(57)【要約】【課題】本発明は、動翼に発生する振動を安定して減衰させることの可能な動翼体、及び回転機械を提供することを目的とする。【解決手段】主軸の軸線方向にＤａおいて、ロータディスク４７の外周面４７ｃとプラットホーム５２との間に形成された隙間Ｉを塞ぐシール部材４２を備え、シール部材４２は、プラットホーム５２に対して軸線方向Ｄａに弾性力を付与可能な状態で、プラットホーム５２とロータディスク４７との間に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に複数の嵌合溝が形成され、主軸と一体に回転可能なロータディスクと、
翼部、前記嵌合溝に嵌合される翼根部、及び前記翼部と該翼根部との間に配置され、前記ロータディスクの外周面と対向するプラットホームを有する複数の動翼と、
前記主軸の軸線方向において、前記ロータディスクの外周面と前記プラットホームとの間に形成された隙間を塞ぐシール部材と、
を備え、
前記シール部材は、前記プラットホームに対して弾性力を付与可能となるように弾性変形した状態で、前記プラットホームと前記ロータディスクとの間に配置されている動翼体。
【請求項２】
前記ロータディスクの外周部には、前記シール部材の一方の端部が収容される第１の収容部が形成されており、
前記プラットホームのうち、前記第１の収容部と対向する部分には、前記シール部材の他方の端部が収容される第２の収容部が形成されている請求項１記載の動翼体。
【請求項３】
前記軸線方向における前記第1の収容部の幅は、前記シール部材の前記一方の端部の厚さよりも大きくなるように構成されており、
前記軸線方向における前記第２の収容部の幅は、前記シール部材の前記他方の端部の厚さよりも大きくなるように構成されており、
前記シール部材は、前記軸線方向に変形した状態で、前記第１及び第２の収容部に配置されている請求項２記載の動翼体。
【請求項４】
前記シール部材は、前記一方の端部が前記第１の収容部に対して嵌合された状態において、前記翼根部に近づく方向に傾斜しており、
前記第２の収容部には、前記ロータディスクの外周面に対する前記シール部材の傾斜の角度が大きくなるように前記シール部材の前記他方の端部が嵌合される請求項２記載の動翼体。
【請求項５】
外周部に複数の嵌合溝が形成され、主軸と一体に回転可能なロータディスクと、
翼部、前記嵌合溝に嵌合される翼根部、及び前記翼部と該翼根部との間に配置され、前記ロータディスクの外周面と対向するプラットホームを有する複数の動翼と、
前記主軸の軸線方向において、前記ロータディスクの外周面と前記プラットホームとの間に形成された隙間を塞ぐシール部材と、
を備え、
前記プラットホームは、前記軸線方向に配置された第１の側面を有し、
前記ロータディスクは、前記軸線方向において、前記第１の側面と同じ側に配置された第２の側面を有し、
前記シール部材は、前記ロータディスクの径方向外側に延び、前記軸線方向に弾性変形可能な板状とされ、前記第１の側面に当接されるとともに、前記ロータディスクにより位置が規制された薄肉板部と、前記第１の側面と接触する前記薄肉板部の端部の面のうち、該第１の側面と接触する面とは反対側に位置する面に設けられ、前記軸線方向において前記薄肉板部よりも厚肉とされた厚肉部と、を有する動翼体。
【請求項６】
前記薄肉板部は、前記ロータディスクの前記第２の側面に固定されている請求項５記載の動翼体。
【請求項７】
前記シール部材は、前記ロータディスクと一体に形成されている請求項５記載の動翼体。
【請求項８】
前記薄肉板部は、前記軸線方向に延びる第１の板部と、該第１の板部と一体形成され、前記ロータディスクの径方向外側に延び、前記第１の側面に当接された第２の板部と、を有し、
前記第１の板部の端部は、前記ロータディスクの前記第２の側面側に嵌合されている請求項５記載の動翼体。
【請求項９】
請求項１から８のうち、いずれか一項記載の動翼体を有する回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動翼体、及び回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械のうちの１つとして、ガスタービンがある。ガスタービンは、圧縮機と、燃焼器と、タービンと、を備える。
圧縮機は、空気取入口から取り込んだ空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成する。燃焼器は、圧縮空気に燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）を生成する。タービンは、燃焼ガスにより駆動されるとともに、タービンに連結された発電機を駆動させる。
【０００３】
上記圧縮機及びタービンは、動翼体を有する。動翼体は、主軸と一体に回転するロータディスクと、ロータディスクの外周部から放射状に延出するように組み付けられる複数の動翼と、を有する。複数の動翼は、各翼根部がロータディスクの外周部に形成された溝にそれぞれ係合している。
