(57)【要約】【課題】組立性の向上とタイボスの接触面積の確保を両立させることができるタービン動翼を提供する。【解決手段】タービンディスク８のディスク溝９にロータ軸方向から挿入され、ロータ回転時の翼プロフィル部２のねじり戻りによってタイボス５，６を接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、背側のタイボス５の隣接翼腹側のタイボス６との接触面２３の蒸気出口側に切り欠き部２８を設けるとともに、腹側のタイボス６の隣接翼背側のタイボス５との接触面２２の蒸気入口側に切り欠き部２５を設け、翼植え込み部７とディスク溝９のガタの範囲で隣接翼を互いに離間する方向に倒した場合、翼植え込み部７の挿入方向Ｉから見て、対向する隣接翼同士のタイボス５，６の間に間隙が生じるように切り欠き部２５，２８を形成する。【選択図】図８
2007187053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、ロータ回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材を接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、
前記背側の中間連結部材は、隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有する一方、
前記腹側の中間連結部材は、隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有しており、
前記背側及び腹側の切り欠き部は、前記翼植え込み部と前記ディスク溝のガタの範囲で隣接翼を互いに離間する方向に倒した場合、前記翼植え込み部の挿入方向から見て、対向する隣接翼同士の前記背側及び腹側の中間連結部材の間に間隙が生じるように設けられている
ことを特徴とするタービン動翼。
【請求項２】
タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の先端部に設けたインテグラルカバーと、前記翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材及び前記インテグラルカバーを接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、
前記背側の中間連結部材は、隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有する一方、
前記腹側の中間連結部材は、隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有しており、
前記背側及び腹側の切り欠き部は、前記翼植え込み部と前記ディスク溝のガタの範囲で隣接翼を互いに離間する方向に倒した場合、前記翼植え込み部の挿入方向から見て、対向する隣接翼同士の前記背側及び腹側の中間連結部材の間に間隙が生じるように設けられている
ことを特徴とするタービン動翼。
【請求項３】
タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材を接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、
前記背側の中間連結部材は隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、前記腹側の中間連結部材は隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、それぞれ切り欠き部を有しており、
これら切り欠き部は、その壁面が前記翼植え込み部の挿入方向に沿う面との間になす角度の絶対値がロータ静止時の状態で５°以下となるように形成されている
ことを特徴とするタービン動翼。
【請求項４】
タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の先端部に設けたインテグラルカバーと、前記翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材及び前記インテグラルカバーを接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、
前記背側の中間連結部材は隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、前記腹側の中間連結部材は隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、それぞれ切り欠き部を有しており、
