JPH10280903A - ガスタービンエンジンのロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】運転時における翼３の抜けを確実に防止できる
とともに、組立時や翼３交換時における着脱が容易な翼
３の取付構造を持つガスタービンエンジンのロータを提
供する。 【解決手段】本発明は、軸方向１１に曲げることが可能
な翼抜止板９と、軸方向１１に曲げられた前記翼抜止板
９を翼抜止板保持溝１０に滑らせながら着脱するための
翼抜止板保持溝入口部１３を翼３間に有する。もしく
は、開口部の円周方向長さが翼抜止板９の円周方向長さ
よりも短く、翼抜止板保持溝１０の終端部に凸の段差１
５を設けた翼抜止板保持溝１０入口部１３を有する。も
しくは、該段差１５の外側にテーパを付けてある。もし
くは、該翼抜止板９を円周方向に分割してある。もしく
は、該翼抜止板保持溝１０入口部１３を複数個設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンエンジ
ンのロータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はガスタービンエンジンのロータに
おける翼取付構造の例である。図３に示すように、ガス
タービンエンジンのロータのロータディスク２と翼３の
取り付けは、通常、ロータディスク２の外周部に設けた
軸方向または円周方向の取付溝１７に翼３の取付部を植
え込むことにより、回転による遠心力を支える構造にな
っている。図３は軸方向の翼取付溝１７を有する翼３の
取付構造の例である。一方、取付溝１７に沿う方向に対
しては、遠心力ほどの大きな力は作用しないが、流体力
による軸方向の力や振動による力などが作用するため、
翼３の抜け止めが必要である。

【０００３】従来、翼の抜け止めを主とした取付構造の
例を記した文献として、“ジェットエンジン（構造
編）”（ｐ．７４〜７５）（社団法人 日本航空技術協
会）などがある。これには、翼取付部底部にリテイナを
差し込んでロータディスクに引っかけるダブテールロッ
ク方式や、翼とロータディスクをピンで固定するピンジ
ョイント方式などが示されている。これらは主として流
量が小さく、翼に作用する流体力が比較的小さいジェッ
トエンジンに用いられることが多い方法である。

【０００４】図４は翼抜止板９を用いた翼３の抜止構造
の例である。ロータディスク２の側面に円周方向に翼抜
止板保持溝１０が設けてあり、翼抜止板９は翼抜止板保
持溝１０に差し込むことよって保持されている。翼抜止
板保持溝１０の一部に翼抜止板９の入口部１３が設けて
あり、組立時には翼抜止板９を入口部１３から順次接線
方向に滑らせながら差し込んでいく。従って、翼抜止板
９を差し込んでいく過程で、最後の翼抜止板９’は翼抜
止板保持溝１０の入口部１３にあたるため、翼抜止板保
持溝１０では保持できず、溶接やねじ止めといった付加
的な方法によって固定している。

【０００５】また、ロータディスクの外周及び翼のダブ
テール部に円周方向に溝を設け、両者の位置を合わせて
キーを挿入することにより抜けを防止する構造の例とし
て特開平2−153203 号公報がある。また、ロータディス
クの側面に円周方向に溝を設け、その溝に翼保持具を通
して翼のダブテール端面を押さえつけることにより抜け
を防止する構造の例として特開平7−26905号公報があ
る。これらの方法によれば、前記のダブテールロック方
式やピンジョイント方式と比べて保持力が強く、激しい
振動を受けても相互に外れることがなく、確実な抜け止
めが実現できるとされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ガスタービンエンジン
のロータにおける翼の抜け止め構造は、翼の抜けを確実
に防止することが必要である。また、ロータの組立時や
翼の交換時などに、できるだけ簡単に短時間で着脱で
き、コストが安い方法が望まれる。

【０００７】ガスタービンエンジンのロータにおける従
来の翼の抜け止め構造には前述したようなものがある。

【０００８】これらのうち、ダブテールロック方式、ピ
ンジョイント方式は比較的簡単に翼の着脱ができるが、
主として流量が小さく、翼に作用する流体力が比較的小
さいジェットエンジンに対して用いられているものであ
り、流量が大きく、翼に作用する流体力が大きい産業用
ガスタービンに対しては信頼性の点で配慮が必要であ
る。

