JPS6187901A - タ−ビンロ−タ - Google Patents
タ−ビンロ−タInfo
- Publication number
- JPS6187901A JPS6187901A JP20975484A JP20975484A JPS6187901A JP S6187901 A JPS6187901 A JP S6187901A JP 20975484 A JP20975484 A JP 20975484A JP 20975484 A JP20975484 A JP 20975484A JP S6187901 A JPS6187901 A JP S6187901A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress
- impeller
- key
- keyway
- bosses
- 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
Links
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
- F01D5/02—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
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
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〕
本光明に蒸気タービンのタービンロータに係り、特に原
子力用の焼きはめ方式のロータの改良に関する。
子力用の焼きはめ方式のロータの改良に関する。
従来、タービンの回転軸として使用されているタービン
ロータ；ては一つの軸を必要な形状に削、り出すタイプ
と、軸に羽虫箪？、焼きはめして固着するタイプとがち
り、それらは作＠流体の圧力、温度条件蒸気量、出力等
の大きさによシ、使いわけられている。
ロータ；ては一つの軸を必要な形状に削、り出すタイプ
と、軸に羽虫箪？、焼きはめして固着するタイプとがち
り、それらは作＠流体の圧力、温度条件蒸気量、出力等
の大きさによシ、使いわけられている。
近時、原子力タービンでは作動流体の圧力、温度条件が
それほど晶くないにもかかわらず、−基娼シの出力が商
い、大容量化したタービンが製作され、ロータ鍛造能力
、製作工数、経費等の観点から、焼きばめ方式のロータ
が用いられている。
それほど晶くないにもかかわらず、−基娼シの出力が商
い、大容量化したタービンが製作され、ロータ鍛造能力
、製作工数、経費等の観点から、焼きばめ方式のロータ
が用いられている。
第８図は焼きはめロータの概略構成を示すもので、回転
軸２にハブ部を有する羽根車１が焼きばめされて、固着
されてい°る。回転軸２と羽根車１との接触部位には、
当該羽根車１の回転から起因する固着状態が弛緩しない
ようにキーが植設されている。キーの方式には回転軸２
との接訃部ＶＣ＠方向に設けられるアキンヤルキ−３と
隣接する羽根車との間に設けられるラジアルキー４の二
重類のものがある。
軸２にハブ部を有する羽根車１が焼きばめされて、固着
されてい°る。回転軸２と羽根車１との接触部位には、
当該羽根車１の回転から起因する固着状態が弛緩しない
ようにキーが植設されている。キーの方式には回転軸２
との接訃部ＶＣ＠方向に設けられるアキンヤルキ−３と
隣接する羽根車との間に設けられるラジアルキー４の二
重類のものがある。
ところで、蒸気タービンは周部のように、静止翼と動翼
とからなる段落を有し、この靜、動翼は入口から出口に
向って順次大きくなる様に設置されている。当該段落分
通し、て、作ｔ３）３流体のエネルギーを仕事に変換し
ている。このため、作動流体にその圧力、温度が後段落
に至るに従って低下し、極端な督合には、飽和蒸気領域
に入ることがらシ、飽和蒸気領域に入った場合、ドレン
蒸気によって回転軸２と羽根車１との接触する部位ない
しキーに応力腐食割れを住起する。羽根車ＩＶｃは回転
に伴なう高い遠心応力と焼きはめに起因する応力が作用
し、ドレンの腐食環境【てよって、応力腐食割れが助長
され、これが長時間の運転によって進展する。
とからなる段落を有し、この靜、動翼は入口から出口に
