JP2005009382A - タービンロータ、タービンディスク、及びタービン - Google Patents
タービンロータ、タービンディスク、及びタービン Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005009382A JP2005009382A JP2003173619A JP2003173619A JP2005009382A JP 2005009382 A JP2005009382 A JP 2005009382A JP 2003173619 A JP2003173619 A JP 2003173619A JP 2003173619 A JP2003173619 A JP 2003173619A JP 2005009382 A JP2005009382 A JP 2005009382A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- main body
- rotor
- fitting portion
- dovetail
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
【課題】タービンディスク１３における本体側フロント嵌合部２７の疲れ寿命を延ばす。
【解決手段】ディスク本体１５の外周面に複数のダブテール溝１７が等間隔に形成され、各ダブテール溝１７にタービン動翼１９がそれぞれ嵌合して設けられ、ディスク本体１５の前面縁部に本体側フロント嵌合部３３が形成され、本体側フロント嵌合部３３の内面がダブテール２１の頂部よりもディスク本体１５の外縁側に位置するように構成され、本体側フロント嵌合部３３にダブテール２１を挿入可能な複数の挿入溝２９がダブテール溝１７との連続した加工によって等間隔に形成され、ディスク本体１５の前面縁部にフロントストッパ３１が設けられ、ディスク本体１５の外周面における前側部分から本体側フロント嵌合部２７の外周面にかけて余肉部３５が形成された。
【選択図】 図１
【解決手段】ディスク本体１５の外周面に複数のダブテール溝１７が等間隔に形成され、各ダブテール溝１７にタービン動翼１９がそれぞれ嵌合して設けられ、ディスク本体１５の前面縁部に本体側フロント嵌合部３３が形成され、本体側フロント嵌合部３３の内面がダブテール２１の頂部よりもディスク本体１５の外縁側に位置するように構成され、本体側フロント嵌合部３３にダブテール２１を挿入可能な複数の挿入溝２９がダブテール溝１７との連続した加工によって等間隔に形成され、ディスク本体１５の前面縁部にフロントストッパ３１が設けられ、ディスク本体１５の外周面における前側部分から本体側フロント嵌合部２７の外周面にかけて余肉部３５が形成された。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジェットエンジン等のガスタービンエンジンに用いられるタービンロータ、タービンディスク、及びタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジェットエンジン等のガスタービンエンジンに用いられる一般的なタービンロータについて説明すると、次のようになる。
【０００３】
即ち、前記ガスタービンエンジンにおけるタービンケースには、タービンディスクの本体としてのディスク本体がディスク軸心（換言すればロータ軸心）を中心として回転可能に設けられており、前記ディスク本体の外周面には、複数のダブテール溝が等間隔に形成されている。
【０００４】
各ダブテール溝には、タービン動翼が嵌合してそれぞれ設けられており、各タービン動翼のハブ側には、対応する前記ダブテール溝に嵌合可能なダブテールがそれぞれ形成されてあって、前記ダブテール溝の底部と対応する前記ダブテールの頂部との間には、冷却通路が区画されている。また、各タービン動翼の翼面には、冷却空気を吹出す複数の吹出孔がそれぞれ形成されており、前記冷却通路と複数の前記吹出孔が連通するように各タービン動翼は中空構造によりそれぞれ構成されている。
【０００５】
前記ディスク本体の前面には、前記タービンディスクの一部を構成する本体側フロント嵌合部が形成されており、前記ガスタービンエンジンの稼働中における前記本体側フロント嵌合部の遠心力を小さくするため、前記本体側フロント嵌合部は前記ダブテールの頂部よりもディスク中心側（換言すればロータ中心側）に位置するように構成されている。また、前記本体側フロント嵌合部には、前方向から流入した冷却空気を前記冷却通路に導入する複数の導入溝が等間隔に形成されている。更に、前記タービンディスクの前面には、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールの前方向から保持する環状のフロントストッパが設けられており、前記フロントストッパは、前記本体側フロント嵌合部に嵌合可能な前記ストッパ側フロント嵌合部を有している。
【０００６】
前記ディスク本体の後面には、前記タービンディスクの一部を構成する本体側リア嵌合部が形成されてあって、前記タービンディスクの後面には、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールの後方向から保持する環状のリアストッパが設けられており、前記リアストッパは、前記本体側リア嵌合部に嵌合可能な前記ストッパ側リア嵌合部を有している。
【０００７】
従って、前記ガスタービンエンジンを稼働させると、前記ガスタービンエンジンにおける燃焼器から燃焼ガスの膨張によって複数の前記タービン動翼及び前記タービンディスク、換言すれば前記高圧タービンロータを回転させることができる。なお、前記タービンディスクの回転によって前記ガスタービンエンジンおける圧縮機が駆動される。
【０００８】
また、前記ガスタービンエンジンの稼働中において、前方向から流入した冷却空気を複数の前記導入溝によって複数の前記冷却通路に導くことにより、複数の前記タービン動翼の内部に冷却空気を供給して、複数の前記吹出孔から冷却空気を吹出させる。これによって、複数の前記タービン動翼を冷却して、複数の前記タービン動翼の劣化を抑制することができる。
【０００９】
なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１に示すものがある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２９６４５５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように前記本体側フロント嵌合部は前記ダブテールの頂部よりもディスク中心側に位置するように構成されているため、前記ガスタービンエンジンの稼働中における前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力を小さくでき、前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力によって前記本体側フロント嵌合部を前記ディスク本体から分離しようとする作用を抑制することができるものの、前記フロントストッパが前記ロータ径方向へ長くなって、前記フロントストッパの重量が大きくなる。そのため、前記フロントストッパの遠心力が大きくなって、前記フロントストッパの遠心力によって前記本体側フロント嵌合部が前記ディスク本体から離れようとする作用（換言すれば剥がれようとする作用）が促進されて、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命（低サイクル疲労による寿命）が短くなるという問題がある。
【００１２】
また、前記本体側フロント嵌合部には、複数の前記導入溝が形成されているため、前記タービンディスクの製造（換言すれば前記タービンロータの製造）にあっては複数の前記ダブテール溝を加工する工程の他に、複数の前記導入溝を加工する工程が必要になる。そのため、前記タービンディスクの製造時間（換言すれば前記タービンロータの製造時間）が長くなると共に、前記タービンディスクの製造コスト（換言すれば前記タービンロータの製造コスト）が高くなるという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンに用いられるタービンロータにおいて、
外周面に複数のダブテール溝が等間隔に形成され、ロータ軸心を中心として回転可能なロータ本体と、
各ダブテール溝にそれぞれ嵌合して設けられ、ハブ側に対応する前記ダブテール溝に嵌合可能なダブテールがそれぞれ形成され、翼面に冷却空気を吹出す複数の吹出孔がそれぞれ形成されたタービン動翼と、
前記ロータ本体の前面縁部に形成され、内面が前記ダブテールの頂部よりも前記ロータ本体の外縁側に位置するように構成され、前記ダブテールを挿入可能な複数の挿入溝が前記ダブテール溝との連続した加工によって等間隔に形成された本体側フロント嵌合部と、
前記ロータ本体の前面縁部に設けられ、前記本体側フロント嵌合部に嵌合可能なストッパ側フロント嵌合部を有してあって、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールを前方から保持する環状のフロントストッパと、
