JPS5857605B2 - 軸流タ−ビンの動翼固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タービンロータの外周に放射状に多数開設さ
れる溝に、動翼のダブテールをロータ軸方向から順次植
込んで、タービンロータの全周に渡って動翼を固定する
軸流タービンの動翼固定装置に関する、さらに詳しくは
最後に植込む動翼の固定装置に関するものである。

第１図は最も一般的な軸流タービンの動翼固定構造を示
し、タービンロータ１の外周に放射状に多数開設される
溝２に、動翼３のダブテール３ａをロータ軸方向から順
次植込んで、タービンロータ１の全周に渡って動翼を固
定したものである。

前記の動翼固定構造において、タービンロータ１の回転
中における各動翼３の遠心力は、該動翼３のダブテール
３ａとタービンロータ１の溝２との結合部にて吸収され
る、さらに詳しく説明するならばダブテール３ａ側のフ
ック４と溝２側のフック５との結合部にて吸収されて動
翼３がロータ１外方に飛出すことが防止される。

このように前記の動翼固定構造は、遠心力に対して極め
て強固な結合となるものである。

しかし各動翼３には軸方向に作動流体が強大な力として
作用する。

例えば初段翼の場合には通常部分噴射であるので、ター
ビンロータ１が１回転する間に各動翼３に１回もしくは
数回の軸方向のショックが作用する。

また全周噴射の段落においても各動翼３にタービンロー
タ１の回転数の整数倍の励振やノズル後流の脈動蒸気力
による励振が作用する。

従って前記の動翼固定構造においては、各動翼３は前記
の動的な力によって軸方向に微少移動してしまう恐れが
あることと、起動停止時、特に起動時においては各動翼
３の遠心力が小さい状態のときに蒸気力が作用するため
、ロータ１軸方向にも動翼３を固定する必要がある。

第２図は各動翼３をロータ軸方向に固定する構造の一例
を示したもので、タービンロータ１の溝２底部に、ロー
タ軸方向に沿った半円形の切欠き６を開設し、該切欠き
６内に両端に半円形の鍔８を設けたストッパ７を設置し
、動翼３を溝２内に植込ンタ後、前記ストッパ７を１８
０°回転させて両端の鍔８をロータ１側にかしめ、該ス
トッパ７の回転止めを行なうと共に、動翼３の軸方向移
動阻止させたものである。

前記の構造はロータ１の溝２底部にストッパ７を設置し
て動翼３をロータ軸方向から挿入するものであるから、
ロータ全周に渡って全く同一の構造とすることができる
。

しかし、前記構造は各動翼についてストッパ７両端の鍔
８のかしめを行なわなければならず、動翼固定作業がか
なり面倒であった。

第３図に示すものは、ロータ１側ダブテールの外周面に
、周方向に沿った半円形の切欠溝９を開設すると共に、
動翼３の根本部３ｂに半円形の穴１０を設け、動翼３を
ロータ１の溝２に挿入後、前記両切欠溝９，１０によっ
て形成された穴にビン１１を差し込んで動翼３のロータ
軸方向の移動を阻止させた構造である。

また第４図に示すものは、ロータ１側ダブテールの外周
面に２個の突起１２，１２を突設すると共に、動翼３の
根本部３ｂに断面矩形の挿入溝１３を開設し、動翼３を
ロータ１の溝２に挿入後、前記突起１２と挿入溝１３と
で形成される穴にピース１４を差し込んで動翼３のロー
タ軸方向の移動を阻止させた構造である。

第３図の構造および第４図の構造は第２図に示した構造
の如さかしめ作業を一切必要としないので、動翼３の固
定作業を容易ならしめる利点を有している。

ところが両構造のものは、最後に植込む動翼に対しては
、ピン１１あるいはピース１４を使用することは不可能
である。

従って、かかる構造においては、最後に植込まれる動翼
に対してのみ、第１図に示す如く、最後の動翼３′と、
これに隣接する動翼３との間に、ロータ軸方向に沿って
ネジ１５を挿入して、最後の動翼３′に作用する軸方向
力を隣接の動翼３に負担させている。

しかし前記の構造においては、動翼に変動荷重、特に軸
方向変動荷重が作用すると、前記ネジ１５の螺合部のネ
ジ谷底に犬なる応力集中が加わり、ネジ１５が疲労破損
してしまう欠点があった。

また、ネジ固定ではなく、最後に植込む動翼を溶接によ
って固定することもあるが、この場合は第２図にて示し
たものと同様固定作業が面倒であると共に、溶接の頭部
分に制約力Ｓあり、大きな軸方向力に対して強度不足に
なりがちである。

