JPH0777008A - タービンの翼溝構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 タービン動翼を、タービンロータディスクの
外周に取付けるための翼溝は、タービン動翼に生じる遠
心力の為、タービン動翼翼根の肩部が嵌合する翼溝の角
部に集中応力が発生すると共に、蒸気中に含まれる腐食
物質の濃縮したものが流れ込むことにより腐食され易
く、き裂発生の恐れがあった。この翼溝の角部の、集中
応力を緩和すると共に、腐食を防止して、き裂発生の恐
れを少なくした、タービンの翼溝構造を提供する。 【構成】 タービン動翼翼根３の肩部１７が嵌合する、
翼溝２の角部の曲率半径を、従来のものの１．５〜２．
０倍にすると共に、翼溝Ｒコーナー部に半円筒の空間９
を設け、該空間にタービン使用前には液状で、タービン
使用後に膜状となって、該空間内面を被覆する塗装剤を
注入した。又、該塗装剤を外部から空間に注入するため
の挿入口１４を、空間とタービンロータディスク１側面
との間に連通して設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タービン動翼を嵌合、
固設させるため、タービンロータディスクの外周に設け
られる翼溝構造に係り、特に、タービン動翼の翼根の肩
部が接する翼溝Ｒコーナ部の防食を図ったタービンの翼
溝構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、一般的なタービン動翼を、ター
ビンロータディスクに嵌合、固設させるための、タービ
ンの翼溝構造について、図３を参照して説明する。ター
ビンロータには、図示しない、複数のタービンロータデ
ィスクが同軸状に設けられており、各々のタービンロー
タディスク外周には、タービン動翼の翼根を嵌合、固設
させるための翼溝が、周方向、あるいはタービンロータ
軸方向に削成されている。図３は、図示しないタービン
ロータに、取り付けられた、１個のタービンロータディ
スク１外周の周方向に削成された、翼溝横断面を示す図
である。すなわち、タービンロータディスク１外周側の
周方向に削成された翼溝２には、下端部に翼溝２と略同
形状に削成された翼根３を具えた複数のタービン動翼４
が嵌合され、翼溝２底部のタービンロータディスク１周
方向に削成された支持ピン溝５に連設された支持ピン６
で、翼溝２に固設されている。

【０００３】また、タービン動翼４は、上述の翼根３、
蒸気が作用しタービンロータまわりに回転駆動力を発生
させるブレード４′の他に、回転中の動翼４に発生する
振動を軽減し、さらに半径方向の流体の散逸を防止する
ため、動翼４の上端に設けたシュラウド７と、同シュラ
ウド７を周方向に、連設される各々のタービン動翼４の
上端に圧着し、連結するためのテノン８から構成されて
いる。

【０００４】上述の如き、タービンロータディスク１外
周側の周方向に削成された翼溝２に、翼溝２と同形状を
呈した翼根３を有する複数のタービン動翼４を嵌合し
て、固設する翼溝２の構造においては、タービンロータ
の回転中に、タービン動翼４の肩部が嵌合する翼溝２の
角部９（以下、翼溝Ｒコーナ部という）に、タービン動
翼４の遠心力により生じる遠心応力が最も負荷される。

