は、心出しのために必要な停
止時間を短縮しうるタービンロータの心出し方法
及び装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、ロータを支持するジ
ヤーナル軸受の下半部に組み込まれた軸受支持パ
ツドもしくはキーの外側凸状球面を手作業により
繰り返し加工する必要性を実質的に無くしたター
ビンロータの心出し方法及び装置を提供すること
である。

簡略に述べると、これ等の目的及びその他の目
的は、軸受支持台の半球形の孔部内に装着される
軸受ハウジングを形成するよう一緒に結合される
上半部と下半部とを含む１対のジヤーナル軸受に
よつて支持されている端部を有するタービンロー
タを中央に心出しするための装置であつて、各ジ
ヤーナル軸受の上半部に剛に取着され、該ジヤー
ナル軸受を、該ジヤーナル軸受に組み合う半球形
の孔部内に支持する第１の軸受支持手段と、各ジ
ヤーナル軸受の下半部に調節可能に取着される第
２の軸受支持手段とを備えるタービンロータの心
出し装置によつて達成される。本発明によると、
第２の軸受支持手段は、１対の軸受支持パツド
と、該１対の軸受支持パツドを結合する結合手段
とを含み、軸受支持パツドを各々が有する凸状球
面は、該凸状球面と前記半球形の孔部との間に存
在する接触の第１の所定割合だけ、半球形の孔部
に合致しており、軸受ハウジングに取着される結
合手段は、半球形の孔部に対して固定関係にあ
る。

本発明の一つの重要な特徴によると、結合手段
は、基準面まで半径方向内方に延びるようにジヤ
ーナル軸受の下半部に長手方向に形成された１対
のキー溝と、軸受支持パツドをそれ等が組み合う
キー溝内に結合する１対の側板とから構成されて
おり、１対のキー溝の各基準面は、互いに実質的
に直角となるように配設されると共に、下半部を
半径方向に実質的に２分する平面から等距離に離
間されている。軸受支持パツドもしくはキーをそ
れ等が組み合うキー溝内に剛に取着していた従来
の構造と違つて、本発明による装置は、ジヤーナ
ル軸受の下半部に形成されたキー溝内に装着され
た対の軸受支持パツドもしくはキーが、心出しシ
ムもしくはライナーの変更を必要になつた時に、
半球形の孔部に対して同軸受支持パツドもしくは
キーの位置を維持することを許容するようになつ
ている。

本発明の別の重要な特徴によると、上述したよ
うな装置を使用することによつて、ロータと、１
対のジヤーナル軸受とを有し、各ジヤーナル軸受
の、１つのキーによる支持に適合する上半部と、
２つのキーによる支持に適合する下半部とが、一
緒に結合されて、水平継手を有する軸受支持台の
半球形の孔部内に装着されれるようになつている
蒸気タービンの典型的な３キー式軸受支持装置に
おける心出しシムもしくはライナーを変更する改
良方法が提供されている。各ジヤーナル軸受の側
方に取着された対の側板の間にジヤーナル軸受の
各下半部を支持する対のキーを結合することによ
つて、半球形の孔部に対してキーの間に存在する
固定関係が維持される。その後、ジヤーナル軸受
の基準位置が確立されたら、ロータを持ち上げ
て、ジヤーナル軸受の下半部を支持する対のキー
にロータの重量が掛からないようにする。しかる
後、各ジヤーナル軸受の外側端面に近い側板を外
すことによつて、心出しシムもしくはライナーが
露出し、容易に交換ができる。取り外した側板の
反対側の側板は、対応の半球形の孔部に対してキ
ーを固定関係に維持するであろうから、新しいシ
ムをキーと該キーが協働するキー溝との間に具合
良く挿入することができ、また、取り外した側板
を交換し、ロータを降ろし、各ジヤーナル軸受の
下半部に関連した対のキーによつて、半球形の孔
部内で支持することができる。

本発明の上述の目的、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を参照して読むことにより一
層容易に明らかとなろう。