これら切り欠き部は、その壁面が前記翼植え込み部の挿入方向に沿う面との間になす角度の絶対値がロータ静止時の状態で５°以下となるように形成されている
ことを特徴とするタービン動翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンのタービン動翼に関し、更に詳しくは、タービンディスクにロータ軸方向から組み入れ、ロータ回転時の翼プロフィル部のねじり戻りを隣接翼同士の連結力とするタービン動翼に係る。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンの最終段動翼等の長翼では、翼先端部に設けたインテグラルカバー（或いはインテグラルシュラウド）や翼中間部に設けた中間連結部材（一般には「インテグラルスナッバ」又は「タイボス」と称される。以下、本明細書では「タイボス」と称する。）等を回転時の遠心カによるねじり戻り変形（アンツイスト）によって接触させることで、ロータ回転時に隣接翼同士を連結するものがある（特許文献１等参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−５４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
火力発電所や原子力発電所等で使用する蒸気タービンの動翼の翼プロフィル部は、翼根元から翼先端にわたってねじれている。ロータが回転すると翼プロフィル部に遠心力が作用するため、遠心力の作用によって翼プロフィル部にねじり戻り変形（アンツイスト）が発生する。また、翼先端から翼根元に向かって翼断面積が大きくなっていることから、同一の材質であれば、翼根元に近いほど翼断面に対するねじり剛性が大きいため、隣接翼の翼中間部に位置するタイボス同士の接触力は、翼先端に設けたインテグラルカバー同士の接触力に比べて遥かに大きい。そのため、翼中間部に設けた連結部材は高い強度と広い接触面を有する事が必要である。
【０００５】
一方、タービンディスクに対してロータ軸方向から組み入れるタービン動翼では、組み入れる際の隣接翼同士のタイボスの干渉を避けるには、ディスク溝の間隙を利用して隣接するタービン動翼同士を離間させる方向に倒した状態でタービンディスクにタービン動翼を挿入していく。この場合、隣り合う翼のタイボスの接触面の幅寸法は、構造上、タービン動翼をディスク溝の間隙を利用して倒した際にタイボスが動く距離の２倍までしか採ることができず、タービン動翼を１本ずつタービンディスクに組み入れるにはタイボスの接触面積を大きく採ることが困難である。それを避けるために、全てのタービン動翼を事前に（または僅かにタービンディスクに挿入した状態で）環状に組み上げ、その後同時にタービンディスクに押し込む組立方法を採用する場合もあるが、極めて大掛かりな組立用の冶具が必要となってしまう。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、組立性の向上とタイボスの接触面積の確保を両立させることができるタービン動翼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】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、ロータ回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材を接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、前記背側の中間連結部材は、隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有する一方、前記腹側の中間連結部材は、隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有しており、前記背側及び腹側の切り欠き部は、前記翼植え込み部と前記ディスク溝のガタの範囲で隣接翼を互いに離間する方向に倒した場合、前記翼植え込み部の挿入方向から見て、対向する隣接翼同士の前記背側及び腹側の中間連結部材の間に間隙が生じるように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
