JPS61135903A - タ−ビン羽根結合装置 - Google Patents
タ−ビン羽根結合装置Info
- Publication number
- JPS61135903A JPS61135903A JP25560584A JP25560584A JPS61135903A JP S61135903 A JPS61135903 A JP S61135903A JP 25560584 A JP25560584 A JP 25560584A JP 25560584 A JP25560584 A JP 25560584A JP S61135903 A JPS61135903 A JP S61135903A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fitted
- turbine
- fitting
- turbine rotor
- female
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明はタービン羽根の結合装置に係り、特に蒸気の励
起力から誘発する損傷を未然に防止しようとするタービ
ン羽根結合部の改良に関する。
起力から誘発する損傷を未然に防止しようとするタービ
ン羽根結合部の改良に関する。
近時、蒸気タービンは、電力需要の関係から出力の大巾
アップを招来し、これに比例して蒸気の励起力も極めて
高く、タービン羽根とタービンロータとの結合部も今以
上に一段と改良がなされている。
アップを招来し、これに比例して蒸気の励起力も極めて
高く、タービン羽根とタービンロータとの結合部も今以
上に一段と改良がなされている。
すなわち、第１０図は、従来の実施例を示す概略図であ
って、符号（４）に示されるタービンロータには、嵌合
雄部（４ａ） （別名ロータダプテイルと称す）が刻設
されている。嵌合雄部（４ａ）は切欠き台部（４ｂ）、
（４ｂ）・・・が区々として連続的に設けられており、
その全体形状はあたかもクリスマスツリーの如く下方に
向って拡大している。
って、符号（４）に示されるタービンロータには、嵌合
雄部（４ａ） （別名ロータダプテイルと称す）が刻設
されている。嵌合雄部（４ａ）は切欠き台部（４ｂ）、
（４ｂ）・・・が区々として連続的に設けられており、
その全体形状はあたかもクリスマスツリーの如く下方に
向って拡大している。
一方、これに相対するタービン羽根（３）は、先端にテ
ノンαυを有し、下端に羽根基台（３ｂ） （別名羽根
植込部と称す）を有する。この羽根基台（３ｂ）は、上
記嵌合雄部に合わせるために嵌合雌部（９）。
ノンαυを有し、下端に羽根基台（３ｂ） （別名羽根
植込部と称す）を有する。この羽根基台（３ｂ）は、上
記嵌合雄部に合わせるために嵌合雌部（９）。
（９）・が削成されている。
このため、嵌合雌部（９） 、 （９）・・を嵌合雄部
（４ａ）。
（４ａ）。
（４ａ）・・に結合するに当っては、嵌合雄部（４ａ）
。
。
（４ａ）・・に予じめ削成された波目溝部（１渇に羽根
基台（３ｂ）を挿通し、しかる後、図示の如く嵌合雄部
（４ａ）、（４ａ）・・の軸方向に押圧され、最終的に
は環状体をなしている。
基台（３ｂ）を挿通し、しかる後、図示の如く嵌合雄部
（４ａ）、（４ａ）・・の軸方向に押圧され、最終的に
は環状体をなしている。
上記環状体を有するタービン羽根（３）は、第９図に示
されるように、タービンロータ（４）と一体結合するロ
ータディスク（４ｃ）に間断なく密に植設されており、
加えてタービン羽根（３）の先端部はテノンαυを通し
てシュラウドθ０が圧接せしめられている。したがって
、このようにタービン羽根（３ａ）。
されるように、タービンロータ（４）と一体結合するロ
ータディスク（４ｃ）に間断なく密に植設されており、
加えてタービン羽根（３）の先端部はテノンαυを通し
てシュラウドθ０が圧接せしめられている。したがって
、このようにタービン羽根（３ａ）。
（３ａ）・・を数枚にまとめて一つの群としての羽根を
構成すれば、たとえ蒸気の励起力が高くとも、励振力に
は十分に抗し得る。
構成すれば、たとえ蒸気の励起力が高くとも、励振力に
は十分に抗し得る。
ところで、蒸気タービンは、第７図に示されるように、
蒸気入口管（１ａ）を経て送られてくる蒸気ｋ、−１８
ノズルボツクス（１）に集め、ここからノズル（２）、
羽根（３）の対をなす第１段落、ノズル（２）、羽根（
３）の対をなす第２段落へとつぎつぎにおよそ５０ｍ／
ｓ以上の流速をもって噴流せしめられており、この噴流
