JP2000248902A - タービンロータ及びタービン - Google Patents
タービンロータ及びタービンInfo
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- JP2000248902A JP2000248902A JP11046412A JP4641299A JP2000248902A JP 2000248902 A JP2000248902 A JP 2000248902A JP 11046412 A JP11046412 A JP 11046412A JP 4641299 A JP4641299 A JP 4641299A JP 2000248902 A JP2000248902 A JP 2000248902A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】インテグラルカバー翼に関して、全周の翼が切
れ目なく緊密に連結可能であり、かつ高い振動減衰効果
を発揮することが可能なインテグラルカバー翼を備えた
信頼性の高いタービンロータおよびタービンを提供す
る。 【解決手段】タービンロータ５上に周方向に間隔をおい
て配置された複数の動翼１を備え、前記夫々の動翼の外
周先端部に、周方向に隣接する動翼間を接触押圧力で摩
擦連結する動翼連結カバー３を備えているタービンロー
タにおいて、前記動翼連結カバー３の接触押圧連結面
を、タービン駆動流体の流通方向を向くように形成する
とともに、ロータの回転に基づく遠心力による動翼１の
変形で前記接触押圧連結面の突き合わせ力が増すように
形成した。
れ目なく緊密に連結可能であり、かつ高い振動減衰効果
を発揮することが可能なインテグラルカバー翼を備えた
信頼性の高いタービンロータおよびタービンを提供す
る。 【解決手段】タービンロータ５上に周方向に間隔をおい
て配置された複数の動翼１を備え、前記夫々の動翼の外
周先端部に、周方向に隣接する動翼間を接触押圧力で摩
擦連結する動翼連結カバー３を備えているタービンロー
タにおいて、前記動翼連結カバー３の接触押圧連結面
を、タービン駆動流体の流通方向を向くように形成する
とともに、ロータの回転に基づく遠心力による動翼１の
変形で前記接触押圧連結面の突き合わせ力が増すように
形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタービン及びタービ
ンロータに係わり、特に動翼にインテグラルカバー翼を
採用しているタービンロータ及びタービンに関するもの
である。
ンロータに係わり、特に動翼にインテグラルカバー翼を
採用しているタービンロータ及びタービンに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】タービンは、円周方向に配列された複数
の静翼および動翼を備え、この翼の間を流れる流体によ
って駆動される。このとき、タービン動翼には遠心力や
流体力などの力が作用し、動翼は厳しい応力下にさらさ
れる。またこれらの力の相互作用により、激しい振動が
発生することがある。近年タービンの大容量化、部分負
荷運転による過酷な運転条件など、タービン動翼は非常
に厳しい条件で使用されており、翼の振動を低減させる
ことは非常に重要な課題となってきている。
の静翼および動翼を備え、この翼の間を流れる流体によ
って駆動される。このとき、タービン動翼には遠心力や
流体力などの力が作用し、動翼は厳しい応力下にさらさ
れる。またこれらの力の相互作用により、激しい振動が
発生することがある。近年タービンの大容量化、部分負
荷運転による過酷な運転条件など、タービン動翼は非常
に厳しい条件で使用されており、翼の振動を低減させる
ことは非常に重要な課題となってきている。
【０００３】タービン動翼の振動を低減させる方法とし
て、隣接するタービン動翼同士を連結する構造がよく用
いられる。隣接する翼を連結する方法の一つとして、翼
の先端にシュラウドカバー固定用テノンを設け、隣接す
る複数本の翼に、半径方向外周側からテノンに合致する
ように穴を開けたシュラウドカバーをはめ、テノンをか
しめることによってカバーを固定し翼同士を連結する方
法がある。
て、隣接するタービン動翼同士を連結する構造がよく用
いられる。隣接する翼を連結する方法の一つとして、翼
の先端にシュラウドカバー固定用テノンを設け、隣接す
る複数本の翼に、半径方向外周側からテノンに合致する
ように穴を開けたシュラウドカバーをはめ、テノンをか
しめることによってカバーを固定し翼同士を連結する方
法がある。
【０００４】この翼同士を連結する方法は、通常１つ１
つの翼を、手作業によりかしめるため、非常に多くの組
立行程および時間を要し、また、組立時には、翼の連結
部に不均一な力がかかりやすく、局所的に過大な応力が
発生し強度上問題になることがある。さらには複数本の
翼を１つのカバーで連結するために、定期点検時に翼の
取り外しをする際には、１つ１つの翼を分解しなくては
ならず、作業性が良くないなどの問題が生じる。
つの翼を、手作業によりかしめるため、非常に多くの組
立行程および時間を要し、また、組立時には、翼の連結
部に不均一な力がかかりやすく、局所的に過大な応力が
発生し強度上問題になることがある。さらには複数本の
翼を１つのカバーで連結するために、定期点検時に翼の
取り外しをする際には、１つ１つの翼を分解しなくては
ならず、作業性が良くないなどの問題が生じる。
【０００５】他の翼の連結方法には、翼と一体形に成型
され、翼の背側と腹側に、円周方向にのびるインテグラ
ルカバーを設け、隣接翼の背側、腹側のインテグラルカ
バーを互いに接触させることによって連結する、いわゆ
るインテグラルカバー翼構造がある。例えば、特開平３
−２６０８１号公報や特公平６−６０５６３号公報に
は、動翼先端部に備えた動翼カバーが、外周方向から見
てＳ字や段部を形成することが記載されており、互いに
隣り合う翼の動翼カバーが、互いにＳ字中央や中央の段
部で接触するように相対させ、翼先端部に起こる動翼先
端部のねじり戻りにより、接触面において隣り合う翼同
士が連結されることが記載されている。
され、翼の背側と腹側に、円周方向にのびるインテグラ
ルカバーを設け、隣接翼の背側、腹側のインテグラルカ
バーを互いに接触させることによって連結する、いわゆ
るインテグラルカバー翼構造がある。例えば、特開平３
−２６０８１号公報や特公平６−６０５６３号公報に
は、動翼先端部に備えた動翼カバーが、外周方向から見
てＳ字や段部を形成することが記載されており、互いに
隣り合う翼の動翼カバーが、互いにＳ字中央や中央の段
部で接触するように相対させ、翼先端部に起こる動翼先
端部のねじり戻りにより、接触面において隣り合う翼同
士が連結されることが記載されている。
【０００６】インテグラルカバー翼構造の他の例とし
て、例えば特開平５−９８９０６号公報や、実開平５−
７８９０１号公報に開示されているように、円周方向を
向くカバー側面で接触連結するようにした翼構造のもの
もある。
て、例えば特開平５−９８９０６号公報や、実開平５−
７８９０１号公報に開示されているように、円周方向を
向くカバー側面で接触連結するようにした翼構造のもの
もある。
【０００７】このようなインテグラルカバー翼構造の利
点は、翼と一体形に形成されたインテグラルカバーが、
遠心力などに対して、強度的に優れていること、インテ
グラルカバー同士の接触連結部の摩擦により大きな振動
減衰が得られることなどから、信頼性の高い翼連結構造
を提供できることがあげられる。
点は、翼と一体形に形成されたインテグラルカバーが、
遠心力などに対して、強度的に優れていること、インテ
グラルカバー同士の接触連結部の摩擦により大きな振動
減衰が得られることなどから、信頼性の高い翼連結構造
を提供できることがあげられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遠心力
による翼のねじり戻りを拘束して接触連結させるインテ
グラルカバー翼構造では、翼の加工上、もしくは組立上
の問題から、静止時に接触面間に間隙が生じてしまい、
翼長が短くねじり戻りが小さい場合には、回転時であっ
ても間隙が閉じないか、あるいは接触しても隣接翼間の
連結力は弱くなる場合がある。あらかじめ隣接した翼の
インテグラルカバーの間隙をできるかぎり小さくするこ
とにより、翼のねじり戻りによる隣接翼間の接触連結力
を最大限に発揮することができるが、翼の加工、組立
上、間隙を０にすることは難しく、このために隣接翼に
作用する連結力が小さく、振動減衰能も小さくなる。
による翼のねじり戻りを拘束して接触連結させるインテ
グラルカバー翼構造では、翼の加工上、もしくは組立上
の問題から、静止時に接触面間に間隙が生じてしまい、
翼長が短くねじり戻りが小さい場合には、回転時であっ
ても間隙が閉じないか、あるいは接触しても隣接翼間の
連結力は弱くなる場合がある。あらかじめ隣接した翼の
インテグラルカバーの間隙をできるかぎり小さくするこ
とにより、翼のねじり戻りによる隣接翼間の接触連結力
を最大限に発揮することができるが、翼の加工、組立
上、間隙を０にすることは難しく、このために隣接翼に
作用する連結力が小さく、振動減衰能も小さくなる。
【０００９】また円周方向を向くカバー側面で接触連結
するインテグラルカバー翼構造では、翼の回転により生
じる遠心力によって、ロータおよび翼自身が半径方向外
周側に伸びる際、隣接翼間の距離は静止時のそれに比べ
広がり、静止時に接触連結していた翼が、回転時に隣接
翼のインテグラルカバー間に間隙が生じてしまい、連結
構造を保てなくなる可能性がある。
するインテグラルカバー翼構造では、翼の回転により生
じる遠心力によって、ロータおよび翼自身が半径方向外