前記ロータ本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて形成された余肉部と、
前記ロータ本体の後面に形成された本体側リア嵌合部と、
前記タービンディスクの後面に設けられ、前記本体側リア嵌合部に嵌合可能なストッパ側リア嵌合部を有してあって、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールを後方向から保持する環状にリアストッパと、
を具備してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明特定事項によると、前記本体側フロント嵌合部の内面が前記ダブテールの頂部よりも前記ロータ本体の外縁側に位置するように構成されているため、前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなると共に、前記フロントストッパの前記ロータ径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできる。一方、前記ロータ本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて前記余肉部が形成されているため、前述のように前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなるものの、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体との結合力を大きくすることができる。
【００１５】
また、複数の前記挿入溝は前記ダブテール溝と連続した加工によって形成されるため、前記タービンロータの製造にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができる。
【００１６】
更に、前記タービンロータの一般的な動作等は、次のようになる。
【００１７】
即ち、前記ガスタービンエンジンを稼働させると、前記ガスタービンエンジンにおける燃焼器から燃焼ガスの膨張によって複数の前記タービン動翼及び前記タービンディスク、換言すれば前記タービンロータを回転させることができる。なお、前記タービンロータの回転によって前記ガスタービンエンジンおける圧縮機が駆動される。
【００１８】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、前記余肉部のロータ軸方向の長さをＭ、前記ダブテール溝の前記ロータ軸方向の長さをＬ、前記本体側フロント嵌合部のロータ径方向の長さをＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、Ｓ≦Ｍであるため、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体の結合力を十分に強化することができる。また、Ｌ≦１／２Ｓであるため、前記余肉部が前記ロータ軸方向へ必要以上に長くなることを抑制することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンに用いられるタービンディスクにおいて、
外周面に複数のダブテール溝が等間隔に形成され、ディスク軸心を中心として回転可能なディスク本体と、
前記ディスク本体の前面縁部に形成され、内面が嵌合した状態における前記ダブテールの頂部よりも前記ディスク本体の外縁側に位置するように構成され、前記ダブテールを挿入可能な複数の挿入溝が前記ダブテール溝との連続した加工によって等間隔に形成され、環状のフロントストッパのストッパ側フロント嵌合部に嵌合可能な本体側フロント嵌合部と、
前記ディスク本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて形成された余肉部と、
前記ディスク本体の後面に形成され、環状のリアストッパのストッパ側リア嵌合部に嵌合可能な本体側リア嵌合部と、
を具備してなることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明特定事項によると、前記本体側フロント嵌合部の内面が前記ダブテールの頂部よりも前記ディスク本体の外縁側に位置するように構成されているため、前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなると共に、前記フロントストッパの前記ディスク径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできる。一方、前記ディスク本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて前記余肉部が形成されているため、前述のように前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなるものの、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体との結合力を大きくすることができる。
【００２２】
また、複数の前記挿入溝は前記ダブテール溝と連続した加工によって形成されるため、前記タービンディスクの製造（換言すれば前記タービンディスクの製造）にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項３に記載の発明特定事項の他に、前記余肉部のディスク軸方向の長さをＭ、前記ダブテール溝の前記ディスク軸方向の長さをＬ、前記本体側フロント嵌合部のディスク径方向の長さをＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されたことを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明特定事項によると、請求項３に記載の発明特定事項による作用の他に、Ｓ≦Ｍであるため、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体の結合力を十分に強化することができる。また、Ｍ≦１／２Ｌであるため、前記余肉部が前記ディスク軸方向へ必要以上に長くなることを抑制することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンに用いられるタービンにおいて、
タービンケースと、
前記タービンケース内に設けられ、周方向に複数のタービン静翼を等間隔に備えたタービンステータと、
前記タービンケース内における前記記タービンステータの後方に設けられ、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項からなるタービンロータと、
を具備してなることを特徴とする。
【００２６】
請求項５に記載の発明特定事項によると、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。
【００２８】
図１は、図１におけるＩ部の拡大図であって、図２は、本発明の実施の形態に係わる高圧タービンの一部分の断面図であって、図３は、本発明の実施の形態に係わるタービンディスクの一部分の正面図である。
【００２９】
ここで、「前後」とは、図１及び図２において左右，図３において紙面に向かって表裏のことである。
【００３０】
図２に示すように、本発明の実施の形態に係わる高圧タービン１は、ジェットエンジン（ガスタービンエンジンの一例）に用いられるものであって、高圧タービンケース３と、この高圧タービンケース３内に設けられかつ周方向に複数のタービン静翼５（図２には、１つのタービン静翼５のみ図示）を等間隔に備えた高圧タービンステータ７と、高圧タービンケース３内における高圧タービンステータ７の後方に設けられかつ燃焼器９からの燃焼ガスの膨張によって回転する高圧タービンロータ１１とを具備している。以下、本発明の実施の形態の特徴部分である高圧タービンロータ１１について詳細に説明する。
【００３１】
図１から図３に示すように、高圧タービンケース３には、タービンディスク１３の本体であるディスク本体（換言すれば高圧タービンロータ１１の本体であるロータ本体）１５がディスク軸心（換言すればロータ軸心）を中心として回転可能に設けられており、このディスク本体１５の外周面には、複数のダブテール溝１７が等間隔に形成されている。
【００３２】
各ダブテール溝１７には、タービン動翼１９がそれぞれ嵌合して設けられており、各タービン動翼１９のハブ側には、対応するダブテール溝１７に嵌合可能なダブテール２１がそれぞれ形成されてあって、各ダブテール溝１７の底部と対応するダブテール２１の頂部との間には、冷却通路２３がそれぞれ区画されている。また、各タービン動翼１９の翼面には、冷却空気を吹出す複数の吹出孔２５がそれぞれ形成されており、冷却通路２３と複数の吹出孔２５が連通するように各タービン動翼１９は特開平２００２−３０３１０１号公報に示すように中空構造に構成されている。
【００３３】
