JPS59203809A - 軸流形タ−ボ機械の動翼取付構造 - Google Patents
軸流形タ−ボ機械の動翼取付構造Info
- Publication number
- JPS59203809A JPS59203809A JP7831883A JP7831883A JPS59203809A JP S59203809 A JPS59203809 A JP S59203809A JP 7831883 A JP7831883 A JP 7831883A JP 7831883 A JP7831883 A JP 7831883A JP S59203809 A JPS59203809 A JP S59203809A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disk
- heat
- rotor blade
- pad
- mounting structure
- 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.)
- Pending
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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
- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
- F01D5/3069—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers between two discs or rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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】
不発８Ｊ書ま軸流形のターボ送風機、ターボ圧縮（（′
また＆１ターボ原「ｔ１１枦など、即ち軸流形ターボｍ
ｔ’＋＝のディスクへのセラミック製動翼の取付構造に
関する。
また＆１ターボ原「ｔ１１枦など、即ち軸流形ターボｍ
ｔ’＋＝のディスクへのセラミック製動翼の取付構造に
関する。
最近、軸流形ターボ機枦の作ｐｄ＋ガスを高温にして熱
効率を上昇し省エネルギを図ることが９４まれている。
効率を上昇し省エネルギを図ることが９４まれている。
しかし現在便用されている金属製の動翼では略９００°
Ｃを卸、える高温における耐食性、耐摩耗性、強度が充
分でないので、高温ガスを循環、圧送し、又は高温カス
から動力を効率よくとり出すことが不ｏ］能であり、特
にダストを含む腐食性の高瀞１ガスの熱エネルギを有効
に利用できない。すなわち従来の金属穿゛」の動翼では
既に技術的な限界に達しており、斬新な技術革新がない
限り、現状を変えるのは甲ｔ４＋・な状況にある。
Ｃを卸、える高温における耐食性、耐摩耗性、強度が充
分でないので、高温ガスを循環、圧送し、又は高温カス
から動力を効率よくとり出すことが不ｏ］能であり、特
にダストを含む腐食性の高瀞１ガスの熱エネルギを有効
に利用できない。すなわち従来の金属穿゛」の動翼では
既に技術的な限界に達しており、斬新な技術革新がない
限り、現状を変えるのは甲ｔ４＋・な状況にある。
セラミックは目下のところ高湖腐食怜ガスに耐える動翼
の唯一の材料であり、セラミック刺ｔｊｈ翼の研究が各
方面で行われている。
の唯一の材料であり、セラミック刺ｔｊｈ翼の研究が各
方面で行われている。
金属製動翼を軸流形ターポル枦に取付ける場合、従来よ
り次のような方法が知られている。
り次のような方法が知られている。
その一つは、ターボ機械の金ｖｉ、：ディスク周紘部に
ダブテイル状又はクリスマスツリー状の凹陥部なディス
ク軸に平行に設け、この凹陥部にぴったりはめあう取付
部を有する動翼の数個部を、ディスク側周部からディス
ク軸に平行に挿入して取付けるものである。もう一つは
、断面凸字状の凹陥部をディスク周縁部に譲状に設け、
周縁部の一部を切欠いて設けた挿入口より、この凸字状
凹陥部にぴったりはめあう数個部を有する動翼の数個部
を順次挿入し、周方向に摺動して、動翼を所定位置に配
置取付けするものである。
ダブテイル状又はクリスマスツリー状の凹陥部なディス
ク軸に平行に設け、この凹陥部にぴったりはめあう取付
部を有する動翼の数個部を、ディスク側周部からディス
ク軸に平行に挿入して取付けるものである。もう一つは
、断面凸字状の凹陥部をディスク周縁部に譲状に設け、
周縁部の一部を切欠いて設けた挿入口より、この凸字状
凹陥部にぴったりはめあう数個部を有する動翼の数個部
を順次挿入し、周方向に摺動して、動翼を所定位置に配
置取付けするものである。
しかしこれらの方法をセラミック製動翼に適用しようと
