JP2017125478A - 動翼のタービンロータへの組付構造及び組付方法並びにタービンロータ - Google Patents

Abstract

【課題】タービンロータが回転して動翼に遠心力が掛って翼根が翼溝に対して径方向の外周側へ相対動し翼根と翼溝との隙間部分が拡大することに着目して、翼根と翼溝との隙間部分での腐食の発生等を抑制することができるようにする。【解決手段】タービンロータ１の翼溝１１に動翼２の翼根２１を組み付ける組付構造であって、翼根２１が、防食性接着剤によって、翼溝１１に対してタービンロータ１の径方向外方の最外周位置に圧着状態に固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気タービン、特に、地熱発電用の蒸気タービンに用いて好適の動翼のタービンロータへの組付構造及び組付方法並びにタービンロータに関するものである。

蒸気タービンには、各段のタービンロータの周縁に沿って動翼の翼列が装着されている。この動翼のタービンロータへの主な取付構造には、サイドエントリー方式（アキシャルエントリー方式）とＴルート方式とがある。
Ｔルート方式では、タービンロータの外周に円周方向にＴルートと呼ばれる翼溝を連続して設け、翼根を翼溝に挿入し、タービンロータの円周方向に順次植え込むようにして、抜け止め固定処理等を行なう。

サイドエントリー方式では、タービンロータの外周に軸方向にツリー型翼溝などと呼ばれる翼溝を動翼の数に応じて設けて、各翼溝にそれぞれ翼根を挿入して嵌合させて固定する。
特に、最終段低圧部の動翼には高い強度が要求されるため、サイドエントリー式の固定構造が採用される場合が多い。

各特許文献１〜３には、サイドエントリー式の動翼の固定構造において、ツリー型の翼溝と翼根との隙間と、隣り合う翼の脚部の隙間に防食剤を充填した蒸気タービンの防食技術が開示されている。特許文献２には、更に防食剤充填部の表面に遮蔽性の樹脂を塗布することが開示され、特許文献３には、更に防食剤充填部の表面に遮蔽性の樹脂を塗布し、更に樹脂の上に金属コーティングを行なうことが開示されている。

特開昭５８−１８３８０１号公報 特開２０１０−１８０８１９号公報 特開２０１１−１４９３２３号公報

ところで、地熱井戸から噴出する地熱蒸気を利用し発電する地熱発電プラントの蒸気タービン（地熱タービン）において、地熱蒸気には金属を腐食させる原因となる酸性成分（Ｈ_２Ｓなど）が含まれている。このため、地熱タービンの場合、翼表面に防食剤を塗布しているが、翼根とタービンロータの翼溝との隙間に地熱蒸気が侵入し、翼溝や翼根を腐食させるという課題が発生する。

特許文献１〜３には、翼根とタービンロータの翼溝との隙間に防食剤を充填することが記載されているが、この従来技術では、翼溝や翼根を十分に防食することが困難である。つまり、タービンロータが回転して翼に遠心力が掛り径方向の外周側へ位置が変化した際に、翼根とタービンロータの翼溝との隙間が広がってしまうため、この隙間から地熱蒸気が侵入してしまう。上記従来技術では、このような隙間への地熱蒸気の侵入を防止することはできず、結果、腐食が発生するおそれがある。
サイドエントリー方式の場合、翼溝の端部が露出しているため、このような課題の発生がより危惧される。

