(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクに放射状に複数本のタービンブレードを組付けるタービンブレード組付け装置において、
この組付け装置は、前記ディスクを水平に支える第１の台座と、この第１の台座の外周を囲んで配設し、前記タービンブレードの先端同士を連結して一周分を仮組したところのブレード仮組み体のタービンブレードの基部を前記ディスクの溝に浅く嵌合させて載置する第２の台座と、この第２の台座を下降可能に支える弾発部材と、第２の台座上のブレード仮組み体のタービンブレードの基部を上から押し下げることでディスク溝にタービンブレードの基部を嵌合させる押圧手段とからなることを特徴としたタービンブレード組付け装置。
【請求項２】
前記押圧手段は、振動発生機を備えていることを特徴とした請求項１記載のタービンブレード組付け装置。
【請求項３】
前記第２の台座の上限位置を調整することができる上限位置決め機構を備えていることを特徴とした請求項１記載のタービンブレード組付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタービンブレード組付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タービンブレードの組付けの技術に関しては、例えば、実開平７−１４１０２号公報「動翼の取付構造」が提案されており、同公報図３に示されるものがタービンである。
【０００３】
なお、以下の説明において、ディスクにタービンブレードを取付けてなるタービンを「タービンロータ」と呼ぶことにする。
図１１は従来の斜め溝を備えたタービンロータの部分図であり、ある種のタービンロータ１００は、ディスク１０１に斜め溝１０２…（…は複数個を示す。以下同様。）を設け、これらの斜め溝１０２…に各々タービンブレード１０３を嵌合し、且つタービンブレード１０３の先端部１０４同士を互いに連結する形式のものがある。
【０００４】
図１２は図１１の１２矢視図であり、斜め溝１０２…がディスク１０１の軸に対して傾斜していること、及び先端部１０４，１０４を凹凸で掛け止めしたことを示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記構造のものは、先端部１０４同士を掛け止めしなければならないことと、溝１０２…が斜めであることから、組付けは容易でなく熟練を要する。
タービンブレードの取付け構造が複雑化するなかで、取付け技術の改善が後手に廻っているといえる。
そこで本発明の目的は一般作業者でも複雑な構造のタービンブレードを容易に組付けることのできる装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１は、ディスクに放射状に複数本のタービンブレードを組付けるタービンブレード組付け装置において、この組付け装置を、ディスクを水平に支える第１の台座と、この第１の台座の外周を囲んで配設し、前記タービンブレードの先端同士を連結して一周分を仮組したところのブレード仮組み体のタービンブレードの基部をディスクの溝に浅く嵌合させて載置する第２の台座と、この第２の台座を下降可能に支える弾発部材と、第２の台座上のブレード仮組み体のタービンブレードの基部を上から押し下げることでディスク溝にタービンブレードの基部を嵌合させる押圧手段とから構成した。
第１の台座にディスクを水平に置き、一方、ブレード仮組み体を第２の台座に仮置きし、押圧手段でブレード仮組み体を押し下げることによりディスクに組付ける。
タービンブレードのディスクへの取付けを、熟練作業者でなくとも、一般の作業者が行なうことができる。
【０００８】
請求項２は、押圧手段に、振動発生機を備えていることを特徴とする。
振動させながら押圧することにより、タービンブレードの基部を嵌合するディスク溝の角度に沿ったスムーズな嵌合ができ、ディスク溝又はタービンブレードの基部に変形及び損傷を与える虞れがない。
【０００９】
請求項３は、タービンブレード組付け装置に第２の台座の上限位置を調整することができる上限位置決め機構を備えていることを特徴とする。
第２の台座の上限位置決め機構により、タービンブレード組付け装置運転前のブレード仮組体の基部をディスク溝に浅く嵌合させる作業、及び組付け後タービンブレードとディスクの一体を装置から取り去る作業を効率良く行なうことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るタービンロータの断面図であり、タービンロータ１は、ディスク２と、タービンブレード（以下「ブレード」という。）３…と、ブレード抜け止めピン４とからなる。
