高温蒸気タービンのロータセクションを互いにロックするための方法ならびに高温蒸気タービンのロータ
【課題】単純な構造を有すると共に最適なトルク点で接合個所をロックすることのできるロータを提供する。
【解決手段】第１のロータセクション１０がねじ山付き突出部１２を有しており、第２のロータセクション２０が、ねじ山付き中空室２２を有しており、該ねじ山付き中空室内に、一次的な接合システムを形成するためにねじ山付き突出部がねじ込み式に収容されており、一次的な接合システムの緩みを阻止するためのロックシステムが設けられていて、該ロックシステムが、第１のロック中空室３０と第２のロック中空室３０とを有していて、ロック通路３２内に、両ロック中空室内に部分的に突入して延びるロック部材３５を有しており、一方のロック中空室が、一方のロータセクションを貫いて延びており、他方のロック中空室が、他方のロータセクション内に部分的に突入して延びていて、該他方のロータセクション内部で終わっている。
【解決手段】第１のロータセクション１０がねじ山付き突出部１２を有しており、第２のロータセクション２０が、ねじ山付き中空室２２を有しており、該ねじ山付き中空室内に、一次的な接合システムを形成するためにねじ山付き突出部がねじ込み式に収容されており、一次的な接合システムの緩みを阻止するためのロックシステムが設けられていて、該ロックシステムが、第１のロック中空室３０と第２のロック中空室３０とを有していて、ロック通路３２内に、両ロック中空室内に部分的に突入して延びるロック部材３５を有しており、一方のロック中空室が、一方のロータセクションを貫いて延びており、他方のロック中空室が、他方のロータセクション内に部分的に突入して延びていて、該他方のロータセクション内部で終わっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６００℃よりも高い温度での運転のために適した、分割された高温蒸気タービンロータに関する。本発明は、特にロータセクション接合システムおよび該ロータセクション接合システムをロック（係止）するロックシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な蒸気タービンロータはその軸方向長さに沿って多種多様の状態にさらされている。種々異なる状態のためには唯１種の材料だけでは最適とは云えないので、ロータを、それぞれ別の材料から製造された複数のセクションから組み立てることが望ましい。これらのセクションから１つの完全な形のロータを形成するためには、これらのセクションが一般に接合されなければならない。
【０００３】
ロータセクションを接合するための１つの手段は溶接による接合である。しかし、幾つかの材料は、溶接が困難となるか、または不可能である。このような場合には、別の材料が選択されなければならないか、あるいは別の択一的な接合方法が提供されなければならない。択一的な接合方法の１つには、ボルトの使用がある。欧州特許出願公開第１３７８６２９号明細書に記載されている１例では、１つの方法として、高温蒸気タービンの鍛造された複数のセクションを個別にボルトによって締め合わせることが挙げられている。ボルトは接合個所の完全な負荷にさらされるので、接合個所の完全性を維持するためには、著しい数のボルトが必要となる。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第３４３４６２号明細書には、別の択一的な接合方法が記載されている。この方法の内容は、１つのセクションから突出して延びているねじ山付き突出部を、隣接したセクションに設けられたねじ山付き中空室内にねじ込むことによってロータセクションを接合することである。接合されたセクションが曲げ負荷交番および振動に基づいて軸方向で互いに分離してしまうことを阻止するために、ねじ山付き突出部にも、隣接したディスクにも、直交方向でロック部材が差し通されるので、このロック部材はロータの完全な直径にわたって延びている。１つのアッセンブリにつき、２つのロック部材が設けられている。これらのロック部材は互いに９０゜を成しかつロータ軸線に対して直角に配置されている。
【０００５】
上記方法が大型の蒸気タービンに使用される場合、一般にロータセクションの製造時にロータサイズおよびロック部材の長さ要求に基づき、ロータを通じてロック部材のための複数の中空室を予め穿孔しておくことが必要となる。接合個所の製造の前にロック中空室のための最適の部位を予め規定することは、ほとんど不可能であるので、このことが、接合個所の過度に弱い締付けを招くことは不可避となる。したがって、ロック部材は、該ロック部材が所要の接合力の一部に抵抗するように設計されていなければならない。このことはロック部材のサイズを拡大させ、かつそのデザインを一層複雑化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３７８６２９号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第３４３４６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、公知のロックシステムの不都合のうちの少なくとも幾つかの不都合を克服するか、または軽減することのできる、単独のねじ込み手段によって接合される、高温蒸気タービンのロックされるべきロータセクションを備えたロータおよびこのようなロータセクションをロックするための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、本発明によれば、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロックするための方法であって、当該方法は：
第１のロータセクションに、該第１のロータセクションの回転軸線に沿って軸方向に延びかつ該第１のロータセクションに対して同心的であるねじ山付き突出部を設け；
第２のロータセクションに、前記ねじ山付き突出部をねじ込み式に収容するために配置構成されているねじ山付き中空室を設け；
ただし、前記ねじ山付き突出部と前記ねじ山付き中空室とは、一次的な接合個所のコンポーネントである；
ことを包含する方法において、
当該方法が、以下のステップ：
ａ） ロータの回転軸線とは同心的でない第１のロック中空室を形成し、ただし該第１のロック中空室は、該第１のロック中空室を通じてロック部材を収容するために設計されており、しかも該第１のロック中空室は両ロータセクションのいずれか一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面にまで形成されており、該ロータセクション表面は、一次的な接合個所が形成されると、他方のロータセクションのロータセクション表面に少なくとも部分的に接触する；
ｂ） 前記ステップａ）の前か、または前記ステップａ）の後に、前記ねじ山付き突出部と前記ねじ山付き中空室とをねじ込み式に螺合接合することによって一次的な接合個所を形成し；
ｃ） 前記ステップａ）およびｂ）の後に第１のロック中空室から、部分的に他方のロータセクションに突入して延びて該他方のロータセクション内で終わる第２のロック中空室を形成し；
ｄ）前記ステップｃ）の後に第１のロック中空室内にロック部材を挿入して、該ロック部材が部分的に第１のロック中空室内にも第２のロック中空室内にも位置するようにし、これにより、一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するロックシステムを形成する；
より成るステップを包含することを特徴とする、蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロックするための方法により解決される。
【０００９】
さらに、上記課題は、本発明によれば、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータ、つまり軸流ロータであって、第１のロータセクションと第２のロータセクションとが設けられていて、
第１のロータセクションが、１つの端面と、該端面を起点として軸方向に延びかつ第１のロータセクションと同心的に形成されたねじ山付き突出部とを有しており、
軸方向で第１のロータセクションに並んで位置する第２のロータセクションが、第１のロータセクションと第２のロータセクションとの間の一次的な接合システムを形成するために前記ねじ山付き突出部がねじ込み式に収容されるねじ山付き中空室を有しており、