向って順次大きくなる様に設置されている。当該段落分
通し、て、作ｔ３）３流体のエネルギーを仕事に変換し
ている。このため、作動流体にその圧力、温度が後段落
に至るに従って低下し、極端な督合には、飽和蒸気領域
に入ることがらシ、飽和蒸気領域に入った場合、ドレン
蒸気によって回転軸２と羽根車１との接触する部位ない
しキーに応力腐食割れを住起する。羽根車ＩＶｃは回転
に伴なう高い遠心応力と焼きはめに起因する応力が作用
し、ドレンの腐食環境【てよって、応力腐食割れが助長
され、これが長時間の運転によって進展する。
第９図に示す様に、アキシャルキー３は従来より広く用
いられているキ一方式であるが、キー溝部５が焼きばめ
応力と遠心応力が最も大きく作用する焼きばめ面に近い
ためキー溝５のコーナ一部には作用応力に対して、キー
溝形状に起因する応力集中が生じて、応力腐食割れ６が
生じやすい。
いられているキ一方式であるが、キー溝部５が焼きばめ
応力と遠心応力が最も大きく作用する焼きばめ面に近い
ためキー溝５のコーナ一部には作用応力に対して、キー
溝形状に起因する応力集中が生じて、応力腐食割れ６が
生じやすい。
また第１０図に示す様に、ラジアルキ一方式は、キーを
羽根車１０半径方向１ｃ植設し、作用応力Ｏ軽減をはか
つている。しかし、この方式のキーについても端部が焼
きばめ面に近込ため、アキシャルキー溝と同程度の応力
集中が生じ、応力腐食割れ６を生ずることかわる。
羽根車１０半径方向１ｃ植設し、作用応力Ｏ軽減をはか
つている。しかし、この方式のキーについても端部が焼
きばめ面に近込ため、アキシャルキー溝と同程度の応力
集中が生じ、応力腐食割れ６を生ずることかわる。
本発明は、上記の点に鑑み、作用応力を低下させ、かつ
作用環境を改善することにより、応力腐食割れ発生を著
しく低減させることのできる焼きはめロータを提供する
ものでろる。
作用環境を改善することにより、応力腐食割れ発生を著
しく低減させることのできる焼きはめロータを提供する
ものでろる。
本発明はキーと羽根車とを一体として加工し、その接合
によって主する応力を著しく低下させるとともに、キー
溝形状に起因する応力を低減するため、キー溝幅を広く
シ、キー溝の数を複数個として各キー溝の溝深ざを小さ
くシ、また隣接する羽根車との接合面をキー溝とキー状
突起部の中央部として、実質的にキー溝深さを半減した
事を特徴とする。
によって主する応力を著しく低下させるとともに、キー
溝形状に起因する応力を低減するため、キー溝幅を広く
シ、キー溝の数を複数個として各キー溝の溝深ざを小さ
くシ、また隣接する羽根車との接合面をキー溝とキー状
突起部の中央部として、実質的にキー溝深さを半減した
事を特徴とする。
以下、本発明の実施例を添付図を参照して説明する。
本発明による羽根車はキー及び中−＃に、相当する突起
部および凹部を一体に形成する。第１図及び第２図にお
りで、キーに相当する突起部８を回転軸１のハブ部の外
周部に複数個設ける。隣接する羽根車には突起部８に対
応する部分に溝部８′を設け、突起部８と溝部８′が交
互ＩＣ已ｔする様にする。また間接する羽根車と端面で
接触する接合面９ｆｄ突起部８と溝部８′の軸方向位置
の中間位置となる様にする。
部および凹部を一体に形成する。第１図及び第２図にお
りで、キーに相当する突起部８を回転軸１のハブ部の外
周部に複数個設ける。隣接する羽根車には突起部８に対
応する部分に溝部８′を設け、突起部８と溝部８′が交
互ＩＣ已ｔする様にする。また間接する羽根車と端面で
接触する接合面９ｆｄ突起部８と溝部８′の軸方向位置
の中間位置となる様にする。
次に本発明の作用を第３図〜第７図を用いて説明する。
第３図に示す様に、キー溝部には中−溝の幅ｌ及び深さ
ｄｉ’（対応して、焼きはめ応力および遠心力にもとづ
く一様作用応力σ０の下で最大応力σｍａｘがキー溝；
−ナ一部に生ずる。従来のキー溝はキー溝を１カ所とし
たためにキー溝が比較的大きくなり、キー異端部は焼き
はめ面に近い位置となっていた。このため、一様作用応
力σ。自体が従来形状のキー溝では大きく作用していた
。本発明ではキー溝をハブ外周部に設置する事によりキ
ー溝部の半径方向位置は第４図に示す様にｒ８→ｒ、と
大きくなるため一様作用応力はσ。、→σ。、と低下す
る。