ディスク本体１５の前面縁部には、タービンディスク１３の一部を構成する本体側フロント嵌合部２７が形成されており、この本体側フロント嵌合部２７には、ダブテール２１が挿入可能な複数の挿入溝２９がダブテール溝１７との連続した加工によって周方向へ等間隔に形成されている。ここで、本体側フロント嵌合部２７の内面はダブテール２１の頂部よりもディスク本体１５の外縁側に位置するように構成されている。また、ディスク本体１５の前面縁部には、複数のタービン動翼１９のダブテール２１を前方向から保持する環状のフロントストッパ３１が一体的に設けられており、このフロントストッパ３１は、本体側フロント嵌合部２７に嵌合可能なストッパ側フロント嵌合部３３を有している。
【００３４】
ディスク本体１５の外周面における前側部分から本体側フロント嵌合部２７の外周面にかけて余肉部３５（図１においてハッチングした部位）が形成されている。ここで、余肉部３５のディスク軸方向（換言すればロータ軸方向、図１及び図２において左右方向）の長さをＭ、ダブテール溝の前記ディスク軸方向の長さをＬ、本体側フロント嵌合部のディスク径方向（換言すればロータ径方向、図１及び図２において上下方向）の長さをＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されている。
【００３５】
ディスク本体１５の後面には、タービンディスク１３の一部を構成する本体側リア嵌合部３７が形成されている。また、ディスク本体１５の後面には、複数のタービン動翼１９のダブテール２１を後方向から保持する環状のリアストッパ３９が一体的に設けられており、このリアストッパ３９は本体側リア嵌合部３７に嵌合可能なストッパ側リア嵌合部４１を有している。なお、リアストッパ３９は、ディスク本体１５の後側に設けられたリアシールディスク（大部分は図示省略）の一部を構成している。
【００３６】
ディスク本体１５の前側には、冷却空気を主流路４３側へ逃がさないようにしつつ複数の冷却通路２３に導くフロントシールディスク４５が設けられている。このフロントシールディスク４５は、ディスク本体１５の前側に固定されかつ外縁にリム部４７ａを有した環状のウェブ４７と、このウェブ４７の内縁に一体的に形成されかつ厚肉により構成された環状のボア４９と、ウェブ４７のリム部４７ａに一体的に形成されかつ後方に向かって拡がるように延びたラッパ状のアーム５１とを備えている。ここで、ウェブ４７の外縁付近には、前方向から冷却空気が流入可能な複数の貫通孔５３（図１には、１つの貫通孔５３のみ図示）が適宜間隔に形成されており、また、アーム５１の先端縁は、フロントストッパ３１に予圧をかけた状態で当接しかつ前記ディスク径方向へ僅かに移動できるように構成されている。
【００３７】
なお、高圧タービンロータ１１と高圧圧縮機における高圧圧縮機ロータ（図示省略）はパイプ状の高圧タービン軸５５によって連動連結されている。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００３９】
本体側フロント嵌合部２７の内面がダブテール２１の頂部よりもディスク本体１５の外縁側に位置するように構成されているため、本体側フロント嵌合部２７の遠心力は大きくなると共に、フロントストッパ３１の前記ディスク径方向の長さを短くして、フロントストッパ３１の重量を小さくできる。一方、ディスク本体１５の外周面における前側部分から本体側フロント嵌合部２７の外周面にかけて余肉部３５が形成されているため、前述のように本体側フロント嵌合部２７の遠心力は大きくなるものの、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５との結合力を大きくすることができる。
【００４０】
ここで、Ｓ（本体側フロント嵌合部２７の前記ディスク径方向の長さ）≦Ｍ（余肉部３５の前記ディスク軸方向の長さ）であるため、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５の結合力を十分に強化することができる。また、Ｍ（余肉部３５の前記ディスク軸方向の長さ）≦１／２Ｌ（ダブテール溝１７の前記ディスク軸方向の長さ）であるため、余肉部３５が前記ディスク軸方向（換言すれば高圧タービンロータ１１が前記ロータ軸方向）へ必要以上に長くなることを抑制することができる。
【００４１】
また、複数の挿入溝２９はダブテール溝１７との連続した加工によって形成されるため、タービンディスク１３の製造（換言すれば高圧タービンロータ３の製造）にあっては、複数のダブテール溝１７の加工と、複数の挿入溝２９の加工を同一工程によって行うことができる。
【００４２】
更に、高圧タービンロータ１１の一般的な動作等は、次のようになる。
【００４３】
即ち、前記ジェットエンジンを稼働させると、燃焼器９から燃焼ガスの膨張によって複数のタービン動翼１９、タービンディスク１３、及びフロントシールディスク４５（換言すれば高圧タービンロータ１１）を回転させることができる。なお、高圧タービンロータ１１の回転によって前記高圧圧縮機ロータを連動して回転させて、前記高圧圧縮機を駆動させることができる。
【００４４】
また、前記ジェットエンジンの稼働中において、前方向から流入した冷却空気をフロントシールディスク４５によって複数の冷却通路２３に導くことにより、複数のタービン動翼１９の内部に冷却空気を供給して、複数の吹出孔２５から冷却空気を吹出させる。これによって、複数のタービン動翼１９を冷却して、複数のタービン動翼１９の劣化を抑制できる。
【００４５】
以上の如き、本発明の実施の形態によれば、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５との結合力を大きくすることができると共に、フロントストッパ３１の前記ディスク径方向の長さを短くして、フロントストッパ３１の重量を小さくできるため、前記ジェットエンジンの稼働時における本体側フロント嵌合部２７自体の遠心力及びフロントストッパ３１の遠心力によって本体側フロント嵌合部２７がディスク本体１５（換言すればロータ本体）から離れようとする作用（換言すれば剥がれようとする作用）を十分に抑制することができ、本体側フロント嵌合部２７の疲れ寿命（低サイクル疲労による寿命）を延ばすことができる。特に、余肉部３５が前記ディスク軸方向へ必要以上に長くなることを抑制しつつ、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５との結合力を十分に強化することができるため、タービンディスク１３の軽量化（換言すれば高圧タービンロータ１１の軽量化）を図りつつ、本体側フロント嵌合部２７の疲れ寿命を更に延ばすことができる。
【００４６】
また、タービンディスク１３の製造にあっては、複数のダブテール溝１７の加工と、複数の挿入溝２９の加工を同一工程によって行うことができるため、タービンディスク１３の製造時間（換言すれば高圧タービンロータ１１の製造時間）を短くして、タービンディスク１３の製造（換言すれば高圧タービンロータ１１の製造）の作業能率を向上させると共に、タービンディスク１３の製造コスト（換言すれば高圧タービンロータ１１の製造コスト）の低下を図ることができる。
【００４７】
なお、本発明は、前述の発明の実施の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体との結合力を大きくすることができると共に、前記フロントストッパの前記ロータ径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできるため、前記ガスタービンエンジンの稼働時における前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力及び前記フロントストッパの遠心力によって前記本体側フロント嵌合部を前記ロータ本体から分離しようとする作用を十分に抑制することができ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を延ばすことができる。
【００４９】
また、前記タービンロータの製造にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができるため、前記タービンロータの製造時間を短くして、前記タービンロータの製造の作業能率を向上させると共に、前記タービンロータの製造コストの低下を図ることができる。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果の他に、前記余肉部が前記ロータ軸方向へ必要以上に長くなることを抑制しつつ、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体の結合力を十分に強化することができるため、前記タービンロータの軽量化を図りつつ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を更に延ばすことができる。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体との結合力を大きくすることができると共に、前記フロントストッパの前記ディスク径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできるため、前記ガスタービンエンジンの稼働時における前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力及び前記フロントストッパの遠心力によって前記本体側フロント嵌合部を前記ディスク本体から分離しようとする作用を十分に抑制することができ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を延ばすことができる。