前記一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するためのロックシステムが設けられていて、該ロックシステムが、第１のロック中空室と第２のロック中空室とを有しており、第１および第２の両ロック中空室が、第１のロータセクションもしくは第２のロータセクション内に延びていて、ロータ軸線に対して非同心的に形成されており、しかも両ロック中空室は、１つのロック通路を形成するために両ロック中空室が互いに位置合わせもしくは位置整合されるように配置されており、
さらに、前記ロックシステムが、前記ロック通路内に、第１および第２のロック中空室の位置合わせを維持するために第１および第２のロック中空室内に部分的に突入して延びるロック部材を有している、
形式のロータにおいて、
両ロック中空室の一方のロック中空室が、前記ロータセクションのうちの一方のロータセクションを貫いて延びており、他方のロック中空室が、他方のロータセクション内に部分的に突入して延びていて、該他方のロータセクション内部で終わっていることを特徴とする、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータにより解決される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、６００℃よりも高い温度での運転のために配置構成された蒸気タービンの軸方向で隣接し合った第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロック（係止）するための方法が提供される。この場合、両ロータセクションは一次接合システムを用いて接合される。この一次的な接合システムは、第１のロータセクションから軸方向に延びかつ第１のロータセクションに対して同心的に形成されたねじ山付き突出部と、このねじ山付き突出部をねじ込み式に収容するように配置構成されている、第２のロータセクションに設けられたねじ山付き中空室とを有している。本発明による方法は、以下に挙げるステップを有している：
ａ） ロータの回転軸線とは同心的でない第１のロック中空室を形成し、ただし該第１のロック中空室は、該第１のロック中空室を通じてロック部材を収容するために設計されており、しかも該第１のロック中空室は両ロータセクションのいずれか一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面にまで形成されており、該ロータセクション表面は、両ロータセクションが接合されると、他方のロータセクションのロータセクション表面に少なくとも部分的に接触するように配置構成されており；
ｂ） 前記ステップａ）の前か、または前記ステップａ）の後に、一次的な接合システムを用いて両ロータセクションをねじ込み式に螺合接合し；
ｃ） 前記ステップａ）およびｂ）の後に第１のロック中空室から、部分的に他方のロータセクションに突入して延びる第２のロック中空室を形成し；
ｄ）前記ステップｃ）の後に第１のロック中空室内にロック部材を挿入して、該ロック部材が部分的に第１のロック中空室内にも第２のロック中空室内にも位置するようにし、これにより、一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するロックシステムを形成する。
【００１１】
一次的な接合システムは、ねじ込み螺合の緩みを阻止するために、少なくとも１つのロック部材を用いてロックされている。ロック部材は、ロータセクションのいずれか一方を半径方向または軸方向で完全に貫通することなしに、部分的に第１のロック中空室内にも第２のロック中空室内にも位置している。第２のロック中空室はロータセクション内に部分的にのみ突入して延びているので、第２のロック中空室は比較的簡単に形成され、すなわち一次的な接合個所の形成後に形成され得る。このことは、ロータセクションを最適のトルク点でロックすることを可能にする。
【００１２】
本発明の有利な実施形態では、第１のロック中空室および第２のロック中空室がそれぞれ３つ形成され、これらのロック中空室内に３つのロック部材が挿入される。このような配置は接合されたロータセクションをバランスするための改善されたバランス能力を提供する。
【００１３】
さらに、上で説明した方法により接合された、隣接して接合されたロータセクションが提供される。
【００１４】
本発明の別の実施態様および利点は以下に図面につき説明する実施形態において説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一次的な接合システムとロックシステムとを備えた高温蒸気タービンロータのロータセクションの１実施形態を示す概略図である。
【図２】図１に示したロータセクションのうちの一方のロータセクションの端面を示す図である。
【図３】図１に示した一次的な接合システムと同じ一次的な接合システムと、別の実施形態によるロックシステムとにより接合されたロータセクションを示す概略図である。
【図４】図３の示したロータセクションのうちの一方のロータセクションの端面を示す図である。
【図５】軸方向のスペーサを示す、図１または図３のＶで示した部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。図面中、同じ構成要素に一貫して関連性を与えるために、同一の構成要素には同じ符号を使用する。以下の説明においては、本発明を分かり易くするために、説明目的で多数の固有のデータが挙げられているが、もちろん、本発明はこれらの固有のデータなしに実施され得るものである。そうでない場合には、本発明の説明を容易にするために、周知の構造、装置または特徴が、単純化された形で示されている。
【００１７】
図１には、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンのために適しているマルチセクション型ロータの２つのロータセクション１０，２０だけが図示されている。第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０とが図示されており、両ロータセクション１０，２０は１つの一次的な接合システムにより接合されており、これにより両ロータセクションは、１つの共通の回転軸線を共有している。本明細書中、「一次的な接合」とは、必要となる所要の接合強さを提供するために、公知の方法の使用下に設計されている接合個所として定義されている。したがって、付加的な接合強さを提供するために、付加的な接合手段は必要にならないが、しかし別の目的のためには必要となり得る。
【００１８】
１実施形態において、一次的な接合システムはねじ山付き突出部１２を有している。このねじ山付き突出部１２は、第１のロータセクション１０の一方の端面１５を起点として軸方向に延びていて、両ロータセクション１０，２０の回転軸線と同心的な軸線を有している。
【００１９】
軸方向で第１のロータセクション１０に並んで配置された第２のロータセクション２０は、対応するねじ山付き中空室２２を有している。このねじ山付き中空室２２内には、ねじ山付き突出部１２がねじ込み式に収容される。ねじ山付き中空室２２内へのねじ山付き突出部１２のこのねじ込み式の収容は、一次的な接合個所を形成する。一次的な接合個所の実施形態は図１および図３に示されている。
【００２０】
たとえばロータの温度交番負荷または荷重変化に基づいた一次的な接合システムの解離または螺合緩みを阻止するために、１実施形態により、ロックシステムが提供される。ロックシステムの目的は、接合力に寄与することなく一次的な接合システムの位置を維持することにある。図１に示した実施形態では、ロックシステムが、第１のロータセクション１０を貫いて延びる第１のロック中空室３０と、第２のロータセクション２０内に部分的に突入して延びる第２のロック中空室３０とを有している。本明細書中、「ロータセクションを貫いて延びる」とは、１つのロータセクション１０；２０の２つの表面の間を貫いて延びることを意味する。たとえば、図１に図示されているように１つのロータセクション、この場合第１のロータセクション１０の２つの端面１５の間に延びるロック中空室３０と、図３に図示されているように１つのロータセクション、この場合第２のロータセクション２０の外側の表面とねじ山付き中空室２２との間に延びるロック中空室３０とは、それぞれ「ロータセクション１０；２０を貫いて延びる」ロック中空室３０の例を示している。こうして、「ロータセクションを貫いて延びる」は、一方の表面のみを起点として延びて内部でロータセクション１０，２０内に設けられた成形部分のところで終わることを意味する「ロータセクション内に部分的に突入して延びる」とは区別される。
【００２１】