ｄｉ’（対応して、焼きはめ応力および遠心力にもとづ
く一様作用応力σ０の下で最大応力σｍａｘがキー溝；
−ナ一部に生ずる。従来のキー溝はキー溝を１カ所とし
たためにキー溝が比較的大きくなり、キー異端部は焼き
はめ面に近い位置となっていた。このため、一様作用応
力σ。自体が従来形状のキー溝では大きく作用していた
。本発明ではキー溝をハブ外周部に設置する事によりキ
ー溝部の半径方向位置は第４図に示す様にｒ８→ｒ、と
大きくなるため一様作用応力はσ。、→σ。、と低下す
る。
通常、羽根車に生ずる回転トルクは焼きばめ力により回
転軸に伝えられるが、オーバースピード等によシ焼きは
め力によってトルクを伝えられない場合、キーによって
トルクを伝達する。本発明ではこの際ハブ外周部全体で
トルクを伝えるためキー溝の＠）は従来のキー溝Ｃ）＠
ｌ、よシも大きく６となる。このため第５図に示す様に
、一様応力σ。の下で生ずる応力集中α（＝σｍａｘ／
σ。）は従来の応力集中α１よシモずっと減少してα、
となる。
転軸に伝えられるが、オーバースピード等によシ焼きは
め力によってトルクを伝えられない場合、キーによって
トルクを伝達する。本発明ではこの際ハブ外周部全体で
トルクを伝えるためキー溝の＠）は従来のキー溝Ｃ）＠
ｌ、よシも大きく６となる。このため第５図に示す様に
、一様応力σ。の下で生ずる応力集中α（＝σｍａｘ／
σ。）は従来の応力集中α１よシモずっと減少してα、
となる。
さらに、キーとして作用する部分をハブ外周部に複数配
設する事によフ、各々のｆｌｆｔ（Ｄ溝深ぜを減少する
とともに、隣接する羽根車との接合面９をキー溝とキー
状突起部の軸方向中間位置とする様に配置する事により
、実質的なキー溝深さを半減する事ができる。第９図に
示す様に、キー溝深ざは従来の深さｄｌに比べてｄｉ→
ｄ、と大幅に低減することができ、これに伴ない応力集
中率αはα１→α、と低下する。
設する事によフ、各々のｆｌｆｔ（Ｄ溝深ぜを減少する
とともに、隣接する羽根車との接合面９をキー溝とキー
状突起部の軸方向中間位置とする様に配置する事により
、実質的なキー溝深さを半減する事ができる。第９図に
示す様に、キー溝深ざは従来の深さｄｌに比べてｄｉ→
ｄ、と大幅に低減することができ、これに伴ない応力集
中率αはα１→α、と低下する。
以上の様に、本発明による羽根車ではキー溝深さｄＦｉ
低減し、キー溝長さｌは増大するため一様作用応力σ。
低減し、キー溝長さｌは増大するため一様作用応力σ。
ｈ低下しまた応力集中率σも小さくなυキー溝コーナー
に生ずる最大応力は第７図に示す様に従来のキー溝部に
比べσｍａＸＩ→σｍａＸ１ と大幅に減少する。応
力腐食割れの割れ発生時間は作用応力に対して減少する
ので本発明の羽根車を用いるξ■によシ割九発生時開け
ｔ、→ｔ、と大幅に増大し、応力低下が大きい場合には
割れを発生しない。また、キー溝部を蒸気環境に近いハ
ブ部外周とした事によフ、蒸気が羽根車の内部に浸入し
て、ドレン化して腐食環境の発生を防止し、環境面にお
いても応力腐食割れ発生を防止する事ができる。
に生ずる最大応力は第７図に示す様に従来のキー溝部に
比べσｍａＸＩ→σｍａＸ１ と大幅に減少する。応
力腐食割れの割れ発生時間は作用応力に対して減少する
ので本発明の羽根車を用いるξ■によシ割九発生時開け
ｔ、→ｔ、と大幅に増大し、応力低下が大きい場合には
割れを発生しない。また、キー溝部を蒸気環境に近いハ
ブ部外周とした事によフ、蒸気が羽根車の内部に浸入し
て、ドレン化して腐食環境の発生を防止し、環境面にお
いても応力腐食割れ発生を防止する事ができる。
以上の様に、本発明によれば、焼きはめ方式の羽根車の
キー溝部に発生する応力は大幅に軽減する事ができるは
かりでなく、ドレンの侵入による腐食環境の生成を防止
する事がてきるので、応力腐食割れのない信頼性の高い
タービンロータラｍ供する事ができる。
キー溝部に発生する応力は大幅に軽減する事ができるは
かりでなく、ドレンの侵入による腐食環境の生成を防止
する事がてきるので、応力腐食割れのない信頼性の高い
タービンロータラｍ供する事ができる。
第１図は本発明の一実施例に係るタービンロータを構成
する羽根車の斜視図、第２図は羽根車の側面図、第３図
はキー溝に生起する応力を示す説明図、第４図はキー溝
