JP4042006B2

JP4042006B2 - 動翼の抜止構造

Info

Publication number: JP4042006B2
Application number: JP02330998A
Authority: JP
Inventors: 岳郎川村
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH11223104A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動翼をディスクに固定するための動翼の抜止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸流ファンやガスタービンでは、回転するディスクに動翼を固定するために、図５に例示するような構造が従来から用いられている。この図において、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）はＡ部拡大図、（Ｃ）はＢ−Ｂ矢視図である。この（Ｂ）（Ｃ）では動翼を省略して示している。この図において、１は動翼、２は軸心Ｚ−Ｚを中心に回転するディスク、３はディスクの外周部に設けられたダブテール溝、４はディスクの端部に設けられたリテーナ溝、５はこの溝に嵌まるリング状のリテーナリングである。動翼１のダブテール部１ａは、（Ｃ）に示すダブテール溝３と嵌合する形状（内方が膨らんだ形状）に形成されており、このダブテール部１ａをダブテール溝３に溝に沿って軸方向斜めに挿入し、次いで、リテーナ溝４に内側からリング状のリテーナリング５を嵌めることにより、動翼１をダブテール溝３に固定し、かつダブテール溝３から軸方向に抜け出すのを防ぐようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、リテーナ溝４は内方が開口した溝であり、その内側からリテーナリング５を嵌める必要がある。そのため、リテーナリング５には必ず切れ目があり、その切れ目５ａの間隔Ｇを狭めることにより、直径を縮めてリテーナ溝４に挿入する。そのためリテーナリング５には、従来、１枚又は２枚の円形リングが用いられていた。
【０００４】
しかし、小型の軸流ファンやガスタービンの場合には、ディスクの直径が小さくなり、リテーナリング５に組み立てに必要な切れ目５ａを設けると、その切れ目５ａがダブテール溝３に位置してしまうことがある。この場合に、動翼１がダブテール溝３から抜け出ようとする力を片持ち状態のリテーナリングの端部で受けることになり、リテーナリング５に過大な応力が生じて破損するおそれがある。また、２枚のリングを位置をずらして重ねる場合でも、この部分の応力が過大となる。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ディスクの直径が小さい場合でも、動翼がダブテール溝から抜け出ようとする力を常に両端支持状態で支持することができ、これにより、高速運転時の高応力等に耐えることができる動翼の抜止構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の動翼のダブテール部（１ａ）をディスクの外周部に設けた複数のダブテール溝（３）にそれぞれ軸方向に挿入し、ダブテール溝を含むディスクの挿入側端部に設けられたリテーナ溝（４）にリテーナリング（１０）を嵌めて各動翼の軸方向の抜けを防止する動翼の抜止構造において、前記リテーナリングは、リテーナ溝の溝幅のほぼ半分の厚さＴを有する１対の円形リング（１０ａ）からなり、各円形リングは、リテーナ溝の位置におけるダブテール溝の周方向間隔より大きい隙間Ｌを有する切れ目（１２）と、切れ目の回転中心Ｚに対する対称位置に軸方向に突出した突起部（１４）と、切れ目の両側に位置し半径方向外方に突出した一対の回り止め部（１６）とを有し、突起部（１４）の厚さはリングの厚さＴにほぼ等しく、その周方向長さは切れ目の間隔Ｌよりわずかに短く構成され、これにより、一対の回り止め部により各切れ目（１２）をダブテール溝（３）を跨いで位置決めし、かつ１対の円形リング（１０ａ）の一方の切れ目（１２）に他方の突起部（１４）を嵌合させて切れ目のない一体のリング状に形成する、ことを特徴とする動翼の抜止構造が提供される。
【０００７】
上述した本発明の構成によれば、１対の円形リング（１０ａ）の一方の切れ目（１２）に他方の突起部（１４）を嵌合させて切れ目のない一体のリング状に形成することにより、リテーナリングのどの部分でも厚さがリテーナ溝の溝幅にほぼ等しくなり、リテーナリングに作用する軸方向力をリテーナ溝の溝端面で確実に支持することができる。また、一対の回り止め部（１６）により各切れ目（１２）をダブテール溝（３）を跨いで位置決めるので、２つダブテール溝がそれぞれ切れ目（１２）に位置するが、この切れ目にリングの厚さＴにほぼ等しい別の円形リングの突起部（１４）が嵌合しているので、この部分のリテーナリングの厚さも、リテーナ溝の溝幅にほぼ等しくなっており、かつこの突起部（１４）がダブテール溝（３）を跨いで位置するので、肉厚の突起部（１４）の両端支持状態により、この部分のリテーナリングに作用する軸方向力も突起部（１４）を介してリテーナ溝の溝端面で確実に支持することができる。
【０００８】
また、一対の回り止め部（１６）によりリテーナリング全体の回転も防止できる。更に、一対の円形リング（１０ａ）の一方の切れ目（１２）に他方の突起部（１４）を嵌合させると、全体として断面が同一の矩形を有する切れ目のない一体のリング状になり、回転中心に対して完全な対称形となり、高速回転時の動バランスを容易に取ることができる。従って、全体として翼荷重によりリングに発生する応力を常に両持ち状態での低い応力に保たつことができ、信頼性を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明の動翼の抜止構造を示す断面図であり、図２は、図１のＢ−Ｂ矢視図（平面図）である。図１において、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）はＡ部拡大図である。また、図２では、動翼１を省略して示している。
【００１０】
図１及び図２に示すように、本発明の動翼の抜止構造は、軸流ファンやガスタービンにおける複数の動翼１のダブテール部１ａをディスク２の外周部に設けた複数のダブテール溝３に、図２に矢印で示す方向に、それぞれ軸方向に斜めに挿入し、ダブテール溝３を含むディスク２の挿入側端部に設けられたリテーナ溝４にリテーナリング１０を嵌めて各動翼１の軸方向の抜けを防止するようになっている。
【００１１】
なお、この例では、ディスク２の挿入側反対端に、ディスク２の外周部より外方に突出した鍔部２ａが設けられ、この鍔部にボルト６で固定された別部品のフランジでダブテール溝３の蓋をして後方向（図で右方向）には抜けないようにしている。また、図１（Ｂ）に示すように、リテーナ溝４は矩形の溝断面の半径方向内方が開口した、全体としては軸線Ｚ−Ｚを中心とする円形の溝である。
【００１２】
図３は、図１のＣ−Ｃ矢視図であり、図４は、図３のリテーナリングの説明図である。図３及び図４（Ａ）に示すように、リテーナリング１０は、切れ目のない一体のリング状に形成されている。また、このリテーナリング１０は、全体として４つの回り止め部１４を有し、この回り止め部１４がダブテール溝３にそれぞれ嵌合してリテーナリング１０の中心軸Ｚを中心とする回転を防止するようになっている。
【００１３】
図４（Ｂ）に示すように、リテーナリング１０は、リテーナ溝４の溝幅のほぼ半分の厚さＴを有する１対の円形リング１０ａからなる。各円形リング１０ａは、完全に同一形状をしており、リテーナ溝４の位置におけるダブテール溝３の周方向間隔より大きい隙間Ｌを有する切れ目１２と、切れ目１２の回転中心に対する対称位置に、図４（Ｃ）に示すように、軸方向に突出した突起部１４と、切れ目１２の両側に位置し半径方向外方に突出した一対の回り止め部１６とを有する。突起部１４の厚さはリング１０ａの厚さＴにほぼ等しく、その周方向長さは切れ目の間隔Ｌよりわずかに短く構成されている。
【００１４】
この構成により、図３及び図４（Ａ）に示すように、一対（２つ）の回り止め部１６により各切れ目１２をダブテール溝３を跨いで位置決めし、かつ１対の円形リング１０の一方の切れ目１２に他方の突起部１４を嵌合させて切れ目のない一体のリング状に形成することができる。
【００１５】
上述した本発明の構成により、図４（Ａ）に示すように、１対の円形リング１０ａの一方の切れ目１２に他方の突起部１４を嵌合させて切れ目のない一体のリング状に形成することにより、リテーナリング１０のどの部分でも厚さがリテーナ溝４の溝幅（２Ｔ）にほぼ等しくなり、リテーナリング１０に作用する軸方向力をリテーナ溝４の溝端面で確実に支持することができる。
【００１６】
また、図３に示すように、一対の回り止め部１６により各切れ目１２をダブテール溝３を跨いで位置決めするので、２つダブテール溝３がそれぞれ切れ目１２に位置するが、この切れ目１２にリングの厚さＴにほぼ等しい別の円形リング１０ａの突起部１４が嵌合しているので、この部分のリテーナリングの厚さも、リテーナ溝４の溝幅にほぼ等しくなる。更に、この突起部１４がダブテール溝３を跨いで位置するので、肉厚の突起部１４の両端支持状態により、この部分のリテーナリングに作用する軸方向力も突起部１４を介してリテーナ溝４の溝端面で確実に支持することができる。
【００１７】
また、一対の回り止め部１６によりリテーナリング１０全体の回転も防止できる。更に、一対の円形リング１０ａの一方の切れ目１２に他方の突起部１４を嵌合させると、全体として断面が同一の矩形を有する切れ目のない一体のリング状になり、回転中心に対して完全な対称形となり、高速回転時の動バランスを容易に取ることができる。従って、全体として翼荷重によりリングに発生する応力を常に両持ち状態での低い応力に保つことができ、信頼性を高めることができる。
【００１８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の動翼の抜止構造は、ディスクの直径が小さい場合でも、動翼がダブテール溝から抜け出ようとする力を常に両端支持状態で支持することができ、これにより、高速運転時の高応力等に耐えることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動翼の抜止構造を示す断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ矢視図（平面図）である。
【図３】図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図４】図３のリテーナリングの説明図である。
【図５】従来の動翼の抜止構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１動翼
１ａダブテール部
２ディスク
２ａ鍔部
３ダブテール溝
４リテーナ溝
５リテーナリング
５ａ切れ目
５ｂ回り止め部
６ボルト
１０リテーナリング
１０ａ円形リング
１２切れ目
１４突起部
１６回り止め部

