(57)【要約】【課題】遠心荷重及び高温度を許容することができる丸みのあるスカートダブテールを備えたタービンホイール用の全体ブレード付き閉鎖設計を提供する。【解決手段】接線方向入力を有するタービンホイール６００の全体ブレード付き閉鎖部材６０５。ブレード付き閉鎖バケット６３５を含む最後の３つのバケットのセットが、ダブテール６１５によりホイール外周６１９に固定されたブレード付き閉鎖バケット６３５に隣接する２つのバケットと共にホイール外周６１９の周りで配置される。閉鎖バケット６３５は、少なくとも１つの保持キー６５０の組み合わせにより隣接バケット６４５に、及び少なくとも１つの保持ピン６６０により外周６１９に固定される。ブレード付き閉鎖バケット６３５及び隣接バケット６４５の隣接面には、ブレード付き閉鎖バケット６３５及び隣接バケット６４５の軸方向の全体幅にわたり保持キー５５０に対する支持を提供する平坦なスカート６４０がある。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンホイール（６００）であって、
前記ホイール（６００）の両側から外方に延びる上側及び下側突出部を有し、前記ホイールの実質的に外周全体に形成された雄ダブテール（６１５）と、
前記ホイール（６００）の外周（６１９）上のバケット装荷位置で前記雄ダブテール（６１５）の一部を取り除くことによって形成されたノッチと、
根元部分（６３２）、プラットフォーム（６２２）、及び翼形部（６１２）を含み、前記根元部分（６３２）が半径方向内方に延び且つ横方向に間隔を置いて配置されたタングのペアで形成され、前記プラットフォーム（６２２）が各円周面上の平坦なスカート（６４０）で形成されたブレード付き閉鎖バケット（６３５）と、
根元部分（６３４）、プラットフォーム（６２４）、及び翼形部（６１４）を含み、前記根元部分（６３４）が、前記ホイール（６００）上の雄ダブテール（６１５）に相補的な雌ダブテールで形成され、前記プラットフォーム（６２４）がブレード付き閉鎖バケット（６３５）に隣接する円周面上に平坦なスカート（６４０）と前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）に対向する円周面上の丸みのあるスカートとで形成され、前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）の各側部に１つが組み付けられる隣接ブレード付きバケット（６４５）のペアと、
根元部分（６３６）、プラットフォーム（６２６）、及び翼形部（６１６）を含み、前記根元部分（６３６）が、前記ホイール上の前記雄ダブテール（６１５）に相補的な雌ダブテールで形成され、前記プラットフォーム（６２６）が丸みのあるスカートで形成され、外周（６１９）上で残りのスペースを埋めるように前記ホイール（６００）上に組み付けられる複数のバケット（６０６）と
を備えるタービンホイール（６００）。
【請求項２】
前記ノッチ（５０５）上の平坦面（４０５）と、
前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）のタングペアの各タング（４１５）上にある対向する平坦内面（４０５）と
を更に備える請求項１に記載のタービンホイール（６００）。
【請求項３】
前記ノッチ（５０５）上のテーパー面（４０５）と、
前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）のタングペアの各タング（４１５）上にある対向するテーパー内面と
を更に備える請求項１に記載のタービンホイール（６００）。
【請求項４】
前記タングのペアがこれらの間に開口を画成し、前記タング（４１５）が前記ホイール（６００）上で前記ノッチ（５０５）を跨ぐように適合されている、請求項１のブレード付き閉鎖バケット。
【請求項５】
前記タービンホイールが更に、前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）及び各隣接ブレード付きバケット（６４５）を接続する少なくとも１つの保持キー（６５０）を備える、請求項１に記載のタービンホイール（６００）。
【請求項６】
