JP2003176703A - ガスタービンのブレードのロータディスクへの改良型継手 - Google Patents
ガスタービンのブレードのロータディスクへの改良型継手Info
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- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンのブレード（１２）のロータデ
ィスク（２２）への改良型継手。 【解決手段】 該継手は、各ブレード（１２）の根元
（１０）が、該ブレードに対して相補形であるディスク
（２２）の座（２０）内に挿入され、根元（１０）が逆
二等辺三角形の形状であり、底部で収束する２つの側面
の各々が一連の歯状突起（１４）を形成するように溝の
ついた輪郭を有し、根元（１０）の下端部（１６）が該
根元（１０）の２つの側面の２つの下部歯状突起（１
４）の結合した接続部により形成され、根元（１０）の
歯状突起（１４）が座（２０）の溝（２４）に一致して
おり、また根元（１０）の下端部（１６）が座（２０）
の内端溝（２６）と一致している形式である。一連の溝
（２４）は、座（２０）の軸線に対して、１７°から２
３°の間の角度β1だけ傾斜する線に沿って延びてお
り、また、溝（２４）は、座（２０）の軸線に対して角
度α1及びα2の傾斜をもつ平坦な面を有しており、ここ
で、α1は４２°から４８°の間にあり、一方、α2は９
４°から１００°の間にある。
ィスク（２２）への改良型継手。 【解決手段】 該継手は、各ブレード（１２）の根元
（１０）が、該ブレードに対して相補形であるディスク
（２２）の座（２０）内に挿入され、根元（１０）が逆
二等辺三角形の形状であり、底部で収束する２つの側面
の各々が一連の歯状突起（１４）を形成するように溝の
ついた輪郭を有し、根元（１０）の下端部（１６）が該
根元（１０）の２つの側面の２つの下部歯状突起（１
４）の結合した接続部により形成され、根元（１０）の
歯状突起（１４）が座（２０）の溝（２４）に一致して
おり、また根元（１０）の下端部（１６）が座（２０）
の内端溝（２６）と一致している形式である。一連の溝
（２４）は、座（２０）の軸線に対して、１７°から２
３°の間の角度β1だけ傾斜する線に沿って延びてお
り、また、溝（２４）は、座（２０）の軸線に対して角
度α1及びα2の傾斜をもつ平坦な面を有しており、ここ
で、α1は４２°から４８°の間にあり、一方、α2は９
４°から１００°の間にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンのブ
レードのロータディスクへの改良型継手に関する。
レードのロータディスクへの改良型継手に関する。
【０００２】
【発明の背景】公知のように、ガスタービンは、圧縮機
及び１つ又はそれ以上の段を備えるタービンからなる機
械であり、これらの構成部品は回転シャフトにより互い
に接続されて、燃焼チャンバが圧縮機とタービンの間に
設けられる。
及び１つ又はそれ以上の段を備えるタービンからなる機
械であり、これらの構成部品は回転シャフトにより互い
に接続されて、燃焼チャンバが圧縮機とタービンの間に
設けられる。
【０００３】高温及び高圧を有する燃焼チャンバからの
ガス出力は、対応する管を通してタービンの異なる段に
到達し、該タービンの段が、ガスのエンタルピーをユー
ザが利用できる機械的エネルギーに変換する。
ガス出力は、対応する管を通してタービンの異なる段に
到達し、該タービンの段が、ガスのエンタルピーをユー
ザが利用できる機械的エネルギーに変換する。
【０００４】２段を備えるタービンにおいては、ガス
は、極めて高い温度及び圧力状態でタービンの第１の段
で処理されて、第１の膨張を行う。
は、極めて高い温度及び圧力状態でタービンの第１の段
で処理されて、第１の膨張を行う。
【０００５】次に、タービンの第２の段において前の段
で用いられたものより低い温度及び圧力状態で第２の膨
張を行う。
で用いられたものより低い温度及び圧力状態で第２の膨
張を行う。
【０００６】また、特定のガスタービンから最大性能を
得るためには、できるだけ高いガス温度が必要であると
いうことも知られている。
得るためには、できるだけ高いガス温度が必要であると
いうことも知られている。
【０００７】しかしながら、タービンが使用されている
際に得ることが可能な最高温度値は、現在用いられてい
る材料の耐性により制限される。
際に得ることが可能な最高温度値は、現在用いられてい
る材料の耐性により制限される。
【０００８】また、ガスタービンにおいては、ロータブ
レードは、ロータディスクと単一体を構成せず、その基
部延長部によってディスクの円周上に設けられた適当な
座の中に保持されることも知られている。
レードは、ロータディスクと単一体を構成せず、その基
部延長部によってディスクの円周上に設けられた適当な
座の中に保持されることも知られている。
【０００９】具体的には、現在用いられている座は、溝
のついた輪郭を備える側面を有しており、その中に対応