【０００５】この負荷応力に対して、上記、翼溝２の翼
溝Ｒコーナ部９は、１mm程度の曲率半径のＲ部が形成さ
れ、応力集中を緩和する等して、強度的には十分耐えら
れる構造とされている。しかし、動翼４を駆動する蒸気
中には、Ｃｌ，Ｎａ，Ｓ等の腐食生成物質が、超微量で
あるにせよ含まれており、タービン停止時翼溝２内に、
これらの腐食生成物質の混入するドレンが、流入するこ
とは避けられないことである。即ち、翼溝２内において
は、超微量の腐食生成物質を含む残留蒸気の、タービン
停止によるドレン化→翼溝２内への流入→タービン起動
による蒸気化、のプロセスが継続して生じ、この現象を
繰り返せば、超微量の腐食生成物質であっても濃縮さ
れ、タービンロータディスク１を腐食するに充分な濃度
のものとなる。なお、通常のタービンロータディスク１
は、種々の条件を考慮して、一般的にＣｒ含有量の少な
い材質で製作されており、翼溝２内部は、この腐食生成
物質によって腐食されやすい状況にある。その結果、タ
ービンロータの回転中に、ブレード４′等の遠心力によ
る生じる遠心応力が最も負荷される、翼溝２の翼溝Ｒコ
ーナ部９には、腐食と応力との重畳作用による、き裂１
０が生じるおそれがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、タービンロ
ータディスク外周に削成され、タービン動翼の翼根を嵌
合、固設するための翼溝、特に、翼根の肩部が嵌合され
る翼溝の角部（翼溝Ｒコーナ部）の応力緩和と腐食の防
止を行い、翼溝Ｒコーナ部における、き裂の発生を抑制
できるタービンの翼溝構造を提供することを特徴とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のタービンの翼溝
構造は次の手段とした。 （１）タービンロータディスクの外周に、周方向に削成
され、タービン動翼の翼根を嵌合・固設する翼溝の翼溝
Ｒコーナ部のＲ形状が、従来のものより、大径の曲率半
径で形成され、翼溝Ｒコーナ部に、該径の曲率半径で形
成される空間を凹設した。 （２）翼溝Ｒコーナ部に設けた空間には、注入されてタ
ービンが使用されるまでは、液状を保持し、タービンが
一たん使用された後は、空間を被覆する膜状となる耐熱
性で、かつ耐食性の塗装剤を注入した。 （３）タービンロータディスクの側部と空間との間に
は、塗装剤を注入するための挿入口を設けた。

【０００８】

【作用】本発明のタービンの翼溝構造によれば、タービ
ン停止によりドレン化した、残留蒸気の翼溝への流入、
タービン起動によりドレン化した残留蒸気の蒸気化によ
る排出の繰返しがあっても、従来のものに比べて翼溝Ｒ
コーナ部のＲ形状が大きく、応力の集中が緩和されると
ともに、翼溝Ｒコーナ部に凹設された空間内側には液状
の耐熱、耐食性の塗装剤が注入され、タービン使用後膜
状となって空間内側を被覆し保護するので、腐食生成物
質によって、腐食されやすい翼溝Ｒコーナ部内の腐食が
軽減され、翼溝Ｒコーナ部での腐食と応力との重畳作用
による、き裂の発生を防止できる。

【０００９】さらに、翼溝Ｒコーナ部にもうけた空間
に、塗装剤を注入するための挿入口を空間とタービンロ
ータディスク側部との間に設けたので、注入した塗装剤
の劣化または散逸・減少に応じて、タービンカバーを外
すのみで、新規の塗装剤を容易に補充でき、Ｒコーナ部
のき裂防止を、永続性をもって行なうことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のタービンの翼溝構造の実施例
を、図面により説明する。図１、図２は、本発明のター
ビンの翼溝構造の一実施例を示す図であって、図１は、
複数段設けられているタービンロータディスクのうち
の、１つのタービンロータディスク１の横断側面図、図
２は、図１の矢視Ａ−Ａ図である。図に示すように、タ
ービンロータディスク１は、中心孔１１を設けた、ター
ビンロータ軸１２の外周に設けられ、バランスホール１
３が穿設されている。さらに、タービンロータディスク
１の外周には、翼溝２が周方向に削成され、翼溝２に
は、翼溝２と同形状を呈した翼根３を有し、複数枚ごと
に、上端頭部をテノンで固着化した、シュラウド７で連
設された、タービン動翼４が嵌合、固設されている。さ
らに、タービン動翼４と翼溝２とが嵌合、固設されてい
る位置のタービンロータディスク１側面には、耐熱、耐
食性塗装剤を挿入するために、後述する挿入口１４が任
意の数、周方向に設けられている。

【００１１】図２に示されるように、翼溝２に嵌合、固
設される動翼４の翼根３の肩部１７が当接する、翼溝２
の外周側の肩部、即ち翼溝Ｒコーナ部９は、図３に示す
従来のものに比べて、約１．５〜２倍の曲率半径で形成
されるとともに、タービン動翼４の肩部１７との間に、
タービンロータディスク１の周方向に軸心をもつ半円筒
状の空間１８が削成されている。さらに、空間１８の内
側には、注入されてから、タービンが作動するまでは液
状を保持し、タービンが一たん作動した後は、空間１８
の内側を被覆する膜を形成する耐熱、耐食性の塗装剤１
６が充填されている。塗装剤１６としては、フッソゴム
樹脂系（エイトシールＦ−１０、旭硝子（株）商品
名）、シリコン樹脂系（ステンレスコートＦＩＬ、長栄
鋼材（有）商品名）、ポリエステル樹脂系（ケミフレー
クプライマー（株）東洋ゴム商品名）等が使用できる。