【００１１】
図２は本発明に係るタービンロータの分解斜視図である。
ディスク２は、外周に等間隔にディスク溝５…を刻設したものである。
ブレード３は、翼８と、この翼８の根元のプラットフォーム９と、このプラットフォーム９の下方に形成したツリー状の基部１０と、先端のシュラウド１１とからなる。
【００１２】
図３は本発明に係るブレード抜け止めピンの側面図であり、ブレード抜け止めピン４は、帯板を加工して、中央に折り重ねて形成した凸部４ａと、この凸部４ａの一方の直線部４ｂに続く折り曲げ部４ｃと、他方の直線部４ｄとからなる。
このブレード抜け止めピン４は、図１に示す通り、凸部４ａはブレード３の底に掛け、折曲げ部４ｃをディスク２（図２参照）に掛け、且つ直線部４ｄを折り曲げることにより、ディスク２に対してブレード３の抜け止めを図るものである。
【００１３】
図４は図２の４−４矢視図である。
ディスク溝５…は、段付き溝であって、この溝の中心を通る面がディスク２の中心を通り前面６と後面７に垂直に交わる面に対し、前面６から見て反時計方向に角度θをもつように斜めに刻設したものである。
【００１４】
図５は本発明に係るタービンブレード組付け装置の断面図である。
タービンブレード組付け装置２０は、架台２１と、この架台２１上の取付板２２と、この取付板２２に取付けた第１の台座組立部３０、第２の台座組立部４０、上限位置決め機構５０及び押圧手段６０とからなり、以下、各部を詳しく説明する。
【００１５】
第１の台座組立部３０は、第１の台座３１と、この第１の台座３１の上部中央に取付けた固定軸３２と、この固定軸に３２に取付ける座金３３とナット３４とからなる。
第１の台座３１は、上面に円環状の受け面３１ａを備える。３１ｂは逃しのための凹部である。
【００１６】
押圧手段６０は、押圧手段上部機構６１と押圧手段下部機構７０とからなり、以下、押圧手段６０を分けて説明する。
押圧手段上部機構６１は、支持台６２と、支持台６２の上部に取付けた支持板６３と、この支持板６３に取付けた昇降シリンダ６４と、この昇降シリンダ６４のピストンロッド６５と、このピストンロッド６５の先に取付けたジョイント６６と、このジョイント６６に取付けた受け台６７と、この受け台６７の昇降を案内するガイド６８，６８とからなる。
【００１７】
図６は本発明に係る押圧手段下部機構の詳細図であり、押圧手段下部機構７０は、受け台６７の下部にボルト７１…で取付けた押圧軸７２と、この押圧軸７２にベアリング７３，７３を介して取付けた押圧台７４と、この押圧台７４に載せた振動発生機７５と、押圧台７４の下部に取付けた押金７６とからなる。
押圧台７４は、押圧軸７２にベアリング７３，７３を介して取付けたので押圧軸７２回りに回転可能である。
【００１８】
７７は回り止めブロック、７８は回り止め板であり、７９は受け台６７と押圧台７４を繋ぐ引張りばねである。
回り止めブロック７７と回り止め板７８とで押圧台７４が時計方向に回るのを防ぐものである。
即ち、回り止めブロック７７と回り止め板７８は、図４に示す如くディスク２の外周に形成したディスク溝５…がディスク２の前面６から後面７にかけて反時計方向に角度θをもつ斜めに形成した溝なので、押圧台７４を、このディスク溝５…の形成方向に３６０度回転可能とし、反対方向には回ることができなくしたものである。
引張りばね７９は、押圧台７４の押圧が終り、押圧台７４が引き上げられたときに、回転した押圧台７４を元の位置に戻すためのものである。
【００１９】
図７は本発明に係る第２の台座と上限位置決め機構の断面図である。
第２の台座組立部４０は、第２の台座４１と、この第２の台座４１を受ける台座受け台４２と、この台座受け台４２を上方に押圧する弾発部材としての圧縮ばね４３…と、台座受け台４２及び圧縮ばね４３を備えたガイドバー４４…と、ガイドバー４４の上部に備えた止め輪４５及びナット４６，４６と、台座受け台４２と上限位置決め機構５０間を連絡するスペーサ４７とからなる。
第２の台座４１は、第１の台座３１の外周を囲み、底の周囲を残して中を抜いた円筒状のものであり、４１ａは第２の台座４１の上面である。
【００２０】
第２の台座の上面４１ａは、一周分のブレード３…を載せるものである。
台座受け台４２は、第２の台座４１の下部を載せ、第２の台座４１の外周に設けた円環状のものである。