また、タービンロータが回転して翼に遠心力が掛り径方向の外周側へ位置が変化すると、タービンロータの植込み溝の特定のコーナー部に、応力が集中してクラックが生じるおそれがある。例えばサイドエントリー方式の場合、ツリー型翼溝の角部（ツリー型翼溝で周方向に張り出した張出部の溝開口部側の角部、後述の図１の符号１６参照）において、動翼に働く遠心力が作用して圧縮応力による応力集中が発生する。また、Ｔルート方式の場合、Ｔ型翼溝の角部（Ｔ型翼溝で周方向に張り出した張出部の溝開口部側の角部、後述の図３の符号３７Ａ）や、Ｔ型翼溝の耳部（Ｔ型翼溝の開口部に、タービンロータの外周面から径方向外方に突出した突出部の外側面と、タービンロータの外周面とがなすコーナー部、後述の図３の符号３７Ｂ）において、動翼に働く遠心力が作用して圧縮応力による応力集中が発生する。このようなタービンロータの翼溝部分では、応力集中によるクラック発生のおそれがあり、クラックが発生すると地熱蒸気による腐食を誘発するため、このような応力集中の発生を抑制することが好ましい。
なお、これらの課題は、金属を腐食させ易い環境下では、地熱タービンに限らず、他の蒸気タービン、或いは、ガスタービンにおいても発生する場合がある。

本発明は、このような課題を比較的簡易な対処のもとで解決すべく創案されたもので、タービンロータが回転して動翼に遠心力が掛って、翼根が翼溝に対して径方向の外周側へ相対動し翼根と翼溝との隙間部分が拡大することに着目して、翼根と翼溝との隙間部分での腐食の発生等を抑制することができるようにした、動翼のタービンロータへの組付構造及び動翼のタービンロータへの組付方法並びにタービンロータを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の動翼のタービンロータへの組付構造は、タービンロータの翼溝に動翼の翼根を組み付ける組付構造であって、前記翼根が、防食性接着剤によって、前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着状態に固定されていることを特徴としている。

（２）前記タービンロータの前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられていることが好ましい。

（３）前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であることが好ましい。
（４）前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるＴ型翼溝であることが好ましい。

（５）本発明の動翼のタービンロータへの組付方法は、タービンロータの翼溝に動翼の翼根を組み付ける組付方法であって、前記動翼の前記翼根を前記タービンロータの前記翼溝内に挿入する挿入工程と、前記挿入工程と同時に又は前後して、前記翼根と前記翼溝との間に防食性接着剤を充填させる充填工程と、前記挿入工程及び前記充填工程の後、前記翼根を前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着させた状態で前記防食性接着剤を固定させる固化工程と、を有することを特徴としている。

（６）前記固化工程では、前記翼根を前記翼溝に嵌合させた状態で、前記動翼と前記タービンロータとの間に楔を打ち込んで前記動翼を前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着させることが好ましい。

（７）前記タービンロータの前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられていることが好ましい。

（８）前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数対応した数だけ設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であることが好ましい。
（９）前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるＴ型翼溝であることが好ましい。

（１０）本発明のタービンロータは、動翼の翼根を組み付けられる翼溝を有するタービンロータであって、前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられていることを特徴としている。

（１１）前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向いて前記動翼の数に対応した数だけ設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であって、前記特定のコーナー部は、前記ツリー型翼溝で周方向に張り出した張出部の奥に形成された角部であることが好ましい。
（１２）前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるＴ型翼溝であって、前記特定のコーナー部は、前記Ｔ型翼溝で周方向に張り出した張出部の溝開口部側の角部（耳部）であることが好ましい。
（１３）前記Ｔ型翼溝の開口部には、前記タービンロータの外周面から径方向外方に突出した突出部が形成され、前記突出部の外側面と前記タービンロータの外周面とがなすコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が形成されていることが好ましい。

本発明によれば、動翼の翼根が、防食性接着剤によって、翼溝に対してタービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着状態で固定されているので、タービンロータが回転して動翼に遠心力が掛っても、翼根と翼溝との間には翼根が翼溝に対して径方向の外周側へ移動する相対動はほとんど発生しない。そのため、翼根と翼溝との間に新たな隙間が発生することが抑制される。したがって、地熱発電用の蒸気タービンに用いた場合にも、地熱蒸気が隙間に侵入することを抑制して、翼根と翼溝に腐食が発生することを抑制することができる。

