(57)【要約】【課題】タービン動翼の構造的信頼性を確保しつつ、止め羽根の組立性を向上することができるタービン動翼列組立体および蒸気タービンを提供する。【解決手段】タービン動翼列組立体１において、止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２は、動翼止め隣接羽根３０の、翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３および翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ４よりも短く構成される。これによって、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０にタービンロータ半径方向を軸とした回転自由度Ｒｆ、よびタービンロータ周方向における位置の自由度が確保される。【選択図】図９
2011017310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼有効部、前記翼有効部の根元部にソリッド部を介して設けられたタンジェンシャル型の翼植込部、および前記翼有効部の頂部に一体的に形成されたカバー部を備えるタービン動翼を、タービンロータに周方向に植設して環状の翼列とし、隣接する前記カバー部どうしを接触させて翼群構造としたタービン動翼列組立体において、
前記カバー部は、前記タービン動翼の腹側に位置する側縁のうちの前記タービン動翼の後縁側の側縁に、タービンロータ周方向に突出するカバー腹側張出し部を備える一方、前記タービン動翼の背側に位置する側縁のうちの前記タービン動翼の前縁側の側縁に、タービンロータ周方向に突出するカバー背側張出し部を備え、
前記タービン動翼のうち、タービン動翼列を組み立てる際に最後に挿入される止め羽根における前記翼植込部のタービンロータ半径方向の長さが、前記タービン動翼のうち、少なくとも前記止め羽根に隣接する動翼止め隣接羽根における、前記翼有効部のタービンロータ半径方向の長さおよび前記翼植込部のタービンロータ半径方向の長さよりも短いことを特徴とするタービン動翼列組立体。
【請求項２】
周方向に隣接する前記タービン動翼がそれぞれ、前記カバー腹側張出し部のうちの前記タービン動翼の前縁側の側面と、前記カバー背側張出し部のうちの前記タービン動翼の後縁側の側面とが互いに接触することを特徴とする請求項１記載のタービン動翼列組立体。
【請求項３】
前記動翼止め隣接羽根において、前記翼有効部のタービンロータ半径方向の長さが、前記翼植込部のタービンロータ半径方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１記載のタービン動翼列組立体。
【請求項４】
前記止め羽根以外のタービン動翼の翼植込部が、股部において２方に分岐する鞍型脚部、および双方の前記鞍型脚部の先端部にタービンロータ周方向に亘って形成された切り欠き状の溝を備え、
前記止め羽根以外のタービン動翼の前記翼植込部を植設するタービンロータの植込部が、タービンロータ周方向に亘って形成された、前記切り欠き状の溝に嵌合する突条部を備え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列組立体。
【請求項５】
前記止め羽根の翼植込部の端部と、前記止め羽根を植設するタービンロータの植込部の端部との間の空隙にスペーサ部材が設置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のタービン動翼列組立体。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載のタービン動翼列組立体を備えたことを特徴とする蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン動翼列組立体および蒸気タービンに係り、特に、翼頂部に翼と一体的に形成されたスナッバーカバー（インテグラルカバー）を備えたタービン動翼列組立体および蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タービン動翼においては、運転中に発生する振動を抑制したり、あるいは翼頂部から蒸気が漏出することを防止するため、翼頂部に翼綴り構造を備えることが多い。
【０００３】
この翼綴り構造は、翼頂部に設けたテノンにカバーを装着し、テノンをコーキングするか、あるいはかしめることによって複数枚のタービン動翼を一つにまとめて群として結合させるものである。
【０００４】
このように、複数枚のタービン動翼を一つにまとめて群とし、幾つかの群をタービン動翼の頂部に備える翼綴り構造は、テノンのコーキングやかしめ作業に多くの時間を要し、手間がかかる。さらに、結合部分の強度は、必ずしも十分ではない。そのため、別の手法として、全枚数のタービン動翼を動翼先端部に一体に設けられたカバー（インテグラルカバー）で結合させる、いわゆる全周一群翼にする翼綴り構造がある。
【０００５】
この全周一群翼において、カバーの形状の適正化、タービン動翼とカバーとの結合度合、結合位置等を究明した技術が数多く開示されている（例えば、特許文献１−２参照。）。
【０００６】
図１８は、全周一群翼綴り構造を備える従来のタービン動翼３００の組み立て状態をカバー側、すなわちタービンロータの中心軸（軸方向）に対する半径方向外側から見たときの平面図である。
【０００７】
特許文献１には、図１８に示すような、カバーによって結合して綴る、全周一群翼綴り構造のタービン動翼３００が開示されている。この全周一群翼綴り構造のタービン動翼３００は、タービン動翼３００の頂部にスナッバーカバー３０１が一体的に装着されている。また、スナッバーカバー３０１の翼背側３０２と翼腹側３０３には、それぞれタービンロータ周方向Ｃｄへの張出し部３０４、３０５を備えている。タービン動翼３００を組み立てた状態では、隣接するタービン動翼３００間で張出し部３０４と張出し部３０５とが、カバー接触面法線方向（タービンロータ軸方向）Ａｄと交差するカバー接触面３０８で強く接触する。その強い接触力の下、反力を発生させ、反力を摩擦力として活用して制振を行う。このように反力を摩擦力として活用して制振を行うカバー構造をスナッバーカバー構造という。
【０００８】
