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公開番号2024077838
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-10
出願番号2022190026
出願日2022-11-29
発明の名称タービン動翼の固定構造
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類F01D 5/30 20060101AFI20240603BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】組立時や分解時における作業が容易であり、作業時間を短縮することができるタービン動翼の固定構造を提供する。
【解決手段】実施形態の動翼の固定構造1は、翼植込み部32、32Aおよびロータホイール11を周方向に貫通した固定溝60と、最後に翼溝12に嵌合される止め翼20Aと、止め翼20Aの翼植込み部32Aおよび止め翼20Aの翼植込み部32Aが嵌合された翼溝12を構成するロータホイール11に形成された固定溝60に軸方向から挿入される止め金部材90Aとを備える。止め金部材90Aが、半径方向内側に配置される内周側止め金120と、半径方向外側に配置される外周側止め金130と、内周側止め金120と外周側止め金130との間に嵌合される中央止め金140とを備え、内周側止め金120の軸方向の下流側端部に設けられた折り曲げ部123を折り曲げて止め翼20Aを固定する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
軸方向挿入型植込形式のタービン動翼の翼植込み部をタービンロータのロータホイールに形成された翼溝に固定するためのタービン動翼の固定構造であって、
前記翼植込み部および前記ロータホイールを前記タービンロータの周方向に貫通した固定溝と、
前記タービン動翼のうち、最後に前記翼溝に嵌合される止め翼と、
前記止め翼の前記翼植込み部および前記止め翼の前記翼植込み部が嵌合された前記翼溝を構成する前記ロータホイールに形成された前記固定溝に前記タービンロータの軸方向から挿入される固定部材と
を備え、
前記固定部材が、前記固定溝の半径方向内側に配置される内周側固定部材と、前記固定溝の半径方向外側に配置される外周側固定部材と、前記内周側固定部材と前記外周側固定部材との間に嵌合される中央固定部材とを備え、
前記内周側固定部材または前記外周側固定部材における前記軸方向の下流側端部に設けられた折り曲げ部を前記中央固定部材側に折り曲げて前記止め翼の前記翼植込み部を前記翼溝に固定することを特徴とするタービン動翼の固定構造。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記固定溝は、
一端が前記軸方向の下流側に開口する軸方向溝部、および前記軸方向溝部の他端側から半径方向外側および半径方向内側に延びる径方向溝部を備え、Ｔ字状断面形状の溝で構成され、
前記内周側固定部材の前記折り曲げ部を折り曲げる場合において、
前記内周側固定部材は、
前記固定溝に配置された際、前記軸方向に延びるとともに一端に前記開口から下流側へ突出する前記折り曲げ部を有する第１の軸方向延設部、および前記第１の軸方向延設部の他端側から半径方向内側に延び前記径方向溝部に嵌合する第１の嵌合部を備え、Ｌ字状断面形状の部材で構成され、
前記外周側固定部材は、
前記固定溝に配置された際、前記軸方向に延びる第２の軸方向延設部、および前記第２の軸方向延設部の上流端側から半径方向外側に延び前記径方向溝部に嵌合する第２の嵌合部を備え、Ｌ字状断面形状の部材で構成されることを特徴とする請求項１記載のタービン動翼の固定構造。
【請求項３】
前記固定溝は、
一端が前記軸方向の下流側に開口する軸方向溝部、および前記軸方向溝部の他端側から半径方向外側および半径方向内側に延びる径方向溝部を備え、Ｔ字状断面形状の溝で構成され、
前記外周側固定部材の前記折り曲げ部を折り曲げる場合において、
前記内周側固定部材は、
前記固定溝に配置された際、前記軸方向に延びる第３の軸方向延設部、および前記第３の軸方向延設部の上流端側から半径方向内側に延び前記径方向溝部に嵌合する第３の嵌合部を備え、Ｌ字状断面形状の部材で構成され、
前記外周側固定部材は、
前記固定溝に配置された際、前記軸方向に延びるとともに一端に前記開口から下流側へ突出する前記折り曲げ部を有する第４の軸方向延設部、および前記第４の軸方向延設部の他端側から半径方向外側に延び前記径方向溝部に嵌合する第４の嵌合部を備え、Ｌ字状断面形状の部材で構成されることを特徴とする請求項１記載のタービン動翼の固定構造。
【請求項４】
前記中央固定部材が、板状部材で構成され、
前記中央固定部材の前記軸方向の下流側の端面に周方向に溝部が形成され、