前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）及び各隣接ブレード付きバケット（６４５）を接続する前記少なくとも１つの保持キー（６５０）が、ブレード付き閉鎖バケット（６３５）の各円周面上の平坦なスカート（６４０）と前記隣接ブレード付きバケット（６４５）の隣接円周面の平坦なスカート（６４０）全体にわたって軸方向に延びる、請求項５に記載のタービンホイール（６００）。
【請求項７】
前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）及び各隣接ブレード付きバケット（６４５）を接続する前記少なくとも１つの保持キー（６５０）が、前記平坦なスカート面（６４０）にわたる１つのキー（６５０）を備える、請求項５記載のタービンホイール（６００）。
【請求項８】
前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）及び各隣接ブレード付きバケット（６４５）を接続する前記少なくとも１つの保持キー（６５０）が、前記平坦なスカート面（６４０）にわたる２つのキー（６５０）を備える、請求項５に記載のタービンホイール（６００）。
【請求項９】
前記タング（４１５）のペアの各タング（４１５）が、
他のタング（４１５）の保持ピン孔（４５０）の少なくとも１つと半径方向及び円周方向に整列され、前記ブレード付き閉鎖バケット（６３５）が前記ホイール（６００）上に取り付けられたときに前記雄ダブテールに隣接する半径方向に配置された少なくとも１つの保持ピン孔（４５０）と、
前記タング（４１５）内の保持ピン孔（４５０）の少なくとも１つと半径方向及び円周方向に整列されている前記ノッチ（５０５）内の保持ピン孔（４５０）の少なくとも１つと、
を有する請求項５に記載のタービンホイール（６００）。
【請求項１０】
前記タービンホイールが更に、前記ノッチ（５０５）内の保持ピン孔５７０の少なくとも１つを貫通して嵌合することができる前記保持ピン４８０の少なくとも１つと、前記タングのペアの各タング（４１５）内の保持ピン孔（４５０）の少なくとも１つとを更に備える、請求項９に記載のタービンホイール（６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンホイールの動作効率を改善するためのタービンホイールにおけるブレードレス閉鎖要素の交換に関し、より具体的には、接線方向入力の丸みのあるスカートダブテールの全体ブレード付き閉鎖部材設計を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンブレードすなわちバケットは、多くの場合、タービンホイール上に接線方向で取り付けるように設計される。バケットは通常、外部円周方向ダブテールを用いてタービンに取り付けられ、ホイール外周上の雄ダブテールとバケットのベース又は根元に相補的な雌ダブテールとを有する。これらのバケットをホイール上に装荷するために、雄ダブテール部を局所的に取り除いたノッチがホイールの外周に切り込まれ、ほぼ矩形のコア部分が残る。次いで、各バケットは、最初にノッチ内のコア材料上に配置され、その後、ホイール上及びその周りに接線方向に移動される。ホイールに組み付けられることになる最後のバケットは、閉鎖ブロックと呼ばれる。全てのバケットが装荷されると、横方向に間隔を置いて配置されたタングが半径方向内方に延びて形成され且つノッチ内のコア材料を跨ぐように適合された閉鎖ブロックが利用される。閉鎖ブロックは、保持ピンをタング及びコアを貫通させることによって固定される。このようにして、ホイール上のバケットは所定位置にロックされ、従って、バケットがダブテールに沿って円周方向に移動するのが阻止される。
【０００３】
前段又は第１段タービンバケットは、９００°Ｆを越える高温に曝される。材料の応力性能の限界値は、翼形部を持たない軽量ブロックのみが閉鎖バケットとして使用できることを意味し、この限界値が性能低下の原因となる。他の段のバケットもまた、高温及び大きな応力に曝される。閉鎖バケットは翼形部を持たないので、ホイール性能に悪影響を与える開口が蒸気通路内に存在することになる。閉鎖バケット上に翼形部を支持することができないことの背景にある理由は、保持ピンがホイールの高い応力がかかるダブテール領域においてコア材料を貫通することである。従って、開口を閉鎖する一体形の翼形部を組み込み、従って、より高い性能を生み出すことを可能にするのに十分な強度をもたらす取付け又は保持構成を備えた閉鎖ブロックに対する必要性がある。
