JP2001254717A - ロータウインデイジナット - Google Patents
ロータウインデイジナットInfo
- Publication number
- JP2001254717A JP2001254717A JP2000327892A JP2000327892A JP2001254717A JP 2001254717 A JP2001254717 A JP 2001254717A JP 2000327892 A JP2000327892 A JP 2000327892A JP 2000327892 A JP2000327892 A JP 2000327892A JP 2001254717 A JP2001254717 A JP 2001254717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nut
- center hole
- rotor
- pair
- rotor assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
- F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B27/00—Bolts, screws, or nuts formed in integral series but easily separable, particularly for use in automatic machines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05B2260/301—Retaining bolts or nuts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/60—Assembly methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/40—Use of a multiplicity of similar components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/10—Two-dimensional
- F05D2250/11—Two-dimensional triangular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/10—Two-dimensional
- F05D2250/14—Two-dimensional elliptical
- F05D2250/141—Two-dimensional elliptical circular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/70—Shape
- F05D2250/71—Shape curved
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/97—Reducing windage losses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
- F05D2300/17—Alloys
- F05D2300/171—Steel alloys
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 既存の後部ウインデイジナットの設計の改
善。 【解決手段】 ロータ締結ボルト用ナット（４４）は、
その中にねじ山付センタ穴（４６）を持つナット本体
と；センタ穴にまたがって両側方向に延び一対のウイン
グ部分（５２、５４）を構成するセンタ穴の片側の第１
の周縁表面（５６）と；ウイング部分を支える一対の支
え壁部分（６８、７０）とを含み、支え壁部分が、第１
の周縁表面（５６）の両端にそれぞれ接合され、かつセ
ンタ穴の反対側の丸みのある表面（６６）で互いに接合
される第２および第３の周縁表面（６２、６４）を持
つ。
善。 【解決手段】 ロータ締結ボルト用ナット（４４）は、
その中にねじ山付センタ穴（４６）を持つナット本体
と；センタ穴にまたがって両側方向に延び一対のウイン
グ部分（５２、５４）を構成するセンタ穴の片側の第１
の周縁表面（５６）と；ウイング部分を支える一対の支
え壁部分（６８、７０）とを含み、支え壁部分が、第１
の周縁表面（５６）の両端にそれぞれ接合され、かつセ
ンタ穴の反対側の丸みのある表面（６６）で互いに接合
される第２および第３の周縁表面（６２、６４）を持
つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概してターボ機械
に関し、具体的にはロータまたはステータ組立体のセク
ションを一体に締結するボルトに使用されるナットの新
設計に関する。
に関し、具体的にはロータまたはステータ組立体のセク
ションを一体に締結するボルトに使用されるナットの新
設計に関する。
【０００２】
【従来技術】軸方向に延びる締結ボルトは、発電用ター
ビンなどの回転機械において、タービン段、ノズルおよ
びスペーサなどの様々な構成要素をロータのコア軸上に
（または、ステータ組立体における他の構成要素を）一
体に固定するのに使用される。通常、これらのボルト
は、ロータの周りに円周方向に間隔を置いて配置され、
組合されるナットを収容するために環状のロータ空洞ま
たは溝が設けられる。
ビンなどの回転機械において、タービン段、ノズルおよ
びスペーサなどの様々な構成要素をロータのコア軸上に
（または、ステータ組立体における他の構成要素を）一
体に固定するのに使用される。通常、これらのボルト
