JPH05187203A - 軸流ターボ機械のドラムロータ - Google Patents
軸流ターボ機械のドラムロータInfo
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- JPH05187203A JPH05187203A JP4169423A JP16942392A JPH05187203A JP H05187203 A JPH05187203 A JP H05187203A JP 4169423 A JP4169423 A JP 4169423A JP 16942392 A JP16942392 A JP 16942392A JP H05187203 A JPH05187203 A JP H05187203A
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- 241000251131 Sphyrna Species 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 abstract 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
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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
- F01D5/3023—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
- F01D5/303—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
- F01D5/3038—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
- Y10S416/50—Vibration damping features
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転羽根を備えた軸流ターボ機械のドラムロ
ータにおいて、少なくとも第１の羽根溝の軸方向変位と
非対称的な変形とが減じられて、前記種々の力の確実な
支持が行われるようにする。 【構成】 少なくとも第１の羽根列に対して設けられた
羽根溝１が、鉛直な２つの支持面３１，３２と、水平な
支持座面３３とを備えたＬ字形の溝として構成されてお
り、対応する回転羽根の根元３４が主として、鉛直な１
つのウェブと、側方の水平な１つのウェブとから成って
いる。
ータにおいて、少なくとも第１の羽根溝の軸方向変位と
非対称的な変形とが減じられて、前記種々の力の確実な
支持が行われるようにする。 【構成】 少なくとも第１の羽根列に対して設けられた
羽根溝１が、鉛直な２つの支持面３１，３２と、水平な
支持座面３３とを備えたＬ字形の溝として構成されてお
り、対応する回転羽根の根元３４が主として、鉛直な１
つのウェブと、側方の水平な１つのウェブとから成って
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転羽根を備えた軸流
ターボ機械のドラムロータであって、回転羽根の根元
が、ドラムロータに設けられた、側方の支持座面を備え
た環状の羽根溝に列状に固定されている形式のものに関
する。
ターボ機械のドラムロータであって、回転羽根の根元
が、ドラムロータに設けられた、側方の支持座面を備え
た環状の羽根溝に列状に固定されている形式のものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】回転羽根を固定されたこのようなドラム
ロータは一般に圧縮機用ロータやタービン用ロータとし
て使用される。環状の羽根溝はロータの各回転時に、ロ
ータ曲げと曲げ振動の振幅とに基づき軸方向のディメン
ションを変化させる。このディメンション変化は、その
都度の構造に関連した振幅により行われる。この振幅が
特定の量を超えると、羽根の根元またはロータ旋削加工
部に摩擦疲労による損傷が生じるおそれがある。特に危
険にさらされているは、多段式のターボ機械では第１の
段部の対応する部分である。なぜならば、ここでは互い
に隣接した羽根溝による相互の負荷軽減作用が与えられ
ていないからである。その結果、この第１の羽根溝にお
いては、後続の羽根溝におけるよりもはるかに大きな変
位振幅が生じる。この事情に関しては、あとで図２およ
び図３につき詳しく説明する。
ロータは一般に圧縮機用ロータやタービン用ロータとし
て使用される。環状の羽根溝はロータの各回転時に、ロ
ータ曲げと曲げ振動の振幅とに基づき軸方向のディメン
ションを変化させる。このディメンション変化は、その
都度の構造に関連した振幅により行われる。この振幅が
特定の量を超えると、羽根の根元またはロータ旋削加工
部に摩擦疲労による損傷が生じるおそれがある。特に危