【０００４】
図１を参照すると、典型的なタービンロータ又はホイール１０（部分的に図示される）は、ホイールの外周の周りに形成された雄ダブテール構成１２を含み、従来通りに形成された上側及び下側軸方向突出部１４、１６（ホイールの両側から外方に突出する）を有する。バケットの雌ダブテール部分が滑動することを可能にする幅を備えたノッチ（又は挿入ギャップ）（図示せず）が設けられる。更に、軸方向に向いた孔２５がノッチを貫通して形成される。翼形部２０、プラットフォーム２２、及び根元もしくはベース部分２４を有するバケット１８がホイール上に装荷されて示されており、このバケットは、ホイール上に装荷されることになるバケットの円周方向の列の最後のものである点を理解されたい。閉鎖ブロック２６は、ダブテールの両側の突出部１４、１６を取り除くことによって形成されたノッチを覆って挿入されて示されている。タングのペア（１つを符号３０で示す）は、ダブテールの残りのコア材料に跨っている。保持ピン３２はコア及びタング３０の整列開口内に圧入される。ピン３２の位置での応力が高いので、閉鎖ブロック２６は翼形部を支持することができず、従って、望ましくないスペース３４が埋められずに残される。ダブテールは閉鎖バケットが占有するノッチスペースでは無用になるので、閉鎖バケットは通常、支持を提供するダブテールを持たないことになる。従って、閉鎖バケットは他の手段で固定されなければならない。ブレード付き閉鎖バケットを形成するための種々の構成が試行されている。
【０００５】
Ｒｅｌｕｚｃｏ他による１つの手法（米国特許第６４９９９５９号）は、閉鎖バケットをホイールに固定するために、ギャップ及び閉鎖バケットを跨る隣接するバケットすなわち２つのバケットに閉鎖バケットを取り付けることである。通常、閉鎖バケットは、軸方向に延びて隣接バケット及び閉鎖バケットの根元又はベース部分を貫通係合するピンにより隣接バケットに取り付けられる。ここで、閉鎖バケットの遠心荷重は、ピンを通る隣接バケットにより支持される。従って、閉鎖バケット及び隣接バケットに加わる荷重は一様ではない。閉鎖バケットと２つの隣接ホイールとの間、すなわちピンを受けるスロット及びピン自体に沿った固定位置では高い局所的応力が生じる。その結果、高温及び高遠心荷重での動作期間後には、閉鎖バケット及び／又は隣接バケットのクリープ及び恒久的変形が生じる可能性がある。例えば、こうした高い温度及び荷重は、中間段タービンの再熱セクションで生じる可能性がある。結果として、閉鎖バケットは、経時的なこれらの高い温及び応力に応答してそのベース部又は根元で延伸する傾向があり、その結果、ピンを受けるスロット又は孔が半径方向外方で延伸することになる可能性がある。従って、蒸気タービンにおいて少なくとも閉鎖バケットの負荷容量の増大に対する必要性がある。
【０００６】
クリープ破壊を回避するために、閉鎖バケット及び好ましくは２つの隣接バケットは、より高い強度、例えば、残りのバケットを形成する材料よりもクリープ破断強度がより高い材料から形成される。例えば、残りのバケットは通常ステンレススチールから形成することができる。しかしながら、閉鎖バケット及び隣接バケットの材料は、ニッケル基合金及びより詳細に且つ好ましくは、インコネル基合金を含むことができる。加えて、ピン３２は、好ましくは、残りのバケットよりもクリープ破断強度がより高い材料から形成される。従って、Ｒｅｌｕｚｃｏ特許では、ピンは、好ましくは、閉鎖バケット及び隣接バケットと同じ材料から形成されるが、ピンは、スレンレススチール製バケットよりもクリープ破断強度がより高い別の材料から形成されてもよい点は理解されるであろう。
【０００７】
