(57)【要約】【課題】止まり孔を備えるタービンロータ及びブレード組立体を提供すること。【解決手段】本出願は、蒸気タービン用のタービンロータ及びブレード組立体を提供する。タービンロータ及びブレード組立体は、ロータと、ロータの周りに配設された複数のバケットと、ロータの周りに配設された複数のロックブレードと、ロックブレードに隣接してロータの周りに配設された止まり孔とを含むことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービン用のタービンロータとブレードの組立体であって、
ロータと、
前記ロータの周りに配設された複数のバケットと、
前記ロータの周りに配設された複数のロックブレードと、
前記ロックブレードに隣接して前記ロータの周りに配設された止まり孔と
を備える組立体。
【請求項２】
前記ロックブレードがベースを含む、請求項１記載の組立体。
【請求項３】
前記ロータ及び前記ロックブレードのベースに延びる１以上のブレード保持孔を更に備える、請求項２記載の組立体。
【請求項４】
前記ロックブレードを前記ロータに固定するように前記各ブレード保持孔に延びるブレード保持スクリューを更に備える、請求項３記載の組立体。
【請求項５】
前記止まり孔及び前記１以上のブレード保持孔が同様の深さを有する、請求項３記載の組立体。
【請求項６】
前記ロータが、前記複数のバケットが配置されるダブテールスロットを含む、請求項１記載の組立体。
【請求項７】
前記複数のバケットの各々が、前記ダブテールスロットと嵌合するダブテールを含む、請求項６記載の組立体。
【請求項８】
前記複数のバケットの各々が、前記ダブテールから延びるブレードを含む、請求項７記載の組立体。
【請求項９】
複数の止まり孔を更に備える、請求項１記載の組立体。
【請求項１０】
前記ロックブレードの第１の軸方向側部上に第１の止まり孔と、前記ロックブレードの第２の軸方向側部上に第２の止まり孔とを更に備える、請求項１記載の組立体。
【請求項１１】
前記ロックブレードの第１の半径方向側部上に第１の止まり孔と、前記ロックブレードの第２の半径方向側部上に第２の止まり孔とを更に備える、請求項１記載の組立体。
【請求項１２】
蒸気タービン用のタービンロータとブレードの組立体であって、
ロータと、
前記ロータの周りに配設された複数のバケットと、
前記ロータの周りに配設された複数のロックブレードと、
前記ロックブレードを前記ロータに固定するロックブレード保持スクリューと、
前記ロックブレードに隣接して前記ロータの周りに配設された止まり孔と
を備える、タービンロータ及びブレード組立体。
【請求項１３】
前記ロックブレードがベースを含み、前記ロックブレード保持スクリューが前記ベースに延びる、請求項１２記載の組立体。
【請求項１４】
前記ロータ及び前記ロックブレード保持スクリュー用のロックブレードのベースに延びる１以上のブレード保持孔を更に備える、請求項１２記載の組立体。
【請求項１５】
前記止まり孔及び前記１以上のブレード保持孔が同様の深さを有する、請求項１４記載の組立体。
【請求項１６】
前記ロータが、前記複数のバケットが配置されるダブテールスロットを含む、請求項１２記載の組立体。
【請求項１７】
複数の止まり孔を更に備える、請求項１２記載の組立体。
【請求項１８】
前記ロックブレードの第１の軸方向側部上に第１の止まり孔と、前記ロックブレードの第２の軸方向側部上に第２の止まり孔とを更に備える、請求項１２記載の組立体。
【請求項１９】
前記ロックブレードの第１の半径方向側部上に第１の止まり孔と、前記ロックブレードの第２の半径方向側部上に第２の止まり孔とを更に備える、請求項１２記載の組立体。
【請求項２０】
蒸気タービンであって、
ロータと、
前記ロータの周りに配設された複数のバケットと、
前記ロータの周りに配設された複数のロックブレードと、
前記ロックブレードの周りに配設されたロックブレード保持孔と、
前記ロックブレードを前記ロータに固定するため、ロックブレード保持孔に配置されたロックブレード保持スクリューと、
前記ロックブレードに隣接して前記ロータの周りに配設された１以上の止まり孔と