このスナッバーカバー構造は、運転中、遠心力によるタービンホイール（タービンロータに一体削出しで設けたディスク）の半径方向の熱伸びが生じる場合や、タービンホイールとスナッバーカバー３０１との熱膨張の差によってスナッバーカバー３０１のピッチが開きがちになる場合であっても、隣接するタービン動翼３００間のカバー接触面３０８に摩擦力が働くため、それぞれのスナッバーカバー３０１の位置関係（面間距離）はほとんど影響を受けない。そのため、例えば、タービン動翼３００の翼長の長短、温度差、材料どうしの線膨張係数の差異などを有していても、使用するタービン段落の位置に制限を受けず、スナッバーカバー構造を備えるタービン動翼３００を任意のタービン段落に適用することができる。
また、特許文献２には、このスナッバーカバーどうしの接触反力を十分に確保し、制振効果を発揮させることができるタービン動翼が開示されている。図１９は、ねじり止め構造を備える従来のタービン動翼３１０の側面図である。
【０００９】
図１９に示されたねじり止め構造を備えるタービン動翼３１０では、タービン動翼３１０の翼植込部３１１にねじり止め片３１２が形成されている。また、このタービン動翼３１０が植設されるタービンホイール３１５には、ねじり止め片３１２を嵌装させるねじり戻り拘束片３１６が形成されている。
【００１０】
このねじり止め構造を有することによって、スナッバー構造のカバー接触面に安定かつ確実に接触反力を確保することができる。そして、運転の際、スナッバーカバーのねじり戻りを確実に防止して全周一群構造が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１０３００３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記した従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼を植設して組み立てる際、止め羽根と、この止め羽根に隣接する動翼止め隣接羽根とが干渉し、止め羽根を植設することができないことがある。なお、止め羽根とは、タービン動翼の組立の際、その段落のタービン動翼の中で最後にタービンホイールに植設されるタービン動翼である。この止め羽根は、先に組立てられた上記した動翼止め隣接羽根の間に挿入して植設される。
【００１３】
特に、翼有効部長さが植込高さよりも短いタービン動翼で、かつスナッバーカバーの周方向幅および翼有効幅の周方向幅が周方向ピッチに対して相対的に大きいタービン動翼では、止め羽根を組み立てる際、上記したような問題が生じる可能性が高い。
【００１４】
ここで、止め羽根の組立方法について説明する。
【００１５】
図２０は、従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根３２０を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図（すなわち、タービンロータ軸を含む断面図（子午断面図））である。図２１は、従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根３２０を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。図２２は、従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根３２０を挿入する状態をカバー側（タービンロータ軸に対する半径方向外側）から見たときの平面図である。
【００１６】
図２０および図２１に示すように、止め羽根３２０は、動翼止め隣接羽根３２１の間に、タービンロータ半径方向の中心に向かって外側から鉛直に挿入される。ここで、図２２に示す動翼止め隣接羽根３２１の腹側張出し部３２１ａと、もう一方の動翼止め隣接羽根３２１の背側張出し部３２１ｂとの周方向距離Ｌ１が、止め羽根３２０の翼植込部３２０ａの周方向幅Ｌ２よりも短い場合には、止め羽根３２０をタービンロータ半径方向の中心に向かって外側から鉛直に挿入することはできない。
【００１７】
また、従来のタービン動翼において、止め羽根をタービンロータ軸方向から挿入する方法がある。図２３は、従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根３３０を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図（すなわち、タービンロータ軸を含む断面図（子午断面図））である。図２４は、従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根３３０を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。図２５は、従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根３３０を挿入する状態をスナッバーカバー３４１側（タービンロータ軸に対する半径方向外側）から見たときの平面図である。
【００１８】
図２３および図２４に示すように、止め羽根３３０の翼植込部３３１の上端３３１ａが動翼止め隣接羽根３４０のスナッバーカバー３４１の下面３４１ｃよりもタービンロータ半径方向の内側にあり、止め羽根３３０の翼植込部３３１の下端３３１ｂがタービンロータの最外周面よりも外側にある状態で、先に植設された動翼止め隣接羽根３４０間の空間に止め羽根３３０をタービンロータ軸方向に挿入する。そして、止め羽根３３０が最終的なタービンロータ軸方向の位置に達したところで、タービンロータ半径方向に鉛直に止め羽根３３０を挿入する。
【００１９】
この止め羽根３３０の挿入方法においては、止め羽根３３０の翼植込部３３１の上端３３１ａの初期位置が、動翼止め隣接羽根３４０のスナッバーカバー３４１の下面３４１ｃよりもタービンロータ半径方向の内側にある。そのため、止め羽根３３０と、動翼止め隣接羽根３４０とが干渉し、止め羽根３３０が植設することができないという問題は回避される。
【００２０】
しかしながら、スナッバーカバー３４１の周方向幅および翼有効部の周方向幅が周方向ピッチに対して相対的に大きいタービン動翼においては、タービンロータ軸方向に挿入する際に、止め羽根３３０の後縁と、当該動翼止め羽根３３０の腹側の動翼止め隣接羽根３４０のスナッバーカバー３４１の背側張出し部３４１ｂとが干渉するか、もしくは止め羽根３３０の前縁と、当該動翼止め羽根３３０の背側の動翼止め隣接羽根３４０のスナッバーカバー３４１の腹側張出し部３４１ａとが干渉する場合がある。
【００２１】