は、ロータの周りに円周方向に間隔を置いて配置され、
組合されるナットを収容するために環状のロータ空洞ま
たは溝が設けられる。
【０００３】ロータおよびステータの両構成要素により
区画される空洞に延びるボルトで締結することは、ロー
タ周辺域に空気がポンピングされるため、それらの空洞
における空気の流れに非常に影響を与える可能性があ
る。このポンピング作用は、ボルトがロータ上にある場
合空気の接線速度を増大させ、ボルトがステータ上にあ
る場合は、その接線速度を減少させる。方向に関係な
く、加速することでガスの摩擦熱が生じ、ガスの温度お
よび隣接した構成要素の温度が上昇する。
区画される空洞に延びるボルトで締結することは、ロー
タ周辺域に空気がポンピングされるため、それらの空洞
における空気の流れに非常に影響を与える可能性があ
る。このポンピング作用は、ボルトがロータ上にある場
合空気の接線速度を増大させ、ボルトがステータ上にあ
る場合は、その接線速度を減少させる。方向に関係な
く、加速することでガスの摩擦熱が生じ、ガスの温度お
よび隣接した構成要素の温度が上昇する。
【０００４】このいわゆる「ウインデイジ」は、ウイン
デイジが機械からのエネルギーを使用するため効率を悪
くし、また、構成要素が高温になることで構成要素の寿
命が限られるため、望ましくない。ナットおよびボルト
にカバーを施し、生じるであろうポンピングを減少させ
ることによってウインデイジを最小限にするという考え
方が幾つか開発されてきた。カバーは別体の部品とする
ことができるし、あるいは、カバーを、分割された扇形
部分が空洞に対して３６０度の表面をもたらすようなナ
ットの形状にすることもできる。後者の提案は、本出願
人の地上用ガスタービンのいくつかのロータの一端に使
用されている。さらに詳細にいうと、ナット自身が、ロ
ータおよびステータ構成要素間にある空気空洞の壁の一
部を構成している。各ナットは複合周縁表面を持ち、そ
の半径方向外側部は概してロータの湾曲と形状が一致し
ており、また、両側に延びる一対の片持ちの「ウイン
グ」を構成する。ナットの中央にある大きな穴は、従来
どおり、ボルトを受入れるねじ山を持つ。センタ穴の両
側にあるそれより小さい２つの穴は、すなわち、「ウイ
ング」の下方にあるが、ナットの重さを軽減するために
設けられる。しかしながら、この形状特色を備えている
にも拘らず、各ナットの重量は９．５ポンド（ｌｂｓ）
をわずかに超えてしまう。
デイジが機械からのエネルギーを使用するため効率を悪
くし、また、構成要素が高温になることで構成要素の寿
命が限られるため、望ましくない。ナットおよびボルト
にカバーを施し、生じるであろうポンピングを減少させ
ることによってウインデイジを最小限にするという考え
方が幾つか開発されてきた。カバーは別体の部品とする
ことができるし、あるいは、カバーを、分割された扇形
部分が空洞に対して３６０度の表面をもたらすようなナ
ットの形状にすることもできる。後者の提案は、本出願
人の地上用ガスタービンのいくつかのロータの一端に使
用されている。さらに詳細にいうと、ナット自身が、ロ
ータおよびステータ構成要素間にある空気空洞の壁の一
部を構成している。各ナットは複合周縁表面を持ち、そ
の半径方向外側部は概してロータの湾曲と形状が一致し
ており、また、両側に延びる一対の片持ちの「ウイン
グ」を構成する。ナットの中央にある大きな穴は、従来
どおり、ボルトを受入れるねじ山を持つ。センタ穴の両
側にあるそれより小さい２つの穴は、すなわち、「ウイ
ング」の下方にあるが、ナットの重さを軽減するために
設けられる。しかしながら、この形状特色を備えている
にも拘らず、各ナットの重量は９．５ポンド（ｌｂｓ）
をわずかに超えてしまう。
【０００５】ナットにある「ウイング」は隣接するナッ
ト間のスペースを架橋し、隣接したナットの「ウイング
先端」は、お互いに近接しているが、接触してはいな
い。従って、組立てられたナットの外側表面は、それら
がその空洞の壁の一部を形成するロータ〜ステータの空
洞に、実質的に連続した滑らかな表面をもたらす。ナッ
トの壁の厚さは領域が異なると変化し、この不均一性が
剛性の変化をもたらし、そのことからボルトへの荷重の
伝達において円周方向での差を生じる原因となる。同様
に、ウイング（本質的にナットの側面からの片持ちであ
る）により、ナットの側面および底部に引張荷重が生
じ、さらにナットの上部、すなわち、センタ穴の直上に
圧縮荷重が生じる。
ト間のスペースを架橋し、隣接したナットの「ウイング
先端」は、お互いに近接しているが、接触してはいな
い。従って、組立てられたナットの外側表面は、それら
がその空洞の壁の一部を形成するロータ〜ステータの空
洞に、実質的に連続した滑らかな表面をもたらす。ナッ
トの壁の厚さは領域が異なると変化し、この不均一性が
剛性の変化をもたらし、そのことからボルトへの荷重の
伝達において円周方向での差を生じる原因となる。同様
に、ウイング（本質的にナットの側面からの片持ちであ
る）により、ナットの側面および底部に引張荷重が生
じ、さらにナットの上部、すなわち、センタ穴の直上に
圧縮荷重が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、既存の後部
ウインデイジナットの設計を改善したものである。
ウインデイジナットの設計を改善したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】特に、ナットのウイング
領域が片持ち設計から支え壁設計に変更されることで、
さらにスムーズでさらに均一化された形とすることがで
き、これにより同様に様々な厚さもさらに均一化するこ