【０００９】図４に示した翼３の抜け止め構造では、翼
抜止板９を差し込んでいく過程で、最後の翼抜止板９′
をねじ止めや溶接といった付加的な方法によって固定し
なければならないため、翼３の着脱に手間がかかる。ま
た、ねじのゆるみ、ねじ穴部での応力集中、溶接時の加
熱によるロータディスク２の材料強度低下などの問題が
発生し、翼の抜けを確実に防止するという点でも配慮が
必要である。

【００１０】前述の公報で示されている例は、翼に作用
する流体力が大きい産業用ガスタービンに対しても翼の
抜けを確実に防止するために用いられる方法であるが、
翼の着脱には時間がかかる構造である。

【００１１】本発明は、ガスタービンエンジンのロータ
における翼の抜け止め構造に関して、特に流量が大き
く、大きい流体力を受けるガスタービンエンジンの翼に
対して、運転時における翼の抜けを確実に防止するとと
もに、ロータの組立時や翼の交換時などに容易に着脱可
能な取付構造を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図５および図１はそれぞ
れ本発明のガスタービンエンジンのロータの一実施例の
斜視図および翼抜止板９の中心線での断面図を示す。図
６は、図５の実施例における翼抜止板９の差込方法を示
した翼抜止板９の中心線での断面図である。

【００１３】請求項１に記載した本発明のガスタービン
エンジンのロータは、ロータディスク２と、ロータディ
スク２の外周に設けられた軸方向または円周方向の取付
溝に翼３の取付部を差し込むことにより、固定されてロ
ータディスク２とともに、回転する翼３と、ロータディ
スク２の側面に設けられた円周方向の翼抜止板保持溝１
０に差し込むことにより固定されてロータディスク２と
ともに、回転する翼抜止板９からなるガスタービンエン
ジンのロータにおいて、軸方向１１に曲げることが可能
な翼抜止板９を有し、軸方向１１に曲げられた前記翼抜
止板９を翼抜止板保持溝１０に滑らせながら着脱するた
めの翼抜止板保持溝入口部１３を翼３間に有することに
より、翼抜止板９の終端部１２が翼３と接触せず、翼抜
止板９の終端部１２に翼３からの軸方向の力が作用しな
いようにしたものである。

【００１４】このため、翼抜止板９の脱落は、翼抜止板
９を軸方向１１に曲げるばね力で十分に防止することが
でき、運転時における翼３の抜けを確実に防止できる。
また、ねじ止めや溶接といった付加的な方法によって翼
抜止板９の終端部１２を固定する必要がなく、ロータの
組立時や翼３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【００１５】また、請求項２に記載した本発明のガスタ
ービンエンジンのロータは、請求項１のガスタービンエ
ンジンのロータの構造をより具体的に検討したもので、
図１に示すように、開口部の円周方向長さが翼抜止板９
の円周方向長さよりも短く、翼抜止板保持溝１０の終端
部に凸の段差１５を設けた翼抜止板保持溝１０入口部１
３を有することにより、軸方向１１に曲げられた翼抜止
板９を翼抜止板保持溝１０に滑らせながら着脱するため
の、翼抜止板保持溝１０入口部１３を簡単な構造で実現
したものである。

【００１６】また、請求項３に記載した本発明のガスタ
ービンエンジンのロータは、請求項２のガスタービンエ
ンジンのロータの構造を改良したもので、図７に示すよ
うに、翼抜止板保持溝１０終端部の段差１５の外側にテ
ーパを付けたことにより、翼抜止板９を軸方向１１に曲
げながら翼抜止板保持溝１０に差込む際の曲げ変形量を
小さくし、小さな力で翼抜止板９を曲げることができる
ようにしたものである。このため、翼抜止板９の着脱が
容易になり、ロータの組立時や翼３の交換時などに容易
に着脱可能となる。

【００１７】また、請求項４に記載した本発明のガスタ
ービンエンジンのロータは、請求項１のガスタービンエ
ンジンのロータの構造を改良したもので、図８に示すよ
うに、翼抜止板９を円周方向に分割したことにより翼抜
止板９が小さくなり、翼抜止板９を翼抜止板保持溝１０
に差込む際に翼抜止板９の取り回しが容易になるように
したものである。このため、翼抜止板９の着脱が容易に
なり、ロータの組立時や翼３の交換時などに容易に着脱
可能となる。