Claims

複数の動翼のダブテール部（１ａ）をディスクの外周部に設けた複数のダブテール溝（３）にそれぞれ軸方向に挿入し、ダブテール溝を含むディスクの挿入側端部に設けられたリテーナ溝（４）にリテーナリング（１０）を嵌めて各動翼の軸方向の抜けを防止する動翼の抜止構造において、
前記リテーナリングは、リテーナ溝の溝幅のほぼ半分の厚さＴを有する１対の円形リング（１０ａ）からなり、
各円形リングは、リテーナ溝の位置におけるダブテール溝の周方向間隔より大きい隙間Ｌを有する切れ目（１２）と、切れ目の回転中心Ｚに対する対称位置に軸方向に突出した突起部（１４）と、切れ目の両側に位置し半径方向外方に突出した一対の回り止め部（１６）とを有し、突起部（１４）の厚さはリングの厚さＴにほぼ等しく、その周方向長さは切れ目の間隔Ｌよりわずかに短く構成され、これにより、一対の回り止め部により各切れ目（１２）をダブテール溝（３）を跨いで位置決めし、かつ１対の円形リング（１０ａ）の一方の切れ目（１２）に他方の突起部（１４）を嵌合させて切れ目のない一体のリング状に形成する、ことを特徴とする動翼の抜止構造。