蒸気のエネルギを動力に代えて発電機出力を取り出すよ
うになっている。
蒸気入口管（１ａ）を経て送られてくる蒸気ｋ、−１８
ノズルボツクス（１）に集め、ここからノズル（２）、
羽根（３）の対をなす第１段落、ノズル（２）、羽根（
３）の対をなす第２段落へとつぎつぎにおよそ５０ｍ／
ｓ以上の流速をもって噴流せしめられており、この噴流
蒸気のエネルギを動力に代えて発電機出力を取り出すよ
うになっている。
発電機出力は、一般産業あるいは家庭等の需要に応じて
適宜増減コントロールされているけれども、その増減コ
ントロールの一つとしてタービン入口の蒸気コントロー
ルがある。すなわち、第８図は蒸気量の増減を行う蒸気
入口部を示す概略であって、全体を符号（１ｂ）で示す
蒸気弁室ば、通常、第１室（５）、第２室（６）、第３
室（７）、第４室（８）に分区されているとともに、こ
れら弁室には、それぞれ個個に蒸気加減弁が対応して設
けられており、ここでコントロールされた蒸気はタービ
ンロータ（４）Ｋ植設された羽根等にエネルギを与え、
上述発電機出力を取り出している。
適宜増減コントロールされているけれども、その増減コ
ントロールの一つとしてタービン入口の蒸気コントロー
ルがある。すなわち、第８図は蒸気量の増減を行う蒸気
入口部を示す概略であって、全体を符号（１ｂ）で示す
蒸気弁室ば、通常、第１室（５）、第２室（６）、第３
室（７）、第４室（８）に分区されているとともに、こ
れら弁室には、それぞれ個個に蒸気加減弁が対応して設
けられており、ここでコントロールされた蒸気はタービ
ンロータ（４）Ｋ植設された羽根等にエネルギを与え、
上述発電機出力を取り出している。
ところで、蒸気弁室（１ｂ）を通過する蒸気量をコント
ロールするに当り、そのコントロールは、例えば弁全開
から絞る場合、第１室（５）、第２室（６）、第３室（
力、第４室（８）のそれぞれの弁を等分に開口絞りを与
えるいわゆる全周噴射（別名絞り調速と称す）と、弁の
うち一つまたは二つに開口絞りを与え、残りの弁を全閉
にするいわゆる部分噴射（別名ノズル調速と称す）とが
ある。これら調速運転は、負荷需要に応じて適宜使い分
けられているけれども、いずれにしても第１室（５）に
位置するタービン羽根にはかなり高囚蒸気の励起力を受
けている。今、第１室（５）、第２室（６）、第３室（
力、第４室（８）に位置する羽根群のうち１枚当りの羽
根の励起力を第１１図に表示すると、第１室（５）のみ
が開口しているときは、点１３をもってあられされ、第
２室（６）が開口すると点１４に下り、全室が開口する
と点１６になるように、徐々に低下しており、第１室（
５）のみの開口時、羽根１枚当りの励起力がいかに高い
かが理解されるであろう。なお、第１１図のグラフは、
次式の計算に基づく。
ロールするに当り、そのコントロールは、例えば弁全開
から絞る場合、第１室（５）、第２室（６）、第３室（
力、第４室（８）のそれぞれの弁を等分に開口絞りを与
えるいわゆる全周噴射（別名絞り調速と称す）と、弁の
うち一つまたは二つに開口絞りを与え、残りの弁を全閉
にするいわゆる部分噴射（別名ノズル調速と称す）とが
ある。これら調速運転は、負荷需要に応じて適宜使い分
けられているけれども、いずれにしても第１室（５）に
位置するタービン羽根にはかなり高囚蒸気の励起力を受
けている。今、第１室（５）、第２室（６）、第３室（
力、第４室（８）に位置する羽根群のうち１枚当りの羽
根の励起力を第１１図に表示すると、第１室（５）のみ
が開口しているときは、点１３をもってあられされ、第
２室（６）が開口すると点１４に下り、全室が開口する
と点１６になるように、徐々に低下しており、第１室（
５）のみの開口時、羽根１枚当りの励起力がいかに高い
かが理解されるであろう。なお、第１１図のグラフは、
次式の計算に基づく。
ここで、Ｐｕは羽根１枚当りの蒸気の励起力、Ｋは出力
換算係数、ＫＷは段落出力、Ｄは羽根のピッチ径、ｎは
羽根枚数、θはノズル開口角度（各室の開口度合に相当
する）、Ｎはタービンロータの回転数である。
換算係数、ＫＷは段落出力、Ｄは羽根のピッチ径、ｎは
羽根枚数、θはノズル開口角度（各室の開口度合に相当
する）、Ｎはタービンロータの回転数である。
上記因子のうち、Ｋ、Ｄ、ｎ、Ｎ はある負荷を考えた
ときには一定であり、励起力Ｐｕが直接影響を受けるの
は、段落出力ＫＷと、ノズル開口角度である。
ときには一定であり、励起力Ｐｕが直接影響を受けるの
は、段落出力ＫＷと、ノズル開口角度である。
