JPH0882202A - 流体機械および流体機械の翼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体による励振を受けても振動応力が非常に小
さく、かつフラッタなどの自励振動も起こりにくい流体
機械の翼装置を提供する。 【構成】翼車の全周の翼本数Ｍを１以外の整数ｎ₁，ｎ₂
の積で表せる数に選び、多重連結構造のうち第１の翼連
結構造に注目した時、ｎ₁本の翼をつづって群翼とし、
第２の翼連結構造に注目した時、全周の翼をＮ₁本の翼
をつづった群翼かＮ₂本の翼をつづった群翼のいずれか
に属するように構成し、Ｎ₁本の翼をつづった群翼のグ
ループ数をｘ、Ｎ₂本の翼をつづった群翼のグループ数
をｙとする時、Ｎ₂＝Ｎ₁＋１となるように選び、かつＮ
₁，Ｎ₂のいずれも第１の連結構造の翼つづり本数ｎ₁と
等しくないように選び、ｎ₂＜（Ｍ−１）／２かつ、
（ｘ＋ｙ）＜（Ｍ−１）／２とし、さらに第１の翼連結
構造の群翼間の境目と第２の翼連結構造の群翼間の境目
が円周方向の同じ位置に重ならないように配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば蒸気タービン、
ガスタービン、圧縮機、ファンなどの流体機械およびそ
の流体機械に採用されている翼装置の改良に係り、特に
翼が互いに連結部材によって連結されている翼装置およ
びこの翼装置を備えた流体機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に採用されている蒸気タービ
ン、ガスタービン、圧縮機、ファンなどの流体機械の翼
装置は、翼自身の体格や形状を変えないで、剛性や振動
減衰機能を高めるために、翼車の外周部に配列された翼
を、互いに連結部材によって連結する構造が多く採用さ
れている。

【０００３】翼の連結構造には種々の種類があり、用途
に応じて選択され採用されているが、軸流タービンに採
用されている翼装置の場合を例にとって示すと図２〜図
７のようなものが挙げられる。

【０００４】これら連結構造は、一般に良く知られてお
り、ここではその詳細な説明は省略するが、概略的に
は、翼１の頂部同志をシュラウドあるいはカバー３ａに
て連結するようにしたもの（図２〜図４参照）、翼１の
長手方向中間部をロッド３ｂあるいはタイワイヤ３にて
連結するようにしたもの（図５〜図７参照）に分けられ
る。

【０００５】この内、タイワイヤ３（図５が該当）の場
合について、このタイワイヤが一つの翼車２の全周に、
どのように配列されるかを模式的に示したのが図８〜図
１０である。これらの図では、説明を簡単にするため、
全周の翼本数Ｍはすべて２１本としている。

【０００６】また、タイワイヤすなわち連結部材は、翼
のある半径位置で一種類、別の半径位置でもう一種類、
合計二種類の連結構造からなる場合を示している。連結
部材の取り付け半径は必ずしも異ならなくともよいが、
このように円周方向に渡って二種類以上の連結構造があ
る構造を以下多重連結翼構造と呼ぶことにする。

【０００７】さて、図８の翼連結構造は連結部材３ｃで
３本の翼１を一群としてつづって連結し、全周で７群を
形成したもので、有限の翼を一群として、それを円周方
向に渡って繰り返し配置した翼構造を有限群翼、あるい
は単に群翼と呼んでいる。また、この場合二重の連結構
造共に群翼のつづり本数が同じで、群翼と群翼の切れ目
が円周方向の同じ位置にある場合を示している。

【０００８】図９は、全周のすべての翼１が連結部材３
ｃで切れ目なく連結されている翼構造を示しており、こ
れを全周１リング構造と呼ぶことにすると、図９は二重
の全周１リング構造を示している。図１０は、図８の群
翼構造と図９の全周１リング構造の両方を合わせ持つも
ので複合構造ともいうべきものである。

【０００９】尚、これら翼装置に関連するものとしては
特開平２−３０９０２号公報が挙げられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように形成された
翼装置は、夫々連結部材で結合されていることから、機
械的には堅牢なものとなり有効であるが、これを振動モ
ードの点から見てみると次のようになっている。すなわ
ち、図１１は、その群翼構造に対する固有振動モードの
例を示したもので、特にその（ａ）〜（ｅ）は群翼の異
なる振動モードを示している。

【００１１】また、全周１リング構造では、全周の翼の
振動が連成するため、図１２に示すような節直径モード
と呼ばれる一連の固有モード群を持つことはよく知られ
ている。尚、図中点線Ｑは、振動の節線を示している。

【００１２】なお、前記図１０に示した複合構造の固有
振動モードについてはここでは説明を省略し後で改めて
説明することにする。

【００１３】さて、このような翼構造に励振力が作用し
て各固有モードが共振する場合について考える。流体機
械の翼に作用する励振力として最も一般的なものは、流
体に起因するものである。図１３は、翼車の全周に渡る
流れの不均一がある場合の励振力の成分を模式的に示し
たもので、タービンの回転ごとに繰り返される流体力を
フーリエ解析すれば、回転数の整数倍（以下これを励振
次数と呼び記号ｊ表す）の周波数成分を持つ励振力に別
けられることはよく知られている。

【００１４】このような励振力が作用した時の第１の共
振条件は翼の固有振動数と回転数の整数倍の励振周波数
とが一致することである。先に図８に示した群翼ではこ
の第１の共振条件さえ満足されればほぼすべての励振次
数に対しても共振することはよく知られている。次に、
図９に示したような全周１リング構造の翼の共振条件も
よく知られているが、それは、先の第１の共振条件に加
えて第２の共振条件として次式が成り立つことである。
すなわち、 ｊ±ｋ＝λＭ …（１） ここで、λ：０または正の整数、 ｋ：全周１リング構造の翼の固有モードの節直径数（０
≦ｋ≦Ｍ／２） Ｍ：全周の翼本数 なお、ここでは、式（１）の説明は詳しくは行わない
が、いずれにしてもこのような共振条件が満足されれば
共振する。通常の流体機械では、運転範囲内に振動応力
の高い共振が起きないような設計、または、共振が起き
ても問題ないように、強度的に十分余裕を持たせた設計
が行なわれる。

【００１５】しかし、広範囲の回転数域に渡って負荷運
転される流体機械では、翼のあらゆる固有モードについ
ての共振を回避した設計は困難である場合も多く、翼の
寸法、形状あるいは材料の変更によって強度的に十分余
裕を持たせた設計は困難である場合が多い。

【００１６】また、流体機械の翼の自励振動としてフラ
ッタがあるが、これは上述の流体力による強制振動とは
異なり、翼の微小振動に伴い流体からエネルギーが供給
されるもので、上述の第１の共振条件を満足するような
共振回転数以外でも起こりうる振動であり、これらの点
まで考慮して自励振動が起こりにくく、かつ信頼性の高
い流体機械またその翼装置を得ることは難しいことであ
る。