周側に伸びる際、隣接翼間の距離は静止時のそれに比べ
広がり、静止時に接触連結していた翼が、回転時に隣接
翼のインテグラルカバー間に間隙が生じてしまい、連結
構造を保てなくなる可能性がある。
【００１０】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、インテグラルカバー翼に関して、
全周の翼が切れ目なく緊密に連結可能であり、かつ高い
振動減衰効果を発揮することが可能なインテグラルカバ
ー翼を備えた信頼性の高いタービンロータおよびタービ
ンを提供することにある。
目的とするところは、インテグラルカバー翼に関して、
全周の翼が切れ目なく緊密に連結可能であり、かつ高い
振動減衰効果を発揮することが可能なインテグラルカバ
ー翼を備えた信頼性の高いタービンロータおよびタービ
ンを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ター
ビンロータ上に周方向に間隔をおいて配置された複数の
動翼を備え、前記夫々の動翼の外周先端部に、周方向に
隣接する動翼間を接触押圧力で摩擦連結する動翼連結カ
バーを備えているタービンロータにおいて、前記動翼連
結カバーの接触押圧連結面を、タービン駆動流体の流通
方向を向くように形成するとともに、ロータの回転に基
づく遠心力による動翼の変形で前記接触押圧連結面の突
き合わせ力が増すように形成し所期の目的を達成するよ
うにしたものである。
ビンロータ上に周方向に間隔をおいて配置された複数の
動翼を備え、前記夫々の動翼の外周先端部に、周方向に
隣接する動翼間を接触押圧力で摩擦連結する動翼連結カ
バーを備えているタービンロータにおいて、前記動翼連
結カバーの接触押圧連結面を、タービン駆動流体の流通
方向を向くように形成するとともに、ロータの回転に基
づく遠心力による動翼の変形で前記接触押圧連結面の突
き合わせ力が増すように形成し所期の目的を達成するよ
うにしたものである。
【００１２】また、この場合、前記動翼連結カバーのタ
ービン駆動流体の流通方向における重量バランスを不均
衡となし、この動翼連結カバーの遠心力によるモーメン
トで、前記動翼の変形を招き、前記接触押圧連結面の突
き合わせ力を増すようにしたものである。
ービン駆動流体の流通方向における重量バランスを不均
衡となし、この動翼連結カバーの遠心力によるモーメン
トで、前記動翼の変形を招き、前記接触押圧連結面の突
き合わせ力を増すようにしたものである。
【００１３】また本発明は、タービンロータ上に周方向
に間隔をおいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記
夫々の動翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成される
とともに、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバ
ーを有し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに
連結するようにしたタービンロータにおいて、第１の翼
は、翼先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、ター
ビン駆動流体の上流側、下流側に位置する二つの端面
と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、かつ前記二
つの端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面
を形成し、かつその平行面がタービン軸方向下流側を向
くように形成され、また翼先端部の連結カバーの背側円
周方向端面は、上流側、下流側に位置する二つの端面
と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの端面
の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形成
し、この平行面がタービン軸方向下流側を向くように形
成され、かつ前記第１の翼に隣接する第２の翼は、翼先
端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、上流側、下流
側に位置する二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面
で構成されており、二つの端面の間をつなぐ面は、ター
ビン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン
軸方向上流側を向くように形成され、翼先端部の連結カ
バーの背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する
二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成されて
おり、二つの端面をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直
な面を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側を向
くように形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼を円周
方向に交互に配置し、前記第１の翼と第２の翼の、軸方
向下流側を向く面と軸方向上流側を向く面を互いに接触
させるように形成したものである。
に間隔をおいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記
夫々の動翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成される
とともに、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバ
ーを有し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに
連結するようにしたタービンロータにおいて、第１の翼
は、翼先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、ター
ビン駆動流体の上流側、下流側に位置する二つの端面
と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、かつ前記二
つの端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面
を形成し、かつその平行面がタービン軸方向下流側を向
くように形成され、また翼先端部の連結カバーの背側円
周方向端面は、上流側、下流側に位置する二つの端面
と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの端面
の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形成
し、この平行面がタービン軸方向下流側を向くように形
成され、かつ前記第１の翼に隣接する第２の翼は、翼先
端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、上流側、下流
側に位置する二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面
で構成されており、二つの端面の間をつなぐ面は、ター
ビン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン
軸方向上流側を向くように形成され、翼先端部の連結カ
バーの背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する
二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成されて
おり、二つの端面をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直
な面を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側を向
くように形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼を円周
方向に交互に配置し、前記第１の翼と第２の翼の、軸方
向下流側を向く面と軸方向上流側を向く面を互いに接触
させるように形成したものである。
【００１４】また、タービンロータ上に周方向に間隔を
おいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動
翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成されるととも
に、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有
し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結す
るようにしたタービンロータにおいて、第１の翼は、翼
先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、タービン駆
動流体の上流側、下流側に位置する二つの端面と、この
二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの端面の間をつ
なぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、この平
行面がタービン軸方向下流側を向くように形成され、翼