また、タービンロータの翼溝において、タービンロータの回転で発生する動翼の遠心力により応力が集中し易い特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝を設けることで、特に、特定のコーナー部に大きな圧縮力や引張力による作用力が生じる場合にも、作用力がポケット溝の曲面に分散されて応力集中が抑制されてクラックの発生が防止される。したがって、地熱発電用の蒸気タービンに用いた場合にも、地熱蒸気が進入するクラックが発生することがなく、クラックに腐食が発生することを防止することができる。

第１実施形態に係るタービンロータ及び動翼のタービンロータへの組付構造を説明するための蒸気タービンの翼列部分を示す断面図である。 第１実施形態に係る動翼のタービンロータへの組付方法を説明するための蒸気タービンの翼列部分を示す断面図であって、（ａ）,（ｂ）の順に工程を示す。 第２実施形態に係るタービンロータ及び動翼のタービンロータへの組付構造を説明するための蒸気タービンの翼列部分を示す断面図である。 第２実施形態に係る動翼のタービンロータへの組付方法を説明するための蒸気タービンの翼列部分を示す断面図であって、（ａ）,（ｂ）の順に工程を示す。

以下、図面より、本発明に係るタービンロータ及び動翼のタービンロータへの組付構造並びに組付方法について２つの実施形態を説明する。第１実施形態に係るタービンロータは動翼をサイドエントリーするツリー型翼溝を有するもので、第２実施形態に係るタービンロータは動翼をＴルートでエントリーするＴ型翼溝を有するものである。
何れの実施形態も、地熱発電用の蒸気タービンに適用されるが、本発明は、他の種々の蒸気タービンや、ガスタービンへの適用も考えられる。

〔第１実施形態〕
蒸気タービンには、複数段のタービンロータの周縁に沿って動翼の翼列が装着されている。本実施形態では、図１に示すように、動翼２をサイドエントリー方式（アキシャルエントリー方式）でタービンロータ１へ組み付けている。

タービンロータ１には、その外周に軸方向に向けて、いわゆる逆クリスマスツリー形の翼溝（ツリー型翼溝）１１が動翼２の数に応じて設けられている。ツリー型翼溝１１は、タービンロータ１の軸方向に延びており、ツリー型翼溝１１の内面１２は、底壁部１３と両側壁部１４Ｌ，１４Ｒとを備えている。両側壁部１４Ｌ，１４Ｒには、底壁部１３から溝開口部１５に向けて、拡径部１４ａ，縮径部１４ｂが交互に設けられている。両側壁部１４Ｌ，１４Ｒの幅は、拡径部１４ａ，縮径部１４ｂにおいて拡縮しながら底部１３から開口部１５に向けて次第に拡大している。また、両側壁１４Ｌ，１４Ｒは滑らかな曲面で構成される。

動翼２には、ツリー型翼溝１１の形状に対応する、いわゆる逆クリスマスツリー形の翼根（ツリー型翼根）２１と、この翼根２１からタービンロータ１の径方向の外周側に延びる翼部２Ａとが設けられる。翼根２１は、ツリー型翼溝１１の両側壁部１４Ｌ，１４Ｒと対応するようにタービンロータ１の軸方向に延びており、その外面２３は、側壁部２４Ｌ，２４Ｒと頂部２５とを備え、側壁２４Ｌ，２４Ｒには、頂部２５から基部２６に向けて、拡径部２４ａ，縮径部２４ｂが交互に設けられている。両側壁部２４Ｌ，２４Ｒの幅は、拡径部２４ａ，縮径部２４ｂにおいて拡縮しながら頂部２５から基部２６に向けて次第に拡大している。

もちろん、翼根２１はツリー型翼溝１１に円滑に挿入できるように、ツリー型翼溝１１の内面１２と翼根２１の外面２３との間には挿入状態で微小な隙間（クリアランス）が形成されるように、内面１２と外面２３との大きさ及び形状が設定されている。また、翼根２１はツリー型翼溝１１に部分的に圧入して挿入できるように、ツリー型翼溝１１の内面１２と翼根２１の外面２３との間には、挿入状態で微小な隙間（クリアランス）が形成される部分と接触する部分とが適切に存在するように、内面１２と外面２３との大きさ及び形状が設定されていてもよい。