【００１８】また、請求項５に記載した本発明のガスタ
ービンエンジンのロータは、請求項１のガスタービンエ
ンジンのロータの構造を改良したもので、図９に示すよ
うに、翼抜止板保持溝１０入口部１３を複数個設けるこ
とにより、翼抜止板９を滑らせながら翼抜止板保持溝１
０に差込む距離が短くなるようにしたものである。この
ため、翼抜止板９の着脱が容易になり、ロータの組立時
や翼３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【００１９】また、請求項６に記載した本発明のガスタ
ービンエンジンのロータは、請求項１のガスタービンエ
ンジンのロータの構造を改良したもので、図１０に示す
ように、翼抜止板保持溝１０の終端部に、深さが翼抜止
板保持溝１０よりも深く、翼抜止板９を翼抜止板保持溝
１０に差込み完了した時に一部が翼抜止板９で塞がれる
翼抜止板取出穴１６を設けたことにより、翼抜止板９を
取り外すときは、翼抜止板取出穴１６に棒１８を差込ん
で翼抜止板９を軸方向１１に容易に引き出すことができ
るようにしたものである。このため、ロータの組立時や
翼３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を詳細に説明する。図５に本発明の特徴を示した翼３
の取付構造の実施例を、また、図２に本発明のロータ１
を用いたガスタービンエンジンの圧縮機の例を示す。ま
た、図６、１はそれぞれ翼抜止板９を差込む時及び差込
み完了時におけるロータディスク２の翼抜止板９の中心
線での断面をロータディスク２の外周側から見た図であ
る。

【００２１】図２において、圧縮機は主としてロータ
１，ケーシング５，ロータディスク２に固定された翼
３、及びケーシング５に固定された翼４によって構成さ
れ、入口側６で低圧の空気を出口側７で高圧となるよう
に圧縮する。この場合、翼３，４には高圧側から低圧側
に向かう方向に流体力が作用する。すなわち、翼３，４
には軸方向に沿って後方から前方に向かって流体力が作
用することになる。また、図２の８は静翼４先端とロー
タ１の外周面との間の空気の漏れを防止するシュラウド
構造が取り付けられるところであり、組立・分解時には
翼３を着脱する空間となる。

【００２２】図５は前記ロータのロータディスク２を取
り出したものである。翼抜止板９は図６に示すように、
軸方向１１の曲げ変形を与えながら差込まれ、ロータデ
ィスク２の側面に円周方向に設けた翼抜止板保持溝１０
の中を滑らせるようになっている。翼抜止板９の差込み
が完了すると図１のようになる。翼抜止板９は翼抜止板
保持溝１０および翼抜止板保持溝１０終端部の段差１５
によって円周方向には動かない。また、翼抜止板９の終
端部１２は翼３と接触していないため、翼抜止板９の終
端部１２には翼３からの軸方向の力が作用しない。した
がって、翼抜止板９の脱落は、翼抜止板９を軸方向１１
に曲げるばね力によって十分に防止でき、運転時におけ
る翼３の抜けを確実に防止できる。このため、ねじ止め
や溶接といった付加的な方法によって翼抜止板９の終端
部１２を固定する必要がなく、ロータの組立時や翼３の
交換時などに容易に着脱可能である。

【００２３】次に、本発明の請求項２に関する実施例を
図１を用いて説明する。翼抜止板保持溝１０入口部１３
の開口部の円周方向長さは翼抜止板９よりも短く、翼抜
止板保持溝１０の終端部には凸の段差１５が設けてあ
る。翼抜止板保持溝１０入口部１３の開口部よりも長い
翼抜止板９を翼抜止板保持溝１０に差し込むためには、
翼抜止板９を軸方向１１に曲げる必要があるが、凸の段
差１５により軸方向１１に曲げられた翼抜止板９を翼抜
止板保持溝１０に滑らせながら着脱するための翼抜止板
保持溝１０入口部１３を簡単な構造で実現することがで
きる。