を備える、蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願及び結果として得られる特許は、全体的に、ターボ機械に関し、より詳細には、接線応力を低減するための冗長的なロックブレード保持スクリュー孔を備える、蒸気タービンで用いるタービンロータとブレードの組立体（以下、タービンロータ・ブレード組立体という。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンの翼形部又はバケットは、一般に、バケット組立体において規則的な間隔でロータの周りに配設される。バケット組立体は、ロータ上の開口内に接線方向に１つずつバケットを挿入して、該バケットをロータの周りに円周方向に滑動させることにより作成することができる。バケットは、相補的な雌雄ダブテール及び他の構成によってロータに取り付けることができる。しかしながら、バケット組立体を閉鎖するためには、最後のバケットをダブテール以外の特徴要素によって保持しなければならない。この最後のバケットは、一般にロックブレード又は閉鎖バケットと呼ばれ、１以上のブレード保持スクリュー及び同様のものがロータ内に入り込み又はネジ留めされることによりロータに固定することができる。他のタイプの接続手段及び他のタイプのバケット組立体を使用することもできる。
【０００３】
作動中、バケット及びロータ上に大きな遠心荷重が加わる場合がある。このような遠心荷重並びに荷重過渡特性に伴って同時に起きる熱誘起荷重は、ダブテール及びバケットをロータに取り付ける隣接区域において応力を誘起する場合がある。これらの応力は、ロータのサイクル疲労寿命に悪影響を及ぼすのに十分な大きさのものとすることができる。特に懸念されるのは、ロータ内に直接入り込み又は他の方法で挿入され得るブレード保持スクリューに関連したロータの応力集中とすることができる。
【０００４】
従って、蒸気タービン及び同様のものにおけるタービンロータ・ブレード組立体の改善に対する要求がある。好ましくは、このようなタービンロータ・ブレード組立体の改善により、接線方向の熱応力を低減し、ロータ全体の疲労寿命を向上させるようにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７９０１１８７号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本出願及び結果として得られる特許は、蒸気タービン用のタービンロータ・ブレード組立体を提供する。タービンロータ・ブレード組立体は、ロータと、ロータの周りに配設された複数のバケットと、ロータの周りに配設された複数のロックブレードと、ロックブレードに隣接してロータの周りに配設された止まり孔とを含むことができる。
【０００７】
本出願及び結果として得られる特許は更に、蒸気タービン用のタービンロータ・ブレード組立体を提供する。本明細書で記載されるタービンロータ・ブレード組立体は、ロータと、ロータの周りに配設された複数のバケットと、ロータの周りに配設された複数のロックブレードと、ロックブレードをロータに固定するロックブレード保持スクリューと、ロックブレードに隣接してロータの周りに配設された止まり孔とを含むことができる。
【０００８】
本出願及び結果として得られる特許は、蒸気タービンを提供する。本明細書で記載される蒸気タービンは、ロータと、ロータの周りに配設された複数のバケットと、ロータの周りに配設された複数のロックブレードと、ロックブレードの周りに配設されたロックブレード保持孔と、ロックブレードをロータに固定するため、ロックブレード保持孔に配置されたロックブレード保持スクリューと、ロックブレードに隣接してロータの周りに配設された１以上の止まり孔とを含むことができる。
【０００９】
本出願及び結果として得られる特許のこれら及び他の特徴並びに改善点は、図面及び請求項を参照しながら以下の好ましい実施形態の詳細な説明を精査することによって当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複数のセクションを備える蒸気タービンの１つの実施例の概略図。
【図２】本明細書で説明することができるタービンロータ・ブレード組立体の部分斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、幾つかの図全体を通して様々な参照符号が同様の要素を表す図面を参照すると、図１は、本明細書で使用することができる蒸気タービン１０の１つの実施例の概略図である。蒸気タービン１０は、第１のセクション１５及び第２のセクション２０を含むことができる。セクション１５、２０は、高圧セクション、中圧セクション、及び／又は低圧セクションとすることができる。セクション１５、２０の各々は、複数の段を有することができる。外側シェル又はケーシング２５は、軸方向でそれぞれ上側ハーフセクション３０と下側ハーフセクション３５とに分割することができる。ロータシャフト４０は、ケーシング２５を通って延びることができ、複数のジャーナル軸受４５により支持することができる。また、複数のシール５０が端部又はその他の周りでロータシャフト４０を囲むことができる。中心セクション５５は、１以上の蒸気入口６０を含むことができる。流れスプリッター６５は、セクション１５、２０間に延びることができる。
【００１２】
