JPS61279701A - タ−ビン羽根の抜き取り方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は蒸気タービンの羽根車において車軸円盤に植込
まれている多数の羽根を傷つけることなく、しかも短時
間で取外すのに好適なタービン羽根の抜き取り方法に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 蒸気タービンの羽根車に適用されている羽根植込み形式
には、車軸円盤の外周部に周方向に沿って形成された一
段、あるいは複数段の溝に羽根の根元部分を鞍形に係合
させ、その半径方向の移動を拘束するのがある。この形
式は第６図に示されるように、車軸円盤１の外周部に周
方向に延びる複数段の溝２を形成し、根元部分を上記溝
２に適合するようにくり貫いた羽根３をこれと嵌合せし
め、溝２と突起４との係合で半径方向の移動を拘束する
ようになっている。

ところで、車軸円盤１には羽根３の組立が円滑に進めら
れるように、羽根３の厚さに見合う幅の切欠部５が少な
くとも１箇所形成されており、この切欠部５を通して羽
根３が挿入され、周方向に順番を追って移動させて所定
枚数の環状列となるように組み立てられている。なお、
最後にこの切欠部５が残されるが、ここには第７図に示
されるように切欠部５と適合する形状の段部６を有する
止め羽根７が挿入され、第８図および第９図に示される
ように止め羽根７とこれに隣接する羽根３ａ、３ｂ、あ
るいはざらにそれに隣接する羽根３Ｃ１３ｄとの接合面
に車軸円盤１の厚さ方向にこれを貫通するビン孔８を穿
ち、ここにピン９を圧入すると共に、止め羽根７とこれ
が嵌合される切欠部５にこれらを貫通するビン孔１０を
穿ち、ここにビン１１を圧入して止め羽根７の半径方向
への移動を拘束するようにしている。

一方、これらの羽根３は止め羽根７を含めてその先端部
分にテノン１２と呼ばれる突起を有する。

このテノン１２は羽根３に働くざまざまな励振力に抗す
るようにその先端部分を数枚毎に綴るシュラウド１３を
固定するための手段であり、第１０図に示されるように
テノン１２に外側からシュラウド１３を挿入し、この後
テノン１２を全体的に押しつぶすようにして強固に固定
するものである。

なお、図中符号１２ａはかしめ部を示している。

このような蒸気タービンの羽根車において、車軸円盤１
、羽根３、およびシュラウド１３は回転に伴うところの
遠心力、蒸気が羽根３に当たる衝撃力、ざらにことによ
って羽根３やシュラウド１３に生ずる励振力などにより
繰り返し応力が発生し、また蒸気の熱のために熱膨張と
収縮を繰り返し、この過程で大きな熱応力を生じる苛酷
な運転条件にざらされている。このため、数年、あるい
はそれ以上の運転期間を経てこれらの要素部材を点検し
た場合、そのうちの何枚かに軽微な損傷を発見すること
があり、また突発的に発生する撮動事故等により羽根３
、およびシュラウド１３の部　　　　　　　１□ 分的、あるいは全体的な交換を強いられることが　　　
　　　　・１ある。車軸円盤１はこうしたなかでも比較
飽損傷　　　　　　　：のない部品として一時期考えら
れていたが、最近　　　　　　　：になって燻蒸め方式
で組み立てられているものに　　　　　　　　：おいて
、大きな事故に結びつくような損傷、具体的には応力腐
蝕割れによるところの割れが発生しでいることが判明し
、大きな問題となっている。

通常、燻蒸め方式による車軸円盤（以下、これを燻蒸め
円盤と略称する）は、第１１図に示されるように車軸１
４に燻蒸め円盤１５がアキシャルキー１６を介して取り
付けられるが、この場合車軸と燻蒸め円盤１５との間に
ある締め代を持たせる必要があり、燻蒸め円盤１５を加
熱してその内径を拡大してから、車軸１４に挿入して固
定することが行われる。一方このような加熱による内径
の拡大は車軸１４から燻蒸め円盤１５を取外す場合にも
当然必要となる。

