JPH03229902A - タービンロータの回転軸への結合構造 - Google Patents
タービンロータの回転軸への結合構造Info
- Publication number
- JPH03229902A JPH03229902A JP2438290A JP2438290A JPH03229902A JP H03229902 A JPH03229902 A JP H03229902A JP 2438290 A JP2438290 A JP 2438290A JP 2438290 A JP2438290 A JP 2438290A JP H03229902 A JPH03229902 A JP H03229902A
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- JP
- Japan
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- turbine rotor
- cylindrical boss
- cylindrical
- rotating shaft
- coupling
- 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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、タービンロータの円筒ボス内に回転軸が挿
入され、この回転軸とタービンロータとが結合部材を介
して結合されるタービンロータの回転軸への結合構造に
関する。
入され、この回転軸とタービンロータとが結合部材を介
して結合されるタービンロータの回転軸への結合構造に
関する。
（従来の技術）
第４図は、コンプレッサインペラ１とセラミツタ製ター
ビンロータ３とが、回転軸であるタイシャフト５に同軸
上に取り付けられた１軸再生式のガスタービンの断面図
である（ ｒ２４ｔｈ ＡＩＪＴＯＨＯＴＩＶＥ ＴＥ
ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ Ｃ０ＮＴ
ＲＡＣＴＯＲ８Ｃ００ＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＨＥＥＴＩ
ＮＧ＋ １９８６年１０月２７〜３０日参照）。タービ
ンロータ３は、燃焼器７にて燃焼した燃焼ガスが供給さ
れてコンプレッサインペラ１及びタイシャフト５と共に
回転する。タービンロータ１から排出される高温の排出
ガスは、燃焼ガス通路８を通って回転蓄熱式の熱交換器
９に達してこれを加熱し、一方コンブレッサインペラ３
から流出する圧縮空気は、空気通路１０を通り、加熱さ
れた熱交換器９を通過することで熱を受け、燃焼用空気
として使用されてガスタービンのサイクル効率が向上す
る。
ビンロータ３とが、回転軸であるタイシャフト５に同軸
上に取り付けられた１軸再生式のガスタービンの断面図
である（ ｒ２４ｔｈ ＡＩＪＴＯＨＯＴＩＶＥ ＴＥ
ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ Ｃ０ＮＴ
ＲＡＣＴＯＲ８Ｃ００ＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＨＥＥＴＩ
ＮＧ＋ １９８６年１０月２７〜３０日参照）。タービ
ンロータ３は、燃焼器７にて燃焼した燃焼ガスが供給さ
れてコンプレッサインペラ１及びタイシャフト５と共に
回転する。タービンロータ１から排出される高温の排出
ガスは、燃焼ガス通路８を通って回転蓄熱式の熱交換器
９に達してこれを加熱し、一方コンブレッサインペラ３
から流出する圧縮空気は、空気通路１０を通り、加熱さ
れた熱交換器９を通過することで熱を受け、燃焼用空気
として使用されてガスタービンのサイクル効率が向上す
る。
第５図は第４図の要部、すなわち上記ガスタービンにお
けるタービンロータ３とコンプレッサインペラ１側との
結合構造を示している。タービンロータ３は中空の円筒
ボス１１を有し、円筒ボス１１の外周はフォイルベアリ
ング１３のジャーナル部になっている。円筒ボス１１の
内側には、コレット１５と呼ばれる中空円筒状の金属製
部品が嵌合している。コレット１５には、第６図に示す
ように軸方向に向けて形成されるスリット１７が、周方
向等間隔に複数設けられている。このスリット１７はコ
レット１５を円筒ボス１１の内側に挿入する際に、コレ
ット１５先端の突起１９が軸心側にすぼまり、挿入完了
後元の形に戻って突起１９が円筒ボス１１の内側の段付
部２１に係合するようにするためのものである。
けるタービンロータ３とコンプレッサインペラ１側との
結合構造を示している。タービンロータ３は中空の円筒