Ｍｕｎｓｈｉ他の特許（米国特許第６７５５６１８号）では、全体ブレード付き閉鎖ブロックを支持する方法が提供された。ここでは図２に示すように、ホイール上にバケットを装荷するためのノッチは、タービンホイール３８上に所定位置で示されている閉鎖部材用の典型的なノッチよりも半径方向でより深く切り込まれている。この場合も同様に、ホイールの外周は、バケット内に形成された相補的雌ダブテール（図示せず）と協働する突出部４２、４４を含む雄ダブテール４０と共に形成される。閉鎖バケット３６は、列になった他のバケットの全てが取り付けられた後でノッチ４６上に挿入される。バケット装荷位置でのノッチ４６は、通常形成されるノッチ（図１で説明されたような）よりも半径方向でより深い位置にあり、閉鎖バケット３６は、延長した半径タング４８、５０を含む根元部分４７を有して形成され、各々が半径方向で整列した孔５２、５４（１つのペアがタング５０上に示されている）を備えている。１つのタングの孔５２、５４はまた、他のタングの孔と軸方向で整列されている。ノッチ４６及びタング４８、５０が半径方向深さで延長されている理由から、閉鎖バケット３６を固定するのに使用される半径方向に整列した保持ピン５６、５８は、ホイールの外周上に形成されたダブテール４０の半径方向内側でホイール３８のコアを全体的に貫通して延び、一体型翼形部６０を有するように閉鎖バケットの支持を提供する。しかしながら、より深い切り込みは特殊な機械加工を必要とする。
【特許文献１】米国特許第４２９２８０１号明細書
【特許文献２】米国特許第４９８２５７０号明細書
【特許文献３】米国特許第５７２４９９１号明細書
【特許文献４】米国特許第６４９９９５９号明細書
【特許文献５】米国特許第６７５５６１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、特別な強度の材料を用いるか、又はホイールの外周のノッチ上に深い切り込みを形成することなく、遠心荷重及び高温度を許容することができる丸みのあるスカートダブテールを備えたタービンホイール用の全体ブレード付き閉鎖設計を提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、全体ブレード付き閉鎖設計で丸みのあるスカートダブテールを有するバケットのセットを利用するタービンホイールを提供することに関し、更に、ブレード無し閉鎖要素を有する既存のタービンホイールに対する全体ブレード付き閉鎖設計に改造する方法を提供する。
【００１０】
要約すると、本発明の１つの態様によれば、全体ブレード付き閉鎖設計を可能にするタービンホイールが提供される。タービンホイールは、ホイールの実質的に外周全体上に形成される上側及び下側軸方向突出部を有する雄ダブテールを含む。ダブテール突出部は、ホイールの外周上のバケット装荷位置で雄ダブテールの部分を取り除くことで形成されるノッチによって中断される。同様に、根元部分、プラットフォーム、及び翼形部を含む、ブレード付き閉鎖バックレットがタービンホイールに設けられる。根元部分は、半径方向内方に延び且つ横方向に間隔を置いて配置されたタングのペアで形成され、プラットフォームは、各円周面上の平坦なスカートで形成される。更に、隣接バケットのペアが含まれ、ブレード付き閉鎖バケットの各側部に１つの隣接バケットが組み付けられる。隣接バケットは、根元部分、プラットフォーム、及び翼形部を含む。根元部分は、ホイール上の雄ダブテールに相補的な雌ダブテールで形成され、プラットフォームは、ブレード付き閉鎖バケットに隣接する円周面上に平坦なスカートとブレード付き閉鎖バケットに対向する円周面上の丸みのあるスカートとで形成される。複数のバケットが、根元部分、プラットフォーム、及び翼形部を含み、外周上で残りのスペースを埋めるようにホイール上に組み付けられ、根元部分が、ホイール上の雄ダブテールに相補的な雌ダブテールで形成され、プラットフォームが丸みのあるスカートで形成される。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、タービンホイールのブレード無し閉鎖バケット設計を改造するためのブレード付きバケットのセットが提供される。雄ダブテールが、ホイールの実質的に外周全体で形成され、ホイールの外周のバケット装荷部分で雄ダブテールの部分を取り除くことによって形成されるノッチで中断される。雄ダブテールは、ホイールの実質的に外周全体で形成される上側及び下側軸方向突出部を含む。
【００１２】
