(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機ロータとタービンロータをそれらの中心を貫通するタイロッドにより全体を一体に締め上げて連結するガスタービンにおいて、
前記タイロッドは、その両端部に設けられた圧縮機側雄ねじ部及びタービン側雄ねじ部と、その中間部に設けられた突起部とを有し、前記雄ねじ部は、これらと螺合する一対のナットにより圧縮機ロータとタービンロータを一体に締め上げて連結する位置に設けられており、
前記突起部は、これとタービン側雄ねじ部と螺合するナットによりタービンロータを一体に締め上げて連結し、かつ圧縮機ロータとタービンロータを一体に締め上げて連結する際にはタービンロータから間隔を隔てる位置に設けられている、ことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
両端部に雄ねじ部を有し中間部に突起部を有するタイロッドを準備し、該タイロッドの雄ねじ部と螺合する一対のナットにより圧縮機ロータとタービンロータを一体に締め上げて連結することにより仮組みし、次いでタービン側雄ねじ部と螺合するナットにより前記突起部との間にタービンロータを締め上げてタイロッドとタービンロータの組立体を構成し、該組立体のまま再組立してガスタービンを組み立てる、ことを特徴とするガスタービンの組立方法。
【請求項３】
前記仮組み時に、タービンステータとステータハウジングを組付け、タービンステータとステータハウジングを含む前記組立体を構成する、ことを特徴とする請求項２に記載のガスタービンの組立方法。
【請求項４】
前記ガスタービンの再組立ての際に、タービン側雄ねじ部と螺合するナットを緩め、かつ圧縮機側雄ねじ部と螺合するナットを締め、これにより、突起部とタービンロータとの間に隙間を形成する、ことを特徴とする請求項２に記載のガスタービンの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧縮機ロータとタービンロータがタイロッドで締結されたガスタービンとその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンは、図５に例示するように、空気圧縮機、燃焼器、タービン、等から構成され、空気圧縮機で加圧した空気により、燃焼器で燃料を燃焼させて高温ガスを発生させ、この高温ガスによりタービンを駆動し、このタービンにより空気圧縮機を回転駆動するようになっている。従って、圧縮機ロータとタービンロータは、通常一体に連結されている。
【０００３】
図６及び図７は、かかる従来のガスタービンの組立方法の一例を示す工程図である。従来は、図６（Ａ）の仮組み・バランス調整の後に、（Ｂ）の分解を行い、次いで図７に示すようにガスタービンの組立（再組立）が行われている。図６（Ａ）の仮組み・バランス調整では、複数の圧縮機ロータ１と複数のタービンロータ２を中心を貫通するタイロッド３により、全体を一体に締め上げて仮組みし、この状態で高速回転できるようにバランス調整し、次いで（Ｂ）の分解工程では、各部品間に再組立用の合マーク等を付けた後、全ての部品をバラバラに分解する。次に、図７のガスタービンの組立工程（再組立）では、通常、空気圧縮機側を下にして軸線を垂直にし、先に圧縮機ロータ１を圧縮機ハウジング４内に組み付け、次にタイロッド３をその中心に通してこれを垂直に保持し、最後にタービンロータ２（動翼側）とタービンステータ５（静翼側）をタービンハウジング内に組み立てることにより、ガスタービンの組み立てが完了する。なお、図６及び図７において、６ａ，６ｂは軸受、７ａ，７ｂはナット、８ａ，８ｂはスペーサ、９はタービンステータ５を取り付けるステータハウジングである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のガスタービンの組立方法では、図６（Ｂ）の分解の際に、一旦仮組みしバランス調整した圧縮機ロータ１とタービンロータ２をすべてバラバラにするため、▲１▼一旦バランスした状態が保持できず、ガスタービンの組立（再組立）の際に部品を間違えたり、合マークがズレたりすることがあり、▲２▼分解・再組立に手間がかかり、全体の組立に長時間を必要とする（工期が長くなる）等の問題点があった。また、特に高温にさらされるタービン側は、使用時に損傷を受けやすいため、交換やメンテナンスの頻度も高いが、その場合でも、各部品をバラバラにする必要があり、分解や交換に時間と手間がかかる問題点があった。
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、仮組みしたタービンロータを一体のモジュールとして扱うことができ、各タービンロータに分解することなく、ガスタービンを組み立てることができるガスタービンとその組立方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、圧縮機ロータとタービンロータをそれらの中心を貫通するタイロッドにより全体を一体に締め上げて連結するガスタービンにおいて、