【００１７】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、翼の形状や体格を変えることな
く、流体による励振を受けても共振しない、または共振
しても振動応力が非常に小さく、さらにはフラッタなど
の自励振動なども起こりにくいこの種翼装置を提供する
にある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、翼車
に設けられる翼の本数Ｍを、１以外の整数ｎ₁，ｎ₂の積
で表せる数に選ぶとともに、前記多重の連結部材のうち
ある段の連結部材は、ｎ₁本の翼をつづって群翼とな
し、その構造を全周でｎ₂個繰返し、かつ他の段の連結
部材は、全周の翼をＮ₁本の翼をつづった群翼かＮ₂本の
翼をつづった群翼のいずれかに属するように構成すると
ともに、Ｎ₁本の翼をつづった群翼のグループ数をｘ、
Ｎ₂本の翼をつづった群翼のグループ数をｙとすると
き、Ｎ₂＝Ｎ₁＋１となるように選び、かつ前記Ｎ₁，Ｎ₂
のいずれも前記翼つづり本数ｎ₁と等しくないように選
び、ｎ₂＜（Ｍ−１）／２、かつ（ｘ＋ｙ）＜（Ｍ−
１）／２となし、さらに前記第一の連結部材の群翼と群
翼との境目と前記第二の連結部材の群翼と群翼との境目
とが周方向同じ位置に重ならないように形成し初期の目
的を達成するようにしたものである。

【００１９】

【作用】次にこのように形成された翼装置の作用につい
て説明するが、その前に、理解を早めるために、先に図
１０に示した複合構造の固有振動モードについて説明す
る。この図に示した複合構造では一つの連結構造が全周
１リング構造となっていることにより、全周の翼の振動
が連成することにより先に図９に示した全周１リング構
造の固有振動モードと同様に、節直径数０〜Ｍ／２の節
直径モードを持つ。

【００２０】ただし、もう一方の連結構造が４本の翼を
連結部材で一群としてつづった群翼構造であることか
ら、一つの固有振動モードは全周１リング構造のように
単一の節直径モードだけで成るのではなく、同時にいく
つか節直径モードを合わせ持つことが知られている。

【００２１】図１０の複合構造の全周に渡る構造の周期
性について見れば、まず全周１リング構造に注目すれば
翼１本を周期単位として同じ連結構造がが繰り返されて
おり、群翼構造に注目すれば翼４本を周期単位として同
じ翼構造が５つ繰り返されており、これらを二重連結構
造全体として見れば、翼４本を周期単位として同じ翼構
造が５つ繰り返されていることがわかる。このような複
合構造をあらためて複合周期構造と呼ぶことにする。

【００２２】ここで、全周に渡る周期構造の数をｎとす
る（図１０の例ではｎ＝７）と、全周の翼が連結部材で
連結されるとともに、全周に渡る周期構造の数がｎであ
るような複合周期構造の一つの固有振動モードは次の関
係式で表される節直径モードを持つことが知られてい
る。

【００２３】 ｋ＝εｎ±Ｌ …（２） ここで、 Ｌ：整数（０≦Ｌ≦ｎ／２） ε：整数（０≦Ｌ≦ｍ／２） ｍ：一つの周期構造の構成翼本数 なお、式（２）に関する詳細説明は省略するが、一つの
固有モード中に含まれる節直径数ｋの組合せは、Ｌを与
えた時、種々のεに対して式（２）を満足するｋの組合
せとして与えられる。この関係式に基づき、ｎが偶数の
場合と奇数の場合に別けて一つの固有振動モードが持つ
節直径モードを模式的に示したものが図１４，１５であ
る。

【００２４】この図の横軸には式（２）のＬが、縦軸に
は節直径数ｋがとられ、Ｌとｋの関係を表すジグザグ状
の線が示されている。この図において、複合周期構造の
一つの固有振動モードがどのような節直径モードの重ね
合わせで成り立っているかは与えられたＬに対するジグ
ザグ状の線との交点の節直径数で与えられる。

【００２５】図１０に示した複合周期構造を例にとり具
体的に示すと図１６のようになる。すなわち、この例で
はｎ＝７であり、したがってＬは０，１，２，３の値を
とり、一方ｍ＝３であるのでεは０，１をとる。一例と
してＬ＝１を与えた時、ｋの組合せは１，６，８とな
り、ある一つの固有モードが節直径数ｋ＝１のモード成
分を持つ時、その固有モードは同時に節直径数ｋ＝６，
８のモード成分を持つ可能性があることを示している。

【００２６】以上のことから極端な場合を類推するとｎ
＝１の場合すなわち、全周の翼本数Ｍを１周期とするよ
うな翼構造を考えると、式（２）よりＬはＬ＝０のみと
なり、模式図で示すと図１７のようになり、一つの固有
振動モードは０〜Ｍ／２のすべての節直径数の振動モー
ドを含むと考えることができる。先に述べたように、本
発明の翼連結構造は全周の翼本数Ｍを１周期とするよう
な翼構造であるので、その一つの一つの固有振動モード
中には０〜Ｍ／２のすべての節直径数の振動モードが含
まれることになる。

【００２７】次に、一つの固有振動モード中には０〜Ｍ
／２のすべての節直径数の振動モードが含まれると、流
体による励振を受けても共振しないか、または、共振し
ても振動応力が非常に小さくなるようにできることを以
下に説明する。

【００２８】一般に、翼が流体による励振を受けて共振
する場合は、励振力から翼に加えられるエネルギーと減
衰によって消費されるエネルギーが等しい状態で共振の
平衡状態となる。さて、節直径モードを持つ翼に図１３
に示したようなある励振次数ｊの励振力が作用したとき
共振する条件（励振力から翼にエネルギーが加えられる
条件）は式（１）からもわかるように励振次数ｊと一つ
の固有振動モード中の節直径数ｋとが一致することであ
ることはよく知られている。

【００２９】逆に、一つの固有振動モード中に種々の節
直径数のモードが含まれていても、励振次数と等しい節
直径数のモード以外には励振力から翼にエネルギーが加
えられない。一方、減衰によって消費されるエネルギー
は翼構造全体の最大運動エネルギーに比例する。

【００３０】ここで、証明は省略するが、最大運動エネ
ルギーは、全周に渡る振動モードがいくつかの節直径数
のモードの重ね合わせで成り立っている時、各節直径数
のモードごとの運動エネルギーの和で表すことができ
る。

【００３１】従って、一つの固有モードがある励振次数
ｊの励振を受けた時、固有振動モード中励振次数ｊと一
致する節直径数ｋを持つモードのみがエネルギーを受け
取ることができ、一方振動減衰によるエネルギー消費は
固有振動モード中のすべての節直径数のモードで行われ
ることから、本発明のように一つの固有振動モード中に
は０〜Ｍ／２のすべての節直径数の振動モードが含まれ
るような翼構造では励振によって加えられるエネルギー
に比べ振動減衰により消費されるエネルギーが相対的に
非常に大きくなるため、いわゆる共振が起きないか、た
とえ共振しても振動応答が非常に小さくなり、共振によ
る翼の破損などの問題が生じなくなる。

