JP2007064074A - Axial flow turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各動翼に生じた振動を効果的に低減、減衰させることができる軸流タービンに関する。 The present invention relates to an axial flow turbine capable of effectively reducing and attenuating vibration generated in each rotor blade.
軸流タービンは、一群の翼列をなすようにロータの外周方向に配列された動翼を具備しており、各動翼間に作動流体を流すことにより駆動される。軸流タービンが駆動されると、各動翼には、遠心応力、熱応力、曲げ応力、ねじり応力、等の種々の力が、共同して或は個別に作用することとなる。特に近年の発電プラントの大容量化は、軸流タービンで流す作動流体量の増大や運転環境の高温高圧化という作動条件の高度化を招いており、これに伴って動翼に作用する種々の力も益々増大している。そして、増大した種々の力は、動翼に対する励振力として作用し、動翼に激しい振動を引き起こすことがある。 The axial flow turbine includes moving blades arranged in the outer circumferential direction of the rotor so as to form a group of blade rows, and is driven by flowing a working fluid between the moving blades. When the axial turbine is driven, various forces such as centrifugal stress, thermal stress, bending stress, and torsional stress are applied to each rotor blade jointly or individually. In particular, the increase in capacity of power plants in recent years has led to an increase in the amount of working fluid flowing in an axial turbine and an increase in operating conditions such as high temperature and high pressure in the operating environment. Power is also increasing. The various increased forces act as excitation forces for the moving blades and may cause intense vibrations in the moving blades.
動翼に激しい振動が生じることは、軸流タービンを安全、効率的に運転する観点からは好ましくない。従って、各動翼に対する振動低減および振動減衰の機能を軸流タービンに持たせることは非常に重要である。 The occurrence of intense vibrations in the rotor blades is not preferable from the viewpoint of operating the axial flow turbine safely and efficiently. Therefore, it is very important to give the axial turbine the functions of vibration reduction and vibration damping for each blade.
このような動翼の振動を低減、減衰させるための手段として、種々の手段が考えられている。例えば、隣接する動翼を剛性連結部材によって互いに連結することにより動翼の振動を低減、減衰させる方法や、動翼に孔を設けて連結ワイヤ等で動翼同士を連結する方法等がある。 Various means have been considered as means for reducing and attenuating such vibration of the moving blade. For example, there are a method of reducing and attenuating vibration of a moving blade by connecting adjacent moving blades with a rigid connecting member, a method of connecting holes with a connecting wire or the like by providing a hole in the moving blade.
しかしながら、これらの方法では、剛性連結部材と動翼との結合点において応力集中を生じることがある。また、ねじれを有する動翼がロータを中心に回動することにより動翼にねじれの戻りが生じて逆に剛性連結部材にねじり応力が発生するので、動翼には振動が生じやすくなる。また、動翼に設けられた孔の周りには応力集中が生じやすく、孔内部には年月とともに腐食成分が堆積しやすい。更に、剛性連結部材により連結された動翼の着脱は作業が煩雑化するので、動翼を取り外してロータや動翼植え込み部の余寿命検査等の品質確認を行うことが難しく、特に、発電プラント等における経年劣化ユニットが増加しつつある現状に対して、適切に対応させることが難しい。 However, in these methods, stress concentration may occur at the connection point between the rigid connecting member and the moving blade. Further, when the rotor blade having a twist rotates around the rotor, the rotor blade returns torsion, and conversely, a torsional stress is generated in the rigid connecting member, so that the rotor blade is likely to vibrate. In addition, stress concentration is likely to occur around the hole provided in the rotor blade, and corrosion components are likely to accumulate with time in the hole. Furthermore, since the attachment and detachment of the moving blade connected by the rigid connecting member complicates the operation, it is difficult to remove the moving blade and check the quality of the remaining life of the rotor and the moving blade implantation portion. It is difficult to respond appropriately to the current situation where the number of aging degradation units is increasing.
一方、動翼の振動を低減させるための他の手段として、スナッバ構造を有するタービン動翼群が考えられる。スナッバ構造とは、動翼の頂部に翼と一体に形成されたシュラウドを設け、隣接する動翼のシュラウド同士がロータの回転時に接触するように構成したものであり、代表的なスナッバ構造が図12乃至図15に示されている。 On the other hand, a turbine blade group having a snubber structure is conceivable as another means for reducing the vibration of the blade. The snubber structure is a structure in which a shroud formed integrally with the blade is provided at the top of the moving blade, and the shrouds of adjacent moving blades are in contact with each other when the rotor rotates, and a typical snubber structure is shown in FIG. 12 to 15.
図12は、動翼根元部から動翼先端部にかけて大きなねじりを有する動翼をロータに組込んだ状態を示している。動翼1の先端部にはシュラウド5が設けられており、隣接する動翼1のシュラウド5同士が回転中に接触するようになっている。この隣接する動翼1のシュラウド5同士は、通常、組み立て時には微少な間隙をもって組み立てられている。そして、ロータ3の回転中には動翼1に遠心力が作用して翼部6のねじれが戻るアンツイスト現象によりシュラウド5相互間の間隙がなくなる。そして、隣接するシュラウド5同士は所定の圧力をもって接触支持され、このシュラウド5相互間の摩擦による制振効果によって、各動翼1に生じた振動が抑制される。
FIG. 12 shows a state in which a rotor blade having a large torsion is incorporated into the rotor from the root of the rotor blade to the tip of the rotor blade. A
このように図12に示すスナッバ構造は、ロータ3の回転時に翼部6のねじれが戻る現象を利用して、微少な間隙をもって隣接するシュラウド5同士をロータ3の回転中に所定の圧力をもって接触させる。そして、この接触摩擦による制振効果によって、動翼1に生じた振動を低減および減衰させることができる。
As described above, the snubber structure shown in FIG. 12 uses the phenomenon in which the twist of the
図13(a)、(b)は、タービン動翼群のスナッバ構造の他の例を示す図であって動翼先端部より動翼を見た状態を示し、(a)は単独の翼の状態を示し、(b)は動翼を組み立てた状態を示す。図13(a)に示すように、シュラウド5の接触面は軸流タービンの軸方向に対して所定角度θ1を有しており、両側の接触面間のピッチl1は、接触部の直径及び動翼の枚数から算出される幾何学的ピッチより若干大きく設定してある。しかして、組み立て時には、図13(b)に示すように、動翼1の根元部からシュラウド5までの間にねじりθ2、すなわちプリツイストを与え、シュラウド5の接触部のピッチが幾何学的ピッチに合わせられている。このため、タービン動翼群が組み立てられた状態では、動翼1のプリツイストの戻る力によって各シュラウド5同士の接触面に所定圧力が生じて、動翼1に生じた振動を低減及び減衰させることができる。
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing another example of the snubber structure of the turbine rotor blade group, showing a state in which the rotor blade is viewed from the tip of the rotor blade, and FIG. A state is shown, (b) shows the state which assembled the moving blade. As shown in FIG. 13 (a), the contact surface of the
図14は、上記のプリツイストを有するスナッバ構造の他の例を示す図であって、動翼1先端部より動翼を見た状態を示す。シュラウド5はロータ3の回転方向前面で凸状、背面で凹状なる多角形状を有しており、相互に隣接するシュラウド5のうち一方の凹状部に他方の凸状部が嵌め込まれている。しかも、この凹状部を形成する一方のシュラウド5の一部5cと凸状部を形成する他方のシュラウド5の一部5dとは、組み立て時に動翼1に与えられたプリツイストの戻る力によって所定の圧力をもって接触し、動翼1の振動低減、減衰の効果をもたらすようにしている。なお、隣接シュラウド5の接触部分以外の凹状部と凸状部との間では、微少間隙が形成されている。
FIG. 14 is a view showing another example of the snubber structure having the pre-twist, and shows a state where the moving blade is viewed from the tip of the moving
図15(a)、(b)は、スナッバ構造の更に他の構造の例を示す図であり、図15(a)は動翼が組み立てられた状態をロータの軸方向から見た部分図であり、図15(b)は動翼をロータの外周方向から見た断面図である。図中1cはオフセット動翼と称し、シュラウド5cには、ロータ3の回転軸を中心とする回転半径方向(図15(a)の矢印R方向)外側に向かって狭くなるようなテーパ面を形成している。このオフセット動翼1cに隣接する動翼1dを正規動翼1dと称する。この正規動翼1dのシュラウド5dには、回転半径方向内側に向って狭くなるテーパ面が形成されている(図15(a)参照)。また、ロータ3の外周面に形成された外周方向の翼植込み溝9には、動翼1c、1dの翼植込み部7c、7dが挿入嵌合されており、オフセット動翼1c、正規動翼1dの組み立て時には、それぞれの動翼1c、1dの植え込み加重面7aとロータの植え込み加重面9aとの間に間隙mが設けられている(図15(b)参照)。そして、オフセット動翼1cは、ロータ3の回転軸を中心とする動翼の回転半径方向内側にオフセットされた位置に配置されている。そして、ロータ3の回転時に、このオフセット動翼1cは遠心力によって半径方向外側に浮き上がってシフトする構造になっている。このオフセット動翼1cの浮き上がりにより、オフセット動翼1cのシュラウド5cと、この動翼1cに隣接しロータ3に固定された動翼1dのシュラウド5dと、は密着連結する。そして、各動翼1c、1dによってロータ3の外周に亘る一群の構造が形成されて、動翼1c、1dに生じた振動を低減、減衰させる効果がもたらされる。
15 (a) and 15 (b) are diagrams showing examples of still another snubber structure, and FIG. 15 (a) is a partial view of the assembled state of the rotor blades as seen from the axial direction of the rotor. FIG. 15B is a cross-sectional view of the rotor blade as seen from the outer peripheral direction of the rotor. In the drawing, 1c is referred to as an offset rotor blade, and a shroud surface is formed on the
複数の動翼を剛性連結部材により連結した群翼構造では、各動翼が同位相で一体となって周方向に揺れ動く振動モードの影響を受けることがある。特に低次の周方向振動モードは、共振時の振動応答レベルが高いので、各動翼で激しい振動が生じやすい。 In a group blade structure in which a plurality of moving blades are connected by a rigid connecting member, the moving blades may be affected by a vibration mode in which the moving blades move together in the same phase and swing in the circumferential direction. In particular, in the low-order circumferential vibration mode, the vibration response level at the time of resonance is high, so that intense vibration is likely to occur in each rotor blade.