【００５２】
また、前記タービンディスクの製造にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができるため、前記タービンディスクの製造時間を短くして、前記タービンディスクの製造の作業能率を向上させると共に、前記タービンディスクの製造コストの低下を図ることができる。
【００５３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果の他に、前記余肉部が前記ディスク軸方向へ必要以上に長くなることを抑制しつつ、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体の結合力を十分に強化することができるため、前記タービンディスクの軽量化を図りつつ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を更に延ばすことができる。
【００５４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１又は背２に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１におけるＩ部の拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる高圧タービンの一部分の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わるタービンディスクの一部分の正面図である。
【符号の説明】
１ 高圧タービン
３ 高圧タービンケース
５ タービン静翼
７ 高圧タービンステータ
１１ 高圧タービンロータ
１３ タービンディスク
１５ ディスク本体
１７ ダブテール溝
１９ タービン動翼
２１ ダブテール
２３ 冷却通路
２５ 吹出孔
２７ 本体側フロント嵌合部
２９ 挿入溝
３１ フロントストッパ
３３ ストッパ側フロント嵌合部
３５ 余肉部
３７ 本体側リア嵌合部
３９ リアストッパ
４１ ストッパ側リア嵌合部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジェットエンジン等のガスタービンエンジンに用いられるタービンロータ、タービンディスク、及びタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジェットエンジン等のガスタービンエンジンに用いられる一般的なタービンロータについて説明すると、次のようになる。
【０００３】
即ち、前記ガスタービンエンジンにおけるタービンケースには、タービンディスクの本体としてのディスク本体がディスク軸心（換言すればロータ軸心）を中心として回転可能に設けられており、前記ディスク本体の外周面には、複数のダブテール溝が等間隔に形成されている。
【０００４】
各ダブテール溝には、タービン動翼が嵌合してそれぞれ設けられており、各タービン動翼のハブ側には、対応する前記ダブテール溝に嵌合可能なダブテールがそれぞれ形成されてあって、前記ダブテール溝の底部と対応する前記ダブテールの頂部との間には、冷却通路が区画されている。また、各タービン動翼の翼面には、冷却空気を吹出す複数の吹出孔がそれぞれ形成されており、前記冷却通路と複数の前記吹出孔が連通するように各タービン動翼は中空構造によりそれぞれ構成されている。
【０００５】
前記ディスク本体の前面には、前記タービンディスクの一部を構成する本体側フロント嵌合部が形成されており、前記ガスタービンエンジンの稼働中における前記本体側フロント嵌合部の遠心力を小さくするため、前記本体側フロント嵌合部は前記ダブテールの頂部よりもディスク中心側（換言すればロータ中心側）に位置するように構成されている。また、前記本体側フロント嵌合部には、前方向から流入した冷却空気を前記冷却通路に導入する複数の導入溝が等間隔に形成されている。更に、前記タービンディスクの前面には、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールの前方向から保持する環状のフロントストッパが設けられており、前記フロントストッパは、前記本体側フロント嵌合部に嵌合可能な前記ストッパ側フロント嵌合部を有している。
【０００６】
前記ディスク本体の後面には、前記タービンディスクの一部を構成する本体側リア嵌合部が形成されてあって、前記タービンディスクの後面には、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールの後方向から保持する環状のリアストッパが設けられており、前記リアストッパは、前記本体側リア嵌合部に嵌合可能な前記ストッパ側リア嵌合部を有している。
【０００７】
従って、前記ガスタービンエンジンを稼働させると、前記ガスタービンエンジンにおける燃焼器から燃焼ガスの膨張によって複数の前記タービン動翼及び前記タービンディスク、換言すれば前記高圧タービンロータを回転させることができる。なお、前記タービンディスクの回転によって前記ガスタービンエンジンおける圧縮機が駆動される。
【０００８】
また、前記ガスタービンエンジンの稼働中において、前方向から流入した冷却空気を複数の前記導入溝によって複数の前記冷却通路に導くことにより、複数の前記タービン動翼の内部に冷却空気を供給して、複数の前記吹出孔から冷却空気を吹出させる。これによって、複数の前記タービン動翼を冷却して、複数の前記タービン動翼の劣化を抑制することができる。
【０００９】
なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１に示すものがある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２９６４５５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように前記本体側フロント嵌合部は前記ダブテールの頂部よりもディスク中心側に位置するように構成されているため、前記ガスタービンエンジンの稼働中における前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力を小さくでき、前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力によって前記本体側フロント嵌合部を前記ディスク本体から分離しようとする作用を抑制することができるものの、前記フロントストッパが前記ロータ径方向へ長くなって、前記フロントストッパの重量が大きくなる。そのため、前記フロントストッパの遠心力が大きくなって、前記フロントストッパの遠心力によって前記本体側フロント嵌合部が前記ディスク本体から離れようとする作用（換言すれば剥がれようとする作用）が促進されて、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命（低サイクル疲労による寿命）が短くなるという問題がある。
【００１２】
また、前記本体側フロント嵌合部には、複数の前記導入溝が形成されているため、前記タービンディスクの製造（換言すれば前記タービンロータの製造）にあっては複数の前記ダブテール溝を加工する工程の他に、複数の前記導入溝を加工する工程が必要になる。そのため、前記タービンディスクの製造時間（換言すれば前記タービンロータの製造時間）が長くなると共に、前記タービンディスクの製造コスト（換言すれば前記タービンロータの製造コスト）が高くなるという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンに用いられるタービンロータにおいて、
外周面に複数のダブテール溝が等間隔に形成され、ロータ軸心を中心として回転可能なロータ本体と、
各ダブテール溝にそれぞれ嵌合して設けられ、ハブ側に対応する前記ダブテール溝に嵌合可能なダブテールがそれぞれ形成され、翼面に冷却空気を吹出す複数の吹出孔がそれぞれ形成されたタービン動翼と、
前記ロータ本体の前面縁部に形成され、内面が前記ダブテールの頂部よりも前記ロータ本体の外縁側に位置するように構成され、前記ダブテールを挿入可能な複数の挿入溝が前記ダブテール溝との連続した加工によって等間隔に形成された本体側フロント嵌合部と、
前記ロータ本体の前面縁部に設けられ、前記本体側フロント嵌合部に嵌合可能なストッパ側フロント嵌合部を有してあって、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールを前方から保持する環状のフロントストッパと、
前記ロータ本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて形成された余肉部と、
前記ロータ本体の後面に形成された本体側リア嵌合部と、