先端部の連結カバーの背側円周方向端面は、上流側、下
流側に位置する二つの端面と、この二つの端面をつなぐ
面で構成され、二つの端面の間をつなぐ面は、タービン
軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方
向下流側を向くように形成され、かつ第２の翼は、翼先
端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、上流側、下流
側に位置する二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面
で構成されており、二つの端面の間をつなぐ面は、ター
ビン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン
軸方向上流側を向くように形成され、翼先端部の連結カ
バーの背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する
二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成されて
おり、二つの端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に
垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側
を向くように形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼の
各半径方向位置断面の重心を重ねた重心線を半径方向線
に対してそれぞれタービン軸方向上流側、下流側に傾け
るように、円周方向に交互に配置し、前記第１の翼と第
２の翼のそれぞれ軸方向下流側を向く面と、軸方向上流
側を向く面を互いに接触させるように形成したものであ
る。
おいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動
翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成されるととも
に、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有
し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結す
るようにしたタービンロータにおいて、第１の翼は、翼
先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、タービン駆
動流体の上流側、下流側に位置する二つの端面と、この
二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの端面の間をつ
なぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、この平
行面がタービン軸方向下流側を向くように形成され、翼
先端部の連結カバーの背側円周方向端面は、上流側、下
流側に位置する二つの端面と、この二つの端面をつなぐ
面で構成され、二つの端面の間をつなぐ面は、タービン
軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方
向下流側を向くように形成され、かつ第２の翼は、翼先
端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、上流側、下流
側に位置する二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面
で構成されており、二つの端面の間をつなぐ面は、ター
ビン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン
軸方向上流側を向くように形成され、翼先端部の連結カ
バーの背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する
二つの端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成されて
おり、二つの端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に
垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側
を向くように形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼の
各半径方向位置断面の重心を重ねた重心線を半径方向線
に対してそれぞれタービン軸方向上流側、下流側に傾け
るように、円周方向に交互に配置し、前記第１の翼と第
２の翼のそれぞれ軸方向下流側を向く面と、軸方向上流
側を向く面を互いに接触させるように形成したものであ
る。
【００１５】また、タービンロータ上に周方向に間隔を
おいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動
翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成されるととも
に、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有
し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結す
るようにしたタービンロータにおいて、第１の翼は、翼
先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、タービン軸
方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方向
下流側を向くように形成され、翼先端部の連結カバーの
背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する二つの
端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの
端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形
成し、この平行面がタービン軸方向下流側を向くように
形成され、かつ第２の翼は、翼先端部の連結カバーは、
タービン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がター
ビン軸方向上流側を向くように形成され、翼先端部の連
結カバーの背側円周方向端面は、タービン軸方向に垂直
な面を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側を向
くように形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼を円周
方向に交互に配置し、第１の翼と第２の翼の、軸方向下
流側を向く面と軸方向上流側を向く面を互いに接触させ
るように形成したものである。
おいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動
翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成されるととも
に、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有
し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結す
るようにしたタービンロータにおいて、第１の翼は、翼
先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、タービン軸
方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方向
下流側を向くように形成され、翼先端部の連結カバーの
背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する二つの
端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの
端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形
成し、この平行面がタービン軸方向下流側を向くように
形成され、かつ第２の翼は、翼先端部の連結カバーは、
タービン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がター
ビン軸方向上流側を向くように形成され、翼先端部の連
結カバーの背側円周方向端面は、タービン軸方向に垂直
な面を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側を向
くように形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼を円周
方向に交互に配置し、第１の翼と第２の翼の、軸方向下
流側を向く面と軸方向上流側を向く面を互いに接触させ
るように形成したものである。
【００１６】また、タービンロータ上に周方向に間隔を
おいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動
翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成されるととも
に、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有
し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結す