しかしながら、上述の図12乃至図15に示すスナッバ構造では、ロータの回転時に、隣接する動翼のシュラウド同士が接触して、各動翼は一群となって一体的に形成される。このため、スナッバ構造を有する動翼に、振動モードを励振する強制外力が働いた場合でも、ロータの外周に渡るタービン動翼群全体としては振動エネルギーが相殺されることとなる。このため、各動翼に強制外力が加えられても、動翼の振動応答としては殆ど現れてこないという優れた特性がある。 However, in the snubber structure shown in FIGS. 12 to 15 described above, the shrouds of adjacent moving blades come into contact with each other when the rotor rotates, and the moving blades are integrally formed as a group. For this reason, even when a forced external force that excites the vibration mode is applied to the moving blade having the snubber structure, the vibration energy is canceled as a whole of the turbine moving blade group over the outer periphery of the rotor. For this reason, even if a forced external force is applied to each blade, it has an excellent characteristic that it hardly appears as a vibration response of the blade.
またタービン動翼のスロートピッチ比を運転前にオフセットしておき、運転時に発生する翼捩り戻りの際、適正値に維持させてより多くのタービン駆動蒸気を流すものが知られている(特許文献1参照)。
ところが、図12に示すアンツイスト型スナッバ翼構造では、各動翼1におけるねじれの十分な戻りを確保した状態でロータ3にタービン動翼群を一体的に形成するために、翼部6の翼長を大きくして動翼根元部から動翼先端部にかけてねじれの程度を大きくする必要がある。また、翼長が十分に大きくてもロータ3の回転が低い状態では、動翼1に働く遠心力が小さいので、各動翼のねじれの戻りが小さい。このため、隣接するシュラウド5同士が相互に接触せずに、各動翼1に生じた振動を低減、減衰させる効果が期待できない場合がある。更に、多くの蒸気タービンでは翼部6の翼長が比較的小さい動翼1が使用されているが、このような動翼1ではねじれそのものが小さいので、ロータ3の定格回転時においても動翼1のねじれの戻りはほとんど生じない。従ってこのような軸流タービンに対して、図12に示すアンツイスト型スナッバ翼構造を適用することは難しい。
However, in the untwisted snubber blade structure shown in FIG. 12, in order to form a turbine blade group integrally with the
図13に示すプリツイスト型スナッバ翼構造は、前述のように、動翼根元部から動翼先端部にかけてプリツイストが与えられた状態で組み立てられている。そして、このねじれを戻そうとする動翼1の反発力を利用することにより、スナッバ接触面に初期圧力を生ぜしめるものである。
As described above, the pretwisted snubber blade structure shown in FIG. 13 is assembled in a state where pretwist is applied from the blade root portion to the blade tip portion. The initial pressure is generated on the snubber contact surface by utilizing the repulsive force of the moving
しかしながら動翼1のねじり剛性は一般に極めて高く、隣接するシュラウド5同士を接触させるためのプリツイストを与えるためには、翼有効部或は植え込み部に過大な応力を発生させることになる。殊に、動翼側植え込み部のねじれ変形のために、動翼1の固定部分である植え込み部では、ロータ側の植え込み溝との間に片当りを生じさせることがあり、局所的な高応力が発生する原因となって好ましくない。特に翼部6の翼長の小さい動翼1では、翼有効部におけるねじり変形が殆ど期待できないため、植え込み部で発生する応力は一層大きくなる。更に、翼長の小さな動翼1は一般に高温高圧部で使用されるので、動翼1の材料強度面における裕度が少ない場合には、付加的なねじり応力や局所的な応力の増大が、動翼1の信頼性そのものに影響を及ぼすことになる。
However, the torsional rigidity of the moving
図14に示されるプリツイスト型スナッバ翼構造の変形例では、プリツイスト型の特性として、隣接するシュラウド5同士が凹凸をなすシュラウド5の形状の一部においてのみ接触する。このため上記に示す問題点に加えて、動翼1にねじり振動を与えるような強制外力に対して十分な制振力を発揮することができない場合がある。
In the modified example of the pretwisted snubber blade structure shown in FIG. 14, as a pretwisted characteristic, the
図15に示した遠心力によるラジアルシフト型スナッバ翼構造は、動翼1の植え込み部7とロータ3の植え込み溝9との間の間隙mを利用して、ロータ3の回転時に半径方向外側へ動翼1をシフトさせることを可能とする構成である。従って、動翼1の植え込み部7とロータ3の植え込み溝9との間に間隙がない場合には、各動翼1に対して全く適用することできない。
The radial shift type snubber blade structure by centrifugal force shown in FIG. 15 uses the gap m between the implanted
ところで、動翼の理想的な状態は、回転上昇時、回転降下時、定格回転時等のあらゆる運転状況下で、動翼に対して常に振動低減、振動減衰の効果をもたらすような状態である。このためにはスナッバ間隙を常時ゼロに保ち、どのような運転状況下でも隣接する動翼同士が接触していることが好ましい。そのためには、少なくとも組み立て時からスナッバ間隙をゼロとする必要があるので、組み立て時に隣接するシュラウド同士を軽く接触させておく方法が考えられる。しかしながら、運転時には遠心力や高温の作動流体による熱膨張によってロータが半径方向に伸びるとともに動翼自身も伸びるので、ロータの回転軸を中心とするシュラウドの回転半径は組み立て時より大きくなる。このため軸流タービンの運転時には、隣接するシュラウド間にシュラウドの回転半径の増大に応じた僅かな隙間が生じてしまい、隣接する動翼の接触状態を維持することが難しい。また、運転時に隣接する動翼間で間隙が生じていたりただ互いに当接しているだけの状態では、動翼相互間の衝突や摩耗により動翼が損傷してしまうことがあるので、動翼の信頼性、安全性の観点から好ましくない。 By the way, the ideal state of a moving blade is a state that always brings about the effect of vibration reduction and vibration damping on the moving blade under all operating conditions such as when rotating up, when rotating down, and at rated rotation. . For this purpose, it is preferable that the snubber gap is always kept at zero, and adjacent blades are in contact with each other under any operating conditions. For that purpose, it is necessary to make the snubber gap zero at least from the time of assembly. Therefore, a method in which adjacent shrouds are brought into light contact with each other at the time of assembly can be considered. However, during operation, the rotor extends in the radial direction and the rotor blade itself extends due to thermal expansion due to centrifugal force and high-temperature working fluid, so that the rotation radius of the shroud centering on the rotation axis of the rotor is larger than that during assembly. For this reason, during the operation of the axial flow turbine, a slight gap is generated between the adjacent shrouds according to the increase in the rotation radius of the shroud, and it is difficult to maintain the contact state of the adjacent moving blades. In addition, if there is a gap between adjacent blades during operation or if they are just in contact with each other, the blades may be damaged by collision or wear between the blades. It is not preferable from the viewpoint of reliability and safety.
一方、運転時に、隣接する動翼同士がある程度の圧力を持って相互に密着している状態では、大きな振動減衰の効果が得られ、またこのような条件下にあって初めて安定的に、ロータの全周で動翼が一群として一体的に連結されて、群翼としての制振効果が期待できる。 On the other hand, when the adjacent moving blades are in close contact with each other with a certain pressure during operation, a large vibration damping effect can be obtained. The blades are connected together as a group on the entire circumference, and the vibration control effect as a group blade can be expected.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、軸流タービンの駆動時に、タービン動翼群を構成する各動翼を隣接する動翼により確実に支持して、各動翼に生じた振動を低減、減衰させることができる軸流タービンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and when driving an axial flow turbine, each rotor blade constituting the turbine rotor blade group is reliably supported by an adjacent rotor blade, and each rotor blade is attached to each rotor blade. An object of the present invention is to provide an axial turbine that can reduce and dampen the generated vibration.
本発明は、ロータ外周に沿って予め決められた位置に複数枚の動翼を植設し、かつ、複数枚の動翼のうち予め定めた動翼をオフセット翼として半径方向にオフセットさせて装着し、残りの動翼を正規翼として正規位置に装着することにより隣接する動翼のシュラウド同士を所定の圧力をもって接触させるように構成された軸流タービンにおいて、前記動翼の植設部としての植込み溝を形成したロータと、このロータに形成された植込み溝に嵌合されるとともに、前記植込み溝の軸方向下流側側面に接触し、軸方向上流側に隙間を形成するように形状された植込み部を有するオフセット翼と、前記ロータに形成された植込み溝に嵌合されるとともに、前記植込み溝の軸方向上流側側面に接触し、軸方向下流側に隙間を形成するように形状された植込み部を有する正規翼と、前記オフセット翼を前記正規翼に対して一枚おきあるいは数枚おきに配置したことを特徴とする軸流タービンである。 In the present invention, a plurality of moving blades are implanted at a predetermined position along the outer periphery of the rotor, and a predetermined moving blade of the plurality of moving blades is offset in the radial direction as an offset blade. In the axial turbine configured to contact the shrouds of adjacent moving blades with a predetermined pressure by mounting the remaining moving blades as normal blades in a normal position, The rotor formed with the implantation groove, and fitted into the implantation groove formed in the rotor, and contacted with the axially downstream side surface of the implantation groove and formed with a gap on the upstream side in the axial direction The offset blade having an implanted portion and the implanted blade formed in the rotor are fitted into the implanted groove, are in contact with the axially upstream side surface of the implanted groove, and are formed so as to form a gap on the axially downstream side. And the normal blade having a write portion, an axial flow turbine, characterized in that the offset wing was placed on a piece every or several sheets every respect to the normal wing.
本発明は、回転自在なロータと、ロータの外周に沿って予め決められた位置に植設された複数の動翼から構成されるタービン動翼群と、を備えた軸流タービンにおいて、各動翼はシュラウドを有し、タービン動翼群を構成するすべての動翼が正規位置に取り付けられる前における、タービン動翼群を構成する各動翼の有するシュラウドの周方向長さの総和は、タービン動翼群を構成するすべての動翼が正規位置に取り付けられた後における、タービン動翼群を構成する各動翼の有するシュラウドの周方向長さの総和よりも大きく、タービン動翼群を構成する正規位置に配置された各動翼のシュラウドは隣接する動翼のシュラウドと所定の圧力をもって接触して、各動翼は隣接する動翼により支持されていることを特徴とする軸流タービンである。 The present invention relates to an axial flow turbine comprising a rotatable rotor and a turbine blade group composed of a plurality of blades planted at predetermined positions along the outer periphery of the rotor. The blade has a shroud, and the sum of the circumferential lengths of the shrouds of each rotor blade constituting the turbine rotor blade group before all the rotor blades constituting the turbine rotor blade group are installed in the normal position is the turbine The turbine blade group is configured to be larger than the sum of the circumferential lengths of the shrouds of the blades constituting the turbine blade group after all the blades constituting the blade group are mounted at the normal positions. The axial flow turbine is characterized in that each blade shroud arranged in a normal position is in contact with an adjacent blade shroud with a predetermined pressure, and each blade is supported by the adjacent blade. Ah .