するブレードの基部すなわち根元の端部分が嵌め込まれ
る。
のついた輪郭を備える側面を有しており、その中に対応
するブレードの基部すなわち根元の端部分が嵌め込まれ
る。
【００１０】従って、現在の技術において特に重要な問
題は、機械の全ての作動状態においてブレードのロータ
ディスクへの最適な接続を保証する問題である。
題は、機械の全ての作動状態においてブレードのロータ
ディスクへの最適な接続を保証する問題である。
【００１１】要するに、損傷も他の同様な問題をも生じ
ることなく、ディスクはブレードにより生じる荷重に十
分にかつ確実に耐えなければならないという事実を考慮
に入れると、ブレードをロータディスクに接続する方法
は、あらゆるタービンの設計において重要な側面を持つ
ということに注目されたい。
ることなく、ディスクはブレードにより生じる荷重に十
分にかつ確実に耐えなければならないという事実を考慮
に入れると、ブレードをロータディスクに接続する方法
は、あらゆるタービンの設計において重要な側面を持つ
ということに注目されたい。
【００１２】事実、ロータブレードは、機械の作動中
に、半径方向及びそれよりは少ない程度であるが軸方向
の両方向の高い応力にさらされることが知られている。
に、半径方向及びそれよりは少ない程度であるが軸方向
の両方向の高い応力にさらされることが知られている。
【００１３】半径方向の応力は、タービンの高い回転速
度により発生し、一方、軸方向の応力は、ブレードの輪
郭付けされた表面上のガスの流れにより生じる作用によ
り発生する。
度により発生し、一方、軸方向の応力は、ブレードの輪
郭付けされた表面上のガスの流れにより生じる作用によ
り発生する。
【００１４】ガスの同じ流れは、応力の円周方向成分を
ブレードに伝え、この円周方向成分が、有用な動力を駆
動シャフトに集めることを可能にする。
ブレードに伝え、この円周方向成分が、有用な動力を駆
動シャフトに集めることを可能にする。
【００１５】しかしながら、ブレードの接続方法は、可
能な限り最小寸法を用いて、ロータディスク及びブレー
ドにより構成される組立体を可能な限り最小寸法に縮小
するように、正確に限られたスペースを占めるようにし
なければならない。
能な限り最小寸法を用いて、ロータディスク及びブレー
ドにより構成される組立体を可能な限り最小寸法に縮小
するように、正確に限られたスペースを占めるようにし
なければならない。
【００１６】更に、今日では、ガスタービンは、ますま
す高い性能レベルを備えるようになる傾向がある。
す高い性能レベルを備えるようになる傾向がある。
【００１７】このことは、回転速度及び燃焼温度の両方
を増大させなければならないということを必要とする。
その結果、タービンの段においてブレードに対して膨張
するガスの温度も上昇することになる。
を増大させなければならないということを必要とする。
その結果、タービンの段においてブレードに対して膨張
するガスの温度も上昇することになる。
【００１８】実際には、このことが、タービンのブレー
ドとロータディスクとの間の継手に掛かる応力の増大を
引き起こし、ブレード及びロータディスクの適当な有効
寿命を保証するのがますます困難になる。
ドとロータディスクとの間の継手に掛かる応力の増大を
引き起こし、ブレード及びロータディスクの適当な有効
寿命を保証するのがますます困難になる。
【００１９】現在最も広く用いられている継手は、一般
的に「松の木」形として知られている継手である。
的に「松の木」形として知られている継手である。
【００２０】この継手は、その断面がひっくり返った松
の木を思い出させる独特な形状を呈するように、ブレー
ドの根元すなわち基部を形成することからなる。
の木を思い出させる独特な形状を呈するように、ブレー
ドの根元すなわち基部を形成することからなる。
【００２１】この独特の構成においては、根元の側面
は、丸みのある輪郭を持つ一連の歯状突起を形成するよ
うな溝のついた輪郭を有しており、他方、その下端部に
おいて、根元は、２つの側面の２つの下部歯状突起の接
続部により形成される。
は、丸みのある輪郭を持つ一連の歯状突起を形成するよ
うな溝のついた輪郭を有しており、他方、その下端部に
おいて、根元は、２つの側面の２つの下部歯状突起の接
続部により形成される。
【００２２】これらの根元は、座の側面の溝が根元の歯
状突起に一致し、また座の底部における溝が根元の下端
部に一致するようにロータディスクの円周上に設けられ
た、該根元に対して相補形の座又は結合スロットに接続
される。
状突起に一致し、また座の底部における溝が根元の下端
部に一致するようにロータディスクの円周上に設けられ
た、該根元に対して相補形の座又は結合スロットに接続
される。
【００２３】従来の実施形態においては、ブレードの根
元のためのこれらの座は、ロータディスクの軸線にほぼ
平行な方向に延びている。
元のためのこれらの座は、ロータディスクの軸線にほぼ
平行な方向に延びている。
【００２４】一方、別の実施形態においては、根元のた
めの座は、ディスク自体の軸線に対して傾斜した方向に