また、従来のタービン動翼では、図２３〜図２５に示すように、動翼止め隣接羽根３４０の翼有効部のタービンロータ半径方向の長さが、止め羽根３３０の翼植込部３３１のタービンロータ半径方向の長さよりも短いものがある。このような従来のタービン動翼では、このために、止め羽根３３０の翼植込部３３１の上端３３１ａが、動翼止め隣接羽根３４０のスナッバーカバー３４１の下面３４１ｃよりもタービンロータ側に位置した状態において、止め羽根３３０の翼植込部３３１の下端３３１ｂは、必ず動翼止め隣接羽根３４０の翼植込部３４２の上端３４２ａよりもタービンロータ半径方向の内側に位置する。これによって、止め羽根３３０をタービンロータ軸方向に挿入する際、動翼止め羽根３３０の翼植え込み部３３１の下端３３１ｂを動かす自由度を確保することができず、止め羽根３３０の翼有効部と動翼止め隣接羽根３４０のスナッバーカバー３４１との干渉を回避することができない。
【００２２】
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、タービン動翼の構造的な信頼性を確保しつつ、止め羽根の組立性を向上することができるタービン動翼列組立体および蒸気タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、翼有効部、前記翼有効部の根元部にソリッド部を介して設けられたタンジェンシャル型の翼植込部、および前記翼有効部の頂部に一体的に形成されたカバー部を備えるタービン動翼を、タービンロータに周方向に植設して環状の翼列とし、隣接する前記カバー部どうしを接触させて翼群構造としたタービン動翼列組立体において、前記カバー部は、前記タービン動翼の腹側に位置する側縁のうちの前記タービン動翼の後縁側の側縁に、タービンロータ周方向に突出するカバー腹側張出し部を備える一方、前記タービン動翼の背側に位置する側縁のうちの前記タービン動翼の前縁側の側縁に、タービンロータ周方向に突出するカバー背側張出し部を備え、前記タービン動翼のうち、タービン動翼列を組み立てる際に最後に挿入される止め羽根における前記翼植込部のタービンロータ半径方向の長さが、前記タービン動翼のうち、少なくとも前記止め羽根に隣接する動翼止め隣接羽根における、前記翼有効部のタービンロータ半径方向の長さおよび前記翼植込部のタービンロータ半径方向の長さよりも短いことを特徴とするタービン動翼列組立体が提供される。
【００２４】
また、本発明の一態様によれば、上記したタービン動翼列組立体を備えたことを特徴とする蒸気タービンが提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のタービン動翼列組立体および蒸気タービンによれば、タービン動翼の構造的信頼性を確保しつつ、止め羽根の組立性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根をカバー側から見たときの平面図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する動翼止め隣接羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図５】タービン動翼列組立体をカバー側から見たときの平面図である。
【図６】タービンロータのタービンホイールに植設された動翼止め隣接羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図７】タービンロータのタービンホイールに植設された止め羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図８】スペーサ部材を備えたときの、タービンロータのタービンホイールに植設された止め羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図９】第１の実施の形態のタービン動翼列組立体の組み立てにおいて、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図１０】第１の実施の形態のタービン動翼列組立体の組み立てにおいて、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【図１１】本発明に係る第２の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図１２】本発明に係る第２の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【図１３】本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する動翼止め隣接羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図１４】タービンロータのタービンホイールに植設された動翼止め隣接羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図１５】第２の実施の形態のタービン動翼列組立体の組み立てにおいて、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図１６】第２の実施の形態のタービン動翼列組立体の組み立てにおいて、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【図１７】充填部材を備えたときの、タービンロータのタービンホイールに植設された止め羽根をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図１８】全周一群翼綴り構造を備える従来のタービン動翼の組み立て状態をカバー側から見たときの平面図である。
【図１９】ねじり止め構造を備える従来のタービン動翼の側面図である。
【図２０】従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図２１】従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【図２２】従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根を挿入する状態をカバー側から見たときの平面図である。