本発明によれば、タービン動翼群を構成する正規位置に配置された各動翼のシュラウドと隣接する動翼のシュラウドとの接触面における所定の圧力を適宜調整することにより、軸流タービンの駆動時に各動翼を隣接する動翼によって適切に支持することができる。 According to the present invention, an axial flow turbine can be adjusted by appropriately adjusting a predetermined pressure at a contact surface between a shroud of each moving blade and a shroud of an adjacent moving blade arranged at a normal position constituting the turbine moving blade group. Each blade can be appropriately supported by the adjacent blade during driving.
本発明は、上述の軸流タービンを製造する方法において、タービン動翼群を構成する複数の動翼の全部を、正規位置からオフセットされた位置に配置してロータの外周に沿って取り付ける仮組み立て工程と、正規位置からオフセットされた位置に配置された動翼を移動させて正規位置に配置して、正規位置に配置されている各動翼のシュラウドを隣接する動翼のシュラウドと所定の圧力をもって接触させる最終組み立て工程と、を備えたことを特徴とする軸流タービンの製造方法である。 According to the present invention, in the above-described method of manufacturing an axial flow turbine, provisional assembly is performed in which all of a plurality of rotor blades constituting a turbine rotor blade group are arranged at positions offset from normal positions and attached along the outer periphery of the rotor. And moving the moving blades arranged at positions offset from the normal positions to the normal positions, and the shrouds of the respective moving blades arranged at the normal positions with the shrouds of the adjacent moving blades and a predetermined pressure And a final assembling step for making contact with each other.
本発明によれば、仮組み立て工程において正規位置からオフセットされた位置に配置された動翼を、最終組み立て工程において正規位置に配置するので、タービン動翼群の全ての動翼を容易かつ確実に正規位置に配置することができ、また隣接する動翼のシュラウド同士を所定の圧力をもって適切に接触させることができる。 According to the present invention, the moving blades arranged at the position offset from the normal position in the temporary assembly process are arranged at the normal position in the final assembly process, so that all the moving blades of the turbine blade group can be easily and reliably obtained. It can arrange | position in a regular position and can make the shroud of an adjacent moving blade contact appropriately with a predetermined pressure.
本発明は、上述の軸流タービンを製造する方法において、タービン動翼群を構成する複数の動翼のうち、一部の動翼を正規位置からオフセットされた位置に配置してローターの外周に沿って取り付けるとともに、他の動翼を正規位置に配置してロータの外周に沿って取り付ける仮組み立て工程と、正規位置からオフセットされた位置に配置された動翼を移動させて正規位置に配置して、正規位置に配置されている各動翼のシュラウドを隣接する動翼のシュラウドと所定の圧力をもって接触させる最終組み立て工程と、を備えたことを特徴とする軸流タービンの製造方法である。 According to the present invention, in the above-described method for manufacturing an axial turbine, a part of the plurality of blades constituting the turbine blade group is arranged at a position offset from the normal position on the outer periphery of the rotor. Along with the temporary assembly process where other blades are placed along the outer circumference of the rotor along the outer periphery of the rotor, and the blades placed at positions offset from the normal position are moved and placed at the normal position. And a final assembling step of bringing a shroud of each moving blade disposed at a normal position into contact with a shroud of an adjacent moving blade with a predetermined pressure.
本発明によれば、タービン動翼群を構成する各動翼の有するシュラウドの周方向長さの総和は、各動翼をロータに取り付ける後より各動翼をロータに取り付ける前のほうが大きいので、正規位置に配置された各動翼のシュラウドは隣接する動翼のシュラウドと所定の圧力をもって接触して、各動翼は支持される。特に、シュラウド相互間における所定圧力を調整することにより、各動翼の回動状態にかかわらず、シュラウド相互間における接触を維持することができる。このため、軸流タービンを運転する際、各動翼は隣接する動翼により確実に支持され、各動翼に生じた振動を効果的に低減、減衰させることができる。 According to the present invention, the sum of the circumferential lengths of the shrouds of the rotor blades constituting the turbine rotor blade group is larger before attaching the rotor blades to the rotor than after attaching the rotor blades to the rotor. The shrouds of the blades arranged at the normal positions come into contact with the shrouds of adjacent blades with a predetermined pressure, and the blades are supported. In particular, by adjusting the predetermined pressure between the shrouds, it is possible to maintain contact between the shrouds regardless of the rotational state of each rotor blade. For this reason, when operating the axial flow turbine, each moving blade is reliably supported by the adjacent moving blade, and vibration generated in each moving blade can be effectively reduced and attenuated.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1の実施の形態
図1乃至図5は本発明の第1の実施の形態を示す図である。図1は、ロータに動翼を取り付けた状態を示す概略構成図であり、図2(a)は、仮組み立て状態のロータ及び動翼を示す図であり、図2(b)は、最終組み立て状態のロータ及び動翼を示す図である。図3(a)は、仮組み立て状態においてオフセットされた位置に配置された動翼即ち、オフセット翼の植え込み部とロータの植え込み溝との構成を示す図であり、図3(b)は、仮組み立て状態において正規位置に配置された動翼即ち、正規翼の植え込み部とロータの植え込み溝との構成を示す図である。図4(a)は、止めピンで正規翼の植え込み部をロータの植え込み溝に嵌合固定する状態を示す構成図であり、図4(b)は、動翼の動翼ピン孔とロータのロータピン孔との位置関係を示す図である。図5は、ノズルダイアフラム、凸部フィン及び凹部フィンから成る漏洩防止構造と動翼のシュラウドとの構成関係を説明する図である。
First Embodiment FIGS. 1 to 5 are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a state where a rotor blade is attached to a rotor, FIG. 2A is a diagram showing a rotor and a rotor blade in a temporarily assembled state, and FIG. 2B is a final assembly. It is a figure which shows the rotor and rotor blade of a state. FIG. 3 (a) is a diagram showing the configuration of the moving blades arranged at offset positions in the temporarily assembled state, that is, the configuration of the implanted portion of the offset blade and the implantation groove of the rotor, and FIG. It is a figure which shows the structure of the moving blade arrange | positioned in the regular position in the assembly state, ie, the implantation part of a regular blade, and the implantation groove | channel of a rotor. FIG. 4A is a configuration diagram showing a state in which the implanted portion of the regular wing is fitted and fixed to the implantation groove of the rotor with the stop pin, and FIG. 4B is a diagram showing the state of the rotor blade pin hole of the rotor blade and the rotor It is a figure which shows the positional relationship with a rotor pin hole. FIG. 5 is a diagram for explaining the structural relationship between a leakage prevention structure including a nozzle diaphragm, convex fins, and concave fins, and a shroud of a moving blade.
まず、軸流タービンの構成について概説する。 First, the configuration of the axial turbine will be outlined.
軸流タービンは、回転自在なロータ3と、ロータ3の外周に沿って植設された複数のタービン動翼群50とを備えている。各タービン動翼群50は、同一種類の複数の動翼1から構成されており、この動翼1は圧縮可能なコバルト系あるいはニッケル系の超合金材料によって製作されている。また、タービン動翼群50を構成する各動翼1は、図1および図3(a)、(b)に示すように、所定のねじれを有する翼部6と、翼部6の先端部に設けられたシュラウド5と、翼部6の基端部に設けられフォーク形状の嵌合歯8を具備する植え込み部7とを有している。
The axial turbine includes a