【００３２】また、同様にフラッタをひきおこすエネル
ギーが流体から翼に供給される場合も、翼の一つのモー
ド中の特定の節直径モードに対してのみ供給されると考
えられることから、これに比べ０〜Ｍ／２のすべての節
直径数の振動モードでの振動減衰によるエネルギー消費
の方が相対的にはるかに大きくなる結果としてフラッタ
も起きにくくなるのである。

【００３３】

【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図４３には流体機械の一つである蒸気ター
ビンの段落部が断面で示されている。

【００３４】蒸気タービンは主として、固定子側に配置
されている静翼５（ノズル）および回転子側に翼車（デ
ィスク）２を介して配置されている動翼１より形成され
ている。静翼５と動翼１は交互に複数段設けられ、かつ
夫々の翼は周方向に所定の間隔をおいて複数個配置され
ている。

【００３５】そしてボイラ（図示なし）から供給される
高圧蒸気Ｓは、固定子外部から蒸気入口部 に導かれ、
静翼５を経て動翼１に噴射されロータ３６を駆動する。
一般には、図示はしていないがこのロータ３６の端部に
発電機が結合され、この発電機により発電するように構
成されている。

【００３６】動翼１は、ディスク２の外周に周方向に間
隔をおいて保持されており、また動翼同志連結部材にて
結合されている。図１はその動翼の例を模式的に示した
ものである。

【００３７】ディスク２上には、複数本の翼１が配置さ
れているわけであるが、本発明の場合、この翼の本数
（Ｍ）が大切で、一つのディスク２に設けられる翼１の
本数Ｍは次のように選ばれる。すなわち一つのディスク
２に設けられる翼１の本数Ｍは、１以外の整数ｎ₁，ｎ₂
の積で表せる数に選ばれる。

【００３８】この場合には、説明の簡単化のため、Ｍ＝
２１の場合の１例を示している。以下本発明の他の実施
例を示す場合も、いずれもＭ＝２１の場合について示す
ことにする。

【００３９】この図において、ディスク２に取り付けら
れた翼１はある半径位置において連結部材であるタイワ
イヤ３で連結され、他の半径位置においてタイワイヤ４
で連結されており、タイワイヤ３で連結されている翼連
結構造を第１の翼連結構造、タイワイヤ４で連結されて
いる翼連結構造を第２の翼連結構造と呼ぶことにする。
本発明ではタイワイヤ３と４でつづられる翼本数の関係
は、タイワイヤ３でつづられている翼本数は７本であ
り、７本つづりの群翼構造が全周で３グループ繰り返さ
れている。

【００４０】一方、タイワイヤ４でつづられている翼本
数は５本と６本であり、５本つづりの群翼構造が３グル
ープ、６本つづりの群翼構造が１グループ、全周で合計
４グループで構成されている。なお、タイワイヤ３で第
２の翼連結構造を、タイワイヤ４で第１の翼連結構造を
構成するものであってもよい。図１９は、タイワイヤ
３，４それぞれの取付け半径における翼断面を全周に渡
り展開して示した平面図である。

【００４１】本構造は見方を変えれば、タイワイヤ３に
関しては翼７本おきに切れ目または間隙９があり、タイ
ワイヤ４に関しては翼５本あるいは６本おきに切れ目ま
たは間隙１０がある構造となっているが、タイワイヤ
３、タイワイヤ４の切れ目は円周方向の同じ位置に重な
らないように構成されており、この結果として二重翼連
結構造全体では全周のすべての翼がタイワイヤで連続的
に連結された全周１リング構造となっている。

【００４２】ただし、この翼構造を円周方向に沿って何
本の翼ごとに同じ連結構造が繰り返されているか見てい
くと、どの翼を起点に見て行ってもよいが、タイワイヤ
３の切れ目の位置から時計まわりに最初の翼の番号を
と定めると、先に述べたように、翼番号(20)を経て再び
翼番号になるまで同じ連結構造が繰り返されず、全周
の翼を１周期とする翼連結構造となっていることがわか
る。

【００４３】以上、第１と第２の翼連結構造、すなわ
ち、翼のつづり本数を具体的にＭ＝２１の場合の一例と
して示したが、それは、以下に示すような一般化した方
法によっている。

【００４４】本発明において、先に定義したように、一
つの翼車の全周の翼本数をＭ、第１の翼連結構造に関し
てｎ₁本つづりの群翼の全周でのグループ数をｎ₂、一
方、第２の翼連結構造に関してにＮ₁本（ただし、Ｎ₁≧
２）の翼をつづりの群翼の全周でのグループ数をｘ（ｘ
≠０）、Ｎ₂本の翼をつづりの群翼の全周でのグループ
数をｙ（ｙ≠０）とすると、これらの値に関して次の関
係式が成り立つ。

【００４５】 Ｍ＝ｎ₁ｎ₂ …（３） ＝Ｎ₁ｘ＋Ｎ₂ｙ …（４） ここで、式（３）（４）を用いて、本発明で達成すべき
目標を表現する。

【００４６】すなわち、第１の翼連結構造をｎ₁本つづ
りの群翼が全周でｎ₂グループあるように構成した時、
第２の翼連結構造では群翼としての翼つづり本数を、Ｎ
₁、Ｎ₂の２種類で構成し、かつ、それぞれのグループ数
ｘ、ｙを適切に選ぶことによって、二重翼連結構造全体
として全周のすべての翼がタイワイヤで連続的に連結さ
れた全周１リング構造とするとともに円周方向に渡る翼
構造の周期性を見た時、全周を一周するまで同じ翼連結
構造が繰り返されない、すなわち、全周の翼本数Ｍを１
周期とするような翼構造を実現することである。

【００４７】さて、第１の翼連結構造が式（３）に示す
ように与えられた時、二重翼連結構造全体として、全周
の翼本数Ｍを１周期とするような翼構造を実現するた
め、第２の翼連結構造における、Ｎ₁、ｘ、Ｎ₂、ｙの選
びかたは非常に多くある。しかし、２種類の翼つづり本
数Ｎ₁、Ｎ₂について考えると、両者が大きく異なると、
それぞれのグループごとの剛性が大きく異なることにな
り、回転時の遠心力による変形、応力がグループごとに
大きく異なるなど、翼の信頼性設計にとって望ましくな
く、Ｎ₁、Ｎ₂はできるだけ近いこと望ましい。

