JPH0979002A - セラミック動翼及び動翼嵌合部 - Google Patents
セラミック動翼及び動翼嵌合部Info
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- JPH0979002A JPH0979002A JP23498595A JP23498595A JPH0979002A JP H0979002 A JPH0979002 A JP H0979002A JP 23498595 A JP23498595 A JP 23498595A JP 23498595 A JP23498595 A JP 23498595A JP H0979002 A JPH0979002 A JP H0979002A
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- ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】セラミック動翼にかかる遠心力を低減し耐遠心
力の信頼性を向上させたセラミック動翼及び動翼嵌合部
を提供する。 【構成】遠心力を受ける翼部2と、この翼部2に設けら
れたプラットホ−ム7と、このプラットホ−ム7に延設
して設けられた翼根部10とを備えたセラミック動翼に
おいて、プラットホ−ム7の巾は、セラミック動翼1が
配設される金属ロータ17に設けられたセラミック動翼
の隣接翼部間のピッチpより小さい。更に、プラットホ
−ム7に覆われない金属ロータ17の表面は、耐熱コ−
ティング27が施されている動翼嵌合部である。又、プ
ラットホ−ム7を有しないセラミック動翼及び動翼嵌合
部において、翼根部10及び金属ロータ17又は金属シ
ャンクの嵌合溝の断面は、翼断面に近似の断面形状であ
る。
力の信頼性を向上させたセラミック動翼及び動翼嵌合部
を提供する。 【構成】遠心力を受ける翼部2と、この翼部2に設けら
れたプラットホ−ム7と、このプラットホ−ム7に延設
して設けられた翼根部10とを備えたセラミック動翼に
おいて、プラットホ−ム7の巾は、セラミック動翼1が
配設される金属ロータ17に設けられたセラミック動翼
の隣接翼部間のピッチpより小さい。更に、プラットホ
−ム7に覆われない金属ロータ17の表面は、耐熱コ−
ティング27が施されている動翼嵌合部である。又、プ
ラットホ−ム7を有しないセラミック動翼及び動翼嵌合
部において、翼根部10及び金属ロータ17又は金属シ
ャンクの嵌合溝の断面は、翼断面に近似の断面形状であ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタ−ビンのセラミ
ック動翼に係り、特に遠心力に対する信頼性を向上でき
るセラミック動翼及びこれを嵌合、固定する基部との動
翼嵌合部に関するものである。
ック動翼に係り、特に遠心力に対する信頼性を向上でき
るセラミック動翼及びこれを嵌合、固定する基部との動
翼嵌合部に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガスタ−ビンの効率は、燃焼器出口温度
もしくはタ−ビン入口温度(T.I.T.)の上昇とともに向上
する。しかしながら、燃焼ガスに曝される高温ガスパス
部を、現状の耐熱合金で構成した場合、耐熱性の限界か
ら使用温度に限界があるため、要素内に複雑な冷却空気
流路を設け、圧縮機からの抽気により、要素の温度を下
げて使用している。冷却空気の大量の使用はガスタ−ビ
ン全体の効率低下を招くため、燃焼ガス温度の上昇が直
接に効率向上に反映されないことが問題となっていた。
一方、セラミックスは1400℃に近いレベルでの耐熱
性を有するため、高温ガスパス部要素に、セラミックス
を適用できれば、冷却空気の大幅な低減若しくは無冷却
化が図られ、性能向上が可能である。
もしくはタ−ビン入口温度(T.I.T.)の上昇とともに向上
する。しかしながら、燃焼ガスに曝される高温ガスパス
部を、現状の耐熱合金で構成した場合、耐熱性の限界か
ら使用温度に限界があるため、要素内に複雑な冷却空気
流路を設け、圧縮機からの抽気により、要素の温度を下
げて使用している。冷却空気の大量の使用はガスタ−ビ
ン全体の効率低下を招くため、燃焼ガス温度の上昇が直
接に効率向上に反映されないことが問題となっていた。
一方、セラミックスは1400℃に近いレベルでの耐熱
性を有するため、高温ガスパス部要素に、セラミックス
を適用できれば、冷却空気の大幅な低減若しくは無冷却
化が図られ、性能向上が可能である。
【0003】このようなセラミックスを適用した例とし
ては、特開昭62−41902号公報に記載された例が
ある。この例では、高温ガス流中に曝されるタ−ビン動
翼は、セラミックスで構成されているため、従来の金属
翼のような冷却が不要となり、性能向上を達成すること
が可能となっている。
ては、特開昭62−41902号公報に記載された例が
ある。この例では、高温ガス流中に曝されるタ−ビン動
翼は、セラミックスで構成されているため、従来の金属
翼のような冷却が不要となり、性能向上を達成すること
が可能となっている。
【0004】図10は、従来技術に係るセラミック動翼
の斜視図である。セラミック動翼1′は、翼部2、翼根
部10、プラットホーム7から構成されている。翼部2
は、ガスタ−ビン性能を支配する流体力学的特性を有す
る3次元翼、翼根部10は、通常2次元断面を平行移動