そして、本実施形態のタービンロータ１には、ツリー型翼溝１１においてタービンロータ１の回転により応力が集中する特定のコーナー部に、このコーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝（Ｒ付きポケット溝）５が形成されている。
特定のコーナー部とは、ツリー型翼溝１１で周方向に張り出した拡径部（張出部）２４ａの奥に形成された角部１６である。この角部１６は、蒸気タービンの運転時に、タービンロータ１の回転により動翼２に遠心力が作用して、動翼２からこの遠心力に応じた力がタービンロータ１のツリー型翼溝１１に加わり、圧縮応力が集中する箇所である。

Ｒ付きポケット溝５は、このような応力の集中を抑制させる機能を有し、コーナー部において、局所的に肉部に入り込むように形成された比較的曲率の小さい曲面（入り込み曲面）を内壁面とする溝である。つまり、ポケット溝は、その横断面（ポケット溝の延在方向と直交する断面）の形状がポケット状（袋状）の溝であるが、Ｒ付きポケット溝５は、ポケット溝の内壁面が角部１６の曲率を低減させる曲面（例えば、横断面が円弧状の曲面）で形成されるポケット溝である。本実施形態の場合、Ｒ付きポケット溝５は、ロータ１の長手軸方向に沿って延びてロータ１を貫通して形成されており、Ｒ付きポケット溝５の横断面は、ロータ１の長手軸方向と直交する断面になっている。このように、角部１６の曲面がＲ付きポケット溝５によって曲率を低減されたことで、曲面で作用する力が分散され、応力の集中が抑制される。したがって、角部１６に大きな圧縮力や引張力による作用力が生じる場合にも、作用力がＲ付きポケット溝５の曲面に分散されて応力の集中が抑制されるので、クラックの発生が防止される。

さらに、本実施形態では、動翼２の翼根２１が、タービンロータ１のツリー型翼溝１１に対してタービンロータ１の径方向外方に最も遠くなるような最外周の位置まで移動させて押え込むように、最外周位置に圧着する状態に防食性接着剤によって固定されている。この翼根２１がツリー型翼溝１１に対して径方向外方の最外周位置に圧着する状態とは、タービンロータ１の回転により動翼２に遠心力が作用している状態を想定したもので、したがって、圧着の強さも想定される遠心力の大きさに対応させることが好ましい。

上記のように、ツリー型翼溝１１の内面１２と翼根２１の外面２３との間には挿入状態で微小な隙間が形成されており、特に何も考慮せずにツリー型翼溝１１の内面１２と翼根２１の外面２３との間に防食性接着剤を介在させて固着させた場合、タービンロータ１の回転により動翼２に遠心力が作用すると、ツリー型翼溝１１内で翼根２１がタービンロータ１の径方向外方へ微小量移動して変位する。しかし、後述する手法を用いて、予め、この変位した状態でツリー型翼溝１１内に翼根２１を固定させておけばこのような変位は生じないか或いは生じても僅かに抑えることができる。

なお、防食性接着剤には、例えば、不飽和ポリエステル樹脂系接着剤，ポリイミド樹脂系接着剤，ポリアミドイミド樹脂系接着剤，エポキシ樹脂系接着剤など、機械的強度があり、耐水性，耐熱性，耐酸性，耐候性等の各種の耐性があるものを適用する。

次に、このような動翼のタービンロータへの組付構造を構成するための組付方法を説明する。
この組付方法では、まず、動翼２の翼根２１をタービンロータ１のツリー型翼溝１１内に挿入する（挿入工程）。また、この挿入工程と同時に又は前後して、翼根２１とツリー型翼溝１１との間に防食性接着剤を充填させる（充填工程）。