【図２３】従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【図２４】従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【図２５】従来のスナッバーカバー構造を有するタービン動翼において、止め羽根を挿入する状態をスナッバーカバー側から見たときの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根１０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。図２は、本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根１０をタービンロータ軸方向（上流側）から見たときの平面図である。図３は、本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根１０をカバー部１６側（タービンロータ軸の半径方向外側）から見たときの平面図である。図４は、本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する動翼止め隣接羽根３０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【００２９】
第１の実施の形態のタービン動翼列組立体は、タービン動翼を蒸気タービンのタービンロータに植設して環状の翼列とすることで構成される。タービン動翼は、タービン動翼列組立体を構成する際、最後に植設されるタービン動翼である止め羽根１０と、それ以外のタービン動翼とに分類できる。また、ここでは、止め羽根１０以外のタービン動翼であって、止め羽根１０を挿入する際に、止め羽根１０のタービンロータ周方向の両側に位置するタービン動翼を動翼止め隣接羽根３０という。
【００３０】
止め羽根１０は、図１および図２に示すように、翼入口部としての前縁１１と翼出口部としての後縁１２を備える翼有効部１３と、翼有効部１３の根元部に設けられたソリッド部（翼台）１４を介して設けられたタンジェンシャル型（周方向植込み型）の翼植込部１５と、翼有効部１３の頂部に一体的に形成されたカバー部１６を備える。また、翼植込部１５は、アウトサイド型の植込み形状を有している。また、翼植込部１５を構成するソリッド部１４には、羽根１０を隣接する動翼止め隣接羽根３０に固定する止めキーを挿入するための断面が半円状のキー溝１７が、タービン動翼の配列方向（タービンロータ周方向Ｃｄ）に直交する方向（タービンロータ軸方向）に形成されている。なお、タンジェンシャル型の翼植込みとは、翼植込部１５を、タービンロータの周方向に沿って設けられた嵌合部に周方向にスライドさせるように嵌合させて取り付けるものを指す。また、アウトサイド型の植込み形状とは、タービンロータのロータホイールなどの外周端を外周側から包み込むようにタービンロータに植設される翼植込部１５を有するものを指す。
【００３１】
また、動翼止め隣接羽根３０も止め羽根１０と同様に、図４に示すように、翼有効部１３と、ソリッド部１４を備える、タンジェンシャル型の翼植込部１５と、カバー部１６を備える。また、翼植込部１５は、アウトサイド型の植込み形状を有している。翼植込部１５のソリッド部１４の一方の側面には、隣接する止め羽根１０のキー溝１７に対応する位置にキー溝１７が形成されている。これによって、止め羽根１０と動翼止め隣接羽根３０とを植設した際、円形のキー穴が形成される。止め羽根１０を挿入後、このキー穴に止めキーを挿入して固定することで、止め羽根１０は固定される。これによって、蒸気タービンの運転中における止め羽根１０の離脱が防止される。
【００３２】
なお、タービン動翼列組立体の、止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０以外のタービン動翼については、図４に示した動翼止め隣接羽根３０からキー溝１７を除いた形状となっている。
【００３３】
上記した止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０において、翼有効部１３、翼植込部１５、カバー部１６は、一つの材料から削り出して一体的に形成されるか、またはそれぞれの構成部を個別に作製し、それらを接合して一体的に形成される。
【００３４】
カバー部１６は止め羽根１０、動翼止め隣接羽根３０およびその他の動翼のいずれも同じ形状となっており、図３に示すように、翼有効部１３の腹側１８に位置する側縁のうちの翼有効部１３の後縁１２側の側縁に、タービン動翼の配列方向（タービンロータ周方向Ｃｄ）に突出するカバー腹側張出し部１９を備える。さらに、カバー部１６は、翼有効部１３の背側２２に位置する側縁のうちの翼有効部１３の前縁１１側の側縁に、タービン動翼の配列方向（タービンロータ周方向Ｃｄ）に突出するカバー背側張出し部２０を備える。このように、カバー部１６は、いわゆるスナッバーカバー構造を有している。
【００３５】
ここで、図５は、タービン動翼列組立体１をカバー部１６側（すなわち、タービンロータ軸に対する半径方向外側）から見たときの平面図である。上記した構成を有するカバー部１６を有するタービン動翼を備えたタービン動翼列組立体１では、図５に示すように、カバー腹側張出し部１９の、タービンロータ周方向Ｃｄに沿う側面のうちの翼有効部１３の前縁１１側の側面１９ａと、カバー背側張出し部２０の、タービンロータ周方向Ｃｄに沿う側面のうちの翼有効部１３の後縁１２側の側面２０ａとが互いに接触している。カバー腹側張出し部１９の側面１９ａおよびカバー背側張出し部２０の側面２０ａは、例えば、タービンロータ軸方向Ａｄに直交する面となるように構成してもよい。このように隣接するタービン動翼におけるカバー部１６の一部を接触させながら翼列が組み立てられて翼群構造が構成される。
【００３６】
また、図３に示すように、タービンロータ軸方向Ａｄにおけるカバー部１６の幅Ｗは、タービンロータ軸方向Ａｄにおけるカバー背側張出し部２０の幅Ｗ１と、タービンロータ軸方向Ａｄにおけるカバー腹側張出し部１９の幅Ｗ２とを合計した長さ（Ｗ１＋Ｗ２）よりも短くなるように構成されている。カバー背側張出し部２０の幅Ｗ１とカバー腹側張出し部１９の幅Ｗ２とを合計した長さ（Ｗ１＋Ｗ２）からカバー部１６の幅Ｗを減じた値（Ｗ１＋Ｗ２−Ｗ）は、カバー腹側張出し部１９の側面１９ａと、カバー背側張出し部２０の側面２０ａとが接触する際に発生するカバー干渉量δである。このカバー干渉量δによって、カバー部１６は、強制的にねじれが加えられるように構成されている。さらに、側面１９ａおよび側面２０ａがタービンロータ軸方向Ａｄに直交する面に対して角度を有するように構成することもできる。この場合、側面１９ａおよび側面２０ａとタービンロータ軸方向Ａｄに直交する面との交線を、タービンロータ軸の法線に一致させるとよい。
【００３７】
カバー部１６にねじれが加えられると、カバー腹側張出し部１９の側面１９ａおよびカバー背側張出し部２０の側面２０ａには、それぞれの側面が接触する接触面の法線方向（カバー腹側張出し部１９の側面１９ａおよびカバー背側張出し部２０の側面２０ａがタービンロータ軸方向Ａｄに直交する面で構成されている場合にはタービンロータ軸方向Ａｄ）に沿ってカバー接触反力Ｆｃが発生する。このカバー接触反力Ｆｃは、蒸気タービンの運転中にタービン動翼に発生する振動を抑制する摩擦力の要素となる。
