JP2876561B2 - 回転翼支持ディスクの形状修整方法 - Google Patents
回転翼支持ディスクの形状修整方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、一体型回転翼支持ディスクを有するタービ
ンロータに関し、特に、かかるディスクの形状を修整
し、回転翼支持領域が原回転翼の場合よりも広いディス
クを必要とする交換用タービン回転翼を使用できるよう
にする方法に関する。
ンロータに関し、特に、かかるディスクの形状を修整
し、回転翼支持領域が原回転翼の場合よりも広いディス
クを必要とする交換用タービン回転翼を使用できるよう
にする方法に関する。
既に使用されているタービンの中には、タービンロー
タと一体の回転翼支持ディスクを有するよう構成されて
いるものが存在する。この種の多くのタービンでは、回
転翼のうち数本をこれらと関連のあるディスクに取付け
ることに関し種々の問題が生じている。これらの問題に
対する解決策の一つとして、既存の回転翼、即ち原回転
翼をこれよりも帽が広くて強度が高い新型回転翼で置き
換えることであるが、この新型回転翼を使用するために
は回転翼支持領域が一層広いディスクが必要になる。
タと一体の回転翼支持ディスクを有するよう構成されて
いるものが存在する。この種の多くのタービンでは、回
転翼のうち数本をこれらと関連のあるディスクに取付け
ることに関し種々の問題が生じている。これらの問題に
対する解決策の一つとして、既存の回転翼、即ち原回転
翼をこれよりも帽が広くて強度が高い新型回転翼で置き
換えることであるが、この新型回転翼を使用するために
は回転翼支持領域が一層広いディスクが必要になる。
これに必要な改修を行うには、既存のディスクをその
内側先端部に近接した箇所で切断し、次に新型ディスク
をその上に溶接するのが良いと考えられる。しかしなが
ら、これは以下の理由で非常に手が込んだ方法である。
というのは、ロータの周りに配置できるようディスクを
機械加工により2つの半部に分割し、次に、比較的接近
し難い場所でロータに溶接しなければならないからであ
る。
内側先端部に近接した箇所で切断し、次に新型ディスク
をその上に溶接するのが良いと考えられる。しかしなが
ら、これは以下の理由で非常に手が込んだ方法である。
というのは、ロータの周りに配置できるようディスクを
機械加工により2つの半部に分割し、次に、比較的接近
し難い場所でロータに溶接しなければならないからであ
る。
もう一つ考えられる方法は、熱の影響を受けたロータ
端部を除去し、次に、除去した部分に代えて新たな鍛造
品を溶接する方法である。この方法は以下の点で問題が
ある。すなわち、新たな鍛造品は非常に高価であり、ま
た、ディスクの他の列を機械加工により除去して回転翼
を付け直すとすれば、新たな鍛造品を得るためまでには
或る程度の時間的遅れが生じ、さらに、溶接中、鍛造品
をロータの残部に対して相対的に位置させるため高価な
付属装置を用いる必要があるためである。
端部を除去し、次に、除去した部分に代えて新たな鍛造
品を溶接する方法である。この方法は以下の点で問題が
ある。すなわち、新たな鍛造品は非常に高価であり、ま
た、ディスクの他の列を機械加工により除去して回転翼
を付け直すとすれば、新たな鍛造品を得るためまでには
或る程度の時間的遅れが生じ、さらに、溶接中、鍛造品
をロータの残部に対して相対的に位置させるため高価な
付属装置を用いる必要があるためである。
したがって、本発明の主目的は、ロータと一体の回転
翼支持ディスクの形状を比較的簡単且つ低費用で修整し
て適当な設計の回転翼を嵌着できるようにすることにあ
る。
翼支持ディスクの形状を比較的簡単且つ低費用で修整し
て適当な設計の回転翼を嵌着できるようにすることにあ
る。
この目的に鑑みて、本発明の要旨は、原輪郭を備え
た、タービンロータと一体の原回転翼支持ディスクを形
状修整して、原輪郭とは異なる輪郭を備えると共に寸法
を大きくした回転翼支持領域を有する形状修整ディスク
を形成するが、原ディスクの少なくとも一部分が形状修
整ディスクの輪郭を越えて突出するようになっている形
状修整方法において、原ディスクはタービンロータの軸
線に垂直に延びる中心平面を有し、形状修整ディスクの
輪郭を越えて突出する原ディスクの各部分を機械加工に
より除去し、該除去段階後、原ディスクの輪郭を形状修
整ディスクの輪郭で囲まれる箇所の全てにおいて、原デ
ィスクを、形状修整ディスクの輪郭を越えて溶接金属で
肉盛りし、次に、タービンロータの軸線に平行な方向に
おいて原ディスクの中心平面からずれていて、タービン
ロータの軸線に垂直に延びる中心平面を有する形状修整
ディスクの輪郭が得られるよう溶接金属のうち余分な部
分を機械加工により除去することを特徴とする回転翼支
持ディスクの形状修整方法にある。
た、タービンロータと一体の原回転翼支持ディスクを形
状修整して、原輪郭とは異なる輪郭を備えると共に寸法
