JPS642761B2

JPS642761B2 -

Info

Publication number: JPS642761B2
Application number: JP59031575A
Authority: JP
Inventors: Jon Kunorosuki Bikutaa; Jon Shefurin Danieru
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1984-02-23
Publication date: 1989-01-18
Also published as: CA1209052A; KR890001343B1; IT8422090A0; DE3407373C2; KR850003920A; IT8422090A1; IT1176500B; JPS60119303A; DE3407373A1; US4497612A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の背景］この発明は全般的にタービン回転子の一部分と
しての蒸気タービン羽根車に対する安全装置、特
に羽根車のハブ部分の中孔に配置されていて、回
転子の軸の溝孔に固定されることにより、羽根車
と軸の間の締まり焼ばめが弛んだ場合、軸に対し
て羽根車が回転しない様にする部材又はフインガ
に関する。

蒸気タービンによつては、その半径方向の一番
外側の部分にタービン羽根を担持するタービン羽
根車が、回転子の軸と一体の部分にならない程の
大きな回転子を用いている。こういうタービン回
転子の半径方向の寸法は、タービン羽根の寸法を
除外して７又は８フイート程度である。この様な
大形回転子が、その寸法の為、並びにバケツトに
入る蒸気の質と量の為、大きな応力を受けること
は従来周知である。各々の羽根車は、タービン羽
根の他に、一般的にその半径方向内側部分に配置
されたハブ部分を持つている。

各々のハブ部分を中孔が通抜けている。羽根車
は、ハブ部分の半径方向内側の面と軸の対応する
面との間の締めり焼ばめにより、回転子の軸に固
定される。タービンの通常の運転中、この締まり
ばめが軸に対して羽根車が回転しない様にする。

蒸気タービンの回転子の大きな寸法、この機構
の初期費用及び装置の運転経費の為、タービン羽
根は実質的に軸に固定した位置に保つことが要求
される。この条件は、超過速度並びに望ましくな
い熱的過渡期間の様な、通常に起るが、定常状態
ではない状態の間を含めて、タービンのあらゆる
運転中に充たされなければならない。蒸気タービ
ンの回転子に、原子力ボイラーで発生された蒸気
を作用させる時、この条件は尚更重要である。タ
ービンのこの様な運転中、タービン羽根車が軸に
対して回転しない様に保証する為、羽根車のハブ
部分の中の中孔の様に、羽根車の中に安全装置又
は冗長な固定手段を取入れる。

羽根車の中孔及び軸の面の界面が強度の応力を
受けることは従来認識されている。この応力が、
熱的な過渡状態又はその他の避けられない運転状
態によつて発生される他の応力と組合さつて、羽
根車のハブ部分に応力腐食割れの徴候を招くこと
が知られている。応力腐食割れを発生するメカニ
ズムの正確なところは十分に判つていないが、羽
根車の中孔の応力を最小限に抑え、その領域で、
蒸気が凝縮した水の蓄積を最小限に抑え／又はな
くせば、その羽根車で応力腐食割れの問題が起る
可能性は、なくならないまでも、小さくなると考
えられる。

各々の羽根車を軸に固定する従来の１つの装置
は、軸に設けられた溝孔に突入する部材を用いて
いる。然し、比較的簡単なこの固定手段は、羽根
車の中孔のその領域に於ける応力集中係数を目立
つて増加させ、この為、羽根車に応力腐食割れの
問題が起る可能性が大きくなる。

［発明の目的］この発明の目的は、羽根車の中孔と軸の面の間
の界面に、その間の締まりばめが弛んだ時に、軸
に対する羽根車の回転を防止する固定手段又は回
転防止手段を設けることである。

この発明の別の目的は、羽根車の中孔に、その
領域に於ける応力集中係数を最小限におさえる固
定手段を設けることである。

［発明の概要］この発明では、タービン内に回転自在に装着さ
れた蒸気タービンの回転子が、軸の軸方向部分に
沿つて逐次的に減少する半径を持つ多段式軸を有
する。各段が１対の円周方向の溝、即ち、軸方向
前側の溝と軸方向後側の溝を持つている。縦方向
の溝孔が後側の溝と段の軸方向後縁との間を伸び
ている。少なくとも１つの羽根車が、該羽根車の
ハブ部分の半径方向内側の面と段面の間の締まり
焼ばめにより、各々の逐次的な段に固定される。
内側の面の軸方向の端に、各々のハブ部分が内側
の面よりも半径方向の寸法が大きい肩部分を持つ
ている。１つの肩からは少なくとも１つの部材が
突出している。この部材は、ハブ部分のその軸方
向の端の近くにある溝孔とはまるように係合自在
である。軸の回転方向に見て、部材の回転方向前
面が溝孔の回転方向前側側壁と接触していて、締
まりばめが弛んだ場合、軸に対する羽根車の回転
をこの部材が防止する。

