(57)【要約】【課題】動翼列（６）が個々の動翼（１１、１２）を有し、これら各動翼（１１、１２）が、翼脚（１３）と翼中央部（１４）と翼先端（１５）と前縁（１６）と後縁（１７）とを有する流体機械の動翼列（６）において、動翼に振動が発生するのを効果的に防止する。【解決手段】動翼（１１、１２）を、翼中央部（１４）において、支え要素（２４）で互いに機械的に連結する。この結果、動翼に対し機械的な悪影響を与える振動の発生を防止することが出来る。動翼の前縁を、隣接する動翼の後縁と支え要素であるピンにより連結するとよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動翼列（６）が互いに隣接する少なくとも２つの動翼（１１、１２）を有し、これら動翼（１１、１２）が、各々翼脚（１３）と、翼中央部（１４）と、翼先端（１５）と前縁（１６）と、後縁（１７）を有し、各動翼（１１、１２）が翼先端（１５）に囲い板（１９）を有し、該囲い板（１９）が、動翼（１１、１２）のひねりを防止するように形成されている流体機械の動翼列（６）において、
２つの動翼（１１、１２）が、それらの翼中央部（１４）で、支え要素（２４）により互いに連結されたことを特徴とする動翼列。
【請求項２】
動翼（１１、１２）の前縁（１６）が、隣接する動翼（１１、１２）の後縁（１７）に支え要素（２４）で連結されたことを特徴とする請求項１記載の動翼列。
【請求項３】
支え要素（２４）がピンとして形成されたことを特徴とする請求項１記載の動翼列。
【請求項４】
各動翼（１１、１２）が、チタン又はチタン合金からなることを特徴とする請求項１又は２記載の動翼列。
【請求項５】
請求項１から３の１つに記載の動翼列（６）を備えることを特徴とする流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流タービン又は圧縮機の動翼列に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンでは、特に低圧範囲に大きな洗流面積を持つ動翼列を採用している。該動翼列の各動翼は半径方向に非常に長い。動翼の長さは１ｍを越える。運転中に達する回転速度で、動翼内に生ずる遠心力は、軽量材料を採用せねばならない程に大きい。この関係で、チタン又はチタン合金が確証され、今日、蒸気タービンにしばしば採用されている。チタン又はチタン合金の密度が小さい故、チタン又はチタン合金で製造した動翼における遠心力は小さい。しかしこの際、その動翼の固有減衰が小さいという欠点がある。動翼列のチタン又はチタン合金で製造された動翼は、運転中、望ましくない振動を生ずる。この振動は、適当な処置で減衰させねばならない。この際確証された処置は、翼先端を所謂囲い輪により機械的に互いに固定することで動翼相互を連結することであり、これにより、翼脚から翼先端迄半径方向に延びる軸線を中心とした動翼の振動を防止できる。
【０００３】
動翼振動の減少法は、例えば特許文献１に示されている。そこでは、翼先端に存在するくさび状突起を、各２つの動翼の先端が、動翼の振動を減少すべく互いに引っ掛かるように形成している。それら翼先端のくさび状突起は比較的大きく、ここでも大きな遠心力が生じ、このために、大きな材料負荷が生ずる。
【０００４】
特許文献２は異なる振動防止法を示す。そこでは、動翼の中央部に２つの支え羽根を配置している。該支え羽根は断面平行四辺形をなす。各２つの支え羽根が、動翼の一方向におけるひねりを防止すべく、互いに接触している。第２支え羽根列も同様に断面平行四辺形に構成され、該支え羽根は、逆向きのひねりを防止すべく、互いに接触している。それら両支え羽根の配置に加えて、各翼先端に別の支え要素を設けている。その支え要素は所謂囲い輪を形成し、動翼の振動を減らす。その支え羽根は比較的大きく、大きな遠心力を生ずるという欠点がある。更に、この支え羽根は、空気力学的に、それが大きな流れ抵抗を生ずるように形成されている。
【０００５】
特許文献３で、翼先端に囲い板を有する動翼が知られている。その囲い板は平行四辺形に形成され、振動減衰を達成すべく、互いに接触している。
【０００６】
そのような配置構造は、特許文献４でも知られている。
【０００７】
特許文献５にも同様に、振動の減少方式が提案されている。そこでは更に、比較的大きな立体的広がりを有する支え要素を採用している。
【０００８】
特許文献６は、翼先端部に採用される支え要素を開示する。そこでは、２つの動翼の間に管状支え要素が、動翼の後縁が次の動翼の前縁に機械的に接続されているように配置されている。そのために、動翼の振動は次の動翼の振動に影響を与える。
【０００９】
特許文献６に示された動翼列の頭部での固定は、望ましくない空気力学的作用を及ぼす欠点を有する。
【００１０】
動翼の振動を減衰すべく従来知られていた幾つかの方式の場合、支え羽根又は類似の部品の採用によって、一方で振動は減衰するが、他方で動翼を互いに支えねばならず、この支えによって追加的な機械的荷重が生ずる欠点がある。その機械的荷重は、動翼に亀裂を生じさせる。更に、従来に利用された支え羽根又は類似の部品は、その立体的広がりが運転中に相当の遠心力が生じ、支え羽根を破損し得る程に大きい。
