JPS6149103A - タ−ビン動翼連結装置 - Google Patents
タ−ビン動翼連結装置Info
- Publication number
- JPS6149103A JPS6149103A JP16992684A JP16992684A JPS6149103A JP S6149103 A JPS6149103 A JP S6149103A JP 16992684 A JP16992684 A JP 16992684A JP 16992684 A JP16992684 A JP 16992684A JP S6149103 A JPS6149103 A JP S6149103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor blade
- faces
- connecting piece
- hole
- turbine rotor
- 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
- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
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】
〔発明の技術分野〕
本発明はタービン動翼に係り、特に、隣接する動翼相互
間を連結片により全周一群に連結するタービン動翼連結
装置に関する。
間を連結片により全周一群に連結するタービン動翼連結
装置に関する。
タービン動翼ｌ翼は通常高速回転で使用されるため、運
転中には大ぎな遠心力が作用する。特に最近のタービン
発電懇の大容但化に伴い、低圧タービンの最終段として
使われるタービン翼には、二極傭として翼長が１ｍを越
すものが出現し、定格回転で翼１本あたりの遠心力が３
００ｔｏｎ以上となるものがある。このような長大な最
終段タービン翼は流体特性から必然的に長手方向に大き
な捩れ形状となるため、前述した過大な遠心力により運
転中には単に引張応力だけでなく、捩り戻りによる捩り
応力が最終段タービン翼に複合して作用し、局部的には
翼材の降伏応力に近い応力が発生する。
転中には大ぎな遠心力が作用する。特に最近のタービン
発電懇の大容但化に伴い、低圧タービンの最終段として
使われるタービン翼には、二極傭として翼長が１ｍを越
すものが出現し、定格回転で翼１本あたりの遠心力が３
００ｔｏｎ以上となるものがある。このような長大な最
終段タービン翼は流体特性から必然的に長手方向に大き
な捩れ形状となるため、前述した過大な遠心力により運
転中には単に引張応力だけでなく、捩り戻りによる捩り
応力が最終段タービン翼に複合して作用し、局部的には
翼材の降伏応力に近い応力が発生する。
また、一方、振動面においては、タービン翼の長大化に
より翼の固有振動数が低下し、共撮を回避ずべき振動モ
ードが増加する。このにうな背累から長大翼については
、低次から高次までの撮動に対し、振動減衰効果を高め
た連結装置を採用することが疲労強度の面から望まれる
。
より翼の固有振動数が低下し、共撮を回避ずべき振動モ
ードが増加する。このにうな背累から長大翼については
、低次から高次までの撮動に対し、振動減衰効果を高め
た連結装置を採用することが疲労強度の面から望まれる
。
従来、この種のタービン動翼連結装置どしては第３図（
Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すようなものがめった。
Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すようなものがめった。
この第３図（△＞、（Ｂ）、のタービン動翼連結装置は
、隣接する一対の動９２１，１の各長手方向の中間部に
対向する動翼方向く周方向ａ）に突出する突起２を動翼
１と一体に突設し、突起２の先端に球面状底面３ａから
なる穴３を形成し、両切興１．１の穴３．３内に、両端
にほぼ球状突部４ａ、４ａの突設されたバーベル状連結
片４を挿入し、両切’：・：！ １ 、１を相互に緩く
連結するようにしたものである。
、隣接する一対の動９２１，１の各長手方向の中間部に
対向する動翼方向く周方向ａ）に突出する突起２を動翼
１と一体に突設し、突起２の先端に球面状底面３ａから
なる穴３を形成し、両切興１．１の穴３．３内に、両端
にほぼ球状突部４ａ、４ａの突設されたバーベル状連結
片４を挿入し、両切’：・：！ １ 、１を相互に緩く
連結するようにしたものである。
このようなタービン＠翼連結装置は、全周の相互の動翼
１を周方向ａに緩く連結するため、動翼１の基本−次モ
ードである周方向振動モードが翼相互の位相により全周
で打消し合い、消滅するという利点をイ１する。また、
高次モードに関しては、連結片４と穴３の接触および高
速により減衰を意図したものである。
１を周方向ａに緩く連結するため、動翼１の基本−次モ
ードである周方向振動モードが翼相互の位相により全周