とが可能になる。薄い支え壁により、ウイングにかかる
荷重がナットのフープ方向にさらに均一に伝達され、荷
重の均一化が進む。この均一な壁の厚さが重量の軽減を
もたらし、結果としてボルトに伝達されるピークおよび
平均荷重を軽減する。
領域が片持ち設計から支え壁設計に変更されることで、
さらにスムーズでさらに均一化された形とすることがで
き、これにより同様に様々な厚さもさらに均一化するこ
とが可能になる。薄い支え壁により、ウイングにかかる
荷重がナットのフープ方向にさらに均一に伝達され、荷
重の均一化が進む。この均一な壁の厚さが重量の軽減を
もたらし、結果としてボルトに伝達されるピークおよび
平均荷重を軽減する。
【０００８】正味断面降伏に関連するナット自身の応力
も低くなる。ナットのウインデイジ形状特色、すなわち
ウイングの重量をさらに効率的に支えることでナット自
身の重量の軽減が可能になる。
も低くなる。ナットのウインデイジ形状特色、すなわち
ウイングの重量をさらに効率的に支えることでナット自
身の重量の軽減が可能になる。
【０００９】従って、本発明は、その中にねじ山付セン
タ穴を持つナット本体と；センタ穴にまたがって両側方
向に延び一対のウイング部分を構成するセンタ穴の片側
の第１の周縁表面と；ウイング部分を支える一対の支え
壁部分とを含み、支え壁部分が、第１の周縁表面の両端
にそれぞれ接合され、かつセンタ穴の反対側の丸みのあ
る表面で互いに接合される第２および第３の周縁表面を
持つ、ロータ締結ボルト用ナットに関する。
タ穴を持つナット本体と；センタ穴にまたがって両側方
向に延び一対のウイング部分を構成するセンタ穴の片側
の第１の周縁表面と；ウイング部分を支える一対の支え
壁部分とを含み、支え壁部分が、第１の周縁表面の両端
にそれぞれ接合され、かつセンタ穴の反対側の丸みのあ
る表面で互いに接合される第２および第３の周縁表面を
持つ、ロータ締結ボルト用ナットに関する。
【００１０】別の形態において、本発明は、ロータ構成
要素が軸方向に延びる複数の締結ボルトにより一緒に固
定され、各ボルトがボルトの１端部にねじ込まれたナッ
トを有する回転機械用ロータ本体であって、ロータに
は、その中で複数のボルトが終端し、かつ複数のナット
が配置される環状の空洞を形成されており、各ナット
が、ねじ山付センタ穴を持つナット本体と；センタ穴に
またがって両側方向に延び一対のウイング部分を構成す
るセンタ穴の片側の第１の周縁表面と；ウイング部分を
支える一対の支え壁部分とを含み、支え壁部分が、第１
の周縁表面の両端にそれぞれ接合され、かつセンタ穴の
反対側の丸みのある表面で互いに接合される第２および
第３の周縁表面を持つ、回転機械用ロータ本体を提供す
る。
要素が軸方向に延びる複数の締結ボルトにより一緒に固
定され、各ボルトがボルトの１端部にねじ込まれたナッ
トを有する回転機械用ロータ本体であって、ロータに
は、その中で複数のボルトが終端し、かつ複数のナット
が配置される環状の空洞を形成されており、各ナット
が、ねじ山付センタ穴を持つナット本体と；センタ穴に
またがって両側方向に延び一対のウイング部分を構成す
るセンタ穴の片側の第１の周縁表面と；ウイング部分を
支える一対の支え壁部分とを含み、支え壁部分が、第１
の周縁表面の両端にそれぞれ接合され、かつセンタ穴の
反対側の丸みのある表面で互いに接合される第２および
第３の周縁表面を持つ、回転機械用ロータ本体を提供す
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、ガス・タービンのロータ
などの、回転機械のロータ１０を部分的に示し、その一
部が、溝１２の回りに配置された複数のロータウインデ
イジナット１４を収容する円周方向の環状溝１２が形成
され、同数の複数の締結ボルト１６のねじ山付端部をナ
ットに受入れるようになっている。ステータ１８が部分
的に示され、ステータ１８はロータ１０を取囲み、両者
間に半径方向のギャップ２０を備えていることが解る。
などの、回転機械のロータ１０を部分的に示し、その一
部が、溝１２の回りに配置された複数のロータウインデ
イジナット１４を収容する円周方向の環状溝１２が形成
され、同数の複数の締結ボルト１６のねじ山付端部をナ
ットに受入れるようになっている。ステータ１８が部分
的に示され、ステータ１８はロータ１０を取囲み、両者
間に半径方向のギャップ２０を備えていることが解る。
【００１２】図２は、センタ穴２２を形成された従来の
ロータウインデイジナット１４の周縁部形状を示し、セ
ンタ穴２２の内面は、ボルト１６のねじ山付の端部を受
入れるためにねじ山が付いている。補足的な２つの小さ
い穴２４および２６が、それぞれのウイング部分２８、
３０にそれぞれ設けられているが、これらは、単にナッ
ト全体の重量を軽減するためである。ナットは、センタ
穴２２にまたがる第１の周縁表面３２およびウイング部
分２８、３０を含んでいるのが解る。表面３２は、ロー
タ１０の湾曲と実質的に同一の湾曲を持つ。複数の同様
のウインデイジナット１４が、湾曲した表面部分３２
が、空洞または溝１２の周りに実質的に連続した周縁表
面を形成するようにロータの周縁の環状溝１２内に取り
付けられ、ウインデイジの影響が最小化される。
ロータウインデイジナット１４の周縁部形状を示し、セ
ンタ穴２２の内面は、ボルト１６のねじ山付の端部を受
入れるためにねじ山が付いている。補足的な２つの小さ
い穴２４および２６が、それぞれのウイング部分２８、
３０にそれぞれ設けられているが、これらは、単にナッ
ト全体の重量を軽減するためである。ナットは、センタ
穴２２にまたがる第１の周縁表面３２およびウイング部
分２８、３０を含んでいるのが解る。表面３２は、ロー