本発明は前記の点に鑑みて、最後に植込まれる動翼を、
応力集中が生ずることなく、かつ大きな軸方向力にも耐
えうるように固定できる軸流タービンの動翼固定装置を
提供せんとするものである。

本発明は最後に植込む動翼の根本部および該動翼と隣接
する動翼の根本部の面する側面の双方に、ストッパ設置
穴を夫々開設し、該設置穴に、分割形状で、かつ設置穴
内で回転可能なストッパを挿入させたことを特徴とする
ものである。

以下、本発明動翼固定装置の一実施例を第５図ないし第
７−に基づいて説明する。

図において、最後に植込まれる動翼３′の根本部３およ
び該動翼３′と隣接する動翼３，３の根本部の互に対向
する位置には、ストッパ設置穴を形成するための同一形
状の溝１６ 、１６’が夫々開設されている。

政情１６および１６′は半円形の大径部１６ａおよび小
径部１６ｂに形成され、かつ小径部１６ｂはロータ軸方
向に沿って根本部３ｂの外側まで延長されている。

そして前記動翼３および動翼３’ｔＪ５ｏ−タ外周の溝
に植込まれたとき、前記の両溝１６，１６’は断面円形
の大径部および小径部から成り、かつ小径部が動翼根本
部の外に開口するストッパ設置穴を構成するものである
。

前記ストッパ設置穴に設置されるストッパ１７は、前記
ストッパ設置穴と同様断面円形の大径部１７ａと小径部
１７ｂとで形成されると共に、その中央で２分割されて
いる。

次に本発明動翼固定装置によって最後に植込む動翼３′
の組立てについて説明すると、まず動翼３／を植込む前
にストッパ１７を形成する分割ピースの一方を動翼３′
と隣接する動翼３の溝１６′に装着すると共に、他方の
分割ピースを動翼３′の溝１６に装着する。

しかる後、動翼３′をロータ外周の溝にローフ軸方向か
ら植込めば、前記両溝１６，１６’によってストッパ設
置穴が構成されると共に、前記２個の分割ピースが組み
合わさってストッパ１７が形成される。

次いでストッパ設置穴の小径部にて前記ストッパ１７を
９０°回転させる、即ちストッパ１７の分割面を各動翼
の根本部接合面に対して直角に位置させる。

これによって動翼３′は前記ストッパ１７によって軸方
向に完全に固定される。

尚、前記ストッパ１７の小径部１７ｂはストッパ設置穴
の外にてかしめられることによって廻り止めされる。

また最後の動翼３′以外の各動翼３は、第３図あるいは
第４図に示した構造によって固定されるものである。

前記の実施例によれば最後に植込まれる動翼３′を、応
力集中が生ずることなく、かつ大きな軸方向力にも耐え
つるように固定できる。

またストッパ１７の大径部１７ｂの寸法を適宜に選定す
れば動翼３′の許容軸方向力を自由に増大させることも
できる。

また前記実施例において、ストッパ１７を動翼の蒸気入
口側および蒸気出口側の２個に設ければ、動翼３′の固
定力を２倍とすることが可能である。

また前記の構成とすることによって動翼３／と隣接する
２個の動翼３，３のうち、一方の動翼３側にのみストッ
パを設けただけでも前記動翼３′の軸方向力に対処でき
る。

第８図は前記実施例と全く同一形状の溝１６とストッパ
１７とを設けて固定するものであり、溝の開設方向を前
記実施例に対して９０°だけ変えた構造である。

即ち前記溝をロータの半径方向に開設したものである。

かかる構造によっても前記実施例と同等の作用効果を達
成できることは勿論である。

尚、本発明においては、第５図ないし第７図と固定構造
と第８図の固定構造と併用することも可能である。

第９図および第１０図はストッパの形状および動翼側の
溝形状の変形例を示したものである。

第９図はストッパの形状を変形させた構造を示している
。

即ち動翼３および３′には第５図および第６図と同一形
状の溝が開設されて断面円形の大径部および小径部から
成るストッパ設置穴が形成され、該ストッパ設置穴に設
置されるストッパ１７′の大径部１７′ａを断面非円形
（図示では楕円形を示している）に形成したものである
。

第９図ａは動翼３と３′とのストッパ設置穴に前記スト
ッパ１７′が設置された状態を示し、また第９図すはス
トッパ１７′を９００回転させた状態、即ち使用状態を
示している。