実質的に延びる。
めの座は、ディスク自体の軸線に対して傾斜した方向に
実質的に延びる。
【００２５】この形式の継手は、特に応力が集中する領
域を有しており、それら領域は、より具体的には、溝の
底部、座の底部、及び各歯状突起の溝での基部であると
して判断することができ、これらが実際の継手の輪郭を
構成する。
域を有しており、それら領域は、より具体的には、溝の
底部、座の底部、及び各歯状突起の溝での基部であると
して判断することができ、これらが実際の継手の輪郭を
構成する。
【００２６】
【発明の概要】従って、本発明の主目的は、前述の不利
な点を解消し、具体的には応力集中を減少させることを
可能にする、従って、機械の回転速度を増大させるか、
流体の温度を上昇させるか、又はこれら要因を適当に組
み合わせることを可能にする、ガスタービンのブレード
のロータディスクへの改良型継手を提供することであ
る。
な点を解消し、具体的には応力集中を減少させることを
可能にする、従って、機械の回転速度を増大させるか、
流体の温度を上昇させるか、又はこれら要因を適当に組
み合わせることを可能にする、ガスタービンのブレード
のロータディスクへの改良型継手を提供することであ
る。
【００２７】本発明の別の目的は、タービンの異なる段
のブレードを必要に応じて容易に組み立てたり分解した
りすることを可能にする、ガスタービンのブレードのロ
ータディスクへの改良型継手を提供することである。
のブレードを必要に応じて容易に組み立てたり分解した
りすることを可能にする、ガスタービンのブレードのロ
ータディスクへの改良型継手を提供することである。
【００２８】本発明の別の目的はまた、高い信頼性があ
る、ガスタービンのブレードのロータディスクへの改良
型継手を提供することである。
る、ガスタービンのブレードのロータディスクへの改良
型継手を提供することである。
【００２９】本発明の更に別の目的は、現在用いられて
いる継手で得ることができる有効寿命よりも更に長い構
成部品の有効寿命を得ることである。
いる継手で得ることができる有効寿命よりも更に長い構
成部品の有効寿命を得ることである。
【００３０】本発明の更に別の目的は、特に簡単でかつ
機能的であり、しかも比較的低コストであり、また従来
の加工によって製作することができる、ガスタービンの
ブレードのロータディスクへの改良型継手を提供するこ
とである。
機能的であり、しかも比較的低コストであり、また従来
の加工によって製作することができる、ガスタービンの
ブレードのロータディスクへの改良型継手を提供するこ
とである。
【００３１】本発明によるこれらの目的及び他の事項
は、請求項１に記載したような、ガスタービンのブレー
ドのロータディスクへの改良型継手を提供することによ
り達成される。
は、請求項１に記載したような、ガスタービンのブレー
ドのロータディスクへの改良型継手を提供することによ
り達成される。
【００３２】別の特徴は、後続の請求項に示される。
【００３３】本発明によると、力が集中する領域におけ
る最大応力値を低下させることで、構成部品の寿命を著
しく増大させるように定めることも可能になった。
る最大応力値を低下させることで、構成部品の寿命を著
しく増大させるように定めることも可能になった。
【００３４】本発明によるガスタービンのブレードのロ
ータディスクへの改良型継手の特徴と利点は、添付の１
組の概略図を参照して非限定的実施例によりなされる以
下の記述から一層明らかになるであろう。
ータディスクへの改良型継手の特徴と利点は、添付の１
組の概略図を参照して非限定的実施例によりなされる以
下の記述から一層明らかになるであろう。
【００３５】
【発明の実施の形態】図１は、公知技術による、ガスタ
ービンのブレード１２の根元すなわち基部とロータディ
スク２２の座すなわち端スロット２０との間の継手を示
す。
ービンのブレード１２の根元すなわち基部とロータディ
スク２２の座すなわち端スロット２０との間の継手を示
す。
【００３６】ブレード１２の根元すなわち基部１０は、
底部で収束する２つの側面を備えるほぼ逆二等辺三角形
の特徴のある形状を有する。この形状は、根元１０の軸
線Ｙに対して対称形である。
底部で収束する２つの側面を備えるほぼ逆二等辺三角形
の特徴のある形状を有する。この形状は、根元１０の軸
線Ｙに対して対称形である。
【００３７】この２つの側面すなわちフランクは、丸み
のある輪郭を持つ一連の歯状突起１４を形成するような
溝のついた輪郭を有する。
のある輪郭を持つ一連の歯状突起１４を形成するような
溝のついた輪郭を有する。
【００３８】図１に示す実施例では、３つの歯状突起１
４が根元１０の各側面に対して設けられる。
４が根元１０の各側面に対して設けられる。
【００３９】根元１０の下端部１６が、根元１０自体の
２つの側面の２つの下部歯状突起１４の接続部により形
成される。
２つの側面の２つの下部歯状突起１４の接続部により形
成される。
【００４０】これらの根元１０は、座２０の側面の溝２
４が根元１０の歯状突起１４に一致し、また座２０の底
