(57)【要約】【課題】タービンロータ回転時に止め羽根に遠心力が生じても、隣接する普通羽根への影響を回避させることにより性能を損なうことなく、止め羽根を安定してタービンロータに固定することが可能な構造を備えた軸流タービンおよび軸流タービンの製造方法である。【解決手段】軸流タービン２０は、タービンノズルと、普通羽根４０および止め羽根４５で構成されるタービン動翼と、普通羽根保持溝５０およびこの止め羽根保持溝５１を設けたタービンロータ２２とを備える。普通羽根４０には逆Ｔ字状の突起部が設けられる一方、止め羽根４５には、嵌合部が設けられる。普通羽根４０は、突起部と普通羽根保持溝５０とを嵌合させることによりタービンロータに固定される一方、止め羽根４５は嵌合部と止め羽根保持溝５１とを嵌合させることによりタービンロータ２２に固定されるように構成した。【選択図】  図１１
2005002916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンノズルと、普通羽根および止め羽根で構成されるタービン動翼と、断面が逆Ｔ字状の普通羽根保持溝およびこの普通羽根保持溝よりも幅が広い逆Ｔ字状の止め羽根保持溝を周方向に沿って設けたタービンロータとを備え、前記普通羽根には逆Ｔ字状の突起部が設けられる一方、前記止め羽根には、前記止め羽根を前記タービンロータに取付けたとき前記タービンロータの半径方向からの矢視形状が、前記止め羽根保持溝の断面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅と広い側の溝の幅との間の長さで、かつ前記止め羽根保持溝の断面と異なる角度を有する面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅よりも短い長さとなるような形状の嵌合部が設けられ、前記普通羽根は、前記突起部と前記普通羽根保持溝とを嵌合させることによりタービンロータに固定される一方、前記止め羽根は前記嵌合部と前記止め羽根保持溝とを嵌合させることによりタービンロータに固定されるように構成したことを特徴とする軸流タービン。
【請求項２】
前記止め羽根を前記タービンロータに取付けたときの前記タービンロータの半径方向からの前記嵌合部の矢視形状は、１つの片を底辺としたときの高さが前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅よりも低くかつ、１つの対角線の長さが前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅と広い側の溝の幅との間の長さの多角形であることを特徴とする請求項１記載の軸流タービン。
【請求項３】
前記止め羽根と前記普通羽根との間に係合材を設けたことを特徴とする請求項１記載の軸流タービン。
【請求項４】
断面が逆Ｔ字状の普通羽根保持溝およびこの普通羽根保持溝よりも幅が広い逆Ｔ字状の止め羽根保持溝を周方向に沿って有するタービンロータの前記止め羽根保持溝に逆Ｔ字状の突起部を有する普通羽根の前記突起部を前記タービンロータの半径方向から挿入するステップと、前記普通羽根を前記タービンロータの周方向に移動させることにより前記タービンロータの普通羽根保持溝にステップと前記普通羽根の突起部とを嵌合させるステップと、前記タービンロータに取付けたとき前記タービンロータの半径方向からの矢視形状が、前記止め羽根保持溝の断面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅と広い側の溝の幅との間の長さで、かつ前記止め羽根保持溝の断面と異なる角度を有する面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅よりも短い長さとなるような形状の嵌合部を有する止め羽根の前記嵌合部を、前記止め羽根保持溝に前記タービンロータの半径方向から挿入できる向きに傾けて位置決めするステップと、前記止め羽根の嵌合部を前記止め羽根保持溝に前記タービンロータの半径方向から挿入するステップと、前記止め羽根を前記タービンロータの半径方向を軸として回転させることにより前記止め羽根の前記嵌合部と前記タービンロータの止め羽根保持溝とを嵌合させるステップと、タービンノズルを設けるステップとを備えたことを特徴とする軸流タービンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラントや火力発電プラント等のプラントに使用される軸流タービンに係り、特にタービンロータ回転時にタービン動翼に遠心力が生じても、性能を損なうことなく、タービン動翼を安定してタービンロータに固定することが可能な構造を備えた軸流タービンおよび軸流タービンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントや火力発電プラント等のプラントでは、発電効率の向上が求められ、これに伴ってプラントにおける作動流体の高温化あるいは高圧化が図られる。このため、プラントの構成要素の１つである軸流タービンには、機能向上のために開発された新材料等の新技術が実機に適用されている。