の半径方向位置と作用する円周方向応力の関係を示す線
図、第５図はキー溝幅と応力集中率の関係を示す線区、
第６図はキー溝深さと応力集中率の関係を示す線図、第
７図は応力腐食割れ発生時間と最大応力の関係を示す線
図、第８図は従来のタービンロータの軸方向断面図、第
９図および第１Ｏ図はキー溝に生ずる応力腐食割れを説
明する図である。 １・・・羽根車、 ２・・・回転軸、 ８・・・突起部
、８′・・・溝部、 ９・・・接合面。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第２図 第３図 」すニルステｒ−＋ イｒＬ＠ｒ キー玉幅１′！′ 第６図 と２ 反ｌ キー備５７さと へ刃傷食字ｊメ発ニ峙７．Ｉｌ乙 第８図 第９図 第１０図
する羽根車の斜視図、第２図は羽根車の側面図、第３図
はキー溝に生起する応力を示す説明図、第４図はキー溝
の半径方向位置と作用する円周方向応力の関係を示す線
図、第５図はキー溝幅と応力集中率の関係を示す線区、
第６図はキー溝深さと応力集中率の関係を示す線図、第
７図は応力腐食割れ発生時間と最大応力の関係を示す線
図、第８図は従来のタービンロータの軸方向断面図、第
９図および第１Ｏ図はキー溝に生ずる応力腐食割れを説
明する図である。 １・・・羽根車、 ２・・・回転軸、 ８・・・突起部
、８′・・・溝部、 ９・・・接合面。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第２図 第３図 」すニルステｒ−＋ イｒＬ＠ｒ キー玉幅１′！′ 第６図 と２ 反ｌ キー備５７さと へ刃傷食字ｊメ発ニ峙７．Ｉｌ乙 第８図 第９図 第１０図
Claims (1)
- ハブ部外周部にキーに相当する突起部およびキー溝に相
当する溝部がそれぞれ複数個形成され、さらに隣接する
羽根車との接合面が前記突起部および溝部の軸方向中央
に位置するよう形成された羽根車を回転軸に焼きはめし
て構成されたタービンロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20975484A JPS6187901A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | タ−ビンロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20975484A JPS6187901A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | タ−ビンロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187901A true JPS6187901A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16578076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20975484A Pending JPS6187901A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | タ−ビンロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187901A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007050648A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Makita Corp | 切断機 |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP20975484A patent/JPS6187901A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007050648A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Makita Corp | 切断機 |
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