JP5226561B2 - タービン翼を固定するための構造 - Google Patents
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Description
12 タービンホイール
14 タービン翼
16 プロフィール溝
18 タービン翼の付け根
20 平坦面
R 回転軸
22 係止溝
24 溝底
26 第1隆起部
28 第2隆起部
30 半径
32 固定エレメント
34 湾曲した切片
36 平坦面
38 平坦面
40 中央接合部
42 移行部
44 移行部
46 長手縁
48 長手縁
50 開口部
52 開口部の下縁
54 突起部
56 安定固定溝
a 平坦面36と平坦面38との間の距離
d 資材の厚さ
l1 平坦面36の長さ
l2 固定エレメントの全長
t 係止溝22’の放射方向の深さ
b 係止溝22’の幅
l3 係止溝22’の放射方向の長さ
R1 隆起部28の大きい半径
R2 隆起部28の小さい半径
Claims (15)
- タービン、特にガスタービンのタービンホイール(12)にタービン翼(14)を固定するための構造であって、
前記タービンにおいては、前記タービン翼(14)のために、タービンの回転軸(R)に対して平行に延在する軸方向のプロフィール溝(16)が前記タービンホイール(12)に設けられており、前記プロフィール溝(16)に、断面が前記プロフィール溝(16)のプロフィール断面に適合する前記タービン翼(14)の付け根(18)が挿入可能となっており、かつ前記タービン翼(14)のために固定エレメント(32)が設けられ、該固定エレメント(32)によって、前記プロフィール溝(16)に挿入された前記タービン翼(14)の前記付け根(18)が軸方向に安定固定されている構造において、
前記固定エレメント(32)が係止によって前記タービンホイール(12)に固定され、前記付け根(18)を軸方向に安定固定することを特徴とする構造。 - 前記固定エレメント(32)が前記付け根(18)を、軸方向に安定固定させるために、軸方向において前記プロフィール溝(16)にプレストレスを与えて固定することを特徴とする請求項1に記載の構造。
- 放射方向に延在する、前記タービンホイール(12)の平坦面に前記固定エレメント(32)を係止するために、前記回転軸(R)に対して同心状に延在する係止溝(22)が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の構造。
- 前記係止溝(22)が、放射方向に外側に向かって延在し好適には丸みを帯びている第1係止隆起部(26)、および/または放射方向に内側に向かって延在し好適には丸みを帯びている第2係止隆起部(28)によって画定されていることを特徴とする請求項3に記載の構造。
- 前記係止溝(22)が前記プロフィール溝(16)に対して放射方向で見て、前記プロフィール溝(16)が少なくとも部分的に前記係止溝(22)に移行するよう設けられており、当該移行は前記プロフィール溝(16)に挿入された前記タービン翼(14)の前記付け根(18)が、前記係止溝(22)に突き出るように行われることを特徴とする請求項3又は4に記載の構造。
- 前記固定エレメント(32)が、2つの平坦面(36,38)からなる、横断面がZ字形に湾曲した切片(34)として形成され、前記2つの平坦面(36,38)に対して直角に延在する中央接合部(40)によって前記2つの平坦面(36,38)は互いに結合されており、係止状態においては、前記固定エレメント(32)はその一方の平坦面(36)で前記係止溝(22)に留められており、他方前記固定エレメント(32)の他方の平坦面(38)は、前記プロフィール溝(16)に挿入された前記タービン翼(14)の前記付け根(18)の端面に当接していることを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の構造。
- 前記固定エレメント(32)が前記タービンホイール(12)に係止されている場合、前記タービン翼(14)の前記付け根(18)の一部分が、前記プロフィール溝(16)に完全に挿入された状態で該プロフィール溝(16)からほんの僅か出っ張り、前記固定エレメント(32)に形成された開口部(50)を通して突き出ており、かつ該開口部(50)に安定固定されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の構造。
- 前記開口部(50)に前記付け根(18)を安定固定するために、前記固定エレメント(32)に設けられた突起部(54)が前記開口部(50)に突き出ており、前記突起部(54)は前記タービン翼(14)の前記付け根(18)に形成された安定固定溝(56)と係合していることを特徴とする請求項7に記載の構造。
- 前記プロフィール溝(16)が前記タービンホイール(12)の軸方向の全長にわたって延在し、かつ各プロフィール溝(16)の両端に、前記タービンホイール(12)と係止された固定エレメント(32)がそれぞれ1つずつ備えられ、前記プロフィール溝(16)に挿入された前記タービン翼(14)の前記付け根(18)が、前記両固定エレメント(32)の間で軸方向に安定固定されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の構造。
- 請求項3〜8のいずれか一項に記載の構造のための固定エレメントにおいて、
前記固定エレメント(32)が、2つの平坦面(36,38)からなる、横断面がZ字形に湾曲した切片(34)として形成され、前記2つの平坦面(36,38)に対して直角に延在する中央接合部(40)によって前記2つの平坦面(36,38)は互いに結合されており、係止状態においては、前記固定エレメント(32)はその一方の平坦面(36)で前記係止溝(22)に留められており、他方前記固定エレメント(32)の他方の平坦面(38)は、前記プロフィール溝(16)に挿入された前記タービン翼(14)の前記付け根(18)の端面に当接していることを特徴とする固定エレメント。 - 前記中央接合部(40)が、前記固定エレメント(32)の長手方向に対して横断方向に見て、S字形に湾曲されていることを特徴とする請求項10に記載の固定エレメント。
- 前記固定エレメント(32)の長手方向に対して横断方向の、同じ方向を向いている前記平坦面(36,38)の2つの面の間の距離(a)が、前記固定エレメント(32)の資材の厚さ(d)の3から5倍、特に前記固定エレメント(32)の前記資材の厚さ(d)の4倍に相当し、および/あるいは前記タービン翼(14)の前記付け根(18)を支えている前記平坦面(36)の、前記固定エレメント(32)の長手方向で見た長さ(l1)の0.5から0.7倍、特に0.6倍に相当することを特徴とする請求項10又は11に記載の固定エレメント。
- 前記固定エレメント(32)の、その長手方向で見た全長(l2)が、前記タービン翼(14)の前記付け根(18)を支えている前記平坦面(36)の、前記固定エレメント(32)の長手方向で見た前記長さ(l1)の1.8から2.2倍、特に1.875倍に相当し、および/あるいは前記タービンホイールの外径が、前記固定エレメント(32)の、その長手方向で見た前記全長(l2)の46から52倍、特に48.8倍に相当することを特徴とする請求項12に記載の固定エレメント。
- タービンホイール(12)と、該タービンホイール(12)に固定されたタービン翼(14)とを有するタービン、特にガスタービンであって、
少なくとも1つの前記タービン翼(14)を固定するための、請求項1〜9のいずれか一項に記載の構造を特徴とするタービン。 - 係止溝(22)を備えることを特徴とする、請求項14に記載のタービンのためのタービンホイールであって、
該タービンホイールの外径が、前記係止溝(22)の放射方向における全高の60から67倍、特に63倍に相当することを特徴とするタービンホイール。
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