しても、セラミックと金属との熱膨張率の差が太きいた
め、高温及び高遠心力下でディスクと動翼との間にガタ
を生じ、セラミック製動翼と金属製ディスクの動翼取付
部とが激しくぶつかりあって、動翼１′び／又はディス
クか破損してしまうなどして、セラミック製動翼の使用
は不可能である。
しても、セラミックと金属との熱膨張率の差が太きいた
め、高温及び高遠心力下でディスクと動翼との間にガタ
を生じ、セラミック製動翼と金属製ディスクの動翼取付
部とが激しくぶつかりあって、動翼１′び／又はディス
クか破損してしまうなどして、セラミック製動翼の使用
は不可能である。
本発明の目的は、セラミック製動翼を金属製ディスクに
取付けて９００’Ｃを越える高温ガスに対し高遠心力下
で運転しても膨１翼とディスクの間でガタを生じること
なく保持され、動欠及びディスクを破損することのな（
・軸流形ターボ機械を提供するにある。
取付けて９００’Ｃを越える高温ガスに対し高遠心力下
で運転しても膨１翼とディスクの間でガタを生じること
なく保持され、動欠及びディスクを破損することのな（
・軸流形ターボ機械を提供するにある。
本発明による軸流形ターボ機械の動翼取付構造は、周縁
より軸心に向けて拡幅された凹陥を有し、回転軸に伸直
な面にて二分割され、締結具にて締結可能なディスクの
該凹陥に、翼部と該凹陥に係合ずろ取付部とからなるセ
ラミック製動翼の該取付部を収容するとともに、該取付
部と凹陥面との間に耐熱断熱［＋−のパッドを挾持し、
該締結具にて分割ディスクを相互に締結してなることを
特徴とする。
より軸心に向けて拡幅された凹陥を有し、回転軸に伸直
な面にて二分割され、締結具にて締結可能なディスクの
該凹陥に、翼部と該凹陥に係合ずろ取付部とからなるセ
ラミック製動翼の該取付部を収容するとともに、該取付
部と凹陥面との間に耐熱断熱［＋−のパッドを挾持し、
該締結具にて分割ディスクを相互に締結してなることを
特徴とする。
本発明による動翼取付構造の好ましい態様においては、
パッドは、数個部の肩部・と凹陥面との間、および該数
個部の底部と該凹陥面との間に挾持される。
パッドは、数個部の肩部・と凹陥面との間、および該数
個部の底部と該凹陥面との間に挾持される。
以下に本発明の軸流形ターボ桁板の動翼取イー」ｈ＞造
を実施例の図面に基づいて説明する。
を実施例の図面に基づいて説明する。
第１図において軸受２３に接待された回転軸２４には単
段又は複数段（第１図では二段）のディスク２５が取付
けられて℃・る。各ナイス２２５０周縁には放射状に複
数個のセラミックス製動沢２６が取付けられている。動
翼２６の外方のケーシング２０には静翼２２が内方に突
出して固定されている。ディスク２５を扱うように設け
た適宜な断熱材からなるシュラウド２１とケーシング２
０とのｍｌの空間を矢示の如く作動ガスが流れる。
段又は複数段（第１図では二段）のディスク２５が取付
けられて℃・る。各ナイス２２５０周縁には放射状に複
数個のセラミックス製動沢２６が取付けられている。動
翼２６の外方のケーシング２０には静翼２２が内方に突
出して固定されている。ディスク２５を扱うように設け
た適宜な断熱材からなるシュラウド２１とケーシング２
０とのｍｌの空間を矢示の如く作動ガスが流れる。
ディスク２５には周縁より軸心に向けてテーパ（テーパ
部を符号２７で示す〕を付して拡幅された凹陥２８を設
けである。したがってディスク２５において周縁面より
内方には凹陥面が形成される。また、ディスク２５は回
転軸２４に垂直な面でほぼ左右対称形状の分割ディスク
６．７に二分割されている。分割ディスク６゜７は適宜
な締結具、例えばポル）９．１１及びナツト１０．１２
によって相互に締結、密漸せしめられている。更に分割
ディスク６．７には、ディスクの外側面より凹陥２８に
連通する冷却気孔１７が、また、必吸に応じ、分割ディ
スク６．７相互間を連通する連通り、刊１８か穿設され
ている。
部を符号２７で示す〕を付して拡幅された凹陥２８を設
けである。したがってディスク２５において周縁面より
内方には凹陥面が形成される。また、ディスク２５は回
転軸２４に垂直な面でほぼ左右対称形状の分割ディスク
６．７に二分割されている。分割ディスク６゜７は適宜
な締結具、例えばポル）９．１１及びナツト１０．１２
によって相互に締結、密漸せしめられている。更に分割
ディスク６．７には、ディスクの外側面より凹陥２８に
連通する冷却気孔１７が、また、必吸に応じ、分割ディ
スク６．７相互間を連通する連通り、刊１８か穿設され
ている。
セラミック製動翼２６は■部】と数個部２とよりなる。
取付部２は凹陥２８に係合する形状を有し、すなわち取
付部２は翼部と接続する仙に比べてディスク２５内に収
容される側か拡幅されており、その中間にテーバ部分か