ボス１１を有し、円筒ボス１１の外周はフォイルベアリ
ング１３のジャーナル部になっている。円筒ボス１１の
内側には、コレット１５と呼ばれる中空円筒状の金属製
部品が嵌合している。コレット１５には、第６図に示す
ように軸方向に向けて形成されるスリット１７が、周方
向等間隔に複数設けられている。このスリット１７はコ
レット１５を円筒ボス１１の内側に挿入する際に、コレ
ット１５先端の突起１９が軸心側にすぼまり、挿入完了
後元の形に戻って突起１９が円筒ボス１１の内側の段付
部２１に係合するようにするためのものである。
コレット１５の基端側外周面は、円筒ボス１１の内周面
に密着し、タービンロータ３とタイシャフト５との芯出
し部２２となっている。芯出し部２２の内周面にはねじ
穴２３が形成され、ねし穴２３に前記タイシャフト５が
ねし込まれている。
に密着し、タービンロータ３とタイシャフト５との芯出
し部２２となっている。芯出し部２２の内周面にはねじ
穴２３が形成され、ねし穴２３に前記タイシャフト５が
ねし込まれている。
タイシャフト５はコンプレッサインペラ１を貫通してお
り、このコンプレッサインペラ１の背面とタービンロー
タ３の円筒ボス１１先端とは、それぞれ周方向等間隔に
突起が形成されるカービ・ツクカップリング２７によっ
て噛合結合されている。
り、このコンプレッサインペラ１の背面とタービンロー
タ３の円筒ボス１１先端とは、それぞれ周方向等間隔に
突起が形成されるカービ・ツクカップリング２７によっ
て噛合結合されている。
コンプレッサインペラ１のタービンロータ３と反対側に
は、カラー２９．スラストベアリング３１、ボールベア
リング３２及びリテーナ３３が順にタイシャフト５上に
嵌合され、これらはロックナツト３５により締結固定さ
れる。
は、カラー２９．スラストベアリング３１、ボールベア
リング３２及びリテーナ３３が順にタイシャフト５上に
嵌合され、これらはロックナツト３５により締結固定さ
れる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このような従来のタービンロータの回転
軸への結合構造では、タイシャフト５に結合されるコレ
ット１５の突起１つや芯出し部２２を含む外周面が、燃
焼ガスによって非常に高温化しているタービンロータ３
の円筒ボス１１内面に接触するため、コレット１５自身
が非常に高温となって使用中にへなりが生し、タイシャ
フト５全体の締結力が低下する。この結果、回転時にタ
ービンロータ３の振れが大きくなって、タービンロータ
３がタービンシュラウドに接触して破損する恐れがある
。また、コレット１５の芯出し部２２は、円筒ボス１１
から熱を受けて膨脂し円筒ボス１１に対して強い干渉が
生じ、セラミックからなる円筒ボス１１が破壊する恐も
ある。
軸への結合構造では、タイシャフト５に結合されるコレ
ット１５の突起１つや芯出し部２２を含む外周面が、燃
焼ガスによって非常に高温化しているタービンロータ３
の円筒ボス１１内面に接触するため、コレット１５自身
が非常に高温となって使用中にへなりが生し、タイシャ
フト５全体の締結力が低下する。この結果、回転時にタ
ービンロータ３の振れが大きくなって、タービンロータ
３がタービンシュラウドに接触して破損する恐れがある
。また、コレット１５の芯出し部２２は、円筒ボス１１
から熱を受けて膨脂し円筒ボス１１に対して強い干渉が
生じ、セラミックからなる円筒ボス１１が破壊する恐も
ある。
そこでこの発明は、高温化するタービンロータ側から回
転軸との結合部材への熱伝達を抑制させることを目的と
している。
転軸との結合部材への熱伝達を抑制させることを目的と
している。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
前述した課題を解決するためにこの発明は、タービンロ
ータに円筒ボスを突出形成し、この円筒ボス端面とコン
プレッサインペラとを相互の対向部位に設けた噛合部に
て噛合結合し、コンプレッサインペラ側に設けた回転軸
を円筒ボス内に挿入してなるタービンロータの回転軸へ
の結合構造において、前記円筒ボスと回転軸との間に、
円筒ボス側に対して微小隙間をもって一部が嵌め合わさ
れる円筒状結合部材を回転軸に固定して介在させ、円筒
状結合部材に対しその径方向外周側に突出可能な係合部
材を複数設け、円筒状結合部材からその径方向外周側に
突出した状態の係合部材が係合可能な係合部を円筒ボス
内面に設けたものである。
ータに円筒ボスを突出形成し、この円筒ボス端面とコン
プレッサインペラとを相互の対向部位に設けた噛合部に
て噛合結合し、コンプレッサインペラ側に設けた回転軸
を円筒ボス内に挿入してなるタービンロータの回転軸へ