るようにしたタービンロータにおいて、第１の翼は、翼
先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、タービン軸
方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方向
下流側を向くように形成され、翼先端部の連結カバーの
背側円周方向端面は、タービン軸方向に垂直な面を形成
し、この平行面がタービン軸方向下流側を向くように形
成され、かつ第２の翼は、翼先端部の連結カバーの腹側
円周方向端面は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、
この平行面がタービン軸方向上流側を向くように形成さ
れ、翼先端部の連結カバーの背側円周方向端面は、ター
ビン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン
軸方向上流側を向くように形成され、第１の翼と第２の
翼の各半径方向位置断面の重心を重ねた重心線を半径方
向線に対してそれぞれタービン軸方向上流側、下流側に
傾けるように、円周方向に交互に配置し、かつ前記第１
の翼と第２の翼のそれぞれ軸方向下流側を向く面と、軸
方向上流側を向く面を互いに接触させるように形成した
ものである。
おいて配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動
翼の外周先端部に、動翼と一体形に形成されるととも
に、翼の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有
し、この連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結す
るようにしたタービンロータにおいて、第１の翼は、翼
先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、タービン軸
方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸方向
下流側を向くように形成され、翼先端部の連結カバーの
背側円周方向端面は、タービン軸方向に垂直な面を形成
し、この平行面がタービン軸方向下流側を向くように形
成され、かつ第２の翼は、翼先端部の連結カバーの腹側
円周方向端面は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、
この平行面がタービン軸方向上流側を向くように形成さ
れ、翼先端部の連結カバーの背側円周方向端面は、ター
ビン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン
軸方向上流側を向くように形成され、第１の翼と第２の
翼の各半径方向位置断面の重心を重ねた重心線を半径方
向線に対してそれぞれタービン軸方向上流側、下流側に
傾けるように、円周方向に交互に配置し、かつ前記第１
の翼と第２の翼のそれぞれ軸方向下流側を向く面と、軸
方向上流側を向く面を互いに接触させるように形成した
ものである。
【００１７】また、この場合、前記翼は、円周方向に伸
びる円筒面の一部からなる翼根部を持ち、かつロータは
前記翼根部と合致する円筒面の一部からなる円周方向溝
を有し、前記ロータの円周方向溝に前記翼の翼根部を順
次嵌合させて前記ロータと翼とを結合させるようにした
ものである。
びる円筒面の一部からなる翼根部を持ち、かつロータは
前記翼根部と合致する円筒面の一部からなる円周方向溝
を有し、前記ロータの円周方向溝に前記翼の翼根部を順
次嵌合させて前記ロータと翼とを結合させるようにした
ものである。
【００１８】また本発明は、熱エネルギーを動力に変換
する翼列を有するロータを備え、前記翼列が、静止した
静翼と、ロータに取り付けられ回転動力に変換する動翼
からなり、かつ圧力段階ごとに高圧部、中圧部、低圧部
からなるタービンに、前述したタービンロータを採用す
るようにしたものである。
する翼列を有するロータを備え、前記翼列が、静止した
静翼と、ロータに取り付けられ回転動力に変換する動翼
からなり、かつ圧力段階ごとに高圧部、中圧部、低圧部
からなるタービンに、前述したタービンロータを採用す
るようにしたものである。
【００１９】すなわちこのように形成されたタービンロ
ータであると、動翼連結カバーの接触押圧連結面が、タ
ービン駆動流体の流通方向を向くように形成され、かつ
ロータの回転に基づく遠心力による動翼の変形で前記接
触押圧連結面の突き合わせ力が増すように形成されてい
るので、従来のタービンロータで生じていた問題，すな
わち従来のインテグラルカバー翼では、翼やロータは遠
心力により半径方向の伸張で、インテグラルカバーの接
触する面圧が減少するように作用し、強度上また振動特
性上問題があったが、本発明によるインテグラルカバー
翼では、接触する面がタービン軸方向，すなわちタービ
ン駆動流体の流通方向を向くように形成されており、翼
間距離は円周方向に広がるのに対して、面圧は軸方向に
作用するので、翼やロータの遠心力により半径方向の伸
張には何等影響を受けず、したがって回転中においても
翼同士の連結は確保され、強度上、振動特性上非常に優
れ、したがって全周の翼が切れ目なく緊密に連結可能で
あり、また高い振動減衰効果を発揮することが可能なイ
ンテグラルカバー翼を備えた信頼性の高いタービンロー
タとすることができるのである。
ータであると、動翼連結カバーの接触押圧連結面が、タ
ービン駆動流体の流通方向を向くように形成され、かつ
ロータの回転に基づく遠心力による動翼の変形で前記接
触押圧連結面の突き合わせ力が増すように形成されてい
るので、従来のタービンロータで生じていた問題，すな
わち従来のインテグラルカバー翼では、翼やロータは遠
心力により半径方向の伸張で、インテグラルカバーの接
触する面圧が減少するように作用し、強度上また振動特
性上問題があったが、本発明によるインテグラルカバー
翼では、接触する面がタービン軸方向，すなわちタービ
ン駆動流体の流通方向を向くように形成されており、翼
間距離は円周方向に広がるのに対して、面圧は軸方向に
作用するので、翼やロータの遠心力により半径方向の伸
張には何等影響を受けず、したがって回転中においても
翼同士の連結は確保され、強度上、振動特性上非常に優
れ、したがって全周の翼が切れ目なく緊密に連結可能で
あり、また高い振動減衰効果を発揮することが可能なイ
ンテグラルカバー翼を備えた信頼性の高いタービンロー
タとすることができるのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはそのタービンロータを
備えたタービンおよびタービンロータの要部が示されて
いる。図中３５がタービンケーシングであり、５がター
ビンロータ、２７が静翼、１が動翼、３がインテグラル
カバー（動翼連結カバー）、４が動翼の植え込み部であ
る。
発明を詳細に説明する。図１にはそのタービンロータを
備えたタービンおよびタービンロータの要部が示されて
いる。図中３５がタービンケーシングであり、５がター
ビンロータ、２７が静翼、１が動翼、３がインテグラル
カバー（動翼連結カバー）、４が動翼の植え込み部であ
る。
【００２１】動翼１は、ロータ５に円周方向に切られた
溝４に嵌合するフックを持つ翼根部２と、一体形に形成
されたインテグラルカバー３を持ち、ロータの溝部４に
円周方向に挿入することによりロータ５に嵌合される。
動翼１を円周方向に植え込んでいく形式のロータでは、
ロータの溝部の一部に切り欠き２４が設けられており、
動翼を一本ずつ半径方向外周側から切り欠き２４に差し
込み、円周方向に挿入していく。
溝４に嵌合するフックを持つ翼根部２と、一体形に形成
されたインテグラルカバー３を持ち、ロータの溝部４に
円周方向に挿入することによりロータ５に嵌合される。
動翼１を円周方向に植え込んでいく形式のロータでは、
ロータの溝部の一部に切り欠き２４が設けられており、
動翼を一本ずつ半径方向外周側から切り欠き２４に差し
込み、円周方向に挿入していく。
【００２２】図２は、図１に示すインテグラルカバー翼
構造を半径方向外周側から見た平面図である。円周方向
に所定の間隔をおいて配置される翼の先端には、２つの
異なるインテグラルカバーが交互に設けられている。翼
１ａのインテグラルカバー３ａの背側円周方向端面は、
軸方向上流側（図中左側）、下流側（図中右側）に位置
する端面１５ａ，１５ａ’、および二つの端面の間をつ
なぐ面６ａで構成され、この二つの端面の間をつなぐ面
６ａは、タービン軸方向，すなわちタービン駆動流体の
流通方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸
方向下流側を向くように形成されている。
構造を半径方向外周側から見た平面図である。円周方向
に所定の間隔をおいて配置される翼の先端には、２つの
異なるインテグラルカバーが交互に設けられている。翼
１ａのインテグラルカバー３ａの背側円周方向端面は、
軸方向上流側（図中左側）、下流側（図中右側）に位置
する端面１５ａ，１５ａ’、および二つの端面の間をつ
なぐ面６ａで構成され、この二つの端面の間をつなぐ面
６ａは、タービン軸方向，すなわちタービン駆動流体の
流通方向に垂直な面を形成し、この平行面がタービン軸
方向下流側を向くように形成されている。
【００２３】また、翼１ａのインテグラルカバー３ａの
腹側円周方向端面は、軸方向上流側、下流側に位置する
端面１６ａ，１６ａ’、および二つの端面の間をつなぐ
面７ａで構成されており、二つの面の間をつなぐ面７ａ
は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、該平行面がタ