険にさらされているは、多段式のターボ機械では第１の
段部の対応する部分である。なぜならば、ここでは互い
に隣接した羽根溝による相互の負荷軽減作用が与えられ
ていないからである。その結果、この第１の羽根溝にお
いては、後続の羽根溝におけるよりもはるかに大きな変
位振幅が生じる。この事情に関しては、あとで図２およ
び図３につき詳しく説明する。
【０００３】それと共に、温度変化時、始動時、負荷変
化時または運転条件の変動時には、第１の羽根溝で非対
称的な大きな変位が生じる。このような変位は、第１の
回転羽根列の根元の支持座面において、面圧を局部的に
過剰に高めてしまう。
化時または運転条件の変動時には、第１の羽根溝で非対
称的な大きな変位が生じる。このような変位は、第１の
回転羽根列の根元の支持座面において、面圧を局部的に
過剰に高めてしまう。
【０００４】さらに、ハンマヘッド形の機械的な羽根根
元固定手段、つまり半径方向の遠心力と軸方向および周
方向の流体力とによって負荷され、かつこれらの力が、
２つ以上の支持座面を介してロータに伝達されるように
なっている羽根根元固定手段においては、製造誤差の理
由で、関与する全ての面を同時に当て付けて支持すると
いう問題が生じてしまう。
元固定手段、つまり半径方向の遠心力と軸方向および周
方向の流体力とによって負荷され、かつこれらの力が、
２つ以上の支持座面を介してロータに伝達されるように
なっている羽根根元固定手段においては、製造誤差の理
由で、関与する全ての面を同時に当て付けて支持すると
いう問題が生じてしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のドラムロータを改良して、前記欠点を全
て回避し、少なくとも第１の羽根溝の軸方向変位と非対
称的な変形とが減じられて、前記種々の力の確実な支持
が行われるようなドラムロータを提供することである。
で述べた形式のドラムロータを改良して、前記欠点を全
て回避し、少なくとも第１の羽根溝の軸方向変位と非対
称的な変形とが減じられて、前記種々の力の確実な支持
が行われるようなドラムロータを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、少なくとも第１の羽根列に対して
設けられた羽根溝が、鉛直な２つの支持面と、水平な支
持座面とを備えたＬ字形の溝として構成されており、対
応する回転羽根の根元が主として、鉛直な１つのウェブ
と、側方の水平な１つのウェブとから成っているように
した。
に本発明の構成では、少なくとも第１の羽根列に対して
設けられた羽根溝が、鉛直な２つの支持面と、水平な支
持座面とを備えたＬ字形の溝として構成されており、対
応する回転羽根の根元が主として、鉛直な１つのウェブ
と、側方の水平な１つのウェブとから成っているように
した。
【０００７】
【発明の効果】本発明の利点は、力特性に関する卓越し
た明瞭性の他に、溝旋削加工部と羽根の根元との支持面
だけを、つまり全体的に従来の場合よりも僅かな面積だ
けを、通常の精度で製作すれば済むことに認められる。
た明瞭性の他に、溝旋削加工部と羽根の根元との支持面
だけを、つまり全体的に従来の場合よりも僅かな面積だ
けを、通常の精度で製作すれば済むことに認められる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を軸流式の蒸気ター
ビンの高圧ロータにつき図面を用いて詳しく説明する。
本発明を理解するために重要となる構成部分しか図示し
ていない。プラントのうち、たとえば回転しない部分全
体と、支承部を含めた軸端部とは図示されていない。作
業媒体の流れ方向は矢印で示されている。
ビンの高圧ロータにつき図面を用いて詳しく説明する。
本発明を理解するために重要となる構成部分しか図示し
ていない。プラントのうち、たとえば回転しない部分全
体と、支承部を含めた軸端部とは図示されていない。作
業媒体の流れ方向は矢印で示されている。
【０００９】図１に示したように、高圧ロータ２０は１
３列の回転羽根を備えている。抑え板２２と根元２４と
を備えた羽根幹部２１から成る個々の羽根は、環状の羽
根溝に挿入されている。この羽根溝には蒸気流入側から
蒸気流出側まで符号１〜１３を付けてある。一点鎖線で
示されているのは、シリンダ（図示しない）の流れを制
限する輪郭２３である。このシリンダは同じく１３列の
案内羽根を支持している。羽根の根元２４はハンマヘッ
ド形状を有している。運転中に羽根に作用する遠心力と
曲げモーメントとは肩部によって、羽根溝に対応して構
成された支持座面を介してロータに案内される。
３列の回転羽根を備えている。抑え板２２と根元２４と
を備えた羽根幹部２１から成る個々の羽根は、環状の羽
根溝に挿入されている。この羽根溝には蒸気流入側から
蒸気流出側まで符号１〜１３を付けてある。一点鎖線で
示されているのは、シリンダ（図示しない）の流れを制
限する輪郭２３である。このシリンダは同じく１３列の
案内羽根を支持している。羽根の根元２４はハンマヘッ