１実施例では、部材が肩から半径方向内向きに
突出していて、その前の段面の溝とはまるように
係合自在である。この場合、部材はハブの軸方向
前側部分に配置される。別の実施例では、この部
材がハブ部分の軸方向後側部分に設けられた肩か
ら半径方向内向きに突出し、従つてこの部材がこ
の特定の羽根車に対応する逐次的な段面に設けら
れた溝孔とはまるように係合する。３番目の実施
例では、この部材はハブ部分の一方の軸方向の端
面から軸方向に突出しており、この実施例では、
この部材をフインガと呼ぶ。

更に、部材又はフインガの回転方向前面及び回
転方向後面とそれに接近した肩の間の界面は流線
型の曲面（フイレツト）にして、その領域に於け
る応力集中係数が、単純な円形曲面を持つ界面に
対する応力集中係数より小さくなる様にする。こ
の発明の別の特徴として、肩の内、部材を締まり
ばめの界面から軸方向に分離する別個の弓形の溝
を周方向に越える部分に外向きの斜めの勾配を持
たせる。この勾配は、逐次的な段の面を基準とし
て0゜乃至10゜である。

この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且
つ明確に記載してあるが、この発明の構成、その
他の目的及び利点は、以下図面について説明する
所から、最もよく理解されよう。

［実施例の説明］第１図は蒸気タービン回転子１０の一部分を切
欠いた部分縦断面図である。複数個のタービン羽
根車１２がその半径方向一番外側の部分（その１
つを部分１４で示す）に蒸気タービンの羽根１６
を支持している。当業者であればよく知つている
様に、シユラウド１８がほぞピン２０により、羽
根１６の半径方向外側部分に結合される。各々の
羽根車１２はその半径方向内側部分にハブ部分２
２を持つている。

多段式軸３０が蒸気タービン内に回転自在に装
着される。第１図は軸３０の内、逐次的に減少す
る半径の段を持つ軸方向部分を示している。この
図でr₁は一番左側の羽根車のハブ部分の半径方向
内側の面と軸３０の中心軸線の間の半径方向の距
離であり、これがr₂より大きく、r₂がr₃より大き
い。半径方向の寸法r₄、r₅及びr₆は、第１図に示
す様に逐次的に減少する半径である。

各段はr₁の様な略一様な半径を持つているが、
段が若干テーパのついた半径を持つていてもよい
ことを承知されたい。「略一様」と云う言葉及び
“ｒ”と云う符号は、この様なテーパつきの半径
の段をも含むものとする。半径方向に伸びる一体
のフランジ３２が最大の半径方向の寸法r₁を持つ
逐次的な段の近くに設けられている。フランジ３
２は第１図に示した半径方向の寸法r_nを持つてい
る。フランジ３２は第２図に詳しく示してある。
フランジ３２は、第１図の左側に伸びる軸３０の
最大半径部分の一部分であつてもよいことを承知
されたい。当業者であれば、半径方向の距離r_nが
単独に軸３０の最大半径部分であつてもよいこと
が理解されよう。

第２図は幾つかのハブ部分、それに隣接する段
つき軸３６の部分、及びそれから半径方向に突出
する一体のフランジ３８の一部分を切欠いた部分
的な縦断面図である。ハブ部分４０は半径方向内
側の面４２を持つている。ハブ部分４０及びそれ
に付設されるタービン羽根車が、面４２と面４４
の間の締まり焼ばめにより、段面４４に固定され
ており、羽根車と軸の間の回転を防止する。ハブ
部分４６の内側の面４８が、一層小さい半径、即
ちr₁より小さいr₂を持つ次に続く段の段面５０と
締まりばめになつている。その次のハブ部分５２
も同様に面５４と段面５６の間の締まりばめによ
つて、軸３６に同様に固定されている。

各々の段面４４，５０，５６はその軸方向の範
囲にわたつて略一様な半径を持つている。１対の
略平行な円周方向の溝がこの各々の面に設けられ
ている。特に逐次的な段面５０は、その前の段面
４４の近くにある軸方向前側の溝６０と、一層小
さい半径r₃を持つ次に続く段５６に接近している
が、それから軸方向に相隔たる軸方向の後側の溝
６２とを持つている。この明細書の全体にわた
り、軸方向「前側」及び「後側」と云う言葉は、
軸の半径方向最大部分から見た部品の位置を表わ
す為に用いられる。従つて、「軸方向前側」の部
品は、「軸方向後側」の部品よりも最大半径部分
に一層接近していることを表わす。