【００４８】このため、本発明ではＮ₁とＮ₂の差は１と
し、 Ｎ₂＝Ｎ₁＋１ …（５） と表すことにする。

【００４９】ここで、 ｚ＝ｘ＋ｙ …（６） とすると、式（５）（６）より、式（４）は次のように
変形できる。

【００５０】 Ｍ＝Ｎ₁ｘ＋Ｎ₂ｙ＝Ｎ₁（ｚ−ｙ）＋（Ｎ₁＋１）ｙ ＝Ｎ₁ｚ＋ｙ …（７） ただし、Ｎ₁≧２であるから、ｚ＜Ｍ／２となる。結局
ｚの範囲としては、 ２≦ｚ≦Ｍ／２ …（８） となる。

【００５１】したがって、Ｍが与えられたとき、式
（８）の範囲にあるすべてのｚを順次式（７）に代入し
ていくと、それぞれ、式（７）を満足するＮ₁，ｙが求
まり、次いで式（５）（６）よりＮ₂，ｘが求まること
になるすなわち、第２の翼連結構造における、Ｎ₁、
ｘ、Ｎ₂、ｙの組が求まる。次いでＮ₁本つづりの群翼ｘ
グループと、Ｎ₂本つづりの群翼ｙグループを円周方向
の適切な位置に配置することによって第１の翼連結構造
と第２の翼連結構造における群翼の境目が円周方向の同
じ位置に重ならないようにできるかどうか、すなわち、
全周１リング構造にできるかどうか検討する。

【００５２】この作業は具体的には若干の試行錯誤を伴
うが比較的簡単にＮ₁本つづりの群翼と、Ｎ₂本つづりの
群翼の円周方向の配置をきめることができる。ただし、
検討の結果によれば、第１の翼連結構造と第２の翼連結
構造における群翼の境目が円周方向の同じ位置に重なら
ないようにするためにはさらに、次の条件が満足される
必要がある。

【００５３】 ｎ₁≠Ｎ₁， ｎ₁≠Ｎ₂ …（９） ｎ₂＜（Ｍ−１）／２ …（１０） ２≦ｚ＜（Ｍ−１）／２ …（１１） 補足すれば、第１の翼連結構造と第２の翼連結構造の翼
つづり本数の関係が式（９）のように表されることか
ら、本発明の翼構造を適用できる全周の翼本数ＭはＭ＞
６である。また、式（１０）よりｎ₁＞２という条件も
得られる。なお、式（１１）は式（８）よりｚの範囲を
狭くした形になっている。

【００５４】以上に続いて、円周方向に渡る翼構造の周
期性を見た時、全周を一周するまで同じ翼連結構造が繰
り返されない、すなわち、全周の翼本数Ｍを１周期とす
るような翼構造にするための検討が必要となるが、これ
は、第２の翼連結構造におけるＮ₁本つづりの群翼と、
Ｎ₂本つづりの群翼の円周方向の配置において、全周で
複数の周期構造が繰り返されないような配置を選ぶこと
によって実現させることができる。

【００５５】先の図１に示した実施例はＭ＝２１，ｎ₁
＝７，ｎ₂＝３の場合のなかの一例であるが、Ｍ＝２
１，ｎ₁＝７，ｎ₂＝３の場合のｚ，Ｎ₁，ｘ，Ｎ₂のすべ
ての組を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】図１に示した実施例は、この表１のＮｏ．
２に対応するものである。以下、表１のＮｏ．１に対応
する実施例を図２０に、Ｎｏ．３に対応する実施例を図
２１に、Ｎｏ．４に対応する実施例を図２２に、Ｎｏ．
４に対応するするが不適当な例を図２３に、Ｎｏ．５に
対応する実施例を図２４に、Ｎｏ．６に対応する実施例
を図２５にそれぞれ示す。

【００５８】このうち、図２３の例について説明を補足
すると、第１の翼連結構造では翼のつづり本数に関して
全周で７−７−７という配列になっているのに対し、第
２の翼連結構造では３−４−３−４−３−４という配列
になっており、３−４の組合せを１組とすれば、結局７
本の翼ごと全周で３つ周期構造が繰り返されていること
になり、全周の翼本数Ｍを１周期とするような翼構造と
なっていない。

【００５９】また、二重翼連結構造全体でも、図中一点
鎖線で区分したように、全周で３つ周期構造が繰り返さ
れている。一方、図２２に示した実施例では第２の翼連
結構造を４−３−４−４−３−３という配列とすること
により全周の翼本数Ｍを１周期とするような翼構造とし
ている。また、第２の翼連結構造の群翼の配列は図１５
の例に限定されるものではなく、例えば、４−４−４−
３−３−３あるいは４−３−４−３−３−４という配列
であってもよい。

【００６０】以上、図１、図２０〜２２，図２４および
図２５に示した実施例では、いずれも二重翼連結構造全
体では全周のすべての翼がタイワイヤで連続的に連結さ
れた全周１リング構造となっており、かつ、ある翼を円
周方向に翼連結構造を見た時、一周して再び起点となっ
た翼に至るまで同じ連結構造が繰り返されず、全周の翼
を１周期とする翼連結構造となっていることがわかる。

【００６１】次に、図１〜図２５の例では例えばタイワ
イヤ３でつづられている７本の翼ごとにタイワイヤの切
れ目があるものとして示したが、同じ翼構造が繰り返さ
れているという観点からは完全な切れ目がある必要はな
く、他の翼間に比べ切れ目に相当する各部分のタイワイ
ヤのつながりの状態が異なっていさえすればよく、これ
らの部分でタイワイヤが極端に細くなっていたり、逆に
極端に太くなっていたり、あるいは例えば図２６に示す
ようにタイワイヤの端どうしをスリーブ６でゆるやかに
つなぐものであってもよい。

【００６２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図２７は本発明の第２の実施例である翼連結構造
をタービン軸方向から見た模式図である。図２８は、こ
の翼連結構造の部分の斜視図である。本実施例では、翼
１は先端部には翼と一体形に形成されたカバー７を、中
間部にはやはり翼と一体形に形成されたロッド８を備え
ており、隣合う翼のカバーどうし、あるいはロッドどう
しが接触状態のもとで連結されているものである。

【００６３】図２９は、先端部カバー、中間部ロッドそ
れぞれの半径位置における翼断面を全周に渡り展開して
示した平面図である。カバーどうし、あるいはロッドど
うしが接触状態のもとで連結されている翼構造におい
て、図２２に示したように、翼長が比較的長く、かつ半
径方向に沿ってねじれている翼の場合、回転中の遠心力
により翼のアンツィスト（ねじりもどり）が生ずること
はよく知られている。

【００６４】これに関して先端部カバー、中間部ロッド
部のアンツィスト現象とカバー同志、ロッド同志を接触
させてアンツィストを拘束する様子を翼の半径方向外周
側から見た平面図で示したものが図３０，３１である。
図３０（ａ）において、カバーとカバーの間の間隙９は
アンツィストが生ずると小さくなり、やがて図３０
（ｂ）に示すように間隙９はなくなりカバーとカバーは
接触を開始し、アンツィストは拘束されることになる。