の結合構造において、前記円筒ボスと回転軸との間に、
円筒ボス側に対して微小隙間をもって一部が嵌め合わさ
れる円筒状結合部材を回転軸に固定して介在させ、円筒
状結合部材に対しその径方向外周側に突出可能な係合部
材を複数設け、円筒状結合部材からその径方向外周側に
突出した状態の係合部材が係合可能な係合部を円筒ボス
内面に設けたものである。
（作用）
タービンロータの円筒ボスと回転軸との間に介装される
円筒状結合部材は、高温となる円筒ボス側内面に一部が
接触して、タービンロータと回転軸との芯出しを行い、
一方係合部材は円筒ボス内面の係合部に係合されてター
ビンロータと回転軸とが結合される。高温となるタービ
ンロータの円筒ボス側に対する円筒状結合部材側の接触
部は、円筒状結合部材の外周面の一部と係合部材のみで
あるため、円筒状結合部材の高温化は防止される。
円筒状結合部材は、高温となる円筒ボス側内面に一部が
接触して、タービンロータと回転軸との芯出しを行い、
一方係合部材は円筒ボス内面の係合部に係合されてター
ビンロータと回転軸とが結合される。高温となるタービ
ンロータの円筒ボス側に対する円筒状結合部材側の接触
部は、円筒状結合部材の外周面の一部と係合部材のみで
あるため、円筒状結合部材の高温化は防止される。
（実施例）
以下、この発明の実施例を第１図ないし第３図に基づき
説明する。
説明する。
第１図は、ガスタービンにおけるセラミック製のタービ
ンロータ３７と、コンプレッサインペラ３つ及び回転軸
であるタイシャフト４１との結合構造を示している。そ
の他の構造は、第４図ないし第６図に示した従来のガス
タービンと同様である。
ンロータ３７と、コンプレッサインペラ３つ及び回転軸
であるタイシャフト４１との結合構造を示している。そ
の他の構造は、第４図ないし第６図に示した従来のガス
タービンと同様である。
タービンロータ３７には中空の円筒ボス４３が突出して
形成され、円筒ボス４３の先端及びこれに対向するコン
プレッサインペラ３つの背面には、それぞれ周方向等間
隔に突起が形成される噛合部としてのカービックカップ
リング部４５．４７が形成されている。さらに、このカ
ーピックカップリング部４５．４７間には、ジルコニア
などの低熱伝導率でかつ強度の高いセラミック材料で作
られ、両端にカービックカップリング部４５及び４７に
それぞれ噛合するカービックカップリング部が形成され
たアダプタ４つが介装されている。アダプタ４つを介装
することで、タービンロータ３７とコンプレッサインペ
ラ３９とが結合される。
形成され、円筒ボス４３の先端及びこれに対向するコン
プレッサインペラ３つの背面には、それぞれ周方向等間
隔に突起が形成される噛合部としてのカービックカップ
リング部４５．４７が形成されている。さらに、このカ
ーピックカップリング部４５．４７間には、ジルコニア
などの低熱伝導率でかつ強度の高いセラミック材料で作
られ、両端にカービックカップリング部４５及び４７に
それぞれ噛合するカービックカップリング部が形成され
たアダプタ４つが介装されている。アダプタ４つを介装
することで、タービンロータ３７とコンプレッサインペ
ラ３９とが結合される。
円筒ボス４３内に挿入されているタイシャフト４１のア
ダプタ４つ近傍の外周面には雄ねし部５１が形成され、
この雄ねし部５１に金属製の円筒状結合部材としてのカ
ラー５３が雌ねし部５５を介してフランジ５７に当接す
るまでねし込まれている。円筒ボス４３のフランジ５７
側端部は、他の部位より大径となってアダプタ４９の内
周面に僅かな隙間のはめあいで接触し、タービンロータ
側３７に対する芯出し部５９を形成している。
ダプタ４つ近傍の外周面には雄ねし部５１が形成され、
この雄ねし部５１に金属製の円筒状結合部材としてのカ
ラー５３が雌ねし部５５を介してフランジ５７に当接す
るまでねし込まれている。円筒ボス４３のフランジ５７
側端部は、他の部位より大径となってアダプタ４９の内
周面に僅かな隙間のはめあいで接触し、タービンロータ
側３７に対する芯出し部５９を形成している。
カラー５３の先端側には、周方向等間隔に４つの孔６１
が形成され、この孔６１にジルコニアなどのセラミック
材料からなる係合部材６３がカラー５３の外部に突出し
た状態で嵌め込まれている。
が形成され、この孔６１にジルコニアなどのセラミック
材料からなる係合部材６３がカラー５３の外部に突出し
た状態で嵌め込まれている。
係合部材６３の円筒ボス４３側に突出した部位の側面６
５は、円筒ボス４３内部が拡開されることで形成される
係合部としての段部６７に接触し係合している。係合部
材６３と芯出し部５つとの間は、カラー５３とタービン
ロータ３７との間に隙間６つが形成されている。
５は、円筒ボス４３内部が拡開されることで形成される