【００３８】
次に、翼植込部１５の構成について説明する。
【００３９】
図１および図４に示すように、翼植込部１５は、ソリッド部１４、アウトサイド型の植え込み形状を有し、股部において２方に分岐する鞍型脚部２３から構成されている。
【００４０】
まず、止め羽根１０以外のタービン動翼における翼植込部１５の構成について説明する。ここでは、止め羽根１０以外のタービン動翼として動翼止め隣接羽根３０を例示して説明する。図６は、タービンロータのタービンホイール４０に植設された動翼止め隣接羽根３０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。なお、一般に、タンジェンシャル型（周方向植込み型）の翼植込部を備えるタービン動翼は、タービンロータの周方向の一箇所にて半径方向内側に挿入された後に周方向にスライドされて順次植え込まれるが、図６におけるタービンホイール４０は、各タービン動翼が半径方向内側に挿入される周方向位置におけるタービンロータ軸を含む断面（子午断面）として示している。
【００４１】
２方に分岐する双方の鞍型脚部２３の先端部には、図４および図６に示すように、動翼止め隣接羽根３０の配列方向（タービンロータ周方向）に亘って凸状部２３ａが形成されている。一方、動翼止め隣接羽根３０が植設されるタービンロータのタービンホイール４０には、図６に示すように、動翼止め隣接羽根３０の凸状部２３ａを嵌合させる溝として機能する溝部４１が、タービンロータ周方向Ｃｄに亘って形成されている。
【００４２】
このように翼植込部１５およびタービンホイール４０を構成することで、タービンホイール４０の溝部４１がねじり戻り拘束片として機能し、鞍型脚部２３の先端部の凸状部２３ａと、溝部４１との間でねじり戻り拘束片反力Ｒｄを発生させることができる。したがって、ねじり戻り拘束片反力Ｒｄの発生により、カバー腹側張出し部１９の側面１９ａおよびカバー背側張出し部２０の側面２０ａの接触面に発生するカバー接触反力Ｆｃを十分に確保することができる。そのため、制振効果を十分に発揮することができる。
【００４３】
次に、止め羽根１０における翼植込部１５の構成について説明する。図７は、タービンロータのタービンホイール４０に植設された止め羽根１０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。
【００４４】
止め羽根１０は、図７に示すように、鞍型脚部２３の股部に形成された挿入溝２３ｂに、タービンロータのタービンホイール４０の外周端部４２が挿入されるように組み立てられる。そして、上述したように動翼止め隣接羽根３０と止めキーによって固定される。このように、止め羽根１０は、鞍型脚部の挿入溝２３ｂをタービンホイール４０の外周端部４２に挿入されるため、上記した他のタービン動翼のようなねじり止め構造を有していない。この場合、タービンホイール４０の外周端部４２がねじり戻り拘束片として機能し、ねじり戻り拘束片反力Ｒｄを発生させる。
【００４５】
また、鞍型脚部２３の挿入溝２３ｂとタービンホイール４０の外周端部４２との間の、タービンロータ軸方向の間隙は任意に設定することができるが、その間隙を、例えば従来設定されている間隙よりも小さく設定してもよい。このように間隙を小さく設定することで、十分なねじり戻り拘束片反力Ｒｄを確保することができ、カバー接触反力Ｆｃを十分に高く維持することができる。これにより、蒸気タービンを運転する際、カバー部１６のねじり戻りを確実に防止して高い信頼性を有する全周一群構造を実現できる。
【００４６】
ここで、図７に示すように、止め羽根１０の翼植込部１５の下端と、タービンホイール４０の溝部４１との間におけるタービンホイール４０の側面は露出された状態となっている。そこで、このタービンホイール４０の露出された側面を覆うスペーサ部材を設けてもよい。
【００４７】
図８は、スペーサ部材５０を備えたときの、タービンロータのタービンホイール４０に植設された止め羽根１０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。図８に示すように、タービンホイール４０の露出された両側面に沿うように板状のスペーサ部材５０を備えている。このスペーサ部材５０には、図８に示したように、一方の側のスペーサ部材５０からタービンホイール４０を介して他方の側のスペーサ部材５０に連通する連通孔５１が形成されている。スペーサ部材５０は、この連通孔５１に止めキーを嵌合して固定される。なお、スペーサ部材５０の固定方法は、特に限定されるのではなく、上記した方法に限られるものではない。
【００４８】
このようにスペーサ部材５０を設けることで、蒸気タービンの運転中にタービンホイール４０が蒸気に曝されることを回避することができる。さらに、スペーサ部材５０を設けることで、タービン動翼列組立体１におけるタービン動翼の周方向の重量バランスを取ることができるのでがたつきを抑制することができる。
【００４９】
次に、翼有効部１３および翼植込部１５のタービンロータ半径方向の長さについて説明する。
【００５０】
止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２（図１参照）は、動翼止め隣接羽根３０の、翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３（図４参照）および翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ４（図４参照）よりも短く構成されている。
【００５１】
従来のタービン動翼列組立体において、１つのタービン動翼翼列を構成する各タービン動翼の翼植込部のタービンロータ半径方向の長さは、全周に亘って同じ長さに構成されている。
【００５２】
これに対して、本発明に係るタービン動翼列組立体１におけるタービン動翼では、止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２が、動翼止め隣接羽根３０の翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３よりも短くなるように構成されている。これは、止め羽根１０の翼植込部１５を構成する鞍型脚部２３のタービンロータ半径方向の長さｈ１を動翼止め隣接羽根３０の鞍型脚部２３のタービンロータ半径方向の長さｈ５より短くすることで実現されている。そのため、止め羽根１０の翼植込部１５のタービンロータ半径方向の長さｈ２は、動翼止め隣接羽根３０の翼植込部１５のタービンロータ半径方向の長さｈ４よりも短く構成される。