（２）上記目的を達成するために、また本発明は、タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の先端部に設けたインテグラルカバーと、前記翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材及び前記インテグラルカバーを接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、前記背側の中間連結部材は、隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有する一方、前記腹側の中間連結部材は、隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、ロータ静止時の状態で前記翼植え込み部の挿入方向に沿った面に沿うかその面よりも前記翼プロフィル部側に退避するように形成した切り欠き部を有しており、前記背側及び腹側の切り欠き部は、前記翼植え込み部と前記ディスク溝のガタの範囲で隣接翼を互いに離間する方向に倒した場合、前記翼植え込み部の挿入方向から見て、対向する隣接翼同士の前記背側及び腹側の中間連結部材の間に間隙が生じるように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
（３）上記目的を達成するために、また本発明は、タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材を接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、前記背側の中間連結部材は隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、前記腹側の中間連結部材は隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、それぞれ切り欠き部を有しており、これら切り欠き部は、その壁面が前記翼植え込み部の挿入方向に沿う面との間になす角度の絶対値がロータ静止時の状態で５°以下となるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
（４）上記目的を達成するために、また本発明は、タービンディスク外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝にロータ軸方向から挿入され係合する翼植え込み部と、この翼植え込み部に固定された翼根部から翼先端部にわたってねじれた翼プロフィル部と、この翼プロフィル部の先端部に設けたインテグラルカバーと、前記翼プロフィル部の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対の中間連結部材とを有し、回転時の翼プロフィル部のねじり戻りによって前記中間連結部材及び前記インテグラルカバーを接触させ隣接翼同士を連結するタービン動翼において、前記背側の中間連結部材は隣接翼腹側の中間連結部材との接触面の蒸気出口側に、前記腹側の中間連結部材は隣接翼背側の中間連結部材との接触面の蒸気入口側に、それぞれ切り欠き部を有しており、これら切り欠き部は、その壁面が前記翼植え込み部の挿入方向に沿う面との間になす角度の絶対値がロータ静止時の状態で５°以下となるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、組立性を確保しつつ翼中間部に設けた隣接翼同士のタイボスの接触面積を最大限に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
火カ発電所や原子力発電所等で使用する蒸気タービンの動翼は、翼根元から翼先端にわたってねじれている。蒸気タービンのロータの回転に伴いタービンディスクの円周上に固定したタービン動翼の翼プロフィル部に、翼根元から翼先端に向かって遠心力が作用する。翼プロフィル部がねじれているため、遠心力によって翼プロフィル部にねじり戻り変形（アンツイスト）が発生する。また、翼先端から翼根元に向かって翼断面積が大きくなっていることから、同一の材質であれば、翼先端から翼根元に向かうほど翼断面に対するねじり剛性が高くなる。
【００１３】
また一般に、蒸気タービンの動翼は、作動流体（蒸気）の流れ及びその乱れ成分によって、広範な周波数範囲で絶えず励振する。これらの励振力に対する翼構造の振動応答には、各振動モードにおける固有振動数や減衰力の大きさが関連する。
【００１４】