設けられ、肩部２９を形成している。ディスク２５の凹
陥面のテーパ部２７とツ１）翼の取イ・１部２の周部２
９との間、およびディスク、２５の四ト］゛「・面の底
部と動翼の取付部の底部との間に（」°それぞれパッド
３及びパッド５が挾拐され、更にパッド５の底部と凹陥
部の底部との間にバネ３０か秋掲されてし・る。なお、
バネ３０の位置１れを防」１するために凹陥面の底部に
おいてバネ当ｔ；部分はさらに凹所を形成ぜしめである
が、Ｊ’・官省トしてもよい。また、パント３の当打す
るテーパ部２７にかかる凹Ｐ９ｉを形成せしめてもよい
。
付部２は翼部と接続する仙に比べてディスク２５内に収
容される側か拡幅されており、その中間にテーバ部分か
設けられ、肩部２９を形成している。ディスク２５の凹
陥面のテーパ部２７とツ１）翼の取イ・１部２の周部２
９との間、およびディスク、２５の四ト］゛「・面の底
部と動翼の取付部の底部との間に（」°それぞれパッド
３及びパッド５が挾拐され、更にパッド５の底部と凹陥
部の底部との間にバネ３０か秋掲されてし・る。なお、
バネ３０の位置１れを防」１するために凹陥面の底部に
おいてバネ当ｔ；部分はさらに凹所を形成ぜしめである
が、Ｊ’・官省トしてもよい。また、パント３の当打す
るテーパ部２７にかかる凹Ｐ９ｉを形成せしめてもよい
。
パット３及び５は耐熱性及び断熱性を消しており、好ま
しくは金属及び／又はセラミックからなる。このターボ
機械が主として高温ガス流下で使用されること、セラミ
ック製動翼から金属製ディスクへの熱伝導を抑制したい
ことなどのためにパッドは耐熱断熱性であり、熱膨張差
などに起因１するガタや振動を吸収したいことなどのた
め、適度の弾性を有することが望ましい。
しくは金属及び／又はセラミックからなる。このターボ
機械が主として高温ガス流下で使用されること、セラミ
ック製動翼から金属製ディスクへの熱伝導を抑制したい
ことなどのためにパッドは耐熱断熱性であり、熱膨張差
などに起因１するガタや振動を吸収したいことなどのた
め、適度の弾性を有することが望ましい。
バンド３及び５の実施例として、これらのパットはニッ
ケル、ステンレス、インコネル、ハステロイなどの耐熱
性金属よりなり、好ましくは第２図に示すように、パッ
ド３が挾持された状態において、回転軸側から翼部側に
冷却気の流通可能な複数個の平行な孔４がパッド３に穿
設されている。これらの孔により、パッド３に充分な温
度勾配をもたせ、かつ弾性を伺与することができる。ま
た、パッド５は第２図に示すパッド３と同様の形状であ
ってもよいし、あるいは第２図に示すように断面Ｈ型形
状として数個部の底部からディスクへの熱伝導を少くす
るようにしてもよ℃・。
ケル、ステンレス、インコネル、ハステロイなどの耐熱
性金属よりなり、好ましくは第２図に示すように、パッ
ド３が挾持された状態において、回転軸側から翼部側に
冷却気の流通可能な複数個の平行な孔４がパッド３に穿
設されている。これらの孔により、パッド３に充分な温
度勾配をもたせ、かつ弾性を伺与することができる。ま
た、パッド５は第２図に示すパッド３と同様の形状であ
ってもよいし、あるいは第２図に示すように断面Ｈ型形
状として数個部の底部からディスクへの熱伝導を少くす
るようにしてもよ℃・。
のパッドは耐熱性金属の細線を金網状に成形し、これを
焼結した（・わゆる焼結金網である。
焼結した（・わゆる焼結金網である。
パッド３及び５０更に仙の実施例として、これらのパッ
ドは耐熱性金属の外皮内に、マグネシア、アルミナ、ジ
ルコニア、シリカ、窒化ケイ素などを主成分とするセラ
ミック粉末又はセラミック固体を収容したものである。
ドは耐熱性金属の外皮内に、マグネシア、アルミナ、ジ
ルコニア、シリカ、窒化ケイ素などを主成分とするセラ
ミック粉末又はセラミック固体を収容したものである。
これらの実施例のいずれのパッドも面ｊ熱件、断熱性及
び適度の弾性を有する。
び適度の弾性を有する。
動翼２６をディスク２５に取付けるに（コ、複数の動翼
２６の取付部２を並べて、テーパ部２７と肩部２９の間
にパッド３を挾み、一方の分割ディスク６の凹陥内に挿
入する。ついで数個部２の底部と凹陥面１の底部とのｉ
カにパッド５及びバネ３０を挿入する。つづいてＰＪｉ
？のパッド３を挾み、他方の分割ディスク７をかぶせボ
ルト及びナツトにより分割ディスク６．７相互間を締め
つけると、７〜７部２７のくさ０作用により取付部２は
軸心に向って押しつけられ、バネ３０の抗力と釣合う位
置で動翼２６がディスク２５に固定される。
２６の取付部２を並べて、テーパ部２７と肩部２９の間
にパッド３を挾み、一方の分割ディスク６の凹陥内に挿
入する。ついで数個部２の底部と凹陥面１の底部とのｉ
カにパッド５及びバネ３０を挿入する。つづいてＰＪｉ
？のパッド３を挾み、他方の分割ディスク７をかぶせボ