部における内端溝２６が根元１０の下端部１６に一致す
るように、ロータディスク２２の円周上に設けられた、
該根元に対して相補形の座又は結合スロット２０に接続
される。
４が根元１０の歯状突起１４に一致し、また座２０の底
部における内端溝２６が根元１０の下端部１６に一致す
るように、ロータディスク２２の円周上に設けられた、
該根元に対して相補形の座又は結合スロット２０に接続
される。
【００４１】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本発明によ
る継手のそれぞれ根元１０及び該根元１０に相補形の座
２０の部分的輪郭を示す。
る継手のそれぞれ根元１０及び該根元１０に相補形の座
２０の部分的輪郭を示す。
【００４２】図示した実施例においては、根元１０は各
側面について４つの歯状突起１４を有する。
側面について４つの歯状突起１４を有する。
【００４３】根元１０の側面の下端部にある別の歯状突
起１４は、他の側面にある同様の歯状突起１４に接続部
により接続され、根元１０の下端部１６を形成する。
起１４は、他の側面にある同様の歯状突起１４に接続部
により接続され、根元１０の下端部１６を形成する。
【００４４】それに対応して、座２０は各側面において
４つの溝２４を有する。
４つの溝２４を有する。
【００４５】座２０の側面の下端部にある別の溝２４
は、他の側面にある同様の溝２４に接続部により接続さ
れ、座２０の内端溝２６を形成する。
は、他の側面にある同様の溝２４に接続部により接続さ
れ、座２０の内端溝２６を形成する。
【００４６】図２（Ｂ）は、座２０の輪郭を特徴づけ、
結果的には座２０自体に対して相補形である根元１０の
輪郭もまた特徴づけることになる幾何学的変数を示す。
結果的には座２０自体に対して相補形である根元１０の
輪郭もまた特徴づけることになる幾何学的変数を示す。
【００４７】一連の溝２４は、座２０の軸線Ｙに対して
角度β1だけ傾斜した線Ｘに沿って延びる。
角度β1だけ傾斜した線Ｘに沿って延びる。
【００４８】結果として、座２０の側面もまたこの傾斜
に従って延びる。
に従って延びる。
【００４９】４つの溝２４は、座２０の軸線Ｙに対して
角度α1及び角度α2の傾斜を持つ平坦な面を有してお
り、ここで、α1はロータディスク２２の外部に向いた
面の角度である。
角度α1及び角度α2の傾斜を持つ平坦な面を有してお
り、ここで、α1はロータディスク２２の外部に向いた
面の角度である。
【００５０】従って、溝２４の２つの面は、α1からα2
を差し引いたものに等しい溝角度α gを形成する。
を差し引いたものに等しい溝角度α gを形成する。
【００５１】溝２４は、半径Ｒ4の円弧により底部で接
続される。
続される。
【００５２】更に、４つの溝２４の間及び下部溝２４と
内端溝２６との間には、半径Ｒ4の円弧による４つの接
続部がある。
内端溝２６との間には、半径Ｒ4の円弧による４つの接
続部がある。
【００５３】上部溝２４の角度α1を持つ面は、半径Ｒ3
の円弧によりロータディスク２２の外部に向かって接続
される。
の円弧によりロータディスク２２の外部に向かって接続
される。
【００５４】内端溝２６は、座２０の軸線Ｙに対して角
度α1で配置された２つの対称形の上部面を有する逆オ
メガの形状になっている。
度α1で配置された２つの対称形の上部面を有する逆オ
メガの形状になっている。
【００５５】これらの面は、対になって互いに対称形で
ある４つの円周の４つの弧により互いに接続される。
ある４つの円周の４つの弧により互いに接続される。
【００５６】より具体的には、それらの上部面は、最初
に、半径Ｒ1と、内端溝２６の底部に対する高さＨ1及び
座２０の軸線Ｙに対する距離Ｄ1により定まる中心と持
つ円弧により接続される。
に、半径Ｒ1と、内端溝２６の底部に対する高さＨ1及び
座２０の軸線Ｙに対する距離Ｄ1により定まる中心と持
つ円弧により接続される。
【００５７】この円弧に続いて、半径Ｒ2と、内端溝２
６の底部に対する高さＨ2及び座２０の軸線Ｙに対する
距離D2により定まる中心とを持つ円弧が配置される。
６の底部に対する高さＨ2及び座２０の軸線Ｙに対する
距離D2により定まる中心とを持つ円弧が配置される。
【００５８】相補的関係で、図２（Ａ）に見られるよう
に、根元１０の歯状突起１４もまた、根元１０の軸線Ｙ
に対して同じ角度α1及びα2の傾斜を持つ平坦な面を有
しており、ここで、α1はブレード１２の方に向いた面
の角度である。
に、根元１０の歯状突起１４もまた、根元１０の軸線Ｙ
に対して同じ角度α1及びα2の傾斜を持つ平坦な面を有
しており、ここで、α1はブレード１２の方に向いた面
の角度である。
【００５９】従って、歯状突起１４の２つの面は、α1
からα2を差し引いたものに等しく、従って溝角度αgに
等しい噛み合い角度αdを形成する。
からα2を差し引いたものに等しく、従って溝角度αgに
等しい噛み合い角度αdを形成する。
【００６０】歯状突起１４は、半径Ｒ4の円弧により接
続される。
続される。
【００６１】更に、４つの歯状突起１４の間及び下部歯