前記タービンディスクの後面に設けられ、前記本体側リア嵌合部に嵌合可能なストッパ側リア嵌合部を有してあって、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールを後方向から保持する環状にリアストッパと、
を具備してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明特定事項によると、前記本体側フロント嵌合部の内面が前記ダブテールの頂部よりも前記ロータ本体の外縁側に位置するように構成されているため、前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなると共に、前記フロントストッパの前記ロータ径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできる。一方、前記ロータ本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて前記余肉部が形成されているため、前述のように前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなるものの、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体との結合力を大きくすることができる。
【００１５】
また、複数の前記挿入溝は前記ダブテール溝と連続した加工によって形成されるため、前記タービンロータの製造にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができる。
【００１６】
更に、前記タービンロータの一般的な動作等は、次のようになる。
【００１７】
即ち、前記ガスタービンエンジンを稼働させると、前記ガスタービンエンジンにおける燃焼器から燃焼ガスの膨張によって複数の前記タービン動翼及び前記タービンディスク、換言すれば前記タービンロータを回転させることができる。なお、前記タービンロータの回転によって前記ガスタービンエンジンおける圧縮機が駆動される。
【００１８】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、前記余肉部のロータ軸方向の長さをＭ、前記ダブテール溝の前記ロータ軸方向の長さをＬ、前記本体側フロント嵌合部のロータ径方向の長さをＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、Ｓ≦Ｍであるため、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体の結合力を十分に強化することができる。また、Ｌ≦１／２Ｓであるため、前記余肉部が前記ロータ軸方向へ必要以上に長くなることを抑制することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンに用いられるタービンディスクにおいて、
外周面に複数のダブテール溝が等間隔に形成され、ディスク軸心を中心として回転可能なディスク本体と、
前記ディスク本体の前面縁部に形成され、内面が嵌合した状態における前記ダブテールの頂部よりも前記ディスク本体の外縁側に位置するように構成され、前記ダブテールを挿入可能な複数の挿入溝が前記ダブテール溝との連続した加工によって等間隔に形成され、環状のフロントストッパのストッパ側フロント嵌合部に嵌合可能な本体側フロント嵌合部と、
前記ディスク本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて形成された余肉部と、
前記ディスク本体の後面に形成され、環状のリアストッパのストッパ側リア嵌合部に嵌合可能な本体側リア嵌合部と、
を具備してなることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明特定事項によると、前記本体側フロント嵌合部の内面が前記ダブテールの頂部よりも前記ディスク本体の外縁側に位置するように構成されているため、前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなると共に、前記フロントストッパの前記ディスク径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできる。一方、前記ディスク本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて前記余肉部が形成されているため、前述のように前記本体側フロント嵌合部の遠心力は大きくなるものの、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体との結合力を大きくすることができる。
【００２２】
また、複数の前記挿入溝は前記ダブテール溝と連続した加工によって形成されるため、前記タービンディスクの製造（換言すれば前記タービンディスクの製造）にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項３に記載の発明特定事項の他に、前記余肉部のディスク軸方向の長さをＭ、前記ダブテール溝の前記ディスク軸方向の長さをＬ、前記本体側フロント嵌合部のディスク径方向の長さをＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されたことを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明特定事項によると、請求項３に記載の発明特定事項による作用の他に、Ｓ≦Ｍであるため、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体の結合力を十分に強化することができる。また、Ｍ≦１／２Ｌであるため、前記余肉部が前記ディスク軸方向へ必要以上に長くなることを抑制することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明にあっては、ガスタービンエンジンに用いられるタービンにおいて、
タービンケースと、
前記タービンケース内に設けられ、周方向に複数のタービン静翼を等間隔に備えたタービンステータと、
前記タービンケース内における前記記タービンステータの後方に設けられ、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項からなるタービンロータと、
を具備してなることを特徴とする。
【００２６】
請求項５に記載の発明特定事項によると、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。
【００２８】
図１は、図１におけるＩ部の拡大図であって、図２は、本発明の実施の形態に係わる高圧タービンの一部分の断面図であって、図３は、本発明の実施の形態に係わるタービンディスクの一部分の正面図である。
【００２９】
ここで、「前後」とは、図１及び図２において左右，図３において紙面に向かって表裏のことである。
【００３０】
図２に示すように、本発明の実施の形態に係わる高圧タービン１は、ジェットエンジン（ガスタービンエンジンの一例）に用いられるものであって、高圧タービンケース３と、この高圧タービンケース３内に設けられかつ周方向に複数のタービン静翼５（図２には、１つのタービン静翼５のみ図示）を等間隔に備えた高圧タービンステータ７と、高圧タービンケース３内における高圧タービンステータ７の後方に設けられかつ燃焼器９からの燃焼ガスの膨張によって回転する高圧タービンロータ１１とを具備している。以下、本発明の実施の形態の特徴部分である高圧タービンロータ１１について詳細に説明する。
【００３１】
図１から図３に示すように、高圧タービンケース３には、タービンディスク１３の本体であるディスク本体（換言すれば高圧タービンロータ１１の本体であるロータ本体）１５がディスク軸心（換言すればロータ軸心）を中心として回転可能に設けられており、このディスク本体１５の外周面には、複数のダブテール溝１７が等間隔に形成されている。
【００３２】
各ダブテール溝１７には、タービン動翼１９がそれぞれ嵌合して設けられており、各タービン動翼１９のハブ側には、対応するダブテール溝１７に嵌合可能なダブテール２１がそれぞれ形成されてあって、各ダブテール溝１７の底部と対応するダブテール２１の頂部との間には、冷却通路２３がそれぞれ区画されている。また、各タービン動翼１９の翼面には、冷却空気を吹出す複数の吹出孔２５がそれぞれ形成されており、冷却通路２３と複数の吹出孔２５が連通するように各タービン動翼１９は特開平２００２−３０３１０１号公報に示すように中空構造に構成されている。
【００３３】
ディスク本体１５の前面縁部には、タービンディスク１３の一部を構成する本体側フロント嵌合部２７が形成されており、この本体側フロント嵌合部２７には、ダブテール２１が挿入可能な複数の挿入溝２９がダブテール溝１７との連続した加工によって周方向へ等間隔に形成されている。ここで、本体側フロント嵌合部２７の内面はダブテール２１の頂部よりもディスク本体１５の外縁側に位置するように構成されている。また、ディスク本体１５の前面縁部には、複数のタービン動翼１９のダブテール２１を前方向から保持する環状のフロントストッパ３１が一体的に設けられており、このフロントストッパ３１は、本体側フロント嵌合部２７に嵌合可能なストッパ側フロント嵌合部３３を有している。