ルト及びナツトにより分割ディスク６．７相互間を締め
つけると、７〜７部２７のくさ０作用により取付部２は
軸心に向って押しつけられ、バネ３０の抗力と釣合う位
置で動翼２６がディスク２５に固定される。
なお、ボルト、ナツトなどによる締結は、第１図におい
ては軸心からの半径の異なる二ケ所においてなされてい
るが、適宜増減してもさしつかえなく、また、円周方向
においても、各動翼に同数すつである必要はなく、道Ｉ
宜間引きしてもよい。また、第１図のボルト９は動翼の
数個部２を貫通していｆ、「いことが好ましく、たとえ
ば第２図に示す如く、取付部２及びパッド３の占める位
置とは周方向にすらしてボルトを通すことが望ましい。
ては軸心からの半径の異なる二ケ所においてなされてい
るが、適宜増減してもさしつかえなく、また、円周方向
においても、各動翼に同数すつである必要はなく、道Ｉ
宜間引きしてもよい。また、第１図のボルト９は動翼の
数個部２を貫通していｆ、「いことが好ましく、たとえ
ば第２図に示す如く、取付部２及びパッド３の占める位
置とは周方向にすらしてボルトを通すことが望ましい。
このターポル番械においては、動翼２６がディスク２５
と断熱伯のパッド３により絶縁されているので、高温ガ
スにより動翼２６の温屡“が高（なっても、ディスク２
５への伝熱量は少なく、ディスク２５の温度上昇は抑え
られる。特に凹陥２日内に冷却気孔１７、及び必要に応
じて流通気孔］８を通じて冷却気を送給するときは、デ
ィスク２５の温度上昇を更に抑えることができる。従っ
てディスク２５の泥用上昇による強度低下及び耐食性低
下を防止できる。パッド３は高温の動翼２６と接してい
るが、充分な耐熱性を有する場合には劣化することがな
く、特に冷却気で冷却されているときは問題はない。デ
ィスク２５の湛肢上昇は抑えられているとはいえ、ある
稈度の幅厚上昇は避けがたいことが多く、この温度上昇
によるセラミック製動翼２６とディスク２５との膨張差
はバネ３００弾性によっても消殺され、動翼２６が緩む
ことがない。
と断熱伯のパッド３により絶縁されているので、高温ガ
スにより動翼２６の温屡“が高（なっても、ディスク２
５への伝熱量は少なく、ディスク２５の温度上昇は抑え
られる。特に凹陥２日内に冷却気孔１７、及び必要に応
じて流通気孔］８を通じて冷却気を送給するときは、デ
ィスク２５の温度上昇を更に抑えることができる。従っ
てディスク２５の泥用上昇による強度低下及び耐食性低
下を防止できる。パッド３は高温の動翼２６と接してい
るが、充分な耐熱性を有する場合には劣化することがな
く、特に冷却気で冷却されているときは問題はない。デ
ィスク２５の湛肢上昇は抑えられているとはいえ、ある
稈度の幅厚上昇は避けがたいことが多く、この温度上昇
によるセラミック製動翼２６とディスク２５との膨張差
はバネ３００弾性によっても消殺され、動翼２６が緩む
ことがない。
本発明による錦流形ターボ機椋のセラミック芽′」の動
翼御付部は以上の如く栴皮され、その構成部材は以上の
如く機能するので、セラミック製動翼はディスクに堅固
に保持さ′１１、ディスクの温度上昇も抑制され、ター
ホスシ′・林を高ｇ１亮遣心力下で運転しても、動板は
ディスクの凹陥内にパッドを２挾んで固定され、カタを
生じることがなく、部材を破接する恐れがかい。
翼御付部は以上の如く栴皮され、その構成部材は以上の
如く機能するので、セラミック製動翼はディスクに堅固
に保持さ′１１、ディスクの温度上昇も抑制され、ター
ホスシ′・林を高ｇ１亮遣心力下で運転しても、動板は
ディスクの凹陥内にパッドを２挾んで固定され、カタを
生じることがなく、部材を破接する恐れがかい。
第１図は本発明の実施例であるカスタービンの動翼取付
構造の回転軸を含む面での路上半部断面図、第２図は第
１図における動翼１、ボルト９などの配置を示す斜視図
である。 １・・・翼部、２・・・取付部、３，５・・・ノくラド
、６．７・・・分割ディスク、２８・・・凹陥。 第 Ｊ 肥 窮 ？ 刀
構造の回転軸を含む面での路上半部断面図、第２図は第
１図における動翼１、ボルト９などの配置を示す斜視図
である。 １・・・翼部、２・・・取付部、３，５・・・ノくラド
、６．７・・・分割ディスク、２８・・・凹陥。 第 Ｊ 肥 窮 ？ 刀
Claims (2)
- （１） 周縁より細心に向けて拡幅された凹陥を有し
、回転軸に垂直な面にて二分割され、締結具にて締結可
能なディスクの該凹陥に、翼部と該凹陥に係合する取付
部とからなるセラミック製動翼の詐取細部を収容すると
ともに、該取付部と凹陥面との間に耐熱断熱性のバンド
を挾持し、該締結具にて分割ディスクを相互に締結して
なることを特徴とする軸流形ターボ楼掃の動翼取付構造
。 - （２）パッドを、取付部の肩部と凹陥面との間、および