タ１０の湾曲と実質的に同一の湾曲を持つ。複数の同様
のウインデイジナット１４が、湾曲した表面部分３２
が、空洞または溝１２の周りに実質的に連続した周縁表
面を形成するようにロータの周縁の環状溝１２内に取り
付けられ、ウインデイジの影響が最小化される。
【００１３】また、各ナット１４には湾曲した面３４、
３６が設けられ、表面部分３２と協同して両側のウイン
グ部分２８、３０を形成する。内側表面３８および４０
は、底部または基部表面４２で接合されることで、ナッ
トの周縁部形状が完成する。ウイング部分２８および３
０は、本質的にナットの主要部分から片持ちの形になっ
ていることが解る。この配置および壁の厚さが明らかに
均一でないことから生じる欠点は、上記に説明されてい
る。
３６が設けられ、表面部分３２と協同して両側のウイン
グ部分２８、３０を形成する。内側表面３８および４０
は、底部または基部表面４２で接合されることで、ナッ
トの周縁部形状が完成する。ウイング部分２８および３
０は、本質的にナットの主要部分から片持ちの形になっ
ていることが解る。この配置および壁の厚さが明らかに
均一でないことから生じる欠点は、上記に説明されてい
る。
【００１４】次いで図３には、本発明による改良設計の
ウインデイジナット４４が示されている。重複するが、
ここには、センタ穴４６があり、センタ穴の内面にはボ
ルト１６のねじ山付の端部を受入れるねじ山が設けられ
いる。概して三角形形状をしている２つの穴４８、５０
が、一対の両側ウイング部分５２、５４内にそれぞれ設
けられている。ナットの外側周縁表面５６は図２のナッ
トの表面３２と同様であり、複数のナット４４が円周の
溝１２内に整列されると、同様の複数の表面５６が、図
３から明らかなように、ロータの周りに実質的に連続し
た周縁表面を形成する。
ウインデイジナット４４が示されている。重複するが、
ここには、センタ穴４６があり、センタ穴の内面にはボ
ルト１６のねじ山付の端部を受入れるねじ山が設けられ
いる。概して三角形形状をしている２つの穴４８、５０
が、一対の両側ウイング部分５２、５４内にそれぞれ設
けられている。ナットの外側周縁表面５６は図２のナッ
トの表面３２と同様であり、複数のナット４４が円周の
溝１２内に整列されると、同様の複数の表面５６が、図
３から明らかなように、ロータの周りに実質的に連続し
た周縁表面を形成する。
【００１５】両側ウイング端部表面５８および６０は、
実質的に真直ぐな表面６２、６４に合流し、真直ぐな表
面６２、６４は丸みのある内側部分６６に合流してい
る。特に、面６２、６４および６６を新しく設計するこ
とで、ウイング部分５２および５４は、片持ち配置から
ウイング部分５２、５４を支える薄い支え壁６８、７０
を備えた支え壁配置に変更される。これによりまたナッ
ト内の異なった壁の厚さを実質的に均一にし、開口部４
８および５０を、従来のロータウインデイジナットの設
計で用いられている開口部よりも大きくすることが可能
になる。薄い支え壁６８、７０により、ウイング部分５
２、５４の荷重がナットのフープ方向に効率的に伝達さ
れ、さらに、荷重の均一化が促進される。
実質的に真直ぐな表面６２、６４に合流し、真直ぐな表
面６２、６４は丸みのある内側部分６６に合流してい
る。特に、面６２、６４および６６を新しく設計するこ
とで、ウイング部分５２および５４は、片持ち配置から
ウイング部分５２、５４を支える薄い支え壁６８、７０
を備えた支え壁配置に変更される。これによりまたナッ
ト内の異なった壁の厚さを実質的に均一にし、開口部４
８および５０を、従来のロータウインデイジナットの設
計で用いられている開口部よりも大きくすることが可能
になる。薄い支え壁６８、７０により、ウイング部分５
２、５４の荷重がナットのフープ方向に効率的に伝達さ
れ、さらに、荷重の均一化が促進される。
【００１６】例示的な実施形態例では、センタ穴の直径
は３．５インチ、表面５６の円周方向の長さは約１０イ
ンチ、及びいかなる場所での壁の厚さは約０．５０イン
チとなっている。ナット４４の予測重量は、９ポンド以
下まで軽くなり、図２に示すナットの設計と比較する
と、約６％の重量が軽減される。その結果、ピーク応力
は６％以上低められる。荷重を再分配することの効果
は、荷重がボルトの円周方向だけでなくボルトに沿って
軸方向にも、さらに均等に分配されることである。事
実、本発明の出願人のある特定のガスタービンの設計で
は、応力分析を行ったところ、ミーゼス（Ｖｏｎ Ｍｉ
ｓｅｓ）応力値は、約１５０Ｋｓｉから１４０Ｋｓｉに
下がっていた。
は３．５インチ、表面５６の円周方向の長さは約１０イ
ンチ、及びいかなる場所での壁の厚さは約０．５０イン
チとなっている。ナット４４の予測重量は、９ポンド以
下まで軽くなり、図２に示すナットの設計と比較する
と、約６％の重量が軽減される。その結果、ピーク応力
は６％以上低められる。荷重を再分配することの効果
は、荷重がボルトの円周方向だけでなくボルトに沿って
軸方向にも、さらに均等に分配されることである。事
実、本発明の出願人のある特定のガスタービンの設計で
は、応力分析を行ったところ、ミーゼス（Ｖｏｎ Ｍｉ
ｓｅｓ）応力値は、約１５０Ｋｓｉから１４０Ｋｓｉに
下がっていた。
【００１７】要約すると、ここに説明されているよう
に、ロータウインデイジナットは、 １．ナットのウインデイジ形状特色性能を維持し、 ２．（ナット重量を軽減することで）ボルトに対する正
味荷重を低減し、 ３．（ナットの壁の厚さをさらに均一にすることで）ボ
ルトに対するピーク荷重を低減し、 ４．ナットの正味断面応力を低減して、返品部品の領域
で見られる非軸対称降伏を除去し、さらに ５．ナットの引張試験性能を維持する。