縦方向の溝孔が段面５０の溝６２と軸方向後縁
６４の間を軸方向に伸びている。溝６２と縁６４
の間にある段面５０の軸方向後側部分が破線で示
されているのは、第２図の縦断面図が溝孔６３の
真中を通る平面で切つたものだからである。面５
０より下方の溝孔の深さは溝６２の深さより浅
い。全ての段面４４，５０，５６が羽根車と軸の
間の締まり焼ばめの界面の軸方向の両側に軸方向
前側の溝及び軸方向後側の溝を持つていて、軸の
面に於ける応力集中係数を軽減又は小さくする。
こうして、前側及び後側の溝６０，６２が締まり
焼ばめの界面の軸方向の両端に於ける段面５０に
対する逃し（relief）溝となる。溝６０，６２は、
蒸気流路と軸３６の間の温度勾配並びに溝孔６３
の前後の軸方向の温度勾配によつてその中に溜ま
るかも知れない蒸気の復水に対する排水流路にも
なる。全ての逐次的な段面は締まり焼ばめの界面
を間に挾んで前側及び後側の溝を持つている。

各々のハブ部分がその内側の面の各々の軸方向
の端に肩部分を持つている。ハブ部分４６がその
軸方向後端６８に肩部分６６を持つている。肩６
６は内側の面４８の半径方向の寸法よりも大きな
半径方向の寸法を持つている。ハブ部分の軸方向
前端７０では、肩７２が第２図に全体的に示され
ている。肩７２は少なくとも１つの別個の半径方
向内向きに配置された部材７４を持つている。部
材７４は肩７２に設けられた略円周方向の別の弓
形の溝７６により、内側の面４８から軸方向に隔
てられている。

その前の逐次的な段面４４は軸方向前側の溝８
０、軸方向後側の溝８２、及び溝８２と軸方向後
端８４の間を伸びる縦方向の溝孔８３を持つてい
る。第２図に示す様に、ハブ部分４６の部材７４
が、その前の逐次的な段４４の溝孔８３とはまる
様に係合する。

ハブ部分４０は全体的にハブ部分４６と同様で
あつて、内側の面４２が夫々軸方向の端面８７、
９２の近くに軸方向後側の肩８６及び軸方向前側
の肩８８を持つている。然し、第２図に示す様
に、ハブ部分４０及びそれに付設される羽根車
は、半径方向の寸法r₁が最大である逐次的が段に
設けられており、フインガ９０が肩８８の近くの
端面９２から軸方向に突出する。一体のフランジ
３８が、フランジの軸方向後縁９６まで伸びる縦
方向の溝孔９４を持つている。中孔の半径方向の
寸法r₁が最大であるハブ部分４０は、フインガ９
０を持つ必要はなく、ハブ部分４６の部材７４と
同様な半径方向内向きに配置された部材を持つて
いてもよいことに注意されたい。図示の実施例で
は、フインガ９０が面４２，４４の締まりばめの
界面から、肩８８に設けられた別の弓形の略円周
方向の溝８９によつて隔てられている。

第３図はハブ部分４６、ハブ部分４０及び軸３
６の隣接領域のくさび形又はπ形部分を全体的に
分解して示す。従つて、第２図に示した部分と同
じ部分には同じ参照数字を用いている。溝孔８３
が、溝８２と、逐次形の段面４４の軸方向後側部
分１００の後縁８４との間を軸方向に伸びる。後
側部分１００は面４４と同一平面であつてもよい
し、或いはr₁に較べて若干小さい半径方向の寸法
を持つていてもよい。

第３図に見られる様に、部材７４が溝孔８３に
はまる様に係合することが出来、肩７２が面４４
の後側部分１００と重なり又は合さる。

第４図は２つのハブ部分１１０、１１２と隣接
する軸部分１１４との全体を示している。部材が
夫々のハブ部分の軸方向後端に配置されている。
ハブ部分１１０は内側の面１１６が軸１１４の段
面１１８と締まりばめになつている。肩１２０が
ハブ部分１１０の軸方向前端１２２の近くにあ
る。軸方向後側の肩１２４が別個の弓形の溝１２
６を持ち、これが部材１２８を内側の面１１６か
ら隔てる。全ての逐次的な段がそうであるが、段
１１８の軸方向後側の溝１３０が次に続く段に接
近しており、縦方向の溝孔１３２が溝１３０及び
段１１８の軸方向後縁１３４の間を軸方向に伸び
ている。第４図に示す様に、部材１２８が内側の
面１１６を半径方向内向きに越えて、ハブ部分１
１０の軸方向端面１２３の近くで段面１１８の溝
孔１３２にはまる様に係合する。