ービン軸方向下流側を向くように形成されている。
腹側円周方向端面は、軸方向上流側、下流側に位置する
端面１６ａ，１６ａ’、および二つの端面の間をつなぐ
面７ａで構成されており、二つの面の間をつなぐ面７ａ
は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、該平行面がタ
ービン軸方向下流側を向くように形成されている。
【００２４】一方、翼１ｂのインテグラルカバー３ｂの
背側円周方向端面は、軸方向上流側、下流側に位置する
端面１５ｂ，１５ｂ’、および二つ端面の間をつなぐ面
６ｂで構成されており、二つの端面の間をつなぐ面６ｂ
は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面が
タービン軸方向上流側を向くように形成され、翼１ｂの
インテグラルカバー３ｂの腹側円周方向端面は、軸方向
上流側、下流側に位置する端面１６ｂ，１６ｂ’、およ
び二つの端面の間をつなぐ面７ｂで構成されており、二
つの端面をつなぐ面７ｂは、タービン軸方向に垂直な面
を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側を向くよ
うに形成されている。この形状は、タービン軸方向，す
なわちタービン駆動流体の流通方向における重量バラン
スが不均衡な形状となる。
背側円周方向端面は、軸方向上流側、下流側に位置する
端面１５ｂ，１５ｂ’、および二つ端面の間をつなぐ面
６ｂで構成されており、二つの端面の間をつなぐ面６ｂ
は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、この平行面が
タービン軸方向上流側を向くように形成され、翼１ｂの
インテグラルカバー３ｂの腹側円周方向端面は、軸方向
上流側、下流側に位置する端面１６ｂ，１６ｂ’、およ
び二つの端面の間をつなぐ面７ｂで構成されており、二
つの端面をつなぐ面７ｂは、タービン軸方向に垂直な面
を形成し、この平行面がタービン軸方向上流側を向くよ
うに形成されている。この形状は、タービン軸方向，す
なわちタービン駆動流体の流通方向における重量バラン
スが不均衡な形状となる。
【００２５】このように、二つの異なるインテグラルカ
バーを持つ翼が全周にわたって円周方向に交互に配置さ
れている。勿論、このとき翼１ａの腹側に伸びる軸方向
下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの背側に伸びる軸方向
上流側を向いた面６ｂとは、向き合うかたちとなる。
バーを持つ翼が全周にわたって円周方向に交互に配置さ
れている。勿論、このとき翼１ａの腹側に伸びる軸方向
下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの背側に伸びる軸方向
上流側を向いた面６ｂとは、向き合うかたちとなる。
【００２６】このように構成された翼を有するロータが
回転すると、インテグラルカバー翼には半径方向外周側
に遠心力が作用するわけであるが、次にこのインテグラ
ルカバー翼の作用について図３を用いて説明する。この
図は、インテグラルカバー翼１ａ、１ｂを円周方向腹側
から見た図である。
回転すると、インテグラルカバー翼には半径方向外周側
に遠心力が作用するわけであるが、次にこのインテグラ
ルカバー翼の作用について図３を用いて説明する。この
図は、インテグラルカバー翼１ａ、１ｂを円周方向腹側
から見た図である。
【００２７】図３の左側に示されている重心線９ａ，す
なわち翼１ａに設けられたインテグラルカバーの円周方
向に伸びる重心線９ａは、翼１ａの重心線１０ａに対し
て軸方向上流側（図中左側）にある。この翼１ａに遠心
力が作用すると、重心のずれにより矢印８ａの方向にモ
ーメントが発生し、翼は矢印８ａ方向に変形しようとす
る。同様に、図３の右側における翼１ｂのインテグラル
カバーの重心線９ｂは、翼１ｂの重心線１０ｂに対して
軸方向下流側（図中右側）にある。翼１ｂに遠心力が作
用すると、矢印８ｂ方向にモーメントが発生し、矢印８
ｂ方向に変形しようとする。
なわち翼１ａに設けられたインテグラルカバーの円周方
向に伸びる重心線９ａは、翼１ａの重心線１０ａに対し
て軸方向上流側（図中左側）にある。この翼１ａに遠心
力が作用すると、重心のずれにより矢印８ａの方向にモ
ーメントが発生し、翼は矢印８ａ方向に変形しようとす
る。同様に、図３の右側における翼１ｂのインテグラル
カバーの重心線９ｂは、翼１ｂの重心線１０ｂに対して
軸方向下流側（図中右側）にある。翼１ｂに遠心力が作
用すると、矢印８ｂ方向にモーメントが発生し、矢印８
ｂ方向に変形しようとする。
【００２８】ここで対向する翼１ａの軸方向下流側を向
いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向いた面６ｂが
拘束されることにより面圧が生じ、隣り合う翼は接触連
結される。翼を円周方向に交互に配置させることによ
り、全周にわたって隣り合う翼同士が連結される。な
お、本発明では第１の翼と第２の翼の組み合わせによる
ものであり、全周の翼本数が奇数の場合には、１つの翼
を隣り合う翼のインテグラルカバー形状に合わせて加工
する必要がある。
いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向いた面６ｂが
拘束されることにより面圧が生じ、隣り合う翼は接触連
結される。翼を円周方向に交互に配置させることによ
り、全周にわたって隣り合う翼同士が連結される。な
お、本発明では第１の翼と第２の翼の組み合わせによる
ものであり、全周の翼本数が奇数の場合には、１つの翼
を隣り合う翼のインテグラルカバー形状に合わせて加工
する必要がある。
【００２９】前述した従来のインテグラルカバー翼で
は、隣り合う翼同士の円周方向に伸びるタービン軸方向
に垂直な面が向き合うように、翼は円周方向に交互に配
置される。翼やロータは遠心力により半径方向に伸張す
るが、このときインテグラルカバーの接触面の半径方向
位置が高くなり、翼間距離が静止時のそれに比べて広が
ってしまう。インテグラルカバー翼が、接触する面が円
周方向に向き合っている場合、回転中に翼間距離が広が
ることは面圧が減少するように作用し、面圧が０になる
と翼同士の接触が確保されず、単独翼状態になる。これ
は強度上、また振動特性上非常に問題がある。本発明に
よるインテグラルカバー翼では、接触する面がタービン
軸方向を向くように形成されており、翼間距離は円周方
向に広がるのに対して、面圧は軸方向に作用している。
したがって回転中においても翼同士の連結は確保され、
強度上、振動特性上非常に優れている。
は、隣り合う翼同士の円周方向に伸びるタービン軸方向
に垂直な面が向き合うように、翼は円周方向に交互に配
置される。翼やロータは遠心力により半径方向に伸張す
るが、このときインテグラルカバーの接触面の半径方向
位置が高くなり、翼間距離が静止時のそれに比べて広が
ってしまう。インテグラルカバー翼が、接触する面が円
周方向に向き合っている場合、回転中に翼間距離が広が
ることは面圧が減少するように作用し、面圧が０になる
と翼同士の接触が確保されず、単独翼状態になる。これ
は強度上、また振動特性上非常に問題がある。本発明に
よるインテグラルカバー翼では、接触する面がタービン
軸方向を向くように形成されており、翼間距離は円周方
向に広がるのに対して、面圧は軸方向に作用している。
したがって回転中においても翼同士の連結は確保され、
強度上、振動特性上非常に優れている。
【００３０】図４には、他の変形例が示されている。翼
のピッチが小さく、翼の前縁と後縁を結んだ弦長が軸方
向に対して角度を持っているときには、図１に示される
インテグラルカバー形状は、翼の形状に合わせて接触面
を基準に非対称なカバーとなる。対向する翼１ａの軸方
向下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向
いた面６ｂが拘束されることにより面圧が生じ、隣り合
う翼は接触連結される。２つの異なるインテグラルカバ
ー翼を円周方向に交互に配置させることにより、全周に
わたって隣り合う翼同士が連結される。
のピッチが小さく、翼の前縁と後縁を結んだ弦長が軸方
向に対して角度を持っているときには、図１に示される
インテグラルカバー形状は、翼の形状に合わせて接触面
を基準に非対称なカバーとなる。対向する翼１ａの軸方
向下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向
いた面６ｂが拘束されることにより面圧が生じ、隣り合
う翼は接触連結される。２つの異なるインテグラルカバ
ー翼を円周方向に交互に配置させることにより、全周に
わたって隣り合う翼同士が連結される。
【００３１】図５にはもう一つの変形例が示されてい
る。翼１ａの腹側に伸びる接触面７ａと、翼１ｂの背側
に伸びる接触面６ｂを、軸方向に垂直な同一面上１３に
設け、同様に翼１ｂの腹側に伸びる接触面７ｂと、翼１
ｃの背側に伸びる接触面６ｃを、軸方向に垂直な同一面
上１３’に設ける。対向する翼１ａの軸方向下流側を向
いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向いた面６ｂが
拘束されることにより面圧が生じ、隣り合う翼は接触連
結される。２つの異なるインテグラルカバー翼を円周方
向に交互に配置させることにより、全周にわたって隣り
合う翼同士が連結される。
る。翼１ａの腹側に伸びる接触面７ａと、翼１ｂの背側
に伸びる接触面６ｂを、軸方向に垂直な同一面上１３に
設け、同様に翼１ｂの腹側に伸びる接触面７ｂと、翼１