に、ロータウインデイジナットは、 １．ナットのウインデイジ形状特色性能を維持し、 ２．（ナット重量を軽減することで）ボルトに対する正
味荷重を低減し、 ３．（ナットの壁の厚さをさらに均一にすることで）ボ
ルトに対するピーク荷重を低減し、 ４．ナットの正味断面応力を低減して、返品部品の領域
で見られる非軸対称降伏を除去し、さらに ５．ナットの引張試験性能を維持する。
【００１８】本発明は、現時点で最も実際的で好ましい
実施形態と考えられるものに関して説明をしてきたが、
本発明は、開示した実施形態に限定されるものではな
く、それどころか、特許請求の範囲の技術思想および技
術的範囲に含まれる様々の変更形態および均等装置を保
護せんとするものであることを理解されたい。
実施形態と考えられるものに関して説明をしてきたが、
本発明は、開示した実施形態に限定されるものではな
く、それどころか、特許請求の範囲の技術思想および技
術的範囲に含まれる様々の変更形態および均等装置を保
護せんとするものであることを理解されたい。
【図１】 従来技術で既知のロータおよび関連のウイン
デイジナットの部分断面図。
デイジナットの部分断面図。
【図２】 図１に示すナットの端面正面図である。
【図３】 本発明によるウインデイジナットの端面正面
図。
図。
４４ ナット ４６ センタ穴 ４８、５０ 開口部 ５２、５４ ウイング部分 ５６ 第１の周縁面 ５８、６０ 端部表面 ６２ 第２の周縁表面 ６４ 第３の周縁表面 ６６ 丸みのある表面 ６８、７０ 支え壁部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スリハリ・バラサブラマニアン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ギルダ ーランド、アパートメント・９、ギルダ ー・レーン、105番 (72)発明者 ホルスト・ガンサー・デロレンジ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スコウ シャ、セント・ジュード・レーン、34番 (72)発明者 スルヤプラカシュ・ガンティ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、オール バニ、アパートメント・３、ウッドレイ ク・ロード、39番
Claims (20)
- 【請求項１】 その中にねじ山付センタ穴（４６）を持
つナット本体と；前記センタ穴にまたがって両側方向に
延び一対のウイング部分（５２、５４）を構成する、セ
ンタ穴の片側の第１の周縁表面（５６）と；前記ウイン
グ部分を支える一対の支え壁部分（６８、７０）とを含
み、前記支え壁部分が、前記第１の周縁表面（５６）の
両端にそれぞれ接合され、かつ前記センタ穴の反対側の
丸みのある表面（６６）で互いに接合される第２および
第３の周縁表面（６２、６４）を持つことを特徴とする
ロータ締結ボルト用ナット（４４）。 - 【請求項２】 前記第２および第３周縁表面（６２、６
４）が、実質的に真直ぐであることを特徴とする請求項
１に記載のロータ締結ボルト用ナット。 - 【請求項３】 さらに、前記センタ穴の両側に一対の開
口部（４８、５０）を含むことを特徴とする請求項１に
記載のロータ締結ボルト用ナット。 - 【請求項４】 前記一対の開口部（４８、５０）が、概
して三角形形状であることを特徴とする請求項３に記載
のロータ締結ボルト用ナット。 - 【請求項５】 前記概して三角形形状をした開口部（４
８、５０）の各々の片側が、前記支え壁部分（６８、７
０）のそれぞれ１つを部分的に構成することを特徴とす
る請求項４に記載のロータ締結ボルト用ナット。 - 【請求項６】 前記丸みのある表面（６６）が、前記セ
ンタ穴の湾曲に実質的に平行な湾曲を持つことを特徴と
する請求項１に記載のロータ締結ボルト用ナット。 - 【請求項７】 前記ナットの壁の厚さが、実質的に均一
であることを特徴とする請求項１に記載のロータ締結ボ
ルト用ナット。 - 【請求項８】 前記第１の周縁表面（５６）が、湾曲
し、約１０インチの長さを持つことを特徴とする請求項
１に記載のロータ締結ボルト用ナット。 - 【請求項９】 前記センタ穴（４６）が約３ １／２イ
ンチの直径を有することを特徴とする請求項８に記載の
ロータ締結ボルト用ナット。 - 【請求項１０】 前記ナットが、ステンレス鋼で作製さ
れることを特徴とする請求項１に記載のロータ締結ボル
ト用ナット。 - 【請求項１１】 前記壁の厚さが、約０．５０インチで
あることを特徴とする請求項７に記載のロータ締結ボル
ト用ナット。 - 【請求項１２】 ロータ構成要素が軸方向に延びる複数
の締結ボルト（１６）により一緒に固定され、各ボルト
が前記ボルトの１端部にねじ込まれたナット（４４）を
有する回転機械用ロータ組立体であって、前記ロータに
は、その中で前記複数のボルトが終端し、かつ前記複数
のナットが配置される環状の空洞（１２）を形成されて
おり、各ナットが、その中にねじ山付センタ穴（４６）
を持つナット本体と；前記センタ穴にまたがって両側方
向に延び一対のウイング部分（５２、５４）を構成す
る、前記センタ穴（４６）の片側の第１の周縁表面（５
６）と；前記ウイング部分を支える一対の支え壁部分
（６８、７０）とを含み、前記支え壁部分（６８、７
０）が、前記第１の周縁表面（５６）の両端にそれぞれ
接合され、かつ前記センタ穴の反対側の丸みのある表面
（６６）で互いに接合される第２および第３の周縁表面
（６２、６４）を持つことを特徴とするロータ組立体。 - 【請求項１３】 前記第２および第３周縁表面（６２、
６４）が、実質的に真直ぐであることを特徴とする請求