【０００３】
一方、このような軸流タービンに関する新技術をプラントに適用することは、材料の高額化あるいは加工工程や組立工程の増加に繋がり製造コストの増加要因となる。
【０００４】
軸流タービンはタービン翼とタービンロータとを備えるが、タービン翼の形状は複雑な３次元形状である一方、タービンロータはアウトサイドダブテール型、クリスマス型、フォーク型等の複雑な形状であり、複数の種類の精密な溝加工を併用して形成される。このため、タービン翼とタービンロータの製造コストが軸流タービンの製造コストの大半を占める。
【０００５】
従来の軸流タービンとして、図１４に示す鞍型の軸流タービン１がある。従来の軸流タービン１は、タービンロータ３と一体化したロータディスク４に周方向に設けられた複数のタービン動翼２を有する。
【０００６】
タービン動翼２は、動翼植込部５を備え、この動翼植込部５がロータディスク４に植設される。このため、タービン動翼２は、タービンロータ３とともに回転可能に構成される。タービン動翼２の先端部には、タービン動翼２を回転させるための蒸気等の作動流体の漏洩を防止するためにシュラウド６が設けられる。
【０００７】
また、タービン動翼２は、隣接して設けられた複数の普通羽根７と、これら普通羽根７の間に設けられた止め羽根８とから構成され、普通羽根７は止め羽根８との相互作用によりタービンロータ３の周方向への移動が抑制される。すなわち、止め羽根８の動翼植込部５は、ピン９によりロータディスク４に位置決めされ、かつ両側の普通羽根７との間に設けられたキー１０により固定される。さらに、適宜止め羽根８近傍における隣接する普通羽根７の間にもキー１０が設けられて普通羽根７が固定される。
【０００８】
このタービン動翼２は、図１５に示す手順でタービンロータ３に設けられる。すなわち、鞍型形状のロータディスク４の外周部両側面には凹凸状のフック１１が周方向に形成される。ロータディスク４のフック１１の少なくとも一箇所には、凹凸のない切欠部１２が設けられ、この切欠部１２には、ロータディスク４の軸方向にピン孔１３ａが設けられる。
【０００９】
一方、普通羽根７および止め羽根８の動翼植込部５は、フック１１と嵌合するように形成され、それぞれキー溝１４ａ、１４ｂが設けられる。さらに止め羽根８の動翼植込部５には、ピン孔１３ｂが設けられる。
【００１０】
そして、まず普通羽根７をロータディスク４の切欠部１２にロータディスク４の半径方向から挿入した後、周方向に移動させることにより複数の普通羽根７を順次ロータディスク４のフック１１と嵌合させる。
【００１１】
次に、止め羽根８をロータディスク４の切欠部１２にロータディスク４の半径方向から挿入して、ピン９を止め羽根８およびロータディスク４のピン孔１３ａ，１３ｂに挿入することにより止め羽根８のロータディスク４の半径方向における位置決めがなされる。普通羽根７および止め羽根８は、隣接する普通羽根７および止め羽根８によりロータディスク４の周方向への移動が抑制される。さらに普通羽根７および止め羽根８のキー溝１４ａ、１４ｂにキー１０が挿入されることにより、タービンロータ３とともにロータディスク４が回転した際、止め羽根８が遠心力によりロータディスク４の半径方向に移動しないように強固に固定される。
【００１２】
しかし、止め羽根８に遠心力が加わると隣接する普通羽根７に伝播して剪断応力が発生し、強度的に好ましくない。
【００１３】
そこで、図１６に示すようにロータディスク４の切欠部１２には、動翼植込部５のみで構成され、翼をもたない止め金１５を設ける場合が多い。
【００１４】
一方、形状が簡易で、かつ加工コストを安くすることができる軸流タービンとして、図１７に示す１段フックタイプの軸流タービン１Ａがある（例えば特許文献１）。１段フックタイプの軸流タービン１Ａでは、タービン動翼２の動翼植込部５ａが逆Ｔ字状に形成される。さらに、ロータディスク４ａには、図１８に示すように逆Ｔ字状の植込溝１６が設けられ、一部に凹凸のない溝状の挿入口１７が設けられる。
【００１５】