状突起１４と根元の下端部１６との間には、半径Ｒ4の
円弧による４つの接続部が存在する。
状突起１４と根元の下端部１６との間には、半径Ｒ4の
円弧による４つの接続部が存在する。
【００６２】上部歯状突起１４の角度α1を持つ面は、
半径Ｒ3の円弧によりブレード１２に接続される。
半径Ｒ3の円弧によりブレード１２に接続される。
【００６３】下端部１６は、根元１０の軸線Ｙに対して
第２の角度α1で配置された２つの対称形の上部面を有
する逆オメガの形状になっている。
第２の角度α1で配置された２つの対称形の上部面を有
する逆オメガの形状になっている。
【００６４】これらの面は、対になって互いに対称形で
ある４つの円周の４つの弧により互いに接続される。
ある４つの円周の４つの弧により互いに接続される。
【００６５】より具体的には、それらの上部面は、最初
に、半径Ｒ1と、根元１０の下端部１６に対する高さＨ1
及び根元１０自体の軸線Ｙに対する距離Ｄ1により定ま
る中心とを持つ円弧により接続される。
に、半径Ｒ1と、根元１０の下端部１６に対する高さＨ1
及び根元１０自体の軸線Ｙに対する距離Ｄ1により定ま
る中心とを持つ円弧により接続される。
【００６６】この円弧に続いて、半径Ｒ2と、根元１０
の下端部１６に対する高さＨ2及び根元１０自体の軸線
Ｙに対する距離Ｄ2により定まる中心とを持つ円弧が配
置される。
の下端部１６に対する高さＨ2及び根元１０自体の軸線
Ｙに対する距離Ｄ2により定まる中心とを持つ円弧が配
置される。
【００６７】要約すると、根元１０の２つの側面の８つ
の歯状突起１４及び根元１０自体の下端部１６は、座２
０の２つの側面の８つの溝２４及び座２０自体の内端溝
２６内にそれぞれ挿入される。
の歯状突起１４及び根元１０自体の下端部１６は、座２
０の２つの側面の８つの溝２４及び座２０自体の内端溝
２６内にそれぞれ挿入される。
【００６８】更に、根元１０及び座２０の２つの半径Ｒ
3の接続部もまた、根元１０を軸方向に沿って対応する
座２０に滑り込ませることにより行なわれる、根元の座
２０への挿入と同時に互いに嵌合させられる。
3の接続部もまた、根元１０を軸方向に沿って対応する
座２０に滑り込ませることにより行なわれる、根元の座
２０への挿入と同時に互いに嵌合させられる。
【００６９】応力の分析を本発明に適用することによっ
て、本発明は、応力の集中を低下させ、ブレード１２の
根元１０とロータディスク２２の座２０との間の接触の
輪郭について好適な幾何学的形状を示すことを可能にし
た。
て、本発明は、応力の集中を低下させ、ブレード１２の
根元１０とロータディスク２２の座２０との間の接触の
輪郭について好適な幾何学的形状を示すことを可能にし
た。
【００７０】半径Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4と、高さＨ1及
びＨ2と、距離Ｄ1及びＤ2と、角度α 1、α2及びβ1との
間の比率が、基本的なものであると考えなければならな
い。
びＨ2と、距離Ｄ1及びＤ2と、角度α 1、α2及びβ1との
間の比率が、基本的なものであると考えなければならな
い。
【００７１】事実、これらの比率が、根元１０の下端部
１６の構成だけでなく歯状突起１４の構成をも決定し、
これが本発明による改良型継手をもたらすことになる。
１６の構成だけでなく歯状突起１４の構成をも決定し、
これが本発明による改良型継手をもたらすことになる。
【００７２】本発明によると、半径Ｒ4を基準として、
下記の比率が存在する場合に継手は最適化されていると
判断された。
下記の比率が存在する場合に継手は最適化されていると
判断された。
【００７３】Ｒ3とＲ4の間の比率は、極値を含む１．８
から２．２の間にあり、Ｒ1とＲ4の間の比率は、極値を
含む１．８から２．２の間にあり、Ｒ2とＲ4の間の比率
は、極値を含む５．５から６の間にある。
から２．２の間にあり、Ｒ1とＲ4の間の比率は、極値を
含む１．８から２．２の間にあり、Ｒ2とＲ4の間の比率
は、極値を含む５．５から６の間にある。
【００７４】同時に、角度については、下記の比率が存
在しなければならない。
在しなければならない。
【００７５】角度α1は、極値を含む４２°から４８°
の間にあり、角度α2は、極値を含む９４°から１００
°の間にあり、角度β1は、極値を含む１７°から２３
°の間にある。
の間にあり、角度α2は、極値を含む９４°から１００
°の間にあり、角度β1は、極値を含む１７°から２３
°の間にある。
【００７６】これらの比率の場合には、噛み合い角度α
dに等しい溝角度αgは、極値を含む４６°から５８°の
間にある。
dに等しい溝角度αgは、極値を含む４６°から５８°の
間にある。
【００７７】高さＨ1及びＨ2と距離D1及びＤ2とは、根
元１０の全体的な寸法の直接の結果として、すなわち実
質的に根元１０の高さを決定した後に決定される。
元１０の全体的な寸法の直接の結果として、すなわち実
質的に根元１０の高さを決定した後に決定される。
【００７８】従って、本発明によると、図２（Ａ）及び
図２（Ｂ）に示す実施形態による４つの歯状突起１４を