項１２に記載のロータ組立体。 - 【請求項１４】 さらに、前記センタ穴の両側に一対の
開口部（４８、５０）を含むことを特徴とする請求項１
２に記載のロータ組立体。 - 【請求項１５】 前記一対の開口部（４８、５０）が、
概して三角形形状であることを特徴とする請求項１４に
記載のロータ組立体。 - 【請求項１６】 前記概して三角形形状をした開口部
（４８、５０）の各々の片側が、前記支え壁部分（６
８、７０）のそれぞれ１つを部分的に構成することを特
徴とする請求項１５に記載のロータ組立体。 - 【請求項１７】 前記丸みのある面（６６）が、前記セ
ンタ穴（４６）の湾曲に実質的に平行な湾曲を持つこと
を特徴とする請求項１２に記載のロータ組立体。 - 【請求項１８】 前記ナットにおける前記壁の厚さが、
実質的に均一であることを特徴とする請求項１２に記載
のロータ組立体。 - 【請求項１９】 前記第１の周縁表面（５６）が、湾曲
し、約１０インチの長さがあることを特徴とする請求項
１２に記載のロータ組立体。 - 【請求項２０】 前記センタ穴（４６）が、約３ １／
２インチの直径を有する請求項１９に記載のロータ組立
体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/514,741 US6231287B1 (en) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | Rotor windage nut |
| US09/514741 | 2000-02-28 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001254717A true JP2001254717A (ja) | 2001-09-21 |
| JP2001254717A5 JP2001254717A5 (ja) | 2007-12-13 |
| JP4731004B2 JP4731004B2 (ja) | 2011-07-20 |
Family
ID=24048493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000327892A Expired - Fee Related JP4731004B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-10-27 | ロータウインデイジナット |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6231287B1 (ja) |
| EP (1) | EP1128022B1 (ja) |
| JP (1) | JP4731004B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010085240A (ja) |
| AT (1) | ATE371098T1 (ja) |
| CZ (1) | CZ20003321A3 (ja) |
| DE (1) | DE60036071T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010085240A (ko) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | 제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹 | 회전자 고정 볼트 너트 및 회전 기계용 회전자 조립체 |
| JP2005308223A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Snecma Moteurs | カラーを有するピンを用いて部品をともに締め付けるためのファスナシステム |
| JP2015086912A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ナット及び回転機械 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3632228A (en) * | 1970-07-29 | 1972-01-04 | Gen Electric | Device for locking turbomachinery blades |
| US4190397A (en) * | 1977-11-23 | 1980-02-26 | General Electric Company | Windage shield |
| US4245959A (en) * | 1978-11-13 | 1981-01-20 | General Electric Company | Windage nut |
| JPH08284930A (ja) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Nippondenso Co Ltd | 調整ネジ固定装置及びそれに用いる工具 |
| US5796202A (en) * | 1997-02-20 | 1998-08-18 | General Electric Co. | Tie bolt and stacked wheel assembly for the rotor of a rotary machine |
| JPH10236101A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-08 | Washi Kosan Kk | 組立型マグネシウム合金製ホイール |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1865346A (en) * | 1930-01-02 | 1932-06-28 | William E Wells | Nut |