ド形状を有している。運転中に羽根に作用する遠心力と
曲げモーメントとは肩部によって、羽根溝に対応して構
成された支持座面を介してロータに案内される。
【００１０】図２には、羽根溝の変形状態が示されてい
る。寸法Ａｏ，Ａｕは旋削加工部の鉛直方向の側壁と水
平方向の側壁との間の移行部でとられたものである。こ
の移行部はハンマヘッドの最も大きな緊張負荷を受ける
個所に向い合って位置している。この理由から、一般に
羽根の根元の鉛直なビームと、水平なビームとは丸みを
備えている。
る。寸法Ａｏ，Ａｕは旋削加工部の鉛直方向の側壁と水
平方向の側壁との間の移行部でとられたものである。こ
の移行部はハンマヘッドの最も大きな緊張負荷を受ける
個所に向い合って位置している。この理由から、一般に
羽根の根元の鉛直なビームと、水平なビームとは丸みを
備えている。
【００１１】図３には、振幅Ａが１３個の羽根溝のそれ
ぞれにつき、両間隔Ａｏ，Ａｕの算術平均値として表さ
れている。対応手段なしでは、第１の羽根溝の軸方向変
位の値Ａ１が、隣接のはね溝の軸方向変位の値よりもは
るかに高くなっている。
ぞれにつき、両間隔Ａｏ，Ａｕの算術平均値として表さ
れている。対応手段なしでは、第１の羽根溝の軸方向変
位の値Ａ１が、隣接のはね溝の軸方向変位の値よりもは
るかに高くなっている。
【００１２】本発明の構成では、溝旋削加工部も、羽根
の根元も、ほぼＬ字形に構成される。図４に示したよう
に、羽根溝１は鉛直な２つの支持面３１；３２と、水平
な１つの支持座面３３とで構成されている。前記支持面
３１はロータ表面にまで延びている。支持面３２は、溝
底部の範囲に旋削アンダカット部を形成するように位置
している。第１の羽根列の根元３４は鉛直なウェブと、
側方の水平なウェブとから成っている。前記根元は運転
中に、鉛直方向の制限部で支持面３１，３２に接触して
いて、側方のウェブの水平なビームで支持座面３３に接
触している。
の根元も、ほぼＬ字形に構成される。図４に示したよう
に、羽根溝１は鉛直な２つの支持面３１；３２と、水平
な１つの支持座面３３とで構成されている。前記支持面
３１はロータ表面にまで延びている。支持面３２は、溝
底部の範囲に旋削アンダカット部を形成するように位置
している。第１の羽根列の根元３４は鉛直なウェブと、
側方の水平なウェブとから成っている。前記根元は運転
中に、鉛直方向の制限部で支持面３１，３２に接触して
いて、側方のウェブの水平なビームで支持座面３３に接
触している。
【００１３】図４および図５から認められる、羽根固定
部に作用する力は、最も単純な場合では、半径方向に作
用する遠心力ＦFと、羽根幹部に作用する蒸気力ＦDとか
ら構成されており、前記蒸気力は曲げモーメントＭDを
加える。この曲げモーメントは、支持横断面の重心が遠
心力の作用ラインに位置していないことによっても影響
を受ける。前記蒸気力は軸方向での支持面３１，３２を
介してロータに導入され、かつ周方向において隣接した
羽根の根元の相互支持作用により受け止められる。隣接
した根元から当該の根元に加えられる力は符号ＦSで示
されている。この力の軸方向成分は同じく軸方向での支
持面３１，３２を介してロータに導入される。
部に作用する力は、最も単純な場合では、半径方向に作
用する遠心力ＦFと、羽根幹部に作用する蒸気力ＦDとか
ら構成されており、前記蒸気力は曲げモーメントＭDを
加える。この曲げモーメントは、支持横断面の重心が遠
心力の作用ラインに位置していないことによっても影響
を受ける。前記蒸気力は軸方向での支持面３１，３２を
介してロータに導入され、かつ周方向において隣接した
羽根の根元の相互支持作用により受け止められる。隣接
した根元から当該の根元に加えられる力は符号ＦSで示
されている。この力の軸方向成分は同じく軸方向での支
持面３１，３２を介してロータに導入される。
【００１４】溝壁によって加えられる、対応する反動力
は符号Ｒ31，Ｒ32，Ｒ33で示されている。
は符号Ｒ31，Ｒ32，Ｒ33で示されている。
【００１５】本発明による手段の作用は図３に示した線
図から明らかである。すなわち、振幅Ａ１を有する比較
的大きな側面運動は約半分の値Ａ１′にまで減衰されて
いる。さらに、別の好都合な副作用が得られる。すなわ
ち、運転時に生じる振動負荷は直接かつ確実にロータに
導入されるようになり、しかもこの場合、従来のハンマ
ヘッド形状、つまり振動によって生ぜしめられた力がま
ず鉛直のウェブから側方のウェブに導入されなければな
らないようなハンマヘッド形状に比べて、ノッチ効果が
著しく減じられている。
図から明らかである。すなわち、振幅Ａ１を有する比較
的大きな側面運動は約半分の値Ａ１′にまで減衰されて
いる。さらに、別の好都合な副作用が得られる。すなわ
ち、運転時に生じる振動負荷は直接かつ確実にロータに
導入されるようになり、しかもこの場合、従来のハンマ
ヘッド形状、つまり振動によって生ぜしめられた力がま
ず鉛直のウェブから側方のウェブに導入されなければな