このような構成とされた動翼体では、動翼の振動（固有振動）を減衰させる必要がある。動翼の振動を減衰させる技術として、例えば、特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１には、遠心力により、周方向において互いに隣接する一対のプラットホーム間に形成された隙間を塞いだ状態で一対のプラットホームと接触し、摺動することで摩擦減衰を発生させて、動翼の振動を減衰させる非金属性シールピンを備えた動翼体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０５７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、動翼の振動を安定して減衰させることが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、動翼の振動を安定して減衰させることの可能な動翼体、及び回転機械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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る動翼体は、外周部に複数の嵌合溝が形成され、主軸と一体に回転可能なロータディスクと、翼部、前記嵌合溝に嵌合される翼根部、及び前記翼部と該翼根部との間に配置され、前記ロータディスクの外周面と対向するプラットホームを有する複数の動翼と、前記主軸の軸線方向において、前記ロータディスクの外周面と前記プラットホームとの間に形成された隙間を塞ぐシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記プラットホームに対して弾性力を付与可能となるように弾性変形した状態で、前記プラットホームと前記ロータディスクとの間に配置されている。
【０００９】
本発明によれば、プラットホームに対して弾性力を付与可能となるように弾性変形した状態で、プラットホームとロータディスクとの間に配置され、主軸の軸線方向においてロータディスクの外周面とプラットホームとの間に形成された隙間を塞ぐシール部材を有することで、シール部材の弾性力を常に動翼に作用させることが可能となる。
これにより、動翼に振動が発生した際、シール部材の弾性力を用いて、動翼の振動を安定して減衰させることができる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る動翼体において、前記ロータディスクの外周部には、前記シール部材の一方の端部が収容される第１の収容部が形成されており、前記プラットホームのうち、前記第１の収容部と対向する部分には、前記シール部材の他方の端部が収容される第２の収容部が形成されていてもよい。
【００１１】
このような構成とされた第１及び第２の収容部を有することで、プラットホームとロータディスクとの間にシール部材を配置させることができる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る動翼体において、前記軸線方向における前記第1の収容部の幅は、前記シール部材の前記一方の端部の厚さよりも大きくなるように構成されており、前記軸線方向における前記第２の収容部の幅は、前記シール部材の前記他方の端部の厚さよりも大きくなるように構成されており、前記シール部材は、前記軸線方向に変形した状態で、前記第１及び第２の収容部に配置されていてもよい。
【００１３】
このような構成とすることで、第１の収容部の幅の範囲内でシール部材の一方の端部を軸線方向に変位させることが可能になるとともに、第２の収容部の幅の範囲内でシール部材の他方の端部を軸線方向に変位させることが可能となる。
これにより、動翼が振動した際、変形した状態で第１及び第２の収容部に収容されたシール部材を軸線方向に変位させることが可能となるので、動翼の振動を安定して減衰させることができる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る動翼体において、前記シール部材は、前記一方の端部が前記第１の収容部に対して嵌合された状態において、前記翼根部に近づく方向に傾斜しており、前記第２の収容部には、前記ロータディスクの外周面に対する前記シール部材の傾斜の角度が大きくなるように前記シール部材の前記他方の端部が嵌合されていてもよい。
【００１５】
このように、シール部材の一方の端部が第１の収容部に対して嵌合された状態において、翼根部に近づく方向に傾斜し、第２の収容部にシール部材の他方の端部が嵌合された状態において、ロータディスクの外周面に対するシール部材の傾斜の角度が大きくなるように、第２の収容部にシール部材の他方の端部が嵌合されることで、第１及び第２の収容部にシール部材が嵌合された状態で、シール部材の復元力（シール部材が翼根部側に傾こうとする力（元の傾斜した状態に戻ろうとする力））が常に動翼に付与されることになる。
これにより、動翼が振動した際、シール部材の復元力により、動翼の振動を安定して減衰させることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る動翼体において、外周部に複数の嵌合溝が形成され、主軸と一体に回転可能なロータディスクと、翼部、前記嵌合溝に嵌合される翼根部、及び前記翼部と該翼根部との間に配置され、前記ロータディスクの外周面と対向するプラットホームを有する複数の動翼と、前記主軸の軸線方向において、前記ロータディスクの外周面と前記プラットホームとの間に形成された隙間を塞ぐシール部材と、を備え、前記プラットホームは、前記軸線方向に配置された第１の側面を有し、前記ロータディスクは、前記軸線方向において、前記第１の側面と同じ側に配置された第２の側面を有し、前記シール部材は、前記ロータディスクの径方向外側に延び、前記軸線方向に弾性変形可能な板状とされ、前記第１の側面に当接されるとともに、前記ロータディスクにより位置が規制された薄肉板部と、前記第１の側面と接触する前記薄肉板部の端部の面のうち、該第１の側面と接触する面とは反対側に位置する面に設けられ、前記軸線方向において前記薄肉板部よりも厚肉とされた厚肉部と、を有してもよい。