備える根元１０又は５つの歯状突起１４を備える根元１
０を用いることによって最良の結果が得られるというこ
とが分かった。
図２（Ｂ）に示す実施形態による４つの歯状突起１４を
備える根元１０又は５つの歯状突起１４を備える根元１
０を用いることによって最良の結果が得られるというこ
とが分かった。
【００７９】以上の説明により、本発明によるガスター
ビンのロータディスクへのブレード用の改良型継手の特
徴だけでなくその利点を明らかにしたが、それら利点に
は以下のことが含まれることに注目されたい。すなわ
ち、 −構成部品の有効寿命が増大すること、 −機械の回転速度の増大、流体の温度の上昇、又はこの
２つの点を適当に組み合わせること、及び −公知技術による継手の場合が既にそうであるように、
輪郭はブローチ加工することによって常に得ることがで
きるので、公知技術と比較して低コストであること、が
含まれる。
ビンのロータディスクへのブレード用の改良型継手の特
徴だけでなくその利点を明らかにしたが、それら利点に
は以下のことが含まれることに注目されたい。すなわ
ち、 −構成部品の有効寿命が増大すること、 −機械の回転速度の増大、流体の温度の上昇、又はこの
２つの点を適当に組み合わせること、及び −公知技術による継手の場合が既にそうであるように、
輪郭はブローチ加工することによって常に得ることがで
きるので、公知技術と比較して低コストであること、が
含まれる。
【００８０】終りに当たって、その全てが本発明の技術
的範囲に含まれることになる多くの修正及び変更が、ガ
スタービンのロータディスクへのブレードのためにこの
ように設計された改良継手に対してなされ得るというこ
とは明らかである。更に、全ての細部は、技術的に均等
の要素と置き換えることができる。
的範囲に含まれることになる多くの修正及び変更が、ガ
スタービンのロータディスクへのブレードのためにこの
ように設計された改良継手に対してなされ得るというこ
とは明らかである。更に、全ての細部は、技術的に均等
の要素と置き換えることができる。
【００８１】実施においては、何れもの材料、形態、及
び寸法が、技術上の要求に従って使用されることができ
る。
び寸法が、技術上の要求に従って使用されることができ
る。
【００８２】従って、本発明の保護の範囲は、添付の特
許請求の範囲によって定められる。
許請求の範囲によって定められる。
【００８３】特許請求の範囲において記載する参照番号
は、本発明の範囲を限定するためではなく、理解を容易
にすることを意図するものである。
は、本発明の範囲を限定するためではなく、理解を容易
にすることを意図するものである。
【図１】 公知技術による、ブレードの根元とロータデ
ィスクの「松の木」形の座又は端スロットとの間の継手
を示す断面図である。
ィスクの「松の木」形の座又は端スロットとの間の継手
を示す断面図である。
【図２】 （Ａ）は、本発明の説明に従って製作された
ブレードの根元の部分的な輪郭を示す断面図であり、
（Ｂ）は、（Ａ）のブレードの根元が挿入されるロータ
ディスクの座又は端スロットの部分的輪郭を示す断面図
である。
ブレードの根元の部分的な輪郭を示す断面図であり、
（Ｂ）は、（Ａ）のブレードの根元が挿入されるロータ
ディスクの座又は端スロットの部分的輪郭を示す断面図
である。
１０ ブレードの根元
１２ ブレード
１４ 歯状突起
１６ 根元の下端部
２０ 座
２２ ロータディスク
２４ 溝
２６ 内端溝
Ｙ 根元の軸線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジャコモ・ジョヴァングロッシ
イタリア、イー−50143・フィレンツェ、
ヴィーア・ピサーナ、122 番
(72)発明者 アレッシオ・アニキーニ
イタリア、フィレンツェ、イー−50055・
ラストラ・ア・シグナ、ヴィーア・リヴォ
ルネーゼ、186番
Ｆターム(参考） 3G002 FA04 FB01
Claims (7)
- 【請求項１】 各ブレード（１２）の根元すなわち基部
（１０）が、該ブレードに対して相補形であるディスク
（２２）の座すなわち端スロット（２０）内に挿入さ
れ、前記根元（１０）が逆二等辺三角形の形状であり、
底部で収束する２つの側面の各々が一連の歯状突起（１
４）を形成するように溝のついた輪郭を有し、前記根元
（１０）の下端部（１６）が該根元（１０）の２つの側
面の前記２つの下部歯状突起（１４）の結合した接続部
により形成され、前記根元（１０）の歯状突起（１４）
が前記座（２０）の側面に設けられた溝（２４）に一致
しており、また前記根元（１０）の下端部（１６）は前
記座（２０）の底部に設けられた内端溝（２６）と一致
している形式の、ガスタービンのブレード（１２）のロ
ータディスク（２２）への改良型継手であって、前記一
連の溝（２４）は、前記座（２０）の軸線（Ｙ）に対し
て、極値を含む１７°から２３°の間の角度β1だけ傾
斜する線（Ｘ）に沿って延びており、また、前記溝（２
４）は、前記座（２０）の軸線（Ｙ）に対して角度α1
及びα2の傾斜をもつ平坦な面を有しており、ここで、