前記溝部が、加締めによって半径方向内側および半径方向外側に広げられた加締め部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のタービン動翼の固定構造。
【請求項５】
前記固定溝の上流側の溝端面に当接する前記中央固定部材の上流端面において、周方向の少なくとも一方の端部がテーパ状に形成され、テーパ状の前記端部が前記溝端面と当接していないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のタービン動翼の固定構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、タービン動翼の固定構造に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンのタービン段落は、静翼翼列と、この静翼翼列の直下流側の動翼翼列とによって構成されている。蒸気タービンは、複数段のタービン段落をタービンロータの軸方向に備えている。ここで、下流側とは、タービンロータの中心軸方向における、作動流体の主流の流れ方向の下流側を意味する。なお、上流側とは、タービンロータの中心軸方向における、作動流体の主流の流れ方向の上流側を意味する。また、タービンロータの中心軸方向を以下において単に軸方向と称する。
【０００３】
一般に、蒸気タービンのタービン段落において、下流段になるほど、蒸気の温度および圧力は低下し、蒸気の体積は膨張する。この膨張した蒸気を導入するため、下流段になるほどタービン段落の半径方向の蒸気通路の高さも高くなる。これによって、タービン動翼の翼長は、下流段になるほど長くなる。また、回転時にタービン動翼にかかる遠心力は、下流段になるほど大きくなる。なお、半径方向は、タービンロータの中心軸を基点とする、中心軸に垂直な方向である。また、以下において、タービン動翼を単に動翼と称する。
【０００４】
蒸気タービンにおいて、最終段や最終段の前段の動翼には、動翼にかかる遠心力を支えるために、周方向挿入型植込形式（鞍型植込やＴ型植込など）、半径方向挿入型植込形式（フォーク型植込など）、または軸方向挿入型植込形式（アキシャルエントリー型植込など）の植込構造が採用されている。そして、動翼は、これらの植込構造によって、ロータホイールに連結されている。
【０００５】
ここで、図１９は、軸方向挿入型植込形式の植込構造を採用した動翼２１０および止め翼２１０Ａの従来の固定構造を軸方向の下流側から見たときの平面図である。図２０は、図１９のＸ－Ｘ断面を示す図である。図２１は、図１９のＹ－Ｙ断面を示す図である。なお、図２０では、動翼２１０の固定構造を主に示している。また、図２１では、止め翼２１０Ａの固定構造を主に示している。また、図２０および図２１の断面は、半径方向の断面を周方向からにたときの断面である。
【０００６】
止め翼２１０Ａは、動翼翼列２００を構成する複数の動翼２１０の内、最後にロータホイール２５１に組み込まれる動翼である。
【０００７】
図１９に示すように、動翼２１０の翼植込み部２１１および止め翼２１０Ａの翼植込み部２１１Ａは、タービンロータ２５０のロータホイール２５１に形成された翼溝２５２に軸方向から挿入され嵌合される。止め翼２１０Ａ以外の動翼２１０が翼溝２５２に嵌合された後、止め翼２１０Ａは、翼溝２５２に軸方向から挿入される。そして、図１９に示されているように、止め翼２１０Ａの翼植込み部２１１Ａは、翼溝２５２に嵌合される。
【０００８】
図２０および図２１に示すように、翼植込み部２１１、２１１Ａにおける下流側の先端部２１２、２１２Ａには、周方向に亘って環状のＬ字状断面形状の溝２３０が形成されている。また、翼溝２５２における下流側の底部２５３には、周方向に亘って環状のＬ字状断面形状の溝２３１が形成されている。そして、溝２３０および溝２３１によって、Ｔ字状断面形状の固定溝２６０が構成される。
【０００９】
ここで、先端部２１２、２１２Ａは、翼溝２５２の底部２５３と対向する部分である。また、底部２５３は、翼溝２５２の半径方向内側の端部である。周方向とは、タービンロータの中心軸を中心とする周方向、すなわち、中心軸の軸周りである。なお、タービンロータの中心軸を単に中心軸と称する。半径方向内側とは、半径方向における中心軸に近づく側（中心軸側）である。なお、半径方向外側とは、半径方向におけるタービンロータの中心軸から遠ざかる側である。
【００１０】
固定溝２６０は、軸方向に延びる軸方向溝部２６１と、この軸方向溝部２６１から半径方向外側および半径方向内側に延びる径方向溝部２６２とを有している。そして、図２０および図２１の断面に示すように、軸方向溝部２６１と径方向溝部２６２とによって、固定溝２６０は、Ｔ字状に形成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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