第５図は、第４図の切断線５−５′から見た部
材１２８及び隣接する軸の領域を示している。羽
根車の中孔及びハブ部分の半径方向の寸法が大き
い為、第５図に示した部材及び軸の領域の面は平
坦である様に見えるが、実際には軸の円周並びに
ハブ部分の内周の内の−弓形部分である。第５図
に示す様な回転方向であると仮定すると、部材１
２８の回転方向前面１４０が溝孔１３２の回転方
向前側側壁１４２と接触する。この明細書で云う
「回転方向前側」及び「回転方向後側」は、軸の
回転方向に対する部品の位置を指す。夫々の羽根
車と軸の間の締まりばめが何等かの理由で弛んだ
場合、部材１２８が前述の機械的な接触により、
羽根車の回転を防止する。

回転方向前面１４０と肩１２４の間の界面を第
５図にＡで示してあり、これは流線型曲面であ
る。公知の様に、流線型曲面は、円形曲面の一定
の輪郭の半径と対照的に、可変の輪郭の半径を持
つ点で、単純な円形曲面と異なる。流線型曲面Ａ
が部材１２８の領域に於ける接線方向の応力集中
係数を最小限に抑える。同様に、回転方向後面１
４４が面１４４及び肩１２４の間に流線型曲面の
界面Ｂを持つている。円筒の表面又はリングの半
径方向内面の突起又は切欠きは、この突起又は切
欠きの領域に於ける応力集中係数を増加させるこ
とが従来知られている。この発明の重要な特徴
は、部材及び溝孔がある領域に於ける接線方向の
応力集中係数を最小限に抑えることである。軸の
面上の溝孔の両側に円周方向の逃げ溝が存在する
ことにより、この溝孔の領域に於ける軸内部の応
力集中係数が最小限に抑えられる。領域Ａ及びＢ
の流線型曲面並びに部材をハブ部分の内側の面か
ら軸方向に隔てる別個の弓形の溝は、羽根車のハ
ブの中孔に於ける応力集中係数を小さくする。こ
ういう逃げ溝が流線型曲面と組合さつて、応力集
中係数を他の装置に較べて約25％減少するものと
評価される。

１実施例では、部材１２８の半径方向内側の面
１４６が溝孔１３２の底１４８から半径方向に隔
たつている。溝孔１３２の回転方向後側側壁１５
０も部材１２８の回転方向後面１４４から円周方
向に隔たつている。こういう空間が無理な力を加
えずに羽根車を組立てることが出来る様にし、こ
うして組立てによつて生ずるかも知れない応力を
少なくすると共に、溝孔の中又は部材の上に発生
するかも知れない復水が排出される様にしてい
る。

第６Ａ図、第６Ｂ図及び第６Ｃ図は第５図に示
した切断線６ａ−６a′，６ｂ−６b′及び６ｃ−６
c′から見た部材及び関連する軸部分の縦断面図で
ある。具体的に云うと、第６Ａ図は縦方向に溝孔
１３２の大体中心を通る図である。第６Ａ図に
は、肩１２４に円周方向に設けられていて、部材
１２８を内側の面１１６から軸方向に隔てる別の
弓形の溝１２６がはつきりと示されている。段面
１１８に設けられる溝１３０は、段１１８の軸方
向後縁１３４に接近しているが、それから隔たつ
ている。普通、部材１２８は一方の面がハブ部分
の軸方向端面１２３と半径方向に整合している。
第１図、第２図及び第３図に示した軸方向前側の
部材も、その１つの面が夫々のハブ部分の軸方向
前側端面と半径方向に整合していてよい。

第６Ｂ図は第５図の切断線６ｂ−６b′から見た
図である。第６Ｂ図で目立つ特徴は、肩１２４の
勾配である。図示の様に、面１１６から端面１２
３まで伸びる外向きの勾配は、段面１１８の平面
に対して約0゜である。この明細書では、「外向き」
と云う言葉は、締まりばめの界面からハブ部分の
特定の軸方向の端面に向う方向を云う。

第６Ｃ図で目立つ特徴は、肩１２４の外向きの
勾配である。これが図では段面１１８に対して5゜
の角度で示してある。別の弓形の溝１２６を周方
向に越える肩１２４の外向きの勾配は0゜乃至10゜
であつてよいことに注意されたい。