ブレード付きバケットのセットは、根元部分、プラットフォーム、及び翼形部を有するブレード付き閉鎖バケットを含む。ブレード付き閉鎖バケットの根元部分は、半径方向内方に延び且つ横方向に間隔を置いて配置されたタングのペアで形成され、プラットフォームは、各円周面上の平坦なスカートで形成される。ブレード付きバケットのセットは、根元部分、プラットフォーム、及び翼形部を有する、ブレード付き閉鎖バケットの各側部上に組み付けるための隣接ブレード付きバケットのペアを含む。隣接ブレード付きバケットの根元部分は、ホイール上の雄ダブテールに相補的な雌ダブテールで形成される。プラットフォームは、ブレード付き閉鎖バケットに隣接する円周面上の平坦なスカートと、ブレード付き閉鎖バケットに対向する円周面上の丸みのあるスカートとで形成される。
【００１３】
本発明の更なる態様によれば、タービンホイールにおいて接線方向入力の丸みのあるスカートバケット及び非ブレード付き閉鎖バケットのブレード無し設計を全体ブレード付き閉鎖部材で改造する方法が提供される。本方法は、ホイールからブレード無し閉鎖バケットを取り除く段階と、ホイールから丸みのあるスカートを有する隣接する後バケットを取り除く段階と、ホイールから丸みのあるスカートを有する隣接する前バケットを取り除く段階とを含む。本方法は更に、前縁上の丸みのあるスカートと後縁上の平坦なスカートとを有する隣接する前バケットをホイールの外周上に閉鎖ノッチを通して取り付ける段階と、後縁上に丸みのあるスカートと前縁上に平坦なスカートとを有する隣接する後バケットをホイールの外周上に閉鎖ノッチを通して取り付ける段階とを含む。前縁及び後縁上に平坦なスカートを有するブレード付き閉鎖バケットは、ホイールの外周上に閉鎖ノッチを通して取り付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のこれら及び他の特徴、態様並びに利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めばより理解されるであろう。図面全体を通じて同じ参照符号は同じ要素を示している。
【００１５】
本発明の以下の実施形態には、全体にブレード付きの閉鎖設計を提供することによって丸みのあるスカートダブテールを備えたタービンホイールの性能を改善することを含む、多くの利点がある。また、丸みのあるスカートダブテールを有する既存のタービンホイールに関するブレード無し閉鎖設計をブレード付き閉鎖設計を利用して改造するための方法が提供される。
【００１６】
接線方向入力の丸みのあるスカートダブテールにおける全体ブレード付き閉鎖設計は、ブレード付き閉鎖バケットの両側にブレード付き閉鎖バケットと隣接ブレード付きバケットを含む、３つのブレード付きバケットを利用する。隣接ブレード付きバケットは、ブレード付き閉鎖バケットに隣接する円周面上に平坦なスカートダブテールを設け、ブレード付き閉鎖バケットに対向する円周面上には丸みのあるスカートダブテールを設けている。ブレード付き閉鎖バケットと隣接ブレード付きバケットとの界接部にある平坦なスカートにより、各面上に平坦なスカートの十分な幅がこれらの間の保持キーを支持できるようになる。
【００１７】
図３Ａは、ホイールの実質的に外周全体に雄ダブテール部を含む本発明の例示的なタービンを示している。タービンホイール１００は、ホイールの実質的に外周全体に雄ダブテール１００部を含む。雄ダブテール１１０は、上側突出部１２５と下側突出部１３０とを含むことができる。２つの突出部又はフックは、バケットの根元上の相補的雌構造体との嵌合を可能にする。雄ダブテールの部分を取り除くことによって形成されるノッチ１２０は、ホイールの外周上のバケット装荷位置に配置される。図示のように、ノッチ面１４０は、ほぼ半径方向及び円周方向に平坦な構造を形成する。２つのブレード付きバケット１８０は、ホイールの外周上に取り付けられる。ノッチはクロスピン（図示せず）用の２つの保持孔１５０を備えて示されている。図３Ｂは、閉鎖ノッチ用の雌嵌合部分を含む、ブレード４３０を備えたブレード付き閉鎖バケット４００の接線方向図を示している。ブレード付き閉鎖バケット４００の雌嵌合構造体４０５は、図３Ａのノッチ１２０上にバケットを嵌め込むために設けられる。ノッチ１２０及び雌嵌合構造体４０５は、ほぼ平坦な構造体を備えることができる。代替として、ノッチ及びタング４１５の雌嵌合構造体４０５は、テーパーを付けることができる。
【００１８】