好適な実施例の詳細な説明 次に、同一符号は同一又は対応部分を示す添付
図面を参照すると、第１図〜第３図には、ジヤー
ナル軸受４によつて各端を支持されたロータ２を
有する従来の蒸気タービンの典型的な３キー式軸
受支持装置（キーを３個使用）が示されている。
各ジヤーナル軸受４は、外側端面６と、上半部８
と、水平な上面１２を有する下半部１０とを含
む。各ジヤーナル軸受４の上半部８及び下半部１
０は適当な取着手段１４により結合されるように
なつており、結合により、軸受ハウジング１６を
形成する。この軸受ハウジング１６は軸受支持台
２０の半球形の孔部１８内に装着される。また、
軸受支持台２０は水平の継手２２によつて分割さ
れた上半部及び下半部からなつているが、簡単に
するため、第１図及び第２図には軸受支持台２０
の下半部のみを示している。

蒸気タービンにおいて従来から用いられている
ように、３キー式軸受支持装置は、一般に３個の
軸受支持パツドもしくはキー２４を有し、各キー
２４が軸受支持台２０の半球形孔部１８に合致す
る形状の外側凸状球面２６を有している。これ等
のキー２４はジヤーナル軸受４にキー溝２８で剛
に取着される。典型的には、１つの（第１の）キ
ー溝２８がジヤーナル軸受４の上半部８に形成さ
れ、２つの（第２、第３の）キー溝２８がジヤー
ナル軸受４の下半部１０に形成されている。ロー
タ２の心出しに必要なため、複数の心出しシムも
しくはライナー３０が軸受支持パツドもしくはキ
ー２４とそれ等の対応のキー溝２８との間に挿入
されている。第３図にもつと明らかに示すよう
に、軸受支持パツドもしくはキー２４と、これ等
のキー２４に協働した心出しシムもしくはライナ
ー３０（図示せず）とは、受穴３４内に挿入され
た１対のドエルピン３２及びねじ３８内に嵌合し
た（頭部に受け口を有する）ねじ３６とによつて
キー溝２８に剛に取着されるのが典型的である。
心出しシム３０は、数千分の1inの厚さの金属板
から形成するのが典型的であり、もつと厚い金属
板で形成した場合には、この技術分野においては
“ライナー”と呼ばれている。

上述の記載から容易に諒解されるように、基礎
の沈下、近くの軸受の摩耗、タービン全体の歪み
等のような状態が変わることによつて心出しシム
もしくはライナー３０を変更する必要が生じた場
合、先行技術の３キー式軸受支持装置では、時間
のかかる保守手順が必要である。例えば、ロータ
２の重量が外部から支持されていると、心出しシ
ムもしくはライナー３０を変えるためには、ジヤ
ーナル軸受４の下半部１０に取着された２つの軸
受支持パツドもしくはキー２４が上になるまで、
先ずジヤーナル軸受４をロータ２上で転動させな
ければならない。その後、頭部に受け口のあるね
じ３６を除去して古い心出しシムもしくはライナ
ー３０を取り除き、ロータ２を再び心出しするの
に必要な新しい心出しシムもしくはライナー３０
を挿入しうる。ライナーの交換後、軸受支持パツ
ドもしくはキー２４は若干異なる半径のところに
あるので、軸受支持パツドもしくはキー２４の接
触領域を検査して、軸受支持パツドもしくはキー
２４の外側凸状球面２６と軸受支持台２０の半球
形孔部１８との間に少なくとも75％の接触が確保
されるまで、前記接触領域をやすり掛けすること
により手作業で加工する。このような手作業の加
工であるとライナーの余計な交換を屡々必要と
し、また、所要の接触を有して所定の位置が得ら
れるまで、上記の手順を繰り返さなければならな
い。

ジヤーナル軸受４の下半部１０に対して複数の
軸受支持パツドもしくはキー２４を個々に調節す
ると共に剛に取り付ける代わりに、蒸気タービン
の３キー式軸受支持装置における心出しシムもし
くはライナー３０を変更するため改良された方法
及び装置は、これから第４図及び第５図に関連し
て説明するように、先行技術の構造に対して改変
を加えている。先行技術の３キー式軸受支持装置
と同様に、ジヤーナル軸受４の上半部８に形成さ
れたキー溝２８内に挿入された軸受支持パツドも
しくはキー（第１の軸受支持手段）２４は、第３
図に示した方法と同様の態様で剛に取り付けられ
ている。しかし、下半部１０の１対の軸受支持パ
ツドもしくはキー（第２の軸受支持手段）２４
は、それぞれのキー溝２８内で半球形の孔部１８
に対して固定された関係で、一緒に結合されてい
る。ジヤーナル軸受４、軸受支持パツドもしくは
キー２４及びキー溝２８は、全ての点で先行技術
の構造のものと同様であるが、以下に更に詳細に
説明するようにジヤーナル軸受４の下半部１０中
に２つの軸受支持パツドもしくはキー２４を結合
する結合手段は、軸受支持パツドもしくはキー２
４の外側凸状球面２６と軸受支持台２０の半球形
の孔部１８との間に所望の接触を維持するのに要
求される繰り返しの手作業を要することなく、心
出しシムもしくはライナー３０の迅速な変更を可
能にする。