これらの挿入工程及び充填工程の後に、翼根２１をツリー型翼溝１１に対してタービンロータ１の径方向外方に圧着した状態で防食性接着剤を固化させる（固化工程）。この際、図２（ａ）に示すように、ツリー型翼溝１１の底壁部１３と、翼根２１の頂部２５との間に、楔６を仮設で打ち込むことにより、図２（ｂ）に示すように、動翼２の翼根２１が、タービンロータ１のツリー型翼溝１１に対してタービンロータ１の径方向外方に最も遠くなるような最外周の位置まで移動させて押え込むように、最外周位置に圧着させる。この状態を保持して、防食性接着剤を固化させればよい（固化工程）。

この固化工程の後に、楔６を抜き取り、楔６を抜き取ったことで発生する翼根２１とツリー型溝１１との隙間に防食性接着剤を追加充填して隙間を塞ぐ（補修工程）。これらの一連の工程により、タービンロータ１へ動翼２を組み付ける。

本発明の第１実施形態に係るタービンロータ，動翼のタービンロータへの組付構造及び動翼のタービンロータへの組付方法は、このように、防食性接着剤によって動翼２の翼根２１がタービンロータ１のツリー型翼溝１１に対してタービンロータ１の径方向外方の最外周位置に圧着した状態で固定されているので、タービンロータ１が回転して動翼２に遠心力がかかった場合に生じやすい翼根２１とツリー型翼溝１１との間の相対動（翼根２１がツリー型翼溝１１に対して径方向の外周側へ移動する相対動）の発生が抑制されて、翼根２１とツリー型翼溝１１との間に新たな隙間が発生することが抑制される。したがって、地熱発電用の蒸気タービンの場合であっても、隙間に地熱蒸気が翼根２１とツリー型溝１１との隙間に侵入することを抑制して、翼根２１及びツリー型翼溝１１に腐食が発生することを抑制することができる。

しかも、翼根２１をタービンロータ１のツリー型翼溝１１に対してタービンロータ１の径方向外方の最外周位置に圧着した状態に固定する手法として、簡便な楔６を用いて行なうので、本実施形態にかかる動翼のタービンロータへの組付構造を容易にかつ確実に達成することができる。

また、本タービンロータによれば、タービンロータ１の回転で発生する動翼２の遠心力によりツリー型翼溝１１において応力が集中しやすい角部１６にＲ付きポケット溝５が設けられているので、この部分への応力集中が抑制されてクラックの発生が防止される。したがって、地熱発電用の蒸気タービンに用いた場合にも、地熱蒸気が侵入するクラックが発生しないため、クラックに腐食が発生することを防止することができる。

〔第２実施形態〕
本実施形態では、図３に示すように、動翼４をＴルート方式でタービンロータ３へ組み付けている。

タービンロータ３には、その外周に軸方向に向けて、いわゆるＴルートと呼ばれる翼溝（Ｔ型翼溝）３１が設けられている。Ｔ型翼溝３１は、底壁部３２と拡幅した両側壁部３３と縮幅した両側壁部３４とを備えている。側壁部３３と側壁部３４との間には底壁部３２と略平行に対向する段部３５が設けられ、開口部には、タービンロータ３の外周面３Ｆから径方向外方に突出して、底壁部３２と略平行にタービンロータ３の径方向外方を向いた開口段部（突出部）３６が設けられている。Ｔ型翼溝３１の角部は滑らかな曲面で構成される。

動翼４には、Ｔ型翼溝３１の形状に対応するＴ型断面形状の翼根４１と、この翼根４１からタービンロータ３の径方向の外周側に延びる翼部４Ａとが設けられる。翼根４１は、頂面部４２と拡幅した両側壁部４３と縮幅した両側壁部４４とを備えている。側壁部４３と側壁部４４との間には頂面部４２と略平行にタービンロータ３の径方向外方を向いた段部４５が設けられ、基部には、段部４５と略平行に対向する基部側段部４６が設けられている。動翼４の外面に形成される角部は滑らかな曲面で構成される。また、頂面部４２は底壁部３２と、段部４５は段部３５と、基部側段部４６は開口段部３６とそれぞれ対向する。