そこで、翼先端部にインテグラルカバー（或いはインテグラルシュラウド）と称する連結部材を設け、タービンの回動時に動翼に作用する遠心力により発生するアンツイストを利用して隣接する翼先端部の連結部材を連結する。こうしてタービン動翼の先端部を拘束することにより、タービン（ロータ）の回転時の翼構造の剛性増加と振動減衰の付加効果が期待できる。これにより、共振応答の大きい低次振動モードの共振を抑制するとともに、共振応答の小さい高次振動モードにおける共振に対する信頼性を向上することができる。
【００１５】
しかし、蒸気タービン低圧段の最終段動翼のように、例えば翼長が３２インチ以上と長くなると、振動振幅が大きくなり翼先端部のインテグラルカバー付近や翼根元部等に局所的な過大応力が発生し、これらの箇所に損傷が発生する恐れがある。そこで、翼根元部から翼先端部の間の所定位置において腹側と背側とのそれぞれに中間連結部材（一般には「インテグラルスナッバ」又は「タイボス」と称される。以下、「タイボス」と称する。）と称する連結部材を設け、同様にロータ回転時のアンツイストを利用して隣接する翼同士でタイボスを連結し、翼先端部に加え翼中間部を拘束することで応力集中を緩和し、過大応力の発生を抑制することが考えられる。
【００１６】
こうしたタービン動翼では、翼根元と翼先端との間（以下「翼中間部」と称する）にねじりモーメントを加えて該翼中間部断面を一定の角度だけねじるために必要なねじりモーメントは、翼先端部にねじりモーメントを加えて翼先端部断面を同じ角度だけねじるために必要なねじりモーメントに比較して非常に大きい。すなわち、翼先端部付近に設けたインテグラルカバーや翼中間部に設けたタイボスによってロータの回転上昇に伴って生じるアンツイスト角を一定の角度に拘束する場合、翼先端部のアンツイストを拘束するために必要なモーメントに比較して、翼中間部のアンツイストを拘束するために必要なモーメントが非常に大きくなる。このアンツイストを拘束するために必要なモーメントは、連結部材の接触面に作用する反力とその反力の作用点間の腕の長さとの積で示すことができる。よって、翼先端部の連結部材の接触面に作用する反力に比較して翼中間部のタイボスの接触面に作用する反力が非常に大きくなる。そのため、タイボスには広い接触面積と高い強度が要求される。
【００１７】
それに対し、ロータ軸方向から（通常、ロータの中心軸に対し０°〜２０°程度の傾斜をもって）タービンディスクのディスク溝に挿入されるタービン動翼の組立においては、タイボス付近は翼先端に比べて翼の弾性変形も小さくディスク溝の間隙を利用して翼を傾斜させた場合の移動量も小さいため、隣接する翼同士のタイボスの干渉を避けるにはタイボスの周方向幅を小さくする必要があり、これが上述した広い接触面積と高い強度を確保することと相反する要求となる。次に説明する本発明の実施の形態では、こうした組立時のタイボスの干渉回避、及びタイボスの広い接触面積と高い強度の確保を両立させることができる。
【００１８】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係るタービン動翼の斜視図、図２は本発明の一実施の形態に係るタービン動翼をロータ径方向外側から見た図、図３は本発明の一実施の形態に係るタービン動翼をタービンディスクに組み入れた状態を表した斜視図である。
図１〜図３に示すように、本実施の形態のタービン動翼（ブレード）１は、タービンディスク８の外周部に翼回転方向に間隔をもって複数設けられたディスク溝９に挿入され係合する翼植え込み部７、翼植え込み部７に固定された翼根部２ａから翼先端部２ｂにわたってねじれた翼プロフィル部２、翼プロフィル部２の先端部２ｂに設けたインテグラルカバー３，４、及び翼プロフィル部２の翼長方向所定位置の背側及び腹側にそれぞれ設けた一対のタイボス５，６を有している。このタービン動翼１は、蒸気タービンの最終段付近の段落の比較的翼長の長い長翼に適用され、翼プロフィル部２の翼根元部２ａから翼先端部２ｂまでの長さは例えば４８インチ程度である。
【００１９】
本実施の形態においては、翼植え込み部７としていわゆる“逆クリスマスツリー型”のものを用いた場合を図示しているが、タービンディスクにロータ軸方向から挿入し組み入れるものであれば、翼植え込み部の形状等は特に限定されない。また、本タービン動翼１はタービンディスク８に対してロータ軸方向から挿入するものであるが、その挿入方向Ｉは、ロータ中心軸Ｃに必ずしも沿うわけではなく、図２に示したようにロータ径方向外側から見てロータ中心軸Ｃに対して設定角度α（例えば０°〜２０°程度）傾斜している場合を含む。
【００２０】