該取付部の底部と該凹陥面との間に挾持する特許請求の
範囲（１）記載の動翼取付構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7831883A JPS59203809A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 軸流形タ−ボ機械の動翼取付構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7831883A JPS59203809A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 軸流形タ−ボ機械の動翼取付構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59203809A true JPS59203809A (ja) | 1984-11-19 |
Family
ID=13658590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7831883A Pending JPS59203809A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 軸流形タ−ボ機械の動翼取付構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59203809A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02169805A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-06-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | セラミック翼の嵌合構造 |
| EP2236757A3 (en) * | 2009-03-17 | 2013-10-23 | United Technologies Corporation | Split rotor disk assembly for a gas turbine engine |
| JP2017133503A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 高ｏｐｒ（ｔ３）エンジン用圧縮機後方ロータリムの冷却 |
| US20200063577A1 (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | Rolls-Royce Plc | Turbine wheel assembly |
-
1983
- 1983-05-06 JP JP7831883A patent/JPS59203809A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02169805A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-06-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | セラミック翼の嵌合構造 |
| EP2236757A3 (en) * | 2009-03-17 | 2013-10-23 | United Technologies Corporation | Split rotor disk assembly for a gas turbine engine |
| JP2017133503A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 高ｏｐｒ（ｔ３）エンジン用圧縮機後方ロータリムの冷却 |
| CN107013335A (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 通用电气公司 | 用于高opr(t3)发动机的压缩机后转子边沿冷却 |
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| CN107013335B (zh) * | 2016-01-27 | 2021-03-12 | 通用电气公司 | 燃气涡轮发动机及用于其的冷却回路 |
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| US10934862B2 (en) * | 2018-08-22 | 2021-03-02 | Rolls-Royce Plc | Turbine wheel assembly |
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