このように、励起力Ｐｕがノズル開口角度に影響を受け
ている割合には、段落出力ＫＷはそれほど変化していな
い。つまり、各室のノズル開口角度が順次９０°づつ位
相差があるにもかかわらず、段落出力ＫＷがそれほど変
化しないのは、第１室（５）を通過する蒸気量が過大に
なっていても環状全体のノズルないし羽根が均等に仕事
をしていないことに起因すると考えられる。
ている割合には、段落出力ＫＷはそれほど変化していな
い。つまり、各室のノズル開口角度が順次９０°づつ位
相差があるにもかかわらず、段落出力ＫＷがそれほど変
化しないのは、第１室（５）を通過する蒸気量が過大に
なっていても環状全体のノズルないし羽根が均等に仕事
をしていないことに起因すると考えられる。
一方、第１室（５）のみが開口しているときの羽根の振
動は、第１２図に示されるように、最小の振幅をＹ８Ｔ
とし、最大の振幅Ｙｎｙ （片振はＹｎｙ／２ ）とす
ると、比率Ｑば Ｑ ” ＹＤＹ／Ｙ８Ｔ の領域をもって変動しており、また各室が順次開口して
行くと、羽根の受ける温度上昇は、第１３図に示される
ように１点１３９点１４．・・・点１６へと急激に上昇
している。
動は、第１２図に示されるように、最小の振幅をＹ８Ｔ
とし、最大の振幅Ｙｎｙ （片振はＹｎｙ／２ ）とす
ると、比率Ｑば Ｑ ” ＹＤＹ／Ｙ８Ｔ の領域をもって変動しており、また各室が順次開口して
行くと、羽根の受ける温度上昇は、第１３図に示される
ように１点１３９点１４．・・・点１６へと急激に上昇
している。
上記説明は、羽根】枚当りに作用する諸因子の影響力で
あるけれども、今度は羽根数枚を一つのシュラウドで結
合した群羽根として考えたときに、タービンロータ（４
）の嵌合雄部（４ａ）とタービン羽根（３）の嵌合雌部
（９）との結合部に作用する力状態は、第１４図に示さ
れるように、励起力Ｐに対し、剪断力Ｆは両側が一番高
く、中央はほぼ０に近くなっており、また曲げモーメン
トＭは中央位置で最大となっているのが経験的に認めら
れている。
あるけれども、今度は羽根数枚を一つのシュラウドで結
合した群羽根として考えたときに、タービンロータ（４
）の嵌合雄部（４ａ）とタービン羽根（３）の嵌合雌部
（９）との結合部に作用する力状態は、第１４図に示さ
れるように、励起力Ｐに対し、剪断力Ｆは両側が一番高
く、中央はほぼ０に近くなっており、また曲げモーメン
トＭは中央位置で最大となっているのが経験的に認めら
れている。
とのように羽根１枚当はもとより、羽根を群として考え
たときでも過酷な状態にさらされており、特に蒸気の励
起力や蒸気の保有熱が嵌合雄部や嵌合雌部に作用すると
、嵌合部相互が上述剪断力やモーメントによってスベリ
現象を誘起し、いわゆるフレツテング現象を招来し、こ
れが繰り返されて損傷事故に至らしめることになる。
たときでも過酷な状態にさらされており、特に蒸気の励
起力や蒸気の保有熱が嵌合雄部や嵌合雌部に作用すると
、嵌合部相互が上述剪断力やモーメントによってスベリ
現象を誘起し、いわゆるフレツテング現象を招来し、こ
れが繰り返されて損傷事故に至らしめることになる。
本発明は、上記事情に照し、材料の疲労損傷を極力抑制
し、もってタービンの運転が安全に続行できるようにす
るタービン羽根結合装置を提供するととＫある。
し、もってタービンの運転が安全に続行できるようにす
るタービン羽根結合装置を提供するととＫある。
上記目的達成のために、本発明は嵌合雌部または嵌合雄
部の少なくとも一方に軟質材を被覆することを特徴とし
、この軟質材によって嵌合部相互のスベリ等を抑制する
ものである。
部の少なくとも一方に軟質材を被覆することを特徴とし
、この軟質材によって嵌合部相互のスベリ等を抑制する
ものである。
以下本発明の一実施例を添付図を参照して説明する。
第１図において、符号（４）はタービンロータの一部を
示し、このタービンロータ（４）は嵌合雄部（４ａ）を
有する。この嵌合雄部（４ａ）は上から順に切欠き台部
（４ｂ） 、 （４ｂ） 、・が連続的かつ横断的に拡
がって設けられている。
示し、このタービンロータ（４）は嵌合雄部（４ａ）を
有する。この嵌合雄部（４ａ）は上から順に切欠き台部
（４ｂ） 、 （４ｂ） 、・が連続的かつ横断的に拡
がって設けられている。
上記切欠き台部（４ｂ）、（４ｂ）、・の裏面には軟質
材（１０６ａ）、（１０６ａ）・・が被覆されている。
材（１０６ａ）、（１０６ａ）・・が被覆されている。
この軟質材は銅が好ましい。というのは、嵌合結合部は