| US2575237A (en) * | 1947-04-10 | 1951-11-13 | Wright Aeronautical Corp | Multistage bladed rotor |
| US5211541A (en) * | 1991-12-23 | 1993-05-18 | General Electric Company | Turbine support assembly including turbine heat shield and bolt retainer assembly |
| JPH08145031A (ja) * | 1994-11-16 | 1996-06-04 | Hirata Kogyo Kk | 分割ナットおよびその製造方法 |
| JPH11229093A (ja) * | 1998-02-09 | 1999-08-24 | Daido Steel Co Ltd | 高耐食性・高強度ステンレス鋼 |
| US6231287B1 (en) * | 2000-02-28 | 2001-05-15 | General Electric Co. | Rotor windage nut |
-
2000
- 2000-02-28 US US09/514,741 patent/US6231287B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-12 CZ CZ20003321A patent/CZ20003321A3/cs unknown
- 2000-10-25 EP EP00309408A patent/EP1128022B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-25 DE DE60036071T patent/DE60036071T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-25 AT AT00309408T patent/ATE371098T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-10-25 KR KR1020000062851A patent/KR20010085240A/ko active Search and Examination
- 2000-10-27 JP JP2000327892A patent/JP4731004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3632228A (en) * | 1970-07-29 | 1972-01-04 | Gen Electric | Device for locking turbomachinery blades |
| US4190397A (en) * | 1977-11-23 | 1980-02-26 | General Electric Company | Windage shield |
| US4245959A (en) * | 1978-11-13 | 1981-01-20 | General Electric Company | Windage nut |
| JPH08284930A (ja) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Nippondenso Co Ltd | 調整ネジ固定装置及びそれに用いる工具 |
| US5796202A (en) * | 1997-02-20 | 1998-08-18 | General Electric Co. | Tie bolt and stacked wheel assembly for the rotor of a rotary machine |
| JPH10236101A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-08 | Washi Kosan Kk | 組立型マグネシウム合金製ホイール |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010085240A (ko) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | 제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹 | 회전자 고정 볼트 너트 및 회전 기계용 회전자 조립체 |
| JP2005308223A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Snecma Moteurs | カラーを有するピンを用いて部品をともに締め付けるためのファスナシステム |
| JP2015086912A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ナット及び回転機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1128022A3 (en) | 2004-05-26 |
| JP4731004B2 (ja) | 2011-07-20 |
| US6231287B1 (en) | 2001-05-15 |
| EP1128022B1 (en) | 2007-08-22 |
| DE60036071D1 (de) | 2007-10-04 |
