JPH03179106A

JPH03179106A - タービン動翼

Info

Publication number: JPH03179106A
Application number: JP31816489A
Authority: JP
Inventors: Yukimasa Okada; 岡田　幸正
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1991-08-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、インテグラルシュラウドを備えたタービン動
翼に関する。

従来の技術第７図ないし第９図は従来のタービン動翼を部分的に示
したもので、第７図は正面図、第８図は平面図、第９図
は側面図である。

これらの図において、１はタービン動翼の羽根であり、
その翼根２がタービン軸３の周囲に埋め込まれて、例え
ば百数十本の羽根が配列されている。４はプラットフォ
ームである。

そして、各羽根１の先端には一体に形成されたインテグ
ラルシュラウド５が設けられている。このインテグラル
シュラウド５は、平行四辺形かまたはそれに近い形状を
しており、そのタービン軸３の回転中心に直交する両端
面５ａ、５ｂは、平らに形成されている。

発明が解決しようとする課題ところで、タービン動翼は羽根１に作用する蒸気のエネ
ルギーによって回転するが、回転時にタービン動翼に遠
心力が作用するため、タービン動翼には第８図に矢印６
で示す方向に捩り戻り変形を生ずる。そのため、隣接す
るインテグラルシュラウド５同志が相互に噛み合い、そ
の結果、タービン軸３の一円周上に配列されている、例
えば百数十本の羽根１全部が連結されて、無限翼群の振
動特性を持つようになる。

ここで問題になるのは、全部の羽根が噛み合った状態で
の無Ｉ！！翼群の振動特性を、設計段階で推定したり、
シュミレーションによって確認したりすることが非常に
困難なことである。そのため、先ずタービン動翼全体を
試作して、試作したものについて実験を行い、振動特性
を確認することになる。

しかし、振動数を調整するためには、羽根やインテグラ
ルシュラウドの形状を変更しなければならず、変更後の
振動数を推定することも困難なため、結局所望のデータ
が得られるまで試作と実験の試行錯誤を繰返すことにな
る。従って、設計時間や試作費用がかさむことになって
いた。

本発明は、このような問題を解決するために、羽根やイ
ンテグラルシュラウドの形状を変更しないで、無限翼群
の振動特性を調整することのできるタービン動翼を提供
することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段本発明は、上記の目的を達成するため、タービン軸の周
囲に翼根が埋め込まれた羽根が多数配列され、各羽根の
先端にインテグラルシュラウドが一体に形成されたター
ビン動翼において、前記羽根の先端に一体に形成された
インテグラルシュラウドの前記タービン軸に直交する両
、端面に、前記翼根の方向へ向けて傾斜して開口した半
円状の溝を形成し、この溝に丸棒を嵌合させるようにし
たものである。

作用上記の手段によると、丸棒によってインテグラルシュラ
ウドが連結されるので、丸棒の長さを変えて連結するイ
ンテグラルシュラウドの数を選定したり、また、丸棒の
材質や重量を変更することによって、ヤング率Ｅや密度
ρを変化させることができ、振動数を調整することが可
能となる。

実施例以下本発明に係るタービン動翼の一実施例を、第１図な
いし第６図を参照して詳細に説明する。

なお、これらの図において、第７図ないし第９図と同一
部分には同一符号を付しであるので、その部分の説明は
省略する。

第１図ないし第３図は本発明に係るタービン動翼の一実
施例の要部を示したもので、第１図は側面図、第２図は
平面図、第３図は正面図である。

これらの図において、本発明のタービン動翼は、第３図
には図示を省略したが第７図と同様に、タービン軸３の
周囲に翼根２が埋め込まれた羽Ｍｉ１が多数配列されて
おり、各羽根１の先端にインテグラルシュラウド５が一
体に形成されたもので、インテグラルシュラウド５の前
記タービン軸３に直交する両端面５ａ、５ｂに、第１図
に示されているように、翼根２の方向へ向けて傾斜して
開口した半円状の溝７を形成したものである。