ｃの背側に伸びる接触面６ｃを、軸方向に垂直な同一面
上１３’に設ける。対向する翼１ａの軸方向下流側を向
いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向いた面６ｂが
拘束されることにより面圧が生じ、隣り合う翼は接触連
結される。２つの異なるインテグラルカバー翼を円周方
向に交互に配置させることにより、全周にわたって隣り
合う翼同士が連結される。
【００３２】図６も他の変形例を示すもので、翼１ａの
腹側に伸びる接触面７ａは、軸方向に対して反時計回り
に鋭角α１をなしている。同様に翼１ｂの背側に伸びる
接触面６ｂは、軸方向に対して反時計回りに鋭角α１を
なしている。翼１ｂの腹側に伸びる接触面７ｂは、軸方
向に対して時計回りに鋭角α２をなしている。また翼１
ｃの背側に伸びる接触面６ｃは、軸方向に対して時計回
りに鋭角α２をなしている。対向する翼１ａの軸方向下
流側を向いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向いた
面６ｂが拘束されることにより面圧が生じ、隣り合う翼
は接触連結される。２つの異なるインテグラルカバー翼
を円周方向に交互に配置させることにより、全周にわた
って隣り合う翼同士が連結される。
腹側に伸びる接触面７ａは、軸方向に対して反時計回り
に鋭角α１をなしている。同様に翼１ｂの背側に伸びる
接触面６ｂは、軸方向に対して反時計回りに鋭角α１を
なしている。翼１ｂの腹側に伸びる接触面７ｂは、軸方
向に対して時計回りに鋭角α２をなしている。また翼１
ｃの背側に伸びる接触面６ｃは、軸方向に対して時計回
りに鋭角α２をなしている。対向する翼１ａの軸方向下
流側を向いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を向いた
面６ｂが拘束されることにより面圧が生じ、隣り合う翼
は接触連結される。２つの異なるインテグラルカバー翼
を円周方向に交互に配置させることにより、全周にわた
って隣り合う翼同士が連結される。
【００３３】また図７は、図６の変形例を示すもので、
翼１ａの腹側に伸びるインテグラルカバーの円周方向端
面７ａは、軸方向に対し反時計回りに鋭角θ１をなして
いる。同様に翼１ｂの背側に伸びるインテグラルカバー
の円周方向端面６ｂは軸方向に対し反時計回りに鋭角θ
１をなしている。また、翼１ｂの腹側に伸びるインテグ
ラルカバーの円周方向端面７ｂは軸方向に対し時計回り
に鋭角θ２をなしており、翼１ｃの背側に伸びるインテ
グラルカバーの円周方向端面６ｃは、軸方向に対して時
計まわりに鋭角θ２をなしている。対向する翼１ａの軸
方向下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を
向いた面６ｂが拘束されることにより面圧が生じ、隣り
合う翼は接触連結される。２つの異なるインテグラルカ
バー翼を円周方向に交互に配置させることにより、全周
にわたって隣り合う翼同士が連結される。
翼１ａの腹側に伸びるインテグラルカバーの円周方向端
面７ａは、軸方向に対し反時計回りに鋭角θ１をなして
いる。同様に翼１ｂの背側に伸びるインテグラルカバー
の円周方向端面６ｂは軸方向に対し反時計回りに鋭角θ
１をなしている。また、翼１ｂの腹側に伸びるインテグ
ラルカバーの円周方向端面７ｂは軸方向に対し時計回り
に鋭角θ２をなしており、翼１ｃの背側に伸びるインテ
グラルカバーの円周方向端面６ｃは、軸方向に対して時
計まわりに鋭角θ２をなしている。対向する翼１ａの軸
方向下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの軸方向上流側を
向いた面６ｂが拘束されることにより面圧が生じ、隣り
合う翼は接触連結される。２つの異なるインテグラルカ
バー翼を円周方向に交互に配置させることにより、全周
にわたって隣り合う翼同士が連結される。
【００３４】図８はさらに他の変形例を示すもので、タ
ービン高圧段では、作動流体が非常に高温になるため、
タービン翼、およびインテグラルカバーは熱膨張を生じ
る。図２に示されるインテグラルカバー翼を高圧段に採
用する際には熱膨張を考慮して、翼の静止時に、翼１ａ
の腹側に伸びる接触面７ａと翼１ｂの背側に伸びる接触
面６ｂに間隙１４を設け、同様に、翼１ｂの腹側に伸び
る接触面７ｂと翼１ｃの背側に伸びる接触面６ｃに間隙
１４’を設ける。間隙を設けていない場合、運転中には
インテグラルカバーは熱膨張により変形し、その変形を
カバー接触面で拘束ことにより、変形の大きさによって
は、翼に大きな曲げ応力が生じる。したがって静止時に
間隙を設けることにより、熱膨張による翼に過大な力を
かけることなく隣り合う翼同士が連結される。
ービン高圧段では、作動流体が非常に高温になるため、
タービン翼、およびインテグラルカバーは熱膨張を生じ
る。図２に示されるインテグラルカバー翼を高圧段に採
用する際には熱膨張を考慮して、翼の静止時に、翼１ａ
の腹側に伸びる接触面７ａと翼１ｂの背側に伸びる接触
面６ｂに間隙１４を設け、同様に、翼１ｂの腹側に伸び
る接触面７ｂと翼１ｃの背側に伸びる接触面６ｃに間隙
１４’を設ける。間隙を設けていない場合、運転中には
インテグラルカバーは熱膨張により変形し、その変形を
カバー接触面で拘束ことにより、変形の大きさによって
は、翼に大きな曲げ応力が生じる。したがって静止時に
間隙を設けることにより、熱膨張による翼に過大な力を
かけることなく隣り合う翼同士が連結される。
【００３５】また、図９には他の変形例が示されてい
る。翼１ａの重心線１０ａを、半径方向線３０より軸方
向上流側に傾け、翼１ｂの重心線１０ｂを軸方向下流側
に傾け、２つの異なる翼を円周方向に交互に配置する。
図１０に半径方向外周側から見た図が示されている。翼
先端における重心は半径方向線に対してそれぞれ上流
側、下流側に位置する。このとき翼１ａの腹側に伸びる
軸方向下流側を向く面７ａと、翼１ｂの背側に伸びる軸
方向上流側を向く面６ｂを対向させ、面７ａと面６ｂを
接触させる。ロータの回転により翼に遠心力が作用する
と、翼根部回りのモーメントが発生し、対向する面７ａ
と６ｂでモーメントを拘束することにより面圧が発生
し、隣り合う翼は接触連結される。翼を円周方向に交互
に配置させることにより、全周にわたって隣り合う翼同
士が連結される。
る。翼１ａの重心線１０ａを、半径方向線３０より軸方
向上流側に傾け、翼１ｂの重心線１０ｂを軸方向下流側
に傾け、２つの異なる翼を円周方向に交互に配置する。
図１０に半径方向外周側から見た図が示されている。翼
先端における重心は半径方向線に対してそれぞれ上流
側、下流側に位置する。このとき翼１ａの腹側に伸びる
軸方向下流側を向く面７ａと、翼１ｂの背側に伸びる軸
方向上流側を向く面６ｂを対向させ、面７ａと面６ｂを
接触させる。ロータの回転により翼に遠心力が作用する
と、翼根部回りのモーメントが発生し、対向する面７ａ
と６ｂでモーメントを拘束することにより面圧が発生
し、隣り合う翼は接触連結される。翼を円周方向に交互
に配置させることにより、全周にわたって隣り合う翼同
士が連結される。
【００３６】図１１は、図９の変形例を示す。円周方向
腹側から見たインテグラルカバー翼構造を示す平面図で
ある。図９に示される翼構造に関して、ロータ半径方向
外周側の翼植え込み部１１が、円周方向に伸びる円筒面
の一部からなる円周方向溝を持つように形成され、翼根
部１２はロータに合致する円筒面の一部を持つ凹部を持
つように形成される。
腹側から見たインテグラルカバー翼構造を示す平面図で
ある。図９に示される翼構造に関して、ロータ半径方向
外周側の翼植え込み部１１が、円周方向に伸びる円筒面
の一部からなる円周方向溝を持つように形成され、翼根
部１２はロータに合致する円筒面の一部を持つ凹部を持
つように形成される。
【００３７】ロータの回転により、インテグラルカバー
翼に半径方向外周側に遠心力が作用すると、翼１ａ、１
ｂはそれぞれ矢印８ａ、８ｂの方向に翼根部回りのモー
メントが発生する。ここで対向する翼１ａの背側に伸び
る軸方向下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの腹側に伸び
る軸方向上流側を向いた面６ｂが拘束されることにより
面圧が生じ、隣り合う翼は接触連結される。翼根部とロ
ータは円筒面で嵌合されるため、翼根部１２、およびロ
ータ翼植え込み部１１にはモーメントの反力はほとんど
作用せず、翼根部１２に過大な力をかけずに連結構造を
達成することができる。翼を円周方向に交互に配置させ
ることにより、全周にわたり隣り合う翼同士が連結され
る。
翼に半径方向外周側に遠心力が作用すると、翼１ａ、１
ｂはそれぞれ矢印８ａ、８ｂの方向に翼根部回りのモー
メントが発生する。ここで対向する翼１ａの背側に伸び
る軸方向下流側を向いた面７ａと、翼１ｂの腹側に伸び
る軸方向上流側を向いた面６ｂが拘束されることにより
面圧が生じ、隣り合う翼は接触連結される。翼根部とロ
ータは円筒面で嵌合されるため、翼根部１２、およびロ
ータ翼植え込み部１１にはモーメントの反力はほとんど
作用せず、翼根部１２に過大な力をかけずに連結構造を
達成することができる。翼を円周方向に交互に配置させ
ることにより、全周にわたり隣り合う翼同士が連結され
る。
【００３８】図１２には、図９の変形例が示されてい
る。翼は円周方向に伸びる円筒面の一部からなる翼根部
１２’を持ち、ロータ翼植え込み部１１’は翼根部に合
致するように円筒面を形成する。図１１に示したインテ
グラルカバー翼構造と同様に、翼根部に過大な力をかけ
ずに連結構造を達成することができる。
る。翼は円周方向に伸びる円筒面の一部からなる翼根部
１２’を持ち、ロータ翼植え込み部１１’は翼根部に合