【００６５】したがって、翼に作用するアンツィストモ
ーメントが同じであれば、あらかじめ間隙９が小さけれ
ば小さいほど、アンツィストを拘束する力は強くなり、
この結果隣接翼間の連結力は強くなる。すなわち間隙９
の大小により隣接翼間の連結力が変わることになり、あ
らかじめ図３０（ｂ）に示すようにタービンの回転前に
間隙９がないように設定しておいた場合は強い連結力が
作用することになる。

【００６６】以上のことは、図３１に示したように中間
部ロッド８の間隙１０と翼の連結力についても同様にあ
てはまる。さて、図２８，２９はタービンの回転前の翼
の組立て状態を示しており、カバー部については７本の
翼おきに間隙９を設けておき、他のすべての翼間の間隙
は０であるようにすなわち零間隙１１を持つように調整
されている。

【００６７】一方、ロッド部については５本、あるいは
６本の翼おきに間隙１０を設けておき、他のすべての翼
間の間隙は０であるようにすなわち零間隙１２を持つよ
うに調整されている。タービンの回転上昇に伴い、アン
ツイストによりカバー部及びロッド部の零間隙１１，１
２に翼の連結力が作用する。

【００６８】一方、間隙９，１０はタービンの回転上昇
に伴うアンツイスト角度の増加により狭まり、やがて間
隙は０となり、その時点から翼の連結力が作用する。

【００６９】以上の説明からわかるように、全周に渡り
カバー部は７本の翼ごとに周期的に連結力が変化し、ロ
ッド部は５本または、６本の翼ごとに変化することにな
り、結局、カバー、ロッドを合わせた連結構造により、
全周１リング構造で、かつ、全周の翼を１周期とする翼
構造となる。

【００７０】アンツイストを利用して隣接翼を連結する
場合の間隙９，１０の選び方は、図２８，２９の例に限
らず、上述したように連結力の強弱状態が実現できさえ
すればよく、例えば図３２に示すように、カバー部につ
いては７本の翼おきに零間隙１１を設けておき、他のす
べての翼間は間隙９を持つように調整し、一方、ロッド
部については５本または、６本の翼おきに零間隙１２を
設けておき、他のすべての翼間は間隙１０を持つように
調整されているものであってもよい。

【００７１】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図３３はその翼連結構造を示す斜視図であって、
全周に渡り比較的短い２１本の翼１がディスク２に取り
付けられた状態を示している。また、図３４は１本の翼
の斜視図である。翼１の先端部には翼と一体形にカバー
１３が形成されている。カバー１３の外周面にはさらに
円周方向に延びる溝１４が設けられており、カバー１３
を前カバー１５と後カバー１６に分けている。

【００７２】隣接翼は互いにカバー１３の円周方向端面
どうしの接触の下で連結されるが、円周方向端面は前カ
バー端面１７と後カバー端面１８がある。図３５はカバ
ー部を半径方向外周側から見た展開平面図である。図３
３，３５からわかるように、全周の翼は前カバーに関し
ては７本の翼おきに間隙１９を設けておき、他のすべて
の翼の前カバーの端面１７は互いに接触するように組み
立てられており、一方、後カバーに関しては、５本また
は６本の翼おきに間隙２０を設けておき、他のすべての
翼の後カバーの端面１８は互いに接触するように組み立
てられている。

【００７３】なお、ここでいう接触とはカバーの円周方
向から押しつけ力を作用させることにより、圧縮応力を
生じさせて連結することも含んでいる。以上により、前
カバー、後カバーを合わせた連結構造により、全周の翼
が連結されるとともに、全周の翼を１周期とする翼構造
となる。

【００７４】なお、本例の説明では前カバー、後カバー
には周期的に間隙１９、２０を設けるものとして説明し
たが、本発明の主旨からは周期的に翼の連結力が変化す
るものであればよく、例えば図３６に示すように、全周
の翼は前カバーに関しては７本の翼おきに強い連結部２
１を設けておき、他のすべての翼の前カバーの端面１７
は互いに接触するように組み立てられており、一方、後
カバーに関しては、５本または６本の翼おきに強い連結
部２２を設けておき、他のすべての翼の後カバーの端面
１８は互いに接触するように組み立てられているもので
あってもよい。

【００７５】強い連結部２１、２２を設ける手段として
は種々の方法がありえるが、一例として、図３７に示す
ように互いに対向するカバー端面に略軸方向に延びる穴
２３を設け、この穴に固く嵌合するピン２４を挿入する
方法であってもよい。また、連結力が周期的に異なるよ
うにするという意味からは、ピン２４は穴２３に固く嵌
合するのではなく、ゆるやかに遊嵌するものであって、
回転中にピン２４に作用する遠心力によりピン２４が穴
２３に押しつけられ、これにより連結作用が発生するも
のであってもよい。

【００７６】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。図３８は、第４の実施例である翼連結構造を示す
斜視図であって、第３の実施例の場合と同様に全周に渡
り比較的短い２１本の翼１がディスク２に取り付けられ
た状態を示している。翼１の先端部には翼と一体形にカ
バー１３が形成されている。カバー１３の形状を半径方
向から見ると、前側テーパ面２５と後側テーパ面２６が
備えられている。

【００７７】図３９はカバー部を半径方向外周側から見
た展開平面図である。図３８，３９からわかるように、
全周の翼は前側テーパ面２５に関しては７本の翼おきに
間隙２７を設けておき、他のすべての翼の前側テーパ面
２５は互いに接触するように組み立てられており、一
方、後側テーパ面２６に関しては、５本または６本の翼
おきに間隙２８を設けておき、他のすべての翼の後側テ
ーパ面２６は互いに接触するように組み立てられてい
る。

【００７８】以上により、前側テーパ面２５と後側テー
パ面２６を合わせた連結構造により、全周の翼を１周期
とする翼構造となる。なお、本例の説明では前側テーパ
面２５と後側テーパ面２６には周期的に間隙２７、２８
を設けるものとして説明したが、本発明の主旨からは周
期的に翼の連結力が変化するものであればよく、例えば
図４０に示すように、全周の翼は前側テーパ面２５に関
しては７本の翼おきに強い連結部２９を設けておき、他
のすべての翼の前側テーパ面２５は互いに接触するよう
に組み立てられており、一方、後側テーパ面２６に関し
ては、５本または６本の翼おきに強い連結部３０を設け
ておき、他のすべての翼の後側テーパ面２６は互いに接
触するように組み立てられているものであってもよい。

【００７９】強い連結部２９、３０を設ける手段として
は図３７に示した第３の実施例の場合と略同様にテーパ
面間に設けた穴にピンを挿入する方法であってもよい。

【００８０】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。図４１は、本発明の第５の実施例である翼連結構
造をタービンの軸方向から見た正面図であって、第３の
実施例の場合と同様に全周に渡り比較的短い２１本の翼
１がディスク２に取り付けられた状態を示している。翼
１の先端部は先に図２（ａ）で示したようにかしめテノ
ンによって取り付けられたシュラウド３１によって連結
されており、７本の翼を一群とする群翼が形成され、全
周で５グループ繰り返されている。