上記インテグラルカバー３は翼背側に、インテグラルカバー４は翼腹側に伸延している。タイボス５は翼プロフィル部２の翼長方向所定位置（翼根元部２ａと翼先端部２ｂの間、以下「翼中間部」と称する）における翼背側に、タイボス６は翼中間部の翼腹側にそれぞれ突出している。これらインテグラルカバー３，４及びタイボス５，６は何れも翼プロフィル部２と一体的に形成されている。またタイボス５，６は、翼プロフィル部２の翼長方向ほぼ中央部（翼長の１／２）に設けられることが多いが、翼プロフィル部２のねじり剛性等に応じて翼長方向中央部からずらして設けられることもある。タイボス５，６はまた、ロータ中心軸Ｃに沿った線上の翼プロフィル部２の前縁（蒸気入口側縁部）と後縁（蒸気出口側縁部）の間のほぼ中央部に設けることが多い。
【００２１】
本実施の形態のタービン動翼１をタービンディスク８に組み入れる場合、翼植え込み部７をタービンディスク８のディスク溝９にロータ軸方向から挿入し嵌め込む。こうしてタービンディスク８の円周方向（回転方向）に間隔をもってタービン動翼１を組み入れていき、タービンディスク８の外周部に植え込まれた数十枚のタービン動翼１で環状の翼列が形成される。なお、図３ではタービンディスク８の一部を抽出して図示してあるが、実際にはタービンディスク８は環状に形成されている。
【００２２】
このように構成したタービンロータでは、ロータの回転上昇に伴って翼プロフィル部２に翼根元２ａから翼先端２ｂに向かって遠心力が作用する。翼プロフィル部２がねじれているため、遠心力によって翼プロフィル部２にアンツイストが発生する。図３中に中央のタービン動翼１の翼先端部に作用するアンツイストモーメントの向きを矢印１１、ロータ回転方向に対してタービン動翼１の腹側に隣接するタービン動翼１’の翼先端部に作用するアンツイストモーメントの向きを矢印１２で示した。同様にタービン動翼１，１’の翼中間部にそれぞれ作用するアンツイストモーメントの向きを矢印１３，矢印１４で示した。また、ロータ回転時にタービン動翼１，１’の翼先端部及び翼中間部に作用するアンツイストによってインテグラルカバー３，４及びタイボス５，６を接触させて隣接翼同士を連結した場合、アンツイストモーメントの反作用としてアンツイストモーメントと逆向きのねじりモーメントが翼植え込み部７に作用する。このねじりモーメントの向きを各々矢印１５，１６で示した。
【００２３】
図４は本発明の一実施の形態に係る相隣接するタービン動翼の翼先端部の斜視図、図５は図４中のタービン動翼の翼先端部をロータ半径方向外側から見た平面図である。
図４及び図５に示すように、タービン動翼１のインテグラルカバー４のうちタービン動翼１’のインテグラルカバー３との対向端面である接触面１７は、ロータ静止時、タービン動翼１’のインテグラルカバー３のうちタービン動翼１のインテグラルカバー４との対向端面である接触面１８との間にギャップ１９を有している。これら接触面１７，１８はほぼ平行であり、ロータ回転方向に沿った線２０に対して所定角度傾斜している。
【００２４】
翼先端部の剛性を向上させる観点からギャップ１９は０に近く、ロータ静止時に接触面１７，１８が点接触する状態が望ましい。或いは、ギャップ１９は、ロータの回転開始直後の低いロータ回転数で接触面１７，１８が接触し始める程度（例えば数ミリ程度）設けても良い。こうすることで、ロータ回転数の上昇に伴ってタービン動翼１，１’に作用するアンツイストモーメント１１，１２により、タービン動翼１，１’のインテグラルカバーの接触面１７，１８が接触し翼先端部のアンツイストが拘束される（図６参照）。つまり、翼先端部では、ロータが回転し始めるのと同時に（或いはロータの極低回転（数十〜数百ｒｐｍ程度）の間に）ロータ回転向に隣接するタービン動翼同士のインテグラルカバーが接触し、これが翼列を構成する全タービン動翼で行われることで翼列のタービン動翼が環状に連結した状態になる。
【００２５】
図７は本発明の一実施の形態に係る相隣接するタービン動翼の翼中間部を切り取って表した斜視図、図８及び図９は図７中のタービン動翼の翼中間部をロータ半径方向外側から見た平面図（断面図）である。
図７〜図９に示すように、タービン動翼１のタイボス６のうちタービン動翼１’のタイボス５との対向端面である接触面２２は、ロータ静止時、タービン動翼１’のタイボス５のうちタービン動翼１のタイボス６との対向端面である接触面２３との間にギャップ２４を有している。インテグラルカバーと同様、ロータの回転上昇に伴ってタービン動翼１，１’に作用するアンツイストモーメント１３，１４によって、タービン動翼１，１’のタイボスの接触面２２，２３が接触し、翼中間部のアンツイストが拘束される。
【００２６】