図1および図5に示すように、各動翼1のシュラウド5の上面には、ロータ3の周方向(図1に示す矢印Aの方向)に切り欠かれたシュラウド凹部11aが複数箇所形成されており、各シュラウド5は、上面で凹凸形状を有する略直方体形状となっている。なお、各シュラウド5上面のロータ軸方向(図1に示す矢印Bの方向)の両端部および中央部に凸形状のシュラウド凸部11bが形成されており、各シュラウド凸部11b間には凹形状のシュラウド凹部11aが形成されている。隣接する動翼1のシュラウド5同士は、側面部分で相互に密着接触して周方向へ圧縮可能となっている。そして、後述するタービン動翼群50の最終組み立て工程を経てロータ3に正規位置で取り付けられている隣接する動翼1のシュラウド5同士は、周方向へ所定の圧力をもって圧縮された状態で接触している。従って、タービン動翼群50の最終組み立てが行われる前のシュラウド5の周方向長さαは、最終組み立てが行われた後のシュラウド5の外周方向長さβよりも大きい(図2(a)、(b)参照)。また植え込み部7には、後述する止めピン21を挿入するための動翼ピン孔13が所定箇所に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 5, a plurality of shroud recesses 11 a that are notched in the circumferential direction of the rotor 3 (in the direction of arrow A shown in FIG. 1) are formed on the upper surface of the
一方、図1に示すように、ロータ3の外周部分には複数の植え込み溝9が形成されており、また、植え込み溝9を形成するロータ3の側面部分の所定箇所には、止めピン21を挿入するためのロータピン孔15が形成されている。なお、このロータピン孔15は、動翼1の嵌合歯8を植え込み溝9に挿入して動翼1およびロータ3の位置を決めた後にリーマ加工が施されて、動翼ピン孔13よりも大きく形成される(図4(b)参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a plurality of
そして、動翼1の植え込み部7を形成するフォーク型の嵌合歯8を植え込み溝9に嵌合させて(図1参照)、ロータ3のロータピン孔15および動翼1の動翼ピン孔13に楔状の止めピン21が挿入されるようになっている。楔状の止めピン21の先端部は動翼ピン孔13に嵌合可能な形態を有し、止めピン21の胴体部はロータピン孔15に嵌合可能な形態を有しており、ロータピン孔15および動翼ピン孔13に嵌合挿入されている止めピン21によって、正規位置に配置された動翼1およびロータ3がガタなく固定されるとともに、隣接する動翼1のシュラウド5相互間で接触連結状態を保持することが可能である。なお、止めピン21を挿入する際のロータピン孔15及び対応する動翼ピン孔13の配置関係は、止めピン21の挿入方向(図4の矢印Dの方向)から見た場合に、動翼ピン孔13がロータピン孔15の内側に位置するような配置関係を有している(図4(a)、(b)参照)。
Then, the fork-type
更に、軸流タービンにはロータ3の径方向(図2(a)、(b)に示す矢印Rの方向)の外側にノズルダイアフラム23が設けられており、このノズルダイアフラム23は、タービン動翼群50を構成する各動翼1のシュラウド5の上面と所定の間隙を介して対向するように、配置されている。また、ノズルダイアフラム23からシュラウド5の上面に向かって凸部フィン25aと凹部フィン25bとが突出している。凸部フィン25aは、シュラウド5の上面の対応するシュラウド凸部11bに向かって突出しており、凸部フィン25aとシュラウド凸部11bとの間には凸部間隙C1が形成されている。同様に、凹部フィン25bは、対応するシュラウド5の上面のシュラウド凹部11aに向かって突出しており、凹部フィン25bとシュラウド凹部11aとの間には凹部間隙C2が形成されている。そして、凸部間隙C1は凹部間隙C2よりも小さく設定されている。このように、ノズルダイアフラム23と凸部フィン25aと凹部フィン25bとによってラビリンス型の漏洩防止構造が構成され、タービン動翼群50の動翼1間から作動流体が漏洩してしまうことを防ぐようになっている。
Further, the axial flow turbine is provided with a
次に、ロータ3の外周にタービン動翼群50を取り付ける方法について詳説する。
Next, a method for attaching the turbine
タービン動翼群50は、仮組み立て工程および最終組み立て工程を経て、ロータ3の外周に植設される。
The turbine
仮組み立て工程では、タービン動翼群50を構成する複数の動翼1のうち一部の数枚の動翼1が、最終組み立て状態で配置される正規位置からロータ3の回転半径方向の外側へオフセットされた位置に配置され、ロータ3の外周に沿って取り付けられる。他方、このタービン動翼群50を構成する他の動翼1は、正規位置に配置されてロータ3の外周に沿って取り付けられる。そして、各動翼1のシュラウド5は、側面部分において隣接する動翼1のシュラウド5と接触して配置される(図2(a)参照)。
In the temporary assembly process, some of the plurality of
この時、正規位置に配置された動翼1bは、動翼1bの植え込み部7におけるロータ軸方向の両最外部に位置する植え込み肩部7bの下面と、ロータ3においてロータ軸方向の両最外部に位置して植え込み溝9の凸部を形成するロータ側受け棚10の上面と、の接触位置により、この動翼1のロータ回転半径方向における位置が決定される(図3(b)参照)。他方、オフセットされた位置に配置された動翼1aの植え込み肩部7aとロータ3のロータ側受け棚10との間には、所定の厚さhを有するシム27が挟まれて配置されており(図3(a)参照)、動翼1aの植え込み部7は、シム27を介してロータ3の植え込み溝9に嵌合している。このため、オフセットされた位置に配置された動翼1のオフセット量は、シム27の厚さhにより調整される。
At this time, the moving blade 1b arranged at the normal position includes the lower surfaces of the
そして最終組み立て工程では、正規位置からオフセットされた位置に配置された動翼1aを移動させて正規位置に配置する(図2(b)参照)。これにより、タービン動翼群50を構成するすべての動翼1が正規位置に配置されることとなる。また、正規位置に配置されている各動翼1のシュラウド5を、隣接する動翼1のシュラウド5と所定の圧力をもって接触させることができ、タービン動翼群50を構成する各動翼1は、シュラウド5部分で隣接する動翼1と連結し、シュラウド5はロータ3の外周に沿った環状を形成する(環状連結シュラウド)。
In the final assembly step, the moving blade 1a arranged at a position offset from the normal position is moved and arranged at the normal position (see FIG. 2B). Thereby, all the
ところで、タービン動翼群50を構成するすべての動翼1が正規位置に配置される最終組み立て状態では、各動翼1のシュラウド5の回転方向前面と回転方向後面との間の周方向長さβは、タービン動翼群50を構成する動翼1の全枚数によって決定される。一方、仮組み立て状態では、各動翼1のシュラウド5同士は圧縮されていないので、各動翼1のシュラウド5の周方向長さαは、最終組み立て状態におけるシュラウド5の周方向長さβよりも大きい。このため、最終組み立て工程においてオフセットされた位置に配置された動翼1aを正規位置に移動させると、楔効果が生じて、各動翼1のシュラウド5は周方向に圧縮されることとなる。従って、正規位置に配置された各動翼1bのシュラウド5は、隣接する動翼1のシュラウド5と所定の圧力をもって接触することとなる。なお、各動翼1の植え込み部7における嵌合歯8の先端とロータ3の溝の底部との間には若干の間隙が設けられており、この間隙を利用して、オフセットされた位置に配置された動翼1を正規位置に調整することができるようになっている(図3(a)参照)。
By the way, in the final assembly state in which all the
なお、各動翼1が正規位置に配置されると、ロータピン孔15および動翼ピン孔13に止めピン21が挿入され、止めピン21の先端部がロータピン孔15に嵌合するとともに止めピン21の胴体部が動翼ピン孔13に嵌合し、隣接する動翼1のシュラウド5相互間の接触状態を保持して、各動翼1とロータ3とは確実に固定されるようになっている。止めピン21による固定は、仮組み立て工程で正規位置に配置された動翼1にも、最終組み立て工程で正規位置に配置された動翼1にも適用することができる。
When each
次に、タービン動翼群50の各動翼1の関係を更に詳しく説明する。
Next, the relationship between the
図2(a)に示されているように、オフセットされた位置に配置されている動翼1aのオフセット量をh、タービン動翼群50を構成する動翼1の全枚数をn、そのうちオフセットされた位置に配置された動翼1の枚数をΔn、タービン動翼群50の最終組み立て状態における環状連結シュラウドのロータ3の回転軸を中心とした場合の平均回転半径をrとする。この時、タービン動翼群50の最終組み立て状態における環状連結シュラウド5の周方向への周長Lは、上述の環状連結シュラウド5の平均回転半径rを用いて以下の式(1)で与えられる。
L=2πr (1)
これに対し、仮組み立て状態における、オフセット位置に配置された動翼1aの有するシュラウド5の周方向長さと、正規位置に配置された動翼1の有する周方向長さとの総和は、最終組み立て状態における環状連結シュラウド5の周長Lより大きくなるように設定されている。仮組み立て状態での、オフセット位置に配置された動翼1の有するシュラウド5の周方向長さの合計値Laと、正規位置に配置された動翼1の有するシュラウド5の周方向長さの合計値Lbとは、それぞれ以下の式(2)、(3)によって与えられる。
La=2π(r+h)Δn/n (2)
Lb=2πr(n−Δn)/n (3)
そして、オフセット位置に配置された動翼1aを正規位置に押し込むことによって、各シュラウド5は周方向に圧縮され、タービン動翼群50を構成する各動翼1のシュラウド5について、周方向への圧縮量の合計値ΔLは以下の式(4)によって与えられる。
ΔL=(La+Lb)−L=2πhΔn/n (4)
このため動翼1の材料のヤング率をEとすると、タービン動翼群50の最終組み立て状態で、各シュラウド5に周方向へ負荷される平均圧縮応力σは以下の式(5)によって与えられる。
σ=EΔL/L=(h/r)(Δn/n)E (5)
しかして、タービン動翼群50が最終的に組み立てられると、隣接するシュラウド5相互間の接触面には、この圧縮応力σに応じた所定の圧力が生ずる。
As shown in FIG. 2A, the offset amount of the moving blades 1a arranged at the offset position is h, the total number of moving
L = 2πr (1)
On the other hand, the sum of the circumferential length of the
La = 2π (r + h) Δn / n (2)
Lb = 2πr (n−Δn) / n (3)
Then, by pushing the moving blade 1a arranged at the offset position into the normal position, each
ΔL = (La + Lb) −L = 2πhΔn / n (4)
Therefore, when the Young's modulus of the material of the moving
σ = EΔL / L = (h / r) (Δn / n) E (5)
Thus, when the
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
各タービン動翼群50の動翼1間に、ロータ3の回転軸方向の上流から下流へ向かって水蒸気等の所定の作動流体を流すことにより、各タービン動翼群50はロータ3とともにロータ3の外周方向に回動し、軸流タービンは駆動される。
A predetermined working fluid such as water vapor flows between the
この時、隣接する動翼1のシュラウド5同士は所定の圧力をもって離間することなく圧縮連結しているので、各動翼1はシュラウド5部分で隣接する動翼1によって接触支持されている。このため、作動流体等により各動翼1に対して外力が作用した場合でも、各動翼1は隣接する動翼1によって支持され、各動翼1に生じる振動は低減するとともに素早く減衰する。
At this time, since the
このような軸流タービンの運転中には、遠心力が働いてロータ3および各動翼1自身はロータ回転半径方向に伸び、ロータ3の回転軸を中心とする環状連結シュラウド5の回転半径は軸流タービンの停止時より大きくなるので、隣接する動翼1のシュラウド5相互間は開き易くなっている。このため、軸流タービンの駆動時においても各動翼がシュラウド部分で隣接動翼によって支持されるためには、軸流タービン運転時のシュラウド5相互間の圧力の緩みを考慮して、隣接シュラウド5相互間の所定の圧力を設定する必要がある。
During the operation of such an axial turbine, the
しかしながら上記の式(5)から明らかなように、本発明では、オフセット量h、オフセット動翼1の枚数Δnを適宜選定することによって、隣接シュラウド5相互間の所定の圧力を自由に設定することが可能である。また、最終組み立て状態における各動翼1のシュラウド5aの回転方向前面と回転方向後面とで形成される接触面角度は、タービン動翼群50を構成する全枚数から計算可能であり、この接触面角度を変えることによっても隣接動翼1のシュラウド5相互間の所定の圧力を変えることが可能である。このように、隣接動翼1のシュラウド5相互間における所定の圧力の設定に関しては自由度が非常に高い。このため、軸流タービンの運転時にもシュラウド5相互間が離間することなく接触を維持するような適切なシュラウド5相互間の圧力を、容易に確保することが可能である。