【００１７】
このように、軸線方向に弾性変形可能な板状とされ、第１の側面に当接され、かつロータディスクにより位置が規制された薄肉板部と、第１の側面と接触する薄肉板部の端部の面のうち、第１の側面と接触する面とは反対側に位置する面に設けられ、軸線方向において薄肉板部よりも厚肉とされた厚肉部と、を有することで、シール部材の重心の位置を厚肉部内に配置させることが可能となる。
【００１８】
これにより、シール部材の重心位置を、シール部材の固定端の位置よりも動翼から離間する軸線方向に配置させることが可能となる。
そして、ロータディスクが回転すると、シール部材の重心（作用点）にシール部材に遠心力が加えられる。先に説明したように、シール部材の重心は、シール部材の固定端を基準として、動翼から離間する軸線方向に位置する。
【００１９】
このため、シール部材の重心に遠心力が付与されると、シール部材の固定端からシール部材の重心に向かう方向に働く第１のモーメントと、第１のモーメントが働く方向に対して直交する方向で、かつ動翼に向かう方向に働く第２のモーメントＭ２と、が発生する。
したがって、ロータディスクの回転時において、動翼が振動した際、第２のモーメントにより、動翼の振動を安定して減衰させることができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る動翼体において、前記薄肉板部は、前記ロータディスクの前記第２の側面に固定されていてもよい。
【００２１】
このように、薄肉板部をロータディスクの第２の側面に固定することで、遠心力が発生した際、薄肉板部のうち、ロータディスクに固定されていない部分（厚肉部が配置された部分）を弾性変形させることができる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る動翼体において、前記シール部材は、前記ロータディスクと一体に形成されていてもよい。
【００２３】
このように、シール部材をロータディスクと一体に形成させることで、遠心力が発生した際、シール部材のうち、ロータディスクから突出した部分（厚肉部が配置された部分）を弾性変形させることができる。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る動翼体において、前記薄肉板部は、前記軸線方向に延びる第１の板部と、該第１の板部と一体形成され、前記ロータディスクの径方向外側に延び、前記第１の側面に当接された第２の板部と、を有し、前記第１の板部の端部は、前記ロータディスクの前記第２の側面側に嵌合されていてもよい。
【００２５】
このように、薄肉板部を第１及び第２の板部を用いて構成し、第１の板部の端部をロータディスクの第２の側面側に嵌合させることで、遠心力が発生した際、厚肉部が設けられる第２の板部を弾性変形させることができる。
【００２６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る回転機械は、上記動翼体を有する。
【００２７】
本発明によれば、上記動翼体を有することで、動翼に発生する振動を安定して減衰させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、動翼に発生する振動を安定して減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転機械の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す回転機械を構成する動翼体のＢ１−Ｂ２線方向の断面図である。
【図３】図１に示す動翼体をＣ視した図である。
【図４】図３に示す動翼体のＥ１−Ｅ２線方向の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例に係る動翼体の主要部の断面図である。
【図６】図５に示すロータディスクから動翼を取り外した状態を模式的に示すシール部材及びロータディスクの断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の動翼体を上流側から軸線方向視した図であり、動翼体の上部の一部のみを示す図である。
【図８】図７に示す動翼体のＪ１−Ｊ２線方向の断面図である。
【図９】図８に示す動翼体のうち、領域Ｋで囲まれた部分を拡大した図であり、かつ重心に働く遠心力と遠心力によるモーメントの関係を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の第１変形例に係る動翼体の主要部の断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の第２変形例に係る動翼体の主要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態の回転機械１０の概略構成について説明する。図１では、回転機械１０の一例として、ガスタービンを例に挙げて以下の説明を行う。また、図１では、軸線方向Ｄａに対してそれぞれ複数配置されたロータディスク３２，４７を簡略化した状態（互いに隣り合うロータディスク３２同士が分割されていない状態で、かつ互いに隣り合うロータディスク４７同士が分割されていない状態）で図示する。
【００３２】
図１において、Ａは外気（以下、「外気Ａ」という）、Ａｃｏｍは圧縮空気（以下、「圧縮空気Ａｃｏｍ」という）、Ａｒは主軸２０の軸線（以下、「軸線Ａｒ」という）、Ｄａは軸線方向（以下、「軸線方向Ｄａ」という）をそれぞれ示している。