ちなみに、燻蒸め円盤１５の応力腐蝕割れとは、蒸気タ
ービンの負荷の増加、あるいは減少の過程で内部にある
蒸気と金属、との温度上昇率、あるいは温度低下率が著
しく相違するため、アキシャルキー１６が挿入されるキ
ー溝１７（第１０図参照）付近が乾燥と湿潤とを繰り返
す状態に置かれること、遠心力と締め代とにより燻蒸め
円盤１５の内径部に周方向の応力が作用し、これがキー
溝１７付近では応力集中を生じること、および蒸気中に
微量含まれている塩素や酸素等がキー溝１７に入り込ん
で腐蝕環境を形成することなどが重なり、低い応力レベ
ルにもかかわらず割れ（図中符号Ｃで示す）を生じるこ
とをいう。　　　　　　　　　　　　　　　　５通常、
このような割れが燻蒸め円盤１５の点検　　　　　　　
　１ト で発見ざまた場合・そのまま放置することは事情　　　
　　　　　［の如何をとわず許されない。かくして、ｆ
ｒ製した　　　　　　　　ｉ焼嵌め円盤と古い燻蒸め円
盤１５との交換の必要　　　　　　　　１ユ８．、より
。。５、おや、、。い工１．え。。０．５１が損傷を受
けていないはずであり、古い燻蒸め円　　　　　　　　
ｌ・盤１５から何処も傷つけないで上手に外せるなら　
　　　　　　　１１； ば、再び使用することも可能である。　　　　　　　　
　　　　　１゜しか６ながら・ここで両者０結合を解い
１引き　　　　　　　　！離すのは双方同時に数年間と
いう長い時間の使用　　　　　　　　：：ｔｕｒｓｒ°
’６ｔｅＣｔＣ＠ＬＡ’６（ＤＬＩ：°１°゛６．　　
　　１１すなわち、第１２図に示されるように燻蒸め円
盤１５の溝２と羽根３の突起４とが遠心力等のために変
形してしまい、同時に斜線で示される部分に　　　　　
　　　：（付着したスケール等のために固く張りついた
状態：；になって、羽根３を周方向に移動させる（第６
図にて説明した作業の逆の動き）ことが思いのほか　　
　　　　　　、、１゜：） 困難である。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　：・ｊこのため、羽根３を無理に移動させて
傷つけて　　　　　　　　（しまうことがたたあり、せ
っかくの作業が意味をなさなくなるという問題がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、経年的な変形に加えて、スケール等の
付着のために車軸円盤と羽根との結合を解くのが難しい
場合に、これを簡単に解き放ち、もって羽根を傷つける
ことなく車軸円盤から取外すことのできるタービン羽根
の抜き取り方法を提供することにある。

［発明の概要コ 本発明は初めに車軸円盤の略同心状に、かつ上記羽根の
根元部分から一定距離内側に入った所に描かれる環状の
第１切断線、およびこの第１切断線から車軸円盤の端に
向かって真直に描かれる第２切断線にそれぞれ沿って車
軸円盤を切断して周方向に割れ目を有する円盤チップと
し、この後割れ目を利用して円盤チップの溝部半径が拡
大するように変形させ、かつこの状態を保持したまま円
盤チップの溝に沿って羽根を周方向に移動させることを
特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図、第２図および第３図
を参照して説明する。

本発明による方法は第１図に示されるように、あらかじ
め車軸１４から抜き取られた焼嵌め円盤１５をその中心
と同心状にかつ羽根３の根元部分から一定距離内側に入
った所に描かれる環状の第１切断線１８に沿って一度切
断し、ざらに焼嵌め円盤１５の止め羽根７（第６図参照
）を抜き取った部分に狙いを定めて上記切断面から真直
に描かれ第２切断線１９に沿って再度切断して、周方向
に割れ目２０を有する円盤チップ２１を得ることから始
まる。ここでの上記切断作業は種々のやり方が考えられ
るが、たとえばガス切断により行うことにより能率よく
進めることができる。

次に、得られた円盤チップ円盤チップ２１を第２図に示
されるように、円盤チップ２１の溝２の曲率半径Ｒ１を
羽根３の突起４の曲率半径Ｒ′よ　　　　　　　　。

りも大きくするための拡大手段、たとえば楔２２を割れ
目２０に打ち込み、これを固定する。ここで、溝２の半
径Ｒ１が突起４の半径Ｒ２よりも大きくするのは、両者
の間に僅かながら隙間を確保するためである。

一般に、第４図に示される羽根植込み形式では、次式に
よって羽根３を抜き取る場合に必要な力Ｆを求めること
ができる。

Ｆ＝１ｏ　ｘ　（２Ｘｂｏ　）ｘｎｘμここに、Ｊ２ｏ
・・・羽根１枚当りの周方向接触長ざｂｏ・・・同上条
件での接触幅 ｎ・・・・・・羽根突起数 μ・・・・・・摩擦係数　　　　　　である。