肩１２４と段面１１８の後側部分（第６Ｂ図に
示す）の間の半径方向の空間が、弓形の溝を周方
向に越えた肩１２４の外向きの勾配（第６Ｃ図に
示す）と組合さつて、蒸気の復水がこの領域から
流れ出ることが出来る様にしている。水又は蒸気
の復水が溜まると、羽根車の中孔の領域に於ける
応力腐食割れの惧れが更に高くなると考えられ、
従つてこの勾配と半径方向の空間がこの様に水や
復水が溜まるのを実質的になくす。更にこの様な
半径方向及び円周方向の空間は、応力腐食割れの
徴候が存在するかどうかを測定する検査装置を入
れる為の孔になる。軸方向後側の部材１２８及び
溝孔１３２について上に詳しく述べたことは、第
１図、第２図及び第３図に示す様に軸方向前側の
位置に配置された部材にもそのまゝ当てはまるこ
とである。軸方向後側の部材及び軸方向前側の部
材の間の主な違いは、後側の部材がそのハブ部分
の内側の面を半径方向内向きに越えて突出するの
に対し、前側の部材の半径方向の範囲は、内側の
面の半径方向の寸法によつて制限されていること
である。

第７図は締まり焼ばめによつて軸２０６に固定
された１対の羽根車及びそれに関連するハブ部分
２０２，２０４を示している。適応形の逐次的な
段面２０８がその軸方向の範囲全体にわたつて略
一様な半径方向の寸法を持つている。面２０８が
軸方向に離れた２つの段部分２０８ａ，２０８ｂ
を持つている。１対の平行な円周方向の溝２１
０，２１２が軸方向前側の段部分２０８ａ及び軸
方向後側の段部分２０８ｂを分離している。軸方
向前側のハブ部分２０２が、内側の面２１４及び
段面２０８ａの界面で、締まりばめによつて軸２
０６に固定されている。ハブ部分２０２が軸方向
前側の部材２１６を持ち、これが適応形の段２０
８よりも半径方向の寸法が一層大きい、その前の
段に設けられた縦方向の溝孔２１８にはまる様に
係合する。ハブ部分２０２が軸方向前側の肩２２
０を持ち、これから部材２１６が突出しており、
更にハブ部分は軸方向後側の肩２２２を持つてい
る。

ハブ部分２０４が内側の肩面２２４と段部分２
０８ｂの間の界面に於ける締まりばめによつて、
軸２０６に固定される。ハブ部分が前側の肩２２
６及び後側の肩２２８を持ち、後側の肩から後側
の部材２３０が突出している。部材２３０が適応
形の段面２０８に設けられた縦方向の溝孔２３２
にはまる様に係合する。適応形の段面２０８の前
側の溝２３４及び後側の溝２３６は、前に述べた
他の逐次的な段の前側及び後側の溝と同様に作用
する。段面２０８が溝２１０，２１２を持ち、こ
れらが段２０８の２つの締まりばめの界面の間の
逃しになり、これらの溝は向い合う肩部分２２
２，２２６と半径方向に整合している。更に第７
図には軸方向リング２４０が示されており、これ
がハブ部分２０４の肩２２６の切欠き部分と合さ
つて、ハブ部分２０４並びにハブ部分２０２が軸
２６０上で軸方向に移動しない様にする。

第７図とそれに関する説明から、前側及び後側
の両方の部材を利用して、特定の羽根車の締まり
ばめが弛んだ場合、軸に対する羽根車の回転を防
止することが出来ることが判る。同様に、特定の
羽根車は、ハブ部分４０の軸方向前側端面から軸
方向に突出する第２図に示した様なフインガを用
いることが出来る。こうして各々のフインガがそ
の前の段の段面に設けられた溝孔とはまる様に係
合する。当業者であれば、この発明の範囲を逸脱
せずに、フインガ及び半径方向に突出する部材の
組合せを用いることが出来よう。