また、図１において、Ｄａｕは軸線方向Ｄａの一方側である軸線方向上流側（以下、「軸線方向上流側Ｄａｕ」という）、Ｄａｄは軸線方向Ｄａの他方側である軸線方向下流側（以下、「軸線方向下流側Ｄａｄ」という）、Ｄｃは主軸２０及びロータディスク４７の周方向（以下、「周方向Ｄｃ」という）をそれぞれ示している。
【００３３】
さらに、図１において、Ｄｒはロータディスク４７の径方向（以下、「径方向Ｄｒ」という）、Ｄｒｏは径方向Ｄｒにおいて軸線Ａｒから遠ざかる側である径方向外側（以下、「径方向外側Ｄｒｏ」という）、Ｄｒｉは径方向Ｄｒにおいて軸線Ａｒに近づく側である径方向内側（以下、「径方向内側Ｄｒｉ」という）をそれぞれ示している。
【００３４】
回転機械１０は、圧縮機１１と、タービン１３と、中間車室１５と、燃焼器１７と、排気室１９と、主軸２０と、を備える。
【００３５】
圧縮機１１は、外気Ａを圧縮して圧縮空気Ａｃｏｍを生成する。圧縮機１１は、圧縮機車室２１と、圧縮機ロータ２３と、を有する。
【００３６】
圧縮機車室２１は、筒状とされており、圧縮機ロータ２３を収容している。圧縮機車室２１の上流側には、圧縮機１１が外部から外気Ａを取り込むための空気取込口２１Ａが設けられている。
圧縮機車室２１の径方向内側Ｄｒｉには、複数の静翼群２５が固定されている。複数の静翼群２５は、軸線方向Ｄａに間隔を空けた状態で配列されている。複数の静翼群２５は、周方向Ｄｃに配列された複数の静翼２９で構成されている。
【００３７】
圧縮機ロータ２３は、軸線Ａｒ方向に延在し、かつ圧縮機車室２１内に収容された主軸２０の外側に配置されている。
圧縮機ロータ２３は、軸線Ａｒを中心として回転する。圧縮機ロータ２３は、複数のロータディスク３２と、複数の動翼列３４と、を有する。
ロータディスク３２は、軸線Ａｒを中心として軸線方向Ｄａに延在している。ロータディスク３２は、軸線方向Ｄａに間隔を空けた状態で複数配列されている。動翼列３４は、ロータディスク３２の外周部に固定されている。
各動翼列３４は、いずれかの静翼群２５の軸線方向上流側Ｄａｕに配置されている。動翼列３４は、周方向Ｄｃに並んで配置された複数の動翼３６で構成されている。
【００３８】
次に、図１〜図４を参照して、タービン１３について説明する。図１〜図４において、同一構成部分には、同一符号を付す。
なお、図４では、図２及び図３に示す動翼５１及びロータディスク４７の形状を簡略化して図示する。
【００３９】
タービン１３は、圧縮機１１の軸線方向下流側Ｄａｄに配置されている。タービン１３は、主軸２０の外側に配置された複数の動翼体４０と、タービン車室４１と、静翼群４４と、を有する。
【００４０】
複数の動翼体４０は、軸線方向Ｄａ（図１参照）に対して間隔を空けて配置されている。動翼体４０は、タービンロータ３８を構成するロータディスク４７及び動翼列４９と、シール部材４２と、を有する。
タービンロータ３８は、主軸２０の外側に設けられている。タービンロータ３８は、軸線方向Ｄａに対して間隔を空けて配列された複数のロータディスク４７と、各ロータディスク４７に設けられた動翼列４９と、を有する。タービンロータ３８は、軸線Ａｒを中心として主軸２０と一体に回転する。
【００４１】
ロータディスク４７は、主軸２０の外側に設けられている。ロータディスク４７は、主軸２０と一体に回転可能な構成とされている。
ロータディスク４７は、第２の側面４７ａ，４７ｂと、外周面４７ｃと、複数の嵌合溝４７Ａと、第１の収容部４７Ｂと、を有する。
【００４２】
第２の側面４７ａ，４７ｂは、軸線方向Ｄａに配置された面である。第２の側面４７ａは、軸線方向上流側Ｄａｕに配置されている。第２の側面４７ｂは、軸線方向下流側Ｄａｄに配置されている。第２の側面４７ｂは、第２の側面４７ａの反対側に配置された面である。
外周面４７ｃは、ロータディスク４７の径方向において、動翼５１を構成するプラットホーム５２と対向する面である。
【００４３】
複数の嵌合溝４７Ａは、ロータディスク４７の外周部に形成されている。複数の嵌合溝４７Ａは、周方向Ｄｃに等間隔となるように放射状に形成されている。
複数の嵌合溝４７Ａは、動翼列４９を構成する動翼５１の翼根部５３と嵌合可能な形状とされている。嵌合溝４７Ａは、動翼５１を装着させるための溝である。
【００４４】
第１の収容部４７Ｂは、軸線方向上流側Ｄａｕに位置する外周面４７ｃを区画するロータディスク４７の外周部のうち、プラットホーム５２と対向する部分に形成されている。第１の収容部４７Ｂは、周方向Ｄｃに延びる溝である。第１の収容部４７Ｂは、間隔を空けた状態で、周方向Ｄｃに複数形成されている。
【００４５】
第１の収容部４７Ｂは、シール部材４２の一方の端部４２Ａを収容するための溝である。軸線方向Ｄａにおける第１の収容部４７Ｂの幅Ｗ１は、シール部材４２の一方の端部４２Ａの厚さＰ１よりも大きくなるように構成されている。
このように、第１の収容部４７Ｂの幅Ｗ１を、シール部材４２の一方の端部４２Ａの厚さＰ１よりも大きくすることで、シール部材４２のうち、一方の端部４２Ａ側を軸線方向Ｄａに変形させることができる。
【００４６】
なお、ロータディスク４７には、冷却空気が通る冷却空気通路（図示せず）が形成されている。冷却空気通路を通った冷却空気は、動翼５１内に導入されることで、動翼５１の冷却に利用される。
【００４７】
複数の動翼列４９は、各ロータディスク４７の外周部に設けられている。これにより、複数の動翼列４９は、軸線方向Ｄａに配列されている。