本発明は溝２の半径Ｒ１を突起４の半径Ｒ２よりも大き
くして両者の間に僅かの隙間を確保し上式における接触
面積、すなわちβｏ　Ｘ　（２Ｘｂｏ　）を小さな値に
保つものである。また、摩擦係数も隙間が確保されれば
当然小さくなる。この状態にて溝２に沿って羽根３を周
方向に移動さぼれば、僅かな力で羽根を抜き取ることが
できる。

かくして、本発明の方法は上記各工程を通じて焼嵌め円
盤の側には加工状の力が加わるも、羽根３の側には特に
大きな力は働かないので、羽根３自身が傷ついたり、あ
るいは変形したりすることはない。

また、第３図は本発明方法の他の実施例を示しでいる。

ここでは、上記実施例の第２切断線１９が対象関係にあ
る２本の第２切断線２３として描かれ、この第２切断線
に沿って切断して半割れの円盤チップ２４とするもので
ある。ここで用いられる拡大手段はジヤツキ２５であり
、これを図に示されるように円盤チップ２４の内側にセ
ットして上記実施例と同様に、溝２の曲率半径Ｒ１が突
起４．）曲率半径Ｒ２よ、も大よ、な。よ冗抹１ば、上
記実施例と同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１以上説明したように本発明によれば、車軸
円盤　　　　　　　　１４と羽根との結合を解くのが難
しい場合に、初めに車軸円盤の中心と同心状に描かれる
環状の第１切　　　　　　　−１１断線・および０′）
第１切断線パら車軸円盤０端（′：１・１向かって描か
れる第２切断線にそれぞれ沿って車　　　　　　　　、
。

軸円盤を切断して周方向に割れ目を有する円盤チツブと
し、この後割れ目を利用して円盤チップの溝部外径寸法
が拡大するように変形させ、この状態を保持したまま円
盤チップの溝に沿って羽根を周方向に移動させるように
しているので、僅かな力で羽根を抜き取ることができ、
羽根を傷つけることなく車軸円盤から取外せるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、および第２図は本発明方法の工程を順を追って
示す工程説明図、第３図は本発明方法における他の実施
例を示す工程説明図、第４図は従来技術における車軸円
盤と羽根と係合間係を示す斜視図、第５図は止め羽根の
全体形状を示す斜視図、第６図および第７図は車軸円盤
と止め羽根との係合関係を示す正面図、および断面図、
第８図はテノンの詳細を示す断面図、第９図は車軸円盤
における割れの発生部位を含めて示すタービン羽根車の
断面図、第１０図は車軸円盤と羽根とが変形のために解
き放せなくなる様子を示す説明図である。 １・・・・・・・・・・・・車軸円盤 ３・・・・・・・・・・・・羽根 ７・・・・・・・・・・・・止め羽根 １２・・・・・・・・・・・・テノン １３・・・・・・・・・・・・シュラウド１４・・・・
・・・・・・・・車軸 １５・・・・・・・・・・・・燻蒸め円盤１８・・・・
・・・・・・・・第１切断線１９．２３・・・第２切断
線 ２０・・・・・・・・・・・・割れ目 ２１．２４・・・円盤チップ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１２２・・・・・・・・・・・・模　　　
　　　　　　　　　）２４・・・・・・・・・・・・シ
ャツキト代理人弁理士　　即］　近　憲　佑　　　　　
　　　　　　　　：（ばか１名） 第１図 虱 馬２図　　　　　　　　　　１ 四 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図　　　　　　　　第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車軸円盤に一体に植込まれた羽根を備えたものにおける
   上記羽根の抜き取り方法において、初めに上記車軸円盤
   の中心と略同心状に、かつ上記羽根の根元部分から一定
   距離内側に入つた所に描かれる環状の第１切断線、およ
   びこの第１切断線から上記車軸円盤の端に向かつて真直
   に描かれる第２切断線にそれぞれ沿つて車軸円盤を切断
   して周方向に割れ目を有する円盤チップとし、この後上
   記割れ目を利用して該円盤チップの溝部半径が拡大する
   ように変形させ、かつこの状態を保持したまま上記円盤
   チップの溝に沿つて上記羽根を周方向に移動させること
   を特徴とするタービン羽根の抜き取り方法。