第８図は複流タービンの回転子の一部分を切欠
いた縦断面図である。従来公知の様に、複流ター
ビンは、第８図に矢印Ａ及びＢで全体的に示した
軸方向の反対の両方向に蒸気が流れる。多段式軸
３００が２つの軸方向セグメント、即ち第８図の
右側にあるセグメント３１０及び第８図の左側に
あるセグメント３１２を持つている。各々の軸方
向セグメントは半径が逐次的に減少する複数個の
段を持つている。図示の様に、軸方向セグメント
３１０は半径r₂₀の最大の段面、それより小さい
半径r₂₁の次の段面、及びr₂₂からr₂₅まで逐次的に
小さくなる他の段面を持つている。同様に、軸方
向セグメント３１２が、r₃₀の半径方向の寸法を
持つ最大の段から始まつて、半径が逐次的に減少
する一組の段を持つている。これらの一層小さな
半径の段はr₃₁乃至r₃₅の半径で示されている。第
８図に示した回転子、ハブ部材等の構成は、他の
図面に示し且つこれまで説明した所と実質的に同
様である。第８図で注意すべき特別の特徴は、回
転子が２組の段を持ち、その各々が、軸３００の
最大半径部分から外向きに順次半径が減少するこ
とである。この実施例では、軸方向「前側」及び
「後側」とは、軸の最大半径部分を基準として云
う。

特定のハブ部分が、安全手段又は回転防止手段
として部材又はフインガの一方の形式を持ち、隣
接するハブ部分が同様な部材又はフインガを持つ
と述べたことは、この発明の範囲を制約するつも
りはない。これは、隣接するハブ部分は異なる形
式の部材並びに／又はフインガを用いてもよいか
らである。このことは第７図について全般的に説
明した。この発明の重要な特徴は、別の部材又は
フインガを肩に設けたこと、この部材又はフイン
ガを締まりばめの界面から隔てる別の弓形の略円
周方向の溝を設けたこと、それと組合せて軸に逃
げ溝及び縦方向の溝孔を設けたことである。

部材又はフインガが羽根車の中孔の或る弓形部
分しか占めないことに注意されたい。この発明の
１実施例では、２つの部材を安全回転防止装置と
して利用している。この２つの部材は、羽根車の
中孔に対し円周方向に略向い合う様に配置されて
いる。ハブ部分の羽根車の中孔に於ける応力集中
係数を最低の値に保つ為には、４つより多くの部
材又はフインガがこの中孔から突出すべきではな
いと思われる。

以上図示し且つ説明したこの発明の考えに従つ
て、当業者であればこの発明を容易に実施するこ
とが出来よう。特許請求の範囲の記載は、この発
明の範囲内で可能な全ての変更を包括するもので
あることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は蒸気タービンの回転子の一部分を破断
した部分的な縦断面図、第２図は幾つかのタービ
ン羽根車のハブ部分並びにそれに隣接した軸部分
の、一部分を破断した部分的な縦断面図、第３図
は羽根車のハブ部分と軸方向前側の部材及び隣接
する軸部分の、一部分を破断した分解斜視図、第
４図はハブ部分の軸方向後側部分に部材を設けた
羽根車のハブ部分の、一部分を破断した部分的な
縦断面図、第５図は第４図の切断線５−５′から
見た部材の軸方向の断面図、第６Ａ図、第６Ｂ図
及び第６Ｃ図は、夫々第５図の切断線６ａ−６
a′，６ｂ−６b′及び６ｃ−６c′から見た部材及び
関連する軸部分の断面図、第７図は１つの適応形
の逐次的な段に１対の羽根車を固定した幾つかの
タービン羽根車のハブ部分の、一部分を破断した
部分的な縦断面図、第８図は複流タービンの回転
子の一部分を破断した部分図であつて、回転子が
各々一組の逐次的に縮小する段を持つ２つの軸方
向セグメントを持つことを示す図である。主な符号の説明、１２……羽根車、１６……羽
根、２２，４０，４６，５２……ハブ部分、r₁乃
至r₆……半径、３０，３６……軸、４２，４８，
５４……内側の面、４４，５０，５６………段
面、６０，８０……前側の溝、６２，８２……後
側の溝、６３，８３，１３２……縦方向の溝孔、
６６，７２……肩部分、７４，１２８……部材、
７６……弓形の溝、１４０……部材の回転方向前
面、１４２……溝孔の回転方向前側側壁。

