JPH0660563B2 - 動翼カバ− - Google Patents
動翼カバ−Info
- Publication number
- JPH0660563B2 JPH0660563B2 JP59161539A JP16153984A JPH0660563B2 JP H0660563 B2 JPH0660563 B2 JP H0660563B2 JP 59161539 A JP59161539 A JP 59161539A JP 16153984 A JP16153984 A JP 16153984A JP H0660563 B2 JPH0660563 B2 JP H0660563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- curvature
- intersection
- cover
- adjustment groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
- F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はタービン動翼の連結装置に係り、特にタービン
動翼の先端部に動翼と一体に突設され、隣接翼同士が段
部で接触摺動するスナッバタイプ・カバーを改良した動
翼カバーに関する。
動翼の先端部に動翼と一体に突設され、隣接翼同士が段
部で接触摺動するスナッバタイプ・カバーを改良した動
翼カバーに関する。
一般にタービン、特にタービン低圧段落に使用される動
翼は翼長が大きく、翼性能上、長手方向に大きな捩れを
有しており、タービンの回転中には翼の捩れ戻り（以下
アンツィストと称す）が生じ、流れの流入角との不一致
による性能低下が生じる。また、蒸気タービンでは、水
滴が翼背側を打撃することによる浸食増加の問題が生じ
る。さらに、翼長の増大により、動翼の固有振動数が低
下し、運転回転数で共振を避けるべき固有振動数モード
が増加し、必然的に振動問題が発生する。このような性
能低下および振動、強度の問題を解決する手段として
は、動翼群綴り構造の剛性を増大し、かつ振動減衰効果
の優れた動翼カバーを用いることが必要である。
翼は翼長が大きく、翼性能上、長手方向に大きな捩れを
有しており、タービンの回転中には翼の捩れ戻り（以下
アンツィストと称す）が生じ、流れの流入角との不一致
による性能低下が生じる。また、蒸気タービンでは、水
滴が翼背側を打撃することによる浸食増加の問題が生じ
る。さらに、翼長の増大により、動翼の固有振動数が低
下し、運転回転数で共振を避けるべき固有振動数モード
が増加し、必然的に振動問題が発生する。このような性
能低下および振動、強度の問題を解決する手段として
は、動翼群綴り構造の剛性を増大し、かつ振動減衰効果
の優れた動翼カバーを用いることが必要である。
従来、この種の動翼カバーとしては、第４図に示すよう
に、タービンロータの植込部１にロータ周方向ａに沿っ
て動翼２，２…を配列し、上記動翼２，２…の翼先端部
に、動翼２，２…の背側３、腹側４にそれぞれ段部５が
形成されていたプレート状のカバー６が一体に取付けら
れており、この動翼カバー６は、回転中動翼２のアンツ
ィストにより段部５で隣接する各動翼２，２…を緩く拘
束し、接触摺動するようになっている。なお、第４図は
タービン回転中における変形状態を示すものであり、こ
の動翼カバー６は段部５の傾斜角θを任意に選択するこ
とにより、所定のアンツィスト量に収めることができか
つ、翼先端部における漏洩を防ぎタービン性能低下防止
の点では優れている。また、タービン動翼の振動につい
ては段部５によって隣接翼２，２…を交互に拘束し、段
部５の接触摺動により振動減衰効果の向上を意図したも
のである。
に、タービンロータの植込部１にロータ周方向ａに沿っ
て動翼２，２…を配列し、上記動翼２，２…の翼先端部
に、動翼２，２…の背側３、腹側４にそれぞれ段部５が
形成されていたプレート状のカバー６が一体に取付けら
れており、この動翼カバー６は、回転中動翼２のアンツ
ィストにより段部５で隣接する各動翼２，２…を緩く拘
束し、接触摺動するようになっている。なお、第４図は
タービン回転中における変形状態を示すものであり、こ
の動翼カバー６は段部５の傾斜角θを任意に選択するこ
とにより、所定のアンツィスト量に収めることができか
つ、翼先端部における漏洩を防ぎタービン性能低下防止
の点では優れている。また、タービン動翼の振動につい
ては段部５によって隣接翼２，２…を交互に拘束し、段
部５の接触摺動により振動減衰効果の向上を意図したも
のである。
しかしながら、従来の動翼カバー６は、隣接翼２との接
触摺動部である段部５の二辺５Ａ，５Ｂの交差部７の曲
率ｒを以下に示す理由によりそれに相対する隣接翼２の