使用時には、蒸気７０の流れは、蒸気入口６０を通ってセクション１５、２０に入り、段によって蒸気から機械的仕事を抽出し、ロータシャフト４０を回転させるようにすることができる。次いで、蒸気７０の流れは、更なる処理及び同様のもののためセクション１５、２０から流出することができる。本明細書で説明される蒸気タービン１０は、例証の目的に過ぎない。他の多くの構成及び他の多くの又は異なる構成要素を備える蒸気タービン及び／又は他のタイプのターボ機械を本明細書用いることもできる。
【００１３】
図２は、本明細書で説明することができる蒸気タービン１００の一部を示す。具体的には、蒸気タービン１００は、タービンロータ・ブレード組立体１１０を含むことができる。タービンロータ１２０は、そこに形成されたダブテールスロット１３０を含む。複数のバケット１４０を接線方向挿入及び同様のものによってロータ上に装着することができる。バケット１４０の各々は、ブレード１５０及びダブテール１６０を含むことができる。ダブテール１６０は、ロータ１２０の共形（その逆であってもよい）のダブテールスロット１３０と嵌合するよう構成することができる。ロータ１２０及びバケット１４０は、あらゆるサイズ、形状、又は構成を有することができる。他の構成要素及び他の構成を本明細書で使用することができる。
【００１４】
タービンロータ・ブレード組立体１１０はまた、ロックブレード１７０を含むことができる。上述のように、ロックブレード１７０にはダブテール１６０が存在しない。むしろ、複数のブレード保持スクリュー１９０及び同様のものによってロックブレード１７０のベース１８０をロータ１２０内に保持することができる。ブレード保持スクリュー１９０は、一方端上にヘッドを備える場合又は備えない場合があるが、グラブネジ又は他のタイプのセットネジとすることができる。各ブレード保持スクリュー１９０は、ブレード保持孔２００に位置付けることができる。ブレード保持孔２００は、ロックブレード１７０に隣接したロータ１２０内に且つロックブレード１７０のベース１８０内に延びて、そこでロックブレード１７０を保持するようにすることができる。あらゆる数のブレード保持スクリュー１９０を用いることができる。本明細書で記載されるそれぞれの構成要素は、あらゆるサイズ、形状、又は構成を有することができる。他の構成要素及び他の構成も本明細書で使用することができる。
【００１５】
上述したように、作動中にブレード保持孔２００の周りに接線方向の熱応力が生じる傾向になる場合がある。従って、タービンロータ・ブレード組立体１１０は、複数の止まり孔２１０を有することができる。止まり孔２１０は、ブレード保持孔２００の片側又は両側上のロータ１２０に位置付けることができる。止まり孔２１０は、ロックブレード１７０の周りでその軸方向側部及び半径方向側部両方に配置することができる。止まり孔２１０は、ブレード保持孔２００と比べて同様のサイズ、形状、及び構成を有することができる。しかしながら、止まり孔２１０はまた、あらゆるサイズ、形状、又は構成を有することができる。また、異なるサイズ、形状、又は構成の止まり孔２１０を本明細書で共に使用することができる。あらゆる数の止まり孔２１０を本明細書で使用することができる。
【００１６】
従って、止まり孔２１０は、ブレード保持孔２００を局所的応力場及び同様のものから「シールド」することによってタービンロータ・ブレード組立体１１０の疲労寿命を改善することができる。止まり孔２１０は、接線方向でブレード保持孔２００にまたがり、損傷を受ける可能性のある接線方向応力からブレード保持孔２００を保護するようにすることができる。従って、止まり孔２１０は、ロータ１２０及び関連構成要素の疲労寿命を改善し、構成要素寿命を延ばすようにすることができる。
【００１７】
上記のことは、本出願及びその結果として得られる特許の特定の実施形態にのみに関連している点を理解されたい。添付の請求項及びその均等物によって定義される本発明の全体的な技術的思想及び範囲から逸脱することなく、当業者であれば多くの変更及び修正を本明細書において行うことができる。
【符号の説明】
【００１８】
１０  蒸気タービン
１５  第１のセクション
２０  第２のセクション
２５  ケーシング
３０  上側ハーフ
３５  下側ハーフ
４０  ロータシャフト
４５  軸受
５０  シール
５５  中心セクション
６０  蒸気入口
６５  流れスプリッター
７０  蒸気の流れ
１００  蒸気タービン
１１０  ロータ・ブレード組立体
１２０  ロータ
１３０  ダブテールスロット
１４０  バケット
１５０  ブレード
１６０  ダブテール
１７０  ロックブレード
１８０  ベース
１９０  ブレード保持スクリュー
２００  ブレード保持孔
２１０  止まり孔
【図１】
2013253597.tif 000003
【図２】
2013253597.tif 000004