JPS6014886B2 - タ−ビン機械の羽根車に取付けられる羽根の固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１部材からなる固定要素が固定すべき羽根の
各々２つの根元の間で羽根車の周溝に装着され、止め装
置を１個ずつ備えた固定要素が固定すべき羽根と反対側
で羽根の凹部に係合する、鞠方向固定溝または斜めの固
定溝に保持されタービン機械の羽根車に取付けられる羽
根の固定装置に関する。

この種の固定装置は米国特許第２９４９２７８号明細書
によって知られている。

この固定装置の場合、羽根は長方形の溝に装着された固
定要素によって軸方向または鞠方向に対して斜めに動か
ないように保持されている。

この場合、固定要素は夕−ビン軸線に対して平行に設け
られたピンによって止められている。このピンが固定要
素に作用する遠心力によって不所望なせん断応力を受け
るので、ピンひいては固定要素がはずれる危険がある。
ピンを打込むためにピン列につき１つの端面が羽根車に
必要であるので、この実施形は多段型機械の筒形羽根車
には不適当である。本発明の課題は「特に筒形羽根車の
場合に、外周上の任意の個所または任意の羽根列におい
て個々の羽根を組立てまたは分解することができ「固定
要素ができるだけ簡単で安全である、冒頭に述べた種の
固定装置を提供することである。

この課題は、特許請求の範囲第１項記載の特徴によって
解決される。本発明によって得られる利点は実質的に次
の点にある。

即ち、固定要素が横顔形周魔の形と同じ形をした担持部
分により遠０力に抗して保持されることと、固定要素と
羽根の凹部を特別な形に形成することにより羽根車上の
任意の羽根を別々に交換することができることにある。
止め装置がタービン軸線に対して平行に設けられた要素
からなっていると、個々の羽根または羽根全部を特殊工
具によってきわめて迅速に組立または分解することがで
きる。更に、羽根の凹部が特殊な形をしているので、弾
刀性の分力が筒方向で羽根に作用する。それによって羽
根の付加的な固定が達成される。弾性要素が固定要素内
に組込まれているので、羽根車の個々の羽根の間の表面
は隙間が無くて滑らかであり、流体工学的に有利である
。止め装置がタービン軸線に対して半径方向に設けられ
たねじ部材からなっていると、ばねの機能が発揮されに
くいきわめて高い温度の場合にも固定要素を装着するこ
とができる。

ねじ部材が特に固定要素の内側から外側へ向ってねじ込
まれているので、ねじの落下によって羽根が損傷する危
険がない。本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図においてタービン機械の羽根車が１で示されてい
る。

この羽根車には周溝２と、斜めの溝として形成してもよ
い軸方向溝３とが設けられている。羽根４はその根元５
が軸方向構内に挿入されている。各々２個の羽根４の根
元５の間で、止め装置７を備えた固定要素１４が周溝２
に装着されている。固定すべき部材、すなわち羽根４の
方へ向いている固定要素１４の面は突出部１０の備えて
いる。この突出部１川ま羽根４の対応する凹部１１に鉄
まり込む。固定要素１４と羽根４の凹部１１は次のよう
に形成されている。即ち、隣接する２つの固定要素１４
が斜めになっているときに、それらの間にある羽根を組
立て分解できるように形成されている。羽根車１の周溝
２は槌頭形溝として形成されている。この周溝の中に競
まり込む固定要素１４は、周溝２と同じ形をした担持部
分１９を備えている。止め装置７はタービン軸線に対し
て半径方向に設けられ固定要素１４に組込まれた弾性的
な要素１６，１７からなっている。

固定要素の突出部１０Ｇま錠止状態（第２，２ａ図）に
おいて羽根４の凹部１１に係合している。その際、個々
の羽根の間において完全に滑らかな表面が形成される。
なぜなら周溝２が固定要素１４によって完全に埋められ
るからである。羽根４を外すには、羽根年の両側にある
両固定要素１４を第１図に示すように煩斜させ、そして
羽根４から接線方向に動かす。