を大きくした回転翼支持領域を有する形状修整ディスク
を形成するが、原ディスクの少なくとも一部分が形状修
整ディスクの輪郭を越えて突出するようになっている形
状修整方法において、原ディスクはタービンロータの軸
線に垂直に延びる中心平面を有し、形状修整ディスクの
輪郭を越えて突出する原ディスクの各部分を機械加工に
より除去し、該除去段階後、原ディスクの輪郭を形状修
整ディスクの輪郭で囲まれる箇所の全てにおいて、原デ
ィスクを、形状修整ディスクの輪郭を越えて溶接金属で
肉盛りし、次に、タービンロータの軸線に平行な方向に
おいて原ディスクの中心平面からずれていて、タービン
ロータの軸線に垂直に延びる中心平面を有する形状修整
ディスクの輪郭が得られるよう溶接金属のうち余分な部
分を機械加工により除去することを特徴とする回転翼支
持ディスクの形状修整方法にある。
本発明の内容は、添付の図面に例示的に示すに過ぎな
い好ましい実施例の以下の説明を読むと一層容易に明ら
かになろう。
い好ましい実施例の以下の説明を読むと一層容易に明ら
かになろう。
第1図は、取付け回転中心軸線4及びこの中心軸線と
同心状の軸方向ボア6を有するタービンロータ2の一部
を示している。ロータ2はその周囲に、封止装置支持フ
ランジ10及び回転翼支持ベース11を有する一体の回転翼
支持ディスク8を備えている。ディスク8は、選択され
たタービン回転翼の根元部に連結されるよう構成されて
いると共にロータ2に沿って軸方向に分布して配置され
たディスクのうちの一つである。
同心状の軸方向ボア6を有するタービンロータ2の一部
を示している。ロータ2はその周囲に、封止装置支持フ
ランジ10及び回転翼支持ベース11を有する一体の回転翼
支持ディスク8を備えている。ディスク8は、選択され
たタービン回転翼の根元部に連結されるよう構成されて
いると共にロータ2に沿って軸方向に分布して配置され
たディスクのうちの一つである。
原タービン回転翼を、中心軸線4と平行な方向におけ
る寸法が大きく、しかも、その方向における寸法が大き
なディスクを必要とする一層丈夫な回転翼に交換するこ
とが必要であると判明した場合、ロータ全体又はロータ
のかなりの部分の交換を要しないで上記のような形状修
整ディスクが得られるようにすることが非常に望まし
い。
る寸法が大きく、しかも、その方向における寸法が大き
なディスクを必要とする一層丈夫な回転翼に交換するこ
とが必要であると判明した場合、ロータ全体又はロータ
のかなりの部分の交換を要しないで上記のような形状修
整ディスクが得られるようにすることが非常に望まし
い。
本発明によれば、所望の形状修整を行うには、ディス
ク8の比較的少しの部分を機械加工により除去し、適当
な溶接法により追加の部分を肉盛りして形状修整ディス
クの形成に必要な材料を得、次に、肉盛り部分を機械加
工して形状修整ディスクの最終形状が得られるようにす
るだけで良い。
ク8の比較的少しの部分を機械加工により除去し、適当
な溶接法により追加の部分を肉盛りして形状修整ディス
クの形成に必要な材料を得、次に、肉盛り部分を機械加
工して形状修整ディスクの最終形状が得られるようにす
るだけで良い。
この形状修整方法は、中心軸線4と直角なディスクの
中心平面をシフトさせて、関連の回転翼の蒸気入口側又
は蒸気出口側に余分の空間が得られるようにすれば容易
に実施できる。この方法が有利である理由は、例えば、
大きな寸法の新型回転翼と、その上流側又は下流側に位
置した回転翼との間のロータ間隔が広くなるからであ
る。
中心平面をシフトさせて、関連の回転翼の蒸気入口側又
は蒸気出口側に余分の空間が得られるようにすれば容易
に実施できる。この方法が有利である理由は、例えば、
大きな寸法の新型回転翼と、その上流側又は下流側に位
置した回転翼との間のロータ間隔が広くなるからであ
る。
第2図は本発明によるディスクの形状修整方法を示し
ている。原ディスクは部分12,14,16により構成されてい
るが、これら部分は全てロータ本体の一体部分をなして
いる。回転翼支持領域を広くすると共に、中心線をター
ビンの入口端に向かって、即ち、第2図において左側に
向かってシフトさせた形状修整ディスクを得るため、部
分14,16を機械加工により除去し、次に、部分18,20を溶
接金属の肉盛りにより付け足し、次いで、機械加工によ
り、第2図に部分12,18,20で示される所望の最終形状を
得る。
ている。原ディスクは部分12,14,16により構成されてい
るが、これら部分は全てロータ本体の一体部分をなして
いる。回転翼支持領域を広くすると共に、中心線をター
ビンの入口端に向かって、即ち、第2図において左側に
向かってシフトさせた形状修整ディスクを得るため、部
分14,16を機械加工により除去し、次に、部分18,20を溶
接金属の肉盛りにより付け足し、次いで、機械加工によ
り、第2図に部分12,18,20で示される所望の最終形状を
得る。
部分14,16の除去後、溶接により部分12を肉盛りし、