また、タービン動翼１の腹側のタイボス６は、隣接翼１’の背側のタイボス５との接触面２２の蒸気入口側に切り欠き部２５を有している。切り欠き部２５は、ロータ静止時の状態で翼植え込み部７の挿入方向Ｉに沿った面に沿うかそれよりもタービン動翼１の翼プロフィル部２側に退避するように形成されている。一方、タービン動翼１’の背側のタイボス５は、隣接翼１の腹側のタイボス６との接触面２３の蒸気出口側に切り欠き部２８を有している。切り欠き部２８は、ロータ静止時の状態で翼植え込み部７の挿入方向Ｉに沿った面に沿うかそれよりもタービン動翼１’の翼プロフィル部２側に退避するように形成されている。
【００２７】
このとき、タービン動翼１，１’（勿論他の動翼も同様）は、図１０に示したように、翼植え込み部７とディスク溝９のガタの範囲で最大角度γまで挿入方向Ｉと直交する方向に倒すことができる。互いに対向するタービン動翼１，１’のタイボス６，５の切り欠き部２５，２６は、角度γの範囲内でタービン動翼１，１’を互いに離間する方向に倒した場合、翼植え込み部７の挿入方向Ｉから見て、タイボス５，６の間に間隙が生じるように設けられている。
【００２８】
ここで、もう少し具体的に説明すると、翼先端部（インテグラルカバー部）及び翼中間部（タイボス部）は、ロータの回転上昇に伴い翼に作用するアンツイストによってそれぞれ回転方向に隣接するもの同士接触し連結する。接触後は、翼先端部のアンツイスト及び翼中間部のアンツイストが夫々拘束されるため、接触面１７，１８及び２２，２３に反力が作用し、この反力がロータの回転上昇に伴って増加する。このことは接触面に作用する面圧（単位面積当たりの反力）についても同様である。そして、先に述べたように翼中間部（タイボス部）の接触面２２，２３に作用する面圧は接触面１７，１８に作用する面圧より遥かに高いため、接触面２２，２３の面積及び剛性を確保することが重要となる。
【００２９】
一方、逆クリスマスツリー型の翼植え込み部７を有するタービン動翼１の組立においては、ディスク溝９への挿入の際、隣接翼のタイボス５，６が干渉することを避けるため、翼を植え込み部７とディスク溝９の間隙を利用し、隣り合う翼のうち背側のタービン動翼１を背側に、腹側のタービン動翼１’を腹側に倒した状態で組立てる。この方法で組み立てる場合、タービン動翼１，１’ともに直立させた状態でのタイボス５，６の翼挿入方向Ｉとの直交方向の干渉幅２９は、翼１，１’を互いに離間する方向に角度γだけ倒した際のタイボス５，６の移動距離の２倍が上限である。すなわち、溝底３０（図１０参照）を中心として翼植え込み部７がディスク溝９内で回転できる最大角度γ（通常１°未満）、タイボス５，６の翼根元部２ａからの高さＬ（通常翼長の１／２程度）から、干渉幅２９は２×Ｌ×ｓｉｎγ以下に抑えなければ組立が困難化する。
【００３０】
しかし、以上の条件を満たす場合、翼を１本ずつ組立てるにはタイボス５，６の接触面積を大きく確保することが難しい。周方向の全動翼をロータに挿入する前または僅かにロータに挿入した状態で環状に組上げ、その後同時にロータに押し込む組立方法を採用すればその限りではないが、この場合、極めて大掛かりな組立用の冶具が必要となる。
【００３１】
そこで、例えば、翼の背側に設けられたタイボス５の接触面２３の両隣の面２６，２８のうち蒸気出口側にある面（切り欠き部）２８が、ロータ径方向外側から見てロータ中心軸Ｃに対してなす角度、及び腹側に設けられたタイボス６の接触面２２の両隣の面２５，２７のうち蒸気入口側にある面（切り欠き部）２５がロータ径方向外側から見てなす角度をβとした場合、図２に示した挿入方向Ｉがロータ中心軸Ｃに対してなす角度αとの差が±５°以内となるように角度βを設定する。このように｜α−β｜≦５°とした場合、仮にタイボス５，６の接触面２２，２３の長さを１０ｍｍ程度とすると、１０ｍｍ×（±ｔａｎ５°）＝±０．９ｍｍ程度となり、ギャップ２４の一般的な設計公差と同等の値となる。逆にギャップ２９と角度αを一定のまま、角度βをα＋５°以上に大きくするとタイボス５，６の剛性が低下する。また、角度αを一定のまま角度βをα−５°以下に小さくすると、ギャップ２９が一定の場合には接触面２２，２３が小さくなってしまい、接触面２２，２３を一定とするとギャップ２９が大きくなって組立に支障をきたす。
【００３２】
つまり、タービンディスクに対してロータ軸方向から組み込みアンツイストを利用して連結部材で隣接翼同士を連結する種類のタービン動翼では、一般的な設計条件下において｜α−β｜≦５°とすることにより、前述したように角度γの範囲内でタービン動翼１，１’を互いに離間する方向に倒した場合、翼植え込み部７の挿入方向Ｉから見て、タイボス５，６の間に間隙が生じるようになる。これにより、本実施の形態によれば、組立性を確保しつつ翼中間部に設けた隣接翼同士のタイボスの接触面積を最大限に確保することができる。