【特許文献１】米国特許第５６９５３２３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０１０８００５号明細書
【特許文献３】独国特許第１１５９９６５号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第３３０６１４３号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１００１４１８９号明細書
【特許文献６】英国特許第２１０５４１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、流体機械の動翼列における動翼の振動を減少することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、動翼列が個々の動翼を有し、これら各動翼が翼脚と翼中央部と翼先端と前縁と後縁とを有し、各動翼が翼先端に囲い板を有し、互いに隣接する少なくとも２つの動翼間の翼中央部に隣接する動翼を互いに連結すべく支え要素を設けることで解決される。隣接する動翼の支え要素による連結とは、考え得る全ての固定方式を含む。換言すれば、隣接する２つの動翼間に、支え要素を、翼中央部で両動翼を互いに固定すべく設ける。
【発明の効果】
【００１３】
この支え要素の利点は、質量が小さく、立体的寸法が小さいことにある。その支え要素の小さな質量は運転中の遠心力を小さくする。更に、その支え要素の製造や組立が非常に簡単である。その小さな立体的広がりのため、運転中に良好な空気力学特性が得られる。
【００１４】
本発明の有利な実施態様では、動翼の前縁が、隣接する動翼の後縁に支え要素で連結される。動翼の振動時、前縁又は後縁での振幅が最大である。前縁と後縁の連結は、振動振幅を特に有効に減少させる。
【００１５】
本発明の有利な実施態様では、支え要素をピンとして形成する。該ピンは製造が簡単であるという利点を有する。
【００１６】
本発明の他の実施態様において、支え要素は、チタン又はチタン合金からなる動翼に採用される。
【００１７】
本発明の発展態様では、動翼列は、例えば蒸気タービン、ガスタービン又は圧縮機のような流体機械に採用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は低圧蒸気タービン１の一部を断面図で示す。入口室２を経て流れ媒体が流路３、４を通って流れる。回転可能に支持されたロータ５は、軸方向に互いに間隔を隔てて配置された複数の動翼列を持つ。見易くするため、それら動翼列のうち、１つの動翼列６だけに符号６を付している。内部車室７に静翼８が設けられている。膨張した蒸気は排気室９を経て低圧蒸気タービン１から出る。ロータ５は回転中心軸線１０を中心に回転する。
【００２０】
図２は、動翼列６の２つの動翼１１、１２を示す。これら動翼１１、１２は、各々翼脚１３と翼中央部１４と翼先端１５を有する。更に、動翼１１、１２は前縁１６と後縁１７を備える。翼先端１５に、動翼１１、１２の半径方向に対し垂直に延びる囲い板１９が設けられている。その半径方向を矢印１８で示す。囲い板１９は、翼先端１５が半径方向に対し垂直に突出するように設けられている。また、囲い板１９は前縁１６から後縁１７迄形成されている。
【００２１】
囲い板１９は、前縁１６と後縁１７に、半径方向１８に見て、鋸歯状接触部２０を有している。この接触部２０は、隣接する２つの囲い板１９が互いに入り組み接触されるように形成されている。これは、動翼１１、１２がそのひねり点２１を中心とする振動運動を制限することを意味する。図３の矢印２２によってひねりを示し、このひねりは、互いに接触する２つの囲い板１９の鋸歯状接触部２０によって防止される。
【００２２】
図３は、囲い板１９を半径方向１８に沿って見て示す。両側の破線２３は翼先端１５を示す。
【００２３】
図４は、２つの動翼１１、１２を示す。その目視方向は、ここでは図３と同様に半径方向１８に沿っている。ここでは図を簡素化すべく、囲い板１９を省いている。なおここでは、動翼１１、１２の翼中央部１４を断面で示している。動翼１１の後縁１７に支え要素２４を設けている。該要素２４は隣の動翼１２の前縁１６に接続されている。支え要素２４は前縁１６と後縁１７に各々溶接又はねじ止めで固定している。支え要素２４の前縁１６ないし後縁１７への異なった固定方式は、特許文献６に示されている。
【００２４】
翼脚１３は、図４に詳細に示さないロータ５に取り付けられる。
【００２５】
図４に基づく実施例において、支え要素２４はピンとして形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】双流形低圧蒸気タービンの一部断面図。
【図２】動翼列の支え要素を経て接続された２つの動翼の斜視図。
【図３】動翼の囲い輪の平面図。
【図４】支え要素付きの２つの動翼の平面図。
【符号の説明】
【００２７】
６  動翼列、１１、１２  動翼、１４  翼中央部、１５  翼先端、１６  前縁、１７  後縁、１９  囲い板、２４  支え要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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