【００２４】次に、本発明の請求項３に関する実施例を
図７を用いて説明する。翼抜止板保持溝１０終端部の段
差１５の外側にはテーパを付けてあるため、翼抜止板９
を軸方向１１に曲げながら翼抜止板保持溝１０に差込む
際の曲げ変形量が小さくなり、小さな力で翼抜止板９を
曲げることができるようになる。このため、翼抜止板９
を翼抜止板保持溝１０に差込みやすくなり、ロータの組
立時や翼３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【００２５】次に、本発明の請求項４に関する実施例を
図８を用いて説明する。翼抜止板９を円周方向に分割す
ることにより翼抜止板９が小さくなり、翼抜止板９を翼
抜止板保持溝１０に差込む際に翼抜止板９の取り回しが
容易になる。このため、翼抜止板９の着脱が容易にな
り、ロータの組立時や翼３の交換時などに容易に着脱可
能となる。

【００２６】次に、本発明の請求項５に関する実施例を
図９を用いて説明する。翼抜止板保持溝１０入口部１３
を複数個設けることにより、翼抜止板９を滑らせながら
翼抜止板保持溝１０に差込む距離が短くなる。このた
め、翼抜止板９の着脱が容易になり、ロータの組立時や
翼３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【００２７】次に、本発明の請求項６に関する実施例を
図１０を用いて説明する。翼抜止板保持溝１０の終端部
には、深さが翼抜止板保持溝１０よりも深く、翼抜止板
９を翼抜止板保持溝１０に差込み完了した時に一部が翼
抜止板９で塞がれる翼抜止板取出穴１６が設けてある。
翼抜止板９を取り外す時は、翼抜止板取出穴１６に棒１
８を差込んで翼抜止板９を軸方向１１に容易に引き出す
ことができるので、翼３の交換時などに容易に着脱可能
である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、ロ
ータディスク２と、ロータディスク２の外周に設けられ
た軸方向または円周方向の取付溝に翼３の取付部を差し
込むことにより、固定されてロータディスク２ととも
に、回転する翼３と、ロータディスク２の側面に設けら
れた円周方向の翼抜止板保持溝１０に差し込むことによ
り固定されてロータディスク２とともに、回転する翼抜
止板９からなるガスタービンエンジンのロータにおい
て、軸方向１１に曲げることが可能な翼抜止板９を有
し、軸方向１１に曲げられた前記翼抜止板９を翼抜止板
保持溝１０に滑らせながら着脱するための翼抜止板保持
溝入口部１３を翼３間に有することより、翼抜止板９の
終端部１２は翼３と接触していないため、翼抜止板９の
終端部には翼３からの軸方向の力が作用しない。

【００２９】このため、翼抜止板９の脱落は、翼抜止板
９を軸方向１１に曲げるばね力で十分に防止でき、運転
時における翼３の抜けを確実に防止できる。また、ねじ
止めや溶接といった付加的な方法によって翼抜止板９の
終端部１２を固定する必要がなく、ロータの組立時や翼
３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【００３０】また、本発明の請求項２によれば、開口部
の円周方向長さが翼抜止板９の円周方向長さよりも短
く、翼抜止板保持溝１０の終端部に凸の段差１５を設け
た翼抜止板保持溝１０入口部１３を有することにより、
軸方向１１に曲げられた翼抜止板９を翼抜止板保持溝１
０に滑らせながら着脱するための翼抜止板保持溝１０入
口部１３を簡単な構造で実現できる。このため、運転時
における翼３の抜けを確実に防止するとともに、ロータ
の組立時や翼３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【００３１】また、本発明の請求項３によれば、翼抜止
板保持溝１０終端部の段差１５の外側にテーパを付けた
ことにより、翼抜止板９を軸方向１１に曲げながら翼抜
止板保持溝１０に差込む際の曲げ変形量が小さくなり、
小さな力で翼抜止板９を曲げることができるようにな
る。このため、翼抜止板９を翼抜止板保持溝１０に差込
みやすくなり、ロータの組立時や翼３の交換時などに容
易に着脱可能となる。

【００３２】また、本発明の請求項４によれば、翼抜止
板９を円周方向に分割したことにより、翼抜止板９が小
さくなり、翼抜止板９を翼抜止板保持溝１０に差込む際
に翼抜止板９の取り回しが容易になる。このため、翼抜
止板９の着脱が容易になり、ロータの組立時や翼３の交
換時などに容易に着脱可能となる。