However, as is apparent from the above equation (5), in the present invention, the predetermined pressure between the
これにより軸流タービンの停止時、運転時にかかわらず、各動翼1が隣接する動翼1によって接触支持され、各動翼1に励振力が加えられて振動が生じても、隣接する動翼1の支持により振動は低減、減衰する。
As a result, regardless of whether the axial flow turbine is stopped or operating, each moving
ところで、軸流タービンの運転中、ロータ3の回転軸方向の上流から下流へ、所定の作動流体が各動翼1間に流されるが、この作動流体の一部は、動翼1の外側へ流れ込んでしまうことがある(図5参照)。このように動翼1の外側へ流れ込んだ作動流体は、凸部フィン25aおよび凹部フィン25bによって遮られて蛇行しながら、凸部間隙C1および凹部間隙C2へ流入する。そして、作動流体は、凸部間隙C1および凹部間隙C2を進む間に運動エネルギーを失って、ノズルダイアフラム23とシュラウド5との間で停滞するようになる。これにより、動翼1の外側へ流れ込もうとする新たな作動流体が凸部間隙C1および凹部間隙C2へ流入するのを防ぐことができ、作動流体を効果的に各動翼1間に流すことができる。
By the way, during operation of the axial flow turbine, a predetermined working fluid is caused to flow between the
一般に、運転時の遠心力による動翼1の伸び、熱による膨張、および起動時等の熱的に非定常の状態でのケーシングの変形、等を考慮して、シュラウド5とフィン25a、25bとが接触しないように、シュラウド5とフィン25a、25bとの間に間隙が設けられる。しかしながら本実施の形態のように、各動翼1のシュラウド5同士が一体となって構成されている場合、万一軸流タービンの起動時にシュラウド凹部11aと凹部フィン25bとが接触していると、ロータの回転に伴って、シュラウド凹部11aと凹部フィン25bとの間で摩擦熱が生じる。この時、シュラウド凹部11aはシュラウド凸部11bに比べて熱の逃げ場が少ないので、シュラウド5は非常に高温となるが、シュラウド5同士が一体となって構成されているので、各シュラウド5は膨張することができない。このため、凹部フィン25bと接触するシュラウド凹部11aは降伏してしまう。そして、定常状態となってシュラウド凹部11aと凹部フィン25bとの接触がなくなると、シュラウド凹部11aでは温度が下がって、シュラウド5は収縮してしまう。このシュラウド5の収縮によってシュラウド5相互間には間隙が生じてしまうことがあるので、シュラウド5同士を一体的に構成することができなくなってしまい、タービン動翼群50の信頼性を著しく低下させてしまう場合がある。他方、シュラウド5とフィン25a、25bとの間の間隙を大きく設定することは、作動流体が動翼1の外側へ流れ込もうとするのを防ぐという性能面からは好ましくない。
In general, the
しかしながら、本発明では、凸部間隙C1は、凹部間隙C2よりも小さく設定されているので、軸流タービンの運転中に生じる遠心力等により各動翼1のシュラウド5がロータ3の回転半径方向外側に移動した場合でも、凹部フィン25bがシュラウド凹部11aと接触する前に、凸部フィン25aがシュラウド凸部11bと接触する。また、シュラウド凸部11bはシュラウド凹部11aに比べて熱が逃がし易い。
However, in the present invention, the convex gap C1 is set to be smaller than the concave gap C2, so that the
従って、凸部フィン25aとシュラウド凸部11bとの間で摩擦熱が生じた場合でも、シュラウド凸部11bの幅と高さを適切に選定することにより、フィン効果や漏洩蒸気による冷却効果を向上させることができる。これにより、凸部フィン25aとシュラウド凸部11bとの接触部において、過熱により材料が降伏してしまうことを避けることができる。更に軸流タービン起動時には、軸流タービンのケーシング(図示せず)とロータ3との間で軸方向伸び差が生じる。このため、シュラウド凸部11bの幅とフィンの軸方向位置とを適切に設定して、ケーシングとロータ3との間における軸方向伸び差による軸方向位置のずれを利用すれば、接触そのものの回避すら可能となる。
Therefore, even when frictional heat is generated between the convex fin 25a and the shroud convex portion 11b, the fin effect and the cooling effect by leaked steam are improved by appropriately selecting the width and height of the shroud convex portion 11b. Can be made. Thereby, it can avoid that a material yields by overheating in the contact part of the convex part fin 25a and the shroud convex part 11b. Further, when the axial flow turbine is started, an axial expansion difference is generated between the casing (not shown) of the axial flow turbine and the
このように、ノズルダイアフラム23と凸部フィン25aと凹部フィン25bとによって構成されるラビリンス型の漏洩防止構造により、軸流タービンの信頼性を損なうことなく、作動流体の漏洩を効果的に防止することができる。
As described above, the labyrinth type leakage prevention structure constituted by the
以上説明したように、本実施の形態では、タービン動翼群50を構成する各動翼1のシュラウド5が、圧縮された状態で隣接する動翼1のシュラウド5と所定の圧力をもって接触する。これにより、タービン動翼群50がロータ3を中心に回動している際にも、シュラウド5同士は圧縮連結されるので、シュラウド5部分で各動翼1は隣接する動翼1によって確実に支持される。従って、作動流体等により各動翼1に励振力が作用した場合でも、各動翼1は隣接する動翼1によって支持されているので、各動翼1に生じた振動は低減し素早く減衰する。
As described above, in the present embodiment, the
また、シュラウド5相互間における所定圧力をもった接触により各動翼1を支持しているので、連結ワイヤ等の剛性連結部材により隣接する動翼1同士を連結する必要がない。このため、剛性連結部材と動翼1との間で生じる応力集中、腐食成分の堆積、等の剛性連結部材の導入に伴う不都合を考慮する必要がない。
Moreover, since each moving
また、軸流タービン運転時に各動翼1に働く遠心力の大きさ、各動翼1に形成されているねじれの程度、各動翼1の大きさ、等にかかわらず、シュラウド5相互間の圧力を適切な大きさに調整することにより、各動翼1は隣接する動翼1によって適切に支持され、各動翼1に生じた振動は効果的に低減、減衰される。この点において、図12乃至図15に示されているような従来の軸流タービンとは異なっている。従って、本発明の軸流タービンは、プリツイスト型スナッバ動翼1を有する従来の軸流タービンにみられるような、動翼有効部や植え込み部7における過大なねじり応力の発生や局所的な片当たりによる応力の増大といった現象がなく、信頼性・安全性の観点から非常に望ましい構造を有している。
Further, regardless of the magnitude of the centrifugal force acting on each
従って、軸流タービンの高温高圧段や既設機のリプレース等に本発明を適用することにより、信頼性、安定性の向上、装置の長寿命化、更には軸流タービン性能の向上といった著しい効果がある。 Therefore, by applying the present invention to the high-temperature high-pressure stage of an axial flow turbine, replacement of an existing machine, etc., remarkable effects such as improved reliability and stability, longer life of the apparatus, and further improved axial-flow turbine performance can be obtained. is there.
また動翼1は、固有の高温特性を有するコバルト系あるいはニッケル系超合金材料により製作されている。このため、これらの超合金の高温特性も加わって、運転環境が高温化している軸流タービンの運転効率の向上、環境への負荷低減、等の効果も期待される。
The
また、各タービン動翼群50は、上述の仮組み立て工程と最終組み立て工程とを経てロータ3に取り付けられるので、タービン動翼群50を構成する各動翼1を正規位置に容易に配置することが可能である。特に、仮組み立て工程でオフセットされた位置に配置された動翼1を最終組み立て工程において正規位置まで押し込むことにより、タービン動翼群50を構成するすべての動翼1が正規位置に配置されるので、確実に各動翼1を正規位置に配置することが可能である。
Moreover, since each
なお本実施の形態では、タービン動翼群50を構成する動翼1のうち数枚の動翼1を、仮組み立て工程においてオフセットされた位置に配置する場合について説明したが、タービン動翼群50を構成するすべての動翼1を、仮組み立て工程でオフセットされた位置に配置してもよい。この場合にも、オフセットされた位置に配置された動翼1は、最終組み立て工程において正規位置に適切に配置される。従って、このような変形例においても、容易かつ確実に各動翼1を適切な正規位置に配置することが可能である。
In the present embodiment, a case has been described in which several of the
仮組み立て工程においてオフセットされた位置に配置される動翼1のオフセット量は、各動翼1とロータ3との間に介在するシム27の厚さにより調整される。このため、シム27の厚さを所望の厚さに調節することにより動翼1のオフセット量を容易かつ確実に調整することができ、各シュラウド5間の圧力を確実にコントロールすることが可能となり、動翼1の信頼性、安定性の維持、向上を図ることができる。
The offset amount of the moving
また、ロータピン孔15及び動翼ピン孔13に挿入された止めピン21により、各動翼1とロータ3とは嵌合された状態で固定され、また隣接する動翼1のシュラウド5同士の接触状態を保持することができる。このように、止めピン21によって、動翼1をロータ3に確実、簡単に取り付けて保持することができる。
Further, each
なお本実施の形態では、同一形状の動翼1によってタービン動翼群50が構成されている場合について説明したが、各動翼1は必ずしも同一形状である必要はない。すなわち、タービン動翼群50を構成するすべての動翼1が正規位置に取り付けられる前における、タービン動翼群50を構成する各動翼1の有するシュラウド5の周方向長さαの総和が、タービン動翼群50を構成するすべての動翼1が正規位置に取り付けられた後における、タービン動翼群50を構成する各動翼1の有するシュラウド5の周方向長さβの総和よりも大きくなるような形状を、各動翼1が有していればよい。この場合にも、タービン動翼群50を構成する正規位置に配置された各動翼1のシュラウド5は、隣接する動翼1のシュラウド5と所定の圧力をもって接触し、各動翼1は隣接する動翼1によって支持される。このため、各動翼1に生じた振動は、隣接する動翼1の支持によって低減されるとともに、素早く減衰されることとなる。
In the present embodiment, the case where the
第2の実施の形態
図6及び図7(a)、(b)は本発明の第2の実施の形態を示す図である。図6は、タービン動翼群を構成する各動翼のシュラウドを、ロータの回転軸を中心とする回転半径方向外側から見た図である。図7(a)は、タービン動翼群を構成する所定の動翼の植え込み部とロータの植え込み溝との嵌合固定状態を示す図であり、図7(b)は、この所定の動翼に隣接する動翼の植え込み部とロータの植え込み溝との嵌合固定状態を示す図である。
Second Embodiment FIG. 6 and FIGS. 7A and 7B show a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view of the shroud of each rotor blade constituting the turbine rotor blade group as viewed from the outer side in the radial direction of rotation about the rotation axis of the rotor. FIG. 7A is a diagram showing a fitting and fixing state between the implanted portion of the predetermined moving blade constituting the turbine moving blade group and the implantation groove of the rotor, and FIG. 7B is the predetermined moving blade. It is a figure which shows the fitting fixation state of the planting part of the moving blade adjacent to and the implantation groove | channel of a rotor.