【００１２】また、翼溝Ｒコーナ部９の空間１８には、
内部に充填した塗装剤１６の劣化、又は散逸による補充
を定期的に行うための挿入口１４が、タービンロータデ
ィスク１の側面との間に、前述したように複数個設けら
れている。さらに、タービンロータディスク１側面の挿
入口１４の出口には、ねじ栓１５が設けられ、挿入口１
４を密封している。

【００１３】翼溝２の底部には、タービンロータディス
ク１の周方向に削成された、支持ピン溝５が設けられて
おり、翼溝２にその翼根３が嵌合されたタービン動翼４
は、翼根３の底面と支持ピン溝５との間に嵌入される支
持ピン６により、タービンロータディスク１と固着され
る。

【００１４】本実施例のタービンの翼溝構造は、上述の
様に、構成されるので、翼溝２にタービン動翼４が嵌
合、固設され、翼溝Ｒコーナ部９の空間１８に液状の塗
装剤１６が挿入口１４を通じて注入された後、タービン
を作動させると、遠心力により動翼４と翼溝２との間の
圧縮応力が増して、特に翼溝Ｒコーナ部９に集中応力が
生じるが、翼溝Ｒコーナ部９の曲率半径を大きくしてい
るので、集中応力が緩和される。また、翼溝Ｒコーナ部
９に設けた空間１８に注入された塗装剤１６は、遠心力
により空間内面に張り付いた状態で、タービンを駆動す
る蒸気で加熱され、固化して、空間内面を被覆する膜状
となる。これにより、タービン停止後残留蒸気がドレン
化して、翼溝２内に流入することがあっても、翼溝Ｒコ
ーナ部９のドレンとの接触が断たれて、腐食が防止でき
る。さらに、ねじ栓１５の開放により、空間１８への塗
装剤１６の補充ができるので、タービン非作動時に、タ
ービンカバーを開放するだけで定期的な塗装剤１６の補
充が容易にできる。

【００１５】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明のタービン
の翼溝構造によれば、特許請求の範囲に示す簡素な構成
により、タービン使用中に翼溝Ｒコーナ部に集中的に作
用する、シュラウド及び動翼等の遠心応力は大幅に緩和
され、さらに、タービン使用後、耐食・耐熱性塗装剤が
翼溝Ｒコーナ部内側に、塗布された状態になることか
ら、残留蒸気に起因する翼溝Ｒコーナ部の腐食を防止で
き、この部分における、き裂の発生を効果的に防止でき
る。さらに、塗装剤の挿入口を、タービンロータディス
クの側面に連通させて設けたことにより、定期的に塗装
剤を補充できるので、翼溝Ｒコーナ部のき裂発生を、恒
久的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタービンの翼溝構造の一実施例を適用
する、タービンロータディスクの横断側面図。

【図２】本発明のタービンの翼溝構造の一実施例を示す
図であって、図１の矢視Ａ−Ａ横断面図。

【図３】従来のタービンの翼溝構造を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータディスク ２ 翼溝 ３ 翼根 ４ タービン動翼 ５ 支持ピン溝 ６ 支持ピン ７ シュラウド ８ テノン ９ 翼溝Ｒコーナ部 １０ き裂 １１ 中心孔 １２ タービンロータ軸 １３ バランスホール １４ （塗装剤）挿入口 １５ ねじ栓 １６ 塗装剤 １７ （翼根の）肩部 １８ 空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン動翼の翼根を嵌合、固設するた
   めタービンロータディスク外周に削成されるタービンの
   翼溝構造において、前記翼根の肩部が嵌合する前記翼溝
   の角部に大径の曲率半径で画成された空間と、前記空間
   内に液状で注入されタービンの運転時に前記空間内に被
   膜を形成する耐熱耐食性の塗装剤と、前記空間と前記タ
   ービンロータディスク側部との間に穿設され前記塗装剤
   を前記空間に外部から注入できる挿入口とを具えている
   ことを特徴とするタービンの翼溝構造。