翼根４１をＴ型翼溝３１に挿入し、タービンロータ３の円周方向に摺動させて順次植え込むようにして、翼根４１を組み付けていくが、翼根４１がＴ型翼溝３１に円滑に挿入及び摺動できるようにするために、Ｔ型翼溝３１の内面と翼根４１の外面との間には挿入状態で微小な隙間（クリアランス）が形成されるよう、Ｔ型翼溝３１の内面と翼根４１の外面との大きさ及び形状が設定されている。

そして、本実施形態のタービンロータ３にも、Ｔ型翼溝３１においてタービンロータ３の回転により応力が集中する特定のコーナー部、即ち、Ｔ型翼溝３１で周方向に張り出した張出部の溝開口部側の角部３７Ａに、溝内壁面がこの角部３７Ａの曲率を低減させる曲面で形成されたＲ付きポケット溝５Ａが形成されている。
また、Ｔ型翼溝３１の開口段部（突出部）３６の外側面３６Ｆとタービンロータ３の外周面３Ｆとがなすコーナー部（耳部）３７Ｂにも、溝内壁面がこの耳部３７Ｂの曲率を低減させる曲面で形成されたＲ付きポケット溝５Ｂが形成されている。

すなわち、Ｔ型翼溝３１の角部３７Ａには、動翼４に働く遠心力が翼根４１の段部４５とＴ型翼溝３１の段部３５との圧接によって作用すると、引張応力による応力集中が発生する。
また、開口段部（突出部）３６の耳部３７Ｂにも、動翼４に働く遠心力が翼根４１の段部４５とＴ型翼溝３１の段部３５との圧接によって作用すると、圧縮応力による応力集中が発生する。

Ｒ付きポケット溝５Ａ，５Ｂは、第１実施形態のＲ付きポケット溝５と同様のものであって、上記の応力の集中を抑制させる機能を有する。つまり、本実施形態のＲ付きポケット溝５Ａ，５Ｂは、タービンロータ３の周方向に向けて全周にわたって延在し、その横断面〔Ｒ付きポケット溝５Ａ，５Ｂの延在方向（タービンロータ３の周方向）と直交する断面〕の形状がポケット状（袋状）であるポケット溝であって、溝の内壁面が角部３７Ａ，耳部３７Ｂの曲率を低減させる曲面（例えば、横断面が円弧状の曲面）で形成されている。したがって、角部３７Ａ，耳部３７Ｂに大きな圧縮力や引張力による作用力が生じる場合にも、作用力がＲ付きポケット溝５Ａ，５Ｂの曲面に分散されて応力の集中が抑制されるので、クラックの発生が防止される。

さらに、本実施形態では、動翼４の翼根４１が、防食性接着剤によってタービンロータ３のＴ型翼溝３１に対してタービンロータ３の径方向外方の最外周位置に圧着した状態で固定されている。この翼根４１がＴ型翼溝３１に対して径方向外方の最外周位置に圧着した状態とは、タービンロータ３の回転により動翼４に遠心力が作用している状態を想定したもので、したがって、圧着の強さも想定される遠心力の大きさに対応させることが好ましい。

上記のように、Ｔ型翼溝３１の内面と翼根４１の外面との間には挿入状態で微小な隙間が形成されており、特に何も考慮せずにＴ型翼溝３１の内面と翼根４１の外面との間に防食性接着剤を介在させて固着させた場合、タービンロータ３の回転により動翼４に遠心力が作用すると、Ｔ型翼溝３１内で翼根４１がタービンロータ３の径方向外方へ移動して微小量変位する。しかし、後述する手法で、予め、この変位した状態でＴ型翼溝３１内に翼根４１を固定させておけばこのような変位は生じないか或いは生じても僅かに抑えることができる。