【００５３】
ここで、止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２が、動翼止め隣接羽根３０の翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３よりも短く構成することの作用効果について、図９および図１０を参照して説明する。
【００５４】
図９は、第１の実施の形態のタービン動翼列組立体１の組み立てにおいて、止め羽根１０を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。なお、図９においては図６と同様に、タービンホイール４０を各タービン動翼が半径方向内側に挿入される周方向位置におけるタービンロータ軸を含む断面（子午断面）として示している。図１０は、第１の実施の形態のタービン動翼列組立体１の組み立てにおいて、止め羽根１０を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【００５５】
図９および図１０に示すように、止め羽根１０の翼植込部１５（ソリッド部１４）の上端１４ａが、動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６の下面１６ａよりも、タービンロータ半径方向の内側にある状態で、止め羽根１０は、すでに植設された動翼止め隣接羽根３０間の空間に、タービンロータ軸方向に挿入される。そして、止め羽根１０がタービンロータ軸方向の最終的な位置に達したところで、タービンロータ半径方向に鉛直に止め羽根１０を挿入する。このように止め羽根１０を挿入し、止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０のキー溝１７から形成されるキー穴に止めキーを挿入して固定することで、タービン動翼列組立体１が組み立てられる。
【００５６】
ここで、止め羽根１０の翼植込部１５（ソリッド部１４）の上端１４ａが、動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６の下面１６ａよりも、タービンロータ半径方向の内側にある状態において、止め羽根１０の翼植込部１５の長さｈ２が、動翼止め隣接羽根３０の翼有効部１３の長さｈ３よりも短く構成されているため、止め羽根１０の翼植込部１５の下端２３ｃは、動翼止め隣接羽根３０の翼植込部１５（ソリッド部１４）の上端１４ａよりも、タービンロータ半径方向の外側に位置する。これによって、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０の翼植込部１５と動翼止め隣接羽根３０の翼植込部１５とが干渉しないので、止め羽根１０にタービンロータ半径方向を軸とした回転自由度Ｒｆと、タービンロータ周方向における位置の自由度を確保することができる。
【００５７】
そのため、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０の後縁１２と、止め羽根１０の腹側１８に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。また、止め羽根１０の前縁１１と、止め羽根１０の背側２２に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。
【００５８】
また、動翼止め隣接羽根３０において、翼有効部１３の長さｈ３は、翼植込部１５の長さｈ４よりも短くてもよい。このように翼有効部１３の長さｈ３が、翼植込部１５の長さｈ４よりも短く構成される翼列として、例えば、止め羽根を挿入し難い、蒸気タービンの第１段動翼などの上流側に配置されるタービン翼列が例示でき、このような蒸気タービンの翼列に対しても第１の実施の形態のタービン動翼列組立体の構成は好適である。
【００５９】
上記したように、第１の実施の形態のタービン動翼列組立体１および蒸気タービンによれば、止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２を、動翼止め隣接羽根３０の、翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３および翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ４よりも短く構成することができる。これによって、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０にタービンロータ半径方向を軸とした回転自由度Ｒｆと、タービンロータ周方向における位置の自由度を確保することができる。
【００６０】
そのため、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０の後縁１２と、止め羽根１０の腹側１８に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。また、止め羽根１０の前縁１１と、止め羽根１０の背側２２に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。このように、第１の実施の形態のタービン動翼列組立体１および蒸気タービンによれば、蒸気タービンにおけるタービン動翼の構造的な信頼性を確保しつつ、止め羽根１０の組立性を向上することができる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
本発明に係る第２の実施の形態のタービン動翼列組立体１を構成するタービン動翼は、第１の実施の形態のタービン動翼列組立体１を構成するタービン動翼と、翼植込部１５の構成が異なる。ここでは、その異なる点について主に説明する。
【００６２】
図１１は、本発明に係る第２の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根１０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。図１２は、本発明に係る第２の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する止め羽根１０をタービンロータ軸方向（上流側）から見たときの平面図である。図１３は、本発明に係る第１の実施の形態のタービン動翼列組立体を構成する動翼止め隣接羽根３０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。なお、第１の実施の形態のタービン動翼列組立体１を構成するタービン動翼と同一の構成部分には同一の符号を付して重複する説明を省略または簡略する。