【００３４】
ディスク本体１５の外周面における前側部分から本体側フロント嵌合部２７の外周面にかけて余肉部３５（図１においてハッチングした部位）が形成されている。ここで、余肉部３５のディスク軸方向（換言すればロータ軸方向、図１及び図２において左右方向）の長さをＭ、ダブテール溝の前記ディスク軸方向の長さをＬ、本体側フロント嵌合部のディスク径方向（換言すればロータ径方向、図１及び図２において上下方向）の長さをＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されている。
【００３５】
ディスク本体１５の後面には、タービンディスク１３の一部を構成する本体側リア嵌合部３７が形成されている。また、ディスク本体１５の後面には、複数のタービン動翼１９のダブテール２１を後方向から保持する環状のリアストッパ３９が一体的に設けられており、このリアストッパ３９は本体側リア嵌合部３７に嵌合可能なストッパ側リア嵌合部４１を有している。なお、リアストッパ３９は、ディスク本体１５の後側に設けられたリアシールディスク（大部分は図示省略）の一部を構成している。
【００３６】
ディスク本体１５の前側には、冷却空気を主流路４３側へ逃がさないようにしつつ複数の冷却通路２３に導くフロントシールディスク４５が設けられている。このフロントシールディスク４５は、ディスク本体１５の前側に固定されかつ外縁にリム部４７ａを有した環状のウェブ４７と、このウェブ４７の内縁に一体的に形成されかつ厚肉により構成された環状のボア４９と、ウェブ４７のリム部４７ａに一体的に形成されかつ後方に向かって拡がるように延びたラッパ状のアーム５１とを備えている。ここで、ウェブ４７の外縁付近には、前方向から冷却空気が流入可能な複数の貫通孔５３（図１には、１つの貫通孔５３のみ図示）が適宜間隔に形成されており、また、アーム５１の先端縁は、フロントストッパ３１に予圧をかけた状態で当接しかつ前記ディスク径方向へ僅かに移動できるように構成されている。
【００３７】
なお、高圧タービンロータ１１と高圧圧縮機における高圧圧縮機ロータ（図示省略）はパイプ状の高圧タービン軸５５によって連動連結されている。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００３９】
本体側フロント嵌合部２７の内面がダブテール２１の頂部よりもディスク本体１５の外縁側に位置するように構成されているため、本体側フロント嵌合部２７の遠心力は大きくなると共に、フロントストッパ３１の前記ディスク径方向の長さを短くして、フロントストッパ３１の重量を小さくできる。一方、ディスク本体１５の外周面における前側部分から本体側フロント嵌合部２７の外周面にかけて余肉部３５が形成されているため、前述のように本体側フロント嵌合部２７の遠心力は大きくなるものの、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５との結合力を大きくすることができる。
【００４０】
ここで、Ｓ（本体側フロント嵌合部２７の前記ディスク径方向の長さ）≦Ｍ（余肉部３５の前記ディスク軸方向の長さ）であるため、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５の結合力を十分に強化することができる。また、Ｍ（余肉部３５の前記ディスク軸方向の長さ）≦１／２Ｌ（ダブテール溝１７の前記ディスク軸方向の長さ）であるため、余肉部３５が前記ディスク軸方向（換言すれば高圧タービンロータ１１が前記ロータ軸方向）へ必要以上に長くなることを抑制することができる。
【００４１】
また、複数の挿入溝２９はダブテール溝１７との連続した加工によって形成されるため、タービンディスク１３の製造（換言すれば高圧タービンロータ３の製造）にあっては、複数のダブテール溝１７の加工と、複数の挿入溝２９の加工を同一工程によって行うことができる。
【００４２】
更に、高圧タービンロータ１１の一般的な動作等は、次のようになる。
【００４３】
即ち、前記ジェットエンジンを稼働させると、燃焼器９から燃焼ガスの膨張によって複数のタービン動翼１９、タービンディスク１３、及びフロントシールディスク４５（換言すれば高圧タービンロータ１１）を回転させることができる。なお、高圧タービンロータ１１の回転によって前記高圧圧縮機ロータを連動して回転させて、前記高圧圧縮機を駆動させることができる。
【００４４】
また、前記ジェットエンジンの稼働中において、前方向から流入した冷却空気をフロントシールディスク４５によって複数の冷却通路２３に導くことにより、複数のタービン動翼１９の内部に冷却空気を供給して、複数の吹出孔２５から冷却空気を吹出させる。これによって、複数のタービン動翼１９を冷却して、複数のタービン動翼１９の劣化を抑制できる。
【００４５】
以上の如き、本発明の実施の形態によれば、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５との結合力を大きくすることができると共に、フロントストッパ３１の前記ディスク径方向の長さを短くして、フロントストッパ３１の重量を小さくできるため、前記ジェットエンジンの稼働時における本体側フロント嵌合部２７自体の遠心力及びフロントストッパ３１の遠心力によって本体側フロント嵌合部２７がディスク本体１５（換言すればロータ本体）から離れようとする作用（換言すれば剥がれようとする作用）を十分に抑制することができ、本体側フロント嵌合部２７の疲れ寿命（低サイクル疲労による寿命）を延ばすことができる。特に、余肉部３５が前記ディスク軸方向へ必要以上に長くなることを抑制しつつ、本体側フロント嵌合部２７とディスク本体１５との結合力を十分に強化することができるため、タービンディスク１３の軽量化（換言すれば高圧タービンロータ１１の軽量化）を図りつつ、本体側フロント嵌合部２７の疲れ寿命を更に延ばすことができる。
【００４６】
また、タービンディスク１３の製造にあっては、複数のダブテール溝１７の加工と、複数の挿入溝２９の加工を同一工程によって行うことができるため、タービンディスク１３の製造時間（換言すれば高圧タービンロータ１１の製造時間）を短くして、タービンディスク１３の製造（換言すれば高圧タービンロータ１１の製造）の作業能率を向上させると共に、タービンディスク１３の製造コスト（換言すれば高圧タービンロータ１１の製造コスト）の低下を図ることができる。
【００４７】
なお、本発明は、前述の発明の実施の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体との結合力を大きくすることができると共に、前記フロントストッパの前記ロータ径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできるため、前記ガスタービンエンジンの稼働時における前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力及び前記フロントストッパの遠心力によって前記本体側フロント嵌合部を前記ロータ本体から分離しようとする作用を十分に抑制することができ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を延ばすことができる。
【００４９】
また、前記タービンロータの製造にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができるため、前記タービンロータの製造時間を短くして、前記タービンロータの製造の作業能率を向上させると共に、前記タービンロータの製造コストの低下を図ることができる。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果の他に、前記余肉部が前記ロータ軸方向へ必要以上に長くなることを抑制しつつ、前記本体側フロント嵌合部と前記ロータ本体の結合力を十分に強化することができるため、前記タービンロータの軽量化を図りつつ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を更に延ばすことができる。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体との結合力を大きくすることができると共に、前記フロントストッパの前記ディスク径方向の長さを短くして、前記フロントストッパの重量を小さくできるため、前記ガスタービンエンジンの稼働時における前記本体側フロント嵌合部自体の遠心力及び前記フロントストッパの遠心力によって前記本体側フロント嵌合部を前記ディスク本体から分離しようとする作用を十分に抑制することができ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を延ばすことができる。
【００５２】
また、前記タービンディスクの製造にあっては、複数の前記ダブテール溝の加工と、複数の前記挿入溝の加工を同一工程によって行うことができるため、前記タービンディスクの製造時間を短くして、前記タービンディスクの製造の作業能率を向上させると共に、前記タービンディスクの製造コストの低下を図ることができる。