なお、第２の台座４１は、この第２の台座４１下部を支持する台座受け台４２がガイドバー４４…にガイドされると共に圧縮ばね４３により支持されているので、上面４１ａを、第１の台座３１の上面の円環状縁部３１ａと平行を保ちつつ下方に移動可能である。
【００２１】
上限位置決め機構５０は、位置決め板５１と、この位置決め板５１を上下させるシリンダ５２と、このシリンダ５２の両側に立てたストッパボルト５３，５４と、これらストッパボルト５３，５４の上部に捩じ込んだナット５５，５５、５６，５６とからなる。
なお、上限位置決め機構５０は、第２の台座４１の上面４１ａの位置を規制するものであり、位置決め板５１の位置が決まることで、スペーサ４７を介して台座受け台４２の位置が決まり、台座受け台４２の位置が決まることで第２の台座４１の上面４１ａの位置が決まる。位置決め板５１の位置は、この位置決め板５１を上下させるシリンダ５２のストロークが最大に伸びた位置を上限位置となり、ナット５５，５５、５６，５６の最上面に当る位置を下限位置となる。
【００２２】
以上に述べたタービンブレード組付け装置の作用を次に説明する。
図８は本発明に係るタービンブレード組付け装置の第１作用図である。
ディスク２を、固定軸３２に嵌合し、ディスク２の外周部を矢印▲１▼の如く第１の台座３１の円環状受け面３１ａに載せ、ナット３４を座金３３を介して固定軸３２の先端部に捩じ込むことにより仮締めして、ディスク２を第１の台座３１に緩く固定する。
一方、ブレード３…は、仮組する工程により、一周分のブレード３…の先端のシュラウド１１…同士を連結して、ブレード３…のみを円環状に組みブレード仮組み体１２にされる。仮組する工程はブレード３…の先端のシュラウド１１…同士の連結のみの容易な作業である。
次に矢印▲２▼の如く、ブレード仮組み体１２のブレード３の基部１０…を、ディスク溝５…に浅く嵌合させる仮嵌合工程を行ない、矢印▲３▼に示す如くブレード仮組み体１２を第２台座４１に載せる。
【００２３】
図９は本発明に係るタービンブレード組付け装置の第２作用図であり、仮嵌合工程後のタービンブレード組付け装置２０の状態を示す。
図中δは、仮嵌合深さであり、ディスク２の上面２ａと、ブレード仮組み体１２のブレード３の基部１０…の下面との距離である。
ディスク溝５及び基部１０の厚みをＷとすると、ブレード仮組み体１２のブレード３の基部１０…は、第２の台座４１にディスク２より（Ｗ−δ）だけ 高位置に仮置きされることになる。
また、この仮嵌合工程に先立って、図２に示す如く、基部１０…にブレード抜け止めピン４…を取付けておく。このブレード抜け止めピン４…の取付けにより、ブレード３…と同時にディスク２に取付けることができるので生産効率が上がる。
仮嵌合時に、ブレード仮組み体１２を第２の台座４１に載せることで、ブレード仮組み体１２が第１の台座３１に載せたディスク２に対し平行に仮嵌合したことを確認できる。
仮嵌合後、固定軸３２の先端のナット３４を堅く締め、ディスク２を第１の台座３１に固定する。
【００２４】
図１０は発明に係るタービンブレード組付け装置の第３作用図であり、タービンブレード組付け装置２０を使用して、ブレード３…に振動を与えながら押圧することでディスク溝５…に嵌合する本嵌合工程を説明する。
仮嵌合工程後に本嵌合工程を行なう。
本嵌合工程は、ブレード仮組み体１２のブレード３の基部１０…に押金７６の先端を当て、振動発生機７５（図６参照）により押金７６に振動を与えながら昇降シリンダ６４（図５参照）により押金７６を押し下げることで、基部１０…をディスク溝５…に嵌合させる工程である。
第２の台座４１に載せたブレード仮組み体１２のブレード３の基部１０…を押圧することで、ブレード仮組み体１２が第１の台座３１に載せたディスク２に対し平行を保ちつつ降下するので、各ブレード３の基部１０…がディスク溝５…に均一に嵌り込み、片当りして、嵌合不能になる虞れがない。
【００２５】
本嵌合工程時に、図６に示す如く押圧台７４は押圧軸７２回りに回転可能であるので、押圧台７４に取付けた押金７６は、ブレード仮組み体１２の斜めに形成したブレード３の基部１０…がディスク２の外周に斜めに刻設したディスク溝５…に沿って僅かに旋回しつつ嵌合していくのにあわせて、旋回する。この押金７６の旋回により、ブレード３の基部１０…を無理なくディスク溝５…に嵌合することができる。
【００２６】
本嵌合工程が完了すると、上限位置決め機構５０のシリンダ５２を作動させ、位置決め板５１をナット５４，５４、５５，５５の上面に当るまで下げ、スペーサ４７の上面を押える。このスペーサ４７の上面を押えることで、押金７６が上がっても、圧縮ばね４３に支えられた台座受け台４２及び第２の台座４１は上がらない。