前記タイロッドは、その両端部に設けられた圧縮機側雄ねじ部及びタービン側雄ねじ部と、その中間部に設けられた突起部とを有し、前記雄ねじ部は、これらと螺合する一対のナットにより圧縮機ロータとタービンロータを一体に締め上げて連結する位置に設けられており、前記突起部は、これとタービン側雄ねじ部と螺合するナットによりタービンロータを一体に締め上げて連結し、かつ圧縮機ロータとタービンロータを一体に締め上げて連結する際にはタービンロータから間隔を隔てる位置に設けられている、ことを特徴とするガスタービンが提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、両端部に雄ねじ部を有し中間部に突起部を有するタイロッドを準備し、該タイロッドの雄ねじ部と螺合する一対のナットにより圧縮機ロータとタービンロータを一体に締め上げて連結することにより仮組みし、次いでタービン側雄ねじ部と螺合するナットにより前記突起部との間にタービンロータを締め上げてタイロッドとタービンロータの組立体を構成し、該組立体のまま再組立してガスタービンを組み立てる、ことを特徴とするガスタービンの組立方法が提供される。
【０００８】
本発明の好ましい実施例によれば、前記仮組み時に、タービンステータとステータハウジングを組付け、タービンステータとステータハウジングを含む前記組立体を構成する。また、前記ガスタービンの再組立ての際に、タービン側雄ねじ部と螺合するナットを緩め、かつ圧縮機側雄ねじ部と螺合するナットを締め、これにより、突起部とタービンロータとの間に隙間を形成する、ことが好ましい。
【０００９】
【作用】
上述した本発明の装置及び方法によれば、タイロッドの中間部に設けられた突起部とタービン側雄ねじ部と螺合するナットとの間にタービンロータを締め上げてタイロッドとタービンロータの組立体を構成することができるので、仮組み後にこの組立体のまま再組立してガスタービンを組み立てることができ、これにより、仮組みしたタービンロータを一体のモジュールとして扱うことができ、各タービンロータに分解することなく、ガスタービンを組み立てることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、本発明によるガスタービンの全体構成図（半断面図）である。この図に示すように、本発明のガスタービン１０は、２つの圧縮機ロータ１と３つのタービンロータ２をそれらの中心を貫通するタイロッド１２により全体を一体に締め上げて連結するようになっている。また、この図で、５は、タービンステータ、６ａ，６ｂは軸受、７ａ，７ｂはナット、８ａ，８ｂはスペーサ、９はタービンステータ５を取り付けるステータハウジング、１４は圧縮機ハウジング、１６は燃焼器であり、圧縮機ロータ１の回転により加圧した空気により、燃焼器１６で燃料を燃焼させて高温ガスを発生させ、この高温ガスによりタービンロータ２を駆動し、このタービンにより空気圧縮機を回転駆動するようになっている。かかる構成は、図５に示した従来のガスタービンと同様である。
【００１１】
本発明によるタイロッド１２は、その両端部に設けられた圧縮機側雄ねじ部１２ａ及びタービン側雄ねじ部１２ｂと、その中間部に設けられた突起部１３とを有している。雄ねじ部１２ａ、１２ｂは、これらと螺合する一対のナット７ａ，７ｂにより圧縮機ロータ１とタービンロータ２を一体に締め上げて連結する位置に設けられている。なお、この図では、２つの圧縮機ロータ１と３つのタービンロータ２をタイロッド１２により全体を一体に締め上げて連結しているが、本発明はかかる構成に限定されず、それぞれ単一であってもよく、或いは３つ以上であってもよい。また、２つの圧縮機ロータ１の間、３つのタービンロータ２の間、及び圧縮機ロータ１とタービンロータ２の間には、カービックカップリングが設けられ、タービンロータ２による大きいトルクを圧縮機ロータ１に伝達できるようになっている。
【００１２】
タイロッド１２の突起部１３は、これとタービン側雄ねじ部１２ｂと螺合するナット７ｂによりタービンロータ２を一体に締め上げて連結し、かつ圧縮機ロータ１とタービンロータ２を一体に締め上げて連結する際にはタービンロータ２の左端から間隔を隔てる位置に設けられている。すなわち、図１にＡで示す突起部１３の右端面（図で）とタービンロータ２の左端面（図で）との隙間は、突起部１３とナット７ｂによりタービンロータ２を一体に締め上げて連結する際には隙間がなく、ガスタービンの再組立後には、２つのナット７ａ，７ｂにより圧縮機ロータ１とタービンロータ２を一体に締め上げて連結できるように、適当な隙間を有している。かかる構成により、ガスタービン１０の実際の運転時には従来と同様に２つのナット７ａ，７ｂにより圧縮機ロータ１とタービンロータ２を一体に連結することができる。
【００１３】