Claims

【特許請求の範囲】１当該蒸気タービン内に回転自在に装着された
多段式軸を有し、各段はその軸方向の範囲にわた
つて略一様な半径を持ち、少なくとも若干の段は
前記軸の最大半径部分から前記軸の軸方向部分に
沿つて逐次的に減少する半径を持ち、各々の逐次
的な段は１対の略平行な円周方向の溝を持つ段面
を有し、軸方向前側の溝は、一層大きな半径を持
つその前の段に隣接しており、軸方向後側の溝は
一層小さい半径を持つ次に続く段に接近している
が、それから軸方向に隔たつており、各々の段面
は前記後側の溝及び該段の軸方向後縁の間を軸方
向に伸びる縦方向の溝孔を持ち、該溝孔の深さは
前記後側の溝の深さより浅くなつており、複数個
の羽根車が前記逐次的な段に付設されており、該
複数個の羽根車の内の少なくとも１つの羽根車
が、該１つの羽根車のハブ部分の半径方向内側の
面と対応する段面の間の締まり焼ばめによつて
各々の逐次的な段に固定されており、該締まりば
めによつて蒸気タービンの通常の運転中、羽根車
及び軸の間の回転が防止され、各々の羽根車はそ
の半径方向の一番外側の部分に蒸気タービンの複
数個の羽根を持つており、前記羽根車のハブ部分
は前記半径方向内側の面の各々の軸方向の端に肩
部分を持ち、該肩は前記内側の面よりも半径方向
の寸法が大きく、前記ハブ部分が該ハブ部分の一
方の軸方向の端にある肩から突出する半径方向内
向きの少なくとも１つの別個の部材を持つてお
り、該部材は前記肩に設けられた円周方向の向き
の別個の弓形の溝によつて前記内側の面から軸方
向に隔てられており、前記部材が前記一方の軸方
向の端の近くにある溝孔とはまるように係合自在
であり、前記部材の回転方向前面が前記溝孔の回
転方向前側側壁と接触していて、前記締まりばめ
が弛んだ場合、前記部材が前記軸に対する羽根車
の回転を防止する様になつている蒸気タービンの
回転子。２特許請求の範囲１に記載した回転子に於て、
前記部材の回転方向前面及び回転方向後面と肩の
間の界面が流線型の曲面であつて、前記部材の領
域に於ける応力集中係数が、単純な円形曲面を持
つ界面の応力集中係数より小さい回転子。３特許請求の範囲２に記載した回転子に於て、
各々の羽根車が別々の逐次的な段に固定されてい
て夫々対応し、前記部材が前記ハブ部分の軸方向
前端に配置されていて前記内側の面を越えて半径
方向に突出せず、該部材に隣接した肩が、その前
の段の内、前記後側の溝を含む軸方向後側の部分
とはまるように係合自在であり、前記部材がその
前の段面に設けられた溝孔とはまるように係合自
在である回転子。４特許請求の範囲３に記載した回転子に於て、
前記軸が、半径方向に最大の中孔をそのハブ部分
に持つ羽根車に対応する逐次的な段に接近して配
置された半径方向に伸びる一体のフランジを持
ち、該フランジには該フランジの軸方向後縁まで
軸方向に伸びる縦方向の溝孔が設けられ、前記最
大の中孔を持つ羽根車のハブ部分はそのハブの半
径方向内側の面の各々の軸方向の端に肩部分を持
ち、該肩は前記内側の面よりも一層大きな半径方
向の寸法を持ち、該ハブ部分は、該ハブ部分の
内、隣接する肩に接近した一方の軸方向の端面か
ら軸方向に突出する少なくとも１つのフインガを
持ち、前記隣接する肩は、円周方向の向きであつ
て且つ前記フインガを前記内側の面から軸方向に
隔てる別個の弓形の溝を持ち、前記フインガは前
記フランジの溝孔とはまるように係合自在であつ
て、前記内側の面及び対応する段面の間の締まり
ばめが弛んだ場合、前記軸に対する、最大の中孔
を持つ羽根車の回転を防止する様になつている回
転子。５特許請求の範囲２に記載した回転子に於て、
各々の羽根車が別々の逐次的な段に対応してお
り、前記部材が前記内側の面の軸方向後端から前
記内側の面を半径方向に越えて突出していて、羽
根車に対応する段に設けられた溝孔とはまるよう
に係合自在である回転子。６特許請求の範囲１，４又は５に記載した回転
子に於て、最初に記載した部材と円周方向に略向
い合つて配置した第２の別個の部材を設けた回転
子。７特許請求の範囲１，４又は５に記載した回転
子に於て、前記部材の一方の面が前記ハブ部分の
隣接する端面と半径方向に整合している回転子。８特許請求の範囲１，４又は５に記載した回転
子に於て、前記肩の内、前記別個の弓形の溝を周
方向に越える部分は、前記軸の断面を基準として
0゜乃至10゜の外向きの斜め勾配を持つ回転子。９特許請求の範囲２に記載した回転子に於て、