で打消し合い、消滅するという利点をイ１する。また、
高次モードに関しては、連結片４と穴３の接触および高
速により減衰を意図したものである。
しかしながら、この連結装置は連結片４と穴３との接触
面が連結片４の両端が球状をなしているため大きく取れ
ず、期待した減衰効果が１写られない欠点がある。ま１
＝、連結片４の中間部がその両端部に比べ剛性が小さく
、前述した動翼１の遠心力による捩れの戻りをある程度
拘束しようとすると、中間部には過大な曲げ応力が作用
し破損するおそれがある。逆に捩れの戻りを完全に許容
する場合には、翼の捩り、曲げ振動に対する制振作用が
失われ、期待した振動減衰効果が得られなくなる。
面が連結片４の両端が球状をなしているため大きく取れ
ず、期待した減衰効果が１写られない欠点がある。ま１
＝、連結片４の中間部がその両端部に比べ剛性が小さく
、前述した動翼１の遠心力による捩れの戻りをある程度
拘束しようとすると、中間部には過大な曲げ応力が作用
し破損するおそれがある。逆に捩れの戻りを完全に許容
する場合には、翼の捩り、曲げ振動に対する制振作用が
失われ、期待した振動減衰効果が得られなくなる。
（発明の目的）
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
強度を損うことなく高い振動減衰効果が得られ、長大岡
の疲労損傷を防ぎ、十分な安全運転をなし得るようにし
たタービン動翼連結装置を提供することを目的とする。
強度を損うことなく高い振動減衰効果が得られ、長大岡
の疲労損傷を防ぎ、十分な安全運転をなし得るようにし
たタービン動翼連結装置を提供することを目的とする。
本発明は、各動翼の長手方向中間部に対向する動翼方向
に突出する突起を突設し、突起先端に穴を形成し、隣接
する一対の動翼の穴に両端部が挿入されるように連結片
を配置してなるタービンｆ）Ｊｙ４！連結装置にｄブい
て、前記連結片の上下面をそれぞれ平滑面に形成すると
ともに、連結片の両側面をそれぞれ円弧面、両端部をそ
れぞれ球形面に形成してなり、前記穴を前記連結片とほ
ぼ補形をなす形状に形成したことを特徴どしている。
に突出する突起を突設し、突起先端に穴を形成し、隣接
する一対の動翼の穴に両端部が挿入されるように連結片
を配置してなるタービンｆ）Ｊｙ４！連結装置にｄブい
て、前記連結片の上下面をそれぞれ平滑面に形成すると
ともに、連結片の両側面をそれぞれ円弧面、両端部をそ
れぞれ球形面に形成してなり、前記穴を前記連結片とほ
ぼ補形をなす形状に形成したことを特徴どしている。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお
、従来のものと同一の構成には同一の符号をイ」ず。
、従来のものと同一の構成には同一の符号をイ」ず。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例を示す
ものであり、各動翼１の長手方向の中間部に突設されて
いる突起２の先端部には穴５が形成されており、この穴
５の底面６は球面状に形成されている。また、この穴５
の内周は、第１図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、上下面
７．８がそれぞれ平滑面に形成されており、両側面９，
１０がそれぞれ円弧面に形成されている。
ものであり、各動翼１の長手方向の中間部に突設されて
いる突起２の先端部には穴５が形成されており、この穴
５の底面６は球面状に形成されている。また、この穴５
の内周は、第１図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、上下面
７．８がそれぞれ平滑面に形成されており、両側面９，
１０がそれぞれ円弧面に形成されている。
一方、隣接する一対の動翼１．１の穴５，５に両端部が
１１１１人される連結片１１は、この穴５の形状とほぼ
補形をなり形状をしている。？ｌ−なわら、連結片１１
の上下面１２．１３はそれぞれ平滑面に形成され、また
両側面１４．１５はそれぞれ円弧面に形成されている。
１１１１人される連結片１１は、この穴５の形状とほぼ
補形をなり形状をしている。？ｌ−なわら、連結片１１
の上下面１２．１３はそれぞれ平滑面に形成され、また
両側面１４．１５はそれぞれ円弧面に形成されている。
さらに、連結片１１の両端面１６．１７はそれぞれ球形
面とされ、連結片１１両端部はその側面が前記穴５に対
し０．１〜２．０ｍｍの間隔αをもって挿入されるよう
になっている。
面とされ、連結片１１両端部はその側面が前記穴５に対
し０．１〜２．０ｍｍの間隔αをもって挿入されるよう
になっている。
つぎに作用について説明する。
本タービン動翼連結装置は、動翼１の回転により、まず
、連結片１１の上面１２が、突起２の穴５の上面７に押
付けられ遠心力による面圧を受ける。また、同時に翼１
の捩れの戻りにより、連結片１１の側面１４．１５の穴
５の側面９，１０に接触し、その後の捩れ戻り変形を１
