JPS61132799A - 軸流圧縮機の羽根車 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はガスタービン等に好適な軸流圧縮機の羽根単に
係り、特に漏洩気流を防止するようにした軸流圧縮機羽
根車の改良に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来のガスタービンの圧縮機ロータ構造には、ディスク
積層式、ディスク溶接式、ドラム式、焼ばめ式など種々
方式がある。またロータに動翼を支持する方式として、
主にアキシャル・エントリ方式とタンジエンシャル方式
の２つの方法がある。

この内、タンジエンシャル方式は上記ロータ構造の種々
方式に対しても採用でき、広い適用範囲を持つ方式で、
第３図にその例を示す。動翼１はディスク４に周設され
た溝３に植込部２をはめ込んで固定さばている。各ディ
スク４は相互にタイボルト５によって締め付けられ、圧
縮機ロータを構成する。一方、動翼１と組み合せて段落
を形成する静ｊ１７はケーシング６に植皮されている。

圧縮機ロータはタービンロータと直結され、タービン内
での燃焼ガスの熱落差による仕事の一部により駆動され
る。圧縮機はロータの回動力によって、大気からの空気
を吸込み、各段落で徐々にこれを昇圧して燃焼器に供給
する、。

第４図に動翼１が支持されたディスク４の先端部分の詳
細を示す。６１１１は内８と一体に形成されたプラット
フォーム９と植込部２の主要部から成り、ディスク４の
先端部の溝３に形成された肩部２０に植込部２の張出部
２１が係合して支持されている。しかして回転によって
動翼１に作用する遠心力はディスク４に周設された溝３
の肩部２０で保持される。動翼１をディスク４の１１３
に組み込む方法としては、通常、ディスクの溝３の肩部
２０の一部を切り欠き、この切り欠き部に動翼１の植込
部２を半径方向からプラットフォーム９の底部がディス
ク４の肩部２０上面にあたるまで差し込んで、動翼１を
円周方向に回し込んでいくのが通常である。プラットフ
オーム９底部とディスク４との間の間隙１１は動翼１の
上記組み込みや製作時の加工精度上から必ず必要となる
ものである。第５図に動翼１の軸方向から見た植込み状
態を示す。通常、植込部２の円周方向の幅はプラットフ
ォーム９の幅の約１／２に取られる。そのため、ｌ翼１
の植込部２同志の間には空間１２が生じる。動！ｊ１１
の遠心応力を受は持つには、植込部の幅はこの程度で充
分であり、この幅を広げると植込部の重量を増加させ、
ディスクの肩部２０に過大な応力を生じさせることにな
り、好ましくない。

ところで、ガスタービンの性能は圧縮機の効率に大きく
左右されることはよく知られている。そのため、圧縮機
の効率向上に努力が払われているが、効率低下の原因の
一つとして、段落でのバイパス流れがある。これは第４
図に符号１３で示したように動翼１の出口で昇圧された
空気がプラットフォーム９の底部と＠３の肩部２０との
間隙１１を通り、更に植込部空間を通り、動翼入口側の
空気流れに混入するもので、動翼全数についてこのよう
な流れが生じると圧縮機の効率は著しく低下することと
なる。かかるバイパス流れを防止する方法の一つとして
、第６図に示すように、プラットフォーム９の底面にプ
ラズマ溶射１４を施して間隙を埋め込み、バイパス流れ
を阻止する方策が取られる場合がある。しかしながら、
この方法は効果は大きいが、多数の動翼について施行す
るため、多大なコストを要することになる。また、プラ
ズマ溶射１４を施した面でフレッティングを生ずること
があり、信頼性に欠けるという不都合があった。

［発明の目的］ この発明は上記の点に鑑みなされたもので、動翼植込部
でのバイパス流れを比較的簡単な構造によって防止し、
圧縮機の効率向上を計った軸流圧縮機の羽根車を提供す
ることを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は、翼と一体に形成されたプラットフォームおよ
び植込部を有するａｍであって植込部に張出部が形成さ
れているものを、ディスクの先端部に周設され両側にせ
り出した肩部を有する溝に前記張出部が前記肩部と係合
するよう嵌装されて形成された軸流圧縮機の羽根車にお
いて、前記張出部の上面にシール部材を周設し、羽根車
回転時に該シール部材が翼下面ないし前記プラットフォ
ーム下面に当接するようにしたことを特徴とする軸流圧
縮機の羽根車である。シール部材としては、例えばワイ
ヤ、チューブ或いはシールプレート等を適用することが
でき、これらをディスクの張出部に周設するには、張出
部に切欠溝を周設し該切欠溝に上記シール部材を係止さ
せるのがよい。