前記複数個の羽根車の内の１対の羽根車が略一様
な半径方向の寸法を持つ１つの適応形の逐次的な
段に固定されており、適応形の段面は、前記軸方
向前側及び後側の溝の他に、１対の平行な円周方
向の溝によつて隔てられた軸方向に相隔たる２つ
の段部分を持つており、半径方向の寸法が一層大
きい、その前の逐次的な段に隣接する軸方向前側
の羽根車の部材は、そのハブ部分の軸方向前端の
近くに配置されており、該軸方向前側の部材はそ
の前の逐次的な段の溝孔とはまるように係合自在
であり、後続の逐次的な段に隣接する軸方向後側
の羽根車の部材は、そのハブ部分の軸方向後端の
近くに配置されており、該軸方向後側の部材は該
後側の羽根車のハブ部分の内側の面を越えて半径
方向内向きに伸びていて、前記適応形の段面の溝
孔とはまるように係合自在であり、前記軸方向前
側の羽根車は適応形の段の前記軸方向前側の段部
分に、そして前記軸方向後側の羽根車は適応形の
段の前記軸方向後側の段部分に夫々締まりばめに
よつて固定されており、互いに向い合う、前記軸
方向前側の羽根車及び前記軸方向後側の羽根車の
肩は、前記前側及び後側の段部分を分離する前記
１対の溝と半径方向に整合している回転子。１０特許請求の範囲２，３または５に記載した
回転子に於て、前記タービンが軸方向の反対の２
方向に蒸気が流れる複流タービンであり、前記多
段式軸が２つの軸方向セグメントを持ち、各セグ
メントは半径が逐次的に減少する一組の段を持つ
ており、各組の段は、前記軸の軸方向内側位置に
配置された前記軸の最大半径部分から軸方向に伸
びており、軸方向前側及び軸方向後側とは、前記
軸の前記最大半径部分から見たときの呼び方であ
る回転子。１１蒸気タービンの回転子に於て、該蒸気ター
ビン内に回転自在に装着された多段式軸を有し、
各段はその軸方向の範囲にわたつて略一様な半径
を持つており、少なくとも若干の段は前記軸の最
大半径部分から前記軸の軸方向部分に沿つて半径
が逐次的に減少し、前記軸は、他の逐次的な段に
較べて半径が最大である逐次的な段の近くで、前
記軸の最大半径部分に配置された、半径方向に伸
びる一体のフランジを持ち、各々の逐次的な段は
１対の略平行な円周方向の溝を持つ段面を有し、
軸方向前側の溝は半径が一層大きいその前の段に
隣接しており、半径が最大の逐次的な段の軸方向
前側の溝は前記フランジに隣接しており、軸方向
後側の溝は半径が一層小さい後続の段に隣接して
いて、それから軸方向に隔たつており、各々の段
面は前記後側の溝及び該段の軸方向後縁の間を軸
方向に伸びる縦方向の溝孔を持ち、該溝孔の深さ
は前記後側の溝の深さより浅くなつており、前記
フランジは該フランジの後縁まで軸方向に伸びる
縦方向の溝孔を持ち、複数個の羽根車が前記逐次
的な段に付設されており、該複数個の羽根車の内
の少なくとも１つの羽根車は、該羽根車のハブ部
分の半径方向内側の面と対応する段面の間の締ま
り焼ばめによつて前記軸の各々の逐次的な段に固
定されており、該締まりばめによつて蒸気タービ
ンの通常の運転中、羽根車と軸の間の回転が防止
され、各々の羽根車はその半径方向の一番外側部
分に蒸気タービンの複数個の羽根を持ち、前記羽
根車のハブ部分は前記内側の面の各々の軸方向の
端に肩部分を持ち、該肩は前記内側の面よりも半
径方向の寸法が大きく、前記ハブ部分は前記肩部
分に隣接したハブ部分の軸方向前側の端面から軸
方向に突出する少なくとも１つの別個のフインガ
を持つており、該フインガは前記肩に設けられた
円周方向の向きの別個の弓形の溝によつて前記内
側の面から軸方向に隔てられており、前記フイン
ガはその前の段面の溝孔とはまるように係合自在
であり、前記フランジに隣接して配置された羽根
車のフインガが該フランジの溝孔とはまるように
係合自在であり、前記フインガの回転方向前面は
溝孔の回転方向前側側壁と接触していて、前記締
まりばめが弛んだ場合、前記フインガが前記軸に
対する羽根車の回転を防止する様にした回転子。１２特許請求の範囲１１に記載した回転子に於
て、前記フインガの回転方向前面及び回転方向後
面と前記ハブ部分の軸方向前側の端面の間の界面
が流線型の曲面になつている回転子。１３特許請求の範囲１１又は１２に記載した回
転子に於て、前記肩の内、前記別個の弓形の溝を
周方向に越える部分が、前記段面を基準として0゜
乃至10゜の外向きの斜め勾配を持つている回転子。