【００８１】一方、翼１の根元部にはプラットホーム３
２が設けられており、隣接翼のプラットホームの対向部
は、５本または６本の翼おきに間隙３３を設けておき、
他のすべての翼のプラットホームの対向部は互いに接触
するように組み立てられている。以上により、シュラウ
ド３１とプラットホーム３２を合わせた連結構造によ
り、全周の翼を１周期とする翼構造となる。

【００８２】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。よく知られているように、翼とディスクの剛性が
比較的近い場合は、翼とディスクは連成振動するが、本
実施例ではそのような場合についても適用できる構造に
ついて説明する。

【００８３】図４２は、本発明の第６の実施例である翼
連結構造をタービンの軸方向から見た正面図であって、
第３の実施例の場合と同様に全周に渡り比較的短い２１
本の翼１がディスク２に取り付けられた状態を示してい
る。翼１の先端部は翼と一体形にカバー３３が形成さ
れ、全周の翼は隣接翼のカバーの対向部に関しては５本
または６本の翼おきに間隙３４を設けておき、他のすべ
ての翼のカバーの対向部は互いに接触するように組み立
てられている。

【００８４】一方、翼とディスクは連成振動する場合は
ディスク２は翼構造の一部分として考えることができ、
７本おきの翼の角度すなわち１２０°に対応して全周で
３箇所ディスク厚さが他の部分と異なる変厚部３５を設
ける。これにより、群翼とディスクを合わせた翼構造全
体では、全周の翼を１周期とする翼構造となる。

【００８５】以上の説明では第１から第６の実施例にお
いて具体的な翼連結構造の組合せは実施例ごとに限定さ
れたものとして示したが、本発明の主旨からはずれない
範囲でそれらの他の組合せ、あるいは図２〜図７に示し
たような翼連結構造の組合せであってもよいことは勿論
である。

【００８６】なお、以上の本発明の説明では多重連結構
造の例として２重連結構造についてのみ説明したが、３
重以上の多重連結構造に関しては、そのうち少なくとも
一組の２重連結構造部分について上述したの翼連結条件
が満足されれば、全周の翼を１周期とする翼構造とな
る。このことは、改めて図示して示すまでもなく、以上
で説明した種々の２重連結構造にもう一重どのような連
結構造を加えても必ず全周の翼を１周期とする翼構造と
なることから容易に理解できる。

【００８７】前述した図３６の例では、右から１番目の
段落における動翼１には本発明の第１の実施例になるタ
イヤイヤ３，４で連結された翼構造が適用されており、
右から２番目の段落における動翼１には本発明の第２の
実施例になるカバー７，ロッド８で連結された翼構造が
適用されており、右から３番目及び４番目の段落におけ
る動翼１には本発明の第３あるいは第４の実施例になる
カバー１３で連結された翼構造が適用されている。

【００８８】このように実際のタービンは、それぞれの
タービン段落に適した翼構造を先に述べた種々の実施例
の中から選ぶことによって構成されるが、その組合せは
図３６に示したものに限らず種々の組合せがありえるこ
と、あるいは振動対策が必要な段落の動翼のみに本発明
の翼構造を適用することも可能である。

【００８９】なお、以上の説明では全周の翼本数Ｍが１
以外の整数ｎ₁，ｎ₂の積で表される場合のみに限定して
示したが、それ以外、すなわち、Ｍが素数の場合につい
ても本発明の翼構造の考え方をモディファイすることに
よって適用可能となるので以下ではそれについて説明す
る。

【００９０】まず、本発明の翼構造が適用できる翼本数
Ｍの条件はＭ＞６であるから、ここではＭとして７以上
の素数に選ぶ。ここで、Ｍ´＝Ｍ−１とすると、Ｍ´は
偶数であるから、Ｍ´は１以外の二つの整数ｎ´₁，ｎ
´₂の積で表すことができる。次に、第１の翼連結構造
に注目した時、ｎ´₁本の翼をつづって群翼とし、その
同じ構造を全周でｎ´₂−１個繰り返し、ｎ´₁＋１本の
翼をつづって群翼とし、その構造を全周で１個設ける。

【００９１】従って、 Ｍ＝ｎ´₁（ｎ´₂−１）＋（ｎ´₁＋１） …（１２） となる。

【００９２】一方、第２の翼連結構造に注目した時、全
周の翼をＮ₁本の翼をつづった群翼かＮ₂本の翼をつづっ
た群翼のいずれかに属するように構成し、Ｎ₂＝Ｎ₁＋１
となるように選び、かつ、第１の翼連結構造の群翼と群
翼の境目と第２の翼連結構造の群翼と群翼の境目がター
ビン円周方向の同じ位置に重ならないように配置するこ
とによって構成することができる。

【００９３】すなわち、第２の翼連結構造の構成方法
は、先にＭが素数でない一般的な場合について式（６）
〜（１１）の部分で説明したのとまったく同様の方法で
決めることができる。

【００９４】以下では簡単のため、Ｍ＝１３の場合を例
にとり説明する。図４４は動翼１が全周で１３本ある場
合について、本発明の第７の実施例として、第１の実施
例の場合と同様にタイワイヤ３，４によって連結される
場合の例を示す。Ｍが一般の素数である場合についての
上述の説明に実際にＭ＝１３の場合をあてはめて考え
る。Ｍ´＝Ｍ−１＝ｎ´₁ｎ´₂＝１２であるから、この
図の例で第１の翼連結構造では、ｎ´₁＝６，ｎ´₂＝２
として、ｎ´₁（＝６）本つづりの群翼をｎ´₂−１（＝
１）個、ｎ´₁＋１（＝７）本つづりの群翼を１設けて
いる。

【００９５】一方、第２の翼連結構造においては、先の
式（７）においてｚ＝２を与えて解くと、Ｎ₁＝６，ｘ
＝１，Ｎ₂＝７，ｙ＝１が得られるが、図４４はそれを
第１の翼連結構造の群翼と群翼の境目と第２の翼連結構
造の群翼と群翼の境目がタービン円周方向の同じ位置に
重ならないように配置した例を示している。

【００９６】第１の翼連結構造の群翼と群翼の境目と第
２の翼連結構造の群翼と群翼の境目の配置しかたは図４
４の例に限られるものではなく変形例はいくつか考えら
れるが、いずれにしても、二重連結翼構造全体としては
全周の翼が連続的に連結された全周１リング構造となっ
ているとともに、全周の翼を１周期とする翼構造となっ
ていることがわかる。