第ｌａ図には固定要素１４が大縮尺で示されている。

軸方向溝３には羽根４が舷込まれている。そして左側の
羽根４のところで固定要素１４の左側の突出部１０が凹
部１１に挿入されるように、固定要素１４が両羽根４の
間で周溝２に鉄込まれている。固定要素１４の右側の突
出部１０は、固定要素１４が非錠止状態のために、右側
の羽根の凹部１１からはずれている。第３，４図では、
羽根４を固定するために対称的な固定要素１８が設けら
れている。

この場合、止め装置）は頭が内側に位置しているねじ部
材１２からなっている。このねじ部材はタービン軸線に
対して半径方向で固定要素１８内に設けられている。第
３図からわかるように、対称的な固定要素１８は、第５
，５ａ，５ｂ図と同じ方法で、羽根車１の周溝２に挿入
され、かつ羽根のない藤方向溝３の両側で傾けられ、そ
して固定要素１８がこの位置にある状態で、装着すべき
羽根４の根元５が空いている鞠方向溝３に差し込まれる
。固定するために、両固定要素１８の、ポス部分が羽根
車１のボス表面に対して平行になるように、固定要素１
８が傾けられる。この場合、固定要素の接線方向端部は
既に羽根根元の凹部１１に係合している。ねじ部材１２
を固定要素１８にねじ込むことによって、このねじ部材
は押上げね・じとして働き、そして固定要素１８を、そ
の担持部分１９が周溝２の担持部分１９に十分に当援す
るまで、半径方向外方へ持ち上る。これと同時に、突出
部として作用する固定要素１８の両側の端部は羽根根元
５の対応する凹部１１に嫁まり、そして周溝２は装着さ
れた羽根４の両側で平滑に、帯状かつ間隙がないように
埋められる。第４ａ，４ｂ図は上述の第３，４図に類似
した対称的な固定要素１８を示している。

しかしこの固定要素は、孔１６と圧縮ばね１６と押圧部
材１７からなる弾性的な止め装置７を備えている。固定
要素１８を周溝２に装着することは第３，４図に示した
上述の実施形と同じ様に行なわれる。第５，５ａ，５ｂ
図には固定装置１４の個々の組立段階が示されている。
この場合、最後の羽根４の羽根根元５が羽根車１のまだ
羽根の付いていない軸方向溝３に装着される。麹方向溝
３と周溝２の交叉位置の上方から、固定要素例えば非対
称の固定要素１４が装着され、そして既に装着された羽
根４の根元５に当たるまで固定要素は軸方向溝３から離
れる方へ周溝２内を摺動させられる。その際、固定要素
はその長い方の斜辺が周溝の底に載るので、鞠方向溝３
は最後の羽根４を装着するために開放されている。最後
の羽根の装着が終った後、両固定要素１４はその運転位
置まで押上げられる。即ち周溝２が埋められて羽根４の
間で平たい表面が形成されるまで、押上げられる。第１
図の符号は他の図においても同じ部材を示す。固定要素
１４，１８および羽根４の組立または分解は次の方法で
行なわれる。

固定要素１４，１８の担持部分１９が槌頭形溝として形
成された周溝２の担持部分の下方に位置するまで、周溝
２と軸方向溝３の交点で固定要素を半径方向に沈めた後
で、固定要素１４，１８を上記坦持部分の下方でその端
位置まで接線方侯に摺動させる。

その際、弾性的な要素１６，１７は圧縮される。ねじ部
材１２用ねじ溝１３が固定要素１４内に設けられている
ときには、ねじ部材１２は、その頭部がその袋穴内で固
定要素１４，１８の下面に当たるまで、半径方向外方へ
ねじ込まれる。