α1は前記ロータディスク（２２）の外部に向いた前記
面の角度で、極値を含む４２°から４８°の間にあり、
一方、α2は極値を含む９４°から１００°の間にある
ことを特徴とする継手。 - 【請求項２】 前記溝（２４）は半径Ｒ4の円弧により
底部で接続され、前記溝（２４）の間は同じく半径Ｒ4
を有する円弧により接続され、前記上部溝（２４）の角
度α1を有する面は、半径Ｒ3の円弧により前記ロータデ
ィスク（２２）の外部に向かって接続され、前記内端溝
（２６）は、前記座（２０）の軸線に対して第２の角度
α1で配置された２つの対称形の上部面を有する逆オメ
ガの形状になっており、対になって互いに対称形である
４つの円弧、具体的には、最初は半径Ｒ1の円弧、続い
て半径Ｒ2の円弧により互いに接続されており、ここ
で、前記半径Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は、前記半径Ｒ4に対する
下記の比率、 １．８≦Ｒ3／Ｒ4≦２．２ １．８≦Ｒ1／Ｒ4≦２．２ ５．５≦Ｒ2／Ｒ4≦６．０ を有することを特徴とする、請求項１に記載の継手。 - 【請求項３】 前記半径Ｒ1の円弧による接続部は、前
記内端溝（２６）の底部に対する高さＨ1及び前記座
（２０）の軸線に対する距離Ｄ1により定まる点を中心
として用いて形成され、また、前記半径Ｒ2の円弧によ
る接続部は、前記内端溝（２６）の底部に対する高さＨ
2及び前記座（２０）の軸線に対する距離Ｄ2により定ま
る点を中心として用いて形成され、従って前記中心は前
記座（２０）の深さの全体寸法を基にして定められるこ
とを特徴とする、請求項１に記載の継手。 - 【請求項４】 前記角度α1から前記角度α2を差し引い
たものに等しい、溝についての角度αgは、極値を含む
４６°から５８°の間にあることを特徴とする、請求項
１に記載の継手。 - 【請求項５】 前記座（２０）は、対になって対称形で
ある８つの溝（２４）と内端溝（２６）とを有すること
を特徴とする、請求項１に記載の継手。 - 【請求項６】 前記座（２０）は、対になって対称形で
ある１０個の溝（２４）と内端溝（２６）とを有するこ
とを特徴とする、請求項１に記載の継手。 - 【請求項７】 実質的に説明し図示したような又特定し
た目的のための、ガスタービンのブレードのロータディ
スクへの改良型継手。
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|---|---|---|---|
| IT2001MI001970A ITMI20011970A1 (it) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | Connessione migliorata di palette su di un disco rotorico di una turbina a gas |
| IT2001A001970 | 2001-09-21 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003176703A true JP2003176703A (ja) | 2003-06-27 |
| JP2003176703A5 JP2003176703A5 (ja) | 2005-11-04 |
| JP4288380B2 JP4288380B2 (ja) | 2009-07-01 |
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ID=11448409
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1296022B1 (ja) |
| JP (1) | JP4288380B2 (ja) |
| KR (1) | KR100673409B1 (ja) |
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| DE (1) | DE60217039T2 (ja) |
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| RU (1) | RU2302532C2 (ja) |
| TW (1) | TW593869B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226648A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | General Electric Co <Ge> | 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 |
| JP2005226649A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | General Electric Co <Ge> | タービンの第１段及び第２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 |