らないようなハンマヘッド形状に比べて、ノッチ効果が
著しく減じられている。
【００１６】当然ながら、本発明は前記実施例に限定さ
れるものではない。図示の配置形式とは異なり、羽根列
全体の羽根溝と根元に本発明による固定手段を装備させ
ることもできる。原則的に本発明によるロータで用いら
れる羽根固定形式は、流体力が遠心力を上回るような、
高負荷を受ける高圧羽根取付け部の全てに対して適して
おり、しかもこの場合、羽根が自由な羽根先端部を有し
ているのか、または結合された羽根先端部を有している
のかは無関係である。さらに、本発明によるロータで用
いられる羽根固定形式は、あらかじめねじられた羽根に
おいても有利に使用される。その理由は、本発明による
ロータで用いられる羽根固定形式がこの場合にも、トー
ションに基づき生ぜしめられたモーメントをロータに確
実に導入するために役立つからである。
れるものではない。図示の配置形式とは異なり、羽根列
全体の羽根溝と根元に本発明による固定手段を装備させ
ることもできる。原則的に本発明によるロータで用いら
れる羽根固定形式は、流体力が遠心力を上回るような、
高負荷を受ける高圧羽根取付け部の全てに対して適して
おり、しかもこの場合、羽根が自由な羽根先端部を有し
ているのか、または結合された羽根先端部を有している
のかは無関係である。さらに、本発明によるロータで用
いられる羽根固定形式は、あらかじめねじられた羽根に
おいても有利に使用される。その理由は、本発明による
ロータで用いられる羽根固定形式がこの場合にも、トー
ションに基づき生ぜしめられたモーメントをロータに確
実に導入するために役立つからである。
【図１】回転羽根を備えた本発明によるドラムロータの
部分的な概略図である。
部分的な概略図である。
【図２】ロータ曲げ時の羽根溝のディメンション変化を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】各羽根溝における合成曲げ振幅を示す線図であ
る。
る。
【図４】本発明によるロータで用いられる羽根溝の縦断
面図である。
面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図を部分的に展開
して示す原理図である。
して示す原理図である。
１，２，３，１１，１３ 羽根溝、 ２０ 高圧ロー
タ、 ２１ 羽根幹部、２２ 抑え板、 ２３ 輪郭、
２４ 根元、 ３１，３２ 支持面、 ３３支持座
面、 ３４ 根元
タ、 ２１ 羽根幹部、２２ 抑え板、 ２３ 輪郭、
２４ 根元、 ３１，３２ 支持面、 ３３支持座
面、 ３４ 根元
Claims (1)
- 【請求項１】 回転羽根を備えた軸流ターボ機械のドラ
ムロータであって、回転羽根の根元（２４，３４）が、
ドラムロータに設けられた、側方の支持座面を備えた環
状の羽根溝（１〜１３）に列状に固定されている形式の
ものにおいて、少なくとも第１の羽根列に対して設けら
れた羽根溝（１）が、鉛直な２つの支持面（３１，３
２）と、水平な支持座面（３３）とを備えたＬ字形の溝
として構成されており、対応する回転羽根の根元（３
４）が主として、鉛直な１つのウェブと、側方の水平な
１つのウェブとから成っていることを特徴とする、軸流
ターボ機械のドラムロータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1925/91-5 | 1991-06-28 | ||
| CH192591 | 1991-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187203A true JPH05187203A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=4221804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4169423A Pending JPH05187203A (ja) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | 軸流ターボ機械のドラムロータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5236308A (ja) |
| EP (1) | EP0520259B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05187203A (ja) |
| DE (1) | DE59200524D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012530871A (ja) * | 2009-06-23 | 2012-12-06 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 軸流ターボ機械のためのロータブレードおよびそのようなロータブレードのための組み付け部 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658168A (ja) * | 1992-08-06 | 1994-03-01 | Hitachi Ltd | ガスタービン用圧縮機及びガスタービン |