１段フックタイプの軸流タービン１Ａでは、ロータディスク４ａの挿入口１７に半径方向からタービン動翼２が挿入され、図１８のＸ−Ｘ断面図である図１９のように、ロータディスク４ａの植込溝１６とタービン動翼２の動翼植込部５ａとを嵌合させることにより組立てられる。
【００１６】
さらに、図２０に示すような１段フックタイプの軸流タービン１Ｂが提案される。軸流タービン１Ｂでは、止め羽根８ａにロータディスク４ａの半径方向に凹凸を設ける一方、止め羽根８ａの凹凸に嵌合するような凹凸を有する挿入溝をロータディスク４ａに軸方向に貫通させて設け、止め羽根８ａとロータディスク４ａの挿入溝とを嵌合させることにより、タービン動翼２をロータディスク４ａに固定する構成である。
【００１７】
【特許文献１】
特開平６−１０１４０９号公報（第１頁−第４頁、図１−図１０）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、鞍型の軸流タービン１では、図１４に示すように止め羽根８に翼を設けると、遠心力により強度が低下する一方、図１６に示すように止め羽根８の代わりに止め金１５のみで構成すると、止め金１５近傍から作動流体が漏洩し、タービン性能の低下に繋がるという問題がある。さらにロータディスク４上で局所的に翼がない構成となるため、タービンロータ３の回転バランスがくずれて、振動が大きくなるという問題もある。
【００１９】
一方、図２０に示す１段フックタイプの軸流タービン１Ｂでは、ロータディスク４ａに軸方向に貫通する挿入溝を設けるとともに、止め羽根８ａの両側の普通羽根７の動翼植込部５ａを凹凸形状に形成させる必要がありため、加工コストが増加する。
【００２０】
また、１段フックタイプの軸流タービン１Ｂにおいても、止め羽根８ａと普通羽根７とが互いに噛合う構成であるため、タービンロータ３の回転時に止め羽根８ａの遠心力が両側の普通羽根７に伝播し、強度低下に繋がる恐れがある。
【００２１】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、タービンロータ回転時に止め羽根に遠心力が生じても、隣接する普通羽根への影響を回避させることにより性能を損なうことなく、止め羽根を安定してタービンロータに固定することが可能な構造を備えた軸流タービンおよび軸流タービンの製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る軸流タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、タービンノズルと、普通羽根および止め羽根で構成されるタービン動翼と、断面が逆Ｔ字状の普通羽根保持溝およびこの普通羽根保持溝よりも幅が広い逆Ｔ字状の止め羽根保持溝を周方向に沿って設けたタービンロータとを備え、前記普通羽根には逆Ｔ字状の突起部が設けられる一方、前記止め羽根には、前記止め羽根を前記タービンロータに取付けたとき前記タービンロータの半径方向からの矢視形状が、前記止め羽根保持溝の断面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅と広い側の溝の幅との間の長さで、かつ前記止め羽根保持溝の断面と異なる角度を有する面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅よりも短い長さとなるような形状の嵌合部が設けられ、前記普通羽根は、前記突起部と前記普通羽根保持溝とを嵌合させることによりタービンロータに固定される一方、前記止め羽根は前記嵌合部と前記止め羽根保持溝とを嵌合させることによりタービンロータに固定されるように構成したことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明に係る軸流タービンは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、前記止め羽根を前記タービンロータに取付けたときの前記タービンロータの半径方向からの前記嵌合部の矢視形状は、１つの片を底辺としたときの高さが前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅よりも低くかつ、１つの対角線の長さが前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅と広い側の溝の幅との間の長さの多角形であることを特徴とするものである。
【００２４】
尚、多角形には、多角形に適宜Ｒ面取りやＣ面取りが施された形状を含むものとする。
【００２５】
