JPH057901U - タービン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック製の翼と嵌合する金属製ディスク
の嵌合突起部の弾性変形を大きくすることにより、これ
ら翼とディスクとの当り面を制御可能とする。 【構成】 セラミック製の翼１１と金属製のディスク１
２とを別体に作り、該翼１１の下端側に設けたプラット
ホーム１３の翼テーパ面１４をディスク１２のディスク
テーパ面１５に植え込む。このような構造において、翼
１１と嵌合するディスク１２の嵌合突起部１６に、ディ
スク頂部より半径方向に延びるスリット１７を設ける。
そして、該ディスクテーパ面１５の変形量を、該スリッ
ト１７の幅寸法及び長さ寸法で制御するようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ガスタービン、蒸気タービン等に適用して好適なタービン構造に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のタービン構造としては、図２，図３に示すように翼１とディス ク２とを一体に作っている構造のものとか、或いは図４，図５に示すようにセラ ミック製の翼３と金属製のディスク４とを別体に作り、該翼３の下端側に設けた プラットホーム５の翼テーパ面６をディスク４のディスクテーパ面７に植え込ん だ構造のものが知られている。

【０００３】 そして、図２，図３に示したような、翼１とディスク２とが一体形構造の場合 は、構造技術上の制約から、最大外径が高さ２００ｍｍ程度に抑えられている。 一方、図４，図５に示したような、セラミック製の翼３を金属製のディスク４に 植え込む場合には、該翼３の加工上の制約及び翼３とディスク４との剛性差のた め、ねじ締結構造とすることが困難で、通常、図４，図５に示す如き翼３の植込 み形状としている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、図４，図５に示した翼植込み構造のタービンにあっては、セラミッ ク製の翼３が回転による遠心力で外周側へ引張られ、プラットホーム５の翼テー パ面６とディスク４のディスクテーパ面７とが接触するとき、面の変形が小さい 場合、金属製のディスク４に比べてセラミック製の翼３の方が硬く、かつ脆性的 である。このため、通常の加工精度では、翼テーパ面６上部のＲ部８に発生する 局部的な応力集中を緩和できず、セラミック製の翼３全体の脆性破壊を生じてい た。

【０００５】 一方、上記の問題を加工精度で解消しようとすると、１／１０μｍ単位での加 工精度が必要となり、かえってコスト高となると共に、静止状態でのセラミック 製の翼３と金属製のディスク４の位置決めが極めて困難になるという問題があっ た。

【０００６】 本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、セラ ミック製の翼と嵌合する金属製のディスクの嵌合突起部の弾性変形を大きくする ことにより、これら翼とディスクとの当り面を制御できるようにしたタービン構 造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案は、セラミック製の翼と金属製のディス クとを別体に作り、該翼をディスクに植え込んでなるタービン構造において、前 記翼と嵌合するディスクの嵌合突起部に、ディスク頂部より半径方向に延びるス リットを設けたものである。

【０００８】

【作用】

上記の手段によれば、セラミック製の翼と嵌合する金属製ディスクの嵌合突起 部に設けられたスリットにより、ディスクテーパ面の弾性変形量が大きくなり、 翼テーパ面上部での片当りが解消される。その結果、翼テーパ面上部のＲ部に発 生する局部的な応力集中を緩和することが可能となる。

【０００９】

【実施例】

以下、図１を参照して本考案の一実施例について詳細に説明する。図１は、本 実施例に係るタービン構造を示す要部正面図である。

【００１０】 図１において、セラミック製の翼１１と金属製のディスク１２とは別体に作ら れ、該翼１１はディスク１２に植え込まれた構造となっている。すなわち、翼１ １の下端側（ディスク側）にはプラットホーム１３が設けられており、このプラ ットホーム１３の翼テーパ面１４がディスク１２のディスクテーパ面１５に植え 込まれ保持された構造となっている。

【００１１】 そして、本実施例にあっては、以上のような構造において、セラミック製の翼 １１と嵌合する金属製ディスク１２の嵌合突起部１６に、ディスク頂部より半径 方向に延びるスリット１７を設け、該ディスク１２のディスクテーパ面１５の弾 性変形を大きくするような構造としている。そして、該ディスクテーパ面１５の 変形量は、スリット１７の幅寸法及び長さ寸法で制御するようにしている。

【００１２】 以上のような構造において、セラミック製の翼１１に生じた遠心力は、翼テー パ面１４とディスクテーパ面１５を介して、ディスク１２の嵌合突起部１６に伝 達される。しかるに、該嵌合突起部１６にはディスク頂部より半径方向に延びる スリット１７が設けられており、該スリット１７の存在により、嵌合突起部１６ の弾性変形が大きくなるため、翼テーパ面１４上部での片当りが抑えられ、翼テ ーパ面上部のＲ部１８での応力集中が低減する。これによって、セラミック製翼 １１の破壊強度が向上し、回転数の上昇とそれによるタービン性能の改善を図る ことが可能となる。

【００１３】 なお、本考案によるタービン構造の具体的な一例として、ディスク１２の外径 寸法が２７２ｍｍで、翼根部長さが２０ｍｍの場合、スリット１７の深さは１０ ｍｍに、かつ幅寸法は１〜２ｍｍに設定し、かつスリット１７の先端底部はＲ仕 上げとすることができる。

【００１４】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、セラミック製の翼と嵌合する金属製ディ スクの嵌合突起部にディスク頂部より半径方向に延びるスリットを設けた構造と したことにより、ディスクテーパ面の弾性変形量を大きくでき、翼テーパ面上部 での片当りを防止することが可能となる。したがって、該翼テーパ面上部のＲ部 に発生する局部的な応力集中を緩和することができ、これによってセラミック製 翼の破壊強度の向上が図れ、回転数の上昇とこれによるタービン性能の大幅な改 善を図ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るタービン構造を示す要
部正面図である。

【図２】従来のタービン構造の一例を示す概略正面図で
ある。

【図３】図２のタービン構造の一部拡大斜視図である。

【図４】従来のタービン構造の他の例を示す概略正面図
である。

【図５】図４のタービン構造に使用され翼の拡大斜視図
である。

【符号の説明】

１１ 翼 １２ ディスク １３ プラットホーム １４ 翼テーパ面 １５ ディスクテーパ面 １６ 嵌合突起部 １７ スリット １８ Ｒ部

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】セラミック製の翼と金属製のディスクとを
   別体に作り、該翼をディスクに植え込んでなるタービン
   構造において、前記翼と嵌合するディスクの嵌合突起部
   に、ディスク頂部より半径方向に延びるスリットを設け
   たことを特徴とするタービン構造。