図１および図２に示したようなロック中空室の、非同心的な位置により、挿入されたロック部材３５がロータセクション１０，２０を係止もしくはロックすることが可能になる。挿入は、ロック部材３５が少なくとも部分的に両ロック中空室３０に突入して延びるように行われる。このためには、両ロック中空室３０が第１第２の両ロータセクション１０，２０の相対的な回転位置決めにより位置調整されて、両ロック中空室３０が１つの連続したロック通路３２を形成すれば十分となり得る。ロック部材３５は一般にボルト、ピンまたは別の同等の部材である。こうして、ロックシステムは、一次的な接合手段のねじ込み螺合の緩みを阻止するために設計されている。図示されていない実施形態では、ロック中空室３０がロータセクション１０，２０の回転軸線に対して傾けられている。
【００２２】
１実施形態では、図３に示したように、第１のロータセクション１０の表面と第２のロータセクション２０の表面との間に、孔を備えた半径方向のスペーサ３７が設けられているので、ロック部材３５はこの孔を貫通する。半径方向のスペーサ３７の使用は、図３に示した実施形態に限定されるものではなく、図１に示した実施形態または考えられ得る別の実施形態と相まっても使用され得る。択一的には、図３に示した実施形態をこのような特徴なしに実現することもできる。第１のロータセクション１０の熱膨張率と第２のロータセクション２０の熱膨張率とが互いに異なっているアッセンブリのためには、半径方向のスペーサ３７が、温度変化時、たとえばタービンのスイッチオン時またはスイッチオフ時におけるロック通路３２内のロック部材３５の緩みを最小限に抑えるための手段を提供し、したがって、半径方向のスペーサ３７はロック部材３５の解離ポテンシャルまたは螺合緩みポテンシャルを制限する。
【００２３】
図３には、さらに、ロック中空室３０の一方のロック中空室３０が、第１のロータセクション１０のねじ山付き突出部１２内に部分的にのみ突入して延び、他方のロック中空室３０が、第２のロータセクション２０を貫いて外側の表面からねじ山付き中空室２２にまで延びる実施形態が示されている。たとえば第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０との相対的な回転位置による両ロック中空室３０の位置合わせにより、１つの連通したロック通路３２が形成され、このロック通路３２内に、ロック部材３５を挿入することができ、これにより図１につき説明したロック機能性と同じロック機能性が得られる。
【００２４】
この実施形態の別の変化形では、第２のロータセクション２０内に延びているロック中空室３０の起点となる外側の表面が、図３に示したような翼支持スリット４０の内側の表面を形成している。運転時には、一般に翼基部がこの表面を覆い、こうしてこの手段によってロック中空室３０と結びつけられた空気力学的な損失が回避され得る。翼支持スリット４０の位置に応じて、ロック通路３２のためには、ロータ回転軸線に対する垂直線から離れる方向に折り曲げられていることが有利になる場合がある。このことは、部分的には、第２のロック中空室３０が部分的にのみ第１のロータセクション１０に突入して延びているので、ロック部材３５の所要の長さが減じられており、これによりロック中空室３０内への挿入時に、ロック部材３５を翼支持スリット４０内に配置する際のジオメトリ的（幾何学的）な制限が最小限に抑えられるという事実によって可能となる。
【００２５】
さらに別の実施形態では、ロック中空室３０の３つのペアが、相応する３つのロック通路３２を形成している。このような配置は図２および図４に図示されている。ロック中空室３０を３つしか有しないことが有利になる。なぜならば、この配置はロータをバランスすることを容易にするからである。しかし、別の個数のロック通路３２が設けられていてもよい。さらに図２および図４に図示されているように、有利にロック中空室３０がロータセクション１０，２０の全周にわたって均一に分配されていると、バランシングは一層改善される。
【００２６】
２つの隣接し合ったロータセクション１０，２０の接合領域の拡大図である図５には、両ロータセクション１０，２０の間の軸方向のスペーサ３８の位置が示されている。軸方向のスペーサ３８は１実施形態では単独の部材であるが、別の実施形態では、軸方向のスペーサ３８は１つよりも多い部材、たとえば２つの半割リングから成っている。軸方向ＡＤにおける所定の厚さを有する軸方向のスペーサ３８は、ロータセクション１０，２０の熱膨張特性とは異なる熱膨張特性を有する材料から製造されている。スペーサ３８の目的は、隣接し合ったロータセクション１０，２０の熱膨張および／または熱収縮とは無関係に、一次的な接合システムの軸方向ＡＤにおける一貫したねじ込み力を確保することにある。たとえば熱膨張が一次的な接合個所の過度に強い締付けを招く恐れのある実施形態では、軸方向のスペーサ３８が、ロータセクション材料よりも低い熱膨張率を有している。たとえば熱収縮が一次的な接合個所の過度に強い締付けを招く恐れのある実施形態では、軸方向のスペーサ３８が、ロータセクション材料よりも高い熱膨張率を有している。いずれの場合にも、軸方向のスペーサ３８の材料および半径方向の厚さは、一次的な接合個所の配置構成、ロータセクション１０，２０の材料、ロータセクション１０，２０がさらされる温度範囲を考慮して、軸方向のスペーサ３８の適正な機能を確保するために選択されなければならない。
【００２７】
１つの例示的な方法により、６００℃を超える温度における運転のために設計された蒸気タービンの軸方向で隣接し合った２つのロータセクション１０，２０を接合するための方法が提供される。このようなロータセクション１０，２０は、たとえば図１〜図５に示されている。ロータセクション１０，２０は一次的な接合システムを有しており、この一次的な接合システムは第１のロータセクション１０にねじ山付き突出部１２を有している。このねじ山付き突出部１２はロータセクション１０，２０のいずれか一方のロータセクションのロータの回転軸線に沿って軸方向にかつ当該ロータセクションに対して同心的に延びている。さらに、一次的な接合システムは第２のロータセクション２０にねじ山付き中空室２２を有している。ねじ山付き中空室２２は、ねじ山付き突出部１２をねじ込み式に収容するために配置構成されている。当該方法は、第１のロック中空室３０をロータの回転軸線と非同心的に形成することを包含している。この第１のロック中空室３０は、ロック部材３５をこのロック中空室３０を通じて収容するために設計されている。第１のロック中空室３０は両ロータセクション１０，２０の一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面に通じるように形成されており、このロータセクション表面は、両ロータセクション１０，２０が接合されると、他方のロータセクション１０，２０のロータセクション表面に少なくとも部分的に接触するように配置構成されている。このような表面は、たとえば図１に示したように一方のロータ端面１５であるか、または図３に示したようにねじ山付き中空室２２の内側の表面であってよい。第１のロック中空室３０の形成前にロータセクション１０，２０が接合されることを必要とする特殊な位置調整要求は存在しないので、第１のロック中空室３０の形成はロータセクション１０，２０の接合前か、または接合後に行われ得る。
【００２８】
第１のロック中空室３０の形成のステップの前か、または後に、両ロータセクション１０，２０は一次的な接合システムによって接合される。１実施形態では、接合後の一次的な接合システムの弛緩を低減し、かつ一次的な接合個所の緩みを最小限に抑えるために、一次的な接合個所は、最終的な接合個所が形成される前に少なくとも２回形成されかつ解消される。
【００２９】
第１のロック中空室３０の前記両接合・形成ステップが終了した後に、第１のロック中空室３０から第２のロック中空室３０が形成される。このことは、たとえば第１のロック中空室３０を通じてドリルビットを送ることによって達成される。このことは、第１のロック中空室３０と第２のロック中空室３０との位置合わせを確保する。１実施形態では、第２のロック中空室３０は、該第２のロック中空室３０が部分的に他方のロータセクション１０，２０に突入して延びて、該他方のロータセクション１０，２０内で終わるように形成される。第２のロック中空室３０はロータセクション１０，２０のいずれをも貫通しないので、第２のロック中空室３０は比較的迅速にかつ容易に形成され得ると共に、こうして一次的な接合個所の形成後における部分中空室の形成時における実際の困難性が克服される。この点における第２のロック中空室３０の形成は、一次的な接合個所の最適なトルク点を有するロータセクション１０，２０のロックを可能にする。
【００３０】
最後のステップは、ロック中空室３０内へのロック部材３５の挿入である。これにより、ロック部材３５は部分的に第１のロック中空室３０内にも、第２のロック中空室３０内にも位置する。こうして、ロック部材３５は一次的な接合システムのねじ螺合の緩みを阻止する。１実施形態では、ロック部材の挿入が、第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０との間に位置する孔を有する半径方向のスペーサ３７を通じた挿入である。