最初に組み付けた時、ジヤーナル軸受４の下半
部１０にある対応したキー溝２８内に挿入された
２つの軸受支持パツドもしくはキー２４は、少な
くとも75％の接触が達成されるように手作業で加
工される。その後、ビス４２のような手段によつ
て、１対の側板（結合手段）４０がジヤーナル軸
受４の各側にそれぞれ取り付けられる。また、カ
ツプスクリユー４４その他の適当な手段とドエル
ピン４６とによつて、軸受支持パツドもしくはキ
ー２４が側板４０に結合される。ジヤーナル軸受
４の下半部１０中に２つの軸受支持パツドもしく
はキー２４を剛に取着していた先行技術の構造を
違つて、第４図及び第５図に側板４０に結合され
るものとして図示された軸受支持パツドもしくは
キー２４はキー溝２８内で“浮く”ことを許され
ているので、軸受支持パツド２４とキー溝２８と
の間に置かれた心出しシムもしくはライナー３０
の変更によつて、関連した軸受支持パツド２４の
外側凸状球面２６の実際の半径に変更は生じな
い。代わりに、本発明の改良型軸受支持装置で心
出しシムもしくはライナー３０の追加又は削減が
なされた場合、キー溝２８の内面は90゜離れた１
対の基準面４８を提供している。90゜離れること
によつて、ほぼＶ形心出し表面を画成し、このＶ
形心出し表面から２平面上で調節をして、ロータ
の心出しを行うことができる。

しかし、一旦心出ししても、ロータ２は基礎の
沈下、近くの軸受の摩耗又はタービン全体として
の歪み等により心が狂うことがある。その結果、
心出しシムもしくはライナー３０の交換が必要に
なる。本発明による３キー式の軸受支持装置を用
いた蒸気タービンにおいては、ジヤーナル軸受４
の下半部１０にある２個の軸受支持パツドもしく
はキー２４は、少なくとも75％の接触を維持する
ために、半球形の孔部１８に関するそれ等の関係
を既に固定させていた。従つて、１対の基準面を
次に確保して、その後にライナーの交換を行う。

再び第１図及び第２図を参照すると、各ジヤー
ナル軸受４に密接し並置した関係で基準孔５４の
近くに配設された垂直面５２に複数の位置め板５
０を取着することによつて、心出しされた軸受の
軸心に対して直角に垂直方向に配設された第１基
準面が通常の態様で提供されている。本願の出願
人により製造されているBB73型のような典型的
な大形蒸気タービンにおいては、垂直面５２は、
基準孔５４からなる外側オイルリング植立孔の垂
直面によつて提供されている。第１図に示すよう
に、位置め板５０はボルト５６のような適宜の手
段で取り付けられている。また、各位置め板５０
はジヤツクスクリユー５８を備えており、該ジヤ
ツクスクリユー５８はジヤーナル軸受４の外側端
面６に接触するようジヤーナル軸受４に向かつて
内方に調節される。その後、ジヤツクスクリユー
５８は調節位置にロツクされる。

第１基準面に対して直角に水平方向に配設され
た第２基準面を提供するために、典型的には、各
ジヤーナル軸受４の上半部８は第１基準面を確定
した後に取り外される。その後、各ジヤーナル軸
受４の下半部１０の位置は、下半部１０の上側水
平面１２を軸受支持台２０の水平継手２２と平行
させるように、半球形の孔部１８内で調節され
る。しかる後、各ジヤーナル軸受４の上半部８を
水平の下半部１０と結合しうる。