動翼カバー２の突部８の曲率Ｒよりも小さくする必要が
あり、交差部７には、動翼２のアンツィストを拘束する
ときに生ずる過大な曲げ応力が第５図に示すように集中
し、さらに振動による繰返しの応力が、交差部７に作用
するので、疲労損傷ｋを招くおそれがある。前記交差部
７の曲率ｒを隣接する動翼カバー２の突部の曲率Ｒより
も大きくすると、動翼２のアンツィスト変形により、突
部８が交差部７でかじりを生じ、アンツィストの拘束が
厳しくなり、過大な応力により突部８が破損するため、
交差部７の曲率ｒは、突部８の曲率Ｒよりも小さくする
必要がある。また、交差部７の応力集中を避けるため曲
率ｒを従来よりも大きくすると、必然的に突部８の曲率
Ｒを大きくする必要があり、隣接翼２との接触摺動部の
寸法ｌは小さくなり振動減衰効果の低減を招き、動翼２
の制振効果を損うことになる。
触摺動部である段部５の二辺５Ａ，５Ｂの交差部７の曲
率ｒを以下に示す理由によりそれに相対する隣接翼２の
動翼カバー２の突部８の曲率Ｒよりも小さくする必要が
あり、交差部７には、動翼２のアンツィストを拘束する
ときに生ずる過大な曲げ応力が第５図に示すように集中
し、さらに振動による繰返しの応力が、交差部７に作用
するので、疲労損傷ｋを招くおそれがある。前記交差部
７の曲率ｒを隣接する動翼カバー２の突部の曲率Ｒより
も大きくすると、動翼２のアンツィスト変形により、突
部８が交差部７でかじりを生じ、アンツィストの拘束が
厳しくなり、過大な応力により突部８が破損するため、
交差部７の曲率ｒは、突部８の曲率Ｒよりも小さくする
必要がある。また、交差部７の応力集中を避けるため曲
率ｒを従来よりも大きくすると、必然的に突部８の曲率
Ｒを大きくする必要があり、隣接翼２との接触摺動部の
寸法ｌは小さくなり振動減衰効果の低減を招き、動翼２
の制振効果を損うことになる。
本発明は、上述した事情を考慮し、動翼カバーの隣接翼
との接触摺動部たる段部の交差部の強度を損うことな
く、摺動部の領域を拡大し、回転中の全周各翼のアンツ
ィスト変形を一様に緩く保持し、動翼群の剛性増加およ
び振動減衰効果を適切に企図することができる動翼カバ
ーを提供することを目的とする。
との接触摺動部たる段部の交差部の強度を損うことな
く、摺動部の領域を拡大し、回転中の全周各翼のアンツ
ィスト変形を一様に緩く保持し、動翼群の剛性増加およ
び振動減衰効果を適切に企図することができる動翼カバ
ーを提供することを目的とする。
本発明は、動翼先端に動翼と一体あるいは一体的に設け
られ、動翼の背側および腹側にそれぞれ段部を形成した
プレート状の動翼カバーにおいて、段部の二辺の凹状交
差部に円弧状調整溝を形成し、前記調整溝に対向する隣
接翼の段部二辺の凸状交差部の曲率を前記調整溝より小
さく形成したことを特徴としている。
られ、動翼の背側および腹側にそれぞれ段部を形成した
プレート状の動翼カバーにおいて、段部の二辺の凹状交
差部に円弧状調整溝を形成し、前記調整溝に対向する隣
接翼の段部二辺の凸状交差部の曲率を前記調整溝より小
さく形成したことを特徴としている。
〔発明の実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。な
お、第４図と同一部分には同一符号を付す。
お、第４図と同一部分には同一符号を付す。
第１図は本発明の実施例を示すものであり、第４図と同
様、タービンロータの植込部１にロータ周方向ａに沿っ
て捩れた動翼２，２…を配列し、この動翼２，２…の翼
先端部に動翼カバー６，６…を、動翼２，２…と一体あ
るいは一体的に設け、これらの動翼カバー６，６…は動
翼２の背側３、腹側４にそれぞれ段部５が形成される。
様、タービンロータの植込部１にロータ周方向ａに沿っ
て捩れた動翼２，２…を配列し、この動翼２，２…の翼
先端部に動翼カバー６，６…を、動翼２，２…と一体あ
るいは一体的に設け、これらの動翼カバー６，６…は動
翼２の背側３、腹側４にそれぞれ段部５が形成される。
そして本発明においては、特に、段部５の二辺５Ａ，５
Ｂの凹状交差部７に内面が円弧状の調整溝９が形成され
ている。また、この調整溝９に対向する隣接翼２の突部
８の曲率Ｒは従来のものより小さく、しかも第２図に示
す調整溝９の曲率ｒ′よりも小さくされている。突部８
は隣接翼２の段部二辺の凸状交差部を構成している。な
お第１図は回転中における変形状態を示している。
Ｂの凹状交差部７に内面が円弧状の調整溝９が形成され
ている。また、この調整溝９に対向する隣接翼２の突部
８の曲率Ｒは従来のものより小さく、しかも第２図に示
す調整溝９の曲率ｒ′よりも小さくされている。突部８
は隣接翼２の段部二辺の凸状交差部を構成している。な
お第１図は回転中における変形状態を示している。
前記調整溝９は、第２図に詳述するように、動翼カバー