図４Ａは、本発明の例示的なブレード付き閉鎖バケットを示す。図４Ｂは、タービンホイールのノッチ上に単独で立っている本発明の例示的なブレード付き閉鎖バケットを示している。ブレード付き閉鎖バケット４００は、根元部分４１０、プラットフォーム４２０及び翼形部４３０を含むことができ、根元部分４２０は、半径方向内方に延び且つ横方向に間隔を置いて配置されたタング４１５のペアで形成され、プラットフォーム４２０は、各円周面上に平坦なスカート４３５で形成される。タング４１５は、これらの間に開口を画成し、ホイール上でノッチ（図３Ａ）を跨ぐように適合される。各タング４１５は、ノッチ形状に相補的な内面４４０を含むことができる。根元の外側軸方向表面４６０はほぼ平坦である。タング４１５の外側軸方向表面４６０は、１つ又はそれ以上の保持孔４５０を含むことができ、保持孔４５０はタング４１５を貫通して軸方向に延びる。ブレード付き閉鎖バケットはまた、根元の各円周面上に平坦な表面（スカート）を含むことができる。根元４４１０の各円周面上の平坦なスカート４３５は、少なくとも１つの保持孔４７０を含み、該保持孔は、ほぼ半円形状で、隣接ブレード付きバケットの隣接する円周面内にある相補的半円孔と半径方向で整列されている。少なくとも１つの保持孔４７０は、スカート４３５の軸方向幅全体にわたって全体に延びている。これらの孔を合わせて、円形保持キー４７５用の配置を定義し、このキーがブレード付き閉鎖バケット４００を所定位置にロックするための隣接ブレードからの支持を提供する。保持孔４７０は、各境界部の１つ又はそれ以上の孔で実施され、これにより１つ又はそれ以上のキーを用いてブレード付き閉鎖バケット４００の支持を提供することができる。平坦なスカート４３５を有するブレード付き閉鎖バケット４７０を利用することで、キーは、バケットの十分な幅全体にわたる支持を提供し、バケットに安定を付加し、バケットに加わるフック剪断力に打ち克つのに十分な表面支持を提供することになる。
【００１９】
保持キーに加えて、ブレード付き閉鎖バケットはまた、各タング４１５で適合する保持孔４５０を貫通して軸方向に延びる少なくとも１つの保持ピン（クロスピン）４８０を備えることができる。ピン４８０用の保持孔４５０は、ブレード付き閉鎖バケットの円周面間のタング４１５上でほぼ中心に位置する。１つよりも多い保持孔が設けられる場合、孔は、ホイール（図示せず）の中心から半径方向ライン上に設けることができる。１つのタング４１５の保持ピン孔４５０は、第２のタング４１５の対応する孔と半径方向及び円周方向に整列される。ブレード付き閉鎖バケット４００は、ノッチ内の所定位置に取り付けられ、両方のタング４１５の保持孔４５０もまた、雄ダブテールのノッチに隣接して半径方向に並ぶ。タング４１５の保持孔４５０は、ホイール１００のノッチ１２０部分（図３Ａ）の保持ピン孔１５０と半径方向及び円周方向に整列している。保持ピン４８０は、タング４１０及びノッチ両方を貫通して延びる各孔に提供される。ブレード付き閉鎖バケット４００のサイズ及び段に対する特定の負荷に応じて、１つ又は２つのピンを必要とする場合がある。小さなバケットでは、クロスピンは必要とされないことがある。
【００２０】
図５は、全体ブレード付き閉鎖設計における隣接するブレード付きバケットを示している。タービンホイール５００はまた、隣接バケット５１０のペアを含み、１つが、ブレード付き閉鎖バケット（図示せず）用のノッチ５０５の片側に組み付けられる。隣接バケット５１０は、根元部分５１５、プラットフォーム５２０、及び翼形部５３０を備える。根元部分５１５は、ホイール５００の外周上の雄ダブテール５１８に相補的な雌ダブテール５１７を備える。プラットフォーム５２０は、ブレード付き閉鎖バケット（図示せず）に隣接する円周面上に平坦なスカート５３５と、ブレード付き閉鎖バケットに対向する円周面上の丸みのあるスカート５４０とを備える。根元の各円周面上の平坦なスカート５３５は、少なくとも１つの保持孔５８０を含み、これはほぼ半円形状で、ブレード付き閉鎖バケットの隣接円周面内の相補的な半円孔と半径方向で整列されている。少なくとも１つの保持孔５８０は、平坦なスカート５３５の軸方向幅にわたって全体に延びている。これらの孔を合わせて、円形キー４７５（図４Ｂ）の配置を定義し、このキーは、ブレード付き閉鎖バケットを所定位置にロックするための隣接ブレードからの支持を提供する。保持孔５８０は、各境界部の１つ又は２つの孔で実施され、これにより１つ又はそれ以上のキーを利用してブレード付き閉鎖バケットの支持を提供することができる。平坦なスカート４３５を有する隣接バケットを利用することで、キーは、バケットの十分な幅全体にわたる支持を提供し、バケットに安定を付加し、バケットに加わるフック剪断力に打ち克つのに十分な表面を提供することになる。