【００３３】
なお、以上において、翼中間部のタイボス５，６に加え、隣接翼同士の連結部材として翼先端部のインテグラルカバー３，４を設けたタービン動翼を例に挙げて説明したが、翼先端部のインテグラルカバーを有さず翼中間部のタイボスのみを設けたタービン動翼にも本発明は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。翼先端部のインテグラルカバーのみを設けたタービン動翼にも適用可能であり同様の効果を得ることができる。
【００３４】
図１１は本発明のタービン動翼を適用した蒸気タービンの機械構成図である。
図１１に示した蒸気タービンは、火力発電所で使用されるものである。図１１中、２６はロータ、２７は静翼（ノズル）、２８は外部ケーシング、２９は主蒸気を示す。ロータ２６の同一円周上に、数十枚のタービン動翼１を設ける。ロータ２６の同一円周上におけるタービン動翼の集合を段落と言い、この段落がロータ２６の軸方向に複数段設けられている。
【００３５】
このように概略構成された蒸気タービンでは、蒸気発生装置（図示せず）からの主蒸気２９が、動翼１に対応して外部ケーシング２８に設けた静翼２７を通過してロータ２６に設けたタービン動翼１に導かれ、これによりロータ２６に回転動力が与えられる。この回転動力はロータ２６の一端部に設けた発電機に伝えられ、これによりロータ２６の回転エネルギーが電気エネルギーに変換されて発電が行われる。本蒸気タービンにおいては、蒸気の下流段へ向かうほどタービン動翼の翼長が長い。すなわち、復水器に最も近い最終段のタービン動翼１が最も翼長が長いため、強度振動上最も厳しい条件下にある。火力発電所に使用される低圧蒸気タービンの最終段の動翼の翼長は、通常３０インチから６０インチ程度である。そこで、このような蒸気タービンでは、例えば、最終段のタービン動翼１及び最終段の前段のタービン動翼１にインテグラルカバー及びタイボスを設け、その他の段落のタービン動翼１にはタイボスを設けずインテグラルカバーのみを設ける。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るタービン動翼の斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るタービン動翼をロータ径方向外側から見た図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るタービン動翼をタービンディスクに組み入れた状態を表した斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る相隣接するタービン動翼の翼先端部の斜視図である。
【図５】図４中のタービン動翼の翼先端部をロータ半径方向外側から見た平面図である。
【図６】図５に示したタービン動翼の翼先端部が連結された状態を表す平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る相隣接するタービン動翼の翼中間部を切り取って表した斜視図である。
【図８】図７中のタービン動翼の翼中間部をロータ半径方向外側から見た平面図（断面図）である。
【図９】図７中のタービン動翼の翼中間部をロータ半径方向外側から見た平面図（断面図）である。
【図１０】翼植え込み部とディスク溝の間隙を利用してタービン動翼を倒した状態のタービン動翼根元部近傍の模式図である。
【図１１】本発明のタービン動翼を適用した蒸気タービンの機械構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１，１’    タービン動翼
２          翼プロフィル部
２ａ        翼根部
２ｂ        翼先端部
３，４      インテグラルカバー
５，６      タイボス
７          翼植え込み部
８          タービンディスク
９          ディスク溝
２２，２３  接触面
２５，２８  切り欠き部
Ｃ          ロータ中心軸
Ｉ          挿入方向
α〜γ      角度
【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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