JP2002206404A - タービン閉鎖バケット及びタービンロータホイール - Google Patents
タービン閉鎖バケット及びタービンロータホイールInfo
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- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
- F01D5/3023—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
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Abstract
向挿入型バケットに組み付けられる最後の又は「閉鎖」
バケットのための新規なバケット設計を提供する。 【解決手段】 翼形部(58)と、バケットをタービン
ホイールに取り付けるための取り付け部(60)とを含
む、1列の接線方向挿入型バケットのローターホイール
上への組み付けを完了するよう構成されたタービン閉鎖
バケット(56)である。取り付け部は、前面(62)
及び後面(64)を有し、重量低減用の空洞(68、7
0、74)が前面及び後面の内部に形成される。閉鎖バ
ケットの前面及び後面の外側は、バケット列内の隣接バ
ケットの前面及び後面と実質的に同一である。
Description
に関し、更に詳細には、タービンローターホイール上の
1列の接線方向挿入型バケットに組み付けられる最後の
又は「閉鎖」バケットのための新規なバケット設計に関
する。
ドは、ローターホイール上に、軸方向に個別に組み付け
られるか、又は円周方向のダブテールへの開口を経由し
て接線方向に組み付けられる。更に詳細には、接線方向
に挿入される各々のバケットは、その基部に形成された
ダブテールフックを有する。バケットは、1つを除いて
全てのバケットの組み付けが完了するまで、ダブテール
フックがホイール上のダブテールと揃うように、1つず
つ軸方向に、ホイール表面に対する接平面の開口に挿入
し、次に、ダブテールに沿ってホイールのまわりを円周
方向にスライドさせることによって組み付けられる。次
に、最後のバケットすなわち閉鎖バケットは、軸方向に
開口に挿入されて、すでに所定位置にあるバケットに隣
接して固定される。
ろは、1列の接線方向挿入型バケットのローターホイー
ル上への組み付けを完全にすることであり、従って、閉
鎖バケットは、ホイール上に取り付ける最後のバケット
である。閉鎖バケットは、他のバケットのようにロータ
ーホイールのダブテールに直接取り付けることができな
いので、列内の他の全てのバケットに見られるダブテー
ルフックを必要としない。
ブテールに関する遠心応力は、閉鎖バケット付近で最大
になるので、閉鎖バケットの重量を最小限にするのが望
ましい。現行の蒸気タービン閉鎖バケットは、不要な内
部フック要素は除去されているが、補強用の材料を付加
した設計になっている。一方で、1)外部的に、ダブテ
ールフックの複数の側面から材料を除去すること、2)
閉鎖バケットの密閉プラットフォームから材料を除去す
ること、3)ダブテールフックの前面及び後面に切り欠
きを形成することによって全体の重量が低減されてい
る。しかし、これらの区域から材料を除去すると性能ロ
スが大きくなる。特に、このアプローチは、ローターホ
イール上にバケット列の全てを組み付けた際に、円周方
向に連続している筈のダブテールフック外側面が不連続
になるという結果をもたらす。この表面の不連続性は、
第1にバケットダブテール付近を流れる蒸気の風損加熱
によって、第2に静止密閉部を通る蒸気漏れの増大を許
すことによって、性能ロスの原因となる。
ットの外形を維持して風損を最小限にしつつ、バケット
ダブテール上の密閉面を維持する蒸気タービン閉鎖バケ
ットを提供する。本発明の例示的な実施形態によれば、
閉鎖バケットの重量は、ダブテールフックの前面及び後
面から内部の材料部分を除去することにより低減され
る。この材料の除去は、バケットの外形を変えることな
く内部空洞を作り出す。この空洞の幾何学的形状は、組
立て及び運転のための十分な強度を維持しながら、最大