【００２１】
図６は、タービンホイール６００上の全体ブレード付き閉鎖バケット用のバケット６０５のセットを示している。バケット６０５のセットに加えて、タービンホイール６００は更に、ホイール上に組み付けられて外周上の残りのスペースを埋める複数のバケット（２つのバケットが図示されている）を含む。複数のバケットは、根元部分６３６、プラットフォーム６２６、及び翼形部６１６を含む。根元部分６３６は、ホイール上の雄ダブテール６１５に相補的な雌ダブテール（図示せず）で形成される。複数のバケット６０６は、丸みのあるスカート６２５で形成されたプラットフォーム６２６を組み込む。同様に図６を参照すると、本発明の別の態様は、タービンホイール６００に対するブレード無し閉鎖バケットを改造するためのブレード付きバケット６０５のセットを含むことができる。雄ダブテール６１５は、ホイール６００の実質的に外周６１９全体に形成され、ホイール６００の外周上のバケット装荷位置で雄ダブテール６１５の部分を取り除くことによって形成されたノッチ（図示せず）で中断される。ブレード付きバケット６０５のセットは、根元部分６３２、プラットフォーム６２２、及び翼形部６１２を含む、ブレード付き閉鎖バケット６３５を含むことができる。根元部分６３２は、半径方向内方に延び且つ横方向に間隔を置いて配置されたタング６２６のペアで形成することができ、プラットフォーム６２２は、各円周面上に平坦なスカート６４０で形成される。ブレード付きバケット６０５のセットはまた、隣接するブレード付きバケット６４５のペアを含むことができ、１つのブレード付きバケット６４５はブレード付き閉鎖バケット６３５の各側部上での組み付け用である。根元部分６３４は、ホイール６００上の雄ダブテール６１５に相補的な雌ダブテール（図示せず）で形成される。セット６０５は更に、少なくとも１つの軸方向孔保持ピン孔５７０（図５）を通ってブレード付き閉鎖バケット６３５及び各隣接バケット６４５を接続する少なくとも１つの保持キー６５０を含むことができ、保持ピン孔５７０は、ブレード付き閉鎖バケットの平坦なスカート６４０の軸方向長さ全体にわたり、更に、隣接バケット（図４）の平坦なスカート６４０の軸方向長さ全体に及ぶ。ブレード付き閉鎖バケットのタング４１５（図４Ｂ）は、開口を画成し、これを覆ってタングがホイール６００上のノッチ５０５を跨ぐように適合される。タング４１５は更に、平坦な内面又はテーパー内面の何れかを含むことができる。テーパー内面の場合、該面は、内面の半径方向内側部分から半径方向外側部分まで軸方向内方に先細になっている。タング４１５は、半径方向及び円周方向に整列した保持ピン孔（図４Ａ、４５０）の少なくとも１つを含むことができる。保持ピン孔４５０は、他のタングの保持ピン孔（図４Ａ、４５０）と半径方向及び円周方向に整列され、閉鎖バケット６４５がホイール６００上に取り付けられたときに雄ダブテール６１５と同じ高さで半径方向に配置することができる。セットはまた、各タング４１５内で半径方向及び円周方向に整列した保持ピン孔４５０と、ホイール６００の外周におけるノッチの保持ピン孔（図５、５０５）とのうちの少なくとも１つを通って挿入するための少なくとも１つの保持ピン６６０を含むことになる。
【００２２】
セット６０５の隣接バケット６４５はまた、ブレード付き閉鎖バケット６４５と対向する各円周面上に丸みのあるスカート６２５を備えたプラットフォーム６２６を含むことができる。ブレード付き閉鎖バケット６３５に隣接する円周面上では、隣接バケット６４５が平坦なスカート６４０を備える。平坦なスカート６４０上には、保持キー用の少なくとも１つの孔（図５、５８０）を形成することができる。少なくとも１つの孔は、ブレード付き閉鎖バケット６３５上に相補的な１つ又は複数の孔（図４Ａ、４７０）と半径方向に整列される。隣接バケット６４５及びブレード付き閉鎖バケット６３５上の孔の各々は、ほぼ半円形であり、これにより保持キー６５０用の全体的に丸みのある孔を形成することができる。１つよりも多い保持キーは、ブレード付き閉鎖バケット６３５と隣接バケット６４５との間の界面部で利用することができる。平坦なスカートにより、１つ又は複数の保持キーがブレード付き閉鎖バケット６３５及び隣接バケット６４５の両方の軸方向長さ全体と平坦なスカートに沿って接触を維持することが可能になる。