【００９７】Ｍ＝１３のときの第２の翼連結構造におけ
るＮ₁，ｘ，Ｎ₂，ｙの組合せを表２に、また、それに対
応する翼構造を図４５〜４９に示す。

【００９８】

【表２】

【００９９】先の図４４は表２のＮｏ．１に対応するも
のである。図４５は表２のＮｏ．２に、図４６は表２の
Ｎｏ．３に、図４７は表２のＮｏ．４に、図４８は表２
のＮｏ．５にそれぞれ対応する。

【０１００】また、図４２は、ｎ´₁，ｎ´₂が異なるば
あいの例としてｎ´₁＝４，ｎ´₂＝３、したがって、第
１の翼連結構造では翼のつづり本数が全周で４−４−５
の場合について、第２の翼連結構造は表２のＮｏ．３に
対応する翼構造のみ示した。

【０１０１】以上、図４４〜４９に示したＭ＝１３の場
合に対する本発明の実施例では、いずれも二重翼連結構
造全体では全周のすべての翼がタイワイヤで連続的に連
結された全周１リング構造となっており、かつ、ある翼
をに円周方向に翼連結構造を見た時、一周して再び起点
となった翼に至るまで同じ連結構造が繰り返されず、全
周の翼を１周期とする翼連結構造となっていることがわ
かる。

【０１０２】なお、補足すれば、全周本数翼Ｍが素数で
ある場合、第１の翼連結構造と第２の翼連結構造の翼つ
づり本数の間には先に式（９）で示したような制限は無
い。すなわち、図４９の例に示したように第１の翼連結
構造と第２の翼連結構造とも４本つづり群翼を含んでい
るが、全周の翼を１周期とする翼構造となっている。

【０１０３】以上、Ｍ＝１３の場合を例にとり説明した
が、Ｍがこれ以外の素数を取る場合にも一般性を損なう
こと無く本発明の翼構造を適用することが可能である。
また、よくの連結構造としてタイワイヤで連結される翼
構造を例にとり説明したが、図２〜図７等で示した種々
の翼連結方法が適用可能であることは言うまでもない。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、翼
の形状や体格を変えることなく、流体による励振を受け
ても共振しないか、または、共振しても振動応力が非常
に小さくなり、さらにはフラッタに対する安全性も高い
この種翼装置また流体機械を得ることができ、流体機械
の高信頼性化に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の翼装置の一実施例を示す正面図であ
る。

【図２】従来の翼装置の要部を示す斜視図である。

【図３】従来の翼装置の要部を示す斜視図である。

【図４】従来の翼装置の要部を示す斜視図である。

【図５】従来の翼装置の要部を示す斜視図である。

【図６】従来の翼装置の要部を示す断面図である。

【図７】従来の翼装置の要部を示す平面図である。

【図８】従来の翼装置の一例を示す正面図である。

【図９】従来の翼装置の一例を示す正面図である。

【図１０】従来の翼装置の一例を示す正面図である。

【図１１】励振力を受けている翼の状態を示す平面図で
ある。

【図１２】回転中の翼に作用する励振力成分を説明する
模式図である。

【図１３】翼の振動モードを説明する模式図である。

【図１４】従来の翼構造の一つの固有振動モード中に含
まれる節直径モード成分を説明する模式図である。

【図１５】従来の翼構造の一つの固有振動モード中に含
まれる節直径モード成分を説明する模式図である。

【図１６】従来の具体的な翼構造の一つの固有振動モー
ド中に含まれる節直径モード成分を説明する模式図であ
る。

【図１７】本発明の具体的な翼構造の一つの固有振動モ
ード中に含まれる節直径モード成分を説明する模式図で
ある。

【図１８】タイヤイヤで連結された群翼構造を示す斜視
図である。

【図１９】本発明の第１の実施例の翼構造の連結部材取
付け翼断面における展開平面図である。

【図２０】本発明の第１の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図２１】本発明の第１の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図２２】本発明の第１の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図２３】本発明の第１の実施例に該当しない翼構造の
例を示す軸方向正面図である。

【図２４】本発明の第１の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図２５】本発明の第１の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図２６】タイヤイヤを連結するスリーブを示す正面及
び平面図である。

【図２７】本発明の第２の実施例を示す翼構造の軸方向
正面図である。

【図２８】翼と一体形に形成されたカバー、ロッドで連
結された翼構造を示す斜視図である。

【図２９】本発明の第２の実施例の翼構造の連結部材取
付け翼断面における展開平面図である。

【図３０】翼と一体形に形成されたカバー部のアンツィ
ストを説明する平面図である。

【図３１】翼と一体形に形成されたロッド部のアンツィ
ストを説明する平面図である。

【図３２】本発明の第２の実施例の翼構造の連結部材取
付け翼断面における展開平面図である。

【図３３】本発明の第３の実施例を示す翼構造の斜視図
である。

【図３４】本発明の第３の実施例に含まれる一本の翼の
部分の斜視図である。

【図３５】本発明の第３の実施例の翼構造の半径方向外
周側から見た展開平面図である。

【図３６】本発明の第３の実施例の翼構造の半径方向外
周側から見た展開平面図である。

【図３７】本発明の第３の実施例の翼構造の部分の斜視
図である。

【図３８】本発明の第４の実施例を示す翼構造の斜視図
である。

【図３９】本発明の第４の実施例の翼構造の半径方向外
周側から見た展開平面図である。

【図４０】本発明の第４の実施例の翼構造の半径方向外
周側から見た展開平面図である。

【図４１】本発明の第５の実施例を示す翼構造の軸方向
正面図である。

【図４２】本発明の第６の実施例を示す翼構造の軸方向
正面図である。

【図４３】本発明の翼構造を適用したタービンの部分を
示す断面図である。

【図４４】本発明の第７の実施例を示す翼構造の軸方向
正面図である。

【図４５】本発明の第７の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図４６】本発明の第７の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図４７】本発明の第７の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図４８】本発明の第７の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【図４９】本発明の第７の実施例の変形例を示す翼構造
の軸方向正面図である。