致するように円筒面を形成する。図１１に示したインテ
グラルカバー翼構造と同様に、翼根部に過大な力をかけ
ずに連結構造を達成することができる。
【００３９】図１３は、図１の変形例を示す、インテグ
ラルカバー翼構造を示す斜視図である。翼１はロータ５
に軸方向に切られた溝２０に嵌合するフックを持つ翼根
部２１と、一体形に形成されたインテグラルカバー３を
持ち、ロータの溝部２０に軸方向に挿入することによっ
てロータに嵌合される。翼先端に設けられたインテグラ
ルカバーに、本発明の図２から図８に示されるインテグ
ラルカバーを採用することにより、全周にわたって隣り
合う翼同士が連結される。
ラルカバー翼構造を示す斜視図である。翼１はロータ５
に軸方向に切られた溝２０に嵌合するフックを持つ翼根
部２１と、一体形に形成されたインテグラルカバー３を
持ち、ロータの溝部２０に軸方向に挿入することによっ
てロータに嵌合される。翼先端に設けられたインテグラ
ルカバーに、本発明の図２から図８に示されるインテグ
ラルカバーを採用することにより、全周にわたって隣り
合う翼同士が連結される。
【００４０】図１（ａ）は、タービンの構造を表す縦断
側面図である。タービンは、流体の熱エネルギーを動力
に変換する翼列部２５、ロータ５などからなり、翼列部
は、交互に配置された、静止した静翼２７とロータ軸２
６に取り付けられ回転動力に変換する動翼２８からなっ
ている。圧力段階ごとに高圧部、中圧部、低圧部からな
る。蒸気は図１３中矢印２９方向に流れる。この図１に
おいて、前述してきたの発明を、高圧部から低圧部にわ
たって、ねじり戻りが小さい翼長の短い段、すべてに採
用することによって、より高い振動減衰効果を生み出
し、全周の翼が切れ目なく緊密に連結可能なインテグラ
ルカバー翼を備えた信頼性の高いタービンとすることが
できる。
側面図である。タービンは、流体の熱エネルギーを動力
に変換する翼列部２５、ロータ５などからなり、翼列部
は、交互に配置された、静止した静翼２７とロータ軸２
６に取り付けられ回転動力に変換する動翼２８からなっ
ている。圧力段階ごとに高圧部、中圧部、低圧部からな
る。蒸気は図１３中矢印２９方向に流れる。この図１に
おいて、前述してきたの発明を、高圧部から低圧部にわ
たって、ねじり戻りが小さい翼長の短い段、すべてに採
用することによって、より高い振動減衰効果を生み出
し、全周の翼が切れ目なく緊密に連結可能なインテグラ
ルカバー翼を備えた信頼性の高いタービンとすることが
できる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、インテグラルカバー翼に関して、全周の翼が切れ目
なく緊密に連結可能であり、かつ高い振動減衰効果を発
揮することが可能なインテグラルカバー翼を備えた信頼
性の高いタービンロータおよびタービンを得ることがで
きる。
ば、インテグラルカバー翼に関して、全周の翼が切れ目
なく緊密に連結可能であり、かつ高い振動減衰効果を発
揮することが可能なインテグラルカバー翼を備えた信頼
性の高いタービンロータおよびタービンを得ることがで
きる。
【図１】本発明のタービンロータを備えたタービンの一
実施例を示す縦断側面図およびタービンロータの要部を
示す斜視図である。
実施例を示す縦断側面図およびタービンロータの要部を
示す斜視図である。
【図２】図１の半径方向から見た平面図である。
【図３】図１の円周方向から見た側面図である。
【図４】本発明の変形例を示す半径方向から見た平面図
である。
である。
【図５】本発明の変形例を示す半径方向から見た平面図
である。
である。
【図６】本発明の変形例を示す半径方向から見た平面図
である。
である。
【図７】本発明の変形例を示す半径方向から見た平面図
である。
である。
【図８】本発明の変形例を示す半径方向から見た平面図
である。
である。
【図９】図３の他の実施例を示す円周方向から見た側面
図である。
図である。
【図１０】図９の半径方向から見た平面図である。
【図１１】図３の他の実施例を示す円周方向から見た側
面図である。
面図である。
【図１２】図１１の変形例を示す円周方向から見た側面
図である。
図である。
【図１３】図１の他の実施例を示す斜視図である。
１…動翼、２…翼根部、３…インテグラルカバー、４…
翼植え込み部、５…ロータ、６…翼背側円周方向に伸び
るカバー側面、７…翼腹側円周方向に伸びるカバー側
面、８…モーメント方向、９…カバー重心線、１０…動
翼重心線、１１…円弧状翼植え込み部、１２…円弧状翼
根部、１３…軸に垂直な断面、１４…間隙、１５…イン
テグラルカバー背側円周方向端面、１６…インテグラル
カバー腹側円周方向端面、２０…軸方向翼植え込み溝、
２１…軸方向翼根部、２４…切り欠き部、２５…翼列
部、２６…ロータ軸、２７…静翼、２８…動翼、２９…
流れ方向、３０…半径方向線。
翼植え込み部、５…ロータ、６…翼背側円周方向に伸び
るカバー側面、７…翼腹側円周方向に伸びるカバー側
面、８…モーメント方向、９…カバー重心線、１０…動
翼重心線、１１…円弧状翼植え込み部、１２…円弧状翼
根部、１３…軸に垂直な断面、１４…間隙、１５…イン
テグラルカバー背側円周方向端面、１６…インテグラル
カバー腹側円周方向端面、２０…軸方向翼植え込み溝、
２１…軸方向翼根部、２４…切り欠き部、２５…翼列
部、２６…ロータ軸、２７…静翼、２８…動翼、２９…
流れ方向、３０…半径方向線。
フロントページの続き (72)発明者 齊藤 英治 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 高住 正和 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 Ｆターム(参考） 3G002 DA01
Claims (8)
- 【請求項１】 タービンロータ上に周方向に間隔をおい
て配置された複数の動翼を備え、前記夫々の動翼の外周
先端部に、周方向に隣接する動翼間を接触押圧力で摩擦
連結する動翼連結カバーを備えているタービンロータに
おいて、 前記動翼連結カバーの接触押圧連結面を、タービン駆動
流体の流通方向を向くように形成するとともに、ロータ
の回転に基づく遠心力による動翼の変形で前記接触押圧
連結面の突き合わせ力が増すように形成したことを特徴
とするタービンロータ。 - 【請求項２】 前記動翼連結カバーのタービン駆動流体
の流通方向における重量バランスを不均衡となし、この
動翼連結カバーの遠心力によるモーメントで、前記動翼
の変形を招き、前記接触押圧連結面の突き合わせ力を増
すようにした請求項１記載のタービンロータ。 - 【請求項３】 タービンロータ上に周方向に間隔をおい
て配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動翼の
外周先端部に、動翼と一体形に形成されるとともに、翼
の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有し、該
連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結するように
したタービンロータにおいて、 第１の翼は、翼先端部の連結カバーの腹側円周方向端面
は、タービン駆動流体の上流側、下流側に位置する二つ
の端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、かつ
前記二つの端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂
直な面を形成し、かつその平行面がタービン軸方向下流
側を向くように形成され、また翼先端部の連結カバーの
背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する二つの
端面と、この二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの
端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形
成し、該平行面がタービン軸方向下流側を向くように形
成され、かつ前記第１の翼に隣接する第２の翼は、翼先
端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、上流側、下流
側に位置する二つの端面と、該二つの端面をつなぐ面で
構成されており、二つの端面の間をつなぐ面は、タービ
ン軸方向に垂直な面を形成し、該平行面がタービン軸方
向上流側を向くように形成され、翼先端部の連結カバー
の背側円周方向端面は、上流側、下流側に位置する二つ
の端面と、該二つの端面をつなぐ面で構成されており、
二つの端面をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を
形成し、該平行面がタービン軸方向上流側を向くように
形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼を円周方向に交
互に配置し、前記第１の翼と第２の翼の、軸方向下流側
を向く面と軸方向上流側を向く面を互いに接触させるよ
うに形成したことを特徴とするタービンロータ。 - 【請求項４】 タービンロータ上に周方向に間隔をおい
て配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動翼の
外周先端部に、動翼と一体形に形成されるとともに、翼
の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有し、該
連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結するように