【００３１】
軸方向のスペーサ３８を有する実施形態では、当該方法が、第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０との間の一次的な接合個所の軸方向の形成前におけるロータスペーサの組付けを有している。
【００３２】
本発明は、ロータへの後装備プロセスの一部として実施され得る。このことがそうである場合、本発明の一部を形成する種々のコンポーネントは既存の部分の改良によって製造され得る。それにゆえに、本発明のコンテクスト内で、本発明の特徴を提供することは、改良とオリジナルの製造とを含んでいる。
【００３３】
以上、本発明を実際の実施例とみなされる実施形態につき説明したが、当業者であれば、本発明が別の固有の形で体現され得ることは明らかである。それゆえに、上で説明した実施形態はいかなる視点からも単に例示的なものであるに過ぎず、本発明を制限するものではない。
【符号の説明】
【００３４】
１０ ロータセクション
１２ ねじ山付き突出部
１５ 端面
２０ ロータセクション
２２ ねじ山付き中空室
３０ ロック中空室
３２ ロック通路
３５ ロック部材
３７ 半径方向のスペーサ
３８ 軸方向のスペーサ
４０ 翼支持スリット
ＡＤ 軸方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６００℃よりも高い温度での運転のために適した、分割された高温蒸気タービンロータに関する。本発明は、特にロータセクション接合システムおよび該ロータセクション接合システムをロック（係止）するロックシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な蒸気タービンロータはその軸方向長さに沿って多種多様の状態にさらされている。種々異なる状態のためには唯１種の材料だけでは最適とは云えないので、ロータを、それぞれ別の材料から製造された複数のセクションから組み立てることが望ましい。これらのセクションから１つの完全な形のロータを形成するためには、これらのセクションが一般に接合されなければならない。
【０００３】
ロータセクションを接合するための１つの手段は溶接による接合である。しかし、幾つかの材料は、溶接が困難となるか、または不可能である。このような場合には、別の材料が選択されなければならないか、あるいは別の択一的な接合方法が提供されなければならない。択一的な接合方法の１つには、ボルトの使用がある。欧州特許出願公開第１３７８６２９号明細書に記載されている１例では、１つの方法として、高温蒸気タービンの鍛造された複数のセクションを個別にボルトによって締め合わせることが挙げられている。ボルトは接合個所の完全な負荷にさらされるので、接合個所の完全性を維持するためには、著しい数のボルトが必要となる。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第３４３４６２号明細書には、別の択一的な接合方法が記載されている。この方法の内容は、１つのセクションから突出して延びているねじ山付き突出部を、隣接したセクションに設けられたねじ山付き中空室内にねじ込むことによってロータセクションを接合することである。接合されたセクションが曲げ負荷交番および振動に基づいて軸方向で互いに分離してしまうことを阻止するために、ねじ山付き突出部にも、隣接したディスクにも、直交方向でロック部材が差し通されるので、このロック部材はロータの完全な直径にわたって延びている。１つのアッセンブリにつき、２つのロック部材が設けられている。これらのロック部材は互いに９０゜を成しかつロータ軸線に対して直角に配置されている。
【０００５】
上記方法が大型の蒸気タービンに使用される場合、一般にロータセクションの製造時にロータサイズおよびロック部材の長さ要求に基づき、ロータを通じてロック部材のための複数の中空室を予め穿孔しておくことが必要となる。接合個所の製造の前にロック中空室のための最適の部位を予め規定することは、ほとんど不可能であるので、このことが、接合個所の過度に弱い締付けを招くことは不可避となる。したがって、ロック部材は、該ロック部材が所要の接合力の一部に抵抗するように設計されていなければならない。このことはロック部材のサイズを拡大させ、かつそのデザインを一層複雑化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３７８６２９号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第３４３４６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、公知のロックシステムの不都合のうちの少なくとも幾つかの不都合を克服するか、または軽減することのできる、単独のねじ込み手段によって接合される、高温蒸気タービンのロックされるべきロータセクションを備えたロータおよびこのようなロータセクションをロックするための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、本発明によれば、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロックするための方法であって、当該方法は：
第１のロータセクションに、該第１のロータセクションの回転軸線に沿って軸方向に延びかつ該第１のロータセクションに対して同心的であるねじ山付き突出部を設け；
第２のロータセクションに、前記ねじ山付き突出部をねじ込み式に収容するために配置構成されているねじ山付き中空室を設け；
ただし、前記ねじ山付き突出部と前記ねじ山付き中空室とは、一次的な接合個所のコンポーネントである；
ことを包含する方法において、
当該方法が、以下のステップ：
ａ） ロータの回転軸線とは同心的でない第１のロック中空室を形成し、ただし該第１のロック中空室は、該第１のロック中空室を通じてロック部材を収容するために設計されており、しかも該第１のロック中空室は両ロータセクションのいずれか一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面にまで形成されており、該ロータセクション表面は、一次的な接合個所が形成されると、他方のロータセクションのロータセクション表面に少なくとも部分的に接触する；
ｂ） 前記ステップａ）の前か、または前記ステップａ）の後に、前記ねじ山付き突出部と前記ねじ山付き中空室とをねじ込み式に螺合接合することによって一次的な接合個所を形成し；
ｃ） 前記ステップａ）およびｂ）の後に第１のロック中空室から、部分的に他方のロータセクションに突入して延びて該他方のロータセクション内で終わる第２のロック中空室を形成し；
ｄ）前記ステップｃ）の後に第１のロック中空室内にロック部材を挿入して、該ロック部材が部分的に第１のロック中空室内にも第２のロック中空室内にも位置するようにし、これにより、一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するロックシステムを形成する；
より成るステップを包含することを特徴とする、蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロックするための方法により解決される。
【０００９】
さらに、上記課題は、本発明によれば、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータ、つまり軸流ロータであって、第１のロータセクションと第２のロータセクションとが設けられていて、
第１のロータセクションが、１つの端面と、該端面を起点として軸方向に延びかつ第１のロータセクションと同心的に形成されたねじ山付き突出部とを有しており、
軸方向で第１のロータセクションに並んで位置する第２のロータセクションが、第１のロータセクションと第２のロータセクションとの間の一次的な接合システムを形成するために前記ねじ山付き突出部がねじ込み式に収容されるねじ山付き中空室を有しており、
前記一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するためのロックシステムが設けられていて、該ロックシステムが、第１のロック中空室と第２のロック中空室とを有しており、第１および第２の両ロック中空室が、第１のロータセクションもしくは第２のロータセクション内に延びていて、ロータ軸線に対して非同心的に形成されており、しかも両ロック中空室は、１つのロック通路を形成するために両ロック中空室が互いに位置合わせもしくは位置整合されるように配置されており、