また、本発明に係る軸流タービンの製造方法は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、断面が逆Ｔ字状の普通羽根保持溝およびこの普通羽根保持溝よりも幅が広い逆Ｔ字状の止め羽根保持溝を周方向に沿って有するタービンロータの前記止め羽根保持溝に逆Ｔ字状の突起部を有する普通羽根の前記突起部を前記タービンロータの半径方向から挿入するステップと、前記普通羽根を前記タービンロータの周方向に移動させることにより前記タービンロータの普通羽根保持溝にステップと前記普通羽根の突起部とを嵌合させるステップと、前記タービンロータに取付けたとき前記タービンロータの半径方向からの矢視形状が、前記止め羽根保持溝の断面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅と広い側の溝の幅との間の長さで、かつ前記止め羽根保持溝の断面と異なる角度を有する面への射影成分が前記止め羽根保持溝の狭い側の溝の幅よりも短い長さとなるような形状の嵌合部を有する止め羽根の前記嵌合部を、前記止め羽根保持溝に前記タービンロータの半径方向から挿入できる向きに傾けて位置決めするステップと、前記止め羽根の嵌合部を前記止め羽根保持溝に前記タービンロータの半径方向から挿入するステップと、前記止め羽根を前記タービンロータの半径方向を軸として回転させることにより前記止め羽根の前記嵌合部と前記タービンロータの止め羽根保持溝とを嵌合させるステップと、タービンノズルを設けるステップとを備えたことを特徴とする方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る軸流タービンおよび軸流タービンの製造方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る軸流タービンの実施の形態を示す断面構成図である。
【００２８】
軸流タービン２０は、複数のタービン段落２１をタービンロータ２２の軸方向に並べた構成である。タービン段落２１は、タービンノズル２３と呼ばれる静止部と、タービンノズル２３と対向して設けられたタービン動翼２４とを有する。
【００２９】
タービン動翼２４は、動翼植込部２６を備える。この動翼植込部２６がタービンロータ２２の周方向に一体的に設けられたロータディスク２５に植設されることにより、タービンロータ２２とともに回転可能に構成される。タービン動翼２４の先端部には、タービン動翼２４を回転させるための蒸気等の作動流体の漏洩を防止するためにシュラウド２７が設けられる。
【００３０】
一方、タービンノズル２３は、例えばノズルダイアフラム外輪２８とノズルダイアフラム内輪２９によりタービン静翼３０を挟持した構成である。ノズルダイアフラム外輪２８は、タービンケーシング３１により支持される。ノズルダイアフラム内輪２９のタービンロータ２２側およびノズルダイアフラム外輪２８のシュラウド２７側には、タービンノズル２３とタービン動翼２４との間からの作動流体の漏洩を防止するために針状のシールフィン３２、３２がそれぞれ設けられる。
【００３１】
図２は図１に示す軸流タービン２０のタービン動翼２４およびタービン動翼２４近傍のタービンロータ２２の構成を示す図である。
【００３２】
タービン動翼２４は、タービンロータ２２に設けられた円板状あるいはリング状のロータディスク２５に複数個を植設される。
【００３３】
タービン動翼２４は、普通羽根４０と止め羽根４１とから構成される。普通羽根４０は、羽根部４２と普通羽根植込部４３とを有し、止め羽根４１は、羽根部４４と止め羽根植込部４５とを有する。普通羽根４０は、普通羽根植込部４３によりタービンロータ２２のロータディスク２５に保持され、止め羽根４１は、止め羽根植込部４５によりタービンロータ２２のロータディスク２５に保持される。
【００３４】
普通羽根４０および止め羽根４１は、タービンロータ２２の周方向Ｓに沿って一様にタービンロータ２２のロータディスク２５に整列配置される。このとき、止め羽根４１は、ロータディスク２５上の所定の位置に単一あるいは複数個配置され、ロータディスク２５上において、止め羽根４１以外の部位に普通羽根４０が配置される。
【００３５】
図３は、図２に示すタービンロータ２２のロータディスク２５の形状を示す上面図、図４は図３に示すロータディスク２５の形状を示すＹ−Ｙ断面図である。
【００３６】