したタービンロータにおいて、 第１の翼は、翼先端部の連結カバーの腹側円周方向端面
は、タービン駆動流体の上流側、下流側に位置する二つ
の端面と、該二つの端面をつなぐ面で構成され、二つの
端面の間をつなぐ面は、タービン軸方向に垂直な面を形
成し、該平行面がタービン軸方向下流側を向くように形
成され、翼先端部の連結カバーの背側円周方向端面は、
上流側、下流側に位置する二つの端面と、該二つの端面
をつなぐ面で構成され、二つの端面の間をつなぐ面は、
タービン軸方向に垂直な面を形成し、該平行面がタービ
ン軸方向下流側を向くように形成され、かつ第２の翼
は、翼先端部の連結カバーの腹側円周方向端面は、上流
側、下流側に位置する二つの端面と、該二つの端面をつ
なぐ面で構成されており、二つの端面の間をつなぐ面
は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、該平行面がタ
ービン軸方向上流側を向くように形成され、翼先端部の
連結カバーの背側円周方向端面は、上流側、下流側に位
置する二つの端面と、該二つの端面をつなぐ面で構成さ
れており、二つの端面の間をつなぐ面は、タービン軸方
向に垂直な面を形成し、該平行面がタービン軸方向上流
側を向くように形成され、かつ前記第１の翼と第２の翼
の各半径方向位置断面の重心を重ねた重心線を半径方向
線に対してそれぞれタービン軸方向上流側、下流側に傾
けるように、円周方向に交互に配置し、前記第１の翼と
第２の翼のそれぞれ軸方向下流側を向く面と、軸方向上
流側を向く面を互いに接触させるように形成したことを
特徴とするタービンロータ。 - 【請求項５】 タービンロータ上に周方向に間隔をおい
て配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動翼の
外周先端部に、動翼と一体形に形成されるとともに、翼
の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有し、該
連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結するように
したタービンロータにおいて、 第１の翼は、翼先端部の連結カバーの腹側円周方向端
面、および背側円周方向端面は、軸方向下流側を向くよ
うに形成され、かつ第２の翼は、翼先端部の連結カバー
の腹側円周方向端面、および背側円周方向端面は、軸方
向上流側を向くように形成され、かつ前記第１の翼と第
２の翼を円周方向に交互に配置し、第１の翼と第２の翼
の、軸方向下流側を向く面と軸方向上流側を向く面を互
いに接触させるように形成したことを特徴とするタービ
ンロータ。 - 【請求項６】 タービンロータ上に周方向に間隔をおい
て配置された複数の動翼を備え、かつ前記夫々の動翼の
外周先端部に、動翼と一体形に形成されるとともに、翼
の背側と腹側に円周方向に伸びる連結カバーを有し、該
連結カバーによって前記隣接翼を互いに連結するように
したタービンロータにおいて、 第１の翼は、翼先端部の連結カバーの腹側円周方向端面
は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、該平行面がタ
ービン軸方向下流側を向くように形成され、翼先端部の
連結カバーの背側円周方向端面は、タービン軸方向に垂
直な面を形成し、該平行面がタービン軸方向下流側を向
くように形成され、かつ第２の翼は、翼先端部の連結カ
バーの腹側円周方向端面は、タービン軸方向に垂直な面
を形成し、該平行面がタービン軸方向上流側を向くよう
に形成され、翼先端部の連結カバーの背側円周方向端面
は、タービン軸方向に垂直な面を形成し、該平行面がタ
ービン軸方向上流側を向くように形成され、第１の翼と
第２の翼の各半径方向位置断面の重心を重ねた重心線を
半径方向線に対してそれぞれタービン軸方向上流側、下
流側に傾けるように、円周方向に交互に配置し、かつ前
記第１の翼と第２の翼のそれぞれ軸方向下流側を向く面
と、軸方向上流側を向く面を互いに接触させるように形
成したことを特徴とするタービンロータ。 - 【請求項７】 前記翼は、円周方向に伸びる円筒面の一
部からなる翼根部を持ち、かつロータは前記翼根部と合
致する円筒面の一部からなる円周方向溝を有し、前記ロ
ータの円周方向溝に前記翼の翼根部が順次嵌合されて前
記ロータと翼とが結合されてなる請求項１〜６いずれか
に記載のタービンロータ。 - 【請求項８】 熱エネルギーを動力に変換する翼列を有
するロータを備え、前記翼列が、静止した静翼と、ロー
タに取り付けられ回転動力に変換する動翼からなり、か
つ圧力段階ごとに高圧部、中圧部、低圧部からなるター
ビンに、前記請求項１〜７いずれかに記載のタービンロ
ータを採用したことを特徴とするタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04641299A JP3808655B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | タービンロータ及びタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04641299A JP3808655B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | タービンロータ及びタービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248902A true JP2000248902A (ja) | 2000-09-12 |
| JP3808655B2 JP3808655B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=12746449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04641299A Expired - Fee Related JP3808655B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | タービンロータ及びタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3808655B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1512836A4 (en) * | 2002-06-07 | 2010-07-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | TURBINE BUCKET ASSEMBLY AND ASSEMBLY METHOD |
| JPWO2015068227A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2017-03-09 | 川崎重工業株式会社 | タービン翼およびその製造方法 |
| CN109057870A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-21 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 涡轮叶片组 |
| JP2019173619A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105201561A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-30 | 北京航空航天大学 | 一种成对矩形齿配合的涡轮叶片叶冠 |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP04641299A patent/JP3808655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1512836A4 (en) * | 2002-06-07 | 2010-07-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | TURBINE BUCKET ASSEMBLY AND ASSEMBLY METHOD |
| JPWO2015068227A1 (ja) * | 2013-11-06 | 2017-03-09 | 川崎重工業株式会社 | タービン翼およびその製造方法 |
| JP2019173619A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
| JP7039354B2 (ja) | 2018-03-28 | 2022-03-22 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
| CN109057870A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-21 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 涡轮叶片组 |
| CN109057870B (zh) * | 2018-08-07 | 2020-12-01 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 涡轮叶片组 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3808655B2 (ja) | 2006-08-16 |
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