６の段部５の仮想上の交点Ｏを基準として、段角度θ′
の１／２の延長上に半径ｒ′の原点Ｏ′を有し、上記交
点Ｏよりｒ′の円弧がカバー６の内側に掘り込まれる形
状とされている。また、段部５の辺５Ａ，５Ｂと調整溝
９との接合部は曲率ｃにより面取りされた構造となって
いる。この調整溝９の曲率ｒ′および原点Ｏ′の位置な
らびに、辺５Ａ，５Ｂとの接合部の面取り構造の曲率ｃ
は動翼の翼長、捩れ角、アンツィスト許容量、運転回転
数などにより決定されるアンツィスト拘束による交差部
７の応力集中度合より規定される。調整溝９の曲率ｒ′
は１．５〜５mmの範囲で、原点Ｏ′の位置はＯより延長
線上に±２／３ｒ′の範囲内で、また、面取り部の曲率
ｃはｒ′／１０〜ｒ′／５お範囲内で形成することによ
り、交差部７の応力集中が緩和され、かつ摺動部の寸法
を限られた構造内で最大のものとすることができる。な
お、これらの範囲は、前述したように動翼２の交差部７
における強度を考慮して、翼長、捩れ角等翼によって適
切に選択し得るものである。
６の段部５の仮想上の交点Ｏを基準として、段角度θ′
の１／２の延長上に半径ｒ′の原点Ｏ′を有し、上記交
点Ｏよりｒ′の円弧がカバー６の内側に掘り込まれる形
状とされている。また、段部５の辺５Ａ，５Ｂと調整溝
９との接合部は曲率ｃにより面取りされた構造となって
いる。この調整溝９の曲率ｒ′および原点Ｏ′の位置な
らびに、辺５Ａ，５Ｂとの接合部の面取り構造の曲率ｃ
は動翼の翼長、捩れ角、アンツィスト許容量、運転回転
数などにより決定されるアンツィスト拘束による交差部
７の応力集中度合より規定される。調整溝９の曲率ｒ′
は１．５〜５mmの範囲で、原点Ｏ′の位置はＯより延長
線上に±２／３ｒ′の範囲内で、また、面取り部の曲率
ｃはｒ′／１０〜ｒ′／５お範囲内で形成することによ
り、交差部７の応力集中が緩和され、かつ摺動部の寸法
を限られた構造内で最大のものとすることができる。な
お、これらの範囲は、前述したように動翼２の交差部７
における強度を考慮して、翼長、捩れ角等翼によって適
切に選択し得るものである。
前述した構成によれば、隣接翼２との接触摺動部である
交差部７に調整溝９を設けることにより、動翼２のアン
ツィスト変形の所定の拘束による曲げ力が交差部７に作
用しても、曲率形状による応力集中度合が低く、静的応
力が緩和される。
交差部７に調整溝９を設けることにより、動翼２のアン
ツィスト変形の所定の拘束による曲げ力が交差部７に作
用しても、曲率形状による応力集中度合が低く、静的応
力が緩和される。
近年のタービンでは、翼性能向上により長大で捩れが大
きい動翼２が出現しており、単翼状態で回転中約７〜８
゜のアンツィスト変形を生じるものである。一方、ター
ビンの翼性能上、アンツィストは約１〜２゜前後に抑え
る必要があり、５〜６゜のアンツィストを動翼カバー６
で拘束させる必要がある。このアンツィスト力による応
力は、接触摺動部たる交差部７に集中し、前述した第５
図に示すように、従来のものでは動翼カバーの段部に応
力が集中し、翼材の降伏応力に近い応力が発生すること
もある。しかしながら、本発明の動翼カバー６は第３図
に示す調整溝９を有する構造としたので、曲率ｒ′が、
従来のものと比較して大きくとれ、応力が分散される。
したがって、動翼カバー６の交差段部への応力集中度合
を緩和することができる。また、振動による繰返し応力
の集中度合も同様に低減できる。さらに、調整溝９を有
するため、調整溝９に対向する隣接翼カバー６の突部８
の曲率Ｒを小さくしても、アンツィスト変形による突部
８のかじりがなく、変形を極めて滑らかに許容し、所定
の角度で動翼２のアンツィストが拘束され、強度を損う
ことなく、タービン性能低下が防止される。さらに、調
整溝９の付設と、突部８の曲率Ｒを小さくすることによ
り、隣接翼２との接触摺動部の領域ｌが大きくとれ、摩
擦による振動減衰効果が大きくなり、動翼２の疲労強度
が増加する。
きい動翼２が出現しており、単翼状態で回転中約７〜８
゜のアンツィスト変形を生じるものである。一方、ター
ビンの翼性能上、アンツィストは約１〜２゜前後に抑え
る必要があり、５〜６゜のアンツィストを動翼カバー６
で拘束させる必要がある。このアンツィスト力による応
力は、接触摺動部たる交差部７に集中し、前述した第５
図に示すように、従来のものでは動翼カバーの段部に応
力が集中し、翼材の降伏応力に近い応力が発生すること
もある。しかしながら、本発明の動翼カバー６は第３図
に示す調整溝９を有する構造としたので、曲率ｒ′が、
従来のものと比較して大きくとれ、応力が分散される。
したがって、動翼カバー６の交差段部への応力集中度合
を緩和することができる。また、振動による繰返し応力
の集中度合も同様に低減できる。さらに、調整溝９を有