この溝７には、例えば第４図および第５図に示すような
丸棒８を嵌合させて、隣接するインテグラルシュラウド
５を適宜の数だけ連結するようにする。第６図は、４枚
のインテグラルシュラウド５を丸棒８で連結した例を示
したものである。

この丸棒８は、溝７に嵌合させることにより、無限翼群
の振動数を調整するために使用されるものであるが、こ
れによる無限翼群の振動数の調整は次のようにして行な
われる。

すなわち、丸棒８の長さ１　（第４図参照）を、連結す
・るインテグラルシュラウド５の数に合わせて任意の長
さに選定する。一般には、連結するインテグラルシュラ
ウド５の数が多くなると振動数は上昇する。従って、振
動数を上げたいときには、連結するインテグラルシュラ
ウド５の数を増やすように、長さｌの長い丸棒８を使用
する。

また、丸棒８の材質の違うものを使用することにより、
剛性や重量が変化するので、これによっても無限翼群の
振動数の調整をすることができる。

すなわち、単位密度当りの引張り強さを表す比強度の大
きい、例えばチタンのような材料を使用すれば、ヤング
率Ｅが変り、振動数は上昇する。従って、種々の材質の
丸棒８を用意しておき、必要に応じて選択的に使用すれ
ばよい。

さらに、丸棒８を中空断面とし、外径を同じにして中空
率を変えることによっても、密度ρの変化に伴う無限翼
群の振動数の調整が可能となる。

すなわち、中空率を大きくすれば振動数が上昇するので
、これも外径が同じで種々の中空率の丸表８を用意して
おき、必要に応じて選択的に使用１ればよい。

このように形成されたタービン動翼には、インテグラル
シュラウド５と装着した丸棒８の相対づベリによる摩擦
エネルギが発生し、ダンパ効果番：よって翼の振動応力
が減少して信頼性が向上す２こととなり、また、丸棒８
は遠心力を受けて溝りの先端へ押し込まれることになる
ので、溝７がく外れることはない。

発明の効果以上詳述したように、本発明によれば、羽根Ｃ形状やイ
ンテグラルシュラウドの形状を変更することなく、長さ
や材質、中空率などの違う丸棒苓選択的に使用すること
により、ヤング率Ｅや密瑣ρを変化させて、無限翼群の
振動数を調整することのできるタービン動翼が提供され
る。従って、設計段階での振動数の検討が簡略化でき、
新しりタービン動翼を開発する期間が短縮される。

また、従来は、−段当り百数十本の羽根を何回か試作す
る必要があったが、本発明によれば羽根の試作は通常１
回で済むので、開発費用が大幅に軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係るタービン動翼の一実
施例の要部を示したもので、第１図は側面図、第２図は
平面図、第３図は正面図、第４図は本発明に使用される
丸棒の一例を示した平面図、第５図は第４図に示した丸
棒の断面図、第６図は丸棒で連結されたインテグラルシ
ュラウドの平面図、第７図ないし第９図は従来のタービ
ン動翼を部分的に示したもので、第７図は正面図、第８
図は平面図、第９図は側面図である。１・・羽根、２・・翼根、３・・タービン軸、５・・イ
ンテグラルシュラウド、５ａ、　５ｂ・・インテグラル
シュラウドの端面、７・・溝、８・・丸棒。

Claims

【特許請求の範囲】

　タービン軸の周囲に翼根が埋め込まれた羽根が多数配
列され、各羽根の先端にインテグラルシュラウドが一体
に形成されたタービン動翼において、前記羽根の先端に
一体に形成されたインテグラルシュラウドの前記タービ
ン軸に直交する両端面に、前記翼根の方向へ向けて傾斜
して開口した半円状の溝を形成し、この溝に丸棒を嵌合
させるようにしたことを特徴とするタービン動翼。