；つ束し、側面１４．１５の円弧部にＪ５いても接触に
よる血圧を受けることになる。特に、連結片１１の端面
１６゜１７と、これに対向する穴５の底面６を球面状に
しているのは動Ｎ１の捩れ戻りの変形を所定の位置まで
、滑かに作動させるためであり、また、側面１４．１５
の曲率形状は、捩れ戻りの拘束による応力集中を緩和す
るものである。このように連結片１１の形状を楕円偏平
球状とし、中間部の剛性を従来に比して大幅に向上させ
たことにより、以下の理由により、強度を損うことなく
、全周において一様なアンツイスト変形を許容し、振動
減衰に必要な所定の面圧を連結片１１ど穴５の当接面で
保持する事がでさ゛る。
、連結片１１の上面１２が、突起２の穴５の上面７に押
付けられ遠心力による面圧を受ける。また、同時に翼１
の捩れの戻りにより、連結片１１の側面１４．１５の穴
５の側面９，１０に接触し、その後の捩れ戻り変形を１
；つ束し、側面１４．１５の円弧部にＪ５いても接触に
よる血圧を受けることになる。特に、連結片１１の端面
１６゜１７と、これに対向する穴５の底面６を球面状に
しているのは動Ｎ１の捩れ戻りの変形を所定の位置まで
、滑かに作動させるためであり、また、側面１４．１５
の曲率形状は、捩れ戻りの拘束による応力集中を緩和す
るものである。このように連結片１１の形状を楕円偏平
球状とし、中間部の剛性を従来に比して大幅に向上させ
たことにより、以下の理由により、強度を損うことなく
、全周において一様なアンツイスト変形を許容し、振動
減衰に必要な所定の面圧を連結片１１ど穴５の当接面で
保持する事がでさ゛る。
動翼１のアンツイスト変形を緩く許容し、所定の血圧を
保持するため、連結片１１の中間部と穴５の端部近傍は
周方向ａに平行で間隔Ｃｆ！０．１〜２．０ｍｔｎを有
する構造となっている。この部分はまた連結片１１の両
端部に較べ幅が大きい構造で：ある。動翼１のアンツイ
スト変形は連結片１１との間隔があるため、その間隙ｍ
だけ捩れが戻る。
保持するため、連結片１１の中間部と穴５の端部近傍は
周方向ａに平行で間隔Ｃｆ！０．１〜２．０ｍｔｎを有
する構造となっている。この部分はまた連結片１１の両
端部に較べ幅が大きい構造で：ある。動翼１のアンツイ
スト変形は連結片１１との間隔があるため、その間隙ｍ
だけ捩れが戻る。
そして、穴５と連結片１１との平行部により拘束され所
定の血圧が保持され、全周が一様なアンツイスト変形と
なる。
定の血圧が保持され、全周が一様なアンツイスト変形と
なる。
一方、第３図により説明した従来例のような連結片４の
中央部と穴３との接触がない場合、連結片４は穴３内で
端部の曲率範囲内で自由に動き得、全周での拘束が不均
一となり、拘束が強い箇所では過大な応力にＪ二り破損
してしまう。したがって、本発明の実施例のように、連
結片１１の中間部は端部に比べ幅方向の寸法を大きくす
ることが必要である。さらに、アンツイスト変形の拘束
後は連結片１１の中間部には両端部の当面から曲げ応力
が作用する。この曲げ力は翼長ならびに許容アンツイス
トｍにより賃なるが、一般には１〜３ ｔｏｎもの力が
作用する。したがって、連結片中間部の剛性は本発明に
示すように、幅方向で大きくとることにより、曲げ応力
が緩和され強度を損うことなく、振動減衰に必要な所定
の血圧を保持することができる。
中央部と穴３との接触がない場合、連結片４は穴３内で
端部の曲率範囲内で自由に動き得、全周での拘束が不均
一となり、拘束が強い箇所では過大な応力にＪ二り破損
してしまう。したがって、本発明の実施例のように、連
結片１１の中間部は端部に比べ幅方向の寸法を大きくす
ることが必要である。さらに、アンツイスト変形の拘束
後は連結片１１の中間部には両端部の当面から曲げ応力
が作用する。この曲げ力は翼長ならびに許容アンツイス
トｍにより賃なるが、一般には１〜３ ｔｏｎもの力が
作用する。したがって、連結片中間部の剛性は本発明に
示すように、幅方向で大きくとることにより、曲げ応力
が緩和され強度を損うことなく、振動減衰に必要な所定
の血圧を保持することができる。
前述したような初期の面圧を受けた状態で動翼１の振動
が励起されても、本実施例によれば、連結片１１および
穴５の接触面における摩擦により減衰され、振動応力は
極めて低く押えることができる。特に本実施例の構造は
、周方向ａの振動に対しては従来より連結片１１の穴５
に対する接触面積が増しただＧプでなく、連結片１１の
中間部の剛性が大きく、端部における衝突による減衰が
連結片１１の強度を損うことなく作用できるため、極め
て大きな減衰効果が得られる。さらに軸方向振動、捩り
振動に対しても初期面圧下におけるｆ享擦減衰が高く、
かつ連結片１１と穴５にお【プる間隙によりその振動減
衰効果を最適にすることが可能である。
が励起されても、本実施例によれば、連結片１１および
穴５の接触面における摩擦により減衰され、振動応力は
極めて低く押えることができる。特に本実施例の構造は
、周方向ａの振動に対しては従来より連結片１１の穴５