| FR2723397B1 (fr) * | 1994-08-03 | 1996-09-13 | Snecma | Disque de compresseur de turbomachine muni d'une gorge circulaire asymetrique |
| DE4436727A1 (de) * | 1994-10-14 | 1996-04-18 | Abb Management Ag | Trommelrotor für eine axial durchströmte Turbomaschine |
| DE102010053141B4 (de) * | 2009-12-07 | 2018-10-11 | General Electric Technology Gmbh | Turbinenaggregat mit möglicher Überdrehung des Fußes einer Schaufel bis zum Einbau einer letzten Schaufel |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE570754C (de) * | 1933-02-20 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Laufschaufelbefestigung fuer Dampf- oder Gasturbinen | |
| US888500A (en) * | 1907-10-23 | 1908-05-26 | Bergmann Elek Citats Werke Ag | Turbine. |
| US1466324A (en) * | 1922-06-07 | 1923-08-28 | Gen Electric | Elastic-fluid turbine |
| DE691800C (de) * | 1938-07-30 | 1940-06-06 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Beschaufelung fuer insbesondere radial beaufschlagte Dampf- oder Gasturbinen |
| US2327839A (en) * | 1940-03-26 | 1943-08-24 | Bbc Brown Boveri & Cie | Turbine construction |
| US2295012A (en) * | 1941-03-08 | 1942-09-08 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Turbine blading |
| US3475108A (en) * | 1968-02-14 | 1969-10-28 | Siemens Ag | Blade structure for turbines |
-
1992
- 1992-06-13 DE DE59200524T patent/DE59200524D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-13 EP EP92109959A patent/EP0520259B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-18 US US07/900,921 patent/US5236308A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-26 JP JP4169423A patent/JPH05187203A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012530871A (ja) * | 2009-06-23 | 2012-12-06 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 軸流ターボ機械のためのロータブレードおよびそのようなロータブレードのための組み付け部 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0520259A1 (de) | 1992-12-30 |
| DE59200524D1 (de) | 1994-10-27 |
| US5236308A (en) | 1993-08-17 |
| EP0520259B1 (de) | 1994-09-21 |
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