タービンロータ２２のロータディスク２５は円板状あるいはリング状に形成され、タービンロータ２２の周方向Ｓに沿って断面が幅ａ１および幅ａ２の段付溝すなわち逆Ｔ字状の普通羽根保持溝５０が設けられる。さらに、ロータディスク２５の周上において所要の部位に、普通羽根保持溝５０と同方向で断面が幅ｂ１および幅ｂ２の段付溝すなわち逆Ｔ字状の止め羽根保持溝５１がタービンロータ２２の周方向Ｓに設けられる。
【００３７】
ここで、ロータディスク２５の止め羽根保持溝５１のうち狭い側の溝の幅ｂ１は、ロータディスク２５の普通羽根保持溝５０のうち狭い側の溝の幅ａ１よりも大きいサイズとされる。さらに、ロータディスク２５の止め羽根保持溝５１のうち広い側の溝の幅ｂ２は、ロータディスク２５の普通羽根保持溝５０のうち広い側の溝の幅ａ２よりも大きいサイズとされる。例えば、ロータディスク２５の普通羽根保持溝５０のうち広い側の溝の幅ａ２とロータディスク２５の止め羽根保持溝５１のうち狭い側の溝の幅ｂ１は、同一のサイズとされる。
【００３８】
尚、単一のロータディスク２５上に設けられる止め羽根保持溝５１および普通羽根保持溝５０の数は単一であっても複数であってもよい。
【００３９】
また、ロータディスク２５上に設けられる止め羽根保持溝５１の深さは普通羽根保持溝５０の深さと同一とされるが、止め羽根保持溝５１の深さを普通羽根保持溝５０の深さよりも深いサイズとしてもよい。
【００４０】
図５は、図２に示すタービン動翼２４の普通羽根４０の形状を示す正面図、図６は図５に示す普通羽根４０の形状を示す上面図、図７は図５に示す普通羽根４０の形状を示す右側面図である。
【００４１】
普通羽根４０は、羽根部４２と普通羽根植込部４３とを有する。
【００４２】
普通羽根４０の普通羽根植込部４３には、例えばブロック状部６０の１つの面に逆Ｔ字状の突起部６１が一体に形成されてエ字状構造とされる。さらに、普通羽根植込部４３の逆Ｔ字状の突起部６１とロータディスク２５の普通羽根保持溝５０とは互いに滑合あるいは嵌合するように構成される。普通羽根４０は、ロータディスク２５の周に沿って複数個設けられるため、複数の普通羽根４０を弧状に並べることができるように、必要に応じて普通羽根４０の普通羽根植込部４３における２つの逆Ｔ字形状の面は互いにテーパするように構成される。さらに、必要に応じて普通羽根植込部４３において、逆Ｔ字状の突起部６１の隅には面取りが施される。
【００４３】
一方、普通羽根４０の羽根部４２は翼形状とされ、普通羽根植込部４３のブロック状部６０の逆Ｔ字状の突起部６１が形成されない側の面に設けられてタービン動翼２４の翼を形成する。
【００４４】
図８は、図２に示すタービン動翼２４の止め羽根４１の形状を示す正面図、図９は図８に示す止め羽根４１の形状を示す上面図、図１０は図８に示す止め羽根４１の形状を示す右側面図である。
【００４５】
止め羽根４１は、羽根部４４と止め羽根植込部４５とを有する。
【００４６】
止め羽根４１の止め羽根植込部４５は、例えばＴ字状部７０の底端面に板状あるいは柱状の平行四辺形部７１を嵌合部の一例として設けて一体に形成した構造である。止め羽根植込部４５においてＴ字状部７０のＴ字形状の両端面と、平行四辺形部７１の一対の平行な面はそれぞれ共通の面上に形成される。
【００４７】
また、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１において、Ｔ字状部７０のＴ字形状の両端面と共通でない側の面を底面としたときの高さｈは、止め羽根保持溝５１の逆Ｔ字状の溝のうち狭い側の溝の幅ｂ１よりも小さい値とされる。
【００４８】
さらに、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１における平行四辺形の長い側の対角線のＴ字形状端面への射影成分の長さｃは止め羽根保持溝５１の逆Ｔ字状の溝のうち狭い側の溝の幅ｂ１よりも大きく、かつ逆Ｔ字状の溝のうち広い側の溝の幅ｂ２よりも短い長さとされる。
【００４９】
また、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１の厚さｔは、止め羽根保持溝５１の逆Ｔ字状の溝のうち広い側の溝と嵌合あるいは滑合するような厚さｔとされる。
【００５０】
さらに、止め羽根４１は、ロータディスク２５の周に沿って２つの普通羽根４０、４０の間に設けられるため、止め羽根４１と両サイドの普通羽根４０、４０を弧状に並べることができるように、必要に応じて止め羽根植込部４５のタービンロータ２２の半径方向Ｒとおおよそ並行となる２つの面に相当し、Ｔ字形状の両端面が互いにテーパするように構成される。
【００５１】
一方、止め羽根４１の羽根部４４は翼形状とされ、かつ止め羽根植込部４５においてＴ字状部７０のうち平行四辺形部７１が設けられない側の対向する面上に設けられてタービン動翼２４の翼を形成する。