なお、防食性接着剤には、例えば、不飽和ポリエステル樹脂接着剤，ポリイミド樹脂接着剤，ポリアミドイミド樹脂接着剤，エポキシ樹脂接着剤など、機械的強度があり、耐水性，耐熱性，耐酸性，耐候性等の各種の耐性があるものが適用できる。

次に、このような動翼のタービンロータへの組付構造を構成するための組付方法を説明する。
この組付方法でも、まず、動翼４の翼根４１をタービンロータ３のＴ型翼溝３１内に挿入する（挿入工程）。また、この挿入工程と同時に又は前後して、翼根３１と翼根４１との間に防食性接着剤を充填させる（充填工程）。

これらの挿入工程及び充填工程の後に、翼根４１をＴ型翼溝３１に対してタービンロータ３の径方向外方に圧着した状態で防食性接着剤を固化させる（固化工程）。この際、図４（ａ）に示すように、Ｔ型翼溝３１の開口段部３６と翼根４１の基部側段部４６との間に、楔６を仮設で打ち込むことにより、図４（ｂ）に示すように、動翼４の翼根４１が、タービンロータ３のＴ型翼溝３１に対してタービンロータ１の径方向外方に最も遠くなるような最外周の位置まで移動させて押え込むように、最外周位置に圧着させる。この状態を保持して、防食性接着剤を固化させればよい（固化工程）。

この固化工程の後に、楔６を抜き取り、楔６を抜き取ったことで発生する翼根４１とＴ型翼溝３１との隙間に防食性接着剤を追加で充填して隙間を塞ぐ（補修工程）。これらの一連の工程により、タービンロータ３へ動翼４を組み付ける。

本発明の第２実施形態に係るタービンロータ，動翼のタービンロータへの組付構造及び動翼のタービンロータへの組付方法は、このように、防食性接着剤によって動翼４の翼根４１がタービンロータ３のＴ型翼溝３１に対してタービンロータ３の径方向外方に最も遠くなるような最外周の位置まで移動させて押え込むように、最外周位置に圧着した状態で固定されているので、タービンロータ３が回転して動翼４に遠心力がかかった場合に生じやすい翼根４１とＴ型翼溝３１との間の相対動（翼根４１がＴ型翼溝３１に対して径方向の外周側へ移動する相対動）の発生が抑制されて、翼根４１とＴ型翼溝３１との間に新たな隙間が発生することが抑制される。したがって、地熱発電用の蒸気タービンの場合であっても、地熱蒸気が翼根４１とＴ型翼溝３１との隙間に侵入することを抑制して、翼根４１及びＴ型翼溝３１に腐食が発生してしまうことを抑制することができる。

しかも、翼根４１をタービンロータ３のＴ型翼溝３１に対してタービンロータ３の径方向外方の最外周位置に圧着した状態に固定する手法として、簡便な楔６を用いて行なうので、容易にかつ確実に動翼のタービンロータへの組付構造を達成することができる。

また、本タービンロータによれば、タービンロータ３の回転で発生する動翼４の遠心力によりＴ型翼溝３１において応力が集中しやすい角部３７Ａ及び耳部３７ＢにＲ付きポケット溝５Ａ，５Ｂが設けられているので、この部分への応力集中が抑制されてクラックの発生が防止される。したがって、地熱発電用の蒸気タービンに用いた場合にも、クラックが発生しないため、地熱蒸気がクラックに侵入して、腐食が発生することを防止することができる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、翼根が、防食性接着剤によって、翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方に圧着した状態にされ固定される構成と、タービンロータの翼溝や翼溝の開口段部（突出部）においてタービンロータの回転で発生する動翼の遠心力により応力が集中する特定のコーナー部に、Ｒ付きポケット溝が設けられという構成とを共に備えている。このため、タービンロータの翼溝や翼溝周辺の隙間に地熱蒸気が侵入することを抑制し、翼溝や翼溝周辺に応力集中によるクラック発生が生じることを抑制することができ、地熱発電等の運転環境が過酷であっても高い腐食発生防止効果が得られるが、運転環境によってはこれらの一部のみを採用してもよい。
なお、翼根と翼溝との間に、防食性接着剤と共にシール材を充填してもよい。