動翼列４９は、複数の動翼５１を有する。動翼５１は、翼根部５３と、翼部５４と、プラットホーム５２と、を有する。
【００４８】
翼根部５３は、プラットホーム５２の内側に設けられている。翼根部５３の断面形状は、クリスマスツリー形状とされている（図２参照）。翼根部５３は、ロータディスク４７の板厚方向からロータディスク４７に形成された嵌合溝４７Ａに嵌合されている。これにより、動翼５１は、ロータディスク４７に固定されている。
【００４９】
翼部５４は、プラットホーム５２の外側に設けられている。動翼列４９を構成する複数の動翼５１の翼部５４は、径方向外側Ｄｒｏに放射状に延びている。
【００５０】
プラットホーム５２は、翼根部５３と翼部５４とをつなぐ台座であり、ロータディスク４７の外側に配置されている。
プラットホーム５２は、一対の隙間形成面５２ａと、第１の側面５２ｂ，５２ｃと、対向面５２ｄと、第２の収容部５２Ａと、を有する。
【００５１】
一対の隙間形成面５２ａは、周方向Ｄｃに配置された面である。一対の隙間形成面５２ａは、周方向Ｄｃにおいて、隙間Ｈを介在させた状態で、隣り合う位置に配置された他のプラットホーム５２の隙間形成面５２ａと対向している。
【００５２】
第１の側面５２ｂ，５２ｃは、軸線方向Ｄａに配置された面である。第１の側面５２ｂは、軸線方向上流側Ｄａｕに配置されている。第１の側面５２ｂは、第２の側面４７ａが配置された側と同じ側に配置された面である。
第１の側面５２ｃは、軸線方向下流側Ｄａｄに配置されている。第１の側面５２ｃは、第１の側面５２ｂの反対側に配置された面である。第１の側面５２ｃは、第２の側面４７ｂが配置された側と同じ側に配置されている。
【００５３】
対向面５２ｄは、ロータディスク４７の径方向において、ロータディスク４７の外周面４７ｃと対向している。
プラットホーム５２の対向面５２ｄとロータディスク４７の外周面４７ｃとの間には、隙間Ｉが形成されている。
【００５４】
第２の収容部５２Ａは、軸線方向上流側Ｄａｕに位置する対向面５２ｄを区画するプラットホーム５２のうち、第１の収容部４７Ｂと対向する部分に形成されている。第２の収容部５２Ａは、周方向Ｄｃに延びる溝である。
【００５５】
第２の収容部５２Ａは、シール部材４２の他方の端部４２Ｂを収容するための溝である。軸線方向Ｄａにおける第２の収容部５２Ａの幅Ｗ２は、シール部材４２の他方の端部４２Ｂの厚さＰ２よりも大きくなるように構成されている。
このように、第２の収容部５２Ａの幅Ｗ２を、シール部材４２の他方の端部４２Ｂの厚さＰ２よりも大きくすることで、シール部材４２のうち、他方の端部４２Ｂ側を軸線方向Ｄａに変形させることができる。
【００５６】
上記説明した第１及び第２の収容部４７Ｂ，５２Ａは、ロータディスク４７とプラットホーム５２との間に、シール部材４２を配置させるための収容部である。
第１及び第２の収容部４７Ｂ，５２Ａの深さは、動翼５１が振動した際に、第１及び第２の収容部４７Ｂ，５２Ａからシール部材４２が外れることを抑制可能な深さとされている。
【００５７】
上述した第１及び第２の収容部４７Ｂ，５２Ａを有することで、第１の収容部４７Ｂの幅Ｗ１の範囲内でシール部材４２の一方の端部４２Ａを軸線方向Ｄａに変位させることが可能になるとともに、第２の収容部５２Ａの幅Ｗ２の範囲内でシール部材４２の他方の端部４２Ｂを軸線方向Ｄａに変位させることが可能となる。
これにより、動翼５１が振動した際、変形した状態で第１及び第２の収容部４７Ｂ，５２Ａに収容されたシール部材４２を軸線方向Ｄａに変位させることが可能となるので、動翼５１の振動を安定して減衰させることができる。
【００５８】
次に、図３及び図４を参照して、シール部材４２について説明する。
シール部材４２は、変形した状態で弾性力を付与することの可能な板状の部材である。シール部材４２は、一方の端部４２Ａが第１の収容部４７Ｂに収容されており、他方の端部４２Ｂが第２の収容部５２Ａに収容されている。
【００５９】
シール部材４２は、ロータディスク４７とプラットホーム５２との間に、変形した状態で配置されている。つまり、シール部材４２は、プラットホーム５２に対して軸線方向Ｄａに弾性力をとなるように弾性変形した状態で配置されている。
シール部材４２は、ロータディスク４７とプラットホーム５２との間に配置された状態において、シール部材４２は、翼根部５３から離間する軸線方向上流側Ｄａｕに突出している。
シール部材４２は、ロータディスク４７の外周面４７ｃとプラットホーム５２の対向面５２ｄとの間に形成された隙間Ｉの軸線方向上流側Ｄａｕを塞いでいる。これにより、シール部材４２は、隙間Ｉからのガスのリークを抑制するシール部材として機能する。
【００６０】
シール部材４２としては、例えば、耐熱性に優れた金属板を用いることが好ましい。シール部材４２の材料としては、例えば、Ｎｉ基合金を用いることが可能である。
シール部材４２の厚さは、例えば、均一な厚さにすることが可能である。また、シール部材４２の厚さは、タービン１３の使用条件、動翼５１、及びロータディスク４７に応じて適宜設定することが可能である。
【００６１】
このような構成とされたシール部材４２を有することで、シール部材４２の弾性力を常に動翼５１に作用させることが可能となる。これにより、動翼５１に振動が発生した際、シール部材４２の弾性力を用いて、動翼５１の振動を安定して減衰させることができる。
つまり、シール部材４２は、シール部材としての機能だけでなく、動翼５１の振動を減衰させる減衰部としても機能する。
【００６２】