に対する接触面積が増しただＧプでなく、連結片１１の
中間部の剛性が大きく、端部における衝突による減衰が
連結片１１の強度を損うことなく作用できるため、極め
て大きな減衰効果が得られる。さらに軸方向振動、捩り
振動に対しても初期面圧下におけるｆ享擦減衰が高く、
かつ連結片１１と穴５にお【プる間隙によりその振動減
衰効果を最適にすることが可能である。
第３図は連結片とザグリ穴の間隙αに対する接合部の応
力σと振動減衰率δを示すものである。
力σと振動減衰率δを示すものである。
丈なわら、連結片１１と穴５との間隙０を横軸にそれに
対する接合部の応力（面圧σ）と振動減衰率δを縦軸に
表示したものである。連結片１１の接合部における応力
σは、間隙αのσ吊が増すほど動翼１のアンツイスト変
形を許容するため低下する。この応力σは低いほど強度
的にはよいが、零に近づくと接触拘束がなくなり、振動
減衰（連結による構造減衰）δがなくなって、逆に動翼
１の振動応力が増加する。この振動減衰率δは連結部の
面圧に左右され、本実施例の連結片１１では、第２図に
飯ずように０．１〜２．０ｍｍ間隙で太きくなる。これ
は振動振幅に対し、ある間隙内で摩擦および衝突による
減衰効果が卓越づ“るためであり、連結片１１の構造に
より決まるものである。
対する接合部の応力（面圧σ）と振動減衰率δを縦軸に
表示したものである。連結片１１の接合部における応力
σは、間隙αのσ吊が増すほど動翼１のアンツイスト変
形を許容するため低下する。この応力σは低いほど強度
的にはよいが、零に近づくと接触拘束がなくなり、振動
減衰（連結による構造減衰）δがなくなって、逆に動翼
１の振動応力が増加する。この振動減衰率δは連結部の
面圧に左右され、本実施例の連結片１１では、第２図に
飯ずように０．１〜２．０ｍｍ間隙で太きくなる。これ
は振動振幅に対し、ある間隙内で摩擦および衝突による
減衰効果が卓越づ“るためであり、連結片１１の構造に
より決まるものである。
したがって、本実施例の連結片１１では、０． １〜２
．０＃の間隙とすることで、強度的にも余裕があり、振
動減衰効果が高い連結装置とすることができる。
．０＃の間隙とすることで、強度的にも余裕があり、振
動減衰効果が高い連結装置とすることができる。
以上説明したように、本発明に係るタービン動翼連結装
置は各動翼の長手方向中間部に対向する動翼方向に突出
する突起を突設し、突起先端に穴を形成し、隣接する一
対の動翼の穴に両端部が挿入されるように連結片を配置
してなるタービン動Ｒ連結装置において、前記連結片の
上下面をそれぞれ平滑面に形成するとともに、連結片の
両側面゛をそれぞれ円弧面、両端面をそれぞれ球形面に
形成してなり、前記穴を前記連結片とほぼ補形をなす形
状に形成して、連結片仝休をほぼ楕円偏平球状にし、連
結片の中間部も穴の内周面と接触するようにしたので、
連結片の強度をＩＱうことなく高い振動減衰効果が得ら
れ、長大翼の疲労損１烏を防ぎ十分安全な運転を行なう
ことができるという優れた効果を奏する。
置は各動翼の長手方向中間部に対向する動翼方向に突出
する突起を突設し、突起先端に穴を形成し、隣接する一
対の動翼の穴に両端部が挿入されるように連結片を配置
してなるタービン動Ｒ連結装置において、前記連結片の
上下面をそれぞれ平滑面に形成するとともに、連結片の
両側面゛をそれぞれ円弧面、両端面をそれぞれ球形面に
形成してなり、前記穴を前記連結片とほぼ補形をなす形
状に形成して、連結片仝休をほぼ楕円偏平球状にし、連
結片の中間部も穴の内周面と接触するようにしたので、
連結片の強度をＩＱうことなく高い振動減衰効果が得ら
れ、長大翼の疲労損１烏を防ぎ十分安全な運転を行なう
ことができるという優れた効果を奏する。
第１図（Ａ）は本発明に係るタービン動翼連結装置の実
ＩＪ色例を示ず一部断面正面図、第１図（Ｂ）、（Ｃ）
はそれぞれ第１図（Ａ）のＢ−Ｂ線Ｊ３よびＣＣＦＡに
よる断面図、１２図は第１図の装置による間隙に対ダる
応力および振動減衰率を示すグラフ、？Ａ３図（Ａ）は
従来のタービン動Ｌ”Ｊ連結装置を示す一部断面正面図
、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の断面図、第３図（Ｃ）
は第３図（Ａ）の連結片の正面図である。 １・・・動ひマ、２・・・突起、３，５・・・穴、４，
１１・・・連結片。 代理人弁理士 則近恵佑（ほか１名）茶 ｌ 図 （Ａ） 第 ２ 図 Ａ”ｌ隙（ｃｔ） −
ＩＪ色例を示ず一部断面正面図、第１図（Ｂ）、（Ｃ）
はそれぞれ第１図（Ａ）のＢ−Ｂ線Ｊ３よびＣＣＦＡに
よる断面図、１２図は第１図の装置による間隙に対ダる
応力および振動減衰率を示すグラフ、？Ａ３図（Ａ）は
従来のタービン動Ｌ”Ｊ連結装置を示す一部断面正面図
、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の断面図、第３図（Ｃ）