量の材料を除去するよう設計される。
ローターホイール上の接線方向挿入型バケット列の組み
付けを完了する構成されたタービンの閉鎖バケットであ
って、閉鎖バケットは、翼形部と、バケットをタービン
ホイール上に取り付けるための取り付け部とを備え、取
り付け部は、前面及び後面を有しており、取り付け部の
前面及び後面の内部には、重量低減用の空洞が形成され
るが、閉鎖バケットの前面及び後面は、バケット列内の
隣接バケットの前面及び後面と実質的に同一であること
を特徴とする。
イール上の接線方向挿入型バケット列の組み付けを完了
するよう構成されたタービンの閉鎖バケットであって、
閉鎖バケットは、ブレード部と、バケットをタービンホ
イールに取り付けるためのダブテール部とを備え、ダブ
テール部は、前面と後面、及び密閉プラットフォームを
有し、ダブテール部の前面及び後面の内部には、重量低
減用の空洞が形成されるが、バケットタービン閉鎖バケ
ットの前面及び後面は、バケット列内の隣接バケットの
前面及び後面と実質的に同一であることを特徴とする。
の開口部を備える円周上に形成されたダブテールを有す
るタービンローターホイールであって、タービンロータ
ーホイールは、ダブテールに受容され各々のバケットが
前面及び後面を有する複数のタービンバケットと、開口
部に受容され複数のバケットの対応する前面及び後面と
実質的に同一の外側の前面及び後面を有する閉鎖バケッ
トとを有することを特徴とする。
ると、雄ダブテール14に設けられたローターホイール
12を有するローター10の一部が示されており、雄ダ
ブテールは、一部が16で示される複数のバケットの組
み付け可能にする単一の軸方向の開口部又は雄ダブテー
ルの途切れ部を除いて、実質的にホイール外周の全体に
わたり円周方向に延びている。
8と、1組の対になるダブテールフック20、22とを
含み、ダブテールフックは、ダブテール14の円周のま
わりの単一開口部からホイール12上へバケット16を
組み付けるのを可能にする、内部フック要素24、2
6、28の組を含んでいる。
流れ方向に関してそれぞれ上流側及び下流側にある、前
面30及び後面32を有する。1列の固定羽根36を含
む固定ダイヤフラム34は、バケット16の列に隣接し
て配置され、従来型のプラットフォーム38と、ロータ
ーとダイヤフラムとの間のラビリンスシール40とを備
えている。組み付け時に、バケット16は、ダブテール
14の円周方向の開口部へ軸方向に挿入され、次いでダ
ブテール14に沿ってその周りにスライドされ、この組
み付け作業は、唯一開口部に閉鎖バケットを挿入する空
間が残るまで全てのバケット16に対して行なわれる。
示し、閉鎖バケットの重量を低減するための従来の方法
を示している。最初に、内部フック要素は除去されてい
るが、例えば、区域42、44には補強用の材料が付加
されている点に留意されたい。しかし、3つの区域で材
料を除去することによって重量低減が達成される。第1
に、材料は、前面46及び後面48から外部的に除去さ
れる。第2に、図3に最も良く示されているように、ダ
ブテールフック領域の両側に切り欠き50、52が形成
されている。第3に、密閉プラットフォーム54は、図
1のプラットフォーム29に比べて軸方向に短縮されて
いる。
形部58と取り付け部60とを含むが、内部ダブテール
フック要素を含まない閉鎖バケット56を提供する。し
かし、同時に、閉鎖バケットの外形は、列内の隣接する
バケットと実質的に同一である。つまり、前面62と後
面64、及び密閉プラットフォーム66は、図1に示す
典型的な接線方向挿入型のバケット16の前面30と後
面32、及び密閉プラットフォームと実質的に同一であ
る。外側面のかかる同一性は、従来の設計において経験
される風損を生じることなく、バケットダブテール近傍
に一様な流れをもたらす。ここで、材料は、前面62及
び後面64の裏側、つまり内部において除去される。1
つの面の裏側で材料を除去することにより、半径方向に
向かうリブ72の両側に空洞68、70が形成され、反
対側の面から材料を除去することにより、対向するリブ
の両側にも同様の空洞(1つを74で示す)が形成され
る。この構成は、組み付け時及び運転時に閉鎖バケット