図１を参照するに、タービン車室４１は、筒状とされており、タービンロータ３８を覆っている。タービン車室４１の径方向内側Ｄｒｉには、複数の静翼群４４が固定されている。複数の静翼群４４は、軸線方向Ｄａに間隔を空けた状態で配列されている。各静翼群４４は、周方向Ｄｃに配列された複数の静翼４５で構成されている。
【００６３】
タービン車室４１には、冷却空気が通る冷却空気通路が形成されている。上記冷却空気通路を通った冷却空気は、静翼４５内に導入されて、静翼４５の冷却に利用される。
【００６４】
なお、静翼群４４の構成によっては、中間車室１５内の空気を冷却空気として、車室の冷却空気通路を経ずに、静翼群４４を構成する静翼４５に供給される場合もある。
【００６５】
ロータディスク４７の径方向外側Ｄｒｏとタービン車室４１の径方向内側Ｄｒｉとの間には、環状空間とされた燃焼ガス流路５０が形成されている。燃焼ガス流路５０には、燃焼器１７で生成された高温の燃焼ガスＧが供給される。
【００６６】
中間車室１５は、軸線方向Ｄａにおいて圧縮機車室２１とタービン車室４１との間に配置されている。中間車室１５内には、圧縮機１１により圧縮された外気Ａである圧縮空気Ａｃｏｍが導入される。
【００６７】
燃焼器１７は、中間車室１５に固定されている。燃焼器１７には、燃焼器１７に燃料Ｆを供給する燃料ライン５５が接続されている。燃料ライン５５には、燃料流量を調節する燃料調節弁５７が設けられている。燃焼器１７は、燃料供給源からの燃料Ｆを圧縮空気Ａｃｏｍ中で燃焼させることで、高温の燃焼ガスＧを生成する。
【００６８】
排気室１９は、タービン車室４１の軸線方向下流側Ｄａｄに配置されている。
圧縮機車室２１、中間車室１５、タービン車室４１及び排気室１９は、互いに連結されることで、ガスタービン車室５８を構成している。
【００６９】
第１の実施形態の動翼体４０によれば、プラットホーム５２に対して軸線方向Ｄａに弾性力をとなるように弾性変形した状態で、プラットホーム５２とロータディスク４７との間に配置され、軸線方向Ｄａにおいてロータディスク４７の外周面４７ｃとプラットホーム５２との間に形成された隙間Ｉを塞ぐシール部材４２を有することで、シール部材４２の弾性力を常に動翼５１に作用させることが可能となる。
これにより、動翼５１に振動が発生した際、シール部材４２の弾性力を用いて、動翼５１の振動を安定して減衰させることができる。
【００７０】
なお、第１の実施形態では、一例として、翼根部５３の軸線方向上流側Ｄａｕに第１及び第２の収容部４７Ｂ，５２Ａを形成して、翼根部５３の軸線方向上流側Ｄａｕにシール部材４２を配置させた場合を例に挙げて説明したが、例えば、翼根部５３の軸線方向下流側Ｄａｄに第１及び第２の収容部４７Ｂ，５２Ａを形成し、翼根部５３の軸線方向下流側Ｄａｄにシール部材４２を配置させてもよい。この場合、第１の実施形態の動翼体４０と同様な効果を得ることができる。
【００７１】
また、第１の実施形態では、一例として、全ての動翼５１に対して、シール部材４２を設けた場合を例に挙げて説明したが、例えば、第１の実施形態のシール部材４２と、シール機能のみを有するシール部材と、を組み合わせて動翼体を構成してもよい。
【００７２】
次に、図５及び図６を参照して、第１の実施形態の変形例に係る動翼体６０について説明する。図５において、図４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。図５において、Ｅはシール部材６１の復元力が働く方向（以下、「Ｅ方向」という）、αはシール部材６１とロータディスク４７の外周面４７ｃとが成す角度（以下、「角度α」という）をそれぞれ示している。図６において、βはシール部材６１とロータディスク４７の外周面４７ｃとが成す角度（以下、「角度β」という）を示している。
また、図６において、図５に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００７３】
動翼体６０は、第１の実施形態の動翼体４０を構成する第１の収容部４７Ｂ、第２の収容部５２Ａ、及びシール部材４２に替えて、第１の収容部４７Ｃ、第２の収容部５２Ｂ、及びシール部材６１を有すること以外は、動翼体４０と同様に構成されている。
【００７４】
第１の収容部４７Ｃは、軸線方向上流側Ｄａｕに位置する外周面４７ｃを区画するロータディスク４７の外周部のうち、プラットホーム５２と対向する部分に形成されている。第１の収容部４７Ｃは、周方向Ｄｃに延びる溝である。第１の収容部４７Ｃは、翼根部５３に向かう方向に傾斜している。第１の収容部４７Ｃには、シール部材６１の一方の端部６１Ａが嵌合されている。これにより、第１の収容部４７Ｃは、一方の端部６１Ａを収容している。
【００７５】
なお、図５及び図６には、図示できていないが、第１の収容部４７Ｃは、間隔を空けた状態で、ロータディスク４７の周方向に複数形成されている。
【００７６】
第２の収容部５２Ｂは、軸線方向上流側Ｄａｕに位置する対向面５２ｄを区画するプラットホーム５２のうち、第１の収容部４７Ｃの開放端と対向する部分に形成されている。
第２の収容部５２Ｂは、ロータディスク４７の周方向に延びる溝である。第２の収容部５２Ｂは、その深さ方向が対向面５２ｄに対して直交する方向と同じ方向となるように形成されている。
第２の収容部５２Ｂは、シール部材４２の他方の端部６１Ｂが嵌合されている。これにより、第２の収容部５２Ｂは、他方の端部４２Ｂを収容している。
【００７７】
シール部材６１は、弾性変形可能な板状の部材である。（図５参照）。第１の収容部４７Ｃに一方の端部６１Ａが嵌合され、かつ他方の端部６１Ｂが第２の収容部５２Ｂに嵌合されていない状態（図６に示す状態）において、シール部材６１は、第１の収容部４７Ｃの延在方向と同じ方向に延出している。