かかる構成により、羽根車の下流側から上流側へ向うバ
イパス流れは有効に防止されるほか、上記シール部材は
動翼の緩衝材としても作用し振動を緩和するという効果
を奏する。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を第１図および第２図を用いて説明す
る。なお、以下の説明において既に説明したのと同一部
分を示す場合には同一符号を附すこととする。

第１図においてディスク４の先端部に周設された溝３に
形成された張出部２ｏの上面には、切欠溝３０が周設さ
れこの切欠溝３０にワイヤ３１がディスク４の全周にわ
たって係止されている。他方、ｌ１ｌＪ１１の下面のワ
イヤ３１と当接する部位は、ワイヤ３１との接触が均一
となるよう円周加工が施されている。

第２図を用いて上記切欠溝とワイヤについてさらに詳述
すると、切欠溝３０の入口幅はワイヤ３１の直径よりも
若干大きく形成され、ワイヤ３１はこの切欠溝３０と動
翼１の下面にはさまれた空間で可動に係止されている。

しかも欠切溝３０はワイヤ３１の半径よりも深い深さを
有する。

かかる構成において、羽根車回転時にはワイヤ３．１に
遠心力５０が作用しワイヤ３１はディスク４の半径方向
外側に押し拡げられ、切欠溝３０に係止されつつ第２図
に示したように持上がり、しかして動翼１の下面の点３
２に当接して押圧される。また、このとき羽根車の回転
に併って羽根車下流側Ａにおける圧力は、同上流側已に
おける圧力よりも高くなっているから、この差圧５１が
作用することによりワイヤ３１は上流側に押され切欠溝
３ｏの点３３に当接し押圧される。

こうして動翼１の植込部２とディスク４の溝３との間に
生じる間隙１１は、ワイヤ３１により閉成され、羽根車
の下流側から上流側へ向かうバイパス流は完全にしゃ断
されることとなる。

さらにこのときワイヤ３１には遠心力５０および差圧５
１が作用しているがワイヤ３１自体は可動であるから、
動翼１に生じる振動に対しては緩衝材として作用すると
いう効果も奏する。

なお本実施例においてはシール部材としてワイヤを用い
たが、これに代えてチューブ或いはその他のシール用プ
レート等を用いることができるのはいうまでもない。ま
た、シール部材は必ずしも本実施例におけるように羽根
車の下流側に設ける必要はなく、上流側であっても差支
えない。上流及び下流側の両方に設けるとより一層確実
で完全なシールを期待することができる。

［発明の効果］ 以上のとおり、本発明は動翼下面とディスク先端部の間
に形成される間隙にシール部材を周設するものであるか
ら、本発明によれば該間隙を流れるバイパス流れを有効
に防止することができ、圧縮機の効率向上をはかること
ができる。また同時に動翼の振動を緩和することができ
るという効果も奏し、本発明は実用的にも極めて優れた
ものであるということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は羽根車の断面図、第２図は第１図の一部拡大図、
第３図ないし第６図は従来の軸流圧縮機を示す図で、第
３図は圧縮機の軸方向断面図、第４図および第５図は羽
根車の断面図、第６図は従来のシール方法を示した断面
図である。 １・・・動翼、２・・・植込部、３・・・溝、４・・・
ディスク、９・・・プラットフォーム、２０・・・肩部
、２１・・・張出部、３０・・−切欠溝、３１・・・ワ
イヤ代理人　弁理士　則近憲佑（ほか１名）第１図 第２図 ！ 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）翼と一体に形成されたプラットフォームおよび植
   込部を有する動翼であって植込部に張出部が形成されて
   いるものを、ディスクの先端部に周設され両側にせり出
   した肩部を有する溝に前記張出部が前記肩部と係合する
   よう嵌装されて形成された軸流圧縮機の羽根車において
   、前記張出部の上面にシール部材を周設し、羽根車回転
   時に該シール部材が翼下面に当接するようにしたことを
   特徴とする軸流圧縮機の羽根車。
2. （２）シール部材をワイヤとし、上記張出部上面に切欠
   溝を周設して該切欠溝に前記ワイヤを係止させた特許請
   求の範囲第１項記載の軸流圧縮機の羽根車。