を駆動するのに十分な強度を維持しながら、最大量の材
料を除去するものである。
ットフォーム66を維持することによって、閉鎖バケッ
トにおける静止密閉部を通る流れに対する洩れ通路の寸
法を低減する。
に対して利用可能であり、空洞の幾何学的形状は、内部
及び外部ダブテールの形状、列内のバケット数といった
変数に応じて、各々の用途に対して変更できることを理
解されたい。また、本発明による重量低減技術によれ
ば、現行の閉鎖バケットの5%以下の重量の閉鎖バケッ
トが実現できることも分かっている。
実施形態に関連して説明したが、本発明は、本明細書に
開示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲の精神と範疇に含まれる種々の変更及び均等物を
含むことが意図されていることを理解されたい。
す部分立面図であって、ローターホイール上に取り付け
たバケットと、隣接するダイヤフラムとを示す。
ク領域の部分立面図。
ク領域の斜視図。
Claims (10)
- 【請求項1】 1列の接線方向挿入型バケットのロータ
ーホイール上での組み付け完了するよう構成されたター
ビン閉鎖バケット(56)であって、翼形部(58)
と、前記バケットを前記タービンホイールに取り付ける
ための取り付け部(60)とを備え、前記取り付け部
は、前面(62)及び後面(64)を有しており、前記
取り付け部の前記前面及び前記後面には、重量低減用の
空洞(68、70、74)が内部に形成され、前記閉鎖
バケットの前記前面及び前記後面は、前記バケット列内
の隣接バケットの前面及び後面と実質的に同一であるこ
とを特徴とするタービン閉鎖バケット。 - 【請求項2】 前記1対の空洞(68、70、74)
が、前記前面及び前記後面の内部に設けられることを特
徴とする請求項1に記載のタービン閉鎖バケット。 - 【請求項3】 前記空洞の各々の組が、半径方向に向か
うリブ(72、76)によって切り離されていることを
特徴とする請求項2に記載のタービン閉鎖バケット。 - 【請求項4】 隣接するダイヤフラム密閉部と係合する
よう構成される密閉プラットフォーム(66)を含むこ
とを特徴とする請求項1に記載のタービン閉鎖バケッ
ト。 - 【請求項5】 前記取り付け部が、内部にダブテールフ
ック要素(24、26)を全く備えていないことを特徴
とする請求項1に記載のタービン閉鎖バケット。 - 【請求項6】 1列の接線方向挿入型バケットのロータ
ーホイール(12)上での組み付けを完了するよう構成
されたタービン閉鎖バケット(56)であって、前記バ
ケット(56)が1対の側面と、前面(62)及び後面
(64)とを有し、前記前面及び前記後面の各々は、実
質的に半径方向に延びるリブ(72、76)によって切
り離される1対の内部空洞(68、70、74)を有す
ることを特徴とするタービン閉鎖バケット。 - 【請求項7】 軸方向の開口を備える円周上に形成され
たダブテール(14)を有するタービンローターホイー
ル(12)であって、前記タービンローターホイール
(12)は、ダブテールに受容され各々が前面及び後面
を有する複数のタービンバケット(16)と、前記開口
部に受容され前記複数のバケット(16)の対応する前
記前面及び前記後面と実質的に同一の、外側の前面(6
2)及び後面(64)を有する閉鎖バケット(56)と
を有することを特徴とするタービンローターホイール。 - 【請求項8】 前記複数のバケット(16)及び前記閉
鎖バケット(56)が、実質的に同一の密閉プラットフ
ォーム(66)を有することを特徴とする請求項7に記
載のタービンローターホイール。 - 【請求項9】 前記閉鎖バケット(56)において、前
記一対の空洞(68、70、74)が、前記前面及び後
面の両方の内部に設けられることを特徴とする請求項7
に記載のタービンローターホイール。 - 【請求項10】 前記各々の空洞(68、70、74)
の対が、半径方向に向かうリブ(72、76)によって
切り離されていることを特徴とする請求項9に記載のタ
ービンローターホイール。
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