これにより、図６に示す状態において、シール部材６１は、翼根部５３に近づく方向に傾斜している。
【００７８】
第２の収容部５２Ｂに他方の端部４２Ｂが嵌合された状態において、シール部材６１は、第１の収容部４７Ｃから第２の収容部５２Ｂに向かう方向に延出するとともに、反ることでＥ方向に働く復元力を有することになる。
このとき、ロータディスク４７の外周面４７ｃとシール部材６１とが成す角度αは、図６に示す状態の角度βよりも９０°に近づく。つまり、第２の収容部５２Ｂには、ロータディスク４７の外周面４７ｃに対するシール部材６１の傾斜の角度が大きくなるようにシール部材６１の他方の端部６１Ｂが嵌合されている。
【００７９】
第１の実施形態の変形例に係る動翼体６０によれば、シール部材６１の一方の端部６１Ａが第１の収容部４７Ｃに対して嵌合された状態において、翼根部５３に近づく方向に傾斜し、第２の収容部５２Ｂにシール部材６１の他方の端部６１Ｂが嵌合された状態において、ロータディスク４７の外周面４７ｃに対するシール部材６１の傾斜の角度が大きくなるように、第２の収容部５２Ｂにシール部材６１の他方の端部６１Ｂが嵌合されている。
【００８０】
このような構成とすることで、第１及び第２の収容部４７Ｃ，５２Ｂにシール部材６１が嵌合された状態で、シール部材６１の復元力（シール部材６１が翼根部５３側に傾こうとする力（元の傾斜した状態に戻ろうとする力））が常に動翼５１に付与されることになる。
これにより、動翼５１が振動した際、シール部材６１の復元力により、動翼５１の振動を安定して減衰させることができる。
【００８１】
（第２の実施形態）
図７〜図９を参照して、第２の実施形態に係る動翼体７０について説明する。図７において、図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。図８において、図４及び図７に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。図９において、図８に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
図９において、Ｎはシール部材７１の重心（以下、「重心」という）、Ｃｆは遠心力（以下、「遠心力Ｃｆ」という）、Ｍ１は遠心力Ｃｆにより発生する第１のモーメント（以下、「第１のモーメントＭ１」という）、Ｍ２は遠心力Ｃｆにより発生する第２のモーメント（以下、「第２のモーメントＭ２」という）をそれぞれ示している。
【００８２】
動翼体７０は、第１の実施形態の動翼体４０を構成するシール部材４２に替えて、シール部材７１を有するとともに、第２の側面４７ａと第１の側面５２ｂとを軸線方向Ｄａに対して直交する仮想平面上に配置させたこと以外は、動翼体４０と同様に構成されている。
【００８３】
シール部材７１は、薄肉板部７３と、厚肉部７５と、を有する。
薄肉板部７３は、ロータディスク４７の径方向外側に延び、軸線方向Ｄａに弾性変形可能な板状とされた部材である。薄肉板部７３は、軸線方向Ｄａに配置された面７３ａ，７３ｂを有する。面７３ａは、動翼５１側に配置された面である。
面７３ａは、第２の側面４７ａと接触する部分と、プラットホーム５２の第１の側面５２ｂに当接される部分と、を有する。
【００８４】
面７３ａを区画する薄肉板部７３は、第２の側面４７ａを区画するロータディスク４７と接合されている。これにより、薄肉板部７３のうち、ロータディスク４７と接合された部分の位置がロータディスク４７により規制される。図９に示すＤの位置が固定端（以下、「固定端Ｄ」という）となる。
面７３ｂは、面７３ａの反対側に配置された面である。
【００８５】
上記構成とされた薄肉板部７３は、周方向Ｄｃの端部が周方向Ｄｃに配置された他の薄肉板部７３の端部と重なるように配置されている（図７参照）。
【００８６】
なお、プラットホーム５２の第１の側面５２ｂと薄肉板部７３とが固定されていない状態であるため、固定端Ｄよりも径方向外側に位置する薄肉板部７３は、弾性変形可能な状態とされている。
【００８７】
厚肉部７５は、軸線方向Ｄａにおいて、プラットホーム５２と対向する面７３ｂに設けられている。厚肉部７５は、軸線方向Ｄａにおける厚さが薄肉板部７３の厚さよりも厚肉となるように構成されている。
このように、プラットホーム５２と対向する薄肉板部７３の面７３ｂに、薄肉板部７３よりも肉厚とされた厚肉部７５を設けることで、シール部材７１の重心Ｎの位置を厚肉部７５内に配置させることができる。
【００８８】
上記構成とされたシール部材７１は、ロータディスク４７の外周面４７ｃとプラットホーム５２の対向面５２ｄとの間に形成された隙間Ｉの軸線方向上流側Ｄａｕを塞いでいる。
【００８９】
このような構成とされた動翼体７０では、ロータディスク４７が回転すると、シール部材７１の重心Ｎに遠心力Ｃｆ（ロータディスク４７の径方向外側に働く力）が付与される。
このように、重心Ｎ（作用点）に遠心力が付与されると、重心Ｎには、固定端Ｄと重心Ｎとを結ぶ方向に働く第１のモーメントＭ１と、第１のモーメントＭ１が働く方向に対して直交する方向で、かつ動翼５１（プラットホーム５２）に向かう方向に働く第２のモーメントＭ２と、が発生する。
したがって、第２の実施形態の動翼体７０によれば、ロータディスク４７の回転時において、動翼５１が振動した際、第２のモーメントＭ２により、動翼５１の振動を安定して減衰させることができる。
【００９０】