【符号の説明】

１…翼、２…ディスク、３，４…タイワイヤ、５…ノズ
ル、６…スリーブ、７…カバー、８…ロッド、９，１０
…カバー間隙、１１，１２…零間隙、１３…カバー、１
４…溝、１５…前カバー、１６…後カバー、１７…前カ
バー端面、１８…後カバー端面、１９，２０…間隙、２
１，２２…強い連結部、２３…穴、２４…ピン、２５…
前側テーパ面、２６…後側テーパ面、２７，２８…間
隙、２９，３０…強い連結部、３１…シュラウド、３２
…プラットホーム、３３…プラットホーム間隙、３４…
カバー間隙、３５…変厚部、３６…ロータ、３７…ケー
シング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池内 和雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 翼車外周に周方向に所定の間隔をおいて
   複数本の翼が設けられ、かつ該複数本の翼が所定本数づ
   つの群に分けられるとともに、分けられた群内の翼が互
   いに連結部材で連結され、かつ前記連結部材が径方向に
   多重に設けられている流体機械の翼装置において、 前記翼車に設けられる翼の本数Ｍを、１以外の整数
   ｎ₁，ｎ₂の積で表せる数に選ぶとともに、前記多重の連
   結部材のうちある段の連結部材は、ｎ₁本の翼をつづっ
   て群翼となし、その構造を全周でｎ₂個繰返し、かつ他
   の段の連結部材は、全周の翼をＮ₁本の翼をつづった群
   翼かＮ₂本の翼をつづった群翼のいずれかに属するよう
   に構成するとともに、Ｎ₁本の翼をつづった群翼のグル
   ープ数をｘ、Ｎ₂本の翼をつづった群翼のグループ数を
   ｙとするとき、Ｎ₂＝Ｎ₁＋１となるように選び、かつ前
   記Ｎ₁，Ｎ₂のいずれも前記翼つづり本数ｎ₁と等しくな
   いように選び、ｎ₂＜（Ｍ−１）／２、かつ（ｘ＋ｙ）
   ＜（Ｍ−１）／２となし、 さらに前記第一の連結部材の群翼と群翼との境目と前記
   第二の連結部材の群翼と群翼との境目とが周方向同じ位
   置に重ならないように形成したことを特徴とする流体機
   械の翼装置。
2. 【請求項２】 翼車外周に周方向に所定の間隔をおいて
   複数本の翼が設けられ、かつ該複数本の翼が所定本数づ
   つの群に分けられるとともに、分けられた群内の翼が互
   いに連結部材で連結され、かつ前記連結部材が径方向に
   多重に設けられている流体機械の翼装置において、 前記一つの翼車の全周の翼本数Ｍを１以外の整数ｎ₁，
   ｎ₂の積で表せる数に選び、多重連結構造のうち第１の
   翼連結構造に注目したとき、ｎ₁本の翼ごとに他の部分
   とは連結の強さが異なる部分を全周でｎ₂箇所設け、か
   つ第２の翼連結構造に注目したとき、全周の翼をＮ₁本
   の翼ごとに他の部分とは連結の強さが異なる部分を持つ
   グループか、あるいはＮ₂本の翼ごとに他の部分とは連
   結の強さが異なる部分を持つグループかに属するように
   し、それぞれのグループ数をｘ，ｙで表す時、Ｎ₂＝Ｎ₁
   ＋１となるように選び、かつ、Ｎ₁，Ｎ₂のいずれもｎ₁
   と等しくないように選び、ｎ₂＜（Ｍ−１）／２かつ、
   （ｘ＋ｙ）＜（Ｍ−１）／２とし、 さらに、第１の翼連結構造の上記他の部分とは連結の強
   さが異なる部分が第２の翼連結構造の他の部分とは連結
   の強さが異なる部分とがタービン円周方向の同じ位置に
   重ならないように配置したことを特徴とする流体機械の
   翼装置。
3. 【請求項３】 翼車外周に周方向に所定の間隔をおいて
   複数本の翼が設けられ、かつ該複数本の翼が所定本数づ
   つの群に分けられるとともに、分けられた群内の翼が互
   いに連結部材で連結され、かつ前記連結部材が径方向に
   多重に設けられている流体機械の翼装置において、 一つの翼車の全周の翼本数Ｍを７以上の素数に選び、Ｍ
   ´＝Ｍ−１とした時、Ｍ´を１以外の二つの整数ｎ
   ´₁，ｎ´₂の積で表し、第１の翼連結構造に注目した
   時、ｎ´₁本の翼をつづって群翼とし、その同じ構造を
   全周でｎ´₂−１個繰り返し、ｎ´₁＋１本の翼をつづっ
   て群翼とし、その構造を全周で１個設ける一方、第２の
   翼連結構造に注目した時、全周の翼をＮ₁本の翼をつづ
   った群翼かＮ₂本の翼をつづった群翼のいずれかに属す
   るように構成し、Ｎ₂＝Ｎ₁＋１となるように選び、か
   つ、第１の翼連結構造の群翼と群翼の境目と第２の翼連
   結構造の群翼と群翼の境目がタービン円周方向の同じ位
   置に重ならないように配置したことを特徴とする流体機
   械の翼装置。
4. 【請求項４】 前記グループの翼数およびグループ数を
   求めるに際し、前記第２の翼連結部材に注目したとき、
   前記グループ数の総和（ｘ＋ｙ）をｚと表すと、全周の
   翼本数ＭはＭ＝Ｎ₁ｘ＋Ｎ₂ｙ＝Ｎ₁ｚ＋ｙの関係とな
   り、これに２≦ｚ＜（Ｍ−１）／２の範囲にあるｚを順
   次代入することにより、グループの翼数Ｎ₁およびグル
   ープ数ｙを求めるとともに、前記Ｎ₂＝Ｎ₁＋１よりグル
   ープの翼数Ｎ₂およびグループ数ｘを求め、第２の翼連
   結構造におけるＮ₁本つづりの群翼ｘグループと、Ｎ₂本
   つづりの群翼ｙグループを円周方向の適切な位置に配置
   することによって第１の翼連結構造と第２の翼連結構造
   における群翼の境目が円周方向の同じ位置に重ならない
   ように形成してなる請求項１，２若しくは３記載の流体
   機械の翼装置。
5. 【請求項５】 前記連結部材がタイワイヤで、かつ径方
   向に二段に形成されてなる請求項１，２若しくは３記載
   の流体機械の翼装置。
6. 【請求項６】 翼車外周に周方向に所定の間隔をおいて
   複数本の翼が設けられ、かつ該複数本の翼が所定本数づ
   つの群に分けられるとともに、分けられた群内の翼が互
   いに連結部材で連結され、かつ前記連結部材が径方向に
   多重に設けられている翼装置を備えている流体機械にお
   いて、 前記翼装置の翼車に設けられる翼の本数Ｍを、１以外の
   整数ｎ₁，ｎ₂の積で表せる数に選ぶとともに、前記多重
   の連結部材のうちある段の連結部材は、ｎ₁本の翼をつ
   づって群翼となし、その構造を全周でｎ₂個繰返し、か
   つ他の段の連結部材は、全周の翼をＮ₁本の翼をつづっ
   た群翼かＮ₂本の翼をつづった群翼のいずれかに属する
   ように構成するとともに、Ｎ₁本の翼をつづった群翼の
   グループ数をｘ、Ｎ₂本の翼をつづった群翼のグループ
   数をｙとするとき、Ｎ₂＝Ｎ₁＋１となるように選び、か
   つ前記Ｎ₁，Ｎ₂のいずれも前記翼つづり本数ｎ₁と等し
   くないように選び、ｎ₂＜（Ｍ−１）／２、かつ（ｘ＋
   ｙ）＜（Ｍ−１）／２となし、 さらに前記第一の連結部材の群翼と群翼との境目と前記
   第二の連結部材の群翼と群翼との境目とが周方向同じ位
   置に重ならないように形成したことを特徴とする流体機
   械。