さらに、前記ロックシステムが、前記ロック通路内に、第１および第２のロック中空室の位置合わせを維持するために第１および第２のロック中空室内に部分的に突入して延びるロック部材を有している、
形式のロータにおいて、
両ロック中空室の一方のロック中空室が、前記ロータセクションのうちの一方のロータセクションを貫いて延びており、他方のロック中空室が、他方のロータセクション内に部分的に突入して延びていて、該他方のロータセクション内部で終わっていることを特徴とする、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータにより解決される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、６００℃よりも高い温度での運転のために配置構成された蒸気タービンの軸方向で隣接し合った第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロック（係止）するための方法が提供される。この場合、両ロータセクションは一次接合システムを用いて接合される。この一次的な接合システムは、第１のロータセクションから軸方向に延びかつ第１のロータセクションに対して同心的に形成されたねじ山付き突出部と、このねじ山付き突出部をねじ込み式に収容するように配置構成されている、第２のロータセクションに設けられたねじ山付き中空室とを有している。本発明による方法は、以下に挙げるステップを有している：
ａ） ロータの回転軸線とは同心的でない第１のロック中空室を形成し、ただし該第１のロック中空室は、該第１のロック中空室を通じてロック部材を収容するために設計されており、しかも該第１のロック中空室は両ロータセクションのいずれか一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面にまで形成されており、該ロータセクション表面は、両ロータセクションが接合されると、他方のロータセクションのロータセクション表面に少なくとも部分的に接触するように配置構成されており；
ｂ） 前記ステップａ）の前か、または前記ステップａ）の後に、一次的な接合システムを用いて両ロータセクションをねじ込み式に螺合接合し；
ｃ） 前記ステップａ）およびｂ）の後に第１のロック中空室から、部分的に他方のロータセクションに突入して延びる第２のロック中空室を形成し；
ｄ）前記ステップｃ）の後に第１のロック中空室内にロック部材を挿入して、該ロック部材が部分的に第１のロック中空室内にも第２のロック中空室内にも位置するようにし、これにより、一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するロックシステムを形成する。
【００１１】
一次的な接合システムは、ねじ込み螺合の緩みを阻止するために、少なくとも１つのロック部材を用いてロックされている。ロック部材は、ロータセクションのいずれか一方を半径方向または軸方向で完全に貫通することなしに、部分的に第１のロック中空室内にも第２のロック中空室内にも位置している。第２のロック中空室はロータセクション内に部分的にのみ突入して延びているので、第２のロック中空室は比較的簡単に形成され、すなわち一次的な接合個所の形成後に形成され得る。このことは、ロータセクションを最適のトルク点でロックすることを可能にする。
【００１２】
本発明の有利な実施形態では、第１のロック中空室および第２のロック中空室がそれぞれ３つ形成され、これらのロック中空室内に３つのロック部材が挿入される。このような配置は接合されたロータセクションをバランスするための改善されたバランス能力を提供する。
【００１３】
さらに、上で説明した方法により接合された、隣接して接合されたロータセクションが提供される。
【００１４】
本発明の別の実施態様および利点は以下に図面につき説明する実施形態において説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一次的な接合システムとロックシステムとを備えた高温蒸気タービンロータのロータセクションの１実施形態を示す概略図である。
【図２】図１に示したロータセクションのうちの一方のロータセクションの端面を示す図である。
【図３】図１に示した一次的な接合システムと同じ一次的な接合システムと、別の実施形態によるロックシステムとにより接合されたロータセクションを示す概略図である。
【図４】図３の示したロータセクションのうちの一方のロータセクションの端面を示す図である。
【図５】軸方向のスペーサを示す、図１または図３のＶで示した部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。図面中、同じ構成要素に一貫して関連性を与えるために、同一の構成要素には同じ符号を使用する。以下の説明においては、本発明を分かり易くするために、説明目的で多数の固有のデータが挙げられているが、もちろん、本発明はこれらの固有のデータなしに実施され得るものである。そうでない場合には、本発明の説明を容易にするために、周知の構造、装置または特徴が、単純化された形で示されている。
【００１７】
図１には、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンのために適しているマルチセクション型ロータの２つのロータセクション１０，２０だけが図示されている。第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０とが図示されており、両ロータセクション１０，２０は１つの一次的な接合システムにより接合されており、これにより両ロータセクションは、１つの共通の回転軸線を共有している。本明細書中、「一次的な接合」とは、必要となる所要の接合強さを提供するために、公知の方法の使用下に設計されている接合個所として定義されている。したがって、付加的な接合強さを提供するために、付加的な接合手段は必要にならないが、しかし別の目的のためには必要となり得る。
【００１８】
１実施形態において、一次的な接合システムはねじ山付き突出部１２を有している。このねじ山付き突出部１２は、第１のロータセクション１０の一方の端面１５を起点として軸方向に延びていて、両ロータセクション１０，２０の回転軸線と同心的な軸線を有している。
【００１９】
軸方向で第１のロータセクション１０に並んで配置された第２のロータセクション２０は、対応するねじ山付き中空室２２を有している。このねじ山付き中空室２２内には、ねじ山付き突出部１２がねじ込み式に収容される。ねじ山付き中空室２２内へのねじ山付き突出部１２のこのねじ込み式の収容は、一次的な接合個所を形成する。一次的な接合個所の実施形態は図１および図３に示されている。
【００２０】
たとえばロータの温度交番負荷または荷重変化に基づいた一次的な接合システムの解離または螺合緩みを阻止するために、１実施形態により、ロックシステムが提供される。ロックシステムの目的は、接合力に寄与することなく一次的な接合システムの位置を維持することにある。図１に示した実施形態では、ロックシステムが、第１のロータセクション１０を貫いて延びる第１のロック中空室３０と、第２のロータセクション２０内に部分的に突入して延びる第２のロック中空室３０とを有している。本明細書中、「ロータセクションを貫いて延びる」とは、１つのロータセクション１０；２０の２つの表面の間を貫いて延びることを意味する。たとえば、図１に図示されているように１つのロータセクション、この場合第１のロータセクション１０の２つの端面１５の間に延びるロック中空室３０と、図３に図示されているように１つのロータセクション、この場合第２のロータセクション２０の外側の表面とねじ山付き中空室２２との間に延びるロック中空室３０とは、それぞれ「ロータセクション１０；２０を貫いて延びる」ロック中空室３０の例を示している。こうして、「ロータセクションを貫いて延びる」は、一方の表面のみを起点として延びて内部でロータセクション１０，２０内に設けられた成形部分のところで終わることを意味する「ロータセクション内に部分的に突入して延びる」とは区別される。
【００２１】
図１および図２に示したようなロック中空室の、非同心的な位置により、挿入されたロック部材３５がロータセクション１０，２０を係止もしくはロックすることが可能になる。挿入は、ロック部材３５が少なくとも部分的に両ロック中空室３０に突入して延びるように行われる。このためには、両ロック中空室３０が第１第２の両ロータセクション１０，２０の相対的な回転位置決めにより位置調整されて、両ロック中空室３０が１つの連続したロック通路３２を形成すれば十分となり得る。ロック部材３５は一般にボルト、ピンまたは別の同等の部材である。こうして、ロックシステムは、一次的な接合手段のねじ込み螺合の緩みを阻止するために設計されている。図示されていない実施形態では、ロック中空室３０がロータセクション１０，２０の回転軸線に対して傾けられている。