なお、第２の実施形態では、一例として、翼根部５３の軸線方向上流側Ｄａｕにシール部材７１を配置させた場合を例に挙げて説明したが、例えば、翼根部５３の軸線方向下流側Ｄａｄにシール部材７１を配置させてもよい。この場合、第２の実施形態の動翼体７０と同様な効果を得ることができる。
【００９１】
また、第２の実施形態において、薄肉板部７３と厚肉部７５との材料は、同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。
さらに、第２の実施形態では、一例として、シール部材８１とロータディスク４７とが別体の場合を例に挙げて説明したが、シール部材８１とロータディスク４７とを一体形成してもよい。
【００９２】
次に、図１０を参照して、第２の実施形態の第１変形例に係る動翼体８０について説明する。図１０において、図８に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００９３】
動翼体８０は、第２の実施形態の動翼体７０を構成するシール部材７１に替えて、シール部材８１を有するとともに、さらにロータディスク４７に嵌合溝４７Ｄを形成したこと以外は、動翼体７０と同様に構成されている。
【００９４】
嵌合溝４７Ｄは、軸線方向上流側Ｄａｕに位置し、かつ第２の側面４７ａを構成するロータディスク４７に形成されている。これにより、嵌合溝４７Ｄは、第２の側面４７ａに露出されている。嵌合溝４７Ｄは、軸線方向Ｄａに延びる溝である。
【００９５】
シール部材８１は、第２の実施形態のシール部材７１を構成する薄肉板部７３に替えて、薄肉板部８３を有すること以外は、シール部材７１と同様に構成されている。
薄肉板部８３は、第１の板部８４と、第２の板部８５と、を有する。
第１の板部８４は、軸線方向Ｄａに延びる板部である。第１の板部８４の一方の端部は、ロータディスク４７の嵌合溝４７Ｄに嵌合されている。
【００９６】
第２の板部８５は、第１の板部の他方の端部と一体形成され、ロータディスク４７の径方向外側に延びている。第２の板部８５は、第１の側面５２ｂ及び第２の側面４７ａと接触している。
【００９７】
このような構成とされた第２の実施形態の第１変形例に係る動翼体８０は、先に説明した第２の実施形態の動翼体７０と同様な効果を得ることができる。
【００９８】
次に、図１１を参照して、第２の実施形態の第２変形例に係る動翼体９０について説明する。図１０において、図８に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００９９】
第２の実施形態の第２変形例に係る動翼体９０は、軸線方向Ｄａにおける第２の側面４７ａの位置を第１の側面５２ｂの位置よりも翼根部５３側に配置させて、ロータディスク４７と第１の板部８４との間に隙間９１を形成したこと以外は、動翼体８０と同様に構成されている。
このような構成とすることで、第１の板部８４を軸線方向上流側Ｄａｕだけでなく、軸線方向下流側Ｄａｄにも移動させることができる。
【０１００】
上記構成とされた第２の実施形態の第２変形例に係る動翼体９０は、先に説明した第２の実施形態の動翼体７０と同様な効果を得ることができる。
【０１０１】
なお、第２の実施形態の第１変形例及び第２変形例では、一例として、翼根部５３の軸線方向上流側Ｄａｕにシール部材８１を配置させた場合を例に挙げて説明したが、例えば、翼根部５３の軸線方向下流側Ｄａｄにシール部材８１を配置させてもよい。
【０１０２】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…回転機械
１１…圧縮機
１３…タービン
１５…中間車室
１７…燃焼器
１９…排気室
２０…主軸
２１…圧縮機車室
２１Ａ…空気取込口
２３…圧縮機ロータ
２５，４４…静翼群
２９，４５…静翼
３２，４７…ロータディスク
３４，４９…動翼列
３６，５１…動翼
３８…タービンロータ
４０，６０，７０，８０，９０…動翼体
４１…タービン車室
４２，６１，７１，８１…シール部材
４２Ａ，６１Ａ…一方の端部
４２Ｂ，６１Ｂ…他方の端部
４７ａ，４７ｂ…第２の側面
４７Ａ，４７Ｄ…嵌合溝
４７Ｂ，４７Ｃ…第１の収容部
４７ｃ…外周面
５０…燃焼ガス流路
５２…プラットホーム
５２ａ…隙間形成面
５２Ａ，５２Ｂ…第２の収容部
５２ｂ，５２ｃ…第１の側面
５２ｄ…対向面
５３…翼根部
５４…翼部
５５…燃料ライン
５７…燃料調節弁
７３，８３…薄肉板部
７３ａ，７３ｂ…面
７５…厚肉部
８４…第１の板部
８５…第２の板部
９１，Ｈ，Ｉ…隙間
Ａ…外気
Ａｃｏｍ…圧縮空気
Ａｒ…軸線
Ｃｆ…遠心力
Ｄ…固定端
Ｄａ…軸線方向
Ｄａｕ…軸線方向上流側
Ｄａｄ…軸線方向下流側
Ｄｃ…周方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｏ…径方向外側
Ｄｒｉ…径方向内側
Ｆ…燃料
Ｇ…燃焼ガス
Ｋ…領域
Ｍ１，Ｍ２…モーメント
Ｎ…重心
Ｐ１，Ｐ２…厚さ
Ｑ…方向
Ｗ１，Ｗ２…幅
α，β…角度
【図１】
2019157748.tif 000003
【図２】
2019157748.tif 000004
【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】
2019157748.tif 000009
【図８】
2019157748.tif 000010
【図９】
2019157748.tif 000011
【図１０】
2019157748.tif 000012
【図１１】
2019157748.tif 000013