するため、調整溝９に対向する隣接翼カバー６の突部８
の曲率Ｒを小さくしても、アンツィスト変形による突部
８のかじりがなく、変形を極めて滑らかに許容し、所定
の角度で動翼２のアンツィストが拘束され、強度を損う
ことなく、タービン性能低下が防止される。さらに、調
整溝９の付設と、突部８の曲率Ｒを小さくすることによ
り、隣接翼２との接触摺動部の領域ｌが大きくとれ、摩
擦による振動減衰効果が大きくなり、動翼２の疲労強度
が増加する。
以上説明したように、本発明に係る動翼カバーは、動翼
先端に動翼と一体にあるいは一体的に設けられ、動翼の
背側および腹側にそれぞれ段部が形成されたプレート状
の動翼カバーにおいて、段部の二辺の凹状交差部に円弧
状調整溝を形成したので、この円弧状調整溝により凹状
交差部に応力集中が生じるのを充分に緩和することがで
き、凹状交差部の強度を充分に維持でき、凹状交差部に
疲労損傷に伴う破損を有効的に防止できる一方、段部二
辺の凹状交差部に対向する隣接翼の突部の曲率を小さく
することができて接触摺動部の接触部長さの拡大が図
れ、タービン回転中の全周各翼のアンツイスト変形を一
様に緩く保持できる。
先端に動翼と一体にあるいは一体的に設けられ、動翼の
背側および腹側にそれぞれ段部が形成されたプレート状
の動翼カバーにおいて、段部の二辺の凹状交差部に円弧
状調整溝を形成したので、この円弧状調整溝により凹状
交差部に応力集中が生じるのを充分に緩和することがで
き、凹状交差部の強度を充分に維持でき、凹状交差部に
疲労損傷に伴う破損を有効的に防止できる一方、段部二
辺の凹状交差部に対向する隣接翼の突部の曲率を小さく
することができて接触摺動部の接触部長さの拡大が図
れ、タービン回転中の全周各翼のアンツイスト変形を一
様に緩く保持できる。
また、動翼カバーの段部二辺の凹状交差部に円弧状調整
溝を形成し、対向する動翼カバー段部の凸状交差部の曲
率を小さくしたので、凸状交差部（突部）の曲率を小さ
くしても、突部の強度低下が防止され、翼振動の減衰を
良好にすることができる。この動翼カバーは隣接翼との
接触摺動部を構成する段部同士の交差部（凹状交差部お
よび隣接翼の凸状交差部）の強度を損うことなく、接触
摺動部の接触領域の拡大が図れ、タービン回転中の全周
各翼のアンツィスト変形を一様に緩く保持し、動翼群の
剛性増加および振動減衰効果を適切に図ることができる
効果を奏する。
溝を形成し、対向する動翼カバー段部の凸状交差部の曲
率を小さくしたので、凸状交差部（突部）の曲率を小さ
くしても、突部の強度低下が防止され、翼振動の減衰を
良好にすることができる。この動翼カバーは隣接翼との
接触摺動部を構成する段部同士の交差部（凹状交差部お
よび隣接翼の凸状交差部）の強度を損うことなく、接触
摺動部の接触領域の拡大が図れ、タービン回転中の全周
各翼のアンツィスト変形を一様に緩く保持し、動翼群の
剛性増加および振動減衰効果を適切に図ることができる
効果を奏する。
第１図は本発明に係る動翼カバーの実施例を示す平面
図、第２図は第１図の要部の拡大図、第３図は第１図お
よび第２図の動翼カバーの応力分布状態を示す説明図、
第４図は従来の動翼カバーを示す平面図、第５図は第４
図の動翼カバーの応力分布状態を示す説明図である。 １……植込部、２……動翼、３……翼の背側、４……翼
の腹側、５……段部、５Ａ，５Ｂ……段部の辺、６……
動翼カバー、７……交差部、８……突部、９……調整
溝、ａ……周方向、Ｒ……段頂部の曲率、ｒ……段付根
部の曲率、ｌ……接触摺動部、ｋ……疲労損傷部、ｒ′
……調整溝の曲率、θ……傾斜角、ｃ……面取部の曲
率、Ｏ……段部の交点、Ｏ′……調整溝の曲率の原点、
Ｌ……段部の交点を基準とした段角度１／２の延長線、
θ′……段部角度。
図、第２図は第１図の要部の拡大図、第３図は第１図お
よび第２図の動翼カバーの応力分布状態を示す説明図、
第４図は従来の動翼カバーを示す平面図、第５図は第４
図の動翼カバーの応力分布状態を示す説明図である。 １……植込部、２……動翼、３……翼の背側、４……翼
の腹側、５……段部、５Ａ，５Ｂ……段部の辺、６……
動翼カバー、７……交差部、８……突部、９……調整
溝、ａ……周方向、Ｒ……段頂部の曲率、ｒ……段付根
部の曲率、ｌ……接触摺動部、ｋ……疲労損傷部、ｒ′
……調整溝の曲率、θ……傾斜角、ｃ……面取部の曲
率、Ｏ……段部の交点、Ｏ′……調整溝の曲率の原点、
Ｌ……段部の交点を基準とした段角度１／２の延長線、
θ′……段部角度。
Claims (2)
- 【請求項１】動翼先端に動翼と一体あるいは一体的に設
けられ、動翼の背側および腹側にそれぞれ段部を形成し
たプレート状の動翼カバーにおいて、段部の二辺の凹状
交差部に円弧状調整溝を形成し、前記調整溝に対向する
隣接翼の段部二辺の凸状交差部の曲率を前記調整溝より