は第３図（Ａ）の連結片の正面図である。 １・・・動ひマ、２・・・突起、３，５・・・穴、４，
１１・・・連結片。 代理人弁理士 則近恵佑（ほか１名）茶 ｌ 図 （Ａ） 第 ２ 図 Ａ”ｌ隙（ｃｔ） −
Claims (1)
- 各動翼の長手方向中間部に対向する動翼方向に突出する
突起を突設し、突起先端に穴を形成し、隣接する一対の
動翼の穴に両端部が挿入されるように連結片を配置して
なるタービン動翼連結装置において、前記連結片の上下
面をそれぞそれ平滑面に形成するとともに、連結片の両
側面をそれぞれ円弧面、両端面をそれぞれ球形面に形成
してなり、前記穴を前記連結片とほぼ補形をなす形状に
形成したことを特徴とするタービン動翼連結装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16992684A JPS6149103A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | タ−ビン動翼連結装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16992684A JPS6149103A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | タ−ビン動翼連結装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149103A true JPS6149103A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15895504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16992684A Pending JPS6149103A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | タ−ビン動翼連結装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149103A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4767273A (en) * | 1987-02-24 | 1988-08-30 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and method for reducing blade flop in steam turbine |
| EP1944466A1 (de) * | 2007-01-10 | 2008-07-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Kopplung zweier Laufschaufeln |
| GB2449493A (en) * | 2007-05-25 | 2008-11-26 | Rolls Royce Plc | A vibration damper assembly |
| US20110274549A1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | General Electric Company | Blade having asymmetrical mid-span structure portions and related bladed wheel structure |
| EP1515001A3 (de) * | 2003-09-12 | 2012-07-04 | Alstom Technology Ltd | Laufschaufelbindung einer Turbomaschine |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP16992684A patent/JPS6149103A/ja active Pending
Cited By (7)
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| US8231352B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-07-31 | Rolls-Royce Plc | Vibration damper assembly |
| US20110274549A1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | General Electric Company | Blade having asymmetrical mid-span structure portions and related bladed wheel structure |
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