その際、ねじ部材１２の頭部は運転中の紛失防止のため
および羽根４の損傷防止のために役立つ。非対称固定要
素１４の薄い部分は内方に向って周溝２に押込み可能で
ある。この場合、固定要素１４は突出部１０と固定要素
の下面の傾斜部分の間の角を中心にして懐く。その際、
この傾斜運動が締め付けによって邪魔されずに、すべて
の場所で周溝２の挺持部分１９の挺持用対応面から遠ざ
かるように、かつ少なくともこの溝の中に押されないよ
うに、固定要素１４の担持部分が配設されている。羽根
根元板の下方において十分に深い側方凹部のためにいわ
ゆる羽根スロー卜部が設けられている場合には、このス
ロー卜部（図示していない）に非対称固定要素１４の薄
い部分を半径方向に沈めた後で、固定要素１４をこの凹
部の中で接線方向に沼動させる。したがって他端のその
突出部１０は羽根４の対応する凹部１１から外れる。こ
れによって、固定すべき羽根４を鞠方向溝３に沿って移
動させることができる。即ち組立または分解することが
できる。固定要素１４，１８は、固定すべき羽根の方へ
向いたその端部に各々１つの突出部１０を備えている。

この突出部は羽根固定位置では羽根根元５の凹部１１に
差込またている。この状態で、固定要素１４，１８は少
くとも１個の止め装置７によって、固定要素が周溝２の
内面に十分に当接するまで、固定すべき位置へ半径方向
外方へ押圧可能である。固定要素１４，１８を持ち上げ
た後で、羽根車１の表面の個々の羽根４の間の周溝２の
空間が間隙のないように埋められ、そして運転時には遠
心力がこの固定状態を保つよう助勢する。分解するため
には、半径方向の厚さが周溝２の半径方向の高さよりも
薄い固定要素１４，１燈が、この厚さの差だけ運転位置
から半径方向内方へ、固定２の底部に載るまで沈められ
る。従って、固定要素１４，１８は接線方向に対する移
動がもはや邪魔されない。これによって、固定要素の突
出部１０が羽根根元５の対応する凹部１１から完全に外
されるまで、固定要素を接線方向に十分動かすことがで
きる。従って、軸方向溝３から羽根４を取外すことがで
きる。羽根根元５が十分に中広く形成されていない場合
には、その片側だけに凹部１１を設けることができる。

この場合、固定要素１４もこの凹部１１に挿入可能な突
出部１０を片側にだけ備えている。固定要素１４または
１８は発生する遠０力に抗して担持部分によって周溝２
内に保持される。

非対称固定要素１４と対称固定要素１８の長さ【まそれ
ぞれ、２つの隣接する羽根４の羽根根元５の側面の間の
接線方向距離に接線方向の固定用突出部長さを加えた長
さと同じ長さである。非対称固定要素１４の半径方向厚
さは凹部１１の領域においてのみ周溝２の底部まで達す
る程である。非対称固定要素１４の下面はこの場所から
、その半径方向厚さがほぼ根元の厚さから数ミリメート
ルはみ出すように、斜めに切取られている。固定要素１
４は止め装置７によって縦付け位置に保持される。

この場合運転中は遠心力がこの位置保持を助成する。固
定要素１４のすべての遠心力の合力と止め装置７の力が
担持部分の担持面の図Ｄの接続線の中心を通過すると有
利である。ポス領域の小さな接線方向応力でもつて羽根
車が作動する場合、または軸方向の羽根根元溝が固定要
素用周溝より著しく深い場合には、止め装置７を周溝２
の底部において袋穴内の適切な場所に設けることができ
る。それによって、この止め装置７を運転中もはや回転
しないように保持する必要がないという利点がある。な
ぜなら遠心力に抗して回転することは期待されないから
である。第１，２図に示されているように羽根スロー卜
部が無い場合には、固定要素１４を接線方向に擢動可能
にする必要な凹部を羽根根元５のボス部分の下方に配設
することができる。

羽根根元の中が広い場合には、固定要素１４の他の側も
固定に関与させることができる。この場合、固定要素１
４は前記他の側に附加的な突出部を有する。しかしこの
突出部の厚さは、組立または分解が簡単にできるような
、または固定要素１４が羽根根元５の下方の接線方向凹
部の中にそれぞれ挿入されるような、寸法でなくてはな
らない。第４，４ａ，４ｂ図には対照的な固定要素１８
の個々の組立段階が示されている。