一旦、基準面を双方とも確定したら、ロータ２
を外部から支持し、ジヤーナル軸受４を若干持ち
上げて、その重量を各ジヤーナル軸受４の下半部
１０に据え付けられた軸受支持パツドもしくはキ
ー２４に掛からないようにする。心出しシムもし
くはライナーの交換は、その後各ジヤーナル軸受
４の外側端面６近くの側板４０を除去し、古い心
出しシムもしくはライナー３０を取り外し、ロー
タ２を再び心出しするために適当な所定の厚さま
で新しい心出しシムもしくはライナー３０を挿入
し、次いで側板４０を交換することによつて、行
なわれる。対峙する側板４０は半球形の孔部１８
に対する２個の軸受支持パツドもしくはキー２４
の固定関係を維持するので、これ等の２個の軸受
支持パツドもしくはキー２４の外側凸状球面２６
を繰り返し加工作業しないようにすることによつ
て、ロータを心出しする間の保守手順を容易にす
ると共に、停止時間の長さを短縮する。

本発明の特定の実施例について説明すると共に
種々の改変について示唆したが、当業者にとつて
は、本発明の精神及び範囲に入るその他の実施例
及び改変が可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、軸受支持台の半球形孔部内に装着さ
れた従来のジヤーナル軸受によつて支持されたタ
ービンロータの一端を部分的に断面で示す平面
図、第２図は、第１図の構造を−線に沿つて
示す断面図、第３図は、従来の軸受支持パツドも
しくはキーをそのキー溝内に閉じ込めておくため
の手段の詳細図、第４図は、本発明の好適な実施
例を示す断面図、第５図は、第４図の構造をＶ−
Ｖ線に沿つて示す断面図である。 ２……タービンロータ、４……ジヤーナル軸
受、８……ジヤーナル軸受の上半部、１０……ジ
ヤーナル軸受の下半部、１６……軸受ハウジン
グ、１８……半球形の孔部、２０……軸受支持
台、２８……キー溝、２４……上半部のキー溝に
形成された軸受支持パツド（第１の軸受支持手
段）、２４……下半部のキー溝に形成された軸受
支持パツド（第２の軸受支持手段）、２６……軸
受支持パツドの凸状球面、３０……心出しシムも
しくはライナー、４０……側板（軸受支持パツド
の結合手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸受支持台の半球形の孔部内に装着すべく、
   軸受ハウジングにより一緒に結合される上半部と
   下半部とを含むジヤーナル軸受によつて支持され
   ている端部を有するタービンロータを、基準の孔
   部内で中央に心出しするための装置であつて、 各ジヤーナル軸受の上半部にしつかり取着さ
   れ、該ジヤーナル軸受を、該ジヤーナル軸受に組
   み合う半球形の孔部内に支持する第１の軸受支持
   手段と、 １対の軸受支持パツドと、該１対の軸受支持パ
   ツドを結合する結合手段とを含み、各ジヤーナル
   軸受の下半部に調節可能に取着される第２の軸受
   支持手段であつて、前記１対の軸受支持パツドの
   各々が有する凸状球面は、該凸状球面と前記半球
   形の孔部との間に存在する接触の第１の所定割合
   だけ、前記半球形の孔部に合致しており、前記軸
   受ハウジングに取着される前記結合手段は、前記
   半球形の孔部に対して固定関係にある、第２の軸
   受支軸手段と、 を備えるタービンロータの心出し装置。 ２ ロータと、該ロータの両端を支持する１対の
   ジヤーナル軸受とを有し、該ジヤーナル軸受の
   各々の上半部及び下半部が一緒に結合されて、軸
   受支持台の半球形の孔部内に装着される軸受ハウ
   ジングを形成する蒸気タービンにおいて、前記ロ
   ータを基準の孔部内で中央に心出しするために、
   前記ジヤーナル軸受を、該ジヤーナル軸受が組み
   合う半球形の孔部内に支持する方法であつて、 前記１対のジヤーナル軸受の各々について、前
   記半球形の孔部に実質的に合致するようになつて
   いる外側凸状球面を有する３つの軸受支持パツド
   を形成し、 各ジヤーナル軸受の上半部を実質的に２分する
   第１のキー溝を前記上半部に長手方向に形成し、 前記３つの軸受支持パツドの１つを前記第１の
   キー溝内に挿入し、 前記第１のキー溝内の前記軸受支持パツドをそ
   れ等が組み合うジヤーナル軸受の上半部にしつか
   り取着し、 前記軸受支持パツドの残りのものを前記軸受支
   持台の半球形の孔部に対して固定関係で結合す
   る、 タービンロータの心出し方法。