第２の台座４１が上がらないので、この後のブレード３…をディスク２に組付け完成したタービンロータ１をタービンブレード組付け装置２０から取り去る作業を効率良く行なうことができる。
【００２７】
この後、昇降シリンダ６４（図５参照）を作動させて押金７６を待機位置にまで上げ、一体に組立てられたブレード３…とディスク２を取り去る。
最後に、上限位置決め機構５０のシリンダ５２のストロークを最大に伸ばすことで、第２の台座４１を上昇させ、最初の位置に戻す。
第２の台座４１の最初の位置が一定になるので、最適な仮嵌合深さδが維持でき、以後の仮嵌合工程を効率良く行なうことができる。
【００２８】
以上、各工程の作業が容易なので、ブレード３…のディスク２への取付けを、熟練作業者でなくとも、一般の作業者が行なうことがでる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１のタービンブレード組付け装置は、ディスクを水平に支える第１の台座と、この第１の台座の外周を囲んで配設し、前記タービンブレードの先端同士を連結して一周分を仮組したところのブレード仮組み体のタービンブレードの基部を前記ディスクの溝に浅く嵌合させて載置する第２の台座と、この第２の台座を下降可能に支える弾発部材と、第２の台座上のブレード仮組み体のタービンブレードの基部を上から押し下げることでディスク溝にタービンブレードの基部を嵌合させる押圧手段とからなり、第１の台座にディスクを水平に置き、一方、ブレード仮組み体を第２の台座に仮置きし、このブレード仮組み体がディスクに対し平行であることを確認した後に押圧手段でブレード仮組み体のタービンブレードの基部を押し下げることによりディスクに組付けるので、各タービンブレードの基部をディスク溝に均一に嵌め込み、嵌合させることができ、タービンブレードのディスクへの取付けを、熟練作業者でなくとも、一般の作業者が行なうことができる。
【００３０】
請求項２のタービンブレード組付け装置は、押圧手段に、振動発生機を備えているので、振動させながら押圧することにより、タービンブレードの基部を嵌合するディスク溝の角度に沿ったスムーズな嵌合ができ、ディスク溝又は基部に変形及び損傷を与える虞れがない。
【００３１】
請求項３のタービンブレード組付け装置は、第２の台座の上限位置を調整することができる上限位置決め機構を備えているので、タービンブレード組付け装置運転前のブレード仮組体の基部をディスク溝に浅く嵌合させる作業、及び組付け後タービンブレードとディスクの一体を装置から取り去る作業を効率良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタービンロータの断面図
【図２】本発明に係るタービンロータの分解斜視図
【図３】本発明に係るブレード抜け止めピンの側面図
【図４】図２の４−４矢視図
【図５】本発明に係るタービンブレード組付け装置の断面図
【図６】本発明に係る押圧手段下部機構の詳細図
【図７】本発明に係る第２の台座と上限位置決め機構の断面図
【図８】本発明に係るタービンブレード組付け装置の第１作用図
【図９】本発明に係るタービンブレード組付け装置の第２作用図
【図１０】本発明に係るタービンブレード組付け装置の第３作用図
【図１１】従来の斜め溝を備えたタービンロータの部分図
【図１２】図１１の１２矢視図
【符号の説明】
１…タービンロータ、２…ディスク、３…タービンブレード、４…ブレード抜け止めピン、５…ディスク溝、１０…タービンブレードの基部、１１…タービンブレードの先端（シュラウド）、１２…ブレード仮組み体、２０…タービンブレード組付け装置、３１…第１の台座、４１…第２の台座、４３…弾発部材（圧縮ばね）、５０…上限位置決め機構、６０…押圧手段、７５…振動発生機。
【図１】
0003805485.tif 000002
【図２】
0003805485.tif 000003
【図３】
0003805485.tif 000004
【図４】
0003805485.tif 000005
【図５】
0003805485.tif 000006
【図６】
0003805485.tif 000007
【図７】
0003805485.tif 000008
【図８】
0003805485.tif 000009
【図９】
0003805485.tif 000010
【図１０】
0003805485.tif 000011
【図１１】
0003805485.tif 000012
【図１２】
0003805485.tif 000013