第2の実施の形態では、図6に示すように、タービン動翼群50を構成する各動翼1のシュラウド5が、ロータ3の回転軸方向に対して傾斜した側面部分を有しており、上述の最終組み立て工程を経てロータ3に取り付けられた各動翼1のシュラウド5と、この動翼1に隣接する動翼1のシュラウド5と、は所定の圧力をもって接触し、シュラウド5相互間の接触面は、ロータ回転軸方向に対して傾斜した斜面を形成している。
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、タービン動翼群50は植え込み部7が異なる2種類の動翼1によって構成されており、図7(a)に示す植え込み部7を有する動翼1aと、図7(b)に示す植え込み部7を有する動翼1bと、がロータ3の外周に沿って交互に配置されている。従って、各動翼1の植え込み部7は、隣接する動翼1の植え込み部7とは異なるタイプを有している。
Further, the turbine
図7(a)に示す植え込み部7を有する動翼1aがロータ3に取り付けられると、植え込み部7の各嵌合歯8は、ロータ3の植え込み溝9の側壁のうちロータ3の回転軸方向の下流側側壁に所定の圧力をもって接触する。従って、この動翼1aの植え込み部7はロータ3の植え込み溝9の下流側側壁によって支持される。他方、図7(b)に示す植え込み部7を有する動翼1bがロータ3に取り付けられると、植え込み部7の各嵌合歯8は、ロータ3の植え込み溝9の側壁のうちロータ3の回転軸方向の上流側側壁に所定の圧力をもって接触する。従って、この動翼1bの植え込み部7はロータ3の植え込み溝9の下流側側壁によって支持される。なお、各動翼1の各嵌合歯8とロータ3の植え込み溝9との間には、ロータの回転軸方向に若干の間隙が存在する。
When the moving blade 1 a having the
他の構成は図1乃至図5に示す第1の実施の形態と略同一である。 Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS.
図6及び図7(a)、(b)において、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 6 and FIGS. 7A and 7B, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態では、図6に示すように、正規位置に配置された各動翼1のシュラウド5が、隣接する動翼1のシュラウド5と所定の圧力をもって接触しており、このシュラウド5相互間の接触面は、ロータ3の回転軸方向に対して所定の斜面を形成している。このため、上述の最終組み立て工程を経た各動翼1は、シュラウド5相互間の接触面方向から支持される。このため、動翼1に生じた振動のうちシュラウド5相互間の接触面方向成分を、効果的に低減、減衰させることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
また本実施の形態では、シュラウド5の側面部をロータ3の回転軸方向と平行に設けた場合に比べて、シュラウド5相互間の接触面積が大きくなっているので、
各動翼1はシュラウド5部分で堅固に支持され、各動翼1に生じた振動を低減、減衰させることができる。
Moreover, in this Embodiment, since the contact area between the
Each
また、各動翼1は、植え込み部7において止めピン21を介して取り付け固定されているロータ3によっても支持されており、このロータ3による各動翼1の支持によっても、各動翼1に生じた振動が低減、減衰される。特に、本実施の形態では図7(a)、(b)に示すように、シュラウド5相互間の接触面の角度が、各動翼1の植え込み部7とロータ3の植え込み溝9の側壁との接触面の角度と相違している。従って、各動翼1は、シュラウド5部分における支持方向に加えて、植え込み部7におけるロータ3による支持方向からも支持されることとなる。
Each
更に、隣接する動翼1はシュラウド5部分で相互に圧縮連結されているので、隣接する動翼1同士は、シュラウド5部分を介して一体となって正規位置で支持されている。このため、各動翼1は、自らが嵌合する植え込み溝9の側壁からの支持方向、隣接する両隣の動翼1からのシュラウド5部分における支持方向、及び隣接する動翼1が嵌合するロータ3の植え込み溝9の側壁からの支持方向、という4方向から支持されている。
Further, since the adjacent moving
このように各動翼1は多方向(4方向)から支持され、様々な方向から加えられる励振力に対して柔軟に対応することができ、大きな制振作用を発揮することができる。従って、様々な方向に進む振動が各動翼1に生じた場合でも、シュラウド5部分における支持および植え込み部7におけるロータ3による支持によって、この振動を効果的に低減、減衰させることができる。
As described above, each
第3の実施の形態
図8は、本発明の第3の実施の形態を示す図であり、タービン動翼群を構成する各動翼のシュラウドを、ロータの回転軸を中心とする回転半径方向外側から見た図である。
Third Embodiment FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, in which a shroud of each rotor blade constituting a turbine rotor blade group is rotated in the radial direction around the rotation axis of the rotor. It is the figure seen from the outside.
第3の実施の形態では、図8に示すように、タービン動翼群50を構成する各動翼1のシュラウド5が、ロータ回転方向の前側面部およびロータ回転方向の後側面部において、ロータ3の回転軸方向に対して傾斜を有している。また各動翼1におけるロータ回転方向前側面部の傾斜角とロータ回転方向後側面部の傾斜角とは相異しており、各シュラウド5を上方から見た場合には、各シュラウド5の上面が台形状となっている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the
そして、シュラウド5の上流側側面部と下流側側面部とが逆転して配置された動翼1が、ロータ3の外周に沿って交互に配置されてタービン動翼群50が構成されている。このため、正規位置に配置された各動翼1の有する傾斜角の大きいシュラウド5の側面部5aは、隣接する一方の動翼1の有する傾斜角の大きいシュラウド5の側面部5aと所定の圧力を持って圧縮接触することとなる。他方、各動翼1の有する傾斜角の小さいシュラウド5の側面部5bは、隣接する他方の動翼1の有する傾斜角の小さいシュラウド5の側面部5bと所定の圧力を持って圧縮接触することとなる。このため、各動翼1は、傾斜角の小さい接触面を介して隣接する一方の動翼により接触支持され、傾斜角の大きい接触面を介して隣接する他方の動翼により接触支持されている。
Then, the moving
他の構成は図6及び図7(a)、(b)に示す第2の実施の形態と略同一である。 Other configurations are substantially the same as those of the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7A and 7B.
図8において、第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In FIG. 8, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施の形態では、各動翼1のシュラウド5が、ロータ回転方向前側面部およびロータ回転方向後側面部において、ロータ3の回転軸方向に対して傾斜をもって、隣接する動翼1のシュラウド5と所定の圧力をもって接触している。従って、各動翼1は、隣接する動翼1によりシュラウド5相互間の接触面方向から支持され、動翼1に生じた振動の低減、減衰が図られている。特に、ロータ回転方向前側面部における接触面の角度とロータ回転方向後側面部における接触面の角度とは互いに相異しているので、各動翼1は、シュラウド5部分において異なる二方向から支持されることとなる。
In the present embodiment, the
また、各動翼1の植え込み部7はロータ3の植え込み溝9の一側面に圧縮接触しており、各動翼1は、この圧縮接触するロータ3の植え込み溝9からも支持される。更に、各動翼1は、シュラウド5の部分で連結され、隣接する動翼と一体的に形成されている。このため、各動翼1は、隣接する動翼1がロータ3により支持される方向からも支持されていることとなる。
The implanted
このように、各動翼1はシュラウド5部分および植え込み部7において様々な方向から支持されているので、様々な方向から加えられる励振力に対して柔軟に対応することができ、各動翼1で様々な方向に進む振動が各動翼1に生じた場合でも、この振動を効果的に低減、減衰させることができる。
As described above, each
第4の実施の形態
図9は、本発明の第4の実施の形態を示す図であり、タービン動翼群を構成する各動翼のシュラウドを、ロータの回転軸を中心とする回転半径方向外側から見た図である。
Fourth Embodiment FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which the shrouds of the rotor blades constituting the turbine rotor blade group are rotated in the radial direction around the rotation axis of the rotor. It is the figure seen from the outside.
第4の実施の形態では、図9に示すように、タービン動翼群50を構成する各動翼1のシュラウド5が、ロータ回転方向の前方側面部で凸形多角形状を有し、ロータ回転方向の後方側面部で凹形多角形状を有している。ロータ回転方向前方側面部は、作動流体が流れるロータ3の回転軸方向の上流側から下流側に向かって、上流背側側面部分5eと中流背側側面部分5fと下流背側側面部分5gとを順次形成しており、各面はそれぞれ異なる傾斜角を有している。同様に、ロータ回転方向後方側面部は、ロータ3の回転軸方向の上流側から下流側に向かって、上流腹側側面部分5hと中流腹側側面部分5iと下流腹側側面部分5jとを順次形成しており、各面はそれぞれ異なる傾斜角を有している。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the
そして、隣接する動翼1のうち、一方の動翼1の有するシュラウド5の凹形後方側面部に、他方の動翼1の有するシュラウド5の凸形前方側面部が圧縮嵌合して、正規位置に配置された隣接する動翼1同士が、シュラウド5部分で連結される。
And the convex front side part of the
このように隣接する動翼1同士が連結される際、一方の動翼1が有するシュラウド5の上流腹側側面部分5hと他方の動翼1が有するシュラウド5の上流背側側面部分5eとが所定の圧力を持って接触するとともに、一方の動翼1が有するシュラウド5の下流腹側側面部分5jと他方の動翼1が有するシュラウド5の下流背側側面部分5gとが所定の圧力を持って接触するようになっている。
When the
なお、一方の動翼1が有するシュラウド5の中流腹側側面部分5iと、他方の動翼1が有するシュラウド5の中流背側側面部分5fとの間には間隙が設けられている。そして各動翼1に付着した水分等が、この間隙から逃がされるようになっており、各動翼1の腐食等を効果的に防いでいる。
Note that a gap is provided between the midstream abdominal side surface portion 5i of the
他の構成は図6及び図7(a)、(b)に示す第2の実施の形態と略同一である。 Other configurations are substantially the same as those of the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7A and 7B.
図9において、第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In FIG. 9, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
タービン動翼群50を構成する各動翼1のシュラウド5は、傾斜角が異なる上流背側側面部分5eおよび下流背側側面部分5gにおいて、隣接する一方の動翼1のシュラウド5と所定の圧力を持って圧縮接触するとともに、傾斜角の異なる上流腹側側面部分5hおよび下流腹側側面部分5jにおいて、隣接する他方の動翼1のシュラウド5と所定の圧力を持って圧縮接触する。従って、タービン動翼群50の各動翼1シュラウド5は、両隣のシュラウド5と4面で圧縮接触し、各動翼1は、シュラウド5部分において4箇所で支持されることとなる。
The
特に、シュラウド5の後方側面部あるいは前方側面部における接触二面は、互いに異なる傾斜角を形成しているので、隣接するシュラウド5同士は相互に二方向から支持されることとなる。従って、励振力が様々な方向から各動翼1に作用した場合でも、隣接する動翼1同士は、シュラウド5における傾斜角の異なる各接触面を介して支持されて、各動翼1に生じた振動の低減、減衰が図られている。
In particular, since the two contact surfaces on the rear side surface portion or the front side surface portion of the
このように、シュラウド5同士が角度の異なる二面(多面)において所定の圧力を持って接触し、各接触面はそれぞれ異なる角度をもって形成されているので、
隣接する動翼1同士が相互に二方向(多方向)から支持されている。これにより、各動翼1に生じた様々な方向へ進む振動を効果的に低減、減衰させることができる。また当然のことながら、各動翼1には、動翼1に振動を与えるような強制外力に対しても十分な振動低減、減衰の効果が与えられている。このため本発明では、図14に示されている従来のプリツイスト構造の弱点が克服されている。
In this way, the
なお、本実施の形態では、隣接する動翼1のシュラウド5同士が角度の相違する二面を介して接触している場合について説明したが、角度の相違する二面以上の複数面で所定の圧力をもって接触している場合にも同様の作用、効果を奏することができる。この場合にも、隣接する動翼1同士が複数方向から相互に支持され、様々な方向から励振力が各動翼1に作用した場合でも、各動翼1に生じた振動を効果的に低減、減衰させることができる。
In the present embodiment, the case where the
第5の実施の形態
図10は、本発明の第5の実施の形態を示す図であり、タービン動翼群を構成する各動翼のシュラウドを、ロータの回転軸を中心とする回転半径方向外側から見た図である。
Fifth Embodiment FIG. 10 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention, in which the shrouds of the rotor blades constituting the turbine rotor blade group are rotated in the radial direction around the rotation axis of the rotor. It is the figure seen from the outside.