した直線的形状を有する金属ロ−タ若しくはシャンクへ
の嵌合部である。プラットホーム7は、高温ガスが直
接、翼根部10の嵌合の相手となる金属ロ−タ若しくは
シャンクに接触することを防止し、かつ翼部2から翼根
部10への形状不連続部における遠心力の伝達を滑らか
にする働きを有している。尚、3は一端側、4は翼断
面、12はのど部である。
の斜視図である。セラミック動翼1′は、翼部2、翼根
部10、プラットホーム7から構成されている。翼部2
は、ガスタ−ビン性能を支配する流体力学的特性を有す
る3次元翼、翼根部10は、通常2次元断面を平行移動
した直線的形状を有する金属ロ−タ若しくはシャンクへ
の嵌合部である。プラットホーム7は、高温ガスが直
接、翼根部10の嵌合の相手となる金属ロ−タ若しくは
シャンクに接触することを防止し、かつ翼部2から翼根
部10への形状不連続部における遠心力の伝達を滑らか
にする働きを有している。尚、3は一端側、4は翼断
面、12はのど部である。
【0005】図11は、図10のセラミック動翼1′の
金属ロ−タ上における配設状態を示す一部省略平面図で
ある。図中の破線13は翼根部10の最小断面(図10
ののど部12)の外側を示している。プラットホーム7
は、翼部間のピッチp′とほぼ等しい巾を有し、高温燃
焼ガスの金属ロ−タ若しくは金属シャンクへの直接接触
を防止する働きをする。
金属ロ−タ上における配設状態を示す一部省略平面図で
ある。図中の破線13は翼根部10の最小断面(図10
ののど部12)の外側を示している。プラットホーム7
は、翼部間のピッチp′とほぼ等しい巾を有し、高温燃
焼ガスの金属ロ−タ若しくは金属シャンクへの直接接触
を防止する働きをする。
【0006】図10、11のセラミック動翼1′の場
合、運転時に回転にともなう遠心力が発生し、最大応力
は、金属ロ−タ若しくは金属シャンクとの嵌合部である
翼根部接触端に発生する。このため、翼根部での破損が
生じ易く、設計上遠心応力の低減に最大の注意が払われ
ている。
合、運転時に回転にともなう遠心力が発生し、最大応力
は、金属ロ−タ若しくは金属シャンクとの嵌合部である
翼根部接触端に発生する。このため、翼根部での破損が
生じ易く、設計上遠心応力の低減に最大の注意が払われ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術により、
ガスタ−ビンの性能向上を図ることが可能となったが、
以下の問題があった。即ち、セラミックスは耐熱性、高
温強度には優れているが、靭性が低く、強度のばらつき
が大きいため、信頼性に欠ける。特に、動翼は、燃焼
器、静翼と比較して、熱応力に、回転による遠心応力が
重畳するため、高い信頼性が要求される。そこで、遠心
力を下げることが重要な課題となるが、回転数を下げる
等の手段は、ガスタ−ビンの性能設計上制約があった。
ガスタ−ビンの性能向上を図ることが可能となったが、
以下の問題があった。即ち、セラミックスは耐熱性、高
温強度には優れているが、靭性が低く、強度のばらつき
が大きいため、信頼性に欠ける。特に、動翼は、燃焼
器、静翼と比較して、熱応力に、回転による遠心応力が
重畳するため、高い信頼性が要求される。そこで、遠心
力を下げることが重要な課題となるが、回転数を下げる
等の手段は、ガスタ−ビンの性能設計上制約があった。
【0008】本発明第1の目的は、回転による遠心力を
低減した耐遠心力信頼性を向上させたセラミック動翼を
提供することである。
低減した耐遠心力信頼性を向上させたセラミック動翼を
提供することである。
【0009】本発明第2の目的は、回転による遠心力を
支え、耐遠心力信頼性を向上させた、セラミック動翼の
翼根部と該セラミック動翼を配設する基部との動翼嵌合
部を提供することである。
支え、耐遠心力信頼性を向上させた、セラミック動翼の
翼根部と該セラミック動翼を配設する基部との動翼嵌合
部を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、回転による遠心力を受ける翼部と、該翼
部の一端側に設けられ前記遠心力を均一化するプラット
ホ−ムと、該プラットホ−ムに延設して設けられ、該プ
ラットホ−ムからの遠心力を支える翼根部とを備えたセ
ラミック動翼において、前記プラットホ−ムの回転方向
の巾は、前記セラミック動翼が配設される基部に設けら
れた前記セラミック動翼の隣接翼部間のピッチより小さ
いことである。
め、本発明は、回転による遠心力を受ける翼部と、該翼
部の一端側に設けられ前記遠心力を均一化するプラット
ホ−ムと、該プラットホ−ムに延設して設けられ、該プ
ラットホ−ムからの遠心力を支える翼根部とを備えたセ
ラミック動翼において、前記プラットホ−ムの回転方向
の巾は、前記セラミック動翼が配設される基部に設けら
れた前記セラミック動翼の隣接翼部間のピッチより小さ
いことである。
【0011】又、本発明は、回転による遠心力を受ける
翼部と、該翼部に延設して設けられ、前記遠心力を支え
る翼根部とを備えたセラミック動翼において、前記翼部
の翼断面に平行な前記翼根部の断面は、前記翼断面に近
似の断面形状である。
翼部と、該翼部に延設して設けられ、前記遠心力を支え
る翼根部とを備えたセラミック動翼において、前記翼部
の翼断面に平行な前記翼根部の断面は、前記翼断面に近
似の断面形状である。
【0012】更に、上記セラミック動翼において、前記
翼部と前記翼根部との接続部の外面は、滑らかに接続さ
れていることである。
翼部と前記翼根部との接続部の外面は、滑らかに接続さ
れていることである。
【0013】更に、上記セラミック動翼は、前記セラミ
ック動翼は、前記翼部に外挿して押さえ、固定する押さ
え部材を介して前記セラミック動翼が配設される基部に
固定されていることである。
ック動翼は、前記翼部に外挿して押さえ、固定する押さ
え部材を介して前記セラミック動翼が配設される基部に
固定されていることである。
【0014】そして、上記セラミック動翼において、前
記基部は、金属ロータ又は金属シャンクである。◆又、
本発明は、回転による遠心力を受ける翼部と、該翼部の
一端側に設けられ前記遠心力を均一化するプラットホ−
ムと、該プラットホ−ムからの前記遠心力を支える翼根
部とを備えたセラミック動翼の前記翼根部と、前記セラ
ミック動翼が配設される基部に設けられ前記翼根部を嵌
合、固定する嵌合溝とを有する動翼嵌合部において、前
記プラットホ−ムに覆われない前記基部の表面は、耐熱
コ−ティングが施されていることことである。
記基部は、金属ロータ又は金属シャンクである。◆又、
本発明は、回転による遠心力を受ける翼部と、該翼部の
一端側に設けられ前記遠心力を均一化するプラットホ−
ムと、該プラットホ−ムからの前記遠心力を支える翼根
部とを備えたセラミック動翼の前記翼根部と、前記セラ
ミック動翼が配設される基部に設けられ前記翼根部を嵌
合、固定する嵌合溝とを有する動翼嵌合部において、前
記プラットホ−ムに覆われない前記基部の表面は、耐熱
コ−ティングが施されていることことである。
【0015】更に、上記動翼嵌合部は、前記動翼嵌合部
は、前記プラットホ−ムと前記基部との間隙に、前記翼
根部と基部との間隙にガスが侵入するのを防止するシ−
ル部を有することである。
は、前記プラットホ−ムと前記基部との間隙に、前記翼
根部と基部との間隙にガスが侵入するのを防止するシ−
ル部を有することである。
【0016】そして、上記動翼嵌合部において、前記嵌
合溝は、前記翼根部と同一の形状である。
合溝は、前記翼根部と同一の形状である。
【0017】又、本発明は、回転による遠心力を受ける
翼部と、該翼部に延設して設けられ前記遠心力を支える
翼根部とを備えたセラミック動翼の前記翼根部と、前記
セラミック動翼が配設される基部に設けられ、前記翼根
部を嵌合、固定する嵌合溝とを有する動翼嵌合部におい
て、前記嵌合溝は、前記翼根部と同一の形状である。
翼部と、該翼部に延設して設けられ前記遠心力を支える
翼根部とを備えたセラミック動翼の前記翼根部と、前記
セラミック動翼が配設される基部に設けられ、前記翼根
部を嵌合、固定する嵌合溝とを有する動翼嵌合部におい
て、前記嵌合溝は、前記翼根部と同一の形状である。
【0018】更に、上記動翼嵌合部のいずれかにおい
て、前記翼部の翼断面に平行な前記翼根部又は前記嵌合
溝の断面は、腹側に対して背側の曲率半径が大きい同心
円形状である。
て、前記翼部の翼断面に平行な前記翼根部又は前記嵌合
溝の断面は、腹側に対して背側の曲率半径が大きい同心
円形状である。
【0019】
【作用】本発明によれば、プラットホ−ムの回転方向の
巾は、セラミック動翼が配設される基部に設けられた前
記セラミック動翼の隣接翼部間のピッチより小さいの
で、プラットホ−ムの質量が低減され、その結果セラミ
ック動翼の回転による遠心力が小さくなり、セラミック
動翼の信頼性が向上する。
巾は、セラミック動翼が配設される基部に設けられた前
記セラミック動翼の隣接翼部間のピッチより小さいの
で、プラットホ−ムの質量が低減され、その結果セラミ
ック動翼の回転による遠心力が小さくなり、セラミック
動翼の信頼性が向上する。
【0020】又、本発明は、翼部の翼断面に平行な前記
翼根部の断面は、翼断面に近似の断面形状であるので、
上記のプラットホ−ムが不要となり、それだけセラミッ
ク動翼の質量が低減され、その結果セラミック動翼の回
転による遠心力が小さくなり、セラミック動翼の信頼性
が向上する。
翼根部の断面は、翼断面に近似の断面形状であるので、
上記のプラットホ−ムが不要となり、それだけセラミッ
ク動翼の質量が低減され、その結果セラミック動翼の回
転による遠心力が小さくなり、セラミック動翼の信頼性
が向上する。
【0021】更に、上記セラミック動翼において、翼部
と翼根部との接続部の外面は、滑らかに接続されている
ので、余分な質量はなくなり、その結果、上記と同じよ
うに、セラミック動翼の信頼性が向上する。
と翼根部との接続部の外面は、滑らかに接続されている
ので、余分な質量はなくなり、その結果、上記と同じよ
うに、セラミック動翼の信頼性が向上する。
【0022】更に、上記セラミック動翼において、セラ
ミック動翼は、翼部に外挿して押さえ、固定する押さえ
部材を介してセラミック動翼が配設される基部に固定さ
れている場合には、セラミック動翼は、基部に確実に嵌
合、固定される。
ミック動翼は、翼部に外挿して押さえ、固定する押さえ
部材を介してセラミック動翼が配設される基部に固定さ
れている場合には、セラミック動翼は、基部に確実に嵌
合、固定される。
【0023】そして、上記セラミック動翼において、基
部は、金属ロータ又は金属シャンクであるので、上記作
用と同様に、セラミック動翼の嵌合、固定が確実であ
る。
部は、金属ロータ又は金属シャンクであるので、上記作
用と同様に、セラミック動翼の嵌合、固定が確実であ
る。
【0024】又、本発明の動翼嵌合部によれば、プラッ
トホ−ムに覆われない基部の表面は、耐熱コ−ティング
が施されているので、高温のガスに対して、プラットホ
−ムに覆われない部分の表面は保護され、基部の信頼性
が向上する。
トホ−ムに覆われない基部の表面は、耐熱コ−ティング
が施されているので、高温のガスに対して、プラットホ
−ムに覆われない部分の表面は保護され、基部の信頼性
が向上する。
【0025】更に、上記動翼嵌合部において、プラット
ホ−ムと基部との間隙に、翼根部と基部との間隙にガス
が侵入するのを防止するシ−ル部を有するので、高温の
ガスが翼根部へ侵入せず、動翼嵌合部の信頼性が向上す
る。
ホ−ムと基部との間隙に、翼根部と基部との間隙にガス
が侵入するのを防止するシ−ル部を有するので、高温の
ガスが翼根部へ侵入せず、動翼嵌合部の信頼性が向上す
る。
【0026】更に、上記動翼嵌合部において、嵌合溝
は、翼根部と同一の形状であるので、セラミック動翼の
翼根部は、嵌合溝に確実に嵌合、固定され、余分な材料
部分もない。
は、翼根部と同一の形状であるので、セラミック動翼の
翼根部は、嵌合溝に確実に嵌合、固定され、余分な材料
部分もない。
【0027】又、本発明の動翼嵌合部によれば、基部の
嵌合溝は、翼根部と同一の形状であるので、上記プラッ
トホ−ムを有する場合と同様に、セラミック動翼の翼根
部は、嵌合溝に確実に嵌合、固定され、余分な材料部分
もない。
嵌合溝は、翼根部と同一の形状であるので、上記プラッ
トホ−ムを有する場合と同様に、セラミック動翼の翼根
部は、嵌合溝に確実に嵌合、固定され、余分な材料部分
もない。
【0028】更に、上記いずれかの動翼嵌合部におい
て、翼部の翼断面に平行な翼根部又は嵌合溝の断面は、
腹側に対して背側の曲率半径が大きい同心円形状である
ので、嵌合溝と同一形状を有する翼根部を円周上を滑ら
せながら挿入することが可能になる。
て、翼部の翼断面に平行な翼根部又は嵌合溝の断面は、
腹側に対して背側の曲率半径が大きい同心円形状である
ので、嵌合溝と同一形状を有する翼根部を円周上を滑ら
せながら挿入することが可能になる。
【0029】
【実施例】以下、本発明に係るセラミック動翼及び動翼
嵌合部の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1
は本発明に係るセラミック動翼及び動翼嵌合部を示す断
面図、図2は図1におけるセラミック動翼を単体で示す
斜視図、図3は図1のセラミック動翼の金属ロ−タ上に
おける配設状態を示す一部省略平面図、図4は本発明に
係る他のセラミック動翼を示す斜視図、図5は本発明に
係るセラミック動翼を嵌合、固定可能な金属シャンクを
示す斜視図、図6は図5と同じく、嵌合溝を中心に示す
金属ロ−タの斜視図、図7は本発明に係るセラミック動
翼を嵌合、固定可能な同心円状の嵌合溝を示す平面図、
図8は本発明に係る更に他のセラミック動翼を示す斜視
図、図9は図8のセラミック動翼を固定する押さえ部材
と金属シャンクを示す斜視図である。
嵌合部の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1
は本発明に係るセラミック動翼及び動翼嵌合部を示す断
面図、図2は図1におけるセラミック動翼を単体で示す
斜視図、図3は図1のセラミック動翼の金属ロ−タ上に
おける配設状態を示す一部省略平面図、図4は本発明に
係る他のセラミック動翼を示す斜視図、図5は本発明に
係るセラミック動翼を嵌合、固定可能な金属シャンクを
示す斜視図、図6は図5と同じく、嵌合溝を中心に示す
金属ロ−タの斜視図、図7は本発明に係るセラミック動
翼を嵌合、固定可能な同心円状の嵌合溝を示す平面図、
図8は本発明に係る更に他のセラミック動翼を示す斜視
図、図9は図8のセラミック動翼を固定する押さえ部材
と金属シャンクを示す斜視図である。
【0030】図1及び図2に示すように、本発明の実施
例に係るセラミック動翼1は、回転による遠心力を受け
る翼部2と、この翼部2の一端側3に設けられ遠心力を
均一化するプラットホ−ム7と、このプラットホ−ム7
に延設して設けられ、プラットホ−ム7からの遠心力を
支える翼根部10とを備えている。
例に係るセラミック動翼1は、回転による遠心力を受け
る翼部2と、この翼部2の一端側3に設けられ遠心力を
均一化するプラットホ−ム7と、このプラットホ−ム7
に延設して設けられ、プラットホ−ム7からの遠心力を
支える翼根部10とを備えている。
【0031】そして、図3に示すように、プラットホ−
ム7の回転方向の巾bは、セラミック動翼1が配設され
る基部である金属ロータ17に設けられたセラミック動
翼1の隣接翼部間のピッチpより小さい。プラットホー
ム7の巾bを、動翼間のピッチpより小さくし、翼部2
から翼根部10への遠心力の伝達に必要な最低限に押さ
えている。この結果、セラミック動翼全体の重量が軽減
されることにより、遠心力が低減され、信頼性を向上さ
せることができた。
ム7の回転方向の巾bは、セラミック動翼1が配設され
る基部である金属ロータ17に設けられたセラミック動
翼1の隣接翼部間のピッチpより小さい。プラットホー
ム7の巾bを、動翼間のピッチpより小さくし、翼部2
から翼根部10への遠心力の伝達に必要な最低限に押さ
えている。この結果、セラミック動翼全体の重量が軽減
されることにより、遠心力が低減され、信頼性を向上さ
せることができた。
【0032】図1は、本発明に係るセラミック動翼及び
動翼嵌合部を示す断面図である。セラミック動翼1の翼
根部10を金属パッド37を介して、金属ロータ17の
嵌合溝22に嵌合している。本実施例では、プラットホ
ーム7の巾bを小さくした結果、燃焼ガスに曝露される
金属ロータ17(若しくは金属シャンク)の表面に、耐
熱コーティング27を施したものである。この結果、金
属ロータ17の信頼性を確保することができた。耐熱コ
ーティング27は、酸化ジルコニウムを用いたセラミッ
クコ−ティングが一般的である。又、翼根部10と金属
ロータ17との間隙33への燃焼ガスの流入を防止する
ため、本実施例では、プラットホーム7と金属ロータ1
7側面間にシ−ル部35を設けている。従来構造では、
シール部35は、プラットホ−ム同士の側面間に配設す
るが、本発明の構造では、プラットホーム7と金属ロー
タ17との間隙32に設けることにより、シ−ルを可能
とさせた。シ−ル部35としては、本実施例では、ピン
を用いているが、キ−、フィン等の採用によっても効果
があった。尚、31は動翼勘合部である。
動翼嵌合部を示す断面図である。セラミック動翼1の翼
根部10を金属パッド37を介して、金属ロータ17の
嵌合溝22に嵌合している。本実施例では、プラットホ
ーム7の巾bを小さくした結果、燃焼ガスに曝露される
金属ロータ17(若しくは金属シャンク)の表面に、耐
熱コーティング27を施したものである。この結果、金
属ロータ17の信頼性を確保することができた。耐熱コ
ーティング27は、酸化ジルコニウムを用いたセラミッ
クコ−ティングが一般的である。又、翼根部10と金属
ロータ17との間隙33への燃焼ガスの流入を防止する
ため、本実施例では、プラットホーム7と金属ロータ1
7側面間にシ−ル部35を設けている。従来構造では、
シール部35は、プラットホ−ム同士の側面間に配設す
るが、本発明の構造では、プラットホーム7と金属ロー
タ17との間隙32に設けることにより、シ−ルを可能
とさせた。シ−ル部35としては、本実施例では、ピン
を用いているが、キ−、フィン等の採用によっても効果
があった。尚、31は動翼勘合部である。
【0033】図3は、図1のセラミック動翼の金属ロ−
タ上における配設状態を示す一部省略平面図である。本
発明により、プラットホーム7の巾を動翼間のピッチp
より小さくした結果、図11の従来技術に係るセラミッ
ク動翼1′と比較して、プラットホーム7間に間隙が存
在する。このため、本実施例では、耐熱コーティング2
7を施し、金属ロ−タ若しくは金属シャンクに直接高温
燃焼ガスが接触しても、腐食、割れ等のないようにし、
金属ロ−タ若しくは金属シャンクの信頼性を向上させ
た。
タ上における配設状態を示す一部省略平面図である。本
発明により、プラットホーム7の巾を動翼間のピッチp
より小さくした結果、図11の従来技術に係るセラミッ
ク動翼1′と比較して、プラットホーム7間に間隙が存
在する。このため、本実施例では、耐熱コーティング2
7を施し、金属ロ−タ若しくは金属シャンクに直接高温
燃焼ガスが接触しても、腐食、割れ等のないようにし、
金属ロ−タ若しくは金属シャンクの信頼性を向上させ
た。
【0034】図4は、本発明に係る他のセラミック動翼
を示す斜視図である。本セラミック動翼1は、回転によ
る遠心力を受ける翼部2と、この翼部2に延設して設け
られ、遠心力を支える翼根部10とを備えたセラミック
動翼1である。翼部2の翼断面4に平行な前記翼根部1
0の断面11は、翼断面4に近似の断面形状である。本
発明により、翼部2と翼根部10がほぼ同一の形状をな
すため、遠心力を滑らかに伝達するためのプラットホー
ム7が不要となり、重量軽減が可能で、信頼性を向上す
ることが出来た。
を示す斜視図である。本セラミック動翼1は、回転によ
る遠心力を受ける翼部2と、この翼部2に延設して設け
られ、遠心力を支える翼根部10とを備えたセラミック
動翼1である。翼部2の翼断面4に平行な前記翼根部1
0の断面11は、翼断面4に近似の断面形状である。本
発明により、翼部2と翼根部10がほぼ同一の形状をな
すため、遠心力を滑らかに伝達するためのプラットホー
ム7が不要となり、重量軽減が可能で、信頼性を向上す
ることが出来た。
【0035】図5は、本発明に係る図4のセラミック動
翼を嵌合、固定可能な金属シャンクの嵌合溝を示す斜視
図である。金属シャンク19に翼根部10と同一形状の
嵌合溝22を設け、図4のセラミック動翼1を嵌合し
た。又、金属シャンク19と金属ロータ17の接続は、
従来の実施例と同様、金属シャンク19下部のクリスマ
スツリ−状の嵌合片20により嵌合した。
翼を嵌合、固定可能な金属シャンクの嵌合溝を示す斜視
図である。金属シャンク19に翼根部10と同一形状の
嵌合溝22を設け、図4のセラミック動翼1を嵌合し
た。又、金属シャンク19と金属ロータ17の接続は、
従来の実施例と同様、金属シャンク19下部のクリスマ
スツリ−状の嵌合片20により嵌合した。
【0036】図6は、金属ロ−タの嵌合溝を示す斜視図
である。金属ロータ17に嵌合溝22を設けた実施例
で、図5と同一の嵌合溝22を金属ロータ17表面に開
口して連続して配設することにより、セラミック動翼1
又は金属シャンク19を嵌合可能にした。曲線状の嵌合
溝22としては、挿入し最終位置で完全に接触するよう
に、通常は挿入口が内部より巾の広い形状であることが
一般的である。
である。金属ロータ17に嵌合溝22を設けた実施例
で、図5と同一の嵌合溝22を金属ロータ17表面に開
口して連続して配設することにより、セラミック動翼1
又は金属シャンク19を嵌合可能にした。曲線状の嵌合
溝22としては、挿入し最終位置で完全に接触するよう
に、通常は挿入口が内部より巾の広い形状であることが
一般的である。
【0037】図7は、本発明に係るセラミック動翼を嵌
合、固定可能な同心円状の嵌合溝を示す平面図である。
図中の破線5は嵌合時のセラミック動翼1の翼部2の固
定位置を示す。本発明では、嵌合溝22は翼部2背側2
5が翼部2腹側24より曲率半径の大きな同心円により
構成されており、嵌合溝22と同一形状を有するセラミ
ック動翼の翼根部10を円周上を滑らせながら挿入する
ことが可能である。
合、固定可能な同心円状の嵌合溝を示す平面図である。
図中の破線5は嵌合時のセラミック動翼1の翼部2の固
定位置を示す。本発明では、嵌合溝22は翼部2背側2
5が翼部2腹側24より曲率半径の大きな同心円により
構成されており、嵌合溝22と同一形状を有するセラミ
ック動翼の翼根部10を円周上を滑らせながら挿入する
ことが可能である。
【0038】図8は、本発明に係る更に他のセラミック
動翼を示す斜視図である。本実施例のセラミック動翼1
は、翼部2と翼根部10との接続部14は、不連続部が
なく滑らかに接続している。この結果、重量軽減を可能
とするとともに、接続部14の不連続部により生ずる応
力集中を低下させ、セラミック動翼1の信頼性を向上さ
せることが可能となった。尚、図4のセラミック動翼1
と同じように、翼部2の翼断面4に平行な前記翼根部1
0の断面11は、翼断面4に近似の断面形状である。こ
れにより、翼部2と翼根部10がほぼ同一の形状をなす
ため、遠心力を滑らかに伝達するためのプラットホーム
が不要となり、重量軽減が可能で、信頼性を向上するこ
とが出来た。
動翼を示す斜視図である。本実施例のセラミック動翼1
は、翼部2と翼根部10との接続部14は、不連続部が
なく滑らかに接続している。この結果、重量軽減を可能
とするとともに、接続部14の不連続部により生ずる応
力集中を低下させ、セラミック動翼1の信頼性を向上さ
せることが可能となった。尚、図4のセラミック動翼1
と同じように、翼部2の翼断面4に平行な前記翼根部1
0の断面11は、翼断面4に近似の断面形状である。こ
れにより、翼部2と翼根部10がほぼ同一の形状をなす
ため、遠心力を滑らかに伝達するためのプラットホーム
が不要となり、重量軽減が可能で、信頼性を向上するこ
とが出来た。
【0039】図9は、図8のセラミック動翼を固定する
押さえ部材と金属シャンクを示す斜視図である。本発明
のセラミック動翼1の金属ロータ17若しくは金属シャ
ンク19への固定方法の一つで、本図の例は金属シャン
ク19への固定の例である。セラミック動翼1を、その
先端から押さえ部材29に挿入し、押さえ部材29を金
属シャンク19に接合することにより構成した。押さえ
部材29と金属シャンク19との接合は本実施例では拡
散接合により行ったが、高温で信頼性のある他の溶接等
の方法、若しくはボルト等による締結、溝を用いた嵌合
でも同様の効果がある。又、本実施例は金属ロータ17
の場合でも適用が可能である。尚、20は嵌合片、30
は嵌合孔である。
押さえ部材と金属シャンクを示す斜視図である。本発明
のセラミック動翼1の金属ロータ17若しくは金属シャ
ンク19への固定方法の一つで、本図の例は金属シャン
ク19への固定の例である。セラミック動翼1を、その
先端から押さえ部材29に挿入し、押さえ部材29を金
属シャンク19に接合することにより構成した。押さえ
部材29と金属シャンク19との接合は本実施例では拡
散接合により行ったが、高温で信頼性のある他の溶接等
の方法、若しくはボルト等による締結、溝を用いた嵌合
でも同様の効果がある。又、本実施例は金属ロータ17
の場合でも適用が可能である。尚、20は嵌合片、30
は嵌合孔である。
【0040】以上この発明を図示の実施例について詳し
く説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例
のみに限定するものではなく、この発明の精神を逸脱せ
ずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ること
は云うまでもない。
く説明したが、それを以ってこの発明をそれらの実施例
のみに限定するものではなく、この発明の精神を逸脱せ
ずして種々改変を加えて多種多様の変形をなし得ること
は云うまでもない。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、プラットホ−ムの回転
方向の巾は、セラミック動翼が配設される基部に設けら
れた前記セラミック動翼の隣接翼部間のピッチより小さ
いので、セラミック動翼の回転による遠心力が小さくな
り、セラミック動翼の信頼性が向上する。
方向の巾は、セラミック動翼が配設される基部に設けら
れた前記セラミック動翼の隣接翼部間のピッチより小さ
いので、セラミック動翼の回転による遠心力が小さくな
り、セラミック動翼の信頼性が向上する。
【0042】又、本発明は、翼部の翼断面に平行な翼根
部の断面は、翼断面に近似の断面形状であるので、のプ
ラットホ−ムが不要となり、それだけセラミック動翼の
回転による遠心力が小さくなり、セラミック動翼の信頼
性が向上する。
部の断面は、翼断面に近似の断面形状であるので、のプ
ラットホ−ムが不要となり、それだけセラミック動翼の
回転による遠心力が小さくなり、セラミック動翼の信頼
性が向上する。
【0043】更に、上記セラミック動翼において、翼部
と翼根部との接続部の外面は、滑らかに接続されている
ので、余分な質量はなくなり、上記効果と同じように、
セラミック動翼の信頼性が向上する。
と翼根部との接続部の外面は、滑らかに接続されている
ので、余分な質量はなくなり、上記効果と同じように、
セラミック動翼の信頼性が向上する。
【0044】更に、上記セラミック動翼において、翼部
に外挿して押さえ、固定する押さえ部材を介して前記セ
ラミック動翼が配設される基部に固定されている場合に
は、セラミック動翼は、基部に確実に嵌合、固定され
る。
に外挿して押さえ、固定する押さえ部材を介して前記セ
ラミック動翼が配設される基部に固定されている場合に
は、セラミック動翼は、基部に確実に嵌合、固定され
る。
【0045】そして、上記セラミック動翼において、基
部は、金属ロータ又は金属シャンクであるので、上記効
果と同様に、セラミック動翼の嵌合、固定が確実であ
る。
部は、金属ロータ又は金属シャンクであるので、上記効
果と同様に、セラミック動翼の嵌合、固定が確実であ
る。
【0046】又、本発明によれば、プラットホ−ムに覆
われない前記基部の表面は、耐熱コ−ティングが施され
ているので、高温のガスに対して、プラットホ−ムに覆
われない部分の表面は保護され、基部の信頼性が向上す
る。
われない前記基部の表面は、耐熱コ−ティングが施され
ているので、高温のガスに対して、プラットホ−ムに覆
われない部分の表面は保護され、基部の信頼性が向上す
る。
【0047】更に、上記翼嵌合部において、翼嵌合部
は、プラットホ−ムと基部との間隙に、翼根部と基部と
の間隙にガスが侵入するのを防止するシ−ル部を有する
ので、高温のガスが翼根部へ侵入せず、翼嵌合部の信頼
性が一層向上する。
は、プラットホ−ムと基部との間隙に、翼根部と基部と
の間隙にガスが侵入するのを防止するシ−ル部を有する
ので、高温のガスが翼根部へ侵入せず、翼嵌合部の信頼
性が一層向上する。
【0048】更に、上記翼嵌合部において、嵌合溝は、
翼根部と同一の形状であるので、翼根部は、嵌合溝に確
実に嵌合、固定され、余分な材料部分もない。
翼根部と同一の形状であるので、翼根部は、嵌合溝に確
実に嵌合、固定され、余分な材料部分もない。
【0049】又、本発明によれば、嵌合溝は、翼根部と
同一の形状であるので、上記プラットホ−ムを有する場
合と同様に、セラミック動翼の翼根部は、嵌合溝に確実
に嵌合、固定され、余分な材料部分もない。
同一の形状であるので、上記プラットホ−ムを有する場
合と同様に、セラミック動翼の翼根部は、嵌合溝に確実
に嵌合、固定され、余分な材料部分もない。
【0050】更に、上記いずれかの翼嵌合部において、
翼部の翼断面に平行な前記翼根部又は前記嵌合溝の断面
は、腹側に対して背側の曲率半径が大きい同心円形状で
あるので、嵌合溝と同一形状を有する翼根部を円周上を
滑らせながら挿入することが可能になり、セラミック動
翼の組付けが容易になる。
翼部の翼断面に平行な前記翼根部又は前記嵌合溝の断面
は、腹側に対して背側の曲率半径が大きい同心円形状で
あるので、嵌合溝と同一形状を有する翼根部を円周上を
滑らせながら挿入することが可能になり、セラミック動
翼の組付けが容易になる。
【図1】本発明に係るセラミック動翼及び翼嵌合部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】図1におけるセラミック動翼を単体で示す斜視
図である。
図である。
【図3】図1のセラミック動翼の金属ロ−タ上における
配設状態を示す一部省略平面図である。
配設状態を示す一部省略平面図である。
【図4】本発明に係る他のセラミック動翼を示す斜視図
である。
である。
【図5】本発明に係るセラミック動翼を嵌合、固定可能
な金属シャンクの嵌合溝を示す斜視図である。
な金属シャンクの嵌合溝を示す斜視図である。
【図6】図5と同じく、金属ロ−タの嵌合溝を示す斜視
図である。
図である。
【図7】本発明に係るセラミック動翼を嵌合、固定可能
な同心円形状の嵌合溝を示す平面図である。
な同心円形状の嵌合溝を示す平面図である。
【図8】本発明に係る更に他のセラミック動翼を示す斜
視図である。
視図である。
【図9】図8のセラミック動翼を固定する押さえ部材と
金属シャンクを示す斜視図である。
金属シャンクを示す斜視図である。
【図10】従来技術に係るセラミック動翼の斜視図であ
る。
る。
【図11】図10のセラミック動翼の金属ロ−タ上にお
ける配設状態を示す一部省略平面図である。
ける配設状態を示す一部省略平面図である。
1…セラミック動翼、2…翼部、3…一端側、4…翼断
面、7…プラットホーム、10…翼根部、11…断面、
14…接続部、17…金属ロータ、19…金属シャン
ク、22…嵌合溝、23…断面、24…腹側、25…背
側、27…耐熱コーティング、29…押さえ部材、30
…嵌合孔、31…動翼嵌合部、32…間隙、33…間
隙、35…シール部、b…巾、p…ピッチ。
面、7…プラットホーム、10…翼根部、11…断面、
14…接続部、17…金属ロータ、19…金属シャン
ク、22…嵌合溝、23…断面、24…腹側、25…背
側、27…耐熱コーティング、29…押さえ部材、30
…嵌合孔、31…動翼嵌合部、32…間隙、33…間
隙、35…シール部、b…巾、p…ピッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古瀬 裕 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町4番1号 東京電力株式会社エネルギー環境研究所内 (72)発明者 五代儀 剛 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町4番1号 東京電力株式会社エネルギー環境研究所内
Claims (10)
- 【請求項1】回転による遠心力を受ける翼部と、該翼部
の一端側に設けられ前記遠心力を均一化するプラットホ
−ムと、該プラットホ−ムに延設して設けられ、該プラ
ットホ−ムからの遠心力を支える翼根部とを備えたセラ
ミック動翼において、前記プラットホ−ムの回転方向の
巾は、前記セラミック動翼が配設される基部に設けられ
た前記セラミック動翼の隣接翼部間のピッチより小さい
ことを特徴とするセラミック動翼。 - 【請求項2】回転による遠心力を受ける翼部と、該翼部
に延設して設けられ、前記遠心力を支える翼根部とを備
えたセラミック動翼において、前記翼部の翼断面に平行
な前記翼根部の断面は、前記翼断面に近似の断面形状で
あることを特徴とするセラミック動翼。 - 【請求項3】請求項2において、前記翼部と前記翼根部
との接続部の外面は、滑らかに接続されていることを特
徴とするセラミック動翼。 - 【請求項4】請求項2又は3において、前記セラミック
動翼は、前記翼部に外挿して押さえ、固定する押さえ部
材を介して前記セラミック動翼が配設される基部に固定
されていることを特徴とするセラミック動翼。 - 【請求項5】請求項1又は4において、前記基部は、金
属ロータ又は金属シャンクであることを特徴とするセラ
ミック動翼。 - 【請求項6】回転による遠心力を受ける翼部と、該翼部
の一端側に設けられ前記遠心力を均一化するプラットホ
−ムと、該プラットホ−ムからの前記遠心力を支える翼
根部とを備えたセラミック動翼の前記翼根部と、前記セ
ラミック動翼が配設される基部に設けられ前記翼根部を
嵌合、固定する嵌合溝とを有する動翼嵌合部において、
前記プラットホ−ムに覆われない前記基部の表面は、耐
熱コ−ティングが施されていることを特徴とする動翼嵌
合部。 - 【請求項7】請求項6において、前記動翼嵌合部は、前
記プラットホ−ムと前記基部との間隙に、前記翼根部と
基部との間隙にガスが侵入するのを防止するシ−ル部を
有することを特徴とする動翼嵌合部。 - 【請求項8】請求項6又は7において、前記嵌合溝は、
前記翼根部と同一の形状であることを特徴とする動翼嵌
合部。 - 【請求項9】回転による遠心力を受ける翼部と、該翼部
に延設して設けられ前記遠心力を支える翼根部とを備え
たセラミック動翼の前記翼根部と、前記セラミック動翼
が配設される基部に設けられ、前記翼根部を嵌合、固定
する嵌合溝とを有する動翼嵌合部において、前記嵌合溝
は、前記翼根部と同一の形状であることを特徴とする動
翼嵌合部。 - 【請求項10】請求項6〜9のいずれかにおいて、前記
翼部の翼断面に平行な前記翼根部又は前記嵌合溝の断面
は、腹側に対して背側の曲率半径が大きい同心円形状で
あることを特徴とする動翼嵌合部。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23498595A JPH0979002A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | セラミック動翼及び動翼嵌合部 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23498595A JPH0979002A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | セラミック動翼及び動翼嵌合部 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0979002A true JPH0979002A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=16979349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23498595A Pending JPH0979002A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | セラミック動翼及び動翼嵌合部 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0979002A (ja) |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP23498595A patent/JPH0979002A/ja active Pending
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