JPS5924242B2 - タ−ビンロ−タ−構体 - Google Patents

タ−ビンロ−タ−構体

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JPS5924242B2
JPS5924242B2 JP51034416A JP3441676A JPS5924242B2 JP S5924242 B2 JPS5924242 B2 JP S5924242B2 JP 51034416 A JP51034416 A JP 51034416A JP 3441676 A JP3441676 A JP 3441676A JP S5924242 B2 JPS5924242 B2 JP S5924242B2
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ceramic
rotor
metal
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turbine rotor
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省吾 清水
俊彦 落合
真人 阪井
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • 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
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
    • 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
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/284—Selection of ceramic materials
    • 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
    • F01D5/34—Rotor-blade aggregates of unitary construction, e.g. formed of sheet laminae

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック製ローターと金属シャフトを接続し
てなるタービンローター構体に関する。
タービンローターをセラミックで形成することは、ター
ビンの効率向上を図る手段として、世界各地で研究が進
められている。
たとえば、窒化珪素の焼結体を用いたタービンローター
が開発されつつあり、自動車用ガスタービン、産業用ガ
スタービン等への応用が進められている。
この種のセラミック製タービンローターはシャフトと接
続され、高速回転体として使用されるのが常である。
セラミック製ローターはもともとタービンを高温におい
て作動し得るようにするため研究開発がすすめられてい
るものであるが、シャフトとの接続部分においてはそれ
ほど高温にさらされるものではない。
したがって、セラミック製ローターと金属製シャフトと
を直接接続することが考えられている。
たとえば１９７４年に米国において発行された［セラミ
ックス・フォア−バイパフォーマンス・アプリケイショ
ンズＪ （Ｃｅｒａｍｉｃｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈｐｅｒ
−ｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ）
の第２４頁には、セラミック製ローターと金属製シャフ
トを直接カービックカップリング（Ｃｕｒｖｉｃ ｃｏ
ｕｐｌｉｎｇ）シたタービンローター構体が記載されて
いる。
このカービックカップリングという接続手段は歯状かみ
合せによる接続手段であって金属製タービンローターの
分野では広く応用されている手段であって、互いに歯状
かみ合せ係合する手段である。
しかし、カービックカップリングによシ接続するにはロ
ーターの精密女加工を必要とする。
セラミック製ローターの場合、加工を施すことは得策で
はない。
即ち、セラミック材料の加工が金属材料の加工に比べて
非常に難かしく、また加工を施すことによってセラミッ
ク材料の真の特性を損うこともある。
本発明はセラミック材料の加工を避けるか、あるいは最
小限にとどめて、セラミック製タービンローターと金属
シャフトを接続する手段を開示するものである。
即ち、本発明タービンローター構体は、セラミック製ロ
ーターと金属シャフトの間に金属継部材を存在させてな
り、該金属継部材とセラミック製ローターとを焼ばめ、
圧接、嵌合などの任意の手段を用いて接続し、金属継部
材と金属シャフトとを互いに歯状かみ合せて係合接続す
るものである。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す図である。
第１図において１はセラミック製ローター、２は金属シ
ャフト、３は金属継部材、４は心棒である。
第２図は第１図における要部断面図でローター１とシャ
フト２との接続部分を示す。
この実施例においては、セラミック製ローターに傾斜状
突起１１を設け、この傾斜状突起１１に金属継部材３を
高温焼はめで接続する。
高温焼はめで接続されているため、タービン運転時の温
度差によるセラミック製ローター１と金属継部材３の熱
膨張差による不都合は生じない。
嵌合、圧接等の手段によってローター１１と金属継部材
３とを接続する場合には、両者の熱膨張差をあらかじめ
考慮した設計を施すことにより好ましい結果を得られる
。
必要に応じて、ローターに溝を切り金属継部材に突起を
設け、溝と突起とがかみ合うような工夫などを施すこと
も好ましい。
金属継部材３と金属シャフト２とはカービックカップリ
ングされる。
カービックカップリングは前述のとおり金属タービンロ
ーターの分野で広く使用されているので、本発明におい
ても同様に外される。
この場合、金属同志のカービックカップリングであるの
で従来技術を十分に応用できる。
カービックカップリングは接続部において、応力がなる
べくかからないように、角部が曲線の置型の凹凸を設は
嵌合する手段である。
タービンローターは高速回転使用されるものであるので
、回転時のバランスが問題となる。
このためローターに後加工を施すことがよくなされる。
ところが、セラミック製ローターにおいては、前述のと
おり後加工は好ましくない。
この点で、本発明は有用である。
即ち、本発明タービンローター構体では、バラシスを金
属継部材の加工によって図り得るため、セラミックロー
ターの加工を要しないのである。
本発明タービンローター構体に用いるセラミックとして
は、前記した窒化珪素等の耐熱性の優れたファインセラ
ミックスが有効であり、また金属継部材も耐熱性に優れ
た金属がよい。
以上詳述したとおり、本発明タービンローター構体にお
いては高度な技術を要さずに、セラミック製ローターと
金属シャフトを接続することができ、産業上の利大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図の要部断面図である。 １・・・セラミック製タービンローター、２・・・金属
シャフト、３・・・金属継部材、４・・・心棒。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ セラミック製ローターに金属シャフトを接続してな
    るタービンローター構体においてセラミック製ローター
    と金属シャフトの間に金属継部材を存在させてなり、該
    金属継部材とセラミック製ローターとは焼はめにより接
    続され金属シャフトと金属継部材とは歯状かみ合せによ
    り接続されていることを特徴とするタービンローター構
    体。 ２ 金属継部材とセラミック製ローターは、セラミック
    製ローターに設けた突起部で接続されてなる特許請求の
    範囲第１項に記載のタービンローター構体。
JP51034416A 1976-03-31 1976-03-31 タ−ビンロ−タ−構体 Expired JPS5924242B2 (ja)

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