１ タービンロータ
１１ タービンロータ１の翼溝（ツリー型翼溝）
２，４ 動翼
２Ａ，４Ａ 動翼２の翼部
２１，４１ 動翼２の翼根
３ タービンロータ
３Ｆ タービンロータ３の外周面
３１ タービンロータ３の翼溝（Ｔ型翼溝）
５，５Ａ，５Ｂ ポケット溝（Ｒ付きポケット溝）
１６ ツリー型翼溝１１の角部（コーナー部）
３６ 開口段部（突出部）
３６Ｆ 開口段部（突出部）３６の外側面
３７Ａ Ｔ型翼溝３１の角部（コーナー部）
３７Ｂ Ｔ型翼溝３１の耳部（コーナー部）

Claims (13)

1. タービンロータの翼溝に動翼の翼根を組み付ける組付構造であって、
   前記翼根が、防食性接着剤によって、前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着状態に固定されている
   ことを特徴とする、動翼のタービンロータへの組付構造。
2. 前記タービンロータの前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の動翼のタービンロータへの組付構造。
3. 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の動翼のタービンロータへの組付構造。
4. 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるＴ型翼溝であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の動翼のタービンロータへの組付構造。
5. タービンロータの翼溝に動翼の翼根を組み付ける組付方法であって、
   前記動翼の前記翼根を前記タービンロータの前記翼溝内に挿入する挿入工程と、
   前記挿入工程と同時に又は前後して、前記翼根と前記翼溝との間に防食性接着剤を充填させる充填工程と、
   前記挿入工程及び前記充填工程の後、前記翼根を前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着させた状態で前記防食性接着剤を固化させる固化工程と、を有する
   ことを特徴とする動翼のタービンロータへの組付方法。
6. 前記固化工程では、前記翼根を前記翼溝に嵌合させた状態で、前記動翼と前記タービンロータとの間に楔を打ち込んで前記動翼を前記翼溝に対して前記タービンロータの径方向外方の最外周位置に圧着させることを特徴とする請求項５に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。
7. 前記タービンロータの前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられている
   ことを特徴とする、請求項５又は６に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。
8. 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であることを特徴とする、請求項５〜７の何れか一項に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。
9. 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるＴ型翼溝であることを特徴とする、請求項５〜７の何れか一項に記載の動翼のタービンロータへの組付方法。
10. 動翼の翼根を組み付けられる翼溝を有するタービンロータであって、
    前記翼溝において前記タービンロータの回転により応力が集中する特定のコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が設けられている
    ことを特徴とする、タービンロータ。
11. 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に軸方向に向けて複数設けられると共に、前記動翼の前記翼根が前記翼溝に個々に挿入されるツリー型翼溝であって、
    前記特定のコーナー部は、前記ツリー型翼溝で周方向に張り出した張出部の奥に形成された角部である
    ことを特徴とする、請求項１０に記載のタービンロータ。
12. 前記翼溝は、前記タービンロータの外周に円周方向に連続して設けられると共に、前記動翼の前記翼根が円周方向に順次挿入されるＴ型翼溝であって、
    前記特定のコーナー部は、前記Ｔ型翼溝で周方向に張り出した張出部の溝開口部側の角部である
    ことを特徴とする、請求項１０に記載のタービンロータ。
13. 前記Ｔ型翼溝の開口部には、前記タービンロータの外周面から径方向外方に突出した突出部が形成され、前記突出部の外側面と前記タービンロータの外周面とがなすコーナー部に、当該コーナー部の曲率を低減させる曲面で形成されたポケット溝が形成されている
    ことを特徴とする、請求項１２に記載のタービンロータ。

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