【００６３】
第２の実施の形態のタービン動翼列組立体は、インサイド型の植込部を備えるタービン動翼を蒸気タービンのタービンロータに植設して環状の翼列とすることで構成される。
【００６４】
止め羽根１０は、図１１および図１２に示すように、翼入口部としての前縁１１と翼出口部としての後縁１２を備える翼有効部１３と、翼有効部１３の根元部に設けられたソリッド部（翼台）１４を介して設けられたタンジェンシャル型（周方向植込み型）の翼植込部１５と、翼有効部１３の頂部に一体的に形成されたカバー部１６を備える。また、翼植込部１５は、インサイド型の植込み形状を有している。なお、インサイド型の植込み形状とは、タービンロータの外周面に内周側に設けられた溝部に勘合してタービンロータに植設される翼植込部１５を有するものを指す。また、翼植込部１５を構成するソリッド部１４には、羽根１０を隣接する動翼止め隣接羽根３０に固定するための止めキーを挿入するための断面が半円状のキー溝１７が、タービン動翼の配列方向（タービンロータ周方向）に直交する方向に形成されている。
【００６５】
また、動翼止め隣接羽根３０も止め羽根１０と同様に、図１３に示すように、翼有効部１３と、ソリッド部１４を備える、タンジェンシャル型の翼植込部１５と、カバー部１６を備える。また、翼植込部１５は、インサイド型の植込み形状を有している。翼植込部１５のソリッド部１４の一方の側面には、隣接する止め羽根１０のキー溝１７に対応する位置にキー溝１７が形成されている。そのため、止め羽根１０と動翼止め隣接羽根３０とを植設した際、円形のキー穴が形成される。止め羽根１０を挿入後、このキー穴に止めキーを挿入して固定することで、止め羽根１０は固定される。これによって、蒸気タービンの運転中における止め羽根１０の離脱が防止される。
【００６６】
上記した止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０において、翼有効部１３、翼植込部１５、カバー部１６は、一つの材料から削り出して一体的に形成されるか、またはそれぞれの構成部を別個に作製し、それらを接合して形成される。
【００６７】
なお、止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６の構成は、第１の実施の形態のタービン動翼列組立体１を構成するタービン動翼と同様である。
【００６８】
また、第１の実施の形態と同様、本実施の形態にかかるタービン動翼列組立体の止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０以外のタービン動翼についても、図１３に示した動翼止め隣接羽根３０からキー溝１７を除いた形状となっている。
【００６９】
次に、翼植込部１５の構成について説明する。
【００７０】
図１１および図１３に示すように、翼植込部１５は、ソリッド部１４、インサイド型の植え込み形状を有する植込挿入部６０から構成されている。植込挿入部６０は、図１１および図１３に示すように、例えば、Ｔ字型の形状で構成される。
【００７１】
また、止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０の翼植込部１５には、タービン動翼の配列方向（タービンロータ周方向）に直交する方向に、タービン動翼の前縁１１側および後縁１２側のそれぞれに突出し、ねじれ止め片として機能する突出部６１を設けている。さらに、突出部６１は、タービン動翼の前縁１１側および後縁１２側にタービンロータ周方向に亘って形成されている。また、突出部６１の先端は、平坦面６１ａに形成されている。
【００７２】
ここで、図１４は、タービンロータのタービンホイール７０に植設された動翼止め隣接羽根３０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。なお、図１４におけるタービンホイール７０は、各タービン動翼が半径方向内側に挿入される周方向位置におけるタービンロータ軸を含む断面（子午断面）として示している。タービンホイール７０の植込み部７１には、タービン動翼の突出部６１の平坦面６１ａと当接するフック部７２を備えた切り欠き状の溝７３が、タービンロータ周方向に亘って形成されている。
【００７３】
タービン動翼の突出部６１は、例えば、図１４に示すように、この切り欠き状の溝７３に嵌合される。植込み部７１のフック部７２は、ねじり戻り拘束片として機能し、タービン動翼の突出部６１と、フック部７２との間でねじり戻り拘束片反力を発生させることができる。このねじり戻り拘束片反力の発生により、カバー腹側張出し部１９の側面１９ａおよびカバー背側張出し部２０の側面２０ａの接触面に発生するカバー接触反力を十分に確保することができる。そのため、制振効果を十分に発揮することができる。また、蒸気タービンを運転する際、カバー部１６のねじり戻りを確実に防止して高い信頼性を有する全周一群構造を実現できる。
【００７４】
なお、図１４には、動翼止め隣接羽根３０を例示しているが、止め羽根１０においても同様の作用効果が得られる。
【００７５】
次に、翼有効部１３および翼植込部１５のタービンロータ半径方向の長さについて説明する。
【００７６】
止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２（図１１参照）は、動翼止め隣接羽根３０の、翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３（図１３参照）および翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ４（図１３参照）よりも短く構成されている。
【００７７】
従来のタービン動翼列組立体において、１つのタービン動翼列を構成する各タービン動翼の翼植込部のタービンロータ半径方向の長さは、全周に亘って同じ長さに構成されている。
【００７８】
これに対して、本発明に係るタービン動翼列組立体１におけるタービン動翼では、止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２が、動翼止め隣接羽根３０の翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３よりも短くなるように構成している。
【００７９】