【００５２】
図１１は、図１に示す軸流タービン２０において、タービン動翼２４をタービンロータ２２のロータディスク２５に取付ける際の方法を説明する図である。
【００５３】
軸流タービン２０において、タービンロータ２２のロータディスク２５にタービン動翼２４を設ける際には、まず普通羽根４０がロータディスク２５に設けられる。
【００５４】
図１１の（ａ）は、図１に示す軸流タービン２０において、タービンロータ２２のロータディスク２５に普通羽根４０を設ける際の方法を説明する図である。
【００５５】
図１１の（ａ）に示すように、普通羽根４０がロータディスク２５の止め羽根保持溝５１にタービンロータ２２の半径方向Ｒから挿入される。ロータディスク２５の止め羽根保持溝５１に挿入された普通羽根４０は、止め羽根保持溝５１からタービンロータ２２の周方向Ｓに向かってロータディスク２５の普通羽根保持溝５０に挿入される。
【００５６】
同様な方法により複数の普通羽根４０がロータディスク２５の普通羽根保持溝５０に挿入され、ロータディスク２５の止め羽根保持溝５１以外の部分には、各普通羽根４０が一列に整列配置される。
【００５７】
次に、止め羽根４１がタービンロータ２２のロータディスク２５に設けられる。
【００５８】
図１１の（ｂ）は、図１に示す軸流タービン２０において、タービンロータ２２のロータディスク２５に止め羽根４１を設ける際の方法を説明する図である。
【００５９】
図１１の（ｂ）に示すように、ロータディスク２５の止め羽根保持溝５１以外の部分には、各普通羽根４０が一列に整列配置され、２つの普通羽根４０、４０の間である止め羽根保持溝５１には、止め羽根４１がタービンロータ２２の半径方向Ｒから挿入される。
【００６０】
このとき、止め羽根４１を止め羽根保持溝５１に挿入する際、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１においてＴ字状部７０のＴ字形状の両端面と共通でない側の面が、止め羽根保持溝５１の長さ方向、すなわちタービンロータ２２の周方向Ｓとなるように止め羽根４１が傾けられて位置決めされる。
【００６１】
ここで、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１においてＴ字状部７０のＴ字形状の両端面と共通でない側の面を底面としたときの高さｈは、止め羽根保持溝５１の逆Ｔ字状の溝のうち狭い側の溝の幅ｂ１よりも小さいため、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１を、止め羽根保持溝５１の底付近まで挿入させることができる。
【００６２】
次に、止め羽根４１を止め羽根植込部４５のＴ字状部７０のＴ字形状の両端面がタービンロータ２２の半径方向Ｒとなるようにタービンロータ２２の半径方向Ｒを中心として回転させて、止め羽根４１の羽根部４４と普通羽根４０の羽根部４２とが一様な方向となるように止め羽根４１の向きが調節される。
【００６３】
ここで、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１における長い側の対角線のＴ字形状の端面への射影成分の長さｃは止め羽根保持溝５１の逆Ｔ字状の溝のうち狭い側の溝の幅ｂ１よりも大きく、かつ逆Ｔ字状の溝のうち広い側の溝の幅ｂ２よりも短い長さであるため、止め羽根植込部４５の平行四辺形部７１を止め羽根保持溝５１の逆Ｔ字状の溝のうち広い側の溝と嵌合あるいは滑合させることができる。
【００６４】
この結果、普通羽根４０は、普通羽根植込部４３がロータディスク２５の普通羽根保持溝５０に合わさることにより、タービンロータ２２の軸方向Ｚおよび半径方向Ｒへの移動が抑制されて位置決めされる。
【００６５】
同様に、止め羽根４１は、止め羽根植込部４５がロータディスク２５の止め羽根保持溝５１に合わさることにより、タービンロータ２２の軸方向Ｚおよび半径方向Ｒへの移動が抑制されて位置決めされる。
【００６６】
さらに、止め羽根４１の止め羽根植込部４５とロータディスク２５の止め羽根保持溝５１および普通羽根４０の普通羽根植込部４３とロータディスク２５の普通羽根保持溝５０とがそれぞれ嵌合するように構成すれば、タービンロータ２２の軸方向Ｚへの止め羽根４１および普通羽根４０の移動を抑制させて、止め羽根４１および普通羽根４０を位置決めすることができる。
【００６７】