【００２２】
１実施形態では、図３に示したように、第１のロータセクション１０の表面と第２のロータセクション２０の表面との間に、孔を備えた半径方向のスペーサ３７が設けられているので、ロック部材３５はこの孔を貫通する。半径方向のスペーサ３７の使用は、図３に示した実施形態に限定されるものではなく、図１に示した実施形態または考えられ得る別の実施形態と相まっても使用され得る。択一的には、図３に示した実施形態をこのような特徴なしに実現することもできる。第１のロータセクション１０の熱膨張率と第２のロータセクション２０の熱膨張率とが互いに異なっているアッセンブリのためには、半径方向のスペーサ３７が、温度変化時、たとえばタービンのスイッチオン時またはスイッチオフ時におけるロック通路３２内のロック部材３５の緩みを最小限に抑えるための手段を提供し、したがって、半径方向のスペーサ３７はロック部材３５の解離ポテンシャルまたは螺合緩みポテンシャルを制限する。
【００２３】
図３には、さらに、ロック中空室３０の一方のロック中空室３０が、第１のロータセクション１０のねじ山付き突出部１２内に部分的にのみ突入して延び、他方のロック中空室３０が、第２のロータセクション２０を貫いて外側の表面からねじ山付き中空室２２にまで延びる実施形態が示されている。たとえば第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０との相対的な回転位置による両ロック中空室３０の位置合わせにより、１つの連通したロック通路３２が形成され、このロック通路３２内に、ロック部材３５を挿入することができ、これにより図１につき説明したロック機能性と同じロック機能性が得られる。
【００２４】
この実施形態の別の変化形では、第２のロータセクション２０内に延びているロック中空室３０の起点となる外側の表面が、図３に示したような翼支持スリット４０の内側の表面を形成している。運転時には、一般に翼基部がこの表面を覆い、こうしてこの手段によってロック中空室３０と結びつけられた空気力学的な損失が回避され得る。翼支持スリット４０の位置に応じて、ロック通路３２のためには、ロータ回転軸線に対する垂直線から離れる方向に折り曲げられていることが有利になる場合がある。このことは、部分的には、第２のロック中空室３０が部分的にのみ第１のロータセクション１０に突入して延びているので、ロック部材３５の所要の長さが減じられており、これによりロック中空室３０内への挿入時に、ロック部材３５を翼支持スリット４０内に配置する際のジオメトリ的（幾何学的）な制限が最小限に抑えられるという事実によって可能となる。
【００２５】
さらに別の実施形態では、ロック中空室３０の３つのペアが、相応する３つのロック通路３２を形成している。このような配置は図２および図４に図示されている。ロック中空室３０を３つしか有しないことが有利になる。なぜならば、この配置はロータをバランスすることを容易にするからである。しかし、別の個数のロック通路３２が設けられていてもよい。さらに図２および図４に図示されているように、有利にロック中空室３０がロータセクション１０，２０の全周にわたって均一に分配されていると、バランシングは一層改善される。
【００２６】
２つの隣接し合ったロータセクション１０，２０の接合領域の拡大図である図５には、両ロータセクション１０，２０の間の軸方向のスペーサ３８の位置が示されている。軸方向のスペーサ３８は１実施形態では単独の部材であるが、別の実施形態では、軸方向のスペーサ３８は１つよりも多い部材、たとえば２つの半割リングから成っている。軸方向ＡＤにおける所定の厚さを有する軸方向のスペーサ３８は、ロータセクション１０，２０の熱膨張特性とは異なる熱膨張特性を有する材料から製造されている。スペーサ３８の目的は、隣接し合ったロータセクション１０，２０の熱膨張および／または熱収縮とは無関係に、一次的な接合システムの軸方向ＡＤにおける一貫したねじ込み力を確保することにある。たとえば熱膨張が一次的な接合個所の過度に強い締付けを招く恐れのある実施形態では、軸方向のスペーサ３８が、ロータセクション材料よりも低い熱膨張率を有している。たとえば熱収縮が一次的な接合個所の過度に強い締付けを招く恐れのある実施形態では、軸方向のスペーサ３８が、ロータセクション材料よりも高い熱膨張率を有している。いずれの場合にも、軸方向のスペーサ３８の材料および半径方向の厚さは、一次的な接合個所の配置構成、ロータセクション１０，２０の材料、ロータセクション１０，２０がさらされる温度範囲を考慮して、軸方向のスペーサ３８の適正な機能を確保するために選択されなければならない。
【００２７】
１つの例示的な方法により、６００℃を超える温度における運転のために設計された蒸気タービンの軸方向で隣接し合った２つのロータセクション１０，２０を接合するための方法が提供される。このようなロータセクション１０，２０は、たとえば図１〜図５に示されている。ロータセクション１０，２０は一次的な接合システムを有しており、この一次的な接合システムは第１のロータセクション１０にねじ山付き突出部１２を有している。このねじ山付き突出部１２はロータセクション１０，２０のいずれか一方のロータセクションのロータの回転軸線に沿って軸方向にかつ当該ロータセクションに対して同心的に延びている。さらに、一次的な接合システムは第２のロータセクション２０にねじ山付き中空室２２を有している。ねじ山付き中空室２２は、ねじ山付き突出部１２をねじ込み式に収容するために配置構成されている。当該方法は、第１のロック中空室３０をロータの回転軸線と非同心的に形成することを包含している。この第１のロック中空室３０は、ロック部材３５をこのロック中空室３０を通じて収容するために設計されている。第１のロック中空室３０は両ロータセクション１０，２０の一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面に通じるように形成されており、このロータセクション表面は、両ロータセクション１０，２０が接合されると、他方のロータセクション１０，２０のロータセクション表面に少なくとも部分的に接触するように配置構成されている。このような表面は、たとえば図１に示したように一方のロータ端面１５であるか、または図３に示したようにねじ山付き中空室２２の内側の表面であってよい。第１のロック中空室３０の形成前にロータセクション１０，２０が接合されることを必要とする特殊な位置調整要求は存在しないので、第１のロック中空室３０の形成はロータセクション１０，２０の接合前か、または接合後に行われ得る。
【００２８】
第１のロック中空室３０の形成のステップの前か、または後に、両ロータセクション１０，２０は一次的な接合システムによって接合される。１実施形態では、接合後の一次的な接合システムの弛緩を低減し、かつ一次的な接合個所の緩みを最小限に抑えるために、一次的な接合個所は、最終的な接合個所が形成される前に少なくとも２回形成されかつ解消される。
【００２９】
第１のロック中空室３０の前記両接合・形成ステップが終了した後に、第１のロック中空室３０から第２のロック中空室３０が形成される。このことは、たとえば第１のロック中空室３０を通じてドリルビットを送ることによって達成される。このことは、第１のロック中空室３０と第２のロック中空室３０との位置合わせを確保する。１実施形態では、第２のロック中空室３０は、該第２のロック中空室３０が部分的に他方のロータセクション１０，２０に突入して延びて、該他方のロータセクション１０，２０内で終わるように形成される。第２のロック中空室３０はロータセクション１０，２０のいずれをも貫通しないので、第２のロック中空室３０は比較的迅速にかつ容易に形成され得ると共に、こうして一次的な接合個所の形成後における部分中空室の形成時における実際の困難性が克服される。この点における第２のロック中空室３０の形成は、一次的な接合個所の最適なトルク点を有するロータセクション１０，２０のロックを可能にする。
【００３０】
最後のステップは、ロック中空室３０内へのロック部材３５の挿入である。これにより、ロック部材３５は部分的に第１のロック中空室３０内にも、第２のロック中空室３０内にも位置する。こうして、ロック部材３５は一次的な接合システムのねじ螺合の緩みを阻止する。１実施形態では、ロック部材の挿入が、第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０との間に位置する孔を有する半径方向のスペーサ３７を通じた挿入である。
【００３１】
軸方向のスペーサ３８を有する実施形態では、当該方法が、第１のロータセクション１０と第２のロータセクション２０との間の一次的な接合個所の軸方向の形成前におけるロータスペーサの組付けを有している。