この固定要素は傾斜可能であるかまたは半径方向内側へ
平行に移動可能であるように形成されている。その際、
止め装置７はねじ部材１２を備えたねじ溝１３としてま
たは圧縮ばね１６と押圧部材１７を備えた孔１５として
形成することができる。対称的な固定要素１８の鉄め込
みは前述の非対称固定要素１４の組立と同様の行なわれ
る。本発明に係る固定要素の配置構造によって、羽根を
備えた羽根車の組立および分解の際に任意のすべての羽
根を個別的に分解することができ、他の羽根および固定
要素を分解する必要がない。

更に、個々の羽根を簡単に組立および分解できることは
、いろいろな力のモーメントのときに再びつりあいを取
るために、既に羽根を楯付けた羽根車において羽根を交
換することを可能にし、その際、羽根の全列を羽根車か
らその都度取外す必要がない。前述の本発明に係る固定
要素はタービンの筒形羽根車のためだけでなく、これと
同様な有利な方法で圧縮機および他の流体機械の円板状
ロー外こも適する。この場合、すべての羽根が個別的に
分解組立できるだけでなく、本発明に依る構造は再使用
可能な一体部材としても適する。この場合、一体部材の
ための特別な閉口部が不要で、そして羽根車または一体
部村の熔接作業を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は羽根と非対称固定要素を備えた固定状態の羽根
車の一部の横断面図、第ｌａ図は第１図の固定要素の平
面図、第２図は固定要素を備えた第１図の羽根車の一部
の固定状態を示す図、第２ａ図は第２図の固定要素の平
面図、第３図は羽根と対称固定要素を備えた羽根車部分
の横断面図、第４図は既に組立てられた固定要素を備え
た第３図に係る羽根車部分を示す図、第４ａ図および第
４ｂ図は弾性的に形成された止め部材を備えた対称固定
要素の組立段階を示す図、第５図、第５ａ図および第５
ｂ図は第１図に係る固定要素の個々の組立段階を示す図
である。 図中符号、１・・・・・・羽根車、２…・・・周溝、３
・・・・・・鞠方向溝、４・・・・・・固定すべき部材
（羽根）、７・・・・・・止め装置、１０…・・・突出
部、１１・・・・・・凹部、１２…・・・ねじ部材、１
３・・・・・・ねじ溝、１４・・・・・・固定要素、１
８・・・・・・固定要素、１９・・・・・・担持部分。 第１図第ＩＡ図 第２図 第２Ａ図 第３図 第４図 第４Ａ図 第４Ｂ図 第５図 第ＳＡ図 第ＳＢ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １部材からなる固定要素１４，１８が固定すべき羽
   根４の各々２つの根元５の間で羽根車の周溝２に装着さ
   れ、この固定要素１４，１８に止め装置７が１つづつ付
   設され、固定要素１４，１８が固定すべき羽根４の側で
   羽根４の凹部１１に係合する、軸方向固定溝または斜め
   の固定溝に植付けられるタービン機械羽根車の羽根の固
   定装置において、羽根車１の周溝２が槌頭形溝として形
   成され、その中に嵌まり込む固定要素１４，１８が周溝
   ２に合致する形をした担持部分１９を備え、ａ 固定要
   素１４，１８の周方向の長さが羽根根元５の側面の接線
   方向間隔と固定用突出部１０の接線方向長さを加算した
   値に相当し、ｂ 固定要素１４，１８の下面が両端部の
   方へ傾斜していて、それによって周溝２の中で傾動可能
   であり、ｃ 固定要素１４，１８が傾いているときに周
   溝２の中で接線方向に摺動可能であり、それによって隣
   りの羽根が組立てまたは分解可能であり、ｄ 固定要素
   １４，１８が固定状態にあるときにその突出部１０が羽
   根根元５の凹部１１に嵌まり込んでいることを特徴とす
   る固定装置。 ２ 止め装置７がタービン軸線に対して半径方向に設け
   られかつ固定要素１４，１８の中に組合せられた弾性的
   な要素１６，１７からなっていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の固定装置。 ３ 止め装置７がタービン軸線に対して半径方向で固定
   要素１４，１８内に設けられかつ内側に頭を備えたねじ
   部材１２からなっいることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の固定装置。