【００３３】また、本発明の請求項５によれば、翼抜止
板保持溝１０入口部１３を複数個設けることにより、翼
抜止板９を滑らせながら翼抜止板保持溝１０に差込む距
離が短くなる。このため、翼抜止板９の着脱が容易にな
るので、ロータの組立時や翼３の交換時などに容易に着
脱可能となる。

【００３４】また、本発明の請求項６によれば、翼抜止
板保持溝１０の終端部に深さが翼抜止板保持溝１０より
も深く、翼抜止板９を翼抜止板保持溝１０に差込み完了
した時に一部が翼抜止板９で塞がれる翼抜止板取出穴１
６を設けたことにより、翼抜止板９を取り外すときは、
翼抜止板取出穴１６に棒１８を差込んで翼抜止板９を軸
方向１１に容易に引き出すことができる。このため、翼
３の交換時などに容易に着脱可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスタービンエンジンのロータの一実
施例の要部を示す翼抜止板の中心線での断面図である。

【図２】本発明のロータを用いたガスタービンエンジン
の圧縮機の説明図を示す。

【図３】軸方向の翼取付溝を有する翼取付構造の従来技
術の斜視図を示す。

【図４】翼抜止板を用いた翼の抜止構造の従来技術の斜
視図を示す。

【図５】本発明のガスタービンエンジンのロータの一実
施例の斜視図を示す。

【図６】本発明のガスタービンエンジンのロータの翼抜
止板差込方法を示す翼抜止板の中心線での断面図であ
る。

【図７】本発明のガスタービンエンジンのロータの一実
施例の要部を示す翼抜止板の中心線での断面図である。

【図８】本発明のガスタービンエンジンのロータの一実
施例の斜視図を示す。

【図９】本発明のガスタービンエンジンのロータの一実
施例の斜視図を示す。

【図１０】本発明のガスタービンエンジンのロータの一
実施例の要部を示す翼抜止板の中心線での断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ロータ、２…ロータディスク、３，４…翼、５…ケ
ーシング、６…圧縮機入口側、７…圧縮機出口側、９…
翼抜止板、９′…翼抜止板（最後に止める板）、１０…
翼抜止板保持溝、１１…軸方向、１２…翼抜止板終端
部、１３…翼抜止板保持溝入口部、１５…翼抜止板保持
溝終端部の段差、１６…翼抜止板取出穴、１７…翼取付
溝、１８…翼抜止板取出し棒。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータディスクと、ロータディスクの外周
   に設けられた軸方向または円周方向の取付溝に翼の取付
   部を差し込むことにより固定されてロータディスクとと
   もに回転する翼と、ロータディスクの側面に設けられた
   円周方向の翼抜止板保持溝に差し込むことにより固定さ
   れてロータディスクとともに回転する翼抜止板からなる
   ガスタービンエンジンのロータにおいて、 軸方向に曲げることが可能な翼抜止板を有し、軸方向に
   曲げられた前記翼抜止板を翼抜止板保持溝に滑らせなが
   ら着脱するための翼抜止板保持溝入口部を翼間に有する
   ことを特徴とするガスタービンエンジンのロータ。
2. 【請求項２】請求項１のガスタービンエンジンのロータ
   において、開口部の円周方向長さが翼抜止板の円周方向
   長さよりも短く、翼抜止板保持溝の終端部に凸の段差を
   設けた翼抜止板保持溝入口部を有することを特徴とする
   ガスタービンエンジンのロータ。
3. 【請求項３】請求項２のガスタービンエンジンのロータ
   において、翼抜止板保持溝終端部の段差の外側にテーパ
   を付けたことを特徴とするガスタービンエンジンのロー
   タ。
4. 【請求項４】請求項１のガスタービンエンジンのロータ
   において、翼抜止板を円周方向に分割したことを特徴と
   するガスタービンエンジンのロータ。
5. 【請求項５】請求項１のガスタービンエンジンのロータ
   において、翼抜止板保持溝入口部を複数個設けることを
   特徴とするガスタービンエンジンのロータ。
6. 【請求項６】請求項１のガスタービンエンジンのロータ
   において、翼抜止板保持溝の終端部に、深さが翼抜止板
   保持溝よりも深く、翼抜止板を翼抜止板保持溝に差込み
   完了した時に一部が翼抜止板で塞がれる翼抜止板取出穴
   を設けたことを特徴とするガスタービンエンジンのロー
   タ。