第5の実施の形態では、図10に示すように、タービン動翼群50を構成する各動翼1がシュラウド5部分で連結される際、各動翼1が有するシュラウド5の上流腹側側面部分5hと、隣接する一方の動翼1が有するシュラウド5の上流背側側面部分5eと、が所定の圧力を持って圧縮接触するようになっている。また、各動翼1が有するシュラウド5の下流背側側面部分5gと、隣接する他方の動翼1が有するシュラウド5の下流腹側側面部分5jと、が所定の圧力を持って圧縮接触するようになっている。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 10, when the
そして、図10に示す動翼1aのシュラウド5では上流側から下流側に向かう力により支持され他方、隣接する動翼1bのシュラウド5では下流側から上流側に向かう力によって支持されている。
The
すなわち、各動翼1の植え込み部7は、ロータ3の植え込み溝9に嵌合する際、シュラウド5部分におけるロータ回転軸方向への支持方向とは逆方向へ支持されるようになっている。例えば、図10に示す動翼1aの植え込み部7の各嵌合歯8は、図3(a)に示すように植え込み溝9の下流側側面と所定の圧力をもって接触しており、この動翼1aは植え込み部7において下流側から上流側へ支持されている。また、図10示す動翼1bの植え込み部7の各嵌合歯8は、図3(b)に示すように植え込み溝9の上流側側面と所定の圧力をもって接触しており、この動翼1bは植え込み部7において上流側から下流側へ支持されている。
That is, when the implanting
なお、シュラウド5のロータの回転方向前方側面部およびロータ回転方向後方側面部のうち、隣接する動翼1のシュラウド5に接触していない部分と、隣接する動翼1のシュラウド5と、の間には間隙が設けられている。
In addition, between the part which is not in contact with the
他の構成は図9に示す第4の実施の形態と略同一である。 Other configurations are substantially the same as those of the fourth embodiment shown in FIG.
図10において、第4の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In FIG. 10, the same parts as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10において、タービン動翼群50を構成する各動翼1は、シュラウド5部分において隣接する動翼1によって支持されるとともに、植え込み部7においてロータ3によって支持される。従って、各動翼1に生じた振動は、シュラウド5部分およびロータ3部分における支持により、低減、減衰される。
In FIG. 10, each
特に、各動翼1の植え込み部7におけるロータ3からの支持方向と、シュラウド5部分における隣接動翼1からの支持方向とは、互いに逆方向となっている。
In particular, the support direction from the
このように各動翼1は、シュラウド5部分および植え込み部7において多方向から支持されているので、様々な方向から各動翼1に励振力が加えられた場合でも、各動翼1に生じた振動は効果的に低減、減衰される。
As described above, each
第6の実施の形態
図11は、本発明の第6の実施の形態を示す図であり、動翼の植え込み部がロータの植え込み溝に嵌合する際の構成を示す図である。
Sixth Embodiment FIG. 11 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention, and is a diagram showing a configuration when an implanted portion of a moving blade is fitted into an implanted groove of a rotor.
第6の実施の形態では、図11に示すように、動翼1の植え込み部7における所定の嵌合歯8aの根本部分に突出部17が設けられている。この突出部17は、嵌合歯8aの伸長方向に対して所定の傾斜角を有する斜面を形成しており、嵌合歯8aが植え込み溝9に嵌合する際に、突出部17が植え込み溝9の横断面方向へ突出するように設けられている。
In 6th Embodiment, as shown in FIG. 11, the
そして、動翼1が正規位置でロータ3に取り付けられる前の植え込み溝9の横断面径が、嵌合歯8aの横断面径と突出部17の突出量とを加えたものよりも小さくなるように突出部17の突出量が設定されている。これにより、植え込み部7の嵌合歯8をロータ3の植え込み溝9に嵌合させる際、各嵌合歯8の一側面部は、植え込み溝9の下流側側面部と所定の圧力をもって接触するようになっている。また、所定の嵌合歯8aの他側面部は、突出部17を介して、対応する植え込み溝9の側面部のうち上流側側面部と所定の圧力をもって接触するようになっている。
And the cross-sectional diameter of the implantation groove |
なお、植え込み溝9が形成されているロータ3のうち、動翼1の植え込み部7とロータ3の植え込み溝9とが嵌合固定する際に突起部が押し当てられる部分は、面取り加工が施されて面取り部19が形成されている。そして、面取り部19の形状によって、植え込み部7と植え込み溝9との間に生じる所定の圧力を調整することができるようになっている。
Of the
他の構成は図1乃至図5に示す第1の実施の形態と略同一である。 Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS.
図11において、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In FIG. 11, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
タービン動翼群50を構成する各動翼1の植え込み部7の各嵌合歯8は、それぞれロータ3の対応する植え込み溝9に嵌合している。この時、図11に示すように、各嵌合歯8は、植え込み溝9の下流側側面に所定の面圧をもって接触するので、各動翼1はロータ3によって下流側から上流側に向かってロータ回転軸方向へ支持される。また、突出部17が設けられている嵌合歯8aは、突出部17を介して対応する植え込み溝9の上流側側面に所定の面圧をもって接触するので、この動翼1は、ロータ3によって上流側から下流側に向かってロータ回転軸方向へ支持される。
Each
従って、ロータ3に嵌合固定された各動翼1は、植え込み部7においてロータ3により、上流側から下流側に向かってロータ回転軸方向へ支持されるとともに、下流側から上流側に向かってロータ回転軸方向へ支持される。
Therefore, each
また各動翼1は、シュラウド5部分において、隣接する動翼1によってロータ回転方向へ支持される。
Further, each
このように各動翼1は、シュラウド5部分および植え込み部7において多方向から支持されて大きな振動抑制力を発揮することができ、様々な方向から励振力が加えられても、各動翼1に生じた振動は効果的に低減、減衰される。特に、植え込み部7では上流側から下流側、下流側から上流側という双方向から支持されているので、各動翼1に生じた振動を植え込み部7において効果的に低減、減衰させることができる。
In this way, each
なお、突出部17を動翼の1植え込み部7側に設ける代わりに、ロータ3の植え込み溝9の側壁に設けた場合にも、動翼1が正規位置でロータ3に取り付けられる前の植え込み溝9の横断面径が、嵌合歯8aの横断面径と突出部17の突出量とを加えたものよりも小さくなるように突出部17の突出量が設定されていればよい。この場合にも、植え込み部7の嵌合歯8をロータ3の植え込み溝9に嵌合させる際、各嵌合歯8の一側面部は、植え込み溝9の下流側側面部と所定の圧力をもって接触するようになっている。また、所定の嵌合歯8aの他側面部は、突出部17を介して、対応する植え込み溝9の側面部のうち上流側側面部と所定の圧力をもって接触するようになっているので、上述した本実施の形態における作用、効果と同様の作用、効果を奏することができる。
In addition, when the
1、1a、1b、1c、1d 動翼
3 ロータ
5 シュラウド
6 翼部
7 植え込み部
8 嵌合歯
9 植え込み溝
10 ロータ側受け棚
11a シュラウド凹部
11b シュラウド凸部
13 動翼ピン孔
15 ロータピン孔
17 突出部
19 面取り部
21 止めピン
23 ノズルダイアフラム
25a 凹部フィン
25b 凸部フィン
27 シム
C1 凸部間隙
C2 凹部間隙
50 タービン動翼群
h オフセット量
l1、l2 動翼のピッチ
m 間隙
r シュラウドの平均回転半径
α、β シュラウドの周方向長さ
θ1 シュラウドの面角度
θ2 動翼のねじり角度
1, 1a, 1b, 1c,
Claims (9)
前記動翼の植設部としての植込み溝を形成したロータと、
このロータに形成された植込み溝に嵌合されるとともに、前記植込み溝の軸方向下流側側面に接触し、軸方向上流側に隙間を形成するように形状された植込み部を有するオフセット翼と、
前記ロータに形成された植込み溝に嵌合されるとともに、前記植込み溝の軸方向上流側側面に接触し、軸方向下流側に隙間を形成するように形状された植込み部を有する正規翼と、
前記オフセット翼を前記正規翼に対して一枚おきあるいは数枚おきに配置したことを特徴とする軸流タービン。 A plurality of moving blades are implanted at a predetermined position along the outer periphery of the rotor, and a predetermined moving blade of the plurality of moving blades is mounted as an offset blade in the radial direction, and the remaining blades are mounted. In an axial flow turbine configured to contact shrouds of adjacent moving blades with a predetermined pressure by mounting the moving blades as normal blades in a normal position,
A rotor formed with an implantation groove as an implanted portion of the moving blade;
An offset wing having an implantation portion that is fitted in the implantation groove formed in the rotor, contacts the axial downstream side surface of the implantation groove, and is formed to form a gap on the upstream side in the axial direction;
A regular wing having an implantation portion that is fitted in the implantation groove formed in the rotor, contacts the axial upstream side surface of the implantation groove, and is formed to form a gap on the downstream side in the axial direction;
An axial flow turbine characterized in that the offset blades are arranged at intervals of one or several with respect to the regular blades.
ロータの植え込み溝にはロータピン孔が形成され、
各動翼の動翼ピン孔およびロータのロータピン孔に挿入されて、各動翼とロータとを固定する楔状の止めピンを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の軸流タービン。 A blade pin hole is formed in the implanted portion of each blade,
A rotor pin hole is formed in the implantation groove of the rotor,
2. The axial flow turbine according to claim 1, further comprising a wedge-shaped stop pin inserted into the rotor blade pin hole of each rotor blade and the rotor pin hole of the rotor to fix each rotor blade and the rotor.