、上記したように、スベリが発生しており、このスベリ
を容易に抑制することができるからである。上記軟質材
（１ｏｓａ）、（１ｏｓａ）・・は、第２図に示すよう
に、タービンロータ（４）を正面から見たときに、羽根
を一つの群として結合したときの両側端部に位置する一
点鎖線の部位（１０４）、（１０４）に被覆することが
好ましい。なぜなら、両側端部には、上述したように最
大の剪断力が働いているからである。
、上記したように、スベリが発生しており、このスベリ
を容易に抑制することができるからである。上記軟質材
（１ｏｓａ）、（１ｏｓａ）・・は、第２図に示すよう
に、タービンロータ（４）を正面から見たときに、羽根
を一つの群として結合したときの両側端部に位置する一
点鎖線の部位（１０４）、（１０４）に被覆することが
好ましい。なぜなら、両側端部には、上述したように最
大の剪断力が働いているからである。
第３図は、第１実施例とは異なり、切欠き台部（４ｂ）
、 （４ｂ）・・・の表面全域に軟質材（１０６ａ）
を被覆したものであり、このようにしても第１実施例と
同等の効果を奏する。
、 （４ｂ）・・・の表面全域に軟質材（１０６ａ）
を被覆したものであり、このようにしても第１実施例と
同等の効果を奏する。
また、第４図は第１実施例の適用位置を示したものであ
って、タービンロータ（４）と一体結合のディスク（４
Ｃ）に設けた嵌合雄部（４ａ）のうち、群羽根（３）と
群羽根（３）との密接部に一点鎖線の如く軟質材（１０
６ａ）を被覆したものである。この実施例は、群羽根＋
３） 、 ｔ３）・・が一体として変位するときに有効
である。
って、タービンロータ（４）と一体結合のディスク（４
Ｃ）に設けた嵌合雄部（４ａ）のうち、群羽根（３）と
群羽根（３）との密接部に一点鎖線の如く軟質材（１０
６ａ）を被覆したものである。この実施例は、群羽根＋
３） 、 ｔ３）・・が一体として変位するときに有効
である。
一方、第５図は、羽根基台（３ｂ）の嵌合雌部（９）に
軟質材（１０６ｂ） 、 （１０６ｂ） を被覆した
実施例を示す。この実施例の適用位置は、第６図に示さ
れるように、上述と同じ理由によって、両側端の一点鎖
線で囲った部位（１０５）、（１０５）が好ましい。
軟質材（１０６ｂ） 、 （１０６ｂ） を被覆した
実施例を示す。この実施例の適用位置は、第６図に示さ
れるように、上述と同じ理由によって、両側端の一点鎖
線で囲った部位（１０５）、（１０５）が好ましい。
ところで、軟質材の被覆手段を述べれば、電気メッキが
好ましく、被覆不要部分はマスキングがかけられる。
好ましく、被覆不要部分はマスキングがかけられる。
以上説明したように、本発明は、タービンロータの嵌合
雄部またはタービン羽根の嵌合雌部の少なくとも一方、
または両方に軟質材を被覆したから、本発明によれば、
嵌合結合部相互の変位に対しても十分に吸収能力を有し
、したがって、フレッティング疲労損傷から誘因する損
傷は十分に防止でき、この種タービン運転にとって安全
な運転が続行し得る。
雄部またはタービン羽根の嵌合雌部の少なくとも一方、
または両方に軟質材を被覆したから、本発明によれば、
嵌合結合部相互の変位に対しても十分に吸収能力を有し
、したがって、フレッティング疲労損傷から誘因する損
傷は十分に防止でき、この種タービン運転にとって安全
な運転が続行し得る。
第１図は本発明の一実施例を示すタービンロータの概略
断面図、第２図は第１図の正面図、第３図は本発明の他
の実施例を示す図、第４図はタービンロータに軟質材を
被覆する適用位置を示す図、第５図はタービン羽根に軟
質材を被覆する実施例を示す図、第６図は第５図のＶｌ
−Ｖｌ矢祝断面図、第７図は蒸気タービンの初段落の実
施例を示す図１、第８図は第７図の■−■矢視断面図、
第９図はタービンロータにタービン羽根を群として配置
した実施例を示す図、第１０図はタービンロータとター
ビン羽根との結合を示す斜視図、第１１図はタービン羽
根１枚に作用する励起力と負荷との関係を示すグラフ、
第１２図はタービン羽根１枚に作用する振動感幅を示す
図、第１３図はタービン羽根の受ける温度と負荷との関
係を示すグラフ、第１４図は嵌合結合部に働く剪断力、
曲げモーメントの分布を示す模式図である。 ３・・タービン羽根 ３ｂ 羽根基台４・・ター
ビンロータ ４ａ 嵌合雄部４ｂ・・切欠き台部
９ ・嵌合雌部１０６ａ・・・軟質材 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 第５図 第６図 第８図 ／−ｅ／− 第９図 第１３図 負荷（γ少 第１４図