【００５３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果の他に、前記余肉部が前記ディスク軸方向へ必要以上に長くなることを抑制しつつ、前記本体側フロント嵌合部と前記ディスク本体の結合力を十分に強化することができるため、前記タービンディスクの軽量化を図りつつ、前記本体側フロント嵌合部の疲れ寿命を更に延ばすことができる。
【００５４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１又は背２に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１におけるＩ部の拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる高圧タービンの一部分の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わるタービンディスクの一部分の正面図である。
【符号の説明】
１ 高圧タービン
３ 高圧タービンケース
５ タービン静翼
７ 高圧タービンステータ
１１ 高圧タービンロータ
１３ タービンディスク
１５ ディスク本体
１７ ダブテール溝
１９ タービン動翼
２１ ダブテール
２３ 冷却通路
２５ 吹出孔
２７ 本体側フロント嵌合部
２９ 挿入溝
３１ フロントストッパ
３３ ストッパ側フロント嵌合部
３５ 余肉部
３７ 本体側リア嵌合部
３９ リアストッパ
４１ ストッパ側リア嵌合部
Claims (5)
- ガスタービンエンジンに用いられるタービンロータにおいて、
外周面に複数のダブテール溝が等間隔に形成され、ロータ軸心を中心として回転可能なロータ本体と、
各ダブテール溝にそれぞれ嵌合して設けられ、ハブ側に対応する前記ダブテール溝に嵌合可能なダブテールがそれぞれ形成されたタービン動翼と、
前記ロータ本体の前面縁部に形成され、内面が前記ダブテールの頂部よりも前記ロータ本体の外縁側に位置するように構成され、前記ダブテールを挿入可能な複数の挿入溝が前記ダブテール溝との連続した加工によって等間隔に形成された本体側フロント嵌合部と、
前記ロータ本体の前面縁部に設けられ、前記本体側フロント嵌合部に嵌合可能なストッパ側フロント嵌合部を有してあって、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールを前方から保持する環状のフロントストッパと、
前記ロータ本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて形成された余肉部と、
前記ロータ本体の後面に形成された本体側リア嵌合部と、
前記ロータ本体の後面に設けられ、前記本体側リア嵌合部に嵌合可能なストッパ側リア嵌合部を有してあって、複数の前記タービン動翼の前記ダブテールを後方向から保持する環状にリアストッパと、
を具備してなることを特徴とするタービンロータ。 - 前記余肉部のロータ軸方向の長さをＭ、前記ダブテール溝の前記ロータ軸方向の長さをＬ、前記本体側フロント嵌合部のロータ径方向の長をＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のタービンロータ。
- ガスタービンエンジンに用いられるタービンディスクにおいて、
外周面に複数のダブテール溝が等間隔に形成され、ディスク軸心を中心として回転可能なディスク本体と、
前記ディスク本体の前面縁部に形成され、内面が嵌合した状態における前記ダブテールの頂部よりも前記ディスク本体の外縁側に位置するように構成され、前記ダブテールを挿入可能な複数の挿入溝が前記ダブテール溝との連続した加工によって等間隔に形成され、環状のフロントストッパのストッパ側フロント嵌合部に嵌合可能な本体側フロント嵌合部と、
前記ディスク本体の外周面における前側部分から前記本体側フロント嵌合部の外周面にかけて形成された余肉部と、
前記ディスク本体の後面に形成され、環状のリアストッパのストッパ側リア嵌合部に嵌合可能な本体側リア嵌合部と、
を具備してなることを特徴とするタービンディスク。 - 前記余肉部のディスク軸方向の長さをＭ、前記ダブテール溝の前記ディスク軸方向の長さをＬ、前記本体側フロント嵌合部のディスク径方向の長さをＳとした場合に、Ｓ≦Ｍ≦１／２Ｌの関係が成立するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のタービンディスク。
- ガスタービンエンジンに用いられるタービンにおいて、
タービンケースと、
前記タービンケース内に設けられ、周方向に複数のタービン静翼を等間隔に備えたタービンステータと、
前記タービンケース内における前記記タービンステータの後方に設けられ、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項からなるタービンロータと、
を具備してなることを特徴とするタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003173619A JP2005009382A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | タービンロータ、タービンディスク、及びタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003173619A JP2005009382A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | タービンロータ、タービンディスク、及びタービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005009382A true JP2005009382A (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=34097394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003173619A Pending JP2005009382A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | タービンロータ、タービンディスク、及びタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005009382A (ja) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2928650A (en) * | 1953-11-20 | 1960-03-15 | Bristol Aero Engines Ltd | Rotor assemblies for gas turbine engines |
| JPS4865506A (ja) * | 1971-12-06 | 1973-09-10 | ||
| JPS5491609A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-20 | Gen Electric | Blade holder |
| JPS58167803A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-10-04 | ソシエテ・ナシオナル・デテユ−ド・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モト−ル・ダヴイアシオン゛エス・エヌ・ウ・セ・エム・ア−゛ | タービン回転翼の振動減衰装置 |
| JPS6138102A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-24 | ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン | ガスタービンパワープラント用カバー装置 |
| JPS6220603A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | ソシエテ・ナシオナル・デテユ−ド・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モト−ル・ダヴイアシオン、“エス．エヌ．ウ．セ．エム．ア−．” | タービンエンジン |
| JPS63230909A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-27 | ロールス‐ロイス、パブリック、リミテッド、カンパニー | 回転動力機械用ロータ組立体 |
| JPH08296455A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ターボエンジン |
| US5816776A (en) * | 1996-02-08 | 1998-10-06 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Labyrinth disk with built-in stiffener for turbomachine rotor |