係合部としての段部６７に接触し係合している。係合部
材６３と芯出し部５つとの間は、カラー５３とタービン
ロータ３７との間に隙間６つが形成されている。
係合部材６３の内面側７１は、タイシャフト４１の先端
側外周面７３に接触している。係合部材６３には、その
内面側７１に沿ってタイシャフト４１の先端側に向かっ
て突出する突起７５が形成され、この突起７５はカラー
５３に形成された凹部７７に嵌め込まれて固定される。
側外周面７３に接触している。係合部材６３には、その
内面側７１に沿ってタイシャフト４１の先端側に向かっ
て突出する突起７５が形成され、この突起７５はカラー
５３に形成された凹部７７に嵌め込まれて固定される。
さらに、タイシャフト４１の先端部位にはテーパ部７つ
が形成されている。テーパ部７９は、タイシャフト４１
を円筒ボス４３内に挿入しであるカラー５３に対してね
し込む際に、カラー５３を円筒ボス４３内に挿入するた
めに当初はカラー６３の内部側に突出させである係合部
材６３を外方に押し出し、第１図の状態にさせる機能を
もっている。
が形成されている。テーパ部７９は、タイシャフト４１
を円筒ボス４３内に挿入しであるカラー５３に対してね
し込む際に、カラー５３を円筒ボス４３内に挿入するた
めに当初はカラー６３の内部側に突出させである係合部
材６３を外方に押し出し、第１図の状態にさせる機能を
もっている。
このようなタービンロータの回転軸への結合構造におい
ては、燃焼ガスによって高温化するタービンロータ３７
の円筒ボス４３から金属製のカラー５３への熱の流れは
、ともにセラミック製のアダプタ４９及び係合部材６３
を介して行われ、カラー５３に対しては直接流れないの
で、カラー５３への熱の流入量は低減し、カラー５３の
へたりは防止される。この結果、タービンロータ３７と
タイシャフト４１との結合などタイシャフト４１全体の
締結力は強固の維持され、回転時におけるタービンロー
タ３７の振れは防止されてタービンシュラウドに対する
接触、破損は回避される。
ては、燃焼ガスによって高温化するタービンロータ３７
の円筒ボス４３から金属製のカラー５３への熱の流れは
、ともにセラミック製のアダプタ４９及び係合部材６３
を介して行われ、カラー５３に対しては直接流れないの
で、カラー５３への熱の流入量は低減し、カラー５３の
へたりは防止される。この結果、タービンロータ３７と
タイシャフト４１との結合などタイシャフト４１全体の
締結力は強固の維持され、回転時におけるタービンロー
タ３７の振れは防止されてタービンシュラウドに対する
接触、破損は回避される。
また、カラー５３の芯出し部５９はアダプタ４つに対し
て僅かの隙間をもって嵌合しているが、アダプタ４つを
構成するジルコニアなどのセラミックの場合、熱膨張率
が比較的金属に近く、このため上述したタービンロータ
３７側から流入する熱量の低減効果と相俟って、この芯
出し部５９でのカラー５３と円筒ボス４３側との熱膨張
差が緩和され、この結果カラー５３の外面に接触するア
ダプタ４つの破壊は防止される。
て僅かの隙間をもって嵌合しているが、アダプタ４つを
構成するジルコニアなどのセラミックの場合、熱膨張率
が比較的金属に近く、このため上述したタービンロータ
３７側から流入する熱量の低減効果と相俟って、この芯
出し部５９でのカラー５３と円筒ボス４３側との熱膨張
差が緩和され、この結果カラー５３の外面に接触するア
ダプタ４つの破壊は防止される。
［発明の効果］
以上説明してきたようにこの発明によれば、タービンロ
ータと回転軸とを結合するための円筒状結合部材に対す
る高温となるタービンロータからの熱の流入は、円筒状
結合部材の外周面の一部と係合部材からのみ行われるな
め、円筒状結合部材の高温化を防止でき、円筒状結合部
材のへなり及びこれに付随するタービンロータの回転振
れが回避され、この結果タービンロータと回転軸との結
０ 合力が維持されるとともに、タービンロータのタービン
シュラウドへの接触は防止されて破損が回避される。ま
た、円筒状結合部材の高温化が防止されることから、円
筒状結合部材外周面の円筒ボスへの強い干渉は防止され
、円筒ボスの破壊を回避できる。
ータと回転軸とを結合するための円筒状結合部材に対す
る高温となるタービンロータからの熱の流入は、円筒状
結合部材の外周面の一部と係合部材からのみ行われるな
め、円筒状結合部材の高温化を防止でき、円筒状結合部
材のへなり及びこれに付随するタービンロータの回転振
れが回避され、この結果タービンロータと回転軸との結
０ 合力が維持されるとともに、タービンロータのタービン
シュラウドへの接触は防止されて破損が回避される。ま
た、円筒状結合部材の高温化が防止されることから、円