すなわち、軸流タービン２０は、タービン動翼２４のうち止め羽根４１の止め羽根植込部４５を平行四辺形状のフックとしてロータディスク２５の止め羽根保持溝５１に傾けて挿入し、止め羽根４１の向きを変えることにより止め羽根４１をタービンロータ２２のロータディスク２５に固定する構造である。
【００６８】
軸流タービン２０では、タービンロータ２２が回転し、止め羽根４１に遠心力が生じてせん断力が発生したとしても、止め羽根４１に隣接する普通羽根４０にせん断力が伝播する恐れがない。従って、普通羽根４０の強度を維持することが可能となり、従来の図１４に示す軸流タービン１Ａのように、翼をもたない止め金１５を設ける必要がない。このため、作動流体の漏洩やタービン性能の低下を回避させることができる。
【００６９】
さらにロータディスク２５上に一様に翼が形成されるため、タービンロータ２２の回転バランスを適切に維持して、振動の増加を抑制させることができる。
【００７０】
また、軸流タービン２０では、止め羽根４１および普通羽根４０が簡易な構造であるため、加工コストの増加を回避させることができるのみならず、止め羽根４１をタービンロータ２２の半径方向Ｒからロータディスク２５に取付けることが可能となるため、軸流タービン２０の組立性を向上させて製造コストの増加を抑制させることができる。
【００７１】
図１２は、図１に示す軸流タービン２０の変形例を示す正面図であり、図１３は、図１２に示す軸流タービン２０Ａの上面図である。
【００７２】
図１２に示す軸流タービン２０Ａは、タービン動翼２４において止め羽根４１の止め羽根植込部４５と普通羽根４０の普通羽根植込部４３との間に係合材の一例であるスペーサ８０を設けるとともにスペーサ固定ボルト８１によりスペーサ８０をタービンロータ２２に固定した点が図１に示す軸流タービン２０と相違する。他の構成および構造については図１に示す軸流タービン２０と同等であるため、タービン動翼２４近傍の構成のみ図示するとともに、同一の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００７３】
軸流タービン２０Ａでは、タービンロータ２２のロータディスク２５に設けられた止め羽根保持溝５１あるいは普通羽根保持溝５０において、止め羽根４１の止め羽根植込部４５と普通羽根４０の普通羽根植込部４３との間に例えば板状のスペーサ８０が挿入される。
【００７４】
スペーサ８０の厚さは、止め羽根４１の止め羽根植込部４５と普通羽根４０の普通羽根植込部４３との隙間に嵌合あるいは滑合する厚さとされる一方、その他の部分の寸法はロータディスク２５の止め羽根保持溝５１あるいは普通羽根保持溝５０に挿入可能な寸法とされる。ただし、スペーサ８０は、ロータディスク２５の止め羽根保持溝５１あるいは普通羽根保持溝５０からタービンロータ２２の半径方向Ｒに突出してもよい。
【００７５】
また、スペーサ８０は任意の数例えば２本のスペーサ固定ボルト８１で任意の方向から例えばタービンロータ２２の半径方向Ｒからタービンロータ２２自体あるいはタービンロータ２２のロータディスク２５に固定される。
【００７６】
この結果、止め羽根４１、普通羽根４０およびスペーサ８０は、隣接する止め羽根４１、普通羽根４０あるいはスペーサ８０によりタービンロータ２２の周方向Ｓへの移動が抑制されて固定される。
【００７７】
また、普通羽根４０は、普通羽根植込部４３がロータディスク２５の普通羽根保持溝５０に合わさることにより、タービンロータ２２の軸方向Ｚおよび半径方向Ｒへの移動が抑制されて位置決めされ、止め羽根４１は、止め羽根植込部４５がロータディスク２５の止め羽根保持溝５１に合わさることにより、タービンロータ２２の軸方向Ｚおよび半径方向Ｒへの移動が抑制されて位置決めされる。
【００７８】
さらに、スペーサ８０は、スペーサ固定ボルト８１によりタービンロータ２２の半径方向Ｒへの移動が抑制されて固定される。
【００７９】
尚、スペーサ８０の数は任意であり、止め羽根４１の両サイドの止め羽根保持溝５１に挿入してもよい。
【００８０】
すなわち、軸流タービン２０Ａは、図１に示す軸流タービン２０において、止め羽根４１と普通羽根４０との間に生じる隙間にスペーサ８０を挿入することにより止め羽根４１と普通羽根４０とをより強固にタービンロータ２２のロータディスク２５に固定したものである。
【００８１】
軸流タービン２０Ａでは、図１に示す軸流タービン２０に効果に加え、止め羽根４１および普通羽根４０のタービンロータ２２の周方向Ｓへの移動を抑制させて、止め羽根４１および普通羽根４０をより強固にタービンロータ２２のロータディスク２５に固定させることができる。
【００８２】