| JP2006283681A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Hitachi Ltd | 蒸気タービン動翼と蒸気タービンロータ及びそれを用いた蒸気タービン並びにその発電プラント |
| KR100673409B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2007-01-23 | 누보 피그노네 홀딩 에스피에이 | 블레이드의 결합구조 |
| JP2007278153A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Hitachi Ltd | タービンロータ及びタービン動翼 |
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|---|---|---|---|---|
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| EP2320030B1 (de) * | 2009-11-10 | 2012-12-19 | Alstom Technology Ltd | Rotor mit Laufschaufel für eine axial durchströmte Turbomaschine |
| EP2322764A1 (de) * | 2009-11-17 | 2011-05-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbinenschaufelbefestigung für eine Strömungsmaschine |
| US9546556B2 (en) * | 2012-09-26 | 2017-01-17 | United Technologies Corporation | Turbine blade root profile |
| EP2762676A1 (en) * | 2013-02-04 | 2014-08-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbomachine rotor blade, turbomachine rotor disc, turbomachine rotor, and gas turbine engine with different root and slot contact face angles |
| CN108691575B (zh) * | 2018-05-10 | 2021-01-26 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 涡轮组件、榫接结构及其制备方法 |
| CN110454235B (zh) * | 2019-07-31 | 2022-07-15 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种枞树型盘榫连接结构及具有其的航空发动机 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4824328A (en) * | 1987-05-22 | 1989-04-25 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine blade attachment |
| US5147180A (en) * | 1991-03-21 | 1992-09-15 | Westinghouse Electric Corp. | Optimized blade root profile for steam turbine blades |
| US5480285A (en) * | 1993-08-23 | 1996-01-02 | Westinghouse Electric Corporation | Steam turbine blade |
| ITMI20011970A1 (it) * | 2001-09-21 | 2003-03-21 | Nuovo Pignone Spa | Connessione migliorata di palette su di un disco rotorico di una turbina a gas |
-
2001
- 2001-09-21 IT IT2001MI001970A patent/ITMI20011970A1/it unknown
-
2002
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- 2002-09-20 RU RU2002125442/06A patent/RU2302532C2/ru not_active IP Right Cessation
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