尚、前記の構造においては、最後に植込む動翼３′の組
込み、または抜き取りを容易にするため、第９図ａに示
される如くストッパ１７′の設置時、該ストッパ１７′
を構成する各分割ピースの接合間に適宜の間隙（動翼３
と３′との間隙αより大きい）βが形成されるようにス
トッパ１７′の大きさを選定しておく。

第１０図はストッパおよび溝の形状を変形させた構造を
示している。

即ち動翼３わよび３′には大径部を矩形となした溝が開
設されて断面矩形の大径部と断面円形（断面矩形もしく
は非円形であってもよい）の小径部のストッパ設置穴が
形成され、該ストッパ設置穴に設置されるストッパ１７
“の大径部１７“ａを断面矩形に形成したものである。

第１０図ａはストッパ設置穴に前記ストッパ１７“が設
置された状態を示し、また第１０図すはストッパ１７“
を９０°回転させた状態、即ち使用状態を示している。

尚、かかる構造においては、使用状態のとき前記ストッ
パ１７“は第１０図すの如く遠心力により点線の位置に
移動するので、該ストッパ１７“と動翼との密着が良く
なり、動翼の振動減衰効果が向上する利点がある。

以上の如く、本発明の動翼固定装置によれば、最後に植
込む動翼を、応力集中が生ずることなく、かつ大きな軸
方向力にも耐えうるように固定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は従来の動翼固定装置を示す図、第
５図ないし第７図は本発明動翼固定装置の一実施例を示
し、第５図は本発明における溝を開設した動翼の斜視図
、第６図は動翼を組込んで本発明におけるストッパ設置
穴を形成させた平面図、第７図はストッパの形状を示す
斜視図、第８図ないし第１０図は本発明の他の実施例を
示し、第８図は本発明における溝を開設した動翼および
ストッパを示す斜視図、第９図は本発明におけるストッ
パの大径部分にて断面したもので、ａはストッパの設置
状態を、ｂは使用状態を夫々示す、第１０図も同じくス
トッパの大径部分にて断面したもので、ａはストッパの
設置状態を、ｂは使用状態を夫々示す。 １・・・・・・タービンローフ、２・・・・・・溝、３
、３’−−−−−−動翼、３ａ・・・・・・ダブテー
ル、３ｂ・・・・・・根本部、１６゜１６′・・・・・
・溝、１６ａ・・・・・・大径部、１６ｂ・・・・・・
小径部、１７，１７’、１７“・・・・・・ストッパ、
１７ａ。 １７’ａ、１７“ａ・・・・・・大径部、１７ｂ・・・
・・・小径部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タービンロータの外周に放射状に多数開設されると
   共に軸方向に沿って配設された動翼挿入溝に、該溝に適
   合した形状を有する動翼のダブテールをロータ軸方向か
   ら順次植込んで、タービンロータの全周に亘って多数の
   動翼をロータに取り付けるものにおいて、最後に植込む
   動翼の根本部および該動翼と隣接する動翼の根本部の相
   対向する側面の双方にストッパ設置穴形成用の溝を夫々
   対称形状にして開設し、前記双方の動翼がロータに対し
   て所定位置に挿入されたとき前記ストッパ設置穴形成用
   の溝の双方によって動翼根本部の外表面に開口した円柱
   状の小径部と、該小径部に連接した大径部とより成るス
   トッパ設置穴を構成させ、前記根本部の互に対向する側
   面から突出することなく前記双方の溝に夫々嵌り合い、
   かつ前記ストッパ設置穴内で回転可能な大径部と小径部
   とから構成される一対のストッパとを有し、前記ストッ
   パをストッパ設置穴内で所定角度回転することにより、
   前記大径部が前記両動翼に係合して、動翼の軸方向固定
   を行うことを特徴とする軸流タービンの動翼固定装置 ２、特許請求の範囲第１項において、ストッパ設置穴は
   断面円形の大径部および小径部で形成されると共に、該
   小径部は動翼根本部の外に開口し、ストッパも断面円形
   の大径部および小径部で形成されて、前記ストッパ設置
   穴の小径部を介して前記ストッパを回転させるようにし
   たことを特徴とする軸流タービンの動翼固定装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、ストッパ設置穴は
   大径部および小径部で形成されると共に、大径部は断面
   非円形をなし、かつ小径部は動翼根本部の外に開口し、
   前記ストッパも大径部および小径部で形成されると共に
   、大径部は断面非円形をなして、前記ストッパ設置穴の
   大径部を介して前記ストッパを回転させるようにしたこ
   とを特徴とする軸流タービンの動翼固定装置。