ここで、止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２が、動翼止め隣接羽根３０の翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３よりも短く構成することの作用効果について、図１５および図１６を参照して説明する。
【００８０】
図１５は、第２の実施の形態のタービン動翼列組立体１の組み立てにおいて、止め羽根１０を挿入する状態をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。なお、図１５におけるタービンホイール７０は、各タービン動翼が半径方向内側に挿入される周方向位置におけるタービンロータ軸を含む断面（子午断面）として示している。図１６は、第２の実施の形態のタービン動翼列組立体１の組み立てにおいて、止め羽根１０を挿入する状態をタービンロータ軸方向から見たときの平面図である。
【００８１】
図１５および図１６に示すように、止め羽根１０の翼植込部１５（ソリッド部１４）の上端１４ａが、動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６の下面１６ａよりも、タービンロータ半径方向の内側にある状態で、止め羽根１０は、すでに植設された動翼止め隣接羽根３０間の空間に、タービンロータ軸方向に挿入される。そして、止め羽根１０がタービンロータ軸方向の最終的な位置に達したところで、タービンロータ半径方向に鉛直に止め羽根１０を挿入する。このように止め羽根１０を挿入し、止め羽根１０および動翼止め隣接羽根３０のキー溝１７から形成されるキー穴に止めキーを挿入して固定することで、タービン動翼列組立体１が組み立てられる。
【００８２】
ここで、止め羽根１０の翼植込部１５（ソリッド部１４）の上端１４ａが、動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６の下面１６ａよりも、タービンロータ半径方向の内側にある状態において、止め羽根１０の翼植込部１５の長さｈ２が、動翼止め隣接羽根３０の翼有効部１３の長さｈ３よりも短く構成されているため、止め羽根１０の翼植込部１５の下端６０ａは、動翼止め隣接羽根３０の翼植込部１５（ソリッド部１４）の上端１４ａよりも、タービンロータ半径方向の外側に位置する。これによって、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０にタービンロータ半径方向を軸とした回転自由度Ｒｆと、タービンロータ周方向における位置の自由度を確保することができる。
【００８３】
そのため、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０の後縁１２と、止め羽根１０の腹側１８に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。また、止め羽根１０の前縁１１と、止め羽根１０の背側２２に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。
【００８４】
また、動翼止め隣接羽根３０において、翼有効部１３の長さｈ３は、翼植込部１５の長さｈ４よりも短くてもよい。このように翼有効部１３の長さｈ３が、翼植込部１５の長さｈ４よりも短く構成される翼列として、例えば、止め羽根を挿入し難い、上流側のタービン翼列が例示でき、このような翼列に対しても第１の実施の形態のタービン動翼列組立体の構成は好適である。
【００８５】
ここで、止め羽根１０の翼植込部１５の下端６０ａと、タービンホイール７０の植込み部７１の底面との間は空隙となるので、この空隙に、スペーサ部材として機能する充填部材を設置してもよい。
【００８６】
図１７は、充填部材８０を備えたときの、タービンロータのタービンホイール７０に植設された止め羽根１０をタービンロータ周方向から見たときの平面図である。図１７に示すように、止め羽根１０の翼植込部１５の下端と、タービンホイール７０の植込み部７１の底面との間の空隙に充填部材８０を設置してもよい。
【００８７】
このように充填部材８０を設けることで、タービン動翼列組立体１におけるタービン動翼の周方向のがたつきを抑制することができる。
【００８８】
上記したように、第２の実施の形態のタービン動翼列組立体１および蒸気タービンによれば、止め羽根１０の翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ２を、動翼止め隣接羽根３０の、翼有効部１３におけるタービンロータ半径方向の長さｈ３および翼植込部１５におけるタービンロータ半径方向の長さｈ４よりも短く構成することができる。これによって、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０にタービンロータ半径方向を軸とした回転自由度と、タービンロータ周方向における位置の自由度を確保することができる。
【００８９】
そのため、止め羽根１０をタービンロータ軸方向に挿入する際、止め羽根１０の後縁１２と、止め羽根１０の腹側１８に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。また、止め羽根１０の前縁１１と、止め羽根１０の背側２２に位置する動翼止め隣接羽根３０のカバー部１６との干渉を防止することができる。このように、第２の実施の形態のタービン動翼列組立体１および蒸気タービンによれば、蒸気タービンにおけるタービン動翼の構造的な信頼性を確保しつつ、止め羽根１０の組立性を向上することができる。
【００９０】
以上、本発明を一実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…タービン動翼列組立体、１０…止め羽根、１１…前縁、１２…後縁、１３…翼有効部、１４…ソリッド部、１４ａ…上端、１５…翼植込部、２３ｃ、６０ａ…下端、１６…カバー部、１６ａ…下面、１７…キー溝、１８…腹側、１９…カバー腹側張出し部、１９ａ、２０ａ…側面、２０…カバー背側張出し部、２２…背側、２３…鞍型脚部、２３ａ…凸状部、４１…溝部、７３…溝、２３ｂ…挿入溝、３０…動翼止め隣接羽根、４０、７０…タービンホイール、７２…フック部、４２…外周端部、５０…スペーサ部材、５１…連通孔、６０…植込挿入部、６１…突出部、６１ａ…平坦面、７１…植込み部、８０…充填部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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