【００３２】
本発明は、ロータへの後装備プロセスの一部として実施され得る。このことがそうである場合、本発明の一部を形成する種々のコンポーネントは既存の部分の改良によって製造され得る。それにゆえに、本発明のコンテクスト内で、本発明の特徴を提供することは、改良とオリジナルの製造とを含んでいる。
【００３３】
以上、本発明を実際の実施例とみなされる実施形態につき説明したが、当業者であれば、本発明が別の固有の形で体現され得ることは明らかである。それゆえに、上で説明した実施形態はいかなる視点からも単に例示的なものであるに過ぎず、本発明を制限するものではない。
【符号の説明】
【００３４】
１０ ロータセクション
１２ ねじ山付き突出部
１５ 端面
２０ ロータセクション
２２ ねじ山付き中空室
３０ ロック中空室
３２ ロック通路
３５ ロック部材
３７ 半径方向のスペーサ
３８ 軸方向のスペーサ
４０ 翼支持スリット
ＡＤ 軸方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）とを互いにロックするための方法であって、当該方法は：
第１のロータセクション（１０）に、該第１のロータセクション（１０）の回転軸線に沿って軸方向に延びかつ該第１のロータセクション（１０）に対して同心的であるねじ山付き突出部（１２）を設け；
第２のロータセクション（２０）に、前記ねじ山付き突出部（１２）をねじ込み式に収容するために配置構成されているねじ山付き中空室（２２）を設け；
ただし、前記ねじ山付き突出部（１２）と前記ねじ山付き中空室（２２）とは、一次的な接合個所のコンポーネントである；
ことを包含する方法において、
当該方法が、以下のステップ：
ａ） ロータの回転軸線とは同心的でない第１のロック中空室（３０）を形成し、ただし該第１のロック中空室（３０）は、該第１のロック中空室（３０）を通じてロック部材（３５）を収容するために設計されており、しかも該第１のロック中空室（３０）は両ロータセクション（１０，２０）のいずれか一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面にまで形成されており、該ロータセクション表面は、一次的な接合個所が形成されると、他方のロータセクション（２０，１０）のロータセクション表面に少なくとも部分的に接触する；
ｂ） 前記ステップａ）の前か、または前記ステップａ）の後に、前記ねじ山付き突出部（１２）と前記ねじ山付き中空室（２２）とをねじ込み式に螺合接合することによって一次的な接合個所を形成し；
ｃ） 前記ステップａ）およびｂ）の後に第１のロック中空室（３０）から、部分的に他方のロータセクション（２０）に突入して延びて該他方のロータセクション（２０）内で終わる第２のロック中空室（３０）を形成し；
ｄ）前記ステップｃ）の後に第１のロック中空室（３０）内にロック部材（３５）を挿入して、該ロック部材（３５）が部分的に第１のロック中空室（３０）内にも第２のロック中空室（３０）内にも位置するようにし、これにより、一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するロックシステムを形成する；
より成るステップを包含することを特徴とする、蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロックするための方法。
【請求項２】
ステップａ）で３つの第１のロック中空室（３０）を形成し；
ステップｃ）で３つの第２のロック中空室（３０）を形成し；
ステップｄ）で３つのロック部材（３５）を挿入する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップｂ）が、最終的な接合個所の形成前に少なくとも２回、一次的な接合個所の形成・解消を行うことを包含する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ステップｂ）が、さらに、一次的な接合個所の形成中に第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間に軸方向のスペーサ（３８）を軸方向で組み付けることを包含する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ステップｄ）が、第１のロータセクション（１０）の表面と第２のロータセクション（２０）の表面との間に、スペーサ孔を備えた半径方向のスペーサ部材（３７）を、ロック部材（３５）が半径方向のスペーサ孔を貫通するように配置することを包含する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータであって、第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）とが設けられていて、
第１のロータセクション（１０）が、１つの端面（１５）と、該端面（１５）を起点として軸方向に延びかつ第１のロータセクション（１０）と同心的に形成されたねじ山付き突出部（１２）とを有しており、
軸方向で第１のロータセクション（１０）に並んで位置する第２のロータセクション（２０）が、第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間の一次的な接合システムを形成するために前記ねじ山付き突出部（１２）がねじ込み式に収容されるねじ山付き中空室（２２）を有しており、
前記一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するためのロックシステムが設けられていて、該ロックシステムが、第１のロック中空室（３０）と第２のロック中空室（３０）とを有しており、第１および第２の両ロック中空室（３０）が、第１のロータセクション（１０）もしくは第２のロータセクション（２０）内に延びていて、ロータ軸線に対して非同心的に形成されており、しかも両ロック中空室（３０）は、１つのロック通路（３２）を形成するために両ロック中空室（３０）が互いに位置合わせされるように配置されており、
さらに、前記ロックシステムが、前記ロック通路（３２）内に、第１および第２のロック中空室（３０）の位置合わせを維持するために第１および第２のロック中空室（３０）内に部分的に突入して延びるロック部材（３５）を有している、
形式のロータにおいて、
両ロック中空室の一方のロック中空室（３０）が、前記ロータセクション（１０，２０）のうちの一方のロータセクションを貫いて延びており、他方のロック中空室（３０）が、他方のロータセクション（１０，２０）内に部分的に突入して延びていて、該他方のロータセクション内部で終わっていることを特徴とする、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータ。
【請求項７】
第１のロック中空室（３０）が、部分的にのみ第１のロータセクション（１０）内に突入して延びている、請求項６記載のロータ。
【請求項８】
第２のロータセクション（２０）に、翼基部を収容するための翼支持スリット（４０）が設けられており、第２のロック中空室（３０）が、該翼支持スリット（４０）から離れる方向に延びている、請求項７記載のロータ。
【請求項９】
第２のロック中空室（３０）が、同じくねじ山付き中空室（２２）の表面から離れる方向に延びており、第１のロック中空室（３０）が、前記ねじ山付き突出部（１２）内に突入して延びている、請求項７記載のロータ。
【請求項１０】
第２のロック中空室（３０）が、部分的にのみ第２のロータセクション（２０）内に突入して延びている、請求項６記載のロータ。
【請求項１１】
第１のロック中空室（３０）が、第１のロータセクション（１０）を貫いて延びている、請求項１０記載のロータ。
【請求項１２】
当該ロータが、３つの第１のロック中空室（３０）と、３つの第２のロック中空室（３０）とを有している、請求項６から１１までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１３】
前記ロック中空室（３０）が、ロータ回転軸線と、該ロータ回転軸線の垂直線とから離れる方向に折り曲げられている、請求項６から１１までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１４】
第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間に、孔を備えた半径方向のスペーサ（３７）が設けられていて、ロック部材（３５）が、該半径方向のスペーサ（３７）の前記孔を貫通している、請求項６から１３までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１５】