| ATE371098T1 (de) | 2007-09-15 |
| EP1128022A2 (en) | 2001-08-29 |
| DE60036071T2 (de) | 2008-05-15 |
| KR20010085240A (ko) | 2001-09-07 |
| CZ20003321A3 (cs) | 2001-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4784572A (en) | Circumferentially bonded rotor | |
| US3266770A (en) | Turbomachine rotor assembly | |
| US5850895A (en) | Metallic aircraft brake disk having thermal relief slots | |
| JPS59229002A (ja) | 回転部品 | |
| KR19990030089A (ko) | 이중 웨브 로터 디스크 | |
| JP2002201910A (ja) | ロータアセンブリ | |
| KR20060045627A (ko) | 압축기 하우징 | |
| RU2718964C1 (ru) | Ротор в сборе и способ изготовления | |
| BR112012032252B1 (pt) | Setor angular de estator para um compressor de turbomáquina, estator de turbomáquina,e,turbomáquina | |
| JP2005226648A (ja) | タービンの第３段のバケット及びロータホイール用の最新型のファーツリー及びブローチスロット形態 | |
| RU2435038C2 (ru) | Паровая турбина | |
| JPWO2003014529A1 (ja) | タービン動翼 | |
| JP2001254717A (ja) | ロータウインデイジナット | |
| US7798778B2 (en) | Wheel for a rotating flow machine | |
| US8870543B2 (en) | Lightened axial compressor rotor | |
| CN206393469U (zh) | Y型叶片抛丸器 | |
| US1967962A (en) | Steam turbine rotor | |
| JPS5918296A (ja) | コンプレツサ翼車 | |
| JPS5857603B2 (ja) | タ−ビン動翼連結装置 | |
| JPH03222640A (ja) | 分割形回転子 | |
| CA1210256A (en) | Fly-wheel device | |
| JPS62251403A (ja) | 中心孔を有するロ−タ | |
| JPS59595A (ja) | コンプレツサ翼車 | |
| JPH0953407A (ja) | ガスタービン動翼 | |
| JPS5836877Y2 (ja) | タ−ボ機械の回転子構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071025 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071025 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100202 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100430 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100430 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100430 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100510 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100602 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100607 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100702 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100707 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100824 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20101124 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20101130 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110223 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110322 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110419 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |