JPS585402A - タ−ビン動翼 - Google Patents
タ−ビン動翼Info
- Publication number
- JPS585402A JPS585402A JP10117981A JP10117981A JPS585402A JP S585402 A JPS585402 A JP S585402A JP 10117981 A JP10117981 A JP 10117981A JP 10117981 A JP10117981 A JP 10117981A JP S585402 A JPS585402 A JP S585402A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- turbine rotor
- tip
- turbine
- titanium alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流体機械の回転羽根に係シ、特に蒸気タービン
用の動翼である長翼に関するものである。
用の動翼である長翼に関するものである。
蒸気タービンの大容量化にともなって、最終段具もしだ
いに長い翼が開発されてきた。
いに長い翼が開発されてきた。
タービン長翼はクロム不銹鋼から形成されロータディス
クに植込み部によって固定されている。
クに植込み部によって固定されている。
よって長翼は、高速回転するために一般に長い動翼にな
るに従って、遠心力による引張応力も大きくなる。特に
翼植込み部の応力はこの傾向が大きい。さらに長い翼に
なればなるほど翼根光と先端の半径差が大きく、周速の
差も大きくなることから、流体的に高い性能を得るため
に、タービン長翼では翼根元部、真中間部、ｇ先端部に
おける各断面の翼形を、流入角が動翼の根元から先端に
行くに従って変化するように大きくねじれるように形成
している。このようなねじれ翼に遠心力が働くと、ねじ
れ形状が元に戻るいわゆるねじれ戻り現象が起ることが
知られている。ねじれ戻シ現象が起ると動翼に作用する
応力は遠心力による引張応力に加えてさらに大きな応力
となる個所が生じてくる。以上のような理由により、従
来のり゛ロム不銹鋼による長翼では強度的に限界に達し
ており、さらに長い動翼の開発は困難になっている。
るに従って、遠心力による引張応力も大きくなる。特に
翼植込み部の応力はこの傾向が大きい。さらに長い翼に
なればなるほど翼根光と先端の半径差が大きく、周速の
差も大きくなることから、流体的に高い性能を得るため
に、タービン長翼では翼根元部、真中間部、ｇ先端部に
おける各断面の翼形を、流入角が動翼の根元から先端に
行くに従って変化するように大きくねじれるように形成
している。このようなねじれ翼に遠心力が働くと、ねじ
れ形状が元に戻るいわゆるねじれ戻り現象が起ることが
知られている。ねじれ戻シ現象が起ると動翼に作用する
応力は遠心力による引張応力に加えてさらに大きな応力
となる個所が生じてくる。以上のような理由により、従
来のり゛ロム不銹鋼による長翼では強度的に限界に達し
ており、さらに長い動翼の開発は困難になっている。
一方、前記したような遠心力が動くために生じる応力を
小さくして、さらに長い翼を開発するために、翼材とし
てクロム不銹鋼に比べて比重が約６０％のチタン合金に
よる長翼の開発研究が行表われている。しかし、クロム
不銹鋼に比べて高価であシ、シかも硬いことからねじれ
翼の加工が困難であるという欠点があシ、一般に実用化
されていない。
小さくして、さらに長い翼を開発するために、翼材とし
てクロム不銹鋼に比べて比重が約６０％のチタン合金に
よる長翼の開発研究が行表われている。しかし、クロム
不銹鋼に比べて高価であシ、シかも硬いことからねじれ
翼の加工が困難であるという欠点があシ、一般に実用化
されていない。
本発明の目的は高速回転に耐え、且つ加工が比較的容易
なタービン長翼を提供することにある。
なタービン長翼を提供することにある。
本発明の特徴とするところは異種金属の溶接が可能であ
る電子ビーム溶接の特輩を生かし、クロム不銹鋼で製作
した翼根元部材の先に、軽量なチタン合金で製作した翼
先端部材を溶接し、遠心力によって翼に作用する応力を
低減させるようにしたタービン長翼にある。
る電子ビーム溶接の特輩を生かし、クロム不銹鋼で製作
した翼根元部材の先に、軽量なチタン合金で製作した翼
先端部材を溶接し、遠心力によって翼に作用する応力を
低減させるようにしたタービン長翼にある。
以下、本発明に係る一実施例を図面に基づいて説明する
。
。
第１図に表わしたタービン長翼（ｌは、翼根元部几−Ｒ
９翼中間部Ｐ−Ｐ、翼先端部Ｔ−Ｔの各翼断面を第２図
に示すように、流体的に高い性能を得るため翼根元、か
ら翼！ｃｇ！！にかけ５て翼の流入角が変化する！うに
大きくねじれたねじれ翼として形成されている。そして
、このタービン長翼１は第３図に示す翼先端部材６と第
４図に示す翼根元部材７によって製作される。翼先端部
材６はロータの回転軸に対して外周側の翼部材であり、
回転半径が大きく単位質量当シの遠心力が大きくなる。
９翼中間部Ｐ−Ｐ、翼先端部Ｔ−Ｔの各翼断面を第２図
に示すように、流体的に高い性能を得るため翼根元、か
ら翼！ｃｇ！！にかけ５て翼の流入角が変化する！うに
大きくねじれたねじれ翼として形成されている。そして
、このタービン長翼１は第３図に示す翼先端部材６と第
４図に示す翼根元部材７によって製作される。翼先端部
材６はロータの回転軸に対して外周側の翼部材であり、
回転半径が大きく単位質量当シの遠心力が大きくなる。
したがって、遠心力を低減するために比重が小さい、Ｔ
ｉ−６Ａｔ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｔ−２，５８ｎ等のチタ
ン合金たよって゛製作される。
ｉ−６Ａｔ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｔ−２，５８ｎ等のチタ
ン合金たよって゛製作される。
一方、翼根本部材７は従来よシ一般に用いられている、
クロム不銹鋼で製作されている。
クロム不銹鋼で製作されている。
−・こ、０２つの翼部材６，７は第５図に示すように電
子ビーム溶接面８で突合され、第５図のＡ−Ａ断面を示
した第６図のように、チタン合金で製作された翼先端部
材６と？ロム不銹鋼で作られた翼根元部材７は電子ビー
ム溶接によって接続される。
子ビーム溶接面８で突合され、第５図のＡ−Ａ断面を示
した第６図のように、チタン合金で製作された翼先端部
材６と？ロム不銹鋼で作られた翼根元部材７は電子ビー
ム溶接によって接続される。
９がこれら異種金属を溶接した電子ビーム溶接線である
。 ・ 第７図は翼のねじれの状態の目安となる、機械的蒸気流
入角βの翼長方向の変化を示した一例である。図から明
らかなように、βは翼長の中間点附近で大きく変化する
。したがって、前記したねじれた長い翼で特に問題とな
るねじれ戻り現象による応力は翼長の中間点より若干根
元側でよシ大きくなる。このため電子ビーム溶接面８の
翼長方向の位置は翼長の中間点よシ若干先端よシにした
方が、溶接面に働く応力を低減でき、信頼性の高い翼に
することができる。また、ねじれが少ない翼長中間部よ
シ先端部にかけてチタン合金にすることによって、クロ
ム不銹鋼に比べて高価で加工が困難な翼先端部の製作を
容易にできる。
。 ・ 第７図は翼のねじれの状態の目安となる、機械的蒸気流
入角βの翼長方向の変化を示した一例である。図から明
らかなように、βは翼長の中間点附近で大きく変化する
。したがって、前記したねじれた長い翼で特に問題とな
るねじれ戻り現象による応力は翼長の中間点より若干根
元側でよシ大きくなる。このため電子ビーム溶接面８の
翼長方向の位置は翼長の中間点よシ若干先端よシにした
方が、溶接面に働く応力を低減でき、信頼性の高い翼に
することができる。また、ねじれが少ない翼長中間部よ
シ先端部にかけてチタン合金にすることによって、クロ
ム不銹鋼に比べて高価で加工が困難な翼先端部の製作を
容易にできる。
以上、タービン長翼の翼長中間部から真先端にかけて軽
い翼材にて形成し、翼根元側の翼材と電子ビーム溶接で
接続することにより翼先端側を軽量化し、翼根元部及び
翼植込み部に働く応力を低減することができる。
。
い翼材にて形成し、翼根元側の翼材と電子ビーム溶接で
接続することにより翼先端側を軽量化し、翼根元部及び
翼植込み部に働く応力を低減することができる。
。
第８図は本発明の他の実施例を示すもので、第５図と異
なるのは、翼先端部材６と翼根元部材７の間にスペーサ
ー翼部材１０′ｆ：挿入したものである。第９図は第８
図のＢ−Ｂ断面を示したものであるが、チタン合金の翼
先端部材６とクロム不銹鋼の翼根元部材７の間に、電子
ビーム溶接による溶接性のすぐれた、インコネル等の金
属材料で作−ツタ：ｘ ヘーサー翼部材１０が挿入され
、このスペーサー翼部材１０の両端面を溶接する電子ビ
ーム溶接線９ａ、９ｂが２本形成されて−る。これによ
シ、電子ビーム溶接部の強度管さらに高める効果がある
。
なるのは、翼先端部材６と翼根元部材７の間にスペーサ
ー翼部材１０′ｆ：挿入したものである。第９図は第８
図のＢ−Ｂ断面を示したものであるが、チタン合金の翼
先端部材６とクロム不銹鋼の翼根元部材７の間に、電子
ビーム溶接による溶接性のすぐれた、インコネル等の金
属材料で作−ツタ：ｘ ヘーサー翼部材１０が挿入され
、このスペーサー翼部材１０の両端面を溶接する電子ビ
ーム溶接線９ａ、９ｂが２本形成されて−る。これによ
シ、電子ビーム溶接部の強度管さらに高める効果がある
。
本発明によれば、回転する動翼の回転半径の大きい先一
部の遠心力を小さくでき、従来強度的にきびしい条件に
なっていた動翼根元部及び翼植込み部の応力を低減でき
、さらに１体のチタン合金翼に比べてねじれ翼の加工が
容易なタービン長翼を製作することができる効果がある
。
部の遠心力を小さくでき、従来強度的にきびしい条件に
なっていた動翼根元部及び翼植込み部の応力を低減でき
、さらに１体のチタン合金翼に比べてねじれ翼の加工が
容易なタービン長翼を製作することができる効果がある
。
第１図は本発明の一実施例であるタービン長翼の側面図
、第２図は第１図Ｒ−Ｒ，Ｐ−Ｐ、Ｔ−Ｔ断面の翼形断
面図、第３図及び第４図は第１図のタービン翼における
翼先端翼部材及び翼先端翼部材をそれぞれ示す斜視図、
第５図は第１図のタービジ翼における翼部材の接続状態
を示した部分側面図、第６図は第５図０Ａ−Ａ断面図、
第７図はタービン長翼の機械的蒸気流入角の変化図、第
８図は本発明の他の実施例を示すタービン長翼における
翼部材の接続状態を示した部分側面図、第９図は第８図
のＢ−Ｂ断面図である。
、第２図は第１図Ｒ−Ｒ，Ｐ−Ｐ、Ｔ−Ｔ断面の翼形断
面図、第３図及び第４図は第１図のタービン翼における
翼先端翼部材及び翼先端翼部材をそれぞれ示す斜視図、
第５図は第１図のタービジ翼における翼部材の接続状態
を示した部分側面図、第６図は第５図０Ａ−Ａ断面図、
第７図はタービン長翼の機械的蒸気流入角の変化図、第
８図は本発明の他の実施例を示すタービン長翼における
翼部材の接続状態を示した部分側面図、第９図は第８図
のＢ−Ｂ断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、流体機械のタービン動翼において、タービン動翼を
翼長方向に複数個に区分し、区分された前記翼部材を異
種金属にて形成し、これら翼部材を相互に溶接すると共
に、翼、先端側に区分された翼部材の異種金属は他の部
分のそれよシ軽量のものを用いるようにしたことを特徴
とするタービン動翼。 ２、前記タービン動翼を、翼先端側がチタン合金、翼根
本側がクロム系不銹鋼で形成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のタービン動翼。 ３、前記タービン動翼を、翼先端側がチタン合金、翼根
本側がクロム系不銹鋼で形成し、更に、こ１ｔらの接合
面に溶接性の優れた材料からなるスペーサ部材を介在さ
せて溶着したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載のタービン動翼。 ４０．前記タービン動翼の溶接個所を、タービン動翼の
翼長方向中間点より翼先端寄りの位置に設定したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項
記載のタービン動翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117981A JPS585402A (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | タ−ビン動翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117981A JPS585402A (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | タ−ビン動翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS585402A true JPS585402A (ja) | 1983-01-12 |
Family
ID=14293762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10117981A Pending JPS585402A (ja) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | タ−ビン動翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585402A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2616486A1 (fr) * | 1987-06-10 | 1988-12-16 | Snecma | Procede de fabrication d'une aube mobile de compresseur a talons intermediaires rapportes |
| US20110182738A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Herbert Chidsey Roberts | Method and apparatus for a segmented turbine bucket assembly |
| US20110217178A1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-08 | Stefan Mazzola | Turbine airfoil having outboard and inboard sections |
| JP2021504628A (ja) * | 2017-11-29 | 2021-02-15 | マン・エナジー・ソリューションズ・エスイーＭａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｓｅ | ターボ機械のロータブレード及びロータブレードの製造方法 |
-
1981
- 1981-07-01 JP JP10117981A patent/JPS585402A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2616486A1 (fr) * | 1987-06-10 | 1988-12-16 | Snecma | Procede de fabrication d'une aube mobile de compresseur a talons intermediaires rapportes |
| US20110182738A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-07-28 | Herbert Chidsey Roberts | Method and apparatus for a segmented turbine bucket assembly |
| US8398374B2 (en) * | 2010-01-27 | 2013-03-19 | General Electric Company | Method and apparatus for a segmented turbine bucket assembly |
| US20110217178A1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-08 | Stefan Mazzola | Turbine airfoil having outboard and inboard sections |
| US8979498B2 (en) * | 2010-03-03 | 2015-03-17 | Siemens Energy, Inc. | Turbine airfoil having outboard and inboard sections |
| JP2021504628A (ja) * | 2017-11-29 | 2021-02-15 | マン・エナジー・ソリューションズ・エスイーＭａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｓｅ | ターボ機械のロータブレード及びロータブレードの製造方法 |
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