軸方向で第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間に、軸方向のスペーサ（３８）が設けられている、請求項６から１３までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１】
６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）とを互いにロックするための方法であって、当該方法は：
第１のロータセクション（１０）に、該第１のロータセクション（１０）の回転軸線に沿って軸方向に延びかつ該第１のロータセクション（１０）に対して同心的であるねじ山付き突出部（１２）を設け；
第２のロータセクション（２０）に、前記ねじ山付き突出部（１２）をねじ込み式に収容するために配置構成されているねじ山付き中空室（２２）を設け；
ただし、前記ねじ山付き突出部（１２）と前記ねじ山付き中空室（２２）とは、一次的な接合個所のコンポーネントである；
ことを包含する方法において、
当該方法が、以下のステップ：
ａ） ロータの回転軸線とは同心的でない第１のロック中空室（３０）を形成し、ただし該第１のロック中空室（３０）は、該第１のロック中空室（３０）を通じてロック部材（３５）を収容するために設計されており、しかも該第１のロック中空室（３０）は両ロータセクション（１０，２０）のいずれか一方のロータセクションを貫いてロータセクション表面にまで形成されており、該ロータセクション表面は、一次的な接合個所が形成されると、他方のロータセクション（２０，１０）のロータセクション表面に少なくとも部分的に接触する；
ｂ） 前記ステップａ）の前か、または前記ステップａ）の後に、前記ねじ山付き突出部（１２）と前記ねじ山付き中空室（２２）とをねじ込み式に螺合接合することによって一次的な接合個所を形成し；
ｃ） 前記ステップａ）およびｂ）の後に第１のロック中空室（３０）から、部分的に他方のロータセクション（２０）に突入して延びて該他方のロータセクション（２０）内で終わる第２のロック中空室（３０）を形成し；
ｄ）前記ステップｃ）の後に第１のロック中空室（３０）内にロック部材（３５）を挿入して、該ロック部材（３５）が部分的に第１のロック中空室（３０）内にも第２のロック中空室（３０）内にも位置するようにし、これにより、一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するロックシステムを形成する；
より成るステップを包含することを特徴とする、蒸気タービンに設けられた、軸方向で隣接し合う第１のロータセクションと第２のロータセクションとを互いにロックするための方法。
【請求項２】
ステップａ）で３つの第１のロック中空室（３０）を形成し；
ステップｃ）で３つの第２のロック中空室（３０）を形成し；
ステップｄ）で３つのロック部材（３５）を挿入する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップｂ）が、最終的な接合個所の形成前に少なくとも２回、一次的な接合個所の形成・解消を行うことを包含する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ステップｂ）が、さらに、一次的な接合個所の形成中に第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間に軸方向のスペーサ（３８）を軸方向で組み付けることを包含する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ステップｄ）が、第１のロータセクション（１０）の表面と第２のロータセクション（２０）の表面との間に、スペーサ孔を備えた半径方向のスペーサ部材（３７）を、ロック部材（３５）が半径方向のスペーサ孔を貫通するように配置することを包含する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータであって、第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）とが設けられていて、
第１のロータセクション（１０）が、１つの端面（１５）と、該端面（１５）を起点として軸方向に延びかつ第１のロータセクション（１０）と同心的に形成されたねじ山付き突出部（１２）とを有しており、
軸方向で第１のロータセクション（１０）に並んで位置する第２のロータセクション（２０）が、第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間の一次的な接合システムを形成するために前記ねじ山付き突出部（１２）がねじ込み式に収容されるねじ山付き中空室（２２）を有しており、
前記一次的な接合システムの螺合緩みを阻止するためのロックシステムが設けられていて、該ロックシステムが、第１のロック中空室（３０）と第２のロック中空室（３０）とを有しており、第１および第２の両ロック中空室（３０）が、第１のロータセクション（１０）もしくは第２のロータセクション（２０）内に延びていて、ロータ軸線に対して非同心的に形成されており、しかも両ロック中空室（３０）は、１つのロック通路（３２）を形成するために両ロック中空室（３０）が互いに位置合わせされるように配置されており、
さらに、前記ロックシステムが、前記ロック通路（３２）内に、第１および第２のロック中空室（３０）の位置合わせを維持するために第１および第２のロック中空室（３０）内に部分的に突入して延びるロック部材（３５）を有している、
形式のロータにおいて、
両ロック中空室の一方のロック中空室（３０）が、前記ロータセクション（１０，２０）のうちの一方のロータセクションを貫いて延びており、他方のロック中空室（３０）が、他方のロータセクション（１０，２０）内に部分的に突入して延びていて、該他方のロータセクション内部で終わっていることを特徴とする、６００℃よりも高い温度で運転される蒸気タービンに用いられる軸方向のロータ。
【請求項７】
第１のロック中空室（３０）が、部分的にのみ第１のロータセクション（１０）内に突入して延びている、請求項６記載のロータ。
【請求項８】
第２のロータセクション（２０）に、翼基部を収容するための翼支持スリット（４０）が設けられており、第２のロック中空室（３０）が、該翼支持スリット（４０）から離れる方向に延びている、請求項７記載のロータ。
【請求項９】
第２のロック中空室（３０）が、同じくねじ山付き中空室（２２）の表面から離れる方向に延びており、第１のロック中空室（３０）が、前記ねじ山付き突出部（１２）内に突入して延びている、請求項７記載のロータ。
【請求項１０】
第２のロック中空室（３０）が、部分的にのみ第２のロータセクション（２０）内に突入して延びている、請求項６記載のロータ。
【請求項１１】
第１のロック中空室（３０）が、第１のロータセクション（１０）を貫いて延びている、請求項１０記載のロータ。
【請求項１２】
当該ロータが、３つの第１のロック中空室（３０）と、３つの第２のロック中空室（３０）とを有している、請求項６から１１までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１３】
前記ロック中空室（３０）が、ロータ回転軸線と、該ロータ回転軸線の垂直線とから離れる方向に折り曲げられている、請求項６から１１までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１４】
第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間に、孔を備えた半径方向のスペーサ（３７）が設けられていて、ロック部材（３５）が、該半径方向のスペーサ（３７）の前記孔を貫通している、請求項６から１３までのいずれか１項記載のロータ。
【請求項１５】
軸方向で第１のロータセクション（１０）と第２のロータセクション（２０）との間に、軸方向のスペーサ（３８）が設けられている、請求項６から１３までのいずれか１項記載のロータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１２２５８９（Ｐ２０１１−１２２５８９Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３６１５（Ｐ２０１０−２７３６１５）
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４０１ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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