筒状結合部材外周面の円筒ボスへの強い干渉は防止され
、円筒ボスの破壊を回避できる。
第１図はこの発明の一実施例を示すタービンロータの回
転軸への結合構造の断面図、第２図は第１図の■−■断
面図、第３図はアダプタの斜視図、第４図は従来の結合
構造を備えたガスタービンの断面図、第５図は第４図に
示したガスタービンにおけるタービンロータの回転軸へ
の結合構造の断面図、第６図は第５図の結合構造に使用
するコレットの斜視図である。 ３７・・・タービンロータ ３つ・・・コンプレッサインペラ ４３−・円筒ボス ４１・・・タイシャフト（回転軸） ４５．４７・・・カービックカップリング（噛合部）５
３・・カラー （円筒状結合部材） ６３・・・係合部材 ６７・・・段部（係合部）
転軸への結合構造の断面図、第２図は第１図の■−■断
面図、第３図はアダプタの斜視図、第４図は従来の結合
構造を備えたガスタービンの断面図、第５図は第４図に
示したガスタービンにおけるタービンロータの回転軸へ
の結合構造の断面図、第６図は第５図の結合構造に使用
するコレットの斜視図である。 ３７・・・タービンロータ ３つ・・・コンプレッサインペラ ４３−・円筒ボス ４１・・・タイシャフト（回転軸） ４５．４７・・・カービックカップリング（噛合部）５
３・・カラー （円筒状結合部材） ６３・・・係合部材 ６７・・・段部（係合部）
Claims (1)
- タービンロータに円筒ボスを突出形成し、この円筒ボス
端面とコンプレッサインペラとを相互の対向部位に設け
た噛合部にて噛合結合し、コンプレッサインペラ側に設
けた回転軸を円筒ボス内に挿入してなるタービンロータ
の回転軸への結合構造において、前記円筒ボスと回転軸
との間に、円筒ボス側に対して微小隙間をもって一部が
嵌め合わされる円筒状結合部材を回転軸に固定して介在
させ、円筒状結合部材に対しその径方向外周側に突出可
能な係合部材を複数設け、円筒状結合部材からその径方
向外周側に突出した状態の係合部材が係合可能な係合部
を円筒ボス内面に設けたことを特徴とするタービンロー
タの回転軸への結合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2438290A JPH03229902A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | タービンロータの回転軸への結合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2438290A JPH03229902A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | タービンロータの回転軸への結合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03229902A true JPH03229902A (ja) | 1991-10-11 |
Family
ID=12136634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2438290A Pending JPH03229902A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | タービンロータの回転軸への結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03229902A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998008990A1 (en) * | 1996-08-31 | 1998-03-05 | Kenneth John Allen | Rotary degassing apparatus with rotor grip coupling between impeller rotor and drive shaft |
-
1990
- 1990-02-05 JP JP2438290A patent/JPH03229902A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998008990A1 (en) * | 1996-08-31 | 1998-03-05 | Kenneth John Allen | Rotary degassing apparatus with rotor grip coupling between impeller rotor and drive shaft |
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