断面図、第２図は第１図の正面図、第３図は本発明の他
の実施例を示す図、第４図はタービンロータに軟質材を
被覆する適用位置を示す図、第５図はタービン羽根に軟
質材を被覆する実施例を示す図、第６図は第５図のＶｌ
−Ｖｌ矢祝断面図、第７図は蒸気タービンの初段落の実
施例を示す図１、第８図は第７図の■−■矢視断面図、
第９図はタービンロータにタービン羽根を群として配置
した実施例を示す図、第１０図はタービンロータとター
ビン羽根との結合を示す斜視図、第１１図はタービン羽
根１枚に作用する励起力と負荷との関係を示すグラフ、
第１２図はタービン羽根１枚に作用する振動感幅を示す
図、第１３図はタービン羽根の受ける温度と負荷との関
係を示すグラフ、第１４図は嵌合結合部に働く剪断力、
曲げモーメントの分布を示す模式図である。 ３・・タービン羽根 ３ｂ 羽根基台４・・ター
ビンロータ ４ａ 嵌合雄部４ｂ・・切欠き台部
９ ・嵌合雌部１０６ａ・・・軟質材 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 第５図 第６図 第８図 ／−ｅ／− 第９図 第１３図 負荷（γ少 第１４図
Claims (3)
- （１）タービンロータに刻設され、切欠き台部が連続的
に拡大する嵌合雄部に、これと相対する形状の嵌合雌部
を有するタービン羽根を結合するものにおいて、上記嵌
合雄部または嵌合雌部の少なくとも一方に軟質材を被覆
することを特徴とするタービン羽根結合装置。 - （２）タービンロータに刻設され、切欠き台部が連続的
に拡大する嵌合雄部に、これと相対する形状の嵌合雌部
を有するタービン羽根を結合し、かつタービン羽根の先
端部がシユラウドによつて群羽根として綴られたものに
おいて、群羽根相互の接合部であつて上記嵌合雄部また
は嵌合雌部の少なくとも一方に軟質材を被覆することを
特徴とするタービン羽根結合装置。 - （３）軟質材は銅であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載のタービン羽根結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25560584A JPS61135903A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | タ−ビン羽根結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25560584A JPS61135903A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | タ−ビン羽根結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61135903A true JPS61135903A (ja) | 1986-06-23 |
Family
ID=17281050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25560584A Pending JPS61135903A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | タ−ビン羽根結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61135903A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010090450A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Toshiba Corp | 金属部品およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-12-05 JP JP25560584A patent/JPS61135903A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010090450A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Toshiba Corp | 金属部品およびその製造方法 |
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