最初においてディスク8に第3図に実線の外形線で示す
形状を付与する。次いで、機械加工により、余分の金属
を切除してディスク8を最終の修整形状にする。その最
終形状としてのの輪郭は第3図に破線で示されている。
最初においてディスク8に第3図に実線の外形線で示す
形状を付与する。次いで、機械加工により、余分の金属
を切除してディスク8を最終の修整形状にする。その最
終形状としてのの輪郭は第3図に破線で示されている。
種々の方法を用いて溶接金属の肉盛りを行うことがで
きる。先ず最初に、高い使用応力及び過酷な環境下にあ
ったディスクの外面を除き、その大部分を、サブマージ
・アーク溶接又はガス金属アーク溶接法により肉盛りす
るのが好ましい。これら溶接法は両者共、肉盛り速度が
比較的早いことを特徴とする。次に、好ましくは、形状
修整ディスクの露出面となる領域をガス・タングステン
・アーク溶接法により肉盛りする。ガス・タングステン
・アーク溶接法は肉盛り速度が比較的遅いが、極めて良
好な機械的性質を備えた溶接部を生ぜしめる。
きる。先ず最初に、高い使用応力及び過酷な環境下にあ
ったディスクの外面を除き、その大部分を、サブマージ
・アーク溶接又はガス金属アーク溶接法により肉盛りす
るのが好ましい。これら溶接法は両者共、肉盛り速度が
比較的早いことを特徴とする。次に、好ましくは、形状
修整ディスクの露出面となる領域をガス・タングステン
・アーク溶接法により肉盛りする。ガス・タングステン
・アーク溶接法は肉盛り速度が比較的遅いが、極めて良
好な機械的性質を備えた溶接部を生ぜしめる。
サブマージ・アーク溶接又はガス金属アーク溶接の実
施中、ロータをその軸線が垂直に向くよう位置させる必
要がある。
施中、ロータをその軸線が垂直に向くよう位置させる必
要がある。
変形例として、溶接肉盛りを最初から最後までガス・
タングステン・アーク溶接法により実施しても良い。こ
の方法を用いると、溶接部全体が極めて良好な機械的性
質を有するだけでなく、ロータを移動させてその軸線を
垂直に向ける必要がなくなる。
タングステン・アーク溶接法により実施しても良い。こ
の方法を用いると、溶接部全体が極めて良好な機械的性
質を有するだけでなく、ロータを移動させてその軸線を
垂直に向ける必要がなくなる。
第2図を参照すると、本発明による方法は、回転翼取
付けフランジを両方とも溶接金属で置き換え、該フラン
ジの下方のディスク側面の両方は殆どテーパしておら
ず、ディスクのこの部分を真っ直ぐにする段階を含むこ
とが注目されよう。
付けフランジを両方とも溶接金属で置き換え、該フラン
ジの下方のディスク側面の両方は殆どテーパしておら
ず、ディスクのこの部分を真っ直ぐにする段階を含むこ
とが注目されよう。
本発明の一実施例によれば、形状修整実施前に幅10cm
程度の根元部を備えた回転翼を支持していたディスク8
は形状修整により幅14cm程度の根元部を備えた回転翼を
支持できるようになる。
程度の根元部を備えた回転翼を支持していたディスク8
は形状修整により幅14cm程度の根元部を備えた回転翼を
支持できるようになる。
第1図は、一体型回転翼支持ディスクを備えたタービン
ロータの一部の細部横断面図である。 第2図は、第1図に示す構造の一部の細部横断面図であ
り、第1図のディスクの形状修整方法を示す図である。 第3図は、第2図と同様な横断面図であり、本発明の方
法の実施における中間段階を示す図である。 〔主要な参照番号の説明〕 2……タービンロータ、4……中心軸線、8……一体型
回転翼支持ディスク、10……フランジ。
ロータの一部の細部横断面図である。 第2図は、第1図に示す構造の一部の細部横断面図であ
り、第1図のディスクの形状修整方法を示す図である。 第3図は、第2図と同様な横断面図であり、本発明の方
法の実施における中間段階を示す図である。 〔主要な参照番号の説明〕 2……タービンロータ、4……中心軸線、8……一体型
回転翼支持ディスク、10……フランジ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー・ウォルター・ヘイニッグ アメリカ合衆国,フロリダ州,ココア・ ビーチ,ヨット・ヘブン 32 (72)発明者 スチーブン・ロバート・レイド アメリカ合衆国,デラウェア州,ニュー アーク・マーチーン・コート 27 (56)参考文献 特開 昭63−212702(JP,A) 特開 昭61−244802(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01D 5/06
Claims (4)
- 【請求項1】原輪郭を備えた、タービンロータと一体の
原回転翼支持ディスクを形状修整して、原輪郭とは異な
る輪郭を備えると共に寸法を大きくした回転翼支持領域
を有する形状修整ディスクを形成するが、原ディスクの
少なくとも一部分が形状修整ディスクの輪郭を越えて突
出するようになっている形状修整方法において、原ディ
スクはタービンロータの軸線に垂直に延びる中心平面を