小さく形成したことを特徴とする動翼カバー。 - 【請求項２】前記円弧状調整溝の両端部は、上記調整溝
より１／５〜１／１０の曲率の円弧状の面取りを介して
段部の二辺に続くように構成した特許請求の範囲第１項
記載の動翼カバー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59161539A JPH0660563B2 (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 動翼カバ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59161539A JPH0660563B2 (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 動翼カバ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140402A JPS6140402A (ja) | 1986-02-26 |
| JPH0660563B2 true JPH0660563B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=15737018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59161539A Expired - Lifetime JPH0660563B2 (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 動翼カバ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660563B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7270518B2 (en) * | 2005-05-19 | 2007-09-18 | General Electric Company | Steep angle turbine cover buckets having relief grooves |
| JP5680002B2 (ja) * | 2012-01-23 | 2015-03-04 | 株式会社東芝 | タービン動翼および蒸気タービン |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4155152A (en) * | 1977-12-12 | 1979-05-22 | Matthew Bernardo | Method of restoring the shrouds of turbine blades |
| JPS54135906A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-22 | Toshiba Corp | Turbine moving-blade cover |
| JPS5614804A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-13 | Hitachi Ltd | Cover for turbine rotor blade |
| US4400915A (en) * | 1980-06-02 | 1983-08-30 | United Technologies Corporation | Fixture for restoring a face on the shroud of a rotor blade |
| JPS57148005A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-13 | Toshiba Corp | Device for preventing corrosion of moving vane cover |
| FR2552159B1 (fr) * | 1983-09-21 | 1987-07-10 | Snecma | Dispositif de liaison et d'etancheite de secteurs d'aubes de stator de turbine |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP59161539A patent/JPH0660563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6140402A (ja) | 1986-02-26 |
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