【００２３】
ブレードの効率を改善するため、タービンホイールにおいて接線方向入力で丸みのあるスカートバケット及び非ブレード付き閉鎖ブロックのブレード無し設計を全体ブレード付き閉鎖部材で改造するための方法を提供することができる。本方法は、ホイール（図１）からブレード無し閉鎖ブロック２６及び隣接バケット１８（閉鎖ブロックに隣接する丸みのあるスカートを有する後縁バケット及び前縁バケット）を取り除く段階を含むことができる。
【００２４】
ここで、図４Ａ、４Ｂ、５及び６を参照し取り付けについて説明する。前縁に丸みのあるスカート５４０及び後縁に平坦なスカート５３５を有する前バケット５１２がノッチ５０５により取り付けられ、ホイール５００の雄ダブテール５１８上に位置付けられる。次いで、後縁に丸みのあるスカート５４０及び前縁に平坦なスカート５３５を含む後バケット５１４が閉鎖ノッチ５１５により取り付けられ、ホイールの雄ダブテール５１８上に位置付けられる。前縁及び後縁に平坦なスカート６４０を備えたブレード付き閉鎖バケット６３５が閉鎖ノッチ５０５によりホイールの雄ダブテール５１８上に挿入される（図６）。
【００２５】
本方法は更に、閉鎖バケット６３５及び各隣接バケット６４５をロックする少なくとも１つの保持キー６５０を用いてブレード付き閉鎖バケット６３５をホイール６００上の所定位置にキー固定する段階を含むことができる。ブレード付き閉鎖バケットを改造する方法はまた、少なくとも１つの保持ピン６６０を用いてブレード付き閉鎖バケット６３５をホイール６００上の所定位置にピン固定する段階を含むことができ、少なくとも１つの保持ピン６６０は、ホイールのノッチ付き外周における保持孔の少なくとも１つと半径方向及び円周方向に整列したブレード付き閉鎖バケット６３５の各タング４１５において少なくとも１つの保持孔４５０を通って軸方向に配置されている。本方法はまた、ブレード付き閉鎖バケットを所定位置に固定するための両方の方法の組み合わせを含むことができる。換言すると、本方法は、閉鎖バケット及び各隣接バケットを接続する少なくとも１つの保持キーを用いてホイール上の所定位置にブレード付き閉鎖バケットをキー固定する段階を提供することができる。本方法は、少なくとも１つの保持ピン６６０を用いてホイール６００上の所定位置にブレード付き閉鎖バケット６３５をピン固定することにより、更なる強度を達成することができる。少なくとも１つの保持ピン６６０は、半径方向及び円周方向に整列しているブレード付き閉鎖バケット６３５の各タング４１５において少なくとも１つの保持孔５８０を貫通して軸方向に配置することができる。少なくとも１つの保持ピン６６０は更に、ホイール６００のノッチ付き雄ダブテール５１８内の保持孔５７０の少なくとも１つと整列している。
【００２６】
本明細書において種々の実施形態を説明したが、本明細書の各要素の種々の組み合わせ形態、変形形態、又は改善形態を具現化することができ、これらは本発明の範囲内にあることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】タービンホイールのダブテール形の外周の閉鎖ノッチ内に取り付けられた従来技術の非ブレード付き閉鎖ブロックを示す図。
【図２】タービンホイールの深い切り込みノッチを有する従来技術のブレード付き閉鎖ブロックを示す図。
【図３Ａ】ホイールの実質的に外周全体に雄ダブテール部分を含む本発明の例示的なタービンを示す図。
【図３Ｂ】閉鎖ノッチ用の雌嵌合部分を含む例示的な閉鎖バケットを示す図。
【図４Ａ】本発明の例示的なブレード付き閉鎖バケットを示す図。
【図４Ｂ】タービンホイールのノッチ上に単独で立っている本発明の例示的なブレード付き閉鎖バケットを示す図。
【図５】全体ブレード付き閉鎖設計の隣接ブレード付きバケットを示す図。
【図６】タービンホイール上の全体ブレード付き閉鎖設計のバケットのセットを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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