図２及び図３は、本発明による上述したガスタービンの組立方法を示す工程図であり、図２（Ａ）の仮組み・バランス調整の後に、（Ｂ）の分解を行い、次いで図３に示すようにガスタービンの組立（再組立）が行われる。
すなわち、本発明の方法によれば、まず、図１に示した両端部に雄ねじ部１２ａ，１２ｂを有し中間部に突起部１３を有するタイロッド１２を準備し、このタイロッド１２の雄ねじ部１２ａ，１２ｂと螺合する一対のナット７ａ，７ｂにより圧縮機ロータ１とタービンロータ２を一体に締め上げて連結することにより適当な試験用支持架台１８に仮組みをする。またこの仮組み時に、タービンステータ５とステータハウジング９も支持架台１８に最終組立状態に組付ける。タービンステータ５とステータハウジング９もこの仮組み時に組付けることにより、後述するように、タイロッド１２とタービンロータ２の組立体を構成し、そのままガスタービンの再組立を行うことができる。なお、仮組み後に、この状態で高速回転できるようにバランス調整するのがよい。
【００１４】
次いで、圧縮機側雄ねじ部１２ａと螺合するナット７ａを緩め、タービン側雄ねじ部１２ｂと螺合するナット７ｂにより突起部１３との間にタービンロータ２を締め上げて、図２（Ｂ）に示すようにタイロッド１２とタービンロータ２の組立体１５を構成する。この際、タービンステータ５とステータハウジング９を含む組立体とするのがよい。また、組立体１５以外の圧縮機ロータ１、軸受６ａ，６ｂ、ナット７ａ、スペーサ８ａは、従来と同様にバラバラにする。なお、この分解工程では、各部品間に再組立用の合マーク等を付けた後、必要な部品のみを分解するのがよい。
【００１５】
次いで、図３に示すように、ガスタービンの組立工程（再組立）では、空気圧縮機側を下にして軸線を垂直にし、先ず圧縮機ロータ１を圧縮機ハウジング４内に組み立て、次にタービンステータ５とステータハウジング９を含む組立体１５をタービンハウジング内に組み立てて、ガスタービンの組み立て（再組立）が完了する。なお、この再組立ての際に、図４に示すように、タービン側雄ねじ部１２ｂと螺合するナット７ｂを緩め、かつ圧縮機側雄ねじ部１２ａと螺合するナット７ａを締めることにより、タイロッド１２の突起部１３とタービンロータとの間に隙間（Ａ部）を形成する。この隙間を形成することにより、前述のように、ガスタービン１０の実際の運転時には従来と同様に２つのナット７ａ，７ｂにより圧縮機ロータ１とタービンロータ２を一体に連結することができる。
【００１６】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
上述したように、本発明の装置及び方法によれば、タイロッドの中間部に設けられた突起部１３とタービン側雄ねじ部１２ｂと螺合するナット７ｂとの間にタービンロータ２を締め上げてタイロッドとタービンロータの組立体１５を構成することができるので、仮組み後にこの組立体１５のまま再組立してガスタービンを組み立てることができる。従って、▲１▼一旦仮組みしてバランスした状態を保持して、ガスタービンの組立（再組立）ができるので、部品の間違えや合マークのズレを減少させることができ、かつ▲２▼分解・再組立が簡単になり、全体の組立工期を短くでき、更に、特に高温にさらされるタービン側を各部品をバラバラにすることなく分解や交換をすることができる。
【００１８】
従って、本発明のガスタービンとその組立方法は、仮組みしたタービンロータを一体のモジュールとして扱うことができ、各タービンロータに分解することなく、ガスタービンを組み立てることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガスタービンの全体構成図である。
【図２】本発明によるガスタービンの仮組み・分解方法を示す工程図である。
【図３】本発明によるガスタービンの組立（再組立）の方法を示す工程図である。
【図４】組立（再組立）完了時のガスタービンの全体構成図である。
【図５】従来のガスタービンの全体構成図である。
【図６】従来のガスタービンの仮組み・分解方法を示す工程図である。
【図７】従来のガスタービンの組立（再組立）の方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１  圧縮機ロータ
２  タービンロータ
３  タイロッド
４  圧縮機ハウジング
５  タービンステータ
６ａ，６ｂ  軸受
７ａ，７ｂ  ナット
８ａ，８ｂ  スペーサ
９  ステータハウジング
１０  ガスタービン
１２  タイロッド
１２ａ、１２ｂ  雄ねじ部
１３  突起部
１４  圧縮機ハウジング
１５  組立体
１６  燃焼器
１８  支持架台
【図１】
0003733573.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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