| JPH1136802A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | タービンロータ |
| JP2002510009A (ja) * | 1998-03-27 | 2002-04-02 | プラット アンド ホイットニー カナダ コーポレイション | ガスタービンエンジンのガス流路への冷却空気の漏れの流入を制御するデフレクタ |
| JP2002303101A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | タービン翼の冷却空気調整構造 |
| US6561764B1 (en) * | 1999-03-19 | 2003-05-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine rotor with an internally cooled gas turbine blade and connecting configuration including an insert strip bridging adjacent blade platforms |
-
2003
- 2003-06-18 JP JP2003173619A patent/JP2005009382A/ja active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2928650A (en) * | 1953-11-20 | 1960-03-15 | Bristol Aero Engines Ltd | Rotor assemblies for gas turbine engines |
| JPS4865506A (ja) * | 1971-12-06 | 1973-09-10 | ||
| JPS5491609A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-20 | Gen Electric | Blade holder |
| JPS58167803A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-10-04 | ソシエテ・ナシオナル・デテユ−ド・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モト−ル・ダヴイアシオン゛エス・エヌ・ウ・セ・エム・ア−゛ | タービン回転翼の振動減衰装置 |
| JPS6138102A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-24 | ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン | ガスタービンパワープラント用カバー装置 |
| JPS6220603A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | ソシエテ・ナシオナル・デテユ−ド・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モト−ル・ダヴイアシオン、“エス．エヌ．ウ．セ．エム．ア−．” | タービンエンジン |
| JPS63230909A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-27 | ロールス‐ロイス、パブリック、リミテッド、カンパニー | 回転動力機械用ロータ組立体 |
| JPH08296455A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ターボエンジン |
| US5816776A (en) * | 1996-02-08 | 1998-10-06 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" | Labyrinth disk with built-in stiffener for turbomachine rotor |
| JPH1136802A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | タービンロータ |
| JP2002510009A (ja) * | 1998-03-27 | 2002-04-02 | プラット アンド ホイットニー カナダ コーポレイション | ガスタービンエンジンのガス流路への冷却空気の漏れの流入を制御するデフレクタ |
| US6561764B1 (en) * | 1999-03-19 | 2003-05-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine rotor with an internally cooled gas turbine blade and connecting configuration including an insert strip bridging adjacent blade platforms |
| JP2002303101A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | タービン翼の冷却空気調整構造 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4856302B2 (ja) | 応力の減少された圧縮機ブリスクの流れ通路 | |
| US8834129B2 (en) | Turbofan flow path trenches | |
| JP4716375B2 (ja) | 鈍頭翼端タービンブレード | |
| JP4375027B2 (ja) | 整備性を向上させるためのタービンステージ１のシュラウド構成及び方法 | |
| JP4130321B2 (ja) | ガスタービンエンジン構成部品 | |
| JP5289694B2 (ja) | 翼端棚を有するタービンエーロフォイル湾曲スクイーラ翼端 | |
| JP4785507B2 (ja) | ブルノーズ段部付きタービンノズル | |
| US9879544B2 (en) | Turbine rotor blades with improved tip portion cooling holes | |
| JP2005248959A (ja) | 航空機用ターボジェットなどのターボ機械 | |
| JP2008032013A (ja) | ロータブレードおよびロータ | |
| JP2007120501A (ja) | 段間シール、タービンブレード、およびガスタービンエンジンの冷却されるロータとステータとの間におけるインタフェースシール | |
| JP2005180428A (ja) | ガスタービンエンジン用静翼アセンブリ | |
| JP2002161702A (ja) | ロータ組立体の円周方向リム応力を減少させる方法及び装置 | |
| JP2017120085A (ja) | 先端シュラウドの設けられたタービンロータブレード | |
| JP2004060656A (ja) | 低圧タービンケースの内部冷却 | |
| JP2008019856A (ja) | ファンブレード及びターボファンエンジン組立体 | |
| JP2008163946A (ja) | タービンエンジンで使用するファン組立体を製作するための方法及び装置 | |
| JP2008051098A (ja) | 逆先端バッフル式翼形部 | |
| JP2006342797A (ja) | ガスタービンエンジンのシールアッセンブリ、ロータアッセンブリ、ロータアッセンブリ用ブレードおよび段間キャビティシール | |
| JP2005337251A (ja) | ロータブレード | |
| JP2012102726A (ja) | タービンロータブレードのプラットフォーム領域を冷却するための装置、システム、及び方法 | |
| JP2007107517A (ja) | タービンシュラウド組立体及びガスタービンエンジンを組み立てる方法 | |
| JP2005133723A (ja) | ガスタービンロータブレードを冷却するための方法及び装置 | |
| JP2006342796A (ja) | ガスタービンエンジンのシールアッセンブリ、ロータアッセンブリおよびロータアッセンブリ用ブレード | |
| JP2010156338A (ja) | タービン翼付け根構成 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060608 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090407 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091104 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100302 |