有し、形状修整ディスクの輪郭を越えて突出する原ディ
スクの各部分を機械加工により除去し、該除去段階後、
原ディスクの輪郭を形状修整ディスクの輪郭で囲まれる
箇所の全てにおいて、原ディスクを、形状修整ディスク
の輪郭を越えて溶接金属で肉盛りし、次に、タービンロ
ータの軸線に平行な方向において原ディスクの中心平面
からずれていて、タービンロータの軸線に垂直に延びる
中心平面を有する形状修整ディスクの輪郭が得られるよ
う溶接金属のうち余分な部分を機械加工により除去する
ことを特徴とする回転翼支持ディスクの形状修整方法。 - 【請求項2】形状修整ディスクは回転翼支持ベースを有
し、原ディスクを肉盛りして回転翼支持ベースの横断面
全体を含むようにし、それにより新たな回転翼支持ベー
スを形成することを特徴とする請求項第1項記載の回転
翼支持ディスクの形状修整方法。 - 【請求項3】肉盛り段階をガス・タングステン・アーク
溶接により実施することを特徴とする請求項第1項又は
第2項記載の回転翼支持ディスクの形状修整方法。 - 【請求項4】肉盛り段階に関し、少なくとも一箇所に肉
盛りされる多量の溶接金属のうち大部分をサブマージ・
アーク溶接又はガス金属アーク溶接により供給し、ガス
・タングステン・アーク溶接により溶接金属を形状修整
ディスクの輪郭の前記箇所に供給することを特徴とする
請求項第1項〜第3項のうちいずれか一つの項に記載の
回転翼支持ディスクの形状修整方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US281,136 | 1988-12-08 | ||
US07/281,136 US4893388A (en) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | Method of modifying turbine rotor discs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02196102A JPH02196102A (ja) | 1990-08-02 |
JP2876561B2 true JP2876561B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=23076093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1320353A Expired - Lifetime JP2876561B2 (ja) | 1988-12-08 | 1989-12-08 | 回転翼支持ディスクの形状修整方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4893388A (ja) |
EP (1) | EP0372275A3 (ja) |
JP (1) | JP2876561B2 (ja) |
KR (1) | KR0157043B1 (ja) |
CN (1) | CN1043770A (ja) |
CA (1) | CA2004851A1 (ja) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5113582A (en) * | 1990-11-13 | 1992-05-19 | General Electric Company | Method for making a gas turbine engine component |
US5172475A (en) * | 1991-12-02 | 1992-12-22 | Westinghouse Electric Corp. | Method for repairing a rotor |
US5269057A (en) * | 1991-12-24 | 1993-12-14 | Freedom Forge Corporation | Method of making replacement airfoil components |
US5283418A (en) * | 1992-02-27 | 1994-02-01 | Westinghouse Electric Corp. | Automated rotor welding processes using neural networks |
DE4225443C2 (de) * | 1992-07-31 | 1995-11-16 | Mtu Muenchen Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung von Bauteilen für Turbomaschinen, insbesondere zur Bauteilreperatur und Verwendung des Verfahrens |
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