尚、軸流タービン２０、２０Ａにおいて、止め羽根保持溝５１と止め羽根植込部４５とが合わさる形状および普通羽根保持溝５０と普通羽根植込部４３とが合わさる形状はそれぞれ２段の溝形状に限らず、例えば複数段の溝やジグザグ状としてもよく溝の深さ方向および溝の幅方向への移動を抑制できる形状であればよい。
【００８３】
また、止め羽根４１の平行四辺形部７１は、止め羽根４１をタービンロータ２２に取付けたときのタービンロータ２２の半径方向Ｒからの矢視形状が、１つの片を底辺としたときの高さが止め羽根保持溝５１の狭い側の溝の幅ｂ１よりも短く、かつ１つの対角線の長さが止め羽根保持溝５１の狭い側の溝の幅ｂ１と広い側の溝の幅ｂ２との間の長さであれば、正確に平行四辺形である必要はなく、矩形、ひし形、適宜矩形にＣ面取りやＲ面取りを施した多角形や頂点が曲線となった多角形状の形状であってもよい。
【００８４】
さらに、止め羽根４１の嵌合部の形状は多角形の平行四辺形部７１に限らず、止め羽根４１をタービンロータ２２に取付けたときのタービンロータ２２の半径方向Ｒからの矢視形状が、止め羽根保持溝５１の幅方向すなわち断面への射影成分が止め羽根保持溝５１の狭い側の溝の幅ｂ１と広い側の溝の幅ｂ２との間の長さで、かつ止め羽根保持溝５１の断面と異なる角度を有する面への射影成分が止め羽根保持溝５１の狭い側の溝の幅ｂ１よりも短い長さとなる形状であればよい。
【００８５】
例えば、嵌合部のタービンロータ２２の半径方向Ｒからの矢視形状は、楕円、長円等の曲線で囲まれた形状であってもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明に係る軸流タービンおよび軸流タービンの製造方法においては、タービンロータ回転時に止め羽根に遠心力が生じても、隣接する普通羽根への影響を回避させることにより性能を損なうことなく、止め羽根を安定してタービンロータに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸流タービンの実施の形態を示す断面構成図。
【図２】図１に示す軸流タービンのタービン動翼およびタービン動翼近傍のタービンロータの構成を示す図。
【図３】図２に示すタービンロータのロータディスクの形状を示す上面図。
【図４】図３に示すロータディスクの形状を示すＹ−Ｙ断面図。
【図５】図２に示すタービン動翼の普通羽根の形状を示す正面図。
【図６】図５に示す普通羽根の形状を示す上面図。
【図７】図５に示す普通羽根の形状を示す右側面図。
【図８】図２に示すタービン動翼の止め羽根の形状を示す正面図。
【図９】図８に示す止め羽根の形状を示す上面図。
【図１０】図８に示す止め羽根の形状を示す右側面図。
【図１１】図１に示す軸流タービンにおいて、タービン動翼をタービンロータのロータディスクに取付ける際の方法を説明する図。
【図１２】図１に示す軸流タービンの変形例を示す正面図。
【図１３】図１２に示す軸流タービンの上面図。
【図１４】従来の鞍型の軸流タービンの構成図。
【図１５】図１４に示す軸流タービンにおいて、タービン動翼をタービンロータに取付ける方法を説明するための分解斜視図。
【図１６】図１４に示す軸流タービンにおいて、動翼植込部のみで構成される止め金を設けた構成を示す図。
【図１７】従来の１段フックタイプの軸流タービンに使用されるタービン動翼の構成図。
【図１８】図１７に示すタービン動翼が取付けられるロータディスクの斜視図。
【図１９】図１８のＸ−Ｘ断面図。
【図２０】従来の挿入溝をロータディスクに設けた１段フックタイプの軸流タービンの構成図。
【符号の説明】
２０、２０Ａ  軸流タービン
２１  タービン段落
２２  タービンロータ
２３  タービンノズル
２４  タービン動翼
２５  ロータディスク
２６  動翼植込部
２７  シュラウド
２８  ノズルダイアフラム外輪
２９  ノズルダイアフラム内輪
３０  タービン静翼
３１  タービンケーシング
３２  シールフィン
４０  普通羽根
４１  止め羽根
４２  羽根部
４３  普通羽根植込部
４４  羽根部
４５  止め羽根植込部
５０  普通羽根保持溝
５１  止め羽根保持溝
６０  ブロック状部
６１  突起部
７０  Ｔ字状部
７１  平行四辺形部
８０  スペーサ
８１  スペーサ固定ボルト
Ｓ  タービンロータの周方向
Ｒ  タービンロータの半径方向
Ｚ  タービンロータの軸方向
【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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