ロータの植え込み溝の側壁および動翼の嵌合歯の側壁のうち少なくともいずれか一方に、植え込み溝の横断面方向へ突出する突出部が設けられ、
動翼が正規位置に取り付けられる前における植え込み溝の横断面径は、嵌合歯の横断面径と突出部の突出量とを加えたものよりも小さく、
ロータの植え込み溝に嵌合した動翼の嵌合歯は、突出部と所定の圧力をもって接触するとともに、突出部に押圧されて植え込み溝の側壁と所定の圧力をもって接触する、
ことを特徴とする請求項1乃至2のうちいずれか1項に記載の軸流タービン。 The implanted portion of the moving blade has a fitting tooth that fits into the implantation groove of the rotor,
At least one of the sidewall of the implantation groove of the rotor and the sidewall of the fitting tooth of the rotor blade is provided with a protruding portion that projects in the cross-sectional direction of the implantation groove,
The cross-sectional diameter of the implantation groove before the moving blade is attached to the normal position is smaller than the sum of the cross-sectional diameter of the fitting tooth and the protrusion amount of the protrusion,
The fitting teeth of the rotor blades fitted in the implantation groove of the rotor are in contact with the protrusion with a predetermined pressure, and are pressed by the protrusion and are in contact with the sidewall of the implantation groove with a predetermined pressure.
The axial-flow turbine according to claim 1, wherein the axial-flow turbine is characterized in that:
ことを特徴とする請求項1乃至2のうちいずれか1項に記載の軸流タービン。 The angle of the contact surface between the shroud of each blade constituting the turbine blade group and the shroud of the blade adjacent to this blade is the angle of the contact surface between the implanted portion of this blade and the side wall of the rotor implantation groove. The axial turbine according to claim 1, wherein the axial flow turbine is different from the axial turbine according to claim 1.
タービン動翼群を構成する各動翼のシュラウド上面と所定の間隙を介して対向するように、ロータの回転半径方向の外側に設けられたノズルダイアフラムと、
ノズルダイアフラムに取り付けられ、シュラウド上面の凹部に向かって延びる凹部フィンとシュラウド上面の凸部に向かって延びる凸部フィンと、を更に備え、
シュラウド上面の凸部と凸部フィンとの間で形成される間隙は、シュラウド上面の凹部と凹部フィンとの間で形成される間隙よりも小さい
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の軸流タービン。 A concave portion and a convex portion are formed on the upper surface of the shroud of each blade,
A nozzle diaphragm provided on the outer side in the rotational radial direction of the rotor so as to face the upper surface of the shroud of each rotor blade constituting the turbine rotor blade group via a predetermined gap;
A concave fin attached to the nozzle diaphragm and extending toward the concave portion on the upper surface of the shroud; and a convex fin extending toward the convex portion on the upper surface of the shroud;
The gap formed between the convex portion on the upper surface of the shroud and the convex fin is smaller than the gap formed between the concave portion on the upper surface of the shroud and the concave fin. The axial flow turbine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の軸流タービン。 The axial turbine according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotor blades constituting the turbine rotor blade group are made of a cobalt-based or nickel-based superalloy material.
タービン動翼群を構成する複数の動翼の全部を、正規位置からオフセットされた位置に配置してロータの外周に沿って取り付ける仮組み立て工程と、
正規位置からオフセットされた位置に配置された動翼を移動させて正規位置に配置して、正規位置に配置されている各動翼のシュラウドを隣接する動翼のシュラウドと所定の圧力をもって接触させる最終組み立て工程と、
を備えたことを特徴とする軸流タービンの製造方法。 In the method of manufacturing an axial turbine according to any one of claims 1 to 6,
A temporary assembly step in which all of the plurality of rotor blades constituting the turbine rotor blade group are disposed along the outer periphery of the rotor by being arranged at a position offset from the normal position;
The moving blades arranged at positions offset from the normal positions are moved and arranged at the normal positions, and the shrouds of the moving blades arranged at the normal positions are brought into contact with the shrouds of the adjacent moving blades with a predetermined pressure. The final assembly process,
A method for manufacturing an axial-flow turbine, comprising:
タービン動翼群を構成する複数の動翼のうち、一部の動翼を正規位置からオフセットされた位置に配置してローターの外周に沿って取り付けるとともに、他の動翼を正規位置に配置してロータの外周に沿って取り付ける仮組み立て工程と、
正規位置からオフセットされた位置に配置された動翼を移動させて正規位置に配置して、正規位置に配置されている各動翼のシュラウドを隣接する動翼のシュラウドと所定の圧力をもって接触させる最終組み立て工程と、
を備えたことを特徴とする軸流タービンの製造方法。 A method of manufacturing an axial turbine according to any one of claims 1 to 7,
Among the multiple blades that make up the turbine blade group, place some of the blades at positions offset from the normal position and attach them along the outer periphery of the rotor, and place other blades at the normal position. A temporary assembly step for mounting along the outer periphery of the rotor;
The moving blades arranged at positions offset from the normal positions are moved and arranged at the normal positions, and the shrouds of the moving blades arranged at the normal positions are brought into contact with the shrouds of the adjacent moving blades with a predetermined pressure. The final assembly process,
A method for manufacturing an axial-flow turbine, comprising:
仮組み立て工程において、正規位置からオフセットされた位置に配置される動翼は、所定の厚さを有するシムを介してロータに取り付けられ、正規位置からのオフセット量は、シムの所定の厚さを調整することにより調節可能であり、
最終組み立て工程において、シムを除去することにより、正規位置からオフセットされた位置に配置された動翼を移動させて正規位置に配置する
ことを特徴とする軸流タービンの製造方法。 In the manufacturing method of the axial flow turbine given in any 1 paragraph among Claims 7 thru / or 8,
In the temporary assembly process, the rotor blade disposed at a position offset from the normal position is attached to the rotor via a shim having a predetermined thickness, and the offset amount from the normal position is equal to the predetermined thickness of the shim. It can be adjusted by adjusting
A method of manufacturing an axial-flow turbine, comprising: removing a shim in a final assembly step to move a moving blade arranged at a position offset from a normal position to be arranged at a normal position.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012522925A (en) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | ターボメカ | Turbine wheel having detuned blades and equipped with a damper device |
KR101513062B1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-17 | 두산중공업 주식회사 | Steam turbine |
KR101513061B1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-17 | 두산중공업 주식회사 | Steam turbine |
KR101529532B1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-06-29 | 두산중공업 주식회사 | Steam turbine |
EP3042737A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the assembly of rotor blades on a rotor disc and tensioning device for carrying out such a method |
EP2410131A3 (en) * | 2010-07-12 | 2017-08-02 | MAN Diesel & Turbo SE | Rotor of a turbomachine |
KR101849109B1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-04-16 | 두산중공업 주식회사 | Structure for the bucket dovetail stress reduction. |
KR101849111B1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-04-16 | 두산중공업 주식회사 | Bucket durability reinforcement structure. |
CN110454233A (en) * | 2019-08-08 | 2019-11-15 | 中国长江动力集团有限公司 | A kind of steam turbine is cultivated one's moral character the movable vane piece group of blade and its composition |
FR3104195A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | Safran Aircraft Engines | improved attachment of counter-rotating turbine blades |
JP2023514100A (en) * | 2020-02-25 | 2023-04-05 | ヌオーヴォ・ピニォーネ・テクノロジー・ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータ | Method for imparting shroud interference to axial entry blades in rotating machinery and rotating machinery |
WO2024003641A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | Whisper Aero Inc. | Propulsor fan |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07229404A (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Toshiba Corp | Moving blade damping device for axial turbine |
JPH1037702A (en) * | 1996-07-22 | 1998-02-10 | Hitachi Ltd | Turbine rotor blade and its assembly method |
JPH11200806A (en) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Toshiba Corp | Turbine moving blade body, and assembling thereof |
JPH11210402A (en) * | 1998-01-26 | 1999-08-03 | Hitachi Ltd | Turbine moving blade with integral cover, and turbine |
JP2003254006A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-10 | Toshiba Corp | Seal device and steam turbine |
JP2005226578A (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Toshiba Corp | Turbine moving blade and its assembling method |
-
2005
- 2005-08-30 JP JP2005250059A patent/JP2007064074A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07229404A (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Toshiba Corp | Moving blade damping device for axial turbine |
JPH1037702A (en) * | 1996-07-22 | 1998-02-10 | Hitachi Ltd | Turbine rotor blade and its assembly method |
JPH11200806A (en) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Toshiba Corp | Turbine moving blade body, and assembling thereof |
JPH11210402A (en) * | 1998-01-26 | 1999-08-03 | Hitachi Ltd | Turbine moving blade with integral cover, and turbine |
JP2003254006A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-10 | Toshiba Corp | Seal device and steam turbine |
JP2005226578A (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Toshiba Corp | Turbine moving blade and its assembling method |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012522925A (en) * | 2009-04-02 | 2012-09-27 | ターボメカ | Turbine wheel having detuned blades and equipped with a damper device |
EP2410131A3 (en) * | 2010-07-12 | 2017-08-02 | MAN Diesel & Turbo SE | Rotor of a turbomachine |
KR101529532B1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-06-29 | 두산중공업 주식회사 | Steam turbine |
KR101513061B1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-17 | 두산중공업 주식회사 | Steam turbine |
KR101513062B1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-17 | 두산중공업 주식회사 | Steam turbine |
EP3042737A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the assembly of rotor blades on a rotor disc and tensioning device for carrying out such a method |
WO2016113041A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for mounting rotor blades on a rotor disk, and clamping device for performing such a method |
US10047615B2 (en) | 2015-01-12 | 2018-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of mounting rotor blades on a rotor disk, and clamping device for performing such a method |
KR101849109B1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-04-16 | 두산중공업 주식회사 | Structure for the bucket dovetail stress reduction. |
KR101849111B1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-04-16 | 두산중공업 주식회사 | Bucket durability reinforcement structure. |
CN110454233A (en) * | 2019-08-08 | 2019-11-15 | 中国长江动力集团有限公司 | A kind of steam turbine is cultivated one's moral character the movable vane piece group of blade and its composition |
FR3104195A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | Safran Aircraft Engines | improved attachment of counter-rotating turbine blades |
JP2023514100A (en) * | 2020-02-25 | 2023-04-05 | ヌオーヴォ・ピニォーネ・テクノロジー・ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータ | Method for imparting shroud interference to axial entry blades in rotating machinery and rotating machinery |
JP7432743B2 (en) | 2020-02-25 | 2024-02-16 | ヌオーヴォ・ピニォーネ・テクノロジー・ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータ | Method for providing shroud interference to an axial entry blade in a rotating machine and the rotating machine |
WO2024003641A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | Whisper Aero Inc. | Propulsor fan |
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